[发明专利]一种提高烧结钕铁硼磁体耐蚀性和矫顽力的方法

说明书

一种提高烧结钕铁硼磁体耐蚀性和矫顽力的方法，属于磁性材料技术领域。本发明通过采用在一定温度下将烧结钕铁硼磁体浸泡在液态Ga溶液中的方法来提高磁体的性能。本发明的具体步骤为：首先将经过预处理的烧结钕铁硼磁体与固态Ga取适量置于坩埚中，然后将坩埚置于真空热处理炉中进行热处理，温度为400‑600℃，时间为0.5‑1h，热处理结束将坩埚取出，在空气中加热至30℃，将磁体从熔融的Ga中取出。本发明处理后磁体的耐蚀性和矫顽力提高。

技术领域

本发明涉及一种提高烧结钕铁硼磁体耐蚀性和矫顽力的方法，属于磁性材料技术领域。

背景技术

钕铁硼永磁材料作为第三代永磁材料，自发现以来，凭借其优异的磁性能被称为“磁王”，再加上其性价比高的优势，被广泛应用于通讯、医疗、汽车、电子、风力发电、航空航天等诸多领域。但其较差的耐腐蚀性能和温度稳定性严重限制了其应用范围的拓展，随着科技的发展，各个领域对钕铁硼磁体综合性能的要求越来越高，因此，开发高综合性能的钕铁硼磁体成为一种必然趋势。

经过不断地探索，人们发现钕铁硼磁体的腐蚀主要发生在晶界上，如果在磁体的晶界相(富Nd相、富B相)中，增加Ga、Cu、Al、Zn等元素的含量，就可以提高磁体的耐腐蚀性和矫顽力，但这些元素均是在熔炼时加入的，会均匀分布在主相晶粒Nd₂Fe₁₄B和富Nd相中，而它们都是非磁性原子，进入主相后会降低分子磁矩，从而大大降低磁体的剩磁和磁能积。

对此，专利201710130288.8提出一种通过晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。该专利通过将磁体浸入液态低熔点金属或低熔点合金中进行表面浸泡后取出，通过两级热处理使低熔点金属或低熔点合金进入晶界相，改善晶界相的成分和结构提高了磁体的矫顽力。为了提高烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性，同时改善矫顽力，我们提出了一个高效Ga处理方法，其实质是在磁体表面形成一层Ga富集层，起到类似烧结钕铁硼磁体表面镀层防腐蚀的效果。与专利201710130288.8相比，本发明具有三个特点。首先，专利201710130288.8中热浸过程在磁体表面包覆一薄层Ga，因此磁体表面的Ga含量较少，而在后续热处理过程中仅有少量Ga参与反应。而本发明通过将钕铁硼磁体与固态Ga置于同一容器中同时进行热处理，在热处理过程中烧结钕铁硼处于大量液态Ga溶液的包围中，有大量的Ga参与反应；其次，专利201710130288.8中在热浸过程中存留在磁体表面的Ga含量较少，根据Ga的扩散特性和钕铁硼磁体的结构特征，这部分Ga通过高温热处理优先扩散进入晶界相，通过改善磁体的边界结构和晶界相分布获得高矫顽力钕铁硼磁体，而不会均匀在磁体表层富集。而本专利在热处理过程中磁体是浸在Ga溶液中，因此Ga不仅仅优先扩散进入晶界相，大量的Ga在磁体表层富集，一定程度上隔离了磁体与环境，因此该工艺可以同时提高磁体的耐蚀性和矫顽力；第三，针对烧结钕铁硼磁体，经过高温晶界扩散后为了保持高矫顽力，通常需要在富钕相熔点500℃附近进行退火处理，因此专利201710130288.8采用了两次热处理。本发明由于扩散反应处于大量Ga溶液中，可以使得扩散温度降低到富Nd相熔点附近，因此热处理工艺可以从两级热处理减少到一级热处理，而且热处理时间也减少，简化工序，降低成本。此外由于两个反应中Ga的含量不同，本发明中Ga在磁体中的扩散量可调控范围更大。

发明内容

一种提高烧结钕铁硼永磁体耐蚀性和矫顽力的方法，其特征在于，将烧结钕铁硼磁体浸泡在Ga溶液中，利用Ga的特性，在磁体表面区域形成Ga富集层，从而提高磁体的耐蚀性和矫顽力，包括如下步骤：

1)将经过预处理的烧结钕铁硼磁体与固态Ga取适量置于坩埚中；

2)将步骤1)所得的坩埚置于真空热处理炉中进行热处理。

3)把步骤2)热处理后的坩埚取出，在空气中加热至30℃，将磁体从熔融的Ga中取出。

进一步，步骤2)中将烧结钕铁硼磁体浸泡在液态Ga熔液中充分接触，可以实现Ga在磁体表层充分扩散。