DE112018001808T5

DE112018001808T5 - Seltenerdgebundenes Magnetpulver sowie Herstellungsverfahren dafür und gebundener Magnet

Info

Publication number: DE112018001808T5
Application number: DE112018001808.3T
Authority: DE
Inventors: Yang Luo; Hongbin Zahng; Zhou HU; Dunbo Yu; Ningtao Quan; Yuanfei Yang; Wenlong Yan; Jiajun Xie
Original assignee: Grirem Advanced Materials Co Ltd; Guoke Re Advanced Materials Co Ltd
Current assignee: Grirem Advanced Materials Co Ltd; Guoke Re Advanced Materials Co Ltd
Priority date: 2017-11-29
Filing date: 2018-06-20
Publication date: 2019-12-19
Also published as: US20210151226A1; CN109841367B; JP6799196B2; US11495376B2; JP2020521339A; CN109841367A; WO2019105013A1; JP6799196B6

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Seltenerdgebundenes Magnetpulver sowie ein Herstellungsverfahren dafür. Das Seltenerdgebundenes Magnetpulver weist eine mehrschichtige Kern-Schale-Struktur auf und umfasst eine Kernschicht und eine Antioxidansschicht (3), wobei die Kernschicht aus RFeMB besteht, wobei R Nd und/oder PrNd ist, und M eine oder mehrere von Co, Nb, Zr ist, wobei die Kernschicht außen mit einer Eisen-Stickstoffschicht (2) umhüllt ist. Ferner ist ein Herstellungsverfahren dafür und ein gebundener Magnet offenbart. Eine Oxidation und Korrosion des magnetischen Rohpulvers werden während der Phosphatierung und der anschließenden Behandlung wirksam vermieden und die Langzeittemperaturbeständigkeit und die Umgebungbeständigkeit des Materials werden weiter verbessert.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Seltenerdgebundenes Magnetpulver sowie ein Herstellungsverfahren dafür und einen gebundenen Magnet und gehört zum technischen Gebiet von Seltenerdmaterial.
STAND DER TECHNIK
Zurzeit ist NdFeB-Seltenerd-Permanentmagnetmaterial in vielen Bereichen zu einem unersetzbaren Grundmaterial geworden und wird in vielen Bereichen, wie Elektronik, Automobilen, Computern usw. weit verbreitet verwendet, was die Entwicklung verschiedener Industrien vorantreibt. Herkömmlicher gebundener Magnet wird derart hergestellt, dass ein Seltenerdgebundenes Magnetpulver mit permanentmagnetischen Eigenschaften mit Harzbindemittel, wie Epoxidharz oder Nylon, gemischt und dann die Mischung in eine geformte oder spritzgegossene Form gepresst wird. Für den endgültigen Magnet stammen die magnetischen Eigenschaften hauptsächlich aus gebundenem Magnetpulver, während die mechanischen Eigenschaften hauptsächlich aus Bindemittel stammen.
Seltenerd-Permanentmagnetmaterial wird im Allgemeinen bei einer bestimmten Temperatur und Umgebung bearbeitet. Es ist erforderlich, die Integrität seines Außenabmessungs und die Stabilität der magnetischen Eigenschaften während der Langzeitarbeit aufrechtzuerhalten. Für gebundener Magnet gibt es zwei Schlüsselfaktoren, die die Leistung beeinflussen: Erstens ist das Bindemittel. Obwohl das Vorhandensein des Bindemittels zu einem größeren Vorteil gegenüber dem gesinterten Magnet hat, ist der Magnet aufgrund eines Defekts des Polymers selbst bezüglich seiner Zersetzungs- und Erweichungstemperatur signifikant niedriger als das Metallmaterial, was letztendlich die Eigenschaften des darin enthaltenen Materials beeinflusst. Andererseits tritt Oxidation auf, wobei die Oxidation zunimmt, wenn die Temperatur höher ist, obwohl das gebundene Magnetpulver mit dem äußeren Polymermaterial umhüllt ist. Diese Oxidation bewirkt, dass der irreversible Magnetflussverlust des Materials erheblich erhöht wird, was zu Problemen wie Rosten und Entmagnetisierung des Magnets führt.
Das Magnet erzeugt nicht nur während des Gebrauchs, sondern auch während des Vorbereitungsprozesses Oxidation. Dies führt nicht nur zu Sicherheitsrisiken bei der Herstellung, sondern auch zu einer schlechten Produktstabilität. Die Ausweiertung des Anwendungsbereichs von gebundenen Magneten ist stark eingeschränkt.
Zurzeit sind zur Verbesserung der Oxidationsbeständigkeit von gebundenem Magnetpulver aus Chinesischen Patentanmeldungen CN102498530A , CN101228024A , CN103503086A usw. Verfahren zum Abscheiden einer organischen Beschichtung auf der Oberfläche eines Seltenerdgebundenen Magnetpulvers bekannt, wobei eine organische Passivierungsschicht auf dem Seltenerdgebundenen Magnetpulver gebildet werden kann, um Anti-Aging-Zwecke zu erreichen. Das Chinesische Patent CN1808648B schlägt auch ein Oberflächenbehandlungsverfahren für anisotrop gebundenes Magnetpulver vor, das einer wasserfreien Phosphatierungsbehandlung unterzogen wird, um eine Oxidation des anisotropen Magnetpulvers während des Spritzgießens bei hoher Temperatur zu verhindern. Zudem sind aus den Chinesischen Patentanmeldungen CN103862033A und CN102744403A auch Verfahren zur Oberflächenbehandlung von weichmagnetischem Pulver, um den Wirbelstromverlust des weichmagnetischen Pulverkerns zu verringern.
Der Stand der Technik ist jedoch im Hinblick auf die chemische Behandlung der Pulveroberfläche modifiziert. Bei der chemischen Behandlung ist aber es unvermeidlich, dass sie mit Stoff, wie Sauerstoff, Wasser und dergleichen, der der Korrosion und Oxidation verursacht, in Kontakt gebracht wird, so dass die Oxidation immer noch teilweise verursacht wird.
Um Mängel des Standes der Technik zu beheben, besteht daher immer noch ein Bedarf, ein vorteilhafteres Oberflächenbehandlungsverfahren weiter zu entwickeln.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Seltenerdgebundenes Magnetpulver und ein Herstellungsverfahren dafür bereitzustellen, um die Oxidations- und Korrosionsbeständigkeit des Seltenerdgebundenen Permanentmagnetpulvers weiter zu verbessern.
Um dieses Problem zu lösen, schlägt die vorliegende Erfindung die folgenden technischen Lösungen vor:
Ein Seltenerdgebundenes Magnetpulver, das eine mehrschichtige Kern-Schale-Struktur ist, umfassend eine Kernschicht und eine Antioxidansschicht, wobei die Kernschicht aus RFeMB besteht, wobei R Nd und/oder PrNd ist, und M eine oder mehrere von Co, Nb, Zr ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht außen mit einer Eisen- und Stickstoffschicht umhüllt ist.
Bei dem Seltenerdgebundenen Magnetpulver der vorliegenden Erfindung weist RFeMB R-Gehalt von 20 bis 30 Gew .-%, M-Gehalt von 0 bis 6 Gew .-%, B-Gehalt von 0,85 bis 1,05 Gew .-% auf, wobei der Rest Fe ist.
Bei dem Seltenerdgebundenen Magnetpulver der vorliegenden Erfindung besteht die Eisenstickstoffschicht aus einer Eisenstickstoffverbindung und die Eisenstickstoffschicht weist eine Dicke von 50 bis 500 nm, vorzugsweise 100 bis 400 nm und insbesondere 150 bis 350 nm, am meisten bevorzugt 200 bis 300 nm auf.
Bei dem Seltenerdgebundenen Magnetpulver der vorliegenden Erfindung besteht die Antioxidansschicht aus einem Phosphatkomplex mit einer Dicke von 10 bis 200 nm, vorzugsweise 20 bis 160 nm und am meisten bevorzugt 50 bis 80 nm.
Eine zweite Aufgabe liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde, auch ein Verfahren zur Herstellung des vorstehend beschriebenen Seltenerdgebundenen Magnetpulvers bereitzustellen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Oberflächen-Nitrierbehandlung von magnetischem Rohpulver, um ein Nitridpulver zu erhalten, wobei Nitriertemperatur bei 300 bis 550°C für 10 bis 120 min, bevorzugt bei 350-550°C für 10-100 min, bevorzugter bei 400-550°C für 10-60 min und am bevorzugtesten bei 450 bis 550°C für 10 bis 30 min liegt.
Eine Antioxidanslösung wird hergestellt, wobei das Nitridpulver in eine Antioxidanslösung eingetaucht und getrocknet,wird, um ein gebundenes magnetisches Pulver mit einer Kern-Schale-Struktur zu erhalten.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Nitrierbehandlung um eine Reaktion eines magnetischen Rohpulvers mit einer stickstoffhaltigen Atmosphäre.
Vorzugsweise besteht die stickstoffhaltige Atmosphäre im Wesentlichen aus Stickstoff, der jedoch kein Ammoniak und kein Wasserstoff enthält. In der vorliegenden Erfindung handelt sich es hauptsächlich um 70% oder mehr.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei der Antioxidanslösung um eine Lösung, in der Phosphorsäure oder ein Salz davon in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist und das Verhältnis des Antioxidans zu dem organischen Lösungsmittel (0,1 bis 5)g: 100 ml beträgt.
Gemäß dem Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung beträgt die Trocknungstemperatur 80 bis 110°C, vorzugsweise 85 bis 105°C, bevorzugter 90 bis 105°C und am meisten bevorzugt 95 bis 105°C.
Die vorliegende Erfindung stellt auch einen gebundenen Magnet bereit, der das obige Seltenerdgebundene Magnetpulver umfasst oder durch das obige Verfahren hergestellt ist.
Durch das obige Verfahren können mehr Schutzschichten auf der Oberfläche des gebundenen Magnetpulvers gebildet werden, wodurch der Einfluss der Einführung von Sauerstoff und dergleichen bei der nachfolgenden chemischen Behandlung vermieden wird, wobei der Effekt bei der nachfolgenden chemischen Behandlung verbessert wird und die Oxidationsbeständigkeit, die Korrosionsbeständigkeit und die Leistungsstabilität des gebundenen Magnets bei hohen Temperaturen stark verbessert werden.
Figurenliste

1 zeigt eine schematische Ansicht einer Mehrschichtstruktur der Oberfläche des Seltenerdgebundenen Magnetpulvers der vorliegenden Erfindung,
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Seltenerdgebundenen Magnetpulvers.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Die Aufgaben und/oder Aspekte der Erfindung werden in Form von bevorzugten Ausführungsformen angegeben. Die Ausführungsformen sollen die Erfindung veranschaulichen und keine abschließenden Ausführungsformen sind. Diese möglichen Ausführungsformen werden aus Praxis der Erfindung erkannt.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter veranschaulicht. Es ist jedoch offensichtlich, dass der Umfang der Erfindung nicht auf die folgenden Beispiele beschränkt ist.
Wie in 1 gezeigt, besteht in der vorliegenden Erfindung das seltenerdgebundene Magnetpulver aus einer mehrschichtigen Kern-Schale-Struktur, wobei es handelt sich bei einer Kernschicht um ein magnetisches Rohpulver 1 mit einer Zusammensetzung von RFeMB ist, und wobei die Kernschicht außen nacheinander durch eine Eisen-Stickstoff-Schicht 2 und eine Antioxidansschicht 3 umhüllt ist. Die Eisen-Stickstoff-Schicht 2 und die Antioxidansschicht 3 werden jeweils durch verschiedene Verfahren nacheinander hergestellt.
Es handelt sich bei einer bevorzugte Komponente des magnetischen Rohpulvers 1 der vorliegenden Erfindung um RFeMB, wobei R Nd und/oder PrNd ist, und M eines oder mehrere von Co, Nb und Zr ist. Das magnetische Rohpulver 1 hat eine Hauptphasenstruktur von Nd₂Fe₁₄B. In der vorliegenden Erfindung bedeutet „Hauptphase“ eine Kristallphase, aus der ein Hauptkörper einer Struktur und die Eigenschaft des Materials gebildet ist und die die Eigenschaft des Materials bestimmt. In der vorliegenden Erfindung bildet die Hauptphase von Nd₂Fe₁₄B die Grundlage für die Permanentmagnetleistung, und wobei durch die Hauptphase wird sichergestellt, dass das endgültige Magnetpulver eine bestimmte magnetische Eigenschaft, wie Remanenz und Koerzitivkraft, aufweist. Für Fachmann wird es verstehen, dass der RFeMB der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu der Hauptphase auch eine bestimmte Menge von Hilfsphasen, wie α-Fe, Neodymreiche Phase und Eisenbor, enthalten kann. Die Hilfsphase wird hauptsächlich durch die Anpassung der Zusammensetzung während der Optimierung des Herstellungsprozesses eingebracht. Die Menge der zugesetzten Hilfsphase ist ebenfalls eine im Stand der Technik übliche Zugabemenge.
In der vorliegenden Erfindung beträgt der R-Gehalt vorzugsweise 20 bis 30 Gew .-%, der M-Gehalt beträgt 0 bis 6 Gew .-%, der B-Gehalt beträgt 0,85 bis 1,05 Gew .-% und der Rest ist Fe. Diese Komponentenbereiche müssen eine bestimmte Hauptphasenstruktur und Permanentmagneteigenschaft gewährleisten und gleichzeitig eine geringe Menge Co, Nb, Zr hinzufügen, um die Temperaturbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit und Formungseigenschaft des seltenerdgebundenen Magnetpulvers zu erhöhen. In einer Ausführungsform beträgt der Co-Gehalt 2 bis 6 Atom-%, wenn M Co ist.
In der vorliegenden Erfindung kann das magnetische Rohpulver 1 durch im Stand der Technik wohlbekanntes Verfahren hergestellt werden, beispielsweise schnelles Abschrecken, Gaszerstäubung und dergleichen.
Beispielsweise wird durch das Abschreckverfahren hauptsächlich ein blattartiges Seltenerdlegierungspulver derart gebildet, dass die geschmolzene Legierungslösung durch eine Düse auf eine mit Hochgeschwindigkeit rotierende Walze gesprüht und schnell abgekühlt wird.
Beim Abschreckverfahren wird die geschmolzene Legierungslösung hauptsächlich durch ein Mittelfrequenz- oder Hochfrequenz-Induktionsschmelzverfahren hergestellt, wobei die induktive Schmelzung schnell erfolgen kann. Die Lösung wird während des Compoundierprozesses gerührt, um eine Gleichmäßigkeit des Materials sicherzustellen und eine Segregation der Komponenten zu vermeiden. Die geschmolzene Legierungslösung wird durch eine Düse auf eine mit Hochgeschwindigkeit rotierende Walze gesprüht. Das Düsenmaterial kann aus feuerfesten Hochtemperaturmaterialien, wie Quarz, BN, Al₂O₃ usw. bestehen, wobei der Porendurchmesser zwischen 0,5 und 2 mm liegt, und wobei die Walze aus Kupfer, Kupferlegierung, Kohlenstoffstahl, W, Mo oder andere Materialien mit guter Wärmeleitfähigkeit bestehen kann. Für die Herstellung des Verbundmaterials, die Benetzbarkeit der Walze mit der geschmolzenen Legierungslösung, die Festigkeit und Verschleißfestigkeit des Materials ist das Walzenmaterial vorzugsweise Kupfer, Kupferlegierung, Mo oder Mo-Legierung. Der Durchmesser der Walze beträgt vorzugsweise 250 mm bis 500 mm. Innerhalb der Walze liegt der Wasserweg vor, um die Temperatur der Walze zu halten, so dass ein großer Temperaturgradient in Bezug auf die geschmolzene Legierung gebildet wird und die auf die Walze gesprühte Legierung noch keinen Kern bildet, um amorphes oder nanokristallines blattartiges Seltenerdlegierungspulver zu erhalten.
Der gesamte Abschreckprozess wird in einer nicht oxidierenden Atmosphäre, bevorzugt Ar- Atmosphäre, durchgeführt, und wobei der Ar-Druckbereich P in der Umgebung 10 bis 80 kPa, vorzugsweise 20 bis 60 kPa beträgt. Das Seltenerdlegierungspulver, das durch ein Kontakt mit der Walze ausgeschleudert ist, wird einmal in einer nichtoxidierenden Atmosphäre während des Herausfliegens abgekühlt, wobei der Druck niedriger als 10 kPa ist und der schnelle Kühleffekt nicht erreicht wird. Ein zu hoher Wert führt zu eine unausreichende Benetzung der Lösung mit der Walze während des schnellen Abschreckprozesses, so dass der Zustand der Oberflächenrauheit des endgültigen Magnetpulvers beeinflusst und somit die Herstellung des gesamten Seltenerdgebundenen Magnetpulvers nachteilig beeinträchtigt wird.
In dem schnellen Abschreckprozess kann das Schmelzen und das Abschrecken in einer Kammer ausgeführt werden, wobei der Umgebungsdruck beim Schmelzen und Abschrecken gleich ist, und die Stahlschmelze durch sein eigenes Gewicht aus der Düse ausgestoßen wird, wobei das Schmelzen und das Abschrecken auch in zwei unabhängigen Hohlräumen durchgeführt werden können. Die beiden Hohlräume sind durch eine Düse miteinander verbunden. Die Abgabegeschwindigkeit und die Stabilität der Abgabe werden durch Einstellen des Drucks der Schmelzkammer angepasst.
Am Ende des Abschreckprozesses wird das durch das Abschrecken erhaltene magnetische Rohpulver zur weiteren Verarbeitung, d.h Nitrierbehandlung und Antioxidationsbehandlung, zugeführt.
In der vorliegenden Erfindung wird eine Eisen-Stickstoff-Schicht mit einer Dicke von 50 bis 500 nm auf der äußeren Schicht des magnetischen Rohpulvers 1 durch Nitrierbehandlung gebildet. Die Eisen-Stickstoff-Schicht enthält Eisen-Stickstoffverbindung als Hauptkomponente, einschließlich Fe₄N, Fe₂N, Fe₃N und dergleichen. Die Eisen-Stickstoff-Verbindung wird hauptsächlich durch Reaktion eines Fe-haltigen Materials mit einer stickstoffhaltigen Atmosphäre gebildet, wobei die Hauptfunktion darin besteht, ein nachfolgender Bildungsprozess der Antioxidansschicht 3 durch die magnetische Schicht 1 der Kernschicht und ein Kontakt mit Wasser, Luft usw. zu verhindern, was zu einem Auftritt der Oxidation und einem Einfluss der Leistung führt. In der vorliegenden Erfindung wird hauptsächlich RFeMB mit einer stickstoffhaltigen Atmosphäre reagiert.
Die Reaktion muss bei einer bestimmten Temperatur durchgeführt werden. Vorteilhafterweise liegt die Reaktionstemperatur zwischen 300 und 550°C für 10 bis 120 Minuten.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Eisen-Stickstoff-Schicht 2 50 bis 500 nm, was die Bildung einer Eisen-Stickstoff-Schicht ohne eine signifikante Abnahme der magnetischen Eigenschaft des Kernteils sicherstellt. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Eisen-Stickstoff-Schicht 2 100 bis 400 nm, bevorzugter 150 bis 350 nm und am bevorzugtesten 200 bis 300 nm.
In einer speziellen Ausführungsform beträgt die Dicke der Eisen-Stickstoff-Schicht 2 250 nm.
In der vorliegenden Erfindung ist ferner eine Antioxidansschicht 3 auf der Außenseite der Eisen-Stickstoff-Schicht 2 aufgebracht, wobei die Antioxidansschicht vorzugsweise ein Phosphatkomplex ist. Der Phosphatkomplex wird durch Reaktion von Phosphorsäure oder Phosphat mit dem magnetischem Rohpulver 1 und die Eisen-Stickstoff-Schicht 2 gebildet, wobei durch die Bildung der Phosphatierungsschicht 3 der Kernabschnitt vor der zweiten Barriere geschützt wird, wodurch Oxidation und Korrosion des Kernteils wirksam verhindert wird.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Antioxidansschicht 10 bis 200 nm. Wenn sie zu dick ist, wird eine Erhöhung der magnetischen Eigenschaft beeinträchtigt. Wenn sie zu dünn ist, wird die Schutzwirkung nicht erreicht. Vorzugsweise beträgt die Dicke der Antioxidansschicht 20 bis 160 nm, bevorzugter 40 bis 120 nm und am bevorzugtesten 50 bis 80 nm.
In einer speziellen Ausführungsform beträgt die Dicke der Antioxidansschicht 60 nm.
In einem anderen Aspekt betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung des Seltenerdgebundenen Magnetpulvers. 2 zeigt ein Flussdiagramm eines Herstellungsprozesses des Seltenerdgebundenen Magnetpulvers. Das Herstellungsverfahren umfasst im Wesentlichen die folgenden Schritte:

(1) Oberflächen-Nitrierbehandlung des magnetischen Rohpulvers, um ein Nitridpulver zu erhalten;

1

₂

₃

₂

₁₄

₂

₁₄

In der vorliegenden Erfindung beträgt die Nitriertemperatur 300 bis 550°C und die Zeit 10 bis 120 Minuten. Vorzugsweise beträgt die Nitriertemperatur 350 bis 550°C für 10 bis 100 Minuten, bevorzugter 400 bis 550°C für 10 bis 60 Minuten und am bevorzugtesten 450 bis 550°C für 10 bis 30min.
In einer spezifischen Ausführungsform beträgt die Nitriertemperatur 500 °C für 20 Minuten.
(2) Herstellung einer Antioxidationslösung;
Das Antioxidans wird in einem organischen Lösungsmittel gelöst, um eine Lösung zu bilden, wobei das Antioxidans Phosphorsäure oder Phosphat enthält. Die Phosphorsäure ist vorzugsweise wasserfreie Phosphorsäure, um zu verhindern, dass sich Wasser mit dem magnetischen Rohpulver 1 und der nitrierten Schicht 2 reagiert, wobei das Phosphat vorzugsweise ein Phosphat ist, das aus der Gruppe bestehend aus Gruppe IA, Gruppe IIA, Gruppe IIIA ausgewählt, wobei das organische Lösungsmittel vorzugsweise Aceton oder Alkohol ist. Das Antioxidans kann nicht nur ausreichend aufgelöst werden, sondern es kann auch vollständig verfestigt werden, nachdem das Antioxidans ausreichend gleichmäßig gehaftet ist.
In der vorliegenden Erfindung beträgt das Verhältnis des Antioxidans zum organischen Lösungsmittel (0,1 bis 5)g: 100ml, vorzugsweise (0,2 bis 4)g: 100ml, bevorzugter (0,4 bis 3) g: 100 ml und am bevorzugtesten (0,6 bis 2)g: 100ml.
In einer spezifischen Ausführungsform beträgt das Verhältnis von Antioxidans zu organischem Lösungsmittel 1,2g: 100ml.
(3) Eintauchen des Nitridpulvers in eine Antioxidanslösung und Erhalten eines gebundenes magnetisches Pulvers mit einer Kern-Schale-Struktur nach dem Trocken.
In diesem Schritt werden das Magnetpulver und das Antioxidans mit einem bestimmten Verhältnis in die Antioxidanslösung gegeben, um vollständig zu reagieren, vorzugsweise durch Rühren, was für die gleichmäßige Reaktion des Magnetpulvers und des Antioxidans vorteilhafter ist. Danach werden die Filtration und das Trocknen durchgeführt.
In der vorliegenden Erfindung beträgt die Trocknungstemperatur 80 bis 110°C, vorzugsweise 85 bis 105°C, bevorzugter 90 bis 105°C und am bevorzugtesten 95 bis 105°C.
In einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung auch einen gebundenen Magnet, der durch das obige Herstellungsverfahren erhalten wird.
Gegenüber dem Stand der Technik besteht der größte Vorteil der vorliegenden Erfindung darin, dass ein Nitrierbehandlungsschritt vor dem herkömmlichen Phosphatierungsschritt hinzugefügt wird, wodurch eine Nitridschicht 2 zwischen dem magnetischen Rohpulver 1 und der Antioxidansschicht 3 gebildet wird, so dass die Oxidation und Korrosion des magnetischen Rohpulvers nach dem Phosphatieren und während der nachfolgenden Behandlung wirksam verhindern werden und die Langzeittemperaturbeständigkeit und Umweltverträglichkeit des Materials weiter verbessert werden.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nun anhand von Beispielen ausführlicher beschrieben Ausführungsbeispiele 1-25
Die verschiedenen Rohmaterialien (Nd, NdPr, Fe, Co, B, Zr, Nb), die in den Beispielen Nr. 1 bis Nr. 9 von Tabelle 1 aufgeführt sind, werden im Verhältnis gemischt und in einen Induktionsschmelzofen gegeben, wobei unter Ar-Schutzgas das Schmelzen durchgeführt wird, um einen Legierungsblock zu erhalten.
Der Legierungsblock wird grob zerkleinert und zum schnellen Abschrecken in einen Abschreckofen gegeben. Nach dem Abschrecken wird ein magnetisches Rohpulver erhalten.
Das so hergestellte Seltenerdlegierungspulver weist eine durchschnittliche Dicke von 15 bis 100µm Bei dem erhaltenen Seltenerdlegierungspulver wird eine Phasenstruktur durch eine XRD bestimmt.
Das magnetische Rohpulver wird unter Ar-Schutzgas bei einer bestimmten Temperatur und Zeit behandelt und dann unter N₂ nitriert, um eine Eisen-Stickstoff-Schicht auf der Oberfläche des magnetischen Rohpulvers zu bilden.
Das Antioxidans wird in einem organischen Lösungsmittel gelöst, um eine Lösung zu bilden.
Das Nitridpulver wird in eine Antioxidanslösung eingetaucht. Ein gebundenes magnetisches Pulver mit einer Kern-Schale-Struktur wird nach dem Trocken erhalten.
Vergleichsbeispiel Vgl. Nr. 1
Der Oberflächennitrierungsbehandlungsschritt wird weggelassen und die übrigen Schritte sind gleich wie bei der ersten Ausführungsform.
Vergleichsbeispiel Vgl. Nr. 2
Siehe Tabelle 1 für Details
Bewertungsverfahren für Eigenschaft des magnetischen Pulvers
Zusammensetzung des Seltenerdgebundenen magnetischen Pulvers
Die Zusammensetzung des Seltenerdgebundenen magnetischen Pulvers ist eine Zusammensetzung, die durch Wärmebehandlung und Nitrierbehandlung des nach dem schnellen Abschrecken erhaltenen Seltenerdlegierungspulvers erhalten wird, wobei die Zusammensetzung in Atomprozent ausgedrückt wird.
Magnetpulvereigenschaft
Die Eigenschaft des magnetischen Pulvers wird durch Vibrieren des Probenmagnetometers (VSM) gemessen
Br ist Remanenz und die Einheit ist kGs.
Hcj ist die intrinsische Koerzitivkraft in kOe.
(BH)m ist das magnetische Energieprodukt in MGOe.
Korrosionsbeständigkeit η
Zuerst wird das nitrierte Seltenerdgebundene Magnetpulver durch ein 300-Mesh-Sieb geleitet und ein feines Pulver von weniger als 50µm herausgenommen. Die Seltenerdgebundene Magnetpulvermasse W1 wird nach dem Entfernen des feinen Pulvers gewogen.
In einer 5% igen wässrigen NaCl-Lösung wird es bei 80 ° C für 48 Stunden behandelt. Das behandelte Magnetpulver wird getrocknet und weiter durch ein 300-Mesh-Sieb geleitet, während das behandelte Seltenerdgebundene Magnetpulver W2 wird gewogen. $Korrosionsbeständigkeit η = (W1 - W2) / W1$
Proben mit einem Verlust von weniger als 1 Gew.-% werden als für die Korrosionsbeständigkeit akzeptabel angesehen.
Temperaturbeständigkeit
Die Messung wurde mit einem irreversiblen magnetischen Flussverlust für 1000 stunden bei 120°C durchgeführt.

Tabelle 2 zeigt die Zusammensetzung des Seltenerdgebundenen magnetischen Pulvers, die magnetische Pulvereigenschaft, die Korrosionsbeständigkeit η und die Temperaturbeständigkeit der Beispiele Nr. 1 bis Nr. 9 der vorliegenden Anmeldung und der Vergleichsbeispiele Nr. 1 bis Nr. 2
Tabelle 2

Versuch	die Zusammensetzung des Permanentmagnetpulvers	Br	Hcj	(BH)m	η	Irreversibler magnetischer Flussverlust
Nr.1	Nd_8,4Co₆B_5,6N_1,1Fe_bal	8,5	12,3	15,2	0,25%	2,7%
Nr.2	Nd_10,8Co_2,1B_5,8N_0,9Fe_bal	8,7	12,5	15,5	0,60%	3,5%
Nr.3	Nd_13,8Nb_3,6B_5,2N_1,4Fe_bal	8,2	12	14,7	0,35%	3,0%
Nr.4	Nd_11,7Zr_2.9B₅N_0,3Fe_bal	8,8	12,7	15,8	0,80%	3,8%
Nr.5	Nd_7,8Pr₄B_5,8N_2,3Fe_bal	7,8	11,7	14,2	0,50%	3,2%
Nr.6	Nd_2,6Pr_6,6Nb_1,3Co_3,1B_5,1N_0,44Fe_bal	8,7	12,6	15,7	0,70%	3,6%
Nr.7	Nd_3,6Pr_10,2Nb_2,1Zn_1,4B_6,3N_1,9Fe_bal	8	11,8	14,5	0,55%	3,3%
Nr.8	Pr_3,1Nd_9,0Nb_1,8Zr_1,3B_5,1N_1,5Fe_bal	9,2	13,0	14,2	0,20%	2,0%
Nr.9	Nd_2,4Pr_6,5Nb_1,2Co_3,0B_5,0N_1,2Fe_bal	9,0	13,2	14,0	0,22%	2,1%
Nr.10	Nd_2,6Pr_8,5Co_2,1Zr_0,7B_5,8N_0,7Fe_bal	8,5	12,4	15,6	0,65%	3,4%
Nr.11	Nd_10,3Pr_3,2Co_1,1Zr_0,7B₆N_1,6Fe_bal	8,1	12,1	14,6	0,40%	3,1%
Komp Nr.1	Nd_8,4Co₆B_5,6N_1,1Fe_bal	8,4	11,9	15,2	1,20%	4,2%
Komp Nr.2	Nd_11,7Zr_2,9B₅N_0,1Fe_bal	7,8	11,7	13,8	1,40%	5,3%

Es ist ersichtlich, dass im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen die Ausführungsforme Nr. 1-9 der vorliegenden Anmeldung die Oxidation und die Korrosion des magnetischen Rohpulvers während der Phosphatierung und der anschließenden Behandlung wirksam vermeidet und die Langzeittemperaturbeständigkeit und die Umgebungbeständigkeit des Materials weiter verbessert.
Es ist offensichtlich, dass es sich bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen lediglich um Beispiele zum Veranschaulichen handelt, ohne die vorliegende Erfindung einzuschränken. Für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet sind verschiedene Modifikationen und Änderungen auf der Grundlage der vorstehenden Beschreibung denkbar. Hierbei ist eine vollständige Auflistung aller Ausführungsformen weder notwendig noch möglich. Jegliche naheliegende Modifikationen oder Abänderungen, die sich darauf ableiten, sind von dem Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

CN 102498530 A [0005]
CN 101228024 A [0005]
CN 103503086 A [0005]
CN 1808648 B [0005]
CN 103862033 A [0005]
CN 102744403 A [0005]

Claims

Seltenerdgebundenes Magnetpulver, wobei das gebundenes magnetisches Pulver eine mehrschichtige Kern-Schale-Struktur besitzt, umfassend eine Kernschicht und eine Antioxidansschicht, wobei die Kernschicht aus RFeMB besteht, wobei R Nd und/oder PrNd ist, und M eine oder mehrere von Co, Nb, Zr ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht außen mit einer Eisen-Stickstoffschicht umhüllt ist.
Seltenerdgebundenes Magnetpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass RFeMB R-Gehalt von 20 bis 30 Gew .-%, M-Gehalt von 0 bis 6 Gew .-%, B-Gehalt von 0,85 bis 1,05 Gew .-% aufweist, wobei der Rest Fe ist.
Seltenerdgebundenes Magnetpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisenstickstoffschicht aus einer Eisenstickstoffverbindung besteht, wobei die Eisenstickstoffschicht eine Dicke von 50 bis 500 nm, vorzugsweise 100 bis 400 nm und insbesondere 150 bis 350 nm, am meisten bevorzugt 200 bis 300 nm aufweist.
Seltenerdgebundenes Magnetpulver nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antioxidationsschicht aus einem Phosphatkomplex besteht, wobei der Phosphatkomplexf eine Dicke von 10 bis 200 nm, vorzugsweise 20 bis 160 nm und am meisten bevorzugt 50 bis 80 nm aufweist.
Ein Verfahren zur Herstellung des Seltenerdgebundenen Magnetpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Herstellungsverfahren die folgenden Schritte umfasst: Oberflächen-Nitrierbehandlung von magnetischem Rohpulver, um ein Nitridpulver zu erhalten, wobei eine Nitriertemperatur bei 300 bis 550 °C für 10 bis 120 min, bevorzugt 350-550°C für 10-100 min, bevorzugter 400-550°C für 10-60 min und am meisten bevorzugt 450 bis 550°C für 10 bis 30 min liegt, Herstellung einer Antioxidanslösung, wobei das Nitridpulver in eine Antioxidanslösung getaucht und getrockt wird, um ein gebundenes magnetisches Pulver mit einer Kern-Schale-Struktur zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nitrierbehandlung eine Reaktion eines magnetischen Rohpulvers mit einer stickstoffhaltigen Atmosphäre ist.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die stickstoffhaltige Atmosphäre im Wesentlichen aus Stickstoff besteht, der jedoch kein Ammoniak und kein Wasserstoff enthält.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antioxidanslösung eine Lösung ist, in der Phosphorsäure oder ein Salz davon in einem organischen Lösungsmittel gelöst ist und das Verhältnis des Antioxidans zu dem organischen Lösungsmittel (0,1 bis 5)g: 100 ml beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trocknungstemperatur 80 bis 110°C, vorzugsweise 85 bis 105°C, bevorzugter 90 bis 105°C und am meisten bevorzugt 95 bis 105°C beträgt.
Gebundener Magnet, dadurch gekennzeichnet, dass der gebundene Magnet aus dem Seltenerdgebundenen Magnetpulvers nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder durch Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9 hergestellt ist.