專利名稱：稀土類燒結(jié)磁體制造方法和稀土類燒結(jié)磁體制造用粉末填充容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體和Sm-C0系燒結(jié)磁體等的稀土類燒結(jié)磁體的制造方法。
背景技術(shù)：
稀土類燒結(jié)磁體作為能夠生成強(qiáng)磁場的永久磁體而被廣泛使用。特別是Nd-Fe-B 系燒結(jié)磁體，被廣泛應(yīng)用于混合動力汽車和電動車輛用的發(fā)動機(jī)、硬盤用的小型電動機(jī)、工業(yè)用的大型電動機(jī)和發(fā)電機(jī)等。在這些電動機(jī)和發(fā)電機(jī)中，作為轉(zhuǎn)子(rotor)使用的是稀土類燒結(jié)磁體，作為定子(stator)使用的是電磁體，通過形成旋轉(zhuǎn)磁場而使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。這時(shí)，在轉(zhuǎn)子的稀土類燒結(jié)磁體上生成渦電流，由此導(dǎo)致能量的損失和電動機(jī)過熱這樣的問題發(fā)生。在專利文獻(xiàn)1 中記述，通過在稀土類燒結(jié)磁體的表面設(shè)置狹縫，從而抑制這樣的渦電流的生成。另外，在Nd-Fe-B系磁體(釹磁體)中，為了提高矯頑磁力，進(jìn)行的方法是，使用以Dy和/或Tb置換了 Nd的一部分的合金粉末來制作燒結(jié)磁體，但是這一方法存在的缺點(diǎn)是，因?yàn)镈y和Tb昂貴且稀少，所以招致成本的上升和穩(wěn)定供給性的降低，并且最大能量積降低。因此進(jìn)行的方法是，使不含Dy和Tb的Nd-Fe-B系合金的燒結(jié)體的表面附著Dy和/ 或Tb之后進(jìn)行加熱(加熱溫度700 1000°C )，由此通過燒結(jié)體中的合金粒子的晶界將 Dy和/或Tb送入燒結(jié)體內(nèi)部，只在合金粒子的表面附近注入Dy和/或Tb (晶界擴(kuò)散法)。 由此，能夠得到高矯頑磁力，并且能夠抑制最大能量積的降低，還可以起到減少Dy和Tb的使用量這樣的效果。在專利文獻(xiàn)2中記述，在Nd-Fe-B系合金的燒結(jié)體的表面設(shè)置狹縫之后，使Dy和/或Tb從該狹縫進(jìn)行晶界擴(kuò)散，從而高效率地在合金粒子的表面附近注入Dy 和/或Tb。先行技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 特開 2000-295804 號公報(bào)(
-
)專利文獻(xiàn)2 特開 2007-053351 號公報(bào)(
-
，
-
)專利文獻(xiàn)1和專利文獻(xiàn)2所述的方法，均是借助使用切割機(jī)或鋼絲鋸等的機(jī)械的加工而形成狹縫。若采用這樣的機(jī)械的加工，則需要勞動力和時(shí)間，而且工具的消耗嚴(yán)重， 因此不能避免成本的上升。另外，在機(jī)械的加工中，不能過分減小狹縫的寬度，實(shí)體體積相對于磁體的外形體積(燒結(jié)體部分的體積)比例降低，作為磁體的功能實(shí)質(zhì)上降低。通過機(jī)械的加工在燒結(jié)前的壓縮成形體上形成狹縫時(shí)，還會產(chǎn)生殘留在狹縫中的合金粉末難以除去這樣的問題。若以合金粉末殘留在狹縫中的狀態(tài)進(jìn)行用于燒結(jié)的加熱， 則會造成合金粉末堵塞狹縫的一部分的狀態(tài)，因此不能阻止渦電流的生成，而且在進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理時(shí)，Dy和/或Tb還無法到達(dá)足夠的深度。與此同時(shí)，若對于壓縮成形體進(jìn)行機(jī)械的加工，則有可能產(chǎn)生缺口或裂紋。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的課題是，提一種方法，其能夠容易且低成本的制造具有用于難以受到渦電流的影響和/或用于進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理的狹縫或孔等的空隙的稀土類燒結(jié)磁體。用于解決上述課題而形成的本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，通過如下方式制造具有空隙的稀土類燒結(jié)磁體按順序進(jìn)行以下工序，a)填充工序，將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構(gòu)件一起填充到粉末填充容器中；b)取向工序，在磁場中對于所述稀土類磁體合金粉末進(jìn)行取向；c)燒結(jié)工序，連同所述粉末填充容器一起加熱所述稀土類磁體合金粉末，由此對于該稀土類磁體合金粉末進(jìn)行燒結(jié)，d)在所述取向工序之后，所述稀土類磁體合金粉末的燒結(jié)開始之前，除去所述空隙形成構(gòu)件。根據(jù)本發(fā)明，將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構(gòu)件一起填充到粉末填充容器中，在稀土類磁體合金粉末的燒結(jié)開始之前除去所述空隙形成構(gòu)件，便能夠容易地制造具有空隙的稀土類燒結(jié)磁體。因此，在本發(fā)明中不需要為了形成空隙而進(jìn)行機(jī)械的加工，就能夠低成本地制造具有空隙的稀土類燒結(jié)磁體。歷來，在制造稀土類燒結(jié)磁體時(shí)，大多情況下，都是將稀土類磁體合金粉末填充到容器中，一邊壓縮一邊外加磁場，由此進(jìn)行壓縮成形和取向。相對于此，本申請發(fā)明者提出， 將稀土類磁體合金粉末填充到容器中，不進(jìn)行壓縮成形，而是在對于稀土類磁體合金粉末進(jìn)行取向后，以填充在粉末填充容器中的狀態(tài)進(jìn)行加熱，從而得到稀土類燒結(jié)磁體(預(yù)壓法。參照特開2006-019521號公報(bào))。在本發(fā)明中，因?yàn)槭褂妙A(yù)壓法，所以即使將空隙形成構(gòu)件與稀土類磁體合金粉末一起放入粉末填充容器內(nèi)，空隙形成構(gòu)件也不會受到壓力。另外，通過磁場中取向，粉末填充容器中所填充的稀土類磁體合金粉末的粒子彼此被磁性地吸引。在本發(fā)明中，因?yàn)槭窃谌∠蚬ば蚝蟛懦タ障缎纬蓸?gòu)件，所以在除去空隙形成構(gòu)件時(shí)空隙不會損毀。另一方面，若燒結(jié)工序中在加熱稀土類磁體合金粉末時(shí)升溫，則在超過規(guī)定的溫度(例如Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體約為600°C)時(shí)燒結(jié)開始，其后隨著燒結(jié)進(jìn)行，燒結(jié)體收縮。 在本發(fā)明中，在稀土類磁體合金粉末的燒結(jié)開始前除去空隙形成構(gòu)件，以使空隙形成構(gòu)件不會成為該收縮的障礙?？障缎纬蓸?gòu)件的除去，在不需要考慮空隙形成構(gòu)件的耐熱性和空隙形成構(gòu)件與稀土類磁體合金粉末的反應(yīng)性這一點(diǎn)上，優(yōu)選在所述燒結(jié)工序之前進(jìn)行。另外，如果使用在比燒結(jié)開始溫度低的溫度下就發(fā)生液化或氣化的空隙形成構(gòu)件，則進(jìn)行用于燒結(jié)的升溫，便能夠在燒結(jié)開始前除去空隙形成構(gòu)件。如果所述稀土類磁體合金為Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體的合金，則通過在經(jīng)由所述燒結(jié)工序而得到的燒結(jié)體具有的空隙中注入含有Dy和/或Tb的物質(zhì)并進(jìn)行加熱，則能夠使Dy 和/或Tb擴(kuò)散到該燒結(jié)體中。在稀土類燒結(jié)磁體上形成用于防止渦電流的影響的狹縫時(shí)，空隙形成構(gòu)件使用板材即可。另一方面，以晶界擴(kuò)散為主要目的時(shí)，也能夠使用棒材。這時(shí)，通過將多個(gè)棒狀空隙形成構(gòu)件配置成狹縫狀，能夠使Dy和/或Tb從多個(gè)孔均一地?cái)U(kuò)散。棒狀空隙形成構(gòu)件的截面形狀為圓形、四邊形、六邊形等，沒有特別限定?？障缎纬蓸?gòu)件使用板狀或棒狀的空隙形成構(gòu)件時(shí)，優(yōu)選在所述取向工序中，在平等于所述空隙形成構(gòu)件的方向的磁場中取向所述稀土類磁體合金粉末。由此，稀土類磁體合金粉末的粒子在平行于空隙形成構(gòu)件的方向上連接成鏈狀，因此，即使以此狀態(tài)除去空隙形成構(gòu)件，鏈狀的連接也不會間斷，空隙不會損毀。另外，為了確實(shí)地防止空隙損毀，也可以將混合稀土類磁體合金粉末和粘合劑加以混合后，再填充到粉末填充容器中。粘合劑可以使用甲基纖維素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、 石臘、聚乙二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羥丙基纖維素、羥丙基甲基纖維素、乙基纖維素、乙酰纖維素、硝化纖維素、醋酸乙烯樹脂等(參照特開平10-270278號公報(bào))。將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構(gòu)件一起填充到粉末填充容器中時(shí)，可以同時(shí)將稀土類磁體合金粉末與空隙形成構(gòu)件放入粉末填充容器內(nèi)，也可以先放入任意一方后再放入另一方。根據(jù)本發(fā)明的制造方法而設(shè)置在燒結(jié)體上的空隙，若是原封不動地放著，則機(jī)械的強(qiáng)度低，容易破損。另外，若在空隙中積存有水分，則成為腐蝕和機(jī)械的破損的原因。因此，通過在所述空隙中嵌入環(huán)氧樹脂等嵌入構(gòu)件，能夠增加機(jī)械的強(qiáng)度，并且防止水分的積存。嵌入構(gòu)件的嵌入地空隙形成構(gòu)件的除去后進(jìn)行，但如環(huán)氧樹脂這樣耐熱溫度比稀土類磁體的燒結(jié)溫度低時(shí)，則在燒結(jié)工序后進(jìn)行。進(jìn)行擴(kuò)散工序時(shí)，嵌入構(gòu)件在擴(kuò)散工序之后嵌入。為了防止渦電流的影響，優(yōu)選嵌入構(gòu)件是絕緣性的。根據(jù)本發(fā)明，將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構(gòu)件一起填充到粉末填充容器中之后，在磁場中取向，之后只除去空隙形成構(gòu)件，便能夠形成空隙，不需要進(jìn)行機(jī)械的加工，因此能夠容易且低成本地制造具有空隙的稀土類燒結(jié)磁體。


圖1是表示本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法中使用的模具、模具的蓋和空隙形成構(gòu)件的第一例的縱剖面圖和模具的蓋的俯視圖。圖2是表示本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法的第一例的概略圖。圖3是表示本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法中使用的模具、模具的蓋和空隙形成構(gòu)件的第二例的縱剖面圖和模具的底的仰視圖。圖4是表示本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法的第二例的概略圖。圖5是表示本發(fā)明模具和模具的蓋的另一例的縱剖面圖。圖6是表示棒狀的空隙形成構(gòu)件的例子的立體圖。圖7是表示本發(fā)明的晶界擴(kuò)散處理的一例的概略圖。圖8是表示將嵌入構(gòu)件嵌入到空隙中的處理的一例的概略圖。圖9是由實(shí)施例1的方法制作的稀土類燒結(jié)磁體的立體圖。圖10是實(shí)施例3-1中使用的模具、模具的蓋和空隙形成構(gòu)件的縱剖面圖以及模具的蓋的俯視圖。圖11是實(shí)施例3-2中使用的模具、模具的蓋和空隙形成構(gòu)件的縱剖面圖以及模具的蓋的俯視圖。
具體實(shí)施例方式使用圖1 圖11，說明本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法的實(shí)施方式。圖1和圖2表示本發(fā)明的第一實(shí)施方式。在第一實(shí)施方式中，使用的是圖1所示的模具(粉末填充容器)10和空隙形成構(gòu)件14。模具10用于得到平板狀的磁體，具有填充稀土類磁體合金的粉末的長方體的收容部11。收容部11的上部設(shè)有用于取出稀土類磁體合金粉末在填充和燒結(jié)后的稀土類燒結(jié)磁體的開口，以堵塞該開口的方式安裝蓋13。在模具10和蓋13的材料中，例如能夠使用磁性不銹鋼、非磁性不銹鋼、碳(具有稀土類燒結(jié)磁體的燒結(jié)溫度以上的耐熱性的碳)。在蓋13上，平行設(shè)有2個(gè)沿收容部11的長方體的縱長方向延長的插入口 131。在插入口 131中能夠插入比其寬度和長度稍微小一點(diǎn)的板狀的空隙形成構(gòu)件14?？障缎纬蓸?gòu)件14的材料能夠使用各種金屬、碳、塑料(在本實(shí)施方式中不要求耐熱性)。在板狀的空隙形成構(gòu)件夾緊裝置15上，以與2個(gè)插入口 131同等的間隔，立設(shè)有2枚空隙形成構(gòu)件14。使用圖2說明本實(shí)施方式的稀土類燒結(jié)磁體制造方法。首先，在收容部11中填充稀土類磁體合金粉末19(a)。這時(shí)，可以直接使用稀土類磁體合金粉末19，也可以在稀土類磁體合金粉末19中混合粘合劑。優(yōu)選填充密度為稀土類磁體合金的真密度的40 50%。 其次，在模具10上安裝蓋13，從插入口 131向收容部11內(nèi)的稀土類磁體合金粉末19插入空隙形成構(gòu)件14(b)。接著，將模具10放入磁場發(fā)生線圈17中，在平行于空隙形成構(gòu)件 14(與蓋13垂直)方向外加脈沖磁場，對稀土類磁體合金粉末19取向(C)。這時(shí)的磁場的強(qiáng)度為3 10T，優(yōu)選為4 8T。還有，在外加磁場時(shí)，為了防止稀土類磁體合金粉末19飛出，預(yù)先把蓋13結(jié)實(shí)地壓制固定在模具10上。在磁場中取向后，將空隙形成構(gòu)件14從稀土類磁體合金粉末19和插入口 131拔出(d)。由此，狹縫狀的空隙18被形成在稀土類磁體合金粉末19的成形體上。粉末粒子彼此由于磁場中取向而被磁性地吸引，因此空隙18中幾乎不會有粉末溢出。其后，以填充到收容部11中的狀態(tài)加熱稀土類磁體合金粉末19(e)。 由此，能夠得到具有狹縫狀空隙的稀土類燒結(jié)磁體。還有，燒結(jié)時(shí)，在稀土類磁體合金粉末 19內(nèi)不可避免地含有的水分等氣化，而產(chǎn)生的氣體從插入口 131被排出到模具外。根據(jù)此方法，與在燒結(jié)后用鋼絲鋸等進(jìn)行機(jī)械的加工相比，能夠以低得多的價(jià)格形成狹縫。另外，能夠形成比進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)寬度小的狹縫，并且能夠形成狹縫中完全沒有殘留粉末等，完全不會使作為狹縫的功能降低的優(yōu)質(zhì)的狹縫。圖3和圖4表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式。在第二實(shí)施方式中，使用圖3所示的模具20和空隙形成構(gòu)件M。模具20具有與第一實(shí)施方式的模具10同樣的具有收容部21， 安裝有蓋23的構(gòu)造，但在2個(gè)插入口 221被設(shè)于模具20的底這一點(diǎn)上與第一例不同。在蓋23上沒有設(shè)置插入口。與第一例同樣，在插入口 221中能夠插入被安裝在空隙形成構(gòu)件夾緊裝置25上的空隙形成構(gòu)件M。使用圖4說明第二實(shí)施方式的稀土類燒結(jié)磁體制造方法。首先，在模具20的插入口 221中插入空隙形成構(gòu)件M (a)。其次，在收容部21中填充稀土類磁體合金粉末四，安裝蓋23(b)。因此，空隙形成構(gòu)件的插入和稀土類磁體合金粉末的填充的順序與第一實(shí)施方式相反。接著，將模具20放入磁場發(fā)生線圈27之中，在平行于空隙形成構(gòu)件24(與蓋23垂直)的方向外加脈沖磁場，對稀土類磁體合金粉末四取向(c)。接著，將空隙形成構(gòu)件對從稀土類磁體合金粉末四和插入口 221拔出而形成空隙觀((1)后，以填充到收容部21中的狀態(tài)加熱稀土類磁體合金粉末四，而進(jìn)行燒結(jié)(e)。在圖5中顯示模具的另一例。在圖1所示的模具10中，與蓋13不同，在空隙形成構(gòu)件夾緊裝置15上安裝空隙形成構(gòu)件14，但也可以在蓋13A上直接安裝空隙形成構(gòu)件 14A(圖5(a))。在使用這樣的蓋13A時(shí)，在取向工序之后，為了除去空隙形成構(gòu)件14，從模具上移除蓋13A。至此，對于在取向工序后拔出空隙形成構(gòu)件的情況進(jìn)行了說明。另一方面，如果使用在比稀土類磁體合金粉末的燒結(jié)溫度低的溫度下發(fā)生液化或氣化材料所構(gòu)成的空隙形成構(gòu)件，則通過直接與模具和稀土類磁體合金粉末一起加熱，不用拔出空隙形成構(gòu)件便能夠?qū)⑵涑ァ＿@時(shí)，空隙形成構(gòu)件也可以安裝在模具的收容部內(nèi)。作為這樣的空隙形成構(gòu)件的材料的具體例，可列舉聚乙烯醇等容易蒸發(fā)的塑料。在圖5(b)中，顯示在收容部11內(nèi)的底12上立設(shè)空隙形成構(gòu)件14B的例子。接著下，對于與目的相應(yīng)的空隙形成構(gòu)件的厚度、間隔和插入到稀土類磁體合金粉末中的深度(以下稱“插入深度”)進(jìn)行闡述。首先，關(guān)于以防止稀土類燒結(jié)磁體在使用時(shí)發(fā)生渦電流為主要目的的情況，說明合適的空隙形成構(gòu)件的寬度、插入深度、個(gè)數(shù)和間隔。這時(shí)，即使狹縫的寬度僅有一點(diǎn)點(diǎn)，也能夠遮斷渦電流，因此能夠達(dá)成目的。因此，為了提高磁體本來的性能，優(yōu)選在燒結(jié)體上所形成的狹縫的寬度盡可能小的一方。因此，優(yōu)選空隙形成構(gòu)件的厚度也盡可能小的一方。例如，若使用與作為薄板狀構(gòu)件的典型例的剃刀刃同樣的構(gòu)件，則空隙形成構(gòu)件的厚度的下限為0. 05mm左右。這種情況下，若考慮燒結(jié)造成的收縮，則在燒結(jié)體上形成的狹縫的寬度處于0.04mm左右。另外，從降低渦電流損失的觀點(diǎn)出發(fā)，插入深度越深越優(yōu)選，但是考慮到燒結(jié)體的機(jī)械的強(qiáng)度，優(yōu)選插入深度方向比磁體的厚度小Imm以上，優(yōu)選小2mm以上。若空隙形成構(gòu)件的厚度過大，則磁體的體積率(磁體相對于燒結(jié)磁體的外形的體積存在的部分的體積的比率)變低，由此導(dǎo)致磁特性降低。因此，期望空隙形成構(gòu)件的厚度規(guī)定為使體積率達(dá)到90%以上。若考慮磁體中發(fā)生的渦電流造成的損失與磁體的大小的平方成比例變大，則狹縫的間隔，即空隙形成構(gòu)件的間隔優(yōu)選小的一方。另一方面，若狹縫的個(gè)數(shù)變多，則磁體的體積率降低。因此，空隙形成構(gòu)件的間隔和個(gè)數(shù)，其規(guī)定既要考慮上述的厚度和插入深度，又要提高能夠得到規(guī)定的磁特性的體積率。接著，對于通過晶界擴(kuò)散法使Dy、Tb擴(kuò)散到燒結(jié)體內(nèi)部為主要目的的情況，說明合適的空隙形成構(gòu)件的寬度、間隔、插入深度。若空隙形成構(gòu)件的寬度過小，則難以向燒結(jié)體上所形成的狹縫注入含有Dy和Tb的物質(zhì)。因此，狹縫的寬度優(yōu)選為0.1mm以上。另外， 若狹縫的間隔過大，則從狹縫擴(kuò)散的Dy和Tb有不能到達(dá)的部分，晶界擴(kuò)散效果無法遍布燒結(jié)磁體整體，形成磁特性不均勻的磁體。因此，狹縫的間隔，即空隙形成構(gòu)件的間隔優(yōu)選為 6mm以下，更優(yōu)選為5mm以下。為了使晶界擴(kuò)散效果遍布燒結(jié)磁體整體，優(yōu)選插入深度與插入深度方向的磁體的厚度的差為6mm以下，更優(yōu)選為5mm以下，若考慮到燒結(jié)體的機(jī)械的強(qiáng)度，則其差為Imm以上，優(yōu)選為2mm以上。另外，與防止渦電流的目的的情況一樣，空隙形成構(gòu)件的厚度、插入深度、個(gè)數(shù)和間隔，以提高能夠獲得規(guī)定的磁特性的體積率的方式規(guī)定。至此，展示了使用板狀的空隙形成構(gòu)件的例子，但在以晶界擴(kuò)散為主要目的的情況下，也可以使用棒狀的空隙形成構(gòu)件。例如，如圖6所示，能夠?qū)魻畹目障缎纬蓸?gòu)件34 在板狀的空隙形成構(gòu)件夾緊裝置35的表面，縱橫多個(gè)排列成矩陣狀。如此，通過使用排列成矩陣狀的多個(gè)空隙形成構(gòu)件34，能夠制作具有多個(gè)細(xì)孔(空隙)的燒結(jié)體，依據(jù)晶界擴(kuò)散法制作Nd-Fe-B系燒結(jié)磁體時(shí)，從這些細(xì)孔能夠高效率地使Dy和/或Tb擴(kuò)散到燒結(jié)體內(nèi)。在燒結(jié)體上所形成的細(xì)孔的粗細(xì)，使之能夠確實(shí)地注入含有Dy、Tb的物質(zhì)而優(yōu)選為0.2mm以上，更優(yōu)選為0.3mm以上。為了使Dy、Tb遍布燒結(jié)磁體整體，空隙形成構(gòu)件34 之間的間隔優(yōu)選為6mm以下，更優(yōu)選為5mm以下。關(guān)于插入深度，則與上述的板狀的空隙形成構(gòu)件的情況相同。擴(kuò)散處理是將含有Dy和/或Tb的粉末填充到空隙18中之后，通過加熱而進(jìn)行 (圖7)。加熱溫度為700 1000°C即可。注入空隙的含Dy/Tb物質(zhì)中，有Dy和Tb的氟化物、氧化物、氧氟化物或氫化物，或者Dy和Tb與其他的金屬的合金及其合金的氫化物。在此，作為Dy和Tb與其他的金屬的合金，可列舉Fe、Co、Ni等的！^族過渡金屬和B、Al、Cu 等與Dy和Tb的合金。將這些物質(zhì)的粉末與有機(jī)溶劑等混合而成的漿體注入上述空隙并加熱，由此晶界擴(kuò)散處理得到有效地進(jìn)行。這些漿體可以只注入到上述空隙中，也可以注入狹縫和細(xì)孔，并且涂布于燒結(jié)體表面。由此，能夠從上述空隙和燒結(jié)體表面這兩方面使晶界擴(kuò)散發(fā)生。將漿體注入到上述空隙(或除此之外還涂布在表面)的燒結(jié)體在700 1000°C 下，真空中或惰性氣體中加熱1 20小時(shí)，由此能夠進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理。如此通過進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理，對于5mm以上厚的NdFeB燒結(jié)磁體，也能夠使殘留磁通密度不怎么降低，以少量的Dy和Tb有效地提高矯頑磁力。還有，本著晶界擴(kuò)散處理和降低渦電流帶來的損失這兩方面的目的而使用空隙時(shí)，如果在晶界擴(kuò)散處理中使用漿體，則要調(diào)節(jié)注入的漿體的量，以使?jié){體中的導(dǎo)電性的成分不會堵塞上述空隙。至此闡述的全部的實(shí)施方式中，為了防止上述空隙的存在造成的機(jī)械的強(qiáng)度的降低，以及空隙中積存水分而造成的腐蝕等的發(fā)生，能夠在上述空隙中嵌入環(huán)氧樹脂等的嵌入構(gòu)件。環(huán)氧樹脂以液體狀態(tài)注入空隙18之后，在室溫下或加熱使之硬化(圖8)。該嵌入工序根據(jù)嵌入構(gòu)件的材料，也能夠在燒結(jié)工序之前進(jìn)行，但是如果使用環(huán)氧樹脂等粘接性樹脂，則在燒結(jié)工序后進(jìn)行。還有，在進(jìn)行擴(kuò)散處理時(shí)，在擴(kuò)散處理之后進(jìn)行嵌入工序。實(shí)施例1對于Nd-Fe-B系稀土類磁體的速凝鑄造(strip casting)合金，進(jìn)行使用了氫粉碎和氮?dú)獾膰娚涫椒鄞馓幚?，由此得到平均粒徑? μ m的稀土類磁體粉末。稀土類磁體粉末的組成為 Nd 25. 8%, Pr 4. 3%, Dy 2. 5%, Al :0. 23%, Cu :0. l%,Fe 余量。稀土類磁體粉末的平均粒徑由激光式粒度分布計(jì)測量。在第一實(shí)施方式的模具10中，以使表觀密度達(dá)到3. 5/cm3的方式填充該粉末后， 使蓋13蓋在模具10上。接著，從插入口 131插入空隙形成構(gòu)件14。將模具10固定在磁場發(fā)生線圈之中，在平行于空隙形成構(gòu)件14而與模具10的底垂直的方向外加3次5T的脈沖磁場，由此在磁場中取向稀土類磁體粉末。其后，從模具10中拔出空隙形成構(gòu)件14，將模具10裝入燒結(jié)爐中，從粉末的填充到向燒結(jié)爐的裝入的全部工序都在Ar氣中進(jìn)行。燒結(jié)是在真空中，以1010°C進(jìn)行2小時(shí)。在本實(shí)施例中，模具10和蓋13為碳制，空隙形成構(gòu)件 14是非磁性的不銹鋼制，空隙形成構(gòu)件14的厚度為0. 5mm。
通過上述工序制作的燒結(jié)體的密度為7. 56/cm3,與通常的擠壓法制作的NdFeB燒結(jié)磁體同樣為高密度。燒結(jié)體31的外形尺寸為37mm、寬39mm、高8. 6mm的長方體，上面?zhèn)纫?2mm間隔縱向形成有2個(gè)狹縫32 (圖9)。無論是燒結(jié)體的外形還是狹縫32幾乎都未確認(rèn)到歪曲。狹縫32的寬度約0. 4mm，深度為6. 2mm。而且，每個(gè)狹縫32都完全不存在異物造成的狹縫32的堵塞和閉塞，這一點(diǎn)通過使0. 3mm的金屬箔通過狹縫32而得到確認(rèn)。實(shí)施例2使用與實(shí)施例1相同的粉末，利用第二實(shí)施方式的模具20和空隙形成構(gòu)件M，制作具有狹縫的NdFeB燒結(jié)磁體。在第二實(shí)施方式的模具20中，以空隙形成構(gòu)件M被裝載在模具20上的狀態(tài)填充粉末。填充粉末時(shí)，必須注意使粉末均勻地填充到收容部21內(nèi)的整體。填充密度為3.6/cm3。粉末填充后，蓋上蓋23，以與實(shí)施例1同樣的條件進(jìn)行磁場中取向、空隙形成構(gòu)件M的拔出，在與實(shí)施例1同樣的條件下進(jìn)行燒結(jié)。燒結(jié)后從模具中取出的燒結(jié)體，確認(rèn)到與實(shí)施例1中制作的燒結(jié)體同樣，也為高密度，并沒有形狀的歪曲，另外， 狹縫是完全沒有堵塞和閉塞的優(yōu)質(zhì)的狹縫。燒結(jié)本外形、狹縫間隔、狹縫寬度等的尺寸全部與實(shí)施例1大致相同。實(shí)施例3使用圖10和圖11所示的模具和空隙形成構(gòu)件，制作具有空隙(狹縫、細(xì)孔)的燒結(jié)體。圖10所示的模具40，具有上下面為正方形的長方體的收容部41，能夠在上面安裝蓋 43。在蓋43上，以能夠插入2片板狀的空隙形成構(gòu)件44的方式設(shè)有2個(gè)插入口 431。在圖 11所示的例子中，模具使用與上述模具40相同的模具。在安裝在模具40上面的蓋53上， 以能夠插入4個(gè)棒狀的空隙形成構(gòu)件M的方式，正方形狀地設(shè)置4個(gè)插入口 531。利用與實(shí)施例1同樣的稀土類磁體粉末和方法，分別使用空隙形成構(gòu)件44制造具有狹縫的燒結(jié)體(實(shí)施例3-1)，使用空隙形成構(gòu)件45制作具有細(xì)孔的燒結(jié)體(實(shí)施例 3-2)。各燒結(jié)體的外形為一邊約Ilmm的立方體。這些燒結(jié)體之中具有狹縫的，狹縫的寬度為0. 4mm，深度為5. 9mm，間隔為3. 3mm。另夕卜，在具有細(xì)孔的燒結(jié)體中，細(xì)孔的直徑為0. 5mm, 深度為7. 2mm。為了進(jìn)行比較，不進(jìn)行空隙形成構(gòu)件44的插入和拔出，在除此以外均與本實(shí)施例(及實(shí)施例1)相同的條件下，制作不具有狹縫也不具有細(xì)孔的長方體的燒結(jié)體(比較例1)。用平面磨床對這三種燒結(jié)體進(jìn)行加工，精確地使其成為一邊IOmm的立方體。其后， 對于試料進(jìn)行堿洗、酸洗、水洗的各種清洗后，使之干燥。接著，對于這些試料，根據(jù)以下的方法，實(shí)施利用含有Dy的合金粉末進(jìn)行的晶界擴(kuò)散處理。首先，將以原子比計(jì)具有Dy :80%、Ni :14%,A1 :4%、其他金屬、雜質(zhì)2%的組成的含Dy合金，用噴射式粉粹機(jī)粉碎成平均粒徑9 μ m,由此制作含Dy合金粉末。將該含Dy 合金粉末以質(zhì)量比50%與乙醇混合攪拌，在實(shí)施例3-1的試料的狹縫和實(shí)施例3-2的試料的細(xì)孔中真空浸漬，其后使之干燥。接著，根據(jù)滾筒涂布法(Barrel Painting)(參照特開 2004-359873號公報(bào))，在實(shí)施例3_1、實(shí)施例3_2和比較例的磁體表面涂布含有Dy的粉末。 將這三種燒結(jié)體放入真空爐，以900°C加熱3小時(shí)，急冷至室溫后，加熱到500°C再急冷至室溫。如此制作的3種試料的磁特性顯示在表1中。在此，比較例1-1是對于比較例1的燒結(jié)體實(shí)施上述晶界擴(kuò)散處理，比較例1-2是不對比較例1的燒結(jié)體涂布含Dy合金粉末，而是與晶界擴(kuò)散處理時(shí)同樣只進(jìn)行熱處理。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，通過如下方式制造具有空隙的稀土類燒結(jié)磁體按順序進(jìn)行以下工序，a)填充工序，將稀土類磁體合金的粉末與空隙形成構(gòu)件一起填充到粉末填充容器中；b)取向工序，在磁場中對所述稀土類磁體合金粉末進(jìn)行取向；c)燒結(jié)工序，連同所述粉末填充容器一起加熱所述稀土類磁體合金粉末，由此對該稀土類磁體合金粉末進(jìn)行燒結(jié)，d)在所述取向工序之后，所述稀土類磁體合金粉末的燒結(jié)開始之前，除去所述空隙形成構(gòu)件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，在所述燒結(jié)工序之前進(jìn)行所述除去。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，所述空隙形成構(gòu)件為板材和/或棒材。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，在所述取向工序中， 在平行于所述空隙形成構(gòu)件的方向的磁場中對所述稀土類磁體合金粉末進(jìn)行取向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，在所述填充工序中，將粘合劑與所述稀土類磁體合金粉末一起填充到粉末填充容器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，在所述除去后，將嵌入構(gòu)件嵌入到所述空隙中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，所述稀土類磁體合金為Nd-Fe-B系磁體合金，進(jìn)行擴(kuò)散工序，該擴(kuò)散工序是向通過所述燒結(jié)工序而得到的燒結(jié)體所具有的空隙中注入含有Dy和/或Tb的物質(zhì)并加熱，由此使Dy和/或Tb擴(kuò)散到該燒結(jié)體中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，在所述擴(kuò)散工序后， 將嵌入構(gòu)件嵌入到所述空隙中。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，所述嵌入構(gòu)件為絕緣體。
10.根據(jù)權(quán)利要求1 9中任一項(xiàng)所述的稀土類燒結(jié)磁體制造方法，其特征在于，在所述填充工序時(shí)，從設(shè)于所述粉末填充容器或該粉末填充容器的蓋上的插入口，向該粉末填充容器內(nèi)插入所述空隙形成構(gòu)件，在所述除去時(shí)，從該插入口拔出該空隙形成構(gòu)件。
11.一種稀土類燒結(jié)磁體制造用粉末填充容器，其特征在于，具有填充稀土類磁體合金的粉末的模具；安裝在所述模具上的蓋；設(shè)于所述模具或所述蓋上的、插入空隙形成構(gòu)件的插入口。
12.—種稀土類燒結(jié)磁體制造用粉末填充容器，其特征在于，具有填充稀土類磁體合金的粉末的模具；安裝在所述模具上的蓋；設(shè)于所述模具或所述蓋上的空隙形成構(gòu)件。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提一種方法，能夠容易且低成本的制造具有用于難以受到渦電流的影響和/或用于進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理的狹縫等的空隙的稀土類燒結(jié)磁體。本發(fā)明的稀土類燒結(jié)磁體制造方法的特征在于，按順序進(jìn)行以下工序?qū)⑾⊥令惔朋w合金的粉末(19)與空隙形成構(gòu)件(14)一起填充到粉末填充容器中的填充工序((a)、(b))；在磁場中對于所述稀土類磁體合金粉末(19)進(jìn)行取向的取向工序(c)；連同粉末填充容器(10)一起加熱所述稀土類磁體合金粉末(19)，由此對于該稀土類磁體合金粉末進(jìn)行燒結(jié)的燒結(jié)工序(e)，在所述取向工序之后，所述稀土類磁體合金粉末的燒結(jié)開始之前，進(jìn)行所述空隙形成構(gòu)件的除去(d)。
文檔編號C22C38/00GK102209999SQ200980144520
公開日2011年10月5日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月6日
發(fā)明者佐川真人 申請人:因太金屬株式會社