專利名稱：釹-鐵-硼系永久磁鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以釹(Nd)、鐵(Fe)、鈷(Co)及硼(B)為主要成分的永久磁鐵，特別是涉及具有優(yōu)良磁能積和耐熱性的Nd-Fe-B系燒結(jié)永久磁鐵。
Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵，與SmCo5系燒結(jié)磁鐵或Sm2Co17系燒結(jié)磁鐵相比較，具有較高的最大磁能積(BH)max，因此可用于各種用途。然而，Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的熱穩(wěn)定性比這些Sm-Co系燒結(jié)磁鐵差，因而提出了許多方案，為提高其熱穩(wěn)定性做了各種嘗試。
其中一例是日本特開昭64-7503，在該專利公開公報中公開了一種熱穩(wěn)定性良好的永久磁鐵，其通式為R(Fe1-x-y-zCoxByGaz)A(但是，R是選自稀土元素的至少一種，0≤x≤0.7，0.02≤Y≤0.3，0.001≤z≤0.15，4.0≤A≤7.5)，以及R(Fe1-x-y-zCoxByGazMu)A(但是，R是從稀土元素中選擇出來的至少一種元素，M是從Nb、W、V、Ta及Mo中選擇出來的一種或二種以上的元素，0≤x≤0.7，0.02≤y≤0.3，0.001≤z≤0.15，u≤0.1，4.0≤A≤7.5)。
這些永久磁鐵通過添加Ga來提高矯頑磁力iHc從而實現(xiàn)了優(yōu)良的熱穩(wěn)定性。
近來，使用永久磁鐵的裝置要求更加小型化的永久磁鐵，因此希望有能滿足這一要求且具有優(yōu)良熱穩(wěn)定性，而且兼有更高磁能積的永久磁鐵出現(xiàn)。上述永久磁鐵在熱穩(wěn)定性方面是優(yōu)良的，但卻不能滿足所希望的磁能積。也就是說，在實用上要求矯頑磁力iHc為12KOe以上。但是具有這種矯頑磁力水平的磁鐵，其最大磁能積(BH)max卻在40MGOe以下。
本發(fā)明的目的是提供一種具有42MGOe以上較高的最大磁能積(BH)max，而且能夠符合實用的、具有12KOe以上矯頑磁力iHc的Nd-Fe-B系磁鐵。
本發(fā)明Nd-Fe-B系永久磁鐵的特征是它是其組成為Nd和Dy28-32wt.%(但是，Dy為0.4-3wt.%)、Co6wt.%以下，Al0.5wt.%以下，B0.9-1.3wt.%，0.05-2.0wt.%Nb和0.05-2.0wt.%V中的一種或二種，Ga0.02-0.5wt.%，其余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，矯頑磁力iHc為12KOe以上，最大磁能積(BH)max為42MGOe以上的Nd-Fe-B系磁石;以及其組成為Nd和Dy28-32wt.%(但是Dy為0.4-3wt.%)、Al0.3wt.%以下，B0.9-1.3wt.%，0.05-2.0wt.%Nb和0.05-2.0wt.%V中的一種或二種、Ga0.02-0.5wt.%，其余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，矯頑磁力iHc為12KOe以上，最大磁能積(BH)max為42MGOe以上的Nd-Fe-B系永久磁鐵。
以下說明附圖。


圖1所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Nd含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖2所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Ga含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖3所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Dy含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖4所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Nd含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖5所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Ga含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖6所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Dy含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖7所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Nd含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖8所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Ga含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖9所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Dy含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖10所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Nd含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖11所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Ga含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖12所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Dy含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖13所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的氧含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖14所示曲線表示氧含量為5600ppm和2000ppm不同的兩種燒結(jié)體的Nd及氧的EPMA(電子束顯微分析儀)電子束分析結(jié)果。
圖15所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的氧含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖16所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的氧含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖17所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的氧含量和最大磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br、矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。
圖18所示曲線表示相應(yīng)于Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的Nb含量、燒結(jié)體平均結(jié)晶粒徑和最大磁能積(BH)max的變化情況。
圖19所示曲線表示相應(yīng)于Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵的V含量，燒結(jié)體平均結(jié)晶粒徑和最大磁能積(BH)max的變化情況。
圖20所示曲線表示相應(yīng)于Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的Nb含量，燒結(jié)體平均結(jié)晶粒徑和最大磁能積(BH)max的變化情況。
圖21所示曲線表示相應(yīng)于Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的V含量，燒結(jié)體平均結(jié)晶粒徑和最大磁能積(BH)max的變化情況。
圖22所示曲線表示Nd-Fe-Co-B系燒結(jié)磁鐵由于添加Co、Al，其第二次熱處理溫度隨之變化的情況。
圖23所示曲線表示Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵由于添加Co、Al，其第二次熱處理溫度隨之變化的情況。
本發(fā)明永久磁鐵，其組成為Nd和Dy28-32wt.%(但是Dy為0.4-3wt.%)、Co6wt.%以下、Al0.5wt.%以下、B0.9-1.3wt.%，0.05-2.0wt.%Nb和0.05-2.0wt.%V中的一種或二種、Ga0.02-0.5wt.%，其余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并具有矯頑磁力iHc為12KOe以上、最大磁能積(BH)max為42MGOe以上的優(yōu)良特性。
而且本發(fā)明永久磁鐵，其組成為Nd和Dy28-32wt.%(但是Dy為0.4-3wt.%)、Al0.3wt.%以下、B0.9-1.3wt.%，0.05-2.0wt.%Nb和0.05-2.0wt.%V中的一種或二種、Ga0.02-0.5wt.%，其余部分為Fe和不可避免的雜質(zhì)，并具有矯頑磁力iHc為12KOe以上、最大磁能積(BH)max為42MGOe以上的優(yōu)良特性。
對Nd-Fe-B系磁鐵進行了詳細的研究，獲得以下結(jié)果，基于這種發(fā)現(xiàn)得到了本發(fā)明的磁鐵。
(1)減少Nd含量則可提高最大磁能積(BH)max，但卻使矯頑力iHC降低。
(2)為了彌補由于減少Nd含量而引起的矯頑磁力iHc降低，添加Ga是有效的。但是Ga的矯頑磁力提高效果在添加一定量后達到飽和，因此不能充分地補償上述矯頑磁力iHc的降低。
(3)對于添加Ga還不能補償?shù)某C頑磁力iHc提高時，Dy是有效的，其添加量的范圍應(yīng)是不使殘留磁通密度Br降低太多，從而獲得具有42MGOe以上高的最大磁能積(BH)max，而且具有12KOe以上矯頑磁力iHc的Nd-Fe-B系磁鐵。
以下敘述本發(fā)明的成分限定理由。
(Nd和Dy)本發(fā)明中Nd和Dy的含量范圍為28-32wt.%(但是Dy為0.4-3wt.%)。
如以下實施例中所述，Nd含量越少對提高磁能積(BH)max、殘留磁通密度Br越有效，但是卻使矯頑磁力iHc降低。因此，本發(fā)明為了提高矯頑磁力iHc而添加Dy。這種Dy在提高居里點Tc同時還增大各向異性磁場(HA)，從而可提高矯頑磁力iHc。然而，如果其含量太多，就會使殘留磁通密度Br降低，最大磁能積(BH)max也降低。因此，Dy的含量規(guī)定在0.4-3.0wt.%范圍內(nèi)。Dy的優(yōu)選量范圍為0.7-1.5wt.%。
如果Nd的含量太少，在錠塊中產(chǎn)生α-Fe，因而很難期望提高最大磁能積(BH)max;另一方面，如果太多，Nd富集相增多，因而使最大磁能積(BH)max降低。根據(jù)以上理由，將Nd和Dy的合計量規(guī)定為28-32wt.%。另外，還可用Pr等其它稀土元素(除Dy外)替換一部分Nd。
(Co)本發(fā)明中，Co具有改善磁鐵合金本身的耐腐蝕性卻幾乎不會使殘留磁通密度Br降低，同時通過提高作為耐蝕涂層的Ni鍍層致密性使磁鐵合金的耐腐蝕性進一步提高的效果。而且，主相(Nd2Fe14B)中的Fe被Co取代，因而也具有使居里點Tc提高的效果。然而，如果Co的取代量太多，則會產(chǎn)生粗大晶粒，導(dǎo)致燒結(jié)異常晶粒生長，使矯頑磁力iHc和磁滯曲線的矩型性降低。因此，含Co的情況下，規(guī)定Co的含量為6.0wt.%以下。
(Al)本發(fā)明中，Al具有使加Co材料的熱處理時溫度條件緩和的效果。也就是說，含Co的材料相應(yīng)于熱處理溫度的變化，其磁特性的變化很大。因此，如果添加適量的Al，即使熱處理條件有多大的變化，其磁特性也不會有變化。因此，永久磁鐵的生產(chǎn)管理很容易，從而能高效地生產(chǎn)具有穩(wěn)定質(zhì)量的優(yōu)質(zhì)永久磁鐵。
Al的含量如果超過0.5wt.%，則殘留磁通密度Br顯著降低。因此，Al的含量規(guī)定在0.5wt.%以下。但是，不添加Co時，由于使殘留磁通密度降低，因而Al含量規(guī)定在0.3wt.%以下。
(B)B是Nd-Fe-B系磁鐵中的必要元素。B含量不足0.9wt.%時，得不到高的矯頑磁力;另一方面，如果超過1.3wt.%，富集B的非磁性相增加，殘留磁通密度Br降低。因此B含量規(guī)定為0.9-1.3wt.%。優(yōu)選的B的含量為0.95-1.1wt.%。
(Ga)Ga具有提高矯頑磁力iHc，卻幾乎不會使殘留磁通密度Br降低的效果。Ga的含量不足0.02wt.%時，提高矯頑磁力iHc的效果不充分。Ga含量如果超過0.5wt.%，矯頑磁力iHc提高的殘余效果達到飽和，同時，殘留磁通量密度降低，以致不能得到希望的高磁能積。因此，Ga含量規(guī)定為0.02-0.5wt.%，優(yōu)選的Ga含量范圍為0.03-0.2wt.%，更優(yōu)選0.05-0.15wt.%。
Ga存在于磁鐵體中富集Nd的Nd相中，因此可發(fā)揮其效果，特別是，Nd相中的Ga量為全部Ga添加量的2倍以上時，其效果顯著。
(Nb和V)本發(fā)明的永久磁鐵，含有0.05-2.0wt.%的Nb和0.05-2.0wt.%中的一種或二種。Nb和V具有抑制燒結(jié)時結(jié)晶粒粗化的效果。由于這種效果，才能提高矯頑磁力iHc，使磁滯曲線的矩型性良好。而且，如果燒結(jié)體的結(jié)晶粒細微化，則可提高磁化性，磁化性良好的Nd-Fe-B系磁鐵具有優(yōu)良的耐熱性?？傊?，Nb和V是提高耐熱性的有效元素。Nb、V的含量不足0.05wt.%時，抑制粗晶粒的效果不充分。另一方面，當含量超過2.0wt.%時，常常產(chǎn)生Nb、V或Nb-Fe、V-Fe的非磁性硼化物，使殘留磁通密度Br及居里點Tc顯著降低，這是不利的。因此，Nb、V的含量分別規(guī)定為0.05-2.0wt.%。優(yōu)選0.1-1.0wt.%。
(氧)本發(fā)明中，氧含量希望為500ppm-5000ppm。氧含量低于500ppm時，磁粉及其固結(jié)體容易著火，工業(yè)生產(chǎn)中有危險。另一方面，氧含量高于5000ppm時，氧和Nd、Dy形成氧化物，使得對磁性有貢獻作用的Nd和Dy量減少，因而很難獲得具有高矯頑磁力及高磁能積的磁鐵。
本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵可按下述方法制得。用真空熔解法制得具有一定成分組成的錠塊，然后將該錠塊粗粉碎至粒徑為500μm左右的粗粉。繼而采用噴射式粉碎機在惰性氣體氣氛中對該粗粉進行細粉碎，獲得平均粒徑為3.0-6.0μm(F.S.S.S)的細粉。然后在定向磁場15KOe、成形壓力1.5ton/cm2的條件下將該細粉在磁場中加壓成形后，于1000-1150℃的溫度范圍進行燒結(jié)。
燒結(jié)體一次冷卻至室溫。燒后的冷卻速度對最終制品的矯頑磁力iHc幾乎不產(chǎn)生影響。然后，加熱至800-1000℃的溫度，保持0.2-5小時。將此過程定為第1次熱處理。加熱溫度不足800℃或超過1000℃時，得不到足夠的矯頑磁力。加熱保持之后以0.3-50℃/分鐘的冷卻速度，冷卻至室溫乃至600℃。冷卻速度超過50℃/分鐘時，得不到時效所需要的平衡相，得不到足夠高的矯頑力。而且，不足0.3℃/分鐘的冷卻速度使熱處理時花費時間，工業(yè)生產(chǎn)是不經(jīng)濟的。優(yōu)選的冷卻速度為0.6-2.0℃/分鐘。冷卻終止溫度希望是室溫，但是，如果犧牲一些矯頑磁力iHc，也可以冷卻至600℃，該溫度以下還可采用急冷。優(yōu)選冷卻到室溫-400℃。
進一步的熱處理是在500-650℃溫度下進行0.2-3小時。將此過程定為第2次熱處理。熱處理溫度根據(jù)組成而異，最好是540-640℃的熱處理溫度是有效的。熱處理溫度不足500℃時以及超過650℃時，即使可獲得高的矯頑磁力，也會產(chǎn)生不可逆去磁率降低。熱處理后，和第1次熱處理相同，以0.3-400℃/分鐘的冷卻速度冷卻。冷卻可在水中、硅油中、氬氣流中進行。冷卻速度超過400℃/分鐘時，由于急冷使試料上產(chǎn)生裂紋，得不到具有工業(yè)價值的永久磁鐵材料。而冷卻速度不足0.3℃/分鐘時，冷卻過程中出現(xiàn)不利于矯頑磁力iHc的相。
以下根據(jù)實施例更詳細地說明本發(fā)明。
實施例1按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量為10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成
Nda-Dyb-B1.05-Nb0.58-Gac-Co0.20-Al0.33-Fe余量(wt.%)用錘子將該錠塊打碎后，采用粗粉碎機在惰性氣體氣氛中進一步進行粗粉碎，獲得粒度為500μm以下的粗粉。同樣，用噴射式粉碎機在惰性氣氛中對該粗粉進行細粉碎，獲得細粉。該細粉的平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)，氧含量為5400ppm。然后在定向磁場強度15KOe、成形壓力1.5ton/cm2的條件下將該細粉在磁場中加壓成形后，制得20×20×15(mm)的成形體。
將該成形體于實質(zhì)上真空條件下進行1080℃×3小時的燒結(jié)，對獲得的燒結(jié)體進行900℃×2小時的第1次熱處理，然后施行530℃×2小時的第2次熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55×7.58g/cc，而且氧含量為1000-4000ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性，獲得如圖1、圖2及圖3中所示結(jié)果。
圖1所示曲線表示Dy＝1.0wt.%，Ga＝0.06wt.%時Nd量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Nd量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是，殘留磁通密度Br卻相反呈現(xiàn)降低的趨勢。
圖2所示曲線表示Dy＝1.0wt.%，Nd＝29wt.%時，Ga量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Ga量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是到0.08wt.%左右時其效果達到飽和。另外，在其間的殘留磁通密度Br稍微降低。
圖3所示曲線表示Nd＝29wt.%、Ga＝0.06wt.%時Dy量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Dy量增加，矯頑磁力iHc提高，但殘留磁通密度Br顯著降低，最大磁能積(BH)max也降低。
從以上圖1-圖3可清楚地看出，為了兼?zhèn)鋬?yōu)良的最大磁能積(BH)max和矯頑磁力iHc，在使Nd量最適化的同時，還必須復(fù)合添加適量的Dy和Ga。
實施例2按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊，如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nda-Dyb-B1.04-Nb0.59-Gac-Co0.20-Al0.35-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為5300ppm的細粉。然后以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形、制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且氧含量為1100-4000ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性，獲得如圖4、圖5及圖6中所示結(jié)果。
圖4所示曲線表示Dy＝1.0wt.%、Ga＝0.06wt.%時，Nd量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Nd量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是殘留磁通密度Br卻相反呈現(xiàn)降低的趨勢。
圖5所示曲線表示Dy＝1.0wt.%、Nd＝29wt.%時，Ga量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Ga量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是到0.08wt.%左右時其效果達到飽和。在其間的殘留磁通密度Br僅稍微降低。
圖6所示曲線表示Nd＝29wt.%、Ga＝0.06wt.%時，Dy量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Dy量增加，矯頑磁力iHc提高，但殘留磁通密度Br顯著降低，最大磁能積(BH)max也降低。
從以上圖4-圖6可清楚地看出，為了兼?zhèn)鋬?yōu)良的最大磁能積(BH)max和矯頑磁力iHc，使Nd量最適化的同時，還必須復(fù)合添加適量的Dy和Ga。
實施例3按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nda-Dyb-B1.05-Nb0.60-Gac--Al0.20-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為5200ppm的細粉。然后以與實施例1同樣條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為1100-4000ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性，獲得如圖7、圖8及圖9中所示結(jié)果。
圖7所示曲線表示Dy＝1.0wt.%，Ga＝0.06wt.%時，Nd量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Nd量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是殘留磁通密度Br卻相反呈現(xiàn)降低的趨勢。
圖8所示曲線表示Dy＝1.0wt.%、Nd＝29wt.%時，Ga量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Ga量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是到0.08wt.%左右時其效果達到飽和。在其間的殘留磁通密度Br稍微降低。
圖9所示曲線表示Nd＝29wt.%，Ga＝0.06wt.%時，Dy量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Dy量的增加，矯頑磁力iHc提高，但殘留磁通密度Br顯著降低，最大磁通積(BH)max也降低。
從以上圖7-圖9可清楚地看出，為了兼?zhèn)鋬?yōu)良的最大磁能積(BH)max和矯頑磁力iHc，使Nd量最適化的同時，還必須復(fù)合添加適量的Dy和Ga。
實施例4按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解、制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nda-Dyb-B1.00-Nb0.60-Gac--Al0.17-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為5500ppm的細粉。然后以實施例1同樣條件將該細粉在磁場中加壓成形、制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為1000-4100ppm。
對這些試料、測定其常溫磁特性，獲得如圖10、圖11及圖12中所示結(jié)果。
圖10所示曲線表示Dy＝1.0wt.%、Ga＝0.06wt.%時Nd量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Nd量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是殘留磁通密度Br卻相反呈現(xiàn)降低的趨勢。
圖11所示曲線表示Dy＝1.0wt.%、Nd＝29wt.%時Ga量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Ga量的增加，矯頑磁力iHc提高，但是對0.08wt.%左右時其效果達到飽和。在其間的殘留磁通密度Br稍微降低。
圖12所示曲線表示Nd＝29wt.%、Ga＝0.06wt.%時Dy量和磁特性之間的關(guān)系。隨著Dy量的增加，矯頑磁力iHc提高，但殘留磁通密度Br顯著降低，最大磁能積(BH)max也降低。
從以上圖10-圖12可清楚地看出，為了兼?zhèn)鋬?yōu)良的最大磁能積(BH)max和矯頑磁力iHc，使Nd量最適化的同時，還必須復(fù)合添加適量的Dy和Ga。
實施例5
按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解、制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd29.5-Dy1.2-B1.03-Nb0.33-Ga0.06--Co0.30-Al0.36-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。然后以實施例1同樣條件將該細粉在磁場中加壓成形、制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為1000-6000ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性。將結(jié)果示于圖13中，氧含量一旦超過5000ppm，矯頑磁力iHc顯著降低，因此氧含量規(guī)定為1000-5000ppm。
圖14中示出氧含量為5600ppm和2000ppm不同的兩種燒結(jié)體的Nd和氧的EPMA(電子束顯微分析器)的電子束分析結(jié)果。含氧量多的燒結(jié)體其Nd的峰值和氧的峰值幾乎重疊，認為這是因為形成了大量的Nd氧化物。另一方面，含氧量少的燒結(jié)體，既可觀察到Nd的峰值和氧的峰值重疊，但也可觀察到相當多的單獨存在的Nd的峰值。也就是說，含氧量多的燒結(jié)體中Nd多半以不給與磁特性的氧化物形式存在，而含氧量少的燒結(jié)體多半是以能有效地給與磁特性的Nd存在。圖14中標記O的部分是Nd獨立于氧而存在的峰值。
實施例6按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd29.5-Dy1.2-B1.03-V0.35-Ga0.05--Co0.30-Al0.33-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后以實施例1同樣的條件將細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為1000-5800ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性。將結(jié)果示于圖15中，含氧量一旦超過5000ppm，矯頑磁力iHc顯著降低，因此氧含量規(guī)定為1000-5000ppm。
實施例7按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解、制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd29.5-Dy1.2-B1.02-Nb0.33-Ga0.08-Al0.18-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒度為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為1000-6000ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性。將結(jié)果示于圖16中，含氧量一旦超過5000ppm，矯頑磁力iHc顯著降低，因此氧含量規(guī)定為1000-5000ppm。
實施例8按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解、制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd29.5-Dy1.4-B1.05--V0.30-Ga0.08-Al0.26-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒度為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為1000-5700ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性。將結(jié)果示于圖17中，含氧量一旦超過5000ppm，矯頑磁力iHc顯著降低，因此氧含量規(guī)定為1000-5000ppm。
實施例9按規(guī)定重量稱量釹鐠金屬(Nd70wt.%-Pr30wt.%)、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成(Nd+Pr)28.5-Dy0.8-B1.10-Nbx-Ga0.05-Co2.23-Al0.37-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒度為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為2800-4500ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性、以及平均粒徑，得到如圖18中所示的結(jié)果。如圖18所示，由于含有Nb，則抑制燒結(jié)時的結(jié)晶粒生長，其結(jié)果是可使燒結(jié)體的平均粒徑變小。由于這種效果則可期待矯頑磁力iHc提高。含Nb量超過2.0wt.%時不能得到期待的平均粒徑減小，而且最大磁能積(BH)max的降低也變大，因此添加量為0.05-2.0wt.%是適量的。
實施例10
按規(guī)定重量稱量釹鐠金屬(Nd70wt.%-Pr30wt.%)、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成(Nd+Pr)28.5-Dy0.6-B1.05-Vx-Ga0.05-Co2.25-Al0.35-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒度為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為2600-4400ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性、以及平均粒徑，得到如圖19中所示的結(jié)果。如圖19所示，由于含有V，則可抑制燒結(jié)時的結(jié)晶粒生長，其結(jié)果是可使燒結(jié)體的平均粒徑變小。由于這種效果則可期待矯頑磁力iHc提高。含V量超過2.0wt.%時不能得到期待的平均粒徑減小，而且最大磁能積(BH)max的降低也變大，因此添加量為0.05-2.0wt.%是適量的。
實施例11按規(guī)定重量稱量釹鐠金屬(Nd70wt.%-Pr30wt.%)、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成(Nd+Pr)28.5-Dy0.8-B1.10-Nbx-Ga0.07-Al0.23-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒度為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為2600-4500ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性、以及平均粒徑，得到如圖20中所示的結(jié)果。如圖20所示，由于含有Nb，則可抑制燒結(jié)時的結(jié)晶粒生長，其結(jié)果是可使燒結(jié)體的平均粒徑變小。由于這種效果則可期待矯頑磁力iHc提高。含Nb量超過2.0wt.%時不能得到期待的平均粒徑減小，而且最大磁能積(BH)max的降低也變大，因此添加量為0.1-2.0wt.%是適量的。
實施例12按規(guī)定重量稱量釹鐠金屬(Nd70wt.%-Pr30wt.%)、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成(Nd+Pr)28.5-Dy0.8-B1.10-Vx-Ga0.04-Al0.21-Fe余量(wt.%)
按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒度為4.0μm(F.S.S.S)的細粉。此時于惰性氣體中混入微量的氧，獲得各種氧量的細粉。然后以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理、所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc、而且氧含量為2800-4400ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性、以及平均粒徑，得到如圖21中所示的結(jié)果。如圖21所示，由于含有V，則可抑制燒結(jié)時的結(jié)晶粒生長，其結(jié)果是可使燒結(jié)體的平均粒徑變小。由于這種效果則可期待矯頑磁力iHc提高。含V量超過2.0wt.%時不能得到期待的平均粒徑減小，而且最大磁能積(BH)max的降低也變大，因此添加量為0.1-2.0wt.%是適量的。
實施例13按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制得重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd27.3-Dy0.8-B1.02-Nb0.33-Ga0.19-Coy-Alz-Fe余量(wt.%)①y＝0z＝0②y＝1.58z＝0③y＝1.60z＝0.36(wt.%)
按與實施例1相同的方法將各錠塊制成平均粒徑為3.8μm(F.S.S.S)、氧含量為5500pm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成30×20×15(mm)的成形體。
該成形體在實質(zhì)上的真空條件下進行1100℃×2小時的燒結(jié)，對所得燒結(jié)體進行900℃×2小時的第1次熱處理，然后進行500-600℃×2小時的第2次熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.56-7.59g/cc，而且氧含量為2100-3300ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性，獲得如圖22所示結(jié)果。如圖22所示，單獨添加Co的試料與不添加Co及Al的試料相比較，其磁特性對第2次熱處理溫度的依賴性大。因此很難制出工業(yè)生產(chǎn)上具有穩(wěn)定特性的制品。因而，如果復(fù)合添加Co和Al，如圖22所示，就可以使第2次熱處理溫度依賴性變小，從而能避免上述問題。
以下，對具有上述①(不添加Co)、②(添加Co)、③(添加Co、Al)組成的磁鐵鍍敷Ni鍍層，以評價其密合性。
鍍Ni是用瓦特(ワット)浴進行電解電鍍，膜厚為10μm。鍍敷處理后水洗，于100℃經(jīng)5分鐘干燥后進行鍍層密合性試驗。結(jié)果如下，可清楚地看出，添加Co的材料具有優(yōu)良的鍍層密合性。
材質(zhì)密合強度(kgf/cm2)①(不添加Co)140②(添加Co)670③(添加Co、Al)680
實施例14按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd27.5-Dy0.8-B1.00-V0.34-Ga0.20-Coy-Alz-Fe余量(wt.%)①y＝0z＝0②y＝1.57z＝0③y＝1.60z＝0.35(wt.%)按與實施例1相同的方法將各錠塊制成平均粒徑為3.8μm(F.S.S.S)、氧含量為5500ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成30×20×15(mm)的成形體。
該成形體在實質(zhì)上的真空條件下進行1100℃×2小時的燒結(jié)，對所得燒結(jié)體進行900℃×2小時的第1次熱處理，然后進行500-600℃×2小時的第2次熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.56-7.59g/cc，而且氧含量為2100-3300ppm。
對這些試料，測定其常溫磁特性，獲得如圖23所示結(jié)果。如圖23所示，單獨添加Co的試料與不添加Co及Al的試料相比較，其磁特性對第2次熱處理溫度的依賴性大。因此很難制出工業(yè)生產(chǎn)上具有穩(wěn)定特性的制品。因而，如果復(fù)合添加Co和Al，如圖23所示，就可以使第2次熱處理溫度依賴性變小，從而能避免上述問題。
以下，對具有上述①(不添加Co)、②(添加Co)、③(添加Co、Al)組成的磁鐵鍍敷Ni鍍層，以評價其密合性。
鍍Ni是用瓦特(ワット)浴進行電解電鍍，膜厚為10μm。鍍敷處理后水洗，于100℃經(jīng)5分鐘干燥后進行鍍層密合性試驗。結(jié)果如下，可清楚地看出，添加Co的材料具有優(yōu)良的鍍層密合性。
材質(zhì)密合強度(kgf/cm2)①(不添加Co)150②(添加Co)660③(添加Co、Al)685實施例15按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-Nb、并按表1所示添加量稱量金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.5-Dy0.75-B1.25-Nb1.05-Gac-Co0.15-Al0.30-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4500ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
該成形體在實質(zhì)上的真空條件下進行1070℃×3小時的燒結(jié)，對所得燒結(jié)體進行930℃×2小時的第1次熱處理，然后進行520℃×2小時的第2次熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.54-7.57g/cc，而且氧含量為1000-3400ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表1。
Nd相中的Ga量，是通過對制成選擇溶解Nd相的試料進行ICP(電感耦合等離子體發(fā)光分光分析)分析求出的值(以下相同)。
從表中可看出，每種試料都具有能達到本發(fā)明目的的、超過12MOe的高矯頑磁力。
表1
實施例16按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、并按表2所示添加量稱量金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.5-Dy0.8-B1.20-V1.05-Gac-Co0.15-Al0.32-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4300ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例15同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.54-7.57g/cc，而且氧含量為1000-3200ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表2中。
從表中可看出，每種試料都具有能達到本發(fā)明目的的、超過12MOe的高矯頑磁力。
表2
實施例17按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、并按表3所示添加量稱量金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.5-Dy0.75-B1.20-Nb1.10-Gac-Al0.16-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4400ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例15同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.54-7.57g/cc，而且含氧量為1000-3500ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表3中。
從表中可看出，每種試料都具有能達到本發(fā)明目的的、超過12MOe的高矯頑磁力。
表3
實施例18按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-V、并按表4所示添加量稱量金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.5-Dy0.65-B1.25-V1.10-Gac-Al0.19-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4350ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例15同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.54-7.57g/cc，而且含氧量為1000-3500ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表4中。
從表中可看出，每種試料都具有能達到本發(fā)明目的的、超過12MOe的高矯頑磁力。
表4
實施例19按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、Co、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.0-Dy1.0-B1.05-Nb0.65-Ga0.1-Co0.20-Al0.35-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4800ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3500ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表5中。
從表中可看出，Nd相中的Ga量為Ga添加量的1.8倍時，矯頑磁力iHc停留在11.8KOe，達不到12KOe。
實施例20按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.0-Dy1.0-B1.03-V0.67-Ga0.1-Co0.21-Al0.35-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4800ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3600ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表6中。
從表中可看出，Nd相中的Ga量為Ga添加量的1.7倍時，矯頑磁力iHc停留在11.7KOe，達不到12KOe。
實施例21按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.0-Dy1.0-B1.10--Nb0.65-Ga0.1-Al0.24-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F、S、S、S)、氧含量為4700ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3700ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表7中。
從表中可看出，Nd相中的Ga量為Ga添加量的1.8倍時，矯頑磁力iHc停留在11.6KOe，達不到12KOe。
實施例22按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd28.0-Dy1.0-B1.05-V0.70-Ga0.1-Al0.22-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4750ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3800ppm。
對這些試料，調(diào)查Nd相中的Ga量與矯頑磁力iHc之間的關(guān)系。結(jié)果示于表8中。
從表中可看出，Nd相中的Ga量為Ga添加量的1.7倍時，矯頑磁力iHc停留在11.5KOe，達不到12KOe。
實施例23按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd27.5-Dy2.0-B1.1-1.4-Nb1.5-Ga0.07-Co0.25-Al0.30-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4800ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧為1000-3700ppm。
對這些試料，調(diào)查B富集相的體積%與殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max之間的關(guān)系。結(jié)果示于表9中。從表中可清楚地看出，隨著B富集相增加，殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max減少;如果達到2.5體積%，則最大磁能積(BH)不足42MGOe。
實施例24按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、Co、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd27.5-Dy2.0-B1.1-1.4-V1.6-Ga0.08-Co0.22-Al0.30-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4800ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3600ppm。
對這些試料，調(diào)查B富集相的體積%與殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max之間的關(guān)系。結(jié)果示于表10中。從表中可清楚地看出，隨著B富集相增加，殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max減少;如果達到2.4體積%，則最大磁能積(BH)不足42MGOe。
實施例25按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-Nb、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd27.5-Dy1.9-B1.1-1.4-Nb1.5-Ga0.06-Al0.15-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F、S、S、S)、氧含量為4800pm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3700ppm。
對這些試料，調(diào)查B富集相的體積%與殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max之間的關(guān)系。結(jié)果示于表11中。從表中可清楚地看出，隨著B富集相增加，殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max減少;如果達到2.5體積%，則最大磁能積(BH)不足42MGOe。
實施例26按規(guī)定重量稱量金屬Nd、金屬Dy、Fe、ferro-B、ferro-V、金屬Ga，將它們真空熔解，制成重量10kg的錠塊。如果對該錠塊進行成分分析，則獲得按重量比的如下組成Nd27.5-Dy2.0-B1.1-1.4-V1.6-Ga0.09-Al0.19-Fe余量(wt.%)按與實施例1相同的方法將該錠塊制成平均粒徑為4.0μm(F.S.S.S)、氧含量為4800ppm的細粉。然后，以實施例1同樣的條件將該細粉在磁場中加壓成形，制成20×20×15(mm)的成形體。
繼而對該成形體以實施例1同樣的條件進行燒結(jié)、熱處理。所得燒結(jié)體的密度為7.55-7.58g/cc，而且含氧量為1000-3400ppm。
對這些試料，調(diào)查B富集相的體積%與殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max之間的關(guān)系。結(jié)果示于表12中。從表中可清楚地看出，隨著B富集相增加，殘留磁通密度Br，最大磁能積(BH)max減少;如果達到2.5體積%，則最大磁能積(BH)不足42MGOe。
如上所述，按照本發(fā)明使其組成，制造條件最適化，就可獲得具有42MGOe以上的高的最大磁能積(BH)max，并且具有12KOe以上矯頑磁力iHc的Nd-Fe-B系磁鐵。
權(quán)利要求
1.Nd-Fe-B系永久磁鐵，其特征在于它的成分組成為Nd和Dy28-32wt%(但是Dy為0.4-3wt%)、Co6wt.%以下、Al0.5wt.%以下、B0.9-1.3wt.%、0.05-2.0wt.%Nb和0.05-2.0wt.%V中的1種或2種、Ga0.02-0.5wt.%、其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其矯頑磁力iHc為12KOe以上，最大磁能積(BH)max為42MGOe以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Ga含量為0.03-0.2wt.%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Ga含量為0.05-0.15wt.%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，含Dy為0.7-1.5wt.%，含B為0.95-1.1wt.%，并含有0.1-1.0wt.%Nb和0.1-1.0wt.%V中的1種或2種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Nd相中的Ga量(wt.%)為磁鐵全部Ga添加量(wt.%)的2倍以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，B富集相在2vol.%以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Nd的一部分用Pr取代。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，氧含量為500ppm-5000ppm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，在其表面鍍有Ni鍍層。
10.Nd-Fe-B系永久磁鐵，其特征在于它的成分組成為Nd和Dy 28-32wt.%(但是，Dy為0.4-3wt.%)、Al 0.3wt.%以下、B 0.9-1.3wt.%、0.05-2.0wt.% Nb和0.05-2.0wt.%、V中的1種或2種、Ga0.02-0.5wt.%其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)，其矯頑磁力iHC為12KOe以上、最大磁能積(BH)max為42MGOe以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Ga含量為0.03-0.2wt.%。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Ga含量為0.05-0.15wt.%。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，含Dy為0.7-1.5wt.%、含B為0.95-1.1wt.%、并含有0.1-1.0wt.% Nb和0.1-1.0wt.%V中的1種或2種。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Nd相中的Ga量(wt.%)為磁鐵全部Ga添加量(wt.%)的2倍以上。
15.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，B富集相為2Vol.%以下。
16.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，Nd的一部分用Pr取代。
17.根據(jù)權(quán)利要求10所述的Nd-Fe-B系永久磁鐵，其中，氧含量為500ppm-5000ppm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種Nd-Fe-B系永久磁鐵。該磁鐵具有42MGOe以上高的最大磁能積(BH)
文檔編號H01F1/057GK1092899SQ9410118
公開日1994年9月28日 申請日期1994年1月29日 優(yōu)先權(quán)日1993年1月29日
發(fā)明者德永雅亮, 谷川茂穗, 高橋昌弘 申請人:日立金屬株式會社