R－t－b系烧结磁体的制作方法
【专利摘要】提供一种R－T－B系烧结磁体，其特征在于，下述式(1)所示的组成满足下述式(2)～(10)，uRwBaCxGazAlvCoqTigFejM(1)29.0≤u≤34.0(2)、0.80≤w≤0.92(3)、0.10≤a≤0.20(4)、0.3≤x≤0.8(5)、0.05≤z≤0.5(6)、0≤v≤3.0(7)、0.15≤q≤0.29(8)、58.29≤g≤69.60(9)、0≤j≤2.0(10)，在将g除以Fe的原子量而得的值设为g’、将v除以Co的原子量而得的值设为v’、将z除以Al的原子量而得的值设为z’、将w除以B的原子量而得的值设为w’、将a除以C的原子量而得的值设为a’、将q除以Ti的原子量而得的值设为q’时，满足下述式(A)及(B)。－0.02≤(g’+v’+z’)－(14×(w’+a’－2×q’))(A)，0.02≥(g’+v’+z’)－(14×(w’+a’－q’))(B)。
【专利说明】
R_T_B系烧结磁体
技术领域
[0001] 本发明涉及R-T 一B系烧结磁体。
【背景技术】
[0002] 已知以R2T14B型化合物为主相的R-T 一 B系烧结磁体(R为稀土类元素中的至少一 种，必须包含Nd;T为过渡金属元素中的至少一种，且必须包含Fe)是永磁体中性能最高的磁 体，用于硬盘驱动的音圈电动机(VCM)、电动汽车用(EV、HV、PHV等）电动机、工业用电动机等 各种电动机等中。
[0003] R-T-B系烧结磁体在高温下矫顽力Hcj(以下有时简单记载为"H。/'）降低，引起不 可逆热退磁。因此，特别是用于电动汽车用途、电动汽车用电动机时，要求高温下也维持高 HcJ。并且，为了抑制高温下的不可逆热退磁，即为了在高温下也维持高Hcj，要求在室温下获 得更高的H cJ。
[0004] 一直以来，为了提高Hcj，在R-T 一 B系烧结磁体中大量添加重稀土类元素 RH(主要 是Dy)，但存在残留磁通密度Br(以下有时简单记载为"Br"）降低的问题。因此，近年采用了如 下方法:使重稀土类元素从R-T 一 B系烧结磁体的表面扩散到内部，重稀土类元素在主相晶 粒的外壳部发生稠化，抑制Br的降低并获得高H cJ。
[0005] 但是，Dy由于产地有限等理由，存在供给不稳定或价格变动等问题。因此，要求尽 量不使用Dy等重稀土类元素(尽量减少使用量)地提高R-T-B系烧结磁体的Hcj的技术。
[0006] 专利文献1记载了 ：通过与通常的R-T一B系合金相比减少B量且使其含有选自A1、 Ga、Cu中的1种以上金属元素 M，从而生成R2T17相，通过充分确保以该R2T17相为原料生成的过 渡金属富集相(R6T13M)的体积率，从而获得抑制Dy的含量且矫顽力高的R-T 一 B系稀土类烧 结磁体。
[0007] 专利文献2记载了：与通常的R-T一B系合金相比减少B量且将B、Al、Cu、Co、Ga、C、0 的量设为规定的范围，进而通过使相对于B的Nd和Pr的原子比、以及Ga和C的原子比分别满 足特定的关系，从而获得高残留磁通密度及矫顽力。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献：国际公开第2013/008756号 [0011] 专利文献：国际公开第2013/191276号
【发明内容】
[0012] 发明要解决的问题
[0013] 但是，本发明人等发现，如专利文献1、2所述那样的、与一般的R-T 一 B系烧结磁体 相比减少B量（比R2T14B型化合物的化学计量比的B量少)且添加 Ga等的组成的烧结磁体，存 在B量仅仅稍微改变时Hcj也极大地改变的问题。
[0014] 例如，B量仅改变0.01质量％时，Hcj有时改变约100kA/m。与此相对，一般的R-T-B 系烧结磁体(含有比fcTwB型化合物的化学计量比的B量多的B)，即使B量改变0.1质量％，HcJ 也几乎不变。
[0015] 因此，对于B量比一般的R-T 一 B系烧结磁体少且添加了Ga等的组成的烧结磁体而 言，为了抑制Hcj的变化，有必要以例如0.01质量％的高精度对B量进行管理。但是，在量产设 备中，在对原料合金进行熔融、铸造时，以例如0.01质量％的精度对B量进行管理是非常困 难的。
[0016] 本发明是为了解决这样的问题而作出的，目的在于提供一种相对于B量的变化的 Hcj的变化小且具有高的Br和高的Hcj的R-T -B系烧结磁体。
[0017]用于解决问题的手段
[0018] 本发明的方式1是一种R-T 一 B系烧结磁体，其特征在于，下述式（1)所示的组成满 足下述式(2)~（10)，
[0019] uRwBaCxGazAlvCoqTigFejM (1)
[0020] (R是稀土类元素中的至少一种，且必须含有Nd，M是除了 R、C、B、Ga、Al、Co、Ti&Fe 以外的元素，u、w、a、x、z、v、q、g、j表示质量％ )
[0021] 29.0<u<34.0 (2)
[0022] (其中，重稀土类元素 RH为R-T一B系烧结磁体的10质量％以下）
[0023] 0.80 <w< 0.92 (3)
[0024] 0.10 <a< 0.20 (4)
[0025] 0.3<x<0.8 (5)
[0026] 0.05<z<0.5 (6)
[0027] 〇< v<3.0 (7)
[0028] 0.15<q<0.29 (8)
[0029] 58.29 <g< 69.60 (9)
[0030] 〇 < j < 2.0 (10)
[0031] 在将g除以Fe的原子量而得的值设为g'、将v除以Co的原子量而得的值设为ν'、将z 除以A1的原子量而得的值设为z'、将w除以B的原子量而得的值设为w'、将a除以C的原子量 而得的值设为a'、将q除以Ti的原子量而得的值设为q'时，满足下述式(A)及(B)。
[0032] -0.02 < (g，+v，+z，)-(14X(w，+a ，-2Xq，)) (A)
[0033] 0.02 2 (g'+v'+z'）一（14X (w'+a'一q'）） (B)
[0034] 本发明的方式1中，优选0.18 0.28。
[0035] 发明效果
[0036] 能够提供一种相对于B量的变化的Hcj的变化小且具有高的Br和高的Hcj的R-T 一B 系烧结磁体。
【具体实施方式】
[0037]我们发现，本发明的方式通过在R-T 一 B系烧结磁体中将Ti量、B量、C量设为适当 的范围，在制造工序中生成Ti的硼化物，从而能够提供一种相对于B量的变化的Hcj的变化小 且具有高的Br和高的Hcj的R-T-B系烧结磁体。
[0038] 1.关于Ti及C的添加
[0039] 本发明人等确认:本发明的R - T 一 B系烧结磁体中形成有Ti的硼化物(TiB及/或 TiB2)。并且，本发明的方式是使得后述的BCeff量比一般的R-T一B系烧结磁体的B量少地来 形成Ti的硼化物的。基于这些，本发明人等想到的、通过含有规定含量的Ti从而即使B量改 变Hcj的变化也被抑制的机理如下。其中，需要提醒注意的是，以下所示的机理并非意在限制 本发明的技术范围。
[0040] 如上所述，采用了比一般的R-T -B系烧结磁体减少B量（比R2T14B型化合物的化学 计量比的B量少），且又添加了 Ga等的组成的烧结磁体能够获得高的Hcj。
[0041 ]我们考虑这是由于，当B量低于fcTwB型化合物的化学计量比时，R及T变为过量，生 成R2T17相，通常随着B量的降低磁特性也急剧降低，但当磁体组成中含有Ga时，代替R 2T17相 而生成R-T-Ga相，从而能够获得尚的Hcj。
[0042] 此外，一般的R-T - B系烧结磁体中含有较多的C时无法获得高的Hcj，因此我们考 虑在这样的B量比R2T14B型化合物的化学计量比低的R-T一B系烧结磁体中，当含有较多的C 时也无法获得高的Hcj。但是，本发明人等发现，在B量低于fcTwB型化合物的化学计量比时， 即使使C增加到超过不可避免的杂质量水平(约0.03~0.09质量％ )的量，通过使Ti量、B量、 C量满足本发明的式(1)~（10)、(A)及(B)的关系，也能够获得高的Hcj。由于成形时添加的脱 模剂等，C含量有时会超过不可避免的杂质量水平，导致有时无法获得高的Hcj。即使在这种 情况下，本发明的方式也能够获得高的Hcj。
[0043] 关于即使使C增加到超过不可避免的杂质量水平的量也能够获得高的Hcj的理由， 我们认为如下：当B量比R2T 14B型化合物的化学计量比多时主要作为稀土类碳化物等的晶界 相的C，在B量小于fcTwB型化合物的化学计量比时，代替B而置换fcTwB型化合物的B位点的 一部分。需要说明的是，如上所述，在B量少于R 2T14B型化合物的化学计量比时，B位点容易被 代替B的的C置换，因此特别是使C增加到不可避免的杂质量水平（约0.03~0.09质量％ )以 上时，必须按照B量和C量的合计(B量+C量)KR2T14B型化合物的化学计量比少的方式进行管 理。进而，本发明人研究的结果是，发现了：通过添加 Ti并使其达到特定的范围内的含量，使 制造工序中生成Ti的硼化物，从而使R-T 一 B系烧结磁体全体的B量+C量减去制造工序中与 Ti结合而消耗的B量而得的、B量+C量（以下将未与Ti结合的残留的B量+C量设为"有效B量+C 量"，有时记载为"BCeff量"）比一般的R-T -B系烧结磁体全体的B量+C量少（比R2T14B型化合 物的化学计量比的B量+C量少)且添加了Ga等的组成的烧结磁体，相对于B量的变化的H cj的 变化受到抑制。
[0044] 如上所述，比一般的R - T 一 B系烧结磁体减少B量且添加了 Ga等的组成的烧结磁 体，当B量改变时，Hcj显著变化。我们认为，这是由于R-T -Ga相的生成量会随着B量+C量相 对于R2T14B型化合物的化学计量比减少了多少(R、T剩余了多少)而显著变化，因此，Hcj的B量 依赖性变大，但获知:通过在烧结磁体中添加 Ti而形成硼化物(TiB及/或TiB2)、使前述BCrff 量少于R2T14B型化合物的化学计量比的B量时，能够减小对Hcj的磁体全体的B量的依赖性。
[0045] 我们认为，这是由于，如本发明的方式那样形成Ti的硼化物而使BCeff量比一般的 R-T 一 B系烧结磁体的B量少时，通过添加 Ga而使R2Tn相等的生成受到抑制，生成R-T 一Ga， 结果Hcj提高，但此时，当磁体全体组成的B量与R2T14B型化合物的化学计量比的B量相比发生 改变时，TiB和TiB 2的生成比改变，即磁体全体组成的B量和由fcTwB型化合物的化学计量比 求出的B量的差小（即、含有的B量更少）时，与TiB2相比，生成更多的TiB，相反，磁体全体组 成的B量和由R2T14B型化合物的化学计量比求出的B量的差大时（即，含有的B量更多时），与 TiB相比，生成更多的TiB2。这样，B越多则越生成富含B的Ti硼化物(TiB2)，B越少则越生成B 贫乏的Ti硼化物(TiB)，从而即使磁体全体的B量发生变化，也能够减小在磁体中未与Ti生 成化合物的B量+C量(BCrf f量)的变化，其结果是，能够减小相对于B量的变化的R -T -Ga相 的生成量的变化，能够抑制Η。;的变化。
[0046]并且，本发明人等还确认:在如此地添加 Ti时，与比fcTwB型化合物的化学计量比 减少B量+C量、且添加了 Ga的烧结磁体(专利文献1、2所述那样的烧结磁体)观察到的效果同 样地，也能够获得高的Br和高的HcJ。
[0047] 这里，本说明书中的"R - T - Ga相"是指含有R 20原子％以上且35原子％以下、T 55原子％以上且75原子％以下、Ga 3原子％以上且15原子％以下的相，典型地可以列举 R6T13Gai化合物。需要说明的是，R-T一Ga相有时会混入作为不可避免的杂质的A1、Si等，因 此有时成为例如RsTWGaH-yAliSiy)化合物。
[0048] 基于上述进行了进一步研究，结果发现，通过使Ti量、B量、C量满足式(A)和式(B)， 从而能够使R-T一Ga相的生成量在适当的范围，因此能够抑制相对于B量的变化的Hcj的变 化且获得高的Br和高的HcJ0。
[0049] -0.02 < (g，+v，+z，)-(14X(w，+a ，-2Xq，)) (A)
[0050] 0.02 2 (g'+v'+z'）一（14X (w'+a'一q'））(B)
[00511 这里，g'是g除以Fe的原子量(55.845)而得的值，ν'是v除以Co的原子量(58.933) 而得的值，z '是z除以A1的原子量(26.982)而得的值，w'是w除以B( 10.811)的原子量而得的 值，a'是a除以C的原子量(12.0107)而得的值，q'是q除以Ti的原子量(47.867)而得的值。 [0052] 对式(A)及式(B)进行说明。
[0053] 在前述BCeff量低于fcTwB型化合物的化学计量比时，Fe和能够容易地对主相的Fe 位点进行置换的Co、Al变得过量(Fe和Co和A1的合计比fcTwB型化合物的化学计量比的T量 变得过量）。因此，全部的Ti形成TiB2时（即Ti与最多的B结合时），为了使前述BCeff量比 R2TMB型化合物的化学计量比的B量少，有必要使[(g'+v'+z'）一（14X(w'+a'一2Xq'））] (不形成主相的Fe、Co、Al的合计)大于0(Fe和Co和A1变为过量）。但是，考虑到C未必全部用 于R2T14B型化合物，从而即使[(g'+v'+z'）一（14X (w'+a' 一2Xq'））](不形成主相的Fe、Co、 A1的合计）比0低一些，Fe和Co和A1也变得过量的情况，若为一 0.02以上则能够获得本发明 的效果。因此，式(A)规定了该不形成主相的Fe、Co、Al的合计为一 0.02以上。通过设为一 0.02以上，能够适度地生成R-T 一Ga相。此外，式(A)可以通过使用将Fe(g)、Co(V)、Al(z)、B (w)、C(a)、Ti(q)的分析值除以各自的Fe、Co、Al、B、C、Ti的原子量而得的值(g'、v'、z'、w'、 a'、q'）计算求出。后述的式(B)也同样。
[0054] 进而，本发明的式(B)规定了全部的Ti形成TiB时（即Ti与最少的B结合时），[(g' + v'+z'）一（14X (w'+a' 一q'））](不形成主相的Fe、Co、Al的合计）为0.02以下。这是由于，当 不形成主相的Fe、Co、Al的合计超过0.02时，R-T 一 Ga相的比率变得过高，主相比率降低，有 无法获得高的Br的担忧。
[0055] 2.组成
[0056] 以下对本发明的R-T 一B系烧结磁体的组成的细节进行说明。
[0057]如上所述，本发明通过添加 Ti、生成Ti的硼化物，从而使前述BCeff量比一般的R - T 一 B系烧结磁体的B量少，并且含有Ga等。从而，在晶界生成R-T 一Ga相，即使抑制Dy等重稀 土类元素的含量也能够获得高的HcJ。
[0058] 本发明的R-T 一B系烧结磁体的组成可以用式（1)表示。
[0059] uRwBaCxGazAlvCoqTigFejM (1)
[0060] (R是稀土类元素中的至少一种，必须含有Nd，M为1?、8、(：、6&)1、(：〇、11及?6以外的 νι_ι素，u、w、￡i、x、z、v、q、g、j^^/j、质里 /〇)
[0061] 29.0<u<34.0 (2)
[0062] (其中，重稀土类元素 RH为R-T一B系烧结磁体的10质量％以下）
[0063] 0.80 <w< 0.92 (3)
[0064] 0.10 <a< 0.20 (4)
[0065] 0·3<χ<0·8 (5)
[0066] 0.05<ζ<0.5 (6)
[0067] 〇< ν<3.0 (7)
[0068] 0.15 <q< 0.29 (8)
[0069] 58.29 <g< 69.60 (9)
[0070] 〇 < j < 2.0 (10)
[0071 ]以下对各元素的组成范围、即u、w、a、x、z、v、q、g、j的数值范围进行说明。
[0072] 1)稀土类元素(R)
[0073]本发明的R - T 一 B系烧结磁体中的R为稀土类元素中的至少一种，必须含有Nd。本 发明的R-T -B系烧结磁体即使不使用重稀土类元素 RH，也能够获得高的Br和高的Hcj，因此 即使是要求更高的Hcj的情况下，也能够削减重稀土类元素 RH的添加量，典型地，重稀土类元 素 RH可以设为10质量％以下、优选5质量％以下。
[0074] R的含量如式（2)所示为29.0质量％~34.0质量％，优选29.0质量％~32.0质 量％。
[0075] 29.0<u<34.0 (2)
[0076] R小于29.0质量％时，无法获得生成充分量的R-T一Ga相所需的R，有无法获得高 的Hcj的担忧，当超过34.0质量％时，主相比率降低，无法获得高的B r。
[0077] 2)硼⑶、碳(C)
[0078] B的含量如式(3)所示为0 · 80质量％~0 · 92质量％。
[0079] C的含量如式(4)所示为0.10质量％~0· 20质量％。
[0080] 0.80 <w< 0.92 (3)
[0081] 0.10 <a< 0.20 (4)
[0082] B小于0.80质量％时，若不大量添加 C则前述BCeff量变得过少。另一方面，当C量超 过0.20质量％时，分配到晶界相的碳的比率増加，因此在B量小于0.80质量％时即使大量添 加 C，BCeff量也减少，析出R2Tn相，无法获得高的Hcj;或者主相比率降低，无法获得高的B r。当 B量超过0.92质量％时，R-T-Ga相的生成不充分，有无法获得高的Η。:的担忧。
[0083] 3)镓(Ga)
[0084] Ga的含量如式(5)所示为0.3质量％~0· 8质量％。
[0085] 0·3<χ<0·8 (5)
[0086] 当Ga小于0.3质量％时，R-T -Ga相的生成量过少，无法使R2Tn相消失，有无法获 得高的Hcj的担忧，当超过0.8质量％时，存在多余的Ga，主相比率降低，有B r降低的担忧。
[0087] 4)铝（A1)
[0088] A1的含量如式(6)所示为0.05质量％~0· 5质量％。
[0089] 0.05<z<0.5 (6)
[0090] 通过含有A1，能够提高Hcjjl既可以作为不可避免的杂质而含有，也可以通过积极 添加而含有。当A1超过0.5质量％时，有B r降低的担忧。按照以不可避免的杂质而含有的量 和积极地添加的量的合计计含有0.05质量％以上且0.5质量％以下。
[0091] 5)钴(Co)
[0092] Co的含量如式(7)所示为3.0质量％以下。
[0093] 〇< v<3.0 (7)
[0094] 可以含有3.0质量％以下的CoXo对温度特性的提高、耐腐蚀性的提高有效，但当 Co的含量超过3.0质量％时，有无法获得高的Br的担忧。
[0095] 6)钛(Ti)
[0096] Ti的含量如式(8)所示为0.15质量％~0· 29质量％。
[0097] 0.15<q<0.29 (8)
[0098] Ti小于0.15质量％时，有无法抑制由B量的变化所致的Hcj的变化的担忧，超过0.29 质量％时，主相比率降低，有无法获得高的Br的担忧。优选如下述的式（11)所示那样为0.18 质量％以上且0.28质量％以下。能够进一步抑制由B量的变化所致的Hcj的变化。
[0099] 0.18<q<0.28 (11)
[0100] 7)铁(Fe)
[0101] Fe的含量如式(9)所示为58.29质量％~69.60质量％，优选60.29质量％~69.60 质量％。
[0102] 58.29 <g< 69.60 (9)
[0103] Fe小于58.29质量％时，主相比率降低，有无法获得高的Br的担忧，超过69.60质 量％时，生成所需要的量以上的R-T 一Ga相等，从而主相比率降低，有无法获得高的Br的担 忧。
[0104] 8)元素 Μ
[0105] Μ是除了1?』、(：、6&、厶1、(：〇、11及卩6以外的元素。
[0106] 如式（10)所示，可以含有合计为2.0质量％以下的除了R、B、C、Ga、Al、Co、Ti&Fe& 外的元素 Μ。
[0107] 〇 < j < 2.0 (10)
[0108] 即，式（10)表示为了改善所获得的R-T - B系烧结磁体的特性等可以合计为2.0质 量％以下含有任意的元素(可以是多种元素)和不可避免的杂质(A1为不可避免的杂质时， 将A1除外）。
[0109] 作为改善R - T 一 B系烧结磁体的特性的元素，可以含有0质量％~2.0质量％的例 如(]11、附、厶8、厶11、]\1〇等。
[0110] 特别优选含有Cu。通过含有Cu，能够获得高的HcjXu的更优选含量为0.05质量％以 上且1.0质量％以下。
[0111] 需要说明的是，Μ的优选实施方式之一是Μ由不可避免的杂质构成（其中，如上所 述，优选含有Cu)。作为本发明的R-Τ 一 Β系烧结磁体所包含的不可避免的杂质，可以例示钕 镨混合物合金(Nd - Pr合金）、电解铁、硼铁等工业用原料中通常含有的不可避免的杂质。作 为这样的不可避免的杂质，可以例示Cr、Mn、Si等。进而，作为制造工序中的不可避免的杂 质，可以例示〇(氧）、N(氮)等。
[0112] 需要说明的是，在式（1)所示的1?、8、(：、6&^1、(：〇、1^、？6及1的各自的含量(质量％) 即11、'\￥、3、1、2、￥、9、8及」的评价中，可以采用例如高频感应親合等离子体发射光谱法(10?发 射光谱法、ICP - 0ES)。此外，氧量的评价中，可以采用例如基于气体熔融一红外线吸收法的 气体分析装置;氮量的评价中，可以采用例如基于气体熔融一热传导法的气体分析装置;C 量的评价中可以采用例如基于燃烧一红外线吸收法的气体分析装置。
[0113] 3. R-T-B系烧结磁体的制造方法
[0114] 对本发明的R-T 一 B系烧结磁体的制造方法的一例进行说明。R-T 一 B系烧结磁体 的制造方法包括获得合金粉末的工序、成形工序、烧结工序及热处理工序。以下对各工序进 行说明。
[0115] (1)获得合金粉末的工序
[0116]按照成为规定的组成的方式准备各元素的金属或合金，进行熔融、铸造，获得规定 组成的合金。典型地，使用带式铸造法等制造薄片状的合金。将获得的薄片状的原料合金进 行氢粉碎(粗粉碎），将粗粉碎粉的尺寸设为例如1. 〇mm以下。然后，将粗粉碎粉用喷射式粉 碎机等进行微粉碎，从而获得例如粒径D50(通过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(合金粉末）。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，还可以使用公知的方法等按照成为本发明的组成的方式制作合金粉末。还可以 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 末中使用已知的润滑剂作为助剂。
[0117]需要说明的是，关于Ti的添加，可以在使用带式铸造法等的原料合金的制作中，在 获得用于进行铸造的熔融金属时，以Ti金属、Ti合金或含Ti化合物等形态进行添加，在获得 含有Ti的熔融金属后使其凝固，从而获得。此外，代替该方法。还可以在从原料合金制作后 至成形前的期间以Ti金属、Ti合金或含Ti化合物等形态进行添加，例如，可以列举在氢粉碎 前后、喷射式粉碎机粉碎后的合金粉末中添加 Ti的氢化物(TiH2等)的方法。
[0118] (2)成形工序
[0119] 使用所获得的合金粉末进行磁场中成形，获得成形体。磁场中成形可以使用已知 的任意的磁场中成形方法，包括:在模具的模腔内插入干燥的合金粉末并且边施加磁场边 进行成形的干式成形法，在模具的模腔内注入使合金粉末分散而成的浆料并且边排出浆料 的分散介质边进行磁场中成形的湿式成形法。
[0120] (3)烧结工序
[0121 ]通过对成形体进行烧结，从而获得烧结磁体。成形体的烧结可以使用公知的方法。 需要说明的是，为了防止烧结时的气氛所致的氧化，烧结优选在真空气氛中或非活泼气体 中进行。非活泼气体优选使用氦、氩等不活泼气体。
[0122] (4)热处理工序
[0123] 对所获得的烧结磁体，优选进行以提高磁特性为目的的热处理。热处理温度、热处 理时间等可以采用公知的条件。出于制成最终的制品形状等目的，可以对获得的烧结磁体 实施研削等机械加工。此时，热处理可以在机械加工前也可以在机械加工后。进而，还可以 对获得的烧结磁体实施表面处理。表面处理可以是公知的表面处理，例如可以进行A1蒸镀、 电镀Ni、树脂涂装等表面处理。
[0124] 【实施例】
[0125] <实验例1>
[0126] 使用Nd金属、Pr金属、硼铁合金、铁碳合金、Ga金属、Cu金属、A1金属、电解Co、Ti金 属及电解铁(金属纯度均为99%以上）并按照成为表1所示的组成的方式进行配合，将这些 原料熔融，利用带式铸造法铸造，获得厚度为〇. 2~0.4_的薄片状的原料合金。将获得的薄 片状的原料合金在氢加压气氛下进行氢粉碎，实施在真空中加热到550°C并进行冷却的脱 氢处理，获得粗粉碎粉。
[0127] 然后在获得的粗粉碎粉中，相对于粗粉碎粉100质量份添加 0.04质量份的作为润 滑剂的硬脂酸锌，混合后，用喷射式粉碎机装置在氮气流中进行干式粉碎，获得粒径D5Q为4μ m的微粉碎粉(合金粉末）。需要说明的是，本实验例中，通过将粉碎时的氮气中的氧浓度设 为50ppm以下，从而使最终获得的烧结磁体的氧量达到0.1质量％左右。此外，粒径D 5Q为通过 基于气流分散法的激光衍射法获得的值(体积基准中值粒径）。
[0128] 在前述微粉碎粉中，相对于微粉碎粉100质量份添加 0.05质量份作为润滑剂的硬 脂酸锌并混合后，进行磁场中成形，获得成形体。成形装置使用的是磁场施加方向和加压方 向正交的所谓直角磁场成形装置(横磁场成形装置）。
[0129] 根据组成而将获得的成形体在真空中、1070°C~1090°C保持4小时而烧结后，急 冷，获得烧结磁体。
[0130] 烧结磁体的密度为7.5Mg/m3以上。获得的烧结磁体的成分的分析结果如表1所示。 需要说明的是，表1中的各成分是使用高频感应耦合等离子体发射光谱法（ICP - 0ES)测定 的。此外，〇(氧量)是使用基于气体熔融一红外线吸收法的气体分析装置测定的;N(氮量)是 使用基于气体熔融一热传导法的气体分析装置测定的；C(碳量)是使用基于燃烧一红外线 吸收法的气体分析装置测定的。此外，表1中，Nd、Pr的量的合计值是R量(u)，作为除了R、B、 (：、6 &^1、(：〇、1^6以外的元素即〇1、0、111、31、0、_勺量的合计值为1量(]_)。后述的表3、5及 7中也同样。此外，将?6&)、(：0(￥)^1(2)、8(幻、(：( &)、11(9)的分析值除以各自？6、(：0^1、8、 Ti的原子量而得的值(g'、v'、z'、w'、a'、q'），以及使用该值计算式(A)的（g'+v'+z'）一（14 X (w'+a' 一2Xq'））及式(B)的（g'+v'+z'）一（14X (w'+a' 一q'））在本发明的范围内的情况 设为"〇"、在本发明的范围外的情况设为"X"，记载在表1的"式A"及"式B"的栏中。以下所 示的表3、5及7中也同样。需要说明的是，如表1所示，试样如.1~3、4及5、6及7、8及9、11~ 14、17及18、20及21除了 B量不同以外，组成基本相同。
[0131] 【表1】
[0133] 对于获得的烧结磁体，实施在900°C保持2小时后冷却到室温、接着在480°C保持2 小时后冷却到室温的热处理。对热处理后的烧结磁体实施机械加工，制作长度为7mm、宽度 为7mm、厚度为7mm的试样，以3.2MA/m的脉冲磁场赋磁后，利用B - Η描绘器测定各试样的Br 及Hcj。测定结果如表2所示。需要说明的是，对测定了 Br及Hcj的R - T 一 B系烧结磁体进行成 分、气体分析的结果是，与表1的R-T 一B系烧结磁体素材的成分、气体分析结果相同。
[0134] 进而，试样No.l~3、4及5、6及7、8及9、11~14、17及18、20及21各试样中的、相对于 B量的变化的Hcj的变化按照下述方式求出。
[0135] 首先，求出各试样中的（除B量以外组成基本相同的试样中的）2个样品的B量的差， 进而求出2个相同样品的Hcj的差，将Hcj的差除以B量的差，从而求出B量改变0.01质量％时， Hcj变化了多少。存在多个试样时，选择B量改变0.01质量％时!^变化最大的值。例如，试样 No. 11~14中的Hcj的变化是如下求出的。
[0136] 首先，在试样化.11~14中，将试样化.11的!^为13801^/111和试样化.12的!1。】为 1431kA/m的差51kA/m除以试样如.11的8量为0.83质量％和试样如.12的8量为0.86质量％ 的差0.03质量％，从而获得B量改变0.01质量％时，Hcj变化17kA/m(51/(0.03X100))这一数 值。这是从试样No. 11~14这4个样品中选择2个而成的组合中最大的值。
[0137] 同样地，对试样No.l~3、4及5、6及7、8及9、17及18、20及21也进行了计算。结果如 表2的" Δ Hcj/0.01B"的栏所示。以下所示的表6及表8的Δ Hcj/0.01B也是同样求出的。
[0138] 【表2】
[0140]如表2所示，作为本发明的实施例样品的试样No.6及7、8及9、11~14、17及18的Δ HcJ/0.01B为29kA/m以下，相对于Β量的变化的Η。:的变化小且获得了高的Br和高的Η。:。与此 相对，Ti量比本发明的范围低的试样No.l~3、4及5中，AHcj/O.OlB为52kA/m以上，相对于B 量的变化的Hcj的变化比实施例样品大，因此，B量増加时Hcj降低(例如，试样No.3为1328kA/ m)，无法获得高的Hcj，此外，Ti量高于本发明的范围的试样No. 20及21同样地相对于B量的变 化的HcJ的变化比实施例样品大，进而与实施例样品相比，无法获得高的Br和高的HcJ。此外， 由作为本发明的实施例样品的试样No. 11~14、17及18可知，Ti为0.19质量％以上时，AHcj/ 0.01B为17kA/m以下，进而相对于B量的变化的Η。:的变化小。
[0141 ] 进而，如表2所示，如试样No. 10、15之类的不满足式(A)及式(B)中任一者的比较例 样品、B量在本发明的范围外的试样No. 16、C量在本发明的范围外的试样No. 19的比较例样 品与本发明的实施例样品相比，Hcj大幅降低。
[0142] <实验例2>
[0143] 使用Nd金属、Pr金属、硼铁合金、铁碳合金、Ga金属、Cu金属、A1金属、电解Co及电解 铁(金属纯度均为99%以上)按照成为表3的组成的方式进行配合，将这些原料熔融，利用带 式铸造法铸造，获得厚度为0.2~0.4mm的薄片状的原料合金。对于获得的薄片状的原料合 金，在氢加压气氛下进行氢粉碎，实施在真空中加热到550°C并进行冷却的脱氢处理，获得 粗粉碎粉。然后在获得的粗粉碎粉中，相对于粗粉碎粉100质量份添加0.04质量份的作为润 滑剂的硬脂酸锌，混合后，用喷射式粉碎机装置在氮气流中进行干式粉碎，获得粒径D 5Q为4μ m的微粉碎粉(合金粉末）。需要说明的是，本实验例中，通过将粉碎时的氮气中的氧浓度设 为lOOpprn以下，从而使最终获得的烧结磁体的氧量达到0.15质量％左右。此外，粒径D 5Q为通 过基于气流分散法的激光衍射法获得的值(体积基准中值粒径）。
[0144] 在前述微粉碎粉中，添加 0~0.29质量％的粒径D5Q为ΙΟμπι以下的TiH2粉末，进而相 对于微粉碎粉100质量份添加0.05质量份作为润滑剂的硬脂酸锌并混合后，进行磁场中成 形，获得成形体。需要说明的是，成形装置使用的是磁场施加方向和加压方向正交的所谓直 角磁场成形装置(横磁场成形装置）。
[0145] 将获得的成形体在真空中、1040°C下保持4小时而烧结后，急冷，获得烧结磁体。烧 结磁体的密度为7.5Mg/m3以上。获得的烧结磁体的成分的分析结果如表3所示。需要说明的 是，表3中的各成分是使用高频感应耦合等离子体发射光谱法（ICP - 0ES)测定的。此外，0 (氧量)是使用基于气体熔融一红外线吸收法的气体分析装置测定的;N(氮量)是使用基于 气体熔融一热传导法的气体分析装置测定的；C(碳量)是使用基于燃烧一红外线吸收法的 气体分析装置测定的。此外，由分析结果计算的式(A)及式(B)的结果如表3所示。如表3所 示，试样No. 25~27除了 Ti量不同以外，组成基本相同。
[0146] 【表3】
[0147]
[0148] 对于获得的烧结磁体，实施在900°C保持2小时后冷却到室温、接着在480°C保持2 小时后冷却到室温的热处理。对热处理后的烧结磁体实施机械加工，制作长度为7mm、宽度 为7mm、厚度为7mm的试样，以3.2MA/m的脉冲磁场赋磁后，利用B - Η描绘器测定各试样的Br 及Hcj。测定结果如表4所示。需要说明的是，对测定了 Br及Hcj的R - T 一 B系烧结磁体进行成 分、气体分析的结果是，与表4的R-T 一B系烧结磁体素材的成分、气体分析结果相同。
[0149] 【表4】
[0150]
[0151] 如表4所示，不满足式(A)的作为比较例样品的试样No. 25与满足式(A)及式(B)两 者的、作为本发明的实施例样品的试样No.26及27相比，Hcj大幅降低。
[0152] <实验例3>
[0153] 使用Nd金属、Pr金属、Dy金属、硼铁合金、铁碳合金、Ga金属、Cu金属、A1金属、电解 Co、Ti金属及电解铁(金属纯度均为99%以上)按照成为表5所示的组成的方式进行配合，将 这些原料熔融，利用带式铸造法铸造，获得厚度为0.2~0.4mm的薄片状的原料合金。对获得 的薄片状的原料合金进行氢粉碎，实施在真空中加热到550°C并进行冷却的脱氢处理，获得 粗粉碎粉。然后在获得的粗粉碎粉中，相对于粗粉碎粉100质量份添加0.04质量份的作为润 滑剂的硬脂酸锌，混合后，用喷射式粉碎机装置在氮气流中进行干式粉碎，获得粒径D 5Q为4μ m的微粉碎粉(合金粉末）。需要说明的是，本实验例中，通过将粉碎时的氮气中的氧浓度设 为50ppm以下，从而使最终获得的烧结磁体的氧量达到0.1质量％左右。此外，粒径D5Q为通过 基于气流分散法的激光衍射法获得的值(体积基准中值粒径）。
[0154] 在前述微粉碎粉中，相对于微粉碎粉100质量份添加0.05质量份作为润滑剂的硬 脂酸锌并混合后，进行磁场中成形，获得成形体。需要说明的是，成形装置使用的是磁场施 加方向和加压方向正交的所谓直角磁场成形装置(横磁场成形装置）。
[0155] 将获得的成形体在真空中、1100°C下保持4小时而烧结后，急冷，获得烧结磁体。
[0156] 烧结磁体的密度为7.5Mg/m3以上。获得的烧结磁体的成分、气体分析(0(氧量）、N (氮量）、C(碳量））的结果如表5所示。需要说明的是，表5中的各成分是使用高频感应耦合等 离子体发射光谱法(ICP - 0ES)测定的。此外，0(氧量)是使用基于气体熔融一红外线吸收法 的气体分析装置测定的;N(氮量)是使用基于气体熔融一热传导法的气体分析装置测定的； C(碳量)是使用基于燃烧一红外线吸收法的气体分析装置测定的。此外，由分析结果计算的 式(A)及式(B)的结果如表5所示。如表5所示，试样No. 30、31除了B量不同以外，组成基本相 同。
[0157] 【表5】
[0158]
[0159] 对于获得的烧结磁体，实施在900°C保持2小时后冷却到室温、然后在500°C下保持 2小时后冷却到室温的热处理。对热处理后的烧结磁体实施机械加工，制作长度为7mm、宽度 为7mm、厚度为7mm的试样，以3.2MA/m的脉冲磁场赋磁后，利用B - Η描绘器测定各试样的Br 及Hcj。测定结果如表6所示。需要说明的是，对测定了 Br及Hcj的R - T 一 B系烧结磁体进行成 分、气体分析的结果是，表5的R-T一B系烧结磁体素材的成分、气体分析结果相同。测定结 果如表6所不。
[0160] 【表6】
[0161]
[0162] 如表6所示，本发明的实施例的样品的Δ Hcj/0.01B仅改变了21 kA/m，且具有高的Br 和高的HcJ。
[0163] <实验例4>
[0164] 使用Nd金属、Pr金属、Dy金属、硼铁合金、铁碳合金、Ga金属、Cu金属、A1金属、电解 Co、Ti金属及电解铁(金属纯度均为99%以上），按照成为表7所示的组成的方式进行配合， 将这些原料熔融，利用带式铸造法铸造，获得厚度为0.2~0.4mm的薄片状的原料合金。对获 得的薄片状的原料合金进行氢粉碎，实施在真空中加热到550 °C并进行冷却的脱氢处理，获 得粗粉碎粉。然后在获得的粗粉碎粉中，相对于粗粉碎粉100质量份添加0.04质量份的作为 润滑剂的硬脂酸锌，混合后，用喷射式粉碎机装置在氮气流中进行干式粉碎，获得粒径D5〇为 4M1的微粉碎粉(合金粉末）。此外，粒径D 5Q为通过基于气流分散法的激光衍射法获得的值 (体积基准中值粒径）。
[0165] 在前述微粉碎粉中，相对于微粉碎粉100质量份添加0.05质量份作为润滑剂的硬 脂酸锌并混合后，进行磁场中成形，获得成形体。需要说明的是，成形装置使用的是磁场施 加方向和加压方向正交的所谓直角磁场成形装置(横磁场成形装置）。
[0166] 将获得的成形体在真空中、1090°C下保持4小时而烧结后，急冷，获得烧结磁体。
[0167] 烧结磁体的密度为7.5Mg/m3以上。获得的烧结磁体的成分、气体分析(0(氧量）、N (氮量）、C(碳量））的结果如表7所示。需要说明的是，表7中的各成分是使用高频感应耦合等 离子体发射光谱法(ICP - 0ES)测定的。此外，0(氧量)是使用基于气体熔融一红外线吸收法 的气体分析装置测定的;N(氮量)是使用基于气体熔融一热传导法的气体分析装置测定的； C(碳量)是使用基于燃烧一红外线吸收法的气体分析装置测定的。此外，由分析结果计算的 式(A)及式(B)的结果如表7所示。如表7所示，试样No. 32、33除了B量不同以外，组成基本相 同。
[0168] 【表7】
[0169]
[0170] 对于获得的烧结磁体，实施在900°C保持2小时后冷却到室温、然后在500°C下保持 2小时后冷却到室温的热处理。对热处理后的烧结磁体实施机械加工，制作长度为7mm、宽度 为7mm、厚度为7mm的试样，以3.2MA/m的脉冲磁场赋磁后，利用B - Η描绘器测定各试样的Br 及Hcj。测定结果如表8所示。需要说明的是，对测定了 Br及Hcj的R - T 一 B系烧结磁体进行成 分、气体分析的结果是，表7的R-T一B系烧结磁体素材的成分、气体分析结果相同。测定结 果如表8所示。
[0171] 【表8】
[0172]
[0173] 如表8所示，本发明的实施例的样品的Δ Hcj/0.01B仅改变了25kA/m，且具有高的Br 和高的HcJ。
【主权项】
1. 一种R - T一B系烧结磁体，其特征在于，下述式（1)所示的组成满足下述式（2)~ (10)， uRwBaCxGazA1vCo qT i gFe jM (1) 其中，R是稀土类元素中的至少一种，且必须含有Nd，M为1?、8、(：、6&^1、(：〇、1^及？6以外 的νι_ι素，u、w、￡i、x、z、v、q、g、j^^/j、质里 /〇 ? 29.0<u<34.0 (2) 其中，重稀土类元素 RH为R-T一B系烧结磁体的10质量％以下， 0.80 <w<0.92 (3) 0.10 <a< 0.20 (4) 0.3<x<0.8 (5) 0.05<z<0.5 (6) 0<v<3.0 (7) 0.15<q<0.29 (8) 58.29 <g<69.60 (9) 0< j<2.0 (10)， 在将g除以Fe的原子量而得的值设为g'、将v除以Co的原子量而得的值设为ν'、将z除以 A1的原子量而得的值设为z'、将w除以B的原子量而得的值设为w'、将a除以C的原子量而得 的值设为a'、将q除以Ti的原子量而得的值设为q'时，满足下述式(A)及(B)， -0.02 < (g，+v，+z，)-(14X(w，+a ，-2Xq，)) (A) 0.02 > (g，+v，+z，) -(14X(w，+a，-q')) (B) 〇2. 根据权利要求1所述的R-T一B系烧结磁体，其中，0.18 < q < 0.28。
【文档编号】H01F1/08GK106024235SQ201610117968
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】野泽宣介, 古泽大介, 西内武司, 深川智机
【申请人】日立金属株式会社