R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金、合金材料、该磁铁和它们的制造方法及电动机技术

本发明专利技术提供一种不提高R-T-B系合金中所含有的Dy含量，即可得到矫顽力高的R-T-B系磁铁的R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金。这样的R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金，其特征在于，由稀土元素R、以Fe为必要成分的过渡金属T、含有选自Al、Ga、Cu中的一种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免的杂质构成，其含有13～15原子％的R，含有4.5～6.2原子％的B，含有0.1～2.4原子％的M，余量为T，全部稀土元素中的Dy的比例为0～65原子％，并且满足下述式1。0.0049Dy+0.34≤B/TRE≤0.0049Dy+0.36···式1。在式1中，Dy表示Dy元素的浓度(原子％)、B表示硼元素的浓度(原子％)、TRE表示稀土元素合计的浓度(原子％)。

【技术实现步骤摘要】
本申请是基于申请日为2012年7月6日，申请号为201280027546.5、专利技术名称为“R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金、R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金的制造方法、R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金材料、R-T-B系稀土族烧结磁铁、R-T-B系稀土族烧结磁铁的制造方法和电动机”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金、R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金的制造方法、R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金材料、R-T-B系稀土族烧结磁铁、R-T-B系稀土族烧结磁铁的制造方法和电动机，特别是涉及可得到具有优异的磁特性、可很好地用于电动机的R-T-B系稀土族烧结磁铁的R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金和R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金材料。本申请基于在2011年7月8日在日本提出申请的专利申请2011-151815号、在2011年10月18日在日本提出申请的专利申请2011-229289号、在2012年3月16日在日本提出申请的专利申请2012-060259号、以及在2012年7月3日在日本提出申请的专利申请2012-149560号主张优先权，将那些内容引用于本申请中。
技术介绍
一直以来，R-T-B系稀土族烧结磁铁(以下，有时称为「R-T-B系磁铁」)被使用于硬盘驱动器的音圈电动机、混合动力汽车和电动汽车的引擎用电动机等的电动机。R-T-B系磁铁是通过将以Nd、Fe、B为主成分的R-T-B系合金粉末成型并烧结来得到的。通常，在R-T-B系合金中，R是Nd、和将Nd的一部分用Pr、Dy、Tb等其他稀土元素置换的成分。T是Fe和将Fe的一部分用Co、Ni等其他过渡金属置换的成分。B是硼，将其一部分用C或N置换。一般的R-T-B系磁铁的组织，由主要由R2T14B构成的主相、和存在于主相的晶界且Nd浓度比主相高的R富集相构成。R富集相也被称为晶界相。另外，R-T-B系合金的组成，通常为了提高R-T-B系磁铁的组织中的主相的比例，使得Nd、Fe和B之比尽量接近于R2T14B(例如，参照非专利文献1)。另外，在R-T-B系合金中，有时包含R2T17相。已知R2T17相成为使R-T-B系磁铁的矫顽力和/或方形度降低的原因(例如，参照专利文献1)。因此，以往在R-T-B系合金中存在R2T17相的情况，用制造R-T-B系磁铁的烧结过程使其消失。另外，用于汽车用电动机的R-T-B系磁铁，由于在电动机内暴露于高温下，所以要求高的矫顽力(Hcj)。作为使R-T-B系磁铁的矫顽力提高的技术，有将R-T-B系合金的R由Nd置换为Dy的技术。但是，Dy资源的分布有偏袒，而且其产出量也有限，因此其供给不稳定。因此，已经研究了不用增多R-T-B系合金所含有的Dy的含量，就使R-T-B系磁铁的矫顽力提高的技术。为了使R-T-B系磁铁的矫顽力(Hcj)提高，有添加Al、Si、Ga、Sn等金属元素的技术(例如，参照专利文献2)。另外，如专利文献2所记载的那样，已知Al、Si作为不可避免的杂质混入到R-T-B系磁铁中。另外，已知如果R-T-B系合金中作为杂质含有的Si的含量超过5％，则R-T-B系磁铁的矫顽力降低(例如，参照专利文献3)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2007-119882号公报专利文献2：日本特开2009-231391号公报专利文献3：日本特开平5-112852号公报非专利文献非专利文献1：佐川真人《永久磁石－材料科学と応用》-2008年11月30日、第1版第2次印刷发行、256页～261页
技术实现思路
但是，在现有技术中，有时即使向R-T-B系合金中添加Al、Si、Ga、Sn等金属元素，也不能够得到矫顽力(Hcj)充分高的R-T-B系磁铁。其结果，即使添加上述金属元素也需要提高Dy浓度。因此，要求获得不提高R-T-B系合金中所含有的Dy的含量即可得到矫顽力高的R-T-B系磁铁的R-T-B系合金。本专利技术是鉴于上述情况完成的，其目的在于提供一种不用提高R-T-B系合金中所含有的Dy的含量，即可得到矫顽力高的R-T-B系磁铁的R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金、R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金材料和使用了该材料的R-T-B系稀土族烧结磁铁及其制造方法。另外，目的在于提供一种使用了上述的R-T-B系稀土族烧结磁铁的电动机。本专利技术人为了解决上述课题，反复专心研究。其结果，发现了R-T-B系磁铁具备主要含有R2Fe14B的主相、和相比于主相含有更多R的晶界相，通过晶界相包含自以往被认识到的稀土元素浓度高的晶界相(R富集相)、和相比于以往的晶界相、稀土元素浓度低且过渡金属元素浓度高的晶界相(过渡金属富集相)，由此可得到矫顽力高的R-T-B系磁铁。此外，发现了R-T-B系磁铁中所含有的过渡金属富集相的体积率越多，矫顽力就越提高。另外，本专利技术人为了在含有过渡金属富集相的R-T-B系磁铁中有效地发挥含Dy的矫顽力提高效果，对于R-T-B系合金的组成进行了如下研究。即，过渡金属富集相，是与其他的晶界相相比、稀土元素的合计原子浓度低并且Fe的原子浓度高的相。因此，进行了使Fe的浓度增加、或者使B的浓度减少等的研究。其结果，发现了在特定的B浓度时矫顽力变为最大。进而，发现了最佳B浓度根据Dy浓度而变化。【1】一种R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金，其特征在于，由稀土元素R、以Fe为必要成分的过渡金属T、含有选自Al、Ga、Cu中的一种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免的杂质构成，其含有13～15原子％的R，含有4.5～6.2原子％的B，含有0.1～2.4原子％的M，余量为T，全部稀土元素中的Dy的比例为0～65原子％，并且满足下述式1：0.0049Dy+0.34≤B/TRE≤0.0049Dy+0.36···式1在式1中，Dy表示Dy元素的浓度，B表示硼元素的浓度，TRE表示稀土元素合计的浓度，上述浓度单位均为原子％。【2】根据【1】所述的R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金，其特征在于，含有0.7～1.4原子％的所述M。【3】根据【1】或【2】所述的R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金，其特征在于，还含有Si。【4】根据【1】～【3】的任一项所述的R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金，其特征在于，含R2T17相的区域的面积率为0.1％以上50％以下。【5】一种R本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑T‑B系稀土族烧结磁铁用合金的制造方法，其特征在于，具备铸造工序，所述铸造工序是采用将合金熔液使用冷却辊冷却的铸带法进行铸造，而制造铸造合金，所述合金熔液，由稀土元素R、以Fe为必要成分的过渡金属T、含有选自Al、Ga、Cu中的一种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免的杂质构成，其含有13～15原子%的R，含有5.0～6.0原子%的B，含有0.1～2.4原子%的M，余量为T，R中含的Nd比Pr多，全部稀土元素中的Dy的比例为0～65原子%，所述合金熔液满足下述式1，0.0049Dy+0.34≤B/TRE≤0.0049Dy+0.36···式1在式1中，Dy表示Dy元素的浓度，B表示硼元素的浓度，TRE表示稀土元素合计的浓度，上述浓度单位均为原子%。

【技术特征摘要】
2011.07.08 JP 2011-151815;2011.10.18 JP 2011-229281.一种R-T-B系稀土族烧结磁铁用合金的制造方法，其特征在于，
具备铸造工序，所述铸造工序是采用将合金熔液使用冷却辊冷却的铸带法
进行铸造，而制造铸造合金，
所述合金熔液，由稀土元素R、以Fe为必要成分的过渡金属T、含有
选自Al、Ga、Cu中的一种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免的
杂质构成，其含有13～15原子%的R，含有5.0～6.0原子%的B，含有0.1～2.4
原子%的M，余量为T，R中含的Nd比Pr多，全部稀土元素中的Dy的
比例为0～65原子%，所述合金熔液满足下述式1，
0.0049Dy+0.34≤B/TRE≤0.0049Dy...

【专利技术属性】
技术研发人员：中岛健一朗，山崎贵司，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP