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技术

本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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(HydrogenationDecompositionDesorptionRecombination)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
技术实现思路
专利技术的概要专利技术要解决的课题因此，本专利技术的目的在于，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。根据本专利技术诸专利技术者的研究明确了，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，本专利技术诸专利技术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。本专利技术基于上述见解而完成，其特征在于，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。在此，结晶化开始温度依赖于合金的成分。在本专利技术中，优选快速加热中的加热温度为600～800℃的温度范围。若加热温度低于600℃，则结晶化变得不充分。另一方面，若加热温度超过800℃，则结晶粗大化。另外，优选快速加热的升温速度为5000℃/分以上。快速加热不限于进行1次的情况，也可以在相同的条件进行多次或者改变条件进行多次。作为快速加热的加热机构，可以使用下落式加热、感应加热、红外线灯加热、回转炉、隧道窑等公知的加热机构，只要在不活泼气体气氛中满足上述的升温速度，则可以为任意的加热机构。在此，下落式加热是对朝向上下方向的筒状体进行加热，并使原料粉末在成为不活泼气体气氛的筒状体的内部下落而进行加热的方法，能够实现5000℃/分以上的升温速度。通过热成形，使上述的原料粉末或成形体以具有接近真实密度的密度的方式致密化，并对其在单轴方向上实施热塑性加工而使结晶取向，由此能够制造热加工磁铁。热塑性加工的温度是在结晶粒界的熔点以上促进变形的温度，热塑性加工的方法是锻造、模锻、压出等任意的方法。上述那样制造的热加工磁铁具有如下优异的磁特性，即，结晶粒径为0.5μm以上的粗大晶粒的面积率为5％以下，在成分中不包含Dy，残留磁通密度与顽磁力之积为268以上，其中，残留磁通密度的单位是kG，顽磁力的单位是kOe。专利技术效果根据本专利技术，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。附图说明图1是用于说明本专利技术的实施方式中的热加工磁铁的制造方法的图。图2是表示本专利技术的比较例的粉末的截面的SEM像。图3是表示本专利技术的实施例的粉末的截面的SEM像。图4是表示本专利技术的实施例中的顽磁力与残留磁通密度的关系的图。图5是表示本专利技术的实施例中的快速加热处理温度与磁特性的关系的图。图6是表示本专利技术的比较例的热加工磁铁的截面的SEM像。图7是表示本专利技术的实施例的热加工磁铁的截面的SEM像。符号说明：1旋转滚筒2喷嘴3带4粉末5冲模6下冲头7上冲头8成形体9下模具10上模具11热加工磁铁20回收箱21金属管具体实施方式1.粉末成形工序图1是表示实施方式的热加工磁铁的制造方法的图，(A)表示通过液体急冷法制造合金的带的装置。从喷嘴2将熔融金属与气体一起向内部流通有冷却水的旋转滚筒1的表面喷射，并瞬间冷却固化来制造带3。通过该急冷，带3的结晶粒径成为几十纳米。接下来，将带3粉碎而得到粉末4。合金是以RE-Fe-B为主成分的合金(RE是稀土类元素)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热加工磁铁的原料粉末或成形体的制造方法，其特征在于，使以稀土类元素、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，并将所述原料粉末、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。

【技术特征摘要】
2014.11.13 JP 2014-2304861.一种热加工磁铁的原料粉末或成形体的制造方法，其特征在于，
使以稀土类元素、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，并将所述原料粉末、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。
2.根据权利要求1或2所述的热加工磁铁的原料粉末或成形体的制
造方法，其特征在于，
在所述快速加热中，在600～800℃的温度范围内进行加热。
3.根据权利要求1或2所述的热加工磁铁的原料粉末或成形体的制
造方法，其特征在于，
对朝向上下方向的筒状体进行加热，并使所述原料粉末在成为不活泼
气体气氛的所述筒状体的内...

【专利技术属性】
技术研发人员：中泽义行，加藤龙太郎，清水治彦，井上健太郎，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP