一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法，包括：磁体的预处理；诱导性涂层的沉积：在烧结钕铁硼磁体表面沉积由多主元合金金属材料构成的诱导性涂层；高致密性缓冲涂层的沉积：沉积由多主元合金金属材料和重稀土材料构成的高致密性缓冲涂层；重稀土涂层的沉积：沉积由重稀土材料构成的重稀土涂层；多阶热扩散处理。其中，多主元合金金属包含的金属元素类型不低于三种；多次热扩散处理过程的温度顺次增加。本发明专利技术通过多涂层及对应的热处理方式的结合，较大程度地抑制重稀土晶内扩散现象，诱导重稀土元素沿晶界定向扩散，不仅能够进一步提高重稀土利用率和矫顽力增量，还可降低剩磁与磁能积的下降幅度。还可降低剩磁与磁能积的下降幅度。还可降低剩磁与磁能积的下降幅度。

【技术实现步骤摘要】
一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法


[0001]本专利技术实施例涉及烧结钕铁硼磁体晶界扩散
，具体涉及一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法。

技术介绍

[0002]作为新能源汽车驱动电机用关键材料—高性能烧结钕铁硼(NdFeB)永磁体需求量大大增加，市场规模已达万吨级。重稀土晶界扩散技术是目前制造高矫顽力、高剩磁NdFeB磁体最有效的手段之一，其基本原理为高温下重稀土元素沿晶界进入磁体取代主相晶粒边界处的Nd原子形成高磁晶各向异性场的富重稀土壳层以及Nd原子析出对晶界相缺陷的修复，减缓了反磁化畴的形核，从而提高了矫顽力。由于重稀土元素的选择性扩散，晶界扩散技术中重稀土消耗量远低于传统冶炼添加，矫顽力提升幅度也更大，剩磁与磁能积下降幅度明显降低。
[0003]受限于较低的重稀土扩散速率，传统晶界扩散通常需要高温与长时间来保证重稀土扩散速率及其扩散深度，以形成足够多的重稀土壳层来满足矫顽力提升幅度。然而，高温与长时间的扩散工艺同时也会加速重稀土向主相晶粒发生扩散，尤其在磁体浅表层区域内的晶内扩散最为明显。晶内扩散一方面会导致主相本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法，其特征在于，包括：S100、磁体的预处理：将烧结钕铁硼磁体依次经过研磨、抛光和超声清洗处理后，进行干燥；S200、诱导性涂层的沉积：在真空度为0.4～1.2Pa，且惰性气体氛围下，在烧结钕铁硼磁体表面沉积由多主元合金金属材料构成的诱导性涂层；S300、高致密性缓冲涂层的沉积：调节真空度至0.2～0.8Pa，沉积由多主元合金金属材料和重稀土材料构成的高致密性缓冲涂层；S400、重稀土涂层的沉积：调节真空度至0.4～1.2Pa，沉积由重稀土材料构成的重稀土涂层；S500、多阶热处理：对沉积重稀土涂层后的烧结钕铁硼磁体进行多次热扩散处理后回火，完成烧结钕铁硼磁体的重稀土定向扩散；其中，多主元合金金属包含的金属元素类型不低于三种；步骤S500中，多次热扩散处理过程的温度顺次增加。2.根据权利要求1所述的一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法，其特征在于，所述多主元合金金属中的金属元素为低熔点金属元素；优选地，所述多主元合金金属中的金属元素选自Al、Zn、Pr、Mg、和Cu中的至少三种。3.根据权利要求2所述的一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法，其特征在于，所述多主元合金金属中的各个金属元素的摩尔数的差值比不超过15％。4.根据权利要求1
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3中任意一项所述的一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法，其特征在于，步骤S200具体包括：S201、抽真空至真空度不高于2
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10
‑2Pa后，通入惰性气体至真空度为0.4～1.2Pa；S202、在向放置有烧结钕铁硼磁体的工件架加载负偏压的前提下，采用真空镀膜技术沉积诱导性涂层；其中，步骤S202中用于加载负偏压的直流脉冲偏压电源的工作参数为：频率40kHz～100kHz，占空比50％～80％，电压值
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50V～
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200V；步骤S202中的真空镀膜技术为直流脉冲磁控溅射，且直流脉冲磁控溅射过程的工作参数为：频率40kHz～100kHz，占空比20％～80％，电压350V～600V；步骤S200的沉积时间为2～10min。5.根据权利要求1
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3中任意一项所述的一种诱导重稀土元素沿晶界定向扩散的方法，其特征在于，步骤S300中的沉积过程具体包括：在向放置有烧结钕铁硼磁体的工件架加载负偏压的前提下，分别对多主元合金金属靶材和重稀土靶材采用高离化率真空镀膜技术进行沉积；其中，高离化率真空镀膜过程中的至少部分工作参数随多主元合金金属靶材和/或重稀土靶材的溅射时间的变化对应地呈现线性增加或线性降低。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏原，许亿，李光，李成灿，
申请(专利权)人：中国科学院力学研究所，
类型：发明
国别省市：