稀土永磁材料及其制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種稀土永磁材料及其制造方法，尤其是一種燒結釹鐵硼稀土永磁材 料及其制造方法。
【背景技術】
[0002] 隨著世界對降低能源消耗的日益重視，節能減排已經成為各個國家關注的重點。 與非永磁電機相比，永磁電機可以提高能效比，因此，為了降低能耗，在空調壓縮機、電動汽 車、混合動力汽車等領域都采用釹鐵硼（Nd-Fe-B)永磁材料來制作電機。由于這些電機工 作溫度較高，所以都要求磁體具有較高的內稟矯頑力（H。,）；并且，為了增加電機的磁通密 度，還要求磁體具有較高的磁能積（BH)。
[0003] 采用傳統的釹鐵硼制造工藝很難滿足高磁能積和高內稟矯頑力的需求，即使達到 這樣的需求，也需要使用大量的重稀土鏑（Dy)和鋱（Tb)。由于世界上Dy和Tb的儲量有 限，大量使用Dy和Tb會造成磁體的價格上漲和重稀土資源的加速枯竭。
[0004] 為了提高永磁材料性能并減少重稀土的使用，業界做了很多的工作。例如， CN101404195A公開了一種用于制備稀土永磁體的方法，包括：提供由12-17原子％的稀土、 3-15原子％的B、0. 01-11原子％的金屬元素、0? 1-4原子％的0、0? 05-3原子％的C、0. 01-1 原子％的N和余量的Fe組成的燒結磁體本體，在磁體本體的表面上布置包含另一種稀土的 氧化物、氟化物和/或氟氧化物的粉末，以及在真空中或在惰性氣氛中在燒結溫度以下的 溫度下熱處理該粉末覆蓋的磁體本體，以使得其它稀土被吸收在磁體本體中。該方法的特 點是通過對表面布置重稀土的氧化物或氟化物和/或氟氧化物的磁體進行加熱，以實現滲 透的目的，其缺點是引入了 〇和F這些對磁體有害的物質。更重要的是，滲透完成的磁體表 面會有較多的類似于氧化皮的物質，需要進行磨加工，造成磁材的浪費。
[0005] CN101506919A公開了一種永磁鐵的制造方法，其不會使Nd-Fe-B系的燒結磁鐵表 面惡化，可通過使Dy高效擴散到晶界相中，有效提高磁化及頑磁力，不需要后續工序。該方 法中，在處理室內把Nd-Fe-B系的燒結磁鐵和Dy隔一定距離配置；接著，在減壓下把處理室 加熱，使燒結磁鐵升溫到規定溫度的同時使Dy蒸發，將蒸發的Dy原子提供到燒結磁鐵表面 并使之附著；此時，通過控制Dy原子對燒結磁鐵的供給量，在燒結磁鐵表面上形成Dy層之 前，使Dy均勻地擴散到燒結磁鐵的晶界相之中。該方法特點是加熱含有重稀土的物質形成 蒸汽，其缺點是設備造價昂貴，蒸發效率低，實際對比的結果顯示，該方法不如前述方法增 加t效果明顯。
[0006] CN101615459A公開了一種速凝片晶界擴散重稀土化合物提高燒結釹鐵硼永磁性 能的方法，其中，在燒結之前進行滲透處理，其缺點是當滲透后的磁體在高溫燒結的過程 中，本來富集到晶間相的重稀土會擴散到主相內部，造成重稀土的平均化，效果較差。
[0007] 另一方面，在釹鐵硼磁體表面鍍敷金屬鍍層已在諸多現有技術中公開。在這些現 有技術中，多弧離子鍍工藝（Multi-arc Ion Plating)是在釹鐵硼磁體表面鍍敷金屬的一 種重要工藝。
[0008] 例如，CN104018133 A公開了一種燒結釹鐵硼磁體表面多弧離子鍍制備多層復 合防護涂層的工藝，其中，采用多弧離子鍍沉積技術高效地在燒結釹鐵硼磁體表面制備過 渡層、耐蝕層、表面阻擋層和耐磨層復合防護涂層，實現顯著改善燒結釹鐵硼磁體的耐蝕 性。CN104651783A公開了一種永磁釹鐵硼磁鋼表面鍍鋁的方法，其中，采用多弧離子鍍鍍 鋁，并對鍍鋁完成的永磁釹鐵硼磁鋼進行鈍化處理，得到表面細致，防腐良好的表面鍍鋁。 CN102031522A公開了一種鋁或鋁合金復合涂層的釹鐵硼磁體的制備方法，其中，采用多弧 離子鍍技術，在釹鐵硼磁體上沉積鋁或鋁合金薄膜，后進行磷化處理，所制備的復合涂層耐 蝕性和粘附性能好，對釹鐵硼基體的磁性能無影響。然而，這些現有技術均未公開或教導采 用多弧離子鍍在燒結釹鐵硼磁體表面鍍敷含重稀土元素的金屬單質或合金，并且這些現有 技術的目的僅在于為燒結釹鐵硼磁體表面提供耐蝕涂層，均未公開或教導將鍍敷在燒結釹 鐵硼磁體表面的重稀土元素滲透至燒結釹鐵硼磁體內的晶間相，以改善燒結釹鐵硼磁體的 磁性參數。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的在于提供一種稀土永磁材料，其內稟矯頑力（Hcj，單位kOe)與最大 磁能積，單位MGOe)之和為66.8以上。本發明的進一步的目的在于提供一種稀土 永磁材料的制造方法，其生產效率高，不會增加有害物質，且設備價格相對便宜。
[0010] 本發明提供一種稀土永磁材料，所述的稀土永磁材料滿足如下公式：
[0011] Hcj+(BH)nax^66.8,
[0012] 其中，&表示永磁材料的內稟矯頑力，單位為kOe ;
[0013] (BH)_表示永磁材料的最大磁能積，單位為MGOe。
[0014] 本發明還提供一種上述稀土永磁材料的制造方法，其包括如下工序：
[0015] S2)多弧離子鍍工序：采用多弧離子鍍工藝將含重稀土元素的金屬沉積在燒結釹 鐵硼磁體表面，其中，所述燒結釹鐵硼磁體至少在一個方向上的厚度為1〇_以下；和
[0016] S3)滲透工序：對由多弧離子鍍工序S2)得到的燒結釹鐵硼磁體進行熱處理；
[0017] 其中，多弧離子鍍工序S2)在真空密閉空間中進行，所述密閉空間的絕對真空度 為 0?00001 ~0? OOlPa。
[0018] 根據本發明的制造方法，優選地，在多弧離子鍍工序S2)中，所述含重稀土元素的 金屬選自重稀土元素的金屬單質或含重稀土元素的合金，其中，所述重稀土元素選自釓、 鋱、鏑和鈥中的至少一種。
[0019] 根據本發明的制造方法，優選地，在多弧離子鍍工序S2)中，以所述含重稀土元 素的金屬作為陰極材料，通過多弧離子放電裝置施加電壓進行放電，所述陰極材料在放電 過程中蒸發形成煙霧狀微顆并沉積在燒結釹鐵硼磁體表面，其中，施加電壓的時間為1~ 30min〇
[0020] 根據本發明的制造方法，優選地，滲透工序S3)與多弧離子鍍工序S2)同時進行， 或者滲透工序S3)在多弧離子鍍工序S2)之后進行。
[0021] 根據本發明的制造方法，優選地，在滲透工序S3)中，熱處理溫度為700~1100°C。
[0022] 根據本發明的制造方法，優選地，所述制造方法還包括如下工序：
[0023] S1)磁體制造工序：制造燒結釹鐵硼磁體；和
[0024]S4)時效處理工序：對燒結釹鐵硼磁體進行時效處理。
[0025] 根據本發明的制造方法，優選地，在磁體制造工序S1)中不進行時效處理。
[0026]根據本發明的制造方法，優選地，磁體制造工序S1)包括如下工序：
[0027] S1-1)熔煉工序：對釹鐵硼磁體原料進行熔煉，使熔煉后的釹鐵硼磁體原料形成 母合金，所述母合金的厚度為〇. 01~2mm;
[0028] S1-2)制粉工序：將由熔煉工序S1-1)得到的母合金破碎成磁粉，所述磁粉的平均 粒度D50為20ym以下；
[0029] S1-3)成型工序：在取向磁場的作用下，將由制粉工序S1-2)得到的磁粉壓制成燒 結坯體；和
[0030] S1-4)燒結工序：將由成型工序S1-3)得到的燒結坯體燒結定型，形成燒結釹鐵硼 磁體；燒結溫度為900~1200°C;所述燒結釹鐵硼磁體的含氧量低于2000ppm。
[0031] 根據本發明的制造方法，優選地，在時效處理工序S4)中，時效處理溫度為300~ 800。。。
[0032] 本發明采用多弧離子鍍工藝將含重稀土元素的金屬沉積在燒結釹鐵硼磁體表面， 經熱處理使重稀土元素熔化并滲透至燒結釹鐵硼磁體內的晶間相，然后經時效處理制造 釹鐵硼永磁材料。采用本發明的制造方法獲得的釹鐵硼永磁材料的內稟矯頑力（H。,，單位 kOe)與最大磁能積（(BH) max，單位MGOe)之和可以達到66. 8以上。根據本發明優選的技術 方案，由于采用多弧離子鍍工藝，因而本發明的制造方法生產效率高，不會增加有害物質， 且設備價格相對便宜。根據本發明進一步優選的技術方案，由于在燒結釹鐵硼磁體的制造 工序中不進行時效處理，從而節約了制造成本。
【具體實施方式】
[0033] 下面結合【具體實施方式】對本發明作進一步的說明，但本發明的保護范圍并不限于 此。
[0034] 本發明所述的"剩磁"，是指飽和磁滯回線上磁場強度為零處所對應的磁通密度的 數值，通常記作民或I，單位為特斯拉⑴或高斯（Gs)。
[0035] 本發明所述的"內稟矯頑力"，是指從磁體的飽和磁化狀態，把磁場單調地減小到 零并反向增加，使其磁化強度沿飽和磁滯回線減小到零時的磁場強度，通常記作^，或mH。