[发明专利]稀土类磁石及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土类磁石及其制造方法。

背景技术

使用了镧等稀土元素的稀土类磁石也被称为永久磁石，其用途除了硬盘、构成MRI的电动机以外，还用于混合动力汽车、电动汽车等驱动用电动机等。

作为该稀土类磁石的磁石性能的指标，可举出剩磁化(剩余磁通密度)和矫顽力，针对电动机的小型化、高电流密度化带来的发热量的增大，对所使用的稀土类磁石的耐热性的要求进一步提高，在高温使用下如何能够保持磁石的矫顽力成为该技术领域中的重要的研究课题之一。若举出作为多用于车辆驱动用电动机的稀土类磁石之一的Nd-Fe-B系磁石，进行了通过谋求晶粒的微细化、使用Nd量多的组成合金、添加矫顽力性能高的Dy、Tb这样的重稀土元素等方式来增加其矫顽力的尝试。

作为稀土类磁石，除了构成组织的晶粒(主相)的尺寸为3～5μm左右的通常的烧结磁石以外，还有将晶粒微细化至50nm～300nm左右的纳米尺寸的纳米结晶磁石，其中，能够在实现上述晶粒的微细化的同时减少昂贵的重稀土元素的添加量(去除化)的纳米结晶磁石现在受到关注。

如果在重稀土元素中举出其使用量多的Dy，则Dy的埋藏地区偏在于中国，而且由于中国规定了以Dy为代表的稀有金属的生产量、出口量，所以Dy的资源价格进入2011年度正在急剧上升。因此，减少Dy量的同时保证矫顽力性能的少Dy磁石、完全不使用Dy并保证矫顽力性能的无Dy磁石的开发成为了重要的开发课题之一，这是提高纳米结晶磁石的关注度的大的因素之一。

如果概述纳米结晶磁石的制造方法，则如下，即，一边将对例如Nd-Fe-B系的金属熔液进行淬火凝固而得到的纳米尺寸的微粉末进行加压成型，一边进行烧结而制造烧结体，为了对该烧结体赋予磁各向异性而实施热塑性加工来制造成型体。

通过用各种方法对该成型体赋予矫顽力性能高的重稀土元素来制造由纳米结晶磁石构成的稀土类磁石，作为其一个例子，可举出专利文献1、2中公开的制造方法。

首先，在专利文献1中公开了使包含Dy、Tb中的至少一方的蒸发材料对热塑性加工的成型体进行蒸发，从成型体的表面进行晶界扩散的制造方法。

在该制造方法中，在使蒸发材料蒸发的工序中，将850～1050℃左右的高温处理作为必要条件，该温度范围是为了提高剩余磁通密度和抑制晶粒生长过快而规定的。

但是，如果在850～1050℃左右的温度范围进行热处理，则晶粒粗大化，作为其结果，矫顽力降低的可能性变高。即，虽然使Dy、Tb进行晶界扩散，但是其结果无法充分提高矫顽力。

另一方面，在专利文献2中公开了使Dy、Tb、Ho中的至少一种元素、或它们与Cu、Al、Ga、Ge、Sn、In、Si、P、Co中的至少一种元素的合金和稀土类磁石表面接触，以结晶粒径不超过1μm的方式进行热处理而使晶界扩散的制造方法。

在这里，在专利文献2中，热处理时的温度在500～800℃范围的情况下，Dy等向结晶晶界相的扩散效果和热处理带来的晶粒的粗大化抑制效果的平衡优异，容易得到高矫顽力的稀土类磁石。另外，其各种实施例公开了使用Dy-Cu合金在500～900℃进行热处理的情形，在各种实施例中，代表性的是85Dy-15Cu合金的熔点为1100℃左右，因此如果想要使该金属熔液扩散浸透，则需要1000℃左右以上的高温处理，其结果，不能抑制晶粒的粗大化。

因此，容易理解专利文献2中的500～800℃范围的热处理中的合金为固相，通过固相扩散而使Dy-Cu合金等扩散到稀土类磁石内，因此扩散需要时间。

鉴于这样的各种状况(Dy等价格的高涨、使包含高熔点的重稀土元素的重整合金向晶界相扩散时的高温气氛下的晶粒的粗大化、该重整合金的固相扩散需要时间等)，本发明的发明人等提出了在晶界相内不包含Dy、Tb这样的重稀土金属、由纳米结晶磁石构成的稀土类磁石的矫顽力、特别是高温气氛下的矫顽力高、磁化也比较高的稀土类磁石及其制造方法的方案。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011－035001号公报

专利文献2：日本特开2010－114200号公报

发明内容

本发明鉴于上述问题而进行，目的在于提供在晶界相中不包含Dy、Tb这样的重稀土金属、浸透有与以往的稀土类磁石相比在低温提高矫顽力(特别是高温气氛下的矫顽力)的重整合金，由此矫顽力高、磁化也比较高的稀土类磁石及其制造方法。