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CN103140903B - R-t-b类烧结磁体的制造方法 - Google Patents

R-t-b类烧结磁体的制造方法 Download PDF

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CN103140903B CN201180047338.7A CN201180047338A CN103140903B CN 103140903 B CN103140903 B CN 103140903B CN 201180047338 A CN201180047338 A CN 201180047338A CN 103140903 B CN103140903 B CN 103140903B
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Abstract

本发明提供一种量产性优异的重稀土类元素RH的扩散处理。烧结磁体的制造方法包括:准备R-T-B类烧结磁石体的工序,准备包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源的工序,将上述R-T-B类烧结磁石体与上述RH扩散源以能够相对移动且能够接近或者接触的方式装入处理室内的工序,和边使上述R-T-B类烧结磁石体和上述RH扩散源在上述处理室内连续或断续地移动,边将上述R-T-B类烧结磁石体和上述RH扩散源加热到800℃以上950℃以下的处理温度的RH扩散处理工序。

Description

R-T-B类烧结磁体的制造方法
技术领域
本发明涉及具有以R2T14B型化合物作为主相的R-T-B类烧结磁体(R是稀土元素,T是包括Fe的过渡金属元素)的制造方法。
背景技术
以R2T14B型化合物为主相的R-T-B类烧结磁体,已知作为在永久磁体中最高性能的磁体,用于硬盘驱动器的音圈马达(VCM)、混合动力车搭载用电动机等的各种电动机和家电制品等。
由于R-T-B类烧结磁体在高温中的矫顽磁力降低,引起不可逆热退磁。为了避免不可逆热退磁,在电动机等中使用时,要求在高温下也维持高的矫顽磁力。
R-T-B类烧结磁体中,已知如果将R2T14B型化合物中的R的一部分取代为重稀土类元素RH(Dy、Tb),则矫顽磁力提高。为了得到高温中高的矫顽磁力,在R-T-B类烧结磁体中大量添加重稀土类元素RH是有效的。
但是,在R-T-B类烧结磁体中,作为R用重稀土类元素RH取代的轻稀土类元素RL(Nd、Pr)时,矫顽磁力提高,而另一方面,存在剩余磁通量密度降低的问题。另外,由于重稀土类元素RH为稀有资源,希望减少其使用量。
作为现有技术,在专利文献1中,公开了如下技术:通过在烧结磁体表面存在重稀土类元素RH的氧化物、氟化物、氧氟化物,在该烧结磁体的烧结温度以下的温度在真空或者不活泼气体中实施热处理,使重稀土类元素RH从烧结磁体表面扩散,提高磁体的矫顽磁力。
在专利文献1中记载了,作为在烧结磁体表面使粉末存在的方法(粉末处理方法),将烧结磁体浸渍在使含有选自氧化物、氟化物、氧氟化物中的一种或两种以上的重稀土类元素的微粉末在水或有机溶剂中分散得到的浆料中,之后利用热风或真空使其干燥。之后,进行热处理,将重稀土类元素RH从磁体表面导入。专利文献1中特别记载了含有氟的化合物被磁体高效率地吸收,矫顽磁力的提高效果高。
另外,专利文献2中,记载了在重稀土类元素RH的氧化物粉末或氟化物粉末中埋入R-T-B类烧结磁体,在Ar或He中从500℃到1000℃进行10分钟到8小时的热处理,在烧结磁体的表层部分生成绝缘层。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:WO2006/043348
专利文献2:日本特开2006-303197
发明内容
发明所要解决的课题
但是,在专利文献1中,将重稀土类元素的氧化物、氟化物、氧氟化物制成浆料,涂布在烧结磁石体上,但是,以一次的涂布量使重稀土类元素RH从烧结磁体表面扩散,对于矫顽磁力提高的效果也存在界限。为了实现高的矫顽磁力提高效果,需要重复涂布上述浆料。
另外,在专利文献2中,由于在重稀土类元素RH的氧化物粉末或氟化物粉末中埋入R-T-B类烧结磁体,难以控制使重稀土类元素RH从烧结磁体表面扩散的量。
本发明的目的在于提供一种能够对R-T-B类烧结磁石体使重稀土类元素RH稳定地以规定量从其表面扩散的技术。
用于解决课题的方法
本发明的烧结磁体的制造方法包括:准备R-T-B类烧结磁石体的工序,准备包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源的工序,以使上述R-T-B类烧结磁石体与上述RH扩散源能够相对移动且能够接近或者接触的方式装入处理室内的工序,和边使上述R-T-B类烧结磁石体和上述RH扩散源在上述处理室内连续或断续地移动,边将上述R-T-B类烧结磁石体和上述RH扩散源加热到800℃以上950℃以下的处理温度的RH扩散处理工序。
在某个实施方式中,上述RH扩散处理工序通过在上述处理室内装入搅拌辅助部件来进行。
发明的效果
根据本发明,通过在RH扩散处理工序中调整处理温度和处理时间,能够使规定量的重稀土类元素RH向上述R-T-B类烧结磁石体的内部稳定地扩散,能够稳定地制作目标的具有高矫顽磁力的上述R-T-B类烧结磁体。
附图说明
图1是示意表示本发明的优选实施方式中使用的扩散装置的结构的剖面图。
图2是表示扩散处理工序中加热曲线的一例的曲线图。
具体实施方式
本发明的R-T-B类烧结磁体的制造方法,是将含有Dy和Tb的至少一种氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源与上述R-T-B类烧结磁石体以能够相对移动且能够接近或者接触的方式装入处理室内,边使上述R-T-B类烧结磁石体和上述RH扩散源在上述处理室内连续或者断续地移动,边将上述R-T-B类烧结磁石体和上述RH扩散源加热到800℃以上950℃以下的处理温度。
根据本发明,能够同时实行从包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源利用重稀土类元素RH的气化(升华)进行供给和向R-T-B类烧结磁石体的扩散(RH扩散处理)。
另外,本发明中,能够通过调整处理温度和处理时间稳定地实施向R-T-B类烧结磁体的RH扩散处理。
另外,本发明中,将RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体以能够相对移动且能够接近或者接触的方式装入处理室内,能够连续或者断续地使其移动,因此,不需要将RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体在规定位置排列载置的时间。
本发明通过在800℃以上950℃以下连续或者断续地使包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体一起移动,在处理室内RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体的接触点增加,能够使重稀土类元素RH向R-T-B类烧结磁石体内部扩散。另外,800℃以上950℃以下这样的温度范围,是R-T-B类烧结磁体中RH扩散被促进的温度范围,能够在使重稀土类元素RH在R-T-B类烧结磁石体内部容易扩散的状况下进行RH扩散。
另外,RH扩散处理工序中重稀土类元素RH向R-T-B类烧结磁体的供给不会过多,剩余磁通量密度Br不会下降。
这里,作为RH扩散处理工序中使R-T-B类烧结磁石体和RH扩散源在处理室内连续或断续地移动的方法,只要能够使得在R-T-B类烧结磁石体不发生缺损或者破裂、能够使RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体的相互配置关系变动即可,能够采用任意的方法。例如,能够采用旋转、摇动处理室,或者从外部对处理室施加振动的方法。另外,可以在处理室内设置搅拌设备。
[R-T-B类烧结磁石体]
首先,在本发明中,准备作为重稀土类元素RH的扩散对象的R-T-B类烧结磁石体。该R-T-B类烧结磁石体,包括以下的组成。
稀土类元素R:12~17原子%
B(B的一部分可以被C取代):5~8原子%
添加元素M(选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb和Bi中的至少一种):0~2原子%
T(以Fe为主的过渡金属,可以含有Co)和不可避免的杂质:剩余部分
其中,稀土类元素R主要为选自轻稀土类元素RL(Nd、Pr)的至少一种元素,也可以含有重稀土类元素。此外,含有重稀土类元素时,优选含有Dy和Tb的至少一种。
上述组成的R-T-B类烧结磁石体,可以通过公知的制造方法制造。
[RH扩散源]
RH扩散源是重稀土类元素RH(Dy、Tb的至少一种)与F和O的至少一种的化合物。F与重稀土类元素RH的化合物主要为RHF3,但不限定于RHF3。O与重稀土类元素RH的化合物主要为RH2O3,但不限定于RH2O3。例如,能够使用RH4O4、RH4O7等。在含有F和O的氧氟化物中,主要为RHOF,但不限定于RHOF。例如,可以是在高温中加热稀土类氧化物和无水氢氟酸气流的过程中生成的生成物的在RH2O3中微量含有F的氧氟化物或相反地大量含有F的氧氟化物。
只要不由重稀土类元素RH(Dy、Tb的至少一种)损害本发明的效果,可以含有选自Nd、Pr、La、Ce、Zn、Zr、Sn和Co中的至少一种。另外,可以含有Al等过渡金属的至少一种。
RH扩散源的形态,例如,可以为球状、线状、板状、块状、粉状等任意形态。另外,RH扩散源的形状、大小,没有特别限定。含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物的RH扩散源可以为数μm的粉末,也可以为数百μm的粉末,也可以为更大的块状。以下例示RH扩散源的制造方法,但是制造方法不限定于所记载的方法。也可以用其它的方法制造。
重稀土类元素的氧化物,例如,在稀土类元素无机盐的水溶液中添加铵和碳酸氢铵或者碳酸铵,使稀土类元素碳酸盐结晶析出,过滤、水洗之后,在该碳酸盐中添加有机溶剂,进行加热,蒸馏除去水分,从含有该碳酸盐的层分离有机溶剂,对该碳酸盐进行减压、干燥、烧制,由此制作。
重稀土类元素的氟化物,例如,在含有稀土类元素的氢氧化物的沉淀的溶胶或浆料状的溶液中添加氢氟酸或能够在水中解离而产生氢氟酸的化合物,将沉淀物氟化之后,过滤、干燥,进一步根据需要在700℃以下的温度进行预烧制,进行制造。
重稀土类元素的氧氟化物,例如,通过在高温(例如750℃)中对稀土类氧化物和无水氢氟酸气流进行加热,或者在高温中对氟化物进行加热,由此制造。
RH扩散源可以混合使用重稀土类元素RH的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少任意两种以上。
[搅拌辅助部件]
本发明的实施方式中,除了R-T-B类烧结磁石体和RH扩散源,优选在处理室内导入搅拌辅助部件。搅拌辅助部件发挥促进RH扩散源和R-T-B类烧结磁体的接触以及将暂时附着在搅拌辅助部件的重稀土类元素RH向R-T-B类烧结磁石体间接供给的作用。另外,搅拌辅助部件还具有防止在处理室内R-T-B类烧结磁石体彼此接触或R-T-B类烧结磁体和RH扩散源接触引起的缺损的作用。
搅拌辅助部件形成为容易在处理室内运动的形状,将该搅拌辅助部件与R-T-B类烧结磁石体和RH扩散源混合,进行处理室的旋转、摇动、振动,是有效的。这里,作为容易运动的形状的例子,可以列举直径数百μm到数十mm的球状、椭圆状、圆柱状等。
搅拌辅助部件优选由密度为6g/cm3以上并且在RH扩散处理中即使与R-T-B类烧结磁石体和RH扩散源接触也难以发生反应的材料形成。作为陶瓷的搅拌辅助部件,可以由氧化锆、氮化硅、碳化硅和氮化硼、或者这些的混合物的陶瓷合适地形成。
另外,作为难以与R-T-B类烧结磁体和RH扩散源反应的金属材料的搅拌辅助部件,还可以由含有Mo、W、Nb、Ta、Hf、Zr的金属或者这些的混合物形成。
[RH扩散处理工序]
边参照图1,边说明本发明的扩散处理工序的优选例。
图1中例示的例子,在不锈钢制的筒3的内部装入有R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2。另外,虽然没有图示,但优选在筒3的内部装入氧化锆球作为搅拌辅助部件。该例子中,筒3作为“处理室”发挥作用。筒3的材料不限定于不锈钢,只要是具有能够耐受800℃以上950℃以下的温度的耐热性、难以与R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2反应的材料即可,可以为任意材料。例如,可以使用Nb、Mo、W或者含有其中的至少一种的合金。在筒3设置有能够开闭或者取下的盖5。另外,在筒3的内壁,能够设置突起物,使得RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体高效地移动和接触。筒3的与长轴方向垂直的剖面形状,也不限定于圆形,可以为椭圆形或多边形、或其他性质。图1所示的状态的筒3与排气装置6连接。通过排气装置6的运转,筒3的内部能够被减压。在筒3的内部,可以从无图示的气瓶导入Ar等不活泼气体。
筒3通过配置于其外周部的加热器4被加热。通过筒3的加热,收纳于其内部的R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2也被加热。筒3以能够绕中心轴的周围旋转的方式被支撑,在利用加热器4的加热中也能够通过可变电动机7进行旋转。筒3的旋转速度,例如,可以设定为筒3的内壁面的圆周速度为每秒0.01m以上。优选设定为每秒0.5m以下,使得不会由于旋转筒内的R-T-B类烧结磁石体彼此剧烈接触而产生缺损。
图1的例子中,筒3进行旋转,但是,本发明不限定于这样的情况。在RH扩散处理工序中,只要在筒3内R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源能够相对移动并能够接触即可。例如,筒3可以不进行旋转而进行摇动或者振动。也可以同时发生旋转、摇动和振动的至少两种。
接着,说明使用图1的处理装置进行的RH扩散处理的动作。
首先,从筒3取下盖5,开放筒3的内部。在筒3的内部装入多个R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2之后,再在筒3装上盖5。连接排气装置6,对筒3的内部进行真空排气。筒3的内部压力充分降低之后,取下排气装置6。加热后,导入不活泼气体直至所需压力,边通过电动机7使筒3旋转,边利用加热器4实行加热。
RH扩散处理时筒3的内部优选为不活泼气氛。本说明书中的“不活泼气氛”包括真空或含有不活泼气体的气氛。另外,“不活泼气体”,例如为氩气(Ar)等的稀有气体,但是只要与R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2之间不发生化学反应,都可以包括在“不活泼气体”中。不活泼气体的压力,优选为大气压以下。本实施方式中,由于RH扩散源2和R-T-B类烧结磁石体1接近或者接触,能够在高压力进行RH扩散处理。另外,真空度和重稀土类元素RH的供给量的相关性比较小,即使提高真空度,也不会对重稀土类元素RH的供给量(矫顽磁力的提高度)产生大的影响。与气氛压力相比,供给量对R-T-B类烧结磁石体的温度敏感。
本实施方式中,边使包括含有作为重稀土类元素RH的Dy和Tb中的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源2和R-T-B类烧结磁石体1在筒(处理室)3内连续或断续地移动,边将上述R-T-B类烧结磁石体1和上述RH扩散源2加热到800℃以上950℃以下的处理温度,由此,能够从上述RH扩散源2对R-T-B类烧结磁石体1的表面直接供给上述重稀土类元素RH,并且使其向内部扩散。
扩散处理时的处理室的内壁面的圆周速度,例如,可以设定为0.01m/s以上。如果旋转速度变低,则R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2的接触部的移动变慢,容易发生熔接。因此,优选扩散温度越高,处理室的旋转速度越高。优选旋转速度不仅根据扩散温度而不同,而且根据RH扩散源的形状、大小而不同。
本实施方式中,将RH扩散源2和R-T-B类烧结磁石体1保持在800℃以上950℃以下的范围内。该温度范围,是重稀土类元素RH顺着R-T-B类烧结磁石体1的粒界相向内部扩散所优选的温度区域。
RH扩散源2包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种,在800℃以上950℃以下的处理温度,重稀土类元素RH不会供给过多。本发明中RH扩散源2的粒径超过100μm也可以得到RH扩散处理的效果。RH扩散处理的时间例如为10分钟以上72小时以下。优选1小时以上12小时以下。
保持时间考虑进行RH扩散处理工序时的R-T-B类烧结磁石体1和RH扩散源2的投入量的比例、R-T-B类烧结磁石体1的形状、RH扩散源2的形状和通过RH扩散处理应当向R-T-B类烧结磁石体1扩散的重稀土类元素RH的量(扩散量)等来决定。
RH扩散处理工序时的气氛气的压力(处理室内的气氛压力),例如,可以设定为10-3Pa到大气压的范围内。为了使向装入的R-T-B类烧结磁石体均匀地进行RH扩散,在RH扩散处理工序中进行筒3的旋转,在RH扩散处理工序之后可以停止旋转,也可以在进行后述的第一热处理、第二热处理时也继续进行旋转。
[第一热处理]
在RH扩散处理工序之后,为了使扩散了的重稀土类元素RH更加均匀化,可以对R-T-B类烧结磁石体1进行第一热处理。热处理在取出RH扩散源之后,在重稀土类元素RH实质上能够扩散的800℃以上950℃以下的温度实行。该第一热处理中,对R-T-B类烧结磁石体1不发生重稀土类元素RH的供给,但是在R-T-B类烧结磁石体1的内部发生重稀土类元素RH的扩散,因此,重稀土类元素RH从烧结磁体的表面向深处扩散,能够作为磁体整体提高矫顽磁力。第一热处理的时间,例如,为10分钟以上72小时以下。优选1小时以上12小时以下。这里,进行第一热处理的热处理炉的气氛压力为大气压以下。优选为100kPa以下。
[第二热处理]
另外,根据需要,进一步进行第二热处理(400℃以上700℃以下),进行第二热处理(400℃以上700℃以下)时,优选在第一热处理(800℃以上950℃以下)之后进行。第一热处理(800℃以上950℃以下)和第二热处理(400℃以上700℃以下)可以在相同的处理室进行。第二热处理的时间,例如,为10分钟以上72小时以下。优选1小时以上12小时以下。这里,进行第二热处理的热处理炉的气氛压力为大气压以下。
实施例
(实施例1)
首先,制作组成比Nd=26.0、Pr=4.0、Dy=0.5、B=1.0、Co=0.9、Al=0.1、Cu=0.1、Ga=0.1、剩余部分=Fe(质量%)的R-T-B类烧结磁石体。通过对其进行机械加工,得到7.4mm×7.4mm×7.4mm的立方体的R-T-B类烧结磁石体。通过B-H示踪器测定所制得的R-T-B类烧结磁石体的磁特性,热处理(500℃)后的特性为矫顽磁力HcJ为1050kA/m、剩余磁通量密度Br为1.42T。
接着,使用图1的装置实行RH扩散处理。筒的容积:128000mm3,R-T-B类烧结磁石体的投入重量:50g,RH扩散源的投入重量:50g。RH扩散源使用无定形的扩散源。
使用各种RH扩散源(从样品1到11)进行RH扩散处理,结果如表1所示。实质上为数μm大小的样品1到8、11使用通过了根据JIS规格Z-8801的孔径25μm的筛子的RH扩散源。样品9使用从106μm到150μm的大小的RH扩散源。样品10使用从250μm到325μm的大小的RH扩散源。
RH扩散处理时处理室的温度如图2所示地变化。图2是表示加热开始后处理室温度的变化(加热曲线)的曲线图。图2的例子中,边利用加热器进行升温,边实行真空排气。升温速度为约10℃/分钟。例如将温度保持为约600℃,直至处理室内的压力达到所期望的水平。之后,开始处理室的旋转。进行升温直至达到RH扩散处理温度。升温速度为约10℃/分钟。达到RH扩散处理温度之后,仅在规定时间保持该温度。之后,停止利用加热器的加热,降温至室温左右。之后,将从图1的装置取出的烧结磁石体投入另一热处理炉,在与RH扩散处理时相同的气氛压力进行第一热处理(800℃~950℃×4小时~6小时),再进行扩散后的第二热处理(450℃~550℃×3小时~5小时)。这里,第一热处理和第二热处理的处理温度和时间,可以考虑R-T-B类烧结磁石体和RH扩散源的投入量、RH扩散源的组成、RH扩散温度等来设定。
关于表1中的磁特性,将RH扩散处理后的磁石体的各面分别研削0.2mm,加工成7.0mm×7.0mm×7.0mm的立方体之后,利用B-H示踪器评价其磁特性。表中,在“RH扩散源”的栏中,表示扩散处理工序中所使用的RH扩散源的组成和大小。在“圆周速度”的栏中,表示图1所示的筒3的内壁面的圆周速度。在“RH扩散温度”的栏中,表示扩散处理中所保持的筒3内的温度。在“RH扩散时间”的栏中,表示保持RH扩散温度的时间。“气氛压力”表示扩散处理开始时的压力。用“ΔHcJ”表示RH扩散处理后的矫顽磁力HcJ增加量,用“ΔBr”表示RH扩散处理后的剩余磁通量密度Br增加量。负的数值表示比RH扩散处理前的R-T-B类烧结磁石体的磁特性降低。
表1
从表1可知,在本发明的范围中,抑制剩余磁通量密度的降低并且提高矫顽磁力。根据样品1、2可知,仅改变RH扩散处理时间能够调整RH扩散处理后的矫顽磁力HcJ增加量。根据矫顽磁力的样品7、8可知,即使气氛压力提高也能得到本发明的效果。另外,根据样品9、10可知,与RH扩散源的大小无关地,能够得到本发明的效果。
(实验例2)
这里,作为搅拌辅助部件,追加50g直径5mm的氧化锆球,进行RH扩散处理、第一热处理,除此以外,在与实验例1同样的条件进行RH扩散处理,评价磁特性,结果如表2所示。实质上为数μm大小的样品12到18、21使用通过了根据JIS规格Z-8801的孔径25μm的筛子的RH扩散源。样品19使用从106μm到150μm的大小的RH扩散源。样品20使用从250μm到325μm的大小的RH扩散源。
从表2可知,样品12到20与样品1到10相比,RH扩散处理时间减半,但是与此无关地,以短时间得到HcJ提高的效果,并且Br几乎没有降低。
另外,根据表2的样品12和表1的样品2的比较可知,投入直径5mm的氧化锆球的样品,每单位时间的RH提高效果提高。这可以认为是由氧化锆球构成的搅拌辅助部件促进RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体的接触,并且将附着于搅拌辅助部件的重稀土类元素RH向烧结磁石体间接供给的结果。可知缺损的发生与实验1相比也得到抑制。
另外,样品21中,混合使用了样品12中所使用的由DyF3构成的RH扩散源和样品14中所使用的由Dy2O3构成的RH扩散源。其混合比例为1︰1。样品21中也抑制了剩余磁通量密度的降低,并且提高矫顽磁力。
表2
由以上结果可知,通过使包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的任意种的RH扩散源和R-T-B类烧结磁石体在加热过的处理室内接触,并且不固定其接触点,能够以适于量产的方法有效地向烧结磁石体的粒界内导入重稀土类元素RH,由此提高磁体特性。
此外,本发明的扩散处理中能够实行的加热曲线,不限定于图2,能够采用其他多种加热曲线。另外,真空排气可以进行到扩散处理结束、直至烧结磁石体被充分冷却。
工业上的可利用性
根据本发明,能够稳定地制作高剩余磁通量密度、高矫顽磁力的R-T-B类烧结磁石体。本发明的烧结磁体适用于暴露在高温下的混合动力车搭载用电动机等各种电动机和家电制品等。
符号说明
1R-T-B类烧结磁石体
2RH扩散源
3不锈钢制的筒(处理室)
4加热器
5盖
6排气装置

Claims (1)

1.一种R-T-B类烧结磁体的制造方法,其特征在于,包括:
准备R-T-B类烧结磁石体的工序,
准备包括含有Dy和Tb的至少一种的氟化物、氧化物、氧氟化物中的至少一种的RH扩散源的工序,
将所述R-T-B类烧结磁石体与所述RH扩散源以能够相对移动且能够接近或者接触的方式装入处理室内的工序,和
边使所述R-T-B类烧结磁石体和所述RH扩散源在所述处理室内连续或断续地移动,边利用配置于所述处理室的外周部的加热器加热所述处理室、由此由同一所述加热器加热收纳于所述处理室的内部的所述R-T-B类烧结磁石体和所述RH扩散源的双方并加热到800℃以上950℃以下的处理温度的RH扩散处理工序,
所述RH扩散处理工序使用导入至所述处理室内的搅拌辅助部件来进行,所述搅拌辅助部件由氧化锆、氮化硅、碳化硅和氮化硼、或者它们的混合物的陶瓷形成。
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9613748B2 (en) * 2011-06-27 2017-04-04 Hitachi Metals, Ltd. RH diffusion source, and method for producing R-T-B-based sintered magnet using same
JP6051892B2 (ja) * 2013-01-31 2016-12-27 日立金属株式会社 R−t−b系焼結磁石の製造方法
JP6051922B2 (ja) * 2013-02-20 2016-12-27 日立金属株式会社 R−t−b系焼結磁石の製造方法
KR101460912B1 (ko) 2013-10-15 2014-11-12 고려대학교 산학협력단 영구 자석의 제조 방법
JP6108029B2 (ja) * 2014-03-26 2017-04-05 日立金属株式会社 R−t−b系焼結磁石の製造方法
JP6037093B1 (ja) * 2015-02-27 2016-11-30 日立金属株式会社 R−t−b系焼結磁石の製造方法
JP6733398B2 (ja) * 2016-07-27 2020-07-29 日立金属株式会社 R−t−b系焼結磁石の製造方法
CN110106335B (zh) * 2018-02-01 2021-04-13 福建省长汀金龙稀土有限公司 一种合金工件或金属工件的连续热处理装置以及方法
CN109735687B (zh) * 2018-10-18 2021-05-04 福建省长汀金龙稀土有限公司 一种连续进行晶界扩散和热处理的装置以及方法
CN110808158A (zh) * 2019-09-12 2020-02-18 浙江东阳东磁稀土有限公司 一种提高烧结钕铁硼磁体矫顽力的方法及烧结钕铁硼磁体
CN113345708B (zh) * 2021-06-18 2023-02-17 安徽大地熊新材料股份有限公司 热处理设备及钕铁硼磁体的扩散方法
CN115036120B (zh) * 2022-08-11 2023-01-03 佛山市顺德区伊戈尔电力科技有限公司 一种灌沙石浇筑式移相变压器的制备方法
CN115206665B (zh) * 2022-09-14 2022-12-09 宁波科宁达工业有限公司 钕铁硼永磁体及其制备方法
CN115440495A (zh) * 2022-10-10 2022-12-06 烟台东星磁性材料股份有限公司 钕铁硼磁体矫顽力提升方法以及由该方法制备的磁体

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4380559A (en) * 1980-09-25 1983-04-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for producing boundary layer semiconductor ceramic capacitors
JP2004296973A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Kenichi Machida 金属蒸気収着による高性能希土類磁石の製造
CN1898757A (zh) * 2004-10-19 2007-01-17 信越化学工业株式会社 稀土永磁材料的制备方法
CN101331566A (zh) * 2006-03-03 2008-12-24 日立金属株式会社 R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法
CN101620904A (zh) * 2008-05-29 2010-01-06 Tdk株式会社 磁铁的制造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3452254B2 (ja) * 2000-09-20 2003-09-29 愛知製鋼株式会社 異方性磁石粉末の製造方法、異方性磁石粉末の原料粉末およびボンド磁石
JP4618553B2 (ja) 2005-04-20 2011-01-26 日立金属株式会社 R−t−b系焼結磁石の製造方法
JP4656323B2 (ja) * 2006-04-14 2011-03-23 信越化学工業株式会社 希土類永久磁石材料の製造方法
JP4737431B2 (ja) * 2006-08-30 2011-08-03 信越化学工業株式会社 永久磁石回転機
WO2008139690A1 (ja) * 2007-05-01 2008-11-20 Intermetallics Co., Ltd. NdFeB系焼結磁石製造方法
JP4962198B2 (ja) * 2007-08-06 2012-06-27 日立金属株式会社 R−Fe−B系希土類焼結磁石およびその製造方法
JP2009194262A (ja) * 2008-02-17 2009-08-27 Osaka Univ 希土類磁石の製造方法
WO2011007758A1 (ja) * 2009-07-15 2011-01-20 日立金属株式会社 R-t-b系焼結磁石の製造方法およびr-t-b系焼結磁石
WO2012008426A1 (ja) * 2010-07-12 2012-01-19 日立金属株式会社 R-t-b系焼結磁石の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4380559A (en) * 1980-09-25 1983-04-19 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method for producing boundary layer semiconductor ceramic capacitors
JP2004296973A (ja) * 2003-03-28 2004-10-21 Kenichi Machida 金属蒸気収着による高性能希土類磁石の製造
CN1898757A (zh) * 2004-10-19 2007-01-17 信越化学工业株式会社 稀土永磁材料的制备方法
CN101331566A (zh) * 2006-03-03 2008-12-24 日立金属株式会社 R-Fe-B系稀土类烧结磁铁及其制造方法
CN101620904A (zh) * 2008-05-29 2010-01-06 Tdk株式会社 磁铁的制造方法

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Publication number Publication date
US9293252B2 (en) 2016-03-22
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Denomination of invention: Method for producing R-T-B-based sintered magnets

Granted publication date: 20160629

License type: Common License

Record date: 20170209

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