[发明专利]Sr铁氧体烧结磁铁的制造方法、以及马达和发电机

说明书

技术领域

本发明涉及Sr铁氧体烧结磁铁的制造方法、以及马达和发电机。

背景技术

作为用于铁氧体烧结磁铁的磁性材料，已知有具有六方晶系结晶结构的Ba铁氧体、Sr铁氧体以及Ca铁氧体。近年来，这些铁氧体中，作为马达用等的磁铁材料主要采用磁铅石型(M型)的Sr铁氧体。M型铁氧体以例如AFe₁₂O₁₉的通式来表示。Sr铁氧体在结晶结构的A位点具有Sr。

为了改善Sr铁氧体烧结磁铁的磁特性，尝试着通过分别用La等稀土元素以及Co置换A位点的元素以及B位点的元素的一部分，从而改善磁特性。例如，在专利文献1中公开有通过用特定量的稀土元素以及Co置换A位点以及B位点的一部分从而提高剩余磁通密度(Br)以及矫顽力(HcJ)的技术。

作为Sr铁氧体烧结磁铁的代表性的用途，可以列举马达以及发电机。被用于马达以及发电机的Sr铁氧体烧结磁铁虽然要求在Br和HcJ两种特性方面表现优异，但是通常已知Br和HcJ处于消长(trade off)的关系。为此，寻求确立能够进一步提高Br以及HcJ两种特性的技术。

作为表示考虑了Br以及HcJ两种特性的磁特性的指标，已知有Br(kG)+1/3HcJ(kOe)的计算式(例如，参照专利文献1)。该值越高，则可以说是越适合于马达等要求高磁特性的用途的Sr铁氧体烧结磁铁。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平11-154604号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

如上述专利文献1所示，控制构成Sr铁氧体烧结磁铁的主要晶粒的组成来改善磁特性是有效的。但是，只控制晶粒的组成难以较大地改善现有的Sr铁氧体烧结磁铁的磁特性。另一方面，Sr铁氧体烧结磁铁中所含的副成分具有改善磁特性或烧结性的作用。然而，根据副成分的种类或量会有Sr铁氧体烧结磁铁的优异的强度和外观等可靠性被损坏的情况。例如，如果将强度低的Sr铁氧体烧结磁铁或者在表面容易析出异物的Sr铁氧体烧结磁铁用于马达中，则会担忧在马达的使用中Sr铁氧体烧结磁铁破损或剥落。为此，寻求不仅有磁特性，而且还具有高可靠性的Sr铁氧体烧结磁铁。

本发明是鉴于上述情况而成的，其目的在于提供一种剩余磁通密度(Br)以及矫顽力(HcJ)两个特性优异，并且具有高可靠性的Sr铁氧体烧结磁铁的制造方法。另外，本发明的目的在于提供一种马达以及发电机，其中，通过使用由上述的制造方法制得的Sr铁氧体烧结磁铁从而效率高并且可靠性优异。

解决技术问题的手段

本发明者们不仅仅着眼于晶粒的组成而且着眼于Sr铁氧体烧结磁铁整体的组成以及晶界的组成来研究探讨使磁特性提高。其结果发现：通过含有规定的副成分，从而可以提高Sr铁氧体烧结磁铁的磁特性和可靠性，至此完成了本发明。

即，本发明提供一种Sr铁氧体烧结磁铁的制造方法，其具备：预烧工序，在1100～1450℃下对包含铁化合物粉末以及锶化合物粉末的混合粉末进行预烧，从而得到包含具有六方晶系结构的Sr铁氧体的预烧物；粉碎工序，将预烧物粉碎从而得到预烧粉末；烧成工序，在磁场中对预烧粉末进行成型得到成型体，在1100～1300℃下烧成该成型体，从而得到烧结体，在粉碎工序中，在预烧粉末中添加具有K和Na的至少一种元素作为构成元素的碱金属化合物，在烧成工序中，得到K和Na的合计含量分别换算成K₂O和Na₂O为0.004～0.31质量％并且满足下述式(1)的烧结体。

1.3≤(Sr_F+Ba+Ca+2Na+2K)/Si≤5.7        (1)

在此，式(1)中，Sr_F是在烧结体中除了构成Sr铁氧体的Sr之外的Sr的摩尔基准的含量，Ba、Ca、Na以及K表示各个元素的摩尔基准的含量。

通过上述本发明的制造方法制得的Sr铁氧体烧结磁铁在Br以及HcJ两个特性方面表现优异并且具有高可靠性。可以得到这样的效果的理由不一定明确，但是本发明者们认为Sr铁氧体烧结磁铁的晶界组成做出了贡献。即，认为在Sr铁氧体烧结磁铁的晶界形成了将与构成Sr铁氧体的Sr不同的Sr、以及Na和K中的至少一种、Ba和Ca作为构成元素的硅酸玻璃。通过本发明的制造方法制得的Sr铁氧体烧结磁铁被认为具有使该硅酸玻璃稳定形成的比率的晶界组成。为此，认为Sr铁氧体烧结磁铁稳定并且容易成为致密的组织，而且具有高Br和HcJ以及高可靠性。