[发明专利]一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散多元素重稀土的方法

说明书

本发明属于烧结钕铁硼磁体表面工程技术领域，针对现有技术中多元素重稀土合金靶材在制造和应用方面存在的问题，本发明的目的在于提供一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散多元素重稀土的方法，首先采用磁控溅射技术在烧结NdFeB磁体表面制备多层涂层，其中第一层为Dy或Tb等重稀土涂层，第二层为Al等低熔点涂层。后续涂层，根据晶界扩散工艺要求重复第一层和第二层涂层。涂层制备完成后，磁体放入真空扩散炉，对磁体进行梯度温度加热。通过第一阶段真空热处理在NdFeB磁体表面形成多元素重稀土合金涂层，通过第二阶段真空热处理实现低熔点元素和重稀土元素在烧结NdFeB磁体晶界内的协同扩散。最后进行回火处理，实现烧结NdFeB磁体矫顽力的提升。

技术领域

本发明属于烧结钕铁硼磁体表面工程技术领域，具体涉及一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散多元素重稀土的方法。

背景技术

作为新一代稀土永磁材料，烧结钕铁硼(NdFeB)磁体凭借其超高的磁性能在电子器件、稀土永磁电机等领域得到广泛的应用。近些年，日趋严重的环境污染问题推动新能源汽车产业迈入高速发展的阶段，极大地刺激了稀土永磁电机核心部件—NdFeB磁体的需求量。然而，新能源汽车中电机工作环境温度往往高达150℃以上，而NdFeB磁体矫顽力较低，存在温度稳定性差的特点，可能在高温环境运行过程中出现热退磁现象而最终失效。

近年来，为了提高NdFeB磁体矫顽力以实现其在高温环境中的应用，工业界逐渐发展了多元素重稀土(重稀土元素+低熔点元素)晶界扩散技术。与传统晶界扩散技术相比，低熔点元素可起到熔点抑制剂的作用，降低了重稀土涂层及富Nd相的熔点，实现较低温度条件下的晶界扩散，降低生产能耗。另一方面，与相同条件下传统晶界扩散技术相比，多元素重稀土晶界扩散技术由于低熔点元素的掺杂显著提高了重稀土元素在晶界的扩散速度。因此，实现了NdFeB磁体进一步的矫顽力提高以及重稀土元素消耗量降低的双重目的。

实现NdFeB磁体晶界扩散多元素重稀土的核心过程是在其表面制备相对应的涂层。磁控溅射技术是目前制备多元素重稀土合金涂层的主流方法，而制造多元素重稀土合金靶材则是实现涂层制备的先决条件。然而，目前多元素重稀土合金靶材在制造和应用方面存在诸多问题。首先，各企业对于多元素重稀土合金靶中各元素比例要求不同，靶材无法批量生产，制造成本较高，甚至高于纯重稀土靶材的价格，这进一步增加NdFeB磁体制造成本。其次，受限于多元素重稀土合金靶材高脆性的问题，靶材中各元素比例只能在一定范围内调整。此外，一种靶材只对应一种元素比例，一旦靶材成型，无法进行随意调整。因此，目前亟需一种更易实现NdFeB磁体表面的多元素重稀土涂层制备的新方法，进而完成磁体表面的晶界扩散。

发明内容

针对现有技术中多元素重稀土合金靶材在制造和应用方面存在的问题，本发明的目的在于提供一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散多元素重稀土的方法，即一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的晶界扩散方法。

本发明采取的技术方案为：

一种烧结钕铁硼磁体晶界扩散多元素重稀土的方法，具体包括如下步骤：

(1)烧结NdFeB磁体表面清洗：

(2)重稀土元素涂层沉积：

(3)低熔点元素涂层沉积：

(4)重复上述过程的步骤(2)和步骤(3)，重复次数为0-7次；

(5)第一阶段真空热处理；

(6)第二阶段真空热处理；

(7)待样品冷却至室温，取出样品，完成对烧结NdFeB磁体的处理。

进一步的，所述烧结NdFeB磁体表面清洗，包括对NdFeB磁体表面依次进行研磨、超声清洗及干燥处理；设定预定的电压值和清洗时间对NdFeB磁体表面进行等离子体辉光清洗；