[发明专利]稀土磁铁用急冷合金和稀土磁铁的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及磁铁的制造技术领域，特别是涉及一种稀土磁铁用急冷合金和稀土磁铁的制备方法。

背景技术

对于各种高性能电机、发电机中使用的(BH)max超过40MGOe的高性能磁铁而言，为得到高磁化的磁铁，减少非磁性元素B的使用量的“低B组份磁铁”的开发就变得非常有必要。

现在，“低B组份磁铁”的开发采用了各种各样的方式，然而，截止目前，还未能开发出市场化的产品。“低B组份磁铁”的最大的缺点在于退磁曲线的方形度(亦称为Hk或者SQ)比较差，其形成原因比较复杂，主要是由于R₂Fe₁₇相的出现和富B相(R₁T₄B₄相)的缺乏导致晶界处出现局部B不足。

日本专利特开2013-70062中公开了一种低B的稀土磁铁，其包括R(R为包含Y的稀土元素中选择的至少一种的元素，Nd为必有组分)、B、Al、Cu、Zr、Co、O、C及Fe作为主成分的组成，各元素的含量为R：25～34重量％，B：0.87～0.94重量％、Al：0.03～0.3重量％、Cu：0.03～0.11重量％、Zr：0.03～0.25重量％、Co：3重量％以下(且不包含0)、O：0.03～0.1重量％、C：0.03～0.15重量％、以及残余为Fe。该发明通过降低B的含量，使得富B相的含量降低，进而使得主相含有的体积比例增加，并最终获得高Br的磁铁。通常情况下，B的含量减少的情况下，会形成软磁性的R₂T₁₇相(一般为R₂Fe₁₇相)，极易使得矫顽力(Hcj)降低，而本发明通过添加微量的Cu，使得R₂T₁₇相的析出被抑制，更形成了使Hcj和Br提高的R₂T₁₄C相(一般为R₂Fe₁₄C相)。然而，上述的低硼高铜磁铁、或低硼高铜中铝磁铁的最低饱和充磁场极高，存在不易充磁的问题，磁体的易磁化强度可用磁化过程中的最低饱和磁化场强度值来表征，一般来说，当磁化场强度由某一值增加50％时，试样的Br和Hcj增加均不超过1％，该磁场值就被认为是这种永磁材料的最低饱和磁化场强度值，为方便表征，通常使用同一形状尺寸的磁体在开路状态下的磁化曲线来描述磁体的易磁化强度，而磁化曲线的形状受磁体成分及其显微结构的影响。在开路状态下，磁体的磁化过程与其形状、尺寸密切相关，具有相同形状和尺寸的磁体，其最低饱和磁化场越小，磁体越容易磁化。

另一方面，为了达到便于装配、减少杂质吸附及降低管理成本的目的，一些高端产品需采用先安装再充磁的方法，而在开路状态下，高性能NdFeB磁体通常需要2.0T以上的充磁场才能使其充磁到饱和状态，特别是长径比(磁体取向方向的长度和磁体垂直于充磁方向平面的最大直径之比)越小的磁体，开路状态下磁化到饱和磁化状态所需的磁场越大。然而，由于用户的充磁装置所能提供的磁场受到成本、空间的限制，通常不能使高性能烧结NdFeB磁体饱和磁化，因此，为了获得足够大的磁通，往往需要高磁能积的磁体，如本来可以使用磁能积为35MGOe磁体，被迫使用38MGOe以上的磁体，增加了使用成本。因此，如何改善Nd-Fe-B系磁铁的充磁特性，从而使磁体更加容易充磁到饱和磁化状态，是目前的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种稀土磁铁用急冷合金，上述合金所制得的细粉中，单个晶粒内的磁畴数量减少，更容易沿外加磁场取向，获得易磁化的高性能磁体。

本发明提供的技术方式如下：

稀土磁铁用急冷合金，其含有R₂Fe₁₄B主相，所述的R为包括Nd的稀土元素，其特征在于，所述合金的一次结晶在短轴方向的平均粒径为10～15μm，富Nd相的平均间隔为1.0～3.5μm。

上述合金所制得的细粉中，单个晶粒内的磁畴数量减少，更容易沿外加磁场取向，获得易磁化的高性能磁体。

另外，由于合金一次结晶的粒径变小，因此，可以在氢破碎和气流磨之后获得细化的合金粉末，并制得方形度、矫顽力和耐热性均有明显改善的磁铁。

本发明中提及的稀土元素包括钇元素在内。

在推荐的实施方式中，所述的稀土磁铁为Nd-Fe-B系磁铁。

在推荐的实施方式中，所述急冷合金的平均厚度为0.2～0.4mm。