[发明专利]稀土类烧结磁体的制造方法及成型装置

说明书

技术领域

本发明涉及稀土类烧结磁体的制造方法，尤其涉及使用湿式成型法的稀土类烧结磁体的制造方法及成型装置。

背景技术

R-T-B系烧结磁体(R是指稀土类元素(概念中包含钇(Y))中的至少1种、T是指铁(Fe)或者铁和钴(Co)、B是指硼)及Sm-Co系烧结磁体(Sm(钐)中的一部分可以被其它稀土类元素置换)等稀土类烧结磁体由于例如残留磁通密度B_r(以下有时简称为“B_r”)、矫顽力H_cJ(以下有时简称为“H_cJ”)等磁特性优异而被广泛使用。

特别是，R-T-B系烧结磁体在迄今为止已知的各种磁体中显示出最高的磁能积且比较廉价，因此用于硬盘驱动器的音圈(voice coil)电动机、混合动力汽车用电动机、电动汽车用电动机等各种电动机以及家电制品等各种用途中。并且，近年来，为了实现各种用途中的小型化/轻量化或高效率化，期望进一步提高R-T-B系烧结磁体等稀土类烧结磁体的磁特性。

包括R-T-B系烧结磁体在内的多种稀土类烧结磁体的制造中包含以下的工序。

对将金属等原料熔解(熔融)并在铸模中对熔液进行铸造而获得的铸锭、或者通过薄带连铸法获得的铸带等、具有期望组成的原料合金铸造材进行粉碎，获得具有规定粒径的合金粉末。

在对该合金粉末进行冲压成型(磁场中冲压成型)获得成型体(压粉体)后，再对该成型体进行烧结。

在由铸造材获得合金粉末时，多数情况下使用2个粉碎工序，即，粉碎为大粒径的粗粉末(粗粉碎粉末)的粗粉碎工序和将粗粉末进一步粉碎为期望粒径的合金粉末的微粉碎工序。

此外，冲压成型(磁场中冲压成型)的方法大致分为2种。一种是将获得的合金粉末在干燥状态下直接冲压成型的干式成型法。另一种是例如专利文献1所述的湿式成型法。湿式成型法中，将合金粉末分散在油等分散介质中而制成浆料，将合金粉末以该浆料的状态供给至模具的模腔内并进行冲压成型。

进而，干式成型法及湿式成型法可根据在磁场中冲压时的冲压方向和磁场方向的关系各自大致分为2种。一种是由于冲压而被压缩的方向(冲压方向)和施加于合金粉末的磁场的方向大致正交的直角磁场成型法(也称为“横磁场成型法”)，另一种是冲压方向和施加于合金粉末的磁场的方向大致平行的平行磁场成型法(也称为“纵磁场成型法”。)。

湿式成型法由于需要实施供给浆料、去除分散介质，因此成型装置的结构比较复杂，但通过分散介质抑制了合金粉末及成型体的氧化，能够降低成型体的氧量。此外，磁场中冲压成型时，分散介质介于合金粉末之间，因此摩擦力等所致的束缚弱，因此合金粉末能够根据磁场施加方向而容易地旋转。为此，能够获得更高的取向度。因此，与干式成型法相比，可以更容易地获得具有高磁特性的稀土类烧结磁体。

并且，通过使用湿式成型法而达成的、该高取向度和优异的氧化抑制效果不仅仅是R-T-B系烧结磁体能够获得，其它稀土类烧结磁体也同样能够获得。

通过使用湿式成型法中的平行磁场成型法能够获得优异的磁特性的理由如下所示。

湿式成型法中，将浆料加入模腔内在磁场中进行冲压成型时，需要将浆料中的大部分分散介质(油等)排出到模腔外，通常，在上冲头或者下冲头中的至少一个中设置分散介质排出孔，当通过移动上冲头和/或下冲头而使模腔体积减少，并且对浆料加压时，分散介质从分散介质排出孔被排出。此时，浆料中的分散介质从接近分散介质排出孔的部分被过滤排出(过滤及排出)，因此在冲压成型的初期阶段，在接近分散介质排出孔的部分形成合金粉末的浓度升高(密度高)的、被称为“滤饼层”的层。

并且，随着移动上冲头和/或下冲头、冲压成型的进行，更多的分散介质被过滤排出，模腔内的滤饼层区域扩大。最终，模腔内的整个区域均变成合金粉末的密度高(分散介质浓度低)的滤饼层，进而合金粉末彼此结合(较弱地结合)，获得成型体。

在冲压成型的初期阶段，当在接近分散介质排出孔的部分(模腔内的上部和/或下部)形成滤饼层时，在直角磁场成型法中有磁场的方向弯曲的倾向。

滤饼层由于合金粉末的密度高(每单位体积的合金粉末量多)，因此与浆料的滤饼层以外的部分(每单位体积的合金粉末量少的部分)相比，导磁率变高。因此，磁场就此集束在滤饼层。这意味着，即使在模腔的外侧磁场大致垂直施加于模腔侧面，但在模腔内部磁场由于滤饼层而发生弯曲。因此，合金粉末沿着该弯曲的磁场取向，因此存在如下情况：冲压成型后的成型体中存在取向发生弯曲的部分，单个成型体中的取向度降低，烧结磁体无法获得充分的磁特性。