稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供可以防止磁鐵特性下降的稀土類永久磁鐵以及稀土類永久磁鐵的制造方法。將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末，將粉碎后的磁鐵粉末與粘結(jié)劑混合，由此形成混合物(12)。然后，將形成的混合物(12)成形為片狀而制作生片(14)。然后，進行成形后的生片(14)的磁場取向，并且將生片(14)在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中在200℃～900℃下保持數(shù)小時，由此進行煅燒處理。接著，將生片(14)在燒成溫度下燒結(jié)而制造永久磁鐵(1)。
【專利說明】稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，對于在混合動力車、硬盤驅(qū)動器等中使用的永磁電動機，要求小型輕量化、高輸出功率化以及高效率化。因此，在實現(xiàn)上述永磁電動機的小型輕量化、高輸出功率化、高效率化時，對于埋設(shè)在電動機中的永久磁鐵，要求薄膜化并且進一步提高磁特性。
[0003]在此，作為永久磁鐵的制造方法，使用例如粉末燒結(jié)法。在此，在粉末燒結(jié)法中，首先將原材料粗粉碎，并利用氣流粉碎機(干式粉碎)或濕式珠磨機(濕式粉碎)進行細粉碎而制造磁鐵粉末。然后，將該磁鐵粉末放入模具中，從外部施加磁場的同時加壓成形為期望的形狀。而且，將成形為期望形狀的固形磁鐵粉末在預(yù)定溫度(例如，Nd-Fe-B基磁鐵為800°C?1150°C )下燒結(jié)來制造(例如參考日本特開平2-266503號公報)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0005]專利文獻
[0006]專利文獻1:日本特開平2-266503號公報(第5頁)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]發(fā)明所要解決的問題
[0008]在此，特別是對于稀土類磁鐵而言，Nd等稀土類元素與碳的反應(yīng)性非常高，因此，在燒結(jié)工序中殘留含碳物直到高溫時，形成碳化物。結(jié)果，存在如下問題:由于所形成的碳化物而在燒結(jié)后的磁鐵的主相與晶粒間界相之間產(chǎn)生空隙，不能將磁鐵整體致密地燒結(jié)，從而磁性能顯著下降。另外，即使是未產(chǎn)生空隙的情況下，也存在由于所形成的碳化物而在燒結(jié)后的磁鐵的主相內(nèi)析出α Fe從而使磁鐵特性顯著下降的問題。
[0009]本發(fā)明為了解決前述現(xiàn)有問題而創(chuàng)立，其目的在于提供稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法，通過將磁鐵粉末的成形體或磁鐵粉末在燒結(jié)前在加壓到高于大氣壓的壓力的氫氣氣氛中進行煅燒，可以預(yù)先減少磁鐵粒子所含的碳量，結(jié)果可以防止磁鐵特性的下降。
[0010]用于解決問題的手段
[0011]為了實現(xiàn)前述目的，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，包括:將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序；將所述粉碎后的磁鐵粉末成形為成形體的工序；將所述成形體在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中進行煅燒的工序；和通過將煅燒后的所述成形體在燒成溫度下保持而進行燒結(jié)的工序。
[0012]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在成形為所述成形體的工序中，將所述粉碎后的磁鐵粉末與粘結(jié)劑混合而成的混合物成形為片狀，制作生片作為所述成形體。
[0013]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在將所述成形體煅燒的工序中，將所述生片在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中在粘結(jié)劑分解溫度下保持一定時間，由此使所述粘結(jié)劑飛散而除去。
[0014]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在將所述成形體煅燒的工序中，將所述生片在氫氣氣氛中或者氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛中在200°C?900°C下保持一定時間。
[0015]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在成形為所述成形體的工序中，通過熱熔成形將所述混合物成形為片狀。
[0016]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，所述粘結(jié)劑包含不含氧原子的單體的聚合物或共聚物。
[0017]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，所述粘結(jié)劑為聚異丁烯或者苯乙烯與異戊二烯的共聚物。
[0018]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在將所述磁鐵原料粉碎的工序中，將所述磁鐵原料在有機溶劑中進行濕式粉碎。
[0019]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在將所述成形體煅燒的工序中，將所述生片在構(gòu)成所述有機溶劑的有機化合物的分解溫度且粘結(jié)劑分解溫度下保持一定時間，由此使所述有機化合物熱分解而除去碳，并且使所述粘結(jié)劑飛散而除去。
[0020]另外，本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的特征在于，通過如下工序制造:將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序；將所述粉碎后的磁鐵粉末成形為成形體的工序；將所述成形體在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中進行煅燒的工序；和通過將煅燒后的所述成形體在燒成溫度下保持而進行燒結(jié)的工序。
[0021]發(fā)明效果
[0022]根據(jù)具有前述構(gòu)成的本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過將磁鐵粉末的成形體在燒結(jié)前在加壓到高于大氣壓的壓力的氫氣氣氛中進行煅燒，可以預(yù)先減少磁鐵粒子所含的碳量。結(jié)果，在燒結(jié)后的磁鐵的主相與晶粒間界相之間不產(chǎn)生空隙，并且可以將磁鐵整體致密地燒結(jié)，可以防止矯頑力下降。另外，在燒結(jié)后的磁鐵的主相內(nèi)不會大量析出α Fe，不會明顯降低磁鐵特性。
[0023]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過將磁鐵粉末與粘結(jié)劑混合并將成形的生片燒結(jié)而制造永久磁鐵，因此，由燒結(jié)引起的收縮變得均勻，由此不產(chǎn)生燒結(jié)后的翹曲或凹陷等變形，并且加壓時無壓力不均勻，因此不需要進行以往進行的燒結(jié)后的修整加工，可以簡化制造工序。由此，可以以高尺寸精度形成永久磁鐵。另外，即使在將永久磁鐵薄膜化的情況下，也不會降低材料成品率，可以防止加工工時增加。
[0024]另外，在將生片燒結(jié)前，通過將生片在非氧化性氣氛中進行煅燒，可以預(yù)先減少磁鐵粒子所含的碳量。結(jié)果，在燒結(jié)后的磁鐵的主相與晶粒間界相之間不產(chǎn)生空隙，并且可以將磁鐵整體致密地燒結(jié)，可以防止矯頑力下降。另外，在燒結(jié)后的磁鐵的主相內(nèi)不會大量析出α Fe，不會明顯降低磁鐵特性。特別地，通過在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中進行煅燒處理，可以促進粘結(jié)劑的分解和除去，可以進一步減少磁鐵粒子所含的碳量。
[0025]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，在將生片燒結(jié)前，將生片在非氧化性氣氛中在粘結(jié)劑分解溫度保持一定時間，由此使粘合劑飛散而除去，因此，即使在磁鐵粉末中混合有粘結(jié)劑的情況下，也可以減少磁鐵所含的碳量。[0026]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，將混練有粘結(jié)劑的生片在氫氣氣氛中或氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛中進行煅燒，由此，可以將磁鐵內(nèi)所含的碳以甲烷的形式排出，可以更可靠地減少磁鐵內(nèi)所含的碳量。
[0027]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過熱熔成形將生片成形，因此，與進行漿料成形的情況等相比，不用擔心在磁場取向時產(chǎn)生不均衡的液體分布(液寄D )，即不用擔心生片的厚度產(chǎn)生不均勻。另外，粘結(jié)劑成為充分纏結(jié)的狀態(tài)，因此不用擔心在脫粘結(jié)劑工序中產(chǎn)生層間剝離。
[0028]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過使用包含不含氧原子的單體的聚合物或共聚物的樹脂作為粘結(jié)劑，可以減少磁鐵內(nèi)所含的氧量。
[0029]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過使用聚異丁烯或者苯乙烯與異戊二烯的共聚物作為粘結(jié)劑，可以減少磁鐵內(nèi)所含的氧量。
[0030]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，將在濕式粉碎中將混入有有機溶劑的磁鐵粉末成形而得到的生片燒結(jié)前，將生片在非氧化性氣氛中煅燒，因此，可以預(yù)先減少磁鐵粒子所含的碳量。結(jié)果，在燒結(jié)后的磁鐵的主相與晶粒間界相之間不產(chǎn)生空隙，并且可以將磁鐵整體致密地燒結(jié)，可以防止矯頑力下降。另外，在燒結(jié)后的磁鐵的主相內(nèi)不會大量析出α Fe，不會明顯降低磁鐵特性。特別地，通過在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中進行煅燒處理，可以促進構(gòu)成有機溶劑的有機化合物和粘結(jié)劑的分解和除去，可以進一步減少磁鐵粒子所含的碳量。
[0031]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵的制造方法，在將生片燒結(jié)前，將生片在非氧化性氣氛中在構(gòu)成有機溶劑的有機化合物的分解溫度且粘結(jié)劑分解溫度下保持一定時間，由此可以將有機化合物熱分解而除去碳，并且可以使粘合劑飛散而除去。結(jié)果，即使在磁鐵粉末中添加有有機溶劑或粘合劑的情況下，也不用擔心磁鐵內(nèi)的碳量會顯著增加。
[0032]另外，根據(jù)本發(fā)明的稀土類永久磁鐵，通過將磁鐵粉末的成形體在燒結(jié)前在加壓到高于大氣壓的壓力的氫氣氣氛中進行煅燒，可以預(yù)先減少磁鐵粒子所含的碳量。結(jié)果，在燒結(jié)后的磁鐵的主相與晶粒間界相之間不產(chǎn)生空隙，并且可以將磁鐵整體致密地燒結(jié)，可以防止矯頑力下降。另外，在燒結(jié)后的磁鐵的主相內(nèi)不會大量析出α Fe，不會明顯降低磁鐵特性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1是表示本發(fā)明的永久磁鐵的整體圖。
[0034]圖2是表示本發(fā)明的永久磁鐵的制造工序的說明圖。
[0035]圖3是表示本發(fā)明的永久磁鐵的制造工序中特別是生片的成形工序的說明圖。
[0036]圖4是表示本發(fā)明永久磁鐵的制造工序中特別是生片的加熱工序以及磁場取向工序的說明圖。
[0037]圖5是表示沿生片的面內(nèi)垂直方向進行磁場取向的例子的圖。
[0038]圖6是對使用熱介質(zhì)(硅油)的加熱裝置進行說明的圖。
[0039]圖7是表示本發(fā)明的永久磁鐵的制造工序中特別是生片的加壓燒結(jié)工序的說明圖。
[0040]圖8是表示實施例的生片的外觀形狀的照片。[0041]圖9是表示關(guān)于實施例和比較例的各磁鐵的各種測定結(jié)果的圖?！揪唧w實施方式】
[0042]以下，關(guān)于本發(fā)明的稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法，下面參考附圖對具體化的一個實施方式進行詳細說明。
[0043][永久磁鐵的構(gòu)成]
[0044]首先， 對本發(fā)明的永久磁鐵I的構(gòu)成進行說明。圖1是表示本發(fā)明的永久磁鐵I的整體圖。另外，圖1所示的永久磁鐵I具有扇形形狀，但是，永久磁鐵I的形狀根據(jù)沖裁的形狀而變化。
[0045]本發(fā)明的永久磁鐵I為Nd-Fe-B基各向異性磁鐵。另外，各成分的含量設(shè)定為Nd:27~40重量％、B:0.8~2重量％、Fe (電解鐵):60~70重量％。另外，為了提高磁特性，可以含有少量的 Dy、Tb、Co、Cu、Al、S1、Ga、Nb、V、Pr、Mo、Zr、Ta、T1、W、Ag、B1、Zn、Mg 等其它元素。圖1是表示本實施方式的永久磁鐵I的整體圖。
[0046]在此,永久磁鐵I為具有例如0.05mm~10mm(例如Imm)的厚度的薄膜狀的永久磁鐵。而且，如后所述，通過將由利用粉末壓制成形而形成的成形體或磁鐵粉末與粘結(jié)劑混合而成的混合物(漿料或混合物)成形為片狀而形成的成形體(生片)燒結(jié)來制作。
[0047]另外，本發(fā)明中，特別是在通過生片成形而制造永久磁鐵I時，
[0048]混合到磁鐵粉末中的粘結(jié)劑可以使用樹脂、長鏈烴、脂肪酸甲酯或者它們的混合物等。
[0049]另外，使用樹脂作為粘結(jié)劑時，優(yōu)選使用結(jié)構(gòu)中不含氧原子并且具有解聚性的聚合物。另外，如后所述，通過熱熔成形將生片成形時，為了在對成形后的生片進行加熱而軟化的狀態(tài)下進行磁場取向，使用熱塑性樹脂。具體而言，包含選自以下通式(2)表示的單體中的一種或兩種以上單體的聚合物或共聚物的聚合物是符合的。
[0050]
【權(quán)利要求】
1.一種稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于，包括: 將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序； 將所述粉碎后的磁鐵粉末成形為成形體的工序； 將所述成形體在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中進行煅燒的工序；和 通過將煅燒后的所述成形體在燒成溫度下保持而進行燒結(jié)的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在成形為所述成形體的工序中，將所述粉碎后的磁鐵粉末與粘結(jié)劑混合而成的混合物成形為片狀，制作生片作為所述成形體。
3.如權(quán)利要求2所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在將所述成形體煅燒的工序中，將所述生片在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中在粘結(jié)劑分解溫度下保持一定時間，由此使所述粘結(jié)劑飛散而除去。
4.如權(quán)利要求3所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在將所述成形體煅燒的工序中，將所述生片在氫氣氣氛中或者氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛中在200°C~900°C下保持一定時間。
5.如權(quán)利要求2所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在成形為所述成形體的工序中，通過熱熔成形將所述混合物成形為片狀。
6.如權(quán)利要求2所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 所述粘結(jié)劑包含選自以下通式(I)表示的單體中的一種或兩種以上單體的聚合物或共聚物的聚合物，

Rt




ICH2 = C -…⑴




I Rt 式中，Rl和R2表示氫原子、低級烷基、苯基或乙烯基。
7.如權(quán)利要求2所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 所述粘結(jié)劑為聚異丁烯或者苯乙烯與異戊二烯的共聚物。
8.如權(quán)利要求2所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在將所述磁鐵原料粉碎的工序中，將所述磁鐵原料在有機溶劑中進行濕式粉碎。
9.如權(quán)利要求8所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在將所述成形體煅燒的工序中，將所述生片在構(gòu)成所述有機溶劑的有機化合物的分解溫度且粘結(jié)劑分解溫度下保持一定時間，由此使所述有機化合物熱分解而除去碳，并且使所述粘結(jié)劑飛散而除去。
10.一種稀土類永久磁鐵，其特征在于，通過如下工序制造: 將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序； 將所述粉碎后的磁鐵粉末成形為成形體的工序； 將所述成形體在加壓到高于大氣壓的壓力的非氧化性氣氛中進行煅燒的工序；和 通過將煅燒后的所述成形體在燒成溫度下保持而進行燒結(jié)的工序。
【文檔編號】H01F1/057GK103959412SQ201380004067
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2013年3月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月12日
【發(fā)明者】久米克也, 奧野利昭, 尾關(guān)出光, 大牟禮智弘, 尾崎孝志, 太白啟介, 山本貴士 申請人:日東電工株式會社