[发明专利]制备稀土磁石的方法

说明书

本发明涉及一种制备稀土磁石的方法，包括：第一步，通过使得用于稀土磁石的粉末进行加压成型以制备烧结体S；第二步，通过热形变加工所述烧结体S以向烧结体S赋予各向异性，制备稀土磁石前体C；和第三步，通过将稀土磁石前体C以10℃/秒或更高的冷却速率冷却以制备稀土磁石RM。

技术领域

本发明涉及一种制备稀土磁石的方法。

发明背景

由稀土元素制成的稀土磁石称为永久磁体，并且用于各种机动车辆、电动车辆等的驱动马达，以及在硬盘和MRI中包括的驱动器。

作为指示这些稀土磁石的磁性能的指标，可以使用例如剩余磁化(剩余磁通量密度)和矫顽力。随着发动机尺寸的降低和电流密度的增加，产生的热量增加，因此在要使用的稀土磁石中对于高耐热性的需求进一步增加。因此，在此领域中的一个重要研究课题是当磁石在高温下使用时如何保持其矫顽力。作为例子，将描述基于Nd-Fe-B的磁石，其是在车辆驱动马达中广泛使用的稀土磁石。在这种基于Nd-Fe-B的磁石中，已经尝试提高其矫顽力，例如通过精制晶粒，通过使用具有大量Nd的合金组合物，或通过加入具有高矫顽力性能的重稀土元素例如Dy或Tb。

稀土磁石的例子包括常规使用的烧结磁体，其中构成其结构的晶粒的晶体颗粒尺寸是约3-5微米；以及包括纳米结晶磁石，其中将晶粒精制成约50-300nm的纳米晶粒尺寸。

下面将简要描述制备稀土磁石的方法的一个例子。例如，通常使用一种制备稀土磁石的方法(取向磁体)，此方法包括：将Nd-Fe-B熔融金属快速固化以得到骤冷带；将骤冷带压碎以制备磁性粉末；将磁性粉末进行热压成型得到烧结体；并在此烧结体上进行热形变加工以向其赋予磁性各向异性。

在通过使用液体骤冷方法得到的磁性粉末进行固化所制得的烧结体中，晶体没有取向，并且残余磁通量密度低。所以，通过热形变加工例如锻造并挤出以使晶体取向，向烧结体赋予应变。

已经知道矫顽力与晶粒尺寸有关，高的矫顽力可以通过晶粒尺寸的精制(数十到数百纳米)得到。但是，也知道细晶体由于在热形变加工期间的热输入量而变粗糙，因此矫顽力和剩余磁通量密度都降低。本发明人致力于在以下工艺之后矫顽力降低的那些现象：在热形变加工期间在晶体中形成小裂纹；在所形成的裂纹附近的粒间界相(在高温下液化的状态中)被拉入裂纹中；以及粒间界向的厚度降低。

作为用于改进矫顽力的现有技术，日本专利申请公开No.2013-45844(JP2013-45844A)公开了一种制备稀土磁石的方法，此方法包括：将稀土磁石组合物的熔体进行骤冷以形成具有纳米结晶结构的骤冷带；将骤冷带烧结得到烧结体；将烧结体在足够高以允许粒间界相扩散和流动且足够低以防止晶粒变粗糙的温度下进行热处理；以及将经过热处理的烧结体在50℃/分钟或更高的冷却速率下骤冷到200℃或更低。

在此制备方法中，烧结体以在预定范围内的冷却速率进行冷却以制备具有高矫顽力性能的稀土磁石。但是，此方法不能解决上述问题。也就是说，在通过对烧结体进行热形变加工制得的稀土磁石前体中，矫顽力由于在热形变加工期间可能在晶体中形成的裂纹而降低。

发明概述

本发明提供一种制备稀土磁石的方法，其能解决矫顽力由于在热形变加工期间可能在晶体中形成的裂纹而降低的问题。

根据本发明的一个方面，制备稀土磁石的方法包括：通过使得用于稀土磁石的粉末进行加压成型以制备烧结体；通过热形变加工所述烧结体以向烧结体赋予各向异性，制备稀土磁石前体；和通过将稀土磁石前体以10℃/秒或更高的冷却速率冷却以制备稀土磁石。