稀土磁體的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及稀土磁體的制造方法。
[0002]發明背景
[0003]使用稀土元素，如鑭系元素的稀土磁體也被稱作永磁體。使用稀土元素，如鑭系元素的稀土磁體用于混合動力車輛、電動車等的驅動電動機中以及硬盤中和構成磁共振成像設備(MRI設備)的電動機中。
[0004]考慮到由電動機的尺寸縮小和高電流密度造成的發熱量提高，與要使用的稀土磁體有關的耐熱要求進一步提高。因此，在高溫使用時如何保持磁體的磁性特征是這一技術領域中的重要研究主題之一。
[0005]作為稀土磁體，已經已知的是:構成其結構的晶粒(主相)具有大約3至5微米尺寸的普通燒結磁體，和構造成晶粒以大約50納米至300納米的納米級制造的納米晶磁體。在納米晶磁體中，在降低昂貴的重稀土元素的添加量的同時實現晶粒的上述納米制造的納米晶磁體和不使用重稀土元素的納米晶磁體目前引起關注。
[0006]作為稀土磁體的制造方法的一個實例，已經已知的是這樣的方法:通過對快速固化Nd-Fe-B熔融金屬得到的細粉(磁粉)實施壓制成型而形成燒結體并進行熱塑加工以賦予該燒結體磁各向異性，由此制造稀土磁體(取向磁體)。要指出，擠壓，如反擠壓和正擠壓、縮鍛(鍛造)等用于熱塑加工。
[0007]通常，對于磁粉的制造和轉移、燒結體的制造和稀土磁體的制造的所有步驟，在各步驟中制得的產物與大氣中所含的氧接觸。因此，制造的產物的結構內的氧濃度提高或制造的產物被氧化，以致最終獲得的稀土磁體的磁性能降低，這是公知的。作為稀土磁體的磁性能的指標，已知的是剩余磁化(剩余磁通密度)、矯頑力等。例如，已知的是，在進行熱塑加工時，磁體材料中所含的氧破壞Nd-Fe-B的主相，由此降低剩余磁通密度和矯頑力。此夕卜，還已知的是，在發生改性合金的晶粒間界擴散以在進行熱塑加工后恢復矯頑力時，留在改性合金內的氧阻礙向改性合金中的滲透。此外，已知的是進入磁體中的氧與晶粒間界相中的稀土元素反應形成氧化物，以致有效地在磁力上分割主相的晶粒間界相組分減少，由此造成稀土磁體的矯頑力降低。
[0008]作為降低稀土磁體的氧濃度的技術，在稀土磁體的制造過程中防止與氧接觸的下列相關技術已被公開。
[0009]例如，日本專利申請公開N0.6-346102 (JP 6-346102 A)和日本專利申請公開N0.2005-232473 (JP 2005-232473)描述了將用于稀土磁體的磁粉裝在充有惰性氣體的高氣密性容器中并在從該容器向模具供應粉末的同時進行燒結的技術。
[0010]此外，日本專利申請公開N0.1-248503 (JP 1-248503 A)描述了以如下方式制造稀土磁體的方法:將用于稀土磁體的磁粉裝入金屬罐、在真空抽吸下使該罐氣密并對加熱的罐實施熱擠壓。
[0011]此外，日本專利申請公開N0.1-171204(JP 1-171204 A)描述了一種稀土磁體制造方法，在所述方法中，使稀土磁體錠被金屬材料包圍，然后密封，并對由此密封的金屬材料進行熱加工。
[0012]根據相關技術，可以降低在稀土磁體的制造過程中與磁粉、燒結體等接觸的氧的濃度。
[0013]但是，在JP 6-346102 A和JP 2005-232473 A中描述的制造方法中，磁粉從高氣密性容器裝入模具中，因此可加工性不好。相應地，其花費長制造時間并需要制造該容器的成本，這通常提高了制造成本。
[0014]此外，在JP 1-248503 A和JP 1-171204 A的制造方法中，對金屬罐等進行熱壓。但是，例如，用于Nd-Fe-B稀土磁體的磁粉與普通金屬相比是強氧化性材料，以致金屬罐等內的磁粉易于在金屬罐等之前被氧化。因此，對磁粉而言難以獲得高氧化抑制作用。
【發明內容】
[0015]本發明提供稀土磁體的制造方法，該制造方法可以制造具有低氧濃度的稀土磁體。
[0016]本發明的一個方面是稀土磁體的制造方法。該制造方法包括:通過用磁粉填充石墨容器并通過密封所述石墨容器制造第一密封體，其中所述磁粉為稀土磁體材料；通過燒結第一密封體制造燒結體，以制造容納所述燒結體的第二密封體；和通過對所述第二密封體進行熱塑加工以賦予所述燒結體磁各向異性來制造稀土磁體。
[0017]根據本發明的該方面，從容器中取出最終制得的稀土磁體。因此，可以在該稀土磁體的制造過程中抑制磁粉、燒結體和作為最終產物的稀土磁體與大氣中的氧接觸，從而抑制了其氧化。
[0018]根據本發明的該方面，不同于相關技術，不必在惰性氣氛下制造稀土磁體來降低氧濃度或防止產物氧化。因此，不需要帶有惰性氣體控制機構的昂貴的制造室，也不需要精確的惰性氣氛控制。要指出，由快速冷卻條帶制造磁粉的步驟通常在真空氣氛下進行。通過這種方法制得并要裝在石墨容器中的磁粉處于常溫狀態。因此，即使該磁粉在大氣下裝在石墨容器中，該磁粉也幾乎不氧化。同時，磁體材料的氧化明顯地通常在高溫氣氛下加工磁體材料時發生。根據本發明的該方面，在以燒結磁粉制造燒結體并對該燒結體進行熱塑加工的方式制造稀土磁體時有效防止了燒結體和稀土磁體的氧化。
[0019]在本發明的該方面中，使用石墨容器作為容納磁粉等的容器。在此，“石墨容器”包括由鱗狀石墨制得的容器和由球形碳粒制得的容器。在使用由鱗狀石墨制得的容器的情況下，在將該容器裝在模具或模頭中并進行熱壓機械加工等時，鱗狀石墨的鱗片互相重疊，因此可獲得在模具或模頭中的良好潤滑性質。因此，不再需要在模具等的內壁上單獨施加潤滑劑的措施。
[0020]此外，由于石墨與稀土磁體材料如Nd-Fe-B相比是強氧化性材料，因此該石墨容器在熱壓時的高溫氣氛下在稀土磁體材料之前被氧化。這可以抑制容器內的稀土磁體材料的氧化。
[0021]根據本發明的該方面的制造方法可進一步包括在將磁粉填充到第一石墨容器中以后通過將第一石墨容器的開口端插入第二石墨容器的開口端來制造第一密封體。該石墨容器可以由第一石墨容器和第二石墨容器構成。第二石墨容器的內部尺寸可大于第一石墨容器的內部尺寸。第一石墨容器和第二石墨容器各自可以是由變形的石墨片構成并具有矩形截面或圓形截面的管形體。該管形體可具有帶有石墨底板的封閉端。
[0022]根據上述構造，通過將第一石墨容器的開口端插入第二石墨容器的開口端，可以容易地將容器內部與其外部隔開。
[0023]根據本發明的該方面的制造方法可進一步包括在將磁粉填充到石墨容器中后通過將石墨頂板置于石墨容器的開口端來制造第一密封體。該石墨容器可以是由變形的石墨片構成并具有矩形截面或圓形截面的管形體。該管形體可具有帶有石墨底板的封閉端。
[0024]在上述構造中，石墨頂板安裝在石墨容器的開口端。在這種狀態下，可以從容器外部對容器施加預定壓力以使該容器的內表面與頂板的端表面密切接觸。由此，可以容易地將容器內部與其外部隔開。
[0025]在上述構造中，該制造方法可進一步包括通過對裝入所述管形體中的石墨粉進行壓制成型，制造石墨底板。
[0026]根據上述構造，可以使石墨底板與管形體的內表面密切接觸。
[0027]在上述構造中，“矩形截面”包括正方形或矩形截面形狀、截面形狀的角彎曲的