[發明專利]稀土磁體及其制造方法

有效

• 申請號: 201480031731.0
• 申請日: 2014-06-05
• 公開（公告）號: CN105518809B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發明（設計）人: 伊東正朗;矢野正雄;岸本秀史;佐久間紀次;莊司哲也;真鍋明
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F1/057
• 分類號: H01F1/057;B22F3/00;B22F3/24;C22C33/02;C22C38/00;H01F1/08;H01F41/02
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李英

本發明提供了減少Nd等的量、且磁各向異性優異的稀土磁體及其制造方法。稀土磁體具備晶粒，該晶粒具有(R2_(1?x)R1_x)_yFe_100?y?w?z?vCo_wB_zTM_v(此處，R2為Nd、Pr、Dy、Tb中的至少一種，R1為Ce、La、Gd、Y、Sc中的至少一種或兩種以上的合金，TM為Ga、Al、Cu、Au、Ag、Zn、In、Mn中的至少一種，0＜x＜1，y＝12～20，z＝5.6～6.5，w＝0～8，v＝0～2)的整體組成，晶粒的平均粒徑為1000nm以下，晶粒由芯部及其周圍的外廓部構成，芯部具有R1多于R2的組成，外廓部具有R2多于R1的組成。

技術領域

本發明涉及稀土磁體及其制造方法。

背景技術

使用了稀土元素的稀土磁體也被稱為永磁體，其用途除了構成硬盤、MRI的電機之外，也用于混合動力汽車、電動汽車等驅動用電機等。

作為該稀土磁體的磁體性能的指標，可舉出剩余磁化(剩余磁通密度)和矯頑力，但對于由電機的小型化、高電流密度化引起的發熱量的增大，所使用的稀土磁體對耐熱性的要求進一步提高，高溫使用下如何能夠保持磁體的矯頑力已成為該技術領域中重要的研究課題之一。若以作為多用于車輛驅動用電機的稀土磁體之一的Nd-Fe-B系磁體為例，正通過實現晶粒的細化、使用Nd量多的合金組成、添加矯頑力性能高的Dy、Tb這樣的重稀土元素等來進行使其矯頑力增大的嘗試。

作為稀土元素，除了構成組織的晶粒的尺度為3～5μm左右的常規燒結磁體之外，還有將晶粒細化為50nm～300nm的納米尺度的納米結晶磁體。

Nd-Fe-B系的常規稀土磁體的微觀結構由Nd多的晶粒和存在于晶粒之間的晶界構成。由于構成該晶粒的Nd為高價的稀土元素，因此在保證磁體性能的同時，如何能夠減少其用量已成為該技術領域中的重要的開發課題之一。

因此，作為與減少Nd使用量有關的對策，考慮了使用Ce、La這樣的輕稀土元素、使用Gd、Y、Sc、Sm、Lu等元素。

然而，使用這些元素替代Nd的情況自不用說，由于推斷在使用這些元素置換大部分Nd的情況下，稀土磁體的磁特性也顯著地下降，因此不得不限定這些元素的使用量，不能期待足夠的材料成本降低的效果。進而，在使用這些磁特性低的元素的情況下，通常，其使用形式受限于各向同性的趨勢極強。

因此，在試圖實現使用上述輕稀土元素、Gd、Y等元素而成的稀土磁體的各向異性化時，例如在熱塑性加工等加工工藝中，稀土磁體的矯頑力會顯著地下降，無法避免磁特性的劣化。

在此，專利文獻1中公開了一種磁性材料，其為通過快速凝固工藝和隨的熱退火工藝制造的磁性材料，以原子百分率計，具有以下組成：具有(R_1-aR'_a)_uFe_{100-u-v-w-x-y}Co_vM_wT_xB_y(在此，R為Nd、Pr、釹鐠混合物(具有Nd_0.75Pr_0.25的組成的Nd與Pr的天然混合物)或它們的組合，R’為La、Ce、Y或它們的組合，M為Zr、Nb、Ti、Cr、V、Mo、W和Hf中的一種以上，T為Al、Mn、Cu和Si中的一種以上，此處0.01≤a≤0.8、7≤u≤13、0≤v≤20、0.01≤w≤1、0.1≤x≤5、4≤y≤12)，顯示約6.5kG～約8.5kG的剩磁(Br)值和約6.0kOe～約9.9kOe的本征矯頑力。