混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼及其制備方法。所述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的成分表達(dá)式為：(RE)y-Mz-Fe100-y-zB0.95-1.05，其中25≤y≤32，2.5≤z≤5，RE由下列稀土元素組成：鐠釹、鏑和鋱，其中鐠釹的含量為22~24.5，鏑的含量為2.5~6，鋱的含量為0.5~1.5，鐠釹、鏑和鋱含量之和范圍為y的范圍，即25~32，M由下列幾種元素組成：Co、Al、Ga、Cu和Zr，其中Co的含量至少為2.0，其余四種元素含量之和為0.5~3.0，五種元素含量之和范圍為Z的范圍，即2.5~5.0。本發(fā)明通過對(duì)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的成分進(jìn)行設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品的材料成本降低，綜合性能提高，在性價(jià)比方面全面提升，提高了磁性能、抗退磁性。
【專利說明】混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼及其制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼及其制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著全球能源日趨緊張，汽車尾氣污染日趨嚴(yán)重，環(huán)保節(jié)能的產(chǎn)品將成為新的寵 兒，混合動(dòng)力汽車因具有能耗低、排放有害氣體少而必將大力提倡使用，需求逐漸增加。而 制造驅(qū)動(dòng)電機(jī)的耐高溫、抗退磁釹鐵硼磁鋼在混合動(dòng)力汽車中的應(yīng)用也日趨增大，具有巨 大的發(fā)展空間。
[0003]目前汽車對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)有著特殊的要求，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要有4-5倍的過載以 滿足短時(shí)加速或爬坡的要求，而工業(yè)電機(jī)只要求有2倍的過載；電動(dòng)汽車的最高轉(zhuǎn)速要求 達(dá)到在公路上巡航時(shí)基本速度的4-5倍，而工業(yè)電機(jī)只需要達(dá)到恒功率是基本速度的2倍 即可；電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)需要根據(jù)車型和駕駛員的駕駛習(xí)慣設(shè)計(jì)，而工業(yè)電機(jī)只需根據(jù)典 型的工作模式設(shè)計(jì)；電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求有高度功率密度(一般要求達(dá)到1KG/KW以內(nèi)） 和好的效率圖(在較寬的轉(zhuǎn)速范圍和轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)都有較高的效率)，從而能夠降低車重，延 長續(xù)駛里程；而工業(yè)電機(jī)通常對(duì)功率密度、效率和成本進(jìn)行綜合考慮，在額定工作點(diǎn)附近對(duì) 效率進(jìn)行優(yōu)化；電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)要求工作可控性高、穩(wěn)定精度高、動(dòng)態(tài)性能好；而工業(yè)電 機(jī)只有某一種特定的性能要求；電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)被裝在機(jī)動(dòng)車上，空間小，工作在高溫、 壞天氣、及頻繁振動(dòng)等等惡劣環(huán)境下，而工業(yè)電機(jī)通常在某一固定位置工作。
[0004] 相比傳統(tǒng)工業(yè)電機(jī)，電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)要求和參數(shù)更高，而電機(jī)的核心性 能是根據(jù)電機(jī)內(nèi)的磁體來決定的，這就對(duì)電機(jī)磁鋼的性能要求相當(dāng)高，需要磁鋼具有高性 能、高矯頑力和耐高溫、抗退磁等特性，需要將磁鋼的綜合性能達(dá)到極限，本發(fā)明旨在設(shè)計(jì) 一種混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼及其制備方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁 鋼。
[0006] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法。
[0007] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是： 混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼，所述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的成分表達(dá)式 為"REh-MfFeLy-A.m，其中25彡y彡32,2.5彡z彡5，RE由下列稀土元素組成： 鐠釹、鏑和鋱，其中鐠釹的含量為22~24. 5,鏑的含量為2. 5~6,鋱的含量為0. 5~1. 5，鐠釹、 鏑和鋱含量之和范圍為y的范圍，即25~32，M由下列幾種元素組成：&)31、6&、(：11和21'， 其中Co的含量至少為2. 0,其余四種元素含量之和為0. 5~3. 0,五種元素含量之和范圍為Z 的范圍，即2. 5~5. 0。
[0008] 要實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼耐高溫、高性能、高矯頑力和抗退磁，磁鋼 的各元素組成非常關(guān)鍵，尤其是鏑、鋱和Co元素的含量，本發(fā)明的混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī) 專用磁鋼通過對(duì)其成分合理設(shè)計(jì)，調(diào)整各微量元素的含量，其中鏑的含量為2. 5飛，鋱的含 量為0. 5~1. 5,Co的含量至少為2. 0,配以本發(fā)明的生產(chǎn)工藝，獲得的磁鋼產(chǎn)品性價(jià)比方面 全面提升，尤其是耐高溫和抗退磁性能顯著提高。另外本申請(qǐng)的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)鏑和鋱 的含量不在本發(fā)明的范圍內(nèi)，以及Co的含量少于2. 0,通過本發(fā)明的生產(chǎn)工藝制得的磁鋼 性能達(dá)不到本發(fā)明的混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的性能。
[0009] -種混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法，所述方法按如下步驟進(jìn)行 ： (1) 利用真空感應(yīng)速凝爐，將準(zhǔn)備好的所有原料在氬氣保護(hù)下，在1480-1580°C溫度下 熔化，熔化后在145(Tl550°C精煉3(T35min，然后冷卻澆鑄成0. 3-0. 6ym厚的鑄片； (2) 步驟（1)的鑄片經(jīng)過氫破碎，獲得粒徑小于40目的粗磁粉； (3) 將步驟（2)得到的粗磁粉與抗氧化劑混合均勻，然后進(jìn)一步經(jīng)過氣流磨破碎成 2. 5-3. 0ym的細(xì)磁粉，抗氧化劑的用量為粗磁粉質(zhì)量的1. 0%; (4) 將步驟（3)得到的細(xì)磁粉與抗氧化劑混合均勻，抗氧化劑的用量為細(xì)磁粉質(zhì)量的 1. 2%，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)密封箱壓機(jī)成型，真空封裝坯料，經(jīng)過冷等靜壓，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)密封 箱中拆袋，裝盒； (5) 裝盒完畢后進(jìn)真空燒結(jié)爐中于真空度0.lpa下脫蠟處理，脫蠟完畢后于1050°C? 1090 °C燒結(jié)處理4-5h，再分別于890°C-920 °C和470°C-510°C時(shí)效處理2h和3-4. 5h，最 終獲得混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼。
[0010] 所述步驟（3)和步驟（4)中的抗氧化劑由山梨醇、聚環(huán)氧乙烷烷基醚和石油醚充 分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚪M成，山梨醇和聚環(huán)氧乙烷烷基醚二者的質(zhì)量百分比含量< 10%。
[0011] 步驟（3)氣流磨碎中系統(tǒng)中含氧量控制在60-80ppm。
[0012] 本發(fā)明的有益效果是： 1. 通過對(duì)混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的成分進(jìn)行設(shè)計(jì)及生產(chǎn)工藝進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn) 品的材料成本降低，綜合性能提高，在性價(jià)比方面全面提升，提高了磁性能、抗退磁性； 2. 采用快凝鑄片、氫破碎工藝路線，同時(shí)采取強(qiáng)力氣流磨粉，控制磁粉粒度分布范圍， 實(shí)現(xiàn)平均粒度在2. 5~3. 0微米之間，采用分段燒結(jié)及時(shí)效處理，降低最高燒結(jié)溫度，實(shí)現(xiàn)細(xì) 化晶粒、改善微結(jié)構(gòu)的目標(biāo)； 3. 實(shí)行過程抗氧化防護(hù)體系，采用自主研發(fā)的抗氧化劑，在制粉和壓制成型時(shí)全過程 保護(hù)磁粉，避免氧化發(fā)生，消除因氧化造成的磁性能下降和耐溫特性降低； 4. 改進(jìn)細(xì)粉粒度分布，改善磁體結(jié)構(gòu)，提高磁體的穩(wěn)定性和磁性能均勻性。

【具體實(shí)施方式】
[0013] 下面通過具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的具體說明。
[0014] 鐠釹：購自包鋼稀土新材料有限公司；硼鐵：購自遼陽國際硼合金有限公司，純 鐵，選用武鋼純鐵，其它原料采用市購常規(guī)原料。
[0015] 氣流磨：吉林新大科機(jī)電技術(shù)有限責(zé)任公司，型號(hào)QLMR-300,噴嘴壓力設(shè)置為 0? 58-0. 62Mpa，分選輪轉(zhuǎn)速設(shè)置在 3300-3700r/min。
[0016] 實(shí)施例1 : 混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼，所述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的成分表達(dá)式 為：（RE)25-M2.5-Fe72.5BQ.95,RE由下列稀土元素組成：鐠釹、鏑和試，其中鐠釹的含量為22,鏑 的含量為2. 5,鋱的含量為0. 5，M由下列幾種元素組成：Co、Al、Ga、Cu和Zr，其中Co的含 量為2. 0,A1的含量為0. 1，Ga的含量為0. 2、Cu的含量為0. 1和Zr的含量為0. 1。
[0017] 上述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法按如下步驟進(jìn)行： (1) 利用真空感應(yīng)速凝爐，將準(zhǔn)備好的所有原料在氬氣保護(hù)下，在1480-1530°c溫度下 熔化，熔化后在145(Tl500°C精煉3(T35min，然后冷卻澆鑄成0. 3-0. 4ym厚的鑄片； (2) 步驟（1)的鑄片經(jīng)過氫破碎，獲得粒徑小于40目的粗磁粉； (3) 將步驟（2)得到的粗磁粉與抗氧化劑混合均勻，然后進(jìn)一步經(jīng)過氣流磨破碎成 2. 5-2. 8ym的細(xì)磁粉，抗氧化劑的用量為粗磁粉質(zhì)量的1. 0%，氣流磨碎中系統(tǒng)中含氧量控 制在 60_80ppm; (4) 將步驟（3)得到的細(xì)磁粉與抗氧化劑混合均勻，抗氧化劑的用量為細(xì)磁粉質(zhì)量的 1. 2%，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)密封箱壓機(jī)成型，真空封裝坯料，經(jīng)過冷等靜壓，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)密封 箱中拆袋，裝盒； (5) 裝盒完畢后進(jìn)真空燒結(jié)爐中于真空度0.lpa下脫蠟處理，脫蠟完畢后于1050°C? 1070 °C燒結(jié)處理5h，再分別于890°C-900 °C和470°C-490°C時(shí)效處理2h和4. 5h，最終獲 得混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼。
[0018] 所述步驟（3)和步驟（4)中的抗氧化劑由山梨醇4% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))、聚環(huán)氧乙烷烷 基醚4%和石油醚92%充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚪M成。
[0019] 實(shí)施例2: 混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼，所述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的成分表達(dá)式 為：（REL-Mw-FeeA.^RE由下列稀土元素組成：鐠釹、鏑和鋱，其中鐠釹的含量為24. 5,鏑 的含量為6,試的含量為1. 5,M由下列幾種兀素組成：Co、Al、Ga、Cu和Zr，其中Co的含量 為3. 0,A1的含量為0. 5,Ga的含量為0. 5、Cu的含量為0. 5和Zr的含量為0. 5。
[0020] 上述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法按如下步驟進(jìn)行： (1) 利用真空感應(yīng)速凝爐，將準(zhǔn)備好的所有原料在氬氣保護(hù)下，在1550-1580°c溫度下 熔化，熔化后在150(Tl550°C精煉3(T35min，然后冷卻澆鑄成0. 5-0. 6ym厚的鑄片； (2) 步驟（1)的鑄片經(jīng)過氫破碎，獲得粒徑小于40目的粗磁粉； (3) 將步驟（2)得到的粗磁粉與抗氧化劑混合均勻，然后進(jìn)一步經(jīng)過氣流磨破碎成 2. 8-3.Oilm的細(xì)磁粉，抗氧化劑的用量為粗磁粉質(zhì)量的1. 0%，氣流磨碎中系統(tǒng)中含氧量控 制在 60_80ppm; (4) 將步驟（3)得到的細(xì)磁粉與抗氧化劑混合均勻，抗氧化劑的用量為細(xì)磁粉質(zhì)量的 1. 2%，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)密封箱壓機(jī)成型，真空封裝坯料，經(jīng)過冷等靜壓，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)密封 箱中拆袋，裝盒； (5) 裝盒完畢后進(jìn)真空燒結(jié)爐中于真空度0.lpa下脫蠟處理，脫蠟完畢后于107(TC? 1090 °C燒結(jié)處理4h，再分別于910°C-920 °C和500°C-510°C時(shí)效處理2h和3h，最終獲得 混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼。
[0021] 所述步驟（3)和步驟（4)中的抗氧化劑由山梨醇2% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))、聚環(huán)氧乙烷烷 基醚8%和石油醚90%充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚪M成。
[0022] 對(duì)比例： 對(duì)比例磁鋼的成分表達(dá)式同實(shí)施例2,不同點(diǎn)是鏑、鋱和Co元素的含量不同于本發(fā)明 所設(shè)計(jì)的保護(hù)范圍。
[0023] 對(duì)比例磁鋼，成分表達(dá)式為：（REL-Mu-FeeA.%，RE由下列稀土元素組成：鐠釹、 鏑和試，其中鐠釹的含量為22,鏑的含量為8,試的含量為2,M由下列幾種元素組成：Co、Al、 Ga、Cu和Zr，其中Co的含量為1. 5,A1的含量為1. 0,Ga的含量為1. 5、Cu的含量為1. 0 和Zr的含量為1.0。
[0024] 上述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法按如下步驟進(jìn)行： (1) 利用真空感應(yīng)速凝爐，將準(zhǔn)備好的所有原料在氬氣保護(hù)下，在1550-1580°C溫度下 熔化，熔化后在150(Tl550°C精煉3(T35min，然后冷卻澆鑄成0. 5-0. 6ym厚的鑄片； (2) 步驟（1)的鑄片經(jīng)過氫破碎，獲得粒徑小于40目的粗磁粉； (3) 將步驟（2)得到的粗磁粉與抗氧化劑混合均勻，然后進(jìn)一步經(jīng)過氣流磨破碎成 2. 8-3.Oilm的細(xì)磁粉，抗氧化劑的用量為粗磁粉質(zhì)量的1. 0%，氣流磨碎中系統(tǒng)中含氧量控 制在 60_80ppm; (4) 將步驟（3)得到的細(xì)磁粉與抗氧化劑混合均勻，抗氧化劑的用量為細(xì)磁粉質(zhì)量的 1. 2%，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)密封箱壓機(jī)成型，真空封裝坯料，經(jīng)過冷等靜壓，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)密封 箱中拆袋，裝盒； (5) 裝盒完畢后進(jìn)真空燒結(jié)爐中于真空度0.lpa下脫蠟處理，脫蠟完畢后于1070°C? 1090°C燒結(jié)處理4h，再分別于910°C-920°C和500°C-510°C時(shí)效處理2h和3h，最終獲得 混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼。
[0025] 所述步驟（3)和步驟（4)中的抗氧化劑由山梨醇2% (質(zhì)量百分?jǐn)?shù))、聚環(huán)氧乙烷烷 基醚8%和石油醚90%充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆蚪M成。
[0026] 實(shí)施例1和2制得的混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼、對(duì)比例制得的磁鋼以及市 購的日本NE0MAX(牌號(hào)NMX-S34GH)、TDK(35NX)磁鋼的磁性能檢測結(jié)果如下：

【權(quán)利要求】
1. 混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼，其特征在于；所述混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁 鋼的成分表達(dá)式為；巧6),-1,斗61。。_口8。.95-1.。5，其中25《7《32,2.5《2《5，尺6由下 列稀±元素組成；錯(cuò)欽、銅和鋪，其中錯(cuò)欽的含量為22^24. 5,銅的含量為2. 5^6,鋪的含量 為0.5?1.5，1由下列幾種元素組成；(：〇、41、63、化和21'，其中(：〇的含量至少為2.0。
2. -種權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法，其特征在于： 所述方法按如下步驟進(jìn)行： (1) 利用真空感應(yīng)速凝爐，將準(zhǔn)備好的所有原料在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，在1480-158(TC溫度下 烙化，烙化后在1450?155(TC精煉30?35min，然后冷卻德鑄成0. 3-0. 6 y m厚的鑄片； (2) 步驟（1)的鑄片經(jīng)過氨破碎，獲得粒徑小于40目的粗磁粉； (3) 將步驟（2)得到的粗磁粉與抗氧化劑混合均勻，然后進(jìn)一步經(jīng)過氣流磨破碎成 2. 5-3. 0 y m的細(xì)磁粉，抗氧化劑的用量為粗磁粉質(zhì)量的1. 0% ; (4) 將步驟（3)得到的細(xì)磁粉與抗氧化劑混合均勻，抗氧化劑的用量為細(xì)磁粉質(zhì)量的 1. 2%，采用氮?dú)獗Ｗo(hù)密封箱壓機(jī)成型，真空封裝逐料，經(jīng)過冷等靜壓，然后在氮?dú)獗Ｗo(hù)密封 箱中拆袋，裝盒； (5) 裝盒完畢后進(jìn)真空燒結(jié)爐中于真空度0. Ipa下脫蠟處理，脫蠟完畢后于105(TC? 1090 °C燒結(jié)處理4-化，再分別于890°C -920 °C和470°C -510°C時(shí)效處理化和3-4.化，最 終獲得混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼； 所述步驟（3)和步驟（4)中的抗氧化劑由山梨醇、聚環(huán)氧己焼焼基離和石油離充分?jǐn)?拌混合均勻組成，山梨醇和聚環(huán)氧己焼焼基離二者的質(zhì)量百分比含量《10%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)專用磁鋼的制備方法，其特征在于： 步驟（3)氣流磨碎中系統(tǒng)中含氧量控制在60-8化pm。
【文檔編號(hào)】H01F1/053GK104348264SQ201410595838
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】鮑金勝, 閆向領(lǐng), 鮑黃平 申請(qǐng)人:浙江鑫盛永磁科技有限公司