[发明专利]耐腐蚀NdFeB烧结磁铁的制造方法

说明书

本申请是申请日为2009年3月16日、申请号为200780034297.1、发明名称为“NdFeB烧结磁铁的制造方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及稀土类磁铁的制造方法，尤其涉及高顽磁力化NdFeB烧结磁铁的制造方法。

背景技术

根据预测，NdFeB烧结磁铁用作混合动力车等的发动机今后的需求会逐渐扩大，希望进一步提高其顽磁力H_cJ。为了增大NdFeB烧结磁铁的顽磁力H_cJ，已知有用Dy或Tb置换Nd的一部分的方法，然而Dy或Tb的资源贫乏且不均匀地存在，另外还有因这些元素的置换而使NdFeB烧结磁铁的残留磁通密度B_r或最大能积(BH)_max降低的问题。

最近发现，当利用溅射将Dy或Tb附着在NdFeB烧结磁铁的表面，在700～1000℃加热时，可以基本上不降低磁铁的B_r地增大H_cJ(非专利文献1～3)。附着于磁铁表面的Dy或Tb穿过烧结体的晶界送入烧结体内部，从晶界向主相R₂Fe₁₄B(R为稀土类元素)的各粒子的内部扩散(晶界扩散)。此时，由于晶界的富R相因加热而液化，因此晶界中的Dy或Tb的扩散速度与从晶界向主相粒子内部的扩散速度相比快得多。利用该扩散速度的差，调整热处理温度和时间，从而可以遍及烧结体整体地实现仅在极为靠近烧结体中的主相粒子的晶界的区域(表面区域)Dy或Tb的浓度高的状态。由于NdFeB烧结磁铁的顽磁力H_cJ由主相粒子的表面区域的状态决定，因此具有表面区域的Dy或Tb的浓度高的结晶粒的NdFeB烧结磁铁就会具有高顽磁力。另外如果Dy或Tb的浓度变高，则磁铁的B_r就会降低，然而由于此种区域仅为各主相粒子的表面区域，因此作为主相粒子整体来说B_r基本上不降低。这样，就可以制造H_cJ大、B_r与未置换Dy或Tb的NdFeB烧结磁铁相比没有什么改变的高性能磁铁。此种方法被称作晶界扩散法。

作为利用晶界扩散法的NdFeB烧结磁铁的工业上的制造方法，已经发表过：在NdFeB烧结磁铁的表面形成Dy或Tb的氟化物或氧化物微粉末层并加热的方法、向Dy或Tb的氟化物或氧化物的粉末与氢化Ca的粉末的混合粉末中填充NdFeB烧结磁铁并加热的方法(非专利文献4、5)。

在NdFeB烧结磁铁中，如果将Fe的一部分用Ni或Co置换，则磁铁的耐腐蚀性提高，如果Ni与Co的置换量合计超过20～30％时，则通过耐腐蚀性测试(70℃、湿度95％、48小时)看不到生锈(非专利文献6)。但是，如果含有大量的Ni和Co，则会导致磁铁的价格上升，因而很难实现利用该方法的NdFeB烧结磁铁的工业上的实用化。

在上述的晶界扩散法成为公知的方法以前，就提出过通过使Tb、Dy、Al、Ga中的至少一种向NdFeB系烧结磁铁的表面附近扩散来减小高温不可逆退磁(专利文献1)、通过在NdFeB烧结磁铁的表面覆盖Nd、Pr、Dy、Ho、Tb中的至少一种来防止由加工劣化造成的磁特性的劣化(专利文献2)。

【专利文献1】日本特开平01-117303号公报；

【专利文献2】日本特开昭62-074048号公报；

【非专利文献1】K.T.Park等、“金属覆盖和加热对Nd-Fe-B薄膜烧结磁铁的顽磁力的效果”、第16次有关稀土类磁铁及其应用的国际会议会议录、社团法人日本金属学会发行、2000年、第257-264页(K.T.Park et a1.，“Effect of Metal-Coating and Consecutive Heat Treatment on Coercivity of Thin Nd-Fe-B Sintered Magnets”，Proceedings of the Sixteenth International Workshop on Rare-Earth Magnets and their Applications(2000)，pp.257-264.)；

【非专利文献2】石垣尚幸等、“钕系微小烧结磁铁的表面改性和特性提高”、NEOMAX技报、株式会社NEOMAX发行、2005年、第15卷、第15-19页；