[发明专利]稀土类磁铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过热塑性加工而成为取向磁铁的稀土类磁铁的制造方法。

背景技术

使用镧系等稀土类元素的稀土类磁铁也被称为永久磁铁，其用途除了硬盘和构成MRI的电动机之外，还被用于混合动力车和电动车等的驱动用电动机等中。

作为该稀土类磁铁的磁铁性能的指标，可举出剩余磁化(剩余磁通密度)和矫顽力，但针对电动机的小型化和高电流密度化所致的发热量的增大，对所使用的稀土类磁铁的耐热性要求也进一步提高，在高温使用下能够如何地保持磁铁的磁特性成为该技术领域中的重要研究课题之一。

概述稀土类磁铁的制造方法的一例，一般应用下述方法：对将例如Nd-Fe-B系的金属熔液急冷凝固而得到的微粉末进行加压成形制成成形体，为了对该成形体给予磁各向异性而实施热塑性加工来制造稀土类磁铁(取向磁铁)。

上述热塑性加工，是例如在上下的冲头(也称为“punch”)间配置成形体，一边对其进行加热一边用上下的冲头挤压例如1秒左右或其以下的短时间，以至少50％以上的加工率来进行加工的。通过该热塑性加工能够对成形体给予磁各向异性，另一方面，存在下述问题：在通过热塑性加工时的上下的冲头的挤压，成形体一边塑性变形一边被压溃的过程中，塑性变形了的成形体的侧面容易产生裂纹(包括微细裂纹)。

其一个原因是：与上下的冲头接触的部分过于变形，相应地侧面中央部过度膨胀，变形为所谓的鼓状。若产生该裂纹，则为提高取向度而形成的加工应变在开裂的部位被开放，变得不能将应变能量充分用于晶体取向，作为结果，变得难以得到高取向度(由此带来高的磁化)的取向磁铁。

另外，由于这样地在外周部产生裂纹，因此在通过热塑性加工而成形的取向磁铁中，从没有裂纹的中央部分切取规定尺寸的取向磁铁来谋求制品化，也存在材料利用率低的问题。

因此，作为能够消除这样的热塑性加工时的开裂的问题的现有技术，可举出专利文献1中公开的制造方法。该制造方法是将上述成形体整体封入金属囊内后，一边将该金属囊用上下的冲头挤压一边进行热塑性加工的方法，根据该制造方法，稀土类磁铁的磁各向异性更加提高。再者，这样地以在金属囊内封入了成形体的状态进行热塑性加工的技术，除此之外也在专利文献2～5中被公开。

可是，若成形体的整体用金属囊完全地包围，则由从上下挤压引起的成形体向侧方的塑性变形被极端地拘束，代替在塑性变形后的成形体的侧面不产生裂纹，难以进行充分的塑性变形，作为结果，会产生难以得到高的取向度这样的其他问题。这是由以下原因所致：例如拿具有上表面、下表面和圆周侧面的圆柱状的成形体为例，在金属囊之中、与成形体的侧面对应的侧面区域要向侧方塑性变形时，与该侧面区域成为一体的与成形体的上表面以及下表面对应的上表面区域以及下表面区域拘束侧面区域的扩展。

实际上在上述各专利文献中没有言及应变速度，假如设想以0.1/秒以上的应变速度、50％以上(例如70％或其以上)加工率进行热塑性加工的情况，则不能够完全防止开裂。其原因是因为，在以采用一定以上的厚度的钢系材料进行焊接来覆盖了全部面的状态，以0.1/秒以上的应变速度加工的情况下，磁铁组织受到的冲击过强，或者在被冷却的情况下由于热膨胀差的不同，被热塑性加工了的成形体如已述那样受到金属囊强的拘束的缘故。为了消除该问题，专利文献6中公开了下述技术：通过以多阶段进行锻造，来将金属囊减薄下去，但在此公开的实施例，使用了壁厚为7mm以上的铁板，这样就不能够完全防止开裂，而且锻造后的磁铁形状不能说是近净成形(near net shape)，全部面需要精加工，材料利用率降低、加工费增加这样的问题变得显著。

再者，若如专利文献1等所公开的那样将完全覆盖成形体的全部面的金属囊的壁厚减薄下去，则当为1/秒以上的应变速度时，金属囊被破坏，成形体产生不连续的凹凸，成为取向混乱的原因，因此不能说是优选的方法。

在先技术文献

专利文献

专利文献1 特开平2-250920号公报

专利文献2 特开平2-250922号公报

专利文献3 特开平2-250919号公报

专利文献4 特开平2-250918号公报

专利文献5 特开平4-044301号公报

专利文献6 特开平4-134804号公报

发明内容