一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料，其成分為RE1xRE2yFzBwMmHn,其中RE1選自Pr、Nd、Ho、Gd、La和Ce其中一種或兩種以上，RE2選自Dy和Tb中的一種或兩種，B選自硼和碳中的一種或兩種,M選自Al、Cu、Zr、Nb、Ga、Si、Mo和Ti中的一種或兩種以上，H為氧元素，剩余部分為F，F(xiàn)選自過渡元素Fe、Co和Ni中的一種或兩種以上；其制造方法，(1)燒結(jié)制備毛坯，將基材兩面覆蓋重稀土板，在重稀土板與基材用鉬網(wǎng)隔開，完成后放置于石墨料盒中；(2)在真空、高溫下進(jìn)行沉積和擴(kuò)散；再在真空條件、低溫下進(jìn)行固態(tài)原子擴(kuò)散；(3)重復(fù)步驟(2)一次以上。
【專利說明】
一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于永磁材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材 料及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著釹鐵硼永磁材料在空調(diào)壓縮機(jī)、新能源汽車電機(jī)中的廣泛應(yīng)用，對電機(jī)的大 轉(zhuǎn)矩、耐高溫、低成本等要求，越來越明顯。
[0003] 現(xiàn)有單合金技術(shù)在兼顧低成本情況下，較難實(shí)現(xiàn)高磁能積高矯頑力的批量生產(chǎn)， 尤其對應(yīng)磁能積大于45MG0e并且He j大于23k0e。如現(xiàn)有單合金技術(shù)對于磁能積大于42MG0e 且Hcj大于20K0e-般情況下，需要添加成本高的重稀土Dy或/和Tb比例彡1.5wt% (純Dy約 1600元/kg，純Tb成本約3550元/kg)，無法在低成本情況下，研發(fā)或者批量生產(chǎn)出客戶所要 求的產(chǎn)品。
[0004] 現(xiàn)有晶界擴(kuò)散技術(shù)，在成本、加工等方面存在不足?，F(xiàn)有晶界主要有三大類:一類 是采用含有重稀土的粉末、漿料涂覆于基體表面，通過物理的接觸式擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)重稀土元素 沿晶界擴(kuò)散，提高矯頑力，從而提高耐溫性;但其不足之處:涂覆物會與基體粘連，導(dǎo)致需增 加磨加工。由于需要對表層進(jìn)行再次加工，因而不可避免地降低對矯頑力改善效果，同時(shí)現(xiàn) 有測試表明，一般情況下晶界擴(kuò)散深度在不太大降低剩磁情況下，擴(kuò)散深度一般在500M1以 內(nèi)，磨加工精磨將導(dǎo)致至少雙面100M1以上的損耗。由于重稀土在邊界是按照濃度梯度擴(kuò) 散，接近擴(kuò)散源濃度位置其效果是最好的，加工將導(dǎo)致耐溫特性大幅度降低;并且由于表面 不平，會導(dǎo)致加工傾斜問題，導(dǎo)致磁偏角擴(kuò)大，即導(dǎo)致磁鋼的取向方向磁場一致性變差，影 響電機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及殘留轉(zhuǎn)矩；由于表面涂覆包裹一層，實(shí)際擴(kuò)散只有少部分，導(dǎo)致擴(kuò)散材料 的浪費(fèi)，生產(chǎn)成本高;長時(shí)間高于液相溫度650°C以上，會導(dǎo)致永磁材料液相揮發(fā)，最終不可 避免地使材料局部缺失液相，導(dǎo)致孔洞、主相晶粒直接連成一體，使材料去磁耦合作用缺 失，在局部影響矯頑力提高，缺失較多將容易導(dǎo)致材料局部易失磁，特別是對于高磁能積牌 號，其液相本身相對低磁能積牌號的液相較少，因?yàn)橐合嗍欠谴判韵啵叽拍芊e實(shí)際是提高 磁性相的體積分?jǐn)?shù)獲得，相對常規(guī)牌號稀土相偏少。第二類，則是采用蒸鍍或者磁控濺射等 方法，通過物理或化學(xué)的方法在基材表面形成很薄的一層重稀土金屬層（一般在30wii左 右），由于采用濺射或者化學(xué)法，需要增加相應(yīng)設(shè)備，并且濺射處理能力有限，不易批量生 產(chǎn)；同時(shí)擴(kuò)散源只有表面很薄的一層，無法持續(xù)提供高濃度的擴(kuò)散源，影響擴(kuò)散效果;并且 由于采用長時(shí)間高溫?cái)U(kuò)散，導(dǎo)致液相揮發(fā)，對高磁能積牌號在局部容易產(chǎn)生液相缺失，影響 局部矯頑力提高，缺失情況下容易局部失磁。第三類為重稀土金屬與基材不接觸，采用在一 定溫度(一般為800°C~1100°C)及一定低真空度條件下使重稀土形成氣態(tài)，不間斷的擴(kuò)散 到基體表面，沉積并擴(kuò)散，且擴(kuò)散時(shí)間較長，其缺點(diǎn)：該類擴(kuò)散一般在較高的溫度長時(shí)間擴(kuò) 散，由于在650°C以上，釹鐵硼永磁基材將會有液相生成，在長時(shí)間且高于液相溫度條件下， 將導(dǎo)致基材液相不斷揮發(fā)，最終導(dǎo)致液相減少，使得基材局部存在不足進(jìn)而影響液相的磁 耦合作用，影響矯頑力的提高，并且擴(kuò)散時(shí)間越長，局部存在液相缺失的數(shù)量就越多，最終 使得矯頑力無法進(jìn)一步提高；同時(shí)由于在高溫低真空條件，擴(kuò)散源的重稀土源源不斷的以 蒸汽形式揮發(fā)出來，在獲得較高矯頑力的情況下，長時(shí)間的揮發(fā)導(dǎo)致擴(kuò)散源的重稀土損耗 嚴(yán)重，雖然有采用密封性、變形小的鉬盒作為盛裝載體，但是以現(xiàn)有密封較好的鉬盒尺寸 200mm*100mm*50mm，其價(jià)格超過4000元，而一個(gè)常規(guī)300kg的真空燒結(jié)爐，盒數(shù)超過50盒，一 次燒結(jié)爐所需要配套的鉬盒價(jià)值超過200000元，再次投入成本高，雖擴(kuò)散減小重稀土的使 用，但由于再次投入成本高，額外增加成本；即使采用密封較好的鉬盒，由于在較低真空度 及高溫下，不可避免的存在重稀土的揮發(fā)和浪費(fèi)；雖重稀土金屬沉積在鉬盒表面，再升溫可 以使用，但由于稀土金屬容易與水、氧氣發(fā)生反應(yīng)，因此必須增加額外的保護(hù)裝置，額外增 加成本；由于長時(shí)間高溫?cái)U(kuò)散，基體表面會存在因重稀土擴(kuò)散以及液相揮發(fā)物乘積在表面， 因此也會產(chǎn)生粘連情況，需要進(jìn)行磨加工處理;長時(shí)間高溫?cái)U(kuò)散，將使得晶界處高濃度的重 稀土 Dy或/和Tb與主相晶體中的Pr/Nd等發(fā)生交換，并擴(kuò)散進(jìn)入主相，形成低剩磁或低磁能 積的Dy2Fel4B及Tb2Fel4B，其飽和磁極化強(qiáng)度低于Nd2Fel4B的1/2,擴(kuò)散時(shí)間越長，最終產(chǎn) 生的Dy2Fel4B及Tb2Fel4B就越多，當(dāng)達(dá)到一定量級，產(chǎn)品最終的剩磁和磁能積將明顯降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:通過對基材、擴(kuò)散源進(jìn)行處理，同時(shí)采用高溫短時(shí)間 重稀土沉積和擴(kuò)散，低溫長時(shí)間重稀土以原子擴(kuò)散形式，在現(xiàn)有條件下情況下，有效地解決 上述問題，并獲得本發(fā)明所述的一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料及其制造方法。 本發(fā)明圍繞如何有效地降低晶界擴(kuò)散導(dǎo)致地額外附加成本以及如何使擴(kuò)散效果更好，最大 限度減少基體表面的粘連，最大限度減少擴(kuò)散源損耗，進(jìn)而在較低成本情況下獲得本發(fā)明 所述的尚磁能積尚矯頑力廣品，從而廣品的耐溫性。
[0006] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永 磁材料，其成分為RE 1 xRE2yFzBwMmHn，其中X、y、z、w、m和n分別代表各對應(yīng)元素的質(zhì)量百分 比，其中RE1選自？匕制、11〇、6(1、1^和〇6其中一種或兩種以上，1^2選自〇7和113中的一種或兩 種，其含量為：29*1:%^^+7<33￥1:%，且0.01￥1:%<：7<5￥1:%，13選自硼和碳中的一種或兩 種，其含量為〇.9wt%彡w彡1.3wt%，M選自六1、(：11、21、恥、63、51、]\1〇和11中的一種或兩種以 上，且其含量為0.01?1:%<111<2￥1:%，11為氧元素，其含量為1卩卩111<11<4000卩卩111，剩余部分為 F，F(xiàn)選自過渡元素 Fe、Co和Ni中的一種或兩種以上;所述釹鐵硼永磁材料厚度為1mm~16mm， 磁特性為 BHmax (MGOe) +Hc j (kOe)彡 55，其中 BHmax 彡 40MG0e 且 He j 彡 28k0e。
[0007] 上述尚磁能積尚矯頑力的欽鐵棚永磁材料的制造方法，步驟如下：（1)燒結(jié)制備毛 還，將毛還加工成1mm~16mm的基材，將基材兩面覆蓋重稀土板，并在重稀土板與基材之間 用鉬網(wǎng)隔開，完成后放置于石墨料盒中；
[0008] (2)高低溫沉積和擴(kuò)散:在真空、650~950°C條件下進(jìn)行沉積和擴(kuò)散，然后冷卻;再 在真空條件、100~650°C下進(jìn)行固態(tài)原子擴(kuò)散；
[0009] (3)重復(fù)步驟(2)-次以上。
[0010] 進(jìn)一步地，步驟（1)所述燒結(jié)制備毛坯步驟如下:采用甩片工藝在澆注溫度下制備 出甩片，通過氫脆工藝制備氫碎粉;添加抗氧化劑和潤滑劑進(jìn)行混料，并通過氣流磨制備出 細(xì)粉，并在氣流磨研磨過程補(bǔ)氧不超過80ppm，然后在磁場條件下進(jìn)行取向充磁，再進(jìn)行燒 結(jié)和時(shí)效處理，制備出晶界相均勻的毛坯。
[0011 ] 作為優(yōu)選，所述毛還氧含量為lppm~4000ppm。
[0012]作為優(yōu)選，所述抗氧化劑質(zhì)量為體系中物質(zhì)總質(zhì)量的0.01 %~0.3%，所述潤滑劑 加入量為體系中物質(zhì)總質(zhì)量的〇.01 %~〇.3%，混料60min。
[0013]作為優(yōu)選，所述基材主相被以薄層的面心立方結(jié)構(gòu)的富稀土相包覆，且?guī)缀鯖]有 或較少存在以團(tuán)狀形式存在的體心立方結(jié)構(gòu)的富稀土相。
[0014] 進(jìn)一步地，所述的重稀土板為鏑板或鋱板，所述重稀土板及基材表面粗糙度Ra< 10um〇
[0015] 具體地，步驟(2)所述的真空真空度為10-4Pa~500Pa。
[0016]作為優(yōu)選，步驟(2)所述的在650~950 °C條件下進(jìn)行沉積和擴(kuò)散時(shí)間為0.1~5h。 [0017]作為優(yōu)選，步驟(2)所述在100~650 °C下進(jìn)行固態(tài)原子擴(kuò)散時(shí)間為0.1~1 Oh。
[0018] 上述方法中第一步:制備相對主相和邊界相分布較均勻的基材和具有較小粗糙度 的擴(kuò)散金屬鏑板或鋱板和基材擴(kuò)散表面，其原因是本發(fā)明擴(kuò)散是基于首先需要以氣態(tài)形式 沉積于基材表面，擴(kuò)散鏑板或鋱板表面以及基材擴(kuò)散表面具有高的平整度，有利于均勻地 產(chǎn)生和沉積在基材表面，并且擴(kuò)散后不需要進(jìn)行磨加工，高溫下地?cái)U(kuò)散其基材本身內(nèi)部擴(kuò) 散主要是靠濃度差和邊界液相運(yùn)輸，基材內(nèi)部特別是晶界相必須要均勻，由于燒結(jié)后的毛 坯，其在冷卻過程中，由于快冷，不可避免導(dǎo)致邊界不明晰，邊界相以及與主相晶體邊界位 置成分不均，后續(xù)時(shí)效處理實(shí)際是改變邊界分布、相結(jié)構(gòu)及微觀形貌，因此本發(fā)明所述基材 是至少是已完成第一步時(shí)效，進(jìn)一步地最好已完成兩步時(shí)效，其微觀主要特征是主相被以 薄層的面心立方結(jié)構(gòu)的富稀土相包覆，且?guī)缀鯖]有或較少存在以團(tuán)狀存在的體心立方結(jié)構(gòu) 的富稀土相。第二步，將加工成所需要的成品形狀，在第一步情況，采用切片或線切割，對基 材的破壞，尤其是晶界相的晶體完整性和分布影響較小。第三步，通過前述，基材和重稀土 板放置方式，在650°C到950°C沉積和擴(kuò)散0.1~5h，實(shí)現(xiàn)高溫條件下的重稀土金屬原子沉積 和液相擴(kuò)散。第四步，將擴(kuò)散后的樣品進(jìn)行l(wèi)〇〇°C~650°C，0.1~10h低溫長時(shí)間的固態(tài)原子 擴(kuò)散，完成低溫?cái)U(kuò)散。第五步，循環(huán)高擴(kuò)散和低溫?cái)U(kuò)散，制備出所述一種高磁能積高矯頑力 的釹鐵硼永磁材料。
[0019] 本發(fā)明的原理:表面光潔度較好的基材和擴(kuò)散源鏑板或鋱板，為擴(kuò)散提高必要地 均勻的氣態(tài)鏑或鋱?jiān)虞斎胍约盎膬?nèi)部按照鏑或鋱?jiān)拥臐舛炔罴耙合鄶U(kuò)散使得擴(kuò)散 更加均勻一致。高溫短時(shí)間擴(kuò)散，實(shí)際上是實(shí)現(xiàn)重稀土鏑或鋱?jiān)釉诨谋砻娉练e以及伴 隨部分?jǐn)U散，為擴(kuò)散提供直接的擴(kuò)散源并進(jìn)行適度擴(kuò)散，短時(shí)間擴(kuò)散，防止擴(kuò)散源的不斷揮 發(fā)導(dǎo)致地?fù)p耗，提高擴(kuò)散源的使用次數(shù)，降低成本。低溫長時(shí)間擴(kuò)散，實(shí)際上是為了減小連 續(xù)高溫?cái)U(kuò)散導(dǎo)致的重稀土鏑或鋱的快速揮發(fā)，在低溫狀態(tài)下擴(kuò)散源將很少或不揮發(fā)，同時(shí) 由于低溫?cái)U(kuò)散是固體原子擴(kuò)散，因此，要通過較長時(shí)間完成基材內(nèi)部的擴(kuò)散。由于附著于基 材表面的高濃度重稀土鏑或鋱隨著擴(kuò)散進(jìn)行，將慢慢減薄并擴(kuò)散進(jìn)入基體，因此需要再次 短時(shí)間在基體表面形成重稀土鏑或鋱?jiān)訉?，再前述擴(kuò)散進(jìn)行，循環(huán)擴(kuò)散，最終得到本發(fā)明 的一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料。本發(fā)明中涉及最終磁體氧含量控制，其主要 原因在于氧在磁體中大多以稀土氧化物存在，且大部分分布在主相晶體邊界，而擴(kuò)散過程 中氧化物以固體顆粒形式將阻礙擴(kuò)散進(jìn)程，氧含量過高，將增加擴(kuò)散路徑，降低擴(kuò)散效果。
[0020] 有益效果：（1、低成本，改變單合金需要很高重稀土才能實(shí)現(xiàn)高Hcj產(chǎn)品制備，采用 低重稀土即可生產(chǎn)高耐溫產(chǎn)品。
[0021] (2、解決非接觸式擴(kuò)散過程產(chǎn)品表面的粘連問題，不需要打磨處理，最大限度的保 證擴(kuò)散效果。
[0022] (3、采用高溫重稀土沉積和液相擴(kuò)散，加低溫重稀土原子擴(kuò)散，并循環(huán)擴(kuò)散，有效 地降低產(chǎn)品的局部失磁問題，耐溫性更高。
[0023] (4、提高現(xiàn)有晶界擴(kuò)散在基材表面的均勻沉積和輸送，為最終產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)更加均勻 擴(kuò)散準(zhǔn)備條件。
[0024] (5、進(jìn)一步提高基材矯頑力：由于采用高溫+低溫長時(shí)間擴(kuò)散方法，有效降低了液 相的損耗，避免和減小局部因缺失導(dǎo)致的矯頑力降低，有利于矯頑力提高
[0025] (6、現(xiàn)有晶界擴(kuò)散一般都是高溫長時(shí)間擴(kuò)散，長時(shí)間擴(kuò)散使得進(jìn)入基體內(nèi)部的重 稀土原子越多，形成更多的低飽和磁極化強(qiáng)度的Dy2Fel4B及Tb2Fel4B，將明顯降低剩磁和 磁能積，本發(fā)明采用高溫短時(shí)間沉積、擴(kuò)散，和低溫長時(shí)間固體原子擴(kuò)散，可較好地避免對 剩磁和磁能積降低。
[0026] (7、減少現(xiàn)有持續(xù)長時(shí)間高溫?cái)U(kuò)散，導(dǎo)致的重稀土鏑或/和鋱的揮發(fā)，減少擴(kuò)散源 的浪費(fèi)。
[0027] (8、本發(fā)明在現(xiàn)有工藝設(shè)備條件可以實(shí)現(xiàn)，不需要額外配套特制的高耐溫不變形 的鉬制盒子，有效降低輔助配套成本以及專門為晶界擴(kuò)散使用的特制燒結(jié)爐。
[0028] (9、本發(fā)明的擴(kuò)散較好地改變現(xiàn)有晶界擴(kuò)散帶來的不利因素，相對成本、節(jié)約資 源、擴(kuò)散效果等適合批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0029 ]圖1為實(shí)施例1制備的基材微觀形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0030] 實(shí)施例1:
[0031] 基體制備：將成分為Nd28.3Tb2.5B0.96Cu0.0 5C〇0.5ZrO. 13GaO. 25Fe余下，采用甩 片工藝，在1400 °C澆注溫度下制備出甩片平均厚度為0.3mm，通過氫碎工藝制備出氫含量為 1200ppm的氫碎粉，并添加0.06wt %抗氧化劑和0. lwt %潤滑劑混料60min，通過氣流磨制備 出平均粒度為3.1 ± 0.15mi的細(xì)粉，然后在1.8T充磁場條件下進(jìn)行取向充磁，并在1073 °C燒 結(jié)5h，然后在900 °C保持2h進(jìn)行第一步時(shí)效，再在500 °C下保持5h進(jìn)行第二步時(shí)效，制備出毛 坯，然后加毛坯加工成20*18.8*1.8mm的基材樣品，且表面粗糙度為Ra: 0.4圓，其中磁體中 心部位氧含量為1200ppm。如圖1所示，圖a:為燒結(jié)結(jié)束后的存在大量團(tuán)狀的富稀土相（白 亮）；圖b:為完成時(shí)效的晶體邊界主要為薄層的富稀土相包覆（白色亮線），也存在少量團(tuán)狀 富稀土相。
[0032]第一次循環(huán)擴(kuò)散:重稀土沉積及液相擴(kuò)散處理:將加工好的樣品，放置于0.3mm厚 的鉬網(wǎng)上，并將鉬網(wǎng)放置于鏑板上，鏑板表面粗糙Ra:0.18wii，然后再在樣品上表面放置一 層0.3mm厚鉬網(wǎng)，其上再放置鏑板，完成后放置于石墨料盒中，在真空度為0.5Pa，溫度900°C 條件下，保持2h，完成后充氬氣開風(fēng)機(jī)冷卻。然后再在真空度為0.5Pa，溫度500°C下保持5h， 進(jìn)行原子態(tài)的緩慢晶界擴(kuò)散，完成后，充氬氣開風(fēng)機(jī)冷卻至常溫。
[0033]第二次循環(huán)擴(kuò)散:按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第二次擴(kuò)散處理。
[0034] 第三次循環(huán)擴(kuò)散:在第二次循環(huán)基礎(chǔ)上，再按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第三擴(kuò)散 處理。
[0035] 實(shí)施例2
[0036]采用將實(shí)施例1種制備出的毛坯加工成20*18.8*16mm的樣品，且表面粗糙度為Ra: 5_，并在真空度為3.5*10-￥&，溫度為650°(：進(jìn)行擴(kuò)散511，完成后，進(jìn)行真空度為3.5*10一 中3，溫度為100°(：擴(kuò)散511。
[0037] 然后采用該擴(kuò)散工藝，循環(huán)5次，制備出所需要的實(shí)施例2材料。其他同實(shí)施例1。
[0038] 實(shí)施例3
[0039]采用將實(shí)施例1種制備出的毛坯加工成20*18.8*lmm的樣品，且表面粗糙度為Ra: 0.2wn，并在真空度為0.5Pa，溫度為950°C進(jìn)行擴(kuò)散2h，完成后，進(jìn)行真空度為0.5Pa，溫度為 500°C 擴(kuò)散 5h。
[0040] 然后采用該擴(kuò)散工藝，循環(huán)3次，制備出所需要的實(shí)施例3材料，其他同實(shí)施例1。
[0041] 對比例1
[0042] 采用基體制備：將成分為 Nd28.3Tb2.5B0.96Cu0.0 5C〇0.5ZrO. 13GaO. 25Fe 余下，采 用甩片工藝，在1400°C澆注溫度下制備出甩片平均厚度為0.3mm，通過氫碎工藝制備出氫含 量為1200ppm的氫碎粉，并添加0.06wt %抗氧化劑和0. lwt %潤滑劑混料60min，通過氣流磨 制備出平均粒度為3. lwii±0.15_的細(xì)粉，然后在1.8T充磁場條件下進(jìn)行取向充磁，并在 1073°C燒結(jié)5h，然后在900°C保持2h進(jìn)行第一步時(shí)效，再在500°C下保持5h進(jìn)行第二步時(shí)效， 制備出毛坯，然后將毛坯加工成20*18.8*1.8mm的基材樣品，且表面粗糙度為Ra: 0.4圓，其 中磁體中心部位氧含量為1200ppm。
[0043] 采用配方為Pr4.5Ndl3. royl5Ho7BlA10.5CuO. 2Co2Fe56.3制備成細(xì)粉平均粒度為 2.8iim±0.15wii，并添加釹鐵硼抗氧化劑0? lwt%，將該細(xì)粉涂覆于上述樣品表面，放置于石 墨料盒中，在真空度為〇.5Pa，溫度900°C條件下，保持2h，完成后充氬氣開風(fēng)機(jī)冷卻。然后再 在真空度為0.5Pa，溫度500 °C下保持5h，進(jìn)行原子態(tài)的緩慢晶界擴(kuò)散，完成后，充氬氣開風(fēng) 機(jī)冷卻至常溫。第二次擴(kuò)散:按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第二次擴(kuò)散處理。第三次循環(huán)擴(kuò) 散:在第二次循環(huán)基礎(chǔ)上，再按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第三擴(kuò)散處理。
[0044] 對比例2
[0045]采用將實(shí)施例1種制備出毛坯的加工成20*18.8*lmm的樣品，且表面粗糙度為Ra: 〇.2wii，采用DyF調(diào)制的膠料，涂覆于樣品表面，并在真空度為0.5Pa，溫度為900°C進(jìn)行擴(kuò)散 2h，完成后，進(jìn)行真空度為0.5Pa，溫度為500°C擴(kuò)散5h。
[0046]然后采用該擴(kuò)散工藝，循環(huán)3次，制備出所需要的對比例2材料。
[0047] 表1開路磁損對比
[0048]
[0049] 備注1:開路磁損實(shí)驗(yàn)方法是采用將產(chǎn)品充好磁放置在木板上，在一定溫度和時(shí)間 下，看磁體磁通是否衰減及衰減比例，一般來說矯頑力越高同樣尺寸條件下，其產(chǎn)品在同樣 的條件磁通損失越少。目前作為行業(yè)內(nèi)部分產(chǎn)品發(fā)貨前的一種檢驗(yàn)手段。
[0050] 備注2:尺寸20*18.8*1.8磁通采用磁通計(jì)型號為TA-102E，1檔測試，對應(yīng)滿量程為 0.0 lwb，最大滿量程為10000。
[0051] 由表1可知：實(shí)施例1樣品耐溫特性明顯優(yōu)于同條件涂覆自制粉末以及采用1mm更 薄的基材涂覆DyF漿料的接觸式晶界擴(kuò)散效果，且遠(yuǎn)優(yōu)于基材。實(shí)施例1在開路條件下且磁 損失相當(dāng)情況下，耐溫提高45°C以上。實(shí)施例1擴(kuò)散完成后，基材表面較干凈，無明顯粘連 物，不需要磨加工;對比例1、例2處理后，存在涂覆物粘連，不易加工，需要磨加工。本發(fā)明， 不需要進(jìn)行磨加工，而直接進(jìn)行后處理，最大限度地保證擴(kuò)散的效果。
[0052] 實(shí)施例4
[0053] 基體制備：將成分為Nd28.3Tb2.5B0.96Cu0.0 5C〇0.5ZrO. 13GaO. 25Fe余下，采用甩 片工藝，在1400 °C澆注溫度下制備出甩片平均厚度為0.3mm，通過氫碎工藝制備出氫含量為 1200ppm的氫碎粉，并添加0.06wt %抗氧化劑和0. lwt %潤滑劑混料60min，通過氣流磨制備 出平均粒度為3.1 ± 0.15mi的細(xì)粉，然后在1.8T充磁場條件下進(jìn)行取向充磁，并在1073 °C燒 結(jié)5h，然后在900 °C保持2h進(jìn)行第一步時(shí)效，再在500 °C下保持5h進(jìn)行第二步時(shí)效，制備出毛 坯，然后加毛坯加工成20*18.8*8mm的基材樣品，且表面粗糙度控制為Ra: 1.9wii，磁體中心 部位氧含量為1200ppm。
[0054] 第一次循環(huán)擴(kuò)散:重稀土沉積及液相擴(kuò)散處理:將加工好的樣品，放置于0.3mm厚 的鉬網(wǎng)上，并將鉬網(wǎng)放置于鏑板上，然后再在樣品上表面放置一層0.3mm厚鉬網(wǎng)，其上再放 置鏑板，完成后放置于石墨料盒中，并在真空度為〇. 5Pa，900°C保持2h，完成后充氬氣開風(fēng) 機(jī)冷卻。然后再在真空度為0.5Pa，500°C下保持5h，進(jìn)行原子態(tài)的緩慢晶界擴(kuò)散，完成后，充 氬氣開風(fēng)機(jī)冷卻至常溫。
[0055] 第二次循環(huán)擴(kuò)散:按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第二次擴(kuò)散處理。
[0056] 表2開路磁損對比（20*18.8*不同厚度）
[0059] 備注1:尺寸20*18.8*8/16磁通采用磁通計(jì)型號為TA-102E，10檔測試，對應(yīng)滿量程 為0. lwb，最大滿量程為10000。
[0060]由表2表明：隨著擴(kuò)散基材厚度增加，擴(kuò)散效果將受到影響，但即使在厚度為16mm 情況下，采用較低的擴(kuò)散溫度較高真空度且5次循環(huán)情況下，相對基材也有一定擴(kuò)散效果。 [0061 ] 實(shí)施例5
[0062]基體制備：將成分為Nd27 ? 8Dy3HoO ? 8BlCuO ? 12Col ? 5NbO ? 25ZrO ? 07Ga0 ? IFe余下， 采用甩片工藝，在1400 °C澆注溫度下制備出甩片平均厚度為0.3mm，通過氫碎工藝制備出氫 含量為1500ppm的氫碎粉，并添加0. lwt %抗氧化劑和0.2wt %潤滑劑混料60min，通過氣流 磨制備出平均粒度為3.2 ± 0.15wii的細(xì)粉，并在氣流磨研磨過程補(bǔ)氧20ppm~80ppm，然后在 1.5T充磁場條件下進(jìn)行取向充磁，并在1073°C燒結(jié)5h，然后在920°C保持2h進(jìn)行第一步時(shí) 效，再在500 °C下保持5h進(jìn)行第二步時(shí)效，制備出毛坯，然后將毛坯加工成20*18.8*1.8mm的 基材樣品，且表面粗糙度為Ra: 0.6mi，其中磁體中心部位氧含量為2500ppm。
[0063]第一次循環(huán)擴(kuò)散:重稀土沉積及液相擴(kuò)散處理:將加工好的樣品，放置于0.3mm厚 的鉬網(wǎng)上，并將鉬網(wǎng)放置于鏑板上，鏑板表面粗糙Ra:0.18wii，然后再在樣品上表面放置一 層0.3mm厚鉬網(wǎng)，其上再放置鏑板，完成后放置于石墨料盒中，在真空度為0.5Pa，溫度900°C 條件下，保持2h，完成后充氬氣開風(fēng)機(jī)冷卻。然后再在真空度為0.5Pa，溫度500°C下保持5h， 進(jìn)行原子態(tài)的緩慢晶界擴(kuò)散，完成后，充氬氣開風(fēng)機(jī)冷卻至常溫。
[0064]第二次循環(huán)擴(kuò)散:按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第二次擴(kuò)散處理。
[0065]第三次循環(huán)擴(kuò)散:在第二次循環(huán)基礎(chǔ)上，再按照第一次循環(huán)的條件進(jìn)行第三擴(kuò)散 處理。
[0066] 表3開路磁損對比（樣品尺寸:20*18 ? 8*1 ? 8)
[0068] 備注1:尺寸20*18.8*1.8磁通采用磁通計(jì)型號為TA-102E，1檔測試，對應(yīng)滿量程為 0.0 lwb，最大滿量程為10000。
[0069]由表3可知，采用實(shí)施例5配方(實(shí)際特性為42SH具體見表5磁特性），在1.8mm情況 下，耐溫特性也遠(yuǎn)高于不處理的相同配方的基材，耐溫特性擴(kuò)散后超過45°C。
[0070]限于現(xiàn)有磁測試儀器和測試條件影響，本發(fā)明針對35UH 8mm樣品進(jìn)行磁性能測試 對比，以及制備成1.8_厚相同尺寸的磁損實(shí)驗(yàn)，以評估本發(fā)明實(shí)際Hcj大小。
[0071] 表4牌號磁損等價(jià)對比（150 °C開路/2H)
[0072]
[0073] 由表4牌號磁損對比結(jié)果可知，擴(kuò)散對2種規(guī)格都有改善，其中在取向厚度1.8mm擴(kuò) 散三次且擴(kuò)散源及基材表面粗糙度較低情況下，本發(fā)明磁損優(yōu)于UH牌號磁損，因此間接證 明，本發(fā)明擴(kuò)散效果達(dá)到UH水平，且磁通相對基材基本未發(fā)生變化。
[0074]表5磁性能數(shù)據(jù)表
[0076]
[0077] 備注:采用AMT-4磁性測量儀測試圓柱巾10*8或者巾10*10磁特性。
[0078]表6實(shí)驗(yàn)損耗測試
[0080]由表6可知：實(shí)施例1本發(fā)明所消耗的重稀土 Dy板，在(900°C+500°C)情況下3個(gè)周 期累計(jì)21h，實(shí)際損耗平均為-0.43%，但當(dāng)溫度升高到高溫950°C的實(shí)施例3的情況下，損耗 增加到3.8%以上，因此隨著第一步擴(kuò)散溫度增加，其損耗是明顯增大的;實(shí)施例5采用另一 種配方情況下，重稀土 Dy板，在(900°C+500°C)情況下3個(gè)周期累計(jì)21h，平均衰減約0.33%; 實(shí)施例1、實(shí)施例3、實(shí)施例5均遠(yuǎn)優(yōu)于對比例涂覆物一次使用，同時(shí)未使用致密高溫變形小 的昂貴鉬盒，降低晶界擴(kuò)散的配套成本和高溫持續(xù)揮發(fā)導(dǎo)致的Dy板損耗。
[0081 ]應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由 本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料，其特征在于：其成分為 RElxRE2yFzBwMmHn，其中x、y、z、w、m和η分別代表各對應(yīng)元素的質(zhì)量百分比，其中REl選自 卩匕則、!1〇、6(1、1^和〇6其中一種或兩種以上，1^2選自〇7和113中的一種或兩種，其含量為 ： 29wt% <x+y<33wt%，且O .Olwt% <y<5wt%，Β選自硼和碳中的一種或兩種，其含量為 0.9￥七％彡￥彡1.3￥七％，]?選自八1、(：11、2匕恥、63、3^〇和11中的一種或兩種以上，且其含量 為0.0]^1:%<111<2￥1:%，!1為氧元素，其含量為1卩卩111<11<4000卩卩111，剩余部分為？，？選自過渡 元素 Fe、Co和Ni中的一種或兩種以上；所述釹鐵硼永磁材料厚度為1mm~16mm，磁特性為 BHmax (MGOe) +He j (kOe)彡 55，其中 BHmax 彡 40MG0e 且 He j 彡 28k0e 〇2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在 于:包括如下步驟：（1)燒結(jié)制備毛坯，將毛坯加工成Imm~16mm的基材，將基材兩面覆蓋重 稀土板，并在重稀土板與基材之間用鉬網(wǎng)隔開，完成后放置于石墨料盒中； (2) 高低溫沉積和擴(kuò)散:在真空、650~950 °C條件下進(jìn)行沉積和擴(kuò)散，然后冷卻;再在真 空條件、100~650 °C下進(jìn)行固態(tài)原子擴(kuò)散； (3) 重復(fù)步驟(2)-次以上。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在 于：步驟（1)所述燒結(jié)制備毛坯步驟如下：采用甩片工藝在澆注溫度下制備出甩片，通過氫 脆工藝制備氫碎粉;添加抗氧化劑和潤滑劑進(jìn)行混料，并通過氣流磨制備出細(xì)粉，并在氣流 磨研磨過程補(bǔ)氧不超過80ppm，然后在磁場條件下進(jìn)行取向充磁，再進(jìn)行燒結(jié)和時(shí)效處理， 制備出晶界相均勻的毛坯。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在 于:所述毛還氧含量為Ippm~4000ppm。5. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征 在于:所述抗氧化劑質(zhì)量為體系中物質(zhì)總質(zhì)量的〇. 01 %~〇. 3%，所述潤滑劑加入量為體系 中物質(zhì)總質(zhì)量的0.01 %~0.3%。6. 根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征 在于:所述基材主相被以薄層的面心立方結(jié)構(gòu)的富稀土相包覆，且?guī)缀鯖]有或較少存在以 團(tuán)狀形式存在的體心立方結(jié)構(gòu)的富稀土相。7. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征 在于:所述的重稀土板為鏑板或鋱板，所述重稀土板及基材表面粗糙度Ra< 10um。8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征在 于:步驟(2)所述的真空真空度為HT4Pa~500Pa。9. 根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特征 在于:步驟(2)所述的在650~950 °C條件下進(jìn)行沉積和擴(kuò)散時(shí)間為0.1~5h。10. 根據(jù)權(quán)利要求2或8所述的高磁能積高矯頑力的釹鐵硼永磁材料的制造方法，其特 征在于:步驟(2)所述在100~650 °C下進(jìn)行固態(tài)原子擴(kuò)散時(shí)間為0.1~I Oh。
【文檔編號】H01F1/057GK105957679SQ201610568002
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】廖超, 王軍文, 盧國安, 章文, 周學(xué)虎
【申請人】江蘇東瑞磁材科技有限公司