[发明专利]一种扩散烧结连续化RE‑Fe‑B磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，涉及一种扩散烧结连续化的RE-Fe-B磁体及其制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，市场前景广阔。钕铁硼永磁体理论最大磁能积可以达到512kJ·m(64MGOe)。但其居里温度通常只有310℃-350℃，而电动汽车电机、制造机器人动力装置、部分高精度惯导器件等需要在高温下服役。这就大大限制了钕铁硼磁体的应用。

1984年，住友特殊金属的佐川真人等就在其发表的研究成果中指出，添加Dy、Tb元素可增大钕铁硼磁体的矫顽力。在这之后，以Dy、Dy₂O₃、DyF₃DyH₃等形式向铸锭中添加Dy、Tb，长期作为提高钕铁硼磁体矫顽力的主要方法与研究方向。但因为Dy、Tb与为Fe反铁磁耦合，这种方法会造成磁体的剩磁的下降。另外，由于Dy、Tb的储量稀少且分布很不均匀，取代后会造成磁体成本增加，所以这种方法并没有广泛的应用到工业生产中。

最近十年，研究人员发现对薄片状磁体表面进行扩散处理渗Dy、Tb元素，能在几乎不降低其剩磁的情况下大幅提高其矫顽力。报道过的方法有表面涂覆法、蒸镀法、磁控溅射法、电泳法等。2008年6月，日立金属宣布开发的重稀土金属蒸镀扩散法已在相同剩磁条件下成功将内禀矫顽力提高4.2kOe，而在同样矫顽力条件下将剩磁提高0.4kGs；2009年9月，ULVAC利用其开发的超高真空Dy升华技术制造Nd基磁体，能大幅节约Dy使用量。

虽然扩散稀土法可以显著提高钕铁硼磁体的内禀矫顽力，但现有的扩散处理工艺均需额外增加工序和扩散时间(通常为10个小时左右)，使得制备周期大大延长。同时，其磁体的烧结和扩散处理需要在不同装置中进行，磁体在装置间转移时容易引入氧气，增加了磁体内部的氧含量，无法高效大批量地快速生产高磁性能的钕铁硼磁体。

发明内容

本发明的目的之一，是提供一种扩散烧结连续化RE-Fe-B铁硼磁体，可在磁体的致密化过程中，同步进行稀土等元素的扩散处理，有效节省扩散时间与能耗。

本发明的另一个目的，是提供上述扩散烧结连续化RE-Fe-B磁体的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种扩散烧结连续化RE-Fe-B磁体，该RE-Fe-B磁体的化学成分按质量百分比表示为：RE_aFe_99-a-bB_cTM_b，该磁体具有稀土、稀土合金或稀土化合物涂层，涂层成分为RE_xNR_100-x，其中，28≤a≤33，0≤b≤10，0.9≤c≤1.2，10≤x≤100；RE选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的一种或几种，TM为Co、Al、Cu、Ga、Nb、Mo、Ti、Zr、V中的一种或几种，NR为Co、Fe、Al、Cu、Ga、Nb、Ni、Ti、Zr、V、F、O、H中的一种或几种；所述涂层采用如下方式制备：涂敷在预烧结态的低密度RE-Fe-B磁体表面后，经磁体烧结和回火处理。

所述涂层采用真空蒸镀、溅射、沉积、浸渍或涂刷方法涂敷在预烧结态的低密度RE-Fe-B磁体表面。

所述磁体烧结为在750-1100℃下进行致密化。

所述磁体烧结过程中，涂层稀土、稀土合金或稀土化合物的扩散处理与磁体的致密化过程同步进行。

所述磁体烧结过程中，升温至750～1000℃保温0.5～12小时，使涂层的稀土、稀土合金或稀土化合物在扩散的同时进一步致密化；然后进一步升温至1000～1100℃烧结0.5～6小时，使磁体完全致密化。

所述回火处理为以下工艺之一：

单级回火：400～600℃回火1～10小时；

两级回火：分别在800～950℃和400～600℃回火1～10小时。

所述RE-Fe-B磁体具备如下磁性能：剩磁Br为10～15kGs，内禀矫顽力Hcj为10～30kOe，最大磁能积(BH)_m为25～55MGOe。

本发明提供一种制备扩散烧结连续化钕铁硼磁体的制备方法，该方法包括如下步骤：

(1)制备预烧结态的低密度钕铁硼磁体：