用于制造永磁体或硬磁性材料的方法技术

公开了一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法。该方法包括：形成(S110)封装件(110)，所述封装件至少部分地包围合金(120)，其中，所述合金具有至少一种稀土元素、至少一种过渡金属和至少一种来自周期族IIIA的元素。此外该方法包括将所述合金(120)加热(S120)到所述合金处于触变状态的温度，和通过从不同侧面重复地加载和卸载所述封装件，在预定的持续时间段内对所述封装件与被加热的合金一起进行连续的机械成形(S130)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造永磁体或硬磁性材料的方法
本专利技术涉及一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法，并且特别地涉及在使用触变成形下对含稀土的合金进行磁性硬化。
技术介绍
含稀土的硬磁性材料迄今为止是通过复杂且昂贵的粉末冶金方法来制造的。通过更具成本效益的熔融冶金方法的制造在工业上未被使用，因为这些合金在浇铸状态下具有不利的结构尺寸以及不均匀的结构分布，并且因此仅具有不足够的硬磁性能。由于已知的合金即使在较高的温度下也难以在没有裂纹的情况下进行成形，因此迄今为止尚未利用随后的晶粒细化，例如通过更具成本效益的压缩成型方法进行的晶粒细化。在已知的粉末冶金方法中，首先制造粉末，然后进行压缩和最后烧结粉末。这种方法例如针对烧结磁体在US4,773,950中公开而针对热压磁体在US4,859,410中公开。除了复杂和昂贵的制造之外，这些方法的缺点还在于不连续的工艺流程。因此需要长的过程时间。另外，需要大量的能量消耗，这反过来导致在制造中的增加的成本。因此，需要用于制造硬磁性材料的其他方法，该方法允许进行有效、连续和成本有利的过程控制，其中使用较少的工艺步骤，但是尽管如此仍然可以实现良好的硬磁性能。
技术实现思路
所提到的问题中的至少一部分通过一种根据权利要求1或权利要求4所述的方法来解决。从属权利要求涉及独立权利要求的方法的有利的扩展方案。本专利技术涉及一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法。该方法包括形成封装件，所述封装件至少部分地包围合金，其中，所述合金具有至少一种稀土元素、至少一种过渡金属和至少一种来自周期族IIIA(根据IUPAC的第13族)的元素。此外，该方法包括将所述合金加热到所述合金处于触变状态的温度，和通过从不同侧面重复地加载和卸载所述封装件，在预定的持续时间段内对所述封装件与被加热的合金一起进行连续的机械成形(例如旋转锻造)。触变状态是指，至少一个相处于液态下或几乎处于液态下，而至少一个其他相处于固态下。液相特别地位于间隙、裂缝、空腔中，或至少部分地覆盖在固态下(固相)的元件的表面。在加热期间的温度可以是预定的温度，该预定的温度处于在低熔点富R相(R为稀土元素)的熔融温度以上且在硬磁性的脆性相的熔融温度以下的范围内。在本专利技术的范围内，术语“相”旨在特别地涉及特定的材料组成或特定的元素。可选地，所述形成所述封装件包括将所述合金在熔融状态下引入壳体中并因此包括浇铸，其中，所述壳体可以用作铸模。可选地，也可以提供由所述合金制成的在固态聚集体状态下的毛坯。可选地，毛坯的制造也可以是根据本专利技术的方法的一部分。随后，可以将所提供的毛坯引入壳体中，以实现所述合金(即铸锭)的封装。壳体可以具有可变形的材料(例如是可塑性变形的，例如钢或铜)。因此，毛坯也可以是铸件，其中，但是本专利技术并不应被局限于毛坯的特定制造上。可选地，所述封装体形成为圆柱形，并且借助于工具进行成形，其中，该工具具有至少两个径向取向的(例如彼此相对的)压力体(例如工具钳口)，该压力体周期性地对封装件施加压力，而封装体被重复地或连续地移动并且/或绕轴向轴线旋转。本专利技术还涉及另一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法，该方法包括以下步骤：-将合金引入惰性环境中，其中，所述惰性环境抑制合金的氧化，其中，所述合金具有至少一种稀土元素、至少一种过渡金属和至少一种来自周期族IIIA的元素；-将所述合金加热到所述合金处于两相状态的最低温度；和-通过从不同侧面重复地加载和卸载，在预定的持续时间段内对所述合金进行连续的机械的变形。可选地，稀土元素包括以下元素中的至少一种：Pr(镨)、Nd(钕)、Dy(镝)、Ce(铈)、La(镧)、Y(钇)、Tb(铽)，其中，特别地Nd、Pr、Dy和Ce是有利合适的。可选地，过渡金属包括以下元素中的至少一种：Fe(铁)、Co(钴)、Cu(铜)、Ag(银)、Au(金)、Ni(镍)、Zr(锆)，特别是Fe。可选地，来自周期族IIIA的元素包括以下元素中的至少一种：B(硼)、Ga(镓)、Al(铝)，特别是B。可选地，所述方法进一步包括通过热处理使合金均质化(可以在所述成形之前或之后进行)，其中，所述热处理特别地在导致在合金中不期望的相(例如α-铁相)的还原的温度下实施。可选地，所述成形的步骤进一步包括以下步骤：以在5Hz和100Hz之间的范围内或在10Hz和40Hz之间的范围内(或在大约30Hz下实施)的频率对合金施加脉动压力，并且对合金施加进给运动。结果，在施加周期性压力下，合金(带有或不带有封装件)连续地轴向地运动通过所述工具。压力大到足以使合金变形。可选地，所述加热包括感应加热，并且预定的温度处在500℃和1400℃之间或在600℃和1200℃之间的范围内或处于在低熔点富R相(R代表稀土元素)的熔融温度以上且在硬磁性的脆性相的熔融温度以下的范围内。不言而喻，针对频率和温度的特定的工艺参数仅是示例，并且本专利技术不限于此。原则上可以使用任何频率和温度，至少只要获得所期望的晶粒细化的效果即可。为了克服至少一部分开头提到的问题，实施例因此使用了所谓的触变成形，其中在提高的温度下在同时存在固相和液相的情况下进行成形。固态脆性相在增量成形过程中被粉碎或破碎，同时该固态脆性相被低熔点的液相包围。液相渗透到产生的裂纹中并填充裂纹。通过具有与之关联的多个加载状态和卸载状态的增量过程对此进行支持。随着在冷却过程中液相的固化，恢复了被裂纹干扰的材料的内聚力。液相还用于铁磁脆性相的磁去耦，并且因此导致显著的磁硬化。实施例的另一个大的优点在于借助于器械进行的成形(例如通过在使用工具下的旋转锻造)，其允许进行连续的过程控制。附图说明借助于不同的实施例的以下详细描述和附图，将更好地理解本专利技术的实施例，然而不应将这些实施例理解为其将公开内容限制于特定的实施方式，而仅是用于解释和理解。图1示出了根据本专利技术的实施例的用于制造硬磁性材料或永磁体的方法的流程图。图2示出了根据实施例进行的合金封装的结果。图3示出了用于成形封装件/合金的工具的实施例。图4示出了根据实施例在工具中成形封装件/合金时的可能的相对运动。具体实施方式图1示出了根据本专利技术的实施例的用于制造硬磁性材料或永磁体的方法的流程图。该方法包括以下步骤：-S110形成封装件(壳体，其例如可以整体地形成)，所述封装件至少部分地包围合金，其中，所述合金具有至少一种稀土元素R、至少一种过渡金属(具有原子序数为21至30、39至48、57至80和89至112的元素)和至少一种来自周期族IIIA的元素；-S120将合金加热到所述合金处于触变状态的温度；和-S130通过从不同侧面重复地加载和卸载所述封装件，在预定的持续时间段内对所述封装件与被加热的合金一起进行连续的机械成形。加热可以特别地在一定的持续时间段内进行，因此该加热还应当包括导致在材料中发生所期望的变化的热处理。特别地，该方法限定了用于将以R-Fe-B为基的合金与稀土元素R(例如本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法，具有以下步骤：/n形成(S110)封装件(110)，所述封装件至少部分地包围合金(120)，其中，所述合金具有至少一种稀土元素、至少一种过渡金属和至少一种来自周期族IIIA的元素；/n将所述合金(120)加热(S120)到所述合金处于触变状态的温度；和/n通过从不同侧面重复地加载和卸载所述封装件，在预定的持续时间段内对所述封装件与被加热的合金一起进行连续的机械成形(S130)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180307 DE 102018105250.21.一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法，具有以下步骤：
形成(S110)封装件(110)，所述封装件至少部分地包围合金(120)，其中，所述合金具有至少一种稀土元素、至少一种过渡金属和至少一种来自周期族IIIA的元素；
将所述合金(120)加热(S120)到所述合金处于触变状态的温度；和
通过从不同侧面重复地加载和卸载所述封装件，在预定的持续时间段内对所述封装件与被加热的合金一起进行连续的机械成形(S130)。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述形成(S110)所述封装件(110)包括以下步骤：
将所述合金在熔融状态下引入壳体中；或者
提供由所述合金制成的在固态聚集体状态下的毛坯，并且然后将所述毛坯引入壳体中，
其中，所述壳体具有可变形的材料，特别是钢或铜。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，所述封装件形成为圆柱形，并且借助于工具进行成形，其中，所述工具具有至少两个彼此相对的压力体，所述压力体周期性地对所述封装件施加压力而所述封装件被重复地移动和/或旋转。


4.一种用于制造硬磁性材料或永磁体的方法，具有以下步骤：
将合金引入惰性环境中，其中，所述惰性环境抑制合金的氧化，其中，所述合金具有至少一种稀土元素、至少一种过渡金属和至少一种来自周期族IIIA的元素；
将所述合金加热到所述合金处于触变状态的最低温度；和
通过从不同侧面重复地加载和卸载，在预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·格罗奇，F·迟，L·维斯纳，T·格罗布，E·布鲁德，C·米勒，
申请(专利权)人：达姆施塔特工业大学，
类型：发明
国别省市：德国;DE