JP6229938B2 - R−t−b系焼結磁石 - Google Patents

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Description

本発明は、R−T−B系焼結磁石に関する。
14B型化合物を主相とするR−T−B系焼結磁石(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTb、Tは遷移金属元素のうち少なくとも一種でありFeを必ず含む)は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハイブリッド自動車用、電気自動車用や家電製品用の各種モータ等に使用されている。
R−T−B系焼結磁石は、高温で保磁力HcJ(以下、単に「HcJ」と記載する場合がある)が低下し、不可逆熱減磁が起こる。そのため、特にハイブリッド自動車用や電気自動車用モータに使用される場合、高温下でも高いHcJを維持することが要求されている。
従来、HcJ向上のために、R−T−B系焼結磁石に重希土類元素(主としてDy)が多量に添加されていたが、残留磁束密度B(以下、単に「B」と記載する場合がある)が低下するという問題があった。そのため、近年、R−T−B系焼結磁石の表面から内部に重希土類元素を拡散させて主相結晶粒の外殻部に重希土類元素を濃化してBの低下を抑制しつつ、高いHcJを得る方法が採られている。
しかし、Dyは、産出地が限定されている等の理由から、供給が不安定であったり、価格が変動するなどの問題を有している。そのため、Dyなどの重希土類元素をできるだけ使用せずにR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させる技術が求められている。
特許文献1には、通常のR−T−B系合金よりもB量を低くするとともに、Al、Ga、Cuのうちから選ばれる1種以上の金属元素Mを含有させることによりR17相を生成させ、該R17相を原料として生成させた遷移金属リッチ相(R13M)の体積率を充分に確保することにより、Dyの含有量を抑制しつつ、保磁力の高いR−T−B系希土類焼結磁石が得られることが記載されている。
国際公開第2013/008756号
しかし、特許文献1は、従来よりもR量を多くB量を少なくしているため、主相の存在比率が低くなりBが大幅に低下するという問題があった。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、Dyの含有量を抑制しつつ、高いBと高いHcJを有するR−T−B系焼結磁石を提供することを目的とする。
本発明の態様1は、
式 uRwBxInyCuzAlqM(100−u−w−x−y−z−q)T(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、TはFeでありFeの10%以下をCoで置換でき、MはNbおよび/またはZrであり、u、w、x、y、z、q及び100−u−w−x−y−z−qは質量%を示し、不可避的不純物を含む)によって表わされ、
前記RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下であり、
0.3≦x≦1.5、
0.07≦y≦0.2、
0.05≦z≦0.5、
0≦q≦0.1であり、
R−T−B系焼結磁石の酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき、v=u−(6α+10β+8γ)であって、v、wが、
50w−18.5≦v≦50w−14、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
を満足することを特徴とするR−T−B系焼結磁石である。
態様1において、酸素量が0.15質量%以下であることが好ましい。
本発明の態様2は、
式 uRwBxInyCuzAlqM(100−u−w−x−y−z−q)T(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、TはFeでありFeの10%以下をCoで置換でき、MはNbおよび/またはZrであり、u、w、x、y、z、q及び100−u−w−x−y−z−qは質量%を示し、不可避的不純物を含む)によって表わされ、
前記RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下であり、
0.3≦x≦1.5、
0.07≦y≦0.2、
0.05≦z≦0.5
0≦q≦0.1であり、
R−T−B系焼結磁石の酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき、v=u−(6α+10β+8γ)であって、v、wが、
50w−18.5≦v≦50w−16.25、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
を満足することを特徴とするR−T−B系焼結磁石である。
本発明により、DyやTbの含有量を抑制しつつ、高いBと高いHcJを有するR−T−B系焼結磁石を提供することができる。
本発明のvとwの範囲を示す説明図である。
本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、前記本発明の態様1または態様2に示す式で表される組成とすることにより、高いBと高いHcJを有するR−T−B系焼結磁石が得られることを見出したものである。すなわち、本発明は、態様1または態様2に示す特定の割合で、R、B、In、Cu、Al、および必要に応じてMを含有させたR−T−B系焼結磁石である。
本発明の態様1または態様2に示す特定の割合の組成とすることにより、高いBと高いHcJを有するR−T−B系焼結磁石が得られるメカニズムについては未だ不明な点もある。現在までに得られている知見を基に本発明者らが考えるメカニズムについて以下に説明する。以下のメカニズムについての説明は本発明の技術的範囲を制限することを目的とするものではないことに留意されたい。
R−T−B系焼結磁石は、主相であるR14B型化合物の存在比率を高めることによりBを向上させることができる。R14B型化合物の存在比率を高めるためには、R量、T量、B量をR14B型化合物の化学量論比に近づければよいが、R14B型化合物を形成するためのB量が化学量論比を下回ると、粒界に軟磁性のR17相が析出しHcJが急激に低下する。しかし、磁石組成にGaが含有されていると、R17相の代わりにR−T−Ga相が生成され、HcJの低下を防止することができる。
しかし、本発明者らが検討の結果、Gaの代わりにInを用いてもGaを用いた場合と同様に、R17相の代わりにR−T−In相が生成され、HcJの低下を防止できることが分かった。さらに、R−T−In相は若干の磁性を有しているので、R−T−B系焼結磁石における粒界、特に主にHcJに影響すると考えられる二つの主相間に存在する粒界(以下、二粒子粒界と記載する場合がある)にR−T−In相が多く存在すると、HcJ向上の妨げになっていることが分かった。また、R−T−In相の生成とともに、二粒子粒界にR−In相およびR−In−Cu相が生成されていることが分かった。そこで、本発明者らは、R−T−B系焼結磁石の二粒子粒界にR−In相およびR−In−Cu相が存在することによりHcJが向上すると想定した。また、R−In相およびR−In−Cu相を生成させるため、さらにはR17相を無くすためにはR−T−In相を生成させる必要はあるものの、高いHcJを得るにはその生成量を低く抑える必要があると想定した。そして、特に二粒子粒界において、R−In相およびR−In−Cu相を生成させつつ、R−T−In相の生成を極力抑えることができれば、さらにHcJを向上させることができると想定した。
R−T−B系焼結磁石において、R−T−In相の生成量を低く抑えるためには、R量とB量とを適切な範囲にすることによってR17相の生成量を低くするとともに、R量とIn量をR17相の生成量に応じた最適な範囲にする必要がある。しかし、Rの一部はR−T−B系焼結磁石の製造過程において酸素、窒素、炭素と結合し消費されてしまうため、R17相やR−T−In相に使われる実際のR量は製造過程で変化してしまう。そのため、R−T−In相を生成させつつ、その生成量を低く抑えるために、R量の調整によりR17相やR−T−In相の生成量を抑制することは困難であることがわかった。本発明者らは、検討を重ねた結果、前記態様1または態様2に記載のように、R量(u)からR−T−B系焼結磁石における酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき6α+10β+8γを差し引いた値(v)を用いることにより、R17相やR−T−In相の生成量を調整することが可能であることを知見した。そして、R量(u)から6α+10β+8γを差し引いた値(v)とBとInとCuとAlを特定の割合で含有させれば、高いBと高いHcJが得られることがわかった。これにより、R−T−B系焼結磁石全体において二粒子粒界にR−In相およびR−In−Cu相が存在し、さらに、R−T−In相がほとんど存在しない二粒子粒界が多く存在するという組織を得ることができると考えられる。このような組織が得られることでR−T−In相によるHcJ低下が抑えられ、さらに、R−T−In相の生成量を抑えた結果、R量やB量を主相の存在比率を大幅に低下させない程度にすることができるため、高いBを得ることができると考えられる。特許文献1に記載の技術ではR量に関し、酸素量、窒素量、炭素量を考慮していないため、R17相やR−T−In相の生成量を抑制することは困難である。そもそも、特許文献1に記載の技術はR−T−Ga相の生成を促進することによってHcJを向上させるものであり、R−T−Ga(In)相の生成量を抑制するという技術思想はない。よって、特許文献1はR−T−Ga相の原料となるR17相の生成を促進するためにB量を従来よりも低くするとともに、R−T−Ga相の生成を促進するためにR量を多くする必要があるため、主相の存在比率が大きく低下して高いBが得られていないと考えられる。
[R−T−B系焼結磁石]
本発明は、式 uRwBxInyCuzAlqM(100−u−w−x−y−z−q)T(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、TはFeでありFeの10%以下をCoで置換でき、MはNbおよび/またはZrであり、u、w、x、y、z、q及び100−u−w−x−y−z−qは質量%を示し、不可避的不純物を含む)によって表わされ、
前記RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下であり、
0.3≦x≦1.5、
0.07≦y≦0.2、
0.05≦z≦0.5、
0≦q≦0.1であり、
R−T−B系焼結磁石の酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき、v=u−(6α+10β+8γ)であって、v、wが、
50w−18.5≦v≦50w−14、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
を満足することを特徴とするR−T−B系焼結磁石、
あるいは、
式 uRwBxInyCuzAlqM(100−u−w−x−y−z−q)T(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、TはFeでありFeの10%以下をCoで置換でき、MはNbおよび/またはZrであり、u、w、x、y、z、q及び100−u−w−x−y−z−qは質量%を示し、不可避的不純物を含む)によって表わされ、
前記RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下であり、
0.3≦x≦1.5、
0.07≦y≦0.2、
0.05≦z≦0.5、
0≦q≦0.1であり、
R−T−B系焼結磁石の酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき、v=u−(6α+10β+8γ)であって、v、wが、
50w−18.5≦v≦50w−16.25、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
を満足することを特徴とするR−T−B系焼結磁石、
である。
本発明のR−T−B系焼結磁石は不可避的不純物を含む。例えば、ジジム合金(Nd−Pr)、電解鉄、フェロボロンなどに通常含有される不可避的不純物を含有していても本発明の効果を奏することができる。不可避的不純物として例えば、La、Ce、Cr、Mn、Siなどを微量に含む。
本発明は、R−T−B系焼結磁石を上記式で表される組成にすることにより、高いBと高いHcJが得られるという効果を奏することができる。以下に詳述する。
本発明のR−T−B系焼結磁石におけるRは、軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下である。本発明は重希土類元素を使用しなくても高いBと高いHcJを得ることができるため、より高いHcJを求められる場合でもRHの添加量を削減できる。TはFeでありFeの10%以下をCoで置換できる。Bはボロンである。
Inは、0.3質量%以上1.5質量%以下含有させることが好ましい。Inの含有量が0.3質量%未満であると、R−T−In相の生成量が少なすぎて、R2T17相を無くすことができず、R−T−B系焼結磁石全体において、二粒子粒界にR−In相およびR−In−Cu相が充分に生成されなくなるため、高いHcJを得ることができない。Inの含有量が1.5質量%を超えると、不要なInが存在することになり、主相の存在比率が低下してBが低下する恐れがある。
Cuは、0.07質量%以上0.2質量%以下含有させることが好ましい。Cuの含有量が0.07質量%未満であると、二粒子粒界にR−In相およびR−In−Cu相が生成され難くなり、高いHcJが得られない恐れがある。また、0.2質量%を超えると、Cuの含有量が多すぎるため、焼結ができなくなる恐れがある。Cuの含有量は、0.08質量%以上0.15質量%以下がさらに好ましい。
更に、通常含有される程度のAl(0.05質量%以上0.5質量%以下)を含有する。Alを含有することにより、HcJを向上させることができる。Alは通常、製造工程で不可避的不純物として0.05質量%以上含有されるが、不可避的不純物で含有される量と意図的に添加した量の合計で0.5質量%以下含有してもよい。
また、一般的に、R−T−B系焼結磁石において、Nbおよび/またはZrを含有することにより焼結時における結晶粒の異常粒成長が抑制されることが知られている。本発明においても、Nbおよび/またはZrを合計で0.1質量%以下含有してもよい。Nbおよび/またはZrの含有量が合計で0.1質量%を超えると不要なNbやZrが存在することにより、主相の体積比率が低下してBが低下する恐れがある。
また、本発明における酸素量(質量%)、窒素量(質量%)、炭素量(質量%)は、R−T−B系焼結磁石における含有量であり、酸素量は、ガス融解−赤外線吸収法、窒素量は、ガス融解−熱伝導法、炭素量は、燃焼−赤外線吸収法、によるガス分析装置を使用して測定することができる。本発明は、R量(u)から酸素、窒素、炭素と結合し消費された量を以下に説明する方法により差し引いた値(v)を使用する。これによりR17相やR−T−In相の生成量を調整することが可能となる。前記vは、酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしてR量(u)から6α+10β+8γを差し引くことにより求める。6αは、不純物として主にRの酸化物が生成されるとして、酸素のおよそ6倍の質量のRが酸化物として消費されることから規定したものである。10βは、主にRNの窒化物が生成されるとして、窒素のおよそ10倍の質量のRが窒化物として消費されることから規定したものである。8γは、主にRの炭化物が生成されるとして、炭素のおよそ8倍の質量のRが炭化物として消費されることから規定したものである。
R−T−B系焼結磁石の酸素量は、0.15質量%以下が好ましい。vは酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしてR量から6α+10β+8γを差し引いた値であるため、例えば、酸素量αが多い場合は、原料合金の段階におけるR量を多くしておく必要がある。特に、後述する図1における本発明の領域1と2のうち領域1は、領域2と比べて相対的にvが高いため、酸素量αが多い場合、原料合金の段階におけるR量が非常に多くなる恐れがある。これによって主相の存在比率が低くなりBが低下する恐れがあるため、特に、図1の本発明の領域1においては、酸素量は0.15質量%以下が好ましい。
更に、本発明はvとwを以下の関係とする。
50w−18.5≦v≦50w−14、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
図1に上記関係で含有させたvとwの本発明の範囲を示す。図1中のvは、R量(u)から酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとして6α+10β+8γを差し引いた値であり、wは、B量の値である。50w−18.5≦v≦50w−14は図1の点Aと点Bを含む直線と点Cと点Dを含む直線に挟まれた範囲であり、−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125は点Dと点Fと点Bと点Gを含む直線と点Cと点Eと点Aと点Gを含む直線に挟まれた範囲である。そしてこの両方を満たす領域1と2(点Aと点Bと点Dと点Cで囲まれる領域)が本発明の範囲である。vとwを領域1と2の範囲にすることにより、高いBと高いHcJを得ることができる。領域1と2の範囲からはずれた領域10(点Dと点Fと点Bと点Gを含む直線から図中下の領域)は、wに対してvが少なすぎるためR−T−In相の生成量が少なくなり、R17相を無くすことができなかったり、R−In相およびR−In−Cu相の生成量が少なくなると考えられる。これにより、高いHcJが得られない。逆に、領域1と2の範囲から外れた領域20(点Cと点Eと点Aと点Gを含む直線から図中上の領域)は、wに対してvが多すぎるため、相対的にFe量が不足する。Fe量が不足するとRおよびBが余ることになり、その結果R−T−In相が生成されずにRFe相が生成され易くなると考えられる。これによりR−In相およびR−In−Cu相の生成量も少なくなり、高いHcJが得られない。さらに、領域1と2の範囲からはずれた領域30(点Cと点Dを含む直線から図中上の領域)は、vが多すぎてwが少なすぎるため、R−T−In相やR−In相およびR−In−Cu相は生成されるが、主相の存在比率が低くなり、高いBが得られない。さらに領域1と2の範囲からはずれた領域40(点Cと点Dと点Gで囲まれる領域から領域1と2を除いた領域)は、Rが少なくてBが多すぎるため、主相の存在比率は高いが、R−T−In相がほとんど生成されず、R−In相およびR−In−Cu相の生成量も少なくなるため高いHcJが得られない。
更に好ましくは、本発明は、vとwを以下の関係とする。
50w−18.5≦v≦50w−16.25、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125
図1に上記関係で含有させたvとwの本発明の範囲を示す。50w−18.5≦v≦50w−16.25は点Aと点Bを含む直線と点Eと点Fを含む直線に挟まれた範囲であり、−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125は点Dと点Fと点Bと点Gを含む直線と点Cと点Eと点Aと点Gを含む直線に挟まれた範囲である。そしてこの両方を満たす領域2(点Aと点Bと点Fと点Eで囲まれる領域)が本発明の範囲である。上記範囲とすることにより、R−T−In相の生成量を確保しつつ、vを低く、wを高くすることができるため、主相の存在比率が低くならず、より高いBを得ることができる。
本発明において、R−T−In相とは、R15質量%以上65質量%以下、T20質量%以上80質量%以下、In2質量%以上20質量%以下を含むものであって、例えばRFe13In化合物が挙げられる。また、R−In相とは、R70質量%以上95質量%以下、In5質量%以上30質量%以下、T20質量%以下(0を含む)を含むものであって、例えばRIn化合物が挙げられる。さらに、R−In−Cu相とは、前記R−In相のInの一部がCuで置換されたものであって、例えばR(In,Cu)化合物が挙げられる。
[R−T−B系焼結磁石の製造方法]
本発明のR−T−B系焼結磁石の製造方法の一例を説明する。R−T−B系焼結磁石の製造方法は、合金粉末を得る工程、成形工程、焼結工程、熱処理工程を有する。以下、各工程について説明する。
(1)合金粉末を得る工程
所定の組成となるようにそれぞれの元素の金属または合金を準備し、これらをストリップキャスティング法等を用いてフレーク状の合金を製造する。得られたフレーク状の原料合金を水素粉砕し、粗粉砕粉のサイズを例えば1.0mm以下とする。次に、粗粉砕粉をジェットミル等により微粉砕することで、例えば粒径D50(気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径)が3〜7μmの微粉砕粉(合金粉末)を得る。なお、ジェットミル粉砕前の粗粉砕粉、ジェットミル粉砕中およびジェットミル粉砕後の合金粉末に助剤として公知の潤滑剤を使用してもよい。
(2)成形工程
得られた合金粉末を用いて磁界中成形を行い、成形体を得る。磁界中成形は、金型のキャビティー内に乾燥した合金粉末を挿入し、磁界を印加しながら成形する乾式成形法、金型のキャビティー内にスラリーを注入し、スラリーの分散媒を排出しながら成形する湿式成形法を含む既知の任意の磁界中成形方法を用いてよい。
(3)焼結工程
成形体を焼結することにより焼結磁石を得る。成形体の焼結は公知の方法を用いることができる。なお、焼結時の雰囲気による酸化を防止するために、焼結は真空雰囲気中または雰囲気ガス中で行うことが好ましい。雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
(4)熱処理工程
得られた焼結磁石に対し、磁気特性を向上させることを目的とした熱処理を行うことが好ましい。熱処理温度、熱処理時間などは公知の条件を採用することができる。得られた焼結磁石に磁石寸法の調整のため、研削などの機械加工を施してもよい。その場合、熱処理は機械加工前でも機械加工後でもよい。さらに、得られた焼結磁石に、表面処理を施してもよい。表面処理は、公知の表面処理で良く、例えばAl蒸着や電気Niめっきや樹脂塗装などの表面処理を行うことができる。
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
Ndメタル、Prメタル、Dyメタル、Tbメタル、フェロボロン合金、電解Co、Alメタル、Cuメタル、Inメタル、フェロニオブ合金、フェロジルコニウム合金および電解鉄を用いて(メタルはいずれも純度99%以上)、所定の組成となるように配合し、それらの原料を溶解してストリップキャスト法により鋳造し、厚み0.2〜0.4mmのフレーク状の原料合金を得た。得られたフレーク状の原料合金に水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、550℃まで真空中で加熱、冷却する脱水素処理を施し、粗粉砕粉を得た。次に、得られた粗粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を粗粉砕粉100質量%に対して0.04質量%添加、混合した後、気流式粉砕機(ジェットミル装置)を用いて、窒素気流中で乾式粉砕し、粒径D50が4μmの微粉砕粉(合金粉末)を得た。なお、粉砕時に窒素ガスに大気を混合することにより粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度を調節した。大気を混合しない場合の粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度は50ppm以下であり、大気を混合することで窒素ガス中の酸素濃度を最大4100ppmまで増加させ、様々な酸素量の微粉砕粉を作製した。なお、粒径D50は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径である。また、表1におけるO(酸素量)はガス融解−赤外線吸収法、N(窒素量)はガス融解−熱伝導法、C(炭素量)は燃焼−赤外線吸収法、によるガス分析装置を使用して測定した。
前記微粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を微粉砕粉100質量%に対して0.05質量%添加、混合した後、磁界中で成形し、成形体を得た。なお、成形装置には、磁界印加方向と加圧方向とが直交する、いわゆる直角磁界成形装置(横磁界成形装置)を用いた。
得られた成形体を、真空中、1020℃で4時間焼結した後急冷し、R−T−B系焼結磁石を得た。焼結磁石の密度は7.5Mg/m以上であった。得られた焼結磁石の成分、ガス分析結果を表1に示す。得られた焼結体に、800℃で2時間保持した後室温まで冷却し、次いで500℃で2時間保持した後室温まで冷却する熱処理を施した。熱処理後の焼結磁石に機械加工を施し、縦7mm、横7mm、厚み7mmの試料を作製し、B−Hトレーサによって各試料のB及びHcJを測定した。測定結果を表2に示す。
Figure 0006229938
Figure 0006229938
表2におけるuは、表1におけるNd、Pr、Dy、Tbの量(質量%)を合計した値であり、vは、表1における酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき6α+10β+8γをuから差し引いた値である。wは、表1のB量をそのまま転記した。また、表2における領域は、vとwの割合が図1中のどの位置にあるか示したものであり、図1中の1の領域にある場合は1と、図1中の2の領域にある場合は2と記載した。さらに、図1中の1、2の領域以外にある場合はその位置に応じて10、20、30、40のいずれかを記載した。例えばNo.1は、vが28.3質量%であり、wが0.91質量%であるため図1中の2の領域である。そのため2と記載した。また、No.10は、vが29.4質量%であり、wが0.88質量%であるため図1中の1の領域である。そのため1と記載した。さらに、No.11は、vが29.9質量%であり、wが0.91質量%であるため図1中の20の領域である。よって20と記載した。
上述したように、本発明は、vとwを以下の割合で含有させる。
50w−18.5≦v≦50w−14、
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
好ましくは、
50w−18.5≦v≦50w−16.25
−12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125
当該割合で含有させた場合の前記vとwの範囲が図1中の1と2または2の領域に相当する。
表2に示す様に、原料合金にDy、Tbを含有していない場合、vとwの関係が本発明の領域(図1中の1と2の領域)に位置し、かつ、0.3≦In≦1.5、0.07≦Cu≦0.2、0.05≦Al≦0.5、0≦M(Nbおよび/またはZr)≦0.1である本発明(試料No.12、13以外の本発明)は、いずれもB≧1.37T、かつ、HcJ≧1450kA/mの高い磁気特性を有している。これに対し、In、Cu、Alの量が本発明の範囲内であっても、vとwが本発明の範囲外(図1中の1または2以外の領域)となっている比較例(試料No.7、8、9、11)や、vとwが本発明の範囲内(図1中の1または2の領域)であってもIn、Cuの量が本発明の範囲外である比較例(試料No.4〜6)は、B≧1.37T、かつ、HcJ≧1450kA/mの高い磁気特性が得られていない。
原料合金にDy、Tbを含有する場合はDy、Tbの含有量に応じてBが低下して、HcJが向上する。この場合、BはDyやTbを1質量%含有すると0.024T程度減少する。HcJはDyが1質量%含有されると160kA/m程度、Tbが1質量%含有されると240kA/m程度上昇する。
そのため、本発明は、上述したように原料合金にDy、Tbを含有しない場合はB≧1.37T、かつ、HcJ≧1450kA/mの磁気特性を有しているので、Dy、Tbの含有量に応じてB(T)≧1.37−0.024Dy(質量%)−0.024Tb(質量%)、かつ、HcJ(kA/m)≧1450+160Dy(質量%)+240Tb(質量%)の磁気特性を有することになる。
表2に示すように、原料合金にDy、Tbを含有する本発明(試料No.12、13)は、いずれもB(T)≧1.37−0.024Dy(質量%)−0.024Tb(質量%)、かつ、HcJ(kA/m)≧1450+160Dy(質量%)+240Tb(質量%)の高い磁気特性を有している。これに対し、比較例(試料No.14、15)は、いずれもB(T)≧1.37−0.024Dy(質量%)−0.024Tb(質量%)、かつ、HcJ(kA/m)≧1450+160Dy(質量%)+240Tb(質量%)の高い磁気特性を有していない。
さらに、表2に示すように、本発明において領域の1(図1中の1の領域)よりも領域の2(図1中の2の領域)の方が更に高いB(原料合金にDy、Tbを含有しない場合B≧1.38T、Dy、Tbを含有する場合、B≧1.38T−0.024[Dy]−0.024[Tb])を得ることができる。なお、[Dy][Tb]は、それぞれDy、Tbの含有量(質量%)を示す。
本発明によるR−T−B系焼結磁石は、ハイブリッド自動車用や電気自動車用モータに好適に利用することができる。

Claims (3)

  1. 式 uRwBxInyCuzAlqM(100−u−w−x−y−z−q)T(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、TはFeでありFeの10%以下をCoで置換でき、MはNbおよび/またはZrであり、u、w、x、y、z、q及び100−u−w−x−y−z−qは質量%を示し、不可避的不純物を含む)によって表わされ、
    前記RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下であり、
    0.3≦x≦1.5、
    0.07≦y≦0.2、
    0.05≦z≦0.5、
    0≦q≦0.1であり、
    R−T−B系焼結磁石の酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき、v=u−(6α+10β+8γ)であって、v、wが、
    50w−18.5≦v≦50w−14、
    −12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
    を満足することを特徴とするR−T−B系焼結磁石。
  2. 酸素量が0.15質量%以下である、請求項1に記載のR−T−B系焼結磁石。
  3. 式 uRwBxInyCuzAlqM(100−u−w−x−y−z−q)T(Rは軽希土類元素RLと重希土類元素RHからなり、RLはNdおよび/またはPr、RHはDyおよび/またはTbであり、TはFeでありFeの10%以下をCoで置換でき、MはNbおよび/またはZrであり、u、w、x、y、z、q及び100−u−w−x−y−z−qは質量%を示し、不可避的不純物を含む)によって表わされ、
    前記RHはR−T−B系焼結磁石の5質量%以下であり、
    0.3≦x≦1.5、
    0.07≦y≦0.2、
    0.05≦z≦0.5、
    0≦q≦0.1であり、
    R−T−B系焼結磁石の酸素量(質量%)をα、窒素量(質量%)をβ、炭素量(質量%)をγとしたとき、v=u−(6α+10β+8γ)であって、v、wが、
    50w−18.5≦v≦50w−16.25、
    −12.5w+38.75≦v≦−62.5w+86.125、
    を満足することを特徴とするR−T−B系焼結磁石。
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