用于制备永磁体的方法以及永磁体和具有永磁体的电机技术

本发明专利技术涉及一种用于制备永磁体的方法，其中制备磁性材料的粉末并且将该磁性材料的粉末加工成永磁体。根据本发明专利技术，所述磁性材料的粉末的制备包括以下步骤：在液氮中研磨第一中位粒径的磁性材料颗粒的悬浮液，以获得比第一中位粒径小的第二中位粒径的磁性材料颗粒；以及分离在液氮中研磨过的磁性材料的悬浮液，其中分离出粒径在预定上限粒径以下的颗粒。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及用于制备永磁体的方法，尤其是用于制备针对磁体制备的磁性原料的粉末的方法。本专利技术进一步涉及使用该方法制备的永磁体以及包含至少一个这种永磁体的电机。对高性能的、例如在电机中使用的永磁体的需求在不断增长。特别地，永磁体在用于牵引机动车的电动机中使用，这些永磁体在电动汽车日益增多的过程中赢得了关注。作为具有高矫顽力的磁性或可磁化的合金主要应用SE-TM-B或SE-TM型的稀土合金，其中SE为稀土元素，TM为铁族(Fe、Co、Ni)过渡金属，B为硼。典型制备方法包括以下工艺步骤：磁性原料的粉末化；使用或不使用外部磁场将粉末压制/压实成生坯(Grünteil)，以形成所需的结构；烧结生坯以进一步压缩(高温处理)；可选的调温(加热或低温处理)以消除应力和以便磁体中的结构稳定化；以及在磁场中磁化。各工艺步骤也部分地彼此结合以及改变顺序。磁性原料的粉末化通常包括多个步骤。例如，将合金熔体浇铸成铸块(所谓的锭)、机械破碎和经受一个或多个研磨步骤。另外已知，使用带铸(Bandgieβen)工艺(英文：stripcasting)将合金熔体加工成具有多晶结构的快速冷却的带状物，随后将所述带状物进一步破碎和研磨。另外还已知一种氢爆碎工艺(英文HydrogenDecrepitation,HD工艺)，其中将该材料用氢加压，从而使氢从间隙渗入该材料中并且在其随后的释放过程中导致微裂纹的生成。由此可以减少随后的研磨时长。与之不同的工艺-所谓的HDDR工艺(氢化歧化脱氢重组)-与此相对地利用了暂时形成的金属氢化物及其随后的脱氢，以改善磁性材料的结构相并改善磁学性能。另外还已知的是，在研磨过程中向稀土磁性材料中添加润滑剂，以便在随后的磁化步骤中获得更强的磁畴取向。因此，EP1760734A1描述了，在润滑剂的存在下研磨稀土磁性材料，该润滑剂的粒径大于磁性材料的粒径。为了产生所需的润滑剂(例如硬脂酸酯)粒径，借助液氮使该润滑剂凝固并且以冷冻状态进行研磨。所获得的磁体粉末的粒径被公开为2.5至10μm。由DE112010004576T5中已知一种用于制备烧结的稀土磁体的方法，其中首先在单辊或者双辊工艺中由稀土磁性材料如Nd2Fe14B的熔体制备快速冷却(淬火)的多晶带状物，将该多晶带状物通过冷却过程在单侧上或在双侧上形成富Nd相，该富Nd相具有比Nd2Fe14B更低的熔点。该带状物被粉碎并且在对应于富Nd相的熔点的温度经历低温烧结。由此应该防止了包含在多晶相中的并且中位粒径为10至200nm的晶体的粗化。EP0416595A2描述了一种用于稀土磁体的制备方法，其中首先使磁性材料的经凝固的熔体破碎并且随后在供给液氮的情况下在盘式或冲击式粉碎机中研磨，其中形成最高达400μm的粒径。随后进行材料的加氢和在液态烃中重新研磨，以获得最高达40μm的粒径，通常为2.7至3.5μm的粒径。出于钝化目的，对所得到的粉末进行控制氧化、成型、在磁场中取向、压制并烧结。从US5,609,695已知，借助上述HD工艺将磁性合金粉碎成最高达150μm的粒径，并且随后在氮气气氛中对该材料进行加氮，例如将Sm2Fe17转化为Sm2Fe17Nx。随后于液氮中、在球磨机中研磨所述加氮的材料，其中获得1至2μm的粒径。所确定的是，由于材料脆化在低温下液氮可减少所需的研磨时长。US5,382,303也描述了一种用于制备磁体的方法，其中Sm-Co型磁性材料被熔化、浇铸和破碎并且接下来在液氮中经历粗磨工艺，以获得最高达600μm的粒径。最后进行精磨步骤，其中将粉末与液态烃一起在研磨机或球磨机中进一步研磨至40μm，尤其是3.8至4.6μm的最大粒径。在除去烃和钝化粉末之后，将其在磁场中压制并且对如此获得的生坯进行烧结。在粉碎原料时，所希望的是在制成的磁体中的粒径原则上尽可能地小，理想地在磁畴的尺寸，从而密实磁体在理想情况下由单畴颗粒组成，由此实现特别高的磁场强度。在保护气体中使用目前的研磨技术(球磨机、喷磨机)实现了2至5μm的粒径。例如，用喷磨机(喷射磨机,jetmills)能够实现3至5μm的粒径。通过延长研磨时长产生了团块，所述团块在接下来的磁体制备过程中彼此冷熔接(kaltverschweiβen)并且导致不希望的颗粒生长。另一方面，在研磨期间使用添加剂如润滑剂导致了磁体的污染，这些添加剂会不利地影响其机械和磁性性能。本专利技术现在要解决的技术问题在于，提供一种制备永磁体的方法，其中获得了具有改善的磁学性能、特别是更高的矫顽场强以及提高的机械强度的磁体。该技术问题是通过具有独立权利要求的特征的制备方法、永磁体以及电机来解决的。在用于制备永磁体的根据本专利技术的方法中，制备磁性材料的粉末并将其加工成永磁体。将所形成的粉末加工成永磁体通常包括成型、压缩、固化和磁化。根据本专利技术，制备磁性材料的粉末包括以下步骤：-研磨第一中位粒径的磁性材料颗粒在液氮中的悬浮液，以获得比第一中位粒径小的第二中位粒径的磁性材料颗粒，以及-分离研磨过的磁性材料在液氮中的悬浮液，其中分理出粒径在预定上限粒径以下的颗粒。本专利技术因此包括磁性材料的深冷式研磨(低温式研磨)(kryogenemMahlen)(下文也称为深冷研磨(低温研磨)，KryoMahlen)和深冷式分离(低温式分离)(下文也称为深冷分离(低温分离)，Kryo-Separieren)的组合。在这两个步骤中磁性材料以悬浮液形式存在于液氮中。通过在液氮中的深冷研磨(低温研磨)，避免了由于液氮的低温(77K)而导致研磨料的加热。由此，避免了颗粒的团聚和熔接并由此实现了特别低的粒径的制备。液氮的存在因此允许延长研磨时长以实现所需的非常小的粒径。接下来的分离步骤(分级)在液氮中进行。从而在该分离步骤中还抵消了颗粒的团聚。所述分离进一步使得获得较低的粒径分布成为可能，其中粒径大于预定粒径上限的颗粒被排除和去除。通过低的粒径分布实现了在制成的磁体中更紧密且更均匀的球形堆积。由此获得了更高的磁体机械强度以及更高的磁体矫顽场强。分离(也称作分级)要理解为一种工艺，其中从具有一定的粒径分布(通常对应于高斯分布)的粒状原料中获得具有比原料更小(更窄)的粒径分布的级分(Fraktion)。换言之，分开并排除在原始粒径分布的上端和/或下端处的颗粒级分。在本专利技术的范围内所述分离包括至少一个使具有大于预定最大粒径的粒径的颗粒级分分离的过程，从而目标级分最后包含其粒径小于或等于最大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备永磁体的方法，其中制备磁性材料的粉末并且将该磁性材料的粉末加工成永磁体，其特征在于，所述磁性材料的粉末的制备包括以下步骤：‑研磨第一中位粒径的磁性材料颗粒在液氮中的悬浮液，以获得比第一中位粒径小的第二中位粒径的磁性材料颗粒，以及‑分离研磨过的磁性材料在液氮中的悬浮液，其中分离出粒径在预定上限粒径以下的颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.10.10 DE 102013220452.31.一种用于制备永磁体的方法，其中制备磁性材料的粉末并且将该磁
性材料的粉末加工成永磁体，其特征在于，所述磁性材料的粉末的制备包括
以下步骤：
-研磨第一中位粒径的磁性材料颗粒在液氮中的悬浮液，以获得比第一
中位粒径小的第二中位粒径的磁性材料颗粒，以及
-分离研磨过的磁性材料在液氮中的悬浮液，其中分离出粒径在预定上
限粒径以下的颗粒。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在分离步骤中分离出粒
径为≤500nm，特别地≤400nm，优选地≤350nm，特别优选地≤300nm的
颗粒。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在分离步骤中分
离出粒径范围为>100nm至≤500nm，特别地>100nm至≤400nm，优选地

【专利技术属性】
技术研发人员：B兹拉特科夫，
申请(专利权)人：大众汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE