R－T－B系烧结磁体及其制造方法技术

本发明专利技术的R－T－B系烧结磁体在实施方式中具有R：27mass％以上37mass％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方)、B：0.75mass％以上0.97mass％以下、Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下、Cu：0mass％以上1.0mass％以下、T：61.03mass％以上(T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上)的组成。T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0。磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多。磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。

R-T-B sintered magnet and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】R－T－B系烧结磁体及其制造方法
本专利技术涉及R－T－B系烧结磁体及其制造方法。
技术介绍
已知R－T－B系烧结磁体(R为稀土元素中的至少一种，T为过渡金属元素中的至少一种且必须含有Fe，B为硼)是永磁体中性能最高的磁体，被用于硬盘驱动器的音圈电动机(VCM)、电动汽车用(EV、HV、PHV等)电动机、工业设备用电动机等各种电动机或家电制品等。R－T－B系烧结磁体由主要包括R2T14B化合物的主相和位于该主相的晶界部分的晶界相(下面有时简称为“晶界”)构成。R2T14B化合物是具有高磁化的强磁性相，构成R－T－B系烧结磁体特性的基础。R－T－B系烧结磁体存在在高温下由于矫顽力HcJ(下面有时简称为“矫顽力”或“HcJ”)降低而发生不可逆热退磁的问题。因此，特别是用于电动汽车用电动机的R－T－B系烧结磁体中，需要在高温下也具有高的HcJ、即在室温时具有更高的HcJ。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2007/102391号专利文献2：国际公开第2013/008756号专利文献3：国际公开第2016/133071号
技术实现思路
专利技术要解决的课题已知在将R2T14B型化合物相中的作为轻稀土元素RL的Nd置换成重稀土元素RH(主要是Dy、Tb)时，HcJ升高。然而，在R－T－B系烧结磁体中，在将轻稀土元素RL(Nd、Pr)置换成重稀土元素RH时，HcJ升高，但另一方面R2T14B型化合物相的饱和磁化会降低，因而存在剩余磁通密度Br(下面有时简称为“剩余磁通密度”或“Br”)降低的问题。专利文献1记载了向R－T－B系合金的烧结磁体的表面供给Dy等重稀土元素RH，并且使重稀土元素RH扩散至烧结磁体的内部。专利文献1所记载的方法中，通过使Dy从R－T－B系烧结磁体的表面扩散至内部，使Dy仅在能够有效地提高HcJ的主相晶粒的外壳部富集，由此抑制Br的降低，并且能够得到高HcJ。然而，特别是Dy等重稀土元素RH由于资源量稀缺、且产地受限等理由，供给不稳定，而且还存在价格大幅度变动等的问题。因此，近年来，希望提高HcJ而不使用重稀土元素RH。专利文献2中公开了降低了Dy的含量且提高了矫顽力的R－T－B系稀土类烧结磁体。该烧结磁体的组成与一般使用的R－T－B系合金相比，B量被限定在相对较少的特定的范围内，而且，含有选自Al、Ga、Cu中的1种以上的金属元素M。结果，在晶界生成R2T17相，从该R2T17相向晶界形成的富过渡金属相(R6T13M)的体积比例增加，因而HcJ升高。专利文献3中记载了通过使特定组成的R－Ga－Cu合金与B量比通常情况更低(低于R2T14B化合物的化学计量比)的R－T－B系烧结体的表面接触并进行热处理，控制R－T－B系烧结磁体中的晶界相的组成和厚度，使HcJ升高。根据专利文献2或专利文献3所记载的方法，即使不使用Dy等重稀土元素RH也能够得到高HcJ，但却存在Br降低的问题。本专利技术的各种实施方式能够提供降低了重稀土元素RH的含量、且具有高Br和高HcJ的R－T－B系烧结磁体及其制造方法。用于解决课题的方法本专利技术的R－T－B系烧结磁体在例示的实施方式中含有：R：28mass％以上36mass％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方)，B：0.73mass％以上0.96mass％以下，Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下，Cu：0.1mass％以上1.0mass％以下，T：60mass％以上(T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上)，T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。在某优选实施方式中，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Cu量比磁体中央部的Cu量多。在某优选实施方式中，上述R－T－B系烧结磁体中的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比超过14.0且在16.4以下。本专利技术的R－T－B系烧结磁体的制造方法，在其他的例示的实施方式中，包括：准备R1－T1－B系烧结体的工序；准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序；使上述R2－Cu－Ga－Fe系合金的至少一部分与上述R1－T1－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和对于实施上述第一热处理后的R1－T1－B系烧结体在真空或非活性气体气氛中在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序。上述R1－T1－B系烧结体中，R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下，T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe的含量相对于T1整体为80mass％以上，[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下。在上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中，R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下，Cu的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Ga的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。在某实施方式中，上述[T1]/[B]的摩尔比为14.3以上15.0以下。在某实施方式中，上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的15mass％以上40mass％以下。在某实施方式中，上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的50mass％以上为Pr。在某实施方式中，上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的70mass％以上为Pr。在某实施方式中，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2、Cu、Ga、Fe的合计含量为80mass％以上。在某实施方式中，上述第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下。在某实施方式中，上述第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下。在某实施方式中，上述准备R1－T1－B系烧结体的工序包括将原料合金粉碎至粒径D50达到3μm以上10μm以下后，使其在磁场中取向并进行烧结的步骤。本专利技术的R－T－B系烧结磁体的制造方法，在其他的例示的实施方式中，包括：准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序；准备R2－Ga－Fe系合金的工序；使上述R2－Ga－Fe系合金的至少一部分与上述R1－T1－Cu－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和对于实施所述第一热处理后的R1－T1－Cu－B系烧结体在真空或非活性气体气氛中在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序。上述R1－T1－Cu－B系烧结体中，R1为稀土元素中的至少本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种R－T－B系烧结磁体，其特征在于，含有：R：28mass％以上36mass％以下，其中，R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，B：0.73mass％以上0.96mass％以下，Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下，Cu：0.1mass％以上1.0mass％以下，T：60mass％以上，其中，T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上；T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.01 JP 2016-233929;2016.12.01 JP 2016-233931.一种R－T－B系烧结磁体，其特征在于，含有：R：28mass％以上36mass％以下，其中，R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，B：0.73mass％以上0.96mass％以下，Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下，Cu：0.1mass％以上1.0mass％以下，T：60mass％以上，其中，T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上；T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。2.如权利要求1所述的R－T－B系烧结磁体，其特征在于，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Cu量比磁体中央部的Cu量多。3.如权利要求1或2所述的R－T－B系烧结磁体，其特征在于，所述R－T－B系烧结磁体中的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比超过14.0且在16.4以下。4.一种R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，包括：准备R1－T1－B系烧结体的工序；准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序；使所述R2－Cu－Ga－Fe系合金的至少一部分与所述R1－T1－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和对于实施所述第一热处理后的R1－T1－B系烧结体，在真空或非活性气体气氛中，在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序，在所述R1－T1－B系烧结体中，R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下，T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe相对于T1整体的含量为80mass％以上，[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下，在所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中，R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下，Cu的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Ga的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。5.如权利要求4所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，所述[T1]/[B]的摩尔比为14.3以上15.0以下。6.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的15mass％以上40mass％以下。7.如权利要求4～6中任一项所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的50mass％以上为Pr。8.如权利要求4～7中任一项所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的70mass％以上为Pr。9.如权利要求4～8中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：野泽宣介，重本恭孝，西内武司，
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