CN108962524B - 一种烧结取向磁体渗透处理用组合物、用途及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种烧结磁体渗透用组合物，包括30‑99.9wt％渗透助剂和0.1‑70wt％可渗透物质；所述渗透助剂为氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钛中的任一种或多种，所述可渗透物质含有熔点29.8℃的金属Ga，该组合物解决了现有技术中渗透原料一旦加入熔点较低的渗透物质时在渗透时中出现大量损耗、加入粘性较高的渗透物质因流动性差难以进行扩散反应的业界难题。本发明还公开了一种使用所述组合物进行烧结取向磁体处理的方法，在渗透处理，磁体与渗透用组合物之间始终保持除原子迁移运动以外的宏观位移运动，所述处理方法可稳定提高烧结磁体的矫顽力、热稳定性。

Description

一种烧结取向磁体渗透处理用组合物、用途及方法
技术领域
本发明属于渗透材料制备领域，具体涉及一种烧结取向磁体渗透处理用组合物及方法。
技术背景
第三代稀土钕铁硼永磁材料由于具有高的饱和磁化强度、矫顽力和磁能积(BH)max，良好的机械加工特性和相对低廉的价格，在许多领域得到广泛的应用，但易腐蚀、脆性大、工作温度偏低是制约烧结钕铁硼进一步发展和应用的主要缺陷。
研究表明，高取向度、细化均匀的晶粒与较细富稀土晶界相的连续均匀分布、光滑无缺陷的相界面等是制备高性能烧结钕铁硼磁体的关键因素。目前普遍采用蒸镀或涂覆膜层，再加热处理的方式向磁体内部渗透重稀土元素，以提高烧结钕铁硼磁体的磁性能，但这些方法对渗透元素的利用率很低，渗透原料损耗高、无法进行再利用，造成处理成本高、不能满足产业化规模化生产，且渗透深度有限，渗透量不易控制，对磁性性能、耐热性、耐腐蚀性的改善效果不稳定、容易使磁体取向度降低、成品率较低。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种烧结磁体渗透用组合物，包括30-99.5wt％渗透助剂和0.5-70wt％可渗透物质，所述渗透助剂为氧化铝、氧化镁、氧化锆中的任一种或多种；优选的，所述可渗透物质含有熔点29.8℃的金属Ga。
所述可渗透物质包括可渗透入磁体2:14:1型主相的元素包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy，Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc的任一种或多种元素以及Fe、Co、Ni、B的任一种或多种元素；优选的，所述渗透入晶界相和/或晶界角隅相的元素包括Ga、Nb、Cu、Al、Zr、Ti、O、F、C、N中的任一种或多种。优选的，所述化合物包括上述元素的单质、氧化物、氟化物、碳化物、氮化物、氢化物、合金、和/或固溶化合物。
优选的，所述渗透用组合物包括：55-99.9wt％的选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或几种、0.1-5wt％的金属镓、0-35％的氟化铽、0-2wt％的羰基钴粉、0-3wt％铌粉或锆粉；或者包括：30-98.5wt％的选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或多种、0.1-5wt％的金属镓、0.2-25％的氟化铽、0.5-20％氟化镝、0.2-10wt％的羰基钴粉、0.5-10wt％铌粉或锆粉或钛粉。
优选的，所述烧结磁体组成为以下通式表示：RaTbMcBdXe，其中：R为选自包括Y和Sc的稀土族元素中的至少一种元素，T为Fe和Co中的一种或两种，M为选自Al、Ti、Ni、Cu、Ga、Zr、Nb中的至少一种元素，B为硼，X为O、F、N、C、H中的至少一种元素；a、b、e、d、e表示重量百分比，28≤a≤34，0.1≤c≤4，0.95≤d≤1.15，0≤e≤0.5，余量为b。
优选的，所述烧结磁体为取向烧结磁体，包括平行取向磁体和辐射取向磁体，包括烧结磁环、磁瓦、磁片。
本发明还提供了一种使用所述组合物进行烧结磁体渗透的方法，其特征在于：渗透过程中，磁体与渗透用组合物之间除了渗透组合物元素相对于磁体的原子扩散迁移运动以外，渗透组合物与磁体的宏观位置不是相对固定的，而是存在宏观相对运动，该宏观相对运动并不包括球磨运动。
所有利用原子扩散向磁体(包括磁环、磁瓦、磁片等)内部渗入某种元素的方法都基于固相反应的机理，即在高温条件下，当含有不同浓度元素的固体接触在一起的时候，元素会从浓度高的固体向浓度低的固体扩散，即发生原子迁移扩散运动，这也是渗透或扩散反应的机理。
尤其，所述运动是渗透过程中磁体与渗透用组合物之间的旋转运动；或者，所述运动是渗透过程中磁体与渗透用组合物之间的搅拌运动。
所述旋转运动的速度为0.01rpm-6000rpm，优选1-500rpm，更优选1-100rpm本发明还提供了一种使用前述组合物进行烧结磁体渗透的方法，依次包括以下步骤：
A、表面处理：去除磁体的表面污染物、锈迹及氧化层；
B、配制渗透用组合物；将渗透用组合物的各物质粉末按照比例进行混合，得到预混合的渗透用组合物；
C、运动渗透处理：将经过步骤A表面处理的磁体与B步骤配置的预混合的渗透用组合物按照1:1-1:100的体积比分批装入容器进行运动渗透处理，在渗透过程中，所述磁体与所述渗透用组合物之间始终存在宏观相对运动；运动渗透中保持真空或惰性气体气氛；
D、运动渗透处理结束后，将磁体与渗透用组合物物质分离，进行回火处理；
E、回火处理后，得到产品。
所述步骤B中，对氧化锆或氧化镁或氧化铝粉末进行1050℃以上的高温烘烤，再将低熔点的金属单质或化合物加入到烘烤过的粉末中形成预混合物，将经过100℃以上烘烤的其他原料加入到所述预混合物中。
所述步骤C渗透中，采用渗透采用缓慢速率升温及分段保温制度：以3-8℃/min的加热速率升温到650-800℃，保温0.5-5h，然后以0.5-2℃/min的速率升温至800-1050℃，保温2-45h，之后快速冷却或自然冷却至40-80℃，其中第一段升温速率大于第二段升温速率。
优选的，步骤D中，回火温度为400-600℃，时间1-12h。
优选的，步骤A之前，还具有对取向磁体内外表面进行粗加工的步骤。
本发明还提供了一种辐射取向烧结磁体的制备方法，其特征在于：包括取向磁体的成型步骤和烧结步骤，其中，在成型中，取向磁场与模具之间存在相对旋转运动。
所述成型步骤包括：(1)模腔内充填待成型磁粉，模腔内部设置一内磁极，模腔外部设置一外磁极；(2)外磁极相对模腔旋转、或模腔相对外磁极旋转，内、外磁极之间产生一取向磁场，所述取向磁场与磁粉之间存在相对旋转，对磁粉进行磁化和取向；(3)旋转的同时，施加逐渐增加的压力对所述磁粉进行压制成型，得到取向磁体坯体，将该坯体在1000-1100℃进行真空烧结就得到处理前磁体。
或者，所述成型步骤包括：(1)模腔内充填待成型磁粉，模腔内部设置一磁芯，模腔外部对称设置多个外磁极；(2)多个外磁极同时相对模腔旋转、或模腔相对所述外磁极旋转，磁芯与多个外磁极之间产生多个取向磁场，所述取向磁场与磁粉之间存在相对旋转，对磁粉进行磁化和取向；(3)旋转的同时，施加逐步增加的压力对所述磁粉进行压制成型，得到取向磁体坯体，将该坯体在1000-1100℃进行真空烧结就得到处理前磁体。
所述取向磁场是恒定磁场、有规则变化的磁场、或不规则变化的磁场。
本发明具有以下突出的有益效果：
(1)本发明渗透用组合物中含有选自氧化铝、氧化镁、氧化锆或氧化钛中的任一种或多种的渗透助剂，尤其可含有熔点29.8℃的金属Ga，解决了现有技术中渗透原料一旦加入熔点较低的渗透物质时在扩散反应中出现大量损耗的问题，加入粘性较高的渗透物质因流动性差难以进行扩散反应的业界难题，并通过渗透用组合物各原料成分及配比的协同作用，解决了现有技术中渗透原料分散性差、浸润性不好、渗透厚度有限的问题；
(2)本发明的渗透用组合物与磁体保持相对宏观运动，渗透用组合物中的高硬度颗粒，例如氧化铝、氧化锆等对磁体内外表面具有摩擦清洗作用，随着磁体不断露出新鲜表面，目标渗透元素不断地进行渗透、扩散，促进渗透反应的持续进行，解决了工业生产中渗透反应效率低、目标元素渗透深度有限、渗透量难以控制的技术难题。
(3)目前常用的溅射、涂层、粉体覆盖等方法相比，本发明的目标渗透元素进入磁体内部的渗透量易于控制、渗透均匀，不再受限于渗透原料的熔点、物性、状态，原料的选择范围广、成本低，且渗透效果好，可稳定提高烧结磁体的矫顽力、热稳定性。
(4)本发明的目标渗透元素基本没有损耗，与磁体接触参与渗透的目标元素直接扩散入磁体内部，未进行扩散或渗透的目标元素仍然以原有的状态保留在渗透源中，下次可继续使用；而现有技术中的涂层、镀膜、粉体覆盖等工艺均存在着渗透反应结束后未参与、或未能完全渗透的膜、粉末或其他残留物，全部变成了废渣；因此与传统渗透工艺相比，本发明渗透元素利用率高、基本没有损耗、成本低，适用于工业化生产。
(5)本发明在渗透处理中，采用变速率升温及分段保温制度，有效的避免了因磁体受热不均匀导致开裂、变形等问题，并使得渗透均匀、渗透反应效率高，提高了工业规模化处理磁体的质量及成品率。
(6)本发明方法能够稳定地提高烧结磁体的磁性能，其中矫顽力较处理前提高了40％，剩磁下降则不足3％，热稳定性显著提高。
具体实施例
下面结合具体实施方式对本发明做进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
一种烧结取向磁体渗透用组合物，其成分包括：55-99.9wt％的选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或几种、0.1-5wt％的金属镓、0-35％的氟化铽、0-2wt％的羰基钴粉、0-3wt％铌粉或锆粉。
一种使用实施例1所述的组合物进行烧结磁体渗透的方法，包括以下制备步骤：
A、按既定组成及配比准备待成型磁粉、取向成型、然后烧结得到取向烧结磁体，成型中所述取向磁场与磁粉之间存在相对旋转；所述磁粉的组成及配比为(重量百分比)：稀土PrNd含量28-31％，Dy+Tb+Ho含量2-5％，Co含量0.2-0.8％，B含量0.95-1.15％，Nb含量0.2-1％，Cu含量≤0.20％，Al含量0.2-1.0％，余量为Fe及不可避免的杂质；
B、预处理：去除磁体表面的污染物、锈迹和氧化层，优选地，预处理前先对磁体的内外表面进行粗加工，对待修复的磁体内部组织结构更加有利；
C、配制所述渗透用组合物：按照上述组合物的比例，预先对选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或几种原料进行1050℃以上的高温烘烤，再将金属镓加热熔化加入到烘烤过的粉末中，然后将经过120℃烘烤的氟化铽、羰基钴粉、铌粉(或锆粉)依次加入到前述预混合物中，混合均匀后，得到渗透用组合物；
D、旋转渗透处理：将经过预处理的取向烧结磁体加入到可旋转、可抽真空的渗透处理装置中，将经过步骤B预处理的磁体与步骤C准备的渗透用组合物物质按照1:1-1:100的体积比装入一可抽真空、可旋转和可加热的容器中进行渗透处理；在渗透过程中，磁体与渗透用组合物物质之间始终存在旋转运动，旋转速度为0.01rpm-6000rpm，优选0.5-1000rpm，更优选0.5-500rpm、或1-100rpm；运动渗透中先抽真空6Pa以下，优选小于6x10- 2Pa，之后继续保持真空或充入惰性气体，惰性气体具体为氮气或氩气；为避免磁体受热不均匀引起变形、开裂等问题，采用变速率升温和多段渗透保温制度；以3-8℃/min的加热速率升温到700℃，保温1.5h，然后以1-3℃/min的速率升温至870℃，保温3-10h，然后再以0.5-2℃/min的速率升温至880-950℃下保温15-40h，之后快速冷却或自然冷却至40-80℃，冷却中保持真空或惰性气体保护气氛，且磁体继续保持相对于渗透用组合物的相对旋转运动；
D、运动渗透处理结束后，将磁体与渗透用组合物物质分离，在450-550℃下、3-8h进行回火处理；
F回火处理后，得到产品。
磁性能测试表明：本实施例处理前取向烧结磁体的典型磁性能、热稳定性如下：剩磁Br＝13.01kGs、矫顽力Hcj＝18.27kOe、磁能积(BH)max＝40.6MGO，磁体从室温加热至120℃再回到室温，磁通热衰减-11.9％。
本实施例处理后取向烧结磁体的典型磁性能、热稳定性如下：剩磁Br＝12.70kGs、矫顽力Hcj＝25.70kOe，磁能积(BH)max＝38.21MGOe，磁体从室温加热至120℃再回到室温，磁通热衰减下降到小于3％。
可见，本实施例处理后烧结磁体的矫顽力较处理前稳定地提高了近40％，剩磁下降不到3％，磁体从室温加热至120℃再回到室温的磁通热衰减下降到小于3％，处理后烧结磁体的磁性能、热稳定性显著提高。
该实施例中的取向烧结磁体可具体为取向烧结磁环、磁瓦、磁片等。
实施例2
一种烧结取向磁体渗透用组合物，包括：30-98.5wt％的选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或多种、0.1-5wt％的金属镓、0.2-25％的氟化铽、0.5-20％氟化镝、0.2-10wt％的羰基钴粉、0.5-10wt％铌粉或锆粉或钛粉；
一种使用实施例2所述的组合物进行烧结磁体渗透的方法，包括以下制备步骤：
A、按既定组成及配比准备待成型磁粉、取向成型、然后烧结得到取向烧结磁体，成型中所述取向磁场与磁粉之间存在相对旋转；所述磁粉的组成及配比为(重量百分比)：稀土PrNd含量28-30％，Tb+Dy含量2-3％，Ho含量0.5-2.0％，Co含量0.1-0.5％，B含量0.95-1.1％，Nb+Zr含量0.5-2.0％，Cu含量0.05-1.0％，Al含量0.05-1.0％，Ti含量0.02-1.0％，余量为Fe及不可避免的杂质；；
B、预处理：去除磁体表面的污染物、锈迹及氧化层，优选地，预处理前先对磁体的内外表面进行粗加工，对待修复的磁体内部组织结构更加有利；
C、准备渗透用组合物：预先对氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛原料进行1050℃以上的高温烘烤，再将金属镓加热熔化加入到氧化锆粉末中，将经过120℃烘烤的氟化铽、氟化镝、羰基钴粉、铌粉或锆粉或钛粉依次加入到金属镓与氧化锆(或氧化镁或氧化铝)的预混合物中，混合均匀后，得到渗透用组合物物质；
D、旋转渗透处理：将经过预处理的取向烧结磁体加入到可旋转、可抽真空的渗透处理装置中，将经过步骤B预处理的磁体与步骤C准备的渗透用组合物物质按照1:1-1:100的体积比分批装入一可抽真空、可旋转和可加热的容器中进行渗透处理；在渗透过程中，磁体与渗透用组合物物质之间始终存在旋转运动，旋转速度为0.01rpm-6000rpm，优选0.5-1000rpm，更优选0.5-500rpm、或1-100rpm；运动渗透中先抽真空6Pa以下，优选小于6x10- 2Pa，之后充入惰性气体，具体为氮气或氩气；为避免磁体受热不均匀引起变形、开裂等问题，采用变速率升温和多段渗透保温制度；以3-8℃/min的加热速率升温到650-800℃，保温2h，然后以0.5-3℃/min的速率升温至850-1050℃，保温2-20h，其中第一段升温速率大于第二段升温速率，之后快速冷却或自然冷却至40-60℃，冷却中保持惰性气体保护气氛，且磁体继续保持相对于渗透用组合物的相对旋转运动；
D、运动渗透处理结束后，将磁体取出，在550-600℃下回火处理4h。
磁性能测试表明：本实施例处理前取向烧结磁体的典型磁性能、热稳定性如下：剩磁Br＝13.31kGs、矫顽力Hcj＝18.83kOe、磁能积(BH)max＝40.26MGO，磁体从室温加热至120℃再回到室温，磁通热衰减-10.4％。
本实施例处理后取向烧结磁体的典型磁性能、热稳定性如下：剩磁Br＝12.8kGs、矫顽力Hcj＝24.71kOe，磁能积(BH)max＝38.4MGOe，磁体从室温加热至120℃再回到室温，磁通热衰减下降到-2.9％。
可见，本实施例处理后烧结磁体的矫顽力较处理前稳定地提高了30％，剩磁下降不到4％，磁体从室温加热至120℃再回到室温的磁通热衰减从处理前的-10.4％急剧下降到-2.9％，处理后烧结磁体的磁性能、热稳定性显著提高。
进一步分析表明，通过控制步骤C中制备的渗透用组合物中各元素的成分配比、步骤D的旋转速度、最高渗透温度及时间，可调节、控制上述元素进入主相的量、进入晶界相的量及进入晶界角隅相的量。
该实施例中的取向烧结磁体可具体为取向烧结磁环、磁瓦、磁片等。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，并不能理解为本发明保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、替代及改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种渗透用组合物，其特征在于：所述渗透用组合物用于取向烧结磁体渗透，所述渗透用组合物包括30-99.9wt％渗透助剂和0.1-70wt％可渗透物质；所述渗透助剂为氧化铝、氧化镁、氧化锆、氧化钛中的任一种或多种，所述可渗透物质至少包含金属Ga，其在所述渗透用组合物中的含量0.1-5wt％；所述渗透助剂被预先进行1050℃以上的高温烘烤，在渗透过程中所述渗透用组合物与磁体保持宏观相对运动，该宏观相对运动并不包括球磨运动。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于：所述可渗透物质包括可渗透入磁体2:14:1型主相的元素，包括La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy，Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Y、Sc的任一种或多种元素以及Fe、Co、Ni、B的任一种或多种元素，和渗透入晶界相和/或晶界角隅相的元素，包括Ga和选自Nb、Cu、Al、Zr、Ti、O、F、C、N中的任一种或多种。
3.根据权利要求2所述的组合物，其特征在于：所述可渗透物质包括上述元素的单质、氧化物、氟化物、碳化物、氮化物、氢化物、合金、和/或固溶化合物。
4.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：包括55-99.9wt％的选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或几种、0.1-5wt％的金属镓、0-35％的氟化铽、0-2wt％的羰基钴粉、0-3wt％铌粉或锆粉。
5.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：包括30-98.5wt％的选自氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛中的任一种或多种、0.1-5wt％的金属镓、0.2-25％的氟化铽、0.5-20％氟化镝、0.2-10wt％的羰基钴粉、0.5-10wt％铌粉或锆粉或钛粉。
6.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：所述取向烧结磁体为平行取向或辐射取向烧结磁体，包括烧结磁环、磁瓦、磁片。
7.根据权利要求6所述的组合物，其特征在于：所述磁体组成由以下通式表示：RaTbMcBdXe，其中：R为选自包括Y和Sc的稀土族元素中的至少一种元素，T为Fe和Co中的一种或两种，M为选自Al、Ti、Ni、Cu、Ga、Zr、Nb中的至少一种元素，B为硼，X为O、F、N、C、H中的至少一种元素；a、b、e、d、e表示重量百分比，28≤a≤34，0.1≤c≤4，0.95≤d≤1.15，0≤e≤0.5，余量为b。
8.一种使用权利要求1-7任一所述的组合物进行烧结取向磁体渗透的方法，其特征在于：渗透过程中，磁体与渗透用组合物之间除了渗透组合物元素相对于磁体的原子扩散迁移运动以外，渗透组合物与磁体的宏观位置不是相对固定的，而是存在宏观相对运动，该宏观相对运动并不包括球磨运动。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述宏观相对运动是渗透过程中磁体与渗透用组合物之间的旋转运动或搅拌运动。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于：所述旋转运动的速度为0.01rpm-6000rpm。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于：所述旋转运动的速度为1-500rpm。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于：所述旋转运动的速度为1-100rpm。
13.一种使用权利要求1-7任一所述的组合物进行烧结取向磁体渗透的方法，依次包括以下步骤：
A、表面处理：去除烧结取向磁体的表面污染物、锈迹及氧化层；
B、配制渗透用组合物；将渗透用组合物的各物质粉末按照比例进行混合，配制渗透用组合物；
C、运动渗透处理；
D、运动渗透处理结束后，将磁体与渗透用组合物分离，进行回火处理；
E、回火处理后，得到产品。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于：步骤B包括先对氧化锆或氧化镁或氧化铝或氧化钛粉末进行1050℃以上的高温烘烤，再将熔点低于400℃的单质和/或化合物金属单质或化合物加入到烘烤过的粉末中形成预混合物，将经过100℃以上烘烤的其他原料加入到所述预混合物中。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于：步骤C包括将经过步骤A表面处理的磁体与B步骤配制的预混合的渗透用组合物按照1:1-1:100的体积比装入容器进行运动渗透处理，在渗透过程中，所述磁体与所述渗透用组合物之间始终存在宏观相对运动，但不包括球磨运动；运动渗透中保持真空或惰性气体气氛。
16.根据权利要求13或14所述的方法，其特征在于：步骤D中回火温度为400-600℃，时间1-12h。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于：步骤C中，渗透采用变速率升温及分段保温制度：以3-8℃/min的加热速率缓慢升温到650-800℃，保温0.5-5h，然后以0.5-2℃/min的速率升温至800-1050℃，保温2-45h，之后快速冷却或自然冷却至40-80℃，其中第一段升温速率大于第二段升温速率。
18.一种权利要求1-7任一中所述取向烧结磁体的制备方法，其特征在于：包括取向磁体的成型步骤和烧结步骤，其中，在成型中，取向磁场与模具之间存在相对旋转运动。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：取向成型步骤包括：
(1)模腔内充填待成型磁粉，模腔内部设置一内磁极，模腔外部设置一外磁极；
(2)外磁极相对模腔旋转、或模腔相对外磁极旋转，内、外磁极之间产生一取向磁场，所述取向磁场与磁粉之间存在相对旋转，对磁粉进行磁化和取向；
(3)旋转的同时，施加逐渐增加的压力对所述磁粉进行压制成型，得到取向磁体坯体，将该坯体在1000-1100℃进行真空烧结，得到处理前磁体。
20.根据权利要求18所述的方法，其特征在于：取向成型步骤包括：
(1)模腔内充填待成型磁粉，模腔内部设置一磁芯，模腔外部对称设置多个外磁极；
(2)多个外磁极同时相对模腔旋转、或模腔相对所述外磁极旋转，磁芯与多个外磁极之间产生多个取向磁场，所述取向磁场与磁粉之间存在相对旋转，对磁粉进行磁化和取向；
(3)旋转的同时，施加逐步增加的压力对所述磁粉进行压制成型，得到取向磁体坯体，将该坯体在1000-1100℃进行真空烧结，得到处理前磁体。
21.根据权利要求19或20所述的方法，其特征在于：所述磁场是恒定磁场、有规则变化的磁场、或不规则变化的磁场。
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Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60106930A (ja) * 1983-11-15 1985-06-12 Hitachi Metals Ltd 永久磁石合金の製造方法
US4933009A (en) * 1985-06-14 1990-06-12 Union Oil Company Of California Composition for preparing rare earth-iron-boron-permanent magnets
CN101256898B (zh) * 2008-03-27 2011-06-29 成问好 辐射取向的圆环状磁体的成型方法和设备
CN103093912B (zh) * 2013-01-30 2015-12-23 浙江大学 一种应用高丰度稀土La生产的稀土永磁体及其制备方法
CN104681225A (zh) * 2013-12-03 2015-06-03 湖南稀土金属材料研究院 一种提高烧结钕铁硼材料性能的处理方法
CN106298219B (zh) * 2016-08-17 2017-09-29 宁波永久磁业有限公司 一种制备r‑t‑b稀土永磁体的方法及装置

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