JP7243609B2 - 希土類焼結磁石 - Google Patents

希土類焼結磁石 Download PDF

Info

Publication number
JP7243609B2
JP7243609B2 JP2019225356A JP2019225356A JP7243609B2 JP 7243609 B2 JP7243609 B2 JP 7243609B2 JP 2019225356 A JP2019225356 A JP 2019225356A JP 2019225356 A JP2019225356 A JP 2019225356A JP 7243609 B2 JP7243609 B2 JP 7243609B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rare earth
sintered magnet
atomic
phase
earth sintered
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
Application number
JP2019225356A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2021097067A (ja
Inventor
哲也 久米
徹也 大橋
晃一 廣田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2019225356A priority Critical patent/JP7243609B2/ja
Priority to CN202080085849.7A priority patent/CN114793465A/zh
Priority to EP20900196.5A priority patent/EP4074856A4/en
Priority to US17/781,621 priority patent/US20220415551A1/en
Priority to PCT/JP2020/045456 priority patent/WO2021117672A1/ja
Priority to TW109143575A priority patent/TW202133199A/zh
Publication of JP2021097067A publication Critical patent/JP2021097067A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7243609B2 publication Critical patent/JP7243609B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/16—Both compacting and sintering in successive or repeated steps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/248—Thermal after-treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2201/00—Treatment under specific atmosphere
    • B22F2201/20—Use of vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2202/00—Treatment under specific physical conditions
    • B22F2202/05—Use of magnetic field
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
    • B22F2301/35—Iron
    • B22F2301/355—Rare Earth - Fe intermetallic alloys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00—Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C2202/00—Physical properties
    • C22C2202/02—Magnetic
    • 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
    • H01F41/0293—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 diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

本発明は、高いＢｒと高いＨcJとを両立した優れた磁気特性を有する希土類焼結磁石に関するものである。
希土類焼結磁石は、省エネや高機能化に必要不可欠な機能性材料として、その応用範囲と生産量は年々拡大している。希土類焼結磁石の中でも特にＮｄ系焼結磁石（以下、「Ｎｄ磁石」という。）は高い残留磁束密度（以下、「Ｂｒ」という。）を有し、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車の駆動用モータ、電動パワーステアリング用モータ、エアコンのコンプレッサー用モータ、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等に用いられている。このように、多様な用途におけるモータにおいて、高いＢｒを有するＮｄ磁石が用いられているが、例えばモータを更に小型化するために、Ｎｄ磁石にはより高いＢｒが求められている。
一方で、高温下では、希土類焼結磁石の保磁力（以下、「ＨcJ」という。）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などの自動車向けに使用される希土類焼結磁石では、高いＨcJを有することが要求されている。
従来、Ｎｄ磁石のＨcJを増大させるためにはＤｙやＴｂ等の重希土類元素の添加が一般的であるものの、その添加によってＢｒの低下を招くこと、資源的にも希少であり高価であること等の理由から、これは必ずしも好ましい方法ではない。
また、Ｎｄ磁石のＨcJを増加させる他の手法としては、結晶粒径の微細化が知られている。この手法は主に成形前の微粉砕時の微粉粒度を細かくすることで、焼結後の結晶粒径の微細化を行うものであり、ある一定の粒径範囲においては、粒径微細化に応じて直線的にＨcJが増大することが知られている。しかし、一定以上の微細化を行う場合、微粉砕時の粉砕能力低下や微粉の反応性向上等によって微粉の不純物（主に酸素、窒素）濃度が増大するため、Ｎｄ磁石のＨcJが低下するか、あるいはＨcJの増大が見られた場合でも後述の粒界拡散法によるＨcJの増大が困難になるという問題がある。これを改善するために、微粉砕時の粉砕ガスをＨｅ、Ａｒ等の不活性ガスに変更する方法も提示されている（特許文献１）。
更に、Ｎｄ磁石のＨcJ増加手法として、Ｎｄ磁石中の粒界相に選択的に重希土類元素（Ｄｙ、Ｔｂ等）を集積させる手法（以下、「粒界拡散法」という。）も知られている（特許文献２）。この手法は、ＤｙやＴｂ等の重希土類元素化合物を磁石表面に塗布等の手法によって付着させた後、高温で加熱処理を行う手法である。Ｎｄ磁石中の主相粒子の粒界にごく近い領域においてのみＤｙやＴｂの濃度が高い組織を形成することで、Ｂｒの低下を抑制しながら高いＨcJ増大効果を得ることができるものである。
また近年、ＤｙやＴｂ等の重希土類元素を使用せずにＨcJを向上させる手法として、Ｒ6Ｆｅ13Ｍ相（ＭはＳｉ、Ｇａ等の元素である。）を利用した磁石内粒界組織の制御が提案されている（特許文献３、４）。これは、磁石組成においてＳｉやＧａ等のＭ元素を含有させた上で、Ｘ量（ＸはＢ及びＣである。）を主相であるＲ2Ｆｅ14Ｘ相のストイキオメトリ（stoichiometry）を下回る量だけを含有させることで、磁石内部の粒界相に主相を連続的に被覆するようにＲ6Ｆｅ13Ｍ相を析出させて、ＨcJを増大させる手法である。
国際公開第２０１４／１４２１３７号 国際公開第２００６／０４４３４８号 特開２０１８－５６１８８号公報 国際公開第２０１３／１９１２７６号
しかしながら、上記特許文献１で提案されている、微粉砕時の粉砕ガスをＨｅ、Ａｒ等の不活性ガスに変更する方法は、窒素ガスとの価格差を考慮すると工業的な生産は困難である。また、上記特許文献３に記載されているように、重希土類元素使用量を抑制しながら高いＨcJを達成するために、Ｒ6Ｆｅ13Ｍ相析出型磁石に粒界拡散処理を行うことも提案されているが、この場合は特許文献４にも記載されているように、磁石中のＸ量がストイキオメトリよりも少なく欠乏しているため、Ｎｄ磁石の主相であるＲ2Ｆｅ14Ｘ相の形成量が少なくなりＢｒが低下するという問題点が存在する。このために高いＢｒと高いＨcJはトレードオフの関係にあり、高Ｂｒと高ＨcJの両立が困難であった。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、上記Ｎｄ系焼結磁石において、高Ｂｒと高ＨcJとの両立を良好に達成することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するため、Ｎｄ系焼結磁石の組成、特にＢ量とＳｉやＧａ等のＭ元素がＲ6Ｔ13Ｍ相（Ｔは鉄鏃元素で、Ｆｅを必須とする。ＭはＳｉ、Ｇａ等の元素である。）の析出に与える影響と磁気特性との関係に着目して、鋭意検討を行った結果、これらの元素量を適正な範囲内に調整することにより、Ｒ2Ｆｅ14Ｘ相（ＸはＢ及びＣである。）を十分量形成して高いＢｒを達成しながら、磁石組織中の粒界部分において粒界拡散法による重希土類濃縮相と、必要最小限量のＲ6Ｔ13Ｍ相を析出させて高いＨcJを達成し得ることを見出し、本発明を完成したものである。
従って、本発明は、下記の希土類焼結磁石を提供する。
〔１〕
Ｒ（Ｒは希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｎｄを必須とする。）、Ｔ（Ｔは鉄族元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｆｅを必須とする。）、Ｂ、Ｍ1（Ｍ1はＡｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉから選ばれる１種以上の元素である。）、及びＭ2（Ｍ2 はＶ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素である。）を含み、Ｒ2Ｔ14Ｂ相を主相とする希土類焼結磁石であって、上記Ｍ1を０．５～２．０原子％含み、かつ上記Ｒ、Ｔ、Ｍ2、Ｂの原子百分率をそれぞれ［Ｒ］、［Ｔ］、［Ｍ2］、［Ｂ］とした場合に、下記の関係式（１）を満足し、

（［Ｔ］／１４）＋［Ｍ2］≦［Ｂ］≦（［Ｒ］／２）＋（［Ｍ2］／２）・・・（１）

更に磁石中の全粒界相の０．１～１０体積％が、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相で占められていることを特徴とする希土類焼結磁石。
〔２〕
Ｒの含有量が１２．５～１６．０原子％、Ｂの含有量が５．５～８．０原子％、Ｍ1の含有量が０．５～２．０原子％、Ｍ2の含有量が０．５原子％以下である〔１〕の希土類焼結磁石。
〔３〕
Ｏ含有量が０．１質量％以下、Ｎ含有量が０．０５質量％以下、Ｃ含有量が０．０７質量％以下である〔１〕又は〔２〕の希土類焼結磁石。
〔４〕
平均結晶粒径が４μｍ以下である〔１〕～〔３〕のいずれかの希土類焼結磁石。
〔５〕
希土類焼結磁石の表面から少なくとも５００μｍ以内において、上記主相粒子の表面近傍の少なくとも一部に、上記主相粒子の中心部よりもＲ1（Ｒ1は希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、上記Ｒの一部を構成する）濃度が高い領域が存在することを特徴とする〔１〕～〔４〕のいずれかの希土類焼結磁石。
〔６〕
上記Ｒ1の少なくとも一部は、焼結後の磁石に粒界拡散により導入されたものである〔１〕～〔５〕のいずれかの希土類焼結磁石。
本発明の希土類焼結磁石によれば、元素組成、特にＭ1元素（Ｍ1はＡｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉから選ばれる１種以上の元素である。）の含有量を調整すると共に、Ｒ元素（Ｒは希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｎｄを必須とする。）、Ｔ元素（Ｔは鉄族元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｆｅを必須とする。）、Ｍ1元素（Ｍ1はＡｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉから選ばれる１種以上の元素である。）、Ｍ2元素（Ｍ2 はＶ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素である。）及びＢの含有量の関係を特定の範囲に調整し最適化したことで、高いＢｒと高いＨcJを両立した優れた磁気特性を得ることができる。
本発明の希土類焼結磁石は、Ｒ（Ｒは希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｎｄを必須とする。）、Ｔ（Ｔは鉄族元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｆｅを必須とする。）、Ｂ、Ｍ1（Ｍ1はＡｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉから選ばれる１種以上の元素）、Ｍ2（Ｍ2 はＶ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素である。）を含むものである。
上記Ｒは、上記のとおり、希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｎｄを必須とする。Ｒの含有量は、特に制限されるものではないが、溶解した合金のα－Ｆｅの晶出抑制や焼結時に正常な緻密化を促すという観点から１２．５原子％以上が好ましく、より好ましくは１３．０原子％以上である。また、高いＢｒを得る観点から１６．０原子％以下が好ましく、より好ましくは１５．５原子％以下である。
Ｒ中のＮｄの割合は、特に限定されるものではないが、全Ｒ元素の６０原子％以上であることが好ましく、より好ましくは７５原子％以上である。また、Ｎｄ以外のＲ元素としては、特に制限されるものではないが、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｃｅ、Ｙなどを好ましく含有することができる。
上記Ｔは、鉄族元素、即ちＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選ばれる１種以上の元素であり、Ｆｅを必須とする。上記Ｒ，Ｍ1、Ｍ2及びＢ以外の残部とされるが、好ましくは７０原子％以上８０原子％以下である。なお、Ｆｅの含有割合は、希土類磁石全体の７０原子％以上８５原子％以下であることが好ましく、より好ましくは７５原子％以上８０原子％以下である。
上記Ｂは、特に制限されるものではないが、十分に主相を形成させＢｒを確保する観点から、５．５原子％以上の含有が好ましく、５．８原子％以上の含有がより好ましく、更に好ましくは６．０原子％以上である。また、Ｂの含有量が高すぎる場合のＮｄ1Ｆｅ4Ｘ4相（ＸはＢ、又はＢとＣである。）の析出によるＢｒへの影響を考慮して、８．０原子％以下が好ましく、７．０原子％以下がより好ましく、更に好ましくは６．５原子％以下である。
上記Ｍ1は、上記のとおり、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉから選ばれる１種以上の元素であり、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相を形成する元素である。Ｍ1の含有量は、良好な生産性を確保するための熱処理における最適温度幅を得る、更にはＨcJの低下を抑制するという観点から０．５原子％以上とされ、好ましくは０．８原子％以上、より好ましくは１．０原子％以上である。また、高いＢｒを得る観点から２．０原子％以下とされ、好ましくは１．５原子％以下、より好ましくは１．４原子％以下である。つまり、Ｍ1量が０．５原子％未満であると、十分量のＲ6Ｔ13Ｍ1相を形成することが困難となって十分なＨcJを得ることができず、一方２．０原子％を超えると主相であるＲ2Ｔ14Ｂ相の形成量が減少するためＢｒが低下することになる。
ここで、本発明の希土類焼結磁石では、上記Ｒ6Ｔ13Ｍ1相が粒界相に形成されるが、磁石中の全粒界相の０．１～１０体積％がこのＲ6Ｔ13Ｍ1相で占められるものであり、より好ましい占有率は１．０～８．０体積％である。このＲ6Ｔ13Ｍ1相の全粒界相における占有率が０．１体積％未満であると、十分なＨcJを得ることができず、一方１０体積％を超えると主相のＲ2Ｔ14Ｂ相の形成量が減少してＢｒが低下することになり、いずれの場合も本発明の目的を達成し得ない場合がある。
上記粒界相中のＲ6Ｔ13Ｍ1相の体積割合は、例えば次のようにして求めることが出来る。まず、焼結磁石の組織観察をＥＰＭＡ（電子線マイクロアナライザ）によって行い、反射電子組成像と半定量分析結果からＲ6Ｔ13Ｍ1相を特定し、磁石の全粒界相中に含むＲ6Ｔ13Ｍ1相の面積割合を画像処理によって測定する。この測定を焼結磁石の様々な部位について行い、その平均値を体積割合と定義すればよい。この測定数は、例えば、異なる１０箇所の画像における合計約１，０００個の粒子の平均とすればよい。
上記Ｍ2は、上記のとおり、Ｖ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素であり、焼結過程における結晶粒の異常粒成長を抑制する効果を得るという観点から含有される。Ｍ2の含有量は、特に制限されるものではないが、Ｍ2元素によって形成されるＭ2－Ｂ相がＲ2Ｔ14Ｂ相比率の減少させることによるＢｒ低下を防ぐという観点から、０．５原子％以下が好ましく、より好ましくは０．３原子％以下であり、さらに好ましくは０．２原子％以下である。
ここで、本発明では、上記Ｒ、Ｔ、Ｍ2及びＢの含有量は、これらの原子百分率をそれぞれ［Ｒ］、［Ｔ］、［Ｍ2］および［Ｂ］とした場合に、次の関係式（１）を満足するように調整される。

（［Ｔ］／１４）＋［Ｍ2］≦［Ｂ］≦（［Ｒ］／２）＋（［Ｍ2］／２）・・・（１）
このような関係を満たすことにより、高いＢｒと高いＨcJを得ることが出来る。その理由は必ずしも明らかでないが、以下のように推測することができる。上記（１）式はＢ量がストイキオメトリよりも多く含まれていることを示すものである。Ｔｉ、Ｚｒ、ＮｂなどのＭ2元素はＢと一般的にＭ2－Ｂ2相を形成することが知られているが、本発明者らが鋭意検討した結果、希土類焼結磁石の微細組織構造に応じて磁石中で安定ではないＭ2－Ｂ相も形成していることが見出され、それを考慮してＭ2元素との相形成に必要なＢ量を加えることにより上記（１）式を案出したものである。つまり、Ｂ量が（［Ｔ］／１４）＋［Ｍ2］よりも少ないと主相であるＲ2T14Ｂ相の形成が不十分なためＢｒが低くなり、また（［Ｒ］／２）＋（［Ｍ2］／２）よりも多いとＲ1Ｔ4Ｂ4相の形成が過剰になり同様にＢｒが低下して、本発明の目的を達成することが困難となる。
本発明の希土類焼結磁石は、上記構成元素以外に、Ｏ、Ｎ、Ｃを含有することができる。この場合、Ｏの含有量は０．１質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０８質量％以下である。また、上記Ｎの含有量は０．０５質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０３質量％以下である。更に、上記Ｃの含有量は、０．０７質量％以下であることが好ましく、より好ましくは０．０５質量％以下である。Ｃの含有量が０．０７質量％を超えた場合、ＨcJは低下する場合がある。Ｏ、Ｎ、Ｃの含有量が上記範囲であれば、良好な磁気特性、特に良好なＨcJをより確実に得ることができる。なお、本発明において、これらＯ、Ｎ、Ｃの含有量は少ないほど良いが、通常、これらの元素は完全に排除することが困難な不可避的な元素である。
更に、本発明の希土類焼結磁石は、上記元素以外に、製造上不可避な不純物として、Ｈ、Ｆ、Ｍｇ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｃａなどの元素を含有することがある。この場合、上述した磁石の構成元素と不可避不純物との合計に対し、これら不可避不純物の合計として０．１質量％以下まで許容するが、これらの不可避不純物はできるだけ少ない方が好ましい。
本発明の希土類焼結磁石では、特に制限されるものではないが、平均結晶粒径を４μｍ以下とすることが好ましく、より好ましい平均結晶粒径は３．５μｍ以下である。このように平均結晶粒径を調整することにより、良好な磁気特性、特に良好なＨcJをより確実に得ることができる。平均結晶粒径の測定は、例えば次の手順で行うことができる。まず、焼結磁石の断面を鏡面になるまで研磨した後、例えばビレラ液（例えば、混合比がグリセリン：硝酸：塩酸＝３：１：２の混合液）などのエッチング液に浸漬して粒界相を選択的にエッチングした断面を、レーザー顕微鏡にて観察する。次に、得られた観察像をもとに、画像解析にて個々の粒子の断面積を測定し、等価な円としての直径を算出する。そして、各粒度の占める面積分率のデータを基に、平均径を求める。なお、平均径は、複数箇所の画像における多数の粒子の平均とすることが好ましく、例えば、異なる２０箇所の画像における合計約２，０００個の粒子の平均とすればよい。
次に、本発明の希土類焼結磁石を製造する方法について説明する。
本発明の希土類焼結磁石を作製する工程は、基本的には、通常の粉末冶金法と同様であり、特に制限されるものではないが、通常は、原料を溶解して所定の組成を有する原料合金を得る溶解工程、原料合金を粉砕して合金微粉末を調製する粉砕工程、合金微粉末を磁場印加中で圧粉成形して成形体を得る成形工程、成形体を熱処理して焼結体を得る熱処理工程を含む。
まず、溶解工程においては、所定の組成となるように各元素の原料となる金属又は合金を秤量する。所定の組成に秤量した後、例えば、高周波溶解により原料を溶解し、冷却して原料合金を製造する。原料合金の鋳造は、平型やブックモールドに鋳込む溶解鋳造法やストリップキャスト法が一般的には採用される。また、Ｎｄ磁石の主相であるＲ2Ｆｅ14Ｂ化合物組成に近い合金と焼結温度で液相助剤となるＲリッチな合金とを別々に作製し、粗粉砕後に秤量混合する、いわゆる二合金法も本発明には適用可能である。但し、主相組成に近い合金は、鋳造時の冷却速度や合金組成に依存してα－Ｆｅ相が晶出しやすいことから、組織を均一化し、α－Ｆｅ相を消去する目的で必要に応じて真空あるいはＡｒ雰囲気中にて７００～１，２００℃で１時間以上の均質化処理を施すことが好ましい。なお、主相組成に近い合金をストリップキャスト法にて作製した場合は均質化を省略することもできる。液相助剤となるＲリッチな合金については上記鋳造法のほかに、いわゆる液体急冷法も適用できる。
上記粉砕工程は、例えば粗粉砕工程と微粉砕工程を含む複数段階の工程とすることができる。粗粉砕工程では、例えば、ジョークラッシャー、ブラウンミル、ピンミルあるいは水素粉砕を用いることができる。この場合、本発明においては、特に制限されるものではないが、Ｏ、Ｎ、Ｃ量の低減を図り優れた磁気特性を得る観点から、水素粉砕が好ましく採用される。特に、ストリップキャストにより作製された合金の場合には、水素粉砕が適用することが好ましく、通常０．０５ｍｍ～３ｍｍ、特に０．０５ｍｍ～１．５ｍｍに粗粉砕された粗粉を得ることができる。
上記微粉砕工程においては、上記粗粉を、例えばＮ2、Ｈｅ、Ａｒなどの非酸化性ガス気流によるジェットミルを用いて粉砕する方法を採用することができる。本発明においては、この微粉砕工程で、上記粗粉を、好ましくは０．２μｍ～１５μｍ、より好ましくは０．５μｍ～１０μｍに微粉砕する。希土類焼結磁石のＯ、Ｎは主に微粉砕工程から混入することから、希土類焼結磁石中のＯ、Ｎの含有量を調整するためにはジェットミル雰囲気の制御が必要である。希土類焼結磁石中のＯ含有量の調整はジェットミル雰囲気中のＯ量および露点の制御によって行い、粉砕時の雰囲気中のＯ量は１ｐｐｍ以下、露点は－６０℃以下にすることが好適である。
また、希土類焼結磁石中のＮ含有量は、例えば、（Ａ）Ｈｅ、Ａｒガス気流によるジェットミルで微粉砕を行う方法、（Ｂ）Ｎ2ガス気流のジェットミル中に水素を導入して微粉砕を行う方法、もしくは（Ｃ）水素を含有した粗粉を用いてＮ2ガス気流のジェットミルで微粉砕を行う方法で、調整することができる。この場合、（Ｂ）又は（Ｃ）の方法では、水素ガスを導入あるいは水素を含有した粗粉を用いることで、粉砕により生じた活性面へ水素が優先的に吸着し、窒素の吸着を阻害することで、希土類焼結磁石中のＮ量を低減することが可能となる。
ここで、原料合金の粗粉砕、微粉砕の一方又は両方の工程において、次工程である磁場中での成形において粉の配向性を上げるため、例えば、飽和脂肪酸もしくはそのエステルからなる潤滑剤を適宜添加することができる。その際、通常は、潤滑剤添加量を増やすことは配向の向上に有効であるものの、潤滑剤由来のＣによって希土類焼結磁石中に多くのＲ－ＣＯＮ相が形成されることでＨcJが著しく低下するというジレンマが生じる。そこで、配向向上を図る際に、上記（Ｃ）の方法により水素を含有した粗粉を用いて微粉砕を行った微粉に対して潤滑剤の増量を行うことが好ましい。その微粉から作製された希土類焼結磁石では、熱処理時に、内部に含有した水素が脱離する際、その水素によって微粉表面に化学吸着する潤滑剤をカルボニル還元反応等により分解し、さらに水素ガスによるクラッキング反応により揮発性の高い低級アルコールに分解、解離する作用によって、希土類焼結磁石中に残留するＣ含有量を低減できると考えられる。
上記成形工程においては、４００～１，６００ｋＡ／ｍの磁界を印加し、合金粉末を磁化容易軸方向に配向させながら、圧縮成形機で圧粉成形する。このとき、成形体密度を２．８～４．２ｇ／ｃｍ3にすることが好ましい。即ち、成形体の強度を確保して良好な取扱性を得る観点から、成形体密度は２．８ｇ／ｃｍ3以上とすることが好ましい。また、成形後の成形体の強度を上げるためＰＶＡや脂肪酸などのバインダーを添加することもできる。一方、十分な成形体強度を得つつ、加圧時の粒子の配向の乱れを抑制することで好適なＢｒを得る観点から、成形体密度は４．２ｇ／ｃｍ3以下が好ましい。また、成形は合金微粉の酸化を抑制するため、窒素ガス、Ａｒガスなどの不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
上記熱処理工程においては、成形工程で得られた成形体をＡｒガスなどの非酸化性雰囲気中又は高真空中で焼結する。上記（Ｃ）の方法により水素を含有した粗粉を使用した場合、成形体中の水素ガスの放出（吸熱反応）に伴う成形体の温度低下、ならびに温度差によって生ずるクラックの発生を抑制するため、２００～６００℃で５分から１０時間、非酸化性雰囲気あるいは低真空雰囲気中で保持した後に焼成を行うことが好ましい。一般的に前記焼結は９５０℃～１，２００℃の温度範囲で０．５～１０時間保持することで行うことが好ましい。続いて、得られた焼結体に、ＨcJを高めることを目的に、前記焼結温度より低い温度で熱処理を実施してもよい。この焼結後の熱処理は、高温熱処理と低温熱処理の２段階の熱処理を行っても良いし、低温熱処理のみを行っても良い。高温熱処理では、焼結体を６００～９５０℃の温度で熱処理することが好ましく、低温熱処理では４００～６００℃の温度で熱処理することが好ましい。
このようにして本発明の希土類焼結磁石を得ることができる。この希土類焼結磁石の平均結晶粒径は、上述したように、例えばレーザー顕微鏡により観察することにより、容易に測定することができる。具体的には、例えば磁石を研削、鏡面加工行った後、ナイタール液やビレラ液などの腐食液で表面を腐食した後、その面の反射電子像から画像解析により求めることができる。
また、得られた希土類焼結磁石を所定形状に研削した後、Ｒ2の酸化物、Ｒ3のフッ化物、Ｒ4の酸フッ化物、Ｒ5の水酸化物、Ｒ6の炭酸塩、Ｒ7の塩基性炭酸塩、Ｒ8の単体金属もしくは合金から選ばれる１種又は２種以上（Ｒ2～Ｒ8は希土類元素から選ばれる１種以上）の拡散源を、上記希土類焼結磁石表面に存在させた状態で熱処理する、所謂粒界拡散処理を施すことができる。上記拡散源の磁石表面への固定方法は、粉末状の拡散源を含むスラリーに焼結磁石を浸漬して該スラリーを塗布し、乾燥するディップコート法や、スクリーンプリンティング法、あるいはスパッタやＰＬＤなどの乾式成膜法など採用してもよい。粒界拡散熱処理の温度は焼結温度より低い温度であり、７００℃以上が好ましく、時間は良好な焼結磁石の組織や磁気特性を得る観点から、特に制限されるものではないが、好ましくは５分～８０時間、より好ましくは１０分～５０時間である。この粒界拡散処理によって粉末中に含まれる上記Ｒ2～Ｒ8を磁石中に拡散させてＨcJのさらなる増大を図ることができる。なお、上記粒界拡散により導入される希土類元素は、説明の便宜上、上記のとおりＲ2～Ｒ8としたが、粒界拡散後は、いずれも本発明希土類焼結磁石における上記Ｒ成分に包含される。また、特に制限されるものではないが、このＲ2～Ｒ8を含む上記拡散源としては、Ｄｙ、Ｔｂ及びＨｏから選ばれる１種以上の元素を含有する金属、化合物又は金属間化合物を用いることが好ましく、これによってより効果的にＨcJの増大を図ることができる。
本発明の希土類焼結磁石は、上記元素組成及び上記関係式（１）を満足するものであればよく、上記Ｒ元素として必ずしも上記粒界拡散により導入されたＲ1（Ｒ1は上記粒界拡散処理によって導入されたＲ2～Ｒ8元素の総称である）を含む必要はないが、より良好なＨCJを得る観点から、上記粒界拡散により導入されたＲ1を含むものであることが好ましい。この粒界拡散処理を適用した磁石は、Ｒ元素について特徴的な濃度分布を示す。即ち、上記拡散源を付与した磁石表面から少なくとも５００μｍ以内において、主相粒子の表面近傍の少なくとも一部に、該主相粒子の中心部よりもＲ1濃度の高い領域が存在する組織が形成される。
以下、実施例、比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではない。
［実施例１，２、比較例１，２］
Ｎｄメタル、Ｐｒメタル、Ｄｙメタル、フェロボロン合金、電解Ｃｏ、Ａｌメタル、Ｃｕメタル、Ｇａメタル、Ｓｉメタル、Ｚｒメタルおよび電解鉄を用いて（メタルはいずれも純度９９％以上）、所定の割合となるように秤量・配合し、それらの原料を溶解してストリップキャスト法により鋳造し、厚み０．２～０．４ｍｍのフレーク状の原料合金を得た。得られたフレーク状の原料合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させることで粗粉砕粉を得た。次に、得られた粗粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸を粗粉砕粉１００質量％に対して０．２０質量％添加・混合した後、気流式粉砕機（ジェットミル装置）を用いて窒素気流中で乾式粉砕し、微粉粒径（Ｄ50）が２．８～３．０μｍとなる微粉砕粉（合金粉末）を得た。なお、微粉粒径（Ｄ50）は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径である。
この微粉砕粉を不活性ガス雰囲気中で成形装置の金型に充填し、１５ｋＯｅ（１．１９ＭＡ／ｍ）の磁界中で配向させながら、磁界に対して垂直方向に加圧成形した。この時の成形体密度は３．０～４．０ｇ／ｃｍ3であった。得られた成形体を、６００℃で２時間、Ａｒ雰囲気中で保持したのち、真空中、１，０４０℃以上１，０８０℃以下（サンプル毎に焼結による緻密化が十分起こる温度を選定）で５時間焼結し、Ｎｄ磁石素材を得た。得られたＮｄ磁石素材の密度は７．５ｇ／ｃｍ3以上であった。
得られたＮｄ磁石素材について、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）を使用して金属成分分析を行い、併せて酸素、炭素、窒素の分析を赤外線吸収ガス分析にて行った。結果を表１に示す。なお、表１記載値は原子％である。また、各Ｎｄ磁石素材について、レーザー顕微鏡による観察を行って平均結晶粒径を測定した。その結果を表２に示す。更に、このＮｄ磁石素材を１５ｍｍ×７ｍｍ×１２ｍｍのサイズの直方体形状に加工してサンプルを作成し、ＢＨトレーサーによってＢｒ、ＨcJを測定した。結果を表２に示す。
このＮｄ磁石素材を２０ｍｍ×２０ｍｍ×２．２ｍｍのサイズの直方体形状に加工後、平均粒径０．５μｍの酸化テルビウム粒子を質量分率５０％でエタノールと混合したスラリー中に浸漬し、乾燥させ、Ｎｄ磁石素材表面に酸化テルビウムの塗膜を形成した。次に、塗膜が形成されたＮｄ磁石素材を真空中で、９５０℃、５時間で加熱した後、２００℃まで２０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却する高温熱処理を実施し、テルビウムを粒界拡散させた。次いで、４５０℃で２時間加熱した後、２００℃まで２０℃／ｍｉｎの冷却速度で冷却する低温熱処理を実施して、Ｎｄ焼結磁石を得た。得られたＮｄ焼結磁石の中心部を６ｍｍ×６ｍｍ×２ｍｍのサイズの直方体形状に切り出し、パルストレーサーによってＨcJの測定を行った。その結果を表２に示す。また、この磁石片の組織観察をＥＰＭＡによって行い、反射電子組成像と半定量分析結果からＲ6Ｔ13Ｍ1相を特定し、磁石の全粒界相中に含むＲ6Ｔ13Ｍ1相の割合を画像処理によって測定した。その結果を表２に示す。なお、表２において、本発明の規定を満たす項目は〇、満たさない項目は×として示す。
Figure 0007243609000001
Figure 0007243609000002
［実施例３～５、比較例３，４］
実施例１と同様な手順で磁石の作製を行った。その際、表３に示したように、Ｎｄ量、Ｐｒ量を実施例１と比較して削減しＦｅ量を増加させ、更にＢ量を表３に示すように変化させて磁石を作製した。得られた各磁石について、実施例１と同様にして、平均結晶粒径、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相の占有率、Ｍ1含有量、Ｂｒ、ＨcJを測定した。結果を表４に示す。なお、表４においても、本発明の規定を満たす項目は〇、満たさない項目は×として示す。
Figure 0007243609000003
Figure 0007243609000004
実施例１～実施例５と比較例１～比較例４とを比較考察すると、本発明で規定のＭ1含有量を満たした上で、更に式（１）の条件を満たす場合（実施例１～５）、高いＢｒと高いＨcJが得られることが分かる。これはストイキオメトリよりも多くＢを含むことでＲ6Ｔ13Ｍ1相の生成が必要最小限となり、これによりＢｒの低下を抑制し、かつ安定して高いＨcJを達成できたと考えられる。一方、式（１）の条件を満たさずＢがストイキオメトリよりも少ない場合（比較例１～４）、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相の形成により高いＨcJは達成できるが、主相のＲ2Ｔ14Ｂ相の量が減少するため顕著にＢｒが低下することが分かる。
［実施例６～９、比較例５，６］
実施例１と同様な手順で磁石の作製を行った。その際、表５に示したように、Ｎｄ量、Ｐｒ量を実施例１と比較して削減しＦｅ量を増加させた。得られた各磁石について、実施例１と同様にして、平均結晶粒径、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相の占有率、Ｍ1含有量、Ｂｒ、ＨcJを測定した。結果を表４に示す。なお、表４においても、本発明の規定を満たす項目は〇、満たさない項目は×として示す。
Figure 0007243609000005
Figure 0007243609000006
実施例６～実施例９と比較例５，６を比較考察すると、Ｍ1元素の量が少ない場合（比較例５）はＲ6Ｔ13Ｍ1相が形成せずに高いＨcJが得られず、一方でＭ1元素の量が多い場合（比較例６）は、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相の形成量が多くなることで主相量が減少し、Ｂｒが顕著に低下することが分かる。式（１）とＭ1含有量の両方の要件を満たす場合は実施例６～９のように高いＢｒと高いＨcJが得られる。
以上のとおり、本発明の要件を満足する実施例１～９の磁石は粒界拡散後ＨcJが２７ｋＯｅを超えており、電気自動車などの高い耐熱性が要求される用途で利用可能である。またＢｒも１３．７ｋＧを上回る特性が得られており、モータの小型化が可能となる。

Claims (6)

  1. Ｒ（Ｒは希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｎｄを必須とする。）、Ｔ（Ｔは鉄族元素から選ばれる１種以上の元素であり、Ｆｅを必須とする。）、Ｂ、Ｍ1（Ｍ1はＡｌ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉから選ばれる１種以上の元素である。）、及びＭ2（Ｍ2 はＶ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｈｆ、Ｔａから選ばれる１種以上の元素である。）を含み、Ｒ2Ｔ14Ｂ相を主相とする希土類焼結磁石であって、上記Ｍ1を０．５～２．０原子％含み、かつ上記Ｒ、Ｔ、Ｍ2、Ｂの原子百分率をそれぞれ［Ｒ］、［Ｔ］、［Ｍ2］、［Ｂ］とした場合に、下記の関係式（１）を満足し、

    （［Ｔ］／１４）＋［Ｍ2］≦［Ｂ］≦（［Ｒ］／２）＋（［Ｍ2］／２）・・・（１）

    更に磁石中の全粒界相の０．１～１０体積％が、Ｒ6Ｔ13Ｍ1相で占められていることを特徴とする希土類焼結磁石。
  2. Ｒの含有量が１２．５～１６．０原子％、Ｂの含有量が５．５～８．０原子％、Ｍ1の含有量が０．５～２．０原子％、Ｍ2の含有量が０．５原子％以下である請求項１記載の希土類焼結磁石。
  3. Ｏ含有量が０．１質量％以下、Ｎ含有量が０．０５質量％以下、Ｃ含有量が０．０７質量％以下である請求項１又は２記載の希土類焼結磁石。
  4. 平均結晶粒径が４μｍ以下である請求項１～３のいずれか１項に記載の希土類焼結磁石。
  5. 希土類焼結磁石の表面から少なくとも５００μｍ以内において、上記主相粒子の表面近傍の少なくとも一部に、該主相粒子の中心部よりもＲ1（Ｒ1は、希土類元素から選ばれる１種以上の元素であり、上記Ｒの少なくとも一部を構成する）の濃度が高い領域が存在する請求項１～４のいずれか１項に記載の希土類焼結磁石。
  6. 上記Ｒ1は、焼結後の磁石に粒界拡散により導入されたものである請求項５記載の希土類焼結磁石。
JP2019225356A 2019-12-13 2019-12-13 希土類焼結磁石 Active JP7243609B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019225356A JP7243609B2 (ja) 2019-12-13 2019-12-13 希土類焼結磁石
CN202080085849.7A CN114793465A (zh) 2019-12-13 2020-12-07 稀土烧结磁体
EP20900196.5A EP4074856A4 (en) 2019-12-13 2020-12-07 SINTERED RARE EARTH MAGNET
US17/781,621 US20220415551A1 (en) 2019-12-13 2020-12-07 Rare earth sintered magnet
PCT/JP2020/045456 WO2021117672A1 (ja) 2019-12-13 2020-12-07 希土類焼結磁石
TW109143575A TW202133199A (zh) 2019-12-13 2020-12-10 稀土類燒結磁石

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019225356A JP7243609B2 (ja) 2019-12-13 2019-12-13 希土類焼結磁石

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021097067A JP2021097067A (ja) 2021-06-24
JP7243609B2 true JP7243609B2 (ja) 2023-03-22

Family

ID=76328972

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019225356A Active JP7243609B2 (ja) 2019-12-13 2019-12-13 希土類焼結磁石

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220415551A1 (ja)
EP (1) EP4074856A4 (ja)
JP (1) JP7243609B2 (ja)
CN (1) CN114793465A (ja)
TW (1) TW202133199A (ja)
WO (1) WO2021117672A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015179841A (ja) 2014-02-28 2015-10-08 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
WO2016133080A1 (ja) 2015-02-18 2016-08-25 日立金属株式会社 Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法
JP2016164958A (ja) 2014-09-29 2016-09-08 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
JP2017157832A (ja) 2016-02-26 2017-09-07 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石
JP2017157833A (ja) 2016-02-26 2017-09-07 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8030935B2 (en) 2004-10-15 2011-10-04 Halliburton Energy Services, Inc. Minimizing the effect of borehole current in tensor induction logging tools
DE112013003109T5 (de) 2012-06-22 2015-02-26 Tdk Corp. Gesinterter Magnet
JP6177877B2 (ja) 2013-03-12 2017-08-09 インターメタリックス株式会社 ＲＦｅＢ系焼結磁石の製造方法及びそれにより製造されるＲＦｅＢ系焼結磁石
US10388441B2 (en) * 2013-08-09 2019-08-20 Tdk Corporation R-T-B based sintered magnet and motor
JP6693392B2 (ja) * 2015-11-18 2020-05-13 信越化学工業株式会社 Ｒ−（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法
EP3503130B1 (en) * 2016-08-17 2024-06-05 Proterial, Ltd. R-t-b sintered magnet
JP2018056188A (ja) 2016-09-26 2018-04-05 信越化学工業株式会社 Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石
JP6691666B2 (ja) * 2016-10-06 2020-05-13 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系磁石の製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015179841A (ja) 2014-02-28 2015-10-08 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JP2016164958A (ja) 2014-09-29 2016-09-08 日立金属株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石
WO2016133080A1 (ja) 2015-02-18 2016-08-25 日立金属株式会社 Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法
JP2017157832A (ja) 2016-02-26 2017-09-07 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石
JP2017157833A (ja) 2016-02-26 2017-09-07 Tdk株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021117672A1 (ja) 2021-06-17
EP4074856A1 (en) 2022-10-19
JP2021097067A (ja) 2021-06-24
TW202133199A (zh) 2021-09-01
US20220415551A1 (en) 2022-12-29
CN114793465A (zh) 2022-07-26
EP4074856A4 (en) 2023-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6555170B2 (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法
JP6489052B2 (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石及びその製造方法
CN109964290B (zh) R－t－b系烧结磁体的制造方法
CN105957680B (zh) 稀土钴永磁体
KR20170142897A (ko) R-Fe-B계 소결 자석 및 그것의 제조방법
CN108701517B (zh) R-t-b系烧结磁体的制造方法
JP7247670B2 (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系永久磁石およびその製造方法
CN108389674B (zh) R-t-b系烧结磁铁
JP7243609B2 (ja) 希土類焼結磁石
JP2021182623A (ja) 希土類焼結磁石及びその製造方法
JP7226281B2 (ja) 希土類焼結磁石
JP2022077979A (ja) 希土類焼結磁石の製造方法
JP7021577B2 (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法
JP7424388B2 (ja) Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石
WO2021095630A1 (ja) Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石
WO2021193334A1 (ja) 異方性希土類焼結磁石及びその製造方法
JP2024072521A (ja) Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石
JP2022174820A (ja) 希土類焼結磁石及び希土類焼結磁石の製造方法
JP2021155795A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法
JP2023163209A (ja) 希土類焼結磁石及び希土類焼結磁石の製造方法
JP2020161787A (ja) Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220120

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220927

A601 Written request for extension of time

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601

Effective date: 20221122

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230118

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: 20230207

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7243609

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150