JPWO2006112403A1 - 希土類焼結磁石とその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
2 ボート(蒸着部)
3 支持テーブル
4 ボート支持台
5 円筒形バレル
6 回転シャフト
7 希土類磁石
まず、25質量%以上40質量%以下の軽希土類元素RLと、0.6質量%以上〜1.6質量%のB(硼素)と、残部Fe及び不可避的不純物とを含有する合金を用意する。Bの一部はC(炭素)によって置換されていてもよいし、Feの一部(50原子%以下)は、他の遷移金属元素(例えばCoまたはNi)によって置換されていてもよい。この合金は、種々の目的により、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb、およびBiからなる群から選択された少なくとも1種の添加元素Mを0.01〜1.0質量%程度含有していてもよい。
上記のフレーク状に粗く粉砕された合金鋳片を水素炉の内部へ挿入する。次に、水素炉の内部で水素脆化処理(以下、「水素粉砕処理」と称する場合がある)工程を行なう。水素粉砕後の粗粉砕合金粉末を水素炉から取り出す際、粗粉砕粉が大気と接触しないように、不活性雰囲気下で取り出し動作を実行することが好ましい。そうすれば、粗粉砕粉が酸化・発熱することが防止され、磁石の磁気特性が向上するからである。
次に、粗粉砕粉に対してジェットミル粉砕装置を用いて微粉砕を実行する。本実施形態で使用するジェットミル粉砕装置にはサイクロン分級機が接続されている。ジェットミル粉砕装置は、粗粉砕工程で粗く粉砕された希土類合金(粗粉砕粉)の供給を受け、粉砕機内で粉砕する。粉砕機内で粉砕された粉末はサイクロン分級機を経て回収タンクに集められる。こうして、0.1〜20μm程度(典型的には3〜5μm)の微粉末を得ることができる。このような微粉砕に用いる粉砕装置は、ジェットミルに限定されず、アトライタやボールミルであってもよい。粉砕に際して、ステアリン酸亜鉛などの潤滑剤を粉砕助剤として用いてもよい。
本実施形態では、上記方法で作製された磁性粉末に対し、例えばロッキングミキサー内で潤滑剤を例えば0.3質量%添加・混合し、潤滑剤で合金粉末粒子の表面を被覆する。次に、上述の方法で作製した磁性粉末を公知のプレス装置を用いて配向磁界中で成形する。印加する磁界の強度は、例えば1.5〜1.7テスラ(T)である。また、成形圧力は、成形体のグリーン密度が例えば4〜4.5g/cm3程度になるように設定される。
上記の粉末成形体に対して、650〜1000℃の範囲内の温度で10〜240分間保持する工程と、その後、上記の保持温度よりも高い温度(例えば1000〜1200℃)で焼結を更に進める工程とを順次行なうことが好ましい。焼結時、特に液相が生成されるとき(温度が650〜1000℃の範囲内にあるとき)、粒界相中のRリッチ相が融け始め、液相が形成される。その後、焼結が進行し、焼結磁石が形成される。焼結後、必要に応じて、時効処理(500〜1000℃)が行われる。
次に、金属Mが重希土類元素RHの拡散促進の役割を果たし、より磁石内部へ効率良く拡散浸透して、保磁力向上効果を得るためには、前述した重量比率を実現する組成比率の合金層を形成することが好ましい。
Nd12.5Fe78.5Co1B8組成の合金インゴットからストリップキャスト法によって厚さ0.2〜0.3mmの合金薄片を製作した。次に、この薄片を容器内に充填し、500kPaの水素ガスを室温で吸蔵させた後に放出させることにより、大きさ約0.15〜0.2mmの不定形粉末を得て、引き続きジェットミル粉砕をして約3μmの微粉末を製作した。
縦10mm、横10mm、厚さ4mmのNd−Fe−B系希土類磁石を切削加工により作製し、次に、図3に示す蒸着装置を用い、このNd−Fe−B系希土類磁石表面へRHM合金膜を成膜した。溶融蒸着物として、Tb−30質量%Cu合金(テルビウム銅合金)を用いた。
縦10mm、横10mm、厚さ6mmのNd−Fe−B系希土類磁石を切削加工により作製し、次に、図3に示す蒸着装置を用い、このNd−Fe−B系希土類磁石表面へRHM合金層を形成した。溶融蒸着物として、Dy−20質量%Fe合金(ディスプロシウム鉄合金)を用いた。
縦10mm、横10mm、厚さ3mmのNd−Fe−B系希土類磁石を切削加工により作製し、次に、図3に示すスパッタ装置を用い、このNd−Fe−B系希土類磁石表面へRHM合金膜を成膜した。溶融蒸着物として、DyとAlを用いた。
Claims (9)
- R−Fe−B系希土類焼結磁石体と、
重希土類金属RH(但し、RHは、Dy、Ho、Tbから選ばれる希土類元素の1種又は2種以上)および金属M(但し、MはAl、Cu、Co、Fe、Agからなる群から選択された金属元素の1種または2種以上)を含み、前記焼結磁石体の表面に形成されているRHM合金層と、
を備える希土類焼結磁石。 - 厚さが10mm以下である請求項1に記載の希土類焼結磁石。
- RHM合金層は、DyAl、DyCu、DyCo、DyFe、DyAg、TbAl、TbCu、TbCo、TbFe、TbAg、DyAlCu、DyFeAl、DyFeAg、およびTbAlCuからなる群から選択された少なくとも1種の合金を含む請求項1に記載の希土類焼結磁石。
- R−Fe−B系焼結磁石体を用意する工程と、
前記R−Fe−B系焼結磁石体の表面にRH(但し、RHは、Dy、Ho、Tbから選ばれる希土類元素の1種又は2種以上)および金属M(但し、MはAl、Cu、Co、Fe、Agから選ばれる金属元素の1種または2種以上)を含むRHM合金層を形成する工程と、
500℃以上1000℃以下の温度で熱処理を行う工程と、
を包含する希土類焼結磁石の製造方法。 - 前記RHM合金層を形成する工程は、蒸着法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着薄膜形成(IND)法、プラズマ蒸着薄膜形(EVD)法、ディッピング法にてRHM合金層を形成することを含む請求項4に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 前記RHM合金層を形成する工程は、DyAl、DyCu、DyCo、DyFe、DyAg、TbAl、TbCu、TbCo、TbFe、TbAg、DyAlCu、DyFeAl、およびDyFeAgからなる群から選択された少なくとも1種の合金から前記RHM合金層を形成することを含む請求項4に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 前記RHM合金層を形成する工程と熱処理を行う工程とを複数回繰り返す、請求項4に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 前記RHM合金層を形成する前に前記R−Fe−B系焼結磁石体の温度が500℃以上1000℃以下になるようにR−Fe−B系焼結磁石体を加熱する工程を含む請求項4に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 前記R−Fe−B系焼結磁石体の厚さは10mm以下である請求項4に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
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