[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体的制备方法

说明书

本发明公开了一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，采用溶液包覆法，将合金磁粉与含重稀土元素的有机悬浊液或有机溶液混合，使重稀土元素均匀包覆在磁粉颗粒周围，然后进行成型、烧结回火处理，将重稀土元素有效控制在晶粒表层和晶界，能够提高烧结钕铁硼磁体中重稀土元素的分布均匀与扩散深度，有利于提高矫顽力等磁性能。

技术领域

本发明涉及稀土永磁体的烧结技术领域，特别是涉及一种烧结钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼稀土永磁体是到目前为止人们发现的磁能积最高、应用最广的永磁材料。为满足新能源汽车和风力发电对高性能磁体的市场需求，烧结钕铁硼磁体在市场领域的应用进一步扩大。矫顽力和磁能积的提高推动了烧结永磁体在电机市场的飞速增长。

在烧结钕铁硼磁体中添加重稀土元素是目前人们普遍研究的一种提高磁体矫顽力和磁能积的方法。添加的技术手段包括：熔炼合金法、双合金法、晶界扩散法。近年来，晶界扩散法因其在不影响剩磁的情况下，显著提高了矫顽力，被认为是最新型的高效利用重稀土的有效方法。

晶界扩散法是指在磁体表面沉积重稀土化合物，经热处理后，使重稀土元素沿着晶界扩散到磁体内的方法。重稀土元素主要分布在晶界和晶粒表层，而晶粒内部的重稀土含量低，形成高磁晶各向异性场的壳层结构，从而大幅提升矫顽力且不损失剩磁，还很大程度上提高重稀土的利用率。

常用的晶界扩散法有磁控溅射、表面涂覆、电泳沉积。但是这些晶界扩散方法都只是在磁体表层进行，扩散深度有限，一般扩散磁体的厚度不超过6mm，扩散深度不超过500μm。另外，现有的方法还存在磁粉易团聚和重稀土元素分布不均的问题。因此，如何提高重稀土元素的分布均匀性以及晶界扩散深度是目前的研究热点。

发明内容

针对上述技术现状，本发明提供了一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，采用溶液包覆法，将合金磁粉与含重稀土元素的有机悬浊液或有机溶液混合，使重稀土元素均匀包覆在磁粉颗粒周围，然后进行成型、烧结、回火处理，能够提高烧结钕铁硼磁体中重稀土元素的分布均匀与扩散深度，有利于磁性能的提高。

即，本发明的技术方案为：一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括如下步骤：

钕铁硼磁体的分子式Nd_aM_bFe_100-a-b-cB_c，其中a、b、c代表各对应元素的质量份数，并且20≤a≤33，0≤b≤10，0.8≤c≤1，M为La，Ce，Pr，Dy，Tb，Ga、Co、Cu、Al、Nb元素中的一种或几种；按照钕铁硼磁体的分子式配制金属原料并混合熔炼，经氢破和气流磨后，得到合金磁粉；

将含有重稀土金属的有机化合物或卤化物与有机溶剂混合，得到有机悬浊液或溶液，其中重稀土金属的质量占所述合金磁粉的质量百分比小于10％；

将所述的合金磁粉与有机悬浊液或溶液混合均匀，并在真空或惰性气体保护下，使有机溶剂完全挥发，得到混合磁粉；

将所述的混合磁粉进行磁场取向并压制成毛坯磁体；

将毛坯磁体放入真空烧结炉中进行烧结，然后快速冷却，之后进行二级回火热处理。

作为一种实现方式，所述的烧结过程为：将毛坯磁体以5℃/min-30℃/min升温至300℃-400℃，并保温1小时-3小时，然后升温至500℃-650℃，并保温1小时-3小时，之后升温至700℃-850℃，并保温1小时-3小时，最后升温至900-1090℃烧结1小时-6小时。

作为优选，所述的二级回火热处理为：首先在850℃-950℃保温1小时-3小时，然后充入氩气快冷至室温，再升温至450℃-580℃保温1小时-3小时。

含有重稀土元素的有机化合物，其所占重量比例是0.1-10％。