[发明专利]热加工磁铁及其原料粉末、将该原料粉末成形而成的成形体及它们的制造方法

说明书

本发明提供一种通过具有粗大粒少的微细的晶粒而能够实现高取向化且磁特性优异的热加工磁铁。使以稀土类元素(RE)、Fe及B为主成分的合金的熔融金属与旋转滚筒接触而进行急冷，从而使其快速凝固，来制作非晶质、或微结晶质与非晶质混合的组织状态的原料粉末，并将原料粉末、或对该原料粉末进行冷成形而成的成形体以400℃/分以上的升温速度快速加热至结晶化开始温度以上的温度。

技术领域

本发明涉及热加工磁铁及其原料粉末、将该原料粉末成形而成的成形体及它们的制造方法，特别是涉及形成为粗大粒少的微细的晶粒的技术。

背景技术

作为热加工磁铁，例如存在专利文献1中公开的热加工磁铁。该热加工磁铁为如下这样的磁铁，即，将RE-Fe-B系合金(RE是稀土类元素)的熔融金属快速冷却而使其凝固，并将无定形或微细结晶性的固体材料在高温下加压而使其进行结晶取向，这样的制造方法被称为热塑性加工法，成为与烧结法相对的技术。

热塑性加工法与稀土类永久磁铁的通常的制造方法即烧结法相比，能够减小结晶粒径，因此即使不使用镝那样的稀少且昂贵的材料，也能够提高顽磁力。然而，在烧结法中，通过使原料粉末进行磁场取向而进行结晶取向，相对于此，在热塑性加工法中，利用结晶旋转及结晶各向异性生长而进行结晶取向，因此高取向化困难，由此引起磁特性的低下，因此不能称之为实用化进展。

在热塑性加工法中，为了利用结晶旋转及结晶各向异性生长而进行结晶取向，已知有通过在600～800℃左右的温度下实施热塑性加工来进行结晶取向的方法。取向的难易度依赖于晶粒的各向异性，因此通过在更高温侧实施热塑性加工而容易进行高取向化，但当在高温下晶粒较大生长时，顽磁力会降低。而且，若晶粒变得过于粗大，则相邻的晶粒相互成为阻碍而导致结晶旋转变得困难。

另外，热加工磁铁的原料粉末通常通过熔融纺丝法、喷散法等液体急冷法、HDDR(Hydrogenation Decomposition Desorption Recombination)法等来制造，原料粉末致密化成成形体且被实施热塑性加工，但由于热塑性加工的温度比烧结法中的烧结温度低，因此难以实现组织的均质化。特别是在热加工磁铁的原料粉末的边界部，容易产生因原料粉末的组织状态引起的晶粒的粗大化。存在于原料粉末的边界部的粗大晶粒与平常部的晶粒相比，难以进行结晶旋转，因此高取向化困难，且有时在热塑性加工后仍以各向同性的状态残留。并且，根据原料粉末的状态，有时还会产生沿着与成为热塑性加工方向的结晶取向方向正交的方向进行取向的柱状晶。这些粗大晶粒成为使磁特性显著降低的主要原因。

在先技术文献

专利文献1：日本特开昭60-100402号公报

发明内容

发明的概要

发明要解决的课题

因此，本发明的目的在于，提供一种通过具有粗大粒少的微细的晶粒而能够实现高取向化且磁特性优异的热加工磁铁及其原料粉末、将该原料粉末成形而成的成形体。

用于解决课题的方案

在使RE-Fe-B系合金的熔融金属与旋转滚筒接触而进行急冷，从而使其快速凝固时，形成非晶质、或微结晶质与非晶质混合的组织状态的带。根据本发明诸发明者的研究明确了，在带的滚筒接触侧产生成分偏析，且存在成为Fe过剩的非晶质组织的部位。且可知该Fe过剩的部位在将带粉末化之后，且在进行热成形及热加工的工序中成为异常粒生长的起点。在该情况下，使其快速凝固而生成非晶质在得到微细晶粒的方面上是必须的，因此无法避免Fe的偏析。

因此，本发明诸发明者想到提高加热升温速度来提高核生成的驱动力。而且，为了诱发核生成来得到微细且均质的结晶而反复进行研究，其结果发现，在以400℃/分以上的升温速度快速加热至结晶化开始温度以上的温度时，核生成的驱动力高且核生成一下子完成，能够得到微细组织。