CN102682987A - 稀土永磁体的制备方法、制备装置及其制备的稀土永磁体 - Google Patents

Abstract

一种稀土永磁体的制备方法、制备装置及其制备的稀土永磁体，涉及具有高矫顽力的烧结稀土永磁体的制备技术。其特征在于：其中的制备方法为在彼此可以连通，也可以各自进行增减压处理和加热处理的两室真空设备中进行，首先将蒸发材料置于第一室中进行破碎；将被处理件放到第二室中，对二室抽真空，使其真空度与第一室相当；将被处理件传送到第一室中，在第一室中进行热扩散处理；对第一室进行减压，使其真空度与第二室相当；将被处理件传送回第二室中，在第二室中进行时效处理。本发明在磁体表面没有粉末残留，采用金属粉末进行蒸发，蒸发效率大大提高，能够实现用较少的重稀土材料，提供高矫顽力高剩磁的磁体，同时磁体具有较强的耐蚀性。

Description

稀土永磁体的制备方法、制备装置及其制备的稀土永磁体

技术领域

本发明涉及一种稀土永磁体的制备方法、制备装置及其制备的稀土永磁体，尤其是涉及具有高矫顽力的烧结稀土永磁体的制备方法、制备装置及其制备的稀土永磁体。

背景技术

稀土永磁体有着优异的磁性能，近年来开始广泛应用于空调电机，混合动力汽车和风力发电等领域，磁体在这些领域内的使用很多情况下需要面临高温和湿润的环境，有时还可能应用于含盐分的湿气中。由此，不仅要求磁体具有高的磁性能，而且要求其具有较高的耐蚀性，这就要求提高磁体的矫顽力，而矫顽力的提高依赖于添加昂贵的重稀土元素。

业界对于提高磁体的磁性能做了大量的工作，近年来对如何提高磁体矫顽力并且降低重稀土使用量以降低成本做了深入研究，并公开报道了用各种方式向磁体表面及近表面的晶界处提供重稀土元素来提高磁体矫顽力的方法。

专利文献1CN1898757公开了将稀土的氟化物、氧化物和氟氧化物的粉末提供到磁体表面并采用热处理的方法使表面的稀土和氟等向磁体内部扩散从而获得一种磁体的剩磁和磁能积基本不降低，而矫顽力得到提高的方法，并且该方法使用相对较少的重稀土资源。

专利文献2CN101331566公开了将含RH(RH含有Dy、Ho、Tb至少一种)和X(X含有Nd、Pr、La、Ce、Al、Zn、Sn、Cu、Co、Fe、Ag和In中至少一种)的容积体(实际上是以金属或合金形式存在的具有一定体积的固态物体)加热，使其气化(升华)并在磁体表面形成膜并迅速向磁体内部扩散，从而获得一种提高矫顽力同时对剩磁和磁能积没有太大影响的方法。

专利文献3CN101163814公开了将粒径在10～1000μm的稀土金属Dy、Tb的粉末颗粒以蒸镀方式在磁体表面形成膜并迅速向磁体内部晶界扩散来提高矫顽力的方法。

专利文献1的方法很难避免稀土金属的氟化物、氧化物等粉末在磁体表面熔融后的残留，由于稀土元素的活性较强，由此容易造成磁体耐蚀性变差，即便之后进行电镀等防护处理，也容易导致与镀层结合力变差等问题。

专利文献2的方法是在处理室内配置容积体，同样装载量的容积体相比于粉末具有较少的表面积，其蒸发效率较低，对扩散和矫顽力的提高是一种限制。

专利文献3的方法是直接在处理室内提供重稀土金属粉末进行蒸发，相对于容积体蒸发效率提高了，不过细微的稀土金属粉末非常不安全，由于稀土金属的易氧化性，其粉末接触空气时容易着火，实际生产中在运输和转移这些粉末时容易引起火灾及人生财产的危害，需非常小心。虽然专利文献3已经考虑了此方面的问题而对重稀土金属粉末的粒度进行了限制，但即使在其规定的范围内仍需要工作人员操作迅速，减少粉末在空气中暴露的时间，因此不适合规模化生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在磁体表面没有添加物粉末残留，蒸发效率高，操作安全方便，容易生产并能安全实施的稀土永磁体的制备方法、制备装置及其制备的稀土永磁体。

一种稀土永磁体的制备方法，其特征在于：该方法在彼此可以连通，也可以各自进行增减压处理和加热处理的两室真空设备中进行；首先将蒸发材料置于第一室中进行破碎；将被处理件放到第二室中，对二室抽真空，使其真空度与第一室相当；将被处理件传送到第一室中，在第一室中进行热扩散处理；对第一室进行减压，使其真空度与第二室相当；将被处理件传送回第二室中，在第二室中进行时效处理。

优选地，所述蒸发材料在第一室中进行破碎的方式为氢破碎，所述的氢破碎方式为先把第一室抽真空到不大于10Pa，而后向第一室通入0.01～1.0MPa的氢气，蒸发材料吸氢充分后，将第一室加热至500℃～650℃，抽真空至10^-2Pa～10Pa进行脱氢处理，最后将第一室温度降到室温，真空度保持在10^-3Pa～1Pa，蒸发材料破碎后的粒径为0.1μm～500μm。

优选地，所述热扩散处理的条件为：在第一室中，在10^-5Pa～1Pa的真空条件下或10^-3Pa～10⁴Pa分压的惰性气体条件下进行；保温温度为高于500℃但低于被处理件的烧结温度；在保温温度下保温10分钟至20小时；其中惰性气体优选氩气。

优选地，所述蒸发材料为金属锭经过机械破碎成等效直径为1mm～100mm的块体。

优选地，在所述热扩散处理过程中被处理件与蒸发材料间隔放置，且配置间距在0.1mm～500mm，被处理件之间的间隔距离不小于0.1mm。

优选地，所述时效处理为：时效温度范围是400～700℃，时间为10分钟到10小时，真空度在10^-5Pa～10Pa。

优选地，所述被处理件为具有R1₂T₁₄B主相晶粒结构的烧结稀土系永磁体，其中R1为包括Y和Sc在内的稀土元素中的至少一种，且R1至少含有Nd，T为Fe或Fe和Co、Al、Cu、Nb、Ga等元素中的至少一种。

优选地，所述蒸发材料为R2或R2与Fe的化合物，其中R2选自Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种，优选自Tb、Dy、Ho、Er中的至少一种，更优选自Tb、Dy中的至少一种。

一种稀土永磁体的制备装置，其特征在于：它包括可进行氢破碎及加热处理的一室和可进行真空加热处理的二室；一室和二室间有隔离装置，隔离装置开启时，两室彼此连通，隔离装置关闭时，两室可以独立行使其功能；一室内固定有支撑部件甲，用来放置承载装置甲和承载装置乙，承载装置甲和承载装置乙可从支撑部件甲上独立装卸；承载装置甲中放置蒸发材料；二室上有一个传送装置，其一端位于二室外部，一端位于二室内部，传送装置的室内端上固定有支撑部件乙，其用来放置承载装置乙，承载装置乙可从支撑部件乙上独立装卸；承载装置乙用来承载或悬挂被处理件；传送装置通过传动实现其室内端上的支撑部件乙和承载装置乙在一室和二室之间的移动，将承载装置乙和被处理件传送到一室的支撑部件甲上，在热扩散处理完成后将承载装置乙和被处理件传回收到支撑部件乙上并传送回二室。

优选地，所述承载装置甲为上部有开口，下部为连续承载面的容器，可以有一个或以上，支撑部件甲可以有两个或以上，支撑部件乙和承载装置乙可以有一个或以上。

优选地，所述承载装置乙悬挂被处理件是指被处理件通过一端连接承载装置乙，一端连接被处理件的悬挂装置12悬挂在承载装置乙11下方。

优选地，所述承载装置乙和被处理件被传送到一室的支撑部件甲上后，与承载装置甲在支撑部件甲上间隔排列，且其距离满足使被处理件与蒸发材料之间的距离保持在0.1mm～500mm。

优选地，所述支撑部件甲和承载装置乙的承载面为非连续性平面结构，可以让蒸发材料的蒸发气体从其空隙中通过附着在被处理件的表面。

一种如上述方法和装置制备的稀土永磁体，其特征在于该永磁体的成分为R1R2-T-B，其中R1为包括Y和Sc在内的稀土元素中的至少一种，且R1至少含有Nd，T为Fe或Fe和Co、Al、Cu、Nb、Ga等元素中的至少一种；R2选自Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种，优选自Tb、Dy、Ho、Er中的至少一种，更优选自Tb、Dy中的至少一种；构成元素R2由磁体表面向磁体中心部逐渐减少，由磁体表面向中心部至少600μm的范围内存在有R2，且在上述范围内的晶界中R2含量高于主相中R2含量，磁体表面的氧含量小于等于2000ppm。

本发明通过金属粉末热处理过程(粉末蒸发)在磁体表面没有粉末残留，同时由于采用金属粉末进行蒸发，相对于容积体蒸发效率大大提高，能够实现用较少的重稀土材料，提供高矫顽力高剩磁的磁体，同时磁体具有较强的耐蚀性。

附图说明

图1是本发明一种稀土永磁体的制备方法的流程图。

图2A是被处理件在二室而蒸发材料在一室中进行破碎处理时的本发明热处理装置示意图。

图2B是蒸发材料破碎完成后被处理件被送入一室后的本发明热处理装置示意图。

图2C-1是被处理件送入一室，传送装置回到二室，一室开始扩散热处理时被处理件承载于承载装置乙11上面时的示意图。

图2C-2是被处理件送入一室，传送装置回到二室，一室开始扩散热处理时被处理件悬挂于承载装置乙11下方时的示意图。

图3是蒸发材料V氢破碎前后形态变化的示意图。

图4是被处理件S与蒸发材料V的两种相对位置示意图。

图5是采用本发明方法所得磁体与对比方法所得磁体的退磁曲线对比图。

图6是采用本发明方法处理磁体相对未处理磁体矫顽力的提高量与磁体单面减薄量之间的关系图。

其中：S：被处理件；V：蒸发材料；1：一室；2：二室；3：隔离装置；4：传送装置；5：冷却气体出口；7：保温装置；8：支撑部件甲；9：承载装置甲；10：支撑部件乙；11：承载装置乙；12：悬挂装置。

具体实施方式

本发明是按照以下方式具体实施的。

首先是R1-T-B磁体准备：R1-T-B具有R1₂T₁₄B主相晶粒结构。先熔炼一种或两种合金，得到合金铸锭或甩带薄片，将一种或两种铸锭合金或甩带薄片按常规方法进行粗破碎、氢破碎后，经粗混、气流磨制成细粉，再混合均匀，而后经磁场取向并压制成型，经等静压，进行常规烧结，经过或未经过时效处理得到R1-T-B毛坯磁体。R1为包括Y和Sc在内的稀土元素中的至少一种，且R1至少含有Nd，T为Fe或Fe和Co、Al、Cu、Nb、Ga等元素中的至少一种。毛坯磁体经切割/磨削加工。磁体表面或用酸或碱液进行清洗。随后进行对磁体的热处理程序。

热处理装置如图2所示：热处理装置分为一室1和二室2，中间有可移动的隔离装置3，隔离装置关闭时，两室可各自进行增减压处理和加热处理，隔离装置开启时，两室彼此连通。

R1-T-B磁体在切割/磨削加工，并用酸/碱液进行表面处理后，置入二室。

蒸发材料V准备：将V的块体置于承载装置甲9中而后置于一室中，其中蒸发材料V为R2或R2与Fe的合金，R2选自Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种，优选自Tb、Dy、Ho、Er中的至少一种，更优选自Tb、Dy中的至少一种。V的块体为R2的金属锭或R2与Fe的合金锭，其经过机械破碎成等效直径为1mm～100mm的块体。承载装置甲9可以独立移动，由耐1200℃以上高温且不与氢气和蒸发材料V反应的材料构成，承载装置甲9上部开口，下部为连续的承载面。

将第一室抽真空至不大于10Pa。真空度太低，通入的氢气和一室中残余氧气混合不安全，也不利于吸氢反应的快速进行。而后向第一室通入0.01～1.0MPa的氢气，使得蒸发材料V块体吸氢充分，沿晶界发生断裂。氢气压力过低，则蒸发材料V吸氢不充分，影响破碎效果，氢气压力过高，对设备要求就很高，生产上不易实现。继续通入氢气并保持压力在上述氢压范围内，在不少于20分钟内压力不再降低，判断蒸发材料已吸氢充分。蒸发材料吸氢充分后对第一室边减压边加热至500～650℃进行脱氢处理，脱氢抽真空0.5h～10h至10^-2Pa～10Pa，得到V的粉末，其粉末粒径为0.1μm～500μm。脱氢结束降到室温时，一室内真空度在10^-3Pa～1Pa范围。脱氢减压真空度过高则需要时间很长，影响效率，脱氢真空度过低，则影响脱氢效果，粉末中氢含量过高。蒸发材料V的块体经氢气进行破碎后加大了单位质量蒸发材料V的表面积，从而提高了蒸发效率。蒸发材料V氢破碎前后形态的变化见图3，图中9是承载装置甲，用来盛放蒸发材料V。图3显示了从空的承载装置，到块状蒸发材料V放入承载装置，在承载装置中蒸发材料V经氢破碎变成粉末状的过程。

传送：第一室脱氢结束后，将第二室的真空度抽到与第一室的真空度相当，开启两室间的隔离装置3，将放置在第二室中的被处理件S(R1-T-B磁体)用传送装置4传送入第一室，而后关闭隔离装置3。

配置：被送入第一室内的被处理件S和蒸发材料V粉末不直接接触。

如图4所示，承载装置乙11可以从支撑部件乙10上自由装卸。承载装置乙11由耐1200℃以上高温且不与被处理件和蒸发材料发生反应的材料构成，其具有一定强度，足够承载被处理件，并且能够透过气体，使得被处理件与蒸发材料V粉末不直接接触，但是蒸发材料蒸发后的气体能透过承载装置乙11而附着到被处理件磁体表面，承载装置乙11可以由网格构成。对一件以上的被处理件进行处理时，被处理件在承载装置乙11上间隔配置，间隔距离不小于0.1mm。间隔距离太小，与V气体接触不充分，影响矫顽力提高效果。上面承载有被处理件的承载装置乙11与承载有蒸发材料的承载装置甲9的相对位置，可以采取多层间隔配置：可以是承载装置乙11在上方承载装置甲9在下方，也可以承载装置乙11在下方承载装置甲9在上方。

也可以将R1-T-B被处理件S由悬挂装置12悬挂在承载装置乙11下方，放置在蒸发材料V粉末的上方(见图4)。悬挂装置12一端连接被处理件一端连接承载装置乙11，悬挂装置12可以将被处理件悬挂于承载装置乙11的下方，悬挂装置12可从承载装置乙11上独立装卸，悬挂装置12由耐至少1200℃高温且不与被处理件和蒸发材料反应的材料构成，其具有足够的强度，且与被处理件的接触面积尽可能小。每个承载装置乙11上可以固定不少于一个悬挂装置12。。悬挂的被处理件之间有一定的间隔，其间隔不少于0.1mm，以保证被处理件与蒸发材料V的蒸汽充分接触。下面悬挂有被处理件的承载装置乙11与承载有蒸发材料的承载装置甲9的相对位置，可以采取多层间隔配置：可以是承载装置乙11在上方承载装置甲9在下方，也可以承载装置乙11在下方承载装置甲9在上方。

被处理件与蒸发材料之间的距离在0.1mm～500mm。间距太小，易在被处理件表面造成局部熔融，成为引起腐蚀的点；间距太大，扩散动力减小，影响扩散提高矫顽力的效果。

热扩散处理：对第一室再次抽真空，当第一室内真空度小于等于1～10Pa后在继续抽真空的同时开始加热，加热到高于500℃但低于被处理件烧结温度的热处理温度并保温10分钟至20小时，在保温温度下，真空度保持在10^-5Pa～1Pa；或者通入惰性气体(优选氩气)，其分压保持在10^-3Pa～10⁴Pa。调节温度和真空/压力范围从而调节蒸发速率和扩散速率。蒸发材料V的蒸汽附着到磁体表面，蒸发材料V的分子沿液相的晶界(在热处理温度下磁体晶界部分或全部为液相)向磁体内部扩散。热处理温度太低或时间太短，磁体表面的R2向磁体内部扩散很少，影响矫顽力提高效果，热处理温度太高或时间太长，R2由磁体表面扩散入磁体内部的同时由晶界向主相晶粒内部扩散，会导致剩磁的降低，且会造成能源的浪费。真空度要求过高，对设备要求很高，不易在生产线上实现，真空度过低则蒸发效率降低，扩散效果差。由于采用了氢破碎，蒸发材料的粉末相比以前的方法更细，蒸发材料的蒸汽浓度得到提高，加大了磁体表面和磁体内部蒸发材料的浓度梯度，使得蒸发材料中的R2由表面向磁体内部扩散更容易，加大了扩散深度。从而矫顽力提高的效果更好。

在扩散过程中，蒸发材料粉末中残余的微量氢使得整个一室的气氛为还原性气氛，阻止了磁体表面的氧化，从而使得本方法处理的磁体相对常规方法处理的磁体表面氧含量更低，耐蚀性更好。

在第一室内进行完扩散处理后，对第一室进行减压处理，当真空度与第二室相当时，开启两室间的隔离装置，被处理件S经传送装置从第一室传送回第二室，而后关闭隔离装置。被处理件S在第二室中进行时效处理，时效温度范围是400～700℃，时间为10分钟到10小时，真空度在10^-5Pa～10Pa。

第一室中蒸发材料V的剩余粉末可留待下次使用。第一次扩散后，再次进行其他磁体的处理时，蒸发材料无需再经过氢破。

由此得到磁体R1R2-T-B，R1为包括Y和Sc在内的稀土元素中的至少一种，且R1至少含有Nd，T为Fe或Fe和Co、Al、Cu、Nb、Ga等元素中的至少一种；R2选自Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种，优选自Tb、Dy、Ho、Er中的至少一种，更优选自Tb、Dy中的至少一种。构成元素R2由磁体表面向磁体中心部逐渐减少，由磁体表面向中心部至少600μm的范围内存在有R2，且在上述范围内的晶界中R2含量高于主相中R2含量。磁体表面的氧含量小于等于2000ppm。

磁体经过上述处理后，进行清洗和镀覆或涂覆，得到最终的产品。

根据本发明的稀土永磁体制备的方法，需要蒸发材料V的粉末粒径小，从而能增加比表面积，提高蒸发和扩散效率，最终提高增加矫顽力的效果。但这种蒸发材料粉末在空气中易燃，在实际生产中运输和转移这些粉末时容易引起火灾造成人生财产危害。本发明的稀土永磁体的制备装置将氢破碎炉与真空加热炉连接成一体分为一室和二室，两室中间有隔离装置，隔离装置关闭时，两室可各自进行增减压处理和加热处理，隔离装置开启时，两室彼此连通。这样可以避免让破碎后的蒸发材料细粉暴露于空气中，既保证了生产的安全，也提高了生产效率。由于经过氢破碎的一室内留有一定的氢，为还原性气氛，在一室内进行蒸发材料的热处理扩散，能够降低被处理件近表面的氧含量，从而也使热扩散提高矫顽力的效果更好。

下面结合附图对本发明装置进行具体说明。

本发明的稀土永磁体制备装置包括一室1和二室2；一室和二室间有隔离装置3；隔离装置关闭时，两室可各自进行真空增减压处理和加热处理，隔离装置开启时，两室彼此连通。

一室1内固定有支撑部件甲8，在破碎蒸发材料V的过程中用来放置承载装置甲9，在热扩散处理过程中用来放置承载装置甲9和承载装置乙11；承载装置甲9中放置蒸发材料V，承载装置甲9为上部有开口，下部为连续承载面的容器，并可从支撑部件甲8上独立装卸。支撑部件甲8可以有两个或以上，承载装置甲9可以有一个或以上。承载装置甲9在支撑部件甲8上间隔摆放，如图2A所示，即一层支撑部件甲8上放置承载装置甲9，而与其相邻的支撑部件甲8上不放置承载装置甲9。支撑部件甲8和承载装置乙11的承载面为非连续性平面结构，即支撑部件甲8与承载装置甲9或承载装置乙11的接触面为非连续面接触，可以让蒸发材料的蒸发气体从其空隙中通过附着在被处理件的表面，如可以为各种形式的网状结构。

二室上有一个传送装置4，其一端位于二室外部，一端位于二室内部，传送装置的室内端上固定有支撑部件乙10，用来放置承载装置乙11。承载装置乙11可从支撑部件乙10上独立装卸。承载装置乙11用于承载或悬挂被处理件S，即被处理件S可以直接放置在承载装置乙11上面，也可以通过悬挂装置12悬挂在承载装置乙11下方，如图4所示。悬挂装置12可独立从承载装置乙11上装卸，其一端连接承载装置乙11，另一端连接被处理件S。支撑部件乙10和承载装置乙11可以有一个或以上。承载装置乙11可以由网格构成。传送装置4通过传动实现其室内端在一室和二室之间的移动，它可以将支撑部件乙上的承载装置乙及被处理件S传送到一室中，放到没放置承载装置甲的那层支撑部件甲上，此时承载装置甲和承载装置乙在支撑部件甲上间隔摆放，如图2B所示；也可以在热扩散处理完成后将承载装置乙及被处理件S回收到支撑部件乙上并传送回二室。

承载装置乙11和悬挂装置12均由耐大于1200℃高温且不与被处理件和蒸发材料发生反应的材料构成。承载装置乙11具有一定强度，足够支撑被处理件，并能够透过气体，使得被处理件与R2粉末不直接接触，但是R2蒸发后的气体能透过承载装置乙11而附着到被处理件表面。支撑部件起到固定承载装置和被处理件的作用，具有足够的强度。每个承载装置乙11上有不少于一个悬挂装置12。悬挂装置12用于连接承载装置和被处理件，其与被处理件接触面积尽可能小。每个承载装置乙上可悬挂不少于一件被处理件。

热处理过程开始前，隔离装置3处于关闭状态，蒸发材料V被放置于承载装置甲9中置于一室中的支撑部件甲8上，承载装置甲9在支撑部件甲8上间隔摆放；被处理件S被放置或悬挂在二室中的承载装置乙11的上面或下面。然后蒸发材料V在一室中进行氢破碎处理，如图2A所示。氢破碎结束后，开启隔离装置3，启动传送装置4，通过支撑部件乙10将放置于其上的承载装置乙11和被处理件送入一室并放置在支撑部件甲8上面，此时承载装置甲和承载装置乙在支撑部件甲上间隔摆放，如图2B所示，而后传送装置4及固定在其上的支撑部件乙10回到二室，隔离装置3关闭，如图2C所示(图2C-1为被处理件放置于承载装置乙11上面的情况；图2C-2为被处理件悬挂于承载装置乙11下方的情况)。当放置有蒸发材料V的承载装置甲9和放置有被处理件的承载装置乙11多于1个时，优选的配置方式是承载装置甲9和承载装置乙11间隔排列，即当某一层为承载装置甲9时，而与它相邻的为承载装置乙11，如图2所示。且其上的被处理件和蒸发材料间不直接接触。

本稀土永磁体的制备装置中还具有真空热处理装置都具有的炉门、加热装置、保温装置、冷却部件及冷却气体出口，还包括循环水冷装置。

一室内的真空室内壁、通气管道、支撑部件甲及承载装置甲均由不与氢气、蒸发材料反应且能耐至少1200℃高温的材料构成。

二室内的真空室内壁、通气管道、支撑部件乙及承载装置乙均由不与蒸发材料反应且能耐至少1200℃高温的材料构成。

隔离装置的材料不与氢气反应，不与蒸发材料反应且能耐至少1200℃高温。传送装置由不与蒸发材料反应且能耐至少1200℃高温的材料构成。

下面结合具体实施例和实验数据来具体说明本发明：

实施例1：

本实施例的被处理件为经过时效后的烧结永磁体(NdPrCeSm)₁₅Dy_0.1Co_1.5B_5.9Nb_0.5Ga_0.5Fe_bal(质量百分比)，蒸发材料采用金属Dy。先将经过机械破碎成等效直径为1mm～30mm的块状金属Dy放到第一室中进行氢破碎，首先将第一室抽真空到不大于10Pa，而后向第一室通入0.01MPa的氢气，蒸发材料吸氢充分后，将第一室加热至500℃，抽真空至10^-2Pa进行脱氢处理，最后将第一室温度降到室温，真空度保持在10^-3Pa，蒸发材料破碎后的平均粒径为500μm。被处理件磁体被切割成12mm×12mm×2mm的小方片，取50片，将其放到第二室中，对二室抽真空，使其真空度与第一室相当；然后将被处理件传送到第一室中，调整被处理件与蒸发材料Dy的距离为0.1mm，在第一室中进行热扩散处理，热扩散处理的条件为：第一室维持10⁴Pa的氩气分压，保温温度为600℃，保温时间为20小时。热扩散处理结束后对第一室进行减压，使其真空度与第二室相当；然后将被处理件传送回第二室中，在第二室中进行时效处理。时效处理参数为：时效温度400℃，时效时间10小时，真空度在10^-3Pa。

实施例2：

本实施例的被处理件为经过烧结后的烧结永磁体(NdPrSc)₁₅B_5.8Co_1.0Fe_bal(质量百分比)，蒸发材料采用TbFe合金。先将经过机械破碎成等效直径为30mm～100mm的块状TbFe合金放到第一室中进行氢破碎，首先将第一室抽真空到不大于10Pa，而后向第一室通入1.0MPa的氢气，蒸发材料吸氢充分后，将第一室加热至650℃，抽真空至10^-1Pa进行脱氢处理，最后将第一室温度降到室温，真空度保持在10^-2Pa，蒸发材料破碎后的平均粒径为0.1μm。被处理件磁体被切割成12mm×12mm×2mm的小方片，取50片，将其放到第二室中，对二室抽真空，使其真空度与第一室相当；然后将被处理件传送到第一室中，调整被处理件与蒸发材料TbFe的距离为10mm，在第一室中进行热扩散处理，热扩散处理的条件为：第一室维持10^-3Pa的氩气分压，保温温度为750℃，保温时间为10分钟。热扩散处理结束后对第一室进行减压，使其真空度与第二室相当；然后将被处理件传送回第二室中，在第二室中进行时效处理。时效处理参数为：时效温度550℃，时效时间4小时，真空度在10^-5Pa。

实施例3：

本实施例的被处理件为经过烧结后的烧结永磁体Nd_14.8Dy_0.2B_5.8Fe_bal(质量百分比)，蒸发材料采用DyHo合金。先将经过机械破碎成等效直径为20mm～70mm的块状合金DyHo放到第一室中进行氢破碎，首先将第一室抽真空到不大于10Pa，而后向第一室通入0.5MPa的氢气，蒸发材料吸氢充分后，将第一室加热至600℃，抽真空至10Pa进行脱氢处理，最后将第一室温度降到室温，真空度保持在1Pa，蒸发材料破碎后的平均粒径为30μm。被处理件磁体被切割成12mm×12mm×2mm的小方片，取50片，将其放到第二室中，对二室抽真空，使其真空度与第一室相当；然后将被处理件传送到第一室中，调整被处理件与蒸发材料DyHo的距离为200mm，在第一室中进行热扩散处理，热扩散处理的条件为：第一室维持10^-2Pa的真空度，保温温度为900℃，保温时间为10小时。热扩散处理结束后对第一室进行减压，使其真空度与第二室相当；然后将被处理件传送回第二室中，在第二室中进行时效处理。时效处理参数为：时效温度700℃，时效时间20分钟，真空度在10Pa。

将实施例1中的被处理件磁体进行对比实验，同样切割成12mm×12mm×2mm的小方片，分成A、B、C三组，每组各50片。其中A组试样不作处理；B组试样表面布置DyF₃粉末，然后进行热扩散处理和时效(下称对比方法1)；C组试样用等效直径为1mm～30mm的块状Dy直接进行热扩散处理，后进行时效(下称对比方法2)；对比方法1和对比方法2的热处理和时效参数与本发明方法完全相同。

将采用本发明方法实施例1进行处理的被处理件标为D组。A、B、C、D每组各抽出5片进行磁性能测量，结果见表1及图5，图5中A01曲线代表未处理样品；B01曲线代表对比方法1样品；C01曲线代表对比方法2样品；D01曲线代表实施例1样品；再另各抽出5片试样在130℃，95％RH，2.6atm，环境试验箱中保持240b后进行失重测量，结果见表2；另外对磁体表层进行氧含量测试，得到结果见表3。

将实施例1中的被处理件磁体切割成12mm×12mm×4mm的小方片，用实施例1方法进行热扩散处理和时效后得到的磁体与不作处理的磁体一起测量磁性能，而后都在4mm厚度方向上做同样的减薄处理，每次减薄一定厚度，减薄后再次测量它们的磁性能，之后作对比，得到采用本发明方法后磁体矫顽力Hcj增加量与磁体单面减薄量的关系，结果见图6。由图6可以看到磁体经过本发明方法处理后矫顽力得到提高，在单面减薄600μm后，矫顽力提高效果仍旧存在，这从侧面证明经过本发明处理Dy从磁体表面向中心扩散入磁体，扩散深度大于600μm。

表1试样磁性能测量结果

由表1磁性能结果看出，采用对比方法1的粉末附着并热扩散、采用对比方法2的块体蒸镀与采用本发明的先氢破块体后蒸镀的方法相对于未处理样都能够在基本不降低剩磁和磁能积的前提下，提高矫顽力。且采用本发明的方法与对比方法1提高矫顽力效果相当，比对比方法2提高矫顽力更多一些，每组1号样品的退磁曲线图见图5。

表2试样失重测试结果

由表2各试样失重结果看出，采用对比方法2的块体蒸镀与采用本发明的先氢破块体后蒸镀的方法失重率跟未处理样品差别不大，比采用对比方法1的粉末附着后热扩散的方法失重率小。

表3各磁体表面氧含量

由表3可见，采用本发明方法后磁体表层氧含量相对于未处理磁体基本相当，比对比方法1和对比方法2氧含量更低。

本发明将氢破碎炉与真空加热炉连接成一体分成一室和二室，中间有可移动的隔离装置，隔离装置关闭时，两室可各自进行增减压处理和加热处理，隔离装置开启时，两室彼此连通。这样可以避免让破碎后的蒸发材料细粉暴露于空气中，保证了生产的安全，也提高了效率。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (14)

1.一种稀土永磁体的制备方法，其特征在于：该方法在彼此可以连通，也可以各自进行增减压处理和加热处理的两室真空设备中进行，

首先将蒸发材料置于第一室中进行破碎；

将被处理件放到第二室中，对第二室抽真空，使其真空度与第一室相当；

将被处理件传送到第一室中，在第一室中进行热扩散处理；

对第一室进行减压，使其真空度与第二室相当；

将被处理件传送回第二室中，在第二室中进行时效处理。

2.如权利要求1所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述蒸发材料在第一室中进行破碎的方式为氢破碎，所述的氢破碎方式为先把第一室抽真空到不大于10Pa，而后向第一室通入0.01～1.0MPa的氢气，蒸发材料吸氢充分后，将第一室加热至500℃～650℃，抽真空至10^-2Pa～10Pa进行脱氢处理，最后将第一室温度降到室温，真空度保持在10^-3Pa～1Pa，蒸发材料破碎后的粒径为0.1μm～500μm。

3.如权利要求1所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述热扩散处理的条件为：在第一室中，在10^-5Pa～1Pa的真空条件下或10^-3Pa～10⁴Pa分压的惰性气体条件下进行；保温温度为高于500℃但低于被处理件的烧结温度；在保温温度下保温10分钟至20小时；其中惰性气体优选氩气。

4.如权利要求1所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述蒸发材料为金属锭经过机械破碎成等效直径为1mm～100mm的块体。

5.如权利要求1和3所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：在所述热扩散处理过程中被处理件与蒸发材料间隔放置，且配置间距在0.1mm～500mm，被处理件之间的间隔距离不小于0.1mm。

6.如权利要求1所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述时效处理为：时效温度范围是400～700℃，时间为10分钟到10小时，真空度在10-5Pa～10Pa。

7.如权利要求1所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述被处理件为具有R1₂T₁₄B主相晶粒结构的烧结稀土系永磁体，其中R1为包括Y和Sc在内的稀土元素中的至少一种，且R1至少含有Nd，T为Fe或Fe和Co、Al、Cu、Nb、Ga等元素中的至少一种。

8.如权利要求1所述的稀土永磁体的制备方法，其特征在于：所述蒸发材料为R2或R2与Fe的化合物，其中R2选自Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种，优选自Tb、Dy、Ho、Er中的至少一种，更优选自Tb、Dy中的至少一种。

9.一种稀土永磁体的制备装置，其特征在于：它包括可进行氢破碎及加热处理的一室和可进行真空加热处理的二室；一室和二室间有隔离装置，隔离装置开启时，两室彼此连通，隔离装置关闭时，两室可以独立行使其功能；一室内固定有支撑部件甲，用来放置承载装置甲和承载装置乙，承载装置甲和承载装置乙可从支撑部件甲上独立装卸；承载装置甲中放置蒸发材料；二室上有一个传送装置，其一端位于二室外部，一端位于二室内部，传送装置的室内端上固定有支撑部件乙，其用来放置承载装置乙，承载装置乙可从支撑部件乙上独立装卸；承载装置乙用来承载或悬挂被处理件；传送装置通过传动实现其室内端上的支撑部件乙和承载装置乙在一室和二室之间的移动，将承载装置乙和被处理件传送到一室的支撑部件甲上，在热扩散处理完成后将承载装置乙和被处理件传回收到支撑部件乙上并传送回二室。

10.如权利要求9所述的稀土永磁体的制备装置，其特征在于：所述承载装置甲为上部有开口，下部为连续承载面的容器，可以有一个或以上，支撑部件甲可以有两个或以上，支撑部件乙和承载装置乙可以有一个或以上。

11.如权利要求9所述的稀土永磁体的制备装置，其特征在于：所述承载装置乙悬挂被处理件是指被处理件通过一端连接承载装置乙，一端连接被处理件的悬挂装置12悬挂在承载装置乙11下方。

12.如权利要求9所述的稀土永磁体的制备装置，其特征在于：所述承载装置乙和被处理件被传送到一室的支撑部件甲上后，与承载装置甲在支撑部件甲上间隔排列，且其距离满足使被处理件与蒸发材料之间的距离保持在0.1mm～500mm。

13.如权利要求9-12所述的稀土永磁体的制备装置，其特征在于：所述支撑部件甲和承载装置乙的承载面为非连续性平面结构，可以让蒸发材料的蒸发气体从其空隙中通过附着在被处理件的表面。

14.一种如权利要求1-13所述方法和装置制备的稀土永磁体，其特征在于该永磁体的成分为R1R2-T-B，其中R1为包括Y和Sc在内的稀土元素中的至少一种，且R1至少含有Nd，T为Fe或Fe和Co、Al、Cu、Nb、Ga等元素中的至少一种；R2选自Pr、Nd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种，优选自Tb、Dy、Ho、Er中的至少一种，更优选自Tb、Dy中的至少一种；构成元素R2由磁体表面向磁体中心部逐渐减少，由磁体表面向中心部至少600μm的范围内存在有R2，且在上述范围内的晶界中R2含量高于主相中R2含量，磁体表面的氧含量小于等于2000ppm。

Images