本發(fā)明涉及一種鐵氧體預(yù)燒體和鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法。

背景技術(shù)：

1、盡管鐵氧體燒結(jié)磁體的最大磁能積僅為稀土系燒結(jié)磁體(例如ndfeb系燒結(jié)磁體)的1/10，但由于主要原料是廉價的氧化鐵，所以具有優(yōu)異的成本性能，并具有化學(xué)性能非常穩(wěn)定的特點(diǎn)，因此，用于各種電機(jī)和揚(yáng)聲器等各種用途中，迄今為止仍然是全球生產(chǎn)重量最大的磁體材料。

2、在電機(jī)和揚(yáng)聲器等各種采用鐵氧體燒結(jié)磁體的用途中，對高性能材料的需求非常強(qiáng)烈的是汽車電器設(shè)備用電機(jī)和家電用電機(jī)等。近年來，在稀土類原料價格飛漲和明顯存在采購風(fēng)險的背景下，對鐵氧體燒結(jié)磁體在迄今為止僅使用稀土系燒結(jié)磁體的工業(yè)用電機(jī)和電動汽車用(ev、hv、phv等)驅(qū)動電機(jī)和發(fā)電機(jī)等中的應(yīng)用也進(jìn)行了研究。

3、有代表性的鐵氧體燒結(jié)磁體是具有磁鐵鉛礦結(jié)構(gòu)的sr鐵氧體，基本組成由srfe12o19表示。1990年代中晚期，通過srfe12o19中的一部分sr2+被la3+置換、一部分fe3+被co2+置換的sr－la－co系鐵氧體燒結(jié)磁體(以下也簡稱為“srlaco磁體”)的實(shí)用化，鐵氧體磁體的磁體特性得到了顯著改善。另外，在2007年，進(jìn)一步提高了磁體特性的ca－la－co系鐵氧體燒結(jié)磁體(以下也簡稱為“calaco磁體”)也已經(jīng)開發(fā)出來，目前正在投入實(shí)際應(yīng)用。

4、然而，鐵氧體燒結(jié)磁體大致經(jīng)過原料的混合、預(yù)燒、粉碎、成型、燒制、加工這些工藝來制造。一般而言，“預(yù)燒”是指將混合原料加熱，通過固相反應(yīng)，形成具有六方晶的磁鐵鉛礦(m型)結(jié)構(gòu)的鐵氧體相(有時也稱為鐵氧體化合物或m相)的工藝，通過預(yù)燒所得到的制品稱為“預(yù)燒體”。

5、一直以來，在預(yù)燒體階段提高鐵氧體相的構(gòu)成相比率(以下有時也稱為“相比率”)(優(yōu)選為100質(zhì)量％＝m相單相)被認(rèn)為是理所當(dāng)然的。這是因?yàn)?，將預(yù)燒體粉碎、成型、燒制所得到的鐵氧體燒結(jié)磁體中的m相的相比率也增高，有望實(shí)現(xiàn)高的磁體特性。即，鐵氧體相(m相)以外的赤鐵礦相(α－fe2o3)、正鐵氧體相(lafeo3等)和尖晶石型鐵氧體相(如cofe2o4等)等是多相，這些多相被認(rèn)為最好不包括在預(yù)燒體中。

6、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

7、專利文獻(xiàn)

8、專利文獻(xiàn)1：日本特開2020－155609號公報(bào)

9、在專利文獻(xiàn)1中，記載了在以zn置換了一部分co的ca－la－co系鐵氧體燒結(jié)磁體中，使用含有赤鐵礦相12～30質(zhì)量％、la正鐵氧體相3～10質(zhì)量％、尖晶石型鐵氧體相5～10質(zhì)量％的預(yù)燒體粉末而制造鐵氧體燒結(jié)磁體的方法。

10、專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明，簡而言之，是在la的含量以原子比計(jì)大于0.55、一部分co被zn置換的特定組成的calaco磁體中，使用以低溫預(yù)燒的固相反應(yīng)尚未完全結(jié)束(固相反應(yīng)尚在進(jìn)行途中)的預(yù)燒體，添加微量的sio2、cao進(jìn)行成型、燒制，由此得到與使用以同樣的組成以高溫預(yù)燒的固相反應(yīng)完全結(jié)束的預(yù)燒體時相同的磁體特性的制品(專利文獻(xiàn)1第0029段等)。

11、但是，根據(jù)專利文獻(xiàn)1所記載的發(fā)明，在la的含量以原子比計(jì)大于0.55、一部分co被zn置換的特定組成的calaco磁體中，雖然能夠得到高的剩余磁通密度(以下稱為“br”)，但矯頑力(以下稱為“hcj”)低，磁體特性不足以用于上述的工業(yè)用電機(jī)、電動汽車用驅(qū)動電機(jī)和發(fā)電機(jī)等用途中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

2、本發(fā)明的目的在于提供一種能夠得到具有高的磁體特性的鐵氧體燒結(jié)磁體的鐵氧體預(yù)燒體和使用了該鐵氧體預(yù)燒體的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法。

3、本發(fā)明人等為了實(shí)現(xiàn)calaco磁體的進(jìn)一步高性能化進(jìn)行了深入的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：與預(yù)燒體必須為m相單相的現(xiàn)有觀點(diǎn)相反，當(dāng)在固相反應(yīng)完全結(jié)束的預(yù)燒體中含有特定量的尖晶石型鐵氧體相時，使用該預(yù)燒體制作的燒結(jié)磁體的磁體特性得到提高。而且還發(fā)現(xiàn)：在含有特定量的尖晶石型鐵氧體相中，作為雜質(zhì)不可避免地混入并有可能降低磁體特性的mn，含量多于其在鐵氧體相(m相)中的含量。即，發(fā)現(xiàn)：將mn引入尖晶石型鐵氧體相而使其無害化，具有提高磁體特性的作用，在預(yù)燒體中不再是多相，而是必不可少的構(gòu)成相。

4、用于解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

5、即，本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體具有：含有ca、r、a、fe和co的金屬元素(r是稀土元素的至少一種，la為必須含有的元素，a是sr和/或ba)的具有六方晶的m型磁鐵鉛礦結(jié)構(gòu)的鐵氧體相；和含有co的尖晶石型鐵氧體相，并且，上述鐵氧體預(yù)燒體含有70質(zhì)量％以上且小于100質(zhì)量％的上述鐵氧體相、大于0質(zhì)量％且30質(zhì)量％以下的上述尖晶石型鐵氧體相。

6、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，還可以含有大于0質(zhì)量％且小于3質(zhì)量％的la正鐵氧體相。

7、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含赤鐵礦相。

8、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選含有5質(zhì)量％以上30質(zhì)量％以下的上述尖晶石型鐵氧體相。

9、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選含有5質(zhì)量％以上25質(zhì)量％以下的上述尖晶石型鐵氧體相。

10、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選含有10質(zhì)量％以上20質(zhì)量％以下的上述尖晶石型鐵氧體相。

11、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選在預(yù)燒體中含有mn，上述尖晶石型鐵氧體相中的mn含量多于上述鐵氧體相中的mn含量。

12、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選僅在上述尖晶石型鐵氧體相中含有mn。

13、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選在上述尖晶石型鐵氧體相含有ca、fe、co和mn、將上述元素的合計(jì)量設(shè)為100at％時，構(gòu)成比率為：

14、ca：大于0at％且10at％以下，

15、fe：80at％以上90at％以下，

16、co：2at％以上15at％以下，和

17、mn：大于0at％且5at％以下。

18、在本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體中，優(yōu)選在將上述鐵氧體相的ca、r、a、fe和co的合計(jì)量設(shè)為100at％時，構(gòu)成比率為：

19、ca：2.0at％以上6.5at％以下，

20、r：2.0at％以上6.5at％以下，

21、a：0at％以上2at％以下，

22、fe：83at％以上92at％以下，和

23、co：1.5at％以上6.5at％以下。

24、本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法包括：將本發(fā)明的鐵氧體預(yù)燒體的粉末進(jìn)行成型得到成型體的成型工序；和將上述成型體燒進(jìn)行制得到燒結(jié)體的燒制工序。

25、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選上述預(yù)燒體在1250℃以上1350℃以下的溫度被預(yù)燒。

26、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選上述預(yù)燒體在1280℃以上1330℃以下的溫度被預(yù)燒。

27、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選上述預(yù)燒體在1290℃以上1320℃以下的溫度被預(yù)燒。

28、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選上述預(yù)燒體通過旋轉(zhuǎn)窯爐被預(yù)燒。

29、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選在上述預(yù)燒體準(zhǔn)備工序之后、上述成型工序之前，還包括添加相對于上述預(yù)燒體100質(zhì)量％為大于0質(zhì)量％且1.5質(zhì)量％以下的sio2的工序。

30、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選在上述預(yù)燒體準(zhǔn)備工序之后、上述成型工序之前，還包括添加相對于上述預(yù)燒體100質(zhì)量％以cao換算計(jì)為大于0質(zhì)量％且1.5質(zhì)量％以下的caco3的工序。

31、在本發(fā)明的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法中，優(yōu)選在上述預(yù)燒體準(zhǔn)備工序之后、上述成型工序之前，還包括添加相對于上述預(yù)燒體100質(zhì)量％為2質(zhì)量％以下的cr2o3的工序。

32、發(fā)明效果

33、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種能夠得到具有高的磁體特性的鐵氧體燒結(jié)磁體的鐵氧體預(yù)燒體和使用了該鐵氧體預(yù)燒體的鐵氧體燒結(jié)磁體的制造方法。