[发明专利]稀土-铁-氮系合金材料及其制备方法、稀土-铁系合金材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于稀土磁石的材料的稀土-铁-氮系合金材料及其制备方法，以及用作稀土-铁-氮系合金材料的原料的稀土-铁系合金材料及其制备方法。特别是，本发明涉及能够制得磁特性优异的稀土磁石的稀土-铁-氮系合金材料以及制备所述合金材料的方法。

背景技术

稀土磁石被广泛用作用于发动机和发电机的永久磁石。稀土磁石的典型例子包括烧结磁石和粘结磁石，它们均由诸如Nd（钕）-Fe-B等R-Fe-B系合金（R：稀土元素，Fe：铁，B：硼）构成。关于粘结磁石，作为磁特性比由Nd-Fe-B系合金构成的磁石优异的磁石，已经研究了由Sm（钐）-Fe-N（氮）系合金构成的磁石。

粘结磁石均是通过将R-Fe-B系合金或Sm-Fe-N系合金所构成的合金粉末与粘结剂树脂混合，然后对所得混合物进行压缩成形或注射成形而制备的。特别是，为了提高矫磁力，对用于粘结磁石的合金粉末进行氢化-岐化-脱吸附-再结合处理（HDDR处理，HD：氢化和岐化，DR：脱吸附和再结合）。专利文献1公开了：通过对由稀土-铁合金构成的粉末进行氮化、同时用微波辐射该粉末而形成由稀土-铁-氮合金构成的合金粉末，并且所得合金粉末用于粘结磁石。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未审查的专利申请公开No.2008-283141

发明内容

技术问题

然而，常规稀土磁石的磁力低，因而需要改善其磁特性。

由于存在作为夹杂物的粘结剂树脂，粘结磁石的磁相比率低，至多为约80体积%，因为磁相比率低而导致磁特性低。

因此，本发明的一个目的在于提供一种能够制得磁特性优异的稀土磁石的稀土-铁-氮系合金材料、以及制备所述合金材料的方法。本发明的另一个目的在于提供一种适合作为磁特性优异的稀土磁石的原料的稀土-铁系合金材料、以及制备所述合金材料的方法。

解决方案

烧结磁石的磁相比率容易提高，但是形状自由度低。因此，为了在不进行烧结的情况下制备具有高的磁相比率和优异的磁特性的稀土磁石，本发明人对使用粉末成形进行了研究，而不是像粘结磁石那样使用粘结剂树脂进行成形。通常用于稀土磁石的原料粉末包括由Sm-Fe-N系合金构成的合金粉末和对合金粉末进行HDDR处理而获得的经处理的粉末。这些原料粉末为硬质且几乎不变形，因而在压缩成形时的成形性差，并且难以提高粉末成形体的密度，从而无法容易地形成磁相比率高的磁石。因此，进行多次研究以提高成形性，结果，本发明人发现：当粉末不具有如稀土-铁-氮系合金等那样的其中稀土元素和铁结合在一起的结构，而是具有稀土元素不与铁结合在一起的结构（即，铁组分与稀土元素组分独立地存在）时，所述粉末具有高的变形性和优异的成形性，从而制得相对密度高的粉末成形体。还发现了具有特定结构的粉末可通过对由稀土-铁系合金构成的合金粉末进行特定的热处理来制备。此外发现：通过在特定条件下，对热处理后的所得粉末进行压缩成形而制成的粉末成形体进行热处理，以制得具有特定取向结构的稀土-铁系合金材料，并且该稀土-铁系合金材料进一步在特定条件下被氮化，从而制得可制备磁特性优异的稀土磁石的稀土-铁-氮系合金材料。本发明基于这些发现。

本发明的稀土-铁系合金材料用作稀土磁石的原料并且包括由多个合金颗粒构成的成形体，并且还进一步具有下述的特定取向，其中所述合金颗粒由含有稀土元素的稀土-铁系合金构成。具体而言，合金材料满足I(a,b,c)/Imax≥0.83，其中，当将构成所述成形体外表面的任意所需平面或者所述成形体的任意所需截面用作测量平面时，Imax为所述测量平面中的最大X射线衍射峰强度，I(a,b,c)为沿着晶格轴向的X射线衍射峰强度，所述晶格构成存在于所述测量平面中的合金颗粒，并且I(a,b,c)/Imax为沿着所述轴向的峰强度与最大峰强度的比值。另外，I(a,b,c)中的a、b和c对应于晶面指数，并且I(a,b,c)表示对应于晶面(n00)、(0n0)和(00n)中的任意一者的衍射峰强度，其中n≠0并且为整数。

具有特定取向的本发明稀土-铁系合金材料可通过（例如）下述的根据本发明的制备稀土-铁系合金材料的方法进行制备。本发明所述的制备稀土-铁系合金材料的方法涉及制备用作稀土磁石的原料的稀土-铁系合金材料的方法，并且包括下述的制备步骤、成形步骤和脱氢步骤。