F-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法技术

本发明专利技术的Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土类烧结磁铁，在距磁铁体的表面深度２０μｍ的位置上的上述Ｒ↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ型化合物晶粒具有在外壳部中厚度为１ｎｍ以上２μｍ以下的（ＲＬ↓［１－ｘ］ＲＨ↓［ｘ］）↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ（０．２≤ｘ≤０．７５）层。这里，轻稀土类元素ＲＬ是Ｎｄ和Ｐｒ中的至少１种，重稀土类元素ＲＨ是选自Ｄｙ，Ｈｏ和Ｔｂ中的至少１种。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及作为主相具有将R2Fe14B型化合物晶粒(R为稀土类元 素)的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法，特别是，涉及含有轻 稀土类元素RL (Nd和Pr中的至少1种)作为主要的稀土类元素R， 并且，轻稀土类元素RL的一部分被重稀土类元素RH (选自Dy， Ho 和Tb中的至少1种)置换的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法。
技术介绍
将Nd2Fei4B型化合物作为主相的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁是永久 磁铁中具有最高性能的磁铁，这是公知，正在硬盘驱动器的音圈电动 机(VCM)和混合车搭载用电动机等中的各种电动机，家电制品等中 使用。当在电动机等中使用R-Fe-B系稀土类烧结磁铁时，为了与高温 中的使用环境对应，要求优越的耐热性。作为提高R-Fe-B系稀土类烧结磁铁的耐热性的一个方法是提高矫 顽力，为了提高矫顽力，用将重稀土类元素RH作为原料进行配制， 熔制得到的合金。当用该方法时，因为作为稀土类元素R用重稀土类 元素RH置换含有轻稀土类元素RL的R2FeuB相的稀土类元素R，所 以提高了 R2Fe14B相的结晶磁各向异性(决定矫顽力的本质的物理量)。 但是，因为与R2Fe14B相中的轻稀土类元素RL的磁矩处于与Fe的磁 矩同一的方向相对，重稀土类元素RH的磁矩处于与Fe的磁矩相反的 方向，所以越是用重稀土类元素RH置换轻稀土类元素RL，剩余磁通 密度Br降低越多。另一方面，因为重稀土类元素RH是稀少的资源，所以希望削减 它的使用量。根据这些理由，不优选用重稀土类元素RH置换全部轻 稀土类元素RL的方法是。为了发现通过添加比较少量的重稀土类元素RH，由重稀土类元素 RH提高矫顽力的效果，提出了在包含许多轻稀土类元素RL的主相系统母合金粉末中添加包含许多重稀土类元素RH的合金 化合物等的 粉末，进行成形 烧结的方案。当根据该方法时，因为重稀土类元素 RH许多分布在R2Fe14B相的晶界附近，所以可以高效率地提高主相外 壳部中的R2Fe14B相的结晶磁各向异性。因为R-Fe-B系稀土类烧结磁 铁的矫顽力发生机构是核生成型(成核型)，所以通过在主相外壳部(晶 界附近)分布许多重稀土类元素RH，提高整个晶粒的结晶磁各向异性, 妨碍逆磁区的核生成，结果，提高了矫顽力。另外，因为在晶粒的中 心部中，不产生由重稀土类元素RH进行的置换，所以也能够抑制剩 余磁通密度Br的降低。但是，当实际上试着实施该方法时，因为在烧结工序(在工业规 模中在1000°C到1200°中实施)中重稀土类元素RH的扩散速度增大， 所以重稀土类元素RH也扩散到晶粒的中心部，结果不容易得到期待 的组织构造。进一步作为R-Fe-B系稀土类烧结磁铁的别的矫顽力提高方法，正 在研讨通过在烧结磁铁的阶段中用含有重稀土类元素RH的金属，合 金，化合物等覆盖磁铁表面后，进行热处理，使其扩散，不怎么降低 剩余磁通密度地恢复或提高矫顽力(专利文献1 5)。专利文献1揭示了通过在烧结磁铁体的被研削加工面上形成由R' (R'是Nd， Pr， Dy， Ho， Tb中的至少1种)构成的薄膜层，此后在 真空或非活性气体中施加热处理，由于薄膜层和变质层的扩散反应使 研削加工面的变质层成为重整层，使矫顽力恢复的情形。专利文献2揭示了通过一面在与微小磁铁的最表面上露出的晶粒 的半径相当的深度以上形成金属元素R (该R是Y和从Nd， Dy， Pr， Ho， Tb选出的稀土类元素中的至少l种或2种以上)的薄膜， 一面使 其扩散，因此，使加工变质损伤部分重整使(BH)皿恢复的情形。专利文献3揭示了在烧结磁铁的表面附近设置固有矫顽力比磁铁 内部高的层的情形。该固有矫顽力高的层是通过溅射等在烧结磁铁的 表面上形成由Tb， Dy， Al， Ga等材料构成的薄膜层后，通过热处理 使上述材料扩散到烧结磁铁表面上形成的。专利文献4揭示了通过在R-Fe-B系磁铁表面上，用物理方法堆积 含有从Pr, Dy， Tb， Ho选出的元素的膜，使其扩散浸透，得到高矫 顽力或高剩余磁通密度的情形。专利文献5揭示了通过在厚度2mm以下的磁铁表面上形成将稀土 类元素作为主体的化学相生长膜后进行热处理，稀土类元素扩散到磁 铁内部，使表面附近的加工恶化层重整，恢复磁铁特性的情形。专利文献6揭示了用于恢复R-Fe-B系微小烧结磁铁和粉末的矫顽 力的稀土类元素的吸附法。在该方法中，使吸附金属(Yb， Eu， Sm 等的沸点比较低的稀土类金属)与R-Fe-B系微小烧结磁铁和粉末混合 后， 一面搅拌一面进行用于在真空中均匀加热的热处理。通过该热处 理，稀土类金属覆盖在磁铁表面上并且扩散到内部。又在专利文献6 中，也记载着吸附沸点高的稀土类元素(例如Dy)的实施方式。因为 记载着在使用该Dy等的实施方式中，通过高频加热方式，选择地将 Dy等加热到高温，但是例如Dy的沸点为2560。C，将沸点U93。C的 Yb加热到S00 850。C和用通常的电阻加热不能够充分加热的情形， 所以考虑将Dy加热到至少超过1000°C的温度。进一步，记载着使 R-Fe-B系微小烧结磁铁和粉末的温度保持在700 850°C是令人满意的 情形。专利文献1:日本特开昭和62-074048号专利公报 专利文献2:日本特开2004-304038号专利公报 专利文献3:日本特开平1-117303号专利公报 专利文献4:日本特开2005-11973号专利公报 专利文献5:日本特开2005-285859号专利公报 专利文献6:日本特开2004-296973号专利公报
技术实现思路
专利文献1到专利文献5中揭示的现有技术，都在烧结磁铁体表 面上形成稀土类金属的覆盖膜，通过热处理使稀土类金属扩散到磁铁 内部。结果，在磁铁表层区域(从表面到深度数十pm的区域)中，将 在稀土类金属膜和烧结磁铁体的界面上的稀土类金属浓度的大浓度差作为驱动力，不可避免稀土类金属也扩散到主相中心部附近，剩余磁通密度Br降低了。另外，如果根据这些现有技术，则对于例如厚度3mm以上的磁铁 使稀土类金属扩散到磁铁体内部的深处是困难的，在磁铁体的表层部 分和磁铁体的内部产生大的矫顽力差。即便在专利文献6中揭示的现有技术中，因为将Dy等稀土类金属 加热到充分气化的温度，形成薄膜，所以成膜速度比磁铁中的扩散速 度压倒地高，在磁铁表面上形成厚的Dy膜。结果，与在专利文献1 5中揭示的现有技术同样，在磁铁体的表层区域中，不可避免Dy也扩 散到主相中心部附近，剩余磁通密度Br降低了。另外，因为用高频加热吸附原料和磁铁双方，所以只将稀土类金 属加热到充分的温度而将磁铁保持在对磁特性没有影响的那种低温上 是不容易的，磁铁限于难以感应加热的粉末状态或极微小的状态。进一步，在专利文献1 6的方法中，因为当成膜处理时在装置内 部的磁铁以外的部分(例如真空室内壁)上也堆积大量稀土类金属， 所以与作为贵重资源的重稀土类金属元素的省资源化背道而驰。本专利技术就是为了解决上述课题提出的，本专利技术的目的是提供重稀 土类元素RH在主相晶粒内部几乎没有粒内扩散(到主相晶粒内部的 体积扩散)，只分布在外壳部(晶界附近)，几乎不降低剩余磁通密度 地直到磁铁内部提高了矫顽力的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁。本专利技术的R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土类烧结磁铁，其特征在于：　具有Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土类烧结磁铁体，该Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土类烧结磁铁体，包含Ｒ↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ型化合物晶粒作为主相，并含有重稀土类元素ＲＨ，所述Ｒ↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ型化合物晶 粒含有轻稀土类元素ＲＬ作为主要的稀土类元素Ｒ，其中，该轻稀土类元素ＲＬ为Ｎｄ和Ｐｒ中的至少１种，该重稀土类元素ＲＨ为选自Ｄｙ、Ｈｏ和Ｔｂ中的至少１种；　在距所述Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土类烧结磁铁体的表面深度２０μｍ的位置上的所述Ｒ↓［２］Ｆ ｅ↓［１４］Ｂ型化合物晶粒，在外壳部中具有平均厚度为２μｍ以下的ＲＨ扩散层，该ＲＨ扩散层为（ＲＬ↓［１－ｘ］ＲＨ↓［ｘ］）↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ层，其中０．２≤ｘ≤０．７５；　且，在距所述Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系稀土类烧结磁铁体的所述表面深度 ５００μｍ的位置上的所述Ｒ↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ型化合物晶粒，在外壳部中具有平均厚度为０．５μｍ以下的ＲＨ扩散层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉村公志，森本英幸，小高智织，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]