一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，先用甩带法制备出低熔点稀土合金薄带作为焊合剂，将扩散合金薄带夹在两个待焊合的热变形钕铁硼磁体中间，在一定温度下保温让熔化的低熔点稀土合金扩散渗透到与之相接触的磁体内部，冷却后对相邻热变形磁体起到有效焊合效果。同时，扩散连接后，磁体晶界相的含量增加，降低了晶粒间的磁耦合作用，也提高了磁体的矫顽力。目前工业上生产的热变形钕铁硼磁体的厚度一般不超过4mm，这大大限制了热变形钕铁硼磁体的应用。利用本发明专利技术的扩散连接技术可以制备大尺寸高矫顽力热变形钕铁硼磁体，将大大拓宽热变形钕铁硼磁体的应用范围。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法
本专利技术涉及一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，属于稀土永磁材料的

技术介绍
永磁材料利用气隙中的磁场可以实现机械能和电能的相互转换，已被广泛应用于航空航天、电力电子、医疗器械及交通运输等诸多领域。稀土永磁钕铁硼材料问世于二十世纪八十年代初，由于其磁能积远远高于传统的永磁材料，被冠以“磁王”的美誉，钕铁硼永磁材料的出现在永磁材料发展史上具有里程碑式的意义。钕铁硼磁体分为烧结钕铁硼磁体、热变形钕铁硼磁体和粘接钕铁硼磁体。近年来随着风力发电、新能源电动汽车和高效永磁电机等产业的大力发展，对能够满足在较高温下(150～180℃)永磁电机用的高矫顽力钕铁硼磁体的需求不断增加。由于烧结钕铁硼磁体的生产效率高，其磁体尺寸大小方便调控，工业上永磁电机一般都用烧结钕铁硼磁体制备。为了保证高温下钕铁硼磁体不退磁，一般是通过重稀土元素Dy或Tb对轻稀土元素Nd部分替换来实现的。但是，一方面，重稀土元素Dy/Tb的加入降低了磁体的剩磁，影响了磁体的磁能积，这不利于设备轻量化、小型化的发展；另一方面，重稀土元素Dy/Tb在地壳中储量远低于轻稀土元素Nd，其市场价格远高于Nd，Dy/Tb的大量加入也增加了磁体制备的原料成本。热变形钕铁硼磁体由于晶粒尺寸(50～400nm)远低于烧结钕铁硼磁体(3～5μm)，其矫顽力远比相同成分的烧结钕铁硼磁体高，特别是近年晶界扩散技术的在热变形钕铁硼磁体中的应用，使得不含重稀土元素的热变形钕铁硼磁体的矫顽力高于2.5T，使其有望代替高Dy/Tb含量的烧结钕铁硼磁体，成为制备高效永磁电机等对磁体矫顽力要求较高的磁材。但是，由于热变形钕铁硼磁体的取向是在变形过程中形成的，在磁体生产的热变形环节，其变形量需要高达70％，制备后的磁体从表面到内部的晶粒取向不断降低。为了保证磁体高的取向度及退磁曲线的方形度，目前的技术水平生产的热变形钕铁硼磁体的厚度一般不超过4mm。这使得热变形钕铁硼磁体只能用在需要磁体厚度尺寸小于4mm的领域，这极大限制了热变形钕铁硼磁体推广应用。
技术实现思路
专利技术目的：针对上述问题，本专利技术的目的是提供大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，通过对小尺寸的热变形钕铁硼磁体进行扩散焊合，制备大尺寸的热变形钕铁硼磁体。技术方案：一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：步骤一：熔炼富稀土元素的低熔点合金锭，利用甩带法将合金锭制备成合金薄带；步骤二：将热变形钕铁硼磁体待连接的面打磨干净，将低熔点合金薄带夹在待焊合磁体的接触面中间；步骤三：在真空炉中对组合的磁体进行扩散焊合处理。进一步的，所述稀土元素低熔点合金为M-Cu合金，M为Pr、Nd或Dy。最佳的，所述低熔点共晶合金成分为Pr70Cu30(at.％)、Nd70Cu30(at.％)和Dy70Cu30(at.％)。进一步的，步骤一中甩带制备的富稀土合金薄带的厚度在30μm～100μm之间进一步的，步骤三中的扩散焊合处理，温度为500～800℃、时间为0.5～3h、真空度为不高于1×10-2Pa。。进一步的，所述的热变形钕铁硼磁体为利用快淬粉末制备的热变形钕铁硼磁体，其晶粒尺寸在50～400nm之间。有益效果：与现有技术相比，本专利技术的优点是：可以将不同厚度的热变形钕铁硼磁体焊合在一起，其焊合后的磁体厚度可根据实际需要选择不同厚度的组元磁体调控，可以突破其尺寸限制，增大热变形钕铁硼磁体的应用范围。在焊合过程中富稀土元素低熔点合金焊合薄带熔化后扩散到相邻磁体的内部，可以有效降低磁体晶粒间的磁交换耦合作用，提高磁体的矫顽力。附图说明图1为实施例1的示意图；图2为实施例2的示意图；图3为实施例3的示意图；图4为实施例4的示意图；图5为实施例5的示意图；图6为实施例6的示意图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。实施例11)熔炼Pr70Cu30(at.％)合金锭，利用甩带机制备出厚度为30μm的合金薄带；2)将待焊合的热变形钕铁硼磁体的焊合面用砂纸打磨干净，将制备的合金薄带铺放在相邻两片热变形磁体中间(见附图1)；3)将组合好的磁体放在真空炉中，抽真空至1×10-2Pa以下，加热到500℃保温1h。表1为焊合前后磁体的磁性能对比。表1焊合前后磁体的磁性能对比矫顽力(T)剩磁(T)焊合前1.421.51焊合后1.861.42实施例21)熔炼Pr70Cu30(at.％)合金锭，利用甩带机制备厚度为100μm的合金薄带；2)将待焊合的热变形钕铁硼磁体的焊合面用砂纸打磨干净，将制备的合金薄带铺放在相邻两片热变形磁体中间(见附图2)；3)将组合好的磁体放在真空炉中，抽真空至1×10-2Pa以下，加热到600℃保温3h。表2为焊合前后磁体的磁性能对比。表2焊合前后磁体的磁性能对比矫顽力(T)剩磁(T)焊合前1.421.51焊合后2.431.15实施例31)熔炼Nd70Cu30(at.％)合金锭，利用甩带机制备厚度为50μm的合金薄带；2)将待焊合的热变形钕铁硼磁体的焊合面用砂纸打磨干净，将制备的合金薄带铺放在相邻两片热变形磁体中间(见附图3)；3)将组合好的磁体放在真空炉中，抽真空至1×10-2Pa以下，加热到600℃保温2h。表3为焊合前后磁体的磁性能对比。表3焊合前后磁体的磁性能对比矫顽力(T)剩磁(T)焊合前1.421.51焊合后2.171.30实施例41)熔炼Nd70Cu30(at.％)合金锭，利用甩带机制备厚度为80μm的合金薄带；2)将待焊合的热变形钕铁硼磁体的焊合面用砂纸打磨干净，将制备的合金薄带铺放在相邻两片热变形磁体中间(见附图4)；3)将组合好的磁体放在真空炉中，抽真空至1×10-2Pa以下，加热到700℃保温3h。表4为焊合前后磁体的磁性能对比。表4焊合前后磁体的磁性能对比矫顽力(T)剩磁(T)焊合前1.421.51焊合后2.341.22实施例51)熔炼D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤一：熔炼富稀土元素的低熔点合金锭，利用甩带法将合金锭制备成合金薄带；/n步骤二：将热变形钕铁硼磁体待连接的面打磨干净，将低熔点合金薄带夹在待焊合磁体的接触面中间；/n步骤三：在真空炉中对磁体进行扩散焊合处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：熔炼富稀土元素的低熔点合金锭，利用甩带法将合金锭制备成合金薄带；
步骤二：将热变形钕铁硼磁体待连接的面打磨干净，将低熔点合金薄带夹在待焊合磁体的接触面中间；
步骤三：在真空炉中对磁体进行扩散焊合处理。


2.根据权利要求1所述的一种大尺寸热变形钕铁硼磁体的制备方法，其特征在于：所述稀土元素低熔点合金的为M-Cu合金，M为Pr、Nd或Dy，优选成分为Pr70Cu30(at.％)、Nd70Cu30(at.％)和Dy70Cu30(at.％)的低熔点共晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋书明，陈夫刚，赵勇，
申请(专利权)人：江苏扬子三井造船有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32