JP2020150219A - Alloy powder for rare earth magnet and method of producing the same - Google Patents

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Abstract

To provide alloy powder for a rare earth magnet that has main phase crystal grains of ThMn12 type compounds and has improved coercive force, and a method of producing the alloy powder for a rare earth magnet.SOLUTION: The alloy powder for a rare earth magnet is provided that includes main phase crystal grains of Fe-based ThMn12 type compounds, the alloy powder for a rare earth magnet includes main phase crystal grains in each of which a Zn-rich layer is formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grain, and the Zn-rich layer includes CeCr2Al20 type R (Fe, Co, Cu)2(Ga, Zn)20 (R is at least one selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoid, which may include Zr or Hf).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、Fe基のThMn12型化合物の主相結晶粒を有する希土類磁石用合金粉末およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an alloy powder for rare earth magnets having main phase crystal grains of an Fe-based ThMn 12- type compound and a method for producing the same.

近年、希土類元素の含有量を低減した磁石の開発が求められている。本明細書において希土類元素とは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つの元素をいう。ここで、ランタノイドとは、ランタンからルテチウムまでの15の元素の総称である。含有する希土類元素の組成比率が相対的に小さい強磁性合金として、体心正方晶のThMn12型結晶構造を有するRT12(Rは希土類元素の少なくとも1種、TはFe、Co又はNi)が知られている。RT12は高い磁化を有するが、結晶構造が熱的に不安定であるという問題がある。 In recent years, there has been a demand for the development of magnets with a reduced content of rare earth elements. As used herein, the rare earth element means at least one element selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids. Here, lanthanoid is a general term for 15 elements from lanthanum to lutetium. As a ferromagnetic alloy in which the composition ratio of rare earth elements contained is relatively small, RT 12 (R is at least one rare earth element, T is Fe, Co or Ni) having a body-centered tetragonal ThMn 12 type crystal structure is used. Are known. Although RT 12 has a high magnetization, it has a problem that the crystal structure is thermally unstable.

特許文献1には、T元素であるFeの一部を、構造安定化元素であるTiにより部分的に置換して、高い磁化と引き換えに、熱安定性を高めた希土類永久磁石が開示されている。 Patent Document 1 discloses a rare earth permanent magnet in which a part of Fe, which is a T element, is partially replaced by Ti, which is a structural stabilizing element, to improve thermal stability in exchange for high magnetization. There is.

特許文献2には、RFe12系化合物のR元素を、Zr、Hf等の元素により部分的に置換することで、遷移金属元素を置換する構造安定化元素Ti等の量を減らして飽和磁化を保ったまま、ThMn12構造を安定化した希土類永久磁石が開示されている。 Patent Document 2 states that by partially substituting the R element of an RFe 12- based compound with an element such as Zr or Hf, the amount of the structural stabilizing element Ti or the like that replaces the transition metal element is reduced to achieve saturation magnetization. A rare earth permanent magnet in which the ThMn 12 structure is stabilized while being maintained is disclosed.

また、特許文献3には、RFe12のR元素の一部としてY又はGdを選択した、R´−Fe−Co系強磁性合金が開示されており、このR´−Fe−Co系強磁性合金が、超急冷法により生成させたThMn12型結晶構造を有することで、高い磁気特性を示す点が記載されている。 Further, Patent Document 3 discloses an R'-Fe-Co-based ferromagnetic alloy in which Y or Gd is selected as a part of the R element of RFe 12 , and this R'-Fe-Co-based ferromagnetic alloy is disclosed. It is described that the alloy has a ThMn12 type crystal structure generated by an ultra-quenching method and thus exhibits high magnetic properties.

また、特許文献4には、特許文献3にTi等を加えることで、ThMn12構造の安定性を向上させた希土類永久磁石が開示されている。 Further, Patent Document 4 discloses a rare earth permanent magnet in which the stability of the ThMn 12 structure is improved by adding Ti or the like to Patent Document 3.

また、特許文献5には、Cuを添加することで非磁性かつ低融点の1−4組成の相が生成し、焼結と高保磁力化が可能なことが記載されている。 Further, Patent Document 5 describes that the addition of Cu produces a phase having a non-magnetic and low melting point of 1-4 composition, which enables sintering and high coercive force.

また、特許文献6には、主相ThMn12に対し副相としてThMn12型と異なる結晶系のSmFe17系相、SmCo系相、Sm系相、およびSmCu系相の少なくともいずれかを含むことで、高保磁力化が可能なことが記載されている。また、非特許文献1には構造安定化元素(Ti、V、Nb、Ta、Mo、W)により安定したThMn12型結晶構造が得られることが記載されている。 Further, in Patent Document 6, the Sm 5 Fe 17 system phase, the SmCo 5 system phase, the Sm 2 O 3 system phase, and the Sm 7 Cu 3 system, which are different from the ThMn 12 type as the sub-phase with respect to the main phase ThMn 12 , are described. It is described that a high coercive force can be achieved by including at least one of the phases. Further, Non-Patent Document 1 describes that a stable ThMn 12- type crystal structure can be obtained by structural stabilizing elements (Ti, V, Nb, Ta, Mo, W).

特開昭64−76703号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 64-76703 特開平4−322406号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-322406 特開2015−156436号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-156436 特開2018−125512号公報JP-A-2018-125512 特開2001−189206号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-189206 特開2017−112300号公報JP-A-2017-112300

K.H.J.Buschow,Rep.Prog.Phys.54 (1991) 1123−1213.K. H. J. Buschou, Rep. Prog. Phys. 54 (1991) 1123-1213.

特許文献1に記載の希土類永久磁石は、TiによるFeの元素置換により、熱安定性が高められているものの、TiによるFe置換量が多いため、その分磁化が小さくなり、十分な磁気特性を得られない。 The rare earth permanent magnet described in Patent Document 1 has improved thermal stability due to element substitution of Fe by Ti, but since the amount of Fe substitution by Ti is large, the magnetization is reduced by that amount, and sufficient magnetic properties are provided. I can't get it.

一方、特許文献2に記載の希土類永久磁石では、Ti等で遷移金属元素を置換することによりThMn12構造の安定化を図っているものの、軟磁性であるbccの(Fe、Co、Ti)相やラーベス相が生成しやすく、十分な保磁力が得られない。 On the other hand, in the rare earth permanent magnet described in Patent Document 2, although the ThMn 12 structure is stabilized by substituting the transition metal element with Ti or the like, the soft magnetic bcc (Fe, Co, Ti) phase And Laves phase are easily generated, and sufficient coercive force cannot be obtained.

特許文献3に記載のR´−Fe−Co系強磁性合金は、Fe元素を構造安定化元素で置換していないため、高い磁化と大きい磁気異方性と高いキュリー温度を得られているが、非平衡相であるために、焼結等の高温での緻密化プロセスにおいて主相化合物が分解することがある。 The R'-Fe-Co-based ferromagnetic alloy described in Patent Document 3 does not replace the Fe element with a structure-stabilizing element, so that high magnetization, large magnetic anisotropy, and high Curie temperature can be obtained. Since it is a non-equilibrium phase, the main phase compound may decompose in a densification process at high temperature such as sintering.

特許文献4に記載の希土類磁石では、特許文献2とは異なり軟磁性相の生成を抑制することが可能であるが、保磁力が十分とは言えない。 Unlike Patent Document 2, the rare earth magnet described in Patent Document 4 can suppress the formation of a soft magnetic phase, but it cannot be said that the coercive force is sufficient.

特許文献5に記載の希土類磁石では、Ti添加量が多いために磁気物性値が高くないことがある。 In the rare earth magnet described in Patent Document 5, the magnetic property value may not be high because the amount of Ti added is large.

特許文献6に記載の希土類磁石では、希土類リッチな副相SmCuを使用した場合、熱処理時に主相よりも希土類リッチな組成へと平衡状態が移動し主相比率が低下することが懸念される。また、副相の保磁力がバルク全体の保磁力を決めており主相ThMn12自身が保磁力に寄与しているとは言い難い。 In the rare earth magnet described in Patent Document 6, when the rare earth rich subphase Sm 7 Cu 3 is used, there is a concern that the equilibrium state shifts to a rare earth rich composition than the main phase during the heat treatment and the main phase ratio decreases. Will be done. Further, the coercive force of the sub-phase determines the coercive force of the entire bulk, and it cannot be said that the main phase ThMn 12 itself contributes to the coercive force.

本開示は、ThMn12型化合物の主相結晶粒を有し、保磁力が向上した希土類磁石用合金粉末およびその製造方法を提供する。 The present disclosure provides an alloy powder for rare earth magnets having main phase crystal grains of a ThMn type 12 compound and having an improved coercive force, and a method for producing the same.

本開示の希土類磁石用合金粉末は、Fe基のThMn12型化合物の主相結晶粒を含む希土類磁石用合金粉末であって、前記希土類磁石用合金粉末は、主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層が形成された主相結晶粒を含み、前記Znリッチ層はCeCr2Al20型のR(Fe、Co、Cu)2(Ga、Zn)20(Rは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つであり、ZrまたはHfを含んでいてもよい)を含む。 The alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure is an alloy powder for rare earth magnets containing main phase crystal grains of a Fe-based ThMn12 type compound, and the alloy powder for rare earth magnets is at least a part of the surface of the main phase crystal grains. Contains main phase crystal grains in which a Zn-rich layer is formed, and the Zn-rich layer is a CeCr2Al20 type R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 (R is scandium (Sc), yttrium (Y). ), And at least one selected from the group consisting of lanthanoids, which may include Zr or Hf).

ある実施形態において、前記Znリッチ層の表面の少なくとも一部に更にGaリッチ層が形成された主相結晶粒を含み、前記Gaリッチ層は、IrIn3型の(Fe、Co、Zn)Ga3を含む。 In certain embodiments, at least a part of the surface of the Zn-rich layer contains main phase crystal grains in which a Ga-rich layer is further formed, and the Ga-rich layer contains IrIn3 type (Fe, Co, Zn) Ga3. ..

ある実施形態において、記主相結晶粒は、Cuを含有する。 In certain embodiments, the grain of the main phase contains Cu.

本開示の希土類磁石用合金粉末の製造方法は、例示的な実施形態において、組成式RTwMzCuαの希土類合金粉末であって、Rはスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つの元素であり、Tは、Feおよび/またはCoであり、MはTi、V、Mo、W、Nb、Taからなる構造安定化元素の少なくとも1種であり、w、z、αは、それぞれ、8≦w≦12、0.42≦z<0.70、0.40≦α≦0.70である、希土類合金粉末を用意する工程と、組成式Rβ(Fe、Co)γGaδZnεのZn−Ga系合金であって、Rはスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つの元素であり、0≦β<0.25、0≦γ<0.4、0<δ<1、0<ε<1である、Zn−Ga系合金を用意する工程と、前記希土類合金粉末と前記Zn−Ga系合金とを混合して400℃以上800℃以下で加熱し、前記希土類合金粉末の主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層を形成させる工程と、を含み、前記Znリッチ層はCeCr2Al20型のR(Fe、Co、Cu)2(Ga、Zn)20(Rは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つであり、ZrまたはHfを含んでいてもよい)を含む。 The method for producing an alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure is, in an exemplary embodiment, a rare earth alloy powder of composition formula RTwMzCuα, where R is selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids. At least one element, T is Fe and / or Co, and M is at least one of the structure stabilizing elements consisting of Ti, V, Mo, W, Nb, Ta, w, z, alpha, respectively, 8 ≦ w ≦ 12,0.42 a ≦ z <0.70,0.40 ≦ α ≦ 0.70 , preparing a rare earth alloy powder, the composition formula R beta (Fe, Co ) A Zn-Ga based alloy of γ Ga δ Zn ε , where R is at least one element selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids, 0 ≦ β <0. 25, 0 ≦ γ <0.4, 0 <δ <1, 0 <ε <1, Zn—Ga-based alloy is prepared, and the rare earth alloy powder and the Zn—Ga-based alloy are mixed. A step of forming a Zn-rich layer on at least a part of the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder by heating at 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower is included, and the Zn-rich layer is a CeCr2Al20 type R (Fe). , Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 (R is at least one selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids, and may contain Zr or Hf. )including.

本発明の実施形態により、ThMn12型化合物の主相結晶粒を有し、保磁力が向上した希土類磁石用合金粉末およびその製造方法を提供することができる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to provide an alloy powder for a rare earth magnet which has main phase crystal grains of a ThMn 12 type compound and has an improved coercive force, and a method for producing the same.

本開示の実験例1における組織とその組成を示す図である。It is a figure which shows the structure and its composition in Experimental Example 1 of this disclosure. 本開示の実験例1のZnリッチ層を作製した際に得られた組織とその組成をSEMで評価した図である。It is a figure which evaluated the structure obtained at the time of making the Zn-rich layer of Experimental Example 1 of this disclosure by SEM, and its composition. 本開示の実験例2における組織とその組成をSTEMで評価した図である。It is a figure which evaluated the structure and its composition in Experimental Example 2 of this disclosure by STEM. 本開示のZnリッチ層が形成された主相結晶粒断面を拡大して模試的に示した図である。It is the figure which showed by enlarging the cross section of the main phase crystal grain which formed the Zn-rich layer of this disclosure. 本開示のZnリッチ層およびGaリッチ層が形成された主相結晶粒断面を拡大して模式的に示した図である。It is a figure which enlarged and schematically showed the cross section of the main phase crystal grain which formed the Zn-rich layer and the Ga-rich layer of this disclosure.

本開示の希土類磁石用合金粉末は、Fe基のThMn12型化合物の主相結晶粒を含む。図4は、Znリッチ層が形成された主相結晶粒断面を拡大して模試的に示した図であり、図5は、Znリッチ層およびGaリッチ層が形成された主相結晶粒断面を拡大して模試的に示した図である。図4および図5は、一例として長さ5μmの矢印が大きさを示す基準の長さとして参考のために記載されている。本開示の希土類磁石用合金粉末は、図4に示すように主相結晶粒11の表面の少なくとも一部にZnリッチ層12が形成された主相結晶粒11を含む。前記Znリッチ層12は、CeCrAl20型のR(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20(Rは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つであり、ZrまたはHfを含んでいてもよい)を含む層である。また、本開示の希土類磁石用合金粉末は、例示的な実施形態において、図5に示すように前記Znリッチ層12の表面の少なくとも一部に更にGaリッチ層13が形成された主相結晶粒11を含む。前記Gaリッチ層13は、IrIn型の(Fe、Co、Zn)Gaを含む層である。本開示において、複数の主相結晶粒の全体を単に「主相」と呼び、主相結晶粒の粒界に存在する相を全体として「粒界相」、と呼ぶ。また、ThMn12型化合物の構造安定化元素(例えば、Ti、V、Nb、Ta、Mo、Wなど)を「M元素」と呼ぶ。 The alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure contains main phase crystal grains of a Fe-based ThMn type 12 compound. FIG. 4 is an enlarged cross section of the main phase crystal grain on which the Zn-rich layer is formed, and FIG. 5 is a diagram showing the cross section of the main phase crystal grain on which the Zn-rich layer and the Ga-rich layer are formed. It is an enlarged and experimentally shown figure. 4 and 5 are shown for reference as an example, with an arrow having a length of 5 μm as a reference length indicating the size. As shown in FIG. 4, the alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure contains the main phase crystal grains 11 in which the Zn-rich layer 12 is formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grains 11. The Zn-rich layer 12 is selected from the group consisting of CeCr 2 Al 20 type R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 (R is scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoid. It is a layer containing at least one (which may contain Zr or Hf). Further, the alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure is a main phase crystal grain in which a Ga-rich layer 13 is further formed on at least a part of the surface of the Zn-rich layer 12 as shown in FIG. 5 in an exemplary embodiment. Includes 11. The Ga-rich layer 13 is a layer containing IrIn 3 type (Fe, Co, Zn) Ga 3 . In the present disclosure, the whole of the plurality of main phase crystal grains is simply referred to as "main phase", and the phase existing at the grain boundary of the main phase crystal grains is referred to as "grain boundary phase" as a whole. Further, the structural stabilizing element of the ThMn type 12 compound (for example, Ti, V, Nb, Ta, Mo, W, etc.) is referred to as "M element".

磁化反転は結晶粒端部より始まるため、結晶粒の周りを非磁性や低磁化の低融点合金で周囲を覆うことで保磁力が改善することが期待される。本発明者らは鋭意研究した結果、Fe基のThMn12型化合物の主相結晶粒を含む希土類合金粉末とZnとGaを含むZn−Ga系合金とを一緒に熱処理すると、低磁化のZnリッチ層が主相結晶粒の表面の少なくとも一部に形成されて保磁力が増大することを見出した。このような形態の組織を構成するには希土類磁石用合金粉末の主相結晶粒にCuを含有することが好ましい。 Since the magnetization reversal starts from the end of the crystal grain, it is expected that the coercive force will be improved by covering the circumference of the crystal grain with a non-magnetic or low-magnetization low melting point alloy. As a result of diligent research, the present inventors have found that when a rare earth alloy powder containing the main phase crystal grains of a Fe-based ThMn 12- type compound and a Zn—Ga based alloy containing Zn and Ga are heat-treated together, they are Zn-rich with low magnetization. It has been found that a layer is formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grains to increase the coercive force. In order to form a structure of such a form, it is preferable that Cu is contained in the main phase crystal grains of the alloy powder for rare earth magnets.

また、Zn−Ga系合金の組成によって、主相結晶粒は、Znリッチ層の表面の少なくとも一部に更にGaリッチ層が形成される。Gaリッチ層を形成することにより、主相結晶粒間を拡張し、主相結晶粒同士の磁気的な結合を分断することができると考えられる。 Further, depending on the composition of the Zn—Ga based alloy, the main phase crystal grains are further formed with a Ga-rich layer on at least a part of the surface of the Zn-rich layer. It is considered that by forming the Ga-rich layer, it is possible to expand between the main phase crystal grains and break the magnetic bond between the main phase crystal grains.

<希土類磁石用合金粉末>
本開示の希土類磁石用合金粉末は、Fe基のThMn12型化合物の主相結晶粒を含む。本発明の希土類磁石用合金粉末におけるTnMn12型化合物の主相結晶粒は、典型的には1000℃以上でも安定に存在することができ、焼結法などの高性能磁石作製プロセスを採用するのに好適に用いることができる。なお、一般的に「ThMn12型結晶構造」は正方晶であるが、本発明の実施形態では、正方晶の結晶格子がわずかに歪んで斜方晶の対称性を有する場合や、結晶中の原子の周期性がわずかに乱れた場合でも「ThMn12型結晶構造」とみなす。また、Cu含有の有無にかかわらず、例えばTi元素の場合、主相濃度が7.7at%未満の組成では結晶内部に希土類元素と2つのFe元素(Feダンベル)とが不規則に置換した部分を含むことがある。このことは、Yを使用することで非特許文献1に記載の構造安定化元素の置換組成範囲より少ない量で安定化したThMn12型結晶構造において、一般的に観測されることがある。
<Alloy powder for rare earth magnets>
The alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure contains main phase crystal grains of a Fe-based ThMn type 12 compound. The main phase crystal grains of the TnMn 12 type compound in the alloy powder for rare earth magnets of the present invention can typically exist stably even at 1000 ° C. or higher, and a high-performance magnet manufacturing process such as a sintering method is adopted. Can be suitably used for. Generally, the "ThMn 12- type crystal structure" is a tetragonal crystal, but in the embodiment of the present invention, the crystal lattice of the tetragonal crystal is slightly distorted to have orthorhombic symmetry, or in the crystal. Even if the periodicity of the atom is slightly disturbed, it is regarded as "ThMn 12 type crystal structure". Further, regardless of the presence or absence of Cu, for example, in the case of Ti element, when the main phase concentration is less than 7.7 at%, a rare earth element and two Fe elements (Fe dumbbells) are irregularly replaced inside the crystal. May include. This may be generally observed in the ThMn 12- type crystal structure stabilized by using Y in an amount smaller than the substitution composition range of the structural stabilizing element described in Non-Patent Document 1.

[Znリッチ層の組成と構造]
本開示の希土類磁石用合金粉末は、前記主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層が形成された主相結晶粒を含む。Znリッチ層は、図4に示すように主相結晶粒の表面全体(周り)に形成されることが好ましい。また、Znリッチ層にCeCrAl20型のR(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20を含まないと保磁力が低下する可能性がある。そのため、Znリッチ層は主にCeCrAl20型のR(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20であることが好ましい。希土類磁石用合金粉末に前記Znリッチ層が形成された主相結晶粒を含むことにより、保磁力を向上させることができる。そのため、Znリッチ層が形成された主相結晶粒は、希土類磁石用合金粉末全体を100質量%としたとき、70質量%以上が好ましく、90質量%以上がさらに好ましい。
[Composition and structure of Zn-rich layer]
The alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure includes main phase crystal grains in which a Zn-rich layer is formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grains. As shown in FIG. 4, the Zn-rich layer is preferably formed on the entire surface (around) of the main phase crystal grains. Further, if the Zn-rich layer does not contain CeCr 2 Al 20 type R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 , the coercive force may decrease. Therefore, it is preferable that the Zn-rich layer is mainly CeCr 2 Al 20 type R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 . The coercive force can be improved by including the main phase crystal grains in which the Zn-rich layer is formed in the alloy powder for rare earth magnets. Therefore, the main phase crystal grains on which the Zn-rich layer is formed are preferably 70% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more, when the total amount of the rare earth magnet alloy powder is 100% by mass.

Znリッチ層は複数の相によって構成されていてもよい。Znリッチ層の主の相は、ZrZn22型の結晶構造において特定のサイトに元素の選択配位が生じたCeCrAl20型の化合物で、R(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20であり、上記の選択配位サイトには、Fe、Ru、Co、Rh、 Ni、Pd、Cu、Agが主として入り得る。ほかにも、代表的な組成でZn相やFeZnGa組成の相やTi(FeCo、ZnGa)23などのM元素が濃化した相などを含んでいてもよい。ただし、「代表的」とは、不純物元素も含めた希土類磁石用磁粉に含まれる元素が、その構造内に固溶可能な量以下で固溶することを許容する意味で使用する。 The Zn-rich layer may be composed of a plurality of phases. The main phase of the Zn-rich layer is a CeCr 2 Al 20- type compound in which a selective coordination of elements occurs at a specific site in the ZrZn 22- type crystal structure, and is R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn). ) 20 , and Fe, Ru, Co, Rh, Ni, Pd, Cu, and Ag can mainly enter the above-mentioned selective coordination site. In addition, a typical composition such as a Zn phase, a phase having a FeZn 2 Ga 2 composition, or a phase in which M elements such as Ti 6 (Fe , Co, Zn , Ga) 23 are concentrated may be included. However, "representative" is used in the sense of allowing the elements contained in the magnetic powder for rare earth magnets, including impurity elements, to dissolve in the structure in an amount less than the amount that can be dissolved.

Znリッチ層の主の相であるR(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20は、Tiを含有しないことから、希土類磁石用合金粉末の主相の構造安定化元素の種類によらず、生成する。 Since R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 , which is the main phase of the Zn-rich layer, does not contain Ti, it depends on the type of structural stabilizing element of the main phase of the alloy powder for rare earth magnets. Do not generate.

[Gaリッチ層の組成と構造]
例示的な実施形態において、本開示の希土類磁石用合金粉末は、前記Znリッチ層の表面の少なくとも一部に更にGaリッチ層が形成された主相結晶粒を含む。Gaリッチ層は、図5に示すようにZnリッチ層の表面全体(周り)に形成されることが好ましい。前記Gaリッチ層は、IrIn型の(Fe、Co、Zn)Gaを含む層である。
[Composition and structure of Ga-rich layer]
In an exemplary embodiment, the alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure contains main phase crystal grains in which a Ga-rich layer is further formed on at least a part of the surface of the Zn-rich layer. The Ga-rich layer is preferably formed on the entire surface (around) of the Zn-rich layer as shown in FIG. The Ga-rich layer is a layer containing IrIn 3 type (Fe, Co, Zn) Ga 3 .

前記Gaリッチ層は、希土類磁石用合金粉末中のbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合あり)を十分に除去できていない場合には、その除去に寄与する。緻密化工程の際に希土類磁石用磁粉間に入り込み粒界を拡張する効果があり、バルク体の保磁力向上に寄与する。 The Ga-rich layer contributes to the removal of the bcc (Fe, Co) phase (which may contain M element) in the rare earth magnet alloy powder when it cannot be sufficiently removed. During the densification process, it has the effect of entering between the magnetic particles for rare earth magnets and expanding the grain boundaries, contributing to the improvement of the coercive force of the bulk body.

また、希土類磁石用合金粉末における主相結晶粒はCuを含有することが好ましい。主相結晶粒にCuを含有することにより、より低磁化のZnリッチ層が主相結晶粒の表面の少なくとも一部に形成されやすくなり、保磁力が増大する。 Further, it is preferable that the main phase crystal grains in the alloy powder for rare earth magnets contain Cu. By containing Cu in the main phase crystal grains, a Zn-rich layer having a lower magnetization is easily formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grains, and the coercive force is increased.

本開示の希土類磁石用合金粉末は、例えば以下の組成を有する。
組成式RTw’z’Cuα’Gaδ’Znε’とした場合(Rは希土類元素の少なくとも1つの元素であり、TはFeおよび/またはCoである)、組成比率w’、z’、α’、δ’、ε’の範囲は、それぞれ、6≦w’≦12、0.10≦z’<0.70、0.10≦α’≦0.70、0<δ’<2.0、0<ε‘<2.0である。
The alloy powder for rare earth magnets of the present disclosure has, for example, the following composition.
Formula RT w 'case of the (R is at least one element of rare earth elements, T is Fe and / or Co), the composition ratio w''Mz' Cu α 'Ga δ' Zn ε, z The ranges of', α', δ', and ε'are 6≤w'≤12, 0.10≤z'<0.70, 0.10≤α'≤0.70, 0 <δ'<, respectively. 2.0, 0 <ε'<2.0.

本開示の希土類磁石用合金粉末は、例えば、希土類合金粉末を用意する工程と、Zn−Ga系合金を用意する工程と、前記希土類合金粉末と前記Zn−Ga系合金とを混合して400℃以上800℃以下で加熱し、前記希土類合金粉末の主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層を形成させる工程、とを行うことにより得ることができる。 The rare earth magnet alloy powder of the present disclosure is, for example, a step of preparing a rare earth alloy powder, a step of preparing a Zn—Ga alloy, and a mixture of the rare earth alloy powder and the Zn—Ga alloy at 400 ° C. It can be obtained by heating at 800 ° C. or lower and forming a Zn-rich layer on at least a part of the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder.

<希土類磁石用合金粉末の製造方法>
[工程A:希土類合金粉末を用意する工程]
(希土類合金粉末の組成)
本開示の希土類合金粉末は、RTzCuαの組成式で示される。非限定的で例示的な実施形態において、RTTizCuαの組成式で示される。
<Manufacturing method of alloy powder for rare earth magnets>
[Step A: Step of preparing rare earth alloy powder]
(Composition of rare earth alloy powder)
The rare earth alloy powder of the present disclosure is represented by the composition formula of RT w M z Cu α . In the exemplary embodiment, non-limiting, represented by a composition formula of RT w Ti z Cu α.

組成式RTzCuαの希土類合金粉末において、Rは希土類元素の少なくとも1つの元素であり、TはFeおよび/またはCoである。組成比率w、z、αの範囲は、それぞれ、8≦w≦12、0.42≦z<0.70、0.40≦α≦0.70である。以下、この合金を「R−Fe−Co−M−Cu系希土類合金粉末」と呼ぶ場合がある。また、この合金粉末を緻密化したR−Fe−Co−M−Cu系希土類合金バルク体を単に「バルク体」と呼ぶ場合がある。 In the rare earth alloy powder of the composition formula RT w M z Cu α , R is at least one element of the rare earth element, and T is Fe and / or Co. The ranges of the composition ratios w, z, and α are 8 ≦ w ≦ 12, 0.42 ≦ z <0.70, and 0.40 ≦ α ≦ 0.70, respectively. Hereinafter, this alloy may be referred to as "R-Fe-Co-M-Cu based rare earth alloy powder". Further, the R-Fe-Co-M-Cu based rare earth alloy bulk body obtained by densifying this alloy powder may be simply referred to as "bulk body".

例えば、R−Fe−Co−Ti−Cu系希土類合金粉末は、組成式R11−xR2(Fe1−yCoTiCuαで記述される。R1は少なくともYを有し、さらにGdを有していてもよい。R2は少なくともSmを有し、さらにGdを除くLa、Ce、NdおよびPrからなる群から選択される少なくとも1種の希土類元素を含んでいてもよい。x、y、z、wは、それぞれ、0.5≦x≦1.0、0≦y≦0.4、8≦w≦12、0.42≦z<0.70、0.40≦α≦0.70を満足する組成比率でもよい。 For example, R-Fe-Co-Ti -Cu -based rare earth alloy powder composition formula R1 1-x R2 x (Fe 1-y Co y) is described by w Ti z Cu α. R1 has at least Y and may further have Gd. R2 has at least Sm and may further contain at least one rare earth element selected from the group consisting of La, Ce, Nd and Pr excluding Gd. x, y, z, w are 0.5 ≦ x ≦ 1.0, 0 ≦ y ≦ 0.4, 8 ≦ w ≦ 12, 0.42 ≦ z <0.70, 0.40 ≦ α, respectively. The composition ratio may satisfy ≦ 0.70.

この場合、R1、R2およびTiの組成比率は、主相の磁気物性値および高温安定性を決める。磁気異方性の観点からR2の組成比率(x)はR1の組成比率(1−x)以上、すなわち0.5≦x≦1.0であることが望ましい。また、Tiは飽和磁化の観点からできるだけ少ない方が望ましいが、高温安定性の観点からは多い方が望ましい。本発明者等の検討の結果、0.42≦z<0.70の範囲が望ましい。なお、Ti以外にも、V、Nb、Ta、Mo、Wなどの構造安定化元素でもよく、またそれらの組み合わせでもよい。なお、V及び/又はMoの場合には、0.42≦z<0.90となる。 In this case, the composition ratio of R1, R2 and Ti determines the magnetic property value and high temperature stability of the main phase. From the viewpoint of magnetic anisotropy, it is desirable that the composition ratio (x) of R2 is equal to or greater than the composition ratio (1-x) of R1, that is, 0.5 ≦ x ≦ 1.0. Further, it is desirable that Ti is as small as possible from the viewpoint of saturation magnetization, but it is desirable that Ti be as large as possible from the viewpoint of high temperature stability. As a result of studies by the present inventors, a range of 0.42 ≦ z <0.70 is desirable. In addition to Ti, structural stabilizing elements such as V, Nb, Ta, Mo, and W may be used, or a combination thereof may be used. In the case of V and / or Mo, 0.42 ≦ z <0.90.

磁気モーメントの増大およびキュリー温度向上に伴う実用温度での磁化向上と磁気異方性向上の観点から、Feの一部をCoで置換することは好ましい。しかし置換量が多すぎる場合は、却って磁化や磁気異方性の低下をもたらすため望ましくない。具体的には、Co置換量yは0≦y≦0.4が望ましく、0.1≦y≦0.3がより望ましく、0.15≦y≦0.20が好ましい。 From the viewpoint of improving the magnetization and magnetic anisotropy at the practical temperature accompanying the increase in the magnetic moment and the increase in the Curie temperature, it is preferable to replace a part of Fe with Co. However, if the amount of substitution is too large, it is not desirable because it causes a decrease in magnetization and magnetic anisotropy. Specifically, the Co substitution amount y is preferably 0 ≦ y ≦ 0.4, more preferably 0.1 ≦ y ≦ 0.3, and preferably 0.15 ≦ y ≦ 0.20.

Cuを添加することで、主相と共存する、主相よりも希土類リッチな粒界相(R−Cu系粒界相)が生成する。この希土類リッチな粒界相の生成により、以下の効果を得ることができる。
・熱処理によって主相の結晶成長が進行しやすくなる。
・溶解・凝固時の異相の生成を低減できる。
・希土類リッチな粒界相が水素を吸収・放出するため、主相と粒界相との間にクラックが生じ、効率よく単結晶粒子に粉砕され得る。
・Znリッチ層が主相結晶の粒周りを包囲しやすくなり、保磁力が向上する。
By adding Cu, a rare earth-rich grain boundary phase (R-Cu-based grain boundary phase) coexisting with the main phase is generated. The following effects can be obtained by forming this rare earth-rich grain boundary phase.
-The heat treatment facilitates the progress of crystal growth of the main phase.
-It is possible to reduce the formation of different phases during dissolution and solidification.
-Since the rare earth-rich grain boundary phase absorbs and releases hydrogen, cracks occur between the main phase and the grain boundary phase, and the particles can be efficiently pulverized into single crystal particles.
-The Zn-rich layer makes it easier to surround the grains of the main phase crystal, improving the coercive force.

Cuの量は、希土類合金中に生成する粒界相の量を決める。粒界相の量が少ないと溶解・凝固時のbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合あり)やNd(Fe、Ti)29型の結晶構造の相(以下、3−29相)やThZn17型やThNi17型やその内部に不規則置換部を有する結晶構造の相(以下、2−17相)などの異相が消失できないばかりでなく、異方性焼結磁粉を得るのに十分な大きさまで結晶成長させるのが容易ではない。本発明者等の検討の結果、0.40≦α≦0.70の範囲が望ましい。 The amount of Cu determines the amount of grain boundary phase formed in the rare earth alloy. If the amount of grain boundary phase is small, bcc (Fe, Co) phase (may contain M element) and Nd 3 (Fe, Ti) 29 type crystal structure phase (hereinafter, 3-29) during dissolution and solidification. Not only can the different phases such as (phase), Th 2 Zn 17 type, Th 2 Ni 17 type, and the phase of the crystal structure having an irregular substitution part inside (hereinafter referred to as 2-17 phase) not disappear, but also anisotropic firing. It is not easy to grow crystals to a size sufficient to obtain a magnetized powder. As a result of examination by the present inventors, a range of 0.40 ≦ α ≦ 0.70 is desirable.

生成する粒界相はCu基である。この粒界相は、主にKHg型の結晶構造の相(以下、1−2相)であり、他にRとCu、Fe、Coの比が1:4の組成(以下、1−4組成)の相も含む。粒界相を構成するR元素は、1−2相と1−4組成の相ともにR2/(R1+R2)のモル比が主相のそれよりも高くなる。また、FeとCoを若干固溶し、その固溶量は1−4組成の相の方が1−2相よりも多い。Tiは両相ともにほとんど固溶しない。ほかのM元素もほとんど固溶しないものが多い。 The grain boundary phase produced is a Cu group. The grain boundary phase is primarily the phase of the crystal structure of KHG 2 type (hereinafter, 1-2 phase), and other R and Cu, Fe, the ratio of Co 1: Composition of 4 (hereinafter, 1-4 Composition) phase is also included. The molar ratio of R2 / (R1 + R2) of the R element constituting the grain boundary phase is higher than that of the main phase in both the 1-2 phase and the 1-4 composition phase. In addition, Fe and Co are slightly dissolved, and the amount of the solid solution is larger in the phase having a 1-4 composition than in the phase 1-2. Ti hardly dissolves in both phases. Most of the other M elements do not dissolve in solid solution.

wの適正な量は添加するCu量により変化するが、8≦w≦12である。wが大き過ぎると軟磁性のbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合あり)が生成し、またwが小さ過ぎると2−17相や3−29相が生成するためである。 The appropriate amount of w varies depending on the amount of Cu added, but is 8 ≦ w ≦ 12. This is because if w is too large, a soft magnetic bcc (Fe, Co) phase (which may contain M element) is formed, and if w is too small, a 2-17 phase or a 3-29 phase is formed.

このようにして得られるR−Fe−Co−M−Cu系希土類合金粉末は、ThMn12型結晶構造を有する主相結晶粒を含む。本発明の希土類合金粉末におけるTnMn12型化合物の主相結晶粒は、典型的には1000℃以上でも安定に存在することができ、焼結法などの高性能磁石作製プロセスを採用するのに好適に用いることができる。なお、一般的に「ThMn12型結晶構造」は正方晶であるが、本発明の実施形態では、正方晶の結晶格子がわずかに歪んで斜方晶の対称性を有する場合や、結晶中の原子の周期性がわずかに乱れた場合でも「ThMn12型結晶構造」とみなす。また、Cu含有の有無にかかわらず、例えばTi元素の場合、主相濃度が7.7at%未満の組成では結晶内部に希土類元素と2つのFe元素(Feダンベル)とが不規則に置換した部分を含むことがある。このことは、Yを使用することで非特許文献1に記載の構造安定化元素の置換組成範囲より少ない量で安定化したThMn12型結晶構造において、一般的に観測されることがある。 The R-Fe-Co-M-Cu based rare earth alloy powder thus obtained contains main phase crystal grains having a ThMn 12- type crystal structure. The main phase crystal grains of the TnMn 12 type compound in the rare earth alloy powder of the present invention can typically exist stably even at 1000 ° C. or higher, and are suitable for adopting a high-performance magnet manufacturing process such as a sintering method. Can be used for. Generally, the "ThMn 12- type crystal structure" is a tetragonal crystal, but in the embodiment of the present invention, the crystal lattice of the tetragonal crystal is slightly distorted to have orthorhombic symmetry, or in the crystal. Even if the periodicity of the atom is slightly disturbed, it is regarded as "ThMn 12 type crystal structure". Further, regardless of the presence or absence of Cu, for example, in the case of Ti element, when the main phase concentration is less than 7.7 at%, a rare earth element and two Fe elements (Fe dumbbells) are irregularly replaced inside the crystal. May include. This may be generally observed in the ThMn 12- type crystal structure stabilized by using Y in an amount smaller than the substitution composition range of the structural stabilizing element described in Non-Patent Document 1.

希土類合金粉末は、さらにZnやSnを含有しても構わない。粒界相の低融点化や均一な2粒子粒界の形成をもたらし、Znリッチ層による希土類合金粉末における主相結晶粒の包囲がより円滑に進行する場合がある。 The rare earth alloy powder may further contain Zn and Sn. The melting point of the grain boundary phase may be lowered and a uniform two-grain grain boundary may be formed, and the encircling of the main phase crystal grains in the rare earth alloy powder by the Zn-rich layer may proceed more smoothly.

(希土類合金粉末の作製方法)
希土類合金粉末(R−Fe−Co−M−Cu系希土類合金粉末)の作製方法としては金型鋳造法、遠心鋳造法、ストリップキャスト法、液体超急冷法などの公知の手法により希土類合金を作製し、粉砕する方法が採用できる。合金溶湯の凝固時にbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合あり)など、特に希土類合金として好ましくない相の生成を極力抑える場合には、比較的冷却速度の速い、ストリップキャスト法や液体超急冷法を採用することができる。凝固時の冷却速度が遅い場合、析出する異相の粒サイズが大きくなるため次の熱処理工程で異相を消失し難い。液体超急冷法などで生成するナノ結晶でも、次の熱処理工程を経ることで、異方性磁粉を得るのに好適な10μm以上の結晶粒に容易に成長できるため、希土類合金はできるだけ速い冷却速度で凝固したほうがよい。凝固した組織にマクロ偏析が少なくできるだけ均一なほうがよい。例えば、液体超急冷法で作製した場合、不活性雰囲気中でロール周速度1〜40m/sが好ましい。
(Method of producing rare earth alloy powder)
Rare earth alloy powder (R-Fe-Co-M-Cu based rare earth alloy powder) is produced by known methods such as mold casting method, centrifugal casting method, strip casting method, and liquid ultra-quenching method. A method of crushing can be adopted. When the formation of a phase that is not preferable as a rare earth alloy, such as the (Fe, Co) phase of bcc (which may contain M element) during solidification of the molten alloy, is suppressed as much as possible, the strip casting method, which has a relatively high cooling rate, or The liquid ultra-quenching method can be adopted. When the cooling rate at the time of solidification is slow, the grain size of the precipitated different phase becomes large, so that the different phase is unlikely to disappear in the next heat treatment step. Even nanocrystals produced by the liquid ultra-quenching method can be easily grown into crystal grains of 10 μm or more suitable for obtaining anisotropic magnetic powder by undergoing the following heat treatment process, so that rare earth alloys have the fastest cooling rate possible. It is better to solidify with. It is better that the coagulated structure has less macrosegregation and is as uniform as possible. For example, when produced by the liquid ultra-quenching method, the roll peripheral speed is preferably 1 to 40 m / s in an inert atmosphere.

また、希土類合金に熱処理を適用することで、凝固過程で生成した異相を低減したり、異方性焼結磁石用原料として有用な単結晶ライクの粒子からなる粉末を粉砕法で容易に得るための結晶粒を粗大化することができる。組成で変わるが、1−2相と1−4組成の相との共晶温度が820℃付近にあり、1−2相の融点は860℃付近、1−4相の融点は880℃付近にある。そのため、熱処理温度は900℃以上1250℃以下が好ましく、1000℃以上1100℃以下がより好ましい。熱処理時間は温度によるが5分以上50時間以下が望ましい。時間が短すぎると異相を消失させるのに十分な反応が生じなかったり粒成長が不十分だったりし、時間が長過ぎると希土類元素の蒸発や酸化が生じ、かつ操業上の効率も悪い。この温度域では粒界相は液相となって主相の一部を溶解・再析出させるために、液相を介した速い化学反応で主相は飛躍的に結晶粒が成長し、また凝固時の異相もその粒サイズが大きくない場合には容易に消失させることができる。粒界相の量は3wt%以上、20wt%以下が望ましい。粒界相の量が少ないと溶解・凝固時の異相が消失できないばかりでなく異方性焼結磁粉を得るのに十分な大きさまで結晶成長させるのが容易ではなく、また、粒界相の量が多いと主相の比率が低下するため磁石体としての磁化が低下するからである。なお、この工程で消失しきれなかったbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合あり)は、少量なら工程Cで消失させることが可能である。 Further, by applying heat treatment to the rare earth alloy, it is possible to reduce the heterogeneous phase generated in the solidification process and to easily obtain a powder composed of single crystal-like particles useful as a raw material for anisotropic sintered magnets by a pulverization method. Crystal grains can be coarsened. Although it depends on the composition, the eutectic temperature of the 1-2 phase and the 1-4 composition phase is around 820 ° C, the melting point of the 1-2 phase is around 860 ° C, and the melting point of the 1-4 phase is around 880 ° C. is there. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 900 ° C. or higher and 1250 ° C. or lower, and more preferably 1000 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower. The heat treatment time depends on the temperature, but is preferably 5 minutes or more and 50 hours or less. If the time is too short, a sufficient reaction will not occur to eliminate the heterogeneous phase or the grain growth will be insufficient, and if the time is too long, the rare earth elements will evaporate and oxidize, and the operational efficiency will be poor. In this temperature range, the grain boundary phase becomes a liquid phase and a part of the main phase is dissolved and reprecipitated. Therefore, in the main phase, crystal grains grow dramatically and solidify due to a rapid chemical reaction via the liquid phase. The different phase of time can be easily eliminated if the grain size is not large. The amount of grain boundary phase is preferably 3 wt% or more and 20 wt% or less. If the amount of grain boundary phase is small, not only the heterogeneous phase during dissolution and solidification cannot be eliminated, but also it is not easy to grow the crystal to a size sufficient to obtain anisotropic sintered magnetic powder, and the amount of grain boundary phase. This is because the ratio of the main phase decreases when the amount is large, so that the magnetization as a magnet body decreases. The bcc (Fe, Co) phase (which may contain M element) that could not be completely eliminated in this step can be eliminated in step C if the amount is small.

希土類合金に含まれる粒界相は、希土類リッチな組成であることを反映して水素の吸収と放出現象が生じ、特に水素中で熱処理することで顕著に生じる。水素の吸収と放出を行うことで希土類リッチ相は体積膨張と収縮を起し、主相結晶粒と副相との間にクラックが生じる。例えば、希土類合金を水素中で400℃以上まで昇温して水素を吸収させた後、真空雰囲気に切り替えて700℃以下で十分に水素を放出させたりする。これによって、ジェットミルやスタンプミルやボールミルなどを用いた粉砕工程時に、クラック部で磁粉が割れる確率が高まり、単結晶単位の微粉を多く含む高配向可能な異方性磁粉が得ることが可能となる。 The grain boundary phase contained in the rare earth alloy causes hydrogen absorption and release phenomena reflecting the rare earth rich composition, and is particularly remarkable by heat treatment in hydrogen. By absorbing and releasing hydrogen, the rare earth rich phase undergoes volume expansion and contraction, and cracks occur between the main phase crystal grains and the subphase. For example, a rare earth alloy is heated to 400 ° C. or higher in hydrogen to absorb hydrogen, and then switched to a vacuum atmosphere to sufficiently release hydrogen at 700 ° C. or lower. This increases the probability that the magnetic powder will crack at the cracks during the crushing process using a jet mill, stamp mill, ball mill, etc., making it possible to obtain highly orientable anisotropic magnetic powder containing a large amount of fine powder in single crystal units. Become.

このようにして希土類合金粉末を作製し得る。 In this way, a rare earth alloy powder can be produced.

[工程B:Zn−Ga系合金を用意する工程]
(Zn−Ga系合金の組成)
本発明者らが鋭意研究した結果、本発明の実施形態にかかるZn−Ga系合金の組成は、ZnとGaを少なくとも必ず含む。また、Cuが希土類合金粉末に含まれない場合は、Zn−Ga系合金中に入れておく必要がある。Zn−Ga系合金組成は、Rβ(Fe、Co)γGaδZnεで記述される。Rは希土類元素(スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された)少なくとも1つの元素であり、0≦β<0.25、0≦γ<0.4、0<δ<1、0<ε<1を満足する組成比率である。また、Zn−Ga系合金は、さらにCuを5at%以下で添加しても構わず、TiやV、Nb、Ta、Mo、Wなどを少なくとも1種以上を5at%以下で添加しても構わない。
[Step B: Step of preparing Zn-Ga alloy]
(Composition of Zn-Ga alloy)
As a result of diligent research by the present inventors, the composition of the Zn—Ga based alloy according to the embodiment of the present invention always contains Zn and Ga at least. When Cu is not contained in the rare earth alloy powder, it is necessary to put it in the Zn—Ga based alloy. The composition of the Zn—Ga based alloy is described by R β (Fe, Co) γ Ga δ Zn ε . R is at least one element of a rare earth element (selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids), 0≤β <0.25, 0≤γ <0.4, 0 <. The composition ratio satisfies δ <1, 0 <ε <1. Further, in the Zn—Ga based alloy, Cu may be further added at 5 at% or less, and at least one or more of Ti, V, Nb, Ta, Mo, W and the like may be added at 5 at% or less. Absent.

R元素は、希土類合金粉末から調達することが可能であるため無くても構わないが、Znリッチ層の主の相の構成元素であるため、あらかじめ入れておくことが好ましい。R元素は主相を構成する元素から選ばれる少なくとも1種である。R元素の導入量が多すぎると、主相との反応が顕著になり3−29相や2−17相が生成して、希土類磁石用磁粉の磁化が低下する。より好ましくは、0≦β≦0.10である。 The R element may be omitted because it can be procured from the rare earth alloy powder, but it is preferable to add it in advance because it is a constituent element of the main phase of the Zn-rich layer. The R element is at least one selected from the elements constituting the main phase. If the amount of the R element introduced is too large, the reaction with the main phase becomes remarkable and the 3-29 phase and the 2-17 phase are generated, and the magnetization of the magnetic particle for rare earth magnets is lowered. More preferably, 0 ≦ β ≦ 0.10.

FeとCoは、Znリッチ層の主の相の構成元素であるためZnリッチ層の形成には必要な元素である。ただし、希土類合金粉末から調達することも可能であるため、必ずしもZn−Ga系合金に含まれている必要はない。とくに希土類合金粉末中のbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合がある)が十分に除去できていない場合には、Zn−Ga系合金中にFeとCoを添加しないほうがよい場合がある。一方、Zn−Ga系合金中に入れる場合は、生成するZnリッチ層への固溶限度量以下にしないとbccの(Fe、Co)相(M元素を含む場合がある)が生成して保磁力が低下する。より好ましくは、0≦γ≦0.15である。ZnとGaは、Znリッチ層の主の相の構成元素であるため必ず含まれなければならない。GaがないとZnリッチ層が主相結晶粒の表面に形成されない可能性がある。一方、ZnがないとFe−Ga系合金や2−17相が生成する。 Since Fe and Co are constituent elements of the main phase of the Zn-rich layer, they are elements necessary for forming the Zn-rich layer. However, since it can be procured from rare earth alloy powder, it does not necessarily have to be contained in the Zn—Ga based alloy. In particular, when the (Fe, Co) phase of bcc (which may contain M element) in the rare earth alloy powder has not been sufficiently removed, it is better not to add Fe and Co to the Zn—Ga based alloy. There is. On the other hand, when it is put into a Zn—Ga based alloy, the bcc (Fe, Co) phase (which may contain M element) is generated and retained unless the amount is less than the solid solution limit amount in the generated Zn-rich layer. The magnetic force decreases. More preferably, 0 ≦ γ ≦ 0.15. Since Zn and Ga are constituent elements of the main phase of the Zn-rich layer, they must be contained. Without Ga, the Zn-rich layer may not be formed on the surface of the main phase crystal grains. On the other hand, in the absence of Zn, Fe—Ga alloys and 2-17 phases are formed.

(Zn−Ga系合金の作製方法)
Zn−Ga系合金はアモルファスや複数の相によって構成されていても構わないが、極端に偏析していないことが好ましい。極端な偏析があると希土類合金粉末への円滑な包囲を阻害する場合がある。そのため比較的冷却速度の速い、ストリップキャスト法や液体超急冷法やガスアトマイズ法やディスクアトマイズ法やアーク溶解法を採用することが適当である。また、ボールミルや遊星ボールミルなどで均質な合金を準備しても構わない。ほかにも化学反応沈殿法や逆ミセル法や水熱合成法やゾルゲル法などの化学的液相法を使用したナノ粒子合成法を使用しても構わない。
(Method for producing Zn-Ga alloy)
The Zn—Ga based alloy may be amorphous or composed of a plurality of phases, but it is preferable that the Zn-Ga alloy is not extremely segregated. Extreme segregation may hinder smooth encircling of rare earth alloy powders. Therefore, it is appropriate to adopt the strip casting method, the liquid ultra-quenching method, the gas atomizing method, the disc atomizing method, or the arc melting method, which have a relatively high cooling rate. Further, a homogeneous alloy may be prepared by a ball mill, a planetary ball mill, or the like. In addition, a nanoparticle synthesis method using a chemical liquid phase method such as a chemical reaction precipitation method, an inverse micelle method, a hydrothermal synthesis method, or a sol-gel method may be used.

[工程C:前記希土類合金粉末の主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層を形成させる工程]
工程Bで作製したZn−Ga系合金を使用して、工程Aで作製した希土類合金粉末の主相結晶粒の表面にZnリッチ層を形成する熱処理を施す。Zn−Ga系合金は希土類合金粉末との反応がわずかにあるため、焼結体など既に緻密化したバルク体の粒界に沿った拡散ではこのZnリッチ層を形成するのは難しい場合がある。そこで、本工程では工程Aで作製した希土類合金粉末と工程Bで作製したZn−Ga系合金を混合してから熱処理を施すことで、高保磁力化した希土類磁石用合金粉末となる。得られた希土類磁石用合金粉末を磁場配向し、焼結や熱間成形などで緻密化することで磁化と保磁力がともに高い磁石体を得ることが可能となる。なお、本発明は<工程C>より後の工程によって限定されない。
[Step C: Step of forming a Zn-rich layer on at least a part of the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder]
Using the Zn—Ga based alloy produced in step B, a heat treatment is performed to form a Zn-rich layer on the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder produced in step A. Since the Zn-Ga alloy has a slight reaction with the rare earth alloy powder, it may be difficult to form this Zn-rich layer by diffusion along the grain boundaries of an already densified bulk body such as a sintered body. Therefore, in this step, the rare earth alloy powder produced in step A and the Zn—Ga based alloy produced in step B are mixed and then heat-treated to obtain an alloy powder for rare earth magnets having a high coercive force. By orienting the obtained alloy powder for rare earth magnets in a magnetic field and densifying it by sintering or hot forming, it is possible to obtain a magnet body having high magnetization and coercive force. The present invention is not limited to the steps after <step C>.

混合の程度は、Zn−Ga系合金が溶解して希土類合金粉末の周囲を覆う程度に均一であれば十分である。乳鉢やボールミルやロッキングミキサーなどの各種ミキサーや混合器を使用することができる。Zn−Ga系合金の導入量は、希土類合金粉末に対して1wt%から100wt%であることが望ましい。導入量が少ないと保磁力向上の効果が十分に得られず、導入量が多すぎると緻密化した際に磁石体としての磁化の低下を招く。 It is sufficient that the degree of mixing is uniform enough to dissolve the Zn—Ga based alloy and cover the periphery of the rare earth alloy powder. Various mixers and mixers such as mortars, ball mills and locking mixers can be used. The amount of Zn—Ga based alloy introduced is preferably 1 wt% to 100 wt% with respect to the rare earth alloy powder. If the amount of introduction is small, the effect of improving the coercive force cannot be sufficiently obtained, and if the amount of introduction is too large, the magnetization of the magnet body is lowered when it is densified.

なお、Zn−Ga系合金は柔らかいため、混合装置内での付着などで生産性が低下する場合がある。そのため、Zn−Ga系合金を気体状態やプラズマ状態にして希土類合金粉末の主相結晶粒の表面に付着させてもよい。Znの蒸気圧が高いことを利用して量産性が上がる場合がある。ほかにも溶融状態のZn−Ga系合金を噴射して希土類合金粉末の主相結晶粒の表面に付着させてもよい。これらの手法を採用する場合、工程Bは工程Cに含まれる。 Since the Zn—Ga alloy is soft, the productivity may decrease due to adhesion in the mixing device or the like. Therefore, the Zn—Ga based alloy may be put into a gas state or a plasma state and adhered to the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder. Mass productivity may be improved by utilizing the high vapor pressure of Zn. Alternatively, a molten Zn—Ga based alloy may be injected to adhere to the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder. When these methods are adopted, step B is included in step C.

熱処理温度は400℃以上800℃以下が好ましい。温度が400℃未満であるとZn−Ga系合金が溶解せず、800℃を超えると粒界相が溶解して溶解・再析出による主相の粒成長が生じるためである。また、熱処理は緻密化工程を兼ねないことが望ましい場合がある。なぜなら、粉同士の混合では、Zn−Ga系合金の溶解によりバルク体内部に空隙が生成して、その空隙は焼結や熱間成形の後も緻密化したバルク体内部で残存し、磁石体の磁化低下を引き起こす場合があるからである。 The heat treatment temperature is preferably 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. This is because if the temperature is less than 400 ° C., the Zn—Ga based alloy does not melt, and if it exceeds 800 ° C., the grain boundary phase dissolves and grain growth of the main phase occurs due to dissolution and reprecipitation. In addition, it may be desirable that the heat treatment does not also serve as a densification step. This is because in the mixing of powders, voids are generated inside the bulk body due to the dissolution of the Zn—Ga alloy, and the voids remain inside the compacted bulk body even after sintering or hot forming, and the magnet body. This is because it may cause a decrease in magnetization.

以下、本発明の実験例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実験例に限定されるものではない。 Hereinafter, experimental examples of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited to these experimental examples.

[実施例1]
<工程A>希土類合金粉末を用意する工程
希土類合金粉末(R−Fe−Co−M−Cu系希土類合金粉末)を以下のようにして作成した。
[Example 1]
<Step A> Step of preparing rare earth alloy powder Rare earth alloy powder (R-Fe-Co-M-Cu based rare earth alloy powder) was prepared as follows.

99.9%以上の純度のY、Sm、Fe、Co、Ti、Cuの原料金属を溶解時の希土類元素の蒸発を加味して歩増しで秤量した。アルミナ坩堝内で十分に溶解した後、周速度が15m/sで回転するCu製のロール上に溶湯を出湯した。作製した超急冷薄帯をNb箔に包含して、Ar流気中で1050℃1時間の熱処理を実施した。ジェットミルで粉砕して平均粒度10μm以下の磁粉を得た。誘導結合プラズマ発光分光(Inductively coupled plasma optical emission spectrometry、ICP−OES)法を使用して評価した希土類合金粉末の組成は、Y0.37Sm0.63(Fe0.83Co0.179.65Ti0.52Cu0.54であった。また、主相の組成は、Y0.37Sm0.63(Fe0.83Co0.1711.08Al0.07Si0.02Ti0.57Cu0.26であった。粒界相の組成は、Y0.20Sm0.80(Fe0.06Co0.03Cu0.91とY0.25Sm0.75(Fe0.14Co0.07Cu0.79であった。なお、AlとSiは、本工程で使用した坩堝に由来する。 The raw material metals of Y, Sm, Fe, Co, Ti, and Cu having a purity of 99.9% or more were weighed step by step in consideration of evaporation of rare earth elements at the time of dissolution. After being sufficiently dissolved in the alumina crucible, the molten metal was discharged on a roll made of Cu rotating at a peripheral speed of 15 m / s. The prepared ultra-quenching thin band was included in the Nb foil, and heat treatment was performed at 1050 ° C. for 1 hour in Ar flow. It was pulverized with a jet mill to obtain magnetic powder having an average particle size of 10 μm or less. The composition of the rare earth alloy powder evaluated using the inductively coupled plasma optical spectrum spectroscopy (ICP-OES) method is Y 0.37 Sm 0.63 (Fe 0.83 Co 0.17 ) 9 It was .65 Ti 0.52 Cu 0.54 . The composition of the main phase was Y 0.37 Sm 0.63 ( Fe 0.83 Co 0.17 ) 11.08 Al 0.07 Si 0.02 Ti 0.57 Cu 0.26 . The composition of the grain boundary phase is Y 0.20 Sm 0.80 (Fe 0.06 Co 0.03 Cu 0.91 ) 2 and Y 0.25 Sm 0.75 (Fe 0.14 Co 0.07 Cu 0). .79 ) It was 4 . Al and Si are derived from the crucible used in this step.

<工程B>Zn−Ga系合金を用意する工程
Zn−Ga系合金は、超急冷装置(日新技研(株)製NEV−A30023)を使用して作製した。希土類元素の蒸発を考慮して秤量した99.9%以上の純度の原料を、石英出湯管内で十分に溶解した後、20m/sで回転するCu製のロール上に溶湯を出湯し、リボン形状のZn−Ga系合金を作製した。具体的には、下記の表1に記載の組成のZn−Ga系合金を作製した。
<Step B> Step of preparing a Zn-Ga alloy The Zn-Ga alloy was produced using an ultra-quenching device (NEV-A30023 manufactured by Nissin Giken Co., Ltd.). A raw material with a purity of 99.9% or higher, which is weighed in consideration of the evaporation of rare earth elements, is sufficiently dissolved in a quartz hot water pipe, and then the hot water is discharged on a Cu roll rotating at 20 m / s to form a ribbon. Zn—Ga based alloy was prepared. Specifically, a Zn—Ga based alloy having the composition shown in Table 1 below was prepared.

<工程C>希土類合金粉末の主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層を形成させる工程
工程Aで得た希土類合金粉末に対し工程Bで得たZn−Ga系合金を50wt%添加して、Arを充填したグローブボックス内で乳鉢を使用して混合した。この混合粉末をNb容器に入れて酸化を抑制した状態を維持して、炉の中に投入した。Ar流気中において500℃で1時間の熱処理を施して実験例1から10の希土類磁石用合金粉末を作製した。
<Step C> Step of forming a Zn-rich layer on at least a part of the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder Add 50 wt% of the Zn-Ga alloy obtained in step B to the rare earth alloy powder obtained in step A. Then, they were mixed using a dairy pot in a glove box filled with Ar. This mixed powder was placed in an Nb container to maintain a state in which oxidation was suppressed, and then put into a furnace. The alloy powders for rare earth magnets of Experimental Examples 1 to 10 were prepared by heat-treating at 500 ° C. for 1 hour in Ar flow.

希土類合金粉末および希土類磁石用合金粉末をそれぞれパラフィンで結着してパルス磁場で着磁した後に、VSMを使用して室温の保磁力の変化を評価した。表1に希土類合金粉末の保磁力(HcJ_b)(Zn−Ga系合金と混合する前の希土類合金粉末の保磁力)に対する希土類磁石用合金粉末の保磁力(HcJ_a)(混合後の希土類磁石用合金粉末の保磁力)の比を「HcJ_a/HcJ_b」で示す。表2も同様である。表1に示すように、当該請求の組成範囲にあるZn−Ga系合金(実験例1〜10)を使用することで保磁力を向上させることができた。 After binding the rare earth alloy powder and the rare earth magnet alloy powder with paraffin and magnetizing them with a pulsed magnetic field, the change in coercive force at room temperature was evaluated using VSM. Table 1 rare earth alloy powder coercivity (H cJ _b) (before mixing with Zn-Ga-based alloy of a rare earth alloy powder coercivity) of the alloy powder for rare earth magnet for the coercivity (H cJ _a) (after mixing The ratio of the coercive force of the alloy powder for rare earth magnets) is indicated by "H cJ _a / H cJ _b ". The same applies to Table 2. As shown in Table 1, the coercive force could be improved by using Zn—Ga based alloys (Experimental Examples 1 to 10) within the claimed composition range.

希土類磁石用合金粉末の組成分析は、エネルギー分散形X線分光器(日本電子(株)製EX−37001)が付属した卓上走査電子顕微鏡(日本電子(株)製JCM−6000Plus、以下卓上SEM)と同じくエネルギー分散形X線分光器(日本電子(株)製JED−2300F)が付属した電界放出形走査電子顕微鏡(日本電子(株)製JSM−7001F、以下FE−SEM)をそれぞれ使用した。 The composition analysis of the alloy powder for rare earth magnets is performed by a desktop scanning electron microscope (JCM-6000Plus manufactured by JEOL Ltd., hereinafter referred to as desktop SEM) equipped with an energy dispersive X-ray spectroscope (EX-37001 manufactured by JEOL Ltd.). An electric field emission scanning electron microscope (JSM-7001F manufactured by JEOL Ltd., hereinafter referred to as FE-SEM) attached with an energy dispersive X-ray spectroscope (JED-2300F manufactured by JEOL Ltd.) was used.

より詳細な希土類磁石用合金粉末の組織評価は、原子分解能分析電子顕微鏡(STEM、日本電子(株)製JEM−ARM200F)を使用した。 A more detailed microstructure evaluation of the alloy powder for rare earth magnets was performed using an atomic resolution analysis electron microscope (STEM, JEM-ARM200F manufactured by JEOL Ltd.).

Znリッチ層の構成相は、CuKα線源を有する広角X線回折(X−ray diffractometer、XRD)装置(ブルカー・エイエックス(株)製 D8 ADVANCED/TXS)を使用した。 As the constituent phase of the Zn-rich layer, a wide-angle X-ray diffraction (XRD) apparatus (D8 ADVANCED / TXS manufactured by Bruker AX Co., Ltd.) having a CuK α radiation source was used.

保磁力は、6Tのパルス着磁を行った後、電磁石式振動試料型磁力計(Vibrating sample magnetometer, VSM, 東英工業(株)製VSM−5―20) で室温にて評価した。 The coercive force was evaluated at room temperature with a vibrating sample magnetometer (VSM, VSM-5-20 manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.) after performing pulse magnetization of 6T.

実験例1では、Zn−Ga系合金にZnリッチ層組成であるY0.01Sm0.02Ti0.02Fe0.10Co0.01Zn0.61Ga0.23を使用した。図1には、卓上SEMで評価した希土類磁石用合金粉末のBSE像と組成マップを示す。希土類合金粉末の周りの少なくとも一部に、Y0.01Sm0.03Fe0.09Co0.02Cu0.03Zn0.66Ga0.16組成のZnリッチ層が形成された、希土類磁石用合金粉末を示している。未混合の希土類合金粉末と比較すると保磁力は、比で2.80増大した。図2には、FE−SEMで評価した使用Zn−Ga系合金のBSE像と組成分析の結果を示す。前記広角X線回折も併せて分析すると、構成相は主に3種あり、代表的な組成で、(Y、Sm)(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20、と(Fe、Co)ZnGa、とZnであることを示している。これらの結果から、(Y、Sm)(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20、がZnリッチ層の主の層であることを示している。 In Experimental Example 1, Y 0.01 Sm 0.02 Ti 0.02 Fe 0.10 Co 0.01 Zn 0.61 Ga 0.23 , which is a Zn-rich layer composition, was used as the Zn—Ga based alloy. FIG. 1 shows a BSE image and a composition map of an alloy powder for rare earth magnets evaluated by a tabletop SEM. Rare earths in which a Zn-rich layer having a composition of Y 0.01 Sm 0.03 Fe 0.09 Co 0.02 Cu 0.03 Zn 0.66 Ga 0.16 was formed around at least a part of the rare earth alloy powder. Shows alloy powder for magnets. The coercive force increased by 2.80 in comparison with the unmixed rare earth alloy powder. FIG. 2 shows the BSE image of the used Zn—Ga based alloy evaluated by FE-SEM and the result of composition analysis. When the wide-angle X-ray diffraction is also analyzed, there are mainly three types of constituent phases, and the typical compositions are (Y, Sm) (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 , and (Fe,). Co) Zn 2 Ga 2 and Zn are shown. From these results, it is shown that (Y, Sm) (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 is the main layer of the Zn-rich layer.

実験例2では、Zn−Ga系合金にSm0.08Zn0.38Ga0.54を使用した。実験例1と同様に、希土類合金粉末の少なくとも一部にZnリッチ層が形成された、希土類磁石用合金粉末を得た。保磁力は比で3.00増大した。図3には、STEMで評価した組織とその組成分析結果を示す。SEMで単色に観えたZnリッチ層の中にはTiが濃化したTiリッチ相が偏在していることを示す。Znリッチ層にはTiリッチ相が含まれることを示している。Znリッチ層の主の相である(Y、Sm)(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20を構成する上で、Tiは必ずしも必要のない元素であることも示している。Znリッチ層の表面に主に(Fe、Co、Zn)GaのGaリッチ層が形成されていることも示している。希土類磁石用合金粉末の間の距離を拡張することができる。 In Experimental Example 2, Sm 0.08 Zn 0.38 Ga 0.54 was used as the Zn—Ga based alloy. Similar to Experimental Example 1, an alloy powder for a rare earth magnet having a Zn-rich layer formed on at least a part of the rare earth alloy powder was obtained. The coercive force increased by 3.00 in proportion. FIG. 3 shows the tissue evaluated by STEM and the composition analysis result thereof. It is shown that the Ti-rich phase in which Ti is concentrated is unevenly distributed in the Zn-rich layer that can be seen as a single color by SEM. It is shown that the Zn-rich layer contains a Ti-rich phase. It is also shown that Ti is an element that is not always necessary to form (Y, Sm) (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 , which is the main phase of the Zn-rich layer. It is also shown that a Ga-rich layer of (Fe, Co, Zn) Ga 3 is mainly formed on the surface of the Zn-rich layer. The distance between alloy powders for rare earth magnets can be extended.

実験例3から実験例10は、Zn−Ga系合金の構成元素の種類とそれら組成を変えたものである。卓上SEMで評価したところ実験例1と実験例2で観られるような材料組織が得られた。希土類合金粉末の少なくとも一部をZnリッチ層が形成された希土類磁石用合金粉末は、Znリッチ層が形成されていない希土類合金粉末に対して、すべて保磁力が増大した。 In Experimental Examples 3 to 10, the types and compositions of the constituent elements of the Zn—Ga based alloy are changed. When evaluated by a tabletop SEM, a material structure as seen in Experimental Example 1 and Experimental Example 2 was obtained. The coercive force of the rare earth magnet alloy powder in which at least a part of the rare earth alloy powder was formed was increased as compared with the rare earth alloy powder in which the Zn-rich layer was not formed.

[実施例2]
表2の実験例11から21に示す希土類合金粉末の主相の組成になるように希土類合金粉末を実施例1と同様にしてそれぞれ作製した(工程A)。さらに実験例1のZn−Ga系合金を用意し(工程B)、実施例1と同様にして混合し、熱処理(工程C)を行い、希土類磁石用合金粉末を得た。
[Example 2]
Rare earth alloy powders were prepared in the same manner as in Example 1 so as to have the composition of the main phase of the rare earth alloy powders shown in Experimental Examples 11 to 21 in Table 2 (step A). Further, the Zn—Ga based alloy of Experimental Example 1 was prepared (step B), mixed in the same manner as in Example 1 and heat-treated (step C) to obtain an alloy powder for rare earth magnets.

R種やその組成比率に応じて固溶種やその量などに相違はあるが、実施例11〜21を卓上SEMで確認したところZnリッチ層が主相結晶粒の表面の少なくとも一部に形成された材料組織が得られていた。表2に示すように実施例11から21の希土類磁石用合金粉末のすべてで保磁力は増大した。M元素種やR元素種によらず保磁力向上効果が得られることが示された。 Although there are differences in the solid solution type and its amount depending on the R type and its composition ratio, when Examples 11 to 21 were confirmed by a tabletop SEM, a Zn-rich layer was formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grains. The material structure was obtained. As shown in Table 2, the coercive force was increased in all of the alloy powders for rare earth magnets of Examples 11 to 21. It was shown that the coercive force improving effect can be obtained regardless of the M element species and the R element species.

本開示の実施形態は、ThMn12型化合物の主相結晶粒を有する希土類磁石の製造に使用され得る。このような希土類磁石はモータおよびアクチュエータなどに好適に利用され得るため、産業上の様々な用途を持つ。 The embodiments of the present disclosure can be used in the production of rare earth magnets having main phase crystal grains of ThMn type 12 compounds. Since such rare earth magnets can be suitably used for motors, actuators, and the like, they have various industrial uses.

Claims (4)

Fe基のThMn12型化合物の主相結晶粒を含む希土類磁石用合金粉末であって、
前記希土類磁石用合金粉末は、主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層が形成された主相結晶粒を含み、
前記Znリッチ層はCeCrAl20型のR(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20(Rは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つであり、ZrまたはHfを含んでいてもよい)を含む、希土類磁石用合金粉末。
An alloy powder for rare earth magnets containing main phase crystal grains of a Fe-based ThMn 12- type compound.
The alloy powder for rare earth magnets contains main phase crystal grains in which a Zn-rich layer is formed on at least a part of the surface of the main phase crystal grains.
The Zn-rich layer is a CeCr 2 Al 20 type R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 (R is at least selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids. An alloy powder for rare earth magnets, which is one and may contain Zr or Hf).
前記Znリッチ層の表面の少なくとも一部に更にGaリッチ層が形成された主相結晶粒を含み、
前記Gaリッチ層は、IrIn型の(Fe、Co、Zn)Gaを含む、請求項1に記載の希土類磁石用合金粉末。
Main phase crystal grains in which a Ga-rich layer is further formed are contained in at least a part of the surface of the Zn-rich layer.
The alloy powder for rare earth magnets according to claim 1, wherein the Ga-rich layer contains IrIn 3 type (Fe, Co, Zn) Ga 3 .
前記主相結晶粒は、Cuを含有する、請求項1または2に記載の希土類磁石用合金粉末。 The alloy powder for rare earth magnets according to claim 1 or 2, wherein the main phase crystal grains contain Cu. 組成式RTzCuαの希土類合金粉末であって、Rはスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つの元素であり、Tは、Feおよび/またはCoであり、MはTi、V、Mo、W、Nb、Taからなる構造安定化元素の少なくとも1種であり、w、z、αは、それぞれ、8≦w≦12、0.42≦z<0.70、0.40≦α≦0.70である、希土類合金粉末を用意する工程と、
組成式Rβ(Fe、Co)γGaδZnεのZn−Ga系合金であって、Rはスカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つの元素であり、0≦β<0.25、0≦γ<0.4、0<δ<1、0<ε<1である、Zn−Ga系合金を用意する工程と、
前記希土類合金粉末と前記Zn−Ga系合金とを混合して400℃以上800℃以下で加熱し、前記希土類合金粉末の主相結晶粒の表面の少なくとも一部にZnリッチ層を形成させる工程と、を含み、
前記Znリッチ層はCeCrAl20型のR(Fe、Co、Cu)(Ga、Zn)20(Rは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、およびランタノイドからなる群から選択された少なくとも1つであり、ZrまたはHfを含んでいてもよい)を含む、希土類磁石用合金粉末の製造方法。
A rare earth alloy powder of composition formula RT w M z Cu α , where R is at least one element selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanides, and T is Fe and /. Or Co, M is at least one of the structure stabilizing elements composed of Ti, V, Mo, W, Nb, and Ta, and w, z, and α are 8 ≦ w ≦ 12, 0.42 ≦, respectively. A step of preparing a rare earth alloy powder in which z <0.70 and 0.40 ≦ α ≦ 0.70, and
Composition Formula R β (Fe, Co) γ Ga δ Zn ε Zn-Ga alloy, R is at least one element selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids. Yes, there is a step of preparing a Zn—Ga based alloy in which 0 ≦ β <0.25, 0 ≦ γ <0.4, 0 <δ <1, 0 <ε <1, and
A step of mixing the rare earth alloy powder and the Zn—Ga based alloy and heating at 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower to form a Zn-rich layer on at least a part of the surface of the main phase crystal grains of the rare earth alloy powder. , Including
The Zn-rich layer is a CeCr 2 Al 20 type R (Fe, Co, Cu) 2 (Ga, Zn) 20 (R is at least selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids. A method for producing an alloy powder for a rare earth magnet, which is one and may contain Zr or Hf).
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