稀土磁鐵用急冷合金和稀土磁鐵的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及磁鐵的制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種稀±磁鐵用急冷合金和稀±磁 鐵的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對于各種高性能電機(jī)、發(fā)電機(jī)中使用的度H)max超過40MG0e的高性能磁鐵而言， 為得到高磁化的磁鐵，減少非磁性元素B的使用量的"低B組份磁鐵"的開發(fā)就變得非常有 必要。
[000引現(xiàn)在，"低B組份磁鐵"的開發(fā)采用了各種各樣的方式，然而，截止目前，還未能開發(fā) 出市場化的產(chǎn)品。"低B組份磁鐵"的最大的缺點(diǎn)在于退磁曲線的方形度（亦稱為化或者 S曲比較差，其形成原因比較復(fù)雜，主要是由于RzFe。相的出現(xiàn)和富B相化J4B4相）的缺乏 導(dǎo)致晶界處出現(xiàn)局部B不足。
[0004]日本專利特開2013-70062中公開了一種低B的稀±磁鐵，其包括R巧為包含Y的 稀±元素中選擇的至少一種的元素，Nd為必有組分）、B、Al、化、Zr、Co、0、C及化作為主成 分的組成，各元素的含量為R;25~34重量％，B;0. 87~0. 94重量％、Al;0. 03~0. 3重 量％、化；0. 03~0. 11重量％、Zr;0. 03~0. 25重量％、Co;3重量％ ^下（且不包含0)、 0:0.03~0. 1重量％、C:0.03~0. 15重量％、W及殘余為化。該發(fā)明通過降低B的含量， 使得富B相的含量降低，進(jìn)而使得主相含有的體積比例增加，并最終獲得高Br的磁鐵。通 常情況下，B的含量減少的情況下，會(huì)形成軟磁性的RzTi,相（一般為RzFei,相），極易使得 矯頑力化Cj)降低，而本發(fā)明通過添加微量的化，使得RzTn相的析出被抑制，更形成了使 Hcj和化提高的R2T14C相（一般為Rz化mC相）。然而，上述的低測高銅磁鐵、或低測高銅 中鉛磁鐵的最低飽和充磁場極高，存在不易充磁的問題，磁體的易磁化強(qiáng)度可用磁化過程 中的最低飽和磁化場強(qiáng)度值來表征，一般來說，當(dāng)磁化場強(qiáng)度由某一值增加50%時(shí)，試樣的 化和化j增加均不超過1 %，該磁場值就被認(rèn)為是送種永磁材料的最低飽和磁化場強(qiáng)度值， 為方便表征，通常使用同一形狀尺寸的磁體在開路狀態(tài)下的磁化曲線來描述磁體的易磁化 強(qiáng)度，而磁化曲線的形狀受磁體成分及其顯微結(jié)構(gòu)的影響。在開路狀態(tài)下，磁體的磁化過程 與其形狀、尺寸密切相關(guān)，具有相同形狀和尺寸的磁體，其最低飽和磁化場越小，磁體越容 易磁化。
[0005] 另一方面，為了達(dá)到便于裝配、減少雜質(zhì)吸附及降低管理成本的目的，一些高端產(chǎn) 品需采用先安裝再充磁的方法，而在開路狀態(tài)下，高性能NdFeB磁體通常需要2.OTW上的 充磁場才能使其充磁到飽和狀態(tài)，特別是長徑比（磁體取向方向的長度和磁體垂直于充磁 方向平面的最大直徑之比）越小的磁體，開路狀態(tài)下磁化到飽和磁化狀態(tài)所需的磁場越 大。然而，由于用戶的充磁裝置所能提供的磁場受到成本、空間的限制，通常不能使高性能 燒結(jié)NdFeB磁體飽和磁化，因此，為了獲得足夠大的磁通，往往需要高磁能積的磁體，如本 來可W使用磁能積為35MG0e磁體，被迫使用38MG0eW上的磁體，增加了使用成本。因此， 如何改善Nd-Fe-B系磁鐵的充磁特性，從而使磁體更加容易充磁到飽和磁化狀態(tài)，是目前 的技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種稀±磁鐵用急冷合金，上述合 金所制得的細(xì)粉中，單個(gè)晶粒內(nèi)的磁疇數(shù)量減少，更容易沿外加磁場取向，獲得易磁化的高 性能磁體。
[0007] 本發(fā)明提供的技術(shù)方式如下：
[0008] 稀±磁鐵用急冷合金，其含有RzFe^B主相，所述的R為包括Nd的稀±元素，其特 征在于，所述合金的一次結(jié)晶在短軸方向的平均粒徑為10~15Um，富Nd相的平均間隔為 L0 ~3. 5Um。
[0009] 上述合金所制得的細(xì)粉中，單個(gè)晶粒內(nèi)的磁疇數(shù)量減少，更容易沿外加磁場取向， 獲得易磁化的高性能磁體。
[0010] 另外，由于合金一次結(jié)晶的粒徑變小，因此，可W在氨破碎和氣流磨之后獲得細(xì)化 的合金粉末，并制得方形度、矯頑力和耐熱性均有明顯改善的磁鐵。
[0011] 本發(fā)明中提及的稀±元素包括紀(jì)元素在內(nèi)。
[0012] 在推薦的實(shí)施方式中，所述的稀±磁鐵為Nd-Fe-B系磁鐵。
[0013] 在推薦的實(shí)施方式中，所述急冷合金的平均厚度為0. 2~0. 4mm。
[0014] 在推薦的實(shí)施方式中，按重量比計(jì)，95%W上的急冷合金的厚度為0. 1~0. 7mm。
[0015] 通過控制急冷合金的厚度，W此改善結(jié)晶的微觀結(jié)構(gòu)，片厚小于0.Imm的急冷合 金中包含較多的非晶相及等軸晶，會(huì)導(dǎo)致一次結(jié)晶粒徑變小，相鄰富Nd相的平均間隔縮 短，晶粒內(nèi)的磁疇在取向過程中形核長大阻力增加，磁化性能變差，與此相對地，片厚超過 0. 7mm的急冷合金中包含較多的a-Fe及RzFen相，形成較大的富Nd相，進(jìn)而同樣導(dǎo)致相鄰 富Nd相的平均間隔縮短，晶粒內(nèi)的磁疇在取向過程中形核長大阻力增加，磁化性能變差。
[0016] 在推薦的實(shí)施方式中，所述稀±磁鐵用急冷合金使用包括如下成分的原料制成：
[0017]民：13. 5at% ~14. 5at%，
[001 引B:5. 2at%~5. 8at%，
[0019]Cu:0.Iat%~0. 8at%，
[0020] Al:0?Iat%~2.Oat%，
[0021] W:0. 0005at%~0. 03at%，
[0022] T:0at%~2.Oat%，T為選自Ti、Zr、V、Mo、Co、Zn、Ga、Nb、Sn、訊、Hf、Bi、Ni、Si、 化、Mn、S或P中的至少一種元素，
[002引 W及余量為化，
[0024] 所述稀±磁鐵用合金是將原料合金烙融液用帶材鑄件法，Wl〇2°C/砂W上、 IO4C/砂W下的冷卻速度冷卻得到的。
[0025] 本發(fā)明中，在將Cu的含量控制到0.Iat%~0.Sat%、A1的含量控制到0.Iat%~ 2.Oat%，B的含量控制在5. 2at%~5. 8at%，W的含量控制在0. 0005at%~0. 03at%之 后，化不進(jìn)入NdsFe^B主相內(nèi)，主要分布在晶界富Nd相內(nèi)，W則在烙融液的冷卻過程中，隨 著RzFe^B主相的析出，向結(jié)晶晶界濃縮，WW微小并且均一的釘扎結(jié)晶物的方式實(shí)現(xiàn)析出， 釘扎（Pinningeffect)晶界的遷移，部分Al占據(jù)主相的8j2晶位，在主相內(nèi)部與鄰近的化 形成a-Fe層，控制一次結(jié)晶粒徑，而Al的添加使合金晶粒細(xì)化，同時(shí)使富Nd相和富B相 的塊度變小，部分Al則進(jìn)入富Nd相與化共同作用，改善富Nd相與主相之間的浸潤角，使 富Nd相極為均勻地沿邊界分布，在化、Al和W的共同作用下，使低B磁鐵實(shí)現(xiàn)一次結(jié)晶平 均粒徑為10~15Um，富Nd相的平均間隔為1.O~3. 5ym。由此，上述成分的合金所制得 的細(xì)粉中，晶粒內(nèi)的磁疇在取向過程中形核長大阻力變小，疇壁可W迅速移動(dòng)，使所有的磁 疇都轉(zhuǎn)動(dòng)至磁場相同方向，充磁飽和。
[0026] 在推薦的實(shí)施方式中，所述稀±磁鐵用合金在急速冷卻至500~75(TC之后，在收 料桶中W500~70(TC的溫度保溫0. 5~5小時(shí)。在經(jīng)過保溫工序之后，一次結(jié)晶的狹長富 Nd相向中必區(qū)域縮短，富Nd相變得緊湊、集中，更好地控制富Nd相的平均間隔。
[0027] 需要說明的是，本發(fā)明中，R;13. 5at%~14. 5at%的含量范圍為本行業(yè)的常規(guī)選 擇，因此，在實(shí)施例中，沒有對R的含量范圍加W試驗(yàn)和驗(yàn)證。
[002引本發(fā)明的另一目的在于提供稀±磁鐵的制備方法。
[0029] 稀±磁鐵的制備方法，其特征在于，