【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体及其制备方法，属于稀土磁体领域。
技术介绍
1、晶界扩散是近些年发展起来的新技术，能够在保证磁体具有高剩磁的情况下显著提高r-t-b稀土永磁体的矫顽力，是制备高性能r-t-b稀土永磁体的常用方法。
2、晶界扩散处理首先在磁体表面涂覆含重稀土元素的扩散源层，然后加热到规定温度保温一段时间。高温阶段磁体表面扩散源中的重稀土元素会沿着晶界富r相向磁体内部扩散，在磁体主相晶粒表面形成一层具有高各向异性场的壳层。因此晶界扩散是通过提高主相晶粒表面各向异性场的方式提高磁体的矫顽力。
3、常用的晶界设置扩散源的方式包括真空物理溅射沉积（pvd）、喷涂、印刷等方式。pvd设备价格贵，生产效率低，同时由于空间溅射问题，重稀土利用率往往低于50wt.%。喷涂和印刷工艺需要将含有重稀土源的粉末与一定的有机粘结剂混合后，喷到或印到产品表面，然后加热固化，有机粘结剂引入了大量的碳等杂质元素，会导致扩散后磁体表层劣化，往往需要将表面层磨掉，造成原材料大量浪费。同时，有机粘结剂的使用和固化过程往往会挥发一定的有害气体，增加了车间环保处理成本；有机添加剂的有效期也对扩散源的回收利用和稳定性产生不利影响。而且，喷涂和印刷往往对工件托盘上的面积进行无差别扩散源设置，导致磁体不能凑足一盘时，扩散源大量浪费。
4、此外，由于电机实际运行中，磁体的边角区域最容易发生退磁，因此提出了选区扩散要求，只在磁体边角区域进行重稀土扩散增加矫顽力，从而降低重稀土使用量，提高产品性价
5、最后，添加一定量的ga元素可以提高烧结钕铁硼的矫顽力。然而过量添加以后，则导致剩磁降低等不利影响，因此，适量在磁体重点区域增加ga含量有极大的应用价值。
技术实现思路
1、针对传统晶界扩散工艺有机碳杂质问题、扩散源有效回收问题和设备复杂程度高等技术问题，本专利技术提供了一种基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体及其制备方法。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体，所述磁体包括以下质量分数的成分：
4、r：28.5~35wt.%，r由r1和rh组成， rh含量为磁体质量的0.2wt.%~10.0wt.%，rh为dy、tb中的至少一种，占磁体质量0.2wt.%~2.0wt.%的rh以晶界扩散的方式添加到磁体中；r的余量为r1，r1为nd、pr、la、ce、er、gd、sm、tm、lu中的至少一种，
5、b：0.85~1.1wt.%，
6、m：0.1~8.0wt.%，m包含al、cu、zr、ti、nb、v、cr、ni、mo、zn、w中的一种或多种，
7、ga：0.4~0.8wt.%，其中占磁体质量0.2wt%以上的ga以晶界扩散的方式添加到磁体中；
8、余量为t及其他不可避免杂质，t为fe或fe和co；
9、所述磁体存在至少一个表层a，所述表层a的平均重稀土含量和ga含量高于磁体整体平均重稀土含量和ga含量，且表层a的平均碳含量低于磁体整体平均碳含量。
10、所述表层a是指从磁体表面向芯部0~k mm深度范围内的表层区域，k为0.2~0.6。
11、所述基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体优选按以下方法制备得到：
12、（1）在钕铁硼磁体基体的扩散表面选区涂覆扩散源，所述扩散源为重稀土和金属ga的混合干粉，所述重稀土为含重稀土元素dy、tb中至少一种的纯金属或氢化物，所述选区涂覆是在扩散表面的边角区，涂覆扩散源，在非边角区不涂覆扩散源；
13、所述边角区是指扩散表面距离边线0~xmm宽度范围内的表面区域，x为0.5~2，非边角区是指距离边线xmm宽度范围以外的表面区域；
14、（2）将选区涂覆扩散源的磁体进行扩散处理，扩散温度为800℃~1000℃，保温时间为6~30h，冷却后再进行回火处理，得到所述基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体。
15、本专利技术还提供基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体的制备方法，所述方法包括以下步骤：
16、（1）在钕铁硼磁体基体的扩散表面选区涂覆扩散源，所述扩散源为重稀土和金属ga的混合干粉，所述重稀土为含重稀土元素dy、tb中至少一种的纯金属或氢化物，所述选区涂覆是在扩散表面的边角区，涂覆扩散源，在非边角区不涂覆扩散源；
17、所述边角区是指扩散表面距离边线0~xmm宽度范围内的表面区域，x为0.5~2，非边角区是指距离边线xmm宽度范围以外的表面区域；
18、（2）将选区涂覆扩散源的磁体进行扩散处理，扩散温度为800℃~1000℃，保温时间为6~30h，冷却后再进行回火处理，得到所述基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体。
19、进一步，所述步骤（1）中，扩散表面是指涂覆扩散源的磁体表面，一般可以为垂直于磁体取向方向、平行于磁体取向方向或与磁体取向方向成任意角度的磁体表面。
20、优选扩散表面为垂直于与磁体取向方向的两个表面。
21、所述扩散表面的选区涂覆可通过制备遮挡片，遮挡片的尺寸为非边角区的尺寸；将遮挡片覆盖在扩散表面的非边角区，暴露边角区，从而可以进行选区涂覆。
22、所述选区涂覆扩散源，涂覆方式为喷涂，具体喷涂操作优选为以下步骤：
23、（1-1）喷涂前预处理：把片状的钕铁硼磁体基体紧密平铺，预热至80~400℃（优选80~120℃），预热完成后在磁体的扩散表面放置遮挡层，覆盖非边角区，暴露边角区；
24、（1-2）喷涂熔化：将扩散源喷涂至磁体全部表面，利用磁体的余热将边角区上喷涂粉末中的ga熔化，将扩散源与磁体粘合；所述扩散源为含重稀土元素dy、tb中至少一种的纯金属或氢化物粉末与金属ga粉末的混合干粉；
25、一般采用喷枪将扩散源喷涂至托盘/磁体/遮挡片表面。
26、所述扩散源中，金属ga的质量含量优选为10~30wt.%。
27、（1-3）冷却固化和清理：通入冷却气体，将边角区的扩散源冷却固化，并吹去多余的扩散源粉末，进行回收；去除遮挡层；
28、（1-4）将磁体翻面，重复步骤（1-1）~（1-3），完成第二面的喷涂，得到选区涂覆扩散源的磁体。
29、所述喷枪中使用的压缩气体为氮气或氩气。
30、所述步骤（1-3）中的冷却气体为氮气或氩气。所述冷却气体为压缩气体，温度在10℃以下，优选温度为5~10℃。
31、多余的扩散源粉末一般为放置磁体的托盘上多余的粉末，以及遮挡层上未固化粘附的扩散源粉末。
32、所述遮挡层可以为多个遮盖非边角区的小遮挡片拼接在一起的方式，或者为整张遮挡片，镂空露出多个非边角区的镂空方式，或者采用丝网方式。
33、进一步，遮挡本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于可选区域晶界扩散的R-T-Ga-B稀土永磁体，其特征在于所述磁体包括以下质量分数的成分：
2.如权利要求1所述的基于可选区域晶界扩散的R-T-Ga-B稀土永磁体，其特征在于所述表层A是指从磁体表面向芯部0~K mm深度范围内的表层区域，K为0.2~0.6。
3.如权利要求1或2所述的基于可选区域晶界扩散的R-T-Ga-B稀土永磁体，其特征在于所述磁体按以下方法制备得到：
4.一种基于可选区域晶界扩散的R-T-Ga-B稀土永磁体的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤（1）中，所述边角区是指扩散表面距离边线0~Xmm宽度范围内的表面区域，X为0.5~2，非边角区是指距离边线Xmm宽度范围以外的表面区域。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤（1）中，所述扩散表面是指涂覆扩散源的磁体表面，为垂直于磁体取向方向、平行于磁体取向方向或与磁体取向方向成任意角度的磁体表面。
7.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤（1）按以下步骤进行：>
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述扩散源中，金属Ga的质量含量为10~30wt.%。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤（1-3）中的冷却气体为氮气或氩气，所述冷却气体为压缩气体，温度在10℃以下。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述遮挡层为多个遮盖非边角区的小遮挡片拼接在一起的方式；或者为整张遮挡片，镂空露出多个非边角区的镂空方式；或者采用丝网方式；遮挡层为隔热材料。
...【技术特征摘要】
1.一种基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体，其特征在于所述磁体包括以下质量分数的成分：
2.如权利要求1所述的基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体，其特征在于所述表层a是指从磁体表面向芯部0~k mm深度范围内的表层区域，k为0.2~0.6。
3.如权利要求1或2所述的基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体，其特征在于所述磁体按以下方法制备得到：
4.一种基于可选区域晶界扩散的r-t-ga-b稀土永磁体的制备方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于所述步骤（1）中，所述边角区是指扩散表面距离边线0~xmm宽度范围内的表面区域，x为0.5~2，非边角区是指距离边线xmm宽度范围以外的表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：纪一见，付松，赵利忠，何剑峰，张雪峰，胡校铭，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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