專利名稱：R-t-b類燒結(jié)磁體的制造方法和r-t-b類燒結(jié)磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有Ii2T14B型化合物(R為稀土元素)作為主相的R-T-B類燒結(jié)磁體 (T為包括狗的過渡金屬元素)的制造方法，特別涉及含有輕稀土元素RL (Nd和ft·中的至少1種)作為主要的稀土元素R且輕稀土元素RL的一部分被重稀土元素RH (選自Dy和Tb 中的至少1種)所取代的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法。
背景技術(shù)：
已知以Ndfe14B型化合物為主相的R_T_B類燒結(jié)磁體是作為永磁體中性能最高的磁體，在硬盤驅(qū)動(dòng)器的音圈馬達(dá)(VCM)、混合動(dòng)力車搭載用馬達(dá)等的各種馬達(dá)和家電制品等中使用。由于Nd的一部分或全部可以被取代為其他的稀土元素Rfe的一部分也可以取代為其他的過渡金屬元素，因此NdJe14B型化合物有時(shí)表示為Ii2T14B型化合物。此外，B的一部分可以取代為C(碳)。R-T-B類燒結(jié)磁體在高溫中頑磁力下降，因此發(fā)生由暴露在高溫引起退磁的不可逆退磁。為了避免不可逆退磁，在用于馬達(dá)等時(shí)，要求即使在高溫下也維持高的頑磁力。為了滿足這些，必須提高常溫的頑磁力，或者減少直到要求溫度的頑磁力變化。已知如果將Ii2T14B型化合物相中作為輕稀土元素RL的Nd用重稀土元素RH(Dy、 Tb)取代，則頑磁力提高。為了得到高溫中高的頑磁力，認(rèn)為在R-T-B類燒結(jié)磁體用的原料合金中大量添加重稀土元素RH是有效的。但是，在R-T-B類燒結(jié)磁體中，如果用重稀土元素RH取代輕稀土元素RL(Nd、ft·)，則盡管頑磁力提高向上，但另一方面有剩余磁通密度降低的問題。另外，重稀土元素RH是稀有資源，因此需要減少其使用量。因此，近年來，研究了通過更少的重稀土元素RH來提高R-T-B類燒結(jié)磁體的頑磁力，使剩余磁通密度不降低。本申請(qǐng)的申請(qǐng)人已經(jīng)在專利文獻(xiàn)1中公開了對(duì)R-Fe-B類合金的燒結(jié)磁石體表面供給Dy等的重稀土元素RH，使重稀土元素RH從該表面擴(kuò)散到燒結(jié)磁石體的內(nèi)部(以下稱為“蒸鍍擴(kuò)散”)的方法。在專利文獻(xiàn)1中，在由高熔點(diǎn)金屬材料構(gòu)成的處理室的內(nèi)部，R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH塊體隔開規(guī)定間隔而對(duì)向配置。處理室具備多個(gè)保持R-T-B類燒結(jié)磁石體的部件和保持RH塊體的部件。在使用這樣的裝置的方法中，需要如下一系列操作在處理室內(nèi)配置RH塊體的工序；載置保持部件和網(wǎng)的工序；在網(wǎng)上配置燒結(jié)磁石體的工序；再在其上載置保持部件和網(wǎng)的工序；在網(wǎng)上配置上方的RH塊體的工序；和密閉處理室進(jìn)行蒸鍍擴(kuò)散的工序。專利文獻(xiàn)2公開了以提高Nd-Fe-B類金屬間化合物磁性材料的磁氣特性為目的， 在耐熱密封容器內(nèi)封入低沸點(diǎn)的％金屬粉末和Nd-Fe-B類燒結(jié)磁體成型體，進(jìn)行加熱，由此在燒結(jié)磁體成型體的表面均勻地沉積％金屬的被膜，使稀土元素從該被膜向燒結(jié)磁體的內(nèi)部擴(kuò)散(專利文獻(xiàn)2的實(shí)施例5)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 國(guó)際公開第2007/102391號(hào)
專利文獻(xiàn)2 日本特開2004-296973號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的課題在專利文獻(xiàn)1的方法中，必須在處理室內(nèi)，必須將R-T-B類燒結(jié)磁石體和含有重稀土元素RH的RH塊體分開配置，因此有用于配置的工序中耗費(fèi)時(shí)間、大規(guī)模生產(chǎn)性差的問題。另外，由于Dy和Tb的供給通過升華完成，因此為了增加向R-T-B類燒結(jié)磁石體的擴(kuò)散量而得到更高的頑磁力，需要較長(zhǎng)時(shí)間，特別是Tb的飽和蒸氣壓低于Dy，因此難以增加擴(kuò)散量。另一方面，根據(jù)專利文獻(xiàn)2的方法，采用％、Eu、Sm這樣的飽和蒸氣壓高的稀土金屬，能夠通過相同溫度范圍(例如800 850°C )的熱處理實(shí)行對(duì)R-T-B類燒結(jié)磁石體的被膜形成和從被膜的擴(kuò)散，但是根據(jù)專利文獻(xiàn)2，為了吸附Dy、Tb這樣的蒸氣壓低的稀土元素，需要通過使用了高頻加熱用線圈的感應(yīng)加熱選擇性地將稀土金屬加熱到高溫。這樣，在將含有Dy、Tb的吸附源加熱到高于燒結(jié)磁石體的溫度時(shí)，需要使吸附源和磁石體分開，發(fā)生與專利文獻(xiàn)1所記載的方法同樣的問題。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)2的技術(shù)思想和方法，由于在燒結(jié)磁石體的表面形成Dy、Tb的被膜較厚(例如數(shù)十μ m以上)，在燒結(jié)磁石體的表面附近，Dy、Tb向主相晶粒的內(nèi)部擴(kuò)散，因此發(fā)生剩余磁通密度的降低。本發(fā)明是鑒于上述事實(shí)作出的，目的在于提供一種R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其中，不使剩余磁通密度降低地Dy、Tb的重稀土元素RH從燒結(jié)磁石體的表面向內(nèi)部擴(kuò)散的工序適于大規(guī)模生產(chǎn)。用于解決課題的方法本發(fā)明所涉及的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法包括準(zhǔn)備R-T-B類燒結(jié)磁石體的工序；準(zhǔn)備含有重稀土元素RH (Dy和Tb中的至少1種)的金屬或合金的RH擴(kuò)散源的工序； 向處理室內(nèi)裝入上述R-T-B類燒結(jié)磁石體和上述RH擴(kuò)散源，使其能夠相對(duì)移動(dòng)并且能夠接近或接觸的工序；RH擴(kuò)散工序，使上述R-T-B類燒結(jié)磁石體和上述RH擴(kuò)散源邊在上述處理室內(nèi)連續(xù)地或斷續(xù)地移動(dòng)，邊進(jìn)行10分鐘以上500°C以上、850°C以下的熱處理。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述RH擴(kuò)散工序包括使上述處理室旋轉(zhuǎn)的工序。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，在上述RH擴(kuò)散工序中，使上述處理室以圓周速度O.Olm/s 以上的速度旋轉(zhuǎn)。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述RH擴(kuò)散工序中的上述熱處理，將上述處理室的內(nèi)部壓力調(diào)整為IOOkPa以下進(jìn)行。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述RH擴(kuò)散工序中的上述熱處理，通過加熱上述處理室， 加熱上述R-T-B類燒結(jié)磁石體和上述RH擴(kuò)散源兩者而進(jìn)行。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明，即使在擴(kuò)散處理溫度低于公知技術(shù)，且相對(duì)氣氛壓力高的條件，也可能使Dy、Tb的重稀土元素從RH燒結(jié)磁石體的表面向內(nèi)部擴(kuò)散。另外，在本發(fā)明中，在擴(kuò)散處理中例如通過使處理室旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)、振動(dòng)，能夠避免由于加熱使擴(kuò)散源熔化而與燒結(jié)磁石體接合的熔接。而且，由于不需要在處理室內(nèi)以規(guī)定的配置關(guān)系小心地配置擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體，因此裝入操作簡(jiǎn)單，大規(guī)模生產(chǎn)性優(yōu)異。


圖1是模式表示在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中所使用的擴(kuò)散裝置的剖面圖。圖2是表示擴(kuò)散處理工序時(shí)的加熱模式的一例的曲線圖。。圖3是表示頑磁力Hcj的增加量與擴(kuò)散溫度的關(guān)系的曲線圖。圖4是表示頑磁力Hcj的增加量與由擴(kuò)散處理引起的Dy含量的增加部分(質(zhì)量％) 的關(guān)系的曲線圖。圖5是表示頑磁力Hcj的增加量與擴(kuò)散溫度的關(guān)系的曲線圖。
具體實(shí)施例方式在本發(fā)明的制造方法中，向處理室(或處理容器)內(nèi)裝入R-T-B類燒結(jié)磁石體和 RH擴(kuò)散源，使其能夠相對(duì)移動(dòng)且能夠接近或接觸，將它們保持在500°C以上、850°C以下的溫度范圍。此時(shí)，例如，通過使處理室旋轉(zhuǎn)或搖動(dòng)，或者對(duì)處理室施加振動(dòng)，在上述處理室內(nèi)連續(xù)地或斷續(xù)地移動(dòng)上述R-T-B類燒結(jié)磁石體和上述RH擴(kuò)散源，邊使R-T-B類燒結(jié)磁石體與RH擴(kuò)散源的接觸部的位置變化，或使R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源接近、離開，邊同時(shí)實(shí)行由重稀土元素RH的氣化(升華)進(jìn)行的供給和向燒結(jié)磁石體的擴(kuò)散(RH擴(kuò)散工序)。5000C以上、850°C以下這一溫度范圍，是在R_T_B類燒結(jié)磁體中可以進(jìn)行稀土元素的擴(kuò)散的溫度，但也是難以發(fā)生Dy和Tb的氣化(升華)的溫度。但是，本申請(qǐng)的發(fā)明人嘗試進(jìn)行了在處理室內(nèi)一邊使RH擴(kuò)散源與R-T-B類燒結(jié)磁石體(以下，有時(shí)也僅稱為“燒結(jié)磁石體”)接觸一邊進(jìn)行熱處理，意外發(fā)現(xiàn)，重稀土元素RH擴(kuò)散到燒結(jié)磁石體的內(nèi)部，使其頑磁力增加。在這樣的溫度范圍發(fā)生擴(kuò)散的理由，可以認(rèn)為是由于RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體接近或接觸，充分減小了兩者的距離的緣故。但是，如果以RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體固定于一定地方長(zhǎng)時(shí)間接觸的狀態(tài)保持在 500°C到850°C，則產(chǎn)生RH擴(kuò)散源熔接于燒結(jié)磁石體的表面的問題。另外，如果以長(zhǎng)時(shí)間接近的狀態(tài)進(jìn)行熱處理，則重稀土元素RH供給過大而在燒結(jié)磁石體表面產(chǎn)生RH被膜，與專利文獻(xiàn)2同樣，產(chǎn)生所謂導(dǎo)致剩余磁通密度^的降低的問題。本發(fā)明為了解決這樣的問題，預(yù)先在處理室內(nèi)裝入燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源，使其能夠相對(duì)移動(dòng)且能夠接近或接觸，使其在處理室內(nèi)連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)防止上述熔接，并且實(shí)現(xiàn)作為目的的RH擴(kuò)散。S卩，通過如上所述在處理室內(nèi)將R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源裝入、移動(dòng)，使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體不是固定于一定地方長(zhǎng)時(shí)間接觸或接近的狀態(tài)，而是連續(xù)地或斷續(xù)地使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體的接觸部移動(dòng)，邊使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體接近、離開，邊進(jìn)行RH擴(kuò)散工序。此外，在本發(fā)明中，“在處理室內(nèi)裝入燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源，使其能夠相對(duì)移動(dòng)且能夠接近或接觸”是指，如上所述，在裝入工序后的RH擴(kuò)散工序中，通過使燒結(jié)磁石體和 RH擴(kuò)散源在處理室內(nèi)連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)，使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體不拘束于固定在一定地方長(zhǎng)時(shí)間(例如，在850°C中2分鐘以上)而接觸或接近的狀態(tài)而裝入的意思。因此，在本發(fā)明中，并不需要如專利文獻(xiàn)1所述將燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源配置在規(guī)定位置。作為在RH擴(kuò)散工序中在處理室內(nèi)連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源的方法，只要能夠不使燒結(jié)磁石體發(fā)生缺損或破裂、使連續(xù)地或斷續(xù)地RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體的接觸部移動(dòng)或者使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體接近、分開即可，除了如上所述旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)處理室或從外部對(duì)處理室施加振動(dòng)的方法以外，還能夠有在處理室內(nèi)設(shè)置攪拌單元等的各種方法。根據(jù)本發(fā)明，即使在500°C以上、850°C以下這一低溫也沒有關(guān)系，由于RH供給源與燒結(jié)磁石體接近或接觸，也能夠有效地對(duì)燒結(jié)磁石體供給從RH擴(kuò)散源升華的重稀土元素RH，在其內(nèi)部通過晶界擴(kuò)散。此外，在燒結(jié)磁石體的表面形成重稀土元素RH的膜(RH膜)后通過熱處理使其向燒結(jié)磁石體的內(nèi)部擴(kuò)散的現(xiàn)有技術(shù)中，在與RH膜接觸的表層區(qū)域，重稀土元素RH擴(kuò)散到主相晶粒的內(nèi)部，雖然頑磁力Hcj提高，但剩余磁通密度^下降。與此相對(duì)，為了使向磁石體表面飛來的重稀土元素RH通過晶界擴(kuò)散迅速地向燒結(jié)磁石體內(nèi)部擴(kuò)散，在燒結(jié)磁石體表面不形成重稀土元素RH的被膜。因此，在燒結(jié)磁石體的表層區(qū)域，重稀土元素RH難以向主相晶粒的內(nèi)部擴(kuò)散，能夠抑制剩余磁通密度Br的下降，有效提高頑磁力Hcjt5另外，通過旋轉(zhuǎn)或搖動(dòng)處理室或者對(duì)處理室施加振動(dòng)，邊使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體的接觸部移動(dòng)，邊同時(shí)實(shí)行由重稀土元素RH的氣化(升華)和直接接觸進(jìn)行的供給和向燒結(jié)磁石體的擴(kuò)散，從而不需要在規(guī)定位置排列RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體的載置時(shí)間。如果R-T-B類燒結(jié)磁體的主相晶粒外殼部中結(jié)晶磁各向異性提高，則主相整體的頑磁力Hcj有效提高。在本發(fā)明中，由于不僅在燒結(jié)磁石體的表面附近區(qū)域，而且從燒結(jié)磁石體表面的深區(qū)域，也能夠在主相外殼部形成重稀土類取代層，通過經(jīng)過燒結(jié)磁石體整體在主相外殼部高效地形成重稀土元素RH濃縮的層，能夠使頑磁力Hcj提高，同時(shí)，在主相內(nèi)部殘存重稀土元素RH的低濃度部分，因此幾乎不使剩余磁通密度B^降低。從上述說明可知，在本發(fā)明中，并不必須在RH擴(kuò)散處理前的R-T-B類燒結(jié)磁石體中添加重稀土元素RH。S卩，準(zhǔn)備作為稀土元素R含有輕稀土元素RL (Nd和ft·中的至少1 種)的公知的R-T-B類燒結(jié)磁石體，使重稀土元素RH從其表面向磁石內(nèi)部擴(kuò)散?，F(xiàn)有的在磁體表面形成重稀土元素的被膜的方法中，不使剩余磁通密度^降低而使重稀土元素RH 擴(kuò)散到磁石內(nèi)部深處是困難的，但根據(jù)本發(fā)明，通過重稀土元素RH的晶界擴(kuò)散，對(duì)位于燒結(jié)磁石體的內(nèi)部的主相的外殼部也能夠高效地供給重稀土元素RH。當(dāng)然，本發(fā)明也可以在原料合金階段或RH擴(kuò)散處理前的R-T-B類燒結(jié)磁石體的階段中對(duì)添加有重稀土元素RH的 R-T-B類燒結(jié)磁體適用。但是，由于在原料合金的階段或RH擴(kuò)散處理前的R-T-B類燒結(jié)磁石體的階段添加了大量的重稀土元素RH，不能充分發(fā)揮本發(fā)明的效果，因此可以添加相對(duì)少量的重稀土元素RH。[R-T-B類燒結(jié)磁石體]首先，本發(fā)明中，準(zhǔn)備作為重稀土元素RH的擴(kuò)散對(duì)象的R-T-B類燒結(jié)磁石體。該燒結(jié)磁石體由以下組成構(gòu)成。稀土元素R:12 17原子％B (B的一部分也可以被C取代)5 8原子％添加元素M(選自 Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、 W、Pb、和Bi中的至少1種)0 2原子％T(為以!^e為主的過渡金屬，可以含有Co)和不可避免的雜質(zhì)剩余部分這里，稀土元素R中，主要是選自輕稀土元素RL中至少1種的元素，也可以含有重稀土元素。此外，重稀土元素優(yōu)選含有Dy和Tb中的至少一個(gè)。
上述組成的R-T-B類燒結(jié)磁石體可以通過任意的制造方法制造，但例如優(yōu)選通過以下所示的制造方法制作。[原料合金]首先，準(zhǔn)備組成調(diào)整為最終具有上述組成的燒結(jié)磁石體的合金。該合金，可以例如將原料合金的熔融液通過薄帶連鑄法急速冷卻而制作。以下，說明利用薄帶連鑄法的急冷凝固合金的制作。首先，配合原材料，使其為規(guī)定的組成，例如，在氬氣氛中通過高頻熔化進(jìn)行熔融， 形成原料合金的熔融液。然后，將該熔融液保持在1350°C左右后，通過單輥法急速冷卻，例如得到厚度約0. 3mm的薄片狀合金鑄塊。在之后的氫粉碎前將這樣制作的合金鑄片例如粉碎為1 IOmm大小的薄片狀。此外，利用薄帶連鑄法的原料合金的制造方法，例如，在美國(guó)專利第5383978號(hào)說明書中公開。[粗粉碎工序]將上述的薄片狀粗粉碎得到的合金鑄片收納在氫爐的內(nèi)部。然后，在氫爐的內(nèi)部進(jìn)行氫脆化處理(以下，有時(shí)也稱為“氫粉碎處理”)工序。在從氫爐中取出氫粉碎后的粗粉碎合金粉末時(shí)，優(yōu)選在不活潑氣氛下實(shí)行取出操作，使得粗粉碎粉不與大氣接觸。這樣能夠防止粗粉碎粉氧化、發(fā)熱，抑制磁體的磁氣特性的降低。通過氫粉碎，由稀土類合金構(gòu)成的原料合金被粉碎為0. Imm 數(shù)mm左右的大小， 其平均粒徑為500 μ m以下。氫粉碎后，優(yōu)選將脆化過的原料合金進(jìn)一步細(xì)粉碎，并且進(jìn)行冷卻。在取出比較高的溫度狀態(tài)的原料時(shí)，可以相對(duì)延長(zhǎng)冷卻處理的時(shí)間。[微粉碎工序]然后，對(duì)粗粉碎粉使用氣流磨粉碎裝置實(shí)行微粉碎。在本實(shí)施方式中使用的氣流磨粉碎裝置連接有旋流分級(jí)機(jī)。氣流磨粉碎裝置接受在粗粉碎工序被粗粉碎的稀土類合金 (粗粉碎粉)的供給，在粉碎機(jī)內(nèi)進(jìn)行粉碎。在粉碎機(jī)內(nèi)粉碎的粉末經(jīng)過旋流分級(jí)機(jī)收集至回收槽中。這樣操作，能夠得到0.1 20 μ m左右(典型地為3 5μπι)的微粉末。這樣的微粉碎中使用的粉碎裝置不局限于氣流磨，也可以是磨碎機(jī)或球磨機(jī)。在粉碎時(shí)，也可以使用硬脂酸鋅等的潤(rùn)滑劑作為粉碎助劑。[壓制成型]在本實(shí)施方式中，對(duì)由上述方法所制作的磁性粉末，例如在搖滾式混合機(jī)內(nèi)添加、 混合例如0. 3質(zhì)量％的潤(rùn)滑劑，以潤(rùn)滑劑包覆合金粉末粒子的表面。然后，將由上述方法制作的磁性粉末使用公知的壓制裝置在取向磁場(chǎng)中成型。外加的磁場(chǎng)的強(qiáng)度例如為0. 8 1. 5MA/m。另外，成型壓力設(shè)定為使成型體的壓坯密度例如為4 4. 5g/cm3左右。[燒結(jié)工序]優(yōu)選對(duì)上述粉末成型體順次進(jìn)行在650 1000°C的范圍內(nèi)的溫度保持10 MO 分鐘的工序，和此后在高于上述保持溫度的溫度(例如1000 1200°C )進(jìn)一步進(jìn)行燒結(jié)的工序。燒結(jié)時(shí)，特別是在形成液相時(shí)(溫度在650 1000°C的范圍內(nèi)時(shí))，晶界相中的富R 相開始熔化，形成液相。此后，進(jìn)行燒結(jié)，形成燒結(jié)磁石體。即使燒結(jié)磁石體的表面為被氧化的狀態(tài)也能夠?qū)嵤┱翦償U(kuò)散處理，因此也可以在燒結(jié)工序之后，進(jìn)行時(shí)效處理 7000C )和用于尺寸調(diào)整的研削加工。以下，詳細(xì)說明對(duì)這樣制作的燒結(jié)磁石體進(jìn)行的擴(kuò)散處理工序。
[RH 擴(kuò)散源]RH擴(kuò)散源，S卩，由Dy和Tb中的至少1種構(gòu)成的重稀土元素RH或含有這些的合金， 不特別限定于塊狀、小片狀等形狀、大小。為合金時(shí)，優(yōu)選含有20原子％以上重稀土元素RH 的合金。在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，RH擴(kuò)散源除了含有Dy、Tb以外，可以含有選自 Fe、Nd、Pr、La、Ce、Gd、Zn、Sn、Al、Cu、^ 和Co中至少1種的合金。另外，也可以含有選自 Ti、V、Cr、Mn、Ni、Ga、Nb、Mo、Ag、In、Hf、Ta、W、Pb、Si、和 Bi 中的至少 1 種。從容易通過處理室的旋轉(zhuǎn)和振動(dòng)而接觸點(diǎn)迅速移動(dòng)的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選在RH擴(kuò)散源的表面形成曲面。RH擴(kuò)散源的優(yōu)選形狀的例子，例如為球狀、橢圓球狀、圓柱狀，也可是粉屑等的粉末狀。但為粉末狀時(shí)，由于如果粒徑200 μ m以下的粉末多則容易發(fā)生熔接，故而不優(yōu)選。典型地，RH擴(kuò)散源由Dy金屬、Tb金屬形成，但也可以是含有其他元素的合金。RH 擴(kuò)散源的大小可以小于燒結(jié)磁石體，也可以比其大。但在處理室內(nèi)，優(yōu)選為對(duì)應(yīng)處理室的旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)、振動(dòng)容易活動(dòng)的大小。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，優(yōu)選除了 R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源，將攪拌輔助部件導(dǎo)入處理室內(nèi)。攪拌輔助部件發(fā)揮促進(jìn)RH擴(kuò)散源和R-T-B類燒結(jié)磁石體的接觸，或?qū)⒏街跀嚢栎o助部件的重稀土元素RH間接地向R-T-B類燒結(jié)磁石體供給的作用。而且，攪拌輔助部件還有在處理室內(nèi)，防止由R-T-B類燒結(jié)磁石體之間或R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH 擴(kuò)散源的接觸帶來的缺陷的作用。攪拌輔助部件制成容易在處理室內(nèi)運(yùn)動(dòng)的形狀，將該攪拌輔助部件與R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源混合而進(jìn)行處理室的旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)、振動(dòng)是有效的。這里，作為容易運(yùn)動(dòng)的形狀的例子，可以列舉直徑從數(shù)百μ m到數(shù)十mm的球狀、橢圓狀、圓柱狀等。攪拌輔助部件優(yōu)選比重與燒結(jié)磁石體幾乎相等且由在RH擴(kuò)散處理中即使與 R-T-B類燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源接觸也難以反應(yīng)的材料形成。作為攪拌輔助部件，可以優(yōu)選由氧化鋯、氮化硅、碳化硅和氮化硼、或這些的混合物的陶瓷形成。還可以由含有Mo、W、 Nb、Ta、Hf、^ 屬的元素、或這些的混合物形成。攪拌輔助部件可以在RH擴(kuò)散工序之前或中途投入處理室內(nèi)。[RH擴(kuò)散工序]邊參照?qǐng)D1，邊說明本發(fā)明涉及的擴(kuò)散處理工序的優(yōu)選例。圖1所示的例子中，R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2配置在不銹鋼制的筒3 的內(nèi)部。在該例中，筒3作為“處理室”發(fā)揮作用。筒3的材料不限于不銹鋼，只要是具有可以耐受500 850°C的溫度的耐熱性、難以與R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2反應(yīng)的材料即可，可以任意選擇。例如，可以使用Nb、Mo、W以及這些的合金。在筒3上設(shè)置可以開合或可以拆卸的蓋5。另外在筒3的內(nèi)壁，能夠設(shè)置突起物，使RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體高效地進(jìn)行移動(dòng)和接觸。筒3垂直于長(zhǎng)軸方向的剖面形狀也不限于圓形，還可以為橢圓或多邊形、或其他的形狀。圖1所示的狀態(tài)的筒3通過接頭與泵等的排氣裝置6連結(jié)。通過排氣裝置6的運(yùn)行，筒3的內(nèi)部可以以與大氣屏蔽的狀態(tài)(密閉狀態(tài))減壓或加壓?？梢詮臎]有圖示的氣瓶向筒3的內(nèi)部導(dǎo)入Ar等的不活潑氣體。筒3通過配置于其外周部的加熱器4加熱。通過筒3的加熱，收納在其內(nèi)部的 R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2也被加熱。筒3以能夠繞中心軸旋轉(zhuǎn)的方式支撐，在利用加熱器4的加熱中也能夠通過可變馬達(dá)7轉(zhuǎn)動(dòng)。筒3的旋轉(zhuǎn)速度，例如可以將筒3的內(nèi)壁面的圓周速度設(shè)定為每秒0. Olm以上，使得R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2不熔接。優(yōu)選設(shè)定為每秒0. 5m以下，使得筒內(nèi)的R-T-B類燒結(jié)磁石體之間不由于旋轉(zhuǎn)而劇烈接觸、缺損。在圖1中，筒3旋轉(zhuǎn)，在筒3內(nèi)R-T-B類燒結(jié)磁石體和上述RH擴(kuò)散源能夠相對(duì)地移動(dòng)且能夠接觸，使得在本發(fā)明中R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2在RH擴(kuò)散工序中不熔接，也可以對(duì)筒3不施加旋轉(zhuǎn)而施加搖動(dòng)或振動(dòng)，也可以一并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、搖動(dòng)和振動(dòng)中的多個(gè)動(dòng)作。另外，可以將預(yù)先裝入有R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2的其他容器直接放置在筒3的內(nèi)部。其他的容器不僅可以放置一個(gè)，也在內(nèi)部可以放置多個(gè)。然后，說明使用圖1的處理裝置進(jìn)行的擴(kuò)散處理。首先，卸下接頭和蓋5從筒3，使筒3的內(nèi)部開放。向筒3的內(nèi)部插入多個(gè)R_T_B 類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源(RH塊體)2后，再將接頭和蓋5安裝于筒3。通過排氣裝置 6，對(duì)筒3的內(nèi)部抽真空。筒3的內(nèi)部壓力充分降低后，卸下接頭。此后，邊通過馬達(dá)7使筒 3旋轉(zhuǎn)，邊實(shí)行利用加熱器4的加熱。熱處理時(shí)的筒3的內(nèi)部?jī)?yōu)選在不活潑氣氛中。本說明書中的“不活潑氣氛”包括真空或不活潑氣體的氣氛。另外，“不活潑氣體”，例如為氬(Ar)等的稀有氣體，但只要是與 R-T-B類燒結(jié)磁石體1和RH擴(kuò)散源2之間不發(fā)生化學(xué)的反應(yīng)的氣體，就可以包括在“不活潑氣體”中。不活潑氣體的壓力優(yōu)選減壓至顯示低于大氣壓的值。如果筒3的內(nèi)部的氣氛氣體壓力接近大氣壓，例如在專利文獻(xiàn)1所示的技術(shù)中，來自RH擴(kuò)散源2的重稀土元素RH 難以向R-T-B類燒結(jié)磁石體1的表面供給。但是，在本發(fā)明中，由于RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體接近或接觸，重稀土元素RH的擴(kuò)散量能夠增大，因此筒3的氣氛氣體壓力只要在IkPa以下就足夠了。另外，真空度和RH擴(kuò)散量的相關(guān)性比較小，即使進(jìn)一步提高真空度，重稀土元素RH的擴(kuò)散量(頑磁力的提高度)也不受大幅影響。與氣氛壓力相比，擴(kuò)散量對(duì)R-T-B類燒結(jié)磁石體的溫度更敏感。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，通過使含有重稀土元素RH的RH擴(kuò)散源2和R-T-B類燒結(jié)磁石體1 一起旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行加熱，向R-T-B類燒結(jié)磁石體的表面供給來自RH擴(kuò)散源的重稀土元素RH，同時(shí)使其向內(nèi)部擴(kuò)散。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，將RH擴(kuò)散源和R-T-B類燒結(jié)磁石體的溫度保持在 500°C以上、850°C以下的范圍內(nèi)。溫度范圍是在處理室內(nèi)邊使R-T-B類燒結(jié)磁石體和上述 RH擴(kuò)散源相對(duì)地移動(dòng)并接觸，邊使重稀土元素RH傳遞到R-T-B類燒結(jié)磁石體內(nèi)部組織的晶界相而向內(nèi)部擴(kuò)散的優(yōu)選溫度范圍，從而高效地進(jìn)行向R-T-B類燒結(jié)磁石體內(nèi)部的擴(kuò)散。 保持時(shí)間考慮進(jìn)行RH擴(kuò)散處理工序時(shí)的燒結(jié)磁石體和RH擴(kuò)散源的投入量的比例、進(jìn)行RH 擴(kuò)散處理的燒結(jié)磁石體的形狀、RH擴(kuò)散源的形狀和通過RH擴(kuò)散處理應(yīng)該擴(kuò)散到燒結(jié)磁石體上的重稀土元素RH的量(擴(kuò)散量)等決定。RH擴(kuò)散處理工序的時(shí)間從10分鐘到72小時(shí)。優(yōu)選從1小時(shí)到12小時(shí)。在優(yōu)選實(shí)施方式中，將RH擴(kuò)散源和R-T-B類燒結(jié)磁石體的溫度保持在700°C以上、 850°C以下的范圍內(nèi)。如果處理溫度超過850°C，則RH擴(kuò)散源和燒結(jié)磁石體容易熔接而發(fā)生問題，故而不優(yōu)選。另外，如果處理溫度超過850°C，則重稀土元素RH的供給量過大，在燒結(jié)磁石體表面容易生成以重稀土元素RH為主體的被膜。若生成重稀土元素RH的被膜，則通過向磁石體內(nèi)部的擴(kuò)散處理，在表層附近的主相結(jié)晶中，重稀土元素RH擴(kuò)散到主相內(nèi)部，磁石的剩余磁通密度B^降低，故而不優(yōu)選。另一方面，在處理溫度小于700°C時(shí)，雖然有剩余磁通密度Br不降低而提高頑磁力 Hcj的效果，但由于有處理需要長(zhǎng)時(shí)間的情況，因此從生產(chǎn)率出發(fā)不優(yōu)選。RH擴(kuò)散工序時(shí)的氣氛氣體的壓力(處理室內(nèi)的氣氛壓力)，能夠在大氣壓以下實(shí)施。優(yōu)選在IOOkPa以下進(jìn)行。例如可以設(shè)定在10_3 IO3Pa的范圍內(nèi)。在RH擴(kuò)散工序后，以使擴(kuò)散的重稀土元素RH進(jìn)一步均質(zhì)化為目的，也可以追加進(jìn)行對(duì)R-T-B類燒結(jié)磁石體1的熱處理。在沒有從RH擴(kuò)散源2向R-T-B類燒結(jié)磁石體1供給重稀土元素RH的狀態(tài)下，熱處理可以在700°C以上、1000°C以下的范圍內(nèi)進(jìn)行。更優(yōu)選在從850°C到950°C的溫度實(shí)行。在該追加熱處理中，雖然不發(fā)生對(duì)R-T-B類燒結(jié)磁石體1 的表面重稀土元素RH的進(jìn)一步供給，但在R-T-B類燒結(jié)磁石體1中發(fā)生重稀土元素RH的擴(kuò)散，因此能夠使重稀土元素RH從R-T-B類燒結(jié)磁石體1的表面?zhèn)葦U(kuò)散到深處，作為磁石整體提高頑磁力。追加熱處理的時(shí)間例如從10分鐘到72小時(shí)。優(yōu)選從1小時(shí)到12小時(shí)。 這里，進(jìn)行追加熱處理的熱處理爐的氣氛壓力為大氣壓以下。優(yōu)選為IOOkPa以下。[時(shí)效處理]另外，根據(jù)需要進(jìn)行時(shí)效處理(從400°C到700°C )，但進(jìn)行追加熱處理時(shí)，時(shí)效處理優(yōu)選在此后進(jìn)行。追加熱處理和時(shí)效處理可以在相同處理室內(nèi)進(jìn)行。時(shí)效處理的時(shí)間例如從10分鐘到72小時(shí)。優(yōu)選從1小時(shí)到12小時(shí)。這里，進(jìn)行時(shí)效處理的熱處理爐的氣氛壓力為大氣壓以下。優(yōu)選為IOOkPa以下。(實(shí)驗(yàn)例1)首先，制作組成比為Nd = 29. 5,Dy = 0. 5、B = 1. 0、Co = 0. 9,Al = 0. UCu = 0. 1、 剩余部分Fe (質(zhì)量％ )的燒結(jié)磁石體。通過對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工，得到7. 4mmX 7. 4mmX 7. 4mm 的立方體的燒結(jié)磁石體。通過B-H描繪器測(cè)定制作得到的燒結(jié)磁石體的磁氣特性，結(jié)果為 在時(shí)效處理(500°C )后的特性中，頑磁力Hcj為954kA/m，剩余磁通密度民為1. 43T。然后，根據(jù)以下表1所示的各條件，使用圖1的裝置實(shí)行RH擴(kuò)散處理。將擴(kuò)散處理后的磁石體的各面以每0. 2mm研削，加工為7. OmmX 7. OmmX 7. Omm的立方體后，評(píng)價(jià)其磁體特性。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其特征在于，包括 準(zhǔn)備R-T-B類燒結(jié)磁石體的工序；準(zhǔn)備含有重稀土元素RH的金屬或合金的RH擴(kuò)散源的工序，其中，所述重稀土元素RH 為Dy和1 中的至少1種；向處理室內(nèi)裝入所述R-T-B類燒結(jié)磁石體和所述RH擴(kuò)散源，使其能夠相對(duì)移動(dòng)并且能夠接近或接觸的工序；和RH擴(kuò)散工序，使所述R-T-B類燒結(jié)磁石體和所述RH擴(kuò)散源邊在所述處理室內(nèi)連續(xù)地或斷續(xù)地移動(dòng)，邊進(jìn)行10分鐘以上的500°C以上、850°C以下的熱處理。
2.如權(quán)利要求1所述的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其特征在于所述RH擴(kuò)散工序包括使所述處理室旋轉(zhuǎn)的工序。
3.如權(quán)利要求2所述的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其特征在于在所述RH擴(kuò)散工序中，使所述處理室以圓周速度0. 01m/s以上的速度旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其特征在于 所述RH擴(kuò)散工序中的所述熱處理，將所述處理室的內(nèi)部壓力調(diào)整至IOOkPa以下進(jìn)行。
5.如權(quán)利要求1 4中任一項(xiàng)所述的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其特征在于 所述RH擴(kuò)散工序中的所述熱處理，通過加熱所述處理室，加熱所述R-T-B類燒結(jié)磁石體和所述RH擴(kuò)散源兩者而進(jìn)行。
6.如權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其特征在于 在所述RH擴(kuò)散工序之前或中途，向所述處理室內(nèi)投入攪拌輔助部件。
7.一種通過權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法所制造得到的R-T-B類燒結(jié)磁體。
全文摘要
本發(fā)明在于提供一種R-T-B類燒結(jié)磁體的制造方法，其包括準(zhǔn)備R-T-B類燒結(jié)磁石體(1)的工序；準(zhǔn)備含有重稀土元素RH(Dy和Tb中的至少1種)的金屬或合金的RH擴(kuò)散源(2)的工序；向處理室(3)內(nèi)裝入燒結(jié)磁石體(1)和RH擴(kuò)散源(2)，使其能夠相對(duì)移動(dòng)并且能夠接近或接觸的工序；和RH擴(kuò)散工序，使R-T-B類燒結(jié)磁石體(1)和RH擴(kuò)散源(2)邊在處理室(3)內(nèi)連續(xù)地或斷續(xù)地移動(dòng)，邊進(jìn)行10分鐘以上500℃以上、850℃以下的熱處理。
文檔編號(hào)H01F1/053GK102473515SQ20108003074
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月15日
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