一种Nd系烧结磁体晶界扩散的预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种Nd系烧结磁体晶界扩散的预处理方法，准备Nd系烧结磁体及平均粒度为10μm～5mm的介质，所述介质为以金属X相/X合金系相为主相的颗粒体/粉末；利用所述介质对所述Nd系烧结磁体进行喷砂处理，通过喷砂处理去除所述Nd系烧结磁体表面的至少部分氧化物，并在所述Nd系烧结磁体表面吸附形成介质薄膜层；随后进行晶界扩散处理。本发明专利技术的方法可以减少由于RH扩散处理产生的氧化、碳化而引起的磁体性能劣化、变形、裂痕的影响，提高RH扩散处理后的最终产品的磁体性能，防止裂纹、变形等不良现象的产生。不良现象的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种Nd系烧结磁体晶界扩散的预处理方法


[0001]本专利技术涉及磁体
，具体涉及烧结磁体的加工方法。

技术介绍

[0002]对磁体有耐热性要求的马达，特别是电动汽车和空调压缩机等使用的马达，采用以RH(指以Tb、Dy添加的重稀土扩散源)的晶界扩散磁体。RH晶界扩散制法中常见的有RH粉末涂敷法、RH溅镀法、RH蒸气扩散法等。
[0003]RH晶界扩散的问题在于，以往预处理后磁体表面的氧化膜和碳化膜的存在，导致后续RH扩散工序中与RH元素发生反应，形成稀土碳化物、稀土氧化物，阻碍了RH向磁体内的扩散，导致性能降低，性能不均匀性，磁体的变形、裂纹不良等问题大量发生。
[0004]特别是迅速普及、对设备和工艺技术要求简单并且产量大的RH粉末涂敷扩散法中，通常为了提高粉体在磁体表面的附着性，大量添加了粘合剂、分散材料等有机添加剂，有机材料在扩散工序中分解为碳、氧，主要与RH反应，成为RH碳化物、RH氧化物，阻碍了RH向磁体内的扩散。
[0005]在以往的工序中，RH晶界扩散前，通过酸洗、喷砂、碱洗等公知的预处理法净化表面。但是处理好的产品到RH扩散工序过程中，需要在大气中滞留，所以磁体表面吸附的氧、水分、与二氧化碳与稀土反应生成氧化物、氢氧化物、碳化物等，覆盖在磁体表面，阻碍了RH向磁体内的扩散。因此，RH扩散后的磁体出现了性能降低、性能不均匀、变形、裂纹等问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种Nd系烧结磁体晶界扩散的预处理方法。
[0007]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0008]一种Nd系烧结磁体晶界扩散的预处理方法，准备Nd系烧结磁体及平均粒度(平均大小、平均直径、平均粒径)为10μm～5mm的介质，所述介质为以金属X相/X合金系相为主相的颗粒体/粉末；利用所述介质对所述Nd系烧结磁体进行喷砂处理，通过喷砂处理去除所述Nd系烧结磁体表面的至少部分氧化物，并在所述Nd系烧结磁体表面吸附形成介质薄膜层；随后进行晶界扩散处理；其中：
[0009]X＝稀土类R(R：Rare
‑
Earth，稀土类R为Y,La,Ce,Pr,Nd,Sm,Gd,Tb,Dy或Ho
…
)、Ga、Al、Cu或Ni；
[0010]X合金系包括R－Fe合金、R－Ni合金、R－Ga合金、R－Al合金、R－Cu合金、Ga－Al合金、Ga－Cu合金、Al－Cu合金、R－Ga－Cu合金、R－Ga－Al合金、R－Al－Cu合金或Ga－Al－Cu－Ni合金等中的至少一种，且X合金系中X元素的含量(即R(如有)+Ga(如有)+Al(如有)+Cu(如有)+Ni(如有)的含量之和)为60at％以上。
[0011]所述介质的“以金属X相/X合金系相为主相的颗粒体/粉末”，指的是金属X相/X合金系相含量为60at％以上的金属/合金系颗粒体/粉末；其中的“金属X相/X合金系相”可以
是金属X相、X合金系相、或金属X相和X合金系相的混合，其中的“金属/合金系”可以是金属、合金系、或金属和合金系的混合，其中的“颗粒体/粉末”可以是颗粒体、粉末、或颗粒体与粉末的混合。其中的“颗粒体”指的是平均粒度＞100μm的粒子，即100μm～5mm的介质；所述“粉末”指的是平均粒度＜100μm的粒子，即10μm～100μm的介质。
[0012]本专利技术中，将所述Nd系烧结磁体放入喷砂处理装置，所述介质在气流的作用下喷到所述Nd系烧结磁体表面，一方面，介质将Nd系烧结磁体表面的至少一部分氧化物清理干净，另一方面，在Nd系烧结磁体表面吸附一层介质的薄膜。喷砂处理结束后，再在真空或惰性气体中进行晶界扩散处理。
[0013]进一步优选地，在向Nd系烧结磁体表面进行介质气流喷射的喷砂处理时，将气流中的氧含量控制在3000ppm以下，利用惰性气体进行气流喷射处理。惰性气体例如为Ar、N2、He
…
。在低氧气氛下进行本专利技术的喷砂处理的过程，可以减少伴随着喷砂处理工序的氧化，增加X金属/X合金的吸附量，实现RH扩散磁体的性能进一步提高，以及在短时间内实现裂纹较少的低压力的喷砂处理。作为优选的喷砂处理的低氧含量，1ppm～3000ppm是优选的。以经济的方式实现1ppm以下的氧含量是困难的，如果超过3000ppm，防氧化的效果就会变得极端差。更优选的是气流中的氧含量为100ppm至2000ppm的范围。
[0014]进一步优选地，所述Nd系列烧结磁体的氧含量在2000ppm以下。磁体材料的氧含量越低，越能提高晶界扩散的性能效果。如果磁体材料氧含量在2000ppm以下，则可以充分提高扩散后的矫顽力，并且方形度Hk也可以提高到扩散前的水平。
[0015]进一步优选地，对所准备的磁体进行加温，再进行本专利技术的喷砂处理。作为优选的范围，在向所述Nd系烧结磁体表面进行介质喷砂处理前，将所述Nd系烧结磁体加热到60℃～400℃。磁体的温度高于室温，有助于提高吸附在磁体表面的本专利技术X金属或X合金的粉末的原子活性，增加X金属/X合金的吸附量，且有助于均匀附着在磁体表面。考虑到在RH扩散处理后磁体性能的进一步提高和在裂纹较少的低喷砂压力下实现均匀吸附的批量生产，作为优选磁体的加热温度，60℃～400℃为优选范围。不到60℃就没有加温的效果，超过400℃的话，磁体的性能就会发生变质。最好在80℃～220℃的范围内。可以在预先预热磁体之后将其放到喷砂处理设备中，或者可以在喷砂处理设备中加热。
[0016]进一步优选地，本专利技术的喷砂处理工序后，磁体表面吸附的介质薄膜层的平均膜厚度为10nm～1000nm，即平均膜厚度为10nm～1000nm的金属X相/X合金相会残留附着到磁体的最表层。平均吸附量评价方法是将喷砂处理后的磁体片表面进行酸洗，用ICP
‑
AES分析溶解酸中的各元素量，按磁体表面积进行计算，对平均吸附膜厚度进行评价。另外，在难以酸溶解的情况下，使用GD
‑
OES装置或GDA
‑
PSpectruma测量估计平均吸附膜厚度。平均吸附厚度小于10nm时，厚度与氧化膜、碳化膜相同，不能发挥加工劣化性能恢复的效果。当超过1000nm时，磁体的Br性能降低。更优选的是50nm～500nm的范围。
[0017]进一步优选地，所述介质的氧含量在1000ppm以下，即以金属X相/X合金系相为主相的颗粒体/粉末的氧含量在1000ppm以下。超过1000ppm的话，存在吸附的金属、合金层由于附着力不足而掉落的问题。此外，由于磁体内部的扩散受到氧化物的阻碍，存在Hcj的提高值和Hk的提高值较小的问题。更优选是500ppm，更优选是200ppm的氧含量的范围。
[0018]进一步优选地，所述Nd系烧结磁体的比表面积(S(Surface)/V(Volume)，S/V值)为0.5以上。磁体的比表面积S/V值计算方法如下：
[0019]当磁体形状近似为圆柱形时，半径记为r，高记为h，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Nd系烧结磁体晶界扩散的预处理方法，其特征在于：准备Nd系烧结磁体及平均粒度为10μm～5mm的介质，所述介质为以金属X相/X合金系相为主相的颗粒体/粉末；利用所述介质对所述Nd系烧结磁体进行喷砂处理，通过喷砂处理去除所述Nd系烧结磁体表面的至少部分氧化物，并在所述Nd系烧结磁体表面吸附形成介质薄膜层；随后进行晶界扩散处理；其中，所述X＝稀土类R、Ga、Al、Cu或Ni；所述X合金系包括R－Fe合金、R－Ni合金、R－Ga合金、R－Al合金、R－Cu合金、Ga－Al合金、Ga－Cu合金、Al－Cu合金、R－Ga－Cu合金、R－Ga－Al合金、R－Al－Cu合金或Ga－Al－Cu－Ni合金中的至少一种，且所述X合金系中X元素的含量为60at％以上。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述介质为金属X相/X合金系相的含量为60at％以上的金属/合...

【专利技术属性】
技术研发人员：永田浩，武仁杰，刘仁辉，
申请(专利权)人：国瑞科创稀土功能材料赣州有限公司，
类型：发明
国别省市：