专利名称：永磁材料的制造方法
技术领域：
本发明涉及永磁材料的制造方法。
Croat1985年1月29日的转让给美国通用汽车公司的美国4，496，395号专利在其说明书中论述了过去是如何用钐和钴(以及其他材料)制造永磁材料的。该说明书指出，这些元素由于其数量稀少而很昂贵，因而不宜用于磁体的大量生产。该说明书于是指出，人们已懂得了用原子量较低的稀土元素代替钐和用铁代替钴来制造永久磁体的必要性，但并没有能取得成功。最后，该说明书公开了一种综合采用这些元素来制造磁性材料的方法，这种方法包括以下几个工序制取一种铁和一种以上稀土元素的混合料，加热这种混合料来制取一种均质的熔融合金，将这种熔融的合金在一种使其基本上瞬时固化的速度下急冷，从而使其在急冷后形成一种具有特有的至少约5000Oe的室温矫顽磁性的合金。该说明书还公开了由此得出的产品。
以后，Croat1989年2月7日的转让给美国通用汽车公司的美国4，802，931号专利在其说明书中论述了一种用铁、硼和低原子量稀土元素如钕和镨制成的新的高强度磁性合金。所涉及的方法还是将混合料熔融后进行快速急冷。
本发明的目的在于提供另一种制造包含有上述不太昂贵和稀少的元素的永磁材料的改进的方法，并提出另一种改进的产品。
本发明提供一种制造室温永磁材料的方法，此方法包括以下几个工序。
(1)制取一种铁、钕和其他元素的混合料;
(2)加热此混合料;
(3)冷却此混合料;
其特征是(4)将各元素磨成粉料而使混合料的粒度小于10μm;
(5)此混合料按原子量百分比大致包含钕(Nd)不大于50%钴(Co)不大于4%镝(Dy)不大于20%硼(B)不大于15%钼(Mo)不大于12%铌(Nb)不大于15%余量为铁(Fe)和杂质;
(6)将此混合料在加热前压制成所需最后形状;
(7)制备粒状材料、混合和压制是在低氧和无水分的环境中进行的;
(8)加热时，应周期性地升温，每个周期包括一快速升温期和随后的一大体上的等温期;
(9)升温持续到达烧结温度为止;
(10)使混合料较缓慢地冷却。
以上工序(7)中所述低氧环境最好为真空或惰性气体环境。
本发明还提供用上述方法制成的永磁材料。
本发明与新近的Croat所述内容相比，其主要优点是所得出的材料具有更好的性能。首先，本发明的材料具有明显改进的磁性，特别是矫顽磁性提高了一倍。其次，此材料适于进行抗腐蚀的电镀，从而明显地延长其使用寿命。第三，此材料能耐较高的温度。第四，该方法便于自动化。
现对本发明参照附图更详细地进行说明，附图中
图1为加热时温度对时间的曲线图;
图2为本发明十种磁性材料的特性图表;
图3a-3f所示为十种材料中六种材料的磁和物理的特性曲线以及退磁曲线;
图4为本发明材料性能与现有技术材料性能之间的比较图表。
作为一个实例，现对本发明的方法和从中得出的产品进行详细的说明。混合料组分的原子量百分比为(1)钕(Nd)30-35%
(2)铁(Fe)60-67%(3)钴(Co)1-4%(4)镝(Dy)1-4%(5)硼(B)0.8-1.2%(6)铌(Nb)0.6-1.0%%(7)铝(Al)0.4-0.8%可以外加一种或一种以上的以下元素，其量不得超过以下示出的原子量百分比规定值Al15%,Bi10%,Cr12%,Ge10%,Hf10%,Mn12%,Ni12%,Sb5%,Si10%,Sn5%,Ta15%,Ti8%,Y15%,W15%,Zn5%,Pr30%,Y30%,Zr10%,Mo12%。
将以上原子元素用喷射磨机磨成粉料并混合，粒度为0.1-10μm。再将混合料压制成所需最后形状并对其进行磁化。磨碎、混合和压制是在氮气环境中进行的。在对成形坯料进行加热时，按图1所示曲线进行升温直至达到烧结温度为止，然后进行自然冷却。最后，对所得永磁体进行电镀。
较缓慢的冷却是指以与美国4，496，395号专利所述冷却速度相比较慢的速度进行冷却。在优选的实施例中，烧结材料的冷却速度不超过75℃/min，最好不超过50℃/min，甚至不超过35℃/min。
为取得本发明的产品，一般必须减少热量的输入以造成一些大体上等温的周期。通过按现行说明书的规定所进行的常规的试验，专业人员是可以作出合理的热处理规范的。
也可以不在氮气气氛中而在一定的真空或在某种惰性气体如氦气、氖气、氩气或氢气的环境中进行磨碎、混合和压制工序。
作为对上述各工序的一种修改，可在加热前在混合料中添加一种树脂，大部分的树脂在加热时在真空中消失，仅剩下少量的树脂，如2%的重量，留在完成的磁性材料内。
图2为一图表，示出用上述方法由上述组分所制成的材料的磁性能，并示出不同的组分百分比所造成的材料之间的各种差异。图3c-3f示出其他一些详情。
图4为一图表，用以简明地比较本发明的磁性材料(烧结Nd-Fe-B)、新近公开的Croat的专利所述磁性材料(融合Nd-Fe-B)的传统的磁性材料(SmCo5和Sm2Co17)的性能。
权利要求
1.一种制造室温永磁材料的方法，此方法包括以下几个工序(1)制取一种铁、钕和其他元素的混合料；(2)加热此混合料；(3)冷却此混合料；其特征是(4)将各元素磨成粉料而使其混合料的粒度小于10μm；(5)此混合料按原子量百分比包含不大于50%的钕(Nd)不大于4%的钴(Co)不大于20%的镝(Dy)不大于15%的硼(B)不大于12%的钼(Mo)不大于15%的铌(Nb)(6)将此混合料压制成加热前的最后形状；(7)制备粒状材料、混合和压制是在一种低氧和无水分的环境中进行的；(8)加热时应周期性地升温，每个周期包括一个快速升温期和随后的一个大体上的等温期；(9)升温持续到达到烧结温度为止；(10)使混合料较缓慢地冷却。
2.一种由以上方法制成的永磁材料。
全文摘要
一种磁性材料及其制造方法，此磁性材料由粒度为10μm或小于10μm、原子量百分比为60—67％的Fe、30—35％的Nd、1—4％的Dy、0.8—1.2％B和0.6—1.0％Nb的混合料构成，此混合料在无水分的条件下压制成型并烧结，制成品作缓慢冷却。
文档编号H01F1/08GK1076544SQ9210178
公开日1993年9月22日 申请日期1992年3月16日 优先权日1992年3月16日
发明者李清华 申请人:李清华