[發(fā)明專利]一種擴(kuò)散燒結(jié)連續(xù)化RE?Fe?B磁體及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610444064.X
• 申請(qǐng)日: 2016-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN106128672B
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮海波;李安華;李衛(wèi);趙揚(yáng);朱明剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鋼鐵研究總院
• 主分類號(hào): H01F1/057
• 分類號(hào): H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 北京中安信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11248
• 代理人: 張小娟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及稀土永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種擴(kuò)散燒結(jié)連續(xù)化的RE-Fe-B磁體及其制備方法。

背景技術(shù)

燒結(jié)釹鐵硼磁體廣泛應(yīng)用于能源、交通、機(jī)械、醫(yī)療、IT、家電等行業(yè)，市場(chǎng)前景廣闊。釹鐵硼永磁體理論最大磁能積可以達(dá)到512kJ·m(64MGOe)。但其居里溫度通常只有310℃-350℃，而電動(dòng)汽車電機(jī)、制造機(jī)器人動(dòng)力裝置、部分高精度慣導(dǎo)器件等需要在高溫下服役。這就大大限制了釹鐵硼磁體的應(yīng)用。

1984年，住友特殊金屬的佐川真人等就在其發(fā)表的研究成果中指出，添加Dy、Tb元素可增大釹鐵硼磁體的矯頑力。在這之后，以Dy、Dy₂O₃、DyF₃DyH₃等形式向鑄錠中添加Dy、Tb，長(zhǎng)期作為提高釹鐵硼磁體矯頑力的主要方法與研究方向。但因?yàn)镈y、Tb與為Fe反鐵磁耦合，這種方法會(huì)造成磁體的剩磁的下降。另外，由于Dy、Tb的儲(chǔ)量稀少且分布很不均勻，取代后會(huì)造成磁體成本增加，所以這種方法并沒有廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中。

最近十年，研究人員發(fā)現(xiàn)對(duì)薄片狀磁體表面進(jìn)行擴(kuò)散處理滲Dy、Tb元素，能在幾乎不降低其剩磁的情況下大幅提高其矯頑力。報(bào)道過的方法有表面涂覆法、蒸鍍法、磁控濺射法、電泳法等。2008年6月，日立金屬宣布開發(fā)的重稀土金屬蒸鍍擴(kuò)散法已在相同剩磁條件下成功將內(nèi)稟矯頑力提高4.2kOe，而在同樣矯頑力條件下將剩磁提高0.4kGs；2009年9月，ULVAC利用其開發(fā)的超高真空Dy升華技術(shù)制造Nd基磁體，能大幅節(jié)約Dy使用量。

雖然擴(kuò)散稀土法可以顯著提高釹鐵硼磁體的內(nèi)稟矯頑力，但現(xiàn)有的擴(kuò)散處理工藝均需額外增加工序和擴(kuò)散時(shí)間(通常為10個(gè)小時(shí)左右)，使得制備周期大大延長(zhǎng)。同時(shí)，其磁體的燒結(jié)和擴(kuò)散處理需要在不同裝置中進(jìn)行，磁體在裝置間轉(zhuǎn)移時(shí)容易引入氧氣，增加了磁體內(nèi)部的氧含量，無法高效大批量地快速生產(chǎn)高磁性能的釹鐵硼磁體。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一，是提供一種擴(kuò)散燒結(jié)連續(xù)化RE-Fe-B鐵硼磁體，可在磁體的致密化過程中，同步進(jìn)行稀土等元素的擴(kuò)散處理，有效節(jié)省擴(kuò)散時(shí)間與能耗。

本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供上述擴(kuò)散燒結(jié)連續(xù)化RE-Fe-B磁體的制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種擴(kuò)散燒結(jié)連續(xù)化RE-Fe-B磁體，該RE-Fe-B磁體的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比表示為：RE_aFe_99-a-bB_cTM_b，該磁體具有稀土、稀土合金或稀土化合物涂層，涂層成分為RE_xNR_100-x，其中，28≤a≤33，0≤b≤10，0.9≤c≤1.2，10≤x≤100；RE選自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一種或幾種，TM為Co、Al、Cu、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V中的一種或幾種，NR為Co、Fe、Al、Cu、Ga、Nb、Ni、Ti、Zr、V、F、O、H中的一種或幾種；所述涂層采用如下方式制備：涂敷在預(yù)燒結(jié)態(tài)的低密度RE-Fe-B磁體表面后，經(jīng)磁體燒結(jié)和回火處理。

所述涂層采用真空蒸鍍、濺射、沉積、浸漬或涂刷方法涂敷在預(yù)燒結(jié)態(tài)的低密度RE-Fe-B磁體表面。

所述磁體燒結(jié)為在750-1100℃下進(jìn)行致密化。

所述磁體燒結(jié)過程中，涂層稀土、稀土合金或稀土化合物的擴(kuò)散處理與磁體的致密化過程同步進(jìn)行。

所述磁體燒結(jié)過程中，升溫至750～1000℃保溫0.5～12小時(shí)，使涂層的稀土、稀土合金或稀土化合物在擴(kuò)散的同時(shí)進(jìn)一步致密化；然后進(jìn)一步升溫至1000～1100℃燒結(jié)0.5～6小時(shí)，使磁體完全致密化。

所述回火處理為以下工藝之一：

單級(jí)回火：400～600℃回火1～10小時(shí)；

兩級(jí)回火：分別在800～950℃和400～600℃回火1～10小時(shí)。

所述RE-Fe-B磁體具備如下磁性能：剩磁Br為10～15kGs，內(nèi)稟矯頑力Hcj為10～30kOe，最大磁能積(BH)_m為25～55MGOe。

本發(fā)明提供一種制備擴(kuò)散燒結(jié)連續(xù)化釹鐵硼磁體的制備方法，該方法包括如下步驟：

(1)制備預(yù)燒結(jié)態(tài)的低密度釹鐵硼磁體：