一种R-T-B永磁体生产工艺制造技术

一种R

【技术实现步骤摘要】
一种R
‑
T
‑
B永磁体生产工艺


[0001]一种R
‑
T
‑
B永磁体生产工艺，属于永磁体重稀土溅射工艺


技术介绍

[0002]稀土永磁材料中R
‑
T
‑
B型永磁材料（R为Y/La/Ce/Pr/Nd/Ho/Dy/Tb之中的一种或多种，T为Fe和Co，B为硼元素）因同时具有高磁能积、高矫顽力的特点，在消费品电子、风力发电、新能源汽车、智能制造、工业机器人等领域发挥着重要作用。
[0003]专利文献CN104900359B中公开了一种重稀土晶界扩散技术，该专利技术通过重稀土金属合金的复合靶材蒸发，将重稀土附着于R
‑
T
‑
B磁体表面，通过后续高温热处理使重稀土进一步沿着熔融态的晶界相渗透、扩散到磁体内部的技术。经过该技术处理，可使重稀土元素择优富集于晶界以及主相晶粒外沿区域，从而大幅提高磁体矫顽力的同时，剩磁及磁能积不会显著降低，并大幅节省重稀土消耗量。
[0004]在晶界扩散
，通过溅射的方式将重稀土附着于稀土永磁体表面后再进行热处理的方式同样是稳定且有效的实施路径。
[0005]专利文献CN106282948B和CN111524670A（已公开，未授权）中公开了一种采用连续通过式设备在磁体表面磁控溅射沉积重稀土并进行高温加热，从而晶界扩散产品批量生产的方法，但该方法在实际应用中有2项前提条件：一是待溅射磁体必须加工成接近成品的尺寸，以保证被溅射面与磁体的磁化方向垂直；二是每片磁体磁化方向垂直的一面朝上排列，使得高温加热过程中可以使溅射沉积的重稀土沿着磁化方向渗入磁体内部，因为重稀土沿着磁体的磁化方向容易扩散，非专利文献《Anisotropy of grain boundary diffusion in sintered Nd Fe B magnet》Applied Physics Letters ，2014 ，104（26）中就报道了相关研究结果。
[0006]但是这将导致两个弊端：一是在进行批量溅射之前将每一片磁体整齐排列摆放在托盘上，导致生产效率降低；二是该种方法只适用于磁化方向尺寸小于晶界扩散极限尺寸的产品，因为产品过厚时重稀土无法有效渗透至产品内部，即是说对于非磁化方向产品尺寸很薄而磁化方向尺寸很大产品，即便其也是薄尺寸产品，但受限于现有技术，无法实施晶界扩散。专利文献CN101939804B和CN112908601A（已公开，未授权）中虽然分别用涂覆和溅射的方式从非磁化方向上进行扩散，但是针对非磁化方向的扩散能力不足的实际问题没能给出明确的解决方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种连续化高生产效率，且从磁化方向及非磁化方向均能够实现重稀土扩散的永磁体生产工艺。
[0008]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种R
‑
T
‑
B永磁体生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：1）R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯在一个方向上切割为15mm以下作为厚度方向，厚度方向两
侧为被溅射面；2）被溅射面进行表面处理后，对被溅射面进行重稀土溅射镀膜，被溅射面与磁化方向平行或垂直，其中，当被溅射面与磁化方向平行时，则重稀土溅射镀膜厚度为磁体厚度的0.12%~2.4%；3）步骤2）所得R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯在600~1000℃保温3~60h；其中，当被溅射面与磁化方向平行时，分两段保温，第一段保温温度600~900℃，保温0~50h，第二段保温800~1000℃，保温3~50h，且第二段保温比第一段保温温度高30~100℃；4）步骤3）所得R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯回火热处理，获得R
‑
T
‑
B永磁体。
[0009]步骤1）将R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯任一厚度方向切割为15mm以下；即，仅对R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯的其中一个边方向在溅射前进行切割，保留原毛坯除厚度外的两个方向的长度不变，而是在后续步骤完成后再进行切割，增大了后续步骤单个毛坯的被溅射面尺寸，减少了片数，即，在后续步骤设备容积相同的情况下，不切割至最终产品所需的尺寸进行后续步骤，能够显著减少后续物料摆放、码盒所需的时间，提高生产效率，同时能够有效减少因单片毛坯尺寸小、摆放数量多导致的摆放整齐难度大，或者导致的磕边、崩坏或碎裂现象，显著提高了产品合格率。进一步的，由于进行重稀土溅射镀膜时，一面溅射镀膜后需要对所有R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯翻面进行另一面的镀膜，因此，节省摆放码盒与翻面的时间将能够大大提高生产效率。
[0010]在此基础上，无论磁化方向平行或垂直于厚度方向，均以厚度方向竖直的形式对毛坯进行溅射步骤，如果厚度方向平行于磁化方向，则磁化方向垂直于被溅射面，采用本领域技术人员已知的溅射条件（厚度、时间等）进行表面溅射即可；如果厚度方向垂直于磁化方向，则此时磁化方向平行于被溅射面，由于
技术介绍
中提到的重稀土在非磁化方向的扩散能力不足的问题，本专利技术采用所述的特定溅射厚度配合特定的保温方法，能够实现毛坯表面重稀土薄膜在非磁化方向上向晶体内的扩散，获得足够的矫顽力与剩磁。
[0011]其中，采用特定溅射厚度配合两段保温的方法，第一段采用较低温度，第二段采用较高温度，能够避免毛坯在高温下过长时间保温导致晶体受损，保护晶体结构，从而延长保持晶体结构情况下的保温时间，进一步的，使重稀土元素获得足够的扩散时间，保证矫顽力与剩磁，同时也能保证最终永磁体获得良好的重稀土元素在内部的分布梯度，即良好的内外浓度差，提高最终的方形度（Hk/Hcj）；而所述的溅射厚度能够保证最终磁体的矫顽力提升效果，同时避免过厚导致过剩浪费现象；同时也能在高温下有效的保护毛坯内部晶体结构，提高最终磁体的晶体结构完整性进而提高磁性能。
[0012]优选的，步骤2）所述的表面处理包括除油、漂洗、防锈和烘干。
[0013]其中，所述的除油采用超声波清洗，超声波频率为10kHz
‑
100kHz，更有选地为25kHz~50kHz，清洗时间为1min~60min，更优选地为1min~10min，所述除油液的温度为10℃~90℃，更优选地为40℃~70℃，使用液体为钢件超声清洗作业中所用的常规除油液，通过该处理过程可快速清洗磁体物料表面的污泥和油垢；然后再经过喷淋漂洗，将表面尚未脱落干净的残留污垢及除油液清洗干净，所述清洗液为经过反渗透膜过滤过的去离子水，清洗过程为1~10min；随后依次经过防锈液的喷淋过程和烘干过程，所述烘干温度50℃~150℃，更优选地为80℃~120℃，从而使得磁体既能清洗干净又不会发生腐蚀和生锈。
[0014本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种R
‑
T
‑
B永磁体生产工艺，其特征在于：包括以下步骤：1）R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯在一个方向上切割为15mm以下作为厚度方向，厚度方向两侧为被溅射面；2）被溅射面进行表面处理后，对被溅射面进行重稀土溅射镀膜，被溅射面与磁化方向平行或垂直，其中，当被溅射面与磁化方向平行时，则重稀土溅射镀膜厚度为磁体厚度的0.12%~2.4%；3）步骤2）所得R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯在600~1000℃保温3~60h；其中，当被溅射面与磁化方向平行时，分两段保温，第一段保温温度600~900℃，保温0~50h，第二段保温800~1000℃，保温3~50h，且第二段保温比第一段保温温度高30~100℃；4）步骤3）所得R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯回火热处理，获得R
‑
T
‑
B永磁体。2.根据权利要求1所述的永磁体生产工艺，其特征在于：步骤2）所述的表面处理包括除油、漂洗、防锈和烘干。3.根据权利要求1所述的永磁体生产工艺，其特征在于：步骤2）所述的表面处理与重稀土溅射镀膜步骤之间还对R
‑
T
‑
B烧结磁体毛坯进行惰性气体环境下的离子轰击，轰击时长1~10min，压力0.0...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，李滨，杜伟，仉喜峰，刘涛，高矗，张守华，邓志伟，车一鸣，
申请(专利权)人：安泰科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：