R-T-B系稀土类烧结磁铁和R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金制造技术

本发明专利技术涉及一种R-T-B系稀土类烧结磁铁，该R-T-B系稀土类烧结磁铁由稀土类元素R、作为以Fe为主成分的过渡金属的T、含选自Al、Ga、Cu中的1种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免杂质构成，含13～15.5原子％的R，含5.0～6.0原子％的B，含0.1～2.4原子％的M，T和不可避免杂质为其余部分，作为上述过渡金属即T，含0.015～0.10原子％的Zr。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及R-T-B系稀土类烧结磁铁和R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金。本专利技术基于2015年3月13日在日本提出申请的日本特愿2015-051353号和2015年12月3日在日本提出申请的日本特愿2015-236922号主张优先权，将其内容援引于此。
技术介绍
以往，R-T-B系稀土类烧结磁铁(以下有时简写为“R-T-B系磁铁”)用于硬盘驱动器的音圈电机、混合动力汽车或电动汽车的发动机用电机等电机。R-T-B系磁铁通过将以Nd、Fe、B为主成分的R-T-B系合金粉末成型并烧结而得到。通常，在R-T-B系合金中，R是Nd和以Pr、Dy、Tb等其它稀土类元素取代Nd的一部分而成的。T是Fe和以Co、Ni等其它过渡金属取代Fe的一部分而成的。B为硼，可以用C或N取代其一部分。一般的R-T-B系磁铁的组织主要由主相和富R相构成。主相由R2T14B构成。富R相是存在于主相的晶界且Nd浓度高于主相的相。富R相也被称为晶界相。对于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，Nd与Fe与B的比以尽量接近R2T14B的方式进行(例如，参照非专利文献1)。此外，汽车用电机中使用的R-T-B系磁铁在电机内暴露于高温下，因此要求高的顽磁力(Hcj)。作为提高R-T-B系磁铁的顽磁力的技术，有将R-T-B系合金的R从Nd取代为Dy的技术。然而，Dy不仅资源不均，而且产量也受限，因此对其供给不稳定。因此，研究有不增加R-T-B系合金所含的Dy的含量而使R-T-B系磁铁的顽磁力提高的技术。本专利技术的专利技术人等研究了R-T-B系合金的组成，其结果发现，低于以往的R-T-B系合金的特定的B浓度时，顽磁力提高。然后，成功地开发了即使Dy的含量为零或非常少，也可得到高顽磁力的R-T-B系磁铁的R-T-B系合金(例如，参照专利文献1)。使用本专利技术的专利技术人等所开发的R-T-B系合金制造的R-T-B系磁铁具有由R2T14B构成的主相、以及与主相相比含有大量R的晶界相。在该R-T-B系磁铁中，作为晶界相，含有除以往认可的稀土类元素浓度高的晶界相(富R相)以外，还含与以往的晶界相相比稀土类元素浓度低且过渡金属元素浓度高的晶界相(富过渡金属相)。富过渡金属相是能够承担顽磁力的相，因此富过渡金属相存在于晶界相的R-T-B系磁铁是颠覆以往的常识的划时代的磁铁。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-216965号公报专利文献2：日本特开2014-27268号公报非专利文献非专利文献1：佐川真人，永久磁铁-材料科学与应用-2008年11月30日，初版第2次印刷发行，256页～261页
技术实现思路
本专利技术的专利技术人等所开发的R-T-B系磁铁在抑制Dy的含量的同时显示高顽磁力(Hcj)，但要求进一步提高顽磁力。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，本专利技术的专利技术人的目的是对上述所开发的R-T-B系磁铁和R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金进一步进行改良，从而提供一种具有更高的顽磁力(Hcj)的R-T-B系稀土类烧结磁铁和R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金。本专利技术为了解决上述课题，采用了以下手段。(1)一种R-T-B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，由稀土类元素R、以Fe为主成分的过渡金属T、含选自Al、Ga、Cu中的1种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免杂质构成，含13～15.5原子％的R，含5.0～6.0原子％的B，含0.1～2.4原子％的M，T和不可避免杂质为其余部分，并且，含0.015～0.10原子％的Zr作为上述过渡金属T。(2)如(1)所述的R-T-B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，在晶界相中，上述Zr未与上述B形成化合物。(3)如(1)或(2)所述的R-T-B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，满足下述(式1)：0.32≤B/TRE≤0.40··(式1)在(式1)中，B表示硼元素的浓度(原子％)，TRE表示稀土类元素总浓度(原子％)。(4)一种R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金，其特征在于，由稀土类元素R、以Fe为主成分的过渡金属T、含选自Al、Ga、Cu中的1种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免杂质构成，含13～15.5原子％的R，含5.0～6.0原子％的B，含0.1～2.4原子％的M，T和不可避免杂质为其余部分，并且含0.015～0.10原子％的Zr作为上述过渡金属T。(5)如(4)所述的R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金，其特征在于，满足下述(式1)：0.32≤B/TRE≤0.40··(式1)在(式1)中，B表示硼元素的浓度(原子％)，TRE表示稀土类元素总浓度(原子％)。根据本专利技术的R-T-B系稀土类烧结磁铁和R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金，可以提供一种抑制Dy的含量的具有高顽磁力的R-T-B系稀土类烧结磁铁和R-T-B系稀土类烧结磁铁用合金。附图说明图1是表示合金的制造装置的一个例子的正面示意图。图2是关于未添加Dy的R-T-B系磁铁的实施例1～6和比较例1～4的Zr的含量与顽磁力的关系的图。图3是表示关于未添加Dy的R-T-B系磁铁的实施例1～6和比较例1～4的Zr的含量与矩形性(Hk/Hcj)的关系的图。图4是表示关于添加Dy的R-T-B系磁铁的实施例7～12和比较例5～7的Zr的含量与顽磁力的关系的图。图5是表示关于添加Dy的R-T-B系磁铁的实施例7～12和比较例5～7的Zr的含量与矩形性(Hk/Hcj)的关系的图。图6是表示利用FE-EPMA的观察结果的图，(a)是实施例1的图，(b)是比较例3的图。符号说明1…制造装置，2…铸造装置，3…加热装置，4…贮藏容器，5…容器，6…腔室，6a…铸造室，6b…保温·贮藏室，7…料斗，21…破碎装置，31…加热器，32…开闭式载置台组，33…开闭式载置台。具体实施方式以下，对本专利技术的一个实施方式的R-T-B系稀土类烧结磁铁详细地进行说明。本专利技术不限定于以下说明的一个实施方式，可以在不变更其主旨的范围内进行适当变更而实施。本专利技术的R-T-B系稀土类烧结磁铁也可以在不偏离本专利技术的目的的范围内含其它元素。“R-T-B系稀土类烧结磁铁”本实施方式的R-T-B系稀土类烧结磁铁(以下有时简写为“R-T-B系磁铁”)由稀土类元素R、以Fe为主成分的过渡金属T、含选自Al、Ga、Cu中的1种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免杂质构成。本实施方式的R-T-B系磁铁含13～15.5原子％的R，含5.0～6.0原子％的B，含0.1～2.4原子％的M，T和不可避免杂质为其余部分，作为过渡金属T含0.015～0.10原子％的Zr。若R-T-B系磁铁所含的R的含量小于13原子％，则R-T-B系磁铁的顽磁力变得不充分。此外，若R的含量大于15.5原子％，则R-T-B系磁铁的残余磁化变低。本实施方式的R-T-B系磁铁可以含或不含Dy。作为能够含于R-T-B系磁铁的除Dy以外的稀土类元素，可举出Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Ho、Er、Tm、Yb、Lu。这些稀土类元素中特别优选使用Nd、Pr、Dy、Tb。此外，R-T-B系磁铁的R优选以Nd为主成分。R-T-B系磁铁所含的金属元素M是选自Al、Ga、Cu中的1种以上的金属。金属元素M所含的选自Al、G本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑T‑B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，由稀土类元素R、以Fe为主成分的过渡金属T、含选自Al、Ga、Cu中的1种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免杂质构成，含13～15.5原子％的R，含5.0～6.0原子％的B，含0.1～2.4原子％的M，T和不可避免杂质为其余部分，并且，含0.015～0.10原子％的Zr作为所述过渡金属T。

【技术特征摘要】
2015.03.13 JP 2015-051353;2015.12.03 JP 2015-236921.一种R-T-B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，由稀土类元素R、以Fe为主成分的过渡金属T、含选自Al、Ga、Cu中的1种以上金属的金属元素M、以及B和不可避免杂质构成，含13～15.5原子％的R，含5.0～6.0原子％的B，含0.1～2.4原子％的M，T和不可避免杂质为其余部分，并且，含0.015～0.10原子％的Zr作为所述过渡金属T。2.如权利要求1所述的R-T-B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，在晶界相中，所述Zr未与所述B形成化合物。3.如权利要求1或2所述的R-T-B系稀土类烧结磁铁，其特征在于，满足下述式1：0.32≤B/TRE≤0.40 式1在式1中，B表示硼元素的以原子％计的浓度...

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎贵司，村冈亮史，中岛健一朗，
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