專利名稱：稀土類－鐵－硼系磁鐵及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可以在Nd-Fe-B系或者Pr-Fe-B系等稀土類-鐵-硼系磁鐵中特別是有效使用Dy等稀有金屬的高性能磁鐵及其制造方法。
背景技術(shù)：
已知稀土類-鐵-硼系磁鐵、特別是Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵是永久磁鐵中性能最高的磁鐵，可以廣泛用于硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的音頻線圈電動(dòng)機(jī)(VCM)和磁共振成像裝置(MRI)的磁回路等。在適合上述用途的磁鐵中，合適的是磁特性具有較高的剩余磁束密度Br和較高的最大能量積(BH)max特征的磁鐵，矯頑磁力Hcj并不需要那么高。
另一方面，近年來(lái)在電動(dòng)車用途中需要耐熱性，為了避免100～200℃下的高溫退磁(demagnetization)，需要具有高矯頑磁力的磁鐵。因此，下述的燒結(jié)磁鐵近年來(lái)一直在增加，該磁鐵能最佳地控制該磁鐵內(nèi)部的Nd2Fe14B主相和周圍的富Nd副相的結(jié)構(gòu)，同時(shí)在磁鐵中含有幾～十幾質(zhì)量％左右的與Nd元素相比資源更稀少的Dy元素，從而提高矯頑磁力。
但是該磁鐵的Br或(BH)max與Hcj的值成反比，若磁鐵中的Dy元素的添加量增加Hcj也增加，則會(huì)導(dǎo)致磁鐵的飽和磁束密度急劇減少，前2者的值降低，從而無(wú)法得到兩者均具有較高值的稀土類磁鐵，分類為高性能(高Br)型和耐熱(高Hcj)型進(jìn)行生產(chǎn)。
在Nd-Fe-B系磁鐵中，為了一邊抑制Br下降一邊提高Hcj，大量報(bào)告的是提高燒結(jié)密度以及各晶粒的取向性，或者對(duì)燒結(jié)條件和添加元素想辦法使晶粒結(jié)構(gòu)細(xì)微化等。已知該燒結(jié)磁鐵具有核產(chǎn)生型矯頑磁力結(jié)構(gòu)，因此，希望使容易成為逆磁區(qū)的產(chǎn)生源的晶粒界面和磁鐵表面清潔化以強(qiáng)化磁性。為此，在磁鐵合金內(nèi)的結(jié)晶界面上優(yōu)先存在磁性各向異性比Nd大的Dy和Tb等是有效的。
例如，已知如下方法的發(fā)明在制造燒結(jié)磁鐵時(shí)，分別制造以Nd2Fe14B為主的合金、主要含有Dy等的合金或者與Nd2Fe14B組成有一定不同的合金等，通過(guò)將各粉末以適當(dāng)比例混合成形燒結(jié)提高矯頑磁力(例如，專利文獻(xiàn)1、2)。另外，還已知如下方法的發(fā)明在制造各向異性磁鐵粉末時(shí)，將以Nd2Fe14B為主的合金粉末和Dy合金粉末混合，加熱處理，從而將Dy涂布到前者的粉末表面增加矯頑磁力的方法(例如，專利文獻(xiàn)3)。
另外，在將燒結(jié)磁鐵用于實(shí)際的電動(dòng)機(jī)時(shí)，實(shí)際要通過(guò)磨削加工得到最終的尺寸和同軸度等，此時(shí)會(huì)由于微小的研磨裂痕和氧化等使磁鐵表面層的富Nd相受損，其結(jié)果是磁鐵表面部分的磁性降低到磁鐵內(nèi)部的幾分之1。該現(xiàn)象是表面積相對(duì)于體積的比率較大的微小的磁鐵特別顯著。
為了改善Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的這種缺點(diǎn)，提出了用機(jī)械研磨和化學(xué)研磨除去機(jī)械加工產(chǎn)生的變質(zhì)層的方法(例如，專利文獻(xiàn)4)。另外，還提出了在磨削加工的磁鐵表面沉積稀土類金屬進(jìn)行擴(kuò)散熱處理的方法(例如，專利文獻(xiàn)5、6)。另外，還發(fā)現(xiàn)了在Nd-Fe-B系磁鐵表面形成SmCo膜的方法(例如，專利文獻(xiàn)7)。
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)昭61-207546號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2特開(kāi)平05-021218號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2000-96102號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開(kāi)平09-270310號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開(kāi)昭62-74048號(hào)(特公平6-63086號(hào)公報(bào))專利文獻(xiàn)6特開(kāi)平01-117303號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7特開(kāi)2001-93715號(hào)公報(bào)發(fā)明內(nèi)容在上述專利文獻(xiàn)1、2中公開(kāi)了以2種合金作為起始原料，與Nd2Fe14B主相相比，在富Nd的晶粒界面相上，分布更多的Dy元素等，其結(jié)果是，可以得到能抑制剩余磁束密度降低且提高矯頑磁力的燒結(jié)磁石，其技術(shù)的一部分至今還在磁鐵制造中使用。
但是，在制造方面還有許多應(yīng)當(dāng)解決的課題，分別為在含有Dy等的合金的制造中，需要另外的工序；由于該合金較粘，為了粉碎到幾微米，需要使用超急冷法和氫脆化法等特殊的方法；由于與Nd2Fe14B組成的合金相比非常容易氧化，所以需要防止進(jìn)一步的氧化；以及必須嚴(yán)密地控制2種合金的燒結(jié)和熱處理反應(yīng)等。另外，在本發(fā)明得到的磁鐵中，現(xiàn)在由于還含有不到10質(zhì)量％的Dy，故高矯頑磁力型磁鐵的剩余磁束密度較低。
在專利文獻(xiàn)3中，是將Nd-Fe-B系磁鐵粉末和Dy-Co或TbH2等粉末混合，在高溫下熱處理，將Dy和Tb涂布到磁鐵粉末表面，從而得到高矯頑磁力的各向異性磁鐵粉末。但是，即使是該方法也無(wú)法解決Dy-Co或TbH2等的粉末的粉碎和氧化等的問(wèn)題，而且，難以消除完全使Dy-Co或TbH2等的粉末反應(yīng)終結(jié)，而只得到主要的磁鐵粉末。另外，在各向異性的粉末中，其結(jié)晶粒徑為0.3微米左右，因未確認(rèn)明確的晶粒界面相，所述的燒結(jié)磁鐵的矯頑磁力機(jī)構(gòu)不同，Dy的涂布給予矯頑磁力何種提高還不明確。
另外，Nd-Fe-B系磁鐵在得到最終尺寸的磁鐵為止的加工工序中，已知產(chǎn)生了氧化和機(jī)械惡化，在上述專利文獻(xiàn)1、2中，可以改良構(gòu)成燒結(jié)磁鐵內(nèi)部的結(jié)晶結(jié)構(gòu)，但是無(wú)法避免制造普通的磁鐵制品的切斷和研磨加工后的性質(zhì)降低。同樣地，即使是上述專利文獻(xiàn)3，在改良的磁鐵粉末中添加混合環(huán)氧樹(shù)脂等，在幾百M(fèi)Pa的壓力下成形加工，因在該過(guò)程中，大量的粉末在壓縮的同時(shí)破碎，磁性低下，從而制造的粘合磁鐵的性能比磁鐵粉末原料的性質(zhì)更低。
燒結(jié)磁鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在6～10微米的微細(xì)且均勻的主相晶粒的周圍包圍1微米或以下的厚度均勻的薄的富Nd晶粒界面相。對(duì)于核產(chǎn)生型磁鐵來(lái)說(shuō)，如何抑制施加退磁磁場(chǎng)(demagnetizingfield)時(shí)產(chǎn)生的逆磁區(qū)，取決于矯頑磁力的大小，必須排出容易成為逆磁區(qū)的核心的雜質(zhì)和不均勻的結(jié)構(gòu)。例如，在文獻(xiàn)D.Givordet al.，J.Appl.Phys.，60(1986)3263中，指出了逆磁區(qū)是由于磁鐵內(nèi)部的晶粒界面的紊亂和磁鐵表面的氧化和機(jī)械損傷產(chǎn)生的，特別是表面的影響較大。另外，還可以知道通過(guò)機(jī)械加工實(shí)質(zhì)地裁斷燒結(jié)磁鐵，使磁鐵厚度約為1mm或以下時(shí)，矯頑磁力顯著降低。
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種高性能的稀土類磁鐵，其特征在于即使減少稀少的Dy等稀土類元素含量，也可以得到高矯頑磁力或高剩余磁束密度。
為了改良燒結(jié)磁鐵的磁性，對(duì)于完成機(jī)械加工等使得到的最終制品為一定形狀尺寸的磁鐵，合理的解決方法是加上提高特性的技術(shù)，本發(fā)明人已經(jīng)申請(qǐng)了涉及在最終磁鐵制品的表面上擴(kuò)散形成稀土類金屬薄膜，提高磁性的技術(shù)的發(fā)明(特愿2003-96866號(hào))。
本發(fā)明人對(duì)技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了更詳細(xì)地討論，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以以較少的Dy等的含量實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的燒結(jié)磁鐵無(wú)法得到的矯頑磁力，或者在與現(xiàn)有相同的Dy含量下，提高剩余磁束密度的方法。通過(guò)該方法可以抑制剩余磁束密度的低下，大幅度提高最大能量積。
本發(fā)明人以Nd-Fe-B系稀土類磁鐵的矯頑磁力結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，對(duì)燒結(jié)磁鐵的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和磁鐵中含有的Dy等元素的比例進(jìn)行詳細(xì)地反復(fù)實(shí)驗(yàn)調(diào)查，結(jié)果是Dy等稀土類金屬在磁鐵內(nèi)部側(cè)分布密度小，在表面?zhèn)确植济芏却?，從而成功地開(kāi)發(fā)出了磁鐵中有效使用Dy等稀土類金屬的高性能稀土類金屬磁鐵。
也就是，本發(fā)明(1)是一種稀土類-鐵-硼系磁鐵，其特征在于M元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)從磁鐵表面擴(kuò)散，從而具有M元素富集的晶粒界面層，矯頑磁力Hcj和占磁鐵整體的M元素的含量以下式表示，Hcj≥1+0.2×M(其中，0.05≤M≤10)其中，Hcj矯頑磁力，單位(MA/m)，M占磁鐵整體的M元素的含量(質(zhì)量％)。
另外，本發(fā)明(2)是上述(1)的一種稀土類-鐵-硼系磁鐵，其特征在于剩余磁束密度Br和矯頑磁力Hcj以下式表示，Br≥1.68-0.17×Hcj其中，Br剩余磁束密度，單位(T)。
另外，本發(fā)明(3)是上述(1)或(2)的一種稀土類-鐵-硼系磁鐵，稀土類-鐵-硼系磁鐵是通過(guò)粉末成形和燒結(jié)法制造的磁鐵或者通過(guò)粉末成形和熱塑性加工制造的磁鐵，其特征在于是在主結(jié)晶間具有富有稀土類元素的粒界層的磁鐵。
此外，本發(fā)明(4)是上述(1)～(3)任一種的稀土類-鐵-硼系磁鐵的制造方法，其特征在于將磁鐵放在減壓槽中，在該減壓槽中通過(guò)物理的方法使蒸汽或微?；腗元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)或含M元素的合金，飛射到該磁鐵表面的全部或部分上成膜，且以大于等于相當(dāng)于露出該磁鐵最表面的結(jié)晶粒子的半徑的深度使M元素從磁鐵表面擴(kuò)散滲透到該磁鐵內(nèi)部，由此形成M元素富集的晶粒界面層。
另外，本發(fā)明(5)是上述(4)的稀土類-鐵-硼系磁鐵的制造方法，其特征在于使晶粒界面層的M元素的濃度在磁鐵的越靠近表面?zhèn)雀患臐舛仍礁摺?br> 在本發(fā)明中，通過(guò)使M元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)在表面成膜擴(kuò)散，可以通過(guò)使M元素在晶粒界面部富集，從而使Dy等稀土類金屬在磁鐵內(nèi)側(cè)部密度較小地分布，在表面?zhèn)让芏容^大地分布。
在Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵中，為了得到較大的矯頑磁力，特別有效的是將各向異性的磁場(chǎng)大的稀土類元素作為組成元素使用，以及均勻細(xì)微地控制磁鐵的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在以R作為稀土類元素時(shí)，在R2Fe14B化含物中，與Nd相比，Pr、Dy、Tb、Ho在室溫下的各向異性磁場(chǎng)更大，特別是Tb的各向異性磁場(chǎng)大約是Nd的3倍，所以在提高矯頑磁力方面是合適的。
但是，由于這些元素與Nd相比，飽和磁化都較小，為了確保所希望的能量積，必須使其添加量極少。此外，如果與結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)的Nd2Fe14B主相的Nd元素置換，則磁束密度顯著降低，希望不在結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)而存在于富Nd的粒界相中。
在圖1中，表示Dy金屬成膜后加熱擴(kuò)散的Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵，也就是，實(shí)施例1中的本發(fā)明的樣品(3)的EPMA的Dy元素圖像(a)與從添加一定量Dy的合金起始的現(xiàn)有的方法制造的比較例樣品(1)的EPMA的Dy元素圖像(b)。
在本發(fā)明樣品(3)的(a)圖像中，可以知道Dy元素在磁鐵表面部(或者表面附近)分布密度大，沿著晶粒界面擴(kuò)散滲透到磁鐵內(nèi)部30～40μm的位置。結(jié)晶結(jié)構(gòu)內(nèi)部幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)Dy元素，可以知道Dy元素優(yōu)先擴(kuò)散到晶粒界面。磁鐵的晶粒界面層中，越往表面?zhèn)?，Dy元素密度越大，該結(jié)構(gòu)與比較例樣品(1)相比，在Dy添加量相同時(shí)，成為矯頑磁力增加的證據(jù)。
另一方面，在比較例樣品(1)的(b)圖像中，在磁鐵內(nèi)部部分發(fā)現(xiàn)Dy元素的濃度差，但是總的來(lái)說(shuō)Dy元素平均分布。另外，從圖1(a)可以知道，通過(guò)成膜的Dy元素的擴(kuò)散，磁鐵最表面第1列的結(jié)晶粒子殘留，第2列的粒子作為磁鐵粒子也沒(méi)有較大的形態(tài)變化。另外，圖1(a)、(b)都是上側(cè)的磁鐵表面?zhèn)鹊膸孜⒚椎膶邮谴盆F樣品研磨后形成的。
本發(fā)明的磁鐵與現(xiàn)有的燒結(jié)磁鐵相比，顯現(xiàn)出優(yōu)異的磁性。如果表示M元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)的含量和矯頑磁力Hcj的關(guān)系以及剩余磁束密度Br和矯頑磁力Hcj的關(guān)系，則本發(fā)明的磁鐵，特征在于式Hcj≥1+0.2×M(其中，0.05≤M≤10)、Hcj矯頑磁力、單位(MA/m)、M占磁鐵整體的M元素含量(質(zhì)量％)，而且在上式的基礎(chǔ)上Br≥1.68-0.17×Hcj、Br剩余磁束密度、單位(T)所示。
另外，這里“占磁鐵整體的M元素的含量”在不進(jìn)行擴(kuò)散，而在最表層殘留M元素時(shí)以及在原始的磁鐵中含有M元素時(shí)，是含有這些M元素的量的含量。因此，可以認(rèn)為減少原始的磁鐵中含有的M元素的含量，可以使成膜的M元素盡可能多地?cái)U(kuò)散。
圖2對(duì)本發(fā)明的磁鐵例子和現(xiàn)有的磁鐵(市售品住友特殊金屬(株式會(huì)社)制造的NEOMAX磁鐵)，研究矯頑磁力和Dy含量的關(guān)系；圖3表示剩余磁束密度和矯頑磁力的關(guān)系。另外，磁性值由于會(huì)受到磁化磁場(chǎng)的影響，所以理想的是希望在大于等于測(cè)定用磁鐵的各向異性磁場(chǎng)中進(jìn)行磁化，這里是在4MA/m的脈沖磁化后進(jìn)行測(cè)定。
從圖2可以判定，本發(fā)明的磁鐵與現(xiàn)有磁鐵相比較，在所有的Dy含量范圍內(nèi)可以得到高矯頑磁力，其效果程度，在為本發(fā)明的磁鐵時(shí)，Hcj≥1+0.2×M的關(guān)系式充分成立。同樣地，根據(jù)圖3，本發(fā)明的磁鐵和現(xiàn)有磁鐵A和B相比，可以得到較高的剩余磁束密度和較高的矯頑磁力，Br≥1.68-0.17×Hcj的關(guān)系式成立，必然可以提高能量積。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，通過(guò)使上述M元素在磁鐵表面正下部和鄰接其的晶粒界面部的表面層確實(shí)變濃地分布，與現(xiàn)有磁鐵相比，矯頑磁力增加，或者與現(xiàn)有的M元素的含量相同時(shí)，可以提高剩余磁束密度。由此，可以減少磁鐵中的Dy等稀土類元素含量。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)在稀土類磁鐵表面形成Dy、Tb等稀土類金屬薄膜、擴(kuò)散，而使表面?zhèn)鹊南⊥令悵舛缺却盆F內(nèi)部更高，從而以稀土類金屬含量小于現(xiàn)有的燒結(jié)磁鐵，而顯現(xiàn)出較大的矯頑磁力，或者在與現(xiàn)有的相同的Dy含量下，提高剩余磁束密度。由此，可以提高磁鐵的能量積，以及解決稀少的Dy等資源問(wèn)題。
具體實(shí)施例方式
如果將M元素在磁鐵表面成膜后進(jìn)行熱處理，則M元素容易滲透到燒結(jié)磁鐵內(nèi)部，在晶粒界面擴(kuò)散滲透較多，在主結(jié)晶內(nèi)擴(kuò)散滲透較少。M元素的擴(kuò)散深度為3微米～1000微米，該擴(kuò)散區(qū)域在M元素主要擴(kuò)散的晶粒界面層內(nèi)形成M-Nd-Fe-O成分相，部分M元素?cái)U(kuò)散的主晶粒內(nèi)形成Nd-Fe-B-M成分相。該晶粒界面層的厚度為幾十納米～1微米。
而且，通過(guò)形成主要含有M元素的晶粒界面層，可以增加矯頑磁力。在現(xiàn)有的Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵中，具有主晶粒(Nd-Fe-B)和晶粒界面層(幾～幾百納米厚，主要由Nd、Fe、O構(gòu)成，稱作富Nd相)，在磁鐵含有加入原料中的少量的M元素時(shí)，磁鐵的所有部位的晶粒界面層均勻地富集M元素，晶粒界面的主成分是Nd，由于晶粒界面層沒(méi)有完全包圍主結(jié)晶等理由，無(wú)法得到高矯頑磁力。
在本發(fā)明中，在燒結(jié)磁鐵和將原料粉末成形后熱塑性加工形成的磁鐵中，已經(jīng)存在的結(jié)晶粒子間的密度低的富Nd晶粒界面層中，大量存在M元素，同時(shí)形成完全包圍主結(jié)晶的厚度的晶粒界面層，由此可以推斷起到矯頑磁力大幅度增加的效果。
以下，對(duì)本發(fā)明稀土類-鐵-硼系磁鐵及其制造方法進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。本發(fā)明的磁鐵的磁性值由于磁鐵的成分組成和制法、磁鐵的體積、M元素的種類等受到影響，通過(guò)適當(dāng)?shù)臈l件制造可以得到高矯頑磁力和高剩余磁束密度均優(yōu)異的均衡性好的磁鐵。
在本發(fā)明的方法中，作為對(duì)象的磁鐵是將原料合金粉碎為幾微米成形、燒結(jié)形成燒結(jié)磁鐵，以及將原料粉末成形后熱塑性加工形成磁鐵等，將這些磁鐵進(jìn)行機(jī)械加工等形成一定形狀尺寸以得到最終產(chǎn)品，從而在內(nèi)部具有品粒界面層的磁鐵。特別是Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵由于顯示出典型的核產(chǎn)生型的矯頑磁力結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的效果較好。
另外，在本發(fā)明中，稀土類磁鐵的大小是體積越小的磁鐵，或者表面積相對(duì)于體積的比越大的磁鐵，顯示的效果越顯著。該理由是由于具有如下特征本發(fā)明的磁鐵利用稀土類金屬?gòu)谋砻鏀U(kuò)散，在提高磁性方面磁鐵大小會(huì)有影響，越小體積的磁鐵與現(xiàn)有的磁鐵相比較時(shí)，越容易得到高矯頑磁力。因此，在本發(fā)明中，作為對(duì)象的磁鐵不論平板或圓筒狀，磁鐵的厚度為10mm或以下，更優(yōu)選為2mm或以下。
供應(yīng)到磁鐵表面堆積或成膜的金屬與Nd相比，磁性各向異性較大，且容易擴(kuò)散到構(gòu)成磁鐵的富Nd相等中，根據(jù)這種目的，可以使用選自稀土類金屬的Pr、Dy、Tb、Ho的M元素的一種或多種單體或者含有相當(dāng)于上述M元素的量的合金和化合物，例如，Tb-Fe合金和Dy-Co合金、或者TbH2等。
上述M元素僅覆蓋在磁鐵表面并未確認(rèn)提高磁性，所以成膜的金屬成分至少一部分必須擴(kuò)散到磁鐵內(nèi)部形成與作為構(gòu)成元素的一部分的Nd等富含稀土類金屬相進(jìn)行反應(yīng)的晶粒界面層。
因此，通常在成膜后在500～1000℃下進(jìn)行熱處理使成膜金屬擴(kuò)散。在濺射時(shí)，使磁鐵和支架同時(shí)變熱，或者提高濺射時(shí)的RF和DC輸出進(jìn)行成膜，由此使成膜中的磁鐵上升到上述溫度范圍，例如800℃，可以在實(shí)質(zhì)成膜的同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散。
另外，為了增加矯頑磁力，通過(guò)熱擴(kuò)散處理滲透的上述M元素的滲透深度在露出磁鐵最表面的結(jié)晶粒子的半徑或以上時(shí)是有效的。例如，由于Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的結(jié)晶粒徑大約為6～10μm，滲透深度的最低限度必須為相當(dāng)于露出磁鐵最表面的結(jié)晶粒子的半徑的3μm或以上。小于該條件時(shí)，與包圍主晶粒的Nd富集晶粒界面相的反應(yīng)不足，僅僅是提高了矯頑磁力。如果滲透深度為3μm或以上的深度，則矯頑磁力顯著增加，但是如果過(guò)深地?cái)U(kuò)散，則和主相的Nd的置換的概率變大，降低剩余磁化，所以調(diào)節(jié)擴(kuò)散處理?xiàng)l件形成所需要的磁性。
由此，例如，磁鐵最表層的M元素的濃度約為100質(zhì)量％，在M元素?cái)U(kuò)散的晶粒界面層中，為幾十質(zhì)量％(越接近磁鐵表面濃度越高)，如果在M元素?cái)U(kuò)散的晶粒層和主相平均化的區(qū)域(例如，幾十微米)中進(jìn)行測(cè)定，為幾質(zhì)量％。另外，原始的磁鐵的晶粒界面層的厚度通常為幾～幾百納米，但是由于M元素的擴(kuò)散富集形成幾十納米到1微米左右厚。如此，濃縮M元素的稀土類富集的晶粒界面層中的M元素的濃度，例如，從表面到10微米深的位置約為50質(zhì)量％或以上，優(yōu)選為70質(zhì)量％或以上，更優(yōu)選為90質(zhì)量％或以上。
另外，通過(guò)熱處理可以將M元素滲透到磁鐵內(nèi)部，但是由于相互擴(kuò)散而存在于起始磁鐵表面的Nd和Fe元素的部分也包圍成膜的M元素。但是，M元素的膜內(nèi)的該品種的反應(yīng)量為少量，所以幾乎不會(huì)給磁鐵性質(zhì)帶來(lái)壞影響。膜的部分并未在擴(kuò)散處理后擴(kuò)散，殘留在磁鐵表面也可以，但是為了減少M(fèi)元素得到足夠的效果，希望完全擴(kuò)散。
M元素的成膜厚度為0.02～50μm，希望為0.5～20μm，M元素從磁鐵表面向內(nèi)部擴(kuò)散滲透，明顯的分布深度，也就是擴(kuò)散層為3～1000μm，希望是10～200μm。這些值的范圍在磁鐵尺寸變小時(shí)必然變小，另外，在需要使矯頑磁力較大時(shí)，使成膜厚度變大，從而使擴(kuò)散深度變大。
例如，磁鐵的厚度為1mm或以下的細(xì)小的磁鐵時(shí)，即使成膜厚度為0.02微米左右，通過(guò)使其擴(kuò)散也可以確認(rèn)矯頑磁力的增加效果。成膜厚度越增加，會(huì)由于擴(kuò)散增加占磁鐵整體的上述M元素的含量，矯頑磁力也增加，但是如果為約50μm或以上，則作為非磁性元素的M元素的含量變大，磁鐵整體的剩余磁束密度大大降低，考慮到所希望的矯頑磁力和剩余磁束密度，必須控制成膜厚度和擴(kuò)散條件。
占磁鐵整體的M元素的含量為0.05質(zhì)量％或以上、10質(zhì)量％或以下。在小于0.05質(zhì)量％時(shí)，應(yīng)該供應(yīng)給磁鐵表面進(jìn)行擴(kuò)散的M量過(guò)少，幾乎無(wú)法確認(rèn)矯頑磁力的增加效果。如果超過(guò)10質(zhì)量％，則無(wú)法忽視剩余磁束密度的降低，最大能量積也大幅度降低，難以得到稀土類磁鐵本來(lái)的磁性。另外，通過(guò)含有10質(zhì)量％，可以使Hcj為3MA/m或以上，可以充分適用于汽車使用的耐熱用途。
對(duì)磁鐵表面供應(yīng)稀土類金屬M(fèi)的方法沒(méi)有特別的限定，可以使用蒸鍍、濺射、離子電鍍、激光沉積等物理成膜法以及CVD和MO-CVD等化學(xué)氣相蒸鍍法和電鍍法等。但是，在成膜以及之后的加熱擴(kuò)散的各處理中，為了防止稀土類金屬的氧化和磁鐵成分以外的雜質(zhì)，希望在氧和水蒸氣等為幾十ppm或以下的清潔的氣氛內(nèi)進(jìn)行。
為了在具有各種形狀尺寸的磁鐵表面的部分或全部上形成上述M元素的均勻薄膜，特別有效的是使用多個(gè)標(biāo)靶在磁鐵表面將金屬成分M三維成膜的濺射法，或者使M元素離子化使用靜電吸附的強(qiáng)涂覆性能成膜的離子電鍍法。
另外，在上述操作中，將稀土類磁鐵保持在等離子空間內(nèi)，可以采用將一個(gè)或多個(gè)磁鐵用線材或板材自由旋轉(zhuǎn)地保持的方法，以及將多個(gè)磁鐵排列在盤(pán)子上的容器中或者裝填到金屬網(wǎng)制的籠子中自由轉(zhuǎn)動(dòng)(tumbling)地保持的方法。通過(guò)這種保持方法可以在磁鐵表面整體均勻地形成三維的膜。
圖4表示實(shí)施本發(fā)明的制造方法的所適合的三維濺射裝置的概念圖。在圖4中，將輪狀的成膜金屬構(gòu)成的標(biāo)靶1和標(biāo)靶2對(duì)向配置，在其中間配置水冷式銅制高頻線圈3。在圓筒狀的磁鐵4的圓筒內(nèi)部插入電極線5，該電極線5固定在電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)軸上，保持圓筒狀的磁鐵4可以旋轉(zhuǎn)。在為沒(méi)有孔的圓柱和棱柱形磁鐵時(shí)，可以采用將多個(gè)磁鐵制品裝填到金屬制造的籠子中自由旋轉(zhuǎn)地保持的方法。
此外，具有可以通過(guò)陰極切換開(kāi)關(guān)(A)進(jìn)行圓筒狀磁鐵4逆向?yàn)R射的裝置。逆向?yàn)R射時(shí)，通過(guò)電極線5使磁鐵4為負(fù)電位，將磁鐵4的表面腐蝕。普通的濺射操作是切換到開(kāi)關(guān)(B)進(jìn)行。普通的濺射操作時(shí)，通常是不給電極線5電位而進(jìn)行濺射成膜，但是為了控制成膜的金屬的種類和控制膜質(zhì)，根據(jù)情況也可以通過(guò)電極線5對(duì)磁鐵4施加偏置電位進(jìn)行濺射成膜。在普通的濺射中，形成Ar離子、由標(biāo)靶1、2產(chǎn)生的金屬粒子和金屬粒子混合在一起形成的等離子空間7，從圓筒狀磁鐵4的表面的上下左右前后三維地飛出金屬粒子成膜。
通過(guò)這種方法成膜的磁鐵在不進(jìn)行一邊成膜一邊擴(kuò)散時(shí)，是在濺射裝置內(nèi)部回到大氣壓后，不接觸大氣地移往連接濺射裝置的密閉操作箱中，裝填到同樣設(shè)置在該密閉操作箱內(nèi)的小型電爐中，進(jìn)行熱處理以使成膜的金屬成分?jǐn)U散到磁鐵內(nèi)部。
另外，由于普通的稀土類金屬容易氧化，所以在成膜、擴(kuò)散后的磁鐵表面進(jìn)行防銹處理，希望形成Ni和Al等耐腐蝕性金屬和無(wú)機(jī)物質(zhì)或者疏水性硅烷類涂膜以便使用。另外，磁鐵的表面金屬在為Dy和Tb時(shí)，與Nd相比較，在空氣中進(jìn)行氧化顯著變慢，根據(jù)磁鐵的用途也可以省略耐腐蝕性涂膜。
實(shí)施例以下，根據(jù)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。
(實(shí)施例1)從Nd12.5Fe78.5Co1B8組成的合金塊，根據(jù)單輥急冷凝固法制造厚度約為0.3mm的合金薄片。然后，將該薄片填充到容器內(nèi)，在室溫下吸收500kPa的氫氣后釋放，由此得到大小為0.1～0.2mm的無(wú)定形粉末，然后，用噴射磨粉碎制造約為3μm的微細(xì)粉末。
在該微細(xì)粉末中添加混合0.05質(zhì)量％的硬脂酸鈣后，填充到模具中，在磁場(chǎng)中擠壓成形，裝填到真空爐中，在1080℃下燒結(jié)1小時(shí)，再進(jìn)行切斷、開(kāi)孔、圓筒磨削等機(jī)械加工，制造外徑2.4mm、內(nèi)徑1mm、長(zhǎng)度3mm的體積為11.2mm3的圓筒狀磁鐵。將其作為比較例樣品(1)。
接著，使用圖4所示的三維濺射裝置，對(duì)該圓筒狀磁鐵表面形成Dy金屬膜。附著作為標(biāo)靶的Dy金屬，在該圓筒狀磁鐵的兩端面和外表面形成Dy金屬膜。標(biāo)靶金屬使用純度99.9％的Dy，尺寸形狀是外徑80mm、內(nèi)徑30mm、厚度20mm的輪狀。
實(shí)際的成膜操作根據(jù)以下過(guò)程進(jìn)行。在上述圓筒狀磁鐵的筒內(nèi)部插入安裝直徑0.3mm的鎢線，在對(duì)濺射裝置真空抽氣到5×10-5Pa后，導(dǎo)入高純度的Ar氣，將裝置內(nèi)維持在3Pa。接著，使陰極切換開(kāi)關(guān)為(A)側(cè)，施加30W的RF輸出和2W的DC輸出進(jìn)行5分鐘逆濺射除去磁鐵表面的氧化膜。然后，使切換開(kāi)關(guān)為(B)側(cè)，施加60W的RF輸出和100W的DC輸出進(jìn)行10分鐘普通濺射，形成厚度為3μm的Dy膜。
所得的成膜磁鐵在裝置內(nèi)回到大氣壓后不接觸大氣而移往連接濺射裝置的密閉操作箱中，裝填到同樣設(shè)置在該密閉操作箱內(nèi)的電爐中，第1階段在600℃～1000℃下進(jìn)行10分鐘熱處理，第2階段在600℃下進(jìn)行20分鐘熱處理。如表1所示，根據(jù)第1階段的處理溫度，將它們作為本發(fā)明樣品(1)～(5)。另外，沒(méi)有進(jìn)行熱處理的成膜磁鐵作為比較例樣品(2)。另外，為了防止熱處理時(shí)的磁鐵氧化，在密閉操作箱內(nèi)，使精制Ar氣循環(huán)，使氧濃度為2ppm或以下，將露點(diǎn)維持在-75℃或以下。
各樣品的磁性在施加4.8MA/m的脈沖磁化后，使用振動(dòng)樣品型磁力計(jì)測(cè)定。表1表示各樣品的磁性值。另外，本發(fā)明的樣品(3)和比較例樣品(1)進(jìn)行氧溶解進(jìn)行ICP分析，結(jié)果是Dy元素的含量前者為0.84質(zhì)量％，后者是0.02質(zhì)量％，特別是后者為測(cè)定誤差級(jí)。表1表示比較例樣品和本發(fā)明樣品的磁性。


如表1所示，可以知道將Dy金屬成膜進(jìn)行熱處理的本發(fā)明的樣品(1)～(5)任何一個(gè)與比較例樣品相比，都可以確認(rèn)矯頑磁力增加，可以得到超過(guò)關(guān)系式Hcj＝1+0.2×M(＝0.84)算出的1.168(MA/m)的值，同時(shí)顯示出高的磁能量積。
該理由可以推測(cè)是通過(guò)擴(kuò)散，直到燒結(jié)磁鐵表面正下方和表面下部的晶粒界面部的表面?zhèn)染植几邼舛鹊南⊥令惤饘?，可以抑制逆磁區(qū)的產(chǎn)生，由此提高矯頑磁力。另外，比較例樣品(2)由于不進(jìn)行熱處理，未形成擴(kuò)散層，所以沒(méi)有發(fā)現(xiàn)矯頑磁力增加。另外，使用本發(fā)明樣品(3)進(jìn)行EPMA觀察的Dy元素圖像如圖1所示。
(實(shí)施例2)與實(shí)施例1相同地，以Nd12.5Fe78.5Co1B8組成的合金為起始原料，制造邊長(zhǎng)為24mm的燒結(jié)磁鐵塊，用磨石切斷和磨削以及進(jìn)行放電加工，由此制造外徑4mm、厚度1mm、體積為12.6mm3的圓盤(pán)狀磁鐵。將Dy和Tb的各金屬標(biāo)靶安裝在三維濺射裝置后，將該磁鐵裝入卷為線圈狀的鎢電極線的內(nèi)側(cè)，依次交換標(biāo)靶分別將各金屬成膜。成膜操作是與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行逆濺射除去磁鐵表面的氧化膜后，施加60W的RF輸出和200W的DC輸出，進(jìn)行5～50分鐘的普通濺射形成2～18μm的薄膜。
然后，將2個(gè)磁鐵中的1個(gè)裝填到密閉操作箱內(nèi)的電爐中，在900℃下進(jìn)行10分鐘熱處理和在600℃下進(jìn)行20分鐘熱處理，作為本發(fā)明的樣品。具體地是，將Dy膜厚為2μm、含量為0.6質(zhì)量％的磁鐵作為本發(fā)明的樣品(6)，以下，根據(jù)膜厚將含量為1.3質(zhì)量％、2.5質(zhì)量％、3.6質(zhì)量％、5.1質(zhì)量％的磁鐵作為本發(fā)明的樣品(7)～(10)。另外，由于Tb和Dy的濺射率大致相同，所以在濺射時(shí)間大致相同時(shí)，膜厚也大致相同，形成Tb含量0.6質(zhì)量％的本發(fā)明的樣品(11)～Tb含量為5.1質(zhì)量％的本發(fā)明樣品(15)。另外，Dy和Tb元素的含量通過(guò)ICP分析求得。
另一方面，在Nd12.5Fe78.5Co1B8組成中，Nd的部分用Dy取代，將Dy含量不同的各種合金塊溶解。這些合金通過(guò)單輥急冷凝固法薄片化，粉碎、成形、燒結(jié)、機(jī)械加工，制造與上述相同尺寸、體積的磁鐵。將Dy取代的磁鐵中的Dy含量為0.5質(zhì)量％的作為比較例樣品(3)，以下將1.4質(zhì)量％、2.4質(zhì)量％、3.4質(zhì)量％、5.2質(zhì)量％的磁鐵作為比較例樣品(4)～(7)。
圖5表示矯頑磁力相對(duì)于各磁鐵樣品的Dy和Tb含量的測(cè)定結(jié)果。另外，在圖中，以點(diǎn)劃線插入Hcj＝1+0.2×M(這里，M是Dy或Tb的質(zhì)量％)的關(guān)系式。從圖5表明，本發(fā)明的樣品在任意的Dy或Tb含量時(shí)，與比較例樣品相比，可以保持較大的矯頑磁力。另外，從另一個(gè)角度來(lái)看，可以推測(cè)本發(fā)明的樣品為了得到與現(xiàn)有的方法制造的比較例樣品相同的矯頑磁力，可以大幅度減少比較例樣品中的Dy量。
另外，對(duì)本發(fā)明的樣品(11)和(15)通過(guò)EPMA觀察磁鐵中的Tb元素的分布狀況。結(jié)果表明，在磁鐵最表面部存在Tb層，且從表面到50μm的深度，Tb元素沿著晶粒界面越往表面?zhèn)确植济芏仍酱蟆Ａ硗?，與本發(fā)明的樣品(11)相比較，在本發(fā)明的樣品(15)中可以觀察到晶粒界面相較厚，且覆蓋的晶粒的數(shù)量較多。
圖6表示上述各樣品的矯頑磁力和剩余磁束密度的關(guān)系。另外，與圖5相同的，以點(diǎn)劃線插入Br＝1.68-0.17×Hcj關(guān)系式。從圖6表明，本發(fā)明樣品與比較例樣品相比，兼具有較大的剩余磁束密度和矯頑磁力，結(jié)果是，磁鐵的最大能量積也提高。另外，根據(jù)本實(shí)施例表明Dy和Tb的量越多，Br相對(duì)比較例提高的越顯著。
(實(shí)施例3)從Nd12Dy0.5Fe80B7.5組成的原料合金，根據(jù)與實(shí)施例2相同的工序制造外徑4mm、厚度為0.2mm、0.4mm、1mm、2mm或4mm的圓盤(pán)狀磁鐵。接著，將這些磁鐵裝入三維濺射裝置，進(jìn)行逆濺射，除去磁鐵表面的氧化膜后，施加100W的RF輸出和120W的DC輸出，進(jìn)行15分鐘普通的濺射，在磁鐵表面形成2μm的Dy金屬膜。接著，將成膜的磁鐵裝填到密閉操作箱內(nèi)的電爐中，在800℃下進(jìn)行30分鐘熱處理，作為本發(fā)明樣品(16)～(20)。另外，將不進(jìn)行濺射外徑為4mm、厚度為1mm的燒結(jié)磁鐵作為比較例樣品(8)。
根據(jù)振動(dòng)樣品型磁力計(jì)測(cè)定各樣品的磁性，通過(guò)ICP分析研究起始的燒結(jié)磁鐵中和成膜部分含有的所有的Dy含量。另外，厚度1mm的本發(fā)明的樣品(18)的剖面通過(guò)EPMA觀察，結(jié)果可以確認(rèn)從磁鐵表面朝向內(nèi)部到約40μm的深度沿著晶粒界面越往表面?zhèn)菵y元素?cái)U(kuò)散的密度越大。
在表2中表示Dy量、矯頑磁力和Hcj＝1+0.2×M(M是Dy質(zhì)量％)的關(guān)系式計(jì)算的矯頑磁力(*計(jì)算)。從表2可以判斷出本發(fā)明樣品與比較例樣品(8)相比，都顯示出非常大的矯頑磁力。磁鐵的厚度均為1mm的本發(fā)明的樣品(18)和比較例樣品(8)相比較，Dy量只增加了0.6質(zhì)量％，矯頑磁力增加了約45％，在現(xiàn)有的Dy含量為1.8質(zhì)量％的燒結(jié)磁鐵中，無(wú)法得到這樣大的矯頑磁力。另外，本發(fā)明的樣品都可以得到與通過(guò)上述關(guān)系式求得的矯頑磁力(*計(jì)算)更大的矯頑磁力。


(實(shí)施例4)將Nd-Fe-Co-Dy-B系的急冷粉末熱壓后，在800℃下熱塑性加工，制造準(zhǔn)備外徑10mm、內(nèi)徑2mm、長(zhǎng)6mm、體積452mm3的各向異性磁鐵，將其中的一個(gè)作為比較例樣品(9)。其它的樣品安裝到神港精機(jī)(株)制造的電弧放電型離子電鍍裝置內(nèi)的旋轉(zhuǎn)支架上，將裝置內(nèi)真空排氣到1×10-4Pa后，導(dǎo)入高純度的Ar氣，將裝置內(nèi)部維持在2Pa。一邊使樣品以20轉(zhuǎn)/分旋轉(zhuǎn)一邊施加-500V的電壓，將用電子槍熔解蒸發(fā)且通過(guò)熱電子放射電極和離子化電極產(chǎn)生的Dy離子，朝向設(shè)置在熔解坩鍋的正上方的樣品附著20分鐘。接著，將該樣品裝填到密閉操作箱內(nèi)的小型電爐中，在800℃下進(jìn)行60分鐘熱處理，得到本發(fā)明樣品(21)。
各樣品的Dy量通過(guò)ICP分析求得，通過(guò)EPMA觀察Dy元素的分布狀況。比較例樣品(9)是Dy元素樣品分布到磁鐵整體中，在晶粒界面部難以判斷高濃度Dy的分布。另一方面，本發(fā)明的樣品(21)可以確認(rèn)在磁鐵表面分布4μm的Dy層以及到表面下部約40μm的深度沿著晶粒界面越靠近表面?zhèn)菵y元素的分布濃度越高。
在表3中表示Dy量和磁性結(jié)果。從表3可知，本發(fā)明的樣品即使Dy的含量較少，也可以得到非常大的矯頑磁力，還可以得到比Br≥1.68-0.16×Hcj關(guān)系式和Hcj＝1+0.2×M(M是Dy質(zhì)量％)的關(guān)系式計(jì)算的Br(*計(jì)算)和Hcj(*計(jì)算)更優(yōu)異的磁性。


(實(shí)施例5)將Nd10Pr2Fe77.5Co3B7.5組成的原料合金溶解，經(jīng)過(guò)粉碎、成形、燒結(jié)工序，準(zhǔn)備長(zhǎng)20mm、寬60mm、厚2mm、體積為2400mm3的平板狀磁鐵。將該磁鐵裝載在アネルバ(株)制造的L-250S型濺射裝置內(nèi)的SUS基板上，在其上部將80質(zhì)量％Tb-20質(zhì)量％Co組成的合金標(biāo)靶固定在SUS304制造的面板上進(jìn)行配置。
將裝置內(nèi)真空排氣后，引入高純度的Ar氣，將壓力維持在5Pa，通過(guò)電阻加熱將SUS基板加熱到約550℃，就此進(jìn)行逆濺射，除去磁鐵表面的氧化膜。這里，作為與基板加熱同時(shí)進(jìn)行，利用成膜中的磁鐵樣品的溫度上升，在成膜的同時(shí)進(jìn)行擴(kuò)散的目的，將RF輸出上升到150W，將DC輸出上升到600W開(kāi)始濺射，結(jié)果可以觀察到磁鐵樣品紅熱，從顏色可以推測(cè)溫度達(dá)到約800℃。維持該基板加熱和樣品加熱的狀態(tài)進(jìn)行30分鐘成膜，將濺射中斷一次，使樣品里外翻轉(zhuǎn)，再次在同一條件下進(jìn)行30分鐘成膜操作，制造本發(fā)明的樣品(22)。
EPMA樣品觀察的結(jié)果表明，在磁鐵最表面大約20μm的Tb-Co層和到其下部80μm的深度，晶粒界面層中越接近表面?zhèn)?，分布的Tb和Co元素的濃度越高。另外，ICP分析結(jié)果是磁鐵中的Tb量為2.7質(zhì)量％。因此，不改變起始合金中的Nd和Pr比率，而將Co量微調(diào)，可以將添加2.4質(zhì)量％Tb的合金分開(kāi)溶解，制造同一尺寸形狀的磁鐵，成為比較例樣品(10)。根據(jù)比較例樣品(10)的EPMA觀察，Tb和Co都大致均勻地分布在磁鐵整體，晶粒界面和主相中的Tb濃度差難以用×2000倍的圖像區(qū)分。
切斷各樣品將3塊重疊，通過(guò)BH追蹤進(jìn)行磁性測(cè)定，結(jié)果是，比較例樣品(10)的Hcj為1.47MA/m，相對(duì)于本發(fā)明的樣品(22)的Hcj為1.88MA/m，在相同的Tb量下，顯示較大的矯頑磁力，可以得到適合車等的耐熱用途的矯頑磁力。根據(jù)本實(shí)施例，可以表明即使在同一工序中進(jìn)行成膜和擴(kuò)散處理，也具有本發(fā)明的效果。另外，將本發(fā)明樣品用于60℃、90％RH的濕度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果可以推斷耐腐蝕性提高，會(huì)給Co元素往磁鐵內(nèi)部的晶粒界面的擴(kuò)散帶來(lái)好的影響。


圖1是Dy成膜后熱處理的本發(fā)明樣品(3)的EPMA中的Dy元素圖像(a)和比較例樣品(1)的EPMA中Dy元素圖像(b)。
圖2是表示本發(fā)明樣品和比較例樣品的Dy含量和矯頑磁力關(guān)系的圖。
圖3是表示本發(fā)明樣品和比較例樣品的剩余磁束密度和矯頑磁力的關(guān)系的圖。
圖4是適用于本發(fā)明的方法的三維濺射裝置的標(biāo)靶周圍的示意圖。
圖5是表示本發(fā)明和比較例樣品的矯頑磁力相對(duì)于Dy和Tb含量的關(guān)系的圖。
圖6是表示本發(fā)明和比較例樣品的矯頑磁力和剩余磁束密度的關(guān)系的圖。
符號(hào)說(shuō)明1，2金屬標(biāo)靶3水冷式高頻線圈4圓筒狀磁鐵5電極線6電動(dòng)機(jī)7等離子空間
權(quán)利要求
1.一種稀土類-鐵-硼系磁鐵，其特征在于M元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)從磁鐵表面擴(kuò)散，從而具有M元素富集的晶粒界面層，矯頑磁力Hcj和占磁鐵整體的M元素的含量以下式表示，Hcj≥1+0.2×M(其中，0.05≤M≤10)其中，Hcj矯頑磁力，單位(MA/m)，M占磁鐵整體的M元素的含量(質(zhì)量％)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所記載的稀土類-鐵-硼系磁鐵，其特征在于剩余磁束密度Br和矯頑磁力Hcj以下式表示，Br≥1.68-0.17×Hcj其中，Br剩余磁束密度，單位(T)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所記載的稀土類-鐵-硼系磁鐵，稀土類-鐵-硼系磁鐵是通過(guò)粉末成形和燒結(jié)法制造的磁鐵，或者是通過(guò)粉末成形和熱塑性加工制造的磁鐵，其特征在于是在主結(jié)晶間具有富有稀土類元素的粒界層的磁鐵。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所記載的稀土類-鐵-硼系磁鐵的制造方法，其特征在于將磁鐵放在減壓槽中，在該減壓槽中通過(guò)物理的方法使蒸汽或微?；腗元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)或含M元素的合金，飛射到該磁鐵表面的全部或部分上成膜，且以大于等于相當(dāng)于露出該磁鐵最表面的結(jié)晶粒子的半徑的深度使M元素從磁鐵表面擴(kuò)散滲透到該磁鐵內(nèi)部，由此形成M元素富集的晶粒界面層。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所記載的稀土類-鐵-硼系磁鐵的制造方法，其特征在于使晶粒界面層的M元素的濃度在磁鐵的越靠近表面?zhèn)雀患臐舛仍礁摺?br> 全文摘要
本發(fā)明提供即使減少稀有的Dy等稀土類元素含量，也可以得到高矯頑磁力或者高剩余磁束密度的高性能的稀土類磁鐵。本發(fā)明的稀土類－鐵－硼系磁鐵的特征在于M元素(其中，M是選自Pr、Dy、Tb、Ho的稀土類元素的一種或多種)從磁鐵表面擴(kuò)散，從而具有M元素富集的晶粒界面層，矯頑磁力Hcj和占磁鐵整體的M元素的含量以下式表示，Hcj≥1+0.2×M(其中，0.05≤M≤10)，其中，Hcj矯頑磁力，單位(MA/m)，M占磁鐵整體的M元素的含量(質(zhì)量％)。此外，前述磁鐵的特征還在于下式所示，Br≥1.68－0.17×Hcj，其中，Br剩余磁束密度，單位(T)。
文檔編號(hào)H01F1/04GK1806299SQ200480016690
公開(kāi)日2006年7月19日 申請(qǐng)日期2004年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者町田憲一, 鈴木俊治 申請(qǐng)人:獨(dú)立行政法人科學(xué)技術(shù)振興機(jī)構(gòu), 町田憲一