JP2018103211A - Method for producing rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy, and rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy - Google Patents

Method for producing rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy, and rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy Download PDF

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大介 古澤
西内 武司
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武司 西内
啓幸 鈴木
Hiroyuki Suzuki
啓幸 鈴木
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy having a high 1-12 phase ratio, in which compositional variation in the crystal grains of the 1-12 phase or among the 1-12 phase crystal grains is reduced, and suitable for the raw material alloy of a sintered magnet, and to provide a rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy.SOLUTION: Provided is a method for producing a rare earth-transition metal based ferromagnetic alloy comprising the steps of: preparing a molten metal of an alloy having a composition represented by (YSm)(FeCo)Ti(in the formula, 0.2≤x≤0.8, 0≤y≤0.3, 11.5≤w≤12.5, and 0.45≤z≤1.2); and feeding the molten metal of the alloy to rotating cooling rolls to obtain a slab continuously solidified to a thickness of 0.1 mm or more and 1 mm or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は希土類−遷移金属系強磁性合金の製造方法および希土類−遷移金属系強磁性合金に関する。   The present invention relates to a method for producing a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy and a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy.

永久磁石は自動車部品や産業機械、家電製品などの各種モータに使用されている。   Permanent magnets are used in various motors such as automobile parts, industrial machines, and home appliances.

代表的な高性能磁石としてNd−Fe−B系磁石が挙げられる。Nd−Fe−B系磁石は、主として電気自動車(EV、HV、PHVなど)やハイブリッド自動車の駆動モータなどに使用されている。モータの更なる高効率化や小型化のニーズが高まり、より高い磁気特性を有する永久磁石の開発が期待されている。   A typical high performance magnet is an Nd—Fe—B magnet. Nd—Fe—B magnets are mainly used in drive motors for electric vehicles (EV, HV, PHV, etc.) and hybrid vehicles. The need for further high efficiency and miniaturization of motors has increased, and development of permanent magnets with higher magnetic properties is expected.

Nd−Fe−B系磁石の磁気特性を超える永久磁石の主相系合金の候補の一つとして、ThMn12型結晶構造およびその類似構造となるRT12化合物が注目されている。RT12化合物はNd−Fe−B系磁石の主相を構成する化合物であるR14B(Rは希土類元素の少なくとも一種、Tは少なくともFeを含んだ1種以上の鉄族遷移金属元素)より高い濃度の鉄族遷移金属を含有するため高い磁気物性が期待される。 As one of the permanent magnet main phase alloys that exceed the magnetic properties of Nd-Fe-B magnets, attention has been focused on a ThMn 12 type crystal structure and an RT 12 compound having a similar structure. The RT 12 compound is a compound constituting the main phase of the Nd—Fe—B magnet R 2 T 14 B (R is at least one rare earth element, and T is one or more iron group transition metal elements containing at least Fe) ) High magnetic properties are expected because it contains a higher concentration of iron group transition metals.

特許文献1に開示されている磁石では、構造安定化元素M(Si、Al、Ti、V、Cr、Mn、Mo、W、Re、Be、Nbなど)でT元素の一部を部分的に置換することにより、高い磁化と引き換えに熱安定性を獲得している。また、特許文献2の実施例では、Y−Sm−Fe−Co系強磁性化合物Y0.6Sm0.4(Fe0.83Co0.1711.5が体積磁化(飽和磁化(J))1.68T、磁気異方性磁場(H)7.60T(約6.0MA/m)と高い磁気物性を有している。特許文献2には、Y−Sm−Fe−Co系強磁性化合物の磁気物性がNdFe14Bの磁気物性(Jが1.61T、Hが6.7T(約5.3MA/m))を凌駕できることが開示されている。 In the magnet disclosed in Patent Document 1, a part of the T element is partially partially formed by the structure stabilizing element M (Si, Al, Ti, V, Cr, Mn, Mo, W, Re, Be, Nb, etc.). By substituting, thermal stability is obtained in exchange for high magnetization. Moreover, in the example of Patent Document 2, Y-Sm-Fe- Co -based ferromagnetic compound Y 0.6 Sm 0.4 (Fe 0.83 Co 0.17) 11.5 volume magnetization (saturation magnetization (J s )) 1.68T, magnetic anisotropy magnetic field ( HA ) 7.60T (about 6.0 MA / m) and high magnetic properties. Patent Document 2, Y-Sm-Fe- Co -based magnetic properties (J s magnetic properties is Nd 2 Fe 14 B of the ferromagnetic compound is 1.61T, H A is 6.7T (about 5.3MA / m )) Can be surpassed.

特開昭64−76703号公報JP-A 64-76703 特開2015−156436号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-156436

特許文献1の希土類永久磁石は、T元素に対するM元素の置換量が多いため磁化が小さくなってしまうという問題がある。一方、特許文献2に開示されている強磁性化合物は高い物性を示す点で注目に値するが、本発明者らによる検討の結果、RT12化合物相(以下、1−12相と記述する)の分布が不均一であるという課題を有していることがわかった。具体的は、個々の1−12相の結晶粒内における組成ばらつきや、1−12相結晶粒間の組成ばらつきが大きく、優れた磁気特性を有する磁石を安定的に供給することができないという問題があることがわかった。 The rare earth permanent magnet of Patent Document 1 has a problem that the magnetization becomes small because the substitution amount of the M element with respect to the T element is large. On the other hand, the ferromagnetic compound disclosed in Patent Document 2 is notable in that it exhibits high physical properties. However, as a result of studies by the present inventors, the RT 12 compound phase (hereinafter referred to as 1-12 phase) It has been found that the problem is that the distribution is non-uniform. Specifically, there is a problem that composition variations in individual 1-12 phase crystal grains and composition variations between 1-12 phase crystal grains are large, and magnets having excellent magnetic properties cannot be stably supplied. I found out that

本発明の様々な実施形態は、高い1−12相比率を有し、かつ、1−12相の結晶粒内、あるいは1−12相結晶粒間の組成ばらつきが小さい、焼結磁石の原料合金に適した希土類−遷移金属系強磁性合金の製造方法、および希土類−遷移金属系強磁性合金を提供する。   Various embodiments of the present invention provide a raw material alloy for a sintered magnet having a high 1-12 phase ratio and a small composition variation within 1-12 phase grains or between 1-12 phase grains. A method for producing a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy and a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy suitable for use in the present invention are provided.

請求項の内容が確定した後、各請求項に対応する記載を追加いたします。   After the content of the claim is confirmed, the description corresponding to each claim will be added.

本発明によれば、1−12相比率が高く、かつ、1−12相の結晶粒内および結晶粒間の組成のばらつきが小さい、焼結磁石の原料合金に適した希土類−遷移金属系強磁性合金およびその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a rare earth-transition metal-based strength suitable for a raw material alloy of a sintered magnet having a high 1-12 phase ratio and a small variation in composition within and between 1-12 phase grains. A magnetic alloy and a method for producing the same can be provided.

ストリップキャスト法の説明図である。It is explanatory drawing of the strip casting method. 試料No.4の銅ロール面側における合金断面の写真を示す図である。Sample No. It is a figure which shows the photograph of the alloy cross section in the copper roll surface side of 4. FIG. 試料No.4の中央部における合金断面の写真を示す図である。Sample No. FIG. 4 is a view showing a photograph of an alloy cross section at the center of 4. 試料No.4の放冷面側における合金断面の写真を示す図である。Sample No. It is a figure which shows the photograph of the alloy cross section in the cool-release surface side of 4. FIG. 試料No.10の銅ハース面側における合金断面の写真を示す図である。Sample No. It is a figure which shows the photograph of the alloy cross section in the 10 copper hearth surface side. 試料No.10の中央部における合金断面の写真を示す図である。Sample No. It is a figure which shows the photograph of the alloy cross section in 10 center parts. 試料No.10の放冷面側における合金断面の写真を示す図である。Sample No. It is a figure which shows the photograph of the alloy cross section in the 10 cool-release surface side. 試料No.4、および試料No.10の1−12相中のzの値を示した図である。Sample No. 4 and sample no. It is the figure which showed the value of z in 10 1-12 phases.

本発明者らの検討によると、特許文献2に記載されているY−Sm−Fe−Co系強磁性化合物では、RT12化合物相(1−12相)の分布が不均一である。この原因について、種々の実験および検討を行った。まず、本開示の実施形態を説明する前に、これらの検討結果を以下に説明する。 According to the study by the present inventors, in the Y—Sm—Fe—Co based ferromagnetic compound described in Patent Document 2, the distribution of the RT 12 compound phase (1-12 phase) is non-uniform. Various causes and examinations were conducted on this cause. First, before describing an embodiment of the present disclosure, these examination results will be described below.

特許文献2に開示されているY−Sm−Fe−Co系強磁性化合物は、いずれも単ロール超急冷法、すなわち高速回転する銅ロール上に溶融金属を射出して急冷凝固させたリボン状の合金、およびそれらを熱処理したものである。しかし、この合金中に存在する強磁性化合物は非平衡相であり、ロール周速度を低速に、すなわち冷却速度を小さくした際は目的の強磁性化合物を生成させることが困難である。   The Y-Sm-Fe-Co ferromagnetic compound disclosed in Patent Document 2 is a single-roll ultra-rapid cooling method, that is, a ribbon-like shape in which a molten metal is injected onto a copper roll rotating at high speed and rapidly solidified. Alloys and those that have been heat treated. However, the ferromagnetic compound present in this alloy is a non-equilibrium phase, and it is difficult to produce the target ferromagnetic compound when the roll peripheral speed is low, that is, when the cooling rate is reduced.

RT12化合物の構造安定性を高める方法として、特許文献1に開示されているように、Tの一部をTiやVなどの元素で置換することが考えられる。そこで本発明者らは、前述した特許文献2のY−Sm−Fe―Co系強磁性化合物の結晶構造安定性を高めるために、FeおよびCoの一部をTiに置換した化合物を溶解鋳造法により作製し、その後、組織均一化のための熱処理をおこなった。しかし、Tiの含有量が少ない試料では1−12相以外にThNi17型構造を有する相(以下2−17相と記述する)やFe、CoおよびTiを含んだbcc構造の相(以下α−(Fe、Co、Ti)相と記述する)が多く存在する結果となった。2−17相やα−(Fe、Co、Ti)相は軟磁性相であり、磁石中に存在すると残留磁束密度(B)や保磁力(HcJ)を著しく低下させる原因となるため、極力生成を抑制する必要がある。 As a method for enhancing the structural stability of the RT 12 compound, as disclosed in Patent Document 1, it is conceivable to substitute a part of T with an element such as Ti or V. Therefore, the present inventors have prepared a method in which a compound obtained by substituting part of Fe and Co with Ti in order to improve the crystal structure stability of the Y-Sm-Fe-Co ferromagnetic compound of Patent Document 2 described above is a casting method. After that, heat treatment was performed for homogenizing the structure. However, in a sample having a small Ti content, in addition to the 1-12 phase, a phase having a Th 2 Ni 17 type structure (hereinafter referred to as 2-17 phase) or a bcc structure phase containing Fe, Co, and Ti (hereinafter referred to as “phase”). As a result, a lot of α- (described as Fe, Co, Ti) phase was present. The 2-17 phase and the α- (Fe, Co, Ti) phase are soft magnetic phases, and if they are present in the magnet, they cause a significant decrease in residual magnetic flux density (B r ) and coercive force (H cJ ). It is necessary to suppress generation as much as possible.

さらに、本発明者らの実験の結果、Tiの含有量が多いz=1.0付近の試料は、ほぼ1−12相のみで構成されていたが、1つの1−12相結晶粒内、あるいは1−12相の結晶粒間でYおよびSmの含有量のばらつきが大きくなってしまうことと、この組成ばらつきはその後の熱処理でも完全に解消するのが困難であることが明らかになった。Tiの含有量が少ない試料においても、ばらつきの程度は少ないものの、同様のばらつきが観察された。YおよびSmの含有量はJやHといった化合物の磁気物性に大きく影響を与えると考えられる。優れた磁気特性を有する磁石を安定的に供給するためには、なるべく原料合金の組成ばらつきを抑制する必要がある。 Furthermore, as a result of the experiments by the present inventors, a sample near z = 1.0 having a large Ti content was composed of only about 1-12 phase, but within one 1-12 phase crystal grain, Or it became clear that the dispersion | variation in content of Y and Sm became large between the crystal grains of 1-12 phase, and it was difficult to eliminate this composition dispersion | distribution completely by subsequent heat processing. Even in a sample having a small Ti content, the same variation was observed although the degree of variation was small. It is considered that the contents of Y and Sm greatly affect the magnetic properties of compounds such as Js and HA . In order to stably supply a magnet having excellent magnetic properties, it is necessary to suppress the variation in composition of the raw material alloy as much as possible.

特許文献2に記載されているY−Sm−Fe―Co系強磁性化合物を得るために単ロール超急冷法を採用して合金溶湯を急冷すると、1−12相結晶粒内、および結晶粒間でのYとSmの組成ばらつきを抑制することが可能である。しかし、超急冷法によって得られる1−12相の結晶粒径は数十nm程度と微細であり、例えば異方性焼結磁石用の原料として採用することができない。逆に、例えば溶解鋳造法などの冷却速度の低い冷却方法では、非平衡相である強磁性化合物を形成することが困難であったり、焼結などの高温緻密化プロセスで主相化合物が分解してしまうという問題がある。   In order to obtain the Y—Sm—Fe—Co-based ferromagnetic compound described in Patent Document 2, a single-roll ultra-quenching method is employed to rapidly cool the molten alloy. It is possible to suppress the composition variation of Y and Sm. However, the crystal grain size of the 1-12 phase obtained by the ultra-quenching method is as fine as about several tens of nanometers, and cannot be employed as a raw material for anisotropic sintered magnets, for example. Conversely, for example, a cooling method with a low cooling rate such as a melt casting method makes it difficult to form a ferromagnetic compound that is a non-equilibrium phase, or the main phase compound decomposes during a high-temperature densification process such as sintering. There is a problem that it ends up.

本発明者らは検討の結果、(Y1−xSm)(Fe1−yCow−zTi(式中0.2≦x≦0.8、0≦y≦0.3、11.5≦w≦12.5、0.45≦z≦1.2、かつx≦6z−2)で表される組成を有する合金の溶湯を用意する工程と、回転する冷却ロール上に前記合金の溶湯を供給し、連続的に厚さ0.1mm以上、1mm以下に凝固させた鋳片を得る工程、すなわち、ストリップキャスト法によって、厚さ0.1mm以上1mm以下の鋳片が得られる冷却速度で冷却する工程、とを実行することにより、1−12相比率が高く、かつ、1−12相結晶粒内および結晶粒間の組成のばらつきが小さく、さらに、1−12相の結晶粒径が異方性焼結磁石作製に適したサイズである強磁性合金を作製できることを見出した。 As a result of the study, the present inventors have determined that (Y 1-x Sm x ) (Fe 1-y Co y ) wz T iz (where 0.2 ≦ x ≦ 0.8, 0 ≦ y ≦ 0.3). 11.5 ≦ w ≦ 12.5, 0.45 ≦ z ≦ 1.2, and x ≦ 6z−2) a step of preparing a molten alloy having a composition, and a rotating cooling roll Supplying the molten metal of the alloy to obtain a slab continuously solidified to a thickness of 0.1 mm or more and 1 mm or less, that is, a slab of 0.1 mm or more and 1 mm or less by a strip casting method. And the step of cooling at a cooling rate to be high, the 1-12 phase ratio is high, the composition variation within and between the 1-12 phase grains is small, and the 1-12 phase It was found that a ferromagnetic alloy with a grain size suitable for anisotropic sintered magnet production can be produced. It was.

本発明者らによる実験の結果、Ti含有量が低いz=0.5付近の組成では、鋳造時の冷却速度がストリップキャスト法における冷却速度に比べて低いと粗大な2−17相とα−(Fe、Co、Ti)相が生成する。しかし、1100℃付近の高温では1−12相が平衡相であるため、例えば900℃以上1250℃以下で、1時間以上200時間以下の熱処理をおこなうと、2−17相とα−(Fe、Co、Ti)相の比率が低下し、1−12相の比率が増加する。しかし、熱処理前に粗大な2−17相およびα−(Fe、Co、Ti)相が存在すると、相の反応に必要な拡散距離が非常に大きくなってしまう。その結果、1−12相への反応を十分進行させることができず、現実的な熱処理時間では熱処理後も2−17相およびα−(Fe、Co、Ti)相が多く残存してしまう。さらに、2−17相と1−12相では、YおよびSmの分配比率が異なっており、2−17相の方にYが多く分配される。そのため、鋳造時に生成した1−12相とその後の熱処理により新たに生成した1−12相とでは、YおよびSmの濃度が大きく異なる。   As a result of experiments by the present inventors, when the Ti content is low and the composition is in the vicinity of z = 0.5, the coarse 2-17 phase and α- A (Fe, Co, Ti) phase is generated. However, since the 1-12 phase is an equilibrium phase at a high temperature around 1100 ° C., for example, when heat treatment is performed at 900 ° C. to 1250 ° C. for 1 hour to 200 hours, the 2-17 phase and α- (Fe, The ratio of the Co, Ti) phase decreases and the ratio of the 1-12 phase increases. However, if there are coarse 2-17 phase and α- (Fe, Co, Ti) phase before heat treatment, the diffusion distance required for the reaction of the phase becomes very large. As a result, the reaction to the 1-12 phase cannot proceed sufficiently, and a lot of the 2-17 phase and α- (Fe, Co, Ti) phase remain even after the heat treatment in a realistic heat treatment time. Furthermore, the distribution ratios of Y and Sm are different between the 2-17 phase and the 1-12 phase, and more Y is distributed to the 2-17 phase. Therefore, the concentrations of Y and Sm are greatly different between the 1-12 phase generated during casting and the 1-12 phase newly generated by the subsequent heat treatment.

Ti含有量が多いz=1.0付近の組成では、鋳造時の冷却速度がストリップキャスト法における冷却速度に比べて低い場合も1−12相比率が高い合金が得られる。しかし、1−12相の組成にはばらつきがあり、Y含有量が高い領域とSm含有量が高い領域に分かれる。これはY含有量が高い1−12相が初晶として生成するためである。また、この組成ばらつきは長時間熱処理によっても解消されない。   An alloy having a high 1-12 phase ratio can be obtained with a composition having a large Ti content near z = 1.0 even when the cooling rate during casting is lower than the cooling rate in the strip casting method. However, the composition of the 1-12 phase varies and is divided into a region with a high Y content and a region with a high Sm content. This is because a 1-12 phase having a high Y content is generated as a primary crystal. Further, this composition variation is not eliminated even by long-time heat treatment.

本開示の実施形態は、組成式が(Y1−xSm)(Fe1−yCow−zTiである合金の組成および溶湯の冷却速度を適切な範囲に設定することにより、粗大な2−17相やα−(Fe、Co、Ti)相の生成を抑制することができる。また、合金溶湯の徐冷で生じるような2−17相の生成を抑制するとともに、1−12相間のYおよびSmの不均一な分配および1−12相内の組成ばらつきも低減することができる。さらに、得られた合金を熱処理すると、長距離の拡散を伴わずに2−17相とα−(Fe、Co、Ti)相が反応して1−12相が生成するため、熱処理後の1−12相比率は高いものとなり、1−12相の組成も一般的な鋳造法で得られた合金より均一になる。なお、1−12相(RT12化合物相)の基本構造となる「ThMn12型結晶構造」は一般的には正方晶であるが、実施形態に係る希土類−遷移金属系強磁性合金においては、正方晶の結晶格子がわずかに歪んで斜方晶の対象性を有する場合や、結晶中の原子の周期性がわずかに乱れた場合についても、「ThMn12型結晶構造」とみなすものとする。 The embodiment of the present disclosure is configured by setting the composition of the alloy whose composition formula is (Y 1-x Sm x ) (Fe 1-y Co y ) wz T i z and the cooling rate of the molten metal to an appropriate range. , Generation of coarse 2-17 phase and α- (Fe, Co, Ti) phase can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the generation of the 2-17 phase that occurs when the molten alloy is gradually cooled, and to reduce the uneven distribution of Y and Sm between the 1-12 phases and the composition variation within the 1-12 phase. . Furthermore, when the obtained alloy is heat-treated, the 2-17 phase and the α- (Fe, Co, Ti) phase react with each other without diffusion over a long distance to produce a 1-12 phase. The -12 phase ratio is high, and the composition of the 1-12 phase is more uniform than that of an alloy obtained by a general casting method. The “ThMn 12- type crystal structure” that is the basic structure of the 1-12 phase (RT 12 compound phase) is generally a tetragonal crystal, but in the rare earth-transition metal ferromagnetic alloy according to the embodiment, A case where the tetragonal crystal lattice is slightly distorted to have orthorhombic symmetry, or a case where the periodicity of atoms in the crystal is slightly disturbed is also regarded as a “ThMn 12- type crystal structure”.

[組成等の限定理由について]
(YとSmの比率)
YとSmの合計に対するSmの原子数比率を示すx(Sm置換量x)の範囲は0.2≦x≦0.8である。xが0.2未満であると、本発明の効果が得られにくいだけでなく、JやHが低下するため好ましくない。また、xが0.8より大きいと、本発明の効果が得られにくいだけでなく、特にTi含有量zが少ない場合に1−12相の高温安定性が確保できなくなるため好ましくない。
[Reason for limiting composition, etc.]
(Ratio of Y and Sm)
The range of x (Sm substitution amount x) indicating the atomic ratio of Sm to the sum of Y and Sm is 0.2 ≦ x ≦ 0.8. When x is less than 0.2, not only is the effect of the present invention difficult to obtain, but also Js and HA are lowered, which is not preferable. Further, when x is larger than 0.8, not only is the effect of the present invention difficult to obtain, but particularly when the Ti content z is small, the high temperature stability of the 1-12 phase cannot be secured, which is not preferable.

(FeとCoの比率)
FeとCoの合計に対するCoの原子数比率を示すy(Co置換量y)の範囲は0≦y≦0.3である。キュリー温度が低下する恐れを避けるためyは0.1以上であることがより望ましい。また、yが0.3より大きいとJおよびHが低下するため好ましくない。
(Fe to Co ratio)
The range of y (Co substitution amount y) indicating the ratio of the number of Co atoms to the total of Fe and Co is 0 ≦ y ≦ 0.3. In order to avoid the possibility that the Curie temperature is lowered, y is more preferably 0.1 or more. On the other hand, if y is larger than 0.3, J s and HA are lowered, which is not preferable.

(Fe、Co、Tiの総量)
YとSmの総量に対するFe、Co、Tiの総量の原子数比率を示すwの範囲は11.5≦w≦12.5である。wが11.5未満であると2−17相の生成が顕著になるため好ましくない。また、wが12.5より大きいとα−(Fe、Co、Ti)相や(Fe,Co)Ti相の生成が顕著になるため好ましくない。
(Total amount of Fe, Co, Ti)
The range of w indicating the atomic ratio of the total amount of Fe, Co, and Ti with respect to the total amount of Y and Sm is 11.5 ≦ w ≦ 12.5. If w is less than 11.5, formation of the 2-17 phase becomes significant, which is not preferable. On the other hand, if w is larger than 12.5, the formation of α- (Fe, Co, Ti) phase or (Fe, Co) 2 Ti phase becomes remarkable, which is not preferable.

(Tiの含有量)
FeとCoとTiの総量に対するTiの含有量の原子数比率を示すz(Ti含有量z)の範囲は0.45≦z≦1.2である。また、zの下限値はxに依存し、x≦6z−2の関係が成立する。
(Ti content)
The range of z (Ti content z) indicating the atomic number ratio of the Ti content to the total amount of Fe, Co, and Ti is 0.45 ≦ z ≦ 1.2. Further, the lower limit value of z depends on x, and the relationship of x ≦ 6z−2 is established.

zが0.45未満であると本実施形態で採用されるストリップキャスト法を採用したときに1−12相が安定して存在できない。また、zが1.2より大きいと(Fe,Co)Ti相が増加するため好ましくない。より高い磁気特性、特にJを得るためにはTi量は少ない方が好ましい。具体的には、0.45≦z≦0.7がより好ましく。0.45≦z≦0.6がさらに好ましい。Sm置換量xとTi含有量zとの間にはトレードオフの関係があり、実験により、x≦6z−2の関係が満たされていると、主相は高温(例えば1000℃)で安定に存在できることがわかった。 When z is less than 0.45, the 1-12 phase cannot exist stably when the strip casting method employed in this embodiment is employed. Further, if z is larger than 1.2, the (Fe, Co) 2 Ti phase increases, which is not preferable. In order to obtain higher magnetic properties, particularly Js , it is preferable that the amount of Ti is small. Specifically, 0.45 ≦ z ≦ 0.7 is more preferable. More preferably, 0.45 ≦ z ≦ 0.6. There is a trade-off relationship between the Sm substitution amount x and the Ti content z, and if the relationship x ≦ 6z−2 is satisfied by experiment, the main phase is stable at a high temperature (for example, 1000 ° C.). I found out that it can exist.

[合金の製造方法の実施形態]
(A)原料合金を溶解する工程
Y、Sm、Fe,CoおよびTiが所定の組成となるように単体のメタル、あるいは2種以上のメタルで構成される合金を混合して、真空あるいは不活性ガス中で溶解する。溶解方法は原料合金が均一に溶解する方法なら特に限定されず、例えば高周波溶解が使用され得る。溶湯の温度は合金の融点以上であれば良く、工程(B)において溶湯が冷却ロールに到達する前に凝固しない程度に融点よりも余裕を持たせた温度まで上昇させることが望ましい。溶湯の温度によって溶湯の粘性も変化するため、溶湯温度は組成とプロセスに応じて最適化することが好ましい。溶解時の組成ずれの抑制は、溶解のための昇温時間を短くするか、希土類元素の金属塊を後入れにすることなどによって可能である。とくにSmは蒸気圧が高く蒸発しやすいため、他の合金が溶解した後に投入することが組成ずれを回避する上でも効果的である。
[Embodiment of Alloy Manufacturing Method]
(A) Step of melting raw material alloy Mixing a single metal or an alloy composed of two or more metals so that Y, Sm, Fe, Co and Ti have a predetermined composition, vacuum or inert Dissolves in gas. The melting method is not particularly limited as long as the raw material alloy is uniformly melted. For example, high-frequency melting can be used. The temperature of the molten metal only needs to be equal to or higher than the melting point of the alloy, and it is desirable that the molten metal is raised to a temperature having a margin beyond the melting point so that the molten metal does not solidify before reaching the cooling roll in step (B). Since the viscosity of the molten metal changes depending on the temperature of the molten metal, it is preferable to optimize the molten metal temperature according to the composition and the process. Suppression of composition deviation at the time of melting can be suppressed by shortening the heating time for melting or by adding a rare earth element metal lump. In particular, since Sm has a high vapor pressure and easily evaporates, it is effective to introduce the composition after other alloys are dissolved in order to avoid composition deviation.

(B)溶解した原料合金を凝固させる工程
本実施形態では、工程(A)で作製したY−Sm−Fe−Co−Ti合金の溶湯をストリップキャスト法により急冷する。ストリップキャスト法の模式例を図1に示す。セラミックスなどの耐熱性材料から形成された坩堝1の中で溶解された合金の溶湯2は、タンディッシュ3に注がれる。溶湯2はタンディッシュ3に一時的に貯湯されたのち、タンディッシュの端部4で回転する冷却ロール5の周面と接する。これにより、溶湯2が冷却ロール5に引き上げられ、ある位置6まで冷却ロール5の周面に接触した状態で移動することによって急冷される。坩堝1からタンディッシュ3を介して冷却ロール5に供給された溶湯2は、冷却ロール5によつて連続して急冷されて凝固し、周方向に延びる連続した帯状の鋳片(急冷凝固合金)になる。鋳片の幅は、例えば5mm〜20cm程度である。
(B) Step of solidifying molten raw material alloy In this embodiment, the molten Y-Sm-Fe-Co-Ti alloy produced in step (A) is rapidly cooled by a strip casting method. A schematic example of the strip casting method is shown in FIG. An alloy melt 2 melted in a crucible 1 made of a heat-resistant material such as ceramics is poured into a tundish 3. After the molten metal 2 is temporarily stored in the tundish 3, the molten metal 2 comes into contact with the peripheral surface of the cooling roll 5 that rotates at the end 4 of the tundish. Thereby, the molten metal 2 is pulled up to the cooling roll 5 and rapidly cooled by moving to a certain position 6 in contact with the peripheral surface of the cooling roll 5. The molten metal 2 supplied from the crucible 1 through the tundish 3 to the cooling roll 5 is continuously quenched and solidified by the cooling roll 5 and is continuously strip-shaped slab (rapidly solidified alloy) extending in the circumferential direction. become. The width of the slab is, for example, about 5 mm to 20 cm.

タンディッシュ3はセラミックスなどの耐熱性材料から形成され得る。タンディッシュ3は、合金の溶湯2の一時的な貯湯だけでなく、冷却ロール5に向かって流れる溶湯2の整流、および、溶湯2が冷却ロール5に接するときの溶湯2の温度を調整する役割も果たしている。   The tundish 3 can be formed from a heat resistant material such as ceramics. The tundish 3 not only temporarily stores the molten alloy 2 but also rectifies the molten metal 2 flowing toward the cooling roll 5 and adjusts the temperature of the molten metal 2 when the molten metal 2 contacts the cooling roll 5. Also plays.

冷却ロール5は銅やクロムなどの熱伝導性の高い材料から形成され得る。冷却ロール5の周速度は典型的には0.2〜3.0m/s、冷却速度は10℃/秒〜1000℃/秒、好ましくは10℃/秒〜500℃/秒である。   The cooling roll 5 can be formed from a material having high thermal conductivity such as copper or chromium. The peripheral speed of the cooling roll 5 is typically 0.2 to 3.0 m / s, and the cooling speed is 10 ° C./second to 1000 ° C./second, preferably 10 ° C./second to 500 ° C./second.

このストリップキャスト法により、厚さが数百μmの合金を作製することができる。合金の厚さは合金溶湯の冷却速度と密接に関係している。一般的に合金厚さが薄いほど厚さ方向の抜熱が短時間で行われるため、冷却速度が高くなる。単ロール超急冷法では合金リボンの厚さは数十μm程度であり、溶解鋳造法では合金の厚さは数mm、あるいはそれ以上である。ストリップキャスト法では単ロール超急冷法と溶解鋳造法の間の冷却速度で合金を作製でき、合金厚さも両者の中間のものが得られる。本実施形態では、合金厚さが0.1mm以上、1mm以下となるようにストリップキャスト法の条件を調整している。合金厚さが0.1mm未満のものを得るためには冷却ロールの周速度を高速にしたり、溶湯の供給レートを極端に遅くする必要があるため、安定した操業が困難になる。さらに、冷却速度を高くし過ぎると結晶粒が微細になりすぎてしまう。結晶粒が微細になると、その後の粉砕で単結晶粒が得られなくなり、異方性焼結磁石を作製できなくなるため好ましくない。また、合金厚さが1mmより厚い場合、特に冷却ロールの周面に接しない面(自由面または放冷面)の側での冷却速度が低くなる。合金の冷却速度が相対的に低い領域では、粗大な2−17相およびα−(Fe、Co、Ti)相の生成や1−12相の組成ばらつきが顕在化するため好ましくない。このようにして作製された合金は、必要に応じて1mm〜10mmの大きさのフレーク状に粉砕される。   By this strip casting method, an alloy having a thickness of several hundred μm can be produced. The thickness of the alloy is closely related to the cooling rate of the molten alloy. In general, the thinner the alloy, the higher the cooling rate because heat removal in the thickness direction is performed in a shorter time. In the single roll ultra-quenching method, the thickness of the alloy ribbon is about several tens of μm, and in the melt casting method, the thickness of the alloy is several mm or more. In the strip casting method, an alloy can be produced at a cooling rate between the single roll ultra-quenching method and the melt casting method, and an alloy thickness intermediate between the two can be obtained. In the present embodiment, the conditions of the strip casting method are adjusted so that the alloy thickness is 0.1 mm or more and 1 mm or less. In order to obtain an alloy having a thickness of less than 0.1 mm, it is necessary to increase the peripheral speed of the cooling roll or extremely slow the supply rate of the molten metal, so that stable operation becomes difficult. Furthermore, if the cooling rate is too high, the crystal grains become too fine. If the crystal grains become fine, single crystal grains cannot be obtained by subsequent pulverization, and an anisotropic sintered magnet cannot be produced. Moreover, when the alloy thickness is thicker than 1 mm, the cooling rate on the surface (free surface or cooling surface) side that is not in contact with the peripheral surface of the cooling roll is particularly low. In a region where the cooling rate of the alloy is relatively low, generation of coarse 2-17 phase and α- (Fe, Co, Ti) phase and compositional variation of 1-12 phase are not preferable. The alloy thus produced is pulverized into flakes having a size of 1 mm to 10 mm as necessary.

(C)急冷凝固合金を熱処理する工程
工程(B)で作製した急冷凝固合金に対しては、必要に応じて、900℃以上1250℃以下の温度で10分〜200時間の熱処理を行っても良い。このような熱処理により、主相である1−12相の結晶粒を粗大化させたり、主相比率を高めたりすることができる。熱処理による主相比率の増加は特にz≦0.9の組成の合金で効果を発揮する。なお、熱処理温度は急冷凝固合金の温度そのもの、もしくは、急冷凝固合金近傍の雰囲気温度で管理することが好ましい。
(C) Step of heat-treating rapidly solidified alloy The rapidly solidified alloy produced in step (B) may be subjected to heat treatment at a temperature of 900 ° C. to 1250 ° C. for 10 minutes to 200 hours as necessary. good. By such heat treatment, the crystal grains of the 1-12 phase which is the main phase can be coarsened and the main phase ratio can be increased. The increase in the main phase ratio due to the heat treatment is particularly effective for an alloy having a composition of z ≦ 0.9. The heat treatment temperature is preferably controlled by the temperature of the rapidly solidified alloy itself or the ambient temperature in the vicinity of the rapidly solidified alloy.

1−12相は多くの場合高温安定相であり、低温(900℃未満)では2−17相とα−(Fe、Co、Ti)相とに分解してしまう。このため、900℃未満の熱処理は好ましくない。また、熱処理温度が1250℃を超えると、組成によっては合金が溶解するため好ましくない。   The 1-12 phase is often a high-temperature stable phase and decomposes into a 2-17 phase and an α- (Fe, Co, Ti) phase at a low temperature (less than 900 ° C.). For this reason, the heat processing below 900 degreeC is unpreferable. Further, if the heat treatment temperature exceeds 1250 ° C., the alloy is dissolved depending on the composition, which is not preferable.

熱処理時間が10分未満であると、1−12相結晶粒が十分に成長しない。また、2−17相とα−(Fe、Co、Ti)相が反応して1−12相が生成する反応が十分進行せず、高い1−12相比率が得られない。熱処理時間が200時間を超えると生産性の観点の問題だけでなく、合金表面からYやSmが蒸発するという問題が生じ得る。YやSmが蒸発すると、合金の表面に近い領域において、α−(Fe、Co、Ti)相などの異相の生成量が無視できなくなるため好ましくない。熱処理時間は1時間以上24時間以下がより好ましい。   When the heat treatment time is less than 10 minutes, the 1-12 phase crystal grains do not grow sufficiently. In addition, the reaction in which the 2-17 phase and the α- (Fe, Co, Ti) phase react to produce a 1-12 phase does not proceed sufficiently, and a high 1-12 phase ratio cannot be obtained. When the heat treatment time exceeds 200 hours, not only a problem from the viewpoint of productivity but also a problem that Y and Sm evaporate from the alloy surface may occur. If Y or Sm evaporates, it is not preferable because the amount of a different phase such as an α- (Fe, Co, Ti) phase cannot be ignored in a region close to the surface of the alloy. The heat treatment time is more preferably 1 hour or more and 24 hours or less.

熱処理は真空中もしくはArなどの不活性ガス中でおこなうことが望ましいが、特にSmの飽和蒸気圧が高いことから、Arなどの不活性ガス中でおこなうことが好ましい。また、Sm蒸気中の熱処理となるようにSm粉を同封して密閉系とするか、工程(A)で予めSmを歩増しした原料合金を準備することがより好ましい。z>0.9の合金に関しては、ストリップキャスト法で凝固させた時点で1−12相比率が高く、1−12相中のSmのばらつきも小さいため必ずしも熱処理を必要としない。先述の通り、1−12相の結晶粒を粗大化させるために上記と同様な熱処理を行ってもよい。   The heat treatment is desirably performed in a vacuum or in an inert gas such as Ar. However, since the saturated vapor pressure of Sm is particularly high, the heat treatment is preferably performed in an inert gas such as Ar. Moreover, it is more preferable to enclose Sm powder so as to be heat treatment in Sm vapor to form a closed system, or to prepare a raw material alloy in which Sm is increased in advance in the step (A). An alloy with z> 0.9 does not necessarily require heat treatment since the 1-12 phase ratio is high when it is solidified by the strip cast method and the variation of Sm in the 1-12 phase is small. As described above, the same heat treatment as described above may be performed to coarsen the crystal grains of the 1-12 phase.

(D)得られた合金の特徴
上記の実施形態における製造方法によって得られた希土類−遷移金属系強磁性合金は、(Y1−xSm)(Fe1−yCow―zTi(式中0.2≦x≦0.8、0≦y≦0.3、11.5≦z≦12.5、0.45≦z≦1.2、かつx≦6z−2)で表される組成を有し、かつ、ThMn12型構造を有する化合物で構成される相が85質量%以上である。また、ThMn12型構造を有する化合物の総希土類に対するSmの原子分率の最大値をzmax、最小値をzminとしたときにzmax/zmin≦1.3、典型的にはzmax/zmin≦1.2が実現し、高い主相比率を有するとともに、1−12相内のYとSmの組成ばらつきも低減されている。典型的には、1−12相の結晶粒径(合金の厚さ方向に平行な断面を観察したときの1―12相結晶粒の円相当径から求めることができる)が1μm以上、好ましくは5μm以上である。このような合金は、異方性焼結磁石の一般的な工程である、微粉砕、磁場中成形、焼結を行って得られる高性能磁石、特に高Bを発現する焼結磁石の原料合金として適している。
(D) Characteristics of the obtained alloy The rare earth-transition metal-based ferromagnetic alloy obtained by the manufacturing method in the above embodiment is (Y 1-x Sm x ) (Fe 1-y Co y ) wz Ti z (where 0.2 ≦ x ≦ 0.8, 0 ≦ y ≦ 0.3, 11.5 ≦ z ≦ 12.5, 0.45 ≦ z ≦ 1.2, and x ≦ 6z−2). The phase constituted by the compound having the composition represented and having the ThMn 12 type structure is 85% by mass or more. Further, when the maximum value of the atomic fraction of Sm with respect to the total rare earth of the compound having the ThMn 12 type structure is z max and the minimum value is z min , z max / z min ≦ 1.3, typically z max / Z min ≦ 1.2 is achieved, the main phase ratio is high, and the composition variation of Y and Sm in the 1-12 phase is also reduced. Typically, the crystal grain size of 1-12 phase (which can be obtained from the equivalent circle diameter of 1-12 phase crystal grains when a cross section parallel to the thickness direction of the alloy is observed) is 1 μm or more, preferably 5 μm or more. Such alloys are a common process of anisotropic sintered magnet, milling, sintered magnet expressing molded in a magnetic field, a high performance magnet obtained by performing sintering, a particularly high B r material Suitable as an alloy.

本開示の実施形態を実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示の実施形態は下記の実施例に限定されるものではない。   The embodiment of the present disclosure will be described in more detail by way of examples. However, the embodiment of the present disclosure is not limited to the following examples.

<実験例1>
まず、組成が化学式で(Y0.6Sm0.4)(Fe0.83Co0.1711Ti(z=0.4、0.5、1.0)で示される総重量4kgの希土類−遷移金属系強磁性合金を得るため、Yメタル(純度99.9%)、Smメタル(純度99.9%)、電解鉄(純度99.9%)、電解Co(純度99.9%)およびTiメタル(純度99.9%)をそれぞれ秤量した。秤量した各金属を混合してシリカ坩堝に投入し、高周波誘導加熱により1500℃まで昇温して原料を溶解した。その後、溶湯を1450℃まで降温させ、タンディッシュで一時的に貯湯した後、周速度1.5m/sで回転している銅製の冷却ロール上に流し込んで冷却させた。冷却された合金は冷却ロール下部に設置した解砕機で解砕された。この工程は、図1に示されるような構成を有するストリップキャスト装置を用いて実行した。
<Experimental example 1>
First, the total weight of 4 kg represented by the chemical formula (Y 0.6 Sm 0.4 ) (Fe 0.83 Co 0.17 ) 11 Ti z (z = 0.4, 0.5, 1.0). Y-metal (purity 99.9%), Sm metal (purity 99.9%), electrolytic iron (purity 99.9%), electrolytic Co (purity 99.9) %) And Ti metal (purity 99.9%) were weighed respectively. Each of the weighed metals was mixed and put into a silica crucible, and heated to 1500 ° C. by high frequency induction heating to dissolve the raw material. Thereafter, the temperature of the molten metal was lowered to 1450 ° C., temporarily stored in a tundish, and then poured onto a copper cooling roll rotating at a peripheral speed of 1.5 m / s to be cooled. The cooled alloy was crushed by a crusher installed at the lower part of the cooling roll. This step was performed using a strip casting apparatus having a configuration as shown in FIG.

外側マイクロメーターを用いて、上記工程で得た各組成の合金について、それぞれランダムに20か所の厚さを測定した。   Using an outer micrometer, the thicknesses of 20 locations were randomly measured for the alloys having the respective compositions obtained in the above steps.

上記工程で得た各組成の合金について、それぞれを150g秤量してモリブデン製の容器に入れた。その後、Arを2L/分流気させた雰囲気の管状熱処理炉の内部に上記の容器ととも合金を挿入して1100℃で20時間の熱処理をおこなった。熱処理終了後は熱処理炉を開放して合金を冷却させた。このとき、1100℃から100℃までの平均冷却速度は10℃/分以上であった。   About each alloy of each composition obtained at the said process, 150g was weighed and put into the container made from molybdenum. Thereafter, the alloy was inserted together with the above vessel into a tubular heat treatment furnace in an atmosphere of Ar at a flow rate of 2 L / min, and heat treatment was performed at 1100 ° C. for 20 hours. After the heat treatment, the heat treatment furnace was opened to cool the alloy. At this time, the average cooling rate from 1100 ° C. to 100 ° C. was 10 ° C./min or more.

熱処理前および熱処理後の合金の一部を、合金の厚さ方向が観察面と平行になるように炭素含有の熱硬化性樹脂に埋め込んだ。研磨紙を用いて合金を粗研磨した後、粒度3μm、1μm、0.25μmの順にダイヤモンドスラリーを用いて仕上げ研磨をおこなった。研磨後の試料に関して、日本電子(株)製の卓上走査電子顕微鏡(JCM−6000 NeoScopeTM)で、加速電圧15kVにおける反射電子像を観察した。また、エネルギー分散型X線分析装置(JED−2300)による点分析を複数点についておこなった。 A part of the alloy before and after heat treatment was embedded in a carbon-containing thermosetting resin so that the thickness direction of the alloy was parallel to the observation surface. After roughly polishing the alloy using abrasive paper, finish polishing was performed using diamond slurry in the order of particle sizes of 3 μm, 1 μm, and 0.25 μm. Regarding the polished sample, a reflected electron image at an acceleration voltage of 15 kV was observed with a desktop scanning electron microscope (JCM-6000 NeoScope ) manufactured by JEOL Ltd. In addition, point analysis using an energy dispersive X-ray analyzer (JED-2300) was performed on a plurality of points.

熱処理前および熱処理後の合金の一部を乳鉢で粉砕し、75μmのメッシュを通した粉砕粉を用いて粉末X線回折をおこなった。装置はブラッグ−ブレンターノ集中ビーム方式の広角X線回折装置(X−ray diffractiometer、XRD、ブルカー・エイエックス(株)製D8 ADVANCED/TXS)を使用した。Cu製回転陰極に印加する電圧は45kV、電流は360mAと、KβフィルタはNiを使用した。走査軸を2θ/θ連動動作で間隔を0.04°、速度を0.6s/stepとし、20°≦2θ≦80°の範囲を室温において捜査した。X線リートベルト解析は、DIFFRACplus Professional TOPAS 4(ブルカー・エイエックス(株)製)を使用した。   Part of the alloy before and after heat treatment was pulverized in a mortar, and powder X-ray diffraction was performed using the pulverized powder that passed through a 75 μm mesh. The apparatus used was a Bragg-Brentano focused beam wide-angle X-ray diffractometer (X-ray diffractometer, XRD, D8 ADVANCED / TXS manufactured by Bruker Ax Co., Ltd.). The voltage applied to the Cu rotating cathode was 45 kV, the current was 360 mA, and the Kβ filter was Ni. The scanning axis was 2θ / θ linked operation, the interval was 0.04 °, the speed was 0.6 s / step, and the range of 20 ° ≦ 2θ ≦ 80 ° was investigated at room temperature. For X-ray Rietveld analysis, DIFFRACplus Professional TOPAS 4 (manufactured by Bruker AEX Co., Ltd.) was used.

表1に実験例1の結果を示す。最小厚さ、および最大厚さはランダムに20か所の厚さを測定したときの最小値と最大値である。構成相比率はX線リートベルト解析によるものである。また、1−12相の点分析をランダムに10点を選んでおこない、それぞれの点におけるzを算出し、zの最大値と最小値の比をzmax/zminとした。 Table 1 shows the results of Experimental Example 1. The minimum thickness and the maximum thickness are a minimum value and a maximum value when 20 thicknesses are randomly measured. The constituent phase ratio is based on the X-ray Rietveld analysis. Further, the point analysis of the 1-12 phase was performed by randomly selecting 10 points, z was calculated at each point, and the ratio between the maximum value and the minimum value of z was set to z max / z min .

Figure 2018103211
Figure 2018103211

No.1、2のようにz<0.45のようなTi含有量が少ない合金では、熱処理なしの場合に1−12相比率が25.0質量%と低かった。このような合金では、1100℃で20時間熱処理することによって1−12相比率が向上したが、1−12相比率は71.4質量%と低い水準であり、2−17相が24.2質量%残存した。   No. For alloys with low Ti content such as z <0.45, such as 1 and 2, the 1-12 phase ratio was as low as 25.0% by mass without heat treatment. In such an alloy, the 1-12 phase ratio was improved by heat treatment at 1100 ° C. for 20 hours, but the 1-12 phase ratio was a low level of 71.4% by mass, and the 2-17 phase was 24.2%. Mass% remained.

No.3、4のようにz=0.5の合金では、熱処理なしの場合に1−12相比率は55.4質量%と低いが、1100℃で20時間熱処理することによって1−12相比率が95.6質量%と高い水準になり、2−17相も確認されなかった。また、1−12相中のSm含有量のばらつきも小さい結果になった。   No. For alloys with z = 0.5 such as 3 and 4, the 1-12 phase ratio is as low as 55.4% by mass without heat treatment, but the 1-12 phase ratio is reduced by heat treatment at 1100 ° C. for 20 hours. The level was as high as 95.6% by mass, and the 2-17 phase was not confirmed. Moreover, the variation of Sm content in the 1-12 phase was also small.

図2、図3、および図4は、それぞれ、試料No.4の銅ロール面側、中央部、および放冷面側の反射電子像を示す。いずれの視野においても微細で明度が暗いα−(Fe、Co、Ti)相が見られたが、それ以外の大部分は1−12相で構成されていることがわかった。   2, FIG. 3, and FIG. 4 shows backscattered electron images of the copper roll surface side, the center portion, and the cooling surface side. In any field of view, an α- (Fe, Co, Ti) phase having a fine and low brightness was observed, but it was found that most of the others were composed of a 1-12 phase.

No.5、6のようにz>0.9のようなTi含有量が多い合金では、熱処理の有無に関わらず1−12相比率が高く、また、1−12相中のSm含有量のばらつきも小さい結果になった。   No. Alloys with a large Ti content such as z> 0.9 such as 5 and 6 have a high 1-12 phase ratio regardless of the presence or absence of heat treatment, and there is also a variation in the Sm content in the 1-12 phase. The result was small.

<実験例2>
まず、組成が化学式で(Y0.6Sm0.4)(Fe0.83Co0.1711Ti(z=0.4、0.5、1.0)で示される総重量600gの原料合金を得るため、Y(純度99.9%)、Sm(純度99.9%)、電解鉄(純度99.9%)、電解Co(純度99.9%)およびTi(純度99.9%)をそれぞれ秤量した。秤量した各金属を混合してアルミナ坩堝に投入し、高周波溶解によって溶解した。その後、1400℃の溶湯を水冷の銅ハース上に展開し、凝固させて合金のインゴットを得た。
<Experimental example 2>
First, a total weight of 600 g whose composition is represented by a chemical formula (Y 0.6 Sm 0.4 ) (Fe 0.83 Co 0.17 ) 11 T i z (z = 0.4, 0.5, 1.0) Y (purity 99.9%), Sm (purity 99.9%), electrolytic iron (purity 99.9%), electrolytic Co (purity 99.9%), and Ti (purity 99.9%). 9%) was weighed respectively. The weighed metals were mixed, put into an alumina crucible, and melted by high frequency melting. Thereafter, the molten metal at 1400 ° C. was spread on a water-cooled copper hearth and solidified to obtain an alloy ingot.

外側マイクロメーターを用いて、上記工程で得た各組成の合金について、それぞれランダムに20か所の厚さを測定した。   Using an outer micrometer, the thicknesses of 20 locations were randomly measured for the alloys having the respective compositions obtained in the above steps.

上記工程で得た各組成の合金について、それぞれを150g秤量してモリブデン製の容器に入れた。その後、Arを2L/分流気させた雰囲気の管状熱処理炉の内部に上記の容器ととも合金を挿入して1100℃で20時間の熱処理をおこなった。熱処理終了後は熱処理炉を開放して合金を冷却させた。このとき、1100℃から100℃までの平均冷却速度は10℃/分以上であった。   About each alloy of each composition obtained at the said process, 150g was weighed and put into the container made from molybdenum. Thereafter, the alloy was inserted together with the above vessel into a tubular heat treatment furnace in an atmosphere of Ar at a flow rate of 2 L / min, and heat treatment was performed at 1100 ° C. for 20 hours. After the heat treatment, the heat treatment furnace was opened to cool the alloy. At this time, the average cooling rate from 1100 ° C. to 100 ° C. was 10 ° C./min or more.

熱処理前および熱処理後の合金の一部を外周刃切断機で切断した後、合金の厚さ方向が観察面と平行になるように炭素含有の熱硬化性樹脂に埋め込んだ。そして、実験例1と同様の方法で研磨し、卓上走査電子顕微鏡による観察およびエネルギー分散型X線分析装置による点分析をおこなった。   A portion of the alloy before and after heat treatment was cut with an outer peripheral blade cutter, and then embedded in a carbon-containing thermosetting resin so that the thickness direction of the alloy was parallel to the observation surface. And it grind | polished by the method similar to Experimental example 1, and the point analysis by an energy dispersive X-ray analyzer was performed by observation with a desktop scanning electron microscope.

熱処理前および熱処理後の合金の一部に関して、実験例1と同様の方法で粉末X線回折をおこない、得られた結果に対してX線リートベルト解析をおこなった。   For some of the alloys before and after heat treatment, powder X-ray diffraction was performed in the same manner as in Experimental Example 1, and X-ray Rietveld analysis was performed on the obtained results.

表2に実験例2の結果を示す。   Table 2 shows the results of Experimental Example 2.

Figure 2018103211
Figure 2018103211

No.7、8はz<0.45のようなTi量が低い組成を有する合金である。熱処理なしの場合に1−12相比率が14.1質量%と低く、熱処理後も1−12相比率が43.2質量%と低い水準であった。また、熱処理することによって1−12相中のSm含有量のばらつきも大きくなった。   No. 7 and 8 are alloys having a low Ti content such as z <0.45. In the case of no heat treatment, the 1-12 phase ratio was as low as 14.1% by mass, and even after the heat treatment, the 1-12 phase ratio was as low as 43.2% by mass. Moreover, the dispersion | variation in Sm content in 1-12 phase became large by heat processing.

No.9、10はz=0.5の合金である。同様の組成を有する合金をストリップキャスト法によって製造した実験例では、熱処理後に高い水準の1−12相比率が得られたが、銅ハース上に展開する方法によって製造した例では、熱処理後も1−12相比率が61.3質量%と低い水準であった。また、熱処理することによって1−12相中のSm含有量のばらつきも大きくなった。   No. 9 and 10 are alloys of z = 0.5. In an experimental example in which an alloy having the same composition was manufactured by the strip cast method, a high level of 1-12 phase ratio was obtained after the heat treatment, but in an example manufactured by a method of developing on a copper hearth, 1 was also obtained after the heat treatment. The -12 phase ratio was a low level of 61.3% by mass. Moreover, the dispersion | variation in Sm content in 1-12 phase became large by heat processing.

図5、図6、および図7は、それぞれ、試料No.10の銅ロール面側、中央部、および放冷面側の反射電子像を示す。特に中央部、および放冷面側では粗大なα−(Fe、Co、Ti)相(明度が暗い相)および2−17相(明度が明るい相)が存在し、1−12相比率が低いことがわかった。   5, FIG. 6, and FIG. 10 shows backscattered electron images on the copper roll surface side, the center portion, and the cooling surface side. In particular, there are coarse α- (Fe, Co, Ti) phases (a phase having a low brightness) and 2-17 phases (a phase having a bright brightness) at the center and the cooling surface side, and the 1-12 phase ratio is low. I understood it.

図8に実験例1の試料No.4および実験例2の試料No.10の1−12相中のzの値を示す。図2〜4の点01〜10が試料No.4の分析点に対応しており、図5〜7の点11〜20が試料No.10の分析点に対応している。ストリップキャスト法で作製した試料No.4と比較して、銅ハース上に展開する方法で作製した試料No.10はzのばらつきが大きい結果になった。   In FIG. 4 and Experimental Example 2 The value of z in 10 1-12 phases is shown. The points 01 to 10 in FIGS. 4 and the points 11 to 20 in FIGS. It corresponds to 10 analysis points. Sample No. produced by strip casting method Compared with sample No. 4, sample No. 4 produced by a method of developing on copper hearth. No. 10 resulted in large variations in z.

No.11、12はz>0.9のようなTi量が多い組成を有する合金である。熱処理の有無に関わらず、1−12相比率は98質量%と高い結果となった。しかし、熱処理前で既にSmのばらつきが大きく、熱処理後もそのばらつきは解消されない結果となった。   No. 11 and 12 are alloys having a composition with a large amount of Ti such as z> 0.9. Regardless of heat treatment, the 1-12 phase ratio was as high as 98% by mass. However, the Sm variation was already large before the heat treatment, and the variation was not eliminated even after the heat treatment.

本開示による希土類−遷移金属系強磁性合金およびその製造方法は、焼結磁石の原料合金に適した希土類−遷移金属系強磁性合金を提供する。   The rare earth-transition metal ferromagnetic alloy and the manufacturing method thereof according to the present disclosure provide a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy suitable for a raw material alloy of a sintered magnet.

1 坩堝
2 溶湯
3 タンディッシュ
4 タンディッシュの端部
5 冷却ロール
6 位置
1 crucible 2 molten metal 3 tundish 4 end of tundish 5 cooling roll 6 position

Claims (7)

(Y1−xSm)(Fe1−yCow−zTi(式中0.2≦x≦0.8、0≦y≦0.3、11.5≦w≦12.5、0.45≦z≦1.2、かつx≦6z−2)で表される組成を有する合金の溶湯を用意する工程と、
回転する冷却ロール上に前記合金の溶湯を供給し、連続的に厚さ0.1mm以上、1mm以下に凝固させた鋳片を得る工程と、
を含む希土類−遷移金属系強磁性合金の製造方法。
(Y 1-x Sm x) (Fe 1-y Co y) w-z Ti z ( wherein 0.2 ≦ x ≦ 0.8,0 ≦ y ≦ 0.3,11.5 ≦ w ≦ 12. 5, preparing a molten alloy having a composition represented by 0.45 ≦ z ≦ 1.2 and x ≦ 6z-2);
Supplying a molten metal of the alloy onto a rotating cooling roll, and continuously obtaining a slab solidified to a thickness of 0.1 mm or more and 1 mm or less;
A method for producing a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy containing
前記組成が更に0.45≦z≦0.7を満たしている、請求項1に記載の希土類−遷移金属系強磁性合金の製造方法。   The method for producing a rare earth-transition metal ferromagnetic alloy according to claim 1, wherein the composition further satisfies 0.45 ≦ z ≦ 0.7. 前記鋳片を得る工程の後に、前記鋳片に対して、900℃以上1250℃以下で、10分以上200時間以下の熱処理をする工程を実施する、請求項1または2に記載の希土類−遷移金属系強磁性合金の製造方法。   3. The rare earth-transition according to claim 1, wherein after the step of obtaining the slab, a step of heat-treating the slab at 900 ° C. to 1250 ° C. for 10 minutes to 200 hours is performed. A method for producing a metallic ferromagnetic alloy. (Y1−xSm)(Fe1−yCow−zTi(式中0.2≦x≦0.8、0≦y≦0.3、11.5≦w≦12.5、0.45≦z≦1.2、かつx≦6z−2)で表される組成を有し、
ThMn12型構造を有する化合物で構成される相が全体の85質量%以上であり、
ThMn12型構造を有する前記化合物に含まれる総希土類に対するSmの原子分率の最大値をzmax、最小値をzminとしたときにzmax/zmin≦1.3である、希土類−遷移金属系強磁性合金。
(Y 1-x Sm x) (Fe 1-y Co y) w-z Ti z ( wherein 0.2 ≦ x ≦ 0.8,0 ≦ y ≦ 0.3,11.5 ≦ w ≦ 12. 5, 0.45 ≦ z ≦ 1.2, and x ≦ 6z-2),
The phase composed of a compound having a ThMn 12 type structure is 85% by mass or more of the total,
Rare earth-transition where z max / z min ≦ 1.3 when the maximum value of atomic fraction of Sm with respect to the total rare earth contained in the compound having a ThMn 12 type structure is z max and the minimum value is z min Metallic ferromagnetic alloy.
厚さが0.1mm以上、1mm以下である、請求項4に記載の希土類−遷移金属系強磁性合金。   The rare earth-transition metal ferromagnetic alloy according to claim 4, wherein the thickness is 0.1 mm or more and 1 mm or less. 前記ThMn12型構造を有する化合物で構成される相の結晶粒径が1μm以上である、請求項4または5に記載の希土類−遷移金属系強磁性合金。 6. The rare earth-transition metal ferromagnetic alloy according to claim 4, wherein a crystal grain size of a phase composed of the compound having the ThMn 12 type structure is 1 μm or more. 前記組成が更に0.45≦z≦0.7を満たしている、請求項4から6のいずれかに記載の希土類−遷移金属系強磁性合金。   The rare earth-transition metal ferromagnetic alloy according to claim 4, wherein the composition further satisfies 0.45 ≦ z ≦ 0.7.
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109909465A (en) * 2018-12-28 2019-06-21 北京航空航天大学 A method of inhibiting the high temperature ordering of high iron concentration samarium-cobalt alloy
JP2020035911A (en) * 2018-08-30 2020-03-05 株式会社東芝 Magnet material, permanent magnet, rotary electric machine, and vehicle
JP2020047628A (en) * 2018-09-14 2020-03-26 株式会社東芝 Magnet material, permanent magnet, rotary electric machine and vehicle
JP2020136334A (en) * 2019-02-14 2020-08-31 日立金属株式会社 Method for manufacturing sintered body for rare earth magnet
JP2020136333A (en) * 2019-02-14 2020-08-31 日立金属株式会社 Sintered body for rare earth magnet and method for manufacturing the same
JP2020155762A (en) * 2019-03-15 2020-09-24 日立金属株式会社 Rare earth magnet and manufacturing method thereof
CN112530653A (en) * 2019-09-17 2021-03-19 株式会社东芝 Magnet material, permanent magnet, rotating electrical machine, and vehicle
US20220367092A1 (en) * 2021-05-17 2022-11-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Anisotropic rare earth sintered magnet and method for producing the same

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020035911A (en) * 2018-08-30 2020-03-05 株式会社東芝 Magnet material, permanent magnet, rotary electric machine, and vehicle
JP7278731B2 (en) 2018-08-30 2023-05-22 株式会社東芝 Magnetic materials, permanent magnets, rotating electric machines, and vehicles
US11404187B2 (en) 2018-09-14 2022-08-02 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic material, permanent magnet, rotary electric machine, and vehicle
JP2020047628A (en) * 2018-09-14 2020-03-26 株式会社東芝 Magnet material, permanent magnet, rotary electric machine and vehicle
JP7150537B2 (en) 2018-09-14 2022-10-11 株式会社東芝 Magnetic materials, permanent magnets, rotating electric machines, and vehicles
CN109909465A (en) * 2018-12-28 2019-06-21 北京航空航天大学 A method of inhibiting the high temperature ordering of high iron concentration samarium-cobalt alloy
JP2020136333A (en) * 2019-02-14 2020-08-31 日立金属株式会社 Sintered body for rare earth magnet and method for manufacturing the same
JP7196666B2 (en) 2019-02-14 2022-12-27 日立金属株式会社 Sintered body for rare earth magnet and method for producing the same
JP7196667B2 (en) 2019-02-14 2022-12-27 日立金属株式会社 Manufacturing method of sintered body for rare earth magnet
JP2020136334A (en) * 2019-02-14 2020-08-31 日立金属株式会社 Method for manufacturing sintered body for rare earth magnet
JP2020155762A (en) * 2019-03-15 2020-09-24 日立金属株式会社 Rare earth magnet and manufacturing method thereof
JP7287220B2 (en) 2019-03-15 2023-06-06 株式会社プロテリアル Rare earth magnet and manufacturing method thereof
JP2021048202A (en) * 2019-09-17 2021-03-25 株式会社東芝 Magnet material, permanent magnet, rotary electric machine, and vehicle
CN112530653A (en) * 2019-09-17 2021-03-19 株式会社东芝 Magnet material, permanent magnet, rotating electrical machine, and vehicle
JP7234082B2 (en) 2019-09-17 2023-03-07 株式会社東芝 Magnetic materials, permanent magnets, rotating electric machines, and vehicles
US11677279B2 (en) 2019-09-17 2023-06-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnet material, permanent magnet, rotary electrical machine, and vehicle
US20220367092A1 (en) * 2021-05-17 2022-11-17 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Anisotropic rare earth sintered magnet and method for producing the same

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