DE112010000778T5

DE112010000778T5 - Verfahren zur Herstellung eines NdFeBGa-Magneten und NdFeBGa-Magnetmaterial

Info

Publication number: DE112010000778T5
Application number: DE112010000778T
Authority: DE
Inventors: Hidefumi Kishimoto; Tetsuya Shoji; Noritsugu Sakuma
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-04
Filing date: 2010-02-04
Publication date: 2012-07-26
Also published as: WO2010089652A1; JP2010182827A; US20110286878A1; CN102308343A

Abstract

Es wird ein NdFeBGa-Magnetmaterial bereitgestellt, das eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel NdyFe100-x-y-zBzGaX dargestellt wird, wobei x zwischen einschließlich 1 und 3 liegt, y zwischen einschließlich 14 und 24 liegt und z zwischen einschließlich 7 und 12 liegt.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zu Herstellung eines NdFeBGa-Magneten und ein NdFeBGa-Magnetmaterial und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines NdFeB-Magneten, der eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweist ohne die Zugabe einer großen Menge eines seltenen Metalls wie Dy, Tb oder Co, und ein NdFeBGa-Magnetmaterial für den NdFeB-Magneten.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Magnetische Materialien werden grob in zwei Gruppen unterteilt: hartmagnetische Materialien und weichmagnetische Materialien. Für hartmagnetische Materialien ist es erforderlich, dass diese eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweisen, wohingegen es für weichmagnetische Materialien erforderlich ist, dass diese eine hohe maximale Magnetisierung aufweisen, auch wenn deren Koerzitivfeldstärken geringer sind. Die für hartmagnetische Materialien typische Koerzitivfeldstärke ist eine Eigenschaft, die sich auf die Stabilität des Magneten bezieht, und wenn die Koerzitivfeldstärke höher ist, kann der Magnet bei einer höheren Temperatur verwendet werden und besitzt eine längere Lebensdauer.
Ein NdFeB-Magnet ist als ein Magnet eines hartmagnetischen Materials bekannt. Es ist bekannt, dass ein NdFeB-Magnet feine Texturen (Strukturen) enthält. Es ist ebenfalls bekannt, dass ein gequenchtes Band mit einer hohen Koerzitivfeldstärke, das feine Texturen enthält, hinsichtlich der Temperatureigenschaften und der Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke verbessert werden kann. Die Koerzitivfeldstärke des NdFeB-Magneten nimmt jedoch ab, wenn dieser zur Bildung eines voluminösen Körpers gesintert wird. Es wurden daher verschiedene Vorschläge gemacht, um die Eigenschaften wie die Koerzitivfeldstärke von NdFeB-Magneten zu verbessern.
Beispielsweise beschreibt die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2000-252107 ( JP-A-2000-252107 ) ein halbhartmagnetisches Material, dessen Zusammensetzung dargestellt wird durch die Formel Fe_100-x-yB_xR_yM_z (wobei Fe für Eisen steht, B für Bor steht, R für mindestens ein Seltenerdelement steht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus La, Ce, Pr, Nd und Sm, und M für mindestens ein Element steht ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, Hf, Ta, W, Pt, Au und Pb), und wobei x, y und z in der Zusammensetzungsformel die Beziehungen 7 Atom-% ≤ x < 15 Atom-%, 0,5 Atom-% ≤ y ≤ 4 Atom-% bzw. 0,1 Atom-% ≤ z ≤ 7 Atom-% erfüllen, und welches einen α-Fe-Mikrokristall enthält, der eine mittlere Kristallkorngröße von 100 nm oder kleiner als eine konstituierende Phase enthält. Als ein spezifisches Beispiel ist ein halbhartes Material offenbart, das eine Koerzitivfeldstärke aufweist, die geringer ist als 10% eines NdFeB-Magneten als einem hartmagnetischen Material.
Darüber hinaus beschreibt die inländische Wiederveröffentlichung der internationalen PCT-Anmeldung 2002-030595 ( JP-A1-2002-030595 ) ein Verfahren zur Herstellung eines Nanokomposit-Permanentmagneten, das die Schritte des Herstellens einer Legierungsschmelze, welche eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel Fe_100-x-y-zR_xQ_yM_z dargestellt wird (wobei R für mindestens eines von Pr, Nd, Dy und Tb steht, Q für mindestens eines von B und C steht und M für mindestens eines von Co, Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, Pt, Au und Pb steht und wobei x, y und z den Beziehungen 1 Atom-% ≤ x < 6 Atom-%, 15 Atom-% ≤ y ≤ 30 Atom-% bzw. 0 Atom-% ≤ z ≤ 7 Atom-% genügen), des Ausbildens einer Legierung in der Form eines dünnen Streifens durch Quenchen der Legierungsschmelze mittels eines Bandgussverfahrens unter Verwendung einer Kühlwalze und des Wärmebehandelns der Legierung in der Form eines dünnen Streifens umfasst.
Die bekannten Techniken erfordern jedoch die Zugabe einer großen Menge eines seltenen Metalls wie Dy, Tb oder Co oder können nicht einen NdFeB-Magneten herstellen, der eine Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke aufweist, nachdem er durch Sintern zu einem voluminösen Körper geformt wurde.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung stellt ein neues Verfahren zur Herstellung eines NdFeB-Magneten, der eine Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke aufweist, auch nachdem er durch Sintern zu einem voluminösen Körper geformt wurde, ohne die Zugabe eines großen Menge eines seltenen Metalls wie Dy, Tb oder Co zur Verfügung.
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines NdFeBGa-Magneten, das ein Bilden eines gequenchten Bandes bestehend aus einer Nd-Fe-B-Ga-Legierung und Unterziehen des gequenchten Bandes einem Drucksintern, um einen gesinterten Körper zu erhalten, einschließt.
In dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann die Nd-Fe-B-Ga-Legierung eine Zusammensetzung aufweisen, die durch die allgemeine Formel NdFeBGa_A dargestellt wird, wobei A eine Zahl sein kann, die Atomprozent darstellt und zwischen einschließlich 1 und 3 liegen kann.
In dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann die Nd-Fe-B-Ga-Legierung eine Zusammensetzung aufweisen, die dargestellt wird durch die allgemeine Formel Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X, wobei x, y und z Zahlen sein können, die Atomprozente darstellen, x zwischen einschließlich 1 und 3 liegen kann, y eine Zahl sein kann, die größer als 12 ist, und z eine Zahl ist, die größer als 6 sein kann.
In dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann y gleich 24 oder kleiner sein und kann z gleich 12 oder kleiner sein und kann y gleich 14 oder größer sein und kann z gleich 7 oder größer sein.
in dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann die Nd-Fe-B-Ga-Legierung eine Zusammensetzung aufweisen, die durch die allgemeine Formel Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁ dargestellt wird.
In dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann das Unterziehen des gequenchten Bandes einem Drucksintern durchgeführt werden, indem das gequenchte Band einem Erwärmen mittels elektrischen Stroms unterzogen wird, und kann beinhalten, dass das gequenchte Band während 5 bis 100 Minuten einem Erwärmen mittels elektrischen Stroms unter Bedingungen eines konstanten Drucks während des Sinterns von 10 bis 1000 MPa, einer Temperatur von 550°C oder höher und 600°C oder niedriger und eines Vakuums von 10^–2 MPa oder weniger unterzogen wird.
In dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann das Bilden des gequenchten Bandes ein Zuführen einer Legierungsschmelze, welche eine durch die allgemeine Formel Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X dargestellte Zusammensetzung aufweist, auf eine gekühlte Walze einschließen.
Das Verfahren gemäß diesem Aspekt kann ferner einschließen: Entfernen von säulenartigen kristallinen Texturen aus dem gequenchten Band und Pulverisieren des gequenchten Bandes, von dem die säulenartigen kristallinen Texturen entfernt wurden, und das gequenchte Band, das einem Drucksintern unterzogen wird, kann das gequenchte Band sein, welches pulverisiert wurde.
In dem Verfahren gemäß diesem Aspekt kann das gequenchte Band ein bandförmiges Magnetmaterial sein.
Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein NdFeBGa-Magnetmaterial mit einer Zusammensetzung, die dargestellt wird durch die allgemeine Formel Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X, wobei x zwischen einschließlich 1 und 3 liegt, y zwischen einschließlich 14 und 24 liegt und z zwischen einschließlich 7 und 12 liegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorhergehenden und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden verständlich werden anhand der folgenden Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen, die Bezug nehmen auf die beiliegenden Zeichnungen, wobei gleiche Nummerierungen verwendet werden, um gleiche Elemente zu bezeichnen, und wobei:
1 ein Graph ist, der die Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken eines gequenchten Bandes und eines gesinterten Körpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und von gequenchten Bändern gemäß Vergleichsbeispielen aufzeigt;
2 ein Graph ist, der die magnetischen Charakteristiken eines gequenchten Bandes und eines gesinterten Körpers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und eines gequenchten Bandes und eines gesinterten Körpers gemäß Vergleichsbeispielen aufzeigt, und
3 eine schematische Ansicht eines Einwalzenofens zur Verwendung bei der Herstellung eines gequenchten Bandes in den Beispielen der vorliegenden Erfindung ist.
Ausführliche Beschreibung der Ausführungsformen
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten intensive Untersuchungen durch, um die obige Aufgabe zu erreichen, und haben festgestellt, dass ein NdFeB-Magnet, der aus Multidomänenteilchen besteht, ohne eine Magnetfeldphase, die eine Verschiebung und Bildung von Domänenwänden verhindert, keine Koerzitivfeldstärke entwickelt und die Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken davon nicht mit den drei Elementen alleine verbessert werden können, und dass dies darin begründet ist, dass der Grad der Isolation der Hauptphase abnimmt (Kristallkörner wachsen oder die Korngrenzenphase wird dünner) aufgrund der Diffusion von Elementen zwischen der Hauptphase Nd₂Fe₁₄B und der Korngrenzenphase (Nd_1,1Fe₄B₄, NdO usw.) oder aufgrund einiger anderer Ursachen während des Sinterns. Als ein Ergebnis zusätzlicher Untersuchungen haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung dann die vorliegende Erfindung vollendet, Nachfolgend wird unter Bezug auf die Zeichnungen eine Beschreibung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gegeben. Unter Bezug auf 1 und 2 wird nun verständlich, dass der NdFeB-Sinterkörper Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken und eine Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke aufweist, die deutlich schlechter sind als jene des gequenchten NdFeB-Bandes, wobei jedoch der gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erhaltene NdFeBGa-Sinterkörper die Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken und Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke des gequenchten NdFeBGa-Bandes beibehält. 1 zeigt darüber hinaus auf, dass das gequenchte NdFeBGa₁-Band gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hinsichtlich der Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken vergleichbar oder besser ist als ein gequenchtes NdFeBCo₁₀-Band. Es wird angenommen, dass die Aufrechterhaltung der Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke des NdFeBGa-Sinterkörpers von der Tatsache herrührt, dass ein Sinterkörper, der ausgezeichnete Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken aufweist, erhalten werden kann durch Sintern eines gequenchten Bandes, das isolierte Feintexturen oder Feintexturen aufweist, zu einem voluminösen Körper.
In dieser Ausführungsform ist es notwendig, ein gequenchtes Band (ein bandförmiges Magnetmaterial) herzustellen, das aus einer Nd-Fe-B-Ga-Legierung besteht. Bei der Herstellung des gequenchten Bandes kann basierend auf einem kohärenten Rotationsmodell eine hohe Koerzitivfeldstärke erreicht werden durch Erzeugen von isolierten Feintexturen, die kleiner sind als der Einzeldomänenteilchendurchmesser, oder isotopischen Feintexturen. Beispiele der Verfahren, mit denen dies erreicht werden kann, umfassen ein Erzeugen von mikroskopischen Texturen durch die Bildung von Einzeldomänenteilchen durch ein Flüssigquenchverfahren wie ein Schmelzspinnverfahren. Ein spezifisches Mittel, mit dem dies erreicht werden kann, ist die Herstellung eines gequenchten Bandes unter Verwendung einer Walze.
Die Nd-Fe-B-Ga-Legierung in dieser Ausführungsform ist eine quartäre Legierung, die aus Nd (Neodym), Fe (Eisen), B (Bor) und G (Gallium) besteht und erhalten wird, indem ein Teil von einem der Elemente wie B einer ternären Legierung, die aus Nd, Fe und B besteht, durch Ga substituiert wird. Die Nd-Fe-B-Ga-Legierung in dieser Ausführungsform kann eine Zusammensetzung aufweisen, die durch die allgemeine Formel NdFeBGa_A dargestellt wird, wobei A eine Zahl ist, die Atomprozent darstellt und zwischen einschließlich 1 und 3 liegen kann.
In dieser Ausführungsform kann insbesondere ein gequenchtes Band, das gute Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken aufweist, erhalten werden durch Erzeugen eines gequenchten Nd-Fe-B-Ga-Legierungsbandes, das eine Zusammensetzung aufweist, die an Nd oder B reicher ist als die Zusammensetzung des stöchiometrischen Bereichs (Nd₁₂Fe₈₂B₆). Die Nd-Fe-B-Ga-Legierung hat somit vorzugsweise eine Zusammensetzung, die dargestellt wird durch die allgemeine Formel Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X (wobei x, y und z Zahlen sind, die Atomprozent darstellen und in den Bereichen 1 ≤ x ≤ 3, 12 < y bzw. 6 < z liegen), weiter bevorzugt Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X (1 ≤ x ≤ 3, 12 < y ≤ 24 und 6 < z ≤ 12) und am meisten bevorzugt Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁.
Das gequenchte Nd-Fe-B-Ga-Legierungsband dieser Ausführungsform kann erhalten werden durch Herstellen eines Legierungsbarrens aus spezifizierten Mengen an Nd, Fe, FeB und Ga, welche die obigen Atomprozente ergeben, in einem Schmelzofen wie einem Lichtbogenschmelzofen und Gießen des resultierenden Legierungsbarrens mit einer Gießvorrichtung wie einem Walzenofen, welcher beispielsweise ein Schmelzreservoir, das die Legierungsschmelze aufbewahrt, eine Düse, welche die Schmelze bereitstellt, eine Kühlwalze, eine Aufwickelvorrichtung, einen Motor für die Kühlwalze, einen Aufwickelvorrichtungsmotor und einen Kühler für die Kühlwalze einschließt.
In dieser Ausführungsform ist es notwendig, das gequenchte Nd-Fe-B-Ga-Legierungsband einem Drucksintern zu unterziehen. Das Drucksintern des gequenchten Bandes kann durchgeführt werden durch beispielsweise ein Verfahren, das ein Pulverisieren des Rückstands, der nach dem Entfernen von säulenartigen kristallinen Texturen aus dem gequenchten Band verbleibt, und ein Unterziehen des pulverisierten Materials einem Sintern mittels elektrischen Stroms mit einer mit elektrischem Strom betriebenen Sintervorrichtung umfasst, die Formwerkzeuge, einen Temperatursensor, eine Steuereinheit, eine Energieversorgungseinheit, ein Heizelement, Elektroden, ein wärmeisolierendes Material, einen Metallträger und eine Vakuumkammer einschließt.
Das Drucksintern kann durchgeführt werden mittels eines Sinterns mittels elektrischen Stroms während 5 bis 100 Minuten unter Bedingungen von beispielsweise einem Kontaktdruck während des Sinterns von 10 bis 1000 MPa, einer Temperatur zwischen einschließlich 550°C und 600°C und einem Vakuum von 10^–2 MPa oder weniger. Mittels des obigen Drucksinterverfahrens kann ein voluminöser Körper erhalten werden, der die Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken und Hochtemperatur-Koerzitivfeldstärke des gequenchten NdFeBGa_X-Bandes beibehält.
Es werden nachfolgend Beispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. In jedem der folgenden Beispiele wurden die magnetischen Charakteristiken des Sinterkörpers mittels eines VSM-Messsystems (Vibrationsmagnetometersystem (”vibrating sample magnetometer system”)), hergestellt von Lake Shore Cryotronics, Inc., gemessen. In jedem der folgenden Beispiele wurde das gequenchte Band unter Verwendung eines Einwalzenofens hergestellt, der schematisch in 3 dargestellt ist.
Nachfolgend wird Beispiel 1 beschrieben. Herstellung eines gequenchten Bandes: Es wurden spezifizierte Mengen an Nd, Fe, FeB und Ga, welche ein Atomverhältnis von Nd, Fe, B und Ga von 15:77:7:1 ergeben, eingewogen, und es wurde in einem Lichtbogenschmelzofen ein Legierungsbarren hergestellt. Der Legierungsbarren wurde dann durch Anwenden von Hochfrequenzwellen in einem Einwalzenofen geschmolzen. Die Legierungsschmelze wurde dann unter den nachfolgenden Einwalzenofenverwendungsbedingungen auf eine Kupferwalze gesprüht, wodurch ein gequenchtes Band erhalten wurde. Die Einwalzenofenverwendungsbedingungen waren Düsendurchmesser: 0,6 mm, Abstand: 0,7 mm oder 1,0 mm, Sprühdruck: 0,4 kg/cm³, Walzengeschwindigkeit: 2000 Upm oder 2350 Upm, und Schmelztemperatur: 1450°C. Die magnetischen Charakteristiken des resultierenden gequenchten Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁-Bandes wurden unter Verwendung der Hochtemperatur-VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 1 zusammengefasst.
Herstellung eines gesinterten Körpers (Sinterkörper): Die Teile des resultierenden gequenchten Bandes, welche sich in säulenartige kristalline Texturen umgewandelt hatten, wurden durch visuelle Begutachtung und magnetische Trennung entfernt. Der Rest wurde manuell in einem Plastikbeutel pulverisiert, und die pulverisierte Probe wurde in eine Kohlenstoffmatrize einer mit elektrischem Strom betriebenen Sintervorrichtung gegeben. Dann wurde unter den folgenden Bedingungen ein Sinterkörper hergestellt; Atmosphäre der Sinterungsbedingung: Vakuum (10^–3 MPa), Wärmebehandlungstemperatur: 570°C, Temperaturerhöhungsrate: 20°C/min, Haltezeit: 15 Minuten, Formkontaktdruck: 40 MPa, Kontaktdruck während des Sinterns: 100 MPa. Der resultierende Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁-Sinterkörper wurde in eine spezifische Größe geschnitten (ungefähr 2 × 2 × 2 mm), und die magnetischen Charakteristiken wurden unter Verwendung des VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 2 zusammengefasst.
Nachfolgend wird Vergleichsbeispiel 1 beschrieben. Herstellung eines gequenchten Bandes: Es wurden spezifizierte Menge an Nd, Fe und FeB, welche ein Atomverhältnis von Nd, Fe und B von 15:69:16 ergeben, eingewogen, und es wurde in einem Lichtbogenschmelzofen ein Legierungsbarren hergestellt. Der Legierungsbarren wurde dann durch Anwenden von Hochfrequenzwellen in dem Einwalzenofen geschmolzen. Die Legierungsschmelze wurde dann unter denselben wie oben beschriebenen Bedingungen auf eine Kupferwalze gesprüht, um ein gequenchtes Band herzustellen. Die magnetischen Charakteristiken des resultierenden gequenchten Nd₁₅Fe₆₉B₁₆-Bandes wurden unter Verwendung des Hochtemperatur-VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 1 zusammengefasst.
Herstellung eines Sinterkörpers: Aus dem resultierenden gequenchten Band wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 ein Sinterkörper hergestellt mit der Ausnahme, dass die Wärmebehandlungstemperatur auf 600°C geändert wurde. Der resultierende Nd₁₅Fe₆₉B₁₆-Sinterkörper wurde zu einer spezifizierten Größe geschnitten (ungefähr 2 × 2 × 2 mm), und die magnetischen Charakteristiken wurden unter Verwendung des VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 2 zusammengefasst.
Nachfolgend wird Vergleichsbeispiel 2 beschrieben. Herstellung eines gequenchten Bandes: Es wurden spezifizierte Mengen an Nd, Fe, FeB und Co, welche ein Atomverhältnis von Nd, Fe, Co und B von 15:67:10:8 ergeben, eingewogen, und es wurde in einem Lichtbogenschmelzofen ein Legierungsbarren hergestellt. Dann wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 ein gequenchtes Band hergestellt. Die magnetischen Charakteristiken des resultierenden gequenchten Nd₁₅Fe₆₇Co₁₀B₇-Bandes wurden unter Verwendung des Hochtemperatur-VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 1 zusammengefasst.
Herstellung eines Sinterkörpers: Die Teile des resultierenden gequenchten Bandes, die sich zu säulenartigen kristallinen Texturen umgewandelt hatten, wurden durch visuelle Begutachtung und magnetische Trennung entfernt. Der Rest wurde in einem Plastikbeutel manuell pulverisiert, und die pulverisierte Probe wurde in eine Kohlenstoffmatrize einer mit elektrischem Strom betriebenen Sintervorrichtung gegeben. Es wurde dann auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 ein Sinterkörper hergestellt. Der resultierende Nd₁₅Fe₆₇Co₁₀B₇-Sinterkörper wurde zu einer spezifizierten Größe geschnitten (ungefähr 2 × 2 × 2 mm), und die magnetischen Charakteristiken wurden unter Verwendung des VSM bewertet.
Nachfolgend wird Vergleichsbeispiel 3 beschrieben. Herstellung eines gequenchten Bandes: Es wurden spezifizierte Mengen an Nd, Fe und FeB, welche ein Atomverhältnis von Nd, Fe und B von 15:77:8 ergeben, eingewogen, und es wurde in einem Lichtbogenschmelzofen ein Legierungsbarren hergestellt. Es wurde dann auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 ein gequenchtes Band hergestellt. Die magnetischen Charakteristiken des resultierenden gequenchten Nd₁₅Fe₇₇B₈-Bandes wurden unter Verwendung des Hochtemperatur-VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 1 zusammengefasst.
Herstellen eines Sinterkörpers: Aus dem resultierenden gequenchten Band wurde auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 ein Sinterkörper hergestellt mit der Ausnahme, dass die Wärmebehandlungstemperatur auf 600°C geändert wurde. Der resultierende Nd₁₅Fe₇₇B₈-Sinterkörper wurde zu einer spezifizierten Größe geschnitten (ungefähr 2 × 2 × 2 mm), und die magnetischen Charakteristiken wurden unter Verwendung des VSM bewertet. Die Ergebnisse sind in 2 zusammengefasst.
Für einen Vergleich des Beispiels und der Vergleichsbeispiele werden nachfolgend die Koerzitivfeldstärken der gequenchten Bänder und der Sinterkörper, die als Ergebnis der Bewertung unter Verwendung des VSM erhalten wurden, zusammengefasst:
Koerzitivfeldstärke (kOe) des gequenchten Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁-Bandes = 21,0;
Koerzitivfeldstärke (kOe) des Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁-Sinterkörpers = 21,6;
Koerzitivfeldstärke (kOe) des gequenchten Nd₁₅Fe₇₇B₈-Bandes = 18,6;
Koerzitivfeldstärke (kOe) des Nd₁₅Fe₇₇B₈-Sinterkörpers = 15,2;
Koerzitivfeldstärke (kOe) des gequenchten Nd₁₅Fe₆₇Co₁₀B₇-Bandes = 18,5; und
Koerzitivfeldstärke (kOe) des Nd₁₅Fe₆₇Co₁₀B₇-Sinterkörpers = 17,6.
Die obigen Ergebnisse zeigen darüber hinaus an, dass die Raumtemperatur-Koerzitivfeldstärke abnimmt, wenn ein ternäres System Nd₁₅Fe₇₇B₈ von einem gequenchten Band zu einem Sinterkörper verarbeitet wird, jedoch ein Sinterkörper, der eine Raumtemperatur-Koerzitivfeldstärke aufweist, die vergleichbar oder besser ist als die des gequenchten Bandes, erhalten werden kann, wenn ein Teil von B durch Ga substituiert wird, um ein quartäres System Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁ zu bilden. Wenn darüber hinaus ein Teil von B durch Ga substituiert wird, um ein quartäres System Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁ zu bilden, kann ein Sinterkörper erhalten werden, der Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken aufweist, die vergleichbar sind mit denen des gequenchten Bandes. Dies bedeutet, dass ein Sinterkörper, der ausgezeichnete Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken aufweist, hergestellt werden kann ohne die Zugabe einer großen Menge eines seltenen Metalls wie Dy, Tb oder Co.
Gemäß dieser Ausführungsform kann ein Sinterkörper, der ausgezeichnete Koerzitivfeldstärke-Temperatur-Charakteristiken aufweist, hergestellt werden und kann ein NdFeBGa-Magnet bereitgestellt werden, der eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweist.
Während einige Ausführungsformen der Erfindung oben dargestellt wurden, ist dies so zu verstehen, dass die Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern mit verschiedenen Änderungen, Modifikationen oder Verbesserungen ausgeführt werden kann, die dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet offensichtlich erscheinen, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-252107 A [0004]
JP 2002-030595 A1 [0005]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines NdFeBGa-Magneten, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren umfasst: Bilden eines gequenchten Bandes, das aus einer Nd-Fe-B-Ga-Legierung besteht und Unterziehen des gequenchten Bandes einem Drucksintern zum Erhalt eines Sinterkörpers.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nd-Fe-B-Ga-Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel NdFeBGa_A dargestellt wird, und A eine Zahl ist, die Atomprozent darstellt und zwischen einschließlich 1 und 3 liegt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Nd-Fe-B-Ga-Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X dargestellt wird, x, y und z Zahlen sind, die Atomprozente darstellen, x zwischen einschließlich 1 und 3 liegt, y eine Zahl ist, die größer als 12 ist und z eine Zahl ist, die größer als 6 ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei y gleich 24 oder kleiner ist und z gleich 12 oder kleiner ist.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei y gleich 14 oder größer ist und z gleich 7 oder größer ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Nd-Fe-B-Ga-Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel Nd₁₅Fe₇₇B₇Ga₁ dargestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Unterziehen des gequenchten Bandes einem Drucksintern durchgeführt wird, indem das gequenchte Band einem Erwärmen mittels elektrischen Stroms unterzogen wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Unterziehen des gequenchten Bandes einem Drucksintern einschließt, dass das gequenchte Band einem Erwärmen mittels elektrischen Stroms während 5 bis 100 Minuten unter Bedingungen eines Kontaktdrucks während des Sinterns von 10 bis 1000 MPa, einer Temperatur, die 550°C oder höher und 600°C oder niedriger ist, und eines Vakuums von 10^–2 MPa oder geringer unterzogen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Bilden des gequenchten Bandes einschließt, dass eine Legierungsschmelze, die eine Zusammensetzung aufweist, die durch die allgemeine Formel Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X dargestellt wird, auf eine gekühlte Walze geleitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, ferner umfassend: Entfernen von säulenartigen kristallinen Texturen von dem gequenchten Band und Pulverisieren des gequenchten Bandes, von dem die säulenartigen kristallinen Texturen entfernt wurden, wobei das gequenchte Band, das einem Drucksintern unterzogen wird, das gequenchte Band ist, welches pulverisiert wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das gequenchte Band ein bandförmiges Magnetmaterial ist.
NdFeBGa-Magnetmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Zusammensetzung umfasst, die durch die Formel I dargestellt wird, Nd_yFe_100-x-y-zB_zGa_X (Formel I), wobei x zwischen einschließlich 1 und 3 liegt, y zwischen einschließlich 14 und 24 liegt und z zwischen einschließlich 7 und 12 liegt.