[發明專利]一種R?Fe?B系稀土燒結磁鐵的晶界擴散方法、HRE擴散源及其制備方法

在審

• 申請號: 201610850051.2
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN107871602A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 林玉麟;永田浩;廖宗博;謝菊華;葉瀚棽
• 申請（專利權）人: 廈門鎢業股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及磁鐵的制造技術領域，特別是涉及R-Fe-B系稀土燒結磁鐵的晶界擴散方法。

背景技術

矯頑力(Hcj)是稀土燒結磁鐵(如Nd-Fe-B系燒結磁體等)的最重要技術參數，提高磁鐵在使用過程中的抗退磁能力。在傳統的方式中，主要通過以下的方式來提高Nd-Fe-B系磁鐵的矯頑力：1)在Nd-Fe-B系燒結磁鐵的制作工序中添加重稀土元素(下稱HRE，或稱HREE或稱Heavy Rare Earth或稱Heavy Rare Earth Elements)；2)添加微量元素優化晶界結構、細化顆粒，但會導致磁鐵非磁性相的含量，Br降低；3)對Nd-Fe-B系磁鐵進行HRE晶界擴散處理。方式1)和方式3)均使用以HRE來部分置換或全部置換Nd₂Fe₁₄B晶粒中的Nd，增加矯頑力。這其中，以方式3)最為高效和經濟。

在方式1)中，HRE(包括Dy或Tb等)在燒結過程中擴散到晶界，并進入Nd₂Fe₁₄B晶粒內部約1～2μm的深度，矯頑力增加，而由于Dy₂Fe₁₄B、Tb₂Fe₁₄B等的各向異性場小于Nd₂Fe₁₄B的各向異性場，導致燒結磁鐵的剩磁下降較多。

方式3)中，則是加熱機加工后的磁鐵，使晶界的富Nd相形成液相，將Dy、Tb等重稀土元素從磁鐵表面滲入，進行晶界擴散，磁鐵表面區域的晶粒形成核殼結構，矯頑力增加。而由于HRE(包括Dy或Tb等)僅進入到晶粒內部約5nm的深度，可將磁鐵剩磁的降低控制在一定限度(0.3kGs左右)。

然而，由于方式1)和方式3)中均使用HRE對Nd₂Fe₁₄B晶粒中的Nd進行置換，降低化合物的飽和磁極化強度，因此，只要采用上述方法以增加矯頑力，剩磁的損失就不可避免。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種稀土燒結磁鐵的晶界擴散方法，該方法可降低重稀土元素的消耗，并在升高矯頑力的同時，控制磁鐵剩磁Br的損失。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種R-Fe-B系稀土燒結磁鐵的晶界擴散方法，包括以下步驟：在耐高溫載體上形成膜的工程A，所述膜中附著有HRE化合物粉末，所述的HRE是選自Dy、Tb、Gd或Ho的至少一種；將所述R-Fe-B系稀土燒結磁鐵和經過所述工程A處理的形成膜的耐高溫載體放置在處理室內，在真空中或惰性氣氛中，對所述R-Fe-B系稀土燒結磁體和所述形成膜的耐高溫載體進行熱處理，從所述形成膜的耐高溫載體向所述R-Fe-B系稀土燒結磁鐵的表面供給HRE的工程B。

本發明在耐高溫載體上形成附著有HRE化合物的膜，制得HRE擴散源，之后向稀土燒結磁鐵進行擴散，此方法可降低HRE化合物的表面積，調整其擴散方式和擴散速度，進而改善擴散效率和擴散質量。

進一步地，本發明可以通過改變耐高溫載體的形狀，獲得與拱形磁鐵或環形磁鐵等非平面磁鐵形狀對應的任意形狀HRE擴散源，從而使HRE擴散源到非平面磁鐵的擴散距離也變得可控，獲得Hcj(矯頑力)提高、SQ(方形度)也不急劇降低的磁體。

本發明所述附著有HRE化合物粉末的膜是指將HRE化合物粉末固定在膜中的膜，其并非單純指連續的膜，其也可以是不連續的膜。因此，需要說明的是，無論是連續的膜，或者是不連續的膜均應在本發明的保護范圍之內。

在推薦的實施方式中，所述工程B的熱處理溫度為所述R-Fe-B系稀土燒結磁鐵燒結溫度以下的溫度。

在推薦的實施方式中，所述工程B中，將所述R-Fe-B系稀土燒結磁鐵和所述形成膜的耐高溫載體在800℃～1020℃的環境中加熱5～100小時。在上述工程中，可使用較高的擴散溫度，以縮短擴散時間，從而降低能源的耗用。

在推薦的實施方式中，所述膜為均一分布的膜，其厚度在1mm以下。這樣，即使在成膜劑、HRE化合物粉末選擇不佳的情況下，也能保證膜不發生皸裂、斷裂等情形。

在推薦的實施方式中，所述耐高溫載體上形成至少一塊的膜，每兩塊相鄰的所述膜在所述耐高溫載體上以間隔1.5cm以下的距離均勻分布。

在推薦的實施方式中，所述膜與所述耐高溫載體的結合力為1級、2級、3級或4級。耐高溫載體與膜的結合力過低之時，膜在耐高溫載體的附著力不強，可能會引起膜輕微脫落、或者在加熱過程中微量團聚的情形。