JP6274216B2 - R−t−b系焼結磁石、および、モータ - Google Patents
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Description
R:25〜35質量%、
B:0.5〜1.5質量%、
Ga:0.03〜1.5質量%、
Cu:0.01〜1.5質量%、
Co:0.3〜3.0質量%、
Al:0.03〜0.6質量%
Fe:実質的に残部、及び、
残部を占める元素のうちのFe以外の元素の合計含有量:5質量%以下
より好ましくは、
R:29.5〜33.1質量%、
B:0.75〜0.95質量%、
Ga:0.01〜1.0質量%、
Cu:0.01〜1.5質量%、
Co:0.3〜3.0質量%、
Al:0.03〜0.6質量%、
Fe:実質的に残部、及び、
残部を占める元素のうちのFe以外の元素の合計含有量:5質量%以下
であり、この組成範囲であると、R−Co−Cu−Ga−Fe相が形成されやすい。
D=(B1−B0)/B0×100(%)
と、評価される。
次に、本実施形態に係るR−T−B系焼結磁石をモータに用いた好適な実施形態について説明する。ここでは、本実施形態に係るR−T−B系焼結磁石をSPMモータに適用した一例について説明する。図3は、SPMモータの一実施形態の構成を簡略に示す断面図であり、図3に示すように、SPMモータ10は、ハウジング11内に、円柱状のロータ12と、円筒状のステータ13と、回転軸14とを有する。回転軸14はロータ12の横断面の中心を貫通している。
実施例1〜3、比較例1、2に用いる焼結体の作製を2合金法で行った。まず、表1および表2に示す磁石組成IおよびIIを有するR−T−B系焼結磁石が得られるように、ストリップキャスティング法により原料合金を準備した。原料合金としては、主に磁石の主相を形成する第1合金AおよびBと、主に粒界相を形成する第2合金aおよびbの計4種類を作製して準備した。なお、表1および表2(後述する表3も同様)では、bal.は、各合金の全体組成を100質量%とした場合の残りを示し、(T.RE)は、希土類の合計質量%を示す。
拡散材粉末を用いた粒界拡散法により焼結体内にCo、Cu、Gaを導入するための拡散材を作製した。表3に示す1〜4の拡散材組成となるように単体金属を秤量してアーク溶解炉で溶解・鋳造を3回繰り返して合金を作製した。得られた合金を高周波誘導加熱で熔解し、熔湯をロール急冷することにより急冷薄帯とした。得られた急冷薄帯を粗粉砕し、50ppm以下の酸素濃度のAr雰囲気中でステンレス製の粉砕メディアとともに密閉容器に入れて粉砕し、平均粒径10〜20μmの粉末とした。なお、得られた拡散材粉末は、グローブボックス中で回収し、大気中で安全に扱えるように徐酸化処理を施した。そのようにして得られた拡散材粉末にバインダー樹脂を添加し、アルコールを溶媒として拡散材の塗料を作製した。混合の比率は拡散材粉末の質量を100とした場合、バインダー樹脂としてのブチラール微粉末を2、アルコールを100とした。Ar雰囲気中で樹脂製の円筒形フタ付き容器に前記混合物を入れてフタを閉め、ボールミル架台に置き24時間120rpmで回転させて塗料化した。
磁石組成IIの焼結体加工品を、900℃で18時間、次いで、540℃で2時間(ともにAr雰囲気下)の時効処理を施した。これを比較例1とした。
磁石組成Iの焼結体加工品(10.1mm×10.1mm×4.2mm)に表3の拡散材8を塗布した。加工品の10.1mm×10.1mmの広い2面に均等に塗布し、2面の合計で5.5wt%とした。Ar雰囲気中で900℃6hの拡散熱処理を行い、塗布面の拡散材残渣をサンドペーパーで除去した。再度同じ量の拡散材4を塗布して同じくAr雰囲気中で900℃6時間の拡散熱処理を行い、塗布面の拡散材残渣を同様に除去した。さらに同量の拡散材4を塗布して900℃6時間の拡散熱処理を行った。すなわち、5.5wt%の拡散材4の塗布とAr中900℃6hの熱処理を3回繰り返した。次いでAr雰囲気中で540℃2時間の時効処理を行った。拡散材を塗布した面の拡散材の残渣をサンドペーパーで除去し、R−T−B系焼結磁石を得た。
磁石組成Iの焼結体加工品(10.1mm×10.1mm×4.2mm)に表3の拡散材3を10.1mm×10.1mmの2面に均等に合計で3.8wt%塗布し、Ar雰囲気中で900℃6hの拡散熱処理を行った。熱処理後、拡散材塗布面の拡散材残渣をサンドペーパーで除去した。次いで拡散材2を2面の合計で4.5wt%塗布し同様にAr雰囲気中で900℃6hの熱処理を行った。熱処理後、サンドペーパーで塗布面の拡散材残渣を落とし、拡散材1を2面の合計で5.5wt%塗布して同様にAr雰囲気中で900℃6hの熱処理を行った。次いでAr雰囲気中で540℃2時間の時効処理を行った。拡散材塗布面の拡散材の残渣をサンドペーパーで除去し、R−T−B系焼結磁石を得た。
磁石組成Iの焼結体加工品(10.1mm×10.1mm×4.2mm)に表3の拡散材3を10.1mm×10.1mmの2面に均等に両面の合計で3.8wt%塗布し、Ar雰囲気中で800℃10hの拡散熱処理を行った。熱処理後、拡散材塗布面の残渣をサンドペーパーで除去し、次いで拡散材2を4.5wt%塗布し同様にAr雰囲気中で800℃10hの熱処理を行った。熱処理後、サンドペーパーで塗布面の拡散材残渣を落とし、拡散材1を5.5wt%塗布して同様にAr雰囲気中で800℃10hの熱処理を行った。次いでAr雰囲気中で540℃2時間の時効処理を行った。拡散材塗布面の拡散材の残渣をサンドペーパーで除去し、R−T−B系焼結磁石を得た。
磁石組成Iの焼結体加工品(10.1mm×10.1mm×4.2mm)に表3の拡散材1を10.1mm×10.1mmの2面に均等に両面の合計で5.5wt%塗布し、Ar雰囲気中で900℃6hの拡散熱処理を行った。熱処理後、拡散材塗布面の残渣をサンドペーパーで除去し、次いで拡散材2を4.4wt%塗布し同様にAr雰囲気中で900℃6hの熱処理を行った。熱処理後、サンドペーパーで塗布面の拡散材残渣を落とし、拡散材3を3.8wt%塗布して同様にAr雰囲気中で900℃10hの熱処理を行った。次いでAr雰囲気中で540℃2時間の時効処理を行った。拡散材塗布面の拡散材の残渣をサンドペーパーで除去し、R−T−B系焼結磁石を得た。
2 二粒子粒界部
2a、2b 境界
2c 二粒子粒界部の中点
3 粒界三重点
100 R−T−B系焼結磁石
10 SPMモータ
11 ハウジング
12 ロータ
13 ステータ
14 回転軸
15 ロータコア(鉄芯)
16 永久磁石
17 磁石挿入スロット
18 ステータコア
19 スロットル
20 コイル
Claims (4)
- R2T14B結晶粒とR2T14B結晶粒間の二粒子粒界部とを含むR−T−B系焼結磁石であって、
R、Cu、Co、Ga、Feを40≦R≦70、1≦Co≦10、5≦Cu≦50、1≦Ga≦15、1≦Fe≦40(ただし、R+Cu+Co+Ga+Fe=100とする。Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1種)の比率(原子%)で含む相で形成される二粒子粒界部が存在し、
前記二粒子粒界部にR−Co−Cu−Ga−Fe相が存在し、R−Cu−Ga−Fe相が存在してもよく、前記R−Co−Cu−Ga−Fe相の数をA、前記R−Cu−Ga−Fe相の数をBとする場合に、0≦B/A≦2.5であることを特徴とするR−T−B系焼結磁石。 - 前記R−Co−Cu−Ga−Fe相で形成される二粒子粒界部の厚みが5〜500nmであることを特徴とする請求項1に記載のR−T−B系焼結磁石。
- R2T14B結晶粒とR2T14B結晶粒間の二粒子粒界部とを含むR−T−B系焼結磁石であって、
R、Cu、Co、Ga、Feを40≦R≦70、1≦Co≦10、5≦Cu≦50、1≦Ga≦15、1≦Fe≦40(ただし、R+Cu+Co+Ga+Fe=100とする。Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1種)の比率(原子%)で含む相で形成される二粒子粒界部が存在し、前記の相で形成される二粒子粒界部の厚みが5〜500nmであることを特徴とするR−T−B系焼結磁石。 - 請求項1〜3のいずれかに記載されたR−T−B系焼結磁石を用いたモータ。
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