[发明专利]一种焊接钕铁硼磁体及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及烧结钕铁硼磁体的制备方法，尤其是通过晶界扩散制备大尺寸高性能高矫顽力的钕铁硼磁体的方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体已经广泛应用于风力发电、混合动力汽车、伺服电机等各个领域。由于下游应用器件朝着小型化、轻量化和高效率方向发展，钕铁硼磁钢必须具有高磁能积和高矫顽力。传统提高磁体矫顽力的方式为通过合金添加Dy或者Tb等重稀土元素，这两种元素在提高磁体矫顽力的同时降低了磁体的磁能积。比如，磁能积在50 MGOe，通过这种方法目前只能够将矫顽力做到16 kOe，没办法将矫顽力做到20 kOe以上。所以仅通过合金化的方法添加重稀土Dy或者Tb，目前是没有办法制备出高磁能积和高矫顽力的磁体。

近年来，磁体业界发展了晶界扩散方法也称之为渗Dy或者渗Tb方法。该方法是在磁体表面上布置一层重稀土化合物粉末，该化合物是重稀土的氟化物或者氢化物。然后在高温下真空热处理。由于重稀土是从磁体表面沿晶界往磁体内部扩散的，重稀土能够扩散的深度大约500μm。从性能提升的角度看，晶界扩散方法只适合制备薄片磁体，一般磁体厚度在3mm左右（如中国专利201710545814.7，一种烧结钕铁硼磁体的制备方法及电机用转子）。如果要制备大块磁体，比如厚度大于10 mm的磁体，就没办法通过扩散制备。因此，在大块磁体方面特别是较厚的磁体就没有办法发挥晶界扩散制备高磁能积和高矫顽力的优势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是使用焊接热处理方法制备大块的高性能高矫顽力磁体的方法。该方法能够克服目前传统的方法不能够制备高性能高矫顽力磁体的缺点，同时也能够克服晶界扩散不能够制备大块磁体的弊端，以获得较厚的高磁能积和高矫顽力的磁钢。

一种焊接钕铁硼磁体，其特征为重稀土Dy或者Tb的含量在磁体厚度方向呈现从高到低再到高的周期性分布。

一种焊接钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：

① 先通过粉末冶金工艺制备毛坯磁体，工艺包括配料、速凝、氢破碎、气流磨、取向成型、烧结；

② 将毛坯磁体机械加工成厚度在0.5-6mm的薄片磁体，其厚度沿取向方向；

③ 将薄片磁体进行表面处理；

④ 将磁体放在Dy或者Tb或者两者的合金的蒸汽炉中，在真空下，进行850-950度保温6-30h扩散处理；

⑤ 将上述磁体从Dy或Tb蒸汽炉中拿出，然后将磁体沿厚度方向叠起来；

⑥将叠好的磁体放入烧结炉中，真空下进行880-920 ℃保温焊接热处理4-6h，然后将磁体在真空中进行480-540℃时效处理。

所述重稀土Dy或Tb含量高的位置对应于每一个薄片磁体的表面，重稀土含量低的位置对应于每一个薄片磁体的心部。

所述薄片磁体表面处理方法包括碱性洗涤剂+3-5%稀硝酸洗+水洗，然后在80-100 ℃下烘干，或采用30-90目的砂粒进行喷砂处理。

所述磁体在厚度方向叠的片数为2-50片。

本发明提供一种焊接钕铁硼磁体的制备方法，见图1所示，该方法先将磁体加工成薄片磁体，然后进行热蒸发渗重稀土Dy或者Tb处理。热蒸发处理后再将渗Dy处理后的磁体沿着取向方向叠起来，叠到目标磁体的厚度，然后在高温下进行焊接热处理。所述焊接热处理是在高温下，磁体表面存在一定含量的晶界上的液相，液相的成分主要为Nd和Fe，液相在相互靠近的两块已经渗重稀土处理的磁体之间相互扩散，高温下两块磁钢就紧紧的焊接在一起。由于相互靠近的两块磁钢成分相近，晶体结构也相近，冷却之后磁钢之间缝隙也不会有残留，对磁体的力学性能没有影响。磁体中重稀土沿着厚度方向的从高到低再到高周期性的分布，如图2所示。因此本发明及发挥了渗重稀土能够制备高磁能积高矫顽力的优势，同时克服了渗重稀土不能做大块厚度磁体的缺点。为制备大块的高性能高矫顽力磁钢提供了解决方案。

附图说明

图1、焊接钕铁硼磁体制备流程图。

图2、重稀土沿厚度方向分布示意图。

图3、实施例1的磁体中重稀土分布示意图，图中颜色越深表示重稀土浓度越高。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的叙述。需要指出的是，下述实施例不对本发明起任何限定作用，旨在对本发明的理解。

实施例1

步骤1、制备毛坯