[发明专利]高使用温度NdFeB永磁体及其生产方法

说明书

本发明涉及一种可在高温下使用的低温度系数NdFeB永磁体及其生产方法。

稀土-铁-硼（RFeB）系永磁体具有优异的磁性能，然而由于它温度系数大，使用温度低，因此，应用领域受到很大限制。为了扩大应用范围，国内外的许多研究者为此花费了很多精力，他们认为只有提高NdFeB磁体的矫顽力，才能提高使用温度，王景海等[高jHcNdFeB永磁合金及其热稳定性，（第六届全国磁学会议论文摘要集，1987年10月，第232-233页）]，受这一思想的影响在NdFeB永磁合金中添加了Dy₂O₃以提高磁体的矫顽力jHc。使磁体的使用温度有所提高（≤180℃）。但是，由于他们获得的磁体的可逆温度系数仍然很大，与纯NdFeB的相近，所以现有技术并没有解决NdFeB永磁的热稳定性问题。日立的Takunaga等，“R-Fe-B烧结磁体的微观结构”，（国际磁学会1986年第5期）。提出了一种含Co的NdFeB永磁体，其成份按重量百分比为：Nd 32-32.4%，Dy 7.4%，Co 4.5%，B 1.09%，余量为Fe。其工艺制度为：1080℃烧结1小时后，900℃保温1小时，以1.3℃/分钟降至室温，最后在600℃进行时效处理。该材料在200℃空气中露置，不可逆损失为5%。其温度系数按Co、Dy加入量推算仍为-0.10%/℃。当Co含量增加到7.5%时，虽然温度系数可降至-0.085%/℃，但200℃时不可逆损失高达20%，因此，随着Co含量的增加，虽然温度系数下降了，但使用温度也大大降低。这个结果虽然优于以前报导的结果但仍然没有解决NdFeB永磁的热稳定性问题。同时，该材料由于大量重稀土Dy的加入，使成本大幅度提高。失去了NdFeB廉价的优点。

本发明的作者，详细研究了具有低温度系数的NdFeCoAlB系，发现了影响磁体使用温度不高的主要原因是低居里温度相（bcc相和Nd（FeCo）₂相）的存在，因此，提出了与上述文献不同的见解。

本发明按这一新的理论见解，通过添加Dy₂O₃，调整NdFeCoAlB的成份和采用特殊的热处理工艺制度，达到生产一种具有高使用温度、低温度系数、低成本的NdFeB永磁体的目的。

本发明提供的新型NdFeB永磁体，其组成按重量百分比为：Nd 30～36%，Dy₂O₃3～6%，Co 8～16%，B 0.9～1.1%，Al 0.2～0.8%，Si 0.05～0.2%，余量为Fe。

发明人经充分研究发现，采用本发明的成份和工艺后，在高Co的NdFeCoAlB系合金中存在的低居里温度磁性相，数量减少，居里温度提高，材料的不可逆损失变小，优于上述文献的结果。

由于本发明采用Dy₂O₃代替Dy作添加元素，因此，磁体成本明显下降。

B元素的量极大的影响不可逆损失。Al对改进矫顽力有利。

所用的硼是含硼量为24%的硼铁。

本发明采用粉末冶金工艺，由于实施了一种新的热处理制度，因此达到了现有技术未能达到的在提高使用温度的同时，使磁体的可逆温度系数降低的目的。

原材料按上述规定范围配比，放入真空感应炉或真空电弧炉中，在氩气保护下熔炼，水冷铜坩埚浇铸，合金在甲苯介质中研磨至3～5μm，真空干燥。粉末在垂直于取向磁场的压力下成形，然后在1080℃～1120℃氩气气氛中烧结1小时。

本发明的热处理制度为：烧结后的磁体经1050℃保温1小时，快冷至室温;在1000℃保温1小时，快冷至室温;在900℃保温1小时，快冷至室温;在800℃保温1小时，快冷至室温;在700℃保温1小时，快冷至室温;最后在600℃保温1小时，快冷至室温。

上述磁体按需要进行机加工及充磁后，提供使用。

采用本发明提供的成份和工艺制度生产的RFeB系永磁体，矫顽力大于1120KA/m（14KOe），使用温度200℃，在空气中露置不可逆损失小于10%（Pc＝2），20℃～200℃范围内可逆温度系数α_Bd（Pc＝2）为-0.065～-0.085%/℃，经一次200℃热冲击后，直至200℃，不可逆损失小于1%，磁体的材料成本与现有技术相比降低30%左右。

实施例