[发明专利]在汽车用IPM型电动机中使用的永久磁铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种插入到汽车用IPM型电动机的转子磁轭内的槽中使用的永久磁铁的制造方法。

背景技术

在搭载于电动汽车、混合动力汽车的电动机中，为了其高性能化，使用在永久磁铁材料中具有最高的磁特性的R-Fe-B系永久磁铁(R为稀土类元素)。该R-Fe-B系永久磁铁由于包含反应性高的R，所以，容易在大气中氧化腐蚀。因此，在其使用时，为了确保耐蚀性，实施某种表面处理，例如在其表面形成Ni镀膜、Al蒸镀膜、树脂涂覆膜等。

用于进一步提高R-Fe-B系永久磁铁的耐蚀性的方法提出有许多，专利申请数量也多。例如，在专利文献1中，公开了这样的方法，即，为了获得耐蚀性优良的R-Fe-B系永久磁铁，在其表面形成作为第1保护层的Ni膜，作为第2保护层的、比第1保护层软的Cu或Sn膜，作为第3保护层的、比第2保护层硬的Ni膜。在专利文献2～4中，也公开了用于提高耐蚀性的Ni膜-Cu膜-Ni或Ni-P膜的组合的多层膜。在专利文献5公开了用于提高耐蚀性和确保耐磨性的、硬度低的无光泽Ni膜与硬度高的有光泽Ni膜的组合的多层膜。另外，在专利文献6公开了这样的技术，该技术在铁系烧结材料的表面形成维氏硬度400～500左右的Ni-P膜，提高铁系烧结材料的耐磨性。

专利文献1：日本特开平1-321610号公报

专利文献2：日本特开平5-205926号公报

专利文献3：日本专利第3377605号公报

专利文献4：日本特开平7-331486号公报

专利文献5：日本特开平9-7810号公报

专利文献6：日本特开2003-97429号公报

发明内容

随着电动汽车、混合动力汽车的高性能化，对搭载于其上的电动机也提出了高性能化要求，结果，采用IPM型(Interior PermanentMagnet：内部磁铁型)电动机代替SPM型(Surface PermanentMagnet：表面磁铁型)电动机。IPM型电动机例如使用图1所示转子1组装而成，转子1为在设于磁轭2内的槽3中插入磁铁4的构造，该磁轭2通过层叠硅钢片而制作。由于磁轭通过冲裁硅钢片然后进行层叠而制作，所以，在其槽表面存在毛刺、冲裁的刀痕等凹凸。因此，当将在表面形成了耐蚀性膜的R-Fe-B系永久磁铁插入到槽时，有时上述凹凸使膜产生伤痕，结果，磁铁的耐蚀性产生问题，磁特性劣化，存在电动机特性下降的问题。另外，槽内部与磁铁间的间隙非常小，插入磁铁时在磁铁施加大的应力，还存在膜产生裂纹和缺口的问题。另外，IPM型电动机的回转高达6000rpm以上，回转时在槽内的磁铁施加磁铁的大的磁吸引力，而且作用大的离心力。为此，磁铁在槽内朝径向移动，磁铁与磁轭产生冲撞，所以，还存在膜产生伤痕或磨损、在膜上产生裂纹和缺口的问题。

鉴于以上那样的问题，在汽车用IPM型电动机用的R-Fe-B系永久磁铁的表面处理方法中，除了耐蚀性(指不容易产生伤痕)外，还要求耐磨性(指不容易磨损)和耐冲击性(指不容易产生裂纹和缺口)。

然而，当为了确保耐磨性而提高在磁铁的表面形成的膜的硬度时，膜的耐冲击性朝劣化的方向发展，容易在膜产生裂纹和缺口，另一方面，当为了确保耐冲击性而使膜具有柔性时，膜的耐磨性朝劣化的方向发展，膜变得容易产生伤痕，容易磨损，存在相反的问题。因此，作为IPM型电动机用的磁铁的表面处理方法，在直接适用记载于上述专利文献1～6等的已有表面处理方法的场合，不能解决这样的问题。在专利文献1～5中，虽然公开了多种多层膜，但其目的在于提高耐蚀性，没有从对在用于汽车用IPM型电动机的磁铁那样的特殊环境中使用的磁铁同时地赋予耐磨性和耐冲击性这样的观点进行记载、启示。另外，仅是如专利文献6那样在最表层形成硬质膜，不能确保耐磨性和耐冲击性。

因此，本发明的目的在于提供一种兼有优良的耐蚀性、耐磨性及耐冲击性的、用于汽车用IPM型电动机的永久磁铁的制造方法。

本发明者通过对上述问题进行认真研究后发现，在R-Fe-B系永久磁铁的表面，隔着作为底层的预定膜厚的Ni电镀膜层叠具有缓冲材料的功能的、预定膜厚的Cu或Sn电镀膜，在最表层形成预定硬度和膜厚的Ni-P合金非电解镀膜，从而可解决上述问题。