[发明专利]具有晶间重稀土元素的永磁体及其生产方法

说明书

描述了一种烧结磁体的制造方法。所述方法包括：由第一磁性粉末和第二磁性粉末（包含重稀土元素，HRE）形成预烧结体，使得第二磁性粉末的至少一部分被提供在预烧结体的至少一个内部部分处，并且从至少两个相对的侧被第一磁性粉末包围；烧结预烧结体；在与烧结温度相比更低的退火温度下对烧结的预烧结体进行退火，从而引起HRE从HRE储库区带到晶界相的晶间扩散。在退火之后，晶界相包含浓度与主相相比更高的HRE。

技术领域

本发明的方面涉及一种烧结永磁体，其包括具有R-T-B（例如，Nd-Fe-B）结构的主晶相，以及在晶粒之间包含晶界相的重稀土元素（HRE）。本发明的各方面还涉及这样的烧结磁体的制造方法，该方法包括形成预烧结体、烧结和退火该体。

背景技术

烧结R-T-B基磁体，诸如Nd-Fe-B磁体，被称为高性能永磁体，并且已经被用在各种类型的应用中，包括用于诸如马达或者发电机的电机。这些磁体的缺点之一是它们在高温下会失去其矫顽力，从而引起不可逆的磁通量损失。

为了缓解该问题，已知的是通过由诸如Dy或者Tb的重稀土元素（HRE）部分地替代R-T-B相的R（例如，Nd）来增加矫顽力。利用该措施，尽管矫顽力增加，但是剩磁减少。更进一步地，HRE是稀有并且昂贵的材料，应当节俭地使用。

在US 2007/240789 A1中，对于Nd-Fe-B磁体，已经提出可以通过在烧结磁体的外部布置HRE扩散源，并且然后执行晶界扩散（GBD）处理，来部分地克服上述问题，其中HRE沿着烧结磁体的晶间相从磁体的外表面扩散到内部。因为HRE中的大部分保持晶间相，所以仅需要非常少量的HRE就能实现非常高的磁体性能。附加地，通过将HRE的存在主要限制在晶界，矫顽力增加，而剩磁没有过度减少，并且没有过度消耗HRE。

进一步地，在US 2013/0299050 A1中，已经提出了一种用于生产烧结R-T-B基磁体的方法，该方法包括如下步骤：提供烧结R-T-B基磁体材料；提供HRE扩散源，并且将它们布置成与烧结R-T-B基磁体材料接触；通过执行热处理来执行HRE扩散处理；以及然后执行用以从烧结R-T-B基磁体材料中分离出多个HRE扩散源的处理。在本文档中引用的参考文献中讨论了进一步的处理。

然而，对于已知的GBD处理，所实现的扩散路径在大约1mm至最多2mm的范围内。因此，GBD处理只允许生产最大厚度远低于5mm的小磁体。

因此，需要一种具有与GBD处理相关联的上述优点中的至少一些（高磁性能、增加的矫顽力、可接受的剩磁、适度的HRE消耗）的磁体，而不在磁体的大小或者几何形状方面受到过度限制。

发明内容

鉴于上述，提供了根据权利要求1所述的烧结永磁体和根据权利要求13所述的烧结磁体的制造方法，以及根据权利要求15所述的烧结磁体的用途。

发明人认识到，通过在烧结之前将含有HRE的磁性粉末嵌入在预烧结体中，可以在烧结磁体的主体中创建HRE储库区带。HRE储库区带可以与预烧结体一起烧结，并且在烧结期间基本保持完整。利用该HRE储库区带，然后可以执行退火步骤，其中HRE进行从HRE储库区带到晶界相的晶间扩散。通过认识到HRE储库区带在烧结步骤期间可以基本保持完整，并且因此可以在烧结之前添加HRE而不是像在已知的GBD处理中那样在烧结之后添加HRE，使这种方法成为可能。因此，HRE储库区带不限于表面，而是还可以嵌入到磁体的主体中。由此，使得可以生产许多不同大小和形状的磁体，特别是具有与针对其已知的GBD处理可用的磁体相比更大厚度的磁体，同时保持与GBD处理相关联的优点。

根据从属权利要求、说明书和附图，可以与本文中所述实施例组合的进一步的优点、特征、方面和细节是显而易见的。

附图说明

下面将参考各图描述细节，其中：

图1是图示根据实施例的烧结磁体的制造方法的示意流程图；

图2是根据实施例的预退火烧结磁体的示意图；