[發明專利]稀土類燒結磁體的制造方法及成型裝置

有效

• 申請號: 201380040578.3
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN104508770B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 塚田高志;南坂拓也;菊地覺
• 申請（專利權）人: 日立金屬株式會社
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;B22F3/00;B22F3/02;C22C33/02;H01F1/055;H01F1/08;C22C38/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 蔣亭

技術領域

本發明涉及稀土類燒結磁體的制造方法，尤其涉及使用濕式成型法的稀土類燒結磁體的制造方法及成型裝置。

背景技術

R-T-B系燒結磁體(R是指稀土類元素(概念中包含釔(Y))中的至少1種、T是指鐵(Fe)或者鐵和鈷(Co)、B是指硼)及Sm-Co系燒結磁體(Sm(釤)中的一部分可以被其它稀土類元素置換)等稀土類燒結磁體由于例如殘留磁通密度B_r(以下有時簡稱為“B_r”)、矯頑力H_cJ(以下有時簡稱為“H_cJ”)等磁特性優異而被廣泛使用。

特別是，R-T-B系燒結磁體在迄今為止已知的各種磁體中顯示出最高的磁能積且比較廉價，因此用于硬盤驅動器的音圈(voice?coil)電動機、混合動力汽車用電動機、電動汽車用電動機等各種電動機以及家電制品等各種用途中。并且，近年來，為了實現各種用途中的小型化/輕量化或高效率化，期望進一步提高R-T-B系燒結磁體等稀土類燒結磁體的磁特性。

包括R-T-B系燒結磁體在內的多種稀土類燒結磁體的制造中包含以下的工序。

對將金屬等原料熔解(熔融)并在鑄模中對熔液進行鑄造而獲得的鑄錠、或者通過薄帶連鑄法獲得的鑄帶等、具有期望組成的原料合金鑄造材進行粉碎，獲得具有規定粒徑的合金粉末。

在對該合金粉末進行沖壓成型(磁場中沖壓成型)獲得成型體(壓粉體)后，再對該成型體進行燒結。

在由鑄造材獲得合金粉末時，多數情況下使用2個粉碎工序，即，粉碎為大粒徑的粗粉末(粗粉碎粉末)的粗粉碎工序和將粗粉末進一步粉碎為期望粒徑的合金粉末的微粉碎工序。

此外，沖壓成型(磁場中沖壓成型)的方法大致分為2種。一種是將獲得的合金粉末在干燥狀態下直接沖壓成型的干式成型法。另一種是例如專利文獻1所述的濕式成型法。濕式成型法中，將合金粉末分散在油等分散介質中而制成漿料，將合金粉末以該漿料的狀態供給至模具的模腔內并進行沖壓成型。

進而，干式成型法及濕式成型法可根據在磁場中沖壓時的沖壓方向和磁場方向的關系各自大致分為2種。一種是由于沖壓而被壓縮的方向(沖壓方向)和施加于合金粉末的磁場的方向大致正交的直角磁場成型法(也稱為“橫磁場成型法”)，另一種是沖壓方向和施加于合金粉末的磁場的方向大致平行的平行磁場成型法(也稱為“縱磁場成型法”。)。

濕式成型法由于需要實施供給漿料、去除分散介質，因此成型裝置的結構比較復雜，但通過分散介質抑制了合金粉末及成型體的氧化，能夠降低成型體的氧量。此外，磁場中沖壓成型時，分散介質介于合金粉末之間，因此摩擦力等所致的束縛弱，因此合金粉末能夠根據磁場施加方向而容易地旋轉。為此，能夠獲得更高的取向度。因此，與干式成型法相比，可以更容易地獲得具有高磁特性的稀土類燒結磁體。

并且，通過使用濕式成型法而達成的、該高取向度和優異的氧化抑制效果不僅僅是R-T-B系燒結磁體能夠獲得，其它稀土類燒結磁體也同樣能夠獲得。

通過使用濕式成型法中的平行磁場成型法能夠獲得優異的磁特性的理由如下所示。

濕式成型法中，將漿料加入模腔內在磁場中進行沖壓成型時，需要將漿料中的大部分分散介質(油等)排出到模腔外，通常，在上沖頭或者下沖頭中的至少一個中設置分散介質排出孔，當通過移動上沖頭和/或下沖頭而使模腔體積減少，并且對漿料加壓時，分散介質從分散介質排出孔被排出。此時，漿料中的分散介質從接近分散介質排出孔的部分被過濾排出(過濾及排出)，因此在沖壓成型的初期階段，在接近分散介質排出孔的部分形成合金粉末的濃度升高(密度高)的、被稱為“濾餅層”的層。

并且，隨著移動上沖頭和/或下沖頭、沖壓成型的進行，更多的分散介質被過濾排出，模腔內的濾餅層區域擴大。最終，模腔內的整個區域均變成合金粉末的密度高(分散介質濃度低)的濾餅層，進而合金粉末彼此結合(較弱地結合)，獲得成型體。

在沖壓成型的初期階段，當在接近分散介質排出孔的部分(模腔內的上部和/或下部)形成濾餅層時，在直角磁場成型法中有磁場的方向彎曲的傾向。

濾餅層由于合金粉末的密度高(每單位體積的合金粉末量多)，因此與漿料的濾餅層以外的部分(每單位體積的合金粉末量少的部分)相比，導磁率變高。因此，磁場就此集束在濾餅層。這意味著，即使在模腔的外側磁場大致垂直施加于模腔側面，但在模腔內部磁場由于濾餅層而發生彎曲。因此，合金粉末沿著該彎曲的磁場取向，因此存在如下情況：沖壓成型后的成型體中存在取向發生彎曲的部分，單個成型體中的取向度降低，燒結磁體無法獲得充分的磁特性。