[發明專利]一種大尺寸熱變形釹鐵硼磁體的制備方法

在審

• 申請號: 202010431218.8
• 申請日: 2020-05-20
• 公開（公告）號: CN111599587A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發明（設計）人: 宋書明;陳夫剛;趙勇
• 申請（專利權）人: 江蘇揚子三井造船有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 蘇州言思嘉信專利代理事務所(普通合伙) 32385
• 代理人: 徐永雷

本發明公開了一種大尺寸熱變形釹鐵硼磁體的制備方法，先用甩帶法制備出低熔點稀土合金薄帶作為焊合劑，將擴散合金薄帶夾在兩個待焊合的熱變形釹鐵硼磁體中間，在一定溫度下保溫讓熔化的低熔點稀土合金擴散滲透到與之相接觸的磁體內部，冷卻后對相鄰熱變形磁體起到有效焊合效果。同時，擴散連接后，磁體晶界相的含量增加，降低了晶粒間的磁耦合作用，也提高了磁體的矯頑力。目前工業上生產的熱變形釹鐵硼磁體的厚度一般不超過4mm，這大大限制了熱變形釹鐵硼磁體的應用。利用本發明的擴散連接技術可以制備大尺寸高矯頑力熱變形釹鐵硼磁體，將大大拓寬熱變形釹鐵硼磁體的應用范圍。

技術領域

本發明涉及一種大尺寸熱變形釹鐵硼磁體的制備方法，屬于稀土永磁材料的技術領域。

背景技術

永磁材料利用氣隙中的磁場可以實現機械能和電能的相互轉換，已被廣泛應用于航空航天、電力電子、醫療器械及交通運輸等諸多領域。稀土永磁釹鐵硼材料問世于二十世紀八十年代初，由于其磁能積遠遠高于傳統的永磁材料，被冠以“磁王”的美譽，釹鐵硼永磁材料的出現在永磁材料發展史上具有里程碑式的意義。釹鐵硼磁體分為燒結釹鐵硼磁體、熱變形釹鐵硼磁體和粘接釹鐵硼磁體。

近年來隨著風力發電、新能源電動汽車和高效永磁電機等產業的大力發展，對能夠滿足在較高溫下(150～180℃)永磁電機用的高矯頑力釹鐵硼磁體的需求不斷增加。由于燒結釹鐵硼磁體的生產效率高，其磁體尺寸大小方便調控，工業上永磁電機一般都用燒結釹鐵硼磁體制備。為了保證高溫下釹鐵硼磁體不退磁，一般是通過重稀土元素Dy或Tb對輕稀土元素Nd部分替換來實現的。但是，一方面，重稀土元素Dy/Tb的加入降低了磁體的剩磁，影響了磁體的磁能積，這不利于設備輕量化、小型化的發展；另一方面，重稀土元素Dy/Tb在地殼中儲量遠低于輕稀土元素Nd，其市場價格遠高于Nd，Dy/Tb的大量加入也增加了磁體制備的原料成本。熱變形釹鐵硼磁體由于晶粒尺寸(50～400nm)遠低于燒結釹鐵硼磁體(3～5μm)，其矯頑力遠比相同成分的燒結釹鐵硼磁體高，特別是近年晶界擴散技術的在熱變形釹鐵硼磁體中的應用，使得不含重稀土元素的熱變形釹鐵硼磁體的矯頑力高于2.5T，使其有望代替高Dy/Tb含量的燒結釹鐵硼磁體，成為制備高效永磁電機等對磁體矯頑力要求較高的磁材。

但是，由于熱變形釹鐵硼磁體的取向是在變形過程中形成的，在磁體生產的熱變形環節，其變形量需要高達70％，制備后的磁體從表面到內部的晶粒取向不斷降低。為了保證磁體高的取向度及退磁曲線的方形度，目前的技術水平生產的熱變形釹鐵硼磁體的厚度一般不超過4mm。這使得熱變形釹鐵硼磁體只能用在需要磁體厚度尺寸小于4mm的領域，這極大限制了熱變形釹鐵硼磁體推廣應用。

發明內容

發明目的：針對上述問題，本發明的目的是提供大尺寸熱變形釹鐵硼磁體的制備方法，通過對小尺寸的熱變形釹鐵硼磁體進行擴散焊合，制備大尺寸的熱變形釹鐵硼磁體。

技術方案：一種大尺寸熱變形釹鐵硼磁體的制備方法，包括以下步驟：

步驟一：熔煉富稀土元素的低熔點合金錠，利用甩帶法將合金錠制備成合金薄帶；

步驟二：將熱變形釹鐵硼磁體待連接的面打磨干凈，將低熔點合金薄帶夾在待焊合磁體的接觸面中間；

步驟三：在真空爐中對組合的磁體進行擴散焊合處理。

進一步的，所述稀土元素低熔點合金為M-Cu合金，M為Pr、Nd或Dy。

最佳的，所述低熔點共晶合金成分為Pr₇₀Cu₃₀(at.％)、Nd₇₀Cu₃₀(at.％)和Dy₇₀Cu₃₀(at.％)。

進一步的，步驟一中甩帶制備的富稀土合金薄帶的厚度在30μm～100μm之間