R-t-b系稀土烧结磁铁用合金的制造方法和r-t-b系稀土烧结磁铁的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及R-T-B系稀土烧结磁铁用合金的制造方法和R-T-B系稀土烧结磁铁的 制造方法。
[0002] 本申请基于在2014年7月8日在日本提出的专利申请2014-140374号要求优先 权，在此援引其内容。
【背景技术】
[0003] -直以来，R-T-B系稀土烧结磁铁（以下有时简记为"R-T-B系磁铁"）被用于硬 盘驱动器的音圈电机、混合动力汽车、电动汽车的发动机用电动机等的电动机中。
[0004] R-T-B系磁铁通过将以Nd、Fe、B为主成分的R-T-B系合金粉末成型并进行烧结而 得到。通常，在R-T-B系合金中，R是Nd、和置换了 一部分Nd的Pr、Dy、Tb等其他稀土元素。 T是Fe、和置换了 一部分Fe的Co、Ni等其他过渡金属。B是硼，能够将其一部分用C或N置 换。
[0005] -般的R-T-B系磁铁的组织，主要包含由R2T14B构成的主相和存在于主相的晶界 且Nd浓度比主相高的富R相。富R相也被称为晶界相。
[0006] 另外，对于R-T-B系合金的组成，通常为了提高R-T-B系磁铁的组织中的主相的比 例，使Nd、Fe、B之比尽量接近于R2T14B (例如参照非专利文献1)。
[0007] 另外，有时在R-T-B系合金中含有私1\7相。已知Rjjg成为使R-T B系磁铁的矫 顽力、角形性降低的原因（例如参照专利文献1)。因此，以往在R-T-B系合金中存在R2T17相的情况下，在用于制造 R-T-B系磁铁的烧结过程中使其消失。
[0008] 另外，由于汽车用电动机中所使用的R-T-B系磁铁在电动机内暴露于高温中，因 此要求较高的矫顽力（Hcj)。
[0009] 作为使R-T-B系磁铁的矫顽力提高的技术，有将R-T-B系合金的R从Nd置换为Dy 的技术。但是，Dy由于资源分布不均而且产出量也受限，所以在其供给上产生了不稳定。因 而，研究了不使R-T-B系合金中所含的Dy的含量增多而使R-T-B系磁铁的矫顽力提高的技 术。
[0010] 为了使R-T-B系磁铁的矫顽力（Hcj)提高，有添加 Al、Si、Ga、Sn等金属元素的技 术（例如参照专利文献2)。另外，如专利文献2所记载的那样已知，Al、Si作为不可避免的 杂质而混入到R-T-B系磁铁中。另外已知，当在R-T-B系合金中作为杂质而含有的Si的含 量超过5%时，R-T-B系磁铁的矫顽力降低（例如参照专利文献3)。
[0011] 在现有技术中存在即使在R-T-B系合金中添加了 41、31、6&、311等金属元素，也不 能得到矫顽力（Hcj)充分高的R-T-B系磁铁的情况。其结果，即使添加上述金属元素，也需 要提高Dy浓度。
[0012] 本发明人研究了 R-T-B系合金的组成，结果发现在特定的B浓度时矫顽力变为最 大。而且，基于所得到的结果，成功开发了即使R-T-B系合金中所含的Dy的含量为零或非 常少也能够得到高矫顽力的R-T-B系磁铁的、与以往完全不同的类型的R-T-B系合金（参 照专利文献4)。
[0013] 该合金的B浓度比以往的R-T-B系合金低。
[0014] 在使用该R-T-B系合金制造的R-T-B系磁铁中，具备以R2Fe14B为主而包含的主 相、和与主相相比较多地包含R的晶界相，晶界相，除了自以往就确认到的稀土元素浓度高 的粒界相（富R相）以外，还包含与以往的晶界相相比稀土元素浓度低且过渡金属元素浓 度高的晶界相（富过渡金属相）。以往的R-T-B系磁铁是包含作为担负矫顽力的磁性相的 主相、和配置在主相间的、作为非磁性相的晶界相的磁铁。在本发明人开发的新型的R-T-B 系磁铁中，由于富过渡金属相丰富地包含过渡金属，所以可认为是担负矫顽力的相。在晶界 相中也存在能担负矫顽力的相（"富过渡金属相"）的磁铁，是颠覆以往的常识的划时代的 磁铁。
[0015] 但是，R-T-B系磁铁，是使对规定组成的合金熔液进行铸造而得到的铸造合金经过 粉碎、成型、烧结的工序而制造出。
[0016] 铸造合金的粉碎通常按氢碎解、微粉碎的顺序来进行。
[0017] 在此，氢碎解分为前工序的氢吸藏工序和后工序的脱氢工序。
[0018] 在氢吸藏工序中，氢主要由合金薄片的富R相吸藏，生成膨胀且脆的氢化物。因 而，在氢碎解中，向合金薄片中导入沿着富R相的微细的裂纹、或者以富R相为起点的微细 的裂纹。在其后的微粉碎工序中，以通过氢碎解生成的大量的微细裂纹为起点，合金薄片被 破碎。
[0019] 通过氢吸藏工序生成的氢化物，在大气中不稳定，容易被氧化，所以通常进行脱氢 工序。
[0020] 脱氢工序通常在真空中进行、或将炉内气氛置换为Ar气（惰性气体）来进行（例 如参照专利文献5)。由于R2T14B相在700°C以上分解，因此脱氢工序时的温度需要在低于 700°C的温度进行。例如，专利文献5中记载了：在Ar气气氛中、在600°C下进行脱氢工序。
[0021] 在先技术文献
[0022] 专利文献
[0023] 专利文献1 :日本特开2007-119882号公报
[0024] 专利文献2 :日本特开2009-231391号公报
[0025] 专利文献3 :日本特开平5-112852号公报
[0026] 专利文献4 :日本特开2013-216965号公报
[0027] 专利文献5 :日本专利第4215240号公报
[0028] 非专利文献
[0029] 非专利文献1 :佐川真人，永久磁铁-材料科学与应用-2008年11月30日，初版 第2次印刷发行，256页~261页
【发明内容】
[0030] 本发明人开发的R-T-B系磁铁是如上述那样具有颠覆以往的烧结磁铁的常识的 构成的磁铁，有很大的潜力。由于R-T-B系磁铁的特性受到其制造工艺影响，因此可以认 为，为了最大限度地发挥其潜力，需要与以往的R-T-B系磁铁的制造工艺不同的工艺、条 件。
[0031] 本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供本发明人开发的、即使B浓度低 于以往的磁铁、并且Dy浓度为零或非常少也能够得到具有高矫顽力且良好的角形性的 R-T-B系磁铁的R-T-B系稀土烧结磁铁用合金的制造方法以及R-T-B系稀土烧结磁铁的制 造方法。
[0032] 本发明为了解决上述课题，采用了以下的技术方案。
[0033] (1) 一种R-T-B系稀土烧结磁铁用合金的制造方法，其特征在于，具有：
[0034] 铸造工序，该工序对合金熔液进行铸造来制造铸造合金，所述合金熔液包含稀土 元素 R、以Fe为必需元素的过渡金属T、金属元素 M、和B以及不可避免的杂质，所述金属元 素 Μ包含选自Al、Ga、Cu之中的一种以上的金属；含有13~15. 5%原子的R，含有5.0~ 6. 0原子％的B，含有0. 1~2. 4原子％的M，余量为T，总稀土元素中Dy的比例为0~65 原子％，并且，满足下述式1 ;
[0035] 氢吸藏工序，该工序使所述铸造合金吸藏氢；和
[0036] 脱氢工序，该工序使氢从吸藏有氢的铸造合金释放出，
[0037] 在惰性气体气氛中、在小于550°C的温度下进行所述脱氢工序，
[0038] 0· 32 彡 B/TRE 彡 0· 40…式 1，
[0039] 在式1中，B表示硼元素的浓度（原子％ )，TRE表示稀土元素合计的浓度（原 子％ )。
[0040] ⑵一种R-T-B系稀土烧结磁铁用合金的制造方法，其特征在于，具有：
[0041] 铸造工序，该工序对合金熔液进行铸造来制造铸造合金，所述合金熔液包含稀土 元素 R、以Fe为必需元素的过渡金属T、金属元素 M、和B以及不可避免的杂质，所述金属元 素 Μ包含选自Al、Ga、Cu之中的一种以上的金属；含有13~15. 5%原子的R，含有5.0~ 6. 0原子％的B，含有0. 1~2. 4原子％的M，余量为T，总稀土元素中Dy的比例为0~65 原子％，并且，满足下述式1 ;
[0042] 氢吸藏工序，该工序使所述铸造合金吸藏氢；和
[0043] 脱氢工序，该工序使氢从吸藏有氢的铸造合金释放出，
[0044] 在真空中、在小于600°C的温度下进行所述脱氢工序，
[0045] 0· 32 彡 B/TRE 彡 0· 40…式 1，
[0046] 在式1中，B表示硼元素的浓度（原子％ )，