特許 7312916 Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-07-12

(45)【発行日】2023-07-21

(54)【発明の名称】Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/057 20060101AFI20230713BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20230713BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20230713BHJP

   B22F 1/00 20220101ALI20230713BHJP

   B22F 3/00 20210101ALI20230713BHJP

   B22F 1/05 20220101ALI20230713BHJP

   B22F 3/24 20060101ALI20230713BHJP

   B22F 9/04 20060101ALI20230713BHJP

【ＦＩ】

H01F1/057 170

H01F41/02 G

C22C38/00 303D

B22F1/00 Y

B22F3/00 F

B22F1/05

B22F3/24 B

B22F9/04 C

B22F9/04 E

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2022539202

(86)(22)【出願日】2020-07-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2023-02-07

(86)【国際出願番号】 CN2020100575

(87)【国際公開番号】W WO2021135143

(87)【国際公開日】2021-07-08

【審査請求日】2022-07-07

(31)【優先権主張番号】201911423952.3

(32)【優先日】2019-12-31

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】202010016222.8

(32)【優先日】2020-01-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】521397223

【氏名又は名称】フージャン チャンティン ゴールデン ドラゴン レア－アース カンパニー リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100199819

【弁理士】

【氏名又は名称】大行 尚哉

(74)【代理人】

【識別番号】100087859

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 秀治

(72)【発明者】

【氏名】施堯

(72)【発明者】

【氏名】藍琴

(72)【発明者】

【氏名】黄佳瑩

【審査官】井上 健一

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１１０４７３６８２（ＣＮ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１０４４４３６０（ＣＮ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２２６９１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２５８９３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５３１９１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３３０２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２６４８７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１９／２４２５８１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２４８９５４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１７－１８３３３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】再公表特許第２０１６／２０８５０８（ＪＰ，Ａ１）

【文献】特開２００９－２６０３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７３４６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０１３９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１１１０８１４４４（ＣＮ，Ａ）

【文献】特表２０１９－５１１１３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｆ １／０５７

Ｈ０１Ｆ ４１／０２

Ｃ２２Ｃ ３８／００

Ｂ２２Ｆ １／００

Ｂ２２Ｆ ３／００

Ｂ２２Ｆ １／０５

Ｂ２２Ｆ ３／２４

Ｂ２２Ｆ ９／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ｒ、Ｂ、Ｔｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＴを含み、それらの含有量は以下のとおりである：
Ｒの含有量は２９．０～３３％であり、
Ｂの含有量は０．８６～０．９３％であり、
Ｔｉの含有量は０．０５～０．２５％であり、
Ｇａの含有量は０．３～０．５％であり、ただし、０．５％ではなく、
Ａｌの含有量は０．６～１％であり、ただし、０．６％ではなく、
Ｃｕの含有量は０．３６～０．５５％であり、
そのうち、Ｒは少なくともＮｄを含む希土類元素であり、Ｂはホウ素であり、Ｔｉはチタンであり、Ｇａはガリウムであり、Ａｌはアルミニウムであり、Ｃｕは銅であり、ＴはＦｅ及びＣｏを含み、前記パーセントは、質量百分率である、
ことを特徴とするＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石。

【請求項2】

前記Ｒの含有量は３０．２～３３％であり、
および／または、前記Ｒにおいて、ＲＨの含有量は０でありまたは１％以下であり、
および／または、前記Ｂの含有量は０．９１５～０．９３％であり、
および／または、前記Ｔｉの含有量は０．１５～０．２５％であり、
および／または、前記Ｇａの含有量は０．３～０．４５５％であり、
および／または、前記Ａｌの含有量は０．６５～１％であり、ただし、１％ではなく、
および／または、前記Ｃｕの含有量は０．４５～０．５５％であり、
および／または、前記Ｆｅ及びＣｏの含有量は、１００％質量百分率に占める残部であり、
および／または、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石におけるＣ、Ｎ及びＯの含有量の合計は、１０００ｐｐｍ～３５００ｐｐｍであり、
前記パーセントは質量百分率である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石。

【請求項3】

前記Ｃｏの含有量は０．５～３％であり、
および／または、前記Ｆｅの含有量が６０～６８％である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石。

【請求項4】

前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、主相及び粒界相を含み、そのうち、前記主相は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂを含み、前記粒界相は、Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙ及び希土類酸化相とを含み、
ここで、ｘ／ｙ＝１．５～３、ａ／ｂ＝２～５、（ａ＋ｂ）／ｃ＝３０～７０であり、
前記主相の含有量は、９４～９８％であり、前記Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙの含有量は、１～３．５％であり、前記希土類酸化相の含有量は、１～２．５％であり、前記パーセントは、体積百分率である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石。

【請求項5】

前記粒界相Ｒ _ｘ －（Ｃｕ _ａ －Ｇａ _ｂ －Ａｌ _ｃ ） _ｙ において、ｘ／ｙ＝１．５～３、ａ：ｂ：ｃ＝（１０～４０）：（６～１９）：１である、
ことを特徴とする請求項４に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石。

【請求項6】

前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３１．５％であるＮｄ、含有量が０．９２％であるＢ、含有量が０．５％であるＣｏ、含有量が０．９％であるＡｌ、含有量が０．４５％であるＣｕ、含有量が０．４５５％であるＧａ、含有量が０．２％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率であり、
または、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３１．５％であるＮｄ、含有量が０．９２％であるＢ、含有量が０．５％であるＣｏ、含有量が１．０％であるＡｌ、含有量が０．５％であるＣｕ、含有量が０．４５５％であるＧａ、含有量が０．２％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率であり、
または、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３１．５％であるＮｄ、含有量が０．５％であるＤｙ、含有量が０．９１５％であるＢ、含有量が０．５％であるＣｏ、含有量が０．７％であるＡｌ、含有量が０．５５％であるＣｕ、含有量が０．４５５％であるＧａ、含有量が０．２５％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率であり、
または、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３０．２％であるＮｄ、含有量が０．９３％であるＢ、含有量が１．５％であるＣｏ、含有量が０．６５％であるＡｌ、含有量が０．４％であるＣｕ、含有量が０．３％であるＧａ、含有量が０．１５％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率であり、
または、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３３％であるＮｄ、含有量が０．８６％であるＢ、含有量が３．０％であるＣｏ、含有量が０．８％であるＡｌ、含有量が０．３６％であるＣｕ、含有量が０．４％であるＧａ、含有量が０．０５％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率である、
ことを特徴とする請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか１項に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、以下のステップを含む：
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の原料を順次に溶解製錬、鋳造、水素破砕、ジェットミル粉砕、成形、焼結及び時効処理する、
ことを特徴とするＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項8】

前記溶解製錬は、高周波真空誘導溶解炉で行われ、
および／または、前記溶解製錬の温度は、１４５０～１５５０℃であり、
および／または、前記鋳造は、Ａｒ雰囲気の条件下で行い、
および／または、前記鋳造の雰囲気圧力は２０～７０ｋＰａであり、
および／または、前記鋳造の銅ロールの回転速度は０．４～２ｍ／ｓであり、
および／または、前記鋳造により得られたＲ－Ｔ－Ｂ合金鋳片の厚さは０．１５～０．５ｍｍであり、
および／または、前記水素破砕の水素吸収温度は２０～３００℃であり、
および／または、前記水素破砕の水素吸収圧力は０．１２～０．１９Ｍｐａであり、
および／または、前記水素破砕の脱水素時間は、０．５～５ｈであり、
および／または、前記水素破砕の脱水素温度は４５０～６００℃であり、
および／または、前記ジェットミル粉粋工程は、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ合金粉体をジェットミルに送り込み、ジェットミル粉砕を行い、破砕し続き、微粉を得ることであり、
および／または、前記成形は、１．８Ｔ以上の磁場強度と窒素ガス雰囲気の保護の下で行われ、
および／または、前記焼結は、次の４つのステップに分けられる：
（１）温度を１５０～３００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を１～４ｈとし、
（２）温度を４００～６００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を１～４ｈとし、
（３）温度を８００～９００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を１～４ｈとし、
（４）温度を１０００～１０９０°Ｃに上昇させ、温度維持時間を３ｈを超えるようにし、
前記時効は、一段時効及び二段時効を含む、
ことを特徴とする請求項７に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項9】

前記高周波真空誘導溶解炉の真空度は０．１Ｐａ未満であり、
および／または、前記溶解製錬の温度は、１５００～１５５０℃であり、
および／または、前記鋳造の雰囲気圧力は３０～５０ｋＰａであり、
および／または、前記鋳造により得られたＲ－Ｔ－Ｂ合金鋳片の厚さは０．２～０．３５ｍｍであり、
および／または、前記微粉のメディアン径Ｄ５０は３～５．５μｍであり、
および／または、前記ジェットミル粉粋工程の研削圧力は０．３～０．５Ｍｐａであり、
および／または、前記一段時効の温度を８５０℃～９５０℃とし、
および／または、前記二段時効の温度を４４０℃～５４０℃とする、
ことを特徴とする請求項８に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本願は、２０１９年１２月３１日に出願された中国特許出願２０１９１１４２３９５２．３に基づく優先権を主張し、その開示全体は援用により本願に組み込まれるものとする。

【技術分野】

【0002】

本発明は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0003】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素であり、Ｔは遷移金属元素及び第３典型金属元素であり、Ｂはホウ素元素である）は、その優れた磁気特性のため、電子製品、自動車、風力発電、家電製品、エレベーター及び産業用ロボットなどの分野で広く使用されており、例えば、ハードディスク、スマートフォン、イヤフォーン、エレベーター牽引機、発電機などの永久磁石モータにおいてエネルギー源などとして使用されており、その需要は日々拡大しており、各メーカーの磁石特性、例えば残留磁束密度（ｒｅｍａｎｅｎｃｅ、Ｂｒと略称する）、保磁力特性に対する要求も徐々に高まっている。

【0004】

実験では、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造過程においてＲ_２Ｆｅ_１７相が析出しやすく、磁石の保磁力特性を劣化させてしまうことが分かった。従エレベーター材料の保磁力を向上させかつ温度係数を改善するように、重希土類元素、例えばＤｙ、Ｔｂ、Ｇｄなどを添加することができるが、重希土類元素は高価なものであり、このような方法を利用してＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石製品の保磁力を向上させる場合、原料コストが増加し、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の適用に不利になる。

【0005】

したがって、重希土類元素を添加しなくまたは重希土類元素を少量添加した場合、保磁力が高いＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造する必要がある。例えば、特許ＣＮ１０６１２８６７３Ａには、焼結ネオジム鉄ホウ素磁石材料（残留磁束密度が１２．７７ｋＧｓであり、保磁力が２２．４２ｋＯｅである）が製造された。しかし、そのＢの含有量が高く、より多くのＢリッチ相が生成され、製品の残留磁束密度特性に悪影響を与えてしまう。この現状に対しては早急に対応しなければならない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明が解決しようとする技術的課題は、従来技術において重希土類元素を添加しなくまたは重希土類元素を少量添加した（重希土類元素ＲＨの添加量≦１）場合、保磁力が高くかつ残留磁束密度が高いＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を製造することが困難になるという問題を解決するために、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石及びその製造方法を提供することにある。本発明は、重希土類元素を添加しなくまたは少量添加した場合、微量のＴｉ、及びＧａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＣｏを組み合わせて添加することにより、Ｒ２Ｆｅ１７相の析出を抑制し、かつ、時効内に粒界で高Ｃｕ低Ａｌ相Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙを生成し、磁石の保磁力を大幅に向上させる。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、以下の技術考案を通じて上記の技術的問題を解決する。

【0008】

本発明には、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石が提供され、Ｒ、Ｂ、Ｔｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＴを含み、それらの含有量は以下のとおりである：
Ｒの含有量は２９．０～３３％であり、
Ｂの含有量は０．８６～０．９３％であり、
Ｔｉの含有量は０．０５～０．２５％であり、
Ｇａの含有量は０．３～０．５％であり、ただし、０．５％ではなく、
Ａｌの含有量は０．６～１％であり、ただし、０．６％ではなく、
Ｃｕの含有量は０．３６～０．５５％であり、
そのうち、Ｒは少なくともＮｄを含む希土類元素であり、Ｂはホウ素であり、Ｔｉはチタンであり、Ｇａはガリウムであり、Ａｌはアルミニウムであり、Ｃｕは銅であり、ＴはＦｅ及びＣｏを含み、前記パーセントは、質量百分率である。

【0009】

本発明において、前記Ｒの含有量は本分野の従来どおりであってもよい。好ましくは、前記Ｒの含有量は３０．２～３３％であり、例えば３０．２％、３１．５％、３３％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0010】

本発明において、前記Ｒは、重希土類元素ＲＨを含む希土類元素。好ましくは、前記Ｒにおいて、ＲＨの含有量は０でありまたは１％以下であり、例えば０％、０．５％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0011】

本発明では、低Ｂ技術を利用して、重希土類元素を添加しなくまたは重希土類元素を少量添加した（重希土類元素ＲＨの添加量≦１）場合、高性能Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を得ることを効菓的に実現することができる。本発明において、Ｂの含有量は０．８６～０．９３％の間であり、Ｂの含有量が０．８６％未満であると、磁石の角型比が悪くなり、Ｂの含有量が０．９３％を超えると、高性能が得られない。

【0012】

好ましくは、前記Ｂの含有量は０．９１５～０．９３％であり、例えば０．９１５％、０．９２％、０．９３％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0013】

本発明において、好ましくは、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、主相及び粒界相を含み、そのうち、前記主相は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂを含み、前記粒界相は、Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙ及び希土類酸化相とを含み、

【0014】

ここで、ｘ／ｙ＝１．５～３、ａ／ｂ＝２～５、（ａ＋ｂ）／ｃ＝３０～７０であり、

【0015】

前記主相の含有量は、９４～９８％であり、前記Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙの含有量は、１～３．５％であり、前記希土類酸化相の含有量は、１～２．５％であり、前記パーセントは、体積百分率である。

【0016】

より好ましく、前記粒界相Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙにおいて、ｘ／ｙ＝１．５～３、ａ：ｂ：ｃ＝（１０～４０）：（６～１９）：１である。

【0017】

本発明において、Ｔｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕを適量添加することにより、Ｒ２Ｆｅ１７相の析出を効果的に抑制する。発明者らは、Ａｌが多く添加されているが、微量のＴｉを同時に添加したため、製造されたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石が粒界に高Ａｌの粒界相を形成せずに、高Ｃｕ低Ａｌの粒界相Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙを形成し、この相を生成することで粒界を修飾する機能を果たし、粒界相の接触角（ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ）及び流動性を改善し、粒界相が主相間を流れやすくなり、粒界相が薄くて連続的なものになり、脱磁結合の機能を果たすと共に、主相の体積分率を高め、ＢｒとＨｃｊの両方にも優れた磁石が得られることを発見した。そのうち、前記酸化希土類相は、当業者に分かるように、不可避的な酸化反応によるものである。

【0018】

好ましくは、前記Ｔｉの含有量は０．１５～０．２５％であり、例えば０．１５％、０．２％、０．２５％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0019】

好ましくは、前記Ｇａの含有量は０．３～０．４５５％であり、例えば０．３％、０．４％、０．４５５％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0020】

好ましくは、前記Ａｌの含有量は０．６５～１％であり、ただし、１％ではなく、例えば０．６５％、０．７％、０．８％、０．９％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0021】

好ましくは、前記Ｃｕの含有量は０．４５～０．５５％であり、例えば０．４５％、０．５％、０．５５％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0022】

本発明において、前記Ｆｅ及びＣｏの含有量を本分野の通常のものとする。

【0023】

好ましくは、前記Ｆｅ及びＣｏの含有量は、１００％質量百分率に占める残部であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0024】

さらに好ましくは、前記Ｃｏの含有量は０．５～３％であり、例えば０．５％、１．５％、３．０％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0025】

さらに好ましくは、前記Ｆｅの含有量が６０～６８％であり、前記パーセントは、質量百分率である。

【0026】

本発明において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、不可避的不純物と、製造工程で導入されたＯ、ＮまたはＣを含む。

【0027】

好ましくは、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石におけるＣ、Ｎ及びＯの含有量の合計は、１０００ｐｐｍ～３５００ｐｐｍである。

【0028】

本発明の一つの好ましい態様において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３１．５％であるＮｄ、含有量が０．９２％であるＢ、含有量が０．５％であるＣｏ、含有量が０．９％であるＡｌ、含有量が０．４５％であるＣｕ、含有量が０．４５５％であるＧａ、含有量が０．２％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率である。

【0029】

本発明の一つの好ましい態様において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３１．５％であるＮｄ、含有量が０．９２％であるＢ、含有量が０．５％であるＣｏ、含有量が１．０％であるＡｌ、含有量が０．５％であるＣｕ、含有量が０．４５５％であるＧａ、含有量が０．２％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率である。

【0030】

本発明の一つの好ましい態様において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３１．５％であるＮｄ、含有量が０．５％であるＤｙ、含有量が０．９１５％であるＢ、含有量が０．５％であるＣｏ、含有量が０．７％であるＡｌ、含有量が０．５５％であるＣｕ、含有量が０．４５５％であるＧａ、含有量が０．２５％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率である。

【0031】

本発明の一つの好ましい態様において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３０．２％であるＮｄ、含有量が０．９３％であるＢ、含有量が１．５％であるＣｏ、含有量が０．６５％であるＡｌ、含有量が０．４％であるＣｕ、含有量が０．３％であるＧａ、含有量が０．１５％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率である。

【0032】

本発明の一つの好ましい態様において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、含有量が３３％であるＮｄ、含有量が０．８６％であるＢ、含有量が３．０％であるＣｏ、含有量が０．８％であるＡｌ、含有量が０．３６％であるＣｕ、含有量が０．４％であるＧａ、含有量が０．０５％であるＴｉ、及び残部のＦｅを含み、前記パーセントは、質量百分率である。

【0033】

本発明には、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石がさらに提供され、主相及び粒界相を含み、そのうち、前記主相は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂを含み、前記粒界相は、Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙ及び希土類酸化相とを含み、ここで、ｘ／ｙ＝１．５～３、ａ／ｂ＝２～５、（ａ＋ｂ）／ｃ＝３０～７０であり、前記主相の含有量は、９４～９８％であり、前記Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙの含有量は、１～３．５％であり、前記希土類酸化相の含有量は、１～２．５％であり、前記パーセントは、体積百分率である。

【0034】

好ましくは、前記粒界相Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙにおいて、ｘ／ｙ＝１．５～３、ａ：ｂ：ｃ＝（１０～４０）：（６～１９）：１である。

【0035】

本発明には、前述したようにＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法がさらに提供され、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、以下のステップを含む、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の原料を順次に溶解製錬、鋳造、水素破砕、ジェットミル粉砕、成形、焼結及び時効処理すればよい。

【0036】

本発明において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の原料は、前述したようにＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の元素含有量質量百分率を満たす原料であることが当業者にとって明らかである。

【0037】

本発明において、前記溶解製錬の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができる。

【0038】

好ましくは、高周波真空誘導溶解炉で、前記原料を溶解製錬する。

【0039】

好ましくは、前記高周波真空誘導溶解炉の真空度は０．１Ｐａ未満である。

【0040】

好ましくは、前記高周波真空誘導溶解炉の真空度は０．０２Ｐａ未満である。

【0041】

好ましくは、前記溶解製錬の温度は、１４５０～１５５０℃である。

【0042】

より好ましくは、前記溶解製錬の温度は、１５００～１５５０℃である。

【0043】

本発明において、前記鋳造の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができ、一般的に不活性雰囲気中で行われ、Ｒ－Ｔ－Ｂ合金鋳片を得る。

【0044】

好ましくは、前記鋳造は、Ａｒ雰囲気の条件下で行う。

【0045】

好ましくは、前記鋳造の雰囲気圧力は２０～７０ｋＰａである。

【0046】

より好ましくは、前記鋳造の雰囲気圧力は３０～５０ｋＰａである。

【0047】

好ましくは、前記鋳造の銅ロールの回転速度は０．４～２ｍ／ｓであり、例えば１ｍ／ｓである。

【0048】

好ましくは、前記鋳造により得られたＲ－Ｔ－Ｂ合金鋳片の厚さは０．１５～０．５ｍｍである。

【0049】

より好ましくは、前記鋳造により得られたＲ－Ｔ－Ｂ合金鋳片の厚さは０．２～０．３５ｍｍであり、例えば０．２５ｍｍである。

【0050】

本発明において、前記水素破砕の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができる。一般的に、前記水素解砕は、水素吸蔵工程と脱水素工程を含み、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ合金鋳片を水素解砕処理してＲ－Ｔ－Ｂ合金粉体を得ることができる。

【0051】

好ましくは、前記水素破砕の水素吸収温度は２０～３００℃であり、例えば２５°Ｃである。

【0052】

好ましくは、前記水素破砕の水素吸収圧力は０．１２～０．１９Ｍｐａであり、例えば０．１９ＭＰａである。

【0053】

好ましくは、前記水素破砕の脱水素時間は、０．５～５ｈであり、例えば２ｈである。

【0054】

好ましくは、前記水素破砕の脱水素温度は４５０～６００℃であり、例えば、５５０°Ｃである。

【0055】

本発明において、前記ジェットミル粉砕の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができる。好ましくは、前記ジェットミル粉粋工程は、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ合金粉体をジェットミルに送り込み、ジェットミル粉砕を行い、破砕し続き、微粉を得ることである。

【0056】

より好ましくは、前記ジェットミル粉粋工程の研削圧力は０．３～０．５Ｍｐａであり、例えば０．４ＭＰａである。

【0057】

より好ましくは、前記微粉のメディアン径Ｄ５０は３～５．５μｍであり、例えば４μｍである。

【0058】

本発明において、前記成形の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができる。

【0059】

好ましくは、前記成形は、１．８Ｔ以上の、例えば１．８Ｔの磁場強度と窒素ガス雰囲気の保護の下で行われる。

【0060】

本発明において、前記焼結の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができる。

【0061】

好ましくは、前記焼結は、次の４つのステップに分けられる：
（１）温度を１５０～３００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を１～４ｈとし、
（２）温度を４００～６００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を１～４ｈとし、
（３）温度を８００～９００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を１～４ｈとし、
（４）温度を１０００～１０９０°Ｃに上昇させ、温度維持時間を３ｈを超えるようにする。

【0062】

本発明の一つの好ましい態様において、Ｔｉを微量添加することにより、結晶粒の成長を抑製することができ、焼結の温度範囲をある程度拡大することができる。

【0063】

本発明において、前記時効処理の操作及び条件を本分野の通常のものとすることができる。

【0064】

好ましくは、前記時効は、一段時効及び二段時効を含む。

【0065】

より好ましくは、前記一段時効の温度を８５０℃～９５０℃とし、例えば９００°Ｃである。

【0066】

より好ましくは、前記二段時効の温度を４４０℃～５４０℃とし、例えば４８０°Ｃである。

【0067】

本発明の一つの好ましい態様において、Ａｌの添加量が高いため、この成分における磁石の二段時効の温度範囲は４４０℃～５４０℃であり、１００℃の波動空間を持つため、量産に有利である。

【0068】

本発明には、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石がさらに提供され、それは、前述のような製造方法で製造されている。

【0069】

本発明には、前述のようなＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石のモータへのモータロータマグネットとしての応用がさらに提供される。

【0070】

本分野の周知常識に準拠したうえで、上記の各々の好ましい条件を任意に組み合わせることによって、本発明の各々の好適な実施例を得ることができる。

【0071】

本発明に使用されている試薬および原料は、いずれも市販されている。

【発明の効果】

【0072】

本発明の積極的な進歩的効果は、以下の点にある。

【0073】

本発明では、低Ｂ技術を利用して、重希土類元素を添加しなくまたは重希土類元素を少量添加した（重希土類元素ＲＨの添加量≦１）場合、成分中のＴｉ、Ｇａ、Ａｌ、Ｃｕ及びＣｏの割合を調整し、それらの相乗効果により時効内に高Ｃｕ低Ａｌの粒界相Ｒ_ｘ－（Ｃｕ_ａ－Ｇａ_ｂ－Ａｌ_ｃ）_ｙを形成し、粒界相の構造を調整し、保磁力及び残留磁束密度を大幅に向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0074】

【図1】図１は、実施例１におけるＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石のＥＰＭＡスペクトルである。

【発明を実施するための形態】

【0075】

以下、実施例の態様により本発明をさらに説明するが、本発明を実施例の範囲に制限するものではない。以下の実施例において、具体的な条件が明記されない実験方法は、通常の方法及び条件に従って、または商品仕様書に応じて選択される。

【0076】

各実施例１～５および比較例６～１２におけるネＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石中の元素質量百分率及び磁気特性を以下の表１に示す。表２において、「Ｂｒ」は残留磁束密度（ｒｅｍａｎｅｎｃｅ）、「Ｈｃｊ」は固有保磁力（ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ）、「Ｈｋ／Ｈｃｊ」は角型比（ｓｑｕａｒｅｎｅｓｓ ｒａｔｉｏ）であり、「／」は、その元素が添加されていないことを示す。

【0077】

表１ Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石中の元素質量百分率及び磁気特性

【実施例1】

【0078】

Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、下記のとおりである。
（１）溶解製錬：表１に示される各実施例及び比較例の元素質量百分率に従って、当該元素質量百分率を満たす原料成分を調製する。
原料を高周波真空誘導溶解炉で溶解製錬し、溶解炉の真空度は０．０２Ｐａ未満であり、溶解製錬の温度は１５００～１５５０℃である。

【0079】

（２）鋳造：Ａｒで行い、Ｒ－Ｔ－Ｂ合金鋳片を得る。
鋳造の雰囲気圧力は３０～５０ｋＰａであり、鋳造の銅ロールの回転速度は１ｍ／ｓである。
鋳造により得られたＲ－Ｔ－Ｂ合金鋳片の厚さは０．２５ｍｍである。

【0080】

（３）水素破砕：Ｒ－Ｔ－Ｂ合金鋳片の水素吸収過程における水素吸収温度を２５°Ｃであり、水素吸収圧力は０．１９ＭＰａである。
水素破砕の脱水素時間は、２ｈである。脱水素温度は５５０°Ｃであり、Ｒ－Ｔ－Ｂ合金粉体を得る。

【0081】

（４）ジェットミル粉粋工程：前記Ｒ－Ｔ－Ｂ合金粉体をジェットミルに送り込み、ジェットミル粉粋を行い、破砕し続き、微粉を得る。
ジェットミル粉粋工程の研削圧力は０．４ＭＰａである。
得られた微粉のメディアン径Ｄ５０は４μｍである。

【0082】

（５）成形：微粉が一定の磁場強度で配向成形されることで、押出ビレットを得る。
成形は、１．８Ｔの磁場強度と窒素ガス雰囲気の保護の下で行われる。

【0083】

（６）焼結は、次の４つのステップに分けられる（このバッチの試料量は１０キロである）。
ア 温度を１５０～３００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を２ｈとする。
イ 温度を４００～６００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を２ｈとする。
ウ 温度を８００～９００°Ｃに上昇させ、温度維持時間を４ｈとする。
エ 温度を１０００～１０９０°Ｃに上昇させ、温度維持時間を５ｈとする。

【0084】

（７）時効
一段時効の温度を９００°Ｃとし、二段時効の温度を４８０°Ｃとする。

【0085】

実施例２～５及び比較例６～１２の製造工程は、選択された原料成分が異なることを除いて、製造工程におけるパラメータは実施例１の製造工程と同じである。

【効果実施例】

【0086】

図１は、実施例１の電界放出電子プローブマイクロアナライザ（ＥＰＭＡ）による微視的な分析結果である。

【0087】

各実施例１～５および比較例８におけるＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石のマイクロ分析結果を表２に示す。

【0088】

表２ Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石のマイクロ分析結果

【図1】