CN104584148A - NdFeB系烧结磁体 - Google Patents

NdFeB系烧结磁体 Download PDF

Info

Publication number
CN104584148A
CN104584148A CN201380045295.8A CN201380045295A CN104584148A CN 104584148 A CN104584148 A CN 104584148A CN 201380045295 A CN201380045295 A CN 201380045295A CN 104584148 A CN104584148 A CN 104584148A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sintered magnet
based sintered
particle diameter
ndfeb based
crystal grain
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
CN201380045295.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104584148B (zh
Inventor
沟口彻彦
佐川真人
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.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Inta Metal K K
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
Application filed by Inta Metal K K filed Critical Inta Metal K K
Publication of CN104584148A publication Critical patent/CN104584148A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104584148B publication Critical patent/CN104584148B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • 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
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • 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
    • H01F1/06—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 in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/08—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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • 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
    • H01F1/06—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 in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/08—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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/086—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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together sintered
    • 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
    • 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
    • H01F41/0293—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 diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

本发明的课题是提供能够提高磁化特性的NdFeB系烧结磁体。本发明的NdFeB系烧结磁体的特征在于，其为c轴沿1个方向取向的NdFeB系烧结磁体，与前述c轴垂直的截面中的晶粒的粒径的中值为4.5μm以下，前述截面中的、前述粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率为5％以下。通过减小前述粒径的中值(设为4.5μm以下)而提高矫顽力，并且，通过减小该粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率(设为5％以下)而减少未形成磁壁的晶粒，由此能够提高磁化特性。

Description

NdFeB系烧结磁体
技术领域
本发明涉及以Nd2Fe14B为主相的NdFeB系烧结磁体。“NdFeB系烧结磁体”并不限定于仅含有Nd、Fe和B，也可以含有Nd以外的稀土元素、Co、Ni、Cu、Al等其它元素。需要说明的是，本申请中的“NdFeB系烧结磁体”中包括进行磁化处理前的烧结体、以及进行磁化处理后的烧结体中的任意种。
背景技术
NdFeB系烧结磁体于1982年被佐川(本发明人)等发现，具有残留磁通密度等许多磁特性明显高于当时的永久磁体这样的特长。因此，NdFeB系烧结磁体被用于混合动力汽车、电动汽车的驱动用马达、电动辅助型汽车用马达、产业用马达、硬盘等的音圈马达、高级扬声器、耳机、永久磁体式磁共振诊断装置等各种制品中。
早期的NdFeB系烧结磁体在各种磁特性中具有矫顽力HcJ较低的缺点。作为改善该缺点的方法，已知有(1)通过在原料的合金中添加Dy、Tb等重稀土元素RH，从而提高主相的晶体磁各向异性的方法；(2)将不含RH的主相系合金和添加有RH的晶界相系合金这两种起始合金的粉末混合并将其烧结的方法(二合金法)；(3)减小构成NdFeB系烧结磁体的各个晶粒的方法；等。
这些当中，(3)的方法在能够提高矫顽力HcJ而不降低残留磁通密度Br的方面优异。其机理虽未完全阐明，但可以定性地理解为，是因为，粒径越小，在晶粒间界附近成为产生反向磁畴的位点的晶体缺陷的数量越少。
然而，为了减小晶粒的粒径，需要在烧结磁体的原料即合金粉末的阶段减小粒径，粒径越小，合金粉末整体中的粒子的表面积越大，因此越容易氧化。特别是NdFeB系合金的情况下，与氧气的反应剧烈，存在起火的风险。因此，减小合金粉末的粒径时，原料及其后的工序中需要采取充分的抗氧化措施。
另一方面，专利文献1中公开了将合金粉末放入容器中，不加压地进行磁取向的方法(所谓的“无加压法”)。该无加压法具有以下的特长：磁取向时合金粉末的各粒子能够较自由地旋转，因此能够提高取向度，能够提高所生成的磁体的残留磁通密度。
该无加压法不需要在磁取向等磁体制造工艺中使用大型压制机等，因此容易使整体在无氧气氛等特定的气氛下进行。实际上，专利文献1中公开了这种工序，由此，能够减小晶粒的粒径并防止由氧化造成的影响，因此能够制作矫顽力HcJ高的NdFeB系烧结磁体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2006-019521号公报
专利文献2：国际公开WO2008/032426号
发明内容
发明要解决的问题
NdFeB系烧结磁体不仅仅需要提高矫顽力，而且还需要提高磁化特性。以下，对磁化特性进行说明。
制造NdFeB系烧结磁体时，在烧结工序中加热至高于居里温度(约310℃)的温度(1000℃左右)，因此，经烧结工序而得到的烧结体整体的磁化消失。因此，进行通过对所得到的烧结体施加磁场而使烧结体磁化的处理。将这种处理称为“磁化”。NdFeB系烧结磁体具有由被称为“成核型”的矫顽力机理引起的、随着从热退磁状态增强外部磁场而磁化迅速变大这一特征，因此，通常而言，与具有被称为“钉扎型”的矫顽力机理的SmCo系烧结磁体相比在较低的20kOe左右的磁场中发生磁化。但是，如上所述为了提高矫顽力HcJ且不降低残留磁通密度Br而减小晶粒的粒径时，磁化特性变差的问题变得显著。
另外，磁化后的NdFeB系烧结磁体具有强力的磁化，从而处理变得困难，因此往往在NdFeB系烧结磁体的制造时不进行磁化处理地将烧结体出货，在制造使用该NdFeB系烧结磁体的制品(例如马达)的阶段，将磁体装配于制品后进行磁化处理。在这种状态下可以对磁体施加的外部磁场通常小于烧结磁体制造时。
本发明要解决的课题是，提供为了提高NdFeB系烧结磁体的矫顽力而减小晶粒的粒径、并且提高了磁化特性的NdFeB系烧结磁体。
用于解决问题的方案
为了解决上述课题而做出的本发明的特征在于，其为c轴沿1个方向取向的NdFeB系烧结磁体，
与前述c轴垂直的截面中的晶粒的粒径的中值为4.5μm以下，
前述截面中的、前述粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率为5％以下。
本发明的NdFeB系烧结磁体中，也可以将前述粒径的前述中值为1.6μm以下的晶粒的面积率设为2％以下。
本申请中，使用图像处理等方法求出前述截面中的各晶粒的截面积，然后将具有该截面积的圆的直径定义为该截面中的该晶粒的粒径。
本发明的NdFeB系烧结磁体中，将烧结体的与c轴垂直的截面(以下记为“c⊥面”)中的晶粒的粒径的中值设为4.5μm以下是为了提高矫顽力。需要说明的是，为了将晶粒的粒径的中值设为4.5μm以下，使作为烧结体的原料的合金粉末的粒径以利用激光式粉末粒度分布测定装置测定的中值(参见专利文献1。与NdFeB系烧结磁体的前述截面中的晶粒的粒径的中值不同)计大致为3.5μm以下、优选为3.0μm以下即可。
接着，说明将c⊥面中的粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率设为5％以下的理由。本申请发明人进行了以下2个测定：NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的晶粒的粒度分布测定；以及，增加对磁化前的NdFeB系烧结磁体施加的磁场，在各磁场中测定因磁化而产生的磁通。其结果，磁通测定中得到以下的结果：伴随磁场的增加，在特定的磁场的范围内出现磁通的增加缓滞的平台区，然后在更高磁场侧磁通再次增加。此外，本申请发明人发现，自100％扣除平台区中的磁化率(百分比)而得到的值具有与利用粒度分布测定求出的c⊥面的粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率相近的值。这意味着，c⊥面的粒径为1.8μm以下的晶粒为单磁畴粒子。即，由于这些晶粒为单磁畴粒子，从而在上述特定的磁场的范围内不发生磁化(其理由随后进行说明)，因此出现平台区。因此，使该粒径为1.8μm以下的单磁畴粒子的晶粒在烧结体的前述截面中占据的面积率越小，磁化特性越提高。具体而言，通过将这种晶粒所占的面积率设为5％以下，能够使利用20kOe的外部磁场进行磁化时的磁化率为90％以上。
使用图1，说明单磁畴粒子在上述特定的磁场(较弱的磁场)中不会发生磁化的理由。首先，在施加磁场前的热退磁状态(a)下，在NdFeB系烧结磁体10内，晶粒的粒径较大的粒子成为具有被磁壁划分出的多个磁畴13的多磁畴粒子11，粒径小的粒子成为无磁壁的单磁畴粒子12。对NdFeB系烧结磁体10施加磁场时，对于多磁畴粒子11而言，在较弱的磁场中，磁壁在晶粒内顺利地移动而引起磁化，从而磁化朝向磁场方向(b)。另一方面，对于单磁畴粒子12而言，在多磁畴粒子11被磁化的水平的弱磁场中没有形成磁畴，因此，不存在磁化的反转。因此，上述特定的磁场中，仅多磁畴粒子11的磁化与磁场的方向对齐，单磁畴粒子12的磁化朝向不会对齐。此外，只有施加强于该磁场的磁场，才会在单磁畴粒子12内形成反向磁畴14(c)。施加更强的磁场时，单磁畴粒子12内的磁壁顺利地移动，单磁畴粒子12的磁化朝向磁场方向(d)。如此，NdFeB系烧结磁体10整体的晶粒中磁化与磁场的方向对齐，NdFeB系烧结磁体10被磁化。
NdFeB系烧结磁体中，c⊥面中的粒径为1.8μm以下的晶粒所占的面积率例如可以通过以下的方法来调整。
第一方法为利用原料的合金粉末中的稀土元素的含有率来调整。具体而言，使前述含有率越多，越能减小前述面积率。由此可以认为，晶粒的晶界中，稀土类的含有率比周围高的富稀土相的量变多，由此，在烧结时，微小的晶粒容易被比它大的晶粒吸收，因此微小的晶粒的比率变小。这种含有率的调整可以通过预备实验进行。本申请发明人进行的预备实验中，将稀土元素的含有率设为31重量％以上时，能够使粒径为1.8μm以下的晶粒所占的面积率为5％以下。其详细情况作为本申请实施例随后进行说明。
调整面积率的第二方法为通过烧结条件来调整。例如，在不产生粗颗粒的范围内尽可能高地设置烧结温度、和/或尽可能长地设置烧结时间。如此提高烧结温度能够增加晶界中的富Nd相的量，由此有助于使微小的晶粒容易被其它晶粒吸收。另外，延长烧结时间直接地有助于使微小的晶粒容易被其它晶粒吸收。
本发明的NdFeB系烧结磁体中，含有1种或2种以上的熔点为700℃以下的金属的元素是理想的。这些元素当中，更理想的是熔点为400℃以下的元素，更加理想的是熔点为200℃以下的元素。通过使NdFeB系烧结磁体含有这种元素，从而在烧结时该元素的金属熔融成液体，NdFeB系的微小晶粒被该液体吸收而分解，因此能够减小该微小晶粒的比率。作为这种金属的元素，可列举出Al(660℃)、Mg(650℃)、Zn(420℃)、Ga(30℃)、In(157℃)、Sn(252℃)、Sb(631℃)、Te(450℃)、Pb(327℃)、Bi(271℃)等(括号内为熔点)。
发明的效果
根据本发明，能够得到矫顽力高、且磁化特性高的NdFeB系烧结磁体。
附图说明
图1为用于说明单磁畴粒子在较弱的磁场中不发生磁化的图。
图2为示出本发明的NdFeB系烧结磁体的实施例1、2、以及比较例1中的磁化特性的图表。
图3为示出实施例1G～3G、以及比较例1G和2G中的磁化特性的图表。
图4为示出实施例2、4和5、以及比较例3中的磁化特性的图表。
图5为示出实施例2G、4G和5G、以及比较例3G中的磁化特性的图表。
图6为示出实施例2G和6G中的磁化特性的图表。
图7为实施例1的NdFeB系烧结磁体的c⊥面的光学显微镜照片。
图8为示出实施例1的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图9为示出实施例1的NdFeB系烧结磁体的c//面中的粒径分布的图表。
图10为示出实施例2的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图11为示出实施例2的NdFeB系烧结磁体的c//面中的粒径分布的图表。
图12为示出实施例3的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图13为示出实施例3的NdFeB系烧结磁体的c//面中的粒径分布的图表。
图14为示出实施例4的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图15为示出实施例4的NdFeB系烧结磁体的c//面中的粒径分布的图表。
图16为示出实施例5的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图17为示出实施例5的NdFeB系烧结磁体的c//面中的粒径分布的图表。
图18为示出比较例1的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图19为示出比较例1的NdFeB系烧结磁体的c//面中的粒径分布的图表。
图20为示出比较例2的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图21为示出比较例3的NdFeB系烧结磁体的c⊥面中的粒径分布的图表。
图22为示出晶粒的粒径的中值D50与c⊥面中的粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率的关系的图表。
具体实施方式
使用图2～图22说明本发明的NdFeB系烧结磁体的实施例。
实施例
本实施例中，通过以下说明的无加压法制作具有表1中以“组成1”～“组成5”示出的5种组成的NdFeB系烧结磁体。
[表1]
表1 NdFeB系烧结磁体(晶界扩散处理前)的组成(单位：重量％)
需要说明的是，表1中示出的数值是以重量百分比表示各元素的含有率。另外，表1中的“TRE”意味着稀土元素的含有率的总和，在该表中表示Nd、Pr和Dy的含有率的总和。
首先，将作为起始原料的合金的块体通过氢破碎法粗粉碎之后，使用喷射式粉碎机进行微粉碎，从而得到合金粉末。关于组成1、4和5，将平均粒径的目标值设为3μm，关于组成2和3，制作平均粒径的目标值不同的多种合金粉末。接着，在具有内部形状为板状的腔体的容器中填充合金粉末之后，不对容器内的合金粉末进行压缩成型，而是在腔体的厚度方向施加磁场，从而以使c轴与厚度方向平行地对齐的方式进行磁取向。然后，将容器内的合金粉末在该状态下加热，使其烧结。然后，自容器中取出烧结体并进行加工，使得平面的尺寸为7mm×7mm、厚度为3mm。由此，得到本实施例1～6和比较例1～3的NdFeB系烧结磁体即试样。将这些各试样中的组成和合金粉末的粒径示于表2。需要说明的是，将各试样分类为“实施例”和“比较例”时所使用的条件随后进行说明。
[表2]
表2各试样中的组成、以及合金粉末的粒径
试样 组成 合金粉末的粒径的中值D50[μm]
实施例1 1 3.05
实施例2 2 2.88
实施例3 3 2.83
实施例4 2 3.28
实施例5 2 3.73
实施例6 4 2.91
比较例1 5 2.87
比较例2 3 4.31
比较例3 2 4.86
对于实施例1、2和4～6、以及比较例1和3，测定以下的磁特性，将其结果示于表3。测定的磁特性为残留磁通密度Br、饱和磁化强度Js、由B-H(磁通密度-磁场)曲线求出的矫顽力HcB、由J-H(磁化强度-磁场)曲线求出的矫顽力HcJ、最大磁能积BHMax、Br/Js、与Br的90％相对应的磁场Hk、以及矩形比SQ(＝Hk/HcJ)。
[表3]
表3试样的磁特性
将具有相同组成的实施例2、4和5与比较例3进行对比，实施例2、4和5与比较例3相比具有磁特性良好、尤其是矫顽力HcJ高这样的特长。需要说明的是，虽然实施例1和6与表3中列举的其它实施例和比较例相比，矫顽力HcJ低，但这是由于实施例1和6的试样的原料不含有Dy，因此不能与其它例子单纯地进行比较。
接着，对于所有的试样，进行晶界扩散处理，然后测定上述各磁特性，将其结果示于表4。此处，晶界扩散处理是指如下的处理：在NdFeB系磁体的烧结体的表面附着含有Dy和/或Tb的粉末等，将温度加热至750～950℃，从而使Dy和/或Tb的元素仅在烧结体中的晶粒当中的晶界附近扩散。已知通过进行该处理，能够抑制最大磁能积的降低，并且提高矫顽力(例如参见专利文献2)。本实施例和比较例中，在各试样的表面附着TbNiAl合金(Tb：92原子％、Ni：4原子％、Al：4原子％)的粉末，将温度加热至900℃，由此来进行晶界扩散处理。以下，对于进行晶界扩散处理后的试样，在原本的试样名之后加上“G”而表示为“实施例1G”、“比较例1G”等。无论是实施例还是比较例，所有的试样均获得抑制最大磁能积的降低、且矫顽力提高这样的结果。
[表4]
表4进行了晶界扩散处理的试样的磁特性
对于各试样，进行磁化特性的测定实验。实验方法如以下所述。首先，将试样安置在空心线圈内，利用通过在该空心线圈中流通脉冲电流而产生的脉冲磁场，使试样沿晶体取向方向进行磁化。然后，停止磁场的施加(使外部磁场为零)时，在试样内产生伴随磁化的反磁场Hd(Hd的值相当于在B-H曲线的第2象限中与具有同磁导系数pc呈正比的斜率的直线交叉的工作点的磁场H的值)，磁化残留。使用线圈绕数为60匝的探测线圈(与前述用于施加脉冲磁场的空心线圈不同的线圈)以及磁通计(电气磁气工业株式会社制造，FM2000)来检测因该磁化而产生的磁通(磁通密度为B-H曲线的工作点的值Bd)。对于该实验，进行逐渐增强施加磁场的强度并逐次进行停止施加磁场和检测磁通的操作，直至检测到的磁通饱和。关于磁化率，将检测到的磁通达到最大的值设为100％，求出弱磁场中的磁通的比率，由此算出。
图2中示出针对实施例1和2、以及比较例1的磁化特性的测定实验的结果。由该实验结果可知，磁化率达到100％的是，实施例1中磁化磁场为25kOe以上的情况、实施例2中磁化磁场为30kOe以上的情况、比较例1中磁化磁场为35kOe的情况，与比较例1相比，实施例1和2能够在更弱的磁化磁场中被完全磁化。另外，磁化磁场为25kOe以下的情况下，磁化率为实施例1最高、接着实施例2、比较例1的顺序。此外，磁化磁场为20kOe的情况下，实施例1和实施例2中磁化率超过90％，而比较例1中磁化率为90％以下。
图3中示出针对实施例1G～3G、以及比较例1G和2G的磁化特性的测定实验的结果。这些例子与图2中示出的晶界扩散处理前的试样相比较，各磁场中的磁化率均降低，并且磁化曲线中出现了平台区，因此可以说磁化特性恶化。这种磁化特性的恶化的原因是，由于晶界扩散处理而使各个晶粒的磁化变大，变得难以发生磁化的反转，只要进行晶界扩散处理就不可避免。然而，实施例1G～3G与比较例1G相比磁化特性高，因此将进行了晶界扩散处理的试样彼此进行比较，可以说体现了本发明的效果。需要说明的是，比较例2G与实施例1G～3G相比，磁化特性为同等水平，但如表4所示矫顽力HcJ差。
图4中示出针对具有相同组成的实施例2、4和5、以及比较例3的磁化特性的测定实验的结果。这些试样无论是实施例还是比较例，磁化率达到100％的是磁化磁场为35kOe这样的较高的值的情况。这些试样无论是实施例还是比较例，磁化磁场为20kOe的情况下磁化率超过90％。实施例2、4和5当中，实施例2的磁化率最高，并且没有明显观察到平台区，因此可以说磁化特性也最高。需要说明的是，比较例3虽然磁化特性良好，但是如前所述矫顽力低。因此，达成了“得到矫顽力高、且磁化率高的NdFeB系烧结磁体”这一本发明的目的的是实施例2、4和5，而非比较例3。
图5中示出针对进行了晶界扩散处理的实施例2G、4G和5G、以及比较例3G的磁化特性的测定实验的结果。它们与图3同样，与晶界扩散处理前的试样相比磁化特性恶化，但可观察到与图4中示出的实施例2、4和5、以及比较例3同样的倾向。
图6中将针对实施例6G的磁化特性的测定实验的结果与上述实施例2G的磁化特性一并示出。实施例6G除了含有0.2重量％Ga之外，与实施例2G的组成和合金粉末的粒径接近。与实施例2G相比，实施例6G的磁化特性高。这种高磁化特性可以说是因为实施例6G含有Ga。
接着，为了揭示磁特性和磁化特性产生了如上所述的各个试样的差异的理由，进行了求出实施例1～5和比较例1～3中的晶粒的粒度分布的实验。
该实验中，对于在NdFeB系烧结磁体的与厚度(c轴)方向垂直的面(c⊥面)、以及与厚度方向平行的面(以下记为“c//面”)的倍率1000倍的光学显微镜照片中随机选择的3个视场，在实际尺寸为约140μm×约110μm的范围内进行拍摄。图7中示出作为一例的实施例1的c⊥面的光学显微镜照片。接着，使用图像分析装置(NIRECO Corporation制造，LUZEX AP)如下所述地对这些光学显微镜照片进行图像分析。首先，调整亮度、对比度等使得晶粒彼此的晶界变得明确，从而进行图像处理。接着，算出各晶粒的截面积，将各晶粒的截面视为具有与得到的截面积相同的面积的圆，由此算出该圆的直径作为晶粒的粒径。通过对3个视场的全部晶粒进行该粒径的计算，从而求出粒度分布。
将由此得到的实施例1～5、以及比较例1～3的NdFeB系烧结磁体中的晶粒的粒径分布示于图8～图21。这些粒径分布的图表中，均将晶粒按照粒径每0.2μm的单位粒径(0～0.2μm、0.2～0.4μm、…)分类，分别求出各单位粒径的粒子数，将各单位粒径的粒子数ni与平均截面积σi之积的值除以测定对象整体的截面积S而得到的值niσi/S作为“面积率”(各图中的插入图)。另外，对于各单位粒径，将该单位粒径以下的面积率之和定义为“累积面积率”。因此，单位粒径为1.8μm时的累积面积率相当于上述“粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率”。各图中，较大地示出将粒径为2.5μm以下的范围放大了的累积面积率，在插入图中针对全部粒径的范围示出面积率和累积面积率。需要说明的是，一部分图中，示出测定对象整体的晶粒数n。关于比较例2、3，仅示出c⊥面的数据。
根据这些粒径分布的图表，粒径为1.6μm和1.8μm时的累积面积率如表5(c⊥面)和表6(c//面)所示。
[表5]
表5(c⊥面)
[表6]
表6(c//面)
根据这些表中示出的结果，可以得到以下的结论。对于c⊥面，粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率在实施例1～5中为5％以下，而在比较例1中为7.5％这样的高数值。而对于c//面，粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率在本实施例与比较例之间几乎未观察到差异。需要说明的是，晶粒的粒径的中值D50均为4.5μm以下，在本实施例与比较例之间、以及c⊥面和c//面之间没有观察到明显的差异。需要说明的是，比较例2、3中c⊥面中的粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率为5％以下，但作为与矫顽力相关的指标的晶粒的粒径的中值D50超过4.5μm，因此不包括在本发明内。
如上明显可知，c⊥面中的、粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率为5％以下的实施例1～5的试样能够使用20kOe的外部磁场来实现90％以上的磁化率。认为这是因为，能够减小粒径小的晶粒所占的体积(对于烧结磁体的截面而言为面积)，由此变得难以形成单磁畴。
另外，c⊥面中，粒径为1.6μm以下的晶粒的面积率在实施例1和2中为2％以下，而在实施例3～5中超过2％。这与实施例1和2中没有明显观察到平台区的现象相对应。
图22中，根据实施例1～5和比较例1～3的实验结果，在图表中示出晶粒的粒径的中值D50与c⊥面中的粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率(1.8μm时的累积面积率)的关系。由该图表可知，这2个指标存在折衷的关系。即，为了提高矫顽力而减小粒径的中值D50时，c⊥面的粒径1.8μm时的累积面积率变大，磁化特性降低。另一方面，为了提高磁化特性而减小c⊥面的粒径1.8μm时的累积面积率时，粒径的中值D50变大，矫顽力降低。因此，这2个指标需要以使粒径的中值D50为4.5μm以下、c⊥面的粒径1.8μm时的累积面积率为5％以下的方式，取得两者的平衡而确定。
附图标记说明
10…NdFeB系烧结磁体
11…多磁畴粒子
12…单磁畴粒子
13…多磁畴粒子中形成的磁畴
14…单磁畴粒子中形成的反向磁畴

Claims (7)

1.一种NdFeB系烧结磁体，其特征在于，其为c轴沿1个方向取向的NdFeB系烧结磁体，
与所述c轴垂直的截面中的晶粒的粒径的中值为4.5μm以下，
所述截面中的、所述粒径为1.8μm以下的晶粒的面积率为5％以下。
2.一种NdFeB系烧结磁体，其特征在于，其为c轴沿1个方向取向的NdFeB系烧结磁体，
与所述c轴垂直的截面中的晶粒的粒径的中值为4.5μm以下，
所述截面中的、所述粒径为1.6μm以下的晶粒的面积率为2％以下。
3.根据权利要求1或2所述的NdFeB系烧结磁体，其特征在于，稀土元素的含有率为31重量％以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的NdFeB系烧结磁体，其特征在于，含有1种或2种以上的熔点为700℃以下的金属的元素。
5.根据权利要求4所述的NdFeB系烧结磁体，其特征在于，所述金属元素为Al、Mg、Zn、Ga、In、Sn、Sb、Te、Pb、Bi中的1种或2种以上。
6.根据权利要求5所述的NdFeB系烧结磁体，其特征在于，所述金属元素为Ga。
7.一种NdFeB系烧结磁体，其特征在于，将权利要求1～6中任一项所述的NdFeB系烧结磁体作为基材，进行了晶界扩散处理。
CN201380045295.8A 2012-08-27 2013-08-27 NdFeB系烧结磁体 Active CN104584148B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012186584 2012-08-27
JP2012-186584 2012-08-27
PCT/JP2013/072842 WO2014034650A1 (ja) 2012-08-27 2013-08-27 NdFeB系焼結磁石

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104584148A true CN104584148A (zh) 2015-04-29
CN104584148B CN104584148B (zh) 2017-12-26

Family

ID=50183462

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380045295.8A Active CN104584148B (zh) 2012-08-27 2013-08-27 NdFeB系烧结磁体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10546673B2 (zh)
EP (1) EP2889883B1 (zh)
JP (1) JP6186363B2 (zh)
KR (1) KR101662465B1 (zh)
CN (1) CN104584148B (zh)
WO (1) WO2014034650A1 (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107240468A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 Tdk株式会社 R‑t‑b系永久磁铁
CN109935431A (zh) * 2017-12-05 2019-06-25 Tdk株式会社 R-t-b系永久磁铁
CN110875111A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 大同特殊钢株式会社 R-t-b系烧结磁体

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10475561B2 (en) * 2013-03-18 2019-11-12 Intermetallics Co., Ltd. RFeB system magnet production method, RFeB system magnet, and coating material for grain boundary diffusion treatment
US20160273091A1 (en) 2013-03-18 2016-09-22 Intermetallics Co., Ltd. RFeB SYSTEM SINTERED MAGNET PRODUCTION METHOD AND RFeB SYSTEM SINTERED MAGNET
JP6848736B2 (ja) * 2016-07-15 2021-03-24 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石
CN108538561B (zh) * 2018-03-01 2020-08-18 麦格昆磁磁性材料(滁州)有限公司 一种粘结钕铁硼磁体及制备方法
CN111223624B (zh) * 2020-02-26 2022-08-23 福建省长汀金龙稀土有限公司 一种钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用
CN111223625B (zh) * 2020-02-26 2022-08-16 福建省长汀金龙稀土有限公司 钕铁硼磁体材料、原料组合物及制备方法和应用

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1969347A (zh) * 2004-07-01 2007-05-23 因太金属株式会社 磁各向异性稀土类烧结磁体的制造方法及其制造装置
CN101809689A (zh) * 2007-08-20 2010-08-18 因太金属株式会社 NdFeB系烧结磁铁的制造方法及NdFeB烧结磁铁制造用模
JP2012060139A (ja) * 2011-10-12 2012-03-22 Inter Metallics Kk ＮｄＦｅＢ系焼結磁石の製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3332405B2 (ja) * 1992-03-30 2002-10-07 株式会社東芝 永久磁石材料およびそれを用いた樹脂結合磁石
JP4879503B2 (ja) * 2004-04-07 2012-02-22 昭和電工株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石用合金塊、その製造法および磁石
EP1738377B1 (en) 2004-04-07 2012-10-03 Showa Denko K.K. Alloy lump for r-t-b type sintered magnet, producing method thereof, and magnet
JP3995677B2 (ja) * 2004-10-18 2007-10-24 Ｔｄｋ株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系希土類永久磁石の製造方法
WO2008032426A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Intermetallics Co., Ltd. PROCESS FOR PRODUCING SINTERED NdFeB MAGNET
JP4902677B2 (ja) * 2009-02-02 2012-03-21 株式会社日立製作所 希土類磁石
JP5692231B2 (ja) * 2010-07-16 2015-04-01 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石の製造方法、及び希土類磁石
FR2964786B1 (fr) 2010-09-09 2013-03-15 Commissariat Energie Atomique Procédé de réalisation d'éléments a puce munis de rainures d'insertion de fils
KR20150002638A (ko) * 2012-03-30 2015-01-07 인터메탈릭스 가부시키가이샤 NdFeB계 소결 자석

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1969347A (zh) * 2004-07-01 2007-05-23 因太金属株式会社 磁各向异性稀土类烧结磁体的制造方法及其制造装置
CN101809689A (zh) * 2007-08-20 2010-08-18 因太金属株式会社 NdFeB系烧结磁铁的制造方法及NdFeB烧结磁铁制造用模
JP2012060139A (ja) * 2011-10-12 2012-03-22 Inter Metallics Kk ＮｄＦｅＢ系焼結磁石の製造方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107240468A (zh) * 2016-03-28 2017-10-10 Tdk株式会社 R‑t‑b系永久磁铁
CN107240468B (zh) * 2016-03-28 2019-06-07 Tdk株式会社 R-t-b系永久磁铁
CN109935431A (zh) * 2017-12-05 2019-06-25 Tdk株式会社 R-t-b系永久磁铁
US11710587B2 (en) 2017-12-05 2023-07-25 Tdk Corporation R-T-B based permanent magnet
CN110875111A (zh) * 2018-08-29 2020-03-10 大同特殊钢株式会社 R-t-b系烧结磁体
CN110875111B (zh) * 2018-08-29 2021-09-28 大同特殊钢株式会社 R-t-b系烧结磁体
US11735341B2 (en) 2018-08-29 2023-08-22 Daido Steel Co., Ltd. R-T-B-based sintered magnet

Also Published As

Publication number Publication date
EP2889883A4 (en) 2015-10-07
EP2889883B1 (en) 2017-03-08
JPWO2014034650A1 (ja) 2016-08-08
JP6186363B2 (ja) 2017-08-23
EP2889883A1 (en) 2015-07-01
US10546673B2 (en) 2020-01-28
KR20150038188A (ko) 2015-04-08
CN104584148B (zh) 2017-12-26
KR101662465B1 (ko) 2016-10-04
WO2014034650A1 (ja) 2014-03-06
US20150221423A1 (en) 2015-08-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104584148A (zh) NdFeB系烧结磁体
JP6274216B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石、および、モータ
JP6330813B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石、および、モータ
JP6488976B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JP4103938B1 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JP6411630B2 (ja) 希土類磁石用急冷合金と希土類磁石の製造方法
JP6142794B2 (ja) 希土類磁石
US10529473B2 (en) R-T-B based permanent magnet
JP6142792B2 (ja) 希土類磁石
JP2019102708A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石
JP2019102707A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石
JP6500387B2 (ja) 高保磁力磁石の製造方法
Hu et al. Effect of sintering process on the magnetic and mechanical properties of sintered Nd–Fe–B magnets
JP6142793B2 (ja) 希土類磁石
JP2015038950A (ja) 希土類磁石
JP2015135935A (ja) 希土類磁石
CN111656463A (zh) R-t-b系稀土类永久磁铁
JP6511844B2 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JPWO2019230457A1 (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系磁石、モータおよび発電機
JP6372088B2 (ja) ＲＦｅＢ系磁石の製造方法
JP6255977B2 (ja) 希土類磁石
Fliegans Coercivity of NdFeB-based sintered permanent magnets: experimental and numerical approaches
JP2743114B2 (ja) 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたＲ‐Ｆｅ‐Ｂ‐Ｃ系永久磁石合金
CN105590713B (zh) 永磁体及其制造方法
JP2021057565A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20200327

Address after: Aichi

Patentee after: DAIDO STEEL Co.,Ltd.

Address before: Gifu County, Japan

Patentee before: INTERMETALLICS Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right