[发明专利]NdFeB永磁体和用于制造该永磁体的方法

说明书

本发明提供一种NdFeB永磁体且该磁体包括约25～30wt％的Nd、约0.5～6wt％的Dy、约0.2～至2wt％的Tb、约0.1～0.5wt％的Cu、约0.8～2wt％的B、余量的Fe和其他不可避免的杂质。此外，提供制造该永磁体的方法。

技术领域

本发明涉及一种通过减少昂贵镝(Dy)元素的量降低制造成本以及通过增强其磁力而比常规永磁体成本更低且性能更高的钕(NdFeB)永磁体，以及用于制造该永磁体的方法。

背景技术

为提高混合电动车(HEV)的燃料效率，需要可在有限尺寸的牵引电机中产生较高输出的高性能磁体。在常规用于牵引电机的永磁体中，使用作为稀土永磁体的NdFeB烧结磁体，但是其包括昂贵的稀土元素例如Dy和Tb以具有较高的热特性。尽管这些元素提供较高的热特性，但它们降低磁力且昂贵。因此，这样的常规永磁体不适用于HEV。因此，期望的是开发一种通过降低磁体成本、通过减少其中使用的昂贵Dy元素的量并通过增强磁力而比常规稀土永磁体具有更高性能和更低成本的永磁体。

在常规方法中，为扩散Dy或铽(Tb)，烧结压制体且将其加工成近网状，随后将重稀土合金或化合物涂覆在其上且加热以便扩散。因此，继续该工艺是复杂的。相反地，在本发明中，因为烧结和加热工艺同时进行，工艺减少且比常规工艺更高效。

先前，作为晶界扩散技术，已尝试烧结工艺过程中的扩散。在这样的技术中，将晶界材料涂覆在压制体上，并且将压制体放置到烧结炉中以用于烧结工艺。在烧结工艺过程中，温度增至1000℃或更大，并且真空气氛通常为约10^-3Pa或更低。因为Dy在约1000℃和约10^-1Pa蒸发，因此蒸发所浪费的Dy的量因这样条件下的快速蒸发而大于磁体上扩散的量。

而且，由于Tb在约1000℃和约10^-4Pa部分蒸发，其在烧结工艺中并不蒸发。但是，由于相当高的温度扩散在晶粒中产生而不是扩散到晶界，所以Tb的扩散效率降低。而且，在压制体上涂覆重稀土可引起压制体的氧化，因此，可使磁体的特性劣化。而且，常规磁体在烧结后在氩(Ar)氛中加热，因此，晶界扩散材料在加热工艺过程中可不蒸发或变成气相沉积。

以上提供为本发明相关技术的描述仅用于帮助理解本发明的背景，而不应该被理解为包括在本领域技术人员已知的相关技术中。

发明内容

本发明提供用于解决上述与相关技术有关的问题的技术方案。本发明提供通过减少昂贵Dy元素的量降低制造成本并通过增强其磁力而比常规永磁体成本更低且性能更高的钕永磁体(下文中，NdFeB永磁体)，以及用于制造该永磁体的方法。

在本发明的一个示例性实施方式中，NdFeB永磁体可包含约25～30wt％的钕(Nd)、约0.5～6wt％的镝(Dy)、约0.2～2wt％的铽(Tb)、约0.1～0.5wt％的铜(Cu)、约0.8～2wt％的硼(B)、余量的铁(Fe)和其他不可避免的杂质。此外，Dy含量和Tb含量的总和可为约2～7wt％。NdFeB永磁体还可包含约5wt％或更少的镨(Pr)。

在本发明的另一个示例性实施方式中，用于制造NdFeB永磁体的方法可包括：精细地研磨由上述NdFeB永磁体除Tb之外的组分组成的NdFeB薄带连铸(stripcasted)合金，从而形成NdFeB薄带连铸合金粉末的研磨步骤；与研磨步骤中的组分分开地制备Tb粉末的制备步骤；将NdFeB薄带连铸合金粉末和Tb粉末一起烧结的烧结步骤；以及用于对所烧结的粉末进行热处理的加热步骤。

Tb粉末可由包含Tb的金属、合金或化合物中的至少一种组成。在研磨步骤中，可将NdFeB薄带连铸合金精细地研磨至约3～6μm的尺寸。烧结步骤可在约1000～1100℃下实施约3～5小时。烧结步骤可在约10^-3～10^-2Pa的真空条件下实施。加热步骤可在约10^-5～5×10^-5Pa的真空条件和约850～950℃下实施。