稀土磁鐵用急冷合金和稀土磁鐵的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及磁鐵的制造技術領域，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】
[0002] 對于各種高性能電機、發電機中使用的度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"的開發就變得非常有 必要。
[000引現在，"低B組份磁鐵"的開發采用了各種各樣的方式，然而，截止目前，還未能開發 出市場化的產品。"低B組份磁鐵"的最大的缺點在于退磁曲線的方形度（亦稱為化或者 S曲比較差，其形成原因比較復雜，主要是由于RzFe。相的出現和富B相化J4B4相）的缺乏 導致晶界處出現局部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。該發明通過降低B的含量， 使得富B相的含量降低，進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，磁體的易磁化強度可用磁化過程 中的最低飽和磁化場強度值來表征，一般來說，當磁化場強度由某一值增加50%時，試樣的 化和化j增加均不超過1 %，該磁場值就被認為是送種永磁材料的最低飽和磁化場強度值， 為方便表征，通常使用同一形狀尺寸的磁體在開路狀態下的磁化曲線來描述磁體的易磁化 強度，而磁化曲線的形狀受磁體成分及其顯微結構的影響。在開路狀態下，磁體的磁化過程 與其形狀、尺寸密切相關，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，為了達到便于裝配、減少雜質吸附及降低管理成本的目的，一些高端產 品需采用先安裝再充磁的方法，而在開路狀態下，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，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，開路狀態下磁化到飽和磁化狀態所需的磁場越 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，是目前 的技術難題。

【發明內容】

[0006] 本發明的目的在于克服現有技術之不足，提供一種稀±磁鐵用急冷合金，上述合 金所制得的細粉中，單個晶粒內的磁疇數量減少，更容易沿外加磁場取向，獲得易磁化的高 性能磁體。
[0007] 本發明提供的技術方式如下：
[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粉中，單個晶粒內的磁疇數量減少，更容易沿外加磁場取向， 獲得易磁化的高性能磁體。
[0010] 另外，由于合金一次結晶的粒徑變小，因此，可W在氨破碎和氣流磨之后獲得細化 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] 本發明中提及的稀±元素包括紀元素在內。
[0012] 在推薦的實施方式中，所述的稀±磁鐵為Nd-Fe-B系磁鐵。
[0013] 在推薦的實施方式中，所述急冷合金的平均厚度為0. 2~0. 4mm。
[0014] 在推薦的實施方式中，按重量比計，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此改善結晶的微觀結構，片厚小于0.Imm的急冷合 金中包含較多的非晶相及等軸晶，會導致一次結晶粒徑變小，相鄰富Nd相的平均間隔縮 短，晶粒內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，進而同樣導致相鄰 富Nd相的平均間隔縮短，晶粒內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，化不進入NdsFe^B主相內，主要分布在晶界富Nd相內，W則在烙融液的冷卻過程中，隨 著RzFe^B主相的析出，向結晶晶界濃縮，WW微小并且均一的釘扎結晶物的方式實現析出， 釘扎（Pinningeffect)晶界的遷移，部分Al占據主相的8j2晶位，在主相內部與鄰近的化 形成a-Fe層，控制一次結晶粒徑，而Al的添加使合金晶粒細化，同時使富Nd相和富B相 的塊度變小，部分Al則進入富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磁鐵實現一次結晶平 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 的細粉中，晶粒內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，使所有的磁 疇都轉動至磁場相同方向，充磁飽和。
[0026] 在推薦的實施方式中，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。在經過保溫工序之后，一次結晶的狹長富 Nd相向中必區域縮短，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，本發明中，R;13. 5at%~14. 5at%的含量范圍為本行業的常規選 擇，因此，在實施例中，沒有對R的含量范圍加W試驗和驗證。
[002引本發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，