稀土鈷永磁體制造技術

本發(fā)明專利技術提供一種稀土鈷永磁體，含有23～27wt％的R、3.5～5wt％的Cu、18～25wt％的Fe、1.5～3wt％的Zr、其余為Co及不可避免的雜質，其中，元素R是至少含有Sm的稀土元素。所述稀土鈷永磁體金屬組織包括含有Sm2Co17相的胞相(11)，以及圍繞所述胞相、并含有SmCo5相的胞壁(12)。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及稀土鈷永磁體。
技術介紹
作為稀土鈷永磁體，可舉出含有14.5wt％的Fe的釤鈷磁體。而且，為了提高能量乘積而制備含Fe量高的釤鈷磁體。例如，在日本特開2002-083727號公報中公開了，所獲得的釤鈷磁體使用了由20～30wt％的RE(RE指Sm或含有50wt％以上的Sm的兩種以上稀土元素)、10～45wt％的Fe、1～10wt％的Cu、0.5～5wt％的Zr、其余為Co及不可避免的雜質組成的合金。具體地，使用薄帶連鑄來鑄造該合金并得到薄片。所述薄帶連鑄是一種將熔化的合金垂直澆在水冷銅輥上并獲得厚度為1mm左右的薄片的方法。之后，將獲得的薄片放在非氧化性氣氛中進行熱處理，接著對其粉碎成粉體。然后，將該粉體在磁場中壓縮成型，并依次進行燒結、固溶處理、時效處理。
技術實現思路
因此需要一種具有良好磁特性的稀土鈷永磁體。鑒于上述問題完成了本專利技術，本專利技術目的是提供一種具有良好磁特性的稀土鈷永磁體。本專利技術所涉及的稀土鈷永磁體，含有23～27wt％的R、3.5～5wt％的Cu、18～25wt％的Fe、1.5～3wt％的Zr、其余為Co及不可避免的雜質，其中，元素R是至少含有Sm的稀土元素，所述稀土鈷永磁體金屬組織包括含有Sm2Co17相的胞相，以及圍繞所述胞相、并含有SmCo5相的胞壁。進一步，所述稀土鈷永磁體的特征在于，含有19～25wt％的Fe，密度為8.15～8.39g/cm3，平均晶粒直徑為40～100μm，所述胞壁中，Cu的含量的半值寬度為10nm以下。此外，所述稀土鈷永磁體，其特征在于，在利用粉末X射線衍射法測定所述胞相的(220)面的衍射強度I(220)和所述胞相的(303)面的衍射強度I(303)時，測得的衍射強度比I(220)/I(303)滿足0.65≤I(220)/I(303)≤0.75。專利技術效果根據本專利技術，可提供一種具有良好磁特性的稀土鈷永磁體。通過以下給出的詳細描述對本專利技術的上述及其他目的、特征、優(yōu)點進行說明，附圖僅為舉例而給出，并不能限制本專利技術。附圖說明圖1是第1實施方式中稀土鈷永磁體的制備方法流程圖；圖2是實施例1的微觀組織的剖面照片；圖3表示實施例1中的相對于距離的各成分；圖4表示衍射角為2θ的衍射強度的圖表；圖5是比較例1的微觀組織的剖面照片；圖6表示比較例1中的相對于距離的各成分。具體實施方式本專利技術人發(fā)現固溶處理中微觀組織的成分均勻是非常重要的，因此將注意力集中在原料制備上。特別地，稀土鈷永磁體所含的元素中，純Zr的熔點高達1852℃，遠高于與該永磁體同一成分的合金的熔點1400℃，因此存在元素Zr在微觀組織中分布不均勻的擔憂。本專利技術人對于原理、制備方法等深入研究，最終完成了本專利技術。第1實施方式以下對第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體進行說明。第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體，含有23～27wt％的R、3.5～5wt％的Cu、19～25wt％的Fe、1.5～3wt％的Zr、其余為Co及不可避免的雜質。第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體的熔點為1400℃左右。其中，元素R是稀土元素，在稀土元素中至少含有Sm。作為稀土元素可舉出：Pr、Nd、Ce及La。此外，第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體含有以稀土鈷為主體的金屬間化合物。該金屬間化合物可以是如SmCo5、Sm2Co17等。此外，第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體具有含有晶粒的金屬組織。該晶粒包括：含有Sm2Co17的胞相；圍繞所述胞相、并含有SmCo5的胞壁；以及含有Zr的板狀相。而且，在第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體中，亞微米級的組織形成于晶粒中，并且，在胞相和胞壁之間產生合金成分的濃度差，尤其是Cu集中在胞壁上。第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體與以往的釤鈷磁體相比，含有更多的Fe。因此，第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體，作為其磁特性，具有高矯頑力和高矩形比。此外，由于Cu集中在胞壁，稀土鈷永磁體的矩形比將增大。第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體可被廣泛地應用于時鐘、電動機、測量儀器、通訊設備、計算機終端、揚聲器、光盤、傳感器或其他設備的部件。此外，由于第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體的磁力在高環(huán)境溫度下難以退化，適合應用于車輛發(fā)動機室中的角度傳感器、點火線圈、HEV(混合動力電動汽車)等的驅動電機等。制備方法參照圖1，以下對第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體的制備方法進行說明。首先，準備稀土元素、純Fe、純Cu、純Co、及含Zr的母合金作為原料，并將這些原料按上述特定的成分比例混合(原料混合步驟S1)。母合金通常是指兩種不同金屬元素組成的二元合金，用作溶解材料。而且，含有Zr的母合金具有熔點比純Zr的熔點1852℃低的成分。含Zr的母合金的熔點為使第1實施方式所涉及的稀土鈷永磁體熔化的溫度以下，即，優(yōu)選1600℃以下，進一步優(yōu)選1000℃以下。作為含Zr的母合金，可舉出FeZr合金和CuZr合金。優(yōu)選FeZr合金和CuZr合金是因為其具有低熔點、且Zr均勻地分散在后述鑄錠組織中。因此，優(yōu)選具有共晶成分或與其相近成分的FeZr合金和CuZr合金，因為熔點被限制為1000℃以下。具體地，例如FeZr合金是20％Fe-80％Zr合金。該20％Fe-80％Zr合金含有75-85wt％的Zr、其余為Fe及不可避免的雜質。例如，CuZr合金是50％Cu-50％Zr合金。該50％Cu-50％Zr合金含有45-55wt％的Zr、其余為Cu及不可避免的雜質。然后，將混合的原料裝入氧化鋁坩堝內，在1×10-2Torr以下的真空氣氛或惰性氣體氣氛下，利用高頻爐熔化，通過金屬型鑄造得到鑄錠(鑄錠鑄造步驟S2)。這種鑄造方法，例如被稱為疊箱鑄模。此外，可以將得到的鑄錠在固溶溫度下進行1～20小時左右的熱處理。通過該熱處理，可使鑄錠組織更加均勻。然后，將得到的鑄錠粉碎，獲得具有特定平均粒徑的粉末(粉末生成步驟S3)。通常，將獲得的鑄錠粗粉碎，進一步將粗粉碎的鑄錠在惰性氣體氣氛下利用噴磨機等進行細粉碎使粉末化。粉末的平均粒徑(d50)為1～10μm。此外，平均粒徑(d50)是通過激光衍射和散射法求出的以粒度分布中累計值為50％的粒徑。然后，將得到的粉末放在特定的磁場中，并以垂直于磁場方向對粉末加壓壓制成型，得到成型體(壓制成型步驟S4)。該壓制成型條件是：磁場為15kOe以上、壓制成型的壓力為0.5～2.0ton/cm2。然后，在1×10-2Torr以下的真空氣氛或惰性氣體氣氛下，將成型體加熱到燒結溫度并燒結(燒結步驟S5)。該燒結溫度例如為1150～1250℃。然后，繼續(xù)在相同的氣氛條件下，以比燒結溫度低20℃～70℃的固溶溫度對成型體進行固溶處理(固溶處理步驟S6)。固溶時間為2～10小時。另外，需要注意的是固溶時間可根據得到的成型體的組織、及目標磁特性適當變化。如果固溶時間過短，成分不能充分地均勻化。另一方面，如果固溶時間過長，成型體中含有的Sm就會揮發(fā)，因此，成型體的內部和表面的成分組成產生差異，就會引起作為永磁體的磁特性的退化。需要注意的是，優(yōu)選燒結步驟S5和固溶處理步驟S6連續(xù)進行，可提高量產性。當燒結步驟S5和固溶處理步驟S6連續(xù)進行時，以較低的降溫速度如0.2℃～5℃/min從燒結溫度降到固溶溫度。優(yōu)選低降溫速度是本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種稀土鈷永磁體，含有23～27wt％的R、3.5～5wt％的Cu、18～25wt％的Fe、1.5～3wt％的Zr、其余為Co及不可避免的雜質，其中，元素R是至少含有Sm的稀土元素，其特征在于，所述稀土鈷永磁體的金屬組織包括含有Sm2Co17相的胞相，以及圍繞所述胞相、并含有SmCo5相的胞壁。

【技術特征摘要】
2015.03.09 JP 2015-0458751.一種稀土鈷永磁體，含有23～27wt％的R、3.5～5wt％的Cu、18～25wt％的Fe、1.5～3wt％的Zr、其余為Co及不可避免的雜質，其中，元素R是至少含有Sm的稀土元素，其特征在于，所述稀土鈷永磁體的金屬組織包括含有Sm2Co17相的胞相，以及圍繞所述胞相、并含有SmCo5相的胞壁。2.根據權利要求1所述的稀土鈷永磁體，其特征在于，含有19～25wt％的Fe，所述稀土鈷永磁體的密度為8.15～8.39g/cm3，所述稀土鈷永磁體的平均晶粒直徑為40～100μm，所述胞壁中，Cu的含量...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：町田浩明，藤原照彥，吉川秀之，
申請(專利權)人：NEC東金株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP