[发明专利]生产永久磁体的方法及其产品

说明书

本发明谈的是稀土-铁基永磁体或永磁材料，其成分中一点儿也不用或仅用少量价格昂贵、资源稀少的钴，及生产这种产品的方法。

永磁材料是十分重要的电气、电子材料之一，广泛用于各种民用电器、大规模计算机的外围设备中。随着目前对电气、电子器件减小体积提高效率的要求，相应地日益希望提高永磁材料的效率。

近些年使用的典型永磁材料是铝镍钴合金、硬磁铁氧体以及稀土-钴磁体。最近由于原材料钴供应不稳定已造成对铝镍钴磁体（按重量包含20～30%的钴）需求量的减少。取而代之，稍便宜的硬磁铁氧体现在成为主要的磁性材料，另一方面，由于稀土-钴磁体中按重量的含钴量高达50～65%所以很贵，此外，在稀土矿中钐（Sm）的含量也不丰富。但是由于这种磁体比其他磁体的磁性强很多，所以主要用于价格更高的小型磁路中，为了降低稀土磁体的价钱、扩大使用范围和用量，要求磁性材料摆脱价格昂贵的钴或者仅用少量钴，所用的主要稀土成份是稀土矿中富含的轻稀土元素，已经有人企图得到这种永磁体。例如，A.E.clark发现，溅射非晶TbFe2，在4.2°K时磁能积是29.5兆高斯奥斯特（MGOe），在300～500℃热处理后，室温下矫顽力iHc为3.4千奥斯特（KOe），最大磁能积（BH）mox为7MGOe。对SmFe2也进行了类似的研究，报告表明在77°K时磁能量积可高达9.2MGOe。但是，这些材料都是用溅射方法制成的薄膜，做不出什么实用的磁体。还有报告说，通过熔体快淬制备的PrFe基合金薄带，其矫顽力iHc为2.8KOe。此外，库恩 （KOOn）等发现，由熔体快淬制备的（FeB）_0.9Tb_0.05La_0.95非晶薄带在627℃回火后矫顽力iHc高达9KOe，剩余磁通密度Br是5KG。然而，由于其退磁曲线不是令人满意的矩形回线（参看1981年应用物理快报39（10）N.C.KOOn等的文章，P840～842），所以该薄带的最大磁能积很低。L.Ka-bacoff等报告说，通过（FeB）1-xPrx组合物（按原子比为X＝0-0.3）的熔体快淬，可获得室温下矫顽力可达KOe水平的FePr二元系薄带。可是，这些熔体快淬薄带或溅射薄膜并非任何实用的永磁体（物体）也不可能制成任何实用的永磁体。从传统的基于FeBR的熔体快淬薄带以及基于RFe的溅射薄膜不可能得到形状与大小理想的大块永磁体。由于其磁化曲线不是令人满意的矩形回线，迄今所报告的FeBR基薄带不能做成任何可与常用的磁体相比的实用的永磁体。由于溅射薄膜以及熔体快淬薄带本身是磁各向同性的材料，所以实际上几乎不可能得到具有高标准实用性能的磁各向异性材料。

通常“R”代表稀土元素，它包括Y。

本发明的一个目的是提出一种生产永磁体或永磁材料的新颖而实用的方法，其中不用任何昂贵材料，此方法消除了以前工艺的缺点。

本发明的另一目的是提出一种在室温和较高温度下有良好磁性、新颖而实用的生产永磁体的方法，它能制成任何理想的形状的实用的体积，其磁化曲线为高度矩形的回线，这种方法能有效地利用资源较多的轻稀土元素，而基本上不使用资源稀少的稀土元素，比如Sm。

本发明的第三个目的是提出一种制造永磁体或永磁材料的新方法，它仅用少量钴而仍然具有良好的磁性。

本发明的第四个目的是改善Fe-B-R基磁性材料及磁体的温度相关性。（即，减小）

本发明的第五个目的是提出若干种永磁材料和永磁体，它们性能好到过去从未听说的程度。也提出了生产它们的方法。

其它目的在全文中不点自破。

经本发明者充分研究达到了上述目的，而且已发现，经过烧结以后，在某一成份范围内，Fe-B-R合金的磁性，用专用名词表示为矫顽力以及退磁曲线的矩形回线，通过制成（压实）一种有特殊颗粒大小的粉末得到极大改进，对于成形后的物体进行烧结，随后进行热处理或在一些特殊条件下（日本专利申请第58（1983）-90801号及相应目前公布的欧洲专利申请EPA第126802号），进行所谓老化处理。

但是，再详细的研究发现，在上述热处理时，采用更特殊的条件，进行两阶级热处理，其矫顽力，退磁曲线的矩形回线可获进一步改进，因此，磁性的改变减少了。

更明确地讲，按照第一个观点，本发明提供了一种生产水磁材料的方法，其特征在于包括下列步骤：