JP2022543490A - ネオジム鉄ホウ素磁石材料、製造方法、並びに応用 - Google Patents
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Abstract
Description
R:29.5~31.5wt.%、かつRH>1.5wt.%、
Cu:0.05~0.25wt.%、
Co:0.42~2.6wt.%、
Ga:0.20~0.3wt.%、
N:0.25~0.3wt.%、前記NはZr、Nb、Hf、およびTiのうちの1つまたは複数であり、
Al:0.46~0.6wt.%又はAl≦0.04wt.%、ただし、0wt.%ではなく、
B:0.98~1wt.%、
Fe:64~68wt.%、
ここで、前記Rは、希土類元素であり、前記Rには、少なくともNd及びRHが含まれ、前記RHは、重希土類元素であり、前記RHにはTbが含まれ、
前記Tbと前記Coとの質量比は15以下であるが、0ではない。
Nd:27~28wt.%、
Tb:2.8~4wt.%、
Cu:0.05~0.16wt.%、
Co:1.48~2.7wt.%、
Ga:0.2~0.26wt.%、
N:0.25~0.3wt.%、
Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、
B:0.98~0.99wt.%、
Fe:64~66wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、
ここで、NはZr及び/又はTiであり、
前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~13wt.%を占め、
前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~15):1である。
Nd:27~28wt.%、
Tb:2.8~4wt.%、
Cu:0.05~0.16wt.%、
Co:1.48~2.7wt.%、
Ga:0.2~0.26wt.%、
N:0.25~0.3wt.%、
Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、
B:0.98~0.99wt.%、
Fe:64~66wt.%、
Mn:0.01~0.035wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、
ここで、NはZr及び/又はTiであり、
前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~13wt.%を占め、
前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~15):1である。
Nd:27~28wt.%、
Tb:2.9~3.4wt.%、
Cu:0.05~0.16wt.%、
Co:1.48~2.7wt.%、
Ga:0.2~0.26wt.%、
N:0.26~0.3wt.%、
Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、
B:0.98~0.99wt.%、
Fe:64~66wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、
ここで、NはZr及び/又はTiであり、
前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~11wt.%を占め、
前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~3):1である。
Nd:27~28wt.%、
Tb:2.9~3.4wt.%、
Cu:0.05~0.16wt.%、
Co:1.48~2.7wt.%、
Ga:0.2~0.26wt.%、
N:0.26~0.3wt.%、
Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、
B:0.98~0.99wt.%、
Fe:64~66wt.%、
Mn:0.01~0.035wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、
ここで、NはZr及び/又はTiであり、
前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~11wt.%を占め、
前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~3):1である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.27wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.72wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.13wt.%、
Tb:3.35wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.26wt.%、
Al:0.45wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.74wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Ti:0.27wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.70wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.27wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.72wt.%、
Mn:0.03wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:2.6wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.27wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:64.86wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味する。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.3wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.72wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.27wt.%、
Al:0.03wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.72wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.05wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.25wt.%、
Zr:0.27wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.72wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
Nd:27.44wt.%、
Tb:2.98wt.%、
Cu:0.15wt.%、
Co:1.49wt.%、
Ga:0.2wt.%、
Zr:0.27wt.%、
Al:0.46wt.%、
B:0.99wt.%、
Fe:65.72wt.%、
パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、残部は不可避的不純物である。
本発明の積極的かつ進歩的な効果は以下の点にある。本出願の磁性体材料は、HcjとBrがいずれも高いとともに、BrとHcjの温度係数が低い。ここで、Hcjは13.39kOe以上に達することができ、Brは26.8kGs以上に達することができ、また、20~100℃のBrの温度係数|α|は0.092(Br)%/℃以下に達することができ、20~100℃のHcj温度係数|β|は0.46(Hcj)%/℃以下に達することができる。
1、本実施例においてネオジム鉄ホウ素磁性体材料の製造に使用された原料としては、主合金がNd28.46Fe66.73B0.99Tb1.2Co1.49Cu0.15Ga0.25Zr0.27Al0.46、副合金がNd20Fe60.36B0.99Tb16Co1.49Cu0.15Ga0.25Zr0.3Al0.46であり、ここで、下付き文字の数値は、各元素が前記主合金または副合金で占める質量百分率であり、ここで主合金と副合金の質量比は88:12であった。
(1)磁気特性検出
(1)磁気特性の評価:中国計量院のNIM-10000H型BH大塊希土類永久磁石非破壊測定システムを用いてネオジム鉄ホウ素磁石材料の磁気特性検出を行った。以下の表4は、磁気特性検出の結果を示している。
FE-EPMAによる検出:ネオジム鉄ホウ素磁石材料の垂直配向面を研磨し、電界放出電子プローブマイクロアナライザー(FE-EPMA)(日本電子株式会社(JEOL)、8530F)で検出した。まず、FE-EPMAで面走査することにより、磁石におけるTb、Co等の元素の分布を特定し、その後、FE-EPMAで単一点(シングルポイント)定量分析することにより、キー相におけるTb、Co等の元素の含有量を特定する。試験条件は、加速電圧15kv、プローブビーム50nAであった。
Claims (10)
- ネオジム鉄ホウ素磁石材料が提供され、質量百分率で下記の成分を含み、
R:29.5~31.5wt.%、かつRH>1.5wt.%、
Cu:0.05~0.25wt.%、
Co:0.42~2.6wt.%、
Ga:0.20~0.3wt.%、
N:0.25~0.3wt.%、前記NはZr、Nb、Hf、およびTiのうちの1つまたは複数であり、
Al:0.46~0.6wt.%又はAl≦0.04wt.%、ただし、0wt.%ではなく、
B:0.98~1wt.%、
Fe:64~68wt.%、
ここで、前記Rは、希土類元素であり、前記Rには、少なくともNd及びRHが含まれ、前記RHは、重希土類元素であり、前記RHにはTbが含まれ、
前記Tbと前記Coとの質量比は15以下であるが、0ではない、
ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素磁石材料。 - 前記Rの含有量は、30.15~31wt.%であり、好ましくは、30.1~30.6wt.%であり、より好ましくは、30.42wt.%又は30.48wt.%であり、および/または、
前記Rには、軽希土類元素がさらに含まれ、好ましくは、Prが含まれ、および/または、
前記Ndの含有量は、27~28wt.%であり、好ましくは、27.13wt.%又は27.44wt.%であり、および/または、
前記Rにおける前記RHの質量百分率は、9.7~13wt.%であり、好ましくは、9.7~11wt.%であり、より好ましくは、9.7wt.%であり、および/または、
前記RHの含有量は、2.8~4wt.%であり、好ましくは、2.9~3.4wt.%であり、より好ましくは、2.98wt.%又は3.35wt.%であり、および/または、
前記Cuの含有量は、0.05~0.16wt.%であり、好ましくは、0.05wt.%又は0.15wt.%であり、および/または、
前記Coの含有量は、1.48~2.7wt.%であり、好ましくは、1.49wt.%、1.51wt.%又は2.6wt.%であり、より好ましくは、1.48~1.51wt.%であり、および/または、
前記Gaの含有量は、0.2~0.26wt.%であり、好ましくは、0.2wt.%又は0.25wt.%であり、および/または、
前記Nの含有量は、0.26~0.3wt.%であり、好ましくは、0.26wt.%、0.27wt.%又は0.3wt.%であり、および/または、
前記Nの種類は、Zr、Nb、Hf及びTiのうちの1種又は複数種であり、好ましくは、Zr及び/又はTiであり、および/または、
前記Alの含有量は、0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%であり、好ましくは、0.03wt.%、0.45wt.%又は0.46wt.%であり、および/または、
前記Bの含有量は、0.98~0.99wt.%であり、好ましくは、0.99wt.%であり、および/または、
前記Feの含有量は、64~66wt.%であり、好ましくは、64.86wt.%、65.7wt.%、65.72wt.%又は65.74wt.%であり、および/または、
前記Tbと前記Coの質量比は、(1~15):1であり、好ましくは、(1~3):1であり、より好ましくは、3.35:1.49又は2:1であり、および/または、
前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料には、Mnがさらに含まれ、および/または、
Tbは前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料中の結晶粒の粒界と中心部分において分布し、前記粒界に分布するTbの含有量は、前記結晶粒の中心部分に分布するTbの含有量よりも高いことが好ましく、および/または、
前記Nは粒界に分布しており、および/または、
前記Coは、粒界三角領域に分布しており、および/または、
ネオジム鉄ホウ素磁石材料の粒界三角領域において、前記Tbの分布が前記Coの分布と重なっていない、
ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素磁石材料。 - 前記Mnの含有量は、0.035wt.%以下であるが0wt.%ではなく、好ましくは、0.01~0.035wt.%であり、より好ましくは、0.03wt.%であり、
ことを特徴とする請求項2に記載のネオジム鉄ホウ素磁石材料。 - 前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料は、質量百分率で下記の成分を含み、Nd:27~28wt.%、Tb:2.8~4wt.%、Cu:0.05~0.16wt.%、Co:1.48~2.7wt.%、Ga:0.2~0.26wt.%、N:0.25~0.3wt.%、Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、B:0.98~0.99wt.%、Fe:64~66wt.%、パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、ここで、NはZr及び/又はTiであり、前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~13wt.%を占め、前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~15):1であり、
好ましくは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料は、質量百分率で下記の成分を含み、Nd:27~28wt.%、Tb:2.8~4wt.%、Cu:0.05~0.16wt.%、Co:1.48~2.7wt.%、Ga:0.2~0.26wt.%、N:0.25~0.3wt.%、Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、B:0.98~0.99wt.%、Fe:64~66wt.%、Mn:0.01~0.035wt.%、パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、ここで、NはZr及び/又はTiであり、前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~13wt.%を占め、前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~15):1であり、
好ましくは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料は、質量百分率で下記の成分を含み、Nd:27~28wt.%、Tb:2.9~3.4wt.%、Cu:0.05~0.16wt.%、Co:1.48~2.7wt.%、Ga:0.2~0.26wt.%、N:0.26~0.3wt.%、Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、B:0.98~0.99wt.%、Fe:64~66wt.%、パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、ここで、NはZr及び/又はTiであり、前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~11wt.%を占め、前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~3):1であり、
好ましくは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料は、質量百分率で下記の成分を含み、Nd:27~28wt.%、Tb:2.9~3.4wt.%、Cu:0.05~0.16wt.%、Co:1.48~2.7wt.%、Ga:0.2~0.26wt.%、N:0.26~0.3wt.%、Al:0.46~0.5wt.%又は0.02~0.04wt.%、B:0.98~0.99wt.%、Fe:64~66wt.%、Mn:0.01~0.035wt.%、パーセントとは、前記ネオジム鉄ホウ素磁石材料における質量百分率を意味し、ここで、NはZr及び/又はTiであり、前記Tbは前記Ndと前記Tbの総質量の9.7~11wt.%を占め、前記Tbと前記Coとの質量比は、(1~3):1である、
ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素磁石材料。 - ネオジム鉄ホウ素磁石材料を製造するための主合金であって、前記主合金の組成は、Nda-Feb-Bc-Tbd-Coe-Cuf-Gag-Alx-Mny-Nhであり、ここで、a、b、c、d、e、f、g、h、x、及びyは、各元素が前記主合金に占める質量分率であり、aは26~30wt.%であり、bは64~68wt.%であり、cは0.96~1.1wt.%であり、dは0.5~5wt.%であり、eは0.5~2.6wt.%であり、fは0.05~0.3wt.%であり、gは0.05~0.3wt.%であり、xは0.04wt.%以下であるが0wt.%ではなく、又は、xは0.46~0.6wt.%であり、yは0~0.04wt.%であり、hは0.2~0.5wt.%であり、パーセントとは、前記主合金における質量百分率を意味し、
好ましくは、前記aは、28~29wt.%であり、より好ましくは、28.46wt.%であり、および/または、
前記bは、65.5~67.5wt.%であり、好ましくは、65.62wt.%、66.63wt.%、66.7wt.%、66.73wt.%、66.78wt.%、66.83wt.%又は67.16wt.%であり、および/または、
前記cは、0.98~1wt.%であり、好ましくは、0.99wt.%であり、および/または、
前記dは、1~1.5wt.%であり、好ましくは、1.1~1.3wt.%であり、より好ましくは、1.2wt.%又は1.3wt.%であり、および/または、
前記eは、1.4~2.6wt.%であり、好ましくは、1.49wt.%又は2.6wt.%であり、および/または、
前記fは、0.05~0.16wt.%であり、好ましくは、0.05wt.%又は0.15wt.%であり、および/または、
前記gは、0.1~0.25wt.%であり、好ましくは、0.2wt.%又は0.25wt.%であり、および/または、
前記hは、0.25~0.3wt.%であり、好ましくは、0.27wt.%であり、および/または、
前記xは、0.02~0.04wt.%又は0.45~0.47wt.%であり、好ましくは、0.03wt.%又は0.46wt.%であり、および/または、
前記yは、0.02~0.04wt.%であり、好ましくは、0.03wt.%であり、パーセントとは、前記主合金における質量百分率を意味する、
ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素磁石材料を製造するための主合金。 - 前記主合金の成分は、好ましくは、Nda-Feb-Bc-Tbd-Coe-Cuf-Gag-Alx-Mny-Nhであり、ここで、a、b、c、d、e、f、g、h、x、及びyは、各元素が前記主合金に占める質量分率であり、aは28~29wt.%であり、bは65.5~67.5wt.%であり、cは0.98~1wt.%であり、dは1~1.5wt.%であり、eは1.4~2.6wt.%であり、fは0.05~0.16wt.%であり、gは0.1~0.25wt.%であり、xは0.02~0.04wt.%又は0.45~0.47wt.%であり、yは0.02~0.04wt.%であり、hは0.25~0.3wt.%であり、パーセントとは、前記主合金における質量百分率を意味する、
ことを特徴とする請求項5に記載の主合金。 - ネオジム鉄ホウ素磁石材料を製造するための副合金であって、前記副合金の組成は、Ndi-Fej-Bk-Tbl-Com-Cun-Gao-Alr-Mnt-Npであり、ここで、i、j、k、l、m、n、o、p、r及びtは、各元素が前記副合金に占める質量分率であり、iは5~30wt.%であり、jは59~65wt.%であり、kは0.98~1wt.%であり、lは5~25wt.%であり、mは0.5~2.7wt.%であり、nは0.05~0.3wt.%であり、oは0.05~0.3wt.%であり、rは0.04wt.%以下であるが0wt.%ではなく、又は、rは0.46~0.6wt.%であり、tは0~0.04wt.%であり、pは0~0.5wt.%であり、パーセントとは、前記副合金における質量百分率を意味し、
好ましくは、前記iは、15~25wt.%であり、好ましくは、19~21wt.%であり、および/または、
前記jは、59~61wt.%であり、好ましくは、59.25wt.%、60.33wt.%、60.36wt.%、60.39wt.%、60.41wt.%、60.46wt.%又は60.79wt.%であり、および/または、
前記kは、0.98~0.99wt.%であり、および/または、
前記lは、15~20wt.%であり、好ましくは、16wt.%であり、および/または、
前記mは、1.45~2.6wt.%であり、好ましくは、1.49wt.%又は2.6wt.%であり、および/または、
前記nは、0.05~0.16wt.%であり、好ましくは、0.05wt.%又は0.15wt.%であり、および/または、
前記oは、0.2~0.26wt.%であり、好ましくは、0.2wt.%又は0.25wt.%であり、および/または、
前記rは、0.01~0.04wt.%又は0.46~0.47wt.%であり、好ましくは、0.03wt.%又は0.46wt.%であり、および/または、
前記tは、0.01~0.04wt.%であり、好ましくは、0.03wt.%であり、および/または、
前記pは、0.26~0.3wt.%であり、好ましくは、0.27wt.%又は0.3wt.%であり、
より好ましくは、前記副合金の組成は、Ndi-Fej-Bk-Tbl-Com-Cun-Gao-Alr-Mnt-Npであり、ここで、i、j、k、l、m、n、o、p、r及びtは、各元素が前記副合金に占める質量分率であり、iは19~21wt.%であり、jは59~61wt.%であり、kは0.98~0.99wt.%であり、lは15~20wt.%であり、mは1.45~2.6wt.%であり、nは0.05~0.16wt.%であり、oは0.2~0.26wt.%であり、rは0.01~0.04wt.%又は0.46~0.47wt.%であり、tは0~0.04wt.%であり、pは0.26~0.3wt.%である、
ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素磁石材料を製造するための副合金。 - ネオジム鉄ホウ素磁石材料の製造方法であって、請求項5または6に記載の前記主合金及び請求項7に記載の前記副合金を用いて二元系合金方法により製造され、前記主合金と前記副合金の質量比は(9~30):1であり、好ましくは、(6~15):1であり、より好ましくは、(6~8):1であり、
好ましくは、前記二元系合金方法による製造工程は、主合金と副合金を均一に混合した後に混合合金粉末を得、前記混合合金粉末を順序的に焼結、時効処理を実行させればよい、
好ましくは、前記した均一に混合することは、主合金と副合金を混合した後、水素破砕とジェットミリング処理を経て均一に混合したり、又は前記主合金と副合金をそれぞれ水素破砕とジェットミリング処理した後、均一に混合することであり、
より好ましくは、前記水素破砕は、0.067~0.098MPaの水素ガス圧力下で水素飽和吸蔵させ、480℃~530℃内で脱水素させ、
より好ましくは、ジェットミリング処理後の粉体の粒径は3.7~4.2μmであり、
より好ましくは、前記焼結の温度は、好ましくは1050~1085℃であり、より好ましくは1070~1085℃であり、前記焼結時間は4~7時間であり、
より好ましくは、前記時効処理の温度は、460~520℃であり、前記時効処理の時間は、4~10時間である、
ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素磁石材料の製造方法。 - ネオジム鉄ホウ素磁石材料であって、請求項8に記載の製造方法で製造されている、ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素磁石材料。
- 請求項1~4および9のいずれかの1項に記載のネオジム鉄ホウ素磁石材料がモーターにおいて電子部品としての応用であり、前記モーターは、新エネルギー自動車駆動用モーター、空調用圧縮機又は産業用サーボモーターである。
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