CN110299235A - R-t-b系烧结磁体的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明制造一种降低RH的含量且具有高HcJ和高Hk的R‑T‑B系烧结磁体。一种R‑T‑B系烧结磁体的制造方法，其为具有规定组成的R‑T‑B系烧结磁体的制造方法，其包括：准备合金粉末的工序；得到成形体的成形工序；将所述成形体以处于1010℃～1030℃的范围内的第一烧结温度、处于12小时～36小时的范围内的第一烧结时间进行加热，得到第一烧结体的第一烧结工序；将所述第一烧结体以处于990℃～1020℃的范围内且比所述第一烧结温度低10℃以上的第二烧结温度、处于17小时～41小时的范围且比所述第一烧结时间长5小时以上的第二烧结时间进行加热，从而得到第二烧结体的第二烧结工序；以及，将所述第二烧结体以处于400℃～800℃的范围内的热处理温度进行加热的热处理工序。
Description
技术领域
本申请涉及R-T-B系烧结磁体的制造方法。
背景技术
R-T-B系烧结磁体(R为稀土元素之中的至少一种且必须包含Nd，T为过渡金属元素之中的至少一种且必须包含Fe)作为永久磁体之中性能最高的磁体是已知的，其被用于硬盘驱动器的音圈电机(VCM)、电动汽车用(EV、HV、PHV等)电机、产业设备用电机等各种电机、家电制品等。
R-T-B系烧结磁体主要由包含R2T14B化合物的主相和位于该主相的晶界部分的晶界相构成。作为主相的R2T14B化合物是具有高磁化的强磁性材料，其成为R-T-B系烧结磁体的特性的基础。
R-T-B系烧结磁体在高温下发生矫顽力HcJ(以下有时简称为“HcJ”)的降低，因此发生不可逆热退磁。因此，特别是用于电动汽车用电机的情况下，要求即使在高温下也具有高HcJ。
以往，为了提高HcJ而向R-T-B系烧结磁体中大量添加Dy、Tb等重稀土元素RH。但是，若大量添加重稀土元素RH，则虽然HcJ提高，但是存在残留磁通密度Br(以下有时简称为“Br”)降低的问题。因此，近年来，提出了如下方法：通过使RH从R-T-B系烧结磁体的表面扩散至内部而使RH在主相晶粒的外壳部稠化，从而抑制Br的降低且获得高HcJ。
但是，Dy出于资源量原本就少且产地受限等原因而存在供给不稳定、价格变动等问题。因此，寻求尽可能不使用Dy等RH(尽可能减少用量)，抑制Br的降低且得到高HcJ。
专利文献1中记载了：通过与通常的R-T-B合金相比降低B量，且使其含有选自Al、Ga、Cu之中的1种以上金属元素M而生成R2F17M相，充分确保以该R2Fe17相作为原料而生成的富过渡金属相(R6T13M)的体积率，从而能够得到抑制Dy的含量且矫顽力高的R-T-B系稀土烧结磁体。
此外，如上所述，最常利用R-T-B系烧结磁体的用途是电机，特别是，为了在电动汽车用电机等用途中确保高温稳定性，提高HcJ是非常有效的，但在提高这些特性的同时，矩形比Hk/HcJ(以下有时简称为Hk/HcJ)也必须提高。若Hk/HcJ低，则引发容易退磁的问题。因此，寻求在具有高HcJ的同时还具有高Hk/HcJ的R-T-B系烧结磁体。需要说明的是，在R-T-B系烧结磁体的领域中，一般而言，为了求出Hk/HcJ而测定的参数Hk可以使用在J(磁化的强度)-H(磁场的强度)曲线的第二象限中，J达到0.9×Jr(Jr为残留磁化、Jr＝Bt)的数值的位置的H轴的读取值。将该Hk除以退磁曲线的HcJ而得到的值(Hk/HcJ＝Hk(KA/m)/HcJ(KA/m)×100(％))定义为矩形比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2013/008756号
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中记载的R-T-B系稀土磁体中，虽然能够降低Dy的含量且得到高HcJ，但存在与一般的R-T-B系烧结磁体(与R2T14B型化合物的化学计量比相比B量更多)相比Hk/HcJ降低的问题点。
因而，本发明的目的在于，提供用于制造降低RH的含量且具有高HcJ和高Hk/HcJ的R-T-B系烧结磁体的方法。
用于解决课题的方法
本发明的方案1是一种R-T-B系烧结磁体的制造方法，其是满足下述式(1)的R-T-B系烧结磁体的制造方法，
[T]/55.85＞14[B]/10.8 (1)
([T]为以质量％表示的T的含量，[B]为以质量％表示的B的含量)
所述R-T-B系烧结磁体含有：
R：29.5～35.0质量％(R为稀土元素之中的至少1种，且包含Nd和Pr中的至少1种)；
B：0.80～0.91质量％；
Ga：0.2～1.0质量％；以及
T：61.5～69.5质量％(T为Fe和Co，T的90～100质量％为Fe)，
所述制造方法包括：
准备合金粉末的工序；
将所述合金粉末进行成形而得到成形体的成形工序；
将所述成形体以处于1010℃～1030℃的范围内的第一烧结温度、处于12小时～36小时的范围内的第一烧结时间进行加热，得到第一烧结体的第一烧结工序；
将所述第一烧结体以处于990℃～1020℃的范围内且比所述第一烧结温度低10℃以上的第二烧结温度、处于17小时～41小时的范围且比所述第一烧结时间长5小时以上的第二烧结时间进行加热，得到第二烧结体的第二烧结工序；以及
将所述第二烧结体以处于400℃～800℃的范围内的热处理温度进行加热的热处理工序。
本发明的方案2是方案1所述的R-T-B系烧结磁体的制造方法，其中，在上述第二烧结工序中，上述第二烧结温度处于990℃～1010℃的范围内，且比上述第一烧结温度低20℃以上。
发明的效果
根据本发明的制造方法，能够制造降低RH的含量且具有高HcJ和高Hk/HcJ的R-T-B系烧结磁体。
具体实施方式
以下所示的实施方式是用于使本发明的技术思想具体化的R-T-B系烧结磁体的制造方法的例示，但本发明不限定于以下内容。
本发明人等进行了深入研究的结果发现：关于本发明，在具有以下限定那样的规定组成范围、尤其是极其狭窄的规定范围的B含量的R-T-B系烧结磁体的制造中，通过分两个阶段(第一烧结工序和第二烧结工序)进行烧结工序，且适当地控制第一烧结工序和第二烧结工序的烧结条件(温度和时间)，能够提高最终得到的R-T-B系烧结磁体的磁特性。
以下，针对本发明的实施方式所述的制造方法进行详述。
＜R-T-B系烧结磁体＞
首先，针对通过本发明所述的制造方法得到的R-T-B系烧结磁体进行说明。
(R-T-B系烧结磁体的组成)
本实施方式所述的R-T-B系烧结磁体的组成含有：
R：29.5～35.0质量％(R为稀土元素之中的至少1种，且包含Nd和Pr中的至少1种)；
B：0.80～0.91质量％；
Ga：0.2～1.0质量％；以及
T：61.5～69.5质量％(T为Fe和Co，T的90～100质量％为Fe)，且所述R-T-B系烧结磁体满足下述式(1)。
[T]/55.85＞14[B]/10.8 (1)
([T]为以质量％表示的T的含量，[B]为以质量％表示的B的含量)
通过上述组成，与一般的R-T-B系烧结磁体相比减少了B量，且含有Ga等，因此，在二粒子晶界生成R-T-Ga相，能够得到高HcJ。此处，对于R-T-Ga相而言，具有代表性的是Nd6Fe13Ga化合物。R6T13Ga化合物具有La6Co11Ga3型晶体结构。此外，R6T13Ga化合物根据其状态有形成R6T13-δGa1+ε化合物(ε典型而言为2以下)的情况。例如，在R-T-B系烧结磁体中含有较多Cu、Al的情况下，有形成R6T13-δ(Gal-x-yCuxAly)1+δ的情况。
以下，针对各组成进行详述。
(R：29.5～35.0质量％)
R是稀土元素之中的至少1种，且包含Nd和Pr中的至少1种。R的含量为29.5～35.0质量％。若R小于29.5质量％，则烧结时有可能难以致密化，若超过35.0质量％，则主相比率降低而有可能得不到高Br。R的含量优选为29.5～33.0质量％。如果R为这样的范围，则能够得到更高的Br。
(B：0.80～0.91质量％)
烧结磁体中的B的含量为0.80～0.91质量％。若B小于0.80质量％，则生成R2T17相而有可能得不到高HcJ，若B超过0.91质量％，则R-T-Ga相的生成量过少而有可能得不到高HcJ。B的含量优选为0.88～0.90质量％，能够得到更高的HcJ提高效果。
进而，B的含量满足下述式(1)。
[T]/55.85＞14[B]/10.8 (1)
此处，[T]为以质量％表示的T的含量，[B]为以质量％表示的B的含量。
通过满足式(1)，B的含量与一般的R-T-B系烧结磁体相比变少。为了除了作为主相的R2T14B相以外不生成作为软磁性相的R2T17相，一般的R-T-B系烧结磁体成为[T]/55.85(Fe的原子量)小于14[B]/10.8(B的原子量)的组成([T]为以质量％表示的T的含量)。本发明的实施方式的R-T-B系烧结磁体与一般的R-T-B系烧结磁体不同，以[T]/55.85大于14[B]/10.8的方式用式(1)进行了限定。需要说明的是，本发明的实施方式的R-T-B系烧结磁体中的T的主成分为Fe，因此使用了Fe的原子量。
(Ga：0.2～1.0质量％)
Ga的含量为0.2～1.0质量％。若Ga小于0.2质量％，则R-T-Ga相的生成量过少，无法使R2T17相消失，有可能无法获得高HcJ，若R-T-Ga相的生成量超过1.0质量％，则存在不需要的Ga，主相比率降低而Br有可能降低。
(T：61.5～69.5质量％(T为Fe和Co，T的90～100质量％为Fe))
T为过渡金属元素之中的至少1种，必须包含Fe。
烧结磁体中的T的含量为61.5～69.5质量％。此外，将T的总量设为100质量％时，可以将其10质量％以下用Co置换。即，T的总量的90质量％以上为Fe。此外，可以将T的总量(100质量％)设为Fe。通过含有Co而能够提高耐蚀性，但若Co的置换量超过Fe的10质量％，则有可能得不到高Br。T的含量为61.5质量％以上，且满足上述式(1)。若T的含量小于61.5质量％或超过69.5质量％，则Br有可能大幅降低。优选T为余量。
此外，即使是T为余量的情况下，本发明的R-T-B系烧结磁体中，作为在钕镨合金(Nd-Pr)、电解铁、硼铁合金等中通常含有的不可避免的杂质，也可以含有Cr、Mn、Si、La、Ce、Sm、Ca、Mg等。此外，作为在制造工序中不可避免的杂质，可例示出O(氧)、N(氮)和C(碳)等。此外，本发明的R-T-B系烧结磁体可以包含1种以上的其它元素(除了不可避免的杂质之外主动添加的元素)。例如，作为这样的元素，可以含有少量(各为0.1质量％左右)的Ag、Zn、In、Sn、Ti、Ge、Y、H、F、P、S、V、Ni、Mo、Hf、Ta、W、Nb、Zr等。此外，可以主动添加作为上述不可避免的杂质而列举出的元素。这种元素合计可以包含例如1.0质量％左右。若为该程度，则能够充分获得具有高HcJ的R-T-B系烧结磁体。
本发明的烧结磁体可以进一步包含任意的其它元素。以下例示出可这样地选择性含有的其它元素。
(Cu：超过0质量％且为0.50质量％以下)
通过包含适量的Cu，能够进一步提高HcJ。
Cu可以包含0.50质量％以下。Cu的含量优选为0.05～0.50质量％。若以0.05质量％～0.50质量％含有Cu，则能够进一步提高HcJ。Cu的含量更优选为0.05质量％以上。
(Al：超过0质量％且为0.50质量％以下)
通过包含适量的Al，能够进一步提高HcJ。
Al可以包含0.50质量％以下。Al的含量优选为0.05～0.50质量％。若以0.50质量％以下含有Al，能够进一步提高HcJ。Al通常在制造工序中作为不可避免的杂质而含有0.05质量％以上，以不可避免的杂质的形式含有的量与主动添加的量的合计含量可以为0.5质量％以下。Al的含量更优选为0.05质量％以上。
(R-T-B系烧结磁体的磁特性)
本发明所述的烧结磁体显示出高Hcj和高Hk/HcJ。特别优选Hcj为1400kA/m以上且Hk/HcJ超过85。此外，进一步优选Hcj超过1500kA/m且Hk/HcJ超过85。此外，Hk优选为1200kA/m以上，进一步优选为1230kA/m以上。
＜R-T-B系烧结磁体的制造方法＞
接着，说明本发明所述的R-T-B系烧结磁体的制造方法。
R-T-B系烧结磁体的制造方法包括准备合金粉末的工序、成形工序、第一烧结工序、第二烧结工序和热处理工序。
以下，针对各工序进行说明。
(1)准备合金粉末的工序
以成为上述组成的方式准备各元素的金属或合金，使用薄带连铸法等将它们制成片状合金。
将所得片状合金进行氢粉碎，将粗粉碎粉的尺寸制成例如1.0mm以下。接着，通过利用喷射磨等将粗粉碎粉进行微粉碎，得到例如粒径D50(通过基于气流分散法的激光衍射法而得到的值(中值粒径))为3～7μm的微粉碎粉(合金粉末)。需要说明的是，可以在喷射磨粉碎前的粗粉碎粉、喷射磨粉碎中和喷射磨粉碎后的合金粉末中使用公知润滑剂作为助剂。
(2)成形工序
使用所得合金粉末在磁场中进行成形，得到成形体。磁场中的成形可以使用包括下述方法在内的已知且任意的磁场中成形方法，所述方法为：向模具的模腔内插入干燥的合金粉末，一边施加磁场一边成形的干式成形法；向模具的模腔内注入分散有该合金粉末的浆料，一边排出浆料的分散介质一边成形的湿式成形法。
(3)烧结工序
通过将成形工序中得到的成形体进行烧结，得到烧结体(烧结磁体)。本发明中进行两个阶段的烧结(第一烧结工序和第二烧结工序)，制造烧结磁体。此外，在第一烧结工序、第二烧结工序的任一者中，均以与一般的烧结温度相比更低的烧结温度、与一般的烧结时间相比更长的烧结时间进行烧结。
(3-1)第一烧结工序
第一烧结工序中，将成形体以处于1010℃～1030℃的范围内的第一烧结温度、处于12小时～36小时的范围内的第一烧结时间进行加热。由此，得到第一烧结体。
需要说明的是，一般的烧结条件如下：烧结温度为1040～1060℃、烧结时间为4小时～6小时左右。即，本发明的第一烧结工序的第一烧结温度比一般的烧结温度低10～50℃左右，第一烧结时间比一般的烧结时间长2倍～8倍左右。
(3-2)第二烧结工序
第二烧结工序中，将第一烧结体以处于990℃～1020℃的范围内且比上述第一烧结温度低10℃以上的第二烧结温度进行烧结。烧结时间(第二烧结时间)处于17小时～41小时的范围，且以比上述第一烧结时间长5小时以上进行加热。由此，得到第二烧结体(烧结磁体)。
在本发明的第二烧结工序的烧结条件中，第二烧结温度比低于一般的烧结温度的第一烧结温度更低，第二烧结时间比长于一般的烧结时间的第一烧结时间更长。优选的是，在上述第二烧结工序中，上述第二烧结温度处于990℃～1010℃的范围内，且比上述第一烧结温度低20℃以上。能够制造降低RH的含量且具有更高HcJ和高Hk/HcJ的R-T-B系烧结磁体。
第一烧结工序和第二烧结工序可以连续进行。换言之，可以在第一烧结工序结束后，从第一烧结温度冷却至第二烧结温度，直接进行第二烧结工序。此外，可以在第一烧结工序结束后，暂时冷却至室温，其后升温至第二烧结温度，进行第二烧结工序。
需要说明的是，在第一烧结工序和第二烧结工序的任一者中，为了防止由烧结时的气氛导致的氧化，烧结均优选在真空气氛中或气氛气体中进行。气氛气体优选使用氦气、氩气等不活泼气体。
(4)热处理工序
对所得第二烧结体(烧结磁体)进行用于提高磁特性的热处理。热处理温度设为400℃～800℃的范围内。热处理时间可以使用已知的条件，可以进行例如60分钟～300分钟的热处理。例如，可以仅在较低温度(400℃以上且600℃以下)下进行热处理(一阶段热处理)，或者，也可以在较高温度(700℃以上且800℃以下)下进行热处理后，在较低温度(400℃以上且600℃以下)下进行热处理(两阶段热处理)。优选条件可列举出：在730℃以上且1020℃以下实施5分钟～500分钟左右的热处理，冷却后(冷却至室温后或者冷却至440℃以上且550℃以下后)，进一步在440℃以上且550℃以下进行5分钟～500分钟左右的热处理。关于热处理气氛，优选在真空气氛或不活泼气体(氦气、氩气等)下进行。
出于制成最终制品形状等目的，可以对所得烧结磁体实施研削等机械加工。此时，热处理可以在机械加工前，也可以在机械加工后。此外，可以对所得烧结磁体实施表面处理。表面处理可以为已知的表面处理，例如，可以进行Al蒸镀、电镀Ni、涂装树脂涂料等表面处理。
由此得到的烧结磁体的Hcj和Hk/HcJ均得以提高。
实施例
以R-T-B系烧结磁体大致成为表1的No.M1～M4所示组成的方式，称量各元素并利用带铸法进行铸造，得到片状合金。使所得片状合金在氢加压气氛中进行氢脆化后，实施在真空中加热至550℃并冷却的脱氢处理，得到粗粉碎粉。接着，向所得粗粉碎粉中添加相对于粗粉碎粉100质量％为0.04质量％的硬脂酸锌作为润滑剂进行混合后，使用气流式粉碎机(喷射磨装置)，在氮气气氛中进行干式粉碎，得到D50为4.3μm的合金粉末。将所得合金粉末的成分分析结果示于表1的No.M1～M4。表1中的各成分(除了O、N和C之外)使用高频电感耦合等离子体发光光谱分析法(ICP-OES)进行测定。此外，O(氧)含量使用基于气体熔融-红外线吸收法的气体分析装置进行测定，N(氮)含量使用基于气体熔融-热导法的气体分析装置进行测定，C(碳)含量使用基于燃烧-红外线吸收法的气体分析装置进行测定。
向上述合金粉末中添加相对于微粉碎粉100质量％为0.3质量％的液体润滑剂并混合后，在磁场中进行成形，得到成形体。需要说明的是，成形装置使用了磁场施加方向与加压方向正交的所谓垂直磁场成形装置(横向磁场成形装置)。
利用表2所示的条件对所得成形体进行第一烧结工序、第二烧结工序和热处理工序，得到R-T-B系烧结磁体。例如，表2的样品No.1如下获得：将使No.M1的合金粉末成形而得到的成形体以1020℃的温度加热24小时后，冷却至室温而得到第一烧结体，之后，将上述第一烧结体以1000℃的温度加热36小时后，冷却至室温而得到第二烧结体，之后，将上述第二烧结体以800℃加热2小时后，降温至490℃，进而以490℃加热3小时。样品No.2～24也同样记载。需要说明的是，样品No.5～12未进行第二烧结工序。
对所得R-T-B烧结磁体实施机械加工，制作长7mm、宽7mm、高7mm的试样，利用B-H描绘器测定磁特性。将其结果示于表3。需要说明的是，Hk是指：在J(磁化的大小)-H(磁场的强度)曲线的第二象限中，J达到0.9×Jr(Jr为残留磁化、Jr＝Br)的数值的位置的H值。
[表1]
(质量％)
| No | Fe | Nd | Pr | B | Co | Al | Cu | Ga | Zr | O | N | C |
| M1 | 66.9 | 22.3 | 7.3 | 0.86 | 0.88 | 0.11 | 0.30 | 0.50 | 0.05 | 0.08 | 0.05 | 0.09 |
| M2 | 66.8 | 22.4 | 7.3 | 0.88 | 0.88 | 0.10 | 0.30 | 0.51 | 0.05 | 0.09 | 0.05 | 0.09 |
| M3 | 66.9 | 22.3 | 7.3 | 0.90 | 0.88 | 0.10 | 0.30 | 0.51 | 0.05 | 0.09 | 0.04 | 0.09 |
| M4 | 66.9 | 22.3 | 7.3 | 0.92 | 0.88 | 0.10 | 0.30 | 0.50 | 0.05 | 0.10 | 0.04 | 0.09 |
[表2]
[表3]
本说明书中，判断HcJ和Hk/HcJ是否良好分别通过是否满足HcJ＞1300kA/m、Hk/HcJ＞85来判断。本发明中，将HcJ和Hk/HcJ均高，即满足“HcJ＞1300kA/m且Hk/HcJ＞85”的条件的样品作为“本发明例”，将由于HcJ、Hk/HcJ中的一者或两者低而不满足“HcJ＞1300kA/m且Hk/HcJ＞85”这一条件的样品记作“比较例”。
如表3所示，本发明例(样品No.1～3)均满足HcJ＞1300kA/m且Hk/HcJ＞85，具有高HcJ和高Hk/HcJ。与此相对，样品No.4中，第一烧结工序、第二烧结工序和热处理工序的条件满足本发明的规定，但组成处于本发明的规定范围之外，因此，虽然能够得到高Hk/HcJ，但HcJ大幅降低，因此，不满足“HcJ＞1300kA/m且Hk/HcJ＞85”的条件，无法同时获得高HcJ和高Hk/HcJ。
此外，第一烧结工序的第一烧结温度和第一烧结时间处于本发明的范围之外且未进行第二烧结工序的样品No.5～12、第一烧结工序的第一温度处于本发明的范围之外的样品No.13～16、第二烧结工序的第二烧结温度处于本发明的范围之外的No.17～20、以及第一烧结工序与第二烧结工序的加热温度相同的No.21～24均不满足“HcJ＞1300kA/m且Hk/HcJ＞85”的条件，无法同时获得高HcJ和高Hk/HcJ。
Claims (2)
1.一种R-T-B系烧结磁体的制造方法，其是满足下述式(1)的R-T-B系烧结磁体的制造方法，
[T]/55.85＞14[B]/10.8 (1)
[T]为以质量％表示的T的含量，[B]为以质量％表示的B的含量，
所述R-T-B系烧结磁体含有：
R：29.5质量％～35.0质量％，其中，R为稀土元素之中的至少1种，且包含Nd和Pr中的至少1种；
B：0.80质量％～0.91质量％；
Ga：0.2质量％～1.0质量％；以及
T：61.5质量％～69.5质量％，其中，T为Fe和Co，T的90质量％～100质量％为Fe，
所述制造方法包括：
准备合金粉末的工序；
将所述合金粉末进行成形而得到成形体的成形工序；
将所述成形体以处于1010℃～1030℃的范围内的第一烧结温度、处于12小时～36小时的范围内的第一烧结时间进行加热，得到第一烧结体的第一烧结工序；
将所述第一烧结体以处于990℃～1020℃的范围内且比所述第一烧结温度低10℃以上的第二烧结温度、处于17小时～41小时的范围且比所述第一烧结时间长5小时以上的第二烧结时间进行加热，得到第二烧结体的第二烧结工序；以及
将所述第二烧结体以处于400℃～800℃的范围内的热处理温度进行加热的热处理工序。
2.根据权利要求1所述的R-T-B系烧结磁体的制造方法，其中，在所述第二烧结工序中，所述第二烧结温度处于990℃～1010℃的范围内，且比所述第一烧结温度低20℃以上。
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Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005023339A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Honda Motor Co Ltd | 傾斜複合材の製造方法 |
| JP2009084627A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Ulvac Japan Ltd | 焼結体の製造方法及びこの焼結体の製造方法により製造されるネオジウム鉄ボロン系焼結磁石 |
| KR20100097580A (ko) * | 2009-02-26 | 2010-09-03 | 한양대학교 산학협력단 | 반복 열처리를 통한 소결자석의 제조방법 및 그로부터 제조된 소결자석 |
| CN103426624A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-04 | 林建强 | 钕铁硼永磁体的制备方法 |
| CN104952581A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-09-30 | 浙江中杭新材料股份有限公司 | 一种钕铁硼磁材料的制备方法 |
| CN106030736A (zh) * | 2014-03-26 | 2016-10-12 | 日立金属株式会社 | R－t－b系烧结磁体的制造方法 |
| CN106128673A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-16 | 烟台首钢磁性材料股份有限公司 | 一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法 |
| CN107210128A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-09-26 | 日立金属株式会社 | R‑t‑b系烧结磁体的制造方法 |
| CN107665769A (zh) * | 2016-07-27 | 2018-02-06 | 日立金属株式会社 | R‑t‑b系烧结磁体的制造方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63252402A (ja) * | 1986-08-29 | 1988-10-19 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 稀土類永久磁石の製造方法 |
| JPH07335468A (ja) * | 1994-06-06 | 1995-12-22 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類磁石の製造方法 |
| JP3860372B2 (ja) * | 1998-12-11 | 2006-12-20 | 信越化学工業株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
| JP4547840B2 (ja) * | 2001-07-27 | 2010-09-22 | Ｔｄｋ株式会社 | 永久磁石およびその製造方法 |
| 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 |
| JP6860808B2 (ja) * | 2016-08-17 | 2021-04-21 | 日立金属株式会社 | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 |
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Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005023339A (ja) * | 2003-06-30 | 2005-01-27 | Honda Motor Co Ltd | 傾斜複合材の製造方法 |
| JP2009084627A (ja) * | 2007-09-28 | 2009-04-23 | Ulvac Japan Ltd | 焼結体の製造方法及びこの焼結体の製造方法により製造されるネオジウム鉄ボロン系焼結磁石 |
| KR20100097580A (ko) * | 2009-02-26 | 2010-09-03 | 한양대학교 산학협력단 | 반복 열처리를 통한 소결자석의 제조방법 및 그로부터 제조된 소결자석 |
| CN103426624A (zh) * | 2013-08-14 | 2013-12-04 | 林建强 | 钕铁硼永磁体的制备方法 |
| CN106030736A (zh) * | 2014-03-26 | 2016-10-12 | 日立金属株式会社 | R－t－b系烧结磁体的制造方法 |
| CN104952581A (zh) * | 2015-07-16 | 2015-09-30 | 浙江中杭新材料股份有限公司 | 一种钕铁硼磁材料的制备方法 |
| CN107210128A (zh) * | 2015-12-24 | 2017-09-26 | 日立金属株式会社 | R‑t‑b系烧结磁体的制造方法 |
| CN106128673A (zh) * | 2016-06-22 | 2016-11-16 | 烟台首钢磁性材料股份有限公司 | 一种烧结钕铁硼磁体及其制备方法 |
| CN107665769A (zh) * | 2016-07-27 | 2018-02-06 | 日立金属株式会社 | R‑t‑b系烧结磁体的制造方法 |
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