[其他]制造稀土-过渡金属-硼永久磁铁的高能球磨法

说明书

本发明涉及稀土过渡金属合金，尤其是钕-铁硼合金的生产，涉及具有高矫顽力和能量积的永久磁铁的制造。

一般采用将稀土-铁（RE-Fe）基合金淬火成基本上为非晶态至极细显微结构的方法，来产生硬磁材料。例如，美国专利4，495，396号、欧洲专利申请0108474号和欧洲专利申请0144112号均介绍了上述方法。欧洲专利申请0133758号公开了提高这类合金磁性的热加工方法。

喷射铸造或熔体旋压法是产生RE-Fe基合金显微结构的方法之一。该方法要求使合金的熔融流通过小孔喷射在快速运动的淬火表面上，例如旋转淬火轮的周边。这种快速冷却产生了极细的材料板条，其中主要相晶体的直径约在20-800毫微米的范围内。在稀土-铁-硼（RE-Fe-B）磁性合金中，这种主要相具有额定成分（RE₂Fe₁₄B₁）。这个相形成了稀土和大量其他过渡金属，例如钴可以代替铁，而不会显著降低合金的永久磁性。尽管已证明，喷射铸造法是产生具有理想显微结构的稀土-铁-硼合金的一种可接受的淬火方法，但仍然希望有这样的方法：既能达到同样的效果，又能克服喷射铸造法所固有的难题，特别是与处理含稀土的熔融合金有关的难题。

根据本发明的较佳实施方案，将稀土金属、过渡金属元素和硼以适当的比例加入到高能球磨机中。这些成分可以呈元素或合金形式，或者可以呈两者结合的形式。在高能条件下，将这些成分一起进行球磨。这导致磨机内的颗粒一起不断断裂，结合，再结合。最终，高能球磨产生了成分充分均匀（均质）的合金颗粒，其中主要磁性相的晶粒尺寸远远小于约为400毫微米的单畴尺寸。把合金加热至一定的温度，使所述晶体生长且在磁性饱和时，合金的矫顽力大于5000奥斯特。

上述这些材料可在高温下退火或热加工以便晶体生长，产生可与过淬火和退火的喷射铸造合金能量积相比的高能量积。

根据附图，下面将详细地描述本发明及其实施方案。附图中：

图1是喷射铸造的钕-铁-硼合金的淬火不足板条试样的X射线衍射图;经过高能球磨后的相同板条;经过600℃时退火处理的球磨试样。

图2显示了图1试样的第二象限磁滞曲线。

图3显示了Nd_0.14（Fe_0.94B_0.06）_0.86铸块样品的第二象限磁滞曲线。所述的样品是经过高能球磨和热压的。

本发明的方法适用于包含适过渡金属组分、合适的稀土组分和硼的组成物。

过渡金属组分为铁，或铁和钴、镍、铬或锰中的一种或多种金属。钴可与铁互换，其量可达原子百分数40。而铬、镁和镍则以较低量互换，最好小于原子百分数10。数量较少的锆和/或钛（约达铁原子百分数2）可代替铁。由于组成物中铁的来源是低碳钢，故可允许有极少量的碳和硅。组成物最好包括原子百分数约为50至90的过渡金属组分-主要为铁。

组成物还包括原子百分数约为10至50的稀土组分。钕和/或镨是主要的稀土成分。正如所指出的，可互换地使用这些稀土成分。其他稀土元素，例如钐、镧、铈、铽和镝可与钕和镨混合，而基本上不会产生显著的理想磁性损失。较为理想的是，它们占稀土组分的比例最好不大于原子百分数40。可以预期，稀土组成中伴随少量的杂质元素。

组成物最好含原子百分数1到10的碳。

较为理想的组成物可由式RE_1-x（TM_1-yB_y）_x来表示。稀土组分（RE）占组成物（X＝0.5至0.9）达原子百分数10至50，而稀土组分中至少有原子百分数60为钕和/或镨。这里所采用的过渡金属（TM）约占全部组成原子百分数的50至90，而铁最好至少占过渡金属原子百分数含量的60。就上述成分式而言，其他成分，例如、镍、铬或锰，称为“过渡金属”。用钴代替铁，势必会提高合金的居里点温度。硼的量最好占全部组成原子百分数（y＝约0.01至0.10）的1至10。

为简便起见，用原子比来表示组成。显然，可方便地将这些原子比转化成重量比，以制备组合物。

为了说明起见，近似地用具有下面原子比的组成物来描述本发明：

Nd_0.14（Fe_0.94B_0.06）_0.86