[發明專利]一種制備稀土燒結磁體的方法

有效

• 申請號: 201911222495.1
• 申請日: 2019-12-03
• 公開（公告）號: CN112908664B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發明（設計）人: 徐大磊;史學偉;杜飛;鈕萼;王湛;王浩頡;饒曉雷;胡伯平
• 申請（專利權）人: 北京中科三環高技術股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;B22F3/04;B22F3/03;B22F3/10;B22F3/24
• 代理公司: 北京律和信知識產權代理事務所(普通合伙) 11446
• 代理人: 謝清萍;王月春

本發明提供了一種制備具有非單一易磁化方向的稀土燒結磁體的方法，其包括：將N個壓坯拼接形成組合壓坯，使相鄰壓坯間的取向方向形成夾角θ，通過等靜壓方式將組合壓坯壓制形成等靜壓壓坯，將等靜壓壓坯進行高溫燒結和回火處理；其中，N≥2，0°＜θ＜90°。采用該工藝制備的燒結磁體，進行飽和充磁后，其表面磁場遠高于相同條件下使用單一易磁化方向燒結磁體的表面磁場。此外，該工藝工藝流程簡單，不需要引入樹脂對磁粉進行改造，不會增加磁體的碳和氧含量，高溫燒結過程中不需增加預燒脫碳過程。

技術領域

本發明屬于稀土燒結磁體制備技術領域，具體地，涉及一種制備具有非單一易磁化方向的稀土燒結磁體的方法。

背景技術

稀土類燒結磁體由于具有高的剩磁和高的矯頑力，被廣泛地應用到汽車電機等領域。磁體表面的磁場強度越高，電機可以獲得的驅動力越高。例如汽車電機，其發展要求電機提供越來越大的驅動力，意味著磁體的表面磁場強度需要進一步提高。常規工藝制備燒結磁體，壓型過程需要施加取向磁場對壓坯進行取向，壓坯的取向方向與取向磁場方向一致，燒結后磁體內的易磁化方向與壓坯取向方向相同。若希望提高磁體表面磁場強度，只有不斷提高磁體的剩磁。隨著制備工藝的發展，磁體剩磁的提升空間越來越小，而隨著磁體的表面磁場強度要求越來越高，單純依靠提高磁體剩磁的方式逐漸不能滿足要求。

一種不同的磁體設計思路可以解決這個問題：在保持磁體材料本身磁特性不變的基礎上，如果讓磁體內不同區域具有不同的易磁化方向，當施加一個超高磁場強度的外磁場對磁體進行充磁后，則具有不同易磁化方向的磁體可以在磁體表面產生互不平行的多個磁場。各磁場的疊加作用使得磁體的表面磁場強度最大值遠超過只有單一易磁化方向磁體的最大表面磁場強度。當利用產生最大表面磁場的區域作為電機中磁體的工作區域，則可以滿足未來汽車電機設計的要求。

如果采用粘接劑將兩個燒結回火后的磁體進行粘接，使得二者的取向方向形成角度，這樣可以讓粘接在一起的磁體具有兩個易磁化方向，從而獲得上述所需磁體。但是由于粘接后的磁體應用在電機轉子時，高速運動的轉子將可能使粘接后的磁體開裂，同時工作環境溫度較高，使得粘接劑失效造成磁體裂解，影響電機正常工作。

為了解決上述問題，中國專利申請CN107430935公開了一種燒結磁體的制備方法，其燒結后磁體的各個分區部分具有不同的易磁化方向，各易磁化方向不平行。其制備工藝為將磁粉顆粒與熱熔性樹脂混合后制成第一成形體并施加一個平行磁場，使得第一成形體各部分取向，其各個部分取向方向相同。隨后對第一成形體進行變形處理，獲得第二成形體，變形處理使得第二成形體的各個部分具有不同的取向。最后對第二成形體進行預燒脫碳后，再進行高溫燒結形成磁體的方法。但此工藝由于采用了含有1wt％～40wt％樹脂與磁粉混合制備第一成形體，需要在一定溫度氫氣氣氛下進行預燒脫碳處理，來降低磁體的碳含量和氧含量。在大批量實際生產中預燒脫碳處理往往需要很長時間，且不容易完全脫除樹脂帶進來的碳和其他雜質元素。磁體中殘存的碳含量較高，不利于磁體磁性能提高。此外，由于工藝中采用了較大量的樹脂，而樹脂排出對環境危害較大。另外，工藝中采用在高溫條件下在氫氣氣氛中對壓坯進行預燒脫碳，生產過程中氫氣的管控比較困難，一旦發生氫氣的溢出則面臨爆炸的風險。因此，上述技術方案在實際生產中應用前景較差。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供了一種制備具有非單一易磁化方向的稀土燒結磁體的方法。采用該工藝制備的燒結磁體，進行飽和充磁后，其表面磁場遠高于相同條件下使用單一易磁化方向燒結磁體的表面磁場。此外，該工藝工藝流程簡單，不需要引入樹脂對磁粉進行改造，不會增加磁體的碳和氧含量，高溫燒結過程中不需增加預燒脫碳過程。

本發明的技術方案為，將N個壓坯拼接形成組合壓坯，使相鄰壓坯間的取向方向形成夾角θ，通過等靜壓方式將所述組合壓坯壓制形成等靜壓壓坯，將所述等靜壓壓坯進行高溫燒結和回火處理；其中，N≥2，0°＜θ＜90°。