《電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法》涉及一種釹鐵硼永磁材料及其制造方法，尤其是涉及電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法。該產品可在信息產業、機電一體化、汽車、摩托車、冶金礦山設備、風機、水泵、油田設備、紡織機械、家用電器等采用高性能稀土永磁電機的領域廣泛應用。

1.一種電機用釹鐵硼永磁體，其特征在于：它包含以下組分、含量（重量）：鐠釹（PrNd）24％-26.1％；釓（Gd）1.7％-7％；鈥（Ho）1％-3％；鏑（Dy）0-6％；硼（B）0.9％-1.0％；銅（Cu）0.1％-0.12％；鋁（Al）0.2％-0.65％；鐵（Fe）65.7％-66.5％。

2.如權利要求1所述的電機用釹鐵硼永磁體，其特征在于：它還包含鈷（Co）、鈮（Nb），所述的鈷（Co）、鈮（Nb）含量范圍為：鈷（Co）0.2％-0.4％，鈮（Nb）0.2％-0.8％。

3.如權利要求1或2所述的電機用釹鐵硼永磁體，其特征在于：所述釓（Gd）的含量為1.7％-3％。

4.一種電機用釹鐵硼永磁體的制造方法，其特征在于它經過以下工藝、步驟制造而成：1）配料工序：按照以下組份含量（重量）鐠釹（PrNd）24％-26.1％、釓（Gd）1.7％-7％、鈥（Ho）1％-3％、鏑（Dy）0-6％、硼（B）0.9％-1.0％、銅（Cu）0.1％-0.12％、鋁（Al）0.2％-0.65％、鐵（Fe）65.7％-66.5％進行配料；2）熔煉工序：將配料放入熔煉爐中熔煉，真空度控制在5×10^-2帕±10％；3）制粉工序：經過均勻化的鋼錠通過粗破碎、中破碎、氣流磨制成粒度為3.6微米-4.2微米的釹鐵硼粉末，此過程中控制氧含量在50ppm以下；4）成型工序：在成型車間的稱粉箱中稱取計算好的粉料壓制成坯塊，經過等靜壓機后進轉料車拆袋等待入燒結爐燒結，成型工序過程中要控制氧含量在200ppm以下；5）燒結工序：將壓制好的坯塊經轉料車入燒結爐燒結，燒結制度為（1080℃±20℃）/（3.5-4.5小時） （920℃±20℃）/（2.5-3.5小時） （530℃±30℃）/（3.5-4.5小時），真空度控制在3×10^-2帕±10％；6）磨加工工序：將燒結出來的毛坯磨加工成規則的產品。

5.如權利要求4所述的電機用釹鐵硼永磁體的制造方法，其特征在于：在配料工序中還加入鈷（Co）、鈮（Nb），所述的鈷（Co）、鈮（Nb）含量范圍為：鈷（Co）0.2％-0.4％，鈮（Nb）0.2％-0.8％。

6.如權利要求4或5所述的電機用釹鐵硼永磁體的制造方法，其特征在于：在制粉工序的氣流磨之前還可再加入0.2％-1.0％的稀土氧化鏑。

截至2008年8月，釹鐵硼是世界上磁性最強的永磁材料，由“磁王”之美譽，釹鐵硼永磁材料問世20余年來，由于它具有磁性能高、體積小、重量輕、應用范圍廣、原材料豐富、價格比其他稀土類永磁材料便宜等一系列優點，因而在世界范圍內得到很快的發展，被廣泛應用于電子、通訊、電機、汽車、醫療、家用電器、磁選等各行各業。

正如文獻《釹鐵硼中微量元素Ga和Nb的測定》（現代測量和實驗室管理2007年第二期）、《高性能燒結Nd-Fe-B磁體關鍵制造技術的開發與應用》（湖南冶金2006年第三期）和《我國燒結釹鐵硼永磁體的高速發展》（上海有色金屬2006年第四期）所說，釹鐵硼作為第三代稀土永磁材料，2008年之前在科研生產及應用方面都得到了持續高速發展，中國產量已占到了世界總額的大部分。隨著其性能的不斷提高，近年來出現了一些新的應用。燒結釹鐵硼永磁材料20余年的發展時間，合理選擇關鍵生產設備，改進關鍵技術，實現高磁能積、高矯頑力或高綜合磁性能產品的工業生產，提高產品性能的穩定性與一致性，改善產品的耐蝕性與熱穩定性，同時降低產品制造成本，一直是國內外燒結釹鐵硼磁體行業的努力方向。燒結釹鐵硼永磁材料是以鐠釹（32％）、鐵（64％）、硼（1％）等為基本原材料，少量添加鏑、鋱、鈷、鈮、鎵、鋁等元素，應用粉末冶金工藝制造的一種鐵基永磁材料。

眾所周知，電機是以磁場為媒介進行電能與機械能相互轉換的電力機械。磁場可以由電流勵磁產生，也可以由永磁體產生。但一般的永磁體，由于磁能密度低，因而所建立的能量轉換所必需的氣隙磁場強度也較低，所以只能制造一些容量小的永磁電機，如2008年8月之前大量生產的鐵氧體永磁電機。高性能稀土永磁材料，特別是釹鐵硼永磁問世后，情況發生了重大變化。高性能釹鐵硼磁體產生的磁場，不僅可以達到電流勵磁所產生的磁場強度，而且還遠遠超過電流勵磁，因而可以制造出數千kW的大中型電機。

高性能稀土永磁電機是許多新技術、高技術產業的基礎。它與電力電子技術和微電子控制技術相結合，可以制造出各種性能優異的機電一體化產品，如數控機床，加工中心，柔性生產線，機器人，電動車，高性能家用電器，計算機等等。

稀土永磁電機最顯著的性能特點是輕型化、高性能化、高效節能。采用稀土永磁體可以明顯減輕電機重量，縮小體積。

電機用的釹鐵硼稀土永磁材料一般要求滿足一定的溫度系數要求，為滿足電機工作的溫升環境，需要的釹鐵硼材料具有較高的矯頑力，目前多數企業要求的料為SH以上。2008年8月之前的技術中大多使用鐠、釹和鏑、鋱等原材料生產電機用的釹鐵硼永磁材料，為了達到SH以上性能，傳統的制造方法是在材料中添加重稀土如鏑、鋱等。但鐠、釹和鏑、鋱隨著市場需求的增加價格猛漲，特別是鏑、鋱的價格十分昂貴導致了釹鐵硼永磁材料生產廠家成本的增加。這些重稀土的添加在提高了材料的矯頑力同時，大大增加了材料的成本，在經濟上難以滿足客戶的要求。

電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法專利目的

《電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法》的目的就是針對2008年8月之前的技術存在的上述問題，而提供一種磁性能高、生產成本大幅度降低的電機用釹鐵硼永磁體，通過使用廉價的釓、鈥取代高價的鐠、釹、鏑、鋱生產高性能的釹鐵硼永磁體能大大降低生產成本。該發明的另一目的是提供上述電機用釹鐵硼永磁體的制造方法，以保證在2008年8月之前生產設備的情況下生產出電機用高性能的釹鐵硼永磁體產品，提升企業的競爭力。

電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法技術方案

《電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法》所述電機用釹鐵硼永磁體的組份包含鐠釹、釓、鈥、鏑、硼、銅、鋁、鐵，各組份含量（重量）范圍為：鐠釹（PrNd）24％-28％； 釓（Gd）0.5％-7％； 鈥（Ho）1％-5％； 鏑（Dy）0-6％；硼（B）0.9％-1.1％；銅（Cu）0.1％-0.15％；鋁（Al）0.2％-1.2％；鐵（Fe）62.35％-66.5％。

所述的電機用釹鐵硼永磁體的組份中還可包含鈷（Co）、鈮（Nb），鈷（Co）、鈮（Nb）含量（占總重量）范圍為：鈷（Co）0.2％-1.5％，鈮（Nb）0.2％-0.8％。加入鈷（Co）、鈮（Nb）的目的是為了進一步提高產品的磁性能。所述釓（Gd）的適宜含量為1％-3％，所述鈥（Ho）的適宜含量亦為1％-3％。釓（Gd）、鈥（Ho）的加入量過小，則難以達到降低產品成本的目的，加入量過大，則影響產品的磁性能。

該發明還提供了電機用釹鐵硼永磁體的制造方法，它是按以下工藝、步驟進行：

1）配料工序：按照以下組份含量（重量）鐠釹（PrNd）24％-28％、釓（Gd）0.5％-7％、鈥（Ho）1％-5％、鏑（Dy）0-6％、硼（B）0.9％-1.1％、銅（Cu）0.1％-0.15％、鋁（Al）0.2％-1.2％、鐵（Fe）62.35％-66.5％進行配料；配料中還可包含鈷（Co）0.2％-1.5％，鈮（Nb）0.2％-1％。

2）熔煉工序：將配料放入熔煉爐中熔煉，真空度控制在5×10^-2帕±10％；

3）制粉工序：經過均勻化的鋼錠通過粗破碎、中破碎、氣流磨制成粒度為3.6微米-4.2微米的釹鐵硼粉末，此過程中注意控制氧含量在50ppm以下。

4）成型工序：在成型車間的稱粉箱中稱取計算好的粉料壓制成坯塊，經過等靜壓機后進轉料車拆袋等待入燒結爐燒結。成型工序過程中要特別注意控制氧含量在200ppm以下。

5）燒結工序：將壓制好的坯塊經轉料車入燒結爐燒結，燒結制度為（1080℃±20℃）/（3.5-4.5小時） （920℃±20℃）/（2.5-3.5小時） （530℃±30℃）/（3.5-4.5小時），真空度控制在3×10^-2帕±10％。

6）磨加工工序：將燒結出來的毛坯磨加工成規則的產品。為進一步提高釹鐵硼材料的矯頑力，在制粉工序的氣流磨之前還可再加入0.2％-1.0％的稀土氧化鏑，用于提高材料的矯頑力。經過上述的生產步驟生產的產品性能指標均達到同行業相同牌號的性能標準。

電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法改善效果

《電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法》采用以上技術方案后具有以下積極效果：

（1）該發明采用使用廉價的釓、鈥取代高價的鐠、釹、鏑、鋱等稀土金屬，并在制粉過程中加入適量的氧化鏑，通過生產上的工藝控制、降低生產成本，可以生產出適應不同電機要求的釹鐵硼永磁材料，達到適應市場，降低成本，增強競爭力的效果。

（2）從原理上說，用釓取代鐠和釹，用鈥取代鏑和鋱，相應生成釓鐵硼和鈥鐵硼相，新相的生成在剩磁上影響較大，但通過適當增加鐵、鋁、鈮等含量以及進行適當的取代比例，可以彌補這方面的不足。由于釓、鈥和鐠釹、鏑相比有較大的價格優勢，因此可以較大幅度地降低生產成本，至于產品性能，只要確定好適當的取代比例和工藝條件，就能超過或保持產品的原有性能。

（3）在制粉過程中以氧化鏑粉末的形式二次加入鏑，和在配料中加入金屬鏑同樣具有提高磁體矯頑力的效果，考慮到熔煉過程的稀土金屬氧化、揮發等損失，此階段加入氧化鏑對提高矯頑力比前者更有優勢，并且操作方便、簡單。

（4）對于2008年8月之前的生產企業自身生產設備不先進，可以采用此生產工藝技術，生產的釹鐵硼永磁材料，和不用釓、鈥相比較，獲得同樣性能的材料每噸可節省8000-10000元。

• 實施例1

1）配料工序：配制100千克/爐。

2）熔煉工序：采用單面冷卻鑄錠模的中頻感應熔煉爐，將100千克的配料以熔點的高低按一定的次序放入爐中熔煉，注意鋼錠的收率，真空度控制在5×10^-2帕。

熔煉溫度主要是使所有的金屬熔化，由于添加的稀土熔點不高，所以最高溫度取決于難熔合金的溫度，一般是純鐵和鈮鐵，溫度為1600-1700攝氏度。

3）制粉工序：經過均勻化的鋼錠通過粗破碎、中破碎，氣流磨制成粒度為3.6微米-4.2微米的釹鐵硼粉末，此過程中注意控制氧含量在50ppm以下。

4）成型工序：在成型車間的稱粉箱中稱取計算好的粉料壓制成坯塊，經過200兆帕的等靜壓機后進轉料車拆袋等待入燒結爐燒結。成型工序過程中要特別注意控制氧含量在200ppm以下。

5）燒結工序：將壓制好的坯塊經轉料車入燒結爐燒結，燒結制度為1100℃/4小時 920℃/3小時 530℃/4小時，真空度控制在3×10^-2帕。

6）磨加工工序：將燒結出來的毛坯磨加工成規則的產品。

經過上述的生產步驟生產的產品性能指標均達到同行業相同牌號N38SH的性能標準。此N38SH材料的具體性能：Br＝12.28千克，Hcj＝20.30千奧斯特，（BH）m＝37.80MGO，ρ≈7.550克/立方厘米。

• 實施例2

在制粉工序的氣流磨前加入0.4％的氧化鏑，燒結制度為1090℃/4小時 920℃/3小時 560℃/3.5小時，其它與實施例1相同。生產出的N35SH材料的具體性能：Br＝12.13千克，Hcj＝21.00千奧斯特，（BH）m＝35.60MGO，ρ≈7.550克/立方厘米。

• 實施例3

在制粉工序的氣流磨前加入0.2％的氧化鏑，燒結制度為1090℃/4小時 940℃/2.5小時 560℃/4小時，其它與實施例1相同。生產出的N33SH材料的具體性能：Br＝11.81千克，Hcj＝20.20千奧斯特，（BH）m＝33.200MGO，ρ≈7.550克/立方厘米。

• 實施例4

燒結制度為1090℃/4小時 900℃/3.5小時 530℃/4小時，其它與實施例1相同。生產出的N30H材料的具體性能：Br＝11.30千克，Hcj＝17.65千奧斯特，（BH）m＝30.730MGO，6ρ≈7.50克/立方厘米。

• 實施例5

在制粉工序的氣流磨前加入1.0％的氧化鏑，燒結制度為1100℃/4小時 920℃/3小時 530℃/4小時，其它與實施例1相同。生產出的N33UH材料的具體性能：Br＝11.88千克，Hcj＝26.83千奧斯特，（BH）m＝32.870MGO，ρ≈7.60克/立方厘米。

• 實施例6

燒結制度為1100℃/3.5小時 920℃/3小時 500℃/4.5小時，其它與實施例1相同。生產出的N35H材料的具體性能：Br＝11.81千克，Hcj＝17.86千奧斯特，（BH）m＝35.370MGO，ρ≈7.52克/立方厘米。

• 實施例7

燒結制度為1060℃/4.5小時 920℃/3小時 530℃/4小時，其它與實施例1相同。生產出的N33SH材料的具體性能：Br＝11.75千克，Hcj＝20.46千奧斯特，（BH）m＝32.97MGO，ρ≈7.45克/立方厘米。

• 實施例8

燒結制度為1100℃/3.5小時 920℃/3小時 500℃/4.5小時，其它與實施例1相同。生產出的N30SH材料的具體性能：Br＝11.41千克，Hcj＝21.07千奧斯特，（BH）m＝31.13MGO，ρ≈7.50克/立方厘米。

2019年5月16日，《電機用釹鐵硼永磁體及其制造方法》獲得安徽省第六屆專利獎優秀獎。

一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法專利目的

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》的目的是要提供一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法，該低壓陽極用箔及其制造方法具有產品擴面率大、同時機械強度也十分優異、而且生產成本低等優點。

一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法技術方案

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》的技術解決方案之一是一種電解電容器低壓陽極用鋁箔，其組份包括Al和Si、Fe、Cu、其他微量元素、不可避免雜質，而所述鋁箔的重量組份具體如下：Al含量為：99.980-99.993％，Si：15-50ppm，Fe：15-50ppm，Cu：20-60ppm，其他微量元素Mg Mn Zn Ga總含量：10-50ppm，不可避免雜質：余量。

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》是在高純鋁基體中通過必要的Si、Fe和Cu元素組合，控制Si、Fe單個元素含量≥15ppm，Cu≥20ppm，使原材料成本不至于太高。同時加入一定量的Mg、Mn、Zn、Ga等有益的微量元素，而其它則為不可避免雜質，這樣一方面使鋁箔的表面和內部有足夠多的腐蝕核心，腐蝕時產生密集的蜂窩狀腐蝕形貌，有效擴大表面積，提高比電容，同時利用上述元素的存在可以有效地提高陽極箔腐蝕后的機械強度。

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》低壓陽極箔的具體改進還包括：其他微量元素Mg、Zn、Ga、Mn單個含量＜35ppm。不可避免雜質總含量＜30ppm。

所述不可避免雜質中，Cr、Ti、V、Ni、Ca、Cd、Sb單個元素的最高含量＜5ppm。

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》優選配方中各組份含量如下：Al含量為：99.980-99.991％。

其他微量元素Mg Mn Zn Ga總含量為：10-35ppm。

不可避免雜質總含量＜30ppm，Cr、Ti、V、Ni、Ca、Cd、Sb單個元素的最高含量＜5ppm。

Si：15-40ppm，Fe：15-40ppm，Cu：25-50ppm。

具體而言，在大量實驗基礎上，《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》陽極鋁箔選擇了如下的組份設計理念：

鋁純度限定在99.980％以上：這是因為，若鋁純度不到99.980％，即使含有設定的Si、Fe、Cu、Mg、Mn、Zn、Ga等形成腐蝕核的主要元素，在制造過程中，箔表面也不可避免地會有大量的粗大雜質析出，腐蝕處理時就會產生過溶解，箔表面就會形成粗大的孔徑，這樣就不能有效地擴大鋁箔的的表面積，電解電容器用陽極箔也就不能獲得高的靜電容量。

Si含量為15-50ppm：若Si含量降到15ppm以下，不僅鋁箔的強度較低，而且生產成本較高，不利于生產控制；另外，若Si含量超出50ppm，容易在基體中大量析出，腐蝕化成后得不到高的靜電容量，而且也影響化成時間。

Fe含量為15-50ppm：若Fe含量降到15ppm以下，生產成本較高，不利于生產控制；若Fe含量超出50ppm，Fe容易以粗大的化合物的形式析出，該析出物與鋁之間形成局部電池，導致鋁在腐蝕液中產生過溶解，降低了陽極箔的比電容和增大漏電流。

Cu含量為20-60ppm：Cu是一種提高腐蝕箔的比電容最有效的元素，Cu的電極電位比Al高，且Cu在鋁基體中固溶效果好，無論是固溶的Cu原子還是析出的CuAl₂都是陰極質點。當Cu均勻彌散地分布于基體中，其周圍基體的電極電位由于相對較低，腐蝕時優先發生在這些區域，得到高密度、均勻一致的海綿狀腐蝕孔，增加了鋁箔的表面積，從而提高了鋁箔比電容。若Cu含量不到20ppm，箔的腐蝕核心少，腐蝕效果欠佳，不能充分顯示提高強度和提高比電容的效果，同時不利于降低原材料成本。若Cu含量超過60ppm，則作為低壓箔溶解性太快、耐腐蝕性很差，生產不易控制。

10＜Mg Mn Zn Ga＜50ppm，其中Mg、Zn、Ga、Mn單個含量＜35ppm：在《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》中，Mg、Mn、Ga、Zn作為一種有益的微量元素加入，這些元素在Al中的固溶度大，在酸性環境下，在鋁基體中形成的是均勻腐蝕，對提高比電容效果好，對腐蝕后的陽極箔強度也是有利的。如果Mg Mn Zn Ga含量達不到下限值，由于腐蝕核心不夠，達不到進一步提高比容的目的，另一方面，如果Mg Mn Zn Ga含量超出上限值或單個含量超出上限值，腐蝕發孔點將過多，腐蝕時會引起局部過度腐蝕，這樣反而不能得到高的擴面率，并且腐蝕損失增大，導致機械強度下降。

相應地，《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》的另一技術解決方案是一種如上所述電解電容器低壓陽極用鋁箔的制造方法，其包括如下步驟：熔煉、鑄造、銑面、均勻化處理、熱軋、冷軋和箔軋，而所述均勻化處理步驟的溫度控制在550-610℃，金屬保溫時間5-40小時，所述熱軋步驟的終軋溫度控制在220～270℃。

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》制造方法采用高溫均勻化熱處理工藝和低的熱終軋溫度，使雜質元素有一定的固溶度，不至于析出太多影響鋁箔的機械性能和失重率，從而確保鋁箔中的化學組份配比得以恰當地實現。

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》低壓陽極用鋁箔制造方法的具體改進還包括：優選金屬保溫時間不超過30小時。

均熱步驟中，在550-610℃下保溫5-40小時：均熱溫度低于550℃，雜質元素析出太多，會導致過腐蝕；均熱溫度高于610℃，易導致板錠析氫，后續加工產生氣泡。550-610℃均熱，控制雜質元素固溶和析出在一個合適的比例，既有利于發孔和提高比電容，又不會產生過腐蝕。

均熱時間少于5小時，其他微量元素和不可避免雜質元素固溶不足，均熱時間超過40小時，增加生產成本、生產效率低。

熱終軋溫度220-270℃：在此溫度范圍內雜質元素不會從基體中析出，保持了均熱固溶的效果，高于此溫度范圍時雜質元素會進一步從基體中析出，低于此溫度范圍時乳液會燒結在熱軋卷坯上，使鋁卷表面發黑，影響最終產品表面質量。

《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》的電解電容器低壓陽極鋁箔的生產可按常規工業化大生產方法進行。通過熔煉、半連續鑄造法鑄錠，經銑面、均勻化處理后，將錠坯進行熱軋、冷軋及箔軋，最后制得低壓陽極鋁箔。這種鋁箔可以在硬態或軟態兩種狀態下進行電化學或化學腐蝕處理、以擴大鋁箔的有效表面積，腐蝕后進行化成處理，繼而用作電解電容器低壓陽極箔。

一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法改善效果

如果使用《一種電解電容器低壓陽極用鋁箔及其制造方法》的電解電容器低壓陽極鋁箔，可以有效抑制腐蝕的局部過溶解從而形成大量細小且較深的腐蝕孔，正如后面實施例中所表明的那樣，可以提供具有較高靜電容量的低壓陽極箔。而且，通過對局部溶解的抑制可以盡量減少與擴面率相對應的腐蝕失重，獲得優異的機械強度。

《直接用連鑄坯生產大厚度齒條鋼板及其制造方法》涉及一種直接用連鑄坯生產大厚度齒條鋼板及其制造方法。