稀土磁铁用急冷合金和稀土磁铁的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及磁铁的制造技术领域，特别是涉及一种稀±磁铁用急冷合金和稀±磁 铁的制备方法。
【背景技术】
[0002] 对于各种高性能电机、发电机中使用的度H)max超过40MG0e的高性能磁铁而言， 为得到高磁化的磁铁，减少非磁性元素B的使用量的"低B组份磁铁"的开发就变得非常有 必要。
[000引现在，"低B组份磁铁"的开发采用了各种各样的方式，然而，截止目前，还未能开发 出市场化的产品。"低B组份磁铁"的最大的缺点在于退磁曲线的方形度（亦称为化或者 S曲比较差，其形成原因比较复杂，主要是由于RzFe。相的出现和富B相化J4B4相）的缺乏 导致晶界处出现局部B不足。
[0004]日本专利特开2013-70062中公开了一种低B的稀±磁铁，其包括R巧为包含Y的 稀±元素中选择的至少一种的元素，Nd为必有组分）、B、Al、化、Zr、Co、0、C及化作为主成 分的组成，各元素的含量为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及残余为化。该发明通过降低B的含量， 使得富B相的含量降低，进而使得主相含有的体积比例增加，并最终获得高Br的磁铁。通 常情况下，B的含量减少的情况下，会形成软磁性的RzTi,相（一般为RzFei,相），极易使得 矫顽力化Cj)降低，而本发明通过添加微量的化，使得RzTn相的析出被抑制，更形成了使 Hcj和化提高的R2T14C相（一般为Rz化mC相）。然而，上述的低测高铜磁铁、或低测高铜 中铅磁铁的最低饱和充磁场极高，存在不易充磁的问题，磁体的易磁化强度可用磁化过程 中的最低饱和磁化场强度值来表征，一般来说，当磁化场强度由某一值增加50%时，试样的 化和化j增加均不超过1 %，该磁场值就被认为是送种永磁材料的最低饱和磁化场强度值， 为方便表征，通常使用同一形状尺寸的磁体在开路状态下的磁化曲线来描述磁体的易磁化 强度，而磁化曲线的形状受磁体成分及其显微结构的影响。在开路状态下，磁体的磁化过程 与其形状、尺寸密切相关，具有相同形状和尺寸的磁体，其最低饱和磁化场越小，磁体越容 易磁化。
[0005] 另一方面，为了达到便于装配、减少杂质吸附及降低管理成本的目的，一些高端产 品需采用先安装再充磁的方法，而在开路状态下，高性能NdFeB磁体通常需要2.OTW上的 充磁场才能使其充磁到饱和状态，特别是长径比（磁体取向方向的长度和磁体垂直于充磁 方向平面的最大直径之比）越小的磁体，开路状态下磁化到饱和磁化状态所需的磁场越 大。然而，由于用户的充磁装置所能提供的磁场受到成本、空间的限制，通常不能使高性能 烧结NdFeB磁体饱和磁化，因此，为了获得足够大的磁通，往往需要高磁能积的磁体，如本 来可W使用磁能积为35MG0e磁体，被迫使用38MG0eW上的磁体，增加了使用成本。因此， 如何改善Nd-Fe-B系磁铁的充磁特性，从而使磁体更加容易充磁到饱和磁化状态，是目前 的技术难题。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于克服现有技术之不足，提供一种稀±磁铁用急冷合金，上述合 金所制得的细粉中，单个晶粒内的磁畴数量减少，更容易沿外加磁场取向，获得易磁化的高 性能磁体。
[0007] 本发明提供的技术方式如下：
[0008] 稀±磁铁用急冷合金，其含有RzFe^B主相，所述的R为包括Nd的稀±元素，其特 征在于，所述合金的一次结晶在短轴方向的平均粒径为10~15Um，富Nd相的平均间隔为 L0 ~3. 5Um。
[0009] 上述合金所制得的细粉中，单个晶粒内的磁畴数量减少，更容易沿外加磁场取向， 获得易磁化的高性能磁体。
[0010] 另外，由于合金一次结晶的粒径变小，因此，可W在氨破碎和气流磨之后获得细化 的合金粉末，并制得方形度、矫顽力和耐热性均有明显改善的磁铁。
[0011] 本发明中提及的稀±元素包括纪元素在内。
[0012] 在推荐的实施方式中，所述的稀±磁铁为Nd-Fe-B系磁铁。
[0013] 在推荐的实施方式中，所述急冷合金的平均厚度为0. 2~0. 4mm。
[0014] 在推荐的实施方式中，按重量比计，95%W上的急冷合金的厚度为0. 1~0. 7mm。
[0015] 通过控制急冷合金的厚度，W此改善结晶的微观结构，片厚小于0.Imm的急冷合 金中包含较多的非晶相及等轴晶，会导致一次结晶粒径变小，相邻富Nd相的平均间隔缩 短，晶粒内的磁畴在取向过程中形核长大阻力增加，磁化性能变差，与此相对地，片厚超过 0. 7mm的急冷合金中包含较多的a-Fe及RzFen相，形成较大的富Nd相，进而同样导致相邻 富Nd相的平均间隔缩短，晶粒内的磁畴在取向过程中形核长大阻力增加，磁化性能变差。
[0016] 在推荐的实施方式中，所述稀±磁铁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为选自Ti、Zr、V、Mo、Co、Zn、Ga、Nb、Sn、訊、Hf、Bi、Ni、Si、 化、Mn、S或P中的至少一种元素，
[002引 W及余量为化，
[0024] 所述稀±磁铁用合金是将原料合金烙融液用带材铸件法，Wl〇2°C/砂W上、 IO4C/砂W下的冷却速度冷却得到的。
[0025] 本发明中，在将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，化不进入NdsFe^B主相内，主要分布在晶界富Nd相内，W则在烙融液的冷却过程中，随 着RzFe^B主相的析出，向结晶晶界浓缩，WW微小并且均一的钉扎结晶物的方式实现析出， 钉扎（Pinningeffect)晶界的迁移，部分Al占据主相的8j2晶位，在主相内部与邻近的化 形成a-Fe层，控制一次结晶粒径，而Al的添加使合金晶粒细化，同时使富Nd相和富B相 的块度变小，部分Al则进入富Nd相与化共同作用，改善富Nd相与主相之间的浸润角，使 富Nd相极为均匀地沿边界分布，在化、Al和W的共同作用下，使低B磁铁实现一次结晶平 均粒径为10~15Um，富Nd相的平均间隔为1.O~3. 5ym。由此，上述成分的合金所制得 的细粉中，晶粒内的磁畴在取向过程中形核长大阻力变小，畴壁可W迅速移动，使所有的磁 畴都转动至磁场相同方向，充磁饱和。
[0026] 在推荐的实施方式中，所述稀±磁铁用合金在急速冷却至500~75(TC之后，在收 料桶中W500~70(TC的温度保温0. 5~5小时。在经过保温工序之后，一次结晶的狭长富 Nd相向中必区域缩短，富Nd相变得紧凑、集中，更好地控制富Nd相的平均间隔。
[0027] 需要说明的是，本发明中，R;13. 5at%~14. 5at%的含量范围为本行业的常规选 择，因此，在实施例中，没有对R的含量范围加W试验和验证。
[002引本发明的另一目的在于提供稀±磁铁的制备方法。
[0029] 稀±磁铁的制备方法，其特征在于，