一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法，包括将重稀土粉末与防氧化剂、粘结剂、有机溶剂混合制得均匀浆料，重稀土粉末为Dy、氢化镝、Tb、氢化铽中的任意一种或几种的复配，浆料中重稀土粉末的质量分数为40‑80％，防氧化剂的质量分数为5‑20％，粘结剂的质量分数为2‑10％，余量为有机溶剂，防氧化剂为含氟的防氧化剂；后将浆料覆盖于烧结磁体的表面，控制浆料的厚度为20‑100μm，然后进行干燥处理；后将干燥后的磁体进行烧结，时效处理，即得本发明专利技术的方法能够减少重稀土Dy、Tb等的使用量，同时克服了晶界扩散技术对产品尺寸的要求以及氟化物、氧化物涂敷粉末易脱落的问题，且制造工艺简单。

【技术实现步骤摘要】
一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法
本专利技术涉及一种钕铁硼磁体的制备方法，尤其涉及一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法，属于磁体的制备工艺

技术介绍
Nd-Fe-B系磁体因其优越的性能被广泛应用，特别是由于汽车和电子应用领域对节能电动机的需求，烧结钕铁硼的市场应用会进一步扩大。钕铁硼材料剩磁和矫顽力的提高有利于其在电动机市场的快速增长，但是传统工艺中矫顽力的提高总是以牺牲剩磁为代价，且为提高矫顽力必须使用较大比重的重稀土元素Dy/Tb，造成磁体成本的剧增。现有公开的维持高剩磁同时增大矫顽力的方法(K.Machida，H.Kawasaki，T.Suzuki，M.Ito和T.Horikawa，“GrainBoundaryTailoringofSinteredNd-Fe-BMagnetsandtheirMagneticProperties”，2004年粉体粉末以及粉体粉末冶金日本协会Powder&PowderMetallurgySociety春季会议公报，第202页)为：将烧结磁体机械加工为小尺寸、通过溅射将Dy或Tb施加在磁体表面上、并且在低于烧结温度的温度下对磁体进行加热保温处理，从而使Dy或Tb仅仅扩散到晶界。这些方法允许Dy或Tb更加有效地在晶界处集中，并成功地在没有显著损失剩磁的情况下增大矫顽力。当磁体的比表面积变得更大，也就是说磁体变得更小时，Dy或Tb的量将会变得更大，因此这种方法仅仅适用于小型或薄的磁体。不过，仍然遗留下的问题是与通过溅射等沉积金属涂层相关的低产量。信越等公开了将Tb或者Dy的氧化物、氟化物及氟氧化物做成浆料涂覆于烧结磁体表面，浆料涂覆法，以一次的涂布量使重稀土类元素RH从烧结磁体表面扩散，对于矫顽磁力提高的效果也存在界限。为了实现高的矫顽磁力提高效果，需要重复涂布浆料，操作复杂，且处理后的磁片表面粘附大量Tb或者Dy的粉末，需机加工或清洗去除，工艺复杂且造成浪费；涂覆于磁体表面的浆料在烘干后仍为粉状，易脱落，且处理后磁体矫顽力不能大幅度提高。而仅涂覆金属合金方法的缺点是，很难以大量和均匀的涂覆重量在磁体表面上涂覆金属合金。另外，磁体中的钕化学活性大，易被氧化，耐腐蚀性差，在潮湿的环境下，磁体表面形成腐蚀性微电池，增大了腐蚀速度，现有的增加钕铁硼表面防腐蚀能力的技术包括电镀、有机涂层及复合涂层等，均在致力于改善磁体的电化学特性。而上述的采用重稀土氧化物、氟化物的晶界扩散工艺提高钕铁硼磁体矫顽力和剩磁的方法并没有对磁体的表面处理起到有利的作用。
技术实现思路
本专利技术针对现有工艺生产出来的钕铁硼磁体其矫顽力和剩磁存在的不足，提供一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法，包括如下步骤：1)制备烧结磁体R1-Fe-B-M，并将其进行预处理；2)将重稀土粉末与防氧化剂、粘结剂、有机溶剂混合制得均匀浆料，所述重稀土粉末为Dy、氢化镝、Tb、氢化铽中的任意一种或几种的复配，所述浆料中重稀土粉末的质量分数为40-80％，防氧化剂的质量分数为5-20％，粘结剂的质量分数为2-10％，余量为有机溶剂，所述防氧化剂为含氟的防氧化剂；3)将步骤2)所得的浆料覆盖于步骤1)的烧结磁体表面，控制浆料的厚度为20-100μm，然后进行干燥处理；4)将步骤3)所得磁体进行烧结，时效处理，即得。进一步，所述防氧化剂为间二三氟甲苯、邻氟甲苯或者对氟甲苯中的任意一种。进一步，步骤2)中所述粘结剂为缩丁醛、聚乙烯或者聚苯硫醚中的任意一种。进一步，步骤3)中使浆料覆盖于烧结磁体表面的方法为喷涂法、涂覆法、浸渍法中的一种。进一步，步骤2)中所述金属Dy或金属Tb的纯度大于98％。进一步，步骤4)中烧结的温度为800-960℃，烧结时间为6-16h，时效处理的温度为460-580℃，时效处理的时间为2-6h。进一步，步骤2)中所述有机溶剂为醇类、醛类、酮类化合物中的一种。进一步，步骤3)中干燥处理的温度为60-100℃。进一步，所述烧结磁体R1-Fe-B-M中R1选自Nd、Pr、Dy、Tb、Ho、Gd中的一种或者几种，其总量为26％-33wt％；M选自Ti、Mn、Co、Ga、Ca、Cu、Si、Al、Mg、Zr、Nb中的一种或几种，其总量为0-5wt％；B总量为0.8-1.2wt％；余量为Fe。本专利技术提供的制备方法的有益效果是：1)本专利技术提供的重稀土粉末与防氧化剂、粘结剂、有机溶剂的混合浆料在磁体烧结时，相对于直接的采用氟化物、氧化物和氟氧化物的扩散处理，在磁体表面不易形成氟化层、氧化层，减少了机加工成本，简化了生产工艺；且重稀土粉末、氢化物较氟化物、氧化物更易于扩散到磁体晶界相，提高磁体矫顽力，矫顽力增长涨幅大大提升；2)采用含氟防氧化剂的作用如下：在磁体扩散过程中，第一，采用含氟防氧化剂，起到了防止重金属粉末氧化的作用；第二，含氟防氧化剂与粘结剂还可以起到粘合作用，金属粉末在磁体表面不易脱落，磁体矫顽力大大提升；第三，含氟防氧化剂中的氟化学稳定性高，不与Nd等活泼稀土元素反应，有利于扩散过程中Nd与Dy/Tb等重稀土元素的置换反应；且不同于氯元素，氯易于在磁体表面形成微电池反应，加速磁体腐蚀，含氟防氧化剂的使用避免了电化学反应的发生，提高磁体耐腐蚀能力；3)本专利技术的方法能够减少重稀土Dy、Tb等的使用量，同时克服了晶界扩散技术对产品尺寸的要求以及氟化物、氢化物涂敷粉末易脱落的问题，且制造工艺简单。具体实施方式以下结合实例对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。本专利技术实施例1-4中所述的金属Tb粉是指金属Tb与氢化铽二者的混合物，金属Dy粉末是指金属Dy与氢化镝二者的混合物，在上述的混合物中，金属Tb或金属Dy的质量分数大于98％。实施例1：1)烧结磁体的制备：将钕、镨、镝、铽、电解铁、钴、铜、镓、铝、锆、硼按重量比：Nd-23.8％，Pr-5％，Dy-0.6％，Tb-0.4％，Co-0.5％，Cu-0.13％,Ga-0.1％，Al-0.1％，Zr-0.12％，B-1％的比例，余量为铁和不可避免的杂质，在惰性气体环境下的真空熔炼炉内完成浇注，浇注温度1450℃，急冷辊转速为60r/min，急冷辊内通冷却水，得到的鳞片厚度约0.36mm；然后，鳞片经过HD制粉，气流磨，制成平均粒度为3.4μm的磁粉；在常温和磁场强度为2T取向场的环境下进行取向压制，制成压坯；将压坯放入Ar气氛下的烧结炉中，1100℃烧结5h得到生坯，生坯在500℃温度下时效5h，得到烧结毛坯。通过机加工将烧结毛坯加工成尺寸为40mm*20mm*4mm的磁体，经除油、酸洗、活化及去离子水洗涤后干燥处理后，记为A0。2)将2.4μm的氟化铽粉末和乙醇按照重量比2：3的比例制得均匀混合浆料。喷涂法覆盖于处理后的烧结磁体A0的表面，浆料的厚度为100μm，然后氩气气氛中100℃烘干，后于920℃下烧结16小时，于580℃下时效处理2小时进行晶界扩散处理，记为A1。3)将2.4μm的金属Tb粉末、1.3.5-三氯甲苯、有机溶剂乙醇，按照重量比4:1:5的比例制得均匀混合浆料，其中Tb粉为金属Tb与氢化铽的混合粉末，金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备烧结磁体R1‑Fe‑B‑M，并将其进行预处理；2)将重稀土粉末与防氧化剂、粘结剂、有机溶剂混合制得均匀浆料，所述重稀土粉末为Dy、氢化镝、Tb、氢化铽中的任意一种或几种的复配，所述浆料中重稀土粉末的质量分数为40‑80％，防氧化剂的质量分数为5‑20％，粘结剂的质量分数为2‑10％，余量为有机溶剂，所述防氧化剂为含氟的防氧化剂；3)将步骤2)所得的浆料覆盖于步骤1)的烧结磁体表面，控制浆料的厚度为20‑100μm，然后进行干燥处理；4)将步骤3)所得磁体进行烧结，时效处理，即得。

【技术特征摘要】
1.一种具有高矫顽力的钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：1)制备烧结磁体R1-Fe-B-M，并将其进行预处理；2)将重稀土粉末与防氧化剂、粘结剂、有机溶剂混合制得均匀浆料，所述重稀土粉末为Dy、氢化镝、Tb、氢化铽中的任意一种或几种的复配，所述浆料中重稀土粉末的质量分数为40-80％，防氧化剂的质量分数为5-20％，粘结剂的质量分数为2-10％，余量为有机溶剂，所述防氧化剂为含氟的防氧化剂；3)将步骤2)所得的浆料覆盖于步骤1)的烧结磁体表面，控制浆料的厚度为20-100μm，然后进行干燥处理；4)将步骤3)所得磁体进行烧结，时效处理，即得。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述防氧化剂为间二三氟甲苯、邻氟甲苯或者对氟甲苯中的任意一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中所述粘结剂为缩丁醛、聚乙烯或者聚苯硫醚中的任意一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中使浆料覆盖于烧结磁体表面的方法为喷涂法、涂覆法、浸渍法...

【专利技术属性】
技术研发人员：于永江，魏蕊，刘磊，
申请(专利权)人：烟台正海磁性材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37