[发明专利]R－Fe－B系稀土类烧结磁铁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及具有R₂Fe₁₄B型化合物晶粒(R为稀土类元素)作为主相的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法，特别涉及含有轻稀土类元素RL(Nd和Pr中的至少一种)作为主要的稀土类元素R、并且一部分轻稀土类元素RL被重稀土类元素RH(选自Dy、Ho和Tb中的至少一种)置换的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法。 

背景技术

以Nd₂Fe₁₄B型化合物为主相的R-Fe-B系稀土类烧结磁铁已知是永久磁体中性能最高的磁铁，用于硬盘驱动器的音圈电机(VCM)和混合动力(hybrid)车搭载用电动机等各种电机和家电制品等。在将R-Fe-B系稀土类烧结磁铁用于电动机等各种装置时，为了适应高温下的使用环境，要求耐热性优良、并具有高矫顽力特性。 

作为提高R-Fe-B系稀土类烧结磁铁的矫顽力的方法，采用配合重稀土类元素RH作为原料、熔制而成的合金。按照该方法，含有轻稀土类元素RL作为稀土类元素R的R₂Fe₁₄B相的稀土类元素R能够用重稀土类元素RH置换，因此提高R₂Fe₁₄B相的结晶磁各向异性(决定矫顽力的本质性物理量)。然而，R₂Fe₁₄B相中的轻稀土类元素RL的磁矩与Fe的磁矩为相同方向，但重稀土类元素RH的磁矩与Fe的磁矩为相反方向，因此，轻稀土类元素RL被重稀土类元素RH置换得越多，剩余磁通密度B_r下降得越多。 

另一方面，重稀土类元素RH为稀缺资源，因此希望削减其使用量。基于上述理由，用重稀土类元素RH置换全部轻稀土类元素RL的方法并不优选。 

为了通过添加较少量的重稀土类元素RH就表现出重稀土类元素RH所带来的提高矫顽力的效果，已提出以下的技术方案：在含有较多轻稀土类元素RL的主相系母合金粉末中，添加含有较多重稀土类元素 RH的合金、化合物等的粉末，进行成形、烧结。根据该方法，重稀土类元素RH大多分布在R₂Fe₁₄B相的晶界附近，因此，能够高效地提高主相外壳部中的R₂Fe₁₄B相的结晶磁各向异性。R-Fe-B系稀土类烧结磁铁的矫顽力产生机理为成核型(nucleation type)，因此，重稀土类元素RH大多分布在主相外壳部(晶界附近)，由此能够提高晶粒整体的结晶磁各向异性，能够避免反磁区的成核，其结果提高矫顽力。另外，在无助于提高矫顽力的晶粒中心部，不会发生重稀土类元素RH的置换，因此，也能够抑制剩余磁通密度B_r的降低。 

但是，在实际实施该方法时，在烧结工艺(在工业规模下，在1000℃～1200℃下实施)中，重稀土类元素RH的扩散速度增大，因此，重稀土类元素RH也会扩散到晶粒的中心部，结果，就不易得到期待的组织结构。 

另外，作为提高R-Fe-B系稀土类烧结磁铁的矫顽力的其他方法，还研究了在烧结磁铁的阶段，在磁铁表面包覆含有重稀土类元素RH的金属、合金、化合物等之后，进行热处理，使之扩散，由此，使矫顽力恢复或提高，而使剩余磁通密度不那么降低(专利文献1、专利文献2和专利文献3)。 

专利文献1公开了在烧结磁体的被磨削加工面上形成含有1.0原子％～50.0原子％的Ti、W、Pt、Au、Cr、Ni、Cu、Co、Al、Ta、Ag中的至少一种，其余为R′(R′为Ce、La、Nd、Pr、Dy、Ho、Tb中的至少一种)的合金薄膜层。 

专利文献2公开了使金属元素R(该R为Y和选自Nd、Dy、Pr、Ho、Tb中的稀土类元素的一种或两种以上)扩散至与在小型磁铁的最表面露出的晶粒的半径相当的深度以上，由此，对加工变质受损部进行改性，提高(BH)max。 

专利文献3公开了在厚度为2mm以下的磁铁表面形成以稀土类元素为主体的化学气相沉积膜，使磁铁特性恢复。