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永久磁铁和永久磁铁的制造方法

阅读：1017发布：2021-01-16

IPRDB可以提供永久磁铁和永久磁铁的制造方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供即使在使用湿式粉碎的情况下，也可以在烧结前预先使磁铁粒子所含的碳降低，烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结的永久磁铁和永久磁铁的制造方法。在有机溶剂中利用珠磨机将经粗粉碎的磁铁粉末进行粉碎，然后，将粉末压制成形后的成形体在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中在200℃～900℃保持几小时，由此进行氢气中煅烧处理。接着，通过进行烧结来制造永久磁铁（1）。，下面是永久磁铁和永久磁铁的制造方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种永久磁铁，其特征在于，通过以下工序制造：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，通过将所述磁铁粉末成形而形成成形体的工序，将所述成形体在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，和将所述煅烧体烧结的工序。

2.一种永久磁铁，其特征在于，通过以下工序制造：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，将所述磁铁粉末在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，通过将所述煅烧体成形而形成成形体的工序，和将所述成形体烧结的工序。

3.如权利要求1所述的永久磁铁，其特征在于，煅烧所述成形体的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述成形体保持规定时间。

4.如权利要求2所述的永久磁铁，其特征在于，煅烧所述磁铁粉末的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述磁铁粉末保持规定时间。

5.如权利要求1至4中任一项所述的永久磁铁，其特征在于，烧结后残留的碳量为400ppm以下。

6.一种永久磁铁的制造方法，其特征在于，包括：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，通过将所述磁铁粉末成形而形成成形体的工序，将所述成形体在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，和将所述煅烧体烧结的工序。

7.一种永久磁铁的制造方法，其特征在于，包括：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，将所述磁铁粉末在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，通过将所述煅烧体成形而形成成形体的工序，和将所述成形体烧结的工序。

8.如权利要求6所述的永久磁铁，其特征在于，煅烧所述成形体的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述成形体保持规定时间。

9.如权利要求7所述的永久磁铁，其特征在于，煅烧所述磁铁粉末的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述磁铁粉末保持规定时间。

说明书全文

永久磁铁和永久磁铁的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及永久磁铁和永久磁铁的制造方法。

背景技术

[0002] 近年来，对于在混合动力汽车、硬盘驱动器等中使用的永磁电动机而言，要求小型轻量化、高输出功率化和高效率化。并且，在实现上述永磁电动机的小型轻量化、高输出功率化和高效率化时，对于埋设在永磁电动机中的永久磁铁，要求进一步提高磁特性。另外，作为永久磁铁，有铁氧体磁铁、Sm-Co基磁铁、Nd-Fe-B基磁铁、Sm2Fe17Nx基磁铁等，特别是剩余磁通密度高的Nd-Fe-B基磁铁被用作永磁电动机用的永久磁铁。

[0003] 在此，作为永久磁铁的制造方法，一般使用粉末烧结法。在此，粉末烧结法中，首先将原料粗粉碎，并利用喷射式粉碎机（干式粉碎）或湿式珠磨机（湿式粉碎）进行微粉碎来制造磁铁粉末。然后，将该磁铁粉末放入模具中，从外部施加磁场的同时压制成形为所需的形状。然后，通过将成形为所需形状的固体形状的磁铁粉末在规定温度(例如，Nd-Fe-B基磁铁为800℃～1150℃)烧结来进行制造。

[0004] 现有技术文献

[0005] 专利文献

[0006] 专利文献1：日本特开第3298219号公报（第4页、第5页）

发明内容

[0007] 发明所要解决的问题

[0008] 另外，对于永久磁铁的磁特性而言，已知磁铁的磁特性遵循单畴微粒理论，因此，如果将烧结体的晶粒直径细化，则磁性能基本上会提高。并且，为了将烧结体的晶粒直径细化，需要将烧结前的磁铁原料的粒径也细化。

[0009] 在此，作为粉碎磁铁原料时使用的粉碎方法之一的湿式珠磨机粉碎是将磨珠（介质）填充到容器中并使其旋转，添加将原料混入溶剂中而得到的浆料，从而将原料磨碎并粉碎的方法。并且，通过进行湿式珠磨机粉碎，可以将磁铁原料粉碎到微小的粒径范围（例如0.1μm～5.0μm）。

[0010] 但是，上述湿式珠磨机粉碎等湿式粉碎中，作为混入磁铁原料的溶剂，使用甲苯、环己烷、乙酸乙酯、甲醇等有机溶剂。因此，即使通过在粉碎后进行真空干燥等使有机溶剂挥发，含C物也会残留在磁铁内。并且，由于Nd与碳的反应性非常高，因此在烧结工序中直到高温还残留有含C物时，形成碳化物。结果，由于所形成的碳化物，在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间产生空隙，存在不能将磁铁整体致密地烧结从而磁性能显著下降的问题。另外，即使是不产生空隙的情况下，由于所形成的碳化物，在烧结后的磁铁的主相内析出αFe，存在使磁特性显著降低的问题。

[0011] 本发明为了解决所述以往的问题而创立，其目的在于提供如下的永久磁铁和永久磁铁的制造方法：将在湿式粉碎中混入有有机溶剂的磁铁粉末在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧，由此预先降低磁铁粒子所含的碳量，结果，能够在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结。

[0012] 用于解决问题的手段

[0013] 为了达成所述目的，本发明的永久磁铁的特征在于，通过以下工序制造：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，通过将所述磁铁粉末成形而形成成形体的工序，将所述成形体在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，和将所述煅烧体烧结的工序。

[0014] 另外，本发明的永久磁铁的特征在于，通过以下工序来制造：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，将所述磁铁粉末在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，通过将所述煅烧体成形而形成成形体的工序，和将所述成形体烧结的工序。

[0015] 另外，本发明的永久磁铁的特征在于，在煅烧所述成形体的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述成形体保持规定时间。

[0016] 另外，本发明的永久磁铁的特征在于，在煅烧所述磁铁粉末的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述磁铁粉末保持规定时间。

[0017] 另外，本发明的永久磁铁的特征在于，烧结后残留的碳量为400ppm以下。

[0018] 另外，本发明的永久磁铁的制造方法的特征在于，包括：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，通过将所述磁铁粉末成形而形成成形体的工序，将所述成形体在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，和将所述煅烧体烧结的工序。

[0019] 另外，本发明的永久磁铁的制造方法的特征在于，包括：将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎而得到磁铁粉末的工序，将所述磁铁粉末在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧而得到煅烧体的工序，通过将所述煅烧体成形而形成成形体的工序，和将所述成形体烧结的工序。

[0020] 另外，本发明的永久磁铁的制造方法的特征在于，在煅烧所述成形体的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述成形体保持规定时间。

[0021] 另外，本发明的永久磁铁的制造方法的特征在于，在煅烧所述磁铁粉末的工序中，在200℃～900℃的温度范围内将所述磁铁粉末保持规定时间。

[0022] 发明效果

[0023] 根据具有所述构成的本发明的永久磁铁，通过将在作为永久磁铁的制造工序的湿式粉碎中混入了有机溶剂的磁铁粉末的成形体在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧，可以预先降低磁铁粒子所含的碳量。结果，能够在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结，能够防止矫顽力降低。另外，不会在烧结后的磁铁的主相内大量析出αFe，不会使磁铁特性显著降低。

[0024] 另外，根据本发明的永久磁铁，通过将在作为永久磁铁的制造工序的湿式粉碎中混入了有机溶剂的磁铁粉末在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧，可以预先降低磁铁粒子所含的碳量。结果，能够在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结，能够防止矫顽力降低。另外，不会在烧结后的磁铁的主相内大量析出αFe，不会使磁铁特性显著降低。

[0025] 另外，由于对粉末状的磁铁粒子进行煅烧，因此与对成形后的磁铁粒子进行煅烧的情况相比，可以更容易地对全部磁铁粒子进行有机化合物的热分解。即，可以更可靠地减少煅烧体中的碳量。

[0026] 另外，根据本发明的永久磁铁，煅烧成形体的工序通过在200℃～900℃的温度范围内将成形体保持规定时间来进行，因此可以可靠地使有机金属化合物热分解，从而可以将所含的碳烧失必要量以上。

[0027] 另外，根据本发明的永久磁铁，煅烧磁铁粉末的工序通过在200℃～900℃的温度范围内将磁铁粉末保持规定时间来进行，因此可以可靠地使有机金属化合物热分解，从而可以将所含的碳烧失必要量以上。

[0028] 另外，根据本发明的永久磁铁，烧结后残留的碳量为400ppm以下，因此在磁铁的主相与晶界相之间不会产生空隙，并且可以使磁铁整体成为致密烧结的状态，可以防止剩余磁通密度下降。另外，烧结后的磁铁的主相内不会大量析出αFe，因此不会显著降低磁铁特性。

[0029] 另外，根据本发明的永久磁铁的制造方法，通过将在湿式粉碎中混入了有机溶剂的磁铁粉末的成形体在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧，可以预先降低磁铁粒子所含的碳量。结果，能够在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结，能够防止矫顽力降低。另外，不会在烧结后的磁铁的主相内大量析出αFe，不会使磁铁特性显著降低。

[0030] 另外，根据本发明的永久磁铁的制造方法，通过将在湿式粉碎中混入了有机溶剂的磁铁粉末在烧结前在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中进行煅烧，可以预先降低磁铁粒子所含的碳量。结果，能够在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结，能够防止矫顽力降低。另外，不会在烧结后的磁铁的主相内大量析出αFe，不会使磁铁特性显著降低。

[0031] 另外，由于对粉末状的磁铁粒子进行煅烧，因此与对成形后的磁铁粒子进行煅烧的情况相比，可以更容易地对全部磁铁粒子进行有机化合物的热分解。即，可以更可靠地减少煅烧体中的碳量。

[0032] 另外，根据本发明的永久磁铁的制造方法，煅烧成形体的工序通过在200℃～900℃的温度范围内将成形体保持规定时间来进行，因此可以可靠地使有机金属化合物热分解，从而可以将所含的碳烧失必要量以上。

[0033] 另外，根据本发明的永久磁铁的制造方法，煅烧磁铁粉末的工序通过在200℃～900℃的温度范围内将磁铁粉末保持规定时间来进行，因此可以可靠地使有机金属化合物热分解，从而可以将所含的碳烧失必要量以上。

附图说明

[0034] 图1是表示本发明的永久磁铁的整体图。

[0035] 图2是将本发明的永久磁铁的晶界附近放大表示的示意图。

[0036] 图3是表示本发明的永久磁铁的第一制造方法的制造工序的说明图。

[0037] 图4是表示本发明的永久磁铁的第二制造方法的制造工序的说明图。

[0038] 图5是表示进行氢气中煅烧处理的情况和未进行氢气中煅烧处理的情况下氧量的变化的图。

[0039] 图6是表示实施例和比较例的永久磁铁的永久磁铁中的残碳量的图。

具体实施方式

[0040] 以下，对于将本发明的永久磁铁及永久磁铁的制造方法具体化的实施方式，参照附图进行详细说明。

[0041] [永久磁铁的构成]

[0042] 首先，对本发明的永久磁铁1的构成进行说明。图1是表示本发明的永久磁铁1的整体图。另外，图1所示的永久磁铁1具有圆柱形状，但是，永久磁铁1的形状根据成形中使用的腔室的形状而变化。

[0043] 作为本发明的永久磁铁1，例如使用Nd-Fe-B基磁铁。另外，如图2所示，永久磁铁1是作为赋予磁化作用的磁性相的主相11、和非磁性且富集稀土类元素的低熔点富Nd相12共存的合金。图2是将构成永久磁铁1的Nd磁铁粒子放大表示的图。

[0044] 在此，主相11呈作为化学计量组成的Nd2Fe14B金属间化合物相（Fe可以部分地被Co置换）占高体积比例的状态。另一方面，富Nd相12包含与作为相同的化学计量组成的Nd2Fe14B（Fe可以部分地被Co置换）相比、Nd的组成比率更多的金属间化合物相（例如Nd2.0～3.0Fe14B金属间化合物相）。另外，为了提高磁特性，富Nd相12中可以含有少量的Dy、TB、Co、Cu、Al、Si等其它元素。

[0045] 并且，在永久磁铁1中，富Nd相12发挥以下的作用。

[0046] （1）熔点低（约600℃），在烧结时成为液相，有助于磁铁的高密度化、即磁化的提高。（2）无晶界的凹凸，减少反向磁畴的成核位点，提高矫顽力。（3）使主相磁绝缘，增加矫顽力。

[0047] 因此，烧结后的永久磁铁1中富Nd相12的分散状态差时，导致局部的烧结不良、磁性下降，因此富Nd相12在烧结后的永久磁铁1中均匀地分散是重要的。

[0048] 另外，作为在Nd-Fe-B基磁铁的制造中产生的问题，可以举出在烧结后的合金中生成αFe。作为原因可以举出：在使用包含基于化学计量组成的含量的磁铁原料合金来制造永久磁铁的情况下，在制造过程中稀土类元素与氧、碳结合，而成为稀土类元素相对于化学计量组成不足的状态。在此，αFe具有变形能力，可以不被粉碎而残留在粉碎机中，因此不仅使粉碎合金时的粉碎效率下降，而且也对粉碎前后的组成变动、粒度分布造成影响。另外，如果αFe在烧结后也残留在磁铁中，则会导致磁铁的磁特性下降。

[0049] 并且，上述的永久磁铁1中的包含Nd在内的全部稀土类元素的含量优选在比基于上述化学计量组成的含量（26.7重量%）多0.1重量%～10.0重量%、更优选多0.1重量%～5.0重量%的范围内。具体而言，各成分的含量为Nd：25～37重量%、B：0.8～2重量%、Fe（电解铁）：60～75重量%。通过使永久磁铁1中的稀土类元素的含量为上述范围，能够使富Nd相12均匀地分散在烧结后的永久磁铁1中。另外，即使在制造过程中稀土类元素与氧、碳结合，稀土类元素也不会相对于化学计量组成变得不足，能够抑制在烧结后的永久磁铁1中生成αFe。

[0050] 另外，在永久磁铁1中的稀土类元素的含量少于上述范围的情况下，难以形成富Nd相12。另外，无法充分抑制αFe的生成。另一方面，在永久磁铁1中的稀土类元素的组成大于上述范围的情况下，矫顽力的增加变慢，并且残留磁通密度下降，从而不实用。

[0051] 另外，本发明中，在将磁铁原料粉碎成微小粒径的磁铁粉末时，进行将投入到有机溶剂中的磁铁原料在有机溶剂中进行粉碎的所谓的湿式粉碎。但是，将磁铁原料在有机溶剂中进行湿式粉碎时，即使通过在粉碎后进行真空干燥等使有机溶剂挥发，有机溶剂等有机化合物也会残留在磁铁内。并且，由于Nd与碳的反应性非常高，因此在烧结工序中直到高温还残留有含C物时，形成碳化物。结果，由于所形成的碳化物，在烧结后的磁铁的主相与晶界相（富Nd相）之间产生空隙，存在不能将磁铁整体致密地烧结从而磁性能显著下降的问题。但是，本发明中通过在烧结前进行后述的氢气中煅烧处理，能够预先降低磁铁粒子所含的碳量。

[0052] 另外，主相11的晶粒直径优选为0.1μm～5.0μm。另外，主相11与富Nd相12的构成可以通过例如SEM、TEM、三维原子探针法来确认。

[0053] 另外，如果富Nd相12中含有Dy或Tb，则通过Dy、Tb抑制晶界的反向磁畴的生成，能够提高矫顽力。

[0054] [永久磁铁的制造方法1]

[0055] 以下，使用图3对本发明的永久磁铁1的第一制造方法进行说明。图3是表示本发明的永久磁铁1的第一制造方法的制造工序的说明图。

[0056] 首先，制造包含规定分数的Nd-Fe-B（例如，Nd：32.7重量%，Fe（电解铁）：65.96重量%，B：1.34重量%）的锭。然后，用捣碎机或破碎机等将锭粗粉碎成约200μm的大小。或者，将锭熔融，通过薄带铸轧法制作薄片，并用氢粉碎法进行粗粉化。由此，得到粗粉碎磁铁粉末31。

[0057] 然后，将粗粉碎磁铁粉末31通过利用珠磨机的湿式法微粉碎至规定范围的粒径（例如0.1μm～5.0μm），并且使磁铁粉末分散在溶剂中，制作浆料42。另外，在湿式粉碎中，相对于磁铁粉末0.5kg使用甲苯4kg作为溶剂。

[0058] 另外，详细的分散条件如下所述。

[0059] ·分散装置：珠磨机

[0060] ·分散介质：氧化锆珠

[0061] 另外，粉碎中使用的溶剂为有机溶剂，溶剂的种类没有特别限制，可以使用：异丙醇、乙醇、甲醇等醇类，乙酸乙酯等酯类，戊烷、己烷等低级烃类，苯、甲苯、二甲苯等芳香族类，酮类，它们的混合物等。另外，优选使用溶剂中不含氧原子的烃系溶剂。

[0062] 然后，将制成的浆料42在成形前通过真空干燥等预先进行干燥，将干燥后的磁铁粉末43取出。然后，将干燥后的磁铁粉末利用成形装置50粉末压制成形为规定形状。另外，粉末压制成形有将上述干燥后的微粉末填充到腔室中的干式法、和不干燥浆料42而将其填充到腔室中的湿式法，本发明中例示使用干式法的情况。另外，有机溶剂也可以在成形后的烧结阶段进行挥发。

[0063] 如图3所示，成形装置50具有圆筒状的模具51、相对于模具51沿上下方向滑动的下冲头52和同样相对于模具51沿上下方向滑动的上冲头53，由它们围成的空间构成腔室54。

[0064] 另外，在成形装置50中，将一对磁场发生线圈55、56配置在腔室54的上下位置，并将磁力线施加到填充在腔室54中的磁铁粉末43上。施加的磁场例如设定为1MA/m。

[0065] 并且，在进行粉末压制成形时，首先，将干燥后的磁铁粉末43填充到腔室54中。然后，驱动下冲头52和上冲头53，沿箭头61的方向对填充到腔室54中的磁铁粉末43施加压力，进行成形。另外，加压的同时利用磁场产生线圈55、56沿与加压方向平行的箭头62方向对填充到腔室54中的磁铁粉末43施加脉冲磁场。由此，使磁场沿所需的方向取向。另外，使磁场取向的方向需要考虑由磁铁粉末43成形的永久磁铁1所要求的磁场方向来确定。

[0066] 另外，使用湿式法的情况下，可以在对腔室54施加磁场的同时注入浆料，并且在注入途中或者注入结束后施加比最初的磁场强的磁场进行湿式成形。另外，也可以以施加方向垂直于加压方向的方式配置磁场产生线圈55、56。

[0067] 另外，也可以不通过上述粉末压制成形而是通过生片成形将成形体成形。另外，作为通过生片成形将成形体成形的方法，有例如以下的方法。作为第一方法，为如下的方法：将粉碎后的磁铁粉末、有机溶剂和粘结剂树脂混合而制成浆料，通过刮板法方式、模涂方式、逗号刮刀涂布方式等各种涂布方式将制成的浆料以规定厚度涂布在基材上，由此成形为生片。另外，作为第二方法，为如下的方法：通过热熔涂布将磁铁粉末和粘结剂树脂混合而成的粉体混合物涂布到基材上，由此成形为生片。另外，在通过第一方法将生片成形的情况下，在所涂布的浆料干燥前施加磁场，由此进行磁场取向。另一方面，在通过第二方法将生片成形的情况下，在对先成形的生片进行加热的状态下施加磁场，由此进行磁场取向。

[0068] 然后，将通过粉末压制成形等成形的成形体71在加压到高于大气压的压力（例如0.5MPa、1.0MPa）的氢气气氛中在200℃～900℃、更优选为400℃～900℃（例如600℃）保持数小时（例如5小时），由此进行氢气中煅烧处理。煅烧中的氢气的供给量为5L/分钟。在该氢气中煅烧处理中，进行使残留的有机化合物热分解从而使煅烧体中的碳量降低的所谓的脱碳。另外，氢气中煅烧处理在使煅烧体中的碳量为1000ppm以下、更优选为400ppm以下的条件下进行。由此，能够通过之后的烧结处理将永久磁铁1整体致密地烧结，不会使剩余磁通密度和矫顽力降低。

[0069] 在此，通过所述的氢气中煅烧处理煅烧后的成形体71中存在NdH3，从而存在容易与氧结合的问题，但是，在第一制造方法中，成形体71在氢气中煅烧后在不与外部气体接触的情况下转移到后述的烧结，因此不需要脱氢工序。在烧结中成形体中的氢释出。另外，进行上述的氢气中煅烧处理时的加压条件为高于大气压的压力即可，但优选为15MPa以下。

[0070] 接着，进行将通过氢气中煅烧处理煅烧后的成形体71烧结的烧结处理。另外，作为成形体71的烧结方法，除一般的真空烧结以外，也可以使用在将成形体71加压的状态下进行烧结的加压烧结等。例如，通过真空烧结进行烧结时，以规定的升温速度升温到约800℃～约1080℃，并保持约2小时。在此期间，进行真空烧结，真空度优选设定为5Pa以-2
下、更优选为10 Pa以下。然后进行冷却，再在600℃～1000℃下进行2小时热处理。并且，烧结的结果是制造了永久磁铁1。

[0071] 另一方面，作为加压烧结，例如有热压烧结、热等静压（HIP）烧结、超高压合成烧结、气体加压烧结、放电等离子体（SPS）烧结等。但是，为了抑制烧结时磁铁粒子的晶粒生长并且抑制烧结后磁铁中产生的翘曲，优选使用作为沿单轴方向加压的单轴加压烧结并且通过通电烧结进行烧结的SPS烧结。另外，通过SPS烧结进行烧结时，优选：加压值设定为30MPa，在几Pa以下的真空气氛中以10℃/分钟升温至940℃，然后保持5分钟。然后进行冷却，再在600℃～1000℃下进行2小时热处理。并且，烧结的结果是制造了永久磁铁1。

[0072] [永久磁铁的制造方法2]

[0073] 以下，使用图4对作为本发明的永久磁铁1的另一制造方法的第二制造方法进行说明。图4是表示本发明的永久磁铁1的第二制造方法的制造工序的说明图。

[0074] 另外，直到制成浆料42为止的工序，与已经使用图3说明过的第一制造方法的制造工序相同，因此省略说明。

[0075] 首先，在将制成的浆料42成形前，预先通过真空干燥等进行干燥，并取出干燥后的磁铁粉末43。然后，将干燥后的磁铁粉末43在加压到高于大气压的压力（例如0.5MPa、1.0MPa）的氢气气氛中、在200℃～900℃、更优选400℃～900℃（例如600℃）保持几小时（例如5小时），由此进行氢气中煅烧处理。煅烧中的氢气供给量设定为5L/分钟。在该氢气中煅烧处理中，进行使残留的有机化合物热分解从而减少煅烧体中的碳量的所谓的脱碳。另外，氢气中煅烧处理在使煅烧体中的碳量为1000ppm以下、更优选为400ppm以下的条件下进行。由此，能够通过之后的烧结处理将永久磁铁1整体致密地烧结，不会使剩余磁通密度和矫顽力降低。

[0076] 然后，将通过氢气中煅烧处理煅烧后的粉末状的煅烧体82在真空气氛中在200℃～600℃、更优选400℃～600℃保持1～3小时，由此进行脱氢处理。另外，真空度优选设定为0.1Torr以下。

[0077] 在此，通过所述的氢气中煅烧处理煅烧后的煅烧体82中存在NdH3，从而存在容易与氧结合的问题。

[0078] 图5是表示将进行氢气中煅烧处理后的Nd磁铁粉末与未进行氢气中煅烧处理的Nd磁铁粉末分别暴露于氧浓度7ppm和氧浓度66ppm的气氛中时相对于暴露时间的磁铁粉末内的氧量的图。如图5所示，进行氢气中煅烧处理后的磁铁粉末在暴露于高氧浓度66ppm气氛中时，磁铁粉末内的氧量在约1000秒内从0.4%上升到0.8%。另外，即使暴露于低氧浓度7ppm气氛中，磁铁内的氧量在约5000秒内也从0.4%上升到相同的0.8%。并且，Nd与氧结合时，会造成剩余磁通密度和矫顽力下降。

[0079] 因此，在所述脱氢处理中，使通过氢气中煅烧处理生成的煅烧体82中的NdH3（活性度大）以NdH3（活性度大）→NdH2（活性度小）方向逐步变化，由此使通过氢气中煅烧处理而活化的煅烧体82的活性度下降。由此，即使之后将通过氢气中煅烧处理煅烧后的煅烧体82转移到大气中的情况下，也可以防止Nd与氧结合，从而不会使剩余磁通密度和矫顽力降低。

[0080] 然后，利用成形装置50将进行脱氢处理后的粉末状的煅烧体82粉末压制成形为规定形状。关于成形装置50的详细情况，与已经使用图3说明过的第一制造方法的制造工序相同，因此省略说明。

[0081] 然后，进行将成形的煅烧体82烧结的烧结处理。另外，烧结处理与上述的第一制造方法同样地通过真空烧结、加压烧结等进行。关于烧结条件的详细情况，与已经说明过的第一制造方法的制造工序相同，因此省略说明。并且，烧结的结果是制造了永久磁铁1。

[0082] 另外，在上述的第二制造方法中，对粉末状的磁铁粒子进行氢气中煅烧处理，因此与对成形后的磁铁粒子进行氢气中煅烧处理的所述第一制造方法相比，具有可以更容易地对全部磁铁粒子进行残留的有机化合物的热分解的优点。即，与所述第一制造方法相比，可以更可靠地减少煅烧体中的碳量。

[0083] 另一方面，在第一制造方法中，成形体71在氢气中煅烧后在不与外部气体接触的情况下转移到烧结，因此不需要脱氢工序。因此，与所述第二制造方法相比，可以简化制造工序。但是，在所述第二制造方法中，在氢气中煅烧后在不与外部气体接触的情况下进行烧结时，也不需要脱氢工序。

[0084] 实施例

[0085] 以下，对于本发明的实施例在与比较例进行比较的同时进行说明。

[0086] （实施例1）

[0087] 实施例1的钕磁铁粉末的合金组成，相比于基于化学计量组成的分数（Nd：26.7重量%、Fe（电解铁）：72.3重量%、B：1.0重量%）提高了Nd的比率，例如以重量%计为Nd/Fe/B=32.7/65.96/1.34。另外，使用甲苯作为进行湿式粉碎时的有机溶剂。另外，煅烧处理通过将成形前的磁铁粉末在加压到高于大气压（另外，在本实施例中特别是假定制造时的大气压为标准大气压（约0.1MPa））的0.5MPa的压力的氢气气氛中在600℃保持5小时来进行。并且，煅烧中的氢气供给量设定为5L/分钟。另外，成形后的煅烧体的烧结通过真空烧结进行。另外，其它工序为与上述的[永久磁铁的制造方法2]同样的工序。

[0088] （比较例1）

[0089] 使用甲苯作为进行湿式粉碎时的有机溶剂。并且在大气压（0.1MPa）的氢气气氛中进行氢气中煅烧处理。然后通过真空烧结将成形后的磁铁粉末烧结。其它条件与实施例1相同。

[0090] （比较例2）

[0091] 使用甲苯作为进行湿式粉碎时的有机溶剂。并且对于湿式粉碎后的磁铁粉末在不进行氢气中煅烧处理的情况下进行成形。然后通过真空烧结将成形后的磁铁粉末烧结。其它条件与实施例1相同。

[0092] （实施例与比较例的残碳量的比较研究）

[0093] 图6是分别表示实施例1和比较例1、2的永久磁铁的永久磁铁中的残碳量[ppm]的图。

[0094] 如图6所示，将实施例1和比较例1、2进行比较可知，进行了氢气中煅烧处理的情况与未进行氢气中煅烧处理的情况相比，可以显著降低磁铁粒子中的碳量。特别是，实施例1中，能够使残留于磁铁粒子中的碳量为400ppm以下。即可知，通过氢气中煅烧处理使有机化合物热分解，能够进行使煅烧体中的碳量降低的所谓的脱碳。结果，能够实现磁铁整体的致密烧结和防止矫顽力下降。

[0095] 另外，将实施例1和比较例1进行比较可知，即使使用相同的有机溶剂，在高于大气压的加压气氛中进行氢气中煅烧处理的情况与在大气压下进行氢气中煅烧处理的情况相比，可以使磁铁粒子中的碳量进一步降低。即可知，通过氢气中煅烧处理使有机化合物热分解，能够进行使煅烧体中的碳量降低的所谓的脱碳，并且通过在高于大气压的加压气氛中进行该氢气中煅烧处理，能够更容易地在氢气中煅烧处理中进行脱碳。结果，能够实现磁铁整体的致密烧结和防止矫顽力下降。

[0096] 另外，上述实施例1和比较例1、2中使用了通过[永久磁铁的制造方法2]的工序制造的永久磁铁，但即使在使用通过[永久磁铁的制造方法1]的工序制造的永久磁铁的情况下也可以得到同样的结果。

[0097] 从以上说明可知，对于本实施方式的永久磁铁1和永久磁铁1的制造方法而言，在溶剂中利用珠磨机将经粗粉碎的磁铁粉末进行粉碎，然后，将粉末压制成形后的成形体在加压到高于大气压的压力的氢气气氛中在200℃～900℃保持数小时，由此进行氢气中煅烧处理。接着，通过在800℃～1180℃进行烧结来制造永久磁铁1。由此，即使在使用有机溶剂将磁铁原料湿式粉碎的情况下，也可以在烧结前使残留的有机化合物热分解，从而可以预先将磁铁粒子中所含的碳烧失（减少碳量），在烧结工序中几乎不形成碳化物。结果，在烧结后的磁铁的主相与晶界相之间不产生空隙，并且能够将磁铁整体致密地烧结，能够防止矫顽力降低。另外，不会在烧结后的磁铁的主相内大量析出αFe，不会使磁铁特性显著降低。

[0098] 另外，将磁铁粉末或成形体煅烧的工序特别是通过在200℃～900℃、更优选为400℃～900℃的温度范围内将成形体保持规定时间来进行，因此能够使磁铁粒子中含的碳烧失必要量以上。

[0099] 结果，烧结后残留在磁铁中的碳量为400ppm以下，因此在磁铁的主相与晶界相之间不会产生空隙，并且可以使磁铁整体成为致密烧结的状态，可以防止剩余磁通密度下降。

[0100] 另外，特别是在第二制造方法中，对粉末状的磁铁粒子进行煅烧，因此与对成形后的磁铁粒子进行煅烧的情况相比，可以更容易地对全部磁铁粒子进行残留的有机化合物的热分解。即，能够更可靠地使煅烧体中的碳量降低。另外，通过在煅烧处理后进行脱氢处理，能够使由于煅烧处理而活化的煅烧体的活性度降低。由此，可以防止之后磁铁粒子与氧结合，从而不会使剩余磁通密度和矫顽力降低。

[0101] 另外，本发明不限于所述实施例，在不脱离本发明的要旨的范围内可以进行各种改良、变形，这是毋庸置疑的。

[0102] 另外，磁铁粉末的粉碎条件、混炼条件、煅烧条件、脱氢条件、烧结条件等不限于上述实施例中记载的条件。例如上述实施例中在加压到0.5MPa的氢气气氛中进行煅烧处理，但只要在高于大气压的加压气氛中，则也可以设定为其它压力值。另外，实施例中，通过真空烧结来进行烧结，但也可以通过SPS烧结等加压烧结来进行烧结。

[0103] 另外，也可以省略脱氢工序。

[0104] 另外，上述实施例中，使用湿式珠磨机作为将磁铁粉末湿式粉碎的手段，但也可以使用其它湿式粉碎方式。例如，可以使用纳米均质机等。

[0105] 附图标记

[0106] 1永久磁铁

[0107] 11主相

[0108] 12富Nd相

[0109] 42浆料

[0110] 43磁铁粉末

[0111] 71成形体

[0112] 82煅烧体

标题	发布/更新时间	阅读量
全自动磁铁生产系统-专利编号CN106111996A	2020-05-11	749
磁铁-专利编号CN101958170B	2020-05-11	329
全自动磁铁生产系统-专利编号CN106111996B	2020-05-11	242
磁铁-专利编号CN101958170A	2020-05-11	404
胶带型磁铁-专利编号CN2819412Y	2020-05-12	949
磁铁出料机-专利编号CN205869462U	2020-05-12	282
一种异形磁铁-专利编号CN204808993U	2020-05-13	58
一种十字形磁铁-专利编号CN204808991U	2020-05-13	263
一种多边形磁铁-专利编号CN204808990U	2020-05-13	235
一种凸形磁铁-专利编号CN204808994U	2020-05-12	40

永久磁铁和永久磁铁的制造方法

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