[发明专利]制备永磁体材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过表面机加工烧结磁体以期防止磁性劣化的R-Fe-B永磁体，并且更具体涉及制备比表面积(S/V)至少6mm^-1的小型尺寸或减小厚度的高性能稀土永磁体材料的方法。

背景技术

由于优异的磁性，以Nd-Fe-B体系为代表的R-Fe-B永磁体的应用范围日益增加。对于具有内建磁体的现代电子设备，包括计算机相关设备、硬盘驱动器、CD播放机、DVD播放机和移动电话，对重量和尺寸的降低、更好的性能和能量节省存在持续的要求。在此情况下，R-Fe-B磁体，且其中高性能的R-Fe-B烧结磁体必须满足小型尺寸和减小厚度的需求。事实上，对如比表面积(S/V)超过6mm^-1的磁体所代表的小型尺寸或减小厚度的磁体存在日益增长的需求。

为将小型尺寸或薄型R-Fe-B烧结磁体加工成实用形状，从而使其可以安装在磁路中，必须对成型且为烧结块形式的烧结磁体进行机加工。为了机加工，使用外刃切割机、内刃切割机、表面加工机(surfacemachine)、无心磨床、研磨机等。

但是，已知当通过任意上述机械机加工R-Fe-B烧结磁体时，磁性随着磁体尺寸变小而降低。这大概是因为机加工使磁体表面丧失了磁体产生高矫顽力所需要的晶界结构。对R-Fe-B烧结磁体表面附近的矫顽力进行了研究，本发明人发现当通过仔细控制机加工速率以使机加工对残余应变的影响最小时，机加工表面上受影响层的平均厚度变为大致等于由相对于面积分数的晶粒尺寸分布所确定的平均晶粒尺寸。另外，本发明人提出了一种磁体材料，其中为了减轻磁性的降低，在磁体制备过程期间将晶粒尺寸控制为5μm或更小(JP-A2004-281492)。实际上，即使在S/V超过6mm^-1的微小磁体片的情况中，也可以将磁性能的降低抑制到15％或更小。但是，机加工技术的进步使之能够生产出S/V超过30mm^-1的磁体，这就引起磁性降低超过15％的问题。

本发明人还发现通过仅熔化晶界相，并且使其在机加工表面上扩散以恢复表面颗粒磁性来对机加工至小尺寸的烧结磁体进行调整(tailor)的方法(JP-A 2004-281493)。通过这种方法调整的磁体仍具有当其S/V超过30mm^-1时耐腐蚀性不良的问题。

用于粘结磁体的R-Fe-B磁粉的制备方法包括氢化-歧化-解吸-重组(HDDR)方法。当各向异性的磁粉由HDDR方法制备时，它由比烧结磁体中的晶粒尺寸小一个或多个数量级的约200nm尺寸的晶粒组成，并且磁体表面处存在的性能降低的颗粒在尺寸为150μm(S/V＝40)的磁粉中最多只占1体积％。这时，没有观察到明显的性能降低。但是，由其制备的粘结磁体的最大能积为约17-25MGOe，该值低达烧结磁体最大能积的一半或更小。

因此，在相当大的意义上认为生产具有优异的磁性能且其不会降低的R-Fe-B超细磁体是困难的。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备R-Fe-B各向异性烧结磁体形式的稀土永磁体材料的方法，其中恢复了曾被机加工降低的磁性。

至于机加工的烧结磁体，本发明人已经发现通过在氢气氛中进行热处理并随后在脱氢气氛中进行热处理，烧结磁体恢复了其被机加工降低的磁性。

本发明提供了一种制备永磁体材料的方法，其包括步骤：

提供组成式为：R_x(Fe_1-yCo_y)_100-x-z-aB_zM_a的各向异性烧结磁体，其中R是选自包括Sc和Y的稀土元素中的至少一种元素，M是选自Al、Cu、Zn、In、Si、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、Sn、Sb、Hf、Ta和W中的至少一种元素，且表示原子百分数的x、y、z和a在如下范围内：10≤x≤15、0≤y≤0.4、3≤z≤15和0≤a≤11，所述磁体包含R₂Fe₁₄B化合物作为主相，

将所述磁体机加工成至少6mm^-1的比表面积，

在600-1100℃下在含氢气的气氛中热处理，以便在R₂Fe₁₄B化合物上引发歧化反应，和