[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，要求薄膜化以及进一步提高磁特性。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）或湿式珠磨机（湿式粉碎）进行微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，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。

另外，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。

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）

发明内容

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。具体而言，Nd基磁铁的晶粒直径在0.2μm~1.2μm的范围内时，其晶粒成为单磁畴。因此，在将磁铁原料粉碎时，需要将磁铁粒子一直粉碎到晶粒直径满足该范围的尺寸。另外，单磁畴是指在热消磁状态下内部不存在磁畴壁，仅存在一个磁化方向的区域。

在此，作为粉碎磁铁原料时使用的粉碎方法之一的湿式珠磨机粉碎，是将微珠（介质）填充到容器中并使其旋转，添加将原料混入溶剂中而得到的浆料，将原料磨碎来进行粉碎的方法。而且，通过进行湿式珠磨机粉碎，可以将磁铁原料粉碎到单磁畴粒径范围（例如0.2μm~1.2μm）。

但是，在上述湿式珠磨机粉碎这样的湿式粉碎中，作为混入磁铁原料的溶剂使用甲苯、环己烷、乙酸乙酯、甲醇等有机溶剂。因此，虽然在粉碎后进行真空干燥等使有机溶剂挥发，但是含碳物也会残留在磁铁内。而且，Nd与碳的反应性非常高，因此在烧结工序中直到高温还残留含碳物时，形成碳化物。结果，由于所形成的碳化物，会在烧结后的磁铁的主相与晶粒间界相之间产生空隙，从而存在不能将磁铁整体致密地烧结从而磁性能显著下降的问题。另外，即使在不产生空隙的情况下，由于所形成的碳化物，会在烧结后的磁铁的主相内析出αFe，从而存在显著降低磁特性的问题。

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将在湿式粉碎中混入有有机溶剂的磁铁粉末在烧结前在氢气气氛中进行煅烧，可以预先减少磁铁粒子所含有的碳量，另一方面，可以有效地使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，并且通过切断磁铁粒子间的交换相互作用，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与磁铁原料一起在有机溶剂中湿式粉碎，得到将所述磁铁原料粉碎而成的磁铁粉末，并且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，将所述成形体在氢气气氛中煅烧而得到煅烧体的工序，和将所述煅烧体烧结的工序。