JP6784484B2 - R−t−b系焼結磁石およびモータ - Google Patents
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Description
第1主面と第1側面とを有し、
前記第1主面は前記第1側面よりも保磁力が高く、
前記第1主面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1主面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjMとする場合に、ΔHcjM≦60kA/mであり、
前記第1主面と平行で前記第1主面との距離が所定長さ以上離れた断面を第1断面とし、前記第1断面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1断面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjGとする場合に、ΔHcjG≦60kA/mであることを特徴とする。
前記第1主面の中心部を通過し前記第1主面と垂直な直線上で、最も保磁力が高い部分と最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcj C とする場合に、
5kA/m≦ΔHcjC≦80kA/m
であることが好ましい。
前記第1主面の中心部を通過し前記第1主面と垂直な直線上で、最も保磁力が高い部分と最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjC
前記第1側面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1側面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjEとする場合に、
|ΔHcjC―ΔHcjE|≦20kA/m
であることが好ましい。
前記第1側面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1側面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjEとする場合に、
ΔHcjE>ΔHcjMであることが好ましい。
前記第1主面と対向する主面を第2主面とし、前記第1主面の中心部を通り前記第1主面と直交する直線上で、最も保磁力が低い点を点HCminとする場合に、
前記第1主面から点HCminまでは保磁力が単調に減少し、点HCminから前記第2主面までは保磁力が単調に増加することが好ましい。
前記第1主面と対向する主面を第2主面とする場合に、
前記第1主面の中心部を通り前記第1主面と直交する直線に沿って、前記第1主面から前記第2主面まで保磁力が単調に減少することが好ましい。
本実施形態に係るR−T−B系焼結磁石は、R2T14B結晶から成る粒子(結晶粒子)および粒界を有する。
|ΔHcjC―ΔHcjE|≦20kA/m
であることが好ましい。
次に、本実施形態に係るR−T−B系焼結磁石の製造方法を説明する。
原料粉末は、公知の方法により作製することができる。本実施形態では、単独の合金を使用する1合金法の場合について説明するが、第1合金と第2合金との2合金を混合して原料粉末を作製するいわゆる2合金法でもよい。
成形工程では、粉砕工程により得られた粉砕粉末を所定の形状に成形する。成形方法には特に限定はないが、本実施形態では、粉砕粉末を金型内に充填し、磁場中で加圧する。
焼結工程は、成形体を真空または不活性ガス雰囲気中で焼結し、焼結体を得る工程である。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、成形体に対して、例えば、真空中または不活性ガスの存在下、1000℃以上1200℃以下、1時間以上20時間以下で加熱する処理を行うことにより焼結する。これにより、高密度の焼結体が得られる。なお、この時点では焼結体全体にわたって実質的に均一な保磁力分布であることが好ましい。
本実施形態では、前記焼結体に対して、重希土類元素を粒界拡散させる工程を有する。粒界拡散は、塗布または蒸着等により重希土類元素を、必要に応じて前処理を施した焼結体の表面に付着させた後、熱処理を行うことにより、実施することができる。これにより、最終的に得られるR−T−B系焼結磁石の保磁力をさらに向上させることができる。なお、前処理の内容には特に制限はない。例えば公知の方法でエッチングを施した後に洗浄し、乾燥する前処理が挙げられる。
拡散処理工程の後には、主面の表面に残存する残渣膜を除去するための処理を必要に応じて行ってもよい。拡散処理後の加工工程で実施する加工の種類に特に制限はない。例えば化学的な除去方法、物理的な切断、研削などの形状加工や、バレル研磨などの面取り加工などを前記拡散処理後に行ってもよい。
拡散処理工程前の焼結体
まず、24wt%Nd−7wt%Pr―0.2wt%Al―2wt%Co−0.2wt%Cu−0.15wt%Zr−0.2wt%Ga−0.95wt%B−bal.Feを満足する焼結体が得られるように、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。
得られた焼結体に対して、硝酸とエタノールの混合溶液に3分間浸漬させた後にエタノールに1分間浸漬させる処理を2回行うことで、拡散処理工程の前処理を行った。前処理後に前記焼結体を洗浄し、乾燥した。
拡散処理工程後の焼結体の6面全てに対して、0.1mmの切削研磨を実施した。その結果、焼結体のサイズが20.0×20.0×6.0mmとなった。研磨後の焼結体に対して、洗浄、乾燥を行い、表1に記載した試料(磁石)を得た。
残留磁束密度Brおよび磁石全体の保磁力HcjはBHトレーサーによって測定した。その際に、得られた試料を4等分して10mm×10mm×6mmのサンプル4枚とし、そのうち2枚を重ねあわせて10mm×10mm×12mmとして測定した。
部分保磁力を測定する部分を含む領域を1mm×5mm×1mmの大きさで切り出し、切り出した部分保磁力測定用試料の保磁力をパルスBHトレーサーによって測定した。
各試料の室温での磁束(Flux)を測定し、さらに熱減磁を測定する各温度での磁束を測定した。そして、次式に基づき熱減磁を計算により求めた。なお、Fluxはデジタル磁束計(東英工業製TDF−5)を用い、サーチコイル(ターン数200)による繰り返し引き抜き法により求めた。実施例1、2および比較例1、2の熱減磁の変化を図示したのが図10である。
熱減磁(%)=100×(Flux(測定温度)−Flux(室温))/Flux(室温)
実験例1のTb付着密度を表3、表4に示す値に変更した点以外は実験例1と同様にして実施例3〜6および比較例3〜6を得た。結果を表3〜表5に示す。
実験例1のTbH2をDyH2に代えた点以外は実験例1と同様にして実施例11、12および比較例11、12を得た。結果を表6、表7に示す。
1´…従来のR−T−B系焼結磁石
1a,1a´…第1主面
1b,1b´…第2主面
1c,1c´…側面
11…保磁力測定用試料
21…粒界
23…結晶粒子
Claims (7)
- 第1主面と第1側面とを有するR−T−B系焼結磁石において、
前記第1主面から重希土類が粒界拡散され、Harrisonの拡散分類モデルによるC型拡散が支配的であり、
前記第1主面は前記第1側面よりも保磁力が高く、
前記第1主面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1主面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjMとする場合に、ΔHcjM≦60kA/mであり、
前記第1主面と平行で前記第1主面との距離が所定長さ以上離れた断面を第1断面とし、前記第1断面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1断面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjGとする場合に、ΔHcjG≦60kA/mであり、
前記第1主面の中心部を通過し前記第1主面と垂直な直線上で、最も保磁力が高い部分と最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcj C とする場合に、
5kA/m≦ΔHcjC≦80kA/m
であり、
前記第1主面の中心部を通過し前記第1主面と垂直な直線上で、最も保磁力が高い部分と最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjC
前記第1側面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1側面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjEとする場合に、
|ΔHcjC―ΔHcjE|≦20kA/m
であることを特徴とするR−T−B系焼結磁石。 - 前記第1側面上で最も保磁力が高い部分と、前記第1側面上で最も保磁力が低い部分との保磁力の差をΔHcjEとする場合に、
ΔHcjE>ΔHcjMである請求項1に記載のR−T−B系焼結磁石。 - 前記第1主面に垂直な方向の厚みが1.5〜9mmである請求項1または2に記載のR−T−B系焼結磁石。
- 前記第1主面と対向する主面を第2主面とし、前記第1主面の中心部を通り前記第1主面と直交する直線上で、最も保磁力が低い点を点HCminとする場合に、
前記第1主面から点HCminまでは保磁力が単調に減少し、点HCminから前記第2主面までは保磁力が単調に増加する請求項1〜3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石。 - 前記第1主面と対向する主面を第2主面とする場合に、
前記第1主面の中心部を通り前記第1主面と直交する直線上に沿って、前記第1主面から前記第2主面まで保磁力が単調に減少する請求項1〜3のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石。 - 請求項1〜5のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石が2個以上、互いに結合されてなるR−T−B系焼結磁石。
- 請求項1〜6のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石を有するモータ。
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