JP7251264B2 - R‐t‐b系永久磁石の製造方法 - Google Patents
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Description
原料合金の調製工程では、永久磁石を構成する各元素を含む金属原料から、合金材が作製される。原料合金は、ストリップキャスティング法、ブックモールド法、又は遠心鋳造法によって作製されてよい。金属原料は、例えば、希土類元素の単体(金属単体)、希土類元素を含む合金、純鉄、フェロボロン、又はこれらを含む合金であってよい。これらの金属原料は、所望の磁石基材の組成に一致するように秤量される。原料合金として、組成が異なる二種以上の合金が作製されてもよい。
粉砕工程では、上記の原料合金を非酸化的雰囲気中で粉砕することにより、合金粉末が調製されてよい。原料合金は、粗粉砕工程及び微粉砕工程の二段階で粉砕されてよい。粗粉砕工程では、例えば、スタンプミル、ジョークラッシャー、又はブラウンミル等の粉砕方法が用いられてよい。粗粉砕工程は、不活性ガス雰囲気中で行われてよい。水素を原料合金へ吸蔵させた後、原料合金が粉砕されてよい。つまり、粗粉砕工程として水素吸蔵粉砕が行われてもよい。粗粉砕工程においては、原料合金は、その粒径が数百μm程度となるまで粉砕されてよい。粗粉砕工程に続く微粉砕工程では、粗粉砕工程を経た原料合金は、その平均粒径が数μmとなるまで更に粉砕されてよい。微粉砕工程では、例えば、ジェットミルが用いられてよい。原料合金は、一段階の粉砕工程のみによって粉砕されてもよい。例えば、微粉砕工程のみが行われてもよい。複数種の原料合金が用いられる場合、各原料合金が別々に粉砕された後、各原料合金が混合されてもよい。合金粉末は、脂肪酸、脂肪酸エステル及び脂肪酸の金属塩(金属石鹸)からなる群より選ばれる少なくとも一種の潤滑剤(粉砕助剤)を含んでいてよい。換言すれば、原料合金は粉砕助剤と共に粉砕されてよい。
成形工程では、上記の合金粉末を磁場中で成形することにより、磁場に沿って配向した合金粉末を含む成形体が得られてよい。例えば、金型内の合金粉末に磁場を印加しながら、合金粉末を金型で加圧することにより、成形体が得られてよい。金型が合金粉末に及ぼす圧力は、20MPa以上300MPa以下であってよい。合金粉末に印加される磁場の強さは、950kA/m以上1600kA/m以下であってよい。
焼結工程では、上述の成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結することにより、焼結体が得られてよい。焼結条件は、目的とする永久磁石の組成、原料合金の粉砕方法及び粒度等に応じて、適宜設定されてよい。焼結温度は、例えば、1000℃以上1200℃以下であってよい。焼結時間は、1時間以上20時間以下であってよい。
時効処理工程では、焼結体が焼結温度よりも低温で加熱されてよい。時効処理工程では、焼結体が真空又は不活性ガス雰囲気中で加熱されてよい。後述される拡散工程が時効処理工程を兼ねていてよい。その場合、拡散工程とは別の時効処理工程は実施されなくてよい。時効処理工程は、第一時効処理と、第一時効処理に続く第二処理とから構成されていてよい。第一時効処理は、焼結体が700℃以上900℃以下の温度で加熱されてよい。第一時効処理の時間は、1時間以上10時間以下であってよい。第二時効処理では、焼結体が500℃以上700℃以下の温度で加熱されてよい。第二時効処理の時間は、1時間以上10時間以下であってよい。
本実施形態に係るR‐T‐B系永久磁石の製造方法は、上記の工程に加えて、被覆工程、加熱工程、冷却工程及び拡散工程を備える。以下では、各工程が図面を参照しながら説明される。図1中の(a)及び図2中の(a)は、拡散材シート4及びフィルム6其々の断面を示し、これらの断面は、拡散材シート4及びフィルム6其々の表面に垂直である。図1中の(b)及び図1中の(c)は、拡散材シート4、フィルム6及び磁石基材2其々の断面を示し、これらの断面は、拡散材シート4、フィルム6及び磁石基材2其々の表面に垂直である。図2中の(b)及び図2中の(c)は、拡散材シート4及び磁石基材2其々の断面を示し、これらの断面は、拡散材シート4及び磁石基材2其々の表面に垂直である。
拡散工程を経た磁石基材2は、永久磁石の完成品として用いられてよい。拡散工程の後、熱処理工程が行われてもよい。熱処理工程では、磁石基材2が450℃以上600℃以下で加熱されてよい。熱処理工程では、1時間以上10時間以下の間、磁石基材2が上記の温度で加熱されてよい。熱処理工程により、永久磁石の磁気特性(特に保磁力)が向上し易い。
Claims (10)
- 磁石基材の表面の少なくとも一部を、重希土類元素及びバインダを含む拡散材シートで覆う被覆工程と、
前記磁石基材の表面の少なくとも一部を覆う前記拡散材シートを加熱することにより、前記バインダを軟化させる加熱工程と、
前記加熱工程後、前記拡散材シートを冷却することにより、前記バインダを硬化させる冷却工程と、
前記冷却工程後、前記拡散材シート及び前記磁石基材を加熱することにより、前記重希土類元素を前記磁石基材内へ拡散させる拡散工程と、
を備え、
前記磁石基材が、希土類元素R、遷移金属元素T、及びホウ素を含み、
少なくとも一部の前記希土類元素Rが、ネオジムであり、
少なくとも一部の前記遷移金属元素Tが、鉄である、
R‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - 前記冷却工程後、前記拡散材シート及び前記磁石基材を加熱炉内へ搬送する搬送工程を更に備え、
前記加熱炉内において前記拡散工程が実施される、
請求項1に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - 前記冷却工程では、前記拡散材シートが冷却されながら、前記拡散材シート及び前記磁石基材が加熱炉内へ搬送され、
前記加熱炉内において前記拡散工程が実施される、
請求項1に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - 前記加熱工程では、前記拡散材シート及び前記磁石基材のうち少なくとも一方を加圧することにより、前記拡散材シート及び前記磁石基材を互いに密着させる、
請求項1~3のいずれか一項に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - 前記冷却工程では、前記拡散材シート及び前記磁石基材のうち少なくとも一方を加圧することにより、前記拡散材シート及び前記磁石基材を互いに密着させる、
請求項1~4のいずれか一項に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - フィルムと前記フィルムに重なる前記拡散材シートとを含む積層体が用いられ、
前記被覆工程では、前記拡散材シートが前記磁石基材の表面に接するように、前記磁石基材の表面の少なくとも一部が前記積層体で覆われ、
前記磁石基材の表面の少なくとも一部が前記積層体で覆われた状態において、前記加熱工程及び前記冷却工程が実施される、
請求項1~5のいずれか一項に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - 前記冷却工程後、前記フィルムが前記拡散材シートから剥離及び除去され、
前記フィルムの除去後、前記拡散工程が実施される、
請求項6に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - 前記磁石基材の表面の少なくとも一部が前記積層体で覆われた状態において、前記拡散工程が更に実施される、
請求項6に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - フィルムと前記フィルムに重なる前記拡散材シートとを含む積層体が用いられ、
前記拡散材シートの第一表面は、前記積層体において前記フィルムに接しない表面であり、
前記拡散材シートの第二表面は、前記積層体において前記フィルムに接する表面であり、
前記被覆工程前に、前記フィルムが前記拡散材シートから剥離及び除去され、
前記被覆工程では、前記第二表面が前記磁石基材の表面に接するように、前記磁石基材の表面の少なくとも一部が前記拡散材シートで覆われる、
請求項1~5のいずれか一項に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。 - フィルムと前記フィルムに重なる前記拡散材シートとを含む積層体が用いられ、
前記拡散材シートの第一表面は、前記積層体において前記フィルムに接しない表面であり、
前記拡散材シートの第二表面は、前記積層体において前記フィルムに接する表面であり、
前記被覆工程前に、前記フィルムが前記拡散材シートから剥離及び除去され、
前記被覆工程では、前記第一表面が前記磁石基材の表面に接するように、前記磁石基材の表面の少なくとも一部が前記拡散材シートで覆われる、
請求項1~5のいずれか一項に記載のR‐T‐B系永久磁石の製造方法。
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