CN105103246B - 制造稀土磁体的方法 - Google Patents

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Abstract

一种制造方法包括通过进行第一热加工制造稀土磁体前驱体(S')，其中，烧结体的两个侧表面平行于挤压方向且彼此相对，一个侧表面被带到约束状态以抑制变形，而另一侧表面被带到非约束状态以允许变形；和通过进行第二热加工制造稀土磁体，其中，所述稀土磁体前驱体(S')的两个侧表面(S'1、S'2)平行于所述挤压方向，在所述第一热加工中处于所述非约束状态的侧表面(S'2)被带到所述约束状态以抑制变形，而在所述第一热加工中处于所述约束状态的侧表面(S'1)被带到所述非约束状态以允许变形。

Description

制造稀土磁体的方法
技术领域
本发明涉及通过热加工制造稀土磁体的方法，也就是取向磁体。
背景技术
使用诸如镧系元素的稀土元素的稀土磁体也被称为永磁铁。除硬盘和构成MRI的电机之外，已经将稀土磁体用于混合动力车或电动车辆的驱动电机。
根据稀土磁体的磁性能的指数，将例证剩余磁化(剩余磁通密度)以及矫顽力。随着由于电机的尺寸的减少或电机的电流密度的增加而加热生成的量的增加，进一步增加对使用的稀土磁体的耐热性的需求。因此，当在高温下使用磁体时，维持磁体的磁性能是重要的。
此处，将参考附图8A和8B以及图9A和9B示意性示出在相关技术中的制造稀土磁体的方法的实例。此外，图8A和8B为示出在相关技术中的热加工的图。此处，图8A为在热加工(热塑性加工)之前烧结体的示意性透视图，而图8B为在热加工之后稀土磁体的示意性透视图。图9A和9B为在相关技术中的热加工的说明图。图9A为示出在烧结体上起作用的摩擦力与在热加工期间塑性流动之间的关系的纵向截面图，而图9B为示出在图8B中示出的相关技术中的稀土磁体的纵向截面CS中的稀土磁体的应变分布的图。
首先，例如，通过Nd-Fe-B-基的熔融金属快速凝固获得的细粉末经受压力成形以制造在图8A中示出的烧结体Z。然后，使烧结体Z经受热加工以制造在图8B中示出的稀土磁体X。在相关技术中制造稀土磁体X的方法中，在热加工烧结体Z以在挤压方向的上-下方向上压缩烧结体Z期间，将压力施加到上表面Z3和下表面Z4，从而引起在垂直于挤压方向的水平方向上的塑性流动。作为结果，塑性变形发生。
此时，当烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1处于非约束状态，而烧结体Z的前侧和后侧表面Z5、Z6处于约束状态时，在烧结体Z中从在右-左方向上的中心处引起塑性流动，从而将右侧和左侧表面Z2、Z1变形。此时，烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4通过冲床施加压力于其而被约束。由于通过如上文描述的冲床施加的压力，烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4被设定在约束状态下，当烧结体Z在右-左方向上开始变形时，摩擦力在约束的上表面Z3和下表面Z4上起作用。
如在图9A中所示，摩擦力F在烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4上起作用，该摩擦力F在烧结体Z变形的右-左方向上的中心部分CP处为最大，并且摩擦力F朝向烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1减少。摩擦力F起作用以阻碍在右-左方向上烧结体Z的塑性流动PF。因此，从烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1朝向中心部分CP不太可能发生塑性流动(即，减少塑性流动PF发生)。
此外，在挤压方向上朝向烧结体Z的内部的中心(也就是，从烧结体Z的约束的上表面Z3和下表面Z4朝向在上表面Z3与下表面Z4之间的中间部分)减少在塑性流动PF上的摩擦力F的影响。因此，从烧结体Z的约束的上下表面Z3、Z4在挤压方向上朝向烧结体Z的内部的中心更有可能发生塑性流动PF(即，增加塑性流动PF发生)。
因此，如在图8A和8B中所示，当将压力施加到烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4以在上-下方向上进行压缩，同时烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1处于非约束状态，在平行于右-左方向且平行于挤压方向的截面CS中引起塑性流动的差异。作为结果，如在图9B中所示，在稀土磁体X的截面CS中产出的应变变得不均匀。不均匀应变分布为用于劣化制造的稀土磁体X的磁性能的因素。因此，有必要阻止在通过热加工的稀土磁体的制造期间不均匀应变分布的发生。
作为制造稀土磁体的过程中的热加工的实例，日本专利申请公开号4-134804(JP4-134804 A)公开在胶囊(capsule)中放置磁体的铸造合金，并且在等于或高于500℃和等于或低于1100℃温度下进行冲模锻造以使合金为磁各向异性的技术。在JP 4-134804A中，当使用锻造机器进行热加工用于胶囊时，通过放置胶囊在两种或多种的冲模中进行多阶段锻造。因此，即使在薄的胶囊中，有可能施加如静水压力的压力到锻造的合金的内部，同时引起如在自由锻造中的铸造合金中的塑性变形。因此，有可能阻止磁体被破坏。
在如在JP 4-134804 A中的没有通过冲模约束的烧结体的侧表面的情况下，摩擦力在上下表面中的中心部分处为最大。此外，相比于烧结体的上下表面的附近，在烧结体的上下表面之间的中心部分处摩擦力的影响小，因此，相比于烧结体的上下表面的附近，在烧结体的上下表面之间的中心部分处相对自由的塑性流动发生。
作为结果，由于在材料流动性中的差异，在横向方向和挤压方向上，在烧结体中引起应变量的差异，因此在平行于挤压方向的烧结体的截面中，磁体的应变分布变得不均匀。随着用于烧结体的加工的程度(烧结体的压缩比率)增加，在磁体的表面的附近与磁体的内部之间的应变量的差异增加。作为结果，例如，当在进行强加工时，其中烧结体的压缩比率接近10％或高于10％，在磁体的截面方向上的应变分布变得显著地不均匀。不均匀应变分布为用于减少磁体的剩余磁化的因素。
在另一方面，日本专利申请公开号2-250922(JP 2-250922 A)公开在金属胶囊中放置稀土合金锭的技术，在等于或高于750℃和等于或低于1150℃的轧制温度下进行热轧制，在该情况下合金锭包括液体相，并且在两个或多个流程中进行热轧制，以便总加工比率为30％或更高。在JP 2-250922 A中，进行轧制同时在宽度方向上从金属胶囊的两侧施加约束。因此，在合金锭的轧制期间抑制在宽度方向上的延展。因此，有可能在通过轧制获得的长板材料的宽度方向和纵向方向上获得适当晶轴取向。
然而，在JP 2-250922 A中，金属胶囊没有被约束在纵向方向上，因此，由于金属锭的减少，几乎所有的体积减少导致在纵向方向上的延展。因此，在通过轧制获得的板材料为具有预定长度的长板材料的情况下，并且板材料不是连续的带板，存在在沿板材料的纵向方向的截面中如上文描述的不均匀应变分布发生的可能性。如上文所描述，在JP 4-134804A和JP 2-250922 A公开的技术中，当通过热加工制造稀土磁体时，也许不可能阻止不均匀应变分布的发生。
发明内容
本发明涉及通过热加工制造稀土磁体的方法，并且提供制造稀土磁体的所述方法，所述方法通过使应变分布均匀而改善剩余磁化。
本发明的一方面涉及制造稀土磁体的方法。所述方法包括将通过烧结稀土磁体材料获得的烧结体容纳在成型模具中，所述成型模具由上下冲床以及冲模构成，并且在其中所述上下冲床中的至少一个在所述冲模的中空内部中为可滑动的，和通过进行第一热加工制造稀土磁体前驱体，其中所述烧结体的两个侧表面平行于挤压方向且彼此相对，一个侧表面被导致与所述冲模的内表面接触且被带到约束状态以抑制变形，而另一侧表面没有被导致与所述冲模的内表面接触且被带到非约束状态以当通过使用所述上下冲床挤压所述烧结体的上下表面时允许变形；以及在所述成型模具中移动所述稀土磁体前驱体，并且通过进行第二热加工制造稀土磁体，其中，所述稀土磁体前驱体的两个侧表面平行于所述挤压方向，在所述第一热加工中处于所述非约束状态的侧表面被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述约束状态以抑制变形，而在所述第一热加工中处于所述约束状态下的侧表面被带到所述非约束状态以当通过使用所述上下冲床挤压所述稀土磁体前驱体的上下表面时允许变形。
在根据上文提及的本发明的方面的制造稀土磁体的所述方法中，所述烧结体通过烧结且固化稀土磁体材料而获得的，所述稀土磁体材料诸如通过例如液体急冷方法经受热加工以获得预期的形状并给出磁各向异性的磁体粉末。
所述烧结体的所述形状没有特别地被限制。然而，可以使用例如诸如立方体和长方体的六面体。所述烧结体的平面形状为除了矩形形状的多边形，并且可为圆形形状或椭圆形形状。即使当所述烧结体的所述平面形状为圆形形状或椭圆形形状时，例如，彼此相对的两个侧表面在平行于烧结体挤压方向的截面中存在。此外，所述烧结体为除了六面体的多面体，且所述烧结体具有带有圆形拐角或脊的形状或具有在横向方向上膨胀的弯曲侧表面。
在本发明中使用的术语“上”“下”用于定位以方便阐明在每个配置中的位置关系，因此，“上”“下”并不是总是表示在垂直方向上“上”“下”。此外，使用术语“横向方向”和“右”“左”定位与术语“上”“下”的关系，并且术语并不总是表示水平方向。因此，本发明没有排除，例如，将所述上下冲床设置在水平方向的配置。
当在对所述烧结体热加工期间通过使用所述上下冲床挤压所述上下表面时，将所述烧结体在所述挤压方向上压缩，并且在垂直于所述挤压方向的方向上塑性流动发生，从而塑性变形发生。此时，如果平行于所述上-下挤压方向且彼此相对的所述两个侧表面，如在相关技术中的那样没有与所述冲模的所述内表面接触且处于非约束状态，在朝向所述烧结体的所述外部的横向方向上变形所述两个侧表面。此时，由于与挤压所述表面的所述冲床接触，所述烧结体的所述上下表面受约束。因此，当其中所述上下表面处于约束状态的所述烧结体在所述横向方向上变形时，在所述横向方向上的摩擦力在所述约束的上下表面上起作用。
在横向方向上的在所述烧结体的所述上下表面起作用的所述摩擦力在所述烧结体的所述上下表面的所述中心部分处摩擦力为最大，并且朝向处于所述非约束状态的所述烧结体的两个侧表面减少。在所述横向方向上所述摩擦力起作用以阻碍所述烧结体的所述塑性流动。因此，从处于所述非约束状态的所述烧结体的两个侧表面朝向所述烧结体的所述中心部分不太可能发生所述塑性流动(即，所述塑性流动发生的减少)。
关于所述烧结体挤压方向，在所述烧结体的所述塑性流动上的所述摩擦力的影响朝向所述烧结体的所述内部中心减少，也就是，从所述烧结体在所述约束的上下表面在所述上下表面之间的中间部分。因此，从所述烧结体的所述约束的上下表面朝向所述烧结体的所述内部中心更有可能发生所述烧结体的所述塑性流动(即，所述烧结体的所述塑性流动发生的增加)。
因此，如果将所述烧结体的所述上下表面挤压同时平行于所述烧结体挤压方向且彼此相对的所述两个侧表面处于所述非约束状态，由于所述摩擦力的所述影响引起在所述烧结体的截面中的在所述塑性流动的差异，所述烧结体的截面平行于所述烧结体挤压方向且平行于其中所述两个侧表面彼此相对的方向。作为结果，在所述截面中的应变分布变得不均匀。所述不均匀应变分布为用于减少制造的稀土磁体的磁性能的因素。
因此，在根据上文提及的本发明的方面的制造稀土磁体的所述方法中，进行所述第一热加工，随后进行所述第二热加工。通过两个阶段热加工使所述稀土磁体的所述应变分布为均匀的。此外，在所述第一热加工中使用的成型模具和在所述第二热加工中使用的成型模具为相同的，或为彼此不同的。
在所述第一热加工中，当通过使用所述上下冲床挤压所述烧结体的所述上下表面时，所述烧结体的所述两个侧表面平行于所述挤压方向且彼此相对，一个侧表面被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述约束状态，而另一侧表面没有被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述非约束状态。
例如，在所述烧结体为长方体的情况下，存在关于所述侧表面的所述约束/非约束状态的下面的四种情况。所述四种情况包括一个侧表面处于所述约束状态而其它三个侧表面处于非约束状态的第一种情况、三个侧表面处于所述约束状态而一个侧表面处于所述非约束状态的第二种情况、两个邻近侧表面处于所述约束状态而其它两个邻近侧表面处于非约束状态的第三种情况以及一对相对侧表面处于所述约束状态而其它对相对侧表面处于非约束状态的第四种情况。
在所述烧结体为长方体的情况且关于所述侧表面的所述约束/非约束状态的情况为所述第一到第三种情况下，满足下面的关系。也就是，所述两个侧表面平行于所述烧结体挤压方向且彼此相对，一个侧表面被带到所述约束状态，而所述其它侧表面被带到所述非约束状态。例如，在所述第一种情况和所述第二种情况下，一对相对侧表面满足所述上文描述的关系。在所述第三种情况下，两对相对侧表面满足所述上文描述的关系。然而，在所述第四种情况下，满足所述上文描述的关系的侧表面不存在。
所述烧结体的所述上下表面处于半约束状态为了使所述两个相对侧表面满足所述上文描述的关系，所述烧结体的所述上下表面在所述第一热加工中通过所述上下冲床被挤压。在这种情况下，在所述上-下挤压方向上压缩所述烧结体，并且由于在所述横向方向上朝向所述烧结体的所述外部的塑性流动，所述侧表面易于被变形。此时，在所述横向方向上的变形在所述烧结体的所述两个相对侧表面的一个侧表面中被抑制，且在所述横向方向上的所述变形在处于非约束状态的所述另一侧表面中被允许。
由于所述烧结体的所述两个相对侧表面的一个侧表面被约束，在所述烧结体的所述上下表面上起作用的所述摩擦力朝向处于所述约束状态的所述侧表面增加。此外，所述摩擦力从处于所述约束状态的所述侧表面朝向处于所述非约束状态的所述侧表面减少。因此，由于在靠近处于所述约束状态的所述侧表面的位置处的所述摩擦力，所述塑性流动被阻碍到较大程度。此外，所述烧结体的所述侧表面的附近处于所述约束状态，其在这样的状态下被压缩，其中由于与所述冲模接触在所述横向方向上朝向所述烧结体的所述外部的所述塑性流动被抑制。作为结果，处于所述约束状态的所述烧结体的所述侧表面的所述附近在所述挤压方向上被均匀地压缩，因此相比于所述相关技术，所述制造的稀土磁体前驱体的所述应变分布更均匀。
在所述第二热加工中，在所述成型模具中所述稀土磁体前驱体相对移动，并且通过所述上下冲床挤压所述稀土磁体前驱体的所述上下表面。此时，在平行于所述挤压方向的所述稀土磁体前驱体的两个侧表面中，在所述第一热加工中处于所述非约束状态的侧表面被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述约束状态，而在所述第一热加工中处于所述约束状态的侧表面没有被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述非约束状态。
例如，在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个的所述形状为长方体，并且在所述第一热加工中所述烧结体的一个侧表面处于所述约束状态而所述其它三个侧表面处于所述非约束状态的情况下，在所述第一热加工中处于所述约束状态下的所述稀土磁体前驱体的一个侧表面被带到所述非约束状态，并且在所述第一热加工中处于所述非约束状态的所述其它三个侧表面中，与在所述第一热加工中处于所述约束状态的所述侧表面相对180°的侧表面被带到所述约束状态。
相似地，在所述第一热加工中所述烧结体的三个侧表面处于所述约束状态且一个侧表面处于所述非约束状态的情况下，在所述第一热加工中处于所述约束状态的所述稀土磁体前驱体的所述三个侧表面中，与在所述第一热加工中处于所述非约束状态的所述侧表面相对180°的侧表面被带到所述非约束状态，而在所述第一热加工中处于所述非约束状态的一个侧表面被带到所述约束状态。
相似地，在所述第一热加工中所述烧结体的两个邻近侧表面处于所述约束状态且其它两个侧表面处于所述非约束状态的情况下，在所述第一热加工中处于所述约束状态的所述稀土磁体前驱体的所述两个侧表面中，至少一个侧表面被带到所述非约束状态，而在所述第一热加工中处于所述非约束状态的所述稀土磁体前驱体的所述两个侧表面中，与最新被带到所述非约束状态的所述侧表面相对180°的至少一个侧表面被带到所述约束状态。
如上文所述描述，在改变所述两个相对侧表面的所述约束/非约束状态之后，在所述第二热加工中，通过所述上下冲床挤压所述稀土烧结体的所述上下表面。在这种情况下，在所述上-下挤压方向上压缩所述稀土磁体前驱体，并且由于在所述横向方向上朝向所述稀土磁体前驱体的所述外部的所述塑性流动，所述侧表面易于被变形。此时，在所述稀土磁体前驱体中，在所述第一热加工中被允许变形的所述侧表面被带到所述约束状态，因此在所述横向方向上的所述侧表面的变形被抑制。此外，在所述第一热加工中其变形被抑制的所述侧表面被带到所述非约束状态，因此在所述横向方向上的所述侧表面的变形被允许。
因此，在所述截面中在所述稀土磁体前驱体上起作用的所述摩擦力朝向这样的侧表面增加，其变形在所述第一热加工中被允许且其处于所述约束状态。此外，所述摩擦力从处于所述约束状态的所述侧表面朝向在所述第一热加工中其变形被抑制且处于所述非约束状态的所述侧表面减少。此外，处于所述约束状态的所述稀土磁体前驱体的所述侧表面的所述附近被在这样的状态下压缩，其中由于与所述冲模接触，所述塑性流动在所述横向方向上被抑制。因此，在所述第一热加工中其变形被允许且处于所述约束状态的所述稀土磁体前驱体的所述侧表面的所述附近在所述挤压方向上被均匀地压缩，因此相比于所述相关技术，所述制造的稀土磁体前驱体的所述应变分布更均匀。
如上文所描述，在所述烧结体的所述两个相对侧表面中的在所述第一热加工中被带到所述约束状态的所述侧表面，不同于在所述稀土磁体前驱体的所述两个相对侧表面中在所述第二热加工中被带到所述约束状态的所述侧表面。因此，在所述第一热加工中的所述烧结体的塑性变形期间所述塑性流动几乎不可能发生的区域不同于在所述第二热加工中的所述稀土磁体前驱体的塑性变形期间所述塑性流动几乎不可能发生的区域。在另一方面，在所述第一热加工中的所述烧结体的塑性变形期间所述塑性流动最有可能发生的区域不同于在所述第二热加工中的所述稀土磁体前驱体的塑性变形期间所述塑性流动最有可能发生的区域。
因此，相比于所述相关技术，通过所述第一热加工和所述第二热加工，所述烧结体和所述稀土磁体前驱体的所述塑性流动变得更均匀，因此，相比于所述相关技术，在所述稀土磁体的所述截面中的所述应变分布为更均匀。如所描述，由于所述制造的稀土磁体的所述应变为均匀的，所述稀土磁体的表面的所述附近的磁性能被提高，并且所述整体磁性能被提高。作为结果，所述稀土磁体的低磁化部分减少，因此所述稀土磁体的产额比也被提高。
在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个中，被带到所述约束状态的所述侧表面可以从挤压的开始到结束被维持在所述约束状态。在这种情况下，所述塑性流动几乎不可能发生的在所述烧结体或所述稀土磁体前驱体当中的所述截面中的所述区域在挤压的所述过程中为不变的。此外，如上文所描述的，在所述第一热加工中的所述烧结体的塑性变形期间所述塑性流动几乎不可能发生的区域反向于在所述第二热加工中的所述稀土磁体前驱体的塑性变形期间所述塑性流动几乎不可能发生的区域。因此，在所述第一热加工中的在摩擦力矢量的所述大小与方向之间的关系反向于在所述第二热加工中的在摩擦力矢量的所述大小与方向之间的关系。因此，通过所述第一热加工和所述第二热加工，材料流动变得更均匀，因此，在所述第一热加工中的所述应变分布和在所述第二热加工中的所述应变分布彼此取消，从而所述稀土磁体的所述应变分布变得更均匀。
在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个中，在挤压的初始阶段，要被带到所述约束状态的所述侧表面没有被导致与所述冲模的所述内表面接触并且被带到所述非约束状态，并且在所述挤压的过程中，其被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述约束状态。在这种情况下，有可能改变在所述烧结体或所述稀土磁体前驱体当中的所述截面中的所述区域，在所述挤压的所述过程中，在所述区域中所述塑性流动几乎不可能发生。
在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个的所述挤压的初始阶段，所述两个相对侧表面处于所述非约束状态，也就是，直到由于所述烧结体或所述稀土磁体前驱体当中的塑性变形而要被带到所述约束状态的所述侧表面，在所述挤压的开始之后与所述冲模接触。因此，在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个的所述挤压的所述初始阶段，所述塑性流动几乎不可能发生的所述区域存在于所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个中的所述上下表面中的每个的所述中心部分以及所述附近。
当进一步挤压所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个时，将所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个进一步塑性变形，因此要被带到所述约束状态的所述侧表面与所述冲模接触且所述侧表面被带到所述约束状态。在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个中，在所述侧表面与所述冲模接触之后，所述塑性流动几乎不可能发生的所述区域存在于被带到所述约束状态的所述侧表面的所述附近。因此，在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个中，所述塑性流动几乎不可能发生的所述区域在所述挤压的所述过程中被改变。所述改变也有助于使所述稀土磁体的所述应变分布均匀。
在所述烧结体和所述稀土磁体前驱体当中的每个中，从挤压的开始到结束，垂直于平行于所述挤压方向的所述两个侧表面的两个侧表面被维持在所述约束状态。
如从上文描述可见，根据依据本发明的上述提及的方面的制造稀土磁体的所述方法，通过所述第一热加工制造所述稀土磁体前驱体，其中，在平行于所述挤压方向且彼此相对的所述烧结体的所述两个侧表面中，一个侧表面被带到所述约束状态以抑制变形，而所述另一侧表面被带到所述非约束状态以允许变形。此外，通过所述第二热加工制造所述稀土磁体，其中，在平行于所述挤压方向的所述稀土磁体前驱体的所述两个侧表面中，在所述第一热加工中处于所述非约束状态的侧表面被带到所述约束状态以抑制变形，而在所述第一热加工中处于所述约束状态的侧表面被带到所述非约束状态以允许变形。因此，能够使所述应变分布均匀同时给出预期的磁各向异性到所述稀土磁体。作为结果，能够制造具有高产额比的所述稀土磁体，其在表面的所述附近的磁性能和整体磁性能为卓越的。
附图说明
将参考附图在下文进行描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业意义，其中相同的符号表示相同的元素，以及其中：
图1A和1B为在根据本发明的第一实施例的制造稀土磁体的方法中的第一步骤的说明图，并且图1C为示出在进行第一步骤之后的稀土磁体前驱体的应变分布的图；
图2A和2B为根据第一实施例的第二步骤的说明图，并且图2C为示出在进行第二步骤之后的稀土磁体的应变分布的图；
图3A到3C为在根据本发明的第二实施例的制造稀土磁体的方法中的第一步骤的说明图；
图4A到4C为根据第二实施例的第二步骤的说明图；
图5为示出实例和对比实例当中的每个稀土磁体的宽度方向和纵向方向中央的厚度方向上的剩余磁化的图；
图6为示出实例和对比实例当中的每个稀土磁体的上表面的宽度方向中央处的纵向方向上的剩余磁化的图；
图7为示出实例和对比实例当中的每个稀土磁体的宽度方向和厚度方向中央处的纵向方向上的剩余磁化的图；
图8A为示出在相关技术中的加工之前的烧结体的透视图，并且图8B为示出在相关技术中的加工之后的稀土磁体的透视图；以及
图9A为在图8B中示出的截面CS处的摩擦力与塑性流动之间的关系的说明图，并且图9B为示出在相关技术中的稀土磁体的相同截面处的应变分布的图。
具体实施方式
下文中，将参考附图描述根据本发明的实施例的制造稀土磁体的方法。下文的实施例描述制造为纳米晶磁体的稀土磁体的方法。然而，根据本发明制造稀土磁体的方法不限于纳米晶磁体的制造，并且其为可应用于具有相对大晶粒尺寸的烧结磁体(例如，具有近1μm的颗粒尺寸的烧结磁体)的制造。
<制造稀土磁体的方法的第一实施例>在根据本实施例的制造稀土体的方法中，烧结体是通过烧结稀土磁体材料而固化的，该稀土磁体材料诸如通过例如液体急冷方法而制造，烧结体经受热加工以获得预期的形状并给出磁各向异性到烧结体。
在本实施例中，例如，使经受热加工的烧结体被如下制造。首先，根据使用单个辊的熔融纺丝方法，合金锭在被减压到例如50kPa或更低的Ar气体氛下在熔炉(未示出)中被高频融化，并且具有用于制造稀土磁体的成分的熔融金属被喷涂到铜辊上以制备急冷薄带(急冷带)，并且该急冷带被粗粉碎。
然后，粗粉碎的急冷带被填充在通过硬质合金冲模和在硬质合金冲模的中空内部中滑动的硬质合金冲床所限定的腔，且被通过允许电流在挤压方向上流动同时被通过硬质合金冲床挤压而电气加热，从而制备由具有纳米晶体结构的Nd-Fe-B-基主相(晶粒尺寸：近似于50nm到200nm)和在主相的附近处的Nd-X合金(X表示金属元素)的晶界相构成的成型体。
获得的成型体被填充在通过硬质合金冲模和在硬质合金冲模的中空内部中滑动的硬质合金冲床所限定的腔，且被通过允许电流在挤压方向上流动同时被通过硬质合金冲床挤压而电气加热，从而通过热挤压加工制备由具有纳米晶体结构的RE-Fe-B-基主相(RE表示选自由Nd、Pr以及Y组成的元素中的至少一种)(具有近似于20nm到200nm的晶粒尺寸)和在主相的附近处的Nd-X合金(X代表金属元素)的晶界相构成的烧结体。
构成晶界相的Nd-X合金由Nd合金和选自Co、Fe、Ga等等中的至少一种元素构成。Nd-X合金由通过例如选自Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe以及Nd-Co-Fe-Ga中任何一种或两种或多种构成并且Nd-X合金处于Nd-富态。
烧结体具有各向同性晶体晶体结构，其中在多个纳米晶体晶粒(主相)之间填充晶界相。因此，对烧结体进行热加工以向其提供各向异性。在本实施例中，进行两个阶段热加工，也就是，在下文将描述的第一步骤中进行第一热加工，并且在后续第二步骤中进行第二热加工。
(第一步骤)在第一步骤中，对烧结体进行第一热加工以制造稀土磁体前驱体。图1A和1B为第一步骤的流程图，并且也为平行于烧结体挤压方向的截面图。图1C为示出在图1B中示出的稀土磁体前驱体的截面中的应变分布的图。图1A到1C中的每个示出沿平行于烧结体和稀土磁体前驱体的前后侧表面的中心线的截面。
如在图1A中所示，在第一步骤中，首先，将烧结体S容纳在成型模具1的腔C中。烧结体S的形状为诸如立方体和长方体的六面体。成型模具1由一对被垂直设置以彼此相对的硬质合金冲床2、3和围绕硬质合金冲床2、3设置的硬质合金冲模4构成。成型模具1的腔C为通过一对冲床2、3以及冲模4限定的空间。将一对冲床2、3中的至少一个配置为在冲模4的中空内部滑动。在此实施例中，将上冲床2配置为在冲模4的中空内部向上并向下滑动，以挤压放置在下冲床3上的烧结体S的上表面S3和下表面S4。
如在图1A中所示，当将烧结体S容纳在成型模具1的腔C中时，烧结体S的两个侧表面S1、S2平行于挤压方向且彼此相对，一个侧表面S1被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态，而另一个侧表面S2没有被导致与冲模4的内表面接触且被带到非约束状态。在此实施例中，垂直于在图1A中示出的右与左侧表面S2、S1的前后侧表面，被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。因此，被带到约束状态的烧结体S的左侧表面S1以及前后侧表面从挤压烧结体S的开始到结束的过程被维持与冲模4的内表面接触且被维持在约束状态。
然后，如在图1B中所示，上冲床2被引起朝向下冲床3下降，并且上下冲床2、3挤压烧结体S的上下表面S3、S4以在上-下挤压方向上进行压缩。此时，由于塑性流动，烧结体S的左侧表面S1易于在向左方向上朝向烧结体S的外部被变形，而右侧表面S2易于在向右方向上朝向烧结体的外部被变形。然而，在向左方向上的塑性流动被抑制在与冲模4的内表面接触且处于约束状态的左侧表面S1的附近。因此，在烧结体S中，处于约束状态的左侧表面S1的变形在向左方向上被抑制，而处于非约束状态的右侧表面S2的变形在向右方向上被允许。此外，处于约束状态下的前后侧表面的变形被抑制。
此时，分别在烧结体S的上下表面S3、S4与上下冲床2、3之间起作用的摩擦力朝向被带到约束状态的烧结体S的左侧表面S1增加。此外，摩擦力从左侧表面S1在向右方向上减少，也就是，朝向被带到非约束状态的右侧表面S2。因此，通过在靠近处于约束状态下的左侧表面S1的位置处的摩擦力将塑性流动阻碍到较大程度。此外，由于烧结体S的左侧表面S1处于约束状态，左侧表面S1的附近被压缩在这种状态下，在该状态下，由于与冲模4的内表面接触，在向左方向上的塑性流动被抑制。因此，处于约束状态的烧结体S的左侧表面S1的附近在挤压方向上被均匀地压缩，因此制造稀土磁体前驱体S'。
如在图1C中所示，通过第一步骤制造的稀土磁体前驱体S'的应变分布，比下文描述的相关技术的稀土磁体的应变分布为更均匀。在图1C中，在稀土磁体前驱体S'中，被带到非约束状态的右侧表面S'2的应变比被带到约束状态的左侧表面S'1的附近中的应变较大。
(第二步骤)在第二步骤中，对在第一步骤中制造的稀土磁体前驱体S'进行第二热加工，从而制造稀土磁体。图2A和2B为第二步骤的流程图，并且也为平行于稀土磁体挤压方向的截面图。图2C为示出在图2B中示出的稀土磁体的截面中的应变分布的图。如在图1A到1C的情况下，图2A到2C中的每个示出沿平行于稀土磁体前驱体S'和稀土磁体当中的前后侧表面的中心线的截面。
如在图2A中所示，在第二步骤中，首先，在成型模具1的腔C中移动稀土磁体前驱体S'。此时，在第一步骤中的挤压期间被带到约束状态的左侧表面S'1没有被导致与冲模4的内表面接触且被带到非约束状态，而在第一步骤中的挤压期间被带到非约束状态的右侧表面S'2被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。在图2A中，垂直于右与左侧表面S'2、S'1的前后侧表面如在第一步骤中被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。在该实施例中，可以将在第一步骤中使用的相同的成型模具1用在第二步骤中，但是可以将不同于在第一步骤中使用的成型模具用在第二步骤中。
然后，如在图2B中所示，上冲床2被引起朝向下冲床3下降，并且上下冲床2、3挤压稀土磁体前驱体S'的上下表面S'3、S'4以在上-下挤压方向上进行压缩。在这种状态下，由于塑性流动，稀土磁体前驱体S'的左侧表面S'1易于在向左方向上朝向烧结体S的外部被变形，而右侧表面S'2易于在向右方向上朝向烧结体S的外部被变形。然而，在向右方向上的塑性流动被抑制在与冲模4的内表面接触且处于约束状态的右侧表面S'2的附近。因此，在稀土磁体前驱体S'中，处于约束状态的右侧表面S'2的变形在向右方向上被抑制，而处于非约束状态的左侧表面S'1的变形在向左方向上被允许。此外，处于约束状态的前后侧表面的变形被抑制。
如上文所描述，在第一步骤中被带到非约束状态且在第一步骤中变形被允许的右侧表面S'2，在第二步骤中被带到约束状态且变形被抑制。相似地，在第一步骤中被带到约束状态且在第一步骤中变形被抑制的左侧表面S'1，在第二步骤中被带到非约束状态且变形被允许。
因此，在第二步骤中在稀土磁体前驱体S'的上下表面S'3、S'4上起作用的摩擦力朝向相反于第一步骤处于约束状态的右侧表面S'2增加。摩擦力在向左方向上从右侧表面S'2减少，也就是，朝向处于非约束状态的左侧表面S'1。因此，由于在靠近处于约束状态的右侧表面S'2的位置处的摩擦力，塑性流动被阻碍到较大程度。此外，由于稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2被带到约束状态，右侧表面S'2的附近在塑性流动在向右方向上被抑制的状态下被压缩。因此，稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2的附近在挤压方向上被均匀地压缩，因此制造稀土磁体M。
如上文所描述，在本实施例的制造稀土磁体的方法中，在第一步骤中进行第一热加工，并且在第二步骤中进行第二热加工。因此，通过两个阶段热加工，稀土磁体M的应变分布变得均匀，其中在第二步骤中进行第二热加工。也就是，在第一热加工中被带到约束状态的烧结体S的侧表面不同于在第二热加工中被带到约束状态的稀土磁体前驱体S'的侧表面。
因此，在烧结体S或稀土磁体前驱体S'的塑性变形期间，几乎不可能发生塑性流动的区域可以被从一端到另一端改变，也就是，从左侧表面S1的附近到右侧表面S'2的附近。在另一方面，在烧结体S或稀土磁体前驱体S'的塑性变形期间，最有可能发生塑性流动的区域可以被从右侧表面S2附近到左侧表面S'1附近改变。此外，在这样的状态下通过在挤压方向上压缩烧结体S和稀土磁体前驱体S'来制造稀土磁体M，其中由于与冲模4接触，烧结体S的侧表面S1或者稀土磁体前驱体S'的侧表面S'2的变形在横向方向上被至少一次抑制。
因此，相比于相关技术，通过第一步骤和第二步骤，材料流动变得更均匀。作为结果，如在图2C中所示，相比在图9B中所示的相关技术中的稀土磁体X的截面中的应变分布，在制造的稀土磁体M的截面中的应变分布更均匀。如上文所描述，由于相比于相关技术，在稀土磁体M的截面中的应变分布更均匀，在稀土磁体M的表面附近中的磁性能被提高，并且整体磁性能被提高。作为结果，稀土磁体M的低磁化部分减少，因此稀土磁体M的产额比也被提高。
被带到约束状态的烧结体S的侧表面S1和被带到约束状态的稀土磁体前驱体S'的侧表面S'2从挤压的开始到结束被维持与冲模4的内表面接触，因此被维持在约束状态。因此，在第一热加工中，几乎不可能发生塑性流动的烧结体S的区域在挤压的过程中不变从而没有被改变。然后，由于稀土磁体前驱体S'的移动，不太可能发生塑性流动的区域被改变。在第二热加工中，几乎不可能发生塑性流动的稀土磁体前驱体S'的区域从挤压的开始到结束不变从而没有被改变。
因此，在第一热加工中摩擦力向量的大小与方向之间的关系180°反向于在第二热加工中摩擦力向量的大小与方向之间的关系。因此，几乎不可能发生塑性流动的烧结体S的区域反向于几乎不可能发生塑性流动的稀土磁体前驱体S'的区域，因此，通过整个过程，材料流动变得更均匀。因此，在第一热加工中的应变分布和在第二热加工中的应变分布彼此取消，因此在稀土磁体M的相同截面中的应变分布变得更均匀。
如上文所描述，根据关于第一实施例的制造稀土磁体的方法，在多个阶段进行热加工，并且在其中阻止材料塑性流动的力变得最大的部分，每次阶段被改变时都被改变。因此，有可能在热加工期间通过使制造的稀土磁体M的应变分布均匀而提高稀土磁体M的剩余磁化同时给出预期的磁各向异性到烧结体S。作为结果，有可能制造具有高产额比的稀土磁体M，其在表面附近的磁性能和整体磁性能为卓越的。
<制造稀土磁体的方法的第二实施例>下文中，将参考附图描述根据本发明的第二实施例的制造稀土磁体的方法。根据本实施例的制造稀土磁体的方法不同于第一实施例，其中，被带到约束状态的烧结体和稀土磁体前驱体的侧表面在挤压的初始阶段没有被导致与冲模的内表面接触且被带到非约束状态，并且在挤压的过程中被导致与冲模的内表面接触且被带到约束状态。其它配置与第一实施例相同，并且相同的参考符号被给定相同的配置及其描述并且将不再重复。
图3A到3C为该实施例的第一步骤的流程图，并且也为平行于烧结体挤压方向的截面图。图3A到3C中的每个示出沿平行于烧结体和稀土磁体前驱体当中的前后侧表面的中心线的截面。
(第一步骤)如在图3A中所示，在第一步骤中，首先，将烧结体S容纳在成型模具1的腔C中。此时，将烧结体S设置为具有与烧结体S的左侧表面S1与冲模4的内表面之间的预定距离D1，以便被带到约束状态的烧结体S的左侧表面S1被在向左方向上变形且在挤压过程中与冲模4的内表面接触。也就是，烧结体S的左侧表面S1在烧结体S的挤压的初始阶段没有被导致与冲模4的内表面接触且被带到非约束状态。如在第一实施例的情况，烧结体S的右侧表面S2从在第一步骤中的挤压的开始到结束被维持在非约束状态。如在第一实施例的情况，前后侧表面同样从在第一步骤中的挤压的开始到结束被维持在约束状态。
例如，将在烧结体S的左侧表面S1与冲模4的内表面之间的距离D1设置为少于在第一步骤中的在烧结体S的右与左侧表面S2、S1彼此相对的方向上的变形量的一半。换言之，将距离D1设置为等于或少于在通过在第一步骤中的第一热加工制造的稀土磁体前驱体S'的右与左侧表面S'2、S'1之间的距离与在第一热加工之前在烧结体S的右与左侧表面S2、S1之间的距离的差的一半。
然后，如在图3B中所示，上冲床2被导致朝向下冲床3下降，并且上下冲床2、3挤压烧结体S的上下表面S3、S4以在上-下挤压方向上进行压缩。在这种情况下，由于塑性流动，烧结体S的左侧表面S1在向左方向上朝向烧结体S的外部被变形，而右侧表面S2在向右方向上朝向烧结体S的外部被变形。此时，处于非约束状态的左侧表面S1朝向向左方向被变形，并且在挤压的过程中被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。
如上文所描述，由于在烧结体S的挤压的开始之后左侧表面S1的变形，烧结体S的右与左侧表面S2、S1处于非约束状态直到左侧表面S1与冲模4的内表面接触。因此，如在图3B中所示，烧结体S的左侧表面S1在向左方向上被变形，而右侧表面S2在向右方向上被变形。
此时，在烧结体S的上表面S3和下表S4上起作用的摩擦力在右-左方向上在烧结体S的上下表面S3、S4的中心部分处为最大，且朝向彼此相对的烧结体S的两个侧表面S1、S2减少。因此，塑性流动几乎不可能在烧结体S的上下表面S3、S4的中心部分处发生，直到在烧结体S的挤压开始之后，左侧表面S1被带到约束状态。
在烧结体S的挤压过程中左侧表面S1被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态之后，当通过上下冲床2、3进一步挤压烧结体S的上下表面S3、S4时，处于约束状态的烧结体S的左侧表面S1的变形在向左方向上被抑制，而处于非约束状态的右侧表面S2的变形在向右方向上被允许，并且如在图3C中所示在挤压方向上进行压缩，如在第一实施例的第一步骤中的情况。此外，处于约束状态的前后侧表面的变形被抑制。
此时，如在第一实施例的情况，在烧结体的上表面S3和下表面S4上起作用的摩擦力朝向处于约束状态的烧结体S的左侧表面S1增加。摩擦力朝向处于非约束状态的右侧表面S2减少。因此，在烧结体S的挤压的过程中左侧表面S1被带到约束状态之后，塑性流动几乎不可能在处于约束状态的左侧表面S1的附近发生。
也就是，在本实施例中，在第一步骤中的第一热加工中的烧结体S的挤压的过程中，有可能改变塑性流动几乎不可能发生的烧结体S的区域。因此，如在第一实施例的情况，相比在相关技术中的稀土磁体X的应变分布，通过第一步骤制造的稀土磁体前驱体S'的应变分布更均匀。
(第二步骤)在第二步骤中，对在第一步骤中制造的稀土磁体前驱体S'进行第二热加工，从而制造稀土磁体M。图4A到4C为第二步骤的流程图，并且也为平行于稀土磁体前驱体S'的挤压方向的截面图。如在图3A到3C的情况下，图4A到4C中的每个示出沿平行于稀土磁体前驱体S'和稀土磁体M的前后侧表面的中心线的截面。
如在图4A中所示，在第二步骤中，首先，在成型模具1的腔C中移动稀土磁体前驱体S'。此时，将稀土磁体前驱体S'设置为具有在稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2与冲模4的内表面之间的预定距离D2，以便被带到约束状态的稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2在向右方向上变形并且在挤压的过程中与冲模4的内表面接触。也就是，稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2在稀土磁体前驱体S'的挤压的初始阶段没有被导致与冲模4的内表面接触且被带到非约束状态。如在第一实施例中的情况，从在第二步骤中的挤压的开始到结束，稀土磁体前驱体S'的左侧表面S'1被维持在非约束状态。如在第一实施例的情况，从在第二步骤中的挤压的开始到结束，前后侧表面同样被维持在约束状态。
例如，将在稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2与冲模4的内表面之间的距离D2设置为少于在第二步骤中彼此相对的稀土磁体前驱体S'的右与左侧表面S'2、S'1的方向上的变形量的一半。换言之，将距离D2设置为少于在通过在第二步骤中第二热加工制造的稀土磁体M的右与左侧表面M2、M1之间的距离与在第二热加工之前稀土磁体前驱体S'的右与左侧表面S'2、S'1之间的距离之间的距离差的一半。
然后，如在图4B中所示，上冲床2被导致朝向下冲床3下降，并且上下冲床2、3挤压稀土磁体前驱体S'的上下表面S'3、S'4以在上-下挤压方向上进行压缩。在这种状态下，由于塑性流动，稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2在向右方向上朝向稀土磁体前驱体S'的外部被变形，而左侧表面S'1在向左方向上朝向稀土磁体前驱体S'的外部被变形。此时，处于非约束状态的右侧表面S'2在向右方向上被变形，并且在挤压的过程中被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。
如上文所描述，由于在稀土磁体前驱体S'的挤压的开始之后右侧表面S'2的变形，稀土磁体前驱体S'的右与左侧表面S'2、S'1处于非约束状态直到右侧表面S'2与冲模4的内表面接触。因此，如在图4B中所示，稀土磁体前驱体S'的左侧表面S'1在向左方向上被变形，并且右侧表面S'2在向右方向上被变形。因此，如在第一步骤中的烧结体S的情况下，由于在稀土磁体前驱体S'的上下表面S'3、S'4上起作用的摩擦力的影响，塑性流动在上下表面S'3、S'4的中心部分处几乎不可能发生，直到在稀土磁体前驱体S'的挤压的开始之后右侧表面S'2被带到约束状态。
在右侧表面S'2在稀土磁体前驱体S'的挤压的过程中被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态之后，当通过上下冲床2、3进一步挤压稀土磁体前驱体S'的上下表面S'3、S'4时，处于约束状态的稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2的变形在向右方向上被抑制，而处于非约束状态的左侧表面S'1的变形在向左方向上被允许，并且如在图4C中所示在挤压方向上进行压缩，如在第一实施例的第二步骤的情况。处于约束状态的前后侧表面的变形被抑制。
此时，如在第一实施例的情况，在稀土磁体前驱体S'的上表面S'3和下表面S'4上起作用的摩擦力朝向处于约束状态的稀土磁体前驱体S'的右侧表面S'2增加。摩擦力朝向处于非约束状态的左侧表面S'1减少。因此，如在第一步骤中的烧结体S的情况，在稀土磁体前驱体S'的挤压的过程中右侧表面S'2被带到约束状态之后，塑性流动在处于约束状态的右侧表面S'2的附近几乎不可能发生。
也就是，在本实施例中，如在第一实施例的情况，当第一步骤进行到第二步骤时，在烧结体S或稀土磁体前驱体S'的塑性变形期间，有可能改变塑性流动几乎不可能发生的区域(换言之，在第一步骤中的烧结体S的塑性变形期间塑性流动几乎不可能发生的区域不同于在所述第二步骤中的稀土磁体前驱体S'的塑性变形期间塑性流动几乎不可能发生的区域)。此外，在第一步骤中的挤压的过程中和在第二步骤中挤压的过程中，有可能改变塑性流动几乎不可能发生的区域。因此，如在第一实施例的情况，相比于相关技术，通过第一步骤和第二步骤，材料流动变得更均匀。
因此，如在第一实施例的情况，相比在相关技术中的稀土磁体X的截面中的应变分布，在制造的稀土磁体M的截面中的应变分布更均匀。因此，由于相比于相关技术，在稀土磁体M的截面中的应变分布更均匀，在稀土磁体M的表面的附近的磁性能被提高，并且整体磁性能被提高。作为结果，稀土磁体M的低磁化部分减少，因此稀土磁体M的产额比也被提高。
如上文所描述，根据依照第二实施例的制造稀土磁体的方法，在多个阶段进行热加工，在其中阻碍材料的塑性流动的力变得最大的部分，每次阶段被改变时其被改变。因此，有可能通过使制造的稀土磁体M的应变分布均匀，提高稀土磁体M的剩余磁化同时在热加工期间给出预期的磁各向异性到烧结体S。作为结果，有可能制造具有高产额比的稀土磁体M，其在表面附近的磁性能和整体磁性能为卓越的。
<实例和对比实例>然后，将通过根据上文描述的第一实施例的制造稀土磁体的方法制造的实例的稀土磁体的磁性能相比于通过在相关技术中的方法制造的对比实例的稀土磁体的磁性能。
用于制造稀土磁体的烧结体的合金成分被通过使用在对应于质量百分比的方面混合的原材料制备，Nd：14.6％、Fe：74.2％、Co：4.5％、Ga：0.5％以及B：6.2％。烧结体的形状为长方体。烧结体的尺寸为15mm(W)×14mm(L)×20mm(H)，其中如在图1A中所示在深度方向上将侧表面S1、S2的宽度设置为W，在右-左方向上将长度设置为L，而在挤压方向上将高度设置为H。在对烧结体进行强加工之后，实例和对比实例的稀土磁体的尺寸为15mm(W)×70mm(L)×4mm(H)。由于热加工大，将例如压下率近似10％或更多的加工的程度(压下率)的情况称为强加工。
关于热加工的加工条件，在实例和对比实例中，将应变速率设置为1.0/秒，摩擦系数设置为0.2，在第一热加工中压下率设置为60％，而在第二热加工中压下率设置为80％。
当制造实例的稀土磁体时，在第一热加工中，烧结体的两个侧表面在纵向方向(L方向)中彼此相对，一个侧表面被导致与冲模的内表面接触且被带到约束状态以抑制变形，而另一侧表面没有被导致与冲模的内表面接触且被带到非约束状态以允许变形。在第二热加工中，稀土磁体前驱体的两个侧表面在L方向上彼此相对，在第一热加工中处于非约束状态的侧表面被导致与冲模的内表面接触且被带到约束状态以抑制变形，而在第一热加工中处于约束状态的侧表面被带到非约束状态以允许变形。在烧结体和稀土磁体前驱体当中的每个，在宽度方向(W方向)中彼此相对的两个侧表面在第一组成处理和第二组成处理中被导致与冲模的内表面接触且被带到约束状态。
当制造对比实例的稀土磁体时，在第一热加工中，在L方向上彼此相对的烧结体的两个侧表面没有被导致与冲模的内表面接触且被带到非约束状态以允许变形。相似地，在第二热加工中，在L方向上彼此相对的稀土磁体前驱体的两个侧表面没有被导致与冲模的内表面接触且被带到非约束状态以允许变形。在第一组成处理和第二组成处理中，烧结体和稀土磁体前驱体当中的每个的在W方向上彼此相对的两个侧表面被导致与冲模的内表面接触且被带到约束状态。
然后，使实例和对比实例的制造的稀土磁体经受切割等等以测量在挤压方向(也就是，在W-方向和L-方向中央处的厚度方向(H方向))上的磁性能，在上表面的W-方向中央处的L方向上磁性能，以及在W-方向与H-方向中央处L方向上的磁性能。
图5为示出实例和对比实例当中的稀土磁体的每个的W-方向和L-方向中央处的厚度方向上的磁性能的图。在图中，水平轴示出从在厚度方向上的稀土磁体的每个表面的距离(mm)，并且垂直轴示出使用相对于对比实例的最大值(被设置为1)的相对值在厚度方向上的剩余磁化(T)。在图中，黑点表示在实例中的稀土磁体的测量结果，而白三角表示在对比实例中的稀土磁体的测量结果。
如在图5中所示，在对比实例的稀土磁体中，随着在厚度方向上的距离的增加，剩余磁化急剧减少。对比而言，在实例的稀土磁体中，不管在厚度方向上的距离，剩余磁化为常量。也就是，相比于对比实例的稀土磁体，实例的稀土磁体在厚度方向上的剩余磁化分布为更均匀。
图6为示出实例和对比实例的稀土磁体当中的每个的上表面的W-方向中央处L方向的磁性能的图。在图中，水平轴示出从在L方向上的稀土磁体的每个的一个侧表面的距离(mm)，而垂直轴示出使用相对于对比实例的最大值(被设置为1)的相对值的稀土磁体的每个的上表面的剩余磁化(T)。在图中，黑点表示在实例中的稀土磁体的测量结果，而白三角表示在对比实例中的稀土磁体的测量结果。
如在图6中所示，在对比实例的稀土磁体中，可观测到在L-方向的两端处剩余磁化急剧减少，并且在L-方向中央部分处剩余磁化也减少。对比而言，在实例的稀土磁体中，在L-方向的两端处剩余磁化的减少被抑制，并且在L-方向中央部分处剩余磁化的减少也被阻止。也就是，在实例的稀土磁体中，在表面附近的剩余磁化被提高。
图7为示出实例和对比实例的稀土磁体当中的每个在W-方向和H-方向中央处L-方向上的磁性能的图。在图中，水平轴示出从稀土磁体的每个的一个侧表面的在L方向上的距离(mm)，而垂直轴示出使用相对于对比实例的最大值(被设置为1)的相对值的W-方向和H-方向中央处的剩余磁化(T)。在图中，黑点表示在实例中的稀土磁体的测量结果，而白三角表示在对比实例中的稀土磁体的测量结果。
如在图7中所示，在L-方向中央部分处实例和对比实例的稀土磁体之间的剩余磁化没有大的差异，但是相比于对比实例的稀土磁体，在L-方向的两端，实例的稀土磁体的剩余磁化的减少更少。
从上文描述的测量结果，已经确认，相比于对比实例的稀土磁体，在厚度方向上实例的稀土磁体的剩余磁化更均匀，在表面附近的剩余磁化被提高，并且稀土磁体的整体磁性能被提高。从结果来看，关于在1.4T或更多的磁性能范围内计算的产额比，对比实例的稀土磁体的产额比为86％，而实例的稀土磁体的产额比为91％。因此，已经确认，相比于对比实例的稀土磁体的产额比，实例的稀土磁体的产额比被提高。
参考附图已经详细描述本发明的实施例。然而，特定配置并不限于实施例，并且在没有脱离本发明的范围内的设计修改被包括在本发明内。
例如，烧结体的形状没有必要为诸如立方体和长方体的六面体。烧结体的平面形状为除了矩形形状的多边形，并且可为圆形形状或椭圆形形状。烧结体为除了六面体的多面体，且烧结体具有带有圆形拐角或脊的形状或带有弯曲侧表面的形状。
此外，没有必要指明，在通过第一步骤和第二步骤制造的稀土磁体中，使改良的合金经受晶界延展以提高矫顽力。

Claims (5)

1.一种制造稀土磁体的方法，包括：
将通过烧结稀土磁体材料获得的烧结体(S)容纳在成型模具(1)中，所述成型模具由上下冲床(2，3)以及冲模(4)构成，并且其中所述上下冲床中的至少一个在所述冲模的中空内部中可滑动，并且通过进行第一热挤压加工制造稀土磁体前驱体(S’)，其中所述烧结体的两个侧表面平行于挤压方向且彼此相对，一个侧表面被导致与所述冲模(4)的内表面接触且被带到约束状态以抑制变形，而另一侧表面没有被导致与所述冲模(4)的所述内表面接触且被带到非约束状态以当通过使用所述上下冲床(2，3)挤压所述烧结体(S)的上下表面时允许变形；以及
在所述成型模具(1)中移动所述稀土磁体前驱体(S’)，并且通过进行第二热挤压加工制造稀土磁体(M)，其中所述稀土磁体前驱体(S’)的两个侧表面平行于所述挤压方向，在所述第一热挤压加工中处于所述非约束状态的侧表面被导致与所述冲模(4)的所述内表面接触且被带到所述约束状态以抑制变形，而在所述第一热挤压加工中处于所述约束状态的侧表面被带到所述非约束状态以当通过使用所述上下冲床挤压所述稀土磁体前驱体的上下表面时允许变形。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个所述烧结体(S)和所述稀土磁体前驱体(S’)当中，被带到所述约束状态的所述侧表面从挤压的开始到结束被维持在所述约束状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在每个所述烧结体(S)和所述稀土磁体前驱体(S’)当中，被带到所述约束状态的所述侧表面在挤压的初始阶段没有被导致与所述冲模(4)的所述内表面接触且被带到所述非约束状态，并且在所述挤压的过程中被导致与所述冲模(4)的所述内表面接触且被带到所述约束状态。
4.根据权利要求1到3中的任一项所述的方法，其中，所述烧结体(S)的形状为长方体。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，在每个所述烧结体(S)和所述稀土磁体前驱体(S’)当中，垂直于平行所述挤压方向的所述两个侧表面的两个侧表面从挤压的开始到结束被维持在所述约束状态。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6353754B2 (ja) * 2013-11-11 2018-07-04 善治 堀田 相当ひずみ付与装置及びその制御方法
CN106975752A (zh) * 2016-01-19 2017-07-25 罗伯特·博世有限公司 用于制造磁体的方法、磁体和电机

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334478A2 (en) * 1988-03-24 1989-09-27 General Motors Corporation Die-upset manufacture to produce high volume fractions of RE-Fe-B type magnetically-aligned material
JP2002057014A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Nissan Motor Co Ltd 異方性磁石とその製造方法およびこれを用いたモータ
CN101978577A (zh) * 2008-03-18 2011-02-16 日东电工株式会社 电动机用永久磁铁及电动机用永久磁铁的制造方法
WO2012114192A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method producing rare earth magnet

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58182206A (ja) * 1982-04-19 1983-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁石の製造法
US4710239A (en) * 1984-09-14 1987-12-01 General Motors Corporation Hot pressed permanent magnet having high and low coercivity regions
JP2794755B2 (ja) 1989-03-25 1998-09-10 セイコーエプソン株式会社 希土類元素―遷移元素―ｂ系磁石の製造方法
JPH04134804A (ja) 1990-09-27 1992-05-08 Seiko Epson Corp 希土類永久磁石の製造方法
JPH09276972A (ja) * 1996-04-19 1997-10-28 Nippon Steel Corp 平面ひずみ往復加工法
US6605162B2 (en) * 2000-08-11 2003-08-12 Nissan Motor Co., Ltd. Anisotropic magnet and process of producing the same
WO2006004998A2 (en) * 2004-06-30 2006-01-12 University Of Dayton Anisotropic nanocomposite rare earth permanent magnets and method of making
JP2012044021A (ja) 2010-08-20 2012-03-01 Toyota Motor Corp 異方性磁石の製造方法
BR112013006106B1 (pt) 2010-09-15 2020-03-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Método de produção de imã de terras-raras
JP5707934B2 (ja) * 2010-12-27 2015-04-30 トヨタ自動車株式会社 異方性永久磁石の製造方法
JP5786708B2 (ja) 2011-12-28 2015-09-30 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石の製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0334478A2 (en) * 1988-03-24 1989-09-27 General Motors Corporation Die-upset manufacture to produce high volume fractions of RE-Fe-B type magnetically-aligned material
JP2002057014A (ja) * 2000-08-11 2002-02-22 Nissan Motor Co Ltd 異方性磁石とその製造方法およびこれを用いたモータ
CN101978577A (zh) * 2008-03-18 2011-02-16 日东电工株式会社 电动机用永久磁铁及电动机用永久磁铁的制造方法
WO2012114192A1 (en) * 2011-02-23 2012-08-30 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method producing rare earth magnet

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