專利名稱：一種釹鐵硼永磁材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，特別是涉及一種釹鐵硼永磁材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
稀土類永磁材料，以其優(yōu)越的磁氣特性和經(jīng)濟(jì)性，多用于電氣和電子儀器領(lǐng)域，近年來，更加要求高性能化。在稀土類永磁材料之中,R-Fe-B系稀土類永磁材料，與稀土類鈷永磁材料相比，由于作為主要元素的Nd比Sm貯量豐富，同時(shí)不大量使用Co，所以原材料費(fèi)便宜，磁氣特性也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過稀土類鈷永磁材料，是極其優(yōu)秀的永久磁體。為了提高該R-Fe-B系稀土類永磁材料的磁氣特性，進(jìn)行了種種嘗試。具體的講，通過添加Co來提高居里溫度的例子，為了得到穩(wěn)定的保磁力，添加Ti、V、Ni、Bi等的例子，·通過添加O. 02-0. 5原子％ Cu來提高保磁力，同時(shí)擴(kuò)大熱處理的最適宜溫度的幅度并改善制造效率的例子，通過添加O. 2 O. 5原子％的Cr來提高耐腐蝕性的例子等均有指出添加各種材料來提升特性。在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，無論哪一個(gè)都是通過在R-Fe-B系稀土類永磁材料中添加新的元素來提高磁氣特性。但是，當(dāng)添如新的其他元素時(shí)，幾乎都是增加了保磁力降低了殘留磁力線密度(Br)。因此，實(shí)際上難以提高磁氣特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種在添加了 P的一定范圍的組成中，保磁力和殘留磁力線密度一起增加的R-Fe-B系釹鐵硼永磁材料，能夠提高磁氣特性。本發(fā)明提供的釹鐵硼永磁材料，包括成份為R-Fe-B的主體合金，其中，F(xiàn)e的重量百分比為58_78% ；B的重量百分比為
O.9-1. 3%；P的重量百分比為O. 25-3%，所述R的重量百分比為28-35%為Nd,Dy和Sm的一種或多種；所述材料還包括稀土類材料，稀土類材料的重量百分比為28-35%，所述稀土類材料Nd、Pr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種；所述合金中還包括Co或Cu的一種或多種的添加合金。相應(yīng)的，本發(fā)明還提供一種釹鐵硼永磁材料制備方法，包括將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金并獲取O. 5_5微米大小的合金粉末，所述預(yù)定比例為=Fe的重量百分比為58-78%;B的重量百分比為O. 9-1. 3%；P的重量百分比為O. 25-3%。稀土類材料的重量百分比為28-35%，所述稀土類材料NcUPr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種；在IOkOe的壓力條件下，經(jīng)O. 2-2噸/厘米2壓力，將所述合金粉末處理獲得合金成形體；將所述成形體在1000-1200攝氏度條件下燒結(jié)后再進(jìn)行800-1200攝氏度的熱處理得到釹鐵硼永磁材料材料。本發(fā)明的有益效果是區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明釹鐵硼永磁材料由稀土類元素、硼B(yǎng)、磷P、鐵Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成，可以用鈷Co和銅Cu置換鐵Fe的一部分。本發(fā)明的釹鐵硼永磁材料由于有這樣特定的組成，所以具有高的殘留磁力線密度和保磁力。


圖I是表示P含有量與保磁力(iHc)和殘留磁力線密度(Br).圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2中的稀土類永磁材料材料的X射線衍射。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提供一種釹鐵硼永磁材料的制備方法，所述方法包括步驟101，將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金并獲取O. 5-5微米大小的合金粉末，所述預(yù)定比例為Fe的重量百分比為58-78% ；B的重量百分比為 O.9-1.3% ;P的重量百分比為O. 25-3%。稀土類材料的重量百分比為28-35%，所述稀土類材料Nd、Pr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種；在所述主體合金中還包括添加合金，所述添加合金為Co和Cu的一種或多種。步驟102，在IOkOe的壓力條件下，經(jīng)O. 2_2噸/厘米2壓力，將所述合金粉末處理獲得合金成形體；步驟103，將所述成形體在1000-1200攝氏度條件下燒結(jié)后再進(jìn)行800-1200攝氏度的熱處理得到釹鐵硼永磁材料材料。優(yōu)選的，所述方法在步驟101之前還包括步驟100，在所述釹鐵硼永磁材料材料表面進(jìn)行鈍化涂層處理。具體的所述獲取O. 5-5微米大小的合金粉末具體為步驟1011,由布朗粉碎機(jī)或顎式破碎機(jī)進(jìn)行粉碎進(jìn)行粗粉碎,獲得粗粉碎顆粒；步驟1012，由立式球磨機(jī)的有機(jī)溶劑的濕式法或氮?dú)鈬娚浞鬯榉▽Υ址鬯轭w粒進(jìn)行微粉碎，獲得O. 5-5微米大小的合金粉末；優(yōu)選的，所述將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金具體為將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合后，通過高頻熔解鑄造獲得Nd、Fe、B和P的合金。優(yōu)選的，上述步驟都在氮?dú)猸h(huán)境下進(jìn)行，所以在所述將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金并獲取O. 5-5微米大小的合金粉末之前還包括將爐體抽真空或向爐體中沖入氮?dú)?。?shí)施本實(shí)施例的制備方法，可以獲得所以具有高的殘留磁力線密度和保磁力的釹鐵硼永磁材料。本發(fā)明提供一種釹鐵硼永磁材料，包括成份為R-Fe-B的主體合金，其中，F(xiàn)e的重量百分比為58-78% ；B的重量百分比為O. 9-1. 3% ；P的重量百分比為O. 25_3%，所述R的重量百分比為28-35%為Nd、Dy和Sm的一種或多種；所述材料還包括稀土類材料，稀土類材料的重量百分比為28-35%，所述稀土類材料Nd、Pr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種；所述合金中還包括Co或Cu的一種或多種的添加合金。具體的，含有從由釹Nd、鐠Pr、鏑Dy、鋱Tb、欽Ho構(gòu)成的群中選擇出的一種以上的稀土類元素(以下也稱為R)，其含有量在28-35重量％的范圍內(nèi)。當(dāng)R的含有量低于28重量％時(shí)，保磁力顯著減少，而當(dāng)R的含有量超過35重量％時(shí)，殘留磁力線密度顯著減少。優(yōu)選R的含有量上限是35重量％，下限是30重量％。構(gòu)成本發(fā)明的永磁材料的B的含有量在O. 9-1. 3重量％范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)陀贠. 9重量％時(shí),保磁力顯著減少，而超過I. 3重量％時(shí)，殘留磁力線密度顯著減少。優(yōu)選B的含有量上限是I. 2重量％，下限是I重量％。構(gòu)成本發(fā)明的永磁材料的P的含有量在O. 25 3重量％范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)陀贠. 25重量％時(shí)，殘留磁力線密度顯著減少，而超過3重量％時(shí)，保磁力顯著減少。再有，當(dāng)含有量超過3重量％時(shí)，不能穩(wěn)定地得到正方晶體構(gòu)造，因正方晶體構(gòu)造的比例減少而不優(yōu)選，由于這些理由，最好添加O. 3-2. 5重量％。構(gòu)成本發(fā)明的永磁材料的Fe的含有量最好是58 80重量％。在Fe的含有量低于58重量％時(shí),有殘留磁力線密度大量減少的傾向，當(dāng)超過80重量％時(shí),有保磁力顯著減少的傾向。優(yōu)選Fe的含有量上限是75重量％，特別是72重量％，下限是62重量％。在用Co和Cu置換Fe的一部分的情況下，F(xiàn)e的含有量可以是54_78重量％。·
當(dāng)用Co置換構(gòu)成本發(fā)明的永磁材料的Fe的一部分時(shí)，發(fā)現(xiàn)有星里溫度(Tc)的改善。在本發(fā)明中，Co的含有量可以在O. 1-3. 6重量％的范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)陀?.1重量％時(shí)，居里溫度的改善效果不那么明顯，而當(dāng)超過3.6重量％時(shí)，對成本不利。優(yōu)選Co的含有量上限是3. 2重量下限是O. 5重量％。構(gòu)成本發(fā)明的永磁材料的Cu，如上所述，賦予R-Fe-B系稀土類永磁材料高的磁氣特性。在本發(fā)明中，Cu的含有量可以在O. 02-0. 25重量％范圍內(nèi)。當(dāng)?shù)陀贠. 02重量％時(shí)，保磁力幾乎不增加，而當(dāng)超過O. 25重量％時(shí)，殘留磁力線密度大大減少。優(yōu)選Cu的含有量的上限是O. 2重量下限是O. 06重量％。含在本發(fā)明的永磁材料中的正方晶體構(gòu)造的比例優(yōu)選是全體50重量％以上，特別是70重量％以上。當(dāng)正方晶體構(gòu)造的比例低于50重量％時(shí)，有保磁力變小的傾向，通常，本發(fā)明的永磁材料具有380-600°C的居里溫度(Tc)，在25°C時(shí)具有11 18kG的殘留磁力線密度(Br)和14-21k0e的保磁力(iHc)。為了制造本發(fā)明的釹鐵硼永磁材料材料，可以按照Nd系永磁材料的一般的制造方法進(jìn)行制造。下面表示其中的一個(gè)例子。首先，把原料的Nd、Fe、B、P以及添加元素(Co、Cu等)以規(guī)定的比例配合，通過高頻熔解來鑄造合金。這時(shí)，用于制造的Co、Cu也可以是與用作原料的Fe的混合物。然后，把得到的合金用顎式破碎機(jī)或布朗粉碎機(jī)等進(jìn)行粗粉碎之后，由使用立式球磨機(jī)或球磨機(jī)等的有機(jī)溶劑的濕式法或用氮?dú)獾膰娚浞鬯殍荒菢拥母墒椒ㄟM(jìn)行微粉碎。微粉的粒徑?jīng)]有特別地限制，優(yōu)選平均為O. 5-5微米。得到的微粉末在大約IOkOe左右的磁場中向磁場方向定向，在大約O. 2-2噸/厘米2的壓力下沖壓成形，然后把沖壓成形得到的成形體在高真空中或惰性氣體中在1000-1400°C下燒結(jié)1-2小時(shí)，再在比燒結(jié)溫度低的溫度(800-1200°C左右)下進(jìn)行熱處理。由此得到本發(fā)明的稀土類永磁材料材料。然后，對上述稀土類永磁材料材料再進(jìn)行加工和表面處理，就能得到稀土類永磁材料。再有，在本發(fā)明的上述稀土類永磁材料材料的制造中，作為包含在使用原料中的或者混入制造過程中的不可避免的雜質(zhì)的占O. 2重量％以下的微量的La、Ce、Sm、Ni、Mn、Si、Ca、Mg、S不損害本發(fā)明的效果。
作為初始原料，使用了 Nd、電解鐵、硼鐵合金、磷化鐵。然后，在把這些原料以重量t匕(％ )為30Nd-BAL. Fe-IB-XP(X為O 5的數(shù)值)的組成配合之后，在鋁坩堝中進(jìn)行高頻熔解，注入水冷銅鑄型之后得到各種組成的鑄塊(坯料)。接著，把這些鑄塊用布朗粉碎機(jī)進(jìn)行粗粉碎，再用氮?dú)饬髦械膰娚浞鬯闄C(jī)進(jìn)行微粉碎，從而得到平均粒徑為I ” m左右的微粉末，把該微粉末和有潤滑效果的硬脂酸用在O. 07重量％的氮?dú)庵械腣型攪拌器進(jìn)行混
八
口 ο此后，把這些微粉末充填到成型裝置的金屬模型中，在IOkOe的磁場中進(jìn)行定向，在垂直于磁場的方向上以I. 2噸/厘米2的壓力沖壓成形。把得到的成形體在Ar氣中在1200°C的溫度下燒結(jié)2個(gè)小時(shí)之后，進(jìn)行冷卻，再在800°C溫度下在Ar氣中熱處理I個(gè)小時(shí)，就制作出了 P含有量不同的各種組成的稀土類永磁材料材料?！ぴ儆校趶蔫T塊到燒結(jié)的工序之間，全都在氮?dú)庵羞M(jìn)行移動(dòng)，盡量降低氧含有量。對于這些稀土糞永磁材料材料，測定其居里溫度(Tc)、保磁力(iHc)和殘留磁力線密度(Br)，得到的結(jié)果表示在圖I和表I中。其結(jié)果，如表I所示，由于用Co置換Fe的一部分，所以改善了居里溫度(Tc)。另外，如圖I和表I所示，P的含有量達(dá)到3重量％時(shí)，與不添加的相比，沒有使殘留磁力線密度降低，還可以使保磁力增加。當(dāng)P的添加量超過3重量％時(shí),與不添加P的相比,殘留磁力線密度和保磁力雙方都減少了。再有，當(dāng)P的含有量為2重量％時(shí)，可以使殘留磁力線密度增加3. 6kG，使保磁力增加4. 5k0e，磁氣特性大幅度提高。表I
權(quán)利要求
1.一種釹鐵硼永磁材料制備方法，其特征在于，包括 將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金并獲取O. 5-5微米大小的合金粉末，所述預(yù)定比例為=Fe的重量百分比為58-78% ；B的重量百分比為O. 9-1. 3% ；P的重量百分比為O. 25-3%。稀土類材料的重量百分比為28-35%，所述稀土類材料NcUPr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種； 在IOkOe的壓力條件下，經(jīng)O. 2-2噸/厘米2壓力，將所述合金粉末處理獲得合金成形體； 將所述成形體在1000-1200攝氏度條件下燒結(jié)后再進(jìn)行800-1200攝氏度的熱處理得到釹鐵硼永永磁材料材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括在所述熱處理之后還包括在所述釹鐵硼永永磁材料材料表面進(jìn)行鈍化涂層處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法還包括 獲取O. 5-5微米大小的合金粉末具體為 由布朗粉碎機(jī)或顎式破碎機(jī)進(jìn)行粉碎進(jìn)行粗粉碎，獲得粗粉碎顆粒； 由立式球磨機(jī)的有機(jī)溶劑的濕式法或氮?dú)鈬娚浞鬯榉▽Υ址鬯轭w粒進(jìn)行微粉碎，獲得O. 5-5微米大小的合金粉末。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金具體為將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合后，通過高頻熔解鑄造獲得Nd、Fe、B和P的合金。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在所述將Nd、Fe、B和P以及添加元素以預(yù)定比例配合成主體合金并獲取O. 5-5微米大小的合金粉末之前還包括 將爐體抽真空或向爐體中沖入氮?dú)狻?br> 6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，所述主體合金中還包括添加合金，所述添加合金為Co和Cu的一種或多種。
7.—種釹鐵硼永磁材料,包括 成份為R-Fe-B的主體合金，其中，F(xiàn)e的重量百分比為58_78 % ；B的重量百分比為O. 9-1. 3%；P的重量百分比為O. 25-3%，所述R的重量百分比為28-35%為Nd,Dy和Sm的一種或多種；所述材料還包括稀土類材料，稀土類材料的重量百分比為28-35%，所述稀土類材料Nd、Pr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種；所述合金中還包括Co或Cu的一種或多種的添加合金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種釹鐵硼永磁材料，包括成份為R-Fe-B的主體合金，其中，F(xiàn)e的重量百分比為58-78％；B的重量百分比為0.9-1.3％；P的重量百分比為0.25-3％，所述R的重量百分比為28-35％為Nd、Dy和Sm的一種或多種；所述材料還包括稀土類材料，稀土類材料的重量百分比為28-35％，所述稀土類材料Nd、Pr、Dy、Tb和Ho中的一種或多種；所述合金中還包括Co或Cu的一種或多種的添加合金。本發(fā)明可以保磁力和殘留磁力線密度一起增加并提高磁氣特性。
文檔編號B22F3/16GK102909371SQ201110222430
公開日2013年2月6日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者張作州 申請人:張作州