[發明專利]稀土磁鐵的制造方法

在審

• 申請號: 201510639506.1
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN105489363A
• 公開（公告）日: 2016-04-13
• 發明（設計）人: 一期崎大輔;小森健祐;佐久間大祐;高橋孝明
• 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;H01F1/053
• 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

本發明涉及稀土磁鐵的制造方法。

背景技術

使用了稀土元素的稀土磁鐵也被稱為永久磁鐵，其用途除了構成硬盤、 MRI的電動機之外，還用于混合動力車、電動汽車等的驅動用電動機等。

作為該稀土磁鐵的磁鐵性能的指標，可列舉剩余磁化(剩余磁通密度) 和矯頑力，但針對由電動機的小型化、高電流密度化所引起的發熱量的增 大，對所使用的稀土磁鐵的耐熱性的要求進一步提高，在高溫使用下如何 能夠保持磁鐵的矯頑力成為本技術領域中的重要的研究課題之一。列舉多 用于車輛驅動用電動機的稀土磁鐵之一即Nd-Fe-B系磁鐵，曾進行了通過 謀求晶粒的微細化、使用Nd量多的組成合金、添加矯頑力性能高的Dy、 Tb這樣的重稀土元素等等來使其矯頑力增大的嘗試。

作為稀土磁鐵，除了構成組織的晶粒的尺度(scale)為3～5μm左右 的一般的燒結磁鐵之外，還有將晶粒微細化為50nm～500nm左右的納米 尺度的納米晶體磁鐵。

概述作為該納米晶體磁鐵的稀土磁鐵的制造方法的一例，一般應用以 下方法：對將例如Nd-Fe-B系的金屬熔液急冷凝固而得到的微細粉末進行 加壓成型來制造燒結體，為對該燒結體賦予磁各向異性而實施熱塑性加工， 從而制造稀土磁鐵(取向磁鐵)。

但是，在采用液體急冷法制作磁性粉末時，難以制作僅由所希望的粒 徑范圍的納米晶質構成的磁性粉末，實際上一般是制作出納米晶質和非晶 質(amorphous)的磁性粉末。從本發明人過去的實際成果知道，在使用 例如銅材料的單輥將金屬熔液進行液體急冷來制作磁性粉末的情況下，會 制作出大約30～40體積％的非晶質的磁性粉末。再者，在專利文獻1公開 了下述方法：使用納米晶質和非晶質的磁性粉末來制作燒結體，并進行熱 塑性加工(在此為熱強加工)來制造稀土磁鐵。

已知：非晶質的磁性粉末，在采用后面工序的熱成型制作燒結體和/ 或采用熱塑性加工制造稀土磁鐵時，容易變為粗大晶粒，包含粗大晶粒的 稀土磁鐵與不包含粗大晶粒的稀土磁鐵相比，磁性能大大降低。因此，在 以往的應用液體急冷法來制作磁性粉末，由該磁性粉末制作燒結體，并實 施熱塑性加工來制造稀土磁鐵的制造方法中，從磁特性的觀點出發，除去 非晶質的磁性粉末來制造了稀土磁鐵。在不除去非晶質的磁性粉末來量產 稀土磁鐵的情況下，會發生30～40％的不良率。

在此，當言及液體急冷法中的急冷速度和所制作的磁性粉末的組成的 關系時，在通過急冷凝固來制作Nd-Fe-B系的納米晶質的磁性粉末的情況 下，其良品范圍(不包含非晶質而僅包含納米晶質的范圍)非常窄，制作 僅包含納米晶質的磁性粉末實際上極其困難。例如當急冷速度過慢時晶體 會粗大化，不能夠達到要通過形成為納米晶質來謀取耐熱性提高的最初目 的。另一方面，當急冷速度過快時，此次會結晶化不進行，僅制作出非晶 質的組織的磁性粉末。

雖然如上述那樣在液體急冷法中使用了銅制的單輥的方法是主流，但 是在想要采用該方法僅制作納米晶質的磁性粉末的情況下，需要均細致地 控制熔液溫度、排出量、單輥的旋轉速度。并且，所制作的最初的急冷薄 體的厚度需要抑制成±2μm左右，但這相當于由例如熔液溫度變化10～ 20℃所影響到的厚度范圍，需要控制上述多個要素使得變為這樣的厚度范 圍，這是難以控制的原因。

因此，從在高效率且高的材料成品率下制造磁特性優異的稀土磁鐵的 觀點出發，在本技術領域中迫切希望開發下述技術，即，能夠使用即使采 用液體急冷法所制作的磁性粉末包含納米晶質和非晶質這二者也能夠制造 磁特性優異的稀土磁鐵的組成的磁性粉末來制造稀土磁鐵的技術。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2012-244111號公報

發明內容

本發明是鑒于上述的問題而完成的，其目的是提供即使采用液體急冷 法所制作的磁性粉末包含納米晶質和非晶質這二者也能夠制造磁特性優異 的稀土磁鐵的稀土磁鐵制造方法。