稀土铁系永久磁铁的制造用成形材料和制造方法技术

本发明专利技术是将以Ｒ：１０，３０原子％（但，Ｒ是从含Ｙ的稀土类元素中选择出来的至少一种），Ｂ：２－２８原子％，Ｆｅ：６５－８２原子％（但该Ｆｅ量直至５０原子％都可用Ｃｏ取代）为主成分的合金粉末中，在其细粉碎前、细粉碎中或细粉碎后，作为润滑剂混合添加至少一种硼酸酯系化合物（如硼酸三丁酯）使其含有０. ０１－２重量％润滑剂的成型材料用于加压成型。不用进行金属模润滑就可连续成型，在外加磁场下加压成型时，提高合金粉末的取向性、磁特性，特别是剩余磁通密度和最大磁能积。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及以稀土类金属、B、Fe（或Fe和Co）为主成分的、高性能的稀土类·铁系烧结永久磁铁的制造方法，和该制造方法中使用的加压成形用材料。永久磁铁，是从一般家用各种电器至大型计算机的周边终端机，广泛领域中使用的重要电器·电子材料之一。最近的电器·电子设备的小型化、高功能化的要求，也促使对永久磁铁要求更高的性能。以前的典型永久磁铁材料是铝铁镍钴永磁合金、硬化铁氧体及稀土类钴磁铁。随着近年来的钴原料供应不稳定，含钴20-30wt%的铝铁镍钴永磁合金的需要减少，以铁的氧化物为主成分的廉价硬化铁氧体占据了永久磁铁材料的主流。另一方面，稀土类钴磁铁含钴50-60%，而且还要使用稀土类矿石中含量不多的Sm，因此价格很昂贵，但与其它磁铁相比，其磁铁特性高，因此，主要用于小型且附加价值高的磁回路。作为更便宜的具有高磁特性的永久磁铁材料，开发了不必含有高价Sm和Co的稀土类·铁系磁铁。具体说，由稀土类金属--->Fe-B的磁各向异性烧结体构成的永久磁石已在特开昭59-46008号公报中公开，通过用Co取代一部分Fe使生成合金的居里点上升从而改善温度特性的稀土类金属-Fe-Co-B的磁各向异性烧结体构成的永久磁铁也已在特开昭59-64733号公报中公开。本专利技术中，将该稀土类金属-Fe-B系及稀土类金属-Fe-Co-B系，总称为R-Fe-B系。此外，R是含Y的稀土元素中选择出来的至少1种金属，Fe的一部分也可用Co取代。该磁各向异性的R-Fe-B系永久磁铁，在特定方向上，显示出比上述稀土类钴磁铁更优良的磁特性。这种R-Fe-B系烧结永久磁铁，一般由以下工序制造。首先，按规定组成混合并熔解成分金属或合金（例如硼铁），铸造所得熔融金属，制得R-Fe-B系合金的铸块（锭块）。将该铸块粗粉碎至平均粒径为20-500μm左右，进一步细粉碎至平均粒径为1-20μm，获得作为烧结原料的合金粉末。作为另一种方法，用粒状Ca还原稀土类金属氧化物粉末、铁粉、硼铁粉，然后通过用水分离副产的Ca氧化物的所谓还原扩散法，可以直接得到粉末状的R-Fe-B系合金。在这种情况下，根据需要，还可进一步细粉碎至平均粒径1-20μm。由此获得的R-Fe-B系合金的主晶是正方晶，因而，经过粉碎则容易得到微细且粒度较均匀的合金粉末。为了赋予磁各向异-->性，将所得合金粉末在磁场中加压成形，然后烧结该成形体，并时效处理该烧结体。根据需要，为了赋予耐蚀性，还可将时效处理过的烧结体用Ni镀层等防腐蚀膜被覆。在特开昭63-317643号公报及特开平5-295490号公报中公开了，将R-Fe-B系合金的熔体通过双辊、单辊等急冷凝固，制成具有微细结晶（结晶粒径为3-30μm）的0.05-3mm厚的薄板或薄片，如果将它细粉碎所得之合金粉末用于加压成形，就可得到磁特性、特别是（BH）max进一步提高的烧结永久磁铁。合金粉末的加压成形，为了确保磁场中成形时合金粉末的流动性，同时为了从金属模上脱模容易，通常是添加少量润滑剂来进行。如果成形时合金粉末没有流动性，则由于成形时的粉末和金属模（模壁面等）之间的摩擦而使模壁面和成形体表面上产生疵点、剥离、裂纹，而且妨碍合金粉末的旋转而影响取向（使各粉末粒子的容易磁化方向与磁场方向一致以发生磁各向异性）。作为永久磁铁用合金粉末加压成形时使用的润滑剂，迄今已提出了各种物质。例如，油酸、硬脂酸等高级脂肪酸类及其盐，或者是双酰胺（特开昭63-138706号，特开平4-214803号公报）、高级醇，聚乙二醇（特开平4-191302号公报）、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯等的聚氧乙烯衍生物（特开平4-124202号公报）、链烷烃和山梨糖醇酐脂肪酸酯或者是与甘油肪酸酯的混合物（特开平4-52203号公报）、固态石蜡、樟-->脑（特开平4-214804号公了）等。在特开平4-191392号公报中公开了，在R-Fe-B系永久磁铁合金细粉碎时添加润滑剂（高级脂肪酸或聚乙二醇），在磁铁粉末上干式被覆润滑剂。然而，以前的润滑剂，其润滑效果不那么高，因此为了防止成形时的模壁面及成形体表面的缺陷、剥离、裂纹等，另外还要在金属模上涂覆脱模剂和脱模油等（例如，脂肪酸酯类等），或者在合金粉末中大量添加润滑剂。在金属模上涂覆脱模剂等，使成形作业复杂化，妨碍磁铁的连续大量生产的生产率。此外，如果大量添加润滑剂，则烧结后的残留碳增加，所得磁铁的固有矫顽磁力（iHc）、最大磁能积〔（BH）max〕等的磁特性降低，而且润滑剂的凝聚性极高，即使在混合后也以凝聚粒子状态存在，因此烧结后形成大的孔穴，在最终工序涂覆防蚀膜时，成为产生膜气泡的原因。而且，如果润滑效果不够，则妨害在磁场中成形时合金粉末转向，结果得不到良好的取向度，剩余磁通密度（Br）不足。本专利技术的目的在于提供一种只需在合金粉末中少量添加润滑剂，不需在金属模上涂覆脱模剂就可以高产率大量地制造具有足够磁特性的R-Fe-B系烧结永久磁铁的方法，以及该方法中使用的R-Fe-B系烧结永久磁铁制造用的成形材料。本专利技术者们发现了，硼酸酯系化合物相对于R-Fe-B系合金粉末，以少量添加使之均匀分散在粉末内的同时，对降低模面-->和合金粉末以及合金粉末之间的摩擦的效果极高，而且在成形后的烧结过程中这些化合物极容易挥散，因而作为达到上述目的润滑剂是最适合的。如果将这种润滑剂配合到合金粉末中，不需向金属模上涂覆脱模剂就可以将合金粉末连续地大量成形，而且可以获得烧结后其剩余磁通密度（Br）、固有矫顽磁力（iHc）、以及最大磁能积〔（BH）max〕都很优良的R-Fe-B系永久磁铁。按照本专利技术，提供含有以R：10-30原子%（但，R是从含Y的稀土元素中选择出来的至少1种）、B：2-28原子%、Fe：65-82原子%（但，可以用Co取代直至50原子%的该Fe量）作为主成分的合金粉末，和作为润滑剂至少是1种硼酸酯系化合物的混合物构成的R-Fe-B系烧结永久磁铁制造用的成形材料。将该成形材料加压成形后，烧结，根据需要进行时效处理和防蚀膜的被覆，就可制造出磁特性优良的R-Fe-B系烧结永久磁铁。本专利技术中使用的R-Fe-B系合金粉末，是具有R：10-30原子%，B：2-28原子%，Fe：65-82原子%的组成，以R2Fe14B晶粒为主体的合金粉末。稀土类元素R是包含钇，并含有轻稀土类（从La至Eu）和重稀土（从Gd至Lu）两者的稀土元素。作为R，仅轻稀土类就足够了，特别优选Nd和Pr。通常，R仅是1种就行，但基于原料购入及其它理由，也可使用廉价的2种以上的稀土类元素的混合物（混-->合稀土、钕镨混合物等）。Sm、Y、La、Ce、Gd等，和/或与Pr等的混合物使用也很好。R没有必要使用纯稀土类元素，只要是可商业上购入的纯度就行。即使是有制造中不可避免杂质混入也无妨。稀土类元素R的比例不足10原子%时，a-Fe相析出，对粉碎带来不好的影响，而且得不到高磁特性，特别是高的固有矫顽磁力（iHc）。R一旦超过30原子%，则剩余磁通密度（Br）降低。B的比例不足2原子%时，得不到高的固有矫顽磁力，一旦超过28原子%则剩余磁通密度降低。Fe的比例不足65原子%时，剩余磁通密度不够，但如果超过82原子%，则得不到高的固有矫顽磁力。Fe的一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土类.铁系烧结永久磁铁制造用的成形材料，该成形材料是由合金粉末和作为润滑剂的至少１种硼酸酯系化合物的混合物构成，所述合金粉末含Ｒ：１０－３０原子％（但Ｒ是从含Ｙ的稀土元素中选择出来的至少１种）、Ｂ：２－２８原子％，Ｆｅ：６５－８２原子％（但该Ｆｅ量直至５０原子％都可用Ｃｏ取代）。

【技术特征摘要】
JP 1994-10-19 253904/94;JP 1993-12-28 335406/931、一种稀土类·铁系烧结永久磁铁制造用的成形材料，该成形材料是由合金粉末和作为润滑剂的至少1种硼酸酯系化合物的混合物构成，所述合金粉末含R：10-30原子%(但R是从含Y的稀土元素中选择出来的至少1种)、B：2-28原子%，Fe：65-82原子%(但该Fe量直至50原子%都可用Co取代)。2、根据权利要求1所述的成形材料，其中，所述硼酸酯系化合物，是相对于合金粉末，以0.01-...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥涉，平石信茂，岸本芳久，大北雅一，石恒尚幸，松浦裕，
申请(专利权)人：住友金属工业株式会社，住友特殊金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]