專利名稱：：一種良好溫度特性復合各向異性稀土永磁材料的制備方法
技術領域：
：本發明屬于稀土永磁材料
技術領域：
，特別是提供了一種具有良好溫度特性的復合各向異性稀土永磁材料的制造方法，以及利用這種稀土永磁粉末制作的滿足更高溫度要求的各向異性粘結磁體，磁體的成型方式為注塑成型，也可用于模壓成型及擠出成型。
背景技術：
：高性能的永磁體被廣泛應用于各類機電設備中，特別是在小型化的電機中更是有著重要的意義。作為新近發展起來的以HDDRNdFeB為代表的各向異性粘結稀土永磁材料，其優異的磁性能遠高于常用的各向同性永磁材料，應用前景非常樂觀。用HDDR(吸氫一歧化一脫氫一再復合)工藝制造的各向異性NdFeB磁粉具有優異的綜合磁性能，用此材料制成的各向異性粘結類磁體，無論采用模壓成型還是注射成型所獲得的磁體性能均達到了目前市場上最多使用的MQ類NdFeB材料的2倍左右，甚至更高。但這類材料的缺點是溫度特性不夠理想，這里人們關心的溫度特性主要是指最高使用溫度。在通常采用的成分和工藝條件下，HDDRNdFeB產品的最高使用溫度很難突破373K，但磁件的很多使用環境要求永磁材料具有比較高的使用溫度，特別是在汽車領域，這是制約其應用的一個重要因素。為了拓展其應用，必須采取一些辦法提高其使用溫度。NdFeB磁粉使用溫度低的缺點在燒結NdFeB材料中也存在，燒結NdFeB解決這個問題的有效途徑是在合金中用少量的重稀土，如Dy、Tb等，取代部分的Nd(或Pr)，提高材料的矯頑力(iHc)，從而達到提高使用溫度的目的，這種方法對燒結NdFeB非常有效。但這種方法用在HDDRNdFeB中較困難，在HDDRNdFeB材料中通過簡單的加入Dy、Tb等元素很難獲得高的矯頑力，必須經過一個十分復雜的處理過程才能實現，實現起來比較困難，換句話說，從工業化角度來講不是一個簡單可行的辦法。另外一種改善HDDRNdFeB磁性粉末溫度特性的方法是通過加入一些溫度特性較好的磁性粉末與之混合制成復合型磁性粉末。人們將頑力溫度系數為正值的各向異性鐵氧體粉末與HDDRNdFeB磁性粉末復合，來改善HDDRNdFeB磁性粉末的溫度特性，但由于鐵氧體材料的磁性能很低，少量的添加對HDDRNdFeB磁性粉末的溫度特性影響甚微，而大量的添加會使混合后的材料磁性能明顯下降，從而失去了各向異性NdFeB的性能優勢。日本住友金屬礦山有限公司文章[l]中介紹了SmFeN的特征，發現SmFeN材料具有比HDDRNdFeB好的溫度特性，在具有可比矯頑力的條件下，SmFeN的最高使用溫度可達到408K,而HDDRNdFeB僅有373K，在此，最高使用溫度由P:2條件下、測量的磁通不可逆損失等于5%時對應的溫度來定義，因此二者復合可望使HDDRNdFeB的最高使用溫度得到改善，遺憾的是文章未給出二者復合的有關數據。公開號為CN1606104A和CN1647218A的專利文獻中，提出了一種各向異性NdFeB系粗磁粉顆粒中添加R2Fe(N,B)系微粒子的方法提高材料的實效溫度特征，但對于材料的最高使用溫度特性沒有進行說明。借鑒前期工作的結果，HDDRNdFeB和R2Fe(N，B)復合有可能是4提高磁體最高使用溫度的一個有效途徑，但R2Fe(N，B)系，這里主要就是SmFeN材料，制造工藝比較復雜，且由于該類磁粉尺寸過于細小，極易發生氧化，因而其保護及與HDDRNdFeB粉混合工藝都相應較復雜，因此采用SmFeN與HDDRNdFeB復合，從理論上是可行的，但從工業生產角度可能是一個高成本的途徑，不利于大面積推廣。本發明就是鑒于以上情況，提出了一種新的簡單實用的方法，制造出一種兼具優異磁性能和高使用溫度的復合磁各向異性稀土永磁材料。
發明內容本發明的目的在于提供一種具有良好溫度特性各向異性稀土永磁材料的制造方法，將一種具有高磁性能的磁各向異性粗顆粒粉與另一種具有優異溫度特性的磁各向異性細顆粒粉配合，經過特定的混合造粒和磁場成型過程，制造出既具有優異磁性能，又有較好溫度特性和生產上可行的新型粘結稀土永磁材料。本發明由I^FeBM粗磁性粉末和R2Coir細磁性粉末以及包覆在磁性粉末表面的偶聯劑所復合而成，制備步驟為(1)將經過HDDR氫處理后得到的RFeBM磁各向異性粉末在惰性氣氛保護下破碎得到平均顆粒直徑為50250txm的粗粉；(2)選取R2CoM'材料將其在保護氣氛中研磨至550iim的細粉；(3)使用偶聯劑將I^FeBM磁性粗粉和R2CoM'磁性細粉分別進行表面包覆處理；最后，按照配比將表面包覆了偶聯劑的RFeBM磁性粗粉和R2CoM'磁性細粉充分混合在一起得到磁性能優異、使用溫度高的各向異性復合稀土永磁粉末材料，其中，上述的RFeBM粗磁鐵粉末是將主成份為稀土元素(R》、鐵(Fe)及硼(B)的合金進行HDDR氫處理以后得到的平均顆粒直徑為50250um的R,FeBM磁各向異性粉末，其質量比為5095mass^;R2CoM'細磁性粉末主成分為稀土元素(R2)和鈷(Co)的平均顆粒直徑為550pm的磁各向異性粉末，其質量比為550massX。上述兩種磁性粉末的偶聯劑包覆處理也可以在兩種磁性粉末混合后進行，即先將R,FeBM磁性粗粉和R2CoM'磁性細粉按配比充分混合在一起，然后對混合后的磁性粉末進行偶聯劑的表面包覆也可達到同樣效果。完全不同于傳統的MQ型各向同性粘結磁體，本發明的目的是制造各向異性粘結磁體，正是這種各向異性導致了磁體的最大磁能積(BH)inax具有兩倍于傳統的MQ型產品。根據粘結永磁體的制造原理，若想得到各向異性粘結永磁體，作為主體原材料的磁粉R^eBM和R2CoM'本身必須具備各向異性特征。復合各向異性稀土永磁材料粉末是由RtFeBM粗磁性粉末和R2CoM'細磁性粉末所復合而成，R!FeBM中的Ri包括Nd、Pr、La、Ce、Sm、Dy、Tb、Er稀土元素，其中Nd、Pr為R的主要元素，因為Nd、Pr與Fe、B形成的Nd(Pr)2Fe"B化合物，與其它元素相比具有最高的飽和磁化強度。為了某些特殊作用可選擇Nd、Pr之外的其它稀土元素加入合金中，但都將導致材料的飽和磁化強度降低，從而降低最終磁粉的磁性能，因此Nd、Pr在R,中的含量不得少于&總量的50atX。與燒結NdFeB不同，單純的R,FeBM不能獲得滿意的各向異性和綜合磁性能，為了提高各向異性、提高材料的矯頑力和改善退磁曲線的方形度，還需要添加一定量的^、Fe、B之外的其它元素M，包括Ga、Zr、Nb、V、Hf、Al、Zn、Ti、Ta作為添加元素，但這些金屬元素皆屬于非鐵磁性材料，加入量過大會嚴重降低材料的飽和磁化強度，因此I^FeBM中M的總加入量不大于5atX，最佳的情況是M應控制在lat^的范圍內。將按合金設計成分要求的原材料在真空熔煉爐中于M73K煉成R,FeBM合金，結晶冷卻過程可以有兩種方法，一種是澆注成大塊鑄錠，一種是冷卻至甩帶機上制成O.3mm左右的鱗片，兩種方法獲得的晶粒尺寸不同，前者約在10100ym，后者僅有幾個微米。很顯然，這樣的一個磁粉顆粒中必然包含著若干原始鑄態晶粒，這就很難使每個顆粒都具有各向異性的特征。為了讓用于制造粘結磁體的R,FeBM粗粉末顆粒具有原始鑄態的單晶特點，需要對大塊鑄錠或鱗片進行以晶粒長大和成分均勻化為目的的均勻化處理，將大塊鑄錠或鱗片在惰性氣氛保護下于12731433k溫度進行均勻化處理1540小時。通過這一處理，大塊鑄態或鱗片狀的合金晶粒長大至300ym以上，這就保證了均勻化處理之后的合金破碎后，每個單獨的粉末顆粒(50250ym)是處于原始合金的單晶狀態。由于均勻化和晶粒長大過程是通過原子擴散和晶界遷移來完成，因此要具備必要的熱力學和動力學條件，如果溫度小于1273K這個過程會很慢或根本不能發生，如高于1433K材料會熔化，因此均勻化須在12731433K之間進行，時間為1540小時。為了隨后HDDR處理的方便，將上述均勻化處理后的大塊鑄錠或鱗片破碎至10mm左右的顆粒放入HDDR處理爐中進行HDDR處理。所謂的HDDR處理工藝過程包括低溫氫化、高溫歧化、高溫脫氫、冷卻四個階段，是將材料置于真空爐中，通過在不同的氫分壓、溫度和真空條件下完成氫化一歧化一脫氫一再復合這一近似可逆的相變過程，所謂的可逆是指由Nd2F^B相開始經過一個吸氫一脫氫的過程，完成了一個歧化分解一再復合重新回到Nd2Fe"B相。所謂近似可逆是指HDDR處理前后的Nd2FenB相晶粒尺寸發生了很大變化，如前所述HDDR處理前Nd2Fe^相的晶粒粒徑為幾百微米，而經過HDDR處理后的Nd2Fe』相的晶粒粒徑僅有0.3微米左右，即處理前后晶粒度發生了103量級的變化。雖然經過HDDR處理，一個原始的Nd2Fe^相單晶變成了具有成千上萬晶粒的多晶體，但由于這些小晶粒具有傳承母相晶體方向的特征，因此在原始母相顆粒中形成排列整齊、方向一致的小晶粒群，使原母相顆粒仍表現出各向異性的特征。處理后的顆粒再研磨至50250um的細顆粒或稱粗粉，這些粗粉中的每一個單獨粉末顆粒都具有各向異性特征。本發明采用的第二種磁性粉末為稀土一鈷系材料，R2CoM'，選擇矯頑力iHc大于1200kA/m的此類材料的燒結體或通過還原擴散法制成的粉體，在惰性保護氣氛中研磨至550iim細粉，這些細粉中的每一個單獨顆粒都具有各向異性的特征。由于這種磁性粉末是用來與HDDRNdFeB粉末復合，因此必須各項磁參量，尤其是矯頑力iHc，必須與HDDRNdFeB匹配。由于HDDRNdFeB如選擇在較高溫度下使用，其矯頑力iHc最好選擇在大于10401120kA/m，如果與之復合的R2CoM'材料iHc〈10401120kA/m，則后者不能充分發揮其補償作用，因此第二種磁性粉末R2CoM'的矯頑力iHc須大于1200kA/ra。在本發明中R2CoM'磁性粉末主要選擇矯頑力iHc須大于1200kA/m的Sm2(CoCuFeZr)17材料。將上述兩種不同類型和不同粒徑的磁性粉末按下述重量配比混合，R,FeBM型粗粉配6R2CoM'型細粉配入重量為550massX。復合各向異性稀土永磁材料的表面包覆處理，磁性粉末顆粒的表面包覆處理在兩種磁性粉末混合后進行，或者對兩種磁性粉末分別進行表面包覆處理后再進行混合，經偶聯劑包覆處理后的粉末顆粒具有好的流動性和分散性，用于包覆磁粉顆粒的偶聯劑使用量為磁粉質量的O.11%。上述進行了表面包覆處理的復合磁性粉末與有機類粘結劑混合造粒后制作成粘結磁體，其中有機類粘結劑的質量比為110%，復合磁性粉末的質量比為9099%，成型的方式包括注射成型、模壓成型或擠出成型。將上述進行了表面包覆處理的復合磁粉和熱塑性有機粘結劑的混合物置于具有惰性保護氣氛的造粒機內，在熱塑性有機粘結劑熔化點33(TC的溫度、將熱塑性有機粘結劑與磁粉充份混煉、造粒，將造粒后制成的粒料，置于帶有特制模具的磁場注射機中，所謂特制模具是指針對所要制作的磁體產品的形狀、尺寸、磁極分布等特征設計制作的具有與所制樣品尺寸形狀所對應的尺寸結構、能提供磁場分布以及加熱系統等其它制備該磁體產品所必須輔助裝置，在模具中施加的磁場可以由電磁線圈提供或者永磁體提供，在熱塑性有機粘結劑熔化點35(TC的溫度、使熱塑性有機粘結劑處于熔融的狀態，在8002000kgf/ctf的壓力條件下射入到施加磁場的模具成型腔內，在7163200kA/m的取向磁場作用下，將復合各向異性稀土永磁粉末顆粒充磁定向排布，定型后制成性能優異的具有各向異性特征的稀土永磁注射成型粘結磁體；上述熱塑性有機物包括尼龍PA、聚苯硫醚PPS或橡膠，熱塑性有機粘結劑的重量占到了最終總混合物的510%。上述得到的復合磁性粉末與熱固性有機粘結劑混合在一起，熱固性有機粘結劑為環氧樹脂，熱固性有機粘結劑的質量占到了總混合物的15%，將復合各向異性稀土永磁粉末和熱固性有機粘結劑混合、造粒后，在熱固性有機粘結劑軟化點20(TC的溫度、使有機物處于軟化狀態或熔融狀態下，置于7163200kA/m的磁場中，施加10009000kgf/cm2的壓力，在施加磁場的成型腔內將各向異性稀土永磁粉末顆粒充磁定向排布，定型后制成各向異性稀土永磁模壓粘結磁體。作為粘結類磁體與燒結體比較，其中一個很大的優點就是它可以把不同特性的材料進行復合。在本發明中的R2CoM'細磁性粉末主要選擇矯頑力iHc須大于1200kA/m的Sni2(CoCuFeZr)n材料，眾所周知，通常Sm2(CoCuFeZr)n型材料具有比HDDRNdFeB材料高得多的矯頑力和使用溫度，二者復合有望獲得較高使用溫度的效果。但由于Sm2(CoCuFeZr)n型材料從室溫磁性能角度上看略遜于NdFeB材料，為此二者復合帶來的負面作用，有可能導致室溫磁性能低于單一的HDDRNdFeB材料。檢驗不同粒度HDDRNdFeB磁粉和Sm2(CoCuFeZr)n磁粉的磁性能，發現當HDDRNdFeB磁粉粒度小于50um時，其內稟矯頑力(iHc)和最大磁能積(BH)max比大于50um的顆粒分別降低20%和40%，但如果去掉細粉只選擇顆粒度大于50um的粗顆粒成型，同樣不能獲得更好的性能，且成形后表面光潔度不好。這表明顆粒尺寸小于50um的磁粉在成型過程中是必要的，一方面它可以填充粗顆粒之間的空隙，使磁體有較高的密度，另一7方面也可使磁體表面具有好的光潔度。檢驗Sn!2(CoCuFeZr)i7磁粉發現，當磁粉顆粒尺寸小于50um時，磁粉性能并不降低，直到小于5ym時，(朋)max和退磁曲線方形度才開始明顯下降。綜上分析如將顆粒尺寸大于50um的HDDRNdFeB磁粉與顆粒尺寸小于50um的Sm2(CoCuFeZrk磁粉混合會得到比單一HDDRNdFeB好的性能，因此本發明中R2CoM'細磁性粉末主要選擇矯頑力iHc大于1200kA/m的Sni2(CoCuFeZr)17磁粉，這也就是為什么在權力要求l和2中提出NdFeB磁粉的平均顆粒直徑為50250um，Sm2(CoCuFeZr)n粉平均顆粒直徑為550um的權力要求。眾所周知，Sm2(CoCuFeZr),7材料的居里溫度Tc約超過NdFeB材料的兩倍以上，因此它的溫度穩定性，包括剩磁溫度系數a吣矯頑力溫度系數0iH。及最高使用溫度遠優于后者，二者復合使用情況下Sm2(CoCuFeZr)n材料可一定程度上補償NdFeB材料隨使用溫度升高各項磁參量的迅速下降，從而使HDDRNdFeB材料的溫度穩定性和使用溫度得到改善。綜上所述，用Sm2(CoCuFeZr)n的小于50um的細粉，與HDDRNdFeB粗粉配比復合可獲得既改善最高使用溫度，又可提高綜合磁性能的目的。由于Sm2(CoCuFeZr),7材料的綜合磁性能比HDDRNdFeB材料要低，同時成本也略高，因此加入量不能過高。如超過50wt^，雖然溫度特性較好的改善，但綜合磁性能要下降，且成本提高，但加入太少也起不到改善溫度特性和綜合磁性能的作用，因此R2CoM'的加入量為55(kt^，通常情況下加入520wtX為宜。雖然將混合磁粉與有機樹脂在一定溫度下混合、造粒后即可以制造注射磁體，但這樣制造的磁體在密度上往往不是最理想的。為了提高密度，磁粉在與有機樹脂混合前，最好是包覆一層偶聯劑，這樣可提高磁粉流動性，有利于細粉均勻地填充在粗粉的空隙中，從而提高粒料和注射磁體的密度，同時流動性的增加也有利于磁粉在磁場中取向，但對材料最高使用溫度影響不大。同時，HDDRNdFeB磁性粉末顆粒表面包圍一層抗氧化能力更強的Sni2(CoCuFeZr)n粉末，也大大降低了HDDRNdFeB磁性粉末與氧接觸的機會，從而改善了HDDRNdFeB磁性粉末的最高使用溫度特性。將粗粒徑的HDDRNdFeB粉和細小粒徑的Sm2(CoCuFeZr)n粉末在與熱塑性樹脂在特定溫度下混煉之前首先包覆一層偶聯劑所得到的注射樣品密度，與不使用偶聯劑相比提高約5%。如果僅把細小粒徑的Sm2(CoCuFeZr),7粉末包覆偶聯劑，而粗粒徑的NdFeB不包覆偶聯劑，則注射樣品密度提高3.5%左右。盡管粗顆粒磁粉包覆對密度提高的貢獻小于細粉，但對取向仍有幫助，因此在磁粉與熱塑性樹脂混煉之前對兩種磁粉用偶聯劑進行包覆是必要的。通常使用的偶聯劑為硅烷系或鈦酸脂系，使用量為0.11.0wt^，偶聯劑量若少于0.1wt^則起不到相應的效果，用量大于1.0wtX則不僅不利于磁體密度的提高，而且還會造成磁體磁性能的下降。包覆方法為首先將偶聯劑溶于乙醇等有機溶劑中，再與磁性粉末攪拌混合，在室溫70'C、負壓氣氛下使有機溶劑揮發后即可進一步與樹脂混合造粒。造粒過程是指混合磁粉或被偶聯劑包覆的混合磁粉與軟化點以上的熱塑性樹脂混合制成粒料的過程。通常樹脂軟化點在523K以上，且為了使磁性粉末與樹脂混合均勻以及細小磁性粉末充分填充到粗磁性粉末間隙中去，混合時間就必須充分。高溫和長時間極容易引起磁性粉末氧化，因此造粒機本身應具有氣氛保護功能，將充分混合的混合料經噴嘴擠出，切成粒料。磁體的制造是在裝有磁場模具的注射機上進行，作用在模具上的磁場可以是電磁場，也可以是永磁場。由于磁性粉末在料腔內必須靠磁場作用完成取向，因此作用在模腔內的磁場必須具備一定強度才能保證所有磁性粉末的易磁化方向沿磁場方向排列，從而成為各向異性磁體。大量實驗表明磁場強度應大于716kA/m，施加磁場強度低于此值磁性粉末不能充分取向。經偶聯劑包覆處理或未經包覆處理的KFeBM粗粉和R2CoM'細粉也可以與熱固型環氧樹脂混合，在磁場模具中成型制成模壓磁體。具體實施方式實施例l:(1)試樣的制造a、R,FeBM各向異性粗粉的制造作為本發明使用的磁性粉末之一，^FeBM是用HDDR處理工藝得到。具體制造方法是將原子配比為Ndi2.5Fe^B6.。Ga。.3Nb。.3的合金原材料裝入真空感應爐，抽真空至低于1Xl(T2Pa，在氬氣保護下熔煉、澆鑄，在氬氣保護下對合金于14031423K進行均勻化處理35小時。將均勻化處理后的合金破碎至小于10mm的顆粒，放入HDDR爐處理，處理過程為室溫充氫O.lMPa，升溫至673K，降低氫分壓至O.030.06MPa，在此壓力下溫度升至810r并保持2小時，然后脫除氫直到爐內真空達到1X10—2Pa，冷卻后即完成HDDR處理全過程。將處理后的顆粒在惰性氣氛保護下破碎至50250ym的粗粉。b、RA)M'各向異性細粉的制造將市售的優質各向異性Sm2(CoCuFeZr)n材料燒結體粗破碎后用滾動球磨機于介質(丙酮或無水乙醇等)保護下慢速研磨至50um以下，使磁性粉末顆粒接近等軸形狀、表面光滑。由此粉制成的注射磁體樣塊磁性能列于表l中No.4。c、磁性粉末的包覆與造粒取10gNdFeBM粗粉和2kgSni2(CoCuFeZr)n細粉分別按其重量的O.1%配入硅烷偶聯劑。包覆方法為首先將各自的偶聯劑用無水乙醇稀釋，然后將兩種磁性粉末分別放入各自稀釋的偶聯劑溶液中充分攪拌至基本干燥，然后再將兩種磁性粉末混合放入可加溫的旋轉干燥器中，加熱至333K保持1小時，待磁性粉末徹底干燥后加入7wt^的尼龍-12，在混煉機中于473K混煉，擠出制成粒料。將粒料放入注射機于533K左右射入磁場模具型腔中，制成樣品測量磁性(表l中No.1、No.2)(2)試樣的測量a、室溫磁參量室溫磁性能測量Br、iHc、(BH)max等用B-H測量儀閉路測量退磁曲線得到，樣品尺寸選擇①20X10mm圓柱狀磁塊。b、最高使用溫度測量采用測開路磁通法獲得，樣品尺寸為①10X7mm，測量在不同溫度保持30分鐘之后的磁通損失和不可逆損失，將不可逆損失為5%的溫度定義為最高使用溫度。c、樣品密度測量利用阿基米德原理的排水法獲得。表1.兩種磁性粉末混合對注射磁體磁性能和最高<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>比較樣品No.1、2、3看出，加入15wtXSm2(CoCuFeZr)n細粉可使樣品(BH)max提高約7.5%,同時最高使用溫度提高20K。實施例2:按照實施例l的制造方法，僅改變鋼錠均勻化的溫度，得出的結果見表2。表2.單獨NdFeB材料不同均勻化處理制度對注射磁體磁性能的影響(尼龍-12含量7wtX)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>由表2中Br的數據可看出，均勻化處理溫度的選擇非常重要，樣品No.5和No.6表現出僅有微弱的各向異性特征，溫度越低各向異性越微弱。實施例3:按照實施例l的制造方法，僅選擇不同的包覆狀態，結果見表3，表3.79.05wt%HDDRNdFeB粗粉和13.95wt%Sm2(CoCuFeZr)n細粉不同包覆狀態對注射磁體磁性能的影響(7wt^尼龍-12)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>實施例7HDDRNdFeB粗粉不包覆0.761120101.51165.17Sm2(CoCuFeZr)17細粉不包覆8HDDRNdFeB粗粉不包覆0,7851123.841051175.25Sm2(CoCuFeZr)17細粉包覆比較例2HDDRNdFeB粗粉包覆0.81126.4107.51205.44Sm2(CoCuFeZr)l7細粉包覆由表3看出，無論是兩種磁性粉末都包覆，還是僅包覆細粉，其制得的磁體的磁性能均優于都不包覆的磁粉制得的磁體，這主要是有密度的貢獻所致，磁粉的包覆處理對材料iHc和最高使用溫度也有一些改善作用。實施例4:按照實施例l的制造方法，將HDDRNdFeB粗粉和Sm2(CoCuFeZr)n細粉(HDDRNdFeB粗粉Sni2(CoCuFeZr),7細粉二85:15)混合，用O.1%硅垸偶聯劑包覆干燥后，與3wt^的環氧樹脂在90。C左右充分混合均勻，在磁場模具中加溫模壓成型，樣品磁性能列于表4。表4.磁場模壓成型磁體磁性能結果樣卯No.成分和工藝室溫磁性能最高使用溫度(。c)Br(T)iHc(kA/m)(BH)max(kj/m3)實施例985wt%NdFeB粗粉和15wt%Sm2(CoCuFeZr)17細粉的混合物，3%環氧樹脂，磁場模壓成型0.971166.08159.2125比較例10100XNdFeB粉，3%環氧樹脂，磁場模壓成型0.941063.68146.41051權利要求1、一種良好溫度特性復合各向異性稀土永磁材料的制備方法，由R1FeBM粗磁性粉末和R2CoM′細磁性粉末以及包覆在磁性粉末表面的偶聯劑所復合而成，其特征在于制備步驟為(1)將經過HDDR氫處理后得到的R1FeBM磁各向異性粉末在惰性氣氛保護下破碎得到平均顆粒直徑為50～250μm的粗粉；(2)選取R2CoM′材料將其在保護氣氛中研磨至5～50μm的細粉；(3)使用偶聯劑將R1FeBM磁性粗粉和R2CoM′磁性細粉分別進行表面包覆處理；最后，按照配比將表面包覆了偶聯劑的R1FeBM磁性粗粉和R2CoM′磁性細粉充分混合在一起得到磁性能優異、使用溫度高的各向異性復合稀土永磁粉末材料；其中，上述的R1FeBM粗磁鐵粉末是將主成份為稀土元素R1、鐵Fe及硼的合金進行HDDR氫處理以后得到的平均顆粒直徑為50～250μm的R1FeBM磁各向異性粉末，其質量比為50～95％；R2CoM′細磁性粉末主成分為稀土元素R2和鈷Co的平均顆粒直徑為5～50μm的磁各向異性粉末，其質量比為5～50％，或者，所述的兩種磁性粉末的偶聯劑包覆處理在兩種磁性粉末混合后進行，先將R1FeBM磁性粗粉和R2CoM′磁性細粉按配比充分混合在一起，然后對混合后的磁性粉末進行偶聯劑的表面包覆達到同樣效果。2、按照權利要求l所述的方法，其特征在于，復合各向異性稀土永磁材料粉末是由R,FeBM粗磁性粉末和R2CoM'細磁性粉末所復合而成，RJ^BM中的&包括Nd、Pr、La、Ce、Sm、Dy、Tb、Er稀土元素，其中Nd、Pr為R,的主要元素，其在全部R,總量中所占原子比列不得少于50at^;其中的M包括Ga、Zr、Nb、V、Hf、Al、Zn、Ti、Ta作為添加元素，但其總量之和不大于5at^;將按合金設計成分要求的原材料在真空熔煉爐中熔煉成大塊鑄錠，或在快淬爐中制成厚度在0.3mm的鱗片，將大塊鑄錠或鱗片在惰性氣氛保護下于12731433k溫度進行均勻化處理1540小時，處理后的材料經破碎至平均顆粒直徑小于10mm的顆粒，置于HDDR處理爐中進行HDDR工藝處理，HDDR處理工藝過程包括低溫氫化、高溫歧化、高溫脫氫、冷卻四個階段，處理后的顆粒再研磨至50250Pra的細顆粒或稱粗粉，這些粗粉中的每一個單獨粉末顆粒都具有各向異性特征；其中，R2CoM'材料選擇矯頑力iHc大于1200kA/m的此類材料的燒結體或通過還原擴散法制成的粉體，在惰性保護氣氛中研磨至550um細粉，這些細粉中的每一個單獨顆粒都具有各向異性的特征，將上述兩種磁粉按下述質量配比混合，R,FeBM型粗粉配入的重量為5095X，R2CoM'型細粉配入重量為550mass^。3、按照權利要求l所述的方法，其特征在于，復合各向異性稀土永磁材料的表面包覆處理，磁性粉末顆粒的表面包覆處理在兩種磁性粉末混合后進行，或者對兩種磁性粉末分別進行表面包覆處理后再進行混合，經偶聯劑包覆處理后的粉末顆粒以具有好的流動性和分散性為特征，用于包覆磁粉顆粒的偶聯劑使用量為磁粉質量的O.11%。4、按照權利要求l所述的方法，其特征在于，所述的復合磁性粉末與有機類粘結劑混合造粒后制作成粘結磁體，其中有機類粘結劑的質量比為110%，復合磁性粉末的質量比為9099%，成型的方式包括注射成型、模壓成型或擠出成型。5、按照權利要求14任意一項所述的方法，其特征在于，所述得到的復合磁粉和熱塑性有機粘結劑的混合物置于具有保護氣氛的造粒機內，在熱塑性有機粘結劑熔化點33(TC的溫度、將熱塑性有機粘結劑與磁粉充份混煉、造粒，將造粒后制成的粒料，置于帶有特制模具的磁場注射機中，特制模具是指針對所要制作的磁體產品的形狀、尺寸、磁極分布等特征設計制作的具有與所制產品形狀尺寸相對應的尺寸結構、能提供磁場分布以及加熱系統等其它制備該磁體產品所必須輔助裝置，在模具中施加的磁場由電磁線圈提供或者永磁體提供，在熱塑性有機粘結劑熔化點35(TC的溫度、使熱塑性有機粘結劑處于熔融的狀態，在8002000kgf/cW的壓力條件下射入到施加磁場的模具成型腔內，在7163200kA/m的取向磁場作用下，將復合各向異性稀土永磁粉末顆粒充磁定向排布，定型后制成性能優異的具有各向異性特征的稀土永磁注射成型粘結磁體；上述熱塑性有機物包括尼龍PA、聚苯硫醚PPS或橡膠，熱塑性有機粘結劑的重量占到了總混合物的510%。6、按照權利要求14任意一項所述的方法，其特征在于，所述得到的復合磁性粉末與熱固性有機粘結劑混合在一起，熱固性有機粘結劑為環氧樹脂，熱固性有機粘結劑的質量占到了總混合物的15%,將復合各向異性稀土永磁粉末和熱固性有機粘結劑混合、造粒后，在熱固性有機粘結劑軟化點20(TC的溫度、使有機物處于軟化狀態或熔融狀態下，置于7163200kA/m的磁場中，施加10009000kgf/cmS的壓力，在施加磁場的成型腔內將各向異性稀土永磁粉末顆粒充磁定向排布，定型后制成各向異性稀土永磁模壓粘結磁體。全文摘要一種良好溫度特性復合各向異性稀土永磁材料的制造方法，屬于稀土永磁材料
技術領域：
。各向異性稀土永磁材料是由按一定比例配合、平均顆粒直徑在限定范圍內的R<sub>1</sub>FeBM粗磁性粉末和R<sub>2</sub>CoM′細磁性粉末以及包覆在磁性粉末表面的偶聯劑所復合而成，其中R<sub>1</sub>和R<sub>2</sub>為稀土類元素。此種復合材料經過與有機粘結劑在適當溫度下的造粒過程，使溫度特性更好的R<sub>2</sub>CoM′細磁性粉末均勻地包覆在R<sub>1</sub>FeBM粗磁性粉末顆粒周圍。由這種復合磁粉在磁場作用下制成的注塑、模壓以及擠出等粘結類磁體，不僅可以改善R<sub>1</sub>FeBM的溫度特性和使用溫度，同時也能獲得優于其中任何一種單獨材料所制磁體的綜合磁性能。文檔編號B22F3/12GK101499347SQ20081022551公開日2009年8月5日申請日期2008年11月4日優先權日2008年11月4日發明者仝成利,孫寶利,王洪軍,肖耀福,剛魏申請人:北京倍力隆磁材料技術有限公司;吉林匯圣強磁有限公司