[發明專利]一種提高燒結釹鐵硼磁體性能的方法

有效

• 申請號: 201310308670.5
• 申請日: 2013-07-17
• 公開（公告）號: CN103366944A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 蔣小察;丁勇;呂向科;李海晞;張民
• 申請（專利權）人: 寧波韻升股份有限公司;寧波韻升磁體元件技術有限公司;寧波韻升高科磁業有限公司;寧波韻升特種金屬材料有限公司;包頭韻升強磁材料有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F1/057
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

技術領域

本發明涉及一種提高釹鐵硼磁體性能的方法，尤其是涉及一種提高燒結釹鐵硼磁體性能的方法。

背景技術

燒結釹鐵硼（NdFeB）磁體具有高的剩磁、矯頑力和最大磁能積，自問世以來，在國防、家用電器、電子信息和汽車工業等領域獲得了廣泛的應用。燒結釹鐵硼磁體主要由Nd₂Fe₁₄B、富Nd相和富B相組成，其中Nd₂Fe₁₄B是磁性相，燒結釹鐵硼磁體優異的磁性能主要歸功于Nd₂Fe₁₄B相的高飽和磁化強度（μ₀M_s=1.6T）和各向異性場（7.3T），富Nd相和燒結釹鐵硼磁體的微觀結構決定燒結釹鐵硼磁體的矯頑力。矯頑力的理論極限值為7.3T,然而NdFeB系永磁合金實際矯頑力通常只有其理論值的1/3左右，為了保證燒結釹鐵硼磁體的性能，必須要提高燒結釹鐵硼磁體的矯頑力。添加重稀土元素、細化晶粒以及通過回火熱處理工藝改善燒結釹鐵硼磁體的邊界結構都可以提高燒結釹鐵硼磁體的矯頑力。

由于Dy₂Fe₁₄B和Tb₂Fe₁₄B的各向異性場大小分別約為15T和21T,遠高于Nd₂Fe₁₄B的各向異性場的大小7.3T,因此提高燒結釹鐵硼磁體（NdFeB）的矯頑力最有效的方法是用Dy和Tb部分取代Nd₂Fe₁₄B中的Nd,由于Tb十分昂貴,更常用的是Dy。Dy的添加方式不同得到的燒結釹鐵硼磁體的性能也不同。目前，添加Dy的方法主要有兩種：第一種是直接合金化,即熔煉釹鐵硼合金的時候加入金屬Dy,但是由于Dy₂Fe₁₄B的飽和磁化強度僅為0.7T左右,還不到Nd₂Fe₁₄B的1.60T的一半,因此添加Dy在提高燒結釹鐵硼磁體的矯頑力的同時會導致燒結釹鐵硼磁體的剩磁降低；第二種是雙合金法，即用富含重稀土元素Dy的合金作為輔相合金，釹鐵硼主相合金成分接近Nd₂Fe₁₄B化學成分計量比，然后將主相合金和輔相合金混合燒結，該方法通過改善燒結釹鐵硼磁體的微觀組織和磁性相的邊界結構來提高燒結釹鐵硼磁體的矯頑力，有效地使重稀土元素分布在主相的邊界，但是不可避免的有部分重稀土元素在高溫燒結的過程中擴散進入主相，導致燒結釹鐵硼磁體的剩磁下降。

為了解決在提高矯頑力時剩磁會下降的問題，日本信越化學公司發明了晶界擴散法,該方法首先將燒結釹鐵硼磁體進行切割，得到燒結釹鐵硼薄片磁體；然后對燒結釹鐵硼薄片磁體進行表面處理后將含有稀土Dy元素的化合物涂覆在燒結釹鐵硼薄片磁體的表面上；最后將涂覆有化合物的燒結釹鐵硼薄片磁體在Ar氣保護下進行熱擴散處理。在晶界擴散法中，Dy元素在熱擴散處理時，由燒結釹鐵硼薄片磁體的表面向其內部晶界擴散，形成尖銳濃度分布薄層的疇壁殼，Dy元素分布在釹鐵硼主相外的晶界處而不進入主相，熱擴散處理后的燒結釹鐵硼磁體的矯頑力可以提高30%，而剩磁基本保持不變。但是，Dy元素的分布濃度在燒結釹鐵硼薄片磁體中由外到內逐漸降低，Dy元素的擴散深度最多達到幾十微米，一旦燒結釹鐵硼薄片磁體的厚度大于3mm，Dy元素擴散對矯頑力的提升就不是很有效了。由此，晶界擴散法僅能適用于厚度不超過3mm的燒結釹鐵硼薄片磁體，應用范圍較窄。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在保證剩磁基本不下降的基礎上，提高矯頑力，且應用范圍較廣的提高燒結釹鐵硼磁體性能的方法。本發明的方法既可適用于厚度不超過3mm的燒結釹鐵硼磁體，也可適用于厚度超過3mm的燒結釹鐵硼磁體。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種提高燒結釹鐵硼磁體性能的方法，包括以下步驟:

①制備燒結釹鐵硼磁體生坯，所述的燒結釹鐵硼磁體生坯的主相是R-TM-B晶粒，其中，R是選自稀土類元素和釔元素中的至少一種，TM為過渡族金屬元素，B為硼元素；

②制備兩塊塊狀的重稀土，所述的重稀土包括鏑、鋱、鈥中的至少一種元素；

③在惰性氣體保護下，首先將一塊隔離板放置在蒸鍍擴散盒底部，然后將兩塊重稀土、燒結釹鐵硼磁體生坯和兩個隔離網上下排列放置在隔離板上，其中燒結釹鐵硼磁體生坯位于兩塊重稀土之間，兩塊重稀土和燒結釹鐵硼磁體生坯之間各放置一個所述的隔離網；