CN111653407B - 梯度分布的钕铁硼磁体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种梯度分布的钕铁硼磁体，包括易退磁区和不易退磁区，在垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁小于不易退磁区的剩磁，易退磁区的矫顽力大于不易退磁区的矫顽力，在沿垂直磁化方向上，易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值，不易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值。本申请提供的钕铁硼磁体由于剩磁和矫顽力的梯度分布，使得该种钕铁硼磁体的剩磁、矫顽力、磁通和表磁最优。

Description

梯度分布的钕铁硼磁体及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁性材料技术领域，尤其涉及梯度分布的钕铁硼磁体及其制备方法。
背景技术
目前的磁性材料包括但不限于烧结钕铁硼、粘接钕铁硼、烧结钐钴、粘接钐钴、烧结铁氧体以及粘接铁氧体，虽然每种磁性材料有性能之分，但是每块磁铁的各个部位性能、成分基本一致，即使有微小的差别也是由于工艺的缺陷导致。
若一块磁铁不同部位上磁性能出现很大差别，那么这块磁铁应该是生产过程中出现严重质量问题而导致的不良，也就是说目前在实际使用过程中的磁铁是不具备磁性能的梯度分布。但是在磁铁的实际使用过程中，磁铁每个部位的磁性能要求并不相同。例如在开路状态下，烧结钕铁硼的矫顽力是随着温度的升高而降低，当圆形烧结钕铁硼磁铁升高到一定的温度时，烧结钕铁硼磁体的表磁和磁通开始出现衰减，因为圆片磁体的心部PC值比边缘PC值低，那么这块烧结钕铁硼磁体首先会从心部开始出现磁性能衰减。也就是说，上述圆形烧结钕铁硼磁体在开路状态下，若在设定的高温状态下保持表磁和磁通不出现衰减，对其心部的矫顽力要求更高，而对其边缘矫顽力要求相对于心部来说并没有那么高。因此为了保持这样的烧结钕铁硼圆形磁体在开路状态下，在设定的高温下不出现衰减，只能以对心部矫顽力的要求为准，把这块磁铁的每个部位的矫顽力都做的一样高。这样会导致这块烧结钕铁硼磁体，边缘矫顽力浪费，由于在烧结钕铁硼生产过程中，矫顽力、剩磁和成本三者是相互制约的关系，浪费了矫顽力也就阻碍了剩磁的提高和成本的降低。这样的情况同样在钐钴和铁氧体等磁性材料中存在。
钕铁硼磁体主要应用在电机中，电机中线圈通电后产生的反向磁场不是均匀磁场，磁体最靠近线圈的位置最易退磁称之为最易被退磁区(最易退磁区)，最远离线圈的位置最不易被退磁称之为不易被退磁区(不易退磁区)，处于最易被退磁区和最不易退磁区之间的过渡区域称之为易被退磁区(易退磁区)。在钕铁硼磁体中，最易退磁区、易退磁区和不易退磁区各区域性能特点的问题，使得各个区域的矫顽力需要达到一个匹配关系，以保证最易退磁区和易退磁区矫顽力的同时，不易退磁区不出现表磁和磁通的衰减，同时易退磁区和不易退磁区的剩磁最高。
为了解决上述问题，本领域技术人员提供了梯度分布的钕铁硼磁体，钕铁硼磁体虽然实现了性能的梯度分布，但是磁体在工作中除了要经受磁路的退磁场外，还要经受温度升高引起的退磁，在磁路中磁体退磁是从边角开始，而随着工作温度的上升引起的退磁是从心部开始，因此，上述钕铁硼磁体并未考虑到高温下心部的减磁。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种梯度分布的钕铁硼磁体。
有鉴于此，本申请提供了一种磁性能梯度分布的钕铁硼磁体，包括易退磁区和不易退磁区，在垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁小于不易退磁区的剩磁，易退磁区的矫顽力大于不易退磁区的矫顽力，在沿垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值，不易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值。
优选的，所述钕铁硼磁体还包括最易退磁区，在垂直于磁化方向上，所述最易退磁区的剩磁小于易退磁区的剩磁，所述最易退磁区的矫顽力大于所述易退磁区的矫顽力，在沿垂直于磁化方向上，所述最易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值。
优选的，所述易退磁区的剩磁相对于不易退磁区的剩磁的降低值为0.05KGs～0.4KGs，所述易退磁区的矫顽力相对于所述不易退磁区的矫顽力的增加值为2KOe～10KOe。
优选的，所述易退磁区的剩磁相对于所述最易退磁区的剩磁的降低值为0.05KGs～0.4KGs，所述易退磁区的矫顽力相对于所述最易退磁区的矫顽力的增加值为2KOe～10KOe。
本申请还提供了所述的梯度分布的钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
A)在垂直于磁化方向上，在钕铁硼磁体的易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第一混合物，同时在钕铁硼磁体的不易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第二混合物，所述第一混合物中的重稀土粉末的质量高于所述第二混合物中重稀土粉末的质量；
B)将步骤A)得到的钕铁硼磁体材料进行晶界扩散处理，冷却后进行时效处理，得到梯度分布的钕铁硼磁体。
优选的，步骤A)中还包括：
在钕铁硼磁体的最易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第三混合物；所述第三混合物中重稀土粉末的质量高于所述第一混合物中重稀土粉末的质量。
优选的，所述第三混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体最易退磁区质量的0.6～1.2wt％，所述第一混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体易退磁区质量的0.4～0.7wt％，所述第二混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体不易退磁区质量的0.05～0.3wt％。
优选的，所述第一混合物中的重稀土粉末、所述第二混合物中的重稀土粉末和所述第三混合物中重稀土粉末独立的选自铽粉、氟化铽粉、铽合金末、镝粉、氟化镝粉和镝合金粉中一种或两种，所述重稀土粉末的平均粒度为1～100μm；所述第一混合物中的溶剂、所述第二混合物中的溶剂和所述第三混合物中的溶剂均为硅油；所述第一混合物中重稀土粉末与溶剂的质量比、所述第二混合物中重稀土粉末与溶剂的质量比，所述第三混合物中重稀土粉末与溶剂的质量比均为(90～98)：(2～10)。
优选的，所述晶界扩散处理具体为：
将所述钕铁硼磁体材料在真空渗透炉中先于300～500℃保温3～5h，将硅油脱烘干，再升温至700～1000℃，保温1～100h。
优选的，所述时效处理的温度为400～600℃，时间为4～6h。
本申请提供了一种梯度分布的钕铁硼磁体，包括易退磁区和不易退磁区，在垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁小于不易退磁区的剩磁，易退磁区的矫顽力大于不易退磁区的矫顽力，在沿垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值，不易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值。本申请提供了一种具有矫顽力梯度分布和剩磁梯度分布的钕铁硼磁体，以确保不易退磁区矫顽力不会太低，避免了该种高性能磁体不易退磁区的弱磁现象或高温下不易退磁区出现磁性能衰减的问题，进一步保证磁体的表磁和磁通。
进一步的，本申请还提供了钕铁硼磁体的制备方法，在制备过程中，不易退磁区重稀土的微量扩散，保证了不易退磁区剩磁不降低，但矫顽力又和易退磁区内的矫顽力相匹配，既减少了两个渗透面均匀涂覆带来的剩磁降低，又保证了不易退磁区的矫顽力不会太低，避免出现了不易退磁区的弱磁现象，或高温情况下不易退磁区出现磁性能衰减，从而制备了高性能的钕铁硼磁体。
附图说明
图1为本发明梯度分布的钕铁硼磁体的性能分布示意图；
图2为本发明实施例1不同样品不同涂覆部分的对比示意图；
图3为本发明实施例2不同样品不同涂覆部分的对比示意图；
图4为本发明实施例3不同样品不同涂敷部分的对比示意图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。
现有技术中剩磁和矫顽力难以保证平衡，即剩磁非常高则矫顽力比较低，若磁体的心部不进行重稀土的渗透处理，则矫顽力就比较低，制备得到的磁体心部的表磁就会异常偏低，在应用前就会出现衰减，而影响磁体的应用。因此磁体的心部必须保证一定的矫顽力才不会出现心部弱磁的现象，而保证基体心部矫顽力又会限制磁体剩磁的提高，因此，磁体心部矫顽力和剩磁需要实现平衡，才能保证磁体既不出现心部弱磁的现象又可保证磁体剩磁的提高。因此，鉴于现有技术中矫顽力和剩磁不平衡的问题，本申请提供了一种梯度分布的钕铁硼磁体，该磁体通过不易退磁区矫顽力的适当化，使得钕铁硼磁体的剩磁、矫顽力、磁通以及中心表磁达到了平衡，且减少了重稀土元素的使用。具体的，本发明实施例公开了一种梯度分布的钕铁硼磁体，包括易退磁区和不易退磁区，在垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁小于不易退磁区的剩磁，易退磁区的矫顽力大于不易退磁区的矫顽力，在沿垂直磁化方向上，易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值，不易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值。
本申请所述钕铁硼磁体中还包括最易退磁区，在垂直于磁化方向上，所述最易退磁区的剩磁小于易退磁区的剩磁，所述最易退磁区的矫顽力大于所述易退磁区的矫顽力，在沿垂直磁化方向上，所述最易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值。
在钕铁硼磁体中，不易退磁区、易退磁区和最易退磁区各区域性能特点的问题，使得各个区域的矫顽力需要达到一个匹配关系，以使得保证矫顽力的同时，不出现表磁和磁通的衰减，同时保证易退磁区和最易退磁区的剩磁。由此，在本申请中，所述易退磁区的剩磁相对于不易退磁区的剩磁的降低值为0.05KGs～0.4KGs，所述易退磁区的矫顽力相对于所述不易退磁区的矫顽力的增加值为2KOe～10KOe。
同样，所述最易退磁区的剩磁相对于所述易退磁区的剩磁的降低值为0.05KGs-0.4KGs，所述最易退磁区的矫顽力相对于所述易退磁区的矫顽力的增加值为2KOe～10KOe。
在本申请梯度分布的钕铁硼磁体中，在沿垂直于磁化方向上，在不易退磁区达到的矫顽力和易退磁区达到的矫顽力相匹配，以实现剩磁和矫顽力的平衡，由此进一步保证表磁和磁通。
在本申请中，在易退磁区和不易退磁区之间、最易退磁区和易退磁区之间均存在于过渡层，但是该过渡层极窄，对性能影响不大，可以忽略。
本申请还提供了梯度分布的钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
A)在垂直于磁化方向上，在钕铁硼磁体的易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第一混合物，同时在钕铁硼磁体的不易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第二混合物，所述第一混合物中的重稀土粉末的质量高于所述第二混合物中重稀土粉末的质量；
B)将步骤A)得到的钕铁硼磁体材料进行晶界扩散处理，冷却后进行时效处理，得到梯度分布的钕铁硼磁体。
对于某些具有特殊性能要求的钕铁硼磁体，在步骤A)中还包括：
在钕铁硼磁体的最易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第三混合物；所述第三混合物中重稀土粉末的质量高于所述第一混合物中重稀土粉末的质量。
鉴于性能需求，本申请的核心思路具体如图1所示，图1中包括不易退磁区、易退磁区和最易退磁区；在不易退磁区域进行微量重稀土的扩散，以保证常温和高温下，不出现表磁和磁通衰减，在易退磁区域进行适中的重稀土扩散，保证在高温下不被退磁场退磁，导致磁通衰减的问题，在最易退磁区域重稀土使用量最大或采用二次渗透，最大限度的提高该区域的矫顽力。在制备高性能磁体时，扩散前基材为了尽量提高剩磁，矫顽力可以比较低，采取不易退磁区少量渗透重稀土，易退磁区采用多量渗透重稀土，最易退磁区采用大量重稀土渗透或二次渗透，形成不易退磁区矫顽力低，易退磁区其次，最易退磁区矫顽力最高，这样的矫顽力梯度分布可以实现磁体的高磁通和高耐温特性。
为了实现钕铁硼磁体矫顽力的梯度分布，实现磁通、表磁以及剩磁的平衡，且减少重稀土元素的使用量，所述第三混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体最易退磁区质量的0.6～1.2wt％，所述第一混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体易退磁区质量的0.4～0.7wt％，所述第二混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体不易退磁区质量的0.05～0.3wt％。本申请对所述钕铁硼磁体的成分没有特别的限制，为本领域技术人员熟知的钕铁硼磁体。
在本申请中，所述第一混合物、第二混合物以及第三混合物中的重稀土粉末均为本领域技术人员常用的重稀土，在具体实施例中可选自Tb和Dy中的一种或两种，或者是Tb和Dy氟化物和他们的合金化合物；为了利于重稀土的扩散，所述重稀土的平均粒度为1～100μm。所述第一混合物、第二混合物和所述第三混合物中的溶剂选自硅油，以实现重稀土粉末的溶解，同时也利于后期扩散过程中溶剂的挥发；更具体地，所述重稀土粉末与所述溶剂的质量比为(90～98)：(2～10)，在具体实施例中，所述重稀土粉末与所述溶剂的质量比为95:5。
本申请然后将得到的钕铁硼磁体材料进行晶界扩散，冷却后进行时效处理，即得到梯度分布的钕铁硼磁体。所述晶界扩散的过程具体为：将所述钕铁硼磁体材料先于300～500℃保温3～5h以使混合物中的溶剂挥发，再升温至700～1000℃扩散1～100h。所述时效处理的温度为400～600℃，时间为1～10h。
在烧结钕铁硼领域里使用晶界扩散工艺，可以让重稀土元素Dy、Tb等最大可能的提高矫顽力，而剩磁的降低在100～300高斯，比在配方里添加效果要好的多，因此在本领域里一般会使用0.5％wt以上重稀土，保证最大限度的提高HCj，而不会在意剩磁的降低。而本发明提出在不易退磁区微量重稀土晶界扩散，扩散量在0.05％～0.3％范围内，优先保证剩磁不降低，可以减少HCj增加量。同时本发明提出了性能梯度相匹配的概念，两个或两个以上的性能梯度之间要相互匹配，如果其中一个梯度内，某一方面性能过低，也会影响整体性能；如在高剩磁低矫顽力的基材中，中心梯度内的矫顽力太低就会出现弱磁的现象，最后整个磁体的表磁和磁通都非常低。微扩散和性能梯度相匹配结合起来，在不易退磁区进行微扩散，保证该区域内剩磁不降低，但矫顽力又和易退磁区内的矫顽力相匹配，既减少了两个渗透面均匀涂覆带来的剩磁降低，又保证了中心梯度内的矫顽力不会太低，避免出现了中心部位弱磁现象，或高温情况下中心部位出现磁性能衰减，从而制备了高性能烧结钕铁硼磁体。在烧结钕铁硼实际使用过程中，两个区域的矫顽力相差10KOe以上，实际上就不匹配了，性能高区域受性能低的区域拖累，在使用过程中得不到充分的发挥。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的梯度分布的钕铁硼磁体的制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
准备好平均粒度为3～4微米的金属铽粉，在氮气保护的手套箱中将铽粉倒入硅油中，铽粉和硅油的重量比为95:5，然后搅拌均匀备用；
取10块N54的毛坯，毛坯块取样测试性能如表4；
表1 N54毛坯磁性能数据表
Figure BDA0002592042720000081
将每块毛坯切成40*20*1.8(mm)的方片，共计180片样品，分为3组；
第1组：在专用的涂覆设备上，在40*20(mm)的两个面上，将准备好的金属铽粉和硅油的混合物均匀涂覆在整个面上，第1组样品铽的用量是样品重量的0.6％，作为对比样品1；
第2组：在专用的涂覆设备上，对40*20(mm)的两个面心部30*12(mm)的面积不进行涂覆，这两面其余的部分均匀涂覆准备好的金属铽粉和硅油的混合物，铽的用量和第1组样品相同位置的铽使用量相同，第2组样品铽的用量是样品重量的0.33％，作为对比样品2；
第3组：在40*20(mm)面，沿中心线分为2个40*10(mm)区域，电机装配中靠近线圈的一侧40*10(mm)区域为易退磁区，其中易退磁区中2个R5(mm)边缘区域为最易退磁区，远离线圈的另一侧40*10(mm)区域为不易退磁区，如图2所示。
在专用的涂覆设备上，将准备好的金属铽粉和硅油的混合物，对2个R5(mm)最易退磁区渗透铽的用量是烧结钕铁硼磁体最易退磁区域质量的0.8％，在40*10(mm)易退磁区的其余部分铽的用量是烧结钕铁硼磁体易退磁区域质量的0.6％，在40*10(mm)不易退磁区铽的使用量是烧结钕铁硼磁体不易退磁区域质量的0.12％，第3组样品使用的铽量是样品重量的0.37％，作为样品3，具体见图2。
然后将涂覆好的第1组、第2组和第3组样品分别放入真空扩散炉里，先在400℃保温4小时以使硅油烘干，通过真空炉的真空系统把硅油排出扩散炉里，然后升温到700～1000℃进行晶界扩散处理，扩散时间30小时，扩散结束后急冷到80℃以下，然后再升温到500℃进行时效处理，时效时间为5小时，时效结束后，再急冷到80℃以下出炉，得到3组处理后的样品。
将3组样品进行性能测试，按照本领域常规技术方式进行上述3组磁体的磁通、电机耐退磁测试，结果如表2、表3所示。
表2 3组样品磁性能数据表
Figure BDA0002592042720000091
Figure BDA0002592042720000101
Figure BDA0002592042720000111
表3 3组样品磁通、电机耐退磁数据表
Figure BDA0002592042720000112
通过表2和表3可以看出，对比样品2，由于基材矫顽力达到了13.80KOe，所以中心不做任何扩散处理，磁通不低。但是装电机高温退磁场测试，由于心部Hcj低，衰减非常大，分别是10.26％、41.67％，低于样品1和样品3；样品3通过在不易被退磁区采用微量扩散重稀土，不易被退磁区剩磁不会降低，从而提高磁通量，样品3磁通量比对比样品1高3.22％。
样品3磁体分为最易被退磁区、易被退磁区，不易被退磁区三个区域，三个区域Hcj梯度差异值在2～10kOe之间；样品3通过在最易退磁区渗透量加大工艺，最易退磁区Hcj达到26.82kOe，大大提高了抗退磁能力；对比样品2在高电流下退磁急剧恶化，但是样品3在130℃/65A高电流下电机退磁率仅为1.78％，退磁率大大优于对比样品2。样品3使用的铽量只有对比样品1的62％，综合性能确最佳，说明通过成分和结构的梯度设计，可以达到降低重稀土渗透用量，同时提升产品性能的效果。
实施例2
准备好平均粒度为3～4微米的金属铽粉，在氮气保护的手套箱中将铽粉倒入硅油中，铽粉和硅油的重量比为95:5，然后搅拌均匀备用。
取5块N56的毛坯，毛坯块取样测试性能如表4；
表4 N56毛坯磁性能数据表
Figure BDA0002592042720000121
将每块毛坯切成40*20*1.8(mm)的方片，共计90片样品，分为3组：
第1组：在专用的涂覆设备上，在40*20(mm)的两个面上，将准备好的金属铽粉和硅油的混合物均匀涂覆在整个面上，铽的用量是样品重量的0.6％；该试样作为对比样品1；
第2组：在专用的涂覆设备上，对40*20(mm)的两个面心部30*12(mm)的面积不进行涂覆，这两面其余的部分均匀涂覆准备好的金属铽粉和硅油的混合物，铽的用量和第1组样品相同位置的铽使用量相同，第2组样品使用的铽量是第1组的55％，铽的用量是样品重量的0.33％；该试样作为对比样品2；
第3组：在40*20(mm)面上划分三个部分，尺寸分别为40*4(mm)、40*12(mm)和40*4(mm)，其中两边40*4(mm)区域是易退磁区，中间区域是不易退磁区，如图3所示；这样的产品由于是两边对称，可以避免磁体在装配时把易退磁区和不易退磁区装反。
在专用的涂覆设备上，将准备好的金属铽粉和硅油的混合物对40*20(mm)的两个面心部40*12(mm)的面积进行微量涂覆，铽的使用量是钕铁硼磁体不易退磁区域质量的0.12％，另外两个区域铽的使用量均是该钕铁硼易退磁区域质量的0.6％，第3组样品使用的铽量是第1组的52％，铽的用量是样品重量的0.312％；该试样作为样品3；具体如图3所示；
然后将涂覆好的第1组、第2组样品和第3组样品分别放入真空扩散炉里，在400℃保温4小时以将硅油烘干，通过真空炉的真空系统将硅油排出扩散炉里，然后升温到700～1000℃进行晶界扩散处理，扩散时间30小时，扩散结束后急冷到80℃以下，然后再升温到500℃进行时效处理，时效时间为5小时，时效结束后，再急冷到80℃以下出炉，得到3组处理后的样品。
将3组样品均进行性能测试，按照本领域常规技术方式进行上述3组磁体的磁通以及电机耐退磁测试，结果如表5、表6所示。
表5 3组样品磁性能数据表
Figure BDA0002592042720000131
Figure BDA0002592042720000141
表6 3组样品磁通、中心表磁、电机耐退磁数据表
Figure BDA0002592042720000142
Figure BDA0002592042720000151
通过表5和表6可以看出，对比样品2的磁通和中心表磁明显低于对比样品1和对比样品3；因为对比样品2，中心未做扩散处理的地方矫顽力太低，而中心部位PC值最小，出现了弱磁的现象。对比样品1和对比样品3比对比样品2磁通量高15％以上。
对比样品1两个大面完全均匀的涂覆，中心表磁和磁通比对比样品3低2％，烧结钕铁硼重稀土晶界扩散能提高矫顽力，但同时还会降低剩磁，样品3心部采用微量扩散重稀土的工艺，心部的剩磁不会降低，虽然提升的矫顽力不如边缘的多，但是心部增加的矫顽力可以保证心部不会出现弱磁的现象。
对比样品2因为心部未做扩散处理，中心部位优先退磁，电机耐退磁性能极差。样品3电机耐退磁性能接近于两个大面完全均匀涂覆的对比样品1，明显优于对比样品2。但是样品3所用重稀土量只有样品1的52％，通过成分和结构的梯度设计，样品3达到了降低重稀土渗透用量，同时电机耐退磁性能基本不变。
实施例3
取10块48H的毛坯，毛坯块取样测试性能如表7；
表7 48H毛坯磁性能数据表
Figure BDA0002592042720000152
将每块毛坯切成40*20*1.8(mm)的方片，共计100片样品，分为2组；
第1组：将40*20*1.8(mm)的磁体，按照磁化方向竖直的方式放置到氩气保护仓内，将准备好的金属铽粉均匀涂覆在整个40*20面上，铽粉末重量为磁体重量的0.5％，之后将覆盖有铽粉末层的磁体移动至激光器下，使用激光器对磁体薄片表面距离边缘3mm内的区域进行照射(照射面积约占铽稀土粉末覆盖面积的40.5％)，使得此区域内的铽粉末迅速加热固化成重稀土膜层并与磁体薄片表面发生粘连，将磁体薄片表面未成膜的铽稀土粉末清理干净后，将磁体薄片翻面，并在另一面上重复上述步骤，将磁体放入到真空扩散炉里时效处理；扩散处理后形成梯度钕铁硼磁体，在垂直于磁化方向的面上，分为边缘区、过渡区和中心区三个区域，边缘区的平均Hcj大于过渡区，过渡区平均Hcj大于中心区，边缘区面积占比为40.5％，平均Tb含量为0.5％wt，过渡区面积占比为22％，平均Tb含量为0.3％wt，中心区面积占比为37.5％，平均Tb含量为0，综合用量第1组样品使用的铽量是样品重量的0.2685％，作为对比样品1；
第2组：在40*20(mm)面，电机装配中靠近线圈的一侧40*6.67(mm)区域为易退磁区，其中易退磁区中2个R5(mm)边缘区域为最易退磁区；远离线圈的另一侧40*13.34(mm)区域为不易退磁区，如图4所示；
在专用的涂覆设备上，将准备好的金属铽粉和硅油的混合物，对2个R5(mm)最易退磁区渗透铽，铽粉用量为最易退磁区域质量的0.8％，在40*6.66(mm)易退磁区铽的用量为易退磁区域质量的0.5％，在40*13.33(mm)不易退磁区铽的用量为不易退磁区域质量的0.12％，综合用量第3组样品使用的铽量是样品重量的0.2614％，作为样品2，具体见图4；
然后将涂覆好的第1组、第2组样品分别放入真空扩散炉里，升温到700～1000℃进行晶界扩散处理，扩散时间30小时，扩散结束后急冷到80℃以下，然后再升温到500℃进行时效处理，时效时间为5小时，时效结束后，再急冷到80℃以下出炉，得到2组处理后的样品。
将2组样品进行性能测试，按照本领域常规技术方式进行上述2组磁体的磁通、电机耐退磁测试，结果如表8、表9所示。
表8 2组样品磁性能数据表
Figure BDA0002592042720000161
Figure BDA0002592042720000171
Figure BDA0002592042720000181
表9 2组样品磁通、电机耐退磁数据表
Figure BDA0002592042720000182
Figure BDA0002592042720000191
通过表8和表9可以看出，对比样品2，通过对不易退磁区域采用微扩散，Br基本不降低，比对比样品1磁通高1.0％。装电机高温退磁场测试，对比样品1由于中心区Hcj低，衰减较大，150℃/32A和150℃/65A下分别是2.37％、7.04％；样品2通过在最易退磁区渗透量加大工艺，最易退磁区Hcj达到30.05kOe，大大提高了抗退磁能力；对比样品1在高电流下退磁率急剧恶化，但是对比样品2在130℃/65A高电流下电机退磁率仅为1.16％，退磁率大大优于对比样品1。样品2使用的铽量略少于对比样品1，性能确优于对比样品1。
上述实施例1中的样品2、实施例2中的样品2和实施例3中的样品1虽然制备方法有所差异，但最终得到的产品的梯度分布是相同的。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种磁性能梯度分布的钕铁硼磁体，包括易退磁区和不易退磁区，在垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁小于不易退磁区的剩磁，易退磁区的矫顽力大于不易退磁区的矫顽力，在沿垂直于磁化方向上，易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值，不易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值；
所述钕铁硼磁体还包括最易退磁区，在垂直于磁化方向上，所述最易退磁区的剩磁小于易退磁区的剩磁，所述最易退磁区的矫顽力大于所述易退磁区的矫顽力，在沿垂直于磁化方向上，所述最易退磁区的剩磁和矫顽力分别为恒定值；
所述易退磁区的剩磁相对于不易退磁区的剩磁的降低值为0.05KGs~0.4KGs，所述易退磁区的矫顽力相对于所述不易退磁区的矫顽力的增加值为2KOe~10KOe；
所述易退磁区的剩磁相对于所述最易退磁区的剩磁的降低值为0.05KGs~0.4KGs，所述易退磁区的矫顽力相对于所述最易退磁区的矫顽力的增加值为2KOe~10KOe。
2.权利要求1所述的梯度分布的钕铁硼磁体的制备方法，包括以下步骤：
A）在垂直于磁化方向上，在钕铁硼磁体的易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第一混合物，同时在钕铁硼磁体的不易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第二混合物，所述第一混合物中的重稀土粉末的质量高于所述第二混合物中重稀土粉末的质量；
在钕铁硼磁体的最易退磁区表面涂覆含有重稀土粉末和溶剂的第三混合物；所述第三混合物中重稀土粉末的质量高于所述第一混合物中重稀土粉末的质量；
B）将步骤A）得到的钕铁硼磁体材料进行晶界扩散处理，冷却后进行时效处理，得到梯度分布的钕铁硼磁体。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第三混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体最易退磁区质量的0.6~1.2wt%，所述第一混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体易退磁区质量的0.4~0.7wt%，所述第二混合物中重稀土粉末的质量为所述钕铁硼磁体不易退磁区质量的0.05~0.3wt%。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述第一混合物中的重稀土粉末、所述第二混合物中的重稀土粉末和所述第三混合物中重稀土粉末独立的选自铽粉、氟化铽粉、铽合金粉末、镝粉、氟化镝粉和镝合金粉中一种或两种，所述重稀土粉末的平均粒度为1~100μm；所述第一混合物中的溶剂、所述第二混合物中的溶剂和所述第三混合物中的溶剂均为硅油；所述第一混合物中重稀土粉末与溶剂的质量比、所述第二混合物中重稀土粉末与溶剂的质量比，所述第三混合物中重稀土粉末与溶剂的质量比均为（90~98）：（2~10）。
5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述晶界扩散处理具体为：
将所述钕铁硼磁体材料在真空渗透炉中先于300~500℃保温3~5h，将硅油脱烘干，再升温至700~1000℃，保温1~100h。
6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述时效处理的温度为400~600℃，时间为4~6h。
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