FI103223B - Lämpökäsittelyominaisuuksiltaan parannettu kestomagneetti ja menetelmä sen valmistamiseksi - Google Patents
Lämpökäsittelyominaisuuksiltaan parannettu kestomagneetti ja menetelmä sen valmistamiseksi Download PDFInfo
- Publication number
- FI103223B FI103223B FI893600A FI893600A FI103223B FI 103223 B FI103223 B FI 103223B FI 893600 A FI893600 A FI 893600A FI 893600 A FI893600 A FI 893600A FI 103223 B FI103223 B FI 103223B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- atomic
- magnet
- ihc
- coercive force
- sintered
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys 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
- H01F1/0575—Alloys 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
- H01F1/0577—Alloys 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)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Diaphragms For Electromechanical Transducers (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Description
103223 Lämpökäsittelyominaisuuksiltaan parannettu kestomagneetti ja menetelmä sen valmistamiseksi Tämä keksintö koskee kestomagneettia, tarkemmin 5 määriteltynä sintrattua Nd-Fe-B-magneettia sekä menetelmää sen valmistamiseksi.
Nd-Fe-B-magneetteihin kuuluu sulakarkaistuja ja sintrattuja magneetteja. Sulakarkaistu magneetti on olennaisilta osiltaan magneettisesti isotrooppinen. On ehdo-10 tettu menetelmää sulakarkaistun magneetin muuttamiseksi anisotrooppiseksi, jossa menetelmässä murskataan sulakar-kaisulla saatu liuska jauheeksi ja kuumapuristetaan ja tyssätään sitten jauhe muotissa. Tätä menetelmää ei kuitenkaan vielä käytetä teollisuudessa, koska tuotantovai-15 heet ovat monimutkaisia.
Tämän keksinnön tekijä et ai. ovat kehittäneet sintratun Nd-Fe-B-magneetin. Sillä on erinomaiset ominaisuudet siinä suhteessa, että sillä on erittäin hyvät magneettiset ominaisuudet ilmaistuina maksimienergiatulon 20 (MH)max avulla, joka on 400 Τ·Α·πυη-^ laboratoriomittakaavassa ja 320 T*A‘mm_1 jopa massatuotantomittakaassa ja että raaka-ainekustannukset ovat huomattavasti pienemmät kuin harvinaisista maametalleista ja koboltista valmistetun magneetin, sillä pääkomponentteina ovat sellaiset hal-25 vat alkuaineet kuin Fe ja B sekä Nd (neodyymi) ja Pr (pra-seodyymi), jotka ovat suhteellisen runsaasti esiintyviä harvinaisia maametalleja. Sintrattua Nd-Fe-B-magneettia koskevia patentteja edustavat seuraavat JP-patenttijulkaisut nro 59-89401, 59-46008, (61-34242, 14 316 170, 59- 30 217003) sekä US-patenttijulkaisu 4 597 938 ja EP-hakemus- julkaisu 0 101 552. Tieteellisistä julkaisuista mainittakoon "New Material for permanent magnets on a base on Nd and Fe (invited)" [M. Sagawa et ai., J. Appi. Phys. 55 (nro 6, osa II, maaliskuu 1984) 2083 - 2087].
2 103223 Tämän hakemuksen tekijä on jättänyt Suomessa 2.6.1989 patenttihakemuksen, joka koskee alla kuvattavia magneetteja (A) ja (B). Tässä yhteydessä viitataan tässä aiemmassa patenttihakemuksessa esitettyyn tekniikan tason 5 kuvaukseen.
Tämän keksinnön tekijä on tehnyt tutkimuksia ja havainnut seuraavaa. Nd-Fe-B-magneetissa, jolla on määrätty koostumus ja johon on lisätty V:a, NdFe4B4-faasin (runsaasti B: a sisältävän faasin) määrä vähenee hyvin pieneksi 10 ja muodostuu yhdistefaasi, joka on muu kuin NdFe4B4-faasi, ts. V-Fe-B-yhdistefaasi, jonka läsnäoloa ei ole ennen tätä tiedetty ja joka korvaa NdFe4B4-faasin, ts. runsaasti B:a sisältävän faasin. Koersitiivivoiman (iHc) absoluuttinen arvo kasvaa edelleen ja stabiilius korkeassa lämpötilassa 15 paranee sekä V-Fe-B-yhdistefaasin että kyseessä olevan koostumuksen ansiosta. Lisäksi V-Fe-B-yhdistefaasin muodostuminen ja NdFe4B4-faasin häviäminen tai väheneminen parantaa lisäksi suuresti sintratun Nd-Fe-B-magneetin kor-roosionkestoa.
20 Aiemman patenttihakemuksen mukainen keksintö teh tiin tällaisen havainnon perusteella.
(A) Sintratulla Nd-Fe-B-magneetilla koersitiivivoiman (iHc) lämpötilakerroin on vähintään 0,5 %/°C ja sen koostumus on sellainen, että R = 11 - 18 atomi-% (R on 25 yksi tai useampia harvinaisia maametalleja Dy pois luettuna sillä edellytyksellä, että 80 atomi-% £ (Nd + Pr)/R £ atomi-%), B = 6 - 12 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % 30 Co)] ja epäpuhtauksia. Sille on myös tunnusmerkillistä, . että R2Fe14B4:n stoikiometriseen koostumukseen nähden yli määräinen B ei muodosta olennaisia määriä RFe4B4-yhdistevä-hemmistöfaasia vaan hienojakoisesti dispergoituneen V-T-B-yhdistevähemmistöfaasin (T on Fe ja Co:n ollessa läsnä, T 35 on Fe ja Co) ja lisäksi se, että magneetin maksimienergia-tulo on vähintään 160 T-A-mm'1 ja koersitiivivoiman (iHc) vähintään 1 190 A-mm'1.
3 103223 (B) Sintratun Nd-Fe-B-magneetin koersitiivivoiman (iHc) lämpötilakerroin on vähintään 0,5 %/°C ja koostumus sellainen, että R = 11 - 18 atomi-% (R on harvinaiset maa-metallit, Rx = Nd + Pr ja R2 = Dy sillä edellytyksellä, 5 että 80 atomi-% ύ (R2 + R2)/R £ 100 atomi-%), 0 £ R2 s 4 atomi-%, B = 6 - 12 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Com osuus on korkeintaan 25 atomi-% Com ja Fern yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % Co)] ja epäpuhtauksia. Sille on tunnusmerkillistä myös se, 10 että R2Fe14B-yhdistefaasin stoikiometriseen koostumukseen nähden ylimääräinen B ei muodosta olennaisia määriä RFe4B4-yhdistevähemmistöfaasia, vaan hienojakoisesti dispergoitu-neen V-T-B-yhdistevähemmistöfaasin (T on Fe ja Corn läsnä ollessa T on Fe ja Co) ja lisäksi se, että magneetin mak-15 simienergiatulo on vähintään 160 T-A-mm*1 ja koersitiivi-voima (iHc) (15 + 3x) -79,6 A-mm'1 [(15 + 3x) kOe] (x on Dy-pitoisuus atomi-%:eina sillä edellytyksellä, että kun (15 + 3x) *79,6 A-mm'1 on vähintään 1 670 A-mm'1, koersitii-vivoima on vähintään 1 670 A-mm'1.
20 Aiemmassa hakemuksessa esitettyä sintrattua Nd-Fe- B-magneettia, johon on lisätty V:a, koskevat myöhemmät tutkimukset ovat osoittaneet, että vaikka saadaan aikaan korkea koersitiivivoima (iHc), lämpökäsittelyyn liittyy eräs ongelma. Koersitiivivoima (iHc) on nimittäin hyvin 25 herkkä lämpökäsittelylämpötilan suhteen ja lisäksi lämpötila-alue, jolla saadaan aikaan koersitiivivoiman (iHc) huippuarvo, on äärimmäisen kapea.
Tarkemmin kuvattuna, kun joukko kestomagneetteja lämpökäsitellään uunissa, vain jotkut niistä tuleva lämpö-30 käsitellyiksi optimilämpötilassa, koska lämpötilajakautuma uunissa on yleensä epätasainen. Pääosa magneeteista jäähtyy siksi saavuttamatta optimilämpötilaa tai tulee pidetyksi optimilämpötilaa korkeammassa lämpötilassa ja vain käyvät optimilämpötilassa jäähtyessä käsittelylämpötilas-35 ta. Koska koersitiivivoima (iHc) on äärimmäisen herkkä käsittelylämpötilan suhteen, koersitiivivoima (iHc) alenee dramaattisesti käsittelylämpötilan ollessa hieman optimi- 4 103223 lämpötilaa alempi. Tämä merkitsee sitä, että vaikka kestomagneetti pidettäisiin käsittelyn ajan optimilämpötilas-sa, koersitiivivoima (iHc) alenee dramaattisesti siirtymäajan tällaisella alemmalla lämpötila-alueella ylittäessä 5 tietyn tason. Tämän välttämiseksi tulee tehdä vesijäähdytys, jotta kestomagneetti jäähtyy nopeasti tällaisella alhaisella lämpötila-alueella, jolla todennäköisesti tapahtuu koersitiivivoiman (iHc) heikkenemistä. Suurikokoisten magneettien ollessa kyseessä vesijäähdytys kuitenkin 10 saa aikaan murtumien syntymisen, joka alentaa saantoa. Koska sintrattua Nd-Fe-B-magneettia käytetään usein suurikokoisena magneettina, murtumien syntymiseen liittyvä ongelma on vakava.
Tämän keksinnön eräänä kohteena on siten aiemmassa 15 hakemuksessa esitetyn sintratun Nd-Fe-B-magneetin lämpökä-sittelyominaisuuksien parantaminen.
Tämän keksinnön eräänä toisena kohteena on menetelmä lämpökäsittelyominaisuuksiltaan parannetun sintratun Nd-Fe-B-magneetin valmistamiseksi.
20 Tämän keksinnön mukaisesti tarjotaan käyttöön sint- rattu Nd-Fe-B-magneetti, jolla on sellainen koostumus, että R = 11 - 18 atomi-% (R on yksi tai useampia harvinaisia maametalleja, Dy pois luettuna, sillä edellytyksellä, että 80 atomi-% £ (Nd + Pr)/R s 100 atomi-%), B = 6 - 12 25 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % Co:a)] ja epäpuhtauksia ja jolle on tunnusmerkillistä, että se sisältää lisäksi 2 - 6 atomi-% V:a ja 0,01 - 1 atomi-% Cu:a; V-T-B-yh-30 distevähemmistöfaasi (T on Fe ja Co:n läsnä ollessa Fe ja j . Co) on hienojakoisesti dispergoituneena; ja lisäksi mag neetin maksimienergiatulo on vähintään 160 T-A-mm"1 ja koe- t rsitiivivoima vähintään 1 190 A·mm'1 ja magneetilla on pa- i rannetut lämpökäsittelyominaisuudet.
35 Keksintö koskee myös sintrattua Nd-Fe-B-magneettia, jonka koostumus on sellainen, että R = 11 - 18 atomi-% (R on harvinaiset maametallit, Rj. = Nd + Pr ja R2 = Dy sillä 5 103223 edellytyksellä, että 80 atomi-% £ (Rx + R2)/R s 100 atomi -%) , 0 ύ R2 £ 4 atomi-%, B = 6 - 12 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan 5 luettuna 0 % Co:a)] ja epäpuhtauksia ja jolle on lisäksi tunnusmerkillistä, että se sisältää lisäksi 2-6 atomi-% V:a ja 0,01 - 1 atomi-% Cu:a; V-T-B-yhdistevähemmistöfaasi (T on Fe ja Co:n läsnä ollessa T on Fe ja Co) ja hienoja-koisesti dispergoituneena; ja magneetin maksimienergiatulo 10 on vähintään 160 T-A-mm'1 ja koersitiivivoima (iHc) vähintään (15 + 3x) * 79,6 A-mm'1 (x on Dy-pitoisuus atomi-% :eina sillä edellytyksellä, että kun (15 + 3x)-79,6 A-mm"1 on vähintään 1 670 A-mm-1, koersitiivivoima on vähintään 1 670 A-mm'1) ja magneetilla on parannetut lämpökäsittelyominai-15 suudet.
Tämän keksinnön mukaiselle menetelmälle sellaisen sintratun Nd-Fe-B-magneetin valmistamiseksi, joka koostuu R2Fe14B-yhdistefaasin ja V-T-B-yhdistefaasin muodostamasta rakenteesta (T on Fe ja Co:n ollessa läsnä T on Fe ja Co) 20 ja jonka koersitiivivoima (iHc) on vähintään 1 190 A-mm'1, joka menetelmä sisältää sintrausvaiheen ja sitä seuraavan lämpökäsittelyvaiheen, on tunnusomaista, että Nd-Fe-B-mag-neetin koostumus on seuraava: R = 11 - 18 atomi-% (R on yksi tai useampia harvinaisia maametalleja, Dy pois luet-25 tuna, sillä edellytyksellä, että 80 atomi-% ^ (Nd + Pr)/R ύ 100 atomi-%), B = 6 - 12 atomi-%, V = 2 - 6 atomi-%, Cu = 0,01 - 1 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co: a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % Co:a)] ja 30 epäpuhtauksia.
»
Keksinnön mukaiselle menetelmälle sintratun Nd-Fe-B-magneetin valmistamiseksi, joka koostuu R2Fe14B-yhdiste-faasin ja V-T-Byhdistefaasin muodostamasta rakenteesta (T on Fe ja Co:n ollessa läsnä T on Fe ja Co) ja jonka koer-35 sitiivivoima on k (15 + 3x)-79,6 A-mm'1 (x on Dy-pitoisuus atomi-%:eina) sillä edellytyksellä, että kun (15 + x) -79,6 A-mm"1 on vähintään 1 670 A-mm"1, koersitiivivoima on vähin- 6 103223 tään 1 670 A-mrrT1, joka menetelmä sisältää sintrausvaiheen ja sitä seuraavan lämpökäsittelyvaiheen, on tunnusomaista, että Nd-Fe-B-magneetin koostumus on seuraava: R = 11 - 18 atomi-% (R on harvinaiset maametallit, Rj = Nd + Pr ja R2 = 5 Dy sillä edellytyksellä, että 80 atomi-% £ (Rx + R2)/R £ 100 atomi-%, R2 £ 4 atomi-%) , B = 6 - 12 atomi-%, V = 2 -6 atomi-%, Cu = 0,01 - 1 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 10 0 % Co:a)] ja epäpuhtauksia.
Keksintöä kuvataan seuraavassa viitaten kuvioihin.
Kuvio 1 on käyrä, joka valaisee koersitiivivoiman (iHc) riippuvuutta lämpökäsittelylämpötilasta.
Kuvio 2 on EPMA-valoku (electron probe micro-analy-15 sis) sintratusta V-Fe-B-yhdisteestä.
Kuviot 3(A) ja 3(B) esittävät V-Fe-B-yhdisteen elektronidiffraktiota.
Kuvio 4 on transmissioelektronimikroskooppikuva sintratusta Nd-Fe-B-magneetista.
20 Ensin kuvataan tämän keksinnön mukaisen sintratun
Nd-Fe-B-magneetin, jota saatetaan jäljempänä kutsua Nd-Fe-B-magneetiksi, rakennetta.
V-T-B-yhdistettä (tai -yhdistefaasia) voidaan jäljempänä kutsua V-Fe-B-yhdisteeksi (tai -yhdistefaasiksi). 25 V-Fe-B-yhdistefaasia muodostuu sintratun kappaleen perusrakenteeseen, kunhan Nd-, Pr-, (Dy-) , Be-, Fe- ja V-pitoisuudet ovat edellä kuvatuilla alueilla.
Kun R-pitoisuus on pienempi kuin edellä mainittu alue, muodostuu a-Fe-.a, kun R-pitoisuus on edellä mainitun 30 alueen yläpuolella, muodostuu toisaalta runsaasti Nd:ä . sisältävä faasi ja jäännösmagneettisuus alenee. Kun B-pi- toisuus on edellä mainitun alueen alapuolella, muodostuu suuri määrä R2Fe17:a ja siten V-T-B-yhdisteen muodostuminen on epätodennäköistä. Kun B-pitoisuus on edellä mainitun 35 alueen yläpuolella, muodostuu toisaalta suuri määrä RFe4B4-faasia. Kun V-pitoisuus on edellä mainitun alueen alapuo-lella, on muodostuneen V-T-B-yhdisteen määrä hyvin pieni.
7 103223
Kun V-pitoisuus on edellä mainitun alueen yläpuolella, on muodostuneen V-T-B-yhdisteen määrä toisaalta liian suuri korkean koersitiivivoiman (iHc) ja jäännösmagnetoituman (Br) saavuttamiseksi.
5 EPMA-mittaus osoitti, että jäljempänä olevan taulu kon 1 näytteessä nro 1 esiintyvän V-Fe-B-yhdistefaasin koostumus oli seuraava: 29,5 atomi-% V:a, 24,5 atomi-%
Fe:a, 46 atomi-% B:a ja hyvin pieni määrä Nd:ä. Elektroni-diffraktio osoitti, että V-Fe-B-yhdisteen yksikkökopilla 10 oli tetragonaalinen rakenne, jossa hilavakiot olivat a = 5,6 Ä ja c = 3,1 Ä. Kuviot 3(A) ja (B) esittävät elekt-ronidiffraktiovalokuvia, joita käytettiin V-Fe-B-yhdisteen kiderakenteen analysointiin. Kiderakenteen identifioimiseksi näitä tietoja verrataan tunnettujen yhdisteiden vas-15 taaviin tietoihin. Tällä hetkellä tetragonaalinen V3B2 on todennäköisin. Osa tämän yhdisteen V:sta on otaksuttavasti korvautunut Ferlla. Muita kuin edellä mainittuja alkuaineita voi liueta mainitun yhdisteen kiinteään liuokseen. Sintrattujen kappaleiden koostumuksen, lisäalkuaineiden ja 20 epäpuhtauksien mukaan voi mainitun yhdisteen V korvautua erilaisilla alkuaineilla, joilla on samanlaisia ominaisuuksia kuin V:lla. Mainitun yhdisteen B voi korvautua C:llä, jolla on B:n kanssa samankaltaisia ominaisuuksia. Jopa näissä tapauksissa saadaan aikaan parantunut 25 koersitiivivoima (iHc), kunhan sintrattu magneetti sisältää binaarista V-B-yhdistettä, josta osa korvautuu Ferlla [mahdollisesti (V^FeJ 3B2-faasi] ja satunnaisesti lisäksi Co:11a ja edellä kuvatuilla M-alkuaineilla. Runsaasti B:a sisältävän faasin, jota useimmat tavanomaiset Nd-Fe-B-mag-30 neetit sisältävät, osuus vähenee asteittain ja lopulta olemattomaksi muodostuneen V-Fe-B-yhdisteen määrän kasvaessa, joka yhdiste ei sisällä käytännöllisesti katsoen ollenkaan tai sisältää vain hyvin vähän Ndrä liuenneena kiinteäksi liuokseksi ja loppuosa Ndrstä muodostaa run-35 säästi Ndrä sisältävän faasin, joka on olennainen neste-faasissa tapahtuvan sintrautumisen kannalta, jolloin tu-. loksena on Ndrn tehokas käyttö magneettisten ominaisuuksi- 8 103223 en parantamiseen. Tämä tarkoittaa sitä, että tämän keksinnön mukaisella Nd-Fe-B-magneetilla, joka ei sisällä olennaisia määriä runsaasti B:a sisältävää faasia, on suurempi koersitiivivoima (iHc) kuin tavanomaisella Nd-Fe-B-magnee-5 tiliä, jolla on sama koostumus kuin ensin mainitulla magneetilla ja joka sisältää B:a enemmän kuin R2Fe14B:n stoi-kiometristä koostumusta vastaavan määrän. R2Fe14B:n stoi-kiometristä koostumusta vastaavaan määrään nähden ylimääräinen boori tarkoittaa, että B:a on enemmän kuin (1/17) x 10 100 atomi-% =5,8 atomi-%. Booriylimäärä on siten 2,2 ato- mi-% tapauksessa, jossa Nd-Fe-B-magneetti sisältää 8 atomi-% B:a.
Nd-Fe-B-magneetissa, jonka koersitiivivoima (iHc) on merkittävästi kasvanut, runsaasti B:a sisältävän faasin 15 osuus on täysin merkityksetön tai äärimmäisen pieni, vaikka sitä olisi osin havaittavissa. Kuten kuvion 2 EPMA-ku-vasta käy ilmi, V-Fe-B-yhdistefaasit ovat dispergoituneina R2Fe14B-yhdistefaasin raerajapinnoille ja niiden kolmoispis-teisiin. Tekemällä havaintoja erotuskyvyltään suurella 20 elektronimikroskoopilla, todettiin, että hienojakoisemmat V-Fe-B-yhdistefaasit ovat dispergoituneina pääasiassa raerajapinnoille ja osittain rakeisiin. Nd-Fe-B-magneetin ominaisuudet ovat paremmat tapauksessa, jossa V-Fe-B-yhdistef aasi on dispergoituneena pääasiassa raerajapinnoille 25 kuin tapauksessa, jossa V-Fe-B-yhdistefaasi on dispergoituneena pääasiassa rakeisiin. Ihannetapauksessa lähes kaikki R2Fe14B-yhdistefaasin kidehiukkaset ovat rajapinnoiltaan kosketuksessa muutaman tai useamman V-Fe-B-yhdiste-faasihiukkasen kanssa.
30 Vaikka kuviot 2, 3 ja 4 esittävät Nd-Fe-B-magneet- tia, johon on lisätty V:a ja joka ei sisällä Cu:a, näihin kuvioihin liittyvät kuvaukset pätevät myös Cu:a sisältävään Nd-Fe-B-magneettiin, johon on lisätty V:a.
Patenttivaatimuksen 1 mukaisen Nd-Fe-B-magneetin 35 koersitiivivoima (iHc) on vähintään 1 190 A-mm'1. Koska koersitiivivoima huoneenlämpötilassa (iHc) kasvaa 240 . A-mm'1 lisättäessä 1 atomi-% Dy:a, on koersitiivivoima 9 103223 (iHc) huoneenlämpötilassa vähintään (15 + 3χ)·79,6 A-mm"1 (x on Dy-pitoisuus atomi-%:eina) Nd-Fe-B-magneetissa, johon lisätään Dy:a. Koska tämän keksinnön tekemisen yhteydessä demagnetoitumiskäyrien mittaukseen käytetyn säh-5 kömagneetin korkein käytetty magneettikenttä oli 1 670 A-mm'1, ei todellisia arvoja voitu kuitenkaan mitata koe-rsitiivivoiman (iHc) ylittäessä arvon 1 670 A-mm'1. Siksi edellä esitetyn kaavan mukaisesti lasketun koersitiivivoi-man (iHc) ylittäessä arvon 1 670 A-mm"1, keksinnön mukaisen 10 koersitiivivoiman (iHc) katsotaan olevan vähintään 1 670 A-mm'1. Koersitiivivoima (iHc) lämpötilassa 140 °C kasvaa 160 A-mm"1 lisättäessä 1 atomi-% Dy:a.
Eräs normi, joka on välttämättä täytettävä Nd-Fe-B-magneetin käyttämiseksi korkeassa lämpötilassa, on koersi-15 tiivivoima (iHc) vähintään 400 A-mm"1. Tarkastellaan nyt tapauksia, joissa lämpötila kohoaa arvoon 140 °C, kuten usein on laite käytettäessä magneetteja moottoreissa tms. Jos koersitiivivoiman (iHc) lämpötilakerroin on esimerkiksi 0,5 °C/%, täytyy koersitiivivoiman (iHc) olla huoneen-20 lämpötilassa vähintään 995 A-mm"1. Patenttivaatimuksen 1 mukaisella koostumusalueella tämä koersitiivivoiman (iHc) arvoa koskeva vaatimus täyttyy. Jos koersitiivivoiman (iHc) lämpötilakerroin on esimerkiksi 0,6 °C/%, täytyy koersitiivivoiman (iHc) olla huoneenlämpötilassa vähintään 25 1 416 A-mm'1. tämä koersitiivivoiman (iHc) arvo toteutuu patenttivaatimuksen 1 mukaisella koostumusalueella ylä- ja alarajojen välitöntä läheisyyttä lukuun ottamatta sillä edellytyksellä, että patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus sisältää alumiinia. Kun koersitiivivoiman (iHc) läm-30 pötilakerroin on 0,7 °C/% tai suurempi, saadaan lämpötilassa 140 °C koersitiivivoimaksi (iHc) vähintään 400 A-mm'1 koostumuksella, johon on lisätty Dy:a. Lämpötilassa 200 °C saadaan koersitiivivoimaksi (iHc) vähintään 400 A-mm"1 koostumuksella, joka sisältää 3 - noin 5,5 atomi-% V.-a, 35 vähintään 13 atomi-% R:a ja yli 1 atomi-% Dy:a ja johon on lisätty alumiinia.
10 103223
Koska Nd-Fe-B-magneetti on edellä kuvatulla tavalla herkkä lämpökäsittelylämpötilan suhteen, saadaan huippuarvon lähellä oleva koersitilvlvoima (lHc) aikaan tekemällä lämpökäsittely hyvin kapealla lämpötila-alueella, 5 taulukossa 1 esitetyllä tavalla, minkä jälkeen seuraa jäähdytys vedellä.
Taulukko 1 10 Nro Koostumus (atomi-%) iHc (max) Lämpökä- (BH)max (A-non *) sittely- (T-A-mm *) alue (eC) ___ Nd Pr Dy V AI B Co H Fe _ iin - max _ 1 16 - A 0,5 8 bal 1 377 670-680 247,5 2 16 - 0,5 A 0,5 8 - - bal 1 4B0 670 230,7 15 3 16 1,5 - 3 0,7 9 - - bal 1 393 650-660 239,5 A 16- - AI,28 A - bal 1 345 600 209,3 5 15- - 3- 8- Cr-1 bal 1 313 6A0-650 225,2 6 15- - 3- 8- Mo-1 bal 1 337 650-660 230,7 7 15- - 3 - 8 -W-1 bal 1 313 650-660 231,5 8 15- - A - 8 - Hf»1 bal 1 345 6A0_235,5 20
Taulukossa 1 lämpökäsittelyalue osoittaa lämpötila-alueen, jolla saadaan aikaan koersitiivivoima (iHc), joka on 80 A*mm ^ pienempi kuin maksimikoersitiivivoima (iHc). Ellei toisin mainita, alumiinia on läsnä epäpuhtautena.
25 Viipymäaika lämpökäsittelylämpötilassa on yksi tunti (myös taulukossa 2). Lämpökäsittelyalue on korkeintaan 10 eC ja siten hyvin kapea.
Taulukon 2 perusteella ymmärrettäneen, että lisättäessä pieni määrä Cu:a Nd-Fe-B-magneettiin, johon on li- 30 sätty V:a, lämpökäsittelyn lämpötila-alue, jolla saadaan aikaan korkea koersitiivivoima, laajenee suuresti. Sint-• rattujen magneettien massatuotannossa on hyvin tärkeää, että lämpökäsittelyn lämpötila-alue on laaja. Kun Cu-pi-toisuus on alle 0,01 atomi-%, Cu on pelkästään epäpuhtaus 11 103223 eikä erityisen tehokas. Kun Cu-pitoisuus ylittää arvon 1 atomi-%, koersitiivivoima (IHc) sen sijaan laskee.
Taulukko 2 5--.-.-;-
Koostumus (atomi-%) IHc H.T. (BH)max (max) alue
Nro Md Pr Pv V AI B Co M Cu Fe (A-nmT1)} °C) (T-A.mm"1) 1 16 - - 4 0,5 8 - - 0,05 bal 1 393 600- 248,3 ’ 700 2 16 - 0,5 4 0,5 8 - - 0,1 bal 1 480 580- 239,5 in 690 1ϋ 3 16 1,5 - 3 0,7 9 - - 0,05 bal 1 417 590- 238,7 ' ’ 680 4 16 - - 4 1,2 8 5 - 0,05 bal 1 361 550- 210,9 ' 650 5 15 - - 3 - 8 - Cr-1 0,05 bal 1 345 580- 230,0 680 6 15- - 3- 8 - Mo-1 0,15 bal 1 353 600- 232,4 900 7 15 - - 3 - 8 - W-1 0,2 bal l 337 600- 233,2 15 900 8 15 - - 4 - 8 - Hf- 0,1 bal 1 369 590- 234,8 0.05 680
9» 16 - - 4 0,5 8 - - 1.5 bal 1 194 400- 226,B
’ 700 10* 15 - - 3 - 8 - Cr-1 1,4 bal 1 178 400- 218,0 700 11* 15 - - 3 - 8 - Mo-1 1,6 bal 1 186 400- 208,5 700 20 —-“ "
Huom. H.T.-alue » lämpökäsittelyalue (eC)max-min
Jotta saavutettaisiin edellä kuvatut V-T-B-yhdis-tefaasin ansiosta aikaansaatavat koersitiivivoiman (IHc) 25 kasvuvaikutukset, täytyy raaka-aine jauhe sekoittaa huolellisesti Ja yhtenäisesti valmistettaessa sintrattuja magneetteja menetelmällä, jossa sekoitetaan yhtä tai useampaa lajia hienojakoisia hiukkasia toisiinsa. Samoin valmistusmenetelmässä, jossa yhtä lajia oleva aihio murskataan 30 koostumukseltaan halutun jauheen aikaansaamiseksi, tulee , faasien olla yhtenäisesti ja hienojakoisesti jakautuneina - · . . aihiossa. Lisäksi jauhatusvaiheen jälkeen on välttämätöntä tehdä sekoitus tasaiseksi seokseksi käyttämällä suihkumyl-lyä, jotta jauhe, jonka toinen suihkumylly on aiemmin 35 erottanut vastaaviksi faaseiksi, sekoittuu perusteellises- 12 103223 ti ja yhtenäisesti. Jauheen yhtenäisen sekoittumisen vaatima aika on vähintään 30 minuuttia käytettäessä keinuse-koitinta.
Erinomainen koersitiivivoima saadaan aikaan teke-5 mällä jäähdytys sintrauksen jälkeen nopeasti siirryttäessä lämpötila-alueen 800 - 700 °C läpi. Ellei tyydyttävää viipymistä optimilämpötilassa toteuteta, tulisi tehdä kuumentaminen uudelleen lämpötilaan 800 -700 °C ja sen jälkeen nopea jäähdytys. Tämä kumoaa tällaisen edeltävän lämpökä-10 sittelyn aiheuttaman hystereesin ja mahdollistaa siten myöhemmän optimaalisen lämpökäsittelyn.
Kun Nd-Fe-B-magneettiin, jonka koostumus on Nd, Pr, (Dy), Fe ja Cu, lisätään Al:a, koersitiivivoima (iHc) kasvaa edelleen. Tämä johtuu otaksuttavasti siitä, että pieni 15 määrä AI:a edistää V-T-B-yhdistefaasin hienojakoista dis-pergoitumista.
Edellä kuvataan syitä koostumusten rajoittamiseen. Lisäksi, jos pitoisuudet ovat alarajojen alapuolella, koersitiivivoima (iHc) alenee. Jos pitoisuudet ovat toi-20 saalta ylärajojen yläpuolella, jäännösmagnetoituma heik-kenee. Mitä tulee Airiin, on olemassa muita haitallisia vaikutuksia, jotka käyvät vakaviksi pitoisuuden ollessa suurempi kuin 3 atomi-%; ts. Curie-piste on alle 300 °C ja lämpötilasta riippuva jäännösmagnetoituman muutos kas-25 vaa V:n lisääminen suurentaa koersitiivivoimaa (iHc), mutta vain vähän Curie-pistettä. Kun V:n määrä on hyvin suuri, haitallisen Nd^e^-f aasin muodostuminen aiheuttaa jäännösmagnetoituman alenemisen lisäksi myös koersitiivi-voiman (iHc) heikkenemisen ja siten stabiiliuden huonone-30 misen korkeassa lämpötilassa. Harvinaisina maametalleina (R) käytetään pääasiassa Nd:ä ja Pr:ä, koska sekä Nd2Fe14B:lla että Pr2Fe14B:lla on korkeampi kyllästysmag-netoituma yhdistyneenä korkeampaan uniaksiaaliseen magneettiseen anisotropiaan kuin muiden harvinaisten maarae-35 tallien muodostamalla R2Fe^4B-yhdistefaasilla.
103223 13 (Nd + Pr)/R on > 80 atomi-%, koska saadaan aikaan korkea kyllästysmagnetoituma ja korkea koersitiivivoima (iHc) asettamalla Nd- ja Pr-pitoisuudet suuriksi; tämä ei päde Dy:iin. Dy suurentaa koersitiivivoimaa (iHc) lämpöti-5 lassa 140 eC ja 200 °C noin 160 ja vastaavasti 80 A»mm-1. Dy-pitoisuus on korkeintaan 4 atomi-%, koska Dy on harvinaista ja lisäksi jäännösmagnetoituma alenee huomattavasti pitoisuuden ollessa suurempi kuin 4 atomi-%.
Mainittakoon, että hyvin puhtaiden harvinaisten 10 maametallien lisäksi raaka-aineseoksia, kuten dydimiumia, jossa Nd ja Pr eivät ole erottuneet ja Ce-dydimiumia, jossa Ce on erottumatta, voidaan käyttää harvinaisia maame-talleja sisältävänä raaka-aineena.
Co, joka voi osittain korvata Fe:n, korottaa Curie-15 pistettä ja parantaa jäännösmagnetoituman lämpötilaker-rointa. Jos Co:n osuus kuitenkin on vähintään 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä, koersitiivivoima (iHc) heik-kenee jäljempänä kuvattavan vähemmistöfaasin vuoksi. Co:n osuuden tulee siksi olla korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja 20 Fe:n yhteismäärästä. Tämän keksinnön mukaisessa Co:a sisältävässä Nd-Fe-B-magneetissa Nd^e^B-yhdiste ja V-Fe-B-yhdiste vaihtuvat yhdisteiksi (R2(FeCo)14B ja vastaavasti V-(FeCo)-B. Lisäksi muodostuu uutena vähemmistöfaasina (CoFe)-Nd-faasi, joka alentaa koersitiivivoimaa (iHc).
25 Tämän keksinnön tekijä on lisännyt erilaisia alku aineita edellä kuvattuun Nd-Fe-B-magneettiin ja tutkinut lisäalkuaineiden vaikutuksia koersitiivivoimaan (iHc). Tuloksena kävi ilmi, että koersitiivivoima (iHc) kasvaa vain hieman tai säilyy käytännöllisesti katsoen muuttumat-30 tomana, mutta ei alene.
Samoin kuin V, suurentaa koersitiivivoimaa (iHc), mutta ei yhtä silmiinpistävästi kuin V.
M2:lla ja M^lla on lievä koersitiivivoimaa (iHc) suurentava vaikutus. M2:a ja M2:a voidaan kuitenkin sisäl-35 lyttää joukkoon harvinaisten maametallien ja Fe:n hienon- « 14 103223 nusprosesslssa. Raaka-ainekustannusten kannalta on edullista, että Mj^rn, M2:n ja M^:n lisääminen on sallittua.
M^ =0-4 atomi-% (M^ yksi tai useampi alkuaineista Cr, Ho ja H), M2 » 0 - 3 atomi-% (yksi tai useampi 5 alkuaineista Nd, Ta ja Ni) ja - 0 - 2 atomi-% (yksi tai useampi alkuaineista Ti, Zr, Hf, Si ja Mn).
Edellä mainittujen alkuaineiden joukossa olevat siirtymäalkuaineet korvaavat osan V-T-B-yhdisteen T:stä. Kun lisättävä määrä M^ä, M2:a ja M^ja ylittää ylärajan, 10 Curie-piste ja jäännösmagnetoituma alenevat.
Muut alkuaineet kuin edellä mainitut, ovat epäpuhtauksia. Erityisesti ferroboori, jota käytetään usein boo-riraaka-aineena, sisältää alumiinia. Alumiinia liukenee myös upokkaasta. Nd-Fe-B-magneetti sisältää siten alumii-15 nia korkeintaan 0,4 paino-% (0,8 atomi-%), vaikka sitä ei lisättäisi lejeerinkialkuaineena.
On olemassa muita alkuaineita, joita ilmoitetaan lisättävän Nd-Fe-B-magneettiin. Esimerkiksi Ga:n väitetään suurentavan koersitiivivoimaa (iHc), kun sitä lisätään 20 yhdessä koboltin kanssa. Myös keksinnön mukaiseen Nd-Fe-B-magneettiin voidaan lisätä Ga:a. Cu pitoisuutena alle 0,01 % on myös epäpuhtaus. Happea tulee sisällytetyksi Nd-Fe-B-magneettiin lejeerinkiä jauhettaessa, jälkijauhatuksessa, puristusvaiheessa ja sintrausvaiheessa. Lisäksi Nd-25 Fe-B-magneettiin tulee suuri määrä Ca:a jäännöksenä uut-tovaiheesta (huuhtomisvaihe Ca0:n erottamiseksi),jota käytetään rinnakkaispelkistysmenetelmässä Nd-Fe-B-lejeerinki-jauheen pelkistämiseksi Ca:n avulla. Nd-Fe-B-magneetti sisältää korkeintaan 10 000 ppm (painosuhde) happea. Täl-30 lainen happimäärä ei paranna magneettisia ominaisuuksia eikä muita ominaisuuksia.
Harvinaisten maametallien ja Fe-B-raaka-aineista tulee hiiltä Nd-Fe-B-magneettiin ja puristusvaiheessa käytettävästä voiteluaineesta tulee hiiltä, fosforia ja rik-35 kiä. Keksinnön mukaista menetelmää käytettäessä Nd-Fe-B- « 15 103223 magneettiin tulee sisällytetyksi korkeintaan 5 000 ppm (painosuhde) hiiltä. Tämä hiilimäärä ei myöskään paranna magneettisia ominaisuuksia eikä muita ominaisuuksia.
Kun tavanomaisen koostumuksen Nd^Fe^Bg raudasta 5 osa korvataan 3,5 atomi-%:lla V:a, koersitiivivoima (iHc) on vähintään 1 190 A-mm-1. Tämä arvo on 240 A «mm-1 suurempi kuin lämpökäsitellyn tavanomaisen koostumuksen koersitiivivoima (iHc) 950 A-mm~^. Tällainen V-Fe-B-yhdistefaa-sin aikaansaama koersitiivivoiman kasvu johtuu otaksutta-10 vasti siitä, että tällaisen faasin hiukkaset vähentävät rakeiden kasvua sintrauksen aikana ja muuntavat raeraja-pintoja sillä tavalla, että raepinnoille muodostuu vaikeasti magnetoituman kääntymisytimiä.
Viitataan kuvioon 1, siinä valaistaan sintratun Nd-15 Fe-B-magneetin, johon lisätty V:a, lämpökäsittelyominai-suuksia viitaten Ndj^gFe^^BgV^lO, 5-esimerkkitapaukseen. Koersitiivivoiman (iHc) huippuarvo saadaan aikaan äärimmäisen kapealla lämpökäsittelyn lämpötila-alueella. Kuten kuviosta 1 käy ilmi, lisättäessä Cu:a ei tapahdu koersi-20 tiivivoiman (iHc) merkittävää heikkenemistä lämpötilan lämpökäsittelyssä poiketessa hieman arvosta, jolla saadaan aikaan koersitiivivoiman (iHc) huippuarvo. (Tätä lämpötilaa kutsutaan tästedes huippulämpötilaksi.) Niinpä saadaan aikaan korkea koersitiivivoima (iHc) laajalla käsittely-25 lämpötila-alueella. Koska koersitiivivoiman (iHc) heikkeneminen huippulämpötilan alapuolella olevalla lämpötila-alueella lisäksi vähenee, koersitiivivoima (iHc) ei heik-kene ja siirtymäaika tämän alemman lämpötilan puolella voi olla pidempi. Tuloksena on korkean koersitiivivoiman (iHc) 30 aikaansaanti lämpökäsittelyn yhteydessä jopa tehtäessä jäähdytys hitaasti. On mahdollista estää murtumien muodostumista suurikokoisessa magneetissa käyttämällä hidasta jäähdytystä. On myös mahdollista käyttää suurikokoista uunia lämpökäsittelyyn.
16 103223
Keksinnön mukaisen Nd-Fe-B-magneetin maksimiener-giatulo on vähintään 160 T*A*mm_1, sillä tämä on suurteho-magneeeteilta vaadittava minimiarvo eikä energiatuloltaan pienempi harvinaisiin maametalleihin perustuva magneetti 5 pysty kilpailemaan muiden magneettien kanssa.
Keksintöä valaistaan seuraavassa esimerkein.
Esimerkki 1
Lejeeringit sulatettiin suurtaajuusinduktiouunissa ja valettiin rautamuotissa. Lähtöaineina käytettiin seulo raavia materiaaleja: Fe, elektrolyysirauta, jonka puhtaus-aste oli 99,9 paino-%; B, ferroboorilejeerinki ja boori, jonka puhtausaste oli 99 paino-%; Nd, jonka puhtausaste oli 99 paino-%; Pr, jonka puhtausaste oli 99 paino-%; Dy, jonka puhtausaste oli 99 paino-%; V, ferrovanadiini, joka 15 sisälsi 50 paino-% V:a; AI, jonka puhtausaste oli 99,9 paino-%. Sulatetta sekoitettiin perusteellisesti sulatuksen ja valun aikana V:n jakauttamiseksi tasaisesti sulatteeseen. Aihioiden paksuus oli korkeintaan 10 mm. Paksuus on näin pieni nopean jäähdytyksen aikaansaamiseksi ja 20 V-Fe-B-yhdistefaasin dispergoimiseksi hienojakoisesti aihioihin. Tuloksena olevat aihiot jauhettiin survinmyllys-sä hiukkaskoon 35 meshiä. Hienojauhatus tehtiin sitten suihkumyllyllä käyttämällä typpikaasua. Tuloksena saatiin jauhetta, jossa hiukkasläpimitta oli alueella 2,5 - 3,5 25 pm. Tämä jauhe muotoiltiin paineen 1,5 MPa alaisena ja 800 A·mm'1:n magneettikentässä.
Suihkumyllykäsittelyn jälkeen jauhe sekoitettiin perusteellisesti V-Fe-B-yhdisteen dispergoimiseksi hienojakoisesti sintrattuun kappaleeseen.
30 Vihreä puriste, joka saatiin puristamalla magneet tikentän vaikutuksen alaisena, sintrattiin sitten lämpötilassa 1 050 - 1 120 'C 1 - 5 tuntia argonatmosfäärissä.
Edellä mainitulla menettelyllä valmistettiin seu-raavat koostumukset; 17 103223
Nd16FebalB8V4
Nd16FebalB8V4Cu0,5
Nd16FebalB8V4Cul,5 Lämpökäsittelyssä käytettävää lämpötilaa vaihdel-5 tiin Ja mitattiin koersitiivivoima (iHc). Tulokset esitetään kuviossa 1. Kuvion 1 perusteella ovat ilmeisiä seu-raavat seikat. Cu:a sisältämättömän Nt^igFebaiB8V4:n simikoersltllvivoima (iHc) esiintyy terävänä piikkinä. Koersitllvivoiman (iHc) lämpötilaherkkyys paranee huomat- 10 tavasti N(^i6FebalB8V4t'u0 5:n tapauksessa, johon on lisätty sopiva määrä Cu:a. Kun lisätään liian paljon Cu:a, kuten NdjgFe^^BgV^Cu^ g:n kohdalla, koersitiivivoima (iHc) heikkenee yleensä.
Esimerkki 2 15 Valmistettiin levyjä, joiden mitat olivat 10 x 10 x 1 mm ja joiden koostumukset esitetään taulukossa 3, esimerkin 1 mukaisella menetelmällä. Näitä levyjä pidettiin lämpötilassa 80 *C ilmassa, jonka suhteellinen kosteus oli 90 %, korkeintaan 120 tuntia ja mitattiin hapettumisen 20 aiheuttama painon lisäys. Tulokst esitetään taulukossa 3. Taulukosta 3 käy ilmi, että V:n lisääminen parantaa huomattavasti korroosionkestoa.
Taulukko 3 25 ______ ___
Nro Koostumus (atomi-%) Hapettumisen V-T-B:n aiheuttama osuus massan lisäys (4W) 2
Nd V AI B Cu Fe_(mu/cm )_(¾) 1*14 - - 8 - bal 0,68 995 0 2 14 2 - 8 - bal 0,12 1 273 100 30 3 15 4 8 0,05 bal 0,11 1 361 100 4 15 4 9 0,1 bal 0,10 1 353 100 5 15 4 - 10 0.3 bal 0.10 1 353_100
Asteriskilla merkitty näyte on vertailunäyte.
35 Näytteet, joiden Ai-pitoisuutta ei ilmoiteta, si sältävät 0,4 paino-% Ai:a epäpuhtautena.
Claims (8)
1. Sintrattu Nd-Fe-B-magneetti, jolla on sellainen koostumus, että R = 11 - 18 atomi-% (R on yksi tai useam- 5 pia harvinaisia maametalleja Dy pois luettuna sillä edellytyksellä, että 80 atomi-% £ (Nd + Pr)/R £ 100 atomi-%), B = 6 - 12 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Com ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % Co)] ja 10 epäpuhtauksia, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi 2-6 atomi-% V:a ja 0,01 - 1 atomi-% Cu:a; V-T-B-yhdistevähemmistöfaasi (T on Fe ja Com läsnä ollessa T on Fe ja Co) on hienojakoisesti dispergoituneena; ja magneetin maksimienergiatulo (BH)max on vähintään 160 T-A-mm'1 ja 15 koersitiivivoima (iHC) vähintään 1 190 A-mm'1 ja magneetilla on parannetut lämpökäsittelyominaisuudet.
2. Sintrattu Nd-Fe-B-magneetti, jolla on sellainen koostumus, että R = 11 - 18 atomi-% (R on harvinaiset maa-metallit, Rx = Nd + Pr ja R2 = Dy sillä edellytyksellä, 20 että 80 atomi-% s (Rx + R2) /R £ 100 atomi-%), 0 £ R2 £ 4 atomi-%, B = 6 - 12 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Corn osuus on korkeintaan 25 atomi-% Com ja Fem yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % Co)] ja epäpuhtauksia, tunnettu siitä, että se si-25 sältää lisäksi 2-6 atomi-% V:a ja 0,01 - 1 atomi-% Cu:a; V-T-B-yhdistevähemmistöfaasi (T on Fe ja Corn läsnä ollessa T on Fe ja Co) on hienojakoisesti dispergoituneena; ja magneetin maksimienergiatulo (BH)max on vähintään 160 T-A-mm'1 ja koersitiivivoima (iHc) vähintään (15 + 3x) -79,6 30 A-mm"1 (x on Dy-pitoisuus atomi-%:eina sillä edellytyk-·, sellä, että kun (15 + 3x) -79,6 A-mm"1 on vähintään 1 670 A-mm'1, koersitiivivoima on vähintään 1 670 A.mm'1) ja magneetilla on parannetut lämpökäsittelyominaisuudet. • I 19 103223
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen sintrattu Nd-Fe-B-magneetti, tunnettu siitä, että se sisältää lisäksi korkeintaan 3 atomi-% alumiinia.
4. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 1-3 mukai-5 nen sintrattu Nd-Fe-B-magneetti, tunnettu siitä, että magneetti sisältää lisäksi vähintään yhtä materiaaleista M3, M2 ja M3 sillä edellytyksellä, että M3 on 0 -4 atomi-% yhtä tai useampaa alkuaineista Cr, Mo ja W, M2 on 0-3 atomi-% yhtä tai useampaa alkuaineista Nb, Ta ja Ni 10 ja M3 on 0-2 atomi-% yhtä tai useampaa alkuaineista Ti, Zr, Hf, Si ja Mn ja T on siirtymäalkuaineita, jotka koostuvat pääasiassa Fe:sta tai Fe:sta ja Co:sta Co:n ollessa läsnä.
5. Menetelmä sellaisen sintratun Nd-Fe-B-magneetin 15 valmistamiseksi, joka koostuu R2Fe14B-yhdistefaasin ja V-T- B-yhdistefaasin muodostamasta rakenteesta (T on Fe ja Co:n ollessa läsnä T on Fe ja Co) ja jonka koersitiivivoima (iHc) on vähintään 1 190 A-mm"1, joka menetelmä sisältää sintrausvaiheen ja sitä seuraavan lämpökäsittelyvaiheen, 20 tunnettu siitä, että Nd-Fe-B-magneetin koostumus on seuraava: R = 11 - 18 atomi-% (R on yksi tai useampia harvinaisia maametalleja, Dy pois luettuna, sillä edellytyksellä, että 80 atomi-% £ (Nd + Pr)/R £ 100 atomi-%), B = 6 - 12 atomi-%, V = 2 - 6 atomi-%, Cu = 0,01 - 1 ato-25 mi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Corn osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % Co:a)] ja epäpuhtauksia .
6. Menetelmä sintratun Nd-Fe-B-magneetin valmista-30 miseksi, joka koostuu R2Fe14B-yhdistefaasin ja V-T-Byhdiste- .· faasin muodostamasta rakenteesta (T on Fe ja Co:n ollessa läsnä T on Fe ja Co) ja jonka koersitiivivoima on ^ (15 + 3x) *79,6 A-mm'1 (x on Dy-pitoisuus atomi-%: eina) sillä edellytyksellä, että kun (15 + x) -79,6 A-mm"1 on vähintään 35 1 670 A-mm"1, koersitiivivoima on vähintään 1 670 A-mm"1, 103223 20 joka menetelmä sisältää sintrausvaiheen ja sitä seuraavan lämpökäsittelyvaiheen, tunnettu siitä, että Nd-Fe-B-magneetin koostumus on seuraava: R = 11 - 18 atomi-% (R on harvinaiset maametallit, Rj = Nd + Pr ja R2 = Dy sillä 5 edellytyksellä, että 80 atomi-% £ ^ + R2)/R £ 100 ato-mi-%, R2 £ 4 atomi-%) , B = 6 - 12 atomi-%, V = 2 - 6 atomi-%, Cu = 0,01-1 atomi-% ja loppuosa on Fe:a ja Co:a [sillä edellytyksellä, että Co:n osuus on korkeintaan 25 atomi-% Co:n ja Fe:n yhteismäärästä (mukaan luettuna 0 % 10 Co:a)] ja epäpuhtauksia.
7. Patenttivaatimuksen 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että Nd-Fe-B-magneetti sisältää lisäksi korkeintaan 3 atomi-% alumiinia.
8. Minkä tahansa patenttivaatimuksista 5-7 mukai-15 nen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittu magneetti sisältää lisäksi vähintään yhtä materiaaleista M1# M2 ja M3 sillä edellytyksellä, että Mj on 0 - 4 atomi-% yhtä tai useampaa alkuaineista Cr, Mo ja W, M2 on 0 - 3 atomi-% yhtä tai useampaa alkuaineista Nb, Ta ja Ni ja M3 on 0 - 2 20 atomi-% yhtä tai useampaa alkuaineista Ti, Zr, Hf, Si ja Mn ja T on lisäksi siirtymäalkuaineita, jotka koostuvat pääasiassa Fe:sta tai Fe:sta ja Co:sta Co:n ollessa läsnä. • · 2i 103223
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250851A JP2787580B2 (ja) | 1988-10-06 | 1988-10-06 | 熱処理性がすぐれたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石 |
| JP25085188 | 1988-10-06 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI893600A0 FI893600A0 (fi) | 1989-07-27 |
| FI893600A FI893600A (fi) | 1990-04-07 |
| FI103223B1 FI103223B1 (fi) | 1999-05-14 |
| FI103223B true FI103223B (fi) | 1999-05-14 |
Family
ID=17213949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI893600A FI103223B (fi) | 1988-10-06 | 1989-07-27 | Lämpökäsittelyominaisuuksiltaan parannettu kestomagneetti ja menetelmä sen valmistamiseksi |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4995905A (fi) |
| EP (1) | EP0362805B1 (fi) |
| JP (1) | JP2787580B2 (fi) |
| AT (1) | ATE103412T1 (fi) |
| DE (1) | DE68914078T2 (fi) |
| ES (1) | ES2050750T3 (fi) |
| FI (1) | FI103223B (fi) |
| IE (1) | IE891829L (fi) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5167914A (en) * | 1986-08-04 | 1992-12-01 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Rare earth magnet having excellent corrosion resistance |
| US5201963A (en) * | 1989-10-26 | 1993-04-13 | Nippon Steel Corporation | Rare earth magnets and method of producing same |
| US5200001A (en) * | 1989-12-01 | 1993-04-06 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Permanent magnet |
| US5093076A (en) * | 1991-05-15 | 1992-03-03 | General Motors Corporation | Hot pressed magnets in open air presses |
| FR2707421B1 (fr) * | 1993-07-07 | 1995-08-11 | Ugimag Sa | Poudre additive pour la fabrication d'aimants frittés type Fe-Nd-B, méthode de fabrication et aimants correspondants. |
| US5482575A (en) * | 1992-12-08 | 1996-01-09 | Ugimag Sa | Fe-Re-B type magnetic powder, sintered magnets and preparation method thereof |
| US6277211B1 (en) * | 1999-09-30 | 2001-08-21 | Magnequench Inc. | Cu additions to Nd-Fe-B alloys to reduce oxygen content in the ingot and rapidly solidified ribbon |
| CN1182548C (zh) | 2000-07-10 | 2004-12-29 | 株式会社新王磁材 | 稀土磁铁及其制造方法 |
| JP4697961B2 (ja) * | 2003-02-27 | 2011-06-08 | 日立金属株式会社 | 粒子線加速器用永久磁石および磁界発生装置 |
| DE112006000070T5 (de) | 2005-07-15 | 2008-08-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Seltenerdmetall-Sintermagnet und Verfahren zu seiner Herstellung |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1316375C (en) * | 1982-08-21 | 1993-04-20 | Masato Sagawa | Magnetic materials and permanent magnets |
| JPS59163804A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石用合金 |
| US4684406A (en) * | 1983-05-21 | 1987-08-04 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Permanent magnet materials |
| JPS59218704A (ja) * | 1983-05-27 | 1984-12-10 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
| JPS6032306A (ja) * | 1983-08-02 | 1985-02-19 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石 |
| JPS60218457A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-11-01 | Seiko Epson Corp | 永久磁石合金 |
| US4767450A (en) * | 1984-11-27 | 1988-08-30 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Process for producing the rare earth alloy powders |
| JPS62120003A (ja) * | 1985-11-20 | 1987-06-01 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 耐食性のすぐれた永久磁石及びその製造方法 |
| US4765848A (en) * | 1984-12-31 | 1988-08-23 | Kaneo Mohri | Permanent magnent and method for producing same |
| JPS62165305A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Hitachi Metals Ltd | 熱安定性良好な永久磁石およびその製造方法 |
| JPS62244105A (ja) * | 1986-04-16 | 1987-10-24 | Hitachi Metals Ltd | 希土類磁石 |
| JPS636808A (ja) * | 1986-06-26 | 1988-01-12 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類永久磁石 |
| JPS6328844A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-06 | Toshiba Corp | 永久磁石材料 |
| EP0261579B1 (en) * | 1986-09-16 | 1993-01-07 | Tokin Corporation | A method for producing a rare earth metal-iron-boron permanent magnet by use of a rapidly-quenched alloy powder |
| EP0302947B1 (en) * | 1987-03-02 | 1994-06-08 | Seiko Epson Corporation | Rare earth element-iron base permanent magnet and process for its production |
-
1988
- 1988-10-06 JP JP63250851A patent/JP2787580B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-05-23 US US07/355,759 patent/US4995905A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-06-12 IE IE891829A patent/IE891829L/xx unknown
- 1989-07-27 FI FI893600A patent/FI103223B/fi not_active IP Right Cessation
- 1989-10-03 AT AT89118356T patent/ATE103412T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-10-03 EP EP89118356A patent/EP0362805B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-10-03 DE DE68914078T patent/DE68914078T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-10-03 ES ES89118356T patent/ES2050750T3/es not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE68914078T2 (de) | 1994-06-30 |
| FI103223B1 (fi) | 1999-05-14 |
| US4995905A (en) | 1991-02-26 |
| ATE103412T1 (de) | 1994-04-15 |
| EP0362805B1 (en) | 1994-03-23 |
| EP0362805A2 (en) | 1990-04-11 |
| EP0362805A3 (en) | 1991-07-24 |
| IE891829L (en) | 1990-04-06 |
| JPH02101146A (ja) | 1990-04-12 |
| JP2787580B2 (ja) | 1998-08-20 |
| DE68914078D1 (de) | 1994-04-28 |
| ES2050750T3 (es) | 1994-06-01 |
| FI893600A0 (fi) | 1989-07-27 |
| FI893600A (fi) | 1990-04-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2751109B2 (ja) | 熱安定性の良好な焼結型永久磁石 | |
| KR100449447B1 (ko) | 희토류/철/붕소계 영구자석 합금 조성물 | |
| EP0126802B1 (en) | Process for producing of a permanent magnet | |
| US4684406A (en) | Permanent magnet materials | |
| US7618497B2 (en) | R-T-B based rare earth permanent magnet and method for production thereof | |
| EP0302947B1 (en) | Rare earth element-iron base permanent magnet and process for its production | |
| EP0184722A1 (en) | Rare earth alloy powders and process of producing same | |
| US4762574A (en) | Rare earth-iron-boron premanent magnets | |
| EP0126179A1 (en) | Process for producing permanent magnet materials | |
| US6120620A (en) | Praseodymium-rich iron-boron-rare earth composition, permanent magnet produced therefrom, and method of making | |
| US5472525A (en) | Nd-Fe-B system permanent magnet | |
| US5129963A (en) | Rare earth magnet alloys with excellent hot workability | |
| Kaneko et al. | Recent developments of high-performance NEOMAX magnets | |
| EP0430278B1 (en) | Rare earth-iron-boron permanent magnet | |
| EP1420418A1 (en) | R-Fe-B sintered magnet | |
| EP0344542A2 (en) | An Nd-Fe-B sintered magnet and method for producing the same | |
| EP0517179B1 (en) | Method of making two phase Rare Earth permanent magnets | |
| US4747874A (en) | Rare earth-iron-boron permanent magnets with enhanced coercivity | |
| FI103223B (fi) | Lämpökäsittelyominaisuuksiltaan parannettu kestomagneetti ja menetelmä sen valmistamiseksi | |
| EP0416098B1 (en) | Magnetically anisotropic sintered magnets | |
| EP0386286B1 (en) | Rare earth iron-based permanent magnet | |
| US4954186A (en) | Rear earth-iron-boron permanent magnets containing aluminum | |
| JPH11251125A (ja) | 希土類元素・鉄・ボロン系焼結磁石およびその製造方法 | |
| EP0652572B1 (en) | Hot-pressed magnets | |
| JPH045740B2 (fi) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Owner name: SAGAWA, MASATO |
|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: SAGAWA, MASATO |