[发明专利]稀土合金

说明书

本发明涉及一种具有优良性能的Fe-B-R稀土磁钢材料，以及涉及该种材料的生产方法。其中R代表下列元素中一种以上的元素，这些元素是：Nd、Pr、La、Ce、Tb、Dy、Ho、Er、Eu、Sm、Gd、Pm、Tm、Yb、Lu及Y。

由于使用以Nd、Pr等为代表的稀土元素（R）来生产的Fe-B-R磁钢具有优良的性能，因而它作为一种新型的永久磁钢引起了普遍的关注。这些磁钢的突出优点是：它们显示出比那些常用的优良性能磁钢（例如Sm-Co磁钢）具有更好的性能，它们不需用昂贵而稀缺的Sm来作R组分，也不需用昂贵的Co。而且这种Co生产稳定性较差，正如日本公开特许公报No.59-46008或欧洲专利（EP）0101552所报导的那样。特别是迄今为止，Nd还被认为没有多大的应用价值，因此，把Nd作为一种主要成分来应用就具有很大的工业意义。

近年来，一直在试图提供以及以较低的成本来生产一种具有优良磁性能的Fe-B-R磁钢。例如，申请人的公司研制了一种优良性能的磁钢，这种磁钢所用的R组分主要为Nd和/或Pr，还有一部分是选自下列元素中一个以上的元素，这些元素是：Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm及Yb（这些元素以下用R₁表示）。申请人的公司还为此申请了专利（日本专利申请号No.58-140590，现在为日本公开特许公报No.60-32306或欧洲专利EP0134305）。在日本公开特许公报No.60-32306中，提出了一种生产优良的R₁-R₂-Fe-B稀土磁钢的方法（其中R₁代表上述的元素，R₂代表一种混合稀土，其中Nd和/或Pr占80%（原子）以上，而R₂中的其余部分最少也有一个R₁以外的稀土元素R）。所用的方法是，用选自重稀土元素R₁中一个以上的元素来代替在R-Fe-B或R-Fe-Co-B稀土磁钢中的一部分稀土元素（如Nd、Pr等等），被取代的这部分，最多为稀土元素的5%（原子）。这些优良的R₁-R₂-Fe-B稀土磁钢能够明显地提高矫顽力（iHC），使它达到10千奥斯特或更大。並且这种磁钢可以在100-150℃下使用，也就是说可在高于室温的条件下使用，並且在此情况下还能保持一个较高的最大磁能积，使这个值大于20兆高-奥。用于生产R₁-R₂-Fe-B稀土磁钢的起始原料，主要是一些含杂质很少的昂贵的块状金属。例如，这些金属有纯度在99.9%以上的电解铁及纯度在99.5%以上靠电解法或热还原法生产的稀土金属。

因此，这里的任何一种原料，都是具有很少杂质的高质量的原料，它们从矿石提取出来后还必须再经过精炼。由于使用了这些原料，所制得的磁钢都是相当昂贵的，尽管已经作了很大的努力，使用Nd、Pr等来降低它的成本。能够有效地提高矫顽力的重稀土金属组分R₁（如Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb等）在矿石中的含量最多只有7%，也就是说，它们的总和还少于Nd的含量（15%）。实际上，这些重稀土金属十分昂贵，还因为它们的生产需要有高分离效果的精炼技术，而且它们的生产效率又是较低的。当然，由于R₁-R₂-Fe-B磁钢具有优良性能及较高的矫顽力，故把它作为实用的磁钢是很好的，但它的缺点就是成本太高。

日本特开昭59-177346A公开了一种制备永磁钢的稀土母合金，其包含3-20wtFe和/或2-30wt%Co及稀土金属，其中铁钴总量为3-20wt%，硼含量不超过10wt%。这些（Fe、Co）-R或（Fe、Co）-B-R母合金常用于制Fe-B-R、Fe-Co-B-R型特别是R为钕、杂质少的永磁体。

其制法是在加铁、钴、或硼至少一种的CaCl熔盐浴中由钙还原稀土氟化物。生成的稀土的熔点和熔融金属的粘度低。还原温度也低。与用钙还原单独的氟化钕相比，这些合金解决了氟化钕还原时熔融金属和熔盐的熔融温度高的问题。

本发明的主要目的是提供用于生产更优良Fe-B-R磁钢的稀土合金。