[发明专利]永久磁铁及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以及永久磁铁的制造方法。

背景技术

近年来，对于在混合动力车、硬盘驱动器等中使用的永磁电动机，要求小型轻量化、高输出功率化以及高效率化。而且，在上述永磁电动机中实现小型轻量化、高输出功率化和高效率化时，对于埋设在永磁电动机中的永久磁铁，要求薄膜化和进一步提高磁特性。另外，作为永久磁铁，有铁氧体磁铁、Sm-Co基磁铁、Nd-Fe-B基磁铁、Sm₂Fe₁₇N_x基磁铁等，特别是剩余磁通密度高的Nd-Fe-B基磁铁作为永磁电动机用的永久磁铁使用。

在此，作为永久磁铁的制造方法，一般使用粉末烧结法。在此，粉末烧结法中，首先将原料粗粉碎，并利用喷射式粉碎机(干式粉碎)进行微细粉碎来制造磁铁粉末。然后，将该磁铁粉末放入模具中，从外部施加磁场的同时冲压成形为所需的形状。然后，通过将成形为所需形状的固形磁铁粉末在预定温度(例如，Nd-Fe-B基磁铁为800℃～1150℃)烧结来制造。

另一方面，Nd-Fe-B等Nd基磁铁存在耐热温度低的问题。因此，在将Nd基磁铁用于永磁电动机的情况下，在将该电动机连续驱动时磁铁的矫顽力和剩余磁通密度缓慢下降。因此，在将Nd基磁铁用于永磁电动机的情况下，为了提高Nd基磁铁的耐热性，添加磁各向异性高的Dy(镝)或Tb(铽)以进一步提高磁铁的矫顽力。

另一方面，也考虑不使用Dy或Tb而提高磁铁的矫顽力。例如，对于永久磁铁的磁特性而言，已知磁铁的磁特性是由单畴颗粒理论来指导的，因此如果将烧结体的晶粒直径微小化，则磁性能基本上会提高。在此，为了将烧结体的晶粒直径微小化，需要烧结前的磁铁原料的粒径也微小化。但是，即使将微粉碎为微小粒径的磁铁原料成形和烧结，在烧结时也会发生磁铁粒子的晶粒生长，因此烧结后的烧结体的晶粒直径比烧结前增大，从而不能实现微小的晶粒直径。而且，晶粒直径增大时，在晶粒内产生的磁畴壁容易迁移，因此矫顽力显著下降。

因此，作为抑制磁铁粒子的晶粒生长的手段，考虑在烧结前的磁铁原料中添加抑制磁铁粒子的晶粒生长的材料(以下称为晶粒生长抑制剂)的方法。根据该方法，通过用例如熔点高于烧结温度的金属化合物等晶粒生长抑制剂覆盖烧结前的磁铁粒子的表面，可以抑制烧结时的磁铁粒子的晶粒生长。例如，在日本特开2004-250781号公报中将磷作为晶粒生长抑制剂添加到磁铁粉末中。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3298219号公报(第4页、第5页)

专利文献2：日本特开2004-250781号公报(第10～12页、图2)

发明内容

但是，如所述专利文献2所述通过预先使晶粒生长抑制剂包含在磁铁原料的锭内而添加到磁铁粉末中时，烧结后晶粒生长抑制剂不位于磁铁粒子的表面而是扩散到磁铁粒子内。结果，不能充分地抑制烧结时的晶粒生长，并且也会引起磁铁的剩余磁通密度下降。另外，虽然通过抑制晶粒生长可以将烧结后的各磁铁粒子微小化，但是当烧结后的各磁铁粒子处于密集状态时，认为交换相互作用会在各磁铁粒子间传播。结果，从外部施加磁场的情况下，存在容易产生各磁铁粒子的反磁化从而矫顽力下降的问题。

本发明为了消除所述现有问题而创立，其目的在于提供通过在磁铁粉末中添加M-(OR)_x(式中，M为V、Mo、Zr、Ta、Ti、W或Nb，R为由烃构成的取代基，可以为直链或支链，x为任意的整数)表示的有机金属化合物，可以有效地将有机金属化合物中所含的V、Mo、Zr、Ta、Ti、W或Nb偏在配置(偏在配置)于磁铁的晶粒间界处，可以抑制烧结时磁铁粒子的晶粒生长，并且通过将磁铁粒子间的交换相互作用切断，可以阻碍各磁铁粒子的反磁化，从而可以提高磁性能的永久磁铁及永久磁铁的制造方法。

为了实现所述目的，本发明的永久磁铁的特征在于，通过以下工序制造：将磁铁原料粉碎为磁铁粉末的工序，通过在所述粉碎而得到的磁铁粉末中添加以下结构式M-(OR)_x(式中，M为V、Mo、Zr、Ta、Ti、W或Nb，R为由烃构成的取代基，可以为直链或支链，x为任意的整数)表示的有机金属化合物，使所述有机金属化合物附着到所述磁铁粉末的粒子表面的工序，通过将粒子表面附着有所述有机金属化合物的所述磁铁粉末成形而形成成形体的工序，和将所述成形体烧结的工序。

另外，本发明的永久磁铁，其特征在于，形成所述有机金属化合物的金属，在烧结后偏在(偏在)于所述永久磁铁的晶粒间界处。