一種耐溫鐵基稀土永磁體的製造方法
2023-05-31 18:15:06
專利名稱：一種耐溫鐵基稀土永磁體的製造方法
鐵基稀土永磁合金從1983年問世以來，由於其性能優越，取材容易，價格適中，得到了飛速發展。然而，該種合金存在使用溫度較低和耐腐蝕性差兩大缺點。為此，有好多專利提出解決方案；在提高鐵基稀土永磁體耐熱性方面，大多採用複合添加Co_Al，Co_Dy等方法，提高磁體的居裡溫度，改善磁感溫度係數，同時也大幅度提高磁體的內稟矯頑力，從而使磁體適用於較高的使用溫度。眾所周知，鐵基稀土永磁NdFeB使用溫度低的主要原因是其居裡溫度低(312℃)，而加鈷(Co)能極大地提高磁體的居裡溫度，但是又引起矯頑力的降低，所以要使用能大幅度提高矯頑力的元素，如鋁(Al)，鏑(Dy)與鈷(Co)複合添加，也可以用鈮(Nb)、鉬(Mo)、釩(V)、鎵(Ga)、錫(Sn)、鉍(Bl)等與鈷(Co)複合。總之，以往的方法都是以添加鈷Co為主要手段去提高磁體的耐熱性。但是鈷(Co)是貴重金屬，不能廣泛使用。
本發明的目的是提出一種耐溫鐵基稀土永磁體的製造方法，根據這個方法製造的磁體，在40-120℃溫度範圍內具有正的磁感溫度係數，使用溫度高達180-200℃，而且價格比較便宜。
本發明耐溫鐵基稀土永磁體的成份按原子百分比為；Nd15-16.1％，Dy0.1-1.2％，B6-7.9％，餘下為Fe，其中可用0.5-1.6％的Al及0.1-0.4％的Ga替代Fe。氧化鉛PbO不包含在合金總量100％中，可在球磨時按重量比0-0.5％加入。磁體的製造方法是將上述成分接配比混合，在用惰性氣體保護的真空感應爐中熔化成錠；然後經粗破、細破等工序，在汽油或甲苯等保護介質中磨成小於100μm的粉未，再加入氧化鉛粉未，用同樣的介質作保護進行球磨，得到3-5μm的細粉；將細粉烘乾，在不小於960kA/cm的磁埸中用0.5-2t/cm的壓力初成型，再經2-4t/cm的壓力等靜壓，使坯料塊的密度大於5g/cm；成型磁體在真空及惰性氣體保護下於1050-1120℃燒結1-3小時，快冷至室溫，然後在800-900℃進行第一次退火，條件同燒結，再在500-700℃進行第二次熱處理。真空條件可比燒結時低，用惰性氣體保護，急冷至室溫。
磁體的磁性能為Br＝1.1-1.2T Hcj＞19KOe(BH)max＞26.5MGOe 磁體的不可逆損失W不為當磁體的長徑比L/D＝1時 210℃W不＝10.7％226℃W不＝20.4％L/D＝1.06時202℃W不＝4.63％226℃W不＝15.8％L/D＝0.545時 197℃W不＝22.45％202℃W不＝33％L/D＝0.095時 180℃W不＝71.6％標準規定，磁體在L/D＝1.04時，不可逆損失＜5％時的溫度稱為磁體的使用溫度。由此，本發明的使用溫度為180-200℃。
磁體的磁感溫度係數在40-120℃時，為正，即在該溫度區間內磁體的磁感應強度不低於室溫時的值。
本發明的特點是完全不用鈷(Co)，而且重稀土元素鏑(Dy)的添加量極小，貴重元素鎵(Ga)是作為微量元素加入，鉛(Pb)的加入量也很小，所以成本低，容易推廣。一般在磁體中加鋁(Al)，磁體的使用溫度不超過150℃，當使用溫度＞150℃時，發現其性能比不加鋁的磁體還差。但是當Dy、Al、Ga並用時，鋁的這一缺點得到了抑制，磁體的居裡溫度和內稟頑力都大幅度提高。因此，磁體的使用溫度幾乎提高了一倍(常溫釹鐵硼磁體的使用溫度為80-100℃)。鉛(Pb)的加入提高了磁體的韌性，對提高使用溫度也有利。
實施例
耐溫鐵基永磁體的製造方法是，成分中的鏑(DY)既可以是純金屬元素，也可以是其氧化物DY2O3。而且氧化鏑應在球磨時加入。當使用DY2O3時，釹Nd的加入量要相應地增強，重稀土元素的加入量小於0.2％。
所述的燒結及退火的冷卻速度及方法是快冷，是指用空氣或水套冷卻，冷卻速度大於300c/min，所述的急冷，是指用空氣或氬氣，以及用液體介質、如液氮等冷卻，冷卻速度為500-1200c/min。
權利要求
1.一種耐溫鐵基稀土永磁體的製造方法，由釹、鐵、硼等組成，其特點是有鏑、鋁、鎵以及鉛的氧化物，製造方法是將上述成份按一定比例配合，在真空感應爐中以惰性氣體保護，熔化成錠；然後經顎式破碎及盤磨，在汽油或甲苯等保護介質中製成小於100um的粗粉，再加入氧化鉛粉末，用同樣的介質作保護進行球磨，得到3-5um的細粉；將細粉烘乾，在不小於960KA/m的磁埸中用0.5-2t/cm的壓力成型，再經2-4t/cm的壓力等靜壓，使坯料的密度大於5g/cm；成型磁體在真空及惰性氣體保護下於1050-1120℃燒結1-3小時，快冷至室溫，然後在800-900℃中進行第一次退火，條件同燒結，再在500-700℃進行第二次熱處理。真空要求可比燒結時低，用惰性氣體保護，急冷至室溫。
2.根據權利要求1所述的耐溫鐵基永磁體的製造方法，其特徵是所述成分配比按原子百分比15-16.1％ Nd，0.2-1.2％ Dy，6-7.9％ B，餘量為Fe；其中在Fe的總量中，Al的置換量為0.5-1.6％，G2的置換量為0.1-0.4％。
3.根據權利要求1所述的耐溫鐵基永磁體的製造方法，其特徵是成份中的鏑(Dy)既可以是純金屬元素，也可以是其氧化物Dy2O3，而且氧化鏑應在球磨時加入；當使用Dy2O3時，Nd的加入量要相應地增加。重稀土元素的加入量小於0.2％。
4.根據權利要求1所述的永磁體的製造方法，其特徵是氧化鉛是在球磨時加入，加入量是合金總量的0.1-0.5％，以提高磁體的居裡溫度、內稟矯頑力和韌性。
5.根據權利要求1所述的永磁體的製造方法，其特徵是燒結及退火的冷卻速度及方法是所述的快冷是指用空氣或水套冷卻，冷卻速度大於300℃/min；所述的急冷是指用空氣或氬氣以及用液體介質、如液氮等冷卻，冷卸速度為500-1200℃/min。
全文摘要
一種耐溫鐵基稀土永磁體的製造方法，由釹、鏑、硼、鐵等組成，其特徵是不含鈷，可加少量的鋁、鎵、鉛。其組分按原子百分比為Nd15—16,1％，Dy0.1—1.2％，B6—7.9％，Al0.5—1.6％，Ga0.1—0.4％，其餘為Fe。方法是將上述成分按配比混合，在用惰性氣體保護的真空感應爐中熔化成錠，破碎後在汽油等保護介質中磨成小於100um的粉末，再加入氧化鉛粉末作球磨，得到3—5um的細粉，經烘乾、初壓、等靜壓成型，成型磁體再在真空及惰性保護下經一、二次燒結、熱處理。該磁體在40—120℃內具有正磁感溫度係數，使用溫度高達180—200℃，價格便宜。
文檔編號H01F41/02GK1084668SQ9210991
公開日1994年3月30日 申請日期1992年9月25日 優先權日1992年9月25日
發明者張百灝, 艾祿, 趙琦 申請人:瀋陽三聯特種磁性材料有限公司