CZ281163B6 - Slinovaný permanentní magnet a magnetický materiál a způsob jejich výroby - Google Patents

Slinovaný permanentní magnet a magnetický materiál a způsob jejich výroby Download PDF

Info

Publication number
CZ281163B6
CZ281163B6 CS92784A CS78492A CZ281163B6 CZ 281163 B6 CZ281163 B6 CZ 281163B6 CS 92784 A CS92784 A CS 92784A CS 78492 A CS78492 A CS 78492A CZ 281163 B6 CZ281163 B6 CZ 281163B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
magnetic
phase
cobalt
phases
base materials
Prior art date
Application number
CS92784A
Other languages
English (en)
Inventor
Adolf Dipl. Ing. Diebold
Oskar Dr. Pacher
Siegfried Dr. Heiss
Original Assignee
Vacuumschmelze Gmbh
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 Vacuumschmelze Gmbh filed Critical Vacuumschmelze Gmbh
Publication of CZ78492A3 publication Critical patent/CZ78492A3/cs
Publication of CZ281163B6 publication Critical patent/CZ281163B6/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Magnetic Ceramics (AREA)

Abstract

Vynález se týká permanentního magnetu a magnetického materiálu obsahujícího 8 až 30 atomových procent vzácných zemin (SE), 2 až 28 atomových procent boru, přičemž zbytek je tvořen železem a kobaltem, jakož i způsobu jejich výroby. Za účelem dosažení vysokých hodnot magnetických parametrů při zlepšené tepelné stabilitě a zvýšeném Curieově teplotě permanentních magnetů a magnetických materiálů je v rámci řešení podle vynálezu navrženo, aby byl tvrdý magnetický podíl tvořen alespoň dvěma magnetickými fázemi, přičemž na difuzně zaformovaných zrnech alespoň jedné centrální fáze je uložena alespoň jedna další periferní fáze a paramagnetické vazné fáze obsahují vyšší koncentraci vzácných zemin.ŕ

Description

(57) Anotace:
Tvrdý magnetický podíl SE2Fel4B, ve kterém může být až 40 % atomů železa nahrazeno atomy kobaltu, činí alespoň 65 objemových procent a tento tvrdý magnetický podíl Je tvořen alespoň dvěma magnetickými fázemi, přičemž alespoň jedna magnetická fáze Je Jako centrální fáze tvořena povrchově vyhlazenými nebo dlfuzně zaformovanýml zrny se sníženou povrchovou energií, na kterých Je Jako periferní fáze uložena alespoň Jedna další magnetická fáze, přičemž paramagnetická mezifáze. nacházející se mezi tvrdými magnetickými fázemi, má respektive mají ve srovnání s magnetickými fázemi vyšší koncentraci vzácných zemin.
Slinovaný permanentní magnetický materiál, zejména ve formě slinovaného permanentního magnetu a způsob výroby tohoto magnetu c
Oblast techniky
Vynález se týká slinovaného permanentního magnetického materiálu, zejména ve formě slinovaného permanentního magnetu, obsahujícího 8 až 30 atomových procent vzácných zemin a 2 až 28 atomových procent boru, přičemž zbytek je tvořen železem nebo železem a kobaltem. Vynález se také týká způsobu výroby uvedeného slinovaného permanentního magnetu.
Dosavadní stav techniky
Permanentní magnety, popřípadě permanentní magnetické materiály, zhotovené v podstatě ze slitiny železa (Fe) a popřípadě kobaltu (Co), boru (B) a vzácných zemin (SE - Seltene Erde) slinovacím postupem, jsou s výhodou používány v případě, kdy je žádoucí vysoká koercitivní síla, vysoká remanence a/nebo vysoký energetický součin (BH^^) permanentních magnetů. Při výrobě těchto permanentních magnetů se nejdříve metalurgicky z taveniny připraví složka, která tvoří nebo která obsahuje permanentní magnetickou fázi typu SE2Fel4B, ve které může být určitý podíl atomů železa nahražen atomy kobaltu a která se potom převede na prášek a tento prášek se po případném smíšení s přísadami slinuje v magnetickém poli na surový výlisek, který se potom slinuje, přičemž se slinované těleso podrobí alespoň jednomu dalšímu tepelnému zpracování.
V evropském patentovém spisu EP-B1-0126802 jsou popsané slinované permanentní magnety typu B-R (R znamená alespoň jeden prvek vzácných zemin včetně yttria), ve kterých je železo částečné nahraženo kobaltem. Uvedené prvky jsou v průběhu použitého způsobu výroby v magnetické fázi homogenně rozděleny a tepelným zpracováním nebo zráním slinovaného tělesa se má dosáhnout zlepšení magnetických hodnot. Náhradou železa kobaltem se dosáhne zvýšeni Curieova bodu popřípadě Curieovy teploty (Tc) magnetického materiálu, přičemž však, jak je známo, dochází se zvyšujícím se obsahem kobaltu v magnetické fázi ke snižování koercitivní síly uvedeného magnetického materiálu, což nepříznivě ovlivňuje shora uvedený energetický součin.
Za účelem získání permanentních magnetů se zlepšenými magnetickými vlastnostmi při okolní teplotě je v evropském patentovém spisu EP-B1-0101552 navrženo použít kobaltu-prostou slitinu s obsahem Fe-B-R, která obsahuje alespoň jednu stabilní sloučeninu ternárniho systému Fe-B-R, ve kterém R znamená alespoň jeden prvek vzácných zemin včetně yttria. Hlavní magnetická fáze musí přitom být intermetalickou sloučeninou s konstantním složením, což předpokládá homogenní rozdělení legovacich prvků v uvedené hlavni magnetické fázi. Nehledě na vysoké náklady spojené s výrobou takové homogenní výchozí slitiny a na značný rozptyl magnetických hodnot magnetických materiálů, které byly připraveny slinovacím postupem, dochází u uvedeného kobaltu-prostého magnetického materiálu k významnému zhoršení magnetických parametrů při teplotě stoupající v teplotním rozmezí od okolní teploty a do
-1CŽ 281163 B6 teploty 200 °C, přičemž Curieova bodu je v tomto případě dosaženo již při teplotě asi 300 “C.
Dále je z evropského patentového spisu EP-A1-0265006 znám způsob výroby slinovaných permanentních materiálů, při kterém se stechiometricky složený krystalický materiál RE2(FeCO)14B (RE zde znamená prvek vzácných zemin) mele s dalším materiálem, přičemž tento další materiál vytvoří v průběhu tepelného zpracování, popřípadě v průběhu slinovacího postupu na povrchu zrn magnetické fáze RE2(FeCO)14B druhou, nemagnetickou tekutou fázi. Tím se má dosáhnout toho, že je možné nastavit přesné chemické složení při homogenním rozděleni všech prvků magnetické fáze v magnetickém materiálu nezávisle na uvedené druhé fázi, která může mít zvláštní tavně-technické vlastnosti a/nebo složení. Nevýhodou této formy provedeni však je, že vyžaduje značné náklady spojené s přípravou slitiny a že takto připravený materiál vykazuje špatnou reprodukovatelnost megnetických hodnot.
Cílem vynálezu je odstranit shora uvedené nedostatky známých magnetů nebo magnetických materiálů obsahujících vzácné zeminy, (Fe,CO),B a způsobů jejich výroby a získat slinované permanentní magnety, které by vykazovaly vysoké magnetické nasycení, vysokou koercitivní sílu a vysoký energetický součin při dobré tepelné stabilitě a vysokém Curieovu bodu. Dalším cílem vynálezu je možnost jednoduchého nastavení Curieova bodu permanentních magnetů nebo magnetických materiálů podle daných požadavků.
Podstata vynálezu
Předmětem vynálezu je slinovaný permanentní magnetický materiál, zejména ve formě slinovaného permanentního magnetu, obsahující 8 až 30 atomových procent vzácných zemin, 2 až 28 atomových procent boru, přičemž zbytek je tvořen železem a kobaltem, jehož podstata spočívá v tom, že jeho tvrdý magnetický podíl SE2Fel4B, ve kterém může být až 40 % atomů železa nahrazeno atomy kobaltu, činí alespoň 65 objemových procent a tento tvrdý magnetický podíl je tvořen alespoň dvěma magnetickými fázemi, přičemž alespoň jedna magnetická fáze je jako centrální fáze tvořena povrchově vyhlazenými nebo difuzné zaformovanými zrny se sníženou povrchovou energií, na kterých je jako periferní fáze uložena alespoň jedna další magnetická fáze, přičemž paramagnetická mezifáze nebo paramagnetické mezifáze, nacházející se mezi tvrdými magnetickými fázemi, má, respektive mají ve srovnání s magnetickými fázemi vyšší koncentraci vzácných zemin.
Materiál podle vynálezu výhodně obsahuje mezi alespoň jednou magnetickou fází a paramagnetickou fázi nebo paramagnetickými fázemi vměstky nebo/a přísady sloučenin vzácných zemin a popřípadě kovy, boridy, například borid železa nebo borid hliníku, a oxidy, například oxidy lehkých kovů, jako například oxid hlinitý nebo oxidy vzácných zemin.
Difuzné zaformovaná zrna centrální magnetické fáze nebo centrálních magnetických fází mají průměr 10 až 100 μπι, výhodněji 10 až 60 μπι, zejména 15 až 30 μπι.
-2CZ 281163 B6
Magnetická periferní fáze nebo magnetické periferní fáze je, respektive jsou na difuzné zaformovaných hranicích zrn magnetické centrální fáze nebo magnetických centrálních fází výhodné uloženy ve formě slupek.
Centrální magnetická fáze nebo centrální magnetické fáze nebo/a periferní magnetická fáze nebo periferní magnetické fáze výhodné obsahují odlišné prvky vzácných zemin nebo/a mají odlišné koncentrace kobaltu.
Výhodně má alespoň jedna centrální magnetická fáze vyšší koncentraci kobaltu než magnetická periferní fáze nebo magnetické periferní fáze, která, respektive které jsou výhodně chudé na kobalt, popřípadě prosté kobaltu.
Výhodně místní koncentrace kobaltu na hranicích zrn nebo v hraniční oblasti zrn mezi fázemi s odlišným obsahem kobaltu vykazují difuzně-kineticky vytvořené přechody.
Výhodně je podíl vzácných zemin v magnetických fázích tvořen lehkými vzácnými zeminami, zejména neodymem, přičemž podíl vzácných zemin v mezifázi nebo v mezifázích, které mohou obsahovat přísady boridú nebo/a oxidů nebo/a kovů, je tvořen těžkými vzácnými zeminami, zejména dysprosiem.
Předmětem vynálezu je také způsob výroby shora uvedeného magneticky vyrovnaného slinovaného permanentního magnetu jeho základní materiál je vyroben metalurgicky z taveniny a jehož podstata spočívá v tom, že se alespoň dva základní materiály, tvořící v magnetu magnetickou fázi, s odlišnými chemickými složeními roztaví a ponechají ztuhnout a takto získané základní materiály se rozdrtí na prášek, přičemž se alespoň jeden základní materiál rozdrtí na prášek s menším průměrem zrna, potom se přidají přísady a prášky základních materiálů se smísí a získaná směs se za vyrovnáni v magnetickém poli slisuje na výlisek a tento výlisek se slinuje, potom se slinuté těleso podrobí difuznímu žíhání a popřípadě alespoň jednomu dalšímu tepelnému zpracování.
Výhodně se roztaví dva základní materiály s vyšší koncentrací vzácných zemin, než jaká odpovídá magnetické fázi SE2(FeCO)14B, přičemž se výhodněji tyto materiály vyrobí se složením SE16(Fe,Co)77B7, SE15(Fe,Co)77B8 nebo SE14(Fe,Co)80B6, kde (Fe,Co) znamená podíl železa, který může být popřípadě nahrazen kobaltem.
Výhodné je alespoň jeden základní materiál legován kobaltem, přičemž podíl železa je až ze 40 % nahrazen kobaltem.
Výhodně je podíl vzácných zemin základních materiálů tvořen Lehkými vzácnými zeminami.
Výhodné je jeden nebo několik základních materiálů rozemlet, respektive rozemlety na hrubý prášek s průměrem zrna 10 až 100 μπι, výhodněji 10 až 60 μη, zejména 15 až 30 μη, přičemž alespoň jeden další základní materiál je rozemlet na jemný prášek s průměrem zrna 0,5 až 8 μη, zejména 3 až 8 μη.
-3CZ 281163 B6
Základní materiál nebo alespoň jeden ze základních materiálů, který, respektive které byly rozemlety na hrubý prášek, výhodné má, respektive mají ve srovnání se základním materiálem nebo alespoň jedním ze základních materiálů, který, respektive které byly rozemlety na jemný prášek, odlišné vzácné zeminy nebo/a odlišný obsah kobaltu.
Výhodné se k hrubému nebo/a jemnému prášku základních materiálů, výhodněji před mletím nebo smíšením nebo při mletí nebo smíšení přidají přísady, určené k uložení do fázového rozmezí, v pevné nebo/a kapalné formě, například organokovové sloučeniny, a tyto přísady se v práškové směsi homogenně rozdělí.
Výhodně se k práškovým základním materiálům jako přísady přidají sloučeniny těžkých vzácných zemin a popřípadě kovy, boridy, například železa nebo/a hliníku, oxidy, například oxid hlinitý nebo oxidy vzácných zemin, a další sloučeniny kovů.
Výhodně se surový výlisek vylisovaný z homogenní práškové směsi obsahující přísady slinuje a potom difuzně žíhá při teplotě, která je nižší než slinovací teplota.
Výhodně se zrna hrubého prášku nebo hrubých prášků difuzně zaformují, potom se na vyhlazených površích zrn dosáhne mikrostrukturně orientovaného, výhodněji slupkovítého uložení fáze vytvořené z jemného prášku.
Výhodné se roztaví základní materiály s danými obsahy kobaltu, potom se prášky vyrobené z těchto základních materiálů mísí v daných poměrech v závislosti na požadovaných magnetických parametrech permanentního magnetu.
U slinutého permanentního magnetu a magnetického materiálu a při provádění způsobu jeho výroby se synergicky dosáhne celé řady výhod, přičemž se dalekosáhle potlačí nežádoucí účinky jednotlivých opatřeni a významně se zvýší soubor magnetických vlastností takto získaného permanentního magnetu nebo magnetického materiálu, uvažovaných jako celek. Vědecké zdůvodnění těchto kombinačních účinků a jejich příčiny nejsou dosud zcela objasněny; přitom se však v podstatě jedná o fyzikálně-chemické účinky ve spojení s magneokinetikou.
Příklad provedení vynálezu
Jak již bylo uvedeno, je u permanentního magnetu nebo magnetického materiálu podle vynálezu tvrdý magnetický podíl tvořen více magnetickými fázemi, které jsou, jak se naprosto překvapivě ukázalo, ve výhodné vzájemné interakci. Důležité přitom je, aby jedna nebo více magnetických fází tvořily centrální nebo jádrovou fázi z povrchově vyhlazených, popřípadě difuzně zaformovaných zrn, přičemž podle nejnovéjších poznatků může dojít difúzí k povrchové rekrystalizaci a další magnetický podíl se orientuje jako periferní fáze, uložená na centrální fázi, popřípadě přiřazená k této fázi. Tím se dosáhne vyššího podílu magnetického objemu v materiálu a snížení tvorby doménových stěn a/nebo posunu doménových stěn, což má za následek zvětšení koercitivní síly a proto i energetického součinu. Paramagnetická mezifáze nebo
-4CZ 281163 B6 vazná fáze musí mít vyšší koncentraci vzácných zemin než magnetická fáze a popřípadě obsahuje vměstky a/nebo přísady, čímž se dosáhne dalšího blokování doménových stěn. Mimořádných magnetických vlastnosti magnetického materiálu se dosáhne v případě, kdy zrna centrální nebo jádrové fáze mají průměr 10 až 100 μπι, a kdy okolo těchto zrn je magnetická periferní fáze (nebo magnetické periferní fáze) uložena ve formě slupky.
Jestliže dvě nebo více magnetických fází obsahují rozdílné prvky vzácných zemin a/nebo různé koncentrace kobaltu a zejména kdy alespoň jedna centrální nebo jádrová fáze obsahuje vyšší koncentraci kobaltu, potom se synergicky dosáhne vyšší magnetické nasyceni při vyšší koercitivní síle permanentního magnetu. Dobrá magnetická stabilita při vysokých magnetických parametrech se získá v případě, kdy místní koncentrace kobaltu na hranicích zrn, popřípadě v oblasti hranice zrn mezi fázemi s odlišným obsahem kobaltu vykazuje difuzně kineticky vytvořené přechody, to znamená nadůměrný vzestup z nižší hladiny s následným asymtotickým vyrovnáním na vyšší hladinu. Vzdor orientované vrstvě mezi dvěma magnetickými fázemi je pravděpodobně na základě rozdílné výměnné vazby magnetických momentů difuzně-kineticky vytvořeným přechodem koncentrace kobaltu v oblasti hranice zrn vytvořena energetická bariéra působící na doménové stěny.
Jestliže je v rámci výhodné formy vynálezu podíl vzácných zemin v magnetických fázích v podstatě tvořen lehkými vzácnými zeminami (LSE), zejména neodymem, a jestliže podíl vzácných zemin v mezi-fázi nebo ve vazné fázi obsahuje těžké vzácné zeminy (SSE), potom se dosáhne obzvláště vysokých parametrů magnetů.
Jak již bylo shora také uvedeno, je předmětem vynálezu také způsob výroby magneticky vyrovnaného slinovaného permanentního magnetu nebo magnetického materiálu s obsahem vzácných zemin, jehož základní, popřípadě výchozí materiál je vyroben metalurgicky z taveniny.
Výhody dosažené vynálezem spočívají zejména v tom, že se připraví, na prášek rozdrtí a smísí alespoň dva základní, popřípadě výchozí materiály, tvořící magnetické fáze, s rozdílným chemickým složením a proto i s rozdílnými magnetickými vlastnostmi, čímž muže být dosaženo interakce uvedených základních materiálů, která příznivé ovlivňuje magnetické parametry vyrobených permanentních magnetů. Přitom se některý základní materiál rozemele na prášek s malou velikostí částic, popřípadě na jemný prášek, který potom při slinováni surového výlisku, slisovaného při vyrovnání v magnetickém poli, dříve měkne, popřípadě stává se plastickým, čímž se dosáhne dobrého kontaktu s částicemi, popřípadě zrny hrubého prášku. To je důležité pro dosažení účinného difuzního zpracováni, popřípadě žíhání, při kterém je takto příznivě ovlivněno vytvořeni fázového rozhraní.
Obzvláště s ohledem na oxidaci, ke které dochází při mletí, se ukázalo výhodným zvolit vyšší koncentraci vzácných zemin v základních materiálech, než jaká by odpovídala magnetické fázi typu SE2(FeCo)14B, přičemž bylo zjištěno, že obzvláště vhodná jsou složení SE16(Fe,Co)77B7, SE15(Fe,Co)77B8 a SE14(Fe,Co)80B6. Jestliže je alespoň jeden základní materiál legován kobaltem a podíl železa v magnetické fázi je až do 40 % nahražen kobaltem,
-5CZ 281163 B6 potom se dosáhne obzvláště dobré tepelné stability a vysoké Curieovy teploty vyrobených permanentních magnetů.
Jestliže je v rámci dalšího výhodného provedení obsah vzácných zemin v podstatě tvořen lehkými vzácnými zeminami, potom se dosáhne zvýšené remanence a zvýšeného energetického součinu vyrobených permanentních magnetů. Za účelem dosažení obzvláště dobrých magnetických parametrů se ukázalo příznivým rozemlít jeden nebo více základních materiálů na hrubý prášek s průměrem zrna 10 až 100 μπι, výhodně 10 až 60 μπι a zejména 15 až 30 μιη, a alespoň jeden další základní materiál rozemlít na jemný prášek s průměrem.částic 0,5 až 8 μιη a zejména 3 až 8 μπι, přičemž magnetické parametry vyrobeného permanentního magnetu nebo magnetického materiálu ještě dále zlepšují rozdílné obsahy kobaltu v hrubém a jemném prášku.
Jestliže se v rámci dalšího výhodného provedeni vynálezu přidají k uvedeným práškům jako přísady sloučeniny těžkých vzácných zemin, například Dy2O3 a/nebo boridy, například Fe2B, a/nebo kovy, například hliník, a/nebo oxidy, například A12O3, a/nebo oxidy vzácných zemin, a zejména v případě, kdy jsou prášky těmito látkami mechanicky legovány, potom se dosáhne dalšího snížení tvorby doménových stěn a posunu doménových stěn, jakož i vyšší koercitivní síly.
Obzvláště důležitým znakem vynálezu je difuzní zpracování slinovaného magnetu nebo magnetického materiálu, které se výhodně provádí při teplotě, která je nižší než slinovací teplota a výhodně oscilačním žíhacím postupem, protože přitom dochází k zaformování zrn, popřípadě vyhlazení povrchu zrn hrubého prášku a k mikrostrukturně orientovanému v podstatě slupkovitému uložení fáze tvořené jemným práškem na uvedené vyhlazené povrchy hrubého prášku, což přináší podstatné zlepšení magnetických parametrů vyrobených permanentních magnetů.
V praxi může být výhodné, a to i s ohledem na konkrétní požadované hodnoty jednotlivých magnetických vlastností, směšovat jednotlivé prášky s odlišným složením, zejména s odlišnými obsahy kobaltu, v určitých vzájemných poměrech podle požadovaných vlastností vyráběných permanentních magnetů. Tímto způsobem lze jednoduchým způsobem a obzvláště hospodárné vyrobit permanentní magnety s magnetickými vlastnostmi, které jsou takto specificky vytvořené pro požadované použití magnetů.
Přehled obrázků na výkrese
V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí připojeného výkresu, kde na obr. 1 a obr. 2 jsou proudová schémata dvou specifických příkladných provedení způsobu výroby permanentních magnetů podle vynálezu.
Při způsobu zobrazeném na obr. 1 se výchozí materiál £ rozemele v mlecím stupni 3 na velikost částic. 10 až 100 μιη. Druhý výchozí materiál 2 se v mlecím stupni 4. rozemele na velikost částic 0,5 až 8 μπι. Ve směšovacím a homogenizačním stupni 5 se ke směsi rozemletých prášků přidají přísady mezifáze 6. Získaná směs se ve vyrovnávacím stupni 7 magneticky vyrovná, potom se slisuje
-6CZ 281163 B6 v lisovacím stupni 8 na hrubý výlisek, který se ve slinovacím stupni 9. slinuje na slinuté těleso, které se tepelně zpracuje v tepelné zpracovatelském stupni 10.
Při způsobu zobrazeném na obr. 2 se výchozí materiál 11 rozemele v mlecím stupni 16 na velikost částic 10 až 100 μπι. Druhý výchozí materiál 12 se rozemele za přidání přísad 14 v mlecím stupni 13 na velikost částic 0,5 až 8 μπι. Takto rozemletý druhý výchozí materiál se mechanicky leguje v legovacím stupni 15 a takto legovaný výchozí materiál se zavede do mlecího stupně 16. Oba výchozí materiály se za přidání přísad mezifáze 18 promísi a homogenizují v homogenizačním stupni 17. Takto získaný homogenizát se potom magneticky vyrovná ve vyrovnávacím stupni 19, slisuje v lisovacím stupni 20, slinuje ve slinovacím stupni 21 a tepelně zpracuje v tepelné zpracovatelském stupni.
Vynález je také dále objasněn pomocí následujících tabulek 1, 2, 3a a 3b, ve kterých jsou uvedeny obsahy legujících přísad a střední hodnoty magnetických měření tělísek permanentních magnetů.
V tabulce 1 jsou uvedena složení základních materiálů vyjádřená stechiometricky.
V tabulce 2 jsou pod označeními VI až V7 uvedeny magnetické hodnoty a složení srovnávacích (referenčních) permanentních magnetů.
V tabulkách 3a a 3b jsou pod označením 1 až 23 uvedeny magnetické hodnoty a složení permanentních magnetů nebo magnetických materiálů podle vynálezu.
-7CZ 281163 B6
Tabulka 1
Základní materiál Označení
Nd16(Fel-xCox>77B7 A
Nd15(Fe1_xCox)77B8 B
Nd14(Fe1_xCox)80B6 C
(Nd^_yDyy)7Fe7B7 D
(Ndi_yDyy)lg(Fe1_xCox)78B6 E
Tabulka 2
Č. Magnetická základní fáze Magnetické hodnoty
Ozn. X y Průměr zrna (μιη) iHc (kA/m) BHmax (kJ/m3) Mr (T) Tc ( ’C)
VI A 0,3 - 13 235 133 1,10 550
V2 E 0,3 0,3 14 1 020 191 1,03 535
V3 D - 0,2 10 1 989 215 1,07 315
V4 E 0,1 0,1 15 808 250 1,17 390
V5 B 0,2 - 10 245 165 1,12 435
V6 A 0 - 16 750 285 1,21 305
V7 C 0,2 - 18 210 140 1,15 430
-8CZ 281163 B6
Tabulka 3a
č. Centrální fáze Periferní fáze Přísady Magnetické hodnoty
Ozn. X y Příměr zrn (jim) Podíl (») Ozn. X y Průměr zrn (pm) Druh Podíl (hmot.%) iHc (kA/m) B3max (kJ/m3) Mr (T) Tc fC)
1 A 0,2 20 50 A 0 - 4 - 520 265 1,2 423
2 A 0,2 25 50 A 0 - 6 ^2θ3 1,5 610 250 1,15 420
3 A 0,2 30 70 A 0 - 3 - 420 230 1,19 435
4 A 0,2 15 70 A 0 - 5 Dy2°3 2 650 255 1,14 437
5 B 0,2 15 50 A 0' - 8 - 510 268 1,21 425
6 B 0,2 25 50 A 0 - 5 Dy2O3 2 640 245 1,14 428
7 B 0,2 15 50 D 0,1 7 - 815 262 1,18 422
8 B 0,2 15 50 D 0,1 3 Dy2O3 2 1 015 255 1,15 425
9 B 0,2 25 70 D 0,2 3 Dy2O3 2 1 130 240 1,16 440
10 C 0,1 24 50 D 0,2 5 - 1 620 235 1,12 380
11 C 0,1 23 50 D 0,2 6 Dy2O3 2 2 115 205 1,05 382
12 c 0,1 28 70 0 0,2 8 - 1 430 245 1,14 410
13 c 0,1 20 70 D 0,2 4 Dy2O3 2 1 805 220 1,08 415
14 E 0,2 0,1 18 50 D 0,2 3 - 1 130 248 1,15 430
15 E 0,2 0,1 20 50 D 0,2 3 Dy^ 2 1 535 241 1,13 432
16 7 u 0,2 0,1 22 50 D 0,2 5 AI 1 1 320 242 1,14 435
17 Ξ 0,3 0,1 18 50 D 0,2 7 AI 1 1 210 256 1,15 455
18 A D 0,2 0,1 25 26 25 25 D 0,15 6 Dy2 03-| ? AI - ‘ 2 1 590 243 1,14 430
-9CZ 281163 B6
Tabulka 3b
Jak vyplývá ze středních hodnot shora uvedených měření, dosahuje se u permanentních magnetů podle vynálezu strukturou s více magnetickými fázemi s rozličným složením a s difuzně zaformovanými zrny vysokých magnetických parametrů při zvýšené Curieově teplotě. Vzájemná interakce mikrostrukturné orientovaných, na sobě uložených nebo k sobě přiřazených magnetických fází přitom vede synergeticky ke zlepšeným magnetickým vlastnostem ve srovnání s obvyklými dosud známými permanentními magnety s obsahem vzácných zemin.

Claims (19)

1. Slinovaný permanentní magnetický materiál, zejména ve formě slinovaného permanentního magnetu, obsahující 8 až 30 atomových procent vzácných zemin, 2 až 28 atomových procent boru, přičemž zbytek je tvořen železem nebo železem a kobaltem, vyznačený tím, že jeho tvrdý magnetický podíl SE2Fel4B, ve kterém může být až 40 % atomů železa nahrazeno atomy kobaltu, činí alespoň 65 objemových procent a tento tvrdý magnetický podíl je tvořen alespoň dvěma magnetickými fáze- 'mi, přičemž alespoň jedna magnetická fáze je jako centrální fáze tvořena povrchové vyhlazenými nebo difuzně zaformovanými zrny se sníženou povrchovou energií, na kterých je jako periferní fáze uložena alespoň jedna další magnetická fáze, přičemž paramagnetická mezifáze nebo paramagnetické mezifáze, nacházející se mezi tvrdými magnetickými fázemi, má, respektive mají ve srovnání s magnetickými fázemi vyšší koncentraci vzácných zemin.
2. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle nároku 1, vyznačený tím, že obsahuje mezi alespoň jednou magnetickou fází a paramagnetickou fází nebo paramagnetickými fázemi vměstky nebo/a přísady sloučenin těžkých vzácných zemin a popřípadě kovy, boridy, například borid železa nebo borid hliníku, a oxidy, například oxidy lehkých kovů, jako například oxid hlinitý nebo oxidy vzácných zemin.
3. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle nároků 1 nebo 2, vyznačený tím, že difuzně zaformovaná zrna centrální magnetické fáze nebo centrálních magnetických fází mají průměr 10 až 100 μιη, výhodně 10 až 60 μιη, zejména 15 až 30 μπι.
4. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle nároků 1 až 3, vyznačený tím, že magnetická periferní fáze nebo magnetické periferní fáze je, respektive jsou na difuzně zaformovaných hranicích zrn magnetické centrální fáze nebo magnetických centrálních fází uloženy ve formě slupek.
5. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle jednoho z nároků laž 4, vyznačený tím, že centrální magnetická fáze nebo centrální magnetické fáze nebo/a periferní magnetická fáze nebo periferní magnetické fáze obsahují odlišné prvky vzácných zemin nebo/a mají odlišné koncentrace kobaltu.
6. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že alespoň jedna centrální magnetická fáze má vyšší koncentraci kobaltu než magnetická periferní fáze nebo magnetické periferní fáze, která, respektive které jsou výhodné chudé na kobalt, popřípadě prosté kobaltu.
-11CZ 281163 B6
7. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle jednoho z nároků 1 až 6, vyznačený tím, že místní koncentrace kobaltu na hranicích zrn nebo v hraniční oblasti zrn mezi fázemi s odlišným obsahem kobaltu vykazují difuzně-kineticky vytvořené přechody.
8. Slinovaný permanentní magnetický materiál podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačený tím, že podíl vzácných zemin v magnetických fázích je tvořen lehkými vzácnými zeminami, zejména neodymem, přičemž podíl vzácných zemin v mezifázi nebo v mezifázích, které mohou obsahovat přísady boridů nebo/a oxidů nebo/a kovů, je tvořen těžkými vzácnými zeminami, zejména dysprosiem.
9. Způsob výroby vyrovnaného slinovaného permanentního magnetu podle nároků 1 až 8, jehož základní materiál je vyroben metalurgicky z taveniny, vyznačený tím, že se alespoň dva základní materiály, tvořící v magnetu magnetickou fázi, s odlišnými chemickými složeními roztaví a ponechají ztuhnout a takto získané základní materiály se rozdrtí na prášek, přičemž se alespoň jeden základní materiál rozdrtí na prášek s menším průměrem zrna, potom se přidají přísady a prášky základních materiálů se smísí a získaná směs se za vyrovnání v magnetickém poli slisuje na výlisek a tento výlisek se slinuje, potom se slinuté těleso podrobí difuznímu žíhání a popřípadě alespoň jednomu dalšímu tepelnému zpracování.
10. Způsob podle nároku 9, vyznačený tím, že se roztaví dva základní materiály s vyšší koncentrací vzácných zemin, než jaká odpovídá magnetické fázi SE2(FeCO)14B, přičemž se výhodně tyto materiály vyrobí se složením SE16(Fe,Co)77B7, SE15(Fe,Co)77B8 nebo SE14(Fe,Co)80B6, kde (Fe,Co) znamená podíl železa, který může být popřípadě nahrazen kobaltem.
11. Způsob podle nároků 9 nebo 10, vyznačený tím, že alespoň jeden základní materiál je legován kobaltem, přičemž podíl železa je až ze 40 % nahrazen kobaltem.
12. Způsob podle jednoho z nároků 9 až 11, vyznačený tím, že podíl vzácných zemin základních materiálů je tvořen lehkými vzácnými zeminami.
13. Způsob podle jednoho z nároků 9 až 12, vyznačený tím, že jeden nebo několik základních materiálů je rozemlet, respektive jsou rozemlety na hrubý prášek s průměrem zrna 10 až 100 μπι, výhodně 10 až 60 μπι, zejména 15 až 30 μπι, přičemž alespoň jeden další základní materiál je rozemlet na jemný prášek s průměrem zrna 0,5 až 8 μπι, zejména 3 až 8 μπι.
14. Způsob podle jednoho z nároků 9 až 13, vyznačený tím, že základní materiál nebo alespoň jeden ze základních materiálů, který, respektive které byly rozemlety na hrubý prášek, má, respektive mají ve srovnáni se základním materiálem nebo alespoň jedním ze základních materiálů, který, respektive které byly rozemlety na jemný prášek, odlišné vzácné zeminy nebo/a odlišný obsah kobaltu.
-12CZ 281163 B6
15. Způsob podle jednoho z nároků 8 až 14, vyznačený tím, že se k hrubému nebo/a jemnému prášku základních materiálů, výhodně před mletím nebo smíšením nebo při mletí nebo smíšení přidají přísady, určené k uložení do fázového rozmezí, v pevné nebo/a kapalné formě, například organokovové sloučeniny, a tyto přísady se v práškové směsi homogenně rozdělí.
16. Způsob podle jednoho z nároků 8 až 15, vyznačený tím, že se k práškovému základnímu materiálu nebo k práškovým základním materiálům jako přísady přidají sloučeniny těžkých vzácných zemin a popřípadě kovy, boridy, například železa nebo/a hliníku, oxidy, například oxid hlinitý nebo oxidy vzácných zemin, a další sloučeniny kovů.
17. Způsob podle jednoho z nároků 8 až 16, vyznačený tím, že se surový výlisek vylisovaný z homogenní práškové směsi obsahující přísady slinuje a potom difuzně žíhá při teplotě, která je nižší než slinovací teplota.
18. Způsob podle jednoho z nároků 8 až 17, vyznačený tím, že se zrna hrubého prášku nebo hrubých prášků difuzně zaformují, potom se na vyhlazených površích zrn dosáhne mikrostrukturné orientovaného, výhodněji slupkovitého uložení fáze vytvořené z jemného prášku.
19. Způsob podle jednoho z nároků 8 až 18, vyznačený tím, že se roztaví základní materiály s danými obsahy kobaltu, potom se prášky vyrobené z těchto základních materiálů mísí v daných poměrech v závislosti na požadovaných magnetických parametrech permanentního magnetu.
CS92784A 1991-03-18 1992-03-16 Slinovaný permanentní magnet a magnetický materiál a způsob jejich výroby CZ281163B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AT0059691A AT399415B (de) 1991-03-18 1991-03-18 Verfahren zur herstellung von seltene erden enthaltendem(n) permanentmagnet(-en) (-werkstoffen)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ78492A3 CZ78492A3 (en) 1993-12-15
CZ281163B6 true CZ281163B6 (cs) 1996-07-17

Family

ID=3494767

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS92784A CZ281163B6 (cs) 1991-03-18 1992-03-16 Slinovaný permanentní magnet a magnetický materiál a způsob jejich výroby

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0505348B1 (cs)
AT (2) AT399415B (cs)
CZ (1) CZ281163B6 (cs)
DE (1) DE59207356D1 (cs)
DK (1) DK0505348T3 (cs)
ES (1) ES2095454T3 (cs)
GR (1) GR3022263T3 (cs)
HU (1) HU216373B (cs)
PL (1) PL293878A1 (cs)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4331563A1 (de) * 1992-09-18 1994-03-24 Hitachi Metals Ltd Nd-Fe-B-Sintermagnete

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3729361A1 (de) * 1987-09-02 1989-03-16 Max Planck Gesellschaft Optimierung der gefuegestruktur des fe-nd-b-basis sintermagneten
AT393177B (de) * 1989-04-28 1991-08-26 Boehler Gmbh Permanentmagnet(-werkstoff) sowie verfahren zur herstellung desselben
AT393178B (de) * 1989-10-25 1991-08-26 Boehler Gmbh Permanentmagnet(-werkstoff) sowie verfahren zur herstellung desselben

Also Published As

Publication number Publication date
HU9200889D0 (en) 1992-05-28
HUT62341A (en) 1993-04-28
ES2095454T3 (es) 1997-02-16
EP0505348A1 (de) 1992-09-23
DK0505348T3 (da) 1997-03-24
PL293878A1 (en) 1992-10-19
ATE144348T1 (de) 1996-11-15
CZ78492A3 (en) 1993-12-15
ATA59691A (de) 1994-09-15
DE59207356D1 (de) 1996-11-21
AT399415B (de) 1995-05-26
HU216373B (hu) 1999-06-28
EP0505348B1 (de) 1996-10-16
GR3022263T3 (en) 1997-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5011552A (en) Method for producing a rare earth metal-iron-boron permanent magnet by use of a rapidly-quenched alloy powder
JP3997413B2 (ja) R−Fe−B系焼結磁石及びその製造方法
DE60221448T2 (de) Seltenerdlegierungs Sinterformteil
US5034146A (en) Rare earth-based permanent magnet
US20150132174A1 (en) Rare Earth Composite Magnets with Increased Resistivity
US5281250A (en) Powder material for rare earth-iron-boron based permanent magnets
DE2558865A1 (de) Dauermagnetlegierung
DE102014105551B4 (de) R-t-b-basierter gesinterter magnet
JPWO2002103719A1 (ja) 希土類永久磁石材料
EP0249973B1 (en) Permanent magnetic material and method for producing the same
EP4152349A1 (en) Method for preparing ndfeb magnets including lanthanum or cerium
JPH07105289B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JP2002038245A (ja) 希土類永久磁石用合金粉末および希土類永久磁石の製造方法
AT393177B (de) Permanentmagnet(-werkstoff) sowie verfahren zur herstellung desselben
JPS6393841A (ja) 希土類永久磁石合金用組成物
CZ281163B6 (cs) Slinovaný permanentní magnet a magnetický materiál a způsob jejich výroby
EP3686906B1 (en) Magnetic powder and method for producing magnetic powder
JPH04155902A (ja) 永久磁石およびその製造方法
Wecker et al. Microstructure and magnetic properties of mechanically alloyed anisotropic Nd‐Fe‐B
CZ285111B6 (cs) Trvalý magnet a způsob jeho výroby
CZ284167B6 (cs) Slinutý permanentní magnet nebo magnetický materiál na bázi zemin, železa a boru a způsob jeho výroby
JPH10233306A (ja) 希土類永久磁石およびその製造方法
KANEKO et al. Effects of CaO and SiO2 addition on microstructure and intrinsic coercivity of sintered Sr-ferrite
CZ281161B6 (cs) Slinovaný permanentní magnet a slinovaný permanentní magnetický materiál a způsob jejich výroby
US20250075297A1 (en) Rare-earth cobalt permanent magnet, method for manufacturing rare-earth cobalt permanent magnet, and device