專利名稱：：一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種具有R2Fe14B型化合物晶粒(R為稀土類元素)作為主相的R-Fe-B系釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，特別是涉及一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法。
背景技術(shù)：
：以R2Fe"B型化合物為主相的R-Fe-B系釹鐵硼稀土永f茲體，以其優(yōu)良的磁性能得到越來越多的應(yīng)用，被廣泛用于醫(yī)療的核磁共振成像，計算機硬盤驅(qū)動器，手機的振動電機，混合動力汽車的電機，風(fēng)力發(fā)電機等。目前，R-Fe-B系釹鐵硼稀土永/磁體采用的制造方法通常為a、合金熔煉步驟即將稀土R(R為Nd、Pr、Dy、Tb稀土類元素的一種或兩種以上)、鐵、硼鐵及金屬M(M為A1、Cu、Co、Ag等金屬元素的一種或兩種以上)，在真空狀態(tài)及惰性氣體保護下熔煉成合金，并澆鑄到水冷模具中冷卻或通過真空速凝爐，在水冷銅輥的快速冷卻下，將熔煉的合金鑄成合金薄片；b、氫碎步驟將熔煉后的合金薄片裝入容器內(nèi)，并向容器內(nèi)通入H2使合金發(fā)生吸H2反應(yīng)，然后再對容器加熱和抽真空，以實現(xiàn)合金脫H2，這時合金就會沿晶界產(chǎn)生裂痕；c、制粉步驟在N2氣氛下，用氣流磨將氫碎后的合金磨成平均粒度在2~lOjum的合金粉；d、壓制步驟在磁場取向壓機中，將平均粒度在2~10jum的合金粉壓制成磁塊，當(dāng)壓機壓力低時可通過等靜壓進行二次加壓；e、燒結(jié)步驟將壓制好的磁塊在真空燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，其燒結(jié)溫度為1000~120(rC;g、時效步驟將燒結(jié)后的磁塊在真空時效爐中進行時效處理，一般真空時效爐的溫度為500~600°C;h、加工步驟對f茲體進行機械加工或涂層；通過上述方法制造的R-Fe-B稀土永磁體，雖然達到了磁性能的要求，但其耐腐蝕性及熱穩(wěn)定性較差，該缺點正在影響其在電機類等領(lǐng)域的應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容人們經(jīng)過探索，發(fā)現(xiàn)在磁體的晶界相(富Nd相、富B相)中，增加Dy、Tb、Co、Al、Cu等元素的含量，可以提高磁體的耐腐蝕性及熱穩(wěn)定性，但這些元素均是在熔煉時加入的，其中的一部分進入了主相R2Fe14B中，主相中的Nd部分地#1Dy、Tb取代，主相中的Fe被Co等元素取代，從而顯著降低了磁體的剩磁和磁能積，因此，急需找到一種即能提高磁體的耐腐蝕性及熱穩(wěn)定性，又不降低磁體的剩磁和磁能積的方法。研究發(fā)現(xiàn)R-Fe-B稀土永磁材料的腐蝕性主要發(fā)生在晶界上，只有當(dāng)添加的金屬元素出現(xiàn)在晶界上時，才能提高磁體的耐腐蝕性，且對磁體的矯頑力和熱穩(wěn)定性也有很大影響；由于R-Fe-B磁體的主相R2Fe"B的熔點在IIO(TC以上，而晶界中的富Nd相的熔點在65(TC左右，在650-1100。C的范圍內(nèi)晶界為液相，主相為固相，因此，本發(fā)明是利用滲金屬的方法，在晶界為液相，主相為固相的條件下，將Co、Cu、Ga、Dy、Tb、Zr等元素滲入到磁體的晶界。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種耐腐蝕性及熱穩(wěn)定性較好的釹鐵硼稀土永》茲體的制造方法。本發(fā)明通過以下步驟實現(xiàn)a、合金熔煉步驟根據(jù)剩磁和磁能積的要求，在真空或保護氣氛下熔煉R-Fe-B-M(R為Nd、Pr、Dy、Tb稀土類元素的一種或兩種以上，M為Co、Al、Cu、Zr、Ga中的一種或兩種以上)合金，并采用真空速凝工藝，將熔煉的合金冷卻成合金薄片，合金薄片厚度一般在0.3mm左右；b、氫碎步驟將合金薄片進行氫破碎，即將合金薄片裝入真空容器中，抽真空后充入&進行氫破碎，破碎時合金片的溫度在10~20(TC范圍內(nèi)，然后將破碎后的合金置于40070(TC的溫度下進行抽真空，以便脫H"脫H2后，在保護氣氛下將合金冷卻到IO(TC以下；c、制粉步驟氫破碎后，加入潤滑劑，在氮氣保護條件下，用氣流磨將合金磨成細合金粉，一般平均粒度在2~4jum左右，其中氧的含量控制在1000ppm以下；d、壓制步驟在氮氣保護下，在取向磁場壓機中，將平均粒度在2-4jam左右的細合金粉壓制成要求的形狀，磁塊模具內(nèi)腔中的磁場不低于12000Gs，當(dāng)成型壓力低于1500kg/cn^時，通過等靜壓才幾進行二次加壓；e、燒結(jié)步驟將壓制好的成形磁塊裝入真空燒結(jié)爐中進行燒結(jié)，首先在真空條件下進行脫氣，其真空度大于或等于lPa,平均溫升不大于7'C/分，并在10001150。C范圍內(nèi)保溫1.55小時，最后冷卻到20(TC以下；f、滲金屬步驟在真空度大于或等于1Pa的條件下，利用真空滲金屬工藝對磁塊進行滲金屬處理，可選擇的金屬有Cu、Co、Nb、Ga、Dy、Tb、La、Zr、V、Ti、Mo中的一種或兩種以上，也可用上述金屬組成的合金^^,金屬進行滲入，滲入溫度為650~110(TC;g、時效步驟將滲入金屬的磁塊放入真空爐中，在真空或氬氣保護條件下加熱到850~950°C，保溫1~5小時后快速冷卻到400。C以下，然后再將溫度上升到400~650°C,保溫1~5小時，并再次快速冷卻到200。C以下。h、加工步驟根據(jù)使用要求對磁體進行機械加工或涂層，機械加工可使用線切割和多種金剛石工具；涂層一般采用鍍Ni、鍍Zr或電泳。本發(fā)明由于采用了滲金屬工藝，使得在磁體的晶界相(富Nd、富B相)增加了金屬的含量，而且還避免了這些金屬進入R2Fe14B的主相中，從而有效地提高了稀土永磁體的耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性，相信其應(yīng)用領(lǐng)域也會越來越廣泛。具體實施例方式下面通過實施例的對比進一步說明本發(fā)明的顯著效果。實施例1首先，按成份N(UP^DyiFeBL。2Al。.3及重量百分比配料后，在真空熔煉速凝爐中煉成0.3±0.l隱合金薄片；在氫碎爐中進行氫碎，氳碎后用氣流磨磨成平均粒度為2.3pm的合金粉；將合金粉在氮氣保護下，在取向磁場壓機中壓制成形；壓制好后，在真空燒結(jié)爐中進行燒結(jié)。將燒結(jié)后的磁塊分成8塊，每塊的尺寸為5x15x30mm，用A。~A進行編號，并按表l的數(shù)據(jù)滲入不同的金屬元素表1滲入金屬元素在磁體中的含量(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>滲金屬采用予涂層法，將合金涂在磁塊表面，放入滲金屬真空爐內(nèi)，在真空度為5xl(T3pa條件下加熱到92(TC并保溫數(shù)小時，然后快速冷卻并做時效處理，其測試結(jié)果見表2。表2A。~A7樣品的測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從上表可以看出滲入金屬對磁體性能的影響。實施例2制成與實施例1成份完全相同的燒結(jié)磁塊，并制成5塊樣品，編號為BoB4樣品尺寸為5x15x30醒，采用相同的滲入金屬工藝，只改變滲入金屬Co的含量，在真空度為5xl(T3pa條件下加熱到65(TC并保溫數(shù)小時，然后快速冷卻并做時效處理，其它滲入金屬含量同實施例1,具體見表3、表4。表3滲入金屬元素在磁體中的含量(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表4B。B4樣品的測試結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>從上表可以看出滲入金屬Co的變化對磁體性能的影響。實施例3制成與實施例1成份完全相同的燒結(jié)磁塊，并制成4塊樣品，編號為C。C3樣品尺寸為5x15x30mm，采用相同的滲入金屬工藝，只改變滲入金屬Cii的含量，在真空度為5xl(T3pa條件下加熱到80(TC并保溫數(shù)小時，然后快速冷卻并做時效處理，其它滲入金屬含量同實施例1,具體見表5、表6。表5滲入金屬元素在磁體中的含量(重量％)編號CoCuGaDyTbZr0.400.150.050.300.300.10c20.400.200.050.300.300.10c30.400.300.050.300.300.10表6CQ~C3樣品的測試結(jié)果序號名稱dc2c31最大磁能積(BH)隨MGOe46.4545.5044.202剩磁BrGs1374013620134603頭斧頑力HcjOc1710017200175004lOOHrs1.2atm失重g/cm299867058(TC時i茲通損失率％0.120.120.146100。C時/F茲通損失率％0.850.850.70從上表可以看出滲入金屬Cu的變化對磁體性能的影響。實施例4制成與實施例1成份完全相同的燒結(jié)磁塊，并制成4塊樣品，編號為D。D3樣品尺寸為5x15x30mm,采用相同的滲入金屬工藝，只改變滲入金屬Ga的含量，在真空度為5x10-3pa條件下加熱到950。C并保溫數(shù)小時，然后快速冷卻并做時效處理，其它滲入金屬含量同實施例1,具體見表7、表8。10<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表9滲入金屬元素在磁體中的含量(重量％)編號CoCuGaDyTbZrE0.400.100.050.500.300.10E20.400,100.051.000.300.10E30.400.100.051.500.300.10E40.400.100.052.000.300.10表10EQ~E4樣品的測試結(jié)果序名稱E2E3E41最大磁能積(BH)■MGOe46.4546.4046.3045.002剩磁BrGs137401372013700136003少喬頑力HcjOc176001867019500216004lOOHrs1.2atm失重g/cn99101110120580'C時磁通損失率％1.000.980.980.98610(TC時^t通損失率％1.171.141.101.10從上表可以看出滲入金屬Dy的變化對磁體性能的影響。實施例6制成與實施例1成份完全相同的燒結(jié)磁塊，并制成5塊樣品，編號為F~F4樣品尺寸為5x15x30鵬，采用相同的滲入金屬工藝，只改變滲入金屬Tb的含量，在真空度為5xl(T3Pa條件下加熱到105(TC并保溫數(shù)小時，然后快速冷卻并做時效處理，其它滲入金屬含量同實施例1，具體見表ll、12表12。表11滲入金屬元素在磁體中的含量(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>從上表可以看出滲入金屬Tb的變化對磁體性能的影響。實施例7制成與實施例1成份完全相同的燒結(jié)磁塊，并制成4塊樣品，編號為G廣G3樣品尺寸為5x15x30隱，采用相同的滲入金屬工藝，只改變滲入金屬Zr的含量，在真空度為5x10-3pa條件下加熱到IIO(TC并保溫數(shù)小時，然后快速冷卻并做時效處理，其它滲入金屬含量同實施例1,具體見表13、表14。表13滲入金屬元素在磁體中的含量(重量％)<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>從上表可以看出滲入金屬Zr的變化對磁體性能的影響。通過上述實施例可以看出，滲入金屬能夠使稀土永-磁體的耐腐蝕性顯著提高，且本專業(yè)的普通技術(shù)人員應(yīng)能了解本發(fā)明的實質(zhì)，并認識到本發(fā)明的具體實施細節(jié)可以在權(quán)利要求保護范圍內(nèi)做出各種變化。權(quán)利要求1、一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，包括a、合金熔煉步驟在真空或保護氣氛下熔煉R-Fe-B-M合金，并采用真空速凝工藝，將熔煉的合金冷卻成合金薄片，其中R為Nd、Pr、Dy、Tb稀土類元素的一種或兩種以上，M為Co、Al、Cu、Zr、Ga中的一種或兩種以上；b、氫碎步驟將合金薄片裝入真空容器中，抽真空后充入H2進行H2破碎，破碎后進行抽真空；c、制粉步驟加入潤滑劑，在N2氣保護條件下，用氣流磨將合金磨成細合金粉；d、壓制步驟在氮氣保護下，在取向磁場壓機中，將細合金粉壓制成要求的形狀，磁塊模具內(nèi)腔中的磁場不低于12000Gs，當(dāng)成型壓力低于1500kg/cm2時，通過等靜壓機進行二次加壓；e、燒結(jié)步驟將壓制好的成形磁塊裝入真空燒結(jié)爐中進行燒結(jié)；g、時效步驟將滲入金屬的磁塊放入真空爐中，在真空或氬氣保護條件下加熱進行時效處理；h、加工步驟對磁體進行機械加工或涂層；其特征在于在步驟e和步驟g之間還有f、滲金屬步驟在真空條件下，對磁塊進行滲金屬處理，可選擇的金屬有Cu、Co、Nb、Ga、Dy、Tb、La、Zr、V、Ti、Mo中的一種或二種以上，滲入溫度為650～1100℃。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于所述Co的含量為0.4~4.8%(重量百分比)。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于所述Cu的含量為0.1~0.3%(重量百分比)。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于所述Ga的含量為0.05~0.2%(重量百分比)。5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于所述Dy的含量為0.3~2.0%(重量百分比)。6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于所述Tb的含量為0.3~2.0%(重量百分比)。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于所述Zr的含量為0.1~0.2%(重量百分比)。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，其特征在于用Cu、Co、Nb、Ga、Dy、Tb、La、Zr、V、Ti、Mo組成的合金進行滲入。全文摘要本發(fā)明公開了一種耐腐蝕的釹鐵硼稀土永磁體的制造方法，它是通過滲金屬工藝，將Co、Cu、Ga、Dy、Tb、Zr等元素或合金滲入到R-Fe-B稀土永磁材料的晶界上，從而提高磁體的耐腐蝕性和熱穩(wěn)定性，擴大了釹鐵硼稀土永磁體的使用壽命和應(yīng)用領(lǐng)域。文檔編號C22C1/02GK101562067SQ20081001109公開日2009年10月21日申請日期2008年4月18日優(yōu)先權(quán)日2008年4月18日發(fā)明者姚洪福,孫昊天,洪光偉,王興剛申請人:沈陽中北通磁科技有限公司