R‑T‑B系烧结磁体的制造方法与流程

文档序号:11289316阅读:166来源:国知局
R‑T‑B系烧结磁体的制造方法与流程
本发明涉及r-t-b系烧结磁体的制造方法。
背景技术
:r-t-b系烧结磁体(r是稀土类元素之中的至少一种且一定含有nd,t是过渡金属元素之中的至少一种且一定含有fe),由具有r2t14b型结晶结构的化合物所构成的主相,和位于该主相的晶界部分的晶界相构成,已知在永磁体之中为最高性能的磁体。因此,其被用于硬盘驱动器的音圈马达(vcm)、电动汽车(ev、hv、phv)用电动机、工业设备用电机等的各种电动机和家电制品等多种多样的用途。如此随着用途扩大,例如在电动汽车用电动机中,有曝露在100℃~160℃这种高温下的情况,即使在这样的高温下,仍要求稳定的工作。但是,若r-t-b系烧结磁体达到高温,则矫顽力hcj(以下,有仅称为“hcj”的情况)降低,有发生不可逆热退磁这样的问题。在电动汽车用电动机中使用r-t-b系烧结磁体时,由于在高温下的使用导致hcj降低,有可能得不到电动机的稳定工作。因此,就要求一种在室温下具有高hcj,且在高温中也具有高hcj的r-t-b系烧结磁体。过去,为了提高室温下的hcj,在r-t-b系烧结磁体中添加重稀土类元素rh(主要是dy),但有剩余磁通密度br(以下,有仅记述为“br”的情况)降低这样的问题。此外,dy由于产地受限定等理由,供给不稳定,另外还有价格波动大等问题。因此,就要求尽可能不使用dy等的重稀土类元素rh而使r-t-b系烧结磁体的hcj提高的技术。作为这样的技术,例如专利文献1公开的是,使b量比通常的r-t-b系合金低,并且含有从al、ga和cu之中选择的一种以上的金属元素m,由此使r2t17相生成,通过充分确保以该r2t17相为原料而生成的富过渡金属相(r6t13m)的体积率,则能够抑制dy的含量,并且得到矫顽力高的r-t-b系烧结磁体。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2013/008756号公报发明要解决的课题但是,专利文献1所述的r-t-b系烧结磁体,虽然使hcj提高,但与其他现有(通常的b量)的r-t-b系烧结磁体相比,矩形比hk/hcj(以下,有仅称为“hk/hcj”的情况)不够高的问题。如专利文献1的表4~表6所述,专利文献1所述的r-t-b系烧结磁体的矩形比(专利文献1中为sq(矩形性))最高也不过95%,另外,含有重稀土类元素rh(dy)时多为80%左右,很难说达到高水平。一般来说,若矩形比低,则由于在高温下的使用,容易引起不可逆热退磁这样的问题,因此要求具有高hcj,并且具有高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。其中,专利文献1中没有记述矩形比的定义,但作为专利文献1的现有技术文献被引用的、基于同一申请人的日本特开2007-119882号公报中记述为,“用磁化达到饱和磁化的90%的外部磁场的值除以ihc的值,以%表述的值”,据此认为专利文献1的矩形比的定义也是同样的。也就是可以认为,专利文献1的矩形比的定义与上述的通常所用的定义一样。技术实现要素:因此,本发明的目的在于,提供一种减少重稀土类元素rh的含量,并且具有高矫顽力hcj和高矩形比hk/hcj的r-t-b系烧结磁体的制造方法。用于解决课题的手段本发明的方式1,是一种r-t-b系烧结磁体的制造方法,其包括如下1)和2)的工序:1)准备r-t-b系烧结磁体原材的工序,将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度进行烧结后,实施下述(条件a)或(条件b)的工序,(条件a)在10℃/分以下降温至500℃。(条件b)进行保持在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度的第一热处理之后,以10℃/分以下降温至500℃。所述r-t-b系烧结磁体原材中,含有27.5质量%以上且34.0质量%以下的r(r是稀土类元素之中的至少一种且一定含有nd)、0.85质量%以上且0.93质量%以下的b、0.20质量%以上且0.70质量%以下的ga、0.05质量%以上且0.50质量%以下的cu、0.05质量%以上且0.50质量%以下的al,余量是t(t是fe和co,以质量比计,t的90%以上是fe)和不可避免的杂质,并满足下述式(1)和(2);[t]-72.3[b]>0(1)([t]-72.3[b])/55.85<13[ga]/69.72(2)(其中,[t]是以质量%表示的t的含量,[b]是以质量%表示的b的含量,[ga]是以质量%表示的ga的含量)2)热处理工序,将所述r-t-b系烧结磁体原材加热至650℃以上且750℃以下的第二热处理温度而进行第二热处理后,以5℃/分以上冷却至400℃。本发明的方式2,根据方式1所述的r-t-b系烧结磁体的制造方法,在所述工序2)中,将所述r-t-b系烧结磁体原材以15℃/分以上从所述第二热处理温度冷却至400℃。本发明的方式3,根据方式1所述的r-t-b系烧结磁体的制造方法,在所述工序2)中,将所述r-t-b系烧结磁体原材,以50℃/分以上从所述第二热处理温度冷却至400℃。本发明的方式4,根据方式1~3中任一项所述的r-t-b系烧结磁体的制造方法,其中,所述r-t-b系烧结磁体原材含有1.0质量%以上且10质量%以下的dy和/或tb。本发明的方式5,根据方式1~4中任一项所述的r-t-b系烧结磁体的制造方法,在所述工序1)(条件b)中,在所述烧结后,冷却至低于所述第一热处理温度的温度之后,再加热至所述第一热处理温度而进行所述第一热处理。本发明的方式6,根据方式1~5中任一项所述的r-t-b系烧结磁体的制造方法,在所述工序1)(条件b)中,在所述烧结后,冷却至所述第一热处理温度,进行所述第一热处理。本发明的方式7,根据方式1~6中任一项所述的r-t-b系烧结磁体的制造方法,其中,包括将所述工序2)之后的r-t-b系烧结磁体加热至360℃以上且460℃以下的低温热处理温度的低温热处理工序。发明效果根据本发明,能够提供一种可制造降低重稀土类元素rh的含量、并且具有高矫顽力hcj和高矩形比hk/hcj的r-t-b系烧结磁体的方法。附图说明图1是试料no.1的基于fe-sem的背散射电子像的照片。图2是试料no.5的基于fe-sem的背散射电子像的照片。具体实施方式以下所示的实施方式是例示用于使本发明的技术思想具体化的r-t-b系烧结磁体的制造方法,并非对本发明进行以下限定。另外,实施方式所述的结构部件的尺寸、材质、形状、其相对的配置等,除非是特定性的记述,否则并没有将本发明的范围仅限于此的意思,其意图就是进行例示。附图显示的构件的大小和位置关系等,有为了易于理解等而有所夸张的情况。本发明人等潜心研究的结果发现,作为工序1),按照r-t-b系烧结磁体原材成为后述这样规定的组成的方式准备成形体,以1000℃以上且1100℃以下的温度对所述成形体进行烧结后,(条件a)以10℃/分以下降温至500℃,或,(条件b)进行保持在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度的第一热处理后,以10℃/分以下降温至500℃,其后作为工序2),加热至650℃以上且750℃以下的第二热处理温度而进行第二热处理,进行以5℃/分以上冷却至400℃的热处理工序,由此能够得到具有高矫顽力hcj和高矩形比hk/hcj的r-t-b系烧结磁体,从而达成了本发明。其中,在本发明中,所谓矩形比hk/hcj,意思是用磁化达到饱和磁化的90%的外部磁场的值除以ihc的值,以%表述的值。另外,在本发明中规定的成形体的烧结温度、(条件a)中的降温速度和降温温度、(条件b)中的第一热处理温度、降温温度和降温速度、以及热处理工序中的第二热处理温度、冷却温度和冷却速度等的温度表述,分别由成形体和r-t-b系烧结磁体原材本身的表面的温度来规定,可以通过在成形体和r-t-b系烧结磁体原材的表面安装热电偶而进行测定。对于本发明的方式1所示的特定的组成的r-t-b系烧结磁体原材,进行特定的热处理,从而能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体的相关机理,还有尚不清楚的地方。在至今为止所得到的认知为基础,本发明人等对于研究出的机理稍后阐述。要注意的是,以下关于机理的说明,并不以限制本发明的技术的范围为目的。在专利文献1所述的方法中,通过使b量比r2t14b型化合物的化学计量比低,从而r2t17相生成,通过对其添加ga而生成r-t-ga相(r6t13m),由此使hcj提高。但是,本发明人等的研究结果可知,即使添加ga,所得到的r-t-b系烧结磁体中仍残留r2t17相,由于残留的r2t17相,有导致hcj和hk/hcj降低的情况。另外,r-t-ga相也具有一些磁性,若在存在于r-t-b系烧结磁体中的2个主相间的第一晶界(以下,有记述为“二粒子晶界”情况)和存在于3个以上的主相间的第二晶界(以下,有记述为“三叉晶界”的情况)之中,特别是在被认为主要影响hcj和hk/hcj的二粒子晶界中大量存在r-t-ga相,则可知将妨碍hcj和hk/hcj提高。另外可知,随着r-t-ga相的生成,磁性被认为比r-t-ga相少的r-ga-cu相在二粒子晶界中生成。因此可以设想到,为了得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体,虽然需要生成r-t-ga相,但重要的是不使r2t17相残留以及在二粒子晶界中使r-ga-cu相大量生成。以这些设想为基础,本发明人等进一步反复研究的结果表明,对于本发明的特定组成进行所述工序1)及所述工序2)二者,能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。通过在工序1)的烧结后进行(条件a)或(条件b)的工序,即,通过在烧结后或烧结和第一热处理后进行缓冷(以10℃/分以下降温至500℃),认为不会使r2t17相残留,而能够使r-t-ga相生成。此外认为,通过工序2),即,通过在650℃以上且750℃以下的第二热处理后,以5℃/分以上冷却至400℃,r-t-ga相的一部分熔化,利用熔化的r和ga和存在于二粒子晶界的cu,能够使r-ga-cu相在二粒子晶界大量生成。因此,通过进行工序1)和工序2)这二者,不会残留r2t17相,而能够使r-t-ga相生成,此外能够在二粒子晶界使r-ga-cu相大量生成,因此认为能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。在此,所谓r-t-ga相,是含有r:15质量%以上且65质量%以下,t:20质量%以上且80质量%以下,ga:2质量%以上且20质量%以下的相,例如可列举r6fe13ga化合物。r6fe13ga化合物根据其状态,有成为r6t13-δga1+δ化合物的情况。其中,r-t-ga相中,有al、cu和作为不可避免的杂质的si混入的情况,例如r6fe13(ga1-x-y-zcuxalysiz)化合物的情况。另外,所谓r-ga-cu相,是r-ga相的ga的一部分被cu置换的相,含有r:70质量%以上且95质量%以下,ga:5质量%以上且30质量%以下,t(fe):20质量%以下(包括0),例如可列举r3(ga,cu)1化合物。以下,分工序说明本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体的制造方法的详情。1.准备r-t-b系烧结磁体原材的工序在本说明书中“r-t-b系烧结磁体原材”是指将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度烧结,(条件a)以10℃/分以下降温至500℃而得到的烧结体,或者,(条件b)进行在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度保持的第一热处理后,以10℃/分以下降温至500℃而得到的烧结体。通过本工序,能够得到具有本发明所规定的组成的烧结体,即r-t-b系烧结磁体原材。得到的r-t-b系烧结磁体原材在详情后述的热处理工序中,再实施第二热处理。其中,以下所示的工序是例示准备r-t-b系烧结磁体原材的工序。即,是理解上述本发明的r-t-b系烧结磁体的期望的特性的本领域技术人员进行反复试验,制造本发明的具有期望的特性的r-t-b系烧结磁体的方法,存在发现以下所述的制造方法以外的方法的可能性。1-1.r-t-b系烧结磁体原材的组成首先,对于本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材的组成进行说明。本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材含有27.5质量%以上且34.0质量%以下的r(r是稀土类元素之中的至少一种且一定含有nd)、0.85质量%以上且0.93质量%以下的b、0.20质量%以上且0.70质量%以下的ga、0.05质量%以上且0.50质量%以下的cu、0.05质量%以上且0.50质量%以下的al,余量是t(t是fe和co,以质量比计,t的90%以上是fe)和不可避免的杂质,并满足下述式(1)和(2)。[t]-72.3[b]>0(1)([t]-72.3[b])/55.85<13[ga]/69.72(2)(其中,[t]是以质量%表示的t的含量,[b]是以质量%表示的b的含量,[ga]是以质量%表示的ga的含量)本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体(r-t-b系烧结磁体原材)可以含有不可避免的杂质。例如,即使由于钕镨合金(nd-pr)、电解铁和铁硼合金等的熔化原料中通常所含有的不可避免的杂质等导致r-t-b系烧结磁体含有不可避免的杂质,也能够充分起到本发明的实施方式的效果。这样的不可避免的杂质,例如有la、ce、cr、mn、si。以下说明各元素的详细。1)稀土类元素(r)本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体中的r,是稀土类元素的至少一种且一定含有nd。本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体即使不含重稀土类元素(rh),也能够得到高br和高hcj,因此即使要求更高的hcj时,也能够削减rh的添加量。r低于27.5质量%时,有可能不能获得高hcj,若高于34.0质量%,则主相比率降低,得不得到高br。为了得到更高的br,r优选为31.0质量%以下。2)硼(b)b低于0.85质量%时,r2t17相的生成量过多,因此在所得到的r-t-b系烧结磁体中,r2t17相残留,有可能得不到高hcj和高hk/hcj。此外,主相比率降低,不能得到高br。若b高于0.93质量%,则r-t-ga相的生成量过少,有可能得不到高hcj。3)过渡金属元素(t)t是fe和co,以质量比计,t的90%以上是fe。此外只要不损害本发明的效果,也可以含有少量的zr、nb、v、mo、hf、ta、w等过渡金属元素。若t中的fe的比例以质量比计低于90%,则br有可能显著降低。另外,作为fe以外的过渡金属元素可列举例如co。但是,co的置换量以质量比计优选为t整体的2.5%以下,若co的置换量以质量比计高于t整体的10%,则br降低,因此不为优选。4)镓(ga)若ga的含量低于0.2质量%,则r-t-ga相和r-ga-cu相的生成量过少,有可能不能得到高hcj。若ga的含量高于0.70质量%,则将存在多余的ga,主相比率降低,br有可能降低。5)铜(cu)若cu的含量低于0.05质量%,则r-ga-cu相的生成量变少,不能得到高hcj。另外,若cu的含量高于0.50质量%,则主相比率降低,br降低。6)铝(al)al的含量为0.05质量%以上且0.50质量%以下。通过含有al,能够使hcj提高。al可以作为不可避免的杂质被含有,也可以积极地添加而使之含有。按照作为不可避免的杂质含有的量和积极地添加的量的合计使之含有0.05质量%以上且0.50质量%以下。7)镝(dy)、铽(tb)另外,本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材也可以含有1.0质量%以上且10质量%以下的dy和/或tb。通过在这一范围内含有dy和/或tb,在对于r-t-b系烧结磁体原材进行第二热处理后,能够得到具有更高的hcj和hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。8)式(1)、式(2)本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材的组成通过满足以下的式(1)和式(2),b含量会比一般的r-t-b系烧结磁体低。一般的r-t-b系烧结磁体,按照除作为主相的r2t14b相以外不析出作为软磁性相的r2t17相的方式,成为[fe]/55.847(fe的原子量)比[b]/10.811(b的原子量)×14少的组成([]意思是由其内部所记载的元素的以质量%表示的含量。例如,[fe]意思是以质量%表示的fe的含量)。本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体与一般的r-t-b系烧结磁体不同,以[fe]/55.847(fe的原子量)比[b]/10.811(b的原子量)×14多的方式(55.847/10.811×14=72.3),成为满足式(1)的组成。另外,由多余的fe抑制r2t17相的生成,通过含有ga而使r-t-ga相析出,如此使本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体成为([t]-72.3[b])/55.85(fe的原子量)低于13[ga]/69.72(ga的原子量)的组成,以此方式成为满足式(2)的组成。而后,在成为满足所述式(1)和式(2)的组成之后,通过进行后述的热处理,不使r2t17相残留,此外不使r-t-ga相过剩地生成,而能够使r-ga-cu相生成。其中,t是fe和co,但由于本发明的实施方式的t中,fe是主成分(以质量比计为90%以上),所以使用fe的原子量。由此,能够尽可能不使用dy等的重稀土类元素,而得到高hcj。[t]-72.3[b]>0(1)([t]-72.3[b])/55.85<13[ga]/69.72(2)(其中,[t]是以质量%表示的t的含量,[b]是以质量%表示的b的含量,[ga]是以质量%表示的ga的含量)1-2.准备成形体的工序其次说明准备成形体的工序。在准备成形体的工序中,以使r-t-b系烧结磁体原材成为上述这样的组成的方式准备各个元素的金属或合金(熔化原料),通过薄带连铸法等制作薄片状的原料合金。接着,由所述薄片状的原料合金制作合金粉末。然后,将合金粉末成形得到成形体即可。合金粉末的制作、成形体的形成,作为一例也可以按以下方式进行。将所得到的薄片状的原料合金进行氢粉碎,得到例如1.0mm以下的粗粉碎粉。接着,在不活泼气体中用喷射磨机等对于粗粉碎粉进行微粉碎,得到例如粒径d50(基于气流分散式激光衍射法测定得到的体积中心值(体积基准中值粒径))为3~5μm的微粉碎粉(合金粉末)。合金粉末可以使用一种合金粉末(单合金粉末),也可以使用将两种以上的合金粉末混合而得到合金粉末(混合合金粉末)的所谓的二合金法,使用公知的方法等按照成为本发明的实施方式的组成的方式制作合金粉末即可。也可以在喷射磨机粉碎前的粗粉碎粉中、喷射磨机粉碎中和喷射磨机粉碎后的合金粉末中,添加公知的润滑剂作为辅助剂。接着在磁场中将所得到的合金粉末成形,得到成形体。成形也可以使用公知的任意的成形方法,包括在模具的型腔内插入干燥的合金粉末,并进行成形的干法成形,和在模具的型腔内注入含合金粉末的浆料,排出浆料的分散介质,将留下的合金粉末成形的湿法成形。1-3.将成形体烧结,进行热处理的工序将如此准备好的成形体,以1000℃以上且1100℃以下的温度烧结,其后进行以下的(条件a)或(条件b)所规定的热处理,由此能够得到本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材。(条件a)以10℃/分以下降温至500℃。(条件b)进行在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度保持的第一热处理后,以10℃/分以下降温至500℃。·关于烧结温度在本实施方式中,若烧结温度低于1000℃,则烧结密度不足,不能得到高br。因此,本发明的实施方式的成形体的烧结温度为1000℃以上,优选为1030℃以上。另外若烧结温度高于1100℃,则发生主相的急剧的晶粒生长,从而不能通过之后的热处理得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。因此,本发明的实施方式的成形体的烧结温度为1100℃以下,优选为1080℃以下。其中,成形体的烧结可以使用公知的方法。为了防止因烧结时的气氛造成的氧化,优选烧结在真空气氛中或气氛气体中进行。气氛气体优选例如氦或氩等不活泼气体。·关于热处理[(条件a)以10℃/分以下降温至500℃]本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材可以通过如下方式得到,即,将成形体以上述方式烧结后,以10℃/分以下的降温速度降温至500℃。对于如此得到的r-t-b系烧结磁体原材进行详情后述的热处理工序,由此能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。其中,作为评价至500℃为止的降温速度(10℃/分以下)的方法,以从烧结温度至500℃的平均冷却速度(即,用烧结温度与500℃之间的温差除以从烧结温度降温直至达到500℃的时间的值)进行评价。烧结成形体后,以10℃/分以下的降温速度降温至500℃,由此不会使r2t17相残留,而能够使r-t-ga相生成,通过之后的热处理工序,能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。烧结成形体后,若至500℃为止的降温速度高于10℃/分,则r2t17相部分生成,不能通过之后的热处理而得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。因此,在本发明的实施方式中,烧结成形体后,至500℃为止的降温速度为10℃/分以下,优选为5℃/分以下。烧结后,从低于500℃起进行冷却,可由任意的冷却速度进行,无论缓冷(例如,10℃/分以下)还是急冷(例如,40℃/分以上)均可。另外,烧结后,以10℃/分以下的冷却速度降温至500℃之后,可以冷却至室温,也可以继续进行后述的热处理工序。[(条件b)进行在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度保持的第一热处理后,以10℃/分以下降温至500℃]另外,本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材也能够通过如下方式获得,即,以上述方式烧结成形体后,在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度保持而进行第一热处理后,以10℃/分以下降温至500℃。对于如此得到的r-t-b系烧结磁体原材进行详情后述的热处理工序,由此能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。其中,作为评价至500℃为止的降温速度(10℃/分以下)的方法,以从第一热处理温度至500℃的平均冷却速度(即,用第一热处理温度与500℃之间的温差除以从第一热处理温度降温直至达到500℃的时间的值)进行评价。对于在第一热处理温度下进行的第一热处理而言,也可以在1000℃以上且1100℃以下的温度下烧结成形体后,冷却至低于第一热处理温度的温度,其后加热至第一热处理温度而进行第一热处理。另外,也可以将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度进行烧结后,不冷却至低于第一热处理温度的温度,而是冷却至第一热处理温度,进行第一热处理。对于从烧结成形体后至进行第一热处理之间的冷却,可以由任意的冷却速度进行冷却,无论是缓冷(例如,10℃/分以下)还是急冷(例如,40℃/分以上)均可。在本实施方式中,通过保持在800℃以上且950℃以下的第一热处理温度而进行第一热处理,能够抑制r2t17相的生成,并且生成r-t-ga相,通过后述的其后的第二热处理,能够得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。以低于800℃的温度进行第一热处理时,因为温度过低,所以无法抑制r2t17相的生成,因为r2t17相存在,所以不能通过其后的第二热处理,得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。另外,若第一热处理温度高于950℃,则发生主相的急剧的晶粒生长,不能通过其后的热处理得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。因此,本发明的实施方式的第一热处理温度为950℃以下,优选为900℃以下。第一热处理后,通过以10℃/分以下的冷却速度降温至500℃,不会残留r2t17相,而能够使r-t-ga相生成,通过进行其后的热处理工序,能够得到具有高hcj和hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。第一热处理后,若至500℃为止的降温速度高于10℃/分,则r2t17相生成,不能得到具有高hcj和高hk/hcj的r-t-b系烧结磁体。因此,在本发明的实施方式中,第一热处理后,至500℃为止的降温速度为10℃/分以下,优选为5℃/分以下。第一热处理后,从低于500℃起的冷却,可以由任意的冷却速度进行,无论是缓冷(例如,10℃/分以下)还是急冷(例如,40℃/分以上)均可。另外,第一热处理后,以10℃/分以下的冷却速度降温至500℃之后,可以冷却至室温,也可以继续进行后述的热处理工序。2.热处理工序将以上述方式得到的r-t-b系烧结磁体原材加热至650℃以上且750℃以下的第二热处理温度而进行第二热处理后,以5℃/分以上的冷却速度进行冷却至400℃为止。在本发明的实施方式中,将此热处理称为热处理工序。通过对由上述准备r-t-b系烧结磁体原材的工序而准备的本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体原材实施该热处理工序,不会使r-t-ga相过剩地生成,而能够使r-ga-cu相在二粒子晶界相生成。若第二热处理温度低于650℃,则温度过低,因此有可能不能形成足够量的r-ga-cu相,此外由烧结工序生成的r-t-ga相不熔化,因此在热处理工序后r-t-ga相将过剩地存在,有可能无法得到高hcj和高hk/hcj。若第二热处理温度高于750℃,则r-t-ga相过度地消失而发生r2t17相的生成,hcj和hk/hcj有可能降低。第二热处理温度的保持时间优选为5分以上且500分以下。加热至650℃以上且750℃以下的第二热处理温度后(保持后),若至400℃为止的冷却速度低于5℃/分,则r2t17相有可能过剩地生成。以前,对于使b量比一般的r-t-b系烧结磁体低、并添加有ga等的r-t-b系烧结磁体而言,在热处理工序中,若在加热温度保持后的冷却不设为急冷(例如,冷却速度40℃/分以上),则r-t-ga相大量生成,r-ga-cu相几乎不生成,有不能具有高hcj的情况。但是,本发明的实施方式的r-t-b系烧结磁体,即使热处理工序的冷却例如为10℃/分,也能够抑制r-t-ga相的生成,并且形成足够量的r-ga-cu相,因此能够得到高hcj和高hk/hcj。即,本发明的实施方式的从第二热处理中的650℃以上且750℃以下的第二热处理温度至400℃的温度的冷却速度为5℃/分以上即可。优选的冷却速度为15℃/分以上,更优选为50℃/分以上。如果是这样的冷却速度,则能够进一步抑制r-t-ga相的生成,并且形成足够量的r-ga-cu相,能够得到更高的hcj和更高的hk/hcj。另外,也可以根据需要(例如,在得到更大型的r-t-b系烧结磁体时,为了防止因热应力造成的裂纹发生等)进行缓冷。对于加热到650℃以上且750℃以下的加热温度后至400℃为止的冷却速度而言,在加热温度至400℃之间冷却的过程中,冷却速度发生变动也无妨。例如,冷却刚开始之后,是15℃/分左右的冷却速度,随着接近400℃,也可以变化为5℃/分等的冷却速度。将r-t-b系烧结磁体原材从650℃以上且750℃以下的第二热处理温度,以5℃/分以上的冷却速度冷却至400℃的温度的方法,例如在炉内导入氩气而进行冷却即可,也可以利用其他任意的方法进行。其中,作为评价加热至650℃以上且750℃以下的第二热处理温度后至400℃为止的冷却速度(5℃/分以上)的方法,由从该第二热处理温度至400℃的平均冷却速度(即,用第二热处理温度与400℃之间的温差除以从加热温度降温而直至达到300℃为止的时间的值)进行评价。此外优选的是,对于所述工序2)(热处理工序)后的r-t-b系烧结磁体,进行加热至360℃以上且460℃以下的低温热处理温度的低温热处理工序。通过进行所述低温热处理工序,能够进一步提高hcj。特别是对含有dy和/或tb等的重稀土类元素rh为1质量%以上且10质量%以下的r-t-b系烧结磁体,通过进行低温热处理工序,能够大幅提高hcj。其中,低温热处理后的至室温为止的冷却可以在任意的冷却速度下进行,无论是缓冷(例如,10℃/分以下)还是急冷(例如,40℃/分以上)均可。实施例通过实施例更详细地说明本发明,但本发明不受其限定。·实施例1:将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度进行烧结后,实施(条件a),冷却至室温后,进行热处理工序的实施例以成为表1所示的组成(本发明的组成范围)的方式称量各元素的原料,由薄带连铸法制作合金。对于所得到的合金进行氢粉碎,得到粗粉碎粉。接着,在所得到的粗粉碎粉中,作为润滑剂而添加、混合硬脂酸锌,使之相对于粗粉碎粉100质量%为0.04质量%,之后使用喷射磨机,在氮气气流中进行干式粉碎,得到粒径d50为4μm的微粉碎粉(合金粉末)。在所述微粉碎粉中,作为润滑剂添加、混合硬脂酸锌,使之相对于微粉碎粉100质量%为0.05质量%,之后在磁场中成形,从而得到成形体。其中,成形装置使用磁场施加方向与加压方向正交的所谓垂直磁场成形装置(横磁场成形装置)。其中,表1的式(1)和式(2)在满足本发明的式(1)和式(2)时记为○,不满足时记为×(下同)。对于所得到的成形体,以表2所示的条件进行烧结和热处理,由此得到r-t-b系烧结磁体。表2中的no.1是以1065℃烧结成形体,从1065℃以3℃/分的平均冷却速度使之降温至500℃,从500℃冷却(以10℃/分的平均冷却速度冷却。试料no.2~18也同样)至室温(30℃~20℃左右),由此制作r-t-b系烧结磁体原材。再对所得到的r-t-b系烧结磁体原材加热至700℃而进行第二热处理,进行从700℃以50℃/分平均冷却速度使之冷却至400℃,从400℃冷却至室温(以10℃/分的平均冷却速度冷却。试料no.2~18也同样)的热处理工序。同样地记述试料no.2~18。其中,任意一个实施例的烧结时间均为4小时(即,全部的试料以1065℃烧结4小时),第二热处理的加热时间为3小时(试料no.1的情况是以700℃加热3小时)。另外,表1的烧结的处理温度和(条件a)中的降温温度、降温速度、及热处理工序中的第二热处理温度、冷却温度、冷却速度,在成形体或r-t-b系烧结磁体原材上安装热电偶进行测定。另外,以电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes),测定所得的r-t-b系烧结磁体的组成,与表1的组成等同。[表1][表2]对于所得到的r-t-b系烧结磁体实施机械加工,制作纵7mm、横7mm、厚7mm的试料,通过b-h描绘器测定各试料的磁特性。测定结果显示在表3中。其中,hk/hcj表述的是,用磁化达到饱和磁化的90%的外部磁场的值除以ihc的值(下同)。[表3]如表3所示,将按照成为本发明的组成的方式制作的成形体,在1000℃以上且1100℃以下的温度下烧结后,进行(条件a),从而准备r-t-b系烧结磁体原材,进而进行了热处理工序的本发明例,均具有br≥1.243t且hcj≥1874ka/m且hk/hcj≥0.95这样高的磁特性。相对于此,不满足(条件a)的降温速度(10℃/分以下)的试料no.4、5,和不满足(条件a)的降温温度(降温至500℃)的试料no.6、7,和不满足热处理工序中的第二处理温度(650℃以上且750℃以下)的试料no.9、10、14,以及不满足热处理工序中的冷却速度(以5℃/分以上冷却至400℃)的试料no.15,均不具有br≥1.243t且hcj≥1874ka/m且hk/hcj≥0.95的高磁特性。如此,本发明通过(条件a)(或后述的(条件b))及热处理工序这二者全都满足本发明的范围,从而能够具有高磁特性。·实施例2:将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度烧结后,实施(条件a),从该(条件a)的降温温度起,继续进行热处理工序的实施例按照除了以表4所示的条件进行烧结和热处理以外,均与实施例1相同的条件(组成也与表1相同),得到r-t-b系烧结磁体。表4中的no.20中,将成形体以1065℃进行烧结,从1065℃以3℃/分的平均冷却速度使之降温至400℃,从400℃起继续(不冷却至室温)加热到700℃而进行第二热处理,再从700℃以50℃/分的平均冷却速度使之冷却到400℃,并从400℃冷却至室温(以平均冷却速度10℃/分进行冷却。试料no.21~23也同样)。试料no.21~23也同样地记述。其中,任意一个实施例的烧结时间和第二热处理的加热时间均与实施例1相同。另外,以电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)测定所得到的r-t-b系烧结磁体的组成,与表1的组成等同。[表4]对所得到的r-t-b系烧结磁体实施机械加工,制作纵7mm、横7mm、厚7mm的试料,利用b-h描绘器测定各试料的磁特性。测定结果显示在表5中。[表5]如表5所示,将按照成为本发明的组成的方式制作的成形体,在1000℃以上且1100℃以下的温度下烧结后,进行(条件a),从该(条件a)的降温温度起,继续进行热处理工序的情况(试料no.20、21)也与实施例1同样,能够具有br≥1.243t且hcj≥1874ka/m且hk/hcj≥0.95的高磁特性。相对于此,不满足(条件a)的降温温度(降温至500℃)的试料no.22/23与实施例1的试料no.6、7同样,不具有br≥1.243t且hcj≥1874ka/m且hk/hcj≥0.95的高磁特性。·实施例3:将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度烧结后,实施(条件b),冷却至室温后,进行热处理工序的实施例按照除了以表6所示的条件进行烧结和热处理以外,均与实施例1相同的条件(组成也与表1相同),得到r-t-b系烧结磁体。表6中的no.24中,将成形体以1065℃烧结并冷却至室温(以平均冷却速度10℃/分进行冷却。试料no.25~46也同样)之后,加热至800℃而进行第一热处理后,从800℃以3℃/分的平均冷却速度使之降温至500℃,从500℃冷却至室温(以平均冷却速度10℃/分进行冷却。试料no.25~46也同样),从而制作r-t-b系烧结磁体原材。再对所得到的r-t-b系烧结磁体原材加热至700℃而进行第二热处理,进行从700℃以50℃/分的平均冷却速度使之冷却至400℃,从400℃冷却至室温(以平均冷却速度10℃/分冷却。试料no.25~46也同样)的热处理工序。试料no.25~46也同样地记述。其中,任意一个试料的烧结时间均为4小时,第一热处理和第二热处理的加热时间分别为3小时。另外,表6中的烧结的处理温度及(条件b)中的第一热处理温度、降温温度、降温速度、及热处理工序中的第二热处理温度、冷却温度、冷却速度,是在成形体及r-t-b系烧结磁体原材安装热电偶进行测定。另外,以电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)测定所得到的r-t-b系烧结磁体的组成,与表1的组成等同。[表6]对所得到的r-t-b系烧结磁体实施机械加工,制作纵7mm、横7mm、厚7mm的试料,通过b-h描绘器测定各试料的磁特性。测定结果显示在表7中。[表7]如表7所示,将按照成为本发明的组成的方式制作的成形体,在1000℃以上且1100℃以下的温度下烧结后,进行(条件b),从而准备r-t-b系烧结磁体原材,再进行热处理工序的本发明例,均具有br≥1.232t且hcj≥1876ka/m且hk/hcj≥0.94这样的高磁特性。相对于此,不满足(条件b)中的第一热处理温度(800℃以上且950℃以下)的试料no.42、46,和不满足(条件b)中的降温速度(10℃/分以下)的试料no.27、28,和不满足(条件b)中的降温温度(降温至500℃)的试料no.29、30,和不满足热处理工序中的第二处理温度(650℃以上且750℃以下)的试料no.32、33、37,和不满足热处理工序中的冷却速度(以5℃/分以上冷却至400℃)的试料no.38,均不具有br≥1.232t且hcj≥1876ka/m且hk/hcj≥0.94的高磁特性。如此,本发明通过上述(条件a)或(条件b)及热处理工序的二者全部满足本发明的范围,便能够具有高磁特性。·实施例4:将成形体以1000℃以上且1100℃以下的温度下烧结后,实施(条件b),从该(条件b)的降温温度起继续进行热处理工序的实施例按照除了以表8所示的条件进行烧结和热处理以外,均与实施例3相同的条件得到r-t-b系烧结磁体。表8的no.48中,将成形体以1065℃烧结并冷却至室温(以平均冷却速度10℃/分冷却。试料no.49~51也同样),从室温加热至800℃而进行第一热处理后,从800℃以3℃/分的平均冷却速度使之降温到400℃,接着(不冷却至室温地)加热到700℃而进行第二热处理后,再从700℃以50℃/分的平均冷却速度使之冷却到400℃,从400℃冷却至室温(以平均冷却速度10℃/分冷却。试料no.49~51也同样)。试料no.49~51也同样地记述。其中,任意一个实施例的烧结时间、第一热处理、第二热处理的加热时间均与实施例3同样。另外,以电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)测定所得到的r-t-b系烧结磁体的组成,与表1的组成等同。[表8]对所得到的r-t-b系烧结磁体实施机械加工,制作纵7mm、横7mm、厚7mm的试料,通过b-h描绘器测定各试料的磁特性。测定结果显示在表9中。[表9]如表9所示,将按照成为本发明的组成的方式制作的成形体,在1000℃以上且1100℃以下的温度下烧结后,进行(条件b),从该(条件b)的降温温度起,接着进行热处理工序的情况下(试料no.48、49)也与实施例3同样,能够具有br≥1.232t且hcj≥1876ka/m且hk/hcj≥0.94的高磁特性。相对于此,不满足(条件b)中的降温温度(降温至500℃)的试料no.50、51与实施例3的试料no.29、30同样,不具备br≥1.232t且hcj≥1876ka/m且hk/hcj≥0.94这样的高磁特性。·实施例5:表示了组成范围的限定的实施例按照除了以成为表10的组成的方式称量各元素的原料以外,均与实施例1同样的条件制作2个成形体。对于所得到的2个成形体,一个以表11的no.α(本发明的(条件a)和热处理工序),另一个以表11的no.β(本发明的(条件b)和热处理工序),分别进行烧结和热处理,由此得到r-t-b系烧结磁体。no.α中,以试料no.1同样条件进行烧结、热处理。另外,no.β中,以1065℃烧结成形体,从1065℃冷却至800℃(以平均冷却速度20℃/分冷却),接着以800℃进行第一热处理,除此以外以与试料no.24同样的条件进行烧结、热处理。对于所得到的r-t-b系烧结磁体实施机械加工,制作纵7mm、横7mm、厚7mm的试料,通过b-h描绘器测定各试料的磁特性。测定结果显示在表12中。表12的试料no.52,对于表10的成形体no.a-1的成形体以表11的no.α进行烧结和热处理,由此得到r-t-b系烧结磁体。试料no.53~99也同样地记述。其中,任意一个试料的烧结时间均为4小时,第一热处理和第二热处理的加热时间均为3小时。另外,上述的烧结的处理温度和(条件a)或(条件b)中的第一热处理温度、降温温度、降温速度和热处理工序中的第二热处理温度、冷却温度、冷却速度,是在成形体和r-t-b系烧结磁体原材上安装热电偶进行测定。另外,以电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)测定所得到的r-t-b系烧结磁体的组成,与表10的组成等同。[表10][表11][表12]如表12所示,若比较dy的含量大体相同(3质量%左右)的试料no.52~67,则本发明(试料no.57和65)具有br≥1.256t且hcj≥1911ka/m且hk/hcj≥0.95的高磁特性。相对于此,脱离本发明的组成范围的比较例(试料no.52、60中b量和式(1)在本发明的范围之外,53、61中b量在本发明的范围之外,试料no.54、62中式(1)在本发明的范围之外,试料no.55、58、63、66中ga在本发明的范围之外,试料no.56、64中式(2)在本发明的范围之外,试料no.59、67中cu在本发明的范围之外)均不具有br≥1.256t且hcj≥1911ka/m且hk/hcj≥0.95的高磁特性。同样,dy的含量为1质量%左右的试料no.68~83和dy的含量为5质量%左右的试料no.84~99中,也是本发明与比较例相比具有高的磁特性。如此,即使(条件a)或(条件b)和热处理工序的二者全都满足本发明的范围,若不是本发明的组成范围,仍不能具有高的磁特性。·实施例6:组织照片对于试料no.1(本发明例)和试料no.5(比较例)的r-t-b系烧结磁体,用横截面抛光机(装置名:sm-09010,日本电子制)进行切削加工,使用fe-sem(装置名:jsm-7001f,日本电子制),以倍率2000倍拍摄加工断面的背散射电子像显示在图1(试料no.1)和图2(试料no.5)中。另外,在图2的分析位置1、2,利用fe-sem所附属的edx(装置名:jed-2300,日本电子制)进行组成分析。其结果显示在表13中。其中,edx因为缺乏轻元素的定量性,因此将b除外而进行测定。[表13](原子%)分析位置fendprdycocugaalsi167.319.26.26.70.4--0.20.1271.517.25.54.90.7--0.20.1如图2和表13所示,分析位置1(图2中,相当于由符号1表示的白圆点)是主相的r2t14b相,比r2t14b相(灰色)对比度暗的(淡黑色)分析位置2(图2中,相当于由符号2表示的白圆点)的fe浓度比主相高,是r2t17相。其中,图1、图2共同都有的深黑色的地方(例如图2的由三角包围之处),是在切削加工时发生的凹陷。如图1和图2所表明的那样,在图2(作为比较例的试料no.5)中,r2t17相有多处残留(例如由圆圈包围的地方),相对于此,图1(作为本发明例的试料no.1)中,未确认到有r2t17相。实施例7:进行了低温热处理工序的实施例按照除了以成为表14的组成的方式称量各元素的原料以外,均与实施例1同样的条件制作多个成形体。对所得到的成形体进行表15所示的条件,由此得到r-t-b系烧结磁体。对所得到的r-t-b系烧结磁体实施机械加工,制作纵7mm、横7mm、厚7mm的试料,利用b-h描绘器测定各试料的磁特性。测定结果显示在表16中。表16中的试料no.100,将表14所示的成形体no.d-1的成形体以表15的条件no.a烧结,通过进行第一热处理、第二热处理和低温热处理(条件no.a的情况下无低温热处理),从而得到r-t-b系烧结磁体。试料no.101~118也同样地记述。其中,任意一个试料的烧结时间均为4小时,第一热处理、第二热处理和低温热处理的加热时间均为3小时。另外,上述的烧结的处理温度和第一热处理温度、降温温度、降温速度和热处理工序中的第二热处理温度、冷却温度、冷却速度和低温热处理工序中的低温热处理温度,是在成形体、r-t-b系烧结磁体原材和r-t-b系烧结磁体安装热电偶进行测定。另外,以电感耦合等离子体发射光谱法(icp-oes)测定低温热处理工序后的r-t-b系烧结磁体的组成,与表16的组成等同。[表14][表15][表16]如表16所示,若比较dy的含量相同(0.01质量%)的试料no.100~107,则与不进行低温热处理的试料no.100和脱离本发明的低温热处理温度的试料no.101、106和107相比,以本发明的低温热处理温度(360~460℃)进行了低温热处理工序的试料no.102~105能够得到高hcj。同样,dy的含量为3质量%左右的试料no.108~114和dy的含量为5质量%左右的试料no.115~118,通过进行低温热处理工序,也能够得到高hcj。特别是含有dy为1质量%以上时,与不进行低温热处理工序的情况相比(比较试料no.108与试料no.112,以及比较试料no.115与试料no.117),通过进行低温热处理工序,hcj大幅提高90~100ka/m左右。本申请以申请日为2015年12月24日的日本国申请特愿2015-251677号和申请日为2016年2月26日的日本国申请特愿2016-036272号为基础主张优先权,特愿2015-251677号和特愿2016-036272号通过参照而编入编本说明书。当前第1页12
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