永磁铁及永磁铁的制造方法技术

提供一种永磁铁的制造方法，使附着在包含润滑剂的烧结磁铁表面的Ｄｙ、Ｔｂ高效扩散到晶界相中，可以高生产效率制作出高磁特性的永磁铁；其包括：第一工序，使Ｄｙ、Ｔｂ中的至少一种，附着到包含润滑剂的铁－硼－稀土类系的合金原料粉末烧结而成的烧结磁铁表面的至少一部分中；第二工序，通过在规定温度下实施热处理，使附着在烧结磁铁表面上的Ｄｙ、Ｔｂ中中的至少一种扩散到烧结磁铁的晶界相中；此时，作为烧结磁铁使用的是平均结晶粒径在４μｍ～８μｍ范围内制作的磁铁。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其涉及通过使Dy及Tb扩散到Nb—Fe 一B系的烧结磁铁的晶界相中形成的高磁特性的永磁铁及该永磁铁的制造方法。
技术介绍
Nd—Fe—B系的烧结磁铁(所谓钕磁铁)，由于其是由铁和价格低廉、资源丰富、 可稳定供给的Nd、 B元素组合而成的，可廉价制造出，同时还具有高磁特性(最大能 积是铁氧体磁铁的10倍左右)，因而被广泛使用于电子设备等多种产品，近年来，油电 混合型汽车用的马达及发电机上的采用也取得了进展。另一方面，由于上述烧结磁铁的居里温度很低，仅为30(TC，因而存在下述问题， 当采用它的产品在有些使用状态下温度上升到超过规定温度时，就会因热而减磁。此外 还存在下述问题当把上述烧结磁铁用于所需的产品中时，有时需要把烧结磁铁加工成 一定形状，由于该加工，烧结磁铁的晶粒上会产生缺陷(裂纹等)及畸变，使其磁性显 著恶化。因此，当取得Nd—Fe—B系烧结磁铁时，可考虑添加具有比Nd大的4f电子的磁 各向异性、带有与Nd相同的负斯蒂芬斯因子，可大幅提高主相的结晶磁各向异性的Dy 及Tb，但由于Dy、 Tb在主相晶格中采用与Nd反向的自旋排列的费里磁结构，因而存 在磁场强度，进而言之，表示磁特性的最大能积大幅下降的问题。为了解决这一问题，有人建议在Nd—Fe—B系烧结磁铁的整个表面上形成具有 规定膜厚(可根据磁铁的体积形成3nm以上的膜厚)的Dy及Tb膜，继而在规定温度 下实施热处理，即可使表面上成膜的Dy及Tb均匀地向磁铁的晶界相扩散(参照非专 利文献l)。根据非专利文献l的报告，用上述方法制作出的永磁铁具有下述优点由于扩散到 晶相界中的Dy及Tb提高了各晶粒表面结晶磁各向异性，强化了晶核形成型的顽磁力 发生机制，因而可生产出具有在顽磁力飞速提高的同时，最大能积也几乎没有损失(例 如剩磁通密度14.5kG( 1.45T )、最大能积50MGOe(400 K j/m3)、顽磁力23kOe( 3MA/m)) 性能的永磁铁。作为Nd—Fe—B系烧结磁铁制造方法的一例，公知的有粉末冶金法，该方法先将 Nd、 Fe、 B按规定的组分比例配比，经熔化、铸造制作出合金原料，用例如氢化裂解工 序初步粉碎，再用射流碾磨微粉化工序微粉化得到合金原料粉末。接着，将得到的合金 原料粉末在磁场中定向(磁场定向)，在外加磁场的状态下压縮成形得到成形体。而后， 将该成形体在规定条件下烧结制造出烧结磁铁。作为磁场中的压縮成形法，通常可使用单轴加压式压縮成形机，该压缩成形机把合 金原料粉末填充到模具的贯通孔内形成的模腔中，利用上下一对冲头从上下方向上加压 (冲压)使合金原料粉末成形，但存在下述问题在用一对冲头压缩成形时，因填充在 模腔内的合金原料粉末中的微粉间的磨擦及合金原料粉末和安装在冲头上的模具壁面 间的磨擦，无法获得高定向性，无法实现磁特性的提髙。因此公知的是，在得到的合金粉末中添加硬脂酸锌等润滑剂，通过在磁场中压缩成 形时保证合金原料粉末的流动性、提高定向性的同时，使模型的起模变得容易(参照专 利文献2)。^一专利文献1: (Improvement of coercivity on thin Nd2Fel4B sintered Permenant magnets (薄型Nd2Fel4B系烧结磁铁中的顽磁力提高)/朴起兑、东北大学、博士论文， 平成12年3月23曰)专利文献2:特开2004-6761号公报(例如，参照
技术介绍
栏的记述)
技术实现思路
包含润滑剂的合金粉末材料烧结成的烧结磁铁，其晶界内残留有很多碳(润滑剂的灰分)。因此，针对上述方法制作的烧结磁铁，实施使烧结磁铁表面附着的Dy或Tb向 其晶界相扩散的上述处理时，有时由于Dy或Tb与残留碳(润滑剂的灰分)反应，会 阻碍Dy或Tb向晶界相扩散。Dy或Tb向晶界相的扩散受到阻碍，则不能在短时间内 完成扩散处理，生产效率降低。为此，本专利技术的第一目的在于提供一种永磁铁的制造方法，使包含润滑剂的烧结磁 铁表面附着的Dy或Tb可高效扩散到晶界相中，以高生产率制作出高磁特性的永磁铁。 另外，本专利技术的第二目的在于提供一种永磁铁，使Dy、 Tb仅高度扩散到包含润滑剂的 Nd—Fe—B系烧结磁铁的晶界相中，得到具有高磁特性的永磁铁。为了解决上述课题，权利要求1所述的永磁铁的制造方法，其特征在于，包括第 一工序，其使Dy、 Tb中的至少一种，附着到包含润滑剂的铁一硼一稀土类系的合金原 料粉末烧结而成的烧结磁铁表面的至少一部分上；第二工序，其通过在规定温度下实施 热处理，使附着在烧结磁铁表面上的Dy、 Tb中的至少一种扩散到烧结磁铁的晶界相中； 前述烧结磁铁使用的是平均结晶粒径在4jim 8^un范围内制作的磁铁。若采用本专利技术，通过将烧结磁铁的平均结晶粒径设定在4^m 8tim范围内，可不受 烧结磁铁内部残留的碳(润滑剂的灰分)的影响，附着在烧结磁铁表面的Dy及Tb可 高效快速扩散到晶界相内，实现高生产效率。若平均结晶粒径小于4nm， Dy或Tb扩散 到晶界相中成为具有高顽磁力的永磁铁M,但是，向合金粉末中添加润滑剂使其在磁场 中压縮成形时保持流动性且提高定向性的效果受到影响，烧结磁铁的定向性恶化，其结 果，导致表示磁特性的剩磁通密度和最大能积下降。另一方面，若平均结晶粒径超过8Mm，结晶变大顽磁力低下，并且，晶界的表面积 变小，而晶界附近的残留碳(润滑剂的灰分)的浓度变高，顽磁力进一步下降。另外， 残留碳与Dy或Tb发生反应，阻碍Dy向晶界相扩散，使扩散时间变长生产效率降低。 将前述烧结磁铁配置到处理室内并加热的同时，最好进行前述第一及第二工序，使 配置在相同或其他处理室内的至少含Dy及Tb中的一种的蒸发材料蒸发，调节该蒸发 的蒸发材料向烧结磁铁表面的供给量使其附着，使该附着蒸发材料的Dy、 Tb在烧结磁6铁表面上形成蒸发材料膜之前扩散到烧结磁铁的晶界相中。若采用本专利技术，将蒸发的蒸发材料提供到被加热到规定温度的烧结磁铁表面并附 着。此时，由于烧结磁铁被加热到能得到最佳扩散速度的温度的同时，调节了蒸发材料 向烧结磁铁表面的供给量，附着在表面的Dy、 Tb金属原子在形成薄膜前依次扩散到烧 结磁铁的晶界相中(即，向烧结磁铁表面供给Dy或Tb等金属原子的处理与向烧结磁 铁的晶界相扩散的处理一次进行(真空蒸气处理))。因此，永磁铁表面的状态与实施上 述处理前的状态大致相同，防止了制作出的永磁体表面恶化(表面粗糙度变差)，并且， 特别是抑制了 Dy或Tb过剩地扩散到烧结磁铁表面附近粒界内，不需要其它的后续工 序提高了生产效率。此外，由于使Dy或Tb均匀地扩散到烧结磁铁的晶界相中，晶界相中具有Dy、Tb 富相(含5 80。/。范围的Dy、 Tb的相)，并且Dy及Tb仅扩散到晶粒的表面附近，结果 是可获得具有高顽磁力的高磁特性的永磁铁。另外，在加工烧结磁铁时其表面附近的晶 粒上产生缺陷(裂纹)的情况下，Dy、 Tb富相形成于其裂纹内侧，可恢复磁化及顽磁 力。进行上述处理时，如预先将所述烧结磁铁及蒸发材料分隔配置，则当使蒸发材料蒸 发时，可防止熔化的蒸发材料直接附着到烧结磁铁上。如改变配置在前述处理室内的前述蒸发材料的表面系数来增减一定温度下的蒸发 量，例如在处理室内设置用来增减Dy、 T本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种永磁铁的制造方法，其特征在于，包括：第一工序，其使Ｄｙ、Ｔｂ中的至少一种，附着到包含润滑剂的铁－硼－稀土类系的合金原料粉末烧结而成的烧结磁铁表面的至少一部分上；第二工序，其通过在规定温度下实施热处理，使附着在烧结磁铁表面上的Ｄｙ、Ｔｂ中的至少一种扩散到烧结磁铁的晶界相中；前述烧结磁铁使用的是平均结晶粒径在４μｍ～８μｍ范围内制作的磁铁。

【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：永田浩，新垣良宪，
申请(专利权)人：株式会社爱发科，
类型：发明
国别省市：JP[日本]