制造稀土磁体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过热加工制造稀土磁体的方法，也就是取向磁体。
【背景技术】
[0002]使用诸如镧系元素的稀土元素的稀土磁体也被称为永磁铁。除硬盘和构成MRI的电机之外，已经将稀土磁体用于混合动力车或电动车辆的驱动电机。
[0003]根据稀土磁体的磁性能的指数，将例证剩余磁化(剩余磁通密度)以及矫顽力。随着由于电机的尺寸的减少或电机的电流密度的增加而加热生成的量的增加，进一步增加对使用的稀土磁体的耐热性的需求。因此，当在高温下使用磁体时，维持磁体的磁性能是重要的。
[0004]此处，将参考附图8A和8B以及图9A和9B不意性不出在相关技术中的制造稀土磁体的方法的实例。此外，图8A和8B为示出在相关技术中的热加工的图。此处，图8A为在热加工(热塑性加工)之前烧结体的示意性透视图，而图SB为在热加工之后稀土磁体的示意性透视图。图9A和9B为在相关技术中的热加工的说明图。图9A为示出在烧结体上起作用的摩擦力与在热加工期间塑性流动之间的关系的纵向截面图，而图9B为示出在图8B中示出的相关技术中的稀土磁体的纵向截面CS中的稀土磁体的应变分布的图。
[0005]首先，例如，通过Nd-Fe-B-基的熔融金属快速凝固获得的细粉末经受压力成形以制造在图8A中示出的烧结体Z。然后，使烧结体Z经受热加工以制造在图8B中示出的稀土磁体X。在相关技术中制造稀土磁体X的方法中，在热加工烧结体Z以在挤压方向的上-下方向上压缩烧结体Z期间，将压力施加到上表面Z3和下表面Z4，从而引起在垂直于挤压方向的水平方向上的塑性流动。作为结果，塑性变形发生。
[0006]此时，当烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1处于非约束状态，而烧结体Z的前侧和后侧表面Z5、Z6处于约束状态时，在烧结体Z中从在右-左方向上的中心处引起塑性流动，从而将右侧和左侧表面Z2、Zl变形。此时，烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4通过冲床施加压力于其而被约束。由于通过如上文描述的冲床施加的压力，烧结体Z的上表面Z3和下表面TA被设定在约束状态下，当烧结体Z在右-左方向上开始变形时，摩擦力在约束的上表面Z3和下表面TA上起作用。
[0007]如在图9A中所示，摩擦力F在烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4上起作用，该摩擦力F在烧结体Z变形的右-左方向上的中心部分CP处为最大，并且摩擦力F朝向烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1减少。摩擦力F起作用以阻碍在右-左方向上烧结体Z的塑性流动PF。因此，从烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Zl朝向中心部分CP不太可能发生塑性流动(即，减少塑性流动PF发生)。
[0008]此外，在挤压方向上朝向烧结体Z的内部的中心(也就是，从烧结体Z的约束的上表面Z3和下表面TA朝向在上表面Z3与下表面TA之间的中间部分)减少在塑性流动PF上的摩擦力F的影响。因此，从烧结体Z的约束的上下表面Z3、TA在挤压方向上朝向烧结体Z的内部的中心更有可能发生塑性流动PF (即，增加塑性流动PF发生)。
[0009]因此，如在图8A和8B中所示，当将压力施加到烧结体Z的上表面Z3和下表面Z4以在上-下方向上进行压缩，同时烧结体Z的右侧和左侧表面Z2、Z1处于非约束状态，在平行于右-左方向且平行于挤压方向的截面CS中引起塑性流动的差异。作为结果，如在图9B中所示，在稀土磁体X的截面CS中产出的应变变得不均匀。不均匀应变分布为用于劣化制造的稀土磁体X的磁性能的因素。因此，有必要阻止在通过热加工的稀土磁体的制造期间不均勾应变分布的发生。
[0010]作为制造稀土磁体的过程中的热加工的实例，日本专利申请公开号4-134804CJP4-134804 A)公开在胶囊(capsule)中放置磁体的铸造合金，并且在等于或高于500°C和等于或低于1100°C温度下进行冲模锻造以使合金为磁各向异性的技术。在JP 4-134804A中，当使用锻造机器进行热加工用于胶囊时，通过放置胶囊在两种或多种的冲模中进行多阶段锻造。因此，即使在薄的胶囊中，有可能施加如静水压力的压力到锻造的合金的内部，同时引起如在自由锻造中的铸造合金中的塑性变形。因此，有可能阻止磁体被破坏。
[0011]在如在JP 4-134804 A中的没有通过冲模约束的烧结体的侧表面的情况下，摩擦力在上下表面中的中心部分处为最大。此外，相比于烧结体的上下表面的附近，在烧结体的上下表面之间的中心部分处摩擦力的影响小，因此，相比于烧结体的上下表面的附近，在烧结体的上下表面之间的中心部分处相对自由的塑性流动发生。
[0012]作为结果，由于在材料流动性中的差异，在横向方向和挤压方向上，在烧结体中引起应变量的差异，因此在平行于挤压方向的烧结体的截面中，磁体的应变分布变得不均匀。随着用于烧结体的加工的程度(烧结体的压缩比率)增加，在磁体的表面的附近与磁体的内部之间的应变量的差异增加。作为结果，例如，当在进行强加工时，其中烧结体的压缩比率接近10%或高于10%，在磁体的截面方向上的应变分布变得显著地不均匀。不均匀应变分布为用于减少磁体的剩余磁化的因素。
[0013]在另一方面，日本专利申请公开号2-250922 (JP 2-250922 A)公开在金属胶囊中放置稀土合金锭的技术，在等于或高于750°C和等于或低于1150°C的乳制温度下进行热乳制，在该情况下合金锭包括液体相，并且在两个或多个流程中进行热乳制，以便总加工比率为30%或更高。在JP 2-250922 A中，进行乳制同时在宽度方向上从金属胶囊的两侧施加约束。因此，在合金锭的乳制期间抑制在宽度方向上的延展。因此，有可能在通过乳制获得的长板材料的宽度方向和纵向方向上获得适当晶轴取向。
[0014]然而，在JP 2-250922 A中，金属胶囊没有被约束在纵向方向上，因此，由于金属锭的减少，几乎所有的体积减少导致在纵向方向上的延展。因此，在通过乳制获得的板材料为具有预定长度的长板材料的情况下，并且板材料不是连续的带板，存在在沿板材料的纵向方向的截面中如上文描述的不均匀应变分布发生的可能性。如上文所描述，在JP 4-134804A和JP 2-250922 A公开的技术中，当通过热加工制造稀土磁体时，也许不可能阻止不均匀应变分布的发生。
【发明内容】
[0015]本发明涉及通过热加工制造稀土磁体的方法，并且提供制造稀土磁体的所述方法，所述方法通过使应变分布均勾而改善剩余磁化。
[0016]本发明的一方面涉及制造稀土磁体的方法。所述方法包括将通过烧结稀土磁体材料获得的烧结体容纳在成型模具中，所述成型模具由上下冲床以及冲模构成，并且在其中所述上下冲床中的至少一个在所述冲模的中空内部中为可滑动的，和通过进行第一热加工制造稀土磁体前驱体，其中所述烧结体的两个侧表面平行于挤压方向且彼此相对，一个侧表面被导致与所述冲模的内表面接触且被带到约束状态以抑制变形，而另一侧表面没有被导致与所述冲模的内表面接触且被带到非约束状态以当通过使用所述上下冲床挤压所述烧结体的上下表面时允许变形；以及在所述成型模具中移动所述稀土磁体前驱体，并且通过进行第二热加工制造稀土磁体，其中，所述稀土磁体前驱体的两个侧表面平行于所述挤压方向，在所述第一热加工中处于所述非约束状态的侧表面被导致与所述冲模的所述内表面接触且被带到所述约束状态以抑制变形，而在所述第一热加工中处于所述约束状态下的侧表面被带到所述非约束状态以当通过使用所述上下冲床挤压所述稀土磁体前驱体的上下表面时允许变形。
[0017]在根据上文提及的本发明的方面的制造稀土磁体的所述方法中，所述烧结体通过烧结且固化稀土磁体材料而获得的，所述稀土磁体材料诸如通过例如液体急冷方法经受热加工以获得预期的形状并给出磁各向异性的磁体粉末。
[0018]所述烧结体的所述形状没有特别地被限制。然而，可以使用例如诸如立方体和长方体的六面体。所述烧结体的平面形状为除了矩形形状的多边形，并且可为圆形形状或椭圆形形状。即使当所述烧结体的所述平面形状为圆形形状或椭圆形形状时，例如，彼此相对的两个侧表面在平行于烧结体挤压方向的截面中存在。此外，所述烧结体为除了六面体的多面体，且所述烧结体具有带有圆形拐角或脊的形状或具有在横向方向上膨胀的弯曲侧表面。
[0019]在本发明中使用的术语“上”“下”用于定位以方便阐明在每个配置中的位置关系，因此，“上” “下”并不是总是表示在垂直方向上“上” “下”。此外，使用术语“横向方向”和“右” “左”定位与术语“上” “下”的关系，并且术语并不总是表示水平方向。因此，本发明没有排除，例如，将所述上下冲床设置在水平方向的配置。
[0020]当在对所述烧结体热加工期间通过使用所述上下冲床挤压所述上下表面时，将所述烧结体在所述挤压方向上压缩，并且在垂直于所述挤压方向的方向上塑性流动发生，从而塑性变形发生。此时，如果平行于所述上-下挤压方向且彼此相对的所述两个侧表面，如在相关技术中的那样没有与所述冲模的所述内表面接触且处于非约束状态，在朝向所述烧结体的所述外部的横向方向上变形所述两个侧表面。此时，由于与挤压所述表面的所述冲床接触，所述烧结体的所述上下表面受约束。因此，当其中所述上下表面处于约束状态的所述烧结体在所述横向方向上变形时，在所述横向方向上的摩擦力在所述约束的上下表面上起作用。
[0021 ] 在横向方向上的在所述烧结体的所述上下表面起作用的所述摩擦力在所述烧结体的所述上下表面的所述中心部分处摩擦力为最大，并且朝向处于所述非约束状态的所述烧结体的两个侧表面减少。在所述横向方向上所述摩擦力起作用以阻碍所述烧结体的所述塑性流动。因此，从处于所述非约束状态的所述烧结体的两个侧表面朝向所述烧结体的所述中心部分不太可能发生所述塑性流动(即，所述塑性流动发生的减少)。
[0022]关于所述烧结体挤压方向，在所述烧结体的所述塑性流动上的所述摩擦力的影响朝向所述烧结体的所述内部中心减少，也就是，从所述烧结体在所述约束的上下表面在所述上下表面之间的中间部分。因此，从所述烧结体的所述约束的上下表面朝向所述烧结体的所述内部中心更有可能发生所述烧结体的所述塑性流动(即，所述烧结体的所述塑性流动发生的增加)。
[0023]因此，如果将所述烧结体的所述上下表面挤压同时平行于所述烧结体挤压方向且彼此相对的所述两个侧表面处于所述非约束状态，由于所述摩擦力的所述影响引起在所述烧结体的截面中的在所述塑性流动的差异，所述烧结体的截面平行于所述烧结体挤压方向且平行于其中所述两个侧表面彼此相对的方向。作为结果，在所述截面中的应变分布变得不均匀。所述不均匀应变分布为用于减少制造的稀土磁体的磁性能的因素。<