[發明專利]NdFeB系燒結磁體的制造方法

有效

• 申請號: 201380039498.6
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN104488048B
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 佐川真人;溝口徹彥;宇根康裕
• 申請（專利權）人: 因太金屬株式會社
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;B22F1/00;B22F3/00;B22F9/04;H01F1/057;H01F1/08;C22C38/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙)11277
• 代理人: 劉新宇,李茂家

技術領域

本發明涉及NdFeB(釹·鐵·硼)系燒結磁體的制造方法。此處，“NdFeB系磁體”是指以Nd₂Fe₁₄B為主相的磁體，但不限于僅含有Nd、Fe和B的磁體，也可以是含有Nd以外的稀土元素、Co、Ni、Cu、Al等其它元素的磁體。本發明的NdFeB系燒結磁體的制造方法包括如下兩者：制造用于進行基于后述的晶界擴散法的處理(以下，稱為“晶界擴散處理”)的基材的方法，以及制造其自身用作磁體而不進行晶界擴散處理的磁體的方法。

背景技術

NdFeB系燒結磁體于1982年被佐川(本發明人)等發現，其具有顯著超越當時的永久磁體的特性，具有能夠由Nd(稀土類的一種)、鐵和硼這樣的較豐富且廉價的原料來制造的優點。因此，NdFeB系燒結磁體被應用于混合動力汽車、電動汽車的驅動用馬達、電動輔助型汽車用馬達、產業用馬達、硬盤等的音圈馬達、高級揚聲器、耳機、永久磁體式磁共振診斷裝置等各種制品中。這些用途中使用的NdFeB系燒結磁體要求具有高矯頑力H_cJ和高最大磁能積(BH)_max。

已知在NdFeB系燒結磁體中，通過使內部存在Dy、Tb等重稀土元素R_H，在施加與磁化方向相反的磁場時，難以產生反向磁疇，由此使矯頑力提高。反向磁疇具有最初在NdFeB系磁體的主相粒子的表面附近產生、并從該處向主相粒子的內部和相鄰的主相粒子擴散這樣的特性。因此，為了防止最初的反向磁疇的產生，只要R_H存在于主相粒子的表面附近即可，由此能夠防止在主相粒子表面產生反向磁疇。另一方面，若R_H的含量增加，則剩余磁通密度Br降低，由此會產生最大磁能積(BH)_max也降低這樣的問題。因此，為了 盡量抑制最大磁能積(BH)_max的降低、并且提高矯頑力(使反向磁疇難以形成)，理想的是，與主相粒子的內部相比，使表面附近存在更高濃度的R_H。

作為使NdFeB系燒結磁體中存在R_H的方法，有在制作起始合金的階段添加R_H的方法(單合金法)。另外，有制作不含R_H的主相系合金和添加了R_H的晶界相系合金這2種起始合金的粉末并將它們相互混合、使其燒結的方法(雙合金法)。進而，還有如下方法：在制作NdFeB系燒結磁體后，將其作為基材，通過對表面涂布、蒸鍍等而使R_H附著，并進行加熱，由此使R_H從基材表面穿過基材中的晶界而擴散至該基材內部(晶界擴散法)(專利文獻1)。

這些方法之中，對于單合金法而言，由于在起始合金粉末的階段中主相粒子內就均勻地包含R_H，因此會導致基于其而制作的燒結磁體中在主相粒子內也包含R_H。因此，通過單合金法制作的燒結磁體雖然矯頑力提高，但最大磁能積降低。與此相對，對于雙合金法而言，能夠使R_H大多存在于主相粒子間的表面附近。因此，與單合金法相比可以抑制最大磁能積的降低。另外，與單合金法相比能夠減少作為稀有金屬的R_H的用量。

另一方面，對于晶界擴散法而言，附著在基材表面的R_H穿過因加熱而液化的基材內的晶界并向其內部擴散。因此，晶界中的R_H的擴散速度明顯比從晶界向主相粒子內部的擴散速度快，R_H被迅速地供給至基材內的深處。與此相對，由于主相粒子仍為固體，因此從晶界向主相粒子內的擴散速度慢。通過利用該擴散速度之差，調整熱處理溫度和時間，能夠實現如下理想狀態：僅在非常接近基材中的主相粒子的表面(晶界)的區域中Dy、Tb濃度高，在主相粒子的內部Dy、Tb濃度低。另外，晶界擴散處理時的熱處理溫度也比燒結溫度低，與雙合金法相比，由于抑制了主相粒子的熔融而比雙合金法更加抑制R_H向主相粒子內的侵入。因此，可以比雙合金法更加抑制最大磁能積(BH)_max的降低。另外，能夠比雙合金法更加抑制作為稀有金屬的R_H的用量。