系稀土磁鐵的制造中,為了抑制異常粒子生長而經(jīng)常必使富B相形 成,但在本實施方式中,在含有上述適量Zr的同時,0的含有比例變得比通常情況更小,因 此,即使不使富B相形成也能抑制異常粒子生長。結(jié)果可以得到具有更均勻且細微結(jié)構(gòu)并 且具有優(yōu)異的磁特性的稀土磁鐵。
[0030] 另外,作為R2T14B基本組成中的T所表示的元素,稀土磁鐵除了含有Fe (鐵)之外, 還含有Co (鈷),且Co的含有比例超過0質(zhì)量%且在3質(zhì)量%以下。Co形成與Fe同樣的 相,但由于包括含有Co的相,因此,不但提高了稀土磁鐵的居里溫度,還提高了粒界相的耐 蝕性。
[0031] 而且,稀土磁鐵含有Al (鋁)和Cu (銅)作為必需添加元素。通過含有這些元素, 提高了稀土磁鐵的HcJ、耐蝕性和溫度特性。Al的含有比例為0. 03~0. 3質(zhì)量%。另外, Cu的含有比例為0. 01~0. 15質(zhì)量%。
[0032] 特別地,在現(xiàn)有技術(shù)中,當(dāng)B量少時在粒界相析出軟磁性的R2T17相而容易造成HcJ 下降,而在本實施方式中,由于含有Cu,而例如易于析出R2T14C相,從而使得私1\ 7相的析出 被抑制,因此,HcJ得到良好地維持。在上述本實施方式中的B的含有比例的情況下,傾向 于可以特別顯著地得到這種Cu的效果。并且,當(dāng)Cu的含有比例不到0. 01質(zhì)量%或者超過 0. 15質(zhì)量%時,無法充分獲得該效果,此外當(dāng)不到0. 01質(zhì)量%時,Br也發(fā)生下降。Cu的含 有比例更優(yōu)選為0.03~0. 11質(zhì)量%。
[0033] 另外,本實施方式的稀土磁鐵中的0(氧)的含有比例為0.2質(zhì)量%以下,也可以 不含有〇。當(dāng)〇的含有比例超過〇. 2質(zhì)量%,非磁性氧化物相的比例增大,Br和HcJ下降。 特別地,如本實施方式的稀土磁鐵這樣,當(dāng)為B的含有比例比化學(xué)計量量更小并且含有Cu 的組成時,顯著地得到由于如上所述的低氧而引起的提高磁特性的效果。
[0034] 而且,如上所述B的含有比例比化學(xué)計量量小從而實質(zhì)上沒有富B(R1T4B 4)相,并 且,通過如上所述的低氧使燒成時的液相量增加,由此改變燒成時的燒結(jié)性,使得到的稀土 磁鐵即使在低溫區(qū)域內(nèi)也可以被充分地?zé)Y(jié)。結(jié)果,本實施方式的稀土磁鐵燒結(jié)后的結(jié)晶 粒徑微細,因此也可以發(fā)揮高的HcJ。
[0035] 此外,從使磁特性提高的觀點出發(fā),優(yōu)選0的含有比例盡可能小,但是,由于通常 在制造時等來自大氣中的氧氣等的〇不可避免地會進入稀土磁鐵,因此難以使其不含有0。 因此,0的含有比例的下限值通常為0. 03質(zhì)量%左右,更優(yōu)選為0. 005質(zhì)量%左右。另外, 由于含有〇有時可以防止過度燒結(jié)并且獲得優(yōu)異的矩形性,因此從良好地獲得這樣的特性 的觀點出發(fā),優(yōu)選〇的含有比例的下限值處于上述范圍內(nèi)。〇的更優(yōu)選的含有比例為0.03~ 0. 1質(zhì)量%。從這些觀點出發(fā),0的含有比例進一步優(yōu)選為0. 03~0. 07質(zhì)量%,特別優(yōu)選 為0.03~0.04質(zhì)量%。
[0036] 而且,本實施方式的稀土磁鐵含有0. 03~0. 25質(zhì)量%的Zr (鋯)。Zr可以抑制稀 土磁鐵的制造過程中結(jié)晶粒的異常生長,并使得到的燒結(jié)體(稀土磁鐵)的組織均勻且細 微,從而有助于提高磁特性。特別地,當(dāng)如本實施方式這樣的0的含有比例?。?.2質(zhì)量% 以下)時,這樣的Zr的效果變得顯著。
[0037] 當(dāng)Zr的含有比例不到0. 03質(zhì)量%時,無法充分得到抑制結(jié)晶粒異常生長的效果, 并且稀土磁鐵的矩形比下降。另外,當(dāng)超過0. 25質(zhì)量%時,稀土磁鐵的Br和HcJ變得不充 分。在此,矩形比是用Hk/HcJ所表示的值,Hk是在磁滯回線(4π I-H曲線)的第2象限中 的磁化為Br的90%時的磁場強度。該矩形比是表示由外部磁場的作用或溫度上升造成的 退磁的容易性的參數(shù),矩形比小意味著具有退磁程度大的性質(zhì)。另外,矩形比小則磁化所需 要的磁場強度增大。而且,矩形比小的稀土磁鐵在磁滯回線的第2象限的形狀方面存在問 題,因此,有作為磁鐵的應(yīng)用變得困難的傾向。
[0038] 而且,稀土磁鐵中C(碳)的含有比例為0.03~0. 15質(zhì)量%。當(dāng)該C的比例過少 時,粒界相中容易析出軟磁性的R2T17相,HcJ下降。此外,當(dāng)過多時,發(fā)現(xiàn)矩形比下降。
[0039] 而且,稀土磁鐵除了含有上述元素外,還可以進一步含有Ga作為主要構(gòu)成元素。 在該情況下,Ga的含有比例優(yōu)選為超過0質(zhì)量%且在0. 2質(zhì)量以下,更優(yōu)選為0. 05~0. 15 質(zhì)量%。另外,含有Ga時,其它構(gòu)成元素的含有比例與上述同樣。當(dāng)稀土磁鐵具有含有Ga 的組成時,認為該Ga可以使主相的各向異性磁場提高,因此,有提高HcJ的傾向。另外,通 過含有Ga,相對于在最適的B的含有比例范圍內(nèi)的B的量的變動,也有HcJ為高水平且穩(wěn) 定的傾向。當(dāng)Ga的含有比例過多時,與上述優(yōu)選范圍相比,有飽和磁化變低且Br下降的傾 向。另外,由于Ga價格較高,因此從降低成本的觀點出發(fā),優(yōu)選其用量盡可能少。
[0040] 如上所述,本實施方式的稀土磁鐵主要由具有R2T14B所表示的組成的主相形成,但 是在含有Dy作為R的情況下,優(yōu)選具有核殼結(jié)構(gòu),該核殼結(jié)構(gòu)為:粒狀主相的外周附近為 Dy的含有比例大的相(殼),其內(nèi)側(cè)為Dy含有比例小的相(核)。當(dāng)具有這樣的核殼結(jié)構(gòu) 時,得到由Dy的含有比例大的殼部得到的高的HcJ以及由Dy的含有比例小的核部得到的 高的Br,從而易于獲得優(yōu)異的HcJ和Br二者。而且,由于Dy也是高價元素,通過采用這樣 的核殼結(jié)構(gòu),將Dy的使用量最小化而得到高的HcJ,從而對于降低成本也是有效的。并且, 在本實施方式的稀土磁鐵的組成中,特別是在B和0的含有比例小且含有Cu的組成中,特 別傾向于易于形成這樣的核殼結(jié)構(gòu)。
[0041] 隨后,對上述實施方式的稀土磁鐵的制造方法進行說明。
[0042] 在稀土磁鐵的制造過程中,首先,準(zhǔn)備稀土磁鐵的各構(gòu)成元素的原料金屬,用其通 過進行薄帶連鑄法等制作原料合金。作為原料金屬,可以舉出例如:稀土金屬、稀土合金、 純鐵、硼鐵合金、或其合金。隨后,使用它們制作能夠得到預(yù)期的稀土磁鐵組成的原料合金。 此外,作為原料合金,可以準(zhǔn)備多個組成不同的原料合金。
[0043] 隨后,將原料合金粉碎,準(zhǔn)備原料合金粉末。原料合金的粉碎優(yōu)選在粗粉碎工序和 微粉碎工序的階段進行。粗粉碎工序,可以使用例如搗碎機(stamp miller)、顎式粉碎機 (jaw crusher)、Brown碾磨機等,在惰性氣氛中進行。另外,還可以在使氫吸入后,進行氫 吸入粉碎來進行粉碎。在粗粉碎工序中,將原料合金粉碎至粒徑為數(shù)百μ m左右。
[0044] 隨后,在微粉碎工序中,對粗粉碎工序中得到的粉碎物進一步微粉碎至平均粒徑 為3~5μπι。微粉碎可以用例如噴射磨進行。另外,原料合金的粉碎不一定要由粗粉碎和 微粉碎2階段進行,也可以從開始就進行微粉碎工序。另外,在準(zhǔn)備多種原料合金時,也可 以將其分別粉碎后再混合。
[0045] 隨后,將上述得到的原料粉末在磁場中成形,得到成形體。更具體地說,將原料粉 末充填至配置在電磁鐵中的模具內(nèi)后,一邊通過電磁鐵施加磁場使原料粉末的結(jié)晶軸取 向,一邊對原料粉末加壓,從而進行成形。該磁場中的成形,例如,在12. 0~17. OkOe磁場 中,在0· 7t/cm2~I. 5t/cm2左右壓力下進行即可。
[0046] 磁場中成形后,將成形體在真空或惰性氣體氣氛中燒成,得到燒結(jié)體。燒成優(yōu)選根 據(jù)組成、粉碎方法、粒度等條件適當(dāng)設(shè)定,例如,在1000~IKKTC進行1~5小時即可。
[0047] 隨后,根據(jù)需要對燒結(jié)體進行時效處理,得到稀土磁鐵。由于進行時效處理,傾向 于提高得到的稀土磁鐵的HcJ。時效處理例如可以分成2階段進行,優(yōu)選在800°C附近以及 600°C附近的2個溫度條件下進行時效處理。當(dāng)在這樣的條件下進行時效處理時,傾向于得 到特別優(yōu)異的HcJ。另外,在以1階段進行時效處理時,優(yōu)選在600°C附近的溫度下進行。
[0048] 以上,對優(yōu)選的實施方式的稀土磁鐵及其制造方法進行了說明,但如上所述,本實 施方式的稀土磁鐵由于B的含有比例小,富B相的形成受到抑制而使作為主相的R 2T14B相 的比例增多,因此,得到優(yōu)異的Br。另外,稀土磁鐵