[發明專利]增壓擴散熱處理制備高矯頑力燒結釹鐵硼的方法

在審

• 申請號: 202010356104.1
• 申請日: 2020-04-29
• 公開（公告）號: CN111554502A
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發明（設計）人: 張玉晶;姚旻皓;徐鋒;繆雪飛;趙惠琨
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 張玲

本發明屬于永磁材料領域，具體涉及一種增壓擴散熱處理制備高矯頑力燒結釹鐵硼的方法。本方法具體過程包括：制備含重稀土元素Tb或Dy中一種或者兩種的低熔點合金；將合金破碎成細粉并與有機溶劑混合成泥漿；將合金泥漿涂覆于潔凈的燒結磁體表面至于熱處理爐內；在特制的高溫高壓爐內充入一定量的高純Ar氣并保持壓力熱處理，最終制得增壓擴散處理后的磁體。本方法制備的釹鐵硼燒結磁體矯頑力較相同條件下未增壓擴散的磁體更高，本申請在高溫熱處理的過程中，爐內施加等靜壓，提高重稀土元素的擴散效率，更高效地提高磁體矯頑力；實際生產過程可以適當減少擴散熱處理的時間，有效的減少能耗，降低生產成本。

技術領域

本發明屬于永磁材料領域，具體涉及一種增壓擴散熱處理制備高矯頑力燒結釹鐵硼的方法。

背景技術

自20世紀80年代初Nd₂Fe₁₄B化合物發現以來，燒結Nd-Fe-B磁體已發展成為磁性最強、應用最廣、消耗稀土最多的永磁材料。近些年來，清潔能源和可持續發展成為全球關注焦點，以風力發電、混合動力汽車、純電動汽車等為代表的產業消耗大量的燒結Nd-Fe-B稀土永磁，而在這些清潔能源領域，需要磁體在較高的工作溫度環境下服役。這就需要磁體具有較高的室溫矯頑力，抵抗熱退磁效應，從而保證磁體的高溫磁性能。通常，提高磁體室溫矯頑力H_cj最直接的方法就是添加重稀土元素Dy、Tb。因為，Dy₂Fe₁₄B(H_A＝15.0T)和Tb₂Fe₁₄B(H_A＝22.0T)相比于Nd₂Fe₁₄B(H_A＝7.3T)具有更高的磁晶各向異性場，重稀土元素Dy、Tb取代Nd₂Fe₁₄B硬磁性相晶格中的Nd，形成(Nd,Dy)₂Fe₁₄B或(Tb,Dy)₂Fe₁₄B可以有效地提高磁體的實際矯頑力。磁體的工作溫度越高，磁體所需的室溫矯頑力就越高，而對應的磁體所消耗的重稀土Dy、Tb元素的含量就越多。想要滿足于電機馬達等高溫(～200℃)的工作要求環境，磁體中Dy、Tb的含量約占整個原材料的4at.％左右，而Dy、Tb在自然界的儲量相對于Pr、Nd而言不到十分之一，價格也高出Pr、Nd十幾倍。因此，怎么少用重稀土元素，大幅度提高磁體的矯頑力是關鍵。

晶界擴散的方法可以在保持磁體剩磁基本不變的條件下，有效的提高磁體的矯頑力。如專利CN201710573497.X，采用電泳沉積方法在釹鐵硼磁體表面沉積重稀土化合物涂層，涂層主要為含重稀土的氧化物，硫化物或者氟化物，然后進行擴散處理和回火處理，制得低重稀土高矯頑力釹鐵硼磁體。稀土氧化物熔點較高，氧化物高溫較為穩定，熱處理過程中，稀土原子從氧化物、硫化物或者氟化物中分離進入Nd₂Fe₁₄B晶格中的量較少，擴散效率有限。

專利CN201810507016.X，通過磁控濺射工藝在釹鐵硼磁體粉末顆粒表面濺射一層稀土金屬薄膜，然后經壓制燒結以及擴散熱處理，通過該方法制成的釹鐵硼磁體在剩磁幾乎不降低的情況下，矯頑力有了顯著提高。但是磁控濺射過程較慢，對于批量生產而言，難以批量實現。且上述的方法擴散熱處理過程都是采用真空條件。

發明內容

本發明的目的在于提供一種增壓擴散熱處理制備高矯頑力燒結釹鐵硼永磁材料的方法，在真空處理時，通過施加等靜壓，提高磁體的矯頑力和擴散效率。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種增壓擴散熱處理制備高矯頑力燒結釹鐵硼的方法，包括如下步驟：

步驟(1)：制備含重稀土元素Tb或Dy中一種或者兩種的低熔點合金；

步驟(2)：將制備的低熔點合金破碎成細粉并與有機溶劑混合成合金泥漿；