[发明专利]高性能稀土金属-过渡金属-硼烧结磁体的制造方法

说明书

本发明属于由磁性材料组成的磁体的制造方法。主要适用于高性能稀土金属—过渡金属—硼烧结磁体的制造。

通常RE-TM-B系磁体由三个相组成，即主相、富稀土相和富B相。主相为RE₂Fe14B，其中RE为稀土元素，包括Nd、Pr、Dy等；TM为过渡金属，主要是Fe，有时为了提高居里温度Tc和耐蚀性，用一定量的Co取代部分Fe，有时也添加少量的金属M，(M为Ga、Ti、Nb、Al、V、W、Mo中任一种)，以便提高矫顽力Hc。

当主相为Nd₂Fe14B(四方晶)时，其饱和磁感为16.2KG。主要对提高该类磁体的剩磁Br和最大磁能积(BH)max起主导作用。富稀土相是非磁性相，它的主要作用是将主相包覆，对主相起磁绝缘作用。富B相基本上是软磁性相，它对RE-TM-B系磁体的永磁特性不利。故该类磁体的永磁特性主要取决于主相和富稀土相以及各自所占的体积比和分布。在该类磁体中，当主相的体积≥95VoL％，富稀土相的体积≤5VoL％时，能获得较理想的磁性。

对于该类磁体的制造方法，现有技术通常采用烧结法，其具体工序包括：原料配备、熔炼铸锭、固溶处理、粉碎、磁场成型、烧结和时效处理。

该方法首先是按磁体最终成分进行原料配备，配料后，混合在一起，放入熔炼炉中熔炼铸锭，然后再连续进行后部工序。这在一起，放入熔炼炉中熔炼铸锭，然后再连续进行后部工序。这种通用的制造方法亦称单一合金法。

采用上述方法制备稀土金属—过渡金属—硼烧结磁体虽能够获得一定的最大磁能积(BH)max和剩磁Br，但仍存在如下缺点：

(1)、未能充分利用生产中大量存在的返回料，成本高。

(2)、该方法对制造过程中的污染非常敏感，不易获得最佳的最大磁能积(BH)max和剩磁Br。

(3)、不便于工业生产，即工业生产难于得到高性能的烧结磁体。

本发明的目的在于提供一种能获得最佳最大磁能积(BH)max和剩磁Br的、且成本低的易于工业生产的高性能稀土金属—过渡金属—硼烧结磁体的制造方法。

针对上述目的，本发明技术方案采用了如下措施：

(1)、为了获得最佳性能，需确保磁体中主相的体积≥95％，富稀土相的体积≤5％，为此，在原料配备时，采用两种或多种合金原料合适的配比。

(2)、主相和富稀土相等两种或多种合金原料分别进行熔炼铸锭、固溶处理、直至粉碎成微细粉后，再混合为一体，进行后续工序。保证富稀土相更好地更均匀地分布，使之更有效地包覆主相，从而可得到更高的矫顽力。

(3)、采用返回料，降低成本。

本发明高性能稀土金属—过渡金属—硼烧结磁体的制造方法的具体工艺过程如下：

原料配备—熔炼铸锭—固溶处理—粉碎—混料—磁场成型—烧结—时效处理。

(1)、原料配备

原料采用主相合金(Nd、Pr、Dy)₂Fe14B和富稀土相合金REaFbCcBdMe。

两种合金的配比，即原料配比(重量％)为：主相合金(Nd、Pr、Dy)₂Fe14B 70～90％，富稀土相合金REeF_bCeB_dMe 10～30％。

在富稀土相合金REaF_bCeB_dMe中，RE为Nd、Pr或Dy中任一种或一种以上，C为Co，F为Fe，B为硼，M为Ga、Al、V、Ti、W、Mo、Nb中任一种或一种以上，其含量范围(重量％)为：20％≤a≤70％，30％≤(b＋c)≤80％，d≤5％，e≤0.1％。

在原料配比的主相合金中，可采用15～30％(重量)的生产本发明烧结磁体所产生的余下料作为返回料代替主相合金。

(2)、熔炼铸锭

原料配备后，主相合金(或主相合金和返回料)和富稀土相合金各自分别在真空熔炼炉(如真空感应炉)冶炼，冶炼后，熔融体各自浇铸在水冷铜模内，实现快速定向凝固。

(3)、固溶处理

将主相合金铸锭和富稀土相合金铸锭置入热处理炉中进行固溶处理。固溶处理的参数如下：

温度1000～1100℃

时间15～72小时

气氛真空或惰性气体

(4)、粉碎过筛