CN1283857A - 弧段状磁铁、环状磁铁及其制造方法 - Google Patents

弧段状磁铁、环状磁铁及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1283857A
CN1283857A CN00126292A CN00126292A CN1283857A CN 1283857 A CN1283857 A CN 1283857A CN 00126292 A CN00126292 A CN 00126292A CN 00126292 A CN00126292 A CN 00126292A CN 1283857 A CN1283857 A CN 1283857A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnet
weight
arc shape
rare
density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN00126292A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1238866C (zh
Inventor
所久人
内田公穗
小田和男
三家本司
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Publication of CN1283857A publication Critical patent/CN1283857A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1238866C publication Critical patent/CN1238866C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/08—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明涉及由实际上为R:28～33重量%、B:0.8～1.5重量%、及剩余部分T(但是,R是包括Y的稀土元素中的至少一种,T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的薄壳弧段状磁铁,其含氧量为0.3重量%以下、密度在7.56g/cm3以上、室温下具有1.1MA/m(14kOe)以上的保磁力iHc和96%以上的具有各向异性方向的取向度Br/4πImax的弧段状磁铁,可以利用将具有所述组成的合金细粉末添加到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂的混合液中制成的浆料混合物来制造。

Description

弧段状磁铁、环状磁铁及其制造方法
本发明涉及含氧量低、烧结体密度高并具有取向性的薄壳弧段状或者环状R-T-B系烧结磁铁，并且涉及其制造方法。
在实际中应用的稀土类烧结磁铁是通过将合金粉碎、成形、烧结、热处理和加工，再根据需要进行表面处理来制造。其中，以R2T14B型金属间化合物(R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co。)为主相的R-T-B系稀土类烧结磁铁大多用作高性能磁铁。但是，合金粉末在大气中会剧烈地氧化，导致磁特性的劣化。明显时，剧烈氧化会引发着火，因此，在安全性方面也存在问题。
作为防止剧烈氧化的方法，本发明者等人提出了稀土类烧结磁铁的制造方法，即将稀土类烧结磁铁用的原料细粉末加入到非氧化性的矿物油或者合成油中，边抑制氧化边在磁场中成形，然后，依次进行脱油、烧结和热处理(参见日本国特许第2731337号和同特许第2859517号)。通过这种制造方法，可以得到氧含量被控制在较低水平、与理论密度大致相当的致密化高密度的烧结体，并可以显著提高最大能量积(BH)max。
还有人提出了如下的方法，即在由矿物油、合成油或者植物油和0.01～0.5重量％的油酸形成的油中加入所述合金的细粉末，制成成形用的浆料原料，一旦用于成形，就可以高效地大量生产显著地改善了连续成形性并改进了磁特性的稀土类烧结磁铁(参见特开平8-130142号)。
但是，由上述方法制成的稀土烧结磁铁的(BH)max等磁特性，如后述的比较例所示，不如本发明者等所期望的那么高，当然也难以高性能化。而且，使用所述目前现有的方法，如果将薄壳或者薄壳长型的弧段状稀土类烧结磁铁用成形体在磁场中压缩成形，会明显发生龟裂。而且所述薄壳或者薄壳长型的稀土类烧结磁铁用成形体密度分布非常不均匀，局部的大密度差会使烧结体发生大的变形。为此，使烧结体在各向异性的方向上发生很大弯曲，取向度降低，在实际中不能使用。采用如上所述的现有技术方法，不能充分满足当今对磁铁制品的薄壳化、小型化和高性能化的要求。这里所用术语“薄壳”是指磁铁的厚度在4mm以下，术语“长型”是指磁铁在轴向方向的长度为40mm以上。
在特开平7-37716号公报的实施例2中记载如下，将组成为Nd12.8FebalCo4.5B6.2Ga0.1(at.％)的合金微粉碎，使其平均粒径为5μm，在该细粉末中添加矿物油，使其不与大气接触，从而在2.0MA/m(25kOe)这样非常高的取向磁场强度和16.7MPa(0.17t/cm2)这样非常低的成形压力条件下进行横磁场成形，最终得到iHc=1.1MA/m(14.1kOe)、(BH)max=398.8kJ/m3(50.1MGOe)、取向度=96％以及I(105)/I(006)=1.32这样的高磁特性的R-T-B系烧结磁铁。
但是，在特开平7-37716号的实施例2中所述的条件下，在磁场中压缩成形薄壳或薄壳长型的R-T-B系烧结弧段状磁铁用成形体时，明显发生龟裂，并且，即使得到没有龟裂的成形体，由于密度分布非常不均匀，该烧结体也会发生很大变形而取向度降低，不能实际应用。
根据特许第2859517号中记载的现有的制造条件，在制造具有径向各向异性的R-T-B系烧结环状磁铁(下面称为径向环状磁铁)或者弧段状磁铁时，为了使成形体具有径向各向异性，在成形工序中，需要使径向取向的磁场从成形模具的空腔的内径侧通向外径侧，存在空腔内径越小，径向取向磁场强度越弱的问题。因此，径向环状磁铁的内径越小，径向的取向度越低。在实际使用时，只要能够施加磁场强度超过795.8kA/m(10kOe)在径向方向上施加时间为数秒的取向(静)磁场，就可以得到与使用横磁场成形或者纵磁场成形制造的R-T-B系烧结磁铁的取向度基本相同的径向方向的取向度。但是，在工业生产上，在制造内径为10～100mm的径向环状磁铁时，成形时施加的径向取向的磁场强度约为238.7～795.8kA/m(310kOe)。
如表6的比较例7所示，在采用特许2859517号所述的浆料状原料制造内径为100mm以下的径向环状磁铁时，取向度不增高。本发明者的研究结果表明，成形体的径向方向的取向度变差是其主要原因。
在通常的工业生产中，在内径为10～100mm的具有径向各向异性的RT-B系烧结弧段状磁铁在成形时所施加的径向取向的磁场强度约为238.7～795.8kA/m(3～10kOe)。这样，在具有与径向环状磁铁同样的径向各向异性的R-T-B系烧结弧段状磁铁的内径为100mm以下时，存在径向方向的取向度降低的问题。
本发明的目的在于提供一种含氧量低、密度高及具有取向度的薄壳或者薄壳长型的RT-B系烧结弧段状磁铁。
本发明的另一个目的在于提供一种含氧量低、密度高及具有取向度的径向各向异性R-T-B系烧结环状磁铁。
本发明的另外的一个目的在于提供一种含氧量低、密度高及具有取向性的稀土类烧结磁铁的制造方法。
一种本发明的一个实施例的厚度为1～4mm的薄壳弧段状磁铁，其特征在于，由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下具有1.1MA/m(14kOe)以上的保磁力iHc并且使各向异性方向的取向度Br/4πImax在96％以上。
这种弧段状磁铁优选具有平行各向异性，而且优选轴向方向长度为40～100mm和长型。更优选(105)面的X射线衍射的峰值强度I(105)和(006)面的X射线衍射的峰值强度I(006)的比例I(105)/I(006)为0.5～0.8。
一种根据本发明的其它实施例的内径为100mm以下的径向各向异性的弧段状磁铁，其特征在于：由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种、T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下的保磁力iHc在1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上。
这种弧段状磁铁优选厚度为1～4mm并且为薄壳，还优选轴向方向的长度为40～100mm和长型。
根据本发明的其它实施例的内径为100mm以下的径向各向异性的环状磁铁，其特征在于：由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下的保磁力iHc在1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上。环状磁铁优选具有通过烧结接合的部分。
一种本发明的稀土类烧结磁铁的制造方法，其特征在于：将稀土类烧结磁铁用合金在非氧化性气氛中细粉碎，使平均粒度为1～10μm，将得到的细粉末加入到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂混合液中，将得到的浆料状混合物在磁场中成形，然后依次进行脱油、烧结和热处理。稀土类烧结磁铁优选以R2T14B型金属间化合物(R是包括Y的稀土类元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)为主相。在磁场中成形是压缩成形，压缩成形体的密度分布优选4.3～4.7g/cm3。
图1是表示添加到浆料中的表面活性剂的种类和成形体密度的相关图。
图2是表示添加到浆料中的表面活性剂的种类和成形体的含油率的相关图。
图3是表示添加到浆料中的表面活性剂的种类和收缩率的相关图。
图4是表示表面活性剂的添加量和成形体的密度的相关图。
图5是表示第1实施例的R-T-B系烧结磁铁的X射线衍射特性曲线图。
图6是表示第1比较例的R-T-B系烧结磁铁的X射线衍射特性曲线图。
图7是表示具有平行各向异性的本发明弧段状磁铁的一个例子的立体图。
图8是表示具有径向各向异性的本发明弧段状磁铁的一个例子的立体图。
图9是表示本发明所采用的浆料供给装置的一个例子的部分剖面图。
图10是表示径向环状成形体的密度和成形压力的相关图。
图11是表示径向环状用成形体的密度和浆料中添加的表面活性剂的量的相关图。
图12是表示本发明所采用的成形机的一个例子的部分剖面图。
图13(a)是说明从本发明的径向环状磁铁切下样品的要点的立体图。
图13(b)是图13(a)的A-A剖面图。
图14(a)是表示具有烧结接合部的本发明的径向环状磁铁的表面磁通密度的分布图。
图14(b)是表示图14(a)的径向环状磁铁的径向各向异性的图。
本发明的优选实施方案的说明
[1]稀土类烧结磁铁的组成
构成本发明的弧段状磁铁和环状磁铁的优选的稀土类烧结磁铁是以R2T14B型金属间化合物为主相的稀土类烧结磁铁。将这种稀土类烧结磁铁称作R2T14B型烧结磁铁。
(A)第一种R2T14B型烧结磁铁
第一种R2T14B型烧结磁铁的优选组成为：以磁铁的总重量为基准，实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、剩余部分为T(但是，R是包括Y的稀土类元素中至少一种，T是Fe或者Fe和Co)。
为了具有良好的磁特性和取向度，R量为28～33重量％，优选28～32重量％，更优选28～31重量％。R量不足28重量％时，不能得到所需的iHc，超过33重量％上时，不能得到所需的取向度。为了得到所需的iHc和取向度，使R为Nd+Dy或者Nd+Dy+Pr，同时以磁铁的总重量为基准，Dy的含量优选0.3～10重量％，更优选为0.5～8重量％。Dy的含量不足0.3重量％时，不能获得含有Dy的效果，而超过10重量％时，Br降低，不能得到所需的取向度。
B量为0.8～1.5重量％，优选为0.85～1.2重量％。B量不足0.8重量％时，难以得到1.1MA/m(14kOe)以上的iHc，而在B量超过1.5重量％时，不能得到所需的取向度。
T是Fe或者Fe+Co。含有Co可改善耐腐蚀性，提高居里点，提高R214B型烧结磁铁的耐热性。但是，以磁铁的总重量为基准Co的含量超过5重量％时，会形成对磁特性有害的Fe-Co相，Br和iHc大大降低。因此，Co含量优选5重量％以下。另一方面，Co含量不足0.5重量％时，不能得到提高耐腐蚀性和耐热性的效果。因此，Co含量优选0.5～5重量％。
以磁铁的总重量为基准，不可避免含有的氧的量为0.3重量％以下，优选0.2重量％以下，更优选0.18重量％以下。通过将含氧量降低到0.3重量％以下，可以使烧结密度提高到极为接近理论密度的水平，具体地说，可以得到7.56g/cm3以上的稳定密度的烧结体。只要适当选择主要成分的组成、细粉末的平均粒度和烧结温度等，就可以得到7.58g/cm3以上，甚至7.59g／cm3以上密度的烧结体。
以磁铁的总重量为基准，不可避免含有的碳的量优选为0.10重量％以下，更优选为0.07重量％以下。通过降低碳含量，可以抑制稀土类碳化物的生成，提高iHc和(BH)max等。
以磁铁的总重量为基准，不可避免含有的氮的量优选为0.15重量％以下。当含氮量超过0.15重量％时，Br就大大降低。即，含氮量的下限在实际使用时大致为0.002重量％。在弧段状磁铁和环状磁铁上涂敷表面处理覆膜(镀镍等)，含氮量在0.15重量％以下时，具有良好的耐腐蚀性。
作为原料合金采用通过以钙作为还原剂的还原扩散法制造的R-T-B系合金时，为了得到所望的iHc和取向度，优选将Ca含量控制在以磁铁的总重量为基准的0.1重量％以下，更优选控制在0.03重量％以下。
(B)第二种R2T14B型烧结磁铁
第二种R2T14B型烧结磁铁的优选组成，以磁铁的总重量为基准，实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、M1：0.6重量％以下、剩余部分为T(但是，R和T与第一种R2T14B型烧结磁铁相同，M1为选自Nb、Mo、W、V、Ta、Cr、Ti、Zr和Hf中的至少一种)。第二种R2T14B型烧结磁铁除了M1之外，与第一种R2T14B型烧结磁铁相同，因此，这里仅对M进行说明。
为了提高磁特性，高熔点金属元素M1的含量在0.6重量％以下，优选0.01～0.6重量％。通过含有0.6重量％以下的M1，可以抑制在烧结过程中的主相结晶颗粒的过度地成分，稳定地得到1.1MA/m(14kOe)以上的iHc。但是，如果M1超过了0.6重量％，相反会妨碍主相结晶颗粒的正常生长，导致Br降低。而M1含量不足0.01重量％时，不能得到改善磁特性的效果。
(C)第三种R2T14B型烧结磁铁
第二种R2T14B型烧结磁铁的优选组成，以磁铁的总重量为基准，实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、M1：0.6重量％以下、M2：0.01～0.4重量％，剩余部分为T(但是，R、T和M1与第二种R2T14B型烧结磁铁相同，M2是选自Al、Ga和Cu中的至少一种)。第三种R2T14B型烧结磁铁除了M2之外，与第二种R2T14B型烧结磁铁相同，因此，这里仅对M2进行说明。
M2元素的含量为0.01～0.4重量％。对于各元素来说，通过含有Al，可提高iHc，改善耐腐蚀性，但是Al含量超过0.3重量％时，Br则大大降低，不足0.01重量％时，不能得到提高耐腐蚀性的效果。通过含有Ga，显著地提高iHc，但是，当Ga含量超过0.3重量％时，Br则大大降低，不足0.01重量％时，不能得到提高iHc的效果。添加的微量Cu会改善耐腐蚀性和提高iHc，在Cu含量超过0.3重量％时，Br则大大降低，不足0.1重量％时，不能得到提高耐腐蚀性和iHc的效果。含有Al、Ga和Cu两种以上组合时，M2的含量为它们的合计量。
(D)其他稀土类烧结磁铁
在用于本发明的稀土类烧结磁铁中，除了R2T14B型烧结磁铁之外，还可举出SmCo5或者Sm2TM17(TM由Co、Fe、Cu和M′组成，M′为选自Zr、Hf、Ti和V中的至少一种)。
[2]弧段状磁铁
本发明的第一种弧段状磁铁，以磁铁的总重量为基准，含氧量在0.3重量％以下、密度在7.56g/cm3以上，室温下具有1.1MA/m(14kOe)以上的保磁力iHc和96％以上的具有各向异性方向的取向度Br/4πImax。这里，4πImax是在4πI(磁化强度)-H(磁场强度)曲线中4πI的最大值，Br是残留磁通密度。
第一种弧段状磁铁优选厚度为1～4mm并且是薄壳的。弧段状磁铁的厚度不足1mm时，在高温环境中，磁特性明显劣化，缺乏实用性，而超过4mm时，难以满足目前对磁铁制品薄壳化、小型化和高性能化的要求。弧段状磁铁的厚度优选为1～3mm，更优选为1～2mm。
从实用性的观点来看，弧段状磁铁优选具有平行各向异性，其中心角优选为20～180°，而轴向方向的长度优选为40～100mm，更优选为50～100mm，特别优选为60～100mm。另外，(105)面的X射线衍射峰值强度I(105)和(006)面的X射线衍射峰值强度I(006)的比例I(105)/I(006)优选为0.5～0.8。
本发明的第二种弧段状磁铁具有径向各向异性，内径在100mm以下，优选50mm以下。由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上，优选86.5％以上。
满足所述条件的第一种和第二种弧段状磁铁即使曲率半径小，也具有高iHc和取向度。
[3]环状磁铁
本发明的径向各向异性环状磁铁，以总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下的保磁力iHc为1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上。环状磁铁的内径为100mm以下，优选50mm以下。从实用性的观点来看，环状磁铁优选具有通过烧结接合的部分。
满足所述条件的环状磁铁即使半径小也具有高iHc及取向度。
[4]稀土类烧结磁铁的制造方法
本发明的稀土类烧结磁铁的制造方法具有如下工序，即将稀土类烧结磁铁用合金在非氧化性气氛中细粉碎，使平均粒度为1～10μm，之后将所述细粉末加入到99.7～99.99重量份的由选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂所形成的液体中，制成浆料状原料，然后将所述浆料状原料在磁场中成形，随即依次进行脱油、烧结和热处理。
(A)细粉碎
合金的细粉碎可通过干式粉碎法或者湿式粉碎法进行。干式粉碎法在氧浓度为0.1体积％以下，优选0.01体积％以下的惰性气体气氛中采用喷射粉碎机等进行。而湿式粉碎法采用设定在非氧化性条件下的湿式球磨机等进行。
细粉末的平均粒径优选为1～10μm，更优选为3～6μm。平均粒径不足1μm时，细粉末的粉碎效率则大大降低，超过10μm时，iHc和取向度则大大降低。
(B)浆料化
细粉碎之后，不与大气接触，从惰性气体的气氛中直接将细粉末加入到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂混合液中，进行浆料化。通过这种操作，将细粉末与大气隔绝，可实质性地防止氧化和吸附水分。
本发明所使用的表面活性剂是非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂。它们可单独或者两种以上混合使用。
本发明中有效的非离子表面活性剂可举出聚乙二醇型表面活性剂或者多元醇型表面活性剂。聚乙二醇型表面活性剂可举出高级醇、烷基酚、脂肪酸、多元醇脂肪酸酯、高级烷基胺、脂肪酰胺、油脂、聚丙二醇等环氧乙烷加合物。多元醇型表面活性剂可举出甘油、季戊四醇、山梨醇、山梨糖醇酐、蔗糖等脂肪酸酯、多元醇的烷基醚、烷醇胺类的脂肪酸酰胺。其中优选高级烷基胺环氧乙烷加合物、甘油的脂肪酸酯、山梨醇的脂肪酸酯、山梨糖醇酐的脂肪酸酯和多元醇的烷基醚。
本发明有效的阴离子表面活性剂可举出例如特殊的高分子表面活性剂或者特殊的多羧酸型高分子表面活性剂。
(C)磁场中成形
将浆料在磁场中成形。在弧段状磁铁磁场中的成形法中有加压方向和与磁场施加方向基本平行的纵磁场成形法、加压方向和磁场施加方向基本呈直角的横磁场成形法、以及径向磁场成形法。取向度倾向于按横磁场成形、纵磁场成形、径向磁场成形顺序降低。磁场中成形法优选压缩成形法，而压缩成形体的密度分布优选4.3～4.7g／cm3。为了阻止成形体的氧化产生的磁特性的劣化，优选从成形之后到脱油之间，将成形体保存在油中。
(D)脱油
如果将成形体从常温急剧升温到烧结温度，成形体中残留的油和稀土元素发生反应，生成稀土类碳化物，磁特性变差。为此，优选在100～500℃的温度和13.3Pa(10-1乇)以下的真空度下加热30分钟以上进行脱油。通过脱油处理，可充分去除成形体中残留的油。另外，脱油处理只要是在100～500℃的温度范围内，则不必在一段内进行，也可以在多段内进行。另外，当在13.3Pa(10-1乇)以下，从室温到500℃的升温速度为10℃/分钟以下，更优选5℃/分钟以下时，脱油效率则良好。
从脱油和成形性的观点来看，作为矿物油、合成油、植物油或者它们的混合物，分馏点优选在350℃以下。而室温的动粘度优选在10cSt以下，更优选在5cSt以下。
(3)烧结和热处理
脱油的成形体的烧结和热处理的条件也可以与通常的稀土类烧结磁铁的条件相同。
通过下面的实施例对本发明进行更详细说明，但是本发明并不限于这些实施例。
实施例1
准备以磁铁的总重量为基准的Nd：22.6重量％、Pr：6.3重量％、Dy：1.3重量％、B：1.0重量％、Nb：0.2重量％、Al：0.15重量％、Co：2.0重量％、Ga：0.08重量％、Cu：0.1重量％、剩留部分实际上为Fe和不可避免的杂质构成的合金粗粉，将该粗粉在氧浓度为10ppm以下(体积比)的氮气气氛中采用喷射粉碎机进行细粉碎。将所得到的平均粒径为4.0μm的细粉末从其氮气气氛中在不与大气接触的情况下直接加入到含有甘油的脂肪酸酯(油酸单甘油酯，花王(株)制，商品名：エマ ゾ-ルMO-50)的矿物油(出光兴产(株)制，商品名：出光ス-ペ-ゾルPA-30)中，进行浆料化。得到的浆料的组成是细粉末：70重量份、矿物油、29.93重量份、甘油的脂肪酸酯：0.06重量份。
将该浆料填充到磁场中各向异性模具的空腔中，在取向磁场强度：1.0MA/m(13kOe)、成形压力：98MPa(1.0ton/cm2)的横磁场条件下进行压缩成形，得到在板厚方向上施以各向异性的长方形板状成形体。将该成形体在真空度约66.5Pa(5×10-1乇)、200℃的条件下加热1个小时，进行脱油。随后，在真空度约4.0×10-3pa(约3×10-5乇)、1070℃的条件下烧结2个小时，之后冷却到室温。将得到烧结体在Ar气体气氛中900℃下加热2小时，然后冷却到480℃。随后，在480℃加热1个小时之后，冷却到460℃，继续在460℃加热1个小时，之后冷却到室温进行冷却热处理，得到长方形板状的R-T-B系烧结磁铁。
将上述烧结体加工成给定的尺寸后，施以平均膜厚为15μm的环氧树脂涂层，在室温(20℃)下施加11.9MA/m(150kOe)的脉冲磁场，测定具有磁各向异性方向的磁特性。另外所谓“具有磁各向异性的方向”是指残留磁通密度Br最大的方向。再测定密度和含氧量。测定结果列于表1。
实施例2和3
除了在实施例2中采用非离子表面活性剂(聚氧乙烯烷基胺，花王(株)制，商品名：アミ-ト105)、在实施例3中采用非离子表面活性剂(山梨糖醇三油酸酯，花王(株)制，商品名：レォド-ルSP-030)之外，分别与实施例1相同制造R-T-B系烧结磁铁，测定磁特性、密度和含氧量。测定结果列于表1。
实施例4和5
除了在实施例4中采用阴离子表面活性剂(特殊高分子表面活性剂，花王(株)制，商品名：ホモゲノ-ル L-95)、在实施例5中采用阴离子表面活性剂(特殊多羧酸型高分子表面活性剂，花王(株)制，商品名：ホモゲノ-ルLP-18)之外，分别与实施例1相同制造R-T-B系烧结磁铁，测定磁特性、密度和含氧量。测定结果列于表1。
比较例1
除了不采用表面活性剂、由所述细粉末和矿物油制成的浆料之外，与实施例1相同制造R-T-B系烧结磁铁，测定磁特性、密度和含氧量。测定结果列于表1。
比较例2
除了采用加入实施例1的细粉末、矿物油和相当于所述细粉末的总量的0.04重量％的油酸制成的浆料(浆料中的细粉末浓度：约70％)之外，与实施例1相同制备R-T-B系烧结磁铁，测定磁特性、密度和含氧量。测定结果列于表1。
表1
编号 表面活性剂 Br/4πImax(％) iHc(MA/m)(kOe) (BH)max(kJ/m3)(MGOe) 密度(g/cm3) 含氧量(重量％)
实施例1 油酸单甘油酯 96.7  1.2215.3     39649.7  7.60     0.14
实施例2 聚氧乙烯烷基胺 97.1  1.2115.2     39349.4  7.59     0.14
实施例3     山梨糖醇三油酸酯 97.1  1.2115.2     39149.1  7.59     0.14
实施例4 特殊高分子表面活性剂 96.9  1.1714.7     39149.1  7.59     0.14
实施例5 特殊多羧酸型高分子表面活性剂 96.1  1.1915.0     38948.9  7.59     0.14
比较例1     无 95.1  1.2315.5     37747.4  7.60     0.12
比较例2     油酸 95.6  1.0012.6     35744.9  7.60     0.18
由表1可见，采用添加了非离子型表面活性剂的浆料的实施例1～3的各烧结磁铁和采用添加了阴离子型表面活性剂的浆料的实施例4和5的各烧结磁铁与采用没有添加表面活性剂的浆料的比较例1的烧结磁铁的相比，Br/4πImax和(BH)max有所提高，并具有大致相同的iHc。
采用添加油酸的浆料的比较例2的烧结磁铁与比较例1相比Br/4πImax有所提高，但是，比所述实施例的低，而且iHc也低。这是因为其残留碳量高达0.11％。
各实施例和比较例1的各烧结磁铁的含碳量在0.06～0.07重量％的范围内，没有显著差别。各实施例和比较例的含氮量在0.02～0.03重量％的范围内，没有明显差别。
图1表示实施例1～5和比较例1、2制备的各成形体的有代表性的成形体密度ρg。由图1可知，与比较例1和2相比，实施例1～5的各成形体的密度ρg增大。
图2表示实施例1～5和比较例1、2的各成形体的有代表性的含油率。含油率定义为[(成形体的重量)-(烧结体的重量)]/(成形体的重量)×100(％)。由图2可见，与比较例1和2相比，实施例1～5的各成形体的含油率低。含油率的减少意味着脱油处理的负担减小。
图3表示实施例1～5和比较例1、2的各烧结体具有的各向异性的方向的收缩率。收缩率定义为[(成形体的板厚的平均值)-(烧结体的板厚的平均值)]/(成形体的板厚的平均值)×100(％)。由图3可知，实施例1～5的板厚方向的收缩率小至24～26％。与此不同，比较例1和2的板厚方向的收缩率大至28～31％。因此，根据本发明，可以得到具有各向异性方向的收缩率不足28％的ニアネツトシエ-ブ的烧结体。
实施例6
除了改变甘油的脂肪酸酯的添加量(细粉末+甘油的脂肪酸酯=100重量％)之外，与实施例1相同进行横磁场的压缩成形，制备成形体。各成形体的密度ρg示于图4。由图4可知，密度ρg与甘油的脂肪酸酯的添加量成比例地增加，添加量为0.2重量％时几乎饱和。而且，甘油的脂肪酸酯的添加量为0.01～0.03重量％时，具有各向异性方向的取向度Br/4πImax高，添加量超过0.3重量％时，iHc则明显降低，添加量不足0.01重量％时，不能得到添加的效果。因此，使用横磁场成形的R-T-B系烧结磁铁中的甘油的脂肪酸酯的添加量优选0.01～0.3重量％，更优选0.01～0.2重量％。
从实施例1的R-T-B系烧结磁铁上切下X射线衍射用的试样，将该试样放置在理学电气(株)制的X射线衍射装置(RU-200BH)上，通过2θ-θ扫描法测定X射线衍射。结果示于图5。X射线源采用CuKα1线(λ=0.15405nm)。如图5所示，主要的衍射峰是作为主相的R2T14B型金属间化合物中的2θ=29.08°的(004)面、2θ=38.06°的(105)面、2θ=44.34°的(006)面。而且，(006)面的X射线衍射峰值强度：如果以I(006)为100％，则I(004)/I(006)=0.33，并且I(105)/I(006)=0.63。
随后，从比较例1的R-T-B系烧结磁铁上切下X射线洗射用的试样，以下与实施例1的情况相同测定X射线衍射。结果示于图6。图6的主要衍射峰与图5的相同，但是，I(004)/I(006)=0.32，I(105)/I(006)=0.96。
另外，对实施例2～5和比较例2的各R-T-B系烧结磁铁也进行同样的X射线衍射。其结果是，实施例2～5试样的I(105)/I(006)=0.50～0.80，比较例2试样的I(105)/I(006)=0.91。
实施例7
具有平行各向异性的R-T-B系烧结弧线状磁铁的制备和评价
供给浆料和在磁场中成形采用图9所示的装置15。图中，标号1是铸模，标号2是下冲头，标号3是空腔，标号4是汽缸，标号5是供给端部，标号6是浆料供给管，标号7是平板，标号8是滑动板，标号9是供给端部本体，标号10是浆料供给装置，标号11是配管，标号12是控制装置，标号13是浆料储槽。
将实施例1中制备的浆料填充到储槽13中。用汽缸(图无显示)将浆料供给管6降下，停止在弧段状空腔3底面附近的位置(下冲头2的上面附近的位置)。用汽缸(图中无显示)将浆料供给管6提升到空腔3的上端，同时操作泵10，从储槽13经配管11，从浆料供给管6将定量的浆料加入到空腔3内。将浆料供给管6从空腔3中抽出后，将供给断9通过汽缸4向左移动。在水平方向上施加1.0MA/m(13kOe)的取向磁场，同时通过上冲头(图中无显示)和下冲头2施加98MPa(1.0ton/cm2)的压力而进行横磁场压缩成形，得到图7所示形状的弧段状成形体20。成形体20的201侧是上冲头侧。取向磁场的施加方向是相对于图7的纸面几乎垂直(箭头)的方向，具有平行各向异性。
将成形体20沿着虚线分割成5份(201～205号)，测定各分割成形体的ρg。测定结果列于表2。由表2可知，可以得到4.5g/cm3以上并且最大值和最小值的差不足0.20g/cm3的良好的ρg分布。
下面与实施例1同样，将成形体20在脱油后进行烧结和热处理，随后进行加工直至表面没有烧结痕迹，得到厚度T1=2.8mm、长度L1=80.0mm、中心角θ1=45℃的薄壳长型R-T-B系烧结弧段状磁铁。该弧段状烧结磁铁的各向异性的方向的收缩率小到25.5％，并且，所述弧段状烧结磁铁在外围侧面中央位置上测定的L1方向的弯曲小至不足1mm，具有各向异性方向的取向度(Br/4πImax)保持良好。
在室温(20℃)下测定将各烧结体加工成给定形状的弧段状磁铁的所具有的磁各向异性方向的磁特性。其结果是取向度Br/4πImax为96.9％、iHc为1.23MA/m(15.4kOe)、并且(BH)max高达396.4kJ/m3(49.8MGOe)。另外密度为7.60g／cm3，含氧量为0.14重量％，含碳量为0.06重量％，并且含氮量为0.02重量％。与第1实施例的试样的情况同样进行的X射线衍射的结果为I(105)/I(006)=0.65。
实施例8
除了改变空腔3的厚度和浆料的填充量之外，与实施例7同样，制成具有表3所示的长度L1、厚度T1和θ1尺寸的薄壳长型的烧结弧段状磁铁。这种磁铁具有具有磁各向异性方向的取向度Br/4πImax=96.5～96.9％、iHc=1.22～1.23MA/m(15.3～15.4kOe)、(BH)max=395.6～396.4kJ/m3(49.7～49.8MGOe)这样高的磁特性，密度为7.60Mg/m3(g/cm3)，含氧量为0.13～0.14重量％，含碳量为0.06重量％，含氮量为0.02～0.03重量％。与第1实施例的情况同样进行的X射线衍射的结果为I(105)/I(006)=0.65～0.67。
比较例3
除了采用比较例1的浆料之外，与实施例8同样使用横磁场成形法，尝试进行T=1.0～4.0mm的R-T-B系烧结弧段状磁铁用成形体的成形，但是成形体上发生龟裂，不能得到没有龟裂的完整的成形体。为此，从发生龟裂的成形体30(图7所示)的没有龟裂的部分上分割5份(301～305号)，对各片测定密度。所得到的ρg分布列于表2。由表2可见，比较例3的ρg与实施例7相比分布不均匀、并且小。
对分割成5份的成形体进行脱油、烧结。测定得到的烧结体的收缩率，结果是具有各向异性方向的收缩率为30.9％，与实施例7相比，大约大了5％。对所得到的烧结体进行与实施例8同样的热处理，然后进行加工，测定具有磁各向异性方向的磁特性。其结果为Br/4πImax=95.0％、iHc=1.23MA/m(15.4kOe)、(BH)max=376.5kJ/m3(47.3MGOe)，与实施例7、8相比，Br/4πImax和(BH)max低。
表2
    编号     成形体分割号 成形体密度(g/cm3)
    实施例7     201     4.69
    202     4.60
    203     4.56
    204     4.53
    205     4.59
    比较例3     301     4.13
    302     3.98
    303     3.92
    304     4.01
    305     4.17
表3
    编号     L1(mm)     T1(mm)     θ1(°)
    实施例8     70     1.0     50
    2.1
    4.0
实施例9
径向环状磁铁
将由以磁铁的总重量为基准、Nd：21.4重量％、Pr：6.0重量％、Dy：3.1重量％、B：1.05重量％、Ga：0.08重量％、Co：2.0重量％、剩留的实际为Fe和不可避免的杂质构成的R-T-B系合金粗粉(320目以下)在氧浓度为1ppm以下(体积比)的Ar气氛中喷射粉碎，将得到的细粉末(平均粒径为4.0μm)在氩气气氛中不与大气接触的情况下直接加入到添加了甘油的脂肪酸酯(油酸单甘油酯，花王(株)制，商品名：エマゾ-ルMo-50)的矿物油(出光兴产(株)制，商品名：出光ス-ペ-ゾル PA-30)中，进行浆料化。该浆料的组成为71重量份的合金细粉末，28.9重量份的矿物油，0.1重量份的甘油的脂肪酸酯。
将浆料填充到图12所示的成形机的空腔59(铸模51和52的内径：60mm，磁芯53的外径：45mm，铸模的强磁性部分51的长度：34mm，填充深度：34mm)中，然后，在成形压力：78.4MPa(0.8ton/cm2)和径向方向的取向磁场强度：约238.7kA/m(3kOe)的条件下进行径向磁场成形，得到成形体。图12中，54是上冲头，55是下冲头，56是上部线圈，57是下部线圈，58是中床床身。
将成形体在真空度为约66.5Pa(5×10-1乇)、200℃的条件下加热1个小时进行脱油之后，随即在约4.0×10-3pa(3×10-5乇)、1060℃的条件下烧结2个小时后，冷却到室温，得到烧结体。在900℃的氩气气氛中将烧结体加热1个小时之后，冷却到550℃，随后，在550℃加热2个小时，再冷却到室温进行热处理。接着加工成给定尺寸，之后通过电泳涂层法涂敷平均膜厚20μm的环氧树脂涂层，得到外径为48mm、内径为39mm、高度为1mm的径向各向异性的径向环状磁铁70(图13)。
如图13(a)和(b)所示，从径向环状磁铁70的任意部分上切下切向方向5mm×轴向方向6.5mm×径向方向2.8mm的长方体。切下长方体的方法如图13(b)所示进行。在图13(b)中，RS(TU)方向是径向环状磁铁70的切向方向，RT(SU)方向是径向环状磁铁70的径向方向。将切下的4个长方体贴在一起，使切向方向和径向方向一致，得到层压体。
测定各长方体在室温(20℃)中径向方向的剩留磁通密度Br//，保磁力iHc，最大能量积(BH)max和角形比Hk/iHc。Hk是在4πI(磁化强度)-H(磁场强度)曲线的第2象限中相当于0.9Br的H值，角形比Hk/iHc是4πI-H减磁曲线的矩形性。在测定长方体在室温(20℃)的轴向方向的剩留磁通密度Br⊥后，求出由[(Br//)/(Br//+Br⊥)]×100(％)定义的径向环状磁铁的取向度。再测定径向环状磁铁的密度。将这些测定结果列于表4。径向环状磁铁的含氧量为0.14重量％，含碳量为0.05重量％，含氮量为0.003重量％。
比较例4
除了采用不添加甘油的脂肪酸酯的浆料之外，与实施例9同样，制成比较例4的径向环状磁铁，评价磁特性。结果列在表4。
实施例10和11
除了表面活性剂在实施例10中采用非离子表面活性剂(聚环氧乙烷基胺，花王(株)制，商品名：アミ-ト105)、在实施例11中采用非离子表面活性剂(山梨糖醇三油酸酯，花王(株)制，商品名：レオド-ルSP-030)之外，分别与实施例9同样制成径向环状磁铁，测定磁特性。结果列于表4。径向环状磁铁的含氧量为0.15％，含碳量为0.06重量％，含氮量为0.002～0.003重量％。
实施例12和13
除了表面活性剂在实施例12中采用阴离子表面活性剂(特殊高分子表面活性剂，花王(株)制，商品名：ホモゲノ-ル L-95)、在实施例13中采用阴离子表面活性剂(特殊多羧酸型高分子表面活性剂，花王(株)制，商品名：ホモゲノ-ルL-18)之外，分别与实施例9同样制成径向环状磁铁，测定磁特性。结果列于表4。径向环状磁铁的含氧量为0.15～0.16重量％，含碳量为0.06重量％，含氮量为0.003～0.004重量％。
比较例5
将由以磁铁的总重量为基准、Nd：23.6重量％、Pr：6.3重量％、Dy：1.9重量％、B：1.05重量％、Nb：0.08重量％、Co：2.0重量％、剩余实际为Fe和不可避免的杂质构成的合金粗粉(320目以下)在氧浓度为0.1％(体积比)的氮气氛中喷射粉碎，得到平均粒径为4.0μm的细粉末。仅采用该细粉末(干粉)，填充到图12所示的成形机的空腔59中，之后在成形压力：78.4MPa(0.8ton／cm2)和径向方向的取向磁场强度：约238.7kA/m(3kOe)的条件下进行干式压缩成形，得到具有径向各向异性的成形体。将成形体在约4.0×10-3pa(3×10-5乇)、1080℃的条件下烧结2个小时后，冷却到室温。下面与实施例9相同进行热处理、加工、施以环氧树脂涂层，得到比较例5的径向环状磁铁。该径向环状磁铁的密度和磁特性的测定结果列在表4。
表4
编号 表面活性剂 密度(g/cm3) Br//(T)(kG) Br⊥(T)(kG)     iHc(MA/m)(koe) (BH)max(kJ/m3)(MGOe) Hk/iHc(％) 取向度(％)
实施例9 油酸单甘油酯 7.60  1.3013.0  0.141.43     1.4217.9     320.040.2  96.3  90.1
实施例10 聚环氧乙烷基胺 7.60  1.3113.1  0.131.33     1.4418.1     318.440.0  96.2  90.8
实施例11 山梨糖醇三油酸酯 7.61  1.2812.8  0.161.63     1.4017.6     309.638.9  95.5  88.7
实施例12 特殊高分子表面活性剂 7.61  1.2612.6  0.181.78     1.3817.3     295.337.1  90.4  87.6
实施例13 特殊多羧酸型高分子表面活性剂 7.60  1.2612.6  0.181.83     1.3416.8     289.736.4  88.5  87.3
比较例4     无 7.61  1.2312.3  0.212.14     1.4318.0     281.035.3  87.1  85.2
比较例5     无 7.56  1.2112.1  0.242.41     1.2916.2     269.833.9  70.2  83.4
由表4的实施例9～13和比较例4和5可知，使用本发明的方法，可以得到密度在7.56g/cm3以上、径向方向的Br//为1.25T(12.5kG)以上、iHc在1.1MA/m(14kOe)以上、(BH)max在282.6kJ/m3(35.5MGOe)以上、Hk/iHc为87.5％以上、并且轴向方向的Br⊥为0.2T(2.0kG)以下、径向方向的取向度在85.5％以上、具有目前没有的高磁特性的径向环状磁铁。
实施例14
与实施例9相同，制成与具有径向各向异性的实施例9同样尺寸的4个环状成形体。将这4个成形体的平面部分相互接合，以整齐排列的状态放置，使图12的空腔59的底面与平面部分接触，在无磁场下成形压力为：98MPa(1.0ton/cm2)的条件下压缩成形，得到由所述4个成形体形成的一体的层压成形体。将该层压成形体与实施例9同样进行烧结，而制成外径为47mm、内径为38mm、高度为43mm的径向环状磁铁90。所述径向环状磁铁的含氧量为0.16重量％，含碳量为0.05重量％，含氮量为0.004重量％。
该径向环状磁铁90如图14所示，通过烧结，将相当于各个成形体接缝的部分接合起来，形成接合部分91。在接合部分91中，观察表面磁通密度的下陷92(通常为0.005T左右)。与实施例9同样，从径向环状磁铁90的非接合部分94切下长方体，测定密度和径向方向的磁特性(取向度等)。结果列于表5。
比较例6
与比较例4同样，制成具有径向各向异性的相同尺寸的4个环状成形体。除了采用这4个成形体之外，与实施例14同样，得到通过烧结具有接合部分的外径为46mm、内径为37mm、高度为41mm的径向环状磁铁。从该径向环状磁铁的非接合部分切下长方体，测定密度和磁特性。结果列在表5。
表5
编号 表面活性剂 密度(g/cm3) Br//(kT)(KG) Br⊥(KT)(kG)     iHc(MA/m)(kOe) (BH)max(kJ/m3)(MGOe) Hk/iHc(％) 取向度(％)
实施例14 油酸单甘油酯 7.61  1.2912.9  0.141.42  1.4318.0  319.240.1  96.0  90.1
比较例6     无 7.60  1.2212.2  0.232.31  1.4418.1  278.635.0  86.6  84.1
由表5可知，实施例14的径向环状磁铁和比较例6的径向环状磁铁相比，径向方向的取向度、(BH)max和(HK/iHc)都高。
图10表示实施例9和10以及比较例4中的成形压力变化时的径向各向异性成形体的密度变化。图10表示实施例9和10的成形体密度比比较例4的成形体密度大。由此可知，通过添加表面活性剂可以提高浆料的填充性。即，比较例4中的成形压力不足49MPa(0.5ton/cm2)的成形体的密度非常低、并且分布也不均匀，因此，由其制成的烧结体变形严重，径向方向的取向度不足80.0％。
图11表示在实施例9和10以及比较例4中，表面活性剂的添加量(细粉末+表面活性剂=100重量％)发生变化时的径向各向异性成形体的密度变化。但是，比较例4中的表面活性剂为0重量％。由图11可知，成形体密度与表面活性剂的添加量成比例增加，但是添加量为0.2重量％时几乎饱和。而且，表面活性剂的添加量为0.01～0.3重量％时，径向方向的取向度提高，添加量为0.3重量％以上时，iHc则明显降低，加入量不足0.01重量％时，不能获得添加表面活性剂的效果。因此，表面活性剂的加入量为0.01～0.3重量％，优选0.01～0.2重量％。
实施例15
除了改变成形体环状磁铁的内径、外径[外径=内径+(8～12)mm]和Hap之外，与实施例9同样，依次进行脱油、烧结、热处理、加工和表面处理，制成具有表6所示内径的径向环状磁铁。表6列出径向取向磁场强度Hap、径向环状磁铁的内径和径向方向的取向度(％)。Hap随着径向环状磁铁内径的减小而降低。径向环状磁铁的内径为100mm时，由于产生磁场用电源和线圈发热等原因，Hap上限定为716.2KA/m(9kOe)。
可见实施例15的任意一个径向环状磁铁的径向方向的取向度都高。而且任意一个径向环状磁铁的角形比Hk/iHc都在87.5％以上，iHc为1.1MA/m(14kOe)以上。径向环状磁铁的含氧量为0.15～0.16重量％，含碳量为0.05～0.06重量％，含氮量为0.003～0.004重量％。
比较例7
除了采用比较例4的浆料之外，与实施例15相同，制成表6所示的径向环状磁铁，求出径向方向的取向度。
表6
    Hap 径向环状磁铁的内径(mm)     取向度(％)
(kA/m) (kOe) (实施例15) (比较例7)
 716.2     9     100     93.0     85.3
 636.6     8     50     92.9     85.1
 453.6     5.7     30     91．8     85.0
 270.6     3.4     10     90.2     84.9
由表6可知，根据本发明，可以得到内径为100mm以下的、具有优良取向度的高性能的径向环状磁铁。
实施例16
除了改变成形条件和成形体尺寸之外，与实施例8同样，制成长度L2=70mm、厚度T2=2.5mm，θ2=40°和表7所示内径的弧段状烧结磁铁(图8)。该弧段状烧结磁铁的内径、Hap和径向方向的取向度(％)列于表7。
表7
弧段状磁铁的内径(mm)     Hap 取向度(％)
    (kA/m)     (kOe)
    100     708.3     8.9     93.1
    50     612.8     7.7     92.6
    30     461.6     5.8     92.2
    10     310.4     3.9     92.0
由表7可知，实施例16的弧段状烧结磁铁在径向方向上具有高取向度。该弧段状磁铁的角形比Hk/iHc在87.5％以上，iHc在1.1MA/m(14kOe)以上。另外，弧段状磁铁的含氧量为0.14～0.16重量％，含碳量为0.05～0.06重量％，含氮量为0.003～0.004重量％。
比较例8
除了采用比较例4的浆料之外，与实施例16同样，尝试进行弧段状成形体的成形，但是，发生了龟裂。为此，不能制成弧段状烧结磁铁。
在所述实施例中记载了使用横磁场成形法或者径向磁场成形法的情况，但是即使在使用纵磁场成形法时，也可以制成与现有技术相比、具有各向异性的取向度Br/4πImax高的弧段状磁铁。
根据本发明，与采用现有油的稀土类烧结磁铁的制造方法相比，可防止成形体发生龟裂，得到含氧量低、烧结体密度高并且具有取向度的弧段状或者环状的R-T-B系烧结磁铁。根据本发明，由于将自成形体制备烧结体的收缩率和变形量抑制到很小，因此，通过ニアネツトシェ-ブ可以得到高取向度的弧段状或者环状的烧结体。

Claims (14)

1．一种弧段状磁铁，其特征在于：该磁铁是以磁铁的总重量为基准、由主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的厚度为1～4mm的薄壳弧段状磁铁，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下具有1.1MA／m(14kOe)以上的保磁力iHc和96％以上的具有各向异性方向的取向度Br/4πImax。
2．权利要求1所述的弧段状磁铁，其特征在于该磁铁具有平行的各向异性。
3．权利要求1或2所述的弧段状磁铁，其特征在于，该磁铁是轴向方向的长度为40～100mm的长型磁铁。
4．权利要求1～3任意一项所述的弧段状磁铁，其特征在于，(105)面的X射线衍射峰值强度I(105)和(006)面的X射线衍射峰值强度I(006)的比例I(105)／I(006)为0.5～0.8。
5．一种弧段状磁铁，其特征在于：该磁铁是由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土类元素至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的内径为100mm以下的径向各向异性的弧段状磁铁，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下保磁力iHc在1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br//／(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上。
6．权利要求5所述的弧段状磁铁，其特征在于，该磁铁是厚度为1～4mm的薄壳磁铁。
7．权利要求5或6所述的弧段状磁铁，其特征在于，该磁铁为在轴向方向的长度为40～100mm的长型磁铁。
8．一种环状磁铁，其特征在于，该磁铁是以磁铁的总重量为基准、由主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的内径为100mm以下的径向各向异性的环状磁铁，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下的保磁力iHc在1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上。
9．权利要求8所述的环状磁铁，其特征在于该磁铁具有由烧结接合的部分。
10．一种稀土类烧结磁铁的制造方法，其特征在于：将稀土类烧结磁铁用合金在非氧化性气氛中细粉碎，使平均粒度为1～10μm，将得到的细粉末加入到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂的混合液中，将所得到的浆料状混合物在磁场中成形，随后依次进行脱油、烧结和热处理。
11．权利要求10所述的稀土类烧结磁铁的制造方法，其特征在于：所述在磁场中成形是压缩成形，压缩成形体的密度分布为4.3～4.7g/cm3，并得到以R2T14B型金属间化合物(R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)为主相的稀土类烧结磁铁。
12．一种弧段状磁铁的制造方法，所述磁铁是由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的厚度为1～4mm的薄壳弧段状磁铁，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下具有1.1MA/m(14kOe)以上的保磁力iHc和96％以上的具有各向异性方向的取向度Br/4πImax，其特征在于：将具有所述组成的合金在非氧化性气氛中细粉碎，使平均粒度为1～10μm，将得到的细粉末加入到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂的混合液中，将所得到的浆料状混合物在磁场中成形，随后依次进行脱油、烧结和热处理。
13．一种弧段状磁铁的制造方法，所述磁铁是由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土类元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的内径为100mm以下的径向各向异性的弧段状磁铁，磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g/cm3以上，室温下的保磁力iHc在1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上，其特征在于：将具有所述组成的合金在非氧化性气氛中细粉碎，使平均粒度为1～10μm，将得到的细粉末加入到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂的混合液中，将所得到的浆料状混合物在磁场中成形，随后依次进行脱油、烧结和热处理。
14．一种环状磁铁的制造方法，所述磁铁是由以磁铁的总重量为基准、主要组成成分实际上为R：28～33重量％、B：0.8～1.5重量％、及剩余部分T(但是，R是包括Y的稀土元素中的至少一种，T是Fe或者Fe和Co)的稀土类烧结磁铁构成的内径为100mm以下的径向各向异性的环状磁铁，以磁铁的总重量为基准，含氧量为0.3重量％以下，密度在7.56g／cm3以上，室温下的保磁力iHc在1.1MA/m(14kOe)以上，由室温下径向方向的残留磁通密度Br//和与径向方向垂直的轴向方向的残留磁通密度Br⊥定义的取向度[Br///(Br//+Br⊥)]×100(％)为85.5％以上，其特征在于：将具有所述组成的合金在非氧化性气氛中细粉碎，使平均粒度为1～10μm，将得到的细粉末加入到99.7～99.99重量份的选自矿物油、合成油和植物油的至少一种的油和0.01～0.3重量份的非离子表面活性剂和/或阴离子表面活性剂的混合液中，将所得到的浆料状混合物在磁场中成形，随后依次进行脱油、烧结和热处理。
CNB001262920A 1999-07-05 2000-07-05 弧段状磁铁、环状磁铁及其制造方法 Expired - Lifetime CN1238866C (zh)

Applications Claiming Priority (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19035199 1999-07-05
JP190351/1999 1999-07-05
JP190351/99 1999-07-05
JP329590/1999 1999-11-19
JP32959099 1999-11-19
JP329590/99 1999-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1283857A true CN1283857A (zh) 2001-02-14
CN1238866C CN1238866C (zh) 2006-01-25

Family

ID=26506028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB001262920A Expired - Lifetime CN1238866C (zh) 1999-07-05 2000-07-05 弧段状磁铁、环状磁铁及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US6312494B1 (zh)
JP (1) JP2001210508A (zh)
KR (1) KR100651147B1 (zh)
CN (1) CN1238866C (zh)
DE (1) DE10032515B4 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104184236A (zh) * 2014-09-05 2014-12-03 宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司 用于电机的永磁体及其该永磁体的设计方法
CN105033204A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 厦门钨业股份有限公司 一种用于烧结磁体的急冷合金片
CN111739729A (zh) * 2020-08-08 2020-10-02 江西开源自动化设备有限公司 一种烧结钕铁硼的制造方法

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6635120B2 (en) * 2000-09-14 2003-10-21 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing sintered rare earth magnet and sintered ring magnet
CN101447331B (zh) * 2002-10-08 2011-08-17 日立金属株式会社 烧结型R-Fe-B系永磁体的制造方法
ATE492023T1 (de) * 2002-10-08 2011-01-15 Hitachi Metals Ltd R-fe-b gesinterter permanentmagnet und verfahren zu dessen herstellung
US7199690B2 (en) 2003-03-27 2007-04-03 Tdk Corporation R-T-B system rare earth permanent magnet
US20050062572A1 (en) * 2003-09-22 2005-03-24 General Electric Company Permanent magnet alloy for medical imaging system and method of making
EP1760734A1 (en) * 2004-06-25 2007-03-07 TDK Corporation Rare earth sintered magnet, raw material alloy powder for rare earth sintered magnet, and process for producing rare earth sintered magnet
JP4716051B2 (ja) * 2008-02-20 2011-07-06 Ｔｄｋ株式会社 焼結磁石の製造方法
KR101261099B1 (ko) * 2010-04-20 2013-05-06 선문대학교 산학협력단 희토류 소결자석 제조방법
CN103887028B (zh) * 2012-12-24 2017-07-28 北京中科三环高技术股份有限公司 一种烧结钕铁硼磁体及其制造方法
EP3043363B1 (en) * 2013-09-02 2018-11-07 Hitachi Metals, Ltd. Method of producing r-t-b sintered magnet
JP6743549B2 (ja) * 2016-07-25 2020-08-19 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JP7315888B2 (ja) * 2018-05-29 2023-07-27 Tdk株式会社 Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石およびその製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6324030A (ja) * 1986-06-26 1988-02-01 Res Dev Corp Of Japan 異方性希土類磁石材料およびその製造方法
JPS63111603A (ja) * 1986-10-30 1988-05-16 Santoku Kinzoku Kogyo Kk ボンド磁石
US4881986A (en) * 1986-11-26 1989-11-21 Tokin Corporation Method for producing a rare earth metal-iron-boron anisotropic sintered magnet from rapidly-quenched rare earth metal-iron-boron alloy ribbon-like flakes
EP0284033B1 (en) * 1987-03-23 1993-08-11 Tokin Corporation A method for producing a rare earth metal-iron-boron anisotropic bonded magnet from rapidly-quenched rare earth metal-iron-boron alloy ribbon-like flakes
US4888506A (en) * 1987-07-09 1989-12-19 Hitachi Metals, Ltd. Voice coil-type linear motor
US5648039A (en) * 1992-04-24 1997-07-15 Tdk Corporation Process for the production of anisotropic ferrite magnets
US5489343A (en) 1993-01-29 1996-02-06 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing R-Fe-B-based, sintered magnet
JP2859517B2 (ja) 1993-08-12 1999-02-17 日立金属株式会社 希土類磁石の製造方法
JP2731337B2 (ja) * 1993-03-19 1998-03-25 日立金属株式会社 希土類焼結磁石の製造方法
JP3209380B2 (ja) * 1993-07-21 2001-09-17 日立金属株式会社 希土類焼結磁石およびその製造方法
JPH08130142A (ja) 1994-11-01 1996-05-21 Hitachi Metals Ltd 希土類磁石の製造方法
JP2897871B2 (ja) * 1995-08-11 1999-05-31 ティーディーケイ株式会社 磁石粉末、焼結磁石、ボンディッド磁石および磁気記録媒体
US6159308A (en) * 1997-12-12 2000-12-12 Hitachi Metals, Ltd. Rare earth permanent magnet and production method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104184236A (zh) * 2014-09-05 2014-12-03 宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司 用于电机的永磁体及其该永磁体的设计方法
CN104184236B (zh) * 2014-09-05 2016-09-14 宁波市北仑海伯精密机械制造有限公司 用于电机的永磁体及其该永磁体的设计方法
CN105033204A (zh) * 2015-06-30 2015-11-11 厦门钨业股份有限公司 一种用于烧结磁体的急冷合金片
CN111739729A (zh) * 2020-08-08 2020-10-02 江西开源自动化设备有限公司 一种烧结钕铁硼的制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN1238866C (zh) 2006-01-25
USRE40348E1 (en) 2008-06-03
JP2001210508A (ja) 2001-08-03
DE10032515B4 (de) 2012-09-27
DE10032515A1 (de) 2001-01-18
KR100651147B1 (ko) 2006-11-28
US6312494B1 (en) 2001-11-06
KR20010015183A (ko) 2001-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1238866C (zh) 弧段状磁铁、环状磁铁及其制造方法
CN1198291C (zh) 各向异性磁粉的制造方法和各向异性磁粉的原料粉及塑胶磁石
US10755840B2 (en) R-T-B based sintered magnet
JP5815655B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ−ｍ−ｃ系焼結磁石の製造方法、及びその製造装置
JP4873008B2 (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系多孔質磁石およびその製造方法
CN1261717A (zh) 矩形比提高的r－t－b系稀土烧结磁体及其制造方法
CN1045680C (zh) 稀土铁系永久磁铁的制造用成形材料和制造方法
CN1293435A (zh) 各向异性稀土类磁粉的制造方法
CN1114779A (zh) 稀土-铁-硼永磁材料及该材料的制备方法
CN102365142A (zh) R-t-b系稀土类永久磁铁用合金材料、r-t-b系稀土类永久磁铁的制造方法和电动机
CN1272213A (zh) 氮化型稀土类磁铁材料及由其所制的粘结磁铁
JP2009123968A (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用多孔質材料およびその製造方法
CN1172325C (zh) 磁铁粉末及各向同性粘结磁铁
CN1722317A (zh) 稀土类各向异性磁铁粉末
US6635120B2 (en) Method for producing sintered rare earth magnet and sintered ring magnet
CN1735947A (zh) 纳米晶态和纳米复合稀土永磁体材料及其制造方法
CN1180442C (zh) 磁铁粉末、磁铁粉末的制造方法及粘结磁铁
JP2019075493A (ja) 磁石接合体
JP2002164239A (ja) 希土類焼結磁石の製造方法およびリング磁石およびアークセグメント磁石
CN1186468C (zh) 烧结体的制造方法
EP2612940A1 (en) Alloy material for r-t-b-based rare earth permanent magnet, production method for r-t-b-based rare earth permanent magnet, and motor
CN1172326C (zh) 磁铁粉末及各向同性粘结磁铁
CN1311512A (zh) 磁铁粉末及各向同性粘结磁铁
CN1497617A (zh) 烧结型R-Fe-B系永磁体及其制造方法
JP2002164238A5 (zh)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20010214

Assignee: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co. Ltd.

Assignor: Hitachi Metals

Contract record no.: 2017990000034

Denomination of invention: Arc shape magnet, annular, magnet and its mfg method

Granted publication date: 20060125

License type: Common License

Record date: 20170209

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
CI03 Correction of invention patent
CI03 Correction of invention patent

Correction item: A transferee of the entry into force of the contract

Correct: Hitachi metal ring magnets (Nantong) Co. Ltd.

False: Hitachi metal ring Ci material (Nantong) Co. Ltd.

Number: 11

Volume: 33

CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20060125