[发明专利]用于制备R-Fe-B系烧结磁体的粉末组合物及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于制备R-Fe-B系烧结磁体的粉末组合物及方法。

背景技术

近年来由于R-Fe-B系烧结磁体的综合磁性能高，在汽车、家电等领域中高性能电机方面的应用越来越受到人们的重视。这些高性能电机要求R-Fe-B系烧结磁体既要有高的剩磁，又必须有高的内禀矫顽力。

在R-Fe-B系烧结磁体中大量添加重稀土元素RH(Dy(镝)、Tb(铽))来取代R₂Fe₁₄B相中的稀土元素R，可以显著提高磁体的矫顽力。这是因为Dy₂Fe₁₄B或Tb₂Fe₁₄B具有比Nd₂Fe₁₄B更高的磁晶各向异性场，使得磁体的内禀矫顽力可能进一步提高。Dy/Tb部分取代主相Nd₂Fe₁₄B中的Nd后生成的固溶相(Nd，Dy)₂Fe₁₄B或(Nd，Tb)₂Fe₁₄B的磁晶各向异性场比Nd₂Fe₁₄B大，因而可以明显提高烧结磁体的矫顽力。

但是在R-Fe-B系烧结磁体中，若用重稀土元素RH(Dy(镝)、Tb(铽))取代轻稀土元素(Pr、Nd)，虽然矫顽力提高，剩磁却不可避免地大幅降低。因为在Nd₂Fe₁₄B主相中Nd与Fe的磁矩平行排列，两者的磁矩是增强性叠加，而Dy/Tb与Fe为亚铁磁耦合，Dy/Tb的磁矩与Fe磁矩反平行排列，部分抵消主相的总磁矩。这样，磁体的饱和磁化强度显著降低，磁体的剩磁和最大磁能积也都会明显降低。另外由于Dy、Tb是稀少并且昂贵的元素，从成本方面考虑也不能大量添加。

专利文件CN200610089124.7给出了一种用纳米Dy、Tb粉末作为第二相，与主合金粉末混合制作高矫顽力Nd-Fe-B烧结磁体的方法。在相同的条件下，该方法在一定程度上能够节省重稀土的使用量，但是矫顽力提升幅度较小，剩磁降低明显。

专利文件CN201110024823.4提供了一种采用重稀土氟化物、硝酸盐和磷酸盐的粉末在磁体表面热扩散的方法，解决了磁体热扩散后表面残存有不均匀分布熔融物的问题，从而解决了涂覆后的基体与镀层之间结合力变差以及耐蚀性下降的问题。但是，粉末的成分和磁体表面的状态等会非常敏感地影响到矫顽力的提升效果。

实验证明，如果仅靠扩散法来使Dy或Tb的化合物扩散到烧结磁体中，而忽略粉末的活性及磁体表面状态的话，则难以保证重稀土在磁体表面扩散到磁体中，也难以保证扩散过程的可重复性及工艺稳定性，从而难以工业化制备矫顽力能够稳定得以提高的磁体。实验还表明，单纯依靠Dy、Tb的氟化物、氧化物和氟氧化物中的一种提高矫顽力的效果是十分有限的。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种用于制备R-Fe-B系烧结磁体的粉末组合物以及使用该粉末组合物制备R-Fe-B系烧结磁体的方法，具有在基本保持磁体的剩磁和最大磁能积的前提下，使用极少量重稀土Dy(镝)或Tb(铽)而显著提高磁体矫顽力的技术效果。

本发明提供的用于制备R-Fe-B系烧结磁体的粉末组合物，由组分(A)、组分(B)和组分(C)组成。所述组分(A)是选自重稀土的氟化物、氧化物、氟氧化物中的一种或多种粉末。所述组分(B)是具有MgCu₂晶体结构的稀土-过渡族金属间化合物粉末。所述组分(C)选自稀土水合硝酸盐粉末中的一种或多种。

所述组分(A)占所述粉末组合物的重量百分比为1％～98％，所述组分(B)占所述粉末组合物的重量百分比为1％～98％，所述组分(C)占所述粉末组合物的重量百分比为1％～98％。

在所述组分(B)中，稀土元素的重量百分比含量≥55％，且镝、铽或镝与铽之和的重量百分比≥10％，过渡金属元素中的铁、钴或铁与钴之和的重量百分比≥40％，其余为选自铜、钛、铬、锌、镍中的至少一种。

所述组分(A)的平均粒径≤50μm。

所述组分(B)的平均粒径为2～10μm。

所述组分(C)的平均粒径≤100μm。

本发明还提供一种制备R-Fe-B系烧结磁体的方法，包括以下步骤：将权利要求1～6任意一项中所述的粉末组合物分散于有机溶剂中来制备处理液；将所述处理液涂覆于磁体；对涂覆所述处理液后的磁体进行真空热处理。