JP6828623B2 - RTB-based rare earth sintered magnets and RTB-based rare earth sintered magnet alloys - Google Patents
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Description
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石及びＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金に関する。 The present invention relates to RTB-based rare earth sintered magnets and alloys for RTB-based rare earth sintered magnets.
従来、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石（以下、「Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石」と略記する場合がある）は、ハードディスクドライブのボイスコイルモーター、ハイブリッド自動車や電気自動車のエンジン用モーターなどのモーターに使用されている。自動車用モーターに用いられるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、高温に曝されるため、高い保磁力（Ｈｃｊ）および角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が要求される。
従来、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石としては、特許文献１〜４に記載のものがある。
Conventionally, RTB-based rare earth sintered magnets (hereinafter, may be abbreviated as "RT-B-based magnets") have been used as voice coil motors for hard disk drives, motors for engines of hybrid vehicles and electric vehicles, etc. It is used in the motor of. Since RTB magnets used in automobile motors are exposed to high temperatures, high coercive force (Hcj) and squareness (Hk / Hcj) are required.
Conventionally, as the RTB-based magnet, there are those described in Patent Documents 1 to 4.
しかしながら、従来、重希土類の含有量を削減するためにＧａを含むとともに、Ｂ含有量を削減した十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石では、角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が不十分であった。このため、より一層Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を高くすることが要求されている。 However, conventionally, RT-B magnets containing Ga in order to reduce the content of heavy rare earths and having a sufficient coercive force (Hcj) with a reduced B content have squareness (Hk / Hcj). Was inadequate. Therefore, it is required to further increase the angularity (Hk / Hcj) of the RTB-based magnet.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有し、かつ高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石を提供することを課題とする。
また、本発明は、十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有し、かつ高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金を提供することを課題とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides an RTB-based rare earth sintered magnet having a sufficient coercive force (Hcj) and high squareness (Hk / Hcj). That is the issue.
Further, the present invention provides an alloy for RTB-based rare earth sintered magnets capable of obtaining R-TB-based magnets having sufficient coercive force (Hcj) and high squareness (Hk / Hcj). The challenge is to provide.
本発明者らは、上記課題を解決するために、以下に示すように、鋭意検討した。
すなわち、Ｂ含有量が４．５原子％以上、５．５原子％未満であるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石に着目し、その角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を向上させるべく、検討した。
その結果、Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下含み、かつＧｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下含むことにより、十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有し、かつ高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られることを見出し、本発明を想到した。
すなわち、本発明は以下の事項に関する。
In order to solve the above problems, the present inventors have diligently studied as shown below.
That is, we focused on RTB magnets with a B content of 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%, and examined them in order to improve their squareness (Hk / Hcj).
As a result, it has a sufficient coercive force (Hcj) by containing Ga in an amount of 0.05 atomic% or more and 1.40 atomic% or less, and Ge in an amount of more than 0.00 atomic% and 0.45 atomic% or less. The present invention has been conceived by finding that an RTB-based magnet having high angularity (Hk / Hcj) can be obtained.
That is, the present invention relates to the following matters.
（１）希土類元素であるＲと、Ｂと、Ｇｅと、Ａｌと、Ｇａと、Ｃｕと、Ｆｅを主成分とする遷移金属であるＴおよび不可避不純物を含み、
Ｒを１３．５原子％以上、１７．０原子％未満、
Ｂを４．５原子％以上、５．５原子％未満、
Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下、
Ａｌを０．０５原子％以上、１．５０原子％以下、
Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下、
Ｃｕを０．０３原子％以上、０．３０原子％未満含み、
Ｔおよび不可避不純物が残部であることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石。
(1) It contains rare earth elements R, B, Ge, Al, Ga, Cu, T, which is a transition metal containing Fe as a main component, and unavoidable impurities.
R is 13.5 atomic% or more, less than 17.0 atomic%,
B is 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%,
Ge over 0.00 atomic%, 0.45 atomic% or less,
Al is 0.05 atomic% or more, 1.50 atomic% or less,
Ga is 0.05 atomic% or more, 1.40 atomic% or less,
Containing Cu of 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%
An RTB-based rare earth sintered magnet characterized in that T and unavoidable impurities are the balance.
（２）前記Ｒが、Ｄｙを０．００原子％以上、３．００原子％以下と、Ｔｂを０．００原子％以上、３．００原子％以下のうち、一方または両方を含有することを特徴とする（１）に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石。 (2) The R contains one or both of Dy of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less and Tb of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less. The RTB-based rare earth sintered magnet according to (1).
（３）希土類元素であるＲと、Ｂと、Ｇｅと、Ａｌと、Ｇａと、Ｃｕと、Ｆｅを主成分とする遷移金属であるＴおよび不可避不純物を含み、
Ｒを１３．５原子％以上、１７．０原子％未満、
Ｂを４．５原子％以上、５．５原子％未満、
Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下、
Ａｌを０．０５原子％以上、１．５０原子％以下、
Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下、
Ｃｕを０．０３原子％以上、０．３０原子％未満含み、
Ｔおよび不可避不純物が残部であることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金。
(3) It contains rare earth elements R, B, Ge, Al, Ga, Cu, T, which is a transition metal containing Fe as a main component, and unavoidable impurities.
R is 13.5 atomic% or more, less than 17.0 atomic%,
B is 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%,
Ge over 0.00 atomic%, 0.45 atomic% or less,
Al is 0.05 atomic% or more, 1.50 atomic% or less,
Ga is 0.05 atomic% or more, 1.40 atomic% or less,
Containing Cu of 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%
An alloy for RTB-based rare earth sintered magnets, characterized in that T and unavoidable impurities are the balance.
（４）前記Ｒが、Ｄｙを０．００原子％以上、３．００原子％以下と、Ｔｂを０．００原子％以上、３．００原子％以下のうち、一方または両方を含有することを特徴とする（３）に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金。 (4) The R contains one or both of Dy of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less and Tb of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less. The alloy for R-TB-based rare earth sintered magnets according to (3).
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有し、かつ高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有する。
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金を用いることにより、十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有し、かつ高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を提供できる。
The RTB-based rare earth sintered magnet of the present invention has a sufficient coercive force (Hcj) and high squareness (Hk / Hcj).
By using the alloy for RTB-based rare earth sintered magnets of the present invention, an RTB-based magnet having sufficient coercive force (Hcj) and high squareness (Hk / Hcj) can be obtained. Can be provided.
以下、本発明の一実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石およびＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金について詳細に説明する。本発明は、以下に説明する一実施形態に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することができる。 Hereinafter, the RTB-based rare earth sintered magnet and the RTB-based rare earth sintered magnet alloy according to the embodiment of the present invention will be described in detail. The present invention is not limited to one embodiment described below, and the present invention can be appropriately modified and implemented without changing the gist thereof.
「Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金」
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金（以下、「Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金」と略記する場合がある。）は、希土類元素であるＲと、Ｂと、Ｇｅと、Ａｌと、Ｇａと、Ｃｕと、Ｆｅを主成分とする遷移金属であるＴおよび不可避不純物を含む。
"RTB-based rare earth sintered magnet alloy"
The alloys for RTB-based rare earth sintered magnets of the present embodiment (hereinafter, may be abbreviated as "alloys for RTB-based magnets") include R and B, which are rare earth elements. It contains Ge, Al, Ga, Cu, T which is a transition metal containing Fe as a main component, and unavoidable impurities.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金は、Ｒ（希土類元素）を１３．５原子％以上、１７．０原子％未満、Ｂを４.５原子％以上、５．５原子％未満、Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下、Ａｌを０．０５原子％以上、１．５０原子％以下、Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下、Ｃｕを０．０３原子％以上、０．３０原子％未満含み、Ｔ（遷移金属）および不可避不純物が残部である。 The R-TB magnet alloy of the present embodiment contains R (rare earth element) of 13.5 atomic% or more and less than 17.0 atomic%, and B of 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%. , Ge is more than 0.00 atomic%, 0.45 atomic% or less, Al is 0.05 atomic% or more, 1.50 atomic% or less, Ga is 0.05 atomic% or more, 1.40 atomic% or less, Cu Is contained in an amount of 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%, and T (transition metal) and unavoidable impurities are the balance.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＲ（希土類元素）の含有量は１３．５原子％以上、１７．０原子％未満である。Ｒの含有量が１３．５原子％以上であると、保磁力の十分に高いＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。また、Ｒの含有量が１７．０原子％未満であると、残留磁化の十分に高いＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。Ｒの含有量は、１４．０〜１６．５原子％であることが好ましい。 The content of R (rare earth element) contained in the RTB magnet alloy is 13.5 atomic% or more and less than 17.0 atomic%. When the R content is 13.5 atomic% or more, an RTB-based magnet having a sufficiently high coercive force can be obtained. Further, when the R content is less than 17.0 atomic%, an RTB-based magnet having a sufficiently high residual magnetization can be obtained. The R content is preferably 14.0 to 16.5 atomic%.
Ｒ（希土類元素）としては、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕが挙げられる。これらの希土類元素の中でも特に、Ｎｄ、Ｐｒが好ましく用いられる。Ｒは、Ｎｄを主成分とすることが好ましい。
Ｒ（希土類元素）は、Ｄｙを０．００原子％以上、３．００原子％以下と、Ｔｂを０．００原子％以上、３．００原子％以下のうち、一方または両方を含有するものであってもよい。Ｒが、ＤｙとＴｂの一方または両方を含有する場合、より保磁力の高いＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。しかし、ＤｙおよびＴｂは、資源が偏在していて産出量が限られるため、含有量を抑制することが好ましい。このため、Ｄｙ含有量は、０．００原子％以上、２．５０原子％以下であることが好ましく、Ｔｂ含有量は、０．００原子％以上、２．５０原子％以下であることが好ましい。
Examples of R (rare earth element) include Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu. Among these rare earth elements, Nd and Pr are particularly preferably used. R preferably contains Nd as a main component.
R (rare earth element) contains one or both of Dy of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less and Tb of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less. There may be. When R contains one or both of Dy and Tb, an R-TB-based magnet having a higher coercive force can be obtained. However, it is preferable to suppress the contents of Dy and Tb because the resources are unevenly distributed and the production amount is limited. Therefore, the Dy content is preferably 0.00 atomic% or more and 2.50 atomic% or less, and the Tb content is preferably 0.00 atomic% or more and 2.50 atomic% or less. ..
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＢ（ホウ素）含有量は４.５原子％以上、５．５原子％未満である。Ｂの含有量が４.５原子％以上であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石中におけるＲ２Ｔ１７相の析出が抑制され、良好な保磁力および角形性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。Ｂが５．５原子％未満であると、より高い保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。Ｂの含有量は、４．８〜５．５原子％であることが好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＢは、一部をＣまたはＮで置換できる。 The B (boron) content contained in the RTB-based magnet alloy is 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%. When the content of B is 4.5 atomic% or more, precipitation of the R 2 T 17 phase in the R-T-B magnet is suppressed, the R-T-B-based with good coercive force and squareness A magnet is obtained. When B is less than 5.5 atomic%, an RTB-based magnet having a higher coercive force is obtained. The content of B is preferably 4.8 to 5.5 atomic%. Part of B contained in the RTB magnet alloy can be replaced with C or N.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金は、下記（式１）を満たすことが好ましい。
０．２７≦Ｂ／Ｒ≦０．４０・・（式１）
（式１）において、Ｂはホウ素元素の濃度（原子％）、Ｒは希土類元素合計の濃度（原子％）を表す。
The RTB-based magnet alloy of the present embodiment preferably satisfies the following (Equation 1).
0.27 ≤ B / R ≤ 0.40 ... (Equation 1)
In (Equation 1), B represents the concentration of boron element (atomic%), and R represents the total concentration of rare earth elements (atomic%).
上記（式１）で示されるＢ／Ｒは０．２７〜０．４０であることが好ましく、高い保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を得るために、０．２９〜０．３８であることがさらに好ましい。
Ｂ含有量が４．５原子％以上、５．５原子％未満であってＢ／Ｒが（式１）で示される範囲であると、これを用いて製造したＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の粒界相の分布が均一となる。また、相対的にＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中におけるＢ含有量が少なくなり、Ｒ（希土類元素）とＴ（遷移金属）の含有量が多くなる。その結果、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を製造する工程において、後述するＲ−Ｔ−Ｍ相の生成がＭにより効果的に促進される。ここで、Ｍは合金に含まれるＲ、Ｔ、Ｂ以外の元素で構成される。よって、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が、十分にＲ−Ｔ−Ｍ相の生成された高い保磁力を有するものになると推定される。
The B / R represented by the above formula (Equation 1) is preferably 0.27 to 0.40, and in order to obtain an RTB magnet having a high coercive force, it is 0.29 to 0.38. It is more preferable to have.
When the B content is 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic% and the B / R is in the range represented by (Equation 1), the RTB-based magnet manufactured using this is used. The distribution of grain boundary phases becomes uniform. Further, the B content in the RTB magnet alloy is relatively small, and the contents of R (rare earth element) and T (transition metal) are relatively large. As a result, in the step of manufacturing the RTB magnet using the RTB magnet alloy, the formation of the RTM phase described later is effectively promoted by M. Here, M is composed of elements other than R, T, and B contained in the alloy. Therefore, it is presumed that the obtained RTB-based magnet has a high coercive force in which the RTM phase is sufficiently generated.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＧｅは０．００原子％超、０．４５原子％以下である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中にＧｅとＧａがともに含まれると、高い保磁力（Ｈｃｊ）を維持したまま高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。それは、以下に示す理由によるものであると推定される。
Ｇａを含みＢを削減したＲ−Ｔ−Ｂ系磁石では、磁性相である主相間に生成されたＲ−Ｔ−Ｍ相によって、主相間の磁気的な結合が弱められることで、保磁力の増加がもたらされる。しかし、このＲ−Ｔ−Ｂ系磁石では、主相間の磁気的な結合が弱いため、磁化反転が部分的に進行する。このことが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の角形性の低下をもたらしていた。
これに対し、Ｇａを含みＢを削減したＲ−Ｔ−Ｂ系磁石にＧｅを添加すると、保磁力を維持したままで角形性を改善できることが確認できた。これは、Ｇｅを添加することにより主相間の磁気的相互作用が変化したためであると推定される。
しかし、Ｇｅの含有量が０．４５原子％を超えると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を用いて製造したＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が低下する。このため、Ｇｅの含有量は０．４５原子％以下とする。Ｇｅの含有量は、０．０１〜０．４０原子％であることが好ましい。
Ge contained in the alloy for RTB magnets is more than 0.00 atomic% and 0.45 atomic% or less. When both Ge and Ga are contained in the alloy for RTB magnets, RTB magnets having high squareness (Hk / Hcj) can be obtained while maintaining high coercive force (Hcj). .. It is presumed that it is due to the following reasons.
In R-TB magnets that contain Ga and reduce B, the R-TM phase generated between the main phases, which is the magnetic phase, weakens the magnetic coupling between the main phases, thereby reducing the coercive force. An increase is brought about. However, in this RTB-based magnet, the magnetic coupling between the main phases is weak, so that the magnetization reversal partially proceeds. This resulted in a decrease in the squareness of the RTB magnet.
On the other hand, it was confirmed that when Ge was added to the RTB magnet containing Ga and reduced B, the squareness could be improved while maintaining the coercive force. It is presumed that this is because the addition of Ge changed the magnetic interaction between the main phases.
However, when the Ge content exceeds 0.45 atomic%, the squareness (Hk / Hcj) of the RTB-based magnet manufactured by using the R-TB-based magnet alloy is lowered. Therefore, the content of Ge is set to 0.45 atomic% or less. The content of Ge is preferably 0.01 to 0.40 atomic%.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＡｌの含有量は０．０５原子％以上、１．５０原子％である。Ａｌの含有量が０．１０原子％以上であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を製造する際に、Ｒ−Ｔ−Ｍ相の生成が十分に促進される。Ａｌの含有量は、０．１０原子％以上であることが好ましい。Ａｌの含有量が１．５０原子％以下であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の磁化（Ｂｒ）および最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が良好となる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の磁化および最大エネルギー積を確保するために、Ａｌの含有量は、１．００原子％以下であることが好ましい。 The content of Al contained in the RTB magnet alloy is 0.05 atomic% or more and 1.50 atomic%. When the Al content is 0.10 atomic% or more, the RTM phase is sufficiently generated when the RTB magnet is manufactured using the RTB magnet alloy. Promoted to. The Al content is preferably 0.10 atomic% or more. When the Al content is 1.50 atomic% or less, the magnetization (Br) and maximum energy product (BHmax) of the RTB-based magnet become good. In order to secure the magnetization and the maximum energy product of the RTB magnet, the Al content is preferably 1.00 atomic% or less.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＧａの含有量は０．０５原子％以上、１．４０原子％以下である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金にＧａが含まれると、Ｒ２Ｔ１７相の生成が抑制され、Ｒ２Ｔ１７相が生成することによる保磁力および角形性の低下を防止できる。また、ＧａがＧｅとともに含まれると、保磁力（Ｈｃｊ）を維持したまま高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。また、Ｇａの含有量が０．１０原子％以上であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を製造する際に、Ｒ−Ｔ−Ｍ相の生成が十分に促進される。Ｇａの含有量は、０．１０原子％以上であることが好ましい。Ｇａの含有量が１．４０原子％以下であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の磁化（Ｂｒ）および最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）が良好となる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の磁化および最大エネルギー積を確保するために、Ｇａの含有量は、１．３５原子％以下であることが好ましい。 The content of Ga contained in the RTB magnet alloy is 0.05 atomic% or more and 1.40 atomic% or less. When Ga is contained in the alloy for RTB magnets, the formation of the R 2 T 17 phase is suppressed, and the coercive force and the decrease in squareness due to the formation of the R 2 T 17 phase can be prevented. When Ga is included together with Ge, an RTB magnet having high squareness (Hk / Hcj) while maintaining a coercive force (Hcj) can be obtained. Further, when the Ga content is 0.10 atomic% or more, the RTM phase is generated when the RTB magnet is manufactured by using the RTB magnet alloy. Is fully promoted. The content of Ga is preferably 0.10 atomic% or more. When the Ga content is 1.40 atomic% or less, the magnetization (Br) and the maximum energy product (BHmax) of the RTB-based magnet become good. In order to secure the magnetization and the maximum energy product of the RTB magnet, the Ga content is preferably 1.35 atomic% or less.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれるＣｕの含有量は０．０３原子％以上、０．３０原子％未満である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金にＣｕが０．０３原子％以上含まれると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石を製造するための焼結が容易となる。Ｃｕの含有量は、０．０５原子％以上であることが好ましい。Ｃｕの含有量が０．３０原子％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の残留磁化（Ｂｒ）が良好となる。Ｃｕの含有量は、０．２８原子％未満であることが好ましい。 The content of Cu contained in the RTB magnet alloy is 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%. When Cu is contained in an alloy for RTB magnets in an amount of 0.03 atomic% or more, sintering for producing RTB magnets becomes easy. The Cu content is preferably 0.05 atomic% or more. When the Cu content is less than 0.30 atomic%, the residual magnetization (Br) of the RTB-based magnet becomes good. The Cu content is preferably less than 0.28 atomic%.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金に含まれる遷移金属Ｔは、Ｆｅを主成分とする。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金のＴに含まれるＦｅ以外の遷移金属としては、種々の３〜１１族元素を用いることができる。Ｆｅ以外の遷移金属として具体的には、例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｃｏ、Ｎｂなどが挙げられる。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金のＴがＺｒ、Ｔｉのいずれか一方または両方を含む場合、保磁力および角形性がより高いＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られる。ＴがＺｒ、Ｔｉのいずれか一方または両方を含む場合、Ｚｒの含有量は０．０１５〜０．１０原子％であることが好ましく、Ｔｉの含有量は０．０１５〜０．１０原子％であることが好ましい。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金のＴがＣｏを含む場合、Ｔｃ（キュリー温度）及び耐食性が改善されるため好ましい。ＴがＣｏを含む場合、Ｃｏの含有量は０．３０〜３．００原子％であることが好ましい。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金のＴがＮｂ、Ｚｒ、Ｔｉのいずれか一種以上を含む場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石を製造するための焼結時に主相の粒成長が抑制されたものとなるため、好ましい。
The transition metal T contained in the RTB-based magnet alloy contains Fe as a main component. As the transition metal other than Fe contained in T of the RTB-based magnet alloy, various Group 3 to 11 elements can be used. Specific examples of the transition metal other than Fe include Ti, Zr, Co, Nb and the like.
When T of the alloy for RTB-based magnets contains either one or both of Zr and Ti, an RTB-based magnet having higher coercive force and squareness can be obtained. When T contains either one or both of Zr and Ti, the Zr content is preferably 0.015 to 0.10 atomic%, and the Ti content is 0.015 to 0.10 atomic%. It is preferable to have.
When T of the RTB-based magnet alloy contains Co, Tc (Curie temperature) and corrosion resistance are improved, which is preferable. When T contains Co, the content of Co is preferably 0.30 to 3.00 atomic%.
When T of the alloy for RTB magnets contains any one or more of Nb, Zr, and Ti, grain growth of the main phase was suppressed during sintering for producing RTB magnets. It is preferable because it becomes a thing.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中には、不純物が含まれている場合がある。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中に不純物として含まれる酸素と窒素と炭素の合計濃度が高いと、焼結工程において、これら元素と希土類元素Ｒとが結合して希土類元素Ｒが消費される。このため、焼結工程後に熱処理を行う場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中の希土類元素Ｒのうち、熱処理時にＲ−Ｔ−Ｍ相の原料として利用される希土類元素Ｒの量が少なくなる。その結果、熱処理によって生成するＲ−Ｔ−Ｍ相の生成量が少なくなり、熱処理によるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の保磁力（Ｈｃｊ）向上効果が得られにくくなる。したがって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中に含まれる酸素と窒素と炭素の合計濃度は２原子％以下であることが好ましい。 Impurities may be contained in the RTB magnet alloy. If the total concentration of oxygen, nitrogen, and carbon contained as impurities in the RTB magnet alloy is high, these elements and the rare earth element R are combined in the sintering process to consume the rare earth element R. .. Therefore, when heat treatment is performed after the sintering step, the amount of rare earth element R used as a raw material for the RTM phase during the heat treatment is small among the rare earth elements R in the alloy for RTB magnets. Become. As a result, the amount of RTM phase generated by the heat treatment is reduced, and it becomes difficult to obtain the effect of improving the coercive force (Hcj) of the RTB magnet by the heat treatment. Therefore, the total concentration of oxygen, nitrogen and carbon contained in the RTB magnet alloy is preferably 2 atomic% or less.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金は、必要に応じて、上記Ｒと、Ｂと、Ｇｅと、Ａｌと、Ｇａと、Ｃｕと、上記Ｔおよび不可避不純物の他に、これらとは別の元素を含んでいてもよい。 The alloy for R-TB magnets of the present embodiment may contain, if necessary, R, B, Ge, Al, Ga, Cu, T, and unavoidable impurities. May contain another element.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金は、Ｒ２Ｔ１４Ｂからなる主相と、主相よりＲを多く含む粒界相とを備えている。 The RTB-based magnet alloy has a main phase composed of R 2 T 14 B and a grain boundary phase containing more R than the main phase.
（Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金の製造方法）
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を製造するには、まず、ＳＣ（ストリップキャスト）法により、Ａｒ雰囲気中で１４５０℃程度の温度で所定の組成を有する合金溶湯を、銅ロールに溶湯を注いで鋳造合金薄片を製造する。
その後、得られた鋳造合金薄片を、水素解砕法などにより解砕し、粉砕機により粉砕することによってＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金が得られる。
(Manufacturing method of alloy for RTB magnet)
In order to produce the alloy for RTB magnets of the present embodiment, first, a molten alloy having a predetermined composition at a temperature of about 1450 ° C. in an Ar atmosphere is rolled by a copper roll by an SC (strip cast) method. The molten metal is poured into the slab to produce cast alloy flakes.
Then, the obtained cast alloy flakes are crushed by a hydrogen crushing method or the like and crushed by a crusher to obtain an alloy for RTB magnets.
鋳造合金薄片を水素解砕法により解砕する方法としては、例えば、以下に示す方法が挙げられる。まず、室温で鋳造合金薄片に水素を吸蔵させ、３００℃程度の温度の水素中で熱処理する。その後、熱処理炉内を減圧して鋳造合金における主相の格子間に入り込んだ水素を脱気する。その後、５００℃程度の温度で熱処理して、鋳造合金の粒界相中の希土類元素と結合した水素を除去する。水素の吸蔵された鋳造合金薄片は、体積が膨張するので、合金内部に容易に多数のひび割れ（クラック）が発生し、解砕される。 Examples of the method for crushing the cast alloy flakes by the hydrogen crushing method include the following methods. First, hydrogen is occluded in a cast alloy flakes at room temperature and heat-treated in hydrogen at a temperature of about 300 ° C. After that, the pressure inside the heat treatment furnace is reduced to degas the hydrogen that has entered between the lattices of the main phase of the cast alloy. Then, heat treatment is performed at a temperature of about 500 ° C. to remove hydrogen bonded to rare earth elements in the grain boundary phase of the cast alloy. Since the volume of the cast alloy flakes in which hydrogen is stored expands, a large number of cracks are easily generated inside the alloy and the alloy is crushed.
水素解砕された鋳造合金薄片を粉砕する方法としては、ジェットミルなどが用いられる。具体的には、水素解砕された鋳造合金薄片をジェットミル粉砕機に入れ、例えば０．６ＭＰａの高圧窒素を用いて平均粒度１〜４．５μｍに微粉砕して粉末とする。粉末の平均粒度を小さくした方が、焼結磁石の保磁力が向上する。しかし、粒度をあまり小さくすると、粉末表面が酸化されやすくなり、逆に保磁力が低下してしまう。 A jet mill or the like is used as a method for crushing hydrogen-crushed cast alloy flakes. Specifically, hydrogen-crushed cast alloy flakes are placed in a jet mill crusher and finely pulverized to an average particle size of 1 to 4.5 μm using, for example, high-pressure nitrogen of 0.6 MPa to obtain powder. The smaller the average particle size of the powder, the better the coercive force of the sintered magnet. However, if the particle size is too small, the powder surface is easily oxidized, and conversely, the coercive force is lowered.
なお、本実施形態においては、ＳＣ法を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を製造する場合について説明した。しかし、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金の製造方法は、ＳＣ法を用いる製造方法に限定されない。例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金は、遠心鋳造法、ブックモールド法などを用いて鋳造してもよい。 In this embodiment, a case where an alloy for RTB-based magnets is produced by using the SC method has been described. However, the method for producing the RTB-based magnet alloy of the present embodiment is not limited to the production method using the SC method. For example, the RTB-based magnet alloy may be cast by using a centrifugal casting method, a book molding method, or the like.
「Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石」
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を成形して焼結した焼結体である。したがって、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金と同様に、希土類元素であるＲと、Ｂと、Ｇｅと、Ａｌと、Ｇａと、Ｃｕと、Ｆｅを主成分とする遷移金属であるＴおよび不可避不純物を含む。
"RTB-based rare earth sintered magnet"
The RTB magnet of the present embodiment is a sintered body obtained by molding and sintering the alloy for the RTB magnet of the present embodiment. Therefore, the RTB-based magnet of the present embodiment has the same rare earth elements R, B, Ge, Al, and Ga as the alloy for the RTB-based magnet of the present embodiment. , Cu, T which is a transition metal containing Fe as a main component, and unavoidable impurities.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、Ｒ（希土類元素）を１３．５原子％以上、１７．０原子％未満、Ｂを４.５原子％以上、５．５原子％未満、Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下、Ａｌを０．０５原子％以上、１．５０原子％以下、Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下、Ｃｕを０．０３原子％以上、０．３０原子％未満含み、Ｔ（遷移金属）および不可避不純物が残部である。
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石中のＲは、Ｄｙを０．００原子％以上、３．００原子％以下と、Ｔｂを０．００原子％以上、３．００原子％以下のうち、一方または両方を含有していてもよい。
The RTB-based magnet of the present embodiment contains R (rare earth element) of 13.5 atomic% or more and less than 17.0 atomic%, B of 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%, and Ge. More than 0.00 atomic%, 0.45 atomic% or less, Al 0.05 atomic% or more, 1.50 atomic% or less, Ga 0.05 atomic% or more, 1.40 atomic% or less, Cu 0 It contains 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%, and T (transition metal) and unavoidable impurities are the balance.
R in the R-TB magnet of the present embodiment has Dy of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less, and Tb of 0.00 atomic% or more and 3.00 atomic% or less. , One or both may be contained.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、必要に応じて、上記Ｒと、Ｂと、Ｇｅと、Ａｌと、Ｇａと、Ｃｕと、上記Ｔおよび不可避不純物の他に、これらとは別の元素を含んでいてもよい。
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石に含まれる各成分の限定理由と好ましい含有量の範囲は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金と同じである。
The R-TB magnet of the present embodiment is different from the above R, B, Ge, Al, Ga, Cu, T and unavoidable impurities, if necessary. It may contain the element of.
The reason for limiting each component contained in the RTB magnet of the present embodiment and the range of preferable contents are the same as those of the alloy for RTB magnet.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂからなる主相と、主相よりＲを多く含む粒界相とを備えている。粒界相は、Ｒリッチ相と、Ｒリッチ相よりもＲの濃度が低く遷移金属元素の濃度が高いＲ−Ｔ−Ｍ相とを有している。Ｒリッチ相は、希土類元素の合計原子濃度が５０原子％以上のものである。Ｒ−Ｔ−Ｍ相は、希土類元素の合計原子濃度が２５〜３５原子％であり、Ｇａを含む。
Ｇａを含みＢを削減したＲ−Ｔ−Ｂ系磁石では、磁性相である主相間に生成されたＲ−Ｔ−Ｍ相によって、主相間の磁気的な結合が弱められることで、保磁力の増加がもたらされる。しかし、このＲ−Ｔ−Ｂ系磁石では、主相間の磁気的な結合が弱いため、磁化反転が部分的に進行する。このことが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の角形性の低下をもたらしていた。
これに対し、Ｇａを含みＢを削減したＲ−Ｔ−Ｂ系磁石にＧｅを添加すると、保磁力を維持したままで角形性を改善できることが確認できた。これは、Ｇｅを添加することにより主相間の磁気的相互作用が変化したためであると推定される。
The RTB-based magnet of the present embodiment includes a main phase composed of R 2 T 14 B and a grain boundary phase containing more R than the main phase. The grain boundary phase has an R-rich phase and an R-TM phase having a lower R concentration and a higher transition metal element concentration than the R-rich phase. The R-rich phase has a total atomic concentration of rare earth elements of 50 atomic% or more. The RTM phase has a total atomic concentration of 25 to 35 atomic% of rare earth elements and contains Ga.
In R-TB magnets that contain Ga and reduce B, the R-TM phase generated between the main phases, which is the magnetic phase, weakens the magnetic coupling between the main phases, thereby reducing the coercive force. An increase is brought about. However, in this RTB-based magnet, the magnetic coupling between the main phases is weak, so that the magnetization reversal partially proceeds. This resulted in a decrease in the squareness of the RTB magnet.
On the other hand, it was confirmed that when Ge was added to the RTB magnet containing Ga and reduced B, the squareness could be improved while maintaining the coercive force. It is presumed that this is because the addition of Ge changed the magnetic interaction between the main phases.
Ｒ−Ｔ−Ｍ相中のＦｅの原子濃度は、５０〜７０原子％であることが好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｍ相中のＦｅの原子濃度が５０原子％以上であると、粒界相中にＲ−Ｔ−Ｍ相が含まれていることによる保磁力（Ｈｃｊ）向上効果が、より顕著となる。また、Ｒ−Ｔ−Ｍ相のＦｅの原子濃度が７０原子％以下であると、Ｒ２Ｔ１７相あるいはＦｅが析出してＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の磁気特性に悪影響を及ぼすことを防止できる。 The atomic concentration of Fe in the RTM phase is preferably 50 to 70 atomic%. When the atomic concentration of Fe in the RT-M phase is 50 atomic% or more, the coercive force (Hcj) improving effect due to the inclusion of the RT-M phase in the grain boundary phase is more remarkable. It becomes. Further, the atomic concentration of Fe in the R-T-M phase is 70 atomic% or less, prevents and R 2 T 17 phase or Fe precipitates adversely affect the magnetic properties of the R-T-B magnet it can.
「Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石の製造方法」
次に、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の製造方法を説明する。
まず、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金の粉末に、潤滑剤として０．０２質量％〜０．０３質量％のステアリン酸亜鉛を添加し、横磁場中成型機などを用いてプレス成形し、成形体とする。
次に、成形体を真空中で焼結し、焼結体（Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石）とする。成形体を焼結する焼結温度は、８００℃〜１２００℃であることが好ましく、より好ましくは９００℃〜１１００℃である。
"Manufacturing method of RTB-based rare earth sintered magnet"
Next, a method for manufacturing the RTB magnet of the present embodiment will be described.
First, 0.02% by mass to 0.03% by mass of zinc stearate is added as a lubricant to the powder of the RTB-based magnet alloy of the present embodiment, and a molding machine in a transverse magnetic field or the like is used. Press-mold to make a molded body.
Next, the molded body is sintered in vacuum to obtain a sintered body (RTB magnet). The sintering temperature for sintering the molded product is preferably 800 ° C. to 1200 ° C., more preferably 900 ° C. to 1100 ° C.
本実施形態では、焼結後に得られた焼結体に４００℃〜９５０℃で熱処理を行うことが好ましい。熱処理を行うことにより、Ｒ−Ｔ−Ｍ相がより一層多く含まれるＲ−Ｔ−Ｂ系磁石中となり、より一層保磁力の高いＲ−Ｔ−Ｂ系磁石となる。
本実施形態では、上記（式１）を満たすことによってＲ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金中にＲ２Ｔ１７相が生成されている。Ｒ２Ｔ１７相は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石用合金を焼結した後の熱処理において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石のＲ−Ｔ−Ｍ相の原料として使用されると推測される。
In the present embodiment, it is preferable to heat-treat the sintered body obtained after sintering at 400 ° C. to 950 ° C. By performing the heat treatment, the RTB-based magnet containing a larger amount of the R-TM phase is formed, and the RTB-based magnet having a higher coercive force is obtained.
In the present embodiment, the R 2 T 17 phase in the alloy for R-T-B magnet by satisfying (Equation 1) is generated. R 2 T 17 phase in the heat treatment after sintering an R-T-B type magnet alloy is presumed to be used as a R-T-M Ainohara charge of the R-T-B magnet.
焼結後のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石の熱処理は、１回だけでもよいし２回以上であってもよい。
例えば、焼結後の熱処理を１回だけ行う場合には、４５０℃〜５５０℃で熱処理を行うことが好ましい。また、焼結後の熱処理を２回行う場合には、６００℃〜９５０℃の温度と、４５０℃〜５５０℃の温度との２段階の温度で熱処理を行うことが好ましい。
２段階の温度で熱処理を行う場合、以下に示すように、Ｒ−Ｔ−Ｍ相の生成が促進され、より保磁力の優れたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石が得られると推定される。
すなわち、２段階の温度で熱処理を行う場合、１回目の６００〜９５０℃の熱処理において、Ｒリッチ相が液相となって主相の周囲に回り込む。このことによって、２回目の４００〜５５０℃の熱処理において、Ｒリッチ相とＲ２Ｔ１７相とＭとの反応が促進され、Ｒ−Ｔ−Ｍ相の生成が促進される。
The heat treatment of the RTB magnet after sintering may be performed only once or twice or more.
For example, when the heat treatment after sintering is performed only once, it is preferable to perform the heat treatment at 450 ° C. to 550 ° C. When the heat treatment after sintering is performed twice, it is preferable to perform the heat treatment at a two-step temperature of 600 ° C. to 950 ° C. and 450 ° C. to 550 ° C.
When the heat treatment is performed at two stages of temperature, it is presumed that the formation of the RTM phase is promoted and an RTB magnet having a more excellent coercive force can be obtained, as shown below.
That is, when the heat treatment is performed at two stages of temperature, the R-rich phase becomes a liquid phase and wraps around the main phase in the first heat treatment at 600 to 950 ° C. Thereby, in the heat treatment of the second 400 to 550 ° C., the reaction between the R-rich phase and R 2 T 17 phase and M is promoted, production of R-T-M phase is promoted.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、０．００原子％超、０．４５原子％以下のＧｅと、０．０５原子％以上、１．４０原子％以下のＧａとを含むため、ＧｅとＧａとの相乗効果により、高い保磁力（Ｈｃｊ）を維持したまま高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有する。
したがって、本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、モーターに好適に用いられる優れた磁気特性を有する。
Since the RTB magnet of the present embodiment contains Ge of more than 0.00 atomic% and 0.45 atomic% or less and Ga of 0.05 atomic% or more and 1.40 atomic% or less, Due to the synergistic effect of Ge and Ga, it has high squareness (Hk / Hcj) while maintaining high coercive force (Hcj).
Therefore, the RTB magnet of the present embodiment has excellent magnetic properties that are suitably used for motors.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の保磁力（Ｈｃｊ）は、高いほど好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の保磁力（Ｈｃｊ）は、自動車などの電動パワーステアリングのモーター用磁石として用いる場合、２０ｋＯｅ以上であることが好ましい。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）は、高いほど好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石の角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）は、自動車などの電動パワーステアリングのモーター用磁石として用いる場合、０．９０以上であることが好ましい。
The higher the coercive force (Hcj) of the RTB magnet, the more preferable. The coercive force (Hcj) of the RTB magnet is preferably 20 kOe or more when used as a magnet for a motor of an electric power steering such as an automobile.
The higher the squareness (Hk / Hcj) of the RTB magnet, the more preferable. The squareness (Hk / Hcj) of the RTB magnet is preferably 0.90 or more when used as a magnet for a motor of an electric power steering such as an automobile.
「実施例１〜７、比較例１〜３」
Ｎｄメタル（純度９９ｗｔ％以上）、Ｐｒメタル（純度９９ｗｔ％以上）、フェロボロン（Ｆｅ８０％、Ｂ２０ｗ％）、鉄（純度９９％ｗｔ以上）、Ｇｅ（純度９９ｗｔ％以上）、Ａｌメタル（純度９９ｗｔ％以上）、Ｇａメタル（純度９９ｗｔ％以上）、Ｃｕメタル（純度９９ｗｔ％）、Ｃｏメタル（純度９９ｗｔ％以上）、Ｄｙメタル（純度９９ｗｔ％以上）を、表１に示す合金Ａ〜Ｊの合金組成になるように秤量し、アルミナるつぼに装填した。表１における「Ｒ」は希土類元素の合計含有量（原子％）であり、「ｂａｌ．」は残部である。
"Examples 1 to 7, Comparative Examples 1 to 3"
Nd metal (purity 99 wt% or more), Pr metal (purity 99 wt% or more), ferroboron (Fe 80%, B20 w%), iron (purity 99% wt% or more), Ge (purity 99 wt% or more), Al metal (purity 99 wt% or more) (Above), Ga metal (purity 99 wt% or more), Cu metal (purity 99 wt%), Co metal (purity 99 wt% or more), Dy metal (purity 99 wt% or more) are the alloy compositions of alloys A to J shown in Table 1. Weighed so as to be, and loaded into an alumina crucible. “R” in Table 1 is the total content (atomic%) of rare earth elements, and “bal.” Is the balance.
その後、アルミナるつぼを高周波真空誘導炉内に設置して、炉内をＡｒで置換した。そして、高周波真空誘導炉内を１４５０℃まで加熱し、合金を溶融させて合金溶湯とした。その後、水冷銅ロールに合金溶湯を注ぎ、ＳＣ（ストリップキャスト）法により鋳造し、鋳造合金とした。鋳造は、水冷銅ロールの周速度を１．０ｍ／秒、合金溶湯の平均厚みを０．３ｍｍ程度とし、Ａｒ雰囲気中で行った。その後、鋳造合金を破砕して鋳造合金薄片を得た。 Then, the alumina crucible was installed in the high frequency vacuum induction furnace, and the inside of the furnace was replaced with Ar. Then, the inside of the high-frequency vacuum induction furnace was heated to 1450 ° C. to melt the alloy to obtain a molten alloy. Then, the molten alloy was poured into a water-cooled copper roll and cast by the SC (strip cast) method to obtain a cast alloy. Casting was carried out in an Ar atmosphere with a peripheral speed of the water-cooled copper roll of 1.0 m / sec and an average thickness of the molten alloy of about 0.3 mm. Then, the cast alloy was crushed to obtain cast alloy flakes.
次に、鋳造合金薄片を以下に示す水素解砕法により解砕した。まず、鋳造合金薄片を室温の水素中に挿入して水素を吸蔵させた。続いて、水素を吸蔵させた鋳造合金薄片を、３００℃の水素中で熱処理した。その後、熱処理炉内を減圧して、鋳造合金における主相の格子間の水素を脱気した。さらに、５００℃まで加熱する熱処理を行って、鋳造合金の粒界相中の水素を放出除去し、室温まで冷却する方法により解砕した。
次に、ジェットミル（ホソカワミクロン１００ＡＦＧ）により、０．６ＭＰａの高圧窒素を用いて、水素解砕された鋳造合金薄片を平均粒度（ｄ５０）４．５μｍに微粉砕し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系合金粉末を得た。
Next, the cast alloy flakes were crushed by the hydrogen crushing method shown below. First, the cast alloy flakes were inserted into hydrogen at room temperature to occlude the hydrogen. Subsequently, the cast alloy flakes occluded with hydrogen were heat-treated in hydrogen at 300 ° C. Then, the pressure inside the heat treatment furnace was reduced to degas the hydrogen between the lattices of the main phase in the cast alloy. Further, a heat treatment of heating to 500 ° C. was performed to release and remove hydrogen in the grain boundary phase of the cast alloy, and the alloy was crushed by a method of cooling to room temperature.
Next, using a jet mill (Hosokawa Micron 100AFG), hydrogen-crushed cast alloy flakes were finely pulverized to an average particle size (d50) of 4.5 μm using high-pressure nitrogen of 0.6 MPa, and an RTB-based alloy was used. Obtained powder.
次に、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末に、潤滑剤として０．０２質量％〜０．０３質量％のステアリン酸亜鉛を添加し、横磁場中成型機を用いて成型圧力０．８ｔ／ｃｍ２でプレス成形して成形体とした。
その後、成形体をカーボン製のトレイに入れて熱処理炉内に配置し、０．０１Ｐａまで減圧した。そして、有機物の除去を目的として５００℃で熱処理し、水素化物の分解を目的として８００℃で熱処理した。その後、焼結を目的として１０００〜１１００℃で熱処理を行って焼結体とし、９００℃で１時間の第１熱処理と、５００℃で１時間の第２熱処理とを行って実施例１〜７、比較例１〜３のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を得た。
表２に、実施例１〜７、比較例１〜３のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石に使用した合金の種類を示す。
Next, 0.02% by mass to 0.03% by mass of zinc stearate was added as a lubricant to the obtained RTB-based alloy powder, and the molding pressure was reduced to 0 by using a molding machine in a transverse magnetic field. It was press-molded at 8 t / cm 2 to obtain a molded product.
Then, the molded product was placed in a carbon tray and placed in a heat treatment furnace, and the pressure was reduced to 0.01 Pa. Then, the heat treatment was performed at 500 ° C. for the purpose of removing organic substances, and the heat treatment was performed at 800 ° C. for the purpose of decomposing the hydride. Then, for the purpose of sintering, heat treatment is performed at 1000 to 1100 ° C. to obtain a sintered body, and the first heat treatment at 900 ° C. for 1 hour and the second heat treatment at 500 ° C. for 1 hour are performed to carry out Examples 1 to 7. , R-TB type magnets of Comparative Examples 1 to 3 were obtained.
Table 2 shows the types of alloys used for the RTB magnets of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3.
その後、得られた実施例１〜７、比較例１〜３のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石それぞれの磁気特性を、パルス型ＢＨカーブトレーサー（東英工業ＴＰＭ２−１０）で測定した。その結果を表２に示す。 Then, the magnetic characteristics of the obtained R-TB magnets of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 3 were measured with a pulse type BH curve tracer (Toei Kogyo TPM2-10). The results are shown in Table 2.
表２において「Ｂｒ」とは残留磁化であり、「Ｈｃｊ」とは保磁力である。「Ｈｋ／Ｈｃｊ」はＢｒが９０％となる磁場ＨｋとＨｃｊとの比に基づく角形性である。これらの磁気特性の値は、それぞれ３個のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を測定して得た値の算術平均値である。 In Table 2, "Br" is the remanent magnetization and "Hcj" is the coercive force. "Hk / Hcj" is a squareness based on the ratio of the magnetic field Hk and Hcj at which Br is 90%. The values of these magnetic characteristics are arithmetic mean values obtained by measuring three RTB magnets.
表２に示すように、Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下含む合金Ａ〜Ｇを用いた実施例１〜７のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、十分な保磁力（Ｈｃｊ）を有し、かつ高い角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するものであった。
また、Ｄｙを含む合金Ｄ〜Ｇを用いた実施例４〜７のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、Ｄｙを含まない実施例１〜３のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石よりも、高い保磁力（Ｈｃｊ）を有するものであった。
As shown in Table 2, the RTB-based magnets of Examples 1 to 7 using alloys A to G containing Ge in an amount of more than 0.00 atomic% and 0.45 atomic% or less have a sufficient coercive force ( It had Hcj) and had high angularity (Hk / Hcj).
Further, the RTB-based magnets of Examples 4 to 7 using alloys D to G containing Dy have a higher coercive force than the R-TB-based magnets of Examples 1 to 3 not containing Dy. It had (Hcj).
これに対し、Ｇｅを含まない合金Ｈ、Ｉを用いた比較例１、２のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石は、実施例１〜７と比較して、角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が低かった。また、Ｇｅ含有量が０．４５原子％超である合金Ｊを用いた比較例３のＲ−Ｔ−Ｂ系磁石も、実施例１〜７と比較して、角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が低かった。 On the other hand, the RTB magnets of Comparative Examples 1 and 2 using the alloys H and I containing no Ge had lower squareness (Hk / Hcj) than those of Examples 1 to 7. .. Further, the RTB-based magnets of Comparative Example 3 using the alloy J having a Ge content of more than 0.45 atomic% also have a squareness (Hk / Hcj) as compared with Examples 1 to 7. It was low.
また、第２熱処理の温度を４８０℃、５２０℃、４５０℃のいずれかとしたこと以外は、実施例２および比較例２と同様にして合金Ｂを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石と、合金Ｉを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石を得た。
得られた合金Ｂを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石と、合金Ｉを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石について、実施例１と同様にして「Ｈｋ／Ｈｃｊ」角形性を測定した。その結果を図１に示す。また、第２熱処理の温度が５００℃である実施例２および比較例３の結果も併せて図１に示す。
Further, the RTB magnet and the alloy using the alloy B were obtained in the same manner as in Example 2 and Comparative Example 2 except that the temperature of the second heat treatment was set to 480 ° C., 520 ° C., or 450 ° C. An RTB magnet using I was obtained.
The "Hk / Hcj" squareness was measured for the RTB-based magnet using the obtained alloy B and the R-TB-based magnet using the alloy I in the same manner as in Example 1. The result is shown in FIG. The results of Example 2 and Comparative Example 3 in which the temperature of the second heat treatment is 500 ° C. are also shown in FIG.
図１に示すように、Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下含む合金Ｂを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石では、Ｇｅを含まない合金Ｉを用いたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石と比較して、第２熱処理の温度に関わらず、角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が高かった。 As shown in FIG. 1, in the RT-B magnet using the alloy B containing more than 0.00 atomic% and 0.45 atomic% or less of Ge, the RT- using the alloy I containing no Ge Compared with the B-based magnet, the squareness (Hk / Hcj) was higher regardless of the temperature of the second heat treatment.
Claims (4)
Ｒを１３．５原子％以上、１７．０原子％未満、
Ｂを４．５原子％以上、５．５原子％未満、
Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下、
Ａｌを０．０５原子％以上、１．５０原子％以下、
Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下、
Ｃｕを０．０３原子％以上、０．３０原子％未満含み、
Ｔおよび不可避不純物が残部であることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石。 It contains rare earth elements R, B, Ge, Al, Ga, Cu, T, which is a transition metal containing Fe as a main component, and unavoidable impurities.
R is 13.5 atomic% or more, less than 17.0 atomic%,
B is 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%,
Ge over 0.00 atomic%, 0.45 atomic% or less,
Al is 0.05 atomic% or more, 1.50 atomic% or less,
Ga is 0.05 atomic% or more, 1.40 atomic% or less,
Containing Cu of 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%
An RTB-based rare earth sintered magnet characterized in that T and unavoidable impurities are the balance.
Ｒを１３．５原子％以上、１７．０原子％未満、
Ｂを４．５原子％以上、５．５原子％未満、
Ｇｅを０．００原子％超、０．４５原子％以下、
Ａｌを０．０５原子％以上、１．５０原子％以下、
Ｇａを０．０５原子％以上、１．４０原子％以下、
Ｃｕを０．０３原子％以上、０．３０原子％未満含み、
Ｔおよび不可避不純物が残部であることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石用合金。 It contains rare earth elements R, B, Ge, Al, Ga, Cu, T, which is a transition metal containing Fe as a main component, and unavoidable impurities.
R is 13.5 atomic% or more, less than 17.0 atomic%,
B is 4.5 atomic% or more and less than 5.5 atomic%,
Ge over 0.00 atomic%, 0.45 atomic% or less,
Al is 0.05 atomic% or more, 1.50 atomic% or less,
Ga is 0.05 atomic% or more, 1.40 atomic% or less,
Containing Cu of 0.03 atomic% or more and less than 0.30 atomic%
An alloy for RTB-based rare earth sintered magnets, characterized in that T and unavoidable impurities are the balance.
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