一种低B的稀土磁铁制造技术

本发明专利技术公开了一种低B的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2T14B主相，包括如下的原料成分：R：13.5at％～14.5at％、B：5.2at％～5.8at％、Cu：0.3at％～0.8at％、Co：0.3at％～3at％、以及余量为T和不可避免的杂质，所述的R为包括Nd的至少一种稀土元素，所述T为主要包括Fe的元素。该稀土磁铁通过复合添加0.3～0.8at％的Cu和适量的Co，使得晶界中形成3种富Cu相，这种在晶界中存在的3种富Cu相的磁性效果和对晶界中B不足问题的修复，可显著改善磁铁的方形度和耐热性能。

A low B rare earth magnet

The invention discloses a low B rare earth magnets, the rare earth magnet containing R2T14B main phase, including the raw material composition is as follows: R:13.5at% ~ 14.5at%, B:5.2at% ~ 5.8at%, Cu:0.3at% ~ 0.8at%, Co:0.3at% ~ 3at%, and the balance of T and unavoidable impurities, the R includes at least one rare earth element Nd the T, as the main elements including Fe. The rare earth magnet composite by adding 0.3 ~ 0.8at% of Cu and the amount of Co, the grain boundary formed in 3 Cu rich phase, the magnetic effect of 3 kinds of Cu rich phase in the grain boundary in the B and on the grain boundary problem of insufficient repair, squareness and heat resistance can significantly improve the magnet.

【技术实现步骤摘要】
一种低B的稀土磁铁
本专利技术涉及磁铁的制造
，特别是涉及一种低B的稀土磁铁。
技术介绍
对于各种高性能电机、发电机中使用的(BH)max超过40MGOe的高性能磁铁而言，为得到高磁化的磁铁，减少非磁性元素B的使用量的“低B组份磁铁”的开发就变得非常有必要。现在，“低B组份磁铁”的开发采用了各种各样的方式，然而，截止目前，还未能开发出市场化的产品。“低B组份磁铁”的最大的缺点在于退磁曲线的方形度(亦称为Hk/Hcj、或者SQ)比较差，其形成原因比较复杂，主要是由于R2Fe17相的出现和富B相(R1.1T4B4相)的缺乏导致晶界处出现局部B不足。日本专利特开2013-70062中公开了一种低B的稀土磁铁，其包括R(R为包含Y的稀土元素中选择的至少一种的元素，Nd为必有组分)、B、Al、Cu、Zr、Co、O、C及Fe作为主成分的组成，各元素的含量为R：25～34重量％，B：0.87～0.94重量％、Al：0.03～0.3重量％、Cu：0.03～0.11重量％、Zr：0.03～0.25重量％、Co：3重量％以下(且不包含0)、O：0.03～0.1重量％、C：0.03～0.15重量％、以及残余为Fe。该专利技术通过降低B的含量，使得富B相的含量降低，进而使得主相含有的体积比例增加，并最终获得高Br的磁铁。通常情况下，B的含量减少的情况下，会形成软磁性的R2T17相(一般为R2Fe17相)，极易使得矫顽力(Hcj)降低，而本专利技术通过添加微量的Cu，使得R2T17相的析出被抑制，更形成了使Hcj和Br提高的R2T14C相(一般为R2Fe14C相)。然而，上述的专利技术依然没有办法克服低B磁铁固有的方形度(Hk/Hcj，又称SQ)不高的问题，从本专利技术的实施例可以看到，本专利技术仅有极少量实施例Hk/Hcj超过95％，大部分在90％左右，更没有任何一个实施例能够达到98％以上，单就Hk/Hcj而言，往往难以满足客户要求。展开来阐述的话，方形度(SQ)比较差的话，即使磁铁矫顽力很高，耐热性也会有比较差的情形。磁铁在电机的高负荷旋转中热减磁，电机会变得不能旋转，进而电机停止转动。因此，通过“低B组份磁铁”开发出高矫顽力的磁铁的报道是很多的，但是，上述磁铁全部是方形度差的磁铁，在实际用在电机中进行耐热试验时，没能改善热减磁的问题。综上，还没有“低B组份磁铁”实际形成被市场接受产品的先例。另一方面，Sm-Co系磁铁的最大磁能积大约在30MGOe以下，因此，最大磁能积达到35～40MGOe的NdFeB系烧结磁体作为电机、发电机用烧结磁体在市场上占有极大的份额。特别是最近减少CO2排放和石油枯竭危机等的前提之下，越来越追求电机、发电机的高效率化、更省电化的性能，对最大磁能积的要求也越来越高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种低B的稀土磁铁，该稀土磁铁通过复合添加0.3～0.8at％的Cu和适量的Co，使得晶界中形成3种富Cu相，这种在晶界中存在的3种富Cu相的磁性效果和对晶界中B不足问题的修复，可显著改善磁铁的方形度和耐热性能。本专利技术提供一种技术方式如下：一种低B的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2T14B主相，其包括如下的原料成分：R：13.5at％～14.5at％、B：5.2at％～5.8at％、Cu：0.3at％～0.8at％、Co：0.3at％～3at％、以及余量为T和不可避免的杂质，所述的R为包括Nd的至少一种稀土元素，所述T为主要包括Fe的元素。本专利技术中所述的at％为原子百分比。本专利技术提及的稀土元素包含钇元素在内。在推荐的实施方式中，所述T还包括X，其中，X为选自Al、Si、Ga、Sn、Ge、Ag、Au、Bi、Mn、Cr、P或S中的至少3种元素，X元素的总组成为0at％～1.0at％。在制造过程中，不可避免有少量O、C、N及其他杂质的混入，因此，本专利技术中提及的所述稀土磁铁的氧含量最好在1at％以下，更优选在0.6at％以下，C含量同样最好控制在1at％以下，更优选在0.4at％以下，N含量则控制在0.5at％以下。在推荐的实施方式中，所述稀土磁铁由如下的步骤制得：将稀土磁铁成分熔融液制备成稀土磁铁用合金的工序；将所述稀土磁铁用合金粗粉碎后再通过微粉碎制成细粉的工序；将所述细粉用磁场成形法获得成形体，并在真空或惰性气体中以900℃～1100℃的温度对所述成形体进行烧结，在晶界中形成高Cu相结晶、中Cu相结晶和低Cu相结晶的工序。通过上述的方式，在晶界中形成高Cu相结晶、中Cu相结晶和低Cu相结晶，使方形度超过95％，提高磁铁的耐温性能。在推荐的实施方式中，所述高Cu相结晶的分子组成为RT2系相，所述中Cu相结晶的分子组成为R6T13X系相，所述低Cu相结晶的分子组成为RT5系相，所述高Cu相结晶和所述中Cu相结晶的总含量占晶界组成的65体积％以上。需要说明的是，本专利技术需要在低氧环境中完成磁铁的全部制造工序，才能获得本专利技术所声称的效果，由于磁铁的低氧制造工序已是现有技术，且本专利技术的实施例1至实施例7全部采用低氧制造方式，在此不再予以详细描述。在推荐的实施方式中，所述的稀土磁铁为最大磁能积超过43MGOe的Nd-Fe-B系磁铁。在推荐的实施方式中，X为选自Al、Si、Ga、Sn、Ge、Ag、Au、Bi、Mn、Cr、P或S中的至少3种元素，以上元素的总组成优选为0.3at％～1.0at％。在推荐的实施方式中，所述的R中，Dy、Ho、Gd或Tb的含量在1at％以下。在推荐的实施方式中，所述X包括Ga，Ga的含量为0.1at％～0.2at％。在推荐的实施方式中，所述稀土磁铁用合金是将原料合金熔融液用带材铸件法，以102℃/秒以上、104℃/秒以下的冷却速度冷却得到的。在推荐的实施方式中，所述粗粉碎为稀土磁铁用合金吸氢破碎、得到粗粉的工序，所述微粉碎为粗粉气流粉碎的工序，还包括从微粉碎后的粉末中除去粒径1.0μm以下的至少一部分、由此使粒径1.0μm以下的粉末体积减少至全体粉末体积的10％以下的工序。本专利技术还提供另一种低B的稀土磁铁。一种低B的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2T14B主相，其特征在于：包括如下的原料成分：R：13.5at％～14.5at％、B：5.2at％～5.8at％、Cu：0.3at％～0.8at％、Co：0.3at％～3at％、以及余量为T和不可避免的杂质，所述的R为包括Nd的至少一种包含钇元素在内的稀土元素，所述T为主要包括Fe的元素；并由如下的步骤制得：将所述稀土磁铁原料成分熔融液制备成稀土磁铁用合金的工序；将所述稀土磁铁用合金粗粉碎后再通过微粉碎制成细粉的工序；将所述细粉用磁场成形法获得成形体，并在真空或惰性气体中以900℃～1100℃的温度对所述成形体进行烧结，在晶界中形成高Cu相结晶、中Cu相结晶和低Cu相结晶的工序，和在700℃～1050℃的温度下进行重稀土元素(RH)晶界扩散处理的工序。在推荐的实施方式中，本专利技术中所述的RH选自Dy、Ho或Tb中的一种，所述T还包括X，X为选自Al、Si、Ga、Sn、Ge、Ag、Au、Bi、Mn、Cr、P或S中的至少3种元素，X元素的总组成为0at％～1.0at％；所述不可避免的杂质中，O含量控制在1at％以下、C含量控制在1at％以下以及N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低B的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2T14B主相，其特征在于，包括如下的原料成分：R：13.5at％～14.5at％、B：5.2at％～5.8at％、Cu：0.3at％～0.8at％、Co：0.3at％～3at％、以及余量为T和不可避免的杂质，所述的R为包括Nd的至少一种稀土元素，所述T为主要包括Fe的元素。

【技术特征摘要】
1.一种低B的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2T14B主相，其特征在于，包括如下的原料成分：R：13.5at％～14.5at％、B：5.2at％～5.8at％、Cu：0.3at％～0.8at％、Co：0.3at％～3at％、以及余量为T和不可避免的杂质，所述的R为包括Nd的至少一种稀土元素，所述T为主要包括Fe的元素。2.根据权利要求1中所述的一种低B的稀土磁铁，其特征在于：所述T还包括X，X为选自Al、Si、Ga、Sn、Ge、Ag、Au、Bi、Mn、Cr、P或S中的至少3种元素，X元素的总组成为0at％～1.0at％；所述不可避免的杂质中，O含量控制在1at％以下、C含量控制在1at％以下以及N含量控制在0.5at％以下。3.根据权利要求1或2中所述的一种低B的稀土磁铁，其特征在于，所述稀土磁铁由如下的步骤制得：将稀土磁铁成分熔融液制备成稀土磁铁用合金的工序；将所述稀土磁铁用合金粗粉碎后再通过微粉碎制成细粉的工序；将所述细粉用磁场成形法获得成形体，并在真空或惰性气体中以900℃～1100℃的温度对所述成形体进行烧结，在晶界中形成高Cu相结晶、中Cu相结晶和低Cu相结晶的工序。4.根据权利要求3所述的一种低B的稀土磁铁，其特征在于：所述高Cu相结晶的分子组成为RT2系相，所述中Cu相结晶的分子组成为R6T13X系相，所述低Cu相结晶的分子组成为RT5系相，所述高Cu相结晶和所述中Cu相结晶的总含量占晶界组成的65体积％以上。5.根据权利要求4所述的一种低B的稀土磁铁，其特征在于：所述的稀土磁铁为最大磁能积超过43MGOe的Nd-Fe-B系磁铁。6.根据权利要求5所述的一种低B的稀土磁铁，其特征在于：X为选自Al、Si、Ga、Sn、Ge、Ag、Au、Bi、Mn、Cr、P或S中的至少3种元素，以上元素的总组成为0.3a...

【专利技术属性】
技术研发人员：永田浩，喻荣，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35