CN110246647A - 铁氧体烧结磁铁的制造方法、铁氧体颗粒的制造方法、及粘结磁铁的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种磁特性优异的铁氧体烧结磁铁。铁氧体烧结磁铁的制造方法是包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相的铁氧体烧结磁铁的制造方法,具备:将包含铁氧体相的原材料和硼化合物的混合物进行煅烧,制作铁氧体颗粒的煅烧工序;利用铁氧体颗粒制作成型体的成型工序;以及烧结成型体的烧成工序,铁氧体烧结磁铁的制造中使用的铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前进行混合,铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁的化合物、及钴的化合物,R为选自稀土元素的至少一种元素,A为钙以外的至少一种碱土金属元素与钙的组合或仅为钙。
Description
技术领域
本发明涉及铁氧体烧结磁铁的制造方法、铁氧体颗粒的制造方法、及粘结磁铁的制造方法。
背景技术
作为用于铁氧体烧结磁铁的磁性材料,已知有具有六方晶系的晶体结构的Ba铁氧体、Sr铁氧体及Ca铁氧体。作为这种铁氧体的晶体结构,已知有磁铅石型(M型)及W型等。这些材料中,作为发动机用等的磁铁材料,主要采用了M型铁氧体。M型铁氧体通常以AFe12O19的通式表示。
作为铁氧体烧结磁铁的磁特性的指标,通常使用剩余磁通密度(Br)、矫顽力(HcJ)及矩形比(Hk/HcJ)。目前,从提高Br及HcJ的观点来看,尝试着将与铁氧体的构成元素不同的各种元素添加至铁氧体中。例如,专利文献1中,尝试着将A位点的元素的一部分利用Ca及稀土元素(R)进行置换,并将Fe的一部分利用Co进行置换,由此改善磁特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2008/146712号
发明内容
发明所要解决的课题
作为铁氧体烧结磁铁的主要的用途的发动机及发电机等在各技术领域中不断实现小型化。因此,内部结构复杂化,且磁铁的设置空间也不断变小。因此,为了减少设置空间,考虑缩小厚度。但是,当缩小厚度时,担心铁氧体烧结磁铁由于反磁场而退磁。
本发明的目的在于,提供一种磁特性优异的铁氧体烧结磁铁的制造方法、磁特性优异的铁氧体颗粒的制造方法、及使用了该铁氧体颗粒的粘结磁铁的制造方法。
用于解决技术问题的手段
(铁氧体烧结磁铁的制造方法)
本发明的一个方面提供一种铁氧体烧结磁铁的制造方法,该铁氧体烧结磁铁的制造方法是包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相的铁氧体烧结磁铁的制造方法,具备:将包含铁氧体相的原材料和硼化合物的混合物进行煅烧,制作铁氧体颗粒的煅烧工序;利用铁氧体颗粒制作成型体的成型工序;以及烧结成型体的烧成工序,铁氧体烧结磁铁的制造中使用的铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前进行混合,铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁的化合物、及钴的化合物,R为选自稀土元素的至少一种元素,A为钙以外的至少一种碱土金属元素与钙的组合或仅为钙,R的化合物相对于混合物整体的质量的比例以R的氧化物的质量换算为5.5质量%以上且19.9质量%以下,A的化合物相对于混合物整体的质量的比例以A的氧化物的质量换算为1.7质量%以上且7.6质量%以下,铁的化合物相对于混合物整体的质量的比例以铁的氧化物的质量换算为45.3质量%以上且87.4质量%以下,钴的化合物相对于混合物整体的质量的比例以钴的氧化物的质量换算为0.9质量%以上且18.9质量%以下,硼化合物相对于混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算大于0.3质量%且为2.5质量%以下,包含于铁氧体相的金属成分表示为R1-xAxFem-yCoy,x满足0.2≤x≤0.8,y满足0.1≤y≤0.65,m满足3≤m<14,铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以B2O3的质量换算为0.1质量%以上且0.6质量%以下。
硼化合物也可以含有硼酸。
(铁氧体颗粒的制造方法)
本发明的一个方面提供一种铁氧体颗粒的制造方法,该铁氧体颗粒的制造方法是包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相的铁氧体颗粒的制造方法,具备:将包含铁氧体相的原材料和硼化合物的混合物进行加热,制作铁氧体颗粒的加热工序,铁氧体颗粒的制造中使用的铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在加热工序前进行混合,铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁的化合物、及钴的化合物,R为选自稀土元素的至少一种元素,A为钙以外的至少一种碱土金属元素与钙的组合或仅为钙,R的化合物相对于混合物整体的质量的比例以R的氧化物的质量换算为5.5质量%以上且19.9质量%以下,A的化合物相对于混合物整体的质量的比例以A的氧化物的质量换算为1.7质量%以上且7.6质量%以下,铁的化合物相对于混合物整体的质量的比例以铁的氧化物的质量换算为45.3质量%以上且87.4质量%以下,钴的化合物相对于混合物整体的质量的比例以钴的氧化物的质量换算为0.9质量%以上且18.9质量%以下,硼化合物相对于混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算大于0.3质量%且为2.5质量%以下,包含于铁氧体相的金属成分表示为R1-xAxFem-yCoy,x满足0.2≤x≤0.8,y满足0.1≤y≤0.65,m满足3≤m<14,铁氧体颗粒中的硼的含量以B2O3的质量换算为0.1质量%以上且0.6质量%以下。
硼化合物也可以含有硼酸。
(粘结磁铁的制造方法)
本发明的一个方面提供一种粘结磁铁的制造方法,具备:制作含有铁氧体颗粒和树脂的成型体的工序;以及将成型体中的树脂进行固化的工序,铁氧体颗粒通过上述的制造方法进行制造。
发明效果
根据本发明,能够提供一种磁特性优异的铁氧体烧结磁铁的制造方法、一种磁特性优异的铁氧体颗粒的制造方法、以及使用了该铁氧体颗粒的粘结磁铁的制造方法。
具体实施方式
以下,说明本发明的优选的实施方式。本发明不限定于下述实施方式。
(铁氧体颗粒的制造方法,及铁氧体烧结磁铁的制造方法)
本实施方式的铁氧体烧结磁铁的制造方法是包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相的铁氧体烧结磁铁的制造方法。本实施方式的铁氧体颗粒的制造方法是包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相的铁氧体颗粒的制造方法。
铁氧体烧结磁铁的制造方法至少具备混合工序、煅烧工序、成型工序及烧成工序。混合工序中,将铁氧体相的原材料和硼化合物进行混合,制备混合物。煅烧工序中,将混合工序中得到的混合物进行煅烧,制作铁氧体颗粒(煅烧粉)。成型工序中,将含有铁氧体颗粒的中间材料成型,制作成型体。烧成工序中,烧结成型体。
铁氧体颗粒的制造方法至少具备混合工序及加热工序。混合工序中,将铁氧体相的原材料和硼化合物进行混合,制备混合物。加热工序中,加热混合物,制作铁氧体颗粒。铁氧体颗粒的制造方法中的加热工序与铁氧体烧结磁铁的制造方法中的煅烧工序相等。即,铁氧体颗粒的制造方法与铁氧体烧结磁铁的制造方法中的混合工序及煅烧工序实际上相同。即,铁氧体颗粒的制造方法是铁氧体烧结磁铁的制造方法的一部分。
铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁(Fe)的化合物、及钴(Co)的化合物。硼化合物也可以是选自硼酸、氧化硼及硼酸钙中的至少一种。煅烧之前的原料混合物也可以包含水。混合工序中,也可以将硼化合物的水溶液与铁氧体相的原材料进行混合。
混合工序中,铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒的制造中使用的铁氧体相的原材料及硼化合物的总量被混合。即,铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒的制造中使用的铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前一并混合。另一方面,相对于煅烧工序中得到的煅烧粉(较粗的铁氧体颗粒),完全不添加铁氧体相的原材料及硼化合物的任意一项。以下,包含铁氧体相的原材料及硼化合物的混合物有时记载为“原料混合物”。
原料混合物也可以含有除铁氧体相的原材料及硼化合物之外的其它的添加成分。含有煅烧粉(铁氧体颗粒)的中间材料也可以含有除铁氧体相的原材料及硼化合物之外的其它的添加成分。其它的添加成分也可以是例如二氧化硅(SiO2)。混合工序中,铁氧体相的原材料、硼化合物及添加成分的总量也可以被混合。铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒的制造中使用的添加成分的总量也可以添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。添加成分的一部分也可以添加至煅烧之前的原料混合物,添加成分的余量也可以添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前被混合,由此,能够得到磁特性优异的铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁。优异的磁特性是指剩余磁通密度(Br)、矫顽力(HcJ)及矩形比(Hk/HcJ)的平衡较高。Hk是相当于Br的90%的磁场。得到磁特性优异的铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁如下所述。
通过将铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前进行混合,在原料混合物的煅烧时,能够得到形成有铁氧体相的均匀的微细组织的铁氧体颗粒。形成于铁氧体颗粒中的微细结构即使在煅烧工序后实施的粉碎工序(微粉碎)中也难以消失。因此,烧成工序中,也能够得到形成有致密化的理想的微细组织的烧结体(铁氧体烧结磁铁)。
硼是比构成铁氧体相的原材料的金属元素(稀土元素R、碱土金属元素A、Fe及Co)轻的元素,因此,原料混合物或铁氧体颗粒所含有的硼比其它元素容易通过加热或在水中的溶解而减少。因此,添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)的硼化合物在煅烧工序后的各工序中容易从铁氧体颗粒分离。但是,通过将铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前进行混合,在煅烧工序中,硼化合物的总量与铁氧体相的原材料反应,并快速地形成玻璃成分。玻璃成分中的硼难以由于加热而减少,且难以溶出于水,因此,抑制伴随煅烧工序后的各工序的铁氧体颗粒中的硼的减少。其结果,容易维持铁氧体颗粒中的硼的均匀的分布。而且,通过在硼均匀地分布于成型体整体的状态下烧结成型体,从而铁氧体相的微细组织在烧结体(铁氧体烧结磁铁)整体中均匀地形成。
根据以上的理由,可得到具有优异的磁特性的铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁。另外,通过将铁氧体相的原材料及硼化合物的总量在煅烧工序前进行混合,煅烧工序中原材料及硼化合物容易相互烧结,因此,铁氧体颗粒本身的机械强度容易提高。而且,机械强度优异的铁氧体颗粒彼此在烧成工序中烧结,由此,得到机械强度优异的铁氧体烧结磁铁。
硼化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算大于0.3质量%且为2.5质量%以下。其结果,铁氧体颗粒或铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以B2O3的质量换算容易调整成0.1质量%以上且0.6质量%以下,铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁各自的磁特性容易提高。由于铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁的磁特性容易变高,硼化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算也可以为0.6质量%以上且1.5质量%以下,或0.7质量%以上且1.2质量%以下。由于同样的原因,硼化合物相对于含有铁氧体颗粒的中间材料整体的质量的比例以硼酸的质量换算也可以大于0.3质量%且为2.5质量%以下。
硼化合物优选包含硼酸。硼化合物也可以仅由硼酸构成。通过原料混合物包含硼酸,铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁各自的磁特性(特别是矫顽力)容易提高。向原料混合物的硼酸的添加提高铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁各自的磁特性(特别是矫顽力)的原因如下。
硼酸相对于水的溶解度比氧化硼相对于水的溶解度高。例如,硼酸相对于25℃的水的溶解度为5.7g/100ml左右,氧化硼相对于25℃的水的溶解度为3.6g/100ml左右。因此,通过将铁氧体相的原材料及硼酸与水一起混合,硼酸能够在原料混合物中比氧化硼更均匀地以分子水平进行分散。另外,硼酸的比重(1.5g/cm3)比氧化硼的比重(1.9g/cm3以上)小,因此,硼酸通过搅拌混合比氧化硼容易分散。另外,硼酸也比氧化硼在更低的温度下分解。例如,硼酸以171℃进行分解,氧化硼以450℃进行分解。因此,即使未溶解的硼酸残存于原料混合物中,硼酸在煅烧工序中也容易分解,硼容易在铁氧体颗粒中均匀地分散。
由于具有上述那样的硼酸与氧化硼的差异,使用硼酸能抑制制作的铁氧体颗粒的粒径的不均。而且,通过粒径大致均匀的铁氧体颗粒进行烧结,容易在铁氧体烧结磁铁内形成均匀的微细组织。
根据以上的原因,向原料混合物中的硼酸的添加容易提高铁氧体颗粒及铁氧体烧结磁铁各自的磁特性(特别是矫顽力)。
在原料混合物含有二氧化硅的情况下,二氧化硅相对于原料混合物整体的质量的比例也可以大于0质量%且为5质量%以下,或大于0质量%且小于0.2质量%。通过原料混合物含有二氧化硅,煅烧工序中铁氧体相的原材料容易烧结,容易得到磁特性优异的铁氧体颗粒。即,二氧化硅作为烧结助剂发挥作用。或通过含有铁氧体颗粒的中间材料含有二氧化硅,在烧成工序中,成型体中的铁氧体颗粒容易相互烧结,容易得到磁特性优异的铁氧体烧结磁铁。
在煅烧之前的原料混合物中的二氧化硅的比例被调整成上述的范围内的情况下,也可以相对于煅烧工序中得到的铁氧体颗粒(成型前的中间材料)不添加二氧化硅。在煅烧之前的混合物中的二氧化硅的比例脱离上述的范围的情况下,成型之前的中间材料中的二氧化硅的比例也可以调整成上述的范围内。例如,在添加至煅烧工序前的混合物的二氧化硅的比例过小的情况下,通过相对于成型之前的中间材料进一步添加二氧化硅,中间材料中的二氧化硅的比例也可以调整成上述的范围内。
各工序的详细如下。
如上所述,铁氧体烧结磁铁的制造方法可以具备混合工序、煅烧工序(加热工序)、粉碎工序、成型工序及烧成工序。如上所述,铁氧体烧结磁铁的制造方法中的混合工序及煅烧工序相当于铁氧体颗粒的制造方法。
混合工序中,将用于形成铁氧体相的多个原材料及硼化合物进行混合,得到原料混合物。
如上所述,铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁(Fe)的化合物、及钴(Co)的化合物。R为选自稀土元素的至少一种元素。即,R为选自钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、及镥(Lu)中的至少一种。A为钙以外的至少一种碱土金属元素与钙的组合或者仅为钙。钙以外的碱土金属元素为Sr及Ba中的至少任意种。原材料也可以为例如R、A、Fe及Co各自的氧化物,或通过烧成而成为它们的氧化物的化合物(碳酸盐,氢氧化物,或硝酸盐等)。作为具体的原材料,例如可示例:SrCO3、La(OH)3、Fe2O3、BaCO3、CaCO3及Co3O4等。原材料例如优选为粉末。原材料的粉末的平均粒径例如从使原料化合物的配合容易的观点来看,例如也可以为0.1~2.0μm左右。
由上述的原材料形成的铁氧体相(磁铅石型铁氧体)中所包含的金属成分以下述通式(I)表示。通式(I)中的原子比率x(摩尔比)满足下述式(1)。通式(I)中的原子比率y(摩尔比)满足下述式(2)。通式(I)中的原子比率m(摩尔比)满足下述式(3)。
R1-xAxFem-yCoy……(I)
0.2≤x≤0.8……(1)
0.1≤y≤0.65……(2)
3≤m<14……(3)
铁氧体相(磁铅石型铁氧体)为R1-xAxFem-yCoy的氧化物。例如,磁铅石型铁氧体也可以以下述式(Ia)表示。下述式(Ia)的x、y及m各自与上述式(I)的x、y及m相同。只要磁铅石型铁氧体的六方晶结构成立,下述式(Ia)中的O的原子比率z(摩尔比)就没有限定。z例如也可以满足11<z<27。z也可以为19。铁氧体颗粒或铁氧体烧结磁铁的一部分中,z也可以在19的附近波动。
R1-xAxFem-yCoyOz(Ia)
稀土元素R的化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以R的氧化物的质量换算为5.5质量%以上且19.9质量%以下。通过R的化合物的比例为5.5质量%以上且19.9质量%以下,上述通式(I)及(Ia)中的R的原子比率(1-x)容易调整成0.2≤1-x≤0.8的范围。
碱土金属元素A的化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以A的氧化物的质量换算为1.7质量%以上且7.6质量%以下。通过A的化合物的比例为1.7质量%以上且7.6质量%以下,上述通式(I)及(Ia)中的A的原子比率x容易调整成0.2≤x≤0.8的范围,R的原子比率(1-x)容易调整成0.2≤1-x≤0.8的范围。
铁的化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以铁的氧化物的质量换算也可以为45.3质量%以上且87.4质量%以下。通过铁的氧化物的比例为45.3质量%以上且87.4质量%以下,上述通式(I)及(Ia)中的Fe的原子比率(m-y)容易调整成2.35≤m-y<13.9的范围。
钴的化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以钴的氧化物的质量换算为0.9质量%以上且18.9质量%以下。通过钴的氧化物的比例为0.9质量%以上且18.9质量%以下,上述通式(I)及(Ia)中的Co的原子比率y容易调整成0.1≤y≤0.65的范围,Fe的原子比率(m-y)容易调整成2.35≤m-y<13.9的范围。
混合工序中,以铁氧体相的各原材料的配合比(质量比)与以通式(I)表示的组成一致的方式,混合各原材料及硼化合物。另外,混合工序中,硼化合物相对于原料混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算被调整成大于0.3质量%且2.5质量%以下。混合的各原材料及硼化合物使用湿式磨碎机、球磨机等,混合·粉碎0.1~20小时左右,由此,得到原料混合物。混合工序中,也可以根据需要,副成分的原料(元素单体或氧化物等)配合至原料混合物。通过湿式的方法混合·粉碎各原材料、硼化合物及水,由此,容易得到硼化合物均匀地分散的原料混合物。
煅烧工序(加热工序)中,将混合工序中得到的原料混合物进行煅烧。通过煅烧工序,得到颗粒状或块状的煅烧粉(粗大的铁氧体颗粒)。煅烧优选在例如空气等的氧化性氛围中进行。煅烧的温度也可以为1100~1400℃、1100~1300℃或1100~1250℃。煅烧的时间也可以为1秒钟~10小时,或1秒钟~3小时。通过煅烧得到的煅烧粉(铁氧体颗粒)中的铁氧体相(M相)的比率也可以为例如70体积%以上,也可以为75体积%以上。该铁氧体相的比率可通过与铁氧体烧结磁铁中的铁氧体相的比率同样的方法求得。根据需要实施以下的粉碎工序,由此,铁氧体颗粒完成。
粉碎工序中,将煅烧粉进行粉碎。粉碎工序也可以具有例如将煅烧粉粗略地粉碎的粗粉碎工序和与粗粉碎工序连续且将煅烧粉进一步微细地粉碎的微粉碎工序。即,通过两个阶段进行粉碎工序。
粗粉碎工序中,例如也可以使用振动磨机等。通过煅烧粉的粗粉碎而得到的粉末(粗粉碎材料)的平均粒径也可以为0.5~5.0μm。微粉碎工序中,粗粉碎材料可以进一步利用湿式磨碎机、球磨机、喷磨机等进行粉碎。通过微粉碎得到的粗粉碎材料的平均粒径也可以为0.08~2.0μm、0.1~1.0μm、或0.2~0.8μm程度。微粉碎材料的比表面积(BET比表面积)也可以为7~12m2/g程度。优选的粉碎时间根据粉碎方法不同而异。例如在湿式磨碎机的情况下,粉碎时间也可以为30分钟~10小时。球磨机进行的湿式粉碎的时间也可以为10~50小时程度。
在利用铁氧体颗粒形成铁氧体烧结磁铁的情况下,进一步实施以下的工序。
在利用铁氧体颗粒形成铁氧体烧结磁铁的情况下,也可以在粉碎工序之前,向煅烧粉添加二氧化硅。也可以在粗粉碎工序与微粉碎工序之间的时点,向煅烧粉添加二氧化硅。
微粉碎工序中,为了提高烧成工序中得到的烧结体(铁氧体烧结磁铁)的磁取向度,也可以向粗粉碎材料添加例如以通式Cn(OH)nHn+2表示的多元醇。多元醇通式中的n也可以4~100、4~30、4~20或4~12。作为多元醇,例如可举出山梨糖醇。另外,也可以并用2种以上的多元醇。另外,除了多元醇之外,也可以并用其它的分散剂。
多元醇的添加量相对于添加的对象物(例如铁氧体颗粒),也可以为0.05~5.0质量%、0.1~3.0质量%、或0.2~2.0质量%。此外,微粉碎工序中添加的多元醇可以在后述的烧成工序中通过热分解除去。
通过以上的工序,可得到含有铁氧体颗粒的中间材料。中间材料除了含有铁氧体颗粒之外,也可以含有选自烧结助剂(二氧化硅等)、水、多元醇、及分散剂中的至少一种。中间材料也可以是包含水的浆料。
成型工序中,将含有铁氧体颗粒的中间材料在磁场中进行成型,得到成型体。成型可以通过干式成型及湿式成型的任一种方法进行。从提高磁取向度的观点来看,优选为湿式成型。
在湿式成型的情况下,例如将上述的微粉碎工序以湿式进行,由此,得到含有铁氧体颗粒的中间材料的浆料,之后,将该浆料进行浓缩,得到湿式成型用浆料。将该湿式成型用浆料成型。浆料的浓缩可以通过离心分离或压滤等进行。湿式成型用浆料中的铁氧体颗粒(粗粉碎材料)的含量也可以为30~80质量%。在浆料中,作为分散铁氧体颗粒的分散介质,优选为水。在该情况下,浆料中,也可以将葡萄糖酸、葡萄糖酸盐、山梨糖醇等的表面活性剂添加至浆料。另外,作为分散介质,也可以使用非水系溶剂。作为非水系溶剂,能够使用甲苯或二甲苯等的有机溶剂。在该情况下,优选将油酸等的表面活性剂添加至非水系溶剂。通过向干燥的铁氧体颗粒添加分散介质等,也可以制备湿式成型用浆料。
在将湿式成型用浆料在磁场中进行成型的情况下,成型压力可以为9.8~49MPa(0.1~0.5ton/cm2)程度,施加的磁场可以为398~1194kA/m(5~15kOe)程度。
烧成工序中,将成型工序中得到的成型体进行烧结,得到烧结体(铁氧体烧结磁铁)。也就是,通过构成成型体的无数的铁氧体颗粒(微粉碎材料)相互烧结,由此,形成铁氧体烧结磁铁。
烧成能够在大气等的氧化性氛围中进行。烧成温度也可以为1050~1270℃,或1080~1240℃。烧成时间(维持烧成温度的时间)也可以为0.5~3小时程度。
在使通过湿式成型制作的成型体未充分干燥而进行烧成的情况下,由于急剧的加热,成型体中的分散介质等剧烈地挥发,成型体中可能产生裂纹。从抑制裂纹的观点来看,也可以在将成型体以上述的烧成温度进行加热之前,例如从室温到100℃程度,以0.5℃/分钟程度的升温速度进行加热而使成型体充分干燥。在成型体含有表面活性剂(分散剂)等的情况下,也可以在例如100~500℃左右的温度范围内,以2.5℃/分钟左右的升温速度加热成型体,从而除去表面活性剂(分散剂)等(脱脂处理)。这些加热处理也可以在烧成工序的开始时实施,也可以在烧成工序之前作为另一工序进行实施。
通过以上的工序,铁氧体烧结磁铁完成。
上述的成型工序及烧成工序也可以通过以下的顺序进行。
成型工序也可以通过CIM(Ceramic Injection Molding(陶瓷注塑成型)成型法、或PIM(Powder Injection Molding,粉末注塑成型的一种)进行。CIM成型法中,首先,将干燥的中间材料(铁氧体颗粒)与粘合剂树脂一起进行加热混炼,形成颗粒。将该颗粒在施加了磁场的模具内进行注塑成型,得到预备成型体。将该预备成型体进行脱粘合剂处理,由此,得到成型体。以下说明更详细的顺序。
使通过湿式粉碎得到的中间材料的浆料(含有铁氧体颗粒的浆料)进行干燥。干燥温度优选为80~150℃,更优选为100~120℃。干燥时间优选为1~40小时,更优选为5~25小时。干燥后的中间材料(铁氧体颗粒)的一次颗粒的平均粒径优选为0.08~2μm,更优选为0.1~1μm。
将干燥后的中间材料与粘合剂树脂、蜡类、润滑剂、增塑剂、及升华性化合物等的有机成分一起混炼,利用造粒机等成型为颗粒。成型体中的有机成分的比例优选为35~60体积%,更优选为40~55体积%。混炼也可以利用例如捏合机等进行。作为造粒机,例如可使用双轴单轴挤出机。混炼及颗粒成型也可以根据使用的有机成分的熔融温度,一边加热一边实施。
作为粘合剂树脂,可使用热塑性树脂等的高分子化合物。作为热塑性树脂,例如可举出:聚乙烯、聚丙烯、乙烯醋酸乙烯共聚物、无规聚丙烯、丙烯酸聚合物、聚苯乙烯、及聚缩醛等。
作为蜡类,除了巴西棕榈蜡、褐煤蜡、蜜蜡等的天然蜡以外,还可使用石蜡、氨酯化蜡、及聚乙二醇等的合成蜡。
作为润滑剂,例如可举出脂肪酸酯等。作为增塑剂,例如可举出苯二甲酸酯。
粘合剂树脂的添加量相对于铁氧体颗粒100质量%优选为3~20质量%。蜡类的添加量相对于铁氧体颗粒100质量%优选为3~20质量%。润滑剂的添加量相对于铁氧体颗粒100质量%优选为0.1~5质量%。增塑剂的添加量相对于粘合剂树脂100质量%优选为0.1~5质量%。
接着,使用磁场注塑成型装置,将颗粒向模具内注塑进行成型。在颗粒向模具注塑前,关闭模具,在模具的内部形成腔室的状态下向模具施加磁场。在挤出机的内部,颗粒在160~230℃被加热熔融,利用螺旋桨向模具的腔室内进行注塑。模具的温度可以为20~80℃。向模具施加的磁场可以为398~1592kA/m(5~20kOe)。通过这种注塑成型,得到预备成型体。
将得到的预备成型体在大气中或氮气中以100~600℃的温度进行热处理,并进行脱粘合剂处理,得到成型体。在使用多种有机成分的情况下,也可以将脱粘合剂处理分成多次进行实施。
烧成工序中,将经由脱粘合剂处理的成型体在大气中进行烧结,得到铁氧体烧结磁铁。烧成温度也可以优选为1100~1250℃,更优选为1160~1230℃的温度,烧成时间也可以为0.2~3小时程度。
(粘结磁铁的制造方法)
本实施方式的粘结磁铁的制造方法具备:制作含有通过上述的方法制造的铁氧体颗粒和树脂的成型体的工序;将成型体中的树脂进行固化,得到粘结磁铁的工序。例如,在通过上述的成型工序制作的成型体中含浸热固化性树脂,将成型体中的热固化性树脂通过加热进行固化,由此,得到粘结磁铁。粘结磁铁的制造方法的详情如下。
将成型体浸渍于容器内的含有树脂的溶液。将容纳了成型体及含有树脂的溶液的容器进行密闭。通过密闭的容器内的减压,将成型体进行脱泡,使含有树脂的溶液浸透于成型体内的空隙内。将脱泡后的成型体从含有树脂的溶液中取出,并去除附着于成型体的表面的剩余的含有树脂的溶液。去除剩余的含有树脂的溶液时只要使用离心分离机等即可。
将成型体浸渍于含有树脂的溶液之前,将成型体及溶剂(甲苯等)放入密闭容器中,一边将容器内进行减压,一边将成型体浸渍于溶剂中,由此,促进成型体的脱泡。其结果,树脂容易浸透至成型体,容易减少成型体中的空隙。
粘结磁铁的制造方法不限定于上述的例子。例如,也可以将铁氧体颗粒和树脂进行混合而制作复合物,将复合物在磁场中进行成型,制作含有铁氧体颗粒和树脂的成型体。
(铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒)
铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒具有具备磁铅石型的晶体结构的铁氧体相(主相)。主相是指,铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒中最多地包含的晶相。铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒也可以具有与主相不同的晶相(异相)。
包含于铁氧体相的金属成分以下述通式(I)表示,且满足下述式(1)、(2)及(3)。通式(I)中的x、y及m为原子比率(摩尔比)。如上所述,通式(I)中的R为选自稀土元素的至少一种元素。A是选自Sr及Ba中的至少一种与Ca的组合或者仅为Ca。
R1-xAxFem-yCoy (I)
0.2≤x≤0.8 (1)
0.1≤y≤0.65 (2)
3≤m<14 (3)
通式(I)中的x从进一步提高矫顽力的观点来看也可以为0.7以下,也可以为0.6以下。从同样的观点来看x也可以为0.25以上,也可以为0.3以上。从进一步提高磁特性的观点来看,通式(I)中的y也可以为0.6以下,也可以为0.5以下。从同样的观点来看,通式(I)中的y也可以为0.15以上,也可以为0.2以上。从进一步提高矫顽力的观点来看,通式(I)中的m也可以为4以上,也可以为5以上。从同样的观点来看,通式(I)中的m也可以为13以下,也可以为12以下。
从提高磁特性的观点来看,通式(I)中的A优选含有Ca及Sr作为主成分。A也可以仅由Ca及Sr构成。从提高磁特性的观点来看,A也可以仅为Ca。
包含于铁氧体相的金属成分也可以以下述通式(II)表示,且满足下述式(4)、(5)、(6)及(7)。即,通式(II)中的x1、x2、y及m表示原子比率(摩尔比率)。上述式(I)中的x与下述通式(II)中的x1+x2相等。通式(II)中的R为选自稀土元素中的至少一种元素。通式(II)中的E表示选自Sr及Ba中的至少一种元素。
R1-x1-x2Cax1Ex2Fem-yCoy……(II)
0.1≤x1≤0.65……(4)
0≤x2<0.5……(5)
0.1≤y≤0.65……(6)
3≤m<14……(7)
从进一步提高矫顽力的观点来看,通式(II)中的x1也可以为0.7以下,也可以为0.6以下。从同样的观点来看,x1也可以为0.20以上,也可以为0.3以上。从进一步提高矫顽力的观点来看,通式(II)中的x2也可以为0.4以下,也可以为0.3以下。通式(II)中的x2也可以为0。
从进一步提高磁特性的观点来看,通式(II)中的y也可以为0.6以下,也可以为0.5以下。从同样的观点来看,通式(II)中的y也可以为0.15以上,也可以为0.2以上。从进一步提高矫顽力的观点来看,通式(II)中的m也可以为4以上,也可以为5以上。从同样的观点来看,通式(II)中的m也可以为13以下,也可以为12以下。
通式(I)及通式(II)中表示的各元素的含有比率可通过荧光X射线分析进行测定。此外,通式(I)及通式(II)中表示的各元素的含有比率也可以与上述的原料混合物中的各元素的比例相同。硼的含量可通过电感耦合等离子发光光谱分析(ICP发光光谱分析)进行测定。
铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒中的B的含量以B2O3换算也可以为0.1~0.6质量%。从进一步提高磁特性的观点来看,B的上述含量可以为0.5质量%以下,也可以为0.4质量%以下。从同样的观点来看,B的上述含量可以为0.1质量%以上,也可以为0.14质量%以上,也可以超过0.2质量%。
从提高磁特性的观点来看,通式(II)中的E作为主成分优选含有Sr。E也可以仅由Sr构成。
通式(I)及通式(II)中的R优选含有选自La、Ce、Pr、Nd及Sm中的一种以上的元素。更优选R含有La。R也可以仅由La构成。
铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒也可以含有上述通式(I)或(II)中未表示的元素作为副成分。作为副成分,可列举Si及Na。这些副成分也可以作为例如各自的氧化物或复合氧化物包含于铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒。
铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒中的Si的含量以SiO2的质量换算也可以为例如0~3质量%。
铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒中的Na的含量以Na2O的质量换算也可以为例如0~0.2质量%、0.01~0.15质量%、或0.02~0.1质量%。
铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒除了上述成分之外,也可以含有不可避免的杂质。作为该不可避免的杂质,例如可举出:Ti(钛)、Cr(铬)、Mn(锰)、Mo(钼)、V(钒)及Al(铝)等。这些成分也可以作为各自的氧化物或复合氧化物包含于铁氧体烧结磁铁及铁氧体颗粒。上述的副成分、杂质及不可避的成分的含量能够提高荧光X射线分析、或ICP发光光谱分析进行测定。副成分也可以在铁氧体烧结磁铁中的铁氧体晶粒的晶界中偏析并构成异相。
铁氧体烧结磁铁中的铁氧体颗粒(含有铁氧体相的晶粒)的平均粒径也可以为例如5μm以下,也可以为4.0μm以下,也可以为0.5~3.0μm。通过铁氧体颗粒具有上述的平均粒径,可以进一步提高矫顽力。铁氧体烧结磁铁中的晶粒的平均粒径也可以通过利用透射电子显微镜(TEM)或扫描电子显微镜(SEM)观察铁氧体烧结磁铁的截面而进行测定。通过含有数百个晶粒的截面的图像的图像处理,测定截面中所包含的晶粒的个数基准的粒径分布。可根据该粒径分布,算出晶粒的个数基准的平均粒径。粉末状的铁氧体颗粒的平均粒径也可以利用例如粒度分布计进行测定。
铁氧体烧结磁铁的形状没有限定。例如铁氧体烧结磁铁的形状也可以是选自圆弧段形、C字形、瓦片形、平板、多棱柱、圆柱及弓形中的一种。
(粘结磁铁)
粘结磁铁含有固化的树脂和经由树脂相互粘接的多个上述铁氧体颗粒。树脂也可以是环氧树脂、酚醛树脂、具有多芳香环的树脂、具有三嗪环的树脂(三嗪树脂)等的热固化性树脂。树脂也可以包含:苯乙烯系、烯烃系、聚氨酯系、聚酯系、尼龙等的聚酰胺系的弹性体、离子聚合物(ionomer)、乙烯丙烯共聚物(EPM)、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物等的热塑性树脂。
从兼得优异的磁特性和优异的机械性的强度(磁铁的形状的稳定性)的观点来看,粘结磁铁中的树脂的含有率例如也可以为0.5~10质量%,也可以为1~5质量%。从同样的观点来看,粘结磁铁中的铁氧体颗粒的含有率例如也可以为90~99.5质量%,也可以为95~99质量%。粘结磁铁中的树脂的含有率根据制造所使用的含树脂溶液中的树脂的浓度或成型工序中的成型压力等进行调整。
粘结磁铁的形状没有限定。例如,粘结磁铁的形状也可以是选自圆弧段形、C字形、瓦片形、平板、多棱柱、圆柱及弓形中的一种。
(铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁的用途)
本实施方式的铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁的磁特性优异。因此,为了向小型的发动机及发电机进行搭载,即使较薄地加工铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁,也能够将发动机或发电机等的效率充分维持在高水准。
铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁例如能够用作:燃油泵用、电动车窗用、ABS(防抱死制动系统)用、风扇用、刮水器用、动力转向装置用、主动悬挂系统用、起动器用、门锁用、电动反光镜用等的汽车用发动机的磁铁。另外,作为FDD主轴用、VTR主动轴用、VTR旋转头用、VTR卷盘用、VTR加载用、VTR摄像机主动轴用、VTR摄像机旋转头用、VTR摄像机变焦距用、VTR摄像机聚焦用、收录机等主动轴用、CD/DVD/MD主轴用、CD/DVD/MD加载用,CD/DVD光拾取用等的OA/AV设备用发动机的磁铁,可以使用铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁。另外,作为空调压缩机用、冷冻库压缩机用、电动工具驱动用、电吹风风扇用、电动剃须刀驱动用、电动牙刷用等的家用电器用发动机的磁铁,也可以使用铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁。另外,作为机器人轴、关节驱动用、机器人主驱动用、工作机器工作台驱动用、工作机器皮带驱动用等的FA设备用发动机的磁铁,也可以使用铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁。
实施例
参照实施例及比较例进一步详细地说明本发明的内容,但本发明不限定于以下的实施例。
(实施例1)
[铁氧体烧结磁铁的制造]
〈混合工序〉
作为铁氧体相用的原材料,使用了氢氧化镧(La(OH)3)、碳酸钙(CaCO3)、氧化铁(Fe2O3)及氧化钴(Co3O4)。作为硼化合物,使用了硼酸(H3BO3)。将上述的原材料、硼酸、二氧化硅(SiO2)、水使用湿式磨碎机混合及粉碎10分钟,由此,制备原料混合物的浆料。如下所述,原料混合物中的各原材料的比例以与下述表1中表示的铁氧体相的金属成分(以下述通式(Ib)表示的成分)的组成一致的方式调整。混合工序中,铁氧体烧结磁铁的制造中使用的铁氧体相的原材料及硼酸的总量被混合。
La1-xCaxFem-yCoy (Ib)
原料混合物中的镧化合物(La(OH)3)的比例以La2O3的质量换算调整成下述表1中表示的值(单位:质量%)。
原料混合物中的钙化合物(CaCO3)的比例以CaO的质量换算调整成下述表1中表示的值(单位:质量%)。
原料混合物中的铁化合物的比例以Fe2O3的质量换算为下述表1中表示的值(单位;质量%)。
原料混合物中的钴化合物的比例以Co3O4的质量换算调整成下述表1中表示的值(单位:质量%)。
原料混合物中的硼化合物的比例(H3BO3的添加量)调整成下述表1中表示的值(单位:质量%)。
原料混合物中的二氧化硅的比例(SiO2的添加量)调整成0.19质量%。
〈煅烧工序(加热工序)〉
将上述的原料混合物的浆料进行干燥后,在大气中将原料混合物以1280℃保持2小时,由此,得到煅烧粉(粗的铁氧体颗粒)。
〈粉碎工序〉
粗粉碎工序中,将煅烧粉利用振动磨机粉碎9分钟,将煅烧粉的BET比表面积调整成0.5~1.5m2/g的范围。与粗粉碎工序连续的微粉碎工序中,将煅烧粉利用湿式球磨机进一步混合·粉碎36时间,得到含有铁氧体颗粒的浆料(中间材料的浆料)。浆料中的铁氧体颗粒的BET比表面积为7~10m2/g的范围内。
〈成型工序〉
将中间材料的浆料利用离心分离机进行脱水,将浆料中的固体成分的浓度调整成73~76%的范围内,得到了湿式成型用的浆料。将该浆料在10kOe的施加磁场中进行成型,得到了圆柱状的成型体。成型时使用了湿式磁场成型机。
〈烧成工序〉
将成型体在大气中以室温充分干燥。将干燥的成型体在大气中以1175℃保持1小时,由此,得到烧结体(实施例1的铁氧体烧结磁铁)。
[组成的分析]
通过XRF法及ICP发光光谱法确认到,分析了铁氧体烧结磁铁的组成。实施例1的铁氧体烧结磁铁所包含的金属成分的组成以上述通式(Ib)表示,通式(Ib)中的1-x、x、m-y及y各自的值为下述表1中表示的值。确认到铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以硼酸(H3BO3)的质量换算为下述表1中表示的值。确认到铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以硼单体(B)的质量换算为下述表1中表示的值。确认到铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以氧化硼(B2O3)的质量换算为下述表1中表示的值。
[磁特性的测定]
将圆柱状的铁氧体烧结磁铁的上表面及下表面进行加工后,测定铁氧体烧结磁铁的剩余磁通密度Br(mT)及矫顽力HcJ(kA/m)。测定中使用了最大施加磁场为25kOe的B-H示踪仪。实施例1的Br、HcJ及矩形比(Hk/HcJ)在下述表1中表示。
(实施例2~9)
实施例2~9各自的原料混合物中的硼酸的比例(H3BO3的添加量)调整成下述表1中表示的值(单位:质量%)。除了原料混合物中的硼酸的比例之外,通过与实施例1同样的方法制作实施例2~9各自的铁氧体烧结磁铁。通过与实施例1同样的方法分析了实施例2~9各自的铁氧体烧结磁铁的组成。分析的结果在下述表1中表示。通过与实施例1同样的方法测定实施例2~9各自的铁氧体烧结磁铁的磁特性。测定的结果在下述表1中表示。
(实施例10~13,比较例1~4)
实施例10~13及比较例1~4中,原料混合物中的各原材料(La化合物,Ca化合物,Fe化合物,Co化合物)及硼酸的比例调整成下述表1中表示的各值(单位;质量%)。通过除了原料混合物的组成之外其它都与实施例1同样的方法,制作了实施例10~13及比较例1~4各自的铁氧体烧结磁铁。通过与实施例1同样的方法分析了实施例10~13及比较例1~4各自的铁氧体烧结磁铁的组成。分析的结果在下述表1中表示。通过与实施例1同样的方法,测定了实施例10~13及比较例1~4各自的铁氧体烧结磁铁的磁特性。测定的结果在下述表1中表示。
(实施例14~16)
实施例14~16中,作为硼化合物,未使用硼酸而使用了氧化硼。实施例14~16各自的原料混合物中的氧化硼的比例以H3BO3的质量换算调整成下述表1中表示的值(单位:质量%)。除了这些情况之外,通过与实施例1同样的方法制作了实施例14~16各自的铁氧体烧结磁铁。通过与实施例1同样的方法分析了实施例14~16各自的铁氧体烧结磁铁的组成。分析的结果在下述表1中表示。通过与实施例1同样的方法,测定了实施例14~16各自的铁氧体烧结磁铁的磁特性。测定的结果在下述表1中表示。优选Br为310mT以上,且HcJ为478kA/m以上,且Hk/HcJ为71%以上。
【表1】
(比较例21及22)
比较例21及22中使用的各原材料(氢氧化镧,碳酸钙,氧化铁及氧化钴)的质量与实施例5中使用的各原材料的质量相同。
比较例21中使用的硼酸的总量相对于比较例21的原料混合物的质量整体为1.0质量%。但是,比较例21的混合工序中,1.0质量%的硼酸中,0.5质量%的硼酸被添加至原料混合物。剩余的0.5质量%的硼酸在煅烧工序后的微粉碎工序中添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
比较例22中使用的硼酸的总量相对于比较例22的原料混合物的质量整体为1.0质量%。但是,比较例22的混合工序中,未将硼酸添加至原料混合物。在比较例22的情况下,在煅烧工序后的微粉碎工序中,硼酸的总量被添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
除了上述的硼酸的添加的时机之外,通过与实施例5同样的方法,制作了比较例21及22各自的铁氧体烧结磁铁。通过与实施例1同样的方法,分析了比较例21及22各自的铁氧体烧结磁铁的组成。比较例21及22各自的铁氧体相的金属成分的组成与实施例5的铁氧体相的金属成分的组成相同。比较例21及22各自的铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以硼酸(H3BO3)的质量换算为下述表2中表示的值。通过与实施例1同样的方法,测定了比较例21及22各自的铁氧体烧结磁铁的磁特性。测定的结果在下述表2中表示。
【表2】
(比较例31~34)
比较例31~34中使用的各原材料(氢氧化镧、碳酸钙、氧化铁及氧化钴)的质量与实施例5中使用的各原材料的质量相同。比较例31~34中使用的硼酸的质量也与实施例5中使用的硼酸的质量相同。
比较例31的混合工序中,氧化铁的总量(100质量份)中,50质量份的氧化铁被添加至原料混合物。剩余的50质量份的氧化铁在煅烧工序后的微粉碎工序中被添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
比较例32的混合工序中,未将氧化钴添加至原料混合物。在比较例32的情况下,在煅烧工序后的微粉碎工序中,氧化钴的总量(100质量份)被添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
比较例33的混合工序中,未将氢氧化镧添加至原料混合物。在比较例33的情况下,在煅烧工序后的微粉碎工序,氢氧化镧的总量(100质量份)被添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
比较例34的混合工序中,未将碳酸钙添加至原料混合物。在比较例34的情况下,在煅烧工序后的微粉碎工序中,碳酸钙的总量(100质量份)被添加至煅烧粉(铁氧体颗粒)。
通过除了上述的铁氧体相用的各原材料的添加的时机之外,其它都与实施例5同样的方法制作了比较例31~34各自的铁氧体烧结磁铁。通过与实施例1同样的方法,分析了比较例31~34各自的铁氧体烧结磁铁的组成。比较例31~34各自的铁氧体相的金属成分的组成与实施例5的铁氧体相的金属成分的组成相同。比较例31~34各自的铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以硼酸(H3BO3)的质量换算与实施例5相同。比较例31~34各自的铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以硼单体(B)的质量换算与实施例5相同。比较例31~34各自的铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以氧化硼(B2O3)的质量换算与实施例5相同。通过与实施例1同样的方法,测定了比较例31~34各自的铁氧体烧结磁铁的磁特性。测定的结果在下述表3中表示。
【表3】
产业上的可利用性
根据本发明,提供磁特性优异的铁氧体颗粒、铁氧体烧结磁铁及粘结磁铁。本发明的铁氧体烧结磁铁或上述粘结磁铁适用于例如发动机用的永久磁铁。
Claims (5)
1.一种铁氧体烧结磁铁的制造方法,其中,
该铁氧体烧结磁铁包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相,
所述铁氧体烧结磁铁的制造方法具备:
将包含所述铁氧体相的原材料和硼化合物的混合物进行煅烧,从而制作铁氧体颗粒的煅烧工序;
由所述铁氧体颗粒制作成型体的成型工序;以及
烧结所述成型体的烧成工序,
所述铁氧体烧结磁铁的制造中使用的所述铁氧体相的原材料及所述硼化合物的总量在所述煅烧工序前进行混合,
所述铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁的化合物以及钴的化合物,
R为选自稀土元素中的至少一种元素,
A为钙以外的至少一种碱土金属元素与钙的组合或仅为钙,
所述R的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以R的氧化物的质量换算为5.5质量%以上且19.9质量%以下,
所述A的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以A的氧化物的质量换算为1.7质量%以上且7.6质量%以下,
所述铁的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以铁的氧化物的质量换算为45.3质量%以上且87.4质量%以下,
所述钴的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以钴的氧化物的质量换算为0.9质量%以上且18.9质量%以下,
所述硼化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算大于0.3质量%且为2.5质量%以下,
包含于所述铁氧体相的金属成分表示为R1-xAxFem-yCoy,
x满足0.2≤x≤0.8,
y满足0.1≤y≤0.65,
m满足3≤m<14,
所述铁氧体烧结磁铁中的硼的含量以B2O3的质量换算为0.1质量%以上且0.6质量%以下。
2.根据权利要求1所述的铁氧体烧结磁铁的制造方法,其中,
所述硼化合物含有硼酸。
3.一种铁氧体颗粒的制造方法,其中,
该铁氧体颗粒包含具有磁铅石型的晶体结构的铁氧体相,
所述铁氧体颗粒的制造方法具备将包含所述铁氧体相的原材料和硼化合物的混合物进行加热,从而制作铁氧体颗粒的加热工序,
所述铁氧体颗粒的制造中使用的所述铁氧体相的原材料及所述硼化合物的总量在所述加热工序前进行混合,
所述铁氧体相的原材料为稀土元素R的化合物、碱土金属元素A的化合物、铁的化合物、及钴的化合物,
R为选自稀土元素中的至少一种元素,
A为钙以外的至少一种碱土金属元素与钙的组合或仅为钙,
所述R的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以R的氧化物的质量换算为5.5质量%以上且19.9质量%以下,
所述A的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以A的氧化物的质量换算为1.7质量%以上且7.6质量%以下,
所述铁的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以铁的氧化物的质量换算为45.3质量%以上且87.4质量%以下,
所述钴的化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以钴的氧化物的质量换算为0.9质量%以上且18.9质量%以下,
所述硼化合物相对于所述混合物整体的质量的比例以硼酸的质量换算大于0.3质量%且为2.5质量%以下,
包含于所述铁氧体相的金属成分表示为R1-xAxFem-yCoy,
x满足0.2≤x≤0.8,
y满足0.1≤y≤0.65,
m满足3≤m<14,
所述铁氧体颗粒中的硼的含量以B2O3的质量换算为0.1质量%以上且0.6质量%以下。
4.根据权利要求3所述的铁氧体颗粒的制造方法,其中,
所述硼化合物含有硼酸。
5.一种粘结磁铁的制造方法,其中,
具备:
制作含有铁氧体颗粒和树脂的成型体的工序;以及
将所述成型体中的树脂进行固化的工序,
所述铁氧体颗粒通过权利要求3或4所述的制造方法进行制造。
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Citations (5)
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---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09306716A (ja) * | 1996-05-14 | 1997-11-28 | Taiyo Yuden Co Ltd | フェライト焼結体およびその製造方法 |
CN101316803A (zh) * | 2005-11-25 | 2008-12-03 | 日立金属株式会社 | 氧化磁性材料及其制造方法和铁氧体烧结磁体及其制造方法 |
CN101542646A (zh) * | 2007-03-01 | 2009-09-23 | Tdk株式会社 | 铁素体烧结磁铁 |
CN102473514A (zh) * | 2009-06-30 | 2012-05-23 | 日立金属株式会社 | 烧结铁氧体磁铁的制造方法以及烧结铁氧体磁铁 |
CN102666431A (zh) * | 2010-03-17 | 2012-09-12 | Tdk株式会社 | 铁素体磁性材料、铁素体磁铁、铁素体烧结磁铁 |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113436822A (zh) * | 2020-03-23 | 2021-09-24 | Tdk株式会社 | 铁氧体烧结磁铁 |
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