耐腐蚀的稀土-过渡金属系磁铁制造技术

本发明专利技术使用对于磁性有贡献的二相，即剩余磁通量密度高的ＲＥＴＭ－［１４］Ｂ相和提高烧结性、具有清洗主相晶界作用以及形成良好电化学性能的低熔点ＲＥ—ＪＭ相和／或ＲＥ—ＴＭ—Ｂ相作为起始材料制造双相磁铁，用这种方法获得无论磁特性还是耐腐蚀性都特别好的永磁铁。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种不仅磁特性优良而且耐腐蚀性和温度特性也良好的稀土-过渡金属系磁铁及其制造方法。作为目前所生产的有代表性的永磁铁材料，可以列举出的有阿尔尼科铝镍钴系磁铁、铁氧体磁铁以及稀土类磁铁。阿尔尼科铝镍钴系磁铁的生产历史很长，但由于相继研制出价格低廉的铁氧体磁铁和具有更高磁特性的稀土类磁铁，对其需求量不断下降。另一方面，铁氧体磁铁由于以氧化物为主要原料，因而化学性能稳定并且成本低，现在在磁铁材料中仍占主导地位，但其缺点是最大磁能积较小。在这之后出现了将稀土离子具有的磁各向异性和过渡金属元素具有的磁矩结合起来的Sm-Co系磁铁，大幅度地提高了以往的最大磁能积。但由于Sm-Co系磁铁以资源贫乏的Sm和Co为主要成分，这就不可避免地导致其价格高昂。为此，人们一直在研制不含价格高昂的Sm和Co的、价格便宜并具有高磁特性的磁性合金。结果，佐川等人采用烧结方法研制出稳定的三元系合金（特公昭61-34242及特开昭59-132104）。此外，J.J.Croat等人采用熔体急冷法研制出高矫顽力的合金（特开昭59-64739）。这些磁铁是由Nd、Fe和B组成，其最大磁能积超过Sm-Co系磁铁。但是，Nd-Fe-B系磁铁的成分中，活性非常高的Nd等轻稀土元素及易生锈的Fe含量较高，因而耐蚀性差，从而导致磁特性恶化、作为工业材料缺乏可靠性这些缺点。-->为了改善耐腐蚀性，人们采取了各种措施，例如对烧结磁铁施以表面电镀（特开昭63-77103）、涂敷处理（特开昭60-63901）等，而对树脂粘合型磁铁，在将磁粉与树脂混合之前进行表面预处理等措施。但无论上述哪一种方法都不能说是长期、有效的防锈处理，此外，还有因上述处理而使成本提高以及由于保护膜而引起磁通量损失等问题。作为解决上述问题的措施，本专利技术人以前曾提出用Co和Ni高浓地取代Nd-Fe-B系磁铁中的Fe而得到稀土-过渡金属-硼系磁性合金（特开平2-4939）上述磁铁的耐蚀性好，而且居里点升高，因此材料的可靠性大幅度地得到改善。本专利技术是关于对上述磁铁进一步改进、成为二相组织的稀土-过渡金属系磁铁。关于二相组织的Nd系磁铁，以往有人提出采用二合金法将富稀土相和贪稀土相混合、液相烧结而制成磁特性良好的磁铁（特开昭63-93841及特开昭63-164403），不过，采用上述方法，磁特性虽然提高了，可耐蚀性仍然存在问题。本专利技术的目的是，解决上述问题，提供一种不仅磁特性好，而且具有极好耐腐蚀性的二相组织的稀土-过渡金属系磁铁及其有利的制造方法。首先说明本专利技术的解决经过。本专利技术人用高分辨率的电子显微镜等对上述磁铁的金属显微组织进行了仔细研究，结如查明，在该磁铁中存在着具有大饱和磁通量密度的Nd2（Fe，Co，Ni）14B相以及围绕着由该相形成的-->晶粒显示出强矫顽力的晶界相Nd2（Fe，Co，Ni）17、Nd（Fe，Co，Ni）5、Nd2（Fe，Co，Ni）7、Nd（Fe，Co，Ni）4B和Nd（Fe，Co，Ni）12B6，以及形成CrB结构的Nd1-XTMX（但TM主要是Ni）等。同时还查明，成为腐蚀发生点的Nd相的量越少，而且上述晶界相中的Ni和Co的浓度越高，则耐腐蚀性就越好。对于这一点本专利技术人进一步反复进行了研究，结果发现，除Nd2（Fe，Co，Ni）17以外，上述晶界相在Nd-Fe-B系三元相图的范围内难以出现，它们只能出现在Nd-Co-B系的范围内。为了便于参考，在图1中示出了Nd-Fe-B三元相图（N.F.Chaban，yu.B.Kuzma，N.S.Bilonizhko，O.O.KachmarandN.U.Petrov，AkadNauk，SSSR，SetA，Fiz.-Mat.Tekh，NaukiNo.10（1979）873），在图2中示出Nd-Co-B三元相图（N.S.BilonizhkoandYu.B.Kuzma，Izv.Akad.NaukSSSRNeorg.Mater，19（1983）487）。但是原论文将图中的Nd2Fe14B相误写成Nd2Fe9B相，将Nd2Co14B相误写成Nd2Co9B相，因此在图1和图2中作了修正。在图1中，编号1的相是Nd2Fe14B相，其四周的组成有NdFe4B4相（编号2的相）、Nd相、Nd2Fe17相和Fe相。然而在图2中，按编号1的Nd2Co14B相的周边组成制造的磁铁中显现出Nd2Co17相、NdCo5相、Nd2Co7相、-->NdCo4B相（编号2的相）以及NdCo12B6相（编号7的相）等，本来Nd相在平衡状态下是不应出现的。如前所述，Nd相不仅是发生锈蚀的部位，而且是对磁性没有贡献的相，因此是应排除的相。因此，在本专利技术中以对磁性有贡献的二个相，即剩余磁通量密度高的RE2TM14B相和提高烧结性、又具有清洗主相晶界作用并在电化学方面充当良好组成低熔点RE-TM相或RE-TM-B相为起始材料制造双相磁铁，用这种方法得到磁特性和耐腐蚀性俱佳的永磁铁。即本专利技术是一种耐腐蚀的稀土-过渡金属系永磁铁，其特征在于，该永磁铁含有RE：10原子%以上、25原子%以下（此处RE是从y、Sc和镧系元素中选出的一种或二种以上），B：2原子%以上、20原子%以下，其余部分基本上是TM（但TM是从Fe、Co和Ni中选出的一种或二种以上），磁铁的组织由具有Nd2Fe14B结构的RE2TM14B（此处的TM与上述相同）这一组成的相和比该相熔点低的RE-TM系金属间化学物相（但TM是Ni或者是Ni与选自Fe、Co中的至少一种元素的混合物）或RE-TM系共晶组织（此处TM与上述相同）和/或RE-TM-B系金属间化合物相（此处TM与上述相同）组成。另外，本专利技术是一种耐腐蚀的稀土-过渡金属系磁铁的制造方法，该方法包括：将以RE2TM14B系金属间化合物相（但TM是从Fe、Co和Ni中选出的一种或二种以上）为主体的粉末与以熔点低于该粉末的RE-TM系金属间化学物相（但TM是Ni或者是Ni与选自Fe、Co中的至少一种元素的混合物）或RE-TM系共晶组织-->（此处TM与上述相同）和/或RE-TM-B系金属间化合物相（此处TM与上述相同）为主体的粉末组成的混合粉末加压成形，然后进行烧结。在本专利技术中，为进一步提高耐蚀性，有效的办法是使晶界相在电化学性能方面优于主相，因而最好是提高Ni和/或Co在RE-TM系和RE-TM-B系低熔点相中的TM中所占的比例，使高于它们在RE2TM14B相中的比例。特别是提高Ni的比例对于改善耐腐蚀性和降低成本格外有效。此外，在本专利技术中，按式量单位计RE2TM14B金属间化合物相与RE-TM系、RE-TM-B系金属间化合物相的比例为95∶5至40∶60比较理想。之所以如此是因为，若二者的比例超出上述范围以外，将导致矫顽力和饱和磁通量密度显著恶化，这是非常不利的。这里所谓式量（formulaunit）就相当于把例如Nd2Fe14B看作是一个分子（在固体中称之为formula）的情况。为了容易处理和混合均匀，供混合用的各粉末的颗粒直径最好是在0.5-5μm左右。这里，比RE2TM14B金属间化合物相熔点低的RE-TM系金属间化合物相（也包括共晶组织，下同）以及RE-TM-B系金属间化合物相的有代表性的组成如下。·RE-T本文档来自技高网...

【技术保护点】
耐腐蚀的稀土一过渡金属系永磁铁，其特征在于，该磁铁合金由ＲＥ∶１０原子％以上、２５原子％以下（此处ＲＥ是从Ｙ、Ｓｃ和镧系元素中选出的一种或二种以上），Ｂ∶２原子％以上、２０原子％以下，其余部分基本上为ＴＭ（但ＴＭ是从Ｆｅ、Ｃｏ和Ｎｉ中选出的一种或二种以上）构成，磁铁的组织由具有Ｎｄ↓［２］Ｆｅ↓［１４］Ｂ结构的ＲＥ↓［２］ＴＭ↓［１４］Ｂ（此处的ＴＭ与上述相同）这一组成的相和比该相熔点低的ＲＥ－ＴＭ系金属间化合物相（但ＴＭ是Ｎｉ或者是Ｎｉ与选自Ｆｅ、Ｃｏ中的至少一种元素的混合物）或ＲＥ－ＴＭ系共晶组织（此处ＴＭ与上述相同）和／或ＲＥ－ＴＭ－Ｂ系金属间化合物相（此处ＴＭ与上述相同）组成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 1989-10-12 263,946/89;JP 1990-10-9 269,635/90;J1、耐腐蚀的稀土-过渡金属系永磁铁，其特征在于，该磁铁合金由RE∶10原子%以上、25原子%以下(此处RE是从Y、Sc和镧系元素中选出的一种或二种以上)，B∶2原子%以上、20原子%以下，其余部分基本上为TM(但TM是从Fe、Co和Ni中选出的一种或二种以上)构成，磁铁的组织由具有Nd2Fe14B结构的RE2TM14B(此处的TM与上述相同)这一组成的相和比该相熔点低的RE-TM系金属间化合物相(但TM是Ni或者是Ni与选自Fe、Co中的至少一种元素的混合物)或RE-TM系共晶组织(此处TM与上述相同)和/或RE-TM-B系金属间化合物相(此处TM与上述相同)组成。2、权利要求1所述的耐腐蚀的稀土-过渡金属系永磁铁，其特征在于，提高RE-TM系和RE-TM-B系低熔点相中Ni和/或Co在TM中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾崎由纪子，下斗米道夫，福田泰隆，藤田明，北野叶子，下村顺一，
申请(专利权)人：川崎制铁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]