RU2642508C1 - METHOD FOR PRODUCING HIGH-COERCIVITY MAGNETS FROM ALLOYS ON BASIS OF Nd-Fe-B - Google Patents
METHOD FOR PRODUCING HIGH-COERCIVITY MAGNETS FROM ALLOYS ON BASIS OF Nd-Fe-B Download PDFInfo
- Publication number
- RU2642508C1 RU2642508C1 RU2016145528A RU2016145528A RU2642508C1 RU 2642508 C1 RU2642508 C1 RU 2642508C1 RU 2016145528 A RU2016145528 A RU 2016145528A RU 2016145528 A RU2016145528 A RU 2016145528A RU 2642508 C1 RU2642508 C1 RU 2642508C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- alloys
- magnets
- rare
- sintering
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области получения постоянных магнитов и может быть использовано при производстве высокоэнергетических постоянных магнитов на основе редкоземельных (РЗМ) сплавов и, в частности, на основе неодима, железа и бора (сплав Nd-Fe-B).The invention relates to the field of permanent magnets and can be used in the production of high-energy permanent magnets based on rare-earth (REM) alloys and, in particular, on the basis of neodymium, iron and boron (Nd-Fe-B alloy).
Постоянные магниты (ПМ), изготовленные из тройных сплавов с содержанием неодима до (33-34) %, полученных по внепечной фторидной технологии, имеют относительно низкую коэрцитивную силу и высокие значения остаточной магнитной индукции.Permanent magnets (PM) made of ternary alloys with a neodymium content of up to (33-34)%, obtained by out-of-furnace fluoride technology, have a relatively low coercive force and high values of residual magnetic induction.
Для получения высокоэнергоемких ПМ с высокими значениями коэрцитивной силы можно корректировать химический состав этих сплавов.To obtain high energy-intensive PM with high values of coercive force, the chemical composition of these alloys can be adjusted.
Известны постоянный магнит и способ его изготовления [RU 2458423, H01F 41/02, H01F 1/053, С01В 35/04, опубл. 10.08.2012], в котором раскрыт способ изготовления постоянного магнита с Dy или Tb, продиффундировавшими в кристаллическую зернограничную фазу спеченного магнита. Спеченный магнит на основе железа-бора-редкоземельного элемента располагают в рабочей камере, которую нагревают до определенной температуры, испаряя испаряющийся материал, который размещен в той же самой или другой рабочей камере и состоит из гидрида, содержащего по меньшей мере один из Dy и Tb. Испаренный испаряющийся материал сцепляется с поверхностью спеченного магнита, и атомы металла Dy и/или Tb в сцепляющемся испаряющемся материале диффундируют в кристаллическую зернограничную фазу спеченного магнита.A permanent magnet and a method for its manufacture are known [RU 2458423, H01F 41/02,
Недостатком предложенного способа корректирования состава сплава является то, что корректировка происходит только в поверхностных слоях магнита, кроме того, в результате испарения Dy и/или Тb пары этих металлов неизбежно будут оседать не только на поверхности магнита, но и на стенках рабочей камеры, что приведет к перерасходу дорогостоящих материалов.The disadvantage of the proposed method for adjusting the composition of the alloy is that the adjustment occurs only in the surface layers of the magnet, in addition, as a result of the evaporation of Dy and / or Tb, the pairs of these metals will inevitably settle not only on the surface of the magnet, but also on the walls of the working chamber, which will result to cost overruns of expensive materials.
Известен способ получения высококоэрцитивных магнитов из сплавов на основе Nd-Fe-B [RU 1243947, H01F 1/053, H01F 41/02, опубл. 27.02.2013]. Способ осуществляется путем диффузионного отжига спеченных магнитов при температуре 600-1000°С, поверхность которых контактирует с дисперсными порошками материалов-источников диффузии, на основе диспрозия и/или тербия. В качестве источников диффузии используются дисперсные порошки металлического диспрозия (Dy) или тербия (Tb), порошки гидридов Dy и/или Tb или порошки сплавов на основе интерметаллических соединений с низкой температурой плавления (500-1200°С). При этом диффузионный отжиг осуществляют в течение 0,5-20 часов при температуре 550-850°С с последующим проведением дополнительного отжига при температуре 550-600°С в течение 0,5-1,0 ч.A known method of producing highly coercive magnets from alloys based on Nd-Fe-B [RU 1243947,
Недостатком предложенного способа корректирования состава сплава является то, что корректировка происходит только в поверхностных слоях магнита, кроме того, наличие в технологическом процессе нескольких продолжительных высокотемпературных переделов увеличивает энергозатраты на производство магнитов.The disadvantage of the proposed method for adjusting the composition of the alloy is that the adjustment occurs only in the surface layers of the magnet, in addition, the presence in the process of several long-term high-temperature redistribution increases the energy consumption for the production of magnets.
Наиболее близким по достигаемому эффекту является изобретение «Магнитный материал для постоянных магнитов и способ его изготовления» [RU 2136068, H01F 1/057, С22С 1/04, опубл. 27.08.1999], принятый за прототип. В изобретении описан способ изготовления магнитного материала, который включает дробление базового сплава и сплава-добавки, смешивание сплавов, прессование смеси порошков в магнитном поле, спекание заготовки и охлаждение.The closest effect to be achieved is the invention "Magnetic material for permanent magnets and a method for its manufacture" [RU 2136068,
Недостатком предложенного способа являются трудности при изготовлении мелкодисперсного порошка сплава-добавки, т.к. получаемые металлические порошки являются высокоактивными, пирофорными и должны храниться и использоваться исключительно в инертной атмосфере.The disadvantage of the proposed method is the difficulty in the manufacture of fine powder alloy additives, because the resulting metal powders are highly active, pyrophoric and should be stored and used exclusively in an inert atmosphere.
Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в получении постоянных магнитов с высокими магнитными свойствами за счет корректировки состава магнитного сплава, при простоте работы с порошкообразными добавками и относительно низких удельных энергозатратах.The problem to which the invention is directed, is to obtain permanent magnets with high magnetic properties by adjusting the composition of the magnetic alloy, with the ease of working with powder additives and relatively low specific energy consumption.
Поставленная задача решается тем, что способ получения высококоэрцитивных магнитов из сплавов на основе Nd-Fe-B включает в себя дробление базового сплава, смешивание сплава и добавки для коррекции состава сплава, прессование смеси порошков в магнитном поле, спекание заготовки и охлаждение, при этом используется добавка (3-8) % мас. от массы сплава для корректировки состава сплава, которая представляет собой гидриды лигатуры РЗМ-Fe в виде (РЗМНx+Fe) с размерами частиц (0,5-1) мм, а спекание магнита проводят в вакууме или при остаточном давлении до 10 Па при температурах (1100-1250)°С в течение 1-2 ч.The problem is solved in that the method of producing highly coercive magnets from alloys based on Nd-Fe-B includes crushing the base alloy, mixing the alloy and additives to adjust the composition of the alloy, pressing the powder mixture in a magnetic field, sintering the workpiece and cooling, using additive (3-8)% wt. by weight of the alloy to adjust the composition of the alloy, which is the hydrides of the ligature of rare-earth metals-Fe in the form of (rare-earth metals x + Fe) with particle sizes (0.5-1) mm, and the sintering of the magnet is carried out in vacuum or at a residual pressure of up to 10 Pa at temperatures (1100-1250) ° C for 1-2 hours
На чертежах приведены следующие графики:The drawings show the following graphs:
- фиг. 1. Кривые размагничивания магнитов, полученных ТФЛ металлическими лигатурами;- FIG. 1. Demagnetization curves of magnets obtained by TFL with metal ligatures;
- фиг. 2. Кривые размагничивания магнитов, полученных ТФЛ гидридами лигатур.- FIG. 2. Demagnetization curves of magnets obtained by TFL by ligature hydrides.
Кривая «0» относится к базовому магнитному сплаву 32Nd-Fe-1,1 В, а кривые 1-4 - к магнитам с корректированным химическим составом добавками: 75Nd-Fe, 42Dy-Fe, 40Tb-Fe и 70Tb-Fe соответственно.Curve "0" refers to the base magnetic alloy 32Nd-Fe-1.1 V, and curves 1-4 to magnets with corrected chemical composition of additives: 75Nd-Fe, 42Dy-Fe, 40Tb-Fe and 70Tb-Fe, respectively.
Основными этапами корректировки (твердофазного легирования) состава магнитов на основе Nd-Fe-B были следующие:The main stages of adjustment (solid-phase alloying) of the composition of magnets based on Nd-Fe-B were as follows:
1) дробление и измельчение слитка магнитного сплава;1) crushing and grinding of an ingot of a magnetic alloy;
2) добавление на стадии измельчения гидрида лигатуры РЗМ-Fe в виде (РЗМНx+Fe) в количестве (3-8) % мас. от массы сплава;2) adding at the grinding stage the hydride of the ligature of REM-Fe in the form of (REMA x + Fe) in an amount of (3-8)% wt. by mass of alloy;
3) прессование и спекание смеси при температуре (1100-1250)°С;3) pressing and sintering the mixture at a temperature of (1100-1250) ° C;
4) намагничивание спеченных образцов.4) magnetization of sintered samples.
При прессовании и спекании смеси при температуре (1100-1250)°С происходит полное дегидрирование РЗМНx, водород удаляется из рабочего объема, а полученный дегидрированием РЗМ дополняет состав сплава и участвует в рекомбинации фазы Nd2Fe14B, в результате получается заготовка постоянного магнита необходимого состава.When the mixture is pressed and sintered at a temperature of (1100-1250) ° C, REMA x is completely dehydrogenated, hydrogen is removed from the working volume, and the REM obtained by dehydrogenation complements the alloy composition and participates in the recombination of the Nd 2 Fe 14 B phase, resulting in the preparation of a permanent magnet the necessary composition.
Проведенные эксперименты показали, что добавки лигатур в металлическом виде на этапе тонкого помола магнитных сплавов влияют преимущественно на коэрцитивную силу магнитов. Значение остаточной магнитной индукции или уменьшается, или остается на том же уровне. Это подтверждается также кривыми размагничивания, представленными на фиг. 1. Видно, что произошло увеличение коэрцитивной силы в 1,5-3 раза, но вместе с тем уменьшилось значение остаточной индукции. Это произошло вследствие частичного окисления химически активной лигатуры, в результате чего она выполняла более роль межфазного балласта, чем строительного материала для магнитной фазы.The experiments showed that the addition of ligatures in metallic form at the stage of fine grinding of magnetic alloys mainly affects the coercive force of magnets. The value of the residual magnetic induction either decreases or remains at the same level. This is also confirmed by the demagnetization curves shown in FIG. 1. It is seen that there was an increase in coercive force by 1.5-3 times, but at the same time, the value of residual induction decreased. This happened due to the partial oxidation of the chemically active ligature, as a result of which it played a more role as interfacial ballast than a building material for the magnetic phase.
При твердофазном легировании порошками гидридов (фиг. 2) неокисленные, легкоизмельчаемые порошки гидридов увеличивают коэрцитивную силу и остаточную индукцию получаемых магнитов. Процесс изготовления магнитов с использованием твердофазного легирования (ТФЛ) сплавов Nd-Fe-B порошками РЗМ-содержащих лигатур, полученных механическим и гидридным измельчением, показал, что:When solid-phase doping with hydride powders (Fig. 2), non-oxidized, easily ground hydride powders increase the coercive force and residual induction of the resulting magnets. The manufacturing process of magnets using solid-phase alloying (TFL) of Nd-Fe-B alloys with powders of REM-containing alloys obtained by mechanical and hydride grinding showed that:
- использование механически измельченных порошков для ТФЛ приводит к возрастанию коэрцитивной силы магнитов, а остаточная магнитная индукция при этом или остается прежней, или незначительно снижается. В некоторых случаях, особенно при высоком содержании РЗМ в лигатурах (более 80%), в продуктах измельчения визуально наблюдался наклеп частиц;- the use of mechanically ground powders for TFL leads to an increase in the coercive force of the magnets, while the residual magnetic induction either remains the same or decreases slightly. In some cases, especially with a high content of rare-earth metals in ligatures (more than 80%), particle hardening was visually observed in grinding products;
- процесс ТФЛ порошками гидридов является эффективным способом повышения свойств магнитов и корректировки химического состава магнитных сплавов Nd-Fe-B.- TFL process with hydride powders is an effective way to increase the properties of magnets and adjust the chemical composition of Nd-Fe-B magnetic alloys.
Кроме того, предложенный способ отличает простота работы с порошками гидридов лигатуры по сравнению с металлическими порошками. Металлические порошки лигатур являются высокоактивными и пирофорными веществами, поэтому должны храниться и использоваться исключительно в инертной атмосфере. Порошки гидридов лишены этих недостатков и их достаточно хранить в сухой герметичной таре. Взвешивать, пересыпать, измельчать, смешивать и транспортировать их можно на открытом воздухе.In addition, the proposed method is distinguished by the simplicity of working with ligature hydride powders in comparison with metal powders. Ligature metal powders are highly active and pyrophoric substances, therefore they should be stored and used exclusively in an inert atmosphere. Hydride powders are free from these disadvantages and it is sufficient to store them in a dry airtight container. Weigh, pour, grind, mix and transport them in the open air.
При корректировке состава сплава порошками гидридов лигатуры не требуется каких-либо дополнительных тепловых энергозатрат.When adjusting the composition of the alloy with ligature hydride powders, no additional heat energy is required.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145528A RU2642508C1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | METHOD FOR PRODUCING HIGH-COERCIVITY MAGNETS FROM ALLOYS ON BASIS OF Nd-Fe-B |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016145528A RU2642508C1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | METHOD FOR PRODUCING HIGH-COERCIVITY MAGNETS FROM ALLOYS ON BASIS OF Nd-Fe-B |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2642508C1 true RU2642508C1 (en) | 2018-01-25 |
Family
ID=61023700
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016145528A RU2642508C1 (en) | 2016-11-21 | 2016-11-21 | METHOD FOR PRODUCING HIGH-COERCIVITY MAGNETS FROM ALLOYS ON BASIS OF Nd-Fe-B |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2642508C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690867C1 (en) * | 2018-12-13 | 2019-06-06 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Магнетон" | Mixture for producing thermostable magnetic alloys with rare-earth metals based on nd-fe-b system |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2005137073A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительныйзавод" (RU) | METHOD FOR PRODUCING RARE EARTH PERMANENT MAGNETS |
WO2010135958A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Byd Company Limited | Nd-fe-b permanent magnetic material and preparation method thereof |
EA014583B1 (en) * | 2010-03-15 | 2010-12-30 | Ооо "Фрязинские Магнитные Технологии" | Composition for manufacturing caked permanent magnet, caked permanent magnet and method for producing thereof |
RU2493628C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук | Production method of heat-resistant rare-earth magnets |
US9435012B2 (en) * | 2009-12-04 | 2016-09-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing powder for magnet |
-
2016
- 2016-11-21 RU RU2016145528A patent/RU2642508C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2005137073A (en) * | 2005-11-30 | 2007-06-20 | Открытое акционерное общество "Машиностроительныйзавод" (RU) | METHOD FOR PRODUCING RARE EARTH PERMANENT MAGNETS |
WO2010135958A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Byd Company Limited | Nd-fe-b permanent magnetic material and preparation method thereof |
US9435012B2 (en) * | 2009-12-04 | 2016-09-06 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Method for producing powder for magnet |
EA014583B1 (en) * | 2010-03-15 | 2010-12-30 | Ооо "Фрязинские Магнитные Технологии" | Composition for manufacturing caked permanent magnet, caked permanent magnet and method for producing thereof |
RU2493628C1 (en) * | 2012-07-17 | 2013-09-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук | Production method of heat-resistant rare-earth magnets |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2690867C1 (en) * | 2018-12-13 | 2019-06-06 | Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Магнетон" | Mixture for producing thermostable magnetic alloys with rare-earth metals based on nd-fe-b system |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7588618B2 (en) | RTB series permanent magnet | |
JP5999106B2 (en) | Method for producing RTB-based sintered magnet | |
JP6488976B2 (en) | R-T-B sintered magnet | |
CN109935432B (en) | R-T-B permanent magnet | |
JP5115511B2 (en) | Rare earth magnets | |
US8317937B2 (en) | Alloy for sintered R-T-B-M magnet and method for producing same | |
JP5348124B2 (en) | Method for producing R-Fe-B rare earth sintered magnet and rare earth sintered magnet produced by the method | |
JP2018093202A (en) | R-t-b based permanent magnet | |
CN108154988B (en) | R-T-B permanent magnet | |
KR101599663B1 (en) | METHOD FOR PRODUCING NdFeB SYSTEM SINTERED MAGNET | |
JP2020053434A (en) | Rare earth magnet and method of manufacturing the same | |
JP7179799B2 (en) | R-Fe-B system sintered magnet | |
JP6037093B1 (en) | Method for producing RTB-based sintered magnet | |
JP2012142388A (en) | Method for producing rare earth magnet | |
CN113593882A (en) | 2-17 type samarium-cobalt permanent magnet material and preparation method and application thereof | |
JP6249275B2 (en) | Method for producing RTB-based sintered magnet | |
JP6506182B2 (en) | Rare earth-containing alloy flakes, method for producing the same and sintered magnet | |
JP2020161811A (en) | R-t-b based permanent magnet | |
RU2642508C1 (en) | METHOD FOR PRODUCING HIGH-COERCIVITY MAGNETS FROM ALLOYS ON BASIS OF Nd-Fe-B | |
JP2011049440A (en) | Method for manufacturing r-t-b based permanent magnet | |
CN105761925A (en) | Method for preparing high-performance NdFeB magnets through holmium ferrite and gallium eutectic adulteration | |
CN111724955A (en) | R-T-B permanent magnet | |
JP2018093201A (en) | R-t-b based permanent magnet | |
JP4534553B2 (en) | R-T-B system sintered magnet and manufacturing method thereof | |
JP7315889B2 (en) | Alloy for RTB Permanent Magnet and Method for Producing RTB Permanent Magnet |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181122 |