稀土类磁铁的制造方法_3

文档序号:8417632阅读:来源:国知局
图。
[0060] 图9是表示关于采用加工率25%的镦锻加工时的稀土类磁铁的每个部位的剩余 磁化提高率的实验结果的图。
[0061] 图10是表示关于采用加工率70 %的挤压加工以及加工率25 %的镦锻加工时的稀 土类磁铁的每个部位的剩余磁化提高率的实验结果的图。
[0062] 图11是表示关于挤压加工的加工率和剩余磁化的关系的实验结果的图。
[0063] 图12是表示关于挤压加工及镦锻加工各自的加工率和剩余磁化的关系的实验结 果的图。
[0064] 图13是表示特定W方向伸长率/L方向伸长率与各方向的伸长率的关系的实验结 果的图。
[0065] 图14是表示特定W方向伸长率/L方向伸长率与容易磁化方向的剩余磁化Br的 关系的实验结果的图。
[0066] 图15是表示特定面内各向异性指数与C轴方向的剩余磁化Br的关系的实验结果 的图。
[0067] 图16是表示特定W方向伸长率/L方向伸长率、面内各向异性指数和C轴方向的 剩余磁化Br的关系的实验结果的图。
[0068] 图17是表示在L方向的伸长率与W方向的伸长率之差大的情况下的稀土类磁铁 的L方向以及W方向的结晶组织的SEM像的图。
[0069] 图18是表示在L方向的伸长率与W方向的伸长率之差小的情况下的稀土类磁铁 的L方向以及W方向的结晶组织的SEM像的图。
【具体实施方式】
[0070] 以下,参照附图来说明本发明的稀土类磁铁的制造方法的实施方式。再者,图示例 是说明作为纳米晶体磁铁的稀土类磁铁的制造方法的例子,但本发明的稀土类磁铁的制造 方法并不限定于纳米晶体磁铁的制造,当然能够应用于晶粒相对大的烧结磁铁(例如lum 左右的粒度的磁铁)等的制造。另外,图示例的第2步骤中的挤压加工是使用具有板状的空 心的挤压冲头,用该挤压冲头对成形体进行加压来一边减小成形体的厚度一边向挤压冲头 的空心挤压成形体的一部分,制造板状的稀土类磁铁中间体的加工方法(后方挤压方法), 但除图示例以外,当然也可以是如下的加工方法(前方挤压方法),即,使用具有板状的空 心的阴模,在该阴模中收纳成形体,用不具备空心的冲头对成形体进行加压来一边减小成 形体的厚度,一边从阴模的空心挤压成形体的一部分,制造板状的稀土类磁铁中间体。(稀 土类磁铁的制造方法的实施方式1)
[0071]图1的(a)、(b)是按该顺序说明本发明的稀土类磁铁的制造方法的实施方式1的 第1步骤的示意图,图2是说明在第1步骤中制造出的成形体的显微结构的图。另外,图 3 (a)是说明了制造方法的实施方式1的第2步骤之中的挤压加工方法的示意图,图3 (b)是 图3(a)的b-b向视图。而且,图4(a)是说明将利用挤压加工制造出的加工品的一部分切 断来制造中间体的状态的示意图,图4(b)是说明第2步骤中的镦锻加工方法的示意图。
[0072] 如图1(a)所示,在减压至例如50kPa以下的Ar气气氛的未图示的炉中,采用单辊 的熔纺(melt-spuning)法,将合金锭高频熔化,向铜辊R喷射给出稀土类磁铁的组成的熔 液,制作急冷薄带B (急冷带),并将该带进行粗粉碎。
[0073] 被粗粉碎的急冷薄带之中,分选最大尺寸为200nm左右或其以下的尺寸的急冷薄 带B,将其如图1 (b)所示那样填充到由超硬阴模D和在其空心内滑动的超硬冲头P围成的 腔室内。而且,一边用超硬冲头P进行加压一边在(X方向)加压方向上使电流流动来进 行通电加热,由此制作包含纳米晶体组织的Nd-Fe-B系主相(50nm~200nm左右的晶体粒 径)、和位于主相的周围的Nd-X合金(X:金属元素)晶界相的四棱柱状的成形体S(第1步 骤)。再者,RE的含有比例优选为29质量RE彡32质量%。
[0074] 在此,构成晶界相的Nd-X合金,由Nd、与Co、Fe、Ga等之中的至少1种以上的金属 的合金构成,例如是Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe、Nd-Co-Fe-Ga之中的任一种、或混有它 们之中的两种以上的合金,成为富Nd的状态。
[0075] 如图2所示,成形体S呈现出在纳米晶粒MP (主相)间充满有晶界相BP的各向同 性的晶体组织。
[0076] 当由第1步骤制造出四棱柱状的成形体S后,进行图3所示的挤压加工,然后对由 该挤压加工制造出的稀土类磁铁中间体进行图4所示的镦锻加工,利用包含该挤压加工以 及镦锻加工的热塑性加工来制造稀土类磁铁(取向磁铁)(第2步骤)。以下,更详细地说 明第2步骤。
[0077] 首先,如图3(a)所示,在阴模Da中收纳在第1步骤中制造出的成形体,用高频线 圈Co加热阴模Da来形成加热状态的成形体S'。再者,在收纳成形体之前,预先在阴模Da 的内表面、挤压冲头ro的板状的空心H)a的内表面预先涂敷润滑剂。
[0078] 用具备板状的空心roa的挤压冲头ro对加热状态的成形体S'进行加压(Y1方 向),通过该加压,加热状态的成形体S' 一边减小其厚度一边一部分被挤压到板状的空心 PDa中(Z方向)。
[0079] 在此,该挤压加工时的加工率用(t〇-tl)/t0表示,优选以60~80%的加工率进行 加工。
[0080] 通过该挤压加工,制造出图4 (a)所示的稀土类磁铁中间体S"。仅将该稀土类磁铁 中间体S"之中的、具有厚度tl的板状的部分进行切割,作为正规的稀土类磁铁中间体应用 于接下来的镦锻加工。
[0081] 即,如图4(b)所示,在上下的冲头PM(锻砧(anvil))间载置厚度tl的稀土类磁 铁中间体S",用高频线圈Co加热冲头PM,一边加热稀土类磁铁中间体S",一边用上方的冲 头PM在稀土类磁铁中间体S"的厚度方向进行加压(Y1方向),使其厚度从最初的tl减小 到t2,由此制造出作为取向磁铁的稀土类磁铁C。
[0082] 在此,该镦锻加工时的加工率用(tl_t2)/tl表示,优选以10~30%的加工率进行 加工。
[0083] 再者,热塑性加工的挤压加工以及镦锻加工时的应变速度被调整为0. 1/秒以上。 另外,将热塑性加工的加工度(压缩率)大的情况、例如压缩率为10%左右以上的情况的热 塑性加工称作强加工。
[0084] 从说明挤压加工以及镦锻加工时的加工品的应变分布的图5可以明确,利用最初 的挤压加工制造出的稀土类磁铁中间体在其表面形成高的应变区域,而其中心变为低的应 变区域,与外侧的区域相比,中心的各向异性不充分。
[0085] 因此,通过对该稀土类磁铁中间体进行镦锻加工,一边维持表面的高应变区域,一 边对中心的低的应变区域良好地给予应变,中心也变为高的应变区域,所制造的稀土类磁 铁成为整体上具有高的应变区域的磁铁。
[0086] 这样,在第2步骤中,通过按照挤压加工、镦锻加工的顺序进行热塑性加工,通过 对挤压加工时容易产生的稀土类磁铁中间体的中央区域的低应变区域,利用接下来的镦锻 加工给予高的应变,就能够对所制造的稀土类磁铁的全部区域良好地给予高应变,从而能 够制造取向度高、剩余磁化高的稀土类磁铁。
[0087] 利用包含挤压加工以及镦锻加工这两个阶段的加工的热塑性加工所制造出的稀 土类磁铁C (取向磁铁),成为如下这样的稀土类磁铁C :如图6所示那样,纳米晶粒MP呈扁 平形状,与各向异性轴大致平行的界面弯曲或折曲,磁各向异性优异。
[0088] 关于图示的取向磁铁C,优选具有包含RE-Fe-B系的主相(RE是Nd、Pr中的至少一 种、或者作为它们的中间生成物的Di (钕镨混合物))和位于该主相的周围的RE-X合金(X 是金属元素)的晶界相的金属组织,RE的含量比例为29质量RE < 32质量%,所制造 出的稀土类磁铁的主相的平均粒度为300nm。通过RE的含量比例处于上述范围,热塑性加 工时抑制裂纹发生的效果更加高,能够保证高的取向度。另外,通过RE的含量比例为上述 范围,能够确保能保证高的剩余磁化的主相的大小。
[0089] (稀土类磁铁的制造方法的实施方式2)
[0090] 接着,参照图7来说明稀土类磁铁的制造方法的实施方式2。在此,图7是说明第 2步骤的其他实施方式的示意图。即,制造方法的实施方式2的第1步骤与制造方法的实施 方式1同样,对第2步骤施加了改良。
[0091] 在第1步骤中制造出的成形体S具有作为容易磁化方向的C轴方向、和形成与该C 轴方向正交的面的L方向轴以及W方向轴。再者,将第2步骤的挤压加工时的挤压方向设 为该L方向(沿着L方向轴的方向),将与挤压加工时的挤压方向正交的方向设为W方向 (沿着W方向轴的方向)。
[0092] 在利用第2步骤的挤压加工而制造出的稀土类磁铁中间体S"(厚度中,由于 挤压加工时的挤压方向为L方向,因此向W方向的伸长率很微小,而向L方向的伸长率大 (1^> W d。因而,在稀土类磁铁中间体S"中,L方向的磁特性较大地被改善,而W方向的磁 特性的改善很少。因此,在继挤压加工之后的镦锻加工中,此次通过相对于向L方向的伸长 率而使向W方向的伸长率增大L「U),能够使所制造出的
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