DE60317460T2 - RARE TERMINAL PERMANENT MAGNET ON R-T-B BASE - Google Patents
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Description
Technisches GebietTechnical area
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System, der als Hauptkomponenten R (wobei R ein oder mehrere Seltenerdelemente darstellt, unter der Bedingung, dass die Seltenerdelemente Y einschließen), T (wobei T mindestens ein Übergangsmetallelement darstellt, das im wesentlichen Fe oder Fe und Co beinhaltet) und B (Bor) enthält.The The present invention relates to a rare earth permanent magnet of the R-T-B system which is referred to as Main components R (where R represents one or more rare earth elements, under the condition that the rare earth elements include Y), T (where T is at least one transition metal element representing essentially Fe or Fe and Co) and B contains (boron).
Stand der TechnikState of the art
Unter den Seltenerden-Permanentmagneten ist der Bedarf an einem Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System aufgrund dessen, dass seine magnetischen Eigenschaften ausgezeichnet sind und seine Hauptkomponente Nd im Überfluss als Quelle vorhanden und relativ preisgünstig ist, von Jahr zu Jahr gestiegen.Under The rare earth permanent magnet has a need for a rare earth permanent magnet from the R-T-B system due to its magnetic properties excellent and its main component Nd abound as a source is available and relatively inexpensive, year by year gone up.
Auf
die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Seltenerden-Permanentmagneten vom
R-T-B-System ausgerichtete Forschung und Entwicklung sind stark
vorangeschritten. Zum Beispiel offenbart die
Die durch Sintern erhaltenen magnetischen Eigenschaften eines Seltenerden-Permanentmagnets vom R-T-B-System hängen von der Sintertemperatur ab. Andererseits ist es schwierig, die Heiztemperatur über alle Teile eines Sinterofens im industriellen Herstellungsmaßstab abzugleichen. Für einen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System ist es daher erforderlich, die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erhalten, selbst wenn sich die Sintertemperatur ändert. Ein Temperaturbereich, in dem die gewünschten magnetischen Eigenschaften erhalten werden können, wird hierin als ein geeigneter Sintertemperaturbereich bezeichnet.The obtained by sintering magnetic properties of a rare earth permanent magnet from the R-T-B system from the sintering temperature. On the other hand, it is difficult to Heating temperature over to match all parts of a sintering furnace on an industrial scale. For one Rare earth permanent magnet of the R-T-B system, it is therefore necessary the desired get magnetic properties, even if the sintering temperature changes. One Temperature range in which the desired magnetic properties can be obtained is referred to herein as a suitable sintering temperature range.
Um einen Hochleistungs-Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System zu erhalten, ist es notwendig, die in den Legierungen enthaltenen Sauerstoffmenge zu verringern. Wenn die in den Legierungen enthaltene Sauerstoffmenge verringert wird, tritt jedoch wahrscheinlich ein abnormes Korngrößenwachstum im Sinterverfahren auf, was zu einer Verringerung des Rechteckverhaltens (squareness) führt. Diese rührt daher, dass Oxide, die durch den in den Legierungen enthaltenen Sauerstoff gebildet werden, das Korngrößenwachstum inhibieren.Around a high performance rare earth permanent magnet from the R-T-B system It is necessary to obtain those contained in the alloys To reduce the amount of oxygen. If the ones contained in the alloys Oxygen level is reduced, but is likely to occur abnormal grain size growth in the sintering process, resulting in a reduction of the rectangular behavior (squareness) leads. This one touches therefore, that oxides by that contained in the alloys Oxygen are formed which inhibit grain size growth.
Als
Mittel zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften wurde daher
ein Verfahren zum Zugeben eines neuen Elementes zu einem Seltenerden-Permanentmagnet
vom R-T-B-System untersucht, der Cu enthielt. Die
Auch
die
Gemäß der
Kim A. S. et al. (IEE Trans. On Magnetics, US, Bd. 33, Nr. 5, Teil 2, S. 3823/5) diskutiert die Mikrostruktur von Zr-haltigen Nd(Dy)FeB-Legierungen. Der Effekt von verschiedenen Zr-Gehalten auf die Koerzitivkraft wurde untersucht, um das optimale Zr-Niveau zu bestimmen.Kim A.S. et al. (IEE Trans. On Magnetics, US, Vol. 33, No. 5, Part 2, P. 3823/5) discusses the microstructure of Zr-containing Nd (Dy) FeB alloys. Of the Effect of different Zr contents on the coercive force was examined to determine the optimal Zr level.
Pollard R. J. et al. (IEEE Trans On Magnetics, US, Bd. 24, Nr. 2, S. 1626/8) bezieht sich auf die Wirkung von Zr-Zugaben auf die mikrostrukturellen und magnetischen Eigenschaften von Magneten auf NdFeB-Basis.Pollard R.J. et al. (IEEE Trans On Magnetics, US, Vol. 24, No. 2, p. 1626/8) refers to the effect of Zr additions on the microstructural and magnetic properties of NdFeB-based magnets.
Benesicar et al. (Journal of magnetism and magnetic materials, Elsevier Sc. Publ., NL, Bd. 104–107, Teil 2, S. 1175/8) diskutiert den Einfluss einer ZrO2-Zugabe auf die Mikrostruktur und die magnetischen Eigenschaften von NdDyFeB-Magneten.Benesicar et al. (Journal of magnetism and magnetic materials, Elsevier Sc. Publ., NL, Vol. 104-107, Part 2, pp. 1175/8) discusses the influence of ZrO 2 addition on the microstructure and magnetic properties of NdDyFeB magnets ,
Es ist folglich ein erfindungsgemäßes Ziel, einen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System bereitzustellen, der die Inhibierung des Korngrößenwachstums ermöglicht, während der Rückgang der magnetischen Eigenschaften auf ein Minimum gehalten wird, und der es außerdem ermöglicht, den geeigneten Sintertemperaturbereich weiter zu verbessern.It is therefore an object of the invention, a Rare earth permanent magnet from the R-T-B system, which inhibits grain size growth allows while the decline the magnetic properties is kept to a minimum, and it too allows to further improve the suitable sintering temperature range.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Die
hiesigen Erfinder haben herausgefunden, dass, wenn ein Produkt,
das reich an Zr ist, in einer R2T14B-Phase vorliegt, die die Hauptphase eines Seltenerden-Permanentmagneten
vom R-T-B-System bildet, der Permanentmagnet geeignet ist, das Korngrößenwachstum
zu inhibieren, während
der Rückgang
der magnetischen Eigenschaften auf eine Minimum gehalten wird, und
geeignet ist, den geeigneten Sintertemperaturbereich zu verbessern.
Das heißt,
die vorliegende Erfindung stellt daher einen Seltenerden-Permanentmagnet
vom R-T-B-System bereit, der ein Sinterkörper ist, der aus 28 bis 33 Gew.-%
R, 0,5 bis 1,5 Gew.-% B, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Al, 0,03 bis 0,3 Gew.-%
Cu, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Zr, 0,1 bis 4 Gew.-% Co und als Rest Fe
und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei der Sinterkörper folgendes
umfasst:
eine Hauptphase bestehend aus einer R2T14B-Phase, wobei R für ein oder mehrere Seltenerdelement(e)
steht, mit der Bedingung, dass die Seltenerdelemente Y beinhalten,
und T für
ein oder mehrere Übergangsmetall-Elemente
steht, die Fe oder Fe und Co beinhalten; und eine Korngrenzenphase,
die eine größere Menge
an R enthält
als die Hauptphase, wobei in der genannten R2T14B-Phase ein Zr-reiches Produkt existiert,
das eine Länge
von einigen hundert nm und eine Breite zwischen einigen nm und 15
nm hat.The present inventors have found that when a product rich in Zr is in an R 2 T 14 B phase constituting the main phase of an RTB system rare earth permanent magnet, the permanent magnet is suitable for increasing the grain size while minimizing the decrease in magnetic properties, and is capable of improving the proper sintering temperature range. That is, the present invention therefore provides an RTB system rare earth permanent magnet which is a sintered body composed of 28 to 33% by weight of R, 0.5 to 1.5% by weight of B, 0.03 to 0.3 wt.% Al, 0.03 to 0.3 wt.% Cu, 0.05 to 0.2 wt.% Zr, 0.1 to 4 wt.% Co, and balance Fe and unavoidable impurities, wherein the sintered body comprises:
a major phase consisting of an R 2 T 14 B phase, wherein R represents one or more rare earth element (s), with the condition that the rare earth elements include Y, and T represents one or more transition metal elements that are Fe or Fe and Co include; and a grain boundary phase containing a larger amount of R than the main phase, wherein in said R 2 T 14 B phase there is a Zr-rich product having a length of several hundred nm and a width between a few nm and 15 nm ,
In dem erfindungsgemäßen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System weist das Produkt, das reich an Zr ist, eine flache oder nadelförmige Form auf.In the rare earth permanent magnet according to the invention from the R-T-B system For example, the product rich in Zr has a flat or acicular shape on.
In dem erfindungsgemäßen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System beträgt die Menge an Sauerstoff, die in dem obigen Sinterkörper enthalten ist, vorzugsweise 2000 ppm oder weniger. Dies rührt daher, dass die durch die Gegenwart des Zr-reichen Produkts in der R2T14B-Phase erhaltenen Wirkungen, wie z. B. die Hemmung des Korngrößenwachstums oder die Ausdehnung des geeigneten Sintertemperaturbereichs, signifikant werden, wenn die in dem Sinterkörper enthaltene Sauerstoffmenge, 2000 ppm oder weniger beträgt.In the RTB system rare earth permanent magnet of the present invention, the amount of oxygen contained in the above sintered body is preferably 2000 ppm or less. This is because the effects obtained by the presence of the Zr-rich product in the R 2 T 14 B phase, such as. As the inhibition of the grain size growth or the extension of the suitable sintering temperature range, become significant when the amount of oxygen contained in the sintered body, 2000 ppm or less.
In dem erfindungsgemäßen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System weist der Sinterkörper vorzugsweise eine Zusammensetzung auf, die aus 28 bis 33 Gew.-% R, 0,5 bis 1,5 Gew.-% B, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Al, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Cu, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Zr, 0,1 bis 4 Gew.-% Co und als Rest im wesentlichen Fe besteht.In the rare earth permanent magnet according to the invention of the R-T-B system, the sintered body preferably has a composition from 28 to 33% by weight R, from 0.5 to 1.5% by weight B, from 0.03 to 0.3% by weight Al, 0.03 to 0.3 wt% Cu, 0.05 to 0.2 wt% Zr, 0.1 to 4 wt% Co and the balance is essentially Fe.
In dem erfindungsgemäßen Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System ist Zr besonders bevorzugt innerhalb eines Bereiches zwischen 0,1 und 0,15 Gew.-% in dem Sinterkörper enthalten.In the rare earth permanent magnet according to the invention Of the R-T-B system, Zr is particularly preferable within a range between 0.1 and 0.15 wt .-% in the sintered body.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Beste erfindungsgemäße AusführungsformBest embodiment of the invention
Die erfindungsgemäßen Ausführungsformen werden im Folgenden beschrieben.The Embodiments of the invention are described below.
Mikrostrukturmicrostructure
Der
erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet
vom R-T-B-System umfasst einen Sinterkörper, der aus 28 bis 33 Gew.-%
R, 0,5 bis 1,5 Gew.-% B, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Al, 0,03 bis 0,3 Gew.-%
Cu, 0,05 bis 0,2 Gew.-% Zr, 0,1 bis 4 Gew.-% Co und als Rest im
Wesentlichen Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht, wobei
der Sinterkörper
folgendes umfasst:
eine Hauptphase bestehend aus einer R2T14B-Phase, wobei
R für ein
oder mehrere Seltenerdelement(e) steht, mit der Bedingung, dass
die Seltenerdelemente Y beinhalten, und T für ein oder mehrere Übergangsmetall-Elemente
steht, die Fe oder Fe und Co beinhalten; und eine Korngrenzenphase,
die eine größere Menge
an R enthält
als die Hauptphase. Die vorliegende Erfindung wird dadurch charakterisiert, dass
ein Produkt, das reich an Zr ist, und eine Länge von einigen 100 nm und
eine Breite zwischen einigen nm und 15 nm aufweist, in der R2T14B-Phase vorliegt.The RTB system rare earth permanent magnet according to the present invention comprises a sintered body composed of 28 to 33% by weight of R, 0.5 to 1.5% by weight of B, 0.03 to 0.3% by weight of Al, 0.03 to 0.3 wt .-% Cu, 0.05 to 0.2 wt .-% Zr, 0.1 to 4 wt .-% Co and the remainder substantially Fe and unavoidable impurities, wherein the sintered body comprising:
a major phase consisting of an R 2 T 14 B phase, wherein R represents one or more rare earth element (s), with the condition that the rare earth elements include Y, and T represents one or more transition metal elements which are Fe or Fe and Co include; and a grain boundary phase containing a larger amount of R than the main phase. The present invention is characterized in that a product rich in Zr and having a length of several hundreds nm and a width between several nm and 15 nm exists in the R 2 T 14 B phase.
Der Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System, der dieses Produkt enthält, ist geeignet, das Korngrößenwachstum zu hemmen, während ein Rückgang der magnetischen Eigenschaften auf ein Minimum gehalten wird, und den geeigneten Sintertemperaturbereich auszudehnen. Dieses Produkt muss in der R2T14B-Phase vorliegen, es ist jedoch nicht erforderlich, dass es in allen R2T14B-Phasen vorliegt. Dieses Produkt kann auch in der Korngrenzenphase vorliegen. Wenn das Zr-reiche Produkt lediglich in der Korngrenzenphase vorliegt, werden die erfindungsgemäßen Wirkungen jedoch nicht erhalten. In dem Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System ist Ti herkömmlich als Additivelement bekannt, das das Produkt in der R2T14B-Phase bildet (z. B. J. Appl. Phys. 69 (1991), 6055). Die hiesigen Erfinder haben herausgefunden, dass die Bildung des Produkts in der R2T14B-Phase durch Zugabe von Zr oder Ti für die Ausdehnung eines geeigneten Sintertemperaturbereichs wirksam ist. Wenn Zr zugegeben wird, verursacht es nahezu keinen Rückgang der magnetischen Eigenschaften und insbesondere keine Abnahme der remanenten magnetischen Flussdichte (Br), selbst wenn Zr in einer Menge hinzugefügt wird, die zum Erhalten eines Effekts wie die Ausdehnung eines geeigneten Sintertemperaturbereichs notwendig ist. Wenn andererseits Ti hinzugegeben wird, wird die remanente magnetische Flussdichte (Br) signifikant verringert, wenn dieses Element in einer Menge zugegeben wird, die zum Erhalten eines Effekts, wie die Ausdehnung eines geeigneten Sintertemperaturbereichs, notwendig ist, und es ist daher klar, dass die Zugabe von Ti in der Praxis nicht bevorzugt ist. Wenn die Zusammensetzung des Produkts reich an Zr ist, ist es möglich, konsistent Permanentmagneten mit erstklassigen magnetischen Eigenschaften in einem breiten geeigneten Sintertemperaturbereich herzustellen, wie oben erwähnt.The RTB system rare earth permanent magnet containing this product is capable of inhibiting grain size growth while minimizing a decrease in magnetic properties and extending the proper sintering temperature range. This product must be present in the R 2 T 14 B phase, but it is not required to be present in all R 2 T 14 B phases. This product may also be in the grain boundary phase. However, when the Zr-rich product is only in the grain boundary phase, the effects of the present invention are not obtained. In the RTB rare earth permanent magnet, Ti is conventionally known as an additive element which forms the product in the R 2 T 14 B phase (for example, Appl. Phys. 69 (1991), 6055). The present inventors have found that the formation of the product in the R 2 T 14 B phase is effective by the addition of Zr or Ti for the extension of a suitable sintering temperature range. When Zr is added, it causes almost no decrease in magnetic properties and, in particular, no decrease in remanent magnetic flux density (Br) even when Zr is added in an amount necessary for obtaining an effect such as the extension of a suitable sintering temperature range. On the other hand, when Ti is added, the remanent magnetic flux density (Br) is significantly reduced when this element is added in an amount necessary for obtaining an effect such as the extension of a suitable sintering temperature range, and it is therefore clear that the Addition of Ti is not preferred in practice. When the composition of the product is rich in Zr, it is possible to consistently produce permanent magnets having superior magnetic properties in a wide suitable sintering temperature range, as mentioned above.
Die hiesigen Erfinder haben bestätigt, dass es einige Erfodernisse an das Herstellungsverfahren gibt, um zu ermöglichen, dass das Produkt, das reich an Zr ist, in der R2T14B-Phase vorliegt. Die Vorgehensweise des Herstellungsverfahrens des erfindungsgemäßen Permanentmagneten wird später beschrieben. Die Erfordernisse dafür, dass das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase vorliegt, werden unten beschrieben.The present inventors have confirmed that there are some requirements for the manufacturing process to enable the product rich in Zr to be in the R 2 T 14 B phase. The procedure of the manufacturing method of the permanent magnet of the invention will be described later. The requirements for the Zr-rich product to be in the R 2 T 14 B phase are described below.
Es gibt zwei Verfahren zur Herstellung eines Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System: Ein Verfahren, das als Ausgangslegierung eine einzige Legierung mit einer gewünschten Zusammensetzung verwendet (nachfolgend als Einzelverfahren bezeichnet), und ein Verfahren, das als Ausgangslegierungen eine Vielzahl von Legierungen mit verschiedenen Zusammensetzungen verwendet (nachfolgend als Mischverfahren bezeichnet). In dem Mischverfahren werden üblicherweise Legierungen, die eine R2T14B-Phase als Hauptbestandteil enthalten (Legierungen mit wenig R), und Legierungen, die eine größere Menge R als die Legierungen mit wenig R enthalten (Legierungen mit viel R), als Ausgangslegierungen verwendet.There are two methods for producing an RTB system rare earth permanent magnet: a method using as the starting alloy a single alloy having a desired composition (hereinafter referred to as a single method) and a method using as starting alloys a variety of alloys having different compositions used (hereinafter referred to as mixing method). In the mixing method, alloys containing an R 2 T 14 B phase as a main component (low-R alloys) and alloys containing a larger amount of R than the low-R alloys (alloys having much R) are usually used as starting alloys used.
Die hiesigen Erfinder haben Zr entweder zu Legierungen mit wenig R oder zu Legierungen mit viel R hinzugefügt, um einen Seltenerden-Magnet vom R-T-B-System zu erhalten. Als Ergebnis haben die hiesigen Erfinder bestätigt, dass das Produkt, das reich an Zr ist, in der R2T14B-Phase vorliegt, wenn Zr zu Legierungen mit wenig R zur Erzeugung eines Permanentmagnet hinzugefügt wird. Die hiesigen Erfinder haben außerdem bestätigt, dass, das Zr-reiche Produkt nicht in der R2T14B-Phase vorliegt, wenn Zr zu Legierungen mit viel R hinzugefügt wird.The present inventors have added Zr to either low R alloys or high R alloys to obtain a rare earth RTB system magnet. As a result, the present inventors confirmed that the product rich in Zr is in the R 2 T 14 B phase when Zr is added to low-R alloys to produce a permanent magnet. The present inventors also confirmed that the Zr rich product is not in the R 2 T 14 B phase when Zr is added to high R alloys.
Selbst in dem Fall, in dem Zr zu Legierungen mit wenig R hinzugefügt wird, und wenn das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase im Stadium der Legierung mit wenig R vorlag, wurde nicht bestätigt, dass das Zr-reiche Produkt nach einem Sinterschritt in der R2T14B-Phase vorlag, obwohl es in einer R-reichen Phase (Korngrenzenphase) vorlag, die an einem Tripelpunkt in der Mikrostruktur der Sinterkörper lokalisiert war. Um zu ermöglichen, dass das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase des Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System vorliegt, ist es demzufolge wichtig, dass das Zr-reiche Produkt nicht in der R2T14B-Phase im Mutterlegierungsstadium vorliegt.Even in the case where Zr is added to low-R alloys, and when the Zr-rich product was in the R 2 T 14 B phase in the low-R alloy, it was not confirmed that the Zr-rich Product was present after a sintering step in the R 2 T 14 B phase although it existed in an R-rich phase (grain boundary phase) located at a triple point in the microstructure of the sintered bodies. Accordingly, in order to allow the Zr-rich product to be in the R 2 T 14 B phase of the RTB rare earth permanent magnet, it is important that the Zr-rich product not be in the R 2 T 14 B phase present in the mother alloy stage.
Diese Erkenntnis sollte bei einem Verfahren zur Herstellung von Mutter-Legierungen berücksichtigt werden. Wenn die Legierungen mit wenig R durch das Dünnbandgussverfahren hergestellt werden, muss die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze kontrolliert werden. Wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze zu niedrig ist, führt dies zu einer Abscheidung von α-Fe, und das Zr-reiche Produkt wird in der R2T14B-Phase der Legierungen mit wenig R erzeugt. Als Ergebnis von Untersuchungen der hiesigen Erfinder wurde herausgefunden, dass, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze innerhalb eines Bereiches zwischen 1,0 und 1,8 m/s liegt, Legierungen mit wenig R erhalten werden können, in denen das Zr-reiche Produkt nicht in der R2T14B-Phase vorliegt. Unter Verwendung der erhaltenen Legierungen mit wenig R kann ein Permanentmagnet mit erstklassigen magnetischen Eigenschaften erhalten werden.This finding should be taken into account in a process for producing mother alloys. If the low-R alloys are made by the strip casting method, the peripheral speed of the chill roll must be controlled. If the peripheral speed of the chill roll is too low, this results in precipitation of α-Fe, and the Zr-rich product is generated in the R 2 T 14 B phase of the low-R alloys. As a result of researches by the present inventors, it has been found that when the peripheral speed of the chill roll is within a range of 1.0 to 1.8 m / s, low R alloys can be obtained in which the Zr rich product is not in the R 2 T 14 B phase is present. By using the obtained low-R alloys, a permanent magnet having excellent magnetic properties can be obtained.
Selbst in dem Fall, in dem Legierungen mit wenig R erhalten werden, in denen das Zr-reiche Produkt nicht in der R2T14B-Phase vorliegt, ist es in der vorliegenden Erfindung nicht gewünscht, dass die erhaltenen Legierungen mit wenig R einer Wärmebehandlung unterzogen werden und anschließend als Mutter-Legierungen verwendet werden. Dies rührt daher, dass das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase der Legierungen mit wenig R als Folge der Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich (annährend 700°C oder höher) erzeugt wird, in dem die Mikrostruktur der Legierungen mit wenig R modifiziert werden können.Even in the case where low R alloys are obtained in which the Zr rich product is not in the R 2 T 14 B phase, it is not desired in the present invention that the low R alloys obtained Heat treatment are subjected and then used as mother alloys. This is because the Zr-rich product is produced in the R 2 T 14 B phase of the low-R alloys as a result of the heat treatment in a temperature range (approximately 700 ° C. or higher) in which the microstructure of the low-alloy alloys R can be modified.
Chemische ZusammensetzungChemical composition
Als nächstes wird die gewünschte Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System erläutert. Der Begriff chemische Zusammensetzung bezeichnet hierbei eine chemische Zusammensetzung, die nach dem Sintern erhalten wird.When next will be the desired Composition of the rare earth permanent magnet according to the invention from the R-T-B system. The term chemical composition refers to a chemical Composition obtained after sintering.
Der erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet enthält 28 bis 33 Gew.-% R.Of the rare-earth permanent magnet according to the invention contains From 28 to 33% by weight of R.
Der hierin verwendete Begriff R bezeichnet ein oder mehrere Seltenerdelemente, die aus einer Gruppe ausgewählt werden, die aus La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu und Y besteht. Wenn die Menge an R weniger als 28 Gew.-% beträgt, wird die R2T14B1-Phase als Hauptphase des Seltenerden-Permanentmagneten nicht ausreichend erzeugt. Folglich wird α-Fe oder dergleichen mit weichem Magnetismus abgeschieden und die Koerzitivkraft signifikant verringert. Wenn die Menge an R andererseits 35 Gew.-% übersteigt, nimmt der Volumenanteil der R2T14B-Phase als Hauptphase und die remanente magnetische Flussdichte ab. Darüber hinaus reagiert R mit Sauerstoff und der Sauerstoffgehalt nimmt dadurch zu, wenn die Menge an R 33 Gew.-% übersteigt. Mit der Zunahme des Sauerstoffgehalts nimmt die zur Erzeugung der Koerzitivkraft wirksame R-reiche Phase ab, was zu einer Abnahme der Koerzitivkraft führt. Die Menge an R wird daher zwischen 28 und 33 Gew.-% eingestellt. Die Menge an R liegt vorzugsweise zwischen 29 und 32 Gew.-%.The term R as used herein denotes one or more rare earth elements selected from a group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, Lu and Y. When the amount of R is less than 28% by weight, be carries, the R 2 T 14 B 1 phase is not sufficiently generated as the main phase of the rare earth permanent magnet. Consequently, α-Fe or the like is deposited with soft magnetism and the coercive force is significantly reduced. On the other hand, when the amount of R exceeds 35% by weight, the volume fraction of R 2 T 14 B phase as the main phase and the residual magnetic flux density decrease. In addition, R reacts with oxygen and the oxygen content thereby increases when the amount of R exceeds 33% by weight. As the oxygen content increases, the R-rich phase effective for generating the coercive force decreases, resulting in a decrease in coercive force. The amount of R is therefore set between 28 and 33 wt .-%. The amount of R is preferably between 29 and 32 wt .-%.
Da Nd als Quelle im Überfluss vorhanden und relativ preisgünstig ist, ist es bevorzugt, Nd als Hauptkomponente von R zu verwenden. Da das Vorhandensein von Dy das anisotrope Magnetfeld erhöht, ist es darüber hinaus effektiv, dass Dy zur Verbesserung der Koerzitivkraft enthalten ist. Demzufolge ist es erwünscht, Nd und Dy für R auszuwählen und die Gesamtmenge von Nd und Dy zwischen 28 und 33 Gew.-% einzustellen. Außerdem liegt die Dy-Menge in dem obigen Bereich vorzugsweise zwischen 0,1 und 8 Gew.-%. Es ist erwünscht, dass die Dy-Menge, je nachdem, ob die remanente magnetische Flussdichte oder die Koerzitivkraft wichtiger ist, beliebig innerhalb des obigen Bereiches festgelegt wird. Das heißt, wenn eine hohe remanente magnetische Flussdichte erforderlich ist, wird die Dy-Menge vorzugsweise zwischen 0,1 und 3,5 Gew.-% eingestellt. Wenn eine hohe Koerzitivkraft erforderlich ist, wird sie vorzugsweise zwischen 3,5 und 8 Gew.-% eingestellt.There Nd as source in abundance available and relatively inexpensive For example, it is preferable to use Nd as the main component of R. Since the presence of Dy increases the anisotropic magnetic field it about it in addition, effectively containing Dy for improving the coercive force is. As a result, it is desirable Nd and Dy for R and select to adjust the total amount of Nd and Dy between 28 and 33% by weight. Furthermore For example, the Dy amount in the above range is preferably between 0.1 and 8% by weight. It is desirable that the Dy amount, depending on whether the remanent magnetic flux density or the coercive force is more important, arbitrary within the above Range is set. That is, if a high remanent magnetic flux density is required, the Dy amount is preferably adjusted between 0.1 and 3.5 wt .-%. When a high coercive force is required, it is preferably adjusted between 3.5 and 8 wt .-%.
Des Weiteren enthält der erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet 0,5 bis 1,5 Gew.-% Bor (B). Wenn die Menge an B weniger als 0,5 Gew.-% beträgt, kann keine hohe Koerzitivkraft erhalten werden. Wenn die Menge an B jedoch 1,5 Gew.-% übersteigt, nimmt die remanente magnetische Flussdichte wahrscheinlich ab. Folglich ist die obere Grenze auf 1,5 Gew.-% gesetzt. Die Menge an Bor liegt vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 Gew.-%.Of Further contains the rare earth permanent magnet 0.5 according to the invention to 1.5% by weight boron (B). When the amount of B is less than 0.5% by weight is, high coercive force can not be obtained. If the amount of B, however, exceeds 1.5% by weight, probably decreases the remanent magnetic flux density. consequently the upper limit is set at 1.5% by weight. The amount of boron is preferably between 0.8 and 1.2 wt .-%.
Der erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System kann Al und Cu in einem Bereich zwischen 0,03 und 0,3 Gew.-% enthalten. Der Gehalt an Al und Cu in dem obigen Bereich kann dem erhaltenen Permanentmagnet eine hohe Koerzitivkraft, eine starke Korrosionsbeständigkeit und eine verbesserte Temperaturstabilität der magnetischen Eigenschaften verleihen. Die Additivmenge an Al liegt vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,25 Gew.-%. Die Additivmenge an Cu liegt vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,15 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 0,03 und 0,08 Gew.-%.Of the rare-earth permanent magnet according to the invention From the R-T-B system, Al and Cu can be in a range between 0.03 and Contain 0.3 wt .-%. The content of Al and Cu in the above range may be the permanent magnet obtained a high coercive force, a strong Corrosion resistance and an improved temperature stability of the magnetic properties to lend. The additive amount of Al is preferably between 0.05 and 0.25% by weight. The amount of additive Cu is preferably between 0.03 and 0.15 wt .-% and particularly preferably between 0.03 and 0.08 Wt .-%.
Um zu ermöglichen, dass das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase vorliegt, enthält der erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System Zr innerhalb eines Bereiches zwischen 0,05 und 0,2 Gew.-%. Wenn der Sauerstoffgehalt verringert wird, um die magnetischen Eigenschaften des Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System zu verbessern, übt Zr eine Inhibierungswirkung auf das abnorme Korngrößenwachstum in einem Sinterverfahren aus und macht dadurch die Mikrostruktur des Sinterkörpers gleichmäßig und fein. Wenn die Sauerstoffmenge gering ist, übt Zr folglich vollständig seine Wirkung aus. Die Zr-Menge liegt vorzugsweise zwischen 0,1 und 0,15 Gew.-%.In order to allow the Zr-rich product to be in the R 2 T 14 B phase, the RTB system rare earth permanent magnet of the present invention contains Zr within a range of 0.05 to 0.2 wt%. When the oxygen content is lowered to improve the magnetic properties of the RTB system rare earth permanent magnet, Zr exerts an inhibiting effect on the abnormal grain size growth in a sintering process, thereby making the microstructure of the sintered body uniform and fine. Thus, when the amount of oxygen is small, Zr completely exerts its effect. The Zr amount is preferably between 0.1 and 0.15 wt .-%.
Der erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System enthält 2000 ppm oder weniger Sauerstoff. Wenn er eine große Sauerstoffmenge enthält, nimmt die Oxidphase zu, die eine nicht-magnetische Komponente ist, wodurch die magnetischen Eigenschaften abnehmen. Die in dem Sinterkörper enthaltene Sauerstoffmenge wird daher in der vorliegenden Erfindung auf 2000 ppm oder weniger, vorzugsweise 1500 ppm oder weniger und besonders bevorzugt 1000 ppm oder weniger, eingestellt. Wenn die Sauerstoffmenge dagegen einfach verringert wird, nimmt die Oxidphase mit einer Inhibierungswirkung auf das Korngrößenwachstum ab, sodass das Korngrößenwachstum in einem Verfahren zum Erhalten einer vollständigen Dichteerhöhung während des Sinterns auf einfache Weise auftritt. In der vorliegenden Erfindung enthält der Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System daher eine gewisse Menge an Zr, das eine Inhibierungswirkung auf das abnorme Korngrößenwachstum in dem Sinterverfahren ausübt.Of the rare-earth permanent magnet according to the invention from the R-T-B system 2000 ppm or less oxygen. If he has a large amount of oxygen contains assumes the oxide phase, which is a non-magnetic component, whereby the magnetic properties decrease. The contained in the sintered body Oxygen amount is therefore in the present invention to 2000 ppm or less, preferably 1500 ppm or less, and especially preferably 1000 ppm or less. When the amount of oxygen while being simply reduced, the oxide phase takes an inhibitory action on the grain size growth so that the grain size growth in a method for obtaining a complete increase in density during the Sintering occurs in a simple manner. In the present invention contains Therefore, the rare earth permanent magnet of the R-T-B system has some Amount of Zr that has an inhibitory effect on the abnormal grain size growth in the sintering process.
Der erfindungsgemäße Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System enthält Co in einer Menge von 0,1 bis 4 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,1 und 2,0 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen 0,3 und 1,0 Gew.-%. Co bildet eine Phase, die der von Fe ähnelt. Co weist eine Wirkung auf die Verbesserung der Curie-Temperatur und der Korrosionsfestigkeit der Korngrenzenphase auf.Of the rare-earth permanent magnet according to the invention from the R-T-B system Co in an amount of 0.1 to 4 wt .-%, preferably between 0.1 and 2.0% by weight, and more preferably between 0.3 and 1.0% by weight. Co forms a phase similar to that of Fe. Co has an effect on the improvement of the Curie temperature and the corrosion resistance the grain boundary phase on.
Herstellungsverfahrenproduction method
Als nächstes wird ein geeignetes Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System erläutert.When next is a suitable method for producing the rare earth permanent magnet according to the invention from the R-T-B system.
Erfindungsgemäße Ausführungsformen zeigen ein Verfahren zur Herstellung eines Seltenerden-Permanentmagneten unter Verwendung von Legierungen (Legierungen mit wenig R), die eine R2T14B-Phase als Hauptphase enthalten, und anderen Legierungen (Legierungen mit viel R), die eine höhere Menge an R als die Legierungen mit wenig R enthalten.Embodiments of the present invention show a method for producing a rare earth permanent magnet using alloys (low R alloys) containing an R 2 T 14 B phase as the main phase and other alloys (high R alloys) containing a higher amount R as the alloys with little R contain.
Das Ausgangsmaterial wird zunächst einem Dünnbandguss in einem Vakuum oder einer Inertgasatmosphäre oder vorzugsweise einer Ar-Atmosphäre unterzogen, sodass die Legierungen mit wenig R und die Legierungen mit viel R erhalten werden. Wie oben erwähnt, ist es notwendig, den erhaltenen Bändern, insbesondere den Bändern aus den Legierungen mit wenig R, eine besondere Aufmerksamkeit zu schenken, sodass ein Zr-reiches Produkt nicht in der R2T14B-Phase erzeugt wird. Insbesondere wird die Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze innerhalb eines Bereiches zwischen 1,0 und 1,8 m/s gesetzt. Die bevorzugte Umfangsgeschwindigkeit der Kühlwalze liegt zwischen 1,2 und 1,5 m/s.The starting material is first subjected to a strip casting in a vacuum or an inert gas atmosphere, or preferably an Ar atmosphere, so that the low R alloys and the high R alloys are obtained. As mentioned above, it is necessary to pay special attention to the ribbons obtained, particularly the ribbons of the low R alloys, such that a Zr rich product is not produced in the R 2 T 14 B phase. Specifically, the peripheral speed of the cooling roll is set within a range between 1.0 and 1.8 m / s. The preferred peripheral speed of the chill roll is between 1.2 and 1.5 m / s.
Für die vorliegenden Erfindung ist es wichtig, dass ein Zr-reiches Produkt nicht in der R2T14B-Phase während der Dauer des Erhalts der Legierungen mit wenig R mit der R2T14B-Phase, in der das Zr-reiche Produkt nicht vorliegt, bis zum später beschriebenen Sinterverfahren erzeugt wird. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß wichtig, die Form der obigen R2T14B-Phase aufrecht zu erhalten. Beispielsweise ist es bevorzugt, keine Wärmebehandlung, in der die Legierungen mit wenig R auf 700°C oder höher erhitzt und beibehalten werden, vor den Mahlverfahren durchzuführen, die mit dem Wasserstoffmahlen beginnen. Dieser Punkt wird später in Ausführungsbeispiel 1 weiter beschrieben.For the present invention, it is important that a Zr-rich product not in the R 2 T 14 B phase for the duration of obtaining the low R alloys with the R 2 T 14 B phase in which the Zr rich Product is not present until the sintering process described later. In other words, it is important in the present invention to maintain the shape of the above R 2 T 14 B phase. For example, it is preferable not to conduct a heat treatment in which the low-R alloys are heated and maintained at 700 ° C. or higher before the grinding processes that start with the hydrogen milling. This point will be further described later in Embodiment 1.
Das erfindungsgemäße Merkmal ist, dass Zr zu Legierungen mit wenig R hinzugefügt wird. Wie oben unter dem Abschnitt "Mikrostruktur" erläutert wurde, ist der Grund dafür, dass es ermöglicht werden kann, dass das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase des Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System durch Zugabe von Zr zu Legierungen mit wenig R vorliegt, die keine Zr-reichen Produkte in ihrer R2T14B-Phase enthalten. Die Legierungen mit wenig R enthalten Cu und Al zusätzlich zu den Seltenerdelementen Fe, Co und B. Darüber hinaus können die Legierungen mit viel R auch Cu und Al zusätzlich zu den Seltenerdelementen Fe, Co und B enthalten.The feature of the invention is that Zr is added to low R alloys. As explained above under the section "Microstructure", the reason is that the Zr-rich product in the R 2 T 14 B phase of the rare earth permanent magnet of the RTB system can be allowed to be added by addition of Zr Low R alloys are present which do not contain Zr rich products in their R 2 T 14 B phase. The low-R alloys contain Cu and Al in addition to the rare earth elements Fe, Co, and B. In addition, the high-R alloys may also contain Cu and Al in addition to the rare earth elements Fe, Co, and B.
Nach der Herstellung der Legierungen mit wenig R und der Legierungen mit viel R werden diese Hauptlegierungen getrennt oder zusammen gemahlen. Der Mahlschritt umfasst ein Mahlverfahren und ein Pulverisierungsverfahren. Zunächst wird jede der Hauptlegierungen auf eine Partikelgröße von annähernd einigen hundert μm gemahlen. Das Mahlen wird vorzugsweise in einer Inertgasatmosphäre unter Verwendung eines Stampfwerkes, eines Backenbrechers, einer Brown mill usw. durchgeführt. Um die grobe Mahlbarkeit zu verbessern, ist es wirksam, das Mahlen nach der Absorption von Wasserstoff durchzuführen. Andererseits ist es auch möglich, Wasserstoff freizusetzen, nachdem er absorbiert wurde, und dann das Mahlen durchzuführen.To the production of alloys with low R and alloys with a lot of R, these main alloys are separated or together ground. The milling step includes a milling process and a pulverization process. First For example, each of the main alloys will approximate to a particle size of approximately one hundred microns ground. The milling is preferably carried out in an inert gas atmosphere using a stamping plant, a jaw crusher, a brown mill, etc. carried out. To improve coarse grindability, it is effective to grind after the absorption of hydrogen. On the other hand it is too possible, Release hydrogen after it has been absorbed, and then to carry out the grinding.
Nach dem Durchführen des Mahlens führt die Prozedur zu einem Pulverisierungsverfahren. In dem Pulverisierungsverfahren wird hauptsächlich eine Strahlmühle verwendet und die gemahlenen Pulver mit einer Partikelgröße von annähernd einigen hundert μm werden zu einer mittleren Partikelgröße zwischen 3 und 5 μm pulverisiert. Die Strahlmühle ist ein Verfahren, dass das Freisetzen eines Hochdruck-Inertgases (z. B. Stickstoffgas) aus einer engen Düse umfasst, sodass ein Hochgeschwindigkeitsgasfluss erzeugt wird, der die gemahlenen Pulver beschleunigt und sie dazu bringt, aufeinander zu treffen, auf das Ziel oder die Wand des Behälters zu treffen, sodass die Pulver pulverisiert werden.To performing the grinding leads the Procedure for a pulverization process. In the pulverization process becomes mainly one jet mill used and the ground powder having a particle size of approximately several hundred microns to a mean particle size between 3 and 5 μm pulverized. The jet mill is a process that releases a high-pressure inert gas (eg, nitrogen gas) from a narrow nozzle, so that high velocity gas flow is generated, which accelerates the ground powder and she to do so brings to meet one another, to hit the target or the wall of the container, so that the powders are pulverized.
Wenn die Legierungen mit wenig R und die Legierungen mit viel R in dem Pulverisierungsverfahren getrennt pulverisiert werden wird das pulverisierte Legierungspulver mit wenig R mit dem pulverisierten Legierungspulver mit viel R in einer Stickstoffatmosphäre gemischt. Das Misch-Gewichtsverhältnis des Legierungspulvers mit wenig R zu dem Legierungspulver mit viel R kann annähernd zwischen 80:20 und 97:3 liegen. Auch in dem Fall, in dem die Legierungen mit wenig R zusammen mit den Legierungen mit viel R pulverisiert werden, kann das Misch-Gewichtsverhältnis annähernd zwischen 80:20 und 97:3 liegen. Wenn etwa 0,01 bis 0,3 Gew.-% Additivmittel, wie z. B. Zinkstearat, während des Pulverisierungsverfahrens hinzugefügt werden, kann ein Feinpulver während der Verdichtens erhalten werden, das gut orientiert ist.If the alloys with little R and the alloys with a lot of R in that The pulverization process will be pulverized separately Low R alloy powder with the powdered alloy powder mixed with a lot of R in a nitrogen atmosphere. The mixed weight ratio of Alloy powder with little R to the alloy powder with a lot of R can be approximate between 80:20 and 97: 3. Also in the case where the alloys powdered with little R together with the alloys with a lot of R can be, the mixing weight ratio is approximately between 80:20 and 97: 3 are. When about 0.01 to 0.3 wt .-% of additive, such as z. As zinc stearate, during the Pulverization process can be added, a fine powder while compacting, which is well oriented.
Anschließend werden die Mischpulver, die die Legierungspulver mit wenig R und die Legierungspulver mit viel R umfassen, in ein mit Elektromagneten ausgestattetes Werkzeug gefüllt und dann in einem Magnetfeld in einem Zustand verdichtet, in dem ihre kristallographischen Achsen durch Anlegen eines Magnetfelds orientiert sind.Then be the mixed powder containing the alloy powder with little R and the alloy powder with a lot of R, into a tool equipped with electromagnets filled and then compressed in a magnetic field in a state in which their crystallographic axes by applying a magnetic field are oriented.
Dieses Verdichten kann durch Anlegen eines Druckes von etwa 0,7 bis 1,5 t/cm2 in einem Magnetfeld von 12,0 bis 17,0 kOe durchgeführt werden.This densification can be carried out by applying a pressure of about 0.7 to 1.5 t / cm 2 in a magnetic field of 12.0 to 17.0 kOe.
Nachdem die gemischten Pulver in dem Magnetfeld verdichtet wurden, wird der verdichtete Körper in einen Vakuum oder einer Inertgasatmosphäre gesintert. Die Sintertemperatur muss in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen, wie z. B. die Zusammensetzung, das Mahlverfahren, der Unterschied zwischen der Partikelgröße und der Partikelgrößenverteilung, eingestellt werden, jedoch kann das Sintern bei 1000°C bis 1100°C für etwa 1 bis 5 Stunden durchgeführt werden. In der vorliegenden Erfindung wird das Zr-reiche Produkt in der R2T14B-Phase in diesem Sinterverfahren erzeugt. Der Erzeugungsmechanismus nach dem Sintern des Zr-reichen Produkts, das im Stadium der Legierung mit wenig R nicht vorliegt, ist unbekannt, es besteht jedoch die Möglichkeit, dass Zr, das in der R2T14B-Phase in dem Stadium der Legierung mit wenig R gelöst ist, während des Sinterverfahrens darin abgeschieden sein könnte.After the mixed powders have been compacted in the magnetic field, the compacted body is sintered in a vacuum or an inert gas atmosphere. The sintering temperature must vary depending on various conditions, such. For example, the composition, the milling method, the difference between the particle size and the particle size distribution may be set, however, the sintering may be carried out at 1000 ° C to 1100 ° C for about 1 to 5 hours. In the present invention, the Zr-rich product is produced in the R 2 T 14 B phase in this sintering process. The production mechanism after sintering of the Zr-rich product, which is not present at the low-R alloy, is unknown, but there is the possibility that Zr in the R 2 T 14 B phase may be in the alloy state with little R is dissolved during the sintering process could be deposited therein.
Nach Beendigung des Sinterns kann der erhaltene Sinterkörper einer Alterungsbehandlung unterzogen werden. Die Alterungsbehandlung ist für die Regulierung der Koerzitivkraft wichtig. Wenn die Alterungsbehandlung in zwei Schritten durchgeführt wird, ist es wirksam, den Sinterkörper für eine gewisse Zeit bei etwa 800°C und etwa 600°C zu halten. Wenn eine Wärmebehandlung bei etwa 800°C nach Beendigung des Sinterns durchgeführt wird, nimmt die Koerzitivkraft zu. Demzufolge ist sie in dem Mischverfahren besonders wirksam. Wenn eine Wärmebehandlung bei etwa 600°C durchgeführt wird, nimmt die Koerzitivkraft darüber hinaus signifikant zu. Wenn die Alterungsbehandlung in einem einzelnen Schritt durchgeführt wird, ist es folglich angemessen, sie bei etwa 600°C durchzuführen.To Completion of sintering, the obtained sintered body of a Be subjected to aging treatment. The aging treatment is for regulation the coercive force important. If the aging treatment in two Steps performed it is effective to keep the sintered body at about for a while 800 ° C and about 600 ° C to keep. If a heat treatment at about 800 ° C after completion of sintering, the coercive force decreases to. As a result, it is particularly effective in the mixing process. If a heat treatment at about 600 ° C carried out In addition, the coercive force increases significantly. If the aging treatment is performed in a single step, it is therefore appropriate to carry it out at about 600 ° C.
Ausführungsbeispieleembodiments
Ausführungsbeispiel 1embodiment 1
Ein Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System wurde durch das folgende Herstellungsverfahren hergestellt.One Rare earth permanent magnet of the R-T-B system was replaced by the following Manufacturing process produced.
(1) Mutter-Legierungen(1) nut alloys
Mutter-Legierungen
(Bänder)
mit den in
(2) Wasserstoffmahlverfahren(2) Hydrogen Milling Process
Ein Wasserstoffmahlverfahren wurde durchgeführt, in dem nach der Absorption von Wasserstoff bei Raumtemperatur eine Dehydrierung bei 600°C für 1 Stunde in einer Ar-Atmosphäre durchgeführt wurde.One Hydrogen grinding was carried out in which after absorption hydrogen at room temperature dehydration at 600 ° C for 1 hour in an Ar atmosphere was carried out.
Zur Kontrolle der in dem Sinterkörper enthaltenen Sauerstoffmenge auf 2000 ppm oder weniger, um erstklassige magnetische Eigenschaften zu erhalten, wurde die Atmosphäre in den vorliegenden Experimenten bei einer Sauerstoffkonzentration von weniger als 100 ppm bei allen Verfahren von der Wasserstoffbehandlung (Wiedergewinnung nach dem Mahlprozess) bis zum Sintern (zuvor in den Sinterofen) kontrolliert.to Control of in the sintered body contained oxygen amount to 2000 ppm or less, to first-class To obtain magnetic properties, the atmosphere in the present experiments at an oxygen concentration of less than 100 ppm in all processes of hydrotreating (recovery after the grinding process) until sintering (previously in the sintering furnace) controlled.
(3) Misch- und Mahlverfahren(3) mixing and milling process
Im Allgemeinen wird ein zweistufiges Mahlen durchgeführt, das ein Mahlverfahren und ein Pulverisierungsverfahren einschließt. In den vorliegenden Beispielen wird das Mahlverfahren allerdings ausgelassen.in the Generally, a two-stage grinding is performed a grinding method and a pulverization method. In the however, the grinding process is omitted here.
Vor
der Durchführung
des Pulverisierungsverfahrens wurden 0,05 Gew.-% Zinkstearat hinzugefügt. Danach
wurden unter Verwendung eines Nauta-Mischers die Legierungen mit
wenig R mit den Legierungen mit viel R des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele
1 bis 3, die in
Anschließend wurde die Mischung einer Pulverisierung mit einer Strahlmühle auf eine mittlere Partikelgröße von 4,8 bis 5,1 μm unterzogen.Subsequently was the mixture of a pulverization with a jet mill on a mean particle size of 4.8 to 5.1 μm subjected.
(4) Verdichtungsverfahren(4) Compaction process
Die erhaltenen Feinpulver wurden in einem Magnetfeld von 15,0 kOe durch Anlegen eines Drucks von 1,2 t/cm2 verdichtet, sodass ein verdichteter Körper erhalten wurde.The obtained fine powders were compacted in a magnetic field of 15.0 kOe by applying a pressure of 1.2 t / cm 2 , so that a compacted body was obtained.
(5) Sinter- und Alterungsverfahren(5) sintering and aging processes
Der erhaltenen verdichtete Körper wurde bei 1070°C für 4 Stunden in einer Vakuumatmosphäre gefolgt durch Abschrecken gesintert. Anschließend wurde der erhaltene Sinterkörper einer zweistufigen Alterungsbehandlung unterzogen, die aus Behandlungen bei 800°C für 1 Stunde und 550°C für 2,5 Stunden (jeweils in einer Ar-Atmosphäre) bestand.Of the obtained compacted body was at 1070 ° C for 4 hours followed in a vacuum atmosphere sintered by quenching. Subsequently, the obtained sintered body was a subjected to two-stage aging treatment, resulting from treatments at 800 ° C for 1 hour and 550 ° C for 2.5 hours (each in an Ar atmosphere) duration.
Die
magnetischen Eigenschaften der erhaltenen Permanentmagneten wurde
mit einem B-H-Tracer gemessen. Die Ergebnisse sind in
Aus
Bei Vergleichsbeispiel 3, in dem ein Intraphasenprodukt in der R2T14B-Phase im Stadium der Legierungen mit wenig R gefunden wurde, ist der Grund, warum kein Intraphasenprodukt in dem Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System vorlag, vermutlich der folgende: Ein Zr-reiches Produkt, das in der R2T14B-Phase (Intraphasenprodukt) in dem Stadium der Legierungen mit wenig R erzeugt wurde, ist gewachsen und extrem groß geworden. Es wird vermutet, dass, obgleich dieses Produkt dem Wasserstoffmahlverfahren unterzogen wurde, dies nicht zu einer Volumenexpansion geführt hat. Dies ist damit zu erklären, dass ein Riss an der Grenzfläche zwischen der R2T14B-Phase und dem Produkt während des Wasserstoffmahlverfahrens erzeugt wird. Wenn die Legierungen in diesem Zustand einem Mahlverfahren unterzogen werden, wird das Produkt von der R2T14B-Phase getrennt. Als Folge ist das Produkt nicht in der R2T14B-Phase enthalten sondern liegt unabhängig von der R2T14B-Phase vor. Demzufolge wird angenommen, dass in dem Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System von Vergleichsbeispiel 3 das Zr-reiche Produkt selbst nach dem Sinterverfahren lediglich in der Korngrenzenphase vorliegt.In Comparative Example 3, in which an intraphase product was found in the R 2 T 14 B phase at the low-R alloy stage, the reason why no intraphase product was present in the RTB rare earth permanent magnet is presumably the following: A Zr-rich product produced in the R 2 T 14 B phase (intraphase product) at the stage of low R alloys has grown and become extremely large. It is believed that although this product has been subjected to the hydrogen milling process, this has not led to volume expansion. This is explained by the fact that a crack is generated at the interface between the R 2 T 14 B phase and the product during the hydrogen grinding process. When the alloys are subjected to a grinding process in this state, the product is separated from the R 2 T 14 B phase. As a consequence, the product is not contained in the R 2 T 14 B phase but is present independently of the R 2 T 14 B phase. Accordingly, in the rare earth permanent magnet of the RTB system of Comparative Example 3, it is considered that the Zr-rich product is only in the grain boundary phase even after the sintering process.
Ein
Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System, der 0,10 Gew.-% Zr
in Beispiel 1 enthält,
wurde mittels TEM in gleicher Weise wie oben beschrieben untersucht.
Die Untersuchungsergebnisse werden in
Wie
in
Die
untere Abbildung von
Wie
aus den Ergebnissen, die durch Untersuchung mittels TEM erhalten
wurde, kann auch aus
Ausführungsbeispiel 2embodiment 2
Seltenerden-Permanentmagneten
vom R-T-B-System wurden in gleicher Weise wie in Ausführungsbeispiel
1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Proben, die jeweils 0,10
Gew.-% des Additivelements M (Zr oder Ti) der Zusammensetzung des
Sinterkörpers
enthielten, für
4 Stunden innerhalb eines Temperaturbereichs zwischen 1010 und 1090°C gesintert
wurden. Die magnetischen Eigenschaften der erhaltenen Permanentmagneten
wurden in gleicher Weise wie in Ausführungsbeispiel 1 gemessen.
Die Ergebnisse sind in
Wie
in
Ausführungsbeispiel 3embodiment 3
Bei
Einstellung einer Walzenumfangsgeschwindigkeit von 0,6 bis 1,8 m/s
wurden vier Typen von Legierungen mit wenig R und zwei Typen von
Legierungen mit viel R mit den in
Wie
in
Die Proben B und C, die jeweils eine geringere Menge an Nd enthalten als die Probe A, weisen eine remanente magnetische Flussdichte (Br) von 14,0 kG oder größer, eine Koerzitivkraft (HcJ) von 13,5 kOe oder größer und ein Rechteckverhalten (Hk/HcJ) von 95% oder mehr im Sintertemperaturbereich zwischen 1030 und 1090°C auf.The Samples B and C, each containing a lower amount of Nd as the sample A, have a remanent magnetic flux density (Br) of 14.0 kG or greater, one Coercive force (HcJ) of 13.5 kOe or greater and a rectangular behavior (Hk / HcJ) of 95% or more in the sintering temperature range between 1030 and 1090 ° C.
Die Probe D, die eine größere Menge an Dy als die Probe A enthält, weist eine remanente magnetische Flussdichte (Br) von 13,5 kG oder größer, eine Koerzitivkraft (HcJ) von 15,5 kOe oder größer und ein Rechtecksverhalten (Hk/HcJ) von 95% oder mehr im Sintertemperaturbereich zwischen 1030 und 1070°C auf.The sample D containing a larger amount of Dy than the sample A has a residual magnetic flux density (Br) of 13.5 kG or greater, a Coercive force (HcJ) of 15.5 kOe or greater and a rectangular behavior (Hk / HcJ) of 95% or more in the sintering temperature range between 1030 and 1070 ° C.
Als Ergebnis der Untersuchung der bei 1050°C gesinterten Proben durch TEM wurden in allen Proben Intraphasenprodukte gefunden. Aus den obigen Ergebnissen kann gedeutet werden, dass, erstklassige magnetische Eigenschaften konsistent in einem breiten geeigneten Sintertemperaturbereich von 40°C oder mehr erhalten werden können, wenn ein Intraphasenprodukt vorliegt.When Result of examination of samples sintered at 1050 ° C by TEM Intraphase products were found in all samples. From the above Results can be interpreted that, first-class magnetic Properties consistent in a wide suitable sintering temperature range of 40 ° C or more can be obtained if an intraphase product is present.
Ausführungsbeispiel 4embodiment 4
Zwei
Typen mit wenig R und zwei Typen von Legierungen mit viel R wurden
mittels des Dünnbandgussverfahrens
hergestellt. Danach wurden zwei Typen von Seltenerden-Permanentmagneten vom
R-T-B-System mit den in
Obgleich die Bestandteilelemente fluktuierten, wie in den Proben A bis F dargestellt, wurden eine remanente magnetische Flussdichte (Br) von 13,8 kG oder größer, eine Koerzitivkraft (HcJ) von 13,0 kOe oder größer und ein Rechteckverhalten (Hk/HcJ) von 95% oder mehr erhalten.Although the constituent elements fluctuated as in Samples A to F shown, a remanent magnetic flux density (Br) of 13.8 kG or larger, one Coercive force (HcJ) of 13.0 kOe or greater and a rectangular behavior (Hk / HcJ) of 95% or more received.
Gewerbliche AnwendbarkeitIndustrial Applicability
Wie oben im Detail beschrieben, liegt ein Zr-reiches Produkt in der R2T14B-Phase vor, die die Hauptphase eines Seltenerden-Permanentmagneten vom R-T-B-System bildet, sodass das Korngrößenwachstum gehemmt werden kann, während die Abnahme der magnetischen Eigenschaften auf ein Minimum gehalten wird. Da ein geeigneter Sintertemperaturbereich von 40°C oder mehr selbst unter Verwendung eines großen Sinterofens eingehalten werden kann, der gewöhnlich zu einer Ungleichmäßigkeit der Heiztemperatur führt, kann erfindungsgemäß ein Seltenerden-Permanentmagnet vom R-T-B-System konsistent mit erstklassigen magnetischen Eigenschaften auf einfache Weise erhalten werden.As described in detail above, there is a Zr-rich product in the R 2 T 14 B phase, which is the main phase of an RTB rare earth permanent magnet, so that grain size growth can be inhibited while decreasing the magnetic properties a minimum is kept. Since a suitable sintering temperature range of 40 ° C or more can be maintained even by using a large sintering furnace which usually results in unevenness of the heating temperature, according to the present invention, a RTB system rare earth permanent magnet consistent with first-class magnetic properties can be easily obtained.
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