CN101694798A - R-t-b类烧结磁体及其制造方法 - Google Patents

R-t-b类烧结磁体及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101694798A
CN101694798A CN200910207999A CN200910207999A CN101694798A CN 101694798 A CN101694798 A CN 101694798A CN 200910207999 A CN200910207999 A CN 200910207999A CN 200910207999 A CN200910207999 A CN 200910207999A CN 101694798 A CN101694798 A CN 101694798A
Authority
CN
China
Prior art keywords
raw alloy
sintered body
content
sintered magnet
following
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN200910207999A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101694798B (zh
Inventor
榎户靖
石坂力
西泽刚一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2005016365A external-priority patent/JP4543940B2/ja
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN101694798A publication Critical patent/CN101694798A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101694798B publication Critical patent/CN101694798B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明的目的在于：使采用带坯连铸法制作的原料合金的结晶组织更为均匀，由此使由该原料合金得到的粉碎粉末微细化且缩小粒度分布的范围，藉此获得高顽磁力的R-T-B类烧结磁体。所述R-T-B类烧结磁体用原料合金具有由R2T14B化合物构成的晶粒，并且P和/或S的含量为100～950ppm。该原料合金优选的组成是，R：25～35wt％、B：0.5～4wt％、Al和Cu之中的1种或2种：0.02～0.6wt％、Co：5wt％或以下、余量基本上是Fe。其中，R是选自稀土类元素之中的1种、2种或更多种元素，T是含有Fe、或者Fe和Co的选自过渡金属元素之中的1种、2种或更多种元素。

Description

R-T-B类烧结磁体及其制造方法
本申请是申请日为2006年1月25日、中国申请号为200610008911.4且发明名称为“R-T-B类烧结磁体用原料合金、R-T-B类烧结磁体及其制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及用于制造R-T-B类烧结磁体的原料合金、R-T-B类烧结磁体及其制造方法。这里，R是选自稀土类元素之中的1种、2种或更多种元素，T是含有Fe、或者Fe和Co的选自过渡金属元素之中的1种、2种或更多种元素。
背景技术
R-T-B类烧结磁体的基本制造工序包括原料合金的制作、所得原料合金的粉碎、粉碎过的合金粉末在磁场中成型、烧结以及时效处理。为了提高R-T-B类烧结磁体的磁特性，对各制造工序进行了各种尝试。例如，为了降低烧结体中的氧含量，在制造工序中，将气氛中的氧含量降低；使用多种(典型的是两种)原料合金等。其中，如下所述，就通过改善原料母合金的组织来提高磁特性的课题进行了研究。
以前，原料合金是采用经模具铸造的铸模法(ingot method)和使用冷却辊将合金熔体骤冷的带坯连铸法(strip cast method)制作的。
通过铸模法制作的合金，不可避免地生成α-Fe，其结果是合金的粉碎效率显著降低，最终得到的磁体特性也较低。为了解决该问题，为人所知的是将采用铸模法得到的合金进行固溶处理而使α-Fe消失，然而进行固溶处理，由此将导致生产效率的降低和制造成本的上升。
与此相对照，采用骤冷凝固法的一种即带坯连铸法(例如，特开平5-222488号公报(专利文献1)、特开平5-295490号公报(专利文献2))制作的合金，几乎不会生成α-Fe。另外，可以得到短轴方向的结晶粒径为20～30μm、长轴方向最大为300μm左右的比较微细的结晶组织。
[专利文献1]
特开平5-222488号公报
[专利文献2]
特开平5-295490号公报
采用带坯连铸法制作的原料合金虽然具有如上所述的微细组织，然而该原料合金在一定条件下粉碎，粉碎的粉末也产生波动的粒度分布。将粒度分布产生波动的粉碎粉末在磁场中成型、烧结所得到的R-T-B类烧结磁体的结晶组织也变得不均匀，从而产生的问题是，磁特性、特别是顽磁力下降，进而使顽磁力的波动增大。
发明内容
本发明是基于上述的技术课题而完成的，其目的在于：使采用带坯连铸法制作的原料合金的结晶组织更为均匀，由此使由该原料合金得到的粉碎粉末微细化且缩小粒度分布的范围，藉此获得高顽磁力的R-T-B类烧结磁体。
为了使采用带坯连铸法制作的原料合金的组织变得均匀，必须更均匀地冷却采用带坯连铸法制作的薄带。也就是说，如果供给到辊上的熔体的厚度较厚，则其厚度方向的冷却能力不同，从而不容易均匀冷却，换言之不容易得到均匀的组织。为了使熔体更薄地供给到辊上，一般认为重要的是处于熔体状态的合金的粘度。也就是说，如果熔体的粘度较低，则可以使供给到辊上的合金变薄，其结果是可以提供采用带坯连铸法制造的组织均匀的原料合金。而且为了降低熔体的粘度，含有P(磷)和S(硫)是有效的。甚至已经判明：即使在原料合金中含有相当数量的P(磷)和S(硫)，在烧结过程中也可以减少至不会对磁特性产生不良影响的程度。这样一来，P和/或S对实现本发明的目的来说是有效的元素。
也就是说，本发明的R-T-B类烧结磁体用原料合金(下面简称为原料合金)，其特征在于：具有由R2T14B化合物构成的晶粒，P和/或S的含量为100～950ppm。这里，R是选自稀土类元素之中的1种、2种或更多种元素，T是含有Fe、或者Fe和Co的选自过渡金属元素之中的1种、2种或更多种元素。此外，R和T的含义下面也相同。
本发明第1方案的R-T-B类烧结磁体用原料合金的特征在于：在本发明的原料合金中，优选P和/或S的含量为200～750ppm，进一步优选为300～700ppm。
在本发明的原料合金中，优选的组成是，R：25～35wt％、B：0.5～4wt％、Al和Cu之中的1种或2种：0.02～0.6wt％、Co：5wt％或以下、余量为Fe和不可避免的杂质。另外，该组成也优选进一步含有2wt％或以下的Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种。
本发明的R-T-B类烧结磁体的特征在于：其由下述的烧结体构成，所述烧结体以由R2T14B化合物构成的晶粒为主相，并且该烧结体中含有10～220ppm的P和/或S。烧结体中含有的P和/或S优选为50～200ppm，进一步优选为50～180ppm。
本发明的R-T-B类稀土类烧结磁体的组成与原料合金基本相同，然而从获得高磁特性的角度考虑，优选烧结体中含有的O(氧)为3000ppm或以下。当将O设定为3000ppm或以下时，优选含有2wt％或以下的Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种。
本发明提供一种R-T-B类烧结磁体的制造方法，其使用上述本发明的原料合金，藉此制造由下述的烧结体构成的R-T-B类烧结磁体，所述烧结体以由R2T14B化合物构成的晶粒为主相，所述制造方法包括：将P和/或S的含量为100～950ppm且采用带坯连铸法制作的原料合金粉碎为预定粒度的粉末的工序，将得到的粉末在磁场中成型以制作成型体的工序，以及对该成型体进行烧结而得到P和/或S的含量为10～220ppm的烧结体的工序。
在该R-T-B类烧结磁体中，原料合金中优选的P和/或S的含量以及烧结体中优选的P和/或S的含量如上所述。另外，从获得高磁特性的角度考虑，同样也使烧结体中含有的O(氧)为3000ppm或以下。
根据本发明，通过将采用带坯连铸法制作的原料合金中含有的P和/或S的量设定为100～950ppm，可以使该原料合金的组织变得均匀且微细，进而可以使作为磁场中成型的对象的微细碎粉具有微细且狭窄的粒度分布。其结果，可以使所得R-T-B类烧结磁体的磁特性、特别是顽磁力得以提高。另外，通过烧结使P和S的含量减少至10～220ppm，也可以获得高的剩磁通密度。
附图说明
图1是表示实施例1中原料合金的规格、磁特性之结果的表。
图2是表示实施例1的原料合金中P和S的含量与D50之间的关系的图。
图3是表示实施例1的烧结体中P和S的含量与顽磁力(iHc)之间的关系的图。
图4是表示实施例1的烧结体中P和S的含量与剩磁通密度(Br)之间的关系的图。
图5是表示实施例2中原料合金的规格、磁特性之结果的表。
图6是表示实施例2的原料合金中P和S的含量与D50之间的关系的图。
图7是表示实施例2的烧结体中P和S的含量与顽磁力(iHc)之间的关系的图。
图8是表示实施例2的烧结体中P和S的含量与剩磁通密度(Br)之间的关系的图。
图9是表示实施例3中原料合金的规格、磁特性之结果的表。
图10是表示实施例3的原料合金中P和S的含量与D50之间的关系的图。
图11是表示实施例3的烧结体中P和S的含量与顽磁力(iHc)之间的关系的图。
图12是表示实施例3的烧结体中P和S的含量与剩磁通密度(Br)之间的关系的图。
具体实施方式
本发明的原料合金具有由R2T14B化合物构成的晶粒，且P和/或S的含量为100～950ppm。本发明中的P和/或S通过降低熔体的粘度而产生使所得原料合金的组织均匀且微细的效果。因此，通过其后的微粉碎得到微粉碎粉的粒径得以减小，并且粒径分布变得狭窄。其结果，可以使采用该微粉碎粉得到的R-T-B类烧结磁体的磁特性、特别是顽磁力得以增大，而且可以抑制R-T-B类烧结磁体的顽磁力产生波动。
这里，当熔体的粘度下降时，可以使薄带状合金的厚度变薄。在带坯连铸法中，熔体一旦与旋转的辊接触，温度便从与辊接触的接触面开始降低，从而产生柱状结晶。如果与辊接触的合金较厚，冷却时间就增加，从而熔体的不与辊接触的非接触面侧的结晶就会沿水平方向生长。因此，形成的柱状结晶呈喇叭状，即离辊越远，其宽度越是增加。一旦形成这种形状的结晶，就可以理解将产生如下的问题，即粉碎粉的粒径变得不均匀，而且粒径增大。
在本发明中，如果原料合金中P和/或S的含量低于100ppm，就不能充分发挥降低熔体粘度的效果，因此不能获得提高顽磁力的效果。另一方面，如果P和/或S的含量过多，则原料合金的组织过于微细，微粉碎后的粒径相应地也过于微细。其结果，在磁场中成型时，其取向变得不充分，剩磁通密度的退化令人担忧。因此，本发明的原料合金将P和/或S的含量设定为100～950ppm。原料合金中所含的P和/或S优选的含量为200～750ppm，进一步优选的含量为300～700ppm。
本发明的原料合金优选具有的组成是，R：25～35wt％、B：0.5～4wt％、Al和Cu之中的1种或2种：0.02～0.6wt％、Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种：2wt％或以下、Co：5wt％或以下、余量为Fe和不可避免的杂质。下面就各元素进行说明。
本发明的原料合金含有25～35wt％的R。
这里，R如前所述，具有包括Y的概念，是选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb、Lu以及Y之中的1种、2种或更多种元素。在R中，由于Nd资源丰富且比较廉价，将作为R的主成分优选设定为Nd。另外，由于包含重稀土类元素使得各向异性磁场增加，所以在提高顽磁力方面是有效的。因此，在本发明的原料合金中，也可以含有重稀土类元素。作为重稀土类元素，可以使用Dy、Tb、Gd、Ho、Er、Tm和Y之中的1种、2种或更多种，优选使用Dy和/或Tb。
如果R的量低于25wt％，则形成R-T-B类烧结磁体之主相的R2T14B晶粒的生成就不充分。因此，析出具有软磁性的α-Fe等，导致顽磁力显著降低。另一方面，如果R的量超过35wt％，则构成主相的R2T14B晶粒的体积比降低，从而使剩磁通密度降低。另外，如果R的量超过35wt％，则R与氧发生反应，以致含氧量增加，随之有效产生顽磁力的富R相减少，从而导致顽磁力的降低。因此，R的量设定为25～35wt％。优选R的量为26～33wt％，进一步优选R的量为27～32wt％。
当含有重稀土类元素时，包括重稀土类元素在内，将R设定为25～35wt％。而且在该范围内，重稀土类元素的量优选为0.1～8wt％。无论重视剩磁通密度和顽磁力之中的哪一个，重稀土类元素都优选在上述范围内确定其含量。也就是说，如果想获得高的剩磁通密度，就将重稀土类元素的量优选设定为0.1～3.5wt％，如果想获得高的顽磁力，就将重稀土类元素的量优选设定为3.5～8wt％。
本发明的原料合金含有0.5～4wt％的硼(B)。当B低于0.5wt％时，则不能获得具有高顽磁力的R-T-B类烧结磁体。然而，当B超过4wt％时，则R-T-B类烧结磁体的剩磁通密度趋于下降。因此，上限设定为4wt％。优选B的量为0.5～1.5wt％，进一步优选B的量为0.8～1.2wt％。
本发明的原料合金可以在0.02～0.6wt％的范围含有Al和Cu之中的1种或2种。通过在该范围含有Al和Cu之中的1种或2种，得到的R-T-B类烧结磁体可以实现高顽磁力化、高耐蚀性化，并使温度特性得以改善。在添加Al时，优选Al的量为0.03～0.3wt％，进一步优选Al的量为0.05～0.25wt％。另外，在添加Cu时，Cu的量为0.01～0.3wt％，优选为0.02～0.2wt％，进一步优选Cu的量为0.03～0.15wt％。
本发明的原料合金可以含有5wt％或以下的Co。Co具有提高R-T-B类烧结磁体的居里温度和耐蚀性的效果。另外，通过与Cu复合添加，还具有使可以得到高顽磁力的时效处理温度范围得以扩大的效果。但是，过量添加将导致R-T-B类烧结磁体的顽磁力降低，同时使成本上升，因此设定为5wt％或以下。优选Co的含量为0.2～4wt％，进一步优选Co的含量为0.2～1.5wt％。
本发明的原料合金可以含有2wt％或以下的Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种。当为了谋求提高R-T-B类烧结磁体的磁特性而降低氧含量时，Zr、Nb、Hf发挥着使烧结过程中晶粒的异常生长受到抑制的效果，从而使烧结体的组织变得均匀而且微细。因此，在降低氧含量的情况下，Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种使该效果变得显著。Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种优选的量为0.05～1.5wt％，进一步优选的量为0.1～0.5wt％。
使用本发明的原料合金所制作的R-T-B类烧结磁体以由R2T14B化合物构成的晶粒为主相，此外还具有晶界相。该晶界相包括下述的若干种相：如与主相相比，因富含Nd而称之为富Nd相的相；因富含B而称之为富B相的相；由R与氧的化合物构成的氧化物相等。而且使用本发明的原料合金所制作的R-T-B类烧结磁体，优选含有10～220ppm的P和/或S。如前所述，原料合金中所含的P和/或S虽然通过烧结而减少，但当原料合金中的含量为100ppm或以上时，烧结体中P和/或S则难以减少至低于10ppm。另一方面，当R-T-B类烧结磁体中含有超过220ppm的P和/或S时，则导致剩磁通密度的显著降低。优选R-T-B类烧结磁体中P和/或S的含量为50～200ppm，更优选的R-T-B类烧结磁体中P和/或S的含量为50～180ppm。
另外，使用本发明的原料合金所制作的R-T-B类烧结磁体，优选将其氧含量设定为3000ppm或以下。当氧含量多时，则作为非磁性成分的氧化物相增加，从而使得磁特性降低。于是，将烧结体中所含的氧含量设定为3000ppm或以下，优选设定为2000ppm或以下，进一步优选设定为1000ppm或以下。但是，单纯使氧含量降低将使得具有晶粒生长抑制效果的氧化物相不足，从而在烧结时的使密度得以充分升高的过程中，容易引起异常的颗粒生长。于是，在这样地设定低氧含量的情况下，优选在原料合金中含有预定量的Zr、Nb以及Hf之中的1种、2种或更多种，从而使其在烧结过程中发挥抑制主相晶粒异常生长的效果。
接下来，就使用本发明的原料合金而制备R-T-B类烧结磁体的方法所优选的方案进行说明。
原料金属在真空或不活泼气体中、优选在Ar气氛中，采用带坯连铸法可以得到原料合金。作为用于获得原料合金的原料金属，可以使用稀土类金属或稀土类合金、纯铁、硼铁合金、以及它们的合金等。此时，必须选择原料金属，以便使得到的原料合金中P和/或S的含量为100～950ppm。由于P和/或S是原料金属例如是纯铁中作为杂质含有的元素，因此，通过选择原料金属的杂质水平可以获得本发明的原料合金。不选择原料金属的杂质水平而通过适当地添加P和/或S，也可以获得本发明的P和/或S的含量。总之，作为熔体，可以含有必要量的P和/或S。
原料合金制作完成后，将该原料合金进行粉碎。粉碎工序有粗粉碎工序和微粉碎工序。首先，将各母合金分别进行粗粉碎使其粒径达数百μm左右。粗粉碎优选用捣磨机、颚式破碎机、布朗磨机等在不活泼气体气氛中进行。为了提高粗粉碎性能，有效的方法是吸氢之后再进行粗粉碎。另外，在吸氢之后使其脱氢，由此不使用机械手段也可以进行粗粉碎。为了获得高的磁特性，在从粉碎处理(粉碎处理之后的回收)到烧结(投入到烧结炉中)的各工序中，优选将所述各工序的气氛控制在氧浓度低于100ppm的水平。由此，可以将烧结体中含有的氧含量控制在3000ppm或以下。
吸氢可以通过下述的方法来进行，即于常温下，将原料合金暴露在含氢的气氛中。由于吸氢反应是放热反应，所以为了防止伴随着温度的上升而引起吸氢量的降低，也可以采用冷却反应容器等手段。吸氢的原料合金例如沿晶界产生龟裂。
吸氢结束之后，加热保持进行过吸氢的原料合金以实施脱氢处理。进行该处理的目的在于减少作为磁体杂质的氢。加热保持的温度设定为200℃或以上，优选设定为350℃或以上。保持时间根据其与保持温度的关系、原料合金的厚度等而变化，但至少设定为30分钟或以上，优选设定为1小时或以上。脱氢处理在真空中或氩气流下进行。此外，脱氢处理不是必需的处理。
粗粉碎工序之后转移到微粉碎工序。微粉碎主要使用喷磨机，将粒径约为几百μm的粗粉碎粉进行粉碎使其平均粒径达3～5μm。通过使用本发明的原料合金，可以得到微细且粒度分布宽度狭窄的微粉碎粉。喷磨方法是将高压的不活泼气体从狭窄的喷嘴喷出来从而产生高速的气流，并借助于该高速的气流使粗粉碎粉末加速，这样粗粉碎粉末之间相互碰撞以及与冲击板或容器壁发生碰撞，从而使粉碎得以进行。微粉碎时，通过添加约0.01～0.3wt％的硬脂酸锌等添加剂，则成型时可以获得取向性高的微粉。
接着在施加磁场而使其结晶轴取向的状态下，将微粉碎过的合金粉末在磁场中成型。在磁场中成型的成型压力可以设定为0.3～3ton/cm2的范围。成型压力从成型开始到结束可以保持恒定，也可以逐渐增加或者逐渐降低，或者也可以作不规则变化。成型压力越低，则取向性越好，但成型压力过低时，则成型体的强度不足而存在操作上的问题，因考虑到这一点，所以从上述范围选择成型压力。在磁场中成型得到的成型体的最终相对密度通常为50～60％。另外，施加的磁场可以设定为12～20kOe左右。另外，施加的磁场并不局限于静磁场，也可以是脉冲磁场。另外，也可以并用静磁场和脉冲磁场。
在磁场中成型之后，将该成型体在真空或不活泼气体气氛中进行烧结。烧结温度必须根据组成、粉碎方法、粒度和粒度分布等诸条件的不同而进行调整，然而可以在1000～1200℃下烧结约1～10小时。该烧结工序使原料合金中所含的P和/或S得以减少。尽管对该减少量的控制还有不清楚的地方，但已经确认：烧结温度越高，而且烧结时间越长，P和/或S的减少量趋于增加。
烧结后，可以对得到的烧结体进行时效处理。时效处理对控制顽磁力是重要的。在时效处理分两阶段进行的情况下，在800～900℃附近、600～700℃附近保持预定时间是有效的。
实施例1
准备好高纯度的Fe原料。采用带坯连铸法制作原料合金，该原料合金具有26.5wt％Nd-5.9wt％Dy-0.25wt％Al-0.5wt％Co-0.07wt％Cu-1wt％B-余量为Fe的组成。此时，适当添加P(磷)和S(硫)，便制作出P、S量不同的原料合金。
接着在室温下使原料合金吸氢，之后在氩气气氛中进行600℃×1小时的脱氢以进行氢粉碎处理。在实施过氢粉碎处理的合金中，混合0.05～0.1wt％有助于提高粉碎性以及成型时的取向性的润滑剂。润滑剂的混合例如可以采用诺塔混合机(Nauta-mixer)等进行约5～30分钟。然后，在一定条件下进行微粉碎，便得到平均粒径为4～5μm的微粉碎粉。此外，微粉碎在喷磨机中进行。对于所有的组成样品，在相同的条件下进行微粉碎。图1中表示了通过激光衍射式粒度分布测定装置测定的微粉碎粉的粒度，图2中表示了原料合金中P和S的含量与D50的关系。另外，所谓D10是指测定的微粉碎粉的粒度分布的累积体积为10％时的粒径，所谓D50是指累积体积为50％时的粒径，所谓D90是指累积体积为90％时的粒径。
得到的微粉碎粉在磁场中成型。磁场中成型在15kOe的磁场中于1.4ton/cm2的压力下进行。将得到的成型体在真空中升温至1080℃并保持4小时以进行烧结。接着对得到的烧结体施加800℃×1小时和560℃×1小时(都在氩气气氛中)的2阶段时效处理。
包括P和S的含量在内，通过荧光X射线分析测定了得到的烧结体的组成。其结果，P和S的含量如图1所示。另外，烧结体的合金元素的组成是：26.2wt％Nd-5.8wt％Dy-0.25wt％Al-0.5wt％Co-0.07wt％Cu-1wt％B-余量为Fe。另外，将烧结体研磨加工成预定的形状，之后对磁特性加以测定。其结果如图1所示。另外，图3表示了烧结体中P和S的含量与顽磁力(iHc)的关系，而且图4表示了烧结体中P和S的含量与剩磁通密度(Br)的关系。
如图1所示，可知经过烧结，原料合金中所含的P和S大大减少。
另外，由图1和图2可知，当原料合金中P和S的含量增加时，则微粉碎粉的粒径减小。另外，当P和S的含量增加时，则D90-D10之差减小，微粉碎粉的粒度分布变得狭窄而陡峭。
接着由图1和图3可知：当烧结体中P和S的含量增加、换句话说原料合金中P和S的含量增加时，则顽磁力(iHc)增加。另一方面，由图1和图4可知：当烧结体中P和S的含量增加时，剩磁通密度(Br)保持一定或者略有增加，一旦超过220ppm便急剧降低。
如上所述，P和S在原料合金中的含量越高，则可以得到微细且粒度分布狭窄的微粉碎粉。另外，当烧结体中含有的P和S大于等于预定量时，则磁特性、特别是剩磁通密度(Br)降低。然而，原料合金中所含的P和S经过烧结而减少，因此，本发明不仅可以得到微细且粒度分布狭窄的微粉碎粉，而且可以得到高磁特性的R-T-B类烧结磁体。
实施例2
将合金组成设定为28.6wt％Nd-0.2wt％Dy-0.05wt％Al-0.2wt％Co-0.03wt％Cu-1wt％B-0.08wt％Zr-余量为Fe；进而在从粉碎处理(粉碎处理之后的回收)到烧结(投入到烧结炉中)的各工序中，将各工序的气氛控制在氧浓度低于100ppm的水平；而且将烧结温度设定为1070℃，除此以外，与实施例1同样地制作烧结体。在该工序中，与实施例1同样地测定微粉碎粉的粒度。另外，对得到的烧结体与实施例1同样地进行了测定。其结果如图5所示。另外，图6表示了原料合金中P和S的含量与D50的关系，图7表示了烧结体中P和S的含量与顽磁力(iHc)的关系，而且图8表示了烧结体中P和S的含量与剩磁通密度(Br)的关系。此外，得到的烧结体的合金元素的组成是：28.3wt％Nd-0.2wt％Dy-0.05wt％Al-0.2wt％Co-0.03wt％Cu-1wt％B-0.08wt％Zr-余量为Fe，O的含量是770ppm。
在该实施例2中，可知经过烧结，原料合金中所含的P和S也大大减少。另外，当原料合金中P和S的含量增加时，则微粉碎粉的粒径减小，同时D90-D10之差变小，微粉碎粉的粒度分布变得狭窄而陡峭。
再者，当烧结体中P和S的含量增加、换句话说当原料合金中P和S的含量增加时，则顽磁力(iHc)增加，然而，剩磁通密度(Br)保持一定或者略有增加，一旦超过220ppm便急剧降低。
实施例3
将合金组成设定为27.2wt％Nd-4.9wt％Pr-0.2wt％Dy-0.25wt％Al-4.0wt％Co-0.3wt％Cu-1.3wt％B-0.25wt％Zr-余量为Fe；进而在从粉碎处理(粉碎处理之后的回收)到烧结(投入到烧结炉中)的各工序中，将所述各工序的气氛控制在氧浓度低于100ppm的水平；而且将烧结温度设定为1020℃，除此以外，与实施例1同样地制作烧结体。对得到的烧结体与实施例1同样地进行了测定。其结果如图9所示。另外，图10表示了原料合金中P和S的含量与D50的关系，图11表示了烧结体中P和S的含量与顽磁力(iHc)的关系，而且图12表示了烧结体中P和S的含量与剩磁通密度(Br)的关系。此外，得到的烧结体的合金元素的组成是：26.9wt％Nd-4.8wt％Pr-0.2wt％Dy-0.25wt％Al-4.0wt％Co-0.3wt％Cu-1.3wt％B-0.25wt％Zr-余量为Fe，O的含量是970ppm。
由图9～图12可以确认，在本实施例3中，也显示出与实施例1和实施例2同样的趋势。

Claims (6)

1.一种R-T-B类烧结磁体，其由使用下述原料合金而制造的烧结体构成，该原料合金采用带坯连铸法制作，并且P和S的含量为100～950ppm，其特征在于：所述烧结体以由R2T14B化合物构成的晶粒为主相，并且所述烧结体中含有10～220ppm的P和S；其中，所述原料合金含有由R2T14B化合物构成的晶粒；所述原料合金的组成是，R：25～35wt％、B：0.5～4wt％、Al和Cu之中的1种或2种：0.02～0.6wt％、Zr、Nb和Hf之中的1种、2种或更多种：2wt％以下、Co：5wt％以下、余量为Fe和不可避免的杂质；R是选自稀土类元素之中的1种、2种或更多种元素，T为Fe、或者Fe和Co。
2.根据权利要求1所述的R-T-B类烧结磁体，其特征在于：所述烧结体中含有50～200ppm的P和S。
3.根据权利要求1所述的R-T-B类烧结磁体，其特征在于：所述烧结体中含有50～180ppm的P和S。
4.根据权利要求1所述的R-T-B类烧结磁体，其特征在于，所述烧结体的组成包括：R：25～35wt％、B：0.5～4wt％、Al和Cu之中的1种或2种：0.02～0.6wt％、Co：5wt％以下、余量为Fe和不可避免的杂质。
5.根据权利要求1所述的R-T-B类烧结磁体，其特征在于：所述烧结体中含有3000ppm以下的O。
6.一种R-T-B类烧结磁体的制造方法，其制造由下述的烧结体构成的R-T-B类烧结磁体，所述烧结体以由R2T14B化合物构成的晶粒为主相，其中所述制造方法包括：
将P和S的含量为100～950ppm且采用带坯连铸法制作的原料合金粉碎为预定粒度的粉末的工序；
将所述粉末在磁场中成型以制作成型体的工序；以及
对所述成型体在1000～1200℃烧结1～10小时而得到P和S的含量为10～220ppm的所述烧结体的工序；
其中，所述原料合金含有由R2T14B化合物构成的晶粒；所述原料合金的组成是，R：25～35wt％、B：0.5～4wt％、Al和Cu之中的1种或2种：0.02～0.6wt％、Zr、Nb和Hf之中的1种、2种或更多种：2wt％以下、Co：5wt％以下、余量为Fe和不可避免的杂质；R是选自稀土类元素之中的1种、2种或更多种元素，T为Fe、或者Fe和Co。
CN2009102079996A 2005-01-25 2006-01-25 R-t-b类烧结磁体及其制造方法 Active CN101694798B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP016365/2005 2005-01-25
JP2005016365A JP4543940B2 (ja) 2005-01-25 2005-01-25 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JP086100/2005 2005-03-24
JP2005086100 2005-03-24

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100089114A Division CN100570762C (zh) 2005-01-25 2006-01-25 R－t－b类烧结磁体用原料合金、r－t－b类烧结磁体及其制造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101694798A true CN101694798A (zh) 2010-04-14
CN101694798B CN101694798B (zh) 2012-05-30

Family

ID=36215711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009102079996A Active CN101694798B (zh) 2005-01-25 2006-01-25 R-t-b类烧结磁体及其制造方法

Country Status (4)

Country Link
US (2) US20060165550A1 (zh)
EP (1) EP1684314B1 (zh)
CN (1) CN101694798B (zh)
DE (1) DE602006011516D1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104078177A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 Tdk株式会社 稀土类磁体
CN104299742A (zh) * 2013-07-16 2015-01-21 Tdk株式会社 稀土类磁铁
CN108417334A (zh) * 2013-04-22 2018-08-17 Tdk株式会社 R-t-b系烧结磁铁
CN111968813A (zh) * 2020-07-10 2020-11-20 瑞声科技（南京）有限公司 NdFeB系磁粉、NdFeB系烧结磁体及制备方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103890867B (zh) * 2011-10-13 2017-07-11 Tdk株式会社 R‑t‑b系烧结磁体及其制造方法、以及旋转电机
JP6265368B2 (ja) * 2013-04-22 2018-01-24 昭和電工株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系希土類焼結磁石およびその製造方法
CN103377820B (zh) 2013-07-17 2015-11-25 烟台首钢磁性材料股份有限公司 一种r-t-b-m系烧结磁体及其制造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2744140B2 (de) 1977-09-30 1980-12-18 Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen Beleuchtungsvorrichtung für ärztliche, insbesondere zahnärztliche Zwecke
JPS60221551A (ja) 1984-03-21 1985-11-06 Hitachi Metals Ltd 永久磁石合金
JP2639609B2 (ja) 1992-02-15 1997-08-13 三徳金属工業株式会社 永久磁石用合金鋳塊及びその製造法
JP3932143B2 (ja) 1992-02-21 2007-06-20 Ｔｄｋ株式会社 磁石の製造方法
JPH05211102A (ja) 1992-10-15 1993-08-20 Daido Steel Co Ltd 永久磁石用粉末および永久磁石
JP3479168B2 (ja) 1995-06-30 2003-12-15 住友特殊金属株式会社 耐食性のすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系磁石合金用鋳片の製造方法
JP3846835B2 (ja) * 1998-10-14 2006-11-15 株式会社Ｎｅｏｍａｘ Ｒ−ｔ−ｂ系焼結型永久磁石
JP2001254103A (ja) * 2000-03-13 2001-09-18 Sanei Kasei Kk ナノコンポジット構造を有する金属粒子及び自己組織化によるその製造方法
US6818041B2 (en) * 2000-09-18 2004-11-16 Neomax Co., Ltd Magnetic alloy powder for permanent magnet and method for producing the same
WO2003001541A1 (fr) * 2001-06-22 2003-01-03 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Aimant des terres rares et procede de production dudit aimant
CN1300807C (zh) * 2001-12-19 2007-02-14 株式会社新王磁材 稀土类－铁－硼系合金以及磁各向异性永久磁体粉末及其制造方法
JP4389427B2 (ja) * 2002-02-05 2009-12-24 日立金属株式会社 希土類−鉄−硼素系磁石用合金粉末を用いた焼結磁石
DE60335331D1 (de) * 2002-10-08 2011-01-27 Hitachi Metals Ltd R-Fe-B gesinterter Permanentmagnet und Verfahren zu dessen Herstellung

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104078177A (zh) * 2013-03-28 2014-10-01 Tdk株式会社 稀土类磁体
CN104078177B (zh) * 2013-03-28 2016-09-21 Tdk株式会社 稀土类磁体
CN108417334A (zh) * 2013-04-22 2018-08-17 Tdk株式会社 R-t-b系烧结磁铁
CN108417334B (zh) * 2013-04-22 2020-03-03 Tdk株式会社 R-t-b系烧结磁铁
CN104299742A (zh) * 2013-07-16 2015-01-21 Tdk株式会社 稀土类磁铁
CN111968813A (zh) * 2020-07-10 2020-11-20 瑞声科技（南京）有限公司 NdFeB系磁粉、NdFeB系烧结磁体及制备方法
CN111968813B (zh) * 2020-07-10 2023-11-07 瑞声科技（南京）有限公司 NdFeB系磁粉、NdFeB系烧结磁体及制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1684314A2 (en) 2006-07-26
US8157927B2 (en) 2012-04-17
EP1684314B1 (en) 2010-01-06
DE602006011516D1 (de) 2010-02-25
US20060165550A1 (en) 2006-07-27
US20100111746A1 (en) 2010-05-06
EP1684314A3 (en) 2008-01-23
CN101694798B (zh) 2012-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100570762C (zh) R－t－b类烧结磁体用原料合金、r－t－b类烧结磁体及其制造方法
CN101652822B (zh) R-Fe-B系稀土类烧结磁铁
CN101981634B (zh) R-t-b系烧结磁体及其制造方法
US5125988A (en) Rare earth-iron system permanent magnet and process for producing the same
CN101694798B (zh) R-t-b类烧结磁体及其制造方法
CN103890868A (zh) R-t-b系烧结磁铁
CN107134335A (zh) R‑t‑b系永久磁铁
CN103081035A (zh) 磁性材料及其制造方法
CN105047345B (zh) R-t-b系永久磁铁和r-t-b系永久磁铁用原料合金
JP6033768B2 (ja) 磁性材料の製造方法
JP4821128B2 (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類永久磁石
US5213631A (en) Rare earth-iron system permanent magnet and process for producing the same
JP3148581B2 (ja) 耐食性のすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材料の製造方法
US7338566B2 (en) Alloy for sm-co based magnet, method for production thereof, sintered magnet and bonded magnet
JP2008214661A (ja) 希土類焼結磁石の製造方法
JP4305927B2 (ja) 潤滑剤の除去方法
JP3474684B2 (ja) 耐食性のすぐれた高性能Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系磁石材料
JP4753024B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石用原料合金、ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石及びその製造方法
JP2013179196A (ja) 磁性材料
CN113690039A (zh) 稀土烧结磁体及制造方法
JP4076080B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JP4282002B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石用合金粉末、その製造方法及びｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JPH07109504A (ja) 異方性ボンド磁石用原料粉末の製造方法
JP4353430B2 (ja) 潤滑剤の除去方法及び希土類焼結磁石の製造方法
JPH0745412A (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石材料

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant