磁各向异性磁体原材料及其制造方法技术

本发明专利技术提供磁各向异性磁体原材料及其制造方法，所要解决的课题是在不降低剩余磁通密度的情况下提高矫顽磁力，为了解决上述课题，本发明专利技术的磁各向异性磁体原材料具有以下构成：（１）前述磁各向异性磁体原材料具有Ｐｒ－Ｔ－Ｂ－Ｇａ系的成分组成，其含有１２．５～１５．０原子％的Ｐｒ、４．５～６．５原子％的Ｂ、０．１～０．７原子％的Ｇａ，余量由Ｔ和不可避免的杂质构成，其中，Ｔ是Ｆｅ或一部分Ｆｅ用Ｃｏ置换的组成；（２）前述磁各向异性磁体原材料的用剩余磁通密度（Ｂｒ）／饱和磁通密度（Ｊｓ）定义的磁取向度为０．９２以上；（３）前述磁各向异性磁体原材料的晶体粒径为１μｍ以下。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及实施热塑性加工而获得的。
技术介绍
近年来，作为发动机、发电机等用途，广泛使用含有钕、钐等稀土元素的磁体(稀土类磁体)。使用稀土类磁体是因为其具有优异的磁特性，并且是比较廉价的。所述磁特性以矫顽磁力(iHc)和剩余磁通密度(Br)为重要的指标。 矫顽磁力是用于使磁化为零时所需的磁场的大小。通常已知的是，在该矫顽磁力较大时，具有优异的耐热性。 剩余磁通密度表示在磁体材料中最大磁通密度的大小(磁场强弱的程度)。在该剩余磁通密度较大(高)时，由于可以实现发电机等装置的小型化以及降低磁体成本，因此是非常有利的。 因此，作为稀土类磁体，最常使用剩余磁通密度高的Nd (钕)-Fe (铁)_B (硼)磁体。 另一方面，以往已知有通过对R(稀土元素)-Fe-B系磁体合金实施热塑性加工而获得的磁体合金(参照专利文献1)。在该专利文献1中主要记载了通过优化R-Fe-B系磁体合金的组成及其加工条件可以获得具有优异的磁特性的各向异性磁体。 另外，为了提高矫顽磁力，已知有主要使用Pr(镨)的磁体(参照专利文献2)。在该专利文献2中记载了基于确保铸造和热轧时的加工性和高矫顽磁力的观点而将Pr的组成限定在15 17原子％范围内的磁体(参照段落)。另外，已知通过对Pr-Fe-B系铸造合金施加适当的热处理，可以获得具有高矫顽磁力的磁体(参照专利文献3的作用)。 然而，在高温环境下所使用的发动机等用途中，以往的磁体具有以下问题。 在技术上，以Pr、 Nd为主成分的稀土类磁体的磁特性具有如下权衡(trade-off)关系在提高剩余磁通密度时矫顽磁力降低，而在提高矫顽磁力时磁通密度降低，二者很难同时提高。 因此，虽然专利文献1中所记载的磁体合金尤其通过提高磁通密度而提高了最大磁能积((BH)mJ，但具有不能获得充分的矫顽磁力的问题。另外，专利文献2和3中所记载的磁体虽然获得了高的矫顽磁力，但具有未必获得充分的剩余磁通密度的问题。 现,有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平11-329810号公报 专利文献2 :日本特开平8-273914号公报 专利文献3 :日本特开平2-3210号公报
技术实现思路
制脾船迪、nl题 本专利技术所要解决的问题是以Pr为主成分的磁各向异性磁体原材料在不降低剩余磁通密度的情况下提高矫顽磁力。 用于解决问题的方法 为了解决上述问题，本专利技术的磁各向异性磁体原材料主旨在于具有以下构成 (1)前述磁各向异性磁体原材料具有Pr-T-BGa系的成分组成，其含有12. 5 15. 0原子％的Pr、4. 5 6. 5原子％的B和0. 1 0. 7原子％的Ga，余量由T和不可避免的杂质构成， 其中，T是Fe或一部分Fe用Co置换的组成； (2)前述磁各向异性磁体原材料的用剩余磁通密度(Br)/饱和磁通密度(Js)定义的磁取向度为O. 92以上； (3)前述磁各向异性磁体原材料的晶体粒径为1 P m以下。 前述磁各向异性磁体原材料可以用Nd置换一部分Pr。其中，Pr占全部稀土元素的50原子％以上。 另外，前述磁各向异性磁体原材料的一部分前述Pr(以及根据需要所添加的Nd)可以被选自Dy和Tb中的至少一种置换。 此外，前述磁各向异性磁体原材料可以进一步含有选自Cu和Al中的至少一种。 本专利技术的磁各向异性磁体原材料的制造方法具备以下工序 熔化、骤冷、粉碎工序，将被配合成能形成本专利技术磁各向异性磁体原材料的成分组成的合金熔体骤冷，并将由骤冷获得的薄带粉碎； 冷成型工序，将由粉碎获得的合金粉末冷成型； 预备加热工序，将由前述冷成型工序获得的冷成型体在50(TC以上且85(rC以下的温度下进行预备加热； 热成型工序，将经前述预备加热的冷成型体热成型； 热塑性加工工序，对由前述热成型工序获得的热成型体实施热塑性加工。 专利技术效果 本专利技术的磁各向异性磁体原材料由于含有提高矫顽磁力的作用比Nd大的Pr作为主成分，可以获得高的矫顽磁力。另外，由于Pr量限定为12.5 15.0原子％，在提高矫顽磁力的同时，不会产生热塑性加工的难度增大和向模具的机械粘砂这样的实用上的问题。 本专利技术的磁各向异性磁体原材料通过对具有规定组成的合金粉末实施冷成型、预备加热、热成型和热塑性加工来获得。也就是说，磁各向异性磁体原材料由具有晶粒和以包围晶粒的方式配置的晶界相的多晶体构成。 在对冷成型体进行预备加热+热成型时，在晶界相液化且磁体原材料致密化的同时，液化的晶界相包围晶粒的周围。此时，晶粒的易磁化轴处于朝着随机的方向的状态。然后，在对所得热成型体进行热塑性加工时，晶粒在加压方向上压縮和塑性变形的同时，各晶粒的易磁化轴在加压方向上取向。结果，以剩余磁通密度(Br)/饱和磁通密度(Js)定义的磁取向度为0.92以上。另外，在优化制造条件时，磁取向度变为0.95以上。 在本专利技术中，易磁化轴容易朝着一定的方向，结果，可以提高剩余磁通密度。认为这是由于在使用Pr作为磁各向异性磁体原材料的主成分时，晶界相的熔点变得较低，可以使晶粒顺利地旋转。也就是说，通过Pr自身的元素特性和热塑性加工时Pr独特的取向机理的作用，本专利技术可以在不降低剩余磁通密度的情况下提高矫顽磁力。:与矫顽磁力(iHc)的关系、以及Pr的含量与剩余磁通密附图说明 图l是示出了Pr的含3度(Br)的关系的图。 图2是示出了 Pr含量-矫顽磁力(iHc)-剩余磁通密度(Br)的关系的图。 图3是示出了 Pr的含量与磁取向度Br/Js的关系的图。 图4是示出了 Ga的含量与矫顽磁力(iHc)的关系的图。 图5是示出了磁各向异性磁体原材料的制造方法的各工序的图。 图6是示出了热成型体的内部的状态的示意图。 图7是示出了圆筒状成型体的内部的状态的示意图。 图8是热压时的预备加热温度为750°C的Pr系磁体的SEM照片。 图9是热压时的预备加热温度为820°C的Pr系磁体的SEM照片。 附图标记说明 10合金粉末 20 冷成型体 30 热成型体 40圆筒成型体(磁各向异性磁体原材料) 51 晶粒 52 晶界相 53 易磁化轴具体实施例方式以下详细地说明本专利技术的一个实施方案。 1.磁各向异性磁体原材料 本专利技术的磁各向异性磁体原材料具有以下构成。 1. 1成分组成 本专利技术的磁各向异性磁体原材料具有Pr-T-B-Ga系的成分组成。也就是说，本专利技术的磁各向异性磁体原材料含有规定量的Pr、B和Ga，余量由T和不可避免的杂质构成。各元素的范围及限定理由如下所述。 1. 1. 1主构成元素 (l)Pr :12. 5 15. 0原子％ 在Pr的含量少时，矫顽磁力(iHc)极度降低。另外，在实施热塑性加工时，由于被加工材料不能获得充分的流动性，塑性加工变得困难。此外，在Pr含量少时，后述磁取向度(Br/Js)降低。因此，要求Pr含量为12. 5原子％以上。Pr含量更优选为13.0原子％以上，进一步优选为13.5原子％以上。 另一方面，在Pr含量过剩时，剩余磁通密度(Br)极度降低。另外，在实施热塑性加工时，容易发生向模具的机械粘砂的现象。此外，在Pr含量过剩时，磁取向度(Br/Js)降低。因此，要求Pr含量为15.0原子％以下。Pr含量更优选为14. 5原子％以下，进一步优选为14.0原子％以下。 (2)B :4. 5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有以下构成的磁各向异性磁体原材料：（１）所述磁各向异性磁体原材料具有Ｐｒ－Ｔ－Ｂ－Ｇａ系的成分组成，其含有１２．５～１５．０原子％的Ｐｒ、４．５～６．５原子％的Ｂ和０．１～０．７原子％的Ｇａ，余量由Ｔ和不可避免的杂质构成，其中，Ｔ是Ｆｅ或一部分Ｆｅ用Ｃｏ置换的组成；（２）所述磁各向异性磁体原材料的用剩余磁通密度（Ｂｒ）／饱和磁通密度（Ｊｓ）定义的磁取向度为０．９２以上；（３）所述磁各向异性磁体原材料的晶体粒径为１μｍ以下。

【技术特征摘要】
JP 2009-1-7 2009-002054;JP 2009-8-21 2009-192178一种具有以下构成的磁各向异性磁体原材料(1)所述磁各向异性磁体原材料具有Pr-T-B-Ga系的成分组成，其含有12.5～15.0原子％的Pr、4.5～6.5原子％的B和0.1～0.7原子％的Ga，余量由T和不可避免的杂质构成，其中，T是Fe或一部分Fe用Co置换的组成；(2)所述磁各向异性磁体原材料的用剩余磁通密度(Br)/饱和磁通密度(Js)定义的磁取向度为0.92以上；(3)所述磁各向异性磁体原材料的晶体粒径为1μm以下。2. 根据权利要求1所述的磁各向异性磁体原材料，其中一部分所述Pr被Nd置换，其中，所述Pr占全部稀土元素的50原子％以上。3. 根据权利要求l所述的磁各向异性磁体原材料，其中一部分所述Pr和/或一部分所述Nd被选自Dy和Tb中的至少一种置换。4. 根据权利要求1所述的磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：日置敬子，薮见崇生，桥野早人，
申请(专利权)人：大同特殊钢株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]