JP5146552B2 - R−Fe−B系希土類焼結磁石およびその製造方法 - Google Patents
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Description
変換するため、残留磁束密度Brの低下を抑制しつつ、磁石全体にわたって保磁力HcJを向上させることが可能になる。
まず、25質量%以上40質量%以下の軽希土類元素RLと、0.6質量%以上〜1.6質量%のB(硼素)と、残部Fe及び不可避的不純物とを含有する合金を用意する。Bの一部はC(炭素)によって置換されていてもよいし、Feの一部(50原子%以下)は、他の遷移金属元素(例えばCoまたはNi)によって置換されていてもよい。この合金は、種々の目的により、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb、およびBiからなる群から選択された少なくとも1種の添加元素Mを0.01〜1.0質量%程度含有していてもよい。
上記のフレーク状に粗く粉砕された合金鋳片を水素炉の内部へ収容する。次に、水素炉の内部で水素脆化処理(以下、「水素粉砕処理」と称する場合がある)工程を行なう。水素粉砕後の粗粉砕合金粉末を水素炉から取り出す際、粗粉砕粉が大気と接触しないように、不活性雰囲気下で取り出し動作を実行することが好ましい。そうすれば、粗粉砕粉が酸化・発熱することが防止され、磁石の磁気特性が向上するからである。
次に、粗粉砕粉に対してジェットミル粉砕装置を用いて微粉砕を実行する。本実施形態で使用するジェットミル粉砕装置にはサイクロン分級機が接続されている。ジェットミル粉砕装置は、粗粉砕工程で粗く粉砕された希土類合金(粗粉砕粉)の供給を受け、粉砕機内で粉砕する。粉砕機内で粉砕された粉末はサイクロン分級機を経て回収タンクに集められる。こうして、0.1〜20μm程度(典型的には3〜5μm)の微粉末を得ることができる。このような微粉砕に用いる粉砕装置は、ジェットミルに限定されず、アトライタやボールミルであってもよい。粉砕に際して、ステアリン酸亜鉛などの潤滑剤を粉砕助剤として用いてもよい。
本実施形態では、上記方法で作製された磁性粉末に対し、例えばロッキングミキサー内で潤滑剤を例えば0.3wt%添加・混合し、潤滑剤で合金粉末粒子の表面を被覆する。次に、上述の方法で作製した磁性粉末を公知のプレス装置を用いて配向磁界中で成形する。印加する磁界の強度は、例えば1.5〜1.7テスラ(T)である。また、成形圧力は、成形体のグリーン密度が例えば4〜4.5g/cm3程度になるように設定される。
上記の粉末成形体に対して、650〜1000℃の範囲内の温度で10〜240分間保持する工程と、その後、上記の保持温度よりも高い温度(例えば1000〜1200℃)で焼結を更に進める工程とを順次行なうことが好ましい。焼結時、特に液相が生成されるとき(温度が650〜1000℃の範囲内にあるとき)、粒界相中のRリッチ相が融け始め、液相が形成される。その後、焼結が進行し、焼結磁石体が形成される。焼結後、必要に応じて、時効処理(500〜1000℃)が行われる。
次に、こうして作製された焼結磁石体に重希土類元素RHを効率良く拡散浸透させて、保磁力HcJを向上させる。具体的には、図2に示す処理室内に重希土類元素RHを含むRHバルク体と焼結磁石体とを配置し、加熱により、RHバルク体から重希土類元素RHを焼結磁石体の表面に供給しつつ、焼結磁石体の内部に拡散させる。
れるが、その強度は非常に小さく、主相(Nd2Fe14B)のピーク強度が支配的である。サンプルCでは、焼結磁石体の表面からは特に被膜の存在は確認されず、主相(Nd2Fe14B)のピーク強度が支配的である。
4 RHバルク体
6 処理室
8 網
Claims (7)
- 軽希土類元素RL(NdおよびPrの少なくとも1種)を主たる希土類元素Rとして含有するR2Fe14B型化合物結晶粒を主相として有するR−Fe−B系希土類焼結磁石体と、
前記R−Fe−B系希土類焼結磁石体の表面に形成された保護層と、
を備え、
前記R−Fe−B系希土類焼結磁石体は、重希土類元素RH(Dy、HoおよびTbからなる群から選択された少なくとも1種)を含有し、前記R2Fe14B型化合物結晶粒の外殻部には重希土類元素RHが濃縮された層が形成されており、
前記保護層は、前記R−Fe−B系希土類焼結磁石体の内部から表面に拡散した軽希土類元素RLの酸化物を主として含有し、厚さ0.5μm以上の部分を有しているR−Fe−B系希土類焼結磁石。 - 前記保護層の平均厚さは0.3μm以上である請求項1に記載のR−Fe−B系希土類焼結磁石。
- 前記保護層は前記軽希土類元素RLの水酸化物を含有している請求項1または2に記載のR−Fe−B系希土類焼結磁石。
- 前記重希土類元素RHは、前記表面から粒界拡散によって導入された元素を含有している請求項1から3のいずれかに記載のR−Fe−B系希土類焼結磁石。
- 前記保護層は前記重希土類元素RHを含有している請求項4に記載のR−Fe−B系希土類焼結磁石。
- 前記保護層は前記重希土類元素RHの酸化物または水酸化物を含有している請求項5に記載のR−Fe−B系希土類焼結磁石。
- 前記R−Fe−B系希土類焼結磁石体の表面から深さ100μmまでの表層領域において、前記R2Fe14B型化合物結晶粒の中央部における重希土類元素RHの濃度と、前記R2Fe14B型化合物結晶粒の粒界相における重希土類元素RHの濃度との間に1原子%以上の差異が発生している、請求項1から5のいずれかに記載のR−Fe−B系希土類焼結磁石。
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