構的圖。
[0054] 圖7是說明本發明的稀土類磁鐵的制造方法的實施方式2的模式圖,(a)是說明 從成形體被收納于第1塑性加工模的腔室中的狀態熱塑性加工后的腔室和取向磁鐵的中 間體的狀態的圖,(b)是說明從中間體被收納于第2塑性加工模的腔室中的狀態熱塑性加 工后的腔室和取向磁鐵的狀態的圖。
[0055] 圖8是表示說明在實驗中使用的陰模的腔室和成形體的尺寸的熱塑性加工前的 狀態的圖、和表示熱塑性加工后的狀態的圖。
[0056] 圖9(a)是說明為實驗用而制作的取向磁鐵和切取部的圖,(b)是圖9(a)的放大 圖。
[0057] 圖10是tl/Wl = 0? 99和tl/Wl = 0? 67(圖9的取向磁鐵)的截面照片圖。
[0058] 圖11是表示通過實驗而特定出的tl/Wl與剩余磁化的關系的圖。
[0059] 圖12的(a)是模擬晶體形狀的圖,(b)是說明晶體的扁平率的圖,(c)是表示通過 實驗而特定出的tl/Wl與晶體的扁平率的關系的圖。
[0060] 圖13是表示通過實驗而特定出的取向磁鐵中的RE-Fe-B系主相(RE:Nd、Pr)的RE 濃度和矯頑力以及剩余磁化的關系的圖。
【具體實施方式】
[0061] 以下參照附圖來說明本發明的稀土類磁鐵的制造方法的實施方式。再者,說明了 圖示的取向磁鐵由納米晶體磁鐵(粒徑為300nm左右或其以下)構成的情況,但在本發明 的制造方法中作為對象的取向磁鐵,并不限于納米晶體磁鐵,還包括粒徑為300nm以上的 晶體磁鐵、粒徑為1 ym以上的燒結磁鐵、以及用樹脂粘合劑將晶粒粘結的粘結磁鐵等。
[0062] (稀土類磁鐵的制造方法的實施方式1和稀土類磁鐵)
[0063] 圖1 (a)、(b)是依次說明本發明的稀土類磁鐵的制造方法的第1步驟的模式圖,圖 2是說明由第1步驟制造的成形體的顯微結構的圖。另外,圖3是說明本發明的制造方法的 實施方式1的第2步驟的模式圖。
[0064] 如圖1(a)所示,在減壓至例如50kPa以下的Ar氣氣氛的未圖示的爐中,采用單輥 的熔紡(melt-spuning)法,將合金錠高頻熔化,向銅輥R噴射給出稀土類磁鐵的組成的熔 液,制作急冷薄帶B (急冷帶),并將該帶進行粗粉碎。
[0065] 被粗粉碎的急冷薄帶之中,分選晶體粒徑的最大尺寸為200nm左右或其以下的尺 寸的急冷薄帶B,將其如圖1(b)所示那樣填充到由超硬陰模D'和在其空心內滑動的超硬沖 頭P'圍成的腔室內。而且,一邊用超硬沖頭P'進行加壓一邊在(X方向)加壓方向上使電 流流動來進行通電加熱,由此制作包含納米晶體組織的Nd-Fe-B系主相(50nm~200nm左 右的晶體粒徑)、和位于主相的周圍的Nd-X合金(X:金屬元素)晶界相的四棱柱狀的成形 體S (第1步驟)。再者,RE的含有比例優選為29質量RE < 32質量%。
[0066] 在此,構成晶界相的Nd-X合金,由Nd、與Co、Fe、Ga等之中的至少1種以上的金屬 的合金構成,例如是Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe、Nd-Co-Fe-Ga之中的任一種、或混有它 們之中的兩種以上的合金,成為富Nd的狀態。
[0067] 如圖2所示,成形體S呈現出在納米晶粒MP (主相)間充滿有晶界相BP的各向同 性的晶體組織。
[0068] 當由第1步驟制造出四棱柱狀的成形體S后,如圖3所示,收納于由構成塑性加工 模的超硬陰模D和在其空心內滑動的超硬沖頭P圍成的腔室Ca內,采用上下的沖頭P、P,使 上下的沖頭P、P以1秒以下的短時間滑動以使其相互接近,將成形體S的上下面進行熱塑 性加工(在圖3的X方向上擠壓)。通過該熱塑性加工來制造出取向磁鐵C(稀土類磁鐵) (第2步驟)。
[0069] 在此,該熱塑性加工時的應變速度被調整為0. 1/秒以上。再者,可將在熱塑性加 工的加工度(壓縮率)大的情況下、例如壓縮率為10%左右以上的情況下的熱塑性加工稱 為強加工。
[0070] 在此,陰模D的腔室Ca和成形體S各自的截面形狀、尺寸有如圖4(a)~⑷所示 那樣的實施方式。
[0071] 圖4 (a)所示的實施方式,是在短邊長度為W1的長方形截面的腔室Ca中收納短邊 長度為tl的長方形截面的成形體S的形態,tl/Wl被設定為0. 55~0. 85的范圍。即,在 腔室Ca和成形體S的截面都為長方形的情況下,使雙方的短邊彼此對應而將成形體S收納 于腔室Ca的中央附近。
[0072] 如圖4(a)的左圖所示,在成形體S不觸接腔室Ca的側面而被收納了的狀態下實 行熱塑性加工,如圖4(a)的右圖所示,所制造出的取向磁鐵C的長邊與腔室Ca的長邊觸 接,取向磁鐵C的短邊成為在其與腔室Ca的側面之間具有間隙G的非拘束的狀態。
[0073] 根據本發明人等的以下所示的驗證可知:在成形體S的短邊長度tl與腔室Ca的 短邊長度W1之比tl/Wl被設定為0. 55~0. 85的范圍,更詳細地講,成形體S的長邊長度 與腔室Ca的長邊長度之比小于0. 55的情況下,成形體S通過熱塑性加工而變形時,成形體 S和腔室Ca的側面的長邊彼此觸接,成形體S被腔室Ca的側面擠壓,并且成形體S的短邊 不與腔室Ca的側面觸接,能夠維持非拘束的狀態。
[0074] 而且,通過這樣地在熱塑性加工的過程中成形體S的一部分被擠壓,其他部分成 為非拘束的狀態,所制造出的取向磁鐵C不會產生裂紋(包括微小裂紋),能夠制造磁化特 性優異的取向磁鐵。
[0075] 在此,在tl/Wl大于0. 85的情況下,在熱塑性加工剛開始后成形體變形,長邊以及 短邊都與腔室接觸而受到拘束力,阻礙了主相(晶體)的變形自由度。由此,在晶體流變中 產生遵循剪切方向應變的塑性流動,使晶體的取向度大大降低。另一方面,在tl/Wl小于 〇. 55的情況下,成形體的晶體直到熱塑性加工的最后沒有感受到背壓而進行變形,因此成 形體的寬度方向(短邊方向)的中心部以外的部分難以確定所希望的取向度,特別是外周 部的晶體的流變混亂成一團,在板厚方向上難以進行取向。另一方面,不產生裂紋的原因可 舉出:例如成形體為納米晶體磁鐵的情況下,通過成分調整而適度地具有晶界相,而且,如 在說明圖5的中段的熱塑性加工中的晶體取向和晶體旋轉等的圖中所示那樣,主相沒有因 氧化等而脆化,由此,由再結晶所引起的取向和在晶界相處的晶體旋轉容易進行。
[0076] 回到圖4,圖4(b)所示的實施方式,是在短邊長度為W1的長方形截面的腔室Ca中 收納單邊長度為tl的正方形截面的成形體S的形態,tl/Wl被設定為0. 55~0. 85的范圍。 SP,在腔室Ca的截面為長方形、成形體S的截面為正方形的情況下,使成形體S的任一邊對 應于腔室Ca的短邊而將成形體S收納于腔室Ca的中央附近。
[0077] 另外,圖4(c)所示的實施方式,是在短軸長度為W1的橢圓形截面的腔室Ca中收 納直徑為tl的圓形截面的成形體S的形態,tl/Wl被設定為0. 55~0. 85的范圍。即,在 腔室Ca的截面為橢圓形、成形體S的截面為圓形的情況下,在腔室Ca的中央附近收納成形 體So
[0078] 此外,圖4(d)所示的實施方式,是在短軸長度為W1的橢圓形截面的腔室Ca中收 納短邊長度為tl的長方形截面的成形體S的形態,tl/Wl被設定為0. 55~0. 85的范圍。 即,在腔室Ca的截面為橢圓形、成形體S的截面為長方形的情況下,在腔室Ca的中央附近 以其長徑與成形體S的長邊平行的方式收納成形體S。
[0079] 采用具有任一形態的腔室Ca的塑性加工模和成形體S,經熱塑性加工后所制造出 的取向磁鐵的一部分與腔室Ca的側面間隔有間隙G而維持了非拘束狀態,由此能夠抑制裂 紋的發生,并制造出磁特性優異的取向磁鐵C。
[0080] 通過熱塑性加工而制造的取向磁鐵C,如圖6所示,納米晶粒MP呈扁平形狀,與各 向異性軸大致平行的界面彎曲或折曲,成為磁各向異性優異的取向磁鐵C。
[0081] 關于圖示的取向磁鐵C,優選:具有包括RE-Fe-B系主相(RE:Nd、Pr中的至少一 種)、和位于該主相的周圍的RE-X合金(X:金屬元素)晶界相的金屬組織,RE的含有比例 為29質量RE彡32質量%,所制造出的稀土類磁鐵的主相的平均粒徑為300nm。通過 RE的含有比例在上述范圍,熱塑性加工時抑制裂紋發生的效果更高,能夠保證高的取向度。 另外,通過RE的含有比例為上述范圍,能夠確保能保證高的剩余磁通密度的主相的大小