[发明专利]永久磁铁和永久磁铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及永久磁铁和永久磁铁的制造方法。

背景技术

近年来，用于混合动力汽车、硬盘驱动器等的永磁电动机已经要求小型轻量化、高功率化和高效率化。特别地，随着近来对硬盘驱动器小型化的要求，已经对用于硬盘驱动器的磁头驱动的音圈电动机(在下文中称作VCM)提出了进一步小型化和薄型化的要求，如专利文献1(日本特开2006-286819号公报)中所示。

因而，为了实现上述VCM的小型化和薄型化，已经对埋设在VCM中的永久磁铁提出了减少膜厚度和进一步改善磁特性的要求。顺便提及，作为永久磁铁，有铁氧体磁铁、Sm-Co系磁铁、Nd-Fe-B系磁体、Sm₂Fe₁₇N_x系磁铁等。特别地，将具有高矫顽力的Nd-Fe-B系磁铁用作永磁电动机的永久磁铁。

这里，作为用于永磁电动机的永久磁铁的制造方法，通常采用粉末烧结法。在本文中所用的粉末烧结法中，首先用喷磨机粉碎原料(干式粉碎)以制造如图5中所示的磁铁粉末。之后将磁铁粉末置于模具中，并在从外部施加磁场的同时压制成形为期望的形状。然后在预定的温度(例如，就Nd-Fe-B系磁铁来说，1100℃)下对成形为期望形状的固体磁铁粉末进行烧结，从而制造永久磁铁。

背景技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2006-286819号公报(第2页、第3页、图4)

专利文献2：日本特开2004-250781号公报(第10至12页、图2)

发明内容

然而，当通过上述粉末烧结法来制造永久磁铁时存在以下问题。即，在粉末烧结法中，为了进行磁场取向，必须确保在压制成形的磁铁粉末中有预定的孔隙度。并且当烧结具有预定孔隙度的磁铁粉末时，难以均匀地进行发生于烧结时的收缩，并且烧结后出现诸如翘曲和凹陷的变形。此外，由于在压制磁铁粉末时出现压力不均匀，所以在烧结后形成磁铁的稀疏和致密，从而在磁铁的表面上产生应变。通常，预先假设在磁铁的表面上产生应变，因此需要将磁铁粉末压缩成形为比期望形状大的尺寸。然后，在烧结后进行切削和研磨操作以进行修正为期望形状的加工。结果，制造工序增加，并且所制造的永久磁铁可能品质下降。

此外，特别是对于上述用于VCM的永久磁铁，已经要求减少膜的厚度(例如，厚度为1mm以下)。而与厚磁铁相比，膜厚度减少的磁铁在表面上具有表面加工情况下产生的加工劣化层的比例大。因此，当通过上述粉末烧结法来制造薄膜状永久磁铁时，也遇到了磁特性进一步降低的问题。

在另一方面，已知由于磁铁的磁特性源自单畴微粒理论，从而通过使烧结体的晶粒度微小化基本上改善了永久磁铁的磁特性。一般说来，当将烧结体的晶粒度调节至3μm以下时，能够充分地改善磁性能。

这里，为了使烧结体的晶粒度微细化，还需要在烧结前使磁铁原料的粒度微细化。然而，即使当对微粉碎成3μm以下粒度的磁铁原料进行成形和烧结时，在烧结时也会出现磁铁粒子的晶粒生长。因此不能将烧结后的烧结体的晶粒度减少至3μm以下。

因此，考虑过在烧结前向磁铁原料中添加用于抑制磁铁粒子的晶粒生长的材料(在下文中称作晶粒生长抑制剂)的方法。根据这种方法，例如通过在烧结前以晶粒生长抑制剂如熔点高于烧结温度的金属化合物来包覆磁铁粒子的表面，能够抑制在烧结时磁铁粒子的晶粒生长。例如，在专利文献2中，向磁铁粉末中添加磷(P)作为晶粒生长抑制剂。然而，如上述专利文献2中所述，当通过预先在磁铁原料的锭中包含晶粒生长抑制剂来将其添加至磁铁粉末中时，在烧结后晶粒生长抑制剂并不位于磁铁粒子的表面上，而是扩散入磁铁粒子中。结果，不能充分地抑制烧结时的晶粒生长。而且，这也促使磁铁的剩余磁化减少。

进行了本发明以解决上述常规问题，并且本发明的目的是提供永久磁铁和所述永久磁铁的制造方法，其中所述永久磁铁在烧结后不出现诸如翘曲和凹陷的变形，因为通过形成生片使烧结所致的收缩变得均匀，进一步地，由于在压制时没有压力不均匀，因此在烧结后其不需要进行修正加工，从而能够简化制造工序，并且其中将烧结体的晶粒度调节至3μm以下，从而能够改善磁性能，因为通过以含高熔点金属元素的有机化合物或高熔点陶瓷的前体来包覆磁铁原料的表面能够抑制在烧结时磁铁粒子的晶粒生长。

即，本发明涉及下项(1)至(5)。

(1)一种永久磁铁，其是通过以下步骤制造的：