稀土烧结磁铁及稀土烧结磁铁的制造方法、转子以及旋转机与流程

本公开涉及作为将包含稀土元素的材料烧结的永久磁铁的稀土烧结磁铁及稀土烧结磁铁的制造方法、转子以及旋转机。

背景技术：

1、已知以正方晶r2t14b金属间化合物为主相的r-t-b系永久磁铁。其中，元素r为稀土元素，元素t为fe(铁)或其一部分被co(钴)置换的fe等过渡金属元素，b为硼。r-t-b系永久磁铁以产业用马达为首，在各种高附加值的部件中使用。特别地，就元素r为nd(钕)的nd-fe-b系烧结磁铁而言，具有优异的磁特性，因此用于各种部件。另外，产业用马达多在超过100℃的高温环境中使用，因此进行了在nd-t-b系永久磁铁中添加dy(镝)等重稀土元素而提高矫顽力的尝试。

2、近年来，nd-fe-b系烧结磁铁的生产量在扩大，nd以及dy及tb(铽)等重稀土元素的消耗量在增加。但是，nd及重稀土元素的价格高，同时地域不均匀性高，有采购风险。因此，作为减少nd及重稀土元素的消耗量的对策，考虑在元素r中使用ce(铈)、la(镧)、sm(钐)、sc(钪)、gd(钆)、y(钇)及lu(镥)等其他的稀土元素。但是，已知：在将nd的全部或一部分替换为这些元素的情况下，磁特性显著地降低。因此，目前为止，尝试了在将这些元素用于nd-fe-b系烧结磁铁的制造的情况下能够将与温度上升相伴的磁特性的降低进行抑制的技术的开发。

3、例如，在专利文献1中，公开有稀土磁铁合金，其具有：具有正方晶r2fe14b晶体结构、以选自nd、la及sm中的一种以上的元素和fe和b作为主要的构成元素的主相；以选自nd、la及sm中的一种以上的元素和o(氧)作为主要构成元素的结晶性的副相。在专利文献1中记载的稀土磁铁合金中，la在结晶性的副相偏析，sm在主相机结晶性的副相中无偏析地分散。在专利文献1中记载的稀土磁铁合金中，通过形成为上述的组织形态，将与温度上升相伴的磁特性的降低进行抑制。

4、在专利文献2中，公开有稀土磁铁，其具备：包含由ratbx表示的化合物的第1相；存在于第1相的晶界、元素r的浓度比ratbx高的晶界相；和由scmd表示的化合物的单晶构成的第2相。其中，元素r为包含nd的一种以上的稀土元素，元素t为包含fe的一种以上的过渡金属元素，元素x为选自b及c(碳)中的一种以上的元素。元素s为包含sm的一种以上的稀土元素，元素m为包含co的一种以上的过渡金属元素。根据专利文献2中记载的技术，得到即使在高温下也具有充分的磁特性的稀土磁铁。

5、在专利文献3中，公开有r-t-b系烧结磁铁，其具有：由包含轻稀土元素作为元素r的r-t-b系合金的晶粒构成的第1主相、由包含重稀土元素作为元素r的r-t-b系合金的晶粒构成的第2主相、包围构成第1主相及第2主相的晶粒的表面的表面相、和存在于晶界三重点的晶界合金相。其中，元素t为将fe或fe的一部分用co置换的产物。在专利文献3中记载的r-t-b系烧结磁铁中，就重稀土元素的浓度而言，在第1主相及晶界合金相中，与第2主相及表面相相比降低。根据专利文献3中记载的技术，能够使用给予高矫顽力的稀土元素来有效地提高矫顽力。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：国际公开第2021/048916号

9、专利文献2：日本特开2021-9862号公报

10、专利文献3：日本特开2018-174205号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、但是，就专利文献1中记载的稀土磁铁合金而言，由于sm均匀地分散于稀土磁铁合金内的主相及副相，因此即使能够抑制与温度上升相伴的磁特性的降低，也有可能无助于室温下的磁特性的提高。另外，就专利文献2中记载的稀土磁铁而言，第2相由单晶构成，存在于第2相的元素无浓度差。即，第2相分布于稀土磁铁，但在任何位置都具有相同的组成，由具有均匀的浓度分布的一种化合物形成。因此，即使在专利文献2中记载的稀土磁铁中，关于室温下的磁特性的提高，尚未成为最佳的组织。即，具有存在磁特性进一步改善的余地的问题。另外，在专利文献3中记载的r-t-b系烧结磁铁中，虽然由于形成为必须包含重稀土元素的构成而因此得到高矫顽力，但得不到产业用马达等所需要的残留磁通密度，具有磁特性降低的问题。如上所述，希望有兼顾室温下的磁特性的提高和与温度上升相伴的磁特性的降低的抑制的稀土烧结磁铁。

3、本公开鉴于上述内容而完成，目的在于得到稀土烧结磁铁，其能够一边抑制nd及重稀土元素的使用、一边实现室温下的磁特性的提高和与温度上升相伴的磁特性的降低的抑制。

4、用于解决课题的手段

5、为了解决上述的课题，实现目的，本公开是元素m为选自cu、al及ga中的一种以上的元素、满足通式(nd，la，sm)-fe-b-m的稀土烧结磁铁，具有：包含以r2fe14b晶体结构为基本的晶粒的主相、以由(nd，la，sm)-o表示的氧化物相为主成分的结晶性的第1副相、和以由(nd，la)-o表示的氧化物相为主成分的结晶性的第2副相。就sm的浓度而言，与第2副相相比，第1副相高，就元素m的浓度而言，与第1副相相比，第2副相高。

6、发明的效果

7、根据本公开，取得如下效果：能够一边抑制nd及重稀土元素的使用、一边实现室温下的磁特性的提高和与温度上升相伴的磁特性的降低的抑制。

技术特征：

1.一种稀土烧结磁铁，是元素m为选自cu、al及ga中的一种以上的元素、满足通式(nd，la，sm)-fe-b-m的稀土烧结磁铁，其特征在于，具有：

2.根据权利要求1所述的稀土烧结磁铁，其特征在于，所述第1副相及所述第2副相中的la的浓度之和为所述主相中的la的浓度以上，

3.根据权利要求1或2所述的稀土烧结磁铁，其特征在于，所述第1副相中的la的浓度为所述第2副相中的la的浓度以上。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的稀土烧结磁铁，其特征在于，在将nd、la及sm的组成比率分别设为a、b及c时，为a＞(b+c)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的稀土烧结磁铁，其特征在于，在将所述主相中所含的la浓度设为x，将所述第1副相中所含的la浓度设为x1，将所述第2副相中所含的la浓度设为x2，将所述主相中所含的sm浓度设为y，将所述第1副相中所含的sm浓度设为y1，将所述第2副相中所含的sm浓度设为y2时，为1＜(y1+y2)/y＜(x1+x2)/x。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的稀土烧结磁铁，其特征在于，还包含选自co、zr、ti、pr、nb、dy、tb、mn、gd及ho中的一种以上的添加元素n。

7.一种稀土烧结磁铁的制造方法，是权利要求1至6中任一项所述的稀土烧结磁铁的制造方法，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的稀土烧结磁铁的制造方法，其特征在于，所述第1次时效工序在700℃以上且不到900℃的范围内将所述烧结体保持0.1小时以上且10小时以下的范围内。

9.根据权利要求7或8所述的稀土烧结磁铁的制造方法，其特征在于，所述第2次时效工序在450℃以上且不到700℃的范围内将所述烧结体保持0.1小时以上且10小时以下的范围内。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的稀土烧结磁铁的制造方法，其特征在于，所述冷却工序在200℃以上且不到450℃的范围内将所述烧结体保持0.1小时以上且5小时以下的范围内。

11.一种转子，其特征在于，包括：

12.一种旋转机，其特征在于，具备：

技术总结
本公开为稀土烧结磁铁(1)，其为元素M为选自Cu、Al及Ga中的一种以上的元素、满足通式(Nd，La，Sm)‑Fe‑B‑M的稀土烧结磁铁，具有：包含以R<subgt;2</subgt;Fe<subgt;14</subgt;B晶体结构为基本的晶粒的主相(10)、以由(Nd，La，Sm)‑O表示的氧化物相为主成分的结晶性的第1副相(21)、和以由(Nd，La)‑O表示的氧化物相为主成分的结晶性的第2副相(22)。就Sm的浓度而言，第1副相(21)比第2副相(22)高，就元素M的浓度而言，第2副相(22)比第1副相(21)高。

技术研发人员：岩崎亮人,中村泰贵,北野达也
受保护的技术使用者：三菱电机株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24