[發明專利]一種添加鑭鈰的稀土永磁器件及其制造方法

有效

• 申請號: 202010161340.8
• 申請日: 2020-03-10
• 公開（公告）號: CN111304624B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 孫昊天;段永利
• 申請（專利權）人: 沈陽中北通磁科技股份有限公司
• 主分類號: C23C14/56
• 分類號: C23C14/56;C23C14/35;C23C14/34;C23C14/16;C23C14/58;B22F9/02;B22F3/10;H01F41/02;H01F1/057
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本發明公開了一種添加鑭鈰的稀土永磁器件及其制造方法。該稀土永磁器件含有Nd、Pr、La、Ce、Tb、Fe、B元素；主相具有R₂T₁₄M的結構，晶界相主要為富R項和稀土氧化物，從器件的斷面分析，主相所占的面積率為95%以上，富R項所占的面積率大于0.5%；從主相中心到晶界，稀土Nd或Pr的濃度逐漸升高，富R項含有Nd、Pr、Tb元素，稀土氧化物中的稀土元素包含La、Ce元素；稀土永磁器件中的稀土元素Nd、Pr、La和Ce的合計重量占稀土永磁器件總重量的28?34%，La和Ce的合計重量占稀土永磁器件中稀土成分總重量的3?60%，Tb的重量占稀土永磁器件中稀土成分總重量的5%以下。本技術可以在用鑭鈰替代器件中一部分鐠釹的同時，使器件保持較高的磁性能以及耐熱性能。

技術領域

本發明屬于稀土永磁材料領域，特別涉及一種稀土永磁器件及其制造方法。

背景技術

釹鐵硼稀土永磁器件被廣泛用于醫療的核磁共振成像、汽車部件、消費級電子產品、家用電器、高效電機等領域。近年來，隨著釹鐵硼稀土永磁器件總產量不斷增長，對稀土金屬使用不平衡的問題也凸顯出來。傳統釹鐵硼稀土永磁器件對稀土元素Pr、Nd以及重稀土元素Dy、Tb的依賴程度過高，致使此類元素的地殼儲量在不斷增加的生產需求面前捉襟見肘。地殼中儲存的稀土資源多以共生的方式存在，其中鑭、鈰元素約占70%以上，鐠、釹元素約占20%，重稀土元素不足10%。由于鑭鈰在稀土礦中的豐度遠高于鐠釹，所以釹鐵硼稀土永磁產業的迅猛發展會造成在提取鐠釹合金過程中所產生的副產品鑭鈰大量積壓，使稀土元素應用不平衡的矛盾加劇。

在此情況下，如果能用鑭鈰替代釹鐵硼稀土永磁器件中的一部分鐠釹不僅能大大降低燒結釹鐵硼稀土永磁器件的成本，又能實現稀土資源的綜合平衡利用。但簡單地用鑭和鈰這兩種元素代替鐠釹將會對磁體的耐熱性和磁性帶來較大影響，限制了釹鐵硼稀土永磁器件中對鑭鈰的利用。因此，如何才能實現用鑭鈰替代釹鐵硼稀土永磁器件中的鐠釹，又能使器件保持較高的磁性能成為國內外的研究熱點。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供一種添加鑭鈰的稀土永磁器件及其制造方法。

該稀土永磁器件的制造方法主要包括如下工序：

（1）將含有Nd、Pr、La、Ce、Fe、B元素的原料經過真空熔煉制成真空速凝合金片，合金片的厚度控制在0.05-0.2mm范圍內；將合金片置于氫氣環境下讓合金片吸氫，并沿著合金片的晶界產生微裂；將產生微裂的合金片置于氮氣氣流磨中將合金片制成平均粒度在1.2-3.5um范圍的合金細粉；將合金細粉在氮氣保護下裝入成型模具中，進行磁場取向和壓力成型制成磁場成型坯料。

（2）將磁場成型坯料裝入石墨料盒，送入真空燒結爐進行真空燒結，燒結在真空下進行，真空度控制在50Pa至5?10^-2Pa范圍內，燒結溫度在900-1080℃范圍內，燒結后在氬氣下進行冷卻，制成稀土永磁毛坯。在優選的實施方式中，是在氮氣保護環境下將磁場成型坯料裝入石墨料盒送入真空燒結爐進行真空燒結。

（3）將稀土永磁毛坯加工成稀土永磁器件，將稀土永磁器件清洗后裝入真空鍍膜設備的承載裝置，再送入帶有進料室和出料室的真空鍍膜設備的鍍膜室內進行涂層。鍍膜室內有輥道，輥道的上方設置有濺射裝置，所述的濺射裝置至少包括離子源、多弧靶、磁控濺射靶和射頻濺射靶中的2種以上。所述的多弧靶、磁控濺射靶和射頻濺射靶上包含靶材，靶材表面到在鍍膜室內進行涂層的稀土永磁器件表面的空間垂直距離在30-200mm范圍內。靶材的一部分從靶材表面濺射出來沉積到經過鍍膜室內的承載裝置上的稀土永磁器件表面形成涂層。沉積在稀土永磁器件表面形成涂層的靶材占靶材總消耗量的70%以上；所述的濺射裝置為2臺以上；所述的靶材中至少為選自Tb、Dy、Nd、Pr、Y、Nb、Al、Ti、Zr、Ni、Cr中的一種以上；所述的承載裝置在輥道上傳送，順序通過濺射裝置，在承載裝置上的稀土永磁器件表面形成涂層。