[發(fā)明專利]制備稀土磁石的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510438846.8
• 申請(qǐng)日: 2015-07-23
• 公開（公告）號(hào): CN105312575B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 加納彰;佐久間大祐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
• 主分類號(hào): B22F3/14
• 分類號(hào): B22F3/14;B22F3/24;H01F41/02
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 林柏楠;劉金輝

本發(fā)明涉及一種制備稀土磁石的方法，包括：第一步，通過使得用于稀土磁石的粉末進(jìn)行加壓成型以制備燒結(jié)體S；第二步，通過熱形變加工所述燒結(jié)體S以向燒結(jié)體S賦予各向異性，制備稀土磁石前體C；和第三步，通過將稀土磁石前體C以10℃/秒或更高的冷卻速率冷卻以制備稀土磁石RM。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備稀土磁石的方法。

發(fā)明背景

由稀土元素制成的稀土磁石稱為永久磁體，并且用于各種機(jī)動(dòng)車輛、電動(dòng)車輛等的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)，以及在硬盤和MRI中包括的驅(qū)動(dòng)器。

作為指示這些稀土磁石的磁性能的指標(biāo)，可以使用例如剩余磁化(剩余磁通量密度)和矯頑力。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)尺寸的降低和電流密度的增加，產(chǎn)生的熱量增加，因此在要使用的稀土磁石中對(duì)于高耐熱性的需求進(jìn)一步增加。因此，在此領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究課題是當(dāng)磁石在高溫下使用時(shí)如何保持其矯頑力。作為例子，將描述基于Nd-Fe-B的磁石，其是在車輛驅(qū)動(dòng)馬達(dá)中廣泛使用的稀土磁石。在這種基于Nd-Fe-B的磁石中，已經(jīng)嘗試提高其矯頑力，例如通過精制晶粒，通過使用具有大量Nd的合金組合物，或通過加入具有高矯頑力性能的重稀土元素例如Dy或Tb。

稀土磁石的例子包括常規(guī)使用的燒結(jié)磁體，其中構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的晶粒的晶體顆粒尺寸是約3-5微米；以及包括納米結(jié)晶磁石，其中將晶粒精制成約50-300nm的納米晶粒尺寸。

下面將簡(jiǎn)要描述制備稀土磁石的方法的一個(gè)例子。例如，通常使用一種制備稀土磁石的方法(取向磁體)，此方法包括：將Nd-Fe-B熔融金屬快速固化以得到驟冷帶；將驟冷帶壓碎以制備磁性粉末；將磁性粉末進(jìn)行熱壓成型得到燒結(jié)體；并在此燒結(jié)體上進(jìn)行熱形變加工以向其賦予磁性各向異性。

在通過使用液體驟冷方法得到的磁性粉末進(jìn)行固化所制得的燒結(jié)體中，晶體沒有取向，并且殘余磁通量密度低。所以，通過熱形變加工例如鍛造并擠出以使晶體取向，向燒結(jié)體賦予應(yīng)變。

已經(jīng)知道矯頑力與晶粒尺寸有關(guān)，高的矯頑力可以通過晶粒尺寸的精制(數(shù)十到數(shù)百納米)得到。但是，也知道細(xì)晶體由于在熱形變加工期間的熱輸入量而變粗糙，因此矯頑力和剩余磁通量密度都降低。本發(fā)明人致力于在以下工藝之后矯頑力降低的那些現(xiàn)象：在熱形變加工期間在晶體中形成小裂紋；在所形成的裂紋附近的粒間界相(在高溫下液化的狀態(tài)中)被拉入裂紋中；以及粒間界向的厚度降低。

作為用于改進(jìn)矯頑力的現(xiàn)有技術(shù)，日本專利申請(qǐng)公開No.2013-45844(JP2013-45844A)公開了一種制備稀土磁石的方法，此方法包括：將稀土磁石組合物的熔體進(jìn)行驟冷以形成具有納米結(jié)晶結(jié)構(gòu)的驟冷帶；將驟冷帶燒結(jié)得到燒結(jié)體；將燒結(jié)體在足夠高以允許粒間界相擴(kuò)散和流動(dòng)且足夠低以防止晶粒變粗糙的溫度下進(jìn)行熱處理；以及將經(jīng)過熱處理的燒結(jié)體在50℃/分鐘或更高的冷卻速率下驟冷到200℃或更低。

在此制備方法中，燒結(jié)體以在預(yù)定范圍內(nèi)的冷卻速率進(jìn)行冷卻以制備具有高矯頑力性能的稀土磁石。但是，此方法不能解決上述問題。也就是說，在通過對(duì)燒結(jié)體進(jìn)行熱形變加工制得的稀土磁石前體中，矯頑力由于在熱形變加工期間可能在晶體中形成的裂紋而降低。

發(fā)明概述

本發(fā)明提供一種制備稀土磁石的方法，其能解決矯頑力由于在熱形變加工期間可能在晶體中形成的裂紋而降低的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，制備稀土磁石的方法包括：通過使得用于稀土磁石的粉末進(jìn)行加壓成型以制備燒結(jié)體；通過熱形變加工所述燒結(jié)體以向燒結(jié)體賦予各向異性，制備稀土磁石前體；和通過將稀土磁石前體以10℃/秒或更高的冷卻速率冷卻以制備稀土磁石。