CN111755190A - R-t-b系永久磁铁用合金和r-t-b系永久磁铁的制造方法 - Google Patents

R-t-b系永久磁铁用合金和r-t-b系永久磁铁的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种磁特性被改善，且适于烧结的温度范围宽的R‑T‑B系永久磁铁用合金。一种R‑T‑B系永久磁铁用合金，其中，R为稀土元素，T为Fe和Co，B为硼。作为R包含选自Nd、Pr、Dy和Tb中的1种以上。含有M和C。M是选自Al、Cu、Zr和Ga中的1种以上。将R‑T‑B系永久磁铁用合金整体设为100质量％，Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量为28.00质量％以上且34.00质量％以下，Co的含量为0.05质量％以上且3.00质量％以下，B的含量为0.70质量％以上且0.95质量％以下，C的含量为0.12质量％以上且0.19质量％以下，M的合计含量大于0质量％且为4.00质量％以下，Fe是实际上的剩余部分。

Description

R-T-B系永久磁铁用合金和R-T-B系永久磁铁的制造方法
技术领域
本发明涉及一种R-T-B系永久磁铁用合金和R-T-B系永久磁铁的制造方法。
背景技术
在专利文献1中公开了一种Nd-Fe-B系稀土类永久磁铁材料的发明。公开了包含M1-B系化合物、M1-B-Cu系化合物和M1-C系化合物中的至少2种，进一步，通过使R氧化物析出，抑制异常晶粒生长，扩大最佳烧结温度范围。此外，M1是Ti、Zr、Hf中的1种或2种以上。
现有技术文献
技术文献
技术文献1：日本特开2006-210893号公报
发明内容
发明想要解决的技术问题
目前，正在寻求在宽的烧结温度范围内稳定地生产磁特性(剩余磁通密度Br和矫顽力Hcj)被改善，并且能够获得高矩形比Hk/Hcj的永久磁铁。
本发明的目的在于提供一种磁特性被改善，且适于烧结的温度范围宽的R-T-B系永久磁铁用合金。
另外，适于烧结的温度范围是指可以获得在烧结后具有充分高的Hk/Hcj的R-T-B系永久磁铁的温度范围。在下文中，有时将适于烧结的温度范围的宽度简单地记为烧结温度范围。
用于解决技术问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金是R为稀土元素，T为Fe和Co，B为硼的R-T-B系永久磁铁用合金，
作为R包含选自Nd、Pr、Dy和Tb中的1种以上，
含有M和C，
M是选自Al、Cu、Zr和Ga中的1种以上，
将所述R-T-B系永久磁铁用合金整体设为100质量％，
Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量为28.00质量％以上且34.00质量％以下，
Co的含量为0.05质量％以上且3.00质量％以下，
B的含量为0.70质量％以上且0.95质量％以下，
C的含量为0.12质量％以上且0.19质量％以下，
M的合计含量大于0质量％且为4.00质量％以下，
Fe是实际上的剩余部分。
由于本发明所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金具有上述的特征，因此，能够成为磁特性得到改善，并且烧结温度范围宽的R-T-B系永久磁铁用合金。
C的含量也可以为0.12质量％以上且0.15质量％以下。
Ga的含量也可以为0.20质量％以上且1.00质量％以下。
Zr的含量也可以为0.10质量％以上且1.00质量％以下。
也可以实际上不含有重稀土元素。
在本发明所涉及的R-T-B系永久磁铁的制造方法中，使用上述R-T-B系永久磁铁用合金。
具体实施方式
在下文中，基于实施方式来说明本发明。
<R-T-B系永久磁铁用合金>
对本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金进行说明。
在本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中，R为选自稀土元素中的1种以上。并且，作为R包含选自Nd、Pr、Dy和Tb中的1种以上。从在使用本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金来制作R-T-B系永久磁铁的情况下的制造成本和适当地控制R-T-B系永久磁铁的磁特性的观点出发，作为R可以包含Nd和/或Pr。另外，特别是从提高Hcj的观点出发，可以包含轻稀土元素和重稀土元素两者。对重稀土元素的含量没有特别限制，也可以实际上不含有重稀土元素。实际上不含有重稀土元素是指，具体而言，将R-T-B系永久磁铁用合金整体设为100质量％时，重稀土元素的含量小于0.1质量％(包括0质量％)的情况。
在本实施方式中，T为Fe和Co。另外，B为硼。此外，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金含有M和C。M是选自Al、Cu、Zr和Ga中的1种以上。
在下文中，存在将使用本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金制作的R-T-B系永久磁铁记为本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的情况。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中的Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量在将R-T-B系永久磁铁用合金整体设为100质量％时，为28.00质量％以上且34.00质量％以下。也可以为31.00质量％以上且32.00质量％以下。当Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量太少时，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的主相颗粒无法充分生成。因此，析出具有软磁性的α-Fe等，Hcj降低。另外，当Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量太多时，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的主相颗粒的体积比率减小，Br降低。此外，除了不可避免的杂质以外，实际上也可以不包含Nd、Pr、Dy和Tb以外的稀土元素。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中的B的含量为0.70质量％以上且0.95质量％以下。也可以为0.80质量％以上且0.92质量％以下。当B的含量太少时，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Hk/Hcj降低，且烧结温度范围变小。由于烧结温度范围变小，制造稳定性也降低。当B的含量太多时，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Hcj降低。再者，变得更容易发生异常晶粒生长。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中的Co的含量为0.05质量％以上且3.00质量％以下。也可以为0.50质量％以上且2.00质量％以下。当Co的含量太少时，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的耐腐蚀性变得容易降低。当Co的含量太多时，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金存在变得高价的倾向。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中的M的合计含量没有特别限制，例如为0质量％以上且4.00质量％以下。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金可以根据需要含有Cu，也可以不含有Cu。Cu的含量可以为0.10质量％以上且0.50质量％以下。Cu的含量越小，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的耐腐蚀性越容易降低。Cu的含量越大，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Br越容易降低。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金可以根据需要含有Ga，也可以不含有Ga。Ga的含量可以为0.20质量％以上且1.00质量％以下。也可以为0.20质量％以上且0.80质量％以下。Ga的含量越小，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的耐腐蚀性越容易降低。Ga的含量越大，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Br越容易降低。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金可以根据需要含有Al，也可以不含有Al。Al的含量可以为0.10质量％以上且0.50质量％以下。Al的含量越小，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Hcj和耐腐蚀性越容易降低。Al的含量越大，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Br越容易降低。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金根据需要可以含有Zr，也可以不含有Zr。Zr的含量可以为0.10质量％以上且1.00质量％以下。也可以为0.10质量％以上且0.80质量％以下。Zr含量越小，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的耐腐蚀性和烧结性越容易降低。Zr的含量越大，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Br越容易降低。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金包含C。并且，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中的C的含量为0.12质量％以上且0.19质量％以下。也可以为0.12质量％以上且0.15质量％以下，也可以为0.13质量％以上且0.15质量％以下。通过使C的含量设定为上述范围内，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的磁特性得到改善，并且能够获得高的Hk/Hcj的烧结温度范围变宽。当C的含量太少时，在本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁中能够获得高的Hk/Hcj的烧结温度范围变窄。特别是当烧结温度低时，变得难以获得高的Hk/Hcj。当C的含量太多时，Hcj变得容易降低。
R-T-B系永久磁铁用合金中的C的含量例如可以通过氧气流中燃烧-红外吸收法进行测定。
本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金中的Fe和不可避免的杂质的含量是R-T-B系永久磁铁用合金的构成元素中的实际上的剩余部分。
<R-T-B系永久磁铁的制造方法>
在下文中，对制造本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的方法的一个例子进行说明。制造本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁(R-T-B系烧结磁铁)的方法具有以下工序。
(a)制作R-T-B系永久磁铁用合金(原料合金)的合金准备工序
(b)粉碎原料合金的粉碎工序
(c)将所得到的合金粉末成型的成型工序
(d)烧结成型体，得到R-T-B系永久磁铁的烧结工序
(e)对R-T-B系永久磁铁进行时效处理的时效处理工序
(f)对R-T-B系永久磁铁进行冷却的冷却工序
(g)对R-T-B系永久磁铁进行加工的加工工序
(h)使重稀土元素扩散于R-T-B系永久磁铁的晶界的晶界扩散工序
(i)对R-T-B系永久磁铁进行表面处理的表面处理工序
[合金准备工序]
首先，准备本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金(合金准备工序)。在下文中，作为合金准备工序的一个例子，对薄带连铸法进行说明，但是合金准备方法不限于薄带连铸法。
首先，准备与本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金的组成对应的原料金属，并在真空或Ar气等惰性气体气氛中将准备好的原料金属熔融。之后，通过铸造熔融的原料金属来制作本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金(原料合金)。此外，在本实施方式中，对单合金法进行说明，但是也可以使用混合第一合金和第二合金2种合金来制作原料粉末的二合金法。
对原料金属的种类没有特别限制。例如，可以使用稀土类金属或稀土类合金、纯铁、纯钴、硼铁、这些的合金或化合物等。对铸造原料金属的铸造方法没有特别限制。可以列举例如铸块铸造法、薄带连铸法、书型铸模法(book molding method)或离心铸造法等。在所得到的原料合金存在凝固偏析的情况下，可以根据需要进行均质化处理(熔体化处理)。
[粉碎工序]
在制作原料合金之后，将原料合金粉碎(粉碎工序)。粉碎工序可以以粉碎至粒径成为几百μm～几mm的程度的粗粉碎工序和细粉碎至粒径成为几μm的程度的细粉碎工序这两个阶段进行，也可以只进行细粉碎工序一个阶段。
(粗粉碎工序)
将原料合金粗粉碎至粒径成为几百μm～几mm的程度(粗粉碎工序)。由此，得到原料合金的粗粉碎粉末。粗粉碎可以通过例如在使氢吸附于原料合金后，基于不同相间的氢吸附量的差异使氢释放，通过进行脱氢发生自崩解性粉碎(氢吸附粉碎)来进行。脱氢的条件没有特别限制，例如，在300～650℃下在氩气流或真空中进行脱氢。
此外，粗粉碎的方法不限于上述的氢吸附粉碎。例如，也可以在惰性气体气氛中，使用捣碎机、颚式破碎机、布朗粉碎机等的粗粉碎机进行粗粉碎。
另外，为了得到具有高的磁特性的R-T-B系永久磁铁，优选将从粗粉碎工序起到后述的烧结工序为止的各工序的气氛设定为低氧浓度的气氛。氧浓度通过各制造工序中的气氛的控制等进行调节。如果各制造工序的氧浓度高，则通过粉碎原料合金而得到的合金粉末中的稀土元素会氧化并生成R氧化物。R氧化物在烧结中不会被还原，以R氧化物的形态直接在晶界处析出。其结果，所得到的R-T-B系永久磁铁的Br降低。因此，例如，各工序(细粉碎工序、成型工序)优选在将氧浓度设定为100ppm以下的气氛下实施。
(细粉碎工序)
将原料合金粗粉碎后，将所得到的原料合金的粗粉碎粉末细粉碎至平均粒径成为几μm的程度(细粉碎工序)。由此，得到原料合金的细粉碎粉末。通过将粗粉碎后的粉末进一步细粉碎，可以获得细粉碎粉末。对细粉碎粉末中所含的颗粒的D50没有特别限制。例如，D50可以为2.0μm以上且4.5μm以下，也可以为2.5μm以上且3.5μm以下。D50越小，则本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Hcj越容易提高。然而，在烧结工序中变得容易发生异常晶粒生长，并且烧结温度范围的上限变低。D50越大，则在烧结工序中越难发生异常晶粒生长，并且烧结温度范围的上限变高。然而，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁的Hcj变得容易降低。
细粉碎通过一边适当地调整粉碎时间等的条件，一边使用例如喷射式粉碎机、球磨机、振动式粉碎机、湿式磨碎机等的细粉碎机进行粗粉碎后的粉末的进一步粉碎来实施。在下文中，对喷射式粉碎机进行说明。喷射式粉碎机是从狭窄的喷嘴释放高压的惰性气体(例如，He气、N2气、Ar气)以产生高速的气流，通过该高速的气流加速原料合金的粗粉碎粉末，使原料合金的粗粉碎粉末彼此发生碰撞，或者使其与目标或容器壁发生碰撞来进行粉碎的细粉碎机。
在将原料合金的粗粉碎粉末进行细粉碎时可以添加粉碎助剂。对粉碎助剂的种类没有特别限制。例如，可以使用有机润滑剂或固体润滑剂。作为有机润滑剂，可以列举例如油酸酰胺、月桂酸酰胺、硬脂酸锌等。作为固体润滑剂，可以列举例如石墨等。通过添加粉碎助剂，可以得到当在成型工序中施加磁场时容易发生取向的细粉碎粉末。可以仅使用有机润滑剂和固体润滑剂中的任一种，也可以混合两者来使用。这是因为特别是在仅使用固体润滑剂的情况下存在取向度降低的情况。
[成型工序]
将细粉碎粉末成型为目标的形状(成型工序)。在成型工序中，通过将细粉碎粉末填充于配置于电磁铁中的模具内并加压，从而将细粉碎粉末成型，得到成型体。此时，通过一边施加磁场一边进行成型，可以在使细粉碎粉末的晶轴向特定的方向取向的状态下进行成型。由于所得到的成型体向特定方向取向，因此，可以得到磁性更强的具有各向异性的R-T-B系永久磁铁。另外，也可以添加成型助剂。对成型助剂的种类没有特别限制。可以使用与粉碎助剂相同的润滑剂。另外，粉碎助剂也可以兼作为成型助剂。
加压时的压力可以设定为例如30MPa以上且300MPa以下。施加的磁场可以设定为例如1000kA/m以上且1600kA/m以下。施加的磁场不限于静磁场，也可以设为脉冲状磁场。另外，也可以并用静磁场和脉冲状磁场。
此外，作为成型方法，除了如上所述地直接将细粉碎粉末成型的干式成型以外，也可以适用将使细粉碎粉末分散于油等溶剂而成的浆料成型的湿式成型。
对将细粉碎粉末成型而得到的成型体的形状没有特别限制，可以设为例如长方体、平板状、柱状、环状等与所期望的R-T-B系永久磁铁的形状对应的形状。
[烧结工序]
在磁场中成型，将成型为目标形状所得到的成型体在真空或惰性气体气氛中烧结，得到R-T-B系永久磁铁(烧结工序)。烧结时的保持温度需要根据组成、粉碎方法、粒度和粒度分布的差异等各种条件进行调整。将保持温度设定为不发生异常晶粒生长，并且Hk/Hcj变得足够高的温度。对保持温度没有特别限制，例如可以设为1000℃以上且1150℃以下，也可以设为1050℃以上且1130℃以下。对保持时间没有特别限制，例如可以设为2小时以上且10小时以下，也可以设为2小时以上且8小时以下。保持时间越短，则生产效率越高。对保持时的气氛没有特别限制。例如，可以设为惰性气体气氛，也可以设为小于100Pa的真空气氛，也可以设为小于10Pa的真空气氛。对达到保持温度为止的加热速度没有特别限制。通过烧结，细粉碎粉末发生液相烧结，得到了本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁(R-T-B磁铁的烧结体)。对烧结成形体得到烧结体后的冷却速度没有特别限制，但为了使生产效率提高，可以对烧结体进行急冷。可以以30℃/分钟以上的速度进行急冷。
[时效处理工序]
在将成型体烧结之后，对R-T-B系永久磁铁进行时效处理(时效处理工序)。烧结后，通过将所得到的R-T-B系永久磁铁在比烧结时更低的温度下保持，从而对R-T-B系永久磁铁实施时效处理。在下文中，对将时效处理分为第一时效处理和第二时效处理的两个阶段的情况进行说明，但是也可以仅进行任一个时效处理，也可以进行三个阶段以上的时效处理。
对各时效处理中的保持温度和保持时间没有特别限制。例如，第一时效处理可以在800℃以上且900℃以下的保持温度下进行30分钟以上且4小时以下。可以将达到保持温度为止的升温速度设为5℃/分钟以上且50℃/分钟以下。可以将第一时效处理时的气氛设为压力为大气压以上的惰性气体气氛(例如，He气、Ar气)。第二时效处理可以除了可以将保持温度设为450℃以上且550℃以下以外，其余与第一时效处理相同的条件下进行。通过时效处理，可以使R-T-B系永久磁铁的磁特性改善。另外，时效处理工序也可以在后述的加工工序之后进行。
[冷却工序]
在对R-T-B系永久磁铁实施时效处理(第一时效处理或第二时效处理)之后，将R-T-B系永久磁铁在惰性气体气氛中进行急冷(冷却工序)。由此，可以得到本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁。对冷却速度没有特别限制。可以设为30℃/分钟以上。
[加工工序]
可以将所得到的R-T-B系永久磁铁根据需要加工成期望的形状(加工工序)。加工方法可以列举例如切割、研磨等的形状加工，或者滚筒抛光等的倒角加工等。
[晶界扩散工序]
对于加工后的R-T-B系永久磁铁的晶界，可以进一步使重稀土元素扩散(晶界扩散工序)。对晶界扩散的方法没有特别限制。例如，可以在通过涂布或蒸镀等将包含重稀土元素的化合物附着于R-T-B系永久磁铁的表面之后进行热处理来实施。另外，也可以在包含重稀土元素的蒸气的气氛中对R-T-B系永久磁铁进行热处理来实施。通过晶界扩散，可以使R-T-B系永久磁铁的Hcj进一步提高。
[表面处理工序]
通过以上的工序所得到的R-T-B系永久磁铁可以实施镀覆、树脂被膜或氧化处理、化学合成处理等的表面处理(表面处理工序)。由此，可以使耐腐蚀性进一步提高。
此外，在本实施方式中，进行了加工工序、晶界扩散工序、表面处理工序，但是不一定必须进行这些工序。
通过以上的工序所得到的本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁成为具有良好的磁特性，并且能获得高的Hk/Hcj的烧结温度范围宽，且制造稳定性高的R-T-B系永久磁铁。
R-T-B系永久磁铁用合金通过具有特定的组成，特别是具有规定量的C，从而能够获得上述效果的理由在下文中示出。
当B的含量小于R2T14B相的化学计量比时，烧结后的R-T-B系永久磁铁表现出高的Hcj。
但是，在烧结前的R-T-B系永久磁铁用合金中，当B的含量小于R2T14B相的化学计量比时，由于缺乏进入R2T14B相的B位点的元素，因此，生成了R6T13M相。在烧结工序中的升温过程中R6T13M相分解成R-M化合物和α-Fe相，并且α-Fe相在晶粒生长的过程中会进入R2T14B相的晶粒内。并且，由于烧结后的烧结体中存在α-Fe相，因此Hk/Hcj降低。通过提高烧结时的保持温度或延长烧结时间，能够使α-Fe相的量减少。但是，如果提高烧结时的保持温度，则会容易发生异常晶粒生长。并且，当发生异常晶粒生长时，磁特性降低。另外，如果延长烧结时间，则生产率会降低。因此，当B的含量小于化学计量比时，难以使Hk/Hcj稳定地提高。
在此，本实施方式所涉及的R-T-B系永久磁铁用合金包含C。当R-T-B系永久磁铁用合金包含C时，由于C在R2T14B相的B位点处取代，因此，可以抑制R6T13M相的生成，所以难以产生α-Fe相，并且即使烧结时的保持温度低，Hk/Hcj也难以降低。此外，由于在最终所得到的R-T-B系永久磁铁中B的含量小于化学计量比，因此，容易获得高的磁特性。
另一方面，例如，即使使粉碎助剂或成型助剂的含量变化，也可以使最终所得到的R-T-B系永久磁铁中的C的含量变化。但是，即使添加C作为粉碎助剂或成型助剂，在烧结前合金中也会生成R6T13M相，因此，无法抑制α-Fe的生成。
此外，本发明不限于上述实施方式，可以在本发明的范围内进行各种改变。
实施例
在下文中，通过实施例更详细地说明本发明，但本发明不限于这些实施例。
(实验例1)
(合金准备工序)
在合金准备工序中，准备了具有表1所示的合金组成的原料合金。另外，T.RE是指Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量。各个合金组成中的Dy和Tb的合计含量小于0.01质量％。
首先，准备了具有规定的元素的原料金属。作为原料金属，适当地选择并准备了表1所记载的元素的单质或包含表1所记载的元素的合金等的化合物。
接着，对这些原料金属以成为表1的各实施例和各比较例所示的合金组成的方式进行称重，并通过薄带连铸法准备了原料合金。此外，通过使用于原料金属的生铁的比例变化来控制碳的含量。
在各实施例和比较例中，原料合金的组成成为表1所示的组成，可以通过利用荧光X射线分析法、电感耦合等离子体质谱法(ICP法)和气体分析进行组成分析来确认。特别地，通过氧气流中燃烧-红外吸收法来测定碳的含量。
(粉碎工序)
在粉碎工序中，将通过准备工序所得到的原料合金进行粉碎，从而得到了合金粉末。分粗粉碎和细粉碎2个阶段进行了粉碎。粗粉碎通过氢吸附粉碎来进行。在对原料合金使氢吸附之后，在氩气流或真空中，在300～600℃下进行了脱氢。通过粗粉碎，得到了几百μm～几mm的程度的粒径的合金粉末。
细粉碎是在100质量份通过粗粉碎所得到的合金粉末中添加并混合了0.10质量份作为粉碎助剂的油酸酰胺之后，使用喷射式粉碎机来进行的。在喷射式粉碎机中使用了氮气。进行细粉碎，直至合金粉末的D50成为3.0μm的程度为止。
(成型工序)
在成型工序中，将通过粉碎工序所得到的合金粉末在磁场中成型，得到了成型体。在将合金粉末填充于配置于电磁铁中的模具内之后，通过电磁铁一边施加磁场一边加压并成型。将施加的磁场的强度设定为1200kA/m。将成型时的压力设定为40MPa。
(烧结工序)
在烧结工序中，将所得到的成型体进行烧结，得到了烧结体。对各实施例和各比较例，使烧结时的保持温度以1050℃、1060℃、1070℃的3种方式变化，得到了3种烧结体。此外，将升温至保持温度时的升温速度设为8.0℃/分钟，保持时间设为4.0小时，从保持温度冷却至室温时的冷却速度设为50℃/分钟。将烧结时的气氛设为真空气氛或惰性气体气氛。
(时效工序)
在时效工序中，对所得到的烧结体进行时效处理，得到了R-T-B系永久磁铁。以第一时效处理和第二时效处理2个阶段进行时效处理。
在第一时效处理中，将升温至保持温度时的升温速度设为8.0℃/分钟，保持温度设为900℃，保持时间设为1.0小时，从保持温度冷却至室温时的冷却速度设为50℃/分钟。第一时效处理时的气氛设为Ar气氛。
在第二时效处理中，将升温至保持温度时的升温速度设为8.0℃/分钟，保持温度设为500℃，保持时间设为1.5小时，从保持温度冷却至室温时的冷却速度设为50℃/分钟。第二时效处理时的气氛设为Ar气氛。
(评价)
使用B-H磁滞回线仪测定了由各实施例和比较例的原料合金制作的R-T-B系永久磁铁的磁特性。作为磁特性，测定了Br、Hcj和Hk/Hcj。本实施例中的Hk是当磁化为Br×0.9时的磁场的值。将结果示于表1。另外，表1的Br和Hcj是保持温度彼此不同的3种R-T-B系永久磁铁中的最优的R-T-B系永久磁铁，具体来说，是烧结的保持温度为1060℃的R-T-B系永久磁铁的Br和Hcj。
在本实施例的R-T-B系永久磁铁合金中，将上述最优的R-T-B系永久磁铁的Hcj为1450kA/m以上的情况设为良好，将为1490kA/m以上的情况设为更良好。另外，将在1050℃～1070℃下保持温度彼此不同的所有的R-T-B系永久磁铁的Hk/Hcj为97.0％以上的情况下的烧结温度范围设为良好，将为98.0％以上的情况下的烧结温度范围设为更良好。
Figure BDA0002426359150000141
由表1可知，在原料合金中的C的含量为0.12质量％以上且0.19质量％以下等原料合金的组成在规定的范围内的实施例1～4中，由该原料合金得到的R-T-B系永久磁铁的Hcj变高，烧结温度范围良好。相对于此，在原料合金中的C的含量过少的比较例1中，在保持温度1050℃下进行了烧结的情况下的Hk/Hcj变低，烧结温度范围不良好。另外，在原料合金中的C的含量过多的比较例2中，由该原料合金得到的R-T-B系永久磁铁的Hcj降低。即使使原料合金中的C的含量变化，Br的变化也较小。
(实验例2)
在实验例2中，准备了具有表2所示的合金组成的原料合金。然后，以使最终所得到的R-T-B系永久磁铁中的C的含量成为表3所示的值的方式，控制了粉碎助剂(油酸酰胺)的添加量。将烧结条件设为保持温度为1060℃，保持时间为4小时。除了上述以外，其余与实验例1同样地实施。将结果示于表3。
[表2]
表2
Figure BDA0002426359150000151
[表3]
表3
Figure BDA0002426359150000152
根据表2和表3，即使最终所得到的R-T-B系永久磁铁中的C的含量相同，原料合金中的C的含量多的实施例11、12的R-T-B系永久磁铁与粉碎助剂的添加量多的比较例11、12的R-T-B系永久磁铁相比，Hk/Hcj变高。此外，关于Br和Hcj，在实施例和比较例中为同等程度。

Claims (6)

1.一种R-T-B系永久磁铁用合金，其特征在于，
所述R-T-B系永久磁铁用合金的R为稀土元素，T为Fe和Co，B为硼，
作为R包含选自Nd、Pr、Dy和Tb中的1种以上，
含有M和C，
M是选自Al、Cu、Zr和Ga中的1种以上，
将所述R-T-B系永久磁铁用合金整体设为100质量％，
Nd、Pr、Dy和Tb的合计含量为28.00质量％以上且34.00质量％以下，
Co的含量为0.05质量％以上且3.00质量％以下，
B的含量为0.70质量％以上且0.95质量％以下，
C的含量为0.12质量％以上且0.19质量％以下，
M的合计含量大于0质量％且为4.00质量％以下，
Fe是实际上的剩余部分。
2.根据权利要求1所述的R-T-B系永久磁铁用合金，其特征在于，
C的含量为0.12质量％以上且0.15质量％以下。
3.根据权利要求1或2所述的R-T-B系永久磁铁用合金，其特征在于，
Ga的含量为0.20质量％以上且1.00质量％以下。
4.根据权利要求1或2所述的R-T-B系永久磁铁用合金，其特征在于，
Zr的含量为0.10质量％以上且1.00质量％以下。
5.根据权利要求1或2所述的R-T-B系永久磁铁用合金，其特征在于，
实际上不含有重稀土元素。
6.一种R-T-B系永久磁铁的制造方法，其特征在于，
使用权利要求1～5中任一项所述的R-T-B系永久磁铁用合金。
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