[发明专利]永久磁石及其制造方法、以及使用该磁石的发动机和发电机

说明书

技术领域

本发明涉及永久磁石及其制造方法、以及使用该磁石的可变磁通量发动机和可变磁通量发电机。

背景技术

可变磁通量发动机和可变磁通量发电机中使用可变磁石和固定磁石这两种磁石。目前，可变磁石使用Al-Ni-Co系磁石和Fe-Cr-Co系磁石（参照专利文献1）。为了可变磁通量发动机和可变磁通量发电机的高性能化和高功率化，希望可变磁石的矫顽力和磁通量密度提高。已知的高性能永久磁石有Sm-Co系磁石（参考专利文献2、3）。Sm-Co系磁石中，Sm₂Co₁₇型磁石具有2-17型晶相和1-5型晶相的二相分离组织，通过磁畴壁钉扎型的矫顽力体现机构获得磁石特性。

Sm₂Co₁₇型磁石的矫顽力和最大磁能量积优异，但由于含有大量的钴故而成本高，此外，与以铁为主的磁石相比具有磁通量密度小的缺点。为了提高Sm₂Co₁₇型磁石的磁通量密度，有效的是使铁浓度增加，此外，通过增加铁浓度，可以将Sm₂Co₁₇型磁石低成本化。但是，高铁浓度的Sm₂Co₁₇型磁石有起始磁化曲线的上升变陡的倾向。为了增大可变磁石的可变幅度，寻求起始磁化曲线的上升坡度小的磁石。因此，具有高铁浓度组成的Sm₂Co₁₇型磁石中，希望抑制起始磁化曲线的上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2008-043172号公报

专利文献2:日本专利特开平09－111383号公报

专利文献3：日本专利特开2005-243884号公报

发明内容

本发明的目的是提供不仅实现Sm₂Co₁₇型磁石的铁浓度提高、磁通量密度的提高和低成本化，而且能够抑制起始磁化曲线上升的永久磁石及其制造方法，以及使用该永久磁石的可变磁通量发动机和可变磁通量发电机。

本发明的方式所涉及的永久磁石具有组成式：R(Fe_pM_qCu_r(Co_1-sA_s)_1-p-q-r)_z(式中,R是选自稀土元素的至少一种元素,M是选自Ti、Zr和Hf的至少一种元素,A是选自Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta和W的至少一种元素,p、q、r、s和z是以原子比计分别满足0.05≦p≦0.6、0.005≦q≦0.1、0.01≦r≦0.15、0≦s≦0.2、4≦z≦9的数)所示的组成，其特征在于，具备含有Th₂Zn₁₇型晶相和具有上述Th₂Zn₁₇型晶相中的铜浓度的1.2倍以上5倍以下范围的铜浓度的富铜相的组织，且包括上述Th₂Zn₁₇型晶相的结晶c轴的截面中的上述富铜相间的平均距离为120nm以下。

本发明的方式所涉及的永久磁石的制造方法具备：制作具有组成式：R(Fe_pM_qCu_r(Co_1-sA_s)_1-p-q-r)_z(式中,R是选自稀土元素的至少一种元素,M是选自Ti、Zr和Hf的至少一种元素,A是选自Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta和W的至少一种元素,p、q、r、s和z是以原子比计分别满足0.05≦p≦0.6、0.005≦q≦0.1、0.01≦r≦0.15、0≦s≦0.2、4≦z≦9的数)所示组成的合金粉末的工序；在磁场中将上述合金粉末加压成形制作加压粉体的工序；将上述加压粉体烧结制作烧结体的工序；对上述烧结体实施熔体化处理的工序；和在温度T下对上述熔体化处理后的烧结体实施时效处理的工序，该温度T满足TB-50<T<TB+50(这里，TB是式:3500p-5000q-(45p)²所表示的温度)。

本发明的方式所涉及的可变磁通量发动机的特征在于具备本发明的方式所涉及的永久磁石。本发明的方式所涉及的可变磁通量发电机的特征在于具备本发明的方式所涉及的永久磁石。