CN1497617A - 烧结型R-Fe-B系永磁体及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种烧结型永磁体，以质量为基准，由27～33.5％的R(R为至少一种包括Y的稀土类元素)、0.5～2％的B、0.002～0.15％的N、0.25％以下的0、0.15％以下的C、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成，为外径10～100mm、内径8～96mm、高度10～70mm环状，在外周面上沿着轴线方向延伸多个磁极。环状磁体的轴线方向中磁极上的表面磁通量密度B0的分布在B0最大值的92.5％以上的范围内。
Description
技术领域
本发明涉及一种径向各向异性的烧结型R-Fe-B系永磁体及其制造方法，尤其涉及表面磁通量密度均匀性优良的、径向各向异性的高性能烧结型R-Fe-B系永磁体及其有效的制造方法。
背景技术
长时间以来，R-Fe-B系永磁体是通过边外加磁场边在金属模内成形干燥微粉的所谓干式成形法生产。在干式成形法中，通常在用喷射式粉碎机对原料粗粉进行微粉碎时，向喷射式粉碎机内引入微量的氧，将作为粉碎介质的氮气或Ar气中的氧浓度控制为所需范围。这是为了对微粉表面进行强制性氧化。不进行氧化处理的微粉碎微粉，一旦与大气接触就会着火。氧化处理后的微粉的氧含有量为5000～6000ppm，由此得到的烧结体的氧含有量变为4000～5000ppm。烧结体中的大部分氧与Nd等的稀土类元素结合，作为氧化物存在于晶粒边界。为了补充氧化的稀土类元素分量，有必要使烧结体中稀土类元素总量增加，但是这样就存在烧结磁体的饱和磁通量密度降低的问题。
为了解决干式成形法的问题，在特开平7-57914号中提出了，在外加定向磁场的金属模空腔内加压注入稀土类磁体用粉末与矿物油或合成油的混合物后，在低氧的气氛中，于磁场中进行湿式成形而形成环状成形体，将溶媒从成形体上除去后，通过真空烧结而制造烧结稀土类磁体的方法。该制造方法可以稳定地生产稀土类元素的总量以及氧含有量少的高性能R-Fe-B系烧结永磁体。但是，由于将料浆加压注入外加定向磁场的金属模空腔，因此自发磁化大的R-Fe-B系微粉受到基于与定向磁场的相互作用的大的约束力，向金属模空腔内的填充密度变得不均匀，其结果，成形体的密度也变得不均匀，从而存在烧结体产生变形或裂纹的问题。另外，由于从开口于金属模空腔的注入孔向模芯的中心加压注入料浆，因此，在模芯上冲突而分为2方向的料浆在与注入孔呈180°相反侧集流，从而也存在从该集流部至烧结体处产生裂纹的问题。
另外，特开平11-214216号提出了，从插入于外加磁场的金属模空腔内的料浆供给管挤出R-Fe-B系永磁体磁粉与矿物油、合成油或植物油的料浆的同时，边缓缓拔出料浆供给管，边对填充于空腔内的料浆进行加压成形，在除去所得环状成形体上的溶媒后，通过烧结而制造烧结型R-Fe-B系永磁体的方法。在该方法中，由于是从深深插入于金属模空腔的料浆供给管向空腔内挤出料浆，因此，即使是形成比较长的环状成形体的情况，金属模空腔的料浆填充性也良好，但是，由于在将料浆供给管深深插入金属模空腔的同时，边挤出料浆边拔出料浆供给管，因此也存在料浆的供给时间长的缺点。另外，具有料浆供给管的部位，作为空洞残留于成形体上，这一特点也是在烧结永磁体上产生裂纹的原因。
另外，作为径向各向异性环状R-Fe-B系永磁体另一制造方法，也提出了在室温下对通过粉碎R-Fe-B系磁体合金的急冷薄带而得到的粉末进行成形，将所得成形体在惰性气体气氛中进行热压并使其致密化，对所得热压体进行热塑性加工，形成在径向上赋予磁的各向异性的杯形(cup)体，然后切除底部而形成环状的方法(特开平9-275004号、特开2001-181802号)。但是，由于惰性气体气氛中热压体的热塑性加工，是在约700～800℃的比较低温下进行，以便不使晶粒粗大化，因此，为了防止裂纹的产生，必须以极低的速度进行。虽然根据磁体的大小而不同，但是，一次热塑性加工所需时间通常为10～30分，作为永磁体的工业制造方法，生产性低。另外，通过这种方式制造的加压加工体，由于在端部容易引入裂纹，因此必须切出裂纹发生部。从这些理由来看，该制造方法的制造成本高。另外，所得的环状磁体的磁特性偏差大。径向各向异性的程度依赖于热塑性加工时的变形量，但是，尤其对于热塑性加工阻力大的小口径品或长尺品，存在表面磁通量密度偏差变大的问题。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供不产生变形或裂纹的、磁的定向优良的径向各向异性烧结型R-Fe-B系永磁体。
本发明另一目的在于提供生产性良好地制造具有高的磁特性并且表面磁通量密度偏差小的径向各向异性烧结型R-Fe-B系永磁体的方法。
本发明的烧结型永磁体，其特征在于，以质量为基准，由27～33.5％的R(R为至少一种包括Y的稀土类元素)、0.5～2％的B、0.002～0.15％的N、0.25％以下的O、0.15％以下的C、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成，顽磁力iHc在1MA/m以上。这里使用的术语“烧结型永磁体”，既包括磁化前的永磁体材料的烧结体也包括磁化后的永磁体材料的烧结体。顽磁力是在室温(25℃)下测定的。
P优选为0.003～0.05质量％，更优选为0.008～0.05质量％。
本发明的烧结型永磁体，为具有10～100mm的外径、8～96mm的内径以及10～70mm高度的环状，优选在外周面上延轴线方向延伸多个磁极。本发明的烧结型永磁体，也可以形成外径10～30mm、内径8～28mm、高度10～50mm、尤其是外径10～25mm、内径8～23mm、高度10～40mm的小型环状磁体。另外，本发明的烧结永磁体，优选为径向各向异性烧结型R-Fe-B系永磁体。本发明的烧结型永磁体的密度，优选为7.52～7.85g/cm3。
沿着上述环状磁体轴线磁极的表面磁通量密度B0的分布，优选在B0最大值的92.5％以上的范围内。即，环状磁体轴线方向上的表面磁通量密度B0的偏差优选在B0最大值的7.5％以下。这里所述的表面磁通量密度B0的偏差，以[(B0的最大值-B0的最小值)/B0的最大值]×100(％)表示。B0的最大值以及最小值，是在环状磁体高度H的范围内测定的值。表面磁通量密度B0的分布，是通过将磁强计的探针垂直对置于环状磁体的外周面，沿着环状磁体的轴线方向(长方向)移动而测定。表面磁通量密度B0的偏差更优选在5％以内，特别优选在3％以内。
在本发明的一实施方式中，R为27～32质量％。另外，在本发明的另一实施方式中，R为超过32质量％并且在33.5质量％以下。若为后者情况，本发明的烧结型永磁体，其特征在于，以质量为基准，由超过32％并且在33.5％以下的R(R为含有Y的至少1种稀土类元素)、0.5～2％的B、超过0.25％并且在0.6％以下的O、0.01～0.15％的C、0.002～0.05％的N、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成，为外径10～100mm、内径8～96mm、以及高度10～70mm的环状，在环状的圆周方向上具有磁的各向异性，环状轴线方向的磁极上的表面磁通量密度B0的分布，在B0最大值的92.5％以上的范围内。此时，表面磁通量密度B0的偏差优选在7.5％以内，更优选在5％以内，尤其优选在3％以内。该烧结型永磁体的密度优选为7.42～7.75g/cm3。
本发明烧结型永磁体中的部分Fe，以质量为基准，可以被选自由0～1％的Nb、0.01～1％的Al、0～5％的Co、0.01～0.5％的Ga、0～1％的Cu构成的一组中的至少一种取代。Nb优选为0.05～1质量％。Al优选为0.01～0.3质量％。Co优选为0.3～5质量％，更优选为0.3～4.5质量％。Ga优选为0.03～0.4质量％。Cu优选为0.01～1质量％，更优选为0.01～0.3质量％。
本发明的制造烧结型永磁体的第一方法，(a)粉碎稀土类磁体材料使成为微粉，直接回收在矿物油、合成油或它们混合油中作为料浆；(b)将上述料浆加压注入金属模的空腔内，在其中，于磁场中进行湿式成形；(c)在减压下对所得成形体进行加热并从上述成形体上除去上述矿物油、上述合成油或它们的混合油；(d)在真空中对上述成形体进行烧结；其特征在于，为了加压注入上述料浆，开口于上述金属模空腔孔的轴线方向偏离上述金属模的中心模芯的中心。
本发明的制造烧结型永磁体的第二方法，(a)粉碎稀土类磁体材料使成为微粉，直接回收在矿物油、合成油或它们混合油中作为料浆；(b)将上述料浆加压注入金属模的空腔内，在其中，于磁场中进行湿式成形；(c)在减压下对所得成形体进行加热并从上述成形体上除去上述矿物油、上述合成油或它们的混合油；(d)在真空中对上述成形体进行烧结；其特征在于，在上述矿物油、合成油或它们的混合油中混合作为提高流动性物质的次磷酸钠。
本发明的制造烧结型永磁体的第三方法，(a)粉碎稀土类磁体材料使成为微粉，直接回收在矿物油、合成油或它们混合油中作为料浆；(b)将上述料浆加压注入金属模的空腔内，在其中，于磁场中进行湿式成形；(c)在减压下对所得成形体进行加热并从上述成形体上除去上述矿物油、上述合成油或它们的混合油；(d)在真空中对上述成形体进行烧结；其特征在于，为了加压注入上述料浆，开口于上述金属模空腔的孔的轴线方向偏离上述金属模的中心模芯的中心，并且在上述矿物油、合成油或它们的混合油中混合作为提高流动性物质的次磷酸钠。
次磷酸钠优选以甘油或乙醇的溶液状态添加，也可以取代甘油或乙醇溶液而将次磷酸钠溶解在非水性溶媒中。但是，若考虑到溶媒容易操作性，优选以甘油或乙醇作为溶媒。
附图说明
图1是表示烧结永磁体的顽磁力iHc与P含有量的关系的图表。
图2是表示用于实施本发明方法的成形装置的概略图。
图3(a)是表示从环状烧结体上切出试样的方式的概略立体图。
图3(b)是表示从环状烧结体上切出试样的方式的横剖视图。
图4是表示实施例3的烧结体的EPMA线性分析结果的图表。
图5是表示实施例4的烧结体的EPMA线性分析结果的图表。
图6是表示比较例4的烧结体的EPMA线性分析结果的图表。
图7是表示实施例9的环状磁体的表面磁通量密度分布的图表。
图8是表示实施例9的烧结体的EPMA线性分析结果的图表。
图9是表示实施例10的烧结体的EPMA线性分析结果的图表。
图10是表示比较例9的烧结体的EPMA线性分析结果的图表。
图11是表示比较例11的环状磁体的表面磁通量密度分布的图表。
图12是表示比较例13的环状磁体的表面磁通量密度分布的图表。
具体实施方式
[1]组成
本发明的烧结永磁体的一般的组成，以质量为基准，由27～33.5％のR(R为至少一种包括Y的稀土类元素)、0.5～2％的B、0.002～～0.15％的N、0.25％以下的O、0.15％以下的C、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成。另外，各元素的含有量，可以通过荧光x线分析等进行测定。
(A)主要元素
(1)稀土类元素R
稀土类元素R的含有量，一般为27～33.5质量％。稀土类元素的含有量若超过33.5质量％，则饱和磁通量密度降低，同时耐腐蚀性变差。另一方面，稀土类元素的含有量若低于27质量％，则烧结体的致密化所必须的液相量不足，烧结体的密度降低，同时顽磁力iHc也低。在本发明的优选第一组成中，R为27～32质量％，在优选的第二组成中，R为超过32质量％并且在33.5质量％以下。
若O的含有量为超过0.25质量％并且在0.6质量％以下时，稀土类元素R的量，以质量为基准，优选超过32％超并且在33.5％以下。若稀土类元素的量超过33.5质量％，则烧结体内部的富含稀土类的相的量变多，并且，形态也粗大化而耐腐蚀性变差。另一方面，若稀土类元素的量在32质量％以下，则烧结体的致密化所必须的液相量不足并且烧结体的密度降低，磁特性中残留磁通量密度Br与顽磁力iHc都变低。在必须高耐腐蚀性的烧结永磁体的情况下，优选将R抑制在32质量％以下。
(2)硼B
B的含有量，一般为0.5～2质量％。若B的含有量低于0.5质量％时，作为主相的R2Fe14B相的形成中所必须的B不足，生成具有软磁性的R2Fe17相并且顽磁力iHc降低。另一方面，若B的含有量超过2质量％，则作为非磁性相的富含B的相增加，残留磁通量密度Br降低。
(3)氮N
N的含有量，一般为0.002～0.15质量。烧结体中的N，主要存在于富含R的相中，与部分稀土类元素结合并形成氮化物。考虑到由于氮化物的形成，晶界相的阳极氧化被抑制，因此烧结体的耐腐蚀性提高。但是，若N的含有量超过0.15质量％，则由于氮化物的形成，产生顽磁力iHc所必须的稀土类元素减少，顽磁力iHc降低。另外，若N的含有量低于0.002质量％，则烧结体的耐腐蚀性低。另外，由于在Ar气氛下的微粉碎不引起氮化，因此烧结体中的N的含有量变为0.002～0.05质量％。
在对溶解的铸块进行粗粉化的过程中，通过大气中的氮而生成微量的氮化物。若在实质上不含氧的氮气或含氮的Ar气中利用喷射式粉碎机对该粗粉进行微粉碎时，则进一步引起氮化。这里所谓的“实质上不含氧”，是指氧含有量在0.001质量％以下，更优选在0.0005质量％以下，进一步优选在0.0002质量％以下。因此，在微粉碎时要调整单位时间内向喷射式粉碎机供给粗粉的量或Ar气与氮气的比率，使所得烧结体的N含有量不超过0.15质量％。
(4)氧O
在本发明优选的第一组成中，O的含有量为0.25质量％以下，在本发明优选的第二组成中，O的含有量在0.25质量％以上、0.6质量％以下。若O的含有量超过0.6质量％，则由于部分稀土类元素形成氧化物，磁的的有效稀土类元素的量变得过少，顽磁力iHc降低。在第一组成中，由于R为27～32质量％，因此O含有量的上限为0.25质量％。由此相对，在第二组成中，由于R为超过32质量％并且在33.5质量％以下，因此O含有量的上限可以设为0.6质量％。另一方面，O含有量的下限不作限定，但是优选为0.05质量％。尤其在第一组成中，可以通过抑制氧的含有量以及抑制氮的含有量而获得高的耐腐蚀性。
(5)炭素C
C的含有量一般为0.15质量％以下。若C的含有量大于0.15质量％，则部分稀土类元素形成炭化物，磁的有效稀土类元素减少并且顽磁力iHc降低。优选C的含有量在0.12质量％以下，更优选在0.1质量％以下。另一方面，C的含有量的下限不作限定，但是优选为0.01质量％。
(6)磷P
在R-Fe-B系永磁体的顽磁力iHc的提高中，已知添加微量的P是有效的。图1表示，以质量为基准，顽磁力iHc相对于由15.7％的Nd、7.1％的Pr、7.5％的Dy、1.1％的B、2.0％的Co、0.09％的Cu、0.08％的Ga、x％的P、其余为Fe组成的烧结体中的P含有量x的变化。在P的含有量为0.0005质量％时就可以确认顽磁力iHc的提高，但是P的含有量为0.001质量％时显著。若为0.001质量％以上，则随着P的含有量的增加顽磁力iHc增加。但是，若P的含有量超过0.05质量％，烧结体的强度降低。因此，烧结体中P的含有量设为0.001～0.05质量％。在该范围中没有发现饱和磁化的降低。
基于P的顽磁力iHc提高的理由未必很明确，但是可以推断由于在对存在于烧结体的晶界相与主相晶粒的界面上的磁畴壁进行粘结的连接处存在P，而使连接处的组成或形态发生变化，从而强化粘结力。
P含有量的下限优选为0.003质量％，更优选为0.008质量％。另外，P含有量的上限优选为0.04质量％，更优选为0.02质量％。
P含有量的控制方法不作限定，具有(1)作为R-Fe-B系永磁体用铸块的原料金属，通过在Fe原料合金中配合规定量的已知P含有量的Fe-P合金或Fe-B-P合金等含有P的Fe基合金，从而控制铸块中P的含有量的方法；(2)对通过真空溶解而制造的R-Fe-B系永磁体用铸块进行粗粉碎，在20～500μm的所得粗粉中以水溶液等的溶液状混合规定量的次磷酸钠(NaPH2O2)，通过干燥而控制R-Fe-B系永磁体用粗粉中P的含有量的方法；以及(3)在烧结粉料浆生成用的矿物油、合成油或它们的混合油中以甘油或乙醇的溶液状添加作为提高流动性物质的次磷酸钠，将次磷酸钠的比例设为0.01质量％以上，而进行湿式成形的方法。在利用湿式成形法防止烧结粉的氧化的同时有效获得成形体时，最优选(3)的方法。
在(3)的方法中，以P的含有量低于0.001质量％地添加次磷酸钠溶液时，料浆的流动性改善效果不充分。另外，优选控制次磷酸钠甘油溶液或次磷酸钠乙醇溶液的混合量，使相对于矿物油、合成油或它们的混合油，次磷酸钠的比例不超过0.5质量％。
(B)任意元素
在本发明的烧结永磁体中，部分Fe可以被选自由Co、Nb、Al、Ga以及Cu组成一组中的至少一种取代。各取代元素的量，以相对于整个烧结永磁体的质量百分率表示。
(1)钴Co
Co的量一般为0～5质量％以下。Co引起烧结磁体的居里点提高，即，改善饱和磁化的温度。但是，若Co的量超过5质量％，则残留磁通量密度Br以及顽磁力iHc均急剧降低。Co的优选取代量为0.3～5质量％，特别优选为0.3～4.5质量％。若Co的量低于0.3质量％，温度系数的改善效果小。
(2)铌Nb
Nb的量一般为0～1质量％。在烧结过程生成的Nb的硼化物抑制晶粒的异常生长。但是，若Nb的量超过1质量％，由于Nb的硼化物的生成量变多，因此残留磁通量密度Br降低。另外，若Nb的量低于0.05质量％，则由于晶粒的异常生长的抑制效果不充分，因此Nb的优选取代量为0.05～1质量％。
(3)铝Al
Al的量一般为0.01～1质量％。Al具有提高顽磁力iHc的效果。若Al的量低于0.01质量％，则顽磁力iHc的提高效果不充分。另外，若Al的量超过1质量％，则残留磁通量密度Br急剧降低。Al的上限值优选为0.3质量％。
(4)镓Ga
Ga的量一般为0.01～0.5质量％。微量的Ga使顽磁力iHc提高，但是若Ga的量低于0.01质量％，则效果不充分。另一方面，若Ga的量超过0.5质量％，则残留磁通量密度Br的降低变得显著，同时顽磁力iHc也降低。Ga的量优选为0.03～0.4质量％，更优选为0.03～0.2质量％。
(5)铜Cu
Cu的量一般为0～1质量％。微量的Cu可以提高顽磁力iHc，但是，若Cu的量超过1质量％，则添加效果饱和。另外，若Cu的添加量低于0.01质量％，则由于顽磁力iHc的提高效果不充分，因此Cu的量优选为0.01～1质量％，更优选0.01～0.3质量％。
基于本发明第一实施方式的烧结永磁体，以质量为基准，由27～32％的R、0.5～2％的B、0.002～0.15％的N、0.05～0.25％的O、0.01～0.15％的C、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成。
另外，基于本发明第二实施方式的烧结永磁体，以质量为基准，由超过32％并且在33.5％以下的R、0.5～2％的B、0.002～0.05％的N、超过0.25％并且在0.6％以下的O、0.01～0.15％的C、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成。具有该组成的烧结体，是利用以下料浆所得，所述料浆是将在氧含有量为0.005～0.5％的气氛中进行微粉碎的于燥微粉与矿物油、合成油或它们的混合油相混合而制作的料浆。
在任一实施方式的烧结永磁体中，以质量为基准，部分Fe可以被选自由0.3～5％的Co、0.05～1％的Nb、0.01～1％的Al、0.01～0.5％的Ga、0.01～1％的Cu构成一组中的至少一种取代。
[2]制造方法
(A)微粉碎
在(a)氧含有量实质上为0％的氮气和/或由Ar气构成的气氛中、或者(b)氧含有量为0.005～0.5％的氮气和/或由Ar气构成气氛中，通过喷射式粉碎机对具有上述组成的R-Fe-B系永磁体用粗粉进行微粉碎，使形成平均粒径为3～6μm的微粉。为了控制烧结体中的N量，优选将喷射式粉碎机内的气氛设为Ar气，向其中引入微量的氮气，从而调整Ar气中氮气的浓度。
在将喷射式粉碎机内的气氛设为氮气时，优选根据粉碎时粗粉的供给量控制向磁体粉末混入N的量，从而控制所得烧结体中的N量。另外，所谓“氧浓度实质上为0％”，是指不限于氧浓度完全为0％的情况，也包括含有极少的在微粉的表面形成氧化被膜程度量的氧的情况。这种低氧浓度，例如在0.001％以下，优选在0.0005％以下，更优选在0.0002％以下。
另外，在氧含有量为0.005～0.5％的气氛中对含有0.002～0.15质量％的N的粗粉进行微粉碎时，优选引起粗粉中稀土类元素的氧化反应，氮化反应为几乎可以忽略的程度。
(B)料浆的生成
在喷射式粉碎机的微粉回收口上设置收容矿物油、合成油或它们的混合油的容器，在该容器内也设为由氮气和/或Ar气构成气氛，使微粉不与大气接触，而直接回收在矿物油、合成油或它们的混合油中，形成料浆。
优选在矿物油、合成油或它们的混合油中配合作为提高流动性物质的次磷酸钠。次磷酸钠优选以甘油或者乙醇溶液的状态添加在矿物油、合成油或它们的混合油中。次磷酸钠的甘油或乙醇溶液的浓度不作特别限定，优选将相对于矿物油等的次磷酸钠的比例设在0.01～0.5质量％的范围。若次磷酸钠的比例低于0.01质量％，则料浆流动性的改善效果不充分。若在矿物油等中混合次磷酸钠的甘油或乙醇溶液，则矿物油等显示酸性，使回收在它们中的微粉与次磷酸钠发生化学反应。
其结果，所得径向各向异性烧结型R-Fe-B系永磁体中的P含有量增加。在径向各向异性烧结型R-Fe-B系永磁体中，P主要进入富含稀土类元素的非磁性晶界相中。本发明的发明人等的研究结果发现，在将烧结体中的P含有量设为0.001～0.05质量％时，优选将相对于矿物油、合成油或它们的混合油的次磷酸钠的比例设为0.01～0.5质量％。次磷酸钠甘油溶液或次磷酸钠乙醇溶液的添加，可以在将微粉回收在矿物油、合成油或它们的混合油之前或者之后进行。
在任一情况下，一旦将微粉与矿物油、合成油或它们的混合油进行混合并形成料浆时，则通过基于矿物油等的隔断大气的效果，可以防止微粉的氧化或氮化。因此，所得烧结体的O或N的含有量，实质上与微粉的O或N的含有量的值相同。
(C)料浆的成形
图2表示本发明方法中所用的一例成形装置。以符号11所示的区域表示成形装置的纵剖面，符号12所示的区域表示同一成形装置的金属模的横剖面及其放大图(以四角包围的区域)。金属模具有圆柱状的模芯4、圆筒状模部件3、下冲头9、上冲头10，被它们包围的空间构成空腔6。圆筒状模部件3支撑在模具箱2上。一对磁场发生线圈1配置在模芯4的上下位置，通过模芯4在空腔6内外加磁力线7。模具箱2上设置开口于空腔6的料浆注入孔5。
加压注入料浆的金属模的开口于空腔的料浆注入孔5的轴线方向优选偏离金属模的中心模芯4的中心O。若料浆注入孔4的轴线方向偏离模芯中心O，则加压注入的微粉料浆不垂直冲突于金属模模芯上，而是沿着模芯4的外周面或模具内周面通畅并且大致程螺旋状环状地充满空腔6，从而得到高的填充密度。
与此相反，若料浆注入孔5的轴线方向与金属模模芯的中心O一致时，被加压注入的料浆垂直冲突于金属模模芯4，分为左右并且在与料浆注入孔5呈180°的反向位置而产生集流冲突。由此产生所谓的接缝，在所得烧结体上产生裂纹。
在本发明中，如图2所示，料浆注入孔5的中心轴线与金属模模芯4的半径(将料浆注入孔5的中心轴线接触模芯4的点A与模芯中心O连接的直线)的角度θ(直角或锐角侧)，根据金属模空腔6的尺寸而不同，但是优选5°～90°，更优选10°～90°，特别优选30°～90°。
向金属模空腔6注入料浆的压力不作限定，优选4.9×104Pa～3.9×106Pa(约0.5～40kgf/cm2)，更优选9.8×104Pa～2.9×106Pa(约1～30kgf/cm2)，特别优选2.0×105Pa～1.5×106Pa(约2～15kgf/cm2)。
为了定向料浆中的微粉，外加金属模空腔6的半径方向的定向磁场强度优选为159kA/m(约2kOe)以上，更优选为239kA/m(约3kOe)以上。加压注入料浆后，在维持定向磁场的状态下直接进行加压湿式成形。若定向磁场的强度低于159kA/m(约2kOe)时，微粉的定向不充分，不能得到良好的磁特性。另外，也可以边在金属模空腔6中外加159kA/m(约2kOe)以上的定向磁场边注入料浆，在注入途中或注入结束后，再给予强度高于最初定向磁场的定向磁场而进行加压湿式成形。通过以上述条件湿式成形流动性被改善的料浆，可以得到密度为4.0～4.8g/cm3的高密度成形体。
(D)脱油
在减压下对所得成形体进行加热，除去成形体中的矿物油、合成油或它们的混合油。减压下对成形体进行加热处理的条件，是在13.3Pa(约0.1Torr)以下、例如6.7Pa(约5.0×10-2Torr)左右的真空度、以及100℃以上、例如200℃前后的加热温度。加热时间根据成形体的重量或处理量而不同，优选在1小时以上。
(E)烧结
成形体的烧结在0.13Pa(约0.001Torr)以下、优选以6.7×10-2Pa(约5.0×10-4Torr)以下的真空度、在1000～1150℃的范围进行。由此，利用在氧含有量実質上为0％的气氛中进行微粉碎的料浆的烧结体，可以得到7.52～7.85g/cm3的密度，对于利用在氧含有量为0.005～0.5％的气氛中进行微粉碎的料浆的烧结体，可以得到7.42～7.75/cm3的密度。在任一情况下，通过基于矿物油等的隔断大气的效果，可以防止微粉或成形体的氧化，前者烧结体的O含有量为0.05～0.25质量％，后者烧结体的O含有量为超过0.25质量％并且在0.60质量％以下。
如上所述，在半径方向的定向磁场中，通过大致螺旋状并且通畅地向环状形状金属模空腔内加压注入流动性被改善的料浆，可以得到高的填充性，因此也得到高的成形体密度，并且可以防止在成形体或烧结体中产生裂纹、缺陷、变形等。因此，对于定向于半径方向的环状烧结永磁体，可以得到外径10～100mm、内径8～96mm、高度10～70mm的尺寸。本发明尤其适用制造外径10～30mm、内径8～28mm、高度10～50mm的小型环状磁体。
另外，由于是在定向磁场中并且通畅地进行料浆的填充，因此，不仅成形体的密度高而且还均匀，因此，也可以实现环状磁体轴线方向上的表面磁通量密度的均匀分布。若将环状磁体轴线方向上的表面磁通量密度的偏差设在7.5％以下，则可以充分抑致在旋转机中使用环状磁体时发生的开坯力矩(尤其是高次的开坯力矩)。若表面磁通量密度的偏差变为5％以下、尤其在3％以下，则没有能量损失，并且可以构成消声性极好的旋转机。
通过以下实施例进一步对本发明进行详细说明，但本发明不受这些实施例限制。另外，磁特性是在室温(25℃)下测定的。此外，粉末的平均粒径是通过空气透过法测定的。
实施例1
以质量为基准，制作由17.6％的Nd、7.9％的Pr、5％的Dy、1.1％的B、0.08％的Al、1.5％的Co、0.1％的Cu、0.01％的P、0.01％的O、0.004％的C、0.006％的N、其余为Fe组成的铸块。对该铸块进行粉碎，形成粒径为20～500μm的粗粉。分析该粗粉的组成，结果按质量为17.5％的Nd、7.7％的Pr、5％的Dy、1.1％的B、0.08％的Al、1.5％的Co、0.1％的Cu、0.01％的P、0.15％的O、0.015％的C、0.006％的N、其余为Fe。
将该粗粉100kg装入喷射式粉碎机内后，用Ar气置换喷射式粉碎机内气体，使氧浓度实质上为0％。接着引入氮气，使Ar气中的氮气浓度为0.005％。在该气氛中，以压力6.9×105Pa(约7.0kgf/cm2)、每小时粗粉供给量12kg/hr对粗粉进行微粉碎。在喷射式粉碎机的微粉回收口处设置充满矿物油容器，在Ar气气氛中直接将所得微粉回收在矿物油中。所得微粉的平均粒径为4.5μm。通过调整矿物油的量，使所得料浆中的微粉浓度为75质量％。
在金属模空腔内边外加796kA/m(约10kOe)的定向磁场边以4.9×107Pa(约0.5ton/cm2)的压力对该料浆进行湿式成形。定向磁场的外加方向与成形方向垂直。在5.3Pa(约4.0×10-2Torr)的真空中以80℃对所得成形体加热2小时，除去矿物油，然后，在6.7×10-3Pa(约5.0×10-5Torr)的真空中以1065℃烧结4小时。所得烧结体的组成，以质量为基准，为17.5％的Nd、7.7％的Pr、5％的Dy、1.1％的B、0.08％的Al、1.5％的Co、0.1％的Cu、0.010％的P、0.017％的O、0.070％的C、0.045％的N、其余为Fe。在Ar气气氛中对该烧结体实施480℃×2小时的热处理。机械加工后，测定烧结磁体的磁性性，结果良好，如表1所示。
比较例1
除了不含P以外，制作组成与实施例1相同的铸块，通过与实施例1相同的方式制作粗粉。该粗粉的组成除了不含P并且O为0.14质量％以外，其余的与实施例1相同。通过与实施例1相同的方式对该粗粉进行微粉碎。所得微粉的平均粒径为4.5μm。由该微粉分析通过与实施例1相同的方式制作的烧结体的组成，结果按质量为17.5％的Nd、7.7％的Pr、5％的Dy、1.1％的B、0.08％的Al、1.5％的Co、0.1％的Cu、0.16％的O、0.070％的C、0.045％的N、其余为Fe。对该该烧结体进行机械加工，测定磁特性。结果如表1所示。由表1可知比较例1的顽磁力iHc比实施例1低。
实施例2
以质量为基准，制作由19.8％的Nd、8.9％的Pr、1.3％的Dy、1.1％的B、0.10％的Al、2.5％的Co、0.2％的Nb、0.08％的Ga、0.01％的O、0.003％的C、0.005％的N、其余为Fe组成的铸块。粉碎该铸块，使形成粒径为20～500μm的粗粉。分析该粗粉的组成，结果按质量为19.7％的Nd、8.8％的Pr、1.3％的Dy、1.1％的B、0.10％的Al、2.5％的Co、0.2％的Nb、0.08％的Ga、0.12％的O、0.013％的C、0.007％的N、其余为Fe。
在该粗粉100k中混合纯水中熔解5质量％次磷酸钠的水溶液454g，在真空中进行干燥。分析干燥后粗粉的组成，结果按质量为19.7％的Nd、8.8％的Pr、1.3％的Dy、1.1％的B、0.10％的Al、2.5％的Co、0.2％的Nb、0.08％的Ga、0.008％的P、0.16％的O、0.013％的C、0.009％的N、其余为Fe。通过与实施例1相同的方式对该粗粉进行微粉碎。所得微粉的平均粒径为4.7μm。由该微粉分析通过与实施例1相同的方式制作的烧结体的组成，结果按质量为19.7％的Nd、8.8％的Pr、1.3％的Dy、1.1％的B、0.10％的Al、2.5％的Co、0.2％的Nb、0.08％的Ga、0.008％的P、0.18％的O、0.067％的C、0.055％的N、其余为Fe。对该烧结体进行机械加工，测定磁特性，结果良好，如表1所示。
比较例2
除了不添加次磷酸钠水溶液以外，其余的通过与实施例1相同的方式对与实施例相同的粗粉100kg进行微粉碎。所得微粉的平均粒径为4.7μm。由该微粉分析通过与实施例1相同的方式制作的烧结体的组成，结果按质量为19.7％的Nd、8.8％的Pr、1.3％的Dy、1.1％的B、0.10％的Al、2.5％的Co、0.2％的Nb、0.08％的Ga、0.16％的O、0.067％的C、0.050％的N、其余为Fe。对该烧结体进行机械加工，测定磁特性，结果如表1所示，顽磁力iHc比实施例2低。
表1
| No. | 组成(质量％) | ||||
| Nd，Pr，Dy | P | O | C | N | |
| 实施例1 | 30.2 | 0.010 | 0.17 | 0.070 | 0.045 |
| 比较例1 | 30.2 | - | 0.16 | 0.070 | 0.045 |
| 实施例2 | 29.8 | 0.008 | 0.18 | 0.067 | 0.055 |
| 比较例2 | 29.8 | - | 0.16 | 0.067 | 0.050 |
表1(续)
| No. | 磁特性 | |||||
| Br | iHc | (BH)max | ||||
| kG | T | kOe | kA/m | MGOe | kJ/m3 | |
| 实施例1 | 13.5 | 1.35 | 23.5 | 1.87 | 43.9 | 347 |
| 比较例1 | 13.5 | 1.35 | 21.7 | 1.73 | 43.8 | 348 |
| 实施例2 | 14.5 | 1.45 | 16.2 | 1.29 | 50.8 | 403 |
| 比较例2 | 14.5 | 1.45 | 15.0 | 1.19 | 50.6 | 402 |
实施例3
以质量为基准，将由19.85％的Nd、8.95％的Pr、1.00％的Dy、1.02％的B、0.10％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.15％的O、0.04％的C、0.02％的N、其余为Fe组成的R-Fe-B系永磁体用的粗粉装入喷射式粉碎机中，用氮气置换其中气体后，以压力6.9×105Pa(7.0kgf/cm2)、粗粉供给量15kg/h进行微粉碎。将所得微粉直接回收在设置于喷射式粉碎机排出口的矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中而不与大气接触，作为料浆。
在该矿物油中预先混合5质量％次磷酸钠甘油溶液，使相对于矿物油的次磷酸钠的比例为0.1质量％。料浆中的矿物油与粗粉的质量比为1∶3。所得微粉的平均粒径为4.5μm。将通过这种方式制作的料浆加压注入图2所示配置定向磁场发生线圈的金属模的空腔内并进行成形。
料浆注入孔5的轴线方向与金属模模芯4的半径方向之间的角度θ设为30°。在空腔内外加的半径方向的定向磁场强度为239kA/m(3kOe)，料浆的注入压力为3.9×105Pa(4kgf/cm2)。料浆注入后，将定向磁场强度维持在239kA/m(3kOe)的状态，直接以7.8×107Pa(0.8ton/cm2)的压力在磁场中进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为4.30g/cm3。
在6.7Pa(5×10-2Torr)的减压下对该成形体实施200℃×2小时脱油处理，然后在2.7×10-2Pa(2×10-4Torr)的减压下进行1050℃×3小时的烧结。所得烧结体具有外径20.0mm×内径15.0mm×高度26.0mm的尺寸，以及7.58g/cm3的密度。对烧结体实施500℃×2小时的热处理后，进行机械加工，从而形成外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸。测定进行4极磁化后表面磁通量密度，结果如表2及表3所示，显示高的峰值。
如图3所示，由烧结体20切出5mm×7mm×1mm的试样21b(1mm的厚度方向为磁化方向)。另外，21表示切出前的试样。在厚度方向上叠层8片试样21b，测定磁特性，结果显示如表2及表3所示的高值。分析该烧结体的组成，以质量为基准，结果由19.85％的Nd、8.95％的Pr、1.00％的Dy、1.02％的B、0.10％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.17％的O、0.06％的C、0.05％的N、0.01％的P、其余为Fe组成。以EPMA对试样21b进行线性分析，如图4所示，可以确认P的峰。由图4可知，P主要存在于晶粒界的富含稀土类相中。
实施例4
通过与实施例3相同的方式对与实施例3相同的粗粉进行微粉碎，同时回收在矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中，作为料浆。矿物油与微粉的质量比为1∶3。所得微粉的平均粒径为4.8μm。在该料浆中混合10质量％次磷酸钠乙醇溶液，使相对于矿物油的次磷酸钠的比例为0.3质量％。
通过与实施例3相同的方式在料浆注入孔的轴线与金属模模芯的半径的角度θ为5°的金属模空腔内加压注入所得料浆，在磁场中进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为4.40g/cm3。
通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.1mm×内径14.9mm×高度26.2mm的烧结体。烧结体的密度为7.56g/cm3。对该烧结体实施500℃×2小时的热处理。对该烧结体进行机械加工，从而形成外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸，通过与实施例3相同的方式进行4极磁化。对表面磁通量密度进行测定，结果如表2及表3所示显示高的峰值。
如图3所示，由该烧结体切出试样21b。试样21b的切出位置、尺寸以及磁特性的测定条件与实施例一致。磁特性良好，如表2及表3所示。分析烧结体的组成，结果按质量为19.85％的Nd、8.95％的Pr、1.00％的Dy、1.02％的B、0.10％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.16％的O、0.06％的C、0.04％的N、0.03％的P、其余为Fe。以EPMA对试样21进行线性分析，结果如图5所示，可以确认P的峰。
实施例5
通过与实施例3相同的方式在半径方向外加239kA/m(3kOe)的定向磁场的金属模空腔内加压注入以实施例3制作的料浆，在磁场中进行湿式成形。料浆的注入压力为3.9×105Pa(4kgf/cm2)。从料浆的注入开始0.5秒后使定向磁场的强度增加至398kA/m(5kOe)，料浆的注入结束后边维持该磁场强度边进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。所得成形体的密度为4.25g/cm3。
通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径19.9mm×内径15.1mm×高度26.1mm的烧结体。烧结体的密度为7.59g/cm3。通过与实施例3相同的方式对该烧结体进行热处理，机械加工成外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸。对所得制品进行4极磁化，沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果良好，如表2及表3所示。另外，通过与实施例3相同的方式测定切出试样的磁性性，结果具有表2及表3所示的高值。
实施例6
通过与实施例3相同的方式在料浆注入孔的轴线与金属模模芯的半径的角度θ为45°的金属模空腔内加压注入以实施例3制作的料浆，在磁场中进行湿式成形。但是，金属模变更为大口径环状磁体用。外加于空腔的半径方向的定向磁场强度为478kA/m(约6kOe)，注入压力为5.9×105Pa(约6kgf/cm2)。料浆注入后，在将定向磁场强度维持在478kA/m(约6kOe)的状态下直接以4.9×107Pa(0.5ton/cm2)的压力在磁场中进行湿式成形，得到外径114.0mm×内径95.0mm×高度20.5mm的成形体。所得成形体的密度为4.28g/cm3。
通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径92.5mm×内径81.5mm×高度18mm的烧结体。烧结体的密度は7.57g/cm3。烧结体に500℃×2小时的热处理を施した。对该烧结体进行机械加工，、外径91.5mm×内径80.5mm×高度16mm的尺寸に仕上げに。16极磁化を行つて沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果良好，如表2及表3所示。在厚度方向上重叠4片由烧结体切出的5mm×10mm×2mm的试样，测定磁特性，结果具有表2及表3所示的高值。
实施例7
通过与实施例3相同的方式在料浆注入孔的轴线与金属模模芯的半径的角度θ为15°的金属模空腔内加压注入以实施例3制作的料浆，在磁场中进行湿式成形。但是，金属模变更为中口径的长尺环状磁体用。外加于空腔的半径方向的定向磁场强度为199kA/m(约2.5kOe)，注入压力为2.0×105Pa(约2kgf/cm2)。料浆注入后使定向磁场强度增加到637kA/m(8kOe)，在维持该定向磁场强度的状态下直接以3.9×107Pa(0.4ton/cm2)的压力在磁场中进行湿式成形，得到外径50mm×内径40mm×高度76mm的成形体。成形体的密度为4.15g/cm3。
通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径40.4mm×内径35.0mm×高度65.2mm的烧结体。烧结体的密度为7.59g/cm3。对烧结体实施500℃×2小时的热处理。对该烧结体进行机械加工，从而形成外径40.0mm×内径35.4mm×高度64.2mm的尺寸。进行8极磁化并沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果良好，如表2及表3所示。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的5mm×8mm×1mm的试样并测定磁特性，结果具有表2及表3所示的高值。
比较例3
通过与实施例3相同的方式对与实施例3相同的粗粉进行微粉碎，将所得微粉回收在矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中，作为料浆。矿物油与微粉的质量比为1∶3。微粉的平均粒径为4.5μm。预先将5质量％次磷酸钠甘油溶液混合在矿物油中，使相对于矿物油的次磷酸钠的比例为1质量％。通过与实施例3相同的方式将所得料浆加压注入金属模空腔内，在磁场中进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为4.35g/cm3。
通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.2mm×内径15.1mm×高度25.9mm的烧结体。烧结体的密度为7.58g/cm3。对烧结体实施500℃×2小时的热处理。虽然要对该烧结体进行机械加工，但是由于烧结体的机械强度低，因此由于加工时的负荷而断裂，没能进行评价。在厚度方向上叠层由烧结体的破片切出的5mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性。结果表示在表2及表3中。分析烧结体的组成，结果按质量为19.85％的Nd、8.95％的Pr、1.00％的Dy、1.02％的B、0.10％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.16％的O、0.07％的C、0.04％的N、0.09％的P、其余为Fe。
比较例4
通过与实施例3相同的方式对与实施例3相同的粗粉进行微粉碎，将所得微粉回收在矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中，作为料浆。矿物油与微粉的质量比为1∶3。微粉的平均粒径为4.5μm。矿物油以及料浆均没有混合提高流动性物质(次磷酸钠甘油溶液或次磷酸钠乙醇溶液)。通过与实施例3相同的方式将该料浆加压注入金属模空腔内，在磁场中进行湿式成形，但是由于加压注入时料浆的流动性差并且向金属模空腔的填充性低，因此所得成形体的尺寸为外径24.5mm×内径17.4mm×高度26.5mm。成形体的密度为3.80g/cm3。
通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径19.7mm×内径14.8mm×高度23.3mm的烧结体。烧结体的密度为7.57g/cm3。由于向上冲头侧的料浆填充性差，因此烧结体的上冲头侧变形微楕圆状。由于变形，因此不能将机械加工成所需制品尺寸的烧结体。对烧结体实施500℃×2小时的热处理，由变形部以外的部位切出5mm×7mm×1mm的试样。在厚度方向上重叠8片试样并测定磁特性。结果表示在表2及表3中。分析烧结体的组成，结果按质量为19.85％的Nd、8.95％的Pr、1.00％的Dy、1.02％的B、0.10％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.16％的O、0.07％的C、0.06％的N、其余为Fe。以EPMA对该烧结体进行线性分析，如图6所示，在实施例3及4的烧结体中不存在P的峰。
比较例5
通过与实施例3相同的方式在料浆注入孔的轴线方向与金属模模芯的半径方向一致的(θ＝0°)金属模空腔内加压注入以实施例3制作的料浆，在磁场中进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为4.29g/cm3。通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.1mm×内径15.1mm×高度25.9mm的烧结体。烧结体的密度为7.60g/cm3。在所得烧结体中的与注入孔呈180°的对向位置上产生长度方向的裂纹。由于裂纹，该烧结体没有能机械加工为所需的尺寸。在厚度方向上重叠8片由没有裂纹的部位切出的5mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性。结果表示在表2及表3中。
比较例6
通过与实施例3相同的方式在金属模空腔内加压注入以实施例3制作的料浆，在79.6kA/m(1.0kOe)的定向磁场中进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为4.32g/cm3。通过与实施例3相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.3mm×内径15.2mm×高度25.8mm的烧结体に。烧结体的密度为7.59g/cm3。对该烧结体实施500℃×2小时的热处理。
对该烧结体进行机械加工，从而形成外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸。进行4极磁化后测定表面磁通量密度，如表2及表3所示，峰值比实施例3低。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的5mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，如表2及表3所示，结果比实施例3低。
实施例8
以质量为基准，将由22.00％的Nd、5.50％的Pr、5.00％的Dy、1.03％的B、0.08％的Al、1.00％的Co、0.12％的Cu、0.10％的Ga、0.09％的O、0.03％的C、0.015％的N、其余为Fe组成的R-Fe-B系永磁体用的粗粉装入喷射式粉碎机中，用氮气置换其中气体后，以6.4×105Pa(6.5kgf/cm2)的压力以及20kg/h的粗粉供给量进行微粉碎。粉碎中，在喷射式粉碎机内引入微量的氧，将氮气中的氧浓度控制为0.080～0.120％。所得微粉的粒径为5.0μm。以质量为基准，微粉的组成为22.00％的Nd、5.50％的Pr、5.00％的Dy、1.03％的B、0.08％的Al、1.00％的Co、0.12％的Cu、0.10％的Ga、0.48％的O、0.06％的C、0.015％的N、其余为Fe。
将该微粉与矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)进行混合并作为料浆。矿物油含有5质量％次磷酸钠甘油溶液，使相对于矿物油的次磷酸钠的比例为0.2质量％。矿物油与粗粉的质量比为1∶3。通过与实施例3相同的方式在半径方向上外加定向磁场的环状金属模空腔内加压注入所得料浆，并进行湿式成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为4.45g/cm3。
在6.7Pa(5×10-5Torr)的减压下对该成形体进行1070℃×3小时的烧结，得到外径20.3mm×内径15.1mm×高度25.8mm的烧结体。烧结体的密度为7.61g/cm2。对烧结体实施550℃×2小时的热处理。将该烧结体机械加工为外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸，进行8极磁化。表面磁通量密度的测定结果表示在表2及表3中。另外，由烧结体切出与实施例3相同尺寸的试样并测定磁特性，结果良好，如表2及表3所示。另外，分析烧结体的组成，结果按质量为22.00％的Nd、5.50％的Pr、5.00％的Dy、1.03％的B、0.08％的Al、1.00％的Co、0.12％的Cu、0.10％的Ga、0.46％的O、0.06％的C、0.015％的N、0.02％的P、其余为Fe。
比较例7
将以实施例8制作的干燥微粉不与矿物油混合而填充在与实施例8相同的金属模空腔内，在239kA/m(3kOe)的定向磁场中以7.8×107Pa(0.8ton/cm2)的压力下进行成形，得到外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm的成形体。成形体的密度为3.78g/cm3。在2.7Pa(2×10-5Torr)的减压下对该成形体实施1070℃×3小时的烧结，得到外径20.1mm×内径15.0mm×高度25.9mm的烧结体。烧结体的密度为7.59g/cm3。对该烧结体实施550℃×2小时的热处理后，通过机械加工使成为外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸。对此进行8极磁化，沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果比实施例8低，如表2及表3所示。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的5mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，结果比实施例8低，如表2及表3所示。
比较例8
在实施例8的金属模空腔内将以实施例8制作的干燥微粉不与矿物油混合而从上面填充，在318kA/m(4kOe)的定向磁场中以7.8×107Pa(0.8ton/cm2)的压力进行成形而制作外径24.5mm×内径17.4mm×高度10.0mm的第一成形体。然后使下冲头下降，在第一成形体上再次填充干燥微粉，以7.8×107Pa(0.8ton/cm2)的压力制作容积与第一成形体相同并且与之一体化的第二成形体(外径24.5mm×内径17.4mm×高度10.0mm)。进而以相同的工序进行第三次的填充与成形，一体化制作等容积的第三成形体。所得的一体化成形体的尺寸为外径24.5mm×内径17.4mm×高度30.0mm。成形体的密度为3.74g/cm3。
在6.7Pa(5.0×10-5Torr)的减压下对该成形体进行1070℃×3小时的烧结，得到外径20.0mm×内径14.9mm×高度26.1mm的烧结体。烧结体的密度为7.58g/cm3。对该烧结体实施550℃×2小时的热处理后，通过机械的加工使成为外径19.6mm×内径15.4mm×高度25.0mm的尺寸。对此进行8极磁化，沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果如表2及表3所示高于比较例7但低于实施例8。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的5mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，结果如表2及表3所示高于比较例7但低于实施例8。另外，在烧结体的三级重叠成形的接缝部，表面磁通量密度产生局部的降低，与马达组装时的开坯特性比实施例8差。
表2
| No. | 成形体 | 烧结体的尺寸(1)(mm) | ||
| 尺寸(mm)(1) | 密度(g/cm3) | 加工前 | 加工后 | |
| 实施例3 | 24.5×17.4×30.0 | 4.30 | 20.0×15.0×26.0 | 19.6×15.4×25.0 |
| 实施例4 | 24.5×17.4×30.0 | 4.40 | 20.1×14.9×26.2 | 19.6×15.4×25.0 |
| 实施例5 | 24.5×17.4×30.0 | 4.25 | 19.9×15.1×26.1 | 19.6×15.4×25.0 |
| 实施例6 | 114.0×95.0×20.5 | 4.28 | 92.5×81.5×18.0 | 91.5×80.5×16.0 |
| 实施例7 | 50.0×40.0×76.0 | 4.15 | 40.4×35.0×65.2 | 40.0×35.4×64.2 |
| 实施例8 | 24.5×17.4×30.0 | 4.45 | 20.3×15.1×25.8 | 19.6×15.4×25.0 |
| 比较例3 | 24.5×17.4×30.0 | 4.35 | 20.2×15.1×25.9 | 加工时破损 |
| 比较例4 | 24.5×17.4×26.5 | 3.80 | 19.7×14.8×23.3 | 不能加工 |
| 比较例5 | 24.5×17.4×30.0 | 4.29 | 20.1×15.1×25.9 | 不能加工 |
| 比较例6 | 24.5×17.4×30.0 | 4.32 | 20.3×15.2×25.8 | 19.6×15.4×25.0 |
| 比较例7 | 24.5×17.4×30.0 | 3.78 | 20.1×15.0×25.9 | 19.6×15.4×25.0 |
| 比较例8 | 24.5×17.4×30.0 | 3.74 | 20.0×14.9×26.1 | 19.6×15.4×25.0 |
注：(1)尺寸为外径×内径×高度。
表3
| No. | B0的峰值(1)(×10-1T) | 磁特性 | ||
| Br(2)(kG) | iHc(3)(kOe) | (BH)max(4)(MGOe) | ||
| 实施例3 | 4.5(4极) | 13.4 | 16.0 | 41.1 |
| 实施例4 | 4.5(4极) | 13.4 | 16.4 | 41.2 |
| 实施例5 | 4.6(4极) | 13.5 | 15.8 | 41.6 |
| 实施例6 | 5.2(16极) | 13.6 | 15.5 | 42.2 |
| 实施例7 | 4.3(8极) | 13.4 | 16.2 | 41.0 |
| 实施例8 | 2.9(8极) | 12.2 | 23.5 | 34.5 |
| 比较例3 | 未评价 | 13.4 | 16.9 | 41.3 |
| 比较例4 | 未评价 | 13.3 | 16.4 | 40.2 |
| 比较例5 | 未评价 | 13.4 | 16.2 | 41.1 |
| 比较例6 | 3.2(4极) | 11.8 | 18.3 | 29.5 |
| 比较例7 | 2.9(8极) | 11.4 | 24.0 | 28.6 |
| 比较例8 | 3.1(8极) | 11.8 | 23.8 | 31.0 |
注(1)B0为沿着轴线方向磁极测定的表面磁通量密度，括弧内表示磁极数。
(2)×10-1T。
(3)×79.6kA/m。
(4)×7.96kJ/m3。
实施例9
以质量为基准，将由20.50％的Nd、9.25％的Pr、0.25％的Dy、1.03％的B、0.08％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.13％的O、0.04％的C、0.02％的N、其余为Fe组成的R-Fe-B系永磁体用的粗粉装入喷射式粉碎机中，用氮气置换其中气体后，以6.9×105Pa(7.0kgf/cm2)的压力以及20kg/h的粗粉供给量进行微粉碎。将所得微粉直接回收在设置于喷射式粉碎机排出口的矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中而不与大气接触，作为料浆。
预先混合5质量％次磷酸钠甘油溶液，使在该矿物油中相对于矿物油的次磷酸钠的比例为0.2质量％。矿物油与粗粉的质量比为1∶3。微粉的平均粒径为4.7μm。将通过这种方式制作的料浆加压注入图2所示的料浆注入孔5的轴线与金属模模芯4的半径的角度θ为45°的金属模内。外加于空腔的半径方向的定向磁场强度为239kA/m(约3kOe)，料浆的注入压力为2.9×105Pa(约3kgf/cm2)。料浆注入后，将定向磁场强度维持在239kA/m(约3kOe)的状态直接以3.9×107Pa(约0.4ton/cm2)的压力在磁场中进行湿式成形，得到外径25.3mm×内径17.5mm×高度21.8mm的成形体。成形体的密度为4.40g/cm3。
在6.7Pa(约5.0×10-2Torr)的减压下对该成形体进行180℃×4小时的脱油处理，然后在6.7×10-2Pa(约5.0×10-4Torr)的减压下进行1040℃×3小时的烧结。所得烧结体的尺寸为外径20.6mm×内径15.3mm×高度18.8mm，密度为7.56g/cm3。对烧结体实施480℃×2小时的热处理。对该烧结体进行机械加工，从而形成外径20.1mm×内径15.9mm×高度17.2mm的尺寸。收率(制品重量/加工前的烧结体重量)为72.7％。收率有时也称为加工率。
用霍尔传感器的探针测定4极磁化后的环状磁体外周面上的沿着轴线方向磁极表面磁通量密度B0。由表面磁通量密度B0的测定结果，计算出表面磁通量密度B0的峰值(最大值)以及表面磁通量密度B0的偏差[(B0的最大值-B0的最小值)/B0的最大值]×100(％)。结果表示在表4以及图7中。在图7中，纵轴表示沿着环状磁体的轴线方向磁极的表面磁通量密度B0(T)，横軸表示沿着环状磁体的轴线方向使探针移动的距離(mm)。距離H相当于环状磁体的轴线方向长度(17.2mm)。由表4可以看出表面磁通量密度B0的峰值高，表面磁通量密度B0的偏差小。
如图3所示，由通过同样方式制作的烧结体20切出4mm×7mm×1mm的试样21b，在厚度方向上重叠8片试样21b并测定磁特性，结果具有表4以及表5所示的高值。分析烧结体的组成，结果按质量为20.50％的Nd、9.25％的Pr、0.25％Dy、1.03％的B、0.08％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.15％的O、0.06％的C、0.05％的N、0.018％的P、其余为Fe。另外，以EPMA对试样21b进行线性分析，结果如图8所示可以确认P的峰。由图8可知P主要存在于晶粒界的富含稀土类的相中。
实施例10
通过与实施例9相同的方式对与实施例9相同的粗粉进行微粉碎，回收在矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中，作为料浆。矿物油与微粉的质量比为1∶3。所得微粉的平均粒径为4.6μm。在该料浆中混合10质量％次磷酸钠乙醇溶液，使相对于矿物油的次磷酸钠的比例为0.4质量％。通过与实施例9相同的方式在料浆注入孔的轴线与金属模模芯的半径的角度θ为30°的金属模空腔内加压注入该料浆，在磁场中进行湿式成形，得到外径25.3mm×内径17.5mm×高度21.8mm的成形体。成形体的密度为4.35g/cm3。每小时制造成形体个数为123个。制品的收率为72.9％。
通过与实施例9相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.6mm×内径15.3mm×高度18.75mm的烧结体。烧结体的密度为7.55×g/cm3。对该烧结体实施480℃×2小时的热处理。对该烧结体进行机械加工，从而形成外径20.1mm×内径15.9mm×高度17.2mm的尺寸。通过与实施例9相同的方式进行4极磁化后，测定沿着轴线方向磁极表面磁通量密度B0，结果如表4所示，表面磁通量密度B0显示高的峰值。另外，计算表面磁通量密度B0的轴线方向偏差，结果较小，如表4所示。
如图3所示，通过与实施例9相同的方式由烧结体切出试样。磁特性的测定结果表示在表5中。分析烧结体的组成，结果按质量为20.50％的Nd、9.25％的Pr、0.25％的Dy、1.03％的B、0.08％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.16％的O、0.07％的C、0.06％的N、0.037％的P、其余为Fe。另外，以EPMA对该烧结体进行线性分析，结果如图9所示，可以确认P的峰。
实施例11
通过与实施例9相同的方式在料浆注入孔的轴线与金属模模芯的半径的角度θ为60°的金属模空腔内加压注入以实施例9制作的料浆，在磁场中进行湿式成形。但是，改变了金属模空腔部的尺寸。外加于空腔的半径方向的定向磁场强度为398kA/m(约5kOe)，注入压力为5.9×105Pa(约6kgf/cm2)。在料浆注入后，将定向磁场强度维持在398kA/m(约5kOe)的状态下直接以7.8×107Pa(约0.8ton/cm2)的压力在磁场中进行湿式成形，得到外径33.4mm×内径24.3mm×高度55.1mm的成形体。每小时制造成形体的个数为125个。成形体的密度为4.45g/cm3。
通过与实施例9相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径27.4mm×内径21.1mm×高度47.4mm的烧结体。烧结体的密度为7.57g/cm3。对该烧结体实施480C×2小时的热处理。对该烧结体进行机械加工，从而形成外径26.8mm×内径21.8mm×高度45.0mm的尺寸。制品收率为75.5％。
进行4极磁化并沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果其峰值以及偏差良好，如表4所示。在厚度方向上重叠8片由由烧结体切出的4mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，结果具有表5所示的高值。
实施例12
通过与实施例11相同的方式在半径方向外加159kA/m(约2kOe)的定向外加磁场的金属模空腔内以3.9×105Pa(约4kgf/cm2)的压力注入以实施例11制作的料浆，在磁场中进行湿式成形。从料浆的注入开始0.5秒后使定向磁场的强度增加至318kA/m(约4kOe)，注入结束后，在维持该磁场强度的状态下直接在磁场中进行湿式成形，得到外径33.4mm×内径24.3mm×高度54.8mm的成形体。成形体的密度为4.45g/cm3。每小时制造成形体的个数为121个。
通过与实施例9相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径27.4mm×内径21.1mm×高度47.1mm的烧结体。烧结体的密度为7.57g/cm3。通过与实施例9相同的方式对该烧结体进行热处理，机械加工成外径26.8mm×内径21.8mm×高度45.0mm的尺寸。制品的收率为6.0％。
测定4极磁化后的表面磁通量密度B0，结果其峰值及偏差良好，如表4所示。另外，通过与实施例9相同的方式测定切出试样的磁性，结果具有表5所示的高值。
实施例13
通过与实施例9相同的方式在料浆注入孔的轴线与金属模模芯的半径的角度θ为15°的金属模空腔内加压注入以实施例9制作的料浆，在磁场中进行湿式成形。但是，改变了金属模空腔部的尺寸。外加于空腔半径方向的定向磁场的强度为223kA/m(2.8kOe)，注入压力为3.9×105Pa(约4kgf/cm2)。料浆注入后，在维持定向磁场强度为223kA/m(2.8kOe)的状态下直接以3.9×107Pa(约0.4ton/cm2)的压力在磁场中进行湿式成形，得到外径17.9mm×内径11.1mm×高度16.4mm的成形体。成形体的密度为4.40g/cm3。每小时制造成形体的个数为140个。
该成形体を通过与实施例9相同的方式脱油、烧结，得到外径14.6mm×内径9.6mm×高度14.2mm的烧结体。烧结体的密度为7.58g/cm3。对该烧结体实施480C×2小时的热处理。对该烧结体进行机械加工，从而形成外径14.0mm×内径10.0mm×高度12.5mm的尺寸。制品的收率为69.8％。
进行4极磁化并沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果其峰值及其偏差良好，如表4所示。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的3mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，结果具有表5所示的高值。
比较例9
通过与实施例9相同的方式对与实施例9相同的粗粉进行微粉碎，回收在矿物油(「ス一パ一ゾルPA30」、出光兴产(株)制)中，作为料浆。矿物油与微粉的质量比为1∶3。所得微粉的平均粒径为4.6μm。在矿物油以及料浆中不混合次磷酸钠甘油溶液或次磷酸钠乙醇溶液。通过与实施例9相同的方式加压注入该料浆，在磁场中进行湿式成形。但是，由于料浆的流动性差，因此向金属模空腔的填充性低，所得成形体的尺寸为外径25.3mm×内径17.5mm×高度19.5mm。成形体的密度为3.85g/cm3。每小时制造成形体的个数为116个。
通过与实施例9相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.3mm×内径15.0mm×高度15.9mm的烧结体。烧结体的密度为7.55g/cm3。但是，由于料浆的填充性差，烧结体的上冲头侧部分变形为楕圆状，即使对烧结体进行机械加工，也没有形成制品尺寸。对烧结体实施480℃×2小时的热处理。由变形部以外的部位切出4mm×7mm×1mm的试样，在厚度方向上重叠8片试样并测定磁特性。结果表示表4以及表5中。分析烧结体的组成，结果按质量为20.50％的Nd、9.25％的Pr、0.25％的Dy、1.03％的B、0.08％的Al、2.00％的Co、0.10％的Cu、0.15％的O、0.07％的C、0.05％的N、其余为Fe。以EPMA对该烧结体进行线性分析，如图10所示，确认没有P的峰。
比较例10
通过与实施例9相同的方式在料浆注入孔的轴线方向为金属模模芯的半径方向的(θ＝0°)金属模空腔内加压注入以实施例9制作的料浆，在磁场中进行湿式成形，得到外径25.3mm×内径17.5mm×高度21.7mm的成形体。成形体的密度为4.38g/cm3。每小时制造成形体的个数为118个。
通过与实施例9相同的方式对该成形体进行脱油、烧结，得到外径20.6mm×内径15.3mm×高度18.7mm的烧结体。烧结体的密度为7.56g/cm3。在烧结体中与注入孔呈180°反向位置上产长度方向裂纹。由于裂纹，即使对烧结体进行机械加工也不能形成制品尺寸。在厚度方向上重叠8片由没有裂纹的部位切出的4mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性。结果表示在表5中。
比较例11
以质量为基准，将由22.25％的Nd、10.00％的Pr、0.25％的Dy、1.03％的B、0.07％的Al、2.00％的Co、0.12％的Cu、0.10％的Ga、0.15％的O、0.03％的C、0.015％的N、其余为Fe组成的R-Fe-B系永磁体用的粗粉装入喷射式粉碎机中，用氮气置换其中气体后，以6.4×105Pa(6.5kgf/cm2)的压力以及30kg/h的粗粉供给量进行微粉碎。微粉碎中，在喷射式粉碎机内引入微量的氧，将氮气中的氧浓度控制为0.080～0.120％。所得微粉的粒径为4.8μm，以质量为基准，其组成为22.25％的Nd、10.00％的Pr、0.25％的Dy、1.03％的B、0.07％的Al、2.00％的Co、0.12％的Cu、0.10％的Ga、0.52％的O、0.06％的C、0.015％的N、其余为Fe。
除了没有料浆的注入孔并且空腔深深度为1/3之外，不将所得干燥微粉与矿物油混合而直接由上填充在与实施例9相同的金属模空腔内，在398kA/m(约5kOe)的定向磁场中以7.8×107Pa(约0.8ton/cm2)的压力制作第一成形体。然后使下冲头下降，在第一成形体上再次填充干燥微粉，以7.8×107Pa(0.8ton/cm2)的压力制作容积与第一成形体相同并且与之一体化的第二成形体。进而再以相同的工序进行第三次的填充与成形，一体化制作同容积的第三成形体。所得一体化成形体的尺寸为外径25.3mm×内径17.5mm×高度21.5mm。成形体的密度为3.80g/cm3。每小时制造成形体的个数为48个。
在6.7×10-3Pa(约5×10-5Torr)的减压下对该成形体进行1070℃×3小时的烧结，得到外径20.7mm×内径15.4mm×高度18.8mm的烧结体。烧结体的密度为7.52g/cm3。该对该烧结体实施480C×2小时的热处理。进而通过机械的加工形成外径20.1mm×内径15.9mm×高度17.2mm的尺寸。制品的收率为72.3％。
对该烧结体进行4极磁化，沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果如表4及图11所示，峰值低于实施例9，偏差受三级成形的接合部的影响大。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的4mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，结果低于实施例9，如表5所示。另外，烧结体的表面磁通量密度B0，在三极重叠成形的接合部产生局部降低，在与马达组装时的开坯特性比实施例9大。
比较例12
除了没有料浆的注入孔并且空腔深深度为1/3之外，不将干燥微粉与矿物油混合而直接由上填充在与比较例11相同的金属模空腔内。在478kA/m(约6kOe)的定向磁场中以7.8×107Pa(约0.8ton/cm2)的压力制作第一成形体。然后使下冲头下降，在第一成形体上再次填充干燥微粉，以7.8×107Pa(0.8ton/cm2)的压力制作容积与第一成形体相同并且与之一体化的第二成形体。进而再以相同的工序进行第三次的填充与成形，一体化制作同容积的第三成形体。所得一体化成形体的尺寸为外径33.4mm×内径24.3mm×高度54.6mm。成形体的密度为3.75g/cm3。每小时制造成形体的个数为45个。
在6.7×10-3Pa(约5×10-5Torr)的减压下对该成形体进行1070℃×3小时的烧结，得到外径27.3mm×内径21.4mm×高度47.5mm的烧结体。烧结体的密度为7.51g/cm3。该对该烧结体实施480C×2小时的热处理。进而通过机械的加工形成外径26.8mm×内径21.8mm×高度45.0mm的尺寸。制品的收率为80.1％。对此进行4极磁化，沿着轴线方向磁极测定表面磁通量密度，结果如表4所示，峰值低于实施例11，偏差大。在厚度方向上重叠8片由烧结体切出的4mm×7mm×1mm的试样并测定磁特性，结果低于实施例11，如表5所示。另外，另外，烧结体的表面磁通量密度B0，在三极重叠成形的接合部产生局部降低，在与马达组装时的开坯特性比实施例11大。
比较例13
以质量为基准，将由30.0％的Nd、0.90％的B、5.00％的Co、0.20％的Ga、其余为Fe组成的母合金装入下部具有孔的石英喷嘴中，将石英喷嘴内减压至0.4Pa(约3×10-3Torr)。引入Ar气直至压力变为5.3×104Pa(约400Torr)的压力，在该气氛中高频熔解母合金，使所得熔浆喷在以270g/cm3的Ar压力、周速30m/s旋转的Be-Cu棍上。由此得到平均厚度30μm的薄带状合金。
将薄带状合金粗粉碎至500μm以下，在所得粗粉中混合0.2质量％的鳞状石墨与0.3质量％的硼硅酸铋系的低熔点非晶質玻璃。以4.9×108Pa(约5ton/cm2)的压力对所得粗粉混合物进行冷冲压，形成密度为5.8g/cm3的压粉体。在0.67Pa(5.0×10-3Torr)的真空中以740℃及2×108Pa(2ton/cm2)的条件对该压粉体进行热压，形成密度为7.40g/cm3的烧结体。在0.67Pa(5.0×10-3Torr)的真空中以740℃对该烧结体进一步进行热塑性加工，形成外径22.0mm×内径14.5mm×高度48.0mm、底部厚度为10mm的杯形体。为了赋予径向各向异性，每小时的热塑性加工数很少，为3个。通过机械加工切除杯形体的底部。另外，也切除与底部相对侧的产生裂纹的端部。机械加工所得环状的内周以及外周，从而形成外径20.1mm×内径15.9mm×高度28.0mm的制品尺寸。相对于制品热塑性加工体的重量保持率为17.0％，较低。
通过与实施例9相同的方式对该环状磁体进行4极磁。对表面磁通量密度进行测定，结果如表4以及图12所示，峰值低于实施例9，另外，轴线方向两端部的表面磁通量密度低，表面磁通量密度的偏差大。测定由制品切出的4mm×7mm×1mm的试样的磁性性，结果低于实施例9，如表5所示。另外，将制品组装在马达上时的开坯特性比实施例9大。
比较例14
通过与比较例13相同的方式将以质量计由28.0％的Nd、0.50％的Ce、0.90％的B、3.0％的Co、0.15％的Ga、其余为Fe组成的母合金制作薄带，对薄带进行粉碎并形成粗粉。通过与比较例13相同的方式由该粗粉制作5.7g/cm3的压粉体，在0.4Pa(3×10-3Torr)的真空中以720℃热压成7.30g/cm3的密度通过与比较例13相同的方式在0.4Pa(3×10-3Torr)的真空中以720℃对所得冲压体进行热塑性加工，得到外径30.0mm×内径19.5mm×高度65.0mm、底部厚度为10mm的杯形体。每小时的热塑性加工数为4个。
通过机械加工切除杯形体的底部。另外，也切除与底部相对侧的产生裂纹的端部。机械加工所得环状的内周及外周，从而形成外径26.8mm×内径21.8mm×高度45.0mm的制品尺寸。相对于制品热塑性加工体的重量保持率为29.1％，较低。
通过与实施例11相同的方式对该制品进行4极磁化。对表面磁通量密度进行测定，结果如表4所示，峰值比实施例11低，轴线方向两端部的表面磁通量密度B0低，表面磁通量密度B0的偏差大。对由制品切出的4mm×7mm×1mm的试样的磁性性进行测定，结果如表5所示，比实施例11低。另外，与马达组装时的开坯特性比实施例11大。
表4
| No. | 成形体 | 烧结体的尺寸(1)(mm) | |||
| 尺寸(mm)(1) | 密度(g/cm3) | 生产性(个/h) | 加工前 | 加工后 | |
| 实施例9 | 25.3×17.5×21.8 | 4.40 | 120 | 20.6×15.3×18.8 | 20.1×15.9×17.2 |
| 实施例10 | 25.3×17.5×21.8 | 4.35 | 123 | 20.6×15.3×18.75 | 20.1×15.9×17.2 |
| 实施例11 | 33.4×24.3×55.1 | 4.45 | 125 | 27.4×21.1×47.4 | 26.8×21.8×45.0 |
| 实施例12 | 33.4×24.3×54.8 | 4.45 | 121 | 27.4×21.1×47.1 | 26.8×21.8×45.0 |
| 实施例13 | 17.9×11.1×16.4 | 4.40 | 140 | 14.6×9.6×14.2 | 14.0×10.0×12.5 |
| 比较例9 | 25.3×17.5×19.5 | 3.85 | 116 | 20.3×15.0×15.9 | - |
| 比较例10 | 25.3×17.5×21.7 | 4.38 | 118 | 20.6×15.3×18.7 | - |
| 比较例11 | 25.3×17.5×21.5 | 3.80 | 48 | 20.7×15.4×18.8 | 20.1×15.9×17.2 |
| 比较例12 | 33.4×24.3×54.6 | 3.75 | 45 | 27.3×21.4×47.5 | 26.8×21.8×45.0 |
| 比较例13 | - | - | 3 | 22.0×14.5×48.0 | 20.1×15.9×28.0 |
| 比较例14 | - | - | 4 | 30.0×19.5×65.0 | 26.8×21.8×45.0 |
注：(1)尺寸为外径×内径×高度。
表5
| No. | 收率(％) | B0的峰值(1)(×10-1T) | B0的偏差(％) | 磁特性 | ||
| Br(2)(kG) | iHc(3)(kOe) | (BH)max(4)(MGOe) | ||||
| 实施例9 | 72.7 | 5.0(4极) | 2.5 | 13.8 | 15.8 | 43.5 |
| 实施例10 | 72.9 | 5.1(4极) | 2.7 | 13.9 | 15.5 | 44.3 |
| 实施例11 | 75.5 | 5.6(4极) | 3.0 | 14.1 | 15.0 | 45.7 |
| 实施例12 | 76.0 | 5.5(4极) | 2.8 | 14.0 | 15.2 | 45.0 |
| 实施例13 | 69.8 | 4.6(4极) | 2.6 | 13.7 | 16.4 | 42.5 |
| 比较例9 | - | - | - | 13.7 | 16.1 | 42.8 |
| 比较例10 | - | - | - | 13.8 | 15.7 | 43.4 |
| 比较例11 | 72.3 | 4.5(4极) | 14.5 | 12.6 | 16.7 | 36.1 |
| 比较例12 | 80.1 | 5.0(4极) | 15.0 | 12.7 | 16.5 | 37.2 |
| 比较例13 | 17.0 | 4.7(4极) | 8.0 | 12.9 | 12.3 | 37.0 |
| 比较例14 | 29.1 | 5.2(4极) | 7.5 | 13.1 | 11.0 | 38.6 |
注(1)B0为沿着轴线方向磁极测定的表面磁通量密度，括弧内表示磁极数。
(2)×10-1T。
(3)×79.6kA/m。
(4)×7.96kJ/m3。
本发明的烧结永磁体通过含有所需量的P，可以具有改善的顽磁力iHc。另外，根据本发明的方法，可以制造不发生变形或裂纹并且磁的定向性优良的径向各向异性烧结型R-Fe-B系永磁体。本发明的烧结永磁体，尤其适用于在马达等中使用的环状磁体。
Claims (25)
1.一种烧结型永磁体，其特征在于，按质量含有27～33.5％的R，其中R为至少一种包括Y的稀土类元素、0.5～2％的B、0.002～0.15％的N、0.25％以下的O、0.15％以下的C、0.001～0.05％的P、其余为Fe，顽磁力iHc在1MA/m以上。
2.根据权利要求1所述的烧结型永磁体，其特征在于，P为0.003～0.05质量％。
3.根据权利要求2所述的烧结型永磁体，其特征在于，P为0.008～0.05质量％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，以质量为基准，部分Fe可以被选自由0～1％的Nb、0.01～1％的Al、0～5％的Co、0.01～0.5％的Ga、0～1％的Cu组成的一组中的至少一种取代。
5.根据权利要求4所述的烧结型永磁体，其特征在于，Nb为0.05～1质量％。
6.根据权利要求4或5所述的烧结型永磁体，其特征在于，Al为0.01～0.3质量％。
7.根据权利要求4～6中任一项所述的烧结型永磁体に，其特征在于，Co为0.3～5质量％。
8.根据权利要求7所述的烧结型永磁体，其特征在于，Co为0.3～4.5质量％。
9.根据权利要求4～8中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，Ga为0.03～0.4质量％。
10.根据权利要求4～9中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，Cu为0.01～1质量％。
11.根据权利要求10所述的烧结型永磁体，其特征在于，Cu为0.01～0.3质量％。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，O为0.05～0.25质量％。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，C为0.01～0.15质量％。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，为具有10～100mm的外径、8～96mm的内径、以及10～70mm的高度的环状，在外周面上沿着轴线方向延伸多个磁极。
15.根据权利要求14所述的烧结型永磁体，其特征在于，环状的轴线方向的磁极上的表面磁通量密度B0的分布在B0的最大值的92.5％以上的范围内。
16.根据权利要求15所述的烧结型永磁体，其特征在于，所述表面磁通量密度B0的偏差在5％以内。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，所述R为27～32质量％。
18.根据权利要求1～16中任一项所述的烧结型永磁体，其特征在于，所述R为超过32质量％并且在33.5质量％以下。
19.一种烧结型永磁体，其特征在于，以质量为基准，由超过32％并且在33.5％以下的R(R为至少一种包括Y的稀土类元素)、0.5～2％的B、超过0.25％并且在0.6％以下的O、0.01～0.15％的C、0.002～0.05％的N、0.001～0.05％的P、其余为Fe组成，为外径10～100mm、内径8～96mm、高度10～70mm的环状，在环状的圆周方向具有磁的各向异性，环状轴线方向中磁极上的表面磁通量密度B0的分布在B0最大值的92.5％以上的范围内。
20.根据权利要求19所述的烧结型永磁体，其特征在于，所述表面磁通量密度B0的偏差在5％以内。
21.一种烧结型永磁体的制造方法，(a)粉碎稀土类磁体材料使成为微粉，直接回收在矿物油、合成油或它们混合油中作为料浆；(b)将所述料浆加压注入金属模的空腔内，在其中，于磁场中进行湿式成形；(c)在减压下对所得成形体进行加热并从所述成形体上除去所述矿物油、所述合成油或它们的混合油；(d)在真空中对所述成形体进行烧结；其特征在于，为了加压注入所述料浆，开口于所述金属模空腔的孔的轴线方向偏离所述金属模的中心模芯的中心。
22.根据权利要求21所述的烧结型永磁体的制造方法，其特征在于，所述微粉的氧含有量超过0.25质量％并且在0.6质量％以下。
23.一种烧结型永磁体的制造方法，(a)粉碎稀土类磁体材料使成为微粉，直接回收在矿物油、合成油或它们混合油中作为料浆；(b)将所述料浆加压注入金属模的空腔内，在其中，于磁场中进行湿式成形；(c)在减压下对所得成形体进行加热并从所述成形体上除去所述矿物油、所述合成油或它们的混合油；(d)在真空中对所述成形体进行烧结；其特征在于，在所述矿物油、合成油或它们的混合油中混合作为提高流动性物质的次磷酸钠。
24.一种烧结型永磁体的制造方法，(a)粉碎稀土类磁体材料使成为微粉，直接回收在矿物油、合成油或它们混合油中作为料浆；(b)将所述料浆加压注入金属模的空腔内，在其中，于磁场中进行湿式成形；(c)在减压下对所得成形体进行加热并从所述成形体上除去所述矿物油、所述合成油或它们的混合油；(d)在真空中对所述成形体进行烧结；其特征在于，为了加压注入所述料浆，开口于所述金属模空腔的孔的轴线方向偏离所述金属模的中心模芯的中心，并且在所述矿物油、合成油或它们的混合油中混合作为提高流动性物质的次磷酸钠。
25.根据权利要求23或24所述的烧结型永磁体的制造方法，其特征在于，将次磷酸钠形成为甘油或乙醇溶液而添加。
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