[发明专利]用于粉末涂覆的振动机

说明书

技术领域

在至少一个方面，本发明涉及一种用于制造具有改进的磁特性并且减少了镝和/或铽的使用的永磁体的合金涂覆粉末。具体地说，本发明涉及制造用于生产永磁体的涂覆粉末的改进的并且更廉价的方法。

背景技术

永磁体(PM)用于许多装置，包括用于混合动力车辆和电动车辆的牵引电机。烧结的钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁体在低温下具有非常好的磁特性。但是，由于在Nd-Fe-B永磁体中的Nd₂Fe₁₄B的低的居里温度，所以剩磁和本征矫顽性随着温度升高而迅速降低。已知的是，在Nd-Fe-B磁体中用Dy替代Nd或Fe导致各向异性场和本征矫顽性的增大以及饱和磁化降低(C.S. Herget, Metal, Poed. Rep. V.42, P.438(1987)；W.Rodewald, J.Less-Common Met., V111, P77(1985); 和D.Plusa, J.J. Wystocki, Less-Common Met. V.133, P.231(1987))。常规实践是在熔融和合金化之前将重RE金属例如镝(Dy)或铽(Tb)加入到混合金属中。但是，Dy和Tb非常稀少并且昂贵。重RE只是包含大约2-7%的Dy，并且世界上只有少数RE矿石包含有重RE。Dy的价格最近急剧升高。在需要比Dy能提供的更高的磁特性时所需要的Tb甚至比Dy还要昂贵得多。

在混合动力车辆中的牵引电机的典型磁体包含大约6-10wt%的Dy以满足所需的磁特性。用Dy或Tb制造磁体的普通方法导致Dy或Tb沿着在磁体内的晶粒界分布在晶粒和相中。Nd-Fe-B永磁体可用采用粉末冶金方法来生产，该方法涉及熔融和带铸造、氢爆(氢化和脱氢)、粉化(采用喷氮研磨)、筛分和混合用于所期望化学组分的合金粉末。典型的粉末冶金方法如下：在用于粉末排列的磁场下(真空袋)称重和挤压、等静压制、烧结和时效(例如，在真空中在大约500-1100℃下大约5-30小时)并且机加工成磁性部件。最后，(如果需要)通过磷化处理、无电解镀镍(Ni)、环氧树脂涂覆等对磁体进行表面处理。

烧结的Nd-Fe-B基磁体的理想微观结构为通过非铁磁性富Nd相(主要是Nd加上通过杂质稳定的一些Fe₄Nd_1.1B₄和Fe-Nd相的共晶基体)极好地隔离的Fe₁₄Nd₂B晶粒。添加Dy或Tb导致形成基于Fe、Nd和Dy或Tb的相当不同的三元晶粒间相。这些相位于晶粒界区域中并且位于Fe₁₄Nd₂B晶粒的表面处。

Dy或Tb(或其合金)涂覆Nd-Fe-B粉末用来制造磁体，这导致Dy或Tb在磁体中的在微观方面的非均匀分布。例如，与普通方法相比，取决于表面粉末对芯部粉末的相对量和在表面粉末中的Dy或Ty浓度、烧结方案(这影响了Dy或Ty从晶粒面扩散到主体中)，Dy和/或Tb的量会降低大约20%或更多，或者大约30%或更多，或者大约40%或更多，或者大约50%或更多，或者大约60%或更多，或者大约70%或更多，或者大约80%或更多，或者大约90%或更多。该方法涉及采用Dy或Tb金属或合金涂覆所使用的Nd-Fe-B基粉末以制造烧结的Nd-Fe-B永磁体。Nd-Fe-B基粉末可以通过物理气相沉积(PVD)涂覆。

因此，需要改进的制造永磁体尤其是Nd-Fe-B基磁体的方法。

发明内容

本发明通过在至少一个实施方案中提供一种制造永磁体的方法来解决现有技术的一个或多个问题。该方法包括通过物理气相沉积在合金粉末上形成涂层的步骤。该粉末包括钕、铁、硼和其他金属。涂层包括选自由镝、铽、铁和其合金组成的组的组分。在涂层的形成期间使得粉末振动。最后，从涂覆的粉末中形成永磁体，该永磁体具有非均匀分布的镝和/或铽。

在另一个实施方案中，提供了一种制造永磁体的方法。该方法包括提供包含钕、铁和硼的合金粉末。该合金粉末从高位带输送到中位带，然后到低位带。中位带振动成使得合金粉末也振动。通过物理气相沉积在合金粉末上形成涂层以形成涂覆的粉末。涂层包括选自由镝、铽、铁和其它金属及其合金组成的组的组分。从涂覆的粉末中形成永磁体。在特征上，所述永磁体具有非均匀分布的镝和/或铽。

本发明还提供如下方案：

1. 一种制造磁体的方法，所述方法包括：