稀土类烧结磁体制造方法和稀土类烧结磁体制造用粉末填充容器的制造方法
【专利说明】稀土类烧结磁体制造方法和稀土类烧结磁体制造用粉末填 充容器
[0001] 本申请是申请人于2011年5月6日提交的国际申请号PCT/JP2009/005726,进入 中国国家阶段的申请号为200980144520. 7、发明名称为"稀土类烧结磁体制造方法和稀土 类烧结磁体制造用粉末填充容器"的申请的分案申请。
技术领域
[0002] 本发明涉及Nd-Fe-B系烧结磁体和Sm-Co系烧结磁体等的稀土类烧结磁体的制造 方法。
【背景技术】
[0003] 稀土类烧结磁体作为能够生成强磁场的永久磁体而被广泛使用。特别是Nd-Fe-B 系烧结磁体，被广泛应用于混合动力汽车和电动车辆用的发动机、硬盘用的小型电动机、工 业用的大型电动机和发电机等。
[0004] 在这些电动机和发电机中，作为转子（rotor)使用的是稀土类烧结磁体，作为定 子（stator)使用的是电磁体，通过形成旋转磁场而使转子旋转。这时，在转子的稀土类烧 结磁体上生成涡电流，由此导致能量的损失和电动机过热这样的问题发生。在专利文献1 中记述，通过在稀土类烧结磁体的表面设置狭缝，从而抑制这样的涡电流的生成。
[0005] 另外，在Nd-Fe-B系磁体（钕磁体）中，为了提高矫顽磁力，进行的方法是，使用 以Dy和/或Tb置换了 Nd的一部分的合金粉末来制作烧结磁体，但是这一方法存在的缺点 是，因为Dy和Tb昂贵且稀少，所以招致成本的上升和稳定供给性的降低，并且最大能量积 降低。因此进行的方法是，使不含Dy和Tb的Nd-Fe-B系合金的烧结体的表面附着Dy和/ 或Tb之后进行加热（加热温度：700~1000°C )，由此通过烧结体中的合金粒子的晶界将 Dy和/或Tb送入烧结体内部，只在合金粒子的表面附近注入Dy和/或Tb (晶界扩散法）。 由此，能够得到高矫顽磁力，并且能够抑制最大能量积的降低，还可以起到减少Dy和Tb的 使用量这样的效果。在专利文献2中记述，在Nd-Fe-B系合金的烧结体的表面设置狭缝之 后，使Dy和/或Tb从该狭缝进行晶界扩散，从而高效率地在合金粒子的表面附近注入Dy 和/或Tb。
[0006] 先行技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献 1 :特开 2000-295804 号公报（[0009]-[0011])
[0009] 专利文献 2 :特开 2007-053351 号公报（[0027]-[0028]，[0033]-[0035])
[0010] 专利文献1和专利文献2所述的方法，均是借助使用切割机或钢丝锯等的机械的 加工而形成狭缝。若采用这样的机械的加工，则需要劳动力和时间，而且工具的消耗严重， 因此不能避免成本的上升。另外，在机械的加工中，不能过分减小狭缝的宽度，实体体积相 对于磁体的外形体积（烧结体部分的体积）比例降低，作为磁体的功能实质上降低。
[0011] 通过机械的加工在烧结前的压缩成形体上形成狭缝时，还会产生残留在狭缝中的 合金粉末难以除去这样的问题。若以合金粉末残留在狭缝中的状态进行用于烧结的加热， 则会造成合金粉末堵塞狭缝的一部分的状态，因此不能阻止涡电流的生成，而且在进行晶 界扩散处理时，Dy和/或Tb还无法到达足够的深度。
[0012] 与此同时，若对于压缩成形体进行机械的加工，则有可能产生缺口或裂纹。
【发明内容】
[0013] 本发明要解决的课题是，提一种方法，其能够容易且低成本的制造具有用于难以 受到涡电流的影响和/或用于进行晶界扩散处理的狭缝或孔等的空隙的稀土类烧结磁体。
[0014] 用于解决上述课题而形成的本发明的稀土类烧结磁体制造方法，其特征在于，通 过如下方式制造具有空隙的稀土类烧结磁体：按顺序进行以下工序，
[0015] a)填充工序，将稀土类磁体合金的粉末与空隙形成构件一起填充到粉末填充容器 中；
[0016] b)取向工序，在磁场中对于所述稀土类磁体合金粉末进行取向；
[0017] c)烧结工序，连同所述粉末填充容器一起加热所述稀土类磁体合金粉末，由此对 于该稀土类磁体合金粉末进行烧结，
[0018] d)在所述取向工序之后，所述稀土类磁体合金粉末的烧结开始之前，除去所述空 隙形成构件。
[0019] 根据本发明，将稀土类磁体合金的粉末与空隙形成构件一起填充到粉末填充容器 中，在稀土类磁体合金粉末的烧结开始之前除去所述空隙形成构件，便能够容易地制造具 有空隙的稀土类烧结磁体。因此，在本发明中不需要为了形成空隙而进行机械的加工，就能 够低成本地制造具有空隙的稀土类烧结磁体。
[0020] 历来，在制造稀土类烧结磁体时，大多情况下，都是将稀土类磁体合金粉末填充到 容器中，一边压缩一边外加磁场，由此进行压缩成形和取向。相对于此，本申请发明者提出， 将稀土类磁体合金粉末填充到容器中，不进行压缩成形，而是在对于稀土类磁体合金粉末 进行取向后，以填充在粉末填充容器中的状态进行加热，从而得到稀土类烧结磁体（预压 法。参照特开2006-019521号公报）。在本发明中，因为使用预压法，所以即使将空隙形成 构件与稀土类磁体合金粉末一起放入粉末填充容器内，空隙形成构件也不会受到压力。
[0021] 另外，通过磁场中取向，粉末填充容器中所填充的稀土类磁体合金粉末的粒子彼 此被磁性地吸引。在本发明中，因为是在取向工序后才除去空隙形成构件，所以在除去空隙 形成构件时空隙不会损毁。
[0022] 另一方面，若烧结工序中在加热稀土类磁体合金粉末时升温，则在超过规定的温 度（例如Nd-Fe-B系烧结磁体约为600°C )时烧结开始，其后随着烧结进行，烧结体收缩。 在本发明中，在稀土类磁体合金粉末的烧结开始前除去空隙形成构件，以使空隙形成构件 不会成为该收缩的障碍。
[0023] 空隙形成构件的除去，在不需要考虑空隙形成构件的耐热性和空隙形成构件与稀 土类磁体合金粉末的反应性这一点上，优选在所述烧结工序之前进行。
[0024] 另外，如果使用在比烧结开始温度低的温度下就发生液化或气化的空隙形成构 件，则进行用于烧结的升温，便能够在烧结开始前除去空隙形成构件。
[0025] 如果所述稀土类磁体合金为Nd-Fe-B系烧结磁体的合金，则通过在经由所述烧结 工序而得到的烧结体具有的空隙中注入含有Dy和/或Tb的物质并进行加热，则能够使Dy 和/或Tb扩散到该烧结体中。
[0026] 在稀土类烧结磁体上形成用于防止涡电流的影响的狭缝时，空隙形成构件使用板 材即可。另一方面，以晶界扩散为主要目的时，也能够使用棒材。这时，通过将多个棒状空 隙形成构件配置成狭缝状，能够使Dy和/或Tb从多个孔均一地扩散。棒状空隙形成构件 的截面形状为圆形、四边形、六边形等，没有特别限定。
[0027] 空隙形成构件使用板状或棒状的空隙形成构件时，优选在所述取向工序中，在平 等于所述空隙形成构件的方向的磁场中取向所述稀土类磁体合金粉末。由此，稀土类磁体 合金粉末的粒子在平行于空隙形成构件的方向上连接成链状，因此，即使以此状态除去空 隙形成构件，链状的连接也不会间断，空隙不会损毁。
[0028]