專利名稱：稀土類燒結(jié)磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有改進(jìn)的耐腐蝕性的稀土類燒結(jié)磁體。
背景技術(shù)：
具有R-T-B (R為稀土元素，T為包括!^e或!^e和Co的一種或多種過渡金屬元素) 組成的稀土類永磁體為具有包括主相和晶界相的結(jié)構(gòu)的永磁體，所述主相包含組成式為 R2T14B的Ii2T14B相，所述晶界相包含其中R的含量大于I^2T14B的含量的富R相。此類稀土類磁體發(fā)揮優(yōu)異的磁性如高的矯頑力HcJ。在特別需要高性能的電動(dòng)機(jī)等如用于驅(qū)動(dòng)硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)頭、電車和混合動(dòng)力車的音圈電動(dòng)機(jī)(VCM)中，將R-T-B稀土類永磁體用作高性能永磁體。稀土類永磁體在其組成中包含R，因而具有高的活性。然而，R容易被氧化從而具有低的耐腐蝕性，因此，進(jìn)行各種研究以改進(jìn)耐腐蝕性。典型地，稀土類磁體的表面鍍覆鎳 (Ni)或其它材料以提高耐腐蝕性。為了使得通過鍍覆或其它方法涂布的稀土類磁體更可靠，改進(jìn)稀土類永磁體本身的耐腐蝕性是極其重要的。研究了通過典型地添加元素如Co和Cu作為改進(jìn)耐腐蝕性的元素來改進(jìn)稀土類磁體的耐腐蝕性。通常地，例如，日本特開專利公布2003-31409公開了一種稀土類燒結(jié)磁體，其中在晶界三叉點(diǎn)中存在的富R相周圍形成包含原子重量比為30%-60%的Co和Cu的中間相， 在所述晶界三叉點(diǎn)中多個(gè)晶界會(huì)聚。因而，抑制在晶界三叉點(diǎn)的富R相中的R被氧化，從而改進(jìn)耐腐蝕性。然而，通過用包含Co和Cu的中間相簡單地覆蓋在晶界三叉點(diǎn)中存在的富R相的外周并不能充分地抑制腐蝕的進(jìn)行，這是因?yàn)榫Ы缛纥c(diǎn)包括高比例的富R相。換言之，在晶界三叉點(diǎn)中通過用中間相覆蓋富R相的外周來抑制R的氧化朝向晶界相的內(nèi)部進(jìn)行。然而，當(dāng)在磁體表面上的三叉點(diǎn)區(qū)域中出現(xiàn)針孔等時(shí)，晶界三叉點(diǎn)中通過用中間相簡單地覆蓋富R相并不能充分地抑制R的氧化，這是因?yàn)榫Ы缛纥c(diǎn)包括高比例的富R相。結(jié)果，不能抑制R的氧化朝向晶界相的內(nèi)部進(jìn)行。近年來，已經(jīng)將稀土類燒結(jié)磁體日益用于汽車或工業(yè)設(shè)備等中，因此，為了提供還更穩(wěn)定地適于此類應(yīng)用的稀土類燒結(jié)磁體，要求稀土類燒結(jié)磁體的耐腐蝕性優(yōu)異。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明一個(gè)方面的稀土類燒結(jié)磁體包括主相、晶界相和晶界三叉點(diǎn)，所述主相包括I^2T14B相晶粒，其中R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括!^e或者!^e和Co的一種或多種過渡金屬元素，并且B是B或者B和C ；在所述晶界相中R的含量大于I^2T14B 相的含量；所述晶界三叉點(diǎn)被三種以上的主相包圍。所述晶界三叉點(diǎn)包括含有R為90 原子％以上的富R相和含有Co、Cu和60原子％ -90原子％的R的R75相。滿足關(guān)系式 0. 05彡(Co+Cu)/R < 0. 5，其中(Co+Cu)/R是以原子百分比計(jì)的包含在所述R75相中的R、 Co和Cu的組成比。在稀土類燒結(jié)磁體的橫截面上，晶界三叉點(diǎn)橫截面積中的富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上。通過閱讀本發(fā)明目前的優(yōu)選實(shí)施方案的以下詳細(xì)描述，當(dāng)與附圖一起考慮時(shí)，本發(fā)明的上述以及其它特征、優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)以及工業(yè)意義將被更好地理解。


圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體在晶界三叉點(diǎn)附近的示意圖；圖2為常規(guī)的稀土類燒結(jié)磁體在晶界三叉點(diǎn)附近的示意圖；圖3為根據(jù)本實(shí)施方案的經(jīng)鍍覆的稀土類燒結(jié)磁體的橫截面示意圖；圖4為用于生產(chǎn)根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的方法的流程圖；圖5為實(shí)施例1的稀土類燒結(jié)磁體的組成圖；圖6為使用電子探針顯微分析儀(EPMA)的在實(shí)施例1的稀土類燒結(jié)磁體中Cu的觀察結(jié)果；圖7為使用EPMA的在實(shí)施例1的稀土類燒結(jié)磁體中Co的觀察結(jié)果；圖8為比較例1的稀土類燒結(jié)磁體的組成圖；圖9為使用EPMA的在比較例1的稀土類燒結(jié)磁體中Cu的觀察結(jié)果；圖10為使用EPMA的在比較例1的稀土類燒結(jié)磁體中Co的觀察結(jié)果；圖11為使用掃描透射電子顯微鏡-能量色散X-射線光譜儀(STEM-EDS)的在實(shí)施例1的稀土類燒結(jié)磁體中Nd的觀察結(jié)果；圖12為使用STEM-EDS的在實(shí)施例1的稀土類燒結(jié)磁體中Co的觀察結(jié)果；圖13為使用STEM-EDS的在實(shí)施例1的稀土類燒結(jié)磁體中Cu的觀察結(jié)果；圖14為使用STEM-EDS的在比較例1的稀土類燒結(jié)磁體中Nd的觀察結(jié)果；圖15為使用STEM-EDS的在比較例1的稀土類燒結(jié)磁體中Co的觀察結(jié)果；圖16為使用STEM-EDS的在比較例1的稀土類燒結(jié)磁體中Cu的觀察結(jié)果；圖17為根據(jù)本實(shí)施方案使用不飽和壓力鍋試驗(yàn)(PCT)機(jī)獲得的耐腐蝕性的測(cè)量結(jié)果的圖；圖18為示出根據(jù)本實(shí)施方案的通量(flux)的測(cè)量結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式以下將詳細(xì)描述適于進(jìn)行本發(fā)明的實(shí)施方案(下文中，稱作實(shí)施方案)。本發(fā)明不限于在以下實(shí)施方案和實(shí)施例中描述的特征。在實(shí)施方案和實(shí)施例中的組分包括本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員能夠容易想到的組分、實(shí)質(zhì)上相同的組分和所謂均等范圍的組分。此外，在實(shí)施方案和實(shí)施例中描述的組分可以適當(dāng)組合或者可以適當(dāng)選擇使用。稀土類燒結(jié)磁體根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體是使用R-T-B合金形成的燒結(jié)體。根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體包括主相(晶粒)、晶界相和晶界三叉點(diǎn)，所述主相包括其晶粒組成由組成式I^2T14B表示的Ii2T14B相(R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括!^e或者 Fe和Co的一種或多種過渡金屬元素，并且B是B或者B和C)；在所述晶界相中R的含量大于I^2T14B相的含量；所述晶界三叉點(diǎn)被三種以上的主相包圍。所述晶界三叉點(diǎn)包括含有R 為90原子％以上的富R相，和含有Co、Cu和60原子％ -90原子％的R的R75相。在晶界三叉點(diǎn)中，以原子百分比計(jì)的包含在所述R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu)/R滿足以下關(guān)系式(1)，在橫截面上的晶界三叉點(diǎn)橫截面積中，富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上。0. 05 ^ (Co+Cu) /R < 0. 5 (1)R表示一種或多種稀土元素。稀土元素意指屬于長周期型周期表的第3族的k、Y 和鑭系元素。鑭系元素的實(shí)例包括La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。 稀土元素分為輕稀土元素和重稀土元素。重稀土元素包括Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。 輕稀土元素包括除重稀土元素以外的稀土元素。考慮到生產(chǎn)成本和磁性性能，R優(yōu)選包括Nd。T表示包括Fe或者Fe和Co的一種或多種過渡金屬元素。T可以僅為Fe，并且部分狗可以用Co代替。當(dāng)部分狗用Co代替時(shí)，可以改進(jìn)溫度性能而不劣化磁性性能。期望將Co含量抑制在狗含量的20質(zhì)量％以下。這是因?yàn)楫?dāng)部分狗用Co代替以致Co含量變得大于狗含量的20質(zhì)量％時(shí)，可能劣化磁性性能。此外，稀土類燒結(jié)磁體變得昂貴。除 7 Fe 和 Co 之外，T 可以進(jìn)一步包括元素如 Al、Ga、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Hf、 Ta和W的至少一種。根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的晶界相包括其中Nd含量大于R2T14B相含量的富R相、其中Co含量大于Ii2T14B相含量的富Co相以及其中Cu含量大于主相含量的富 Cu相。除了富R相之外，晶界相還可以包括具有高B含量的富B相。晶粒的晶粒尺寸為約 1 μ m-100 μ m。在根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體中的R含量優(yōu)選在25質(zhì)量％ -35質(zhì)量％，并且更優(yōu)選在觀質(zhì)量％ -33質(zhì)量％的范圍內(nèi)。B含量在0. 5質(zhì)量％ -1. 5質(zhì)量％，并且優(yōu)選在 0.8質(zhì)量％ -1.2質(zhì)量％的范圍內(nèi)。除了 Co和Cu之外，余量為T。Co含量優(yōu)選在0. 6質(zhì)量％ -3. 0質(zhì)量％，更優(yōu)選在0. 7質(zhì)量％ -2. 8質(zhì)量％，并且進(jìn)一步優(yōu)選在0.8質(zhì)量％ -2. 5質(zhì)量％的范圍內(nèi)。這是因?yàn)楫?dāng)Co含量落入低于0.6質(zhì)量％ 時(shí)，不能獲得根據(jù)本實(shí)施方案的改進(jìn)耐腐蝕性的效果。另一方面，當(dāng)Co含量超過3. 0質(zhì)量％ 時(shí)，稀土類燒結(jié)磁體的磁性性能會(huì)劣化從而導(dǎo)致成本增加。因此，通過保持Co含量在優(yōu)選的上述范圍內(nèi)，能夠保持磁性性能并能夠改進(jìn)耐腐蝕性。Cu含量優(yōu)選在0.05質(zhì)量％ -0.5質(zhì)量％，更優(yōu)選在0.06質(zhì)量％ -0.4質(zhì)量％，并且進(jìn)一步優(yōu)選在0.07質(zhì)量％ -0.3質(zhì)量％的范圍內(nèi)。這是因?yàn)楫?dāng)Cu含量落入低于0.05質(zhì)量％時(shí)，不能獲得改進(jìn)稀土類燒結(jié)磁體的耐腐蝕性的效果。另一方面，當(dāng)Cu含量超過0. 5 質(zhì)量％時(shí)，稀土類燒結(jié)磁體的磁性性能會(huì)劣化。因此，通過保持Cu含量在優(yōu)選的上述范圍內(nèi)，能夠保持磁性性能并能夠改進(jìn)耐腐蝕性。在根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體中，晶界三叉點(diǎn)形成有主相。所述晶界三叉點(diǎn)包括包含含量大于I^2T14B相含量的R、Co和Cu的相。圖1為根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體在晶界三叉點(diǎn)附近的示意圖，和圖2為常規(guī)的稀土類燒結(jié)磁體在晶界三叉點(diǎn)附近的示意圖。如在圖1和2中所示，所述晶界三叉點(diǎn)包括R45相、R75相和富R相。所述R45相是包含R為35原子％ -55原子％、優(yōu)選為40原子％ -50原子％和進(jìn)一步優(yōu)選約45原子％ 的相。所述R75相是包含R為60原子％ -90原子％、優(yōu)選為70原子％ -80原子％和進(jìn)一步優(yōu)選為約75原子％的相。所述富R相是其中R含量大于R75相中的含量并且大于90原子％的相。如在圖1中所示，根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的晶界三叉點(diǎn)包括高比例的R75相。相比之下，如在圖2中所示，常規(guī)的稀土類燒結(jié)磁體的晶界三叉點(diǎn)包括高比例的富R相。在根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的R75相中，包含在所述R75相中的R、Co和 Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計(jì)滿足以下關(guān)系式O)，優(yōu)選地，以下關(guān)系式(3)，并且更優(yōu)選地以下關(guān)系式G)。0. 05 彡(Co+Cu) /R < 0. 50 (2)0. 10 ^ (Co+Cu) /R ^ 0. 40 (3)0. 20 彡(Co+Cu) /R 彡 0. 30 (4)這是因?yàn)楫?dāng)組成比(Co+Cu)/R不高于0. 05時(shí)，多余的富R相殘留在晶界三叉點(diǎn)， 因此，不能改進(jìn)稀土類燒結(jié)磁體的耐腐蝕性。另一方面，當(dāng)組成比(Co+Cu)/R超過0.5時(shí)， 稀土類燒結(jié)磁體的磁性性能劣化。因此，組成比(Co+Cu)/R滿足關(guān)系式( 從而使得在晶界三叉點(diǎn)中的R含量降低并且Co和Cu含量增加。因此，可以保持磁性性能并能夠改進(jìn)耐腐蝕性。相比之下，如在圖2中所示，常規(guī)的稀土類燒結(jié)磁體的晶界三叉點(diǎn)包括高比例的富R相，因此，R含量大并且Co和Cu含量小。因此，在晶界三叉點(diǎn)的R75相中包含的R、Co 和Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計(jì)不高于0. 05。在燒結(jié)體橫截面上的晶界三叉點(diǎn)橫截面積中富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積優(yōu)選為60%以上，并且更優(yōu)選70%以上。當(dāng)富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積落入小于60% 時(shí)，高比例的富R相殘留在晶界三叉點(diǎn)的區(qū)域，結(jié)果，稀土類燒結(jié)磁體的耐腐蝕性如上所述劣化。當(dāng)富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上時(shí)，存在于晶界相中基本相同區(qū)域中的R、Co和Cu的比例增加從而使得進(jìn)一步改進(jìn)耐腐蝕性。典型地，鍍覆稀土類燒結(jié)磁體的表面。然而，當(dāng)鍍覆常規(guī)的稀土類燒結(jié)磁體的表面時(shí)，由于鍍覆液和晶界相之間的反應(yīng)產(chǎn)生的氫導(dǎo)致進(jìn)行稀土類燒結(jié)磁體表面上的腐蝕反應(yīng)。此外，通量相應(yīng)于在稀土類燒結(jié)磁體表面上形成的鍍層的膜厚度而減少。圖3為經(jīng)鍍覆的稀土類燒結(jié)磁體的橫截面示意圖。如在圖3中所示，稀土類燒結(jié)磁體10的整個(gè)表面用M鍍膜11覆蓋。當(dāng)稀土類燒結(jié)磁體10的表面用M鍍膜11覆蓋時(shí)， 稀土類燒結(jié)磁體10的厚度A和在兩側(cè)處的Ni鍍膜11的厚度B的總和為實(shí)際產(chǎn)品的厚度 C。在產(chǎn)品中，產(chǎn)品的厚度C設(shè)為恒定的，并且稀土類燒結(jié)磁體10用具有預(yù)定的膜厚度X的 Ni鍍膜11覆蓋。結(jié)果，稀土類燒結(jié)磁體10的通量相應(yīng)于當(dāng)鍍覆稀土類燒結(jié)磁體10的表面時(shí)發(fā)生的稀土類燒結(jié)磁體10表面的腐蝕和形成于稀土類燒結(jié)磁體10表面上的Ni鍍膜11 的膜厚度X而減少。在稀土類燒結(jié)磁體10鍍覆M鍍膜11前后的通量值的差稱作通量損失，并且在通過將稀土類燒結(jié)磁體10鍍覆M鍍膜11而使通量減少的M鍍膜11的厚度稱作鍍膜厚度損失。
在根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體中，所述晶界三叉點(diǎn)包括高比例的R75相； 包含在R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計(jì)滿足關(guān)系式O)；在燒結(jié)體橫截面上的晶界三叉點(diǎn)橫截面積中，富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上。 因此，改進(jìn)耐腐蝕性。因此，即使當(dāng)將根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體表面鍍覆從而被覆蓋時(shí)，存在于晶界三叉點(diǎn)處的富R相的量也降低，并且包含高比例的Co和Cu的相增加。因此，認(rèn)為能夠抑制由于鍍覆液和晶界相之間的反應(yīng)產(chǎn)生的氫引起的腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行。因此， 可以改進(jìn)稀土類燒結(jié)磁體的耐腐蝕性。這可以降低在稀土類燒結(jié)磁體和鍍層之間接觸部分處的損害，從而使得抑制稀土類燒結(jié)磁體消磁(demagnetization)。此外，即使當(dāng)鍍覆稀土類燒結(jié)磁體的表面時(shí)，也可以抑制在鍍覆開始的早期階段中產(chǎn)生的通量降低。盡管通量通過在稀土類燒結(jié)磁體的表面上形成鍍膜而相應(yīng)于鍍膜的膜厚度減少， 但當(dāng)鍍覆根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的表面時(shí)，可以抑制在鍍覆開始的早期階段中產(chǎn)生的通量降低。因此，能夠抑制在鍍覆前后稀土類燒結(jié)磁體的通量值的差(通量損失)。Ni鍍膜11可以用作稀土類燒結(jié)磁體10的涂層并且可以是以Ni、Ni_B或Ni-P等形式包含Ni而形成的鍍膜。Ni鍍膜11也可以為由除Ni以外的金屬形成的金屬鍍膜。由除Ni以外的金屬形成的金屬鍍膜用包含Cu、Zn、Cr、Sn、Ag、Au和Al中的至少一種作為主要組分的層形成。這些鍍膜可以通過例如電鍍(electroplating)和化學(xué)鍍(electroless plating)形成。鍍膜優(yōu)選通過電鍍形成。鍍膜可以借助通過電鍍形成鍍膜而在稀土類燒結(jié)磁體10上容易地形成。與通過真空蒸發(fā)或其它方法形成鍍膜相比，電鍍使得鍍膜以再現(xiàn)性以低成本安全地形成。根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體是通過例如加壓成型成形為預(yù)定的期望形狀獲得的。稀土類燒結(jié)磁體10的形狀不特別限定，并且可以根據(jù)要使用的模具形狀，例如根據(jù)平板狀、柱狀、環(huán)狀截面或其它形狀的稀土類燒結(jié)磁體形狀而改變。根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體使用包含R-T-B合金的稀土類燒結(jié)磁體，但是本實(shí)施方案不限于此。例如，用于稀土類結(jié)合磁體的配混物(組合物)可以通過捏合R-T-B 稀土合金粉末和樹脂粘結(jié)劑生產(chǎn)，并且將通過使獲得的用于稀土類結(jié)合磁體的配混物成形為預(yù)定形狀生產(chǎn)的稀土類結(jié)合磁體用作稀土類燒結(jié)磁體。在根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體中，所述晶界三叉點(diǎn)包括包含Co、Cu和R為 60原子％ -90原子％的R75相，并且包含在R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計(jì)滿足上述關(guān)系式。此外，在橫截面上的晶界三叉點(diǎn)的橫截面積中富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上。因此，根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體能夠改進(jìn)耐腐蝕性，并且通過抑制在鍍覆開始的早期階段中產(chǎn)生的通量的減少可以抑制在形成鍍膜之后稀土類燒結(jié)磁體的通量損失。稀土類燒結(jié)磁體的生產(chǎn)方法參考附圖以下描述具有如上所述結(jié)構(gòu)的稀土類燒結(jié)磁體的合適的生產(chǎn)方法。在本實(shí)施方案中，主相合金粉末包括R12i^el4B(Rl至少包括Nd并且為除了 Dy之外的一種或多種稀土元素)和不可避免的雜質(zhì)并且不包括Co或Cu。晶界相合金粉末包括R2 (R2至少包括Dy并且為除了 Nd之外的一種或多種稀土元素)、Fe、Co和Cu。以下描述根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的生產(chǎn)方法，其使用主相合金粉末和晶界相合金粉末。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的生產(chǎn)方法的流程圖。如在圖4中所示，根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的生產(chǎn)方法包括以下工序。a)用于制備主相合金和晶界相合金的合金制備工序(步驟Sll)b)用于粉碎主相合金和晶界相合金的粉碎工序(步驟S12)c)用于混合主相合金粉末和晶界相合金粉末的混合工序(步驟S13)d)用于成形混合粉末的成形工序(步驟S14)e)用于燒結(jié)成型體的燒結(jié)工序(步驟S15)f)用于將燒結(jié)體進(jìn)行時(shí)效處理的時(shí)效處理工序(步驟S16)g)用于冷卻燒結(jié)體的冷卻工序(步驟S17)h)用于拋光稀土類燒結(jié)磁體的拋光工序(步驟S18)i)用于鍍覆稀土類燒結(jié)磁體表面的鍍覆工序(步驟S19)合金制備工序步驟Sll在真空或者惰性氣體如Ar氣的惰性氣體氣氛中澆鑄原料金屬從而獲得主相合金和晶界相合金(步驟Sll)。在本實(shí)施方案中，調(diào)整主相合金以致Rl含量在27質(zhì)量％ -33質(zhì)量％的范圍內(nèi)，B含量在0.8質(zhì)量％-1.2質(zhì)量％范圍內(nèi)，并且余量為!^e。調(diào)整晶界相合金以致R2含量在25質(zhì)量％-50質(zhì)量％范圍內(nèi)，Co含量在5質(zhì)量％-50質(zhì)量％范圍內(nèi)，和Cu含量在0. 3質(zhì)量％ -10質(zhì)量％范圍內(nèi)。可以將稀土金屬或稀土合金、純鐵、硼鐵和其合金等用作原料金屬。用于澆鑄原料金屬的方法的實(shí)例包括鑄錠法(ingot castingmethod)、帶坯連鑄法(strip casting method)、絞接式H法(bookmold method)禾口離造法(centrifugal casting method)。當(dāng)在獲得的原料合金中出現(xiàn)凝固偏析(solidification segregation) 時(shí)，如果需要，將合金進(jìn)行均勻化處理。原料合金的均勻化處理在真空或惰性氣體氣氛中在溫度為700°C -1500°C下進(jìn)行1小時(shí)以上。由此，將稀土類磁體用合金熔融以致均勻化。粉碎工序步驟S12在合金制備工序(步驟Sll)下生產(chǎn)主相合金和晶界相合金之后，將主相合金和晶界相合金單獨(dú)粉碎(步驟Si》。可以將主相合金和晶界相合金一起粉碎，但是考抑制組成偏離，更優(yōu)選分別粉碎。所述粉碎工序(步驟S12)包括用于粉碎以致晶粒尺寸達(dá)到約數(shù)百微米的粗碎工序(步驟S12-1)和用于細(xì)碎以致晶粒尺寸達(dá)到約數(shù)微米的細(xì)碎工序 (步驟 S12-2)。粗碎工序步驟S12-1將主相合金和晶界相合金單獨(dú)粗碎以致晶粒尺寸達(dá)到約數(shù)百微米(步驟S12-1)。 由此，獲得主相合金和晶界相合金的粗碎粉末。在粗碎中，在主相合金和晶界相合金中吸收氫，接著，釋放氫以進(jìn)行氫解吸附從而粗碎主相合金和晶界相合金。使用搗碎機(jī)(stamp mill)、顎式破碎機(jī)(jaw crusher)、布勞恩研磨機(jī)(Braim mill)和類似的裝置在惰性氣體氣氛中進(jìn)行粗碎。為了獲得高的磁性性能，在從粉碎工序(步驟S12)至燒結(jié)工序(步驟S15)的各個(gè)工序中的氣氛優(yōu)選處于低氧濃度。氧含量通過在各個(gè)生產(chǎn)工序中的氣氛的控制、包含在原料中的氧量的控制或其它方法來調(diào)節(jié)。在各個(gè)工序中的氧濃度優(yōu)選不高于3000ppm。細(xì)碎工序步驟S12-2在將主相合金和晶界相合金在粗碎工序(步驟S12-1)中粗碎之后，將主相合金和晶界相合金的粗碎粉末細(xì)碎以致晶粒尺寸達(dá)到約數(shù)微米(步驟S121)。由此，獲得主相合
8金和晶界相合金的經(jīng)粉碎粉末。主要將噴射式磨機(jī)(jet mill)用于細(xì)碎，并且粉碎主相合金和晶界相合金的粗碎粉末以致平均晶粒尺寸達(dá)到約數(shù)微米。噴射式粉碎是借助以下的粉碎方法在高壓下通過窄的噴嘴釋放惰性氣體(例如，隊(duì)氣)從而產(chǎn)生高速氣流；用該高速氣流將主相合金和晶界相合金的粗碎粉末加速從而導(dǎo)致在主相合金和晶界相合金的粗碎粉末之間的碰撞或者與目標(biāo)或者容器壁的碰撞。在將主相合金和晶界相合金的粗碎粉末細(xì)碎時(shí)添加粉碎助劑如硬脂酸鋅和油酸酰胺，由此，可以獲得在成形期間具有高取向性的細(xì)碎粉末?；旌瞎ば虿襟ES13在細(xì)碎工序(步驟S121)中生產(chǎn)主相合金粉末和晶界相合金粉末之后，將主相合金粉末和晶界相合金粉末在低氧氣氛中混合(步驟Si； )。由此，獲得混合粉末。所述低氧氣氛形成為例如惰性氣體氣氛如隊(duì)氣或Ar氣氣氛。主相合金粉末和晶界相合金粉末的共混比以質(zhì)量比計(jì)優(yōu)選為80 20-97 3、更優(yōu)選90 10-97 3。當(dāng)在粉碎工序(步驟Si》中將主相合金和晶界相合金一起粉碎時(shí)的共混比與當(dāng)將主相合金和晶界相合金分別粉碎時(shí)的共混比一樣。因此，主相合金粉末和晶界相合金粉末的共混比以質(zhì)量比計(jì)優(yōu)選為80 20-97 3、更優(yōu)選90 10-97 3。成形工序步驟S14將通過在混合工序(步驟SB)中混合主相合金粉末和晶界相合金粉末而獲得的混合粉末成形(步驟S14)。將混合粉末填充在裝配有電磁體的模具中，接著在通過施加磁場(chǎng)將結(jié)晶軸取向的狀態(tài)下在磁場(chǎng)中成形。由此，獲得成型體。將獲得的成型體沿特定的方向取向，由此，獲得具有更強(qiáng)的磁各向異性的稀土類燒結(jié)磁體10。該在磁場(chǎng)中的成形優(yōu)選在約0. 7t/cm2-l. 5t/cm2(70MPa-150MPa)的壓力下在1. 2tesla以上的磁場(chǎng)中進(jìn)行。要施加的磁場(chǎng)不限于靜態(tài)磁場(chǎng)并且可以是脈沖磁場(chǎng)。靜態(tài)磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)也可以組合使用。所述成型體通過例如加壓成型成形為期望的預(yù)定形狀。通過成形稀土合金粉末獲得的成型體的形狀不特別限定，可以根據(jù)要使用的模具的形狀改變，例如根據(jù)平板狀、柱狀、環(huán)狀橫截面或其它形狀的稀土類燒結(jié)磁體的形狀改變。當(dāng)主相合金粉末和晶界相合金粉末的混合粉末成形為期望的預(yù)定形狀時(shí)，通過施加磁場(chǎng)成形的成型體可以成形為沿特定方向取向。由此，稀土類燒結(jié)磁體沿特定方向取向， 結(jié)果，獲得具有更強(qiáng)的磁各向異性的稀土類燒結(jié)磁體。燒結(jié)工序步驟S15在成形工序(步驟S14)中在磁場(chǎng)中成形混合粉末之后，將獲得的成型體在真空或者在惰性氣體氣氛中燒結(jié)(步驟S15)。燒結(jié)溫度需要根據(jù)各種條件如組成、粉碎方法、晶粒尺寸和粒度分布(granular variation)來調(diào)節(jié)，所述燒結(jié)例如在900°C-1200°C范圍下進(jìn)行1小時(shí)-10小時(shí)。由此，獲得燒結(jié)體。時(shí)效處理工序步驟S16將通過在燒結(jié)工序(步驟SK)中燒結(jié)成型體獲得的燒結(jié)體進(jìn)行時(shí)效工序(步驟 S16)。所述時(shí)效處理工序(步驟S16)是用于調(diào)節(jié)稀土類燒結(jié)磁體的磁性性能的工序，所述稀土類燒結(jié)磁體是通過將在燒結(jié)時(shí)獲得的燒結(jié)體維持在低于燒結(jié)時(shí)的溫度下以調(diào)節(jié)燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)的終產(chǎn)品。在時(shí)效處理中，處理?xiàng)l件根據(jù)要進(jìn)行的時(shí)效處理的次數(shù)適當(dāng)調(diào)整。例如，2階段加熱在700°C _900°C的溫度下1小時(shí)-3小時(shí)，并且進(jìn)一步在500°C _700°C的溫度下1小時(shí)-3小時(shí)，或者1階段加熱在約600°C的溫度下1小時(shí)-3小時(shí)。冷卻工序步驟S17在將燒結(jié)體在時(shí)效處理工序(步驟S16)中進(jìn)行時(shí)效處理之后，將燒結(jié)體在用Ar 氣加壓的狀態(tài)下快速冷卻(步驟S17)。由此，可以獲得根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體。 冷卻速度不特別限定并且優(yōu)選等于或大于30°C /分鐘。拋光工序步驟S18使用球磨機(jī)對(duì)在冷卻工序(步驟S17)中獲得的根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體進(jìn)行滾桶拋光約2小時(shí)以倒角(chamfered)(步驟S18)。獲得的稀土類燒結(jié)磁體可以通過切成期望尺寸或通過將表面平滑化而具有預(yù)定的形狀。鍍覆工序步驟S19在將稀土類燒結(jié)磁體在拋光工序(步驟S18)中拋光之后，將根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的表面使用硝酸蝕刻預(yù)定時(shí)間。接著，將根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的表面鍍覆Ni以在其上形成Ni鍍膜(步驟S19)。如上所述，在根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體中，所述晶界三叉點(diǎn)包括含有Co、 Cu和60原子％ -90原子％ R的R75相，包含在所述R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu) / R以原子百分比計(jì)在預(yù)定范圍內(nèi)。此外，在橫截面上的晶界三叉點(diǎn)橫截面積中，富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上。由此，可以減少包括在晶界三叉點(diǎn)中的富R相。因此， 可以改進(jìn)根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的耐腐蝕性。認(rèn)為能夠抑制晶界組分被鍍覆液腐蝕從而吸收氫，由此可以抑制在鍍覆開始的早期階段中產(chǎn)生的通量的減少。因此，即使當(dāng) Ni鍍膜形成于根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體表面上時(shí)，也可以抑制獲得的稀土類燒結(jié)磁體的通量損失。結(jié)果，可以降低由于Ni鍍膜導(dǎo)致的鍍膜厚度損失，從而能夠生產(chǎn)具有高的磁性性能的稀土類燒結(jié)磁體。包含在稀土類燒結(jié)磁體中的C量根據(jù)在生產(chǎn)工序中要使用的粉碎助劑的種類和添加量等調(diào)整。包含在稀土類燒結(jié)磁體中的N量根據(jù)原料合金的種類和量以及當(dāng)原料合金在氮?dú)鈿夥障路鬯闀r(shí)的粉碎條件等調(diào)整。在主相合金和晶界相合金的粉碎中，氫吸收在主相合金和晶界相合金中，接著，將氫釋放從而進(jìn)行粗碎，但是本實(shí)施方案不限于此。例如，主相合金粉末和晶界相合金粉末可以通過借助所謂的S化分解·脫S再結(jié)合(hy drogenation decompositiondesorption recombination) (HDDR)法粉碎主相合金和晶界相合金而獲得。所述HDDR法是通過以下使得晶體細(xì)化的方法在氫氣中加熱原料(起始合金)以將原料進(jìn)行氫化分解(HD)并且接著將其進(jìn)行脫氫再結(jié)合(DR)。根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體的適合的實(shí)施方案如上所述，但是根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體不限于此。可以對(duì)根據(jù)本實(shí)施方案的稀土類燒結(jié)磁體作出各種變化和改性以及各種組合而不偏離本發(fā)明的宗旨。稀土類燒結(jié)磁體也類似地適用于永磁體以外的應(yīng)用。實(shí)施例參考實(shí)施例和比較例以下描述本發(fā)明的細(xì)節(jié)，但是本發(fā)明不限于實(shí)施例。1.稀土類燒結(jié)磁體的生產(chǎn)實(shí)施例1
生產(chǎn)具有預(yù)定組成的主相合金1和晶界相合金1以生產(chǎn)具有預(yù)定磁體組成的 Nd-Fe-B燒結(jié)磁體。表1示出主相合金1和晶界相合金1的組成和Nd-Fe-B燒結(jié)磁體的磁體組成。具有示于表1的組成的主相合金1和晶界相合金1通過帶坯連鑄法生產(chǎn)。將主相合金1和晶界相合金1的混合物在室溫下進(jìn)行氫吸收處理并且接著在Ar氣氛中在600°C下進(jìn)行氫解吸處理1小時(shí)，從而將主相合金1和晶界相合金1粗碎。將作為粉碎助劑的0. 1 重量％油酸酰胺添加至經(jīng)粗碎的主相合金1和晶界相合金1中，并且將混合物通過噴射式磨機(jī)細(xì)碎，從而生產(chǎn)具有平均晶粒尺寸為約4. 0 μ m的細(xì)粉末。將獲得的主相合金粉末和晶界相合金粉末在低氧氣氛中以95 5的質(zhì)量比混合，從而生產(chǎn)混合粉末。將獲得的混合粉末在磁場(chǎng)中在1. 5tesla的施加磁場(chǎng)和1. 2ton/cm2的成型壓力下成型從而生產(chǎn)成型體。將獲得的成型體在真空中在1040°C下保持4小時(shí)以進(jìn)行燒結(jié)。接著，在Ar氣氛中進(jìn)行時(shí)效處理以進(jìn)行熱處理，從而獲得燒結(jié)體。以兩階段進(jìn)行時(shí)效處理。將燒結(jié)體維持在800°C下1 小時(shí)并且接著維持在550°C下1小時(shí)。從在Ar氣氛中完成燒結(jié)至?xí)r效處理第一階段的降溫工序(從1040°C至800°C )期間的冷卻速度為50°C /分鐘。從時(shí)效處理第一階段至第二階段的降溫工序(從800°C至550°C )期間的冷卻速度為50°C /分鐘。使用球磨機(jī)對(duì)通過時(shí)效處理獲得的稀土類燒結(jié)磁體進(jìn)行滾桶拋光2小時(shí)以倒角。接著，使用硝酸進(jìn)行蝕刻期望的時(shí)間，然后進(jìn)行M鍍覆。
權(quán)利要求
1.一種稀土類燒結(jié)磁體，其包括主相，所述主相包括I^2T14B相晶粒，其中R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括 Fe或者狗和Co的一種或多種過渡金屬元素，并且B是B或者B和C ； 晶界相，在所述晶界相中，R的含量大于所述I^2T14B相的含量；和晶界三叉點(diǎn)，所述晶界三叉點(diǎn)被三種以上的主相包圍，其中所述晶界三叉點(diǎn)包括含有90原子％以上的R的富R相，和含有Co、Cu和60原子％ -90 原子％的1 的R75相，滿足0.05彡(Co+Cu)/R<0. 5，其中(Co+Cu)/R是以原子百分比計(jì)的包含在所述R75 相中的R、Co和Cu的組成比，以及在所述稀土類燒結(jié)磁體的橫截面上，所述晶界三叉點(diǎn)的橫截面積中的富Co區(qū)域與富 Cu區(qū)域重疊的面積為60%以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土類燒結(jié)磁體，其中在磁體組成中的R的含量為25質(zhì)量％ -35質(zhì)量％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土類燒結(jié)磁體，其中在磁體組成中的Co的含量為0.6質(zhì)量％ -3. 0質(zhì)量％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的稀土類燒結(jié)磁體，其中在磁體組成中的Cu的含量為0.05質(zhì)量％ -0. 5質(zhì)量％。
全文摘要
本發(fā)明涉及稀土類燒結(jié)磁體。所述稀土類燒結(jié)磁體包括主相、晶界相和晶界三叉點(diǎn)，所述主相包括R2T14B相晶粒，其中R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括Fe或者Fe和Co的一種或多種過渡金屬元素，并且B是B或者B和C；在所述晶界相中，R的含量大于R2T14B相的含量；所述晶界三叉點(diǎn)被三種以上的主相包圍。所述晶界三叉點(diǎn)包括含有Co、Cu和60原子％-90原子％的R的R75相。滿足關(guān)系式0.05≤(Co+Cu)/R＜0.5。在晶界三叉點(diǎn)的橫截面積中，富Co區(qū)域與富Cu區(qū)域重疊的面積為60％以上。
文檔編號(hào)H01F1/053GK102376407SQ20111021275
公開日2012年3月14日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月27日
發(fā)明者國枝良太, 早川拓馬 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社