[发明专利]永磁体及其制造方法、以及使用永磁体的电动机和发电机

说明书

技术领域

本发明的实施方式涉及永磁体及其制造方法、以及使用永磁体的可变磁通电动机和可变磁通发电机。

背景技术

在可变磁通电动机或可变磁通发电机中，使用可变磁体和固定磁体这两种磁体。可变磁体在可变磁通电动机或可变磁通发电机进行高速旋转时利用电流磁场进行去磁，在需要转矩的运行状况时再利用电流磁场进行磁化。这样，虽然在可变磁体中有去磁作用和增磁作用，但从将磁通变得特别小的状态再回到磁化状态的增磁作用是一个问题。由于在增磁作用下铁心会发生磁饱和而耗费磁通势，因此，所需要的磁化电流会增加。因此，增磁动作时的磁化电流比去磁动作时要大。若在增磁时能以较小的磁化电流来对可变磁体进行磁化，则可以期待能使可变磁通电动机或可变磁通发电机进一步实现低功耗化。

当前，对于可变磁体，使用Al-Ni-Co类磁体(铝镍钴永磁合金磁体)和Fe-Cr-Co类磁体。为了实现可变磁通电动机或可变磁通发电机的高性能化和高效率化，对于可变磁体，要求提高矫顽力和磁通密度。作为高性能的永磁体，已知有Sm-Co类磁体。由于在Sm-Co类磁体之中，Sm₂Co₁₇类磁体具有2-17型结晶相和1-5型结晶相的二相分离组织，利用磁畴壁钉扎型的矫顽力显现机理获得磁体特性，因此是适用于可变磁体的磁体。

然而，在现有的Sm₂Co₁₇类磁体中，因钉扎效果过度等会引起增磁时无法降低磁化所需要的外部磁场、即磁化电流。

发明内容

本发明的目的在于，提供能使高性能的Sm₂Co₁₇类磁体在增磁时所需要的磁化电流降低的永磁体及其制造方法、以及使用该永磁体的可变磁通电动机和可变磁通发电机。

实施方式的永磁体具有以

组成式：R(Fe_pM_qCu_r(Co_1-sA_s)_1-p-q-r)_z

来表示的组成

(式中，R表示从稀土类元素中所选择的至少一种元素，M表示从Ti、Zr、及Hf中选择的至少一种元素，A表示从Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中选择的至少一种元素，p、q、r、s、及z分别是原子比满足0.05≤p≤0.6、0.005≤q≤0.1、0.01≤r≤0.15、0≤s≤0.2、4≤z≤9的数)。

永磁体包括含有Th₂Zn₁₇型结晶相、以及富铜相的组织，并且包含Th₂Zn₁₇型结晶相的结晶c轴的截面上的富铜相间的平均距离d在超过120nm、小于500nm的范围内，所述富铜相具有Th₂Zn₁₇型结晶相中的铜浓度的大于等于1.2倍、小于等于5倍的范围的铜浓度。

实施方式的永磁体的制造方法包括：制造合金粉末的工序，该合金粉末具有以

组成式：R(Fe_pM_qCu_r(Co_1-sA_s)_1-p-q-r)_z

来表示的组成

(式中，R表示从稀土类元素中所选择的至少一种元素，M表示从Ti、Zr、及Hf中选择的至少一种元素，A表示从Ni、V、Cr、Mn、Al、Si、Ga、Nb、Ta、及W中选择的至少一种元素，p、q、r、s、及z分别是原子比满足0.05≤p≤0.6、0.005≤q≤0.1、0.01≤r≤0.15、0≤s≤0.2、4≤z≤9的数)；

将合金粉末在磁场中进行加压成形、以制造压粉体的工序；将压粉体进行烧结、以制造烧结体的工序；对烧结体实施固溶处理的工序；以及对经固溶处理后的烧结体实施时效处理的工序。在满足TB+50＜T＜TB+150(式中，TB是以式：3500p-5000q-(50p)²来表示的温度)的温度T下实施时效处理。

实施方式的可变磁通电动机具备实施方式的永磁体。实施方式的可变磁通发电机具备实施方式的永磁体。

附图说明

图1是表示实施方式的永磁体的磁化曲线的一个例子的图。