[发明专利]一种含铈的钕铁硼磁性材料掺渗金属渗剂的方法

说明书

技术领域

本发明属于永磁材料领域，特别是涉及一种含铈的钕铁硼磁性材料掺渗金属渗剂的方法。

背景技术

作为新材料产业重要组成部分的稀土永磁材料，广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，如制造各种永磁电机、振动马达、永磁仪表、电子工业、核磁共振装置、音响器材和磁疗设备等方面，其产品涉及国民经济的很多领域。

目前用来制制备钕铁硼稀土永磁材料的稀土原料主要是钕、镨、镝、铽等。随着钕铁硼稀土永磁材料用量越来越大，钕、镨、镝、铽等稀土金属成为稀缺资源，急需寻找能够替代这些稀缺资源的稀土金属。

稀土矿中，Ce的配分远远高于除Nd、Pr，且价格低廉。然而，Ce₂Fe₁₄B的磁矩Js和各向异性场H_A远低于Nd₂Fe₁₄B。采用传统的制备方法制备的Ce₂Fe₁₄B磁体无法满足用户对性能的要求。

1990年，OtsukiE等人在匹斯堡召开的国际稀土永磁和应用会议上提出了双合金法，即按主相正比成分熔炼合金，被称为第一合金，再按富钕相和富硼相组成的晶界相的成分熔炼第二合金；两种合金可以分别用真空速凝工艺熔炼，熔炼后按一定比例混合，后续的工艺与其它工艺相同。为了提高磁体的矫顽力，有人在第二相合金的稀土主要以Dy、Tb为主。

2003年，大阪大学的町田等人采用溅射的方法轰击作为靶材的重稀土Dy、Tb使其覆到磁体表面，而后进行扩散热处理，并进行回火，最终得到剩磁基本不降低，矫顽力提高的磁体。

由于溅射方法应用于量产存在难度，2005年信越公司的中村元等人开发了浸涂法进行晶界热扩散重稀土。采用浸渍于溶液的方式将重稀土Dv、Tb的化合物附着到烧结磁体表面，而后进行热扩散和回火。他们发现，Dy扩散使得矫顽力提高3.14-5.02kOe，Tb扩散使得提高矫顽力8.16～10.0kOe。

2008年6月，日立金属宣布开发的重稀土金属蒸镀扩散法已在相同剩磁条件下成功将内禀矫顽力提高4.02kOe，而在同样矫顽力条件下剩磁提高0.4kGs；2009年9月，ULVAC称利用其所开发的超高真空Dy升华技术制造Nd基磁体，能大幅节约Dy使用量(最大可能节约80％的Dy)。

中国专利ZL200610089124.7公开了北京工业大学的岳明等人用纳米Dy、Tb粉做第二相，与第一相混合制作高矫顽力钕铁硼的技术。在相同条件下，节省了重稀土的用量。

公开号为CN102347126A的专利申请公布了采用成分为Ra-Al或Ra-Al-X(Ra代表Dy或Tb；X代表Co、Cu、Ga、Zr元素中的一种或多种)的金属渗入剂涂敷到合金片的表面，然后加热渗入到钕铁硼速凝合金片的晶界中，获得了节约重稀土Dy或Tb的效果。

以上文献及专利涉及渗镝、铽技术对象的硬磁相为(Nd，Pr，Dy，Tb，Ho、Gd)FeB，并未提及含铈的钕铁硼，含铈的钕铁硼的矫顽力低，Nd，Pr及重稀土的用量较多，采用该材料制得的磁体综合性能较差。

发明内容

本发明的目的是针对含铈的钕铁硼一些缺陷，提供一种含铈的钕铁硼磁性材料掺渗金属渗剂的方法，能够提升含铈的钕铁硼磁粉主相的矫顽力，显著减少Nd，Pr及重稀土的用量。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种含铈的钕铁硼磁性材料掺渗金属渗剂的方法，包括以下步骤：

1)将成分为R_xTM_1-x的金属渗剂合金熔体制成粉体，其中R为Dy、Tb、Ho元素的一种或几种，TM为Ga、Co、Cu、Nb、Al、Zr元素中的一种或几种，x为元素的重量百分比含量，且40％≤x≤92％；

2)将步骤1)所得的金属渗剂与含铈的钕铁硼磁性材混合均匀，放入真空炉内，抽真空待真空度达到10^-2pa以上时进行预热，其中，金属渗剂与含铈的钕铁硼的比例≤10％；

3)待真空度再次达到10^-2Pa以上，升温到550～650℃，待真空度稳定在10^-2Pa以上后，充入氢气或惰性气体到-0.04～-0.08MPa；

4)升高温度并保持在700-900℃，时间为3-10小时，同时维持炉内真空度在-0.04～-0.08MPa，进行掺渗Dy，Tb，Ho及金属渗剂的其他合金元素；

通过上述步骤完成含铈的钕铁硼磁性材料掺渗金属渗剂的处理。