[发明专利]一种R-Fe-B系稀土烧结磁体的晶界扩散处理方法

说明书

本发明公开了一种R‑Fe‑B系稀土烧结磁体的晶界扩散处理方法，包括R‑Fe‑B烧结坯体、以及含HR和M的扩散源；所述R‑Fe‑B烧结坯体具有磁化方向及若干表面，与磁化方向垂直的表面为取向面，除取向面外的表面为非取向面；向所述R‑Fe‑B烧结坯体的至少一个非取向面施加所述扩散源，使得HR沿所述R‑Fe‑B烧结坯体垂直于磁化方向进行晶界扩散，之后热处理制得所述R‑Fe‑B系烧结磁体；所述扩散源中，M的含量为2wt％以上且30wt％以下。该方法制得的烧结磁体不受坯体基体成分和各向异性材料不同方向晶界扩散效果限制，便于加工，消除变形因素，尺寸精确可控，材料利用率大幅提升。

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，特别是涉及一种R-Fe-B系稀土烧结磁铁的晶界扩散处理方法及其磁体。

背景技术

钕铁硼烧结磁体自20世纪80年代由美国和日本科学家发现以来，由于其具有高磁能积和高剩磁等优势，目前已在电机、电声器件、计算机硬盘驱动器(HDD)、军工设备、人体核磁共振成像仪(MRI)、微波通讯技术、控制器、仪表等方面受到了广泛应用。

近年来，随着对高性能钕铁硼磁体的需求增加，晶界扩散处理技术开始受到相关研究人员的热捧和持续关注。晶界扩散处理技术是将重稀土附着于钕铁硼磁体表面并通过高温处理过程使其扩散渗入磁体内部的技术。与传统技术相比较，该技术能用较少量重稀土大幅提高磁体矫顽力而保持剩磁几乎不变。

虽然晶界扩散处理对最终磁体性能的改善效果非常明显，但是它也有自己的局限性。H.Nakamura等人(《Coercivity distributions in Nd-Fe-B sintered magnetsproduced by the grain boundary diffusion process》J.Phys,D:Appl.Phys.2011,44(6):540)发现在厚度为14.5mm的磁体表面涂覆不同量的TbF3混合液，并在不同深度切取样品测试磁性能，当深度接近4mm左右时扩散处理后磁体的矫顽力基本下降至扩散处理前水平，即重稀土元素在磁体内部的扩散距离是有限的。

Niu E等人(《Anisotropy of grain boundary diffusion in sintered Nd-Fe-Bmagnet》Applied Physics Letters,2014,104(26))发现晶界扩散的渗透效果在取向方向和非取向方向上存在各向异性。该研究中，将镝合金粉末分别涂覆在样品的全部表面、取向方向的样品端面、样品侧向端面进行扩散进行对比，发现进行扩散后的磁体方形度会随着扩散方向的不同而出现差异，取向方向的扩散效果显著优于非取向方向。

专利CN101939804A中，研究人员忽视晶界扩散各向异性的特征，垂直于c轴非取向方向的晶界扩散深度和核壳结构形成较差，对于绝大多数材料没有实际效果，采用重稀土金属、氧化物、氟化物、氢化物及普通合金作为扩散源，垂直于c轴方向HR向磁体内部扩散的速率被显著抑制，并且大量HR进入主相晶粒内部，无法对磁体的矫顽力起到有效的强化作用。

发明内容

鉴于上述情况，本发明提供R-Fe-B系稀土烧结磁铁的晶界扩散处理方法，该方法制得的烧结磁体便于加工，消除变形因素，尺寸精确可控，材料利用率大幅提升。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种R-Fe-B系稀土烧结磁体的晶界扩散处理方法，包括R-Fe-B烧结坯体、以及含HR和M的扩散源；所述R-Fe-B烧结坯体具有磁化方向及若干表面，与磁化方向垂直的表面为取向面，除取向面外的表面为非取向面；向所述R-Fe-B烧结坯体的至少一个非取向面施加所述扩散源，使得HR沿所述R-Fe-B烧结坯体垂直于磁化方向进行晶界扩散，之后热处理制得所述R-Fe-B系烧结磁体；