Способ изготовления редкоземельного магнита

Способ изготовления редкоземельного магнита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

[0001] Настоящее изобретение относится к способу изготовления редкоземельного магнита.

Уровень техники

[0002] Редкоземельные магниты, содержащие редкоземельные элементы, такие как лантаноиды, называются также постоянным магнитами и используются для двигателей, жестких дисков и МРТ, а также для управления двигателями гибридных транспортных средств, электрических транспортных средств и пр.

[0003] Показатели магнитных характеристик таких редкоземельных магнитов включают в себя остаточную намагниченность (плотность остаточного потока) и коэрцитивную силу. При этом, так как количество тепла, выделяемого двигателем, увеличивается из-за тенденции к более компактным двигателям и более высокой плотности тока, редкоземельные магниты, встроенные в двигатели, также должны иметь улучшенную теплостойкость, и одна из важных задач исследований в соответствующей области техники состоит в том, как сохранить магнитные характеристики магнита при высоких температурах.

[0004] Редкоземельные магниты включают в себя типовые спеченные магниты, содержащие кристаллические зерна (основной фазы) размером приблизительно 3-5 мкм, формирующие структуру, и нанокристаллические магниты, содержащие более мелкие кристаллические зерна около 50 нм - 300 нм по наношкале. Среди них привлекают внимание нанокристаллические магниты, способные уменьшить количество добавляемых дорогих тяжелых редкоземельных элементов и при этом уменьшить кристаллические зерна.

[0005] Ниже кратко описан один пример способа изготовления редкоземельного магнита. Например, расплавленный металл Nd-Fe-B быстро отвердевает в тонкий порошок, при этом прессованием мелкого порошка получают прессованную порошковую деталь. Затем выполняют горячую деформационную обработку этой прессованной порошковой детали, чтобы создать магнитную анизотропию при изготовлении редкоземельного магнита (ориентированную магнитную структуру).

[0006] Для этой горячей деформационной обработки были описаны различные технологии. При типовой горячей деформационной обработке выполняется осадка, при которой прессованную порошковую деталь (массу), полученную путем формования магнитного порошка, помещают в пресс-форму, и прикладывают давление штампами к прессованной порошковой детали. Однако такая осадка имеет большую проблему, состоящую в том, что при создании растягивающего напряжения на самой дальней периферии обрабатываемого редкоземельного магнита образуются трещины (в том числе микротрещины). То есть, при осадке, периферийная часть выступает из-за трения, воздействуя на торцевую поверхность редкоземельного магнита, что вызывает такое растягивающее напряжение. Редкоземельный магнит Nd-Fe-B имеет небольшую прочность на разрыв от этого растягивающего напряжения, и потому такому магниту трудно избежать трещин из-за такого растягивающего напряжения. Например, такие трещины могут образоваться, если степень деформации составляет приблизительно 40-50%. Распределение напряжений эквивалентно неравномерности остаточной намагниченности (Br), и особенно остаточная намагниченность является крайне низкой в области деформации 50% или менее, а это означает, что устойчивость к деформации низкая. Чтобы решить эти проблемы, может быть уменьшено сопротивление трению, однако обычный способ, которым выполняется горячая смазка, зависит только от жидкостной смазки, и поэтому трудно использовать такой способ для осадки при помощи открытой системы.

[0007] Такие трещины, возникающие на редкоземельном магните, ведут к деформациям в местах трещин при обработке, призванной улучшить степень ориентации, это препятствует эффективному направлению энергии деформации на ориентацию кристаллов. Это становится фактором, который препятствует улучшению остаточной намагниченности.

[0008] Чтобы решить проблему трещин, образующихся в процессе осадки, как указано выше, в патентной литературе 1-5 описаны способы, согласно которым прессованную порошковую деталь в целом заключают в металлическую капсулу, а затем с помощью горячей деформационной обработки запрессовывают эту металлическую капсулу верхним и нижним штампами. В соответствии с этими технологиями считается, что магнитную анизотропию редкоземельного магнита можно улучшить при одновременном устранении трещин, которые представляют собой проблему во время горячей деформационной обработки.

[0009] Хотя считается, что способы, раскрытые в патентной литературе 1-5, могут решить проблему трещин, известно, что такой способ капсулирования прессованной порошковой детали в металлической капсуле заставляет редкоземельный магнит, полученный путем горячей деформационной обработки, воспринимать сильные сжимающие усилия от металлической капсулы из-за разницы в тепловом расширении при охлаждении, в результате чего образуются трещины. Таким образом, трещины образуются также из-за использования металлической капсулы, и чтобы избежать этой проблемы, в патентном документе 6 раскрыт способ изготовления более тонкой металлической капсулы, с помощью осадки в несколько стадий, с тем, чтобы уменьшить сжимающие воздействия от металлической капсулы. Например, в патентном документе 6 раскрыт вариант осуществления, в котором использована железная пластина толщиной 7 мм или более. Такая железная пластина толщиной 7 мм или более, однако, не должна оцениваться как достаточно тонкая, чтобы полностью предотвратить трещины, и известно, что в действительности в этом случае трещины все-таки возникают. Кроме того, форма магнита после осадки не должна оцениваться как почти чистая форма, она требует финишной обработки по всей поверхности, что приводит к недостаткам, таким как уменьшение коэффициента экономичности и увеличению стоимости обработки за счет добавления стоимости обработки.

[0010] Когда толщина металлической капсулы, полностью охватывающей всю поверхность прессованной порошковой детали, тоньше, чем величина толщины, которая не раскрыта в обычных технологиях, такая капсула будет ломаться со скоростью деформации 1/сек, или более, что приводит к неоднородной неровности на обрабатываемом редкоземельном магните, и, таким образом, приводит к нарушению ориентации. Таким образом, такой способ вряд ли способен обеспечить большую остаточную намагниченность.

[0011] Тогда вместо обычно используемой осадки можно рассмотреть способ с использованием экструзии для горячей деформационной обработки таким образом, чтобы создать напряжения в прессованной порошковой детали.

[0012] Например, в патентном документе 7 раскрыт способ экструзии, в котором размер в Х-направлении экструдируемого поперечного сечения постоянного магнита, который экструдируют из предварительной прессованной порошковой детали для формования, сужается, в то время как размер в Y-направлении, ортогональном к нему, расширяется, таким образом, что степень деформмации ε₂/ε₁ находится в диапазоне от 0,2 до 3,5, где ε₁ обозначает деформацию в направлении экструзии на постоянном магните относительно предварительной прессованной порошковой детали, а ε₂ обозначает деформацию в Y-направлении. В то время как обычную экструзию применяют, как правило, чтобы получить кольцевую форму, способ, раскрытый в патентном документе 7, служит для получения листообразной формы.

[0013] Иначе говоря, этот способ направлен на увеличение степени ориентации путем управления деформацией в направлении сжатия и в направлении, перпендикулярном к нему. Чтобы на практике с точностью управлять деформацией в этих ортогональных направлениях, фасонная пресс-форма должна иметь сложную форму, то означает увеличение стоимости оборудования. Кроме того, хотя экструзия может обеспечить равномерную деформацию в направлении движения, она имеет большую площадь трения с фасонной пресс-формой, и, таким образом, полученный продукт обычно имеет площадь с небольшим напряжением в его центре. Это происходит потому, что экструзия обеспечивает обработку только путем сжатия и сдвига, и, таким образом, позволяет избежать трещин из-за напряжения, что, в свою очередь, означает, что поверхность экструдированного продукта становится областью с высоким напряжением, поскольку она всегда подвергается трению, а центр становится областью с низким напряжением.

[0014] Кроме того, такая экструзия требует фасонной формы, выполненной из материала, имеющего высокую прочность при высоких температурах, так как на него воздействует усилие примерно в 200 МПа при температуре около 800°С, когда кристаллы Nd-Fe-B редкоземельного магнита, например, должны быть ориентированы горячей деформационной обработкой. Например, Инконель или карбид является предпочтительным в качестве такого материала фасонной пресс-формы, но эти карбидные металлы трудно вырезать, что означает большую нагрузку на стоимость обработки. При экструзии, выполняемой для получения листообразной формы, как в способе, раскрытом в патентном документе 7, напряжение будет сосредоточено на углах экструдированного продукта из-за такой формы, по сравнению с кольцевым экструдированным продуктом. В этом случае прочность фасонной пресс-формы будет снижаться, и поэтому количество изделий, которые могут быть изготовлены с помощью одной фасонной пресс-формы, будет снижаться, что также становится фактором увеличения стоимости обработки. Хотя способ, описанный в патентном документе 7, направлен на улучшение производительности обработанного продукта, форма экструзии на самом деле усложнена в трехмерной плоскости, поэтому обработка возможна только с разделенными пресс-формами, и стоимости обработки значительно возрастает.

[0015] Таким образом, необходима разработка способа изготовления редкоземельного магнита с помощью горячей деформационной обработки, при этом необходимо, чтобы произведенный редкоземельный магнит имел приемлемый уровень напряжений по всей площади и имел высокую степень ориентации, а также такую же высокую остаточную намагниченность без увеличения стоимости его обработки.

Перечень ссылок

Патентная литература

[0016] Патентная литература 1: JP Н02-250920.

Патентная литература 2: JP Н02-250922.

Патентная литература 3: JP Н02-250919.

Патентная литература 4: JP Н02-250918.

Патентная литература 5: JP Н04-044301.

Патентная литература 6: JP Н04-134804.

Патентная литература 7: JP 2008-91867.

Сущность изобретения

Техническая задача

[0017] В связи с вышеуказанными проблемами настоящее изобретение направлено на создание способа изготовления редкоземельного магнита с помощью горячей деформационной обработки, способного обеспечить производство редкоземельного магнита, имеющего приемлемый уровень напряжений по всей площади и имеющего высокую степень ориентации, а также такую же высокую остаточную намагниченность без увеличения стоимости его обработки.

Решение задачи

[0018] Чтобы выполнить задачу, способ изготовления редкоземельного магнита в соответствии с настоящим изобретением включает в себя: первый этап прессования порошка из редкоземельного магнитного материала для образования прессованной порошковой детали, при этом порошок включает в себя основную фазу RE-Fe-B (где RE является, по меньшей мере, одним из элементов Nd и Pr) и сплав RE-X (где X является металлом) фазы межзеренной границы вокруг основной фазы; и второй этап выполнения горячей деформационной обработки прессованной порошковой детали для создания магнитной анизотропии прессованной порошковой детали, чтобы получить редкоземельный магнит. Горячая деформационная обработка на втором этапе включает в себя два этапа, которые представляют собой экструзию, выполняемую для подготовки полуфабриката редкоземельного магнита, и осадку, выполняемую на полуфабрикате редкоземельного магнита, чтобы получить редкоземельный магнит, при экструзии размещают прессованную порошковую деталь в формующей головке и прикладывают давление к прессованной порошковой детали с помощью экструзионного штампа, чтобы уменьшить толщину прессованной порошковой детали для экструзии с целью получения полуфабриката редкоземельного магнита, имеющего форму листа, при осадке прикладывают давление к листообразному полуфабрикату редкоземельного магнита в направлении толщины для уменьшения толщины, чтобы получить редкоземельный магнит.

[0019] В способе изготовления согласно настоящему изобретению, горячая деформационная обработка выполняются по порядку экструзия и осадка, в результате участок с низким уровнем напряжений в центральной зоне экструдированного продукта (полуфабриката редкоземельного магнита), который часто возникает во время экструзии, может приобрести высокий уровень напряжений при последующей осадке, в результате чего изготовленный редкоземельный магнит может предпочтительно иметь высокий уровень напряжений на всей площади, и, соответственно, изготовленный редкоземельный магнит может иметь высокую степень ориентации и высокую остаточную намагниченность.

[0020] Способ изготовления согласно настоящему изобретению включает в себя, в качестве первого этапа, этап прессования порошка в качестве редкоземельного магнитного материала для образования прессованной порошковой детали.

[0021] Редкоземельные магниты в качестве цели способа изготовления согласно настоящему изобретению включают в себя не только нанокристаллические магниты, в том числе основной фазы (кристаллы), образующие структуры с размером зерен около 200 нм или меньше, но и структуры с размером зерен приблизительно 300 нм или больше, а также спеченные магниты и магнитопласты, содержащие кристаллические зерна, связанные с помощью связующего из смолы с размером зерна 1 мкм или более. При этом желательно, чтобы размеры основной фазы магнитного порошка перед горячей деформационной обработкой были отрегулированы таким образом, чтобы полученный в конечном итоге редкоземельный магнит имел основную фазу со средним максимальным размером (средним максимальным размером частиц) приблизительно 300 нм - 400 нм или менее.

[0022] Сформованную из расплава ленту (ленту быстрой закалки) в виде мелких кристаллических зерен получают путем быстрой закалки жидкостью, и сформованную из расплава ленту подвергают грубому помолу, к примеру, для подготовки магнитного порошка для редкоземельного магнита. Этот магнитный порошок загружают, например, в пресс-форму, и спекают при применении к ней давления с помощью штампов для получения объема, таким образом, образуя изотропную прессованную порошковую деталь.

[0023] Эта прессованная порошковая деталь имеет металлическую структуру, включающую основную фазу RE-Fe-B нанокристаллической структуры (где Re является, по меньшей мере, одним из элементов Nd и Pr, а более конкретно любым одним или двумя или более из Nd, Pr, Nd-Pr), и сплав RE-X (где X является металлом) фазы межзеренной границы, окружающей основную фазу.

[0024] На втором этапе горячей деформационной обработке подвергается прессованная порошковая деталь, полученная на первом этапе, чтобы создать магнитную анизотропию прессованной порошковой детали, в результате получают редкоземельный магнит в виде ориентированной магнитной структуры.

[0025] Второй этап включает в себя два этапа, которые представляют собой экструзию, выполняемую для подготовки полуфабриката редкоземельного магнита, а затем осадку, выполняемую на полуфабрикате редкоземельного магнита для изготовления редкоземельного магнита.

[0026] При экструзии размещают прессованную порошковую деталь, полученную на первом этапе, в формующей головке, и прикладывают давление к прессованной порошковой детали с помощью экструзионного штампа, чтобы уменьшить толщину прессованной порошковой детали для экструзии, чтобы получить полуфабрикат редкоземельного магнита, имеющий форму листа. Этот процесс экструзии в упрощенном виде имеет два вида исполнения. В одном из видов исполнения экструзионный штамп, имеющий в себе листообразную полость, используется для прессования прессованной порошковой детали посредством этого экструзионного штампа таким образом, чтобы уменьшить толщину прессованной порошковой детали при извлечении части прессованной порошковой детали в полость экструзионного штампа, в результате чего получают листообразный полуфабрикат редкоземельного магнита, что представляет собой так называемую обратную экструзию (способ получения полуфабриката редкоземельного магнита путем экструзии прессованной порошковой детали в направлении, противоположном направлению экструзионного штампа). Другой вид исполнения заключается в помещении прессованной порошковой детали в формующую головку, имеющую листообразную полость, и прессовании прессованной порошковой детали с помощью штампа, который не имеет полости, с тем, чтобы уменьшить толщину прессованной порошковой детали, при этом экструдируя часть прессованной порошковой детали из полости формующей головки, получить тем самым листообразный полуфабрикат редкоземельного магнита, что представляет собой так называемую прямую экструзию (способ получения полуфабриката редкоземельного магнита путем экструзии прессованной порошковой детали в направлении экструзионного штампа). В любом из этих видов экструзия приводит к получению полуфабриката редкоземельного магнита, приготовленного приложением давления с помощью экструзионного штампа, для обеспечения анизотропии остаточной намагниченности в направлении, перпендикулярном направлению прессования посредством этого экструзионного штампа. То есть, анизотропия остаточной намагниченности создается в направлении толщины листообразной формы листообразной полости экструзионного штампа.

[0027] Поскольку полуфабрикат редкоземельного магнита, полученный на данном этапе, имеет центральную область с низким уровнем напряжений по сравнению с уровнем напряжений внешней области, это означает, что такая центральная область имеет недостаточную анизотропию.

[0028] Затем полуфабрикат редкоземельного магнита, полученный путем экструзии, подвергают осадке, с тем, чтобы сжать полуфабрикат редкоземельного магнита в направлении его толщины, представляющей собой направление анизотропной оси. Это уменьшает толщину полуфабриката редкоземельного магнита и создает напряжения в области с низким уровнем напряжений в центре, с тем, чтобы иметь нужную анизотропию в центре, в результате чего изготовленный редкоземельный магнит в целом может иметь нужную анизотропию и иметь высокую остаточную намагниченность.

[0029] В предпочтительном варианте осуществления способа изготовления согласно настоящему изобретению, степень деформации при экструзии составляет от 50% до 80%, а степень деформации при осадке составляет от 10% до 50%.

[0030] Такие численные диапазоны для двух типов обработки были установлены из экспериментов авторами настоящего изобретения. Когда степень деформации при экструзии составляет менее 50%, остаточная намагниченность в момент экструзии является низкой, и поэтому объем обработки при последующей осадке неизбежно возрастает. В результате, изготовленный редкоземельный магнит, как правило, стремится к образованию трещин на периферии. С другой стороны, когда степень деформации при экструзии превышает 80%, напряжения во время экструзии слишком велики, и в кристаллической структуре легко возникают трещины, в результате чего проявляется тенденция к уменьшению остаточной намагниченности. На основании этих результатов экспериментов определены такие верхние и нижние значения степени деформации для экструзии.

[0031] Когда степень деформации при осадке менее 10%, напряжения не могут быть созданы в достаточной степени в центре полуфабриката редкоземельного магнита, что приводит к трудностям в целом с получением редкоземельного магнита, имеющего высокую остаточную намагниченность. Когда степень деформации превышает 50%, на периферии редкоземельного магнита, полученного за счет растягивающего напряжения, легко возникают трещины. На основании этих результатов экспериментов определены указанные верхние и нижние значения степени деформации для осадки.

[0032] Для дальнейшего увеличения коэрцитивной силы редкоземельного магнита, по межзеренной границе редкоземельного магнита (ориентированной магнитной структуры), полученного на втором этапе, может быть нанесен модифицирующий сплав, например, сплав на основе Nd-Cu, сплав Nd-Al, сплав Cu-Pr или сплав Al-Pr. Сплав Nd-Cu имеет эвтектическую точку примерно 520°С, сплав Pr-Cu имеет эвтектическую точку примерно 480°С, сплав Nd-Al имеет эвтектическую точку примерно 640°С и сплав Pr-Al имеет эвтектическую точку примерно 650°С, при этом все они значительно ниже температуры 700°С-1000°С, которая вызывает огрубление кристаллических зерен, составляющих нанокристаллической магнит, и поэтому они являются особенно предпочтительными, когда редкоземельный магнит включает в себя нанокристаллический магнит.

[0033] Предпочтительно, чтобы в основной фазе RE-Fe-B (где RE является, по меньшей мере, одним из элементов Nd и Pr) порошка в качестве редкоземельного магнитного материала, содержание RE составляло (29% по массе) ≤RE≤(32% по массе), а основная фаза изготовленного редкоземельного магнита имела средний размер зерна 300 нм или менее.

[0034] Если RE меньше 29% по массе, трещины, как правило, возникают во время горячей деформационной обработки, а это означает очень плохую ориентацию, и, если RE превышает 29% по массе, напряжения, вызываемые горячей деформационной обработкой, будут поглощаться на межзеренной границе, которая является мягкий, это означает плохую ориентацию и небольшой коэффициент основной фазы, т.е. приводит к уменьшению плотности остаточного потока.

[0035] В предпочтительном варианте осуществления способа изготовления согласно настоящему изобретению, при получении листообразного полуфабриката редкоземельного магнита, полученного путем экструзии, направлением экструзии является L направление, направлением, ортогональным к направлению экструзии, является направление W, а направлением, ортогональным к плоскости, образованным осью в направлении L и осью в направлении W, то есть в направлении толщины листообразного полуфабриката редкоземельного элемента, является направление оси С, что является направлением легкой намагниченности, при этом деформацию в направлении L и деформацию в направлении W при осадке регулируют таким образом, чтобы индекс плоскостной анизотропии остаточной намагниченности Br(W)/Br(L) стал 1,2 или менее, причем индекс плоскостной анизотропии остаточной намагниченности Br(W)/Br(L) выражен соотношением между остаточной намагниченностью Br(W) в направлении W и остаточной намагниченностью Br(L) в направлении L редкоземельного магнита после осадки.

[0036] Чтобы обеспечить магнитную анизотропию в направлении легкой намагниченности (направление оси С) редкоземельного магнита, способ изготовления согласно настоящему варианту осуществления приспособлен для устранения анизотропии остаточной намагниченности между осью в направлении L и осью в направлении W, которые образуют плоскость, ортогональную направлению оси С, или для сведения к минимуму такой анизотропии.

[0037] Направление L представляет собой направление экструзии, что означает, что полуфабрикат редкоземельного магнита, полученный путем экструзии, слегка растянут в направлении W, однако сильно растянут в направлении L. То есть, полученный полуфабрикат редкоземельного магнита может иметь значительно улучшенные магнитные характеристики в направлении L, однако менее улучшенные магнитные характеристики в направлении W.

[0038] Затем при осадке (ковке) после экструзии деформация в направлении W увеличивается по отношению к деформации в направлении L, в результате чего изготовленный редкоземельный магнит имеет идентичные магнитные характеристики в направлении L и в направлении W, и, таким образом, анизотропия остаточной намагниченности может быть устранена на поверхности, образованной осью в направлении L и осью в направлении W. В результате анизотропии в направлении легкой намагниченности (в направлении оси С), ортогональной к поверхности, образованной осью в направлении L и осью в направлении W, может быть увеличена, и, таким образом, остаточная намагниченность Br редкоземельного магнита может быть улучшена.

[0039] Эксперименты авторов настоящего изобретения показывают, что деформация в направлении L и деформация в направлении W при осадке могут быть отрегулированы таким образом, чтобы индекс плоскостной анизотропии остаточной намагниченности Br(W)/Br(L) стал 1,2 или менее, причем индекс плоскостной анизотропии остаточной намагниченности Br(W)/Br(L) выражен соотношением между остаточной намагниченностью Br(W) в направлении W и остаточной намагниченностью Br(L) в направлении L, в результате чего остаточная намагниченность в направлении оси С может быть высокой.

[0040] Было также обнаружено, что, когда соотношение между степенью деформации в направлении W и степенью деформации в направлении L во время осадки, т.е. соотношение «степень деформации в направлении W / степень деформации в направлении L», составляет от 1 до 2,5, индекс плоскостной анизотропии остаточной намагниченности Br(W)/Br(L) становится 1,2 или меньше.

[0041] В одном варианте осуществления для способа регулировки деформации в направлении L и деформации в направлении W таким образом, чтобы соотношение между степенью деформации в направлении W и степенью деформации в направлении L при осадке «степень деформации в направлении W / степень деформации в направлении L» составляло от 1 до 2,5, пресс-форма для осадки для размещения в ней полуфабриката редкоземельного магнита имеет соответствующим образом подогнанные размеры, и такая пресс-форма может иметь размеры, обеспечивающие такое соотношение.

[0042] В качестве другого способа, размеры плоскости, образованной осью в направлении L и осью в направлении W полуфабриката редкоземельного магнита, полученного экструзией, могут быть скорректированы. То есть, когда полуфабрикат редкоземельного магнита, имеющего прямоугольник на плоской поверхности, плющат путем вертикального прессования штампами и пр., без сдерживания их боковых граней, деформация полуфабриката вдоль коротких сторон больше, чем деформация вдоль длинных сторон из-за трения, возникающего между верхней и нижней сторонами полуфабриката редкоземельного магнита и верхних и нижних штампов. Этот способ использует такое действие, длину листообразного полуфабриката редкоземельного магнита, полученного с помощью экстракции, регулируют таким образом, чтобы соотношение «степень деформации в направлении W / степень деформации в направлении L» при осадке находилось в диапазоне от 1 до 2,5, и затем выполняют осадку этого полуфабриката редкоземельного магнита, имеющего скорректированные размеры.

Технический результат изобретения

[0043] Как можно понять из приведенных выше описаний, в соответствии со способом изготовления редкоземельного магнита согласно настоящему изобретению, горячая деформационная обработка выполняется в последовательности экструзия и осадка, в результате чего область с низким уровнем напряжений в центральной зоне экструдированного продукта (промежуточного тела редкоземельного магнита), которая часто возникает во время экструзии, может приобрести высокий уровень напряжений при последующей осадке, в результате чего изготовленный редкоземельный магнит может иметь приемлемо высокий уровень напряжений по всей площади, и, соответственно, изготовленный редкоземельный магнит может иметь высокую степень ориентации и высокую остаточную намагниченность.

Краткое описание чертежей

[0044] На фиг. 1,a, b схематически показан первый этап способа изготовления редкоземельного магнита, который представляет собой вариант осуществления 1 настоящего изобретения в данном порядке.

На фиг. 2 проиллюстрирована микроструктура прессованной порошковой детали, которую производят на первом этапе.

На фиг. 3,а схематично проиллюстрирован способ экструзии на втором этапе в соответствии с вариантом 1 осуществления способа производства, а фиг. 3,b представляет собой вид, выполненный по стрелкам В-В с фиг. 3,а.

На фиг. 4,а схематически проиллюстрировано состояние полуфабриката редкоземельного магнита, приготовленного путем экструзии, с частичным вырезом, а на фиг. 4,b схематически описан способ осадки на втором этапе.

На фиг. 5 описано распределение напряжений в обработанном продукте во время экструзии и осадки.

На фиг. 6 проиллюстрирована микроструктура редкоземельного магнита (ориентированной магнитной структуры), изготовленной в соответствии с настоящим изобретением.

На фиг. 7 схематически изображен второй этап варианта 2 осуществления способа изготовления.

На фиг. 8 проиллюстрированы результаты эксперимента по улучшению степени остаточной намагниченности в каждой части редкоземельного магнита, полученного путем экструзии со степенью деформации 70%.

На фиг. 9 проиллюстрированы результаты эксперимента по улучшению степени остаточной намагниченности в каждой части редкоземельного магнита, полученного путем осадки со степенью деформации 25%.

На фиг. 10 проиллюстрированы результаты эксперимента по улучшению степени остаточной намагниченности в каждой части редкоземельного магнита, полученного путем экструзии со степенью деформации 70% и путем осадки со степенью деформации 25%.

На фиг. 11 проиллюстрированы экспериментальные результаты по взаимосвязи между степенью деформации при экструзии и остаточной намагниченностью.

На фиг. 12 проиллюстрированы экспериментальные результаты по взаимосвязи между степенью деформации при экструзии и при осадке и остаточной намагниченностью.

На фиг. 13 проиллюстрированы экспериментальные результаты для определения взаимосвязи между соотношением «степень деформации в направлении W / степень деформации в направлении L», и степенью деформации в каждом направлении.

На фиг. 14 проиллюстрированы экспериментальные результаты для определения взаимосвязи между соотношением «степень деформации в направлении W / степень деформации в направлении L» и остаточной намагниченностью Br в направлении легкой намагниченности.

На фиг. 15 проиллюстрированы экспериментальные результаты для определения взаимосвязи между индексом плоскостной анизотропии остаточной намагниченности и остаточной намагниченностью Br в направлении оси С.

На фиг. 16 проиллюстрированы экспериментальные результаты для определения взаимосвязи между соотношением «степень деформации в направлении W / степень деформации в направлении L», индексом плоскостной анизотропии остаточной намагниченности и остаточной намагниченностью Br в направлении оси С.

На фиг. 17 приведены РЭМ-изображения кристаллической структуры редкоземельного магнита в направлении L и в направлении W, когда существует большая разница в деформациях между направлением L и направлением W.

На фиг. 18 приведены РЭМ-изображения кристаллической структуры редкоземельного магнита в направлении L и в направлении W, когда существует небольшая разница в деформациях между направлением L и направлением W.

Описание вариантов осуществления

[0045] Ниже описаны варианты осуществления способа изготовления редкоземельного магнита в соответствии с настоящим изобретением, со ссылкой на чертежи. Показанный пример описывает способ изготовления редкоземельного магнита, который представляет собой нанокристаллический магнит, при этом способ изготовления редкоземельного магнита в соответствии с настоящим изобретением не ограничивается изготовлением нанокристаллического магнита, и применим, например, к изготовлению спеченного магнита, имеющего относительно большие кристаллические зерна (например, размер зерен примерно в 1 мкм). При экструзии на втором этапе в показанном примере используют экструзионный штамп, в котором имеется листообразная полость для прессования прессованной порошковой детали с помощью этого экструзионного штампа с тем, чтобы уменьшить толщину прессованной порошковой детали при извлечении части прессованной порошковой детали в полость экструзионного штампа, таким образом получают листообразный полуфабрикат редкоземельного магнита (обратной экструзией). Вместо проиллюстрированного примера, этот способ может представлять собой способ обработки с размещением прессованной порошковой детали в формующей головке, имеющей листообразную полость, и прессованием прессованной порошковой детали с помощью штампа, который не имеет полости, с тем, чтобы уменьшить толщину прессованной порошковой детали при экструзии части прессованной порошковой детали из полости формующей головки, таким образом получают листообразный полуфабрикат редкоземельного магнита (прямой экструзией).

[0046] (Вариант осуществления 1 производственного способа редкоземельного магнита)

На фиг. 1,a, b схематически показан первый этап способа изготовления редкоземельного магнита в соответствии с настоящим изобретением в этом порядке, а на фиг. 2 проиллюстрирована микроструктура прессованной порошковой детали, которую производят на первом этапе. На фиг. 3,а схематично проиллюстрирован способ экструзии на втором этапе варианта 1 осуществления способа производства, а фиг. 3,b представляет собой вид, выполненный по стрелкам В-В с фиг. 3,а. На фиг. 4,а схематично проиллюстрировано состояние обрабатываемого продукта, полученного путем экструзии, с частичным разрезом для описания состояния полученного полуфабриката, а на фиг. 4,b схематически описан способ осадки на втором этапе.

[0047] Как показано на фиг. 1,a, b болванку из сплава расплавляют при высокой частоте, и расплавленную композицию, образующую редкоземельный магнит, вводят в медный рулон R для изготовления сформованной из расплава ленты В способом формования из расплава с использованием одного рулона в печи (не показана) в атмосфере газа аргона при пониженном давлении 50 кПа или ниже, например. Сформованную из расплава ленту затем подвергают грубому помолу.

[0048] Среди сформованных из расплава лент, подвергнутых грубому помолу, выбрана сформованная из расплава лента В, имеющая максимальный размер около 200 нм или менее, и это загружается в полость, образованную карбидной формующей головкой D и карбидным штампом Р, скользящим вдоль полости карбидной формующей головки, как показано на фиг. 1,б. Затем его подвергают омическому нагреву при приложении давления с помощью карбидного штампа Р (направление X) и пропуская через него ток в направлении прессования, в результате чего получают четырехугольно-столбчатую прессованную порошковую деталь S, включающую основную фазу Nd-Fe-B (имеющий размер зерна от около 50 нм до 200 нм) нанокристаллической структуры и сплав Nd-X (X: металлический элемент) фазы межзеренной границы вокруг основной фазы (первый этап). Желательно, чтобы содержание RE удовлетворяло условию «29% по масс ≤RE≤32% по массе».

[0049] В данном случае сплав Nd-x, образующий фазу межзеренной границы, представляет собой сплав, содержащий Nd и, по меньшей мере, одно из Со, Fe, Ga и тому подобное, которое может быть одним из элементов Nd-Co, Nd-Fe, Nd- Ga, Nd-Co-Fe, Nd-Co-Fe-Ga или смесью двух типов или более из них и в обогащенном Nd-состоянии.

[0050] Как показано на фиг. 2, прессованная порошковая деталь S имеет изотропную кристаллическую структуру, где пространство между нанокристаллическими зернами MP (основная фаза) заполнено фазой BP межзеренной границы.

[0051] После подготовки четырехугольно-столбчатой прессованной порошковой детали S на первом этапе, ее подвергают экструзии, как показано на фиг. 3, а затем полуфабрикат редкоземельного магнита, полученного экструзией, как показано на фиг. 4, подвергают осадке, чтобы получить редкоземельный магнит (ориентированную магнитную структуру) путем горячей деформационной обработки, включающей в себя числе экструзию и осадку (второй этап). Ниже второй этап описан подробно.

[0052] Сначала, как показано на фиг. 3,а, прессованную порошковую деталь, полученную на первом этапе, помещают в формующую головку Da, с последующим нагревом формующей головки Da с помощью высокочастотной катушки Со, получают таким образом прессованную порошковую деталь S' в нагретом состоянии. При этом перед размещением пресс