[发明专利]一种高性能高耐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及永磁材料制备技术领域，特指一种高性能高耐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术

钕铁硼磁体作为第三代稀土永磁材料，号称“磁王”。由于其具有优异的磁性能，原料来源广泛，价格低廉，自1983年问世以来，在各个领域，特别是计算机、通讯电子等高技术领域获得了广泛的应用，成为高技术领域中的基础物质。但钕铁硼材料化学活性强，在通常的环境中易被氧化和腐蚀，并且因其是选择性腐蚀，可导致磁体磁性能严重恶化甚至磁体粉化而失去功能。因此，提高钕铁硼永磁体的耐腐蚀性能成为其应用的重要条件。

钕铁硼磁体的腐蚀是一个“相选择性腐蚀”过程，即电化学活性较高的晶间富钕相优先被腐蚀，在主相晶粒表面留下了较明显的腐蚀“点”、“坑”；同时伴随着主相的腐蚀，主相晶粒的边角消失，晶粒表面变光滑。在腐蚀形态上，具有晶间腐蚀的特征，即均匀包覆在主相晶粒上的晶间富钕相溶解，主相晶粒之间结合界面消失，出现晶粒脱落。另外，在发生腐蚀的时候,数量很大的主相和少数的富钕相组成了“大阴极、小阳极”的电偶腐蚀结构，加速了合金中富钕相的腐蚀。由此可见，要从根本上解决钕铁硼磁体易腐蚀的缺点，不能从主相的合金成分着手,而是要从改善晶界相的成分和腐蚀电位着手。曾经有人通过不同的表面处理方法对钕铁硼磁粉表面进行改性来提高其抗氧化性，其中就有采用化学镀铜法来对磁粉表面进行改性的，但这都局限于对粘结磁粉的改性。而本发明是在双合金制备烧结钕铁硼磁体工艺基础上，在成分近似于Nd₂Fe₁₄B的主相合金磁粉表面镀一层均匀的铜膜，使其在烧结过程中与晶界相合金磁粉发生合金化反应，改善晶界相的成分和腐蚀电位。与本发明最接近的是专利号为CN100456395的专利申请。专利号为CN100456395的中国专利提出了高耐腐蚀性烧结钕铁硼的制备方法，该方法是在单合金工艺基础上，通过碱性化学镀铜的方法，使铜均匀分布在主相晶粒表面，代替了易腐蚀的富钕相，实现烧结钕铁硼磁体耐腐蚀性能的提高。但是，由于磁粉在镀前预处理的过程中，表面易腐蚀的富钕相被腐蚀掉，加之纯铜液相与主相晶粒浸润性不好，所以后续烧结致密度不高，严重影响磁体的磁性能。

本发明提出的双合金化学晶界改性新技术是将双合金工艺与化学镀工艺有机结合形成的一种新型的晶界改性技术，有效克服了上述方法存在的问题。本发明以双合金工艺为基础，不仅便于在成分近似于Nd₂Fe₁₄B的主相合金磁粉表面镀一层均匀的铜膜，而且晶界相合金磁粉有利于促进液相烧结，保证液相烧结中致密化过程的有效进行及晶界液相的均匀分布，提高磁体致密度，保证磁体高的磁性能。另外，酸性化学镀与碱性化学镀相比，更利于获得均匀致密的铜膜，使晶界相合金磁粉在烧结过程中能够与主相合金磁粉表面的铜膜发生更均匀的合金化反应，更有效地改善晶界相的物化性质，抑制晶间腐蚀，显著提高磁体耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是为克服上述方法的不足，提供一种高性能高耐蚀烧结钕铁硼磁体的制备方法，其采用双合金化学晶界改性新技术使主相合金磁粉表面的镀铜层与晶界相合金磁粉在烧结过程中发生均匀合金化，改善磁体晶界相的成分及物化性质，降低晶界相与主相间的电极电位差，从根本上抑制晶间腐蚀，提高磁体的本征耐腐蚀性能；另外，晶界相合金磁粉有利于促进液相烧结，提高磁体致密度，保证磁体高的磁性能，从而获得高性能高耐蚀的烧结钕铁硼磁体。

本发明解决上述问题的技术方案是：采用双合金化学晶界改性新技术制备烧结钕铁硼磁体，使磁体晶界相与化学镀铜层发生均匀合金化，改善晶界相物化性质，同时保证晶界液相均匀分布及磁体的有效致密化，获得高性能高耐蚀的烧结钕铁硼磁体。其具体步骤为：

1) 主相合金采用铸造工艺或速凝甩带工艺制成铸锭或速凝薄带，晶界相合金采用快淬工艺制成快淬带；

2) 将主相合金和晶界相合金分别通过机械破碎或者氢爆破碎进行粗破碎，粗破碎后经球磨或气流磨细磨，制得平均颗粒直径为2-6μm的主相合金粉末和1-5μm的晶界相合金粉末；

3) 配制除油液、活化液和pH值为4-6的酸性化学镀铜液；

4) 将主相合金磁粉在除油液中除油1-10min，用乙醇清洗干净，然后在活化液中活化10-180s，用乙醇清洗干净；

5) 将活化的主相合金磁粉放入镀液中在40-80℃下进行化学镀，待10-60min后，取出并用乙醇清洗干净，然后放入真空烘干机中，在50-100℃烘干0.5-2h，冷却后将镀铜磁粉取出；