[发明专利]稀土类烧结磁铁的制造方法及成形装置

说明书

技术领域

本申请发明涉及稀土类烧结磁铁的制造方法、尤其是使用了湿式成形法的稀土类烧结磁铁的制造方法以及成形装置。

背景技术

R-T-B系烧结磁铁(R是指稀土类元素(概念中包含钇(Y))中的至少1种，T是指铁(Fe)或者铁和钴(Co)，B是指硼)及Sm-Co系烧结磁铁(可以将Sm的一部分置换成其他的稀土类元素)等稀土类烧结磁铁由于例如残留磁通密度B_r(以下，有时简称为“B_r”)、顽磁力H_cJ(以下，有时简称为“H_cJ”)等磁特性上优异而被广泛使用。

尤其是R-T-B系烧结磁铁在迄今为止已知的各种磁铁中表现出最高的磁能积且比较廉价。因此，R-T-B系烧结磁铁使用于硬盘驱动器的音圈电动机、混合动力机动车用电动机、电动机动车用电动机等各种电动机以及家电制品等多种多样的用途中。并且，近年来，为了各种用途中的小型化-轻量化或高效能化，期望进一步提高R-T-B系烧结磁铁等稀土类烧结磁铁的磁特性。

包含R-T-B系烧结磁铁在内的大多数的稀土类烧结磁铁的制造包括以下的工序。

对将金属等原料熔化(熔融)并将熔融金属在铸模内进行铸造而获得的铸锭、或者通过薄带连铸法而获得的铸带等的具有期望的组成的原料合金铸造材料粉碎，获得具有规定的粒径的合金粉末的工序。

对该合金粉末进行冲压成形(磁场中冲压成形)获得成形体(压粉体)之后，再对该成形体进行烧结的工序。

在由铸造材料获得合金粉末时，大多数的情况下，使用粉碎成粒径大的粗粉末(粗粉碎粉)的粗粉碎工序和将粗粉末进一步粉碎成期望的粒径的合金粉末的微粉碎工序这2个粉碎工序。

另外，冲压成形(磁场中冲压成形)的方法大体分为两种。一种是将获得的合金粉末在保持干燥的状态下进行冲压成形的干式成形法。另一种是例如专利文献1记载的湿式成形法。在湿式成形法中，使合金粉末分散在油等分散介质中而形成为浆料，将合金粉末以该浆料的状态供给至模具的模腔内并进行冲压成形。

而且，干式成形法及湿式成形法能够分别根据磁场中冲压时的冲压方向与磁场的方向的关系而大体分为两种。一种是通过冲压而进行压缩的方向(冲压方向)与向合金粉末施加的磁场的朝向大致正交的直角磁场成形法(也称为“横向磁场成形法”)。另一种是冲压方向与向合金粉末施加的磁场的朝向大致平行的平行磁场成形法(也称为“纵向磁场成形法”)。

湿式成形法由于需要进行浆料的供给、分散介质的除去，因此成形装置的结构比较复杂。然而，通过分散介质能抑制合金粉末及成形体的氧化，能够减少成形体的氧量。而且，在湿式成形法中，在磁场中冲压成形时，在合金粉末之间夹有分散介质，因此摩擦力等导致的束缚弱。因此，合金粉末能够通过磁场施加方向而容易地旋转。因此，在湿式成形法中，能够获得更高的取向度。因此，与干式成形法相比能够容易地获得具有高的磁特性的磁铁。

并且，使用湿式成形法所达成的该高的取向度和优异的氧化抑制效果不仅在R-T-B系烧结磁铁中，而且在其他的稀土类烧结磁铁中也同样能获得。

基于以下示出的理由，在湿式成形法中使用平行磁场成形法时，能够获得优异的磁特性。

在湿式成形法中，向模腔内放入浆料而进行磁场中冲压成形时，需要将浆料中的分散介质(油等)的大多数向模腔外排出。通常，在上冲头或下冲头的至少一方设置分散介质排出孔，当通过上冲头及/或下冲头的移动而使模腔的体积减少，并对浆料进行加压时，分散介质被从分散介质排出孔排出。此时，浆料中的分散介质从接近分散介质排出孔的部分被过滤排出(过滤及排出)，因此在冲压成形的初期阶段，在接近分散介质排出孔的部分形成合金粉末的浓度升高(密度高)的被称为“滤饼层”的层。

而后，上冲头及/或下冲头移动，冲压成形进展，并且更多的分散介质被过滤排出，模腔内的滤饼层的区域扩展。而后，最终的情况是模腔内的整个区域成为合金粉末的密度高(分散介质浓度低)的滤饼层。进而，合金粉末彼此结合(比较弱地结合)而获得成形体。

在冲压成形的初期阶段，当在接近分散介质排出孔的部分(模腔内的上部及/或下部)形成滤饼层时，在直角磁场成形法中，磁场的方向有弯曲的倾向。