[发明专利]稀土烧结磁体及制造方法

说明书

本发明提供稀土烧结磁体及制造方法。通过以下方法制备稀土烧结磁体，该方法包括以下步骤：熔化原料以形成合金，将该合金粉碎成细粉，将该细粉成型为成型体，和烧结该成型体。该粉碎步骤包括粗粉碎步骤，该粗粉碎步骤包括氢破碎；和细粉碎步骤，并且还包括添加润滑剂的步骤。该烧结步骤包括气氛热处理，其包括在非活性气体气氛中在从润滑剂分解温度到烧结温度的温度下加热该成型体并在该温度下保持一段时间，以及真空热处理。该烧结磁体具有低杂质浓度和窄碳浓度分布。

相关申请的交叉引用

根据35U.S.C§119(a)，此非临时申请要求2020年5月19日在日本提交的专利申请No.2020-087344的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种杂质浓度低并且其中碳浓度分布窄的稀土烧结磁体及其制备方法。

背景技术

稀土烧结磁体是一类功能材料，其对节约能源和提高功能性至关重要，并且其应用范围和产量逐年扩大。在稀土烧结磁体中，以下称为Nd磁体的Nd系烧结磁体具有高剩磁(high remanence，以下称为Br)。它们用于例如混合动力汽车和电动车辆的驱动马达、电动助力转向系统中的马达、空调压缩机中的马达以及硬盘驱动器中的音圈马达(VCM)。尽管具有高Br的Nd磁体被用于各种用途的马达中，但是期望具有更高的Br值的Nd磁体用于制造较小尺寸的马达。

另一方面，稀土烧结磁体在高温下会降低其矫顽力(以下称为Hcj)，并且发生不可逆的热退磁。尤其是，要求意在用于安装在电动车辆和其他车辆上的马达中的稀土烧结磁体具有更高的Hcj值。

在现有技术中，一种用于增强Nd磁体的Hcj的典型方法是添加重稀土元素，例如Dy和Tb。但是，由于重稀土元素是稀有资源且昂贵，因此该方法不一定是优选的。

增强Nd磁体的Hcj的另一种已知方法是减小晶粒的尺寸。在包括将材料细粉碎、成型和烧结的工艺中，该方法旨在减小细粉碎期间的粒径，由此在烧结结束时获得小尺寸的晶粒。已知在一定粒径范围内，Hcj与尺寸减小成线性比例增加。当将材料细粉碎至低于一定水平时，由于降低细粉碎能力并且增加细粉碎材料的反应性，因此细粉碎材料中的杂质(主要是氧和氮)的浓度变高。产生的问题是：Nd磁体的Hcj降低，或者即使观察到Hcj的增加，也难以通过晶界扩散法(稍后说明)来增加Hcj。为了实现这些方面的改进，专利文献1公开了将细粉碎期间的喷射气体改变为诸如He或Ar的稀有气体，并且专利文献2和3描述了在细粉碎期间使用含氢粉末。

由专利文献4和5中已知用于增强Nd磁体的Hcj的另一种手段，专利文献4和5描述了在Nd磁体中的晶界相中选择性地集中重稀土元素(例如，Dy和Tb)的晶界扩散方法。在该方法中，通过涂覆将重稀土元素例如Dy或Tb的化合物沉积在磁体表面上，然后在高温下进行热处理。形成具有仅在靠近主相晶粒的晶界的区域中Dy或Tb的浓度高的结构的Nd磁体，由此在抑制Br的下降的同时实现了Hcj的增强效果。

引用列表

专利文献1：WO 2014/142137(US 2016027564)

专利文献2：WO 2013/100008(USP 9,028,624)

专利文献3：WO 2014/123079

专利文献4：WO 2006/044348

专利文献5：WO 2013/100010

发明内容