[发明专利]一种耐温铁基稀土永磁体的制造方法

说明书

本发明涉及磁体制造方法，属于H01F 41/02类，一种稀土永磁体的制造方法。

铁基稀土永磁合金从1983年问世以来，由于其性能优越，取材容易，价格适中得到了飞速发展。然而，该种合金存在使用温度较低和耐腐蚀性差两大缺点。为此，有好多专利提出解决方案：在提高铁基稀土永磁体耐热性方面，大多采用复合添加Co、Al和Co、Dy等方法，提高磁体的居里温度，改善磁感温度系数，同时也大幅度提高磁体的内禀矫顽力，从而使磁体适用于较高的使用温度。众所周知，铁基稀土永磁NdFeB使用温度低的主要原因是其居里温度低(312℃)，而加钴(Co)能极大地提高磁体的居里温度，但是又引起矫顽力的降低，所以要使用能大幅度提高矫顽力的元素，如铝(Al)，镝(Dy)与钴(Co)复合添加，也可以用铌(Nb)、钼(Mo)、钒(V)、镓(Ga)、锡(Sn)、铋(Bl)等与钴(Co)复合。总之，以往的方法都是以添加钴Co为主要手段去提高磁体的耐热性，但是钴(Co)是贵重金属，不能广泛使用。于是，另一些不用钴(Co)的办法也提出来了。1987年7月6日日本国特许厅公布了一份申请"JP昭62-151541A，改良的永久磁石材料”，认为“在R-Fe-B系合金中试添加各种金属元素，使剩磁、最大磁能积提高，改善温度特性有效果，可是矫顽力几乎没有提高”。从而提出“在合金的晶介R-Fe-B成份与添加的夹杂物之间反应困难，而形成所谓钉扎作用却可使畴壁移动受到抑制，改善矫顽力。探讨各种添加剂的结果，指出作为主要成分的晶体及非晶体的玻璃、氧化铅、氧化铋、氧化硅等金属氧化物有极其优异的效果。这些材料可以单独使用或两种以上合并使用。”该文引用的制造工艺是：在真空感应炉中以惰性气体保护，熔化成锭，然后破碎，把晶体Nd-Fe-B粉末在磁场中成型，进行烧结，即常规的所谓粉末冶金法制造各向异性磁性材料。

本发明的目的是提供一种耐温铁基稀土永磁体的制造方法，根据这个方法制造的磁体，在40-120℃温度范围内具有正的磁感温度系数，使用温度高达180-200℃，而且价格比较便宜。

本发明的耐温铁基稀土永磁体的制造方法，包括制造各向异性磁性材料的粉末冶金方法；原料以钕、铁、硼为主，其特征是有镝、铝、镓以及铅的氧化物，按原子百分比配料，Nd 15-16.1％、Dy 0.1-1.2％、B 6-7.9％、Al 0.5-1.6％、Ga 0.1-0.4％，余量为Fe；氧化铅不包括在合金总量100％中，可在球磨时按重量比0-0.5％加入。将上述成分按配比混合，在用惰性气体保护的真空感应炉中熔化成锭，经粗破、细破等工序，在汽油或甲苯等保护介质中磨成小于100μm的粉末，再加入氧化铅粉束，用同样的介质作保护进行球磨，得到3-5μm的细粉；将细粉烘干，在不小于960KA/m的磁场中用0.5-2t/cm²的压力初成型，再经2-4t/cm²的压力等静压，使坯料的密度大于5g/cm³，成型磁体在真空及惰性气体保护下于1050-1120℃烧结1-3小时，快冷至室温。然后在800-900℃进行第一次退火，条件同烧结，再在500-700℃进行第二次热处理，真空条件可比烧结时低，用惰性气体保护，急冷至室温。

磁体的性能为：

Br=1,1-1.2T           Hcj＞19KOe

(BH)max＞26.5MGOe 

标准规定，磁体在L/D=1.04时，不可逆损失＜5％时的温度称为磁体的使用温度。由此，本发明的使用温度为180-200℃。

磁体的磁感温度系数

在40-120℃时，为正，即在该温度区间内磁体的磁感应强度不低于室温时的值。

本发明的特点是完全不用钴(Co)，而且元素(Dy)的添加量极小，贵重元素镓(Ga)是作为微量元素加入，铅(Pb)的加入量也很小，所以成本低，容易推广。一般在磁体中加铝(Al)，磁体的使用温度不超过150℃，当使用温度＞150℃，发现其性能比不加铝的磁体还差。但是当Dy、Al、Ga并用时，铝的这一缺点得到了抑制，磁体的居里温度和内禀顽力都大幅度提高。因此，磁体的使用温度几乎提高了一倍(常温钕铁硼磁体的使用温度为80-100℃)。铅(Pb)的加入提高了磁体的韧性，对提高温度也有利。