[发明专利]提高烧结钕铁硼永磁材料性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土材料技术领域的速凝片晶界扩散重稀土化合物提高烧结钕铁 硼永磁性能的方法。

背景技术

作为第三代稀土永磁材料的钕铁硼稀土永磁材料，自从1983年由日本住友金属和 美国GM公司首先商品化开发以来，由于具有高剩磁、高矫顽力和高磁能积的特点，广 泛应用于电力电子、通讯、信息、电机、交通运输、办公自动化、医疗器械、军事等领 域，并使一些小型、高度集成的高新技术产品的应用成为可能，如硬盘用音圈电机(VCM)， 混合动力汽车(HEV)，电动车等。要满足以上市场需求，我们需要制备出高的剩磁，矫 顽力和低的温度系数的钕铁硼磁体。

烧结钕铁硼磁体主要由Nd₂Fe₁₄B，富Nd相和富B相组成，其中Nd₂Fe₁₄B是磁性相，决 定剩磁和磁能积，富Nd相和磁体的微观结构决定磁体的矫顽力。从烧结钕铁硼的反磁 化机理来看，主要是反磁化畴在晶界处形核机制。这样就决定了磁性相的边界结构和物 理特性对磁体的矫顽力具有重要的作用。(Dy，Tb)₂Fe₁₄B的各向异性场高于Nd₂Fe₁₄B的各 向异性场，因此添加重稀土元素Dy和Tb都能使磁体矫顽力大幅度增加，显著提高NdFeB 磁体的使用温度。但由于重稀土元素价格昂贵，因此显著增加了磁体的成本。同时由于 重稀土元素与铁属反铁磁耦合，降低铁原子磁矩，从而导致B_s和B_r下降。另外双合金方 法也是一种通过改善磁体的微观组织和磁性相的边界结构来提高磁体的矫顽力，此方法 用富含重稀土元素Dy，Tb的合金作为辅相，主相合金成分接近Nd₂Fe₁₄B化学成分计量比。 然后主辅相混合烧结，通过此方法能有效的使重稀土元素分布在主相晶粒的边界，但是 不可避免的有部分重稀土元素在高温烧结的过程中扩散进入主相，导致剩磁的下降。因 此在提高磁体使用温度和保持高磁能积的前提下，如何使Dy和Tb等贵重金属合理分布 在磁性相边界处以及如何降低Dy和Tb等贵重金属的加入量是目前的国内外的研究热 点，但一直没有大的突破。

2003年韩国的Kim等人在利用钕铁硼磁体废料重新制备钕铁硼的研究中发现，在钕 铁硼粉末中添加DyF₃，TbF₃粉末，然后进行烧结制成磁体后，磁体的矫顽力有一定提高。

2005年日本信越公司报道了一种晶界扩散法提高烧结钕铁硼矫顽力的方法，使用晶 界扩散法制成的钕铁硼磁铁，其耐热性“在同样厚度的条件下，比过去提高50℃”。新 的制造法通过将镝，铽等稀有元素集中到磁铁性相的晶界处，在维持剩磁不变的情况下 将矫顽力提高了30％以上。由此一来，既能保持磁力不下降，同时又提高了耐热性。但 是利用晶界扩散法提高钕铁硼性能的方法仍然存在许多缺陷，关键是此法只能用于1- 3mm的磁体薄片，实用尺寸小，产品的力学性能和抗腐蚀性能下降等缺陷。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是于克服现有技术的不足而提供一种提高烧结钕铁硼 永磁材料性能的方法，通过此法，在不降低剩磁和磁能积的基础上，提高磁体的矫顽力 和磁体的使用温度，降低重稀土的用量，节约磁体的生产成本，克服了只能在薄片磁体 晶界扩散的缺点，适合各种牌号的烧结钕铁硼磁体。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种速凝片晶界扩散重稀土化合物 提高烧结钕铁硼永磁材料性能的方法，其特性在于，包括如下步骤：

(1)采用速凝工艺制成钕铁硼合金速凝片；

所述钕铁硼永磁材料速凝片的化学式为Nd_xFe_100-x-y-z-x1B_yCo_zCu_x1。质量百分比：x： 30-31.5，y：0.95-1，z：1-1.2，x1：0-0.06。

(2)用高能球磨机将重稀土化合物制备成小于1μm的粉体颗粒；

所述的重稀土化合物包括：镝，铽的氧化物，氟化物，氢化物，以及镝，铽的金属 合金化合物中的一种；所述的重稀土化合物的颗粒尺寸必须在控制在1μm以下，重稀 土化合物在高能球磨至1μm的过程中使用酒精或者石油醚作为保护介质防止氧化。