[发明专利]提高钕铁硼磁体矫顽力和抗腐蚀性的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及钕铁硼磁体的一种制备工艺，具体涉及在钕铁硼磁体表面进行渗重稀土和真空镀铝的方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料是第三代高性能磁性材料，广泛应用于能源、交通运输和电工电子等领域。该永磁材料是由Nd₂Fe₁₄B相、富Nd、富B相、Nd氧化物相等相组成的。其中，Nd₂Fe₁₄B是硬磁性相，是钕铁硼具有磁性的关键性相，而其他相则主要分布于晶界中。单纯的Nd₂Fe₁₄B的磁晶各项异性场低，从而导致Nd-Fe-B永磁材料的矫顽力比较低。为了提高矫顽力，人们通常做法是将重稀土Dy或者Tb通过合金添加入永磁材料中。这样虽然解决了矫顽力不高的问题，但是会导致磁体的剩磁大幅度下降。研究表明通过表面渗透Dy或者Dy合金粉末，调控Dy分布在晶粒边界上，可以大幅度提高矫顽力。常用的做法为涂覆DyF, DyO等，该方法又引入了杂质元素，降低了磁体的耐腐蚀性等其他方面的性能。

如上所述，钕铁硼永磁材料中存在了诸多的相，这些相的电位差异大，组合在一起，在湿热的环境中，就容易形成原电池。其中Nd₂Fe₁₄B相做阳极，富Nd相做阴极。在形成的原电池反应中容易产生氢气等，并进一步加速腐蚀。目前生产上防腐蚀的办法是在磁体上使用电镀的方法镀Ni, Zn, Ni-Cu-Ni等。而电镀造成大量水资源污染，环境压力升高。另外，电镀的镀层结合力差，容易起皮，鼓泡等问题。

发明内容

本发明要解决的是技术问题是，提供一种具有高矫顽力和高耐腐蚀性钕铁硼永磁体的制备方法。

提高钕铁硼磁体矫顽力和耐腐蚀性的方法，包括以下步骤：

步骤一：将制备好的钕铁硼永磁体，经过机加工制备成在取向方向的厚度3～10mm的磁体，依次经过碱洗→水洗→酸洗→水洗→吹干，获得没有锈迹的干净表面；

步骤二：将步骤一中的永磁体放入镀膜室中的工件架上，将镀膜室的真空抽至5×10^-2Pa～5×10^-3Pa，加热使永磁体温度保持在800-950 ℃之间；

步骤三：启动镀膜室里的多弧阴极蒸发器，平面磁溅射靶和旋转工件架，进行5-20小时的磁控多弧溅射镀Dy或Tb，Dy或Tb膜的厚度控制在5-20μm；

步骤四：维持镀膜室在真空下冷却60-90 分钟到室温，再将磁体加热到450-550 ℃之间保持1-2小时，进行时效处理；

步骤五：维持镀膜室已确定的真空度，冷却磁体到室温，充入Ar或其他惰性气体后，打开镀膜室；

步骤六：将磁体表面剩余的Dy或Tb层经过磨加工去除，获得光洁表面；

步骤七：将步骤六的磁体采用碱洗→水洗→酸洗→水洗→吹干，获得干净的表面；

步骤八：将已渗Dy或Tb的磁体，再次放在旋转工件架上，关闭镀膜室，将镀膜室真空抽至4×10^-3Pa～5×10^-3Pa，并加热使磁体温度保持在270-350 ℃之间；

步骤九：启动镀膜室的多弧阴极蒸发器，平面磁溅射靶和旋转工件架进行2-10小时镀Al膜；

步骤十：维持镀膜室真空，冷却磁体至室温，充气，打开镀膜室。

作为优选，本发明的钕铁硼磁体具有Nd₂Fe₁₄B相和晶界相。

作为优选，本发明的磁控镀Dy或Tb的膜厚度为5-20μm。

作为优选，本发明中Dy或Tb渗进磁体内部的厚度为5-500μm。

作为优选，本发明中Al膜的厚度为3-10 μm。

本发明的优点：

本发明使用磁控溅射镀Dy然后再镀Al的方法，结合了用Dy提高磁体矫顽力和用Al膜提高磁体耐腐蚀性的两种优点，制备出的磁体具有高矫顽力和高耐腐蚀性。基于磁控溅射镀Dy，可以减少Dy浪费，提高Dy的利用率。另外，镀Dy和Al可以在同一台磁控溅射设备上完成，拓展了设备的功能，降低了磁体的制造成本。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的叙述。

实施例1

钕铁硼永磁体表面先镀Dy再镀Al的方法，其中参数列于表1，包括如下依次步骤 ：

（1）首先将25×12×3的磁体经过碱洗→水洗→酸洗→水洗→吹干，获得没有锈迹的干净表面；