CN109686523B - 磁铁接合体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种具备第1磁铁、第2磁铁和将第1磁铁和第2磁铁接合的中间层的磁铁接合体。在上述磁铁接合体中，第1磁铁和第2磁铁都是含有稀土元素R、过渡金属元素T和硼B的永久磁铁。另外，稀土元素R包含至少具有Nd的轻稀土元素RL以及重稀土元素RH，过渡金属元素T包含Fe、Co以及Cu。进一步，上述中间层含有包含轻稀土元素RL的氧化物的RL氧化物相、包含轻稀土元素RL、Co以及Cu的RL‑Co‑Cu相。

Description

磁铁接合体
技术领域
本发明涉及一种以稀土元素(R)、Fe等的过渡金属元素(T)以及硼(B)为主成分的R-T-B系永久磁铁的接合体。
背景技术
R-T-B(R为1种以上的稀土元素，T为Fe等的过渡金属元素)系永久磁铁虽然具有优异的磁特性，但是由于作为主成分含有容易被氧化的稀土元素，因此，有耐腐蚀性低的倾向。
因此，R-T-B系永久磁铁为了提高其耐腐蚀性，通常多在其表面上实施树脂涂层或镀敷等的表面处理。另一方面，也进行通过改变磁铁的添加元素或内部结构，从而提高磁铁本身的耐腐蚀性的搭配。提高磁铁本身的耐腐蚀性对于提高表面处理后的产品的可靠性极其重要，另外，由此还具有可以通过相比树脂涂层或镀敷能够以更简易的表面处理的施用得到充分的耐腐蚀性来降低产品的成本的优点。
另外，对于永久磁铁寻求高的矫顽力HcJ。已知R-T-B系永久磁铁通过含有重稀土元素，可以提高其矫顽力。另外，作为使永久磁铁含有重稀土元素的方法，已知有通过使重稀土元素附着于R-T-B系永久磁铁的表面并进行加热，从而通过晶界使重稀土元素扩散于内部的方法(晶界扩散法)。
例如，在日本特开2007-258455号公报中公开了准备多个R-Fe-B系稀土类烧结磁铁体，以使含有重稀土元素的箔或粉末这些磁铁体之间的状态进行加热，从而使重稀土元素扩散于磁铁体的内部。另外，在国际公开第2014/148355号公开了通过在多个R-Fe-B系烧结磁铁之间夹持混合有含有重稀土元素的金属粉末和有机物的膏体的状态下进行加热从而进行晶界扩散处理。
发明内容
在日本特开2007-258455号公报以及国际公开第2014/148355号中公开的R-Fe-B系烧结磁铁中，不能说得到了充分的耐腐蚀性和机械强度。
本发明鉴于上述情况而成的，其目的在于提供一种提高了耐腐蚀性和机械强度的磁铁接合体。
本发明提供一种具备第1磁铁、第2磁铁以及将第1磁铁和第2磁铁接合的中间层的磁铁接合体。在上述磁铁接合体中，第1磁铁和第2磁铁都是含有稀土元素R、过渡金属元素T和硼B的永久磁铁。另外，稀土元素R包含至少具有Nd的轻稀土元素RL以及重稀土元素RH，过渡金属元素T包含Fe、Co以及Cu。进一步，上述中间层含有包含轻稀土元素RL的氧化物的RL氧化物相、包含轻稀土元素RL、Co以及Cu的RL-Co-Cu相。根据本发明，可以提供一种提高了耐腐蚀性和强度的磁铁接合体。
在上述磁铁接合体中，优选中间层进一步含有富RL相。由此，有磁铁接合体的磁特性提高的倾向。
在上述磁铁接合体中，优选RL-Co-Cu相中的RL、Co以及Cu的浓度分别比磁铁中的RL、Co以及Cu的浓度高。由此，有提高磁铁接合体的接合强度，并且耐腐蚀性提高的倾向。
在上述磁铁接合体中，第1磁铁和第2磁铁优选具有随着距中间层的距离变大，磁铁中的重稀土元素的浓度变低的区域。由此，有磁铁接合体的磁特性进一步提高的倾向。
在上述磁铁接合体中，上述中间层中的RL的含量也可以比上述第1磁铁和上述第2磁铁的RL的含量高。
上述磁铁接合体也可以进一步具备第3磁铁和将第2磁铁和第3磁铁接合的另一中间层。由此，即使将磁铁接合体加厚也可以维持高的磁特性。
根据本发明，可以提供一种提高了耐腐蚀性和机械强度的永久磁铁。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的磁铁接合体的示意截面图。
图2是本发明的另一实施方式的磁铁接合体的示意截面图。
图3A是表示本发明的一个实施方式的磁铁接合体以及制造其的工序的立体图，表示作为第1磁铁和第2磁铁准备R-T-B系烧结磁铁的磁铁准备工序。
图3B是表示本发明的一个实施方式的磁铁接合体以及制造其的工序的立体图，表示在涂布有扩散材料膏体的第2磁铁上重叠第1磁铁的层叠工序。
图3C是表示本发明的一个实施方式的磁铁接合体以及制造其的工序的立体图，表示将层叠体加热的加热工序。
图3D是表示本发明的一个实施方式的磁铁接合体以及制造其的工序的立体图，表示经过上述工序得到的磁铁接合体。
图4是用于说明磁铁接合体的中间层产生的被覆率的测定方法的参考图。
图5是表示实施例1中得到的磁铁接合体的截面的接合部分的倍率500倍下的SEM图像。
图6是对于图5所示的接合部分，通过EPMA以映射形式分析各构成元素的分布得到的结果。
图7是表示实施例1中得到的磁铁接合体的截面的接合部分的倍率150倍下的SEM图像，并且是包括其周边部的表示图5和图6中所示的接合部分的图像。
符号的说明：
2a,2b,2c…磁铁、4,4a,4b…中间层、10…磁铁接合体、12a,12b…磁铁(基材)、14…涂膜(扩散材料膏体)。
具体实施方式
以下，一边参照附图，一边对本发明的优选实施方式进行说明。但是，本发明不限定于以下的实施方式。
<磁铁接合体>
图1是本发明的一个实施方式的磁铁接合体的示意截面图。在图1中，磁铁接合体10具备第1磁铁2a、第2磁铁2b和中间层4。中间层4配置于第1磁铁2a和第2磁铁2b之间，第1磁铁2a和第2磁铁2b经由中间层4接合。
(磁铁)
第1磁铁2a和第2磁铁2b(本实施方式的磁铁)只要是R-T-B系磁铁就没有特别地限定，优选为R-T-B系永久磁铁，更优选为R-T-B系烧结磁铁。在本实施方式中，对于作为磁铁的R-T-B系烧结磁铁进行说明。
第1磁铁2a和第2磁铁2b都是含有稀土元素R、过渡金属元素T和硼B的R-T-B系烧结磁铁。
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。镧系元素包含例如La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等。稀土元素可以分类为轻稀土元素和重稀土元素，重稀土元素RH是指Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu，轻稀土元素RL为除此以外的稀土元素。
在本实施方式中，R包含至少含有Nd的轻稀土元素RL、以及重稀土元素RH。RL也可以进一步包含Pr。通过R包含重稀土元素RH，可以提高磁铁的矫顽力。RH优选包含Dy和Tb的至少一个，进一步优选包含Tb。RH也可以进一步包含Ho或Gd。
在本实施方式中，T包含Fe、Co以及Cu。通过包含Co，可以不降低磁特性而提高温度特性。另外，通过包含Cu，可以进行得到的磁铁的高矫顽力化、高耐腐蚀性化、温度特性的改善。
作为Fe、Co以及Cu以外的过渡金属元素，可以列举Ti、V、Cr、Mn、Ni、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta以及W等。
另外，本实施方式的磁铁除了R、T以及B以外，也可以进一步含有例如N、Al、Ga、Si、Bi以及Sn等元素中的至少1种元素。
本实施方式的磁铁具有R2T14B晶粒(主相)，并且具有形成于相邻的2个R2T14B晶粒之间的二颗粒晶界以及由相邻的3个以上的R2T14B晶粒包围的多颗粒晶界。在本实施方式中，包括二颗粒晶界以及多颗粒晶界等的晶界称为晶界相。R2T14B晶粒具有由R2T14B型的四方晶构成的晶体结构。R2T14B晶粒的平均粒径通常为1μm～30μm左右。
本实施方式的磁铁优选在晶界相中包含R的浓度(质量比例)高于R2T14B晶粒(主相)的富R相。通过晶界相包含富R相，容易表现矫顽力HcJ。富R相的例子为R的浓度高于主相且T和B的浓度低于主相的金属相；R、Co、Cu以及N的浓度分别高于主相的金属相；以及这些的氧化物相。在各富R相也可以包含其它元素。通过晶界相包含富R相，从而有可以提高磁铁接合体的矫顽力等的磁特性的倾向。
进一步，在晶界相中也可以包含硼(B)原子的浓度高于主相的富B相。
本实施方式的磁铁中的Co的含量优选为0.50～3.50质量％，进一步优选为0.70～3.00质量％，更加优选为1.00～2.50质量％。另外，本实施方式的磁铁中的Cu的含量优选为0.05～0.35质量％，进一步优选为0.07～0.30质量％，更加优选为0.10～0.25质量％。通过含有0.50质量％以上的Co或0.05质量％以上的Cu，从而磁铁接合体10的耐腐蚀性以及抗弯强度变得容易提高。
本实施方式的磁铁中的R的含量优选为25质量％以上且35质量％以下，进一步优选为28质量％以上且33质量％以下。如果R的含量为25质量％以上，则成为磁铁的主相的R2T14B化合物容易充分生成。另外，如果R的含量为35质量％以下，则R2T14B相的体积比率变低，有能够抑制剩余磁通密度Br降低的倾向。
本实施方式的磁铁具有随着距中间层4的距离变大，重稀土元素RH的浓度变低的区域(RH梯度区域)。
在本实施方式的磁铁中，R中的RH的含量例如可以为0.1～1.0质量％。通过RH的含量为0.1质量％以上，有可以提高磁铁的矫顽力的倾向。通过RH的含量为1.0质量％以下，有限制资源上稀少且高价的重稀土元素的使用，并且可以得到高矫顽力的倾向。
本实施方式的磁铁中的B的含量优选为0.5质量％以上且1.5质量％以下，进一步优选为0.7质量％以上且1.2质量％以下，更加优选为0.7质量％以上且1.0质量％以下。如果B的含量为0.5质量％以上，则有矫顽力HcJ提高的倾向。另外，如果B的含量为1.5质量％以下，则有剩余磁通密度Br提高的倾向。另外，B的一部分也可以被置换为碳(C)。
此外，本实施方式的磁铁也可以不可避免地含有O、C以及Ca等。这些也可以分别以0.5质量％左右以下的量含有。
本实施方式的磁铁中的Fe的含量是磁铁的构成要素中的实质上的剩余部分。通过T包含Co，除了磁铁的居里温度提高以外，晶界相的耐腐蚀性提高，因此，作为整体具有高的耐腐蚀性。另外，通过T含有Cu，从而可以进行磁铁的高矫顽力化、高耐腐蚀性化、温度特性的改善。
本实施方式的磁铁也可以含有铝(Al)。通过磁铁含有Al，从而能够进行进一步高矫顽力化、高耐腐蚀性化或者温度特性的改善。Al的含量优选为0.03质量％以上且0.4质量％以下，进一步优选为0.05质量％以上且0.25质量％以下。
本实施方式的磁铁也可以含有氧(O)。磁铁中的氧量可以根据其它的参数等而变化并适量确定，从耐腐蚀性的观点出发，优选为500ppm以上，从磁特性的观点出发，优选为2000ppm以下。
本实施方式的磁铁也可以含有碳(C)。磁铁中的碳量可以根据其它的参数等而变化并适量确定，但如果增加碳量，则磁特性降低。
本实施方式的磁铁也可以含有氮(N)。磁铁中的氮量优选为100～2000ppm，进一步优选为200～1000ppm，更加优选为300～800ppm。
磁铁中的氧量、碳量以及氮量的测定方法可以使用一直以来通常公知的方法。氧量可以通过例如惰性气体熔融-非分散型红外线吸收法进行测定，碳量可以通过例如氧气流中燃烧-红外线吸收法进行测定，氮量可以通过例如惰性气体熔融-热导法进行测定。
本实施方式的磁铁的厚度例如可以为0.5～10.0mm，优选为0.75～7.5mm，进一步优选为1.0～5.0mm。通过本实施方式的磁铁的厚度在上述范围，容易充分得到上述RH梯度区域，磁特性容易提高。
(中间层)
中间层4含有RL氧化物相以及RL-Co-Cu相。中间层4优选进一步含有富RL相。
RL氧化物相是含有轻稀土元素RL的氧化物的相。RL氧化物相也可以含有重稀土元素RH。RL氧化物相中的RL的浓度例如为40～90质量％，也可以为45～85质量％。另外，RL氧化物相中的氧(O)的浓度例如为10～30质量％，也可以为10～25质量％。
富RL相是主要含有RL的金属相。富RL相也可以含有重稀土元素RH。富RL相中的RL的浓度例如为65～90质量％，也可以为70～85质量％。另外，富RL相中的氧(O)的浓度例如小于10质量％、小于7质量％或小于5质量％。
RL-Co-Cu相是含有轻稀土元素RL、Co以及Cu的金属相。RL-Co-Cu相也可以包含重稀土元素RH。RL-Co-Cu相中的RL的浓度低于富RL相的RL的浓度，Co和Cu的浓度高于富RL相的各自的浓度。RL-Co-Cu相中的RL的浓度例如为45～85质量％，也可以为50～80质量％。另外，RL-Co-Cu相中的Co浓度例如为1.0～20.0质量％，也可以为2.0～15.0质量％。RL-Co-Cu相中的Cu的浓度例如为2.0～15.0质量％，也可以为3.0～10.0质量％。另外，RL-Co-Cu相中的氧(O)的浓度例如小于10质量％、小于7质量％或小于5质量％。
中间层4中的RL的浓度比第1磁铁和第2磁铁的RL的浓度高。
上述RL-Co-Cu相中的RL、Co以及Cu的浓度优选分别比第1磁铁和第2磁铁中的RL、Co以及Cu的浓度高。通过在RL-Co-Cu相中如上所述含有RL、Co以及Cu，容易得到磁铁接合体10的抗弯强度以及耐腐蚀性的效果。RL、Co以及Cu的浓度的比较可以通过例如对于磁铁接合体10的截面使用EPMA的元素分析来进行。
中间层4中的RL氧化物相的体积比例例如优选为5～75体积％，进一步优选为15～65体积％。通过中间层4含有5体积％以上的RL氧化物相，从而容易得到抗弯强度和耐腐蚀性的效果。通过中间层4含有75体积％以下的RL氧化物相，有可以抑制磁特性的降低的倾向。
另外，中间层4中的富RL相的体积比例例如优选为0～20体积％，更优选为2.5～15体积％。通过中间层4含有20体积％以下的富RL相，有可以抑制抗弯强度和耐腐蚀性的降低的倾向。
另外，中间层4中的RL-Co-Cu相的体积比例例如优选为30～80体积％，更优选为35～75体积％。通过中间层4含有30体积％以上的RL-Co-Cu相，容易得到抗弯强度和耐腐蚀性的效果。
中间层4中富RL相所占的体积VRL相对于RL-Co-Cu相所占的体积VCoCu的比(VRL/VCoCu)优选为0.6以下，进一步优选为0.5以下。如果比(VRL/VCoCu)为0.6以下，则可以进一步提高磁铁接合体10的耐腐蚀性。另外，比(VRL/VCoCu)也可以为0.05以上。另外，中间层4中的各相的体积比例以及比(VRL/VCoCu)可以通过根据中间层4的20处以上的截面的SEM图像中各相所占的面积算出的平均值，作为近似值而求得。
中间层4的厚度可以为20～40μm左右，优选为25～35μm。另外，中间层4也可以说覆盖第1磁铁2a和第2磁铁2b的界面。在该情况下，由中间层4产生的界面的被覆率优选为70％以上，进一步优选为80％以上，更优选为90％以上，特别优选为95％以上。通过厚度为20μm以上，且被覆率为70％以上，从而更容易得到耐腐蚀性和抗弯强度的效果。另外，在没有被覆盖的部分中存在磁铁中的主相或孔相。
磁铁接合体10整体中RH的含量可以为0.1～1.0质量％。通过RH的含量为0.1质量％以上，有可以提高磁铁的矫顽力的倾向。通过RH的含量为1.0质量％以下，有可以限制资源上稀少且高价的重稀土元素的使用，并且得到高的矫顽力的倾向。在磁铁接合体10中，中间层4中的RL的含量也可以比第1磁铁2a和第2磁铁2b的RL的含量高。
(作用)
如本实施方式，在具有包含比第1磁铁和第2磁铁多的RL的中间层的磁铁接合体中，由于中间层的富RL相相对变多，因此，中间层容易受到由水分造成的腐蚀。
具体来说，由于容易被氧化，因此，存在于晶界的富RL相的RL被使用环境下的水蒸气等产生的水氧化，RL被腐蚀，变为氢氧化物，在该过程中产生氢。
2RL+6H2O→2RL(OH)3+3H2…(I)
接着，该产生的氢被吸附于没有被腐蚀的富RL相。
2RL+xH2→2RLHx…(II)
然后，通过进行氢吸附，富RL相变得更容易被腐蚀，并且由经过氢吸附的富RL相和水产生的腐蚀反应由产生吸附于富RL相的量以上的氢。
2RLHx+6H2O→2RL(OH)3+(3+x)H2…(III)
通过上述(I)～(III)的连锁反应，富RL相的腐蚀向中间层以及第1磁铁和第2磁铁的内部发展，富RL相变化为RL氢氧化物、RL氢化物。由于随着该变化的体积膨胀使应力积蓄，发生构成R-T-B系永久磁铁的主相的晶粒(主相颗粒)的脱落或在中间层4与第1磁铁和第2磁铁之间产生裂纹。而且，由此出现包含富RL相的新生面，腐蚀进一步进行。
在本实施方式中，中间层所包含的RL-Co-Cu相与富RL相相比，相对于水分的耐腐蚀性强。因此，通过中间层4含有RL-Co-Cu相，从而可以有效地抑制使用环境中的水蒸气等产生的水从中间层4的侧方表面侵入中间层4的内部与富RL相的RL反应，并且可以抑制富RL相的腐蚀向内部发展。因此，可以提高磁铁接合体10的耐腐蚀性，并且可以得到良好的磁特性。进一步，通过中间层4具有RL氧化物相和RL-Co-Cu相，与不具有这些且具有更多的富RL相的情况相比，第1磁铁2a和第2磁铁2b的接合力提高，并且可以提高磁铁接合体10的抗弯强度。
在上述对磁铁为2个(第1磁铁和第2磁铁)的情况下的磁铁接合体进行了说明，但磁铁接合体也可以使用3个以上的磁铁(第1磁铁～第3磁铁)而构成，在该情况下，邻接的各磁铁分别经由与上述同样的中间层接合。
例如，图2是本发明的另一实施方式的磁铁接合体的示意截面图。在图2中，磁铁接合体10具备第1磁铁2a、第2磁铁2b、第3磁铁2c、第1中间层4a和第2中间层4b。第1中间层4a配置于第1磁铁2a和第3磁铁2c之间，第1磁铁2a和第3磁铁2c经由第1中间层4a接合。另外，第2中间层4b配置于第2磁铁2b和第3磁铁2c之间，第2磁铁2b和第3磁铁2c经由第2中间层4b接合。
图2中的第1磁铁2a和第2磁铁2b可以与图1中的第1磁铁2a和第2磁铁2b相同，分别构成本实施方式中的磁铁接合体10的最外表面。另外，图2中的第1中间层4a和第2中间层4b可以与图1中的中间层4相同。图2中的第3磁铁2c经由第1中间层4a和第2中间层4b以被第1磁铁2a和第2磁铁2b夹持的方式配置。因此，在第3磁铁2c具有随着距第1中间层4a和第2中间层4b两者的距离变大而重稀土元素RH的浓度变低的区域的方面，与第1磁铁2a和第2磁铁2b不同。这样，通过将磁铁接合体制成使用了3个以上的磁铁的多层结构，从而即使将磁铁结构体设计得较厚也可以将重稀土元素RH扩散于磁铁中，容易得到优异的磁特性。
<磁铁接合体的制造方法>
磁铁接合体10可以经过例如以下的工序进行制造。
(A)作为第1磁铁和第2磁铁准备R-T-B系烧结磁铁的磁铁准备工序(步骤S1)；
(B)调制含有重稀土元素RH的膏体(扩散材料膏体)的膏体调制工序(步骤S2)；
(C)将扩散材料膏体涂布于第2磁铁的主面上形成涂膜，在涂膜上重叠第1磁铁得到层叠体的层叠工序(步骤S3)；
(D)将层叠体加热得到磁铁接合体的加热工序(步骤S4)；
(E)进行磁铁接合体的表面处理的表面处理工序(步骤S5)。
另外，图3A～图3D是表示制作本发明的一个实施方式的磁铁接合体的工序的立体图，图3A表示作为第1磁铁和第2磁铁准备R-T-B系烧结磁铁的磁铁准备工序(步骤S1)，图3B表示在涂布有扩散材料膏体的第2磁铁上重叠第1磁铁的层叠工序(步骤S3)，图3C表示将层叠体加热的加热工序(步骤S4)，图3D表示经过上述工序得到的磁铁接合体。以下，对于各工序根据需要参照附图并进行说明。
(磁铁准备工序：步骤S1)
首先，准备第1磁铁12a和第2磁铁12b。这里所说的第1磁铁12a和第2磁铁12b是在磁铁接合体10中作为分别成为第1磁铁2a和第2磁铁2b的加热工序前的基材的磁铁。因此，第1磁铁12a也可以称为第1基材，第2磁铁12b也可以称为第2基材。第1磁铁12a和第2磁铁12b都是R-T-B系烧结磁铁，可以互相相同，也可以互相不同。在此的磁铁的R包含RL，除了RL以外，也可以包含RH。磁铁也可以通过购入市售品来准备，例如，也可以通过按照下述方法进行制造来准备。磁铁的制造方法例如具有以下的工序。
(a)准备第1合金和第2合金的合金准备工序；
(b)将第1合金和第2合金粉碎的粉碎工序；
(c)将第1合金粉末和第2合金粉末混合的混合工序；
(d)将混合后的混合粉末成型的成型工序；
(e)将成型体烧结，得到R-T-B系烧结磁铁的烧结工序；
(f)对R-T-B系烧结磁铁进行时效处理的时效处理工序；
(g)将R-T-B系烧结磁铁冷却的冷却工序；
(h)对R-T-B系烧结磁铁进行加工的加工工序。
在磁铁的制造方法中，准备主要形成主相的第1合金和主要形成晶界相的第2合金(合金准备工序)。在合金准备工序中，将对应于R-T-B系烧结磁铁的组成的原料金属在真空或Ar气等的惰性气体的惰性气体气氛中熔融之后，使用其进行铸造，由此制作具有所希望的组成的第1合金和第2合金。另外，在以下，对将第1合金和第2合金这2种合金混合制作原料粉末的2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和稀土类合金、纯铁、硼铁、以及这些的合金和化合物等。铸造原料金属的铸造方法例如为铸块铸造法、薄带连铸法、书模法或离心铸造法等。
制作了第1合金和第2合金之后，将第1合金和第2合金粉碎(粉碎工序)。在粉碎工序中，在制作了第1合金和第2合金之后，分别将这些第1合金和第2合金粉碎制成粉末。另外，也可以将第1合金和第2合金一起粉碎。通过粉碎工序，将合金粉碎直至粒径成为数μm左右。
在将第1合金和第2合金粉碎之后，将各个合金粉末在低氧气氛下混合(混合工序)。由此，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而形成。第1合金粉末和第2合金粉末的配合比率优选以质量比计为80:20以上且97:3以下，进一步优选以质量比计为90:10以上且97:3以下。
在将第1合金粉末和第2合金粉末混合之后，将混合粉末成型为目标的形状(成型工序)。在成型工序中，将第1合金粉末和第2合金粉末的混合粉末填充于模具内并进行加压，由此将混合粉末成型为任意的形状。此时，一边施加磁场，一边通过施加磁场使原料粉末产生规定的取向，在使结晶轴取向的状态下进行磁场中成型。由此，可以得到成型体。得到的成型体在特定方向取向，因此，可以得到具有更高的磁各向异性的R-T-B系烧结磁铁。
将得到的成型体在真空或惰性气体气氛中烧结，得到R-T-B系烧结磁铁(烧结工序)。烧结温度需要根据组成、粉碎方法以及粒度和粒度分布的差异等各条件进行调整，对于成型体，例如在真空中或惰性气体的存在下，进行在1000℃以上且1200℃以下加热1小时以上且10小时以下的加热的处理，由此进行烧结。由此，混合粉末发生液相烧结，得到了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)。将成型体烧成之后，从提高生产效率的观点出发，优选将烧成体急冷。
通过将得到的R-T-B系烧结磁铁在比烧结时低的温度下保持，对R-T-B系烧结磁铁实施时效处理(时效处理工序)。时效处理例如根据在700℃以上且900℃以下的温度下加热1小时～3小时，进一步在500℃～700℃的温度下加热1小时～3小时的2阶段加热；或在600℃附近的温度下加热1小时～3小时的1阶段加热等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，可以提高R-T-B系烧结磁铁的磁特性。
在对R-T-B系烧结磁铁实施时效处理之后，R-T-B系烧结磁铁在Ar气气氛中进行急冷(冷却工序)。由此，可以得到作为第1磁铁12a或第2磁铁12b的R-T-B系烧结磁铁。冷却速度没有特别地限定，优选为30℃/分钟以上。
得到的R-T-B系烧结磁铁可以根据需要加工成所希望的形状(加工工序)。加工方法例如可以列举切断和研磨等的形状加工、以及滚筒抛光等倒角加工等。如上所述得到的第1磁铁和第2磁铁中的各元素的含量以磁铁接合体10中的第1磁铁2a和第2磁铁2b具有上述的组成的方式适当设计。
第1磁铁12a和第2磁铁12b的形状没有特别地限定，例如长方体、六面体、平板状以及四棱柱等的柱状，R-T-B系烧结磁铁的截面形状可以制成C型和圆筒状等的任意的形状。第1磁铁12a和第2磁铁12b优选以经由扩散材料膏体互相接合的方式具有成为接合面的大致平坦面。
(膏体调制工序：步骤S2)
在膏体调制工序(步骤S2)中，调制含有重稀土元素RH的膏体(扩散材料膏体)。扩散材料膏体的调制方法例如具有以下的工序。
(a)将重稀土元素金属粗粉碎，得到重稀土元素颗粒的粗粉碎工序；
(b)使氧附着于重稀土元素颗粒的表面，得到氧附着重稀土元素颗粒的氧附着工序；
(c)得到含有重稀土元素的膏体的混合工序。
在粗粉碎工序中，首先，准备重稀土元素RH金属。将该重稀土元素RH金属粗粉碎至粒径成为数百μm～数mm左右。由此，得到重稀土元素RH金属的粗粉碎粉末(重稀土元素颗粒)。粗粉碎可以通过使氢吸附于重稀土元素RH金属之后，基于不同相间的氢吸附量的差异使氢释放，进行脱氢来产生自崩解的粉碎(氢吸附粉碎)来进行。此时，得到重稀土元素颗粒和氢化重稀土元素颗粒。
另外，粗粉碎工序除了如上所述使用氢吸附粉碎以外，也可以在惰性气体气氛中使用捣碎机、颚式破碎机以及布朗研磨机等的粗粉碎机。
在氧附着工序中，将重稀土元素RH金属粗粉碎之后，将得到的重稀土元素颗粒微粉碎至平均粒径成为数μm左右。由此，得到重稀土元素颗粒的微粉碎粉末。通过将粗粉碎后的粉末进一步微粉碎，可以得到具有优选为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。微粉碎在含有3000～10000ppm的氧的气氛中进行。由此，可以使氧附着于重稀土元素颗粒的表面等，可以得到氧附着重稀土元素颗粒。
微粉碎通过一边适当调整粉碎时间等的条件，一边使用气流磨、球磨机、振动磨以及湿式磨碎机等微粉碎机进行粗粉碎后的粉末的进一步粉碎来实施。气流磨是将氧浓度设定为上述范围的高压的惰性气体(例如，N2气)从狭窄的喷嘴释放产生高速的气流，通过该高速的气流将重稀土元素颗粒加速发生重稀土元素颗粒彼此的冲撞或与靶或容器壁的冲撞来进行粉碎的方法。
在将重稀土元素颗粒微粉碎时，通过添加硬脂酸锌和油酸酰胺等的粉碎助剂，可以得到成型时取向性高的微粉碎粉末。
在使氧附着于重稀土元素颗粒之后，在混合工序中，将附着氧的重稀土元素颗粒与溶剂和粘合剂等一起混合。由此，得到了含有重稀土元素的膏体(也称为扩散材料膏体)。另外，在扩散材料膏体中，优选不混合硅脂和油脂类等的含有氧的化合物。如果含有氧的化合物变多，则中间层的氧量变多，优先形成RL氧化物相，有不形成RL-Co-Cu相的倾向。
作为扩散材料膏体中使用的溶剂，例如可以列举醛、醇和酮等。另外，作为粘合剂，例如可以列举丙烯酸树脂、聚氨酯树脂、丁醛树脂、天然树脂、以及纤维素树脂等。扩散材料中的重稀土元素RH的含量例如可以为40～90质量％，也可以为50～80质量％。
(层叠工序：步骤S3)
在层叠工序(步骤S3)中，如图3B所示，将扩散材料膏体涂布于第2磁铁12b的主面上，形成由扩散材料膏体构成的涂膜14。在扩散材料膏体包含溶剂的情况下，为了除去该溶剂，在涂布后进行加热干燥。进一步，在涂膜14上在图3B中的z方向重叠第1磁铁12a，得到层叠体。由扩散材料膏体形成的涂膜14的厚度例如可以为10～80μm，也可以为20～50μm。通过变更涂膜14的厚度，可以调整磁铁接合体10中的重稀土元素RH的含量，即使如上所述减薄涂膜14，减少重稀土元素RH的含量，也可以得到具有优异的磁特性的磁铁接合体10。
(加热工序：步骤S4)
在加热工序(步骤S4)中，如图3C所示，将层叠工序中得到的层叠体加热。加热例如在真空或惰性气体气氛中进行，由用于进行重稀土元素扩散的第1加热、用于提高矫顽力的第2加热构成。第1加热的温度例如为800～1000℃，时间为10分钟～48小时。另外，第2加热的温度例如为500～600℃，时间为1～4小时。进一步，也可以一边对层叠体在图3C的z方向从上下进行加压一边进行加热。通过加热伴随加压，从而有磁铁接合体的磁铁彼此的接合强度变高的倾向。通过对层叠工序中得到的层叠体进行加热，如图3D所示，可以得到磁铁接合体10。
通过第1加热，扩散材料中的重稀土元素RH向着图3C的z方向在第1磁铁12a和第2磁铁12b中扩散。另外，第1磁铁12a和第2磁铁12b中的轻稀土元素RL、Co以及Cu等以与扩散后的重稀土元素RH交换的方式被供给至有扩散材料膏体的部分。其结果，在得到的磁铁接合体10的第1磁铁2a和第2磁铁2b产生随着距中间层4的(图3D的z方向的)距离变大而重稀土元素RH的浓度变低的区域(RH梯度区域)。另外，通过由第1磁铁12a和第2磁铁12b供给的轻稀土元素RL、Co以及Cu等，在第1磁铁2a和第2磁铁2b之间形成中间层4。
在此，在膏体调制工序(步骤S2)中，通过在含有氧的气氛中进行重稀土元素的微粉碎，使氧附着于重稀土元素颗粒。这样在扩散材料膏体中存在一定量的氧，由此，第1磁铁12a和第2磁铁12b中的轻稀土元素RL容易作为氧化物存在，中间层4含有RL氧化物相。另一方面，扩散材料膏体中的氧不过多，由此抑制扩散材料膏体中的重稀土元素RH的加热中的氧化，可以促进重稀土元素RH向磁铁的扩散。认为是由于如果重稀土元素RH氧化，则熔点变高，在第1加热的温度下难以熔融、扩散。另外，扩散材料膏体中的氧不过多，由此抑制Co和Cu的氧化，中间层4容易含有RL-Co-Cu相。在中间层4中也形成富RL相。这样，通过控制扩散材料膏体中的氧量，在中间层4中得到轻稀土元素RL的氧化物(RL氧化物相)并且抑制Co和Cu的氧化，实现使RL-Co-Cu相析出。这利用了轻稀土元素RL与Co和Cu相比容易氧化的性质。
(表面处理工序：步骤S5)
也可以对通过以上的工序得到的磁铁接合体10实施例如镀敷、树脂被覆、氧化处理以及化学转化处理等的表面处理。由此，可以进一步提高磁铁接合体10的耐腐蚀性。
本实施方式的磁铁接合体10在用于电动机等旋转机用的磁铁的情况下，因为耐腐蚀性高，所以能够长期使用，并且具有高的可靠性。本实施方式的磁铁接合体10例如能够适宜用作在转子表面安装有磁铁的表面磁铁型(Surface Permanent Magnet：SPM)电动机、在转子内部嵌入磁铁的内部磁铁嵌入型(Interior Permanent Magnet：IPM)电动机、以及PRM(永久磁铁磁阻电动机，Permanent magnet Reluctance Motor)等磁铁。具体来说，本实施方式的磁铁接合体10适宜用作硬盘驱动器的硬盘旋转驱动用主轴电动机和音圈电动机、电动汽车和混合动力汽车用电动机、汽车的电动助力转向用电动机、工作机械的伺服电动机、手机的振动器用电动机、印刷机用电动机、以及发电机用电动机等用途。
实施例
以下，通过实施例进一步详细地说明本发明，但本发明不限定于以下的实施例。
<烧结磁铁的制作>
首先，以得到具有表1所示的磁铁组成(质量％)的烧结磁铁的方式通过薄带连铸法准备原料合金。另外，在表1中，bal.表示将磁铁组成整体作为100质量％的情况下的余量，RL表示作为轻稀土元素的Nd和Pr的合计质量％。
[表1]
Nd Pr R<sub>L</sub> Co Al Cu Zr B Fe
磁铁组成 23.6 7.4 31.0 2.0 0.2 0.2 0.15 0.98 bal.
接着，对于原料合金，进行分别在室温下使氢吸附之后，在Ar气氛下进行600℃、1小时的脱氢的氢粉碎处理(粗粉碎)。
另外，在本实施例中，在小于50ppm的氧浓度的Ar气氛下进行从该氢粉碎处理至烧结的各工序(微粉碎和成型)(以下的实施例和比较例中相同)。
接着，在氢粉碎后进行微粉碎之前，在粗粉碎粉末中添加0.1质量％的硬脂酸锌作为粉碎助剂，使用诺塔混合器进行混合。其后，使用气流磨进行微粉碎，制成平均粒径为4.0μm左右的微粉碎粉末。
将得到的微粉碎粉末填充于模具内，一边施加1200kA/m的磁场一边进行施加120MPa的压力的磁场中成型，得到成型体。
其后，将得到的成型体在真空中在1060℃下保持4小时，进行烧成之后，急冷，得到具有表1所示的磁铁组成的烧结体(R-T-B系烧结磁铁)。然后，将得到的烧结体实施850℃下1小时和540℃下2小时(都在Ar气氛下)的2阶段的时效处理，得到作为用于实施例以及比较例的基材的烧结磁铁。
<磁铁接合体的制作>
(实施例1)
对作为重稀土元素RH的Tb金属(纯度99.9％)进行在Ar气氛下进行600℃、1小时的脱氢的氢粉碎处理(粗粉碎)。接着，在粗粉碎粉末中添加0.1质量％的硬脂酸锌作为粉碎助剂，使用诺塔混合器进行混合。其后，在含有3000ppm的氧的气氛中，使用气流磨进行微粉碎，制成平均粒径为4.0μm左右的微粉碎粉末。在微粉碎粉末75质量份中加入作为溶剂的乙醇23质量份、作为粘合剂的丙烯酸树脂2质量份，制作扩散材料膏体。
将如上所述得到的烧结磁铁机械加工成长50mm×宽30mm×厚4mm的尺寸，准备3块这样的磁铁。将磁铁分别用0.3％硝酸水溶液清洗后，进行水洗、干燥。在3块磁铁内的1块的表面和背面上分别涂布上述扩散材料膏体，将涂布后的磁铁在160℃的烘箱中放置，除去膏体中的溶剂。膏体的涂膜的厚度在表面背面都为20μm。用剩余的2块磁铁夹持形成有涂膜的磁铁，将它们重叠，得到层叠体。对于层叠体，一边从其上施加100g的载荷，一边在Ar气氛下在900℃下加热6小时(第1加热)。对于第1加热后的层叠体进一步在Ar气氛下在540℃下加热2小时(第2加热)，得到实施例1的磁铁接合体。在表2中示出磁铁中的Co和Cu的含量、磁铁的尺寸和数量、扩散材料的形态、涂膜中的扩散材料含量、涂膜的厚度。表2中的“pc”是“块(piece)”的简写，是指磁铁的块数。
(实施例2～7)
除了烧结磁铁组成的Co和Cu的含量(质量％)成为如下述表2所记载的以外，与实施例1同样地得到实施例2～7的磁铁接合体。
(比较例1)
将烧结磁铁机械加工成长50mm×宽30mm×厚12mm的尺寸，准备1块磁铁。在上述磁铁的表面和背面分别涂布与实施例1中使用的扩散材料膏体同样的扩散材料膏体，没有与其它磁铁层叠，并且在热处理时不施加载荷，除此以外，与实施例1同样地得到比较例1的磁铁。膏体的涂膜的厚度在表面背面都为20μm。
(比较例2)
除了烧结磁铁组成的Co和Cu的含量(质量％)变更为下述表2所记载的以外，与比较例1同样地得到比较例2的磁铁。
(比较例3)
将实施例2中得到的烧结磁铁同样地机械加工成长50mm×宽30mm×厚4mm的尺寸，准备3块磁铁。将磁铁分别用0.3％硝酸水溶液清洗后，进行水洗、干燥。在3块磁铁内的1块的表面和背面上分别配置厚度为20μm的Tb箔，用剩余的2块磁铁夹持其，并进行重叠，得到层叠体。对于层叠体，一边从其上施加100g的载荷，一边在Ar气氛下在900℃下加热6小时(第1加热)。对于第1加热后的层叠体进一步在Ar气氛下在540℃下加热2小时(第2加热)，得到比较例3的磁铁接合体。
(比较例4和5)
除了烧结磁铁组成的Co和Cu的含量(质量％)成为如下述表2所记载的以外，与比较例3同样地得到比较例4和5的磁铁接合体。
(比较例6)
在扩散材料膏体的制作中，相对于微粉碎粉末75质量份，作为粘合剂，代替丙烯酸树脂而使用5质量份的硅脂，并且将涂膜的厚度设定为25μm以外，与实施例1同样地得到比较例6的磁铁接合体。
[表2]
Figure BDA0001831522580000181
<磁铁接合体的评价>
(中间层中的元素分布)
对于实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等的截面的接合部分，通过电子束微量分析仪(EPMA，日本电子株式会社制造，商品名：JXA8500F型FE-EPMA)分析元素的分布。在表3中示出磁铁接合体整体中的作为扩散材料RH的Tb的浓度(质量％)、和中间层中的RL氧化物相、RL-Co-Cu相以及富RL相的有无。
(中间层的厚度)
将实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等的中央部机械加工成长10mm×宽10mm的尺寸，将加工后的磁铁接合体埋入树脂中，进行磁铁接合体截面的表面研磨。对研磨后的磁铁接合体的截面的接合部分用扫描电子显微镜(SEM，Hitachi High-TechnologiesCorporation制造，商品名：TM3030Plus)以500倍的倍率观察。使用图像分析软件(PIXS2000pro)，测量20处观察图像上的中间层的厚度，算出其平均值。在表3中示出中间层的厚度的N＝10视野的平均值。另外，表3中的比较例1和2的“中间层厚度”一栏中记载不是中间层而是形成于磁铁的两表面的层的厚度。
(中间层产生的被覆率)
将实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等的中央部机械加工成长10mm×宽10mm的尺寸，将加工后的磁铁接合体埋入树脂中，进行磁铁接合体截面的表面研磨。对研磨后的磁铁接合体的截面的接合部分用扫描电子显微镜(SEM，Hitachi High-TechnologiesCorporation制造，商品名：TM3030Plus)以500倍的倍率观察。图4是用于说明磁铁接合体的中间层(在比较例1和2中为形成于磁铁的两表面的层)产生的被覆率的测定方法的参考图。使用图像分析软件(PIXS2000pro)，测量主要来自于轻稀土元素的白色部分(对应于中间层)的磁铁的面方向的长度LP的合计，求得相对于观察画面的磁铁的面方向的总长LT的比例((LP/LT)×100)，将其作为中间层产生的磁铁间界面的被覆率。在表3中示出由中间层产生的被覆率。
(抗弯强度)
将实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等机械加工成长40mm×宽10mm的尺寸。基于JIS R 1601的三点弯曲强度试验方法，设定为支点间距离27mm、负载速度0.5mm/分钟来测定加工后的磁铁接合体的抗弯强度。在表4中示出测定30次磁铁接合体的抗弯强度时的平均值。
(耐腐蚀性)
将实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等机械加工成长40mm×宽10mm的尺寸。将加工后的磁铁接合体放置于120℃、2个大气压、相对湿度100％的饱和水蒸气气氛中200小时，测定由腐蚀造成的质量减少量。在表4中示出按照下述标准对测定值进行了评价后的结果。
A：质量减少量小于1.0mg/cm2。
B：质量减少量为1.0mg/cm2以上且小于2.0mg/cm2。
C：质量减少量为2.0mg/cm2以上且小于5.0mg/cm2。
D：质量减少量为5.0mg/cm2以上且小于15.0mg/cm2。
E：质量减少量为15.0mg/cm2以上。
(磁特性)
使用B-H磁滞回线仪测定实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等的磁特性。作为磁特性，测定剩余磁通密度Br和矫顽力HcJ。将测定结果示于表4中。
[表3]
Figure BDA0001831522580000201
[表4]
Figure BDA0001831522580000211
图5是表示实施例1中得到的磁铁接合体的截面的接合部分的倍率500倍下的SEM图像。在图5所示的图像中，示出了主要由浓灰色构成的第1磁铁2a和第2磁铁2b、及位于第1磁铁2a和第2磁铁2b之间且主要由白色构成的中间层4。图6是对于图5所示的接合部分，通过EPMA以映射形式分析各构成元素的分布得到的结果。图6的左上方的图像是SEM图像，在左上方以外的图像中，通过颜色的浓淡示出该SEM图像所示的截面的各元素的含量。显示白色的部分表示元素的含量高的部分，显示黑色的部分表示元素的含量低的部分。在实施例1中得到的磁铁接合体中，上述中间层含有富RL相、RL氧化物相以及RL-Co-Cu相。磁铁接合体的RL氧化物相、RL-Co-Cu相以及富RL相的存在通过图6所示的以映射形式的构成元素的分布的分析结果来进行确认。以实施例1中得到的磁铁接合体为例，以下说明通过上述分析的各层中的元素的状态、以及RL氧化物相、RL-Co-Cu相以及富RL相的存在的确认。
在图6的右上方的图像中示出了Nd以高浓度存在的层状的区域，可以确认该区域主要由Nd(轻稀土元素RL)构成。而且，上述区域与图5中的中间层一致，上述区域的上下的区域分别与第1磁铁和第2磁铁一致。因此，由图6的右上方的图像可以确认，中间层中的RL的含量比第1磁铁和第2磁铁中的RL的含量高。在图6的中上方的图像中示于了Tb存在于中间层的位置的区域，进一步也示出了Tb存在于第1磁铁和第2磁铁的位置的区域。在层叠体的热处理前不包含于扩散材料膏体中的Nd包含于热处理后的中间层，层叠体的热处理前不包含于磁铁(基材)中的Tb包含于热处理后的第1磁铁和第2磁铁，因此，可以说实施例1中得到的磁铁接合体的第1磁铁、第2磁铁以及中间层是伴随热处理前后的元素的移动而得到的层。热处理前后的元素的移动如果参照图7可以更明确地理解。图7是表示实施例1中得到的磁铁接合体的截面的接合部分的倍率150倍下的SEM图像，并且是包括其周边部的表示图5和图6中所示的接合部分的图像。在图7的中上方的图像中，示出了Tb广泛地分布于以中间层的位置为中心的第1磁铁和第2磁铁的区域。Tb的浓度在接近中间层的区域较高，随着距中间层的距离变大而变低。另一方面，在图7的右上方的图像中，在与Tb扩散的区域同样的区域中，Nd的浓度降低。因此，也可以说通过热处理，扩散材料膏体中的Tb扩散至作为基材的磁铁中，该磁铁中的Nd以与Tb交换的方式集中至接合面。不包含于扩散材料膏体中的Co和Cu以高浓度存在于中间层，因此，可以确认与Tb与Nd的交换同样的交换也在扩散材料膏体中的Tb与作为基材的磁铁中的Co和Cu之间发生。Tb扩散后的第1磁铁和第2磁铁整体中的Tb的浓度为0.6质量％。第1磁铁和第2磁铁中的各元素的浓度在上述以外，分别与热处理前的磁铁(第1基材和第2基材)中的各元素的浓度大致相同。
在图6的中央中部的图像中，示出了中间层的以圆包围的部分中O存在的区域。在中间层中，在以圆包围的部分以外也存在大量的O存在的同样的部分。另外，在图6的右上方的图像中，示出了中间层中O以19.8质量％的浓度存在的区域中进一步存在71.4质量％的浓度的Nd。因此，根据图6的图像可以确认在中间层中存在RL氧化物相。
另一方面，根据图6的右上方和中央中部的图像，也示出了在中间层中Nd存在但O不存在的区域。其中，在图6的右上方的图像中，示出了在中央层的以圆包围的部分Nd以80.3％的特别高的浓度存在的区域，可以说该区域是富RL相。
进一步，在图6的左下方和中央下方的图像中，示出了中间层的以椭圆包围的部分中Co和Cu分别以7.2质量％和3.5质量％的高浓度存在，且O以3.5质量％的低浓度存在的区域。该区域包含Nd，但其浓度为72.6质量％，低于富RL相。另外，中间层中的Co和Cu的浓度与富RL相相比较大。在第1磁铁和第2磁铁中也示出了存在Co和Cu，但可以确认第1磁铁和第2磁铁中存在Co和Cu的区域与中间层中存在Co和Cu的区域相比较小，第1磁铁(上层)和第2磁铁(下层)中的Co和Cu的浓度与中间层中的Co和Cu的浓度相比较低。因此，根据图6的图像可以确认，在中间层中存在RL-Co-Cu相。如果测定并计算实施例1的磁铁接合体的中间层中的RL氧化物相、富RL相、以及RL-Co-Cu相的体积比例，则分别为55.5体积％、5.0体积％、以及39.5体积％。
在其它的实施例以及比较例中得到的磁铁接合体等中也进行了同样的分析，结果确认了，实施例中得到的磁铁接合体中，RL氧化物相、RL-Co-Cu相以及富RL相都存在。实施例2～7中，中间层的各相中的各元素的浓度与实施例1大致相同。另外，中间层中的富RL相的体积比例也与实施例1大致相同。但是，中间层中的RL-Co-Cu相的体积比例在实施例3中为35.2体积％，在实施例7中为44.2体积％。中间层中的RL氧化物相的体积比例由实施例1增减了仅对应于RL-Co-Cu相的体积比例的增减的部分。另一方面，在比较例1和2中，相当于中间层的区域不存在，确认了来自扩散材料膏体的Tb的扩散和Nd等向基材表面的移动，但扩散的区域与实施例相比较窄。另外，在比较例3～5中也确认了来自Tb箔的Tb的扩散，但从氧浓度约为0.01质量％的Tb箔中没有氧供给，从热处理前的磁铁(基材)移动至接合面的Nd没有成为氧化物，在中间层中主要作为富RL相存在。因此，在比较例3～5中得到的磁铁接合体的中间层中确认存在RL-Co-Cu相和富RL相，但没有确认存在RL氧化物相。另外，在比较例3～5中，由于没有来自Tb箔的氧供给或者作为基材的磁铁中的Co和Cu向接合面的移动比较少，因此，RL-Co-Cu相的析出少。
根据表4所示的评价结果确认了，实施例中得到的磁铁接合体与比较例中得到的磁铁接合体等相比，具有优异的抗弯强度和耐腐蚀性。认为这样的抗弯强度和耐腐蚀性的提高是由于中间层中存在RL氧化物相和RL-Co-Cu相两者引起的。另外，根据实施例1～3可以确认，特别是在作为基材的磁铁中的Co和Cu的含量高的情况下，磁铁接合体的抗弯强度和耐腐蚀性进一步提高。认为通过作为基材的磁铁中的Co和Cu的含量高，中间层中的RL-Co-Cu相的析出量增加，进一步，中间层的厚度和被覆率提高，由此可以进一步提高磁铁接合体的抗弯强度和耐腐蚀性。
另一方面，比较例1和2中，如上所述，Tb的扩散区域只在单侧，对应于此，Nd、Co和Cu的移动量变少，无法得到充分的RL氧化物相和RL-Co-Cu相的析出、表面被覆层的厚度以及被覆率。因此，在比较例1和2中，得不到优异的抗弯强度和耐腐蚀性，矫顽力HcJ也较低。
另外，在比较例3～5中，在中间层没有形成RL氧化物相。认为由于中间层RL氧化物相不存在且富RL相较多、RL-Co-Cu相的析出较小，由此磁铁接合体的抗弯强度和耐腐蚀性降低。在比较例3～5中，基材中的Co和Cu的含量低的比较例4中，抗弯强度和耐腐蚀性的降低显著。
在比较例6中，由于将硅脂用于扩散材料膏体中，因此，氧供给量变多，RL、Co以及Cu分别作为氧化物相存在，所以作为金属相的RL-Co-Cu相不存在。Co氧化物相中的Co和O的含量分别为75质量％和25质量％。另外，Cu氧化物相中的Cu和O的含量分别为85质量％和15质量％。因此，在比较例6中得到的磁铁接合体中，与实施例1的磁铁接合体相比，抗弯强度和耐腐蚀性降低。

Claims (11)

1.一种磁铁接合体，其中，
具备第1磁铁、第2磁铁和将所述第1磁铁和所述第2磁铁接合的中间层，
所述第1磁铁和所述第2磁铁都是含有稀土元素R、过渡金属元素T和硼B的永久磁铁，
所述稀土元素R包含至少具有Nd的轻稀土元素RL、以及重稀土元素RH，
所述过渡金属元素T包含Fe、Co以及Cu，
所述中间层含有RL氧化物相和RL-Co-Cu相，其中，所述RL氧化物相包含所述轻稀土元素RL的氧化物，所述RL-Co-Cu相包含所述轻稀土元素RL、Co以及Cu。
2.如权利要求1所述的磁铁接合体，其中，
所述中间层进一步含有富RL相。
3.如权利要求1所述的磁铁接合体，其中，
所述RL-Co-Cu相中的RL、Co以及Cu的浓度分别比所述磁铁中的RL、Co以及Cu的浓度高。
4.如权利要求2所述的磁铁接合体，其中，
所述RL-Co-Cu相中的RL、Co以及Cu的浓度分别比所述磁铁中的RL、Co以及Cu的浓度高。
5.如权利要求1～4中任一项所述的磁铁接合体，其中，
所述第1磁铁和所述第2磁铁具有随着距所述中间层的距离变大，所述磁铁中的所述重稀土元素的浓度变低的区域。
6.如权利要求1～4中任一项所述的磁铁接合体，其中，
所述中间层中的RL的含量比所述第1磁铁和所述第2磁铁的RL的含量高。
7.如权利要求5所述的磁铁接合体，其中，
所述中间层中的RL的含量比所述第1磁铁和所述第2磁铁的RL的含量高。
8.如权利要求1～4中任一项所述的磁铁接合体，其中，
进一步具备第3磁铁和将所述第2磁铁和所述第3磁铁接合的另一中间层。
9.如权利要求5所述的磁铁接合体，其中，
进一步具备第3磁铁和将所述第2磁铁和所述第3磁铁接合的另一中间层。
10.如权利要求6所述的磁铁接合体，其中，
进一步具备第3磁铁和将所述第2磁铁和所述第3磁铁接合的另一中间层。
11.如权利要求7所述的磁铁接合体，其中，
进一步具备第3磁铁和将所述第2磁铁和所述第3磁铁接合的另一中间层。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7287314B2 (ja) 2020-03-03 2023-06-06 Tdk株式会社 磁石構造体
JP2022103587A (ja) * 2020-12-28 2022-07-08 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石及びその製造方法
CN116762147A (zh) * 2021-01-26 2023-09-15 钕铁硼株式会社 Nd－Fe－B层叠烧结磁体及其制造方法
CN113517131B (zh) * 2021-08-27 2022-04-29 杭州美磁科技有限公司 一种钕铁硼产品的制备工艺及运用该制备工艺制得的钕铁硼产品

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102027552A (zh) * 2008-05-14 2011-04-20 日立金属株式会社 稀土类永久磁铁
CN104517697A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 大同特殊钢株式会社 结合型RFeB系磁体及结合型RFeB系磁体的制造方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4788427B2 (ja) * 2006-03-23 2011-10-05 日立金属株式会社 Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類焼結磁石およびその製造方法
US9082538B2 (en) * 2008-12-01 2015-07-14 Zhejiang University Sintered Nd—Fe—B permanent magnet with high coercivity for high temperature applications
CN102483980B (zh) 2010-03-04 2016-09-07 Tdk株式会社 稀土烧结磁体和电动机
JP5471678B2 (ja) * 2010-03-23 2014-04-16 Ｔｄｋ株式会社 希土類磁石及び回転機
JP5293662B2 (ja) * 2010-03-23 2013-09-18 Ｔｄｋ株式会社 希土類磁石及び回転機
JP2012074470A (ja) * 2010-09-28 2012-04-12 Tdk Corp 希土類磁石、希土類磁石の製造方法及び回転機
US10395822B2 (en) * 2010-03-23 2019-08-27 Tdk Corporation Rare-earth magnet, method of manufacturing rare-earth magnet, and rotator
JP5742776B2 (ja) * 2011-05-02 2015-07-01 信越化学工業株式会社 希土類永久磁石及びその製造方法
MY165562A (en) * 2011-05-02 2018-04-05 Shinetsu Chemical Co Rare earth permanent magnets and their preparation
GB2497573B (en) * 2011-12-15 2016-07-13 Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg Method for producing a rare earth-based magnet
JPWO2014148356A1 (ja) * 2013-03-18 2017-02-16 インターメタリックス株式会社 ＲＦｅＢ系焼結磁石製造方法及びＲＦｅＢ系焼結磁石
WO2014148355A1 (ja) * 2013-03-18 2014-09-25 インターメタリックス株式会社 ＲＦｅＢ系焼結磁石製造方法及びＲＦｅＢ系焼結磁石
US10096410B2 (en) * 2013-07-03 2018-10-09 Tdk Corporation R-T-B based sintered magnet
WO2016039352A1 (ja) * 2014-09-11 2016-03-17 日立金属株式会社 Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法
JP6489205B2 (ja) * 2015-03-13 2019-03-27 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法、当該方法に使用される塗布デバイスおよび塗布装置
JP6604381B2 (ja) * 2015-07-29 2019-11-13 日立金属株式会社 希土類系焼結磁石の製造方法
CN105185500B (zh) 2015-08-28 2017-05-24 包头天和磁材技术有限责任公司 永磁材料的制造方法
JP6488976B2 (ja) * 2015-10-07 2019-03-27 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
CN107958761A (zh) * 2017-11-17 2018-04-24 宁波科田磁业有限公司 一种焊接钕铁硼磁体及其制备方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102027552A (zh) * 2008-05-14 2011-04-20 日立金属株式会社 稀土类永久磁铁
CN104517697A (zh) * 2013-10-04 2015-04-15 大同特殊钢株式会社 结合型RFeB系磁体及结合型RFeB系磁体的制造方法

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US11335483B2 (en) 2022-05-17

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