一种复合含有Gd和Mn的稀土磁铁制造技术

本发明专利技术公开了一种复合含有Gd和Mn的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2Fe14B型主相，其包括如下的原料成分：R：28wt％～33wt％，R为至少包括Nd和Gd的稀土元素，其中，Gd含量为0.3wt％～5wt％，B：0.8wt％～1.3wt％，Mn：0.02wt％～0.4wt％，以及余量为T和不可避免的杂质，所述T为主要包括Fe和18wt％以下Co的元素。该种稀土磁铁通过添加德热纳因子(De Gennes)高的Gd，克服由于Mn进入主相，导致居里温度和磁各向异性降低的缺陷，对于低氧含量、微小结晶的磁铁而言，可更好的发挥添加Mn所带来的技术效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁铁的制造
，特别是涉及一种复合含有Gd和Mn的、具高方形 度和尚耐热性的超尚性能稀土磁铁。
技术介绍
在一般的认为中，添加一定量的Mn，对于烧结磁铁的制造过程来说，可以促进烧 结反应，在低温或者短时间内烧结，且由于烧结组织变得匀质化，退磁曲线的方形度有所提 高。但正如大家所知道的那样，Mn是钢铁材料，与P、S相同，容易向结晶晶界偏析，具体到 Nd-Fe-B磁铁，由于Mn向晶界的偏析导致磁铁矫顽力急剧下降的情形也被大家所认识。此 外，Mn的添加还会带来磁铁居里点、各向异性场等出现下降的问题。因此，在以往的常用磁 铁制造工程中，Mn的添加是不受欢迎的。 近年来，作为考察磁铁稳定耐热性能的指标，对矫顽力、特别是退磁曲线的方形度 的要求逐渐提高，由此，做了许多降低氧含量的努力，氧含量在2000ppm以下的高性能磁体 的量产成为可能。在氧含量较低的磁铁中，Mn晶界偏析的情形并不容易发生，也就是说，Mn 主要往主相中扩散。但是，如果Mn扩散到主相中的话，居里温度会降低，导致耐热性、热减 磁性能变差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术之不足，提供一种复合含有Gd和Mn的稀土磁铁。 通过在原料中复合添加德热纳因子高的Gd和Mn，由于Mn的存在，Gd可以极均匀地分布在 磁铁中，从而克服Mn进入主相导致居里温度和磁各向异性同时降低的缺陷，提高居里温度 (Tc)、矫顽力和耐温性能，退磁曲线的方形度也有所提高。 本专利技术提供的技术方式如下： -种复合含有Gd和Mn的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2Fe14B型主相，并包括如 下的原料成分： R : 28wt %~33wt %，R为至少包括Nd和Gd的稀土元素，其中，Gd含量为0· 3wt %~ 5wt % ? B :0· 8wt %~I. 3wt %， Mn :0· 02wt %~0· 4wt %， 以及余量为T和不可避免的杂质，所述T为主要包括Fe和18wt%以下的Co的元 素； 所述稀土磁铁的氧含量在2000ppm以下。 本专利技术中提及的稀土元素包括钇元素在内。 本专利技术通过在原料中复合添加德热纳因子高的Gd和Mn，由于Mn的存在，Gd可以 极均匀地分布在磁铁中，从而克服Mn进入主相导致居里温度和磁各向异性同时降低的缺 陷，提高居里温度（Tc)、矫顽力和耐温性能，退磁曲线的方形度也有所提高。亦即，这样可以 充分发挥出添加 Mn的潜在能力。 需要说明的是，本专利技术中，R :28wt%~33wt%、B :0· 8wt%~I. 3wt%的含量范围 为本行业的常规选择。 在推荐的实施方式中，所述稀土磁铁的氧含量在1000 ppm以下。在氧含量1000 ppm 以下的磁铁中，Mn更容易向主相中扩散，导致耐热性、热减磁性能变差。 在推荐的实施方式中，T包括2.0wt%以下的选自Zr、V、Mo、Zn、Ga、Nb、Sn、Sb、Hf、 Bi、Ni、Ti、Cr、Si、S或P中的至少一种元素、0· 8wt%以下的Cu、0. 8wt%以下的A1、以及余 量Fe。 在推荐的实施方式中，所述稀土磁铁由如下的步骤制得：将所述稀土磁铁原料成 分的熔融液制备成稀土磁铁用合金的工序；将所述稀土磁铁用合金粗粉碎后再通过微粉碎 制成细粉的工序；将所述细粉用磁场成形法获得成形体，并在真空或惰性气体中对所述成 形体进行烧结，获得氧含量在2000ppm以下的烧结稀土磁铁的工序。 通过向最近的低氧含量磁铁中添加 Mn之后，再进一步复合添加德热纳因子（De Gennes)高的Gd，能克服由于Mn进入主相，导致居里温度和磁各向异性两方同时降低的缺 陷，得到具有高耐热性的高性能磁铁。 在氧含量小于2000ppm的低氧含量磁铁中，Mn优先向主相中扩散，但有微量Mn还 是向晶界中扩散。作为结果，可以防止晶界处的结晶粒生长，晶界处的非磁性化和非晶质 化，从而得到对磁铁来说最适的晶界相构造。也就是说，通过微量Mn的晶界偏析结果，使矫 顽力向上，方形度提高，耐热性也有改善。 在推荐的实施方式中，所述稀土磁铁用合金是将原料合金熔融液用带材铸件法， 以102°C /秒以上、104°C /秒以下的冷却速度冷却得到的。 在推荐的实施方式中，所述粗粉碎为所述稀土磁铁用合金吸氢破碎、得到粗粉的 工序，所述微粉碎为对所述粗粉气流粉碎的工序。 通过上述的工序，可以使得Mn分布均匀，烧结组织变得匀质化，提高退磁曲线的 方形度。 在推荐的实施方式中，所述的稀土磁铁为Nd-Fe-B系烧结磁铁。 在推荐的实施方式中，所述Nd-Fe-B系烧结磁铁为具有2~8微米的平均结晶粒 径的Nd系烧结磁铁。 结晶晶界中Mn偏析导致的性能低下，对于结晶晶界多的、结晶粒径小的磁铁来说 显然更为敏感，这是具有核发生型矫顽力发生机构的Nd系烧结磁铁的不可避免的问题点。 具有微小结晶的磁铁的结晶晶界相多，容易受偏析元素的影响，也就是说，Mn元素的偏析带 来的矫顽力（耐热性）下降的影响较大。 通常来说，会选用粒径较小的粉末来制得磁铁，烧结时晶粒成长，根据烧结条件和 融合程度，常见烧结磁铁的结晶粒径为10~20微米。 制作具有平均结晶粒径不满2微米的细小组织的烧结磁铁非常困难，这是由于， 制作Nd系烧结磁铁的细粉粒径在2微米以下，容易形成团聚，粉末成形性差，导致取向度和 Br急剧降低。另外，由于未充分提高压胚密度，也会使磁通密度急剧降低，所以无法制出耐 热性好的磁铁。而具有平均结晶超过8微米的烧结磁铁的结晶晶界量很少，Gd、Mn的复合 添加之后，提升矫顽力、耐热性的效果也并不明显，这是由于Mn偏析导致的矫顽力降低的 差值比较少，所以本专利技术的效果较少。对于具有2~8微米的平均结晶粒径的Nd系烧结磁 铁来说，通过GcUMn的复合添加，减少Mn的偏析，在提高居里温度（Tc)、磁各向异性、Hcj的 同时，提高耐热性能和磁体方形度。 在推荐的实施方式中，T包括0.1 wt %~0.8wt %的Cu，适量Cu改善Mn在主相和 晶界的分配系数，使Mn在主相中的分布减少，增加在晶界中的分布，充分发挥Mn改善烧结 组织的效用。 在推荐的实施方式中，T包括0.1 wt %~0.8wt %的Al，适量Al可增强烧结组织的 匀质化，改善矫顽力和方形度。 在推荐的实施方式中，1'包括0.3￥七％~2.〇￥七％的选自2厂￥、]?〇、211、63、他、511、 Sb、Hf、Bi、Ni、Ti、Cr、Si、S或P中的至少一种添加元素。 在推荐的实施方式中，B的含量优选为0· 8wt%~0· 92wt%。B的含量在0· 92wt% 以下之时，急冷合金片的结晶组织更容易制作，也更容易制作成细粉，然而，在B的含量小 于0. 8wt%之时，急冷合金片的结晶组织会变得过细，并混入非晶质相，导致磁通密度Br降 低。【附图说明】 图1为实施例一中实施例3的EPM检测图。【具体实施方式】 以下结合实施例对本专利技术作进一步详细说明。 以下实施例所获得的烧结磁铁均使用如下的检测方式测定。 磁性能评价过程：烧结磁铁使用中国计量院的NIM-10000H型BH大块稀土永磁无 损测量系统进行磁性能检测。 磁通衰减率的测定：烧结磁铁置于120°C环境中保温30min，然后再自然冷却降温 到室温，再测量磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合含有Gd和Mn的稀土磁铁，所述稀土磁铁含有R2Fe14B型主相，其特征在于，包括如下的原料成分：R：28wt％～33wt％，R为至少包括Nd和Gd的稀土元素，其中，Gd含量为0.3wt％～5wt％，B：0.8wt％～1.3wt％，Mn：0.02wt％～0.4wt％，以及余量为T和不可避免的杂质，所述T为主要包括Fe和18wt％以下Co的元素；所述稀土磁铁的氧含量在2000ppm以下。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：永田浩，张建洪，
申请(专利权)人：厦门钨业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35