[发明专利]制备稀土永磁体材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及为防止因烧结铁磁体本体的表面机加工引起的磁性劣化而设计的耐热R-Fe-B永磁体，且更特别地涉及比表面积(S/V)至少6mm^-1的小型尺寸或减小厚度的高性能稀土永磁体材料的制备方法。

背景技术

由于优异的磁性能，以Nd-Fe-B体系为代表的R-Fe-B永磁体的应用范围日益增加。对于内置磁体的现代电子设备，包括计算机相关的设备、硬盘驱动器、CD播放机、DVD播放机和移动电话，不断要求重量和尺寸减小、更好的性能并且节能。在这种情况下，R-Fe-B磁体，尤其是高性能的R-Fe-B烧结磁体必须满足小型尺寸和减小的厚度的要求。实际上，对小型尺寸或减小厚度的磁体的不断需求已经为—种比表面积(S/V)超过6mm^-1的磁体本体所证明。

为了将小型尺寸或薄型的R-Fe-B烧结磁体加工成实用的形状以便可以将其装在磁路中，小型且烧结块形式的烧结磁体必须经过机加工。可以利用外刃切割机、内刃切割机、浮纹压光机、无心磨床、精研机等等进行机加工。

然而，众所周知当通过任何上述机器对R-Fe-B烧结磁体进行机加工时，磁性也伴随磁体本体尺寸的变小而劣化。这大概是因为机加工破坏了磁体表面的产生高矫顽力所必需的晶界表面结构。通过对接近R-Fe-B烧结磁体表面的矫顽力进行研究，发明人发现当通过仔细控制机加工速度使机加工引起的残余应变的影响最小化时，机加工的表面上的受影响层的平均厚度近似等于由晶粒尺寸分布曲线相对于面积分数所决定的平均晶粒尺寸。此外，发明人推荐—种磁体材料，其中在磁体制备过程期间，晶粒尺寸被控制在5μm或更小以减轻磁性的劣化(JP-A2004-281492)。事实上，即使在S/V超过6mm^-1的微小磁片的情形中，磁性的劣化也可以被抑制到15％或更小。然而，机加工技术的进步使得能够生产S/V超过30mm^-1的磁体本体，这引起磁性的劣化超过15％的问题。

发明人还发现—种通过仅仅熔化晶界相、并使其在机加工的表面上扩散以恢复表面颗粒的磁性来修整被机加工至小尺寸的烧结磁体本体的方法(JP-A2004-281493)。但是，当磁体本体的S/V超过30mm^-1时，通过这种方法修整的磁体本体仍然具有抗腐蚀性差的问题。

制备用于粘结磁体的R-Fe-B磁体粉末的方法包括氢化-歧化-解吸-复合(HDDR)工艺。该HDDR工艺包括在氢气氛中的热处理，以便在作为主相的R₂Fe₁₄B化合物上引发歧化反应分解成RH₂、Fe和Fe₂B，并降低氢分压以解氢化来引发复合形成最初的R₂Fe₁₄B化合物。当通过HDDR工艺制备磁体粉末时，该粉末由尺寸大约200纳米的晶粒组成，该尺寸比烧结磁体的晶粒尺寸小一个数量级或更多，并且在尺寸为150微米(S/V=40)的磁体粉末中，存在于磁体表面的磁性劣化的颗粒至多只占1体积％。这时没有观察到磁性的明显劣化。通过控制HDDR工艺中的歧化和复合反应，可以在保持最初的R₂Fe₁₄B晶粒的晶体取向的同时实现晶粒细化。这时可以制备所谓的各向异性粉末。与由熔体淬火工艺制备的各向同性的粉末相比，各向异性的粉末具有非常高磁性的优势。然而，由此制备的粘结磁体具有大约17至25MGOe的最大能量乘积，该值仅为烧结磁体的最大能量乘积的一半或更少。

对R-Fe-B磁体来说，加入镝或铽作为部分R用以提高耐热性是众所周知的。该添加还可以提高内禀矫顽力。然而，该HDDR工艺并不适用于含一定量镝和铽的那些合金，因为镝和铽会抑制在氢气中的歧化反应。

因此在相当大的意义上认为难以制备具有良好磁性和耐热性、并且磁性不会劣化的R-Fe-B超细磁体本体。

发明内容

本发明的目的是提供—种用于制备R-Fe-B各向异性烧结磁体材料形式的稀土永磁体材料的方法，其中曾因机加工而劣化的磁性得以恢复。