[发明专利]一种改善晶界扩散制备高性能钕铁硼永磁材料的方法

说明书

本发明属于永磁材料领域，具体公开一种改善晶界扩散制备高性能钕铁硼永磁材料的方法。本发明的方法包括如下步骤：钕铁硼磁体经过前处理后，在钕铁硼磁体上镀上重稀土层，然后镀上高熔点金属层，得到含复合镀层的钕铁硼磁体；将所述含复合镀层的钕铁硼磁体进行热处理，然后去除高熔点金属层，得到钕铁硼永磁材料；所述高熔点金属层包括钨层、锆层、钼层、钽层、铌层中的至少一种。本发明通过改善钕铁硼磁体中的晶界扩散的效果，达到节约重稀土使用量的同时提升钕铁硼永磁材料性能的目的。

技术领域

本发明属于永磁材料领域，具体涉及一种改善晶界扩散制备高性能钕铁硼永磁材料的方法。

背景技术

钕铁硼永磁体是目前磁性最强的磁体，自发明至今，因其优良的性能得到了飞速的发展，被广泛应用于汽车电机、节能风电、白色家电、变频空调、VCM电机等领域。烧结钕铁硼磁体主要由Nd₂Fe₁₄B、富Nd相和富B相组成，其中Nd₂Fe₁₄B是磁性相，决定剩磁和磁能积，富Nd相和磁体的微观结构决定磁体的矫顽力。(Dy，Tb)₂Fe₁₄B的各向异性场高于Nd₂Fe₁₄B的各向异性场，因此添加重稀土元素Dy和Tb都能使磁体矫顽力大幅度增加。但由于重稀土元素价格昂贵，磁体的成本显著增加。同时由于重稀土元素与铁属反铁磁耦合，能降低铁原子磁矩，从而导致Bs和Br下降。因此在保持高磁能积的前提下，如何使Dy和Tb等贵重金属合理分布在磁性相边界处以及如何降低Dy和Tb等贵重金属的加入量是目前国内外的研究热点。

目前，将稀土元素从磁体表面扩散到基体内部的主流方法是晶界扩散技术，该技术主要采用涂覆、沉积、磁控溅射等方式，使金属粉末(Dy、Tb或其它稀土元素)或化合物附着在磁体表面，通过热处理使金属粉末或化合物经晶界扩散到烧结磁体主相内，该技术对烧结NdFeB磁体的成分、微观组织和磁性能都有显著的影响。如公开号为CN 105755441 A的专利文献公布了一种采用磁控溅射法扩渗重稀土的方法，该方法将重稀土制成靶材，在真空炉内采用磁控溅射方法将重稀土沉积在钕铁硼表面，再经热处理使重稀土扩散进钕铁硼基材内部。又如专利号为CN 109192493 A的专利提供了一种通过磁控溅射法在钕铁硼磁体表面沉积四元及四元以上稀土合金薄膜，以此为扩散源，经过均匀化、晶界扩散及低温回火热处理，改善磁体的边界结构，从而大幅度提高磁体的矫顽力的方法。公开号为CN109360728A的专利文献公开了一种蒸发晶界扩散增强钕铁硼磁体矫顽力的方法，具体工艺步骤为：将稀土及合金元素通过蒸发沉积以气相游离原子/分子的形式，通过钕铁硼基材孔隙扩散到钕铁硼预烧坯内部，随后经过微波烧结致密化并发生晶界扩散，改善磁体晶界结构，从而提高烧结钕铁硼的矫顽力。

但是，晶界扩散技术仍然存在诸多缺陷。如随重金属渗入基材，基材内部重金属浓度差减小，重金属渗入基材较深部位愈发困难，对于较厚基材，随厚度深入，重金属含量呈现递减趋势，导致产品整体性能存在差异。另外，热处理过程中重稀土容易氧化，降低渗透效果，影响性能提升；重稀土会及其附着在基材表面的其他化学物质(如涂覆方式所需的胶水)全部或部分挥发，不仅降低重稀土利用率，而且污染热处理炉炉内氛围及周边环境。因此，仍需要开发一种不仅能改善磁钢性能且绿色环保的制备工艺。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明将提供一种改善晶界扩散制备高性能钕铁硼永磁材料的方法。

为实现上述目的，具体包括以下技术方案：

一种改善晶界扩散制备高性能钕铁硼永磁材料的方法，钕铁硼磁体经过前处理后，在钕铁硼磁体上镀上重稀土层，然后镀上高熔点金属层，得到含复合镀层的钕铁硼磁体；将所述含复合镀层的钕铁硼磁体进行热处理，然后去除高熔点金属层，得到钕铁硼永磁材料；所述高熔点金属层包括钨层、锆层、钼层、钽层、铌层中的至少一种。