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一种钕 铁 硼磁体矫顽 力提升方法

阅读：722发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特点是，包括在钕铁硼磁体表面粘合一层有机粘结剂，通过粘结剂的粘连作用在钕铁硼磁体表面均匀的粘连一层重稀土粉末；对表面粘连有重稀土粉末的钕铁硼磁体进行扩散时效处理，在高温下有机粘结剂分解后挥发，重稀土元素扩散到钕铁硼磁体内部，在基本不降低剩磁的基础上显著提高钕铁硼磁体的矫顽力；本发明通过粘结剂的粘连作用可以快速将特定尺寸范围内的重稀土粉末覆盖在钕铁硼磁体表面，此种方法工艺简单，生产周期短，重稀土利用率高，且通过重稀土粉末尺寸控制钕铁硼磁体表面的重稀土含量，控制精度高，另外有机物使用量少，对磁体无损伤，对环境无破坏，利于工业化生产。，下面是一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，包括如下步骤：
a取钕铁硼磁体（1），在垂直于磁化方向的表面上，粘合一层有机粘结剂（2）；
b在惰性气体保护下，将重稀土粉末（3）覆盖在钕铁硼磁体（1）表面的有机粘结剂（2）上，并在竖直方向施加压力使得重稀土粉末（3）与有机粘结剂（2）粘连，然后清除未与有机粘结剂（2）粘连的粉末，使得有机粘结剂（2）均匀粘连一层重稀土粉末（3）；按照相同方式，将相同的重稀土粉末（3）粘连在钕铁硼磁体（1）垂直磁化方向的另一个表面上；
c将粘连有重稀土粉末的钕铁硼磁体送入真空炉内，在真空或者氩气条件下进行扩散时效处理。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的钕铁硼磁体表面粘合的有机粘结剂（2）为压敏胶或以压敏胶为粘结剂的双面胶带。
3.根据权利要求2所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的压敏胶为丙烯酸型压敏胶、有机硅型压敏胶、聚氨酯型压敏胶、橡胶型压敏胶中的一种。
4.根据权利要求2所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的以压敏胶为粘连剂的双面胶带为无基材型双面胶带、PET型双面胶带、PVC型双面胶带中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述钕铁硼磁体表面有机粘结剂（2）的粘合方式为丝网印刷或贴双面胶。
6.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的钕铁硼磁体表面的有机粘结剂（2）的厚度为3μm-30μm。
7.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的重稀土粉末（3）为铽、镝或包含有镝、铽元素的合金或化合物粉末。
8.根据权利要求1或7所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的重稀土粉末（3）粒度为100目-500目。
9.根据权利要求1所述的一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特征在于，所述的钕铁硼磁体（1）的扩散温度为850-950℃，扩散时间为6-72h，时效温度为450-650℃，时效时间为3-
15h。

说明书全文

一种钕铁 硼磁体矫顽 力提升方法

[0001] 技术领域：本发明属于钕铁硼磁体加工技术领域，主要涉及一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法。

[0002] 背景技术：钕铁硼磁体自1983出现以来，被广泛的应用于计算机，汽车，医疗及风力发电等领域。
随着高速风力发电以及新能源车的发展，要求钕铁硼在高温和高速运转情况下不退磁，这样对钕铁硼磁体的矫顽力提出了更高的要求。

[0003] 通过在烧结钕铁硼磁体的合金中，加入铽或者镝的纯金属或者镝铽合金可以提高钕铁硼磁体的矫顽力，但采用此方法由于镝或铽元素主要进入主相晶粒，会造成钕铁硼磁体的剩磁明显降低，且重稀土元素的消耗比较大。

[0004] 钕铁硼磁体通常由Nd2Fe14B主相及晶界处的富钕相组成，Nd2Fe14B相的结晶磁各向异性决定着磁体矫顽力的高低。通过在Nd2Fe14B相的边界处加入镝，铽元素或其合金提高Nd2Fe14B相的结晶磁各向异性，可以有效的提高钕铁硼磁体的矫顽力。依据这个理论，目前已有很多技术通过钕铁硼磁体晶界相扩散镝,铽或其合金来提高钕铁硼磁体矫顽力。日立金属株式会社，公开号为CN101375352A的文件中公开了，使用蒸镀，溅射镀，离子镀方法在钕铁硼表面沉积重金属层及其合金层后经高温扩散提升磁性能的方法，采用此种方法一方面蒸镀等产生的高温会对磁体产生一定的影响，另一方面镝，铽靶材的利用率较低，导致成本过高。

[0005] 专利文献CN105845301A公开了将重稀土镝，铽或包含有镝铽元素的合金/化合物粉末与有机溶剂混合形成悬浊液后涂覆在钕铁硼磁体表面，烘干后进行高温扩散及时效处理，增加磁体矫顽力。采用此类工艺存在两方面的不利因素：一方面由于重稀土粉末需要完全被有机物包裹，有机溶剂使用量较大，有机溶剂在烘干成膜过程中挥会大量气体造成环境污染且过多的有机物会对磁体产生损伤，另一方面由于有机溶剂易挥发导致悬浊液中的稀土比例会持续变化，进而引起涂覆在钕铁硼磁体表面的重稀土总含量发生变化，导致扩散时效后不同钕铁硼磁体性能增加偏差过大。

[0006]发明内容：
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提供一种重稀土元素利用率高，操作简单的钕铁硼磁体矫顽力提升方法；主要解决现有的钕铁硼磁体矫顽力提高方法生产成本高、控制精度差及存在污染等问题。

[0007] 本发明的技术方案是：一种钕铁硼磁体矫顽力提升方法，其特殊之处在于，包括如下步骤：a取钕铁硼磁体，在垂直于磁化方向的表面上，粘合一层有机粘结剂；
b在惰性气体保护下，将重稀土粉末，覆盖在钕铁硼磁体表面的有机粘结剂上，并在竖直方向施加压力使得重稀土粉末与有机粘结剂粘连，然后清除未与有机粘结剂粘连的粉末，使得有机粘结剂均匀粘连一层重稀土粉末；按照相同方式，将相同的重稀土粉末粘连在钕铁硼磁体垂直磁化方向的另一个表面上；
c将粘连有重稀土粉末的钕铁硼磁体送入真空炉内，在真空或者氩气条件下进行扩散时效处理。

[0008] 进一步的，所述的钕铁硼磁体表面粘合的有机粘结剂为压敏胶或以压敏胶为粘结剂的双面胶带。

[0009] 进一步的，所述的压敏胶为丙烯酸型压敏胶、有机硅型压敏胶、聚氨酯型压敏胶、橡胶型压敏胶中的一种。

[0010] 进一步的，所述的以压敏胶为粘连剂的双面胶带为无基材型双面胶带、PET型双面胶带、PVC型双面胶带中的一种。

[0011] 进一步的，所述钕铁硼磁体表面有机粘结剂的粘合方式为丝网印刷或贴双面胶。

[0012] 进一步的，所述的钕铁硼磁体表面的有机粘结剂的厚度为3μm-30μm。

[0013] 进一步的，所述的重稀土粉末为铽、镝或包含有镝、铽元素的合金或化合物粉末。

[0014] 进一步的，所述的重稀土粉末粒度为100目-500目。

[0015] 进一步的，所述的钕铁硼磁体的扩散温度为850-950℃，扩散时间为6-72h，时效温度为450-650℃，时效时间为3-15h。

[0016] 本发明以有机粘结剂为基底，在钕铁硼磁体表面粘连一层具有特定粒径范围的重稀土粉末，将粘有重稀土粉末的钕铁硼磁体进行扩散时效处理，使的重稀土元素沿晶界进入钕铁硼磁体内部，并富集在主相晶粒外围而形成壳层结构，进而使得钕铁硼磁体的矫顽力升高；与现有技术相比本发明存在如下优点：1、操作简单，生产效率高，重稀土粉末的利用率高；2、通过控制重稀土粉末的粒度范围，控制粘连在钕铁硼磁体表面的重稀土含量，使的重稀土含量的控制精度更高；3、通过粘连作用将重稀土粉末固定在钕铁硼磁体表面，粘结剂仅覆盖重稀土粉末的局部部分，而并非完全包裹重稀土粉末，因此粘结剂使用量少，在加热过程中基本没有污染气体的挥发，重稀土粉末不易被污染，另外扩散过程中引入的杂质也较少。

[0017] 附图说明：图1为钕铁硼磁体表面粘合有机粘结剂并覆盖重稀土粉末后的示意图；
图2为钕铁硼磁体表面粘合重稀土粉后挤压过程示意图；
图3为钕铁硼磁体表面重稀土粉末经挤压并清除未粘连重稀土粉末后的示意图。

[0018] 具体实施方式：以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限制本发明的范围。

[0019] 实施例1，参见图1、2、3，钕铁硼磁体矫顽力提升方法，包括如下步骤：1），取尺寸为20*20*1T的钕铁硼磁体1，并在钕铁硼磁体1垂直磁化方向的表面上丝印一层3μm厚度丙烯酸压敏胶；使用550目、500目筛网对铽粉末进行筛分，将可以通过500目筛网，但不能通过550目筛网的铽粉定义为500目铽粉；将500目铽粉平铺在钕铁硼磁体1粘合有有机粘结剂2的表面上，并用挤压板4进行挤压，挤压后使用吸尘设备将钕铁硼磁体1表面未与粘结剂粘合的粉末进行清除；按照相同方式，将相同目数的铽粉末粘合在钕铁硼磁体1垂直磁化方向的另一个表面上；
2）将粘合有铽粉末层的钕铁硼磁体送入真空烧结炉内，进行900℃*6h扩散处理，之后将磁体在炉内冷却后，继续升温进行500℃*3h时效处理。

[0020] 上述实施例1中钕铁硼磁体的磁性能测试结果见表1。

[0021] 分析表1可以看出，实施例1中的钕铁硼磁体双面粘500目铽粉后进行扩散时效，扩散时效后剩磁降低0.2KGs，矫顽力升高10.07Koe，且磁体方形测量值没有变化。

[0022] 实施例2，参见图1、2、3，钕铁硼磁体矫顽力提升方法，包括如下步骤：1）取尺寸为20*20*4T的钕铁硼磁体，并在钕铁硼磁体垂直磁化方向的一个表面上贴一层5μm厚度的PET型丙烯酸双面胶；使用250目、200目筛网对铽粉末进行筛分，将可以通过
200目筛网，但不能通过250目筛网的铽粉定义为200目铽粉；将200目铽粉平铺在钕铁硼磁体粘合有粘结剂的表面上并进行挤压，挤压后使用吸尘设备将钕铁硼磁体表面未与有机粘结剂粘合的粉末进行清除；按照前述相同方式，将相同目数的铽粉末粘合在钕铁硼磁体垂直磁化方向的另一个表面上；
2）将粘连有铽粉末的钕铁硼磁体送入真空烧结炉内，进行850℃*72h扩散处理，之后将磁体在炉内冷却后，继续升温进行450℃*6h时效处理。

[0023] 上述实施例2中钕铁硼磁体的磁性能测试结果见表2。

[0024] 分析表2可以看出，实例2中的钕铁硼磁体双面粘200目铽粉后进行扩散时效，扩散时效后剩磁降低0.1KGs，矫顽力升高9.72Koe，且磁体方形测量值变化很小。

[0025] 实施例3，参见图1、2、3，钕铁硼磁体矫顽力提升方法，包括如下步骤：1）取尺寸为20*20*6T的钕铁硼磁体，并在钕铁硼磁体垂直磁化方向的一个表面上贴一层10μm厚度的无基材型聚氨酯双面胶；使用150目、200目筛网对镝粉末进行筛分，将可以通过150目筛网，但不能通过200目筛网的镝粉定义为150目镝粉；将150目镝粉平铺在钕铁硼磁体粘合有粘结剂的表面上并进行挤压，挤压后使用吸尘设备将钕铁硼磁体表面未与粘结剂粘合的粉末进行清除；按照前述相同方式，将相同目数的镝粉末粘合在钕铁硼磁体垂直磁化方向的另一个表面上；
2）将粘连有镝粉末的钕铁硼磁体送入真空烧结炉内，进行950℃*12h扩散处理，之后将磁体在炉内冷却后，继续升温进行550℃*9h时效处理。

[0026] 上述实施例3中钕铁硼磁体的磁性能测试结果见表3。

[0027] 分析表3可以看出，实例3中的钕铁硼磁体双面粘150目镝粉后进行扩散时效，扩散时效后剩磁降低0.2KGs，矫顽力升高6.7Koe，且磁体方形测量值变化很小。

[0028] 实施例4，参见图1、2、3，钕铁硼磁体矫顽力提升方法，包括如下步骤：1）取尺寸为20*20*10T的钕铁硼磁体，并在钕铁硼磁体垂直磁化方向的一个表面上贴一层30μm厚度的PVC型有机硅型双面胶；使用100目、150目筛网对氢化镝粉末进行筛分，将可以通过100目筛网，但不能通过150目筛网的氢化镝粉定义为100目氢化镝粉；将100目氢化铽粉平铺在钕铁硼磁体粘合有粘结剂的表面上，并进行挤压，挤压后使用吸尘设备将钕铁硼磁体表面未与粘结剂粘合的粉末进行清除；按照前述相同方式，将相同目数的氢化镝粉末粘合在钕铁硼磁体垂直磁化方向的另一个表面上；
2）将粘连有氢化镝粉末的钕铁硼磁体送入真空烧结炉内，进行950℃*24h扩散处理，之后将磁体在炉内冷却后，继续升温进行600℃*15h时效处理。

[0029] 上述实施例4中钕铁硼磁体的磁性能测试结果见表4。

[0030] 分析表4可以看出，实例4中的钕铁硼磁体双面粘100目氢化镝粉后进行扩散时效，钕铁硼磁体薄片经过扩散时效后剩磁降低0.1KGs，矫顽力升高6.2Koe，且磁体方形测量值基本没变。

[0031] 实施例5，参见图1、2、3，钕铁硼磁体矫顽力提升方法，包括如下步骤：1）取尺寸为20*20*8T的钕铁硼磁体，并在钕铁硼磁体垂直磁化方向的一个表面丝印一层30μm厚度聚氨酯压敏胶；使用100目、150目筛网对铽铜合金粉末（铽质量百分比为85%）进行筛分，将可以通过100目筛网，但不能通过150目筛网的铽铜粉末定义为100目铽铜合金粉末；将100目铽铜合金粉末平铺在钕铁硼磁体粘合有粘结剂的表面上，并进行挤压，挤压后使用吸尘设备将钕铁硼磁体表面未与粘结剂粘合的粉末进行清除；按照前述相同方式，将相同目数的铽铜粉末粘合在钕铁硼磁体垂直磁化方向的另一个表面上；
2）将粘连有铽铜合金粉末的钕铁硼磁体送入真空烧结炉内，进行900℃*36h扩散处理，之后将磁体在炉内冷却后，继续升温进行650℃*10h时效处理。

[0032] 上述实施例5中钕铁硼磁体的磁性能测试结果见表5。

[0033] 分析表5可以看出，实例5中的钕铁硼磁体双面粘100目铽铜合金粉后进行扩散时效，钕铁硼磁体薄片经过扩散时效后剩磁降低0.1KGs，矫顽力升高9.4Koe，且磁体方形测量值基本没变。

[0034] 上述表中的原始样均为扩散前的钕铁硼磁体。

[0035] 从上述实施例可以看出，在钕铁硼磁体表面通过粘合有机粘结剂并通过粘结剂的粘合作用，粘连一层特定粒度范围内的重稀土粉末后，进行扩散时效处理，可以显著提高钕铁硼磁体的矫顽力，且钕铁硼磁体的剩磁下降很小。

[0036] 以上实施例均为本发明的较佳实施例，并不限制本发明，凡在本发明的原则内所做的任何修改，改进等，均包含在本发明的保护范围内。

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