稀土类永磁体制造技术

本发明专利技术涉及稀土类永磁体。提供了对于汽车用内部永磁体型电动机最优化的稀土类永磁体，其能够提高抗腐蚀性、抗磨损性和抗冲击性。通过在Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系永磁体（２２）的表面上形成厚度为１５μｍ以上、３０μｍ以下并且形状为柱状晶体结构的电镀Ｎｉ涂膜（２１），构成稀土类永磁体（１６），其中Ｒ是稀土元素。电镀Ｎｉ涂膜（２１）具有维氏硬度为３００以上、６００以下的高硬度区域以及维氏硬度为１５０以上、３００以下的低硬度区域。在如下状态下使用稀土类永磁体（１６）：稀土类永磁体（１６）插入到汽车用ＩＰＭ型电动机的转子轭中的槽中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及插入到汽车用IPM型电动机的转子轭中的槽中的稀土类永磁体。
技术介绍
作为稀土类永磁体，R-Fe-B系稀土类永磁体(R是稀土元素)是公知的。作为高 质量永磁体，R-Fe-B系稀土类永磁体用于要求这种高质量的电动汽车或混合动力车。但 是，由于R-Fe-B系稀土类永磁体包含容易氧化的稀土元素和铁作为主要成分，所以存在如 下的问题其抗腐蚀性相对较低，并由于腐蚀而引起磁性的劣化和偏差。 另外，由于电动汽车或混合动力车的电动机要求高性能，所以在许多情况下采用 了内部永磁体(IPM)型电动机。IPM型电动机具有这样的转子结构，其中磁体插入到设置 在轭内的槽中，轭是通过层叠硅钢片而形成的。由于轭是通过对冲孔的硅钢片进行层叠而 制造的，所以在槽的表面上可能出现诸如冲孔刃的污损或刮擦的凹凸。因此，当将表面涂有 抗腐蚀层的R-Fe-B系永磁体插入槽中时，该抗腐蚀层可能被这种凹凸而刮擦。结果，磁体 的抗腐蚀存在问题，使得磁气特性和电动机特性可能劣化。另外，由于IPM型电动机的旋转 达6000rpm以上，所以在旋转过程中，对槽中的磁体施加大的离心力以及磁体的大的磁吸 引力。 因此，磁体在槽中在径向上移动，使得磁体可能与轭碰撞。结果，也存在如下的问 题涂层被刮擦或磨损，并且涂层中出现裂纹。 由于该原因，在汽车用IPM型电动机的R-Fe-B系永磁体的表面处理中，除了抗腐 蚀性(不易腐蚀的性质)之外，还需要抗磨损性(不易磨损的性质)和抗冲击性(不易破 裂的性质)。 为了提高抗腐蚀性、抗磨损性和抗冲击性，提出了如下技术在稀土类永磁体的表 面上形成由抗氧化金属构成的保护层。例如，日本特开平(JP-A)9-7810号公报公开了一种 叠层涂层，通过组合低硬度不光亮Ni涂膜和高硬度光亮Ni涂膜而形成该叠层涂层，以提高 抗腐蚀性并且保证抗磨损性。另外，日本特开(JP-A) 2003-97429号公报公开了一种Ni-P 涂层，该Ni-P涂层形成铁系烧结材料的表面上，具有大约690至820的维氏硬度，以提高铁 系烧结材料的抗磨损性。 但是，在JP-A 9-7810号公报和JP-A 2003-97429号公报中公开的稀土类永磁体 不能同时满足抗腐蚀性、抗磨损性和抗冲击性的全部要求。因此，需要满足全部这些要求的 稀土类永磁体。
技术实现思路
本专利技术旨在提供对于汽车用IPM型电动机来说最优的稀土类永磁体，其能够提高 抗腐蚀性、抗磨损性和抗冲击性。 根据本专利技术的实施方式，提供一种插入到汽车用IPM型电动机的转子轭中的槽中 的稀土类永磁体，其中，在R-Fe-B系永磁体(R是稀土元素)的表面上形成有厚度为15iim以上并且30ym以下的单层电镀Ni涂膜，其中，所述电镀Ni涂膜具有维氏硬度为300以上 并且600以下的高硬度区域、以及维氏硬度为150以上并且300以下的低硬度区域，并且其 中所述高硬度区域和所述低硬度区域混合布置在二维平面中。 在本专利技术中，优选的是，所述高硬度区域中的维氏硬度为350以上并且600以下， 所述低硬度区域中的维氏硬度为150以上并且250以下。根据该结构，可以实现高性能涂 层，该涂层具有作为冲击吸收材料的功能和作为具有高硬度和优异可滑动性的抗磨损材料 的功能。 在本专利技术中，优选的是，所述电镀Ni涂膜具有柱状晶体结构。由于晶体结构，可以 可靠地覆盖具有大晶粒和粗糙表面的磁体本体的晶界(grain boundary)部分，使得可以可 靠地掩埋针孔(pinhole)。 按照该方式，根据本专利技术，在稀土类永磁体的表面上形成有电镀Ni涂膜，该电镀 Ni涂膜具有作为冲击吸收材料的功能和作为具有高硬度和优异可滑动性的抗磨损材料的 功能。因此，即使在稀土类永磁体用于插入到汽车用IPM型电动机的转子轭的槽中的情况 下，也可以抑制由涂层的刮擦所引起的磁体基部的暴露以及涂层的裂纹，这可以为磁体提 供优异的抗腐蚀性、抗磨损性和抗冲击性。附图说明 结合附图，根据对特定优选实施方式的以下描述，本专利技术的上述特征和优点将变 得更明显，在附图中 图1是例示采用了根据本专利技术的稀土类永磁体的IPM型电动机的结构的分解立体 图； 图2是例示IPM型电动机的主要部分的正面图； 图3是例示根据本专利技术实施方式的稀土类永磁体的结构的示意性截面图；以及 图4是例示保护层的截面中的维氏硬度分布的示意图。具体实施例方式下面将参考附图来详细地描述本专利技术的优选实施方式。 图1是例示采用了根据本专利技术的稀土类永磁体的IPM型电动机的结构的分解立体 图。图2是例示IPM型电动机的主要部分的正面图。 如在图1中所示，IPM型电动机10包括定子12和布置在定子12内的转子14。转 子14包括轭14a和布置在轭14a中的稀土类永磁体16。 多个定子磁极12a被布置为从定子12的内周向定子12的中心突出。每一个定子 磁极12a中装配有线圈(未示出)。突起12b被布置为从定子12的外周突出。将各个突起 12b通过将螺栓(未示出)插入在其中穿孔的孔中而固定到壳体(未示出)。 通过层叠多个硅钢片而构造转子14的轭14a。多个转子磁极14b被布置为从转子 14突出而面对定子磁极12a。通过穿孔而在各个转子磁极14b中形成磁体插入槽14c。稀 土类永磁体16在转子的径向上布置在槽14c的内侧。 根据本实施方式的IPM型电动机10由薄的内部转子型无刷电动机构成。转子14 的中心侧处的安装表面18的螺栓接合部18a(图2中示出)与汽车引擎的曲柄轴(未示4出)的端部螺栓接合，转子14的圆周侧处的安装表面20的螺栓接合部20a(图2中示出) 与变速器(transmission)(未示出)螺栓接合，使得电动机用作混合动力车的驱动源。 图3是例示根据本专利技术实施方式的稀土类永磁体16的结构的示意性截面图。 如图3中所示，稀土类永磁体16形成为大致板状，其中在其几乎全部表面上布置 有保护层21。保护层21由单层镀金属涂膜构成。该镀金属涂膜具有多晶结构，并优选地具 有柱状晶体结构。这是因为，通过使用具有柱状晶体结构的镀金属涂膜，可以获得高的抗腐 蚀性。 柱状晶体优选地在径向上生长。根据该结构，在晶体晶界相对较复杂地交叉的情 况下，可以抑制外界腐蚀材料透过晶界扩散。关于柱状晶体的大小，优选的是，平均长方向 直径是2 i！ m以上，平均短方向直径是1 y m以下。由于诸如磁体基体22的粉末冶金处理中 的烧结合金的晶粒直径较粗，所以一些涂膜可能不能覆盖磁体基体22的晶界部分(换言 之，可能不能掩埋针孔)。但是，由于具有柱状晶体结构的涂膜在电结晶化中密集地生长，所 以这样的涂膜适于掩埋针孔。 另夕卜，保护层21的厚度优选为15iim到30iim。如果厚度小于15 y m，则不能掩埋 针孔，并且不能获得足够的抗腐蚀性。如果厚度超过30 ii m，则该厚度大大影响尺寸精度，并 且不能获得有效的磁气特性。因此，可能增加成本和/或膜淀积时间。 另外，同一层中的平面方向上的保护层21的维氏硬度优选是300以上、600以下， 即，在高硬度区域，更优选为350以上、600以下。由于该高硬度区域，可以获得全部保护层 中的高抗磨损性。另外，如果维氏硬度为600以上，则全部保护层中的硬度都很高，使得保 护层21可能容易断本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土类永磁体，该稀土类永磁体插入到汽车用内部永磁体型电动机的转子轭中的槽中，该稀土类永磁体包括：Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系永磁体，其中Ｒ是稀土元素；和形成在所述Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系永磁体上的具有单层的电镀Ｎｉ涂膜，该电镀Ｎｉ涂膜的厚度为１５μｍ以上、３０μｍ以下，其中，所述电镀Ｎｉ涂膜具有维氏硬度为３００以上、６００以下的高硬度区域，以及维氏硬度为１５０以上、３００以下的低硬度区域，并且其中，所述高硬度区域和所述低硬度区域混合布置在二维平面中。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：萩原淳，永井武司，小松敏泰，真谷康隆，久保田诚，西山忠夫，冈田秀德，
申请(专利权)人：TDK株式会社，本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]