[發明專利]永久磁石及其制造方法、以及使用該磁石的發動機和發電機

有效

• 申請號: 201080065793.5
• 申請日: 2010-03-30
• 公開（公告）號: CN102821891A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 堀內陽介;櫻田新哉;岡本圭子;萩原將也
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: B22F3/00
• 分類號: B22F3/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 侯莉

技術領域

本發明涉及永久磁石及其制造方法、以及使用該磁石的可變磁通量發動機和可變磁通量發電機。

背景技術

可變磁通量發動機和可變磁通量發電機中使用可變磁石和固定磁石這兩種磁石。目前，可變磁石使用Al-Ni-Co系磁石和Fe-Cr-Co系磁石（參照專利文獻1）。為了可變磁通量發動機和可變磁通量發電機的高性能化和高功率化，希望可變磁石的矯頑力和磁通量密度提高。已知的高性能永久磁石有Sm-Co系磁石（參考專利文獻2、3）。Sm-Co系磁石中，Sm₂Co₁₇型磁石具有2-17型晶相和1-5型晶相的二相分離組織，通過磁疇壁釘扎型的矯頑力體現機構獲得磁石特性。

Sm₂Co₁₇型磁石的矯頑力和最大磁能量積優異，但由于含有大量的鈷故而成本高，此外，與以鐵為主的磁石相比具有磁通量密度小的缺點。為了提高Sm₂Co₁₇型磁石的磁通量密度，有效的是使鐵濃度增加，此外，通過增加鐵濃度，可以將Sm₂Co₁₇型磁石低成本化。但是，高鐵濃度的Sm₂Co₁₇型磁石有起始磁化曲線的上升變陡的傾向。為了增大可變磁石的可變幅度，尋求起始磁化曲線的上升坡度小的磁石。因此，具有高鐵濃度組成的Sm₂Co₁₇型磁石中，希望抑制起始磁化曲線的上升。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利特開2008-043172號公報

專利文獻2:日本專利特開平09－111383號公報

專利文獻3：日本專利特開2005-243884號公報

發明內容

本發明的目的是提供不僅實現Sm₂Co₁₇型磁石的鐵濃度提高、磁通量密度的提高和低成本化，而且能夠抑制起始磁化曲線上升的永久磁石及其制造方法，以及使用該永久磁石的可變磁通量發動機和可變磁通量發電機。

本發明的方式所涉及的永久磁石具有組成式：R(Fe_pM_qCu_r(Co_1-sA_s)_1-p-q-r)_z(式中,R是選自稀土元素的至少一種元素,M是選自Ti、Zr和Hf的至少一種元素,A是選自Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta和W的至少一種元素,p、q、r、s和z是以原子比計分別滿足0.05≦p≦0.6、0.005≦q≦0.1、0.01≦r≦0.15、0≦s≦0.2、4≦z≦9的數)所示的組成，其特征在于，具備含有Th₂Zn₁₇型晶相和具有上述Th₂Zn₁₇型晶相中的銅濃度的1.2倍以上5倍以下范圍的銅濃度的富銅相的組織，且包括上述Th₂Zn₁₇型晶相的結晶c軸的截面中的上述富銅相間的平均距離為120nm以下。

本發明的方式所涉及的永久磁石的制造方法具備：制作具有組成式：R(Fe_pM_qCu_r(Co_1-sA_s)_1-p-q-r)_z(式中,R是選自稀土元素的至少一種元素,M是選自Ti、Zr和Hf的至少一種元素,A是選自Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta和W的至少一種元素,p、q、r、s和z是以原子比計分別滿足0.05≦p≦0.6、0.005≦q≦0.1、0.01≦r≦0.15、0≦s≦0.2、4≦z≦9的數)所示組成的合金粉末的工序；在磁場中將上述合金粉末加壓成形制作加壓粉體的工序；將上述加壓粉體燒結制作燒結體的工序；對上述燒結體實施熔體化處理的工序；和在溫度T下對上述熔體化處理后的燒結體實施時效處理的工序，該溫度T滿足TB-50<T<TB+50(這里，TB是式:3500p-5000q-(45p)²所表示的溫度)。

本發明的方式所涉及的可變磁通量發動機的特征在于具備本發明的方式所涉及的永久磁石。本發明的方式所涉及的可變磁通量發電機的特征在于具備本發明的方式所涉及的永久磁石。