R-t-b系烧结磁体及r-t-b系烧结磁体的制造方法_3

文档序号:9693349阅读:来源:国知局
6α+1〇β+8 γ而求出。6α是基于 作为杂质生成的主要是R2O3的氧化物、氧的约6倍质量的R以氧化物形式被消耗而规定的。10 β是基于生成的主要是RN的氮化物、氮的约10倍质量的R以氮化物形式被消耗而规定的。8 γ 是基于生成的主要是R2C3的碳化物、碳的约8倍质量的R以碳化物形式被消耗而规定的。
[0139] 需要说明的是,氧量、氮量及碳量分别为利用上述气体分析装置进行测定而获得 的数值,而作为式(1)所示的R、B、Ga、Cu、Al、M及T的各自的含量(质量%)的u、w、 X、y、z、q及 100-u-w-x-y-z-q可以使用感应耦合等离子体发射光谱法(ICP发射光谱法)进行测定。此 外,100-u-w-x-y-z-q可以使用利用ICP发射光谱法获得的u、w、x、y、z及q的测定值通过计算 而求出。
[0140] 因此,式(1)中是按照能够利用ICP发光分析法测定的元素的合计量为100质量% 的方式进行规定的。另一方面,氧量、氮量及碳量在ICP发射光谱法中是不能测定的。
[0141 ]因此,本发明的方式中,式(1)中规定的u、w、x、y、z、q及100-u-w-x-y-z-q与氧量α、 氮量β及碳量γ的合计允许超过100质量%。
[0142] R-T-B系烧结磁体的氧量优选为0.15质量%以下。V是在将氧量(质量% )设为α、将 氮量(质量% )设为β、将碳量(质量% )设为γ时从R量(u)减去6α+1〇β+8 γ而得的值,因此在 例如氧量α多时,需要增大原料合金阶段的R量。特别是在后述的图1的本发明的1个方式的 区域1和2中,区域1与区域2相比,ν相对高,因此当氧量α多时,有原料合金阶段的R量变得非 常多的担忧。从而,有主相的存在比率变低、B r降低的担忧,因此特别是图1的本发明的区域 1中,氧量优选为ο. 15质量%以下。
[0143] Ga为0.20质量%以上且0.70质量%以下。但是,Ga为0.40质量%以上且0.70质 量%以下时、与为0.20质量%以上且小于0.40质量时,v、w的范围等不同。以下详细进行说 明。
[0144] 本发明的1个方式中,在Ga为0.40质量%以上且0.70质量%以下的情况下,满 足以下的关系。
[0145] 50w-18.5< v<50w-14 (6)
[0146] -12.5w+38.75 < v<-62.5w+86.125 (7)
[0147] 图1示出满足上述式(6)及(7)的7和《的范围。图1中的v是在将氧量(质量%)设为 α、将氮量(质量% )设为β、将碳量(质量%)设为γ时从R量(u)减去6α+1〇β+8 γ而得的值,w 为Β量的值。式(6)、即50w-18.5 <以50w-14是图1的包含点Α和点Β的直线(连接点Α和点Β的 直线)与包含点C和点D的直线(连接点C和点D的直线)所夹的范围,式(7)、即-12.5W+38.75 < v < -62.5W+86.125是包含点D和点F和点B和点G的直线与包含点C和点E和点A和点G的直 线所夹的范围。并且,满足这两者的区域1和2(点A和点B和点D和点C围成的区域)是本发明 的1个方式的范围。通过将v和w设为区域1和2的范围,能够获得高B r和高HcJ。我们认为,偏离 区域1和2的范围内的区域10(在图中从包含点D和点F和点B和点G的直线向下的区域)中,v 相对于w过少,因此R-T-Ga相的生成量变少,不能使R 2Tn相消失或者使R-Ga相及R-Ga-Cu相 的生成量变少。从而不能获得高Hcj。我们认为,相反地,偏离区域1和2的范围内的区域20(在 图中从包含点C和点E和点A和点G的直线向上的区域)中,v相对于w过多,因此Fe量相对不 足。当Fe量不足时,R及B剩余,其结果是不生成R-T-Ga相,容易生成RiFe4B4相。从而,R-Ga相 及R-Ga-Cu相的生成量也变少,不能获得高Hcj。进而,偏离区域1和2的范围内的区域30 (图中 从包含点C和点D的直线向上的区域)中,v过多且w过少,因此虽然生成R-T-Ga相、R-Ga相及 R-Ga-Cu相,但主相的存在比率变低,不能获得高B r。进而,偏离区域1和2的范围内的区域40 (从点C和点D和点G围成的区域中除去区域1和2而得的区域)中,R少且B过多,因此主相的存 在比率虽高,但几乎不生成R-T-Ga相,R-Ga相及R-Ga-Cu相的生成量也减少,因此不能获得 尚 Hcj。
[0148] 本发明的1个方式中,在Ga为0.20质量%以上且小于0.40质量%的情况下,满 足以下的关系。
[0149] 50w-18.5< v<50w-15.5 (8)
[0150] -12.5w+39.125 < v<-62.5w+86.125 (9)
[0151] 图2中示出满足式(8)及(9)的v和w的本发明范围。式(8)、即50w-18.5 < 50w_ 15.5为图2的包含点A和点L的直线与包含点J和点K的直线所夹的范围,式(9)、即-12.5w+ 39.125 <以-62.5w+86.125为包含点K、点I和点L的直线与包含点J、点Η和点A的直线所夹 的范围。并且,满足这两者的区域3和4(点A、点L、点K和点J围成的区域)为本发明的1个方式 的范围。为供参考,图3中示出了图l(Ga为0.40质量%以上且0.70质量%以下时)和图2的 (Ga为0.20质量%以上且小于0.40质量%时)的位置关系(图1所示的范围和图2所示的范围 的相对关系)。即使x(Ga)为0.20质量%以上且小于0.40质量%,只要在上述范围(点A、点L、 点K和点J围成的区域3和4),通过设定后述的与v、w相适合的合适的X也能够获得高B r和高 Hcj 〇
[0152] 在x为0.20质量%以上且小于0.40质量%的情况下,本发明的1个方式中,根据v、w 将X设为以下的式(10)的范围。
[0153] -(62.5w+v-81.625)/15+0.5 <x<-(62.5w+v-81.625)/15+0.8 (10)
[0154] 通过将X设为与v和w相适合的上述式(10)的范围,能够生成获得高磁特性所必须 的最低限度的R-T-Ga相。在X小于上述范围时,R-T-Ga相的生成量过少,因此有Hcj降低的担 忧。相反地,在X超过上述范围时,存在多余的Ga,主相的存在比率降低,有B r降低的担忧。
[0155] 本发明中,在Ga为0.40质量%以上且0.70质量%以下的情况下,进而优选满 足以下的关系。
[0156] 50w-18.5< v<50w-16.25 (11)
[0157] -12.5w+38.75 < v<-62.5w+86.125 (7)
[0158] 图1示出满足上述式(11)及(7)的v和w的范围。式(11)、即50w-18.5 < v < 50w_ 16.25为包含点A和点B的直线与包含点E和点F的直线所夹的范围,式(7)、即-12.5w+38.75 < v < -62.5計86.125为包含点D、点F、点B和点G的直线与包含点C、点E、点A和点G的直线所 夹的范围。并且,满足这两者的区域2(由点A、点B、点F和点E围成的区域)为本发明范围。通 过设为上述范围,能够确保R-T-Ga相的生成量且降低V、提高w,因此能够获得更高的B r且不 降低主相的存在比率。
[0159] 本发明中,在Ga为0.20质量%以上且小于0.40质量%的情况下,进而优选X和w满 足以下的式(12)及(9)的关系。
[0160] 50w-18.5< v<50w-17.0 (12)
[0161] -12.5w+39.125 < v < -62.5w+86.125 (9)
[0162] 图2示出满足上述式(12)及(9)的范围。式(12)、即50w_18.5< v<50w_17.0为包含 点A和点L的直线与包含点Η和点I的直线所夹的范围,式(9)、即-12.5W+39.125 < v < -62.5w +86.125为包含点Κ、点I和点L的直线与包含点J、点Η和点Α的直线所夹的范围。并且,满足这 两者的区域4(由点A、点L、点I和点Η围成的区域)为本发明1个方式的范围。为供参考,在图3 中示出图l(Ga为0.40质量%以上且0.70质量%以下)和图2的(Ga为0.20质量%以上且小于 0.40质量% )的范围的相对位置关系。通过设上述范围(由点A、点L、点I和点Η围成的区域 4)、且如上所述将X设为-(62.5w+v-81.625)/15+0.5 <x<-(62.5w+v-81.625)/15+0.8的范 围,从而能够确保R-T-Ga相的生成量且降低v、提高w,因此能够获得更高的B r,且不降低主 相的存在比率。
[0163] 优选含有0.07质量%以上且0.2质量%以下Cu。在Cu的含量小于0.07质量%时,难 以在二粒子晶界生成R-Ga相及R-Ga-Cu相,有不能获得高Hcj的担忧。此外,在超过0.2质量% 时,Cu的含量过多,因此有不能烧结的担忧。Cu的含量进而优选0.08质量%以上且0.15质 量%以下。
[0164] 还含有通常含量程度的A1 (0.05质量%以上且0.5质量%以下)。通过含有A1,能够 提高Hcjjl通常作为制造工序中不可避免的杂质含有0.05质量%以上,也可以按照以不可 避免的杂质形式含有的量和有意地添加的量的合计计含有0.5质量%以下。
[0165] 此外,通常已知:在R-T-B系烧结磁体中,通过含有Nb和/或Zr从而烧结时晶粒的异 常粒生长受到抑制。本发明中也可以含有合计为0.1质量%以下的Nb和/或Zr。当Nb和/或Zr 的合计含量超过0.1质量%时,由于存在多余的Nb、Zr,从而有主相的体积比率降低、B r降低 的担忧。
[0166] 本发明的1个方式中,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,可以列举例如R6Fei 3Gai 化合物。需要说明的是,由于存在混入作为不可避免的杂质的Al、Cu、Si的情况,因此R-T-Ga 相有时会变成例如R 6Fe13 (Gai-x-y-zCuxAl ySiz)化合物。此外,R-Ga相是含有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)的相,可 以列举例如R 3Gai化合物。进而,R-Ga-Cu相是将前述R-Ga相的一部分Ga置换为Cu的相,可以 列举例如R 3 (Ga,Cu) 1化合物。
[0167] [R-T-B系烧结磁体的制造方法]
[0168] 如上所述,方式1或方式2所示的本发明的R-T-B系烧结磁体可以使用公知的制造 方法制作。
[0169] 对本发明的R-T-B系烧结磁体的制造方法的一例进行说明。R-T-B系烧结磁体的制 造方法具备获得合金粉末的工序、成形工序、烧结工序、热处理工序。以下对各工序进行说 明。
[0170] (1)获得合金粉末的工序
[0171] 合金粉末既可以使用1种合金粉末(单一合金粉末),也可以使用通过将2种以上的 合金粉末混合而获得合金粉末(混合合金粉末)的所谓2合金法,可以使用公知的方法获得 具有本发明的组成的合金粉末。
[0172] 在单一合金粉末的情况下,按照成为规定的组成的方式准备各元素的金属或合 金,对于这些使用带式铸造法等制造片状的合金。将获得的片状的原料合金进行氢粉碎,将 粗粉碎粉的尺寸设为例如1. 〇mm以下。然后,利用喷射式粉碎机等对粗粉碎粉进行微粉碎, 从而获得例如粒径D5Q(利用基于气流分散法的激光衍射法获得的体积基准中值粒径)为3~ 7μπι的微粉碎粉(单一合金粉末)。需要说明的是,在喷射式粉碎机粉碎前的粗粉碎粉、喷射 式粉碎机粉碎中及喷射式粉碎机粉碎后的合金粉末中可以使用公知的润滑剂作为助剂。
[0173] 在使用混合合金粉末时,优选的方式
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