日本产综研开发出无镝烧结磁铁制造方法

发布时间：2014/4/1 0:01:46

日本产业技术综合研究所可持续材料研究部门基于在低热负荷下通电烧结微细钕铁硼（NdFeB）粉末的方法，开发出了不添加镝（Dy）也可保证顽磁力不降低的致密烧结磁铁的生产方法，并确认了有效性。相关研究成果已在2014年3月21～23日于东京都目黑区举行的日本金属学会“2014春期演讲大会”上发表。镝是一种稀土金属，绝大部分产自中国。汽车厂商中，对希望不使用镝也能制造出混合动力车及电动汽车用驱动马达有很强的需求。

产综研可持续材料研究部门的相控材料研究小组，为改善高性能钕铁硼磁铁的高温性能而添加镝的资源问题，展开了不添加镝能可与以往产品具有同等顽磁性能的钕铁硼磁铁的实用化研究开发。

相控材料研究小组利用产综研的开发成果——脉冲通电烧结机（带伺服加压机构），适用了200M～600MPa高加压烧结的方法。加压成型模具一般使用石墨（碳）模具，而此次使用的是适合高加压烧结的“WC-FeAl”成型模具。WC-FeAl是在铁铝合成材料中合成碳化钨（WC）的超硬合金，也是产综研的开发成果。

对构成钕铁硼磁铁微细组织的晶体颗粒做微细化处理，进行即使不添加镝也可发挥同等的磁铁性能的研发在大学及企业中颇为活跃。相控材料研究小组将爱知制钢生产的HDDR-NdFeB粉末“MFP15”用作原始的微细钕铁硼粉末。“HDDR”（Hydrogenation-Disproportionation-Desorption-Recombination）是一种使钕铁硼合金在高温下吸收氢气，使这些氢气（氢原子）对钕铁硼晶界发挥作用将其粉碎成微细粉末的方法。爱知制钢的“MFP15”粉末的微细程度为平均粒径113μm。

在成型模具中装满“MFP15”粉末，在真空环境中以600～750℃的温度进行通电脉冲烧结。其结果，尽管NdFeB粉末实现了相对密度为99％的致密烧结，但磁性能的矫顽力（Hc）却有所下降。作为原料的钕铁硼粉末的矫顽力本来有14kOe左右，但烧结品的矫顽力却降到了12kOe左右，下降了约10％。

于是，研究小组在居里点（Tc）下的750℃对钕铁硼烧结品实施了10分钟的后热处理，获得的数据表明，此时的矫顽力恢复到了原料粉末本来的水平。产综研表示，“今后还将考虑在加压烧结后还继续对成型模具加压，从而*终成为后热处理的改进方法”。

产综研表示，因此次的研究成果，对微细HDDR-NdFeB粉末采用通电烧结法这种低温烧结法，“致密且矫顽力高的钕铁硼各向异性（结晶高取向）烧结体的制作有了眉目”。

产综研可持续材料研究部门参与策划了日本经济产业省实施的未来开拓研究项目“新一代汽车高效率马达用磁性材料技术开发”，此次的研发成果正是该项目的一项内容。

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