烧结钕铁硼磁体晶界扩散Dy_DyFe工艺研究_宫清

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1、第36卷第4期稀土Vol.36，No.42015年8月ChineseＲareEarthsAugust2015*烧结钕铁硼磁体晶界扩散Dy/DyFe工艺研究*宫清，张法亮，邓小霞，陈波(比亚迪汽车有限公司中央研究院，广东深圳518118)摘要:研究了晶界扩散工艺在烧结钕铁硼中的应用，采用晶界扩散渗Dy/DyFe合金的方法，将重稀土元素-32Dy扩散到烧结钕铁硼磁体内部。在高真空6×10Pa下，900℃×3．5h进行扩散，再在2×10Pa，530℃×3h下进行回火。选择性地进行追加热处理。研究了此种工艺对烧结磁体的磁性能、磁通不可逆损失和微观组织的影响。结果

2、表明对磁钢进行晶界扩散Dy，使矫顽力增幅为15．69%。通过晶界扩散DyFe使矫顽力增幅为22．40%。晶界扩散Dy后的磁钢在160℃/1h下，磁通不可逆损失从6．3%下降到1．1%，在180℃/2h下，磁通不可逆损失从22．6%下降到6．3%。在一定的热处理条件下，重稀土元素择优分布在主相和晶界相的交界处，这种改性的晶界结构和成分提高了各向异性场，大幅提高磁体的矫顽力和耐热性。关键词:晶界扩散;磁通不可逆损失;烧结钕铁硼磁体;稀土中图分类号:TM273文献标识码:A文章编号:1004-0277(2015)04-0120-07［8～14］现阶段，世界各国

3、均面临石油短缺的严峻挑战。(也称为晶界扩散)。经该技术处理后Dy元素作为节能减排的纯电动车，正在迅速发展。具有能有效分布于晶界周围，这种改善的微观结构提高了量转化效率高、节能效果显著等优点的稀土永磁电晶界相和主相过渡区域的磁晶各向异性场，抑制反机被采用作为新能源汽车电机，相应的要求高温环磁化畴核的形成，从而提高矫顽力。境下使用的钕铁硼磁体具有优异的耐热性能和较高本文采用晶界扩散法，在磁体表面沉积Dy金的矫顽力，磁通密度随时间变化较小等性能。属和DyFe合金并进行晶界扩散和时效处理，对样目前，新能源汽车的驱动电机向轻便、高效方向品的矫顽力和磁通不可逆损失等

4、磁性能及其微观结发展，钕铁硼磁体要做小做薄，从而增加电机的退磁构进行了研究。风险。为了增大钕铁硼烧结磁体的矫顽力，用1实验部分Dy/Tb等重稀土元素部分替代磁体中的Nd元素是［1］一种较为有效的方法。这将提高主相磁晶各向实验选取牌号为35SH的烧结钕铁硼磁体，并［2～4］［5～7］异性场，因而大幅提高矫顽力。但是这种加工成29．6mm×20mm×1．8mm磁体薄片。将替代会带来一些不利后果，Nd和Fe的磁矩为同一含有Dy和DyFe的扩散体材料加工成长35mm×宽方向，而Dy和Fe为反铁磁耦合，因此造成材料剩磁30mm×厚5mm的块体。上述几种材料都要经过

5、明显降低。另外，Dy/Tb储量有限，采用传统方法替抛丸机打磨去除氧化皮等杂质，经过0．3%的硝酸代会造成材料成本大幅增加。水溶液酸洗15s～30s的活化处理，用蒸馏水超声近些年研究发现，当钕铁硼烧结磁体的表面附波清洗，吹干。然后配置在热处理装置中，并将扩散有Dy/Tb等重稀土元素的合金粉或化合物，并经过体材料Dy或DyFe分别置于钼丝网上，距离钕铁硼适当热处理，磁体表面的Dy/Tb会穿过磁体的晶界进入烧结体内部，从晶界向主相Nd2Fe14B内部扩散*收稿日期:2015-01-26作者简介:宫清(1965-)，女，辽宁沈阳人，博士研究生，高级工程师，致力于

6、磁性材料、金属材料等的研究。*通讯联系人(E－mail:xu．jing6@byd．com)DOI:10．16533/J．CNKI．15-1099/TF．201504021第4期宫清等:烧结钕铁硼磁体晶界扩散Dy/DyFe工艺研究121磁体的上表面和下表面为8mm，并使得钕铁硼磁体待扩散完之后取出剩余的扩散体材料，对晶界的充磁方向即1．8mm厚度方向垂直于扩散体材料扩散后的钕铁硼磁体进行追加热处理，采用绝对压-5面长35mm×宽30mm。力为1×10Pa～50Pa，加热温度为600℃～图1是晶界扩散装置的示意图。按照这样的结构1000℃，时间为2h～5h。

7、然后进行回火处理，加摆放，主要是因为沿着烧结磁体磁化方向的扩散速度热温度400℃～600℃，时间2．5h～5h，绝对压力3比垂直该方向要大，重稀土材料可以以最高效率扩散为1Pa～1×10Pa。到烧结磁体内部。这主要是由晶体结构导致的各向异为方便对比，另准备了原始样品0#和随炉处理［15］性决定的。加热设备采用管式真空热处理炉，内部样品C(未配置重稀土元素块体而经历了扩散、追设置一个腔体，腔体采用Mo片制作，即采用不与Dy或加和回火热处理的样品)。样品饱和充磁后，在二DyFe发生反应的材料制作。将这套结构置于Mo腔体甲基硅油的油浴中于180℃、200℃加热

8、2h，再冷-5中，再整体移入管式炉中，在绝对压力为1×10Pa～却到常温，测试开