[發明專利]稀土類燒結磁鐵的制造方法及成形裝置

有效

• 申請號: 201380042732.0
• 申請日: 2013-08-12
• 公開（公告）號: CN104541346B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 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: 雒運樸

技術領域

本申請發明涉及稀土類燒結磁鐵的制造方法、尤其是使用了濕式成形法的稀土類燒結磁鐵的制造方法以及成形裝置。

背景技術

R-T-B系燒結磁鐵(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系燒結磁鐵(可以將Sm的一部分置換成其他的稀土類元素)等稀土類燒結磁鐵由于例如殘留磁通密度B_r(以下，有時簡稱為“B_r”)、頑磁力H_cJ(以下，有時簡稱為“H_cJ”)等磁特性上優異而被廣泛使用。

尤其是R-T-B系燒結磁鐵在迄今為止已知的各種磁鐵中表現出最高的磁能積且比較廉價。因此，R-T-B系燒結磁鐵使用于硬盤驅動器的音圈電動機、混合動力機動車用電動機、電動機動車用電動機等各種電動機以及家電制品等多種多樣的用途中。并且，近年來，為了各種用途中的小型化-輕量化或高效能化，期望進一步提高R-T-B系燒結磁鐵等稀土類燒結磁鐵的磁特性。

包含R-T-B系燒結磁鐵在內的大多數的稀土類燒結磁鐵的制造包括以下的工序。

對將金屬等原料熔化(熔融)并將熔融金屬在鑄模內進行鑄造而獲得的鑄錠、或者通過薄帶連鑄法而獲得的鑄帶等的具有期望的組成的原料合金鑄造材料粉碎，獲得具有規定的粒徑的合金粉末的工序。

對該合金粉末進行沖壓成形(磁場中沖壓成形)獲得成形體(壓粉體)之后，再對該成形體進行燒結的工序。

在由鑄造材料獲得合金粉末時，大多數的情況下，使用粉碎成粒徑大的粗粉末(粗粉碎粉)的粗粉碎工序和將粗粉末進一步粉碎成期望的粒徑的合金粉末的微粉碎工序這2個粉碎工序。

另外，沖壓成形(磁場中沖壓成形)的方法大體分為兩種。一種是將獲得的合金粉末在保持干燥的狀態下進行沖壓成形的干式成形法。另一種是例如專利文獻1記載的濕式成形法。在濕式成形法中，使合金粉末分散在油等分散介質中而形成為漿料，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形。

而且，干式成形法及濕式成形法能夠分別根據磁場中沖壓時的沖壓方向與磁場的方向的關系而大體分為兩種。一種是通過沖壓而進行壓縮的方向(沖壓方向)與向合金粉末施加的磁場的朝向大致正交的直角磁場成形法(也稱為“橫向磁場成形法”)。另一種是沖壓方向與向合金粉末施加的磁場的朝向大致平行的平行磁場成形法(也稱為“縱向磁場成形法”)。

濕式成形法由于需要進行漿料的供給、分散介質的除去，因此成形裝置的結構比較復雜。然而，通過分散介質能抑制合金粉末及成形體的氧化，能夠減少成形體的氧量。而且，在濕式成形法中，在磁場中沖壓成形時，在合金粉末之間夾有分散介質，因此摩擦力等導致的束縛弱。因此，合金粉末能夠通過磁場施加方向而容易地旋轉。因此，在濕式成形法中，能夠獲得更高的取向度。因此，與干式成形法相比能夠容易地獲得具有高的磁特性的磁鐵。

并且，使用濕式成形法所達成的該高的取向度和優異的氧化抑制效果不僅在R-T-B系燒結磁鐵中，而且在其他的稀土類燒結磁鐵中也同樣能獲得。

基于以下示出的理由，在濕式成形法中使用平行磁場成形法時，能夠獲得優異的磁特性。

在濕式成形法中，向模腔內放入漿料而進行磁場中沖壓成形時，需要將漿料中的分散介質(油等)的大多數向模腔外排出。通常，在上沖頭或下沖頭的至少一方設置分散介質排出孔，當通過上沖頭及/或下沖頭的移動而使模腔的體積減少，并對漿料進行加壓時，分散介質被從分散介質排出孔排出。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)，因此在沖壓成形的初期階段，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。

而后，上沖頭及/或下沖頭移動，沖壓成形進展，并且更多的分散介質被過濾排出，模腔內的濾餅層的區域擴展。而后，最終的情況是模腔內的整個區域成為合金粉末的密度高(分散介質濃度低)的濾餅層。進而，合金粉末彼此結合(比較弱地結合)而獲得成形體。

在沖壓成形的初期階段，當在接近分散介質排出孔的部分(模腔內的上部及/或下部)形成濾餅層時，在直角磁場成形法中，磁場的方向有彎曲的傾向。