稀土類(lèi)磁鐵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種稀土類(lèi)磁鐵，更詳細(xì)而言涉及一種控制R-T-B系燒結(jié)磁鐵的微結(jié) 構(gòu)的稀土類(lèi)磁鐵。
【背景技術(shù)】
[0002] 以Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵為代表的R-T-B系燒結(jié)磁鐵（R表示稀土元素，T表示以Fe 為必要元素的一種以上的鐵族元素，B表示硼）具有高的飽和磁通密度，因而有利于使用設(shè) 備的小型化?高效率化，可以利用在硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)的音圈電機(jī)等。近年來(lái)，也應(yīng)用于各種產(chǎn)業(yè)用 電機(jī)或混合汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)等，出于節(jié)能減排等觀點(diǎn)，期望向這些領(lǐng)域的進(jìn)一步的普及?？?是，在向混合汽車(chē)等的R-T-B系燒結(jié)磁鐵的應(yīng)用中，磁鐵暴露在比較高的溫度，因而抑制由 熱產(chǎn)生的高溫退磁變得重要。為了抑制該高溫退磁，眾所周知，充分提高R-T-B系燒結(jié)磁鐵 的室溫下的矯頑力（Hcj)的辦法是有效的。
[0003] 例如，作為提高Nd-Fe-B系燒結(jié)磁鐵的室溫下的矯頑力的辦法，已知有將主相即 Nd 2Fe14B化合物的Nd的一部分用Dy、Tb這樣的重稀土元素來(lái)置換的辦法。通過(guò)將Nd的一 部分用重稀土元素來(lái)置換，從而提高晶體磁各向異性常數(shù)，其結(jié)果，能夠提高Nd-Fe-B系燒 結(jié)磁鐵的室溫下的矯頑力。除了由重稀土元素來(lái)置換以外，Cu元素等的添加也對(duì)室溫下的 矯頑力提高有效果（專(zhuān)利文獻(xiàn)1)。通過(guò)添加Cu元素，該Cu元素在晶界形成例如Nd-Cu液 相，由此晶界變得光滑，抑制逆磁區(qū)的產(chǎn)生。
[0004] 另一方面，在專(zhuān)利文獻(xiàn)2、專(zhuān)利文獻(xiàn)3和專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，公開(kāi)了控制作為稀土類(lèi)磁 鐵的微結(jié)構(gòu)的晶界相來(lái)提高矯頑力的技術(shù)。根據(jù)這些專(zhuān)利文獻(xiàn)的附圖可以理解，這里的晶 界相是指由三個(gè)以上的主相結(jié)晶顆粒所包圍的晶界相即晶界三相點(diǎn)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，公 開(kāi)了構(gòu)成Dy濃度不同的兩種晶界三相點(diǎn)的技術(shù)。即，公開(kāi)了通過(guò)不提高全體的Dy濃度而 形成一部分Dy濃度高的晶界相（晶界三相點(diǎn)），能夠保持相對(duì)于磁區(qū)的反轉(zhuǎn)高的抵抗力。 在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中，公開(kāi)了形成稀土元素的合計(jì)原子濃度不同的第1、第2、第3的三種晶界相 (晶界三相點(diǎn)），使第3晶界相的稀土元素的原子濃度比其他兩種晶界相的稀土元素的原 子濃度低，并且使第3晶界相的Fe元素的原子濃度比其他兩種晶界相的Fe元素的原子濃 度高的技術(shù)。通過(guò)這樣做，形成有在晶界相中包含高濃度的Fe的第3晶界相，這帶來(lái)了提 高矯頑力的效果。此外，在專(zhuān)利文獻(xiàn)4中，公開(kāi)了一種R-T-B系燒結(jié)磁鐵，其由具備主要包 含R 2T14B的主相、以及比主相包含更多R的晶界相的燒結(jié)體所構(gòu)成，所述晶界相包含稀土元 素的合計(jì)原子濃度為70原子％以上的相、以及所述稀土元素的合計(jì)原子濃度為25~35原 子％的相。公開(kāi)了該所述稀土元素的合計(jì)原子濃度為25~35原子％的相被稱(chēng)為富過(guò)渡金 屬相，該富過(guò)渡金屬相中的Fe的原子濃度優(yōu)選為50~70原子％。由此，起到矯頑力提高 效果。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0006] 專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0007] 專(zhuān)利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2002-327255號(hào)公報(bào)
[0008] 專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2012-15168號(hào)公報(bào)
[0009] 專(zhuān)利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2012-15169號(hào)公報(bào) [0010] 專(zhuān)利文獻(xiàn)4 :國(guó)際公開(kāi)第2013/008756號(hào)小冊(cè)子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題
[0012] 在100°C~200°C這樣的高溫環(huán)境下使用R-T-B系燒結(jié)磁鐵的情況下，室溫下的 矯頑力的值也是有效的指標(biāo)之一，但暴露在實(shí)際高溫環(huán)境下也不退磁或者退磁率小是重要 的。主相即R 2T14B化合物的R的一部分由Tb或Dy這樣的重稀土元素置換后的組成，室溫 下的矯頑力大幅提高，對(duì)于高矯頑力化而言是簡(jiǎn)便的辦法，但Dy、Tb這樣的重稀土元素的 產(chǎn)出地、產(chǎn)出量受限，因此存在資源的問(wèn)題。伴隨著置換，例如由于Nd和Dy的反鐵磁性的 耦合而使剩余磁通密度的減少也不能避免。上述Cu元素的添加等對(duì)矯頑力的提高是有效 的方法，但是為了擴(kuò)大R-T-B系燒結(jié)磁鐵的應(yīng)用領(lǐng)域，期望進(jìn)一步提高高溫退磁（由于暴露 于高溫環(huán)境下造成的退磁）抑制。
[0013] 為了提高稀土類(lèi)磁鐵即R-T-B系燒結(jié)磁鐵的矯頑力，除了上述Cu添加的方法以 外，眾所周知，微結(jié)構(gòu)的晶界相的控制是重要的。在晶界相有形成在相鄰接的兩個(gè)主相結(jié)晶 顆粒間的所謂的兩顆粒晶界相、以及上述的三個(gè)以上的主相結(jié)晶顆粒所包圍的所謂的晶界 三相點(diǎn)。再有，如后面所述，以后本說(shuō)明書(shū)中將該晶界三相點(diǎn)也單單稱(chēng)為晶界相。
[0014] 但是，眾所周知，利用上述的Dy、Tb這樣的重稀土元素的置換，室溫下的矯頑力的 提高效果高，但是成為該矯頑力的主要因素的晶體磁各向異性常數(shù)的溫度變化相當(dāng)大。這 意味著伴隨著稀土類(lèi)磁鐵的使用環(huán)境的高溫化，矯頑力急劇減小。因此，本發(fā)明人等考慮 到，為了得到高溫退磁被抑制的稀土類(lèi)磁鐵，控制以下所示的微結(jié)構(gòu)也是重要的。如果通過(guò) 控制燒結(jié)磁鐵的微結(jié)構(gòu)而能夠達(dá)到矯頑力的提高，則可以認(rèn)為是溫度穩(wěn)定性?xún)?yōu)異的稀土類(lèi) 磁鐵。
[0015] 為了提高稀土類(lèi)磁鐵的矯頑力，隔斷主相即R2T14B結(jié)晶顆粒間的磁耦合是重要的。 若能夠使各主相結(jié)晶顆粒磁孤立，則即使在某些結(jié)晶顆粒產(chǎn)生逆磁區(qū)，也不會(huì)對(duì)鄰接結(jié)晶 顆粒產(chǎn)生影響，因此能夠提高矯頑力。然而，在現(xiàn)有技術(shù)的專(zhuān)利文獻(xiàn)2、專(zhuān)利文獻(xiàn)3和專(zhuān)利文 獻(xiàn)4中，通過(guò)形成組成不同的多個(gè)晶界相（晶界三相點(diǎn)），從而有矯頑力提高的效果，但關(guān) 于將晶界相（晶界三相點(diǎn)）做成哪種構(gòu)造才成為能夠進(jìn)一步滿足主相結(jié)晶顆粒間的磁隔斷 的狀態(tài)，并不清楚。特別在專(zhuān)利文獻(xiàn)3和專(zhuān)利文獻(xiàn)4公開(kāi)的技術(shù)中，形成包含很多Fe原子 的晶界相，因而，單單僅通過(guò)這樣的結(jié)構(gòu)，存在主相結(jié)晶顆粒間的磁耦合的抑制不充分的擔(dān) 憂。
[0016] 因此，本申請(qǐng)發(fā)明人等，認(rèn)為在鄰接結(jié)晶顆粒間的磁隔斷效果高的兩顆粒晶界相 的形成中控制上述晶界相（晶界三相點(diǎn)）是重要的，對(duì)各種現(xiàn)存稀土類(lèi)磁鐵進(jìn)行了研宄。例 如，若能夠通過(guò)增加作為磁鐵組成的R比率來(lái)形成稀土元素R的濃度相對(duì)高的非磁性的兩 顆粒晶界相，則充分的磁耦合的隔斷效果得以期待，但實(shí)際上僅增加原料合金組成的R比 率，兩顆粒晶界相的稀土元素R的濃度不變高，稀土元素R的濃度相對(duì)高的晶界相（晶界三 相點(diǎn)）的比例增加。因此，不能謀求大幅的矯頑力提高，反而剩余磁通密度極端地降低。另 外，在增加晶界相（晶界三相點(diǎn)）的Fe元素的原子濃度的情況下，兩顆粒晶界相的稀土元 素R的濃度不變高，不僅不出現(xiàn)充分的磁耦合的隔斷效果，而且晶界相（晶界三相點(diǎn)）成為 鐵磁性的相，因而容易成為逆磁區(qū)產(chǎn)生的核，成為矯頑力降低的原因。由此，認(rèn)識(shí)到，現(xiàn)有的 具有晶界三相點(diǎn)的稀土類(lèi)磁鐵中，鄰接結(jié)晶顆粒的磁耦合的隔斷的程度尚不足夠的技術(shù)問(wèn) 題。
[0017] 本發(fā)明有鑒于上述問(wèn)題，其目的在于，在R-T-B系燒結(jié)磁鐵即稀土類(lèi)磁鐵中顯著 地提尚尚溫退磁率抑制。
[0018] 解決問(wèn)題的技術(shù)手段
[0019] 本申請(qǐng)發(fā)明人等為了顯著提高高溫退磁率的抑制，在稀土類(lèi)磁鐵燒結(jié)體中銳意研 宄主相結(jié)晶顆粒、以及能夠形成隔斷相鄰接的主相結(jié)晶顆粒間的磁耦合的兩顆粒晶界相的 晶界三相點(diǎn)的構(gòu)造，其結(jié)果，得以完成以下的發(fā)明。
[0020] 即，本發(fā)明所涉及的稀土類(lèi)磁鐵，其特征在于，是包含作為主相的r2t14b結(jié)晶顆粒、 以及該r2t14b結(jié)晶顆粒間的兩顆粒晶界相和晶界三相點(diǎn)的燒結(jié)磁鐵，當(dāng)在其任意的截面上 觀察燒結(jié)體的微結(jié)構(gòu)時(shí)，在將被三個(gè)以上的主相結(jié)晶顆粒包圍而構(gòu)成的相稱(chēng)為晶界相時(shí)， 所述晶界相包含在作為R、T和M相對(duì)原子比的R :60~80%、T :15~35%、M :1~20%的 范圍內(nèi)至少含有R、T和M元素的晶界相。通過(guò)這樣構(gòu)成，能夠?qū)⒏邷赝舜怕实慕^對(duì)值抑制 為4%以下。
[002