[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体的制备方法及电机用转子

说明书

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼磁体的制备方法，尤其涉及一种用于制备电机用转子的钕铁硼磁体的制备方法。

背景技术

以钕铁硼(Nd-Fe-B)为代表的稀土系永磁材料是磁性能(能量密度)最高、应用最广、发展速度最快的新一代永磁材料。永磁材料利用其能量转换功能和磁的各种物理效应(如磁共振效应，磁力学效应，磁光效应，磁阻效应和霍尔效应等)可将永磁材料做成各种形式的永磁功能器件，这些器件已成为风电产业、计算机、网络信息、通讯、航空航天、交通、人体健康和保健等高新技术领域的核心功能器件。永磁材料已成为高新技术、新兴产业与社会进步的重要物质基础之一。

电机工作在封闭环境中，经受着工作环境温度的考验；同时电机损耗也导致电机温升。因而需要有适当的矫顽力，即使在电机设计的最高工作温度下，磁体仍有足够高的矫顽力；否则就会发生失磁。

钕铁硼永磁材料的剩磁和矫顽力是互补的。合金中添加重稀土元素镝(Dy)和铽(Tb)可以显著提高磁体的矫顽力。而随着矫顽力的提高，剩磁和最大磁能积相应降低。显然，电机选择高矫顽力的磁体，必然以牺牲剩磁和最大磁能积为代价。但是该类磁体的缺点十分明显，首先随着Dy、Tb的升高，磁体的磁能积有了较大幅度的降低，而对于电机而言，降低磁能积，意味着相同的功率输出需要更多的磁体；另外，Dy、Tb是稀缺资源，价格昂贵，也限制了该类磁体的广泛应用。

为了平衡矫顽力与剩磁、最大磁能积之间的矛盾，专利CN101847487B中提到制备两种不同性能的合金粉末A、B；将两种粉末A、B一起取向压制成型，从结果看可以实现至少具有两层矫顽力不同的烧结钕铁硼磁体，但制备过程繁琐，使发明中提到的磁体难以在实际中得到广泛应用。专利CN105023689B中提到高匹配度的钕铁硼梯度渐变磁体，采用两种或两种以上牌号的磁体烧结而成，所有牌号的磁体的剩磁或最大磁能积相同或者相近，所有牌号磁体的内禀矫顽力均不相同，不同牌号以磁粉的形式添加，不同的磁粉通过喷嘴区域化添加，形成磁体与成品相比具有高匹配度的梯度变化的渐变磁体，这种形式的磁体采用两种不同牌号磁粉进行喷嘴区域化添加，操作过程比较繁琐。

发明内容

本发明针对现有钕铁硼永磁材料应用于电机上存在的不足，提供一种烧结钕铁硼磁体的制备方法及包含该方法制备得到的永磁体的电机转子。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种烧结钕铁硼磁体的制备方法，包括如下步骤：

1)将烧结磁体R1-Fe-B-M进行预处理；

2)将Dy或Tb的氟化物或氢化物粉末与有机溶剂混合制得浆料，将浆料涂覆于磁体R1-Fe-B-M的一面，烘干得涂层；

3)将步骤2)中所得的磁体置于真空炉内，于真空炉内保温进行不完全晶界扩散；

4)将步骤3)中所得的磁体进行时效处理，冷至室温，即得。

进一步，步骤1)中所述的烧结磁体厚度为16-20mm，步骤3)中所述的扩散深度为2-8mm。

进一步，步骤3)中所述的扩散深度为4-6mm。

进一步，步骤2)中所述的Dy或Tb的氟化物或氢化物粉末与有机溶剂的质量比为1：1-1：8，涂层的厚度为130-170μm。

进一步，所述有机溶剂为醇类、醛类、酮类化合物中的一种。

进一步，所述步骤2)中将浆料涂覆于磁体表面的方法为辊涂法或喷涂法中的一种。

进一步，步骤1)中所述预处理是指除油、酸洗、活化及去离子水清洗。

进一步，步骤3)中不完全晶界扩散的温度为850-900℃，时间为10-16h，时效处理的温度为450-500℃，时间为8-16h。

进一步，所述的烧结磁体R1-Fe-B-M中R1选自Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd中的一种或者几种，其重量分数为26～33wt％；M选自Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Ga、Ca、Cu、Zn、Si、Al、Mg、Zr、Nb、Hf、Ta、W、Mo中的一种或几种，其重量分数为0～5wt％；B的重量分数为0.9～1.2wt％；余量为Fe和杂质。

本发明的有益效果是：

1)本发明的工艺根据涂覆厚度与扩散工艺的不同，可以便于更好的控制整个磁体的扩散深度，即实现了磁体的任意部分具有梯度矫顽力，而其余无扩散的部分矫顽力不变的不完全扩散磁体。

2)本发明的工艺可以减少镝、铽等重稀土的使用量，降低材料成本，减少资源浪费。

3)本发明工艺过程简单，可操控性好。