[發(fā)明專利]一種提高燒結(jié)釹鐵硼矯頑力的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910101744.1
• 申請日: 2009-08-11
• 公開（公告）號: CN101996721A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭帥;閆阿儒;李東
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;H01F41/02;B22F9/04;B22F3/16;C21D1/18;C22C38/06;C22C38/10;C22C38/12;C22C38/16
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種晶界相中添加稀土氫化物提高燒結(jié)釹鐵硼矯頑力的方法。

背景技術(shù)

作為第三代稀土永磁材料的釹鐵硼稀土永磁材料，自從1983年由日本住友金屬和美國GM公司首先商品化開發(fā)以來，由于具有高剩磁、高矯頑力和高磁能積的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于電力電子、通訊、信息、電機(jī)、交通運(yùn)輸、辦公自動(dòng)化、醫(yī)療器械、軍事等領(lǐng)域，并使一些小型、高度集成的高新技術(shù)產(chǎn)品的應(yīng)用成為可能，如硬盤用音圈電機(jī)(VCM)等。隨著日益增長的環(huán)境保護(hù)需要，采用混合動(dòng)力、電動(dòng)或燃料電池汽車來替代傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車已成為未來的一種必然選擇。2004年全球汽車年產(chǎn)量為6300萬輛左右，2005年中國汽車年產(chǎn)量超過600萬輛，這一轉(zhuǎn)變將給釹鐵硼永磁材料帶來巨大的發(fā)展契機(jī)。例如，每輛豐田Prius混合動(dòng)力汽車，其中電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)所用的釹鐵硼永磁材料重量超過2kg，全球僅該車型就已銷售50萬輛以上。

中國釹鐵硼稀土永磁材料年產(chǎn)量從1985年時(shí)的10噸，以年均50％左右的速度高速增長，燒結(jié)NdFeB磁體產(chǎn)量于2000年超過日本位居全球第一，已構(gòu)成全球產(chǎn)量的主體，到2005年突破4.5萬噸，占據(jù)世界總產(chǎn)量的80％以上。據(jù)2008年的統(tǒng)計(jì)資料，目前我國的生產(chǎn)能力為80000噸/年。生產(chǎn)廠家為130多家企業(yè)，其中產(chǎn)量大于3000噸的有5家，產(chǎn)量在1000～3000噸/年的有11家，產(chǎn)量在500～1000噸/年的有20家。預(yù)計(jì)到2010年中國各類磁體的產(chǎn)量均穩(wěn)居世界之首，占全球的份額還將繼續(xù)增大，到2020年，中國磁性材料的產(chǎn)量將占全球一半以上，成為世界磁性材料產(chǎn)業(yè)中心。另外，由于世界各類磁體配套件市場向中國轉(zhuǎn)移，磁體的應(yīng)用市場也在中國；加上中國磁體價(jià)廉物美，磁體的銷售市場也在中國。然而，高市場占有率并不意味著高產(chǎn)值，由于我國生產(chǎn)的絕大部分為中低檔低附加值產(chǎn)品，銷售收入僅和占市場15％左右的日本相當(dāng)。根本原因除生產(chǎn)裝備落后外，未能采用新工藝進(jìn)行技術(shù)革新也是一個(gè)重要的方面。目前我國稀土永磁產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展階段，稀土永磁材料的研發(fā)應(yīng)結(jié)合社會(huì)發(fā)展和國家安全的戰(zhàn)略考慮，充分發(fā)揮人力資源，礦產(chǎn)資源，以及基礎(chǔ)科學(xué)研究和工程研究方面的整體優(yōu)勢，將低成本高性能NdFeB系永磁體的設(shè)計(jì)，開發(fā)和應(yīng)用作為研發(fā)的重點(diǎn)目標(biāo)。

目前，國內(nèi)釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)普遍采用單合金工藝，添加中重稀土元素提高磁體性能，尤其是生產(chǎn)SH、UH和EH以上高矯頑力產(chǎn)品時(shí)，往往更是過量添加。而國外如日本Neomax、信越和德國VAC等釹鐵硼制造先進(jìn)企業(yè)，更為注重產(chǎn)品的微觀組織結(jié)構(gòu)和雜質(zhì)控制，而非只通過中重稀土的添加來提高產(chǎn)品的性能。和中國同類產(chǎn)品相比，不但性能上有一定優(yōu)勢，而且制造成本明顯降低，節(jié)約了寶貴的稀土資源。近年來隨著稀土等原材料市場的不斷快速上漲，國內(nèi)釹鐵硼制造企業(yè)普遍已感受到沉重的壓力。

NdFeB磁體的磁性能不僅受控于主相的本征磁特性而且對晶間組織結(jié)構(gòu)非常敏感。合金化改進(jìn)NdFeB磁體性能主要是通過晶間組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化來實(shí)現(xiàn)。但是傳統(tǒng)的單合金工藝均是通過熔煉工藝將合金元素直接熔入形成多元合金，合金元素進(jìn)入磁體后在影響主相Nd₂Fe₁₄B本征磁特性的同時(shí)，亦改變了晶間的組織和結(jié)構(gòu)，從而影響組織敏感參量。添加重稀土元素Dy和Tb都能使磁體矯頑力大幅度增加，顯著提供NdFeB磁體的使用溫度。但由于重稀土元素價(jià)格昂貴，因此顯著增加了磁體的成本。同時(shí)由于重稀土元素與鐵屬反鐵磁耦合，降低鐵原子磁矩，從而導(dǎo)致Bs和Br下降。因此在提高磁體使用溫度和保持高磁能積的前提下，應(yīng)降低Co，Dy和Tb等貴重金屬的加入量。