CN110534277A - 一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用 - Google Patents

一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN110534277A
CN110534277A CN201910753356.5A CN201910753356A CN110534277A CN 110534277 A CN110534277 A CN 110534277A CN 201910753356 A CN201910753356 A CN 201910753356A CN 110534277 A CN110534277 A CN 110534277A
Authority
CN
China
Prior art keywords
alloy
permanent magnet
rare
earth permanent
fine powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910753356.5A
Other languages
English (en)
Inventor
彭维波
杨霞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Avison Material R & D Technology Co Ltd
Original Assignee
Ningbo Avison Material R & D Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Avison Material R & D Technology Co Ltd filed Critical Ningbo Avison Material R & D Technology Co Ltd
Priority to CN201910753356.5A priority Critical patent/CN110534277A/zh
Publication of CN110534277A publication Critical patent/CN110534277A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0207—Using a mixture of prealloyed powders or a master alloy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C35/00—Master alloys for iron or steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C35/00—Master alloys for iron or steel
    • C22C35/005—Master alloys for iron or steel based on iron, e.g. ferro-alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/32—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with boron
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/0551—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用，所述合金为(R’,HR’)aFebMc合金。本发明合金的添加，可以在尽可能保证R‑Fe‑B稀土永磁体的剩磁的前提下，大幅提高矫顽力，且添加成本低，制备方法简单，适于工业化，具有良好的应用前景。

Description

一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于稀土永磁体领域，特别涉及一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用。
背景技术
R-Fe-B稀土永磁体是目前所知的综合磁性能最高的磁体，它在新能源汽车、电子产品、风力发电和各种工业电机中有着广泛的应用。产品的小型化或者高端的应用要求R-Fe-B稀土永磁体既要能够提供高的剩磁，又需要足够高的矫顽力，才能够满足应用中的表磁(或磁矩)的要求和磁体耐高温的要求。
提高R-Fe-B稀土永磁体的剩磁，主要的方法是提高主相Nd2Fe14B的体积分数，从而得到高的剩磁。这需要相应的减少R-Fe-B稀土永磁体的稀土含量，或者减少重稀土和添加元素的含量，这又不可避免的降低矫顽力。
提高R-Fe-B稀土永磁体矫顽力，主要的方法是通过添加重稀土元素，置换主相Nd2Fe14B中的Nd，形成(Nd,HR)2Fe14B，提高了主相的各向异性场，从而提高矫顽力，但是会导致剩磁的降低。重稀土的添加也有其他的方法，例如添加重稀土的纯金属、氧化物、氢化物等，这些添加的重稀土元素在烧结过程中由于热力学的缘故，均扩散进入主相，形成(Nd,HR)2Fe14B相。另外也可以熔炼重稀土含量高R-Fe-B合金，但是重稀土也均以(Nd,HR)2Fe14B相的形式存在。当重稀土元素分布在晶界或者主相晶粒的表层时，能够最大化的提高矫顽力，从而降低重稀土的含量，进而提高磁体的剩磁。另外重稀土属于稀有贵金属，过多的添加也增加了产品的成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用，该合金解决了不能同时提高R-Fe-B稀土永磁体矫顽力和剩磁的技术问题。
本发明提供了一种用于稀土永磁体的合金，所述合金为(R’,HR’)aFebMc合金，其中R’选自包含Y和Sc的除Dy,Tb,Ho以外的所有稀土元素中的至少一种元素，且必须包含Nd；HR’选自Dy,Tb,Ho中的至少一种元素；M选自Al,Si,Mg,C,P,O,S,N,H,Ti,V,Cr,Mn,Ni,Co,Cu,Zn,Ga,Zr,Nb,W中的至少一种元素。
所述(R’,HR’)aFebMc合金中35at％≤a≤90at％，0.1at％≤c≤14at％，其余为b。
本发明还提供了一种用于稀土永磁体的合金的制备方法，包括：
根据合金成分进行配料，在惰性气体保护下熔化，浇注成铸锭或者铸片；采用氢破的方法将铸锭或者铸片进行粗粉碎，然后气流磨研磨，得到合金细粉；
或者根据合金成分进行配料，采用雾化法制备合金细粉。
所述合金细粉的粒度控制在1～10μm(粒度为D50)。
本发明还提供了一种用于稀土永磁体的合金的应用，以0.1wt％～10wt％的比例添加到常规R-Fe-B稀土永磁细粉中。
添加完成后进行混料，在惰性气体保护下在成型压机中取向成型，再送入烧结炉中在真空、900～1100℃下进行烧结，最后400～900℃下热处理。
本发明(R’,HR’)aFebMc合金的相组成为富(R’,HR’)-M相和(R’,HR’)-Fe-M相，不含有传统方法中(Nd,HR)2Fe14B相。均为有利于促进传统R-Fe-B稀土永磁体矫顽力提高的晶界相。该合金的添加可以减少母合金中重稀土HR’的用量，而以少量的合金(R’,HR’)aFebMc的形式进行添加。
有益效果
本发明的合金不含有传统方法中(Nd,HR)2Fe14B相，可以用于R-Fe-B稀土永磁体制备中的晶界添加，或者用于R-Fe-B稀土永磁体的稀土扩散；本发明的合金可以在尽可能保证R-Fe-B稀土永磁体的剩磁的前提下，大幅提高矫顽力，且添加成本低，制备方法简单，适于工业化，具有良好的应用前景。
附图说明
图1是实施例1产品的磁性能曲线；
图2是对比例1产品的磁性能曲线；
图3是实施例2产品的磁性能曲线；
图4是对比例2产品的磁性能曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
合金A细粉组成：Nd40.7Dy6.0Co3.3Al2.2Cu0.3Ga1.4Fe46.1。
制备方法为：将合金A按成分进行配料，然后在氩气保护下进行熔炼，浇注成厚度为0.1～0.5mm的铸片；采用氢破的方法对以上铸片进行粗粉碎，然后用气流磨进行研磨，得到合金A细粉。其粒度控制在3.0～4.0μm(粒度为D50)。
母合金细粉组成：Nd10.0Pr3.4Tb0.2Co1.1Cu0.2Al0.2Ga0.1Zr0.1B5.7Fe79.0。
实施例1
将2wt％的合金A细粉添加到母合金细粉中，进行混料，然后在氮气保护下在成型压机中取向成型，压制成方块的生坯，再送入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1060℃，保温5h，烧结致密后再进行热处理，热处理温度为900℃，保温2h，冷却，然后在500℃下保温5h。
对比例1
直接将母合金细粉在氮气保护下在成型压机中取向成型，压制成方块的生坯，再送入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1060℃，保温5h，烧结致密后再进行热处理，热处理温度为900℃，保温2h，冷却，然后在500℃下保温5h。
实施例1和对比例1的具体磁性能如下表所示，磁性能曲线如图1和图2所示。
No Br(kGs) Hcb(kOe) Hcj(kOe) (BH)m(MGOe)
实施例1-1 14.082 13.453 16.077 47.610
对比例1-2 14.273 13.459 14.833 48.688
从二者的对比可见，添加2％合金A，剩磁略降低0.191kGs，但是矫顽力大幅度的提高1.244kOe。
合金B细粉组成：Nd34.2Tb12.4Co1.7Al1.5Cu0.3Ga1.4Fe48.5。
制备方法为：将合金B按成分进行配料，然后在氩气保护下进行熔炼，浇注成厚度为0.1～0.5mm的铸片；采用氢破的方法对以上铸片进行粗粉碎，然后用气流磨进行研磨，得到合金B细粉。其粒度控制在3.0～4.0μm(粒度为D50)。
母合金细粉组成：Nd9.2Pr3.1Tb1.1Co1.1Cu0.2Al0.2Ga0.2Zr0.1B5.7Fe79.1。
实施例2
将3wt％的合金B细粉添加到母合金细粉中，进行混料，然后在氮气保护下在成型压机中取向成型，压制成方块的生坯，再送入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1070℃，保温5h，烧结致密后再进行热处理，热处理温度为900℃，保温2h，冷却，然后在500℃下保温5h。
对比例2
直接将母合金细粉在氮气保护下在成型压机中取向成型，压制成方块的生坯，再送入烧结炉中进行烧结，烧结温度为1070℃，保温5h，烧结致密后再进行热处理，热处理温度为900℃，保温2h，冷却，然后在500℃下保温5h。
实施例2和对比例2的具体磁性能如下表所示，磁性能曲线如图3和图4所示。
No Br(kGs) Hcb(kOe) Hcj(kOe) (BH)m(MGOe)
实施例2-1 13.453 13.020 25.732 43.734
对比例2-2 13.787 13.400 22.652 46.165
从二者的对比可见，添加3％合金B，剩磁降低0.334kGs，矫顽力可以大幅提高3.08kOe。

Claims (6)

1.一种用于稀土永磁体的合金，其特征在于：所述合金为(R’,HR’)aFebMc合金，其中R’选自包含Y和Sc的除Dy,Tb,Ho以外的所有稀土元素中的至少一种元素，且必须包含Nd；HR’选自Dy,Tb,Ho中的至少一种元素；M选自Al,Si,Mg,C,P,O,S,N,H,Ti,V,Cr,Mn,Ni,Co,Cu,Zn,Ga,Zr,Nb,W中的至少一种元素。
2.根据权利要求1所述的合金，其特征在于：所述(R’,HR’)aFebMc合金中35at％≤a≤90at％，0.1at％≤c≤14at％，其余为b。
3.一种如权利要求1所述的用于稀土永磁体的合金的制备方法，包括：
根据合金成分进行配料，在惰性气体保护下熔化，浇注成铸锭或者铸片；采用氢破的方法将铸锭或者铸片进行粗粉碎，然后气流磨研磨，得到合金细粉；
或者根据合金成分进行配料，采用雾化法制备合金细粉。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述合金细粉的粒度控制在1～10μm。
5.一种如权利要求1所述的用于稀土永磁体的合金的应用，其特征在于：以0.1wt％～10wt％的比例添加到常规R-Fe-B稀土永磁细粉中。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：添加完成后进行混料，在惰性气体保护下在成型压机中取向成型，再送入烧结炉中在真空、900～1100℃下进行烧结，最后400～900℃下热处理。
CN201910753356.5A 2019-08-15 2019-08-15 一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用 Pending CN110534277A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910753356.5A CN110534277A (zh) 2019-08-15 2019-08-15 一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910753356.5A CN110534277A (zh) 2019-08-15 2019-08-15 一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110534277A true CN110534277A (zh) 2019-12-03

Family

ID=68663369

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910753356.5A Pending CN110534277A (zh) 2019-08-15 2019-08-15 一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110534277A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768898A (zh) * 2011-05-02 2012-11-07 信越化学工业株式会社 稀土永磁体及其制备方法
CN104269238A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 宁波科田磁业有限公司 一种高性能烧结钕铁硼磁体和制备方法
CN104505206A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 浙江大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法及产品
CN106319323A (zh) * 2015-06-16 2017-01-11 有研稀土新材料股份有限公司 一种烧结钕铁硼磁体用辅助合金铸片及其制备方法
CN106328331A (zh) * 2015-06-16 2017-01-11 有研稀土新材料股份有限公司 烧结钕铁硼磁体用辅助合金铸片及其制备方法
JP2018056334A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102768898A (zh) * 2011-05-02 2012-11-07 信越化学工业株式会社 稀土永磁体及其制备方法
CN104269238A (zh) * 2014-09-30 2015-01-07 宁波科田磁业有限公司 一种高性能烧结钕铁硼磁体和制备方法
CN104505206A (zh) * 2014-12-04 2015-04-08 浙江大学 一种高矫顽力烧结钕铁硼的制备方法及产品
CN106319323A (zh) * 2015-06-16 2017-01-11 有研稀土新材料股份有限公司 一种烧结钕铁硼磁体用辅助合金铸片及其制备方法
CN106328331A (zh) * 2015-06-16 2017-01-11 有研稀土新材料股份有限公司 烧结钕铁硼磁体用辅助合金铸片及其制备方法
JP2018056334A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6366666B2 (ja) 重希土類元素を含まない焼結Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁性体の製造方法
CN101521068B (zh) 稀土永磁体及其制备方法
CN101364465B (zh) 稀土永磁材料及其制备方法
CN101266855B (zh) 稀土永磁材料及其制造方法
CN103280290B (zh) 含铈低熔点稀土永磁液相合金及其永磁体制备方法
CN102956336B (zh) 一种制备复合添加钆、钬和钇的烧结钕铁硼永磁材料的方法
JP7418598B2 (ja) 重希土類合金、ネオジム鉄ホウ素永久磁石材料、原料及び製造方法
CN103903823A (zh) 一种稀土永磁材料及其制备方法
JP2018093202A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石
CN104681268A (zh) 一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的处理方法
JPH06275414A (ja) Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
WO2021223436A1 (zh) 一种高性能钕铁硼永磁材料及其制备方法
WO2012043139A1 (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系希土類永久磁石用合金材料、ｒ－ｔ－ｂ系希土類永久磁石の製造方法およびモーター
JP4821128B2 (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類永久磁石
JP2011014631A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石およびモーター、自動車、発電機、風力発電装置
CN110033914B (zh) 提高烧结钕铁硼磁体的矫顽力的方法
JP2009010305A (ja) 希土類磁石の製造方法
JP5743458B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石用合金材料、ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石の製造方法およびモーター
CN111341515A (zh) 一种含铈的钕铁硼磁钢及其制备方法
CN110534277A (zh) 一种用于稀土永磁体的合金及其制备方法和应用
CN113223849A (zh) 一种高性能高丰度稀土铁硼永磁材料及其制备方法
JP4534553B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石及びその製造方法
JP2002285276A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ−ｃ系焼結磁石及びその製造方法
KR100394992B1 (ko) NdFeB계 소결자석의 제조 방법
JPH06231921A (ja) Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20191203