稀土類燒結磁體制造方法和稀土類燒結磁體制造用粉末填充容器的制造方法
【專利說明】稀土類燒結磁體制造方法和稀土類燒結磁體制造用粉末填 充容器
[0001] 本申請是申請人于2011年5月6日提交的國際申請號PCT/JP2009/005726,進入 中國國家階段的申請號為200980144520. 7、發明名稱為"稀土類燒結磁體制造方法和稀土 類燒結磁體制造用粉末填充容器"的申請的分案申請。
技術領域
[0002] 本發明涉及Nd-Fe-B系燒結磁體和Sm-Co系燒結磁體等的稀土類燒結磁體的制造 方法。
【背景技術】
[0003] 稀土類燒結磁體作為能夠生成強磁場的永久磁體而被廣泛使用。特別是Nd-Fe-B 系燒結磁體，被廣泛應用于混合動力汽車和電動車輛用的發動機、硬盤用的小型電動機、工 業用的大型電動機和發電機等。
[0004] 在這些電動機和發電機中，作為轉子（rotor)使用的是稀土類燒結磁體，作為定 子（stator)使用的是電磁體，通過形成旋轉磁場而使轉子旋轉。這時，在轉子的稀土類燒 結磁體上生成渦電流，由此導致能量的損失和電動機過熱這樣的問題發生。在專利文獻1 中記述，通過在稀土類燒結磁體的表面設置狹縫，從而抑制這樣的渦電流的生成。
[0005] 另外，在Nd-Fe-B系磁體（釹磁體）中，為了提高矯頑磁力，進行的方法是，使用 以Dy和/或Tb置換了 Nd的一部分的合金粉末來制作燒結磁體，但是這一方法存在的缺點 是，因為Dy和Tb昂貴且稀少，所以招致成本的上升和穩定供給性的降低，并且最大能量積 降低。因此進行的方法是，使不含Dy和Tb的Nd-Fe-B系合金的燒結體的表面附著Dy和/ 或Tb之后進行加熱（加熱溫度：700~1000°C )，由此通過燒結體中的合金粒子的晶界將 Dy和/或Tb送入燒結體內部，只在合金粒子的表面附近注入Dy和/或Tb (晶界擴散法）。 由此，能夠得到高矯頑磁力，并且能夠抑制最大能量積的降低，還可以起到減少Dy和Tb的 使用量這樣的效果。在專利文獻2中記述，在Nd-Fe-B系合金的燒結體的表面設置狹縫之 后，使Dy和/或Tb從該狹縫進行晶界擴散，從而高效率地在合金粒子的表面附近注入Dy 和/或Tb。
[0006] 先行技術文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻 1 :特開 2000-295804 號公報（[0009]-[0011])
[0009] 專利文獻 2 :特開 2007-053351 號公報（[0027]-[0028]，[0033]-[0035])
[0010] 專利文獻1和專利文獻2所述的方法，均是借助使用切割機或鋼絲鋸等的機械的 加工而形成狹縫。若采用這樣的機械的加工，則需要勞動力和時間，而且工具的消耗嚴重， 因此不能避免成本的上升。另外，在機械的加工中，不能過分減小狹縫的寬度，實體體積相 對于磁體的外形體積（燒結體部分的體積）比例降低，作為磁體的功能實質上降低。
[0011] 通過機械的加工在燒結前的壓縮成形體上形成狹縫時，還會產生殘留在狹縫中的 合金粉末難以除去這樣的問題。若以合金粉末殘留在狹縫中的狀態進行用于燒結的加熱， 則會造成合金粉末堵塞狹縫的一部分的狀態，因此不能阻止渦電流的生成，而且在進行晶 界擴散處理時，Dy和/或Tb還無法到達足夠的深度。
[0012] 與此同時，若對于壓縮成形體進行機械的加工，則有可能產生缺口或裂紋。
【發明內容】
[0013] 本發明要解決的課題是，提一種方法，其能夠容易且低成本的制造具有用于難以 受到渦電流的影響和/或用于進行晶界擴散處理的狹縫或孔等的空隙的稀土類燒結磁體。
[0014] 用于解決上述課題而形成的本發明的稀土類燒結磁體制造方法，其特征在于，通 過如下方式制造具有空隙的稀土類燒結磁體：按順序進行以下工序，
[0015] a)填充工序，將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構件一起填充到粉末填充容器 中；
[0016] b)取向工序，在磁場中對于所述稀土類磁體合金粉末進行取向；
[0017] c)燒結工序，連同所述粉末填充容器一起加熱所述稀土類磁體合金粉末，由此對 于該稀土類磁體合金粉末進行燒結，
[0018] d)在所述取向工序之后，所述稀土類磁體合金粉末的燒結開始之前，除去所述空 隙形成構件。
[0019] 根據本發明，將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構件一起填充到粉末填充容器 中，在稀土類磁體合金粉末的燒結開始之前除去所述空隙形成構件，便能夠容易地制造具 有空隙的稀土類燒結磁體。因此，在本發明中不需要為了形成空隙而進行機械的加工，就能 夠低成本地制造具有空隙的稀土類燒結磁體。
[0020] 歷來，在制造稀土類燒結磁體時，大多情況下，都是將稀土類磁體合金粉末填充到 容器中，一邊壓縮一邊外加磁場，由此進行壓縮成形和取向。相對于此，本申請發明者提出， 將稀土類磁體合金粉末填充到容器中，不進行壓縮成形，而是在對于稀土類磁體合金粉末 進行取向后，以填充在粉末填充容器中的狀態進行加熱，從而得到稀土類燒結磁體（預壓 法。參照特開2006-019521號公報）。在本發明中，因為使用預壓法，所以即使將空隙形成 構件與稀土類磁體合金粉末一起放入粉末填充容器內，空隙形成構件也不會受到壓力。
[0021] 另外，通過磁場中取向，粉末填充容器中所填充的稀土類磁體合金粉末的粒子彼 此被磁性地吸引。在本發明中，因為是在取向工序后才除去空隙形成構件，所以在除去空隙 形成構件時空隙不會損毀。
[0022] 另一方面，若燒結工序中在加熱稀土類磁體合金粉末時升溫，則在超過規定的溫 度（例如Nd-Fe-B系燒結磁體約為600°C )時燒結開始，其后隨著燒結進行，燒結體收縮。 在本發明中，在稀土類磁體合金粉末的燒結開始前除去空隙形成構件，以使空隙形成構件 不會成為該收縮的障礙。
[0023] 空隙形成構件的除去，在不需要考慮空隙形成構件的耐熱性和空隙形成構件與稀 土類磁體合金粉末的反應性這一點上，優選在所述燒結工序之前進行。
[0024] 另外，如果使用在比燒結開始溫度低的溫度下就發生液化或氣化的空隙形成構 件，則進行用于燒結的升溫，便能夠在燒結開始前除去空隙形成構件。
[0025] 如果所述稀土類磁體合金為Nd-Fe-B系燒結磁體的合金，則通過在經由所述燒結 工序而得到的燒結體具有的空隙中注入含有Dy和/或Tb的物質并進行加熱，則能夠使Dy 和/或Tb擴散到該燒結體中。
[0026] 在稀土類燒結磁體上形成用于防止渦電流的影響的狹縫時，空隙形成構件使用板 材即可。另一方面，以晶界擴散為主要目的時，也能夠使用棒材。這時，通過將多個棒狀空 隙形成構件配置成狹縫狀，能夠使Dy和/或Tb從多個孔均一地擴散。棒狀空隙形成構件 的截面形狀為圓形、四邊形、六邊形等，沒有特別限定。
[0027] 空隙形成構件使用板狀或棒狀的空隙形成構件時，優選在所述取向工序中，在平 等于所述空隙形成構件的方向的磁場中取向所述稀土類磁體合金粉末。由此，稀土類磁體 合金粉末的粒子在平行于空隙形成構件的方向上連接成鏈狀，因此，即使以此狀態除去空 隙形成構件，鏈狀的連接也不會間斷，空隙不會損毀。
[0028]