[发明专利]一种提高烧结钕铁硼永磁材料磁性能的方法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种提高永磁材料磁性能的方法，具体涉及一种提高烧结钕铁硼永磁材料磁性能的方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料是迄今为止磁性最强的磁性材料，广泛地应用于电子信息、风力发电、新能源和节能电机等诸多领域，是当今世界上发展最快、市场前景最好的永磁材料。近年来，作为绿色能源核心应用材料，烧结钕铁硼永磁材料的需求量迅速增大，但某些特殊工作环境要求磁体在高温下仍保持高矫顽力。烧结NdFeB磁体的温度稳定性较差，工作温度通常低于100℃，因此，在高温电机等领域的应用受到很大的限制。为了解决钕铁硼永磁材料的温度稳定性，现有技术是在钕铁硼母合金中添加一定量的重稀土元素铽Tb、镝Dy等。 

在合金中添加重稀土元素Dy或Tb，通过形成高磁晶各向异性的TbFeB或DyFeB相，可以提高磁体的矫顽力，改善磁体高温磁性能。现有添加Tb和Dy的方法，多是在熔炼时加入，Tb和Dy进入晶粒内部形成Tb₂Fe₁₄B和Dy₂Fe₁₄B，但这两种化合物的磁化强度远低于Nd₂Fe₁₄B，大大降低了钕铁硼合金的剩磁和磁能积；另外，Dy或Tb重稀土以熔炼合金的形式加入，不仅存在氧化烧损，且存在成分偏析的问题；需要的添加量也较大，现有合金化的方法需要添加5～10%的重稀土元素Tb或Dy，而Tb和Dy元素储量少、价格昂贵，增加了原材料的成本，加快了稀土资源的消耗。

现有技术中还有通过涂覆还原的方式对烧结钕铁硼永磁材料进行表面扩散处理的方法，如CN102930975A采用钾或钠做还原剂置换磁体表面涂覆的Dy或Tb化合物中的Dy或Tb；CN102181820A和CN101845637B采用表面涂覆重稀土氧化物或氟化物的酸溶液，再真空或氩气炉内扩散热处理；CN104112580A 采用金属间化合物涂覆真空热处理， CN101517670B 采用Dy或Tb的金属粉末附着在磁体表面加热扩散。氧是影响烧结钕铁硼性能的关键因素之一，Dy或Tb是特别容易氧化的稀土元素，采用上述方法进行Dy或Tb的扩散处理都存在氧不易处理干净，或者容易引入新的杂质（如发明 CN102930975A），因此，在采用扩散Dy或Tb时如何保证减少氧或其他杂质含量对提高钕铁硼的性能至关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种能提高钕铁硼合金的剩磁和磁能积，且所需重稀土元素添加量少的提高烧结钕铁硼永磁材料磁性能的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种提高烧结钕铁硼永磁材料磁性能的方法，包括以下步骤：

（1）配制含Dy₂O₃或Tb₂O₃的溶液；

（2）将含Dy₂O₃或Tb₂O₃的溶液全部涂覆在烧结钕铁硼永磁材料表面，常温下通风干燥；

（3）将涂覆Dy₂O₃或Tb₂O₃干燥后的烧结钕铁硼永磁材料在氢气气氛下，于400～800℃进行两步还原；

（4）将还原后的烧结钕铁硼永磁材料进行真空高温扩散，得扩散Tb或Dy的烧结钕铁硼永磁材料。

本方法可适用于市售或按照本领域常规方法制备的所有牌号的烧结钕铁硼永磁材料，烧结钕铁硼永磁材料可为如尺寸65×47.5×25mm的方块。

进一步，步骤（3）中，优选的两步还原方法是，将Dy₂O₃或Tb₂O₃在纯度99.99%的氢气气氛下于400～550℃进行一次还原，将Dy₂O₃或Tb₂O₃还原成低价氧化物，还原时间为1.5～2h，然后在650～800℃进行二次还原，低价氧化物还原成活化Dy或Tb，还原时间为1.5～2h。通过两步还原，氢气将Dy₂O₃或Tb₂O₃还原成了活化Dy或Tb，其中的氧变成了水蒸气，从而减少了扩散后稀土Dy或Tb的氧含量，进而减少了进入钕铁硼磁体中的氧，提高了钕铁硼的性能。