一種提高稀土鐵硼永磁材料性能的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種提高稀± -鐵-棚永磁材料性能的方法，屬于磁性材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 磁性是物質的基本屬性之一。磁性材料是古老而用途十分廣泛的功能材料，包括 永磁材料、軟磁材料、磁致伸縮材料、磁制冷材料等。永磁材料又稱"硬磁材料"，指的是磁化 飽和后不易退磁而能長期保留磁性的一種功能材料。永磁材料的開發、生產和應用程度是 現代國家經濟發展程度的標志之一，在國民經濟和社會活動中扮演著重要的角色，當代永 磁材料的家庭平均使用量被用來作為衡量現代國民生活水平的標準。永磁材料已廣泛應用 于航空航天、國防軍事、磁力傳動裝置、電子儀表、醫療器械、家用電器等諸多領域，并成為 機械、動力、電子信息等產業賴W發展的物質基礎。當前，稀±永磁材料是磁性能最高、應用 最廣、發展速度最快的新一代永磁材料。
[0003] 稀± -鐵-棚永磁材料作為稀±永磁材料中的典型代表，是目前應用最好的永磁 材料，尤其是燒結NdFeB永磁材料，自1983年由日本住友金屬和美國GM公司首先商品化開 發W來，被廣泛的應用于計算機工業、汽車工業、通訊信息產業和醫療交通等諸多領域，并 使一些小型、高度集成的高新技術產品的應用成為可能。
[0004] 永磁材料的主要磁性能指標有：剩磁(剩余磁感應強度心剩余磁化強度％)、磁感 矯頑力巧b、內稟矯頑力巧.，、最大磁能積（銷)max，通常所說的永磁材料的磁性能指的就是運 四項。相關的其它性能指標還有：居里溫度心飽和磁化強度％、剩磁溫度系數a、內稟矯 頑力溫度系數片、退磁曲線方形度Q等。其中，居里溫度、飽和磁化強度等主要由材料本身 的化學成分決定，而與材料的制備工藝關系不大，稱為非結構敏感參量；而剩磁、矯頑力、最 大磁能積等除了與材料的內稟性能有關外還受材料的制備工藝和微觀結構影響，因而稱為 結構敏感參量。 陽〇化]稀± -鐵-棚永磁材料雖然獲得了廣泛的應用，但是由于其矯頑力相對較低，限制 了運類材料在許多領域的應用，如電動汽車、混合動力汽車、風力發電等。為了提高燒結稀 ± -鐵-棚永磁材料的矯頑力，人們進行了廣泛的研究工作，總結出一些有效的方法，包括： 在成分上添加重稀上元素Dy或化出arland, J Alloy Compd, 1998, 281 (1): 37-40.]、 粉末超細化[S巧e虹i-Amin, Scripta Mater, 2011, 65巧）：396-399.]、致密化后的熱 處理[Vial, J. Ma即.Ma即.Mater, 2002，242: 1329-1334.]等。其中，在材料致密化 之后，將材料重新加熱到某一溫度并保溫一段時間，有助于材料內部結構的改善，可W提高 材料矯頑力等結構敏感性能。然而，當前使用的熱處理工藝，主要是材料整體加熱，材料內 部物質移動、缺陷消除的驅動力不足，難W完全消除缺陷，材料內部微觀結構仍然具有極大 的提升空間，相應的矯頑力等結構敏感性能也具有極大的提升空間。
【發明內容】
[0006] 本發明正是針對現有技術存在的不足，提供一種提高稀± -鐵-棚永磁材料性能 的方法，通過改善稀± -鐵-棚永磁材料內部微觀結構，提高稀± -鐵-棚永磁材料的性能。
[0007] 為解決上述問題，本發明所采取的技術方案如下： 一種提高稀± -鐵-棚永磁材料性能的方法，包括W下步驟： 步驟一、對稀± -鐵-棚永磁材料進行致密化處理，制得致密化稀± -鐵-棚永磁材 料； 步驟二、對所述致密化稀± -鐵-棚永磁材料進行局部加熱處理，并不斷變換加熱區域 從而使所述致密化稀±-鐵-棚永磁材料各個區域的加熱溫度始終處于不斷變化的狀態， 且使所述致密化稀±-鐵-棚永磁材料不同區域之間的溫度始終存在溫度梯度。
[0008] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟一中，所述稀± -鐵-棚永磁材料包括稀 ±元素、鐵元素和棚元素。
[0009] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟一中，對所述稀± -鐵-棚永磁材料進行 致密化處理的方法為燒結或熱壓。
[0010] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟一中，所述致密化稀± -鐵-棚永磁材料 的實際密度為理論密度的95%W上。
[0011] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟二中，對所述致密化稀± -鐵-棚永磁 材料進行局部加熱處理時，所述致密化稀± -鐵-棚永磁材料的加熱區域為所述致密化稀 ± -鐵-棚永磁材料整體體積的50%W下。
[0012] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟二中，對所述致密化稀± -鐵-棚永磁材 料進行局部加熱處理的加熱方法為感應加熱、電阻加熱和等離子加熱中的一種或多種。
[0013] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟二中，對所述致密化稀± -鐵-棚永磁材 料進行局部加熱處理的加熱溫度為460°c~950°C。
[0014] 作為上述方案的進一步優選，在所述步驟二中，不斷變換加熱區域的方法為使 加熱體相對于所述致密化稀± -鐵-棚永磁材料作周期運動，使加熱體與所述致密化稀 ±-鐵-棚永磁材料的相對位置始終處于不斷調整的狀態。
[0015] 本發明所述的一種提高稀±-鐵-棚永磁材料性能的方法，主要利用區域烙煉的 原理，對已經致密化的稀± -鐵-棚永磁材料進行局部加熱處理，并不斷的變換加熱區域， 使材料內部的任意區域溫度始終處于不斷變化中，而不同區域間始終存在溫度梯度；材料 內部同一區域因溫度的不斷變化而產生的熱脹冷縮效應W及不同區域間存在的溫度梯度 促使晶界物質進行遷移，從而使晶界相分布更加均勻，進而改善稀± -鐵-棚永磁材料的微 觀組織結構，并最終提高稀± -鐵-棚永磁材料的矯頑力、耐溫性等性能。
[0016] 與現有技術相比較，本發明所述的一種提高稀±-鐵-棚永磁材料性能的方法具 有W下優點： 1、 本發明利用局部溫度變化引起的熱脹冷縮效應來促進晶界元素的均勻化分布，改善 材料內部微觀結構； 2、 本發明利用材料內部不同區域的溫度差引起的溫度梯度來促進晶界元素的均勻化 分布，改善材料內部微觀結構； 3、 本發明在固定加熱體的情況下，利用永磁材料連續多次通過加熱體的方式，可W實 現批量化生產，具有良好的應用前景； 4、 本發明在不改變材料成分的條件下，改善材料內部微觀結構，顯著提高材料的矯頑 力、耐溫性等性能。
【附圖說明】
[0017] 圖1為本發明所述不斷變換加熱區域的方法示意圖之一：所述致密化稀 ± -鐵-棚永磁材料固定，加熱體來回移動； 圖2為本發明所述不斷變換加熱區域的方法示意圖之二：加熱體固定，所述致密化稀 ±-鐵-棚永磁材料來回移動。
【具體實施方式】
[0018] 如圖1和圖2所示，為本發明所述不斷變換加熱區域的方法的【具體實施方式】示 意圖。如圖1所示，在固定致密化稀± -鐵-棚永磁材料的情況下，加熱體由致密化稀 ± -鐵-棚永磁材料的A端勻速移動，通過致密化稀± -鐵-棚永磁材料至致密化稀 ± -鐵-棚永磁材料的B端，再由B端反向勻速移動，通過致密化稀± -鐵-棚永磁材料至 致密化稀± -鐵-棚永磁材料的A端，如此往復循環5次W上；或如圖2所示，在固定加熱 體的情況下，致密化稀± -鐵-棚永磁材料由加熱體的C端勻速移動，通過加熱體至加熱體 的D端，再由D端反向勻速移動，通過加熱體至加熱體的C端，如此往復循環5次W上。致 密化稀± -鐵-棚永磁材料受加熱的局部區域溫度控制在460°C~950°C，根據材料的配方 和性能不同，加熱溫度需要調整。
[0019] 隨著加熱體和致密化稀± -鐵-棚永磁材料相對位置的不斷變化，材料內部溫度 處于不斷變化之中，同一區域溫度的高低變化，受熱脹冷縮的影響，產生對晶界相的擠壓作 用，促進晶界相的均勻分布，改善材料的內部微觀結構，提高材料的矯頑力和耐溫性等性 能。而不同區域存在溫度梯度，受加熱區域溫度高，晶界相處于烙化或近烙化狀態，附近未 受加熱區域溫度相對較低，晶界相處于固態，隨著加熱位置的移動，產生對晶界相的熱攬拌 作用，促進晶界相的均勻分布，改善材料的內部微觀結構，提高材料的矯頑力和耐溫性等性 能。
[0020] 本領域技術人員可W直接聯想到的，本發明所述不斷變換加熱區域的方法并不局 限于圖1和圖2 W及上文所記載的具體實施方法，本發明所述不斷變換加熱區域的方法還 可W是使所述致密化稀±-鐵-棚永磁材料各個區域的加熱溫度始終處于不斷變化的狀 態，且使所述致密化稀±-鐵-棚永磁材料不同區域之間的溫度始終存在溫度梯度的其它 加熱方法或加熱體和致密化稀±-鐵-棚永磁材料的其它相對運動方法。
[0021] 下面將結合具體的實施例來進一步說明本發明的內容W及實施效果。 陽0巧具體實施例1 選用燒結致密未經普通熱處理的性能等級為42H的欽鐵棚永磁材料作為初始材料，加工成巫10 mmX 10 mm和巫10 mmX 50 mm的圓柱，巫10 mmX 10 mm圓柱經普通熱處理后作 為空白對比樣1，OlO mmX50 mm圓柱作為實驗樣。將實驗樣置于區域烙煉爐內，抽真空至 1.0 X 10 2化W下，充入氣氣至0.05 MPa,選用寬度為20 mm的加熱線圈作為加熱體，先將 永磁材料和加熱線圈中部對齊，調整加熱功率使受加熱中屯、區域溫度處于500°C~520°C (因加熱溫度難W精確控制，選用設備可W控制的溫度區間來控制溫度)。通過傳動裝置，將 永磁材料完全移出加熱線圈，