一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法技术

本发明专利技术涉及一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，属于稀土永磁材料技术领域，将N片待扩散热处理并完成扩散介质包覆的钕铁硼磁体毛坯和N+1片金属铜板间隔堆叠形成组合体，且钕铁硼磁体毛坯位于相邻的金属铜板之间，对所述组合体进行热处理，获得钕铁硼磁体，本发明专利技术将钕铁硼磁体毛坯和金属铜板间隔堆叠，利用铜具有的导热系数大、热传导性好的性能，缩短热处理时间，提高了晶界扩散效率，减少能源消耗。减少能源消耗。减少能源消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法


[0001]本专利技术属于稀土永磁材料
，具体地说涉及一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法。

技术介绍

[0002]钕铁硼磁体是迄今为止磁性最强的磁性材料，广泛应用在家用电器、电力通讯、航空航天、汽车工业、医疗器械、节能电机、新能源、风力发电等领域，其是目前发展最快、市场前景最好的永磁材料。钕铁硼磁体具有高磁能积、高矫顽力、高能量密度、高性价比和良好的机械特性等突出优势，己经在高新
中担当了重要的角色。经过多年的研究发展，以具有合理的合金成分和成熟的制备工艺，使钕铁硼磁体的剩磁和最大磁能积达到理论值的90％以上，然而其矫顽力不足理论值的30％，如何提高钕铁硼磁体的矫顽力成了磁性材料行业的重点难题。
[0003]目前，制备高矫顽力钕铁硼磁体的常用方法是加入重稀土元素Dy和/或Tb，主要包括三种方式:(1)通过元素合金化的方法，在合金熔炼时直接在母合金中加入Dy和/或Tb等金属；(2)通过双合金法的方式，在粉末中加入含有富Dy和/或Tb的合金粉末；(3)通过晶间富稀土相向钕铁硼磁体中扩散Dy和/或Tb。以上三种方式中，通过晶界扩散方式制得含Dy和/或Tb的钕铁硼磁体，其具有更高的综合磁性能，并且只需消耗少量的Dy和/或Tb，是当前研究最多的方式。
[0004]目前，常见的钕铁硼磁体晶界扩散方法包括:表面涂覆+热处理、电泳沉积+热处理、蒸镀+热处理、磁控溅射+热处理等，通过调节热处理的温度和时间，将表面的重稀土元素沿晶界扩散至磁体内部，形成核
‑
壳结构。但是，重稀土元素Dy或Tb沿磁体晶界从磁体表面扩散进入磁体内部的速度非常慢，扩散时间较长，需要消耗大量的能源。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，包括以下步骤：
[0008]S1、将N片待扩散热处理并完成扩散介质包覆的钕铁硼磁体毛坯和N+1片金属铜板间隔堆叠形成组合体，且钕铁硼磁体毛坯位于相邻的金属铜板之间；
[0009]S2、对所述组合体进行热处理，获得钕铁硼磁体。
[0010]进一步，所述金属铜板的厚度为钕铁硼磁体毛坯的厚度的1/6
‑
2/3。
[0011]进一步，所述金属铜板厚度为1
‑
2mm，所述钕铁硼磁体毛坯的厚度为3
‑
6mm。
[0012]进一步，所述热处理的温度为700
‑
900℃，热处理的保温时间为2
‑
10小时。
[0013]进一步，在热处理之后进行回火处理，所述回火处理的温度为450
‑
490℃，回火处理的保温时间为1
‑
3小时。
[0014]进一步，所述钕铁硼磁体毛坯为以RE2Fe
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B相为主要磁相的磁体，其中，RE为稀土元素中的至少一种。
[0015]进一步，选择钕铁硼永磁材料作为扩散基体，采用沉积方式在扩散基体表面形成重稀土金属层完成扩散介质包覆，所述沉积方式为磁控溅射、热蒸发、多弧离子镀中的一种。
[0016]进一步，在扩散介质包覆前，对扩散基体进行预处理，清除扩散基体表面的杂质及氧化层，所述预处理包括除油、酸洗、超声清洗和吹干。
[0017]进一步，对预处理后的扩散基体进行离子活化处理，将预处理后的扩散基体放入磁控溅射真空室内，抽真空，充入高纯Ar(纯度≥99.999％)，调节真空室真空度，通过离子源将高纯Ar电离为Ar+，在扩散基体上施加负偏压吸引高能Ar+轰击其表面，进一步清除扩散基体表面的杂质及氧化层。
[0018]本专利技术的有益效果是：
[0019]1、将钕铁硼磁体毛坯和金属铜板间隔堆叠，利用铜具有的导热系数大、热传导性好的性能，缩短热处理时间，提高了晶界扩散效率，减少能源消耗。
[0020]2、相较于传统的热处理，钕铁硼磁体的性能更高，在基本不损失剩磁的前提下，提高了磁体的矫顽力，使其具有更广阔的应用前景。
[0021]3、通过优选钕铁硼磁体毛坯和金属铜板的厚度比例，既增强了组合体的导热系数，又保障了热处理效果。
[0022]4、金属铜板具有重复使用性，符合绿色节能的新理念。
[0023]5、优化热处理的温度及时间，确保主相晶粒在回火处理时不会重新长大，同时，富稀土相形成的液相在晶界流动，均匀包覆主相的晶粒，重稀土充分扩散到钕铁硼磁体晶界。
[0024]6、工艺简单，成本低，适合大规模批量生产。
附图说明
[0025]图1是组合体的结构示意图。
[0026]附图中：1
‑
钕铁硼磁体毛坯、2
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金属铜板。
具体实施方式
[0027]为了使本领域的人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合本专利技术的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。此外，以下实施例中提到的方向用词，例如“上”“下”“左”“右”等仅是参考附图的方向，因此，使用的方向用词是用来说明而非限制本专利技术创造。
[0028]如图1所示，一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，包括以下步骤：
[0029]S1、将N片待扩散热处理并完成扩散介质包覆的钕铁硼磁体毛坯1和N+1片金属铜板2间隔堆叠形成组合体，且钕铁硼磁体毛坯1位于相邻的金属铜板2之间。也就是说，在钕铁硼磁体毛坯1的上表面和下表面均盖敷有金属铜板2，钕铁硼磁体毛坯1与金属铜板2依次堆叠形成组合体，且组合体的顶部和底部均是金属铜板2。
[0030]所述金属铜板2的厚度为钕铁硼磁体毛坯1的厚度的1/6
‑
2/3。为了避免钕铁硼磁
体毛坯1过厚，影响渗透效果及性能提升效果，优选的，所述钕铁硼磁体毛坯1的厚度为3
‑
6mm。同时，由于铜的导热系数大，金属铜板2可以增加组合体整体的等效导热系数，热量快速传导，温度响应提前，使组合体整体导热系数增强。当金属铜板2的厚度太薄时，升温快但是保温效果差，热处理效果不理想。当金属铜板2的厚度太厚时，增加整体热阻，导致保温时间增长。因此，专利技术通过实验优选出金属铜板2厚度为1
‑
2mm，既增强了组合体的导热系数，又保障了热处理效果。
[0031]也就是说，专利技术人将钕铁硼磁体毛坯1和金属铜板2间隔堆叠，利用铜具有的导热系数大、热传导性好的性能，缩短热处理时间，提高了晶界扩散效率，减少能源消耗。同时，金属铜板2具有重复使用性，符合绿色节能的新理念。
[0032]所述钕铁硼磁体毛坯1为以RE2Fe
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B相为主要磁相的磁体，其中，RE为稀土元素中的至少一种。选择钕铁硼永磁材料作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、将N片待扩散热处理并完成扩散介质包覆的钕铁硼磁体毛坯和N+1片金属铜板间隔堆叠形成组合体，且钕铁硼磁体毛坯位于相邻的金属铜板之间；S2、对所述组合体进行热处理，获得钕铁硼磁体。2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，其特征在于，所述金属铜板的厚度为钕铁硼磁体毛坯的厚度的1/6
‑
2/3。3.根据权利要求2所述的一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，其特征在于，所述金属铜板厚度为1
‑
2mm，所述钕铁硼磁体毛坯的厚度为3
‑
6mm。4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，其特征在于，所述热处理的温度为700
‑
900℃，热处理的保温时间为2
‑
10小时。5.根据权利要求4所述的一种钕铁硼磁体晶界扩散热处理方法，其特征在于，在热处理之后进行回火处理，所述回火处理的温度为450
‑
490℃，回火处理的保温时间为1

【专利技术属性】
技术研发人员：孙禄涛，马跃华，林笑，白馨元，苑潇，李璐平，谭博，
申请(专利权)人：有研稀土青岛有限公司，
类型：发明
国别省市：