[发明专利]热稳定性良好的永久磁铁

说明书

本发明涉及稀土永久磁铁材料，特别涉及热稳定性良好的稀土铁硼永久磁铁材料。

迄今已研制出磁性能比稀土钴永久磁铁材料更好的稀土铁硼永久磁铁的新配方(日本专利公开59-46008、59-64733和59-89401和M.Sagawa等人在一九八四年第五十五卷第六期第2083页的《应用物理杂志》写的文章“以钕和铁为主要成分的永久磁铁新材料”)。根据这些文献，例如一种Nd₁₅Fe₇₇B₈〔Nd(Fe_0.91B_0.09)_5.67〕的合金具有这样的磁性能：〔BH〕最大接近35兆高斯奥斯特，iHc接近10千奥斯特。但烯土铁硼磁铁的居里温度低，因而它们的热稳定性差。为解决这些问题，有人试图通过加钴来提高居里温度(日本专利公开59-64733)。具体地说，稀土铁硼永久磁铁的居里温度约为300℃，最高为370℃(日本专利公开59-46008)，而用钴取代稀土铁硼磁铁中的部分铁可使居里温度提高到400～800 ℃(日本公开专利59-64733)。同时加钴降低了稀土铁硼磁铁的矫顽磁力iHc。

过去也有人试图通过加铝、钛、钒、铬、锰、锌、铪、铌、钽、钼、锗、锑、锡、铋、镍等来提高矫顽磁力。有人指出过，铝在提高矫顽磁力方面特别有效(日本专利公开59-89401)。但由于这些元素除镍之外都是非磁性元素，大量加入这些元素会降低剩余磁通量密度Br，从而使〔BH〕最大也下降。

此外，有人提出过用诸如铽、镝和钬之类的重稀土元素取代部分钕以提高矫顽磁力同时保持高〔BH〕最大(日本专利公开60-32306和60-34005)。用重稀土元素取代部分钕是可以在〔BH〕最大约30兆高斯奥斯特下使矫顽磁力从约9千奥斯特提高到12～18千奥斯特，但由于重稀土元素极其昂贵，因而用这类重稀土元素大量代替部分钕会提高稀土铁硼磁铁的成本，这是我们所不希望的。

此外，有人提出过加钴和铝来提高稀土铁硼磁铁的热稳定性(T，Mizoguchi等人，《应用物理通讯》一九八六年48卷第1309页)。用钴代替部分铁能提高居里温度Tc，但同时却降低了iHc，这大概是因为在晶界出现Nd〔Fe，Co〕₂铁磁沉淀相，从而形成反向畴的晶核形成区。加入铝同时加入钴，可形成非磁性Nd〔Fe，Co，Al〕₂相，该相具有抑制反向磁畴的晶核形成区产生的作用。但由于铝的加入大大降低了居里温度Tc，因而含钴和铝的稀土铁硼磁铁，其热稳定性在高达100℃或以上温度就不可避免地变差。此外，这种磁铁的矫顽磁力只有9千奥斯特左右。

因此本发明的一个目的是提供一种居里温度有所提高具有足够的矫顽磁力因而热稳定性提高的稀土铁硼永久磁铁。

本发明者同人针对上述目的进行了深入研究，结果发现，加入镓，或钴和镓一起加入，可以制取居里温度较高、矫顽磁力足够因而热稳定性高、成本便宜的稀土铁硼磁铁。

就是说，本发明热稳定性好的永久磁铁基本上由其表达式如下的成份组成：

R〔Fe_1-x-y-zCo_xB_yGa_z〕A其中R只为钕，或一个或多个主要由钕、镨或铈组成的稀土元素，0≤X≤0.7，0.02≤Y≤0.3，0.001≤Z≤0.15，4.0≤A≤7.5。

图1是钕铁硼、钕镝铁硼和钕铁硼镓磁铁的不可逆磁通损耗随加热温度变化的关系曲线。

图2是钕铁钴硼、钕镝铁钴硼和钕铁钴硼镓磁铁的不可逆磁通损耗随加热温度变化的关系曲线。

图3是钕铁钴硼、钕铁钴硼镓和钕铁钴硼镓钨磁铁的不可逆磁通损耗随加热温度变化的关系曲线。

图4是Nd〔Fe_0.85-xCo_0.06B_0.08Ga_xW_0.01〕_5.4的不可逆磁通损耗随加热温度变化的关系曲线。

图5是用(甲)快速淬冷→热处理→树脂粘合，(乙)快速淬冷→热处理→热压，和(丙)快遇淬冷→HIP*→镦锻的方法制备的磁铁随加热温度变化的关系曲线。    注：*HIP＝等压热压

图6比较了钕镝铁钴硼、钕铁钴硼铝和钕铁钴硼镓等磁铁的磁性能。