NdFeB系烧结磁体制造技术

本发明专利技术提供一种NdFeB烧结磁体，其为利用晶界扩散法制造的NdFeB烧结磁体，其具有高矫顽力和矩形比，最大磁能积的降低少。本发明专利技术的NdFeB烧结磁体的特征在于，其为通过晶界扩散处理而使附着在基材表面的Dy和/或Tb（以下，将“Dy和/或Tb”记为“RH”）扩散到该基材内部的晶界的NdFeB烧结磁体，所述基材是通过将NdFeB合金的粉末进行取向、烧结而制造的，从附着有RH的面至深度3mm为止的范围内，晶界中的RH浓度Cgx(wt%)与同一深度的、构成基材的粒子即主相粒子中的RH浓度Cx(wt%)之差Cgx-Cx为3wt%以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】NdFeB系烧结磁体
本专利技术涉及通过晶界扩散处理制造的NdFeB系烧结磁体。
技术介绍
NdFeB系烧结磁体于1982年被佐川(本专利技术人之一)等发现，其具有显著超越当时的永久磁体的特性，具有能够由Nd (稀土类的一种)、铁和硼这样的较丰富且廉价的原料来制造的优点。因此，NdFeB系烧结磁体被应用于混合动力汽车或电动汽车的驱动用马达、电动辅助型汽车用马达、产业用马达、硬盘等的音圈马达、高级扬声器、耳机、永久磁体式磁共振诊断装置等各种制品中。这些用途中使用的NdFeB系烧结磁体要求具有高矫顽力H。:、高最大磁能积(BH)max和高矩形比SQ。此处的矩形比SQ如下定义:在从横轴为磁场、纵轴为磁化强度的图表的第I象限横穿第2象限的磁化强度曲线中，与磁场为O相对应的磁化强度值降低10%时的磁场绝对值Hk除以矫顽力Hcj所得的值Hk/H。:。作为用于提高NdFeB系烧结磁体的矫顽力的方法，有在制作起始合金的阶段中添加Dy和/或Tb (以下，将“Dy和/或Tb”记为“RH”)的方法(单合金法)。另外，有如下方法:制造不含Rh的主相系合金和添加有Rh的晶界相系合金这两种起始合金的粉末，将它们相互混合并使其烧结(双合金法)。进而，还有如下方法:在制作NdFeB系烧结磁体后，将其作为基材，通过对表面涂布、蒸镀等而使Rh附着，并进行加热，由此使Rh从基材表面穿过基材中的晶界而扩散至该基材内部(晶界扩散法)(专利文献I)。通过上述方法能够提高NdFeB系烧结磁体的矫顽力，但另一方面，已知烧结磁体中的主相粒子内存在Rh时，最大磁能积降低。对于单合金法而言，由于在起始合金粉末的阶段中主相粒子内就包含Rh，因此导致基于其而制作的烧结磁体的主相粒子内也包含Rh。因此，通过单合金法制作的烧结磁体的矫顽力提高，但最大磁能积降低。与此相对，对于双合金法而言，Rh大多能够存在于主相粒子间的晶界中。因此，与单合金法相比能够抑制最大磁能积的降低。另外，与单合金法相比能够减少作为稀有金属的Rh的用量。对于晶界扩散法而言，附着在基材表面的Rh穿过因加热而液化的基材内的晶界并向其内部扩散。因此，晶界中的Rh的扩散速度明显比从晶界向主相粒子内部的扩散速度快，Rh被迅速地供给至基材内的深处。与此相对，由于主相粒子仍为固体，因此从晶界向主相粒子内的扩散速度慢。通过利用该扩散速度之差，调整热处理温度和时间，能够实现如下理想状态:仅在非常接近基材中的主相粒子的表面(晶界)的区域中Rh浓度高，在主相粒子的内部Rh浓度低。由此能够提高矫顽力，并且与双合金法相比更加能够抑制最大磁能积(BH)max的降低。另外，与双合金法相比更加能够抑制作为稀有金属的Rh的用量。另一方面，作为用于制造NdFeB系烧结磁体的方法，有加压磁体制造方法和无加压磁体制造方法。加压磁体制造方法为如下方法:将起始合金的微粉末(以下记为“合金粉末”)填充到模具中，利用压制机对合金粉末施加压力，并且施加磁场，由此同时进行压缩成形体的制作和该压缩成形体的取向处理，加热从模具中取出的压缩成形体并使其烧结。无加压磁体制造方法为如下方法:对填充到规定填充容器中的合金粉末不进行压缩成型，而是以填充在该填充容器中的状态直接进行取向并烧结。对于加压磁体制造方法而言，为了制作压缩成形体而需要大型的压制机，因此难以在密闭空间内进行，而与此相对，由于无加压磁体制造工序中不使用压制机，因此具有能够在密闭空间内进行从填充起到烧结为止的操作的优点。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开W02006/043348号公报专利文献2:国际公开W02011/004894号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题晶界扩散法中，通过蒸镀/涂布等而附着在基材表面的Rh向基材内的扩散容易程度、能够进行扩散的从基材表面起的深度等明显受到晶界状态的影响。本专利技术人发现:存在于晶界中的富稀土相(与主相粒子相比稀土元素的比率更高的相)成为通过晶界扩散法使Rh扩散时的主要通路，为了使Rh从基材表面扩散至充分的深度，理想的是，在基材的晶界中，富稀土相连续而在中途无中断(专利文献2)。其后，本专利技术人进一步进行实验时，发现了以下内容。在NdFeB系烧结磁体的制造中，从减小合金粉末的粒子间的摩擦、进行取向时粒子容易旋转等的理由出发，在合金粉末中添加有机系润滑剂，但该润滑剂中含有碳。该碳大多在烧结时氧化而释放到NdFeB系烧结磁体的外部，但一部分残留在NdFeB系烧结磁体中。其中，残留在晶界的碳发生聚集，在富稀土相中形成富碳相(碳浓度比NdFeB系烧结磁体整体的平均更高的相)。与主相粒子间的距离狭窄、杂质难以混入的二粒子晶界部(仅被两个主相粒子夹持的晶界部分)相比，晶界中的碳大量聚集在主相粒子间的距离宽阔、杂质容易混入的晶界三重点(被三个以上的主相粒子包围的晶界部分)。因此，富碳相大多形成在晶界三重点。如上所述，存在于晶界中的富稀土相成为使Rh向NdFeB系烧结磁体的内部扩散时的主要通路。然而，富稀土相中的富碳相发挥了像将Rh的扩散通路堵塞的堤坝那样的作用，阻碍Rh经由晶界的扩散。若Rh经由晶界的扩散受到阻碍，则NdFeB系烧结磁体的表面附近的Rh浓度变高，并且Rh大量侵入表面附近的区域的主相粒子内，导致该部分的最大磁能积降低。为了去除这种最大磁能积的降低部分，有时也在晶界扩散处理后将NdFeB系烧结磁体的表面附近削去，此时，会浪费贵重的Rh。另外，无法使Rh遍布磁体整体的晶界，无法充分提高矫顽力和矩形比。本专利技术要解决的问题是:提供一种NdFeB系烧结磁体，其为通过晶界扩散法制造的NdFeB系烧结磁体，其具有高矫顽力和矩形比，最大磁能积的降低少。用于解决问题的方案为了解决上述问题而成的、本专利技术的NdFeB系烧结磁体的特征在于，其是通过晶界扩散处理而使附着在基材表面的Dy和/或Tb (Rh)扩散到该基材内部的晶界的NdFeB系烧结磁体，所述基材是通过将NdFeB系合金的粉末进行取向、烧结而制造的，从附着有Rh的面至深度3mm为止的范围内，晶界中的Rh浓度Cgx (wt%)与同一深度的、构成基材的粒子即主相粒子中的Rh浓度Cx(wt%)之差Cgx-Cx为3wt%以上。如上所述，若在晶界三重点形成富碳相，则在晶界扩散处理时，与Rh流入该晶界三重点的量相比，Rh从该晶界三重点中流出的量减少，该晶界三重点中的Rh浓度变高。另外，由于Rh流出的量减少，与比该晶界三重点更靠近附着面的二粒子晶界部相比，比该晶界三重点更远离附着面的二粒子晶界部的Rh浓度变低。因此，以往的NdFeB系烧结磁体中，晶界三重点附近的Rh浓度差变大，并且Rh不会向深处扩散。本专利技术人通过实验进行证实时，在以往的NdFeB系烧结磁体中，从附着面起深度3mm的地点的、晶界中的Rh浓度与主相粒子中的Rh浓度之差为lwt%左右。另一方面，本专利技术的NdFeB系烧结磁体中，从Rh的附着面起到至少深度3mm的地点为止，晶界中与主相粒子的Rh浓度差为3wt%以上。由此可认为Rh主要穿过晶界中而扩散，向主相粒子的侵入变少。因此，本专利技术的NdFeB系烧结磁体中，可通过晶界扩散处理获得比以往的NdFeB系烧结磁体更高的矫顽力和矩形比，并且能够抑制最大磁能积的降低。需要说明的是，为了制造本专利技术的NdFeB系烧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种NdFeB系烧结磁体，其特征在于，其为通过晶界扩散处理而使附着在基材表面的Dy和/或Tb扩散至该基材内部的晶界的NdFeB系烧结磁体，所述基材是通过将NdFeB系合金的粉末进行取向、烧结而制造的，以下，将“Dy和/或Tb”记为“RH”，从附着有RH的面至深度3mm为止的范围内，晶界中的RH浓度Cgx(wt%)与同一深度的、构成基材的粒子即主相粒子中的RH浓度Cx(wt%)之差Cgx?Cx为3wt%以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.27 JP 2011-286864;2012.02.09 JP 2012-02671.一种NdFeB系烧结磁体，其特征在于，其为通过晶界扩散处理而使附着在基材表面的Dy和/或Tb扩散至该基材内部的晶界的NdFeB系烧结磁体，所述基材是通过将NdFeB系合金的粉末进行取向、烧结而制造的，以下，将“Dy和/或Tb”记为“Rh”， 从附着有Rh的面至深度3mm为止的范围内，晶界中的Rh浓度Cgx (wt%)与同一深度的、构成基材的粒子即主相粒子中的Rh浓度Cx(wt%)之差Cgx-Cx为3wt%以上。2.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐川真人，沟口彻彦，
申请(专利权)人：因太金属株式会社，
类型：
国别省市：