[發明專利]稀土類合金造粒粉的制造裝置

有效

• 申請號: 201010175502.X
• 申請日: 2004-05-26
• 公開（公告）號: CN101811191A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 中村陽;中島澄人;大谷智郁
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;H01F1/053
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;邸萬杰

本案是申請日為2004年5月26日、申請號為200480001455.X、發明名稱為稀土類合金造粒粉的制造方法及制造裝置以及稀土類合金燒結體的制造方法的分案申請

技術領域

本發明涉及稀土類合金造粒粉的制造方法、稀土類合金造粒粉的制造裝置及稀土類合金燒結體的制造方法。

背景技術

稀土類合金的燒結磁體(永久磁體)通常是通過對稀土類合金的粉末進行沖壓成形、燒結得到的粉末成形體，并進行熟化處理而制造的。現在，廣泛應用于各領域的有稀土類-鈷類磁體和稀土類-鐵-硼類磁體這兩種類。其中，稀土類-鐵-硼類磁體(以下稱為“R-Fe-B類磁體”，R是含有Y的稀土類元素、Fe是鐵、B是硼)由于在各種磁體中表現出最高的最大磁能積、價格也比較便宜，所以被積極地采用于各種電子設備上。

R-Fe-B類燒結磁體由主要由R₂Fe₁₄B的正方晶形化合物構成的主相、由Nd等構成的R富集相、以及B富集相所構成。另外，Fe的一部分也可以用Co或Ni等過渡金屬取代，硼(B)的一部分也可以用碳(C)取代。較好地適用于本發明的R-Fe-B類燒結磁體被記載于例如美國專利第4,770,723號以及美國專利第4,792,368號的說明書中。本說明書引用了美國專利第4,770,723號說明書及美國專利第4,792,368號說明書的全部內容。

為了制作這樣的磁體R-Fe-B類合金，目前使用鑄錠鑄造法。利用通常的鑄錠鑄造法時，高頻溶解出發原料稀土類金屬、電解鐵以及鐵硼合金，在鑄造模子內通過慢慢地冷卻所得到的熔融物而制作合金鑄錠。

近年來，倍受注目的是以帶鋼鑄造法或離心鑄造法為代表的急冷法，其通過使合金的熔融物和單軋輥、雙軋輥、旋轉圓盤或旋轉圓筒鑄造模子的內面等接觸，比較快地冷卻，由合金熔融物制作比鑄錠還薄的凝固合金(稱為“合金薄片”)。通過這種急冷法而制作的合金片的厚度通常在約0.03mm以上、約10mm以下的范圍。利用急冷法時，合金熔融物從與冷卻軋輥接觸的面(軋輥接觸面)開始凝固，結晶從軋輥接觸面向厚度方向以柱狀生長。其結果，通過帶鋼鑄造法等制作的急冷合金變成具有短軸方向大小約0.1μm以上約100μm以下、長軸方向大小約5μm以上約500μm以下的R₂Fe₁₄B結晶相，和在R₂Fe₁₄B結晶相的晶粒邊界分散存在的R富集相。R富集相是稀土類元素R的濃度比較高的非磁性相，其厚度(相當于晶粒邊界的寬)約為10μm以下。

急冷合金由于是通過比目前的鑄錠鑄造法(模具鑄造法)制作的合金(鑄錠合金)在相對短的時間(冷卻速度：10²℃/秒以上、10⁴℃/秒以下)內被冷卻，所以具有微細化的組織、結晶粒徑小的特征。另外，因為晶粒邊界的面積大、R富集相在晶粒邊界內的分布廣，所以還有R富集相的分散性好的優點。由于這些特征，通過使用急冷合金，能制造具有優良磁性特性的磁體。

另外，還知道被稱為Ca還原法(或還原擴散法)的方法。該方法包括以下工序。首先，在按規定的比率含有稀土類氧化物中的至少一種、鐵粉以及純硼粉、硼鐵粉以及硼氧化物中的至少一種的混合粉，或者按規定的比率含有上述構成元素的合金粉末或混合氧化物的混合粉中，混合金屬鈣(Ca)以及氯化鈣(CaCl)，在惰性氣體氛圍下實施還原擴散處理。將得到的反應生成物泥漿化，并進行水處理，從而得到R-Fe-B類合金的固體。

另外，在本說明書中，固體合金塊稱作“合金塊”，不僅包括通過目前的鑄錠鑄造法得到的合金鑄錠以及通過帶鋼鑄造法等急冷法得到的合金薄片等的冷卻熔融物得到的凝固合金，還包括通過Ca還原法得到的固體合金等各種形態的固體合金。

供給給沖壓成形的合金粉末，是例如用氫吸收法以及/或者各種機械粉碎法(例如使用圓盤磨粉機)粉碎這些合金塊，將得到的粗粉末通過例如使用噴射粉碎機的干式粉碎法進行微粉碎(例如平均粒徑10μm～500μm)而得到的。

供給給沖壓成形的R-Fe-B類合金粉末的平均粒徑從磁性特性的觀點考慮，優選為1.5μm～6μm的范圍以內。另外，粉末的“平均粒徑”沒有特別限制，在此是指FSSS粒徑。但是，使用這樣的平均粒徑小的粉末時，流動性或沖壓成形性(包括腔室填充性以及壓縮性)差、生產性差。