CN103081041B - 稀土类永久磁铁及稀土类永久磁铁的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供能够提高净成形性从而能够简化制造工序并且提高生产率的稀土类永久磁铁及稀土类永久磁铁的制造方法。采用如下构成：将磁铁原料粉碎成磁铁粉末，将粉碎得到的磁铁粉末与粘合剂混合而形成混合物。然后，将形成的混合物成形为片状而制作生片。然后，将制作的生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此，通过解聚反应等将粘合剂分解为单体并使其飞散而除去，将除去了粘合剂的生片通过SPS烧结等加压烧结进行烧结而制造永久磁铁(1)。

Description

稀土类永久磁铁及稀土类永久磁铁的制造方法

技术领域

本发明涉及稀土类永久磁铁及稀土类永久磁铁的制造方法。

背景技术

近年来，对于在混合动力车、硬盘驱动器等中使用的永磁电动机，要求小型轻量化、高输出功率化以及高效率化。因此，在实现上述永磁电动机的小型轻量化、高输出功率化、高效率化时，对于埋设在电动机中的永久磁铁，要求薄膜化以及进一步提高磁特性。

在此，作为永磁电动机中使用的永久磁铁的制造方法，以往一般使用粉末烧结法。在此，粉末烧结法中，首先利用气流粉碎机(干式粉碎)将原材料粉碎来制造磁铁粉末。然后，将该磁铁粉末放入模具中，从外部施加磁场的同时加压成形为期望的形状。然后，将成形为期望形状的固形磁铁粉末在预定温度(例如，Nd-Fe-B基磁铁为1100℃)下烧结来制造(例如，日本特开平2-266503号公报)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-266503号公报(第5页)

发明内容

发明所要解决的问题

但是，通过上述的粉末烧结法制造永久磁铁时，存在以下问题。即，在粉末烧结法中，为了进行磁场取向，需要在加压成形的磁铁粉末中确保一定的空隙率。而且，将具有一定的空隙率的磁铁粉末烧结时，难以使烧结时产生的收缩均匀地进行，烧结后产生翘曲或凹陷等变形。另外，磁铁粉末的加压时产生压力不均匀，因此烧结后的磁铁产生疏密，从而在磁铁表面产生应变。因此，以往需要预先假定在磁铁表面产生应变并以比期望形状大的尺寸将磁铁粉末压缩成形。而且，烧结后进行金刚石切削研磨作业，进行修正为期望形状的加工。结果，制造工序增加，并且制造的永久磁铁的品质有可能下降。

另外，特别是通过如上所述从大尺寸的块体切出来制造薄膜磁铁时，材料成品率产生显著的下降。另外，还产生加工工时大幅增加的问题。

另一方面，已知磁铁的磁特性是由单畴颗粒理论来指导的，因此如果将烧结体的晶粒直径微小化，则磁特性基本上会提高。在此，为了将烧结体的晶粒直径微小化，需要使烧结前的磁铁原料的粒径也微小化。但是，即使将微细粉碎成微小粒径的磁铁原料成形和烧结，在烧结时也会发生磁铁粒子的晶粒生长，因此烧结后的烧结体的晶粒直径比烧结前增大，从而不能实现微小的晶粒直径。而且，晶粒直径增大时，在晶粒内产生的磁畴壁容易迁移，反向磁畴的体积增大，因此矫顽力显著下降。

本发明为了消除前述现有问题而创立，其目的在于提供通过将磁铁粉末生片化后利用加压烧结进行烧结而能够抑制烧结时的晶粒生长并且能够防止烧结后的磁铁中产生翘曲和凹陷等变形、提高净成形性从而能够简化制造工序并提高生产率的稀土类永久磁铁及稀土类永久磁铁的制造方法。

用于解决问题的手段

为了实现前述目的，本发明的稀土类永久磁铁的特征在于，通过如下工序制造：将磁铁原料粉碎成磁铁粉末的工序；将所述粉碎得到的磁铁粉末与粘合剂混合而形成混合物的工序；将所述混合物成形为片状而制作生片的工序；和通过加压烧结将所述生片烧结的工序。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的特征在于，在通过加压烧结将所述生片烧结的工序中，通过单轴加压烧结进行烧结。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的特征在于，在通过加压烧结将所述生片烧结的工序中，通过通电烧结进行烧结。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的特征在于，在通过加压烧结将所述生片烧结之前，将所述生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此使所述粘合剂飞散而除去。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的特征在于，在使所述粘合剂飞散而除去的工序中，将所述生片在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下在200～900℃保持一定时间。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的制造方法的特征在于，包括如下工序：将磁铁原料粉碎成磁铁粉末的工序；将所述粉碎得到的磁铁粉末与粘合剂混合而形成混合物的工序；将所述混合物成形为片状而制作生片的工序；和通过加压烧结将所述生片烧结的工序。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的制造方法的特征在于，在通过加压烧结将所述生片烧结的工序中，通过单轴加压烧结进行烧结。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的制造方法的特征在于，在通过加压烧结将所述生片烧结的工序中，通过通电烧结进行烧结。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的制造方法的特征在于，在通过加压烧结将所述生片烧结之前，将所述生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此使所述粘合剂飞散而除去。

另外，本发明的稀土类永久磁铁的制造方法的特征在于，在使所述粘合剂飞散而除去的工序中，将所述生片在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下在200～900℃保持一定时间。

发明效果

根据具有前述构成的本发明的稀土类永久磁铁，使用加压烧结进行烧结，因此能够降低烧结温度、抑制烧结时的晶粒生长。因此，能够提高磁性能。另外，由烧结引起的收缩变得均匀，由此烧结后不会产生翘曲和凹陷等变形，另外，不存在加压时的压力不均匀，因此不需要以往进行的烧结后的修正加工，能够简化制造工序。由此，能够以高尺寸精度将永久磁铁成形。另外，即使在将永久磁铁薄膜化的情况下，也不会使材料成品率下降，能够防止加工工时增加。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁，在通过加压烧结将生片烧结的工序中，通过单轴加压烧结进行烧结，因此，由烧结引起的收缩变得均匀，由此能够防止烧结后产生翘曲和凹陷等变形。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁，在通过加压烧结将生片烧结的工序中，通过通电烧结进行烧结，因此能够快速地升温、冷却，另外，能够在低温度范围内进行烧结。结果，能够缩短烧结工序中的升温、保持时间，能够制作抑制了磁铁粒子的晶粒生长的致密烧结体。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁，在通过加压烧结将生片烧结之前，将生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此使粘合剂飞散而除去，因此能够预先减少磁铁中所含的碳量。结果，能够抑制烧结后的磁铁的主相内析出αFe，能够将磁铁整体致密地烧结，从而能够防止矫顽力下降。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁，将混练有粘合剂的生片在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下煅烧，由此能够更可靠地减少磁铁内所含的碳量。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁的制造方法，使用加压烧结对永久磁铁进行烧结，因此能够降低烧结温度、抑制烧结时的晶粒生长。因此，能够提高所制造的永久磁铁的磁性能。另外，对于所制造的永久磁铁而言，由烧结引起的收缩变得均匀，由此烧结后不会产生翘曲和凹陷等变形，另外，不存在加压时的压力不均匀，因此不需要以往进行的烧结后的修正加工，能够简化制造工序。由此，能够以高尺寸精度将永久磁铁成形。另外，即使在将永久磁铁薄膜化的情况下，也不会使材料成品率下降，能够防止加工工时增加。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁的制造方法，在通过加压烧结将生片烧结的工序中，通过单轴加压烧结进行烧结，因此，由烧结引起的永久磁铁的收缩变得均匀，由此能够防止烧结后的永久磁铁产生翘曲和凹陷等变形。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁的制造方法，在通过加压烧结将生片烧结的工序中，通过通电烧结进行烧结，因此能够快速地升温、冷却，另外，能够在低温度范围内进行烧结。结果，能够缩短烧结工序中的升温、保持时间，能够制作抑制了磁铁粒子的晶粒生长的致密烧结体。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁的制造方法，在通过加压烧结将生片烧结之前，将生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此使粘合剂飞散而除去，因此能够预先减少磁铁中所含的碳量。结果，能够抑制烧结后的磁铁的主相内析出αFe，能够将磁铁整体致密地烧结，从而能够防止矫顽力下降。

另外，根据本发明的稀土类永久磁铁的制造方法，将混练有粘合剂的生片在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下煅烧，由此能够更可靠地减少磁铁内所含的碳量。

附图说明

图1是表示本发明的永久磁铁的整体图。

图2是基于本发明的生片的厚度精度的提高来说明烧结时的效果的图。

图3是表示本发明的生片的厚度精度低时的问题的图。

图4是表示本发明的永久磁铁的制造工序的说明图。

图5是表示本发明的永久磁铁的制造工序中特别是生片的形成工序的说明图。

图6是表示本发明的永久磁铁的制造工序中特别是生片的加压烧结工序的说明图。

图7是拍摄烧结前的成形体的一部分而得到的SEM照片。

图8是拍摄由实施例制造的永久磁铁的一部分而得到的SEM照片。

图9是拍摄由比较例制造的永久磁铁的一部分而得到的SEM照片。

具体实施方式

以下，关于本发明的稀土类永久磁铁及稀土类永久磁铁的制造方法，下面参考附图对具体化的一个实施方式进行详细说明。

[永久磁铁的构成]

首先，对本发明的永久磁铁1的构成进行说明。图1是表示本发明的永久磁铁1的整体图。另外，图1中所示的永久磁铁1具有扇形形状，但是，永久磁铁1的形状根据冲裁形状而变化。

本发明的永久磁铁1为Nd-Fe-B基磁铁。另外，各成分的含量设定为Nd：27～40重量%、B：1～2重量%、Fe(电解铁)：60～70重量%。另外，为了提高磁特性，可以含有少量的Dy、Tb、Co、Cu、Al、Si、Ga、Nb、V、Pr、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Ag、Bi、Zn、Mg等其它元素。图1是表示本实施方式的永久磁铁1的整体图。

在此，永久磁铁1例如为具有0.05mm～10mm(例如4mm)的厚度的薄膜状的永久磁铁。而且，如后所述，通过将由磁铁粉末与粘合剂混合得到的混合物(浆料或粉末状混合物)成形为片状而形成的成形体(生片)加压烧结来制作。

在此，作为将生片烧结的加压烧结，例如有热压烧结、热等静压(HIP)烧结、超高压合成烧结、气氛加压烧结、放电等离子体(SPS)烧结等。但是，为了抑制烧结时的磁铁粒子的晶粒生长，期望使用在更短时间内且更低温度下进行烧结的烧结方法。另外，期望使用能够减少烧结后的磁铁中产生的翘曲的烧结方法。因此，特别地，在本发明中，上述烧结方法中，期望使用作为沿单轴向加压的单轴加压烧结并且通过通电烧结进行烧结的SPS烧结。

在此，SPS烧结是对将烧结对象物配置在内部的石墨制烧结模具沿单轴向加压的同时进行加热的烧结方法。另外，SPS烧结中，通过脉冲通电加热和机械加压，在一般的烧结中使用的热能和机械能的基础上，将脉冲通电产生的电磁能或被加工物的自身发热和粒子间产生的放电等离子体能量等复合地作为烧结的驱动力。因此，与电炉等气氛加热相比，能够更快速地升温、冷却，另外，能够在低温度范围内进行烧结。结果，能够缩短烧结工序中的升温、保持时间，能够制作抑制了磁铁粒子的晶粒生长的致密烧结体。另外，烧结对象物在沿单轴向加压的状态下被烧结，因此能够减少烧结后产生的翘曲。

另外，进行SPS烧结时，通过将生片冲裁为期望的制品形状(例如，图1所示的扇形形状)而得到的成形体配置在SPS烧结装置的烧结模具内来进行。而且，本发明中，为了提高生产率，如图2所示，将多个(例如10个)成形体2同时配置在烧结模具3内来进行。在此，本发明中，如后所述，使生片的厚度精度相对于设计值为±5%以内，更优选±3%以内，进一步优选±1%以内。结果，本发明中，如图2所示，即使在将多个(例如10个)成形体2同时配置在烧结模具3内进行烧结的情况下，各成形体2的厚度d也是均匀的，因此对于各成形体2而言，加压值、烧结温度不产生偏差，能够适当地进行烧结。另一方面，生片的厚度精度低(例如相对于设计值为±5%以上)时，如图3所示，在将多个(例如10个)成形体2同时配置在烧结模具3内进行烧结的情况下，各成形体2的厚度d存在偏差，因此每个成形体2的脉冲电流的通电产生不均衡，另外，对于各成形体2而言，加压值、烧结温度产生偏差，不能适当地进行烧结。另外，将多个成形体2同时烧结时，可以使用具有多个烧结模具的SPS烧结装置。而且，可以以在SPS烧结装置所具有的多个烧结模具中分别配置成形体并同时进行烧结的方式来构成。

另外，本发明中，制作生片时与磁铁粉末混合的粘合剂使用树脂、长链烃、脂肪酸甲酯或者它们的混合物等。

另外，使用树脂作为粘合剂时，例如使用聚异丁烯(PIB)、丁基橡胶(IIR)、聚异戊二烯(IR)、聚丁二烯、聚苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物(SIS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)、2-甲基-1-戊烯聚合树脂、2-甲基-1-丁烯聚合树脂、α-甲基苯乙烯聚合树脂、聚甲基丙烯酸丁酯、聚甲基丙烯酸甲酯等。另外，为了提供柔软性，期望在α-甲基苯乙烯聚合树脂中添加低分子量的聚异丁烯。另外，作为粘合剂中使用的树脂，为了减少磁铁内所含的氧量，期望使用结构中不含氧原子且具有解聚性的聚合物(例如聚异丁烯等)。

另外，通过浆料成形形成生片时，为了使粘合剂适当地溶解于甲苯等通用溶剂中，作为粘合剂中使用的树脂，期望使用聚乙烯、聚丙烯以外的树脂。另一方面，通过热熔成形形成生片时，为了在将成形的生片加热而软化的状态下进行磁场取向，期望使用热塑性树脂。

另一方面，使用长链烃作为粘合剂时，优选使用在室温下为固体、在室温以上为液体的长链饱和烃(长链烷烃)。具体而言，优选使用碳原子数为18以上的长链饱和烃。而且，在通过热熔成形形成生片的情况下，对生片进行磁场取向时，在将生片在长链烃的熔点以上的温度下加热而使其软化的状态下进行磁场取向。

另外，使用脂肪酸甲酯作为粘合剂时，同样地优选使用在室温下为固体、在室温以上为液体的硬脂酸甲酯或二十二酸甲酯等。而且，在通过热熔成形形成生片的情况下，对生片进行磁场取向时，在将生片在脂肪酸甲酯的熔点以上的温度下加热而使其软化的状态下进行磁场取向。

另外，为了在将磁铁粉末与粘合剂的混合物成形为片状时提高片的厚度精度，粘合剂的添加量设定为适当填充磁铁粒子间的空隙的量。例如，添加粘合剂后的混合物中的粘合剂相对于磁铁粉末与粘合剂的合计量的比率为1重量%～40重量%，更优选2重量%～30重量%，进一步优选3重量%～20重量%。

[永久磁铁的制造方法]

以下，使用图4对本发明的永久磁铁1的制造方法进行说明。图4是表示本实施方式的永久磁铁1的制造工序的说明图。

首先，制造由预定百分率的Nd-Fe-B(例如，Nd：32.7重量%，Fe(电解铁)：65.96重量%，B：1.34重量%)构成的锭。然后，用捣碎机或破碎机等将锭粗粉碎为约200μm的大小。或者，将锭熔化，通过薄带铸轧法制作薄片，并用氢粉碎法(水素解砕法)进行粗粉化。

然后，将粗粉碎后的磁铁粉末利用气流粉碎机11在(a)氧含量实质上为0%的包含氮气、Ar气体、He气体等惰性气体的气氛中或(b)氧含量为0.0001～0.5%的包含氮气、Ar气体、He气体等惰性气体的气氛中进行微细粉碎，得到具有预定尺寸以下(例如1.0μm～5.0μm)的平均粒径的微粉。另外，氧浓度实质上为0%是指，不限于氧浓度完全为0%的情况，可以含有在微粉表面极轻微地形成氧化被膜的程度的量的氧。另外，作为磁铁原料的粉碎方法，可以使用湿式粉碎。例如，使用珠磨机的湿式粉碎中，使用甲苯作为溶剂，对粗粉碎后的磁铁粉末进行微细粉碎直到预定尺寸以下(例如0.1μm～5.0μm)的平均粒径。然后，将湿式粉碎后的有机溶剂中所含的磁铁粉末通过真空干燥等进行干燥，并取出干燥后的磁铁粉末。另外，也可以是不从有机溶剂中取出磁铁粉末而进一步将粘合剂添加到有机溶剂中进行混练从而得到后述的浆料12的构成。

与干式粉碎相比，通过使用上述湿式粉碎，能够将磁铁原料粉碎至更微小的粒径。但是，如果进行湿式粉碎，则存在即使在之后通过进行真空干燥等使有机溶剂挥发也会使有机溶剂等有机化合物残留在磁铁内的问题。但是，通过进行后述的煅烧处理，能够将残留的有机化合物连同粘合剂一起热分解从而从磁铁内除去碳。

接着，制作向利用气流粉碎机11等进行微细粉碎而得到的微粉中添加的粘合剂溶液。在此，作为粘合剂，如上所述，使用树脂、长链烃、脂肪酸甲酯或者它们的混合物等。而且，通过将粘合剂溶解到溶剂中而制作粘合剂溶液。作为溶解中使用的溶剂，没有特别限制，可以使用异丙醇、乙醇、甲醇等醇类、戊烷、己烷等低级烃类、苯、甲苯、二甲苯等芳香族类、乙酸乙酯等酯类、酮类、它们的混合物等，可以使用甲苯或乙酸乙酯。

接着，在利用气流粉碎机11等分级而得到的微粉中添加上述粘合剂溶液。由此，形成磁铁原料的微粉、粘合剂与有机溶剂混合而成的浆料12。在此，粘合剂溶液的添加量优选为如下的量：添加后的浆料中粘合剂相对于磁铁粉末与粘合剂的合计量的比率为1重量%～40重量%，更优选2重量%～30重量%，进一步优选3重量%～20重量%。例如，通过在100g的磁铁粉末中添加100g的20重量%的粘合剂溶液而形成浆料12。另外，粘合剂溶液的添加在包含氮气、Ar气体、He气体等惰性气体的气氛中进行。

接着，由形成的浆料12形成生片13。作为生片13的形成方法，例如，可以通过将形成的浆料12以适当的方式根据需要涂布到隔片等支撑基材14上并使其干燥的方法等来进行。另外，涂布方法优选刮刀方式、缝模方式、逗号刮刀涂布方式等层厚控制性优良的方式。另外，为了实现高厚度精度，特别期望使用层厚控制性优良的(即，能够在基材的表面涂布高精度的厚度的层的方法)缝模方式或逗号刮刀涂布方式。例如，在以下的实施例中，使用缝模方式。另外，作为支撑基材14，例如使用聚硅氧烷处理的聚酯薄膜。另外，生片13的干燥通过在90℃×10分钟的条件下保持后在130℃×30分钟的条件下保持来进行。另外，优选组合使用消泡剂等来充分进行脱泡处理以使展开层中不残留气泡。

以下，使用图5对通过缝模方式形成生片13的工序进行更详细的说明。图5是表示通过缝模方式形成生片13的工序的示意图。

如图5所示，缝模方式中使用的缝模15通过将模块16、17相互重叠而形成，通过模块16、17之间的间隙形成狭缝18或腔(液池)19。腔19与设置在模块17上的供给口20连通。而且，供给口20与由定量泵(未图示)等构成的浆料供给系统连接，通过定量泵等将计量的浆料12经由供给口20供给到腔19中。另外，供给到腔19中的浆料12被送至狭缝18，以单位时间一定量在宽度方向上以均匀的压力从狭缝18的排出口21以预先设定的涂布宽度排出。另一方面，支撑基材14随着涂布辊22的旋转以预先设定的速度进行输送。结果，排出的浆料12以预定的厚度涂布到支撑基材14上。

另外，通过缝模方式形成生片13的工序中，期望测定涂布后的生片13的片厚度并基于测定值对缝模15与支撑基材14之间的间隙D进行反馈控制。另外，期望尽力减小供给到缝模15的浆料量的变动(例如抑制为±0.1%以下的变动)并且对于涂布速度的变动也尽力降低(例如抑制为±0.1%以下的变动)。由此，能够进一步提高生片13的厚度精度。另外，使形成的生片13的厚度精度相对于设计值(例如4mm)为±5%以内，更优选±3%以内，进一步优选±1%以内。

另外，生片13的设定厚度期望设定在0.05mm～10mm的范围内。使厚度小于0.05mm时，必须进行多层层叠，因此生产率下降。另一方面，使厚度大于10mm时，为了抑制干燥时的发泡而需要降低干燥速度，生产率显著下降。

另外，将磁铁粉末与粘合剂混合时，可以不将混合物制成浆料12，而是不添加有机溶剂从而形成磁铁粉末与粘合剂构成的粉末状的混合物(以下称为粉末状混合物)。而且，可以进行如下的热熔涂布：通过将粉末状混合物加热而使粉末状混合物熔融，形成流体状，然后涂布到隔片等支撑基材14上。对通过热熔涂布而涂布的粉末状混合物进行放热从而使其凝固，由此，可以在支撑基材上形成长尺寸片状的生片13。另外，将粉末状混合物加热熔融时的温度根据使用的粘合剂的种类、量而不同，设定为50～300℃。但是，需要设定为比使用的粘合剂的熔点高的温度。另外，磁铁粉末与粘合剂的混合例如可以通过将磁铁粉末和粘合剂分别投入到有机溶剂中并使用搅拌机搅拌来进行。而且，搅拌后将含有磁铁粉末和粘合剂的有机溶剂加热而使有机溶剂气化，由此提取出粉末状混合物。另外，特别是在通过湿式法对磁铁粉末进行粉碎的情况下，可以设定为不从粉碎中使用的有机溶剂中取出磁铁粉末，而是将粘合剂添加到有机溶剂中进行混练，然后使有机溶剂挥发而得到粉末状混合物的构成。

另外，对涂布到支撑基材14上的生片13，在干燥前沿与输送方向交叉的方向施加脉冲磁场。施加的磁场强度为5000[0e]～150000[0e]，优选10000[0e]～120000[0e]。另外，使磁场进行取向的方向需要考虑由生片13成形的永久磁铁1所要求的磁场方向来确定，优选设定为面内方向。另外，在通过热熔成形形成生片的情况下，在将生片加热到粘合剂的玻璃化转变温度或熔点以上而软化的状态下进行磁场取向。另外，可以在成形的生片凝固之前进行磁场取向。

然后，将由浆料12形成的生片13冲裁为期望的制品形状(例如，图1所示的扇形形状)，得到成形体25。

然后，将成形的成形体25在非氧化性气氛(特别地，在本发明中为氢气气氛或氢气与惰性气体的混合气体气氛)中在粘合剂分解温度下保持数小时(例如5小时)，由此进行氢气中煅烧处理。在氢气气氛中进行时，例如，煅烧中的氢气供给量设定为5升/分钟。通过进行氢气中煅烧处理，可以通过解聚反应等将粘合剂分解为单体并使其飞散而除去。即，进行使成形体25中的碳量减少的所谓脱碳。另外，氢气中煅烧处理在使成形体25中的碳量为1500ppm以下、更优选1000ppm以下的条件下进行。由此，可以通过此后的烧结处理将永久磁铁1整体致密地烧结，不会降低剩余磁通密度和矫顽力。

另外，粘合剂分解温度基于粘合剂分解产物和分解残渣的分析结果来确定。具体而言，收集粘合剂的分解产物，选择不产生单体以外的分解产物、并且残渣的分析中也未检测到残留的粘合剂成分的副反应产物的温度范围。该温度范围根据粘合剂的种类而不同，设定为200℃～900℃，更优选400℃～600℃(例如600℃)。

另外，特别是在将磁铁原料通过湿式粉碎在有机溶剂中粉碎的情况下，在构成有机溶剂的有机化合物的热分解温度且在粘合剂分解温度下进行煅烧处理。由此，也可以将残留的有机溶剂除去。关于有机化合物的热分解温度，由使用的有机溶剂的种类确定，如果是上述粘合剂分解温度，则基本上也可以进行有机化合物的热分解。

接着，进行将通过氢气中煅烧处理煅烧而得到的成形体25烧结的烧结处理。本发明中，通过加压烧结进行烧结。作为加压烧结，例如有热压烧结、热等静压(HIP)烧结、超高压合成烧结、气氛加压烧结、放电等离子体(SPS)烧结等。但是，本发明中，如上所述为了抑制烧结时的磁铁粒子的晶粒生长并且抑制烧结后的磁铁中产生翘曲，期望使用作为沿单轴向加压的单轴加压烧结并且通过通电烧结进行烧结的SPS烧结。

以下，使用图6对利用SPS烧结的成形体25的加压烧结工序进行更详细的说明。图6是表示利用SPS烧结的成形体25的加压烧结工序的示意图。

如图6所示，在进行SPS烧结时，首先，在石墨制的烧结模具31中设置成形体25。另外，对于上述的氢气中煅烧处理，也可以在将成形体25设置到烧结模具31中的状态下进行。而且，将设置在烧结模具31中的成形体25保持在真空腔室32内，并安置同样是石墨制的上冲头33和下冲头34。然后，使用与上冲头33连接的上冲头电极35和与下冲头34连接的下冲头电极36，施加低电压且高电流的直流脉冲电压、电流。与此同时，对上冲头33和下冲头34，使用加压机构(未图示)分别从上下方向施加载荷。结果，设置在烧结模具31内的成形体25在被加压的同时进行烧结。另外，为了提高生产率，优选对多个(例如10个)成形体同时进行SPS烧结。另外，在对多个成形体25同时进行SPS烧结时，可以在一个烧结模具31中配置多个成形体25，也可以将各成形体25配置到不同的烧结模具31中。另外，将各成形体25配置到不同的烧结模具31中时，使用具有多个烧结模具31的SPS烧结装置进行烧结。而且，对成形体25进行加压的上冲头33或下冲头34以在多个烧结模具31之间成为一体(即，可以通过一体地活动的上冲头33和下冲头34同时进行加压)的方式构成。

另外，具体的烧结条件如下所示。

加压值：30MPa

烧结温度：以10℃/分钟上升至940℃，并保持5分钟

气氛：数Pa以下的真空气氛

进行上述SPS烧结后冷却，再在600℃～1000℃下进行2小时的热处理。而且，烧结的结果是制造了永久磁铁1。

实施例

以下，对本发明的实施例进行说明并同时与比较例进行比较。

(实施例)

实施例为Nd-Fe-B基磁铁，合金组成以重量%计设定为Nd/Fe/B=32.7/65.96/1.34。另外，使用聚异丁烯作为粘合剂，使用甲苯作为溶剂，通过在100g的磁铁粉末中添加粘合剂溶液，形成添加后的浆料中粘合剂相对于磁铁粉末与粘合剂的合计量的比率为16.7重量%的浆料。另外，使用缝模方式由形成的浆料形成设定值为4mm的厚度的生片，进而冲裁为期望的制品形状。然后，对冲裁出的生片进行煅烧处理后，通过SPS烧结(加压值：30MPa，烧结温度：以10℃/分钟上升至940℃，并保持5分钟)进行烧结。另外，其它工序为与上述的[永久磁铁的制造方法]同样的工序。

(比较例)

不使用SPS烧结而是在He气氛中利用电炉进行生片的烧结。具体而言，以预定的升温速度升温到约800℃～约1200℃(例如1000℃)，并保持约2小时，由此进行生片的烧结。其它条件与实施例同样。

(实施例与比较例的比较)

图7是拍摄烧结前的成形体的一部分而得到的SEM照片，图8是拍摄由上述实施例制造的永久磁铁的一部分而得到的SEM照片，图9是拍摄由上述比较例制造的永久磁铁的一部分而得到的SEM照片。比较各SEM照片可以看出，实施例的永久磁铁未产生像比较例的永久磁铁那样粒径比烧结前显著增大的晶粒生长。实施例的永久磁铁与烧结前相比，粒径没有显著变化，能够抑制烧结时的磁铁粒子的晶粒生长。即，SPS烧结等加压烧结中，与真空烧结相比，能够在低温度范围内进行烧结，结果，能够缩短烧结工序中的升温、保持时间，能够制作抑制了磁铁粒子的晶粒生长的致密烧结体。

另外，对实施例和比较例的永久磁铁的形状进行比较时，实施例的永久磁铁与比较例的永久磁铁相比在磁铁中产生的翘曲更小。即，SPS烧结等加压烧结中，与真空烧结相比，能够抑制磁铁中产生的翘曲。

如上所述，本实施方式的永久磁铁1及永久磁铁1的制造方法中，将磁铁原料粉碎成磁铁粉末，并将粉碎得到的磁铁粉末与粘合剂混合，从而形成混合物(浆料、粉末状混合物等)。然后，将形成的混合物成形为片状，制作生片。然后，将制作的生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此通过解聚反应等将粘合剂分解为单体并使其飞散而除去，将除去粘合剂后的生片通过SPS烧结等加压烧结进行烧结而制造永久磁铁1。结果，使用加压烧结将永久磁铁1烧结，因此能够降低烧结温度，抑制烧结时的晶粒生长。因此，能够提高制造的永久磁铁的磁性能。另外，对于制造的永久磁铁而言，由烧结引起的收缩变得均匀，由此烧结后不会产生翘曲和凹陷等变形，另外，不存在加压时的压力不均匀，因此不需要以往进行的烧结后的修正加工，能够简化制造工序。由此，能够以高尺寸精度将永久磁铁成形。另外，即使在将永久磁铁薄膜化的情况下，也不会使材料成品率下降，能够防止加工工时增加。

另外，在通过加压烧结将生片烧结的工序中，通过SPS烧结等单轴加压烧结进行烧结，因此，由烧结引起的永久磁铁的收缩变得均匀，由此，能够防止烧结后的永久磁铁中产生翘曲和凹陷等变形。

另外，在通过加压烧结将生片烧结的工序中，通过SPS烧结等通电烧结进行烧结，因此能够快速地升温、冷却，另外，能够在低温度范围内进行烧结。结果，能够缩短烧结工序中的升温、保持时间，能够制作抑制了磁铁粒子的晶粒生长的致密烧结体。

另外，在通过加压烧结将生片烧结前，将生片在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间来进行煅烧处理，由此使粘合剂飞散而除去，因此能够预先减少磁铁内所含的碳量。结果，能够抑制烧结后的磁铁的主相内析出αFe，能够将磁铁整体致密地烧结，从而能够防止矫顽力下降。

另外，在煅烧处理中，将混练有粘合剂的生片在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下在200℃～900℃、更优选400℃～600℃保持一定时间，因此能够更可靠地减少磁铁内所含的碳量。

另外，本发明不限于前述实施例，在不脱离本发明的要旨的范围内可以进行各种改良、变形，这是不言而喻的。

例如，磁铁粉末的粉碎条件、混练条件、煅烧条件、烧结条件等不限于上述实施例中记载的条件。例如，上述实施例中通过使用气流粉碎机的干式粉碎将磁铁原料粉碎，但是，也可以通过使用珠磨机的湿式粉碎进行粉碎。另外，上述实施例中，通过缝模方式形成生片，但是，也可以使用其它方式(例如压光辊方式、逗号刮刀涂布方式、挤出成形、注射成形、模具成形、刮刀方式等)形成生片。但是，期望使用能够将浆料或流体状的粉末状混合物以高精度成形在基材上的方式。另外，上述实施例中，通过SPS烧结将磁铁烧结，但是，也可以使用其它加压烧结方法(例如热压烧结等)将磁铁烧结。

另外，可以省略煅烧处理。这种情况下，粘合剂在烧结中也发生热分解，可以期待一定的脱碳效果。另外，煅烧处理也可以在氢气以外的气氛下进行。

另外，上述实施例中，使用树脂、长链烃或脂肪酸甲酯作为粘合剂，但也可以使用其它材料。

另外，本发明中以Nd-Fe-B基磁铁为例进行了说明，但是，也可以使用其它磁铁(例如，钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁氧体磁铁等)。另外，就磁铁的合金组成而言，在本发明中使Nd成分大于计量组成，但是也可以设定为计量组成。

标号说明

1 永久磁铁

11 气流粉碎机

12 浆料

13 生片

15 缝模

25 成形体

31 烧结模具

Claims (8)

1.一种稀土类永久磁铁，其特征在于，通过如下工序制造：

将磁铁原料粉碎成磁铁粉末的工序；

将所述粉碎得到的磁铁粉末与粘合剂混合而形成混合物的工序；

将所述混合物加热熔融，并且制作将加热熔融状态的所述混合物成形而得到的具有相对于设计值为±5%以内的厚度精度的多个成形体的工序；和

将所述多个成形体配置在一个烧结模具或者多个烧结模具内，并同时通过单轴加压烧结进行烧结的工序。

2.如权利要求1所述的稀土类永久磁铁，其特征在于，

在通过加压烧结将所述多个成形体烧结的工序中，通过通电烧结进行烧结。

3.如权利要求1或2所述的稀土类永久磁铁，其特征在于，

在通过加压烧结将所述多个成形体烧结之前，将所述多个成形体在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此使所述粘合剂飞散而除去。

4.如权利要求3所述的稀土类永久磁铁，其特征在于，

在使所述粘合剂飞散而除去的工序中，将所述多个成形体在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下在200~900℃保持一定时间。

5.一种稀土类永久磁铁的制造方法，其特征在于，具有如下工序：

将磁铁原料粉碎成磁铁粉末的工序；

将所述粉碎得到的磁铁粉末与粘合剂混合而形成混合物的工序；

将所述混合物加热熔融，并且制作将加热熔融状态的所述混合物成形而得到的具有相对于设计值为±5%以内的厚度精度的多个成形体的工序；和

将所述多个成形体配置在一个烧结模具或者多个烧结模具内，并同时通过单轴加压烧结进行烧结的工序。

6.如权利要求5所述的稀土类永久磁铁的制造方法，其特征在于，

在通过加压烧结将所述多个成形体烧结的工序中，通过通电烧结进行烧结。

7.如权利要求5或6所述的稀土类永久磁铁的制造方法，其特征在于，

在通过加压烧结将所述多个成形体烧结之前，将所述多个成形体在非氧化性气氛下在粘合剂分解温度保持一定时间，由此使所述粘合剂飞散而除去。

8.如权利要求7所述的稀土类永久磁铁的制造方法，其特征在于，

在使所述粘合剂飞散而除去的工序中，将所述多个成形体在氢气气氛下或氢气与惰性气体的混合气体气氛下在200~900℃保持一定时间。