JP6922616B2 - Diffusion source - Google Patents

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本開示は、R−T−B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFe又はFeとCo)の製造に用いられる拡散源に関する。 The present disclosure relates to a diffusion source used in the production of RTB-based sintered magnets (R is a rare earth element, T is Fe or Fe and Co).

14B型化合物を主相とするR−T−B系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ(VCM)や、ハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。 R -TB-based sintered magnets whose main phase is R 2 T 14 B type compounds are known as the most high-performance magnets among permanent magnets, such as voice coil motors (VCMs) for hard disk drives and It is used in various motors such as motors for mounting on hybrid vehicles and home appliances.

R−T−B系焼結磁石は、高温で固有保磁力HcJ(以下、単に「HcJ」と表記する)が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高いHcJを維持することが要求されている。 Since the intrinsic coercive force H cJ (hereinafter, simply referred to as "H cJ ") of the RTB-based sintered magnet decreases at a high temperature, irreversible thermal demagnetization occurs. In order to avoid irreversible thermal demagnetization, it is required to maintain high HcJ even at high temperatures when used for motors and the like.

R−T−B系焼結磁石は、R14B型化合物相中のRの一部を重希土類元素RH(Dy、Tb)で置換すると、HcJが向上することが知られている。高温で高いHcJを得るためには、R−T−B系焼結磁石中に重希土類元素RHを多く添加することが有効である。しかし、R−T−B系焼結磁石において、Rとして軽希土類元素RL(Nd、Pr)を重希土類元素RHで置換すると、HcJが向上する一方、残留磁束密度B(以下、単に「B」と表記する)が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素RHは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。 It is known that H cJ of R-TB-based sintered magnets is improved by substituting a part of R in the R 2 T 14 B type compound phase with the heavy rare earth element RH (Dy, Tb). .. In order to obtain high H cJ at high temperature, it is effective to add a large amount of heavy rare earth element RH to the RTB-based sintered magnet. However, the R-T-B based sintered magnet, replacing light rare-earth element RL as R a (Nd, Pr) in the heavy rare-earth element RH, while the H cJ is improved, the residual magnetic flux density B r (hereinafter, simply " There is a problem that (denoted as "Br") is reduced. Further, since the heavy rare earth element RH is a rare resource, it is required to reduce the amount used.

そこで、近年、Bを低下させないように、より少ない重希土類元素RHによってR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることが検討されている。例えば、重希土類元素RHのフッ化物又は酸化物や、各種の金属M又はM合金をそれぞれ単独、又は混合して焼結磁石の表面に存在させ、その状態で熱処理することにより、保磁力向上に寄与する重希土類元素RHを磁石内に拡散させることが提案されている。 In recent years, so as not to reduce the B r, to improve the H cJ of the R-T-B based sintered magnets have been studied with less heavy rare-earth element RH. For example, fluorides or oxides of the heavy rare earth element RH and various metal M or M alloys can be present on the surface of the sintered magnet individually or mixed and heat-treated in that state to improve the coercive force. It has been proposed to diffuse the contributing heavy rare earth element RH into the magnet.

特許文献1は、R 14B型化合物を主相とするR−T−B系焼結体の表面に、RとMを含有する合金の粉末を存在させる工程と、加熱処理によって合金粉末からR元素を焼結体の内部に拡散させる工程とを含む希土類磁石の製造方法を開示している。ここで、R1はSc及びYを含む希土類元素から選ばれる1種又は2種以上の元素、TはFe及び/又はCoである。また、RはSc及びYを含む希土類元素から選ばれる1種又は2種以上の元素、Mは、B、C、Al、Si、Ti等の金属元素である。 Patent Document 1, the surface of the R 1 -T-B based sintered body as a main phase an R 1 2 T 14 B type compound, a step of the presence of powder of an alloy containing R 2 and M, heat treatment It discloses a method for manufacturing a rare-earth magnet and a step of diffusing from the alloy powder R 2 element in the interior of the sintered body by. Here, R1 is one or more elements selected from rare earth elements including Sc and Y, and T is Fe and / or Co. Further, R 2 is one or more kinds of elements selected from rare earth elements including Sc and Y, and M is a metal element such as B, C, Al, Si and Ti.

特開2011−14668号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-14668

特許文献1に開示されている製造方法では、RとMを含有する合金の粉末として、急冷合金粉末が用いられている。この急冷合金粉末は、平均粒径が3μm以下の微結晶又は非晶質合金を含有している。 In the production method disclosed in Patent Document 1, a quenching alloy powder is used as the powder of the alloy containing R 2 and M. This quenching alloy powder contains microcrystalline or amorphous alloy having an average particle size of 3 μm or less.

本開示は、Dy及びTbの少なくとも一方を含む拡散源を用いる方法において、Dy及びTbの少なくとも一方をより均一に拡散することを実現する。 The present disclosure realizes that at least one of Dy and Tb is diffused more uniformly in a method using a diffusion source containing at least one of Dy and Tb.

本開示による拡散源は、例示的な実施形態において、Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金の粉末であって、前記合金の粉末は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されており、前記粒子の断面は円形である。 In an exemplary embodiment, the diffusion source according to the present disclosure is an alloy powder containing 40% by mass or more of a rare earth element R1 that always contains at least one of Dy and Tb, and the alloy powder is an average crystal. It is composed of particles of an intermetallic compound having a particle size of more than 3 μm, and the cross section of the particles is circular.

ある実施形態において、拡散源の酸素含有量が0.5質量%以上4.0質量%以下である。 In certain embodiments, the oxygen content of the diffusion source is 0.5% by mass or more and 4.0% by mass or less.

ある実施形態において、前記合金の粉末は、RHRLM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、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)の粉末である。 In certain embodiments, the powder of the alloy is one or more selected from the group consisting of RHRLM1M2 alloy (RH is Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Tb and Dy. RL is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, and Eu, and always contains at least one of Pr and Nd. One or more selected from Fe, Ga, Co, Ni, and Al, M1 = M2 may be used) powder.

ある実施形態において、前記合金の粉末は、RHM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、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)の粉末である。 In certain embodiments, the powder of the alloy is one or more selected from the group consisting of RHM1M2 alloy (RH is Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Tb and Dy. M1 and M2 are powders of one or more selected from Cu, Fe, Ga, Co, Ni, and Al, and M1 = M2 may be used).

本開示の実施形態によれば、重希土類元素RHを含む拡散源の組織が改質されているため、磁気特性のばらつきを抑制しつつR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることが可能になる。 According to the embodiment of the present disclosure, since the structure of the diffusion source containing the heavy rare earth element RH is modified, the HcJ of the RTB-based sintered magnet is improved while suppressing the variation in magnetic characteristics. Will be possible.

本開示の実施形態において、用意されたR−T−B系焼結磁石素材の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of the prepared RTB-based sintered magnet material in the embodiment of the present disclosure. 本開示の実施形態において、拡散源と接触した状態にあるR−T−B系焼結磁石素材の一部を模式的に示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a part of an RTB-based sintered magnet material in contact with a diffusion source in the embodiment of the present disclosure.

本明細書において、希土類元素とは、スカンジウム(Sc)、イットリウム(Y)、及びランタノイドからなる群から選択された少なくとも1種の元素をいう。ここで、ランタノイドとは、ランタンからルテチウムまでの15の元素の総称である。Rは希土類元素であり、R1は、Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素である。 As used herein, the rare earth element refers to at least one element selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), and lanthanoids. Here, lanthanoid is a general term for 15 elements from lanthanum to lutetium. R is a rare earth element, and R1 is a rare earth element that always contains at least one of Dy and Tb.

本開示による拡散源の例示的な実施形態は、
(1)Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金の粉末である。
(2)前記合金の粉末は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されている。
(3)前記粒子の断面は円形である。
An exemplary embodiment of a diffusion source according to the present disclosure
(1) An alloy powder containing 40% by mass or more of the rare earth element R1 that always contains at least one of Dy and Tb.
(2) The powder of the alloy is composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm.
(3) The cross section of the particles is circular.

拡散源が、平均結晶粒径3μm超の金属間化合物の粒子から構成されているため、特性のばらつきを抑制しつつR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることが可能になる。 Since the diffusion source is composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm, it is possible to improve the HcJ of the RTB-based sintered magnet while suppressing variations in characteristics. ..

本開示において、拡散源は、アトマイズ法によって作製された粉末である。そのため、拡散源を構成する粉末の粒子の断面は円形である。 In the present disclosure, the diffusion source is a powder produced by the atomization method. Therefore, the cross section of the powder particles constituting the diffusion source is circular.

以下、本開示の実施形態を説明する。なお、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。たとえば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。本発明者らは、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面及び以下の説明を提供する。これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described. In addition, more detailed explanation than necessary may be omitted. For example, detailed explanations of already well-known matters and duplicate explanations for substantially the same configuration may be omitted. This is to avoid unnecessary redundancy of the following description and to facilitate the understanding of those skilled in the art. The inventors provide the accompanying drawings and the following description to allow those skilled in the art to fully understand the present disclosure. These are not intended to limit the subject matter described in the claims.

<拡散源>
[合金]
合金は、Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金である。合金の典型例は、RHM1M2合金、及び、RHRLM1M2合金である。以下、これらのRH合金の例について説明する。
<Diffusion source>
[alloy]
The alloy is an alloy containing 40% by mass or more of the rare earth element R1 that always contains at least one of Dy and Tb. Typical examples of alloys are RHM1M2 alloy and RHRLM1M2 alloy. Examples of these RH alloys will be described below.

(RHM1M2合金)
合金の例は、例えばRHM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、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)である。
(RHM1M2 alloy)
Examples of alloys are, for example, one or more selected from the group consisting of, for example, RHM1M2 alloy (RH is Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and at least one of Tb and Dy must be used. Including, M1 and M2 are one or more selected from Cu, Fe, Ga, Co, Ni, and Al, and M1 = M2 may be used).

RHM1M2合金の典型例は、DyFe合金、DyAl合金、DyCu合金、TbFe合金、TbAl合金、TbCu合金、DyFeCu合金、TbCuAl合金などである。 Typical examples of the RHM1M2 alloy are DyFe alloy, DyAl alloy, DyCu alloy, TbFe alloy, TbAl alloy, TbCu alloy, DyFeCu alloy, TbCuAl alloy and the like.

(RHRLM1M2合金)
合金の他の例は、RHRLM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、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)である。RHRLM1M2合金の典型例は、TbNdCu合金、DyNdCu合金、TbNdFe合金、DyNdFe合金、TbNdCuAl合金、DyNdCuAl合金、TbNdCuCo合金、DyNdCuCo合金、TbNdCoGa合金、DyNdCoGa合金、TbNdPrCu合金、DyNdPrCu合金、TbNdPrFe合金、DyNdPrFe合金などである。なお、合金は、上記のRHM1M2合金、及び、RHRLM1M2合金に限定されない。Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む合金であって、希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金であれば、他の元素、及び不純物を含んでいてもよい。
(RHRLM1M2 alloy)
Another example of the alloy is one or more selected from the group consisting of RHRLM1M2 alloy (RH is Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and at least one of Tb and Dy is used. Always included, RL is at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, and always contains at least one of Pr and Nd, M1 and M2 are Cu, Fe, Ga, One or more selected from Co, Ni, and Al, M1 = M2 may be used). Typical examples of RHRLM1M2 alloys are TbNdCu alloys, DyNdCu alloys, TbNdFe alloys, DyNdFe alloys, TbNdCuAl alloys, DyNdCuAl alloys, TbNdCuCo alloys, DyNdCuCo alloys, TbNdCoGa alloys, DyNdCoGa alloys, DyNdCoGa alloys, TbCdPr be. The alloy is not limited to the above-mentioned RHM1M2 alloy and RHRLM1M2 alloy. An alloy that always contains at least one of Dy and Tb and that contains 40% by mass or more of the rare earth element R1 may contain other elements and impurities.

[合金の粉末]
本開示において、合金の粉末は、アトマイズ法によって作製された粉末である。アトマイズ法によって作製された粉末は「アトマイズ粉末(atomized powder)」と呼ばれることがある。
[Alloy powder]
In the present disclosure, the alloy powder is a powder produced by the atomizing method. The powder produced by the atomizing method is sometimes referred to as "atomized powder".

アトマイズ法は、溶湯噴霧法とも呼ばれる粉末作製方法の1種であり、ガスアトマイズ法、プラズマアトマイズ法などの公知のアトマイズ法を含む。例えばガスアトマイズ法によれば、金属又は合金を溶解炉で溶融して溶湯を形成し、その溶湯を窒素又はアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中に噴霧して凝固させる。噴霧された溶湯は、微細な液滴として飛散するため、高速度で冷却されて凝固する。作製される粉末粒子は、それぞれ、球形の形状を持つため、その後に機械的な粉砕を行う必要はない。アトマイズ法によって作製される粉末粒子のサイズは、たとえば10μm〜200μmの範囲に分布する(例えば篩いにより確認する)。また、アトマイズ法によって作製されることにより合金の粉末(拡散源)における粒子の断面は円形である。本開示における「粒子の断面は円形である」とは、合金の粉末(拡散源)における粒子の断面を観察すると、円形であることをいう。さらに本開示における円形とは真円度の平均が0.80〜1.00の範囲であることをいう。本開示における真円度とは、対象となる図形(アトマイズ粉の粉末粒子)の(4π×面積)を(周囲の長さの2乗)で割った値である。これらの計算を10回行い(10個の粉末粒子を調べ)、その平均値を求めることで真円度の平均値を求め、真円度の平均値が0.80〜1.00の範囲にあるかどうか確認する。本開示における真円度は、円は1.00であり、形状が細長くなるにつれ値が小さくなる。 The atomizing method is one of the powder producing methods also called the molten metal spraying method, and includes known atomizing methods such as a gas atomizing method and a plasma atomizing method. For example, according to the gas atomization method, a metal or alloy is melted in a melting furnace to form a molten metal, and the molten metal is sprayed into an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon to solidify. Since the sprayed molten metal scatters as fine droplets, it is cooled at a high speed and solidifies. Since each of the powder particles produced has a spherical shape, it is not necessary to perform mechanical pulverization thereafter. The size of the powder particles produced by the atomization method is distributed in the range of, for example, 10 μm to 200 μm (for example, confirmed by sieving). In addition, the cross section of the particles in the alloy powder (diffusion source) is circular because it is produced by the atomizing method. In the present disclosure, "the cross section of the particle is circular" means that the cross section of the particle in the alloy powder (diffusion source) is circular when observed. Further, the circular shape in the present disclosure means that the average roundness is in the range of 0.80 to 1.00. The roundness in the present disclosure is a value obtained by dividing (4π × area) of a target figure (powder particles of atomized powder) by (square of the perimeter). Perform these calculations 10 times (examine 10 powder particles) and obtain the average value to obtain the average value of roundness, and the average value of roundness is in the range of 0.80 to 1.00. Check if there is. The roundness in the present disclosure is 1.00 for a circle, and the value becomes smaller as the shape becomes elongated.

アトマイズ法によれば、噴霧される合金溶湯の液滴が小さく、各液滴の重量に対する表面積が相対的に大きいため、冷却速度が高くなる。そのため、形成される粉末粒子は、非晶質又は微結晶質である。 According to the atomizing method, the droplets of the molten alloy to be sprayed are small, and the surface area relative to the weight of each droplet is large, so that the cooling rate is high. Therefore, the powder particles formed are amorphous or microcrystalline.

合金の溶湯を、アトマイズ法によって急冷凝固する場合、冷却速度を厳密に制御することは難しい。このため、粉末粒子ごとに組織の構造がばらつきやすい。例えば、粉末粒子内に生成される微小な結晶粒のサイズが粒子ごとに大きく変化し得る。具体的には、平均結晶粒径が1μmの粒子が形成されたり、平均結晶粒径が3μmの粒子が形成されたりする。このような組織の構造および平均結晶粒径のばらつきが生じると、後述する拡散工程において、粒子を構成する相の溶融温度、およびDy、Tbを拡散源として供給するレートにばらつきが生じる。このようなばらつきは、最終的に磁石特性のばらつきを招来する。 When the molten alloy is rapidly cooled and solidified by the atomization method, it is difficult to strictly control the cooling rate. Therefore, the structure of the structure tends to vary from powder particle to powder particle. For example, the size of minute crystal grains generated in powder particles can vary greatly from particle to particle. Specifically, particles having an average crystal grain size of 1 μm are formed, or particles having an average crystal grain size of 3 μm are formed. If such a variation in the structure of the structure and the average crystal grain size occurs, the melting temperature of the phases constituting the particles and the rate of supplying Dy and Tb as a diffusion source will vary in the diffusion step described later. Such variations ultimately lead to variations in magnet characteristics.

このような課題を解決するため、本開示の実施形態では、合金の粉末(拡散源)は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成する。これにより、合金の粉末を構成する粉末粒子の結晶性を改質し、均一性に優れた拡散源を得ることができる。そして、前記拡散源を用いることにより拡散工程における磁気特性のばらつきを抑制することができる。ここで金属間化合物相とは、拡散源を構成する粉末粒子内における金属間化合物の結晶粒全体のことをいう。拡散源を構成する粉末粒子内における金属間化合物が複数種類ある場合は、一番含有量の多い金属間化合物の結晶粒全体のことをいう。また、拡散源を構成する合金粉末における全てが平均結晶粒径3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されている必要は必ずしもない。拡散源(合金の粉末全体)の80体積%以上は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されていれば本発明の効果を得ることができる。 In order to solve such a problem, in the embodiment of the present disclosure, the alloy powder (diffusion source) is composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm. As a result, the crystallinity of the powder particles constituting the alloy powder can be modified, and a diffusion source having excellent uniformity can be obtained. Then, by using the diffusion source, it is possible to suppress variations in magnetic characteristics in the diffusion step. Here, the intermetallic compound phase refers to the entire crystal grains of the intermetallic compound in the powder particles constituting the diffusion source. When there are a plurality of types of intermetallic compounds in the powder particles constituting the diffusion source, it means the entire crystal grains of the intermetallic compound having the highest content. Further, it is not always necessary that all of the alloy powders constituting the diffusion source are composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm. The effect of the present invention can be obtained if 80% by volume or more of the diffusion source (the entire alloy powder) is composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm.

このような構成にするためには、例えば以下に説明する熱処理を行う。 In order to obtain such a configuration, for example, the heat treatment described below is performed.

[合金粉末の熱処理]
本開示のある実施形態では、合金の粉末に対して、前記合金の粉末の融点よりも250℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行う。
[Heat treatment of alloy powder]
In one embodiment of the present disclosure, the alloy powder is heat-treated at a temperature 250 ° C. lower or lower than the melting point of the alloy powder.

この熱処理により拡散源を構成する合金の粉末は、平均結晶粒径が3μmを超える粒子から構成される。例えば熱処理の時間は30分以上10時間以下であり得る。 The alloy powder constituting the diffusion source by this heat treatment is composed of particles having an average crystal grain size of more than 3 μm. For example, the heat treatment time can be 30 minutes or more and 10 hours or less.

合金の粉末に対する熱処理温度が前記合金の粉末の融点より250℃低い温度未満であると、温度が低すぎるため合金の粉末を構成する粉末粒子における金属間化合物の平均結晶粒径が3μm以下となり、結晶性が改質しない可能性があり、融点を超えると粉末どうしが溶着して拡散処理を効率よくできない可能性がある。好ましくは、拡散源を構成する粉末粒子の平均粒径は3.5μm以上20μm以下である。 If the heat treatment temperature for the alloy powder is less than 250 ° C. lower than the melting point of the alloy powder, the temperature is too low and the average crystal grain size of the intermetallic compound in the powder particles constituting the alloy powder becomes 3 μm or less. There is a possibility that the crystallinity will not be modified, and if the melting point is exceeded, the powders may be welded together and the diffusion treatment may not be efficient. Preferably, the average particle size of the powder particles constituting the diffusion source is 3.5 μm or more and 20 μm or less.

この熱処理は、炉内の雰囲気を調整することにより、熱処理後の拡散源における酸素含有量を0.5質量%以上4.0質量%以下にすることが好ましい。アトマイズ粉末を構成する合金粒子の表面の全体を意図的に酸化させることにより、粉末粒子と大気との接触時間や湿度の差異などによって生じ得る粒子ごとの特性ばらつきを低減することができ、拡散工程における磁気特性のばらつきを更に低減することができる。また、大気中の酸素と接して発火する可能性が低減する。このため、拡散源の品質管理が容易になる。 In this heat treatment, it is preferable that the oxygen content in the diffusion source after the heat treatment is 0.5% by mass or more and 4.0% by mass or less by adjusting the atmosphere in the furnace. By intentionally oxidizing the entire surface of the alloy particles constituting the atomized powder, it is possible to reduce the characteristic variation for each particle that may occur due to the difference in contact time and humidity between the powder particle and the atmosphere, and the diffusion step. The variation in magnetic characteristics in the above can be further reduced. It also reduces the possibility of ignition in contact with oxygen in the atmosphere. Therefore, quality control of the diffusion source becomes easy.

拡散源は、実施形態において、粉末の状態にある。粉末状態にある拡散源の粒度は篩わけすることによって調整され得る。また、篩わけで排除される粉末が10質量%以内であれば、その影響は少ないので、篩わけせずに用いてもよい。 The diffusion source is in the powder state in the embodiment. The particle size of the diffusion source in powder form can be adjusted by sieving. Further, if the amount of powder excluded by sieving is within 10% by mass, the effect is small, so that the powder may be used without sieving.

また、粉末の状態にある拡散源は、必要に応じて、バインダと共に造粒され得る。 Also, the diffusion source in powder form can be granulated with a binder, if desired.

また、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成される拡散源を得るには、上述した熱処理以外の方法を用いてもよい。例えば、アトマイズ法で得られた合金粉末に対する冷却条件や保持温度時間等を調整することにより、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子を得てもよい。 Further, in order to obtain a diffusion source composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm, a method other than the above-mentioned heat treatment may be used. For example, particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm may be obtained by adjusting the cooling conditions, holding temperature, and the like for the alloy powder obtained by the atomizing method.

[拡散助剤]
合金の粉末に対して上記の熱処理を行うことによって作製された拡散源は、拡散助剤として機能する合金の粉末を更に含んでいても良い。このような合金の一例は、RLM1M2合金である。RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Al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、上述の合金の粉末と混合して用いられる。複数種のRLM1M2合金粉末がRH合金の粉末に混合されていてもよい。
[Diffusion aid]
The diffusion source produced by performing the above heat treatment on the alloy powder may further contain the alloy powder that functions as a diffusion aid. An example of such an alloy is the RLM1M2 alloy. RL is one or more selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, and Eu, and always contains at least one of Pr and Nd. M1 and M2 are Cu, Fe, Ga, Co, and Ni. , One or more selected from Al, and M1 = M2 may be used. Typical examples of the RLM1M2 alloy are NdCu alloy, NdFe alloy, NdCuAl alloy, NdCuCo alloy, NdCoGa alloy, NdPrCu alloy, NdPrFe alloy and the like. The powders of these alloys are used by mixing with the powders of the above alloys. A plurality of types of RLM1M2 alloy powders may be mixed with the RH alloy powder.

RLM1M2合金の粉末の作製方法は特に限定されない。急冷法又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200μm以下であり、小さいものは10μm程度である。 The method for producing the powder of the RLM1M2 alloy is not particularly limited. When manufactured by the quenching method or the casting method, it is preferable to set M1 ≠ M2 in order to improve the pulverizability, and to use, for example, an alloy of ternary system or more such as NdCuAl alloy, NdCuCo alloy, and NdCoGa alloy. The particle size of the RLM1M2 alloy powder is, for example, 200 μm or less, and the smaller one is about 10 μm.

拡散源をRLM1M2合金の粉末と混合して用いる場合、これらの粉末のみの混合では互いに均一に混ざり難いことがある。この理由は、合金の粉末は、一般に、RLM1M2合金の粉末より相対的に粒度が小さいためである。このため、RLM1M2合金の粉末と合金の粉末とバインダを造粒することが好ましい。このような造粒物を用いることによって、RLM1M2合金の粉末と合金の粉末の配合比を粉末全体で均一にできるという利点がある。また、磁石表面に均一に存在させることが可能となる。 When the diffusion source is mixed with the powder of the RLM1M2 alloy and used, it may be difficult to mix them uniformly with each other by mixing only these powders. The reason for this is that alloy powders are generally smaller in particle size than RLM1M2 alloy powders. Therefore, it is preferable to granulate the powder of the RLM1M2 alloy, the powder of the alloy, and the binder. By using such a granulated product, there is an advantage that the blending ratio of the RLM1M2 alloy powder and the alloy powder can be made uniform in the entire powder. Further, it can be uniformly present on the magnet surface.

バインダとしては、乾燥、又は混合した溶剤が除去されたときに粘着、凝集することなく、拡散源を構成する粉末粒子がさらさらと流動性を持てるものが好ましい。バインダの例としては、PVA(ポリビニルアルコール)などがあげられる。適宜、水などの水系溶剤や、NMP(n−メチルピロリドン)などの有機溶剤を用いて混合してもよい。溶剤は、後述する造粒の過程で蒸発し除去される。 As the binder, it is preferable that the powder particles constituting the diffusion source have smooth and fluidity without sticking or agglutinating when the dried or mixed solvent is removed. Examples of the binder include PVA (polyvinyl alcohol) and the like. As appropriate, an aqueous solvent such as water or an organic solvent such as NMP (n-methylpyrrolidone) may be used for mixing. The solvent evaporates and is removed in the process of granulation described later.

バインダと共に造粒する方法はどのようなものであってもよい。例えば、転動造粒法、流動層造粒法、振動造粒法、高速気流中衝撃法(ハイブリダイゼーション)、粉末とバインダを混合し、固化後解砕する方法、などがあげられる。 Any method of granulation with the binder may be used. For example, a rolling granulation method, a fluidized bed granulation method, a vibration granulation method, an impact method in a high-speed air flow (hybridization), a method of mixing powder and a binder, solidifying and then crushing, and the like can be mentioned.

本開示の実施形態において、上記の粉末以外の粉末(第三の粉末)がR−T−B系焼結磁石素材の表面に存在することを必ずしも排除しないが、第三の粉末が拡散源中のDy及びTbの少なくとも一方をR−T−B系焼結磁石素材の内部に拡散することを阻害しないように留意する必要がある。R−T−B系焼結磁石素材の表面に存在する粉末全体に占める「Dy及びTbの少なくとも一方を含有する合金」の質量比率は、70%以上であることが望ましい。 In the embodiment of the present disclosure, it is not necessarily excluded that a powder other than the above powder (third powder) is present on the surface of the RTB-based sintered magnet material, but the third powder is in the diffusion source. Care must be taken not to prevent the diffusion of at least one of Dy and Tb into the inside of the RTB-based sintered magnet material. It is desirable that the mass ratio of the "alloy containing at least one of Dy and Tb" to the entire powder existing on the surface of the RTB-based sintered magnet material is 70% or more.

本開示の実施形態に係る拡散源の使用方法について説明する。使用方法には以下の工程が含まれる。
1.R−T−B系焼結磁石素材を用意する工程
2.拡散源を用意する工程
3.拡散工程
A method of using the diffusion source according to the embodiment of the present disclosure will be described. The usage method includes the following steps.
1. 1. Step of preparing RTB-based sintered magnet material 2. Step of preparing a diffusion source 3. Diffusion process

1.R−T−B系焼結磁石素材を用意する工程
Dy及びTbの少なくとも一方である重希土類元素RHが拡散される対象のR−T−B系焼結磁石素材(Rは希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する。R−T−B系焼結磁石素材としては、公知の磁石母材を使用することができる。
1. 1. Step of preparing R-TB-based sintered magnet material R-TB-based sintered magnet material (R is a rare earth element, T is a rare earth element, T is a target in which the heavy rare earth element RH, which is at least one of Dy and Tb, is diffused. Fe or Fe and Co) are prepared. As the RTB-based sintered magnet material, a known magnet base material can be used.

R−T−B系焼結磁石素材は、例えば以下の組成を有する。
希土類元素R:12〜17原子%
B(B(ボロン)の一部はC(カーボン)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、及びBiからなる群から選択された少なくとも1種):0〜5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)及び不可避不純物:残部
ここで、希土類元素Rは、主として軽希土類元素RL(Nd、Prから選択される少なくとも1種の元素)であるが、重希土類元素を含有していてもよい。なお、重希土類元素を含有する場合は、Dy及びTbの少なくとも一方を含むことが好ましい。
The RTB-based sintered magnet material has, for example, the following composition.
Rare earth element R: 12-17 atomic%
B (part of B (boron) may be replaced with C (carbon)): 5-8 atomic%
Selected from the group consisting of additive elements M (Al, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Ag, In, Sn, Hf, Ta, W, Pb, and Bi. At least one): 0-5 atomic%
T (a transition metal element mainly containing Fe, which may contain Co) and unavoidable impurities: Remaining Here, the rare earth element R is at least one selected from the light rare earth elements RL (Nd, Pr). Although it is an element), it may contain a heavy rare earth element. When a heavy rare earth element is contained, it is preferable to contain at least one of Dy and Tb.

上記組成のR−T−B系焼結磁石母材は、任意の製造方法によって製造され得る。R−T−B系焼結磁石母材は、焼結上がりの状態でもよいし、切削加工や研磨加工が施されていてもよい。R−T−B系焼結磁石母材の形状及び大きさは任意である。 The RTB-based sintered magnet base material having the above composition can be produced by any production method. The RTB-based sintered magnet base material may be in a state of being sintered, or may be cut or polished. The shape and size of the RTB-based sintered magnet base material are arbitrary.

2.拡散源を用意する工程
上述した拡散源を用意する。拡散源については説明済みのため説明を省略する。
2. Step of preparing the diffusion source The above-mentioned diffusion source is prepared. Since the diffusion source has already been explained, the description thereof will be omitted.

3.拡散工程
R−T−B系焼結磁石素材及び拡散源をR−T−B系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度に加熱するため、まず、R−T−B系焼結磁石素材及び拡散源を処理容器内に配置する。このとき、R−T−B系焼結磁石素材と拡散源とは、処理容器内で接触することが好ましい。
3. 3. Diffusion step In order to heat the RTB-based sintered magnet material and diffusion source to a temperature equal to or lower than the sintering temperature of the RTB-based sintered magnet material, first, the RTB-based sintered magnet material And the diffusion source is placed in the processing vessel. At this time, it is preferable that the RTB-based sintered magnet material and the diffusion source come into contact with each other in the processing container.

[配置]
R−T−B系焼結磁石素材と拡散源とを接触させる形態は、どのようなものでも良い。例えば、流動浸漬法を用いることにより、粘着剤が塗布されたR−T−B系焼結磁石素材に粉末状の拡散源を付着させる方法、粉末状の拡散源を収容した処理容器内にR−T−B系焼結磁石素材をディッピングする方法、R−T−B系焼結磁石素材に粉末状の拡散源を振り掛ける方法、などがあげられる。また、拡散源を収容した処理容器に振動、搖動、回転を与えたり、処理容器内で拡散源の粉末を流動させてもよい。
[Arrangement]
Any form may be used in which the RTB-based sintered magnet material and the diffusion source are brought into contact with each other. For example, a method of adhering a powdery diffusion source to an RTB-based sintered magnet material coated with an adhesive by using a fluid immersion method, or R in a processing container containing the powdery diffusion source. Examples include a method of dipping the −TB based sintered magnet material and a method of sprinkling a powdery diffusion source on the R—TB based sintered magnet material. Further, the processing container containing the diffusion source may be subjected to vibration, sway, or rotation, or the powder of the diffusion source may be made to flow in the processing container.

図1Aは、本開示によるR−T−B系焼結磁石素材の製造方法で使用され得るR−T−B系焼結磁石素材100の一部を模式的に示す断面図である。図面には、R−T−B系焼結磁石素材100の上面100a、及び側面100b、100cが示されている。本開示の製造方法に用いられるR−T−B系焼結磁石素材の形状及びサイズは、図示されているR−T−B系焼結磁石素材100の形状及びサイズに限定されない。図示されているR−T−B系焼結磁石素材100の上面100a、及び側面100b、100cは平坦であるが、R−T−B系焼結磁石素材100の表面は凹凸又は段差を有していても良いし、湾曲していてもよい。 FIG. 1A is a cross-sectional view schematically showing a part of the RTB-based sintered magnet material 100 that can be used in the method for producing the RTB-based sintered magnet material according to the present disclosure. In the drawing, the upper surface 100a and the side surfaces 100b and 100c of the RTB-based sintered magnet material 100 are shown. The shape and size of the RTB-based sintered magnet material used in the manufacturing method of the present disclosure is not limited to the shape and size of the RTB-based sintered magnet material 100 shown. The upper surface 100a and the side surfaces 100b and 100c of the RTB-based sintered magnet material 100 shown are flat, but the surface of the RTB-based sintered magnet material 100 has irregularities or steps. It may be curved or curved.

図1Bは、拡散源を構成する粉末粒子30が表面に位置する状態のR−T−B系焼結磁石素材100の一部を模式的に示す断面図である。R−T−B系焼結磁石素材100の表面に位置する拡散源を構成している粉末粒子30は、不図示の粘着層を介して、R−T−B系焼結磁石素材100の表面に付着してもよい。そのような粘着層は、たとえば、R−T−B系焼結磁石素材100の表面に塗布されて形成され得る。粘着層を利用すれば、R−T−B系焼結磁石素材100の向きを変えることなく、法線方向が異なる複数の領域(例えば上面100aと側面100b)に対して拡散源の粉末を一つの塗布工程で簡単に付着させることができる。 FIG. 1B is a cross-sectional view schematically showing a part of the RTB-based sintered magnet material 100 in a state where the powder particles 30 constituting the diffusion source are located on the surface. The powder particles 30 constituting the diffusion source located on the surface of the RTB-based sintered magnet material 100 are formed on the surface of the RTB-based sintered magnet material 100 via an adhesive layer (not shown). May adhere to. Such an adhesive layer can be formed by being applied to the surface of the RTB-based sintered magnet material 100, for example. If the adhesive layer is used, the powder of the diffusion source can be applied to a plurality of regions (for example, the upper surface 100a and the side surface 100b) having different normal directions without changing the orientation of the RTB-based sintered magnet material 100. It can be easily adhered in one coating process.

使用可能な粘着剤としては、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系焼結磁石素材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、及び、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。 Examples of the adhesive that can be used include PVA (polyvinyl alcohol), PVB (polyvinyl butyral), and PVP (polyvinylpyrrolidone). When the pressure-sensitive adhesive is a water-based pressure-sensitive adhesive, the RTB-based sintered magnet material may be preheated before coating. The purpose of preheating is to remove excess solvent to control the adhesive strength and to evenly adhere the adhesive. The heating temperature is preferably 60 to 100 ° C. This step may be omitted in the case of a highly volatile organic solvent-based pressure-sensitive adhesive.

R−T−B系焼結磁石素材表面に粘着剤を塗布する方法は、どのようなものでも良い。塗布の具体例としては、スプレー法、浸漬法、ディスペンサーによる塗布などがあげられる。 Any method may be used to apply the adhesive to the surface of the RTB-based sintered magnet material. Specific examples of coating include a spray method, a dipping method, and coating with a dispenser.

ある好ましい態様では、R−T−B系焼結磁石素材の表面全体(全面)に粘着剤が塗布されている。R−T−B系焼結磁石素材の表面全体ではなく、一部に付着させてもよい。特にR−T−B系焼結磁石素材の厚さが薄い(例えば2mm程度)場合は、R−T−B系焼結磁石素材の表面のうち、一番面積の広い一つの表面に拡散源の粉末を付着させるだけで磁石全体にDy及びTbの少なくとも一方を拡散させることができ、HcJを向上させることができる場合がある。 In one preferred embodiment, the pressure-sensitive adhesive is applied to the entire surface (entire surface) of the RTB-based sintered magnet material. It may be attached to a part of the surface of the RTB-based sintered magnet material instead of the entire surface. In particular, when the thickness of the RTB-based sintered magnet material is thin (for example, about 2 mm), the diffusion source is on one surface having the largest area among the surfaces of the RTB-based sintered magnet material. At least one of Dy and Tb can be diffused over the entire magnet only by adhering the powder of the above, and HcJ may be improved.

R−T−B系焼結磁石素材100の表面に接触している拡散源を構成する粉末粒子は、前述したように、均一性に優れた組織を有している。また、ある実施形態として合金粒子の表面の全体が酸化されているため、粉末粒子は大気中の酸素と接して発火する可能性が低減し、かつ、大気雰囲気との接触による特性のばらつきも低減している。このため、後述する拡散のための加熱を行うと、拡散源に含まれるDy及びTbの少なくとも一方をR−T−B系焼結磁石素材の表面から内部に無駄なく効率的に拡散することができる。 As described above, the powder particles constituting the diffusion source in contact with the surface of the RTB-based sintered magnet material 100 have a structure having excellent uniformity. Further, as an embodiment, since the entire surface of the alloy particles is oxidized, the possibility that the powder particles come into contact with oxygen in the atmosphere and ignite is reduced, and the variation in characteristics due to the contact with the atmosphere is also reduced. doing. Therefore, when heating for diffusion described later is performed, at least one of Dy and Tb contained in the diffusion source can be efficiently diffused from the surface of the RTB-based sintered magnet material to the inside without waste. can.

磁石表面上に位置する拡散源に含まれるDy及びTbの少なくとも一方の量は、R−T−B系焼結磁石素材に対して、質量比で例えば0.5〜3.0%の範囲内になるように設定され得る。より高いHcJを得るために0.7〜2.0%の範囲内になるように設定されてもよい。 The amount of at least one of Dy and Tb contained in the diffusion source located on the magnet surface is in the range of, for example, 0.5 to 3.0% by mass ratio with respect to the RTB-based sintered magnet material. Can be set to. It may be set to be in the range of 0.7 to 2.0% in order to obtain a higher H cJ.

なお、拡散源に含まれるDy及びTbの少なくとも一方の量は、粉末粒子のDy及びTbの濃度だけでなく、拡散源を構成する粉末粒子の粒度にも依存する。従って、Dy及びTbの濃度を一定にしたまま、拡散源を構成する粉末粒子の粒度を調整することによっても拡散されるDy及びTbの量を調整することが可能である。 The amount of at least one of Dy and Tb contained in the diffusion source depends not only on the concentration of Dy and Tb of the powder particles but also on the particle size of the powder particles constituting the diffusion source. Therefore, it is possible to adjust the amount of Dy and Tb diffused by adjusting the particle size of the powder particles constituting the diffusion source while keeping the concentrations of Dy and Tb constant.

[加熱処理]
拡散のための加熱処理の温度は、R−T−B系焼結磁石素材の焼結温度以下(具体的には例えば1000℃以下)である。また、拡散源がRLM1M2合金などの粉末を含む場合は、その合金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。
[Heat treatment]
The temperature of the heat treatment for diffusion is not more than the sintering temperature of the RTB-based sintered magnet material (specifically, for example, 1000 ° C. or less). When the diffusion source contains a powder such as an RLM1M2 alloy, the temperature is higher than the melting point of the alloy, for example, 500 ° C. or higher. The heat treatment time is, for example, 10 minutes to 72 hours. Further, after the heat treatment, further heat treatment at 400 to 700 ° C. for 10 minutes to 72 hours may be performed if necessary.

このような加熱処理により、拡散源に含まれるDy及びTbの少なくとも一方をR−T−B系焼結磁石素材の表面から内部に拡散することができる。 By such heat treatment, at least one of Dy and Tb contained in the diffusion source can be diffused from the surface of the RTB-based sintered magnet material to the inside.

(実験例1)
まず公知の方法で、組成比Nd=23.4、Pr=6.2、B=1.0、Al=0.4、Cu=0.1、Co=1.5、残部Fe(質量%)のR−T−B系焼結磁石素材を作製した。前記R−T−B系焼結磁石素材の寸法は、厚さ5.0mm×幅7.5mm×長さ35mmであった。
(Experimental Example 1)
First, by a known method, composition ratio Nd = 23.4, Pr = 6.2, B = 1.0, Al = 0.4, Cu = 0.1, Co = 1.5, balance Fe (mass%). RTB-based sintered magnet material was produced. The dimensions of the RTB-based sintered magnet material were 5.0 mm in thickness × 7.5 mm in width × 35 mm in length.

次に、表1に示す組成の合金の粉末をアトマイズ法により作製して用意した。得られた合金の粉末の粒度は106μm以下(篩異により確認)であった。次に、前記合金の粉末に対して、表1に示す条件(温度及び時間)で熱処理する(但し、No.1は熱処理なし)ことにより、前記合金の粉末から拡散源(No.1〜20)を得た。また、前記熱処理時に炉内の雰囲気を調整することにより、前記拡散源(No.1〜20)の酸素含有量がおよそ表1に示す量となるようにそれぞれ作製した。拡散源の酸素含有量を表1に示す。表1における合金の粉末の組成は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法(ICP−OES)を使用して測定した。また、拡散源の酸素含有量は、ガス融解−赤外線吸収法によるガス分析装置を使用して測定した。 Next, an alloy powder having the composition shown in Table 1 was prepared by an atomizing method. The particle size of the obtained alloy powder was 106 μm or less (confirmed by sieving). Next, the powder of the alloy is heat-treated under the conditions (temperature and time) shown in Table 1 (however, No. 1 is not heat-treated), so that the powder of the alloy is diffused from the diffusion source (No. 1 to 20). ) Was obtained. Further, by adjusting the atmosphere in the furnace during the heat treatment, the oxygen contents of the diffusion sources (Nos. 1 to 20) were prepared so as to be approximately the amounts shown in Table 1. The oxygen content of the diffusion source is shown in Table 1. The composition of the alloy powder in Table 1 was measured using radio frequency inductively coupled plasma emission spectroscopy (ICP-OES). The oxygen content of the diffusion source was measured using a gas analyzer by the gas melting-infrared absorption method.

また、得られた拡散源における金属間化合物相の平均結晶粒径を以下の方法により測定した。まず、拡散源を構成する粉末粒子の断面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察しコントラストから相別し、各相の組成をエネルギー分散X線分光(EDX)を用いて分析し金属間化合物相を特定した。次に画像解析ソフト(Scandium)を用いて、一番面積比率の高い金属間化合物相を一番含有量の高い金属間化合物相とし、当該金属間化合物相の結晶粒径を求めた。具体的には金属間化合物相における結晶粒の数及び結晶粒の全面積を画像解析ソフト(Scandium)を用いて求め、求めた結晶粒の全面積を結晶粒の数で割ることにより平均面積を求めた。そして数式1により得られた平均面積から結晶粒径Dを求めた。 In addition, the average crystal grain size of the intermetallic compound phase in the obtained diffusion source was measured by the following method. First, the cross section of the powder particles constituting the diffusion source is observed with a scanning electron microscope (SEM) and distinguished from the contrast, and the composition of each phase is analyzed using energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) to obtain an intermetallic compound phase. Identified. Next, using image analysis software (Scandium), the intermetallic compound phase having the highest area ratio was designated as the intermetallic compound phase having the highest content, and the crystal grain size of the intermetallic compound phase was determined. Specifically, the number of crystal grains and the total area of crystal grains in the intermetallic compound phase are obtained using image analysis software (Scandium), and the average area is calculated by dividing the total area of the obtained crystal grains by the number of crystal grains. I asked. Then, the crystal grain size D was obtained from the average area obtained by Equation 1.

Figure 0006922616
Figure 0006922616

ここで、Dは結晶粒径、Sは平均面積である。 Here, D is the crystal grain size and S is the average area.

これらの作業を5回行い(5個の粉末粒子を調べ)、その平均値を求めることで拡散源における金属間化合物相の平均結晶粒径を求めた。結果を表1の平均結晶粒径に示す。なお、No.1は拡散源に熱処理を行っていないため、金属間化合物相の結晶粒径が小さすぎて(1μm以下の微小な結晶粒)測定することができなかった。 These operations were performed 5 times (5 powder particles were examined), and the average value was obtained to determine the average crystal grain size of the intermetallic compound phase at the diffusion source. The results are shown in the average crystal grain size in Table 1. In addition, No. In No. 1, since the diffusion source was not heat-treated, the crystal grain size of the intermetallic compound phase was too small (fine crystal grains of 1 μm or less) and could not be measured.

次に拡散源を構成する粉末粒子が円形であるかどうか確認した。拡散源を構成する粉末粒子の断面を走査電子顕微鏡(SEM)で観察し、画像解析ソフト(Scandium)を用いて(粉末粒子)の(4π×面積)を(周囲の長さの2乗)で割った値を求めた。これらの計算を10回行い(10個の粉末粒子を調べ)、その平均値を求めることにより真円度の平均値を求めた。No.1〜No.20における真円度の平均値は0.90〜1.00の範囲であり、粒子の断面は円形(0.80〜1.00μmの範囲内)であることを確認した。 Next, it was confirmed whether the powder particles constituting the diffusion source were circular. Observe the cross section of the powder particles constituting the diffusion source with a scanning electron microscope (SEM), and use image analysis software (Scandium) to measure (4π x area) of (powder particles) with (square of the surrounding length). The divided value was calculated. These calculations were performed 10 times (10 powder particles were examined), and the average value was obtained to obtain the average value of roundness. No. 1-No. It was confirmed that the average value of roundness at 20 was in the range of 0.99 to 1.00, and the cross section of the particles was circular (within the range of 0.80 to 1.00 μm).

次に、R−T−B系焼結磁石素材に粘着剤を塗布した。塗布方法は、R−T−B系焼結磁石素材をホットプレート上で60℃に加熱後、スプレー法でR−T−B系焼結磁石素材全面に粘着剤を塗布した。粘着剤としてPVP(ポリビニルピロリドン)を用いた。 Next, an adhesive was applied to the RTB-based sintered magnet material. As a coating method, the RTB-based sintered magnet material was heated to 60 ° C. on a hot plate, and then an adhesive was applied to the entire surface of the RTB-based sintered magnet material by a spray method. PVP (polyvinylpyrrolidone) was used as the pressure-sensitive adhesive.

次に、粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石素材に対して、表1のNo.1〜20の拡散源を付着させた。拡散源を付着させたR−T−B系焼結磁石素材は、拡散源の種類ごと(No.1〜20ごと)に50個づつ準備した。付着方法は、容器に拡散源(合金粉末)を広げ、粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石素材を常温まで降温させた後、容器内で拡散源をR−T−B系焼結磁石素材全面にまぶすように付着させた。 Next, the No. 1 in Table 1 was applied to the RTB-based sintered magnet material coated with the adhesive. 1 to 20 diffusion sources were attached. 50 RTB-based sintered magnet materials to which the diffusion source was attached were prepared for each type of diffusion source (No. 1 to 20). The method of attachment is to spread the diffusion source (alloy powder) in the container, cool the RTB-based sintered magnet material coated with the adhesive to room temperature, and then set the diffusion source in the container to the RTB-based. It was attached to the entire surface of the sintered magnet material so as to be sprinkled.

次に、前記R−T−B系焼結磁石素材及び拡散源を処理容器内に配置し、900℃(焼結温度以下)で8時間加熱することにより、前記拡散源に含まれるDy及びTbの少なくとも一方を前記R−T−B系焼結磁石素材の表面から内部に拡散する拡散工程を行った。拡散後のR−T−B系焼結磁石の中央部分から厚さ4.5mm×幅7.0mm×長さ7.0mmの立方体を切り出し、拡散源の種類ごと(No.1〜20ごと)に10個づつB−Hトレーサにより保磁力を測定し、得られた保磁力の最大値から保磁力の最小値を差し引いた値を磁気特性ばらつき(△HcJ)として求めた。△HcJの値を表1に示す。 Next, the RTB-based sintered magnet material and the diffusion source are placed in the processing container and heated at 900 ° C. (below the sintering temperature) for 8 hours to obtain Dy and Tb contained in the diffusion source. A diffusion step was performed in which at least one of the above was diffused from the surface of the RTB-based sintered magnet material to the inside. A cubic body having a thickness of 4.5 mm, a width of 7.0 mm, and a length of 7.0 mm is cut out from the central portion of the RTB-based sintered magnet after diffusion, and is used for each type of diffusion source (every No. 1 to 20). The coercive force was measured by 10 BH tracers, and the value obtained by subtracting the minimum value of the coercive force from the maximum value of the obtained coercive force was obtained as the magnetic characteristic variation ( ΔH cJ ). The values of ΔH cJ are shown in Table 1.

Figure 0006922616
Figure 0006922616

表1に示すように、合金の粉末に熱処理をしていないNo.1(比較例)及び熱処理温度が本開示の範囲外であるNo.6(比較例)と比べ本発明例(No.2〜5、No.7〜20)は、いずれも△HcJが半分以下であり拡散工程における磁気特性のばらつきが抑制されている。更に、拡散源の酸素含有量が0.5質量%以上4.0質量%以下である、No.7〜10は、△HcJが18kA/m以下と、さらに拡散工程における磁気特性のばらつきが抑制されている。 As shown in Table 1, No. 1 in which the alloy powder was not heat-treated. No. 1 (Comparative Example) and No. 1 in which the heat treatment temperature is outside the scope of the present disclosure. In each of the examples of the present invention (No. 2 to 5, No. 7 to 20) as compared with 6 (Comparative Example), ΔH cJ is less than half, and the variation in magnetic characteristics in the diffusion step is suppressed. Further, the oxygen content of the diffusion source is 0.5% by mass or more and 4.0% by mass or less. In Nos. 7 to 10, ΔH cJ is 18 kA / m or less, and the variation in magnetic characteristics in the diffusion step is further suppressed.

本開示の実施形態に係る拡散源は、より少ない重希土類元素RHによってR−T−B系焼結磁石のHcJを向上させることができるため、高い保磁力が求められる希土類焼結磁石の製造に使用され得る。 The diffusion source according to the embodiment of the present disclosure can improve the HcJ of the RTB-based sintered magnet by using a smaller amount of the heavy rare earth element RH, and thus manufactures a rare earth sintered magnet that requires a high coercive force. Can be used for.

30 拡散源を構成する粉末粒子
100 R−T−B系焼結磁石素材
100a R−T−B系焼結磁石素材の上面
100b R−T−B系焼結磁石素材の側面
100c R−T−B系焼結磁石素材の側面
30 Powder particles constituting the diffusion source 100 RTB-based sintered magnet material 100a Top surface of RTB-based sintered magnet material 100b Side surface of RTB-based sintered magnet material 100c RT- Side surface of B-based sintered magnet material

Claims (4)

Dy及びTbの少なくとも一方である希土類元素R1を全体の40質量%以上含有する合金の粉末であって、
前記合金の粉末は、平均結晶粒径が3μmを超える金属間化合物の粒子から構成されており、
前記粒子の断面は円形である、拡散源。
An alloy powder containing 40% by mass or more of the rare earth element R1 which is at least one of Dy and Tb.
The alloy powder is composed of particles of an intermetallic compound having an average crystal grain size of more than 3 μm.
A diffusion source in which the cross section of the particles is circular.
酸素含有量が0.5質量%以上4.0質量%以下である、請求項1に記載の拡散源。 The diffusion source according to claim 1, wherein the oxygen content is 0.5% by mass or more and 4.0% by mass or less. 前記合金の粉末は、RHRLM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、RLはLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Euからなる群から選ばれる1種以上であり、Pr及びNdの少なくとも一方を必ず含む、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)の粉末である、請求項1または2に記載の拡散源。 The powder of the alloy is one or more selected from the group consisting of RHRLM1M2 alloy (RH is Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and at least one of Tb and Dy must be used. Including, RL is one or more selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, and always contains at least one of Pr and Nd, M1 and M2 are Cu, Fe, Ga, Co. , Ni, Al, one or more selected from, M1 = M2), the diffusion source according to claim 1 or 2. 前記合金の粉末は、RHM1M2合金(RHはSc、Y、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Luからなる群から選ばれる1種以上であり、Tb及びDyの少なくとも一方を必ず含む、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)の粉末である、請求項1または2に記載の拡散源。 The powder of the alloy is one or more selected from the group consisting of RHM1M2 alloy (RH is Sc, Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, and at least one of Tb and Dy must be used. The diffusion source according to claim 1 or 2, wherein M1 and M2 are powders of one or more selected from Cu, Fe, Ga, Co, Ni, and Al, and M1 = M2).
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