一种提高烧结钕铁硼磁体耐蚀性和矫顽力的方法与流程

本发明涉及一种提高烧结钕铁硼磁体耐蚀性和矫顽力的方法，属于磁性材料
技术领域：
。
背景技术：
：钕铁硼永磁材料作为第三代永磁材料，自发现以来，凭借其优异的磁性能被称为“磁王”，再加上其性价比高的优势，被广泛应用于通讯、医疗、汽车、电子、风力发电、航空航天等诸多领域。但其较差的耐腐蚀性能和温度稳定性严重限制了其应用范围的拓展，随着科技的发展，各个领域对钕铁硼磁体综合性能的要求越来越高，因此，开发高综合性能的钕铁硼磁体成为一种必然趋势。经过不断地探索，人们发现钕铁硼磁体的腐蚀主要发生在晶界上，如果在磁体的晶界相(富nd相、富b相)中，增加ga、cu、al、zn等元素的含量，就可以提高磁体的耐腐蚀性和矫顽力，但这些元素均是在熔炼时加入的，会均匀分布在主相晶粒nd2fe14b和富nd相中，而它们都是非磁性原子，进入主相后会降低分子磁矩，从而大大降低磁体的剩磁和磁能积。对此，专利201710130288.8提出一种通过晶界扩散制备高矫顽力钕铁硼磁体的方法。该专利通过将磁体浸入液态低熔点金属或低熔点合金中进行表面浸泡后取出，通过两级热处理使低熔点金属或低熔点合金进入晶界相，改善晶界相的成分和结构提高了磁体的矫顽力。为了提高烧结钕铁硼磁体的耐腐蚀性，同时改善矫顽力，我们提出了一个高效ga处理方法，其实质是在磁体表面形成一层ga富集层，起到类似烧结钕铁硼磁体表面镀层防腐蚀的效果。与专利201710130288.8相比，本发明具有三个特点。首先，专利201710130288.8中热浸过程在磁体表面包覆一薄层ga，因此磁体表面的ga含量较少，而在后续热处理过程中仅有少量ga参与反应。而本发明通过将钕铁硼磁体与固态ga置于同一容器中同时进行热处理，在热处理过程中烧结钕铁硼处于大量液态ga溶液的包围中，有大量的ga参与反应；其次，专利201710130288.8中在热浸过程中存留在磁体表面的ga含量较少，根据ga的扩散特性和钕铁硼磁体的结构特征，这部分ga通过高温热处理优先扩散进入晶界相，通过改善磁体的边界结构和晶界相分布获得高矫顽力钕铁硼磁体，而不会均匀在磁体表层富集。而本专利在热处理过程中磁体是浸在ga溶液中，因此ga不仅仅优先扩散进入晶界相，大量的ga在磁体表层富集，一定程度上隔离了磁体与环境，因此该工艺可以同时提高磁体的耐蚀性和矫顽力；第三，针对烧结钕铁硼磁体，经过高温晶界扩散后为了保持高矫顽力，通常需要在富钕相熔点500℃附近进行退火处理，因此专利201710130288.8采用了两次热处理。本发明由于扩散反应处于大量ga溶液中，可以使得扩散温度降低到富nd相熔点附近，因此热处理工艺可以从两级热处理减少到一级热处理，而且热处理时间也减少，简化工序，降低成本。此外由于两个反应中ga的含量不同，本发明中ga在磁体中的扩散量可调控范围更大。技术实现要素：一种提高烧结钕铁硼永磁体耐蚀性和矫顽力的方法，其特征在于，将烧结钕铁硼磁体浸泡在ga溶液中，利用ga的特性，在磁体表面区域形成ga富集层，从而提高磁体的耐蚀性和矫顽力，包括如下步骤：1)将经过预处理的烧结钕铁硼磁体与固态ga取适量置于坩埚中；2)将步骤1)所得的坩埚置于真空热处理炉中进行热处理。3)把步骤2)热处理后的坩埚取出，在空气中加热至30℃，将磁体从熔融的ga中取出。进一步，步骤2)中将烧结钕铁硼磁体浸泡在液态ga熔液中充分接触，可以实现ga在磁体表层充分扩散。进一步，步骤2)中所述的热处理采用的温度为400-600℃，时间为0.5-1h，真空度大于10-2pa。本发明的有益效果是：1)采用本发明将磁体与固态ga置于同一容器中进行热处理，大量的液态ga不仅仅沿富nd相进入磁体，更多的ga在磁体表层充分扩散，形成了ga富集层，可以将磁体与外界环境隔绝，起到防腐镀层的作用，不仅能提高磁体的耐腐蚀性，同时提高磁体的矫顽力。该工艺还可以通过调整热处理的温度和时间控制ga进入磁体内的含量和分布；2)本发明由于热处理过程处于ga液态溶液中，扩散温度可以降低到富nd相熔点附近，因此仅需要一级热处理，而且热处理时间可以缩短到小于1h。因此本发明工艺更简单，成本更低廉。附图说明图1.实施例1获得的磁体a1的电子探针图。具体实施方式以下结合实例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，并非用于限定本发明的范围。实施例1：1)取外形尺寸为10mm*10mm*4mm的烧结钕铁硼磁体，记为a0，对其进行表面抛光处理；2)将经过预处理的磁体与固态ga取适量置于坩埚中；3)将坩埚置于真空热处理炉中，在500℃进行0.5h的热处理，真空度大于10-2pa；4)热处理结束后将坩埚取出，在空气中加热至30℃，然后将磁体从熔融的ga中取出，记为a1；5)分别取原始磁体a0和经过渗ga处理的磁体a1，对其进行六个面的抛光处理，然后同时置于高压釜中，进行55h的高温高压(温度为121℃，2个大气压)腐蚀，腐蚀结束后取出磁体，计算失重。表1a1与a0耐蚀性比较项目初始重量/g腐蚀后重量/g失重a02.94102.93160.320％a12.79362.78650.204％表2a1与a0磁性能比较项目br/(kgs)hcj/(koe)(bh)max/(mgoe)hk/hcja013.4813.3744.690.98a112.9815.8242.170.98通过a1与a0的耐蚀性和磁性能比较，再结合图1，可以得出，将烧结钕铁硼磁体浸泡在液态ga中，由于ga的扩散特性，可以在磁体表面区域形成ga层，一方面改善了磁体的耐蚀性，腐蚀后的失重由0.320％降低至0.204％；另一方面提高了磁体的矫顽力，从13.37koe上升至15.82koe，而剩磁略微降低。实施例2：1)取外形尺寸为10mm*10mm*4mm的烧结钕铁硼磁体，记为b0，对其进行表面抛光处理；2)将经过预处理的磁体与固态ga取适量置于坩埚中；3)将坩埚置于真空热处理炉中，在600℃进行0.5h的热处理，真空度大于10-2pa；4)热处理结束后将坩埚取出，在空气中加热至30℃，然后将磁体从熔融的ga中取出，记为b1；5)分别取原始磁体b0和经过渗ga处理的磁体b1，对其进行六个面的抛光处理，然后同时置于高压釜中，进行55h的高温高压(温度为121℃，2个大气压)腐蚀，腐蚀结束后取出磁体，计算失重。表3b1与b0耐蚀性比较项目初始重量/g腐蚀后重量/g失重b02.95242.94230.341％b12.79392.78700.207％表4b1与b0磁性能比较项目br/(kgs)hcj/(koe)(bh)max/(mgoe)hk/hcjb013.5013.3744.720.98b112.9515.9742.390.98实施例3：1)取外形尺寸为10mm*10mm*4mm的烧结钕铁硼磁体，记为c0，对其进行表面抛光处理；2)将经过预处理的磁体与固态ga取适量置于坩埚中；3)将坩埚置于真空热处理炉中，在400℃进行1h的热处理，真空度大于10-2pa；4)热处理结束后将坩埚取出，在空气中加热至30℃，然后将磁体从熔融的ga中取出，记为c1；5)分别取原始磁体c0和经过渗ga处理的磁体c1，对其进行六个面的抛光处理，然后同时置于高压釜中，进行55h的高温高压(温度为121℃，2个大气压)腐蚀，腐蚀结束后取出磁体，计算失重。表5c1与c0耐蚀性比较项目初始重量/g腐蚀后重量/g失重c02.95392.94400.335％c12.96322.95500.237％表6c1与c0磁性能比较。当前第1页12