[发明专利]晶界添加氧化物或氮化物提高钕铁硼永磁材料性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种稀土材料技术领域的方法，尤其是一种提高钕铁硼永磁材料磁性能、热稳定性和耐蚀性的晶界添加氧化物或氮化物提高钕铁硼永磁材料性能的方法。

背景技术

烧结钕铁硼磁体具有很高的剩磁、矫顽力和最大磁能积，自问世以来，在国防、家用电器、医疗机械、电子信息和汽车工业等诸多领域获得了广泛的应用，特别是近年来在计算机、电子通讯等设备的普及和低能耗汽车用电机的高速发展，使其应用前景更加广阔。但是钕铁硼永磁材料较低的热稳定和抗腐蚀性大大降低了使用过程中磁性能，并限制了其使用环境。

钕铁硼磁体主要由Nd₂Fe₁₄B主相、富Nd相和少量富B相组成，其中Nd₂Fe₁₄B相为铁磁性相，其它为顺磁性相。由于铁磁性相较低的居里温度(310℃)导致了整个磁体在相对较低的温度时磁性能开始快速下降。描述磁体热稳定性的参数主要有：总损失(h_T)，可逆损失(h_rev)，不可逆损失(h_irr)以及可逆温度系数(包括磁感温度系数α和矫顽力温度系数β)。实际的工业化生产中常使用磁体的最高工作温度来作为衡量磁体的温度稳定性的标准。从目前提高钕铁硼磁体热稳定的途径来看，主要通过提高磁体的居里温度和矫顽力来入手。

经对现有技术的文献检索发现，周寿增等人在《超强永磁体一稀土铁系永磁材料》(冶金工业出版社，2004年第266页)一书中对提高钕铁硼永磁材料温度稳定性的方法进行了研究和概述，该文提出适量添加Co元素可显著提高合金的居里温度和热稳定性。其不足在于，虽然含Co的磁体热稳定得到提高，但是在晶界富集形成的Nd-(FeCo)₂软磁性相，导致磁体矫顽力快速降低。并且，Co元素作为一种国家战略资源，其使用量受到控制。

钕铁硼永磁材料在使用过程中主要以在潮湿或存在腐蚀介质的环境中发生电化学腐蚀最为严重。其腐蚀原动力在于主相与富Nd相、富B相之间的化学电动势差。富Nd晶界相的电极电位位为-0.65V，在原电池中成为阳极，而主相电极电位为-0.515V，成为原电池的阴极。因此，尽量减少不同相之间的腐蚀电位差，就可以避免或者减弱晶间腐蚀，降低腐蚀电流密度。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种提高钕铁硼永磁材料磁性能、热稳定性和耐蚀性的方法。使其成本低，用量小、且无污染，并实现了提高磁体综合性能的目的。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下步骤：

(1)采用铸锭工艺制成钕铁硼铸锭合金或用速凝薄片工艺制成钕铁硼合金速凝薄片；

所述的钕铁硼铸锭合金，化学式为Nd_aFe_100-a-b-cB_bM_c，原子百分比：13≤a≤24，5.5≤b≤7，0≤c≤7；M为Dy、Tb、Co、Ga、Al、Cu元素中一种或几种。

(2)将钕铁硼铸锭合金先进行粗破碎，气流磨制成粉末；

所述的粗破碎，是指通过中破碎机中破碎至80～100目；所述的气流磨制成粉末，是指通过气流磨制成平均颗粒直径为4～5μm的粉末。

(3)加入氧化物或氮化物粉末均匀混合；

所述的氧化物，是指粒径低于1μm，经分散处理的氧化锌、氧化钙、氧化铬、氧化锰、氧化锆、氧化硅粉末中的一种；

所述的氮化物，是指粒径低于1μm，经分散处理氮化钛、氮化铝、氮化钒、氮化铌、氮化钕、氮化镝、氮化铽粉末中的一种；

所述的氧化物或氮化物粉末质量占NdFeB粉末的0.1～5％；

所述的均匀混合，是指采用球磨混粉的方式，氧化物或氮化物粉末在石油醚介质中进行20～90min的均匀混合。

(4)均匀混合后的混合粉末在磁场取向压制成型，取向压制后再将坯件进行冷等静压，以提高坯体密度；

所述的在磁场取向压制成型，磁场强度为1.5～2.0T；所述的等静压，压力为150～250MPa。

(5)将坯件放入高真空烧结炉内，烧结并回火制成磁体。

所述的烧结，烧结温度为：1040～1140℃；烧结时间为：1～4h。

所述的回火，是指：烧结后再经过900℃和560℃两次回火；回火时间2h。