DE102020203497A1

DE102020203497A1 - Permanentmagnet auf R-T-B Basis

Info

Publication number: DE102020203497A1
Application number: DE102020203497.4A
Authority: DE
Inventors: Makoto Iwasaki; Akihiro Harada
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-03-20
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-10-01
Also published as: US20200303097A1; US11244778B2; JP2020155636A; JP7293772B2; CN111724958A; CN111724958B

Abstract

Ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, wobei R eines oder mehrere Seltenerdelemente ist, T eine Kombination von Fe und Co ist und B Bor ist. Der Permanentmagneten auf R-T-B Basis umfasst M, C und N, wobei M zwei oder mehrere, gewählt aus Cu, Ga, Mn, Zr und AI und mindestens Cu und Ga umfasst. Der Gesamtgehalt an R beträgt 29,0 Masse-% oder mehr und 33,5 Masse-% oder weniger, der Gehalt an Co beträgt 0,10 Masse-% oder mehr und 0,49 Masse-% oder weniger, der Gehalt an B beträgt 0,80 Masse-% oder mehr und 0,96 Masse-% oder weniger, ein Gesamtgehalt an M beträgt 0,63 Masse-% oder mehr und 4,00 Masse-% oder weniger, der Gehalt an Cu beträgt 0,51 Masse-% oder mehr und 0,97 Masse-% oder weniger, der Gehalt an Ga beträgt 0,12 Masse-% oder mehr und 1,07 Masse-% oder weniger, der Gehalt an C beträgt 0,065 Masse-% oder mehr und 0,200 Masse-% oder weniger, der Gehalt an N beträgt 0,023 Masse-% oder mehr und 0,323 Masse-% oder weniger und Fe ist ein wesentlicher Rest.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Permanentmagneten auf R-T-B Basis.
Hintergrund
Das Patentdokument 1 offenbart einen Sintermagneten auf R-T-B-Basis mit R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Eine Korngrenze, die zwischen zwei oder mehreren benachbarten R₂T₁₄B-Kristallkörnern gebildet wird, weist einen konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil auf, in dem die Konzentrationen von R, Ga, Co, Cu und N höher sind als in den R₂T₁₄B-Kristallkörnern. Das Patentdokument 1 offenbart auch, dass der gesinterte Magnet auf R-T-B-Basis eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit und gute magnetische Eigenschaften aufgrund des oben genannten Merkmals aufweist.
Patentdokument 1: WO 2015/020180
Zusammenfassung
Derzeit besteht eine Nachfrage nach einem Permanentmagneten auf R-T-B Basis mit guten magnetischen Eigenschaften und Korrosionsbeständigkeit.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, einen Permanentmagneten auf R-T-B Basis bereitzustellen, der eine gute magnetische Restflussdichte Br, Koerzitivfeldstärke HcJ und Korrosionsbeständigkeit aufweist.
In Reaktion auf den oben genannten Gegenstand ist der Permanentmagneten auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Erfindung ein Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, bei dem R ein oder mehrere Seltenerdelemente ist, T eine Kombination von Fe und Co ist und B Bor ist, wobei

der Permanentmagnet auf R-T-B Basis M, C und N umfasst, und
M zwei oder mehrere, ausgewählt aus Cu, Ga, Mn, Zr und AI und mindestens Cu und Ga umfasst, sowie
in Bezug auf zu 100 Masse-% des gesamten Permanentmagneten auf R-T-B Basis der Gesamtgehalt an R 29,0 Masse-% oder mehr und 33,5 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gehalt an Co 0,10 Masse-% oder mehr und 0,49 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gehalt an B 0,80 Masse-% oder mehr und 0,96 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gesamtgehalt an M 0,63 Masse-% oder mehr und 4,00 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gehalt an Cu 0,51 Masse-% oder mehr und 0,97 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gehalt an Ga 0,12 Masse-% oder mehr und 1,07 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gehalt an C 0,065 Masse-% oder mehr und 0,200 Masse-% oder weniger beträgt,
der Gehalt an N 0,023 Masse-% oder mehr und 0,323 Masse-% oder weniger beträgt, und Fe ein wesentlicher Rest ist.

Ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung zeigt gute Br, HcJ und Korrosionsbeständigkeit.
Der Gehalt an Mn kann 0,02 Masse-% oder mehr und 0,08 Masse-% oder weniger betragen.
Der Gehalt an Zr kann 0,15 Masse-% oder mehr und 0,42 Masse-% oder weniger betragen.
Der Gehalt an AI kann 0,08 Masse-% oder mehr und 0,41 Masse-% oder weniger betragen.
Der Gesamtgehalt an Co, Cu und AI kann 1,00 Masse-% oder mehr und 2,00 Masse-% oder weniger betragen.
Der Gesamtgehalt an Co und Mn kann 0,40 Masse-% oder mehr und 1,00 Masse-% oder weniger betragen.
Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
< Permanentmagnet auf R-T-B Basis >
Beschrieben wird ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis umfasst Hauptphasenkörner, die aus Kristallkörnern mit einer Kristallstruktur vom R₂T₁₄B-Typ bestehen. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform weist Korngrenzen auf, die zwischen zwei oder mehr benachbarten Hauptphasenkörnern vorhanden sind. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann einen konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil in den Korngrenzen aufweisen, wobei die Konzentrationen von R, Ga, Co, Cu und N höher sind als in den Hauptphasenkörnern.
Eine durchschnittliche Korngröße der Hauptphasenkörner beträgt in der Regel 1 µm bis 30 µm oder so.
Die Korngrenzen umfassen eine Korngrenze, die zwischen zwei benachbarten Hauptphasenkörnern vorhanden ist(Zwei-Korn-Grenze), und eine Korngrenze, die von drei oder mehr benachbarten Hauptphasenkörnern umgeben ist (Korngrenzen-Multiple-Junction). Der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil ist ein Bereich, der in den Korngrenzen existiert und eine höhere Konzentration von R, Ga, Co, Cu und N aufweist als in den Hauptphasenkörnern. Der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil kann andere Komponenten enthalten, wenn R, Ga, Co, Cu und N als Hauptkomponenten enthalten sind.
Die Korngrenzen des Permanentmagneten auf R-T-B Basis umfassen gemäß der vorliegenden Ausführungsform mindestens den oben genannten konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil. Zusätzlich zum konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil kann er eine R-reiche Phase mit einer höheren R-Konzentration, eine B-reiche Phase mit einer höheren Bor (B)-Konzentration und dergleichen, als die R₂T₁₄B-Kristallkörner enthalten.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann ein Sinterkörper sein, der aus einer Legierung auf R-T-B Basis gebildet ist.
R stellt mindestens ein Element dar, das aus einem Seltenerdelement ausgewählt wurde. Das Seltenerdelement umfasst Sc, Y und Lanthanoid, die zu einer dritten Gruppe eines Langperiodensystems gehören. Zum Beispiel umfasst das Lanthanoid La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu und dergleichen. Ein Seltenerdelement wird als ein leichtes Seltenerdelement und ein schweres Seltenerdelement klassifiziert. Ein schweres Seltenerdelement umfasst Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu. Ein leichtes Seltenerdelement ist ein anderes Seltenerdelement als das schwere Seltenerdelement. In der vorliegenden Ausführungsform kann R Nd und/oder Pr umfassen, unter dem Gesichtspunkt einer angemessenen Kontrolle der Herstellungskosten und der magnetischen Eigenschaften. Ferner kann sowohl das leichte Seltenerdelement als auch das schwere Seltenerdelement enthalten sein, unter dem Gesichtspunkt der Vergrößerung von HcJ. Der Gehalt des schweren Seltenerdelements ist nicht besonders beschränkt und das schwere Seltenerdelement kann nicht enthalten sein. Der Gehalt des schweren Seltenerdelements beträgt z.B. 5 Masse-% oder weniger (einschließlich 0 Masse-%).
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist T eine Kombination aus Fe und Co und B ist Bor.
Der Gehalt an R in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform beträgt 29,0 Masse-% oder mehr und 33,5 Masse-% oder weniger. Wenn der Gehalt an R zu niedrig ist, werden die Hauptphasenkörner des Permanentmagneten auf R-T-B Basis nicht ausreichend gebildet. Daher neigen α-Fe und dergleichen, die weichmagnetisch sind, zur Ausscheidung und HcJ neigt dazu sich zu verringern. Wenn der Gehalt an R zu hoch ist, verringert sich ein Volumenverhältnis der Hauptphasenkörner des Permanentmagneten auf R-T-B Basis und Br verringert sich.
Der Gehalt an B in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform beträgt 0,80 Masse-% oder mehr und 0,96 Masse-% oder weniger und kann 0,80 Masse-% oder mehr und 0,90 Masse-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an B zu niedrig ist, verringert sich HcJ und die Sinterfähigkeit nimmt ab. Wenn der Gehalt an B zu hoch ist, tritt wahrscheinlich ein anormales Kornwachstum auf und Br und die Korrosionsbeständigkeit verringern sich.
T ist eine Kombination aus Fe und Co. Der Gehalt an Co des auf Permanentmagneten auf R-T-B Basis beträgt gemäß der vorliegenden Ausführungsform 0,10 Masse-% oder mehr und 0,49 Masse-% oder weniger, kann 0,10 Masse-% oder mehr und 0,44 Masse-% oder weniger betragen, kann 0,20 Masse-% oder mehr und 0,42 Masse-% oder weniger betragen und kann 0,20 Masse-% oder mehr und 0,39 Masse-% oder weniger betragen. Wenn der Gehalt an Co zu niedrig ist, wird es schwierig, den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil zu bilden und die Korrosionsbeständigkeit verringert sich. Wenn der Gehalt an Co zu hoch ist, verringern sich Br und HcJ. Außerdem neigt der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform dazu, teuer zu werden.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform umfasst ferner M. M ist mindestens zwei, gewählt aus Cu, Ga, Mn, Zr und AI und enthält mindestens Cu und Ga. Der Gesamtgehalt an M ist nicht besonders beschränkt und beträgt 0,63 Masse-% oder mehr und 4,00 Masse-% oder weniger.
Der Gehalt an Cu des Permanentmagneten auf R-T-B Basis beträgt gemäß der vorliegenden Ausführungsform 0,51 Masse-% oder mehr und 0,97 Masse-% oder weniger, kann 0,53 Masse-% oder mehr und 0,97 Masse-% oder weniger betragen und kann 0,55 Masse-% oder mehr und 0,80 Masse-% oder weniger betragen. Durch einen ausreichenden Gehalt an Cu wird der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil ausreichend gebildet, auch wenn der Gehalt an Co 0,49 Masse-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Cu zu gering ist, wird es schwierig, den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil zu bilden und die Korrosionsbeständigkeit verringert sich. Wenn der Gehalt an Cu zu hoch ist, verringert sich Br.
Der Gehalt an Ga des Permanentmagneten auf R-T-B Basis beträgt gemäß der vorliegenden Ausführungsform 0,12 Masse-% oder mehr und 1,07 Masse-% oder weniger, kann 0,13 Masse-% oder mehr und 1,06 Masse-% oder weniger betragen und kann 0,55 Masse-% oder mehr und 0,82 Masse-% oder weniger betragen. Durch einen ausreichenden Gehalt an Ga wird der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil ausreichend gebildet, auch wenn der Gehalt an Co 0,49 Masse-% oder weniger beträgt. Wenn der Gehalt an Ga zu niedrig ist, wird es schwierig, einen konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil zu bilden und die Korrosionsbeständigkeit verringert sich. Wenn der Gehalt an Ga zu hoch ist, verringert sich Br.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann bei Bedarf AI enthalten. Durch den Gehalt an AI wird der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil ausreichend gebildet, auch wenn der Gehalt an Co 0,49 Masse-% oder weniger beträgt. Der Gehalt an AI ist nicht besonders beschränkt und AI kann nicht enthalten sein. Zum Beispiel kann der Gehalt an AI 0,08 Masse-% oder mehr und 0,41 Masse-% oder weniger betragen und kann 0,10 Masse-% oder mehr und 0,19 Masse-% oder weniger betragen. HcJ und die Korrosionsbeständigkeit neigen dazu sich zu verringern, wenn sich der Gehalt an AI verringert. Br neigt dazu sich zu verringern, wenn der Gehalt an AI zunimmt.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann bei Bedarf Zr enthalten. Durch den Gehalt an Zr kann sich in den Korngrenzen leicht eine ZrB-Phase bilden. Durch die Bildung der ZrB-Phase wird die Korrosionsbeständigkeit verbessert und die magnetischen Eigenschaften werden auch bei Schwankungen der Sintertemperatur stabilisiert. Der Gehalt an Zr ist nicht besonders beschränkt und Zr kann nicht enthalten sein. Zum Beispiel kann der Gehalt an Zr 0,15 Masse-% oder mehr und 0,42 Masse-% oder weniger betragen und kann 0,22 Masse-% oder mehr und 0,31 Masse-% oder weniger betragen. Die Korrosionsbeständigkeit und die Sinterfähigkeit verringern sich tendenziell mit abnehmendem Gehalt an Zr. Br neigt dazu, sich mit zunehmendem Gehalt an Zr zu verringern.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann bei Bedarf Mn enthalten. Durch den Gehalt an Mn wird der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil ausreichend gebildet, auch wenn der Gehalt an Co 0,49 Masse-% oder weniger beträgt. Der Gehalt an Mn ist nicht besonders beschränkt und Mn kann nicht enthalten sein. Zum Beispiel kann der Gehalt an Mn 0,02 Masse-% oder mehr und 0,08 Masse-% oder weniger betragen, und kann 0,03 Masse-% oder mehr und 0,05 Masse-% oder weniger betragen. Es ist wahrscheinlich, dass sich die Korrosionsbeständigkeit wird wahrscheinlich mit abnehmendem Gehalt an Mn verringert. Br und HcJ neigen dazu, sich mit zunehmendem Gehalt an Mn zu verringern.
Der Gesamtgehalt an Co, Cu und AI in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann 1,00 Masse-% oder mehr betragen. Wenn der Gesamtgehalt an Co, Cu und AI 1,00 Masse-% oder mehr beträgt, ist es einfach die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Obwohl es keine Obergrenze für den Gesamtgehalt von Co, Cu und AI gibt, kann er beispielsweise 2,00 Masse-% oder weniger betragen.
Der Gesamtgehalt an Co und Mn in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann 0,40 Masse-% oder mehr betragen. Wenn der Gesamtgehalt an Co und Mn 0,40 Masse-% oder mehr beträgt, ist es leicht die Korrosionsbeständigkeit zu verbessern. Es gibt keine Obergrenze für den Gesamtgehalt an Co und Mn, er kann z.B. 1,00 Masse-% oder weniger betragen.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform enthält C und N.
In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Kohlenstoffgehalt 0,065 Masse-% oder mehr und 0,200 Masse-% oder weniger, kann 0,073 Masse-% oder mehr und 0,202 Masse-% oder weniger betragen und kann 0,076 Masse-% oder mehr und 0,105 Masse-% oder weniger betragen. Wenn der Kohlenstoffgehalt innerhalb des obigen Bereichs liegt, wird in den Korngrenzen eine angemessene Menge an Fe-reicher Phase leicht gebildet. Die Fe-reiche Phase ist die Phase mit einer höheren Fe-Konzentration als in den Hauptphasenkörnern und mit einer Kristallstruktur vom Typ La₆Co₁₁Ga₃. Wenn der Kohlenstoffgehalt zu niedrig ist, verringert sich die Sinterfähigkeit und HcJ und die Korrosionsbeständigkeit verringern sich. Wenn der Kohlenstoffgehalt zu hoch ist, verringern sich HcJ und die Korrosionsbeständigkeit.
In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform beträgt der Stickstoffgehalt 0,023 Masse-% oder mehr und 0,323 Masse-% oder weniger und kann 0,035 Masse-% oder mehr und 0,096 Masse-% oder weniger betragen. Wenn der Stickstoffgehalt innerhalb des obigen Bereichs liegt, wird es leicht, den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil in den Korngrenzen zu bilden. Wenn der Stickstoffgehalt zu gering ist, wird es schwierig, den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil zu bilden und die Korrosionsbeständigkeit verringert sich. Wenn der Stickstoffgehalt zu hoch ist, verringert sich HcJ. Ein Verfahren zur Zugabe von Stickstoff zum Permanentmagneten auf R-T-B Basis ist nicht besonders beschränkt und wie unten erwähnt, kann Stickstoff durch Wärmebehandlung der Rohmateriallegierung in einer Stickstoffgasatmosphäre mit einer vorbestimmten Konzentration zugegeben werden. Stickstoff kann z.B. durch Verwendung eines stickstoffhaltigen Hilfsmittels wie Harnstoff und dergleichen als Pulverisierungshilfsmittel hinzugefügt werden. Stickstoff kann durch Verwendung einer stickstoffhaltigen Verbindung als Behandlungsmittel für die Rohmateriallegierung in die Korngrenzen in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis zugegeben werden.
Die Mengen an Kohlenstoff und Stickstoff in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis können mit allgemein bekannten Methoden gemessen werden. Der Kohlenstoffgehalt kann z.B. durch ein Infrarot-Absorptionsverfahren bei Verbrennung im Sauerstoffstrom gemessen werden. Der Stickstoffgehalt kann zum Beispiel durch ein Wärmeleitfähigkeitsverfahren bei Inertgasfusion gemessen werden.
Der Gehalt an Fe in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform ist im Wesentlichen ein Rest des konstituierenden Elements des Permanentmagneten auf R-T-B Basis. „Der Gehalt Fe an ist ein wesentlicher Rest“ bedeutet insbesondere, dass der Gesamtgehalt der oben beschriebenen Elemente außer R, T, B, M, C und N 1 Masse-% oder weniger beträgt.
In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann sich der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil in den Korngrenzen bilden. Die Permanentmagnete auf R-T-B Basis, die nicht den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil bilden, können die Absorption von Wasserstoff an den Korngrenzen nicht ausreichend unterdrücken. Wasserstoff wird durch eine Korrosionsreaktion aufgrund von Wasser, wie z.B. Wasserdampf in der verwendeten Umgebung, induziert. Daher neigt die Korrosionsbeständigkeit des Permanentmagneten auf R-T-B Basis leicht zu einer Verringerung der Korrosionsbeständigkeit.
Gemäß der vorliegenden Ausführungsform ist es durch die Bildung des konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teils möglich, in den Korngrenzen die Aufnahme von Wasserstoff an den gesamten Korngrenzen wirksam zu unterdrücken. Wasserstoff wird dadurch erzeugt, dass Wasser, wie Wasserdampf und dergleichen in der verwendeten Umgebung, in den Permanentmagneten auf R-T-B Basis eindringt und mit R in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis reagiert. Daher kann durch die Bildung des konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teils in den Korngrenzen die Korrosion des Permanentmagneten auf R-T-B Basis daran gehindert werden, ins Innere fortzuschreiten und gute magnetische Eigenschaften können erzielt werden.
Die Korrosion des Permanentmagneten auf R-T-B Basis schreitet durch die Absorption von Wasserstoff in die R-reiche Phase, die in den Korngrenzen des Permanentmagneten auf R-T-B Basis vorhanden ist, fort. Wasserstoff wird durch die Korrosionsreaktion von Wasser, wie Wasserdampf und dergleichen in der verwendeten Umgebung, und R im Permanentmagneten auf R-T-B Basis erzeugt. Durch die Absorption von Wasserstoff in der R-reichen Phase verläuft die Korrosion des Permanentmagneten auf R-T-B Basis mit einer beschleunigten Geschwindigkeit in den Permanentmagneten auf R-T-B Basis.
Das heißt, dass die Korrosion des Permanentmagneten auf R-T-B Basis in einem Prozess fortschreitet, der nachfolgend besprochen wird. Da die in den Korngrenzen vorhandene R-reiche Phase leicht oxidiert wird, wird R der in den Korngrenzen vorhandenen R-reichen Phase zuerst durch Wasser (wie Wasserdampf und dergleichen in der verwendeten Umgebung) oxidiert und R korrodiert und bildet dann Hydroxide. Während dieses Prozesses wird Wasserstoff erzeugt. 2R + 6H₂O → 2R(OH)₃ + 3H₂ (I)
Anschließend wird dieser produzierte Wasserstoff in der R-reichen Phase absorbiert, die nicht korrodiert. 2R + xH₂ → 2RH_x (II)
Wenn daher mehr Wasserstoff in der R-reichen Phase absorbiert wird, neigt die R-reiche Phase dazu, leicht zu korrodieren und aufgrund der Korrosionsreaktion zwischen Wasser und der R-reichen Phase, in der Wasserstoff absorbiert wird, wird mehr Wasserstoff produziert als die in der R-reichen Phase absorbierte Wasserstoffmenge. 2RH_x + 6H₂O → 2R(OH)₃ + (3+x)H₂ (III)
Die Korrosion des Permanentmagneten auf R-T-B Basis schreitet aufgrund der Kettenreaktionen der oben genannten (I) bis (III) in das Innere des Permanentmagneten auf R-T-B Basis fort. Dann ändert sich die R-reiche Phase zu R-Hydroxiden und zu R-Hydriden. Aufgrund einer Volumenausdehnung, die mit den Änderungen der R-reichen Phase verbunden ist, werden in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis Spannungen akkumuliert, die bewirken, dass die Kristallkörner vom Permanentmagneten auf R-T-B Basis abfallen. Aufgrund dieses Abfalls der Hauptphasenkörner erscheint dann eine neu gebildete Oberfläche des Permanentmagneten auf R-T-B Basis und die Korrosion des Permanentmagneten auf R-T-B Basis schreitet weiter in das Innere des Permanentmagneten auf R-T-B Basis fort.
Daher neigt der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform dazu, den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil in den Korngrenzen, insbesondere in der Korngrenzen-Multiple-Junction, aufzuweisen. Der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil absorbiert Wasserstoff schlecht. So kann verhindert werden, dass der durch die Korrosionsreaktion erzeugte Wasserstoff in der R-reichen Phase absorbiert wird und die Korrosion aufgrund der oben genannten Prozesse kann daran gehindert werden, in das Innere fortzuschreiten. Da der konzentrierte R-Ga-Co-Cu-N-Teil weniger dazu neigt zu oxidieren als die R-reiche Phase, kann die Erzeugung von Wasserstoff aufgrund von Korrosion unterdrückt werden. Daher kann, gemäß dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform, die Korrosionsbeständigkeit des Permanentmagneten auf R-T-B Basis deutlich verbessert werden. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann die R-reiche Phase in den Korngrenzen vorhanden sein. Selbst wenn die R-reiche Phase in den Korngrenzen vorhanden ist, ist es durch den vorhandenen konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil möglich, die Absorption von Wasserstoff in die R-reiche Phase in den Korngrenzen effektiv zu verhindern. Daher ist es möglich, die Korrosionsbeständigkeit ausreichend zu verbessern.
Gemäß dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann in dem konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil an den Korngrenzen die Anzahl der N-Atome 1 bis 13% in Bezug auf die Summe der Anzahl der Atome von R, Fe, Ga, Co, Cu und N betragen. Durch den konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil, der die Anzahl der N-Atome in dem oben genannten Verhältnis enthält, wird die Speicherung von Wasserstoff, der durch die Korrosionsreaktion zwischen Wasser und R in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis erzeugt wird, in der R-reichen Phase der Korngrenzen wirksam unterdrückt und das Fortschreiten der Korrosion nach innen kann verhindert werden. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann gute magnetische Eigenschaften aufweisen.
In dem konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teil kann die Anzahl der Ga-Atome 7 bis 16% in Bezug auf die Summe der Anzahl der Atome von R, Fe, Ga, Co, Cu und N betragen, die Anzahl der Co-Atome kann 1 bis 9% in Bezug auf die Summe der Anzahl der Atome von R, Fe, Ga, Co, Cu und N betragen und die Anzahl der Cu-Atome kann 4 bis 8% in Bezug auf die Summe der Anzahl der Atome von R, Fe, Ga, Co, Cu und N betragen. Durch die Anwesenheit des konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teils, der jedes Atom in dem oben erwähnten Verhältnis enthält, wird die Absorption von Wasserstoff, der durch die Korrosionsreaktion zwischen Wasser und R in dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis erzeugt wird, in die innere R-reiche Phase wirksam unterdrückt und das Fortschreiten der Korrosion nach innen kann verhindert werden. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform weist einfach ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften auf.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann im Allgemeinen durch Verarbeitung in jede beliebige Form gebracht werden. Die Form des Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform ist nicht besonders beschränkt. Es kann eine Säulenform sein, wie eine rechteckige Parallelepipedform, eine Hexaederform, eine Tafelform, eine quadratische Polform und dergleichen; eine Zylinderform, bei der eine Querschnittsform des Permanentmagneten auf R-T-B Basis C-förmig ist, und dergleichen. Bei dem quadratischen Pol kann beispielsweise eine Bodenfläche des quadratischen Pols rechteckig oder quadratisch sein.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst sowohl ein Magnetprodukt, das verarbeitet und magnetisiert wurde, als auch ein Magnetprodukt, das nicht magnetisiert wurde.
<Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis >
Es wird ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform mit der oben genannten Beschaffenheit beschrieben. Das Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis (des Sintermagneten auf R-T-B Basis) gemäß der vorliegenden Ausführungsform umfasst folgende Schritte:

(a) einen Legierungsherstellungsschritt, bei dem eine Rohmateriallegierung hergestellt wird;
(b) einen Pulverisierungsschritt, bei dem die Rohmateriallegierung pulverisiert wird;
(c) einen Pressschritt, bei dem das erhaltene Legierungspulver gepresst wird;
(d) einen Sinterschritt, in dem ein Grünkörper gesintert wird, um den Permanentmagneten auf R-T-B Basis zu erhalten;
(e) einen Alterungsbehandlungsschritt, bei dem der Permanentmagnet auf R-T-B Basis alterungsbehandelt wird;
(f) einen Abkühlungsschritt, bei dem der Permanentmagneten auf R-T-B Basis abgekühlt wird;
(g) einen Bearbeitungsschritt, bei dem der Permanentmagnet auf R-T-B Basis bearbeitet wird;
(h) einen Korngrenzen-Diffusionsschritt, bei dem ein schweres Seltenerdelement in die Korngrenzen des Permanentmagneten auf R-T-B Basis diffundiert wird; und
(i) einen Oberflächenbehandlungsschritt, bei dem der Permanentmagnet auf R-T-B Basis oberflächenbehandelt wird.

[Legierungsherstellungsschritt]
Eine Rohmateriallegierung mit einer Zusammensetzung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wird hergestellt (ein Legierungsherstellungsschritt). In dem Legierungsherstellungsschritt werden Rohmaterialmetalle, die der Zusammensetzung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, entsprechen, im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre, wie Ar-Gas und dergleichen, geschmolzen. Anschließend werden die geschmolzenen Rohmaterialmetalle gegossen, um eine Rohmateriallegierung mit den gewünschten Zusammensetzungen herzustellen. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird ein Ein-Legierungs-Verfahren beschrieben, es kann jedoch ein Zwei-Legierungs-Verfahren verwendet werden, bei dem die beiden Legierungen, d.h. die erste Legierung und die zweite Legierung, zur Herstellung des Rohmaterialpulvers gemischt werden.
Als die Rohmaterialmetalle können z.B. ein Seltenerdmetall oder eine Legierung aus Seltenerdmetall, reines Eisen, Ferrobor, Verbindungen und Legierungen davon und dergleichen verwendet werden. Als ein Verfahren zum Gießen der Rohmaterialmetalle können z.B. ein Blockgießverfahren, ein Bandgießverfahren, ein Book-Moulding-Verfahren, ein Schleudergussverfahren und dergleichen erwähnt werden. Falls in der erhaltenen Rohmateriallegierung Verfestigungstrennungen vorliegen, wird bei Bedarf eine Homogenisierungsbehandlung durchgeführt. Falls die Homogenisierungsbehandlung an der Rohmateriallegierung durchgeführt wird, wird sie im Vakuum oder unter Inertgasatmosphäre durchgeführt und bei einer Temperatur von 700 °C oder mehr und 1500 °C oder weniger für eine Stunde oder länger gehalten. Dadurch wird die Rohmateriallegierung geschmolzen und homogenisiert.
[Pulverisierungsschritt]
Nachdem die Rohmateriallegierung hergestellt wurde, wird die Rohmateriallegierung pulverisiert (ein Pulverisierungsschritt). Der Pulverisierungsschritt umfasst einen Grob-Pulverisierungsschritt, bis eine Partikelgröße einige hundert µm bis zu einigen mm oder so beträgt, und einen Fein-Pulverisierungsschritt, bis eine Partikelgröße einige µm oder so beträgt.
(Grob-Pulverisierungsschritt)
Die Rohmateriallegierung wird grob pulverisiert, bis eine Partikelgröße einige hundert µm bis zu einigen mm oder so beträgt (Grob-Pulverisierungsschritt). Dadurch wird ein grob pulverisiertes Pulver der Rohmateriallegierung erhalten. Nachdem beispielsweise Wasserstoff in der Rohmateriallegierung absorbiert worden ist, wird Wasserstoff aufgrund einer unterschiedlichen Wasserstoffabsorptionsmenge zwischen den Hauptphasen und den Korngrenzen freigesetzt und eine Dehydrierung durchgeführt, die eine Pulverisierung durch Eigenkollabierung bewirkt (Wasserstoffabsorptionspulverisierung), wodurch die Grob-Pulverisierung durchgeführt werden kann.
Die zur Bildung des konzentrierten R-Ga-Co-Cu-N-Teils erforderliche Stickstoffzugabe kann durch die Steuerung der Stickstoffgaskonzentration in der Atmosphäre der Dehydrierungsbehandlung während dieser Wasserstoffabsorptionspulverisierung gesteuert werden. Eine optimale Stickstoffgaskonzentration unterscheidet sich je nach Zusammensetzung der Rohmateriallegierung und dergleichen, z.B. kann sie vorzugsweise 300 ppm oder mehr betragen.
Außer der oben genannten Wasserstoffabsorptionspulverisierung kann der Grobpulverisierungsschritt auch unter Verwendung eines Grobmahlwerk, wie z.B. einer Stampfmühle, eines Backenbrechers, einer Braunmühle und dergleichen, in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden.
Um hohe magnetische Eigenschaften zu erzielen, kann jeder Schritt von dem Pulverisierungsschritt bis zu dem Sinterschritt, der nachfolgend beschrieben wird, in einer Atmosphäre mit niedriger Sauerstoffkonzentration durchgeführt werden. Die Sauerstoffkonzentration wird durch die Steuerung der Atmosphäre jedes Herstellungsschrittes geregelt. Wenn die Sauerstoffkonzentration jedes Herstellungsschrittes hoch ist, wird ein Seltenerdelement in dem Legierungspulver, das durch Pulverisieren der Rohmateriallegierung erhalten wird, oxidiert und es bilden sich R-Oxide. Die R-Oxide fallen als R-Oxide in den Korngrenzen aus, da diese während des Sinterns nicht reduziert werden. Als ein Ergebnis verringert sich die Br des erhaltenen Permanentmagneten auf R-T-B-Basis. Daher kann z.B. die Sauerstoffkonzentration in jedem Schritt 100 ppm oder weniger betragen.
(Fein-Pulverisierungsschritt)
Nach dem Grob-Pulverisieren der Rohmateriallegierung wird das erhaltene grob pulverisierte Pulver der Rohmateriallegierung fein pulverisiert, bis die durchschnittliche Partikelgröße einige µm oder so beträgt (ein Fein-Pulverisierungsschritt). Dadurch wird das fein pulverisierte Pulver der Rohmateriallegierung erhalten. Durch das feine Pulverisieren des grob pulverisierten Pulvers kann das fein pulverisierte Pulver mit einer Partikelgröße von 1 µm oder mehr bis 10 µm oder weniger und noch bevorzugter 3 µm oder mehr bis 5 µm oder weniger erhalten werden.
Das Fein-Pulverisieren erfolgt durch weiteres Pulverisieren des grob pulverisierten Pulvers mit einem Feinmahlwerk, wie einer Strahlmühle, einer Kugelmühle, einer Schwingmühle, einem Nassattritor und dergleichen, während der Zustand, wie z.B. die Pulverisierungszeit und dergleichen, entsprechend gesteuert wird. Die Strahlmühle ist ein Verfahren zur Pulverisierung, bei dem ein unter hohem Druck stehendes Inertgas (z.B. N₂-Gas) aus einer schmalen Düse abgegeben wird, um einen Hochgeschwindigkeitsgasstrom zu erzeugen und dieser Hochgeschwindigkeitsgasstrom beschleunigt das grob pulverisierte Pulver der Rohmateriallegierung und bringt das grob pulverisierte Pulver der Rohmateriallegierung dazu, gegeneinander zu kollidieren, oder das grob pulverisierte Pulver der Rohmateriallegierung dazu, mit einem Ziel oder einer Behälterwand zu kollidieren.
Beim Fein-Pulverisieren des grob pulverisierten Pulvers der Rohmateriallegierung kann durch Zugabe eines Pulverisierungshilfsmittels wie Zinkstearat, Harnstoff, Ölsäureamid und dergleichen, das fein pulverisierte Pulver in einem Pressschritt mit hoher Orientierung erhalten werden. Zusätzlich kann durch die Steuerung der zugegebenen Menge des Pulverisierungshilfsmittels der Gehalt an C und N und dergleichen in dem schließlich erhaltenen Permanentmagneten auf R-T-B Basis gesteuert werden.
[Presschritt]
Das fein pulverisierte Pulver wird in eine gewünschte Form gepresst (ein Pressschritt). Der Pressschritt wird durchgeführt, indem das fein pulverisierte Pulver in eine Pressform, die zwischen Elektromagneten gehalten wird, eingefüllt und dann Druck ausgeübt wird, wodurch das fein pulverisierte Pulver in eine gewünschte Form gebracht wird. Dabei wird durch Druckbeaufschlagung unter Anlegen eines Magnetfeldes eine vorbestimmte Orientierung des fein pulverisierten Pulvers gebildet und das Pressen im Magnetfeld unter Ausrichtung der Kristallachse durchgeführt. Auf diese Weise wird ein Grünkörper erhalten. Der erhaltene Grünling ist in einer bestimmten Richtung orientiert; dadurch wird ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis mit einer hohen magnetischen Anisotropie erhalten.
Der Druck zum Zeitpunkt des Pressens kann 30 MPa bis 300 Mpa betragen. Das angelegte Magnetfeld kann 950 kA/m bis 1600 kA/m betragen. Das angelegte Magnetfeld ist nicht auf ein statisches Magnetfeld beschränkt und kann ein gepulstes Magnetfeld sein. Des Weiteren können ein statisches Magnetfeld und ein gepulstes Magnetfeld in Kombination verwendet werden.
Als Pressverfahren kann zusätzlich zum Trockenpressen, bei dem das fein pulverisierte Pulver wie oben beschrieben direkt gepresst wird, Nasspressen angewendet werden, bei dem eine Aufschlämmung gepresst wird, bei der das fein pulverisierte Pulver in einem Lösungsmittel wie z.B. Öl dispergiert ist.
Die Form des Grünkörpers, der durch Pressen des fein pulverisierten Pulvers erhalten wird, ist nicht besonders beschränkt und kann in eine gewünschte Form gebracht werden, wie z.B. eine rechteckige Parallelepipedform, eine flächige Form, eine Säulenform, eine Ringform, usw. entsprechend der gewünschten Form des Permanentmagneten auf R-T-B Basis.
[Sinterschritt]
Der Grünkörper, der durch Pressen in einem Magnetfeld eine gewünschte Form erhält, wird in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre gesintert und der Permanentmagnet auf R-T-B Basis wird erhalten (ein Sinterschritt). Eine Sintertemperatur muss in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen wie einer Zusammensetzung, einem Pulverisierungsverfahren, einem Unterschied zwischen Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung und ähnlichem gesteuert werden. Zum Beispiel wird das Sintern durch Erhitzen des Grünkörpers im Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre bei 1000°C oder höher und 1200 °C oder niedriger für 1 Stunde oder mehr bis 48 Stunden oder weniger durchgeführt. Dabei wird das fein pulverisierte Pulver in der flüssigen Phase gesintert und der Permanentmagnet auf R-T-B Basis mit verbessertem Volumenverhältnis der Hauptphasenkörner kann erhalten werden (ein Sinterkörper des Magneten auf R-T-B Basis). Nachdem der Sinterkörper durch Sintern des Grünkörpers erhalten wurde, kann der Sinterkörper vorzugsweise schnell von dem Punkt gekühlt werden, um die Herstellungseffizienz zu verbessern.
[Alterungsbehandlungsschritt]
Nach dem Sintern des Grünkörpers wird die Alterungsbehandlung an dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis durchgeführt (ein Alterungsbehandlungsschritt). Nach dem Sintern wird der erhaltene Permanentmagneten auf R-T-B Basis auf einer Temperatur gehalten, die niedriger ist als die des Sinterschrittes, wodurch die Alterungsbehandlung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis durchgeführt wird. Die Bedingung der Alterungsbehandlung wird in Abhängigkeit von der Durchführungsanzahl der Alterungsbehandlung geeignet gesteuert, wie z.B. eine zweistufige Erwärmung, die für 10 Minuten bis 6 Stunden bei einer Temperatur von 700°C oder höher und 1000 °C oder niedriger erwärmt und eine weiter für 10 Minuten bis 6 Stunden bei einer Temperatur von 500°C bis 700 °C erwärmt, oder eine einstufige Erwärmung, die für 10 Minuten bis 6 Stunden bei einer Temperatur von ungefähr 600°C erwärmt. Durch die Durchführung einer solchen Alterungsbehandlung können die magnetischen Eigenschaften des Permanentmagneten auf R-T-B Basis verbessert werden. Die Alterungsbehandlung kann nach dem unten erwähnten Bearbeitungsschritt durchgeführt werden.
[Abkühlungsschritt]
Nach Durchführung der Alterungsbehandlung an dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis wird dieser schnell in einer Ar-Gas-Atmosphäre (ein Abkühlungsschritt) abgekühlt. Dadurch kann der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden. Die Abkühlungsgeschwindigkeit ist nicht besonders beschränkt und kann vorzugsweise 30 °C/min oder mehr betragen.
[Bearbeitungsschritt]
Der erhaltene Permanentmagnet auf R-T-B Basis kann je nach Bedarf in eine gewünschte Form bearbeitet werden (ein Bearbeitungsschritt). Das Bearbeitungsverfahren kann z.B. ein Formgebungsverfahren wie Schneiden, Schleifen und dergleichen, ein Anfasverfahren, wie Trommelpolieren und dergleichen sein.
[Korngrenzen-Diffusionsschritt]
Ein Schritt zur Diffusion eines schweren Seltenerdelements zu den Korngrenzen des bearbeiteten Permanentmagneten auf R-T-B Basis kann des Weiteren durchgeführt werden (ein Korngrenzen-Diffusionsschritt). Das Verfahren der Korngrenzen-Diffusion ist nicht besonders beschränkt. Die Diffusion kann beispielsweise durch Wärmebehandlung durchgeführt werden, nachdem die Verbindungen, umfassend ein schweres Seltenerdelement, durch Beschichtung, Dampfabscheidung und dergleichen an die Oberfläche des Permanentmagneten auf R-T-B Basis angebracht wurden. Außerdem kann ein Verfahren durchgeführt werden, bei dem eine Wärmebehandlung an dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis in einer Atmosphäre vorgenommen wird, die einen Dampf eines schweren Seltenerdelements umfasst. Durch die Durchführung der Korngrenzen-Diffusion kann die HcJ des Permanentmagneten auf R-T-B Basis verbessert werden.
[Oberflächenbehandlungsschritt]
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis wird durch die oben genannten Schritte erhalten und es kann eine Oberflächenbehandlung wie eine Plattierung, eine Harzbeschichtung, eine Oxidationsbehandlung, eine chemische Umwandlungsbehandlung und dergleichen (ein Oberflächenbehandlungsschritt) durchgeführt werden. Dadurch kann die Korrosionsbeständigkeit weiter verbessert werden.
Die vorliegende Ausführungsform führt den Bearbeitungsschritt, den Korngrenzendiffusionsschritt und den Oberflächenbehandlungsschritt durch, wobei diese Schritte möglicherweise nicht erforderlich sind.
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform, der wie oben beschrieben erhalten wurde, zeigt eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit und gute magnetische Eigenschaften.
Der als so erhaltene Permanentmagnet auf R-T-B Basis weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf, so dass er bei Verwendung als Magnet einer rotierenden Maschine, wie Motor und dergleichen, über einen langen Zeitraum verwendet werden kann und daher einen sehr zuverlässigen Permanentmagneten auf R-T-B Basis bereitstellt. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird in geeigneter Weise als ein Magnet eines Motors vom Oberflächenmagnettyp (Oberflächenpermanentmagnet (Surface Permanent Magnet): SPM) verwendet, bei dem ein Magnet an der Oberfläche eines Rotors angebracht ist, eines Motors vom eingebetteten Innenmagnettyp (Innenpermanentmagnet (Interior Permanent Magnet): IPM), wie eines bürstenlosen Motors vom Innenrotortyp, eines PRM (Permanentmagnet-Rotoreluktanzmotor (Permanent Magnet Reluctance Motor)) und dergleichen. Insbesondere wird der Permanentmagnet auf R-T-B Basis gemäß der vorliegenden Ausführungsform in geeigneter Weise für einen Spindelmotor für ein Festplatten-Drehantrieb oder einen Schwingspulenmotor eines Festplattenlaufwerks, einen Motor für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridauto, einen elektrischen Servolenkungsmotor für ein Kraftfahrzeug, einen Servomotor für eine Werkzeugmaschine, einen Motor für einen Vibrator eines Mobiltelefons, einen Motor für einen Drucker, einen Motor für einen Generator und dergleichen verwendet.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben genannten Ausführungsformen beschränkt und kann innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindung variiert werden.
Das Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis ist nicht auf die oben genannten Verfahren beschränkt und kann geeignet variiert werden. Zum Beispiel kann der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform durch ein Warmformverfahren hergestellt werden. Das Herstellungsverfahren des Permanentmagneten auf R-T-B Basis unter Durchführen des Warmverformverfahrens umfasst die folgenden Schritte:

(a) einen Schmelz- und Abschreckschritt zum Schmelzen von Rohmaterialmetallen und Abschrecken der resultierenden Metallschmelze, um ein Band zu erhalten;
(b) einen Pulverisierungsschritt zum Pulverisieren des Bandes, um ein flockenartiges Rohmaterialpulver zu erhalten;
(c) einen Kaltverformungsschritt zum Kaltverformen des pulverisierten Rohmaterialpulvers;
(d) einen Vorwärmschritt zum Vorwärmen des kaltverformten Körpers;
(e) einen Warmverformungsschritt zum Warmverformen des vorgewärmten kaltverformten Körpers;
(f) einen heißplastischen Verformungsschritt zum plastischen Verformen des warmgeformten Körpers in eine vorbestimmte Form; und
(g) ein Alterungsbehandlungsschritt zum Altern eines Permanentmagneten auf R-T-B Basis.

Beispiele
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand konkreter Beispiele beschrieben, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Um Permanentmagnete mit den in den Tabellen 1 bis 9 gezeigten magnetischen Zusammensetzungen zu erhalten, wurde zunächst eine Rohmateriallegierung durch ein Bandgießverfahren hergestellt. Die Einheit des Gehalts jedes in den Tabellen 1 bis 9 angegebenen Elements ist Masse-%.
Nachfolgend wurde der Wasserstoff bei Raumtemperatur in die Rohmateriallegierung absorbiert und dann einer Wasserstoffpulverisierungsbehandlung (Grob-Pulverisierung) unterworfen, indem eine Dehydrierungsbehandlung in Ar-Atmosphäre bei 600 °C für eine Stunde durchgeführt wurde, und das Legierungspulver wurde erhalten.
Bei den vorliegenden Beispielen wurde jeder Schritt von der Wasserstoffpulverisierungsbehandlung bis zum Sintern (Fein-Pulverisierung und Pressen) in Ar-Atmosphäre unter einer Sauerstoffkonzentration von weniger als 50 ppm durchgeführt.
Nachfolgend wurden Zinkstearat und Harnstoff zugegeben und dem Legierungspulver mit einem Nauta-Mischer als Pulverisierungshilfsmittels beigemischt. Die zugegebenen Mengen an Zinkstearat ((C₁₈H₃₅O₂)₂Zn) und Harnstoff (CH₄N₂O) wurden geeignet gesteuert, so dass der Kohlenstoffgehalt und der Stickstoffgehalt des am Ende erhaltenen Permanentmagneten auf R-T-B Basis wie in den Tabellen 1 bis 9 dargestellt war. Anschließend wurde eine Fein-Pulverisierung mit der Strahlmühle durchgeführt, um ein fein pulverisiertes Pulver mit einer durchschnittlichen Partikelgröße von 3,0 µm oder so zu erhalten.
Das erhaltene fein pulverisierte Pulver wurde in eine Pressform gefüllt, die zwischen Elektromagneten gehalten wurde, ein Druck von 120 MPa wurde aufgebracht, während ein Magnetfeld von 1200 kA/m angelegt wurde und ein Grünkörper wurde durch Pressen in einem Magnetfeld erhalten.
Anschließend wurde der erhaltene Grünkörper gesintert, indem er für 8 Stunden in evakuierter Atmosphäre bei 1040 °C gehalten und anschließend schnell abgekühlt wurde, wodurch ein Sinterkörper mit der in den Tabellen 1 bis 9 angegebenen magnetischen Zusammensetzung erhalten wurde. Dann wurde der erhaltene Sinterkörper einer zweistufigen Alterungsbehandlung von 1 Stunde bei 900 °C und 2 Stunden bei 540 °C (beide in Ar-Gasatmosphäre) unterworfen, wodurch der Permanentmagnet auf R-T-B Basis erhalten wurde.
<Bewertung>
[Analyse der Zusammensetzung]
Die Permanentmagnete auf R-T-B Basis jedes Beispiels und Vergleichsbeispiels wurden einer Zusammensetzungsanalyse durch eine Röntgenfluoreszenzspektroskopie, ein induktiv-gekoppeltes-Plasmaanalyseverfahren (ein ICP-Verfahren) und ein Gasanalyseverfahren unterworfen. Die Kohlenstoffkonzentration wurde durch ein Infrarot-Absorptionsverfahren bei Verbrennung im Sauerstoffstrom gemessen. Die Stickstoffkonzentration wurde durch ein Wärmeleitfähigkeitsverfahren bei Inertgasfusion gemessen. Als Ergebnis wurden bestätigt, dass die Zusammensetzungen aller Permanentmagnete auf R-T-B Basis die in den Tabellen 1 bis 9 gezeigten magnetischen Zusammensetzungen zeigen.
[Magnetische Eigenschaften]
Die magnetischen Eigenschaften des Permanentmagneten auf R-T-B Basis gemäß jedem Beispiel und Vergleichsbeispiel wurden mit einem B-H-Tracer gemessen. Als magnetische Eigenschaften wurden Br und HcJ gemessen. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 9 dargestellt. Br wurde als gut bewertet, wenn sie 1360 mT oder mehr betrug, und als ausgezeichnet, wenn sie 1370 mT oder mehr betrug. HcJ wurde als gut bewertet, wenn sie 1560 kA/m oder mehr betrug, und als ausgezeichnet, wenn sie 1600 kA/m oder mehr betrug.
[Korrosionsbeständigkeit]
Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis jedes erhaltenen Beispiels und Vergleichsbeispiels wurde in eine Plattenform mit 15 mm x 10 mm x 2 mm bearbeitet. Anschließend wurde dieser plattenförmige Magnet für 200 Stunden in einer gesättigten Wasserdampfatmosphäre mit 100 % relativer Luftfeuchtigkeit bei 120 °C, 2 Atmosphärendruck belassen. Eine Gewichtsabnahme aufgrund von Korrosion wurde bewertet. Die Ergebnisse sind in den Tabellen 1 bis 9 aufgeführt. Der Betrag der Gewichtsabnahme von 10,0 mg/cm² oder weniger wurde als gute Korrosionsbeständigkeit und von 6,0 mg/cm² oder weniger als ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit bewertet.
Gemäß der Tabellen 1 bis 9 zeigte jedes Beispiel, bei dem der Gehalt aller Komponenten innerhalb eines vorbestimmten Bereichs lag, gute Br und HcJ und eine gute Korrosionsbeständigkeit.
Die Vergleichsbeispiele, bei denen ein Gehalt irgendeiner Komponente außerhalb des vorbestimmten Bereichs lag, zeigten eine Verschlechterung von Br, HcJ und/oder einer Korrosionsbeständigkeit.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2015/020180 [0003]

Claims

Permanentmagnet auf R-T-B-Basis, bei dem R eines oder mehrere Seltenerdelemente ist, T eine Kombination von Fe und Co ist und B Bor ist, wobei der Permanentmagneten auf R-T-B Basis M, C und N umfasst, und M zwei oder mehrere, ausgewählt aus Cu, Ga, Mn, Zr und AI und mindestens Cu und Ga umfasst, sowie in Bezug auf 100 Masse-% des gesamten Permanentmagneten auf R-T-B Basis der Gesamtgehalt an R 29,0 Masse-% oder mehr und 33,5 Masse-% oder weniger beträgt, der Gehalt an Co 0,10 Masse-% oder mehr und 0,49 Masse-% oder weniger beträgt, der Gehalt an B 0,80 Masse-% oder mehr und 0,96 Masse-% oder weniger beträgt, der Gesamtgehalt an M 0,63 Masse-% oder mehr und 4,00 Masse-% oder weniger beträgt, der Gehalt an Cu 0,51 Masse-% oder mehr und 0,97 Masse-% oder weniger beträgt, der Gehalt an Ga 0,12 Masse-% oder mehr und 1,07 Masse-% oder weniger beträgt, der Gehalt an C 0,065 Masse-% oder mehr und 0,200 Masse-% oder weniger beträgt, der Gehalt an N 0,023 Masse-% oder mehr und 0,323 Masse-% oder weniger beträgt, und Fe ein wesentlicher Rest ist.
Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 1, wobei der Gehalt an Mn 0,02 Masse-% oder mehr und 0,08 Masse-% oder weniger beträgt
Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Gehalt an Zr 0,15 Masse-% oder mehr und 0,42 Masse-% oder weniger beträgt.
Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Gehalt an AI 0,08 Masse-% oder mehr und 0,41 Masse-% oder weniger beträgt.
Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Gesamtgehalt an Co, Cu und AI 1,00 Masse-% oder mehr und 2,00 Masse-% oder weniger beträgt.
Permanentmagnet auf R-T-B-Basis nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Gesamtgehalt an Co und Mn 0,40 Masse-% oder mehr und 1,00 Masse-% oder weniger beträgt.