[发明专利]磁各向异性的球状粉粒及其制造方法

说明书

本发明涉及具有高内禀矫顽力的磁性材料，尤其涉及这种粉状材料及其制备方法。

稀土—过渡金属-硼合金(例如NdFeB-型合金)的磁性能对于本专业的技术人员来说是熟知的。NdFeB合金的一种用途是用于生产粘结磁铁。粘结磁铁由用粘结剂(例如有机聚合物)团聚的磁性微粒组成，并显示出很强的磁性。

在商业上已经通过将熔体旋淬的带状物碾碎成粉末，来制备用于生产粘结磁铁的NdFeB合金粉。将熔体旋淬的带状物碾碎而成的片状粉粒通常都显示出各向同性的性能和比较差的流动性。因此，它们达不到它们作为磁性材料的全部潜在性能，并且难以用传统的注模设备将它们制成粘结磁铁。此外，由于片状粉粒锐边而产生的应力集中，这种片状粉粒制成的粘结磁铁的机械强度相当差。

可以通过将NdFeB合金铸锭碾碎  和磨碎来制备NdFeB合金粉。由于在比较慢的冷却期间形成大粒状的显微结构和微粒表面上的金相缺陷或氧化作用，用上述方式制备的粉粒通常显示出低于5KOe的内禀矫顽磁力H_ci值。由于它们显示出低H_ci值，在制备粘结磁铁中现在已经不再使用碾碎和磨碎的NdFeB合金粉。

在授予Takeshta等人的美国专利No.4,981,532中以及在由I.R.Harris and P.J.McGuiness出版的文献(“Hydrogen：its usein the processing of NdFeB-type magnets and the Characteri-zation of NdFeB-type alloys and magnets，”Processings of theEleventh International Workshop On Rare Earth Magnets andTheir Applications，October 1990，Camegie Mellon Universitypress，Pittsburgh，Pennsylvania)中叙述了锭状和粉状NdFeB合金的加氢处理。已经有人使用称为氢歧化(hydrogen dispropor-tionation)、解吸和再结合(HDDR)的技术，通过在氢气氛中加热NdFeB合金和接着以一个解吸步骤来脱氢制备出具有矫顽力的NdFeB合金粉。将锭状或粉状的NdFeB合金铸件进行HDDR处理而制得的粉末具有不规则的形状，也就是微粒形状随合金中破裂方式而变化的非球状微粒。尽管已有人指出，含有Nb、Ti、Zr或Hf高熔点金属添加元素的铸造合金具有一定程度的各向异性性能，然而这种将铸造合金进行HDDR处理而制备的NdFeB粉通常都是各向同性的。

众所周知，使用气体雾化可以生产球状NdFeB合金粉。由于球状粉粒较高的流动性有助于注模成型，所以在原理上球状粉粒形态很适合用于生产粘结磁铁。此外，因为微粒的球形形状可使粘结期间由于锐边微粒而产生应力集中的可能性减至最低程度，所以用球状微粒制成的粘结磁铁的机械强度理应是很高的。尽管如此，由于通过气体雾化而生产的球状NdFeB合金粉显示出低H_ci值，所以它们不能广泛地用于生产粘结磁铁。

在授予Kim的美国专利No.5,127,970中公开了一种用于提高由气体雾化而生产的较粗球状NdFeB合金粉的固有矫顽磁力的方法。该方法包括将具有200-300μm粒径的球状NdFeB合金粉在660-850℃的升高温度下进行氢吸附—解吸双循环处理。这样虽然提高了NdFeB粉的内禀矫顽力，但该粉粒的性质仍保持各向同性。因此，无法得到由于各向异性性能引起的为商业用途所希望的增强的剩磁(B_r)和最大的能量积(BH_max)。

因此，本发明的首要目的是提供一种磁各向异性的球状磁粒。

本发明的另一目的是提供一种高内禀矫顽力的磁性材料。本发明还有一个目的是提供一种用每个微粒都具有高矫顽力的各向异性的球状微粒制成的粘结磁铁。

在以下的说明中将部分地陈述本发明的各种附加目的和各种优点，它们之中的一部分在该说明中将是显而易见的，或者可以从本发明的实施中将会了解该目的和各种优点。