制造稀土磁体的方法_3

文档序号:9383173阅读:来源:国知局
状态以允许变形。此外,通过所述第二热加工制造所述稀土磁体,其中,在平行于所述挤压方向的所述稀土磁体前驱体的所述两个侧表面中,在所述第一热加工中处于所述非约束状态的侧表面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的侧表面被带到所述非约束状态以允许变形。因此,能够使所述应变分布均匀同时给出预期的磁各向异性到所述稀土磁体。作为结果,能够制造具有高产额比的所述稀土磁体,其在表面的所述附近的磁性能和整体磁性能为卓越的。
【附图说明】
[0044]将参考附图在下文进行描述本发明的示例性实施例的特征、优势和技术以及工业意义,其中相同的符号表示相同的元素,以及其中:
[0045]图1A和IB为在根据本发明的第一实施例的制造稀土磁体的方法中的第一步骤的说明图,并且图1C为示出在进行第一步骤之后的稀土磁体前驱体的应变分布的图;
[0046]图2A和2B为根据第一实施例的第二步骤的说明图,并且图2C为示出在进行第二步骤之后的稀土磁体的应变分布的图;
[0047]图3A到3C为在根据本发明的第二实施例的制造稀土磁体的方法中的第一步骤的说明图;
[0048]图4A到4C为根据第二实施例的第二步骤的说明图;
[0049]图5为示出实例和对比实例当中的每个稀土磁体的宽度方向和纵向方向中央的厚度方向上的剩余磁化的图;
[0050]图6为示出实例和对比实例当中的每个稀土磁体的上表面的宽度方向中央处的纵向方向上的剩余磁化的图;
[0051]图7为示出实例和对比实例当中的每个稀土磁体的宽度方向和厚度方向中央处的纵向方向上的剩余磁化的图;
[0052]图8A为示出在相关技术中的加工之前的烧结体的透视图,并且图8B为示出在相关技术中的加工之后的稀土磁体的透视图;以及
[0053]图9A为在图8B中示出的截面CS处的摩擦力与塑性流动之间的关系的说明图,并且图9B为示出在相关技术中的稀土磁体的相同截面处的应变分布的图。
【具体实施方式】
[0054]下文中,将参考附图描述根据本发明的实施例的制造稀土磁体的方法。下文的实施例描述制造为纳米晶磁体的稀土磁体的方法。然而,根据本发明制造稀土磁体的方法不限于纳米晶磁体的制造,并且其为可应用于具有相对大晶粒尺寸的烧结磁体(例如,具有近I μπι的颗粒尺寸的烧结磁体)的制造。
[0055]<制造稀土磁体的方法的第一实施例 > 在根据本实施例的制造稀土体的方法中,烧结体是通过烧结稀土磁体材料而固化的,该稀土磁体材料诸如通过例如液体急冷方法而制造,烧结体经受热加工以获得预期的形状并给出磁各向异性到烧结体。
[0056]在本实施例中,例如,使经受热加工的烧结体被如下制造。首先,根据使用单个辊的熔融纺丝方法,合金锭在被减压到例如50kPa或更低的Ar气体氛下在熔炉(未示出)中被高频融化,并且具有用于制造稀土磁体的成分的熔融金属被喷涂到铜辊上以制备急冷薄带(急冷带),并且该急冷带被粗粉碎。
[0057]然后,粗粉碎的急冷带被填充在通过硬质合金冲模和在硬质合金冲模的中空内部中滑动的硬质合金冲床所限定的腔,且被通过允许电流在挤压方向上流动同时被通过硬质合金冲床挤压而电气加热,从而制备由具有纳米晶体结构的Nd-Fe-B-基主相(晶粒尺寸:近似于50nm到200nm)和在主相的附近处的Nd-X合金(X表示金属元素)的晶界相构成的成型体。
[0058]获得的成型体被填充在通过硬质合金冲模和在硬质合金冲模的中空内部中滑动的硬质合金冲床所限定的腔,且被通过允许电流在挤压方向上流动同时被通过硬质合金冲床挤压而电气加热,从而通过热挤压加工制备由具有纳米晶体结构的RE-Fe-B-基主相(RE表示选自由Nd、Pr以及Y组成的元素中的至少一种)(具有近似于20nm到200nm的晶粒尺寸)和在主相的附近处的Nd-X合金(X代表金属元素)的晶界相构成的烧结体。
[0059]构成晶界相的Nd-X合金由Nd合金和选自Co、Fe、Ga等等中的至少一种元素构成。Nd-X合金由通过例如选自Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe以及Nd-Co-Fe-Ga中任何一种或两种或多种构成并且Nd-X合金处于Nd-富态。
[0060]烧结体具有各向同性晶体晶体结构,其中在多个纳米晶体晶粒(主相)之间填充晶界相。因此,对烧结体进行热加工以向其提供各向异性。在本实施例中,进行两个阶段热加工,也就是,在下文将描述的第一步骤中进行第一热加工,并且在后续第二步骤中进行第二热加工。
[0061](第一步骤)在第一步骤中,对烧结体进行第一热加工以制造稀土磁体前驱体。图1A和IB为第一步骤的流程图,并且也为平行于烧结体挤压方向的截面图。图1C为示出在图1B中示出的稀土磁体前驱体的截面中的应变分布的图。图1A到IC中的每个示出沿平行于烧结体和稀土磁体前驱体的前后侧表面的中心线的截面。
[0062]如在图1A中所示,在第一步骤中,首先,将烧结体S容纳在成型模具I的腔C中。烧结体S的形状为诸如立方体和长方体的六面体。成型模具I由一对被垂直设置以彼此相对的硬质合金冲床2、3和围绕硬质合金冲床2、3设置的硬质合金冲模4构成。成型模具I的腔C为通过一对冲床2、3以及冲模4限定的空间。将一对冲床2、3中的至少一个配置为在冲模4的中空内部滑动。在此实施例中,将上冲床2配置为在冲模4的中空内部向上并向下滑动,以挤压放置在下冲床3上的烧结体S的上表面S3和下表面S4。
[0063]如在图1A中所示,当将烧结体S容纳在成型模具I的腔C中时,烧结体S的两个侧表面S1、S2平行于挤压方向且彼此相对,一个侧表面SI被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态,而另一个侧表面S2没有被导致与冲模4的内表面接触且被带到非约束状态。在此实施例中,垂直于在图1A中示出的右与左侧表面S2、SI的前后侧表面,被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。因此,被带到约束状态的烧结体S的左侧表面SI以及前后侧表面从挤压烧结体S的开始到结束的过程被维持与冲模4的内表面接触且被维持在约束状态。
[0064]然后,如在图1B中所示,上冲床2被引起朝向下冲床3下降,并且上下冲床2、3挤压烧结体S的上下表面S3、S4以在上-下挤压方向上进行压缩。此时,由于塑性流动,烧结体S的左侧表面SI易于在向左方向上朝向烧结体S的外部被变形,而右侧表面S2易于在向右方向上朝向烧结体的外部被变形。然而,在向左方向上的塑性流动被抑制在与冲模4的内表面接触且处于约束状态的左侧表面SI的附近。因此,在烧结体S中,处于约束状态的左侧表面SI的变形在向左方向上被抑制,而处于非约束状态的右侧表面S2的变形在向右方向上被允许。此外,处于约束状态下的前后侧表面的变形被抑制。
[0065]此时,分别在烧结体S的上下表面S3、S4与上下冲床2、3之间起作用的摩擦力朝向被带到约束状态的烧结体S的左侧表面SI增加。此外,摩擦力从左侧表面SI在向右方向上减少,也就是,朝向被带到非约束状态的右侧表面S2。因此,通过在靠近处于约束状态下的左侧表面SI的位置处的摩擦力将塑性流动阻碍到较大程度。此外,由于烧结体S的左侧表面SI处于约束状态,左侧表面SI的附近被压缩在这种状态下,在该状态下,由于与冲模4的内表面接触,在向左方向上的塑性流动被抑制。因此,处于约束状态的烧结体S的左侧表面SI的附近在挤压方向上被均匀地压缩,因此制造稀土磁体前驱体S,。
[0066]如在图1C中所示,通过第一步骤制造的稀土磁体前驱体S,的应变分布,比下文描述的相关技术的稀土磁体的应变分布为更均匀。在图1C中,在稀土磁体前驱体S’中,被带到非约束状态的右侧表面S’ 2的应变比被带到约束状态的左侧表面S’ I的附近中的应变较大。
[0067](第二步骤)在第二步骤中,对在第一步骤中制造的稀土磁体前驱体S,进行第二热加工,从而制造稀土磁体。图2A和2B为第二步骤的流程图,并且也为平行于稀土磁体挤压方向的截面图。图2C为示出在图2B中示出的稀土磁体的截面中的应变分布的图。如在图1A到IC的情况下,图2A到2C中的每个示出沿平行于稀土磁体前驱体S,和稀土磁体当中的前后侧表面的中心线的截面。
[0068]如在图2A中所示,在第二步骤中,首先,在成型模具I的腔C中移动稀土磁体前驱体S’。此时,在第一步骤中的挤压期间被带到约束状态的左侧表面S’ I没有被导致与冲模4的内表面接触且被带到非约束状态,而在第一步骤中的挤压期间被带到非约束状态的右侧表面S,2被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。在图2A中,垂直于右与左侧表面S’ 2、S’ I的前后侧表面如在第一步骤中被导致与冲模4的内表面接触且被带到约束状态。在该实施例中,可以将在第一步骤中使用的相同的成型模具I用在第二步骤中,但是可以将不同于在第一步骤中使用的成型模具用在第二步骤中。
[0069]然后,如在图2B中所示,上冲床2被引起朝向下冲床3下降,并且上下冲床2、3挤压稀土磁体前驱体S,的上下表面S,3、S,4以在上-下挤压方向上进行压缩。在这种状态下,由于塑性流动,稀土磁体前驱体S,的左侧表面S,I易于在向左方向上朝向烧结体S的外部被变形,而右侧表面S,2易于在向右方向上朝向烧结体S的外部被变形。然而,在向右方向上的塑性流动被抑制在与冲模4的内表面接触且处于约束状态的右侧表面S,2的附近。因此,在稀土磁体前驱体S,中,处于约束状态的右侧表面S,2的变形在向右方向上被抑制,而处于非约束状态的左侧表面S’ I的变形在向左方向上被允许。此外,处于约束状态的前后侧表面的变形被抑制。
[0070]如上文所描述,在第一步骤中被带到非约束状态且在第一步骤中变形被允许的右侧表面S,2,在第二步骤中被带到约束状态且变形被抑制。相似地,在第一步骤中被带到约束状态且在第一步骤中变形被抑制的左侧表面S,1,在第二步骤中被带到非约束状态且变形被允许。
[0071]因此,在第二步骤中在稀土磁体前驱体S’的上下表面S’3、S’4上起作用的摩擦力朝向相反于第一步骤处于约束状态的右侧表面s’ 2增加。摩擦力在向左方向上从右侧表面S’2减少,也就是,朝向处于非约束状态的左侧表面S’I。因此,由于在靠近处于约束状态的右侧表面S’ 2的位置处的摩擦力,塑性流动被阻碍到较大程度。此外,由于稀土磁体前驱体S’的右侧表面S’ 2被带到约束状态,右侧表面S’ 2的附近在塑性流动在向右方向上被抑制的状态下被压缩。因此,稀土磁体前驱体S,的右侧表面S,2的附近在挤压方向上被均匀地压缩,因此制造稀土磁体M。
[0072]如上文所描述,在本实施例的制造稀土
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