本发明专利技术涉及利用DY或TB制造ND-FE-B烧结的磁体的方法。具体地，描述了一种制造永磁体的方法。在一个实施例中，该方法包括提供具有所需成分的第一合金粉末，包含钕，铁和硼的第一合金粉末；利用镝，镝合金，铽，或铽合金涂布第一合金粉末，使得第一合金粉末具有的镝，铽或二者的表面浓度超过镝，铽或二者的体相浓度；并且使用粉末冶金工艺从涂布的合金粉末形成永磁体，所述永磁体在其中具有镝，铽或二者的不均匀分布。还描述了一种永磁体。
【技术实现步骤摘要】
利用DY或TB制造ND-FE-B烧结的磁体的方法
技术介绍
发现了永磁体在各种设备中的应用，包括混合动力车辆和电动车辆的电动机。烧结的Nd-Fe-B永磁体在低温条件下有很好的磁性。在磁化后,永磁体处于热力学非平衡态。 任何外部条件的变化，尤其是温度变化，导致了转变到另一更稳定的状态。这些转变通常伴随着磁性变化。由于Nd2Fe14B相的低居里温度,剩磁和固有矫顽磁性随着升高的温度而快速地下降。重要的是要提高这种材料的热稳定性并增加磁性，以进一步获得紧凑，重量轻，功能强的混合动力车辆和电动车辆的马达。改善热稳定性和磁性有两种常见的方法。一种是通过加入Co来提高居里温度，Co在Nd2Fe14B相中完全可溶。然而，减小Co的Nd-Fe-B磁体的矫顽磁性可能是由于逆磁畴的成核点。第二种方法是添加重稀土(RE)元素。已知的是，Nd-Fe-B磁体中钕或铁的镝置换导致各向异性场和固有矫顽磁性的增加，以及饱和磁化强度的减小(C.S. Herget, Metal, Poed. Rep. V. 42，P. 438 (1987) ; ff. Rodewald, J. Less-Common Met. , VIII，P77 (1985); D. Plusa, J. J. ffystocki, Less-Common Met. V. 133，P. 231 (1987))。实践中常见的是在熔融和合金化之前添加重RE金属(如镝(Dy) 或铽(Tb))到混合的金属中。然而，Dy和Tb是非常稀有且昂贵的RE元素。重RE仅包含约2-7% Dy。Dy的价格最近已经大幅上升(从2005年的DyO的约$50/kg到2010年的约$140/kg)。如果要求能够提供比Dy更高的磁性，需要Tb，其比Dy贵得多(TbO为约$400/kg)。用于混合动力车辆的马达的典型磁体包含约6_10wt% Dy,以满足所需的磁性。利用Dy或Tb制造磁体的常规方法使Dy或Tb在磁体内均匀分布。假设永磁件块的重量为每个电动机约1-1. 5kg，将要求的是每个马达的典型地约 55-60%, 2-3kg的PM的加工的永磁体(PM)块的产生，或每个车辆4_6kg (—些混合动力车辆可使用一个感应电动机和一个PM马达)。而且，Dy (镝)也广泛应用于其他行业。在美国仅有的RE矿不具有任何大量Dy。因此，在永磁体中减小Dy或Tb (铽)的使用将具有非常显著的成本影响。Nd-Fe-B永磁体能够使用粉末冶金工艺生产，其涉及熔融和带连铸，氢爆碎(氢和去氢化物)，磨碎(用氮)，筛选，和混合所需化学成分的合金粉末。典型的粉末冶金工艺如下称重和压制(真空装袋)，等静压，烧结和老化(例如，在真空中，约30小时，约1100° C) 和加工成磁体块。最后，磁体通过磷化处理，无电镀Ni镀，环氧涂布等进行表面处理。烧结的Nd-Fe-B基磁体的理想微观结构是Fe14Nd2B晶粒，其完美地由非铁磁性的富Nd相(主要的Nd加上一些Fe4NduB4和由杂质稳定的Fe-Nd相的共晶基体)隔离。Dy或 Tb的添加导致基于Fe, Nd和Dy或Tb的十分不同的三元晶间相的形成。这些相位于晶粒边界区域和Fe14Nd2B晶粒的表面。为了改善磁性的元素添加应希望地满足以下条件1)金属间相应为非铁磁性的以分开铁磁晶粒；2)金属间相应具有比Fe14Nd2B相更低的熔点以通过液相烧结产生致密材料；3)元素应具有在Nd2Fe14B中的低溶解度以保持良好的磁性。为了改善磁性，Nd-Fe-B烧结的磁体的微观结构已经得到了广泛的研究。通常,烧结的磁体主要由硬磁Nd2Fe14B相和无磁性的富Nd相构成。已知矫顽磁性很大地受Nd2Fe14B 晶粒之间的边界相的形态的影响。当磁体尺寸减小时Nd-Fe-B烧结的磁体的磁性退化，因为加工的表面产生反磁化核。Machida 等(Machida, K··, Suzuki, S·，Ishigaki, N. , et al. , Improved magnetic properties of small-sized magnets and their application for DC brush-less micro-motors. Coll. Abstr. Magn. Soc. Jpn. 142 (2005), 25 -30)发现了小尺寸的Nd-Fe-B烧结的磁体的退化的矫顽磁性能够通过利用Dy和Tb-金属蒸汽吸附的形成的磁体的表面处理而被改善，使得在形成的磁体的外侧上具有Dy或Tb的均匀分布的涂层，并且在内侧没有Dy或Tb。
技术实现思路
本专利技术的一个方面是一种制造永磁体的方法。在一个实施例中，该方法包括提供具有所需成分的第一合金粉末，包含钕，铁和硼的第一合金粉末；利用镝，镝合金，铺，或铺合金涂布第一合金粉末，使得第一合金粉末具有的镝，铺或二者的表面浓度超过镝，铺或二者的体相浓度；并且使用粉末冶金工艺从涂布的合金粉末形成永磁体，所述永磁体在其中具有镝，铽或二者的不均匀分布。本专利技术的另一个方面是一种永磁体。在一个实施例中,永磁体包括钕,铁和硼基磁体，其具有的镝，铽或二者的体相浓度在约0. 3至约5wt %的范围内并且其中具有镝，铽或二者的不均匀分布。本专利技术还提供了以下方案I. 一种制造永磁体的方法,包括提供具有所需成分的第一合金粉末，所述第一合金粉末包含钕，铁和硼；利用镝，镝合金，铽，或铽合金涂布所述第一合金粉末，使得所述第一合金粉末具有的镝，铽或二者的表面浓度超过镝，铽或二者的体相浓度；并且使用粉末冶金工艺由涂布的合金粉末形成永磁体，所述永磁体在其中具有镝，铽或二者的不均匀分布。2.如方案I所述的方法，其特征在于，提供所述第一合金粉末包括熔融和带连铸包含钕，铁和硼的合金以制造条带；氢爆碎所述条带；磨碎已爆碎的条带以制造起始粉末；将所述起始粉末与第二合金粉末混合以形成第一合金粉末。3.如方案I所述的方法，其特征在于，进一步包括在涂布所述第一合金粉末之前筛选所述第一合金粉末。4.如方案I所述的方法，其特征在于，使用粉末冶金工艺由涂布的合金粉末形成磁体包括压制涂布的合金粉末；等静压已压制的涂布的合金粉末；以及烧结并老化等静压的粉末以形成永磁体。5.如方案4所述的方法，其特征在于，进一步包括加工所述永磁体。6.如方案I所述的方法，其特征在于，涂布的合金粉末的表面浓度在约5至约80wt%镝，铽或二者的范围内。7.如方案I所述的方法，其特征在于，磁体的平均浓度在约O. 3至约O. 6wt%镝， 铺或二者的范围内。8.如方案I所述的方法，其特征在于，所述第一合金粉末上的涂层具有的厚度小于约100微米。9.如方案I所述的方法，其特征在于，利用镝，镝合金，铽，或铽合金涂布所述第一合金粉末包括利用镝，镝合金，铺，或铺合金机械研磨所述第一合金粉末。10.如方案I所述的方法，其特征在于，利用镝，镝合金，铽，或铽合金涂布所述第一合金粉末包括使用物理气相沉积工艺沉积镝，镝合金，铺，或铺合金。11.如方案10所述的方法，其特征在于，所述物理气相沉积工艺是火花蚀刻物理气相沉积工艺，或溅射物理气相沉积工艺。12.如方案I所述的方法，其特征在于，利用镝，镝合金，铽，或铽合金涂布所述第一合金粉末包括利用与载体混合的镝，镝合金，铺，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：Y王，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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