提高磁体矫顽力的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种提高磁体矫顽力的方法，尤其是一种提高稀土磁体矫顽力的方 法。
【背景技术】
[0002] 随着混合动力汽车、纯电动力汽车及节能空调压缩机的需求量越来越大，对高矫 顽力的稀土永磁材料（例如R -Fe-B系稀土永磁体）的需求也越来越大。传统方法提高矫顽 力，需要使用大量重稀土元素，造成磁体成本大幅增加，而且会牺牲部分剩磁和磁能积。微 观研究发现，晶界组织对提高磁体矫顽力作用很大。通过扩散渗透（简称扩渗），使重稀土 元素进入磁体晶界，可用较少重稀土大幅提高矫顽力，同时不牺牲剩磁和磁能积，有效降低 了磁体成本。
[0003] 现有技术中已经有一些通过扩散渗透改善晶界的方法中，但往往在提高矫顽力的 同时，会带来剩磁和磁能积降低明显、重稀土元素使用量大、工艺复杂难以操控等不良效 果。
[0004] CN101316674A公开了一种稀土永磁体材料的制备方法，其将稀土元素的氟氧化物 粉体布置在磁体表面，然后低于或等于磁体烧结温度下处理，使稀土元素被吸收至磁体内 部，从而得到用少量Dy、Tb等重稀土元素且具有高性能的磁体。该方法是将重稀土的氟氧 化物粉体扩散，重稀土元素一方面要脱离氟氧化合物，一方面需要扩散至磁体内部，需要较 长时间的保温处理，还有可能衍生出磁铁表面层的一部分成为Nd缺损状态及损坏磁体矫 顽力的软磁性的a -Fe或DyFe2等问题。另外，该方法通过将重稀土的氟氧化物粉体分散 在水或有机溶剂中，获得一种浆料，然后布置在磁体表面。但浆料与磁体结合力有限，操作 过程容易脱落，造成重稀土元素吸收不均匀，从而造成磁体性能一致性差。
[0005] CN101331566A公开一种R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法，该方法将烧结 磁铁和含重稀土元素的容器非接触的放置同一处理室，通过加热使重稀土元素从磁体表面 扩散至磁铁内部。该方法采用非接触扩散渗透，只能依靠金属蒸汽，这种方法虽能扩散均 匀，但工艺难以控制。若温度过低，重稀土蒸汽难以从磁体表面扩散至磁体内部，处理时间 大幅延长；而温度过高，形成的高浓度重稀土蒸汽远大于扩散进磁体内部的蒸汽，从而在磁 体表面形成重稀土元素层，晶界扩散的效果大大降低。
[0006] CN102568806A公开了一种通过渗透法制备稀土永磁体的方法，其将重稀土类元素 的氟化物和金属钙颗粒放置在石墨盒底部，然后放置薄片磁体，通过金属钙还原重稀土类 元素的氟化物，然后使重金属蒸汽扩散至磁体晶界相。该方法的描述不够详细，可操作性 不强，例如未提及重稀土类元素的氟化物和钙颗粒的粒径大小等对实施结果影响显著的细 节。且还原后的重稀土元素，仍利用蒸汽法扩散，存在类似于CN101331566A的不足。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于提供一种提高磁体矫顽力的方法，其可以使永磁材料的矫顽力 大大提高，但剩磁和磁能积降低很少。
[0008] 本发明的进一步的目的在于提供一种提高磁体矫顽力的方法，其可以大大降低稀 土元素（尤其是重稀土元素）的用量，节约生产成本。
[0009] 本发明提供一种提高磁体矫顽力的方法，包括如下工序：
[0010] S2)涂覆工序：将涂覆物涂覆在磁体的表面并烘干；和
[0011] S3)渗透工序：对由涂敷工序S2)得到的磁体进行热处理；
[0012] 其中，所述涂覆物包括（1)金属钙颗粒和（2)含稀土元素的物质的颗粒；所述稀土 元素选自镨、钕、IL、钺、镝、钬、铒、镑、镱和镥中的至少一种。
[0013] 根据本发明的方法，优选地，在涂覆工序S2)中，所述含稀土元素的物质选自：
[0014] al)稀土元素的单质；
[0015] a2)含稀土元素的合金；
[0016] a3)含稀土元素的化合物；或
[0017] a4)以上物质的混合物。
[0018] 根据本发明的方法，优选地，在涂覆工序S2)中，所述含稀土元素的物质选自稀土 元素的卤化物、氧化物和氮化物。
[0019] 根据本发明的方法，优选地，所述金属钙颗粒和含稀土元素的物质的颗粒的平均 粒径都小于100 ym。
[0020] 根据本发明的方法，优选地，所述涂覆物为胶体溶液，所述胶体溶液含有金属钙颗 粒、含稀土元素的物质的颗粒和有机溶剂；所述有机溶剂选自脂肪烃、脂环烃、醇和酮中的 至少一种。
[0021] 根据本发明的方法，优选地，所述涂覆物中的金属钙颗粒和含稀土元素的物质的 颗粒的重量比为1:2~5。
[0022] 根据本发明的方法，优选地，所述渗透工序S3)包括：
[0023] S3-1)还原工序：在无氧条件下，在第一温度保温，使金属钙将稀土元素还原，同 时使部分稀土元素扩散至磁体内部晶界；和
[0024] S3-2)扩散工序：升温至第二温度保温，使还原后的稀土元素从磁体表面沿晶界 进一步扩散至磁体内部晶界；
[0025] 其中，所述第一温度和第二温度都高于600°C且都低于所述磁体的烧结温度。
[0026] 根据本发明的方法，优选地，在还原工序S3-1)中，在第一温度保温1~3小时，所 述第一温度为600°C~1060°C;和
[0027] 在扩散工序S3-2)中，在第二温度保温3~8小时，所述第二温度为600°C~ 1060。。。
[0028] 根据本发明的方法，优选地，所述方法还包括如下工序：
[0029] S1)磁体制造工序：烧结制造涂覆工序S2)中所述的磁体；和
[0030] S4)时效处理工序：对由渗透工序S3)得到的磁体进行时效处理。
[0031] 根据本发明的方法，优选地，时效处理工序S4)中，时效处理的温度为400°C~ 1020°C，时效处理的时间为0. 5~10小时。
[0032]通过本方法处理过的烧结磁体的剩磁和磁能积变化不大，而矫顽力大幅提高。本 发明的方法能大幅提高还原稀土元素的效果，进而提高稀土元素向磁体内部的扩渗效果。 进一步，通过将细化的钙颗粒和含稀土元素化合物的颗粒配置成胶体溶液，一方面能提高 钙金属还原稀土元素的效果，另一方面能提高稀土元素和磁体的结合力，从而提高扩渗处 理后磁体性能的均匀性和一致性。另外，由于胶体溶液是由有机物溶液组成，在高温还原工 艺前即可挥发，没有残留，不会对磁体造成污染。本发明的方法能用较少稀土使用量大幅提 高磁体矫顽力，有效降低磁体生产成本；并且操作工艺简单，适合大规模的工业化应用。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于 此。
[0034] 本发明所述的"剩磁"，是指饱和磁滞回线上磁场强度为零处所对应的磁通密度的 数值，通常记作民或I，单位为特斯拉⑴或高斯（Gs)。
[0035] 本发明所述的"矫顽力"，是指使磁体的剩余磁化强度Mr降为零所需施加的反向 磁场强度，单位为奥斯特（〇e)或安培/米（A/M)。
[0036] 本发明所述的"磁能积"，是指退磁曲线上任何一点的磁通密度⑶与相应的磁场 强度（H)的乘积，通常记作BH，单位为高斯?奥斯特（GOe)。
[0037] 本发明所述的"稀土元素"，包括镨（Pr)、钕（Nd)、钆（Gd)、铽（Tb)、镝（Dy)、钬 (Ho)、铒（Er)、镑（Tm)、镱（Yb)、镥（Lu)等元素。
[0038] 本发明所述的"惰性气氛"，是指不与稀土磁体发生反应，并且不影响其磁性的气 氛。在本发明中，所述"惰性气氛"包括由惰性气体（氦气、氖气、氩气、氪气、氙气）形成的 气氛。
[0039] 在本发明中，真空度的数值越小，表示真空度越高。
[0040] 本发明的提高磁体矫顽力的方法包括涂覆工序S2)和渗透工序S3)。优选地，本发 明所述的方法还包括磁体制造工序S1)和时效处理工序S4)。
[0041] 本发明的磁体可以为稀土烧结磁体，例如，R-Fe-B系稀土磁体。R-Fe-B系稀土磁 体是主要由稀土元素R与铁、硼组成的金属间化合物。在本发明中，R是选自Nd、Pr、La、Ce、 Tb、Dy、Ho、Er、Eu、Sm、Gd、Pm、Tm、Yb、Lu、Y 和 Sc 中的一种或多种元素；优选为 Nd、Pr、La、 Ce、Tb、Dy、Y和Sc中一种或多种元素；更优选为Nd或Nd与其他稀土元素的组合。Fe表示 铁元素，