JP2014195072A - 低減されたジスプロシウムまたはテルビウムを用いてホットプレスを使用するND−Fe−B磁石の製造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】2つの粉末を混合し、DyまたはTbの粒界拡散を最適化することによって、ホットプレスもしくはダイアプセットまたはその両方を使用して、永久磁石のための磁性材料を製造する。Nd,FeおよびBを含有するコア粉末と、合金の形態でDyまたはTbを含有する表面粉末と、を使用するホットプレスを使用し、それらの材料を混合し、真空かつ磁界下で、成形金型内で固体材料を形成し、固体材料を加熱し、それをホットプレスして金型内で磁性材料を形成し、必要に応じてそれを熱処理し、そして、それを冷却する。
【選択図】図1
Description
[0064]ホットプレス法は、所望の組成の粉末混合物を使用する工程と、成形金型内において磁界(約1から2.5テスラ(T))下、かつ、真空(約10から20トール)または不活性雰囲気(ArまたはN2)で磁石部品を形成する工程と、部品を室温からホットプレス温度までゆっくりと加熱する工程と、約0.5から約2時間の間、約500℃から約850℃の温度を維持する工程と、を備えている。特定の実施形態では、室温での加熱の開始から、約500℃から約850℃の範囲内での加熱の終了までの時間、また、他の実施形態では、約500℃から約850℃の範囲に到達する時間は、1.5から2時間である(約0.5から約2時間の追加的な加熱が行われてもよい)。ホットプレスの時間は、特定の実施形態では、約30分、約40分または約50分から約1時間まで、または、約1時間から約2時間までであってもよい。金型内でのホットプレスは、約3から約20分の間、約30から約90メガパスカル(MPa)(典型的には、約50〜約80MPa)で行われ、特定の実施形態では、約5から約10分であってもよい。特定の実施形態では、85%を超える理論密度の部品密度が達成される(理論密度:7.6g/cm3)。これは、真空(約10から約2トール)、または、不活性雰囲気(ArまたはN2)で行われる。1から5時間ゆっくりと冷却されるか、エージング熱処理が継続される。エージング熱処理温度は、約600℃から約1000℃である(時間は、例えば、約0.5から約8時間)。冷却は、エージング工程の前に実施されてもよいし、エージングは、ホットプレスの直後に、冷却工程を挟むことなく実施されてもよい。これは、真空(約10から約2トール)、または、不活性雰囲気(ArまたはN2)で行われる。これは、粒界拡散を最大化し、Dyまたは他のHREsのバルク拡散を最小化するための様々な温度および時間での多数工程を含んでもよい。
[0070]さらに別の実施例では、磁石を製造するのにダイアプセットが使用される。ダイアプセットの非限定的な方法では、粉末は、約20から約80パーセント変形される。特定の実施形態では、変形は、約40から約80パーセントである。特定の実施形態では、変形は、約50パーセントから約60パーセント、約60パーセントから約70パーセント、または、約70パーセントから約80パーセントである。通常のホットプレスでは、変形は、多くても10パーセントであり、通常、2〜3パーセント程度よりも少ない。ダイアプセット法の特定の実施例では、プレスに先立って磁界下で粉末を事前調整しなくてもよいように、高変形プロセスが使用される。そのような大きな変形が生じる場合(約20パーセントから約80パーセント)、粒は、磁界下にあるかのように、磁気的に調整される。したがって、この方法は、驚くべき利点を提供する。特定の実施形態では、粉末(単数または複数)は、ゆっくりと一緒にプレスされて、柱状などの形状を形成する。次に、この柱状物は、加熱され、柱状物がより平坦になるようにプレスされる。この形状は、変えることができ、粒は、再調整される。
15…回転水平ドラム
20…鋼球
25…回転インペラ
30…入口
35…出口
100…固定電極ホルダ
105…移動電極ホルダ
110…電極
115…キャリアガス入口
120…処理ガス入口
130…構造
135…基板
150…マグネトロンスパッタ源
155…回転基板テーブル
205…被覆チューブ
210…低速ガス流
215…隙間
220…入口流動プレート
225…湿潤・接触域
230…微粒子スプレー
235…スプレーノズル
240…乾燥域
245…方法
250…混合粉末方法
260…距離
265…粉末
275…軟磁性相
280…硬磁石相
285…端部
290…Dy粒子
295…粒界相
300…三重会合相
Claims (20)
- ホットプレスを使用して、永久磁石のための磁性材料を製造する方法であって、
Nd,FeおよびBを含有するコア粉末の形態の第1の材料と、
合金の形態でDy,Tbまたはその両方を含有する表面粉末の形態の第2の材料と
を用意する工程と、
前記第2の材料を構成するDyまたはTbの分布が不均一な状態で、被覆された混合物状の材料が形成されるように、前記第1の材料を前記第2の材料と混合する工程と、
真空かつ磁界下において成形金型内で前記磁性材料を形成する工程と、
約5℃から約35度までの第1の範囲から、約500℃から約850℃までの第2の範囲まで、前記磁性材料を加熱する工程と、
前記磁性材料を金型内でホットプレスする工程と、
真空かつ不活性雰囲気で約1から約5時間、前記磁性材料を冷却する工程と
を備える方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記磁界は、約1〜約2.5テスラ(T)である
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記磁性材料を加熱する工程は、前記磁性材料を加熱し、約500℃から約850℃までの前記第2の範囲内で、約0.5から約2時間の間、温度を維持する工程を備える
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記真空は、約10から約2トールを含む
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記不活性雰囲気は、ArまたはN2を含む
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記ホットプレスは、約30から約90メガパスカル(MPa)を含む
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記ホットプレスは、約50から約80メガパスカル(MPa)を含む
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記冷却は、約1から約5時間である
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第2の材料は、約5から約80wt%のジスプロシウムを含む
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記粉末は、フレーク状である
方法。 - 請求項10に記載の方法であって、
さらに、被覆しなかった前記フレーク状の粉末を、前記磁性材料を形成する前に、篩い分けによって取り除く工程を備える
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記冷却する工程は、約5℃から約35℃までの冷却を含む
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
さらに、前記ホットプレスの後であって、前記冷却の前のエージング熱処理工程を備え、
前記エージング熱処理工程は、約10から約2トールの真空、かつ、ArまたはN2を含有する不活性雰囲気で、約500℃から約1000℃で約0.5から約8時間の間、加熱する工程を備える
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1の材料と前記第2の材料との混合の後、前記第2の材料は、約1から約100マイクロメータの層厚を形成する
方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記第1の材料と前記第2の材料との混合の後、前記第2の材料は、約10から約500マイクロメータの層厚を形成する
方法。 - ダイアプセットを使用して、永久磁石のための磁性材料を製造する方法であって、
Nd,FeおよびBを含有するコア粉末の形態の第1の材料と、
合金の形態でDy,Tbまたはその両方を含有する表面粉末の形態の第2の材料と
を用意する工程と、
前記第2の材料を構成するDyまたはTbの分布が不均一な状態で、被覆された混合物状の材料が形成されるように、前記第1の材料を前記第2の材料と混合する工程と、
成形金型内で固体材料を形成する工程と、
約5℃から約35度までの第1の範囲から、約550℃から約900℃までの第2の範囲まで、前記固体材料を加熱する工程と、
前記固体材料を約20から約80パーセント変形させて磁性材料を形成する工程と、
真空かつ不活性雰囲気で約1から約5時間、前記磁性材料を冷却する工程と
を備える方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記第2の加熱範囲は、約700℃から約850℃までを含む
方法。 - 請求項16に記載の方法であって、
前記第2の加熱範囲は、約650℃から約750℃までを含む
方法。 - ホットプレスおよびダイアプセットを使用して、永久磁石のための磁性材料を製造する方法であって、
Nd,FeおよびBを含有するコア粉末の形態の第1の材料と、
合金の形態でDyを含有する表面粉末の形態の第2の材料と
を用意する工程と、
前記第2の材料を構成するDyの分布が不均一な状態で、被覆された混合物状の材料が形成されるように、前記第1の材料を前記第2の材料と混合する工程と、
成形金型内で固体材料を形成する工程と、
約5℃から約35度までの第1の範囲から、約500℃から約850℃までの第2の範囲まで、前記固体材料を加熱する工程と、
前記固体材料を金型内でホットプレスする工程と、
前記ホットプレスする工程の後に、約550℃から約900℃までの第3の範囲まで前記固体材料を加熱する工程であって、該加熱が前記前記ホットプレスの後に実施される工程と、
前記固体材料を約20から約80パーセント変形させて磁性材料を形成する工程と、
真空かつ不活性雰囲気で約1から約5時間、前記磁性材料を冷却する工程と
を備える方法。 - 請求項19に記載の方法であって、
さらに、前記固形材料をホットプレスする工程の後であって、前記固形材料を変形させる工程の前に、真空かつ不活性雰囲気で約1から約5時間、前記磁性材料を冷却する工程を備える
方法。
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