JP2013084890A - R−t−b系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなるR1とBとFeを含む第一合金粉末と、RLとRHからなるR2とBとCoとFeを含み、第一合金粉末よりもRH及びCo含有量が多い第二合金粉末とを、70:30〜97:3の割合で混合し、成形、焼結する。R1の含有量とR2の含有量との差は1以内とする。
【選択図】図1
Description
R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比70:30〜97:3で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記R1の含有量(質量%)と第二合金粉末に含まれる前記R2の含有量(質量%)との値の差が1以内であることを特徴とする。
R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
Cu0.05質量%以上0.2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
Cu0.2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
Cu0.5質量%以上2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比70:30〜97:3で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記R1の含有量(質量%)と第二合金粉末に含まれる前記R2の含有量(質量%)との値の差が1以内であることを特徴とする。
R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
Cu0.05質量%以上0.2質量%以下、
Ga0.05質量%以上0.2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
Cu0.2質量%以下(0質量%を含む)、
Ga0.2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
Cu0.5質量%以上2質量%以下、
Ga0.5質量%以上2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比70:30〜97:3で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記R1の含有量(質量%)と第二合金粉末に含まれる前記R2の含有量(質量%)との値の差が1以内であることを特徴とする。
請求項1〜3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
前記R−T−B系焼結磁石におけるRLがNdおよびPrであるとともに、
Prの含有量が0.6質量%以上2質量%以下であり、
前記第一合金粉末におけるRLがNdであり、
前記第二合金粉末におけるRLがNdおよびPrであるとともに、
Prの含有量が6質量%以上19質量%以下である、
ことを特徴とする。
請求項4に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法によって得られることを特徴とする。
請求項5に記載のR−T−B系焼結磁石において、
R−T−B系焼結磁石のPrの含有量をx質量%としたとき、
R−T−B系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部におけるPrの含有量が0.7x質量%以上であり、
R−T−B系焼結磁石の主相結晶粒の中心部におけるPrの含有量が0.4x質量%以下であり、
前記主相結晶粒の存在量が体積比率で60%以上95%以下であることを特徴とする。
本発明におけるR−T−B系焼結磁石は、
R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、軽希土類元素RLはNdおよび/またはPr、重希土類元素RHはDy)、
重希土類元素RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる。
本発明における第一合金粉末は、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる。
本発明における第二合金粉末は、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる。
第一合金粉末と第二合金粉末の質量比は70:30〜97:3とする。第一合金粉末の質量比が70未満または97を超えると、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素RHを濃縮した組織にすることが困難になり、得られるR−T−B系焼結磁石のHcJが低下するためである。第一合金粉末と第二合金粉末は、両粉末が粗粉砕粉末の状態で混合してもよいし、微粉砕粉末の状態で混合してもよい。粗粉砕粉末の状態で混合する場合は、両粉末を上記質量比で混合後、ジェットミル等により微粉砕して混合粉末を準備する。混合には公知の混合機等を使用することができる。また、混合は、不活性ガス雰囲気中等で行ってもよいし、粗粉砕粉または微粉砕粉末を鉱油、合成油、植物油またはそれらの混合油中に浸漬し、油中で混合してもよい。
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程は、公知のR−T−B系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。例えば、磁界中で金型を用いて加圧成形する方法等である。本工程において、酸素や炭素などの不純物の混入を最小限に抑えるため、潤滑剤や離型剤等の使用は最小限にとどめることが好ましい。また、酸化を抑制ために、混合粉末を油中に浸漬してスラリー状にして、そのスラリーを磁界中で湿式成形することも好ましい。これらの好ましい方法を用いることによって、得られるR−T−B系焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。
前記成形体を焼結する工程は、公知のR−T−B系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。本発明においては、第一合金粉末と第二合金粉末の組成が近似しており、特に、R1含有量とR2含有量との差が1質量%以内であるため、焼結時に緻密化し易く、密度不足による磁気特性の低下を招くことがない。
表1に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合し、それぞれを溶解し、ストリップキャスト法によって厚さ0.2mm〜0.4mmの板状合金を得た。前記板状合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、600℃まで真空中で加熱後、冷却し粗粉砕粉末を得た。得られた第一合金粉末の粗粉砕粉末と第二合金粉末の粗粉砕粉末を90:10の質量比でV型混合機に投入して混合し、混合粉末を得た。前記混合粉末をジェットミルにより窒素気流中で微粉砕し、平均粒径3.0μmの微粉砕粉末を得た。
表2に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合することと、表2に示す質量比にて混合する以外は実施例1と同様な方法によりR−T−B系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表2に示す。
表3に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合する以外は実施例1と同様な方法によりR−T−B系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表3に示す。
表4に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合する以外は実施例1と同様な方法によりR−T−B系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表4に示す。
表5の試料No.31に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合し、それぞれを溶解し、ストリップキャスト法によって厚さ0.2mm〜0.4mmの板状合金を得た。前記板状合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、600℃まで真空中で加熱後、冷却し粗粉砕粉末を得た。得られた第一合金粉末の粗粉砕粉末と第二合金粉末の粗粉砕粉末を90:10の質量比でV型混合機に投入して混合し、混合粉末を得た。前記混合粉末を、実質的に酸素を含有しない不活性ガス中でジェットミルにより微粉砕し、平均粒径3.0μmの微粉砕粉末を得た。
表6に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合する以外は実施例1と同様な方法によりR−T−B系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表6に示す。
表8に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合すること以外は実施例1と同様な方法によりR−T−B系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに140℃におけるHcJの測定結果を表8に示す。
前記実施例6の試料No.33の焼結磁石断面のFE−SEMによる反射電子線像の写真を図4に示す。図4からわかるように、個々の主相結晶粒において、外殻部と中心部とで濃淡が異なっている。すなわち、ドーナツ状の黒みがかった灰色の部分が外殻部であり、黒い粒子状の部分が中心部である。前記実施例6の表7に示す通り、主相結晶粒の外殻部におけるPrの含有量は0.7x質量%以上、主相結晶粒の中心部におけるPrの含有量は0.4x質量%以上となっている。この主相結晶粒のR−T−B系焼結磁石中における存在量(体積比率)を求めた。体積比率は、図4を用いて点算法により前記主相結晶粒の面積比率を求め、それを前記主相結晶粒の体積比率とした。その結果、前記主相結晶粒の存在量は体積比率で90%であった。また、前記実施例7の試料No.37、38、39の焼結磁石断面のFE−SEMによる反射電子線像を複数個所観察し、前記と同様に前記主相結晶粒の存在量を点算法により求めた。その結果、前記主相結晶粒の存在量は体積比率で60%〜95%の範囲にあった。
表9に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合すること以外は実施例1と同様な方法によりR−T−B系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表9に示す。
Claims (6)
- R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比70:30〜97:3で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、第一合金粉末に含まれる前記R1の含有量(質量%)と第二合金粉末に含まれる前記R2の含有量(質量%)との値の差が1以内である、R−T−B系焼結磁石の製造方法。 - R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
Cu0.05質量%以上0.2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
Cu0.2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
Cu0.5質量%以上2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比70:30〜97:3で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を含み、第一合金粉末に含まれる前記R1の含有量(質量%)と第二合金粉末に含まれる前記R2の含有量(質量%)との値の差が1以内である、R−T−B系焼結磁石の製造方法。 - R28質量%以上33質量%以下(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH0.5質量%以上5質量%以下、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co0.5質量%以上2.5質量%以下、
Cu0.05質量%以上0.2質量%以下、
Ga0.05質量%以上0.2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなるR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
R128質量%以上33質量%以下(R1は軽希土類元素RLまたは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH4.4質量%以下(0質量%を含む)、
B0.5質量%以上2質量%以下、
Co2質量%以下(0質量%を含む)、
Cu0.2質量%以下(0質量%を含む)、
Ga0.2質量%以下(0質量%を含む)、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
R228質量%以上33質量%以下(R2は軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDy)、
RH10質量%以上25質量%以下、
B0.5質量以上2質量%以下、
Co5質量%以上20質量%以下、
Cu0.5質量%以上2質量%以下、
Ga0.5質量%以上2質量%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比70:30〜97:3で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を含み、第一合金粉末に含まれる前記R1の含有量(質量%)と第二合金粉末に含まれる前記R2の含有量(質量%)との値の差が1以内である、R−T−B系焼結磁石の製造方法。 - 請求項1〜3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法において、
前記R−T−B系焼結磁石におけるRLがNdおよびPrであるとともに、
Prの含有量が0.6質量%以上2質量%以下であり、
前記第一合金粉末におけるRLがNdであり、
前記第二合金粉末におけるRLがNdおよびPrであるとともに、
Prの含有量が6質量%以上19質量%以下である、
R−T−B系焼結磁石の製造方法。 - 請求項4に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法によって得られたR−T−B系焼結磁石。
- R−T−B系焼結磁石のPrの含有量をx質量%としたとき、
R−T−B系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部におけるPrの含有量が0.7x質量%以上であり、
R−T−B系焼結磁石の主相結晶粒の中心部におけるPrの含有量が0.4x質量%以下であり、
前記主相結晶粒の存在量が体積比率で60%以上95%以下である、
請求項5に記載のR−T−B系焼結磁石。
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