JP2006249456A - R-fe-b-based rare earth sintered magnet and method for manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an R-Fe-B-based rare earth sintered magnet by which a sintered magnet having a high degree of orientation can be obtained using press forming. <P>SOLUTION: Fine powder of a first alloy having a composition consisting of 11-18 at.% of at least one rare earth element selected from the light rare earth elements, 4-12 at.% of an element A (boron or a boron-carbon mixture) and the balance an element T which is Fe or a mixture of Fe and another transition metal and trace additive elements M with inevitable impurities is mixed with fine powder of a second alloy having a composition consisting of 10-35 of at.% at least one rare earth element selected from the heavy rare earth elements, 0-10 at.% of the element A (boron or the boron-carbon mixture) and the balance the element T which is Fe or the mixture of Fe and another transition metal and the trace additive elements M with inevitable impurities, the resulting mixed powder is compacted while applying a reversal magnetic field as an orienting magnetic field, and then sintering is carried out. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、R−Fe−B系希土類焼結磁石およびその製造方法に関する。   The present invention relates to an R—Fe—B rare earth sintered magnet and a method for producing the same.

希土類合金の焼結磁石(永久磁石)は、一般に、希土類合金の粉末の成形体を焼結し、必要に応じて時効処理することによって製造される。   Rare earth alloy sintered magnets (permanent magnets) are generally produced by sintering a rare earth alloy powder compact and, if necessary, aging treatment.

現在、サマリウム・コバルト系磁石と、ネオジム・鉄・ボロン系磁石の二種類が各分野で広く用いられている。なかでも、ネオジム・鉄・ボロン系磁石(以下、「R−Fe−B系磁石」と称する。RはYを含む希土類元素、Feは鉄、Bはボロンである。)は、種々の磁石の中で最も高い最大磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電子機器へ積極的に採用されている。   Currently, two types of samarium / cobalt magnets and neodymium / iron / boron magnets are widely used in various fields. Among these, neodymium / iron / boron magnets (hereinafter referred to as “R—Fe—B magnets”, R is a rare earth element including Y, Fe is iron, and B is boron) are various magnets. Since it has the highest maximum magnetic energy product among them and its price is relatively low, it is actively used in various electronic devices.

R−Fe−B系焼結磁石は、主にR2Fe14Bの正方晶化合物からなる主相、Nd等からなるRリッチ相、およびBリッチ相から構成されている。なお、Feの一部がCoやNiなどの遷移金属と置換されてもよく、Bの一部がCで置換されてもよい。本発明が好適に適用されるR−Fe−B系焼結磁石は、例えば、米国特許第4,770,723号および米国特許第4,792,368号の明細書に記載されている。 The R—Fe—B based sintered magnet is mainly composed of a main phase composed of a tetragonal compound of R 2 Fe 14 B, an R rich phase composed of Nd and the like, and a B rich phase. A part of Fe may be substituted with a transition metal such as Co or Ni, and a part of B may be substituted with C. R-Fe-B based sintered magnets to which the present invention is suitably applied are described, for example, in the specifications of US Pat. No. 4,770,723 and US Pat. No. 4,792,368.

このような磁石となるR−Fe−B系合金を作製するために、従来は、インゴット鋳造法が用いられてきた。一般的なインゴット鋳造法によると、出発原料である希土類金属、電解鉄およびフェロボロン合金を高周波溶解し、得られた溶湯を鋳型内で比較的ゆっくりと冷却することによって合金インゴットが作製される。   Conventionally, an ingot casting method has been used in order to produce an R—Fe—B alloy to be such a magnet. According to a general ingot casting method, a rare earth metal, electrolytic iron, and ferroboron alloy as starting materials are melted at a high frequency, and the resulting molten metal is cooled relatively slowly in a mold to produce an alloy ingot.

近年、合金の溶湯を単ロール、双ロール、回転ディスク、または回転円筒鋳型の内面などと接触させることによって、比較的速く冷却し、合金溶湯から、インゴットよりも薄い凝固合金(「合金フレーク」と称することにする。)を作製するストリップキャスト法や遠心鋳造法に代表される急冷法が注目されている。このような急冷法によって作製された合金片の厚さは、一般に、約0.03mm以上約10mm以下の範囲にある。急冷法によると、合金溶湯は冷却ロールに接触した面(ロール接触面)から凝固し始め、ロール接触面から厚さ方向に結晶が柱状に成長してゆく。その結果、ストリップキャスト法などによって作製された急冷合金は、短軸方向のサイズが約0.1μm以上約100μm以下で、長軸方向のサイズが約5μm以上約500μm以下のR2Fe14B結晶相と、R2Fe14B結晶相の粒界に分散して存在するRリッチ相とを含有する組織を持つにいたる。Rリッチ相は希土類元素Rの濃度が比較的高い非磁性相である。 In recent years, the molten alloy is cooled relatively quickly by bringing it into contact with the inner surface of a single roll, twin roll, rotating disk, or rotating cylindrical mold, etc., and from the molten alloy, a solidified alloy (“alloy flake”) that is thinner than the ingot. The rapid cooling method typified by the strip casting method and the centrifugal casting method, which are used to produce the same), has attracted attention. The thickness of the alloy piece produced by such a rapid cooling method is generally in the range of about 0.03 mm to about 10 mm. According to the rapid cooling method, the molten alloy starts to solidify from the surface in contact with the cooling roll (roll contact surface), and crystals grow in a columnar shape from the roll contact surface in the thickness direction. As a result, the quenched alloy produced by the strip casting method has an R 2 Fe 14 B crystal having a minor axis size of about 0.1 μm to about 100 μm and a major axis size of about 5 μm to about 500 μm. And a structure containing an R-rich phase dispersed and present at the grain boundaries of the R 2 Fe 14 B crystal phase. The R-rich phase is a nonmagnetic phase in which the concentration of the rare earth element R is relatively high.

急冷合金は、従来のインゴット鋳造法(金型鋳造法)によって作製された合金(インゴット合金)に比較して相対的に短い時間(冷却速度:102℃/秒以上、104℃/秒以下)で冷却されているため、組織が微細化され、結晶粒径が小さいという特徴を有している。また、粒界の面積が広く、Rリッチ相は粒界内に広く広がっているため、Rリッチ相の分散性にも優れるという利点がある。これらの特徴が故に、急冷合金を用いることによって、優れた磁気特性を有する磁石を製造することができる。 The quenched alloy has a relatively short time (cooling rate: 10 2 ° C / second or more and 10 4 ° C / second or less) compared with an alloy (ingot alloy) produced by a conventional ingot casting method (die casting method). ), The structure is refined and the crystal grain size is small. Further, since the area of the grain boundary is wide and the R-rich phase spreads widely within the grain boundary, there is an advantage that the dispersibility of the R-rich phase is also excellent. Because of these characteristics, a magnet having excellent magnetic properties can be produced by using a quenched alloy.

なお、本明細書においては、固体合金の塊を「合金塊」と呼び、従来のインゴット鋳造法によって得られる合金インゴットおよびストリップキャスト法などの急冷法によって得られる合金フレークなどの溶湯を冷却して得られた凝固合金を含むものとする。   In this specification, a solid alloy lump is called an “alloy lump”, and a molten metal such as an alloy ingot obtained by a conventional ingot casting method and an alloy flake obtained by a rapid cooling method such as a strip cast method is cooled. The obtained solidified alloy is included.

これらの合金塊を粉砕することによって得られる微粉末を用いて成形体が作製される。成形体の作製に供される微粉末は、例えば水素化粉砕法および/または種々の機械的粉砕法(例えば、ボールミルやアトライターが用いられる)で粉砕し、得られた粗粉末(例えば、平均粒径10μm〜500μm)を例えばジェットミルを用いた乾式粉砕法で微粉砕することによって得られる。微粉末の平均粒径は、磁気特性の観点から、1.5μm〜7μmの範囲内にあることが好ましい。なお、粉末の「平均粒径」は、特にことわらない限り、ここでは、FSSS(Fisher Sub-Sieve Sizer)粒径を指すことにする。   A compact is produced using fine powder obtained by pulverizing these alloy ingots. The fine powder used for the production of the molded body is pulverized by, for example, a hydrogenation pulverization method and / or various mechanical pulverization methods (for example, a ball mill or an attritor is used). For example, by a fine pulverization method using a dry pulverization method using a jet mill. The average particle diameter of the fine powder is preferably in the range of 1.5 μm to 7 μm from the viewpoint of magnetic properties. Note that the “average particle size” of the powder refers to a FSSS (Fisher Sub-Sieve Sizer) particle size unless otherwise specified.

成形体の作製には、一軸プレス成形法が広く用いられている。特に、最大磁気エネルギー積の高い焼結磁石(異常性焼結磁石)を作製する場合には、圧縮工程において配向磁界が印加される。このときの結晶粒の配向度が高いほど、最大磁気エネルギー積は大きくなる。また、配向度が高いと横方向(配向磁界に直交する方向)のBrが小さく、偏磁が少ないという効果が得られる。   A uniaxial press molding method is widely used for the production of the molded body. In particular, when producing a sintered magnet having a high maximum magnetic energy product (abnormally sintered magnet), an orientation magnetic field is applied in the compression step. The higher the degree of orientation of the crystal grains, the larger the maximum magnetic energy product. Further, when the degree of orientation is high, the effect is obtained that Br in the lateral direction (direction orthogonal to the orientation magnetic field) is small and that there is little bias.

そこで、配向度を高める方法として、従来は、一軸プレス成形工程において印加する配向磁界として、強度が大きいパルス磁界を印加する方法が採用されていた。しかしながら、強いパルス磁界を印加するためには、磁気回路が大型化する。また、配向磁界の印加に伴い渦電流によりダイス(金型)が発熱する(例えば60℃以上に達する)ので、ダイスを冷却する必要が生じ、連続成形することができなくなる。   Therefore, as a method for increasing the degree of orientation, conventionally, a method of applying a pulse magnetic field having a high strength as the orientation magnetic field applied in the uniaxial press molding process has been employed. However, in order to apply a strong pulse magnetic field, the magnetic circuit becomes large. Further, since the die (die) generates heat due to the eddy current accompanying application of the orientation magnetic field (for example, reaches 60 ° C. or more), it is necessary to cool the die, and continuous molding cannot be performed.

なお、CIP法やRIP法などの等方圧縮成形法を用いれば、一軸プレス成形法よりも高い配向度を有する成形体を得ることができるが、CIP法やRIP法によって得られる成形体は、寸法精度が低いので(典型的には成形体の中央部が膨らむので)、所望の外形を有する焼結磁石を得るためには、焼結体を加工する必要が生じ、生産効率および材料の歩留まりが低いという問題がある。
特開平6−96928号公報
In addition, if an isotropic compression molding method such as the CIP method or the RIP method is used, a molded body having a higher degree of orientation than the uniaxial press molding method can be obtained, but the molded body obtained by the CIP method or the RIP method is Since the dimensional accuracy is low (typically, the central part of the molded body swells), it is necessary to process the sintered body to obtain a sintered magnet having a desired outer shape, and production efficiency and material yield There is a problem that is low.
JP-A-6-96928

本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、プレス成形を用いても従来よりも高い配向度の焼結磁石を得ることができる、R−Fe−B系希土類焼結磁石の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described points, and a method for producing an R—Fe—B rare earth sintered magnet capable of obtaining a sintered magnet having a higher degree of orientation than conventional ones even by using press molding. The purpose is to provide.

本発明の希土類焼結磁石の製造方法は、R−Fe−B系の希土類焼結磁石の製造方法であって、11原子%以上18原子%以下の軽希土類元素LR(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、EuおよびGdからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素であり、NdおよびPrの少なくとも1種を含む)と、4原子%以上12原子%以下の元素A(ボロンまたはボロンと炭素との混合物)とを含み、残部がFeまたはFeと他の遷移金属との混合物である元素T、微量添加元素Mおよび不可避不純物である組成を有し、D99(累積体積分率が99%となる粒径)が12μm以下である第1合金微粉末を用意する工程と、10原子%以上35原子%以下の重希土類元素HR(Y、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素)と、0原子%以上10原子%以下の元素A(ボロンまたはボロンと炭素との混合物)とを含み、残部がFeまたはFeと他の遷移金属との混合物である元素T、微量添加元素Mおよび不可避不純物である組成を有し、D99(累積体積分率が99%となる粒径)が12μm以下である第2合金微粉末を用意する工程と、前記第1合金微粉末と前記第2合金微粉末とを混合し、混合粉末を用意する工程と、配向磁界として反転磁界を印加しながら前記混合粉末を圧縮成形することによって成形体を得る工程と、前記成形体を焼結することによって焼結体を得る工程とを包含することを特徴とする。焼結温度は、例えば1000℃以上1140℃以下の範囲内であり、焼結時間は、例えば1時間以上8時間以下の範囲である。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention is a method for producing an R—Fe—B rare earth sintered magnet, which is a light rare earth element LR (La, Ce, Pr, 11 to 18 atomic%). At least one rare earth element selected from the group consisting of Nd, Pm, Sm, Eu and Gd, including at least one kind of Nd and Pr) and an element A (boron of 4 atomic% to 12 atomic%) Or a mixture of boron and carbon), with the balance being element T which is Fe or a mixture of Fe and other transition metals, a minor additive element M and an inevitable impurity, and D99 (cumulative volume fraction) And a step of preparing a first alloy fine powder having a particle size of 99% or less of 12 μm or less, and a heavy rare earth element HR (Y, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, 10 atom% or more and 35 atom% or less). Yb, Lu And at least one rare earth element selected from the group consisting of element A (boron or a mixture of boron and carbon) with the balance being Fe or Fe and another transition metal. A step of preparing a second alloy fine powder having a composition which is an element T as a mixture, a trace amount of additive element M and an inevitable impurity, and D99 (particle diameter with a cumulative volume fraction of 99%) of 12 μm or less; A step of mixing the first alloy fine powder and the second alloy fine powder to prepare a mixed powder; and a step of obtaining a compact by compressing the mixed powder while applying a reversal magnetic field as an orientation magnetic field; And a step of obtaining a sintered body by sintering the molded body. The sintering temperature is, for example, in the range of 1000 ° C. to 1140 ° C., and the sintering time is, for example, in the range of 1 hour to 8 hours.

ある実施形態において、前記混合粉末は、1質量%以上50質量%の前記第2合金微粉末を含む。   In one embodiment, the mixed powder includes 1% by mass or more and 50% by mass of the second alloy fine powder.

ある実施形態において、前記第1および第2合金微粉末の平均粒径が2.0μm以上5.0μm以下である。   In one embodiment, the average particle size of the first and second alloy fine powders is 2.0 μm or more and 5.0 μm or less.

ある実施形態において、前記焼結工程において、主相の平均結晶粒径が8μm以上40μm以下の範囲となるまで結晶粒成長が行われる。   In one embodiment, in the sintering step, crystal grain growth is performed until the average crystal grain size of the main phase is in the range of 8 μm to 40 μm.

ある実施形態において、前記反転磁界の強度は2.5T以下である。前記反転磁界の強度は1.0T以上であることが好ましい。   In one embodiment, the strength of the reversal magnetic field is 2.5T or less. The strength of the reversal magnetic field is preferably 1.0 T or more.

ある実施形態において、前記第2合金微粉末の前記重希土類元素HRはDyおよびTbの内から選ばれる少なくとも1種の元素を含む。   In one embodiment, the heavy rare earth element HR of the second alloy fine powder contains at least one element selected from Dy and Tb.

ある実施形態において、前記成形体を作製する工程は、一軸プレス成形法を用いて行われる。   In a certain embodiment, the process of producing the said molded object is performed using a uniaxial press molding method.

本発明の希土類焼結磁石は、上記のいずれかの製造方法によって製造されたことを特徴とする。   The rare earth sintered magnet of the present invention is manufactured by any one of the above manufacturing methods.

ある実施形態において、配向磁界方向の残留磁束密度をBrx、配向磁界方向に直交する2つの方向の残留磁束密度をBryおよびBrzとして、Bs’=(Brx 2+Bry 2+Brz 21/2に対するBrxの比(=Brx/Bs’)を配向度パラメータPと定義するとき、配向度パラメータPの値が0.990超である。 In one embodiment, Bs ′ = (Br x 2 + Br y 2 + Br z 2) where Br x is the residual magnetic flux density in the orientation magnetic field direction, and Br y and Br z are the residual magnetic flux densities in two directions orthogonal to the orientation magnetic field direction. ) When the ratio of Br x to 1/2 (= Br x / Bs ′) is defined as the orientation degree parameter P, the value of the orientation degree parameter P is more than 0.990.

本発明によると、一軸プレス成形を用いても従来よりも高い配向度を有するR−Fe−B系希土類焼結磁石を製造することができる。   According to the present invention, an R—Fe—B rare earth sintered magnet having a higher degree of orientation than that of the prior art can be produced even by using uniaxial press molding.

以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態のR−Fe−B系希土類焼結磁石の製造方法を説明する。   Hereinafter, a method for manufacturing an R—Fe—B rare earth sintered magnet according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

本発明による実施形態のR−Fe−B系希土類焼結磁石の製造方法は、希土類元素として、Ndに代表される軽希土類元素LRに加えて、Dyに代表される重希土類元素HRを用いる。また、軽希土類元素LRを含む第1合金と、それとは別に重希土類元素HRを含む第2合金とを用意し、それぞれ微粉末(第1合金微粉末および第2合金微粉末)としてから混合し、得られた混合粉を用いて成形体を作製する(「ブレンド法」と呼ぶことがある。)。このとき、第1合金微粉末および第2合金微粉末は、いずれも、FSSSによって求められる微粉末の粒度分布におけるD99(累積体積分率が99%となる粒径)が12μm以下である。   In the method for manufacturing an R—Fe—B rare earth sintered magnet according to the embodiment of the present invention, a heavy rare earth element HR represented by Dy is used in addition to a light rare earth element LR represented by Nd as a rare earth element. Also, a first alloy containing a light rare earth element LR and a second alloy containing a heavy rare earth element HR are prepared separately and mixed as fine powders (first alloy fine powder and second alloy fine powder), respectively. Then, a molded body is produced using the obtained mixed powder (sometimes referred to as “blend method”). At this time, both the first alloy fine powder and the second alloy fine powder have a D99 (particle diameter with a cumulative volume fraction of 99%) in the fine particle size distribution determined by FSSS of 12 μm or less.

ここで、第1合金は、11原子%以上18原子%以下の軽希土類元素LR(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、EuおよびGdからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素であり、NdおよびPrの少なくとも1種を含む)と、4原子%以上12原子%以下の元素A(ボロンまたはボロンと炭素との混合物)とを含み、残部がFeまたはFeと他の遷移金属との混合物である元素T、微量添加元素Mおよび不可避不純物である組成を有する。   Here, the first alloy is a light rare earth element LR of 11 atomic% or more and 18 atomic% or less (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, and Gd, at least one kind of rare earth element selected from the group consisting of And containing at least one of Nd and Pr) and 4 to 12 atom% of element A (boron or a mixture of boron and carbon) with the balance being Fe or Fe and another transition metal Element T, which is a mixture thereof, a trace amount of additive element M, and an inevitable impurity composition.

一方、第2合金は、10原子%以上35原子%以下の重希土類元素HR(Y、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素)と、0原子%以上10原子%以下の元素A(ボロンまたはボロンと炭素との混合物)とを含み、残部がFeまたはFeと他の遷移金属との混合物である元素T、微量添加元素Mおよび不可避不純物である組成を有する。   On the other hand, the second alloy is a heavy rare earth element HR (at least one kind selected from the group consisting of Y, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu) of 10 atomic% to 35 atomic%. And element A (boron or a mixture of boron and carbon) in an amount of not less than 10 atom% and not more than 10 atom%, with the balance being Fe or a mixture of Fe and other transition metals, element T, trace additive element M, and It has a composition that is an inevitable impurity.

なお、遷移金属元素はTi、V、Cr、Mn、Fe、Co、Niなどであり、元素Tは、Fe、またはFeの一部がNiおよびCoの少なくとも一方で置換されたものが好ましい。また、微量添加元素Mは、Al、Cu、Ga、Cr、Mo、V、NbおよびMnの少なくとも1種であることが好ましく、その含有率は5原子%以下であることが好ましい。   Note that the transition metal element is Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, or the like, and the element T is preferably one in which Fe or a part of Fe is substituted with at least one of Ni and Co. Further, the trace additive element M is preferably at least one of Al, Cu, Ga, Cr, Mo, V, Nb, and Mn, and the content is preferably 5 atomic% or less.

第1合金微粉末と第2合金微粉末との混合粉末は、1質量%以上50質量%の第2合金微粉末を含むことが好ましい。上記範囲よりも第2合金微粉末の量が少ないと、後述する本発明の効果が得られないことがあり、一方、上記範囲よりも第1合金微粉末の量が少ないと、第1合金微粉末に含まれている主相であるR2Fe14B型結晶相が減少し、残留磁束密度Brが低下するという問題が生じることがある。 The mixed powder of the first alloy fine powder and the second alloy fine powder preferably contains 1% by mass or more and 50% by mass of the second alloy fine powder. If the amount of the second alloy fine powder is less than the above range, the effects of the present invention described later may not be obtained. On the other hand, if the amount of the first alloy fine powder is less than the above range, the first alloy fine powder may not be obtained. The R 2 Fe 14 B type crystal phase, which is the main phase contained in the powder, may decrease, resulting in a problem that the residual magnetic flux density Br decreases.

また、最終的に得られる混合粉あるいは焼結体における希土類元素中の重希土類元素の比率は0.1原子%以上10原子%以下の範囲内にあることが好ましい。上記範囲よりも重希土類元素の比率が低いと、後述する本発明の効果が得られないことがあり、一方、上記範囲よりも重希土類元素の比率が高いと、残留磁束密度Brなどの磁気特性が低下するという問題が生じることがある。   Moreover, it is preferable that the ratio of the heavy rare earth elements in the rare earth elements in the finally obtained mixed powder or sintered body is in the range of 0.1 atomic% to 10 atomic%. When the ratio of the heavy rare earth element is lower than the above range, the effects of the present invention described later may not be obtained. On the other hand, when the ratio of the heavy rare earth element is higher than the above range, the magnetic characteristics such as the residual magnetic flux density Br. There may be a problem of lowering.

なお、第1および第2合金微粉末は、上述した公知の方法で調製される。但し、磁気特性の観点からは、ストリップキャスト法に代表される急冷法によって作製された合金フレークを用いることが好ましい(例えば、米国特許第5、666、635号明細書を参照)。また、最終的に成形体の作製に供される混合粉末の表面に、必要に応じて、酸化の抑制および/または流動性や成形性を改善するために潤滑剤を付与することが好ましい。   The first and second alloy fine powders are prepared by the known method described above. However, from the viewpoint of magnetic properties, it is preferable to use alloy flakes produced by a rapid cooling method typified by a strip casting method (see, for example, US Pat. No. 5,666,635). In addition, it is preferable to apply a lubricant to the surface of the mixed powder finally used for producing a molded body, if necessary, in order to suppress oxidation and / or improve fluidity and moldability.

混合粉末の成形体を得るための圧縮成形工程は、配向磁界として反転磁界を印加しながら行われる。配向磁界として反転磁界を印加することによって、従来よりも高い配向度を得ることができる。また、反転磁界を印加することによって得られるこの効果は、2.5T以下の磁界強度で得られ、パルス磁界を印加する必要はなく、静的な交番反転磁界を印加すればよい。従って、反転磁界を印加することによるダイスの温度上昇は起こらない。なお、反転磁界の強度が1.0Tを下回ると、上述の効果が得られないことがある。   The compression molding step for obtaining a mixed powder compact is performed while applying a reversal magnetic field as an orientation magnetic field. By applying a reversal magnetic field as the orientation magnetic field, it is possible to obtain a higher degree of orientation than before. Further, this effect obtained by applying a reversal magnetic field is obtained with a magnetic field intensity of 2.5 T or less, and it is not necessary to apply a pulse magnetic field, and a static alternating reversal magnetic field may be applied. Therefore, the temperature rise of the die due to the application of the reversal magnetic field does not occur. Note that if the intensity of the reversal magnetic field is less than 1.0 T, the above-described effect may not be obtained.

混合粉末の圧縮成形は、生産性の観点から、一軸プレス成形法を用いて行うことが好ましい。一軸プレス成形は、例えば、電動プレスを用い、0.2ton/cm2〜2.0ton/cm2(1.96×104kPa〜1.96×105kPa)の圧力で行なわれる。 The compression molding of the mixed powder is preferably performed using a uniaxial press molding method from the viewpoint of productivity. Uniaxial press molding is performed, for example, using an electric press at a pressure of 0.2 ton / cm 2 to 2.0 ton / cm 2 (1.96 × 10 4 kPa to 1.96 × 10 5 kPa).

上記成形体を焼結すると、焼結過程において、重希土類元素HRと軽希土類元素LRとの相互拡散が起こり、希土類元素として軽希土類HRを主に含む主相(R−Fe−B結晶相)の周辺に重希土類元素HRが導入される。このような組織を有するので、主相の全体にわたって均一に重希土類元素HRが分布する組織に比べて、室温における保磁力の低下が抑制される。   When the molded body is sintered, the heavy rare earth element HR and the light rare earth element LR undergo mutual diffusion in the sintering process, and the main phase (R-Fe-B crystal phase) mainly containing the light rare earth element HR as the rare earth element. Heavy rare earth element HR is introduced in the vicinity of Since it has such a structure, a decrease in coercive force at room temperature is suppressed as compared with a structure in which heavy rare earth elements HR are uniformly distributed throughout the main phase.

また、後に実験例を示すように、重希土類度元素HRを含む第2合金微粉末を混合した場合に、焼結過程において結晶粒(主相)の成長(粗大化)が特異的に起こる。このことから、配向度を低下させる原因となる微細な結晶粒の数が減少することが、配向度の上昇に寄与していると考えられる。   Further, as shown in an experimental example later, when the second alloy fine powder containing the heavy rare earth element HR is mixed, crystal grains (main phase) grow (coarse) specifically in the sintering process. From this, it is considered that the decrease in the number of fine crystal grains that cause the degree of orientation to decrease contributes to the increase in the degree of orientation.

このような効果を得るためには、第1合金微粉末および第2合金微粉末の平均粒径はともに2.0μm以上5.0μm以下であることが好ましい。この範囲よりも小さいと粉末が酸化されやすく取り扱い難くなり、逆に大きいと、 焼結時に緻密化しにくくなる、あるいは保磁力が低下するという問題が発生することがある。   In order to obtain such an effect, the average particle diameters of the first alloy fine powder and the second alloy fine powder are both preferably 2.0 μm or more and 5.0 μm or less. If it is smaller than this range, the powder is easily oxidized and difficult to handle. Conversely, if it is larger, it may become difficult to densify during sintering, or the coercive force may be lowered.

また、焼結工程は、主相の平均結晶粒径が8μm以上40μm以下の範囲となるまで結晶粒を成長させることが好ましい。最終的な結晶粒の平均粒径が8μmよりも小さいと結晶粒の粗大化による配向度の向上効果が十分に得られないことがある。逆に、結晶粒の平均粒径が40μmを超えると、磁気特性(例えば残留磁束密度Br)が低下することがある。焼結条件は、例えば1000℃以上1140℃以下の範囲で、例えば1時間以上8時間以下の範囲である。結晶粒を上述の平均粒径まで成長させるように設定すればよい。焼結雰囲気は、例えば、減圧の不活性ガス雰囲気でよい。なお、焼結磁石における主相(結晶)の平均粒径は、組織写真に線分を引き、粒界との交点の数で線分の長さを割ることによって求められる(定方向径)。また、必要に応じて、得られた焼結体を、例えば約450℃〜約800℃の温度で、約1時間〜約8時間時効処理してもよい。 In the sintering step, it is preferable to grow the crystal grains until the average crystal grain size of the main phase is in the range of 8 μm to 40 μm. When the final average grain size is less than 8 μm, the effect of improving the degree of orientation due to the coarsening of the crystal grains may not be sufficiently obtained. Conversely, when the average grain size of the crystal grains exceeds 40 μm, the magnetic properties (for example, residual magnetic flux density B r ) may deteriorate. The sintering conditions are, for example, in the range of 1000 ° C. to 1140 ° C., for example, in the range of 1 hour to 8 hours. What is necessary is just to set so that a crystal grain may be grown to the above-mentioned average particle diameter. The sintering atmosphere may be, for example, a reduced pressure inert gas atmosphere. In addition, the average particle diameter of the main phase (crystal) in the sintered magnet is obtained by drawing a line segment on the structure photograph and dividing the length of the line segment by the number of intersections with the grain boundary (constant direction diameter). Moreover, you may age the obtained sintered compact for about 1 hour to about 8 hours at the temperature of about 450 degreeC-about 800 degreeC as needed, for example.

本発明の実施形態の製造方法によると、配向磁界として反転磁界を印加することによる効果と、焼結過程における結晶粒の粗大化による効果とによって、配向度が向上する。これら2つの効果は、いずれも、重希土類元素HRを含む第2合金微粉末を混合した場合に特異的に得られる。重希土類元素HRと軽希土類元素LRとを含む単一の合金微粉末を用いた場合(「単合金法」ということがある。)にはこれらの効果は得られない。磁気特性および価格などの観点から、軽希土類元素LRとしては、NdまたはPrが好ましく、重希土類元素HRとしては、DyまたはTbが好ましい。   According to the manufacturing method of the embodiment of the present invention, the degree of orientation is improved by the effect of applying a reversal magnetic field as the orientation magnetic field and the effect of coarsening of crystal grains in the sintering process. Both of these two effects can be obtained specifically when the second alloy fine powder containing the heavy rare earth element HR is mixed. When a single alloy fine powder containing heavy rare earth element HR and light rare earth element LR is used (sometimes referred to as “single alloy method”), these effects cannot be obtained. From the viewpoint of magnetic properties and price, the light rare earth element LR is preferably Nd or Pr, and the heavy rare earth element HR is preferably Dy or Tb.

上述の製造方法によると、成形体を作製する工程を一軸プレス成形法を用いて行っても十分に高い配向度が得られるので、製造効率を犠牲にすることなく、配向度を向上することができる。もちろん、CIP法やRIP法を用いても配向度を向上する効果を得ることができる。   According to the manufacturing method described above, a sufficiently high degree of orientation can be obtained even if the step of producing a molded body is performed using a uniaxial press molding method, so that the degree of orientation can be improved without sacrificing production efficiency. it can. Of course, the effect of improving the degree of orientation can be obtained even by using the CIP method or the RIP method.

以下に例示する実験例で示すように、配向度を定量的に評価するために、次のようにして定義される配向度パラメータPを導入した。   As shown in the experimental examples exemplified below, an orientation degree parameter P defined as follows was introduced in order to quantitatively evaluate the orientation degree.

得られた焼結磁石の成形体の配向磁界方向(x軸方向)の残留磁束密度をBrx、配向磁界方向に直交する2つの方向の残留磁束密度をBryおよびBrzとして、Bs’=(Brx 2+Bry 2+Brz 21/2に対するBrxの比を配向度パラメータP(P=Brx/Bs’)と定義する。この配向度パラメータPは、実験的には、焼結体をx、yおよびz軸にそれぞれ直交する面から構成される立方体に加工し(例えば切り出し)、フラックスメータを用いて各方向における残留磁束密度Brを測定することによって求められる。例えば、プレス方向をz軸方向とし、x軸およびz軸に直交する方向をy軸方向する。 With the residual magnetic flux density in the orientation magnetic field direction (x-axis direction) of the obtained sintered magnet compact being Br x and the residual magnetic flux densities in two directions orthogonal to the orientation magnetic field direction being Br y and Br z , Bs ′ = (Br x 2 + Br y 2 + Br z 2) the ratio of Br x for 1/2 is defined as the degree of orientation parameter P (P = Br x / Bs '). This orientation parameter P is experimentally determined by processing a sintered body into a cube composed of planes orthogonal to the x, y, and z axes (for example, cutting out), and using a flux meter, the residual magnetic flux in each direction. It is obtained by measuring the density Br. For example, the press direction is the z-axis direction, and the direction orthogonal to the x-axis and the z-axis is the y-axis direction.

現在、プレス成形法を用いて量産されているR−Fe−B系希土類焼結磁石(重希土類としてDyを含む)の配向度パラメータPの値は0.980以上0.990以下の範囲にあるのに対し、本発明による実施形態の製造方法で得られたR−Fe−B系希土類焼結磁石の配向度パラメータPの値は0.990を超える。   At present, the value of the orientation degree parameter P of R-Fe-B rare earth sintered magnets (including Dy as heavy rare earths) that are mass-produced using the press molding method is in the range of 0.980 to 0.990. On the other hand, the value of the orientation degree parameter P of the R—Fe—B rare earth sintered magnet obtained by the manufacturing method of the embodiment according to the present invention exceeds 0.990.

特許文献1には、主相であるNd2Fe14B結晶相の表面近傍のNdの一部をDyおよび/またはTbで置換することによって、保磁力が向上するとともに、減磁が抑制されることが記載されている。しかし、本発明者が検討した結果、特許文献1に記載されている方法では、配向度パラメータP値が0.990を超える焼結磁石は得られなかった。 In Patent Document 1, by replacing a part of Nd in the vicinity of the surface of the Nd 2 Fe 14 B crystal phase that is the main phase with Dy and / or Tb, coercive force is improved and demagnetization is suppressed. It is described. However, as a result of investigation by the present inventors, a sintered magnet having an orientation degree parameter P value exceeding 0.990 cannot be obtained by the method described in Patent Document 1.

以下、本発明による希土類焼結磁石の製造方法について実施例を挙げて説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, although the example is given and demonstrated about the manufacturing method of the rare earth sintered magnet by this invention, this invention is not limited at all by the following example.

第1合金微粉末として、組成をLR(Nd):12.2原子%、B:7.5原子%、Co:1.2原子%、Al:0.6原子%、Cu:0.1原子%、残部:Feおよび不可避不純物とした合金微粉末を作製した。   As the first alloy fine powder, the composition is LR (Nd): 12.2 atomic%, B: 7.5 atomic%, Co: 1.2 atomic%, Al: 0.6 atomic%, Cu: 0.1 atomic %, Balance: Fe and alloy fine powder with inevitable impurities were prepared.

第2合金微粉末として、組成をHR(Dy):11.1原子%、LR(Nd):12.2原子%、残部:Feおよび不可避不純物とした合金微粉末(実施例用第2合金微粉末1)と、組成をHR(Dy)22.3原子%、残部:Feおよび不可避不純物とした合金微粉末(実施例用第2合金微粉末2)とを作製した。   As the second alloy fine powder, the composition was HR (Dy): 11.1 atomic%, LR (Nd): 12.2 atomic%, the balance: Fe and fine powder of inevitable impurities (second alloy fine powder for Examples) Powder 1) and an alloy fine powder (second alloy fine powder 2 for Examples) having a composition of HR (Dy) 22.3 atomic%, the balance: Fe and inevitable impurities were prepared.

また、比較のための単一合金微粉末として、組成をLR(Nd):12.1原子%、HR(Dy):2.0原子%、B:6.1原子%、Co:1.0原子%、Al:0.5原子%、Cu:0.1原子%、残部:Feおよび不可避不純物とした合金微粉末(比較例用合金微粉末1)と、組成をLR(Nd):9.9原子%、HR(Dy):4.0原子%、B: 原子%、Co:1.0原子%、Al:0.49原子%、Cu:0.1原子%、残部:Feおよび不可避不純物とした合金微粉末(比較例用合金微粉末2)とを作製した。   Moreover, as a single alloy fine powder for comparison, the composition was LR (Nd): 12.1 atomic%, HR (Dy): 2.0 atomic%, B: 6.1 atomic%, Co: 1.0 Atomic%, Al: 0.5 atomic%, Cu: 0.1 atomic%, balance: Fe and fine powder of alloy with inevitable impurities (Comparative Alloy Fine Powder 1), and composition is LR (Nd): 9. 9 atomic%, HR (Dy): 4.0 atomic%, B: atomic%, Co: 1.0 atomic%, Al: 0.49 atomic%, Cu: 0.1 atomic%, balance: Fe and inevitable impurities An alloy fine powder (Comparative Example Alloy Fine Powder 2) was prepared.

上記の合金微粉末は、いずれも以下の方法で作製した。     All of the above alloy fine powders were produced by the following method.

まず、それぞれの組成の合金フレークをストリップキャスト法で製造した。この合金フレークを水素化粉砕法によって粉砕することによって合金粗粉末を得た。この合金粗粉末をジェットミル装置を用いて窒素ガス雰囲気中で微粉砕することによって、D99が11μmで、平均粒径が4.0μmの合金粉末を得た。   First, alloy flakes having respective compositions were produced by a strip casting method. The alloy flakes were pulverized by a hydrogenation pulverization method to obtain a coarse alloy powder. The alloy coarse powder was finely pulverized in a nitrogen gas atmosphere using a jet mill apparatus to obtain an alloy powder having a D99 of 11 μm and an average particle size of 4.0 μm.

実施例用混合粉末1:上記第1合金微粉末と、実施例用第2合金微粉末1とを質量で、78:22の割合で混合し、ロッキングミキサーを用いて混合し、実施例用混合粉末1を得た。全希土類元素中のDyの含有率は5質量%(2.0原子%)である。   Example mixed powder 1: The above first alloy fine powder and the second alloy fine powder 1 were mixed in a mass ratio of 78:22, and mixed using a rocking mixer, and mixed for example. Powder 1 was obtained. The content of Dy in all rare earth elements is 5% by mass (2.0 atomic%).

実施例用混合粉末2:上記第1合金微粉末と、実施例用第2合金微粉末2とを質量で、78:22の割合で配合し、ロッキングミキサーを用いて混合し、実施例用混合粉末2を得た。全希土類元素中のDyの含有率は10質量%(4.0原子%)である。   Example mixed powder 2: The above first alloy fine powder and the second alloy fine powder 2 were mixed in a mass ratio of 78:22 and mixed using a rocking mixer. Powder 2 was obtained. The content of Dy in all rare earth elements is 10% by mass (4.0 atomic%).

比較例用合金粉末1:上記比較例1用の単一合金微粉末を用いた。全希土類元素中のDyの含有率は5質量%(2.0原子%)である。   Comparative Example Alloy Powder 1: The single alloy fine powder for Comparative Example 1 was used. The content of Dy in all rare earth elements is 5% by mass (2.0 atomic%).

比較例用合金粉末2:上記比較例2用の単一合金微粉末を用いた。全希土類元素中のDyの含有率は10質量%(4.0原子%)である。   Comparative Example Alloy Powder 2: The single alloy fine powder for Comparative Example 2 was used. The content of Dy in all rare earth elements is 10% by mass (4.0 atomic%).

上記の混合粉末または単一合金微粉末に、液体潤滑剤を0.4質量%添加・混合した粉末材料をプレス工程に供した。   A powder material obtained by adding and mixing 0.4% by mass of a liquid lubricant to the above mixed powder or single alloy fine powder was subjected to a pressing step.

上記の粉末材料を電動プレス装置を用いて配向磁界を印加しながら一軸プレス成形(プレス圧力0.8ton/cm2(7.84×104kPa)することによって、成形体(縦40mm×横30mm×高さ20mm)を得た。なお、配向磁界の方向はプレス方向に直交である。 The powder material is uniaxially press-molded (pressing pressure 0.8 ton / cm 2 (7.84 × 10 4 kPa) while applying an orientation magnetic field using an electric press device, thereby forming a compact (length 40 mm × width 30 mm). × Height 20 mm) The direction of the orientation magnetic field is perpendicular to the pressing direction.

また、実施例の焼結磁石を作製する場合、配向磁界として、1.7Tの交番反転磁界を印加した。また、比較のために、配向磁界として、1.7Tの静磁界を印加した。   Moreover, when producing the sintered magnet of an Example, the alternating inversion magnetic field of 1.7T was applied as an orientation magnetic field. For comparison, a 1.7 T static magnetic field was applied as the orientation magnetic field.

得られた成形体を1080℃で8時間、減圧Ar雰囲気中で焼結し、その後、500℃で1時間の時効処理を施した。   The obtained molded body was sintered at 1080 ° C. for 8 hours in a reduced pressure Ar atmosphere, and then subjected to aging treatment at 500 ° C. for 1 hour.

得られた焼結体から、一辺が7mmの立方体を切り出し、フラックスメータを用いて立方体の各方向における残留磁束密度Brx、BryおよびBrzを測定した。なお、着磁磁界は、10Tとした。 A cube having a side of 7 mm was cut out from the obtained sintered body, and the residual magnetic flux densities Br x , Br y and Br z in each direction of the cube were measured using a flux meter. The magnetizing magnetic field was 10T.

残留磁束密度Brx、BryおよびBrzから配向度パラメータP=Brx/Bs’の値を求めた。ここで、Bs’=(Brx 2+Bry 2+Brz 21/2である。 The orientation parameter P = Br x / Bs ′ was determined from the residual magnetic flux densities Br x , Br y and Br z . Here, Bs ′ = (Br x 2 + Br y 2 + Br z 2 ) 1/2 .

また、得られた焼結磁石の断面をSEMおよびEPMAを用いて観察した。偏光顕微鏡写真から平均結晶粒径を求めた。   Moreover, the cross section of the obtained sintered magnet was observed using SEM and EPMA. The average crystal grain size was determined from a polarizing microscope photograph.

図1(a)〜(d)に、Dyを5質量%含む希土類焼結磁石の偏光顕微鏡写真を示す。図1(a)は実施例用混合粉末1を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルa)の断面偏光顕微鏡写真であり、図1(b)は実施例用混合粉末1を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルb)の偏光顕微鏡写真であり、図1(c)は比較例用合金粉末1を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルc)の断面偏光顕微鏡写真であり、(d)は、比較例用合金粉末1を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルd)の断面偏光顕微鏡写真である。   FIGS. 1A to 1D show polarized micrographs of a rare earth sintered magnet containing 5% by mass of Dy. FIG. 1 (a) is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample a) formed from a molded body produced while applying an alternating reversal magnetic field using the mixed powder 1 for Example. FIG. 1 (b) FIG. 1 is a polarizing micrograph of a sintered magnet (sample b) formed from a molded body produced while applying a static magnetic field using the mixed powder 1 for an example, and FIG. 1C is an alloy powder 1 for a comparative example. Is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample c) formed from a molded body produced while applying an alternating reversal magnetic field using (a), (d) is a static magnetic field using the alloy powder for comparative example 1 It is a cross-sectional polarizing microscope photograph of the sintered magnet (sample d) formed from the molded object produced while applying.

図1(a)および(b)と図1(c)および(d)とを比較すれば明らかなように、実施例用混合粉末を用いた焼結磁石(サンプルaおよびサンプルb)の結晶粒径は、比較例用合金粉(単一合金)を用いた焼結磁石(サンプルcおよびサンプルd)の結晶粒径に比べて大きい。偏光顕微鏡写真から求めた平均結晶粒径は、サンプルaは10.5μm、サンプルbは11.2μm、サンプルcは4.8μm、サンプルdは4.9μmであった。残留磁束密度Brxは、サンプルaが1.307T、サンプルbが1.302T、サンプルcが1.290Tおよびサンプルdが1.284Tであった。 As is apparent from a comparison of FIGS. 1 (a) and 1 (b) with FIGS. 1 (c) and 1 (d), the crystal grains of the sintered magnet (sample a and sample b) using the mixed powder for Example. The diameter is larger than the crystal grain size of the sintered magnet (sample c and sample d) using the alloy powder for comparative example (single alloy). The average crystal grain size determined from the polarizing microscope photograph was 10.5 μm for sample a, 11.2 μm for sample b, 4.8 μm for sample c, and 4.9 μm for sample d. The residual magnetic flux density Br x was 1.307 T for sample a, 1.302 T for sample b, 1.290 T for sample c, and 1.284 T for sample d.

図2(a)〜(d)に、Dyを10質量%含む希土類焼結磁石の偏光顕微鏡写真を示す。図2(a)は実施例用混合粉末2を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルe)の断面偏光顕微鏡写真であり、図2(b)は実施例用混合粉末2を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルf)の偏光顕微鏡写真であり、図2(c)は比較例用合金粉末2を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルg)の断面偏光顕微鏡写真であり、図2(d)は比較例用合金粉末2を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルh)の断面偏光顕微鏡写真である。   FIGS. 2A to 2D show polarization micrographs of a rare earth sintered magnet containing 10% by mass of Dy. FIG. 2A is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample e) formed from a molded body produced while applying an alternating inversion magnetic field using the mixed powder 2 for the example. Fig. 2 is a polarizing micrograph of a sintered magnet (sample f) formed from a molded body produced while applying a static magnetic field using the mixed powder 2 for Example, and Fig. 2 (c) is an alloy powder 2 for comparative example. FIG. 2D is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample g) formed from a molded body produced while applying an alternating reversal magnetic field using FIG. 2. FIG. 2D is a static magnetic field using the alloy powder 2 for comparative example. It is a cross-sectional polarized light microscope photograph of the sintered magnet (sample h) formed from the molded object produced while applying A.

図2(a)および(b)と図2(c)および(d)とを比較すれば明らかなように、実施例用混合粉末を用いた焼結磁石(サンプルeおよびサンプルf)の結晶粒径は、比較例用合金粉(単一合金)を用いた焼結磁石(サンプルgおよびサンプルh)の結晶粒径に比べて大きい。偏光顕微鏡写真から求めた平均結晶粒径は、サンプルeは17.9μm、サンプルfは18.5μm、サンプルgは4.8μm、サンプルhは4.8μmであった。残留磁束密度Brは、サンプルeが1.190T、サンプルfが1.181T、サンプルgが1.159Tおよびサンプルhが1.161Tであった。   As is apparent from a comparison between FIGS. 2 (a) and 2 (b) and FIGS. 2 (c) and 2 (d), the crystal grains of the sintered magnet (sample e and sample f) using the mixed powder for Example. The diameter is larger than the crystal grain size of the sintered magnet (sample g and sample h) using the alloy powder for comparative example (single alloy). The average crystal grain size determined from the polarizing microscope photograph was 17.9 μm for sample e, 18.5 μm for sample f, 4.8 μm for sample g, and 4.8 μm for sample h. The residual magnetic flux density Br was 1.190 T for sample e, 1.181 T for sample f, 1.159 T for sample g and 1.161 T for sample h.

なお、実施例用混合粉末を用いた成形体の焼結条件を、焼結温度:1040℃、焼結時間:16時間とした場合には、得られた焼結磁石の平均結晶粒径は8μmよりも小さく、焼結体密度が十分ではなかった。このことから、平均粒径が8μm以上となるように焼結することが好ましい。また、平均粒径が40μmを超えると残留磁束密度が低下するので平均粒径は、8μm以上40μm以下の範囲内にあることが好ましい。   In addition, when the sintering conditions of the molded body using the mixed powder for Examples were set to sintering temperature: 1040 ° C. and sintering time: 16 hours, the average crystal grain size of the obtained sintered magnet was 8 μm. The sintered body density was not sufficient. Therefore, it is preferable to sinter so that the average particle diameter is 8 μm or more. Moreover, since a residual magnetic flux density will fall when an average particle diameter exceeds 40 micrometers, it is preferable that an average particle diameter exists in the range of 8 micrometers or more and 40 micrometers or less.

図3に各サンプルの配向度パラメータの値を示す。   FIG. 3 shows the value of the orientation degree parameter of each sample.

図3から分かるように、比較例用合金粉末を用いた焼結磁石は、配向度が低く、配向磁界として交番反転磁界を印加すると、静磁界を印加した場合よりも更に配向度が低下している。これに対し、実施例用の混合粉末を用いると、比較例用合金粉末を用いた焼結磁石よりも配向度が高い。さらに、交番反転磁界を印加した焼結磁石(サンプルaおよびサンプルe)は静磁界を印加した焼結磁石(サンプルbおよびサンプルf)よりも高く、配向度パラメータは0.990を超えている。この理由は以下のように考えられる。   As can be seen from FIG. 3, the sintered magnet using the alloy powder for the comparative example has a low degree of orientation, and when an alternating inversion magnetic field is applied as the orientation magnetic field, the degree of orientation is further reduced than when a static magnetic field is applied. Yes. On the other hand, when the mixed powder for the example is used, the degree of orientation is higher than that of the sintered magnet using the alloy powder for the comparative example. Furthermore, the sintered magnets (sample a and sample e) to which an alternating reversal magnetic field is applied are higher than the sintered magnets (sample b and sample f) to which a static magnetic field is applied, and the orientation degree parameter exceeds 0.990. The reason is considered as follows.

元素の濃度勾配が大きいため、焼結過程において結晶粒が粗大化するが、この過程で、配向を乱す要因となる微細な結晶粒が大きな粒子に吸収され消失する。その結果、焼結体中の微細な結晶粒の数が少なくなるため、高い配向度が得られるのである。   Since the concentration gradient of the element is large, the crystal grains become coarse during the sintering process. In this process, fine crystal grains that cause the disorder of orientation are absorbed by the large particles and disappear. As a result, since the number of fine crystal grains in the sintered body is reduced, a high degree of orientation can be obtained.

上述したように、本発明によると、従来よりも配向度の高いR−Fe−B系希土類焼結磁石およびその製造方法が提供される。本発明によるR−Fe−B系希土類焼結磁石は、小型モーターに好適に用いられる。   As described above, according to the present invention, an R—Fe—B rare earth sintered magnet having a higher degree of orientation than the conventional one and a method for manufacturing the same are provided. The R—Fe—B rare earth sintered magnet according to the present invention is suitably used for a small motor.

(a)は実施例用混合粉末1を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルa)の断面偏光顕微鏡写真であり、(b)は実施例用混合粉末1を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルb)の偏光顕微鏡写真であり、(c)は比較例用合金粉末1を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルc)の断面偏光顕微鏡写真であり、(d)は比較例用合金粉末1を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルd)の断面偏光顕微鏡写真である。(A) is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample a) formed from a molded body produced while applying an alternating inversion magnetic field using the mixed powder 1 for the example, and (b) is for the example. It is a polarizing microscope photograph of the sintered magnet (sample b) formed from the compact | molding | casting produced while applying a static magnetic field using the mixed powder 1, (c) is an alternating inversion magnetic field using the alloy powder 1 for a comparative example. FIG. 4 is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample c) formed from a molded body produced while applying, and (d) is a molded body produced using a comparative example alloy powder 1 while applying a static magnetic field. 2 is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample d) formed from (a)は実施例用混合粉末2を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルe)の断面偏光顕微鏡写真であり、(b)は実施例用混合粉末2を用いて静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルf)の偏光顕微鏡写真であり、(c)は比較例用合金粉末2を用いて交番反転磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルg)の断面偏光顕微鏡写真であり、(d)は比較例用合金粉末2を用い静磁界を印加しながら作製した成形体から形成された焼結磁石(サンプルh)の断面偏光顕微鏡写真である。(A) is a cross-sectional polarization micrograph of a sintered magnet (sample e) formed from a molded body produced while applying an alternating inversion magnetic field using the mixed powder 2 for the example, and (b) is for the example. It is a polarizing microscope photograph of the sintered magnet (sample f) formed from the compact | molding | casting produced while applying a static magnetic field using the mixed powder 2, (c) is an alternating inversion magnetic field using the alloy powder 2 for a comparative example. It is a cross-sectional polarized light microscope photograph of the sintered magnet (sample g) formed from the molded object produced while applying (A), (d) is from the molded object produced using the comparative example alloy powder 2 while applying a static magnetic field. It is a cross-sectional polarized light microscope photograph of the formed sintered magnet (sample h). 各サンプルの配向度パラメータPを示すグラフである。It is a graph which shows the orientation degree parameter P of each sample.

Claims (9)

R−Fe−B系の希土類焼結磁石の製造方法であって、
11原子%以上18原子%以下の軽希土類元素LR(La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、EuおよびGdからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素であり、NdおよびPrの少なくとも1種を含む)と、4原子%以上12原子%以下の元素A(ボロンまたはボロンと炭素との混合物)とを含み、残部がFeまたはFeと他の遷移金属との混合物である元素T、微量添加元素Mおよび不可避不純物である組成を有し、D99(累積体積分率が99%となる粒径)が12μm以下である第1合金微粉末を用意する工程と、
10原子%以上35原子%以下の重希土類元素HR(Y、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素)と、0原子%以上10原子%以下の元素A(ボロンまたはボロンと炭素との混合物)とを含み、残部がFeまたはFeと他の遷移金属との混合物である元素T、微量添加元素Mおよび不可避不純物である組成を有し、D99(累積体積分率が99%となる粒径)が12μm以下である第2合金微粉末を用意する工程と、
前記第1合金微粉末と前記第2合金微粉末とを混合し、混合粉末を用意する工程と、
配向磁界として反転磁界を印加しながら前記混合粉末を圧縮成形することによって成形体を得る工程と、
前記成形体を焼結することによって焼結体を得る工程と、
を包含する、希土類焼結磁石の製造方法。
A method for producing an R—Fe—B rare earth sintered magnet,
11 to 18 atomic% light rare earth element LR (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu and Gd is at least one rare earth element selected from the group consisting of at least Nd and Pr. Element T (including one kind) and element A (boron or a mixture of boron and carbon) of 4 atomic% to 12 atomic%, with the balance being Fe or a mixture of Fe and other transition metals, A step of preparing a first alloy fine powder having a composition that is a trace amount of additive element M and inevitable impurities and having a D99 (particle size with a cumulative volume fraction of 99%) of 12 μm or less;
10 to 35 atomic percent heavy rare earth element HR (at least one rare earth element selected from the group consisting of Y, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu), and 0 to 10 atomic percent Containing element A (boron or a mixture of boron and carbon) in an atomic percent or less, with the balance being element T, which is a mixture of Fe or Fe and other transition metals, trace additive element M, and inevitable impurities. And a step of preparing a second alloy fine powder having a D99 (particle size with a cumulative volume fraction of 99%) of 12 μm or less,
Mixing the first alloy fine powder and the second alloy fine powder to prepare a mixed powder;
A step of obtaining a molded body by compression molding the mixed powder while applying a reversal magnetic field as an orientation magnetic field;
Obtaining a sintered body by sintering the molded body;
A method for producing a rare earth sintered magnet.
前記混合粉末は、1質量%以上50質量%の前記第2合金微粉末を含む、請求項1に記載の希土類焼結磁石の製造方法。   2. The method for producing a rare earth sintered magnet according to claim 1, wherein the mixed powder includes 1% by mass or more and 50% by mass of the second alloy fine powder. 前記第1および第2合金微粉末の平均粒径が2.0μm以上5.0μm以下である、請求項1または2に記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to claim 1 or 2, wherein an average particle size of the first and second alloy fine powders is 2.0 µm or more and 5.0 µm or less. 前記焼結工程において、主相の平均結晶粒径が8μm以上40μm以下の範囲となるまで結晶粒を成長させる、請求項1から3のいずれかに記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein in the sintering step, crystal grains are grown until the average crystal grain size of the main phase is in the range of 8 µm to 40 µm. 前記反転磁界の強度は2.5T以下である、請求項1から4のいずれかに記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to any one of claims 1 to 4, wherein the strength of the reversal magnetic field is 2.5T or less. 前記第2合金微粉末の前記重希土類元素HRはDyおよびTbの内から選ばれる少なくとも1種の元素を含む、請求項1から5のいずれかに記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to any one of claims 1 to 5, wherein the heavy rare earth element HR of the second alloy fine powder contains at least one element selected from Dy and Tb. 前記成形体を作製する工程は、一軸プレス成形法を用いて行われる、請求項1から6のいずれかに記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to any one of claims 1 to 6, wherein the step of producing the compact is performed using a uniaxial press molding method. 請求項1から7のいずれかの製造方法によって製造された希土類焼結磁石。   A rare earth sintered magnet manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 配向磁界方向の残留磁束密度をBrx、配向磁界方向に直交する2つの方向の残留磁束密度をBryおよびBrzとして、Bs’=(Brx 2+Bry 2+Brz 21/2に対するBrxの比を配向度パラメータP(=Brx/Bs’)と定義するとき、配向度パラメータPの値が0.990超である、請求項8に記載の希土類焼結磁石。 With respect to Bs ′ = (Br x 2 + Br y 2 + Br z 2 ) 1/2, where the residual magnetic flux density in the orientation magnetic field direction is Br x , and the residual magnetic flux densities in two directions orthogonal to the orientation magnetic field direction are Br y and Br z . when defining the ratio of Br x orientation parameter P (= Br x / Bs' ) and the value of the orientation degree parameter P is 0.990 greater, rare-earth sintered magnet according to claim 8.
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