稀土类烧结磁铁制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种具有良好的磁特性的稀土类烧结磁铁。本发明专利技术的稀土类烧结磁铁其特征在于，包含具有Nd5Fe17型晶体结构的主相晶粒，且由R及T构成(R为由以Sm为必须的1种以上构成的稀土元素，T为以Fe或者以Fe及Co为必须的1种以上的过渡金属元素)，稀土类烧结磁铁的R的组成比率为20at％以上40at％以下，剩余部分实质上为T，稀土类烧结磁铁中的R以外的剩余部分实质上仅为T或仅为T及C，且将稀土类烧结磁铁的一个切断面中的主相晶粒的平均粒径设为Dv，将各个主相晶粒的粒径设为Di时，Dv为1.0μm以上，满足0.7Dv≤Di≤2.0Dv的主相晶粒相对于稀土类烧结磁铁的切断面的面积的面积率为80％以上。

Rare earth sintered magnets

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】稀土类烧结磁铁
本专利技术涉及一种以Nd5Fe17型晶体结构的化合物为主相的稀土类烧结磁铁。
技术介绍
以Nd-Fe-B磁铁或Sm-Co磁铁为代表的稀土永磁铁由于其高磁特性而用于各种马达用、各种致动器用、MRI装置用等各种用途，且每年产量不断增加。由于开发了上述那样的以金属间化合物为主相的稀土永磁铁，因此，永磁铁的研究主要以发现新的稀土金属的金属间化合物为中心进行。其中，专利文献1所记载的以Sm5Fe17金属间化合物为主相的永磁铁材料在室温下得到36.8kOe的非常高的矫顽力。因此，认为专利文献1所记载的以Sm5Fe17金属间化合物为主相的永磁铁材料是有前途的永磁铁材料。但是，未实现以Sm5Fe17金属间化合物为主相，且高特性的稀土类烧结磁铁。非专利文献1中，报告了由熔体旋转制作的Sm5Fe17骤冷薄带的矫顽力值相对于热处理温度的变化。该报告中，根据原料组成存在差异，但在设为800K以上1100K以下的热处理温度的情况下，可以得到30kOe以上的矫顽力。但是，报告了在将热处理温度设为超过1100K的温度的情况下，由于Sm5Fe17相分解，HcJ显著地降低。为了提高剩余磁化强度，优选在磁场中成型后进行烧结工序。但是，根据非专利文献1的报告，在对于以Sm5Fe17金属间化合物为主相的永磁铁材料为了烧结而在高温下进行热处理的情况下，存在以Sm5Fe17金属间化合物为主相的永磁铁材料的主相即Sm5Fe17相分解，且磁特性大幅降低的课题。非专利文献2中，报告有将由熔体旋转制作的Sm5Fe17骤冷薄带使用放电等离子烧结法(SPS法：SparkPlasmaSintering)进行烧结得到的烧结磁铁。但是，制作的磁铁未取向而是各向同性的，因此，剩余磁化强度成为低至约45emu/g的值。另外，相对密度也仅得到约91％左右。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-133496号公报非专利文献非专利文献1：JournalofAppliedPhysics10507A716(2009)非专利文献2：MaterialsScienceandEngineering1(2009)012032
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术是鉴于上述情况而研发的，其目的在于提供一种具有良好的磁特性的稀土类烧结磁铁。用于解决课题的技术方案为了达成上述目的，本专利技术者们对具有Nd5Fe17型晶体结构的化合物进行了专门研究，其结果发现，通过将主相晶粒的平均粒径及粒度分布控制在特定的范围，主相晶粒的取向度提高且可以得到较高的剩余磁通密度。还发现通过将主相晶粒的平均粒径及粒度分布控制在特定的范围，能够防止作为主相的具有Nd5Fe17型晶体结构的相的分解，并得到较高的矫顽力。此外，Nd5Fe17型晶体结构是与Nd5Fe17金属间化合物所具有的晶体结构相同种类的晶体结构。另外，不限于R为Nd且T为Fe的情况。本专利技术的稀土类烧结磁铁其特征在于，所述稀土类烧结磁铁包含具有Nd5Fe17型晶体结构的主相晶粒，且由R及T构成(R为以Sm为必须的1种以上的稀土元素，T为以Fe或者以Fe及Co为必须的1种以上的过渡金属元素)，所述稀土类烧结磁铁的R的组成比率为20at％以上40at％以下，所述稀土类烧结磁铁中的所述R以外的剩余部分实质上仅为所述T或者仅为所述T及C，且将所述稀土类烧结磁铁的一个切断面中的所述主相晶粒的平均粒径设为Dv，将各个主相晶粒的粒径设为Di时，所述Dv为1.0μm以上，满足0.7Dv≤Di≤2.0Dv的所述主相晶粒相对于所述稀土类烧结磁铁的切断面的面积的面积率为80％以上。在控制稀土类烧结磁铁的主相晶粒的平均粒径和粒度分布的情况下，原料粉末的平均粒径和粒度分布的控制是非常重要的。在不控制原料粉末的粒度分布的情况下，成为所述原料粉末中混合存在有微细颗粒和粗大颗粒的状态。在成为微细颗粒和粗大颗粒混合存在的状态的情况下，在磁场中成型时用于使取向轴一致的颗粒的旋转被阻碍，取向发生混乱。而且，由于取向发生混乱，从而取向度降低，且最终得到的稀土类烧结磁铁的剩余磁通密度降低。因此，成为原料粉末中混合存在有微细颗粒和粗大颗粒的状态是最终得到的稀土类烧结磁铁的剩余磁通密度降低的主要原因。进一步，通过混合存在以较低的温度烧结的微细颗粒和以比微细颗粒高的温度烧结的粗大颗粒，在烧结温度较低的情况下，容易形成局部烧结不均，有时烧结体密度降低。另外，在烧结温度较高的情况下，容易发生作为亚稳相的R5T17相的分解，由于R5T17相的分解而造成主相减少且异相增加，因此，成为磁特性降低的原因。通过控制原料粉末的平均粒径和粒度分布，并控制与其相应的成型·烧结条件，将稀土类烧结磁铁的主相晶粒的平均粒径和粒度分布设为本专利技术的范围，由此，能够得到具有良好的磁特性的稀土类烧结磁铁。此外，通过利用微细的原料粉末，也能够进一步减小主相晶粒的平均粒径。但是，在利用微细的原料粉末的情况下，烧结工序中的主相晶粒的晶粒生长容易不均匀，实质上难以将主相晶粒的平均粒径和粒度分布均设为适当的范围。本专利技术的稀土类烧结磁铁也可以还含有C，且C的含量大于0at％且为15.0at％以下。本专利技术的稀土类烧结磁铁中，也可以Sm在R整体中所占的比例为50at％以上99at％以下，Pr与Nd的合计在R整体中所占的比例为1at％以上50at％以下。专利技术的效果根据本专利技术，通过控制主相晶粒的平均粒径和粒度分布，能够提供良好的磁特性的稀土类烧结磁铁。具体实施方式以下，详细地说明用于实施本专利技术的方式(实施方式)。此外，并不是利用下述的实施方式所记载的内容限定本专利技术。另外，下述的实施方式的构成要素包含本领域技术人员能够容易地想到的要素、实质上相同的要素、所谓的等同的范围的要素。另外，下述的实施方式中公开的构成要素可以适当地组合。对本实施方式的稀土类烧结磁铁进行说明。本实施方式的稀土类烧结磁铁是包含具有Nd5Fe17型晶体结构的主相晶粒，且由R及T构成的稀土类烧结磁铁(R为以Sm为必须的1种以上的稀土元素，T为以Fe或者以Fe及Co为必须的1种以上的过渡金属元素)，其特征在于，上述稀土类烧结磁铁的R的组成比率为20at％以上40at％以下，上述稀土类烧结磁铁中的上述R以外的剩余部分实质上仅为上述T或者仅为上述T及C，且将上述稀土类烧结磁铁的一个切断面中的上述主相晶粒的平均粒径设为Dv，将各个主相晶粒的粒径设为Di时，上述Dv为1.0μm以上，满足0.7Dv≤Di≤2.0Dv的上述主相晶粒相对于上述稀土类烧结磁铁的切断面的面积的面积率为80％以上。上述主相晶粒由具有Nd5Fe17型晶体结构(空间群P63/mcm)的化合物构成。上述主相晶粒如果含有R-T作为主成分，则也可以含有其它的固溶元素等。以下，将具有Nd5Fe17型晶体结构的相记载为R5T17相。本实施方式的稀土类烧结磁铁中包含的上述主相晶粒优选为R5T17相的单相，但其它的RT2相、RT3相、R2T7相、RT5相、RT7相、R2T17相、RT12相等也可以包含于上述主相晶粒中。作为主相的R5T17相在永磁铁整体中的体积比率为50％以上，优选体积比率为75％以上。上述R5T17相的体积比率越大，则稀土类烧结磁铁的剩余磁通密度越大。R是以Sm为必须的1种以上的稀土元素。在此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土类烧结磁铁，其特征在于，所述稀土类烧结磁铁包含具有Nd5Fe17型晶体结构的主相晶粒，且由R及T构成，其中，R为以Sm为必须的1种以上的稀土元素，T为以Fe或者以Fe及Co为必须的1种以上的过渡金属元素，所述稀土类烧结磁铁的R的组成比率为20at％以上40at％以下，所述稀土类烧结磁铁中的所述R以外的剩余部分实质上仅为所述T或者仅为所述T及C，且将所述稀土类烧结磁铁的一个切断面中的所述主相晶粒的平均粒径设为Dv，将各个主相晶粒的粒径设为Di时，所述Dv为1.0μm以上，满足0.7Dv≤Di≤2.0Dv的主相晶粒相对于所述稀土类烧结磁铁的切断面的面积的面积率为80％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.30 JP 2016-232112;2017.03.21 JP 2017-054941.一种稀土类烧结磁铁，其特征在于，所述稀土类烧结磁铁包含具有Nd5Fe17型晶体结构的主相晶粒，且由R及T构成，其中，R为以Sm为必须的1种以上的稀土元素，T为以Fe或者以Fe及Co为必须的1种以上的过渡金属元素，所述稀土类烧结磁铁的R的组成比率为20at％以上40at％以下，所述稀土类烧结磁铁中的所述R以外的剩余部分实质上仅...

【专利技术属性】
技术研发人员：岩佐拓郎，桥本龙司，伊藤将志，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP