CN105474333B - R‑t‑b系烧结磁铁以及旋转电机 - Google Patents

R‑t‑b系烧结磁铁以及旋转电机 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种具有优异的耐腐蚀性，并且兼具良好的磁特性的R‑T‑B系烧结磁铁。上述R‑T‑B系烧结磁铁的特征在于，上述R‑T‑B系烧结磁铁具有R2T14B晶粒，在由相邻的2个以上的上述R2T14B晶粒形成的晶界中具有R‑Ga‑Co‑Cu‑N浓缩部，相比上述R2T14B晶粒内，上述R‑Ga‑Co‑Cu‑N浓缩部的R、Ga、Co、Cu、N的浓度都更高。

Description

R-T-B系烧结磁铁以及旋转电机
技术领域
本发明涉及以稀土元素(R)、将Fe或者Fe和Co作为必需元素的至少1种以上的过渡金属元素(T)以及硼(B)为主要成分的R-T-B系烧结磁铁、以及具备R-T-B系烧结磁铁的旋转电机。
背景技术
R-T-B(R为1种以上的稀土元素，T为包含Fe或者包含Fe和Co的1种以上的过渡金属元素)系烧结磁铁虽然具有优异的磁特性，但是由于作为主要成分含有容易被氧化的稀土元素，因此倾向于耐腐蚀性低。
因此，为了提高R-T-B系烧结磁铁的耐腐蚀性，通常大多在磁铁素体的表面上实施树脂涂布或镀层等的表面处理来使用。另一方面，也进行通过改变磁铁素体的添加元素或内部结构，来使磁铁素体本身的耐腐蚀性提高。提高磁铁素体本身的耐腐蚀性在提高表面处理后的产品的可靠性方面极其重要，另外，这样能够实施比树脂涂布或镀层更简易的表面处理，从而还具有能够降低产品的成本的优点。
一直以来，例如，在专利文献1中提出了：通过将永久磁铁合金中的碳含量降低至0.04质量％以下，从而将非磁性R富集相中的稀土元素与碳的金属间化合物R-C抑制到1.0质量％以下，并使磁铁的耐腐蚀性提高的技术。另外，在专利文献2中提出了：通过使R富集相中的Co浓度为5质量％～12质量％从而改善耐腐蚀性的技术。
然而，一直以来所使用的R-T-B系烧结磁铁由于使用环境中的水蒸气等水会氧化R-T-B系烧结磁铁中的R而产生氢，晶界中的R富集相吸收该氢，从而R富集相腐蚀，R-T-B系烧结磁铁的磁特性降低。
另外，如专利文献1中所提出的那样，为了将磁铁合金中的碳含量降低至0.04质量％以下而有必要大幅度地降低在磁场中成型的时候用于提高磁场取向性而添加的润滑剂的添加量。因此，成型体中的磁粉的取向度降低，并且烧结后的剩余磁通密度Br降低，从而不能得到具有充分的磁特性的磁铁。
另外，如专利文献2中提出的那样，为了增加R富集相中的Co浓度而有必要增加原料组成的Co添加量。但是，因为Co是以取代Fe的形式也进入到作为主相的R2T14B相，所以不能仅仅增加R富集相的Co浓度，而需要添加R富集相所需以上的Co。因此，由于增加高价的Co的使用量而使产品成本上升，并且由于必要量以上地以Co取代了主相中的Fe从而磁特性降低了。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平4-330702号公报
专利文献2：日本特开平4-6806号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种具有优异的耐腐蚀性，并且兼具良好的磁特性的R-T-B系烧结磁铁、以及具有其的旋转电机。
解决技术问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明者们对R-T-B系烧结磁铁的腐蚀的机理进行了专心研究。其结果，首先通过由使用环境下的水蒸气等水与R-T-B系烧结磁铁中的R发生的腐蚀反应而产生的氢(H2)被存在于R-T-B系烧结磁铁中的晶界中的R富集相吸附，从而加速R富集相变化为氢氧化物。而且，发现构成R-T-B系烧结磁铁的主相的晶粒(主相颗粒)由于伴随于氢吸附至R富集相以及R富集相变化为氢氧化物的R-T-B系烧结磁铁的体积膨胀而从R-T-B系烧结磁铁上脱落，R的腐蚀加速度地向R-T-B系烧结磁铁的内部发展。
因此，本发明者们对抑制晶界的氢吸附的方法进行了专心研究，发现：在R-T-B系烧结磁铁内由相邻的2个以上的R2T14B晶粒形成的晶界(特别是由相邻的3个以上的R2T14B晶粒形成的三叉晶界)中形成稀土类(R)、镓(Ga)、钴(Co)、铜(Cu)以及氮(N)的浓度都高于R2T14B晶粒内的R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，从而能够抑制氢吸附于晶界，能够大幅度地提高R-T-B系烧结磁铁的耐腐蚀性，并且能够具有良好的磁特性。本发明就是基于上述发现完成的。
即，本发明所涉及的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，具有R2T14B晶粒，在由相邻的2个以上的上述R2T14B晶粒形成的晶界中具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，相比上述R2T14B晶粒内上述R-Ga-Co-Cu-N浓缩部的R、Ga、Co、Cu、N的浓度都更高。
R-Ga-Co-Cu-N浓缩部是指存在于晶界中的R、Ga、Co、Cu、N的浓度都比R2T14B晶粒内高的区域，并存在于由相邻的2个以上的晶粒形成的晶界中。
在本发明中，通过在晶界中具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，可以有效地抑制腐蚀反应中产生的氢吸附于晶界，抑制R的腐蚀向内部进行，大幅度地提高R-T-B系烧结磁铁的耐腐蚀性，并且可以具有良好的磁特性。另外，R富集相被定义为虽然R比R2T14B晶粒多，但是关于Ga、Co、Cu、N内的至少N只含与R2T14B晶粒同等以下程度的晶界相。
本发明进一步提供具备上述本发明的R-T-B系烧结磁铁的旋转电机。本发明的旋转电机由于具备上述本发明的R-T-B系烧结磁铁，因此，即使在高湿度等严酷的条件下使用，由于由R-T-B系烧结磁铁的锈等的产生造成的腐蚀少，因此，也可以长期发挥优异的性能。
本发明的效果
根据本发明，可以得到具有优异的耐腐蚀性，并且兼具良好的磁特性的R-T-B系烧结磁铁。另外，根据本发明，可以提供一种旋转电机，其通过具备这样的R-T-B系烧结磁铁，即使在高温高湿环境下也能够长期维持优异的性能。
附图说明
图1是示意地表示本发明所涉及的R-T-B系烧结磁铁的由多个R2T14B晶粒形成的晶界附近的背散射电子图像的图。
图2是表示制造本发明所涉及的R-T-B系烧结磁铁的方法的一个例子的流程图。
图3是简略地表示旋转电机的一个实施方式的构成的截面图。
符号的说明
2 颗粒(主相)
4 二颗粒晶界
6 三叉晶界
10 SPM旋转电机
11 壳体
12 转子
13 定子
14 旋转轴
15 转子铁心(铁芯)
16 永久磁铁
17 磁铁插入槽
18 定子铁心
19 节流阀
20 线圈
具体实施方式
以下基于附图所示的实施方式来说明本发明。
<R-T-B系烧结磁铁>
对本发明的实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的实施方式进行说明。如图1所示，本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁具有由R2T14B晶粒构成的颗粒(主相)2，在由相邻的2个以上的颗粒2形成的晶界中具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，相比上述R2T14B晶粒内，上述R-Ga-Co-Cu-N浓缩部的R、Ga、Co、Cu、N的浓度都更高。
晶界包括由2个R2T14B晶粒形成的二颗粒晶界4、由相邻的3个以上的R2T14B晶粒形成的三叉晶界6。另外，R-Ga-Co-Cu-N浓缩部是存在于由相邻的2个以上的晶粒形成的晶界中，并且其R、Ga、Co、Cu、N的各浓度都高于R2T14B晶粒内的区域。在R-Ga-Co-Cu-N浓缩部中只要包含作为主要成分的R、Ga、Co、Cu、N，就也可以包含除了这些以外的成分。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁是使用R-T-B系合金来形成的烧结体。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁具有包含晶粒的组成为由R2T14B(R表示稀土元素的至少1种，T表示包含Fe或者包含Fe和Co的1种以上的过渡金属元素，B表示B或者B和C)的组成式所表示的R2T14B化合物的主相、相比R2T14B化合物包含更多R的晶界。
R表示稀土元素的至少1种。稀土元素是指属于长周期型周期表的第3族的Sc、Y和镧系元素。在镧系元素中包括例如La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu等。稀土元素被分类为轻稀土类和重稀土类，重稀土元素(以下也称为RH)是指Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu，轻稀土元素(以下也称为RL)是除此以外的稀土元素。在本实施方式中，从制造成本以及磁特性的观点出发，R优选包含RL(至少包含Nd、Pr的任一者或者两者的稀土元素)。进一步从使磁特性提高的观点出发，也可以包含RL(至少包含Nd、Pr的任一者或者两者的稀土元素)和RH(至少包含Dy、Tb的任一者或者两者的稀土元素)两者。
在本实施方式中，T表示包含Fe或者包含Fe和Co的1种以上的过渡金属元素。T可以单独为Fe，也可以用Co取代一部分Fe。在将一部分Fe取代为Co的情况下，可以不使磁特性降低而提高温度特性。
作为Fe或者Fe和Co以外的过渡金属元素，可以列举Ti、V、Cu、Cr、Mn、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W等。另外，T除了过渡金属元素以外也可以进一步包含例如Al、Ga、Si、Bi、Sn等元素中的至少1种的元素。
在本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中，B可以将一部分B取代为碳(C)。在该情况下，除了使磁铁的制造变得容易以外，还变得能够实现制造成本的降低。另外，C的取代量为实质上不影响磁特性的量。
另外，除此之外也可以不可避免地混入O、C、Ca等。也可以以分别为0.5质量％程度以下的量含有这些。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的主相为R2T14B晶粒，R2T14B晶粒具有由R2T14B型的四方晶构成的结晶结构。另外，R2T14B晶粒的平均粒径通常为1μm～30μm程度。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的晶界至少包含R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，除了R-Ga-Co-Cu-N浓缩部以外，也可以包含相比R2T14B晶粒R的浓度更高的R富集相或硼(B)的浓度高的B富集相等。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中的R的含量为25质量％以上且35质量％以下，优选为29.5质量％以上且33质量％以下，进一步优选为29.5质量％以上且32质量％以下。在R的含量小于25质量％的时候，成为R-T-B系烧结磁铁主相的R2T14B化合物的生成不充分。为此，具有软磁性的α-Fe等析出，有磁特性降低的可能。另外，如果R的含量超过35质量％，则成为R-T-B系烧结磁铁主相的R2T14B化合物的体积比率减少，磁特性有可能降低，另外，耐腐蚀性也倾向于降低。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中的B的含量为0.5质量％以上且1.5质量％以下，优选为0.7质量％以上且1.2质量％以下，更加优选B的量为0.75质量％以上且0.95质量％以下。如果B的含量小于0.5质量％，则有矫顽力HcJ降低的倾向。另外，如果B的含量超过1.5质量％，则有剩余磁通密度Br降低的倾向。特别是，B的含量在0.75质量％以上且0.95质量％以下的范围内时，变得容易形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。
如上所述，T表示包含Fe或者包含Fe和Co的1种以上的过渡金属元素。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中Fe的含量为R-T-B系烧结磁铁的构成要素中的实质上的余部，也可以用Co来取代一部分Fe。Co的含量优选为0.3质量％以上且3.0质量％以下的范围，进一步优选为1.0质量％以上且2.0质量％以下。如果Co的含量超过3.0质量％，则有剩余磁通密度降低的倾向。另外，有本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁变得昂贵的倾向。另外，如果Co的含量小于0.3质量％，则难以形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，倾向于耐腐蚀性降低。特别是，在Co的含量在0.3质量％以上且3.0质量％以下的范围时，变得容易形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。作为Fe或者Fe和Co以外的过渡金属元素，可以列举Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W等。另外，T除了过渡金属元素以外也可以进一步包含例如Al、Ga、Si、Bi、Sn等的元素中的至少1种元素。
本实施方式的R-T-B系烧结磁铁中包含Cu，Cu的含量优选为0.01～1.5质量％，进一步优选为0.05～1.5质量％。通过含有Cu，所得到的磁铁能够高矫顽力化、高耐腐蚀性化、改善温度特性。如果Cu的含量超过1.5质量％，则有剩余磁通密度降低的倾向。另外，如果Cu的含量小于0.01质量％，则难以形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，倾向于耐腐蚀性降低。特别是，Cu的含量在0.05质量％以上且1.5质量％以下的范围时，变得容易形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。
在本实施方式的R-T-B系烧结磁铁中包含Ga，Ga的含量优选为0.01～1.5质量％，进一步优选为0.1～1.0质量％。通过含有Ga，得到的磁铁能够高矫顽力化、高耐腐蚀性化、改善温度特性。如果Ga的含量超过1.5质量％，则有剩余磁通密度降低的倾向。另外，如果Ga的含量小于0.1质量％，则难以形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，耐腐蚀性倾向于降低。特别是，Ga的含量在0.1质量％以上且1.0质量％以下的范围时，变得容易形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。
在本实施方式的R-T-B系烧结磁铁中，优选含有Al。通过含有Al，得到的磁铁能够高矫顽力化、高耐腐蚀性化、改善温度特性。Al的含量优选为0.03质量％以上且0.6质量％以下，进一步优选为0.05质量％以上且0.25质量％以下。
在本实施方式的R-T-B系烧结磁铁中，也可以根据需要含有Zr。通过含有Zr，可以抑制烧结时的晶粒生长，改善烧结温度幅度。在含有Zr的情况下，Zr的含量优选为0.01质量％以上且1.5质量％以下。
在本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中，也可以包含一定量的氧(O)。一定量是根据其它参数等发生变化并适当确定，从耐腐蚀性的观点出发，氧量优选为500ppm以上。另外，从磁特性的观点出发，优选为2500ppm以下，进一步优选为2000ppm以下。
另外，本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中也可以包含碳(C)，该碳量根据其它的参数等变化并适当确定，但如果碳量增加，则磁特性降低。
另外，本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中的氮(N)量优选为100～2000ppm，进一步优选为200～1000ppm，特别优选为300～800ppm。氮量在该范围时，变得容易形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。R-T-B系烧结磁铁中的氮(N)的添加方法没有特别地限定，例如，如后所述，可以通过在规定浓度的氮气气氛下对原料合金进行热处理来导入。或者，可以使用含氮的助剂等作为粉碎助剂，除此以外，也可以通过使用含氮物质作为原料合金的处理剂，从而将氮导入到R-T-B系烧结磁铁中的晶界中。
R-T-B系烧结磁铁中的氧量、碳量、氮量的测定方法可以使用现有通常已知的方法。氧量例如可以通过惰性气体熔融-非分散型红外线吸收法来测定，碳量可以通过例如氧气流中燃烧-红外线吸收法来进行测定，氮量可以通过例如惰性气体熔融-热导法来进行测定。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中，晶界的R-Ga-Co-Cu-N浓缩部中，R-Ga-Co-Cu-N浓缩部中N的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和优选为1～13％。通过存在以这样的比率含有N的R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，可以有效地抑制由水与R-T-B系烧结磁铁中的R的腐蚀反应而产生的氢吸附到内部的R富集相，并抑制R-T-B系烧结磁铁的腐蚀向内部的进展，并且本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁可以具有良好的磁特性。
另外，R-Ga-Co-Cu-N浓缩部中Ga的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和优选为7～16％，Co的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和优选为1～9％，Cu的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和优选为4～8％。通过存在以这样的比率含有各元素的R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，从而可以有效地抑制由水与R-T-B系烧结磁铁中的R的腐蚀反应而产生的氢吸附到内部的R富集相，并抑制R-T-B系烧结磁铁的腐蚀向内部的进展，并且本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁可以具有良好的磁特性。
本实施方式所涉及R-T-B系烧结磁铁在晶界中具有比R2T14B晶粒内R、Ga、Co、Cu、N的浓度都更高的R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。另外，如上所述，R-Ga-Co-Cu-N浓缩部主要由R、Ga、Co、Cu、N构成，但是也可以含有除了这些以外的成分。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中在晶界中形成有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。没有形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部的R-T-B系烧结磁铁中，不能充分地抑制由使用环境中的水蒸气等带来的水所造成的腐蚀反应中产生的氢吸附到晶界，从而R-T-B系烧结磁铁的耐腐蚀性降低。
在本实施方式中，通过在晶界中形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，可以有效地抑制使用由环境中的水蒸气等带来的水侵入R-T-B系烧结磁铁内与R-T-B系烧结磁铁中的R反应所产生的氢吸附于晶界整体中，抑制R-T-B系烧结磁铁的腐蚀向内部进展，并且可以具有良好的磁特性。
R-T-B系烧结磁铁的腐蚀的进展是由于在使用环境下的水蒸气等带来的水与R-T-B系烧结磁铁中的R发生的腐蚀反应中所产生的氢被吸附于R-T-B系烧结磁铁中的晶界中，从而R-T-B系烧结磁铁的腐蚀加速地向R-T-B系烧结磁铁的内部进展。
即，可以认为R-T-B系烧结磁铁的腐蚀以如下所述的过程进行。首先，因为存在于晶界的R富集相容易被氧化，所以存在于晶界的R富集相的R被使用环境下的水蒸气等形成的水氧化从而R被腐蚀，变为氢氧化物，在该过程中产生氢。
2R+6H2O→2R(OH)3+3H2 (I)
接着，该产生的氢吸附于没有被腐蚀的R富集相。
2R+xH2→2RHx (II)
然后，通过氢吸附从而R富集相变得更容易被腐蚀，并且由氢吸附的R富集相与水发生的腐蚀反应而产生了被吸附于R富集相的量以上的氢。
2RHx+6H2O→2R(OH)3+(3+x)H2 (III)
由上述(I)～(III)的连锁反应而使R-T-B系烧结磁铁的腐蚀向R-T-B系烧结磁铁的内部进展，R富集相变化为R氢氧化物、R氢化物。伴随于该变化的体积膨胀而应力积累，以至于构成R-T-B系烧结磁铁的主相的晶粒(主相颗粒)发生脱落。然后，由于主相的晶粒的脱落而出现R-T-B系烧结磁铁的新形成的面，从而R-T-B系烧结磁铁的腐蚀进一步向R-T-B系烧结磁铁的内部进展。
因此，由于本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁在晶界，特别是三叉晶界具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，并且该浓缩部难以吸附氢，因此，能够防止由腐蚀反应所产生的氢被吸附到内部的R富集相，并且能够抑制由上述过程引起的腐蚀向内部进展。另外，由于R-Ga-Co-Cu-N浓缩部与R富集相相比难以被氧化，因此，也可以抑制由于腐蚀造成的氢产生本身。因此，根据本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁，能够大幅度地提高R-T-B系烧结磁铁的耐腐蚀性。另外，在本实施方式中，在晶界中也可以存在R富集相。即使在晶界中存在R富集相，通过具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，从而可以有效地防止氢被吸附于内部的R富集相，因此，能够充分提高耐腐蚀性。
如后所述，本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁可以通过除了主要形成主相的R-T-B系原料合金(第1合金)以外，还添加主要形成晶界相的第2合金，并控制制造过程中的气氛中的氮浓度等的制造条件来进行制造。或者，也可以根据需要添加成为氮源的原料。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的晶界中所形成的R-Ga-Co-Cu-N浓缩部可以认为按如下方式生成。即，可以认为第2合金中存在的R、Ga、Co、Cu和氮在粗粉碎工序和/或烧结工序等中形成化合物，以R-Ga-Co-Cu-N浓缩部这样的形态出现在晶界中。
本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁通常可以加工成任意的形状来使用。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的形状没有特别的限定，例如可以制成长方体、六面体、平板状、四棱柱等的柱状，R-T-B系烧结磁铁的截面形状为C型的圆筒状等任意的形状。作为四棱柱，例如可以是底面为长方形的四棱柱、底面为正方形的四棱柱。
另外，本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁中包括加工该磁铁并进行了磁化后的磁铁产品、没有对该磁铁进行磁化的磁铁产品这两者。
<R-T-B系烧结磁铁的制造方法>
使用附图并就制造具有如上所述结构的本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的方法的一个例子进行说明。图2是表示制造本发明的实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的方法的一个例子的流程图。如图2所示，制造本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的方法具有以下的工序。
(a)准备第1合金和第2合金的合金准备工序(步骤S11)
(b)碎粉第1合金和第2合金的粉碎工序(步骤S12)
(c)混合第1合金粉末和第2合金粉末的混合工序(步骤S13)
(d)对混合后的混合粉末进行成型的成型工序(步骤S14)
(e)烧结成型体，得到R-T-B系烧结磁铁的烧结工序(步骤S15)
(f)对R-T-B系烧结磁铁进行时效处理的时效处理工序(步骤S16)
(g)冷却R-T-B系烧结磁铁的冷却工序(步骤S17)
(h)对R-T-B系烧结磁铁进行加工的加工工序(步骤S18)
(i)使重稀土元素扩散于R-T-B系烧结磁铁的晶界中的晶界扩散工序(步骤S19)
(j)对R-T-B系烧结磁铁进行表面处理的表面处理工序(步骤S20)
[合金准备工序：步骤S11]
准备主要构成本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的主相的组成的合金(第1合金)和构成晶界相的组成的合金(第2合金)(合金准备工序(步骤S11))。在合金准备工序(步骤S11)中，在真空或者Ar气等的惰性气体气氛中熔融对应于本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁的组成的原料金属，然后，通过使用其来进行铸造从而制作出具有所希望的组成的第1合金和第2合金。另外，在本实施方式中，针对混合第1合金和第2合金这2种合金来制作原料粉末的二合金法的情况进行说明，但也可以是不分第1合金和第2合金而使用单独的合金的单合金法。
作为原料金属，例如可以使用稀土类金属或稀土类合金、纯铁、硼铁(ferroboron)、甚至于这些的合金或化合物等。铸造原料金属的铸造方法，例如铸块铸造法、薄带连铸法(strip casting method)、书型铸模法(book molding method)或离心铸造法等。在得到的原料合金有凝固偏析的情况下，根据需要实行均质化处理。在实行原料合金的均质化处理时，在真空或者惰性气体气氛下以700℃以上且1500℃以下的温度保持1小时以上来实行。由此，R-T-B系烧结磁铁用合金被熔融均质化。
[粉碎工序：步骤S12]
在制作了第1合金以及第2合金之后，粉碎第1合金以及第2合金(粉碎工序(步骤S12))。在粉碎工序(步骤S12)中，在制作了第1合金以及第2合金之后，分别粉碎这些第1合金以及第2合金，制成粉末。另外，也可以将第1合金和第2合金一起进行粉碎。
粉碎工序(步骤S12)有粉碎至粒径成为数百μm～数mm的程度的粗粉碎工序(步骤S12-1)和微粉碎至粒径成为数μm程度的微粉碎工序(步骤S12-2)。
(粗粉碎工序：步骤S12-1)
将第1合金和第2合金粗粉碎至各自的粒径成为数百μm～数mm的程度(粗粉碎工序(步骤S12-1))。由此，得到第1合金以及第2合金的粗粉碎粉末。粗粉碎可以通过在使氢吸附于第1合金和第2合金之后基于不同相之间的氢吸附量的差异使氢放出并进脱氢从而发生自崩溃性粉碎(氢吸附粉碎)来进行。
形成R-Ga-Co-Cu-N浓缩部所需的氮的添加量可以通过在第2合金的氢吸附粉碎中调节脱氢处理时的气氛的氮气浓度来控制。最适宜的氮气浓度根据原料合金的组成等而变化，优选为150ppm以上，进一步优选为200ppm以上，特别优选为300ppm以上。另外，在第1合金的氢吸附粉碎中，氮气浓度优选低于150ppm，进一步优选为100ppm以下，特别优选为50ppm以下。
另外，粗粉碎工序(步骤S12-1)，除了如上所述的使用氢吸附粉碎以外，也可以在惰性气体气氛中使用捣磨机(stamp mill)、颚式破碎机(jaw crusher)、布朗粉碎机(Braunmill)等粗粉碎机来实行。
另外，为了得到高的磁特性，从粉碎工序(步骤S12)到烧结工序(步骤S15)的各个工序的气氛优选为低氧浓度。氧浓度通过各个制造工序中的气氛的控制等来进行调节。如果各制造工序的氧浓度高，则第1合金以及第2合金的粉末中的稀土元素发生氧化并生成R氧化物，在烧结中没有被还原以R氧化物的形式直接析出于晶界，从而得到的R-T-B系烧结磁铁的Br降低。因此，例如，优选使各个工序的氧的浓度为100ppm以下。
(微粉碎工序：步骤S12-2)
在对第1合金和第2合金进行粗粉碎之后，将得到的第1合金以及第2合金的粗粉碎粉末微粉碎至平均粒径成为数μm程度(微粉碎工序(步骤S12-2))。由此，得到第1合金和第2合金的微粉碎粉末。通过进一步将经过粗粉碎的粉末微粉碎，从而能够得到具有优选为1μm以上且10μm以下，进一步优选为3μm以上且5μm以下的颗粒的微粉碎粉末。
另外，在本实施方式中以分别粉碎第1合金和第2合金来得到微粉碎粉末的方式进行，但是也可以在微粉碎工序(步骤S12-2)中以混合第1合金以及第2合金的粗粉碎粉末从而获得微粉碎粉末的方式进行。
微粉碎可以通过一边适当调节粉碎时间等条件，一边使用气流磨、球磨机、振动磨、湿式磨碎机等微粉碎机对经过粗粉碎的粉末进行进一步的粉碎来实施。气流磨是通过狭小的喷嘴来释放高压惰性气体(例如，N2气)产生高速气流，由该高速气流加速第1合金以及第2合金的粗粉碎粉末并使第1合金以及第2合金的粗粉碎粉末彼此发生碰撞或者使其与目标物或容器壁发生碰撞来进行粉碎的方法。
在微粉碎第1合金以及第2合金的粗粉碎粉末的时候，通过添加硬脂酸锌、油酸酰胺等粉碎助剂，从而能够得到在成型时取向性高的微粉碎粉末。
[混合工序：步骤S13]
在将第1合金和第2合金进行微粉碎之后，在低氧气氛中混合各个微粉碎粉末(混合工序(步骤S13))。由此，可以得到混合粉末。低氧气氛例如作为N2气、Ar气气氛等惰性气体气氛来形成。第1合金粉末和第2合金粉末的配合比率以质量比计优选为80比20以上且97比3以下，更优选以质量比计为90比10以上且97比3以下。
另外，在粉碎工序(步骤S12)中，将第1合金和第2合金一起进行粉碎的情况下的配合比率也与将第1合金和第2合金分别进行粉碎的情况相同，第1合金粉末和第2合金粉末的配合比率以质量比计优选为80比20以上且97比3以下，更优选以质量比计为90比10以上且97比3以下。
在本实施方式中，第1合金和第2合金优选互相的合金组成不同。例如，相比于第1合金，第2合金较多地包含Ga、Cu、Co。
第2合金中所含的Ga的质量％优选为0.2％～20％，进一步优选为0.5％～10％。第1合金可以包含Ga，也可以不包含Ga，在第1合金中包含Ga的情况下，第1合金中所含的Ga的质量％优选为0.3％以下。第2合金中所含的Co的质量％优选为1％～80％，进一步优选为3％～60％。第1合金可以包含Co，也可以不包含Co，在第1合金中包含Co的情况下，第1合金中所含的Co的质量％优选为2％以下。第2合金中所含的Cu的质量％优选为0.2％～20％，进一步优选为0.5％～10％。第1合金可以包含Cu，也可以不包含Cu，在第1合金中包含Cu的情况下，第1合金中所含的Cu的质量％优选为1.0％以下。
[成型工序：步骤S14]
在混合第1合金粉末和第2合金粉末之后，将混合粉末成型为目标形状(成型工序(步骤S14))。在成型工序(步骤S14)中，通过将第1合金粉末以及第2合金粉末的混合粉末充填于被电磁铁包裹的模具内并进行加压，从而将混合粉末成型为任意的形状。此时，一边施加磁场一边进行成型，通过施加磁场从而使原料粉末产生规定的取向，以使结晶轴取向的状态在磁场中成型。由此可以得到成型体。由于得到的成型体在规定方向取向，所以能够得到具有磁性更强的各向异性的R-T-B系烧结磁铁。
成型时的加压优选在30MPa～300MPa下进行。施加的磁场优选为950kA/m～1600kA/m。施加的磁场不限定于静磁场，也可以为脉冲状磁场。另外，也可以并用静磁场和脉冲状磁场。
另外，作为成型方法除了如上所述将混合粉末直接成型的干式成型以外，也可以适用将使原料粉末分散于油等溶剂中所得到的浆料进行成型的湿式成型。
对混合粉末实施成型而得到的成型体的形状没有特别地限定，例如可以为长方体、平板状、柱状、环状等根据所希望的R-T-B系烧结磁铁的形状而制成任意的形状。
[烧结工序：步骤S15]
在磁场中成型，在真空或者惰性气体气氛中烧结成型为目标形状而得到的成型体，并得到R-T-B系烧结磁铁(烧结工序(步骤S15))。烧结温度需要根据组成、粉碎方法、粒度和粒度分布的不同等诸项条件来进行调整，但是对于成型体，例如通过在真空中或者在惰性气体的存在下以1000℃以上且1200℃以下进行加热1小时以上且48小时以下的处理来烧结。由此，混合粉末发生液相烧结，得到主相的体积比率提高的R-T-B系烧结磁铁(R-T-B系磁铁的烧结体)。在烧结了成型体之后，从使生产效率提高的观点出发，优选对烧结体进行急冷。
[时效处理工序：步骤S16]
在烧结了成型体之后，对R-T-B系烧结磁铁进行时效处理(时效处理工序(步骤S16))。烧结后，通过在比烧结时低的温度下保持所得到的R-T-B系烧结磁铁等，来对R-T-B系烧结磁铁实施时效处理。时效处理例如在700℃以上且900℃以下的温度下加热10分钟到6小时并进一步在500℃至700℃的温度下加热10分钟到6小时的2阶段加热、或者在600℃附近的温度下加热10分钟到6小时的1阶段加热等，根据实施时效处理的次数来适当调整处理条件。通过这样的时效处理，能够使R-T-B系烧结磁铁的磁特性提高。另外，时效处理工序(步骤S16)也可以在加工工序(步骤S18)或晶界扩散工序(步骤S19)之后进行。
[冷却工序：步骤S17]
在对R-T-B系烧结磁铁实施过时效处理之后，在Ar气气氛中对R-T-B系烧结磁铁实行急冷(冷却工序(步骤S17))。由此，能够得到本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁。冷却速度没有特别地限定，优选为30℃/min以上。
[加工工序：步骤S18]
得到的R-T-B系烧结磁铁也可以根据需要加工成所希望的形状(加工工序：步骤S18)。加工方法例如可以列举切断、研磨等形状加工，滚筒研磨等倒角加工等。
[晶界扩散工序：步骤S19]
也可以具有相对于加工后的R-T-B系烧结磁铁的晶界，进一步使重稀土元素扩散的工序(晶界扩散工序：步骤S19)。晶界扩散可以通过在用涂布或蒸镀等使包含重稀土元素的化合物附着于R-T-B系烧结磁铁的表面之后进行热处理，或者在包含重稀土元素的蒸气的气氛中对R-T-B系烧结磁铁进行热处理来实施。由此，能够进一步提高R-T-B系烧结磁铁的矫顽力。
[表面处理工序：步骤S20]
由以上的工序得到的R-T-B系烧结磁铁也可以实施镀层或树脂覆膜、氧化处理、钝化处理等表面处理(表面处理工序(步骤S20))。由此，能够进一步提高耐腐蚀性。
另外，在本实施方式中，实行加工工序(步骤S18)、晶界扩散工序(步骤S19)、表面处理工序(步骤S20)，但这些各工序不一定有必要去进行。
这样制得本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁，并结束处理。另外，通过使之磁化从而可以得到磁铁产品。
由此得到的本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁由于在晶界中具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，因此，具有优异的耐腐蚀性，并且具有良好的磁特性。
这样得到的本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁在用于电动机等旋转电机用的磁铁的情况下，因为耐腐蚀性高所以能够长期使用，并且能够得到可靠性高的R-T-B系烧结磁铁。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁例如能够适宜地用作在转子表面安装有磁铁的表面式永磁型(Surface Permanent Magnet：SPM)旋转电机、如内转子型的无刷电动机那样的内置式永磁型(Interior Permanent Magnet：IPM)旋转电机、PRM(永磁磁阻电动机，Permanent magnet Reluctance Motor)等的磁铁。具体来说，本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁可以适宜地用作硬盘驱动器的硬盘旋转驱动用主轴电动机或音圈电动机、电动车或混合动力汽车用电动机、汽车的电动动力转向用电动机、工作机械的伺服电动机(servomotor)、手机的振动器用电动机、印刷机用电动机、发电机用电动机等用途。
<旋转电机>
接下来，对将本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁用于旋转电机的优选的实施方式进行说明。在此，针对将本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁适用于SPM旋转电机的一个例子进行说明。图3是简略地表示SPM旋转电机的一个实施方式的结构的截面图，如图3所示，SPM旋转电机10在壳体11内具有圆柱状的转子12、圆筒状的定子13、旋转轴14。旋转轴14贯通转子12的横截面的中心。
转子12具有由铁材料等构成的圆柱状的转子铁心(铁芯)15、以规定间隔被设置于该转子铁心15的外周面的多个永久磁铁16、容纳永久磁铁16的多个磁铁插入槽17。本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁被用于永久磁铁16。以沿着转子12的圆周方向在各个磁铁插入槽17内N极和S极交替排列的方式设置多个该永久磁铁16。由此，沿着圆周方向相邻的永久磁铁16沿着转子12的直径方向产生相互反方向的磁力线。
定子13在其筒壁(周边壁)的内部的周围方向上具有沿着转子12的外周面以规定间隔设置的多个定子铁心18和节流阀19。该多个定子铁心18以向着定子13的中心并且与转子12相对的方式设置。另外，在各个节流阀19内缠绕有线圈20。永久磁铁16和定子铁心18以相互相对的方式设置。
转子12与旋转轴14一起以能够旋转的方式设置在定子13内的空间内。定子13通过电磁作用对转子12赋予扭矩，从而转子12在圆周方向上进行旋转。
SPM旋转电机10使用本实施方式所涉及的R-T-B系烧结磁铁作为永久磁铁16。由于永久磁铁16具有耐腐蚀性且具有高的磁特性，所以SPM旋转电机10能够提高旋转电机的扭矩特性等旋转电机的性能，并且能够长期具有高输出功率，从而可靠性优异。
另外，本发明不限定于上述的实施方式，可以在本发明的范围内进行各种改变。
实施例
以下，通过实施例来更加具体地说明本发明，但是本发明并不限定于以下的实施例。
(实施例1)
首先，以得到具有表1所示的磁铁组成I的烧结磁铁的方式通过薄带连铸法来准备原料合金。作为原料合金，按表1所示的组成分别制作准备主要形成磁铁的主相的第1合金A、主要形成晶界的第2合金a这2种。另外，在表1(后述的表2也同样)中bal.表示将各合金的整体组成作为100质量％的情况下的余量，(T.RE)表示稀土类的合计质量％。
[表1]
接着，在室温下使氢吸附于这些各原料合金之后，分别在600℃下在Ar气氛下对第1合金进行1小时的脱氢，在600℃下在含有300ppm的氮气的Ar气氛下对第2合金进行1小时的脱氢，从而进行氢粉碎处理(粗粉碎)。特别地，通过在含有氮气的Ar气氛下对第2合金进行氢粉碎处理，从而使第2合金与氮反应。
另外，在本实施例中，在氧浓度小于50ppm的Ar气氛下进行从该氢粉碎处理至烧结的各个工序(微粉碎以及成型)(以下的实施例以及比较例中相同)。
接着，对于各合金，在氢粉碎后实行微粉碎之前，在粗粉碎粉末中作为粉碎助剂添加0.1质量％的硬脂酸锌，使用诺塔混合机(Nauta mixer)进行混合。之后，使用气流磨来实行微粉碎，制成平均粒径为4.0μm程度的微粉碎粉末。
之后，使用诺塔混合机将第1合金的微粉碎粉末和第2合金的微粉碎粉末以95:5的重量比例混合，调制了作为R-T-B系烧结磁铁的原料粉末的混合粉末。
将得到的混合粉末填充于被配置于电磁铁中的模具内，进行一边施加1200kA/m的磁场一边施加120MPa的压力的磁场中成型，得到了成型体。
之后，将得到的成型体在真空中在1060℃下保持4小时来实施烧结，然后，进行急冷，得到了具有表1所示的磁铁组成I的烧结体(R-T-B系烧结磁铁)。然后，对得到的烧结体实施在850℃下保持1小时以及在540℃下保持2小时(都在Ar气氛中)的2阶段的时效处理，得到了实施例1的R-T-B系烧结磁铁。
(实施例2)
除了以得到具有表2所示的磁铁组成II的烧结磁铁的方式使用了表2所示的组成的第2合金b作为原料合金以外，与实施例1同样得到了实施例2的R-T-B系烧结磁铁。
[表2]
(比较例1)
除了在不含氮气的Ar气氛下对第2合金进行氢粉碎处理以外，其它都与实施例1同样地得到了比较例1的R-T-B系烧结磁铁。
<评价>
[组成分析]
对于实施例1、2以及比较例1中得到的R-T-B系烧结磁铁，通过荧光X射线分析法以及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)进行组成分析。其结果，可以确认任一的R-T-B系烧结磁铁都与加入组成(分别示于表1和2的组成)大致一致。
[组织评价]
对于实施例1、2以及比较例1中得到的R-T-B系烧结磁铁，用离子铣削削去截面的表面，除去最表面的氧化等的影响之后，用EPMA(电子探针显微分析仪：Electron ProbeMicro Analyzer)对R-T-B系烧结磁铁的截面观察元素分布并进行分析。具体来说，对于50μm见方的区域，进行Nd、Ga、Co、Cu以及N的各元素的测绘分析，观察Nd、Ga、Co、Cu以及N的各元素分布浓度高于主相颗粒的部分。
其结果，在实施例1、2的R-T-B系烧结磁铁中，确认了在晶界中存在Nd、Ga、Co、Cu、N的各元素的浓度分布高于主相晶粒内的部分(R-Ga-Co-Cu-N浓缩部)。然而，在比较例1的R-T-B系烧结磁铁的晶界中不能确认到R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。
进一步，对于在晶界中观察到R-Ga-Co-Cu-N浓缩部的实施例1、2的R-T-B系烧结磁铁，分别对R-Ga-Co-Cu-N浓缩部(5点)和主相的晶粒内(1点)进行用EPMA的定量分析。将结果示于表3中。
另外，表中的组成比是将Nd、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数的合计作为100时的各元素的比例。
[表3]
如表3所示，在利用EPMA的定量分析中也确认了在实施例1、2的R-T-B系烧结磁铁的晶界中存在Nd、Ga、Co、Cu、N的各元素的浓度分布高于主相晶粒内的部分(R-Ga-Co-Cu-N浓缩部)。
[磁特性]
使用磁特性记录装置(B-H tracer)测定实施例1、2以及比较例1中得到的R-T-B系烧结磁铁的磁特性。作为磁特性，测定剩余磁通密度Br和矫顽力HcJ。将结果表示于表4中。
[耐腐蚀性]
将实施例1、2以及比较例1中得到的R-T-B系烧结磁铁加工成13mm×8mm×2mm的板状。将该板状磁铁放置于120℃、2个大气压、相对湿度为100％的饱和水蒸气气氛中200小时，并评价了由于腐蚀而造成的重量减少量。将结果示于表4中。
[表4]
如表4所示，确认了实施例1、2的R-T-B系烧结磁铁具有与比较例1的R-T-B系烧结磁铁同等的磁特性，并且与比较例1的磁铁相比，都大幅度地提高了耐腐蚀性。
(实施例3)
除了以得到具有表5所示的磁铁组成III的烧结磁铁的方式使用表5所示的组成的第1合金C和第2合金c作为原料合金以外，其它都与实施例1同样地得到了实施例3的R-T-B系烧结磁铁。
[表5]
(实施例4)
除了以得到具有表6所示的磁铁组成IV的烧结磁铁的方式使用表6所示的组成的第1合金D和第2合金d作为原料合金以外，其它都与实施例1同样地得到了实施例4的R-T-B系烧结磁铁。
[表6]
(实施例5)
除了以得到具有表7所示的磁铁组成V的烧结磁铁的方式使用表7所示的组成的第1合金E和第2合金e作为原料合金以外，其它都与实施例1同样地得到了实施例5的R-T-B系烧结磁铁。
[表7]
(实施例6)
除了以得到具有表8所示的磁铁组成VI的烧结磁铁的方式使用表8所示的组成的第1合金F和第2合金f作为原料合金以外，其它都与实施例1同样地得到了实施例6的R-T-B系烧结磁铁。
[表8]
(比较例2)
除了在不含氮气的Ar气氛下将第2合金c进行氢粉碎处理以外，其它都与实施例3同样地得到了比较例2的R-T-B系烧结磁铁。
(比较例3)
除了在不含氮气的Ar气氛下对第2合金d进行氢粉碎处理以外，其它都与实施例4同样地得到了比较例3的R-T-B系烧结磁铁。
(比较例4)
除了在不含氮气的Ar气氛下对第2合金e进行氢粉碎处理以外，其它都与实施例5同样地得到了比较例4的R-T-B系烧结磁铁。
(比较例5)
除了在不含氮气的Ar气氛下对第2合金f进行氢粉碎处理以外，其它都与实施例6同样地得到了比较例5的R-T-B系烧结磁铁。
<评价>
[组成分析]
对于实施例3～6以及比较例2～5中得到的R-T-B系烧结磁铁，通过荧光X射线分析法以及电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS法)进行组成分析。其结果，可以确认任一的R-T-B系烧结磁铁都与加入组成(表5～表8中分别示出的组成)大致一致。
[组织评价]
对于实施例3～6以及比较例2～5中得到的R-T-B系烧结磁铁，用离子铣削削去截面的表面，除去最表面的氧化等的影响之后，用EPMA(电子探针显微分析仪：ElectronProbe Micro Analyzer)对R-T-B系烧结磁铁的截面观察元素分布，并进行分析。具体来说，对于50μm见方的区域，进行Nd、Ga、Co、Cu以及N的各元素的测绘分析，观察Nd、Ga、Co、Cu以及N的各元素分布浓度高于主相颗粒的部分。
其结果，在实施例3～6的R-T-B系烧结磁铁中，确认了在晶界中存在Nd、Ga、Co、Cu、N的各元素的浓度分布高于主相晶粒内的部分(R-Ga-Co-Cu-N浓缩部)。然而，在比较例2～5的R-T-B系烧结磁铁的晶界中不能确认到R-Ga-Co-Cu-N浓缩部。
进一步，对于在晶界中观察到R-Ga-Co-Cu-N浓缩部的实施例3～6的R-T-B系烧结磁铁，进一步分别对R-Ga-Co-Cu-N浓缩部(5点)和主相的晶粒内(1点)进行用EPMA的定量分析。将结果示于表9中。
另外，表中的组成比是将Nd、Pr、Dy、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数的合计作为100时的各元素的比例。
[表9]
如表9所示，在利用EPMA的定量分析中也确认了实施例3～6的R-T-B系烧结磁铁的晶界中存在R(Nd+Pr+Dy的合计)、Ga、Co、Cu、N的各元素的浓度分布高于主相晶粒内的部分(R-Ga-Co-Cu-N浓缩部)。
[磁特性]
使用磁特性记录装置测定实施例3～6以及比较例2～5中得到的R-T-B系烧结磁铁的磁特性。作为磁特性，测定了剩余磁通密度Br和矫顽力HcJ。并将结果表示于表10中。
[耐腐蚀性]
将实施例3～6以及比较例2～5中得到的R-T-B系烧结磁铁加工成13mm×8mm×2mm的板状。将该板状磁铁置于120℃、2个大气压、相对湿度为100％的饱和水蒸气气氛中，评价由腐蚀造成的重量减少量。并将结果表示于表10中。
[表10]
如表10所示，确认了实施例3～6的R-T-B系烧结磁铁具有与比较例2～5的R-T-B系烧结磁铁同等的磁特性，并且其中任一分别与比较例2～5的磁铁相比，都大幅度地提高了耐腐蚀性。

Claims (7)

1.一种R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，
所述R-T-B系烧结磁铁具有R2T14B晶粒，
R表示稀土元素的至少1种，T表示包含Fe或者包含Fe和Co的1种以上的过渡金属元素，
在由相邻的2个以上的所述R2T14B晶粒形成的晶界中具有R-Ga-Co-Cu-N浓缩部，其中，相比所述R2T14B晶粒内，所述R-Ga-Co-Cu-N浓缩部的R、Ga、Co、Cu、N的浓度都更高，
所述R-Ga-Co-Cu-N浓缩部中N的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和为1～13％，Ga的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和为7～16％，Co的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和为1～9％，Cu的原子数相对于R、Fe、Ga、Co、Cu、N的原子数之和为4～8％。
2.如权利要求1所述的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，
所述R-T-B系烧结磁铁中含有Ga、Cu、Al，
所述R-T-B系烧结磁铁中各元素的含量为：
R：29.5～33质量％、
B：0.75～0.95质量％、
Ga：0.10～1.0质量％、
Cu：0.05～1.5质量％、
Co：0.3～3.0质量％、
Al：0.03～0.6质量％、
Fe：实质上的余量。
3.如权利要求1或2所述的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，
所述R-T-B系烧结磁铁中含有Ga、Cu、Al，
所述R-T-B系烧结磁铁中各元素的含量为：
R：29.5～32.0质量％、
B：0.75～0.95质量％、
Ga：0.10～1.0质量％、
Cu：0.05～1.5质量％、
Co：1.0～2.0质量％、
Al：0.05～0.25质量％、
Fe：实质上的余量。
4.如权利要求1或2所述的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，
所述R-T-B系烧结磁铁中进一步含有Zr，所述Zr的含量为0.01～1.5质量％。
5.如权利要求1或2所述的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，
所述R-T-B系烧结磁铁中进一步含有O，所述O的含量为2000ppm以下。
6.如权利要求1或2所述的R-T-B系烧结磁铁，其特征在于，
所述R-T-B系烧结磁铁中进一步含有N，所述N的含量为300～800ppm。
7.一种旋转电机，其中，
具备权利要求1～6中任一项所述的R-T-B系烧结磁铁。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6572550B2 (ja) * 2015-02-04 2019-09-11 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
US20180025819A1 (en) * 2015-02-18 2018-01-25 Hitachi Metals, Ltd. Method for producing r-t-b system sintered magnet
JP6443757B2 (ja) * 2015-03-26 2018-12-26 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JP6627555B2 (ja) * 2015-03-30 2020-01-08 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JP6468435B2 (ja) * 2015-04-15 2019-02-13 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JP6645219B2 (ja) * 2016-02-01 2020-02-14 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石用合金、及びｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
CN107275029B (zh) * 2016-04-08 2018-11-20 沈阳中北通磁科技股份有限公司 一种用钕铁硼废料生产的高性能钕铁硼永磁铁及制造方法
CN106782970B (zh) * 2017-01-25 2019-05-31 钢铁研究总院 一种铁钴基低温度系数永磁材料
JP7052201B2 (ja) * 2017-03-15 2022-04-12 大同特殊鋼株式会社 ＲＦｅＢ系焼結磁石の製造方法
JP7314513B2 (ja) * 2018-07-09 2023-07-26 大同特殊鋼株式会社 ＲＦｅＢ系焼結磁石
US11527340B2 (en) 2018-07-09 2022-12-13 Daido Steel Co., Ltd. RFeB-based sintered magnet
JP7198075B2 (ja) * 2018-12-21 2022-12-28 株式会社ダイドー電子 ＲＦｅＢ系焼結磁石及びその製造方法
JP7293772B2 (ja) * 2019-03-20 2023-06-20 Tdk株式会社 Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石
JP7367428B2 (ja) * 2019-03-25 2023-10-24 株式会社プロテリアル Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石
US10960928B2 (en) * 2019-05-14 2021-03-30 Nissan North America, Inc. Vehicle structure
CN110571007B (zh) * 2019-09-03 2021-06-11 厦门钨业股份有限公司 一种稀土永磁材料、原料组合物、制备方法、应用、电机

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07272914A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Tdk Corp 焼結磁石およびその製造方法
CN1495815A (zh) * 1995-07-12 2004-05-12 ������������ʽ���� 稀土永磁铁及其制造方法
CN1557004A (zh) * 2002-09-30 2004-12-22 Tdk��ʽ���� R-t-b系稀土类永久磁铁以及磁铁组合物
JP2006165008A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Tdk Corp Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JP2011210823A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Tdk Corp 希土類焼結磁石の製造方法及び希土類焼結磁石
CN102360654A (zh) * 2010-05-14 2012-02-22 信越化学工业株式会社 R-t-b稀土烧结磁体
CN102376407A (zh) * 2010-07-27 2012-03-14 Tdk株式会社 稀土类烧结磁体
CN102959648A (zh) * 2010-06-29 2013-03-06 昭和电工株式会社 R-t-b系稀土类永久磁铁、电动机、汽车、发电机、风力发电装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH046806A (ja) 1990-04-24 1992-01-10 Hitachi Metals Ltd 耐食性のすぐれた希土類磁石及びその製造方法
JP3066806B2 (ja) 1990-11-20 2000-07-17 信越化学工業株式会社 耐触性に優れた希土類永久磁石
US5641363A (en) 1993-12-27 1997-06-24 Tdk Corporation Sintered magnet and method for making
US7311788B2 (en) 2002-09-30 2007-12-25 Tdk Corporation R-T-B system rare earth permanent magnet
EP1408518B1 (en) * 2002-10-08 2010-12-15 Hitachi Metals, Ltd. Sintered R-Fe-B permanent magnet and its production method
EP1662516B1 (en) * 2003-08-12 2014-12-31 Hitachi Metals, Ltd. R-t-b sintered magnet and rare earth alloy
JP6288076B2 (ja) * 2013-03-29 2018-03-07 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
CN105453193B (zh) * 2013-08-09 2018-01-12 Tdk株式会社 R‑t‑b系烧结磁铁以及电机
JP6572550B2 (ja) * 2015-02-04 2019-09-11 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07272914A (ja) * 1994-03-31 1995-10-20 Tdk Corp 焼結磁石およびその製造方法
CN1495815A (zh) * 1995-07-12 2004-05-12 ������������ʽ���� 稀土永磁铁及其制造方法
CN1557004A (zh) * 2002-09-30 2004-12-22 Tdk��ʽ���� R-t-b系稀土类永久磁铁以及磁铁组合物
JP2006165008A (ja) * 2004-12-02 2006-06-22 Tdk Corp Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JP2011210823A (ja) * 2010-03-29 2011-10-20 Tdk Corp 希土類焼結磁石の製造方法及び希土類焼結磁石
CN102360654A (zh) * 2010-05-14 2012-02-22 信越化学工业株式会社 R-t-b稀土烧结磁体
CN102959648A (zh) * 2010-06-29 2013-03-06 昭和电工株式会社 R-t-b系稀土类永久磁铁、电动机、汽车、发电机、风力发电装置
CN102376407A (zh) * 2010-07-27 2012-03-14 Tdk株式会社 稀土类烧结磁体

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