DE112012006640T5 - Seltenerd-Permanentmagnetpulver, gebundener Magnet und Vorrichtung, die den gebundenen Magneten verwendet - Google Patents

Seltenerd-Permanentmagnetpulver, gebundener Magnet und Vorrichtung, die den gebundenen Magneten verwendet Download PDF

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Kuoshe LI
Wenlong Yan
Shuai Lu
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Abstract

Die Anmeldung offenbart ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, einen gebundenen Magneten und eine Vorrichtung, die den gebundenen Magneten verwendet. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver weist 4 bis 12 Atom-% Nd, 0,1 bis 2 Atom-% C, 10 bis 25 Atom-% N und 62,2 bis 85,9 Atom-% T auf, wobei T Fe oder FeCo ist und die Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers eine hartmagnetische Phase mit einer TbCu7-Struktur ist. Während eines Herstellungsprozesses des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers kann eine Verflüchtigung von Material effektiv vermieden werden, wodurch die Benetzbarkeit mit einer Wasserkühlungsrolle während des Herstellungsprozesses verbessert wird und die abschließenden hergestellten Materialien mit guten magnetischen Eigenschaften ausgestattet werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Diese Anmeldung bezieht sich auf das Gebiet von Seltenerd-Permanentmagnetmaterialien und bezieht sich insbesondere auf ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, einen gebundenen Magneten und eine Vorrichtung, die den gebundenen Magneten verwendet.
  • Hintergrund
  • Aufgrund von Vorteilen einer guten Formbarkeit, einer hohen Maßgenauigkeit, guter magnetischer Eigenschaften oder dergleichen werden gebundene Seltenerd-Permanentmagnete auf Gebieten, die verschiedenes elektronisches Zubehör, Büroautomatisierung, Automobile usw. umfassen, vor allem bei mikrospeziellen Motoren, vielfach eingesetzt. Um die Erfordernisse einer Miniaturisierung und einer Mikrominiaturisierung von Zubehör in der wissenschaftlichen und technologischen Entwicklung zu erfüllen, ist es nötig, die Eigenschaften von gebundenem Magnetpulver weiter zu optimieren.
  • Der Schlüssel zur Herstellung eines gebundenen Seltenerd-Permanentmagneten ist eine Herstellung von Seltenerd-Permanentmagnetpulver. Die Eigenschaften des Magnetpulvers bestimmen direkt die Qualität und den Marktpreis des gebundenen Magneten. Reife gebundene Seltenerd-Permanentmagnete auf dem frühen Markt sind im Grunde isotrope gebundene NdFeB-Magnete. Diese Art von vielfach eingesetztem NdFeB-Magnetpulver wird allgemein anhand eines Schnellabschreckungsverfahrens hergestellt. Derartige NdFeB-Magnete weisen gute Eigenschaften auf. Als Patentprodukte wurden und werden die NdFeB-Magnete jedoch von einigen wenigen Unternehmen kontrolliert. Um die Anwendung gebundener Seltenerd-Permanentmagnetprodukte weiter auszuweiten, wird in den letzten Jahren darum gerungen, mehr neue Produkte aus gebundenem Permanentmagnetpulver zu finden. Gebundenes Permanentmagnetpulver, einschließlich eines isotropen HDDR-Pulvers (HDDR = hydrogenation disproportionation desorption recombination, Hydrierung-Disproportionierung-Desorption-Rekombination), eines isotropen Pulvers vom Typ Th2Zn17, eines isotropen Pulvers vom Typ TbCu7 und eines isotropen Pulvers vom Typ ThMn12 usw., zieht große Aufmerksamkeit auf sich.
  • Derzeit zieht Seltenerd-Permanentmagnetpulver der Samarium-Eisen-Stickstoff-Serie aufgrund seiner hervorragenden Eigenschaften viel Aufmerksamkeit auf sich. Während eines Herstellungsprozesses der Legierung der SmFe-Serie wird anhand einer Bandgießtechnik ein schnellabgeschrecktes Magnetpulver mit einer hartmagnetischen Phase einer TbCu7-Struktur hergestellt. Jedoch weist der Herstellungsprozess, vor allem ein industrieller Prozess, folgende Probleme auf:
    • (1) Samarium ist bei einem geringen Dampfdruck während des Herstellungsprozesses äußerst flüchtig und führt deshalb zu schwankenden Legierungsherstellungskosten; das verflüchtige Samarium, das sehr leicht oxidiert wird, kann leicht Feuer fangen und sicherheitsrelevante Unfälle verursachen; das verflüchtigte Samarium blockiert eine Rohrleitung, was bei einem Vakuumsystem großen Schaden anrichtet;
    • (2) die hochviskose Samariumlegierung mit schlechter Benetzbarkeit mit einem Kupferrad während des Schnellabschreckungsprozesses kann leicht ein Spritzen von Legierungsflüssigkeit, schwankende Flüssigkeitsströme auf der Oberfläche eines Bandgießens und eine Unebenheit der Oberfläche bewirken, um ferner eine unebene Legierungsphasenstruktur und -mikrostruktur zu bewirken, wodurch die magnetischen Eigenschaften des hergestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers der Samarium-Eisen-Stickstoff-Serie verringert werden. Dies ist auch eine Hauptursache, die einen großindustriellen Einsatz des Materials derzeit beeinflusst.
  • Um diese während des Herstellungsprozesses der Samarium-Eisen-Legierung auftretenden Probleme zu lösen, besteht ein neues Thema auf dem Gebiet der Entwicklung von Seltenerd-Permanentmagnetpulver darin, eine Art neues Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit besseren magnetischen Eigenschaften zu finden.
  • Zusammenfassung
  • Ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, ein gebundener Magnet und eine Vorrichtung, die den gebundenen Magneten verwendet, werden bereitgestellt, um die magnetischen Eigenschaften des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu verbessern.
  • Deshalb liefert die Anmeldung ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, das 4 bis 12 Atom-% Nd, 0,1 bis 2 Atom-% C, 10 bis 25 Atom-% N und 62,2 bis 85,9 Atom-% T aufweist. T ist Fe oder FeCo, und die Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers ist eine hartmagnetische Phase mit einer TbCu7-Struktur.
  • Ferner weist das Seltenerd-Permanentmagnetpulver die Struktur in der Allgemeinen Formel (I) auf, und die Allgemeine Formel (I) ist wie folgt gezeigt: NdxT100-x-y-aCyNa (I), wobei 4 ≦ x ≦ 12, 0,1 ≦ y ≦ 2 und 10 ≦ a ≦ 25.
  • Ferner weist das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ferner 1 bis 5 Atom-% des Elements A und 0,1 bis 2 Atom-% des Elements B auf. Das Element A ist Zr und/oder Hf, das Verhältnis des Gehalts des Elements B zu dem Gehalt des Elements A beträgt 0,1 bis 0,5.
  • Ferner beträgt der Gehalt an B bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver zwischen 0,3 und 2 Atom-%.
  • Ferner beträgt der Gehalt des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 4 bis 12 Atom-% des Gesamtgehalts des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers, und das Verhältnis des Gehalts des Elements C zu der Summe des Gehalts des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt 0,03 bis 0,15.
  • Ferner beträgt das Verhältnis des Gehalts des Elements C zu der Summe des Gehalts des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,05 bis 0,12.
  • Ferner weist das Seltenerd-Permanentmagnetpulver die Struktur in der Allgemeinen Formel (II) auf, und die Allgemeine Formel (II) ist wie folgt gezeigt: NdxAwT100-x-y-z-aCyBzNa(II) wobei T Fe oder FeCo ist; A Zr und/oder Hf ist; 4 ≦ x + w ≦ 12, 1 ≦ w ≦ 5, 0,1 ≦ z ≦, 10 ≦ a ≦ 25, 0,1 ≦ z/w ≦ 0,5 und 0,1
  • Ferner weist das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ferner 0,3 bis 10 Atom-% M auf, und M ist zumindest eines von Ti, V, Cr, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta, W, Al, Ga und Si.
  • Ferner beträgt der Gehalt an M bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,5 bis 8 Atom-%.
  • Ferner beträgt der Gehalt an M bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,5 bis 5 Atom-%, und M ist zumindest eines von Nb, Ga, Al und Si.
  • Ferner liegt die Rollenkontakt-Oberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers unter 2,8 μm. Vorzugsweise liegt die Rollenkontakt-Oberflächenrauigkeit Ra unter 1,6 μm.
  • Vorzugsweise beträgt die durchschnittliche Korngröße des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers 3 bis 100 nm.
  • Ferner wird das Element Nd bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver teilweise durch Sm und/oder Ce ersetzt. Der Gehalt an Sm und/oder Ce bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt 0,5 bis 4,0 Atom-%.
  • Ferner wird bei der Anmeldung ein gebundener Magnet bereitgestellt. Der gebundene Magnet wird durch Binden des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers mit einem Bindemittel erhalten.
  • Ferner wird bei der Anmeldung eine Vorrichtung bereitgestellt, die den gebundenen Magneten verwendet.
  • Die Anmeldung weist den folgenden vorteilhaften Effekt auf: Bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dem gebundenen Magneten und der Vorrichtung, die den gebundenen Magneten der Anmeldung verwendet, kann bei dem Herstellungsprozess des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers eine Verflüchtigung von Material effektiv vermieden werden, wodurch die Benetzbarkeit mit einer Wasserkühlungsrolle während des Herstellungsprozesses verbessert wird und die abschließenden hergestellten Materialien mit guten magnetischen Eigenschaften ausgestatten werden.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Es sei darauf hingewiesen, dass dort, wo kein Konflikt vorliegt, Ausführungsbeispiele bei der Anmeldung und Charakteristika bei den Ausführungsbeispielen miteinander kombiniert werden können. Die Anmeldung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben.
  • Ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver der Stickstoffserie wird im Grunde auf der Basis von Samarium und Eisen hergestellt. Der Grund dafür liegt darin, dass von allen Seltenerdverbindungen lediglich Nitride von Legierungen der Samariumserie in der Vorzugsrichtung anisotrop sind, um ein Material mit bestimmten permanentmagnetischen Eigenschaften zu bilden. Andere Seltenerd-Eisen-Legierungen, die alle in der Grundfläche anisotrop sind, weisen selbst dann keine permanentmagnetischen Eigenschaften auf, wenn sie nitridiert (aufgestickt) werden. Deshalb kann eine Zugabe anderer Seltenerdelemente die magnetischen Eigenschaften von Samarium-Eisen-Stickstoff-Magnetpulver stark verringern, statt permanentmagnetische Eigenschaften von Seltenerd-Permanentmagnetpulver bereitzustellen.
  • Aufgrund der Lehre der obigen Theorie hatte der Erfinder viele Verfahren bei Seltenerd-Permanentmagnetpulver der N-Serie, das auf Samarium und Eisen beruht, ausprobiert, um den Nachteil zu lösen, dass die magnetischen Eigenschaften des hergestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers der Samarium-Eisen-Stickstoff-Serie aufgrund einer schlechten Benetzbarkeit des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers der Samarium-Eisen-Stickstoff-Serie mit einer Wasserkühlungsrolle verringert werden, es wurde jedoch keinerlei Verbesserung erzielt. Deshalb stagnierten Forschungen bezüglich derartiger Erfindungen über lange Zeit hinweg.
  • Der Erfinder mischte das Element Nd, das Element C, das Element N und das Element Fe auf zufällige Weise, um anhand eines Schnellabschreckungsprozesses ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver herzustellen, das eine hartmagnetische Phase mit einer TbCu7-Struktur als Hauptphase nimmt. Überraschenderweise wurde die Benetzbarkeit zwischen dem erhaltenen Seltenerd-Permanentmagnetpulver und der Wasserkühlungsrolle verbessert, was die magnetischen Eigenschaften des hergestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers der Samarium-Eisen-Stickstoff-Serie verbessert. Eine derartige Veränderung kann darauf zurückzuführen sein, dass eine NdFe-Legierung eine bei dem Herstellungsprozess durch eine Nichtgleichgewichtserstarrung gebildete hartmagnetische Phase einer TbCu7-Struktur eines metastabilen Zustands aufweist. Eine derartige NdFe-Legierung, die eine hartmagnetische Phase einer TbCu7-Struktur eines metastabilen Zustands aufweist, ist einaxial anisotrop. Nachdem sie kristallisiert wurde, wird die schnellabgeschreckte Legierung mit bestimmten hartmagnetischen Eigenschaften versehen. Außerdem wurde nach einem Nitridieren die Koerzitivkraft der schnellabgeschreckten Legierung verbessert, um ein Seltenerd-Permanentmagnetmaterial mit praktischem Wert zu erhalten.
  • Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Anmeldung umfasst ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver 4 bis 12 Atom-% Nd, 0,1 bis 2 Atom-% C, 10 bis 25 Atom-% N und 62,2 bis 85,9 Atom-% T, wobei T Fe oder FeCo ist und die Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers eine hartmagnetische Phase mit einer TbCu7-Struktur ist.
  • Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver nimmt eine Eisenlegierung der Neodym-Serie als elementarer Inhaltsstoff mit einer gewissen Menge des Elements C. Eine synergetische Zugabe des Elements Nd und des Elements C kann eine Verflüchtigung von Material während eines Schmelzvorgangs der Legierung effektiv verringern, um die Benetzbarkeit des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers mit einer Wasserkühlungsrolle während eines Schnellabschreckungsprozesses weiter zu verbessern, sodass die abschließende schnellabgeschreckte Legierung mit stabilen Legierungskomponenten, einer stabilen Struktur und einem stabilen Oberflächenzustand ausgestattet ist.
  • Bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver liegt der Gehalt an Seltenerd-Nd im Bereich von 4 bis 12 Atom-%. Bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver werden mehr α-Fe-Phasen gebildet, wenn der Gehalt an Nd weniger als 4 Atom-% beträgt, was die Koerzitivkraft stark verringert. Jedoch werden mehr re-reiche Phasen gebildet, wenn der Gehalt an Nd höher als 12 Atom-% ist, was für die Verbesserung von magnetischen Eigenschaften ungünstig ist. Vorzugsweise liegt der Gehalt an Seltenerd-Nd bei 4 bis 10 Atom-%.
  • Bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver liegt der Gehalt an C (Kohlenstoff) im Bereich von 0,1 bis 2 Atom-%, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Atom-%. C wird zugegeben, um die Koerzitivkraft des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu verbessern, und wird mit dem Element Nd gemischt, um den Oberflächenzustand des Materials zu verbessern und um abschließend stabile Legierungskomponenten und eine stabile Struktur zu erhalten.
  • Bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver ist T Fe oder Fe und Co. Eine bestimmte Menge an Co wird zugegeben, um die Remanenz und die Temperaturstabilität des stickstoffhaltigen Magnetpulvers zu verbessern. Gleichzeitig kann eine TbCu7-Phasenstruktur eines metastabilen Zustands stabilisiert werden, um Effekte, die Benetzbarkeit usw. umfassen, während des Herstellungsprozesses zu verbessern. Unter Berücksichtigung von Gründen einschließlich Kosten usw. beträgt die Zugabemenge an Co vorzugsweise nicht mehr als 20 Atom-% des Gehalts an T.
  • Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird nitridiert, um Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten. Die Zugabe von N (Stickstoff) erhöht den Abstand zwischen Fe-Fe-Atomen, um die Fe-Fe-Atomaustauschwechselwirkung deutlich zu verbessern und dabei die Curie-Temperatur und die Koerzitivkraft zu verbessern. Bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt der Gehalt an Stickstoff 10 bis 25 Atom-%.
  • Zuwenig zugegebener Stickstoff erhöht nicht den Atomabstand und verbessert nicht die magnetischen Eigenschaften, wohingegen zuviel zugegebener Stickstoff stattdessen ungünstige Kristallstellen besetzt, um eine negative Auswirkung auf die abschließenden magnetischen Eigenschaften zu haben.
  • Die Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers ist die hartmagnetische Phase mit der TbCu7-Struktur. Die Hauptphase bezieht sich auf eine Phase mit dem höchsten Volumenverhältnis in dem Material. Aus Gründen, die eine Mischungsabweichung und Oxidation usw. umfassen, können während des Materialherstellungsprozesses andere Unreinheitsphasen eingebracht werden. Pulverbestandteilsphasen bei der Anmeldung werden mittels Röntgenbeugung (XRD – X-Ray Diffraction) überprüft, und alle Unreinheitsphasen sind diejenigen, die nicht anhand von Röntgenaufnahmen unterschieden werden können.
  • Bei einem Ausführungsbeispiel der Anmeldung weist das Seltenerd-Permanentmagnetpulver die Struktur der Allgemeinen Formel (I) auf. Die Allgemeine Formel (I) lautet wie folgt: NdxT100-x-y-aCyNa (I) wobei 4 ≦ x ≦ 12, 0,1 ≦ y ≦ 2 und 10 ≦ a ≦ 25. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit der Allgemeinen Formel (I) weist eine gute Benetzbarkeit mit der Wasserkühlungsrolle auf, und das abschließende hergestellte Seltenerd-Permanentmagnetpulver weist einen Vorteil guter magnetischer Eigenschaften auf.
  • Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Anmeldung enthält das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ferner 1 bis 5 Atom-% des Elements A und 0,1 bis 2 Atom-% des Elements B. Das Element A ist Zr und/oder Hf. Das Verhältnis des Gehalts an B zu dem Gehalt des Elements A beträgt 0,1 bis 0,5.
  • Bei diesem Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird das Element A, d. h. das Element Zr und/oder Hf, zugegeben, was vorteilhaft ist, um den Anteil an Seltenerdelementen in der Legierung zu verbessern, um die hartmagnetische Phase mit der TbCu7-Struktur zu stabilisieren und dabei eine höhere Remanenz zu erhalten. Vorzugsweise wird der Gehaltsbereich von A dahin gehend gesteuert, dass er 1 bis 5 Atom-% beträgt. Der die Phasenstruktur stabilisierende Effekt ist nicht deutlich, falls der Gehalt an A zu gering ist, wohingegen ein zu hoher A-Gehalt einerseits die Kosten erhöht und andererseits für eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften ungünstig ist.
  • Gleichzeitig ist die Zugabe von B (Bor) zu dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver vorteilhaft dafür, die Glasbildungsfähigkeit der Legierung zu verbessern, was die Bildung eines Materials mit relativ guten Eigenschaften bei einer relativ niedrigen Kupferrad beschleunigen kann. Gleichzeitig wird eine bestimmte Menge an B zugegeben, was vorteilhaft ist, um die Körnung (Korngröße) zu verfeinern und Parameter der magnetischen Eigenschaften, die Remanenz usw. umfassen, des Materials zu verbessern. Seitens der Anmeldung wird gefordert, dass die Bandbreite des Gehaltsbereichs von B 0,1 bis 2 Atom-%, vorzugsweise 0,3 bis 2 Atom-% und stärker bevorzugt 0,5 bis 1,5 Atom-%, beträgt. Zuviel B führt zu einer Nd2Fe14B-Phase in dem Material, was für die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften insgesamt ungünstig ist.
  • Außerdem beträgt das Verhältnis des Gehalts des zugegebenen Elements A zu dem Gehalt des zugegebenen Elements B bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver der Anmeldung 0,1 bis 0,5. Der Gehalt an A und der Gehalt an B bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver liegt in der obigen Verhältnisbandbreite, was vorteilhaft dafür ist, die Materialeigenschaften des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers synergistisch zu verbessern, mit einem Effekt, der deutlicher ist als der, der durch eine separate Verwendung der beiden erzielt wird. Dies ist darauf zurückzuführen, dass oben erwähnt wurde, dass zuviel B ohne weiteres zu der Nd2Fe14B-Phase bei dem Material führt, obwohl die Zugabe von B die Fähigkeit des Materials zur Bildung von schnellabgeschrecktem Glas effektiv verbessern kann. Deshalb wird die Verbesserung der gesamten magnetischen Eigenschaften behindert. Wenn der Gehalt an A und an B in einem bestimmten Zusammensetzungsverhältnis auf eine gemischte Weise zugegeben werden, kann der Gehalt an B relativ erhöht werden, um eine schlechte Phase zu vermeiden, um das Herstellungsverhalten und die abschließenden magnetischen Eigenschaften des Materials weiter zu verbessern. Vorzugsweise beträgt der Gehalt des Elements B 0,3 bis 2 Atom-%.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anmeldung beträgt der Gehalt des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 4 bis 12 Atom-% des Gesamtgehalts des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers, und das Verhältnis des Gehalts des Elements C zu der Summe des Gehalts des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt 0,03 bis 0,15. Der Gehalt des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird dahin gehend gesteuert, 4 bis 12 Atom-% des Gesamtgehalts des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu betragen, was vorteilhaft ist, um ein Permanentmagnetmaterial mit einer einzelnen TbCu7-Phasenstruktur zu erhalten. Gleichzeitig wird das Verhältnis des Gehalts des Elements C zu der Summe des Gehalts des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver dahin gehend gesteuert, 0,03 bis 0,15 zu betragen, und der Verhältnisbereich der beiden wird reguliert, was dahin gehend vorteilhaft ist, Nd2Fe14C-Phasen, die aufgrund der Zugabe des Elements C gebildet werden, zu verringern, sodass die Legierungsphasenstruktur stabiler ist und die Gesamteigenschaften des Materials verbessert werden können. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 0,05 bis 0,12.
  • Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Anmeldung weist das Seltenerd-Permanentmagnetpulver die Struktur in der Allgemeinen Formel (II) auf, und die Allgemeine Formel (II) ist wie folgt gezeigt: NdxAwT100-x-v-z-aCyBzNa (II) wobei T Fe oder FeCo ist; A Zr und/oder Hf ist; 4 ≦ x + w ≦ 12, 1 ≦ w ≦ 5, 0,1 ≦ z ≦ 2, 10 ≦ a ≦ 25, 0,1 ≦ z/w ≦ 0,5 und 0,1 ≦ y ≦ 2. Dieses Seltenerd-Permanentmagnetpulver weist die Vorteile einer guten Benetzbarkeit mit der Wasserkühlungsrolle und guter magnetischer Eigenschaften des abschließenden hergestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers auf.
  • Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Anmeldung enthält das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ferner 0,3 bis 10 Atom-% M, und M ist zumindest eines von Ti, V, Cr, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta, W, Al, Ga und Si. Bei diesem Seltenerd-Permanentmagnetpulver kann die Zugabe des Elements M die Körnung verfeinern und magnetische Eigenschaften, einschließlich der abschließenden Koerzitivkraft und Remanenz usw. des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers, verbessern. Vorzugsweise beträgt der Gehalt des Elements M 0,5 bis 8 Atom-%. Stärker bevorzugt beträgt der Gehalt an M bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,5 bis 5 Atom-%, und M ist zumindest eines von Nb, Ga, Al und Si.
  • Indem verschiedene Rohmaterialien ausgewählt werden, können andere Phasenstrukturen, z. B. eine ThMn12-Struktur und eine Th2Zn17-Struktur neben der hartmagnetischen Phase mit der TbCu7-Struktur in dem Material während des Herstellungsprozesses des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers kaum vermeiden werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die hartmagnetische Phase mit der TbCu7-Struktur des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers einen Höchstwert zwischen 2θ = 40° bis 45° unter einer Cu-Ziel-Röntgenaufnahme auf. Vorzugsweise weist dann, wenn die Genauigkeit der Röntgenbeugung 0,02° beträgt und die Standardabweichung des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers weniger als 0,8° beträgt, das Seltenerd-Permanentmagnetpulver, das die obigen Anforderungen erfüllt, eine einzelne und stabile Phasenstruktur und gute magnetische Eigenschaften auf.
  • Bei der Herstellung der schnellabgeschreckten Legierung des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers beeinflusst die Benetzbarkeit zwischen der Legierungsflüssigkeit und der Wasserkühlungsrolle direkt die Oberflächenrauigkeit der hergestellten Legierung. Je größer der Wert der Rauigkeit Ra ist, desto unebener ist die Oberfläche. Denn Flocken mit unterschiedlichen Dicken weisen unterschiedliche Kühlungsraten auf. Unter extremen Bedingungen werden manche Teile derselben Flocke rasch überabgeschreckt, während die Kühlungsraten anderer Teile unzureichend sind. Deshalb werden unweigerlich Phasenstrukturen und Mikrostrukturen der abschließend gebildeten Legierung beeinträchtigt. Außerdem führt eine uneinheitliche Flocke ferner zu unterschiedlichen dynamischen Bedingungen während eines Nitridierungsvorgangs, um eine uneinheitliche Nitridierung zu bewirken. Die abschließenden magnetischen Eigenschaften des Materials werden durch alle obigen Faktoren beeinflusst.
  • Um die magnetischen Eigenschaften des durch die Anmeldung bereitgestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers weiter zu verbessern, liegt die Rollenkontaktoberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Anmeldung unter 2,8 μm. Die Rollenkontaktoberflächenrauigkeit Ra ist bei der Anmeldung die arithmetische mittlere Abweichung der Kontur, die den Oberflächenzustand der Flocke angibt. Die arithmetische mittlere Abweichung der Kontur Ra ist der arithmetische Mittelwert der Absolutwerte des Konturversatzabstands innerhalb der Probenlänge L, und die Berechnungsformel lautet wie folgt:
    Figure DE112012006640T5_0001
  • Bei den obigen Formeln ist y der Konturversatzabstand, wobei auf den Abstand zwischen einem Konturpunkt und einer Referenzlinie in der Messrichtung Bezug genommen wird. Die Referenzlinie ist die mittlere Linie der Kontur. Die Kontur wird durch diese Linie geteilt, und die Quadratsumme des Konturversatzabstands von der Linie innerhalb der Probenlänge ist minimal.
  • Die Rollenkontaktoberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers wird dahin gehend gesteuert, unter 2,8 μm zu liegen, was dahin gehend vorteilhaft ist, die Materialbenetzbarkeitsreaktion des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu steuern, um ferner ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit relativ guten magnetischen Eigenschaften zu erhalten. Vorzugsweise wird die Rollenkontaktoberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers dahin gehend gesteuert, unter 2,8 μm zu liegen; stärker bevorzugt beträgt die Rollenkontaktoberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers 2,2 μm; und weiter bevorzugt liegt die Rollenkontaktoberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers unter 1,6 μm.
  • Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel der Anmeldung beträgt die durchschnittliche Korngröße des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers 3 bis 100 nm. Wenn die durchschnittliche Körnung der hartmagnetischen Phase bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver kleiner als 3 nm ist, kann kaum eine Koerzitivkraft von mehr als 5 kOe erhalten werden, während es schwierig ist, das Seltenerd-Permanentmagnetpulver herzustellen, um die Ausbeute zu verringern. Falls die durchschnittliche Körnung größer als 100 nm ist, ist die erhaltene Remanenz relativ gering. Die Körnung der hartmagnetischen Phase liegt vorzugsweise im Bereich von 5 bis 80 nm, stärker bevorzugt im Bereich von 5 bis 50 nm.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anmeldung wird das Element Nd bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver teilweise durch Sm und/oder Ce ersetzt. Der Gehalt an Sm und/oder Ce bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt 0,5 bis 4,0 Atom-%. Sm und/oder Ce werden/wird dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver zugegeben, um einerseits die Materialeigenschaften zu verbessern und die Kosten zu senken und um andererseits die Phasenbildungsbedingungen und den Oberflächenzustand der Flocke zu verbessern.
  • Bei der Anmeldung wird ferner ein Herstellungsprozess des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers bereitgestellt, der im Einzelnen folgende Schritte verwendet:
    • (1) zunächst Proportionieren von Materialien für eine Legierung mit bestimmten Komponenten, Schmelzen der Materialien anhand von Verfahren, die eine Verarbeitung bei mittlerer Frequenz und eine Lichtbogenverarbeitung usw. umfassen, um Legierungsingots zu erhalten; (2) Durchführen eines Induktionsschmelzens für grob zerkleinerte Legierungsblöcke, um eine Legierungsflüssigkeit zu bilden, und Abschrecken der Legierungsflüssigkeit, um flockiges Legierungspulver zu erhalten; (3) Durchführen einer Kristallisationsbehandlung für das erhaltene Legierungspulver bei einer bestimmten Temperatur über einen bestimmten Zeitraum hinweg, und anschließendes Durchführen einer Nitridierungsbehandlung und/oder Karbonisierungsbehandlung bei etwa 350 bis 550°C, die Stickstoffquelle ist ein Mischgas aus reinem industriellem Stickstoff, Wasserstoff und Ammoniak usw.; Schritt 4: Erhalten des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers.
  • Bei den oben offenbarten Materialkomponenten müssen alle Prozesse, einschließlich des Schnellabschreckens, des Zerkleinerns, der Kristallisation und der Nitridierung usw. bei dem gesamten Herstellungsprozess des Materials auf stabile und einheitliche Weise gesteuert werden. Bei der Schnellabschreckungsstufe umfassen Faktoren, die streng gesteuert werden müssen, Folgende: die Schmelztemperatur, den Düsendurchmesser und die Drehzahl des Schnellabschreckungsrades, und der Strahldruck wird synergistisch gesteuert.
  • Der Strahldruck weist bei der Anmeldung hauptsächlich zwei Funktionen auf, von denen eine darin besteht, einen stabilen und einheitlichen Ausstoß der Legierungsflüssigkeit zu gewährleisten, und die andere Funktion darin besteht, eine Verflüchtigung von Elementen, insbesondere von Seltenerdelementen, während des Schmelzvorgangs zu hemmen, um die Einheitlichkeit der Materialkomponenten zu gewährleisten. Gleichzeitig wird der Strahldruck je nach der Menge der Legierungsflüssigkeit und den Schnellabschreckungsbedingungen kontinuierlich reguliert, um eine Uneinheitlichkeit von Materialien, die bei einem Herstellungsprozess in unterschiedlichen Stufen hergestellt werden, zu vermeiden. Während der anfänglichen Stufe der Schnellabschreckung kann momentan ein relativ geringer Strahldruck angelegt werden, da der durch durch den geschmolzenen Metallstahl verursachte Druck einen gleichmäßigen Ausstoß gewährleisten kann. Bei den mittleren und späteren Stufen der Schnellabschreckung wird der Strahldruck aufgrund von langsamen Flüssigkeitsströmungen oder sogar einer Ausstoßschwierigkeit, die durch ein Absenken des Pegels geschmolzenen Stahls bewirkt wird, momentan erhöht, um ein gleichmäßiges Schnellabschrecken zu gewährleisten.
  • Die Schmelztemperatur ist auch ein wichtiger Referenzindex. Die Schmelztemperatur einer NdFe-basierten Legierung ist relativ niedrig. Gleichzeitig wird eine bestimmte Menge an M zugegeben, um die Schmelztemperatur effektiv zu senken, sodass der gesamte Prozess stabil ist und gleichzeitig kaum eine Verflüchtigung bewirkt werden kann. Bei der Anmeldung liegt die Schmelztemperatur zwischen 1.200°C und 1.600°C und wird je nach unterschiedlichen Komponenten feinabgestimmt.
  • In der Kristallisations- und der Nitridierungsstufe müssen die Behandlungstemperatur und -zeit gesteuert werden, um ein Kornwachstum von weich- und hartmagnetischen Phasen zu verhindern. Gleichzeitig ist die Verbesserung der Kristallisations- und Nitridierungseffizienz einer der Schlüsselfaktoren, um ein abnormales Kornwachstum zu vermeiden. Die Anmeldung verwendet einen Behandlungsprozess einer relativ niedrigen Temperatur und langen Zeitdauer, um auf der Basis eines Aufrechterhaltens guter Mikrostrukturen ein Magnetpulver mit guten Eigenschaften zu erhalten.
  • Die Anmeldung stellt das Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit der TbCu7-Struktur als Hauptphase bereit. Ein isotroper gebundener Magnet kann hergestellt werden, indem das Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit einem Harz zum Herstellen gemischt wird. Das Herstellungsverfahren kann ein Formpressen, Einspritzen, Kalandrieren und Strangpressen usw. umfassen, und der hergestellte gebundene Magnet kann in anderen Formen vorliegen, einschließlich deiner Blockform und einer Ringform usw.
  • Der anhand der Anmeldung erhaltene gebundene Magnet kann für eine Herstellung einer entsprechenden Vorrichtung verwendet werden. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit guten Eigenschaften und der anhand der obigen Verfahren hergestellte Magnet sind für eine Miniaturisierung der Vorrichtung vorteilhaft.
  • Der vorteilhafte Effekt des durch die Anmeldung bereitgestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers wird nachstehend in Kombination mit spezifischen Ausführungsbeispielen S1 bis S71 näher beschrieben.
  • Durch Röntgenbeugung wird nachgewiesen, dass die Hauptphasen der hartmagnetischen Phasen bei anhand der folgenden Ausführungsbeispiele S1 bis S71 hergestelltem Seltenerd-Permanentmagnetpulver TbCu7-Strukturen sind. Komponenten, Körnungen, Kornverteilung und Magnetpulvereigenschaften des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers werden nachstehend näher beschrieben.
  • (1) Komponenten des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers
  • Seltenerdlegierungspulverkomponenten werden hergestellt, indem geschmolzenes Legierungspulver nitridiert wird, und Magnetpulverkomponenten sind nitridierte Magnetpulverkomponenten, die mittels Atomprozent ausgedrückt werden.
  • (2) Körnung σ
  • Ausdrucksverfahren einer mittleren Körnung: es muss ein Elektronenmikroskop verwendet werden, um eine Aufnahme einer Mikrostruktur eines Materials zu machen und um Körner einer TbCu7-Struktur der hartmagnetischen Phase und Körner einer α-Fe-Phase der weichmagnetischen Phase in dem Bild zu beobachten. Das spezifische Verfahren umfasst: die gesamte Querschnittsfläche S von n Körnern desselben Typs zu berechnen, anschließend die Querschnittsfläche S zu der Fläche eines Kreises äquivalent zu machen, den Durchmesser des Kreises zu berechnen, um die mittlere Körnung σ zu erhalten, deren Einheit nm ist, und die Berechnungsformel lautet wie folgt:
    Figure DE112012006640T5_0002
  • (3) Verhalten von Magnetpulver
  • Das Verhalten von Magnetpulver wird anhand eines Schwingproben-Magnetometers (VSM – Vibrating Sample Magnetometer) erfasst,
    wobei Br die Remanenz mit kGs als Einheit ist; Hcj die innere Koerzitivkraft mit kOe als Einheit ist; (BH)m das Produkt der magnetischen Energie mit MGOe als Einheit ist.
  • (4) Rauigkeit Ra
  • Die Rauigkeit wird mittels eines Rauigkeitsmessers gemessen.
  • I. Seltenerd-Permanentmagnetpulver NdxT100-x-y-aCyNa
  • Die Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Beispiels 1–16 werden hergestellt, indem die Rohmetalle gemäß den in Tabelle 1 aufgeführten Anteilen gemischt werden und indem man die Metalle in einen Induktionsschmelzofen gibt. Unter dem Schutz von gasförmigem Ar werden mittels Schmelze Legierungsingots erhalten, und anschließend werden die Legierungsingots in einen Schnellabschreckungsofen gegeben, um nach grobem Zerkleinern schnellabgeschreckt zu werden, wobei das Schutzgas gasförmiges Ar ist, der Strahldruck 55 kPa ist, die Anzahl der Düsen 2 beträgt, die Querschnittsfläche 0,85 mm2 ist, die Lineargeschwindigkeit der Wasserkühlungsrolle 50 m/s ist, der Kupferrollendurchmesser 300 mm beträgt; nach dem Schnellabschrecken wird flockiges Legierungspulver erhalten.
  • Nachdem die Legierung 1,5 min lang unter dem Schutz von gasförmigem Ar bei 730°C verarbeitet wurde, wird sie 6 Stunden lang bei 430°C durch gasförmiges N2 einer Atmosphäre nitridiert, um Nitridmagnetpulver zu erhalten, und für das erhaltene Nitridmagnetpulver wird eine Röntgenbeugungserfassung durchgeführt.
  • Komponenten, magnetische Eigenschaften und Körnungen des erhaltenen flockigen Nitridmagnetpulvers werden erfasst. Die Komponenten und Eigenschaften der Materialien sind so, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind. S stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Vergleichsbeispiele werden von verschiedenen Komponenten mit demselben Prozess erhalten. D stellt ein Vergleichsbeispiel dar. Tabelle 1 Komponente, Strukturen und Eigenschaften des Materials
    Probe Komponenten (bal stellt die übrigen Teile dar) Ra σ Eigenschaften
    Br Hcj (BH)m
    S1 Nd10,3FebalCo4,5C0,8N13,5 0,83 43 9,6 7,3 16,9
    S2 Nd8,3FebalCo4,5C0,8N12,5 0,8 56 9,1 7,6 16,6
    S3 Nd9,5FebalCo4,5C0,1N13,5 2,2 71 8,2 6,8 15,5
    S4 Nd8,9FebalCo15,5C0,7N15 1,3 45 9,5 7,4 16,7
    S5 Nd8,5FebalCo4,5C0,9N15,5 1,2 47 9,3 8,0 17,2
    S6 Nd5,1FebalCo4,5C2,0N13,5 1,4 59 8,4 7,3 16,4
    S7 Nd8,9FebalC0,3N13,5 2,2 26 8,1 6,5 14,7
    S8 Nd8,3FebalCo4,5C0,6N13,5 0,9 31 9,5 7,5 16,7
    S9 Nd12,0FebalCo11,5C0,8N20,0 2,8 38 8,1 6,8 15,1
    S10 Nd8,5FebalCo4,5C0,9N13,5 0,9 31 9,2 7,4 17,5
    S11 Nd8,3FebalCo4,5C1,5N13,5 1,8 61 8,4 7,0 16,1
    S12 Nd4,0FebalCo20,0C0,5N10,0 1,9 49 8,5 7,3 16,7
    S13 Nd8,3FebalCo6,5C0,8N13,5 0,5 43 9,4 7,5 17,6
    S14 Nd8,3FebalCo4,5C0,8N15 0,8 45 9,3 7,7 17,4
    S15 Nd9,3FebalCo4,5C0,3N13,5 1,7 52 8,3 6,9 14,4
    S16 Nd8,1FebalC0,2N14,5 2,1 33 8,5 6,9 15,2
    D1 Sm9,0FebalCo4,5N15 4,5 41 7,3 5,9 12,7
    D2 Nd9,0FebalCo4,5C3,5N15 3,1 46 7,9 6,4 13,9
    D3 Nd9,0FebalN15 3,7 40 7,1 6,1 11,6
  • Aus entsprechenden Ergebnissen der Beispiele 1 bis 16 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 3 ist ersichtlich, dass die Verhältnisbereiche der Rohmaterialien dahin gehend gesteuert werden können, relativ gute Eigenschaften zu erhalten, wenn das Seltenerd-Permanentmagnetpulver anhand des Elements Nd, des Elements C, des Elements N und des Elements T (T ist Fe oder FeCo) hergestellt wird. Die Oberflächenrauigkeit und die magnetischen Eigenschaften werden vor allem dann in unterschiedlichem Ausmaß verringert, wenn der Gehalt des Elements C bei dem hergestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulver nicht innerhalb der durch die Anmeldungen geforderten Bereiche liegt.
  • II. Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dem die Elemente A (Zr und/oder Hf) und B zugegeben werden
  • Die Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Beispiels 17–36 werden hergestellt, indem die Rohmetalle gemäß den in Tabelle 2 aufgeführten Anteilen gemischt werden und indem man die Metalle in einen Induktionsschmelzofen gibt. Unter dem Schutz von gasförmigem Ar werden mittels Schmelze Legierungsingots erhalten, und anschließend werden die Legierungsingots in einen Schnellabschreckungsofen gegeben, um nach grobem Zerkleinern schnellabgeschreckt zu werden, wobei das Schutzgas gasförmiges Ar ist, der Strahldruck 20 kPa ist, die Anzahl der Düsen 2 beträgt, die Querschnittsfläche 0,75 mm2 ist, die Lineargeschwindigkeit der Wasserkühlungsrolle 55 m/s ist, der Kupferrollendurchmesser 300 mm beträgt; nach dem Schnellabschrecken wird flockiges Legierungspulver erhalten.
  • Nachdem die Legierung 10 min lang unter dem Schutz von gasförmigem Ar bei 730°C verarbeitet wurde, wird sie 7 Stunden lang bei 420°C durch gasförmiges N2 einer Atmosphäre nitridiert, um Nitridmagnetpulver zu erhalten.
  • Komponenten, magnetische Eigenschaften und Körnungen des erhaltenen flockigen Nitridmagnetpulvers werden erfasst. Die Komponenten und Eigenschaften der Materialien sind so, wie sie in Tabelle 2 gezeigt sind. S stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Vergleichsbeispiele werden von verschiedenen Komponenten mit demselben Prozess erhalten. D stellt ein Vergleichsbeispiel dar. Tabelle 2 Komponenten, Strukturen und Eigenschaften des Materials
    Probe Komponenten (bal stellt die übrigen Teile dar) Ra Eigenschaften
    Br Hcj (BH)m
    S17 Nd8,5Zr11FebalCo4,5C0,5B0,5N13,5 2,5 37 9,3 7,8 16,7
    S18 Nd8,5Zr1,6FebalCo4,5C0,5B0,8N13,5 2,9 39 7,6 7,7 15,5
    S19 Nd7,9Zr2,1FebalCo4,5C0,8B0,8N15,5 1,5 32 9,2 7,3 17,2
    S20 Nd7,3Zr1,7FebalCo4,5C0,3B0,3N13,5 2,4 49 7,9 5,3 15,8
    S21 Nd7,8Zr1,6FebalCo4,5C0,7B0,8N13,5 0,9 29 9,3 6,0 17,2
    S22 Nd8,5Zr1,4FebalCo15,5C0,8B0,3N15,5 1,1 38 9,1 6,2 16,9
    S23 Nd8,5Zr2,5Hf1,0FebalCo4,5C0,5B0,8N15,5 2,5 41 8,1 6,6 15,7
    S24 Nd8,5Zr1,7FebalCo4,5C1,1B0,8N13,5 1,2 47 7,9 7,3 17,4
    S25 Nd8,5Zr1,7FebalCo4,5C0,9B0,8N13,5 1,3 48 7,2 7,6 16,9
    S26 Nd7,5Hf2,3FebalCo4,5C1,4B0,8N13,5 2,3 41 8,3 7,7 16,3
    S27 Nd8,5Zr1,5FebalCo4,5C0,7B0,8N15,5 1,2 51 9,3 7,7 17,2
    S28 Nd6,5Zr5,0FebalCo3,5C1,4B2,0N13,5 2,3 87 8,4 8,0 16,4
    S29 Nd6,9Zr1,5FebalCo4,5C0,7B0,3N15,5 0,8 59 9,5 7,3 17,5
    S30 Nd6,3Zr1,1FebalCo10,3C0,8B0,3N15,5 0,9 61 9,3 7,1 17,2
    S31 Nd7,5Zr1,6FebalCo4,5C0,7B0,8N13,5 0,7 47 9,6 6,8 17,7
    S32 Nd3,0Zr1,0Hf0,2FebalCo11,5C0,6B0,1N13,5 2,8 67 7,9 5,3 15,4
    S33 Nd8,5Zr1,7FebalCo4,5C1,1B0,8N17,5 1,6 64 6,8 6,5 15,9
    S34 Nd6,9Zr1,5FebalCo4,5C0,7B0,3N25 0,9 71 6,5 5,9 15,3
    S35 Nd9,1Zr1,3FebalCo4,5C1,1B0,6N13,5 1,4 43 9,2 7,5 17,0
    S36 Nd8,4Hf1,6FebalCo4,5C1,5B0,8N13,5 2,2 79 8,4 7,8 16,2
    D4 Nd6,3Zr1,1FebalCo10,3C0,8B0,3N15,5 3,2 83 6,8 5,7 8,6
    D5 Nd6,0Zr1,5FebalCo11,5C0,6B0,1N13,5 4,7 76 6,9 6,4 9,0
    D6 Nd6,3Zr0,3FebalCo10,3C0,8B0,3N15,5 3,1 91 7,1 6,1 9,8
  • Aus dem Inhalt der Tabelle 2 ist ersichtlich, dass das Seltenerd-Permanentmagnetpulver der Anmeldungen nach der Zugabe des Elements A und des Elements B relativ gute Eigenschaften erhalten kann, indem die Bereiche von Verhältnissen der Rohmaterialien gesteuert werden. Optimale Oberflächenzustände und magnetische Eigenschaften können vor allem dann erhalten werden, wenn das Verhältnis des Elements B zu dem Element A zwischen 0,1 und 0,5 gesteuert wird, während das Verhältnis von C zu der Summe von A und Nd im Bereich von 0,05 und 0,12 gesteuert wird. Gleichzeitig geht aus den Ausführungsbeispielen hervor, dass die magnetischen Eigenschaften über die Bereiche der Verhältnisse hinaus verringert werden.
  • III. Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dem das Element M zugegeben wird
  • Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird anhand des Elements Nd, des Elements C, des Elements N, des Elements T (T ist Fe oder FeCo) und des Elements M hergestellt, wobei das Element M zumindest eines von Ti, V, Cr, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta, W, Al, Ga und Si ist.
  • Die Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Beispiels s37–s53 werden hergestellt, indem die Rohmetalle gemäß den in Tabelle 3 aufgeführten Anteilen gemischt werden und indem man die Metalle in einen Induktionsschmelzofen gibt. Unter dem Schutz von gasförmigem Ar werden mittels Schmelze Legierungsingots erhalten, und anschließend werden die Legierungsingots in einen Schnellabschreckungsofen gegeben, um nach grobem Zerkleinern schnellabgeschreckt zu werden, wobei das Schutzgas gasförmiges Ar ist, der Strahldruck 35 kPa ist, die Anzahl der Düsen 1 beträgt, die Querschnittsfläche 0,9 mm2 ist, die Lineargeschwindigkeit der Wasserkühlungsrolle 65 m/s ist, der Kupferrollendurchmesser 300 mm beträgt; nach dem Schnellabschrecken wird flockiges Legierungspulver erhalten.
  • Nachdem die Legierung 10 min lang unter dem Schutz von gasförmigem Ar bei 750°C verarbeitet wurde, wird sie 6 Stunden lang bei 430°C durch gasförmiges N2 einer Atmosphäre nitridiert, um Nitridmagnetpulver zu erhalten.
  • Für das erhaltene Nitridmagnetpulver wird eine Röntgenbeugungserfassung durchgeführt. Komponenten, magnetische Eigenschaften und Körnungen des erhaltenen flockigen Nitridmagnetpulvers werden erfasst. Die Komponenten und Eigenschaften der Materialien sind so, wie sie in Tabelle 3 gezeigt sind. S stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Vergleichsbeispiele werden von verschiedenen Komponenten mit demselben Prozess erhalten. D stellt ein Vergleichsbeispiel dar. Tabelle 3 Komponenten, Strukturen und Eigenschaften des Materials
    Probe Komponenten (bal stellt die übrigen Teile dar) Ra σ Eigenschaften
    Br Hcj (BH)m
    S37 Nd8,5FebalCo4,5Mo2,4C0,8N13,5 1,5 23 8,8 6,2 15,4
    S38 Nd8,5FebalCo3,5Ta2,4C0,8N13,5 1,4 31 8,6 5,5 15,4
    S39 Nd8,5FebalCo4,5Nb2,4C0,8N12,5 1,5 29 8,8 6,9 15,6
    S40 Nd8,5FebalCo4,5Ga2,4C0,8N13,6 0,9 23 8,9 6,1 15,5
    S41 Nd8,5FebalCo5,0Si2,4C0,8N12,5 0,8 31 9,0 6,5 15,4
    S42 Nd8,5FebalCo4,5Al10,0C0,8N12,5 1,3 65 8,1 7,1 14,1
    S43 Nd8,5FebalGa5,0C0,8N12,2 1,3 31 8,6 7,3 15,7
    S44 Nd8,5FebalCo4,5Si0,5C0,8N13,2 1,2 41 8,5 5,7 15,0
    S45 Nd8,5FebalCo4,5Zr0,4Ga2,4C0,8N14,0 0,75 35 8,6 6,0 15,2
    S46 Nd8,5FebalCo1,5Al2,4C1,3N13,5 0,5 19 8,7 6,7 15,3
    S47 Nd9,2FebalCo4,5Nb3,4C0,8N12,5 1,2 45 8,5 7,1 15,0
    S48 Nd6,2FebalCo6,9Ti4,3V2,2N12,3 1,6 54 8,2 7,3 14,9
    S49 Nd7,3FebalCo21,0Al1,3Ta0,2Mo4,2N12,5 1,9 71 8,5 6,2 14,9
    S50 Nd6,2FebalCo11,9Si3,3W1,5Ni5,2N12,3 2,5 100 8,3 6,7 13,1
    S51 Nd7,3FebalCo21,0Al1,3Cr0,2Si0,2N12,5 1,5 56 8,6 6,0 15,2
    S52 Nd6,2FebalCo11,9Al0,5Cu1,5Ni0,2N12,3 1,5 47 8,5 5,6 15,1
    S53 Nd6,2FebalCo11,9Al0,3N13,8 2,3 62 8,2 6,4 14,2
    D7 Sm9,0FebalCo4,5Al0,4Ga2,4N15 3,5 89 6,9 5,1 9,2
    D8 Nd9,0FebalCo4,5C3,5Si0,4Ga2,4N15 3,1 55 7,1 5,7 10,9
    D9 Nd9,0FebalNb0,4Ga2,4N15 4,2 63 7,3 5,5 11,2
  • Aus dem Inhalt der Tabelle 3 geht hervor, dass die Zugabe einer bestimmten Menge M auch einen relativ niedrigen Wert der Oberflächenrauigkeit erhalten kann. Jedoch sind die magnetischen Eigenschaften im Vergleich zu Seltenerd-Permanentmagnetpulver ohne M etwas verringert, und die Oberflächenrauigkeit und magnetischen Eigenschaften werden vor allem dann in unterschiedlichem Ausmaß verringert sein, wenn die Komponenten von den seitens der Anmeldung geforderten Bereichen abweichen.
  • IV. Seltenerd-Permanentmagnetpulver, das Element M zugegeben wird
  • Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird anhand des Elements Nd, des Elements C, des Elements N, des Elements T (T ist Fe oder FeCo), des Elements A, des Elements B und des Elements M hergestellt, wobei das Element M zumindest eines von Ti, V, Cr, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta, W, Al, Ga und Si ist.
  • Die Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Beispiels s54–s63 werden hergestellt, indem die Rohmetalle gemäß den in Tabelle 4 aufgeführten Anteilen gemischt werden und indem man die Seltenerd- und Übergangsmetalle in einen Induktionsschmelzofen gibt. Unter dem Schutz von gasförmigem Ar werden mittels Schmelze Legierungsingots erhalten, und anschließend werden die Legierungsingots in einen Schnellabschreckungsofen gegeben, um nach grobem Zerkleinern schnellabgeschreckt zu werden, wobei das Schutzgas gasförmiges Ar ist, der Strahldruck 30 kPa ist, die Anzahl der Düsen 3 beträgt, die Querschnittsfläche 0,83 mm2 ist, die Lineargeschwindigkeit der Wasserkühlungsrolle 61 m/s ist, der Kupferrollendurchmesser 300 mm beträgt; nach dem Schnellabschrecken wird flockiges Legierungspulver erhalten.
  • Nachdem die Legierung 10 min lang unter dem Schutz von gasförmigem Ar bei 700°C verarbeitet wurde, wird sie 5,5 Stunden lang bei 420°C durch gasförmiges N2 einer Atmosphäre nitridiert, um Nitridmagnetpulver zu erhalten.
  • Für das erhaltene Nitridmagnetpulver wird eine Röntgenbeugungserfassung durchgeführt. Komponenten, magnetische Eigenschaften und Körnungen des erhaltenen flockigen Nitridmagnetpulvers werden erfasst. Die Komponenten und Eigenschaften der Materialien sind so, wie sie in Tabelle 4 gezeigt sind. S stellt ein Ausführungsbeispiel dar. Tabelle 4 Komponenten, Strukturen und Eigenschaften des Materials
    Probe Komponenten (bal stellt die übrigen Teile dar) Ra σ Eigenschaften
    Br Hcj (BH)m
    S54 Nd7,8Zr1,6FebalCo4,5Nb2,5C0,7B0,8N13,5 1,6 47 8,7 5,7 15,9
    S55 Nd8,5Zr1,4FebalCo15,5Ga2,5C0,8B0,3N15,5 1,8 42 8,1 4,9 15,6
    S56 Nd6,9Hf1,5FebalCo4,5Si2,5C0,7B0,3N15,5 1,6 53 8,4 6,0 15,5
    S57 Nd6,3Zr1,1FebalCo10,3Al12,5C0,8B0,3N15,5 2,0 59 8,3 6,4 16,3
    S58 Nd7,5Zr1,6FebalCo4,5Ga1,9Si3,1C0,7B0,8N13,5 1,9 37 8,1 7,5 15,6
    S59 Nd7,8Zr1,5FebalCo4,5Al1,5Si0,3C0,7B0,75N13,5 2,2 29 8,2 5,5 15,3
    S60 Nd8,5Hf1,4FebalCo15,5Ga1,3Si0,8C0,8B0,3N15,5 2,5 76 8,9 6,2 16,2
    S61 Nd6,9Zr1,0Hf0,5FebalCo4,5C0,7W0,1Cr1,5B0,3N15,5 2,4 59 8,5 5,9 16,1
    S62 Nd6,3Zr1,1FebalCo9,3Cu2,1Mo0,4C0,8B0,3N15,5 2,3 43 8,1 4,7 15,9
    S63 Nd7,5Zr0,8Hf0,7FebalCo4,5Ta2,3C0,7B0,75N13,5 2,5 61 8,7 5,6 16,1
  • Aus dem Inhalt der Tabelle 4 geht hervor, dass die Zugabe einer bestimmten Menge M auch einen relativ niedrigen Wert der Oberflächenrauigkeit erhalten kann. Jedoch sind die magnetischen Eigenschaften im Vergleich zu Seltenerd-Permanentmagnetpulver ohne M etwas verringert, und die Oberflächenrauigkeit und magnetischen Eigenschaften werden vor allem dann in unterschiedlichem Ausmaß verringert sein, wenn die Komponenten von den seitens der Anmeldung geforderten Bereichen abweichen.
  • V. Einfluss anderer Seltenerdelemente auf die magnetischen Eigenschaften des durch die Anmeldung bereitgestellten Seltenerd-Permanentmagnetpulvers
  • Die Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Beispiels s64–s71 werden hergestellt, indem die Seltenerd- und Übergangsmetalle gemäß den in Tabelle 5 aufgeführten Anteilen gemischt werden und indem man die Seltenerd- und Übergangsmetalle in einen Induktionsschmelzofen gibt. Unter dem Schutz von gasförmigem Ar werden mittels Schmelze Legierungsingots erhalten, die Legierungsingots werden in einen Schnellabschreckungsofen gegeben, um nach grobem Zerkleinern schnellabgeschreckt zu werden, wobei das Schutzgas gasförmiges Ar ist, der Strahldruck 45 kPa ist, die Anzahl der Düsen 4 beträgt, die Querschnittsfläche 0,75 mm2 ist, die Lineargeschwindigkeit der Wasserkühlungsrolle 60 m/s ist, der Kupferrollendurchmesser 300 mm beträgt; nach dem Schnellabschrecken wird flockiges Legierungspulver erhalten.
  • Nachdem die Legierung 10 min lang unter dem Schutz von gasförmigem Ar bei 700°C verarbeitet wurde, wird sie 6 Stunden lang bei 430°C durch gasförmiges N2 einer Atmosphäre nitridiert, um Nitridmagnetpulver zu erhalten.
  • Für das erhaltene Nitridmagnetpulver wird eine Röntgenbeugungserfassung durchgeführt. Komponenten, magnetische Eigenschaften und Körnungen des erhaltenen flockigen Nitridmagnetpulvers werden erfasst. Die Komponenten und Eigenschaften der Materialien sind so, wie sie in Tabelle 5 gezeigt sind. S stellt ein Beispiel dar. Tabelle 5 Komponenten, Strukturen und Eigenschaften des Materials
    Probe Komponenten (bal stellt die übrigen Teile dar) Ra σ Eigenschaften
    Br Hcj (BH)m
    S64 Nd7,3Sm1,2FebalCo4,5C0,8N13,5 2,4 61 7,5 6,8 12,8
    S65 Nd8,3Ce1,5FebalCo4,5C0,8N12,5 2,3 57 6,9 6,6 9,6
    S66 Nd6,5Sm4,0FebalCo4,5C0,9N15,5 2,5 43 7,2 6,8 12,5
    S67 Nd6,3Ce0,5Zr1,1FebalCo10,3C0,8B0,3N15,5 2,6 47 6,1 6,4 10,6
    S68 Nd5,5Sm3,7Zr1,5FebalCo4,5C0,7B0,8N13,5 2,7 49 6,8 6,2 10,2
    S69 Nd7,8Ce1,3Zr1,5FebalCo4,5C0,7B0,8N13,5 2,6 39 5,7 6,0 10,9
    S70 Nd7,8Ce0,9Zr1,6FebalCo4,5Nb2,5C0,7B0,8N13,5 1,6 47 8,7 1,6 11,3
    S71 Nd8,5Sm1,3Zr1,4FebalCo15,5Ga2,5C0,3B0,3N15,5 1,8 42 8,1 1,8 11,1
  • Gemäß der obigen Beschreibung ist das durch die Anmeldung bereitgestellte TbCu7-Struktur-Seltenerdnitridmagnetpulver mit optimierten Komponenten versehen und kann bei dem Herstellungsprozess Probleme, die eine Seltenerdverflüchtigung und eine schlechte Benetzbarkeit usw. umfassen, effektiv vermeiden, um ein Material mit einheitlichen Phasenstrukturen und einer einheitlichen Mikrostruktur sowie guten magnetischen Eigenschaften zu erhalten.
  • Außerdem kann das Magnetpulver gemäß der Anmeldung mit einem Bindemittel gemischt und gebunden werden, um einen gebundenen Magneten herzustellen, der bei Gelegenheiten, die Motoren, Stereoanlagen und Messinstrumente usw. umfassen, anzuwenden ist.
  • Die Obigen sind lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der Anmeldung und sollten nicht dazu verwendet werden, die Anmeldung einzuschränken. Für Fachleute kann die Anmeldung verschiedene Modifikationen und Änderungen aufweisen. Jegliche Modifikationen, äquivalente Ersetzungen, Verbesserungen und dergleichen innerhalb des Geistes und des Prinzips der Anmeldung sollen dem Schutzumfang der Anmeldung unterliegen.

Claims (15)

  1. Ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, wobei das Seltenerd-Permanentmagnetpulver 4 bis 12 Atom-% Nd, 0,1 bis 2 Atom-% C, 10 bis 25 Atom-% N und 62,2 bis 85,9 Atom-% T aufweist, wobei das T Fe oder FeCo ist und die Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers eine hartmagnetische Phase mit einer TbCu7-Struktur ist.
  2. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 1, wobei das Seltenerd-Permanentmagnetpulver die Struktur in der Allgemeinen Formel (I) aufweist und die Allgemeine Formel (I) wie folgt gezeigt ist: NdxT100-x-y-aCyNa (I), wobei 4 ≦ x ≦ 12, 0,1 ≦ y ≦ 2 und 10 ≦ a ≦ 25.
  3. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 1, wobei das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ferner 1 bis 5 Atom-% des Elements A und 0,1 bis 2 Atom-% des Elements B aufweist; das Element A Zr und/oder Hf ist, das Verhältnis des Gehalts des Elements B zu dem Gehalt des Elements A 0,1 bis 0,5 beträgt.
  4. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 3, wobei der Gehalt an B bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver zwischen 0,3 und 2 Atom-% beträgt.
  5. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 3, wobei der Gehalt des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 4 bis 12 Atom-% des Gesamtgehalts des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers beträgt und das Verhältnis des Gehalts des Elements C zu der Summe des Gehalts des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,03 bis 0,15 beträgt.
  6. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 5, wobei das Verhältnis des Gehalts des Elements C zu der Summe des Gehalts des Elements Nd und des Elements A bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,05 bis 0,12 beträgt.
  7. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 5, wobei das Seltenerd-Permanentmagnetpulver die Struktur in der Allgemeinen Formel (II) aufweist und die Allgemeine Formel (II) wie folgt gezeigt ist: NdxAwT100-x-y-z-aCyBzNa (II) wobei T Fe oder FeCo ist; A Zr und/oder Hf ist; 4 ≦ x + w ≦ 12, 1 ≦ w ≦ 5, 0,1 ≦ z ≦ 2, 10 ≦ a ≦ 25, 0,1 ≦ z/w ≦ 0,5 und 0,1 ≦ y ≦ 2.
  8. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß einem der Ansprüche 1, 3 oder 6, wobei das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ferner 0,3 bis 10 Atom-% M aufweist und M zumindest eines von Ti, V, Cr, Ni, Cu, Nb, Mo, Ta, W, Al, Ga und Si ist.
  9. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 8, wobei der Gehalt an M bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,5 bis 8 Atom-% beträgt.
  10. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß Anspruch 9, wobei der Gehalt an M bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 0,5 bis 5 Atom-% beträgt und M zumindest eines von Nb, Ga, Al und Si ist.
  11. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Rollenkontakt-Oberflächenrauigkeit Ra des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers unter 2,8 μm liegt; vorzugsweise liegt die Rollenkontakt-Oberflächenrauigkeit Ra unter 1,6 μm.
  12. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die durchschnittliche Korngröße des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers 3 bis 100 nm beträgt.
  13. Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Element Nd bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver teilweise durch Sm und/oder Ce ersetzt wird; der Gehalt an Sm und/oder Ce bei dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt 0,5 bis 4,0 Atom-%.
  14. Ein gebundener Magnet, wobei der gebundene Magnet durch Binden des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11 mit einem Bindemittel erhalten wird.
  15. Eine Vorrichtung, wobei die Vorrichtung den gebundenen Magneten gemäß Anspruch 14 verwendet.
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