JP6760169B2 - R−t−b系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)R−T−B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFeまたはFeとCo、Bはホウ素)を用意する工程、
(2)DyおよびTbの少なくとも一方である重希土類元素RHの合金または化合物の粉末、または、重希土類元素RHの化合物の粉末およびRLM1M2合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alからなる群から選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末を含む粒度調整粉末を用意する工程、
(3)M酸化物(Mは、Mg、Al、Si、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Zrからなる群から選ばれる1種以上)の粉末を用意する工程、
(4)前記R−T−B系焼結磁石の表面の塗布領域に粘着剤を塗布する塗布工程、
(5)粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石の表面の前記塗布領域に前記粒度調整粉末を付着させることによって、前記R−T−B系焼結磁石の表面に前記粒度調整粉末を存在させる工程、
(6)前記M酸化物の粉末を前記粒度調整粉末と共に前記R−T−B系焼結磁石の表面に存在させる工程、
(7)前記粒度調整粉末および前記M酸化物の粉末が表面に存在するR−T−B系焼結磁石を、前記R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下の温度で熱処理(拡散熱処理)して、前記粒度調整粉末に含まれる重希土類元素RHを前記R−T−B系焼結磁石の表面から内部に拡散する拡散工程と、
を含む。
重希土類元素RHの拡散の対象とするR−T−B系焼結磁石母材を準備する。本明細書では、わかりやすさのため、重希土類元素RHの拡散の対象とするR−T−B系焼結磁石をR−T−B系焼結磁石母材と厳密に称することがあるが、「R−T−B系焼結磁石」の用語はそのような「R−T−B系焼結磁石母材」を含むものとする。このR−T−B系焼結磁石母材は公知のものが使用でき、例えば以下の組成を有する。
希土類元素R:12〜17原子%
B(B(ホウ素)の一部はC(炭素)で置換されていてもよい):5〜8原子%
添加元素M´(Al、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):0〜2原子%
T(Feを主とする遷移金属元素であって、Coを含んでもよい)および不可避不純物:残部
本開示の実施形態において、粒度調整粉末とは、次に説明する拡散剤の粉末または拡散剤の粉末と拡散助剤の粉末を必要に応じて造粒して粒度調整した粉末のことを言う。
粒度調整粉末は、DyおよびTbの少なくとも一方である重希土類元素RHの合金または化合物の粉末を含む。これらの合金および化合物の粉末は、いずれも拡散剤として機能する。
粒度調整粉末は、拡散助剤として機能する合金の粉末を含んでいても良い。このような合金の一例は、RLM1M2合金である。RLは、Nd、Prから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alからなる群から選ばれる1種以上であり、M1=M2でもよい。RLM1M2合金の典型例は、NdCu合金、NdFe合金、NdCuAl合金、NdCuCo合金、NdCoGa合金、NdPrCu合金、NdPrFe合金などである。これらの合金の粉末は、上述のRH化合物粉末と混合して用いられる。複数種のRLM1M2合金粉末とRH化合物粉末を混合して用いてもよい。RLM1M2合金の粉末の作製方法は特に限定されない。急冷法または鋳造法で作製される場合、粉砕性を良くするために、M1≠M2とし、例えば、NdCuAl合金、NdCuCo合金、NdCoGa合金などの3元系以上の合金を採用することが好ましい。RLM1M2合金粉末の粒度は、例えば500μm以下であり、小さいものは10μm程度である。
これらの粉末は、混合した状態または単独の状態で、粒度が調整され、粒度調整粉末が作製される。粒度は、ある実施形態において、粒度調整粉末を構成する粉末粒子がR−T−B系焼結磁石の表面の全体に配置されて1層の粒子層を形成したときに、粒度調整粉末に含まれる重希土類元素RHの量がR−T−B系焼結磁石に対して質量比で0.7〜1.5%の範囲内になるように設定され得る。粒度はこのような計算および/または実験によって決定すればよい。粒度を決定するための実験は、実際の製造方法に準じて行うことができる。
粘着剤としては、PVA(ポリビニルアルコール)、PVB(ポリビニルブチラール)、PVP(ポリビニルピロリドン)などがあげられる。粘着剤が水系の粘着剤の場合、塗布の前にR−T−B系焼結磁石を予備的に加熱してもよい。予備加熱の目的は余分な溶媒を除去し粘着力をコントロールすること、および、均一に粘着剤を付着させることである。加熱温度は60〜100℃が好ましい。揮発性の高い有機溶媒系の粘着剤の場合はこの工程は省略してもよい。
ある好ましい態様では、R−T−B系焼結磁石の表面全体(全面)に粘着剤が塗布されている。R−T−B系焼結磁石の表面全体ではなく、一部に付着させてもよい。本開示の製造方法によれば、R−T−B系焼結磁石の表面において法線方向が異なる複数の領域に対して、一度の工程で粒度調整粉末を1層以上3層以下付着させることができる。
[M酸化物]
本開示では、M酸化物の粉末を用意し、M酸化物の粉末を上記の粒度調整粉末と共にR−T−B系焼結磁石の表面に存在させる。ここで、Mは、Mg、Al、Si、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Zrからなる群から選ばれる1種以上である。
拡散のための熱処理温度は、R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下(具体的には例えば1000℃以下)である。また、粒度調整粉末または粒度調整混合粉末がRLM1M2合金の粉末を含む場合は、それらの融点よりも高い温度、例えば500℃以上である。熱処理時間は例えば10分〜72時間である。また前記熱処理の後必要に応じてさらに400〜700℃で10分〜72時間の熱処理を行ってもよい。
まず公知の方法で、組成比Nd=13.5、B=5.7、Al=1.0、Cu=0.1、Co=2.2、Ga=0.3、残部Fe(原子%)のR−T−B系焼結磁石を作製した。これを機械加工することにより、厚さ4.9mm×幅7.4mm×長さ60mmのR−T−B系焼結磁石母材を得た。得られたR−T−B系焼結磁石母材の長さ60mm方向の中央部より4.9mm×7.4mm×7.4mmのサンプルを切り出し、各表面を0.2mmずつ表面研削して4.5mm×7.0mm×7.0mmとした後、磁気特性をB−Hトレーサーによって測定したところ、HcJは1105kA/m、Brは1.41T(n=6平均)であった。
Claims (12)
- R−T−B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFeまたはFeとCo)を用意する工程と、
DyおよびTbの少なくとも一方である重希土類元素RHの合金または化合物の粉末から形成した粒度調整粉末を用意する工程と、
M酸化物(Mは、Mg、Al、Si、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Zrからなる群から選ばれる1種以上)の粉末を用意する工程と、
前記R−T−B系焼結磁石の表面の塗布領域に粘着剤を塗布する塗布工程と、
前記粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石の表面の前記塗布領域に前記粒度調整粉末を前記M酸化物の粉末とともに付着させることによって、前記R−T−B系焼結磁石の表面に重希土類元素RHおよび前記M酸化物を存在させる工程と、
前記粒度調整粉末および前記M酸化物の粉末が表面に存在するR−T−B系焼結磁石を、前記R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下の温度で熱処理して、前記粒度調整粉末に含まれる重希土類元素RHを前記R−T−B系焼結磁石の表面から内部に拡散する拡散工程と、
を含む、R−T−B系焼結磁石の製造方法。 - 前記M酸化物の粉末を前記粒度調整粉末と共に前記R−T−B系焼結磁石の表面に存在させる工程は、前記粒度調整粉末を付着させたR−T−B系焼結磁石の表面に、前記M酸化物の粉末を散布する工程である、請求項1に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記M酸化物の粉末を前記粒度調整粉末と共に前記R−T−B系焼結磁石の表面に存在させる工程は、前記粒度調整粉末を付着させたR−T−B系焼結磁石を、前記M酸化物の粉末中に埋没させる工程である、請求項1に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- R−T−B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFeまたはFeとCo)を用意する工程と、
DyおよびTbの少なくとも一方である重希土類元素RHの合金または化合物の粉末、およびM酸化物(Mは、Mg、Al、Si、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Zrからなる群から選ばれる1種以上)の粉末から形成した粒度調整混合粉末を用意する工程と、
前記R−T−B系焼結磁石の表面の塗布領域に粘着剤を塗布する塗布工程と、
前記粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石の表面の前記塗布領域に前記粒度調整混合粉末を付着させることによって、前記R−T−B系焼結磁石の表面に前記粒度調整混合粉末を存在させる工程と、
前記粒度調整混合粉末が表面に存在するR−T−B系焼結磁石を、前記R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下の温度で熱処理して、前記粒度調整混合粉末に含まれる重希土類元素RHを前記R−T−B系焼結磁石の表面から内部に拡散する拡散工程と、
を含む、R−T−B系焼結磁石の製造方法。 - 前記粒度調整粉末は、RHM1M2合金(M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末、または、RLRHM1M2合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上)を含む、請求項1から3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整粉末は、RH化合物(RHはDy、Tbから選ばれる1種以上、RH化合物はRHフッ化物、RH酸フッ化物、RH酸化物から選ばれる1種以上)の粉末を含む、請求項1から3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整粉末は、RLM1M2合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末を含む、請求項6に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整粉末は、バインダと共に造粒された粒度調整粉末である、請求項1から3、および5から7のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整混合粉末は、RHM1M2合金(M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末、または、RLRHM1M2合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上)を含む、請求項4に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整混合粉末は、RH化合物(RHはDy、Tbから選ばれる1種以上、RH化合物はRHフッ化物、RH酸フッ化物、RH酸化物から選ばれる1種以上)の粉末を含む、請求項4に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整混合粉末は、RLM1M2合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末を含む、請求項10に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整混合粉末は、バインダと共に造粒された粒度調整混合粉末である、請求項4、および9から11のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
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