[发明专利]一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法

说明书

本发明公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，该方法至少包括如下步骤：在经过烧结得到的磁体表面附着重稀土化合物，并经过加热、在高温下施加压应力，得到磁体。通过提高磁体扩散深度，克服了传统工艺中对磁体规格尺寸限制和重稀土扩散不一致性的问题，增强了扩散效果，磁体获得较佳的磁性能，且设备投入简单，成本较低，适于大规模推广。

技术领域

本发明涉及一种提高稀土钕铁硼磁性材料性能的方法，特别是提高磁体矫顽力的方法，尤其是一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法。

背景技术

自上世纪八十年代钕铁硼磁体发明以来，由于其超高性能的特性在电子、新能源、航空航天、医疗、信息领域等有着广泛的用途。随着技术的发展，高牌号磁体的市场需求越来越广泛，以无压烧结、晶粒细化、重稀土扩散等为代表的新技术正成为各研究单位和钕铁硼企业的研发重点。由于近年来稀土价格不稳定，因此发展低重稀土高矫顽力磁体已是共识，并为各企业大力推动。

目前提高钕铁硼矫顽力的方法主要有以下两种：晶粒细化和晶界扩散。钕铁硼晶粒细化可降低磁体反向形核场，采用低温烧结，可抑制磁体晶粒长大。日本研究者利用氦气气流磨细化晶粒，将磁粉粒度控制于1μm左右，开发出了矫顽力为20kOe的无镝磁体。国内也有企业通过晶粒细化将无镝磁体矫顽力提高至21kOe。此外，TDK采用细化晶粒与优化结构相结合的方法，制备出无重稀土48SH磁体。

晶界扩散主要采用稀土尤其是重稀土单质及其氧化物、氟化物、氢化物等与磁体接触，时效过程中重稀土通过磁体内液相进入晶界及晶粒表层，由于烧结钕铁硼磁体反磁化形核发生于晶粒表面，而重稀土的进入可提高该区域的各向异性场，从而提高磁体的矫顽力。同时，由于重稀土主要存在于晶界而未进入主相，因此主相的饱和磁化强度基本不发生变化，磁体剩磁也不会发生明显降低。另一种非接触式扩散过程为蒸镀时效，将重稀土单质加热至一定温度，使得该重稀土原子蒸发出来并扩散至磁体内部进入晶界，同样起到提高磁体矫顽力的目的。

我们知道，磁体的晶界扩散中重稀土由表面进入磁体内部，因此利用晶界扩散提高磁体矫顽力受限于磁体厚度，也即当磁体较薄时提高磁体矫顽力效果较为明显，而对于较厚磁体，重稀土原子浓度从表面到中心呈梯度分布，最中心处位置矫顽力提升效果非常有限，从而导致磁体整体矫顽力并不明显，方形度较差。此外，现有工艺渗镝/铽效率低，磁体表面不均匀，自动化程度低，不利于批量生产。现有技术中，采用重稀土粉末(如纳米级的或者微米级的较小粒径的粉末)与磁体合金粉末混合的形式来实现磁体中重稀土元素的添加和扩散，这种方案受制于比重不同、颗粒大小不同等因数在混合过程中难以实现实现完全的混合均匀，并且在烧结过程中，粉末形态的颗粒因熔点的不同而使熔点低的易发生流动集聚，从而会极大地影响磁体中稀土元素分散的均匀性。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开了一种高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，提供了一种能够提高磁体扩散深度及适于量产的方法，克服了传统稀土永磁体加工工艺面临的磁体规格尺寸限制的难题，并解决了磁体中重稀土元素的扩散一致性问题，增强了扩散效果，磁体获得较佳的磁性能，且设备投入简单，成本较低，适于大规模推广。

本发明公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法，该方法至少包括如下步骤：在经过烧结得到的磁体表面附着重稀土化合物，并经过加热、在高温下施加压应力，得到磁体。

本发明方案通过在致密化的成型磁体上，在合适的温度下以应力渗透的方式实现了对磁体中重稀土元素的晶界添加，从而实现了对重稀土元素在磁体中分布的可控性，实现了磁体中重稀土元素的均匀分布，提升磁体的磁性能，特别是提升磁体的矫顽力，并且还降低了重稀土元素的用量。

本发明公开的高温压应力提高稀土永磁材料性能的方法的一种改进，该方法中：磁体表面附着重稀土化合物时和/或加热时和/或在高温下施加压应力时，在保护气氛围下进行。优选的保护气氛围为在氮气、氦气、氩气等的一种或者多种的氛围。