一種高矯頑力釹鐵硼的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及NdFeB系燒結(jié)磁體的制造方法，特別是一種提高燒結(jié)欽鐵棚磁體矯頑 力的制造方法。 技術(shù)背景
[0002] 欽鐵棚永磁材料自發(fā)現(xiàn)W來(lái)，W其優(yōu)異的磁性能和高的性價(jià)比而被廣泛應(yīng)用于通 訊、醫(yī)療、汽車、電子、航空等領(lǐng)域，但其較低的矯頑力與較差的溫度穩(wěn)定性和耐腐蝕性嚴(yán)重 限制其應(yīng)用范圍的拓展。隨著科技的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域?qū)J鐵棚磁體綜合性能的要求越來(lái)越 高，并且近年來(lái)稀±原材料價(jià)格不斷上漲，發(fā)展低稀±成本高性能的欽鐵棚材料成為當(dāng)前 亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。
[0003] 目前提高磁體矯頑力的主要方法有兩種：一種是晶粒細(xì)化技術(shù)。隨著晶粒尺寸的 減小，晶粒的有效散磁場(chǎng)因子變小，磁體矯頑力增加。另一種是晶界擴(kuò)散技術(shù)。運(yùn)種技術(shù)使 重稀±沿晶界相發(fā)生擴(kuò)散，顯著提高晶界處的各向異性常數(shù)，達(dá)到在少量使用重稀±的情 況下明顯提高磁體矯頑力。運(yùn)兩種技術(shù)是各欽鐵棚廠家目前重點(diǎn)研究方向。
[0004] 利用晶粒細(xì)化技術(shù)進(jìn)行的燒結(jié)NdFeB磁體工業(yè)制造方法已有多種，例如化suh iro 化e和Masato Sagawa利用氮?dú)鈿饬髂⒋欧哿６瓤刂圃贗wii左右，并且利用化P技術(shù)開發(fā)出 了無(wú)鋪高矯頑力磁體，磁體矯頑力達(dá)到20k0e(非專利文獻(xiàn)1)。煙臺(tái)正海磁性材料股份有限 公司通過(guò)控制磁粉平均粒度為2.4μπι，并采用低溫?zé)Y(jié)獲得了晶粒大小為扣m左右的47H磁 體，磁體矯頑力在無(wú)重稀上時(shí)達(dá)到17k0e(非專利文獻(xiàn)2)。
[0005] 其中，晶界擴(kuò)散法能夠在幾乎不降低磁體剩磁化的情況下提高磁體矯頑力化j (非 專利文獻(xiàn)3-5)。晶界擴(kuò)散法的原理如下:通過(guò)瓣射、涂敷等方法使N沁eB燒結(jié)磁體表面附著 Dy或化，并W700~1000°C加熱，磁體表面的Dy或化通過(guò)磁體晶界進(jìn)入磁體內(nèi)部。在NdFeB 燒結(jié)磁體晶界中存在富N村目的晶界相，該富Nd相在上述加熱溫度下發(fā)生烙融。上述Dy或化 溶入晶界的液體，從磁體表面擴(kuò)散到磁體內(nèi)部。因?yàn)槲镔|(zhì)的擴(kuò)散在液體中比在固體中快，所 WDy或化在烙融晶界上的擴(kuò)散要比在晶粒內(nèi)部的擴(kuò)散快。利用該擴(kuò)散速度的差，通過(guò)設(shè)定 合適的熱處理溫度和時(shí)間，能夠?qū)崿F(xiàn)從磁體表面進(jìn)入的Dy或化僅分布在磁體主相粒子的晶 界處。由于Dy或化沒有進(jìn)入到主相粒子內(nèi)部，因此磁體剩磁化幾乎沒有降低，而Dy或化在晶 界上的分布提高了磁體的磁晶各項(xiàng)異性場(chǎng)，因此磁體矯頑力化j得到明顯增加。
[0006] 利用晶界擴(kuò)散法進(jìn)行NdFeB燒結(jié)磁體的工業(yè)制造方法已經(jīng)公開的有：將Dy和化的 氣化物和氧化物微粉末層形成于NWeB燒結(jié)磁體表面并加熱的方法(專利文獻(xiàn)1)。在Ar氣保 護(hù)氣氛下，使用熱噴涂方法在燒結(jié)磁體表面噴涂一定厚度的金屬Dy或化并進(jìn)行加熱的方法 (專利文獻(xiàn)2)。在Dy和化的氧化物粉末與氨化巧粉末的混合粉末中埋入NdFeB燒結(jié)磁體并 進(jìn)行加熱的方法(非專利文獻(xiàn)6、7)。
[0007] 晶界擴(kuò)散技術(shù)中重稀±擴(kuò)散的主要通道是存在于晶界中的富稀±相，為達(dá)到理想 的擴(kuò)散效果，需要基材晶界中的富稀上相存在且連續(xù)(專利文獻(xiàn)3)。
[000引專利文獻(xiàn)1:國(guó)際公開W02006/043348號(hào)手冊(cè) 專利文獻(xiàn)2:201310209231.9 專利文獻(xiàn) 3: W02011/004894 非專利文南犬 1 :Yasuhiro Une and Masato Sa邑awa. Enhancement of Coercivity of Nd-Fe-B Sintered Magnets by Grain Size Reduction. J. Japan Inst. Metals, Vol. 76, No. 1(2012), pp. 12-16 非專利文獻(xiàn)2:王慶凱，趙軍濤，張玉孟，葛鵬的"細(xì)晶工藝制備高性能燒結(jié)欽鐵棚的研 究"，金屬功能材料，2015年，第22卷，第49-52頁(yè)。
[0009] 非專利文獻(xiàn)3:K.T.化rk等"對(duì)于Nd-Fe-B薄膜燒結(jié)磁體的矯頑磁力的金被覆和加 熱的效果"，有關(guān)第16回稀±類磁體及其應(yīng)用的國(guó)際會(huì)議會(huì)議記錄，社團(tuán)法人日本金屬學(xué)會(huì) 發(fā)行，2000 年，第257-264 頁(yè)化.T.Park et al."Effect of Metal-Coating and Consecutive Heat Treatment onCoercivity of Thin Nd-Fe-B Sintered Magnets''， Proceedings of the Sixteenthinternational Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Applications(2000),pp.257-264.) 非專利文獻(xiàn)4:石垣尚幸等，"欽系微小燒結(jié)磁體表面改變質(zhì)量和特性提高"，肥OMAX技 報(bào)，株式會(huì)社肥0MAX發(fā)行，2005年，第15卷，第15-19頁(yè)。
[0010] 非專利文獻(xiàn)5:町田憲一等，"Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體的晶界改質(zhì)和磁特性"，粉體粉 末冶金協(xié)會(huì)平成16年春季大會(huì)講演概要集，粉體粉末冶金協(xié)會(huì)發(fā)行，1-47A。
[0011] 非專利文獻(xiàn)6:廣田晃一等，"利用晶界擴(kuò)散法進(jìn)行的Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體的高矯 頑磁力化"，粉體粉末冶金協(xié)會(huì)平成17年春季大會(huì)講演概要集，粉狀體粉末冶金協(xié)會(huì)發(fā)行， 第143頁(yè)。
[0012] 非專利文獻(xiàn)7:町田憲一等，"晶界改質(zhì)型Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體的磁特性"，粉體粉 末冶金協(xié)會(huì)平成17年春季大會(huì)講演概要集，粉體粉末冶金協(xié)會(huì)發(fā)行，第144頁(yè)。
[0013] 我們知道，晶界中的富稀±相是晶界擴(kuò)散時(shí)Dy/Tb的重要擴(kuò)散通道，為了達(dá)到理想 的擴(kuò)散效果，晶界中需要足夠量的富稀±相且富稀±相必須連續(xù)。磁體的常規(guī)制造方法，磁 粉的粒度為2-5μπι，此粒度的粉末容易出現(xiàn)團(tuán)聚，運(yùn)會(huì)導(dǎo)致最終磁體晶界中富稀±相缺失或 不連續(xù)。將上述磁體作為基材進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理時(shí)，會(huì)影響Dy或化沿晶界向磁體內(nèi)部的擴(kuò) 散。因此，上述的晶界擴(kuò)散技術(shù)對(duì)需要處理的基材厚度有較高的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種能夠減少重稀±Dy、 化等的使用量，同時(shí)解決了基材中晶界富稀±相缺失或不連續(xù)的問(wèn)題，保證了晶界擴(kuò)散的 效果，克服晶界擴(kuò)散技術(shù)對(duì)產(chǎn)品尺寸的要求，使磁體表現(xiàn)出良好的磁性能，而且工藝簡(jiǎn)單， 成本低廉的一種高矯頑力欽鐵棚的制造方法。
[001引為實(shí)現(xiàn)該目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下： 一種高矯頑力欽鐵棚的制造方法，與現(xiàn)有技術(shù)不同的是包括如下步驟： 1)采用甩帶-氨爆獲得Ri-Fe-B-M合金微粉，在合金微粉中添加 O.l-l.Owt%的分散劑， 混料0.1-3h;其中r1是稀±元素中的至少一種元素，r1含量為26wt%<Ri<35wt%，B含量為 0.8訊1%~1.3*1%，]?為1'1、￥、吐、]\111、(：〇、6曰、加、51、41、2'、抓、胖、]\1〇中的一種或幾種，]?含量小 于5wt%，余者為鐵和不可避免的雜質(zhì)；由于在磁體或基材的制造過(guò)程中，磁粉的平均粒度為 2~扣m，此粒度下磁粉容易出現(xiàn)團(tuán)聚，并且粒度越細(xì)團(tuán)聚越嚴(yán)重，磁粉的團(tuán)聚會(huì)導(dǎo)致晶界中 富稀±相的缺失(參見圖1)。本發(fā)明采用在氨爆粉中加入分散劑后進(jìn)行氣流磨研磨，使氣流 磨粉末均勻分散，能大大減少團(tuán)聚的出現(xiàn)（參見圖2)。運(yùn)樣主相粒子上均勻的附著富稀± 相，保證晶界中的富稀±相足夠且連續(xù)分布。將磁體作為基材進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理時(shí)，可W使 重稀±順利通過(guò)晶界擴(kuò)散到磁體內(nèi)部。同時(shí)分散劑的揮發(fā)會(huì)留下部分微細(xì)孔桐，運(yùn)些孔桐 也會(huì)成為重稀±擴(kuò)散的通道，有利于重稀±元素的擴(kuò)散。
[0016] 2)將步驟1)混料后的粉末進(jìn)行氣流磨研磨，至磁粉平均粒度為2~扣m，將研磨后 的磁粉添加0.1-0.3wt%潤(rùn)滑劑后混料0.1-化，然后將磁粉壓制成壓巧； 3)將步驟2)中的壓巧進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為900-110(TC，燒結(jié)時(shí)間為5-化，得到燒結(jié)磁 體。
[0017] 4)將步驟3)制造的燒結(jié)磁體加工成需要的尺寸，在進(jìn)行除油、酸洗等處理后進(jìn)行 晶界擴(kuò)散處理，重稀上的擴(kuò)散量為0.1~1.2wt%。
[001引進(jìn)一步地，在步驟3 )之后還經(jīng)過(guò)900°C和500°C兩次回火的步驟，回火時(shí)間化。
[0019] 進(jìn)一步地，所述的分散劑為聚乙二醇、聚乙締醇、聚丙締醇、聚丙乙締其中的一種 或幾種。
[0020] 進(jìn)一步地，所述的晶界擴(kuò)散處理為熱噴涂法、涂覆法、瓣射法、浸潰法其中的一種 或多種。
[0021] 進(jìn)一步地，步驟4)中重稀±的擴(kuò)散量為0.2~0.8wt%。
[0022] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的NdFeB系燒結(jié)磁體的制造方法，能夠得到非團(tuán)聚的磁 粉，同時(shí)保證磁體晶界中富稀±相存在且連續(xù)。另外，通過(guò)將得到的NdFeB系燒結(jié)磁體作為 基材進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理，可W使重稀±元素順利通過(guò)晶界擴(kuò)散至磁體內(nèi)部，因此可W克服 晶界擴(kuò)散對(duì)產(chǎn)品尺寸的要求，同時(shí)得到更高性能的N沁eB系燒結(jié)磁體。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1是不添加分散劑時(shí)氣流磨粉的分布圖。
[0024] 圖2是添加分散劑后氣流磨粉的分布圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明：本實(shí)施例在W本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行 實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施 例。
[0026] 實(shí)施例1: 通過(guò)使用至少99%重量純度的炯、(：〇、41、。6、〇1和棚鐵在氣氣氣氛中高頻烙化，并將烙 體誘注到急冷漉上制成合金，合金的質(zhì)量百分比為30%Nd、0.8%C〇、0.2%A1、0.2%Cu、1%B、余 者為鐵和不可避免的雜質(zhì)。將該合金進(jìn)行氨化粉碎成粗粉。在粗粉中添加〇.4wt%的聚乙締 醇后混料化，混料結(jié)束后進(jìn)行氣流磨研磨，得到平均粒度為3.4WI1的磁粉。將上述磁粉添加 0.2wt%的潤(rùn)滑劑后混料化，在常溫和磁場(chǎng)強(qiáng)度為2T的取向場(chǎng)的環(huán)境下成型。然后將巧體放 入真空燒結(jié)爐內(nèi)，在1070°C下燒結(jié)化。再經(jīng)過(guò)900°C和500°C兩次回火，回火時(shí)間化得到 NcFeB磁體。將磁體加工成尺寸為25-15-5mm的方片，此方片被稱為基材A1。
[0027]方片經(jīng)除油酸洗后進(jìn)行Dy晶界擴(kuò)散處理，Dy的擴(kuò)散量為0.4wt%，此實(shí)施例晶界擴(kuò) 散選用熱噴涂方法處理。經(jīng)上述工藝制得本發(fā)明范圍內(nèi)的產(chǎn)品，該產(chǎn)品被稱為B1。
[002引比較例1: 為了比較，將實(shí)施例1中的合金鱗片進(jìn)行氨化粉粹成粗粉，粗粉不添加聚乙締醇直接進(jìn) 行氣流磨研磨，得到粒度為3.4WI1的磁粉。將磁粉添加0.2wt%潤(rùn)滑劑后混料化，在常溫和2T 的取向場(chǎng)下成型。然后將巧體放入真空燒結(jié)爐內(nèi)，1070°C燒結(jié)化，900°C、50(rC兩次回火處 理，回