制备稀土烧结磁体的方法技术

制备稀土烧结磁体的方法，包括下述步骤：压制稀土烧结磁体用合金粉，由此制备大量的压坯；以一定的方向在接受平面上排列压坯，使得每个该压坯在接受平面上的投影面积不是最大的；加热压坯，从而烧结压坯并获得大量的烧结体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。通过将稀土合金破碎成合金粉末、在磁场下压制合金粉末获得压坯(作为压制体)以及随后在烧结炉内烧结压坯来制备稀土烧结磁体。如果包含在R-T-(M)-B型磁体中的稀土元素、比如钕(Nd)在烧结过程中氧化，所获得的磁性能会显著恶化。因此，为了避免不利的氧化，烧结炉内的气氛通常为真空，或者是Ar、He或任何其它惰性气体的负压惰性气氛。在烧结多个压坯时，将这些压坯装入密封的烧结箱内(也叫做“烧结包”)，然后整体加热包括这些压坯的烧结箱以提高生产率。另外，当同时烧结大量的压坯时，使用装有类似搁板堆放的许多烧结基板的烧结箱。在此情形下，将压坯排列在烧结基板上，随后将这些板如同搁板一样储放在烧结箱内。例如，可加工成发动机用烧结磁体的压坯95如图3A和3B所示排列于烧结箱9内侧后被烧结。在图3A和3B所示的实施例中，烧结箱9包括底部容器90和与底部容器90相配合的盖92。底部容器90包括底板90a和侧壁90b。在底部容器90内，垂直堆放了许多烧结基板94，隔板96提供基板之间预定的间隙。在烧结过程中，烧结箱9被加热到比如约1000℃或更高的高温。因此，底部容器90和盖92均由高耐热性材料制成(例如，钼或SUS310)。底部容器90的侧壁90b包围烧结基板94的外围，并且侧壁的上边缘支撑其上的盖92。侧壁90b所包围的空间(即，储藏空间)其水平尺寸(即，宽度)比烧结基板94的宽度略大。其差别为几个毫米至几个厘米级。无论如何，此烧结箱9的设计应使得烧结基板94和侧壁90b之间有窄的间隙。采用此窄的间隙以尽可能有效地在烧结箱9内同时储放最大可能数量的压坯95。这是因为，间隙越窄，烧结基板94的宽度可越大。另外，当烧结基板94和侧壁90b之间的间隙很小时，即使烧结箱9在比如运输过程中受到振动，烧结基板94在烧结箱9内的移动不至于无意间使烧结基板94上的隔板96倒塌。如图4A、4C所示，每个压坯95具有包括凹面95a和凸面95b的曲面。当沿着与凹面95a和凸面95b相交成直角的平面观看图4A所示的压坯95时，压制体95的横截面具有包括两个弧的形状。例如，凹面95a和凸面95b分别组成了曲率半径相互不同的两个圆柱面的一部分。在此情形下，凸面95b所定义的外径比凹面95a所定义的内径大。具有该形状的压坯被称为“弯曲压坯”或“弧形压坯”。如图4A所示，此压坯95包括彼此相对的两个曲面(即，凹面95a和凸面95b，此处也称为“主面”)、两个曲面95a和95b置于其间的两个相对侧面95d、与曲面95a和95b及侧面95d基本相交成直角的两个端面95c。主面95a和95b的面积比压坯95任何其它面的面积大。通常，端面(或底面)95c的面积比压坯95任何其它面的面积小。将此形状的压坯95放置在每个烧结基板94上以使它们不相互接触，例如，如图4B和4C所示，使得凹面95a的水平边缘或凸面95b的中心与烧结基板94接触。采用这些排列方式可防止压坯95在制造和加工步骤中翻转，比如在将压坯95放置于烧结基板94上或将烧结基板94装入烧结箱9的步骤中。鉴于此目的，当压坯95放置于烧结基板94上，要使其质量中心位于最可能低的水平(即，使得它们的高度位于最可能低的水平)。为了提高取向度，压坯95(例如，特别是可加工成R-T-(M)-B型磁体的压坯)的压坯密度应比可加工成铁磁体的压坯的低。例如，可加工成R-T-(M)-B型磁体的压坯95的压坯密度约3.9g/cm3至约5.0g/cm3。因此，这些压坯95很脆，并且受到硬物的撞击(例如，当它们倒下或坠落的瞬间)易于破损或碎裂。因而，排列压坯95应该使其不易翻转。应该指出，排列在同一烧结基板94上的压坯95可单独经受压制处理或通过将单个压坯切开并分离成多个小的磁体来获得。另外，如果对直接放置于烧结基板94上的压坯95进行烧结，则所获得的烧结磁体95和烧结基板94有时偶然会部分熔合在一起。这是因为，R-T-(M)-B型合金粉末中所包含的稀土元素比如Nd和烧结基板94中所包含的金属元素在等于或低于烧结温度时可产生共晶反应。如果基板94和烧结体95部分熔合在一起，则被烧结的压坯95的尺寸不会随着烧结过程的进行而平稳地降低，从而可能使得所获得的烧结磁体95破损或碎裂。另外，即使基板94和烧结体95不熔合在一起，基板94和烧结体95之间也会产生不均匀的摩擦，从而也可能使得与烧结基板94相接触的烧结体95的表面破损。因此，为了防止烧结基板94和烧结体95熔合在一起，根据已知的技术在烧结基板94的表面涂覆底粉(未示出)，使得压坯95在底粉上被烧结(例如，参看日本公开说明书No.4-154903)。底粉应该是与压坯95反应性低并且高温化学稳定性高的材料粉末。当压坯95包括稀土金属时，底粉可为与稀土金属反应性低的材料粉末，例如稀土氧化物粉末，如氧化钕或氧化钇。通过利用此底粉，烧结基板94和烧结体95不熔合在一起，因而烧结体95与基板94相接触的部分既不被破坏(例如，破损)也不变形。但是，如果如图3A和3B所示在烧结箱9内排列多个压坯95，则能同时储放于烧结箱9内的压坯95的数量相对少，不能高效率地实施烧结过程。特别是，当放置平板形压坯95并且使其质量中心位于最可能低的水平时，每个这些压坯95在基板94上的投影面积相当大，从而降低了有限面积上排列压坯95的数量。此处所使用的每个压坯95的“投影面积”是指压坯95在基板94上的覆盖面积。另外，如果如图4B或4C所示放置压坯95，则每个这些压坯95与基板94的接触面积窄。从而，随着烧结过程的进行，由于压坯95的收缩所产生的(摩擦)应力将集中于所接触的部分。在此情形下，即使如上所述使用了底粉，所产生的摩擦应力通常仍然会使烧结体95破坏或变形。而且，当如图4C所示放置压坯95时，位于压制体95凸面95b中心周围的部分被破坏或变形。因此，仅去除烧结体95已破坏或变形的部分而使用其剩余的部分是不可能的。另一方面，当如图4B所示放置压坯95时，压制体95凹面95a的水平边缘变形。该凹面95a的形状不应该通过变形才使得所获得的磁体适用于发动机转轴。因此，仅去除其变形的部分而将剩余的部分加工成预定形状的烧结磁体也是困难的。也就是说，如果如图4B或4C所示放置的任何烧结体变为次品，则不能再此次品烧结体，从而显著降低了烧结磁体的产量。另一方面，日本公开说明书No.61-125114公开了一种在制备相对薄的稀土烧结磁体时降低次品(例如，翘曲或变形)烧结体数量的技术。根据日本公开说明书No.61-125114公开的技术，将厚度薄的压坯夹入一对更厚的压坯之间，厚压坯与前面的压坯由相同材料制成并且形状相同。另外，根据本技术，当需要时，将不易与压坯发生反应的材料粉末置于这些压坯之间和/或置于压坯与基板之间。但是，在日本公开说明书No.61-125114公开的方法中，为了获得所需要的厚度小的单个烧结体，不仅需要制备薄的压坯，而且需要制备其它两个更厚的压坯，因此降低了稀土合金粉末材料的产量。另外，根据本技术，增加压坯95同时装入烧结箱9的数量是困难的。而且，在烧结具有如图4A所示形状的压坯95过程中，由于烧结时压坯95收缩所产生的摩擦应力，因此充分减少所获得烧结磁体95的破坏或变形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备稀土烧结磁体的方法，该方法包括下述步骤： （ａ）压制稀土烧结磁体用合金粉，由此制备大量的压坯； （ｂ）以一定的方向在接受平面上排列所述压坯，使得每个所述压坯在所述接受平面上的投影面积不是最大的；和 （ｃ）加热所述压坯，从而烧结所述压坯并获得大量的烧结体。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-2 200375/011.一种制备稀土烧结磁体的方法，该方法包括下述步骤(a)压制稀土烧结磁体用合金粉，由此制备大量的压坯；(b)以一定的方向在接受平面上排列所述压坯，使得每个所述压坯在所述接受平面上的投影面积不是最大的；和(c)加热所述压坯，从而烧结所述压坯并获得大量的烧结体。2.权利要求1的方法，其中步骤(b)包括以一定的方向在所述接受平面上排列所述压坯，使得每个所述压坯在所述接受平面上的投影面积最小的步骤。3.权利要求1或2的方法，其中步骤(a)包括制备具有至少一个曲面的大量的压坯的步骤，和其中步骤(b)包括在所述接受平面上排列所述压坯，使得每个所述压坯的至少一个曲面基本上与所述接受平面相交成直角的步骤。4.权利要求1至3之一的方法，其中步骤(a)包括制备大量的压坯的步骤，每个压坯具有相对的两个主面；两个主面之间的相对的两个侧面；以及与主面和侧面基本上相交成直角的两个端面，和其中步骤(b)包括在所述接受平面上排列所述压坯，使得每个所述压坯两个端面的其中一面与所述接受平面接触的步骤。5.权利要求1至4之一的方法，其中步骤(a)包括在定向磁场下压制合金粉末的...

【专利技术属性】
技术研发人员：播本大祐，金子裕治，中村阳，
申请(专利权)人：株式会社新王磁材，
类型：发明
国别省市：JP[日本]