JP6334754B2 - 窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
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Description
窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石であって、前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶の平均粒径の範囲は3〜6μmであり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶相はR2T14B構造を有し、結晶粒界は結晶相の周囲に分布し、結晶粒界にはN、F、Zr、Ga、Cu元素が含まれ、結晶相と結晶粒界との間にはR1、Tb、N元素が含まれるラーベス相が存在し、ラーベス相は(R1、Tb)2T14(B、N)構造が含まれる相を含み、Rは二種以上の希土類元素を示しかつPrとNdを含み、TはFe、Mn、AlおよびCo元素を示し、R1は一種以上の希土類元素を示しかつDyとTbのうち少なくとも一種を含み、前記結晶相はPr、Nd、Fe、Mn、Al、Co、B元素を含み、結晶粒界はNbとTiのうち少なくとも一種を含み、
前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のN、F、Mn、Al、Tb、Dy、Pr、Nd、Co、Ga、Zr、Cu元素の含量はそれぞれ、0.03wt%≦N≦0.09wt%、0.005wt%≦F≦0.5wt%、0.011wt%≦Mn≦0.027wt%、0.1wt%≦Al≦0.6wt%、0.1wt%≦Tb≦2.9wt%、0.1wt%≦Dy≦3.9wt%、3wt%≦Pr≦14wt%、13wt%≦Nd≦28wt%、0.6wt%≦Co≦2.8wt%、0.09wt%≦Ga≦0.19wt%、0.06wt%≦Zr≦0.19wt%、0.08wt%≦Cu≦0.24wt%である。
(1)真空の条件下において、純鉄、ホウ素鉄、フッ化希土が含まれる一部分の原料を真空溶解室の溶解容器に送入し、温度を1400〜1500℃まで加熱して精錬するステップと、
(2)昇降設備によりクズ処分装置を真空溶解室の溶解容器の溶解液の表面まで移動させて、クズがクズ処分装置上に付着するようにし、かつクズがクズ処分装置に付着するとクズ処分装置を撤去するステップと、
(3)残された原料を真空溶解室の溶解容器に送入した後、アルゴン気体を注入して精錬をするステップと、
(4)精錬が終わると溶解状態の合金液体を水冷式回転ローラに垂らして合金片を形成し、かつ合金片の結晶の平均厚さが0.1〜0.3μmになるようにするステップと、
(5)RとR1がそれぞれ含まれている二種以上の合金片とTbF3粉末とを真空水素粉砕炉に送入して水素粉砕をするステップであって、二種の合金片において少なくとも一種はステップ(1)〜(4)の方法により製造されるものであり、水素粉砕をするとき加熱温度が560〜900℃になっている時間を2時間以上にし、Rは二種以上の希土類元素を示しかつPrとNdを含み、TはFe、Mn、AlおよびCo元素を示し、R1は一種以上の希土類元素を示しかつDyとTbのうち少なくとも一種を含むステップと、
(6)水素粉砕が行われた合金片を窒素気流製粉装置に送入して気流粉砕製粉をし、粉末の平均粒径が略1.6〜3.3μmになるようにするステップと、
(7)窒素の保護下において磁石体の成型をし、磁石体ラフの密度が4.1〜4.8g/cm3になるようにするステップと、
(8)窒素の保護下において成型された磁石体に対して加熱、脱気、不純物の除去、予め焼結をすることにより初期焼結ラフを形成し、こられによって形成された初期焼結ラフの密度が5.1〜7.2g/cm3になるようにするステップと、
(9)機械加工手段で初期焼結ラフを加工することにより製品を製造するステップと、
(10)製品の表面にTb元素が含まれる粉末または膜を付着させるステップと、
(11)表面にTb元素の粉末または膜が付着している製品を永久磁石の真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをするステップであって、真空焼結の温度を960〜1070℃にし、エージングの温度を460〜640℃にし、焼結された製品または焼結ラフの密度を7.4〜7.7g/cm3にするステップとを含み、
前記方法で製造されたネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶の平均粒径は3〜7μmであり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のN元素の含量は0.03〜0.09wt%であり、F元素の含量は0.05〜0.5wt%であり、Tb元素の含量は0.1〜2.9wt%であり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶相にはF元素が存在し、結晶相と結晶粒界との間にはTb、N元素が含まれるラーベス相が存在する。
従来の技術で粉末を形成するときも超微細な粉末状の窒化物が形成されるが、超微細な粉末状の窒化物は超微細な粉末として排出され、残された希土類窒化物の粒子は大きいので、焼結をするとき、一部分の窒化物は焼結によって分解されて排出され、一部分の窒化物は重希土相と結合されて結晶粒界中の希土類窒化物になる。従来の技術において、希土類窒化物は不純物になるので、希土類窒化物の存在を防止した方がよい。本発明において、粉末を形成するとき酸素の含量を抑制することにより超微細な粉末の酸化を防止する。また、超微細な粉末が噴出されない新型な気流粉砕製粉装置を採用するので、すべての希土類窒化物は収集装置に収集された粉末に集まることができる。また、窒素を気流粉砕製粉装置の担体とすることにより、気流によって形成されたすべての超微細な粉末が収集装置に収集され、超微細な粉末と窒素が反応して希土類窒化物の粉末になるようにすることができる。希土類窒化物は容易に酸化するので、後続の工程において酸素の含量を有効に抑制しなければならない。通常、酸素の含量を100ppmにする。焼結の工程を改善することにより、結晶粒界中の希土類窒化物は結晶相側へ移動し、結晶粒界の辺縁において結晶相と接続された希土類窒化物相が形成される。
焼結後機械的加工をする場合と比較してみると、予め焼結をした後の製品の密度は低くなるので、予め焼結をした後機械的加工をすることにより、色々な発明の効果を奏することができる。例えば、機械的加工のコストを有効に低減し、加工の効率を30%以上向上させることができる。
プラセオジム・ネオジム合金、金属テルビウム、フッ化ジスプロシウム、ジスプロシウム鉄、純鉄、ホウ素鉄、金属ガリウム、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅の原料を所定の重量比例に混合してPr6.3Nd23.1Dy2Tb0.6B0.95Co1.2Zr0.12Ga0.1Al0.2Cu0.2Fe残量である合金原料を形成する。純鉄、ホウ素鉄、フッ化ジスプロシウムおよび少量のプラセオジム・ネオジム合金を1号容器に入れ、プラセオジム・ネオジム合金、ジスプロシウム鉄、金属テルビウム、金属ガリウムを2号容器に入れ、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅を3号容器に入れた後、3個の容器を真空溶解快速凝固装置の真空原料室に送入し、真空原料室を真空にした後、真空原料室と真空溶解室と間のバルブを開ける。昇降設備、多位置停止可能な回転設備および往復移動設備により、真空の条件下において1号容器中の原料を真空溶解炉の溶解容器に送入し、1400〜1500℃まで加熱して精錬する。昇降設備によりネオジム鉄ホウ素クズ処分装置を真空溶解室の溶解容器の溶解液の表面まで移動させて、クズがクズ処分装置上に付着するようにし、クズが付着するとクズ処分装置を撤去する。2号容器と3号容器中の原料も真空溶解炉の溶解容器に送入した後、アルゴン気体を注入して精錬をする。精錬が終わると、溶解容器を傾けて溶解状態の合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。水冷式回転ローラ上の合金片が合金片冷却室の合金片粉砕装置に落ちて粉砕された後、粉砕された合金片を水冷手段付き回転ローラに再び送入して2回目の冷却をすることにより合金片1を形成する。合金片1と成分が(Pr0.25Nd0.75)30.1Fe残量Co0.6Al0.1B0.95 Cu0.1 Ga0.1 Zr0.14である合金片2とを真空水素粉砕炉に送入して水素粉砕をする。水素粉砕をするとき、まず、合金片をフッ化テルビウム粉末に入れて合金片を650℃まで加熱した後2時間の保温をし、次に、これらを260℃まで冷却して合金片が水素を吸収するようにし、最後に、合金片を650℃まで再び加熱して所定の時間の保温をした後、合金片を200℃以下に冷却する。水素粉砕が行われた合金片を超微細な粉末が噴出されない窒素気流製粉装置に送入して気流粉砕粉末を形成し、この粉末の平均粒径が略2.0〜2.2μmになるようにする。粉末で磁石体を形成するとき、粉末を圧縮して予め焼結することにより初期焼結ラフを形成し、初期焼結ラフの密度は約5.8g/cm3である。初期焼結ラフを加工して製品を製造し、この製品上の油を除去した後、フッ化テルビウム粉末が含まれている溶液に含浸する。この後、フッ化テルビウム粉末が含まれている製品を真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをする。このとき、真空焼結の温度は1040℃であり、エージングの温度は505℃であり、焼結された製品の密度は7.5g/cm3である。最後に、所定の工程によりネオジム鉄ホウ素永久磁石D1を形成する。測定によると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石D1の磁気エネルギー蓄積は50MGOeであり、保磁力は25kOeである。図2は、ネオジム鉄ホウ素永久磁石D1中のF、Tb元素の平均濃度が磁石体の表面からの距離によって変化する趨勢を示す図である。図面に示すとおり、F、Tb元素は磁石体内に均等に分布しており、この濃度は、図1と異なり、磁石体の中心から磁石体の表面に向かって逓増する状態に分布していない。従来の製品と比較してみると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石D1は、製品が容易に壊れず、製品の不良品率が低いという利点を有している。
プラセオジム・ネオジム合金、金属テルビウム、ジスプロシウム鉄、純鉄、ホウ素鉄、金属ガリウム、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅を所定の重量比例に混合してPr6.3Nd23.1Dy2Tb0.6B0.95Co1.2Zr0.12Ga0.1Al0.2Cu0.2Fe残量である合金原料を形成する。純鉄、ホウ素鉄および少量のプラセオジム・ネオジム合金を1号容器に入れ、プラセオジム・ネオジム合金、ジスプロシウム鉄、金属テルビウム、金属ガリウムを2号容器に入れ、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅を3号容器に入れ、実施例1と同様な溶解工程により合金片1の成分と同様な合金片3を製造する。合金片3と成分が(Pr0.25Nd0.75)30.1Fe残量Co0.6Al0.1B0.95 Cu0.1 Ga0.1 Zr0.14である合金片2とを真空水素粉砕炉に送入して水素粉砕をする。合金片を260℃まで加熱して合金片が水素を吸収するようにし、次に、合金片を650℃まで再び加熱して所定の時間の保温をした後、合金片を200℃以下に冷却する。水素粉砕が行われた合金片を一般の窒素気流製粉装置に送入して気流粉砕粉末を形成し、該粉末の平均粒径が略3.3〜3.6μmになるようにする。その後、実施例1と同様な方法により磁石体を形成し、予め焼結により初期焼結ラフを形成する。また、該初期焼結ラフを加工して製品を製造し、該製品上の油を除去した後、フッ化テルビウム粉末が含まれている溶液に含浸する。その後、フッ化テルビウム粉末が含まれている製品を真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをし、後続の工程によりネオジム鉄ホウ素永久磁石C1を製造する。測定によると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石C1の磁気エネルギー蓄積は45MGOeであり、保磁力は21kOeである。ネオジム鉄ホウ素永久磁石C1のような製品は、製品が容易に壊れず、製品の不良品率が低いという利点を有している。
プラセオジム・ネオジム合金、金属テルビウム、ジスプロシウム鉄、純鉄、ホウ素鉄、金属ガリウム、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅を所定の重量比例に混合してPr6.3Nd23.1Dy2Tb0.6B0.95Co1.2Zr0.12Ga0.1Al0.2Cu0.2Fe残量である合金原料を形成する。純鉄、ホウ素鉄および少量のプラセオジム・ネオジム合金を1号容器に入れ、プラセオジム・ネオジム合金、ジスプロシウム鉄、金属テルビウム、金属ガリウムを2号容器に入れ、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅を3号容器に入れ、実施例1と同様な溶解工程により合金片1の成分と同様な合金片3を製造する。合金片3と成分が(Pr0.25Nd0.75)30.1Fe残量Co0.6Al0.1B0.95 Cu0.1 Ga0.1 Zr0.14である合金片2とを真空水素粉砕炉に送入して水素粉砕をする。合金片を260℃まで加熱して合金片が水素を吸収するようにし、次に、合金片を650℃まで再び加熱して所定の時間の保温をした後、合金片を200℃以下に冷却する。水素粉砕が行われた合金片を一般の窒素気流製粉装置に送入して気流粉砕粉末を形成し、該粉末の平均粒径が略3.3〜3.6μmになるようにする。その後、粉末で磁石体を成型し、圧力下の焼結とエージングをすることにより初期焼結ラフを形成する。このとき、真空焼結の温度を約1040℃にし、エージングの温度を約505℃にし、初期焼結ラフの密度を約7.5g/cm3にする。初期焼結ラフを加工して製品を製造し、該製品上の油を除去した後、フッ化テルビウム粉末が含まれている溶液に含浸する。その後、フッ化テルビウム粉末が含まれている製品に対して焼結の温度より低い温度で拡散熱処理をし、かつ後続の工程によりネオジム鉄ホウ素永久磁石C2を製造する。測定によると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石C2の磁気エネルギー蓄積は45MGOeであり、保磁力は21kOeである。ネオジム鉄ホウ素永久磁石C2のような製品は、製品が容易に壊れず、製品の不良品率が低いという利点を有している。
プラセオジム・ネオジム合金、金属テルビウム、フッ化ジスプロシウム、ジスプロシウム鉄、純鉄、ホウ素鉄、金属ガリウム、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅の原料とネオジム鉄ホウ素廃棄物とを所定の重量比例に混合してPr6.3Nd23.1Dy1.5Tb1.0B0.95Co1.2Zr0.12Ga0.1Al0.2Cu0.2Fe残量である合金原料を形成する。純鉄、ホウ素鉄、フッ化ジスプロシウムおよび少量のプラセオジム・ネオジム合金を1号容器に入れ、ネオジム鉄ホウ素廃棄物を2号容器に入れ、プラセオジム・ネオジム合金、ジスプロシウム鉄、金属テルビウム、金属ガリウムを3号容器に入れ、金属ジルコニウム、金属コバルト、金属アルミニウム、金属銅を4号容器に入れた後、4個の容器を真空溶解快速凝固装置の真空原料室に送入し、真空原料室を真空にした後、真空原料室と真空溶解室と間のバルブを開ける。昇降設備、多位置停止可能な回転設備および往復移動設備により、真空条件下において1号容器と2号容器中の原料を真空溶解炉の溶解容器に送入し、1400〜1500℃まで加熱して精錬する。昇降設備によりネオジム鉄ホウ素クズ処分装置を真空溶解室の溶解容器の溶解液の表面まで移動させて、クズがクズ処分装置上に付着するようにし、クズが付着するとクズ処分装置を撤去する。3号容器と4号容器中の原料も真空溶解炉の溶解容器に送入した後、アルゴン気体を注入して精錬をする。精錬が終わると、溶解容器を傾けて溶解状態の合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。水冷式回転ローラ上の合金片が合金片冷却室の合金片粉砕装置に落ちて粉砕された後、粉砕された合金片を水冷手段付き回転ローラに再び送入して2回目の冷却をすることにより合金片3を形成する。合金片3と成分が(Pr0.25Nd0.75)30.5Fe残量Co0.6Al0.1B0.95 Cu0.1 Ga0.1 Zr0.14である合金片4とを真空水素粉砕炉に送入して水素粉砕をする。水素粉砕をするとき、まず、合金片をフッ化テルビウム粉末に入れて合金片を700℃まで加熱した後2時間の保温をし、次に、これらを260℃まで冷却して合金片が水素を吸収するようにし、最後に、合金片を650℃まで再び加熱して所定の時間の保温をした後、合金片を200℃以下に冷却する。水素粉砕が行われた合金片を超微細な粉末が噴出されない窒素気流製粉装置に送入して気流粉砕粉末を形成し、この粉末の平均粒径が略2.0〜2.2μmになるようにする。粉末で磁石体を成型した後、粉末を圧縮して予め焼結することにより初期焼結ラフを形成し、予め焼結により密度が約6.0g/cm3になるようにする。初期焼結ラフを加工して製品を製造し、この製品上の油を除去した後、Tb−Al合金粉末が含まれている溶液に含浸する。Tb−Al合金粉末が含まれている製品を真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをする。このとき、真空焼結の温度は1040℃であり、エージングの温度は505℃であり、焼結された製品の密度は7.4g/cm3である。最後に、所定の工程によりネオジム鉄ホウ素永久磁石D2を形成する。測定によると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石D2の磁気エネルギー蓄積は50MGOeであり、保磁力は26kOeである。従来の製品と比較してみると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石D2は、製品が容易に壊れず、製品の不良品率が低いという利点を有している。従来の製品と比較してみると、ネオジム鉄ホウ素永久磁石D2は、製品が容易に壊れず、製品の不良品率が低いという利点を有している。
Claims (19)
- 窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石であって、
前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶の平均粒径の範囲は3〜6μmであり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶相はR2T14B構造を有し、結晶粒界は結晶相の周囲に分布し、結晶粒界にはN、F、Zr、Ga、Cu元素が含まれ、結晶相と結晶粒界との間にはR1、Tb、N元素が含まれるラーベス相が存在し、ラーベス相は(R1、Tb)2T14(B、N)構造が含まれる相を含み、Rは二種以上の希土類元素を示しかつPrとNdを含み、TはFe、Mn、AlおよびCo元素を示し、R1は一種以上の希土類元素を示しかつDyとTbのうち少なくとも一種を含み、前記結晶相はPr、Nd、Fe、Mn、Al、Co、B元素を含み、結晶粒界はNbとTiのうち少なくとも一種を含み、
前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のN、F、Mn、Al、Tb、Dy、Pr、Nd、Co、Ga、Zr、Cu元素の含量はそれぞれ、0.03wt%≦N≦0.09wt%、0.005wt%≦F≦0.5wt%、0.011wt%≦Mn≦0.027wt%、0.1wt%≦Al≦0.6wt%、0.1wt%≦Tb≦2.9wt%、0.1wt%≦Dy≦3.9wt%、3wt%≦Pr≦14wt%、13wt%≦Nd≦28wt%、0.6wt%≦Co≦2.8wt%、0.09wt%≦Ga≦0.19wt%、0.06wt%≦Zr≦0.19wt%、0.08wt%≦Cu≦0.24wt%であることを特徴とする窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石。 - 前記ラーベス相は(R、Tb)2T14(B、N)と(R1、Tb)T12(B、N)構造が含まれる相を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石。
- 前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石に含まれるMn、Nb、Ti元素の含量は0.011wt%≦Mn≦0.016wt%、0.3wt%≦Nb≦0.9wt%、0.11wt%≦Ti≦0.19wt%であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石。
- 前記結晶相はGdとHo元素を更に含み、その含量は0.3wt%≦Gd≦4wt%、0.6wt%≦Ho≦4.9wt%であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石。
- 前記ラーベス相中のTb元素の含量は結晶相と結晶粒界中のTb元素の含量より多く、ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のTb元素の含量は0.1wt%≦Tb≦2.8wt%であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石。
- 前記ラーベス相中のTb、Al元素の含量は結晶相と結晶粒界中のTb、Al元素の含量より多く、前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のTb、Al元素の含量は0.1wt%≦Tb≦2.8wt%、0.1wt%≦Al≦0.3wt%であることを特徴とする請求項1に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石。
- 窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法であって、
(1)真空の条件下において、純鉄、ホウ素鉄、フッ化希土が含まれる一部分の原料を真空溶解室の溶解容器に送入し、温度を1400〜1500℃まで加熱して精錬するステップと、
(2)昇降設備によりクズ処分装置を真空溶解室の溶解容器の溶解液の表面まで移動させて、クズがクズ処分装置上に付着するようにし、クズがクズ処分装置に付着するとクズ処分装置を撤去するステップと、
(3)残された原料を真空溶解室の溶解容器に送入した後、アルゴン気体を注入して精錬をするステップと、
(4)精錬が終わると溶解状態の合金液体を水冷式回転ローラに垂らして合金片を形成し、かつ合金片の結晶の平均厚さが0.1〜0.3μmになるようにするステップと、
(5)RとR1がそれぞれ含まれている二種以上の合金片とTbF3粉末とを真空水素粉砕炉に送入して水素粉砕をするステップであって、二種の合金片において少なくとも一種はステップ(1)〜(4)の方法により製造されるものであり、水素粉砕をするとき加熱温度が560〜900℃になっている時間を2時間以上にし、Rは二種以上の希土類元素を示しかつPrとNdを含み、TはFe、Mn、AlおよびCo元素を示し、R1は一種以上の希土類元素を示しかつDyとTbのうち少なくとも一種を含むステップと、
(6)水素粉砕が行われた合金片を窒素気流製粉装置に送入して気流粉砕製粉をし、粉末の平均粒径が略1.6〜3.3μmになるようにするステップと、
(7)窒素の保護下において磁石体を成型し、磁石体ラフの密度が4.1〜4.8g/cm3になるようにするステップと、
(8)窒素の保護下において成型された磁石体に対して加熱、脱気、不純物の除去、予め焼結をすることにより初期焼結ラフを形成し、初期焼結ラフの密度が5.1〜7.2g/cm3になるようにするステップと、
(9)機械加工手段で初期焼結ラフを加工することにより製品を製造するステップと、
(10)製品の表面にTb元素が含まれる粉末または膜を付着させるステップと、
(11)表面にTb元素の粉末または膜が付着している製品を真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをするステップであって、このとき真空焼結の温度を960〜1070℃にし、エージングの温度を460〜640℃にし、焼結された製品または焼結ラフの密度を7.4〜7.7g/cm3にするステップとを含み、
前記方法で製造されたネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶の平均粒径は3〜7μmであり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のN元素の含量は0.03〜0.09wt%であり、F元素の含量は0.05〜0.5wt%であり、Tb元素の含量は0.1〜2.9wt%であり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶相にはF元素が存在し、結晶相と結晶粒界との間にはTb、N元素が含まれるラーベス相が存在することを特徴とする窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。 - 前記フッ化希土は、フッ化プラセオジム・ネオジム、フッ化テルビウム、フッ化ジスプロシウムのうちの一種以上であることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(1)において、前記一部分の原料はネオジム鉄ホウ素廃棄物を含み、ネオジム鉄ホウ素廃棄物の重量は原料の全重量の20〜60%を占め、フッ化希土の重量は原料の全重量の0.1〜3%を占めることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(1)において、前記一部分の原料はネオジム鉄ホウ素廃棄物を含み、精錬の工程をするとき、真空率を8×10−1Paないし8×102Paにし、前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のMn元素の含量を0.01〜0.016wt%にすることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- 前記水素粉砕をするとき、まず、合金片をフッ化テルビウム粉末に入れて合金片を50〜800℃まで加熱した後、10分間ないし8時間の保温をし、次に、これらを100〜390℃まで冷却して合金片が水素を吸収するようにし、最後に、合金片を600〜900℃まで再び加熱して所定の時間の保温をした後、合金片を200℃以下に冷却し、前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のTb元素の含量は0.1〜1.9wt%であることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(4)において、溶解状態の合金液体を水冷式回転ローラに垂らして合金片を形成し、該合金片を粉砕した後水冷手段付き回転ローラに送入して2回目の冷却をすることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(6)において、気流粉砕製粉をするとき超微細な粉末が噴出されない窒素気流製粉装置を採用し、気流製粉装置によって製造された粉末は粒径が1μmより小さい超微細な粉末と粒径が1μmより大きい一般の粉末とを含み、超微細な粉末中の窒素の含量と重希土類元素の含量は一般の粉末より多く、超微細な粉末と一般の粉末を混合して、超微細な粉末が一般の粉末の周囲に位置するようにすることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(6)の気流粉砕製粉をする前、水素粉砕された合金片に潤滑剤を添加するステップを更に含み、潤滑剤はF元素を含むことを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(11)において、真空焼結の温度を1010〜1045℃にし、エージングの温度を460〜540℃にし、焼結された製品の密度を7.5〜7.7g/cm3にし、ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のTb元素の含量を0.1〜2.8wt%にすることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(10)において、製品をTb−Al合金粉末が含まれている溶液に含浸することにより製品の表面にTb−Al合金粉末を付着させ、ステップ(11)において、表面にTb−Al合金粉末が付着している製品を真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをし、このとき真空焼結の温度は1010〜1045℃であり、エージングの温度は460〜540℃であり、焼結された製品の密度は7.5〜7.7g/cm3であり、前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石中のTb元素の含量は0.1〜0.4wt%であり、Al元素の含量は0.1〜0.3wt%であり、結晶粒界にはF元素が存在し、結晶相と結晶粒界との間にはTb、N元素が含まれるラーベス相が存在し、ラーベス相は(R、Tb)2T14(B、N)構造を有することを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(8)において、初期焼結ラフの密度を5.1〜6.2g/cm3にし、ステップ(10)において、製品をフッ化テルビウム粉末が含まれている溶液に含浸することにより製品の表面にフッ化テルビウム粉末を付着させ、ステップ(11)において、フッ化テルビウム粉末が付着している製品を真空焼結炉に送入して真空焼結とエージングをし、このとき真空焼結の温度は1020〜1045℃であり、エージングの温度は470〜540℃であり、焼結された製品の密度は7.5〜7.7g/cm3であり、前記方法で製造したネオジム鉄ホウ素永久磁石の結晶の平均粒径は3〜6μmであり、ネオジム鉄ホウ素永久磁石において結晶相と結晶粒界との間にはTbの含量がネオジム鉄ホウ素永久磁石中のTbの平均含量より多いラーベス相が存在することを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(10)において、圧力によりTb元素が含まれている粉末を製品の表面に付着させることを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
- ステップ(10)において、スパッタリング、蒸発、噴着のうち少なくとも1つの方法により製品の表面にTb元素が含まれた膜を形成することを特徴とする請求項7に記載の窒化物相を有するネオジム鉄ホウ素永久磁石の製造方法。
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