DE102014004513A1

DE102014004513A1 - Verfahren zur Herstellung eines Magneten auf RFeB-Basis

Info

Publication number: DE102014004513A1
Application number: DE102014004513.7A
Authority: DE
Inventors: Yoshitomo Kajinami; Hayato Hashino; Tetsuya Shimomura; Yusuke Tozawa; Junpei Hinata; Naruyasu Saito; Hayato Matsuyama
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2013-03-29
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2014-10-02
Also published as: JP6372088B2; JP2014209560A; CN104078179A

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis mit, als Seltenerdelement R, einem leichten Seltenerdelement RL, nämlich Nd und/oder Pr, bereit, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Herstellens eines vormagnetisierten Substrats für einen Magneten auf RFeB-Basis aus einem Rohmaterial-Legierungspulver für einen Magneten auf RFeB-Basis mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 5 μm; einen Schritt des Korngrenzen-Diffusionsbehandelns durch Erwärmen des vormagnetisierten Substrats auf eine vorbestimmte Temperatur in einem Zustand, in dem eine Ablagerung mit einem schweren Seltenerdelement RH, welches Tb, Dy und/oder Ho ist, auf einer Oberfläche des vormagnetisierten Substrats aufgetragen ist; einen Schritt des Präzisionsbearbeitens des vormagnetisierten Substrats nach dem Korngrenzen-Diffusionsbehandeln, um das vormagnetisierte Substrat in der Gestalt des finalen Produkts zu erhalten, und dadurch Herstellen eines präzisionsbearbeiteten Körpers; und einen Schritt des Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmens des präzisionsbearbeiteten Körpers auf eine Temperatur von 200 bis 900°C.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten auf RFeB-Basis, der R₂Fe₁₄B (R sei ein Seltenerdelement) als Hauptphase enthält. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines gesinterten oder warmverformten Magneten auf RFeB-Basis, bei welchem das Seltenerdelement R ein leichtes Seltenerdelement R_L ist, nämlich Nd und/oder Pr.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Ein Magnet auf RFeB-Basis ist dadurch gekennzeichnet, dass viele seiner magnetischen Eigenschaften wie die Remanenz größer sind als die herkömmlicher Permanentmagnete. Deshalb wurden Magnete auf RFeB-Basis in verschiedenerlei Produkten wie Hybridautos, elektrischen Automotoren, Batterie-unterstützten Fahrradmotoren, Industriemotoren, Voice-Coil-Motoren von Festplattenantrieben und dergleichen, High-Performance-Lautsprechern, Kopfhörern und Permanent-Magnet-Magnetresonanz-Diagnosegeräten.
Frühe Magneten auf RFeB-Basis haben den Nachteil, dass von den vielerlei magnetischen Eigenschaften die Koerzitivkraft H_cJ relativ gering ist. Als Verfahren, welche diesen Nachteil beheben, sind in dem Fall, dass R ein leichtes Seltenerdelement R_L ist, folgende bekannt: (1) ein Verfahren, bei welchem der Rohmateriallegierung ein schweres Seltenerdelement R_H zugefügt wird, nämlich Tb, Dy und/oder Ho, um die magnetische Anisotropie der Kristalle der Hauptphase zu vergrößern, (2) ein Verfahren, welches als Rohmaterial ein Pulver verwendet, welches durch Mischen zweier Sorten von pulverisierten Ausgangslegierungen erhalten wird, nämlich einer Hauptphasenlegierung, die kein schweres Seltenerdelement R_H enthält, und einer Korngrenzenphasenlegierung, der ein schweres Seltenerdelement R_H zugefügt wurde (Zwei-Legierungen-Verfahren), und (3) ein Korngrenzen-Diffusion-Verfahren, bei welchem ein Sinterkörper oder warmumgeformter Körper auf R_LFeB-Basis erhitzt wird, nachdem ein Pulver oder dergleichen, welches ein schweres Seltenerdelement R_H beinhaltet, auf die Oberfläche des Sinterkörpers oder warmumgeformten Körpers auf R_LFeB-Basis aufgebracht wird, und ein schweres Seltenerdelement R_H dadurch durch die Korngrenzen des Sinterkörpers in die Hauptphasenkörner eingebracht wird. Von diesen Verfahren zeichnet sich das Korngrenzen-Diffusionsverfahren (3) dadurch aus, dass R_H dazu veranlasst wird, nahe der Hauptphasenkornoberfläche zu bleiben und einen großen Einfluss auf die Reduktion der Koerzitivkraft ausübt, und das schwere Seltenerdelement R_H nicht in den inneren Bereich der Hauptphasenkörner eindringt, wo es einen minimalen Effekt auf die Reduktion der Koerzitivkraft hätte, mit dem Ergebnis, dass die verwendete Menge des teuren und knappen schweren Seltenerdelement R_H geringer gehalten werden kann als in anderen Verfahren, und dass außerdem eine Verringerung der Remanenz B_r verhindert werden kann, die sich mit einer Erhöhung der Menge des schweren Seltenerdelements R_H einstellte.
Abgesehen von Verfahren, die ein schweres Seltenerdelement R_H verwenden, sind die in Patent-Dokument 1 und Nicht-Patent-Dokument 1 beschriebenen Verfahren zum Erhöhen der Koerzitivkraft H_cJ bekannt: Bei dem in Patent-Dokument 1 beschriebenen Verfahren wird ein Sinterkörper auf RFeB-Basis hergestellt und dann bei einer vorbestimmtem Temperatur wärmebehandelt; und bei dem in Nicht-Patent-Dokument 1 beschriebenen Verfahren werden einzelne Kristallkörner, die einen Magneten auf RFeB-Basis darstellen, verfeinert. Insbesondere zeichnet sich das Kristallkorn-Verfeinerungsverfahren gemäß Nicht-Patent-Dokument 1 dadurch aus, dass die Koerzitivkraft H_cJ erhöht werden kann, ohne die Remanenz zu B_r verringern. Dies wird dem Umstand zugeschrieben, dass ein kleineres Kristallkorn die Bildung einer einzigen magnetischen Domäne erleichtert. Wenn nämlich, im Falle des Vorhandenseins mehrerer magnetischer Domänen im Kristallkorn, ein der Magnetisierung des ganzen Magneten entgegengerichtetes Magnetfeld angelegt wird, kehrt sich die Magnetisierung durch die Verschiebung der magnetischen Domänengrenzen nach und nach um, was bedeutet, dass die den Widerstand gegen ein solches Magnetfeld anzeigende Koerzitivkraft verringert ist. Im Falle nur einer einzigen magnetischen Domäne ist andererseits keine magnetischen Domänengrenze vorhanden, und die Magnetisierungsumkehr kann kaum erfolgen, was bedeutet, dass die Koerzitivkraft erhöht ist. Das Nicht-Patent-Dokument 1 zeigt, dass ein warmumgeformter Magnet mit einem mittleren Partikeldurchmesser D_AVE von etwa 2 μm eine größere Koerzitivkraft aufweist als ein Sintermagnet auf NdFeB-Basis (R=Nd) mit einem D_AVE von etwa 7,0 μm und als ein Sintermagnet auf NdFeB-Basis mit einem D_AVE von etwa 1,8 bis 1,9 μm. Um kleine individuelle Kristallkörner herzustellen, die einen Magneten auf RFeB-Basis darstellen, muss der Partikeldurchmesser eines Legierungspulvers auf RFeB-Basis verringert werden, welches primär als Rohmaterial für den Magneten dient.

[Patent-Dokument 1] JP-A-S61-140108
[Patent-Dokument 2] JP-A-2007-266199
[Patent-Dokument 3] Internationale Offenlegung Nr. WO2006/004014
[Patent-Dokument 4] JP-A-H11-329810
[Nicht-Patent-Dokument 1] Kurima Kobayashi und vier weitere Personen, "Role of Interaction between Magnetic Domain Structure and Microstructure in Mechanism of Expressing Coercive Force of Rare Earth Magnet", IEEJ Technical Meeting Handout MAG, Conference an Magnetics, The Institute of Electrical Engineers of Japan, December 6, 2012, MAG-12-140.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In einem Magneten auf RFeB-Basis kann die Koerzitivkraft ausreichend erhöht werden, indem das oben beschriebene Korngrenzen-Diffusions-Verfahren und das Kristallkorn-Verfeinerungsverfahren in Kombination angewendet werden. Um jedoch den Magneten in einen Automotor oder dergleichen einzubauen, ist es nicht nur erforderlich, die Koerzitivkraft zu erhöhen, sondern auch die magnetischen Eigenschaften müssen erhöht werden. Die Gründe dafür sind die folgenden:
Bei der Herstellung eines Sintermagneten auf RFeB-Basis wird beim Sintern auf eine Temperatur erhöht (gewöhnlich 1000°C oder mehr), die über der Curie-Temperatur (etwa 310°C) liegt. Außerdem wird bei der Herstellung eines warmumgeformten Magneten auf RFeB-Basis, zusammen mit der Formung, ein Umformen in einem erhitzten Zustand bei etwa 800°C durchgeführt, um die Kristallkörner auszurichten. In einem Sinterkörper oder warmumgeformten Körper, der durch solch einen ein Erhitzen beinhaltenden Schritt erhalten wird, geht die Magnetisierung als Ganzes verloren. Daher muss, um den Sinterkörper oder warmumgeformten Körper als Magneten zu verwenden, eine Behandlung zur Magnetisierung eines solchen Sinterkörpers oder armumgeformten Körpers durch Anlegen eines Magnetfelds durchgeführt werden. Solch eine Behandlung wird im Rahmen dieser Beschreibung als ”Magnetisierung” bezeichnet.
Die Magnetisierungseigenschaft wird angegeben durch ein Magnetisierungsverhältnis, welches definiert ist als das Verhältnis der Remanenz nach der Magnetisierungsbehandlung zur Remanenz, die erhalten werden sollte, wenn der Magnet vollständig magnetisiert ist. Das Magnetisierungsverhältnis hängt von der Stärke des Magnetfeldes bei der Magnetisierungsbehandlung ab, aber in der vorliegenden Erfindung wird als Magnetisierungsverhältnis einer Magnetisierungsbehandlung mit einem Magnetfeld einer Stärke von 20 kOe ((20 × 10⁶/4π)A/m) als Angabe der Magnetisierungseigenschaft verwendet, weil die von den meisten Herstellern von Produkten (z. B. Motoren), die Magnete auf RFeB-Basis einsetzen, verwendete Magnetisierungsvorrichtung (in diesem Absatz als ”Produkthersteller” bezeichnet) eine maximale Magnetfeldstärke von etwa 20 kOe aufweist. Das Problem der von dem Produkthersteller verwendeten Magnetisierungsvorrichtung ist hierbei, dass der magnetisierte Magnet auf RFeB-Basis eine starke Magnetisierung aufweist und daher schwierig zu handhaben ist, und in vielen Fällen die Produkthersteller einen Sinterkörper oder warmumgeformten Körper vor der Magnetisierung kaufen und die Magnetisierungsbehandlung durchführen, nachdem solch ein Sinterkörper oder warmumgeformter Körper in das Produkt eingebaut wurde.
Als Eigenschaft des Magneten ist natürlich die Koerzitivkraft wichtig, aber in der Praxis ist, wie oben beschrieben, auch die Magnetisierbarkeit eine wichtige Eigenschaft. Im Verlauf von Studien mit dem Ziel, beide Eigenschaften zu erhöhen, haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass im Fall einer Behandlung zur Erhöhung der Koerzitivkraft wie oben beschrieben die Magnetisierungseigenschaft verringert wird. Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Magneten auf RFeB-Basis bereitzustellen, der sogar durch ein relativ schwaches Magnetfeld von etwa 20 kOe ausreichend magnetisiert werden kann, wobei der Magnet einer Behandlung zur Erhöhung der Koerzitivkraft unterzogen wurde.
Gemäß den Ergebnissen der oben angegebenen, durch die Erfinder durchgeführten Studien wird als Grund, warum die Magnetisierungseigenschaft im Falle eine Behandlung zur Erhöhung der Koerzitivkraft verringert wird, in Betracht gezogen, dass die Eigenschaft einer hohen Koerzitivkraft, also der Schwierigkeit der Magnetisierungsumkehr, im Magnetisierungsvorgang zu einem Nachteil wird, weil, auch wenn ein Magnetfeld zur unidirektionalen Magnetisierung des ganzen Magneten angelegt wird, die Magnetisierungsrichtung jedes Kristallkorns kaum geändert werden kann.
Daher haben die vorliegenden Erfinder erwogen, dass ein Magnet auf RFeB-Basis mit hoher Koerzitivkraft und guter Magnetisierungseigenschaft erhalten werden könnte, wenn die Ursache für die Verringerung der Magnetisierungseigenschaft beim Durchführen der Verfeinerungs- und Korngrenzen-Diffusionsbehandlungen der Kristallkörner zur Erhöhung der Koerzitivkraft eliminiert würde. Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Überlegungen gemacht.
Mit anderen Worten stellt die Erfindung, um das obengestellte Problem zu lösen, ein Verfahren zur Herstellung eines Magneten auf RFeB-Basis bereit, welcher Magnet, als Seltenerdelement R, ein leichtes Seltenerdelement R_L enthält, nämlich Nd und/oder Pr, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Herstellens eines vormagnetisierten Substrats für einen Magneten auf RFeB-Basis aus einem Rohmaterial-Legierungspulver für einen Magneten auf RFeB-Basis mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 5 μm; einen Korngrenzen-Diffusionsbehandlung-Schritt des Erhitzen des vormagnetisierten Substrats auf eine vorbestimmte Temperatur in einem Zustand, in welchem eine ein schweres Seltenerdelement R_H, nämlich Tb, Dy und/oder Ho enthaltende Ablagerung an einer Oberfläche des vormagnetisierten Substrats vorhanden ist; einen Präzision-Bearbeitungs-Schritt des Bearbeitens des vormagnetisierten Substrats nach der Korngrenzen-Diffusionsbehandlung zum Formen des vormagnetisierten Substrats in der Gestalt des finalen Produkts, und somit Herstellen eines präzisions-bearbeiteten Körpers; und einen Nachbearbeitungs-Erhitzungsschritt des Erhitzens des präzisionsbearbeiteten Körpers auf eine Temperatur von 200 bis 900°C.
Herkömmlicherweise wird beim Herstellen eines Sintermagneten oder warmumgeformten Magneten auf RFeB-Basis ein Sintern bei einer Temperatur von 1000°C oder mehr, oder eine Warmumform-Behandlung bei etwa 800°C durchgeführt; dann wird eine ”Warmauslagern” genannte Wärmebehandlung bei einer Temperatur unterhalb der vorgenannten Temperatur durchgeführt, um die Koerzitivkraft zu erhöhen (siehe z. B. Patent-Dokument 2); danach wird das Bearbeiten (Präzisionsarbeit) durchgeführt, zum Herstellen der finalen Produktgestalt; und schließlich (oder nach dem Versenden in dieser Phase: am Zielort) wird eine Magnetisierungsbehandlung durchgeführt. Bislang bestanden auch Bedenken, dass, im Falle des Erwärmens nach der Präzisionsbearbeitung, sich daraus in Abhängigkeit von der Temperatur Probleme wie das Auftreten von Zunder an der Oberfläche, oder eine Verringerung der Maßgenauigkeit ergeben könnten, so dass im Allgemeinen nach der Präzisionsbearbeitung kein Erwärmen durchgeführt wird. Als Ergebnis der Untersuchung dieser herkömmlichen Herstellungsverfahren haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass die Verringerung der Magnetisierungseigenschaft nicht nur durch eine Erhöhung der Koerzitivkraft bedingt ist, sondern auch durch eine Verarbeitungs-Spannung, die bei der Präzisionsbearbeitung in die Oberfläche des bearbeiteten Körpers eingebracht wird. Die vorliegenden Erfinder haben weiter gefunden, dass im Falle eines Erwärmens des geformten Körpers auf eine Temperatur von 200 bis 900°C nach der Präzisionsbearbeitung (dieser Schritt wird in der vorliegenden Beschreibung als ”Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt” bezeichnet) die Verarbeitungs-Spannung beseitigt und mithin die Magnetisierungseigenschaft verbessert werden kann.
Wenn die Erwärmungs-Temperatur im Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt unter 200°C liegt, kann die Verarbeitungs-Spannung nicht genügend beseitigt werden. Wenn andererseits die Erwärmungs-Temperatur 900°C übersteigt, wachsen die Hauptphasenkörner zu einem größeren Durchmesser an, und die Koerzitivkraft is daher verringert. Aus diesen Gründen wird die Erwärmungs-Temperatur im Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt auf von 200 bis 900°C eingestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Rohmaterial-Legierungspulvers für den Magneten auf RFeB-Basis durch den Medianwert der Partikeldurchmesser angegeben, gemessen mittels eines Pulverpartikel-Größenverteilungs-Analysator vom Laser-Typ.
Gemäß der vorliegenden Erfindung bezeichnet ”vormagnetisiertes Substrat für einen Magneten auf RFeB-Basis” einen Sinterkörper oder warmumgeformten Körper, der als Hauptphase R₂Fe₁₄B enthält, und der durch eine Sinterbehandlung bzw. eine Warmumformbehandlung erhalten und noch keiner Magnetisierungsbehandlung unterzogen wurde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die im Korngrenzen-Diffusion-Schritt durchgeführte Behandlung dieselbe wie die beim herkömmlichen Herstellen von Magneten auf RFeB-Basis durchgeführte Behandlung. Die vorbestimmte Temperatur im Korngrenzen-Diffusions-Behandlungsschritt beträgt typischerweise von 800 bis 1000°C, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diesen Temperaturbereich begrenzt, und eine bei einer herkömmlichen Korngrenzen-Diffusionsbehandlung verwendete Temperatur kann auch bei der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
Übrigens wird die Magnetisierungs-Behandlung nach dem Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt durchgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, dass die Erwärmungs-Temperatur im Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt von 400 bis 560°C beträgt. Durch Anwenden einer Temperatur in diesem Bereich kann das Erwähnen im Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt auch als Warmauslagern dienen, d. h., nicht nur die Magnetisierungseigenschaft, sondern auch die Koerzitivkraft kann erhöht werden. Folglich braucht kein separates Warmauslagern durchgeführt zu werden, und das Verfahren kann vereinfacht werden. Außerdem tritt, wenn eine Wärmebehandlung mehrfach ausgeführt wird, ein ”Überaltern” auf, was bedeutet, dass eine Seltenerdreiche Phase an der Oberfläche der Hauptphasenkörner des Sintermagneten oder warmumgeformten Magneten auf RFeB-Basis gebildet wird, welche einen größeren Seltenerdelement-Gehalt als die Hauptphase hat und von der Oberfläche von deren Körnern abgetrennt ist und dadurch die Koerzitivkraft reduziert, während, wie oben beschrieben, das Erwärmen in dem Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmungsschritt auch als Warmauslagerungsbehandlung dient, so dass die Zahl der Erwärmungen, die einem Warmauslagern entsprechen, lediglich 1 sein kann, und eine Verringerung der Koerzitivkraft verhindert werden kann.
In dem Schritt des Herstellens des vormagnetisierten Substrats ist es bevorzugt, dass das vormagnetisierte Substrat (Sinterkörper für einen Magnet auf RFeB-Basis) dadurch hergestellt wird, dass eine Form mit dem Rohmaterial-Legierungspulver gefüllt wird, ohne ein Kompressionsformen zu durchlaufen, das Rohmaterial-Legierungspulver durch Anlegen eines Magnetfelds an das Rohmaterial-Legierungspulver in der Form orientiert wird, und das Rohmaterial-Legierungspulver in der Form auf eine vorbestimmte Sintertemperatur erwärmt wird. Das Verfahren des Herstellens eines Sinterkörpers eines Magneten auf RFeB-Basis in dieser Weise ohne Unterziehen des Rohmaterial-Legierungspulvers einem Kompressionsformen wird PLP-(Pressless process)-Verfahren genannt. Details des PLP-Verfahrens werden in Patent-Dokument 3 beschrieben. Gemäß dem PLP-Verfahren kann der Raum, der unter einer Inertgasatmosphäre zu halten ist, um das Oxidieren des Rohmaterial-Legierungspulvers zu verhindern, ziemlich klein gehalten werden, weil es kein Erfordernis für eine Pressmaschine gibt. Daher kann beim PLP-Verfahren ein Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser bis unterhalb von 5 μm leicht gehandhabt werden, und dies trägt zu einer Erhöhung der Koerzitivkraft bei. Außerdem wird beim PLP-Verfahren kein Druck auf das Pulver ausgeübt, und die Pulverpartikeln können mit dem Drehmoment des Magnetfelds während des Orientierens leicht rotiert werden, was auch zu einer Erhöhung der Remanenz beiträgt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bearbeitungsspannung eines Sintermagneten oder warmumgeformten Magneten auf RFeB-Basis beseitigt, wodurch ein Magnet auf RFeB-Basis, der einer Behandlung zur Erhöhung der Koerzitivkraft unterzogen wurde, auch in einem relativ schwachen Magnetfeld von etwa 20 kOe ausreichend magnetisiert werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Flussdiagramm, welches die Grundzüge einer Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung verdeutlicht.
2 ist ein Graph, der Magnetisierungsverhältnisse darstellt, welche an einem Magneten auf RFeB-Basis, der gemäß einem Beispiel des Herstellungsverfahrens für einen Magneten auf RFeB-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, und an Magneten auf RFeB-Basis von Vergleichsbeispielen gemessen wurden.
3 ist ein Graph, der Magnetisierungsverhältnisse darstellt, welche an weiteren Magneten auf RFeB-Basis, die gemäß anderen Beispielen des Herstellungsverfahrens für einen Magneten auf RFeB-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, und an einem Magneten auf RFeB-Basis eines Vergleichsbeispiels gemessen wurden.
4 ist ein Graph, der Magnetisierungsverhältnisse darstellt, welche an Magneten auf RFeB-Basis von Beispielen und Vergleichsbeispielen der vorliegenden Erfindung gemessen wurden, welche aus Rohmaterial-Legierungen hergestellt wurden, die sich im Partikeldurchmesser unterschieden.
5 ist ein Graph, der die Ergebnisse von Röntgen-Beugungsmessungen darstellt (Wellenlänge der Röntgenstrahlen: etwa 0,179 nm), die an Magneten auf RFeB-Basis von Beispielen und Vergleichsbeispielen der vorliegenden Erfindung vorgenommen wurden.
6 ist eine vergrößerte Ansicht des Bereichs nahe 2θ = 72° in dem Graph von 5.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Verfahrensweise zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß der vorliegenden Erfindung wird unten unter Bezug auf die 1 bis 6 beschrieben.
In der in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Magnet auf RFeB-Basis dadurch hergestellt, dass, in dieser Reihenfolge, die Schritte (1) Herstellen eines vormagnetisierten Substrats, (2) Korngrenzen-Diffusionsbehandeln, (3) Präzisionsbearbeiten, (4) Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen, und (5) Magnetisieren durchgeführt werden. Jeder dieser Schritte wird im Folgenden genau beschrieben.
(1) Herstellen eines vormagnetisierten Substrats
In diesem Schritt kann ein im herkömmlichen Herstellungsverfahren vor dem Magnetisieren eines Sintermagneten oder warmumgeformten Magneten auf RFeB-Basis ebenso angewendet werden. Bei der Herstellung eines vormagnetisierten Substrats für einen Sintermagneten auf RFeB-Basis kann sowohl das herkömmlich verwendete Pressverfahren als auch das oben beschriebene PLP-Verfahren angewendet werden, aber aus den oben angeführten Gründen wird das PLP-Verfahren bevorzugt eingesetzt. Bei der Herstellung eines vormagnetisierten Substrats für einen warmumgeformten Magneten auf RFeB-Basis kann zum Beispiel das in Patent-Dokument 4 beschriebene Verfahren eingesetzt werden. Übrigens wird das vormagnetisierte Substrat bei der Herstellung auf eine Temperatur über der Curie-Temperatur (etwa 310°C) eines Magneten auf RFeB-Basis erwärmt, und daher wird darin keine restliche Magnetisierung erzeugt.
Im Pressverfahren wird ein Formkörper mit einer Gestalt nahe der des finalen Produkts dadurch hergestellt, dass eine Form mit einem Legierungspulver auf RFeB-Basis als Rohmaterial gefüllt, und dann mittels eine Presse Druck darauf ausgeübt wird. Vor dem Formen mittels der Presse oder gleichzeitig mit dem Formen wird ein Magnetfeld an das Legierungspulver angelegt, um das Legierungspulver auszurichten. Danach wird der Formkörper auf eine vorbestimmte Sintertemperatur (von 1000 bis 1100°C) erwärmt, um ein vormagnetisiertes Substrat zu erhalten.
Im PLP-Verfahren wird ein vormagnetisiertes Substrat erhalten, indem eine Form mit einer Gestalt nahe der des finalen Produkts mit einem Legierungspulver auf RFeB-Basis, ohne Druck auszuüben, gefüllt wird, ein Magnetfeld angelegt wird, um das Legierungspulver auszurichten, und dass Legierungspulver noch in der Form auf eine Sintertemperatur erwärmt wird, ohne Druck auszuüben. In diesem PLP-Verfahren wird kein Formen mittels einer Presse durchgeführt, und daher ist das Arbeiten in einer Sauerstoff-freien Atmosphäre erleichtert, so dass ein Legierungspulver mit einem kleineren Partikeldurchmesser als im Falle des Pressverfahrens leicht gehandhabt werden kann, und dadurch die Koerzitivkraft erhöht werden kann. Außerdem kann das vormagnetisierte Substrat schon bei einer Sintertemperatur von 900 bis 1000°C erhalten werden, welche niedriger ist als beim Pressverfahren.
Als vormagnetisiertes Substrat kann ein Sinterkörper oder warmumgeformter Körper auf RFeB-Basis als solcher verwendet werden, aber im Fall, dass das Seltenerdelement R ein leichtes Seltenerdelement wie Nd oder Pr ist, kann die Koerzitivkraft dadurch erhöht werden, dass ein Sinterkörper oder warmumgeformter Körper verwendet wird, der mit dem oben beschriebenen Korngrenzen-Diffusionsverfahren behandelt wurde.
(2) Korngrenzen-Diffusionsbehandeln.
Auch beim Korngrenzen-Diffusionsbehandeln kann ein herkömmliches Korngrenzen-Diffusionsbehandeln als solches angewendet werden. Insbesondere wird eine Ablagerung, die irgendein Element oder mehrere Elemente (schwere Seltenerdelemente R_H) von Tb, Dy und Ho enthält, auf eine Oberfläche des vormagnetisierten Substrats aufgebracht, und das Substrat wird auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt. Die Ablagerung kann eine einfache Substanz (Metall) des schweren Seltenerdelements R_H sein, oder kann eine Legierung oder Verbindung mit anderen Elementen sein. Außerdem können als die Ablagerung solche in verschiedenerlei Form, wie Pulver, eine Mischung aus Pulver und Fett, Flüssigkeit oder dergleichen, und Folie verwendet werden. Die vorbestimmte Temperatur beträgt typischerweise von 800 bis 1000°C, wie oben beschrieben, aber ist nicht auf diesen Temperaturbereich begrenzt.
(3) Präzisionsbearbeiten
In jedem der oben beschriebenen Verfahren (Pressverfahren und PLP-Verfahren als Sinterverfahren und als Warmumformen) kann ein vormagnetisiertes Substrat mit einer Gestalt nahe der des finalen Produkts erhalten werden, aber Substrat erfüllt nicht die Maßgenauigkeitsanforderung des finalen Produkts und hat keine genaue Gestalt. Außerdem ist die Gestalt auf Grund einer restlichen Ablagerung verzerrt, die für das Korngrenzen-Diffusionsbehandeln auf die Oberfläche des vormagnetisierten Substrats aufgebracht wird. Daher wird das vormagnetisierte Substrat, welches dem Korngrenzen-Diffusionsbehandeln unterzogen wurde, in die finale Produktgestalt bearbeitet. Das Bearbeiten kann durch bloßes Schneiden des Substrats durchgeführt werden, aber um die bearbeitete Oberfläche mit höherer Präzision zu formen, wird vorzugsweise maschinelles Schneidbearbeiten durchgeführt. Während also maschinelles Schneidbearbeiten nur bei Oberflächen mit hoher Anforderung an die Präzision angewendet wird, können andere Oberflächen durch Schneiden geformt werden. Beispielsweise werden bei einem plattenförmigen Magneten die vier Seitenoberflächen durch Schneiden geformt, während die Vorder- und die Hinter-Oberfläche der Platte mit hoher Präzision durch maschinelles Schneiden geformt werden.
Übrigens kann vor diesem Präzisionsbearbeitungschritt durch Erwärmen des vormagnetisierten Substrats ein Warmauslagern erfolgen, aber es ist bevorzugt, dass in dieser Phase kein Warmauslagern durchgeführt wird, und dass nur das unten beschriebene Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen durchgeführt wird.
(4) Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen
Anschließend wird der beim Präzisionsbearbeiten erhaltene präzisionsbearbeitete Körper erwärmt (Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen), wodurch eine bei der Präzisionsbearbeitung erzeugte Bearbeitungsspannung beseitigt werden kann. Wie oben beschrieben beträgt die Erwärmungstemperatur von 200 bis 900°C, vorzugsweise von 400 bis 560°C. Die Erwärmungsdauer ist nicht besonders beschränkt, aber wenn die Erwärmungsdauer unter 10 Minuten beträgt, kann die Bearbeitungsspannung nicht ausreichend beseitigt werden, während auch wenn die Erwärmung für mehr als 24 andauert, wird keine Wirkung einer weitergehenden Beseitigung der Bearbeitungsspannung erhalten. Aus diesem Grund beträgt die Erwärmungsdauer vorzugsweise 10 Minuten bis 24 Stunden.
In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es bevorzugt, das Erwärmen beim Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen auf 400 bis 560°C durchzuführen, ohne vor dem Präzisionsbearbeiten ein Warmauslagern durchzuführen.
Dank dieses Erwärmen können das Beseitigen der Bearbeitungsspannung und das Warmauslagern gleichzeitig durchgeführt werden, mit dem Ergebnis, dass nicht nur der Herstellungsprozess bloß vereinfacht ist, sondern auch die Koerzitivkraft erhöht ist, indem Überaltern verhindert wird.
Außerdem wird das Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen, um den präzisionsbearbeiteten Körper am Oxidieren zu hindern, vorzugsweise im Vakuum oder in einer Inertgas-Atmosphäre durchgeführt.
(5) Magnetisieren
Ein Magnetfeld wird unidirektional an den präzisionsbearbeiteten Körper angelegt, der das Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen durchlaufen hat, um den präzisionsbearbeiteten Körper zu magnetisieren, wodurch ein Sintermagnet oder warmumgeformter Magnet auf RFeB-Basis vervollständigt wird. In dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wir die Magnetisierungseigenschaft erhöht, indem das Erwärmen nach dem Präzisionsbearbeiten durchgeführt wird und daher das im Magnetisierungsprozess angewendete Magnetfeld ausreichend ist, ähnlich zum normalen Magnetisierungsprozess, wenn seine Stärke etwa 20 kOe beträgt. Natürlich kann der präzisionsbearbeitete Körper durch ein Magnetfeld magnetisiert werden, welches stärker ist als 20 kOe, um das Magnetisierungsverhältnis zu erhöhen. Außerdem kann der Hersteller eines Produkts (wie eines Motors), welches den Magneten auf RFeB-Basis verwendet, das Magnetisieren durchführen, wenn der Hersteller des Magneten auf RFeB-Basis das Magnetisieren nicht durchführt.
Beispiele
Ein Beispiel, in welchem ein Magnet auf RFeB-Basis tatsächlich durch Anwenden des Verfahrens der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, wird unten beschrieben.
(a) Verfahren zur Herstellung von Magneten auf RFeB-Basis gemäß Beispielen der vorliegenden Erfindung
(a-1) Herstellen des vormagnetisierten Substrats
In diesem Beispiel wurde als vormagnetisiertes Substrat ein nach dem PLP-Verfahren hergestellter Sinterkörper verwendet. Insbesondere wurde ein vormagnetisiertes Substrat nach dem folgenden Verfahren hergestellt: Zuerst wurde ein Rohmaterial-Legierungsstreifen mit der Zusammensetzung Nd: 26,6 Gew-%, Pr: 4,7 Gew-%, Fe: 65,5 Gew-%, Co: 1,9 Gew-%, B: 1,0 Gew-%, Al: 0,2 Gew-%, und Cu: 0,1 Gew-% wurde nach dem Streifenguss-Verfahren hergestellt, und der Rohmaterial-Legierungsstreifen wurde einem Wasserstoff-Zertrümmern (hydrogen crushing) unterzogen und dann mittels einer Strahlmühle pulverisiert, wodurch ein Rohmaterial-Legierungspulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von (i) 3 μm und (ii) 4 μm hergestellt wurde. Im Folgenden wird das Pulver gemäß (i) als ”3-μm-Pulver”, und das Pulver gemäß (ii) als ”4-μm-Pulver” bezeichnet.
Eine Form mit einer quaderförmigen Höhlung von 89 mm × 62 mm × 6.5 mm wurde mit dem jeweils erhaltenen Rohmaterial-Legierungspulver gefüllt und, ohne das Rohmaterial-Legierungspulver einem Kompressionsformen zu unterziehen, durch ein Magnetfeld von 5.5T ausgerichtet. Danach wurde das Rohmaterial-Legierungspulver noch in der Form auf 1010°C erwärmt (ohne Beaufschlagung mit Druck), und ein plattenförmiger Sinterkörper auf RFeB-Basis erhalten. Anschließend wurde der Sinterkörper auf RFeB-Basis auf eine Größe von etwa 72 mm × 50 mm und eine Dicke von etwa 2.3 mm bearbeitet (hierbei war das Bearbeiten kein Präzisionsbearbeiten), wodurch ein vormagnetisiertes Substrat erhalten wurde. Im Folgenden wird das aus dem 3-μm-Pulver hergestellte vormagnetisierte Substrat als ”3-μm-Substrat”, und das aus dem 4-μm-Pulver hergestellte vormagnetisierte Substrat als ”4-μm-Substrat” bezeichnet.
(a-2) Korngrenzen-Diffusionsbehandlung
Ein Pulver, welches eine Tb-Ni-Al-Legierung enthielt, wurde auf die Oberfläche des obigen vormagnetisierten Substrats aufgebracht, und danach wurde eine Korngrenzen-Diffusionsbehandlung des Erwärmens des Substrats auf 875°C durchgeführt.
Einige 3-μm-Substrate und 4-μm-Substrate wurden auf 520°C erwärmt, um vor dem nächsten Präzisionsbearbeiten ein Warmauslagern durchzuführen.
(a-3) Präzisionsbearbeiten
Bei jedem der Substrate wurden die Platten-Vorder- und -Hinteroberflächen maschinell schneidbearbeitet, und Seitenoberflächen (vier Oberflächen) wurden dann durch Schneiden der Substrat in der Dickenrichtung mittels einer Drahtsäge gebildet, wodurch präzisionsbearbeitete Körper mit einer Plattenoberflächengröße 6.0 mm × 6.0 mm und einer Dicke von 2.0 mm erhalten wurden.
(a-4) Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwähnen
Der erhaltene präzisionsbearbeitete Körper wurde in einer Ar-Gas-Atmosphäre auf eine Temperatur von 200 bis 520°C erwärmt. Im Fall eines aus dem 3-μm-Substrat erhaltenen Körpers, der keinem Warmauslagern unterzogen wurde, wurde die Erwärmungstemperatur im Nach-Präzisionsbearbeitungs-Erwärmen auf 520°C eingestellt (im Folgenden als ”Beispiel 1” bezeichnet). Ferner wurde im Fall eines aus dem 3-μm-Substrat erhaltenen präzisionsbearbeiteten Körpers, der einem Warmauslagern unterzogen wurde, das Erwärmen nach dem Präzisionsbearbeiten bei vier verschiedenen Temperaturen von 500°C, 400°C, 300°C und 200°C durchgeführt (im Folgenden als ”Beispiel 2” (500°C), ”Beispiel 3” (400°C), ”Beispiel 4” (300°C) und ”Beispiel 5” (200°C) bezeichnet). Im Fall eines aus dem 4-μm-Substrat erhaltenen präzisionsbearbeiteten Körpers wurde das Erwärmen nach dem Präzisionsbearbeiten bei 500°C durchgeführt (im Folgenden als ”Beispiel 6” bezeichnet). Übrigens wurde die Erwärmungstemperatur auf den oben beschriebenen Bereich eingestellt, aber in der vorliegenden Erfindung kann das Erwärmen bis hinauf zu etwa 900°C erfolgen.
(a-5) Magnetisieren (Anlegen eines Magnetfelds)
Eine durch Stapeln zweier präzisionsbeabeiteter Körper zu einem Paar erhaltene Probe wurde durch Anlegen eines Magnetfelds von 50 kOe oder weniger mittels einer Luftkern-Spule magnetisiert. Und zwar wurde der Magnetisierungsprozess, für ein Probenpaar, mit jeweils ansteigenden Magnetfeldstärken durchgeführt, und der magnetische Fluss wurde jedesmal mit einem Fluxmeter bestimmt, wenn ein Magnetisierungsprozess beendet war. Hierbei wurde die Probe im Fall der angelegten Magnetfeldstärke von 50 kOe als vollständig magnetisiert angesehen, und die Größe ”(magnetischer Fluss bei dem jeweils angelegten Magnetfeld)/(magnetischer Fluss im Fall des angelegten 50 kOe-Magnetfelds) × 100” wurde als Magnetisierungsverhältnis bei jenem Magnetfeld bestimmt. Die Messung des magnetischen Flusses wurde mit einem von Denshijiki Industry Co., Ltd. hergestellten Fluxmeter durchgeführt.
(b) Eigenschaften von in den Beispielen der vorliegenden Erfindung erhaltenen Magneten auf RFeB-Basis
Was die Proben der Beispiele 1 bis 6 anbetrifft, sind die Messergebnisse der Koerzitivkraft und des Magnetisierungsverhältnisses im Fall des angelegten 20 kOe-Magnetfelds in Tabelle 1 zusammen mit den oben beschriebenen Herstellungs-Verfahrensbedingungen jeder Probe dargestellt. In Tabelle 1 werden, was die Vergleichsbeispiele 1 bis 3 anbetrifft, die später beschrieben werden, auch die Herstellungsbedingungen und die Messergebnisse für das Magnetisierungsverhältnis und die Koerzitivkraft zusammen dargestellt. In Bezug auf die Beispiele 1 bis 6 wird die Koerzitivkraft vor und nach Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen dargestellt. Die Koerzitivkraft wurde mittels eines ”pulsed coil-exciting JH [BH] tracer”s (hergestellt von Toei Industry Co., Ltd.) an einer Probe gemessen, die durch Stapeln zweier präzisions-bearbeiteter Körper zu einem Paar erhalten wurde.
Die Messergebnisse aus Tabelle 1 werden unten diskutiert.
(b-1) Vergleich nach Vorhandensein oder Abwesenheit des Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmens
Mit Bezug auf die Probe von Beispiel 1 und zweier Proben (Vergleichsbeispiele 1 und 2), die keinem Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen unterziogen wurden, wie untern beschrieben, werden die Ergebnisse der Messung des Magnetisierungsverhältnisses verglichen. Hierbei ist die Probe von Vergleichsbeispiel 1 ein 3-μm-Substrat, welches vor dem Präzisionsbearbeiten einem Warmauslagern bei 520°C unterzogen wurde, und die Probe von Vergleichsbeispiel 2 ist ein 3-μm-Substrat, welches keinem Warmauslagern unterzogen wurde. In sowohl Beispiel 1 als auch Vergleichsbeispiel 1 wurde Erwärmen auf 520°C durchgeführt, aber diese unterscheiden sich darin, ob das Erwärmen nach dem Präzisionsbearbeiten (Beispiel 1) oder vor dem Präzisionsbearbeiten (Vergleichsbeispiel 1) durchgeführt wurde.
Die Messergebnisse sin din dem Graphen von 2 dargestellt. Man sieht an dem Graphen, dass in Beispiel 1, in dem Fall gleicher Magnetfeldstärke, das Substrat zu einem höhenren Grad magnetisiert werden kann; und im Fall gleichen Magnetisierungsverhältnisses, das Substrat mit einem schwächeren Magnetfeld magnetisiert werden kann, als in den Vergleichsbeispielen 1 und 2. Zum Beispiel wird in Beispiel 1, in dem Fall, wo ein Magnetfeld der Stärke 20 kOe angewendet wird, welche in normalen Magnetisierungsvorrichtungen erreichbar ist, ein Magnetisierungsverhältnis von 98% oder mehr erreicht, während sowohl in Vergleichsbeispiel 1 wie auch in Vergleichsbeispiel 2 and das Magnetisierungsverhältnis 95% oder weniger beträgt, im Fall dass die Magnetfeldstärke 20 kOe ist, und ein Magnetfeld der Stärke 30 kOe oder mehr benötigt wird, um eine Magnetisierungsverhältnis von 98% oder mehr zu erreichen.
(b-2) Unterschied der Erwärmungstemperatur im Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen
Mit Bezug auf Proben der Beispiele 2 bis 5, in denen sich die Erwärmungstemperaturen im Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen unterscheiden, werden die Ergebnisse der Messung des Magnetisierungsverhältnisses unter Bezug auf den Graphen von 3 verglichen: In 3 wird auch das Magnetisierungsverhältnis der Probe von Vergleichsbeispiel 1 dargestellt. In allen Beispielen 2 bis 5, bei Vergleich bei denselben Magnetfeldstärken, wurde ein größeres Magnetisierungsverhältnis erreicht, und bei Vergleich bei demselben Magnetisierungsverhältnis konnte das Substrat mit einem schwächeren Magnetfeld als in Vergleichsbeispiel 1 magnetisiert werden. Unter anderem wurde in den Beispielen 2 und 3 ein großes Magnetisierungsverhältnis von 98% oder mehr erreicht, bei einer Magnetfeldstärke von 20 kOe. Ferner war auch in Beispiel 5, bei dem die Erwärmungstemperatur 200°C war, das Magnetisierungsverhältnis nicht so groß wie in den Beispielen 2 bis 4, aber im Vergleich zum Vergleichsbeispiel 1 erhöht.
(b-3) Vergleich nach Partikeldurchmesser des Rohmaterial-Legierungspulvers
Mit Bezug auf Beispiele 2 (Partikeldurchmesser: 3 μm) und 6 (Partikeldurchmesser: 4 μm), bei denen dieselbe Erwärmungstemperatur (500°C) im Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen verwendet wurde und die sich im Partikeldurchmesser der Rohmateriallegierung unterscheiden, werden die Ergebnisse der Messung des Magnetisierungsverhältnisses unter Verweis auf den Graphen von 4 verglichen. Dieser Graph zeigt gemeinsam die Ergebnisse der Messung des Magnetisierungsverhältnisses an der Probe von Vergleichsbeispiel 1 und an einem 4-μm. Substrat, welches vor dem Präzisionsbearbeiten einem Warmauslagern unterzogen wurde, aber beim Präzisionsbearbeiten nicht erwärmt wurde (Vergleichsbeispiel 3). Im Fall des Vergleichs von Beispiel 6 mit Beispiel 2, war in Beispiel 6, bei dem der Partikeldurchmesser der Rohmaterial-Legierung groß war, das Magnetisierungsverhältnis bei jedem Magnetfeld erhöht. Dies ist bedeutsam, weil in Beispiel 6 der Partikeldurchmesser der Rohmaterial-Legierung groß war, und daher der Partikeldurchmesser des letztlich erhaltenen Sintermagneten auf RFeB-Basis groß wurde. Ferner war das Magnetisierungsverhältnis in Beispiel 2 höher als in Vergleichsbeispiel 1, und das Magnetisierungsverhältnis in Beispiel 6 war stärker erhöht als in Vergleichsbeispiel 3, wodurch bestätigt wird, dass das Magnetisierungsverhältnis unabhängig vom Partikeldurchmesser durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung erhöht wurde.
(b-4) Koerzitivkraft
In allen Beispielen 1 bis 6 wurde eine hohe Koerzitivkraft von 23,6 bis 25,6 kOe erhalten. Ferner unterschied sich die Koerzitivkraft vor und nach dem Durchführen des Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmens nicht. Auf diese Weise konnte, dank des Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmens, das Magnetisierungsverhältnis erhöht werden, während eine hohe Koerzitivkraft in diesem Beispiel beibehalten wurde.
(b-5) Röntgen-Beugungs-Messung
Mit Bezug auf Proben des Beispiels 1 und des Vergleichsbeispiels 2 sind die Ergebnisse der Durchführung von Räntgen-Beugungs-Messungen (2θ-Scan) in 5 dargestellt, und ein Peak (nahe 2θ = 72°) der erhaltenen Peaks ist in 6 vergrößert dargestellt. Die für die Messung verwendete Röntgenstrahlung ist die Co-Kα-Linie. Die Co-Kα-Linie ist eine Röntgenstrahlung, die aus einem Übergang eines Elektrons von der L-Schale zur K-Schale des Co-Atoms resultiert, und wegen der Aufhebung der Entartung der L-Schale wird die als Mischung von Röntgenstrahlen zweier Wellenlängen erzeugt, nämlich einer Co-Kα₁-Linie mit einer Wellenlänge von 0,1789 nm und einer Co-Kα₂-Linie mit einer Wellenlänge von 0,1793 nm. 6 zeigt, dass sich in Beispiel 1 zwei Peaks überlappen, die der Co-Kα₁-Linie und der Co-Kα₂-Linie zugeordnet werden können, wobei die Peak-Spitzen getrennt sind, während in Vergleichsbeispiel 2 kein Trennung in den Peak-Spitzen sichtbar ist. Ferner ist in Beispiel 1 die volle Breite bei halbem-Maximum des Peaks 0,36°, während in Vergleichsbeispiel 2 die volle-Breite bei halbem-Maximum breiter ist als in Beispiel 1, und 0,66° beträgt. Diese Ergebnisse zeigen an, dass in Beispiel 1, der Defekt oder die Verzerrung der Kristallstruktur in individuellen Mikrokristallen, die den Magneten auf RFeB-Basis bilden, geringer ist als in Vergleichsbeispiel 2. Diese Daten aus Röntgen-Beugungs-Messungen bestätigen die Fähigkeit des Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmens, das in dem Verfahren der vorliegenden Erfindung durchgeführt wird, Bearbeitungs-Spannungen wie oben beschrieben abzubauen.
In den obigen Beispielen wurde ein Pulver mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 3 μm oder 4 μm als das Rohmaterial-Legierungspulver verwendet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese durchschnittlichen Partikeldurchmesser beschränkt. Solange die durchschnittlichen Partikeldurchmesser weniger als 5 μm betragen, wird, sogar wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser kleiner ist als 3 μm oder 4 μm übersteigt, ein Magnetsubstrat auf RFeB-Basis erhalten, welches eine hohe Koerzitivkraft aufweist, und durch Unterziehen eines solchen Substrats demselben Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen wie in diesem Beispiel, kann ein Magnet auf RFeB-Basis mit sowohl hoher Koerzitivkraft als auch hoher Magnetisierungseigenschaft erhalten werden.
Während die Verfahrensweise zum Ausführen der vorliegenden Erfindung oben im Detail dargestellt wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt, und verschiedenerlei Änderungen und Modifikationen könne gemacht werden, ohne vom Inhalt der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Diese Anmeldung basiert auf der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2013-074340 , eingereicht am 29. März 2013, und auf der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2014-016932 , eingereicht am 31. Januar 2014, deren gesamter Inhalt hiermit durch Inbezugnahme aufgenommen ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 61-140108 A [0004]
JP 2007-266199 [0004]
WO 2006/004014 [0004]
JP 11-329810 A [0004]
JP 2013-074340 [0059]
JP 2014-016932 [0059]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Kurima Kobayashi und vier weitere Personen, ”Role of Interaction between Magnetic Domain Structure and Microstructure in Mechanism of Expressing Coercive Force of Rare Earth Magnet”, IEEJ Technical Meeting Handout MAG, Conference an Magnetics, The Institute of Electrical Engineers of Japan, December 6, 2012, MAG-12-140 [0004]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis mit, als Seltenerdelement R, einem leichten Seltenerdelement R_L, welches Nd und/oder Pr ist, wobei das Verfahren umfasst: einen Schritt des Herstellens eines vormagnetisierten Substrats für einen Magneten auf RFeB-Basis aus einem Rohmaterial-Legierungspulver für einen Magneten auf RFeB-Basis mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von weniger als 5 μm; einen Schritt des Korngrenzen-Diffusionsbehandelns durch Erwärmen des vormagnetisierten Substrats auf eine vorbestimmte Temperatur in einem Zustand, in dem eine Ablagerung mit einem schweren Seltenerdelement R_H, welches Tb, Dy und/oder Ho ist, auf einer Oberfläche des vormagnetisierten Substrats aufgetragen ist; einen Schritt des Präzisionsbearbeitens des vormagnetisierten Substrats nach dem Korngrenzen-Diffusionsbehandeln, um das vormagnetisierte Substrat in der Gestalt des finalen Produkts zu erhalten, und dadurch Herstellen eines präzisionsbearbeiteten Körpers; und einen Schritt des Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmens des präzisionsbearbeiteten Körpers auf eine Temperatur von 200 bis 900°C.
Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß Anspruch 1, wobei der präzisionsbearbeitete Körper beim Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen auf 400 bis 560°C erwärmt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei das Nach-Präzisionsbearbeiten-Erwärmen unter Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt wird.
Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei beim Präzisionsbearbeiten Schneidbearbeiten erfolgt.
Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das vormagnetisierte Substrat durch Füllen einer Form mit dem Rohmaterial-Legierungspulver, ohne ein Kompressionsformen zu durchlaufen, Ausrichten des Rohmaterial-Legierungspulvers durch Anlegen eines Magnetfelds an das Rohmaterial-Legierungspulver in der Form, und Erwärmen des Rohmaterial-Legierungspulvers in der Form auf eine vorbestimmte Sintertemperatur erhalten wird.
Verfahren zum Herstellen eines Magneten auf RFeB-Basis gemäß Anspruch 5, wobei die Sintertemperature 900 bis 1000°C beträgt.