R-T-B系永久磁铁制造技术

本发明专利技术提供一种R‑T‑B系永久磁铁，其中，所述R‑T‑B系永久磁铁具有由R2T14B型化合物构成的主相颗粒，R为稀土元素，T为必须有Fe或必须有Fe和Co的铁族元素，B为硼，除R、T、B以外，至少含有C、Ga及M，M为选自Zr、Ti、Nb中的至少一种，B的含量为0.71质量％以上0.88质量％以下，C的含量为0.15质量％以上0.34质量％以下，Ga的含量为0.40质量％以上1.40质量％以下，M的含量为0.25质量％以上2.50质量％以下，并且满足下述(1)式及(2)式：0.14≦[C]/([B]+[C])≦0.30(1)，5.0≦[B]+[C]‑[M]≦5.6(2)，在此，[B]是以原子％表示的B含量，[C]是以原子％表示的C含量，[M]是以原子％表示的M含量。

【技术实现步骤摘要】
R-T-B系永久磁铁
本专利技术涉及以稀土类元素(R)、Fe、或Fe及Co作为必须的至少一种以上的铁族元素(T)及硼(B)作为主成分的R-T-B系永久磁铁。
技术介绍
R-T-B系永久磁铁具有优异的磁特性，因此被用于硬盘驱动器的音圈电动机(VCM)、搭载于混合动力汽车上的电动机等的各种电动机、或家电产品等上。在电动机等中使用R-T-B系永久磁铁的情况下，为了适应高温下的使用环境，要求耐热性优异，而且具有高的矫顽力。作为提高R-T-B系永久磁铁的矫顽力(HcJ)的方法，一直进行的是为了提高R2T14B相的磁晶各向异性而用Dy或Tb等重稀土元素来置换主要适用Nd或Pr等的轻稀土元素的稀土元素R的一部分。至今为止，不使用重稀土元素要制造具有能够用于电动机等中的程度的矫顽力的磁铁倾向于困难。然而，Dy或Tb比Nd或Pr资源稀少，而且昂贵。在近些年来，Dy或Tb由于大量使用它们的高矫顽力型的R-T-B系永久磁铁的急速的需求的扩大从而供给不稳定严重。因此寻求即便是极力减少了Dy或Tb的使用的组成也能得到为应用于电动机等中所必需的矫顽力。在这样的状况中，近年来，不使用Dy或Tb而用于提高R-T-B系永久磁铁的矫顽力的研究开发也在积极地进行。其中，在相较于通常的R-T-B系永久磁铁的组成减少了B含量的组成中，报告了矫顽力提高。例如，专利文献1中报告有，通过含有B含量比通常的R-T-B系合金低，并且含有选自Al、Ga、Cu中的一种以上的金属元素M，生成R2T17相，通过充分确保以该R2T17相为原料生成的富过渡金属相(R6T13M)的体积率，由此抑制Dy的含量，并且得到矫顽力高的R-T-B系稀土类烧结磁铁。专利文献2中报告有，使B的含量比通常的R-T-B系烧结磁铁低，并且将R、B、Al、Cu、Co、Ga、C、O的含量设定为规定的范围，进而，B相对于Nd及Pr之比、及Ga及C相对于B的原子比分别满足特定的关系，由此得到具有高的剩余磁通密度及矫顽力的R-T-B系烧结磁铁。专利文献3中报告有，通过将R量、B量、Ga量设为特定的范围的组成，由此形成厚的二颗粒晶界，不使用Dy而得到具有高的Br和高的HcJ的R-T-B烧结磁铁。专利文献1：日本特开2013-216965号公报专利文献2：国际公开第2013/191276号小册子专利文献3：国际公开第2014/157448号小册子
技术实现思路
如上所述，虽然已知有在减少了B含量的组成中提高R-T-B系永久磁铁的矫顽力的方法，但减少Dy、Tb的含量而得到的R-T-B系永久磁铁的矫顽力作为用于混合动力汽车的驱动用电动机等、在高温环境下使用的电动机的磁铁，尚有不充分的趋势。本专利技术是鉴于上述情况而创立的，其目的在于，提供一种即使减少重稀土类元素的使用量，在高温环境下也能够得到高的矫顽力的R-T-B系永久磁铁。用于解决课题的技术方案为了实现上述目的，本专利技术提供一种R-T-B系永久磁铁，其特征在于，所述R-T-B系永久磁铁具有由R2T14B型化合物构成的主相颗粒，R为稀土元素，T为必须有Fe或必须有Fe和Co的铁族元素，B为硼，除R、T、B以外，至少含有C、Ga及M，M为选自Zr、Ti、Nb中的至少一种，B的含量为0.71质量％以上0.88质量％以下，C的含量为0.15质量％以上0.34质量％以下，Ga的含量为0.40质量％以上1.40质量％以下，M的含量为0.25质量％以上2.50质量％以下，并且满足下述(1)式及(2)式：0.14≦[C]/([B]+[C])≦0.30(1)5.0≦[B]+[C]-[M]≦5.6(2)在此，[B]是以原子％表示的B含量，[C]是以原子％表示的C含量，[M]是以原子％表示的M含量。根据上述本专利技术的R-T-B系永久磁铁，在降低了Dy、Tb的含量的组成中，也能够得到高的矫顽力。这样，对于在B的含量少且含有一定量的C、Ga、及M的组成中，仅在所述特定的组成平衡时得到高的矫顽力的理由，本专利技术人推测如下。(1)在以B量比化学计量比组成少的组成中添加了一定量的C的原料作为初始原料的情况下，用于形成构成主相颗粒的R2T14B型化合物的B量不足，因此，C固溶于主相颗粒的R2T14B型化合物的B位点，形成由R2T14BxC(1-x)这样的组成式表示的R2T14B型化合物。另外，认为添加的Ga和元素M的至少一部分也固溶于R2T14B型化合物。(2)在制作永久磁铁时，在实施了500℃左右的时效处理时，晶界相向液相变化，但在该工序中，主相颗粒的最表面部也熔解一部分而成为液相。在现有的R-T-B系永久磁铁的情况下，因时效处理而熔解的主相颗粒最表面部的R2T14B型化合物因冷却而液相再次变化成固相时再次作为R2T14B型化合物析出于主相颗粒表面。因此，R-T-B系永久磁铁中的主相颗粒的体积比例不会产生大的变化。(3)但是，本专利技术的R-T-B系永久磁铁含有一定量的M。M因为碳化物的标准生成自由能比稀土类元素R低，所以与C结合，容易生成碳化物。因此，认为通过时效处理而从主相颗粒最表面开始熔解的组成式R2T14BxC(1-x)表示的化合物中所含的元素中，C与M结合，生成M的碳化物。(4)这样，当从主相颗粒最表面熔解的元素中的C被消耗时，即使在冷却后再次生成R2T14B型化合物，T也会剩余C被消耗的量。通常，认为在T剩余的组成中，生成软磁性的R2T17化合物，对磁特性带来差影响。但是，本专利技术的R-T-B系永久磁铁含有一定量的Ga，因此，可以生成以R6T13Ga为代表的R-T-Ga化合物。(5)即，在本专利技术的R-T-B系永久磁铁中，在时效处理中熔解的主相颗粒最表面部的R2T14BxC(1-x)中所含的元素中，R2T14C的量因M的碳化物、及R-T-Ga化合物的生成而消耗。而且，由组成式R2T14B表示的化合物在冷却时向主相颗粒最表面再析出。即，按照时效处理中熔解的主相颗粒最表面部的R2T14BxC(1-x)中所含的元素中的R2T14C的量，主相颗粒的比例减小，晶界相的比例增加。(6)通过这样的机制，认为在本专利技术的R-T-B系永久磁铁中，通过500℃左右的时效处理，在主相颗粒彼此之间形成厚的二颗粒晶界。认为如果形成厚的二颗粒晶界，则主相颗粒彼此容易被磁分断，一个主相颗粒的磁化反转难以向相邻的主相颗粒传播，由此，发挥高的矫顽力。(7)因此，通过500℃左右的时效处理，在主相颗粒间可靠地形成充分厚度的二颗粒晶界，得到高的矫顽力，因此，需要(1)在作为主相的R2T14B型化合物中固溶充分量的C、(2)存在用于可以消耗时效处理时熔解的主相最表面的R2T14BxC(1-x)的C的适宜量的M。因此，认为仅在(1)[C]/([B]+[C])、(2)[B]+[C]-[M]这两个参数适宜的平衡时，发挥高的矫顽力。进而，本专利技术中，也可以满足下述(3)式：5.2≦[B]+[C]-[M]≦5.4(3)在此，[B]是以原子％表示的B含量，[C]是以原子％表示的C含量，[M]是以原子％表示的M含量。由于为这种范围的组成，从而容易充分厚地形成主相颗粒间的二颗粒晶界，有容易得到更加高的矫顽力的趋势。本专利技术的R-T-B系永久磁铁中，也可以是，R的含量为29质量％以上37质量％以下。本专利技术的R-T-B系永久磁铁中，也可以是，还含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种R‑T‑B系永久磁铁，其特征在于，所述R‑T‑B系永久磁铁具有由R2T14B型化合物构成的主相颗粒，R为稀土元素，T为必须有Fe或必须有Fe和Co的铁族元素，B为硼，除R、T、B以外，至少含有C、Ga及M，M为选自Zr、Ti、Nb中的至少一种，B的含量为0.71质量％以上0.88质量％以下，C的含量为0.15质量％以上0.34质量％以下，Ga的含量为0.40质量％以上1.40质量％以下，M的含量为0.25质量％以上2.50质量％以下，并且满足下述(1)式及(2)式：0.14≦[C]/([B]+[C])≦0.30(1)5.0≦[B]+[C]‑[M]≦5.6(2)在此，[B]是以原子％表示的B含量，[C]是以原子％表示的C含量，[M]是以原子％表示的M含量。

【技术特征摘要】
2016.02.26 JP 2016-0351041.一种R-T-B系永久磁铁，其特征在于，所述R-T-B系永久磁铁具有由R2T14B型化合物构成的主相颗粒，R为稀土元素，T为必须有Fe或必须有Fe和Co的铁族元素，B为硼，除R、T、B以外，至少含有C、Ga及M，M为选自Zr、Ti、Nb中的至少一种，B的含量为0.71质量％以上0.88质量％以下，C的含量为0.15质量％以上0.34质量％以下，Ga的含量为0.40质量％以上1.40质量％以下，M的含量为0.25质量％以上2.50质量％以下，并且满足下述(1)式及(2)式：0.14≦[C]/([B]+[C])≦0.30(1)5.0≦[B]+[C]-[M]≦5.6(2)在此，[B]是以原子％表示的B含量，[C]是以原子％表示的C含量，[M]是以原子％表示的M含量。2.根据权利要求1所述的R-T-B系永久磁铁，其特征在于，满足下述(3)式：5.2≦[B]+[C]-[M]≦5.4(3)在此，[B]是以原子％表示的B含量，[C]是以原子％表示的C含量，[M]是以原子％表示的M含量。3.根据权利要求1或2所述的R-T-B系永久磁铁，其特征在于，R的含量为29质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：三轮将史，岩佐拓郎，石山保，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP