[其他]制造稀土-過渡金屬-硼永久磁鐵的高能球磨法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87104923
• 申請(qǐng)日: 1987-07-15
• 公開（公告）號(hào): CN87104923A
• 公開（公告）日: 1988-01-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 布魯斯·M·克萊門斯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 通用汽車公司
• 主分類號(hào): H01F1/04
• 分類號(hào): H01F1/04;C22C38/00
• 代理公司: 中國(guó)專利代理有限公司
• 代理人: 羅才希

本發(fā)明涉及稀土過渡金屬合金，尤其是釹-鐵硼合金的生產(chǎn)，涉及具有高矯頑力和能量積的永久磁鐵的制造。

一般采用將稀土-鐵（RE-Fe）基合金淬火成基本上為非晶態(tài)至極細(xì)顯微結(jié)構(gòu)的方法，來產(chǎn)生硬磁材料。例如，美國(guó)專利4，495，396號(hào)、歐洲專利申請(qǐng)0108474號(hào)和歐洲專利申請(qǐng)0144112號(hào)均介紹了上述方法。歐洲專利申請(qǐng)0133758號(hào)公開了提高這類合金磁性的熱加工方法。

噴射鑄造或熔體旋壓法是產(chǎn)生RE-Fe基合金顯微結(jié)構(gòu)的方法之一。該方法要求使合金的熔融流通過小孔噴射在快速運(yùn)動(dòng)的淬火表面上，例如旋轉(zhuǎn)淬火輪的周邊。這種快速冷卻產(chǎn)生了極細(xì)的材料板條，其中主要相晶體的直徑約在20-800毫微米的范圍內(nèi)。在稀土-鐵-硼（RE-Fe-B）磁性合金中，這種主要相具有額定成分（RE₂Fe₁₄B₁）。這個(gè)相形成了稀土和大量其他過渡金屬，例如鈷可以代替鐵，而不會(huì)顯著降低合金的永久磁性。盡管已證明，噴射鑄造法是產(chǎn)生具有理想顯微結(jié)構(gòu)的稀土-鐵-硼合金的一種可接受的淬火方法，但仍然希望有這樣的方法：既能達(dá)到同樣的效果，又能克服噴射鑄造法所固有的難題，特別是與處理含稀土的熔融合金有關(guān)的難題。

根據(jù)本發(fā)明的較佳實(shí)施方案，將稀土金屬、過渡金屬元素和硼以適當(dāng)?shù)谋壤尤氲礁吣芮蚰C(jī)中。這些成分可以呈元素或合金形式，或者可以呈兩者結(jié)合的形式。在高能條件下，將這些成分一起進(jìn)行球磨。這導(dǎo)致磨機(jī)內(nèi)的顆粒一起不斷斷裂，結(jié)合，再結(jié)合。最終，高能球磨產(chǎn)生了成分充分均勻（均質(zhì)）的合金顆粒，其中主要磁性相的晶粒尺寸遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于約為400毫微米的單疇尺寸。把合金加熱至一定的溫度，使所述晶體生長(zhǎng)且在磁性飽和時(shí)，合金的矯頑力大于5000奧斯特。

上述這些材料可在高溫下退火或熱加工以便晶體生長(zhǎng)，產(chǎn)生可與過淬火和退火的噴射鑄造合金能量積相比的高能量積。

根據(jù)附圖，下面將詳細(xì)地描述本發(fā)明及其實(shí)施方案。附圖中：

圖1是噴射鑄造的釹-鐵-硼合金的淬火不足板條試樣的X射線衍射圖;經(jīng)過高能球磨后的相同板條;經(jīng)過600℃時(shí)退火處理的球磨試樣。

圖2顯示了圖1試樣的第二象限磁滯曲線。

圖3顯示了Nd_0.14（Fe_0.94B_0.06）_0.86鑄塊樣品的第二象限磁滯曲線。所述的樣品是經(jīng)過高能球磨和熱壓的。

本發(fā)明的方法適用于包含適過渡金屬組分、合適的稀土組分和硼的組成物。

過渡金屬組分為鐵，或鐵和鈷、鎳、鉻或錳中的一種或多種金屬。鈷可與鐵互換，其量可達(dá)原子百分?jǐn)?shù)40。而鉻、鎂和鎳則以較低量互換，最好小于原子百分?jǐn)?shù)10。數(shù)量較少的鋯和/或鈦（約達(dá)鐵原子百分?jǐn)?shù)2）可代替鐵。由于組成物中鐵的來源是低碳鋼，故可允許有極少量的碳和硅。組成物最好包括原子百分?jǐn)?shù)約為50至90的過渡金屬組分-主要為鐵。

組成物還包括原子百分?jǐn)?shù)約為10至50的稀土組分。釹和/或鐠是主要的稀土成分。正如所指出的，可互換地使用這些稀土成分。其他稀土元素，例如釤、鑭、鈰、鋱和鏑可與釹和鐠混合，而基本上不會(huì)產(chǎn)生顯著的理想磁性損失。較為理想的是，它們占稀土組分的比例最好不大于原子百分?jǐn)?shù)40。可以預(yù)期，稀土組成中伴隨少量的雜質(zhì)元素。

組成物最好含原子百分?jǐn)?shù)1到10的碳。

較為理想的組成物可由式RE_1-x（TM_1-yB_y）_x來表示。稀土組分（RE）占組成物（X＝0.5至0.9）達(dá)原子百分?jǐn)?shù)10至50，而稀土組分中至少有原子百分?jǐn)?shù)60為釹和/或鐠。這里所采用的過渡金屬（TM）約占全部組成原子百分?jǐn)?shù)的50至90，而鐵最好至少占過渡金屬原子百分?jǐn)?shù)含量的60。就上述成分式而言，其他成分，例如、鎳、鉻或錳，稱為“過渡金屬”。用鈷代替鐵，勢(shì)必會(huì)提高合金的居里點(diǎn)溫度。硼的量最好占全部組成原子百分?jǐn)?shù)（y＝約0.01至0.10）的1至10。

為簡(jiǎn)便起見，用原子比來表示組成。顯然，可方便地將這些原子比轉(zhuǎn)化成重量比，以制備組合物。

為了說明起見，近似地用具有下面原子比的組成物來描述本發(fā)明：

Nd_0.14（Fe_0.94B_0.06）_0.86