JP7228097B2 - Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7228097B2 JP7228097B2 JP2019058989A JP2019058989A JP7228097B2 JP 7228097 B2 JP7228097 B2 JP 7228097B2 JP 2019058989 A JP2019058989 A JP 2019058989A JP 2019058989 A JP2019058989 A JP 2019058989A JP 7228097 B2 JP7228097 B2 JP 7228097B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- less
- content
- sintered magnet
- rtb
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
- H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/02—Details of the magnetic circuit characterised by the magnetic material
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
- H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
- H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Description
本開示は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種でありＦｅを含む）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）、電気自動車用（ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶなど）モータ、産業機器用モータなどの各種モータや家電製品などに使用されている。
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は主としてＲ２Ｔ１４Ｂ化合物からなる主相とこの主相の粒界部分に位置する粒界相とから構成されている。主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ化合物は高い磁化を持つ強磁性材料でありＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の特性の根幹をなしている。
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は高温で保磁力ＨｃＪ（以下、単に「ＨｃＪ」という場合がある）が低下するため不可逆熱減磁が起こる。そのため、特に電気自動車用モータに使用される場合、高温下でも高いＨｃＪを有することが要求されている。
従来、ＨｃＪ向上のために、Ｄｙ、Ｔｂ等の重希土類元素ＲＨをＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石に多量に添加していた。しかし、重希土類元素ＲＨを多量に添加すると、ＨｃＪは向上するが、残留磁束密度Ｂｒ（以下、単に「Ｂｒ」という場合がある）が低下するという問題があった。そのため、近年、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の表面から内部にＲＨを拡散させて主相結晶粒の外殻部にＲＨを濃化させることでＢｒの低下を抑制しつつ、高いＨｃＪを得る方法が提案されている。
しかし、ＤｙやＴｂは、もともと資源量が少ないうえ産出地が限定されている等の理由から、供給が不安定であり、価格変動するなどの問題を有している。また、近年、特に電気自動車用モータ向けの需要の急拡大により、現状のＤｙやＴｂの使用量では供給不足になると予測されている。そのため、ＤｙやＴｂなどのＲＨをほとんど使用せずに（具体的には、ＲＨ含有量を０．５質量％以下にして）、高いＨｃＪを得ることが求められている。
特許文献１には、通常のＲ－Ｔ－Ｂ合金よりもＢ量を低くするとともに、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕのうちから選ばれる１種類以上の金属元素Ｍを含有させることによりＲ２Ｆ１７Ｍ相を生成させ、該Ｒ２Ｆｅ１７相を原料として生成させた遷移金属リッチ相（Ｒ６Ｔ１３Ｍ）の体積率を十分に確保することにより、Ｄｙの含有量を抑制しつつ、保磁力の高いＲ－Ｔ－Ｂ系希土類焼結磁石が得られることが記載されている。
また、上述の通りＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石が最も利用される用途はモータであり、特に電気自動車用モータなどの用途で高温安定性を確保するためにＨｃＪの向上は大変有効であるが、それらの特性とともに角形比Ｈｋ／ＨｃＪ(以下、単にＨｋ／ＨｃＪという場合がある)も高くなければならない。Ｈｋ／ＨｃＪが低いと減磁しやすくなるという問題を引き起こす。そのため、高いＨｃＪを有するとともに、高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石が求められている。なお、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の分野においては、一般に、Ｈｋ／ＨｃＪを求めるために測定するパラメータであるＨｋは、Ｊ(磁化の強さ)－Ｈ(磁界の強さ)曲線の第２象限において、Ｊが０．９×Ｊｒ(Ｊｒは残留磁化、Ｊｒ＝Ｂｒ)の値になる位置のＨ軸の読み値が用いられている。このＨｋを減磁曲線のＨｃＪで除した値（Ｈｋ／ＨｃＪ＝Ｈｋ（ｋＡ／ｍ）／ＨｃＪ（ｋＡ／ｍ）×１００（％））が角形比として定義される。
本発明者らの検討の結果、特許文献１に記載されているような、Ｂ量が低く、Ｇａを含有するＲ－Ｔ－Ｂ系希土類磁石では、ＲＨ含有量を少なくするにつれて、特にＨｋ／ＨｃＪが低下し得る問題があることを見出した。
そこで本発明は、ＲＨ（本発明におけるＲ２）をほとんど使用せずに（具体的には、ＲＨ含有量（Ｒ２の含有量）を０．５質量％以下（０質量％を含む）にして）、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造するための方法を提供することを目的とする。
本発明の態様１は、
Ｒ：２９．３質量％以上３５．０質量％以下（ＲはＲ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏのうち少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である）、
Ｂ：０．８０質量％以上０．９１質量％以下、
Ｇａ：０．２質量％以上１．０質量％以下、及び
Ｔ：６１．５質量％以上６９．５質量％以下（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏであり、Ｔの９０～１００質量％がＦｅである）を含有し、
下記式（１）を満足するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）
合金粉末を準備する工程と、
前記合金粉末を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体を、１０１０℃以上１０５０℃以下の焼結温度で、保持時間を２０時間以上４０時間以下として加熱後、１０００℃から２０℃／分以上で３００℃まで冷却して、焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体を、４００℃以上９００℃以下の熱処理温度に加熱後、２０℃／分以上で３００℃まで冷却する熱処理工程と、を含む、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法である。
Ｒ：２９．３質量％以上３５．０質量％以下（ＲはＲ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏのうち少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である）、
Ｂ：０．８０質量％以上０．９１質量％以下、
Ｇａ：０．２質量％以上１．０質量％以下、及び
Ｔ：６１．５質量％以上６９．５質量％以下（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏであり、Ｔの９０～１００質量％がＦｅである）を含有し、
下記式（１）を満足するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）
合金粉末を準備する工程と、
前記合金粉末を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体を、１０１０℃以上１０５０℃以下の焼結温度で、保持時間を２０時間以上４０時間以下として加熱後、１０００℃から２０℃／分以上で３００℃まで冷却して、焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体を、４００℃以上９００℃以下の熱処理温度に加熱後、２０℃／分以上で３００℃まで冷却する熱処理工程と、を含む、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法である。
本発明の態様２は、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石における前記Ｒ２の含有量は、不可避不純物レベル以下である、態様１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法である。
本発明の態様３は、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石における前記Ｇａの含有量は、０．４質量％以上０．８質量％以下である、態様１又は２に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法である。
本発明の態様４は、前記焼結工程における前記保持時間は２４時間以上３６時間以下である、態様１～３のいずれかに記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法である。
本発明の製造方法によれば、ＲＨ（Ｒ２）をほとんど使用せずに（具体的には、ＲＨ含有量（Ｒ２の含有量）を０．５質量％以下（０質量％を含む）にして）、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造することができる。
以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するためのＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法を例示するものであって、本発明を以下に限定するものではない。
本発明者らは鋭意検討した結果、以下に規定するような特定の範囲の組成を有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造において、焼結工程（焼結温度、保持時間及び冷却条件）、及び熱処理条件（熱処理温度及び冷却条件）を適切に制御することにより、最終的に得られるＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の磁気的特性を向上できることを見出した。これにより、ＲＨ含有量が０．５質量％以下の場合でも、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を実現できることを見出した。
以下に本発明の実施形態に係る製造方法について詳述する。
以下に本発明の実施形態に係る製造方法について詳述する。
＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石＞
まず、本発明に係る製造方法によって得られるＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石について説明する。
まず、本発明に係る製造方法によって得られるＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石について説明する。
（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の組成）
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の組成は、
Ｒ：２９．３質量％以上３５．０質量％以下（ＲはＲ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏのうち少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である）、
Ｂ：０．８０質量％以上０．９１質量％以下、
Ｇａ：０．２質量％以上１．０質量％以下、及び
Ｔ：６１．５質量％以上６９．５質量％以下（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏであり、Ｔの９０～１００質量％がＦｅである）を含有し、
下記式（１）を満足する。
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）
本実施形態に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の組成は、
Ｒ：２９．３質量％以上３５．０質量％以下（ＲはＲ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏのうち少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である）、
Ｂ：０．８０質量％以上０．９１質量％以下、
Ｇａ：０．２質量％以上１．０質量％以下、及び
Ｔ：６１．５質量％以上６９．５質量％以下（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏであり、Ｔの９０～１００質量％がＦｅである）を含有し、
下記式（１）を満足する。
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）
上記組成により、一般的なＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石よりもＢ量を少なくするとともに、Ｇａ等を含有させているので、二粒子粒界にＲ－Ｔ－Ｇａ相が生成して、高いＨｃＪを得ることができる。ここで、Ｒ－Ｔ－Ｇａ相とは、代表的にはＮｄ６Ｆｅ１３Ｇａ化合物である。Ｒ６Ｔ１３Ｇａ化合物は、Ｌａ６Ｃｏ１１Ｇａ３型結晶構造を有する。また、Ｒ６Ｔ１３Ｇａ化合物は、その状態によっては、Ｒ６Ｔ１３－δＧａ１＋δ化合物（δは典型的には２以下）になっている場合がある。例えば、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石中にＣｕ、Ａｌが比較的多く含有される場合、Ｒ６Ｔ１３－δ（Ｇａ１－ｘ－ｙＣｕｘＡｌｙ）１＋δになっている場合がある。
以下に、各組成について詳述する。
以下に、各組成について詳述する。
（Ｒ：２９．３～３５．０質量％）
Ｒは、Ｒ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏの少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である。Ｒの含有量は、２９．３～３５．０質量％である。Ｒが２９．３質量％未満であると焼結時の緻密化が困難となるおそれがあり、３５．０質量％を超えると主相比率が低下して高いＢｒを得られないおそれがある。Ｒの含有量は、好ましくは２９．３～３３．０質量％である。Ｒがこのような範囲であれば、より高いＢｒを得ることができる。
Ｒ２は供給が不安定であるため、極力少なくする必要がある。そのため、Ｒ２の含有量は０．５質量％以下とする。好ましくは、Ｒ２の含有量は、製造工程で不可避的に含まれる不純物の量（（以下、単に「不可避不純物レベル」という場合がある）以下であり、例えば、０．１質量％以下であり、さらに好ましくは、ＲにＲ２を含有しない（ＲはＲ１からなる）。
Ｒは、Ｒ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏの少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である。Ｒの含有量は、２９．３～３５．０質量％である。Ｒが２９．３質量％未満であると焼結時の緻密化が困難となるおそれがあり、３５．０質量％を超えると主相比率が低下して高いＢｒを得られないおそれがある。Ｒの含有量は、好ましくは２９．３～３３．０質量％である。Ｒがこのような範囲であれば、より高いＢｒを得ることができる。
Ｒ２は供給が不安定であるため、極力少なくする必要がある。そのため、Ｒ２の含有量は０．５質量％以下とする。好ましくは、Ｒ２の含有量は、製造工程で不可避的に含まれる不純物の量（（以下、単に「不可避不純物レベル」という場合がある）以下であり、例えば、０．１質量％以下であり、さらに好ましくは、ＲにＲ２を含有しない（ＲはＲ１からなる）。
（Ｂ：０．８０～０．９１質量％）
焼結磁石中のＢの含有量は、０．８０～０．９１質量％である。Ｂが０．８０質量％未満であるとＲ２Ｔ１７相が生成されて高いＨｃＪが得られないおそれがあり、０．９１質量％を超えるとＲ－Ｔ－Ｇａ相の生成量が少なすぎて高いＨｃＪが得られないおそれがある。Ｂの含有量は、好ましくは０．８８～０．９０質量％であり、より高いＨｃＪ向上効果が得られる。
焼結磁石中のＢの含有量は、０．８０～０．９１質量％である。Ｂが０．８０質量％未満であるとＲ２Ｔ１７相が生成されて高いＨｃＪが得られないおそれがあり、０．９１質量％を超えるとＲ－Ｔ－Ｇａ相の生成量が少なすぎて高いＨｃＪが得られないおそれがある。Ｂの含有量は、好ましくは０．８８～０．９０質量％であり、より高いＨｃＪ向上効果が得られる。
さらに、Ｂの含有量は下記式（１）を満たす。
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
ここで［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である。
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
ここで［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である。
式（１）を満足することにより、Ｂの含有量が一般的なＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石よりも少なくなる。一般的なＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相以外に軟磁性相であるＲ２Ｔ１７相が生成しないように、［Ｔ］／５５．８５（Ｆｅの原子量）は１４［Ｂ］／１０．８（Ｂの原子量）よりも少ない組成となっている（［Ｔ］は、質量％で示すＴの含有量である）。本発明の実施形態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、一般的なＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石と異なり、［Ｔ］／５５．８５が１４［Ｂ］／１０．８よりも多くなるように式（１）で規定している。なお、本発明の実施形態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石におけるＴの主成分はＦｅであるため、Ｆｅの原子量を用いている。
（Ｇａ：０．２～１．０質量％）
Ｇａの含有量は、０．２～１．０質量％である。Ｇａが０．２質量％未満であると、Ｒ－Ｔ－Ｇａ相の生成量が少なすぎて、Ｒ２Ｔ１７相を消失させることができず、高いＨｃＪを得ることができないおそれがある。好ましくは、Ｇａの含有量は０．４質量％以上である。一方、１．０質量％を超えると不要なＧａが存在することになり、主相比率が低下してＢｒが低下するおそれがある。好ましくは、Ｇａの含有量は０．８質量％以下である。
Ｇａの含有量は、０．２～１．０質量％である。Ｇａが０．２質量％未満であると、Ｒ－Ｔ－Ｇａ相の生成量が少なすぎて、Ｒ２Ｔ１７相を消失させることができず、高いＨｃＪを得ることができないおそれがある。好ましくは、Ｇａの含有量は０．４質量％以上である。一方、１．０質量％を超えると不要なＧａが存在することになり、主相比率が低下してＢｒが低下するおそれがある。好ましくは、Ｇａの含有量は０．８質量％以下である。
（Ｔ：６１．５～６９．５質量％（Ｔは、Ｆｅ又はＦｅとＣｏでありＴの９０～１００質量％がＦｅである））
Ｔは、遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを含む。
焼結磁石中のＴの含有量は６１．５～６９．５質量％である。Ｔの含有量が６１．５質量％未満または６９．５質量％を超えると、大幅にＢｒが低下する恐れがある。また、Ｔの全量を１００質量％としたとき、その１０質量％以下をＣｏで置換できる。すなわち、Ｔの全量の９０質量％以上がＦｅである。また、Ｔの全量（１００質量％）をＦｅにしてもよい。Ｃｏを含有することにより耐食性を向上させることができるが、Ｃｏの置換量がＦｅの１０質量％を超えると、高いＢｒが得られないおそれがある。好ましくは、Ｔの全量を１００質量％としたとき、その０質量％超３．５質量％以下をＣｏに置換することであり、更に好ましくは、その０質量％超１．０質量％以下をＣｏに置換することである。
Ｔは、遷移金属元素のうち少なくとも１種であり、Ｆｅを含む。
焼結磁石中のＴの含有量は６１．５～６９．５質量％である。Ｔの含有量が６１．５質量％未満または６９．５質量％を超えると、大幅にＢｒが低下する恐れがある。また、Ｔの全量を１００質量％としたとき、その１０質量％以下をＣｏで置換できる。すなわち、Ｔの全量の９０質量％以上がＦｅである。また、Ｔの全量（１００質量％）をＦｅにしてもよい。Ｃｏを含有することにより耐食性を向上させることができるが、Ｃｏの置換量がＦｅの１０質量％を超えると、高いＢｒが得られないおそれがある。好ましくは、Ｔの全量を１００質量％としたとき、その０質量％超３．５質量％以下をＣｏに置換することであり、更に好ましくは、その０質量％超１．０質量％以下をＣｏに置換することである。
本発明のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の好ましい１つの態様は、残部が不可避不純物である。不可避不純物としては、ジジム合金（Ｎｄ－Ｐｒ）、電解鉄、フェロボロンなどに通常含有されるＣｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｃａ、Ｍｇなどを含有することができる。さらに、製造工程中の不可避不純物として、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）およびＣ（炭素）などを例示できる。
また、本発明のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の別の好ましい態様では、本発明の目的を達成する範囲内で、１種以上の他の元素（不可避不純物以外の意図的に加えた元素）を更に含んでもよい。例えば、このような元素として、少量（各々０．１質量％程度）のＡｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｈ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｚｒなどを含有してもよい。また、上述した不可避不純物として挙げた元素を意図的に加えてもよい。このような元素は、合計で例えば１．０質量％程度含まれてもよい。この程度であれば、高いＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を得ることが十分に可能である。
また、本発明のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の別の好ましい態様では、本発明の目的を達成する範囲内で、１種以上の他の元素（不可避不純物以外の意図的に加えた元素）を更に含んでもよい。例えば、このような元素として、少量（各々０．１質量％程度）のＡｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｙ、Ｈ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｖ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｎｂ、Ｚｒなどを含有してもよい。また、上述した不可避不純物として挙げた元素を意図的に加えてもよい。このような元素は、合計で例えば１．０質量％程度含まれてもよい。この程度であれば、高いＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を得ることが十分に可能である。
本発明のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の更に別の好ましい態様では、本発明の目的を達成する範囲内で、任意のその他の元素を更に含んでもよい。そのように選択的に含有させることができるその他の元素を以下に例示する。
（Ｃｕ：０質量％超、０．５０質量％以下）
Ｃｕを適量含むことにより、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
Ｃｕは、０．５０質量％以下で含まれてもよい。Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０５～０．５０質量％である。Ｃｕを０．０５質量％～０．５０質量％で含有するとＨｃＪをさらに向上させることができる。
Ｃｕを適量含むことにより、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
Ｃｕは、０．５０質量％以下で含まれてもよい。Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０５～０．５０質量％である。Ｃｕを０．０５質量％～０．５０質量％で含有するとＨｃＪをさらに向上させることができる。
（Ａｌ：０質量％超、０．５０質量％以下）
Ａｌを適量含むことにより、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
Ａｌは、０．５０質量％以下で含まれてもよい。Ａｌの含有量は、好ましくは０．０５～０．５０質量％である。Ａｌを０．５０質量％以下で含有すると、ＨｃＪをさらに向上させることができる。Ａｌは、製造工程中の不可避不純物として０．０５質量％以上含有され得るが、不可避不純物として含有される量と意図的に添加した量の合計で０．５０質量％以下含有してもよい。
Ａｌを適量含むことにより、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
Ａｌは、０．５０質量％以下で含まれてもよい。Ａｌの含有量は、好ましくは０．０５～０．５０質量％である。Ａｌを０．５０質量％以下で含有すると、ＨｃＪをさらに向上させることができる。Ａｌは、製造工程中の不可避不純物として０．０５質量％以上含有され得るが、不可避不純物として含有される量と意図的に添加した量の合計で０．５０質量％以下含有してもよい。
（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の磁気的特性）
本発明は、ＲＨ（すなわち、Ｒ２）をほとんど使用せずに、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造するための方法を提供することを目的とする。本発明では、Ｒ２を含まない（すなわち、Ｒ２含有量が０質量％である）ことが好ましいが、０．５質量％以下であればＲ２を含んでもよい。
従来のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２含有量に応じて、ＨｃＪとＨｋ／ＨｃＪがある程度向上する。それに対し、本発明に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２を含まない場合はもとより、Ｒ２を含む場合においても、従来のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石から予想されるよりも、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを示す。
具体的には、本発明に係る焼結磁石は、Ｒ２の含有量に応じて、下記式（２）および（３）を満たす。
ＨｃＪ＞１３００＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （２）
Ｈｋ／ＨｃＪ＞８５＋１０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （３）
ここで［Ｒ２］は質量％で示すＲ２の含有量である。
また、下記式（４）および（５）を満たすことが好ましい。
ＨｃＪ＞１３５０＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （４）
Ｈｋ／ＨｃＪ＞８７＋９［Ｒ２］（％） （５）
また、下記式（６）および（７）を満たすことが更に好ましい。
ＨｃＪ＞１４００＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （６）
Ｈｋ／ＨｃＪ＞８８＋８［Ｒ２］（％） （７）
また、本発明に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は高いＢｒを示すことが好ましい。特にＢｒが１．３７超であることが好ましく、１．３７５以上であることがより好ましく、１．３８以上であることが更に好ましい。
本発明は、ＲＨ（すなわち、Ｒ２）をほとんど使用せずに、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造するための方法を提供することを目的とする。本発明では、Ｒ２を含まない（すなわち、Ｒ２含有量が０質量％である）ことが好ましいが、０．５質量％以下であればＲ２を含んでもよい。
従来のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２含有量に応じて、ＨｃＪとＨｋ／ＨｃＪがある程度向上する。それに対し、本発明に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２を含まない場合はもとより、Ｒ２を含む場合においても、従来のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石から予想されるよりも、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを示す。
具体的には、本発明に係る焼結磁石は、Ｒ２の含有量に応じて、下記式（２）および（３）を満たす。
ＨｃＪ＞１３００＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （２）
Ｈｋ／ＨｃＪ＞８５＋１０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （３）
ここで［Ｒ２］は質量％で示すＲ２の含有量である。
また、下記式（４）および（５）を満たすことが好ましい。
ＨｃＪ＞１３５０＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （４）
Ｈｋ／ＨｃＪ＞８７＋９［Ｒ２］（％） （５）
また、下記式（６）および（７）を満たすことが更に好ましい。
ＨｃＪ＞１４００＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ） （６）
Ｈｋ／ＨｃＪ＞８８＋８［Ｒ２］（％） （７）
また、本発明に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は高いＢｒを示すことが好ましい。特にＢｒが１．３７超であることが好ましく、１．３７５以上であることがより好ましく、１．３８以上であることが更に好ましい。
＜Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法＞
次に、本発明に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法を説明する。
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、合金粉末を準備する工程、成形工程、焼結工程、および熱処理工程を含む。
以下、各工程について説明する。
次に、本発明に係るＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法を説明する。
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、合金粉末を準備する工程、成形工程、焼結工程、および熱処理工程を含む。
以下、各工程について説明する。
（１）合金粉末を準備する工程
前記組成となるようにそれぞれの元素の金属または合金を準備し、ストリップキャスティング法等を用いてフレーク状の合金を得る。
得られたフレーク状の合金を水素粉砕し、粗粉砕粉のサイズを例えば１．０ｍｍ以下とする。次に、粗粉砕粉をジェットミル等により微粉砕することで、例えば粒径Ｄ５０（気流分散法によるレーザー回折法で得られた値（メジアン径））が３～７μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得る。なお、ジェットミル粉砕前の粗粉砕粉、ジェットミル粉砕中およびジェットミル粉砕後の合金粉末に助剤として公知の潤滑剤を使用してもよい。
前記組成となるようにそれぞれの元素の金属または合金を準備し、ストリップキャスティング法等を用いてフレーク状の合金を得る。
得られたフレーク状の合金を水素粉砕し、粗粉砕粉のサイズを例えば１．０ｍｍ以下とする。次に、粗粉砕粉をジェットミル等により微粉砕することで、例えば粒径Ｄ５０（気流分散法によるレーザー回折法で得られた値（メジアン径））が３～７μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得る。なお、ジェットミル粉砕前の粗粉砕粉、ジェットミル粉砕中およびジェットミル粉砕後の合金粉末に助剤として公知の潤滑剤を使用してもよい。
（２）成形工程
得られた合金粉末を用いて磁界中成形を行い、成形体を得る。磁界中成形は、金型のキャビティー内に乾燥した合金粉末を挿入し、磁界を印加しながら成形する乾式成形法、金型のキャビティー内に該合金粉末を分散させたスラリーを注入し、スラリーの分散媒を排出しながら成形する湿式成形法を含む既知の任意の磁界中成形方法を用いてよい。
得られた合金粉末を用いて磁界中成形を行い、成形体を得る。磁界中成形は、金型のキャビティー内に乾燥した合金粉末を挿入し、磁界を印加しながら成形する乾式成形法、金型のキャビティー内に該合金粉末を分散させたスラリーを注入し、スラリーの分散媒を排出しながら成形する湿式成形法を含む既知の任意の磁界中成形方法を用いてよい。
（３）焼結工程
成形工程で得られた成形体を、焼結炉内で焼結することにより、焼結体（焼結磁石）を得る。本発明では、成形体を、１０１０℃以上１０５０℃以下の所定の焼結温度で、保持時間を通常より長い２０時間以上４０時間以下として加熱する。通常の焼結条件は、保持時間４時間～６時間程度である。つまり、本発明の焼結工程の保持時間は、通常の保持時間に比べて３倍～１０倍程度長い。
焼結温度が１０１０℃未満だと、Ｈｋ／ＨｃＪの向上効果が得られず、１０５０℃超だと、異常粒成長が発生してしまう。なお、焼結温度の測定方法としては、焼結炉内の成形体に熱電対を接触させて温度を測定することが好ましい。また、簡易的には、あらかじめ、焼結炉内の温度と焼結炉内に置かれた別の成形体の温度とを熱電対により同時に測定することで、焼結炉内の温度と焼結炉内の成形体の温度との対応関係を調査しておき、その対応関係に基づいて、焼結炉内の温度から焼結炉内の成形体の温度を読み取ってもよい。
保持時間が２０時間未満だとＨｋ／ＨｃＪの向上効果が不十分である。好ましくは２４時間以上である。また４０時間超ではＨｋ／ＨｃＪの向上効果が飽和するため、４０時間以下とする。好ましくは、３６時間以下である。なお、保持時間は、成形体を焼結炉内で加熱し始めて、所定の焼結温度になった時点から、所定の焼結温度での加熱を停止した時点までの時間とする。
また、雰囲気による酸化を防止するために、真空雰囲気中または雰囲気ガス中で加熱することが好ましい。雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
所定の焼結温度、保持時間で加熱後、１０００℃から３００℃まで２０℃／分以上の冷却速度で急冷する。冷却速度が２０℃／分未満であるとＨｃＪ及びＨｋ／ＨｃＪが低下する可能性がある。２０℃／分以上の冷却速度を実現するために、焼結炉内にヘリウム、アルゴン等の不活性ガスを導入しながら冷却することが好ましい。これにより、放冷などの一般的な冷却（冷却速度：約１０℃／分）と比較して、冷却速度を速めることができる。
また、所定の焼結温度から１０００℃超までの冷却については、冷却速度は２０℃／分未満と遅い方が好ましく、より好ましくは１０℃／分未満である。これにより、Ｈｋ／ＨｃＪの低下、及びＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の割れを抑制できる。
なお、冷却速度の測定方法としては、逐一冷却時間に対する焼結炉内の成形体の温度低下率を測定してもよいし、冷却開始温度から冷却終了温度までの平均冷却速度（例えば１０００℃から３００℃まで冷却する場合、焼結炉内の成形体の温度が１０００℃から３００℃になるまでに経過した時間を測定し、１０００℃と３００℃の差分：７００℃をその経過した時間で除した値）を測定してもよい。
成形工程で得られた成形体を、焼結炉内で焼結することにより、焼結体（焼結磁石）を得る。本発明では、成形体を、１０１０℃以上１０５０℃以下の所定の焼結温度で、保持時間を通常より長い２０時間以上４０時間以下として加熱する。通常の焼結条件は、保持時間４時間～６時間程度である。つまり、本発明の焼結工程の保持時間は、通常の保持時間に比べて３倍～１０倍程度長い。
焼結温度が１０１０℃未満だと、Ｈｋ／ＨｃＪの向上効果が得られず、１０５０℃超だと、異常粒成長が発生してしまう。なお、焼結温度の測定方法としては、焼結炉内の成形体に熱電対を接触させて温度を測定することが好ましい。また、簡易的には、あらかじめ、焼結炉内の温度と焼結炉内に置かれた別の成形体の温度とを熱電対により同時に測定することで、焼結炉内の温度と焼結炉内の成形体の温度との対応関係を調査しておき、その対応関係に基づいて、焼結炉内の温度から焼結炉内の成形体の温度を読み取ってもよい。
保持時間が２０時間未満だとＨｋ／ＨｃＪの向上効果が不十分である。好ましくは２４時間以上である。また４０時間超ではＨｋ／ＨｃＪの向上効果が飽和するため、４０時間以下とする。好ましくは、３６時間以下である。なお、保持時間は、成形体を焼結炉内で加熱し始めて、所定の焼結温度になった時点から、所定の焼結温度での加熱を停止した時点までの時間とする。
また、雰囲気による酸化を防止するために、真空雰囲気中または雰囲気ガス中で加熱することが好ましい。雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
所定の焼結温度、保持時間で加熱後、１０００℃から３００℃まで２０℃／分以上の冷却速度で急冷する。冷却速度が２０℃／分未満であるとＨｃＪ及びＨｋ／ＨｃＪが低下する可能性がある。２０℃／分以上の冷却速度を実現するために、焼結炉内にヘリウム、アルゴン等の不活性ガスを導入しながら冷却することが好ましい。これにより、放冷などの一般的な冷却（冷却速度：約１０℃／分）と比較して、冷却速度を速めることができる。
また、所定の焼結温度から１０００℃超までの冷却については、冷却速度は２０℃／分未満と遅い方が好ましく、より好ましくは１０℃／分未満である。これにより、Ｈｋ／ＨｃＪの低下、及びＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の割れを抑制できる。
なお、冷却速度の測定方法としては、逐一冷却時間に対する焼結炉内の成形体の温度低下率を測定してもよいし、冷却開始温度から冷却終了温度までの平均冷却速度（例えば１０００℃から３００℃まで冷却する場合、焼結炉内の成形体の温度が１０００℃から３００℃になるまでに経過した時間を測定し、１０００℃と３００℃の差分：７００℃をその経過した時間で除した値）を測定してもよい。
（４）熱処理工程
得られた焼結体（焼結磁石）に対し、磁気特性を向上させることを目的とした熱処理を行う。熱処理温度は、４００℃以上９００℃以下とする。熱処理温度が４００℃未満または９００℃超だと、ＨｃＪ及びＨｋ／ＨｃＪの向上効果が不十分である。好ましくは、４００℃以上６００℃以下である。なお、熱処理温度の測定方法としては、熱処理炉内の焼結体に熱電対を接触させて温度を測定することが好ましい。また、簡易的には、あらかじめ、熱処理炉内の温度と熱処理炉内に置かれた別の焼結体の温度とを熱電対により同時に測定することで、熱処理炉内の温度と熱処理炉内の焼結体の温度との対応関係を調査しておき、その対応関係に基づいて、熱処理炉内の温度から熱処理炉内の焼結体の温度を読み取ってもよい。
熱処理工程における保持時間は既知の条件を用いることができ、例えば６０分以上３００分以下とすることができる。なお、保持時間は、焼結体を熱処理炉内で加熱し始めて、所定の熱処理温度になった時点から、所定の熱処理温度での加熱を停止した時点までの時間とする。また、雰囲気による酸化を防止するために、真空雰囲気中または雰囲気ガス中で熱処理することが好ましい。雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
所定の熱処理温度に加熱後、所定の熱処理温度から３００℃まで２０℃／分以上の冷却速度で急冷する。冷却速度が２０℃／分未満であるとＨｃＪ及びＨｋ／ＨｃＪが低下する可能性がある。２０℃／分以上の冷却速度を実現するために、熱処理炉内にヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを導入しながら冷却することが好ましい。これにより、放冷などの一般的な冷却（冷却速度：約１０℃／分）と比較して、冷却速度を速めることができる。なお、冷却速度の測定方法としては、逐一冷却時間に対する熱処理炉内の焼結体の温度低下率を測定してもよいし、冷却開始温度から冷却終了温度までの平均冷却速度（例えば、８００℃から３００℃まで冷却する場合、熱処理炉内の焼結体の温度が８００℃から３００℃になるまでに経過した時間を測定し、８００℃と３００℃の差分：５００℃をその経過した時間で除した値）を測定してもよい。
得られた焼結体（焼結磁石）に対し、磁気特性を向上させることを目的とした熱処理を行う。熱処理温度は、４００℃以上９００℃以下とする。熱処理温度が４００℃未満または９００℃超だと、ＨｃＪ及びＨｋ／ＨｃＪの向上効果が不十分である。好ましくは、４００℃以上６００℃以下である。なお、熱処理温度の測定方法としては、熱処理炉内の焼結体に熱電対を接触させて温度を測定することが好ましい。また、簡易的には、あらかじめ、熱処理炉内の温度と熱処理炉内に置かれた別の焼結体の温度とを熱電対により同時に測定することで、熱処理炉内の温度と熱処理炉内の焼結体の温度との対応関係を調査しておき、その対応関係に基づいて、熱処理炉内の温度から熱処理炉内の焼結体の温度を読み取ってもよい。
熱処理工程における保持時間は既知の条件を用いることができ、例えば６０分以上３００分以下とすることができる。なお、保持時間は、焼結体を熱処理炉内で加熱し始めて、所定の熱処理温度になった時点から、所定の熱処理温度での加熱を停止した時点までの時間とする。また、雰囲気による酸化を防止するために、真空雰囲気中または雰囲気ガス中で熱処理することが好ましい。雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。
所定の熱処理温度に加熱後、所定の熱処理温度から３００℃まで２０℃／分以上の冷却速度で急冷する。冷却速度が２０℃／分未満であるとＨｃＪ及びＨｋ／ＨｃＪが低下する可能性がある。２０℃／分以上の冷却速度を実現するために、熱処理炉内にヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを導入しながら冷却することが好ましい。これにより、放冷などの一般的な冷却（冷却速度：約１０℃／分）と比較して、冷却速度を速めることができる。なお、冷却速度の測定方法としては、逐一冷却時間に対する熱処理炉内の焼結体の温度低下率を測定してもよいし、冷却開始温度から冷却終了温度までの平均冷却速度（例えば、８００℃から３００℃まで冷却する場合、熱処理炉内の焼結体の温度が８００℃から３００℃になるまでに経過した時間を測定し、８００℃と３００℃の差分：５００℃をその経過した時間で除した値）を測定してもよい。
本発明では、焼結工程後、熱処理工程前に、さらに追加の熱処理工程を一回以上行ってもよい。追加の熱処理工程として、例えば、焼結体を、４００℃以上焼結温度以下、好ましくは７００℃以上９００℃以下に加熱後、室温以上熱処理温度以下の温度まで冷却してもよい。
最終的な製品形状にするなどの目的で、得られた焼結磁石に研削などの機械加工を施してもよい。その場合、熱処理は機械加工前でも機械加工後でもよい。さらに、得られた焼結磁石に、表面処理を施してもよい。表面処理は、既知の表面処理であってもよく、例えばＡｌ蒸着や電気Ｎｉめっきや樹脂塗料などの表面処理を行うことができる。
このようにして得られた焼結磁石は、ＨｃＪとＨｋ／ＨｃＪが共に向上されていた。
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石がおよそ表１の合金Ｎｏ．Ｍ１～Ｍ６に示す組成となるように、各元素を秤量してストリップキャスト法により鋳造し、フレーク状の合金を得た。得られたフレーク状の合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、５５０℃まで真空中で加熱、冷却する脱水素処理を施し、粗粉砕粉を得た。次に、得られた粗粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を粗粉砕粉１００質量％に対して０．０４質量％添加、混合した後、気流式粉砕機(ジェットミル装置)を用いて、窒素雰囲気中で乾式粉砕し、Ｄ５０が３．８～４．０μｍの合金粉末を得た。得られた合金粉末の成分分析結果を表１の合金Ｎｏ．Ｍ１～Ｍ６に示す。表１における各成分（Ｏ、Ｎ及びＣ以外）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、Ｏ（酸素）含有量は、ガス融解－赤外線吸収法、Ｎ（窒素）含有量は、ガス融解－熱伝導法、Ｃ（炭素）含有量は、燃焼－赤外線吸収法によるガス分析装置を使用して測定した。
前記合金粉末に、液体潤滑剤を微粉砕粉１００質量％に対して、０．４質量％添加、混合した後、磁界中成形し、成形体を得た。なお、成形装置は、磁場印加方向と加圧法方向とが直行する、いわゆる直角磁界成形装置(横磁界成形装置)を用いた。
得られた成形体を表２に示す条件で焼結工程、及び熱処理工程を行いＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を得た。例えば表２のサンプルＮｏ．１は、合金Ｎｏ．Ｍ１の合金粉末を成形して得られた成形体をアルゴン雰囲気ガス中で焼結温度：１０５０℃、保持時間：８時間として加熱した後、焼結炉内にアルゴンガスを導入しながら、１０００℃から３００℃まで２５℃／分の平均冷却速度で急冷した。なお、焼結温度は、焼結炉内の成形体に熱電対を接触させて測定した。
その後、焼結体をアルゴン雰囲気ガス中で熱処理温度：４７０℃保持時間：１８０分として加熱した後、熱処理炉内にアルゴンガスを導入しながら、４７０℃から３００℃まで２５℃／分の平均冷却速度で冷却した。なお、熱処理温度は、熱処理炉内の焼結体に熱電対を接触させて測定した。
サンプルＮｏ．２～１５も同様に記載している。なお、表２には記載されていないが、サンプルＮｏ．１～１５すべてのサンプルにおいて、焼結温度から１０００℃超まで約１０℃／分の平均冷却速度で放冷し、また、焼結工程後、熱処理工程前に追加の熱処理工程を行った。追加の熱処理工程は、焼結工程後の焼結体をアルゴン雰囲気ガス中で、８００℃で保持時間：１２０分として加熱し、３００℃まで、熱処理炉内にアルゴンガスを導入しながら、２０℃／分の平均冷却速度で急冷した。
その後、焼結体をアルゴン雰囲気ガス中で熱処理温度：４７０℃保持時間：１８０分として加熱した後、熱処理炉内にアルゴンガスを導入しながら、４７０℃から３００℃まで２５℃／分の平均冷却速度で冷却した。なお、熱処理温度は、熱処理炉内の焼結体に熱電対を接触させて測定した。
サンプルＮｏ．２～１５も同様に記載している。なお、表２には記載されていないが、サンプルＮｏ．１～１５すべてのサンプルにおいて、焼結温度から１０００℃超まで約１０℃／分の平均冷却速度で放冷し、また、焼結工程後、熱処理工程前に追加の熱処理工程を行った。追加の熱処理工程は、焼結工程後の焼結体をアルゴン雰囲気ガス中で、８００℃で保持時間：１２０分として加熱し、３００℃まで、熱処理炉内にアルゴンガスを導入しながら、２０℃／分の平均冷却速度で急冷した。
得られたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石に機械加工を施し、縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み７ｍｍの試料を作製し、Ｂ－Ｈトレーサによって磁気特性を測定した。その結果を表３に示す。なお、ＨｋはＪ(磁化の大きさ)－Ｈ(磁界の強さ)曲線の第２象限において、Ｊが０．９×Ｊｒ(Ｊｒは残留磁化、Ｊｒ＝Ｂｒ)の値になる位置のＨの値である。
表１および２において、下線を付した数値および記号は本発明の範囲から外れていることを示す。
なお、表１および２の「式１」の欄には、合金組成が式（１）、すなわち、［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）を満たしている場合「○」を記載し、満たしていない場合「×」を記載した。
なお、表１および２の「式１」の欄には、合金組成が式（１）、すなわち、［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）を満たしている場合「○」を記載し、満たしていない場合「×」を記載した。
本発明は、ＲＨをほとんど使用せずに、高いＨｃＪと高いＨｋ／ＨｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造するための方法を提供することを目的とする。そのため、実施例では、「ＲＨ含有量」、「ＨｃＪ」、および「Ｈｋ／ＨｃＪ」のそれぞれについて良好な値であるか否かを判定し、すべて良好または最も良好なものを「本発明例」、いずれかが不良または異常粒成長が発生したものを「比較例」とする。
「ＲＨ含有量」の判定方法としては、Ｒ２含有量が０．１質量％以下の場合は最も良好（◎）とし、Ｒ２含有量が０．１質量％超０．５質量％以下の場合は良好（○）とし、Ｒ２含有量が０．５質量％超の場合は不良（×）とした。
「ＨｃＪ」の判定方法としては、式（２）、すなわち、ＨｃＪ＞１３００＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ）を満たす場合は最も良好（◎）とし、満たさない場合は不良（×）とした。なお、Ｒ２含有量が０．５質量％超の場合は、「ＨｃＪ」の判定を行っていないので判定無し（－）とした。
「Ｈｋ／ＨｃＪ」の判定方法としては、式（３）、すなわち、Ｈｋ／ＨｃＪ＞８５＋１０［Ｒ２］（％）を満たす場合は良好（◎）とし、満たさない場合は不良（×）とした。なお、Ｒ２含有量が０．５質量％超の場合は、「Ｈｋ／ＨｃＪ」の判定を行っていないので判定無し（－）とした。
「ＲＨ含有量」の判定方法としては、Ｒ２含有量が０．１質量％以下の場合は最も良好（◎）とし、Ｒ２含有量が０．１質量％超０．５質量％以下の場合は良好（○）とし、Ｒ２含有量が０．５質量％超の場合は不良（×）とした。
「ＨｃＪ」の判定方法としては、式（２）、すなわち、ＨｃＪ＞１３００＋１６０［Ｒ２］（ｋＡ／ｍ）を満たす場合は最も良好（◎）とし、満たさない場合は不良（×）とした。なお、Ｒ２含有量が０．５質量％超の場合は、「ＨｃＪ」の判定を行っていないので判定無し（－）とした。
「Ｈｋ／ＨｃＪ」の判定方法としては、式（３）、すなわち、Ｈｋ／ＨｃＪ＞８５＋１０［Ｒ２］（％）を満たす場合は良好（◎）とし、満たさない場合は不良（×）とした。なお、Ｒ２含有量が０．５質量％超の場合は、「Ｈｋ／ＨｃＪ」の判定を行っていないので判定無し（－）とした。
表３に示すように、本発明例（サンプルＮｏ．６、７、９および１０）はいずれも、「Ｒ２含有量」、「ＨｃＪ」、および「Ｈｋ／ＨｃＪ」のいずれも良好または最も良好であった。
これに対し、サンプルＮｏ．１、２、５および８は、焼結工程における保持時間が短いため、「Ｈｋ／ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．３および４は、Ｒ２含有量が０．５質量％超のため、「ＲＨ含有量」が不良であった。サンプルＮｏ．１１は、Ｂ含有量が０．９２質量％と高いため、「ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．１２は、焼結工程における焼結温度が１０６０℃と高いため、異常粒成長が発生した。サンプルＮｏ．１３は、Ｂ含有量が０．９６質量％と高く、また式（１）を満たさなかったため、「ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．１４は、焼結工程における冷却速度が１０℃／分と遅かったため、「Ｈｋ／ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．１５は、熱処理工程における冷却速度が１０℃／分と遅かったため、「Ｈｋ／ＨｃＪ」が不良であった。
これに対し、サンプルＮｏ．１、２、５および８は、焼結工程における保持時間が短いため、「Ｈｋ／ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．３および４は、Ｒ２含有量が０．５質量％超のため、「ＲＨ含有量」が不良であった。サンプルＮｏ．１１は、Ｂ含有量が０．９２質量％と高いため、「ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．１２は、焼結工程における焼結温度が１０６０℃と高いため、異常粒成長が発生した。サンプルＮｏ．１３は、Ｂ含有量が０．９６質量％と高く、また式（１）を満たさなかったため、「ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．１４は、焼結工程における冷却速度が１０℃／分と遅かったため、「Ｈｋ／ＨｃＪ」が不良であった。サンプルＮｏ．１５は、熱処理工程における冷却速度が１０℃／分と遅かったため、「Ｈｋ／ＨｃＪ」が不良であった。
Claims (4)
- Ｒ：２９．３質量％以上３５．０質量％以下（ＲはＲ１又はＲ１とＲ２とからなり、Ｒ１はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏを除く希土類元素のうち少なくとも一種であり、Ｎｄ及びＰｒのうち少なくとも一種を含み、Ｒ２はＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄ及びＨｏのうち少なくとも一種であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石全体の０．５質量％以下である）、
Ｂ：０．８０質量％以上０．９１質量％以下、
Ｇａ：０．２質量％以上１．０質量％以下、及び
Ｔ：６１．５質量％以上６９．５質量％以下（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏであり、Ｔの９０～１００質量％がＦｅである）を含有し、
下記式（１）を満足するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
［Ｔ］／５５．８５＞１４［Ｂ］／１０．８ （１）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量である）
合金粉末を準備する工程と、
前記合金粉末を成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体を、１０１０℃以上１０５０℃以下の焼結温度で、保持時間を２０時間以上４０時間以下として加熱後、１０００℃から２０℃／分以上で３００℃まで冷却して、焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体を、４００℃以上９００℃以下の熱処理温度に加熱後、２０℃／分以上で３００℃まで冷却する熱処理工程と、を含む、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。 - 前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石における前記Ｒ２の含有量は、不可避不純物レベル以下である、請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。
- 前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石における前記Ｇａの含有量は、０．４質量％以上０．８質量％以下である、請求項１又は２に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。
- 前記焼結工程における前記保持時間は２４時間以上３６時間以下である、請求項１～３のいずれかに記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019058989A JP7228097B2 (ja) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 |
| CN202010211423.3A CN111755189A (zh) | 2019-03-26 | 2020-03-24 | R－t－b系烧结磁体的制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2019058989A JP7228097B2 (ja) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020161614A JP2020161614A (ja) | 2020-10-01 |
| JP7228097B2 true JP7228097B2 (ja) | 2023-02-24 |
Family
ID=72639878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2019058989A Active JP7228097B2 (ja) | 2019-03-26 | 2019-03-26 | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7228097B2 (ja) |
| CN (1) | CN111755189A (ja) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013243215A (ja) | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Osaka Prefecture Univ | 焼結磁石の製造方法 |
| JP2014132628A (ja) | 2012-12-06 | 2014-07-17 | Showa Denko Kk | Ｒ−ｔ−ｂ系希土類焼結磁石、ｒ−ｔ−ｂ系希土類焼結磁石の製造方法 |
| JP2016154219A (ja) | 2015-02-16 | 2016-08-25 | Tdk株式会社 | 希土類系永久磁石 |
| JP2017147425A (ja) | 2015-03-31 | 2017-08-24 | 信越化学工業株式会社 | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法 |
| JP2017183710A (ja) | 2016-03-28 | 2017-10-05 | Tdk株式会社 | Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石 |
-
2019
- 2019-03-26 JP JP2019058989A patent/JP7228097B2/ja active Active
-
2020
- 2020-03-24 CN CN202010211423.3A patent/CN111755189A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013243215A (ja) | 2012-05-18 | 2013-12-05 | Osaka Prefecture Univ | 焼結磁石の製造方法 |
| JP2014132628A (ja) | 2012-12-06 | 2014-07-17 | Showa Denko Kk | Ｒ−ｔ−ｂ系希土類焼結磁石、ｒ−ｔ−ｂ系希土類焼結磁石の製造方法 |
| JP2016154219A (ja) | 2015-02-16 | 2016-08-25 | Tdk株式会社 | 希土類系永久磁石 |
| JP2017147425A (ja) | 2015-03-31 | 2017-08-24 | 信越化学工業株式会社 | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法 |
| JP2017183710A (ja) | 2016-03-28 | 2017-10-05 | Tdk株式会社 | Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2020161614A (ja) | 2020-10-01 |
| CN111755189A (zh) | 2020-10-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6489052B2 (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法 | |
| US10923256B2 (en) | R-T-B-based sintered magnet and method for producing same | |
| JP6614084B2 (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6500907B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6798546B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| WO2007010860A1 (ja) | 希土類焼結磁石及びその製造方法 | |
| JPWO2019181249A1 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6451900B2 (ja) | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法 | |
| JP6443757B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6541038B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 | |
| CN106024235B (zh) | R－t－b系烧结磁体 | |
| JP6474043B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 | |
| JP7021578B2 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6508447B1 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6760160B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6623998B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP7021577B2 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP7215044B2 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP7228097B2 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6702215B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 | |
| CN111724957A (zh) | R－t－b系烧结磁体 | |
| WO2022209466A1 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP7268432B2 (ja) | Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP2020155763A (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 | |
| JP6627555B2 (ja) | Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220214 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20221227 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230110 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230123 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7228097 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |