[其他]生產釹鐵硼永久磁鐵的方法

無效

• 申請號: 87105177
• 申請日: 1987-07-21
• 公開（公告）號: CN87105177A
• 公開（公告）日: 1988-03-09
• 發明（設計）人: 德永雅亮;內田公穗;平本明敏
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H01F1/04;C22C33/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 肖掬昌,吳秉芬

本發明涉及一種花費不大生產釹鐵硼永久磁鐵合金的方法。

眾所周知，用稀土金屬、電解鐵、電解鈷、純硼或鐵硼合金作原料，經熔化、粉碎、在磁場中壓制和燒結這樣一種方法，可以制取稀土金屬鐵硼永久磁鐵-一種新型優質永久磁鐵（日本專利公開59-215460）。但這種傳統的熔煉法采用價昂的稀土金屬，因而成本高。

最近有人提出了一種所謂還原法作為熔煉法的另一種可供選擇的方法。例如日本專利公開59-219404公開了一種通過還原反應生產稀土鐵硼永久磁鐵合金的方法，該方法包括下列工序：將稀土氧化物粉料、鐵粉、鐵硼合金粉和鈷粉與還原稀土氧化物粉料所需還原劑按化學計算量的2～4倍（以重量計）的金屬鈣或氫化鈣進行混合，將它們在900～1200℃下的惰性氣體氣氛中加熱，用水清洗反應產物，以除去反應副產物。

還有，日本專利公開59-177346公開了在還原法中采用助熔劑降低低熔點熔體粘度的作法。

上述一般還原法（日本專利公開59-219404）需要長時間水洗以除去還原反應產物氧化鈣。對富鐵的稀土元素鐵硼合金來說，在水洗工序中有激烈的氧化反應產生，這增加了生成的合金中的含氧量，因此難以穩定地獲取磁性能良好的磁鐵合金。

同時，要通過水洗完全除去氧化鈣非常困難，且殘留的氧化鈣在燒結工序中降低永久磁鐵合金的可燒結性，從而劣化所得永久磁鐵的磁性能。

此外，普通采用助熔劑的還原法（日本專利公開59-177346）并不能將所得合金中的鈣含量降低到可容許的水平。

最近有人提出一種生產釹鐵硼磁鐵合金用的釹鐵或釹鐵硼母合金的生產方法，該方法是將氟化釹、鈣、鐵必要時氧化硼等原料與作為助熔劑的氯作鈣一起加入鐵容器中，將它們在750至1000℃下的非氧化氣氛中熔化，以便將氟化釹還原成釹（日本專利公開61-84340）。但這種方法不能提供鈣含量極低的釹鐵硼合金。因此，用這些母合金制造出來的磁鐵不可避免地具有較高的能降低磁性能的鈣含量。此外，由于母合金的組成與最終的永久磁鐵大不相同，因而需要加入鐵和硼以使合金改變為所需的組成。

因此本發明的一個目的是解決普通方法中的這些問題，從而提供鈣和氧含量極低因而磁性能優異的釹鐵硼永久磁鐵合金。

計對上述目的進行深入研究的結果，本發明者同人發現，由于鈣對釹的親合力強，上述現有技術的母合金不可避免地會含有大量的鈣;將釹含量降低到25～50重量%的程度不僅可以降低生成的合金的鈣含量，而且還可提供可直接制成釹鐵硼磁鐵的合金。本發明就是以這個發現為基礎的。

就是說，本發明生產釹鐵硼永久磁鐵合金的方法是往氟化釹、鐵和硼（或鐵硼合金）組成的混合物中加入作為還原劑的金屬鈣、氫化鈣或它們的混合物，再加入作為助熔劑的氯化鈣、氯化鈉或氯化鉀中的至少一種，再將由此得出的混合物在1000～1300℃下的惰性氣體氣氛中，或在還原氣體氣氛中，或在大體上真空中熔化，從而還原氟化釹以制取主要由25.0～50.0重量%的釹、0.3～5.0重量%的硼、其余大體上為鐵和極少量的鈣所組成的合金。原料中可含有氟化鏑，使生成的合金中含0.5～15重量%的鏑。

圖1是根據本發明的一個實施方案制取的釹鐵硼永久磁鐵的釹含量與其磁性能的關系曲線。

圖2是根據本發明的另一個實施方案制取的釹鐵硼永久磁鐵的硼含量與其磁性能的關系曲線。

作為稀土組份的原料，采用了氟化釹，將其按這樣的量與鐵和硼（或鐵硼合金）混合;使得還原反應之后的組成大致為25.0～50.0重量%的釹、0.3～5.0重量%的硼，其余為鐵。要制備主要由25.0～50.0重量%的釹、0.5～15重量%的鏑、0.3～5.0重量%的硼、0.05～5.0重量%的鈮、其余為鐵組成的合金時，原料中還應含有氟化鏑和鈮或鐵鈮合金。

氟化釹在加熱過程中開始時是在大致800℃下由還原劑還原，在1000～1300℃下完全還原。還原劑的量應為完成還原所需的按化學計算量（以重量計）的1.0倍或以上。但還原劑最好不過量，因為這樣會提高合金的生產成本，而且還增加生成合金中的鈣含量。因此還原劑實際用量的上限為4.0倍（以重量計）。還原劑量最好為1.25～2.0倍（以重量計）。附帶說一下，當原料中含氟化鏑時，它也和氟化釹一樣被還原。

經還原的釹和鏑（如有的話）與鐵、硼（或鐵硼合金）和鈮（或鐵鈮合金，如有的話）熔成合金。此工藝中生成的氟化鈣副產品形成熔渣。氟化鈣的熔點高達1360℃左右，因而很難在1000～1300℃溫度下將熔渣從合金中分離出來。