TWI557757B - 釹鐵硼磁石製作方法 - Google Patents

Description

釹鐵硼磁石製作方法

本發明是關於一種釹鐵硼磁石製作方法，尤其是一種在擠壓製程中運用低共晶點溫度材料之釹鐵硼磁石製作方法。

一般而言，現有的釹鐵硼磁石(Nd-Fe-B Magnet)製作方法主要包含燒結成形製程、黏結成形製程以及熱壓成形製程等。其中，運用熱壓成形製程所製作之釹鐵硼磁石主要包含等向性釹鐵硼熱壓磁石(MQII)及異向性釹鐵硼熱壓磁石(MQIII)等產品，所述釹鐵硼熱壓磁石具有高磁特性(最大磁能積可達30~50MGOe)、且透過熱壓製程能夠使磁石的易磁化軸沿徑向方向輻射排列，因此可供製造便於組裝的細長環形磁石或弧形磁石。再者，所述環形或弧形磁石在充磁過程中，透過變更充磁線圈的位置與數量，即可改變充磁極數及磁偏角。據此，運用熱壓成形製程所製作之釹鐵硼磁石能夠廣泛應用於各式馬達、發電機、壓縮機、音箱或磁力軸承等構件當中，例如電動車中所採用之電動輔助轉向馬達(Electric Power Steering,EPS)對於異向性釹鐵硼熱壓磁石即存在高度需求，使得熱壓成形製程成為近年來釹鐵硼磁石的主流製造方法之一。

請參照第1圖所示，係一種現有運用熱壓成形製程之釹鐵硼磁石製作方法的流程圖，該方法主要將釹、鐵、硼及其它金屬原料(例如：鈷)熔解(dissolving)形成金屬溶液，所述金屬溶液可藉由快粹(rapid-quenching)產生金屬薄片，再將該金屬薄片粉碎(pulverizing)以製備磁性粉末。接著，該方法依序採用冷壓(cold pressing)及熱壓(hot pressing)製 程將磁性粉末壓實，以提升磁性粉末密度使其形成磁性粉體。其中，磁性粉體經熱壓製程處理後，即可成形為等向性釹鐵硼熱壓磁石，惟，該方法可以再進一步對所述等向性釹鐵硼熱壓磁石進行擠壓(extrusion)製程處理以成形異向性釹鐵硼熱壓磁石。上述運用熱壓成形製程之釹鐵硼磁石製作方法的一實施例已揭露於美國公開第2010/0172783號「MATERIAL FOR ANISOTROPIC MAGNET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME」專利申請案當中。

請一併參照第2圖所示，其中，上述擠壓製程可以利用擠壓 模具進行，以用來製作環形磁石之一模具9為例，該模具9包含一模仁91及一擠壓頭92，該模仁91具有一容室911，該容室911可供容置一工件W，該工件W為經過上述冷壓及熱壓等製程處理的等向性釹鐵硼熱壓磁石。藉此，透過對該模具9加熱，使位於該容室911中的工件W升溫而呈現塑性狀態，該擠壓頭92即可沿著一軸向位移，並伸入該容室911以擠壓該工件W，使該工件W成形為環形磁石，該環形磁石即為一異向性釹鐵硼熱壓磁石。

該工件W受到該擠壓頭92擠壓時將會變形，而該工件W 與該模具9之表面接觸的部分將會承受一摩擦力，由於該模具9通常由金屬製成，使得其表面具有較大的摩擦係數，因此該工件W所承受之摩擦力較大，容易造成該模具9所成形之環形磁石表面產生裂紋缺陷，進而降低上述擠壓製程的良率。

再者，該工件W在該軸向上與該擠壓頭92接觸的部分受到 擠壓後，必須沿著該擠壓頭92的表面流動至該擠壓頭92側緣，才能沿著該軸向流動以成形為環形磁石；相對地，該工件W在該軸向上並未與該擠壓頭92接觸的部分可以直接該沿著該軸向流動以成形為環形磁石。據此，該工件W與該擠壓頭92在該軸向上接觸的部分受到擠壓變形所產生的應 變量較大，而該工件W在該軸向上並未與該擠壓頭92接觸的部分的應變量則較小，導致所成形之環形磁石內外側的材料應變量不同。已知高溫成形磁石之磁特性與其應變量相關，因此該模具9所成形之環形磁石內外側的材料應變量不同，會造成該環形磁石內外側的磁特性不均等，進而導致該環形磁石的配向度不均勻，可能使得後續充磁加工困難或者對磁石成品品質造成不良影響。

此外，上述現有運用熱壓成形製程之釹鐵硼磁石製作方法在成形異向性釹鐵硼熱壓磁石後，可以利用低共晶點溫度材料對異向性釹鐵硼熱壓磁石進行擴散改質，以進一步提升已成形之異向性釹鐵硼熱壓磁石的矯頑磁力(coercive force)。然而，所述擴散改質必須待上述擠壓製程所成形的一磁石冷卻後，於該磁石外周披覆低共晶點溫度材料，並且再次加熱該磁石使該低共晶點溫度材料液化並包覆該磁石，並且擴散至該磁石的內部。由此可知，上述熱壓製程、擠壓製程及擴散改質製程均需將釹鐵硼磁石半成品升溫，如此反覆將釹鐵硼磁石半成品升溫及冷卻的過程造成製程耗時冗長，且升溫溫度一旦過高或是於高溫環境下作業時間過長均會使晶粒成長，進而導致釹鐵硼磁石成品的磁特性下降。

有鑑於此，亟需提供一種進一步改良之釹鐵硼磁石製作方法，以改善上述擠壓製程導致釹鐵硼磁石的配向度不均勻之缺點，同時解決運用擴散改質製程需反覆將釹鐵硼磁石半成品升溫而造成製程耗時冗長，且可能導致釹鐵硼磁石成品之磁特性下降的問題。

本發明之一目的係提供一種釹鐵硼磁石製作方法，透過將一低共晶點溫度材料披覆於一模具內部或者一工件表面，該低共晶點溫度材料被加熱後液化，以作為該模具與該工件之間的潤滑介面，能夠控制該模具與該工件接觸之表面的摩擦係數。

本發明之另一目的係提供一種釹鐵硼磁石製作方法，藉由使液化的低共晶點溫度材料能夠滲入該工件的晶介，以由該工件表面擴散至該工件的內部，能夠時進行磁性件的成形與改質。

為達到前述目的，本發明所運用之技術內容包含有：一種釹鐵硼磁石製作方法，包含：將一低共晶點溫度材料披覆於一模具內部或者一工件表面；將該工件置入該模具內部，加熱使該工件呈塑性狀態，並且使該低共晶點溫度材料液化；擠壓該工件使其變形而被擠入該模具的一成形槽中，同時使該低共晶點溫度材料擴散至該工件的內部；及冷卻該工件以成形一磁性件。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該低共晶點溫度材料可以為釹銅合金(NdCu)、釹銅鋁合金(NdCuAl)或以鏑元素(Dy)取代部分或全部之釹元素(Nd)而形成之合金。上述低共晶點溫度材料能夠對該工對該工件進行改質，以提升該工件經擠壓變形及冷卻後所成形之磁性件的矯頑磁力。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該低共晶點溫度材料於該模具內部朝向該工件之表面形成鍍層，以形成披覆於該模具內部，藉以在該模具內部表面披覆厚度均勻的低共晶點溫度材料。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該低共晶點溫度材料呈塊狀或粉末狀，且該低共晶點溫度材料直接敷設於該工件表面，以提升該低共晶點溫度材料的披覆效率。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工件置入該模具內部後，係加熱該模具，使該工件上升至一工作溫度，該工作溫度高於該低共晶點溫度材料的熔點，使披覆於該模具內部或者該工件表面的低共晶點溫度材料在該工作溫度下液化，以確保該低共晶點溫度材料能夠完全液化。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工作溫度低於該工件的熔點，以防止因高溫導致該工件內部組織產生晶粒成長的現象。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工作溫度約選擇為700℃~900℃，使得該低共晶點溫度材料在該工作溫度下能夠液化，並且使該工件呈塑性狀態。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工件受到該模具擠壓變形時，該模具與該工件接觸之各個接觸面將對該工件施以不同的摩擦力，該低共晶點溫度材料選擇披覆於該模具與該工件接觸之各個接觸面中，對該工件施以較大摩擦力之的接觸面或是該工件朝向所述接觸面的部分，以控制該模具與該工件接觸之各個表面的摩擦係數。

如上所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工件受到該模具擠壓變形時，該模具與該工件接觸之各個接觸面將對該工件施以不同的摩擦力，該低共晶點溫度材料在該模具與該工件接觸之各個接觸面中，對該工件施以較大摩擦力之的接觸面或是該工件朝向所述接觸面的部分披覆較大的厚度，以控制該模具與該工件接觸之各個表面的摩擦係數。

藉由上述步驟，本發明釹鐵硼磁石製作方法利用該低共晶點溫度材料被加熱後液化，以作為該模具與該工件之間的潤滑介面，能夠控制該模具與該工件接觸之表面的摩擦係數，以避免該模具所成形之磁性件表面產生裂紋缺陷，進而提升釹鐵硼磁石製作方法的良率。再者，藉由該低共晶點溫度材料所提供的潤滑作用，以控制該工件於該模具內部受到擠壓時所產生的應變量，能夠使該模具所成形之磁性件具有相對均勻的材料應變量，進而控制該磁性件之配向度使其呈現較均勻的狀態，以確實提升釹鐵硼磁石成品的品質。此外，液化的低共晶點溫度材料能夠由該工件表面擴散至該工件的內部，以同時進行磁性件的成形與改質，有效縮短釹鐵硼磁石的製程時間，並且避免反覆升溫及冷卻的過程可以防止升溫溫度過 高或是高溫環境下作業時間過長而使晶粒成長的情形發生，進而提升釹鐵硼磁石的磁特性。

〔本發明〕

1‧‧‧模具

11‧‧‧模仁

111‧‧‧容室

112‧‧‧成形槽

113‧‧‧止擋面

12‧‧‧擠壓件

121‧‧‧擠壓面

2‧‧‧工件

3‧‧‧低共晶點溫度材料

M‧‧‧環形磁性件

M1‧‧‧內周面

M2‧‧‧外周面

M’‧‧‧環形磁性件

M1’‧‧‧內周面

M2’‧‧‧外周面

R‧‧‧區域

A‧‧‧擠壓製程步驟

B‧‧‧擴散改質步驟

〔習知〕

9‧‧‧模具

91‧‧‧模仁

911‧‧‧容室

92‧‧‧擠壓頭

W‧‧‧工件

第1圖：現有運用熱壓成形製程之釹鐵硼磁石製作方法的流程圖

第2圖：習知擠壓製程及其使用之習知模具的結構剖視示意圖。

第3圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所使用之一模具的結構分解示意圖。

第4圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例之流程示意圖。

第5圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例將一低共晶點溫度材料披覆於一工件表面的結構分解示意圖。

第6圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例將該低共晶點溫度材料披覆於該工件表面的結構剖視示意圖。

第7圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例將該工件置入該模具的結構剖視示意圖。

第8圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例以該模具件擠壓該工件的結構剖視示意圖。

第9圖：習知擠壓製程以該模具所成形之一環形磁性件的材料應變量分布圖。

第10圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例以該模具所成形之一環形磁性件的材料應變量分布圖。

第11圖：一環形磁性件之成品的剖視示意圖。

第12圖：習知擠壓製程所成形之環形磁性件的晶相分析結果圖。

第13圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例成形之環形磁性件的晶相分析結果圖。

第14圖：該低共晶點溫度材料經由該工件表面擴散至該工件內部的結構剖視示意圖。

第15圖：習知擠壓製程製作一磁性件並且對該磁性件進行擴散改質時該磁性件之溫度與時間的對照圖。

第16圖：本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例製作一磁性件時該磁性件之溫度與時間的對照圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第3圖所示，其係本發明釹鐵硼磁石製作方法一實施例所搭配使用之模具1，該模具1可包含一模仁11及一擠壓件12，該模仁11內部設有一容室111以供容置一工件2。該工件2可以為一等向性釹鐵硼熱壓磁石，製備該等向性釹鐵硼熱壓磁石的方式係本發明所屬領域中具有通常知識者均可理解實施者，例如前述美國公開第2010/0172783號專利申請案即揭示其中一種等向性釹鐵硼熱壓磁石的製備方式，故不再行列舉詳述該等向性釹鐵硼熱壓磁石的製備方式。該模仁11另設有一成形槽112，該成形槽112連通該容室111。該成形槽112係呈環狀，且該成形槽112環繞一止擋面113，該止擋面113朝向該容室111，使得該模具1可用以製作環形磁石。該擠壓件12係活動地設於該模仁11之容室111中，且該擠壓件12可沿著一軸向位移，以伸入該容室111中。該擠壓件12在該軸向上朝向該容室111之一表面形成一擠壓面121，該擠壓面121沿著該軸向與該模仁11之成形槽112與止擋面113呈相對，該擠壓面121能夠擠壓該容室111中的工件2。此外，該擠壓件12能夠抵接該模仁11在徑向上環繞該容室111之表面，以封閉該容室111，所述徑向係垂直該軸向。

請參閱第4圖所示，係本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例之 流程示意圖，據由上述的模具1，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例包含以下步驟：將一低共晶點溫度材料3披覆於該模具1內部或者該工件2表面，該低共晶點溫度材料3可以為釹銅合金(NdCu)或釹銅鋁合金(NdCuAl)等具有低共晶點溫度(eutectic temperature)的合金材料。該低共晶點溫度材料3可以藉由電鍍、蒸鍍或濺鍍等方式於該模具1朝向該工件2之表面形成鍍層，以在該模具1內部表面披覆厚度均勻的低共晶點溫度材料3。舉例而言，該低共晶點溫度材料3可以於該模仁11在徑向上環繞該容室111之表面、該模仁11之止擋面113或是該擠壓件12之擠壓面121形成鍍層；或者，請一併參照第5及6圖所示，在本實施例中，該低共晶點溫度材料3可以直接披覆於該工件2表面，以提升該低共晶點溫度材料3的披覆效率。其中，該低共晶點溫度材料3可以呈塊狀；或者，該低共晶點溫度材料3可以為經粉碎處理之合金粉末，本發明並不加以限制。此外，該低共晶點溫度材料3也可以於該工件2表面形成鍍層。

請參照第7圖所示，當該低共晶點溫度材料3已被披覆於該 模具1內部或者該工件2表面後，將該工件2置入該模具1之模仁11的容室111中，並且加熱該模具1，使放置於該容室111中的工件2上升至一工作溫度，該工作溫度高於該低共晶點溫度材料3的熔點，因此披覆於該模具1內部或者該工件2表面的低共晶點溫度材料3將在該工作溫度下液化；另一方面，該工作溫度低於該工件2的熔點，惟，該工件2係為等向性釹鐵硼熱壓磁石，於該工作溫度下，該工件2之富釹相(Nd-rich phase)為熔融狀態，使該工件2呈塑性狀態，有助於本方法之實施。

更詳言之，在本實施例中，該低共晶點溫度材料3可以選用 釹銅合金，不同配比之釹銅合金的熔點溫度不同，以Nd₆₀Cu₄₀為例，其熔點約為640℃。該工件2可以是錠塊或呈粉末狀的等向性釹鐵硼熱壓磁石，該工件2的熔點約為1150℃。據此，該工作溫度約可選擇為700℃~900℃， 使得該低共晶點溫度材料3在該工作溫度下能夠液化，並且使該工件2呈塑性狀態，同時避免該工作溫度過高(接近或高於該工件2之熔點)的情形，以防止因高溫導致該工件2內部組織產生晶粒成長的現象。

請參照第8圖所示，在位於該容室111中的工件2被升溫至 預設之工作溫度，以呈現紅熱而具有可塑性之狀態後，致動該模具1的擠壓件12，使該擠壓件12沿著該軸向位移並伸入該容室111中。藉此，該擠壓件12之擠壓面121能夠擠壓該工件2，以推移呈塑性狀態的工件2，使該工件2變形而被擠入該成形槽112中。其中，披覆於該模具1內部或者該工件2表面的低共晶點溫度材料3將在該工作溫度下液化，液化的低共晶點溫度材料3可作為潤滑介面，以降低該模具1與該工件2接觸之表面的摩擦係數，進而降低該工件2與該模具1接觸時所承受的摩擦力。同時，液化的低共晶點溫度材料3能夠由該工件2表面擴散至該工件2的內部。該工件2被擠入該成形槽112的部分經冷卻後即可成形為一磁性件，本實施例所搭配使用之模具1的成形槽112係呈環狀，因此該工件2被擠入該成形槽112的部分經冷卻後將成形為環形磁性件。該環形磁性件可藉由後續充磁加工等處理以形成環形磁石成品，所述環形磁石即為異向性釹鐵硼熱壓磁石。

藉此，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例透過將一低共晶點 溫度材料3披覆於該模具1內部或者該工件2表面，該低共晶點溫度材料3將在該工作溫度下液化以作為潤滑介面，進而降低該模具1與該工件2接觸之表面的摩擦係數，可以有效降低該工件2與該模具1接觸時所承受的摩擦力，以避免該模具1所成形之磁性件表面產生裂紋缺陷，能夠提升釹鐵硼磁石製作方法的良率。

再者，請參照第3及9圖所示，其中，第9圖係習知擠壓製 程以該模具1所成形之一環形磁性件M’的材料應變量分布圖，該環形磁性 件M’具有一內周面M1’及一外周面M2’。換言之，第9圖所示之環形磁性件M’係藉由直接將工件2置入該模具1之模仁11的容室111中，該模具1內部或者該工件2並未被披覆任何低共晶點溫度材料3。透過對該模具1加熱，使位於該容室111中的工件2升溫而呈現塑性狀態，該擠壓件12即伸入該容室111以擠壓該工件2，使該工件2成形為該環形磁性件M’。由第3圖可知，該工件2受到該擠壓件12擠壓變形時，該工件2在該軸向上與該模仁11之止擋面113接觸的部分必須沿著該止擋面113流動至該成形槽112之內側緣，才能沿著該軸向流動進入該成形槽112以成形為該環形磁性件M’，該工件2與該止擋面113接觸時將承受一摩擦力，造成該工件2於該成形槽112之內側緣所產生的應變量增加；相對地，該工件2在該軸向上並未與該止擋面113接觸的部分容易直接該沿著該軸向流動進入該成形槽112以成形為該環形磁性件M’。據此，如第9圖所示，習知擠壓製程所成形之環形磁性件M’於其內周面M1’具有較大的材料應變量，而該環形磁性件M’於其外周面M2’具有較小的材料應變量，造成該環形磁性件M’內外側的磁特性不均等，進而導致該環形磁性件M’的配向度不均勻。

請參照第5及10圖所示，其中，第10圖係本發明釹鐵硼磁 石製作方法實施例以該模具1所成形之一環形磁性件M的材料應變量分布圖，該環形磁性件M同樣具有一內周面M1及一外周面M2。該工件2受到該擠壓件12擠壓變形時，該工件2在該軸向上與該模仁11之止擋面113接觸的部分雖然仍需沿著該止擋面113流動至該成形槽112之內側緣，惟，披覆於該模具1內部或者該工件2表面的低共晶點溫度材料3將在該工作溫度下液化以作為潤滑介面，因此該低共晶點溫度材料3能夠潤滑該工件2，使其受壓迫時易於沿著該止擋面113流動，進而容易流動至該成形槽112之內側緣，並沿著該軸向流動進入該成形槽112以成形為該環形磁性件M；換言之，藉由該低共晶點溫度材料3所提供的潤滑作用，能夠降低 該工件2與該止擋面113接觸時所承受的摩擦力，以控制該工件2於該成形槽112之內側緣所產生的應變量，達到縮小該環形磁性件M於其內周面M1所具有的材料應變量的效果。據此，如第10圖所示，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所成形之環形磁性件M於其內周面M1與外周面M2具有相對均勻的材料應變量，能夠避免該環形磁性件M內外側的磁特性不均等，進而控制該環形磁性件M之配向度使其呈現較均勻的狀態。

值得注意的是，在本發明部分實施例中，可以將該低共晶點 溫度材料3選擇性披覆於該模具1內部或者該工件2表面的特定位置，以控制該工件2受到該擠壓件12擠壓變形時，該模具1與該工件2接觸之各個表面的摩擦係數。更詳言之，該工件2受到該擠壓件12擠壓變形時，該模具1與該工件2接觸之各個表面將對該工件2施以不同的摩擦力，該低共晶點溫度材料3可以選擇披覆於對該工件2施以較大摩擦力之的表面或是該工件2朝向所述表面的部分；或者，該低共晶點溫度材料3可以在對該工件2施以較大摩擦力之的表面或是該工件2朝向所述表面的部分披覆較大的厚度。舉例而言，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所使用的模具1中，該模仁11之止擋面113將對該工件2施以相對較大之較大摩擦力，因此該低共晶點溫度材料3可以選擇僅披覆於該模仁11之止擋面113或該工件2朝向該止擋面113的部分；或者，該低共晶點溫度材料3選擇在該模仁11之止擋面113或該工件2朝向該止擋面113的部分披覆較大的厚度，並在該模具1內部或者該工件2的其他披覆較小的厚度，以在該低共晶點溫度材料3液化後，使該止擋面113相對該模具1的其他表面具有較小的摩擦係數。藉由選擇性披覆該低共晶點溫度材料3，能夠控制該模具1與該工件2接觸之各個表面的摩擦係數，進而調整該工件2於該成形槽112之各個位置所產生的應變量，使得本發明釹鐵硼磁石製作方法部分實施例所成形之環形磁性件M於其內周面M1與外周面M2具有更加均勻的材料 應變量。

為了凸顯本發明本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所成形 之環形磁性件M於其內周面M1與外周面M2確實具有相對均勻的材料應變量，請參照第11圖所示，係一環形磁性件M、M’之成品的剖視示意圖，透過對該環形磁性件M、M’之軸向截面的一區域R進行晶相分析，可以得到如第12及13圖所示的晶相分析結果。其中，第12圖係習知擠壓製程所成形之環形磁性件M’的晶相分析結果，可以發現該環形磁性件M’靠近其第一表面M1’的位置由於具有較大的材料應變量，造成其晶介間距較大；相對地，該環形磁性件M’靠近其第二表面M2’的位置由於具有較小的材料應變量，造成其晶介間距較小(即第12圖所示之右側的晶介間距大於左側者)。另一方面，第13圖係本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所成形之環形磁性件M的晶相分析結果，可以發現該環形磁性件M各個位置之晶介間距具有良好的一致性(即第13圖所示之右側的晶介間距與左側相仿者)。由此可知，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所成形之環形磁性件M於其內周面M1與外周面M2確實具有相對均勻的材料應變量。

除此之外，請續參照第8圖所示，由於披覆於該模具1內部 或者該工件2表面的低共晶點溫度材料3將在該工作溫度下液化，故該低共晶點溫度材料3能夠由該工件2表面擴散至該工件2的內部，以對該工件2進行改質，進而提升該工件2被擠入該成形槽112的部分經冷卻後所成形之磁性件的矯頑磁力；亦即，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例所成形之磁性件將具有較佳的保磁力。

更詳言之，請一併參照第14圖所示，液化的低共晶點溫度 材料3能夠滲入該工件2的晶介，以經由該工件2表面擴散至該工件2內部。其中，由於該工件2將受該擠壓件12擠壓變形而被擠入該成形槽112中，該工件2係處於一高壓狀態下，有助於促使該低共晶點溫度材料3擴 散至該工件2內部。藉此，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例藉由使該工件2在加工時處於高壓狀態，能夠提升該低共晶點溫度材料3擴散至該工件2內部的深度，以達到良好的改質效果，進一步提升該模具1所成形之磁性件的矯頑磁力。

另一方面，請參照第15及16圖所示，其中，第15圖係以 習知擠壓製程製作一磁性件，並且以低共晶點溫度材料對該磁性件進行擴散改質時，該磁性件之溫度與時間的對照圖；第16圖係以本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例製作一磁性件時，該磁性件之溫度與時間的對照圖。其中，習知擠壓製程約需耗費兩小時來完成加熱模具、擠製及冷卻等擠壓製程步驟A，以製作一磁性件，且該磁性件再經由擴散改質製程處理，所述擴散改質製程又約需耗費兩小時來完成加熱、擴散及冷卻等擴散改質步驟B，方能得到經改質的磁性件。相對地，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例可以在成形一磁性件的過程中，利用高溫使該低共晶點溫度材料3液化，並且以該擠壓件12擠壓該工件2使其處於高壓狀態下，進而促使該低共晶點溫度材料3由該工件2表面擴散至該工件2的內部，以一併達到改質效果。據此，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例可以在三小時內製作完成經改質的磁性件。

由此可知，習知擠壓製程需要超過四小時的製程時間，而本 發明釹鐵硼磁石製作方法實施例能夠同時進行磁性件的成形與改質，因此可以在三小時內製作經改質的磁性件，使得本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例能夠縮短製程時間。再者，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例能夠避免反覆升溫及冷卻的過程，以防止升溫溫度過高或是高溫環境下作業時間過長而使晶粒成長的情形發生。

藉由上述步驟，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例係將一低 共晶點溫度材料披覆於一模具1內部或者一工件2表面；將該工件2置入 該模具1內部後，加熱使該工件2呈塑性狀態，並且使該低共晶點溫度材料液化3；接著擠壓該工件2使其變形，同時使該低共晶點溫度材料3擴散至該工件2的內部；最後冷卻該工件2，即可成形一磁性件，同時達到以該低共晶點溫度材料3對該磁性件改質的效果。值得注意的是，該模具1係為用以製作環形磁性件之一正向擠製(forward extrusion)模具；惟，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例除了適用於該模具1外，亦可適用於前述習知模具9，該習知模具9係為用以製作環形磁性件之一背向擠製(backward extrusion)模具；或者，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例亦適用於其他習知擠壓製程所採用的模具(例如：用來製作弧形磁性件的模具)。

藉由前揭之方法特徵，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例的主要特點在於：透過將一低共晶點溫度材料披覆於一模具內部或者一工件表面，該低共晶點溫度材料被加熱後液化以作為潤滑介面，進而降低該模具與該工件接觸之表面的摩擦係數，可以有效降低該工件與該模具接觸時所承受的摩擦力，相較習知擠壓製程之工件W與模具9之間缺乏潤滑，導致該工件W所承受之摩擦力較大，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例可以避免該模具所成形之磁性件表面產生裂紋缺陷，確實能夠提升釹鐵硼磁石製作方法的良率。

另一方面，藉由該低共晶點溫度材料所提供的潤滑作用，能夠降低該工件與該模具接觸時所承受的摩擦力，以控制該工件於該模具內部受到擠壓時所產生的應變量，能夠使該模具所成形之磁性件具有相對均勻的材料應變量，相較習知擠壓製程所成形之環形磁石內外側的材料應變量不同，造成該環形磁石內外側的磁特性不均等，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例能夠避免所成形之磁性件各部位的磁特性不均等，進而控制該磁性件之配向度使其呈現較均勻的狀態，以確實提升釹鐵硼磁石成品的品 質。

此外，液化的低共晶點溫度材料能夠滲入該工件的晶介，以 由該工件表面擴散至該工件的內部，能夠對工件進行改質，有效提升該模具所成形之磁性件的矯頑磁力。相較習知擠壓製程所成形之磁石需要改質時，必須待該磁石冷卻後，於該磁石外周塗布低共晶點溫度材料，並且再次加熱該磁石使該低共晶點溫度材料液化並包覆該磁石，其反覆將釹鐵硼磁石半成品升溫及冷卻的過程造成製程耗時冗長，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例能夠同時進行磁性件的成形與改質，確實能夠有效縮短釹鐵硼磁石的製程時間；同時藉由避免反覆升溫及冷卻的過程，可以防止升溫溫度過高或是高溫環境下作業時間過長而使晶粒成長的情形發生，確實能夠提升釹鐵硼磁石的磁特性。

除此之外，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例係經由該模具 擠壓該工件使其變形，以成形該磁性件。該工件受擠壓時係處於一高壓狀態下，能夠提升該低共晶點溫度材料擴散至該工件內部的深度，以達到良好的改質效果，將可進一步提升該模具所成形之磁性件的矯頑磁力。

綜上所述，本發明釹鐵硼磁石製作方法實施例透過將一低共 晶點溫度材料披覆於一模具內部或者一工件表面，確可達到提升釹鐵硼磁石製作方法的良率、縮短釹鐵硼磁石的製程時間、提升釹鐵硼磁石成品的品質與磁特性等諸多功效。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種釹鐵硼磁石製作方法，包含：將一低共晶點溫度材料披覆於一模具內部或者一工件表面；將該工件置入該模具內部，加熱使該工件呈塑性狀態，並且使該低共晶點溫度材料液化；擠壓該工件使其變形而被擠入該模具的一成形槽中，同時使該低共晶點溫度材料擴散至該工件的內部；及冷卻該工件以成形一磁性件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該低共晶點溫度材料可以為釹銅合金(NdCu)或釹銅鋁合金(NdCuAl)。
3. 如申請專利範圍第2項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該低共晶點溫度材料於該模具內部朝向該工件之表面形成鍍層，以形成披覆於該模具內部。
4. 如申請專利範圍第2項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該低共晶點溫度材料呈塊狀或粉末狀，且該低共晶點溫度材料直接敷設於該工件表面。
5. 如申請專利範圍第1項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工件置入該模具內部後，係加熱該模具，使該工件上升至一工作溫度，該工作溫度高於該低共晶點溫度材料的熔點，使披覆於該模具內部或者該工件表面的低共晶點溫度材料在該工作溫度下液化。
6. 如申請專利範圍第5項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工作溫度低於該工件的熔點。
7. 如申請專利範圍第6項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工作溫度約選擇為700℃~900℃。
8. 如申請專利範圍第1項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工件受到 該模具擠壓變形時，該模具與該工件接觸之各個表面將對該工件施以不同的摩擦力，該低共晶點溫度材料選擇披覆於該模具與該工件接觸之各個表面中，對該工件施以較大摩擦力之的表面或是該工件朝向所述表面的部分。
9. 如申請專利範圍第1項所述之釹鐵硼磁石製作方法，其中，該工件受到該模具擠壓變形時，該模具與該工件接觸之各個表面將對該工件施以不同的摩擦力，該低共晶點溫度材料在該模具與該工件接觸之各個表面中，對該工件施以較大摩擦力之的表面或是該工件朝向所述表面的部分披覆較大的厚度。