稀土永磁粉、其制備方法、包含其的粘結(jié)磁體及器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及稀土永磁材料領(lǐng)域，具體而言，涉及一種稀土永磁粉、其制備方法、包 含其的粘結(jié)磁體及器件。
【背景技術(shù)】
[0002] 釹鐵硼（NdFeB)系稀土永磁材料已成為多個領(lǐng)域中不可替代的一種基礎(chǔ)材料，被 廣泛應(yīng)用于電子、汽車、計算機(jī)等眾多領(lǐng)域，帶動著各行業(yè)的發(fā)展。NdFeB系稀土永磁材料一 般都要求在一定的溫度和環(huán)境下工作，要求在長期工作過程中，保持其外形尺寸的完整性 和磁性能的穩(wěn)定性。但是由于其材料的耐腐性差的缺陷，腐蝕后會使表面局部區(qū)域產(chǎn)生組 成和結(jié)構(gòu)的變化，從而影響到其應(yīng)用上的穩(wěn)定性。
[0003]目前，提高燒結(jié)釹鐵硼磁體耐腐蝕性能主要有合金化法和防腐蝕涂層法兩種途 徑，其中，合金化法是指在合金熔煉過程中加入微量的合金元素。研究表明"Cu、Al、Nb、 Ga、Co、V和Mo等元素可以有效的提高合金的耐腐蝕性。在如CN1937112、CN10046438和 ZL200710116126. 5等中國專利中就公開通過添加晶界相合金方式，通過將釹鐵硼磁粉與氮 化硼或氧化鎂粉末、鈦粉等混合后取向壓制來制備耐腐蝕性的磁體。但是由于這種方法材 料的成本較高，而且會損害磁體的磁性能，不能從根本上解決NdFeB磁體的固有缺陷，因而 限制了這種防腐蝕方法的應(yīng)用。
[0004] 涂層方法是指在是指在通過涂覆的形成在稀土永磁材料表面形成耐腐蝕的金屬 層。在授權(quán)公告號為CN100456395C的中國專利和申請?zhí)枮镃N1933042中國專利申請中公開 了在金屬涂層采用Ni、Zn、Al、Cu、CcU Cr、TiN、ZrN等金屬或化合物，用電鍍、化學(xué)鍍或物理 氣相沉積法鍍覆于磁體表面改善稀土永磁材料的耐腐蝕性能和溫度穩(wěn)定性以及磁性能等。 這種方法目前已經(jīng)發(fā)展成燒結(jié)釹鐵硼防腐的實(shí)用化技術(shù)并取得相對較好的效果。
[0005] 對于粘結(jié)稀土永磁體來說，其是由稀土永磁粉和粘結(jié)劑制成，由于粘結(jié)劑的存在， 其防腐蝕性能相對燒結(jié)磁體來說具有較強(qiáng)的優(yōu)勢，但是，在一些高溫潮濕等磁體易被腐蝕 的特殊場合（例如水泵電機(jī)等），仍面臨著磁體腐蝕造成電機(jī)失效的問題。對此，本領(lǐng)域技 術(shù)人員也曾嘗試采用上述方法提高粘結(jié)磁體的防腐蝕性能。然而，在采用合金化法時，由于 粘結(jié)磁體相對燒結(jié)磁體性能低，添加元素帶來的性能下降幅度更加明顯。在采用涂層方法 時，由于粘結(jié)劑的存在，磁粉間會有間隙，空氣特別是氧氣會進(jìn)入該磁粉間隙，氧氣與磁粉 發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕，導(dǎo)致磁性能降低。因此，這種傳統(tǒng)的涂層防腐蝕的方法也難以實(shí)施。
[0006] 因此，如何提高現(xiàn)有技術(shù)中粘結(jié)磁體，特別是特殊場合下粘結(jié)磁體的防腐性能成 為一個亟待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了改善現(xiàn)有的稀土永磁體防腐性能差的問題，本發(fā)明旨在從粘結(jié)磁體所用磁粉 著手，提供一種稀土永磁粉、其制備方法及包括其的粘結(jié)磁體和器件，在不大幅降低磁性能 的基礎(chǔ)上提高稀土永磁粉的耐腐蝕性,進(jìn)而保證磁體的穩(wěn)定性。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種稀土永磁粉，該稀土永磁 粉由Fe 1QQxyzNdyQzNx組成，其中，Q為B或者B和C，0.8彡X彡3.5,5彡y彡15,4彡z彡10 ; 稀土永磁粉主相為Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)，且稀土永磁粉的矯頑力和最大磁能積兩者中的至少之一 是不含氮元素的相應(yīng)磁體的性能的95%以上。
[0009] 進(jìn)一步地，上述稀土永磁粉中氮元素集中在表面層；表面層為由稀土永磁粉外表 面向內(nèi)部延伸，且厚度為稀土永磁粉整體厚度的〇~1%的部分。
[0010] 進(jìn)一步地,上述稀土永磁粉中I. 2 < X < 3. 5。
[0011] 進(jìn)一步地，上述Q為B和C，優(yōu)選C的含量占 Q總量的5~20% ;更優(yōu)選C的含量 占 Q總量的5~12%。
[0012] 進(jìn)一步地，上述稀土永磁粉中還含有11為(：〇、2廣他、6&、(：11、六1和11中至少一 種；優(yōu)選M的含量為0. 1~IOat. %。
[0013] 進(jìn)一步地，上述稀土永磁粉是以Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)為主相的稀土合金粉經(jīng)氮化處理形 成。
[0014] 進(jìn)一步地，上述稀土合金粉的表面粗糙度為Ra < 1. 2 μ m ;優(yōu)選磁粉表面粗糙度為 Ra ^ 0. 8 μ m〇
[0015] 進(jìn)一步地，上述稀土永磁粉為片狀粉，優(yōu)選片狀粉的厚度為15~100 μ m;優(yōu)選為 30 ~80 μ m〇
[0016] 進(jìn)一步地,上述稀土永磁粉晶粒大小為5~IOOnm,優(yōu)選稀土永磁粉晶粒大小為 5 ~50nm〇
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種上述任一項(xiàng)的稀土永磁粉的制備方法，包括 以下步驟：通過快淬和熱處理步驟形成以Nd 2Fe14B為主相結(jié)構(gòu)的稀土合金粉；將稀土合金 粉在含氮?dú)夥障逻M(jìn)行氮化處理得到稀土永磁粉。
[0018] 進(jìn)一步地，在快淬和熱處理步驟中形成表面粗糙度為Ra < 1. 2 μ m，優(yōu)選表面粗糙 度為Ra彡0. 8 μ m的稀土合金粉。
[0019] 進(jìn)一步地，在快淬和熱處理步驟中形成厚度為15~100 μ m ;優(yōu)選為30~80 μ m的 稀土合金粉。
[0020] 進(jìn)一步地，快淬步驟是在非氧化性氣氛中進(jìn)行的，非氧化性氣氛優(yōu)選Ar氣氛，快 淬步驟中Ar的壓力為10~80kPa，優(yōu)選20~60kPa ;熱處理步驟中熱處理的溫度為600~ 800°C，時間為 3 ~60min。
[0021] 進(jìn)一步地，氮化處理的溫度在300~550°C;氮化處理的時間為10~120min，氮化 處理步驟中含氮?dú)夥諡榈獨(dú)鈿夥眨坏獨(dú)獾膲毫槌骸?br>[0022] 根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種粘結(jié)磁體，由稀土永磁粉和粘結(jié)劑制成，其稀 土永磁粉為上述任一項(xiàng)的稀土永磁粉。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的再一方面，提供了一種器件，包含粘結(jié)磁體，該粘結(jié)磁體為上述的粘 結(jié)磁體。
[0024] 本發(fā)明所提供的上述稀土永磁粉的主相結(jié)構(gòu)為Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)。這種Nd 2Fe14B結(jié)構(gòu) 能夠保證所獲取的稀土永磁粉具有一定的剩磁、矯頑力等磁性能。同時，在這種主相結(jié)構(gòu)中 通過引入N元素，能夠有效提供由這種稀土永磁粉所制作的粘結(jié)磁體在應(yīng)用過程中的防腐 蝕性能。并進(jìn)一步通過限定該稀土永磁粉的矯頑力和最大磁能積兩者中的至少之一是不含 氮元素的相應(yīng)磁體性能的95%以上，降低了 N的引入對Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)的影響，基本保證了稀 土永磁粉的磁性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了在不大幅降低磁性能的基礎(chǔ)上提高了稀土永磁粉的防腐蝕 性，保證了磁體的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0025] 構(gòu)成本申請的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示 意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
[0026] 圖1示意性示出了本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)熱處理設(shè)備的主視圖；
[0027] 圖2示意性示出了本發(fā)明一種實(shí)施例中的爐體的主視圖；
[0028] 圖3示意性示出了本發(fā)明另一種施例中的爐體的主視圖；以及
[0029] 圖4示意性示出了本發(fā)明的內(nèi)爐殼上帶圓柱狀凸起時的爐體的左視圖。
[0030] 附圖標(biāo)記說明：
[0031] 10、爐體；11、內(nèi)爐殼；12、外爐殼；13、容納腔；14、凸起；15、凸條；20、加熱裝置； 21、加熱腔；30、驅(qū)動裝置；40、爐門；50、抽真空裝置；60、測壓接口；70、充放氣接口。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相 互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0033] 正如【背景技術(shù)】部分所指出的，現(xiàn)有技術(shù)中存在稀土永磁體，特別是特殊場合下稀 土永磁體的防腐性較差的問題。為了改善稀土永磁體防腐性能差的問題，本發(fā)明從稀土永 磁體所用磁粉著手，提供了一種稀土永磁粉。該稀土永磁粉由Fe 1(]。x y zNdyQzNx組成，其中， Q為B或者B和C，0. 8彡x彡3. 5,5彡y彡15,4彡z彡10 ;其主相為Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)，且該 稀土永磁粉的矯頑力和最大磁能積兩者中的至少之一是不含N元素的相應(yīng)磁體的性能的 95%以上。
[0034] 本發(fā)明所提供的上述稀土永磁粉的主相結(jié)構(gòu)為Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)。這種Nd 2Fe14B結(jié)構(gòu) 能夠保證所獲取的稀土永磁粉具有一定的剩磁、矯頑力等磁性能。同時，在這種主相結(jié)構(gòu)中 通過引入N元素，能夠有效提供由這種稀土永磁粉所制作的粘結(jié)磁體在應(yīng)用過程中的防腐 蝕性能。并進(jìn)一步通過限定該稀土永磁粉的矯頑力和最大磁能積兩者中的至少之一是不含 N磁體性能的95%以上，降低了 N的引入對Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)的影響，基本保證了稀土永磁粉的 磁性能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了在不大幅降低磁性能的基礎(chǔ)上提高了稀土永磁粉的防腐蝕性，保證了 磁體的穩(wěn)定性。
[0035] 上述主相結(jié)構(gòu)是指構(gòu)成材料結(jié)構(gòu)與性能的主體，對材料的性質(zhì)起支配作用的一種 晶相。在本發(fā)明的上述稀土永磁粉中除了 Nd2Fe14B結(jié)構(gòu)以外，還可以包括一定量的在優(yōu)化 制備工藝過程或成分調(diào)整時不可避免地而引入的其他雜相，例如ct -Fe相，富釹相以及鐵 硼相等，這些輔助相的引入具有一定的改善稀土永磁粉內(nèi)稟矯頑力及其他性能的效果。優(yōu) 選地,在本發(fā)明中上述稀土永磁粉中主相Nd 2Fe14B結(jié)構(gòu)的含量為90%以上。更優(yōu)選為95% 以上。將主相含量控制在該范圍內(nèi)具有磁性能比較高的效果。同時，在本發(fā)明中"不含氮元 素的相應(yīng)磁體"是指基礎(chǔ)元素及元素用量與上述稀土永磁粉相同，但其中不含有氮元素的 磁體。
[0036] 上述稀土