[發(fā)明專利]制造稀土磁體的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201480018806.1
• 申請日: 2014-03-31
• 公開（公告）號: CN105103246B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 加納彰;小淵大;保科榮介;山下修;宮本典孝
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;H01F41/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所11247
• 代理人: 楊曉光,賀月嬌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通過熱加工制造稀土磁體的方法，也就是取向磁體。

背景技術(shù)

使用諸如鑭系元素的稀土元素的稀土磁體也被稱為永磁鐵。除硬盤和構(gòu)成MRI的電機之外，已經(jīng)將稀土磁體用于混合動力車或電動車輛的驅(qū)動電機。

根據(jù)稀土磁體的磁性能的指數(shù)，將例證剩余磁化(剩余磁通密度)以及矯頑力。隨著由于電機的尺寸的減少或電機的電流密度的增加而加熱生成的量的增加，進(jìn)一步增加對使用的稀土磁體的耐熱性的需求。因此，當(dāng)在高溫下使用磁體時，維持磁體的磁性能是重要的。

此處，將參考附圖8A和8B以及圖9A和9B示意性示出在相關(guān)技術(shù)中的制造稀土磁體的方法的實例。此外，圖8A和8B為示出在相關(guān)技術(shù)中的熱加工的圖。此處，圖8A為在熱加工(熱塑性加工)之前燒結(jié)體的示意性透視圖，而圖8B為在熱加工之后稀土磁體的示意性透視圖。圖9A和9B為在相關(guān)技術(shù)中的熱加工的說明圖。圖9A為示出在燒結(jié)體上起作用的摩擦力與在熱加工期間塑性流動之間的關(guān)系的縱向截面圖，而圖9B為示出在圖8B中示出的相關(guān)技術(shù)中的稀土磁體的縱向截面CS中的稀土磁體的應(yīng)變分布的圖。

首先，例如，通過Nd-Fe-B-基的熔融金屬快速凝固獲得的細(xì)粉末經(jīng)受壓力成形以制造在圖8A中示出的燒結(jié)體Z。然后，使燒結(jié)體Z經(jīng)受熱加工以制造在圖8B中示出的稀土磁體X。在相關(guān)技術(shù)中制造稀土磁體X的方法中，在熱加工燒結(jié)體Z以在擠壓方向的上-下方向上壓縮燒結(jié)體Z期間，將壓力施加到上表面Z3和下表面Z4，從而引起在垂直于擠壓方向的水平方向上的塑性流動。作為結(jié)果，塑性變形發(fā)生。

此時，當(dāng)燒結(jié)體Z的右側(cè)和左側(cè)表面Z2、Z1處于非約束狀態(tài)，而燒結(jié)體Z的前側(cè)和后側(cè)表面Z5、Z6處于約束狀態(tài)時，在燒結(jié)體Z中從在右-左方向上的中心處引起塑性流動，從而將右側(cè)和左側(cè)表面Z2、Z1變形。此時，燒結(jié)體Z的上表面Z3和下表面Z4通過沖床施加壓力于其而被約束。由于通過如上文描述的沖床施加的壓力，燒結(jié)體Z的上表面Z3和下表面Z4被設(shè)定在約束狀態(tài)下，當(dāng)燒結(jié)體Z在右-左方向上開始變形時，摩擦力在約束的上表面Z3和下表面Z4上起作用。

如在圖9A中所示，摩擦力F在燒結(jié)體Z的上表面Z3和下表面Z4上起作用，該摩擦力F在燒結(jié)體Z變形的右-左方向上的中心部分CP處為最大，并且摩擦力F朝向燒結(jié)體Z的右側(cè)和左側(cè)表面Z2、Z1減少。摩擦力F起作用以阻礙在右-左方向上燒結(jié)體Z的塑性流動PF。因此，從燒結(jié)體Z的右側(cè)和左側(cè)表面Z2、Z1朝向中心部分CP不太可能發(fā)生塑性流動(即，減少塑性流動PF發(fā)生)。

此外，在擠壓方向上朝向燒結(jié)體Z的內(nèi)部的中心(也就是，從燒結(jié)體Z的約束的上表面Z3和下表面Z4朝向在上表面Z3與下表面Z4之間的中間部分)減少在塑性流動PF上的摩擦力F的影響。因此，從燒結(jié)體Z的約束的上下表面Z3、Z4在擠壓方向上朝向燒結(jié)體Z的內(nèi)部的中心更有可能發(fā)生塑性流動PF(即，增加塑性流動PF發(fā)生)。

因此，如在圖8A和8B中所示，當(dāng)將壓力施加到燒結(jié)體Z的上表面Z3和下表面Z4以在上-下方向上進(jìn)行壓縮，同時燒結(jié)體Z的右側(cè)和左側(cè)表面Z2、Z1處于非約束狀態(tài)，在平行于右-左方向且平行于擠壓方向的截面CS中引起塑性流動的差異。作為結(jié)果，如在圖9B中所示，在稀土磁體X的截面CS中產(chǎn)出的應(yīng)變變得不均勻。不均勻應(yīng)變分布為用于劣化制造的稀土磁體X的磁性能的因素。因此，有必要阻止在通過熱加工的稀土磁體的制造期間不均勻應(yīng)變分布的發(fā)生。

作為制造稀土磁體的過程中的熱加工的實例，日本專利申請公開號4-134804(JP 4-134804 A)公開在膠囊(capsule)中放置磁體的鑄造合金，并且在等于或高于500℃和等于或低于1100℃溫度下進(jìn)行沖模鍛造以使合金為磁各向異性的技術(shù)。在JP 4-134804A中，當(dāng)使用鍛造機器進(jìn)行熱加工用于膠囊時，通過放置膠囊在兩種或多種的沖模中進(jìn)行多階段鍛造。因此，即使在薄的膠囊中，有可能施加如靜水壓力的壓力到鍛造的合金的內(nèi)部，同時引起如在自由鍛造中的鑄造合金中的塑性變形。因此，有可能阻止磁體被破壞。

在如在JP 4-134804 A中的沒有通過沖模約束的燒結(jié)體的側(cè)表面的情況下，摩擦力在上下表面中的中心部分處為最大。此外，相比于燒結(jié)體的上下表面的附近，在燒結(jié)體的上下表面之間的中心部分處摩擦力的影響小，因此，相比于燒結(jié)體的上下表面的附近，在燒結(jié)體的上下表面之間的中心部分處相對自由的塑性流動發(fā)生。