[发明专利]一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法及其专用装置

说明书

本发明公开一种R‑Fe‑B系烧结磁体的制备方法及其装置，首先采用粉末冶金方法制备R‑Fe‑B系烧结磁体毛坯，然后进行机械加工，得到烧结磁体的扩散基体，其次，在惰性气体保护的密闭仓中，利用等离子体喷枪在烧结磁体的扩散基体表面指定位置沉积一层指定形状的金属镝或金属铽，然后将覆盖了金属镝或金属铽薄膜的烧结磁体的扩散基体放入真空烧结炉中，在真空或不活泼气体中、在等于或低于烧结磁体的扩散基体的烧结温度下进行吸收处理，使金属镝或金属铽通过晶界扩散至烧结磁体的扩散基体内部，从而得到本发明中的烧结磁体；本发明中以金属镝或金属铽粉末作为镀膜沉积材料，使用等离子体喷枪在烧结磁体的扩散基体指定表面沉积一层金属镝或金属铽薄膜；热处理后沉积区域的矫顽力大幅度提高。

技术领域：

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，具体地讲是一种R-Fe-B系烧结磁体的制备方法及其专用装置。

技术背景：

随着全球范围内新能源产业如风力发电、空调和冰箱压缩机、混合动力、燃料电池及纯电动汽车的迅速发展和技术进步，对R-Fe-B系稀土烧结磁体性能提出了更高的要求，尤其是为满足苛刻的使用环境对磁体的矫顽力提出了更高的要求，传统的提高矫顽力的方法是在原材料熔炼过程中添加铽或镝的纯金属或合金。但由于铽或镝大部分进入主相，虽然矫顽力明显提高，但是剩磁却有很大程度的降低。而且由于近年来全球稀土资源相对匮乏，镝或铽的价格又大幅度提高，因此降低生产成本、减少重稀土元素的用量，同时保证磁体高的磁性能成为钕铁硼行业的一个重要发展方向。

随着低重稀土、高矫顽力烧结钕铁硼材料的深入研究，晶界扩散工艺被提出并获得了较大的发展。该方法主要是人为的将镝或铽从烧结钕铁硼磁体沿着晶界扩散进入钕铁硼基体相，并择优分布于主相晶粒边缘，改善不均匀区各向异性，明显提高矫顽力且保持剩磁几乎不会下降。由于晶界扩散工艺在提高磁体矫顽力的同时不会降低磁体的剩磁和磁能积，而且重稀土用量少，具有重大实用意义。因此在最近十几年来，围绕晶界扩散进行了大量的研究工作，在镝或铽在磁体表面的堆积方式上做了大量研究。

中国专利CN 102768898A公开了将铽或镝的氧化物、氟化物或氟氧化物做成浆料涂敷在烧结磁体表面，之后对磁体进行热处理，使铽或镝沿晶界进入烧结磁体内部的方法，从而提高烧结磁体的矫顽力。但使用该方法处理后的磁体表面会粘附大量含铽或镝的粉末，即使清理后，表面仍残留少部分，造成材料的浪费，且使用该方法，涂敷浆料厚度不均匀，如此会造成在热处理后的磁体各处矫顽力不均匀，矫顽力提升不高，磁体容易退磁。

中国专利CN 102969110 A公开了蒸镀扩散法，将烧结磁铁放入处理室内，处理室内配置镝或铽至少一种蒸发材料，加热到规定温度使蒸发材料蒸发，使该蒸发的蒸发材料附着到烧结磁体表面，使该附着的蒸发材料的镝或铽的金属原子扩散到烧结磁体的晶界相中。使用该方法，烧结磁体跟蒸发材料镝或铽不能直接接触，烧结磁体需要放在网架或其它支撑体上，镝或铽的蒸汽与烧结磁体发生反应时，晶界相处于融化状态，在该条件下，由于重力作用，烧结磁体在网架或支撑体接触的部分发生畸变，需要进行二次整形处理，而且采用蒸镀的方法，蒸发出来的镝或铽蒸汽会部分凝固在处理室内壁及磁体支撑体上，不仅造成重金属的浪费而且也降低了生产效率。

中国专利CN101707107A还公开了一种使用重稀土元素镝或铽的氧化物、氟化物或氟氧化物，将烧结磁体掩埋其中后在真空烧结炉内进行热处理的方法。使用该方法处理后的磁体表面同样会粘附大量含铽或镝氧化物、氟化物或氟氧化物的粉末，即使清理后，表面仍残留少部分，造成材料的浪费，而且，此方法是固体颗粒粉末跟烧结磁体直接接触，在高温下扩散，扩散颗粒跟烧结磁体是点接触的，如此会造成烧结磁体不同位置扩散进去的铽或镝不均匀，从而热处理后的烧结磁体各处矫顽力不均匀，矫顽力提升不高，磁体容易退磁。