一種燒結(jié)NdFeB磁體制備方法
【專利摘要】一種燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其包括配料－熔煉合金薄片－氫破碎－氣流磨－壓制成型－燒結(jié)－時效等工序步驟，其特征在于：在上述氫破碎工序之后、氣流磨工序之前還包括對氫破碎工序獲得的中碎粉進行處理的工序。所述中碎粉處理為：將中碎粉經(jīng)過至少包含一種重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物粉末的漿液處理后進行熱處理。采用本發(fā)明的方法制備燒結(jié)釹鐵硼永磁體，對于磁體的尺寸沒有限制，同時矯頑力提高明顯，剩磁基本不降低，可以獲得同時具有高剩磁和高矯頑力的燒結(jié)NdFeB磁體。
【專利說明】一種燒結(jié)NdFeB磁體制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，特別是一種同時具有高的剩磁和高矯頑力的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來由于燒結(jié)NdFeB磁體綜合磁性能高，價格合適，在汽車、家電等領(lǐng)域中高性能電機方面的應(yīng)用越來越受到人們的重視，特別是節(jié)能環(huán)保要求的提高促使在電動汽車(HEV)和變頻壓縮機的發(fā)展已進入實用化階段。目前這些高性能電機對燒結(jié)NdFeB磁體的一致要求是既要有高的剩余磁通密度，又必須有高的矯頑力。
[0003]R-T-B系燒結(jié)磁體，已知若用重稀土元素RH (Dy,Tb,Ho)取代R2T14B相中的稀土元素R的一部分，則矯頑力提高。為了在高溫下也得到高的矯頑力，就需要大量添加重稀土元素RH。但是在R-T-B系燒結(jié)磁體中若用重稀土元素RH取代輕稀土元素(Pr、Nd)，雖然矯頑力提高，但另一方面剩余磁通密度不可避免的大幅降低。另外由于Dy、Tb是稀少并且昂貴的元素，從成本方面考慮也不能大量添加。
[0004]專利CN200610089124.7給出了用納米Dy、Tb粉末作為第二相，與主合金混合制作高矯頑力燒結(jié)NdFeB磁體的技術(shù)。在相同的條件下，一定程度上能夠節(jié)省重稀土的使用量。采用惰性氣體蒸發(fā)冷凝制備的納米Dy、Tb粉末與氣流磨制備的主合金微粉相混合，進行取向壓制與燒結(jié)時效得到毛坯。這種方法對于磁體尺寸無限制，但后續(xù)效果是矯頑力提高較少，剩磁降低明顯。日本信越化學(xué)株式會社的專利CN200580001133.X給出了一種磁體表面的滲鍍技術(shù)。將燒結(jié)毛坯機加工成小而薄型磁體，將磁體浸入重稀土微米級細粉分散于水或有機溶劑中所形成的漿液中進行涂覆，然后在真空或惰性氣體氣氛下，在等于或低于燒結(jié)溫度下對磁體進行熱處理。其后續(xù)效果是矯頑力提高較多，而剩磁基本不降低，原因是重稀土元素只存在于晶界相中，而不進入主相。這種方法既節(jié)約了重稀土的使用，又抑制了剩磁的下降。然而這種技術(shù)對磁體的形狀尺寸給出了限制，在實際生產(chǎn)過程中使用并不方便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠同時獲得高剩磁和高矯頑力，且不受磁體尺寸限制的燒結(jié)NdFeB磁體的制造方法。
[0006]一種燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其包括配料一熔煉合金薄片一氫破碎一氣流磨一壓制成型一燒結(jié)一時效等工序步驟，其特征在于:在上述氫破碎工序之后、氣流磨工序之前還包括對氫破碎工序獲得的中碎粉進行處理的工序。
[0007]優(yōu)選地，所述中碎粉處理為:將氫破碎獲得的中碎粉經(jīng)過至少包含一種重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物粉末的漿液處理后進行熱處理。
[0008]優(yōu)選地，所述漿液為:將含有80?99wt%包含重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物中的一種或多種的粉末和I?20wt%的硬脂酸鋅粉末的混合粉末，按照0.01?0.1克/毫升的比例分散于有機溶劑中形成漿液。[0009]優(yōu)選地，所述重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物粉末的平均粒徑為I~5 μ m。
[0010]優(yōu)選地，所述有機溶劑包括醇類、含有5~16個碳原子的烷烴類或酯類；醇類包括乙醇、戊丁醇，烷烴類包括環(huán)己烷、環(huán)辛烷，酯類包括乙酸乙酯、乙酸異丁酯。
[0011]優(yōu)選地，所述中碎粉經(jīng)過漿液處理為:將中碎粉浸潰于漿液中I~60分鐘，或?qū){液以噴涂的方式施加于中碎粉上I~60分鐘。
[0012]優(yōu)選地，所述浸潰過程中漿液處于超聲振動狀態(tài)。
[0013]優(yōu)選地，所述熱處理為:將經(jīng)漿液處理過的中碎粉放入燒結(jié)爐中，在真空度< 0.2Pa或氮氣或惰性氣體保護條件下進行熱處理，熱處理溫度為500~1000°C，熱處理時間為I~20小時。
[0014]優(yōu)選地，所述熔煉合金薄片工序得到的合金薄片的平均厚度為0.2~0.5_。
[0015]優(yōu)選地，所述氫破碎工序得到的中碎粉的平均粒徑范圍為0.5~2.0mm，氫含量為1000~3000ppm ;所述氣流磨得到的微粉的平均粒度為2~4μ m。
[0016]采用本發(fā)明的方法制備燒結(jié)釹鐵硼永磁體，對于磁體的尺寸沒有限制，同時矯頑力提高明顯，剩磁基本不降低，可以獲得同時具有高剩磁和高矯頑力的燒結(jié)NdFeB磁體。采用本發(fā)明的制造方法，重稀土元素均勻地分布在主相晶粒的外延層中，并且主相晶粒細小，組織均勻，這種理想組織結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)，降低了重稀土的使用量，節(jié)約了成本。
【具體實施方式】
[0017]將原材料按比例配好，采用速凝薄片技術(shù)熔煉合金薄片，在帶坯連鑄爐(stripcasting)內(nèi)熔化后進行鱗片澆鑄，得到平均厚度0.2~0.5mm的條帶片。將條帶片進行氫破碎(HD)處理，得到中碎粉A，中碎粉A中的氫含量為1000~3000ppm，平均粒徑范圍為0.5~
2.0mm0氫含量< 100ppm時后續(xù)對中碎粉的處理過程中易于氧化；氫含量> 3000ppm時壓坯在燒結(jié)過程中易于開裂。平均粒徑< 0.5mm時后續(xù)對中碎粉的處理過程中易于氧化使磁性能劣化；平均粒徑> 2.0mm時后續(xù)對中碎粉的處理過程中比表面積小，不足以使重稀土充分擴散吸收到晶粒的外延層中。
[0018]將含有80~99wt%包含重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物(如DyF3、Dy2O3、DyOF、1\07、11^3等)中的一種或多種成分的粉末(優(yōu)選平均粒徑在I~5μπι范圍，重稀土粉末在此范圍內(nèi)才能提供大的參與擴散反應(yīng)的接觸面積)和I~20wt%的硬脂酸鋅粉末的混合粉末，按照0.01~0.lg/ml的比例分散于有機溶劑中以形成漿液B，即每1ml有機溶劑中加入0.01~0.1g的上述混合粉末。有機溶劑主要包括醇類、含有5~16個碳原子的烷烴類以及酯類。醇類指乙醇、戊丁醇等；烷烴類指環(huán)己烷、環(huán)辛烷等；酯類指乙酸乙酯、乙酸異丁酯
坐寸ο
[0019]將中碎粉A浸潰于處于超聲振動狀態(tài)的漿液B中I~60分鐘，或者將漿液B以噴涂的方式施加于中碎粉A上I~60分鐘。然后將中碎粉A從漿液B中取出放入燒結(jié)爐中，或?qū)⒔?jīng)噴涂后的中碎粉A放入燒結(jié)爐中在真空(真空度< 0.2Pa)或者氮氣以及惰性氣體保護的氣氛條件下進行熱處理以便重稀土元素在中碎粉中的吸收，熱處理溫度為500~1000°C區(qū)間內(nèi)，熱處理時間為I~20小時。
[0020]將上述經(jīng)漿液B浸潰或噴涂，并熱處理后的中碎粉進行氣流磨制粉，得到平均粒度2~4μ m的微粉，將微粉在密封垂直壓機中進行壓制成型，然后將壓坯送入燒結(jié)爐中在真空或保護氣體氣氛中實施燒結(jié)與時效得到最終的毛坯。
[0021 ] 下面結(jié)合具體實施例進行說明。
[0022]對比例1:
[0023]按照重量百分比配方(wt%) Nd28-Dy2-B0.96-CorCu0.rFe?進行配料，利用速凝薄片技術(shù)將NdFeB合金制備成平均厚度0.2mm的條帶片，采用氫破碎技術(shù)將條片粗破成平均粒徑0.5mm的中碎粉A，其中氫含量lOOOppm。將中碎粉A氣流磨成平均粒度2 μ m的微粉，在取向場=1.4T的密封垂直壓機中壓制成型，然后將壓坯置入真空度為0.02Pa的真空燒結(jié)爐中，在1050°C燒結(jié)3小時，之后進行二級熱處理，其中第一級熱處理溫度890°C，時間2小時；第二級熱處理溫度500°C，時間為3小時，即可獲得毛坯，測量磁性能，如表1所示。
[0024]實施例1:
[0025]采用與對比例I相同的配方，利用速凝薄片技術(shù)將NdFeB合金制備成平均厚度0.2mm的條帶片，采用氫破碎技術(shù)將條片粗破成平均粒徑0.5mm的中碎粉A，其中氫含量100ppm0將由80被％平均粒徑I μ m的DyF3粉末和20wt%的硬脂酸鋅粉末組成的混合粉末按照0.0 lg/ml的比例分散于乙醇中形成漿液B，即每1ml乙醇中混入0.01g上述混合粉末。將中碎粉A浸潰于處于超聲狀態(tài)的漿液B中Imin (分鐘)后取出，放入燒結(jié)爐中在氮氣保護的氣氛條件下于500°C熱處理Ih (小時)。將上述處理后的中碎粉氣流磨成平均粒度2μπι的微粉，在取向場=1.4Τ的密封垂直壓機中壓制成型，然后將壓坯置入真空度為0.02Pa的真空燒結(jié)爐中，在1050°C燒結(jié)3小時，之后進行二級熱處理，其中第一級熱處理溫度890°C，時間2小時；第二級熱處理溫度500°C，時間為3小時，即可獲得毛坯，測量磁性能，如表1所示。
[0026]表1
[0027]
【權(quán)利要求】
1.一種燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其包括配料一熔煉合金薄片一氫破碎一氣流磨一壓制成型一燒結(jié)一時效等工序步驟，其特征在于:本方法在上述氫破碎工序之后、氣流磨工序之前還包括對氫破碎工序獲得的中碎粉進行處理的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述中碎粉處理為:將氫破碎獲得的中碎粉經(jīng)過至少包含一種重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物粉末的漿液處理后進行熱處理。
3.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述漿液為:將含有80?99wt%包含重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物中的一種或多種的粉末和I?20wt%的硬脂酸鋅粉末的混合粉末，按照0.01?0.1克/毫升的比例分散于有機溶劑中形成漿液。
4.如權(quán)利要求2或3所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述重稀土氧化物、氟化物或氟氧化物粉末的平均粒徑為I?5μπι。
5.如權(quán)利要求3所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述有機溶劑包括醇類、含有5?16個碳原子的烷烴類或酯類；醇類包括乙醇、戊丁醇，烷烴類包括環(huán)己烷、環(huán)辛烷，酯類包括乙酸乙酯、乙酸異丁酯。
6.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述中碎粉經(jīng)過漿液處理為:將中碎粉浸潰于漿液中I?60分鐘，或?qū){液以噴涂的方式施加于中碎粉上I?60分鐘。
7.如權(quán)利要求6所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述浸潰過程中漿液處于超聲振動狀態(tài)。
8.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述熱處理為:將經(jīng)漿液處理過的中碎粉放入燒結(jié)爐中，在真空度< 0.2Pa或氮氣或惰性氣體保護條件下進行熱處理，熱處理溫度為500?1000°C，熱處理時間為I?20小時。
9.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述熔煉合金薄片工序得到的合金薄片的平均厚度為0.2?0.5mm。
10.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)NdFeB磁體制備方法，其特征在于:所述氫破碎工序得到的中碎粉的平均粒徑范圍為0.5?2.0mm，氫含量為1000?3000ppm ;所述氣流磨得到的微粉的平均粒度為2?4μπι。
【文檔編號】H01F1/057GK104036940SQ201310074681
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月8日
【發(fā)明者】陳國安, 趙玉剛, 張瑾 申請人:三環(huán)瓦克華（北京）磁性器件有限公司, 北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司