[发明专利]一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种烧结钕铁硼磁体处理技术，尤其是涉及一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料因具有优异的磁性能而广泛应用于航空、航天、军事和民用等领域。近些年，随着国家大力提倡节能环保，节能电梯、变频空调、混合动力汽车和电动汽车等节能产品应运而生，这些产品为钕铁硼产品带来了巨大的市场需求。

经过近30年的发展，烧结钕铁硼永磁材料磁性能得到了很大的提升，剩磁Br实验值1.555T已经达到了理论值1.6T的97％，所以提高烧结钕铁硼永磁材料的剩磁已经很困难，而矫顽力实验值0.82T仅达到理论值6.7T的12％，还有很大的提高空间。因此，探究怎样保持高剩磁同时提高矫顽力成为当下研究的难点与热点。研究发现，用Dy/Tb等重稀土元素置换磁体中部分的Nd，生成各向异性场比主相大的新相(Nd,Dy/Tb)₂Fe₁₄B，可以明显提高磁体的矫顽力，但是这会引起磁体剩磁的大幅降低；同时，采用现有常规工艺制备高矫顽力磁体所需的重稀土元素含量高，生产成本高。晶界扩散技术是近年来发展起来的制备高矫顽力磁体的一种方法，采用晶界扩散技术往磁体内部添加重稀土元素的方法是通过热处理工艺使磁体表面涂层中含有的重稀土元素沿着磁体晶界扩散进入磁体内部，使得重稀土元素主要分布在晶界相和主相晶粒外延层，这样可以在保持剩磁几乎不降低的前提下明显提高矫顽力，且重稀土使用量少，成本低。

晶界扩散技术中烧结钕铁硼磁体的表面包覆层通常由单质稀土、稀土氧化物、稀土氟化物或稀土氢化物等微米级及纳米级粉末作为原料包覆在烧结钕铁硼磁体表面形成。单质稀土抗氧化能力差，给生产增加了难度。稀土氧化物、稀土氟化物虽然抗氧化能力强但在扩散过程中不易分解出单质稀土，另一方面稀土氧化物、稀土氟化物中所含有的氧原子和氟原子对磁体性能具有一定的损伤。稀土氢化物相较于单质稀土具有更好的抗氧化能力，而且在一定温度下能够发生脱氢反应生成单质金属和氢气，因而成为一种比较理想的晶界扩散化合物。

目前，采用重稀土氢化物作为包覆层原料，利用晶界扩散技术提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法主要有三种。第一种方法是专利号为CN201010241737.4的中国专利中公开的采用蒸发冷凝的方法获得粒度为10-100nm的重稀土氢化物，将此重稀土氢化物包覆在磁体表面，再经过热处理，使得重稀土元素扩散进入磁体内部的方法。第二种方法是专利号为CN201210177327.7的中国专利和专利号为CN200880000267.3的中国专利中公布的采用吸氢破碎的方法获得重稀土氢化物粉末后使该重稀土氢化物粉末包覆于磁体表面，经过热处理使得重稀土元素进入磁体内部的方法。第三种方法是专利号为CN200780047391.0的中国专利中公开的采用DyH₂或TbH₂进行蒸镀的方法，经热处理使得重稀土元素进入磁体内部。

以上三种方法中，第一种方法和第二种方法使用的纳米级或微米级重稀土氢化物粉末活性极高，极易导致氧化燃烧甚至爆炸，批量化生产中难以满足该粉末的防护要求，而且一旦粉末氧化，对烧结钕铁硼磁体的矫顽力提升幅度就会大幅降低，引起产品的一致性差的问题，同时也存在极大的安全隐患；另外，由于纳米级或微米级重稀土氢化物粉末极易氧化，因此难以回收利用，重稀土元素利用率低，生产成本高。第三种方法安全性较高，但是在蒸镀的过程中，稀土氢化物在设备内部随机分布，附着在烧结钕铁硼磁体表面的比例少，重稀土元素的利用率低，另外蒸镀设备昂贵，蒸镀效率低，增加生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，该方法易于进行批量化生产，效率高，产品一致性高，重稀土元素的利用率高，生产成本低，而且安全性高。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种提高烧结钕铁硼磁体磁性能的方法，首先将包含R、H和X元素的原料包覆在烧结钕铁硼磁体的表面形成包覆层，然后在真空或惰性气体环境下对具有包覆层的烧结钕铁硼磁体进行扩散处理和时效处理；其中R为Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu元素中的至少一种，H为氢元素，X为C、O、N、S、B、Cl、Si元素中的至少一种。

所述的包含R、H和X元素的原料中，所述的H元素的含量按质量百分比为0.01％-2％。该方法中，将原料中H元素的含量控制在0.01％-2％范围内，可提高原料的稳定性。