[發明專利]稀土類磁鐵的制造方法

有效

• 申請號: 201380054357.1
• 申請日: 2013-10-04
• 公開（公告）號: CN104737250A
• 公開（公告）日: 2015-06-24
• 發明（設計）人: 宮本典孝;一期崎大輔;莊司哲也;保科榮介;加納彰;山下修
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;B22F3/00;B22F3/14;B22F3/17;C22C33/02;C22C38/00;H01F1/057;H01F1/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉航;段承恩

技術領域

本發明涉及通過熱塑性加工而成為取向磁鐵的稀土類磁鐵的制造方法。

背景技術

使用鑭系等稀土類元素的稀土類磁鐵也被稱為永久磁鐵，其用途除了硬盤和構成MRI的電動機之外，還被用于混合動力車和電動車等的驅動用電動機等中。

作為該稀土類磁鐵的磁鐵性能的指標，可舉出剩余磁化(剩余磁通密度)和矯頑力，但針對電動機的小型化和高電流密度化所致的發熱量的增大，對所使用的稀土類磁鐵的耐熱性要求也進一步提高，在高溫使用下能夠如何地保持磁鐵的磁特性成為該技術領域中的重要研究課題之一。

概述稀土類磁鐵的制造方法的一例，一般應用下述方法：對將例如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制成成形體，為了對該成形體給予磁各向異性而實施熱塑性加工來制造稀土類磁鐵(取向磁鐵)。

上述熱塑性加工，是例如在上下的沖頭(也稱為“punch”)間配置成形體，一邊對其進行加熱一邊用上下的沖頭擠壓例如1秒左右或其以下的短時間，以至少50％以上的加工率來進行加工的。通過該熱塑性加工能夠對成形體給予磁各向異性，另一方面，存在下述問題：在通過熱塑性加工時的上下的沖頭的擠壓，成形體一邊塑性變形一邊被壓潰的過程中，塑性變形了的成形體的側面容易產生裂紋(包括微細裂紋)。

其一個原因是：與上下的沖頭接觸的部分過于變形，相應地側面中央部過度膨脹，變形為所謂的鼓狀。若產生該裂紋，則為提高取向度而形成的加工應變在開裂的部位被開放，變得不能將應變能量充分用于晶體取向，作為結果，變得難以得到高取向度(由此帶來高的磁化)的取向磁鐵。

另外，由于這樣地在外周部產生裂紋，因此在通過熱塑性加工而成形的取向磁鐵中，從沒有裂紋的中央部分切取規定尺寸的取向磁鐵來謀求制品化，也存在材料利用率低的問題。

因此，作為能夠消除這樣的熱塑性加工時的開裂的問題的現有技術，可舉出專利文獻1中公開的制造方法。該制造方法是將上述成形體整體封入金屬囊內后，一邊將該金屬囊用上下的沖頭擠壓一邊進行熱塑性加工的方法，根據該制造方法，稀土類磁鐵的磁各向異性更加提高。再者，這樣地以在金屬囊內封入了成形體的狀態進行熱塑性加工的技術，除此之外也在專利文獻2～5中被公開。

可是，若成形體的整體用金屬囊完全地包圍，則由從上下擠壓引起的成形體向側方的塑性變形被極端地拘束，代替在塑性變形后的成形體的側面不產生裂紋，難以進行充分的塑性變形，作為結果，會產生難以得到高的取向度這樣的其他問題。這是由以下原因所致：例如拿具有上表面、下表面和圓周側面的圓柱狀的成形體為例，在金屬囊之中、與成形體的側面對應的側面區域要向側方塑性變形時，與該側面區域成為一體的與成形體的上表面以及下表面對應的上表面區域以及下表面區域拘束側面區域的擴展。

實際上在上述各專利文獻中沒有言及應變速度，假如設想以0.1/秒以上的應變速度、50％以上(例如70％或其以上)加工率進行熱塑性加工的情況，則不能夠完全防止開裂。其原因是因為，在以采用一定以上的厚度的鋼系材料進行焊接來覆蓋了全部面的狀態，以0.1/秒以上的應變速度加工的情況下，磁鐵組織受到的沖擊過強，或者在被冷卻的情況下由于熱膨脹差的不同，被熱塑性加工了的成形體如已述那樣受到金屬囊強的拘束的緣故。為了消除該問題，專利文獻6中公開了下述技術：通過以多階段進行鍛造，來將金屬囊減薄下去，但在此公開的實施例，使用了壁厚為7mm以上的鐵板，這樣就不能夠完全防止開裂，而且鍛造后的磁鐵形狀不能說是近凈成形(near?net?shape)，全部面需要精加工，材料利用率降低、加工費增加這樣的問題變得顯著。

再者，若如專利文獻1等所公開的那樣將完全覆蓋成形體的全部面的金屬囊的壁厚減薄下去，則當為1/秒以上的應變速度時，金屬囊被破壞，成形體產生不連續的凹凸，成為取向混亂的原因，因此不能說是優選的方法。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1?特開平2-250920號公報

專利文獻2?特開平2-250922號公報

專利文獻3?特開平2-250919號公報

專利文獻4?特開平2-250918號公報

專利文獻5?特開平4-044301號公報

專利文獻6?特開平4-134804號公報

發明內容