專利名稱：稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法
技術領域：
本發明涉及稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法。
背景技術：
近年來，對于在混合動力車、硬盤驅動器等中使用的永磁電動機，要求小型輕量化、高輸出功率化以及高效率化。因此，在實現上述永磁電動機的小型輕量化、高輸出功率化、高效率化時，對于埋設在電動機中的永久磁鐵，要求薄膜化以及進一步提高磁特性。在此，作為永磁電動機中使用的永久磁鐵的制造方法，以往一般使用粉末燒結法。在此，粉末燒結法中，首先利用氣流粉碎機(干式粉碎)將原材料粉碎來制造磁鐵粉末。然后，將該磁鐵粉末放入模具中，從外部施加磁場的同時加壓成形為期望的形狀。然后，將成形為期望形狀的固形磁鐵粉末在預定溫度(例如，Nd-Fe-B基磁鐵為1100°C )下燒結來制造。但是，通過上述的粉末燒結法制造永久磁鐵時，存在以下問題。即，在粉末燒結法中，為了進行磁場取向，需要在加壓成形的磁鐵粉末中確保一定的空隙率。而且，將具有一定的空隙率的磁鐵粉末燒結時，難以使燒結時產生的收縮均勻地進行，燒結后產生翹曲或凹陷等變形。另外，磁鐵粉末的加壓時產生壓力不均勻，因此燒結后的磁鐵產生疏密，從而在磁鐵表面產生應變。因此，以往需要預先假定在磁鐵表面產生應變并以比期望形狀大的尺寸將磁鐵粉末壓縮成形。而且，燒結后進行金剛石切削研磨作業，進行修正為期望形狀的加工。結果，制造工序增加，并且制造的永久磁鐵的品質有可能下降。另外，特別是通過如上所述從大尺寸的塊體切出來制造薄膜磁鐵時，材料成品率產生顯著的下降。另外，還產生加工工時大幅增加的問題。因此，作為解決上述問題的手段，提出了如下技術:通過將磁鐵粉末與粘合劑混練而制作生片，并將制作的生片燒結，由此制造永久磁鐵(例如，日本特開平1-150303號公報)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開平1-150303號公報(第3頁、第4頁)
發明內容
發明所要解決的問題但是，如上述專利文獻I所述將磁鐵粉末生片化后進行燒結時，燒結時的磁鐵內殘留含有粘合劑中所含的碳原子或氧原子的含有物。而且，Nd磁鐵中Nd與碳的反應性非常高，因此在燒結工序中直到高溫還殘留有含碳物時，形成碳化物。結果，由于形成的碳化物而在燒結后的磁鐵的主相與晶粒間界相之間產生空隙，存在不能將磁鐵整體致密地燒結從而使磁性能顯著下降的問題。另外，即使在不產生空隙的情況下，也會由于所形成的碳化物而在燒結后的磁鐵的主相內析出α Fe，存在使磁鐵特性顯著下降的問題。
同樣地，在Nd磁鐵中Nd與氧的反應性非常高，因此存在含氧物時，在燒結工序中Nd與氧結合而形成金屬氧化物。結果，存在磁特性下降的問題。另外，由于Nd與氧結合而導致Nd相對于基于化學計量組成(例如Nd2Fe14B)的含量不足，在燒結后的磁鐵的主相內析出α Fe，存在使磁鐵特性顯著下降的問題。本發明為了消除前述現有問題而創立，其目的在于提供在將磁鐵粉末生片化后進行燒結的情況下能夠預先減少磁鐵中所含的碳量和氧量、結果能夠防止磁鐵特性下降的稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法。用于解決問題的手段為了實現前述目的，本發明的稀土類永久磁鐵的特征在于，通過如下工序制造:將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序；將所述粉碎得到的磁鐵粉末與包含長鏈烴、不含氧原子的單體的聚合物或共聚物的粘合劑混合而形成混合物的工序；將所述混合物成形為片狀而制作生片的工序；通過將所述生片在非氧化性氣氛下在粘合劑分解溫度保持一定時間，使所述粘合劑飛散而除去的工序；和將除去了所述粘合劑的所述生片升溫至燒成溫度進行燒結的工序。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的特征在于，所述粘合劑為聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯與異戊二烯的共聚物、異丁烯與異戊二烯的共聚物或苯乙烯與丁 二烯的共聚物中的任意一種。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的特征在于，使用聚乙烯、聚丙烯以外的樹脂作為所述粘合劑。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的特征在于，在使所述粘合劑飛散而除去的工序中，將所述生片在氫氣氣氛下或氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛下在200 900°C保持一定時間。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，具有如下工序:將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序；將所述粉碎得到的磁鐵粉末與包含長鏈烴、不含氧原子的單體的聚合物或共聚物的粘合劑混合而形成混合物的工序；將所述混合物成形為片狀而制作生片的工序；通過將所述生片在非氧化性氣氛下在粘合劑分解溫度保持一定時間從而使所述粘合劑飛散而除去的工序；和將除去了所述粘合劑的所述生片升溫至燒成溫度進行燒結的工序。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，所述粘合劑為聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯與異戊二烯的共聚物、異丁烯與異戊二烯的共聚物或苯乙烯與丁二烯的共聚物中的任意一種。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，使用聚乙烯、聚丙烯以外的樹脂作為所述粘合劑。另外，本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法的特征在于，在使所述粘合劑飛散而除去的工序中，將所述生片在氫氣氣氛下或氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛下在200 900°C保持一定時間。發明效果根據具有前述構成的本發明的稀土類永久磁鐵，利用將磁鐵粉末與粘合劑混合并成形為片狀后的生片燒結而得到的磁鐵構成永久磁鐵，因此，由燒結引起的收縮變得均勻，由此燒結后不會產生翹曲和凹陷等變形，另外，不存在加壓時的壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結后的修正加工，能夠簡化制造工序。由此，能夠以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，即使在將永久磁鐵薄膜化的情況下，也不會使材料成品率下降，能夠防止加工工時增加。另外，通過使用長鏈烴或者不含氧的單體的聚合物或共聚物作為粘合劑，能夠減少磁鐵內所含的氧量。另外，通過將添加有粘合劑的磁鐵粉末在燒結前在非氧化性氣氛下保持一定時間，能夠預先減少磁鐵內所含的碳量。結果，能夠抑制在燒結后的磁鐵的主相內析出α Fe，能夠將磁鐵整體致密地燒結，從而能夠防止矯頑力下降。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵，通過使用不含氧原子的聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯與異戊二烯的共聚物、異丁烯與異戊二烯的共聚物或苯乙烯與丁二烯的共聚物作為粘合劑，能夠減少磁鐵內所含的氧量。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵，在將粘合劑溶解于有機溶劑時，能夠使其在甲苯等通用溶劑中適當地溶解。因此，特別是將生片通過漿料成形進行成形時，能夠適當地進行從含有磁鐵粉末和粘合劑的楽■料到生片的成形。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵，通過將混練有粘合劑的生片在氫氣氣氛下或者氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛下煅燒，能夠更可靠地減少磁鐵內所含的碳量。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過將磁鐵粉末與粘合劑混合并成形為片狀后的生片燒結而制造永久磁鐵，因此，制造的永久磁鐵的由燒結引起的收縮變得均勻，由此燒結后不會產生翹曲和凹陷等變形，另外，不存在加壓時的壓力不均勻，因此不需要以往進行的燒結后的修正加工，能夠簡化制造工序。由此，能夠以高尺寸精度將永久磁鐵成形。另外，即使在將永久磁鐵薄膜化的情況下，也不會使材料成品率下降，能夠防止加工工時增加。另外，通過使用長鏈烴或者不含氧的單體的聚合物或共聚物作為粘合劑，能夠減少磁鐵內所含的氧量。另外，通過將添加有粘合劑的磁鐵粉末在燒結前在非氧化性氣氛下保持一定時間，能夠預先減少磁鐵內所含的碳量。結果，能夠抑制在燒結后的磁鐵的主相內析出α Fe，能夠將磁鐵整體致密地`燒結，從而能夠防止矯頑力下降。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過使用不含氧原子的聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯與異戊二烯的共聚物、異丁烯與異戊二烯的共聚物或苯乙烯與丁二烯的共聚物作為粘合劑，能夠減少磁鐵內所含的氧量。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法，在將粘合劑溶解于有機溶劑時，能夠使其在甲苯等通用溶劑中適當地溶解。因此，特別是將生片通過漿料成形進行成形時，能夠適當地進行從含有磁鐵粉末和粘合劑的漿料到生片的成形。另外，根據本發明的稀土類永久磁鐵的制造方法，通過將混練有粘合劑的生片在氫氣氣氛下或者氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛下煅燒，能夠更可靠地減少磁鐵內所含的碳量。
圖1是表示本發明的永久磁鐵的整體圖。圖2是表示本發明的永久磁鐵的制造工序的說明圖。圖3是表示對實施例和比較例的各磁鐵的各種測定結果的圖。
具體實施例方式以下，關于本發明的稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法，下面參考附圖對具體化的一個實施方式進行詳細說明。[永久磁鐵的構成]首先，對本發明的永久磁鐵I的構成進行說明。圖1是表示本發明的永久磁鐵I的整體圖。另外，圖1中所示的永久磁鐵I具有扇形形狀，但是，永久磁鐵I的形狀根據沖裁形狀而變化。本發明的永久磁鐵I為Nd-Fe-B基磁鐵。另外，各成分的含量設定為Nd:27 40重量％、B:1 2重量％、Fe (電解鐵):60 70重量％。另外，為了提高磁特性，可以含有少量的 Dy、Tb、Co、Cu、Al、S1、Ga、Nb、V、Pr、Mo、Zr、Ta、T1、W、Ag、B1、Zn、Mg 等其它元素。圖1是表示本實施方式的永久磁鐵I的整體圖。在此,永久磁鐵I例如為具有0.05mm 10mm(例如Imm)的厚度的薄膜狀的永久磁鐵。而且，如后所述，通過將由磁鐵粉末與粘合劑混合得到的混合物(漿料或粉末狀混合物)成形為片狀而形成的成形體(生片)燒結來制作。另外，本發明中，在磁鐵粉末中混合的粘合劑使用樹脂、長鏈烴、它們的混合物等。另外，使用樹脂作為粘合劑時，優選使用結構中不含氧原子且具有解聚性的聚合物。具體而言，包含選自以下通式(3)表示的單體的一種或兩種以上單體的聚合物或共聚物的聚合物是符合的。
權利要求
1.一種稀土類永久磁鐵，其特征在于，通過如下工序制造: 將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序； 將所述粉碎得到的磁鐵粉末與包含長鏈烴的粘合劑、包含選自下述通式(I)表示的單體的一種或兩種以上單體的聚合物或共聚物的粘合劑或者包含所述長鏈烴與所述聚合物或共聚物的混合物的粘合劑中的任意一種粘合劑混合而形成混合物的工序，
2.如權利要求1所述的稀土類永久磁鐵，其特征在于， 所述粘合劑為聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯與異戊二烯的共聚物、異丁烯與異戊二烯的共聚物或苯乙烯與丁二烯的共聚物中的任意一種。
3.如權利要求1所述的稀土類永久磁鐵，其特征在于， 作為所述粘合劑，不包括通式(I)的Rl和R2兩者為氫原子的單體的聚合物以及通式(I)的Rl和R2中的一個為氫原子、另一個為甲基的單體的聚合物。
4.如權利要求1至3中任一項所述的稀土類永久磁鐵，其特征在于， 在使所述粘合劑飛散而除去的工序中，將所述生片在氫氣氣氛下或氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛下在200°C 900°C保持一定時間。
5.一種稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于，具有如下工序: 將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末的工序； 將所述粉碎得到的磁鐵粉末與包含長鏈烴的粘合劑、包含選自下述通式(2)表示的單體的一種或兩種以上單體的聚合物或共聚物的粘合劑或者包含所述長鏈烴與所述聚合物或共聚物的混合物的粘合劑中的任意一種粘合劑混合而形成混合物的工序，
6.如權利要求5所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 所述粘合劑為聚異丁烯、聚異戊二烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯與異戊二烯的共聚物、異丁烯與異戊二烯的共聚物或苯乙烯與丁二烯的共聚物中的任意一種。
7.如權利要求5所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 作為所述粘合劑，不包括通式(2)的Rl和R2兩者為氫原子的單體的聚合物以及通式(2)的Rl和R2中的一個為氫原子、另一個為甲基的單體的聚合物。
8.如權利要求5至7中任一項所述的稀土類永久磁鐵的制造方法，其特征在于， 在使所述粘合劑飛散而除去的工序中，將所述生片在氫氣氣氛下或氫氣與惰性氣體的混合氣體氣氛下在200°C 900°C保持一定時間。
全文摘要
本發明提供能夠防止磁鐵特性下降的稀土類永久磁鐵及稀土類永久磁鐵的制造方法。采用如下構成將磁鐵原料粉碎成磁鐵粉末，將粉碎得到的磁鐵粉末與包含長鏈烴、不含氧原子的單體的聚合物或共聚物或者它們的混合物的粘合劑混合，由此形成混合物。然后，將形成的混合物成形為片狀，制作生片。然后，將制作的生片在非氧化性氣氛下在粘合劑分解溫度保持一定時間，由此，通過解聚反應等將粘合劑分解為單體并使其飛散而除去，將除去了粘合劑的生片升溫到燒成溫度進行燒結，由此制造永久磁鐵(1)。
文檔編號H01F41/02GK103081038SQ201280002740
公開日2013年5月1日 申請日期2012年3月15日 優先權日2011年6月24日
發明者太白啟介, 久米克也, 奧野利昭, 尾關出光, 大牟禮智弘, 尾崎孝志 申請人:日東電工株式會社