RFeB系燒結(jié)磁鐵制造方法和RFeB系燒結(jié)磁鐵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于制造以含有Nd和Pr中的至少一種作為主要的稀土元素R(以下， 將這兩種稀土元素稱為"輕稀土元素R t"）的R2Fe14B為主相的RFeB系燒結(jié)磁鐵的方法和利 用該方法制造的RFeB系燒結(jié)磁鐵。此處，"RFeB系燒結(jié)磁鐵"不限于僅含有Nd和/或Pr、 Fe以及B的燒結(jié)磁鐵，也包括含有除Nd和Pr以外的稀土元素、Co、Ni、Cu、A1等其他元素 的燒結(jié)磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002] RFeB系燒結(jié)磁鐵是在1982年被佐川（本發(fā)明人）等人發(fā)現(xiàn)的燒結(jié)磁鐵，該RFeB 系燒結(jié)磁鐵具有殘留磁通密度等多種磁特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于到當(dāng)時(shí)為止的永久磁鐵的這樣的特 長(zhǎng)。因此，RFeB系燒結(jié)磁鐵被用于混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)用馬達(dá)、電動(dòng)輔助型自行 車用馬達(dá)、工業(yè)用馬達(dá)、硬盤等的音圈馬達(dá)、高級(jí)揚(yáng)聲器、耳機(jī)、永磁式磁共振診斷裝置等各 式各樣的產(chǎn)品。
[0003] 在RFeB系燒結(jié)磁鐵中，在主相（R2Fe14B)的顆粒的周圍形成有Nd的含有率比主相 的Nd的含有率高的富&相和B的含有率比主相的B的含有率高的富B相。這些各相中， 主相和富&相若與氧、水相接觸則容易氧化，尤其是富I相容易氧化。在富I相氧化時(shí)， 形成包括&的氧化物、氫氧化物等的較脆的部分，因此有可能在RFeB系燒結(jié)磁鐵的表面附 近產(chǎn)生變色、生銹，且該表面附近的主相顆粒脫落。
[0004] 在專利文獻(xiàn)1中，記載有以下技術(shù)方案：在制造了 RFeB系燒結(jié)磁鐵之后，通過(guò)對(duì)其 表層部進(jìn)行氟化處理，而在該表層部形成包括稀土類R的氟化物的保護(hù)層。該保護(hù)層起到 防止RFeB系燒結(jié)磁鐵由于氧化而被侵蝕的耐腐蝕效果。然而，在該方法中，需要用于形成 保護(hù)層的額外的工序。
[0005] 在專利文獻(xiàn)2中，記載有以下技術(shù)方案：使用晶界擴(kuò)散法在RFeB系燒結(jié)磁鐵的表 面形成保護(hù)層。
[0006] 晶界擴(kuò)散法通過(guò)在使含有重稀土元素RH (Tb、Dy或者Ho)的粉末等與RFeB系燒結(jié) 磁鐵的表面相接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，使RH的原子經(jīng)過(guò)晶界向RFeB系燒結(jié)磁鐵的內(nèi)部擴(kuò) 散。R H昂貴且稀少，并且還具有使RFeB系燒結(jié)磁鐵的殘留磁通密度B肩最大能積（BH) _ 降低這樣的缺點(diǎn)，因此通過(guò)利用晶界擴(kuò)散法僅將RH導(dǎo)入到RFeB系燒結(jié)磁鐵的晶界附近，能 夠抑制這些缺點(diǎn)并提高矯頑力。如此，晶界擴(kuò)散法原本是以提高矯頑力為目的的處理工藝， 但采用專利文獻(xiàn)2所記載的方法，僅通過(guò)在使含有Ni和/或Co連同R H的金屬粉末與RFeB 系燒結(jié)磁鐵的表面相接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱這樣的一道工序，就起到提高矯頑力的效果和 在為了晶界擴(kuò)散而進(jìn)行的加熱之后殘留于RFeB系燒結(jié)磁鐵的表面的層所起到的耐腐蝕效 果這樣的兩個(gè)效果。
[0007] 現(xiàn)有摶術(shù)f獻(xiàn)
[0008] 專利f獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平06-244011號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)2 :國(guó)際公開(kāi)W02008/032426號(hào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0012] 在RFeB系燒結(jié)磁鐵用于馬達(dá)等的情況下，RFeB系燒結(jié)磁鐵暴露于從外部施加的 變化磁場(chǎng)。由此，特別是在磁鐵的表面產(chǎn)生渦電流，但專利文獻(xiàn)2所記載的RFeB系燒結(jié)磁 鐵中的保護(hù)層包括金屬，因此在表面易于產(chǎn)生渦電流而產(chǎn)生能量損失。
[0013] 本發(fā)明要解決的課題是提供一種在使用晶界擴(kuò)散法所制作的磁特性高的RFeB系 燒結(jié)磁鐵中耐腐蝕性優(yōu)異并且能量損失少的RFeB系燒結(jié)磁鐵的制造方法和利用該方法制 造的RFeB系燒結(jié)磁鐵。
[0014] 用于解決問(wèn)題的方案
[0015] 為了解決上述課題而完成的本發(fā)明的RFeB系燒結(jié)磁鐵制造方法，其特征在于，
[0016] 在包括以含有Nd和Pr中的至少一種的輕稀土元素作為主要的稀土元素R的 R 2Fe14B為主相的晶粒的RFeB系燒結(jié)體的表面涂敷糊料，該糊料是將在分子結(jié)構(gòu)中含有氧 原子的有機(jī)物與含有Dy、Ho和Tb中的至少一種的重稀土元素R H的金屬粉末進(jìn)行混合而成，
[0017] 通過(guò)在使該糊料與表面相接觸了的狀態(tài)下進(jìn)行加熱來(lái)進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理。
[0018] 所述加熱在與以往的晶界擴(kuò)散處理的情況相同的條件下進(jìn)行即可。例如，在專利 文獻(xiàn)1中記載了在700°C~1000°C下加熱。為了在重稀土元素&幾乎不產(chǎn)生升華的范圍 內(nèi)盡量產(chǎn)生晶界擴(kuò)散，該加熱溫度期望的是設(shè)為 850°C~950°C。
[0019] 采用本發(fā)明的RFeB系燒結(jié)磁鐵制造方法，通過(guò)在使含有重稀土元素&的糊料與 表面相接觸的狀態(tài)下進(jìn)行加熱，能夠使重稀土元素R H經(jīng)過(guò)RFeB系燒結(jié)磁鐵的晶界向RFeB 系燒結(jié)磁鐵內(nèi)擴(kuò)散，因此與使用了以往的晶界擴(kuò)散處理的情況同樣地，能夠使用少量的Rh 抑制殘留磁通密度民和最大能積（BH) _的降低并且提高矯頑力。而且，本發(fā)明還起到 以下的效果。
[0020] 通過(guò)重稀土元素&向RFeB系燒結(jié)磁鐵內(nèi)擴(kuò)散，RFeB系燒結(jié)磁鐵內(nèi)的輕稀土元素 被置換為重稀土元素RH。如此被置換出來(lái)的輕稀土元素Rt在RFeB系燒結(jié)磁鐵的表面析 出，并與存在于該表面的有機(jī)物的分子所具有的氧原子反應(yīng)。由此，由于在該RFeB系燒結(jié) 磁鐵的表面形成含有輕稀土元素&的氧化物的保護(hù)層，因此該RFeB系燒結(jié)磁鐵的耐腐蝕 性提高。而且，該保護(hù)層由于含有氧化物，因此電阻率比金屬制的保護(hù)層的電阻率高，也能 夠抑制渦電流的產(chǎn)生而減少能量的損失。另外，如此含有氧化物的保護(hù)層與RFeB系燒結(jié)磁 鐵之間的粘接性也良好。
[0021] 本發(fā)明的RFeB系燒結(jié)磁鐵的特征在于，在包括以含有Nd和Pr中的至少一種的輕 稀土元素作為主要的稀土元素R的R 2Fe14B為主相的晶粒的RFeB系燒結(jié)體的表面形成含 有輕稀土元素的氧化物的保護(hù)層，Dy、Ho和Tb中的至少一種的重稀土元素1?"向晶界擴(kuò) 散。
[0022]發(fā)明的效果
[0023]根據(jù)本發(fā)明，在使用晶界擴(kuò)散法制作了的磁特性較高的RFeB系燒結(jié)磁鐵中，能夠 得到如下的RFeB系燒結(jié)磁鐵：由于在表面形成含有輕稀土元素&的氧化物的保護(hù)層而耐 腐蝕性優(yōu)異，并且由于表面的電阻率較高而能夠抑制渦電流的產(chǎn)生，由此能量損失較少。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1是表示本發(fā)明的RFeB系燒結(jié)磁鐵的制造方法的一實(shí)施例的縱剖視圖。
[0025] 圖2的（a)是表示本實(shí)施例的RFeB系燒結(jié)磁鐵的EPMA測(cè)量的結(jié)果的圖，以及圖 2的（b)是表示進(jìn)行了該測(cè)量的RFeB系燒結(jié)磁鐵的位置的概略圖。
[0026] 圖3是拍攝對(duì)本實(shí)施例和比較例的試樣進(jìn)行耐腐蝕試驗(yàn)后的該試樣的表面所得 到的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 使用圖1~圖3說(shuō)明本發(fā)明的RFeB系燒結(jié)磁鐵的制造方法和RFeB系燒結(jié)磁鐵的 實(shí)施例。
[0028] 實(shí)施例
[0029] (1) RFeB系燒結(jié)體的制造方法
[0030] 在本實(shí)施例的RFeB系燒結(jié)磁鐵的制造方法中，（1-1)制作形成保護(hù)層之前的RFeB 系燒結(jié)體11 (參照?qǐng)D1)，并且，（1-2)制作將在分子結(jié)構(gòu)中含有氧原子的有機(jī)物與含有重稀 土元素RH的金屬粉末進(jìn)行混合而成的糊料12 (圖1)，之后，使用該RFeB系燒結(jié)體和糊料， (1-3)進(jìn)行晶界擴(kuò)散處理。以下，按順序?qū)@些工序進(jìn)行說(shuō)明。
[0031] (1 _ 1) RFeB系燒結(jié)體11的制作
[0032] 首先，準(zhǔn)備含有25重量％~40重量％的&、0. 6重量％~1. 6重量％的B、其余部 分即Fe和不可避免的雜質(zhì)的原料合金材料。此處，既可以一部分&替換為RH等其他稀土 元素，也可以一部分B替換為C。另外，一部分Fe也可以替換為其他過(guò)渡金屬元素（例如 Co、Ni)。另外，該合金也可以含有Al、Si、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Zr中的一種或兩種以 上來(lái)作為添加元素（添加量典型的是每種〇. 1重量％~2. 0重量％ )。在后述的實(shí)驗(yàn)中使 用的原料合金材料的組成是Nd :23. 3重量％、Pr :5. 0重量％、Dy :3. 8重量％、B :0. 99重 量％、0) :0. 9重量％、Cu :0. 1重量％、A1 :0. 2重量％、Fe :其余部分。
[0033] 使該原料合金材料恪化，利用薄帶連鑄法制作原料合金片。接下來(lái)，通過(guò)在原料合 金片吸藏氫來(lái)將原料合金片粗粉碎為〇. 1_~數(shù)_左右的大小。而且，使用噴射磨進(jìn)行細(xì) 粉碎以使粒徑的利用激光法所測(cè)量的值為〇. 1 y m~10 y m，優(yōu)選的是3 y m~5 y m，從而得 到合金粉末。此外，在粗粉碎和/或細(xì)粉碎時(shí)，也可以添加月桂酸甲酯等潤(rùn)滑劑來(lái)作為粉碎 助劑。另外，粗粉碎和細(xì)粉碎不限于此處陳述了的方法，也可以是使用了超微磨碎機(jī)、球磨 機(jī)、珠磨機(jī)等的方法。
[0034] 在所得到的合金粉末中添加（典型的是0. 1重量％左右）月桂酸甲酯等潤(rùn)滑劑并 進(jìn)行混合，將其填充于作為內(nèi)部為20mmX 20mmX 5mm的長(zhǎng)方體的填充容器內(nèi)。而且，不對(duì)填 充容器內(nèi)的合金粉末施加壓力，使填充容器內(nèi)的合金粉末在磁場(chǎng)中取向。之后，保持將合金 粉末填充到填充容器內(nèi)的狀態(tài)，通過(guò)不施加壓力地進(jìn)行加熱（加熱溫度典型的是950°C~ 1050°C )來(lái)使合金粉末燒結(jié)，從而得到長(zhǎng)方體的RFeB系燒結(jié)體11。對(duì)于在后述的實(shí)驗(yàn)中所 使用的試樣，將燒結(jié)時(shí)的加熱溫度設(shè)為l〇〇〇°C，將加熱時(shí)間設(shè)為4小時(shí)。
[0035] (1-2)糊料12的制作
[0036]在本實(shí)施例中，對(duì)含RH金屬粉末使用具有含有率為Tb: 92重量％、Ni : 4. 3重量％、 Al:3. 7重