[發明專利]一種高性能釹鐵硼燒結磁體制備方法及微觀結構

有效

• 申請號: 202010642162.0
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN113096947B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 陳秀雷;彭眾杰;董占吉;丁開鴻
• 申請（專利權）人: 煙臺首鋼磁性材料股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02
• 代理公司: 亳州速誠知識產權代理事務所(普通合伙) 34157
• 代理人: 張輝

本發明涉及一種高性能釹鐵硼燒結磁體制備方法及微觀結構，其屬于釹鐵硼磁體制作方法技術領域。包括如下工藝步驟：將鐠、銅、鎵、重稀土等金屬按照計量比PraRHbGacCud進行配料，先制備成多元合金鑄錠，再制成薄帶合金。將薄帶合金破碎成平均粒度10μm?1000μm的粉末附著于釹鐵硼燒結磁體表面進行擴散，高溫擴散的溫度范圍為720℃~980℃，擴散時間為5~25小時；低溫時效處理溫度為480℃~680℃，處理時間為1~10小時。擴散后的磁體微觀結構中，擴散引入的重稀土元素分布深度超過400μm，在主相顆粒外圍形成鐠元素及重稀土元素包裹的殼層結構，在剩磁沒有明顯降低的條件下，矯頑力得到較大提升。

技術領域

本發明屬于燒結釹鐵硼永磁體技術領域，尤其涉及一種高性能釹鐵硼燒結磁體制備方法及微觀結構。

背景技術

釹鐵硼磁性材料作為目前性能最優異的磁性材料，具有很廣泛的應用領域。隨著使用條件的苛刻和稀土資源使用量的奏增，高性能和低成本成為釹鐵硼磁體行業發展的主題。為了實現低成本高性能的目標，微量元素種類和加入量的優化，細粉工藝、低氧工藝等在工業上被廣泛用，重稀土擴散工藝近年來成為提高燒結釹鐵硼性能的重要而有效的手段。目前使用較多的擴散工藝為使用重稀土氟化物或氫化物粉末埋粉擴散，或者使用重稀土合金的有機溶液涂覆，噴涂等方式進行擴散。為了提高擴散效果，降低原材料成本，很多企業和科研機構優化了擴散源和擴散方法，取得了不錯的效果。

中國專利CN105513734B使用RL_xRH_yM_z系列合金作為擴散源，在不明顯降低剩磁和磁能積的條件下明顯提高了矯頑力。但該專利將擴散合金制成平均粒度為2.4微米的粉末，增加了工藝成本且可能會導致氧含量升高，影響擴散效果，對矯頑力的提升作用仍有提升空間。中國專利CN105355353B使用重稀土非晶合金對燒結釹鐵硼磁體進行擴散，減少了擴散合金磁體的氧化，矯頑力提升明顯。但使用純重稀土合金進行擴散，受擴散深度的制約，矯頑力進一步提升較困難。中國專利CN107251176B通過使用R2-Ga-Cu系合金與R1-T1-A-X系合金接觸后低溫熱處理的方式進行擴散，在低溫下取得了不錯的擴散效果。但該工藝涉及的兩種合金都具有較高的成分要求，控制條件較嚴格。

傳統使用純重稀土或重稀土氫化物、氟化物進行擴散的方式，容易導致距離擴散面較近的區域重稀土元素富集，而距離擴散表面較遠的區域無擴散元素分布或濃度較低，起不到有效的去交換耦合作用。同時，距離擴散表面較近的區域因擴散元素濃度較高，重稀土會滲入到主相晶粒內部，導致剩磁降低明顯。而這樣也將導致重稀土元素消耗過快，隨著深度的增加，重稀土濃度急劇下降，導致成分結構的不均勻，限制了性能的提高。

發明內容

本發明的目的是克服上述已有技術的不足，而提供一種高性能釹鐵硼燒結磁體制備方法和及微觀結構。

本發明通過制備元素比例優化的多元低熔點合金，并破碎成粉末后作為擴散源，增加了有效擴散的溫度范圍，利用潤濕性較好的鐠、銅、鎵等元素易于擴散至磁體深處的特點，使得重稀土元素的擴散深度也得到提高，分布更均勻。本發明中控制擴散元合金的粒度且限定其在釹鐵硼燒結磁體上的附著面為垂直于取向方向的面，進一步提升了擴散效率和效果。最終得到的磁體中通過擴散方式引入的重稀土元素依附于擴散進入的鐠元素分布在主相顆粒外圍形成殼層結構，而不會進入主相顆粒中心區域，使得在沒有明顯降低磁體剩磁的前提下，顯著提高了釹鐵硼燒結磁體的矯頑力。

本發明提供的技術方案是一種高性能釹鐵硼燒結磁體制備方法，其特殊之處在于，包括以下工藝步驟：

步驟1、按照多元合金中的元素比例配料，使用真空感應爐制備多元合金鑄錠，再將多元合金鑄錠使用真空甩帶爐制成多元合金薄帶；所述多元合金的原子比化學式為PraRHbGacCud, 其中Pr為鐠元素，RH為鏑或鋱元素中的至少一種，Ga為鎵元素，Cu為銅元素；a、b、c、d滿足關系式0.30≤（a+b）/(a+b+c+d)≤0.65，0.20≤d/(c+d) ≤0.50, 0.23≤b/(a+b) ≤0.60;