[发明专利]制备R-Fe-B烧结磁体的方法

说明书

本发明涉及制备R‑Fe‑B烧结磁体的方法。通过以下步骤制备R‑Fe‑B基烧结磁体：提供具有预定组成的合金细粉末；在施加的磁场中将合金细粉末压制成型为压坯；在900至1250℃的温度下将压坯烧结为烧结体；将烧结体冷却至400℃或更低；高温热处理，包括将包含HR的金属、化合物或金属间化合物放置在烧结体的表面上，在高于950℃至1100℃的温度下加热，以引起HR晶界扩散至烧结体中，并冷却至400℃或更低，其中HR是Dy、Tb和/或Ho，以及低温热处理，包括在400至600℃的温度下加热，并冷却至300℃或更低。烧结磁体Dy、Tb和Ho的含量低但产生高矫顽力。

交叉引用相关申请

依据35U.S.C.§119(a)，该非临时申请要求于2016年9月26日在日本提交的专利申请NO.2016-187177的优先权，其全部内容作为参考结合入本文中。

技术领域

本发明涉及用于制备具有高矫顽力的R-Fe-B基烧结磁体的方法。

背景技术

Nd-Fe-B烧结磁体(以下，称为Nd磁体)被认为是节约能源和改进性能所必需的功能材料，其应用范围和生产量正逐年扩大。由于设想在热环境中使用机动车应用，因此结合在混合动力汽车和电动汽车中的驱动电动机和动力转向电动机中的Nd磁体必须具有高矫顽力和高剩磁。然而，Nd磁体具有在升高的温度下经历矫顽力的显著下降的倾向。那么室温下的矫顽力必须预先设置得足够高，以保证使用温度下的可接受的矫顽力。

作为增大Nd磁体的矫顽力的方法，用Dy或Tb替代作为主相的Nd₂Fe₁₄B化合物中的部分Nd是有效的。就这些元素而言，其储备短缺，适于商业运作的矿区有限，且包含地缘政治风险。这些因素意味着价格不稳定或大幅波动的风险。在这种情况下，为了使适于高温使用的R-Fe-B磁体找到更广的市场，需要一种能在最小化Dy和Tb含量的同时增大矫顽力的新的磁体组成或方法。

从这一观点出发，已经提出多种方法。专利文件1公开了一种R-Fe-B基烧结磁体，其基本上由以下成分构成：12-17at％的R(其中R代表钇和稀土元素中的至少两种，且必须包含Nd和Pr)、0.1-3at％的Si、5-5.9at％的硼、0-10at％的Co及余量的Fe(其中至多3at％的Fe可以被选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的至少一种元素替代)，其包含R₂(Fe,(Co),Si)₁₄B金属间化合物作为主相，并表现出至少10kOe的矫顽力。此外，该磁体不含富硼相，并包含基于磁体整体的至少1vol％的R-Fe(Co)-Si晶界相，R-Fe(Co)-Si晶界相基本上由25-35at％的R、2-8at％的Si、至多8at％的Co及余量的Fe构成。在烧结或烧结后的热处理之后，至少在700℃至500℃的温度范围内以0.1至5℃/min的速率将烧结磁体冷却，或者以多阶段进行冷却，其包括在冷却途中在一定温度保温至少30分钟，以由此生成R-Fe(Co)-Si晶界相。

专利文件2公开了一种具有低硼含量的Nd-Fe-B合金。通过烧结合金并将烧结产物冷却至300℃以下来制备烧结磁体。以△T1/△tl5K/min的平均冷却速率进行冷却至800℃的步骤。

专利文件3公开了一种包括R₂Fe₁₄B的主相和一些晶界相的R-T-B磁体。晶界相的一种是包含比主相多的R的富R相，晶界相的另一种是具有比主相更低的稀土浓度和更高的过渡金属浓度的富过渡金属相。R-T-B稀土烧结磁体通过在800至1200℃下烧结并在400至800℃下热处理来制备。