[發明專利]R-Fe-B燒結磁體及制備方法

有效

• 申請號: 201710466489.5
• 申請日: 2017-06-20
• 公開（公告）號: CN107527699B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 廣田晃一;久米哲也;鐮田真之
• 申請（專利權）人: 信越化學工業株式會社
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F1/08;C22C38/10;C22C38/06;C22C38/16;C22C38/14;C22C38/02
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳冠欽

本發明涉及R?Fe?B燒結磁體及制備方法。提供了一種R?Fe?B基燒結磁體，其基本上由R、M₁、M₂、硼及余量的Fe構成，其中，R是稀土元素中的至少兩種且必須包含Nd和Pr，M₁是選自Si、Al、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的至少兩種元素，M₂是選自Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一種元素，且燒結磁體包含金屬間化合物R₂(Fe,(Co))₁₄B作為主相。磁體包含含有A相和B相的R?Fe(Co)?M₁相作為晶界相，該A相是具有至少10nm的晶粒尺寸的微晶的結晶質，在晶界三叉點處形成，是無定形的和/或具有小于10nm的晶粒尺寸的微晶的納米晶，在晶間晶界處和任選的晶界三叉點處形成。

技術領域

本發明涉及在升高的溫度下具有高矯頑力的R-Fe-B基燒結磁體及其制備方法。

背景技術

當將Nd-Fe-B燒結磁體(以下稱作Nd磁體)視作節能和性能改進所必需的功能材料時，其應用范圍和生產量正在每年擴大。由于設想汽車應用在熱環境中使用，因此結合在混合動力汽車和電動汽車中的驅動電動機和動力轉向電動機中的Nd磁體必須在升高的溫度下具有高矯頑力和高剩余磁化。然而，Nd磁體趨于在升高的溫度下經歷矯頑力的顯著下降。那么，為了確保在使用溫度下可接受的矯頑力，需要將在室溫下的矯頑力預先設置得足夠高。

作為提高Nd磁體的矯頑力的手段，有效的是用Dy或Tb置換作為主相的Nd₂Fe₁₄B化合物中的部分Nd。對于這些元素，儲備短缺，經得起商業運作的礦區是有限的，且包含地緣政治風險。這些因素意味著價格不穩定或大幅波動的風險。在該背景下，為了給適于高溫使用的R-Fe-B磁體找到更廣的市場，需要一種能在提高矯頑力的同時使Dy和Tb的含量最小化的新方法或磁體組合物。

從這一觀點出發，已提出了多種方法。專利文件1公開了一種R-Fe-B基燒結磁體，其基本上由如下組分構成：12-17at％的R(其中R代表釔和稀土元素中的至少兩種，且必須包含Nd和Pr)、0.1-3at％的Si、5-5.9at％的硼、0-10at％的Co及余量的Fe(條件是至多3at％的Fe可以被選自Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Pt、Au、Hg、Pb和Bi中的至少一種元素置換)；包含金屬間化合物R₂(Fe,(Co),Si)₁₄B作為主相，且呈現出至少10kOe的矯頑力。此外，該磁體沒有富硼相，且包含基于全部磁體的至少1vol％的、基本上由25-35at％的R、2-8at％的Si、至多8at％的Co及余量的Fe構成的R-Fe(Co)-Si晶界相。在燒結或燒結后的熱處理之后，至少在從700℃至500℃的溫度范圍內以0.1至5℃/min的速度冷卻該燒結磁體，或者以包括在冷卻途中在一定溫度保持至少30分鐘的多個階段來冷卻該燒結磁體，由此生成R-Fe(Co)-Si晶界相。

專利文件2公開了一種具有低硼含量的Nd-Fe-B合金。通過燒結該合金并將該燒結產物冷卻至低于300℃來制備燒結磁體。冷卻至800℃的步驟處于ΔT1/Δtl5K/min的平均冷卻速率。

專利文件3公開了一種包括R₂Fe₁₄B的主相和一些晶界相的R-T-B磁體。晶界相的一種是包含比主相多的R的富R相，且晶界相的另一種是具有比主相更低的稀土濃度和更高的過渡金屬濃度的富過渡金屬相。通過在800至1,200℃下燒結并在400至800℃下熱處理來制備該R-T-B稀土燒結磁體。