R-T-B-類燒結磁體用原料合金、R-T-B類燒結磁體及其制造方法技術

本發明專利技術的目的在于：使采用帶坯連鑄法制作的原料合金的結晶組織更為均勻，由此使由該原料合金得到的粉碎粉末微細化且縮小粒度分布的范圍，藉此獲得高頑磁力的Ｒ－Ｔ－Ｂ類燒結磁體。所述Ｒ－Ｔ－Ｂ類燒結磁體用原料合金具有由Ｒ↓［２］Ｔ↓［１４］Ｂ化合物構成的晶粒，并且Ｐ和／或Ｓ的含量為１００～９５０ｐｐｍ。該原料合金優選的組成是，Ｒ：２５～３５ｗｔ％、Ｂ：０．５～４ｗｔ％、Ａｌ和Ｃｕ之中的１種或２種：０．０２～０．６ｗｔ％、Ｃｏ：５ｗｔ％或以下、余量基本上是Ｆｅ。其中，Ｒ是選自稀土類元素之中的１種、２種或更多種元素，Ｔ是含有Ｆｅ、或者Ｆｅ和Ｃｏ的選自過渡金屬元素之中的１種、２種或更多種元素。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及用于制造R-T-B類燒結磁體的原料合金、R-T-B類燒結磁體及其制造方法。這里，R是選自稀土類元素之中的1種、2種或更多種元素，T是含有Fe、或者Fe和Co的選自過渡金屬元素之中的1種、2種或更多種元素。
技術介紹
R-T-B類燒結磁體的基本制造工序包括原料合金的制作、所得原料合金的粉碎、粉碎過的合金粉末在磁場中成型、燒結以及時效處理。為了提高R-T-B類燒結磁體的磁特性，對各制造工序進行了各種嘗試。例如，為了降低燒結體中的氧含量，在制造工序中，將氣氛中的氧含量降低；使用多種(典型的是兩種)原料合金等。其中，如下所述，就通過改善原料母合金的組織來提高磁特性的課題進行了研究。以前，原料合金是采用經模具鑄造的鑄模法(ingot method)和使用冷卻輥將合金熔體驟冷的帶坯連鑄法(strip cast method)制作的。通過鑄模法制作的合金，不可避免地生成α-Fe，其結果是合金的粉碎效率顯著降低，最終得到的磁體特性也較低。為了解決該問題，為人所知的是將采用鑄模法得到的合金進行固溶處理而使α-Fe消失，然而進行固溶處理，由此將導致生產效率的降低和制造成本的上升。與此相對照，采用驟冷凝固法的一種即帶坯連鑄法(例如，特開平5-222488號公報(專利文獻1)、特開平5-295490號公報(專利文獻2))制作的合金，幾乎不會生成α-Fe。另外，可以得到短軸方向的結晶粒徑為20～30μm、長軸方向最大為300μm左右的比較微細的結晶組織。特開平5-222488號公報[專利文獻2]特開平5-295490號公報采用帶坯連鑄法制作的原料合金雖然具有如上所述的微細組織，然而該原料合金在一定條件下粉碎，粉碎的粉末也產生波動的粒度分布。將粒度分布產生波動的粉碎粉末在磁場中成型、燒結所得到的R-T-B類燒結磁體的結晶組織也變得不均勻，從而產生的問題是，磁特性、特別是頑磁力下降，進而使頑磁力的波動增大。
技術實現思路
本專利技術是基于上述的技術課題而完成的，其目的在于使采用帶坯連鑄法制作的原料合金的結晶組織更為均勻，由此使由該原料合金得到的粉碎粉末微細化且縮小粒度分布的范圍，藉此獲得高頑磁力的R-T-B類燒結磁體。為了使采用帶坯連鑄法制作的原料合金的組織變得均勻，必須更均勻地冷卻采用帶坯連鑄法制作的薄帶。也就是說，如果供給到輥上的熔體的厚度較厚，則其厚度方向的冷卻能力不同，從而不容易均勻冷卻，換言之不容易得到均勻的組織。為了使熔體更薄地供給到輥上，一般認為重要的是處于熔體狀態的合金的粘度。也就是說，如果熔體的粘度較低，則可以使供給到輥上的合金變薄，其結果是可以提供采用帶坯連鑄法制造的組織均勻的原料合金。而且為了降低熔體的粘度，含有P(磷)和S(硫)是有效的。甚至已經判明即使在原料合金中含有相當數量的P(磷)和S(硫)，在燒結過程中也可以減少至不會對磁特性產生不良影響的程度。這樣一來，P和/或S對實現本專利技術的目的來說是有效的元素。也就是說，本專利技術的R-T-B類燒結磁體用原料合金(下面簡稱為原料合金)，其特征在于具有由R2T14B化合物構成的晶粒，P和/或S的含量為100～950ppm。這里，R是選自稀土類元素之中的1種、2種或更多種元素，T是含有Fe、或者Fe和Co的選自過渡金屬元素之中的1種、2種或更多種元素。此外，R和T的含義下面也相同。本專利技術第1方案的R-T-B類燒結磁體用原料合金的特征在于在本專利技術的原料合金中，優選P和/或S的含量為200～750ppm，進一步優選為300～700ppm。在本專利技術的原料合金中，優選的組成是，R25～35wt％、B0.5～4wt％、Al和Cu之中的1種或2種0.02～0.6wt％、Co5wt％或以下、余量為Fe和不可避免的雜質。另外，該組成也優選進一步含有2wt％或以下的Zr、Nb以及Hf之中的1種、2種或更多種。本專利技術的R-T-B類燒結磁體的特征在于其由下述的燒結體構成，所述燒結體以由R2T14B化合物構成的晶粒為主相，并且該燒結體中含有10～220ppm的P和/或S。燒結體中含有的P和/或S優選為50～200ppm，進一步優選為50～180ppm。本專利技術的R-T-B類稀土類燒結磁體的組成與原料合金基本相同，然而從獲得高磁特性的角度考慮，優選燒結體中含有的O(氧)為3000ppm或以下。當將O設定為3000ppm或以下時，優選含有2wt％或以下的Zr、Nb以及Hf之中的1種、2種或更多種。本專利技術提供一種R-T-B類燒結磁體的制造方法，其使用上述本專利技術的原料合金，藉此制造由下述的燒結體構成的R-T-B類燒結磁體，所述燒結體以由R2T14B化合物構成的晶粒為主相，所述制造方法包括將P和/或S的含量為100～950ppm且采用帶坯連鑄法制作的原料合金粉碎為預定粒度的粉末的工序，將得到的粉末在磁場中成型以制作成型體的工序，以及對該成型體進行燒結而得到P和/或S的含量為10～220ppm的燒結體的工序。在該R-T-B類燒結磁體中，原料合金中優選的P和/或S的含量以及燒結體中優選的P和/或S的含量如上所述。另外，從獲得高磁特性的角度考慮，同樣也使燒結體中含有的O(氧)為3000ppm或以下。根據本專利技術，通過將采用帶坯連鑄法制作的原料合金中含有的P和/或S的量設定為100～950ppm，可以使該原料合金的組織變得均勻且微細，進而可以使作為磁場中成型的對象的微細碎粉具有微細且狹窄的粒度分布。其結果，可以使所得R-T-B類燒結磁體的磁特性、特別是頑磁力得以提高。另外，通過燒結使P和S的含量減少至10～220ppm，也可以獲得高的剩磁通密度。附圖說明圖1是表示實施例1中原料合金的規格、磁特性之結果的表。圖2是表示實施例1的原料合金中P和S的含量與D50之間的關系的圖。圖3是表示實施例1的燒結體中P和S的含量與頑磁力(iHc)之間的關系的圖。圖4是表示實施例1的燒結體中P和S的含量與剩磁通密度(Br)之間的關系的圖。圖5是表示實施例2中原料合金的規格、磁特性之結果的表。圖6是表示實施例2的原料合金中P和S的含量與D50之間的關系的圖。圖7是表示實施例2的燒結體中P和S的含量與頑磁力(iHc)之間的關系的圖。圖8是表示實施例2的燒結體中P和S的含量與剩磁通密度(Br)之間的關系的圖。圖9是表示實施例3中原料合金的規格、磁特性之結果的表。圖10是表示實施例3的原料合金中P和S的含量與D50之間的關系的圖。圖11是表示實施例3的燒結體中P和S的含量與頑磁力(iHc)之間的關系的圖。圖12是表示實施例3的燒結體中P和S的含量與剩磁通密度(Br)之間的關系的圖。具體實施例方式本專利技術的原料合金具有由R2T14B化合物構成的晶粒，且P和/或S的含量為100～950ppm。本專利技術中的P和/或S通過降低熔體的粘度而產生使所得原料合金的組織均勻且微細的效果。因此，通過其后的微粉碎得到微粉碎粉的粒徑得以減小，并且粒徑分布變得狹窄。其結果，可以使采用該微粉碎粉得到的R-T-B類燒結磁體的磁特性、特別是頑磁力得以增大，而且可以抑制R-T-B類燒結磁體的頑磁力產生波動。這里，當熔體的粘度下降時，可以使薄帶狀合金的厚度變薄。在帶坯連鑄法中，熔體一旦與旋轉的輥接觸，溫度便從與輥接觸的接觸面開始降低，從而產生柱狀結晶。如果與本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種Ｒ－Ｔ－Ｂ類燒結磁體用原料合金，其特征在于：具有由Ｒ↓［２］Ｔ↓［１４］Ｂ化合物構成的晶粒，Ｐ和／或Ｓ的含量為１００～９５０ｐｐｍ；其中，Ｒ是選自稀土類元素之中的１種、２種或更多種元素，Ｔ是含有Ｆｅ、或者Ｆｅ和Ｃ ｏ的選自過渡金屬元素之中的１種、２種或更多種元素。

【技術特征摘要】
JP 2005-1-25 016365/2005;JP 2005-3-24 086100/20051.一種R-T-B類燒結磁體用原料合金，其特征在于具有由R2T14B化合物構成的晶粒，P和/或S的含量為100～950ppm；其中，R是選自稀土類元素之中的1種、2種或更多種元素，T是含有Fe、或者Fe和Co的選自過渡金屬元素之中的1種、2種或更多種元素。2.根據權利要求1所述的R-T-B類燒結磁體用原料合金，其特征在于P和/或S的含量為200～750ppm。3.根據權利要求1所述的R-T-B類燒結磁體用原料合金，其特征在于P和/或S的含量為300～700ppm。4.根據權利要求1所述的R-T-B類燒結磁體用原料合金，其特征在于所述原料合金的組成是，R25～35wt％、B0.5～4wt％、Al和Cu之中的1種或2種0.02～0.6wt％、Co5wt％或以下、余量為Fe和不可避免的雜質。5.一種R-T-B類燒結磁體，其特征在于所述R-T-B類燒結磁體由下述的燒結體構成，所述燒結體以由R2T14B化合物構成的晶粒為主相，并且該燒結體中含有10～220ppm的P和/或S；其中，R是選自稀土類元素之中的1種、2種或更多...

【專利技術屬性】
技術研發人員：榎戶靖，石坂力，西澤剛一，
申請(專利權)人：TDK株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]