JP7000774B2 - R-t-b系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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1.R1-T-B系焼結磁石素材(R1は希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する工程と、
2.Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R2を全体の40質量%以上含有する合金を用意する工程と、
3.前記合金に前記合金の融点よりも230℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行い、熱処理後の合金を粉砕することにより拡散源を得る工程と、
4.前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を処理容器内に配置し、前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を前記R1-T-B系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度に加熱して、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R1-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含む。
1´.R1-T-B系焼結磁石素材(R1は希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する工程、
2´.Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R2を全体の40質量%以上含有する合金を粉砕して合金の粉末を用意する工程、
3´.前記合金の粉末に前記合金の粉末の融点よりも230℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行い、前記合金の粉末から拡散源を得る工程、
4´.前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を処理容器内に配置し、前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を前記R1-T-B系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度に加熱して、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R1-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含む。
Dy及びTbの少なくとも一方が拡散される対象のR1-T-B系焼結磁石素材(R1は希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する。R1-T-B系焼結磁石素材としては、公知の磁石素材を使用することができる。
希土類元素R1:12~17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R1は、主としてNd、Prであるが、Dy及びTbの少なくとも一方を含んでもよい。
[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R2を全体の40質量%以上含有する合金である。Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R2を全体の40質量%以上含有する合金とは、例えば、希土類元素R2がDy及びTbの少なくとも一方のみから構成されてもよいし、希土類元素R2がDy及びTbの少なくとも一方とPr及びNdの少なくとも一方とから構成されてもよい。いずれの場合も希土類元素R2が合金全体の40質量%以上を占めていればよい。希土類元素R2が全体の40質量%未満であると、高いHcJが得られない可能性がある。合金の典型例は、RHM1M2合金、及び、RHRLM1M2合金である。以下、これらの合金の例について説明する。
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。
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R2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。
[合金の熱処理]
本開示の実施形態では、合金に対して、前記合金の融点よりも230℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行う。
合金に対して上記の熱処理を行い、更に前記合金を粉砕する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合金粉末が合金の粉末に混合されていてもよい。
R1-T-B系焼結磁石素材及び拡散源をR1-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、R1-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、R1-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。
R1-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R1-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R1-T-B系焼結磁石素材をディッピングする方法、R1-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。
拡散のための加熱処理の温度は、R1-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。
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R1-T-B系焼結磁石素材を作製した。前記R1-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。
100 R1-T-B系焼結磁石素材
100a R1-T-B系焼結磁石素材の上面
100b R1-T-B系焼結磁石素材の側面
100c R1-T-B系焼結磁石素材の側面
Claims (4)
- R1-T-B系焼結磁石素材(R1は希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する工程と、
Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R2を全体の40質量%以上含有する合金を用意する工程と、
前記合金に前記合金の融点よりも230℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行い、熱処理後の合金を粉砕することにより拡散源を得る工程と、
前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を処理容器内に配置し、前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を前記R1-T-B系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度に加熱して、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R1-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と、
を含み、
前記合金は、ストリップキャスト法によって作製された合金である、R-T-B系焼結磁石の製造方法。 - R1-T-B系焼結磁石素材(R1は希土類元素、TはFe又はFeとCo)を用意する工程と、
Dy及びTbの少なくとも一方を必ず含む希土類元素R2を全体の40質量%以上含有する合金を粉砕して合金の粉末を用意する工程と、
前記合金の粉末に前記合金の粉末の融点よりも230℃低い温度以上、融点以下の温度で熱処理を行い、前記合金の粉末から拡散源を得る工程と、
前記拡散源を得るための前記熱処理を行った後、前記拡散源を処理容器内に配置する工程と、
前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を前記処理容器内に配置した状態で、前記R1-T-B系焼結磁石素材及び前記拡散源を前記R1-T-B系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度に加熱して、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R1-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と、
を含み、
前記合金は、ストリップキャスト法によって作製された合金である、R-T-B系焼結磁石の製造方法。 - 前記合金は、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、請求項1又は2に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法。
- 前記合金は、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)である、請求項1又は2に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法。
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