[发明专利]稀土烧结永磁体的制造方法

说明书

本发明提供一种具有稳定磁性能的稀土烧结磁体的制造方法，借由使用重稀土化合物或重稀土金属合金与稀土磁体粉末之混合物，将重稀土元素均匀地分布至磁体表面及磁体内部的晶界，以降低基于稀土烧结磁体温度造成的磁特性的减少率。

技术领域

本发明关于一种稀土烧结磁体的制造方法，特别关于一种借由使用重稀土化合物或重稀土金属合金与稀土磁体粉末之混合物，将重稀土元素均匀地分布至磁体表面及磁体内部的晶界，以降低基于稀土烧结磁体温度的磁特性的减少率的制造方法，改善基于温度的磁特性之剩余磁通密度的温度系数及保磁力。

背景技术

随着用于如混合动力车辆等马达的NdFeB烧结磁体的需求日益增长，要求NdFeB烧结磁体具有更高的保磁力(Hcj，保磁力)。为了增加NdFeB烧结磁体的保磁力(Hcj)，已知一种用镝(Dy)或铽(Tb)代替一部分钕(Nd)的方法。然而，存在的问题为镝或铽的资源不容易取得或分布不均，以及因替换上述元素使NdFeB烧结磁体的剩余磁通密度(Br)或最大能量乘积((BH)max)减少。

近来发现借由溅射法并在700～1000℃下进行加热将镝或铽附着在NdFeB烧结磁体的表面上(非专利文献1～3)，几乎可在不降低NdFeB烧结磁体的剩余磁通密度(Br)的情况下提高保磁力(Hcj)。

附着在NdFeB烧结磁体的镝或铽借由烧结体的晶界(grain boundary)传递至烧结体内部，并从晶界扩散至主相R2Fe14B(其中R为稀土元素)。由于晶界的富R相借由加热而液化，镝或铽在晶界中的扩散速度相较从晶界扩散至主相粒子内部的扩散速度快。

扩散速率的差异是用来调节热处理的温度及时间，进而在整个烧结体中，实现仅在非常接近烧结体主相粒子的晶界区域(表面区域)中具有高浓度镝或铽的状态。由于NdFeB烧结磁体的保磁力(Hcj)是根据主相颗粒的表面状态所决定，故在表面区域中具有高浓度镝或铽晶粒的NdFeB烧结磁体具有高保磁力。此外，虽然当镝或铽的浓度增加时剩余磁通密度(Br)下降，但发生剩余磁通密度下降的区域仅为每个主相颗粒的表面区域，故整体主相颗粒的剩余磁通密度(Br)基本上不下降。因此，可制造出具有高保磁力(Hcj)且具有与未使用镝或铽取代的NdFeB烧结磁体大致相同的剩余磁通密度(Br)的高性能磁体。上述技术被称为晶界扩散法(grain boundary diffusion method)。

工业上借由晶界扩散法制造NdFeB烧结磁体的方法已被公开。其中一种方法包括在NdFeB烧结磁体表面上形成镝或铽的氟化物或氧化物的细粉层并将其加热。另一种方法为将NdFeB烧结磁体埋入由镝或铽的氟化物或氧化物粉末及氢化钙粉末所组成的混合粉末中并将其加热(非专利文献4及5)。

当NdFeB烧结磁体中部分铁(Fe)被镍(Ni)或钴(Co)取代时，可提高磁体的耐腐蚀性。如果Ni及Co的总取代率高于20～30％时，在耐腐蚀性试验(温度70℃，湿度95％，48小时)中未发现生锈(非专利文献6)。

然而，当包含大量的镍和钴时，其增加了磁体的价格，且在工业上难以使用上述方法制造NdFeB烧结磁体。

在上述晶界扩散法提出前的相关技术已是习知的，包括在NdFeB烧结磁体表面附近扩散铽(Tb)、镝(Dy)、铝(Al)及镓(Ga)中的至少一种元素的技术以抑制高温消磁(专利文献1)，或为防止由于加工劣化所引起的磁特性劣化，在NdFeB烧结磁体表面涂布钕(Nd)、镨(Pr)、镝(Dy)、钬(Ho)及铽(Tb)中的至少一种元素的技术(专利文献2)。

因此，需要借由扩散铽(Tb)、镝(Dy)、铝(Al)及镓(Ga)中的至少一种元素在NdFeB烧结磁体表面附近抑制高温消磁，以提高保磁力。

[先前技术文献]

[专利文献]

文献1：日本未经审查专利申请公开号NO.H01-117303