永磁体、电动机以及发电机的制作方法_3

文档序号:8344689阅读:来源:国知局
不均相的 粉末。若将含有像该样的不均相粗粉末的粉碎粉在磁场中冲压,制成烧结体,则引起不均相 的残留、矫顽力降低、磁化降低化及矩形性降低等。若矩形性降低则难W磁化。特别是,与 转子等组装后难W磁化。像该样,通过使10 ym W上的粒径的粉末占全体的10% W下,则能 在含有23原子% W上的化的高化浓度成分中抑制矩形比下降并且增大矫顽力。
[0044] 接着,将合金粉末填充至设置在电磁体中的模具内,通过一边施加磁场一边加压 成型,制造使结晶轴取向的压粉体。进一步,将该压粉体在liooc W上1210°c W下,烧结1 小时W上15小时W下得到更加致密的烧结体。例如,烧结温度不足ll〇〇°C的情况下,生成 的烧结体的密度容易降低。另外,高于1210°C的情况下,由于粉末中的Sm过剩的蒸发等会 出现磁特性下降的情况。更优选地,烧结温度在115(TC W上1205°C W下,进一步优选地在 1165°CW上1195°CW下。另一方面,烧结时间不足1小时的情况下,密度容易不均一使磁化 容易降低,进一步地,烧结体的结晶粒径变小,并且晶界比率增高,使磁化容易下降。另外, 若烧结时间超过15小时,则粉末中的R元素的蒸发过剩,恐怕使磁特性下降。更优选地,烧 结时间在2小时W上13小时W下,进一步优选地在4小时W上10小时W下。另外,通过在 真空中或氣气气氛中进行热处理能抑制氧化。另外,通过维持真空直到接近烧结温度为止, 之后切换为Ar气体气氛,进行等温维持,能提高烧结体的密度。
[0045] 接着,对得到的烧结体,实施溶体化处理控制结晶结构。例如,通过W ll〇〇°CW 上119(TC W下,进行溶体化处理3小时W上28小时W下,容易得到相分离结构的前驱体即 化化7型晶相。
[0046] 热处理温度不足llOOC W及超过119(TC的情况下,在溶体化处理后的试料中 存在的化化7型晶相的比例较小,磁特性恐怕会降低。热处理温度优选地在lllOCW上 1180°CW下,更优选地在1120°CW上117〇°CW下。
[0047] 另外,热处理时间不足3小时的情况下,构成相容易变得不均一,矫顽力容易下 降,烧结体的结晶粒径容易减小,晶界比率提高,磁化容易下降。另外热处理温度超过28小 时的情况下,由于烧结体中的R元素蒸发等恐怕会使磁特性下降。热处理时间优选地在4 小时W上24小时W下,更优选地在10小时W上18小时W下。
[0048] 另外,通过在真空中或氣气气氛等惰性气体气氛中进行溶体化处理能抑制粉末的 氧化。另外,也可与烧结连续地进行溶体化处理。
[0049] 进一步地,在等温保持后进行急速冷却。通过进行急速冷却,能在室温下也维持 化化7型晶相。通过将急速冷却速度控制在170 °C /分W上,使化化7型晶相稳定化,容易体 现矫顽力。例如,冷却速度不足170°C /分的情况下,在冷却中容易生成CesNi,型晶相(2-7 相)。由于2-7相的存在有时会使磁化下降,另外有时也会使矫顽力下降。2-7相中化高 浓度化的情况较多,由此主相中的化浓度下降,则难W由时效处理引起相分离。特别是,在 含有23原子% W上的化浓度的成分中,冷却速度容易变得重要。
[0050] 接着,对急速冷却后的烧结体进行时效处理。时效处理是指,控制金属结构,提高 磁体的矫顽力的处理,其目的是使磁体的金属结构相分离成化2化17型晶相和富化相等的 多个相。
[0化^ 一般的Sm-Co类磁体中,富M片状相析出,之后化化7型晶相相分离成化2Zn。型晶 相或富化相等多个相。该时,富M片状相作为与化化7型晶相之间的晶粒界面中的元素扩 散路径发挥作用,是用来得到矫顽力的有效的相。然而,富M片状相的析出恐怕会与化2化1, 型晶相晶格不匹配。若有晶格不匹配部分,则容易形成磁化反转核,变成矫顽力下降和矩形 比恶化的原因。对此,若能生成使富M片状相和化2化17型晶相的应变缓和的相(缓和相), 则使矫顽力和矩形比得到改善的可能性提高。然而,为了生成所述缓和相,需要在富M片状 相之前生成富化相。
[0052] 因此,本实施方式中发现,溶体化处理之后,将时效处理分为预备时效处理和正式 时效处理,在预备时效处理中对保持温度和时间、或保持后的缓慢冷却速度严密地控制,对 缓和的生成有效。
[0化3] 例如,预备时效处理温度优选地为比富M片状相容易生成的温度要低。由此,能在 富M片状相之间析出富Cu相。另外,预备时效处理温度优选地比正式时效处理温度低一定 温度w上。由此,核生成频度变高,在母相全体能致密地形成富化相。另一方面,由于元素 的扩散速度较慢,也有可能核生成变得难W进行。于是,通过W低温长时间进行保持,能促 进核生成。进一步地,发现通过减慢预备时效处理后的缓慢冷却,富化相的化浓度变高。
[0054] 另外,若进行所述预备时效处理,则富化的核在母相全体中生成,之后的正式时 效处理中,虽然较多的富化的核成长为胞壁相,但一部分的富化的核在生成富M片状相时 停留在片状相和母相的界面上,形成富Cu相。所述富Cu相相当于富Cu片状相。
[0055] 例如,预备时效处理中,W 550°CW上850°CW下保持了 4小时W上20小时W下之 后,W 0. 9°C /分W下的冷却速度缓慢冷却至20°C W上350°C W下。另外,若预备时效处理 温度低于550°C,则富化相的密度变高,富化相的体积比率变大,进一步地,单位富化相的 化浓度降低。由此,反而使磁壁钉扎效果降低,即便之后再进行正式时效处理也难W提高矫 顽力,另外,有时会产生矩形比恶化、磁化降低等情况。可W认为该与元素的扩散动作有关。 例如,若富化相的体积比率增高,则用于磁化的相、即化2化17型晶相的体积比率减少,因此 磁化下降。另外,若预备时效温度高于850°C,则有时矩形比改善效果减小。更优选地,预备 时效温度在550°C W上750°C W下,进一步优选地在600°C W上710°C W下。
[0化6] 另外,上述时效处理中,需要注意预备时效处理温度和正式时效处理温度的关系。 通过降低预备时效处理温度,虽然使矩形比进一步得到改善,但难W增大矫顽力。矫顽力下 降的一个原因考虑为,利用正式时效处理没有充分地形成胞壁相。对此,例如提高正式时效 处理温度,促进元素扩散。具体为,通过将预备时效处理温度和正式时效处理温度的差设定 为130°C W上,则在含有23原子% ^上的化的成分中,也能提高富化片状相的化浓度。 由此,能同时实现良好的矩形比、高矫顽力、W及高磁化。
[0057] 进一步地,正式时效处理中,W 750°CW上880°CW下保持了 2小时W上80小时W 下之后,W 0. 2°C /分W上2°C /分W下的冷却速度缓慢冷却至300°C W上650°C W下。该 时,也能通过W 300°C W上650°C W下保持一定时间来改善矫顽力。该时的保持时间优选地 为1小时W上6小时W下。
[0化引另外,除了所述的预备时效处理W及正式时效处理之外,通过将正式时效处理后 的缓慢冷却速度设置成不足0. 5°C /分,能增加单位面积的富Cu片状相的个数,因此能进一 步地改善矩形比,能提高矫顽力,能提高磁化。
[0059] 另外,通过在真空中或氣气等的惰性气体中进行预备时效处理W及正式时效处 理,能抑制烧结体的氧化。
[0060] 由上述方式能制造永磁体。
[0061] (第2实施方式) 第1实施方式的永磁体,能在各种电动机或发电机中使用。另外,也可作为可变磁通电 动机或可变磁通发动机的固定磁体或可变磁体来使用。通过使用第1实施方式的永磁体, 构成各种电动机或发电机。第1实施方式的永磁体适用于可变磁通电动机的情况下,也可 在可变磁通电动机的构成或驱动系统中采用日本专利特开2008-29148号公报或日本专利 特开2008-43172号公报中公开的技术。
[0062] 接着,参照附图对实施方式的发电机和电动机进行说明。图4是表示本实施方式 中的永磁体电动机的图。在图4所示的永磁体电动机1中,转子3配置在定子2内。第1实 施方式的永磁体即永磁体5配置在转子3的铁巧4中。通过采用第1实施方式的永磁体, 基于各永磁体的特性等,能实现永磁体电动机1的高效化、小型化w及低成本化等。
[0063] 图5是表示本实施方式中的可变磁通电动机的图。在图5所示的可变磁通电动机 11中,转子13配置在定子12内。第1实施方式的永磁体作为固定磁体15和可变磁体16 配置在转子13的铁巧14中。可变磁体16的磁通密度(磁通量)可W为可变的。由于可 变磁体16的磁化方向垂直于Q轴方向,因此其不受Q轴电流的影响,能利用D轴电流磁化。 磁化线圈(未图示)设置于转子13。由于电流从磁化电路流向该磁化线圈,其磁场直接地 对可变磁体16进行作用。
[0064] 利用第1实施方式的永磁体,能使固定磁体15得到良好的矫顽力。第1实施方式 的永磁体适用于可变磁体16的情况下,通过变更上述制造方法的各种条件(时效处理条件 等),可将例如矫顽力控制在lOOkA/m W上500kA/m W下的范围内。另外,在图5所示的可 变磁通电动机11中,虽然固定磁体15 W及可变磁体16的任何一个都能采用第1实施方式 的永磁体,但也可其中某一个磁体采用第1实施方式的永磁体。由于可变磁通电动机11可 W小的装置尺寸输出大转矩,因此适用于对电动机的高输出?小型化有要求的混合动力车 或电动汽车等的电动机。
[00化]图6表示本实施方式中的发电机。图6所示的发电机21包括采用了本实施方式 的永磁体的定子22。配置在定子22的内侧的转子23,经由轴25与设置在发电机21的一 端的祸轮24相连接。祸轮24例如利用从外部提供的流体旋转。另外,通过传递汽车的再 生能量等的动态旋转来代替利用流体旋转的祸轮2
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1