[發(fā)明專利]稀土合金磁性粉末成形體的制造方法及稀土磁鐵的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01104329.6
• 申請日: 2001-02-27
• 公開（公告）號(hào): CN1314223A
• 公開（公告）日: 2001-09-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 德原宏樹;奧村修平;太田晶康
• 申請（專利權(quán)）人: 住友特殊金屬株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B22F3/16
• 分類號(hào): B22F3/16;H01F1/057;H01F1/08
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍淳,彭益群

本發(fā)明涉及稀土合金磁性粉末成形體的制造方法及稀土磁鐵的制造方法。

稀土合金的燒結(jié)磁鐵是將粉碎稀土合金的磁性合金粉末壓制成形后，經(jīng)過燒結(jié)過程和時(shí)效過程而制成的。現(xiàn)在，作為稀土合金燒結(jié)磁鐵，釤鈷系磁鐵和釹鐵硼系磁鐵的兩種在各種領(lǐng)域廣泛使用。其中釹鐵硼系磁鐵(以下，稱為“R-T-B系磁鐵”。R是包括Y的稀土元素，T是鐵，或者是取代鐵和鐵的一部分的過渡金屬，B是硼。)在各種磁鐵中顯示最高的磁能積，價(jià)格也比較便宜，因而在各種電子設(shè)備中正積極地采用。作為在T中包括的過渡金屬，例如可以使用Co。此外，硼的一部分也可以用碳(C)取代。

為了制作這樣的稀土合金，以往使用在鑄型中澆鑄原料合金的熔液，比較慢地進(jìn)行冷卻的金屬錠鑄造法。使用金屬錠鑄造法制成的合金經(jīng)過公知的粉碎過程進(jìn)行粉末化。這樣制成的合金粉末利用各種粉體壓制裝置進(jìn)行壓縮成形后，送入燒結(jié)室內(nèi)，在燒結(jié)爐內(nèi)經(jīng)受燒結(jié)過程。

近年來，使合金熔液接觸單輥、雙輥、旋轉(zhuǎn)圓盤或者旋轉(zhuǎn)圓筒鑄型等，進(jìn)行比較快速地冷卻，從合金熔液制作比金屬錠合金更薄的凝固合金片的帶材鑄造法或離心鑄造法為代表的急冷法正受到重視。采用這樣的急冷法制成的合金片的厚度處于0.03mm以上、10mm以下的范圍。在采用急冷法時(shí)，合金熔液從冷卻輥的接觸面(輥接觸面)開始凝固，結(jié)晶從輥接觸面沿厚度方向成形成柱狀。其結(jié)果，采用帶材鑄造法等制成的急冷合金具有包含短軸方向尺寸是0.1μm以上100μm以下、長軸方向尺寸是5μm以上500μm以下的R₂T₁₄B結(jié)晶相和分散存在于R₂T₁₄B結(jié)晶相的晶界的富R相的組織。富R是稀土元素R的濃度較高的非磁性相，其厚度(相當(dāng)于晶界的寬度)是10μm以下。

急冷合金和采用以往的金屬錠鑄造法(金屬模鑄造法)制成的合金(金屬錠合金)相比，以相對短的時(shí)間(冷卻速度；10²℃/秒以上10⁴℃/秒以下)進(jìn)行冷卻凝固，因而具有組織細(xì)化、晶粒直徑小的特征。另外，晶界的面積大，富R相沿晶界薄地?cái)U(kuò)展，因而也有富R相的分散性優(yōu)良的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在將以帶材鑄造合金為代表的急冷合金的磁性粉末成形時(shí)，如果采用以往的壓制方法，由于氣氛的狀態(tài)不同，在成形體剛剛成形后，極容易起火。這是因?yàn)樵诩崩浜辖鸬姆勰┝Ｗ颖砻嫒菀壮霈F(xiàn)易氧化的富R相，急冷合金粉末極容易產(chǎn)生發(fā)熱起火。相反，即使在不起火的情況下，由于氧化也會(huì)發(fā)生磁性能的顯著劣化。

業(yè)已知道，由稀土成分的氧化而產(chǎn)生的發(fā)熱起火問題，即使將采用以往的金屬錠鑄造法制成的稀土合金粉末進(jìn)行壓制成形時(shí)也發(fā)生，尤其是在將以帶材鑄造合金為代表的急冷合金粉末進(jìn)行壓制成形時(shí)，容易顯著地發(fā)生。因此，即使是期待組織細(xì)化、表現(xiàn)優(yōu)良的磁性能的急冷合金粉末，只要不解決在壓制成形中伴隨的氧化發(fā)熱的問題，就不能形成適合大量生產(chǎn)的技術(shù)。

為了抑制這樣的氧化，在由惰性氣體組成的氣氛中進(jìn)行壓制成形，在理論上是可能的，但是不現(xiàn)實(shí)的。利用壓制裝置的壓制過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，需要頻繁地維護(hù)作業(yè)，因此操作者保守檢查壓制裝置的機(jī)會(huì)也多。并且，如果將壓制裝置置于N₂等惰性氣體氣氛中，在發(fā)生故障時(shí)，急忙趕到壓制裝置周圍的操作者也可能有陷入缺氧狀態(tài)的可能性。另外，所謂壓制裝置全體置于惰性氣體氣氛中，就需要大量的惰性氣體，因而從成本的觀點(diǎn)出發(fā)，也是難以實(shí)現(xiàn)的。因此，所謂壓制裝置全體置于惰性氣體氛圍中是不實(shí)用的方法。

本發(fā)明是鑒于這樣的諸多問題而完成的，其主要目的在于，提供即使使用易于氧化的稀土合金粉末，也不發(fā)生起火事故、能夠發(fā)揮優(yōu)良的磁性能、實(shí)用的稀土合金磁性粉末成形體的制造方法及稀土磁鐵的制造方法。

按照本發(fā)明的稀土合金磁性粉末的成形體制造方法，是通過進(jìn)行稀土合金磁性粉末的壓制，制作上述稀土合金磁性粉末的成形體的方法，其特征在于，在將溫度控制30℃以下、相對濕度控制在65％以下的大氣氣氛中進(jìn)行上述壓制。

按照本發(fā)明的稀土合金磁性粉末的成形體制造方法，是通過稀土進(jìn)行合金磁性粉末的壓制，制作上述稀土合金磁性粉末的成形體的方法，其特征在于，使溫度達(dá)到30℃以下、并將從上述溫度減去露點(diǎn)的值控制在6℃以上的大氣氣氛中進(jìn)行上述壓制。

在最佳的實(shí)施方案中，上述稀土合金磁性粉末是以10²℃/秒以上10⁴℃以下的速度冷卻熔液合金而制成的急冷凝固合金進(jìn)行粉碎的稀土合金磁性粉末。