一种提高R-T-B磁体扩散性能的晶界扩散方法技术

本发明专利技术公开了一种提高R

【技术实现步骤摘要】
一种提高R
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T
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B磁体扩散性能的晶界扩散方法


[0001]本专利技术提供了一种通过调节扩散处理的真空度以及扩散温度来提升R
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T
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B磁体性能的晶界扩散方法。

技术介绍

[0002]烧结NdFeB磁体材料磁性能高，不含稀缺金属Co，价格相对较低，且应用范围广，使用寿命长，因而有着广泛的发展前景。
[0003]但烧结NdFeB系磁体还处于发展阶段，首先烧结NdFeB磁体的磁性能积经过近40年的发展仍未到理论极限，目前的烧结NdFeB磁体磁能积能达到理论值的93％，工业小批量生产和大批量生产得到的磁能积更低。其次Br接近理论值，但Hcj与理论值相差甚远，仍然有很大进步空间。
[0004]由于烧结NdFeB的矫顽力、剩磁温度系数为负值，在高温环境下工作时，产品的Br、Hcj会降低，因此常温情况下需要更高的Br、Hcj来解决这一问题，提高磁体Br、Hcj是面临的一大难题。
[0005]扩散技术是近年来可以快速提高Hcj的技术，其具有成本低，操作方便，性价比高等优点，但扩散技术的原理是高温下富Nd相融挥发化形成扩散通道，扩散源通过扩散通道往内部扩散，但在扩散过程中存在富Nd相的大量挥发，导致在Hcj大幅度提高的同时,Br大幅度下降，因此如何在Hcj提高同时减少Br的降低量非常关键。

技术实现思路

[0006]本专利技术提供了一种通过调节扩散处理的真空度以及扩散扩散温度来提升R
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T
‑<br/>B磁体性能的晶界扩散方法，该方法可以提高磁体的Hcj且减少剩磁降低量。
[0007]本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一种提高R
‑
T
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B磁体扩散性能的晶界扩散方法，所述方法包括如下步骤：
[0009](1)在R
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T
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B磁体基体表面覆盖扩散源，所述扩散源为重稀土，所述扩散源的质量为磁体基体质量的0.2％～4％，优选0.5％～3.0％；
[0010](2)将覆盖有扩散源的磁体进行晶界扩散处理，扩散温度在800℃～1000℃(优选890℃～920℃)，扩散时间1h～48h(优选6h～12h)，在扩散的前1～3h内，调节绝对真空度在1.0*10
‑3～4.6*10
‑3Pa之间的高真空；之后将绝对真空度调节为3.6kpa与7.6kpa之间的低真空，晶界扩散后，冷却至室温再升温进行回火处理，，制得晶界扩散后的R
‑
T
‑
B磁体。
[0011]所述步骤(1)中，所述重稀土为Tb或Dy。
[0012]所述步骤(2)中，扩散温度优选为890℃～920℃，扩散时间优选为6h～12h。
[0013]所述步骤(2)中，所述晶界扩散的升温速率优选1
‑
10℃/min，更优选5～8℃/min。
[0014]所述步骤(2)中，回火温度为400℃～800℃，优选400～500℃，回火时间为0.2h～24h，优选3h～6h。
[0015]进一步，所述步骤(1)中，在R
‑
T
‑
B磁体基体表面覆盖扩散源的方法可采用磁控溅
射物理气相沉积法或涂覆法；或其他本领域人员通用的覆盖扩散源的方法均可用于本专利技术。
[0016]进一步，磁控溅射物理气相沉积法是利用等离子体真空镀膜机，在R
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T
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B磁体基体表面镀一层高纯重稀土膜，具体的，磁控溅射镀膜的气氛源为高纯Ar，腔体真空度在0.3
‑
0.5pa之间，内部工作温度在100℃～150℃，制得的重稀土膜层厚度在1um～30um之间,重稀土的质量为磁体基体质量的0.2％～4％。
[0017]进一步，涂覆法是利用湿膜机，把重稀土和乙醇的混合物均匀涂覆在R
‑
T
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B磁体基体的表面。具体操作方法为：在氩气环境下，氧含量在40ppm以下，将质量浓度99％以上的乙醇与重稀土按照质量比0.5～1.2：1混合，其中重稀土的质量为磁体基体质量的0.2％～4.0％，用湿膜机把重稀土和乙醇的混合物均匀涂覆在磁体表面。
[0018]所述步骤(1)中，R
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T
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B磁体基体可选用各种类型或牌号的R
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T
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B磁体，也就是NdFeB磁体，主要成分是Nd、Fe、B，也可以含有其他各种元素如稀土元素Ho、Gd、Dy、Tb，或者其他金属或非金属元素如Al、Cu、Zn、Sn、In、Ti、V、Co、Mn、Ni、Ca、Zr、Ga、Nb、Mo、Si等，磁体基体的元素组成和成分比例，对本申请的扩散工艺没有影响。
[0019]本申请实施例中选用的磁体基体的牌号为N46M～N50M。
[0020]进一步，所述磁控溅射物理气相沉积法制得的重稀土膜层厚度优选5～25um，重稀土的质量为磁体基体质量的0.5％～3.0％。
[0021]进一步，所述涂覆法，乙醇与重稀土的质量比优选为0.8：1～1：1，其中重稀土的质量为磁体基体质量的0.5％～3.0％。
[0022]本专利技术中，绝对真空度即为绝对压力，是指实际气压值，而不是与大气压强的差值。
[0023]本专利技术的原理在于：晶界扩散的机理主要为富Nd相融化，形成扩散通道，扩散源的重稀土沿着扩散通道往内部扩散。然而，扩散源与基体之间，特别是覆盖的重稀土之间，难免有一定间隙，在高真空高温下，基体中晶界富稀土相熔化和挥发，与扩散源结合，建立扩散通道。因此富Nd相的挥发量越多，扩散通道越多，重稀土源扩散进入基体越容易。但需要同时考虑到两个问题，首先富Nd相的大量挥发也会导致Br和Hcj的双重降低；其次富Nd相的大量挥发会导致晶界相结构破坏，即使后面扩散形成晶体形成壳层结构也不能提升磁体Hcj，同时也使烧结体不能致密，磁体内部空隙变多，大大降低了磁体的功能。因此使富Nd相挥发的适量可以解决扩散工艺的Br降低量，以及Hcj更大的提升量问题。
[0024]申请人经过大量研究发现：高真空Nd挥发量高于低真空的富Nd挥发量，因此，在扩散过程中，前期需要高真空使富Nd相挥发，形成扩散通道，中后期调整真空度为低真空使富Nd相挥发量变少，以减少Br以及Hcj的降低量，使扩散提升效果更加明显。扩散温度的改变可以使高温保温中析出相发生变化，例如析出(Nd1‑
x
Tb
x
)2Fe
14
B相(其中X越大晶体的各向异性场越大)，调整温度可以调整X值大小，来提高磁性能。综上所述，本申请通过改进扩散工艺，在扩散过程中调整真空度大小以及扩散温度，大幅提升扩散效果，Br降低量显著减少，最高可降至0.06KGs以下，扩散前后的Br值基本没有变化，且Hcj显著提高，扩散后的可提高11KOe以上，比现有工艺提高了扩散磁体的磁性能。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高R
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B磁体扩散性能的晶界扩散方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：(1)在R
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B磁体基体表面覆盖扩散源，所述扩散源为重稀土，所述扩散源的质量为磁体基体质量的0.2％～4％；(2)将覆盖有扩散源的磁体进行晶界扩散处理，扩散温度在800℃～1000℃，扩散时间1h～48h，在扩散的前1～3h内，调节绝对真空度在1.0*10
‑3～4.6*10
‑3Pa之间的高真空；之后将绝对真空度调节为3.6kpa与7.6kpa之间的低真空，晶界扩散后，冷却至室温再升温进行回火处理，制得晶界扩散后的R
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T
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B磁体。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述重稀土为Tb或Dy。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，扩散温度为890℃～920℃。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，扩散时间为6h～12h。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述晶界扩散的升温速率为1
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10℃/min。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱啸航，达明花，章兆能，陈彪，马瑜琳，付松，
申请(专利权)人：浙江英洛华磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：