[发明专利]永磁铁及永磁铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及永磁铁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，油电 混合型汽车用的马达及发电机上的采用也取得了进展。

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。

因此，当取得Nd-Fe-B系烧结磁铁时，可考虑添加具有比Nd大的4f电子的磁 各向异性、带有与Nd相同的负斯蒂芬斯因子，可大幅提高主相的结晶磁各向异性的Dy 及Tb，但由于Dy、Tb在主相晶格中采用与Nd反向的自旋排列的费里磁结构，因而存 在磁场强度，进而言之，表示磁特性的最大能积大幅下降的问题。

为了解决这一问题，有人建议：在Nd-Fe-B系烧结磁铁的整个表面上形成具有 规定膜厚(可根据磁铁的体积形成3μm以上的膜厚)的Dy及Tb膜，继而在规定温度 下实施热处理，即可使表面上成膜的Dy及Tb均匀地向磁铁的晶界相扩散(参照非专 利文献1)。

根据非专利文献1的报告，用上述方法制作出的永磁铁具有下述优点：由于扩散到 晶相界中的Dy及Tb提高了各晶粒表面结晶磁各向异性，强化了晶核形成型的顽磁力 发生机制，因而可生产出具有在顽磁力飞速提高的同时，最大能积也几乎没有损失(例 如剩磁通密度：14.5kG(1.45T)、最大能积：50MGOe(400Kj/m³)、顽磁力23kOe(3MA/m)) 性能的永磁铁。

作为Nd-Fe-B系烧结磁铁制造方法的一例，公知的有粉末冶金法，该方法先将 Nd、Fe、B按规定的组分比例配比，经熔化、铸造制作出合金原料，用例如氢化裂解工 序初步粉碎，再用射流碾磨微粉化工序微粉化得到合金原料粉末。接着，将得到的合金 原料粉末在磁场中定向(磁场定向)，在外加磁场的状态下压缩成形得到成形体。而后， 将该成形体在规定条件下烧结制造出烧结磁铁。

作为磁场中的压缩成形法，通常可使用单轴加压式压缩成形机，该压缩成形机把合 金原料粉末填充到模具的贯通孔内形成的模腔中，利用上下一对冲头从上下方向上加压 (冲压)使合金原料粉末成形，但存在下述问题：在用一对冲头压缩成形时，因填充在 模腔内的合金原料粉末中的微粉间的磨擦及合金原料粉末和安装在冲头上的模具壁面 间的磨擦，无法获得高定向性，无法实现磁特性的提高。

因此公知的是，在得到的合金粉末中添加硬脂酸锌等润滑剂，通过在磁场中压缩成 形时保证合金原料粉末的流动性、提高定向性的同时，使模型的起模变得容易(参照专 利文献2)。

非专利文献1：(Improvement of coercivity on thin Nd2Fe14B sintered Permenant  magnets(薄型Nd2Fe 14B系烧结磁铁中的顽磁力提高)/朴起兑、东北大学、博士论文， 平成12年3月23日)

专利文献2：特开2004-6761号公报(例如，参照背景技术栏的记述)

发明内容

包含润滑剂的合金粉末材料烧结成的烧结磁铁，其晶界内残留有很多碳(润滑剂的 灰分)。因此，针对上述方法制作的烧结磁铁，实施使烧结磁铁表面附着的Dy或Tb向 其晶界相扩散的上述处理时，有时由于Dy或Tb与残留碳(润滑剂的灰分)反应，会 阻碍Dy或Tb向晶界相扩散。Dy或Tb向晶界相的扩散受到阻碍，则不能在短时间内 完成扩散处理，生产效率降低。

为此，本发明的第一目的在于提供一种永磁铁的制造方法，使包含润滑剂的烧结磁 铁表面附着的Dy或Tb可高效扩散到晶界相中，以高生产率制作出高磁特性的永磁铁。 另外，本发明的第二目的在于提供一种永磁铁，使Dy、Tb仅高度扩散到包含润滑剂的 Nd-Fe-B系烧结磁铁的晶界相中，得到具有高磁特性的永磁铁。