R－T－B系烧结磁体制造技术

本发明专利技术的R－T－B系烧结磁体为包含主相晶粒和晶界相的R－T－B系烧结磁体，含有R：27.5质量％以上35.0质量％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr)、B：0.80质量％以上1.05质量％以下、Ga：0.05质量％以上1.0质量％以下、M：0质量％以上2质量％以下(M为Cu、Al、Nb、Zr的至少一种)、剩余部分T(T为Fe或Fe和Co)以及杂质。位于距磁体表面300μm的深度的上述主相晶粒的中央部中的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd低于1，位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd高于1，烧结磁体包含随着从磁体表面向磁体内部去Ga浓度逐渐减低的部分。

R-T-B Sintered Magnets

The R-T-B sintered magnet of the invention is R-T-B sintered magnet containing main phase grains and grain boundary phases, containing R:27.5% or more than 35.0% of the mass (R is at least one of the rare earth elements, must contain Nd and PR), B:0.80% or more than 1.05% of the mass, Ga:0.05% or more than 1.0% of the mass, and M:0% or less than 2% of the mass (M is copper, Al, Al). At least one of Nb and Zr, the remaining T (T is Fe or Fe and Co) and impurities. The ratio of Pr concentration to Nd concentration in the central part of the main phase grains at a depth of 300 microns from the magnet surface is less than 1. The ratio of Pr concentration to Nd concentration in the grain boundary of two grains at a depth of 300 microns from the magnet surface is higher than 1. The sintered magnet contains a part that decreases gradually with the depletion of Ga concentration from the magnet surface to the magnet interior.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】R－T－B系烧结磁体
本专利技术涉及R－T－B系烧结磁体。
技术介绍
R－T－B系烧结磁体(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd。T为Fe或Fe和Co，B为硼)已知是永磁体中性能最高的磁体，用于硬盘驱动器的音圈电机(VCM)、电动汽车用(EV、HV、PHV等)电机、工业设备用电机等各种电机或家电制品等。R－T－B系烧结磁体主要由包含R2T14B化合物的主相和位于该主相的晶界部分的晶界相构成。作为主相的R2T14B化合物是具有高的饱和磁化强度和各向异性磁场的强磁性材料，构成R－T－B系烧结磁体的特性的基础。R－T－B系烧结磁体由于在高温下矫顽力HcJ(以下，有时简称为“HcJ”)降低因此会发生不可逆热退磁。因此，特别对于用于电动汽车用电机的R－T－B系烧结磁体要求具有高的HcJ。已知在R－T－B系烧结磁体中，如果将R2T14B化合物中的R所含的轻稀土元素RL(例如、Nd或Pr)的一部分置换为重稀土元素RH(Dy和Tb的至少一者)，则HcJ提高。伴随RH的置换量的增加，HcJ提高。但是，如果将R2T14B化合物中的RL用RH置换，则尽管R－T－B系烧结磁体的HcJ提高，但剩余磁通密度Br(以下，有时简称为“Br”)降低。另外，特别是Dy等RH由于不仅资源存在量少，而且产出地受限等理由，供给不稳定，存在价格大幅变动等问题。因此，近年来，需要尽量不使用RH，而提高HcJ。专利文献1公开了抑制了Dy的含量并且矫顽力高的R－T－B系稀土类烧结磁体。该烧结磁体的组成与通常使用的R－T－B系合金相比，B量限定在相对少的特定范围，且含有选自Al、Ga、Cu中的一种以上的金属元素M。其结果，在晶界生成R2T17相，由该R2T17相在晶界形成的富过渡金属相(R6T13M)的体积比率增加，由此提高HcJ。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2013/008756号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题专利文献1所公开的R－T－B系稀土类烧结磁体中，虽然降低Dy的含量的同时得到了高的HcJ，但是存在Br大幅降低的问题。另外，近年来，在电动汽车用电机等的用途中渴望具有更高HcJ的R－T－B系烧结磁体。本专利技术的各种实施方式提供降低了RH的含量的同时具有高的Br和高的HcJ的R－T－B系烧结磁体。用于解决课题的方法本专利技术的R－T－B系烧结磁体为包含主相晶粒和晶界相的R－T－B系烧结磁体，含有：R：27.5质量％以上35.0质量％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须包含Nd和Pr)、B：0.80质量％以上1.05质量％以下、Ga：0.05质量％以上1.0质量％以下、M：0质量％以上2质量％以下(M为Cu、Al、Nb、Zr的至少一种)、剩余部分T(T为Fe或Fe和Co)以及杂质。位于距磁体表面300μm的深度的上述主相晶粒的中央部中Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd低于1，位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd高于1，该R－T－B系烧结磁体包含随着从上述磁体表面向磁体内部去(向深度方向去)Ga浓度逐渐减低的部分。在某个实施方式中，[T]设为以质量％表示的T的含量、[B]设为以质量％表示的B的含量时，[T]/55.85＞14[B]/10.8的关系成立。在某个实施方式中，重稀土元素(重稀土元素为Dy和Tb的至少一者)为1质量％以下。在某个实施方式中，重稀土元素(重稀土元素为Dy和Tb的至少一者)为0.05质量％以上0.30质量％以下。在某个实施方式中，位于距上述磁体表面300μm的深度的上述主相晶粒的外壳部的RH浓度高于上述主相晶粒的中央部的RH浓度。在某个实施方式中，位于距上述磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr/Nd高于1.1。在某个实施方式中，B浓度在0.80质量％以上0.95质量％以下的范围内。在某个实施方式中，位于距上述磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的C的浓度为2质量％以下。专利技术的效果根据本专利技术的实施方式，由于Pr和Ga扩散到了磁体内部的深处，所以能够在降低RH的含量的同时得到高的Br和高的HcJ。附图说明图1A是表示R－T－B系烧结磁体的主相和晶界相的示意图。图1B是将图1A的虚线矩形区域内进一步放大并示意性地表示的剖视图。具体实施方式本专利技术的R－T－B系烧结磁体包含主相晶粒和晶界相，在实施方式中，含有：R：27.5质量％以上35.0质量％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr)、B：0.80质量％以上1.05质量％以下、Ga：0.05质量％以上1.0质量％以下、M：0质量％以上2质量％以下(M为Cu、Al、Nb、Zr的至少一种)、剩余部分T(T为Fe或Fe和Co)以及杂质。在本专利技术的R－T－B系烧结磁体中，位于距磁体表面300μm的深度的主相晶粒的中央部中Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd小于1，位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd高于1。另外，R－T－B系烧结磁体包含随着从磁体表面向磁体内部去Ga浓度逐渐减低的部分。此外，“位于距磁体表面300μm的深度的主相晶粒的中央部中Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd低于1、位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd高于1”这一条件并不需要在磁体整个面的距磁体表面300μm的深度的全部主相晶粒和二晶界晶界内满足，也可以是磁体的一部分满足上述条件。这是由于需要获得高Br和高HcJ的位置并不一定是磁体整体，也存在可以是磁体的一部分的情况(例如，在将磁体用于电机的情况下，有时在磁体端部需要高Br和高HcJ)。从更加可靠地获得高的矫顽力的观点出发，位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr/Nd优选高于1.1。另外，从同样的观点出发，B浓度优选在0.80质量％以上0.95质量％以下的范围内。本专利技术的R－T－B系烧结磁体含有从表面通过晶界扩散而被导入的Pr和Ga。在优选的实施方式中，Nd占到稀土元素R中的50mol％以上(优选为70mol以上)，且Pr占到稀土元素R中的0.5mol％以上且低于50mol％。尽管在位于距磁体表面300μm的深度的主相晶粒的中央部中Pr/Nd低于1，但在二晶粒晶界内Pr/Nd高于1意味着Pr不是偏置于主相而是偏置存在于晶界内。另外，随着从磁体表面向磁体内部去Ga浓度逐渐减低意味着Ga处于从磁体表面向磁体内部(深度方向)扩散的状态。此外，本专利技术的R－T－B系烧结磁体由于Pr也从磁体表面扩散到磁体内部，所以与Ga的情况同样，具有随着从磁体表面向磁体内部去Pr浓度逐渐减低的部位。是否具有Pr浓度逐渐减低的部位能够利用与后述的Ga浓度的逐渐减低的情况同样的方法确认。在优选的实施方式中，Ga浓度逐渐减低的部分具有从磁体表面向磁体内部去至少200μm的大小。具体而言，如果在距磁体表面的厚度100μm的层区域单位中测定Ga浓度的平均值，则各个层区域中的Ga浓度的平均值与位于磁体表面侧的层区域相比，在与该层区域相邻且位于磁体内部侧的层区域中减少。例如，在测定从磁体表面到深度100μm的位置为止的区域中的平均Ga浓度(第一Ga浓度)、从深度100μm的位置到深度200μ本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种R－T－B系烧结磁体，其为包含主相晶粒和晶界相的R－T－B系烧结磁体，其特征在于，含有：R：27.5质量％以上35.0质量％以下、B：0.80质量％以上1.05质量％以下、Ga：0.05质量％以上1.0质量％以下、M：0质量％以上2质量％以下、剩余部分T和杂质，其中，R为稀土元素中的至少一种且必须含有Nd和Pr，M为Cu、Al、Nb、Zr的至少一种，T为Fe或Fe和Co，位于距磁体表面300μm的深度的所述主相晶粒的中央部中Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd低于1，位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd高于1，所述R－T－B系烧结磁体包含随着从所述磁体表面向磁体内部去Ga浓度逐渐减低的部分。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.17 JP 2016-159913;2017.01.31 JP 2017-015391.一种R－T－B系烧结磁体，其为包含主相晶粒和晶界相的R－T－B系烧结磁体，其特征在于，含有：R：27.5质量％以上35.0质量％以下、B：0.80质量％以上1.05质量％以下、Ga：0.05质量％以上1.0质量％以下、M：0质量％以上2质量％以下、剩余部分T和杂质，其中，R为稀土元素中的至少一种且必须含有Nd和Pr，M为Cu、Al、Nb、Zr的至少一种，T为Fe或Fe和Co，位于距磁体表面300μm的深度的所述主相晶粒的中央部中Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd低于1，位于距磁体表面300μm的深度的二晶粒晶界内的Pr的浓度相对于Nd的浓度的比率Pr/Nd高于1，所述R－T－B系烧结磁体包含随着从所述磁体表面向磁体内部去Ga浓度逐渐减低的部分。2.如权利要求1所述的R－T－B系烧结磁体，其特征在于：Ga浓度逐渐减...

【专利技术属性】
技术研发人员：国吉太，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP