特表 2025-500990 高保磁力ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石及びその製造方法並びに応用

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-01-15

(54)【発明の名称】高保磁力ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石及びその製造方法並びに応用

(51)【国際特許分類】

   H01F 1/057 20060101AFI20250107BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20250107BHJP

   C22C 38/00 20060101ALI20250107BHJP

   B22F 3/02 20060101ALI20250107BHJP

   B22F 9/04 20060101ALI20250107BHJP

   B22F 1/00 20220101ALI20250107BHJP

   B22F 3/00 20210101ALI20250107BHJP

   B22F 3/04 20060101ALI20250107BHJP

   B22F 3/24 20060101ALI20250107BHJP

   C21D 6/00 20060101ALI20250107BHJP

   B22F 3/10 20060101ALI20250107BHJP

【ＦＩ】

H01F1/057

H01F41/02 G

C22C38/00 303D

B22F3/02 M

B22F9/04 C

B22F9/04 D

B22F1/00 Y

B22F3/00 F

B22F3/02 R

B22F3/04 B

B22F3/24 B

B22F3/24 K

B22F3/24 L

C21D6/00 B

B22F3/10 101

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024539035

(86)(22)【出願日】2022-11-28

(85)【翻訳文提出日】2024-06-26

(86)【国際出願番号】 CN2022134599

(87)【国際公開番号】W WO2023124687

(87)【国際公開日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】202111619345.1

(32)【優先日】2021-12-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】522310502

【氏名又は名称】烟台正海磁性材料股▲フン▼有限公司

(74)【代理人】

【識別番号】110000338

【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ

(72)【発明者】

【氏名】于永江

(72)【発明者】

【氏名】安仲▲シン▼

(72)【発明者】

【氏名】劉磊

(72)【発明者】

【氏名】張聰聰

(72)【発明者】

【氏名】耿国強

【テーマコード（参考）】

4K017

4K018

5E040

5E062

【Ｆターム（参考）】

4K017AA04

4K017BA06

4K017BB01

4K017BB05

4K017BB06

4K017BB09

4K017BB12

4K017BB13

4K017BB18

4K017CA07

4K017DA04

4K017EA03

4K017EA09

4K017EA11

4K018AA27

4K018BA18

4K018BB04

4K018CA02

4K018CA04

4K018CA08

4K018CA11

4K018CA23

4K018DA18

4K018DA21

4K018DA22

4K018DA32

4K018FA06

4K018FA11

4K018KA45

5E040AA04

5E040AA19

5E040BD01

5E040CA01

5E040HB06

5E040HB11

5E040NN17

5E040NN18

5E062CD04

5E062CE04

5E062CF03

5E062CG02

5E062CG05

5E062CG07

(57)【要約】

本発明は、高保磁力のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石及びその製造方法並びに応用を開示する。上記永久磁石は、磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積が全視野面積の４％以上を占めること、磁石内粒界におけるＲＥリッチ相が均一で微細に分布すること、周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦３０％であること、という特徴のうちの少なくとも１種を有する。本発明で製造した磁石は、粒界拡散磁石基材として使用される場合、優れた拡散効果を有する。磁石内のＲＥリッチ相が粒界に沿って連続的に分布し、拡散に多くのチャネルを提供するため、拡散源から磁石内部への拡散深さを向上させるのに役立ち、磁石内部の拡散源の分布均一性を向上させるのに役立ち、拡散磁石内部組織成分の一致性を向上させるのに役立ち、それにより、拡散磁石の磁気性能を更に向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石であって、
磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積が全視野面積の４％以上を占めること、
磁石内粒界におけるＲＥリッチ相が均一で微細に分布すること、
周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦３０％であること、という特徴のうちの少なくとも１種を有する、
ことを特徴とするネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石。

【請求項2】

前記ＲＥはネオジム（Ｎｄ）を含み、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）及びホルミウム（Ｈｏ）という希土類元素から選ばれる少なくとも１種を更に含むことができ、
好ましくは、磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積が全視野面積の６％以上を占め、
好ましくは、周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦１５％、より好ましくは≦１０％、更に好ましくは≦７％であり、
好ましくは、前記主相はＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ構造を有し、
好ましくは、前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の主相結晶粒の平均粒径は５～１０μｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石。

【請求項3】

前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石は、化学式（Ｃｅ_ａＲＨ_ｂＲＬ_{１－ａ－ｂ}）_ｘＦｅ_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}ＴＭ_ｙＢ_ｚを有し、
そのうち、２０≦ｘ≦４０、０．５≦ｙ≦１０、０．９≦ｚ≦１．５、０．０５≦ａ≦０．６５、０≦ｂ≦０．２５であり、ＲＨ元素は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｇｄのうちの少なくとも１種であり、ＲＬ元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙから選ばれる少なくとも１種であり、且つ少なくともＮｄを含み、ＴＭ元素は、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉのうちの少なくとも１種であり、
好ましくは、２５≦ｘ≦３５、１≦ｙ≦５、０．９≦ｚ≦１．３、０．０５≦ａ≦０．２５、０．０１≦ｂ≦０．１である、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石。

【請求項4】

請求項１～３の何れか一項に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の製造方法であって、
Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素を含む原料、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製粉、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得て、
好ましくは、前記方法は、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素、ＲＨ元素を含む原料から製粉、プレス成形、焼結が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることを含み、
好ましくは、前記方法において、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ホウ酸トリブチル、イソプロパノール、石油エーテルから選ばれる１種又は複数種の潤滑剤を更に添加し、好ましくは、前記潤滑剤の用量は粉体総重量の０．０１～２ｗｔ％であり得る、
ことを特徴とする製造方法。

【請求項5】

前記方法は、（Ｋ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、
そのうち、Ｃｅを含まない主相合金フレークは、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造し、
Ｃｅを含む補助相合金フレークは、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造することと、
（Ｋ２）ステップ（Ｋ１）のＣｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、合金粉末に製造し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含み、
好ましくは、前記方法は、（Ｓ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、主相合金粉末及び補助相合金粉末に製造することと、
前記Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、上記の意味を有し、
（Ｓ２）ステップ（Ｓ１）の主相合金粉末と補助相合金粉末とを混合し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含み、
好ましくは、ステップ（Ｓ２）において、ステップ（Ｓ１）の主相合金粉末と補助相合金粉末とを混合し、潤滑剤を加え、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得て、
好ましくは、ステップ（Ｓ２）において、主相合金粉末と補助相合金粉末との質量比は（１～４０）：１である、
ことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。

【請求項6】

前記製造方法は、前記合金粉末をビレットにプレス成形することを更に含み、
好ましくは、前記プレス成形は、配向プレス成形及び等方圧成形を含み、
好ましくは、前記配向磁場の磁場強度は、２～５Ｔであり、
好ましくは、前記等方圧成形の圧力は、１５０～２６０ＭＰａであり、
好ましくは、前記ビレットの密度は、４～６ｇ／ｃｍ^３である、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の製造方法。

【請求項7】

前記焼結は、４段以上の焼結保温段階、例えば４～１０段の焼結保温段階を有する真空液相焼結であり、焼結保温段階の温度は９００～１１５０℃、複数の保温段階の保温温度は同じ又は異なり、保温時間は４０～１４０ｍｉｎであり、
好ましくは、前記焼結保温段階の前に何れも、昇温速度を０．５～５℃／ｍｉｎ、より好ましくは１～４℃／ｍｉｎとする昇温段階を含み、
好ましくは、各隣接する２段の焼結保温プロセスの間に、前段の焼結保温段階終了後に次の昇温保温プロセスを直接行うか、又は前段の焼結保温段階終了後に先に冷却し、更に次の昇温保温プロセスを行い、好ましくは、前段の焼結保温段階終了後に先に１～１０段冷却し、更に次の昇温保温プロセスを行い、好ましくは、保温終了後の冷却温度が５００～１０５０℃である、
ことを特徴とする請求項４～６の何れか一項に記載の製造方法。

【請求項8】

前記時効処理は、焼結処理冷却後に行われ、
好ましくは、前記時効処理は、昇温して温度を８００～９５０℃とし、保温時間を１６０～３００ｍｉｎとするように１回目の時効処理を行うことと、２１０℃以下に冷却した後、昇温して温度を４５０～６００℃の間とし、保温時間を２４０～３６０ｍｉｎとするように２回目の時効処理を行うことと、を含む二次時効処理である、
ことを特徴とする請求項４～７の何れか一項に記載の製造方法。

【請求項9】

前記方法は、焼結後に製造したネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の表面を研削処理した後、重希土類拡散源を塗布し、拡散処理後に粒界拡散ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を製造する、粒界拡散処理ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項４～８の何れか一項に記載の製造方法。

【請求項10】

希土類永久磁石モータ、スマート消費電気製品、医療機器分野における、請求項１～３の何れか一項に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の応用。

【発明の詳細な説明】

【発明の詳細な説明】

【0001】

本願は、２０２１年１２月２７日に中国国家知識産権局に提出された、特許出願番号が２０２１１１６１９３４５．１であり、名称が「高保磁力ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石及びその製造方法並びに応用」である先行出願の優先権を主張する。上記先行出願は全体として援用により本願に組み込まれている。

【0002】

〔技術分野〕
本発明は、希土類永久磁石分野に属し、具体的には高保磁力ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石及びその製造方法並びに応用に関する。

【0003】

〔背景技術〕
焼結ネオジム鉄ボロンは、第３世代の希土類永久磁石材料として主に希土類ＰｒＮｄ、鉄、ボロンなどの元素で構成され、その優れた磁気性能及び高いコストパフォーマンスのため、各種の希土類永久磁石モータ、スマート消費電気製品、医療機器などの分野に広く適用されている。低炭素環境保護経済及びハイテクノロジーの急速な発展に伴い、ネオジム鉄ボロン系焼結磁石の需要が高まっており、希土類ＰｒＮｄ資源の消費が大幅に増加し、ＰｒＮｄの価格が徐々に上昇する。Ｃｅは、化学的性質がＰｒＮｄと近く、且つ貯蔵量が最も豊富な希土類元素として、Ｐｒ、Ｎｄの代わりに焼結ネオジム鉄ボロンに適用することは、原材料のコストを低減できるだけでなく、希土類資源の均衡利用にも寄与する。

【0004】

しかし、Ｃｅの混合価数特性のため、イオン半径の比較的小さいＣｅは、ＣｅＦｅ_２相を形成しやすく、このような相は、磁石内で単体の結晶粒の形態で存在するため、粒界に沿って分布するＲＥリッチ相が主相結晶粒間に欠乏し、逆磁化ドメインは核形成及び拡散が容易となり、磁石は高保磁力を得ることが困難である。同時に、隣接する主相結晶粒間の直接接触により生じた磁気交換結合作用も、磁石の残留磁気誘導強度を明らかに低下させる。一方、ＮｄＦｅ_２相は、磁石中に形成しにくい。従って、高性能のＣｅリッチなネオジムセリウム鉄ボロン磁石の製造を実現するために、ＣｅＦｅ_２相が結晶粒形態で存在することを抑制し、ネオジムセリウム鉄ボロン磁石におけるＲＥリッチ相の分布を最適化することは、解決すべき技術問題となる。

【0005】

〔発明の概要〕
上記技術問題を改善するために、本発明は、
磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積が全視野面積の４％以上を占めること、
磁石内粒界におけるＲＥリッチ相が均一で微細に分布すること、
周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦３０％であること、という特徴のうちの少なくとも１種を有する、ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を提供する。

【0006】

本発明の実施形態によれば、３つ以上の主相結晶粒の交差部の団塊状粒界におけるＲＥリッチ相及び周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の分布は、基本的に図３に示される。

【0007】

本発明の実施形態によれば、上記ＲＥはネオジム（Ｎｄ）を含み、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）及びホルミウム（Ｈｏ）などの希土類元素から選ばれる少なくとも１種を更に含むことができる。

【0008】

本発明の実施形態によれば、磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積は、全視野面積の６％以上を占める。

【0009】

本発明の実施形態によれば、周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦１５％、より好ましくは≦１０％、更に好ましくは≦７％である。

【0010】

本発明において、ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の垂直配向面を研磨し、電界放出型電子プローブマイクロアナライザ（ＦＥ－ＥＰＭＡ）（日本電子株式会社（ＪＥＯＬ）、８５３０Ｆ）を用いて検出し、面積占有率はＩｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓソフトウェアにより分析される。

【0011】

本発明において、上記視野面積は、ＦＥ－ＥＰＭＡ又はＳＥＭにより検出された画像表示範囲を指し、試験サンプル画像の拡大比率に対して限定せず、例示的に２００、５００、８００、１０００又は１５００倍拡大する。

【0012】

本発明において、隣接する主相結晶粒は、粒界におけるＲＥリッチ相に隣接する上記主相結晶粒を指す。

【0013】

本発明の実施形態によれば、上記主相はＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ構造を有する。

【0014】

本発明の実施形態によれば、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の主相結晶粒の平均粒径は５～１０μｍである。

【0015】

本発明の実施形態によれば、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石は、化学式（Ｃｅ_ａＲＨ_ｂＲＬ_{１－ａ－ｂ}）_ｘＦｅ_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}ＴＭ_ｙＢ_ｚを有し、
そのうち、２０≦ｘ≦４０、０．５≦ｙ≦１０、０．９≦ｚ≦１．５、０．０５≦ａ≦０．６５、０≦ｂ≦０．２５であり、ＲＨ元素は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｇｄのうちの少なくとも１種であり、ＲＬ元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙから選ばれる少なくとも１種であり、且つ少なくともＮｄを含み、ＴＭ元素は、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉのうちの少なくとも１種である。

【0016】

本発明の実施形態によれば、ＲＨ元素は、好ましくはＤｙである。

【0017】

本発明の実施形態によれば、ＲＬ元素は、好ましくはＰｒ、Ｎｄである。

【0018】

本発明の実施形態によれば、ＴＭ元素は、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉの混合物である。

【0019】

本発明の実施形態によれば、２５≦ｘ≦３５、１≦ｙ≦５、０．９≦ｚ≦１．３、０．０５≦ａ≦０．２５、０．０１≦ｂ≦０．１である。

【0020】

本発明は、前述の上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の製造方法であって、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素を含む原料、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製粉、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得て、
そのうち、ＲＬ元素、ＴＭ元素、ＲＨ元素は上記の意味を有する、方法を更に提供する。

【0021】

本発明の実施形態によれば、上記方法は、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素、ＲＨ元素を含む原料から製粉、プレス成形、焼結が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることを含む。

【0022】

本発明の実施形態によれば、各原料の添加量は、（Ｃｅ_ａＲＨ_ｂＲＬ_{１－ａ－ｂ}）_ｘＦｅ_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}ＴＭ_ｙＢ_ｚ化学量論比で添加する。

【0023】

本発明の実施形態によれば、上記永久磁石製造過程に、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ホウ酸トリブチル、イソプロパノール、石油エーテルなどから選ばれる１種又は複数種の潤滑剤を更に添加することができる。好ましくは、上記潤滑剤の用量は粉体総重量の０．０１～２ｗｔ％であってもよく、例示的に０．０１ｗｔ％、０．０５ｗｔ％、０．１ｗｔ％、０．５ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％である。

【0024】

本発明の実施形態によれば、上記方法は、まずＣｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素、ＲＨ元素を含む原料を合金フレークに製造し、更に合金フレークに対して水素破砕、脱水素、研削が行われ、合金粉末を製造し、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることを含む。

【0025】

本発明の実施形態によれば、上記方法は、（Ｋ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、
そのうち、Ｃｅを含まない主相合金フレークは、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造し、
Ｃｅを含む補助相合金フレークは、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造することと、
（Ｋ２）ステップ（Ｋ１）のＣｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、合金粉末に製造し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含むことができる。

【0026】

本発明の実施形態によれば、上記方法は、（Ｋ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、
そのうち、Ｃｅを含まない主相合金フレークは、ＲＬ元素、ＲＨ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造し、
Ｃｅを含む補助相合金フレークは、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、ＲＨ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造することと、
（Ｋ２）ステップ（Ｋ１）のＣｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、合金粉末に製造し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含むことができる。

【0027】

本発明の実施形態によれば、ステップ（Ｋ２）において、ステップ（Ｋ１）のＣｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルが行われ、合金粉末に製造し、潤滑剤を加え、プレス成形、焼結が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得る。

【0028】

本発明の実施形態によれば、上記方法は、（Ｓ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、主相合金粉末及び補助相合金粉末に製造することと、
上記Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、上記の意味を有し、
（Ｓ２）ステップ（Ｓ１）の主相合金粉末と補助相合金粉末とを混合し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含むことができる。

【0029】

本発明の実施形態によれば、ステップ（Ｓ２）において、ステップ（Ｓ１）の主相合金粉末と補助相合金粉末とを混合し、潤滑剤を加え、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得る。

【0030】

本発明の実施形態によれば、ステップ（Ｓ２）において、主相合金粉末と補助相合金粉末との質量比は（１～４０）：１であり、例示的には２．７：１、１０：１である。
本発明の実施形態によれば、上記合金フレーク（主相合金フレーク及び補助相合金フレークを含む）の厚さは０．１～０．４ｍｍであり、例示的には０．１ｍｍ、０．２ｍｍ、０．２５ｍｍ、０．３ｍｍ、０．４ｍｍである。

【0031】

本発明の実施形態によれば、上記合金フレーク（主相合金フレーク及び補助相合金フレークを含む）は、各原料から真空製錬後に鋳造して得られる。例示的に、上記合金フレークの製錬は、真空誘導炉内で行われる。

【0032】

好ましくは、上記製錬は、例えば、窒素ガス又はアルゴンガスなどの不活性ガスの雰囲気で、好ましくはアルゴンガス雰囲気で行われる。

【0033】

好ましくは、上記合金フレークの製錬過程の鋳造温度は１３００～１５００℃、例示的に１３００℃、１４００℃、１５００℃である。

【0034】

好ましくは、上記合金フレークの鋳造過程は、溶融した原料液体を、回転する水冷銅ロールに鋳造することである。更に、上記回転する水冷銅ロールの回転速度は１５～４５ｒｐｍ、例示的に１５ｒｐｍ、２０ｒｐｍ、２５ｒｐｍ、３０ｒｐｍ、４０ｒｐｍ、４５ｒｐｍである。

【0035】

好ましくは、上記合金粉末（主相合金粉末及び補助相合金粉末を含む）の平均粒径は２～６μｍ、例示的に２μｍ、３μｍ、３．５μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍである。例示的に、主相合金粉末の平均粒径は４～６μｍであり、補助相合金粉末の平均粒径は３～５μｍである。

【0036】

本発明の実施形態によれば、上記製造方法は、上記合金粉末をビレットにプレス成形することを更に含む。

【0037】

本発明の実施形態によれば、上記プレス成形は、配向プレス成形及び等方圧成形を含み、好ましくは、まず配向プレス成形し、更に等方圧成形してビレットを製造することで、ビレットの密度を向上させる。更に、上記配向プレスは磁場で行われ、上記等方圧成形は等方圧プレス機で行われる。

【0038】

好ましくは、上記混合粉末は、窒素ガス又はアルゴンガス雰囲気などの不活性ガス雰囲気、好ましくは窒素ガス雰囲気の保護で配向プレス成形が行われる。

【0039】

好ましくは、上記配向磁場の磁場強度は２～５Ｔ、例示的に２Ｔ、３Ｔ、４Ｔ、５Ｔである。

【0040】

好ましくは、上記等方圧成形の圧力は１５０～２６０ＭＰａ、例示的に１５０ＭＰａ、１８０ＭＰａ、１８５ＭＰａ、２００ＭＰａ、２２０ＭＰａ、２４０ＭＰａ、２６０ＭＰａである。

【0041】

好ましくは、上記ビレットの密度は４～６ｇ／ｃｍ^３、例示的に４ｇ／ｃｍ^３、４．２ｇ／ｃｍ^３、４．６ｇ／ｃｍ^３、５ｇ／ｃｍ^３、６ｇ／ｃｍ^３である。

【0042】

本発明の実施形態によれば、焼結処理前に、更にビレットを加熱処理し、加熱処理の温度は１００～９５０℃、好ましくは１５０～９００℃であり、加熱処理の保温時間は６０～１２０ｍｉｎであり、例示的に、加熱処理の温度は３～６段であり、各段の加熱処理の保温温度は同じであってもよく異なってもよく、保温時間は同じであってもよく異なってもよく、加熱処理段階は不活性ガスで行われてもよく、真空状態で行われてもよい。例示的に、加熱処理の温度は４段であり、それぞれ１００～２００℃、２００～５５０℃、５５０～７００℃、７００～９５０℃である。

【0043】

本発明の実施形態によれば、上記焼結は、４段以上の焼結保温段階、例えば４～１０段の焼結保温段階を有する真空液相焼結であり、焼結保温段階の温度は９００～１１５０℃、好ましくは９５０～１１００℃であり、例示的には９００℃、９５０℃、１０００℃、１０１０℃、１０１５℃、１０３０℃、１０４０℃、１０５０℃、１０７０℃、１１００℃であり、複数の保温段階の保温温度は同じであってもよく異なってもよい。保温時間は４０～１４０ｍｉｎ、好ましくは５０～１００ｍｉｎであり、例示的には４０ｍｉｎ、５０ｍｉｎ、６０ｍｉｎ、７０ｍｉｎ、８０ｍｉｎ、９０ｍｉｎ、１１０ｍｉｎであり、保温時間は同じであってもよく異なってもよい。焼結保温段階は不活性ガスで行われてもよく、真空状態で行われてもよい。

【0044】

好ましくは、上記焼結保温段階の前に何れも、昇温速度を０．５～５℃／ｍｉｎ、より好ましくは１～４℃／ｍｉｎとする昇温段階を含み、各段の昇温段階の昇温速度は同じであってもよく異なってもよい。

【0045】

本発明の実施形態によれば、各隣接する２段の焼結保温プロセスの間に、前段の焼結保温段階終了後に次の昇温保温プロセスを直接行ってもよく、前段の焼結保温段階終了後に先に冷却し、更に次の昇温保温プロセスを行ってもよく、前段の焼結保温段階の温度より低い限り、冷却の温度は限定されず、必要な冷却温度に達する限り、冷却の段数は特に限定されず、即ち、各隣接する２段の焼結保温プロセスの間に、任意のランダムなプロセスを設けることができる。例えば、前段の焼結保温段階終了後、先に１～１０段の冷却を行い、更に次の昇温保温プロセスを行い、１～１０段の冷却温度は相同又は相異であってもよい。例示的に、保温終了後の冷却温度は５００～１０５０℃である。

【0046】

本発明の実施形態によれば、上記時効処理は、焼結処理冷却後に行われる。例示的に、時効処理は、焼結完了後に室温まで冷却し、更に昇温処理を行うことを含む。

【0047】

好ましくは、上記時効処理は、昇温して温度を８００～９５０℃とし、保温時間を１６０～３００ｍｉｎとするように１回目の時効処理を行うことと、２１０℃以下に冷却した後、昇温して温度を４５０～６００℃の間とし、保温時間を２４０～３６０ｍｉｎとするように２回目の時効処理を行うことと、を含む二次時効処理である。

【0048】

本発明の実施形態によれば、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の製造方法は以下のステップを含む。

【0049】

ステップ１、（Ｃｅ_ａＲＨ_ｂＲＬ_{１－ａ－ｂ}）_ｘＦｅ_{１００－ｘ－ｙ－ｚ}ＴＭ_ｙＢ_ｚの成分及び配合比に従って原料を秤量し、真空誘導炉を用いてＡｒガス雰囲気の保護で製錬し、熔化した溶解液を、回転する急冷ロールに鋳造し、冷却ディスクにストリップキャスティングして冷却した後、合金フレークを製造する。

【0050】

ステップ２、合金フレークを水素破砕、脱水素、ジェットミル処理した後、合金粉末を製造する。

【0051】

ステップ３、合金粉末を磁場で配向プレスしてビレットを得て、等方圧プレス機でプレスし、ビレットの密度を更に向上させる。

【0052】

ステップ４、ビレットは、焼結炉内でＮ（４≦Ｎ≦１０）段の焼結保温段階を有する焼結、時効処理が行われ、製造してネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得る。

【0053】

本発明の実施形態によれば、上記方法は、焼結後に製造したネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の表面を研削処理した後、重希土類拡散源を塗布し、拡散処理後に粒界拡散ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を製造する、粒界拡散処理ステップを更に含む。

【0054】

好ましくは、上記拡散処理は、拡散材料を磁石表面に施し、真空加熱拡散処理、拡散冷却及び拡散時効処理を行うことを含む。

【0055】

本発明の実施形態によれば、スプレー塗布の方法を用いて、ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の表面に重希土類ＲＨ（Ｄｙ、Ｔｂ）の純金属、合金、化合物などの１種又は複数種を付着することができる。例示的に、Ｄｙ及び／又はＴｂの純金属、Ｄｙ及び／又はＴｂの水素化物、Ｄｙ及び／又はＴｂの酸化物、Ｄｙ及び／又はＴｂの水酸化物、Ｄｙ及び／又はＴｂのフッ化物などのうちの少なくとも１種であり、例示的にフッ化ジスプロシウムである。

【0056】

本発明の実施形態によれば、真空熱処理炉内で拡散処理を行うことができる。

【0057】

好ましくは、真空加熱拡散処理の温度は８００～９８０℃であり、真空加熱拡散処理の時間は５～４５ｈである。

【0058】

好ましくは、拡散冷却の温度は１００℃未満である。

【0059】

好ましくは、上記拡散時効処理の温度は４２０～６５０℃、例えば５５０℃であり、上記拡散時効処理の時間は３～１０ｈである。

【0060】

本発明の実施形態によれば、焼結プロセス後、拡散処理前、ビレットを目標サイズに加工することもできる。

【0061】

本発明は、希土類永久磁石モータ、スマート消費電気製品、医療機器などの分野における、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の応用を更に提供する。

【0062】

本発明の有益な効果は以下の通りである。

【0063】

本発明は、ネオジムセリウム鉄ボロンの基材配合、製造方法及び焼結システムを調製することにより、ネオジムセリウム鉄ボロンの主相結晶粒表面の固液界面から固相への移動距離を減少させ、主相結晶粒の溶融を遅らせ、主相結晶粒の成長を抑制すると同時に、粒界のキャピラリー作用力を強化し、溶融したＲＥリッチ相を粒界に沿って分布させ、周囲の３つ以上の全ての隣接する結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比を減少させ、全視野面積を占める磁石内のＲＥリッチ相の面積比率を減少させ、且つ均一で微細に分布する。同時に、連続的で滑らかな薄層粒界におけるＲＥリッチ相を形成することにより、主相結晶粒を分断して取り囲み、粒界欠陥を修復し、それにより逆磁化ドメインの核形成を抑制し、逆磁化ドメイン壁の移動を阻害し、主相結晶粒間の磁気交換結合作用を効果的に遮断し、更に永久磁石に比較的高い磁気性能を備えさせる。

【0064】

Ｃｅの添加により、磁石内粒界相の成分及び構造形態を変化させ、ＲＥリッチ相の融点を低下させ、磁石の焼結及び時効温度を低下させると同時に、粒界におけるＲＥリッチ相を団塊状に分布させる傾向がある。Ｃｅ含有量の増加に伴って、粒界相が団塊状に分布する傾向が更に顕著となり、これにより、粒界欠陥が増加し、主相結晶粒間が互いに接触して、磁気性能を低下させる。従って、本発明は、更に焼結周期を延長し、保温時間を増加させることで、溶融したＲＥリッチ相が主相結晶粒間に沿って分布することを促進し、二粒子粒界におけるＲＥリッチ相の比率を向上させ、磁石に均一で微細に分布させ、欠陥を減少させ、逆磁化ドメインの核形成を抑制し、磁石ミクロ組織及び磁気性能を最適化する目的を実現する。

【0065】

また、本発明で製造した磁石は、粒界拡散磁石基材として使用される場合、優れた拡散効果を有する。磁石内のＲＥリッチ相が粒界に沿って連続的に分布し、拡散に多くのチャネルを提供するため、拡散源から磁石内部への拡散深さを向上させるのに役立ち、磁石内部の拡散源の分布均一性を向上させるのに役立ち、拡散磁石内部組織成分の一致性を向上させるのに役立ち、それにより、拡散磁石の磁気性能を更に向上させる。

【図面の簡単な説明】

【0066】

【図1】比較例２の磁石内の粒界相及び主相の走査型電子顕微鏡画像である。

【図2】実施例１の磁石内の粒界相及び主相の走査型電子顕微鏡画像である。

【図3】本発明の３つ以上の主相結晶粒の交差部の団塊状粒界におけるＲＥリッチ相及び周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の分布図である。

【0067】

〔発明を実施するための形態〕
以下、具体的な実施例に合わせて、本発明の技術案を更に詳しく説明する。下記の実施例は、単に本発明を例示的に説明し解釈するものであり、本発明の請求範囲を限定するものとして解釈されるべきではないと理解すべきである。本発明の上記内容に基づいて実現される技術は、何れも本発明による請求範囲内に含まれる。

【0068】

特に説明のない限り、下記の実施例に使用される原料及び試薬は何れも市販品であり、又は既知の方法によって製造することができる。

【0069】

本発明の以下の実施例において、ＰｒＮｄは合金の形態で添加し、残りの金属は何れも単体の形態で添加し、ＢはＢ－Ｆｅ砂により提供される。

【0070】

実施例１
（１）成分１００質量％に対して、ＰｒＮｄ：２９ｗｔ．％、Ｃｅ：３．７ｗｔ．％、Ｄｙ：０．４ｗｔ．％、Ｃｏ：１．２ｗｔ．％、Ｃｕ：０．３ｗｔ．％、Ｇａ：０．１ｗｔ．％、Ａｌ：０．５３ｗｔ．％、Ｚｒ：０．１２ｗｔ．％、Ｔｉ：０．１２ｗｔ．％、Ｂ：０．９９ｗｔ．％、Ｆｅ残部の設計配合比に従って、原材料を秤量し、真空誘導製錬炉を用いてＡｒガス雰囲気の保護で製錬し、溶融した液体を、回転速度３２ｒｐｍの急冷ロールに鋳造し、液体鋳造の温度は１４００℃であり、平均厚さ０．２５ｍｍの合金フレークを製造した。

【0071】

（２）合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルが行われ、平均粒径３．７μｍの合金粉を製造し、Ｎ２雰囲気の保護で合金粉重量が０．０５ｗｔ％を占めた潤滑剤ステアリン酸亜鉛を添加し、撹拌して均一に混合した。

【0072】

（３）Ｎ２雰囲気の保護でステップ（２）の混合粉末をプレス機金型キャビティに充填し、配向磁場の強度３Ｔで配向成形プレスし、その後、等方圧プレス機内で、１８５ＭＰａの圧力、８ｓ圧力保持して等方圧処理し、密度４．２ｇ／ｃｍ^３のビレットを得た。

【0073】

（４）ビレットを焼結炉に入れ、真空雰囲気で加熱処理し、１５０℃、２６０℃でそれぞれ１００ｍｉｎ保温して脱潤滑剤処理を行い、６００℃、９００℃でそれぞれ９０ｍｉｎ保温して脱ガス処理を行い、次に４段の焼結保温プロセスを実行し、且つ各段の焼結保温段階終了後に先に１０００℃に降温した後、更に昇温し、次の昇温プロセスを行い、具体的な焼結プロセスは表１に示され、４段目の焼結保温終了後に室温に直接冷却し、焼結体を得た。

【0074】

（５）時効処理：上記焼結体を取り、９００℃に昇温して１８０ｍｉｎ保温した後に２００℃に冷却し、次に、更に５３０℃に昇温して２４０ｍｉｎ保温し、保温終了後に室温に冷却し、時効処理後の磁石を得て、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石は、化学式（Ｃｅ_０．１１ＲＨ_０．０１ＲＬ_０．８８）_３３．１Ｆｅ_{６３．５６}ＴＭ_２．３５Ｂ_０．９９を有した。

【0075】

ＲＨ元素はＤｙであり、ＲＬ元素はＰｒ、Ｎｄであり、ＴＭ元素はＣｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉであった。

【0076】

図２は、実施例１の磁石内粒界相及び主相の走査型電子顕微鏡画像である。図２から分かるように、ＲＥリッチ相の分布が均一で微細であった。

【0077】

実施例２
実施例２は、実施例１と同じ配合、製錬、製粉、プレス成形、時効プロセスを用いて、その違いは、５段の焼結保温プロセスを用いるのみであり、具体的な焼結プロセスは表１に示された。

【0078】

比較例１
比較例１と実施例１の違いは、従来の焼結プロセスに従って昇温して１回の保温焼結処理を行うといった、焼結プロセスのみであり、具体焼結プロセスは表１に示された。

【0079】

比較例２
比較例２と実施例１の違いは、比較例２が３段の焼結保温プロセスを用いて、且つ各段の焼結保温段階終了後に先に１０００℃に降温した後、更に昇温して次の昇温プロセスを行うのみであり、具体的な焼結プロセスは表１に示された。

【0080】

比較例３
比較例３は実施例１と比較して、その違いは、ＰｒＮｄ：３２．２ｗｔ．％、Ｃｅ：０．５ｗｔ．％、Ｄｙ：０．４ｗｔ．％、Ｃｏ：１．２ｗｔ．％、Ｃｕ：０．３ｗｔ．％、Ｇａ：０．１ｗｔ．％、Ａｌ：０．５３％、Ｚｒ：０．１２ｗｔ．％、Ｔｉ：０．１２ｗｔ．％、Ｂ：０．９９ｗｔ．％、Ｆｅ残量であるといった成分設計配合比のみである。製造方法は実施例１と完全に同じであり、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石は、化学式（Ｃｅ_０．０２ＲＨ_０．０１ＲＬ_０．９７）_３３．１Ｆｅ_{６３．５６}ＴＭ_２．３５Ｂ_０．９９を有した。

【0081】

ＲＨ元素はＤｙであり、ＲＬ元素はＰｒ、Ｎｄであり、ＴＭ元素はＣｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉであった。

【0082】

図１は、比較例２の磁石内粒界相及び主相の走査型電子顕微鏡画像であり、図１から分かるように、ＲＥリッチ相の分布が粗大で不均一であった。

【0083】

比較例４
比較例４と比較例３の違いは、３段の焼結保温プロセスを用いるのみであり、具体的な焼結プロセスは表１に示された。

【0084】

【表1】

【0085】

【表2】

【0086】

実施例３
実施例３は、実施例１の焼結時効後の磁石を選用し、長さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのシート製品に加工し、浸漬塗布プロセスにより、磁石表面に厚さ１ｍｍのフッ化ジスプロシウムの薄膜を加え、次に９００℃で１５時間保温して拡散処理を行い、拡散温度を１００℃未満に冷却した後、更に５５０℃に昇温して５時間の時効処理を行い、製造して粒界拡散ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得た。最終的な磁石について磁気性能試験を行った。

【0087】

比較例５
実施例５は、比較例２の焼結時効後の磁石を選用し、長さ２０ｍｍ、幅２０ｍｍ、厚さ５ｍｍのシート製品に加工し、浸漬塗布プロセスにより、磁石表面に厚さ１ｍｍのフッ化ジスプロシウムの薄膜を加え、次に９００℃で１５時間保温して拡散処理を行い、拡散温度を１００℃未満に冷却した後、更に５５０℃に昇温して５時間の時効処理を行い、製造して粒界拡散ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得た。最終的な磁石について磁気性能試験を行った。

【0088】

実施例４
（１）成分１００質量％に対して、ＰｒＮｄ：３２．６ｗｔ．％、Ｄｙ：０．４ｗｔ．％、Ｃｏ：１．３ｗｔ．％、Ｃｕ：０．３８ｗｔ．％、Ｇａ：０．１ｗｔ．％、Ａｌ：０．６ｗｔ．％、Ｔｉ：０．１４ｗｔ．％、Ｚｒ：０．１ｗｔ．％、Ｂ：０．９９ｗｔ．％、Ｆｅ残部の設計配合比に従って、主相合金原料を秤量し、真空誘導製錬炉を用いてＡｒガス雰囲気の保護で製錬し、溶融した液体を、回転速度３２ｒｐｍの水冷銅ロールに鋳造し、液体鋳造の温度は１４００℃であり、平均厚さ０．２７ｍｍの主相合金フレークを製造した。

【0089】

（２）成分１００質量％に対して、ＰｒＮｄ：１９．３ｗｔ．％、Ｃｅ：１３．７ｗｔ．％、Ｄｙ：０．４ｗｔ．％、Ｃｏ：１．３ｗｔ．％、Ｃｕ：０．１ｗｔ．％、Ｇａ：０．１ｗｔ．％、Ａｌ：０．３５ｗｔ．％、Ｔｉ：０．１ｗｔ．％、Ｚｒ：０．１ｗｔ．％、Ｂ：０．９９ｗｔ．％、Ｆｅ残部の設計配合比に従って、補助相合金原材料を秤量し、真空誘導製錬炉を用いてＡｒガス雰囲気の保護で製錬し、溶融した液体を、回転速度３６ｒｐｍの水冷銅ロールに鋳造し、液体鋳造の温度は１４００℃であり、平均厚さ０．２５ｍｍの補助相合金フレークを製造した。

【0090】

（３）主相合金フレーク及び補助相合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、平均粒径が５μｍ及び３．５μｍの合金粉を製造し、Ｎ_２雰囲気の保護で質量比２．７：１で混合し、合金粉が０．０５ｗｔ％を占めた潤滑剤ホウ酸トリブチルを添加し、撹拌して均一に混合した。

【0091】

（４）Ｎ_２雰囲気の保護で混合粉末をプレス機金型キャビティに充填し、配向磁場の強度３Ｔで配向成形プレスし、その後、等方圧プレス機内で、１８５ＭＰａの圧力で８ｓ等方圧処理し、密度４．２ｇ／ｃｍ^３のビレットを得た。

【0092】

（５）ビレットを焼結炉に入れ、真空雰囲気で加熱処理し、１５０℃、２６０℃でそれぞれ１００ｍｉｎ保温して脱潤滑剤処理を行い、６００℃、９００℃でそれぞれ９０ｍｉｎ保温して脱ガス処理を行い、次に４段の焼結保温プロセスを実行し、且つ各焼結保温段階終了後に先に９９０℃に降温した後、更に昇温して次の昇温プロセスを行い、具体的な焼結プロセスは表２に示され、４段目の焼結保温終了後に室温に直接冷却し、焼結体を得た。

【0093】

（６）時効処理：上記焼結体を取り、９００℃に昇温して１８０ｍｉｎ保温した後に２００℃に冷却し、次に、更に５３０℃に昇温して２４０ｍｉｎ保温し、保温終了後に室温に冷却し、時効処理後の磁石を得て、上記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石は、化学式（Ｃｅ_０．１１ＲＨ_０．０１ＲＬ_０．８８）_３３．１Ｆｅ_{６３．５６}ＴＭ_２．３５Ｂ_０．９９を有した。

【0094】

ＲＨ元素はＤｙであり、ＲＬ元素はＰｒ、Ｎｄであり、ＴＭ元素はＣｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉであった。

【0095】

比較例６
比較例６と実施例４の違いは、比較例６が３段の焼結保温プロセスを用いるのみであり、具体的な焼結プロセスは表２に示された。

【0096】

実施例５
実施例５と実施例４の違いは、製粉ステップ（３）が異なるのみであり、実施例５において、主相合金フレーク及び補助相合金フレークを質量比２．７：１で混合した後、水素破砕、脱水素、ジェットミルが行われ、平均粒径３．７μｍの合金粉を製造し、Ｎ_２雰囲気の保護で合金粉が０．０５ｗｔ％を占めた潤滑剤ホウ酸トリブチルを添加し、撹拌して均一に混合した。

【0097】

比較例７
比較例７と実施例５の違いは、比較例７が３段の焼結保温プロセスを用いるのみであり、具体的な焼結プロセスは表２に示された。

【0098】

【表3】

【0099】

【表4】

【0100】

各実施例１～５及び比較例１～７の時効処理後の磁石の全てを規格φ１０－１０サンプルカラムに加工し、ＢＨ装置を用いて磁石の性能を測定し、具体的な磁気性能試験の結果。

【0101】

ＮＩＭ－６２０００永久磁石材料精密測定システムにより、上記実施例１～５及び比較例１～７で製造した磁石の磁気性能をそれぞれ測定し、電界放出型電子プローブマイクロアナライザ（ＦＥ－ＥＰＭＡ）（日本電子株式会社（ＪＥＯＬ）、８５３０Ｆ）により検出され、面積占有率はＩｍａｇｅ－Ｐｒｏ Ｐｌｕｓソフトウェルを用いて分析し、結果は下記表３に示された。

【0102】

そのうち、全視野面積を占めるＲＥリッチ相の面積の比率は、面積比Ｓ１と表記された。

【0103】

周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積の和に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の和の比の平均値はＳ２であった。

【0104】

平均粒径は主相結晶粒の平均粒径であった。

【0105】

【表5】

実施例１と比較例１との比較から分かるように、４段の焼結保温プロセスを用いることで、団塊状粒界相におけるＲＥリッチ相の面積比を効果的に減少させ、粒界相におけるＲＥリッチ相を更に微細にし、磁石の磁気性能を顕著に向上させた。

【0106】

実施例１と実施例２、比較例２との比較から分かるように、５段の焼結保温プロセスを用いることで、磁石性能を更に向上させることができ、改善効果は限られている。しかし、４段の焼結保温プロセスによる性能改善効果（実施例１を参照）は、３段の焼結保温プロセス（比較例２を参照）よりも明らかに優れた。

【0107】

実施例１と比較例２の間の磁気性能、Ｓ１、Ｓ２の改善幅は、比較例３と比較例４の間の磁気性能、Ｓ１、Ｓ２の改善幅よりも明らかに優れ、高Ｃｅ含有量の磁石の４段焼結保温プロセスによる性能向上効果は、低Ｃｅ含有量の磁石よりも明らかに優れることを示した。

【0108】

実施例３と比較例５との比較から分かるように、４段の焼結保温プロセスを用いることで粒界相分布を最適化することができるため、磁石の拡散効果を顕著に向上させることができる。

【0109】

実施例４と比較例６、実施例５と比較例７の比較から分かるように、４段焼結保温プロセスを用いた二合金磁石の磁気性能は、同様に３段の焼結保温プロセスよりも優れた。

【0110】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は上記の実施形態に限定されない。本発明の精神及び原則の範囲内でなされた何れの修正、同等置換、改良なども、本発明の請求範囲内に含まれるものとする。

【図1】

【図2】

【図3】

【手続補正書】

【提出日】2024-06-26

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石であって、
磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積が全視野面積の４％以上を占めること、
磁石内粒界におけるＲＥリッチ相が均一で微細に分布すること、
周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦３０％であること、という特徴のうちの少なくとも１種を有する、
ことを特徴とするネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石。

【請求項2】

前記ＲＥはネオジム（Ｎｄ）を含み、セリウム（Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、プラセオジム（Ｐｒ）、イットリウム（Ｙ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）及びホルミウム（Ｈｏ）という希土類元素から選ばれる少なくとも１種を更に含むことができ、
好ましくは、磁石内粒界におけるＲＥリッチ相の面積が全視野面積の６％以上を占め、
好ましくは、周囲の３つ以上の全ての隣接する主相結晶粒の総面積に対する３つ以上の主相結晶粒の交差部に位置する団塊状粒界におけるＲＥリッチ相の面積の比の平均値≦１５％、より好ましくは≦１０％、更に好ましくは≦７％であり、
好ましくは、前記主相はＲ２Ｆｅ１４Ｂ構造を有し、
好ましくは、前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の主相結晶粒の平均粒径は５～１０μｍである、
ことを特徴とする請求項１に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石。

【請求項3】

前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石は、化学式（ＣｅａＲＨｂＲＬ１－ａ－ｂ）ｘＦｅ１００－ｘ－ｙ－ｚＴＭｙＢｚを有し、
そのうち、２０≦ｘ≦４０、０．５≦ｙ≦１０、０．９≦ｚ≦１．５、０．０５≦ａ≦０．６５、０≦ｂ≦０．２５であり、ＲＨ元素は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｇｄのうちの少なくとも１種であり、ＲＬ元素は、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｌａ、Ｙから選ばれる少なくとも１種であり、且つ少なくともＮｄを含み、ＴＭ元素は、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｚｒ及びＴｉのうちの少なくとも１種であり、
好ましくは、２５≦ｘ≦３５、１≦ｙ≦５、０．９≦ｚ≦１．３、０．０５≦ａ≦０．２５、０．０１≦ｂ≦０．１である、
ことを特徴とする請求項１に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石。

【請求項4】

請求項１～３の何れか一項に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の製造方法であって、
Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素を含む原料、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製粉、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得て、
好ましくは、前記方法は、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素、Ｂ元素、ＲＨ元素を含む原料から製粉、プレス成形、焼結が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることを含み、
好ましくは、前記方法において、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ホウ酸トリブチル、イソプロパノール、石油エーテルから選ばれる１種又は複数種の潤滑剤を更に添加し、好ましくは、前記潤滑剤の用量は粉体総重量の０．０１～２ｗｔ％であり得る、
ことを特徴とする製造方法。

【請求項5】

前記方法は、（Ｋ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、
そのうち、Ｃｅを含まない主相合金フレークは、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造し、
Ｃｅを含む補助相合金フレークは、Ｃｅ元素、ＲＬ元素、Ｆｅ元素、ＴＭ元素及びＢ元素、並びに任意選択で存在するか又は存在しないＲＨ元素の原料から製錬、凝縮が行われ、合金フレークに製造することと、
（Ｋ２）ステップ（Ｋ１）のＣｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、合金粉末に製造し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含み、
好ましくは、前記方法は、（Ｓ１）まず、Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークをそれぞれ製造し、水素破砕、脱水素、ジェットミルがそれぞれ行われ、主相合金粉末及び補助相合金粉末に製造することと、
前記Ｃｅを含まない主相合金フレーク及びＣｅを含む補助相合金フレークは、上記の意味を有し、
（Ｓ２）ステップ（Ｓ１）の主相合金粉末と補助相合金粉末とを混合し、潤滑剤を任意選択で加えるか又は加えず、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得ることと、を更に含み、
好ましくは、ステップ（Ｓ２）において、ステップ（Ｓ１）の主相合金粉末と補助相合金粉末とを混合し、潤滑剤を加え、プレス成形、焼結、時効処理が行われ、製造して前記ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を得て、
好ましくは、ステップ（Ｓ２）において、主相合金粉末と補助相合金粉末との質量比は（１～４０）：１である、
ことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。

【請求項6】

前記製造方法は、前記合金粉末をビレットにプレス成形することを更に含み、
好ましくは、前記プレス成形は、配向プレス成形及び等方圧成形を含み、
好ましくは、前記配向磁場の磁場強度は、２～５Ｔであり、
好ましくは、前記等方圧成形の圧力は、１５０～２６０ＭＰａであり、
好ましくは、前記ビレットの密度は、４～６ｇ／ｃｍ３である、
ことを特徴とする請求項５に記載の製造方法。

【請求項7】

前記焼結は、４段以上の焼結保温段階、例えば４～１０段の焼結保温段階を有する真空液相焼結であり、焼結保温段階の温度は９００～１１５０℃、複数の保温段階の保温温度は同じ又は異なり、保温時間は４０～１４０ｍｉｎであり、
好ましくは、前記焼結保温段階の前に何れも、昇温速度を０．５～５℃／ｍｉｎ、より好ましくは１～４℃／ｍｉｎとする昇温段階を含み、
好ましくは、各隣接する２段の焼結保温プロセスの間に、前段の焼結保温段階終了後に次の昇温保温プロセスを直接行うか、又は前段の焼結保温段階終了後に先に冷却し、更に次の昇温保温プロセスを行い、好ましくは、前段の焼結保温段階終了後に先に１～１０段冷却し、更に次の昇温保温プロセスを行い、好ましくは、保温終了後の冷却温度が５００～１０５０℃である、
ことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。

【請求項8】

前記時効処理は、焼結処理冷却後に行われ、
好ましくは、前記時効処理は、昇温して温度を８００～９５０℃とし、保温時間を１６０～３００ｍｉｎとするように１回目の時効処理を行うことと、２１０℃以下に冷却した後、昇温して温度を４５０～６００℃の間とし、保温時間を２４０～３６０ｍｉｎとするように２回目の時効処理を行うことと、を含む二次時効処理である、
ことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。

【請求項9】

前記方法は、焼結後に製造したネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の表面を研削処理した後、重希土類拡散源を塗布し、拡散処理後に粒界拡散ネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石を製造する、粒界拡散処理ステップを更に含む、
ことを特徴とする請求項４に記載の製造方法。

【請求項10】

希土類永久磁石モータ、スマート消費電気製品、医療機器分野における、請求項１～３の何れか一項に記載のネオジムセリウム鉄ボロン永久磁石の応用。

【国際調査報告】