[發明專利]稀土類磁石的制造方法

有效

• 申請號: 201310024371.9
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103227019A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 芳賀一昭;宮本典孝;莊司哲也;佐久間紀次;大村真也;平岡基記
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02;B22F3/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 金世煜;苗堃

技術領域

本發明涉及稀土類磁石的制造方法。

背景技術

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，除了被用于構成硬盤、MRI的電機之外，還被用于混合動力車、電動汽車等驅動用電機等。

作為該稀土類磁石的磁石性能的指標，可舉出剩余磁化（剩余磁通密度）和矯頑力，針對電機的小型化、高電流密度化所帶來的發熱量的增大，所使用的稀土類磁石對耐熱性的要求也進一步提高，在高溫使用下如何能保持磁石的矯頑力成為該技術領域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動用電機的稀土類磁石之一的Nd-Fe-B系磁石時實現晶粒的微細化，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采用其使用量多的Dy時，它的埋藏量少，是昂貴的原料。因此，減少Dy量的同時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磁石的開發在日本國是舉國之重要的開發課題之一。

概述稀土類磁石的制造方法的一例，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行加壓成形一邊形成成形體，實施對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晶磁石構成的稀土類磁石的方法。

專利文獻1公開的制造方法是使含有Dy、Tb中的至少一方的蒸發材料向熱塑性加工而得的成形體蒸發并從成形體的表面進行晶界擴散的制造方法。

在該制造方法中，在使蒸發材料蒸發的工序中需要850～1050℃左右的高溫處理，該溫度范圍是根據剩余磁通密度的提高和抑制晶粒成長過快而規定的。

但是，如果在850～1050℃左右的溫度范圍進行熱處理則晶粒粗大化，作為其結果，矯頑力下降的可能性變高。即，雖然使Dy、Tb晶界擴散，但結果不能充分提高矯頑力。

另一方面，在專利文獻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、Si、P、Co中的至少一種元素的合金與稀土類磁石的表面接觸，以晶體粒徑不超過1μm的方式進行熱處理來使其晶界擴散。

在此，在專利文獻2中，熱處理時的溫度在500～800℃的范圍的情況下，Dy等向結晶晶界相擴散的效果與抑制因熱處理導致的晶粒粗大化的效果的平衡優異，易于得到高矯頑力的稀土類磁石。另外，其各種實施例公開了使用Dy-Cu合金在500～900℃進行熱處理的例子，但因為各種實施例中代表性的85Dy-15Cu合金的熔點是1100℃左右，所以要使該金屬熔液擴散滲透則需要1000℃左右以上的高溫處理，結果無法抑制晶粒的粗大化。

鑒于這樣的各種狀況（Dy等的價格高漲、使含有高熔點重稀土元素的改性合金向晶界相擴散時在高溫環境下的晶粒粗大化等），本發明人等提出了以下的稀土類磁石的制造方法：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散滲透，從而稀土類磁石的矯頑力、尤其是高溫環境下的矯頑力高。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-035001號公報

專利文獻2：日本特開2010-114200號公報

發明內容

本發明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，能夠在比以往的稀土類磁石的制造方法低溫的條件下使提高矯頑力（尤其是高溫環境下的矯頑力）的改性合金擴散滲透，由此能夠盡可能廉價地制造矯頑力高的稀土類磁石。

為了達到上述目的，本發明的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行加壓成形來制造成形體，所述粉末由RE-Fe-B系的主相（RE：Nd、Pr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）構成的改性合金與上述成形體接觸，進行熱處理使改性合金的熔液擴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。