[发明专利]一种制备稀土烧结磁体的方法

说明书

本发明提供了一种制备具有非单一易磁化方向的稀土烧结磁体的方法，其包括：将N个压坯拼接形成组合压坯，使相邻压坯间的取向方向形成夹角θ，通过等静压方式将组合压坯压制形成等静压压坯，将等静压压坯进行高温烧结和回火处理；其中，N≥2，0°＜θ＜90°。采用该工艺制备的烧结磁体，进行饱和充磁后，其表面磁场远高于相同条件下使用单一易磁化方向烧结磁体的表面磁场。此外，该工艺工艺流程简单，不需要引入树脂对磁粉进行改造，不会增加磁体的碳和氧含量，高温烧结过程中不需增加预烧脱碳过程。

技术领域

本发明属于稀土烧结磁体制备技术领域，具体地，涉及一种制备具有非单一易磁化方向的稀土烧结磁体的方法。

背景技术

稀土类烧结磁体由于具有高的剩磁和高的矫顽力，被广泛地应用到汽车电机等领域。磁体表面的磁场强度越高，电机可以获得的驱动力越高。例如汽车电机，其发展要求电机提供越来越大的驱动力，意味着磁体的表面磁场强度需要进一步提高。常规工艺制备烧结磁体，压型过程需要施加取向磁场对压坯进行取向，压坯的取向方向与取向磁场方向一致，烧结后磁体内的易磁化方向与压坯取向方向相同。若希望提高磁体表面磁场强度，只有不断提高磁体的剩磁。随着制备工艺的发展，磁体剩磁的提升空间越来越小，而随着磁体的表面磁场强度要求越来越高，单纯依靠提高磁体剩磁的方式逐渐不能满足要求。

一种不同的磁体设计思路可以解决这个问题：在保持磁体材料本身磁特性不变的基础上，如果让磁体内不同区域具有不同的易磁化方向，当施加一个超高磁场强度的外磁场对磁体进行充磁后，则具有不同易磁化方向的磁体可以在磁体表面产生互不平行的多个磁场。各磁场的叠加作用使得磁体的表面磁场强度最大值远超过只有单一易磁化方向磁体的最大表面磁场强度。当利用产生最大表面磁场的区域作为电机中磁体的工作区域，则可以满足未来汽车电机设计的要求。

如果采用粘接剂将两个烧结回火后的磁体进行粘接，使得二者的取向方向形成角度，这样可以让粘接在一起的磁体具有两个易磁化方向，从而获得上述所需磁体。但是由于粘接后的磁体应用在电机转子时，高速运动的转子将可能使粘接后的磁体开裂，同时工作环境温度较高，使得粘接剂失效造成磁体裂解，影响电机正常工作。

为了解决上述问题，中国专利申请CN107430935公开了一种烧结磁体的制备方法，其烧结后磁体的各个分区部分具有不同的易磁化方向，各易磁化方向不平行。其制备工艺为将磁粉颗粒与热熔性树脂混合后制成第一成形体并施加一个平行磁场，使得第一成形体各部分取向，其各个部分取向方向相同。随后对第一成形体进行变形处理，获得第二成形体，变形处理使得第二成形体的各个部分具有不同的取向。最后对第二成形体进行预烧脱碳后，再进行高温烧结形成磁体的方法。但此工艺由于采用了含有1wt％～40wt％树脂与磁粉混合制备第一成形体，需要在一定温度氢气气氛下进行预烧脱碳处理，来降低磁体的碳含量和氧含量。在大批量实际生产中预烧脱碳处理往往需要很长时间，且不容易完全脱除树脂带进来的碳和其他杂质元素。磁体中残存的碳含量较高，不利于磁体磁性能提高。此外，由于工艺中采用了较大量的树脂，而树脂排出对环境危害较大。另外，工艺中采用在高温条件下在氢气气氛中对压坯进行预烧脱碳，生产过程中氢气的管控比较困难，一旦发生氢气的溢出则面临爆炸的风险。因此，上述技术方案在实际生产中应用前景较差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种制备具有非单一易磁化方向的稀土烧结磁体的方法。采用该工艺制备的烧结磁体，进行饱和充磁后，其表面磁场远高于相同条件下使用单一易磁化方向烧结磁体的表面磁场。此外，该工艺工艺流程简单，不需要引入树脂对磁粉进行改造，不会增加磁体的碳和氧含量，高温烧结过程中不需增加预烧脱碳过程。

本发明的技术方案为，将N个压坯拼接形成组合压坯，使相邻压坯间的取向方向形成夹角θ，通过等静压方式将所述组合压坯压制形成等静压压坯，将所述等静压压坯进行高温烧结和回火处理；其中，N≥2，0°＜θ＜90°。