[發(fā)明專利]一種晶界擴(kuò)散制備高內(nèi)稟矯頑力釹鐵硼永磁材料的方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011376724.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112563013A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱虹華;巖崎亮人;王俊勃;李歡;思芳;楊敏鴿;姜鳳陽(yáng);劉松濤;劉江南;司鵬偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 三菱電機(jī)（中國(guó)）有限公司;三菱電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 鄧曄;宋俊寅

本發(fā)明公開(kāi)了一種晶界擴(kuò)散制備高內(nèi)稟矯頑力釹鐵硼永磁材料的方法。1)按下列質(zhì)量百分比進(jìn)行配料：Nd：20.0?21.0％；La：0.1?0.3％；Sm：0.1?0.3％；Cu：0.1?0.5％；Al：0.5?0.9％；Co：1.3?1.6％；Ti：0.1?0.3％；B：5.5?6.1％；Ga：0.1?0.3％，其余為Fe，磁體通過(guò)速凝鑄片、氫碎、氣流磨、磁場(chǎng)取向成型、燒結(jié)及熱處理的方式制備；2)制備無(wú)重稀土合金的涂層；3)將燒結(jié)后的磁體進(jìn)行表面清潔處理；4)將無(wú)重稀土合金涂層均勻地形成于磁體表面，并在600?1000℃的氬氣氣氛下對(duì)試樣進(jìn)行4?10h的保溫處理；5)磁體經(jīng)晶界擴(kuò)散后進(jìn)行退火熱處理。本發(fā)明所采用的晶界擴(kuò)散無(wú)重稀土釹鐵硼永磁材料的方法有效提高了磁體內(nèi)稟矯頑力，而不顯著降低剩磁與磁能積，從而制得高性能的燒結(jié)釹鐵硼磁體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于永磁材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種晶界擴(kuò)散制備高內(nèi)稟矯頑力釹鐵硼永磁材料的方法。

技術(shù)背景

釹鐵硼磁體作為第三代稀土永磁材料，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人們生活的方方面面，尤其是計(jì)算機(jī)磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、核磁共振儀、混合動(dòng)力車輛和風(fēng)力發(fā)電等高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。而這些領(lǐng)域需要釹鐵硼永磁材料具有更高的內(nèi)稟矯頑力，而磁體實(shí)際的內(nèi)稟矯頑力僅為理論值的1/3左右。為了提高磁體的內(nèi)稟矯頑力，通常采用的方法是在熔煉時(shí)摻雜Dy和Tb來(lái)取代Nd₂Fe₁₄B中的Nd，形成Dy₂Fe₁₄B、Tb₂Fe₁₄B來(lái)提高各向異性場(chǎng)，從而改善磁體的內(nèi)稟矯頑力。但此種方法存在兩個(gè)問(wèn)題:一是使剩磁和磁能積有明顯下降；二是Dy和Tb屬于重稀土元素，使制備磁體的成本顯著增加且造成資源枯竭。

最近十年，研究者發(fā)現(xiàn)在燒結(jié)釹鐵硼的磁體表面附有無(wú)重稀土元素的合金粉或化合物，并經(jīng)合適的熱處理后，磁體表面的無(wú)重稀土元素會(huì)穿過(guò)燒結(jié)體的晶界進(jìn)入燒結(jié)體內(nèi)部，從晶界向主相Nd₂Fe_l4B內(nèi)部擴(kuò)滲，并擇優(yōu)分布于主相晶粒邊緣，改善不均勻區(qū)各向異性，使磁體的內(nèi)稟矯頑力明顯提高而剩磁不降低或降低很小，而且有利于稀土元素的合理利用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種晶界擴(kuò)散制備高內(nèi)稟矯頑力無(wú)重稀土釹鐵硼永磁材料的方法，能夠顯著提高磁體的內(nèi)稟矯頑力，而剩磁與磁能積降低很小或不降低。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種晶界擴(kuò)散制備高內(nèi)稟矯頑力無(wú)重稀土釹鐵硼永磁材料的方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)釹鐵硼磁體磁性能的調(diào)控。按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、按下列重量百分比進(jìn)行配料：Nd：20.0-21.0％；La：0.1-0.3％；Sm：0.1-0.3％；Cu：0.1-0.5％；Al：0.5-0.9％；Co：1.3-1.6％；Ti：0.1-0.3％；B：5.5-6.1％；Ga：0.1-0.3％，其余為Fe，磁體通過(guò)速凝鑄片、氫碎、氣流磨、磁場(chǎng)取向成型、燒結(jié)及熱處理的方式制備；

步驟2、制備無(wú)重稀土合金的涂層，涂層成分為RExNR100-x，其中，0＜x＜100，RE選自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm中的一種或幾種，NR為Co、Fe、Al、Cu、Ga、Nb、Ni、Ti、Zr、V、Nb、F、O、H中的一種或幾種；

步驟3、將燒結(jié)后的磁體進(jìn)行表面清潔處理；

步驟4、將無(wú)重稀土合金涂層均勻地形成于磁體表面，晶界擴(kuò)散時(shí)，在600-1000℃的氬氣氣氛下對(duì)試樣進(jìn)行4-10h的保溫處理；

步驟5、磁體經(jīng)晶界擴(kuò)散后進(jìn)行退火熱處理。

本發(fā)明的有益效果在于：

1)磁體表面鍍層均勻，結(jié)合強(qiáng)度高，有利于磁體微觀組織及性能的均勻性；

2)通過(guò)晶界擴(kuò)散的方法避免擴(kuò)散源金屬、合金的浪費(fèi)，節(jié)約成本；