JP2005159054A - Method of manufacturing r-t-b-based permanent magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、希土類元素(R)、Fe又はFe及びCoを必須とする少なくとも1種以上の遷移金属元素(T)及びホウ素(B)を主成分とする磁気特性に優れたR−T−B系永久磁石の製造方法に関するものである。 The present invention is an R-T-B excellent in magnetic properties mainly composed of at least one transition metal element (T) and boron (B), each of which contains rare earth elements (R), Fe or Fe and Co as essential components. The present invention relates to a method for manufacturing a permanent magnet.
希土類磁石の中でもR−T−B系永久磁石は、磁気特性に優れていることに加えて、主成分であるNdが資源的に豊富で比較的安価であるという特徴を有している。R−T−B系永久磁石の磁気特性、特に残留磁束密度を向上するためには、合金中の酸素(O)含有量を低下させることが有効である。しかし、合金中のO含有量を極端に低下させると焼結工程において異常粒成長が生じて保磁力及び角形比が低下してしまい、総合的にみた磁気特性は決して高いものとはならない。 Among the rare earth magnets, the R-T-B permanent magnet has excellent magnetic properties and has a feature that Nd as a main component is abundant in resources and relatively inexpensive. In order to improve the magnetic properties of the RTB-based permanent magnet, particularly the residual magnetic flux density, it is effective to reduce the oxygen (O) content in the alloy. However, if the O content in the alloy is extremely reduced, abnormal grain growth occurs in the sintering process, the coercive force and the squareness ratio are lowered, and the overall magnetic properties are never high.
この問題に対して、特許文献1(特開2002−75717号公報)では、R−T−B系永久磁石中にZrB化合物、NbB化合物又はHfB化合物を分散させることにより、異常粒成長を抑制する提案がなされている。
また、特許文献2(特公平4−26525号公報)、特許文献3(特開昭61−289605号公報)及び特許文献4(特開昭62−134907号公報)では、保磁力向上あるいは粒成長抑制のために希土類酸化物を添加する提案がなされている。
With respect to this problem, in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-75717), abnormal grain growth is suppressed by dispersing a ZrB compound, an NbB compound, or an HfB compound in an RTB-based permanent magnet. Proposals have been made.
In Patent Document 2 (Japanese Patent Publication No. 4-26525), Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 61-289605) and Patent Document 4 (Japanese Patent Laid-Open No. 62-134907), the coercive force is improved or the grain growth is increased. Proposals have been made to add rare earth oxides for suppression.
ところが、特許文献1にて提案されたZrB化合物、NbB化合物又はHfB化合物を析出させるためのZr、Nb及びHfは高価であり、電子部品・機器の低コスト化の観点からすると好ましくない。また、特許文献1の提案は、ZrB化合物、NbB化合物又はHfB化合物を焼結中に析出することを前提としているため、それに見合うだけのZr、Nb又はHfを原料合金に含有させる必要がある。このことは、既存の組成を有する原料合金に代わる新たな組成の原料合金を作製しなければならないことを意味しており、Zr、Nb及びHfがそもそも高価なことも相俟って作製される磁石のコストを上昇させる要因となる。
特許文献2〜4にて提案された希土類酸化物の添加は、特許文献1のようなコストの問題を有しないが、O含有量の低いR−T−B系永久磁石についての適用は未検討であった。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、高い残留磁束密度を得るためにO含有量を低減したR−T−B系永久磁石において、異常粒成長を抑制して高い保磁力及び角形比を得ることによって総合的に良好な磁気特性を備えることのできるR−T−B系永久磁石をより低コストで提供することを目的とする。
However, Zr, Nb, and Hf for precipitating the ZrB compound, NbB compound, or HfB compound proposed in Patent Document 1 are expensive, which is not preferable from the viewpoint of reducing the cost of electronic parts and devices. Moreover, since the proposal of patent document 1 presupposes that a ZrB compound, a NbB compound, or a HfB compound precipitates during sintering, it is necessary to make Zr, Nb, or Hf suitable for it contain in a raw material alloy. This means that a raw material alloy having a new composition must be prepared in place of the raw material alloy having the existing composition, and Zr, Nb and Hf are manufactured in combination with the fact that they are expensive in the first place. This increases the cost of the magnet.
Although the addition of rare earth oxides proposed in Patent Documents 2 to 4 does not have the cost problem as in Patent Document 1, application to R-T-B permanent magnets having a low O content has not been studied. Met.
The present invention has been made on the basis of such a technical problem. In an R-T-B permanent magnet having a reduced O content in order to obtain a high residual magnetic flux density, the abnormal grain growth is suppressed and is high. An object of the present invention is to provide an R-T-B type permanent magnet that can provide a comprehensively good magnetic property by obtaining a coercive force and a squareness ratio at a lower cost.
かかる目的のもと、添加物について鋭意検討を進めた結果、ハードフェライト粉末を所定量添加した場合に、焼結時の異常粒成長が抑制されるとともに、高い角形性及び良好な保磁力が得られ、総合的に良好な磁気特性を備えたR−T−B系永久磁石を安価に製造し得ることを見出した。
本発明は以上の知見に基づくものであり、R:27.5〜32wt%(Rは希土類元素の1種又は2種以上、ただし希土類元素はYを含む概念である)、B:0.9〜1.2wt%、Al:0.05〜0.3wt%、Co:3.0wt%以下(ただし、0を含まず)、Cu:0.02〜1.2wt%、O:300〜1500ppm、C:200〜1300ppm、N:200〜1500ppm、残部実質的にFeの組成を有する主原料粉末とこの主原料粉末に対して0.05〜0.5wt%の範囲で添加されたハードフェライト粉末との混合粉末から構成される成形体を得る工程と、この成形体を焼結する焼結工程と、を含むことを特徴とするR−T−B系永久磁石の製造方法である。
本発明において、ハードフェライト粉末は、M型のBaフェライト粉末及び/又はSrフェライト粉末であることが望ましい。
また本発明において、主原料粉末を、R2T14B化合物を主体とする第1合金粉末とR及びTを主体とし第1合金粉末よりもR含有量の多い第2合金粉末とからなる混合物とすることがより高い磁気特性を得る上で望ましい。
For this purpose, as a result of diligent investigation of additives, when a predetermined amount of hard ferrite powder is added, abnormal grain growth during sintering is suppressed, and high squareness and good coercive force are obtained. It has been found that an RTB-based permanent magnet having comprehensively good magnetic properties can be manufactured at low cost.
The present invention is based on the above findings, R: 27.5 to 32 wt% (R is one or more rare earth elements, where the rare earth element is a concept including Y), B: 0.9 -1.2 wt%, Al: 0.05-0.3 wt%, Co: 3.0 wt% or less (excluding 0), Cu: 0.02-1.2 wt%, O: 300-1500 ppm, C: 200-1300 ppm, N: 200-1500 ppm, the main raw material powder having the balance substantially Fe, and a hard ferrite powder added in a range of 0.05-0.5 wt% with respect to the main raw material powder, It is a manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet characterized by including the process of obtaining the molded object comprised from this mixed powder, and the sintering process which sinters this molded object.
In the present invention, the hard ferrite powder is preferably M-type Ba ferrite powder and / or Sr ferrite powder.
In the present invention, the main raw material powder is a mixture comprising a first alloy powder mainly composed of an R 2 T 14 B compound and a second alloy powder mainly composed of R and T and having a larger R content than the first alloy powder. It is desirable to obtain higher magnetic characteristics.
本発明によれば、高い残留磁束密度を得るためにO含有量を低減したR−T−B系永久磁石において、異常粒成長を抑制して高い保磁力及び角形比を得ることによって総合的に良好な磁気特性を備えるR−T−B系永久磁石を得ることができる。本発明に用いられる元素は、特許文献1に開示されたZr、Nb及びHfよりも安価である。しかも、本発明はハードフェライト粉末を添加するという手法を採用するため、新たな組成の原料合金を作製する必要がないばかりか、ハードフェライト粉末自体安価である。したがって、本発明によれば低コストで総合的に良好な磁気特性を備えるR−T−B系永久磁石を得ることができる。 According to the present invention, in an R-T-B system permanent magnet having a reduced O content in order to obtain a high residual magnetic flux density, an abnormal grain growth is suppressed to obtain a high coercive force and a squareness ratio. An RTB-based permanent magnet having good magnetic properties can be obtained. The elements used in the present invention are less expensive than Zr, Nb and Hf disclosed in Patent Document 1. In addition, since the present invention employs a technique of adding hard ferrite powder, it is not necessary to produce a raw material alloy having a new composition, and the hard ferrite powder itself is inexpensive. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain an R-T-B system permanent magnet having low-cost and comprehensively good magnetic properties.
以下、本発明によるR−T−B系永久磁石について詳細に説明する。
<化学組成>
本発明のR−T−B系永久磁石は、希土類元素(R)を27.5〜32wt%含有する。
ここで、本発明におけるRはYを含む概念を有しており、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及びLuの1種又は2種以上である。R含有量が27.5wt%未満であると、軟磁性を持つα−Feなどが析出し、保磁力が著しく低下する。また、27.5wt%未満では、焼結性が劣ってくる。一方、R含有量が32wt%を超えると主相であるR2T14B結晶粒の体積比率が低下して残留磁束密度が低下する。したがって、Rの含有量は27.5〜32wt%とする。望ましいR含有量は28〜31.5wt%、さらに望ましいR含有量は29〜31wt%である。
Hereinafter, the RTB-based permanent magnet according to the present invention will be described in detail.
<Chemical composition>
The RTB-based permanent magnet of the present invention contains 27.5 to 32 wt% of rare earth element (R).
Here, R in the present invention has a concept including Y, and one or two of Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, and Lu. More than a seed. When the R content is less than 27.5 wt%, α-Fe or the like having soft magnetism is precipitated, and the coercive force is remarkably lowered. Moreover, if it is less than 27.5 wt%, the sinterability is inferior. On the other hand, when the R content exceeds 32 wt%, the volume ratio of the R 2 T 14 B crystal grains as the main phase decreases, and the residual magnetic flux density decreases. Therefore, the R content is 27.5 to 32 wt%. A desirable R content is 28 to 31.5 wt%, and a more desirable R content is 29 to 31 wt%.
Rの中ではNdやPrが最も磁気特性のバランスが良いことと、資源的に豊富で比較的安価であることから、Rとしての主成分をNdやPrとすることが望ましい。また、Dyの含有は異方性磁界を大きくさせるために保磁力を向上させる上で有効である。よって、RとしてNd、Pr及びDyを選択することが望ましい。Dyは、残留磁束密度及び保磁力のいずれを重視するかによって上記範囲内においてその含有量を定めることが望ましい。つまり、高い残留磁束密度を得たい場合にはDyを0.1〜4wt%とし、高い保磁力を得たい場合にはDyを4〜12wt%とすることが望ましい。 Among R, Nd and Pr have the best balance of magnetic characteristics, and are abundant in resources and relatively inexpensive, so that the main component as R is preferably Nd or Pr. Further, the inclusion of Dy is effective in improving the coercive force in order to increase the anisotropic magnetic field. Therefore, it is desirable to select Nd, Pr and Dy as R. The content of Dy is preferably determined within the above range depending on which of the residual magnetic flux density and the coercive force is important. That is, when it is desired to obtain a high residual magnetic flux density, it is desirable to set Dy to 0.1 to 4 wt%, and to obtain a high coercive force, it is desirable to set Dy to 4 to 12 wt%.
また、本発明のR−T−B系永久磁石は、ホウ素(B)を0.9〜1.2wt%含有する。B含有量が0.9wt%未満の場合には高い保磁力を得ることができない。ただし、B含有量が1.2wt%を超えると残留磁束密度が低下する。したがって、上限を1.2wt%とする。望ましいB含有量は0.9〜1.15wt%、さらに望ましいB含有量は0.95〜1.1wt%である。 The RTB-based permanent magnet of the present invention contains 0.9 to 1.2 wt% of boron (B). When the B content is less than 0.9 wt%, a high coercive force cannot be obtained. However, when the B content exceeds 1.2 wt%, the residual magnetic flux density decreases. Therefore, the upper limit is set to 1.2 wt%. A desirable B content is 0.9 to 1.15 wt%, and a more desirable B content is 0.95 to 1.1 wt%.
本発明のR−T−B系永久磁石は、Alを0.05〜0.3wt%含有する。Alは保磁力向上の効果及び高い保磁力を得ることのできる時効処理の温度範囲を拡大する効果を有している。しかし、Alの過剰な添加は残留磁束密度の低下を招くため、0.05〜0.3wt%とする。望ましいAl含有量は0.15〜0.3wt%、さらに望ましいAl含有量は0.1〜0.25wt%である。 The RTB-based permanent magnet of the present invention contains 0.05 to 0.3 wt% of Al. Al has an effect of improving the coercive force and expanding the temperature range of the aging treatment capable of obtaining a high coercive force. However, excessive addition of Al leads to a decrease in residual magnetic flux density, so 0.05 to 0.3 wt%. Desirable Al content is 0.15-0.3 wt%, and more desirable Al content is 0.1-0.25 wt%.
本発明のR−T−B系永久磁石は、Coを3.0wt%以下(ただし、0を含まず)含有する。Coはキュリー温度の向上及び耐食性の向上に効果がある。また、Cuと複合添加することにより、高い保磁力が得られる時効処理温度範囲が拡大するという効果をも有する。しかし、過剰の添加は保磁力の低下を招くとともに、コストを上昇させるため3.0wt%以下とする。望ましいCoの含有量は0.2〜3.0wt%、さらに望ましいCoの含有量は0.2〜1.5wt%である。 The RTB-based permanent magnet of the present invention contains 3.0 wt% or less (excluding 0) of Co. Co is effective in improving the Curie temperature and the corrosion resistance. Moreover, it has the effect that the aging treatment temperature range from which a high coercive force is obtained is expanded by adding together with Cu. However, excessive addition causes a decrease in coercive force and increases the cost, so that it is 3.0 wt% or less. The desirable Co content is 0.2 to 3.0 wt%, and the more desirable Co content is 0.2 to 1.5 wt%.
本発明のR−T−B系永久磁石は、Cuを0.02〜1.2wt%含有する。CuはAlと同様に保磁力の向上に効果がある。CuはAlよりも少量で保磁力向上の効果があるが、その過剰な添加は残留磁束密度の低下を招くため、0.02〜1.2wt%とする。望ましいCu含有量は0.02〜0.5wt%、さらに望ましいCu含有量は0.02〜0.2wt%である。 The RTB-based permanent magnet of the present invention contains 0.02 to 1.2 wt% of Cu. Cu is effective in improving the coercive force like Al. Cu is effective in improving the coercive force in a smaller amount than Al, but excessive addition causes a decrease in residual magnetic flux density, so 0.02 to 1.2 wt%. A desirable Cu content is 0.02 to 0.5 wt%, and a more desirable Cu content is 0.02 to 0.2 wt%.
本発明に用いる主原料粉末のO含有量は300〜1500ppmとする。O含有量を300ppm未満とすることは工業的な生産規模では困難である。一方、O含有量が1500ppmを超える場合には、酸化物を形成するRの量が多くなり、磁気的に有効なRが減少して保磁力が低下する。O含有量は500〜1300ppm、さらには700〜1000ppmとすることが望ましい。 O content of the main raw material powder used for this invention shall be 300-1500 ppm. It is difficult to make the O content less than 300 ppm on an industrial production scale. On the other hand, when the O content exceeds 1500 ppm, the amount of R forming the oxide is increased, the magnetically effective R is decreased, and the coercive force is decreased. The O content is preferably 500 to 1300 ppm, more preferably 700 to 1000 ppm.
また、本発明に用いる主原料粉末の炭素(C)含有量は200〜1300ppmとする。C含有量を300ppm未満とすることは工業的な生産規模では困難である。一方、C含有量が1300ppmを超える場合には、炭化物を形成するRの量が多くなり、磁気的に有効なRが減少して保磁力が低下する。C含有量は300〜1000ppm、さらには500〜900ppmとすることが望ましい。 In addition, the carbon (C) content of the main raw material powder used in the present invention is set to 200 to 1300 ppm. It is difficult to make the C content less than 300 ppm on an industrial production scale. On the other hand, when the C content exceeds 1300 ppm, the amount of R forming the carbide increases, the magnetically effective R decreases, and the coercive force decreases. The C content is preferably 300 to 1000 ppm, more preferably 500 to 900 ppm.
本発明に用いる主原料粉末の窒素(N)含有量は200〜1500ppmとする。焼結体中のN含有量が200ppm未満では耐食性が劣る。一方、1500ppmを超えると窒化物を形成するR量が多くなるために、磁気的に有効なRが減少して保磁力が低下する。上記範囲とすることによって、優れた耐食性と高い磁気特性を両立させることができる。N含有量は200〜1000ppm、さらには400〜800ppmとすることが望ましい。 The nitrogen (N) content of the main raw material powder used in the present invention is 200 to 1500 ppm. When the N content in the sintered body is less than 200 ppm, the corrosion resistance is poor. On the other hand, if it exceeds 1500 ppm, the amount of R that forms nitride increases, so that the magnetically effective R decreases and the coercive force decreases. By setting it as the said range, the outstanding corrosion resistance and the high magnetic characteristic can be made to make compatible. The N content is preferably 200 to 1000 ppm, more preferably 400 to 800 ppm.
次に、本発明によるR−T−B系永久磁石の好適な製造方法について説明する。
本実施の形態では、R2T14B化合物を主体とする低R合金と、低R合金よりRを多く含む高R合金とを用いて本発明に係るR−T−B系永久磁石を製造する方法について示す。このように2種以上の異なる組成の合金を用いることを混合法と呼んでいる。混合法は、R−T−B系永久磁石にとって理想的な組織を得ることができるため、高い磁気特性を得る上で有効である。もっとも、本発明によるR−T−B系永久磁石は、混合法により製造されるものに限定されないことは言うまでもない。
Next, the suitable manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet by this invention is demonstrated.
In the present embodiment, an R-T-B permanent magnet according to the present invention is manufactured using a low R alloy mainly composed of an R 2 T 14 B compound and a high R alloy containing more R than the low R alloy. How to do. The use of two or more kinds of alloys having different compositions is called a mixing method. The mixing method is effective in obtaining high magnetic properties because an ideal structure can be obtained for an R-T-B system permanent magnet. However, it goes without saying that the RTB-based permanent magnet according to the present invention is not limited to those manufactured by the mixing method.
はじめに、原料金属を真空又は不活性ガス、好ましくはAr雰囲気中でストリップキャスティング、その他公知の方法により低R合金及び高R合金を得る。原料金属としては、希土類金属あるいは希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。
低R合金には、R、Fe及びBの他にCu及びAlを含有させることができる。このとき低R合金は、R−Cu−Al−Fe−B系の合金を構成する。また、高R合金には、R、Fe及びBの他に、Cu、Co及びAlを含有させることができる。このとき高R合金は、R−Cu−Co−Al−Fe−Co−B系の合金を構成する。
First, a low R alloy and a high R alloy are obtained by strip casting of a raw metal in a vacuum or an inert gas, preferably an Ar atmosphere, and other known methods. As the raw material metal, rare earth metals or rare earth alloys, pure iron, ferroboron, and alloys thereof can be used.
In addition to R, Fe and B, the low R alloy can contain Cu and Al. At this time, the low R alloy constitutes an R-Cu-Al-Fe-B alloy. In addition to R, Fe, and B, the high R alloy can contain Cu, Co, and Al. At this time, the high R alloy constitutes an R-Cu-Co-Al-Fe-Co-B alloy.
低R合金及び高R合金を作製した後、これらの各母合金は別々に又は一緒に粉砕される。粉砕は、一般に粗粉砕と微粉砕とから構成される。まず、各母合金の鋳塊を、それぞれ粒径数百μm程度になるまで粗粉砕する。粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行なうことが望ましい。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵させた後に粗粉砕を行なうことが効果的である。また、水素吸蔵を行った後に、水素を放出させ、さらに粗粉砕を行なうこともできる。
粗粉砕後、微粉砕に移る。微粉砕には主にジェットミルが用いられる。粗粉砕では、粒径数百μm程度の粗粉砕粉末が、平均粒径1〜10μm、望ましくは3〜7μmまで粉砕される。主原料粉末のN含有量は、ジェットミルを行なう雰囲気ガスの種類、雰囲気中のO濃度、粉砕ガス圧を変動することにより制御することができる。
After making the low R and high R alloys, each of these master alloys is ground separately or together. The pulverization is generally composed of coarse pulverization and fine pulverization. First, the ingot of each mother alloy is coarsely pulverized until the particle size becomes about several hundred μm. The coarse pulverization is desirably performed in an inert gas atmosphere using a stamp mill, a jaw crusher, a brown mill or the like. In order to improve the coarse pulverization property, it is effective to perform coarse pulverization after occlusion of hydrogen. Further, after hydrogen storage, hydrogen can be released and further coarse pulverization can be performed.
After coarse pulverization, move to fine pulverization. A jet mill is mainly used for pulverization. In the coarse pulverization, a coarsely pulverized powder having a particle size of about several hundreds of μm is pulverized to an average particle size of 1 to 10 μm, desirably 3 to 7 μm. The N content of the main raw material powder can be controlled by changing the type of atmospheric gas for performing the jet mill, the O concentration in the atmosphere, and the pulverized gas pressure.
微粉砕において低R合金及び高R合金を別々に粉砕した場合には、微粉砕された低R合金粉末及び高R合金粉末とを例えば窒素雰囲気中で混合する。低R合金粉末及び高R合金粉末の混合比率は、重量比で80:20〜97:3程度とすればよい。低R合金及び高R合金を一緒に粉砕する場合の混合比率も同様である。微粉砕時に、オレイン酸アミド、ステアリン酸亜鉛等の粉砕助剤を0.01〜0.3wt%程度添加することにより、成形時に配向性の高い微粉末を得ることができる。
次いで、この混合された微粉末を、磁場印加によってその結晶軸を配向させた状態で加圧成形する。この磁場中成形は、12〜17kOe前後の磁場中で、0.7〜1.5t/cm2前後の圧力で行なえばよい。
When the low R alloy and the high R alloy are pulverized separately in the fine pulverization, the finely pulverized low R alloy powder and high R alloy powder are mixed in, for example, a nitrogen atmosphere. The mixing ratio of the low R alloy powder and the high R alloy powder may be about 80:20 to 97: 3 by weight. The mixing ratio when the low R alloy and the high R alloy are pulverized together is the same. By adding about 0.01 to 0.3 wt% of a grinding aid such as oleic acid amide or zinc stearate at the time of fine grinding, a fine powder with high orientation can be obtained at the time of molding.
Next, the mixed fine powder is pressure-molded in a state where the crystal axis is oriented by applying a magnetic field. The forming in the magnetic field may be performed at a pressure of about 0.7 to 1.5 t / cm 2 in a magnetic field of about 12 to 17 kOe.
本発明では、粗粉砕前、微粉砕前あるいは磁場中成形前にハードフェライト粉末を添加、混合する。その結果、磁場中成形に供される混合粉末及び得られる成形体は、低R合金粉末、高R合金粉末及びハードフェライト粉末から構成される。 In the present invention, hard ferrite powder is added and mixed before coarse pulverization, before fine pulverization, or before molding in a magnetic field. As a result, the mixed powder subjected to molding in a magnetic field and the resulting molded body are composed of a low R alloy powder, a high R alloy powder, and a hard ferrite powder.
本発明において、ハードフェライト粉末は焼結時の異常粒成長を抑制することにより、高い保磁力及び角形比を得る上で重要な組成物である。ハードフェライト粉末添加によるこの効果は、主原料粉末中のO含有量及びN含有量が本発明の範囲内にあるときに顕著となる。つまり、主原料粉末中のO含有量が1500ppmを超えるか又はN含有量が700ppmを超える場合には、その効果を享受することが困難である。ハードフェライト粉末の添加量が0.01wt%未満ではこの効果を十分に得ることができない。また、ハードフェライト粉末の添加量が0.5wt%を超えると焼結性が低下し、高い保磁力が得られにくくなる。望ましいハードフェライト粉末の添加量は0.01〜0.3wt%、さらに望ましいハードフェライト粉末の添加量は0.02〜0.25wt%である。なお、ハードフェライト粉末を添加することから、焼結後には少なくともハードフェライト粉末添加に起因する量だけO含有量が増加する。 In the present invention, hard ferrite powder is an important composition for obtaining high coercive force and squareness ratio by suppressing abnormal grain growth during sintering. This effect due to the addition of the hard ferrite powder becomes remarkable when the O content and the N content in the main raw material powder are within the scope of the present invention. That is, when the O content in the main raw material powder exceeds 1500 ppm or the N content exceeds 700 ppm, it is difficult to enjoy the effect. If the amount of hard ferrite powder added is less than 0.01 wt%, this effect cannot be sufficiently obtained. On the other hand, when the addition amount of the hard ferrite powder exceeds 0.5 wt%, the sinterability is lowered and it is difficult to obtain a high coercive force. A desirable addition amount of hard ferrite powder is 0.01 to 0.3 wt%, and a more desirable addition amount of hard ferrite powder is 0.02 to 0.25 wt%. In addition, since hard ferrite powder is added, the O content increases at least by an amount resulting from the addition of hard ferrite powder after sintering.
ハードフェライトとしては、従来から公知のM型、W型のハードフェライトを広く適用することができる。最も普及しているM型(マグネトプランバイト型)のBaフェライト(BaFe12O19)及びSrフェライト(SrFe12O19)の1種又は2種を用いることが、特性及びコストの点から望ましい。ハードフェライト粉末としては、ボンド磁石用に作製された粉末、焼結磁石を粉砕して得られた粉末等、種々の形態のものを用いることができる。
また、添加されるハードフェライト粉末の粒径は、微粉砕された主原料粉末と同等或はそれ以下のサイズを有していればよい。微粉砕前にハードフェライト粉末を主原料粉末と混合する場合には、微粉砕時に主原料粉末と同等或はそれ以下の粒径にすることができる。また、主原料粉末を微粉砕した後にハードフェライト粉末を添加する場合は、微粉砕後の主原料粉末と同等の粒径にハードフェライト粉末の粒径を調整しておく。
As the hard ferrite, conventionally known M type and W type hard ferrites can be widely applied. The use of one or two of the most popular M type (Magnet Plumbite type) Ba ferrite (BaFe 12 O 19 ) and Sr ferrite (SrFe 12 O 19 ) is desirable from the standpoint of characteristics and cost. As the hard ferrite powder, various forms such as a powder prepared for a bonded magnet and a powder obtained by pulverizing a sintered magnet can be used.
Further, the particle diameter of the hard ferrite powder to be added may be equal to or smaller than that of the finely pulverized main raw material powder. When the hard ferrite powder is mixed with the main raw material powder before pulverization, the particle size can be equal to or smaller than that of the main raw material powder during pulverization. When the hard ferrite powder is added after finely pulverizing the main raw material powder, the particle diameter of the hard ferrite powder is adjusted to the same particle size as that of the finely pulverized main raw material powder.
磁場中成形後、低R合金粉末、高R合金粉末及びM酸化物粉末の混合粉末からなる成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、1000〜1100℃の範囲で1〜10時間程度保持すればよい。この焼結過程において、添加されたハードフェライト粉末が異常粒成長を抑制する。
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。この時効処理は、保磁力を制御する重要な工程である。時効処理を2段に分けて行なう場合には、800℃近傍、600℃近傍での所定時間の保持が有効である。800℃近傍での熱処理を焼結後に行なうと、保磁力が増大するため、混合法においては特に有効である。また、600℃近傍の熱処理で保磁力が大きく増加するため、時効処理を1段で行なう場合には、600℃近傍の時効処理を施すとよい。
After molding in a magnetic field, a compact made of a mixed powder of low R alloy powder, high R alloy powder and M oxide powder is sintered in a vacuum or an inert gas atmosphere. Although it is necessary to adjust sintering temperature by various conditions, such as a composition, a grinding | pulverization method, a particle size, and a particle size distribution difference, what is necessary is just to hold | maintain about 1 to 10 hours in 1000-1100 degreeC. In this sintering process, the added hard ferrite powder suppresses abnormal grain growth.
After sintering, the obtained sintered body can be subjected to an aging treatment. This aging treatment is an important process for controlling the coercive force. In the case where the aging treatment is performed in two stages, holding for a predetermined time at around 800 ° C. and around 600 ° C. is effective. When the heat treatment at around 800 ° C. is performed after sintering, the coercive force increases, which is particularly effective in the mixing method. In addition, since the coercive force is greatly increased by the heat treatment at around 600 ° C., the aging treatment at around 600 ° C. is preferably performed when the aging treatment is performed in one stage.
主原料粉末のO含有量を300〜1500ppmとするためには、原料合金の溶解〜ハードフェライト粉末との混合までの工程の雰囲気中のO含有量を低く、例えば300ppm程度に制御する必要がある。また、主原料粉末のN含有量を200〜700ppmとするためには、原料合金の溶解〜ハードフェライト粉末との混合までの工程の条件を制御する必要があり、特に前述したようにジェットミルにより微粉砕を行なう場合には雰囲気ガスの種類、雰囲気中のO濃度、粉砕ガス圧を変動することによりN含有量を制御することができる。このように、製造工程の雰囲気、その他の条件を制御することによりO及びN含有量を本発明の範囲内に制御することができる。 In order to set the O content of the main raw material powder to 300 to 1500 ppm, it is necessary to control the O content in the atmosphere of the process from melting of the raw material alloy to mixing with the hard ferrite powder to be low, for example, about 300 ppm. . Moreover, in order to make the N content of the main raw material powder 200 to 700 ppm, it is necessary to control the process conditions from the melting of the raw material alloy to the mixing with the hard ferrite powder. When fine pulverization is performed, the N content can be controlled by changing the type of atmospheric gas, the O concentration in the atmosphere, and the pulverization gas pressure. Thus, the O and N contents can be controlled within the scope of the present invention by controlling the atmosphere of the production process and other conditions.
ストリップキャスティング法により表1に示す2種類の合金a(低R合金)及び合金b(高R合金)を作製した。そして、合金a及び合金bを90:10(重量比)に秤量、混合した。この混合物に対して室温にて水素を吸蔵させた後、Ar雰囲気中で600℃×1時間の脱水素を行なう水素粉砕処理(粗粉砕)を行なった。なお、焼結体のO含有量を1500ppm以下に抑えるために、水素粉砕処理(粉砕処理後の回収)から焼結(焼結炉に投入する)までの各工程の雰囲気を100ppm未満の酸素濃度に抑えてある。以後、この低酸素雰囲気による製造プロセスを無酸素プロセスと称する。 Two types of alloy a (low R alloy) and alloy b (high R alloy) shown in Table 1 were produced by the strip casting method. Then, alloy a and alloy b were weighed and mixed at 90:10 (weight ratio). The mixture was occluded with hydrogen at room temperature, and then subjected to hydrogen pulverization (coarse pulverization) in which dehydrogenation was performed at 600 ° C. for 1 hour in an Ar atmosphere. In order to suppress the O content of the sintered body to 1500 ppm or less, the atmosphere in each step from hydrogen pulverization (recovery after pulverization) to sintering (put into the sintering furnace) is an oxygen concentration of less than 100 ppm. It is suppressed to. Hereinafter, this manufacturing process in a low oxygen atmosphere is referred to as an oxygen-free process.
微粉砕を行なう前に粗粉砕粉末に粉砕助剤を混合した。粉砕助剤は、特に限定はないが、本実施例ではオレイン酸アミドを0.1wt%添加した。粉砕助剤の混合には、例えばナウタミキサを用いることができる。
その後、ジェットミルを用いて微粉砕を行なった。ジェットミルを経た微粉砕粉末をレーザー回折式粒度分布測定器を用いて測定した結果、平均粒径D50(累積体積が50%になる粒子の粒径)は5.24μmであった。
次に、この微粉砕粉末にハードフェライト粉末(戸田工業(株)製 FA700)を0.05wt%添加、混合した。なお、添加、混合はナウタミキサを用いて行った。
得られた混合粉末を磁場中にて成形した。具体的には、15kOeの磁場中で1.2t/cm2の圧力で成形を行った。
この成形体を真空中において1030℃で4時間及び1050℃で4時間保持する焼結を行った後に急冷した。得られた焼結体に800℃で1時間、さらに550℃で2.5時間(ともにAr雰囲気中)保持する2段時効処理を施すことによりR−T−B系永久磁石を作製した。
A grinding aid was mixed with the coarsely pulverized powder before fine pulverization. The grinding aid is not particularly limited, but 0.1 wt% of oleic amide was added in this example. For example, a Nauta mixer can be used for mixing the grinding aid.
Thereafter, fine pulverization was performed using a jet mill. As a result of measuring the finely pulverized powder that passed through the jet mill using a laser diffraction particle size distribution measuring device, the average particle diameter D50 (particle diameter of particles with a cumulative volume of 50%) was 5.24 μm.
Next, 0.05 wt% of hard ferrite powder (FA700 manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.) was added to and mixed with this finely pulverized powder. The addition and mixing were performed using a Nauta mixer.
The obtained mixed powder was molded in a magnetic field. Specifically, molding was performed at a pressure of 1.2 t / cm 2 in a magnetic field of 15 kOe.
The molded body was sintered in vacuum at 1030 ° C. for 4 hours and 1050 ° C. for 4 hours, and then rapidly cooled. The obtained sintered body was subjected to a two-stage aging treatment in which the sintered body was held at 800 ° C. for 1 hour and further at 550 ° C. for 2.5 hours (both in an Ar atmosphere) to produce an RTB-based permanent magnet.
得られたR−T−B系永久磁石について、残留磁束密度(Br)、保磁力(HcJ)及び角形比(Hk/HcJ)をB−Hトレーサにより測定した。なお、角形比(Hk/HcJ)は磁石性能の指標となるものであり、磁気ヒステリシスループの第2象限における角張の度合いを表す。またHkは磁気ヒステリシスループの第2象限において、磁束密度が残留磁束密度の90%になるときの外部磁界強度である。その結果を表2に示す。なお、試料No.1はハードフェライト粉末を添加しない以外は、試料No.2〜6と同様にしてR−T−B系永久磁石を作製した場合、試料No.7及びNo.8は無酸素プロセスを適用せず作製した場合、また試料No.9及びNo.10はジェットミル時の粉砕条件を変えN含有量の多いR−T−B系永久磁石を作製した場合の結果を示す。なお、無酸素プロセスを適用しない試料No.7及びNo.8は、磁場中成形時の雰囲気中の酸素濃度を1000ppm程度とした。 About the obtained RTB-based permanent magnet, residual magnetic flux density (Br), coercive force (HcJ), and squareness ratio (Hk / HcJ) were measured with a BH tracer. Note that the squareness ratio (Hk / HcJ) is an index of magnet performance and represents the degree of angularity in the second quadrant of the magnetic hysteresis loop. Hk is the external magnetic field strength when the magnetic flux density is 90% of the residual magnetic flux density in the second quadrant of the magnetic hysteresis loop. The results are shown in Table 2. Sample No. Sample No. 1 except that no hard ferrite powder was added. 2 to 6, when an R-T-B permanent magnet was produced, the sample No. 7 and no. No. 8 was prepared without applying the oxygen-free process. 9 and no. 10 shows the result when changing the pulverization conditions during jet milling to produce an RTB-based permanent magnet with a high N content. Note that sample no. 7 and no. In No. 8, the oxygen concentration in the atmosphere during molding in a magnetic field was about 1000 ppm.
表2より、ハードフェライト粉末を本発明の範囲内で添加することにより焼結時の異常粒成長を抑制して保磁力(HcJ)及び角形比(Hk/HcJ)を向上できることがわかる。ただし、試料No.7〜10を参照するとわかるように、O含有量又はN含有量が本発明で規定する範囲を超えていると、ハードフェライト粉末の添加効果を享受することができない。しかも、残留磁束密度(Br)も低い値に留まっている。 From Table 2, it can be seen that by adding hard ferrite powder within the range of the present invention, abnormal grain growth during sintering can be suppressed and coercive force (HcJ) and squareness ratio (Hk / HcJ) can be improved. However, Sample No. As can be seen by referring to 7 to 10, if the O content or the N content exceeds the range defined in the present invention, the effect of adding the hard ferrite powder cannot be enjoyed. Moreover, the residual magnetic flux density (Br) remains at a low value.
焼結温度を1030℃(4時間)と1050℃(4時間)の2種類とする点を除いて実施例1と同様にしてR−T−B系永久磁石を作製し、実施例1と同様に磁気特性(残留磁束密度(Br)、保磁力(HcJ)及び角形比(Hk/HcJ))を測定した。その結果を表3に示す。 An RTB-based permanent magnet was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was two types of 1030 ° C. (4 hours) and 1050 ° C. (4 hours). The magnetic properties (residual magnetic flux density (Br), coercive force (HcJ) and squareness ratio (Hk / HcJ)) were measured. The results are shown in Table 3.
表3に示すように、ハードフェライト粉末を添加することにより、1030℃及び1050℃のいずれの焼結温度においても保磁力(HcJ)及び角形比(Hk/HcJ)を向上できることがわかる。 As shown in Table 3, it can be seen that the coercive force (HcJ) and the squareness ratio (Hk / HcJ) can be improved at any sintering temperature of 1030 ° C. and 1050 ° C. by adding hard ferrite powder.
Claims (3)
前記成形体を焼結する焼結工程と、
を含むことを特徴とするR−T−B系永久磁石の製造方法。 R: 27.5 to 32 wt% (R is one or more rare earth elements, where the rare earth element is a concept including Y), B: 0.9 to 1.2 wt%, Al: 0.05 to 0.3 wt%, Co: 3.0 wt% or less (excluding 0), Cu: 0.02 to 1.2 wt%, O: 300 to 1500 ppm, C: 200 to 1300 ppm, N: 200 to 1500 ppm, A step of obtaining a molded body composed of a mixed powder of the main raw material powder substantially having the composition of Fe and the hard ferrite powder added in the range of 0.05 to 0.5 wt% with respect to the main raw material powder. When,
A sintering step of sintering the molded body;
The manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet characterized by including.
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WO2010135958A1 (en) * | 2009-05-27 | 2010-12-02 | Byd Company Limited | Nd-fe-b permanent magnetic material and preparation method thereof |
US20120058003A1 (en) * | 2009-05-27 | 2012-03-08 | Byd Company Limited | Nd-Fe-B PERMANENT MAGNETIC MATERIAL AND PREPARATION METHOD THEREOF |
EP2436016A1 (en) * | 2009-05-27 | 2012-04-04 | BYD Company Limited | Nd-fe-b permanent magnetic material and preparation method thereof |
CN101901657B (en) * | 2009-05-27 | 2012-06-20 | 比亚迪股份有限公司 | Sintered NdFeB (neodymium iron boron) permanent magnet material and preparation method thereof |
EP2436016A4 (en) * | 2009-05-27 | 2012-10-31 | Byd Co Ltd | Nd-fe-b permanent magnetic material and preparation method thereof |
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