用于制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體的粉末組合物及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體的粉末組合物及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來由于R-Fe-B系燒結(jié)磁體的綜合磁性能高，在汽車、家電等領(lǐng)域中高性能電 機(jī)方面的應(yīng)用越來越受到人們的重視。這些高性能電機(jī)要求R-Fe-B系燒結(jié)磁體既要有高 的剩磁，又必須有高的內(nèi)稟矯頑力。
[0003] 在R-Fe-B系燒結(jié)磁體中大量添加重稀土元素RH(Dy(鏑）、Tb(鋱））來取代R2Fe14B 相中的稀土元素R，可以顯著提高磁體的矯頑力。這是因?yàn)镈y2Fe14B或Tb2Fe14B具有比 Nd2Fe14B更高的磁晶各向異性場，使得磁體的內(nèi)稟矯頑力可能進(jìn)一步提高。Dy/Tb部分取代 主相Nd2Fe14B中的Nd后生成的固溶相（Nd，Dy)2Fe14B或（Nd，Tb)2Fe14B的磁晶各向異性場 比Nd2Fe14B大，因而可以明顯提高燒結(jié)磁體的矯頑力。
[0004] 但是在R-Fe-B系燒結(jié)磁體中，若用重稀土元素RH(Dy(鏑）、Tb(鋱））取代輕稀土 元素（Pr、Nd)，雖然矯頑力提高，剩磁卻不可避免地大幅降低。因?yàn)樵贜d2Fe14B主相中Nd與 Fe的磁矩平行排列，兩者的磁矩是增強(qiáng)性疊加，而Dy/Tb與Fe為亞鐵磁耦合，Dy/Tb的磁矩 與Fe磁矩反平行排列，部分抵消主相的總磁矩。這樣，磁體的飽和磁化強(qiáng)度顯著降低，磁體 的剩磁和最大磁能積也都會明顯降低。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。
[0005] 專利文件CN200610089124. 7給出了一種用納米Dy、Tb粉末作為第二相，與主合金 粉末混合制作高矯頑力Nd-Fe-B燒結(jié)磁體的方法。在相同的條件下，該方法在一定程度上 能夠節(jié)省重稀土的使用量，但是矯頑力提升幅度較小，剩磁降低明顯。
[0006] 專利文件CN201110024823. 4提供了一種采用重稀土氟化物、硝酸鹽和磷酸鹽的 粉末在磁體表面熱擴(kuò)散的方法，解決了磁體熱擴(kuò)散后表面殘存有不均勻分布熔融物的問 題，從而解決了涂覆后的基體與鍍層之間結(jié)合力變差以及耐蝕性下降的問題。但是，粉末的 成分和磁體表面的狀態(tài)等會非常敏感地影響到矯頑力的提升效果。
[0007] 實(shí)驗(yàn)證明，如果僅靠擴(kuò)散法來使Dy或Tb的化合物擴(kuò)散到燒結(jié)磁體中，而忽略粉末 的活性及磁體表面狀態(tài)的話，則難以保證重稀土在磁體表面擴(kuò)散到磁體中，也難以保證擴(kuò) 散過程的可重復(fù)性及工藝穩(wěn)定性，從而難以工業(yè)化制備矯頑力能夠穩(wěn)定得以提高的磁體。 實(shí)驗(yàn)還表明，單純依靠Dy、Tb的氟化物、氧化物和氟氧化物中的一種提高矯頑力的效果是 十分有限的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體的粉末 組合物以及使用該粉末組合物制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體的方法，具有在基本保持磁體的剩 磁和最大磁能積的前提下，使用極少量重稀土Dy(鏑）或Tb(鋱）而顯著提高磁體矯頑力 的技術(shù)效果。
[0009]本發(fā)明提供的用于制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體的粉末組合物，由組分（A)、組分（B) 和組分（C)組成。所述組分（A)是選自重稀土的氟化物、氧化物、氟氧化物中的一種或多種 粉末。所述組分（B)是具有1%&12晶體結(jié)構(gòu)的稀土-過渡族金屬間化合物粉末。所述組分 (C)選自稀土水合硝酸鹽粉末中的一種或多種。
[0010] 所述組分（A)占所述粉末組合物的重量百分比為1%?98%，所述組分⑶占所 述粉末組合物的重量百分比為1%?98%，所述組分（C)占所述粉末組合物的重量百分比 為1%?98%。
[0011] 在所述組分（B)中，稀土元素的重量百分比含量> 55%，且鏑、鋱或鏑與鋱之和的 重量百分比彡10%，過渡金屬元素中的鐵、鈷或鐵與鈷之和的重量百分比彡40%，其余為 選自銅、鈦、鉻、鋅、鎳中的至少一種。
[0012] 所述組分（A)的平均粒徑彡50ym。
[0013] 所述組分⑶的平均粒徑為2?10iim。
[0014] 所述組分（C)的平均粒徑彡100iim。
[0015] 本發(fā)明還提供一種制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體的方法，包括以下步驟：將權(quán)利要求 1?6任意一項(xiàng)中所述的粉末組合物分散于有機(jī)溶劑中來制備處理液；將所述處理液涂覆 于磁體；對涂覆所述處理液后的磁體進(jìn)行真空熱處理。
[0016] 所述處理液中所述粉末組合物的含量為0. 01?1.Og/mL。所述處理液中還包括分 散劑，所述分散劑與所述有機(jī)溶劑的體積比小于1%。
[0017] 所述有機(jī)溶劑選自醇類、含有5?16個碳原子的烷烴類或酯類。
[0018] 將所述處理液涂覆于磁體的步驟包括：將所述磁體浸漬在處于攪拌狀態(tài)的所述處 理液中，浸漬時間為1?60分鐘。
[0019] 所述真空熱處理包括以下步驟：將所述涂覆所述處理液后的磁體放入真空燒結(jié) 爐，抽真空至真空度達(dá)到l(r2Pa;升溫到820?1050°C，保溫1?8小時；充氬氣冷卻到 100°C以下，停止冷卻，抽真空至真空度達(dá)到l(T2Pa;升溫到450°C?620°C，保溫1?5小時； 充氬氣冷卻到80°C以下。
[0020] 本發(fā)明還提供一種R-Fe-B系燒結(jié)磁體，包括磁體部和位于所述磁體部外表面的 涂覆部，所述涂覆部由上述粉末組合物形成。
[0021] 本發(fā)明還提供一種由上述方法制備的R-Fe-B系燒結(jié)磁體。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 以下通過【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行說明。
[0023] 在本實(shí)施方式中，組分A是選自鏑和/或鋱的氟化物、氧化物和/或氟氧化物中的 一種或多種粉末，組分B是具有MgCu2晶體結(jié)構(gòu)的稀土 -過渡族金屬間化合物粉末，組分C 是選自稀土水合硝酸鹽粉末中的一種或多種。
[0024] 按一定比例混合上述組分A、B和C制成粉末組合物。組分A占粉末組合物的重量 百分比為1 %?98%，組分B占粉末組合物的重量百分比為1 %?98%，組分C占粉末組合 物的重量百分比為1 %?98%。
[0025] 組分A的平均粒徑不大于50iim。
[0026]在組分B中，稀土元素的重量百分比含量不低于55 %，且Dy、Tb或Dy與Tb之和的 重量百分比不低于10%，過渡金屬元素中的Fe、Co或Fe與Co的重量百分比不低于40%, 其余為Cu，Ti，Cr，Zn，Ni等的至少一種。組分B的平均粒徑為2?10iim。
[0027] 組分C的平均粒徑不大于100iim。
[0028] 按比例混合組分A、B和C而得到的粉末組合物，經(jīng)過晶界擴(kuò)散處理后，使得重稀土 元素均勻地分布在磁體主相晶粒的表層和外延層中，且主相晶粒細(xì)小，組織均勻，這樣降低 了重稀土的使用量，從而節(jié)約了制造成本。
[0029] 此外，使用上述粉末組合物能夠針對不同規(guī)格、不同牌號磁體的要求進(jìn)行處理，既 能夠保證涂覆過程中粉末均勻分布在磁體的表面，熱處理擴(kuò)散后無大塊的熔融物殘留，又 能夠顯著提高矯頑力，而幾乎不降低剩磁和最大磁能積，保證不同規(guī)格、不同牌號的磁體矯 頑力提高的均勻性和一致性，以及不同批次產(chǎn)品矯頑力提高的穩(wěn)定性和一致性。具體來說， 使得剩磁的均勻性< 〇. 9%，矯頑力的均勻性< 2%，最大磁能積的均勻性< 2. 5%。這里， 使用（極差/均值）X100 (% )來表示均勻性，數(shù)值越大，則均勻性越低；數(shù)值越小，則均勻 性越高。
[0030] 參照以下工藝，將上述粉末組合物用于制備R-Fe-B系燒結(jié)磁體。
[0031] 首先，按照一定的比例混合組分A、B和C，配制成粉末組合物。在惰性氣體保護(hù)下 儲存、配置和使用粉末組合物。
[0032] 將上述粉末組合物按0. 01?1.Og/mL的比例分散于有機(jī)溶劑中，充分?jǐn)嚢?，形?漿液。還可以在漿液中添加分散劑，分散劑與所用有機(jī)溶劑的體積比小于1%。
[0033] 將上述漿液作為晶界擴(kuò)散滲透使用的混合粉末漿液，涂覆在磁體上，該磁體是機(jī) 加工后僅經(jīng)過表面清洗處理或磷化、氧化等轉(zhuǎn)換膜處理，而沒有加金屬、非金屬或有機(jī)保護(hù) 層的磁體，且磁體的氧含量小于等于4000ppm，并且磁體充磁方向（即磁體的取向方向）的