CN113035556B - 一种磁体性能梯度分布的r-t-b磁体的制备方法 - Google Patents

一种磁体性能梯度分布的r-t-b磁体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种磁体性能梯度分布的R‑T‑B磁体的制备方法，包括：配制重稀土浆料；在R‑T‑B磁体取向面的不同区域涂覆重稀土浆料；在R‑T‑B磁体的非取向面的边缘涂覆重稀土浆料，得到涂覆浆料的磁体；将所述涂覆浆料的磁体进行干燥、扩散和时效处理，得到磁体性能梯度分布的R‑T‑B磁体。本发明通过在磁体的不同表面不同位置涂覆稀土浆料，使磁体不同区域产生不同梯度的矫顽力和剩磁，减少了渗透面均匀涂覆带来的剩磁降低；本发明通过对磁体非取向面的涂覆，增强了其矫顽力，可以满足不同厚度的磁钢达到工作性能要求。本发明还提供了一种磁体性能梯度分布的R‑T‑B磁体。

Description

一种磁体性能梯度分布的R-T-B磁体的制备方法
技术领域
本发明属于磁性材料技术领域，尤其涉及一种磁体性能梯度分布的R-T-B磁体的制备方法。
背景技术
钕铁硼永磁材料广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，如制造各种永磁电机、振动马达、永磁仪表、电子工业、核磁共振装置、音响器材和磁疗设备等方面，其产品涉及国民经济的很多领域。其中电机工作在封闭环境中，经受着工作环境温度的考验；同时电机损耗也导致电机温升。因而需要有适当的矫顽力，即使在电机设计的最高工作温度下，磁体仍有足够高的矫顽力；否则就会发生失磁。
在电机的使用过程中，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强退磁区，最远离线圈的位置最不易被退磁称之为弱退磁区，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退磁区。通常每个磁钢的性能均衡，不同位置的磁性能一致，而现有的即使是具有梯度分布的磁体，受磁体厚度的限制而达不到性能更优。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种磁体性能梯度分布的R-T-B磁体的制备方法，本发明提供的方法制备的R-T-B磁体性能梯度分布而且性能较好。
本发明提供了一种磁体性能梯度分布的R-T-B磁体的制备方法，包括：
配制重稀土浆料；
在R-T-B磁体取向面的不同区域涂覆重稀土浆料；
在R-T-B磁体的非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料，得到涂覆浆料的磁体；
将所述涂覆浆料的磁体进行干燥、扩散和时效处理，得到磁体性能梯度分布的R-T-B磁体。
优选的，所述重稀土浆料包括重稀土物质和溶剂；
所述重稀土物质和溶剂的质量比为1：(2～6)。
优选的，所述取向面和非取向面的不同区域包括：强退磁区、易退磁区和弱退磁区；
所述涂覆重稀土浆料的方法包括：
磁控溅射、喷涂或蒸镀。
优选的，所述重稀土物质选自重稀土金属、重稀土合金和/或重稀土氢化物。
优选的，所述溶剂选自汽油、乙醇、丙烯酸和环氧漆中的一种或几种。
优选的，所述重稀土物质的粒度小于20微米。
优选的，所述取向面和非取向面的强退磁区包括：边角区域；易退磁区包括：边缘区域；弱退磁区包括：中心区域；
边角区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质质量占强退磁区质量的0.65～1.0wt％；
边缘区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质质量占易退磁区质量的0.55～0.62wt％；
中心区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质质量占弱退磁区质量的0.2～0.4wt％。
优选的，所取向面的不同区域和非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质的质量比为1：(0.05～0.8)。
优选的，所述R-T-B磁体的每个非取向面涂覆的重稀土浆料中重稀土物质的质量相同。
优选的，所述干燥的温度为350～450℃；所述扩散的温度为700～1000℃；所述时效处理的温度为350～750℃。
本发明在R-T-B磁体的取向面以及非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料，更进一步的涂覆不同质量的重稀土浆料，确保了强退磁区、弱退磁区和易退磁区之间的不同梯度矫顽力和剩磁满足不同位置的性能需求，减少了渗透面均匀涂覆带来的剩磁降低，进一步保证了磁体的表磁和磁通；本发明通过对非取向面的涂覆重稀土浆料，增强了强退磁区的矫顽力，可以满足不同厚度的磁钢达到工作性能要求；本发明提供的方法制备的R-T-B磁体剩磁和矫顽力的梯度分布，节约了重稀土使用量并且使这种磁体的剩磁、矫顽力、磁通和表磁最优。
附图说明
图1为本发明比较例1涂覆部分的示意图；
图2为本发明实施例1不同涂覆部分的示意图；
图3为本发明实施例2不同涂覆部分的示意图；
图4为本发明实施例3不同涂覆部分的示意图；
图5为本发明实施例4不同涂覆部分的示意图；
图6为本发明实施例4梯度分布的R-T-B磁体涂覆面的展开示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员经改进或润饰的所有其它实例，都属于本发明保护的范围。应理解，本发明实施例仅用于说明本发明的技术效果，而非用于限制本发明的保护范围。实施例中，所用方法如无特别说明，均为常规方法。
本发明提供了一种磁体性能梯度分布的R-T-B磁体的制备方法，包括：
配制重稀土浆料；
在R-T-B磁体取向面的不同区域涂覆重稀土浆料；
在R-T-B磁体的非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料，得到涂覆浆料的磁体；
将所述涂覆浆料的磁体进行干燥、扩散和时效处理，得到磁体性能梯度分布的R-T-B磁体。
在本发明中，所述重稀土浆料包括重稀土物质和溶剂。
在本发明中，所述重稀土物质优选选自重稀土金属、重稀土合金和/或重稀土氢化物。
在本发明中，所述重稀土物质中的重稀土优选选自Dy和Tb中的至少一种。在本发明中，所述重稀土物质中优选还含有合金元素；所述合金元素优选选自Al、Cu、Zn、Sn、Ga、Ge、Nb、V、W、Ti、Ni、Zr、Ta、Mn、Cd和Mo中的至少一种。
在本发明中，所述重稀土物质优选为重稀土物质粉末；所述重稀土物质的粒度优选小于20微米，更优选为3.0～6.0微米，最优选为4～5微米。
在本发明中，所述有机溶剂优选选自汽油、乙醇、丙烯酸和环氧漆中的一种或几种。
在本发明中，所述重稀土物质与有机溶剂的质量比为优选为1：(2～6)，更优选为1：(3～5)，最优选为1：4。本发明优选使重稀土物质与有机溶剂的质量比在上述范围，能够节约重稀土的用量同时还能够使重稀土更容易扩散至磁体内部。
在本发明中，所述重稀土浆料的制备方法优选包括：
将重稀土物质和溶剂混合，得到重稀土浆料。
在本发明中，所述混合优选在保护性气体的保护下进行；所述保护性气体优选为惰性气体，更优选为氮气。
在本发明中，所述R-T-B磁体的成分优选包括：稀土、B(硼)、Ga、Cu和T。
在本发明中，所述R-T-B磁体中稀土的质量含量优选为28.5～33.0％，更优选为29～32％，最优选为30～31％；所述R-T-B磁体中的稀土优选含有Nd和Pr中的至少一种；所述R-T-B磁体中硼的质量含量优选为0.85～1％，更优选为0.9～0.95％；所述R-T-B磁体中Ga的质量含量优选为0.1～1％，更优选为0.2～0.8％，更优选为0.3～0.6％，最优选为0.4～0.5；所述R-T-B磁体中Cu的质量含量优选为0.05～0.50％，更优选为0.1～0.4％，最优选为0.2～0.3％；所述R-T-B磁体中T的质量含量优选为61.5～70.0％，更优选为62～68％，最优选为64～66％，所述T选自Fe和Co中的一种或两种，更优选为Fe或Fe和Co；所述Fe在T中的质量含量优选为90％以上，更优选为95％～99％，最优选为96～98％。
在本发明中，所述R-T-B磁体中优选还含有Zr；所述Zr在R-T-B磁体中的质量含量优选为0.03～0.07％，更优选为0.04～0.06％，最优选为0.05％；所述R-T-B磁体中优选还含有Ti；所述Ti在R-T-B磁体中的质量含量优选为0.08～0.012％，更优选为0.09～0.11％，最优选为0.1％。
在本发明中，所述R-T-B磁体的成分优选包括：
28～32％的PrNd或Nd；
0.9～0.95wt％的B；
0.03～0.07wt％的Zr；
0.08～0.12wt％的Ti；
0.1～0.2wt％的Cu；
0～2wt％的Co；
0.1～0.3wt％的Ga；
66～70wt％的Fe。
在本发明中，所述PrNd或Nd的质量含量优选为29～31％，更优选为29.9％；所述B的质量含量优选为0.91～0.94％，更优选为0.92～0.93％；所述Zr的质量含量优选为0.04～0.06％，更优选为0.05％；所述Ti的质量含量优选为0.09～0.11％，更优选为0.1％；所述Cu的质量含量优选为0.14～0.16％，更优选为0.15％；所述Co的质量含量优选为0.09～0.11％，更优选为0.1％；所述Ga的质量含量优选为0.2％；所述Fe的质量含量优选为67～69％，更优选为68.57％。在本发明中，所述R-T-B磁体优选为N54磁体。
本发明对所述R-T-B磁体的来源没有特殊的限制，可由市场购买获得，也可按照本领域技术人员熟知的磁体制备方法制备得到；所述R-T-B磁体可通过配料、熔炼、制粉、成型、烧结制备得到。
在本发明中，所述R-T-B磁体的形状优选为长方体，所述R-T-B磁体分为取向面和非取向面，所述取向面与制备磁体过程中取向成型的磁场方向平行；或者所述取向面取向方向为磁场方向。
在本发明中，所述R-T-B磁体的非取向面与取向面垂直。
在本发明中，所述R-T-B磁体的取向面优选为长方体的上下表面，记为A面和D面；所述R-T-B磁体的非取向面优选为长方体的四个侧面，记为B面、C面、E面和F面。
在本发明中，所述取向面和非取向面的不同区域优选包括：强退磁区、易退磁区和弱退磁区；所述取向面和非取向面的强退磁区包括：边角区域；易退磁区包括：边缘区域；弱退磁区包括：中心区域。
在本发明中，所述磁体性能梯度分布的R-T-B磁体中取向面上的边角区域为强退磁区域，取向面上的边缘区域为易退磁区域，取向面上的中心区域为弱退磁区域；非取向面上的边缘区域为强退磁区域；其它区域为易退磁区域。
在本发明中，所述强退磁区指的是最易退磁的区域，弱退磁区指的是最不易退磁的区域，易退磁区指的是最易退磁的区域和最不易退磁的区域之间的过渡区域。
在本发明中，所述强退磁区的剩磁和矫顽力优选分别为恒定值。
在本发明中，所述易退磁区的剩磁和矫顽力优选分别为恒定值。
在本发明中，所述弱退磁区的剩磁和矫顽力优选分别为恒定值。
在本发明中，所述R-T-B磁体取向面的边角区域指的是R-T-B取向面(此处指的是单独的一个取向面)上每一个角形成的长方形或正方形的区域，所述R-T-B磁体取向面上的边角区域的总面积优选占此取向面面积的5％～30％，更优选为10～25％，最优选为15～20％，每一个角区域的面积为边角区域总面除以4。
在本发明中，所述R-T-B磁体取向面的边缘区域指的是R-T-B磁体取向面(此处指单独的一个取向面)上每一条边形成的矩形区域，即R-T-B磁体的每个取向面上优选设置有4个边缘区域；所述R-T-B磁体取向面的边缘区域的总面积优选占此取向面面积的3％～20％，更优选为5～15％，最优选为8～12％；每一个边缘区域的面积可以根据每个取向面的长度和宽度进行设计，在每一个取向面上两个相对的矩形边缘区域的面积相同。
在本发明中，所述R-T-B磁体取向面的中心区域指的是以取向面(此处指单独的一个取向面)的几何中心为中心区域几何中心的矩形区域；所述中心区域的面积优选为此取向面面积的15％～70％，更优选为20～60％，更优选为30～50％，更优选为35～45％，最优选为40％。
在本发明中，所述边角区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选占强退磁区(R-T-B磁体强退磁区)质量的0.65～1.0wt％，更优选为0.7～0.8％，最优选为0.8％；；所述边缘区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选占易退磁区(R-T-B磁体易退磁区)质量的0.55～0.62wt％，更优选为0.58～0.6％；所述中心区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选占弱退磁区(R-T-B磁体弱退磁区)质量的0.2～0.4wt％，更优选为0.3％。
在本发明中，所述R-T-B磁体取向面(此处指的是所有取向面)的边角涂覆的重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选为R-T-B磁体边角区域总质量的0.6～0.8％，更优选为0.65～0.75％，最优选为0.7％；所述R-T-B取向面(此处指的是所有取向面)的边缘区域涂覆的重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选为R-T-B磁体中边缘区域(取向面边缘区域)总质量的0.5～0.7％，更优选为0.55～0.65％，最优选为0.6％；所述R-T-B磁体取向面(此处指的是所有的取向面)的中心区域涂覆的重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选为R-T-B磁体中心区域总质量的0.2～0.4％，更优选为0.25～0.35％，最优选为0.3％。
在本发明中，所述R-T-B磁体的非取向面的边缘区域指的是非取向面(此处指的是单独的一个非取向面)上以长方形的R-T-B磁体的厚度或高度方向的部分边长形成的矩形；所述R-T-B磁体非取向面的边缘区域优选设置在R-T-B磁体厚度或高度方向上的边长的中心位置，即每个非取向面上对称设置有两个边缘区；所述R-T-B磁体非取向面上的边缘区域的总面积优选为占此非取向面积的5％～60％，更优选为10～50％，更优选为20～40％，最优选为30％；一个边缘区域的面积为边缘区域的总面积除以2。
在本发明中，重稀土浆料进行晶界扩散受深度限制，本发明通过在非取向面涂覆重稀土浆料还能够保证中间区域的重稀土量。
在本发明重，所述R-T-B磁体非取向面(此处指的是所有的非取向面)的边缘区域涂覆的重稀土浆料中重稀土物质的总质量优选为R-T-B磁体中非取向面边缘区域总质量的0.5～0.7％，更优选为0.55～0.65％，最优选为0.6％。
在本发明中，所取向面的不同区域和非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质的质量比优选为1：(0.05～0.8)，更优选为1：(0.1～0.6)，更优选为1：(0.2～0.5)，最优选为1：(0.3～0.4)。
在本发明中，所述R-T-B磁体每个非取向面上涂覆的重稀土浆料中的重稀土物质的质量优选相同。
在本发明中，所述R-T-B磁体的形状优选为长方体，其上下两个表面A面和D面为取向面，每个取向面上设置有四个长方形或正方向的角区域，四个长方形的边缘区域和一个长方形或正方形的中心区域；其四个侧面B面、C面、E面和F面为非取向面，每个非取向面上设置有两个矩形的边缘区域。
在本发明中，所述R-T-B磁体中除上述指明的需要涂覆重稀土浆料的区域外其它区域均不涂覆重稀土浆料。
在本发明中，所述涂覆重稀土浆料的方法优选包括磁控溅射、喷涂或蒸镀。
在本发明中，所述干燥的温度优选为300～500℃，更优选为350～450℃，最优选为400℃；所述干燥的时间优选为3～5小时，更优选为3.5～4.5小时，最优选为4小时；所述干燥用于将重稀土浆料中的溶剂烘干。
在本发明中，所述扩散的温度优选为700～1000℃，更优选为800～900℃，最优选为850℃；所述扩散的时间优选为5～30小时，更优选为10～25小时，最优选为15～25小时。
在本发明中，所述扩散完成后优选还包括：
将扩散后的产物冷却。
在本发明中，所述冷却优选为急冷；所述冷却的方法优选包括：
吹入室温高纯Ar气进行风冷。
在本发明中，所述冷却的温度优选为70～90℃，更优选为75～85℃，最优选为80℃。
在本发明中，所述时效处理的温度优选为350～750℃，更优选为400～700℃，更优选为500～600℃，最优选为550℃；所述时效处理时间优选为1～8h，更优选为2～6小时，最优选为3～5小时。
在本发明中，所述时效处理后优选还包括：
将时效处理后的产物进行冷却，得到磁体性能梯度分布的R-T-B磁体。
在本发明中，所述冷却的方法以及冷却的温度与上述技术方案所述冷却的方法以及可选的冷却温度一致，在此不再赘述。
本发明提供了一种上述技术方案所述的方法制备得到的磁体性能梯度分布的R-T-B磁体。
本发明在R-T-B磁体的取向面以及非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料，更进一步的涂覆不同质量的重稀土浆料，确保了强退磁区、弱退磁区和易退磁区之间的不同梯度矫顽力和剩磁满足不同位置的性能需求，减少了渗透面均匀涂覆带来的剩磁降低，进一步保证了磁体的表磁和磁通；本发明通过对非取向面涂覆重稀土浆料，增强了强退磁区的矫顽力，可以满足不同厚度的磁钢达到工作性能要求；本发明提供的方法制备的R-T-B磁体剩磁和矫顽力的梯度分布，节约了重稀土使用量并且使这种磁体的剩磁、矫顽力、磁通和表磁最优。本发明可以根据产品的不同需要在R-T-B磁体表面的不同位置涂覆不同用量的重稀土浆料，以获得所需的性能。
比较例1
通过配料，熔炼，制粉，成型，烧结制备得到N54磁体；N54磁体的成分为：29.9wt％的PrNd，0.93wt％的B，0.05wt％的Zr，0.1wt％的Ti，0.15wt％的Cu，0.1wt％的Co，0.2wt％的Ga，68.57wt％的Fe；
N54磁体的形状为长方体，上下表面即A面和D面为取向面，侧面B面、C面、E面、F面为非取向面，A面对应D面，C面对应E面，B面对应F面。
按照GB/T-3217-2013《永磁(硬磁)材料磁性试验方法》测试N54磁体的性能，检测结果如表1所示：
表1 N54磁体磁性能数据表
样品种类 Br(KGs) HCJ(KOe) Hk/HCj (BH)max(MGsOe)
磁体性能 14.58 13.80 0.98 51.59
将上述N54磁体切成50*25*8(mm)的方片；
准备好平均粒度为3～5微米的金属Tb粉，在氮气的保护下中将金属Tb粉倒入汽油中，Tb粉和汽油的重量比为1:3，然后搅拌均匀后制得浆料；
在涂覆设备上，在取向面50*25(mm)的两个面上(图1中的A面和D面)，将上述制备的浆料均匀涂覆在整个面上，如图1所示，金属Tb的总质量为方片磁体质量的0.6％；得到涂覆好浆料的样品；
将上述涂覆好浆料的样品放入真空扩散炉里，先在400℃保温4小时以使有机溶剂(汽油)烘干，通过真空炉的真空系统把气体排出至扩散炉里，然后升温到900℃进行晶界扩散处理，扩散时间15小时，扩散结束后急冷(吹入室温高纯Ar气进行风冷)到80℃以下，然后再升温到500℃进行时效处理，时效处理的时间为5小时，时效结束后，再急冷(吹入室温高纯Ar气进行风冷)到80℃以下出炉，得到磁性能梯度分布的磁体。
按照上述方法对比较例1制备的磁性能梯度分布的磁体进行磁性能进行，检测结果如表2所示。
表2比较例1制备的磁性能梯度分布的磁体性能
样品种类 Br(KGs) HCJ(KOe) Hk/HCj (BH)max(MGsOe)
比较例1磁体 14.24 24.79 0.98 49.32
实施例1
将比较例1中的N54磁体切成50*25*8(mm)的方片；
准备好平均粒度为3～5微米的金属Tb粉，在氮气保护下中将金属Tb粉倒入汽油中，Tb粉和汽油的重量比为1:3，然后搅拌均匀后制得浆料；
在涂覆设备上，对50*25(mm)的两个面心部36*11(mm)的面积不进行涂覆，这两面其余的部分均匀涂覆上述浆料，如图2所示，涂覆区域为A1和D1，金属Tb的总质量为方片磁体质量的0.31％，得到涂覆好浆料的样品；
将涂覆好浆料的样品放入真空扩散炉里，先在400℃保温4小时以使有机溶剂(汽油)烘干，通过真空炉的真空系统把气体排出扩散炉里，然后升温到900℃进行晶界扩散处理，扩散时间15小时，扩散结束后急冷(吹入室温高纯Ar气进行风冷)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(吹入室温高纯Ar气进行风冷)到80℃以下出炉，得到磁性能梯度分布的磁体。
按照比较例1的方法，测试本发明实施例1制备的磁性能梯度分布的磁体不同位置(将磁体分割后分别测试)的磁性能，检测结果如表3所示。
表3实施例1制备的磁性能梯度分布的磁体性能
样品种类 Br(KGs) HCJ(KOe) Hk/HCj (BH)max(MGsOe)
磁体边缘(A1部位) 14.25 24.72 0.98 49.31
磁体心部(其余部位) 14.58 13.8 0.98 51.59
实施例2
将比较例1中的N54磁体切成50*25*8(mm)的方片；
准备好平均粒度为3～5微米的金属Tb粉，在氮气保护下中将金属Tb粉倒入汽油中，Tb粉和汽油的重量比为1:3，然后搅拌均匀后制得浆料；
如图3所示，A1和D1四个角为强退磁区，A2和D2为弱退磁区，在涂覆设备上，在50*25(mm)两个面A1和D1的四个角7*7(mm)区域涂覆上述浆料，涂覆浆料中重稀土Tb的质量为A1和D1区域质量的1％，这两面其余的部分A2和D2均匀涂覆上述浆料，涂覆浆料中重稀土Tb的质量为A2和D2区域质量的0.4％，涂覆浆料的区域为A1、A2和D1、D2，金属Tb的总质量为方片磁体质量的0.5％，得到涂覆好浆料的样品；
将涂覆好浆料的样品放入真空扩散炉里，先在400℃保温4小时以使有机溶剂(汽油)烘干，通过真空炉的真空系统把气体排出扩散炉里，然后升温到900℃进行晶界扩散处理，扩散时间15小时，扩散结束后急冷(吹入室温高纯Ar气进行风冷)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(吹入室温高纯Ar气进行风冷)到80℃以下出炉，得到磁性能梯度分布的磁体。
按照比较例1的方法，测试实施例2制备的磁性能梯度分布的磁体不同位置(将磁体分割后分别测试)的磁性能，检测结果如表4所示。
表4实施例2制备的磁性能梯度分布的磁体性能
样品种类 Br(KGs) HCJ(KOe) Hk/HCj (BH)max(MGsOe)
磁体边角(强退磁区) 14.12 26.82 0.98 49.02
磁体心部(弱退磁区) 14.35 22.72 0.98 49.81
实施例3
将比较例1中的N54磁体切成50*25*8(mm)的方片；
准备好平均粒度为3～5微米的金属Tb粉，在氮气保护下中将金属Tb粉倒入汽油中，Tb粉和汽油的重量比为1:3，然后搅拌均匀后制得浆料；
如图4所示，A1和D1、B1和F1、C1和E1为强退磁区，A2和D2为弱退磁区，在涂覆设备上，在A1和D1区域50*25(mm)两个面的四个角7*7(mm)区域涂覆上述浆料，涂覆浆料中重稀土Tb的质量为A1和D1区域质量的0.7％，A2和D2面其余的部分均匀涂覆上述浆料，涂覆浆料中重稀土Tb的质量为A2和D2区域质量的0.4％，在50*8(mm)两面的B1和F1区域7*1.5(mm)涂覆上述浆料，涂覆浆料中Tb的质量为B1和F1区域质量的0.6％，在25*8(mm)两面的C1和E1区域7*1.5(mm)涂覆上述浆料，涂覆浆料中Tb的质量为C1和E1区域质量的0.6％；其余的部分不涂覆上述浆料；金属Tb的总质量为方片磁体质量的0.4％，得到涂覆好浆料的样品；
将涂覆好浆料的样品放入真空扩散炉里，先在400℃保温4小时以使有机溶剂(汽油)烘干，通过真空炉的真空系统把气体排出扩散炉里，然后升温到900℃进行晶界扩散处理，扩散时间15小时，扩散结束后急冷(吹入室温高纯Ar气进行风冷)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(吹入室温高纯Ar气进行风冷)到80℃以下出炉，得到磁性能梯度分布的磁体。
按照比较例1的方法对本发明实施例3制备的磁性能梯度分布的磁体不同部位(将磁体分割后分别测试)进行性能检测，检测结果如表5所示。
表5实施例3制备的磁性能梯度分布的磁体性能
样品种类 Br(KGs) HCJ(KOe) Hk/HCj (BH)max(MGsOe)
磁体边角(强退磁区) 14.15 27.1 0.98 48.82
磁体心部(弱退磁区) 14.35 22.72 0.98 49.81
实施例4
将比较例1中的N54磁体切成50*25*8(mm)的方片；
准备好平均粒度为3～5微米的金属Tb粉，在氮气保护下中将金属Tb粉倒入汽油中，Tb粉和汽油的重量比为1:3，然后搅拌均匀后制得浆料；
如图5和图6所示，A1和D1、B1和F1、C1和E1为强退磁区，A2和D2为弱退磁区，A3和D3为易退磁区，在涂覆设备上，在50*25(mm)A1和D1两个面的四个角7*7(mm)区域涂覆上述浆料，涂覆浆料中重稀土Tb的质量为A1和D1区域质量的0.7％；A3和D3易退磁区(3.5*36mm与3.5*11mm)涂覆上述浆料，涂覆浆料中金属Tb质量为A3和D3区域质量的0.6％；A2和D2弱退磁区(剩余部分)涂覆上述浆料，涂覆浆料中金属Tb的质量为A2和D2区域质量的0.3％；在50*8(mm)两面的B1和F1区域7*1.5(mm)涂覆上述浆料，涂覆浆料中金属Tb的质量为B1和F1区域质量的0.6％；在25*8(mm)面的C1和E1区域7*1.5(mm)涂覆上述浆料，涂覆浆料中金属Tb的质量为C1和E1区域质量的0.6％；其余的部分均不涂覆上述浆料；金属Tb的总质量为方片磁体总质量的0.34％，得到涂覆好浆料的样品；
将涂覆好浆料的样品放入真空扩散炉里，先在400℃保温4小时以使有机溶剂(汽油)烘干，通过真空炉的真空系统把气体排出扩散炉里，然后升温到900℃进行晶界扩散处理，扩散时间15小时，扩散结束后急冷(吹入室温高纯Ar气进行风冷)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(吹入室温高纯Ar气进行风冷)到80℃以下出炉，得到磁性能梯度分布的磁体。
按照比较例1的方法检测本发明实施例4制备的磁性能梯度分布的磁体不同位置(将磁体分割后分别测试)的磁性能，检测结果如表6所示。
表6实施例4制备的磁性能梯度分布的磁体性能
样品种类 Br(KGs) HCJ(KOe) Hk/HCj (BH)max(MGsOe)
磁体边角(强退磁区) 14.15 27.1 0.98 48.82
磁体边缘(易退磁区) 14.25 24.72 0.98 49.31
磁体心部(弱退磁区) 14.35 21.39 0.98 50.23
性能检测
对本发明比较例和实施例制备的磁性能梯度分布的磁体进行磁通检测，和电机退磁率检测，检测结果如表7所示。
表7实施例和比较例制备的磁性能梯度分布的磁体性能检测结果
Figure BDA0002961255220000131
Figure BDA0002961255220000141
通过表1至表7可以看出，实施例1由于中心不做任何扩散处理，仅在周围部分扩散，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，高电流下退磁急剧恶化，分别是10.41％、39.57％，退磁率高于其他实施例。
实施例2通过对取向面强退磁区采用加大扩散重稀土，减少中心部位的重稀土扩散，提高了磁通量，且衰减与比较例相比无明显变化。
实施例3在取向面强退磁区采用微量扩散重稀土，并在非取向面进行扩散重稀土，强退磁区保证Br不降低明显的情况下，Hcj达到27.1KOe，大大提高了抗退磁能力，150℃/32A和150℃/65A下的退磁率分别是1.3％、2.12％，可知对非取向面扩散不仅能提高磁性能还能降低重稀土的使用量。
实施例4通过对实施例3磁体边缘进一步优化，在重稀土使用量仅有0.34％的情况下，150℃/32A和150℃/65A下的退磁率分别是0.85％、1.65％，强退磁区、易退磁区和弱退磁区磁性能呈梯度分布，Hcj梯度差异值在1.0～9.0kOe之间，综合性能达到最佳，说明通过对磁体6个面的成分和结构进行梯度设计，可以达到降低重稀土渗透用量，同时提升产品性能的效果。
本发明在R-T-B磁体的取向面以及非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料，更进一步的涂覆不同质量的重稀土浆料，确保了强退磁区、弱退磁区和易退磁区之间的不同梯度矫顽力和剩磁满足不同位置的性能需求，减少了渗透面均匀涂覆带来的剩磁降低，进一步保证了磁体的表磁和磁通；本发明通过对非取向面的涂覆重稀土浆料，增强了强退磁区的矫顽力，可以满足不同厚度的磁钢达到工作性能要求；本发明提供的方法制备的R-T-B磁体剩磁和矫顽力的梯度分布，节约了重稀土使用量并且使这种磁体的剩磁、矫顽力、磁通和表磁最优。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种磁体性能梯度分布的R-T-B磁体的制备方法，包括：
配制重稀土浆料；
在R-T-B磁体取向面的不同区域涂覆重稀土浆料；
在R-T-B磁体的非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料，得到涂覆浆料的磁体；
将所述涂覆浆料的磁体进行干燥、扩散和时效处理，得到磁体性能梯度分布的R-T-B磁体；
所述取向面和非取向面的不同区域包括：强退磁区、易退磁区和弱退磁区；
所述涂覆重稀土浆料的方法包括：
磁控溅射、喷涂或蒸镀；
所述取向面和非取向面的强退磁区包括：边角区域；易退磁区包括：边缘区域；弱退磁区包括：中心区域；
边角区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质质量占强退磁区质量的0.65～1.0wt％；
边缘区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质质量占易退磁区质量的0.55～0.62wt％；
中心区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质质量占弱退磁区质量的0.2～0.4wt％。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述重稀土浆料包括重稀土物质和溶剂；
所述重稀土物质和溶剂的质量比为1：(2～6)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重稀土物质选自重稀土金属、重稀土合金和/或重稀土氢化物。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述溶剂选自汽油、乙醇、丙烯酸和环氧漆中的一种或几种。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述重稀土物质的粒度小于20微米。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所取向面的不同区域和非取向面的不同区域涂覆重稀土浆料中重稀土物质的质量比为1：(0.05～0.8)。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述R-T-B磁体的每个非取向面涂覆的重稀土浆料中重稀土物质的质量相同。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的温度为350～450℃；所述扩散的温度为700～1000℃；所述时效处理的温度为350～750℃。
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