[发明专利]一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法

说明书

本发明公开了一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法，属于永磁材料制备领域。传统扩散工艺制备高矫顽力烧结钕铁硼磁体存在扩散时间长，扩散用重稀土消耗量大和成本较高等问题。本发明首先将硬质合金球与重稀土化合物粉末均匀混合后，采用高速气流将混合粉末加速后，冲击烧结钕铁硼磁体表面，使磁体表面出现非晶层或者微裂纹区，随后对磁体进行回火处理，制得高矫顽力烧结钕铁硼磁体。本发明合理利用了烧结钕铁硼永磁体晶界扩散机制和晶粒与晶界裂解特性，提升了表面扩散效率，具有工艺简单，扩散时间短，重稀土利用率高等优势。

技术领域

本发明涉及永磁材料制备领域，具体涉及一种高矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术

钕铁硼永磁体因其优异的磁性能而被广泛应用于电子设备、医疗器械以及电动机领域，尤其是具有超高内禀矫顽力的烧结钕铁硼永磁体是风力发电、高性能工业电机和医疗设备等领域急需的关键基础材料。

传统工艺中制备高内禀矫顽力烧结钕铁硼磁体通常采用在配方中加入大量重稀土元素Dy、Tb等，形成(Nd,HRE)₂Fe₁₄B主相，进而提高主相的磁晶各项异性，大幅提高磁体内禀矫顽力。但由于(Nd,HRE)₂Fe₁₄B主相较低的饱和磁化强度，造成磁体剩磁大幅下降，进而导致最大磁能积下降，并且造成重稀土资源的过度不合理使用，不利于稀土产业的绿色可持续发展。

研究显示，通过表面涂敷重稀土化合物，对磁体进行晶界扩散可以在较低重稀土使用量的前提下，大幅提高磁体内禀矫顽力，同时保持剩磁基本不变。但该方法效率较低，往往需要很长的扩散时间，而且重稀土价格比较昂贵，使用传统扩散工艺对重稀土原料的利用率不高，导致重稀土原料的用量较大，使得高矫顽力烧结钕铁硼的制造成本提升。因此，探索一种制备高矫顽力烧结钕铁硼的新方法具有重要意义。

综合分析目前已有相关研究，发现通过增加重稀土化合物与磁体与晶界相间的接触面积有助于提高表面晶界扩散效率。因此，本发明公布了一种采用高速硬质合金与重稀土化合物撞击磁体表面，使磁体表面形成微裂纹区和非晶区域，大幅提高扩散物和磁体间的接触面积，提高扩散效率，是一种可行高效扩散的制备工艺。本发明所公布的一种高内禀矫顽力烧结钕铁硼磁体的制备方法，具有表面晶界扩散提高磁体内禀矫顽力的优点，同时还兼备进一步降低重稀土损耗的优势。

发明内容

本发明目的在于解决现有烧结钕铁硼制备技术中的问题，提供一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法。

本发明通过在保护气氛下，通过将重稀土粉末与钴基硬质合金相混合，使重稀土元素冲击扩散进磁体表面，随后再进行退火热处理，制得高矫顽力烧结钕铁硼，具体包括以下步骤。

(1)采用电弧熔炼或者感应熔炼制备合金铸锭。

(2)对合金铸锭进行气雾化处理，温度为1000~1500℃，雾化介质为氩气或者氮气，雾化气压为0.5~15MPa，获得稀土化合物粉末。

(3) 将烧结钕铁硼磁体在氮气保护条件下，将钴基硬质合金球与重稀土化合物粉末均匀混合后，通过高压气流，使钴基硬质合金与重稀土粉末冲击烧结钕铁硼磁体表面，使磁体表面出现非晶层或者微裂纹区,从而使重稀土粉末沿裂纹和非晶区域扩散进磁体表层，掉落的球与粉可回收重复使用。以球状钴基硬质合金作为，硬质合金球的直径控制在3.0~5.0um，重稀土粉末粒径控制在0.5~1.5um，其中，气流速度控制在10m/s~30m/s，冲击时间为10min~30min,冲击完成后，使非晶层或者微裂纹区深度控制在0.2mm~1.0mm之间。

(4) 烧结钕铁硼磁体在完成表面处理该工序后，将磁体放入石英管内，在真空状态下进行一级回火处理，回火温度为750℃-950℃，保温时间为2-20h，最后采用急冷工艺进行冷却。