[发明专利]永磁体及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁体，更具体地，涉及一种含少量重稀土材料或甚至不含重稀土材料但性能很好的永磁体及其制造方法。

背景技术

稀土材料基永磁体应用于计算机、电动机、发电机、汽车、风力涡轮机、风车、实验室设备、医疗设备和其它设备和装置中。永磁体的一个实施例是钕-铁-硼(Nd-Fe-B)合金基磁体。为了获得具有高矫顽磁性的Nd-Fe-B基磁体，将具有高度磁晶各向异性场的重稀土元素，如铽(Tb)和镝(Dy)加入到合金中。例如，一种市售的磁体材料在合金中包含重量约1.5％重量的Tb和约3-5％重量的Dy。Tb和Dy是非常贵重的元素，磁体中含少量的Tb和Dy就会大大增加磁体的制造成本。比如，磁体中约1.5％重量的Tb或约3％重量的Dy将占磁体原料总成本的30％以上。因此，需要开发一种重稀土材料(Tb和Dy)含量尽可能小且具有高性能磁性的永磁体，以及制造该磁体的方法。

发明内容

本发明实施例提供了一种重稀土材料含量尽可能小且具有高性能磁性的永磁体，该永磁体包括轻稀土材料成分，包括约15-25％重量的镨和约5-15％重量的钕；小于约0.1％重量的重稀土材料；金属合金成分，包括约0.5-4.4％重量的钴、约0.1-1.3％重量的铝、约0.2-4％的锆和约0.1-0.2％重量的铜；以及作为余量的铁、硼或其组合。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明，在附图中：

图1是实例E3-1中的永磁体的退磁曲线图。

图2是实例E6中的永磁体的退磁曲线图。

图3是实例E14-1中的永磁体的退磁曲线图。

图4是实例E15-1中的永磁体的退磁曲线图。

图5是显示了实例E3-1中的永磁体的横截面显微结构的照片。

图6是显示了实例E3-1中的永磁体的表面显微结构的照片。

具体实施方式

本发明实施例涉及一种包含尽可能少量的重稀土元素且具有高矫顽力、高最大能量乘积和/或高剩余磁化强度的永磁体。

本文中所使用的近似性的语言可用于定量表述，表明在不改变基本功能的情况下可允许数量有一定的变动。因此，用“大约”、“左右”等语言所修正的数值不限于该准确数值本身。至少在某些情况下，近似性语言可能与测量仪器的精度有关。本文中所给出的数值范围可以合并或相互交换，除非文中有其它语言限定，这些范围应包括范围内所含的子范围。

本发明中所提及的数值包括从低到高一个单元一个单元增加的所有数值，此处假设任何较低值与较高值之间间隔至少两个单元。举例来说，如果说了一个组分的数量或一个工艺参数的值，比如，温度，压力，时间等等，是从1到90，20到80较佳，30到70最佳，是想表达15到85，22到68，43到51，30到32等数值都已经明白的列举在此说明书中。对于小于1的数值，0.0001，0.001，0.01或者0.1被认为是比较适当的一个单元。前述只是想要表达的特别示例，所有在列举的最低到最高值之间的数值组合均被视为以类似方式清楚地列在本说明书中。

除有定义外，本文中所用的技术和科学术语具有与本发明所属领域金属人员普遍理解的相同含义。本文所用的术语“第一”、“第二”等并不表示任何顺序、数量或重要性，而只是用于区别一种要素和另一种要素。并且，属于“一”或“一个”不表述数量的限定，而是表示存在一个的相关项目。

本文所用的“矫顽力”或“矫顽磁性”(Hc)是一种永磁体的性能，其代表在磁体的磁饱和之后，用于将永磁体感应降低至零所需的消磁力的量。通常，矫顽力或矫顽磁性越大，在高温环境下磁体的稳定性越好，磁体受外部磁场的干扰越小。磁体的“内禀矫顽力”或“内禀矫顽磁性”(Hcj)是该磁性材料固有的抵抗消磁的能力，其对应于固有感应或磁极化强度(J)的零值。

本文所用的“最大能量乘积((BH)max)”是永磁体的另一种性能，其表示在永磁体中磁通密度(B)和磁场强度(H)的乘积。最大能量乘积越高，表示永磁体具有的磁能密度越高。

本文中所用的“剩余磁化强度”或“剩磁”(Br)是指在介质中除去外部磁场后剩余的磁化强度。剩磁越高表示该永磁体物质抵抗消磁的能力越高。

本文中提到的“没有某种重稀土元素”是指该重稀土元素的重量含量小于0.1％，或更适宜的，小于0.05％。