一种小尺寸R-T-B稀土永磁体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种小尺寸R

【技术实现步骤摘要】
一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法


[0001]本专利技术涉及磁性材料
，具体为一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法。

技术介绍

[0002]R
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B系稀土永磁材料是支撑现代社会的一种重要基础功能材料，具有超高的能量密度和较好的高温服役性能，它可以高效率的实现能量与信息之间的相互转换，因其优异的磁性能，R
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B系稀土永磁体被广泛运用于交通、医疗、计算机、家电、能源、航空航天等众多领域，深入到国民经济的方方面面，与人们的生活息息相关。
[0003]R
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B稀土永磁材料主要由Nd2Fe
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B主相，富稀土相，富B相等相结构组成，矫顽力机制为反磁化畴形核理论和晶界去磁耦合交换机理，这决定了主相晶粒各向异性场和晶粒边界相微观结构对矫顽力的重要影响。通常提高矫顽力的方法主要通过细化晶粒，优化晶粒边界相结构，或者在熔炼过程添加各向异性场较高的Tb、Dy、Ho等元素，但Dy、Tb、Ho和Fe是反铁磁性耦合，使磁铁饱和磁化强度和剩磁出现较大幅度下降，同时重稀土元素进入主相，造成昂贵的重稀土资源的极大浪费，不仅无法生产超高性能磁体，而且显著增加了产品成本。晶界扩散工艺将以重稀土元素为主的单质、合金或化合物附着在磁体的表面，通过热处理使重稀土元素以沿晶为主、穿晶为辅的方式扩散到磁体内部，在主相晶粒表面形成高各向异性场的壳层，达到利用极少量重稀土大幅提高磁体矫顽力的效果。
[0004]目前晶界扩散工艺方法种类很多，在企业中已经大批量生产运用的主要有喷涂、物理气相沉积、丝印和浸渍等。其中常规喷涂、物理气相沉积、丝印和浸渍法都难以对较小尺寸磁体进行单质和复合合金膜扩散，在实际生产过程更是存在生产效率低，产品一致性差，性能不高的问题。
[0005]专利CN102473515A中提到将重稀土金属或合金扩散源和稀土永磁体放入工装内，使其在能够相对移动且充分接近或直接接触的状态下进行加热处理，大大降低了蒸镀温度，提高了扩散源利用率，提高了磁体性能一致性。但是靶材和稀土永磁体在接触状态下易发生粘连，且由于合金各元素蒸汽压不一致，合金扩散源在持续蒸发过程，合金成分会不断发生偏析，导致扩散源成分不断发生改变，大大减小扩散源使用寿命，使稀土永磁体生产一致性不可控。
[0006]扩散过程通常需要伴随着合金元素，低熔点合金扩散源在热处理过程，进入晶界相降低富稀土液相的熔点，有助于稀土元素快速扩散，使稀土元素扩散进入距离表面更深位置，提高稀土元素扩散效率，大大降低扩散稀土元素的用量。
[0007]专利CN101331566B中关于扩散源和稀土永磁体分离相对静止扩散方式扩散源气化后弥散开来，扩散源利用率很低，稀土永磁体沉积膜层一致性差，稀土永磁体和隔离网之间存在印记，严重影响产品质量。
[0008]值得说明的是，自2004年6月日本独立行政法人科学技术振兴机构首次提出PVD蒸镀工艺概念以来，自2006年3月开始，日立金属和爱发科陆续申请大量有关针对较小规格产品的蒸镀工艺，国内外知名高校，研究院所和钕铁硼企业对蒸镀工艺也进行了大量的研发
工作，但时至今日，该工艺在实际产业化方面仍存在较大困难，诸如粘料，缺角，工艺温度区间窄，靶材成分偏析，性能提升效果不佳等难题，工艺控制极为困难，大批量生产受限。
[0009]目前钕铁硼行业所熟知的磁控溅射，多弧离子镀，喷涂，丝印等大批量生产较大规格产品工艺路线已经非常成熟，但针对较小规格磁体磁控溅射，多弧离子镀，喷涂等常规晶界扩散工艺无法较好的实现大批量生产，摆片、翻面困难，生产效率非常低，人工成本很高，且操作极不方便，存在诸多产品品质问题，因此部分钕铁硼企业提出采用较大片磁体晶界扩散的方法，这需要扩散较多重稀土，且扩散后需要切割小片和加工圆片，增加了加工成本和造成重稀土浪费，小片产品的机加工损伤效应也显得格外突出，此工艺往往需要扩散较厚产品，扩散方向存在较大的性能梯度，产品使用受到一定的影响。也有企业尝试使用浸渍的方式对较小尺寸产品进行浸渍扩散处理，该工艺制备的产品性能一致性较差，性能提升幅度不高，自动化程度较低，生产存在诸多问题。
[0010]此外，圆柱、复杂瓦型、圆环类等异型，特殊取向如径向、多极等产品，由于扩散面非平面，取向方向不易寻找，通常还存在表磁要求，常规晶界扩散工艺无法生产此类特殊要求产品，本专利技术可以实现此类产品的生产，不受任何形状和尺寸限制，除以上提及产品类，还包括较小平面类尺寸产品。这些较小尺寸产品通常在熔炼工序以重稀土元素添加的方式进入，大部分重稀土元素进入主相晶粒，重稀土元素利用率很低。烧结毛坯加工成较小规格产品过程，出材率极低，通常小于40％，大部分富含重稀土元素的坯料被加工成料头和磁泥，造成了重稀土元素的极大浪费。
[0011]因此，亟需一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法来解决这个问题。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的在于提供一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，以解决较小尺寸产品晶界扩散工艺难以大批量生产的问题。
[0013]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，包括任意形状、任意尺寸的经表面活化处理后的R
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B系烧结磁体，将烧结磁体放入滚筒状转动装置，进行一边转动一边附着的旋转式表面附着浆料，附着方式为向转动中的烧结磁体喷涂，或者将烧结磁体堆积的转动装置下部浸泡在浆料中使浆料浸渍烧结磁体。
[0014]在一种较优的方案中，转动装置为圆柱形转笼，且其表面为网状，转动装置的中心线水平，转动装置以中心线为转轴保持一个方向转动。
[0015]本方案中可选的，转动装置内部的中心线处固定安装有一个喷枪或多个沿中心线等距分布的喷枪；转动装置设有抽送风系统用于预热和风干烧结磁体。
[0016]在本可选方案中较优的，转动装置转动时，烧结磁体在转动装置内部所占的弧面范围对应的圆心角为β1，喷枪的实际喷射角为β2，β1＝2β2且喷枪喷射范围包括烧结磁体沿转动方向的尾端。
[0017]上述方案中可选的，转动装置安装在溶液槽中，溶液槽设有进、出料口用于供、排浆料和调节溶液槽中的浆料高度；溶液槽还设有抽送风系统用于预热和风干烧结磁体；溶液槽底部还设有超声系统使附着均匀致密。
[0018]在本可选方案中较优的，转动装置浸泡在浆料中的部分对应的圆心角为θ1，转动装置转动时，烧结磁体在转动装置内部所占的弧面范围对应的圆心角为θ2，两个圆心角对
应的弧沿转动方向的前端位置重合或相近。
[0019]在上述任一方案中较优的，烧结磁体放入转动装置的同时放入适量辅助球体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，其特征在于：包括任意形状、任意尺寸的经表面活化处理后的R
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B系烧结磁体，将所述烧结磁体放入滚筒状转动装置，进行一边转动一边附着的旋转式表面附着浆料，附着方式为向转动中的烧结磁体喷涂，或者将烧结磁体堆积的转动装置下部浸泡在浆料中使浆料浸渍烧结磁体。2.根据权利要求1所述的一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述转动装置为圆柱形转笼，且其表面为网状，转动装置的中心线水平，转动装置以中心线为转轴保持一个方向转动。3.根据权利要求2所述的一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述转动装置内部的中心线处固定安装有一个喷枪或多个沿中心线等距分布的喷枪；转动装置设有抽送风系统用于预热和风干烧结磁体。4.根据权利要求3所述的一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述转动装置转动时，烧结磁体在转动装置内部所占的弧面范围对应的圆心角为β1，喷枪的实际喷射角为β2，β1＝2β2且喷枪喷射范围包括烧结磁体沿转动方向的尾端。5.根据权利要求2所述的一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述转动装置安装在溶液槽中，溶液槽设有进、出料口用于供、排浆料和调节溶液槽中的浆料高度；溶液槽还设有抽送风系统用于预热和风干烧结磁体；溶液槽底部还设有超声系统使附着均匀致密。6.根据权利要求5所述的一种小尺寸R
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B稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述转动装置浸泡在浆料中的部分对应的圆心角为θ1，转动装置转动时，烧结磁体在转动装置内部所占的弧面范围对应的圆心角为θ2，两个圆心角对应的弧沿转动方向的前端位置重合或相近。7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种小尺寸R
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑大伟，周军，孙红军，宋伟，徐鹏，聂凯，翟厚勤，王海燕，
申请(专利权)人：中钢天源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：