專利名稱：一種耐高溫永磁體合金及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁性材料及其制備方法，尤其涉及到一種耐高溫?zé)Y(jié)釹鐵硼材料及制造方法。

背景技術(shù)：
稀土釹鐵硼永磁材料是八十年代初開發(fā)出的第三代永磁材料，因其具有極強(qiáng)的磁性被俗稱為“永磁王”。可以吸起相當(dāng)于它自重1000倍的物體，具有優(yōu)異的磁性特征和節(jié)能、節(jié)材、環(huán)保效果，是其它永磁材料無法比擬的高性能材料。稀土永磁材料作為一種重要的功能型材料，已被廣泛應(yīng)用于能源、交通、機(jī)械、醫(yī)療、計(jì)算機(jī)、家電領(lǐng)域，深入國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面，其產(chǎn)量及用量已成為衡量一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力與國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。稀土永磁釹鐵硼材料是支撐現(xiàn)代電子信息產(chǎn)業(yè)的重要基礎(chǔ)材料之一，已廣泛應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，和人們的生活息息相關(guān)。小到手表、照相機(jī)、錄音機(jī)、CD機(jī)、VCD機(jī)，大到汽車、發(fā)動(dòng)機(jī)、懸浮列車等，永磁材料無所不在，采用稀土永磁材料可使現(xiàn)有電子產(chǎn)品尺寸進(jìn)一步縮小，性能大幅度改善，從而適應(yīng)了當(dāng)今電子產(chǎn)品輕、薄、小的需求發(fā)展趨勢(shì)。
第三代稀土永磁材料燒結(jié)釹鐵硼，由于其居里溫度只有320℃左右，且溫度系數(shù)較大，如剩磁的溫度系數(shù)為-0.11～-0.126％，矯頑力溫度系數(shù)為-0.6～-0.8％，通常其工作溫度較低，隨著稀土磁體應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，如汽車啟動(dòng)電機(jī)、馬達(dá)類產(chǎn)品及集成化CO-ROM對(duì)燒結(jié)釹鐵硼需求范圍的擴(kuò)大，在目前小型化設(shè)備下，對(duì)高溫下磁體的性能提出了新的課題，如何提高燒結(jié)釹鐵硼磁體的耐溫性對(duì)擴(kuò)大其市場(chǎng)應(yīng)用范圍是一種新的挑戰(zhàn)。
燒結(jié)釹鐵硼一般是由主相，如R2Fe14B，富稀土相，富硼相及雜質(zhì)相組成，故在制備過程中要控制好2∶14∶1相，，富稀土相要分部均勻，孔洞要盡量少以及磁體在燒結(jié)后密度要達(dá)到配方理論密度的100％。
目前作為耐熱優(yōu)良的稀土類磁體，已知有Sm-Co磁體，但是該磁體價(jià)格較高并且加工性能較差，而燒結(jié)釹鐵硼磁體價(jià)格相對(duì)低廉并且加工性能優(yōu)于Sm-Co磁體，更加適合小而薄的產(chǎn)品。
所謂永磁體的耐熱性是特指其磁性能不因溫度的升高而劣化。在接近機(jī)器發(fā)熱源的設(shè)備上使用釹鐵硼磁體，要求隨使用溫度升高而磁性能不惡化，即剩磁Br不惡化，但在磁體使用溫度達(dá)200℃附近的場(chǎng)合(如汽車引擎周邊及一些磁體須高溫焊接及粘膠固化)，則只有使用Sm-Co磁體，通常燒結(jié)釹鐵硼類磁體不能在這樣的高溫下使用，例如(申請(qǐng)?zhí)?0136152.X；公開號(hào)CN 1308344A)，該專利雖然涉及到燒結(jié)釹鐵硼材料的居里點(diǎn)較高，但其實(shí)際使用溫度只有150℃左右。在周壽增等人所著的《超強(qiáng)永磁體》(第2版，Page294)中指出燒結(jié)釹鐵硼的最高工作溫度為100℃。
目前，在燒結(jié)釹鐵硼方面為了改善磁體的耐熱性采取的方法主要是通過添加Tb，Dy，Co，Cu，Nb，Ga等成分。在日本關(guān)于耐熱永磁專利中如專利號(hào)為99801229.7的耐熱性優(yōu)良的永磁體專利中明確指出提高耐熱性的成分為Tb，Dy，Co，C；在日本的基本成分其專利號(hào)85109738中也優(yōu)選Dy，Tb提高磁體的耐熱性。
另外，歐洲專利EP1460653A1公開了一種永磁體，該永磁體的組成為R為25-35、AL0-0.3、ZrO03-0.25、Cu0.02-0.6、CO0-4 Fe余；并且該永磁體中的Zr是以金屬形式加入，而Co含量為0-4，對(duì)于在高溫下使用的燒結(jié)ReFeB，如果沒有足夠的Co的添加，沒有形成R2Co14B及CoR3相，使得燒結(jié)ReFeB的居里溫度沒有改善，對(duì)磁體在高溫穩(wěn)定下使用產(chǎn)生不良的影響。由于在熔煉和澆注過程來說，在冷卻過程中不可避免的要產(chǎn)生成分偏析，不可能分布均勻，該磁體由于添加單質(zhì)金屬鋯不易控制有效晶粒的尺寸，容易造成毛坯磁體磁性能和組織結(jié)構(gòu)的偏差，磁體不夠均勻且該磁體沒有磁體耐溫方面的描述，沒有從成分及制備過程給出磁體在耐溫方面的改善。
中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00510049962.7公開了采用雙合金工藝，制作一種NdaFe100-a-b-c Bb Mc(at％)燒結(jié)磁體，其中，11≤a≤16，5.4≤b≤6.6，0≤c≤6，M為Dy、Tb、Nb、Co、Ga、Zr、Al元素中的一種或幾種。該燒結(jié)磁體NdFeB，主相合金成分最小含量為Nd25.6B0.94Fe余(wt％)，晶界相合金最小的成分為Nd28B0.63Fe余量，用此成分范圍是不能夠?qū)崿F(xiàn)高Hcj的磁體，在材料中沒有添加Co是磁體制備的必要成分，從磁體的耐溫性上沒有明確的改善描述，并且也沒有公開用什么具體方法來體現(xiàn)該燒結(jié)磁體NdFeB能夠耐高溫。在添加過程中，該專利要添加汽油和液體潤(rùn)滑劑，這樣在混粉過程中易造成粉末團(tuán)聚和在燒結(jié)過程中由于添加物中殘留物C等元素偏高，容易造成磁體性能惡化，另外添加方法和燒結(jié)方法從工業(yè)化生產(chǎn)角度來說，此種添加方法對(duì)燒結(jié)真空系統(tǒng)污染嚴(yán)重并很難保證主相合金和晶界相合金均勻混合，一旦出現(xiàn)偏差，很難保證Hcj達(dá)到預(yù)定值，目前還沒有用此類方法規(guī)模生產(chǎn)燒結(jié)NdFeB。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了獲得耐高溫永磁體合金，該耐高溫永磁體合金的成分重量百分比式為R29-32Al0-0.4Nb0-0.8(Ti+Zr+Sn)0.01-0.029Ga0-0.4B0.95-1.2Co4.5-10Cu0.05-0.2Fe余，其中R至少選擇Ce、Pr、Nd、Dy、Tb中的一種，F(xiàn)e為不可避免的雜質(zhì)；該耐高溫永磁體合金即使在溫度為200℃左右下仍然可以使用，并且不失燒結(jié)釹鐵硼類磁體的特性。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的 本發(fā)明提供的一種耐高溫永磁體合金，包括以下組分和配比 R29-32Al0-0.4Nb0-0.8(Ti+Sn)0-0.1Zr0.01-0.029Ga0-0.4B0.95-1.2Co4.5-10Cu0.05-0.2Fe余 B0.95～1.2wt％ Co4.5～10wt％ Cu0.05～0.2wt％ R29～32wt％ Al0～0.4wt％ Ti+Sn0～0.1wt％ Zr0.01～0.029wt％ Ga0～0.4wt％ Nb0～0.8wt％ 余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 其中R包括Ce、Pr、Nd、Tb、Dy中任選至少一種元素。
根據(jù)本發(fā)明，所述R為Dy和Nd，其中，Dy和Nd以任意比例復(fù)合添加，且29wt％≤Dy+Nd≤32wt％。
根據(jù)本發(fā)明，所述Zr是以10-30納米的氧化鋯形式添加在混合微粉過程中。
在制粉過程中添加適量的納米氧化鋯，由于氧化鋯在燒結(jié)過程中以四方晶型的結(jié)構(gòu)存在，并可以彌散在釹鐵硼磁體的晶界相中，可以有效抑制晶粒長(zhǎng)大，提高Hcj并對(duì)改善晶粒組織結(jié)構(gòu)有明顯作用。
為了提高R-Fe-Co-B系燒結(jié)磁體的耐熱性，在復(fù)合添加Dy，Tb和Nb，Al，Mo，V，Ga等的基礎(chǔ)上，再添加Zr可得到減磁率顯著低的磁體，若單獨(dú)添加Dy，Tb和其它微量元素，耐熱性效果不顯著，在復(fù)合添加納米氧化鋯的條件下，耐熱性顯著變好。
根據(jù)本發(fā)明，還包括Ga和Nb，其中，0.1wt％≤Ga≤0.3wt％，0.2wt％≤Nb≤0.6wt％。
根據(jù)本發(fā)明，還包括Dy和Nd、Ga和Nb、Ti和Sn的復(fù)合添加。
本發(fā)明提供的一種耐高溫永磁體合金，該磁體的耐熱性，按下式(1)可計(jì)算其不可逆減磁率， 不可逆減磁率(200℃)＝100×(F200-FR)/FR(1) 其中，F(xiàn)R將按照導(dǎo)磁系數(shù)Pc＝1調(diào)整形狀的樣品飽和磁化后，在室溫下測(cè)量的磁通量值。
F200將測(cè)定過的FR的樣品在200℃保持120分鐘后，冷卻到室溫所測(cè)得的磁通量值。
在Hcj≥13koe時(shí)，根據(jù)(1)式計(jì)算得到的減磁率值為0～-20％。
以下對(duì)組成本發(fā)明的磁體的各成分和所選含量范圍，在本發(fā)明的磁體中的作用進(jìn)行說明如下 元素B是形成磁性相所必須的，因此在本磁體中至少須0.95重量％，但過量添加會(huì)使磁性能惡化。
[Co4.5～10重量％；Cu0.05～0.2重量％] 添加Co元素的目的是提高磁體的居里溫度，因此材料中必須含Co，但是部分Co進(jìn)入晶界后在晶界上形成軟磁相，降低Hcj。
復(fù)合添加Co元素和Cu元素，可抑制晶界上的非磁性相，適量添加可得到高Hcj而不下降剩磁。但是Co含量過高會(huì)使晶粒顯著長(zhǎng)大而明顯降低Hcj，合理范圍為Co4.5～10重量％；Cu0.05～0.2重量％。
通過復(fù)合添加Dy和Tb，能夠顯著降低不可逆減磁率，但Dy和Tb有一個(gè)合理的配比，在Dy和Tb含量一定的條件下，磁體的耐熱性效果已經(jīng)飽和，若過量添加則會(huì)使磁性能惡化。另外，若單獨(dú)添加Dy或Tb，耐熱性效果不會(huì)得到明顯改善。因此Dy和Tb的在合理配比情況下(不同的工序能力可能Dy和Tb的比例會(huì)有不同，不同的設(shè)備及不同的工藝路線和參數(shù)可導(dǎo)致Hcj的工序能力相差很大)，會(huì)使磁體的耐熱性得到顯著改善。
作為Dy和Tb以外的稀土元素，含有Nd、Pr、Ce一種或一種以上的磁體，會(huì)在磁體中形成磁性相和晶界相，維持較高的Hcj和Br。在以上可選元素中優(yōu)選Pr或Nd，特別是復(fù)合添加Nd和Pr到合適的比例可得到充分的Br，Hcj，通常Pr的添加比例不超過9％(占總的配比)。
在本發(fā)明中Ga的添加量為[Ga0～0.4重量％]，添加Ga可形成Ga-Nd化合物，并以富稀土相的形式存在于晶界，磁體Hcj會(huì)顯著提高，也可使減磁率降低。若Ga添加過量對(duì)提高Hcj不明顯，所以優(yōu)選Ga的范圍是0～0.4重量％，最佳替代量為占總重量的0.1～0.3％。
Nb的存在會(huì)使晶粒細(xì)化，提高Hcj，但不宜添加過多，合理范圍為0～0.8重量％，最佳為0.2～0.6重量％。
通過添加Ti+Sn0～0.1重量％的Ti、Sn等元素，可以抑制晶粒長(zhǎng)大，提高Hcj并對(duì)改善晶粒組織結(jié)構(gòu)有明顯作用 在制造本發(fā)明的稀土永磁體時(shí)，可以采用熔煉、鑄造、粉碎、成型、燒結(jié)的連續(xù)工序制造燒結(jié)磁體。作為熔煉工序可以采用真空熔煉鑄造、急冷輥法等。為了制備磁性能優(yōu)良和耐高溫磁體，在鋼錠和粉碎工序之間可以使用固溶化熱處理工藝，消除不穩(wěn)定相，有利于進(jìn)一步降低減磁率。另外在燒結(jié)工序中于真空燒結(jié)爐中1000～1200℃的溫度范圍進(jìn)行燒結(jié)，回火溫度在600℃以下能夠進(jìn)一步降低減磁率。
具體地說，一種制備耐高溫永磁體合金的方法，包括以下步驟 (1)、按照以下組分和配比原材料 B0.95～1.2wt％ Co4.5～10wt％ Cu0.05～0.2wt％ R29～32wt％ Zr0.01～0.029wt％ Al0～0.4wt％ Ti+Sn0～0.1wt％ Ga0～0.4wt％ Nb0～0.8wt％ 余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 其中，R為選自Ce、Pr、Nd、Tb和Dy中至少一種元素； (2)、將步驟(1)制成的原材料在真空熔煉爐或條片爐中進(jìn)行熔煉，直至熔融；然后在水冷錠模中鑄造合金錠，或甩成條片狀合金錠；將所述合金錠在600℃以上進(jìn)行固溶化處理；再通過粉碎制成粉體，繼而制成微粉； (3)、將步驟(2)制成的微粉中再加入納米氧化鋯粉進(jìn)行攪拌混和均勻制得微粉，攪拌時(shí)間至少為45分鐘； (4)、將步驟(3)混合得到的微粉，在外部磁場(chǎng)大于1.5T的磁場(chǎng)中壓制成型，將壓制成型的毛坯在真空燒結(jié)爐中1080～1130℃的溫度下，進(jìn)行至少2小時(shí)的燒結(jié)，得到耐高溫永磁體合金坯件； (5)、將步驟(4)得到耐高溫永磁體合金坯件在470～530℃下進(jìn)行回火處理至少為2小時(shí)，然后急冷，得到燒結(jié)耐高溫永磁體合金。
根據(jù)本發(fā)明，所述Zr是僅以10-30納米的氧化鋯形式在所述步驟(3)中混合微粉過程中添加。其中，在步驟(3)中所添加的納米氧化鋯粉為0.01～0.029wt％。
根據(jù)本發(fā)明，在步驟(2)中所述條片狀合金錠的厚度為0.2～0.5mm，所述粉體的粒度小于1mm，所述微粉的平均粒度為3～5μm。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.本發(fā)明提供的耐高溫永磁體合金優(yōu)化了元素的搭配，改善了燒結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良的缺點(diǎn)，擴(kuò)大可燒結(jié)釹鐵硼適用范圍，并且從成分和工藝兩方面改善了燒結(jié)釹鐵硼的性能，可以彌補(bǔ)燒結(jié)釹鐵硼使用溫度低的缺點(diǎn)。
2.本發(fā)明通過實(shí)用技術(shù)和方法評(píng)估可燒結(jié)釹鐵硼耐溫性結(jié)果，使得現(xiàn)有技術(shù)通過合理優(yōu)化技術(shù)工藝、成分配方等工藝因素，改善了燒結(jié)釹鐵硼材料得耐溫性。
3.本發(fā)明通過在混合微粉過程中添加10-30納米氧化鋯粉，而且在添加過程中并沒有其他液體混合物的添加過程，由于氧化鋯彌散在釹鐵硼磁體的晶界相中，并以四方晶型的結(jié)構(gòu)存在，有效的改善了磁體的氧含量分布，故能合理控制晶粒尺寸并使磁體充分致密化，抑制常規(guī)燒結(jié)釹鐵硼燒結(jié)過程中晶粒的異常長(zhǎng)大(常規(guī)釹鐵硼燒結(jié)過程中晶粒異常長(zhǎng)大機(jī)理見周壽增等人所著的《超強(qiáng)永磁體》(第2版，Page524))，改善微觀組織結(jié)構(gòu)。改善了燒結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良的缺點(diǎn)，擴(kuò)大可燒結(jié)釹鐵硼適用范圍。
4.本發(fā)明通過改善成分和工藝過程，可有效的降低磁體失重，提高磁體的抗腐蝕性。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合制備方法和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說明 實(shí)施例1 本實(shí)施例制備的耐高溫永磁體合金組成和含量為 B1.02； Co4.5； Nd19.5；Dy12； Nb0.3； Cu0.14； Ga0.12；Zr0.029；以上均為重量百分?jǐn)?shù)； Fe62.391以上均為重量百分?jǐn)?shù)。
其中，所述Zr是以納米氧化鋯形式在下述步驟(3)中混合微粉過程中添加。
本實(shí)施例的耐高溫永磁體合金制造方法，包括以下步驟 1.按上述合金組成和含量稱量原料； 2.在真空感應(yīng)爐中熔煉直到全部熔融，將所得溶液澆注到水冷錠模盤中鑄造，得到合金塊，將合金塊在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行1080℃ X 5小時(shí)固熔化處理；采用HD方法進(jìn)行粗破碎，制成粒度小于1mm的粉體，在后續(xù)的微粉碎過程，制成平均粒度在3～5μm范圍的中破碎的微粉； 3.在氣流磨中將中破碎微粉再進(jìn)行粉碎，得到粒度為3.8μm的微粉，在混粉機(jī)中將粒度為3.8μm的微粉與折合成Zr重量百分比為0.03％的納米化氧化鋯粉體混粉60分鐘； 4.在磁場(chǎng)成型機(jī)中，采用垂直壓成型，將成型毛坯在真空燒結(jié)爐中1080℃燒結(jié)6小時(shí)后，再進(jìn)行490℃ X 5小時(shí)回火處理，之后急冷。得到本發(fā)明的耐高溫永磁體合金毛坯后進(jìn)行耐熱性和失重評(píng)價(jià)。
耐熱性評(píng)價(jià) 1)200℃時(shí)不可逆損失測(cè)定 按磁導(dǎo)系數(shù)Pc＝1調(diào)整試樣尺寸，制備具體尺寸為φ10x3.8mm的試樣。將該試樣在外部磁場(chǎng)中磁化，在室溫下用亥姆霍茲線圈和磁通計(jì)測(cè)定磁通量。此時(shí)將磁通量定義為FR。
接著，將該磁化得樣品在200℃保持120分鐘。加熱溫度的精度為±1℃，將該試樣冷卻到室溫，用上述亥姆霍茲線圈和磁通計(jì)再次測(cè)量磁通量。得到的磁通定義為F200，用下式計(jì)算不可逆損失。
不可逆損失(200℃，％)＝100x(F200-FR)/FR 2)150℃下不可逆損失測(cè)量 按磁導(dǎo)系數(shù)Pc＝2調(diào)整試樣尺寸，制備具體尺寸為φ10x6.6mm的試樣。將該試樣在外部磁場(chǎng)中磁化，在室溫下用亥姆霍茲線圈和磁通計(jì)測(cè)定磁通量。此時(shí)將磁通量定義為FR。
除了加熱溫度為150℃保持120分鐘外，其余與用200℃測(cè)試方法一致。
測(cè)定結(jié)果為FR和F150，用前式計(jì)算不可逆損失。
3)失重的測(cè)定 具體測(cè)試條件為120℃，2個(gè)大氣壓，100％RH(飽和條件)，保持96小時(shí)進(jìn)行測(cè)量。具體如下 稱量測(cè)試樣試驗(yàn)前重量為A0，試驗(yàn)前表面積為S0，在上述條件下，將測(cè)試樣冷卻至室溫測(cè)量測(cè)試樣試驗(yàn)后重量為A1。根據(jù)下式進(jìn)行計(jì)算 失重(mg/cm2)＝(A1-A0)/S0， 具體結(jié)果見表1。
表1實(shí)例1不可逆減磁率和失重結(jié)果
從表1的結(jié)果來看，實(shí)施例1在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失為-2.5％，在150℃(Pc＝2)時(shí)，不可逆損失為0，因此即使在高溫下，磁體也可達(dá)到實(shí)用化水平，磁體也能維持較高的磁性能。
目前報(bào)道的同檔性能燒結(jié)釹鐵硼磁體在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失約為-10％，在150℃(Pc＝2)時(shí)，不可逆損失約為-0.5％。由此可見，按實(shí)施例1化學(xué)成分和工藝過程制備的磁體可有效的改善常規(guī)燒結(jié)釹鐵硼磁體耐溫性差的缺點(diǎn)。
實(shí)施例2-3 所要制備的耐高溫永磁體合金成分和重量百分比按表2，其余制備過程與實(shí)施例1相同；其中區(qū)別在步驟4中在真空燒結(jié)爐中燒結(jié)溫度為1100℃，燒結(jié)時(shí)間為5.5小時(shí)。再進(jìn)行470℃ X5小時(shí)回火處理，之后急冷。與實(shí)施例1同樣測(cè)定燒結(jié)磁體的特性，將其結(jié)果記錄在表2上。
表2例2，3不可逆減磁率和失重結(jié)果
從表2的結(jié)果來看，實(shí)施例2在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失為-31.2％，在150℃(Pc＝2)時(shí)，不可逆損失為-4.5％；施例3在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失為-21％，在150℃(Pc＝2)時(shí)，不可逆損失為-0.15％，因此即使在高溫下，磁體也可達(dá)到實(shí)用化水平，磁體也能維持較高的磁性能。
目前報(bào)道的實(shí)施例3同檔性能燒結(jié)釹鐵硼磁體在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失約為-49％，在150℃(Pc＝2)時(shí)，不可逆損失約為-10％；實(shí)施例3同檔性能燒結(jié)釹鐵硼磁體在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失約為-38％，在150℃(Pc＝2)時(shí)，不可逆損失約為-0.57％，由此可見，按照實(shí)施例2，3化學(xué)成分和工藝過程制備的磁體可有效的改善常規(guī)燒結(jié)釹鐵硼磁體耐溫性差的缺點(diǎn)。
實(shí)施例4，5？同樣性能的常規(guī)燒結(jié)鐵硼磁磁體在200℃(Pc＝1)時(shí)，不可逆損失約為-17％，由此可見，在高溫時(shí)的不可逆損失比起同檔次的燒結(jié)釹鐵硼磁體都可有大幅度的提高，即使在高溫的情況下也可達(dá)到維持高磁性能的效果。
實(shí)施例6？到目前為止，還沒有看到類似結(jié)果的報(bào)道?？梢哉f此類型的磁鐵可以在高溫下使用。
實(shí)施例7、8、9、10 所要制備的耐高溫永磁體合金成分和重量百分比按表3，其余制備過程與實(shí)施例1相同；其中區(qū)別在步驟4中在真空燒結(jié)爐中燒結(jié)溫度為1130℃，燒結(jié)時(shí)間為5.5小時(shí)。再進(jìn)行530℃ X5小時(shí)回火處理，之后急冷。與實(shí)施例1同樣測(cè)定燒結(jié)磁體的特性，將其結(jié)果記錄在表3。
表3，實(shí)施例7，8，9，10不可逆減磁塞和失重結(jié)果

由表3的比較例可以看出，僅添加納米氧化鋯后的燒結(jié)釹鐵硼磁體可以有效的抑制晶粒長(zhǎng)大，提高Hcj并對(duì)改善晶粒組織結(jié)構(gòu)有明顯作用。
表4，實(shí)施例4，5，6，7與目前同檔磁體不可逆減磁率比較
由表4可知，目前報(bào)道的同檔燒結(jié)釹鐵硼永磁體的不可逆減磁率均比實(shí)施例差。
如上所述，按照本發(fā)明，獲得了R-Fe-Co-B系列燒磁體在高溫下明顯可以得到優(yōu)良的耐熱性和低失重結(jié)果的磁體。因而，作為將來安裝在升溫度設(shè)備上的永磁體，能夠提供廉價(jià)且特性優(yōu)良的材料。
本發(fā)明通過上面的實(shí)施例進(jìn)行舉例說明，但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于這里所描述的特殊實(shí)例和實(shí)施方案。在這里包含這些特殊實(shí)例和實(shí)施方案的目的在于幫助本領(lǐng)域中的技術(shù)人員實(shí)踐本發(fā)明。任何本領(lǐng)域中的技術(shù)人員很容易在不脫離本發(fā)明精神和范圍的情況下進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，因此本發(fā)明只受到本發(fā)明權(quán)利要求的內(nèi)容和范圍的限制，其意圖涵蓋所有包括在由附錄權(quán)利要求所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的備選方案和等同方案。
權(quán)利要求
1、一種耐高溫永磁體合金，包括以下組分和配比
B0.95～1.2wt％
Co4.5～10wt％
Cu0.05～0.2wt％
R29～32wt％
Zr0.01～0.029wt％
Al0～0.4wt％
Ti+Sn0～0.1wt％
Ga0～0.4wt％
Nb0～0.8wt％
余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
其中，R為選自Ce、Pr、Nd、Tb和Dy中至少一種元素。
2、按權(quán)利要求1所述耐高溫永磁體合金，其特征在于，所述R為Dy和Nd，其中，Dy和Nd以任意比例復(fù)合添加，且29wt％≤Dy+Nd+Tb≤32wt％。
3、按權(quán)利要求1所述耐高溫永磁體合金，其特征在于，還包括Ga和Nb，其中，0.1wt％≤Ga≤0.3wt％，0.2wt％≤Nb≤0.8wt％。
4、按權(quán)利要求1所述耐高溫永磁體合金，其特征在于，還包括Dy和Nd、Ga和Nb、Ti和Sn。
5、按權(quán)利要求1所述耐高溫永磁體合金，其特征在于，所述的耐高溫永磁體合金的耐熱性，按下式(1)計(jì)算其不可逆減磁率
不可逆減磁率(200℃)＝100×(F200-FR)/FR (1)
其中，F(xiàn)R將按照導(dǎo)磁系數(shù)PC＝1調(diào)整形狀的樣品飽和磁化后，在室溫下測(cè)量的磁通量值；
F200將測(cè)定過的FR的樣品在200℃保持120分鐘后，冷卻到室溫所測(cè)得的磁通量值；
在Hcj≥16koe時(shí)，根據(jù)(1)式計(jì)算得到的減磁率值為0～-20％。
6、一種制備權(quán)利要求1所述耐高溫永磁體合金的方法，其特征在于，包括以下步驟
(1)、按照以下組分和配比原材料
B0.95～1.2wt％
Co4.5～10wt％
Cu0.05～0.2wt％
R29～32wt％
Zr0.01～0.029wt％
Al0～0.4wt％
Ti+Sn0～0.1wt％
Ga0～0.4wt％
Nb0～0.8wt％
余量為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
其中，R為選自Ce、Pr、Nd、Tb和Dy中至少一種元素；
(2)、將步驟(1)制成的原材料在真空熔煉爐或條片爐中進(jìn)行熔煉，直至熔融；然后在水冷錠模中鑄造合金錠，或甩成條片狀合金錠；將所述合金錠在600℃以上進(jìn)行固溶化處理；再通過粉碎制成粉體，繼而制成微粉；
(3)、將步驟(2)制成的微粉中再加入納米氧化鋯粉進(jìn)行攪拌混和均勻制得微粉，攪拌時(shí)間至少為45分鐘；
(4)、將步驟(3)混合得到的微粉，在外部磁場(chǎng)中壓制成型，將壓制成型的毛坯在真空燒結(jié)爐中1080～1130℃的溫度下，進(jìn)行至少2小時(shí)的燒結(jié)，得到耐高溫永磁體合金坯件；
(5)、將步驟(4)得到耐高溫永磁體合金坯件在470～530℃下進(jìn)行回火處理至少為2小時(shí)，然后急冷，得到燒結(jié)耐高溫永磁體合金。
7、按權(quán)利要求6所述耐高溫永磁體合金的制備方法，其特征在于，所述Zr是僅以10-30納米的氧化鋯形式在所述步驟(3)中混合微粉過程中添加，在添加過程中并沒有其他液體混合物的添加過程。
8、按權(quán)利要求6所述耐高溫永磁體合金的制備方法，其特征在于，在步驟(2)中所述條片狀合金錠的厚度為0.2～0.5mm，所述微粉的平均粒度為3～5μm。
9、按權(quán)利要求6所述耐高溫永磁體合金的制備方法，其特征在于，在步驟(3)中所添加的納米氧化鋯粉為0.01～0.029wt％。
10、按權(quán)利要求6所述耐高溫永磁體合金的制備方法，其特征在于，在步驟(4)中所述外部磁場(chǎng)為大于1.5T的磁場(chǎng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及到耐熱性優(yōu)良的永磁體合金及其制備方法，該合金按照下式組成R29-32Al0-0.4Nb0-0.8(Ti+Sn)0-0.1Zr0.01-0.029Ga0-0.4B0.95-1.2Co4.5-10Cu0.05-0.2Fe余，其中R至少選擇Ce、Pr、Nd、Dy或Tb中的一種，F(xiàn)e余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。在制備方法中Zr是以10-30納米的氧化鋯粉形式在混合微粉時(shí)加入，由于氧化鋯彌散在釹鐵硼磁體的晶界相中，并以四方晶型的結(jié)構(gòu)存在，有效的改善了磁體的氧含量分布，改善微觀組織結(jié)構(gòu)。本發(fā)明耐高溫永磁體合金優(yōu)化了元素的搭配，改善了燒結(jié)釹鐵硼材料耐溫性不良的缺點(diǎn)，擴(kuò)大可燒結(jié)釹鐵硼適用范圍，并且從成分和工藝兩方面改善了燒結(jié)釹鐵硼的性能，可以彌補(bǔ)燒結(jié)釹鐵硼使用溫度低的缺點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01F1/057GK101315825SQ20071009993
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者趙玉剛, 瑾 張, 胡伯平 申請(qǐng)人:北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司, 三環(huán)瓦克華(北京)磁性器件有限公司