CN103153504A - R-t-b系稀土类永久磁铁用合金材料、r-t-b系稀土类永久磁铁的制造方法和电动机 - Google Patents

R-t-b系稀土类永久磁铁用合金材料、r-t-b系稀土类永久磁铁的制造方法和电动机 Download PDF

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Abstract

提供一种可得到高的取向率和高的矫顽力（Hcj）的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料和使用了该合金材料的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法。所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末，各R-T-B系合金由R、T和B以及不可避免的杂质构成，所述R是从稀土类元素中选出的2种以上，所述T是以Fe为必需的过渡金属，所述多种R-T-B系合金之中，Dy含量最多的第1合金是含有17质量%以上的Dy的合金，所述多种R-T-B系合金之中，与所述第1合金的Dy含量的浓度差最小的第2合金，与所述第1合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上。

Description

R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料、R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法和电动机
技术领域
本发明涉及R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料、R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法以及电动机，特别是涉及可得到具有优异的磁特性、可很好地用于电动机中的R-T-B系稀土类永久磁铁的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料和使用了该合金材料的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法以及电动机。
本申请基于在2010年9月30日在日本提出的专利申请2010-221482号要求优先权，将其内容援引到本申请中。
背景技术
一直以来，R-T-B系稀土类永久磁铁（以下有时称为「R-T-B系磁铁」）被用于硬盘驱动器的音圈电动机等的电动机中。在转子中装有R-T-B系磁铁的电动机是发挥高的能量效率的电动机。近年来，由于对节能的迫切要求在提高、以及R-T-B系磁铁的耐热性提高，因此在家电、空调、汽车等的各种电动机等中使用的R-T-B系磁铁的使用量在增加。
一般地，R-T-B系磁铁是通过将以Nd、Fe、B为主成分的R-T-B系合金成形（成型）并烧结而得到的。在R-T-B系合金中，R通常是Nd和用Pr、Dy、Tb等的其他的稀土类元素置换了Nd的一部分的成分。T是Fe和用Co、Ni等的其他的过渡金属置换了Fe的一部分的成分。B是硼，可以将其一部分用C或者N置换。
R-T-B系磁铁通常由用R2T14B构成的主相和Nd富集相这两相构成，上述Nd富集相存在于主相的晶界，Nd浓度比主相高。Nd富集相也被称为晶界相。
被用于混合动力汽车和电动汽车等的电动机中的R-T-B系磁铁，在电动机内被暴露在高温下，因此要求高的矫顽力（Hcj）。作为提高R-T-B系磁铁的矫顽力的技术，有将R-T-B系合金的R从Nd置换成为Dy的技术。但是，Dy资源分布不均，产出量也受限，因此在其供给上产生不安。
因此，研讨了不增加R-T-B系合金中所含有的Dy的含量而使R-T-B系磁铁的矫顽力提高的技术。作为这样的技术，研讨了下述方法：从R-T-B系合金的烧结体的外部蒸镀Dy，使其向内部的晶界扩散的方法（例如，参照专利文献1和专利文献2）；对R-T-B系合金的烧结体表面涂布Dy的氟化物等的方法（例如，参照专利文献3）；添加Dy浓度高的原料得到芯壳型结构的方法（例如，参照非专利文献1）；等等。
另外，对于R-T-B系磁铁的矫顽力的呈现机制，曾报告了调查了由热处理带来的效果的结果。具体地讲，报告了：通过热处理，在晶界形成极薄的非晶层，Cu浓缩相与Nd富集相一同存在（例如，参照非专利文献2）；由于Cu的存在而存在液相，从而Nd-富集相间的润湿性提高（例如，参照非专利文献3）等。
另外，在制作R-T-B系磁铁时，一般用喷磨机等将具有微细的组织的合金粉碎成为4～6μm，一边使其在磁场中取向一边进行成形、烧结。
另外，也进行了下述工作：通过在粉碎合金时使粉末变细到3μm以下，减小烧结后得到的磁铁粒子的大小，来提高矫顽力，削减Dy的使用量（例如，参照专利文献4）。
另外，作为得到取向率高的烧结磁铁的技术，曾提出了一种稀土类烧结磁铁的制造方法，其包括：将组成不同的第1合金微粉末和第2合金微粉末混合，准备混合粉末的工序；通过一边作为取向磁场施加翻转磁场一边将上述混合粉末压缩成形得到成形体的工序；和通过将成形体烧结得到烧结体的工序（例如，参照专利文献5）。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2007/088718号小册子
专利文献2:国际公开第2008/032667号小册子
专利文献3:日本专利第4450239号公报
专利文献4:特开2008-2633243号公报
专利文献5:日本专利第04483630号公报
非专利文献
非专利文献1:杉本，粉体以及粉末冶金，Vol.57、No.6、pp395-400（2010）
非专利文献2:W.F.Li et.al、Acta Materialia、57、pp1337-1346（2009）
非专利文献3:松浦等，电气学会磁学研究会资料，Vol.MAG-09、No.168-189、pp77-81（2009）
发明内容
但是，在现有技术中，如以下所示那样，难以实现具有高的矫顽力和高的取向率的R-T-B系磁铁。
即，若提高R-T-B系合金中的Dy浓度，则在烧结后可得到矫顽力（Hcj）高的R-T-B系磁铁。但是，如果提高R-T-B系合金中的Dy浓度，则R-T-B系磁铁的磁化（Br）降低。
另外，在使用混合稀土类元素的种类和/或浓度不同的合金粉末而成的混合粉末制造R-T-B系磁铁的情况下，能够提高R-T-B系磁铁的取向率，因此能够提高R-T-B系磁铁的磁化（Br）。但是，即使是使用混合粉末制造了R-T-B系磁铁的情况，所得到的R-T-B系磁铁的矫顽力（Hcj）也不充分，要求确保高的取向率，并且更加提高矫顽力。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的是提供一种可得到高的取向率和高的矫顽力（Hcj）的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料以及使用了该合金材料的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法。
另外，其目的是提供一种电动机，所述电动机使用了由上述的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法制造的具有优异的磁特性的R-T-B系稀土类永久磁铁。
本发明人为了解决上述课题而反复刻苦研究。其结果发现：通过形成为包含由组成不同的R-T-B系合金构成的多种合金、和金属粉末的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，成为可得到具有高的取向率（Br/Js）和高的矫顽力（Hcj）的R-T-B系磁铁的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料。
推测该效果通过以下的作用得到。
即，将R-T-B系合金粉碎而制造合金粉末的情况下的R-T-B系合金的粉碎性，根据R-T-B系合金中所含的稀土类的量等而不同。因此，例如，当将由组成不同的R-T-B系合金构成的多种合金同时或者分别粉碎来制造多种的R-T-B系合金粉末时，粉碎性根据起始合金的微细组织和合金组成而不同，因此即使在同一条件下粉碎，也成为粒度分布不同的多种R-T-B系合金粉末。
若将这样的多种R-T-B系合金粉末混合而成的混合粉末进行磁场成型并烧结，则混合粉末中所含的成为使取向率降低的原因的微小晶粒，被组入比其大的晶粒中而消失，因此可认为R-T-B系磁铁的取向率提高。进而推定，若向这样的混合粉末中添加不含稀土类元素的金属粉末，则可得到作为非磁性相的晶界相的润湿性被改善，并且使磁性粒子自身的固有矫顽力提高的效果。
但是，即使是使用了包含由组成不同的R-T-B系合金构成的多种合金、和金属粉末的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料的情况，将其烧结而得到的R-T-B系磁铁有时也不能充分得到矫顽力。于是，本发明人着眼于由R-T-B系合金构成的多种合金中所含有的Dy含量，反复刻苦研究。
其结果发现，在包含由组成不同的R-T-B系合金构成的多种合金、和金属粉末，多种合金中所包含的Dy含量最多的R-T-B系合金含有17质量%以上的Dy，与Dy含量最多的R-T-B系合金的Dy含量的浓度差最小的别的R-T-B系合金，与Dy含量最多的R-T-B系合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上的情况下，Dy含量少的合金，与Dy含量多的合金相比，在磁场成形时容易进行取向，能够实现高的取向率（Br/Js），而且通过添加金属粉末可改善主相与晶界相的润湿性，可得到具有充分高的矫顽力（Hcj）的R-T-B系磁铁，从而完成了本发明。
即，本发明提供下述的各发明。
（1）一种R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末，各R-T-B系合金由R、T和B以及不可避免的杂质构成，所述R是从稀土类元素中选出的两种以上，所述T是以Fe为必需的过渡金属，上述多种R-T-B系合金之中，Dy含量最多的第1合金是含有17质量%以上的Dy的合金，上述多种R-T-B系合金之中，与上述第1合金的Dy含量的浓度差最小的第2合金，与上述第1合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上。
（2）根据（1）所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，上述金属粉末是从Al、Fe、Si、Ta、Ti、Zr之中选出的一种或两种以上、或者含有这些金属的合金。
（3）根据（1）或者（2）所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，含有0.02质量%～6质量%的上述金属粉末。
（4）根据（1）～（3）的任一项所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，将上述组成不同的多种R-T-B系合金的全部混合了时的组成中的Dy含量为2质量%～20质量%。
（5）一种R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法，其特征在于，将（1）～（4）的任一项所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料成形并进行烧结。
（6）一种电动机，其特征在于，具备由（5）所述的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法制造的R-T-B系稀土类永久磁铁。
本发明的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末，各R-T-B系合金由R、T和B以及不可避免的杂质构成，所述R是从稀土类元素中选出的两种以上，所述T是以Fe为必需的过渡金属，上述多种R-T-B系合金之中，Dy含量最多的第1合金是含有17质量%以上的Dy的合金，上述多种R-T-B系合金之中，与上述第1合金的Dy含量的浓度差最小的第2合金，与上述第1合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上。因此通过将其成形并进行烧结，能够提供具有高的取向率和高的矫顽力，可很好地用于电动机中的具有优异的磁特性的R-T-B系稀土类永久磁铁。
附图说明
图1是表示实验例1～20的取向率的图。
具体实施方式
以下对于本发明的实施方式进行详细说明。
「R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料」
本实施方式的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料（以下简称为「永久磁铁用合金材料」），是包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末的合金材料。
永久磁铁用合金材料中所包含的各R-T-B系合金，是由R、T和B（硼）以及不可避免的杂质组成的，所述R是从稀土类元素中选出的两种以上，所述T是以Fe为必需的过渡金属。
在本实施方式的永久磁铁用合金材料中，多种R-T-B系合金之中，Dy含量最多的第1合金是含有17质量%以上的Dy的合金。另外，多种R-T-B系合金之中，与第1合金的Dy含量的浓度差最小的第2合金，是与第1合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上的合金。
当第1合金的Dy含量低于17质量%、或者第2合金与第1合金的Dy含量的浓度差低于5质量%时，会残留较多的取向不充分的粉末，取向率的提高变得不充分。
将组成不同的多种R-T-B系合金的全部混合了时的组成（以下有时称为「混合合金组成」），为了可得到具有优异的磁特性的R-T-B系磁铁优选为如下：R为27～35质量%、优选为30～32质量%，B为0.85～1.3质量%、优选为0.87～0.98质量%，T由其余量和不可避免的杂质组成。
混合合金组成中所含的R低于27质量%时，使用其得到的R-T-B系磁铁的矫顽力有时变得不充分，而R超过35质量%时，有R-T-B系磁铁的磁化（Br）变得不充分之恐。
另外，混合合金组成中所含的B低于0.85质量%时，使用其得到的R-T-B系磁铁的矫顽力有时变得不充分，而B超过1.3质量%时，有R-T-B系磁铁的磁化显著降低之恐。
另外，作为各R-T-B系合金的R中所包含的Dy以外的稀土类元素，可举出Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，其中，可特别优选使用Nd、Pr、Tb。另外，各R-T-B系合金的R，优选以Nd为主成分。
另外，混合合金组成中所包含的Dy的含量，优选为2质量%～20质量%，更优选为2质量%～10质量%，进一步优选为4质量%～10质量%。当混合合金组成中所包含的Dy为20质量%以上时，即使是含有金属粉末的永久磁铁用合金材料，也得不到由增加Dy的含量所带来的提高R-T-B系磁铁的矫顽力的效果，并且R-T-B系磁铁的磁化（Br）的降低变得显著，因此不优选。当混合合金组成中所包含的Dy为2质量%以下时，存在不能充分得到由含有Dy所带来的提高R-T-B系磁铁的矫顽力的效果之恐。
各R-T-B系合金中所含的T，是以Fe为必需的过渡金属。作为各R-T-B系合金的T所包含的Fe以外的过渡金属，可举出Co、Ni等。在R-T-B系合金的T除了Fe以外还含有Co的情况下，能够改善Tc（居里温度），从而优选。
另外，各R-T-B系合金中所含的B是硼，但也可以将其一部分用C或者N置换。
另外，在混合合金组成中，为了提高R-T-B系磁铁的矫顽力，优选含有从Al、Cu、Ga中选出的任一种或两种以上。
Ga在混合合金组成中更优选含有0.03质量%～0.3质量%。在混合合金组成中含有0.03质量%以上的Ga的情况下，能够有效地提高R-T-B系磁铁的矫顽力，从而优选。但是，当混合合金组成中的Ga的含量超过0.3质量%时，R-T-B系磁铁的磁化降低，因此不优选。
另外，永久磁铁用合金材料中的氧浓度越低越好，但即使在永久磁铁用合金材料中含有0.03质量%～0.5质量%的氧，也能够实现充分的磁特性。在永久磁铁用合金材料中所含的氧含量超过0.5质量%的情况下，有磁特性显著降低之恐。永久磁铁用合金材料中所含的氧含量优选为0.05质量%～0.2质量%。
另外，永久磁铁用合金材料中的碳浓度越低越好，但即使在永久磁铁用合金材料中含有0.003质量%～0.5质量%的碳，也能够实现充分的磁特性。在永久磁铁用合金材料中所含的碳含量超过0.5质量%的情况下，有磁特性显著降低之恐。永久磁铁用合金材料中所含的碳含量优选为0.005质量%～0.2质量%。
本实施方式的永久磁铁用合金材料，是包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末的合金材料，可以是只由第1合金、第2合金和金属粉末构成的合金材料，也可以是例如除了含有第1合金、第2合金和金属粉末，还含有由组成与第1合金和第2合金不同的R-T-B系合金构成的第3合金的合金材料。
构成组成不同的多种R-T-B系合金的各R-T-B系合金，可通过采用例如SC（铸带：strip casting）法对合金熔液进行铸造以制造铸造合金薄片，并将得到的铸造合金薄片采用例如氢破碎法等破碎，采用粉碎机进行粉碎的方法等来得到。
再者，在本实施方式中，对于采用SC法制造R-T-B系合金的情况进行了说明，但本发明中使用的R-T-B系合金并不限定于采用SC法制造的合金。例如，各R-T-B系合金也可以采用离心铸造法、叠箱铸型（book mold）法等铸造。
作为氢破碎法，可列举：在室温下使铸造合金薄片吸藏氢，在300℃左右的温度下热处理后，进行减压以脱氢，其后，在500℃左右的温度下热处理以除去铸造合金薄片中的氢的方法等。在氢破碎法中吸藏了氢的铸造合金薄片体积膨胀，所以在合金内部容易产生多数的裂纹（龟裂），从而被破碎。
再者，作为组成不同的多种R-T-B系合金的、多种铸造合金薄片的破碎，既可以按各组成分别进行破碎，也可以将多种铸造合金薄片的一部分或者全部混合，对多种铸造合金薄片同时地进行破碎。
另外，作为粉碎已进行了氢破碎的铸造合金薄片的方法，可举出利用喷磨机等的粉碎机，使用例如0.6MPa的高压氮将已进行了氢破碎的铸造合金薄片微粉碎为3～4.5μm的平均粒度，从而形成为粉末的方法等。
再者，作为组成不同的多种R-T-B系合金的已进行了氢破碎的多种铸造合金薄片的粉碎，在氢破碎前多种铸造合金薄片的一部分或者全部被混合了的情况下，优选对多种铸造合金薄片同时地进行，但也可以按各组成分别进行。
另外，作为永久磁铁用合金材料中所包含的金属粉末，可以使用从Al、Fe、Si、Ta、Ti、Zr之中选出的一种或两种以上、或者含有这些金属的合金等。另外，作为永久磁铁用合金材料中所包含的金属粉末，为了有效地改善使用永久磁铁用合金材料得到的R-T-B系磁铁中的晶界相的润湿性、提高矫顽力，优选使用从Al、Fe、Si、Ta、Ti、Zr、Ti-Al合金之中选出的一种或两种以上。
金属粉末，为了不给其他的磁特性造成损害，并提高矫顽力（Hcj），在永久磁铁用合金材料中优选含有0.02质量%～6质量%，更优选含有0.2质量%～6质量%。永久磁铁用合金材料中的金属粉末的含量低于0.02质量%时，有不能充分得到提高矫顽力（Hcj）的效果之恐。另外，当金属粉末的含量超过6质量%时，磁化（Br）和最大磁能积（BHmax）等的磁特性的降低变得显著，因此不优选。
另外，永久磁铁用合金材料中所包含的金属粉末的平均粒度（d50）优选为0.01～200μm的范围。再者，永久磁铁用合金材料中的金属粉末，可以微细且均匀地分布，但也可以并不微细且均匀地分布，例如，可以为粒度1μm以上，也可以凝聚成为5μm以上。
本实施方式的永久磁铁用合金材料，优选是组成不同的多种R-T-B系合金的粉末的全部和金属粉末混合而成的混合物。
再者，构成永久磁铁用合金材料的组成不同的多种R-T-B系合金和金属粉末，组成不同的多种R-T-B系合金可以以将铸造合金薄片粉碎制成为由R-T-B系合金构成的粉末的状态混合，但也可以例如，组成不同的多种R-T-B系合金以铸造合金薄片的状态与金属粉末混合，制成为永久磁铁用合金材料，其后，将含有铸造合金薄片的永久磁铁用合金材料粉碎。该情况下，优选将由铸造合金薄片和金属粉末构成的永久磁铁用合金材料，与铸造合金薄片的粉碎方法同样地粉碎制成为粉末。另外，组成不同的多种R-T-B系合金与金属粉末的混合，可以将组成不同的多种R-T-B系合金的全部和金属粉末一次地混合，但也可以阶段性地混合。例如，可以将组成不同的多种R-T-B系合金之中的一部分以铸造合金薄片的状态与金属粉末混合，将剩余部分以制成为粉末后的状态与金属粉末混合。
接着，说明使用这样得到的永久磁铁用合金材料制造R-T-B系稀土类永久磁铁的方法。
「R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法」
作为本实施方式的制造R-T-B系磁铁的方法，可列举例如，向上述的永久磁铁用合金材料中添加作为润滑剂的0.02质量%～0.03质量%的硬脂酸锌，使用横向磁场中成型机等进行压制成形（压制成型），在真空中在1030℃～1200℃进行烧结，其后在400℃～800℃进行热处理的方法等。
再者，组成不同的多种R-T-B系合金与金属粉末的混合，如上述那样，组成不同的多种R-T-B系合金可以以铸造合金薄片的状态、或将铸造合金薄片粉碎制成为由R-T-B系合金构成的粉末后的状态进行混合，但也可以例如，向由组成不同的多种R-T-B系合金构成的粉末中添加硬脂酸锌等的润滑剂后进行混合。
本实施方式的永久磁铁用合金材料，包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末，各R-T-B系合金由R、T和B以及不可避免的杂质组成，所述R是从稀土类元素中选出的两种以上，所述T是以Fe为必需的过渡金属，上述多种R-T-B系合金之中，Dy含量最多的第1合金是含有17质量%以上的Dy的合金，上述多种R-T-B系合金之中，与上述第1合金的Dy含量的浓度差最小的第2合金，与上述第1合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上，因此通过将其成形并进行烧结，能够实现具有高的取向率和高的矫顽力，可很好地用于电动机中的具有优异的磁特性的R-T-B系稀土类永久磁铁。
另外，本实施方式的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法，是通过将本实施方式的永久磁铁用合金材料成形并进行烧结，来制造R-T-B系稀土类永久磁铁的方法，可得到具有优异的磁特性的R-T-B系稀土类永久磁铁。实施例
称量Nd金属（纯度99wt%以上）、Dy金属（纯度99wt%以上）、硼铁（Fe80%、B20wt%）、Co金属（纯度99wt%以上）、Al金属（纯度99wt%以上）、Cu金属（纯度99wt%以上）、铁块（纯度99wt%以上）使得成为表1所示的合金A～合金D的成分组成，并填装到氧化铝坩埚中。
Figure BDA00002978940900121
其后，将氧化铝坩埚放入高频真空感应炉的炉内，用Ar气置换炉内，加热到1450℃使其熔融，形成为熔液。接着，向水冷铜辊浇注熔液，采用SC（铸带）法，在辊圆周速度1.0m/秒下进行控制，使得平均厚度为0.3mm左右、R富集相（稀土类富集相）间隔为3～15μm、R富集相以外（主相）的体积率≥（138-1.6r）（其中，r为稀土类（Nd、Dy）的含量），得到了铸造合金薄片。
采用以下所示的方法调查了这样得到的铸造合金薄片的R富集相间隔和主相的体积率。
即，将平均厚度±10%以内的铸造合金薄片埋入树脂进行研磨，利用扫描电子显微镜（日本电子JSM-5310）拍摄反射电子像，得到了300倍的照片。然后，使用得到的铸造合金薄片的照片，测定R富集相的间隔，并且计算出主相的体积率。其结果，表1所示的合金A～合金D的R富集相间隔为4～5μm，主相的体积率为90～95%。
接着，称量表1所示的合金A～合金D的铸造合金薄片，使用由V字形的筒构成的V形掺合器，以表2所示的混合比率混合。混合合金A～合金D的铸造合金薄片而成的合金1～合金3的组成（混合后组成）示于表2。再者，表2所示的合金4是表1所示的合金C。
接着，将铸造合金薄片粗粉碎使得变为直径5mm左右，插入到室温的氢中使其吸藏氢。接着，将粗粉碎并吸藏了氢的铸造合金薄片在300℃进行热处理从而进行氢破碎。其后，进行减压来脱氢，再进行加热到500℃的热处理，将铸造合金薄片中的氢释放除去，冷却到室温。
接着，向已进行了氢破碎的铸造合金薄片中添加作为润滑剂的硬脂酸锌0.025wt%，采用喷磨机（ホソカワミクロン100AFG），使用0.6MPa的高压氮，将已进行了氢破碎的铸造合金薄片微粉碎成为4.5μm的平均粒度，形成为粉末。
向这样得到的由R-T-B系合金构成的粉末（合金1～合金4）中，以表4所示的比例（永久磁铁用合金材料中所含有的金属粉末的浓度（质量%））添加表3所示的平均粒度的金属粉末并混合，由此制造出永久磁铁用合金材料。再者，金属粉末的粒度采用激光衍射计进行了测定。
表3
Figure BDA00002978940900151
接着，使用横向磁场中成型机，以0.8吨/cm2的压力将这样得到的永久磁铁用合金材料压制成形，形成为压粉体，在真空中烧结。烧结温度根据合金而不同，合金1在1050～1060℃、合金2在1060～1080℃、合金3和合金4在1080～1110℃进行了烧结。其后，在800℃以及530℃进行热处理，冷却，由此得到了表3所示的实验例1～实验例20的R-T-B系磁铁。
然后，利用BH波形记录器（东英工业TPM2-10）测定所得到的实验例1～实验例20的R-T-B系磁铁各自的磁特性。将其结果示于表4。
再者，在表3中，所谓「Hcj」是矫顽力，所谓「Br」是磁化，所谓「SR」是方形度（角形性），所谓「BHmax」是最大磁能积。另外，这些磁特性的值分别是5个R-T-B系磁铁的测定值的平均值。
另外，「Js」为饱和磁化，是物质在其温度下能够具有的最大的磁化，在本例中，是施加10T的磁场而测定出的磁化。「Br/Js」为取向率，是表示磁铁中的晶体怎样程度地与磁化容易轴一致的指标。实验例1～实验例20的R-T-B系磁铁的取向率示于图1。
如表4所示，实验例2是本发明的比较例，是在Dy含量最多的R-T-B系合金（表1的合金B）的Dy含量低于17质量%的合金1中添加了0.2wt%Al的例子。另外，实验例16是本发明的实施例，是在Dy含量最多的R-T-B系合金（表1的合金D）的Dy含量为17质量%以上、两种R-T-B系合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上的合金3中添加了0.2wt%Al的例子。
比较Al的添加量相同的实验例2和实验例16，由添加Al所带来的矫顽力（Hcj）的提高幅度，实验例2（表2的合金1）为1.3kOe，而实验例16（表2的合金3）为2.8kOe。因此，由添加Al所带来的矫顽力的提高幅度，实验例16为实验例2的2倍以上。
另外，如表4所示，实验例7以及实验例19，都是不含有金属粉末的本发明的比较例。如表2以及表4所示，实验例7的合金3和实验例19的合金4，都是混合后组成中的Dy浓度为9质量%的例子，矫顽力为同等。
另外，如表4所示，实验例8是本发明的实施例，是在合金3中添加了1wt%Fe的例子。另外，实验例20是本发明的比较例，是在由1种R-T-B系合金（表1的合金C）构成的合金4中添加了1wt%Fe的例子。比较Fe的添加量相同的实验例8和实验例20，实验例8的矫顽力（Hcj）为34.3kOe，与不含有金属粉末的实验例7比较，矫顽力提高了4.3kOe。与此相对，实验例20的矫顽力为31kOe，与不含有金属粉末的实验例19比较，矫顽力的提高量为1.2kOe。
因此，根据本发明可知，不增多将组成不同的多种R-T-B系合金的全部混合了时的组成中所含的Dy的含量，就能够提高R-T-B系磁铁的矫顽力。
另外，实验例8的取向率（Br/Js）为94.8%，实验例20的取向率（Br/Js）为93.6%，实验例8显示出高的取向率。
由此可知，通过将本发明的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料成形并进行烧结，可得到具有高的矫顽力和高的取向率的R-T-B系磁铁。
另外，从图1可知，与使用了由1种R-T-B系合金（表1的合金C）构成的合金4的实验例19以及实验例20比较，使用了由两种R-T-B系合金构成的合金1～合金3的实验例1～实验例18，显示出高的取向率。
而且，与使用了Dy含量最多的R-T-B系合金（表1的合金B）的Dy含量低于17质量%的合金1的实验例1以及实验例2比较，使用了Dy含量最多的R-T-B系合金（表1的合金B）的Dy含量为17质量%以上、两种R-T-B系合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上的合金2以及合金3的实验例3～实验例18，显示出高的取向率。
产业上的利用可能性
本发明能够应用于R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料、R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法以及电动机。

Claims (6)

1.一种R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，包含组成不同的多种R-T-B系合金、和金属粉末，各R-T-B系合金由R、T和B以及不可避免的杂质构成，所述R是从稀土类元素中选出的2种以上，所述T是以Fe为必需的过渡金属，所述多种R-T-B系合金之中，Dy含量最多的第1合金是含有17质量%以上的Dy的合金，所述多种R-T-B系合金之中，与所述第1合金的Dy含量的浓度差最小的第2合金，与所述第1合金的Dy含量的浓度差为5质量%以上。
2.根据权利要求1所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，所述金属粉末是从Al、Fe、Si、Ta、Ti、Zr之中选出的1种或2种以上、或者含有这些金属的合金。
3.根据权利要求1或2所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，含有0.02质量%～6质量%的所述金属粉末。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料，其特征在于，将所述组成不同的多种R-T-B系合金的全部混合了时的组成中的Dy含量为2质量%～20质量%。
5.一种R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法，其特征在于，将权利要求1～4的任一项所述的R-T-B系稀土类永久磁铁用合金材料成形并进行烧结。
6.一种电动机，其特征在于，具备由权利要求5所述的R-T-B系稀土类永久磁铁的制造方法制造的R-T-B系稀土类永久磁铁。
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