R-t-b系稀土燒結(jié)磁鐵用合金的制造方法和r-t-b系稀土燒結(jié)磁鐵的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵用合金的制造方法和R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵的 制造方法。
[0002] 本申請基于在2014年7月8日在日本提出的專利申請2014-140374號要求優(yōu)先 權(quán)，在此援引其內(nèi)容。
【背景技術(shù)】
[0003] -直以來，R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵（以下有時簡記為"R-T-B系磁鐵"）被用于硬 盤驅(qū)動器的音圈電機、混合動力汽車、電動汽車的發(fā)動機用電動機等的電動機中。
[0004] R-T-B系磁鐵通過將以Nd、Fe、B為主成分的R-T-B系合金粉末成型并進行燒結(jié)而 得到。通常，在R-T-B系合金中，R是Nd、和置換了 一部分Nd的Pr、Dy、Tb等其他稀土元素。 T是Fe、和置換了 一部分Fe的Co、Ni等其他過渡金屬。B是硼，能夠?qū)⑵湟徊糠钟肅或N置 換。
[0005] -般的R-T-B系磁鐵的組織，主要包含由R2T14B構(gòu)成的主相和存在于主相的晶界 且Nd濃度比主相高的富R相。富R相也被稱為晶界相。
[0006] 另外，對于R-T-B系合金的組成，通常為了提高R-T-B系磁鐵的組織中的主相的比 例，使Nd、Fe、B之比盡量接近于R2T14B (例如參照非專利文獻1)。
[0007] 另外，有時在R-T-B系合金中含有私1\7相。已知Rjjg成為使R-T B系磁鐵的矯 頑力、角形性降低的原因（例如參照專利文獻1)。因此，以往在R-T-B系合金中存在R2T17相的情況下，在用于制造 R-T-B系磁鐵的燒結(jié)過程中使其消失。
[0008] 另外，由于汽車用電動機中所使用的R-T-B系磁鐵在電動機內(nèi)暴露于高溫中，因 此要求較高的矯頑力（Hcj)。
[0009] 作為使R-T-B系磁鐵的矯頑力提高的技術(shù)，有將R-T-B系合金的R從Nd置換為Dy 的技術(shù)。但是，Dy由于資源分布不均而且產(chǎn)出量也受限，所以在其供給上產(chǎn)生了不穩(wěn)定。因 而，研究了不使R-T-B系合金中所含的Dy的含量增多而使R-T-B系磁鐵的矯頑力提高的技 術(shù)。
[0010] 為了使R-T-B系磁鐵的矯頑力（Hcj)提高，有添加 Al、Si、Ga、Sn等金屬元素的技 術(shù)（例如參照專利文獻2)。另外，如專利文獻2所記載的那樣已知，Al、Si作為不可避免的 雜質(zhì)而混入到R-T-B系磁鐵中。另外已知，當(dāng)在R-T-B系合金中作為雜質(zhì)而含有的Si的含 量超過5%時，R-T-B系磁鐵的矯頑力降低（例如參照專利文獻3)。
[0011] 在現(xiàn)有技術(shù)中存在即使在R-T-B系合金中添加了 41、31、6&、311等金屬元素，也不 能得到矯頑力（Hcj)充分高的R-T-B系磁鐵的情況。其結(jié)果，即使添加上述金屬元素，也需 要提高Dy濃度。
[0012] 本發(fā)明人研究了 R-T-B系合金的組成，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在特定的B濃度時矯頑力變?yōu)樽?大。而且，基于所得到的結(jié)果，成功開發(fā)了即使R-T-B系合金中所含的Dy的含量為零或非 常少也能夠得到高矯頑力的R-T-B系磁鐵的、與以往完全不同的類型的R-T-B系合金（參 照專利文獻4)。
[0013] 該合金的B濃度比以往的R-T-B系合金低。
[0014] 在使用該R-T-B系合金制造的R-T-B系磁鐵中，具備以R2Fe14B為主而包含的主 相、和與主相相比較多地包含R的晶界相，晶界相，除了自以往就確認(rèn)到的稀土元素濃度高 的粒界相（富R相）以外，還包含與以往的晶界相相比稀土元素濃度低且過渡金屬元素濃 度高的晶界相（富過渡金屬相）。以往的R-T-B系磁鐵是包含作為擔(dān)負(fù)矯頑力的磁性相的 主相、和配置在主相間的、作為非磁性相的晶界相的磁鐵。在本發(fā)明人開發(fā)的新型的R-T-B 系磁鐵中，由于富過渡金屬相豐富地包含過渡金屬，所以可認(rèn)為是擔(dān)負(fù)矯頑力的相。在晶界 相中也存在能擔(dān)負(fù)矯頑力的相（"富過渡金屬相"）的磁鐵，是顛覆以往的常識的劃時代的 磁鐵。
[0015] 但是，R-T-B系磁鐵，是使對規(guī)定組成的合金熔液進行鑄造而得到的鑄造合金經(jīng)過 粉碎、成型、燒結(jié)的工序而制造出。
[0016] 鑄造合金的粉碎通常按氫碎解、微粉碎的順序來進行。
[0017] 在此，氫碎解分為前工序的氫吸藏工序和后工序的脫氫工序。
[0018] 在氫吸藏工序中，氫主要由合金薄片的富R相吸藏，生成膨脹且脆的氫化物。因 而，在氫碎解中，向合金薄片中導(dǎo)入沿著富R相的微細(xì)的裂紋、或者以富R相為起點的微細(xì) 的裂紋。在其后的微粉碎工序中，以通過氫碎解生成的大量的微細(xì)裂紋為起點，合金薄片被 破碎。
[0019] 通過氫吸藏工序生成的氫化物，在大氣中不穩(wěn)定，容易被氧化，所以通常進行脫氫 工序。
[0020] 脫氫工序通常在真空中進行、或?qū)t內(nèi)氣氛置換為Ar氣（惰性氣體）來進行（例 如參照專利文獻5)。由于R2T14B相在700°C以上分解，因此脫氫工序時的溫度需要在低于 700°C的溫度進行。例如，專利文獻5中記載了：在Ar氣氣氛中、在600°C下進行脫氫工序。
[0021] 在先技術(shù)文獻
[0022] 專利文獻
[0023] 專利文獻1 :日本特開2007-119882號公報
[0024] 專利文獻2 :日本特開2009-231391號公報
[0025] 專利文獻3 :日本特開平5-112852號公報
[0026] 專利文獻4 :日本特開2013-216965號公報
[0027] 專利文獻5 :日本專利第4215240號公報
[0028] 非專利文獻
[0029] 非專利文獻1 :佐川真人，永久磁鐵-材料科學(xué)與應(yīng)用-2008年11月30日，初版 第2次印刷發(fā)行，256頁~261頁

【發(fā)明內(nèi)容】

[0030] 本發(fā)明人開發(fā)的R-T-B系磁鐵是如上述那樣具有顛覆以往的燒結(jié)磁鐵的常識的 構(gòu)成的磁鐵，有很大的潛力。由于R-T-B系磁鐵的特性受到其制造工藝影響，因此可以認(rèn) 為，為了最大限度地發(fā)揮其潛力，需要與以往的R-T-B系磁鐵的制造工藝不同的工藝、條 件。
[0031] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的是提供本發(fā)明人開發(fā)的、即使B濃度低 于以往的磁鐵、并且Dy濃度為零或非常少也能夠得到具有高矯頑力且良好的角形性的 R-T-B系磁鐵的R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵用合金的制造方法以及R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵的制 造方法。
[0032] 本發(fā)明為了解決上述課題，采用了以下的技術(shù)方案。
[0033] (1) 一種R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵用合金的制造方法，其特征在于，具有：
[0034] 鑄造工序，該工序?qū)辖鹑垡哼M行鑄造來制造鑄造合金，所述合金熔液包含稀土 元素 R、以Fe為必需元素的過渡金屬T、金屬元素 M、和B以及不可避免的雜質(zhì)，所述金屬元 素 Μ包含選自Al、Ga、Cu之中的一種以上的金屬；含有13~15. 5%原子的R，含有5.0~ 6. 0原子％的B，含有0. 1~2. 4原子％的M，余量為T，總稀土元素中Dy的比例為0~65 原子％，并且，滿足下述式1 ;
[0035] 氫吸藏工序，該工序使所述鑄造合金吸藏氫；和
[0036] 脫氫工序，該工序使氫從吸藏有氫的鑄造合金釋放出，
[0037] 在惰性氣體氣氛中、在小于550°C的溫度下進行所述脫氫工序，
[0038] 0· 32 彡 B/TRE 彡 0· 40…式 1，
[0039] 在式1中，B表示硼元素的濃度（原子％ )，TRE表示稀土元素合計的濃度（原 子％ )。
[0040] ⑵一種R-T-B系稀土燒結(jié)磁鐵用合金的制造方法，其特征在于，具有：
[0041] 鑄造工序，該工序?qū)辖鹑垡哼M行鑄造來制造鑄造合金，所述合金熔液包含稀土 元素 R、以Fe為必需元素的過渡金屬T、金屬元素 M、和B以及不可避免的雜質(zhì)，所述金屬元 素 Μ包含選自Al、Ga、Cu之中的一種以上的金屬；含有13~15. 5%原子的R，含有5.0~ 6. 0原子％的B，含有0. 1~2. 4原子％的M，余量為T，總稀土元素中Dy的比例為0~65 原子％，并且，滿足下述式1 ;
[0042] 氫吸藏工序，該工序使所述鑄造合金吸藏氫；和
[0043] 脫氫工序，該工序使氫從吸藏有氫的鑄造合金釋放出，
[0044] 在真空中、在小于600°C的溫度下進行所述脫氫工序，
[0045] 0· 32 彡 B/TRE 彡 0· 40…式 1，
[0046] 在式1中，B表示硼元素的濃度（原子％ )，