Title:
Legierungsmaterial, Verbundmagnet und Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers
Kind Code:
A1


Abstract:

Die vorliegende Anmeldung stellt ein Legierungsmaterial, einen Verbundmagneten und ein Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers bereit. Ein Schmelzpunkt des Legierungsmaterials ist niedriger als 600 °C und eine Zusammensetzung des Legierungsmaterials durch ein Atomteil beträgt RE100-x-yMxNy, wobei RE eine oder mehrere der nicht schweren Seltenen Erden Nd, Pr, Sm, La und Ce ist, M eines oder mehrere von Cu, Al, Zn und Mg ist, N eines oder mehrere von Ga, In und Sn ist, x=10-35 und y=1-15. Gemäß dem Legierungsmaterial sind die Kosten relativ gering, kann die eutektische Legierung mit einem niedrigen Schmelzpunkt gebildet werden und kann die Flüssigphasendiffusion bei einer relativ niedrigen Temperatur durchgeführt werden, so dass die Gleichmäßigkeit des Diffundierens darin vorhandener Elemente zu dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver bei der niedrigen Temperatur verbessert wird. Und unterdessen weisen das Ga, das In und das Sn in einer Neodym-Eisen-Bor-Legierung ferner eine offensichtliche Korngrenzenabtrennungscharakteristik auf, können die Korngrenzendiffusion stärken und verbessern die Koerzitivfeldstärke, so dass der durch das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver gebildete Magnet relativ gute Hochtemperatureigenschaften aufweist.




Inventors:
Lou, Yang (Beijing, CN)
Yuang, Chao (Beijing, CN)
Men, Kuo (Beijing, CN)
Quan, Ningtao (Beijing, CN)
Zhang, Hongbin (Beijing, CN)
Yan, Wenlong (Beijing, CN)
Yu, Dunbo (Beijing, CN)
Yang, Yuanfei (Beijing, CN)
Application Number:
DE102017222815A
Publication Date:
06/28/2018
Filing Date:
12/14/2017
Assignee:
Grirem Advanced Materials Co. Ltd. (Beijing, CN)
International Classes:



Foreign References:
CN1345073A2002-04-17
Other References:
Zhong Lin, Jingzhi Han, Shunquan Liu, et al., Journal of Applied Physics 2012, 111: 07A722
Attorney, Agent or Firm:
Schoppe, Zimmermann, Stöckeler, Zinkler, Schenk & Partner mbB Patentanwälte, 81373, München, DE
Claims:
Legierungsmaterial, wobei ein Schmelzpunkt des Legierungsmaterials niedriger als 600 °C ist und eine Zusammensetzung des Legierungsmaterials durch ein Atomteil RE100-x-yMxNy beträgt, wobei RE eine oder mehrere der nicht schweren Seltenen Erden Nd, Pr, Sm, La und Ce ist, M eines oder mehrere von Cu, Al, Zn und Mg ist, N eines oder mehrere von Ga, In und Sn ist, x=10-35 und y=1-15.

Legierungsmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das Legierungsmaterial ein Legierungspulver ist und die Körnigkeit des Legierungspulvers vorzugsweise 160-40 µm beträgt.

Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers, wobei das Modifikationsverfahren folgende Schritte aufweist:
Schritt S1, Mischen des Legierungsmaterials gemäß Anspruch 1 oder 2 mit einem Seltenerd-Permanentmagnetpulver, um ein gemischtes Pulver zu erhalten, wobei ein Masseanteil des Legierungsmaterials in dem gemischten Pulver 1-10 %, vorzugsweise 2-5 %, beträgt; und
Schritt S2, in einer ersten inerten Atmosphäre oder einem Vakuumzustand, Durchführen einer Wärmebehandlung an dem gemischten Pulver, um ein modifiziertes Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten.

Modifikationsverfahren gemäß Anspruch 3, bei dem der Schritt S2 folgende Schritte aufweist:
Schritt S21, in der ersten inerten Atmosphäre oder dem Vakuumzustand, Erwärmen des gemischten Pulvers 5-30 Min. lang bei 675-900 °C, um ein vorbehandeltes Pulver zu erhalten; und
Schritt S22, Erwärmen vorbehandelten Pulvers 2-12 Std. lang bei 500-600 °C, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten.

Modifikationsverfahren gemäß Anspruch 3 oder 4, bei dem das Legierungsmaterial ein Legierungspulver ist, dessen Körnigkeit 160-40 µm beträgt und die Körnigkeit des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers vorzugweise 400-50 µm beträgt.

Modifikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 5, bei dem der Vakuumgrad des Vakuumzustands 10-2-10-4 Pa beträgt und die inerte Atmosphäre vorzugsweise eine Argon-Atmosphäre ist.

Modifikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, bei dem der Schritt S2 vor dem Schritt S21 ferner folgenden Schritt aufweist: Erwärmen bei einer Erwärmungsrate von nicht weniger als 15 °C/Min. bis auf 675-900 °C.

Modifikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, bei dem der Schritt S2 nach dem Schritt S21 und vor dem Schritt S22 ferner folgenden Schritt aufweist: Kühlen bei einer Kühlungsrate von nicht weniger als 15 °C/Min. bis auf 500-600 °C.

Modifikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 8, bei dem eine magnetische Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen ist; bei dem RE’ Nd und/oder Pr ist und Teile des darin enthaltene Nd oder Pr durch Dy, Tb, La und/oder Ce ersetzt sein können; ein Gesamtatomverhältnis von Seltenen Erden in dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 9-12,0 % beträgt.

Modifikationsverfahren gemäß einem der Ansprüche 3 bis 9, wobei das Modifikationsverfahren ferner ein Aufbereitungsverfahren des Legierungsmaterials aufweist; wobei das Aufbereitungsverfahren folgende Schritte aufweist:
Wiegen jedes Rohmaterials gemäß der Zusammensetzung des Legierungsmaterials und Aufbereiten jedes Rohmaterials zu einer Vorlegierung durch Verwendung von Induktionsschmelzen oder Lichtbogenschmelzen;
Aufbereiten der Vorlegierung zu Legierungsplatten durch Verwendung eines schnellhärtenden Plattengießverfahrens oder eines Hochgeschwindigkeits-Drehabschreckverfahrens; und
Zerkleinern der Legierungsplatten zu dem Legierungspulver durch Verwendung einer mechanischen Zerkleinerung oder Wasserstoffzerkleinerung in einer zweiten inerten Atmosphäre, wobei die Körnigkeit des Legierungspulvers 160-40 µm beträgt und die zweite inerte Atmosphäre vorzugsweise eine Argon-Atmosphäre ist.

Verbundmagnet, der aus einem Seltenerd-Permanentmagnetpulver hergestellt ist, wobei das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ein modifiziertes Seltenerd-Permanentmagnetpulver ist, das anhand des Modifikationsverfahrens gemäß einem der Ansprüche 3 bis 10 erhalten wird.

Description:

Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf das Gebiet der Herstellung von Material aus Seltenen Erden, und insbesondere auf ein Legierungsmaterial, einen Verbundmagneten und ein Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers.

Das Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird anhand eines gewissen Vorgangs aus einer Legierung hergestellt, die durch ein Seltenerdmetall und ein Übergangsmetall gebildet ist und ein wichtiges Grundmaterial ist, das die Entwicklung der modernen Industriegesellschaft stützt. Der Seltenerd-Permanentmagnet, der durch Neodym-Eisen-Bor dargestellt wird, ist eine Permanentmagnetlegierung mit der derzeit besten Aufbringeigenschaft und wurde zu drei Typen (gesintert, gebondet und heißgepresst) der permanentmagnetischen Seltenerd-Materialien entwickelt. Zusammen mit der Zunahme des Bereichs von aufgebrachtem Neodym-Eisen-Bor und der Zunahme der Nachfrage werden auch die Erwartungen an die Eigenschaften einer Legierung aus Neodym-Eisen-Bor weiter verbessert. Ein Magnetenergieprodukt und eine Koerzitivfeldstärke sind zwei Auswertungsindizes, die für das permanentmagnetische Material am wichtigsten sind. Derzeit liegt das Magnetenergieprodukt des aufgebrachten Legierungsmaterials aus Neodym-Eisen-Bor nahe bei seinem theoretischen maximalen Magnetenergieprodukt, jedoch ist die Koerzitivfeldstärke noch weit von ihrem theoretischen Maximalwert entfernt. Aufgrund der geringen Koerzitivfeldstärke des permanentmagnetischen Materials wird die Stabilität des Magneten insbesondere in manchen besonderen Aufbringungsumgebungen mit variierender Temperatur schlecht, und die magnetische Eigenschaft des Magneten wird rasch geschwächt. Somit besteht im Verbessern der Koerzitivfeldstärke ein effektives Verfahren zum Verbessern der Hochtemperatureigenschaft und der Temperaturstabilität des Magneten.

Für die Permanentmagnetlegierung aus den Seltenen Erden Nd2Fe14B oder Pr2Fe14B ist es zum Verbessern der Koerzitivfeldstärke notwendig, bei einem anisotropen Feld von Hauptphasenkörnern zu beginnen. Beispielsweise kann die Koerzitivfeldstärke erhöht werden, indem bei einem Legierungsschmelzvorgang schwere Seltene Erde Dy, Tb hinzugefügt wird, um Nd oder Pr zu ersetzen, was daran liegt, dass die gebildete (Dy, Tb)2Fe14B-Phase ein größeres anisotropes Feld aufweist. Jedoch wird aufgrund des Verfahrens zum Ersetzen des Nd oder des Pr durch die schwere Seltene Erde Dy, Tb das Magnetenergieprodukt offensichtlich verringert. Andererseits ist es nötig, bei einer Korngrenzendiffusion der schweren Seltenen Erde Dy, Tb zu beginnen. Die Koerzitivfeldstärke wird verbessert, indem ein in der Nähe einer Korngrenze liegendes Antimagnetisierungsbereich-Keimbildungsfeld erhöht wird oder indem der Ferromagnetismus der Korngrenze verringert wird, um eine Magnetaustauschkopplung benachbarter Körner zu verringern. Beispielsweise verbessert Aichi Steel in Japan die Koerzitivfeldstärke des Magnetpulvers und verbessert ferner seine Gebrauchstemperatur und Wärmebeständigkeit durch Verwendung von Hydriddiffusions-Dy auf einer Oberfläche (CN1345073A) des anisotropen HDDR-Magnetpulvers (HDDR = hydrogenation disproportionation desorption recombination, etwa: Hydrisierungsdisproportionierungsdesorptionsrekombination) aus Neodym-Eisen-Bor. Obwohl die schwere Seltene Erde Dy, Tb und dergleichen verwendet werden, wird die Koerzitivfeldstärke offensichtlich anhand von Verfahren eines Ersetzens oder einer Korngrenzendiffusion verbessert. Jedoch weisen die obigen Verfahren die Probleme des knappen Vorkommens von Ressourcen an schweren Seltenen Erden, hoher Kosten usw. auf.

Eine Korngrenzendiffusion bei nicht schweren Seltenen Erden erfüllt den Zweck, die Koerzitivfeldstärke des Magnetpulvers zu verbessern, indem eine Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt, die aus nicht schweren Seltenen Erden und anderen Legierungselementen zusammengesetzt ist, bis zu einem Korngrenzenbereich von Neodym-Eisen-Bor-Hauptphasenkörnern durchdrungen wird, um die Magnetaustauschkopplung zu verringern oder zu blockieren. Durch die Korngrenzendiffusion von nicht schweren Seltenen Erden, beispielsweise die Diffusion von PrCu-, NdCu-Legierungen auf der Oberfläche von heißgepressten und gesinterten Blockelementen, kann die Koerzitivfeldstärke beträchtlich verbessert werden, kann der Magnet mit hoher Koerzitivfeldstärke, dem keine Seltene Erde hinzugefügt ist, verwirklicht werden, und wird die Gebrauchseigenschaft des Magneten verbessert. Für einen Verbundmagneten existiert bei manchen besonderen Anwendungsumgebungen auch das Problem der Abschwächung der magnetischen Eigenschaft; eine Verbesserung der Koerzitivfeldstärke ist auch ein wichtiges Verfahren zum Verbessern der magnetischen Stabilität. Jedoch wird die Korngrenzendiffusion weniger auf den Verbundmagneten angewendet, was hauptsächlich daran liegt, dass die Korngrenzendiffusion auf ein gebundenes Magnetpulver angewendet wird; während also die Koerzitivfeldstärke des Magnetpulvers verbessert wird, wird offensichtlich der andere Index (das Magnetenergieprodukt) verringert (Zhong Lin, Jingzhi Han, Shunquan Liu, et al., Journal of Applied Physics 2012, 111: 07A722). Ferner ist der Verbundmagnet bezüglich der Gleichmäßigkeit des Magnetpulvers sehr anspruchsvoll, wohingegen die Korngrenzendiffusion die Probleme einer ungleichmäßigen Diffusion und dergleichen aufweist und dadurch nicht vorteilhaft für eine Promotion ist. Außerdem erfordert das Hochleistungsmagnetpulver die Struktureigenschaft feiner Körner. Jedoch ist der Diffusionseffekt der verwandten Technik bei einer relativ niedrigen Temperatur nicht zufriedenstellend, ist es leicht, aufgrund einer langfristigen Behandlung bei einer hohen Temperatur das Kornwachstum zu bewirken, und wird auch die magnetische Eigenschaft des Magnetpulvers verringert.

Die Aufgabe der vorliegenden Anmeldung besteht hauptsächlich darin, ein Legierungsmaterial, ein Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers und einen Verbundmagneten mit verbesserten Charakteristika bereitzustellen, um das Problem, dass die Hochtemperatureigenschaft des Magneten der verwandten Technik relativ schwach ist, zu lösen.

Diese Aufgabe wird durch ein Legierungsmaterial gemäß Anspruch 1, ein Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers gemäß Anspruch 3 und einen Verbundmagneten gemäß Anspruch 11 gelöst.

Zu diesem Zweck wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Anmeldung das Legierungsmaterial bereitgestellt. Ein Schmelzpunkt des Legierungsmaterials ist niedriger als 600 °C, und eine Zusammensetzung des Legierungsmaterials durch ein Atomteil beträgt RE100-x-yMxNy, wobei RE eine oder mehrere der nicht schweren Seltenen Erden Nd, Pr, Sm, La und Ce ist, M eines oder mehrere von Cu, AI, Zn und Mg ist, N eines oder mehrere von Ga, In und Sn ist, x=10-35 und y=1-15.

Ferner ist das Legierungsmaterial ein Legierungspulver, und vorzugsweise beträgt die Körnigkeit des Legierungspulvers 160-40 µm.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird das Modifikationsverfahren eines Seltenerd-Permanentmagnetpulvers bereitgestellt. Das Modifikationsverfahren umfasst: Schritt S1, Mischen eines der obigen Legierungsmaterialen mit einem Seltenerd-Permanentmagnetpulver, um ein gemischtes Pulver zu erhalten, wobei ein Masseanteil des Legierungsmaterials in dem gemischten Pulver 1-10 %, vorzugsweise 2-5%, beträgt; und Schritt S2, in einer ersten inerten Atmosphäre oder einer Vakuumbedingung, Durchführen einer Wärmebehandlung an dem gemischten Pulver, um ein modifiziertes Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten.

Ferner umfasst Schritt S2: Schritt S21, in der ersten inerten Atmosphäre oder dem Vakuumzustand, Erwärmen des gemischten Pulvers 5-30 Min. lang bei 675-900 °C, um ein vorbehandeltes Pulver zu erhalten; und Schritt S22, Erwärmen vorbehandelten Pulvers 2-12 Std. lang bei 500-600 °C, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten.

Ferner ist das Legierungsmaterial ein Legierungspulver, dessen Körnigkeit 160-40 µm beträgt und die Körnigkeit des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers vorzugweise 400-50 µm beträgt.

Ferner beträgt der Vakuumgrad des Vakuumzustands 10-2-10-4 Pa und ist die inerte Atmosphäre vorzugsweise eine Argon-Atmosphäre.

Ferner umfasst der Schritt S2 vor dem Schritt S21 ferner folgenden Schritt: Erwärmen bei einer Erwärmungsrate von nicht weniger als 15 °C/Min. bis auf 675-900 °C.

Ferner umfasst der Schritt S2 nach dem Schritt S21 und vor dem Schritt S22 ferner folgenden Schritt aufweist: Kühlen bei einer Kühlungsrate von nicht weniger als 15 °C/Min. bis auf 500-600 °C.

Ferner ist eine magnetische Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen, wobei RE’ Nd und/oder Pr ist und Teile des darin enthaltene Nd oder Pr durch Dy, Tb, La und/oder Ce ersetzt sein können; ein Gesamtatomverhältnis von Seltenen Erden in dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver beträgt 9-12,0 %.

Ferner umfasst das Modifikationsverfahren ferner ein Aufbereitungsverfahren des Legierungsmaterials aufweist, wobei das Aufbereitungsverfahren folgende Schritte umfasst: Wiegen jedes Rohmaterials gemäß der Zusammensetzung des Legierungsmaterials und Aufbereiten jedes Rohmaterials zu einer Vorlegierung durch Verwendung von Induktionsschmelzen oder Lichtbogenschmelzen; Aufbereiten der Vorlegierung zu Legierungsplatten durch Verwendung eines schnellhärtenden Plattengießverfahrens oder eines Hochgeschwindigkeits-Drehabschreckverfahrens; und Zerkleinern der Legierungsplatten zu dem Legierungspulver durch Verwendung einer mechanischen Zerkleinerung oder Wasserstoffzerkleinerung in einer zweiten inerten Atmosphäre, wobei die Körnigkeit des Legierungspulvers 160-40 µm beträgt und die zweite inerte Atmosphäre vorzugsweise eine Argon-Atmosphäre ist.

Gemäß einem wieder anderen Aspekt der vorliegenden Anmeldung wird ein Verbundmagnet bereitgestellt. Der Verbundmagnet ist aus einem Seltenerd-Permanentmagnetpulver hergestellt; und das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ist ein modifiziertes Seltenerd-Permanentmagnetpulver, das anhand eines der obigen Modifikationsverfahren erhalten wird.

Durch Anwenden der technischen Lösungen der vorliegenden Anmeldung werden bei dem Legierungsmaterial eine(s) oder mehrere beliebige von nicht schweren Seltenen Erden oder sehr reichlich vorhandenen Seltenerdelementen Nd, Pr, Sm, La und Ce verwendet, so dass die Kosten relativ niedrig sind. Es werden ein oder mehrere der Nicht-Seltenerdmetallelemente Cu, Al, Zn und Mg hinzugefügt, und unterdessen kann anhand einer Zusammenwirkung von Inhalten eine eutektische Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet werden, und die Flüssigphasendiffusion kann bei einer relativ niedrigen Temperatur an der eutektischen Legierung durchgeführt werden. Außerdem kann bei einer entsprechenden Zugabe eines oder mehrerer Elemente der Metalle Ga, In und Sn mit niedrigem Schmelzpunkt der Schmelzpunkt des Legierungsmaterials weiter verringert werden, und die Benetzbarkeit zwischen dem Legierungsmaterial und dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird erhöht, so dass die Gleichmäßigkeit des Diffundierens der darin vorhandenen Elemente zu dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver verbessert wird, die Diffusion bei niedriger Temperatur implementiert wird und der Schaden bezüglich der magnetischen Eigenschaft des Magnetpulvers, der auf eine langfristige Wärmebehandlung bei hoher Temperatur zurückzuführen ist, vermieden werden kann. Unterdessen weisen das Ga, das In und das Sn ferner die offensichtliche Korngrenzenabtrennungscharakteristik in der Neodym-Eisen-Bor-Legierung auf, so dass die Wirkung der Korngrenzendiffusion bezüglich einer Verbesserung der Koerzitivfeldstärke verstärkt werden kann. Wenn also das obige Legierungsmaterial der vorliegenden Anmeldung aufgebracht wird, um das Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu modifizieren, kann die Diffusion bei der niedrigen Temperatur erfolgen, und die Koerzitivfeldstärke des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers kann verbessert werden, so dass der durch das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver gebildete Magnet die relativ gute Beständigkeit bei hoher Temperatur aufweist.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher erläutert.

Es ist zu beachten, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung und die Charakteristika der Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, falls kein Konflikt vorliegt. Die vorliegende Anmeldung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele ausführlich beschrieben.

Wie am Anfang der vorliegenden Beschreibung analysiert wurde, weisen die verschiedenen Modifikationsverfahren des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers des Standes der Technik alle gewisse Mängel auf, und es ist schwierig, mit ihnen den Zweck der Kostengünstigkeit und des Verbesserns der Hochtemperatureigenschaft des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu erreichen. Um das Problem zu lösen, stellt die vorliegende Anmeldung ein Legierungsmaterial, einen Verbundmagneten und ein Modifikationsverfahren des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers bereit.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung wird ein Legierungsmaterial bereitgestellt. Ein Schmelzpunkt des Legierungsmaterials liegt unter 600 °C, und eine Zusammensetzung des Legierungsmaterials durch ein Atomteil beträgt RE100-x-yMxNy, wobei RE eine oder mehrere der nicht schweren Seltenen Erden Nd, Pr, Sm, La und Ce ist, M eines oder mehrere von Cu, Al, Zn und Mg ist, N eines oder mehrere von Ga, In und Sn ist, x=10-35 und y=1-15.

Bei dem Legierungsmaterial der vorliegenden Anmeldung werden eine(s) oder mehrere beliebige von nicht schweren Seltenen Erden oder sehr reichlich vorhandenen Seltenerdelementen Nd, Pr, Sm, La und Ce verwendet, so dass die Kosten relativ niedrig sind. Es werden ein oder mehrere der Nicht-Seltenerdmetallelemente Cu, Al, Zn und Mg hinzugefügt, und unterdessen kann anhand einer Zusammenwirkung von Inhalten eine eutektische Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet werden, und die Flüssigphasendiffusion kann bei einer relativ niedrigen Temperatur an der eutektischen Legierung durchgeführt werden. Außerdem kann bei einer entsprechenden Zugabe eines oder mehrerer Elemente der Metalle Ga, In und Sn mit niedrigem Schmelzpunkt der Schmelzpunkt des Legierungsmaterials weiter verringert werden, und die Benetzbarkeit zwischen dem Legierungsmaterial und dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird erhöht, so dass die Gleichmäßigkeit des Diffundierens der darin vorhandenen Elemente zu dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver verbessert wird, die Diffusion bei niedriger Temperatur implementiert wird und der Schaden bezüglich der magnetischen Eigenschaft des Magnetpulvers, der auf eine langfristige Wärmebehandlung bei hoher Temperatur zurückzuführen ist, vermieden werden kann. Unterdessen weisen das Ga, das In und das Sn ferner die offensichtliche Korngrenzenabtrennungscharakteristik in der Neodym-Eisen-Bor-Legierung auf, so dass die Wirkung der Korngrenzendiffusion bezüglich einer Verbesserung der Koerzitivfeldstärke verstärkt werden kann. Wenn also das obige Legierungsmaterial der vorliegenden Anmeldung aufgebracht wird, um das Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu modifizieren, kann die Diffusion bei der niedrigen Temperatur erfolgen, und die Koerzitivfeldstärke des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers kann verbessert werden, so dass der durch das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver gebildete Magnet die relativ gute Beständigkeit bei hoher Temperatur aufweist.

Das Legierungsmaterial kann Platten sein, die zu lagern sind. Um es zweckmäßig zu nutzen, ist das Legierungsmaterial vorzugsweise ein Legierungspulver, und stärker bevorzugt liegt die Körnigkeit des Legierungspulvers bei 160-40 µm. Bei der Verwendung des Legierungspulvers ist es nützlich, es direkt bei der Modifikation des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu verwenden.

Bei einem anderen typischen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung wird ein Modifikationsverfahren des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers bereitgestellt. Das Modifikationsverfahren umfasst: Schritt S1, Mischen eines der obigen Legierungsmaterialen mit dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver, um ein gemischtes Pulver zu erhalten, wobei ein Masseanteil des Legierungsmaterials in dem gemischten Pulver 1-10 %, vorzugsweise 2-5 %, beträgt; und Schritt S2, in einer ersten inerten Atmosphäre oder einer Vakuumbedingung, Durchführen einer Wärmebehandlung an dem gemischten Pulver, um ein modifiziertes Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten.

Wie oben beschrieben wurde, weist das durch die vorliegende Anmeldung bereitgestellte Legierungsmaterial die Charakteristik des niedrigen Schmelzpunktes auf und weist die relativ gute Benetzbarkeit mit dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver auf, so dass die Flüssigphasendiffusion bei der relativ niedrigen Temperatur erfolgen kann und der Schaden bezüglich der magnetischen Eigenschaft des Magnetpulvers, der auf die langfristige Wärmebehandlung bei hoher Temperatur zurückzuführen ist, vermieden werden kann. Außerdem enthält das Legierungsmaterial das Ga, das In und/oder das Sn, die ferner die offensichtliche Korngrenzenabtrennungscharakteristik in der Neodym-Eisen-Bor-Legierung aufweisen, so dass die Wirkung der Korngrenzendiffusion bezüglich einer Verbesserung der Koerzitivfeldstärke verstärkt werden kann. Deshalb weist der durch das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver gebildete Magnet die relativ gute Beständigkeit bei hoher Temperatur auf.

Die Wärmebehandlung soll die in dem Legierungsmaterial vorliegenden Elemente zu dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver diffundieren lassen, so dass die Behandlungstemperatur zumindest der Schmelzpunkt des Legierungsmaterials ist. Um die Diffusion der Elemente in dem Legierungsmaterial besser zu fördern und um den Einfluss der Wärmebehandlungstemperatur auf die Eigenschaften des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers zu vermeiden, umfasst der Schritt S2 vorzugsweise Folgendes: Schritt S21, in der ersten inerten Atmosphäre oder dem Vakuumzustand, Erwärmen des gemischten Pulvers 5-30 Min. lang bei 675-900 °C, um ein vorbehandeltes Pulver zu erhalten; und Schritt S22, Erwärmen vorbehandelten Pulvers 2-12 Std. lang bei 500-600 °C, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu erhalten.

Spezifische Bedingungen des obigen zweistufigen Diffusionswärmebehandlungsvorgangs bei hoher/niedriger Temperatur kann in Zusammenwirkung mit Diffusionslegierungskomponenten in den obigen Bereichen angepasst werden. Zu allererst verwirklicht die kurzfristige Wärmebehandlung bei der relativ hohen Temperatur die flüssige gleichmäßige Beschichtung des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers mit einer Diffusionslegierung. Anschließend ermöglicht die langfristige Wärmebehandlung bei der niedrigen Temperatur, dass die Legierung gleichmäßig zu Korngrenzenbereichen innerhalb des Magnetpulvers diffundiert. Deshalb wird nicht nur die schädliche Wirkung der langfristigen Wärmebehandlung bei hoher Temperatur auf die magnetische Eigenschaft des Magnetpulvers vermieden, sondern es kann auch der Zweck der gleichmäßigen Diffusion implementiert werden, wodurch schließlich die Koerzitivfeldstärke und die Temperaturstabilität verbessert werden und das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver erhalten wird, das gleichmäßig diffundiert ist.

Das Legierungsmaterial wird in einer Hochtemperaturstufe geschmolzen. Um den Zweck einer gleichmäßigen Diffusion und Modifikation zu erreichen, ist das Legierungsmaterial ein Legierungspulver, dessen Körnigkeit vorzugsweise 160-40 µm beträgt. Außerdem ist es leicht möglich, im Fall einer zu großen Körnigkeit des Legierungsmaterials eine nichtgleichmäßige Diffusion zu bewirken, und im Fall einer zu geringeren Körnigkeit Sauerstoff zum Zweck der Oxidation hinzuzufügen. Stärker bevorzugt beträgt die Körnigkeit des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers 400-50 µm, um eine gleichmäßige Vermischung mit dem Legierungsmaterial zu implementieren.

Wie oben erwähnt wurde, wird das Legierungsmaterial im Fall der zu geringen Körnigkeit leicht oxidiert. Um zu verhindern, dass es oxidiert wird, beträgt der Vakuumgrad der Vakuumbedingung vorzugsweise 10-2-10-4Pa, oder die inerte Atmosphäre ist vorzugsweise eine Argon-Atmosphäre.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung umfasst der Schritt S2 vor dem Schritt S21 ferner Folgendes: Erwärmen bei einer Erwärmungsrate von nicht weniger als 15 °C/Min. bis auf 675-900 °C. Durch Steuern der Erwärmungsrate können Reaktanten innerhalb kurzer Zeit eine voreingestellte Temperatur erreichen, so dass verhindert wird, dass die Struktur des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers aufgrund einer langfristigen hohen Temperatur beeinträchtigt wird. Unter der Voraussetzung, dass der Stand der Technik implementiert werden kann, ist die Wirkung umso besser, je größer der Maximalwert der Erwärmungsrate ist, wodurch schnelles Erwärmen implementiert wird.

Bei einem anderen bevorzugbaren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung umfasst der Schritt S2 nach dem Schritt S21 und vor dem Schritt S22 ferner Folgendes: Kühlen bei einer Kühlungsrate von nicht weniger als 15 °C/Min. bis auf 500-600 °C. Dank der obigen Kühlungsrate wird das vorbehandelte Pulver rasch auf eine niedrige Temperatur abgekühlt, und der langfristige Einfluss der hohen Temperatur wird vermieden. Unter der Voraussetzung, dass die verwandte Technik implementiert werden kann, ist die Wirkung umso besser, je höher der maximale Wert der Kühlungsrate ist, wodurch rasches Kühlen implementiert wird.

Theoretisch kann das Modifikationsverfahren der vorliegenden Anmeldung auf alle Arten der Seltenerd-Permanentmagnetpulver angewendet werden, insbesondere auf das Seltenerd-Permanentmagnetpulver Neodym-Eisen-Bor, dessen Gesamtgehalt an Seltenen Erden niedriger als oder etwas höher ist als 11,8 %, was ein Gesamtatomverhältnis der Seltenen Erden in einer hartmagnetischen Hauptphase RE’2Fe14B ist. Die magnetische Hauptphase des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers wird mit einer RE’2Fe14B-Struktur bereitgestellt, wobei RE’ Nd und/oder Pr ist und Teile des darin vorliegenden Nd oder Pr durch Dy, Tb, La, Ce ersetzt werden können; vorzugsweise beträgt das Gesamtatomverhältnis Seltener Erden in dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver 9-12,0 %. Im Inneren des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers liegen feine Nanokornsysteme vor, und durch die Kopplung zwischen den in dem Material vorliegenden Nanokörnern werden die relativ hohe Remanenz und das relativ hohe Magnetenergieprodukt verwirklicht, so dass die magnetische Eigenschaft eng mit den Kornsystemen zusammenhängt. Ist jedoch der Gehalt an Seltenen Erden relativ niedrig, werden die Kornsysteme sehr leicht durch den Wärmebehandlungsvorgang beeinträchtigt, und für die langfristige Hochtemperaturbehandlung wird sehr leicht das Kornwachstum bewirkt, so dass die magnetische Eigenschaft offensichtlich verringert wird. Indem das Seltenerd-Permanentmagnetpulver mit dem Legierungsmaterial modifiziert wird, können die Zwecke einer gleichmäßigen Diffusion und eines Verbesserns der Koerzitivfeldstärke bei der relativ niedrigen Temperatur erreicht werden; und unterdessen kann ferner das Problem einer verringerten magnetischen Eigenschaft, die auf die langfristige Behandlung bei hoher Temperatur zurückzuführen ist, vermieden werden.

Um das Modifikationsverfahren der vorliegenden Anmeldung zweckmäßig zu implementieren, umfasst das Modifikationsverfahren vorzugsweise ferner ein Aufbereitungsverfahren des Legierungsmaterials. Das Aufbereitungsverfahren umfasst: Wiegen jedes Rohmaterials gemäß der Zusammensetzung des Legierungsmaterials, und Aufbereiten jedes Rohmaterials zu einer Vorlegierung durch Verwendung von Induktionsschmelzen oder Lichtbogenschmelzen; Aufbereiten der Vorlegierung zu Legierungsplatten durch Verwendung eines schnellhärtenden Plattengießverfahrens oder eines Hochgeschwindigkeits-Drehabschreckverfahrens; und Zerkleinern der Legierungsplatten zu dem Legierungspulver durch Verwendung einer mechanischen Zerkleinerung oder Wasserstoffzerkleinerung in einer zweiten inerten Atmosphäre, wobei die Körnigkeit des Legierungspulvers 160-40 µm beträgt und die zweite inerte Atmosphäre vorzugsweise eine Argon-Atmosphäre ist. Das Induktionsschmelzen, das Lichtbogenschmelzen, das schnellhärtende Plattengießen und das Hochgeschwindigkeits-Drehabschrecken sind allesamt in der Technik übliche Verfahren; und wenn sie auf die vorliegende Anmeldung angewendet werden, können ihre Bedingungen auch dem Stand der Technik entnommen werden und werden hier nicht näher beschrieben.

Bei einem wieder anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Anmeldung wird ein Verbundmagnet bereitgestellt. Der Verbundmagnet wird aus einem Seltenerd-Permanentmagnetpulver hergestellt; und das Seltenerd-Permanentmagnetpulver ist ein modifiziertes Seltenerd-Permanentmagnetpulver, das mit einem beliebigen der obigen Modifikationsverfahren erhalten wird. Auf der Basis der Vorteile des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers der vorliegenden Anmeldung ist die magnetische Eigenschaft wie beispielsweise die Koerzitivfeldstärke und dergleichen des erhaltenen Verbundmagneten auch bei hohen Temperaturen hervorragend, wodurch das Problem, dass der durch das erhaltene Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Standes der Technik gebildete Verbundmagnet schlechte Hochtemperatureigenschaften aufweist, gelöst wird.

Die vorteilhaften Auswirkungen der vorliegenden Anmeldung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele und die Vergleichsausführungsbeispiele näher beschrieben.

Bei den folgenden Ausführungsbeispielen wurde die magnetische Eigenschaft (maximales Magnetenergieprodukt BHm und Koerzitivfeldstärke Hcj) durch Verwendung eines Schwingproben-Magnetometers (VSM, vibrating sample magnetometer) erfasst, bevor und nachdem das Magnetpulver diffundierte. Die Wärmestabilität wurde durch Messen der Flussabschwächung des Verbundmagneten charakterisiert. Das Magnetpulver vor und nach der Diffusion wurde jeweils zum Herstellen des Verbundmagneten verwendet, die Wärmekonservierung wurde 100 Std. lang bei 120 °C in einer atmosphärischen Umgebung an dem Magneten vorgenommen, und die Abschwächung eines Flusses auf der Oberfläche wurde gemessen.

Ausführungsbeispiel 1

Ein Nd7.6Pr2.5Fe84.1B5.8-Permanentmagnetpulver der Neodym-Praseodym-Serie wurde gemäß den folgenden Schritten behandelt:

  1. 1) die Rohmaterialien wurden gemäß einer geplanten Zusammensetzung gemischt; eine Vorlegierung einer Nd66Cu28Ga6-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurde durch Verwendung eines Vakuuminduktionsschmelzens hergestellt; und die erhaltene Vorlegierung wurde mit einer Schnellabschreckrate von 25 m/s zu einem schnellabgeschreckten Diffusionslegierungsband aufbereitet, indem ein Hochgeschwindigkeits-Einwalzen-Drehabschreckverfahren verwendet wurde, und das schnellabgeschreckte Diffusionslegierungsband wurde durch Verwendung eines mechanischen Zermahlverfahrens in einer Ar-Gas-Schutzatmosphäre zu einem Pulver zerstoßen, es wurde das Nd66CU28Ga6-Legierungspulver erhalten, dessen Körnigkeit 160-40 µm betrug;
  2. 2) ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dessen Körnigkeit 400-50 µm betrug (ein Gesamt-RE-Atomverhältnis betrug 10,1 %, und eine magnetische Hauptphase wurde mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen), wurde mechanisch und gleichmäßig mit dem Nd66Cu28Ga6-Legierungspulver gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, wobei ein Massenbruchteil des Legierungspulvers in dem Gemisch 3 % betrug;
  3. 3) eine zweistufige Diffusionswärmebehandlung wurde an dem Gemisch in einer Vakuumbedingung von 5*10-3 Pa durchgeführt; der Wärmebehandlungsvorgang bestand in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 25 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C mit einer Kühlungsrate von etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 5 Std. hinweg; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Ausführungsbeispiels 1 zu erhalten.

Ausführungsbeispiel 2

Ein Ce enthaltendes Nd3.2Pr7.6Ce1.2Fe81.8B6.2-Permanentmagnetpulver der Praseodym-Neodym-Serie wurde gemäß den folgenden Schritten behandelt:

  1. 1) eine Vorlegierung einer Ce85Al9Mg3Sn3-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurde durch Verwendung eines Vakuuminduktionsschmelzens hergestellt; und Diffusionslegierungsplatten wurden mit 8 m/s in einer Ar-Schutzatmosphäre durch Verwendung einer schnellhärtenden Plattengieß-SC-Technologie hergestellt und wurden in der Ar-Gas-Schutzatmosphäre durch Verwendung eines Strahlmahlverfahrens mechanisch zu einem Pulver zerstoßen, es wurde das Ce85Al9Mg3Sn3-Legierungspulver erhalten, dessen Körnigkeit 120-50 µm betrug;
  2. 2) ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dessen Körnigkeit 400-80 µm betrug (ein Gesamt-RE-Atomverhältnis betrug 12,0 %, und eine magnetische Hauptphase wurde mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen), wurde mechanisch und gleichmäßig mit dem Ce85Al9Mg3Sn3-Legierungspulver gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, wobei ein Massenbruchteil des Diffusionslegierungspulvers in dem Gemisch 4 % betrug;
  3. 3) eine Diffusionswärmebehandlung wurde an dem Gemisch in einer Vakuumbedingung von 2*10-3 Pa durchgeführt; der Wärmebehandlungsvorgang bestand in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 775 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 30 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 580 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 580 °C über 6 Std. hinweg; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Ausführungsbeispiels 2 zu erhalten.

Ausführungsbeispiel 3

Ein Ce und La enthaltendes Nd7.6Pr2.5Fe84,1B5.8-Permanentmagnetpulver der Neodym-Serie wurde gemäß den folgenden Schritten behandelt:

  1. 1) eine La70Cu29Sn1-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurde durch Verwendung eines Induktionsschmelzens hergestellt; und ein schnellabgeschrecktes Diffusionslegierungsband wurde mit einer Schnellabschreckrate von 20 m/s zu aufbereitet, indem ein Einwalzen-Hochgeschwindigkeits-Drehabschreckverfahren verwendet wurde, und wurde durch Verwendung eines mechanischen Zermahlverfahrens in einer Ar-Gas-Schutzatmosphäre zu einem Pulver zerstoßen, es wurde das La70Cu29Sn1-Legierungspulver erhalten, dessen Körnigkeit 160-60 µm betrug; und
  2. 2) ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dessen Körnigkeit 300-70 µm betrug (ein Gesamt-RE-Atomverhältnis betrug 9,0 %, und eine magnetische Hauptphase wurde mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen), wurde mechanisch und gleichmäßig mit dem Ce85Al9Mg3Sn3-Legierungspulver gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, wobei ein Massenbruchteil des Diffusionslegierungspulvers in dem Gemisch 2 % betrug;
  3. 3) eine Diffusionswärmebehandlung wurde an dem Gemisch in einer Vakuumbedingung von 1*10-3 Pa durchgeführt; der Wärmebehandlungsvorgang bestand in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 675 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 30 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 500 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 500 °C über 12 Std. hinweg; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Ausführungsbeispiels 3 zu erhalten.

Ausführungsbeispiel 4

Ein Nd11.3Fe80.8Co2.0B5-Seltenerd-Permanentmagnetpulver der Neodym-Serie wurde gemäß den folgenden Schritten behandelt:

  1. 1) eine Nd78Al12Cu2In8-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurde durch Verwendung eines Induktionsschmelzens hergestellt; und ein schnellabgeschrecktes Diffusionslegierungsband wurde mit einer Schnellabschreckrate von 30 m/s aufbereitet, indem ein Hochgeschwindigkeits-Drehabschreckverfahren verwendet wurde, und wurde durch Verwendung eines mechanischen Zermahlverfahrens in einer Ar-Gas-Schutzatmosphäre zu einem Pulver zerstoßen, es wurde das Nd78Al12Cu2In8-Legierungspulver erhalten, dessen Körnigkeit 100-40 µm betrug;
  2. 2) das Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dessen Körnigkeit 200-80 µm betrug (ein Gesamt-RE-Atomverhältnis betrug 11,3 %), wurde mechanisch und gleichmäßig mit dem Nd78Al12Cu2In8-Legierungspulver gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, wobei ein Massenbruchteil des Diffusionslegierungspulvers in dem Gemisch 3 % betrug; und
  3. 3) eine Diffusionswärmebehandlung wurde an dem Gemisch in einer Vakuumbedingung von 5*10-3 Pa durchgeführt; der Wärmebehandlungsvorgang bestand in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 30 °C/Min. bis auf 850 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 10 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 560 °C bei etwa 18 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 560 °C über 5 Std. hinweg; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Ausführungsbeispiels 4 zu erhalten.

Ausführungsbeispiel 5

Ein Pr9.3Fe85.2Nb0.2B5.3-Seltenerd-Permanentmagnetpulver der Praseodym-Serie wurde gemäß den folgenden Schritten behandelt:

  1. 1) eine Vorlegierungsblock einer Pr66Zn19Ga15-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurde durch Verwendung eines Induktionsschmelzens hergestellt; nach einer Homogenisierungsbehandlung in einer Ar-Gas-Schutzatmosphäre wurde der Legierungsblock durch Verwendung eines Wasserstoffzerkleinerungsverfahrens zu einem Diffusionslegierungspulver aufbereitet, es wurde das Pr66Zn19Ga15-Legierungspulver erhalten, dessen Körnigkeit 120-50 µm betrug;
  2. 2) ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dessen Körnigkeit 300-100 µm betrug (ein Gesamt-RE-Atomverhältnis betrug 9,3 %, und eine magnetische Hauptphase wurde mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen), wurde mechanisch und gleichmäßig mit dem Pr66Zn19Ga15-Legierungspulver gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, wobei ein Massenbruchteil des Diffusionslegierungspulvers in dem Gemisch 5 % betrug;
  3. 3) eine Diffusionswärmebehandlung wurde an dem Gemisch in einer hochreinen Ar-Schutzatmosphäre durchgeführt; der Wärmebehandlungsvorgang bestand in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 35 °C/Min. bis auf 900 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 5 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C bei etwa 30 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 2 Std. hinweg; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Ausführungsbeispiels 5 zu erhalten.

Ausführungsbeispiel 6

Ein Pr8.2Nd2.5Fe81.9Co1.5B5.9-Permanentmagnetpulver der Neodym-Praseodym-Serie wurde gemäß den folgenden Schritten behandelt:

  1. 1) eine Pr62Cu28Al7Ga3-Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt wurde durch Verwendung eines Induktionsschmelzens hergestellt; und Diffusionslegierungsplatten wurden mit 10 m/s durch Verwendung einer schnellhärtenden Plattengieß-SC-Technologie hergestellt und in einer Ar-Gas-Schutzatmosphäre durch Verwendung eines Strahlmahlverfahrens mechanisch zu einem Pulver zerstoßen, wodurch das Pr62Cu28Al7Ga3-Legierungspulver erhalten wurde, dessen Körnigkeit 120-50 µm betrug;
  2. 2) ein Seltenerd-Permanentmagnetpulver, dessen Körnigkeit 300-50 µm betrug (ein Gesamt-RE-Atomverhältnis betrug 10,7 %, und eine magnetische Hauptphase wurde mit einer RE’2Fe14B-Struktur versehen), wurde mechanisch und gleichmäßig mit dem Pr62Cu28Al7Ga3-Legierungspulver gemischt, um ein Gemisch zu erhalten, wobei ein Massenbruchteil des Diffusionslegierungspulvers in dem Gemisch 3 % betrug;
  3. 3) eine zweistufige Diffusionswärmebehandlung wurde an dem Gemisch in einer Vakuumbedingung von 5*10-3 Pa durchgeführt; der Wärmebehandlungsvorgang bestand in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 15 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 520 °C bei etwa 30 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 520 °C über 8 Std. hinweg; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt, um das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver des Ausführungsbeispiels 6 zu erhalten.

Ausführungsbeispiel 7

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass die Körnigkeit des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers Nd7.6Pr2.5Fe84.1B5.8 300-500 µm betrug.

Ausführungsbeispiel 8

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass die Körnigkeit des Nd66Cu28Ga6-Legierungspulvers 100-200 µm betrug.

Ausführungsbeispiel 9

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass die zweistufige Diffusionswärmebehandlung in der Vakuumbedingung von 0,02 Pa durchgeführt wurde.

Ausführungsbeispiel 10

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Wärmebehandlungsvorgang in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 12 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 25 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 5 Std. hinweg bestand; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt.

Ausführungsbeispiel 11

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Wärmebehandlungsvorgang in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 650 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 25 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 5 Std. hinweg bestand; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt.

Ausführungsbeispiel 12

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Wärmebehandlungsvorgang in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 35 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 5 Std. hinweg bestand; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt.

Ausführungsbeispiel 13

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Wärmebehandlungsvorgang in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 25 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C bei etwa 12 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 5 Std. hinweg bestand; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt.

Ausführungsbeispiel 14

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Wärmebehandlungsvorgang in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 25 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 650 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 650 °C über 5 Std. hinweg bestand; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt.

Ausführungsbeispiel 15

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Wärmebehandlungsvorgang in einer raschen Erwärmung mit einer Erwärmungsrate von 25 °C/Min. bis auf 725 °C und in einer Beibehaltung der Temperatur über 25 Min. hinweg, in einer anschließenden raschen Abkühlung auf 600 °C bei etwa 20 °C/Min. und in einer weiteren Beibehaltung der Temperatur bei 600 °C über 15 Std. hinweg bestand; nachdem die Diffusionswärmebehandlung abgeschlossen war, wurde eine Probe in der Luft bis auf eine Raumtemperatur abgekühlt.

Vergleichsausführungsbeispiel 1

Der Unterschied zum Ausführungsbeispiel 1 besteht darin, dass der Massenbruchteil des Legierungspulvers in dem Gemisch 12 % betrug.

Das oben erwähnte Verfahren wird eingesetzt, um das Magnetenergieprodukt und die Koerzitivfeldstärke zu erfassen, bevor und nachdem das Seltenerd-Permanentmagnetpulver modifiziert wird, und um die Flussabschwächung des erhaltenen Verbundmagneten bei jedem Ausführungsbeispiel und Vergleichsausführungsbeispiel zu erfassen, und die Erfassungsergebnisse sind in der Tabelle 1 dargelegt. Tabelle 1

Magnetenergieprodukt (MGOe)Koerzitivfeldstärke (kOe)Flussabschwächung (%)vor Modifikationnach Modifikationvor Modifikationnach Modifikationvor Modifikationnach ModifikationAusf.beispiel 115,715,17,211,26,42,9Ausf.beispiel 213,812,98,911,65,63,0Ausf.beispiel 310,510,07,39,27,85,9Ausf.beispiel 415,615,19,211,65,82,2Ausf.beispiel 515,614,87,211,27,03,8Ausf.beispiel 615,514,99,311,55,42,7Ausf.beispiel 715,714,47,210,66,43,9Ausf.beispiel 815,714,57,210,76,44,1Ausf.beispiel 915,713,57,210,26,44,3Ausf.beispiel 1015,714,27,211,06,43,7Ausf.beispiel 1115,714,67,210,56,43,6Ausf.beispiel 1215,714,37,210,66,43,8Ausf.beispiel 1315,714,57,210,76,43,7Ausf.beispiel 1415,714,27,210,56,43,9Ausf.beispiel 1515,714,57,210,66,43,6Vergleichsausf.-beispiel 115,712,27,218,26,41,5

Aus den Ausführungsbeispielen 1-15 in der Tabelle ist ersichtlich, dass durch Durchführen der Diffusionswärmebehandlung an dem entsprechenden Seltenerd-Permanentmagnetpulver durch Verwendung des anhand des Verfahrens der vorliegenden Anmeldung bereitgestellten Legierungspulvers mit niedrigem Schmelzpunkt und durch Verwendung des bereitgestellten Wärmebehandlungsvorgangs das Magnetenergieprodukt etwas verringert ist, wohingegen die Koerzitivfeldstärke offensichtlich verbessert ist. Die Flussabschwächung des anhand des diffusionsbehandelten Pulvers hergestellten Verbundmagneten ist offensichtlich verringert, wenn sich der Magnet in einer Hochtemperaturbedingung befindet. Außerdem wird im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel 1: gemäß den Ergebnissen des Ausführungsbeispiels 7 und des Ausführungsbeispiels 8 angegeben, dass durch Steuern eines Körnigkeitsverhältnisses die Diffusion gleichmäßiger sein kann und die Koerzitivfeldstärke und das Magnetenergieprodukt geeigneter sein können, was auch für die Wärmestabilität des Magnetpulvers nach der entsprechenden Diffusion vorteilhaft ist. Die Ergebnisse des Ausführungsbeispiels 9 geben an, dass die Oxidation des Magnetpulvers und der diffundierten Quelle durch Verbessern des Vakuumgrades gesteuert werden kann, wodurch die magnetische Eigenschaft weiter verbessert wird. Die Ergebnisse der Ausführungsbeispiele 10-15 zeigen, dass die Agglomeration der diffundierten Quelle, das Kornwachstum und dergleichen bei einem Wärmebehandlungsvorgang besser vermieden werden können, indem die Temperaturerwärmung und die Kühlungsraten, die Wärmebehandlungstemperatur und die Zeit bei einem Diffusionswärmebehandlungsvorgang weiter gesteuert werden, und deshalb wird die magnetische Eigenschaft weiter verbessert. Für die Ergebnisse des Vergleichsausführungsbeispiels 1 ist aufgrund der übermäßigen Zugabe des Legierungspulvers, obwohl die Koerzitivfeldstärke und die Wärmestabilität offensichtlich verbessert sind, das Magnetenergieprodukt des Magnetpulvers beträchtlich verringert. Außerdem ist der Gehalt an Seltenen Erden beträchtlich erhöht, so dass sich die Kosten der Rohmaterialien erhöhen, was wiederum nicht vorteilhaft für die Verwendung des Magnetpulvers ist.

Bei der obigen Beschreibung lässt sich beobachten, dass die Ausführungsbeispiele der vorliegenden Anmeldung die folgenden technischen Effekte erzielen:

Bei dem Legierungsmaterial der vorliegenden Anmeldung werden eine(s) oder mehrere beliebige von nicht schweren Seltenen Erden oder sehr reichlich vorhandenen Seltenerdelementen Nd, Pr, Sm, La und Ce verwendet, so dass die Kosten relativ niedrig sind. Es werden ein oder mehrere der Nicht-Seltenerdmetallelemente Cu, AI, Zn und Mg hinzugefügt, und unterdessen kann anhand einer Zusammenwirkung von Inhalten eine eutektische Legierung mit niedrigem Schmelzpunkt gebildet werden, und die Flüssigphasendiffusion kann bei einer relativ niedrigen Temperatur an der eutektischen Legierung durchgeführt werden. Außerdem kann bei einer entsprechenden Zugabe eines oder mehrerer Elemente der Metalle Ga, In und Sn mit niedrigem Schmelzpunkt der Schmelzpunkt des Legierungsmaterials weiter verringert werden, und die Benetzbarkeit zwischen dem Legierungsmaterial und dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver wird erhöht, so dass die Gleichmäßigkeit des Diffundierens der darin vorhandenen Elemente zu dem Seltenerd-Permanentmagnetpulver verbessert wird, die Diffusion bei niedriger Temperatur implementiert wird und der Schaden bezüglich der magnetischen Eigenschaft des Magnetpulvers, der auf eine langfristige Wärmebehandlung bei hoher Temperatur zurückzuführen ist, vermieden werden kann. Unterdessen weisen das Ga, das In und das Sn ferner die offensichtliche Korngrenzenabtrennungscharakteristik in der Neodym-Eisen-Bor-Legierung auf, so dass die Wirkung der Korngrenzendiffusion bezüglich einer Verbesserung der Koerzitivfeldstärke verstärkt werden kann. Wenn also das obige Legierungsmaterial der vorliegenden Anmeldung aufgebracht wird, um das Seltenerd-Permanentmagnetpulver zu modifizieren, kann die Diffusion bei der niedrigen Temperatur erfolgen, und die Koerzitivfeldstärke des Seltenerd-Permanentmagnetpulvers kann verbessert werden, so dass der durch das modifizierte Seltenerd-Permanentmagnetpulver gebildete Magnet die relativ gute Beständigkeit bei hoher Temperatur aufweist.

Die obige Beschreibung stellt lediglich bevorzugte Beispiele der vorliegenden Anmeldung dar und soll die vorliegende Anmeldung nicht beschränken. Für Fachleute kann die vorliegende Anmeldung verschiedene Modifikationen und Änderungen aufweisen. Jegliche Modifikation, jeglicher gleichwertige Ersatz oder jegliche Verbesserung, die bzw. der innerhalb der Wesensart und des Prinzips der vorliegenden Anmeldung vorgenommen wird, fällt in den Schutzbereich der vorliegenden Anmeldung.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.

Zitierte Patentliteratur

  • CN 1345073 A [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

  • Zhong Lin, Jingzhi Han, Shunquan Liu, et al., Journal of Applied Physics 2012, 111: 07A722 [0004]