HU215659B - Szinterelt ritkaföldfém-vas-bór típusú állandómágnes(-anyag), valamint eljárás annak előállítására - Google Patents
Szinterelt ritkaföldfém-vas-bór típusú állandómágnes(-anyag), valamint eljárás annak előállítására Download PDFInfo
- Publication number
- HU215659B HU215659B HU906544A HU654490A HU215659B HU 215659 B HU215659 B HU 215659B HU 906544 A HU906544 A HU 906544A HU 654490 A HU654490 A HU 654490A HU 215659 B HU215659 B HU 215659B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- process according
- magnet
- blank
- rare earth
- metal
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/0293—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
A találmány tárgya színtereit ritkaföldfém-vas-bőr típusú állandómágnes(-anyag), valamint eljárás annak előállítására. A színtereit állandómágnes(-anyag) egy RF-Fe-B állandómágnes(-anyag); az előállítási eljárás során a (mágnes) nyersdarab alkotórészeit fémolvasztással állítják elő, majd porítják, mágneses mezőben sajtolják, és ezt követően szinterelik.
Az EP-PS 126802 számú szabadalmi leírásban olyan állandómágneseket ismertetnek, amelyek anyaga egyebek között ritkaföldfémeket (rövidítése a továbbiakban RF), úgymint bőrt és adott esetben kobaltot tartalmaz. Ezek az elemek alkalmazott eljárási paraméterek alapján homogénen oszlanak el, hogy egy fémolvasztással előállított kiindulási ötvözetet őrölnek, majd a port mágneses mezőben sajtolják, ezt pedig egy szinterelési eljárás és egy hőkezelés követi.
Az EP-PS 101 552 számú szabadalmi leírásból ismeretesek továbbá olyan állandómágnesek, amelyek ritkaföldfémeket, úgymint vasat és bőrt és adott esetben további hozzáadott elemeket tartalmaznak. Ezeknél a mágneseknél mindazonáltal a mágneses főfázis egy állandó összetételű fémközi vegyület kell legyen, ami valamennyi elem homogén eloszlását feltételezi. Ennél a megoldásnál azonban hátrány a nagy ötvözéstechnikai költség a kiindulási ötvözet előállításánál, amelynek különösen tisztának kell lennie, hogy a kritikus szennyezések jelenlétét el lehessen kerülni. Ezen túlmenően az ilyen mágnesek mágneses értékei erősen szórnak és rosszul reprodukálhatók.
Találmányunk célkitűzése az ismert mágnesek, illetve előállítási eljárásuk hátrányainak kiküszöbölése, és olyan, ritkaföldfémeket tartalmazó állandómágnesek előállítása, amelyek jó hőmérséklet-stabilitással rendelkeznek. Célkitűzésünk továbbá a mágneses értékek szórásának csökkentése egy új és javított előállítási eljárással.
Ezeket a célokat a találmányunk szerinti állandómágnes(-anyag) esetében úgy érjük el, hogy a mágneses fázis - előnyösen az RF2Fe14B típusú mágneses fázis, ahol RF jelentése legalább egy elem a ritkaföldfémek csoportjából, előnyösen neodímium és/vagy diszprózium és/vagy prazeodímium és/vagy holmium - szemcsehatárain és/vagy a szemcsehatárok tartományában ötvözet adalékanyagként a nehéz ritkaföldfémek csoportjának legalább egy további elemét - előnyösen gadolíniumot, holmiumot, diszpróziumot és/vagy terbiumot - és/vagy a ritkaföldfémek - előnyösen a nehéz ritkaföldfémek - csoportjába tartozó legalább egy elem legalább egy oxidját és/vagy nitridjét és/vagy karbidját tartalmazza, adott esetben szemcsehatár-ötvözet adalékanyagokkal - például kobalt, króm, alumínium, titán és/vagy tantál elemek legalább egyikének oxidjával és/vagy nitridjével és/vagy boridjával - együtt, rárakódott, illetve beleágyazott formában.
A találmány szerint eljárást az jellemzi, hogy a fémolvasztással előállított, porított mágnes nyersdarabot szilárd porított és/vagy folyékony formában rendelkezésre álló ötvözési alapanyagokkal, azaz a nehéz ritkaföldfémek csoportjának legalább egy elemével - előnyösen gadolíniummal és/vagy holmiummal és/vagy diszpróziummal és/vagy terbiummal - és/vagy legalább egy kémiai vegyülettel - mely legalább egy, előnyösen nehéz ritkaföldfémet tartalmazó, és ennek a fémnek vagy ezeknek a fémeknek oxidjaként és/vagy nitridjeként és/vagy karbidjaként jelenlévő vagy különösen hevítéskor ennek a fémnek vagy ezeknek a fémeknek oxidját és/vagy nitridjét és/vagy karbidját képező, előnyösen szerves fémvegyület -, és adott esetben porított szemcsehatár-ötvözet adalékanyagokkal - melyek a kobalt, króm, alumínium, titán vagy tantál elemek legalább egyikének oxidjaiból és/vagy nitridjeiből és/vagy boridjaiból állnak - együtt összekeveijük, és ezután felmágnesezés közben az ötvözet adalékanyagokkal és adott esetben a szemcsehatár-ötvözet adalékanyagokkal együtt sajtoljuk és szintereljük.
A találmány szerinti eljárással, ami a szemcsehatárötvözési technika új fajtáját jelenti, egy sor előnyt érünk el; ennek során a szemcsehatárokon speciális diffúziós zónák alakulnak ki, illetve a mágneses fázis szemcsehatár-tartományában az adalékanyagok feldúsulása következik be, miáltal a doménfalak elmozdulásának gátlását érjük el egyidejűleg kisebb szemcsenagyság mellett. Ezáltal javított koercitív erő értékeket kapunk egyidejűleg nagyobb remanencia, illetve a BHmax energiasűrűség növekedése mellett.
A találmány szerinti új állandómágnes(-anyag) egy különleges ismertetőjegye a specifikus elemfeldúsulás a szemcsehatáron, illetve a szemcsehatár tartományában, valamint egy koncentrációgradiens a mágneses fázis szemcséinek szélén. Ez kifejezetten kedvezően befolyásolja a koercitív erő hőmérséklet-függőségét, így az szobahőmérsékleten, különösen pedig megnövelt hőmérsékleteken kedvező értékeket mutat egyidejű magas remanencia mellett. Ezeknek a tulajdonságoknak a révén a találmány szerinti mágnesanyag alkalmazhatósága 180 °C fölötti működési hőmérsékletekre is kiteijeszthető, mimellett a Curie-hőmérséklet 500 °C fölötti.
Különösen jó mágneses értékeket kapunk, ha az ötvözet adalékanyagokat, azaz a mágnes nyersdarabhoz hozzáadott elemeket, illetve vegyületeket a nehéz ritkaföldfémek csoportjából választjuk, és azok a mágnesben a ritkaföldfémek termodinamikailag stabil oxidjai, nitridjei vagy karbidjai formájában vannak jelen, mimellett előnyösen mikrodiffuzióval képződő, 5 pm-nél előnyösen 0,5 μιη-nél - kisebb tartományra kiteijedő, koncentrációgradiensek alakulnak ki. A szemcsehatárötvözet adalékanyagoknak is termodinamikailag stabil vegyületeknek kell lenniük.
A szemcsehatáron fellépő feldúsulás találmány szerinti hatása feltételezhetően részleges feloldódási és újra kicsapódási folyamatokra vezethető vissza, amelyek igen meglepő módon a mágneses fázis átlagos szemcseméretét is csökkentik. A találmány egy előnyös megvalósítási módjánál a mágnes nyersdarab 15 atom% (±5 atom%) RF-et, 77 atom% (±10 atom%) Fe (vas) és 8 atom% (±5 atom%) B (bőr) alkotórészt tartalmaz; a vasat részben kobalt helyettesítheti. A mágnes nyersdarab összetételében ezáltal lehetségesek bizonyos változtatások; szintén lehetséges különböző ritkaföldfémek alkalmazása a mágnes nyersda2
HU 215 659 Β rabban, illetve az ötvözet adalékanyagokban egymagukban vagy kombinációban.
Bebizonyosodott, hogy a doménfalak elmozdulásának elkerülésére elégséges, ha az ötvözet adalékanyagok a mágnes nyersdarab 0,2-2,5 tömeg%-át, előnyösen 0,8-2 tömeg%-át, különösen előnyösen 1-1,5 tömeg%-át teszik ki. Az ötvözet adalékanyagok nagyobb mennyiségei az anyag jellemző értékeit kedvezőtlen módon befolyásolják.
Annak érdekében, hogy a porított mágnes nyersdarab felülete és a porított ötvözet adalékanyagok között jó érintkezést hozzunk létre, találmányunk értelmében a szilárd formában rendelkezésre álló Ötvözet adalékanyagokat 5 pm-nél - előnyösen 1 pm-nél, különösen előnyösen 0,5 pm-nél - kisebb méretű részecskékké őröljük, és a fémolvasztásos módszerrel előállított mágnes nyersdarabot 200 pm-nél - előnyösen 100 pm-nél, különösen előnyösen 50 pm-nél - kisebb méretű részecskékké aprítjuk, különösen nagy energiájú aprítással. A találmány értelmében ezután a porított ötvözet adalékanyagokat és az aprított mágnes nyersdarabot az összekeveréshez együtt megőröljük, előnyösen annyi ideig, amíg a nyersdarab részecskéi 30 pm-nél - előnyösen 20 pm-nél, különösen előnyösen 15 pm-nél - kisebb méretűek lesznek. Az együttes őrlés révén homogenizálódás mellett a finom ötvözet adalékanyagoknak a mágnes nyersdarab aprított részecskéire való lerakódása is fellép, ami az ezután következő szinterelési eljárást kifejezetten jól befolyásolja. Ezáltal a mágnes nyersdarabot a finom por lényegében teljesen körülveheti.
A mágnes nyersdarabnak az ötvözet adalékanyagokkal való hatékony érintkeztetésére egy további előnyös mód az, hogy a vegyületeket folyékony - különösen oldott - formában alkalmazva a por alakban jelen lévő mágnes nyersdarabbal összekeverjük, úgy, hogy az egyes szemcsék felületét messzemenően megnedvesítsük, illetve érintkeztessük. A továbbiakban célszerű a folyékony formában alkalmazott vegyületekkel érintkeztetett mágnes nyersdarab megszárítása a vegyületek oldószerének lepárlása révén, és ezután egy hőkezelésnek való alávetése a vegyületben lévő ritkaföldfémek oxidjainak, nitridjeinek, karbidjainak kialakítására. A vegyületet alkalmazhatjuk eleve a ritkaföldfémek oldott oxidjai, nitridjei vagy karbidjai formájában vagy ezeket az oxidokat, nitrideket, illetve karbidokat a folyadék hőbontásával alakítjuk ki. Előnyös, ha a vegyületek hőbontása 100 °C és 1000 °C, előnyösen 350 °C és 800 °C között történik.
A találmány értelmében kémiai vegyületekként alkalmazhatjuk az előnyösen nehéz ritkaföldfémek oldható vegyületeit, különösen szerves fémvegyületeit vagy szervetlen és/vagy szerves savak előnyösen oldható sóit vagy ritkaföldfémek acetátjait és/vagy oxalátjait és/vagy karbonátjait és/vagy halogenidjeit és/vagy acetil-acetátjait. Ha például a vegyületek hevítése során víz és/vagy szén-monoxid és/vagy szén-dioxid lehasadása várható, célszerű, hogy az érintkeztetett mágnes nyersdarab hőkezelését az oldószer lepárlására és/vagy a vegyület elbontására csökkentett nyomáson, előnyösen vákuumban végezzük.
Kívánt esetben úgy is eljárhatunk, hogy a mágnes nyersdarabhoz hozzákevert kémiai vegyületeket hőkezelés és/vagy a szinterelési eljárás során fellépő hőmérséklet-emelkedés alkalmazásával oxidokká, nitridekké vagy karbidokká bontjuk.
Lehetséges porított és folyékony ötvözet adalékanyagok egyidejű hozzáadása is.
Magánál a szinterelésnél úgy járunk el, hogy vákuumban addig szinterelünk, amíg a szemcsehatárokon vagy a szemcsék szélében az ötvözet adalékanyagok feldúsulása bekövetkezik, illetve amíg mikrodiffuzió révén a mágneses fázisban a szemcsehatárokon olyan koncentrációgradíensek képződnek, amelyek kiteijedése az 5 pm-es - előnyösen 1 pm-es, különösen előnyösen 0,5 pm-es - méretet jelentősen nem haladja meg. Emellett előnyös, ha a szinterelést legfeljebb 20 percig, előnyösen 10-20 percig, különösen előnyösen körülbelül 15 percig folytatjuk, illetve a szinterelést adott esetben csak addig végezzük, amíg a ritkaföldfémek oxidjainak, nitridjeinek, illetve karbidjainak, illetve a jelen lévő szemcsehatár-ötvözet adalékanyagoknak a bomlása, illetve teljes diffúziója még nem lép fel. Az ötvözet adalékanyag túl nagy lerakódásai az anyag mágneses tulajdonságait rontanák; egy rirtkaföldfém hozzáadott vegyületének nem kívánt bomlása (például oxidbomlás) például ennek a fémnek a feloldódását okozhatná a mágneses fázisban.
Az alábbiakban a találmányt táblázatok, ábrák és példák segítségével világítjuk meg közelebbről.
Az 1. ábra egy folyamatábra, ami a találmány szerinti eljárás lépéseit mutatja be.
A 2. ábra egy szemcsehatár ábrázolása, illetve egy koncentrációgörbe.
A találmány szerinti eljárás végrehajtását az alábbiakban az 1. ábra szerinti sematikus folyamatábra alapján ismertetjük. Egy fémolvasztással előállított alapötvözetből indulunk ki, amit előnyösen 50 pm-nél kisebb részecskeméretű porrá aprítunk. A kiválasztott szilárd ötvözet adalékanyagokat szintén poríthatjuk, illetve őrölhetjük, előnyösen 5 pm-nél kisebb méretű részecskékké. Ezt a két port azután együtt megőröljük, amíg a fémolvasztással előállított mágnes nyersdarab részecskéinek mérete előnyösen 10 pm-nél, illetve 15 pm-nél kisebb lesz. Ezt a lényegében homogén részecskeeloszlású port, amit adott esetben egy homogenizálási lépés után kapunk, azután kívánt formájúra sajtoljuk mágneses mezőben, és ezt követően 900-1200 °C-on szintereljük.
Egy másik megoldás szerint az ötvözet adalékanyagokat oldatok, illetve folyadékok formájában alkalmazzuk, és így elegyítjük, illetve keverjük össze a mágnes nyersdarab porával. Ezek a vegyületek ritkaföldfémek oxidjai és/vagy nitridjei és/vagy karbidjai, vagy hőkezeléssel ezekké alakíthatók át. Amint azt az 1. ábra mutatja, ezt a hőkezelést a sajtolás előtt vagy után, illetve mindenesetre a szinterelés alatt végezhetjük. Célszerű az összekeverés után a feleslegben lévő oldószereket eltávolítani, például lepárlással vagy a nedves, illetve megnedvesített mágnes nyersdarabot felmelegíteni, illetve adott esetben még sajtolni, majd szárított formá3
HU 215 659 Β bán szín terelésnek alávetni. A vegyület oldószerének szárítással végzett eltávolítását vákuumban vagy védőgáz alatt végezhetjük.
Ha olyan mágnes nyersdarabot használunk kiindulási anyagként, amely 15 atom% RF-et, 77 atom% vasat (Fe) és 8 atom% bőrt (B) tartalmaz, és előnyösen neodímiumot tartalmaz ritkafölfémként, akkor a fémolvasztással előállított nyersdarabban három szétvált fázis jelenik meg, amelyek összetétele a következő: egy első fázis, amely körülbelül 90-95 térfogat%-ot tesz ki, és összetétele 1,8 atom% neodímium, 82,4 atom% vas és 5,8 atom% bőr; ez a mágneses fázis. További fázisként körülbelül 5-10 tömeg%-ban egy körülbelül 11,1 atom% neodímiumot, 44,14 atom% vasat és 44,4 atom% bőrt tartalmazó fázist kapunk, mimellett a ritkaföldfémek vashoz viszonyított 1:4 aránya valamennyire eltérhet [például (1 + ε) :4 lehet]. Még további fázisként 5 térfogat%-ig terjedő mennyiségben egy neodímiumban gazdag fázist kapunk; az utóbbi fázis(ok) paramágneses(ek). Annak érdekében, hogy ez a három fázis a mágneses anyagban homogén formában helyezkedjen el, a mágnes nyersdarabot porítjuk, illetve őröljük. Ennek a homogenizálásnak, illetve aprításnak egyidejűleg az is célja, hogy - mivel a szinterelési folyamatban a mágneses első fázis nem olvad meg - a további fázisok rá-, illetve felolvasztásával a színtereit munkadarabban a fémes kötéseket létrehozza. Ez a további felolvadó fázis biztosítja a hordozót is a hozzáadott ötvözet adalékanyagokhoz, és ezekkel együtt belediffundál a mágneses fázis szemcsehatár-tartományaiba, illetve ott lerakódik. Ezt a lerakódást sematikusan a
2. ábrán szemléltetjük, amelyen az ötvözet adalékanyagok koncentrációjának alakulása látható két szemcse határmenti összetételével összefüggésben. Láthatók az 1 szemcsék között a határon lerakodott 2 ötvözet adalékanyagok, amelyek meggátolják a doménfalak elmozdulását, és ezáltal növelik a mágneses fázis koercitív erejét. A 3 metszősík mentén az ötvözet adalékanyagok koncentrációjának alakulását a 4 koncentrációgörbe szemlélteti.
Az 1. táblázatban megadjuk az előnyös ötvözetek esetében a találmány szerint elérhető BHmax-értékeket 25 °C-ra és 170 °C-ra. Látható, hogy a szemcsehatáron ötvözött anyagok kivétel nélkül jobb BHmax energiasűrűséget mutatnak; emellett az előnyök közé tartozik a hőmérséklet-állóság és egyszerűbb előállíthatóság is.
A 2. táblázatban azokat a találmány szerinti ötvözet adalékanyagokat tüntetjük fel, amelyeket az 1. táblázat szerinti mágnes nyersdarabokhoz hozzáadtunk.
A Cl, C2 és C3 adalékanyagok még jobb BHmax-értékeket eredményeznek, mint az Al, A2 és A3 adalékanyagok. DyBr3, illetve dehidratált Dy2(CH3COO)3 hozzáadása is kedvezőnek bizonyult.
1. példa tömeg% Nd, 53 tömeg% Fe, 15 tömeg% Co és 1 tömeg% B összetételű ötvözetet előaprítunk 100 pmnél kisebb szemcseméretre, és finomra őrölt Dy2O3-dal (<5 pm) együtt tovább őröljük. Az együttes őrléssel a két por alaposan összekevert, homogén keveréke képződik. A finomszemcsés porok homogén keverékét mágneses mezőben felmágnesezzük, irányítottságát beállítjuk és sajtoljuk, ezután 1000 és 1100 °C közötti hőmérsékleten szintereljük, és ezt követően 600 és 900 °C között hőkezeljük.
A mágnes remanenciája szobahőmérsékleten 1,2T és 160 °C-on körülbelül Ι,ΙΤ-re csökken. A koercitív erő szobahőmérsékleten 1400 kA/m, ami 100 °C-on 650 kA/m-re csökken. A maximális energiasűrűség a 20 °C és 160 °C közötti hőmérséklet-tartományban 280 kJ/m3 és 240 kJ/m3 között változik.
A diszprózium inhomogén eloszlása következtében az erősen mágneses (Nd,Dy)2Fe14B-magban, különösen pedig a diszprózium koncentrációgradiens következtében a mag keresztmetszete mentén, növekvő diszpróziumtartalommal a szemcsehatár felé még Co-tartalmú, megnövekedett Curie-hőmérséklettel rendelkező RF-Fe-B állandómágnesek esetében is lehetségessé válik a mágnesek alkalmazása 160 °C fölötti hőmérsékleten a koercitív erő növekedése alapján.
2. példa
Egy Nd15Fe77B8 összetételű színtereit mágnes szemcsés mágnes nyersdarabjának kiindulási szemcsenagysága 0,5 és 2 mm közötti. Ezt az előanyagot 60 perc alatt <10 pm szemcsenagyságig őröljük. A por 1 kg-ját azután diszprózium-oxalátot és terbium-oxalátot 50:50 arányban tartalmazó száraz porkeverék 5 g-jával keverjük össze, és 20 percig homogenizáljuk. A port ezután kivesszük az őrlőberendezésből, és anizotrop mágnes előállítására irányítottságát védőgáz alatt, mángeses mezőben beállítjuk, sajtoljuk és szintereljük. A szinterelésnél való felhevítés során a Dy-vegyületek Dy2O3-dá alakulnak, mely vegyület a szemcsehatárokon helyezkedik el.
3. példa
Egy mágnesesen anizotrop színtereit mágnes előállítására egy Nd|5Fe72Co5B8 összetételű mágnes kiindulási anyagának porát <10 pm szemcsenagyságúra őröljük. Ezután a port elegyítjük diszprózium-acetilacetonát 50 g/l-es acetonos oldatával 1 kg porra 1-2 g oldatot alkalmazva, és az oldószert egy forgó bepárlóban vákuumban lepároljuk addig, amíg csak egészen kevés marad vissza. A Dy-vegyület oldott formában való felvitelével a porrészecskéket egy igen vékony bevonattal látjuk el. Ezután beállítjuk a por mágneses irányítottságát, összesajtoljuk és szintereljük (az 1. példával analóg módon).
4. példa
Egy Ndl3Dy2Fe72Co5B8 összetételű színtereit mágnes szemcsés mágnes nyersdarabjának kiindulási szemcsenagysága 0,5 és 2 mm közötti. Ezt az előanyagot 60 perc alatt <10 pm szemcsenagyságig őröljük. A por 1 kg-ját azután 5 g diszprózium-bromiddal keveijük össze, és 20 percig homogenizáljuk. A diszprózium-bromiddal bevont port ezután kivesszük az őrlőberendezésből, és anizotrop mágnes előállítására irányítottságát védőgáz alatt, mágneses mezőben beállítjuk, sajtoljuk és
HU 215 659 Β szintereljük. A hőmérséklet emelkedésekor a bromid meglágyul, és Dy2O3 keletkezik. A tényleges szinterelés vákuumban történik.
5. példa
Egy mágnesesen anizotrop színtereit mágnes előállítására egy Nd|3Dy2Fe72Co5B8 összetételű mágnes kiindulási anyagának porát <10 pm szemcsenagyságúra őröljük. Ezután a port elegyítjük 1 kg-jára számítva 3 g diszprózium-acetát-porral. 15 perces homogenizálás után a mágnespor felületét egyenletesen bevonja a diszprózium-acetát. Ezután beállítjuk a por mágneses irányítottságát, összesajtoljuk és szintereljük (az 1. példával analóg módon). A diszprózium-acetátot melegítéssel Dy2O3-dá alakítjuk.
6. példa
Egy mágnesesen anizotrop színtereit mágnes előállítására egy Nd]5Fe77Bg összetételű mágnes kiindulási anyagának porát <10 pm szemcsenagyságúra őröljük.
Ezután a port többszörösen elegyítjük diszpróziumacetil-acetonát acetonos oldatával, és az oldószert mindig lepároljuk addig, amíg csak egészen kevés marad vissza. Ezt addig végezzük, amíg 3 g diszprózium-acetilacetonátot vittünk fel 1 kg mágnesporra számítva. A Dy10 vegyület oldott formában való felvitelével és az oldószer többszöri lepárlásával a porrészecskéket egy igen vékony és egyenletes bevonattal látjuk el. Ezután beállítjuk a por mágneses irányítottságát, összesajtoljuk és szintereljük (az 1. példával analóg módon); ennek során
Dy2O3 képződik, ami a szemcsehatárokon lerakódik.
1. táblázat
| Összetétel | A találmány értelmében szemcsehatáron ötvözve | Szemcsehatáron való ötvözet nélkül | |||
| Atom% | Adalékanyag | BHmax kJ/m3 25 °C | BHmax kJ/m3 170 °C | BHmax kJ/m3 25 °C | BHmax kJ/m3 170 °C |
| 77Fe-88-15Nd | Al | 285 | 85 | 290 | 60 |
| A2 | 290 | 85 | |||
| A3 | 285 | 105 | |||
| B1 | 280 | 130 | |||
| B2 | 285 | 80 | |||
| 77Fe-88-13Nd-2Dy | Al | 270 | 160 | 270 | 150 |
| A2 | 275 | 160 | |||
| B1 | 280 | 150 | |||
| 71Fe-6Co-88-15Nd | Al | 270 | 90 | 270 | 80 |
| A2 | 260 | 170 | |||
| B1 | 265 | 155 | |||
| A3 | 280 | 175 | |||
| A4 | 270 | 165 | |||
| 65Fe-12Co-88-15Nd | Al | 270 | 110 | 260 | 95 |
| A2 | 260 | 175 | |||
| A3 | 280 | 185 | |||
| B1 | 255 | 160 | |||
| A4 | 270 | 165 | |||
| 57Fe-20Co-88-15Nd | Al | 260 | 115 | 210 | 100 |
| A2 | 255 | 155 | |||
| B1 | 220 | 155 | |||
| A3 | 270 | 165 | |||
| A4 | 270 | 170 |
2. táblázat
Az ötvözet adalékanyagok összetétele
| Adalékanyag (jele az 1. táblázatban) | Az adalékanyag összetétele tömeg%-ban az alapanyag portömcgérc számítva |
| Al | l%Dy2O3 |
| A2 | l%Dy2O3 + 1% Al |
| A3 | 0,5% Dy2O3 + 0,5% A1BX |
HU 215 659 Β
2. táblázat (folytatás)
| Adalékanyag (jele az 1. táblázatban) | Az adalékanyag összetétele tömeg%-ban az alapanyag portömegérc számítva |
| A4 | 0,5% Dy2O3 + 0,5% TiN |
| BI | 0,5% Dy2O3 + 0,5% TaN + 0,5% Dy |
| B2 | 1% CoxBy + 0,5% TaN |
| Cl | 1% Dy2O3 + 0,5% Dy2(CO3)3 -4H2O |
| C2 | 1% Al + 0,5% Dy-oxalát (Dy2C2O4)3 dehidratált |
| C3 | 0,5% Dy2O3 + 0,5% A1BX + 0,5% Dy-acetil-acetonát [Dy(CH3COCHCOCH3)3] |
SZABADALMI IGENYONTOK
Claims (26)
1. Színtereit ritkaföldfém-vas-bór típusú (RF-Fe-B típusú) állandómágnes(-anyag), azzal jellemezve, hogy a mágneses fázis - előnyösen az RF2Fe14B típusú mágneses fázis, ahol RF jelentése legalább egy elem a ritkaföldfémek csoportjából, előnyösen neodímium és/vagy diszprózium és/vagy prazeodímium és/vagy holmium - szemcsehatárain és/vagy a szemcsehatárok tartományában ötvözet adalékanyagként a nehéz ritkaföldfémek csoportjának legalább egy további elemét előnyösen gadolíniumot, holmiumot, diszpróziumot és/vagy terbiumot - és/vagy a ritkaföldfémek - előnyösen a nehéz ritkaföldfémek - csoportjába tartozó legalább egy elem legalább egy oxidját és/vagy nitridjét és/vagy karbidját tartalmazza, adott esetben szemcsehatár-ötvözet adalékanyagokkal - például kobal, króm, alumínium, titán és/vagy tantál elemek legalább egyikének oxidjával és/vagy nitridjével és/vagy boridjával együtt, rárakódott, illetve beleágyazott formában.
2. Az 1. igénypont szerinti állandómágnes(-anyag), azzal jellemezve, hogy a szemcsehatárokon, illetve a szemcsehatárok tartományában rárakódott, illetve beleágyazott adalékanyag mérete 0,005-10 pm, előnyösen 0,05-1 pm, különösen előnyösen 0,05-0,5 pm.
3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti állandómágnes (-anyag), azzal jellemezve, hogy egy mágnes nyersdarabból készült, amely 15 atom% (±5 atom%) színtereit ritkaföldfémet (RF), 77 atom% (±10 atom%) vasat (Fe), melynek egy részét kobalt helyettesítheti, és 8 atom% (±5 atom%) bőrt (B) tartalmaz.
4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti állandómágnes(-anyag), azzal jellemezve, hogy a vas 30 atom%-ig terjedő mennyiségét kobalt helyettesíti.
5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti állandómágnes(-anyag), azzal jellemezve, hogy az ötvözet adalékanyagok a mágnes nyersdarab 0,2-2,5 tömeg%-át, előnyösen 0,8-2 tömeg%-át, különösen előnyösen 1-1,5 tömeg%-ág teszik ki.
6. Eljárás RF-Fe-B típusú állandómágnes(-anyag) - különösen az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti állandómágnes(-anyag) - előállítására, melynek során a mágnes nyersdarab alkotórészeit fémolvasztással állítjuk elő, majd porítjuk és mágneses mezőben sajtoljuk, majd szintereljük, azzal jellemezve, hogy a fémolvasztással előállított, porított mágnes nyersdarabot szilárd porított és/vagy folyékony formában rendelkezésre álló ötvözési alapanyagokkal, azaz a nehéz ritkaföldfémek csoportjának legalább egy elemével - előnyösen gadolíniummal és/vagy holmiummal és/vagy diszpróziummal és/vagy terbiummal - és/vagy legalább egy kémiai vegyülettel - mely legalább egy, előnyösen nehéz ritkaföldfémet tartalmazó, és ennek a fémnek vagy ezeknek a fémeknek oxidjaként és/vagy nitridjeként és/vagy karbidjaként jelen lévő, vagy különösen hevítéskor ennek a fémnek vagy ezeknek a fémeknek oxidját és/vagy nitridjét és/vagy karbidját képező, előnyösen szerves fémvegyület -, és adott esetben porított szemcsehatár-ötvözet adalékanyagokkal - melyek a kobalt, króm, alumínium, titán vagy tantál elemek legalább egyikének oxidjaiból és/vagy nitridjeiből és/vagy boridjaiból állnak - együtt összekeverjük, és ezután felmágnesezés közben az ötvözet adalékanyagokkal és adott esetben a szemcsehatár-ötvözet adalékanyagokkal együtt sajtoljuk és szintereljük.
7. A 6. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mágnes nyersdarabhoz kevert kémiai vegyületeket hőkezeléssel és/vagy a szinterelési eljárás során végzett hőmérsékletemeléssel oxidokká, nitridekké vagy karbidokká alakítjuk.
8. A 6. vagy 7. igénypont szerinti eljárás, azzaljellemezve, hogy a vegyületek hőbontását 100 °C és 1000 °C, előnyösen 350 °C és 800 °C között végezzük.
9. A 6-8. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kémiai vegyületekként oldható, különösen szerves fémvegyületeket alkalmazunk, amelyek előnyösen nehéz ritkaföldfémek vegyületei.
10. A 6-9. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kémiai vegyületekként előnyösen szervetlen és/vagy szerves savak oldható sóit adagoljuk.
11. A 6-10. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a vegyületek hevítése során víz és/vagy szén-monoxid és/vagy szén-dioxid hasad le.
12. A 6-11. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy kémiai vegyületekként ritkaföldfémek acetátjait és/vagy oxalátjait és/vagy karbonátjait és/vagy halogenidjeit és/vagy acetil-acetonátjait alkalmazzuk.
13. A 6-12. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyékony, illetve oldott formában jelen lévő vegyületeket összekeverjük a porított
HU 215 659 Β mágnes nyersdarabbal, és előnyösen a mágnes nyersdarab teljes felületét a vegyülettel, illetve annak oldatával megnedvesítjük, illetve bevonjuk, illetve érintkezésbe hozzuk.
14. A 6-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a folyékony formában lévő vegyülettel érintkezésbe hozott mágneses nyersdarabot különösen a vegyületek oldószerének lepárlásával megszárítjuk, és ezután hőkezeléssel a vegyületben lévő ritkaföldfémek oxidjait, nitridjeit, karbidjait képezzük.
15. A 6-14. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az érintkezésbe hozott mágnes nyersdarab hőkezelését és/vagy a vegyület elbontását csökkentett nyomáson, előnyösen vákuumban végezzük.
16. A 6-15. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilárd formában jelen lévő ötvözet adalékanyagokat 5 pm-nél kisebb méretű, előnyösen 1 pm-nél kisebb méretű, legelőnyösebben 0,5 pm-ncl kisebb méretű részecskékké őröljük.
17. A 6-16. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémolvasztással előállított mágnes nyersdarabot 200 pm-nél kisebb méretű, előnyösen 100 pm-nél kisebb méretű, különösen előnyösen 50 pm-nél kisebb méretű részecskékké aprítjuk, különösen nagy energiájú aprítással.
18. A 6-17. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szilárd formában jelen lévő ötvözet adalékanyagokat és az aprított mágnes nyersdarabot együttesen őrölve érintkeztetjük, előnyösen addig, amíg a mágnes nyersdarab részecskéi a 30 pm-nél kisebb, előnyösen a 20 pm-nél kisebb, még előnyösebben a 15 pm-nél kisebb részecskeméretet elérik.
19. A 6-18. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szinterelést vákuumban, 800 °C és 1300 °C közötti, előnyösen 900 °C és 1200 °C közötti, még előnyösebben 1000 °C-ig terjedő hőmérsékleten, legelőnyösebben olyan hőmérsékleten végezzük, amelyen a mágneses fázis még nem olvad, de a mágnes nyersdarab egyéb fázisai legalább meg-, illetve felolvadnak.
20. A 6-19. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szinterelést addig végezzük, amíg a szemcsehatárokon vagy azok tartományában az ötvözet adalékanyag feldúsulása következik be, illetve amíg a mágneses fázisban végbemenő mikrodiffuzióval a szemcsehatárokon, illetve azok tartományában olyan koncentrációgradiensek képződnek, amelyek az 5 pm-t, előnyösen az 1 pm-t, különösen előnyösen a 0,5 pm-t nem haladják meg lényegesen.
21. A 6-20. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szinterelést legfeljebb 20 percig, előnyösen 10-20 percig, különösen előnyösen körülbelül 15 percig végezzük, illetve adott esetben csak addig szinterelünk, amíg a ritkaföldfémek oxidjainak, nitridjeinek és/vagy karbidjainak, illetve a szemcsehatár-ötvözet adalékanyagoknak a bomlása, illetve a teljes diffúziója nem lép fel.
22. A 6-21. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy fémolvasztással előállított mágnes nyersdarabként egy 15 atom% (±5 atom%) ritkaföldfémet, 77 atom% (±10 atom%) vasat, melynek egy részét kobalt helyettesítheti, és 8 atom% (±5 atom%) bőrt tartalmazó alapanyagot alkalmazunk.
23. A 6-22. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a fémolvasztással előállított alapanyagban a vasat 30 atom%-ig terjedő mennyiségben kobalt helyettesíti.
24. A 6-23. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az ötvözet adalékanyagokat 0,2-2,5 tömeg%, előnyösen 0,8-2 tömeg%, különösen előnyösen 1-1,5 tömeg% mennyiségben adjuk a fémolvasztással előállított porított mágnes nyersdarabhoz.
25. A 6-24. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy ritkaföldfémként neodímiumot és/vagy diszpróziumot és/vagy holmiumot tartalmazó mágnes nyersdarabot alkalmazunk.
26. A 6-25. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a színtereit anyagot 350 °C és 1200 °C közötti hőmérséklet-tartományban vetjük alá hőkezelésnek.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT245489A AT393178B (de) | 1989-10-25 | 1989-10-25 | Permanentmagnet(-werkstoff) sowie verfahren zur herstellung desselben |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HU906544D0 HU906544D0 (en) | 1991-04-29 |
| HUT58948A HUT58948A (en) | 1992-03-30 |
| HU215659B true HU215659B (hu) | 1999-02-01 |
Family
ID=3534648
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU906544A HU215659B (hu) | 1989-10-25 | 1990-10-24 | Szinterelt ritkaföldfém-vas-bór típusú állandómágnes(-anyag), valamint eljárás annak előállítására |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0425469B1 (hu) |
| AT (1) | AT393178B (hu) |
| CZ (1) | CZ284167B6 (hu) |
| DD (1) | DD298177A5 (hu) |
| DE (1) | DE59010911D1 (hu) |
| HU (1) | HU215659B (hu) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT399415B (de) * | 1991-03-18 | 1995-05-26 | Boehler Ybbstalwerke | Verfahren zur herstellung von seltene erden enthaltendem(n) permanentmagnet(-en) (-werkstoffen) |
| WO2002013209A2 (en) * | 2000-08-03 | 2002-02-14 | Sanei Kasei Co., Limited | Nanocomposite permanent magnet |
| JP5057111B2 (ja) | 2009-07-01 | 2012-10-24 | 信越化学工業株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| MY174972A (en) | 2011-05-02 | 2020-05-29 | Shinetsu Chemical Co | Rare earth permanent magnets and their preparation |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6187825A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-06 | Hitachi Metals Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
| US4762574A (en) * | 1985-06-14 | 1988-08-09 | Union Oil Company Of California | Rare earth-iron-boron premanent magnets |
| JPS6227548A (ja) * | 1985-07-27 | 1987-02-05 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石合金 |
| JPS62171102A (ja) * | 1986-01-23 | 1987-07-28 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類永久磁石とその製造方法 |
| EP0265006A1 (en) * | 1986-10-13 | 1988-04-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Method of manufacturing a permanent magnet |
| DE3883038T2 (de) * | 1987-03-23 | 1994-01-05 | Tokin Corp | Verfahren zur Herstellung eines anisotropen seltene Erden-Eisen-Bor-Verbundmagneten mit Hilfe von bandähnlichen Spänen aus einer seltene Erden-Eisen-Bor-Legierung. |
| JPH01238001A (ja) * | 1988-03-18 | 1989-09-22 | Kawasaki Steel Corp | 希土類永久磁石の製造方法 |
| EP0389626B1 (en) * | 1988-06-03 | 1996-11-13 | Mitsubishi Materials Corporation | SINTERED RARE EARTH ELEMENT-B-Fe-MAGNET AND PROCESS FOR ITS PRODUCTION |
| AT393177B (de) * | 1989-04-28 | 1991-08-26 | Boehler Gmbh | Permanentmagnet(-werkstoff) sowie verfahren zur herstellung desselben |
-
1989
- 1989-10-25 AT AT245489A patent/AT393178B/de active
-
1990
- 1990-09-25 DD DD34420390A patent/DD298177A5/de unknown
- 1990-10-05 EP EP19900890267 patent/EP0425469B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1990-10-05 DE DE59010911T patent/DE59010911D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-10-22 CZ CS905141A patent/CZ284167B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1990-10-24 HU HU906544A patent/HU215659B/hu not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| HU906544D0 (en) | 1991-04-29 |
| AT393178B (de) | 1991-08-26 |
| CS514190A3 (en) | 1992-05-13 |
| CZ284167B6 (cs) | 1998-09-16 |
| EP0425469A3 (en) | 1991-11-06 |
| ATA245489A (de) | 1991-01-15 |
| EP0425469B1 (de) | 2000-04-05 |
| DE59010911D1 (de) | 2000-09-21 |
| DD298177A5 (de) | 1992-02-06 |
| EP0425469A2 (de) | 1991-05-02 |
| HUT58948A (en) | 1992-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE102012000421B4 (de) | Verfahren zum Herstellen von gesinterten Nd-Fe-B-Magneten mit Dy oder Tb | |
| EP1260995B1 (en) | Preparation of permanent magnet | |
| JP5201144B2 (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系異方性焼結磁石 | |
| Buschow et al. | Properties of metastable ternary compounds and amorphous alloys in the Nd-Fe-B system | |
| US10186374B2 (en) | Manufacturing Nd—Fe—B magnets using hot pressing with reduced dysprosium or terbium | |
| JP2898173B2 (ja) | 溶融紡糸リボンからの細粒化異方性粉末の製造 | |
| US3625779A (en) | Reduction-fusion process for the production of rare earth intermetallic compounds | |
| CN102549685A (zh) | 永久磁铁及永久磁铁的制造方法 | |
| HU215659B (hu) | Szinterelt ritkaföldfém-vas-bór típusú állandómágnes(-anyag), valamint eljárás annak előállítására | |
| PL164473B1 (en) | Permanent magnet and method of making the same | |
| JPS6393841A (ja) | 希土類永久磁石合金用組成物 | |
| JPH0685369B2 (ja) | 永久磁石の製造方法 | |
| JP2015120958A (ja) | 希土類−鉄−窒素系磁性合金とその製造方法 | |
| JP3624724B2 (ja) | Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金粉末の再生方法 | |
| Nakamura et al. | Microstructural changes in Nd2Fe14B permanent magnet alloys during HDDR phenomena | |
| Chen et al. | Effect of CaCl2 and NdCl3 on the manufacturing of Nd‐Fe‐B by the reduction‐diffusion process | |
| JP3459477B2 (ja) | 希土類磁石用原料粉末の製造方法 | |
| Chacon et al. | Determination of the substitution scheme of gallium and magnetic features of Nd 2 Fe 14− x Ga x B | |
| JP2005314743A (ja) | 磁性粉末 | |
| Pan et al. | Microstructure and Magnetic Properties of Mechanically Alloyed Fe–Zn | |
| JPS62257705A (ja) | ＲＣｏ↓５系希土類コバルト磁石の製造方法 | |
| JP2001207201A (ja) | 磁石用Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系被覆合金粉末及びその製造方法 | |
| JP3294645B2 (ja) | 窒化物磁性粉とその製造法 | |
| JPH1150110A (ja) | 希土類磁石用合金粉末の製造方法 | |
| JPH11121215A (ja) | 希土類磁石粉末の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| DFC4 | Cancellation of temporary prot. due to refusal | ||
| DGB9 | Succession in title of applicant |
Owner name: VACUUMSCHMELZE GMBH, DE |
|
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |