稀土類磁石的制造方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)提供稀土類磁石的制法，該制法不使用Dy、Tb等重稀土金屬，能夠在比以往稀土類磁石制法低溫的條件下使提高矯頑力（尤其是高溫環(huán)境下的矯頑力）的改性合金擴(kuò)散滲透，由此能盡可能廉價(jià)地制造矯頑力高的稀土類磁石。該制法包括以下兩步，第1步：將成為稀土類磁石材料的粉末加壓成形來制造成形體（S），所述粉末由RE-Fe-B系主相MP（RE：Nd、Pr中的至少一種）和位于主相MP周圍的RE-X合金（X：金屬元素）的晶界相BP構(gòu)成；第2步：使由共晶或富含RE的過共晶組成的RE-Y合金（Y：是金屬元素且不含重稀土元素）構(gòu)成的改性合金（M）與成形體（S）或?qū)⒊尚误w（S）熱塑性加工而成的稀土類磁石前體（C）接觸，進(jìn)行熱處理而使改性合金M的熔液擴(kuò)散滲透于成形體（S）、稀土類磁石前體（C）來制造稀土類磁石（RM）。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及。
技術(shù)介紹
使用鑭等稀土元素的稀土類磁石被稱為永久磁石，其用途是，除了被用于構(gòu)成硬盤、MRI的電機(jī)之外，還被用于混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車等驅(qū)動(dòng)用電機(jī)等。作為該稀土類磁石的磁石性能的指標(biāo)，可舉出剩余磁化(剩余磁通密度)和矯頑力，針對(duì)電機(jī)的小型化、高電流密度化所帶來的發(fā)熱量的增大，所使用的稀土類磁石對(duì)耐熱性的要求也進(jìn)一步提高，在高溫使用下如何能保持磁石的矯頑力成為該
中的重要研究課題之一。嘗試了通過如下方式等來增大其矯頑力，所述方式是:采用作為多用于車輛驅(qū)動(dòng)用電機(jī)的稀土類磁石之一的Nd-Fe-B系磁石時(shí)實(shí)現(xiàn)晶粒的微細(xì)化，使用Nd量多的組成合金，添加矯頑力性能高的Dy、Tb等重稀土元素。在提高矯頑力性能的重稀土元素中當(dāng)采用其使用量多的Dy時(shí)，它的埋藏量少，是昂貴的原料。因此，減少Dy量的同時(shí)保證矯頑力性能的乏Dy磁石、完全不使用Dy而保證矯頑力性能的無Dy磁石的開發(fā)在日本國是舉國之重要的開發(fā)課題之一。概述的一例，例如通常采用如下方法:一邊將使Nd-Fe-B系的金屬熔液急冷凝固而得到的微粉末進(jìn)行加壓成形一邊形成成形體，實(shí)施對(duì)該成形體賦予磁各向異性的熱塑性加工來制造稀土類磁石前體(取向磁石)，使提高其矯頑力的改性合金擴(kuò)散滲透于該稀土類磁石前體來制造稀土類磁石。在此，專利文獻(xiàn)1、2公開了通過采用各種方法賦予矯頑力性能高的重稀土元素來制造由納米結(jié)晶磁石構(gòu)成的稀土類磁石的方法。 專利文獻(xiàn)I公開的制造方法是使含有Dy、Tb中的至少一方的蒸發(fā)材料向熱塑性加工而得的成形體蒸發(fā)并從成形體的表面進(jìn)行晶界擴(kuò)散的制造方法。在該制造方法中，在使蒸發(fā)材料蒸發(fā)的工序中需要850 1050°C左右的高溫處理，該溫度范圍是根據(jù)剩余磁通密度的提高和抑制晶粒成長過快而規(guī)定的。但是，如果在850 1050°C左右的溫度范圍進(jìn)行熱處理則晶粒粗大化，作為其結(jié)果，矯頑力下降的可能性變高。即，雖然使Dy、Tb晶界擴(kuò)散，但結(jié)果不能充分提高矯頑力。另一方面，在專利文獻(xiàn)2中公開了以下制造方法:使Dy、Tb、Ho中的至少一種元素、或者它們和Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、S1、P、Co中的至少一種兀素的合金與稀土類磁石的表面接觸，以晶體粒徑不超過I μ m的方式進(jìn)行熱處理來使其晶界擴(kuò)散。在此，在專利文獻(xiàn)2中，熱處理時(shí)的溫度在500 800°C的范圍的情況下，Dy等向結(jié)晶晶界相擴(kuò)散的效果與抑制因熱處理導(dǎo)致的晶粒粗大化的效果的平衡優(yōu)異，易于得到高矯頑力的稀土類磁石。另外，其各種實(shí)施例公開了使用Dy-Cu合金在500 900°C進(jìn)行熱處理的例子，但因?yàn)楦鞣N實(shí)施例中代表性的85Dy-15Cu合金的熔點(diǎn)是1100°C左右，所以要使該金屬熔液擴(kuò)散滲透則需要1000°C左右以上的高溫處理，結(jié)果無法抑制晶粒的粗大化。鑒于這樣的各種狀況(Dy等的價(jià)格高漲、使含有高熔點(diǎn)重稀土元素的改性合金向晶界相擴(kuò)散時(shí)在高溫環(huán)境下的晶粒粗大化等)，本專利技術(shù)人等提出了以下的:通過使用不使用Dy、Tb等重稀土金屬的改性合金(改性相)，在較低溫的條件下使改性合金的熔液擴(kuò)散滲透，從而稀土類磁石的矯頑力、尤其是高溫環(huán)境下的矯頑力高。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2011-035001號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開2010-114200號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)是鑒于上述問題而完成的，目的在于提供以下制造方法:不使用Dy、Tb等重稀土金屬，能夠在比以往的低溫的條件下使提高矯頑力(尤其是高溫環(huán)境下的矯頑力)的改性合金擴(kuò)散滲透，由此能夠盡可能廉價(jià)地制造矯頑力高的稀土類磁石。為了達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的包括以下兩步，第I步:將成為稀土類磁石材料的粉末進(jìn)行加壓成形來制造成形體，所述粉末由RE-Fe-B系的主相(RE:NcUPr中的至少一種)和位于該主相周圍的RE-X合金(X:金屬元素)的晶界相構(gòu)成；第2步:使由RL-M合金(RL:輕稀土元素中的一種或二種以上，M:過渡金屬或典型金屬元素中的一種或二種以上且不含重稀土元素)構(gòu)成的改性合金與上述成形體接觸，進(jìn)行熱處理使改性合金的熔液擴(kuò)散滲透于成形體來制造稀土類磁石，所述RL-M合金是共晶或富含RL的過共晶組成。本專利技術(shù)的是以下的方法:不使用Dy、Tb等重稀土金屬而使用由熔點(diǎn)低的共晶或富 含RL的過共晶組成的RL-M合金(RL:輕稀土元素中的一種或二種以上，M:過渡金屬或典型金屬元素中的一種或二種以上且不含重稀土元素)構(gòu)成的改性合金并使其擴(kuò)散滲透，由此能制造其矯頑力、尤其是高溫環(huán)境下(例如150 200°C)的矯頑力高且磁化也比較高的稀土類磁石。應(yīng)予說明，作為該RL-M合金，優(yōu)選使用RE-Y合金(Y:為金屬元素且不含重稀土元素)、即含有Nd、Pr中的至少一種的合金。在作為本專利技術(shù)制造方法的制造對(duì)象的稀土類磁石中，當(dāng)然包含構(gòu)成組織的主相(晶粒)的粒徑為200nm以下左右的納米結(jié)晶磁石，還包含粒徑為300nm以上甚至粒徑為Iym以上的燒結(jié)磁石、用樹脂粘結(jié)劑粘結(jié)晶粒而得的粘結(jié)磁石等，但其中，從用具有700°C以下的較低熔點(diǎn)的改性合金進(jìn)行晶界相的改性，由此晶粒的粗大化不成為問題的方面看，對(duì)于使用含有熔點(diǎn)高的重稀土金屬的改性合金的以往的制造方法時(shí)晶粒的粗大化成為問題的納米結(jié)晶磁石是適宜的。首先，用液體急冷制作微細(xì)晶粒的急冷薄帶(急冷帶)，將其粗粉碎等而制作稀土類磁石用磁粉，將該磁粉填充至例如模內(nèi)并一邊用沖頭加壓一邊燒結(jié)而實(shí)現(xiàn)塊狀化，得到由納米晶體組織的RE-Fe-B系主相(RE:Nd、Pr中的至少一種,更具體而言是Nd、Pr、Nd-Pr中的任一種或二種以上)和位于該主相周圍的RE-X合金(X:金屬元素)的晶界相構(gòu)成的各向同性的成形體(第I步)。在該成形體中，構(gòu)成該晶界相的RE-X合金根據(jù)主相成分而不同，但RE為Nd時(shí)，由Nd與Co、Fe、Ga等中的至少一種以上的合金構(gòu)成，例如是Nd_Co、Nd-Fe> Nd-Ga> Nd-Co-Fe>Nd-Co-Fe-Ga中的任一種，或者是它們中的二種以上混合存在而得的物質(zhì)，成為富含Nd的狀態(tài)。應(yīng)予說明，RE為Pr時(shí)，與Nd同樣地成為富含Pr的狀態(tài)。接著，使由共晶或富含RE的過共晶組成的RE-Y合金(Y:為金屬元素且不含重稀土元素)構(gòu)成的改性合金與成形體接觸，在改性合金的熔點(diǎn)以上的溫度進(jìn)行熱處理而使其熔液從成形體的表面進(jìn)行擴(kuò)散滲透，由此可制造晶界相內(nèi)吸入RE-Y合金的熔液、成形體內(nèi)部發(fā)生組織變化的同時(shí)提高了矯頑力的稀土類磁石。應(yīng)予說明，在使改性合金與成形體接觸時(shí)，可以使將改性合金加工成期望形狀和尺寸的片或塊的材料與成形體接觸。應(yīng)予說明，為RE-Y的共晶組成時(shí)，基于以下理由，Y元素少的過共晶組成的改性效果高，所述理由是:由于與主相的Fe進(jìn)行置換的Y元素量多所以使主相的磁特性下降；以及，與Y元素相比RE與主相的相合性良好所以抑制對(duì)磁特性帶來不良影響的變形等，優(yōu)選富含RE。應(yīng)予說明，上述第2步，可以是在實(shí)施對(duì)第I步中制造的成形體賦予各向異性的熱塑性加工后使上述改性合金與熱塑性加工后的成形體部分地接觸的方法，此時(shí)，能夠制造不僅矯頑力性能優(yōu)異而且磁化性能也優(yōu)異的稀土類磁石。 此處，作為從共晶到富含稀土類的過共晶組成的改性合金，優(yōu)選使用Nd-Cu合金、Nd-Al合金、Pr-Cu合金、Pr-Al合金、Nd-Pr-Cu本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種稀土類磁石的制造方法，包括以下兩步，第1步：將成為稀土類磁石材料的粉末進(jìn)行加壓成形來制造成形體，所述粉末由RE?Fe?B系的主相和位于該主相周圍的RE?X合金的晶界相構(gòu)成，其中，RE是Nd、Pr中的至少一種，X是金屬元素，第2步：使由RL?M合金構(gòu)成的改性合金與所述成形體接觸，進(jìn)行熱處理而使改性合金的熔液擴(kuò)散滲透于成形體來制造稀土類磁石，其中，所述RL?M合金是共晶或富含RL的過共晶組成，RL是輕稀土元素中的一種或二種以上，M是過渡元素或典型金屬元素中的一種或二種以上且不含重稀土元素。

【技術(shù)特征摘要】
2012.01.26 JP 2012-014275;2012.10.12 JP 2012-22681.一種稀土類磁石的制造方法，包括以下兩步， 第I步:將成為稀土類磁石材料的粉末進(jìn)行加壓成形來制造成形體，所述粉末由RE-Fe-B系的主相和位于該主相周圍的RE-X合金的晶界相構(gòu)成，其中，RE是Nd、Pr中的至少一種，X是金屬兀素， 第2步:使由RL-M合金構(gòu)成的改性合金與所述成形體接觸，進(jìn)行熱處理而使改性合金的熔液擴(kuò)散滲透于成形體來制造稀土類磁石，其中，所述RL-M合金是共晶或富含RL的過共晶組成，RL是輕稀土元素中的一種或二種以上，M是過渡元素或典型金屬元素中的一種或二種以上且不含重稀土元素。2.—種稀土類磁石的制造方法，包括以下兩步， 第I步:將成為稀土類磁石材料的粉末進(jìn)行加壓成形來制造成形體，所述粉末由RE-Fe-B系的主相和位于該主相周圍的RE-X合金的晶界相構(gòu)成，其中，RE是Nd、Pr中的至少一種，X是金屬兀素，...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：芳賀一昭，宮本典孝，莊司哲也，佐久間紀(jì)次，大村真也，平岡基記，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國別省市：