热压铁-稀土金属永磁体制造方法技术

本发明专利技术提出在压制或辅助的热加工步骤中不需磁性调直而制造高磁能积磁各向异性热压稀土－铁－硼合金永磁体的方法，其中包括提供一定量磁各向异性稀土－铁－硼合金颗粒，并将该颗粒热压成基本上磁各向异性永磁体，该热压永磁体形状种类与常见热加工磁各向异性永磁体相比要多得多。因此，本发明专利技术永磁体磁性和形状可加以调节以满足给定用途的具体要求。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
广义地讲，本专利技术涉及主要以铁，钕和/或镨和硼的高磁能积永磁体制造方法。更具体地讲，本专利技术涉及用稀土-铁-硼合金形成热压稀土-铁-硼永磁体的方法，其中用合金进行热压和热加工步骤，从而制成具有细片晶显微组织的热加工体。以含有铁，钕和/或镨和硼的组合物为基础的永磁体已知并已工业应用。这些永磁体中作为基本磁性相含有四方晶粒，其中铁，钕和硼等的比例可用例如经验式Nd2Fe14B表示。这些磁体组合物及其制造方法已见于Croat的US4802931（1989年2月7日颁布）。磁性相晶粒四周包围着第二相，与基本磁性相比较，该相通常富含稀土如富含钕。已知以这些组合物为基础而形成的磁体可通过迅速固化如熔纺该组合物熔体制成细粒磁性各向同性的带状片。可用这些各向同性颗粒按众所周知的方法形成磁体，如将颗粒与合适的树脂粘合到一起。虽然用这些各向同性的带片成型的磁体对于某些应用是令人满意的，但其磁能积（BHmax）通常约为63643.5AT/m至约79554.4AT/m（约8-约10兆高斯奥斯特（MGOe）），而这对于许多其它用途而言是不够的。为了提高磁能积，已知可将各向同性颗粒热压成磁能积约103420.7AT/m至约171376.2AT/m（约13-约14MGOe）的磁体。US    4782367（1988年12月20日颁布）指出，熔纺各向异性粉可适当热压并热加工使其塑性变形，从而得到磁各向异性高强度永-->磁体。由于磁各向异性，这些磁体显示出极其优异的磁性，其磁能积通常为约222752.3AT/m（约28MGOe）或更高。但是，这样成型的各向异性磁体的缺点是，由于最终成型步骤为塑性变形步骤，所以成型各向异性磁体的形状明显受到限制，与粘结热压各向同性磁体所能达到的各种形状比较起来尤其是如此。稀土-铁-硼各向异性磁体生产工艺中的另一缺点是，所需的几个加工步骤费时，并且增加的热加工步骤也加大了这些磁体的生产成本。此外，磁体热加工所需模具和切割机一般很复杂，使其难于制造和使用。因此，稀土-铁-硼各向异性永磁体生产成本通常很高，而且其形状受到成型设备的限制。已知由粘结各向异性颗粒构成的磁体，其磁能积约119331.6AT/m至约143197.9AT/m（约15-约18MGOe）。采用已知方法，如机械研磨法，粉碎和氢爆裂法可用热加工的各向异性磁体，如上述磁体制成各向异性颗粒。然后将各向异性颗粒用适当的粘合剂粘结在一起，从而制成永磁体，其中粘合剂可用例如热固性树脂或热塑性树脂。但是，为了达到这些高磁能积值，必须在加工过程中将颗粒放在调直场中。因此，可能获得的永磁体形状仍然很有限。除此之外，后续加工也更困难，并且工艺复杂，因为这些颗粒已经磁化，这在计算机工业中特别有害的，在计算机工业中杂散磁性颗粒会严重损害记忆操作。所以说，虽然上述现有永磁体适宜于许多用途，但仍需要提出磁能积至少为119331.6AT/m（15MGOe）和更高，优选约159108.8AT/m（约20MGOe）或更高的永磁体成型方法，其中该方法的优点是能够制成具有各种各样形状的永磁体并且该方法既不要求热加工步-->骤，也不要求在热压过程中进行磁性调直。本专利技术热压稀土-铁-硼磁体制造方法的特征在于该方法的步骤还包括：将所说热加工体破碎以用其制成一定量具有片状结构的磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒;然后将该定量磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒热压在一起而制成磁性积至少119331.6AT/m（15MGOe）的磁各向异性热压稀土-铁-硼合金永磁体，该热压步骤无须在磁性调直场中进行，同时这基本上不会影响磁各向异性热压稀土-铁-硼合金永磁体的磁各向异性和磁能积;该热压稀土-铁-硼合金永磁体具有用片状颗粒形成的组织并且显示出磁各向异性，其磁能积高于具有类似组成的热压磁各向同性磁体的磁能积，低于所说热加工体的磁能积。因此，本专利技术目的之一是提供一种各向异性热压永磁体，其磁能积至少119331.6AT/m（15MGOe），优选至少159108.8AT/m（20MGOe），在热压各向异性颗粒制成磁体的过程中不要求磁性调直。本专利技术另一目的是该方法能够形成各式各样形状的基本上各向异性的永磁体，其形状式样多于用常见热加工方法制成的各向异性永磁体可能达到的形状式样。本专利技术另一目的是该各向异性热压永磁体组成中磁性成分应为主要以钕和/或镨，铁和硼为基础的四方晶体相RE2TM14B。本专利技术另一目的是该永磁体应含有磁各向异性颗粒，并有可能加入磁各向同性颗粒，其中每一种颗粒的相对量可确定永磁体的磁性。本专利技术另一目的是该永磁体成型方法应是将一定量磁各向异性-->颗粒热压在一起而制成基本上各向异性的永磁体或另一方面将一定量各向异性和各向同性颗粒热压在一起而制成至少部分各向异性的永磁体。按照本专利技术的优选实施方案，上述及其它目的和优点概括如下。根据本专利技术，提出各向异性热压稀土-铁-硼永磁体，其中永磁体磁能积至少119331.6AT/m（15MGOe），优选至少159108.8AT/m（20MGOe）。而且，本专利技术磁能积可在各向异性颗粒热压过程中不用磁性调直场并且可不对各向异性颗粒进行热加工而得到。本专利技术方法包括提供一定量各向异性稀土-铁-硼颗粒，并可加入各向同性稀土-铁-硼颗粒，将这些颗粒热压成基本上各向异性的高磁能积永磁体。作为各向异性的热压永磁体，其形状数量远远多于热加工的各向异性永磁体获得的形状数量。此外，由于在热压过程中不用常规要求的磁性调直程序即可获得高磁能积磁体，所以该方法易于获得各种各样复杂的磁体形状。本专利技术永磁体的磁性和形状可后续调整以满足给定用途的具体要求。一般来说，本专利技术磁体组合物中以原子百分比计包括约40-90%铁或钴与铁（TM）的混合物，约10-40%稀土金属（RE），该稀土中必定包括钕和/或镨，以及至少一半百分比的硼。优选的是，铁占总组合物量的至少40原子%，而钕和/或镁占总组合物量的至少6原子%。而且，优选的是，硼含量为总组合物量约0.5-10原子%，但总硼含量根据用途要求可适当高于此范围。进一步优选的是铁应占非稀土金属含量的至少60原子%，并且钕和/或镨应占稀土金属含量的至少60%原子%。虽然后面所述本专利技术具体实施例中是以落入上述原子%范围的重量百分比给出的，但应当注意到铁，稀土，-->硼和钴各组分的组合物可在上述优选原子比范围内发生很大变化。还可存在少量其它金属，既可是单独的金属，也可是组合的金属，其量最多约1重量%（Wt%）。这些金属包括钨，铬，镍，铝，铜，镁，锰，镓，铌，钒，钼，钛，钽，锆，碳，锡和钙。正如常存在少量氧和氮一样，通常还存在少量硅。采用已知方法如在过度急冷的优化条件下熔纺适当的稀土-铁-硼组合物即可制成各向同性颗粒。优选组合物中以重量百分比计含约26-32%稀土，约2-16%钴，约0.7-1.1%硼，其余基本上为铁。该法制成的颗粒一般为带状并且易于缩小到要求颗粒尺寸。各向异性颗粒优选按现有技术中的已知方法制成，其中将具有上述优选组成的各向异性颗粒热压并热加工以使各个各向同性的颗粒发生塑性变形，从而制成片状各向异性颗粒。这样得到的各向异性热加工体，然后按已知方法如机械研磨法，粉碎法或氢爆裂法破碎而制成一定量各向异性颗粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
用稀土－铁－硼合金制造热压稀土－铁－硼永磁体的方法，其中将合金进行热压和热加工步骤而制成具有细片晶显微组织的热加工体，其特征在于该方法的步骤还包括：将所说热加工体粉碎以用其制成一定量具有片状结构的磁各向异性稀土－铁－硼合金颗粒；然后将该定量磁各向异性稀土－铁－硼合金颗粒热压在一起而制成磁性积至少１１９３３１. ６ＡＴ／ｍ（１５ＭＧＯｅ）的磁各向异性热压稀土－铁－硼合金永磁体，该热压步骤无须在磁性调直场中进行，同时这基本上不会影响磁各向异性热压稀土－铁－硼合金永磁体的磁各向异性和磁能积；该热压稀土－铁－硼合金永磁体具有用片状颗粒形成的组织并且显示出磁各向异性，其磁能积高于具有类似组成的热压磁各向同性磁体的磁能积，低于所说热加工体的磁能积。

【技术特征摘要】
US 1992-11-20 979,0301、用稀土-铁-硼合金制造热压稀土-铁-硼永磁体的方法，其中将合金进行热压和热加工步骤而制成具有细片晶显微组织的热加工体，其特征在于该方法的步骤还包括：将所说热加工体粉碎以用其制成一定量具有片状结构的磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒；然后将该定量磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒热压在一起而制成磁性积至少119331.6AT/m(15MGOe)的磁各向异性热压稀土-铁-硼合金永磁体，该热压步骤无须在磁性调直场中进行，同时这基本上不会影响磁各向异性热压稀土-铁-硼合金永磁体的磁各向异性和磁能积；该热压稀土-铁-硼合金永磁体具有用片状颗粒形成的组织并且显示出磁各向异性，其磁能积高于具有类似组成的热压磁各向同性磁体的磁能积，低于所说热加工体的磁能积。2、根据权利要求1所述的用稀土-铁-硼合金制造热压稀土-铁-硼永磁体方法，其中磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒用以重量百分比计包括约26～32%稀土，必要时的约2-16%钴以及约0.7-1.1%硼，其余基本上为铁的组合物制成。3、根据权利要求1所述的用稀土-铁-硼合金制造热压稀土-铁-硼永磁体的方法，其中磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒尺寸不大于500nm。4、根据权利要求1所述的用稀土-铁-硼合金制造热压稀土-铁-硼永磁体的方法，其中热压前将磁各向同性稀土-铁-硼合金颗粒与磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒混合成均匀混合物。5、根据权利要求4所述的用稀土-铁-硼合金制造热压稀土-铁-硼永磁体的方法，其中磁各向同性稀土-铁-硼合金颗粒用以重量百分比计包括约26-32%稀土，必要时的约2-16%钴以及约0.7-1.1%硼，其余基本上为铁的组合物制成。6、根据权利要求1所述的用稀土-铁-硼合金制造热压稀土-铁-硼永磁体的方法，其中磁各向异性稀土-铁-硼合金颗粒按以下方法制成，该方法的步骤包括：制成一定量磁各向同性的稀土-铁-硼合金颗粒;将该定量磁各向同性稀土-铁-硼合金颗粒热压成磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：V彭查纳芬，JJ克罗特，
申请(专利权)人：通用汽车公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]