[发明专利]制造具有优异磁特性的稀土永久磁体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造具有显著改善的磁特性的稀土永久磁体的方法。由此，稀土永久磁体可制造成具有增加的磁体的取向和尺寸的厚度和增强的矫顽力，同时从而可促进其的批量产生。

背景技术

一般来说，诸如NdFeB基永久磁体的稀土永久磁体由于具有优异的磁特性，并因此能够制成紧凑且高输出电动机，已经用于各种领域，如家用电器或汽车电动机。此外，随着新产业的发展和技术的进步，稀土永久磁体已经广泛用于诸如移动电话和读取头的电子和通信领域和诸如用于节能的发电机和电动机的新能源领域。

另外，由于这些发展，对高性能NdFeB基永久磁体的需求不断增加，例如，要求甚至在极端环境诸如高温下显著改善的磁特性，使得这些磁体能够在各种条件下使用。

在此类NdFeB基永久磁体的磁特性中，其中一种、例如剩余磁通密度(Br)可通过主相的部分、NdFeB的密度以及磁取向的程度确定，并且矫顽力(HcJ)与织构的微结构有关。此外，在晶粒边界相上晶粒尺寸的细化或均匀分布也可影响矫顽力(HcJ)。

这可通过下式(I)表示：

剩余磁通密度(Br)＝A(1-β)(d/d0)cosθ.J_s式(I)

在上式中，A是指正向区域的体积(％)，1-β是指主相(Nd₂Fe₁₄B)的体积，d是指烧结磁体的实际密度，d0是指烧结磁体的理论密度，cosθ是指晶粒的取向度，并且J_s是指四方Nd₂Fe₁₄B的单晶的饱和磁极化。

矫顽力(HcJ)＝cHa-NeffM_s式(II)

在式(II)中，c是指细化参数，Ha是指各向异性磁场能，Neff是指退磁因数，并且M_s是指饱和磁通密度。

在这种情况下，Ha和M_s对NdFeB粉末的固有性质有直接影响，并且，具体而言，根据富Nd相的分布和量，c和Neff与颗粒尺寸、颗粒形状以及微结构有关。

一般来说，由于无镝和无铽的NdFeB基永久磁体具有1.4T的高剩余磁通密度，但是其矫顽力非常低，低至960kA/m，降低了其温度稳定性，因此它们的用途非常受限制。

因此，为了提高常规NdFeB基永久磁体的矫顽力和操作温度，已经提出了通过用诸如镝(Dy)、铽(Tb)等的中间稀土元素替换钕(Nd)组分来增加磁各向异性能量的各种方法。然而，仍需要用于制备大尺寸的永久磁体的方法，进一步增强磁通密度和矫顽力，并使得能够批量产生永久磁体。

描述为背景技术的前述内容仅是促进对本发明背景技术的更好理解，但是不应视为承认其相当于本领域技术人员所熟知的现有技术。

发明内容

在优选的方面，本发明可提供制造具有显著改善的磁特性的稀土永久磁体的方法，使得能够产生具有优异通量密度和矫顽力的大尺寸稀土永久磁体。

在一个方面，本发明提供制造具有显著改善的磁特性的稀土永久磁体的方法，该方法可包括制造R-T-B基稀土永久磁体。在一个示例性实施方式中，该方法可包括以下步骤：由R-T-B基合金制备母合金；粉碎母合金以形成磁体粉末；在向磁体粉末施加磁场的同时对其加压以形成磁铸造体；在减压下对磁铸造体进行烧结以获得以烧结磁铸造体的总重量计氧含量为约0.1wt％或更少的烧结磁铸造体；以及用镝(Dy)和铽(Tb)对烧结磁铸造体进行处理。

如本文所用的术语“母合金”是指可用作制造特定合金组合物的原料的中间合金。母合金通常包括贱金属组分(例如，如铝、铜、镍或铁)和以比在特定合金组合物中所需含量更高百分比的一种或两种其它元素。例如，母合金可用于在制造过程期间调节组合物使得具有期望的化学和物理性质和/或控制金属合金的微结构。

如本文所用的术语“R-T-B基合金”或“R-T-B合金”是指包括一种或多种稀土元素(镧系元素；R)、一种或多种过渡金属元素(T)以及硼组分(B)的合金材料。R-T-B基合金可以用作用于产生永久磁体或稀土永久磁体的原料，其中，稀土元素(R)为选自包括钇(Y)和钪(Sc)的稀土元素中的一种或多种元素，过渡金属元素(T)为选自铁(Fe)和钴(Co)中的一种或多种元素。

优选地，母合金可由熔融R-T-B基合金制备。

磁体粉末可在惰性气氛下适当地加压，形成磁铸造体。

磁铸造体可在真空气氛下适当地烧结，获得烧结磁铸造体。