[發明專利]一種R-T-B永磁材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201910652042.6
• 申請日: 2019-07-18
• 公開（公告）號: CN110335735A
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 嚴長江;錢尼健;傅萬成
• 申請（專利權）人: 寧波科田磁業有限公司
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 車超平

本發明涉及一種R?T?B永磁材料，所述R?T?B永磁材料為R_xT_yTm_qB_z；其中，13≤x≤15.5，0.5≤q≤3，0.85≤z≤1，y＝100?x?q?z；其中，R為LR_aHR_1?a，LR為Pr、Nd、PrNd中的一種或幾種的組合，HR為Dy、Tb中的一種或兩種的組合，0.95≤a≤1；其中，T為Fe、Co中的一種或兩種的組合；其中，Tm為過渡金屬。還涉及一種R?T?B永磁材料的制備方法。其優點在于，利用磁控濺射裝置在合金片上鍍重稀土膜，不需要采用長時間的擴散熱處理，獲得“核?殼”結構大幅度提高磁體的矯頑力；與傳統工藝相比，在重稀土含量相同的情況下，矯頑力與磁能積更高。

技術領域

本發明涉及稀土磁性材料制備技術領域，尤其涉及一種含R-T-B永磁材料及其制備方法。

背景技術

釹鐵硼永磁材料作為第三代稀土永磁材料，其具有高磁能積。能夠促進永磁電機小型化、輕量化和高效率。目前，永磁電機已經用在電動汽車、混合動力汽車以及節能空調壓縮機等領域。這些領域，磁鋼的工作環境溫度較高，通常在120～200℃。因此只有提高磁體的矯頑力，才能滿足高溫領域的工作要求。

傳統的燒結釹鐵硼磁體制備工藝流程為速凝、氫破、氣流磨、磁場取向、燒結回火等。該方法中，提高磁體的矯頑力主要途徑是在原料里添加重稀土。這種方法比較簡單，生產上容易操作，但是高矯頑力牌號的磁體大量添加將導致磁體剩磁惡化，比如常規商業的42SH牌號磁體，需要添加2-3wt％Dy。通常添加每單位重量的Dy，矯頑力提升2kOe，剩磁下降0.2～0.3kGs。由此導致該工藝的另一個大的問題是不能制備高性能高矯頑力磁體，比如磁能積在48MGOe，矯頑力在20kOe及以上的磁體。這樣就限制釹鐵硼磁體在有輕量化和高效率要求的器件上的應用。大量添加重稀土，不僅不能平衡剩磁和矯頑力之間的矛盾，而且還造成磁鋼成本的上升。

目前，行業內開發晶界擴散技術有效避免了上述弊端，成為稀土永磁研究領域的熱點。晶界擴散技術就是在磁體上采用特殊的工藝例如蒸鍍(H.Sepehri-Amin,T.Ohkubo,and K.Hono，Grain boundary structure and chemistry of Dy-diffusion processedNd–Fe–B sintered magnets JOURNAL OF APPLIED PHYSICS 107,09A745_2010)、磁控濺射(BinghuiWu,Xuefeng Ding,QingkeZhang et.al,The dual trend ofdiffusion ofheavyrare earth elements during the grain boundary diffusion process for sinteredNd-Fe-B magnets,Scripta Materialia148(2018)29–32)、表面涂覆(Deshan LI,ShunjiSUZUKI,Takashi KAWASAKI et.al，Grain Interface Modification and MagneticProperties of Nd–Fe–B Sintered Magnets，Japanese Journal ofApplied PhysicsVol.47,No.10,2008,pp.7876–7878)等工藝，使Dy或Tb先附著在磁體磁體表面上，再進行低溫熱擴散處理。經過晶界擴散處理，磁體的矯頑力可以提升6～10kOe，而剩磁基本不降低，這樣就可以制備磁能積在48MGOe,矯頑力在25kOe左右的磁體，同時磁體中所含重稀土的量還較少。目前這項技術已經在部分較薄的產品中應用，比如變頻空調壓縮機電機上使用的1.5-3mm厚的磁鋼。然而，該方法也存在一定局限性，這項技術都是用已經燒結致密的磁體來完成的，表面布置重稀土源后，要進行長時間的擴散時效處理，整個磁體生產過程周期較長。由于在該技術過程中，重稀土是從表面沿著晶界向內部擴散的，其擴散深度有限，因此只能制備薄片磁體，由此也會導致磁體的矯頑力的一致性較差。