專利名稱：：R-t-b系燒結(jié)磁體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及R—T一B(稀土類一鐵一硼)系燒結(jié)磁體。
背景技術(shù)：
：R—T一B系燒結(jié)磁體由于其優(yōu)異的磁特性而被應(yīng)用于各種電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等各種用途，是電子工程產(chǎn)業(yè)中不可缺少的材料。并且，從面向節(jié)能方面考慮，其用途日益擴(kuò)大。近年來，混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)/發(fā)電用旋轉(zhuǎn)機(jī)、和電梯的提升機(jī)用電動(dòng)機(jī)等要求性能高于現(xiàn)有性能的用途迅速擴(kuò)大，伴隨著這種狀況，所要求的性能也越來越高。本來，R—T一B系燒結(jié)磁體的作為失去強(qiáng)磁性的溫度的居里點(diǎn)為30(TC左右，較低，矯頑力的溫度變化大，所以存在容易發(fā)生不可逆熱去磁的缺點(diǎn)。為了改善這種現(xiàn)象，采取了通過調(diào)節(jié)稀土類種類而提高矯頑力、以及如專利文獻(xiàn)1等所記載的通過添加Co提高居里點(diǎn)等的對(duì)策。然而，關(guān)于矯頑力的溫度變化，改善效果不太大。用于提高矯頑力的方法提出了幾種方法。其一是例如在專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)，在稀土類元素中含有特定比例的Dy、Tb等重稀土類元素。在實(shí)用上，僅Dy和Tb兩種有效。該方法通過提高提供磁性的磁體主相的各向異性磁場本身，提高磁體的矯頑力。然而，在稀土類元素中，Dy和Tb等重稀土類元素稀有且價(jià)格昂貴，因此，如果大量使用，就會(huì)出現(xiàn)磁體的價(jià)格升高等問題。另外，因用途的迅速擴(kuò)大，出現(xiàn)重稀土類元素的埋藏量和產(chǎn)地等資源方面的制約的問題。其次，例如在專利文獻(xiàn)3、4等中公開了通過A1、Ga、Sn、Cu、Ag等添加元素而提高矯頑力的方法。這些元素的詳細(xì)機(jī)理尚不完全清楚，但是已知主要通過改變稱為R—rich的晶界相的與高溫區(qū)域的主相的潤濕性等物性，改變微觀組織，從而具有提高矯頑力的效果、以及4緩和用于提高矯頑力的熱處理?xiàng)l件的效果。但該方法存在下述問題，因?yàn)槔鏏1也固溶在磁體主相中，所以當(dāng)增加添加量時(shí)，使主相的居里點(diǎn)和磁化降低。而且，例如在專利文獻(xiàn)5等中公開的Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、W等的添加元素具有下述作用，通過抑制燒結(jié)時(shí)的晶粒生長、結(jié)果使燒結(jié)體的金屬組織微細(xì)化，由此提高矯頑力。在這些方法中，使用重稀土類元素的方法的磁通密度的降低較小，所以最為有效。而其它的方法則不能避免磁體的磁通密度的大幅度降低，所以活用范圍窄。就實(shí)用磁體而言，可以適當(dāng)組合利用這些技術(shù)。專利文獻(xiàn)h(日本)特開昭59—64733號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:(日本)特開昭60—34005號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3:(日本)特開昭59—89401號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4:(日本)特開昭64—7503號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5:(日本)特開昭62—23960號(hào)公報(bào)
發(fā)明內(nèi)容現(xiàn)有的實(shí)用磁體中，為了實(shí)現(xiàn)所要求的磁體性能特別是矯頑力，適當(dāng)組合上述技術(shù)進(jìn)行組成設(shè)計(jì)。然而，要求更進(jìn)一步提高矯頑力。本發(fā)明的目的在于確立一種方法，不一定必需Dy、Tb等重稀土類元素，能夠?qū)⒋呕慕档鸵种浦磷畹拖?，有效地提高矯頑力。本發(fā)明的R—T一B系燒結(jié)磁體具有下述組成稀土類元素R:12原子％以上、17原子％以下，硼B(yǎng):5.0原子％以上、8.0原子％以下，Al:0.1原子％以上、1.0原子％以下，Mn:0.02原子％以上、低于0.5原子％，過渡金屬T:余量，其中，稀土類元素R是選自包括Y(釔)的稀土類元素中的至少一種，含有Nd和Pr的至少一種，過渡金屬T以Fe為主要成分。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，作為稀土類元素R，含有Tb和Dy的至少一種。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，作為過渡金屬T，含有Co:磁體總體的20原子％以下。本發(fā)明的另一種R—T一B系燒結(jié)磁體具有下述組成稀土類元素R:12原子％以上、17原子％以下，硼B(yǎng):5.0原子％以上、8.0原子％以下，Al:0.1原子％以上、1.0原子％以下，Mn:0.02原子％以上、低于0.5原子％，添加元素M:合計(jì)超過0、且為5.0原子％以下，過渡金屬T:余量，其中，稀土類元素R是選自包括Y(釔)的稀土類元素中的至少一種，含有Nd和Pr的至少一種，添加元素M是選自Ni、Cu、Zn、Ga、Ag、In、Sn、Bi、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一種，過渡金屬T以Fe為主要成分。在優(yōu)選的實(shí)施形態(tài)中，作為稀土類元素R，含有Tb和Dy的至少一種。在優(yōu)選的實(shí)施形態(tài)中，作為過渡金屬T，含有Co:20原子％以下。發(fā)明效果在R—T一B系燒結(jié)磁體中，通過添加A1，能夠提高矯頑力，而且，通過用Mn置換其特定量的T成分，能夠?qū)⑻砑覣l時(shí)的居里點(diǎn)和飽和磁化等磁特性的降低抑制至極小。即，通過添加極少量的Mn和Al，能夠?qū)⒋盘匦缘慕档鸵种浦翗O小，并能夠提高矯頑力。另外，還能夠同時(shí)改善去磁曲線的角形性。圖l是表示實(shí)施例的組成的表。圖2是表示Nd—Dy—Fe—Co—Cu—B燒結(jié)磁體中，剩余磁化的Al添加量x對(duì)于5種Mn添加量y的依存性的圖。圖3是表示Nd—Dy—Fe—Co—Cu—B燒結(jié)磁體中，矯頑力的Al添加量x對(duì)于5種Mn添加量y的依存性的圖。圖4是表示Nd—Fe—Co—Cu—Ga—B燒結(jié)磁體中，剩余磁化的Mn添加量y對(duì)于4種Al添加量x的依存性的圖。圖5是表示Nd—Fe—Co—Cu—Ga—B燒結(jié)磁體中，矯頑力的Mn添加量y對(duì)于4種Al添加量x的依存性的圖。具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明發(fā)明人的研究，己知通過在磁體組成中除了添加Al外，添加特定量的Mn，能夠通過添加Ai而提高矯頑力，同時(shí)將作為添加Al時(shí)的缺點(diǎn)的磁化和居里點(diǎn)的降低抑制至最低限。本發(fā)明的R—T—B系燒結(jié)磁體具有下述組成稀土類元素R:12原子％以上、17原子％以下，硼B(yǎng):5.0原子％以上、8.0原子％以下，Al:0.1原子％以上、1.0原子％以下，Mn:0.02原子％以上、低于0.5原子％，過渡金屬T:余量。稀土類元素R是選自包括Y(釔)的稀土類元素中的至少一種，含有Nd和Pr的至少一種。并且，過渡金屬T以Fe為主要成分。另外，為了獲得各種效果，可以添加選自Ni、Cu、Zn、Ga、Ag、In、Sn、Bi、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一種的添加元素M。迄今為止，已經(jīng)認(rèn)識(shí)到添加Mn所產(chǎn)生的影響在于使居里點(diǎn)、各向異性磁場、磁化這些主要的磁特性全部降低。另一方面，已知通過添加Al，能夠提高燒結(jié)磁體的矯頑力，但同時(shí)存在居里點(diǎn)和飽和磁化降低的缺點(diǎn)。添加A1而引起的矯頑力的提高，并不是由于主相的各向異性磁場提高，而解釋為歸因于晶界相的改善。另一方面，由于A1也較多地固溶在主相中，所以出現(xiàn)上述缺點(diǎn)。但是，已知如果在添加規(guī)定量的Al的同時(shí)添加規(guī)定量的Mn，Al在主相中的固溶量就會(huì)減少，能夠抑制添加Al時(shí)的磁特性的降低。即，在以Nd2Fe14B相為主的燒結(jié)磁體中，如果用Mn置換Fe，Mn就會(huì)固溶在主相中，此時(shí)，具有抑制A1在主相中的固溶量的效果，因此，結(jié)果能夠?qū)⒋盘匦缘慕档鸵种浦磷畹拖蓿?shí)現(xiàn)矯頑力的提高。再者，添加Mn本身也使矯頑力和磁化降低，但因?yàn)橐詷O低的添加量就能夠獲得效果，所以不良影響小。另外，已知通過添加Mn，能夠?qū)崿F(xiàn)R—T一B系燒結(jié)磁體的制造工序中燒結(jié)行為的改善。即，與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠在低溫下或短時(shí)間內(nèi)充分進(jìn)行燒結(jié)反應(yīng)，因此，磁體的組織更加均勻，在磁體的性能方面，去磁曲線的矩形性得到改善。[組成]稀土類元素的量如果在下述范圍內(nèi)，存在量越多矯頑力越高、同時(shí)剩余磁化減小的趨勢(shì)。如果低于12原子％，則作為主相的R2T14B化合物的量減少，相應(yīng)地生成例如(xFe等軟磁性相，矯頑力大幅度降低。另一方面，如果超過17原子％，則作為主相的R2T14B化合物的量減少，磁化降低，同時(shí)剩余的R以金屬狀態(tài)聚集于主相晶界，因而容易與水分和氧發(fā)生反應(yīng)，可能導(dǎo)致耐腐蝕性顯著降低。因此，R優(yōu)選為12原子％以上、17原子％以下，R更優(yōu)選為12.5原子％以上、15原子°/。以下。為了獲得高性能磁體，稀土類元素R中，特別是Nd和Pr中的至少任一種是必須的。在需要更高矯頑力的情況下，可以使用Tb或Dy作為R的一部分。如果Tb和Dy的至少一種的合計(jì)置換量超過6原子%，則剩余磁化低于1.1T，尤其是在考慮高溫環(huán)境中的用途時(shí)，與Sm一Co磁體的性能相反。另外，如果大量使用Tb或Dy，則磁體的原料費(fèi)用也增高，根據(jù)該觀點(diǎn)，因?yàn)橄鄬?duì)于Sm—Co磁體的優(yōu)越性降低，所以工業(yè)上有用的Tb和/或Dy的量為6原子y。以下。并且，雖然包括Y的其它的稀土類元素在磁特性方面沒有作用，但是可以作為不可避免的雜質(zhì)含有。硼是R—T一B系燒結(jié)磁體中必須的元素。通過其量決定作為主相的R2T14B化合物的量。為了確保燒結(jié)磁體的矯頑力并獲得大的磁化，B的量至關(guān)重要。如果B的量為下述規(guī)定范圍的量，越多越容易獲得大的矯頑力。另外，因?yàn)锽量少時(shí)的矯頑力以B的規(guī)定量為分界急劇減小，所以工業(yè)上使B量不低于規(guī)定量特別重要。剩余磁化對(duì)應(yīng)于B量，量越多剩余磁化越小。如果B量低于5.0原子％，則主相的量減少，同時(shí)生成主相以外的軟磁性化合物，磁體的矯頑力下降。另一方面，如果超過8.0原子％，則主相的量減少，磁體的磁化降低。因此，B的量為5.0原子％以上、8.0原子％以下。為了得到高性能磁體，更優(yōu)選的范圍是5.5原子％以上、8，0原子％以下，進(jìn)一步優(yōu)選的范圍是5.5原子％以上、7.0原子％以下。如果在R—T一B系燒結(jié)磁體中添加Al，則矯頑力提高，另一方面磁化降低，并且居里點(diǎn)也降低。通過添加少量的A1能夠增大矯頑力，但是即使增加Al添加量也不能增大至一定以上，磁化和居里點(diǎn)與Al添加量的增加成比例地降低。這一事實(shí)暗示矯頑力提高的原因并不在于主相的磁性的改善，而歸因于晶界的物性改善。因此，雖然A1在磁體的組織中既存在于主相中也存在于晶界中，但是可以認(rèn)為有助于矯頑力提高的是存在于晶界相中的Al。因?yàn)榇嬖谟谥飨嘀械腁l對(duì)磁特性帶來不良影響，所以應(yīng)該盡可能地減少，因此，以下說明的同時(shí)添加Mn是有效的。作為同時(shí)添加Mn的前提，Al的優(yōu)選添加量為0.1原子％以上、1.0原子％以下。如果Al低于0.1原子％，則不能獲得晶界相的物性改善效果，不能獲得高矯頑力，因而不優(yōu)選。另一方面，如果超過1.0原子%，則不會(huì)有進(jìn)一步提高矯頑力的效果，并且即使同時(shí)添加Mn，A在主相中的固溶量也會(huì)增加，磁化顯著降低，居里點(diǎn)降低，因而不優(yōu)選。Mn在磁體合金中大部分固溶在主相中，主相的磁化、各向異性磁場、居里點(diǎn)全部降低，但是通過添加Mn，能夠發(fā)揮減少作為其它添加元素的Al在主相中的固溶量的作用。如果Mn的量超過0.5原子^，則磁化的降低明顯化，并且，矯頑力的降低也明顯化。因此，優(yōu)選Mn的添加量低于0.5原子n/。，更優(yōu)選為0.2原子％以下。另一方面，如果Mn添加量低于0.02原子n/。，則不能獲得本發(fā)明的效果。因此，優(yōu)選Mn添加量為0.02原子％以上。為了提高M(jìn)n帶來的燒結(jié)行為改善效果，優(yōu)選使Mn添加量為0.05原子％以上。可以認(rèn)為能夠發(fā)揮燒結(jié)性改善效果且在成本方面有用的元素只有Mn。其理由在于，Mn是有效元素中唯一的實(shí)質(zhì)上僅固溶于主相的元素。在現(xiàn)有技術(shù)中，作為用于改善燒結(jié)性的元素，可以列舉Al和Cu。但這些元素發(fā)揮改善晶界相的物性的效果，僅間接地作用于作為主相的R2T14B相的燒結(jié)反應(yīng)。相對(duì)于此，Mn參與主相的析出，所以直接作用于燒結(jié)反應(yīng)。因此，在本發(fā)明中，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)通過A1的晶界相的物性改善以及通過Mn的主相的燒結(jié)性改善。因此，通過將Mn和下述Al的量調(diào)節(jié)至特定范圍，能夠穩(wěn)定且有效地制造R—T一B系燒結(jié)磁體。Al和Mn有時(shí)會(huì)由于原材料等不可避免地混入。例如，Al有時(shí)作為雜質(zhì)含有在硼鐵合金中，還有時(shí)會(huì)在熔解時(shí)從坩鍋的成分混入。Mn有時(shí)會(huì)由鐵原料或硼鐵合金中混入。但是，如果不同時(shí)將Al和Mn的量控制在特定范圍內(nèi)，就不能得到本發(fā)明的效果。在實(shí)施本發(fā)明時(shí)，必須從原料合金的制造工序開始進(jìn)行Al和Mn的量的管理。在R—T一B系燒結(jié)磁體中，為了改善磁特性特別是居里點(diǎn)和耐腐蝕性，有時(shí)用Co置換Fe的一部分。如果添加Co，則其一部分置換主相的Fe，提高居里點(diǎn)。剩余的Co存在于晶界，形成例如Nd3Co那樣的化合物，提高晶界的化學(xué)穩(wěn)定性。然而，如果Co大量存在，則在晶界生成強(qiáng)磁性且為軟磁性的化合物，容易發(fā)生相對(duì)于去磁場的逆磁區(qū)，引起磁疇壁移動(dòng)，因而使磁體的矯頑力降低。過渡金屬T以Fe為基礎(chǔ)。這是因?yàn)榫蚏2T14B化合物而言，當(dāng)T為Fe時(shí)能夠獲得最高的磁化，并且與作為其它有用的強(qiáng)磁性的過渡金屬的Co和Ni相比，更廉價(jià)。實(shí)施本發(fā)明時(shí)，如果使Co的添加為特定范圍，就能夠避免上述不良影響。另外，從不影響本發(fā)明的效果、并獲得居里點(diǎn)上升和耐腐蝕性提高等效果的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選添加Co。如果Co添加量超過20原子%，則磁化的降低顯著，并且，析出軟磁性相而導(dǎo)致矯頑力降低，因此優(yōu)選Co添加量的上限為20原子％。添加元素M根據(jù)其作用效果分為Ni、Cu、Zn、Ga、Ag、In、Sn、Bi的第一組和Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W的第二組。前者的第一組與A1不同，幾乎不固溶于主相，主要存在于晶界，有助于晶界相與主相的相互作用。具體而言，發(fā)揮下述作用降低晶界相的熔點(diǎn)，改善磁體的燒結(jié)行為，并改善主相與晶界相的潤濕性，更有效地使晶界相熔入主相界面，結(jié)果提高磁體的矯頑力。這些元素中最有效地被使用的是Cu。另夕卜，Ga和Ag雖然存在價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)，但是特性改善的效果顯著。其中，這些元素中，Ni如果大量添加，就會(huì)也在主相中固熔，存在使主相的磁化降低的缺點(diǎn)。另一方面，后者的第二組發(fā)揮下述作用通過形成微細(xì)的高熔點(diǎn)的析出物等作用，使燒結(jié)組織微細(xì)化，提高矯頑力。除了Ni以外的第一組和第二組的所有元素，不會(huì)表現(xiàn)作為強(qiáng)磁性相的作用，因此如果添加量增多，則磁體的磁化降低。對(duì)于Ni，如果大量添加而在晶界生成軟磁性的化合物，矯頑力就會(huì)降低。因此，這些添加元素的最大量設(shè)定為，所有元素的合計(jì)為5原子％以下，更優(yōu)選為2原子％以下。并且，可以使用第一組的多種元素，也可以使用第二組的多種元素。另外，還可以組合使用第一組的元素和第二組的元素。其它的元素在本發(fā)明中沒有限定，但與本發(fā)明的效果沒有關(guān)系，并不排除其存在。例如氫、碳、氮、氧是制造工序上不可避免的，在本發(fā)明的實(shí)施例中也被檢出。其中，碳和氮有時(shí)能夠與B發(fā)生部分置換，但此時(shí)產(chǎn)生磁體的矯頑力降低等對(duì)磁特性的顯著影響?？梢哉J(rèn)為在通常的燒結(jié)磁體中，碳和氮與氧同樣，與稀土類元素反應(yīng)而形成某種形態(tài)的碳化物、氮化物、氧化物，以不影響磁特性的形式存在。另外，氫和氮侵入主相的晶格之間，能夠期待使居里點(diǎn)提高等效果，但大量添加時(shí)會(huì)使矯頑力降低。任意一種結(jié)果均是與本發(fā)明獨(dú)立的效果。F、Cl、Mg、Ca等可能會(huì)在稀土類金屬的精煉過程中混入，存在原樣地混入磁體組成的可能性。P、S可能含有在Fe原料中。另外，Si除了從作為原料來源的硼鐵合金混入之外，還存在磁體用母合金的熔解時(shí)坩堝成分混入的可能性。[制造方法]本發(fā)明能夠采用R—T一B系燒結(jié)磁體的所有制造方法獲得同樣的效果，因此并不限定制造方法，以下，列舉制造方法的一個(gè)例子。[原料合金]能夠采用各種方法制造，并且能夠利用具有各種形態(tài)的原料合金。原料合金的代表例為鑄塊、薄帶連鑄合金、霧化粉末、通過還原擴(kuò)散法制得的粉末和通過超急冷法制得的合金帶等。這些原料合金不僅可以單獨(dú)使用，也可以混合使用不同種類的原料合金。并且，還可以采用混合使用不同組成的合金的所謂雙合金法。此時(shí)，通過下述方法能夠發(fā)揮本發(fā)明的效果Al和Mn在任一個(gè)合金中含有兩者的方法、在雙方合金中含有的方法、以及在接近磁體組成的合金即在主合金中含有Mn、在添加合金中含有A1的方法。并且，采用在主合金中含有A1、在添加合金中含有Mn的方法，也能夠?qū)崿F(xiàn)作為本發(fā)明的效果之一的燒結(jié)性的改善。在制造原料合金時(shí)，能夠使用純鐵、硼鐵合金、純B、稀土類金屬、稀土類一鐵合金等作為原材料，還可以作為雜質(zhì)含有本發(fā)明的必需元素Mn和Al。因而，可以使用作為雜質(zhì)含有Mn和Al的原材料，ii也可以另外添加Mn和Al，使得最終Mn和Al在特定組成范圍內(nèi)。通常，僅通過控制雜質(zhì)量而控制在特定組成范圍較為困難，因此，可以相對(duì)于作為雜質(zhì)含有的Mn和Al，添加適量的Mn和Al，合并達(dá)到特定組成范圍。對(duì)于M元素，可以以純金屬添加，也可以以例如與鐵構(gòu)成合金的形態(tài)添加。另外，以組織改善、元素分布改善、均質(zhì)化等為目的，可以對(duì)母合金進(jìn)行熱處理。[粉碎]粉碎工序可以采用任意的方法?？梢愿鶕?jù)起始原料的性狀選擇，例如，在使用薄帶連鑄合金作為起始原料的情況下，大多經(jīng)過粗粉碎一微粉碎的兩階段的工序。此時(shí)，粗粉碎可以采用機(jī)械式粉碎的方法、以及適用于稀土類合金的利用氫脆化的粉碎方法。所謂氫脆化法是將合金與氫氣一起封入容器、使氫氣侵入合金、利用伴隨此時(shí)的合金的體積變化的變形進(jìn)行粉碎的方法。就該方法而言，因?yàn)樾纬稍诖址勰﹥?nèi)含有大量氫的形態(tài)，所以通過根據(jù)需要對(duì)粗粉末進(jìn)行加熱，能夠使多余的氫放出。而且，在粗粉碎后、微粉碎工序前，還可以使用例如篩子等，使其粒度為特定粒度以下。微粉碎通常為使用高速氣流的噴射式粉碎機(jī)粉碎，但也可以采用機(jī)械式微粉碎的方法、使用分散介質(zhì)的濕式球磨粉碎。另外，在粉碎時(shí)，可以預(yù)先添加粉碎助劑。特別用于提高微粉碎工序的粉碎效率非常有效。并且，關(guān)于原料合金的處理、粉碎粉的處理，為了制造高性能磁體，在非活性氣氛中處理至關(guān)重要。所謂非活性氣氛，至少對(duì)于常溫下的處理，為氮?dú)饩妥銐蛄?，但在進(jìn)行例如30(TC以上的熱處理時(shí)，必須使用氦氣或氬氣。粉碎粒度根據(jù)磁體的性能以及隨后的成型工序中的處理方面的制約而確定。通常，使用氣流分散式激光衍射法測(cè)得的D50粒徑為37pm。該粒度反而是使用高速氣流式的粉碎方法容易得到的粒度范圍。其中，使用氣流分散法測(cè)定微粉粒度是由于，微粉末是強(qiáng)磁性體，容12易發(fā)生磁凝集的緣故。[成型]在各向異性燒結(jié)磁體中，在磁場中形成微粉末，賦予磁體的磁各向異性。一般而言，將粉碎工序中得到的微粉末填入成型機(jī)的模孔，利用沖頭構(gòu)成空腔，同時(shí)從外部施加磁場，保持該狀態(tài)通過沖頭加壓并成型，然后取出。在該工序中，為了提高磁場的取向、并提高模具潤滑，原料的微粉末可以添加有潤滑劑。該潤滑劑有固體狀和液體狀，可以考慮各種因素選擇。另外，為了使向?？椎奶畛淙菀走M(jìn)行等，可以適當(dāng)造粒。另外，作為為了取向而施加的磁場，不僅可以使用利用直流電源的靜磁場，還可以使用例如利用電容放電的脈沖磁場、以及交流磁場。在本發(fā)明的組成體系中，通常使用0.4MA/m以上的磁場強(qiáng)度，優(yōu)選使用0.8MA/m以上的磁場強(qiáng)度。而且，在成型后，作為去磁處理，可以施加逆磁場。通過去磁處理，使隨后的成型體的處理中無剩磁，具有使處理容易進(jìn)行的效果。并且，通過研究成型時(shí)的磁場施加的方向，能夠制造各種取向狀態(tài)的磁體。例如，就圓環(huán)狀而言，能夠?qū)崿F(xiàn)軸向取向，此外還能夠?qū)崿F(xiàn)徑向的輻射取向、以及具有多個(gè)磁極的各向異性取向。成型方法除了可以使用利用模具和沖頭的方法之外，還可以使用利用橡膠模的方法，例如所謂的RIP法。而且，可以分別進(jìn)行成型和磁場施加。像結(jié)]燒結(jié)工序可以在真空或者氬氣氣氛中進(jìn)行。氣氛的壓力等可以任意設(shè)定。例如，可以使用導(dǎo)入Ar氣體同時(shí)進(jìn)行減壓的方法、以及用Ar氣體進(jìn)行加壓的方法。在本發(fā)明的磁體的情況下，為了在燒結(jié)工序前通過升溫過程放出原料粉末中所含的氣體，或者使在工序中途添加的潤滑劑、粘合劑、保型劑等蒸發(fā)，燒結(jié)時(shí)的升溫工序有時(shí)在減壓下進(jìn)行，有時(shí)在升溫途中保持一定時(shí)間、一定溫度而進(jìn)行。另外，為了有效地放出上述潤滑劑、粘合劑、保型劑，可以使升溫過程的特定溫度范圍為氫氣氣氛。并且，也可以在氦氣氣氛中進(jìn)行燒結(jié)，但在曰本，氦氣的價(jià)格昂貴，并且，由于氦氣的熱傳導(dǎo)優(yōu)良，可能導(dǎo)致燒結(jié)爐的熱效率降低。燒結(jié)通常在100(TC110(TC下進(jìn)行30分鐘16小時(shí)。因?yàn)榫捅景l(fā)明的組成范圍而言為液相燒結(jié)，所以并不需要那么高的溫度。并且，可以在相同溫度或不同溫度下，分多次進(jìn)行燒結(jié)。關(guān)于溫度保持后的冷卻，并不一定需要急冷或者徐冷，可以包括以下的熱處理，組合適當(dāng)?shù)臈l件。在燒結(jié)后，測(cè)得本發(fā)明的磁體的比重為7.3以上，更優(yōu)選為7.4以上。并且，也可以使用從外部施加壓力同時(shí)升溫的熱壓法、對(duì)成型體通電利用焦耳熱造成過熱的通電燒結(jié)法等粉末冶金法索采用的所有的燒結(jié)方法。在使用這些方法的情況下，燒結(jié)溫度、時(shí)間不受上述限制。[熱處理]為了提高矯頑力，燒結(jié)結(jié)束后，可以在燒結(jié)溫度以下進(jìn)行熱處理。并且，可以在相同溫度進(jìn)行或者改變溫度進(jìn)行多次該熱處理。熱處理時(shí)的冷卻條件可以選擇各種條件。其中，在燒結(jié)結(jié)束獲得足夠的矯頑力時(shí)，不一定必須進(jìn)行熱處理。[加工]燒結(jié)后的磁體有時(shí)處于接近最終形狀的狀態(tài)，但通常進(jìn)行切斷、研削、研磨等機(jī)械加工，最后加工成規(guī)定形狀。其中，該加工只要在燒結(jié)后即可，可以在熱處理前也可以在熱處理后，還可以在多次熱處理的中間進(jìn)行。[表面處理]本發(fā)明的組成體系的燒結(jié)磁體長期置于通常的環(huán)境中會(huì)生銹，所以適合進(jìn)行覆蓋表面的處理。例如使用樹脂涂覆、金屬電鍍、蒸鍍膜等，可以根據(jù)用途、要求性能、成本而選擇適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚?。?dāng)然，根據(jù)使用環(huán)境在不需要利用表面處理進(jìn)行保護(hù)時(shí)，有時(shí)也不進(jìn)行表面處理。[磁化]本發(fā)明的磁體通常使用脈沖磁場磁化。通常從制品的組裝方便出發(fā)，該工序大多在組裝后進(jìn)行，當(dāng)然也可以將磁體單個(gè)磁化后組合裝入制品。14磁化方向當(dāng)然應(yīng)該考慮磁場中成型時(shí)的取向方向而確定，與該方向一致能夠最初獲得高性能磁體，但根據(jù)用途，并不一定必須使磁化方向與成型時(shí)的取向方向一致。實(shí)施例(實(shí)施例1)以純度99.5%以上的Pr、Nd、純度99.9%以上的Tb、Dy、電解鐵、低碳硼鐵合金為主，以純金屬或者與Fe的合金的形態(tài)添加其它目的元素，使目的組成的合金熔解，采用薄帶連鑄法進(jìn)行鑄造，制得厚度為0.30.4mm的板狀合金。以該合金為原料，在氫加壓氣氛中使其氫脆化，然后在真空中加熱至60(TC,冷卻后，使用篩子獲得425pm以下粒度的合金粗粉。向該粗粉添加混合以質(zhì)量比計(jì)為0.05%的硬脂酸鋅。接著，利用噴射式粉碎裝置，在氮?dú)饬髦羞M(jìn)行干式粉碎，制得粒徑D50為45pm的微粉碎粉。此時(shí)，特別是在以氧量1原子％以下為目標(biāo)的試樣中，將粉碎氣體中的氧濃度控制在50ppm以下。其中，該粒徑是通過氣流分散法的激光衍射法測(cè)得的值。使制得的微粉末在磁場中成型，制成成型體。此時(shí)的磁場是約為0.8MA/m的靜磁場，施加壓力為196MPa。并且，磁場施加方向與加壓方向正交。另外，特別是在以氧量為目標(biāo)的試樣中，盡可能地將從粉碎直至裝入燒結(jié)爐的氣氛設(shè)定為氮?dú)鈿夥?。接著，在真空中，?0201080。C的溫度范圍燒結(jié)該成型體2小時(shí)。燒結(jié)溫度因組成而異，但均在能夠獲得燒結(jié)后的密度為7.5Mg/m3的范圍內(nèi)選擇較低的溫度進(jìn)行燒結(jié)。對(duì)制得的燒結(jié)體的組成進(jìn)行分析，將結(jié)果換算為原子％后表示于圖1。使用ICP進(jìn)行該分析。其中，氧、氮、碳為氣體分析裝置中的分析結(jié)果。其中，任何試樣利用溶解法的氫分析的結(jié)果，氫量均在1030ppm的范圍內(nèi)。將磁體特性表示于以下的表l。[表l]<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>對(duì)于表以外的元素，有時(shí)除氫以外檢測(cè)出Si、Ca、Cr、La、Ce等，Si主要從硼鐵合金原料和合金熔解時(shí)的坩鍋混入，Ca、La、Ce從稀土類的原料混入。另外，Cr可能從鐵混入，無法使這些元素完全為O。對(duì)制得的燒結(jié)體，在Ar氣氛中以各種溫度進(jìn)行1小時(shí)的熱處理，并將其冷卻。熱處理根據(jù)組成在各種溫度條件下進(jìn)行，并且有的改變溫度最多進(jìn)行3次熱處理。對(duì)這些試樣進(jìn)行機(jī)械加工后，利用B-HTracer測(cè)定室溫時(shí)的磁特性Jr、Hd。并且，切取試樣的一部分，得到約為2050mg的試樣，通過磁場中的熱天平測(cè)定，求得居里點(diǎn)Tc。該方法通過從熱天平的外側(cè)，對(duì)試樣施加利用永磁體產(chǎn)生的弱磁場，用天平檢出由于試樣從強(qiáng)磁性變?yōu)轫槾判远a(chǎn)生的磁力的變化，將天平的指示值微分求得變化率最大的溫度。其中，將各組成的試樣在各種熱處理?xiàng)l件下的各自在室溫時(shí)的矯頑力最大的試樣作為評(píng)價(jià)對(duì)象。試樣1720相當(dāng)于比較例，No.l7、18中Mn:<0.02原子％，與類似組成的實(shí)施例相比，剩余磁化Jr和居里點(diǎn)l劣化。對(duì)于No.17，由于Mn:<0.02原子％，所以與A1的添加無關(guān)，矯頑力Hcj低。對(duì)于No.19,在Mn、Al兩者過剩時(shí)，剩余磁化J。居里點(diǎn)T。均低。對(duì)于No,20，Al:<0.1原子％，特別是矯頑力Hc;低。(實(shí)施例2)在Ndn.oDyo.7FebaLO)2.2Cu(uB5.9AlxMny(原子％)組成的磁體中，在y二O.Ol、0.05、0.10、0.40、0.80時(shí)，對(duì)于各種Al的值x的室溫的剩余磁化t表示于圖2，室溫的矯頑力Hej表示于圖3。y=0.01的數(shù)據(jù)是作為比較例表示的數(shù)據(jù)。此時(shí)的氧量為1.8原子％，關(guān)于其它的碳、氮的含量，分別為0.4原子％以下、0.1原子％以下。另外，Si、Ca、La、Ce等不可避免的雜質(zhì)的含量分別為0.1原子°/。以下。并且，實(shí)施例2的磁體使用與實(shí)施例1同樣的制造方法制得。根據(jù)圖2，與y二0.01時(shí)相比，y=0.05時(shí)的添加Al時(shí)的剩余磁化L的降低較少，可以認(rèn)為這是通過添加Mn使得Al的主相固溶量減少的結(jié)果。另外，在y二0.80，由于Mn的主相固溶量增大，剩余磁化Jr大幅度降低。另外，根據(jù)圖3可知，通過添加Mn，Al在晶界相進(jìn)一步濃化，結(jié)果，通過添加更少量的A1，就能夠提高矯頑力Hej。另一方面，在y=0.80時(shí)，由于Mn的主相固溶量增大，矯頑力Jcj大幅度降低。(實(shí)施例3)在Nd^FebaLCo^CuojGao.osBwAlxMny(原子％)組成的磁體中，在x二0.02、0.50、1.00、1.50時(shí)，對(duì)于各種Mn的值y的室溫的剩余磁化Jr表示于圖4，將室溫的矯頑力H^表示于圖5。x=0.02、1.50的數(shù)據(jù)是作為比較例表示的數(shù)據(jù)。此時(shí)的氧量為1.8原子％，關(guān)于其它的碳、氮的含量分別為0.4原子％以下、0.1原子°/。以下。另外，Si、Ca、La、Ce等不可避免的雜質(zhì)的含量分別為0.1原子％以下。并且，實(shí)施例3的磁體使用與實(shí)施例1同樣的制造方法制得。根據(jù)圖4，如果不添加Mn而添加Al:x二0.5原子。/。，則剩余磁化L大幅度降低。但如果y二0.05原子％，則由于Al的有無而引起的剩余磁化^的差異非常小。另外，如果x二1.50,則由于A1本身的主相固溶量增大，剩余磁化L大幅度降低。另一方面，根據(jù)圖5可知，通過添加A1，能夠與Mn量無關(guān)同樣17使用與實(shí)施例1同樣的方法，制得表2所示組成的燒結(jié)磁體。表2的組成是根據(jù)ICP和氣體分析的結(jié)果、換算為原子％后表示的分析值。除了表2所示之外，還含有氫、碳、氮、Si、Ca、La、Ce等不可避免的雜質(zhì)。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>將磁體特性表示于表3。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>使用與實(shí)施例1同樣的方法，評(píng)價(jià)剩余磁化Jn矯頑力He;、居里點(diǎn)Tc，并在表中表示。本實(shí)施例中，使Al量和Mn量為一定，表示本申請(qǐng)組成范圍的R量、B量、Co量的影響，均顯示良好的磁特性。(實(shí)施例5)在Nd,3.8Feba.Alo.2MnxB6.0(原子％)組成的磁體中，制作各種x值的燒結(jié)磁體，評(píng)價(jià)磁特性。將評(píng)價(jià)結(jié)果表示于表4。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>制造方法與實(shí)施例1同樣進(jìn)行，對(duì)所有組成均在1020'C進(jìn)行2小時(shí)燒制。另外，燒結(jié)后的熱處理在56(TC64(TC的范圍內(nèi)進(jìn)行，將磁特性最優(yōu)異的試樣作為評(píng)價(jià)對(duì)象。磁特性的評(píng)價(jià)中，求得Hk作為指標(biāo)，將Hk/He;的值作為矩形性的指標(biāo)。Hk是去磁場中磁化的值為剩余磁化Jr的90M時(shí)的去磁場的值，可以判斷Hk/He;的值越接近于1，矩形性越好，作為磁體越有用。如果Mn添加量x>0.02原子％，則密度p、剩余磁化L顯著提高。另一方面，如果Mn添加量x〉0.5原子％，則剩余磁化A顯著降低，為不添加Mn時(shí)的同等以下。再者，根據(jù)氣體分析，作為燒結(jié)磁體所含的不可避免的雜質(zhì)，含有氧0.410.44質(zhì)量％、碳0.0370,043質(zhì)量％、氮0.0120.015質(zhì)量％、氫<0.002質(zhì)量％的范圍。另外，根據(jù)ICP分析，檢出Si最大為0.04質(zhì)量％，Cr、Ce、Ca等為0.01質(zhì)量％以下。(實(shí)施例6)采用鑄塊法或薄帶連鑄法SC法制成母合金，經(jīng)過利用氫脆化法的粗粉碎、利用氣流式粉碎機(jī)的微粉碎，制得粒徑D50=4.14.8pm的微粉末。在其中混合作為內(nèi)部潤滑劑的硬脂酸鋅0.05質(zhì)量％，在磁場中進(jìn)行模具成型。此時(shí)的磁場強(qiáng)度為1.2MAm—3，施加壓力為196MPa。其中，加壓方向與磁場施加方向正交。按照各組成設(shè)定溫度條件，對(duì)得到的成型體進(jìn)行真空燒結(jié)，制得密度為7.5Mgm—3以上的燒結(jié)體。對(duì)制得的燒結(jié)體，分別實(shí)施各種溫度下的熱處理，然后，通過機(jī)械加工制得磁體試樣，利用閉路的BHTracer測(cè)定磁特性。其中，對(duì)于矯頑力為1500kAm—1以上的試樣，使用基于脈沖法的東英工業(yè)生產(chǎn)的TPM型磁力計(jì)，再次測(cè)定矯頑力。一部分試樣試樣No.58和62在微粉碎工序以后經(jīng)過實(shí)質(zhì)上在非活性氣體的氣氛下的處理。表5表示將磁體組成ICP分析值、其中O為將通過氣體分析法的分析值換算為原子％的數(shù)值。將各試樣的能夠獲得最大矯頑力的條件下的磁特性表示于表6。20[表5]<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>不管合金制法是鑄塊法還是薄帶連鑄法，對(duì)于各添加元素，均同時(shí)添加Al和Mn，由此能夠獲得優(yōu)異的磁特性。其中，記載以外的雜質(zhì)檢出了碳0.0310.085質(zhì)量％，氮0.0130.034質(zhì)量％，氫<0.003質(zhì)量％，Si:<0.04質(zhì)量％，La、Ce、Ca分別<0.01質(zhì)量％。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的燒結(jié)磁體能夠廣泛用于使用高性能的燒結(jié)磁體的各種用途。權(quán)利要求1.一種R-T-B系燒結(jié)磁體，其特征在于，具有下述組成稀土類元素R12原子％以上、17原子％以下，硼B(yǎng)5.0原子％以上、8.0原子％以下，Al0.1原子％以上、1.0原子％以下，Mn0.02原子％以上、低于0.5原子％，過渡金屬T余量，其中，稀土類元素R是選自包括Y(釔)的稀土類元素中的至少一種，含有Nd和Pr的至少一種，過渡金屬T以Fe為主要成分。2.如權(quán)利要求1所述的R—T一B系燒結(jié)磁體，其特征在于作為稀土類元素R，含有Tb和Dy的至少一種。3.如權(quán)利要求1所述的R—T一B系燒結(jié)磁體，其特征在于作為過渡金屬T，含有Co:磁體總體的20原子％以下。4.一種R—T一B系燒結(jié)磁體，其特征在于，具有下述組成稀土類元素R:12原子％以上、17原子％以下，硼B(yǎng):5.0原子％以上、8.0原子％以下，Al-0.1原子％以上、1.0原子％以下，Mn:0.02原子％以上、低于0.5原子％，添加元素M:合計(jì)超過0、且為5.0原子％以下，過渡金屬T:余量，其中，稀土類元素R是選自包括Y(釔)的稀土類元素中的至少一種，含有Nd和Pr的至少一種，添加元素M是選自Ni、Cu、Zn、Ga、Ag、In、Sn、Bi、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta和W中的至少一種，過渡金屬T以Fe為主要成分。5.如權(quán)利要求4所述的R—T一M—B系燒結(jié)磁體，其特征在于:作為稀土類元素R，含有Tb和Dy的至少一種。6.如權(quán)利要求5所述的R—T一M—B系燒結(jié)磁體，其特征在于:作為過渡金屬T，含有Co:20原子％以下。全文摘要本發(fā)明的R-T-B系燒結(jié)磁體具有下述組成，稀土類元素R12原子％以上、17原子％以下，硼B(yǎng)5.0原子％以上、8.0原子％以下，Al0.1原子％以上、1.0原子％以下，Mn0.02原子％以上、低于0.5原子％，過渡金屬T余量。稀土類元素R是選自包括Y(釔)的稀土類元素中的至少一種，含有Nd和Pr的至少一種，過渡金屬T以Fe為主要成分。文檔編號(hào)H01F1/032GK101657863SQ20078005282公開日2010年2月24日申請(qǐng)日期2007年5月2日優(yōu)先權(quán)日2007年5月2日發(fā)明者富澤浩之申請(qǐng)人:日立金屬株式會(huì)社