[发明专利]稀土磁铁的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土磁铁的制造方法。

背景技术

使用了稀土元素的稀土磁铁也被称为永久磁铁，其用途除了构成硬盘、 MRI的电动机之外，还用于混合动力车、电动汽车等的驱动用电动机等。

作为该稀土磁铁的磁铁性能的指标，可列举剩余磁化(剩余磁通密度) 和矫顽力，但针对由电动机的小型化、高电流密度化所引起的发热量的增 大，对所使用的稀土磁铁的耐热性的要求进一步提高，在高温使用下如何 能够保持磁铁的矫顽力成为本技术领域中的重要的研究课题之一。列举多 用于车辆驱动用电动机的稀土磁铁之一即Nd-Fe-B系磁铁，曾进行了通过 谋求晶粒的微细化、使用Nd量多的组成合金、添加矫顽力性能高的Dy、 Tb这样的重稀土元素等等来使其矫顽力增大的尝试。

作为稀土磁铁，除了构成组织的晶粒的尺度(scale)为3～5μm左右 的一般的烧结磁铁之外，还有将晶粒微细化为50nm～500nm左右的纳米 尺度的纳米晶体磁铁。

概述作为该纳米晶体磁铁的稀土磁铁的制造方法的一例，一般应用以 下方法：对将例如Nd-Fe-B系的金属熔液急冷凝固而得到的微细粉末进行 加压成型来制造烧结体，为对该烧结体赋予磁各向异性而实施热塑性加工， 从而制造稀土磁铁(取向磁铁)。

但是，在采用液体急冷法制作磁性粉末时，难以制作仅由所希望的粒 径范围的纳米晶质构成的磁性粉末，实际上一般是制作出纳米晶质和非晶 质(amorphous)的磁性粉末。从本发明人过去的实际成果知道，在使用 例如铜材料的单辊将金属熔液进行液体急冷来制作磁性粉末的情况下，会 制作出大约30～40体积％的非晶质的磁性粉末。再者，在专利文献1公开 了下述方法：使用纳米晶质和非晶质的磁性粉末来制作烧结体，并进行热 塑性加工(在此为热强加工)来制造稀土磁铁。

已知：非晶质的磁性粉末，在采用后面工序的热成型制作烧结体和/ 或采用热塑性加工制造稀土磁铁时，容易变为粗大晶粒，包含粗大晶粒的 稀土磁铁与不包含粗大晶粒的稀土磁铁相比，磁性能大大降低。因此，在 以往的应用液体急冷法来制作磁性粉末，由该磁性粉末制作烧结体，并实 施热塑性加工来制造稀土磁铁的制造方法中，从磁特性的观点出发，除去 非晶质的磁性粉末来制造了稀土磁铁。在不除去非晶质的磁性粉末来量产 稀土磁铁的情况下，会发生30～40％的不良率。

在此，当言及液体急冷法中的急冷速度和所制作的磁性粉末的组成的 关系时，在通过急冷凝固来制作Nd-Fe-B系的纳米晶质的磁性粉末的情况 下，其良品范围(不包含非晶质而仅包含纳米晶质的范围)非常窄，制作 仅包含纳米晶质的磁性粉末实际上极其困难。例如当急冷速度过慢时晶体 会粗大化，不能够达到要通过形成为纳米晶质来谋取耐热性提高的最初目 的。另一方面，当急冷速度过快时，此次会结晶化不进行，仅制作出非晶 质的组织的磁性粉末。

虽然如上述那样在液体急冷法中使用了铜制的单辊的方法是主流，但 是在想要采用该方法仅制作纳米晶质的磁性粉末的情况下，需要均细致地 控制熔液温度、排出量、单辊的旋转速度。并且，所制作的最初的急冷薄 体的厚度需要抑制成±2μm左右，但这相当于由例如熔液温度变化10～ 20℃所影响到的厚度范围，需要控制上述多个要素使得变为这样的厚度范 围，这是难以控制的原因。

因此，从在高效率且高的材料成品率下制造磁特性优异的稀土磁铁的 观点出发，在本技术领域中迫切希望开发下述技术，即，能够使用即使采 用液体急冷法所制作的磁性粉末包含纳米晶质和非晶质这二者也能够制造 磁特性优异的稀土磁铁的组成的磁性粉末来制造稀土磁铁的技术。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-244111号公报

发明内容

本发明是鉴于上述的问题而完成的，其目的是提供即使采用液体急冷 法所制作的磁性粉末包含纳米晶质和非晶质这二者也能够制造磁特性优异 的稀土磁铁的稀土磁铁制造方法。