[发明专利]一种耐高温R－Fe－B系烧结永磁材料及其制造方法

说明书

一、技术领域

本发明公开了一种永磁材料及其制造方法，特别是一种耐高温R-Fe-B系烧结永磁材料及其制造方法，属于稀土永磁材料技术领域。

二、背景技术

近年来，由于烧结Nd-Fe-B磁体磁性能高，价格低廉，储量丰富，在汽车、家电、IT装置的小型化、高性能化电动机中的应用越来越受到人们的重视，特别是由于节能环保要求的提高促使电动汽车(HEV)和燃料混合型汽车(FCHV)的发展已进入实用化阶段。烧结Nd-Fe-B磁体在汽车中使用的部位是：(1)HEV(电动汽车)、FCHV(燃料混合型汽车)等的驱动电机/发电机，(2)EPS(电动转向装置)，(3)ECB(涡流制动器)，(4)检测转数用传感器等，(5)其他一般电器等，前3者首选Nd-Fe-B磁体。

但是，汽车部件所处的环境温度范围是很宽的，并要经受各种有害气体的侵蚀和剧烈的机械振动等，磁体所经受的条件非常苛刻。

通常汽车上的应用温度要求是在-40-140℃范围，在发动机附近的上限温度是220℃，发动机附近的实际温度有150℃。此外，对于电动机来说，磁体还要经受从外部增加的退磁场(H_D)，这都引起磁体磁通的下降。

从可靠性观点来看，最主要的是不发生磁通损失，因此必须要有足够的矫顽力，更准确的说，必须设定在使用环境(特别是温度)下不能产生永久退磁的现象。

在其他一些电机中和电子自动化组装过程中Nd-Fe-B永磁体甚至要经受150-270℃的高温冲击，因此如何提高热稳定性，降低材料的成本是烧结Nd-Fe-B磁体应用中的一个极其重要的问题。

关于磁体热稳定性的评价有以下两个方面：

1)可逆温度系数α_Br(％/℃)和β_jHc(％/℃)，定义为温度每升高一度时，Br或jHc下降的百分数。

2)不可逆损失δ_irr，它表示当磁体在工作时经受突然的温度升高并在该温度停留一段时间后，再回复到室温时磁体磁通量的损失量，通常用δ_irr(％)表示。

实践上规定在δ_irr≤5％时的温度为磁体的使用温度，δ_irr与磁体的形状有关(即与外界退磁场有关)。很多电机，如HEV、FCHV等的发电机和驱动电机都要求使用温度在180-220℃之间，这就是要求使用温度小于220℃(或180℃)，对可逆温度系数α_Br和β_jHc的要求并不是很严格。

降低可逆温度系数α_Br和β_jHc的方法，通常是在烧结Nd-Fe-B磁体中加入大量Co元素或复合添加Tb和Dy、Ho、Er等元素以提高居里温度和降低4πMs的温度系数。但这并不一定能降低δ_irr，即提高使用温度。实践上很多电机只要求在某一个很高的冲击温度后δ_irr很小(≤5％)，而并不要求居里温度很高或α_Br和β_jHc很小，因此，在电机中应用的烧结Nd-Fe-B磁体，可以不加Co元素或少加Tb和Dy、Ho、Er等元素，而只要有足够高的矫顽力即可。

在以往的技术中，日本专利公开59-64733通过加钴来提高居里温度，可以使居里温度达到400-800℃，但在加钴的同时，降低了磁体的矫顽力。

日本公开专利60-32306提出加Tb、Dy等重稀土元素来提高磁体矫顽力，而尽量保持磁能积最大。但由于这类重稀土元素资源稀少，价格昂贵，会极大提高磁体的成本，使用户难以接受，限制了Nd-Fe-B磁体在电机中的应用。另外，其添加量超过一定量时，矫顽力虽然能提高，但由于氧含量和重稀土量太多使得Br下降，磁体性能往往达不到用户的要求。

日本同和矿业株式会社的专利CN1098368C给出的含C的烧结Nd-Fe-B磁体，虽然磁体的使用温度也能达到200℃，但其性能很低，(BH)max最大只有40，Hcj最大只17。

信越化学株式会社采用复杂的磁体表面渗镀技术，在较小退磁场下(PC＝-2)使磁体的使用温度提高，但其工艺复杂(增加额外的工艺)，在实际生产中使用并不方便，并且磁能积偏低。

三、发明内容

本发明的目的旨在克服上述已有技术的不足，公开一种热稳定性良好而且磁体性能亦很高的耐高温R-Fe-B系烧结永磁材料及其制造方法。