制造稀土磁体的方法技术

本发明专利技术涉及一种制造稀土磁体的方法，其包括：第一步骤，使用通过烧结磁粉而得的烧结坯S制造稀土磁体前体，所述磁粉为稀土磁体材料；和第二步骤，使改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中以制造稀土磁体。在第二步骤中，通过将将片材料粘合到所述稀土磁体前体的表面上并对所述片材料进行热处理而使所述改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中，在所述片材料中所述改性合金的合金粉末分散在热塑性树脂中。

【技术实现步骤摘要】
制造稀土磁体的方法
本专利技术涉及制造稀土磁体的方法。专利技术背景由稀土元素制成的稀土磁体被称作永磁体并用于混合动力车辆、电动车等的驱动马达以及包含在硬盘和MRIs中的马达。作为指示这些稀土磁体的磁体性能的指标，例如，可以使用剩磁(剩余磁通密度)和矫顽力。随马达尺寸降低和电流密度提高，发热量提高，因此在所用稀土磁体中对高耐热性的要求进一步提高。因此，这一
中的重要研究课题之一是在高温下使用时如何保持磁体的矫顽力。将作为一个实例描述Nd-Fe-B磁体，其是在车辆驱动马达中广泛使用的稀土磁体。在这种Nd-Fe-B磁体中，已尝试提高其矫顽力，例如通过使用具有大量Nd的合金组合物改进晶粒，或通过添加具有高矫顽力性能的重稀土元素，如Dy或Tb。稀土磁体的实例包括常用的烧结磁体，其中构成其结构的晶粒的晶粒度为大约3至5微米；和纳米晶磁体，其中晶粒被细化到大约50纳米至300纳米的纳米晶粒度。在这类稀土磁体的磁性质中，为了改进矫顽力，国际公开WO2012/036294公开了一种方法，其中例如使Nd-Cu合金或Nd-Al合金作为含有过渡金属元素和稀土元素(或轻稀土元素)的改性合金扩散渗透到晶界相中以将晶界相改性。由于含有过渡金属元素和轻稀土元素的改性合金不含重稀土元素如Dy，该改性合金具有低熔点，甚至在大约700℃也熔融，并可以使其扩散渗透到晶界相中。因此，在具有大约300纳米或更小的晶粒度的纳米晶磁体的情况下，可以说上述加工方法是优选的，因为可以通过在抑制晶粒粗化的同时将晶界相改性而改进矫顽力性能。制造稀土磁体的方法使用这样的一种方法进行，其包括：对烧结坯进行热的塑性形变以制造稀土磁体前体，赋予其磁各向异性；和使改性合金从稀土磁体前体的表面扩散渗透到内部。为了使改性合金扩散渗透，例如，可以采用在熔融改性合金中浸渍稀土磁体前体的浸渍法，或在稀土磁体前体上沉积改性合金的蒸气的气相法。例如，日本专利申请公开No.2011-129648(JP2011-129648A)公开了一种使用浸渍法的技术，其包括：将磁体浸渍在包括用于改进矫顽力的元素的浆料中以使所述元素沉积在所述磁体的表面上；和施加热以使所述元素熔融并扩散渗透到所述磁体中。另一方面，日本专利No.4924547公开了一种使用气相法的技术，其包括：将用于改进矫顽力的元素和磁体置于真空室中；和施加热以汽化所述元素；和使所述汽化的元素扩散渗透到所述磁体中。
技术实现思路
但是，在浸渍法和气相法中，非常难以使预定量(设计量)的改性合金以高精确度扩散渗透到稀土磁体前体中，并且扩散渗透量有可能在自然进程中决定。本专利技术提供一种制造稀土磁体的方法，其中使所需量的改性合金以高精确度扩散渗透到稀土磁体前体中从而可制造具有所需矫顽力性能的稀土磁体。根据本专利技术，提供一种制造稀土磁体的方法，所述方法包括：第一步骤，使用通过烧结磁粉而得的烧结坯制造稀土磁体前体，所述磁粉为稀土磁体材料；和第二步骤，使改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中以制造稀土磁体。在第二步骤中，通过将片材料粘合到所述稀土磁体前体的表面上并对所述片材料进行热处理而使所述改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中，在所述片材料中所述改性合金的合金粉末分散在热塑性树脂中。所述片材料含有预定量(设计量)的改性合金，并通过对所述片材料进行热处理，使预定量的改性合金熔融并使其扩散渗透到所述稀土磁体前体中。因此，可容易地以高精确度控制改性合金的扩散渗透量。此外，通过制备大的片材料并将制成的片材料以预定尺寸切割，可以以高精确度控制所述片材料中的改性合金粉末的量，并可以以高精确度控制扩散渗透量。此外，在所述片材料中，改性合金分散在热塑性树脂中。因此，在热处理过程中热塑性树脂熔融以及熔融的改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中的情况中不存在干扰。另一方面，在常温气氛中，所述片材料的形状可被保持。此外，由于改性合金分散在热塑性树脂中，防止了改性合金的氧化。在此，作为所用的改性合金，由于其低熔点或低共熔温度，可以使用含有过渡金属元素和轻稀土元素的改性合金。含有过渡金属元素和轻稀土元素并具有在450℃至700℃的上述温度范围内的熔点或共熔温度的改性合金的实例包括含有轻稀土元素如Nd或Pr和过渡金属元素如Cu、Mn、In、Zn、Al、Ag、Ga或Fe的合金。不仅可以使用含有轻稀土元素和过渡金属元素的合金，还可以使用含有重稀土元素如Dy或Tb和过渡金属元素的合金。另一方面，所述热塑性树脂的实例包括聚乙烯和聚丙烯。例如，制备所述片材料的方法可具有一个实施方案，其中所述片材料通过制备稀土元素和过渡金属元素的合金粉末分散在热塑性树脂中的块体、拉制所述块体以制备具有预定厚度的拉制体并从所述拉制体上切割出所述片材料而制备，所述片材料具有与所述改性合金所渗透的稀土磁体前体的表面积对应的面积。在这种制备片材料的方法中，可以通过拉制所述块体设定所述片材料的厚度，所述块体是所述片材料的前体，以使所述片材料包括预定量的所述改性合金，切割所述片材料以具有与所述改性合金所渗透的稀土磁体前体的表面积对应的面积。在此，充当根据本专利技术的制造方法的制造目标的稀土磁体可以是构成其结构的主相(晶体)的晶粒度为大约300纳米或更小的纳米晶磁体，可以是具有大于300纳米的晶粒度的纳米晶磁体，或可以是具有1微米或更大的晶粒度的烧结磁体。下面更详细描述制造稀土磁体的方法。制备具有包括主相和晶界相的结构的磁粉。例如，通过液淬制备淬火条带(quenchedribbon)，其是细晶粒，然后例如粉碎所述淬火条带，由此制备用于稀土磁体的磁粉。将这种磁粉填充到例如模具中并在用冲压制成块体的同时烧结。因此获得各向同性烧结坯。例如，这种烧结坯具有这样的冶金相结构：其包括纳米晶结构的RE-Fe-B主相(RE：Nd或Pr的至少一种，更尤其是选自Nd、Pr、Nd-Pr的一种元素或两种或更多种元素)和存在于主相周围的RE-X合金的晶界相(X：金属元素)。接着，可以对所述各向同性烧结坯进行热的塑性形变以赋予其磁各向异性。热的塑性形变的实例包括顶锻和挤压锻造(正挤压锻造和反挤压锻造)。使用上述热的塑性形变方法中的一种方法或两种或更多种方法的组合向所述烧结坯中引入加工应变。接着，例如，以60％至80％的加工率进行塑性形变。因此制成具有高取向和优异磁化性能的稀土磁体前体。将包括所述改性合金的片材料粘合到所述稀土磁体前体的表面上，并对其进行热处理。由于这种热处理，作为所述片材料的基质树脂的热塑性树脂熔融，且所述树脂中的改性合金熔融，并导致熔融的改性合金扩散渗透通过所述稀土磁体前体的晶界相。因此制成稀土磁体。从上述配置可以看出，在根据本专利技术的制造稀土磁体的方法中，将改性合金分散在热塑性树脂中的片材料粘合到所述稀土磁体前体的表面上并对其进行热处理以使所述改性合金熔融并扩散渗透到所述稀土磁体前体中。因此，可以使所需量的改性合金以高精确度扩散渗透到稀土磁体前体中，从而可制造具有所需矫顽力性能的稀土磁体。附图说明下面参照附图描述本专利技术的示例性实施方案的特征、优点以及技术和工业意义，其中类似数字是指类似元件，且其中：图1是显示制备在根据本专利技术的制造稀土磁体的方法中使用的磁粉的方法的示意图；图2是显示根据本专利技术的制造稀土磁体的方法的第一步骤的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造稀土磁体的方法，所述方法包括：第一步骤，使用通过烧结磁粉而得的烧结坯制造稀土磁体前体，所述磁粉为稀土磁体材料；和第二步骤，使改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中以制造稀土磁体，其特征在于在第二步骤中，通过将片材料粘合到所述稀土磁体前体的表面上并对所述片材料进行热处理而使所述改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中，在所述片材料中所述改性合金的合金粉末分散在热塑性树脂中。

【技术特征摘要】
2016.01.28 JP 2016-0142941.一种制造稀土磁体的方法，所述方法包括：第一步骤，使用通过烧结磁粉而得的烧结坯制造稀土磁体前体，所述磁粉为稀土磁体材料；和第二步骤，使改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中以制造稀土磁体，其特征在于在第二步骤中，通过将片材料粘合到所述稀土磁体前体的表面上并对所述片材料进行热处理而使所述改性合金扩散渗透到所述稀土磁体前体中，在所述片材料中所述改性合金的合金粉末分散在热塑性树脂中。2.根据权利要求1的方法，其中所述片材料通过制备稀土元素和过渡金属元素的合金粉末分散在热塑性树脂中的块体、拉制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：芳贺一昭，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP