[发明专利]高矫顽力烧结永磁体及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高矫顽力烧结永磁体及其制备方法，该制备方法在烧结稀土永磁体基材的表面，由内至外依次形成由轻稀土金属组成的第一薄膜层和由重稀土金属组成的第二薄膜层，最后将所述永磁体二进行渗透扩散处理以及二级时效处理，制得烧结永磁体。该制备方法明显提高了重稀土金属元素的扩散效果，使得磁体矫顽力明显提高，并且减少了重稀土金属元素的利用，节约了资源。

技术领域

本发明属于永磁材料技术领域，特别涉及一种高矫顽力烧结永磁体的制备方法，还涉及由该制备方法制得的高矫顽力烧结永磁体。

背景技术

烧结稀土永磁材料(其中，以烧结钕铁硼NdFeB为典型代表)具有高饱和磁化强度、高矫顽力、高磁能积等突出优点而得到广泛应用，近年来特别是在清洁能源如新能源汽车领域，需求量逐年猛增；新能源汽车车用磁体要求磁体具有高耐温性，常需要使用高剩磁、高矫顽力的UH系列和EH系列磁体，如45UH或45EH等磁体。

传统工艺制造高剩磁、高矫顽力钕铁硼磁体，通过在基材配方中增加重稀土镝Dy、铽Tb元素，在其内部形成Tb(Dy)₂Fe₁₄B相，Tb(Dy)₂Fe₁₄B相具有较高的各向异性场，可以大幅提高磁体矫顽力，但是镝Dy、铽Tb是重稀土元素，自然界含量少，价格高，添加导致磁体的成本会大幅提高。

此外，目前常用还有一种新的制造高剩磁、高矫顽力磁体的渗透工艺，具体的说，先制造高剩磁、低矫顽力烧结钕铁硼NdFeB基材毛坯料，再通过机械加工(如多线切割等工艺)加工成小规格尺寸(客户要求的磁体尺寸)的半成品黑片磁体，半成品黑片磁体通过表面处理洁净后，采用镀膜工艺在磁体的表面镀重稀土金属镝Dy或铽Tb膜层，然后高温真空下膜层中重稀土镝Dy、铽Tb原子通过晶界向磁体内部渗透扩散，少量进入主相晶粒表层，最终提高了晶粒表层的矫顽力，从而制备出高剩磁、高矫顽力磁体。

这种渗透扩散工艺要求大规格基材毛坯料先通过机械加工(如多线切割切片、磨加工等)切割成小规格半成品产品，再将切割后磁体进行表面处理(如除油，酸洗，超声波清洗等表面处理方式)，使磁体表面洁净镀膜，利于重稀土镀膜层与基体结合力良好；但是基材毛坯料机械加工过程会造成磁体加工面表层晶粒间富稀土相松动，表面处理过程酸洗和超声清洗，会进一步造成受损松动的晶界富稀土相松动，甚至轻微脱落，以至于晶界中富稀土相不连续、晶界相不完整；使得后续半成品磁体真空镀膜重稀土镝Dy或铽Tb，重稀土镝Dy或铽Tb原子高温下沿着表层晶界中富稀土相通道逐步扩散、渗透到磁体内部，由于晶界中富稀土相不连续、晶界相不完整，渗透的通道存在缺陷，重稀土镝Dy、铽Tb渗透效率降低，导致磁体磁性能提高效果降低或不显著，同时也消耗了过多重稀土镝Dy或铽Tb金属，造成了资源浪费。

为了节约资源，降低成本，已有研究发现轻稀土金属对永磁体的矫顽力也具有改善作用，比如公开号为CN105513734A的中国专利申请中公开了一种由轻稀土金属和重稀土金属组成的混合物，将其作用于钕铁硼磁体，热处理后，可使得磁体的矫顽力得到明显提高，且剩磁和最大磁能积基本保持稳定。

公开号为CN112941457A的中国专利申请中公开了一种钕铁硼磁体永合金复合晶界扩散剂，该扩散剂可以由重稀土粉末和轻稀土粉末组成，将其涂覆于永磁体表面后进行扩散热处理，获得的磁体综合磁性能更好，特别是矫顽力的提高。

公开号为CN113851320A的中国专利申请公开了一种轻稀土合金晶界扩散增强无重稀土烧结钕铁硼磁体的制备方法，将轻稀土合金扩散源粘贴到无重稀土烧结磁体的表面进行晶界扩散处理，有效提高了磁体的矫顽力且降低了成本。