[发明专利]永磁铁以及永磁铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁铁以及永磁铁的制造方法，尤其涉及通过使Dy及Tb扩散到Nb-Fe-B系的烧结磁铁的晶界相中形成的高磁特性的永磁铁及该永磁铁的制造方法。 

背景技术

Nd-Fe-B系的烧结磁铁(所谓钕磁铁)，由于其是由铁和价格低廉、资源丰富、可稳定供给的Nd、B元素组合而成的，可廉价制造出，同时还具有高磁特性(最大能积是铁氧体磁铁的10倍左右)，因而被广泛使用于电子设备等多种产品，近年来，复合动力汽车用的马达及发电机上的应用也取得了进展。 

另一方面，由于上述烧结磁铁的居里温度很低，仅为300℃，因而存在下述问题，当采用它的产品在有些使用状态下温度上升到超过规定温度时，就会因热而减磁。此外还存在下述问题：当把上述烧结磁铁用于所需的产品中时，有时需要把烧结磁铁加工成一定形状，由于该加工，烧结磁铁的晶粒上会产生缺陷(裂纹等)及畸变，使其磁性显著恶化。 

为了解决上述问题，(专利文献1)公开了以下技术：把从Yb、Eu、Sm中筛选出的稀土类金属与Nb-Fe-B系烧结磁铁以混合状态配置到处理室内，通过加热该处理室使稀土类金属蒸发，使蒸发的稀土类金属原子被吸收到烧结磁铁中，进而通过使该金属原子扩散到烧结磁铁的晶界相中，通过把稀土类金属均匀且定量地导入烧结磁铁表面以及晶界相中，提高磁化及顽磁力或使之恢复。 

另一方面，众所周知，在稀土类金属中Dy、Tb具有比Nd大的4f电子的磁各向异性，而且与Nd一样具有负的斯蒂芬斯因子，因而可使主相的结晶磁各向异性大大提高。然而，在制作烧结磁铁时添加了Dy及Tb的情况下，由于Dy、Tb在主相晶格中采用的是与Nd反向的自旋排列的费里磁结构，因而其磁场强度，进而言之，表示磁特性的最大能积大大下降。由于上述原因，有人建议使用 Dy、Tb，采用上述方法把Dy、Tb均匀且定量地导入晶界相中。 

专利文献1：特开2004-296973号公报(可参照权利要求范围) 

发明内容

然而，若通过采用上述方法提供蒸发的Dy、Tb的金属原子，使烧结磁铁表面上也存在Dy及Tb(即在烧结磁铁的表面上形成Dy及Tb薄膜)，存在下述问题：沉积在烧结磁铁表面上的金属原子二次结晶，使烧结磁铁表面显著恶化(表面粗度变差)。若采用稀土类金属和烧结磁铁以混合状态配置的上述方法，由于加热金属蒸发材料时熔化的稀土类金属是直接附着在烧结磁铁上的，因而薄膜的形成及突起的形成不可避免。 

此外，若以足以在烧结磁铁表面形成Dy、Tb薄膜的形态给烧结磁铁表面过量地提供金属原子，就会沉积在处理过程中被加热了的烧结磁铁表面，由于Dy及Tb的数量增加，表面附近的熔点下降，沉积在表面上的Dy、Tb熔化，过量地进入靠近烧结磁铁表面的晶粒内。在过量进入晶粒内的情况下，正如上文所述，由于Dy、Tb在主相晶格中采用的是与Nd反向的自旋排列的费里磁结构，因而无法有效地提高磁化及顽磁力或使之恢复。 

即，在烧结磁铁表面上一旦形成Dy、Tb薄膜，与该薄膜相邻的烧结磁铁表面的平均组分即成为Dy及Tb的稀土类富相组分，一旦出现稀土类富相组分，其液相温度下降，烧结磁铁表面熔化(即主相熔化，液相的量增加)。其结果是，烧结磁体表面附近熔化变形，凹凸增加。此外，Dy与大量液相一道过量地进入晶粒内，从而使表示磁特性的最大能积以及剩磁通密度进一步下降。 

当烧结磁铁表面形成了薄膜及突起，表面恶化(表面粗度变差)，以及在靠近烧结磁铁表面的晶粒内Dy、Tb过量进入的情况下，在把该永磁铁用于所需产品中时，需要进行去除这些的整修加工(后续工序)，这样将导致成品率下降，以及因生产工序的增加引起的成本上升。 

为此，鉴于上述各点，本发明的第一目的在于提供一种永磁铁的制造方法，其不会使Nd-Fe-B系的烧结磁铁表面恶化，能把Dy、Tb高效扩散到晶界相 中，可有效提高磁化及顽磁力或使之恢复，且无需后续工序。此外，本发明的第二个目的在于提供一种永磁铁，Dy、Tb仅向具有规定形状的Nd-Fe-B系的烧结磁铁的晶界相高效扩散，具有高磁特性及很强的耐蚀性。 

为了解决上述课题，权利要求1所述的永磁铁的制造方法，其特征在于：在处理室内配置铁-硼-稀土类系的烧结磁铁并加热到规定温度800～1100℃范围内的同时，使配置在同一或另一处理室内的含Dy、Tb中的至少一种的金属蒸发材料加热并蒸发，通过调节该蒸发的金属原子对烧结磁铁表面的供给量使该金属原子附着，使该附着的金属原子在烧结磁铁表面上形成由金属蒸发材料构成的薄膜之前，扩散到烧结磁铁的晶界相之中。