CN110024064B - R－t－b系烧结磁体及其制造方法 - Google Patents

R－t－b系烧结磁体及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明的R－T－B系烧结磁体在实施方式中具有R：27mass％以上37mass％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方)、B：0.75mass％以上0.97mass％以下、Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下、Cu：0mass％以上1.0mass％以下、T：61.03mass％以上(T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上)的组成。T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0。磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多。磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。

Description

R－T－B系烧结磁体及其制造方法
技术领域
本发明涉及R－T－B系烧结磁体及其制造方法。
背景技术
已知R－T－B系烧结磁体(R为稀土元素中的至少一种，T为过渡金属元素中的至少一种且必须含有Fe，B为硼)是永磁体中性能最高的磁体，被用于硬盘驱动器的音圈电动机(VCM)、电动汽车用(EV、HV、PHV等)电动机、工业设备用电动机等各种电动机或家电制品等。
R－T－B系烧结磁体由主要包括R2T14B化合物的主相和位于该主相的晶界部分的晶界相(下面有时简称为“晶界”)构成。R2T14B化合物是具有高磁化的强磁性相，构成R－T－B系烧结磁体特性的基础。
R－T－B系烧结磁体存在在高温下由于矫顽力HcJ(下面有时简称为“矫顽力”或“HcJ”)降低而发生不可逆热退磁的问题。因此，特别是用于电动汽车用电动机的R－T－B系烧结磁体中，需要在高温下也具有高的HcJ、即在室温时具有更高的HcJ。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2007/102391号
专利文献2：国际公开第2013/008756号
专利文献3：国际公开第2016/133071号
发明内容
发明要解决的课题
已知在将R2T14B型化合物相中的作为轻稀土元素RL的Nd置换成重稀土元素RH(主要是Dy、Tb)时，HcJ升高。然而，在R－T－B系烧结磁体中，在将轻稀土元素RL(Nd、Pr)置换成重稀土元素RH时，HcJ升高，但另一方面R2T14B型化合物相的饱和磁化会降低，因而存在剩余磁通密度Br(下面有时简称为“剩余磁通密度”或“Br”)降低的问题。
专利文献1记载了向R－T－B系合金的烧结磁体的表面供给Dy等重稀土元素RH，并且使重稀土元素RH扩散至烧结磁体的内部。专利文献1所记载的方法中，通过使Dy从R－T－B系烧结磁体的表面扩散至内部，使Dy仅在能够有效地提高HcJ的主相晶粒的外壳部富集，由此抑制Br的降低，并且能够得到高HcJ。
然而，特别是Dy等重稀土元素RH由于资源量稀缺、且产地受限等理由，供给不稳定，而且还存在价格大幅度变动等的问题。因此，近年来，希望提高HcJ而不使用重稀土元素RH。
专利文献2中公开了降低了Dy的含量且提高了矫顽力的R－T－B系稀土类烧结磁体。该烧结磁体的组成与一般使用的R－T－B系合金相比，B量被限定在相对较少的特定的范围内，而且，含有选自Al、Ga、Cu中的1种以上的金属元素M。结果，在晶界生成R2T17相，从该R2T17相向晶界形成的富过渡金属相(R6T13M)的体积比例增加，因而HcJ升高。
专利文献3中记载了通过使特定组成的R－Ga－Cu合金与B量比通常情况更低(低于R2T14B化合物的化学计量比)的R－T－B系烧结体的表面接触并进行热处理，控制R－T－B系烧结磁体中的晶界相的组成和厚度，使HcJ升高。
根据专利文献2或专利文献3所记载的方法，即使不使用Dy等重稀土元素RH也能够得到高HcJ，但却存在Br降低的问题。
本发明的各种实施方式能够提供降低了重稀土元素RH的含量、且具有高Br和高HcJ的R－T－B系烧结磁体及其制造方法。
用于解决课题的方法
本发明的R－T－B系烧结磁体在例示的实施方式中含有：
R：28mass％以上36mass％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方)，
B：0.73mass％以上0.96mass％以下，
Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下，
Cu：0.1mass％以上1.0mass％以下，
T：60mass％以上(T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上)，
T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。
在某优选实施方式中，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Cu量比磁体中央部的Cu量多。
在某优选实施方式中，上述R－T－B系烧结磁体中的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比超过14.0且在16.4以下。
本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法，在其他的例示的实施方式中，包括：准备R1－T1－B系烧结体的工序；准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序；使上述R2－Cu－Ga－Fe系合金的至少一部分与上述R1－T1－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和对于实施上述第一热处理后的R1－T1－B系烧结体在真空或非活性气体气氛中在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序。上述R1－T1－B系烧结体中，R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下，T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe的含量相对于T1整体为80mass％以上，[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下。在上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中，R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下，Cu的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Ga的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。
在某实施方式中，上述[T1]/[B]的摩尔比为14.3以上15.0以下。
在某实施方式中，上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的15mass％以上40mass％以下。
在某实施方式中，上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的50mass％以上为Pr。
在某实施方式中，上述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的70mass％以上为Pr。
在某实施方式中，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2、Cu、Ga、Fe的合计含量为80mass％以上。
在某实施方式中，上述第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下。
在某实施方式中，上述第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下。
在某实施方式中，上述准备R1－T1－B系烧结体的工序包括将原料合金粉碎至粒径D50达到3μm以上10μm以下后，使其在磁场中取向并进行烧结的步骤。
本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法，在其他的例示的实施方式中，包括：准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序；准备R2－Ga－Fe系合金的工序；使上述R2－Ga－Fe系合金的至少一部分与上述R1－T1－Cu－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和对于实施所述第一热处理后的R1－T1－Cu－B系烧结体在真空或非活性气体气氛中在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序。上述R1－T1－Cu－B系烧结体中，R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－Cu－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下，T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe的含量相对于T1整体为80mass％以上，[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下，Cu的含量为R1－T1－Cu－B系烧结体整体的0.1mass％以上1.5mass％以下。上述R2－Ga－Fe系合金中，R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下，Ga的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，Fe的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。
在某实施方式中，上述[T1]/[B]的摩尔比为14.3以上15.0以下。
在某实施方式中，上述R2－Ga－Fe系合金中的Fe的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的15mass％以上40mass％以下。
在某实施方式中，上述R2－Ga－Fe系合金中的R2的50mass％以上为Pr。
在某实施方式中，上述R2－Ga－Fe系合金中的R2的70mass％以上为Pr。
在某实施方式中，R2－Ga－Fe系合金中的R2、Ga、Fe的合计含量为80mass％以上。
在某实施方式中，上述第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下。
在某实施方式中，上述第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下。
在某实施方式中，上述准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序包括将原料合金粉碎至粒径D50达到3μm以上10μm以下后，使其在磁场中取向并进行烧结的步骤。
发明效果
根据本发明的实施方式，能够提供降低了重稀土元素RH的含量、并且具有高Br和高HcJ的R－T－B系烧结磁体。
附图说明
图1A是表示R－T－B系烧结磁体的主相和晶界相的示意图。
图1B是将图1A的虚线矩形区域内进一步放大的示意图。
图2是表示本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法的第一实施方式中的工序的流程图。
图3是表示本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法的第二实施方式中的工序的流程图。
图4是示意性地表示热处理工序中的R1－T1－B系合金烧结体与R2－Cu－Ga－Fe系合金的配置形态的说明图。
图5是纵轴为Br、横轴为HcJ的磁特性图。
图6A是表示磁体表面部的样品切取范围的说明图。
图6B是表示磁体表面部和磁体中央部的样品切取位置的说明图。
图6C是观察图6B的磁体中的垂直于取向方向的截面时的说明图。
图6D是例示性地表示在4mm见方的磁体中的磁体表面部和磁体中央部的样品切取位置的说明图。
图6E是例示性地表示在3mm见方的磁体中的磁体表面部和磁体中央部的样品切取位置的说明图。
图6F是观察图6E的磁体中的垂直于取向方向的截面时的说明图。
具体实施方式
本发明的R－T－B系烧结磁体通过在使含有R、Ga和Fe作为构成要素的合金与R－T－B系烧结体的表面的至少一部分接触的状态下进行热处理来制造，具有B量比通常情况更低(低于R2T14B化合物的化学计量比)的特定组成。本发明的R－T－B系烧结磁体即使完全不含重稀土元素Dy和Tb，也具有在含有Dy(在原料合金中添加有Dy)的情况以上的高的Br和HcJ，而且，能够表现出与通过使Dy从表面向内部扩散使Dy在主相晶粒的外壳部富集的方法制得的R－T－B系烧结磁体的Br和HcJ同等的高Br和高HcJ。
<机理>
如上所述，专利文献3所记载的方法中，通过使特定组成的R－Ga－Cu合金与B量比通常情况少(低于R2T14B化合物的化学计量比)的R－T－B系烧结体的表面接触并进行热处理，由此控制R－T－B系烧结磁体中的晶界相的组成和厚度，使HcJ升高。在该方法中，由于不使用重稀土元素，所以几乎不会发生主相饱和磁化的降低。然而，由于形成比通常情况更厚的晶界相，所以无论如何都会导致主相的比例降低，结果，无法避免Br降低。
本发明的发明人反复进行了研究，结果可知：作为与R－T－B系烧结体的表面接触的合金，使用含有Fe的R－Ga－Fe合金代替专利文献3所记载的R－Ga－Cu合金，并且使最终得到的R－T－B系烧结磁体的B量比R2T14B化合物的化学计量比少时，不仅能够得到比专利文献3的R－T－B系烧结磁体更高的Br，而且还能够在不使用重稀土元素的情况下得到与专利文献1所记载的R－T－B系烧结磁体同等的高Br和高HcJ。可以认为这是由于在通过专利文献3所记载的方法得到的R－T－B系烧结磁体中，不仅磁体表面附近的晶界相的厚度变厚，磁体中央附近的晶界相的厚度也变厚，因此主相的比例降低，Br降低，而在本发明的R－T－B系烧结磁体中，由于R－Ga－Fe合金所含的Fe的存在，磁体表面附近的晶界相的厚度与专利文献3中的磁体同样地变厚，相反，磁体中心附近的晶界相的厚度比专利文献3中的磁体薄(本发明和专利文献3的磁体(扩散后的R－T－B系烧结磁体)均为相同组成的情况)。由此可以认为能够抑制磁体中心附近的主相比例降低。而且，经过详细的研究，结果还可知：在本发明的R－T－B系烧结磁体中，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])(下面有时记作“[T]/[B]的摩尔比”)比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比(磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比磁体表面部低(磁体中央部相对地形成高B的状态))高。具有这样的组成分布的R－T－B系烧结磁体中，能够将磁体中央附近的主相比例的降低抑制在最小限度，因此能够抑制Br的降低。
<T/B比的说明>
本发明的R－T－B系烧结磁体的制造中，使用R－Ga－Fe合金。R－Ga－Fe合金所含的R、Ga和Fe元素主要通过R－T－B系烧结体的晶界从烧结体表面向内部导入。从烧结体表面向内部导入R、Ga和Fe元素时，沿着取向方向，磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多。在磁体表面部的R量增多时，其他的元素(例如B、Fe等)的量(比例)比磁体中央部少。例如，如通过专利文献3所记载的方法得到的R－T－B系烧结磁体那样，在Fe未从磁体表面扩散到内部的R－T－B系烧结磁体中，在垂直于取向方向的截面上，通过R的扩散而产生的磁体表面部和磁体中央部中，Fe和B的变化量为同等程度。也就是说，由于R的导入量在磁体表面部和磁体中央部不同，因此，在磁体表面部，R的存在量增加，伴随于此，Fe和B的存在量相对减少。另一方面，在磁体中央部，R的存在量没有那种程度的增加，所以Fe和B的存在量也没有那种程度的减少。这样，在磁体表面部和磁体中央部，虽然由于R的导入量而使得Fe和B的相对的存在量发生波动，但Fe与B的比例几乎不发生变化(由于Fe和B都不从烧结体表面导入)。因此，在Fe未从表面扩散至内部的R－T－B系烧结磁体中，垂直于取向方向的截面上的[T]/[B]的摩尔比在磁体表面部和磁体中央部几乎相同。其中，T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上。即，Fe是T的主成分。
相对于此，在本发明的R－T－B系烧结磁体中，不仅R和Ga从烧结体表面导入到内部，Fe也从烧结体表面导入到内部。因此可知：沿着取向方向，Fe的导入量在磁体表面部和磁体中央部存在差异(磁体表面部的Fe的导入量多)，通过扩散而产生的磁体表面部的Fe的相对的存在量的变化小于B(未从烧结体表面导入)的相对的存在量的变化。
通过这样的特征的组成分布，能够得到与使Dy在主相晶粒的外壳部富集的R－T－B系烧结磁体的Br和HcJ同等的高Br和高HcJ。
下面，对本发明的R－T－B系烧结磁体的构造和制造方法的实施方式进行详细说明。
<R－T－B系烧结磁体的构造>
首先，对本发明的R－T－B系烧结磁体的基本构造进行说明。
R－T－B系烧结磁体具有原料合金的粉末颗粒通过烧结而结合的构造，由主要包括R2T14B化合物的主相和位于该主相的晶界部分的晶界相构成。
图1A是表示R－T－B系烧结磁体的主相和晶界相的示意图，图1B是将图1A的虚线矩形区域内进一步放大的示意图。图1A中，作为一例示出长度5μm的箭头作为表示大小的基准长度用于参考。如图1A和图1B所示，R－T－B系烧结磁体由主要包括R2T14B化合物的主相12和位于主相12的晶界部分的晶界相14构成。另外，如图1B所示，晶界相14中包括2个R2T14B化合物颗粒(grain，晶粒)相邻的二颗粒晶界相14a和3个以上R2T14B化合物颗粒相邻的晶界三重点14b。典型的主相晶粒径以磁体截面的等效圆直径的平均值计为3μm以上15μm以下。
作为主相12的R2T14B化合物是具有高饱和磁化和各向异性磁场的强磁性相。因此，在R－T－B系烧结磁体中，通过提高作为主相12的R2T14B化合物的存在比例，能够使Br升高。为了提高R2T14B化合物的存在比例，使原料合金中的R量、T量、B量接近R2T14B化合物的化学计量比(R量∶T量∶B量＝2∶14∶1)即可。用于形成R2T14B化合物的B量或R量低于化学计量比时，通常会在晶界相14生成Fe相或R2T17相等强磁性体，HcJ急剧降低。然而，在本发明的R－T－B系烧结磁体中，通过具有下面说明的组成和组织构造，可知能够实现高Br和高HcJ。
本发明的R－T－B系烧结磁体在非限定性的例示的实施方式中，具有以下组成。
R：28mass％以上36mass％以下(R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方)、
B：0.73mass％以上0.96mass％以下、
Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下、
Cu：0.1mass％以上1.0mass％以下、
T：60mass％以上(T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上)。
这里，[T]/[B]的摩尔比超过14.0。优选[T]/[B]的摩尔比超过14.0且在16.4以下。能够得到更高的Br和更高的HcJ。另外，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多。而且垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比高。
本发明中的T相对于B的摩尔比([T]/[B])是指：构成T的各元素(Fe、Co、Al、Mn和Si)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)。
“[T]/[B]的摩尔比超过14.0”表明B的含有比例低于R2T14B化合物的化学计量组成比。换言之，在R－T－B系烧结磁体中，相对于用于形成主相(R2T14B化合物)的T的量来说，B量相对较少。
“垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多”表明处于R从磁体表面扩散到磁体内部的状态。
“垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多”表明处于Ga从磁体表面扩散到磁体内部的状态。
而且，如上所述，“垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比高”表明处于Fe从磁体表面扩散到磁体内部的状态。
另外，如后述的第一实施方式所示，在使用R2－Cu－Ga－Fe系合金从烧结体表面向内部导入R、Cu、Ga、Fe的情况下，与垂直于取向方向的截面上的R和Ga同样，磁体表面部的Cu量比磁体中央部的Cu量多。
本发明中的“垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多”可以如下所述进行确认。基于图6A～图6F，对于用于求取磁体表面部的R量和磁体中央部的R量的样品切取位置进行说明。图6A是表示磁体表面部的样品切取范围的说明图。图6B是表示磁体表面部和磁体中央部的样品切取位置的说明图。如图6A所示，在将z轴方向设为铅垂方向的正交坐标系xyz中，将取向方向(图中双箭头方向)作为z方向，将取向方向的磁体尺寸设为AAmm时，磁体表面部分样品包括与垂直于取向方向的面平行的磁体表面20，能够从磁体表面20向z轴方向在相当于上述AAmm尺寸的10％～40％的尺寸的范围100切取样品。只要在上述范围100之中即可，可以从任意部位以包括磁体表面的方式切取样品。例如可以切取图6B所示的区域作为磁体表面部样品30。在磁体表面20形成有镀层、涂装和氧化被膜等的表面保护膜的情况下，将这些表面保护膜去除后再切取磁体表面部样品30。
另外，磁体中央部样品40以投影于x－y平面的区域与磁体表面部样品30投影于x－y平面的区域一致的方式进行切取。具体而言，从磁体表面部样品30的z方向(取向方向)的正下方的位置切取。磁体中央部样品40典型地以具有与磁体表面部样品30同样的尺寸和形状的方式进行切取。
图6C是从与图6B的磁体的取向方向平行的方向观察磁体的透视图。在图6C所示的正交坐标系xyz中(取向方向为z方向)，从垂直于取向方向的方向观察时，磁体表面部样品30与磁体中央部样品40重叠。另外，如图6B所示，关于磁体中央部样品40，以取向方向的尺寸(所述AA的尺寸)的中央位置(图6B的虚线)为中心，以与磁体表面样品30在x－y平面上的位置、尺寸形状、朝向同样的方式进行切取。通过利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)对切出的磁体表面部样品30和磁体中央部样品40进行分析，确认磁体表面部的R量是否比磁体中央部的R量多。磁体表面部样品和磁体中央部样品的形状是任意的，但优选尽可能为正方形。
图6D例示性地表示4mm见方(4mm×4mm×4mm)的磁体中的磁体表面部和磁体中央部的样品切取位置。如图6D所示，例如，可以将包括垂直于取向方向的磁体表面21的磁体表面部样品31切成1mm见方(由于取向方向(上述AA)的长度为4mm，尺寸可以在0.4mm～1.6mm的范围内设定)。关于磁体中央部样品41，以取向方向的尺寸(4mm)的中央位置2mm(图6D的虚线)为中心，在与磁体表面部31在x－y平面上相同的位置切取1mm见方。另外，如图6E所示，在取向方向尺寸AA薄至3mm(4mm×4mm×3mm(取向方向))、需要考虑样品加工时的削去量时，从与磁体表面部在x－y平面上相同的位置无法切取磁体中央部的情况下，也可以从扩散条件与本来应切取的位置相等的位置采集样品。即，可以在x－y平面上的与磁体表面部样品35在xy方向上对称的位置和成为点对称的位置切取磁体中央部样品45。将与磁体表面部样品35在xy方向上对称的位置和成为点对称的位置示于图6F。图6F是观察图6E的磁体中的垂直于取向方向的截面时的说明图。如图6F所示，从与磁体表面部35在x方向上对称的位置45a、在y方向上对称的位置45b、点对称的位置45c的3处选择，切取磁体中央部样品45。在这种情况下，优选以磁体表面部样品35和磁体中央部样品45在取向方向上不重叠的方式进行切取。
垂直于取向方向的截面上，磁体表面部的Ga量、磁体中央部的Ga量以及磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比、磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比、磁体表面部的Cu量和磁体中央部的Cu量也同样求取。
其中，本发明中的R－T－B系烧结磁体的组成(R、B、Ga、Cu、T和[T]/[B]的摩尔比超过14.0)使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)的装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产)测定。另外，本发明中的垂直于取向方向的截面上的磁体表面部和磁体中央部的R量、Ga量、Cu量和[T]/[B]的摩尔比使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)的装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产)测定。
其中，在本发明中，将稀土元素统记作“R”。在指代稀土元素R中的特定的元素或元素组时，例如使用符号“R1”或“R2”以区别于其他的稀土元素。例如，有时将R－T－B系烧结体中所含的稀土元素称为“R1”，将R－Ga－Fe合金中所含的稀土元素称为“R2”来进行区分。然而，“R1”所示的元素或元素组与“R2”所示的元素或元素组可以有重叠，也可以一致。
另外，同样，对于“T”所示的元素或元素组，有时使用例如符号“T1”或“T2”进行区分。例如，有时将扩散前的R－T－B系烧结体所含的T(选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe)称为“T1”，将扩散后的R－T－B系烧结磁体所含的T(选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe)称为“T2”。
其中，本发明的R－T－B系烧结磁体中，除了含有上述元素以外，还可以含有Ag、In、Sn、Zr、Nb、Ti、Ni、Hf、Ta、W、Ge、Mo、V、Y、La、Ce、Sm、Ca、Mg、Cr、H、F、P、S、Cl、O、N、C等。
<R－T－B系烧结磁体的制造方法的第一实施方式>
在第一实施方式中，本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法如图2所示包括准备R1－T1－B系烧结体的工序S10、和准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序S20。准备R1－T1－B系烧结体的工序S10和准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序S20的顺序是任意的，也可以使用分别在不同处制得的R1－T1－B系烧结体和R2－Cu－Ga－Fe系合金。
在本发明中，将第二热处理前和第二热处理中的R－T－B系烧结磁体称为R1－T1－B系烧结体，将第二热处理后的R1－T1－B系烧结磁体简称为R－T－B系烧结磁体。
在R1－T1－B系烧结体中，以下(1)～(3)成立。
(1)R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下。
(2)T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe的含量相对于T1整体为80mass％以上。
(3)[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在16.0以下。
本发明中的[T1]/[B]是指：构成T1的各元素(选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)。
[T1]/[B]的摩尔比超过14.0表明B的含有比例低于R2T14B化合物的化学计量组成比。换言之，在R1－T1－B系烧结磁体中，相对于用于形成主相(R2T14B化合物)的T1的量来说，B量相对较少。
在R2－Cu－Ga－Fe系合金中，以下(4)～(7)成立。
(4)R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下。
(5)Cu的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下。
(6)Ga的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下。
(7)Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。
在本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法中，使R2－Cu－Ga－Fe系合金与相对于用于形成主相(R2T14B化合物)的T量来说B量的化学计量比相对较少的R1－T1－B系烧结体的表面的至少一部分接触，如图2所示，进行工序S30和工序S40。在该工序S30中，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理。在该工序S40中，对于实施该第一热处理后的R1－T1－B系烧结体，在真空或非活性气体气氛中，在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理。由此，能够得到具有高Br和高HcJ的R－T－B系烧结磁体。
在实施第一热处理的工序S30与实施第二热处理的工序S40之间，可以实施其他的工序、例如冷却工序等。
本发明的R－T－B系烧结磁体的制造方法中，利用本发明的特定组成的R2－Cu－Ga－Fe系合金将R2、Cu、Ga、Fe从磁体表面导入内部，从而能够实现高Br和高HcJ。
(准备R1－T1－B系烧结体的工序)
首先，对于准备R1－T1－B系烧结体(下面有时简称为“烧结体”)的工序中的烧结体的组成进行说明。
R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方。为了提高R1－T1－B系烧结体的HcJ，可以含有少量的通常使用的Dy、Tb、Gd、Ho等重稀土元素。但是，根据本发明的制造方法，即便不大量地使用重稀土元素，也能够获得足够高的HcJ。因此，优选上述重稀土元素的含量为R1－T1－B系烧结体的1mass％以下，更优选为0.5mass％以下，进一步优选不含(实质上为0mass％)。
R1的含量为R1－T1－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下。R1的含量低于27mass％时，在烧结过程中不能充分地生成液相，难以使R1－T1－B系烧结体充分地致密化。另一方面，虽然R1的含量超过35mass％时也能够得到本发明的效果，但在R1－T1－B系烧结体的制造工序中合金粉末变得非常活泼。结果，有时会发生合金粉末的明显的氧化或着火等，因此优选为35mass％以下。R1的含量更优选为27.5mass％以上33mass％以下，进一步优选为28mass％以上32mass％以下。
T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe。即，T1可以仅为Fe，也可以包括Co、Al、Mn、Si中的至少一种和Fe。但是，Fe的含量相对于T1整体为80mass％以上。Fe的含量低于80mass％时，可能导致Br和HcJ降低。这里，“Fe的含量相对于T1整体为80mass％以上”是指：例如在R1－T1－B系烧结体中T1的含量为70mass％的情况下，R1－T1－B系烧结体的56mass％以上为Fe。优选Fe的含量相对于T1整体为90mass％以上。这是因为能够得到更高的Br和更高的HcJ。关于含有Co、Al、Mn、Si时的优选的含量，R1－T1－B系烧结体整体中Co为5.0mass％以下、Al为1.5mass％以下、Mn和Si分别为0.2mass％以下。
[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在16.0以下。
本发明中的[T1]/[B]是指：构成T1的各元素(Fe、或者Co、Al、Mn和Si中的至少一种与Fe)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)
[T1]/[B]的摩尔比超过14.0的条件表示相对于用于形成主相(R2T14B化合物)的T1的量来说B量相对较少。[T1]/[B]的摩尔比为14.0以下时，可能无法获得高HcJ。另一方面，[T1]/[B]的摩尔比超过16.0时，有时可能导致Br降低。[T1]/[B]的摩尔比优选为14.3以上15.0以下。能够得到更高的Br和更高的HcJ。另外，B的含量优选为R1－T1－B系烧结体整体的0.8mass％以上且低于1.0mass％。
R1－T1－B系烧结体中，除了上述元素之外，还可以含有Ga、Cu、Ag、Zn、In、Sn、Zr、Nb、Ti、Ni、Hf、Ta、W、Ge、Mo、V、Y、La、Ce、Sm、Ca、Mg、Cr、H、F、P、S、Cl、O、N、C等。关于含量，优选Ni、Ga、Cu、Ag、Zn、In、Sn、Zr、Nb和Ti分别为0.5mass％以下，Hf、Ta、W、Ge、Mo、V、Y、La、Ce、Sm、Ca、Mg、Cr分别为0.2mass％以下，H、F、P、S、Cl为500ppm以下，O为6000ppm以下，N为1000ppm以下，C为1500ppm以下。这些元素的合计含量优选为R1－T1－B系烧结体整体的5mass％以下。这些元素的合计含量超过R1－T1－B系烧结体整体的5mass％时，有时无法获得高Br和高HcJ。
接着对准备R1－T1－B系烧结体的工序进行说明。准备R1－T1－B系烧结体的工序可以使用以R－T－B系烧结磁体为代表的通常的制造方法进行准备。R1－T1－B系烧结体优选在将原料合金粉碎至粒径D50(利用气流分散式激光衍射法测得的体积中心值＝D50)达到3μm以上10μm以下后，使其在磁场中取向并进行烧结。列举一例，可以使用喷射磨装置等将通过带铸法等制得的原料合金粉碎至粒径D50达到3μm以上10μm以下，之后，在磁场中成型，在900℃以上1100℃以下的温度烧结，由此进行准备。原料合金的粒径D50低于3μm时，制作粉碎粉末非常困难，生产效率大幅降低，因此不优选。另一方面，粒径D50超过10μm时，最终得到的R1－T1－B系烧结体的晶粒径变得过大，难以得到高HcJ，因此不优选。粒径D50优选为3μm以上5μm以下。
R1－T1－B系烧结体只要满足上述的各条件即可，可以由一种原料合金(单一原料合金)制作，也可以使用两种以上的原料合金，通过将它们混合的方法(二合金法)来制作。另外，所得到的R1－T1－B系烧结体可以根据需要进行切断或切削等公知的机械加工，之后实施后述的第一热处理和第二热处理。
(准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序)
首先，对于准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序中的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成进行说明。通过在下面说明的特定范围内含有R、Ga、Cu、Fe的全部，在后述的实施第一热处理的工序中，能够将R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2、Cu、Ga、Fe导入到R1－T1－B系烧结体内部。
R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方。优选R2的50mass％以上为Pr。由此能够得到更高的HcJ。这里，“R2的50mass％以上为Pr”是指：例如在R2－Cu－Ga－Fe合金中R2的含量为50mass％的情况下，R2－Cu－Ga－Fe合金的25mass％以上为Pr。进一步优选R2的70mass％以上为Pr，最优选R2仅为Pr(含有不可避免的杂质)。由此，能够得到更高的HcJ。另外，作为R2，可以含有少量的Dy、Tb、Gd、Ho等重稀土元素。但是，根据本发明的制造方法，即便不大量地使用重稀土元素，也能够获得足够高的HcJ。因此，上述重稀土元素的含量优选为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以下(R2－Cu－Ga－Fe系合金中的重稀土元素为10mass％以下)，更优选为5mass％以下，进一步优选不含有(实质上为0mass％)。在R2－Cu－Ga－Fe系合金的R2含有重稀土元素的情况下，也优选R2的50％以上为Pr，更优选除重稀土元素以外的R2仅为Pr(含有不可避免的杂质)。
R2的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下。R2的含量低于35mass％时，可能导致在后述的第一热处理中扩散不能充分地进行。另一方面，虽然R2的含量超过85mass％时也能够得到本发明的效果，但在R2－Cu－Ga－Fe系合金的制造工序中合金粉末变得非常活泼。结果，有时会发生合金粉末的明显的氧化或着火等，因而R2的含量优选为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的85mass％以下。R2的含量更优选为50mass％以上85mass％以下，进一步优选为60mass％以上85mass％以下。从而能够得到更高的HcJ。
Cu为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下。Cu低于2.5mass％时，在后述的实施第一热处理的工序中，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的Cu、Ga和Fe难以被导入R1－T1－B系烧结体的内部，可能无法获得高HcJ。另一方面，Cu为40mass％以上时，晶界中的Ga的存在比例降低，因而R－T－Ga相的生成量变得过少，可能无法获得高HcJ。Cu更优选为4mass％以上30mass％以下，进一步优选为4mass％以上20mass％以下。由此能够得到更高的Br和更高的HcJ。
Ga为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下。Ga低于2.5mass％时，在后述的实施第一热处理的工序中，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的Fe难以被导入R1－T1－B系烧结体的内部，无法获得高Br。而且，R－T－Ga相的生成量过少，无法获得高HcJ。另一方面，Ga在40mass％以上时，可能导致Br大幅降低。Ga更优选为4mass％以上30mass％以下，进一步优选为4mass％以上20mass％以下。由此能够得到更高的Br和更高的HcJ。
Fe为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。Fe必须含有R2－Cu－Ga－Fe合金整体的5.8mass％以上，优选含有10mass％以上。Fe为5.8mass％以下时，Fe的导入量过少，因而不能使磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比高于磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比，不能充分地提高最终得到的R－T－B系烧结磁体的Br。另一方面，Fe为45mass％以上时，由于R量过少，可能导致在后述的第一热处理中扩散不能充分进行、无法得到高Br和高HcJ。Fe优选为10mass％以上45mass％以下，更优选为15mass％以上40mass％以下。由此能够得到更高的Br和更高的HcJ。
R2－Cu－Ga－Fe系合金中，除上述元素之外，还可以含有Co、Al、Ag、Zn、Si、In、Sn、Zr、Nb、Ti、Ni、Hf、Ta、W、Ge、Mo、V、Y、La、Ce、Sm、Ca、Mg、Mn、Cr、H、F、P、S、Cl、O、N、C等。
Co用于提高抗腐蚀性，优选含有0.5mass％以上10mass％以下。关于其他元素的含量，优选Al为1.0mass％以下，Ag、Zn、Si、In、Sn、Zr、Nb和Ti分别为0.5mass％以下，Ni、Hf、Ta、W、Ge、Mo、V、Y、La、Ce、Sm、Ca、Mg、Mn、Si、Cr分别为0.2mass％以下，H、F、P、S、Cl为500ppm以下，O为0.2mass％以下，N为1000ppm以下，C为1500ppm以下。但是，这些元素的合计含量超过20mass％时，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2、Cu、Ga、Fe的含量减少，可能无法获得高Br和高HcJ。因此，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2、Cu、Ga、Fe的合计含量优选为80mass％以上，进一步优选为90mass％以上。
接着对准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序进行说明。R2－Cu－Ga－Fe系合金能够使用以Nd－Fe－B系烧结磁体为代表的通常的制造方法中所采用的原料合金的制作方法、例如模具铸造法、带铸法、单辊超骤冷法(熔融纺丝法)或雾化法等准备。另外，R2－Cu－Ga－Fe系合金可以是利用针磨等公知的粉碎手段将上述得到的合金粉碎而得到的材料。另外，为了提高上述得到的合金的粉碎性，也可以在氢气氛中进行700℃以下的热处理使其含有氢后再进行粉碎。
(实施第一热处理的工序)
使上述R2－Cu－Ga－Fe系合金的至少一部分与上述准备好的R1－T1－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度进行热处理。在本发明中，将该热处理称为第一热处理。由此，由R2－Cu－Ga－Fe系合金生成含有Cu、Ga和Fe的液相，该液相经由R1－T1－B系烧结体的晶界从烧结体表面扩散导入至内部。第一热处理温度低于700℃时，含有Cu、Ga和Fe的液相量过少，可能无法获得高Br和高HcJ。另一方面，超过1100℃时，可能发生主相的异常粒成长而导致HcJ降低。第一热处理温度优选为800℃以上1000℃以下。由此能够得到更高的Br和更高的HcJ。另外，热处理时间根据R1－T1－B系烧结体和R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成和尺寸、热处理温度等设定适当的值，优选为5分钟以上20小时以下，更优选为10分钟以上15小时以下，进一步优选为30分钟以上10小时以下。另外，相对于R1－T1－B系烧结体的重量，优选准备2mass％以上30mass％以下的R2－Cu－Ga－Fe系合金。R2－Cu－Ga－Fe系合金相对于R1－T1－B系烧结体的重量低于2mass％时，可能导致HcJ降低。另一方面，超过30mass％时，可能导致Br降低。
第一热处理中，将任意形状的R2－Cu－Ga－Fe系合金配置在R1－T1－B系烧结体表面，使用公知的热处理装置进行。例如，可以利用R2－Cu－Ga－Fe系合金的粉末层覆盖R1－T1－B系烧结体表面，进行第一热处理。例如，也可以将分散介质中分散有R2－Cu－Ga－Fe系合金的浆料涂布在R1－T1－B系烧结体表面，之后使分散介质蒸发，使R2－Cu－Ga－Fe系合金与R1－T1－B系烧结体接触。另外，优选如后述的实验例所示，R2－Cu－Ga－Fe系合金以至少与R1－T1－B系烧结体的垂直于取向方向的表面接触的方式配置。使R2－Cu－Ga－Fe合金仅与R1－T1－B系烧结体的取向方向接触、或者使R2－Cu－Ga－Fe系合金与R1－T1－B系烧结体的整个表面接触，都能够具有本发明的特征，能够到高Br和高HcJ。其中，作为分散介质，能够例示醇(乙醇等)、NMP(N－甲基吡咯烷酮)、醛和酮。另外，可以对于实施第一热处理后的R1－T1－B系烧结体进行切断或切削等公知的机械加工。
(实施第二热处理的工序)
对于实施第一热处理后的R1－T1－B系烧结体，在真空或非活性气体气氛中，在450℃以上600℃以下的温度进行热处理。在本发明中，将该热处理称为第二热处理。通过进行第二热处理，能够得到高Br和高HcJ。在第二热处理的温度低于450℃的情况、以及超过600℃的情况下，R－T－Ga相(典型地为R6T13Z相(Z为Cu和Ga中的至少一种))的生成量过少，可能无法获得高Br和高HcJ。第二热处理温度优选为480℃以上560℃以下。由此能够得到更高的HcJ。另外，热处理时间根据R1－T1－B系烧结体的组成和尺寸、热处理温度等设定适当的值，优选为5分钟以上20小时以下，更优选为10分钟以上15小时以下，进一步优选为30分钟以上10小时以下。
其中，在上述的R6T13Z相(R6T13Z化合物)中，R为稀土元素中的至少一种，必须含有Pr和Nd中的至少一方，T为过渡金属元素中的至少一种，必须含有Fe。R6T13Z化合物中，代表性的有Nd6Fe13Ga化合物。另外，R6T13Z化合物具有La6Co11Ga3型结晶构造。R6T13Z化合物依照其状态有时会成为R6T13－δZ1+δ化合物。其中，R－T－B系烧结磁体中含有较多的Cu、Al和Si时，有时会成为R6T13－δ(Ga1－a－b－cCuaAlbSic)1+δ。
通过上述的实施第二热处理的工序而得到的R－T－B系烧结磁体，可以进行切断或切削等公知的机械加工、或者用于赋予抗腐蚀性的镀层等公知的表面处理。
<R－T－B系烧结磁体的制造方法的第二实施方式>
在第一实施方式中，为了从烧结体表面向内部导入元素R、Ga和Fe，在使低B量的R1－T1－B系烧结体与R2－Cu－Ga－Fe系合金接触的状态下进行第一热处理。然而，本发明的制造R－T－B系烧结磁体的方法并不限于第一实施方式。
首先，可以使用不含Cu的R2－Ga－Fe系合金代替R2－Cu－Ga－Fe系合金。然而，在使用R2－Ga－Fe系合金的情况下，扩散前的R1－T1－B系烧结体必须含有Cu。将扩散前含有Cu的R1－T1－B系烧结体称为“R1－T1－Cu－B系烧结体”。
如图3所示，本实施方式的R－T－B系烧结磁体的制造方法包括准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序S10a和准备R2－Ga－Fe系合金的工序S20a。准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序S10a和准备R2－Ga－Fe系合金的工序S20a的顺序是任意的，也可以使用分别在不同处制得的R1－T1－Cu－B系烧结体和R2－Ga－Fe系合金。在该制造方法中，使R2－Ga－Fe系合金与相对于用于形成主相(R2T14B化合物)的T量来说B量的化学计量比相对较少的R1－T1－Cu－B系烧结体的表面的至少一部分接触，如图3所示，进行工序S30和工序S40。在该工序S30中，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理。在该工序S40中，对于实施该第一热处理后的R1－T1－Cu－B系烧结体，在真空或非活性气体气氛中，在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理。由此，能够得到具有高Br和高HcJ的R－T－B系烧结磁体。与第一实施方式同样，在实施第一热处理的工序S30与实施第二热处理的工序S40之间，可以实施其他的工序、例如冷却工序等。
图3的工序S10a中的R1－T1－Cu－B系烧结体除了含有Cu这一点之外，与图2的工序S10中的R1－T1－B系烧结体相同。R1－T1－Cu－B系烧结体中的Cu的含量为R1－T1－Cu－B系烧结体整体的0.1mass％以上1.0mass％以下。Cu低于0.1mass％时，在第一热处理中扩散无法充分地进行，可能无法获得高HcJ。另一方面，Cu超过1.0mass％时，可能导致Br降低。另外，图3的工序S20a中的R2－Ga－Fe系合金除了不含Cu这一点以外，与图2的工序S20中的R2－Cu－Ga－Fe系合金相同。
R2－Ga－Fe系合金所含的Fe优选为R2－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。Fe更优选为15mass％以上40mass％以下。由此能够得到更高的Br和更高的HcJ。其中，R2－Ga－Fe系合金优选以R2、Ga和Fe的合计达到100mass％的方式设定。
实施例
通过实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明不限于这些。
实验例1
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表1的组成的方式称量各元素，通过带铸法进行铸造，得到厚度0.2～0.4的薄片状的原料合金。对所得到的薄片状的原料合金进行氢破碎后，在真空中加热至550℃后冷却，进行脱氢处理，得到粗粉碎粉。接着，向所得到的粗粉碎粉中，添加混合相对于粗粉碎粉100mass％为0.04mass％的作为润滑剂的硬脂酸锌，之后，使用气流式粉碎机(喷射磨装置)，在氮气流中进行干式粉碎，得到粒径D50为4μm的微粉碎粉(合金粉末)。其中，粒径D50是利用气流分散法通过激光衍射法得到的体积中心值(体积基准中位直径)。
向上述微粉碎粉中添加混合相对于微粉碎粉100mass％为0.05mass％的作为润滑剂的硬脂酸锌，之后，在磁场中进行成型而得到成型体。其中，成型装置使用磁场施加方向与加压方向正交的所谓的直角磁场成型装置(横磁场成型装置)。
将所得到的成型体在真空中在1000℃以上1050℃以下(对于每个样品选定能够通过烧结而充分致密化的温度)烧结4小时，之后进行骤冷，得到R1－T1－B系烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表1。其中，表1中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)利用燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。其中，将表1中的各组成和氧量、碳量加在一起也达不到100mass％。这是由于各成分利用了不同的分析方法的缘故。其他表也同样。
[表1]
Figure BDA0002079827220000221
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表2的组成的方式称量各元素，将这些原料溶解，利用单辊超骤冷法(熔融纺丝法)得到锻带或薄片状的合金。使用研钵将所得到的合金在氩气氛中粉碎后，使其经过网孔425μm的筛，准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将所得到的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表2。另外，准备不含Fe的R2－Cu－Ga系合金(1－a)用于比较例。将所得到的R2－Cu－Ga系合金的组成示于表2。其中，表2中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))测定。
[表2]
Figure BDA0002079827220000231
[实施第一热处理的工序]
对表1的R1－T1－B系烧结体进行切断、切削加工，制成4.4mm×10.0mm×11.0mm的长方体(10.0mm×11.0mm的面为垂直于取向方向的截面)。接着，如图4所示，在由铌箔制成的处理容器3中，以主要使R1－T1－B系烧结体1的与取向方向(图中的箭头方向)垂直的表面接触R2－Cu－Ga－Fe系合金2的方式，将表2所示的R2－Cu－Ga－Fe系合金或R2－Cu－Ga系合金在表1的R1－T1－B系烧结体的上下相对于R1－T1－B系烧结体的重量各配置10mass％，共计配置20mass％。接着，使用管状流气炉，在控制为200Pa的减压氩气中，以表3的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe系合金和R1－T1－B系烧结体、或者R2－Cu－Ga系合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，实施第一热处理，之后进行冷却。
[实施第二热处理的工序]
使用管状流气炉在控制为200Pa的减压氩气中，以表3的第二热处理所示的温度和时间对实施第一热处理后的R1－T1－B系烧结体实施第二热处理，之后进行冷却。为了去除热处理后存在于各样品的表面附近的R2－Cu－Ga－Fe系合金或R2－Cu－Ga系合金的富集部，使用表面研削盘对各样品的整个表面进行切削加工，得到4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品(R－T－B系烧结磁体)。其中，实施第一热处理的工序中的R2－Cu－Ga－Fe合金或R2－Cu－Ga系合金、以及R1－T1－B系烧结体的加热温度、实施第二热处理的工序中的R1－T1―B系烧结体的加热温度分别通过安装热电偶来测定。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表3。另外，在图5中表示在竖轴为Br、横轴为HcJ的磁特性图中绘出的结果(图5中的菱形的点)。其中，对于R－T－B系烧结磁体而言，最常见的情况是通过在原料合金中添加Dy等方式使Br降低、并且使HcJ提高，使特性发生变化后再使用。因此，通常将与添加Dy后的特性变化的斜率(约－0.00015(T)/(kA/m))处于相同线上的磁体定位为同等级别，将比其更高的Br或高的HcJ的磁体评价为更高级别。另外，将该线以一次函数表述时的截距主要通过使重稀土元素扩散来抑制Br的降低、或者磁体的氧量或低(约0.1～0.3mass％)或高(约0.4～0.7mass％)而实现的R量调整来决定。因此，在图5中，作为添加Dy后的特性变化的倾斜，示出使重稀土(主要为Dy)在氧量低(约0.1～0.3mass％)的磁体中扩散的特性线(1)(Br＝－0.00015HcJ+1.66)、氧量低(约0.1～0.3mass％)的磁体(未使重稀土扩散的磁体)的特性线(2)(Br＝－0.00015HcJ+1.60)、氧量高(约0.4～0.7mass％)的磁体(未使重稀土元素扩散的磁体)的特性线(3)(Br＝－0.00015HcJ+1.56)，根据相对于这些线的位置关系来评价磁特性。将评价判定结果(◎：特性线(1)以上，○：特性线(2)以上且低于特性线(1)，×：低于特性线(2))示于表3。
下面，按照同样的方法评价磁特性。如表3和图5所示，使用R2－Cu－Ga系合金制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.1－1～1－3)均仅得到了低于特性线(2)的磁特性(图5中，位于特性线(2)之下的菱形的点)。另一方面，使用R2－Cu－Ga－Fe合金制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.1－4～1－9)得到了特性线(2)以上的特性，而且还有表现出特性线(1)以上的特性的样品(图5中，位于特性线(2)之上的菱形的点)。
另外，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))对4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品整体的成分进行分析，将结果示于表4。而且，从4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品的垂直于取向方向的截面的磁体表面部和磁体中央部切取1.0mm×1.0mm×1.0mm的立方体状的样品，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))对其成分进行分析，将结果示于表4。切取的位置是图6D(磁体表面部样品31和磁体中央部样品41)的位置。其中，相对于表4的同一样品中的4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品整体的成分，从表面部和中央部切取的1.0mm×1.0mm×1.0mm的立方体状的样品的R量、Ga量、Cu量等为高值、B量为低值，但这是由于试料的组成或重量的差异等测定上的制约制而改变所使用的高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)的机器种类(ICPV－1017和ICPE－9000)，这些检出器的检出方法不同而造成的。以后的测定结果也同样。如表4所示，使用R2－Cu－Ga系合金制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.1－1～1－3)中，磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比与磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比相同。另一方面，使用R2－Cu－Ga－Fe合金制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.1－4～1－9)中，磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多。另外，磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比高。并且，磁体表面部的Cu量也比磁体中央部的Cu量多。
[表3]
Figure BDA0002079827220000251
[表4]
Figure BDA0002079827220000261
实验例2
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以烧结体基本达到表5的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表5。其中，表5中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表5]
Figure BDA0002079827220000271
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表6所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))测得的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表6。
[表6]
Figure BDA0002079827220000272
[实施第一热处理的工序]
以表7的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表7的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第二热处理。按照与实验例1相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表7。另外，在图5中表示在竖轴为Br、横轴为HcJ的磁特性图中绘出(图5中的方形的点)的结果。
另外，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))对4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品整体的成分进行分析，将结果示于表8。而且，按照与实施例1同样的方法，从4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品的垂直于取向方向的截面的磁体表面部和磁体中央部切取1.0mm×1.0mm×1.0mm的立方体状的样品，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))对其成分进行分析，将结果示于表8。
如表7、表8和图5所示，R量为28mass％以上36mass％以下、B量为0.73mass％以上0.96mass％以下、Ga量为0.1mass％以上1.0mass％以下、Cu量为0.1mass％以上1.0mass％以下、T量为60mass％以上、并且[T]/[B]的摩尔比超过14.0的样品(样品No.2－1、2－3、2－4、2－6、2－8～2－14、2－16、2－17)得到了特性线(2)以上的特性，而且还有表现出特性线(1)以上的特性的样品。另一方面，R量不在28mass％以上36mass％以下的范围内的样品(样品No.2－2、2－5、2－18)、B量不在0.73mass％以上0.96mass％以下的范围内的样品(样品No.2－7、2－15)、Ga量不在0.1mass％以上1.0mass％以下的范围内的样品(样品No.2－2、2－5)、Cu量不在0.1mass％以上1.0mass％以下的范围内的(样品No.2－2、2－5)、T量低于60mass％的样品(样品No.2－5)、[T]/[B]的摩尔比为14.0以下的样品(样品No.2－7)表现出低于特性线(2)的特性。另外如表8所示，本发明的R－T－B系烧结磁体(样品No.2－1、2－3、2－4、2－6、2－8～2－14、2－16、2－17)中，磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多。并且，磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比高。另外，根据样品No.2－15～2－18可知，使用Fe含量为4.6mass％(约10mol％)的R－Cu－Ga－Fe合金(标号2－a)的情况下，所得到的R－T－B系烧结磁体中磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比与磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比相等(样品No.2－15和2－18)，未获得高Br和高HcJ。与此相对，使用Fe含量为5.8mass％(约12mol％)的R－Cu－Ga－Fe合金(标号2－b)的情况下，所得到的R－T－B系烧结磁体中磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比高(样品No.2－16和2－17)，得到了高Br和高HcJ。因此，R－Ga－Cu－Fe合金中的Fe量必须在5.8mass％以上。
[表7]
Figure BDA0002079827220000291
[表8]
Figure BDA0002079827220000301
实验例3
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以烧结体基本达到表9的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表9。其中，表9中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表9]
Figure BDA0002079827220000311
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表10所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))测得的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表10。另外，准备不含Ga的R2－Cu－Fe系合金(3－c)用于比较例。将所得到的R2－Cu－Fe系合金的组成示于表10。
[表10]
Figure BDA0002079827220000312
[实施第一热处理的工序]
以表11的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体、或者R2－Cu－Fe系合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表11的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体、或者R2－Cu－Fe系合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第二热处理。按照与实验例1相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表11。另外，在图5中表示在竖轴为Br、横轴为HcJ的磁特性图中绘出(图5中的三角的点)的结果。
另外，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))对4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品整体的成分进行分析，将结果示于12。而且，按照与实施例1同样的方法，从4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品的垂直于取向方向的截面的磁体表面部和磁体中央部切取1.0mm×1.0mm×1.0mm的立方体状的样品，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))对其成分进行分析，将结果示于表12。
如表11、表12和图5所示，R2－Cu－Ga－Fe系合金使用Nd和Pr而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.3－1)和使用Nd而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.3－2)，得到了特性线(2)以上的特性。另一方面，使用含Ga的R1－T1－B系烧结体和R2－Cu－Fe系合金而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.3－3)表现出低于特性线(2)的特性。另外如表12所示，R2－Cu－Ga－Fe系合金使用Nd和Pr而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.3－1)和使用Nd而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.3－2)中，磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多。另外，磁体表面部的[T]/[B]的摩尔比比磁体中央部的[T]/[B]的摩尔比高。另一方面，使用含Ga的R1－T1－B系烧结体和R2－Cu－Fe系合金而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.3－3)中，由于仅使R2、Cu、Fe扩散而未使Ga扩散，因此磁体表面部的R量比磁体中央部的R量高，相对地，磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量低。
[表11]
[表12]
实验例4
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以烧结体基本达到表13的组成的方式称量各元素，并且调整氧量达到0.4～0.7mass％，除此以外，按照与实验例1相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表13。其中，表13中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.5mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表13]
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表14所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))测得的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表14。
[表14]
Figure BDA0002079827220000341
[实施第一热处理的工序]
以表15的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表15的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第二热处理。按照与实验例1相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表15。另外，在图5中表示在竖轴为Br、横轴为HcJ的磁特性图中绘出(图5中的圆形的点)的结果。其中，由于本实验例所使用的R1－T1－B系烧结体的氧量为0.4～0.7mass％，因而通过是否表现出比特性线(3)更高的Br或高的HcJ来进行特性线判定。将结果示于表15。
另外，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))对4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品整体的成分进行分析，将结果示于16。而且，按照与实施例1同样的方法，从4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品的垂直于取向方向的截面的磁体表面部和磁体中央部切取1.0mm×1.0mm×1.0mm的立方体状的样品，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))对其成分进行分析，将结果示于表16。
如表15、表16和图5所示，使用氧量为0.4～0.7mass％的R1－T1－B系烧结体制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.4－1)中，在满足本发明的规定范围时，得到了特性线(3)以上的特性。另一方面，即使是使用氧量为0.4～0.7mass％的R1－T1－B系烧结体制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.4－2)，组成在本发明的范围外(R量不在28mass％以上36mass％以下的范围内)时，表现出低于特性线(3)的特性。
[表15]
Figure BDA0002079827220000351
[表16]
Figure BDA0002079827220000352
实验例5
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以烧结体基本达到表17的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表17。其中，表17中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表17]
Figure BDA0002079827220000353
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表18所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例1相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))测得的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表18。
[表18]
[实施第一热处理的工序]
以表19的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表19的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例1相同的方法实施第二热处理。按照与实验例1相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表19。另外，在图5中表示在竖轴为Br、横轴为HcJ的磁特性图中绘出(图5中的标记×的点)的结果。
另外，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPV－1017(岛津制作所生产))对4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品整体的成分进行分析，将结果示于表20。而且，按照与实施例1同样的方法，从4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品的垂直于取向方向的截面的磁体表面部和磁体中央部切取1.0mm×1.0mm×1.0mm的立方体状的样品，利用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)(装置名：ICPE－9000(岛津制作所生产))对其成分进行分析，将结果示于表20。
如表19、表20和图5所示，使用含有Dy、Co、Ga、Cu的R1－T1－B系烧结体而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.5－1)、和使用含有Co、Zr的R1－T1－B系烧结体而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.5－2)得到了特性线(2)以上的特性。另外，如表20所示，使用含有Dy、Co、Ga、Cu的R1－T1－B系烧结体而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.5－1)、和使用含有Co、Zr的R1－T1－B系烧结体而制得的R－T－B系烧结磁体(样品No.5－2)具有本发明的规定范围的组成和特征。
[表19]
Figure BDA0002079827220000371
[表20]
Figure BDA0002079827220000372
实验例6
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表21的标号6－A～6－I的组成的方式称量各元素，利用带铸法进行铸造，得到厚度0.2～0.4mm的薄片状的原料合金。对所得到的薄片状的原料合金进行氢破碎后，在真空中加热至550℃后冷却，进行脱氢处理，得到粗粉碎粉。接着，向所得到的粗粉碎粉中，添加混合相对于粗粉碎粉100mass％为0.04mass％的作为润滑剂的硬脂酸锌，之后，使用气流式粉碎机(喷射磨装置)，在氮气流中进行干式粉碎，得到粒径D50为4μm的微粉碎粉(合金粉末)。其中，粒径D50是利用气流分散法通过激光衍射法得到的体积中心值(体积基准中位直径)。
向上述微粉碎粉中添加混合相对于微粉碎粉100mass％为0.05mass％的作为润滑剂的硬脂酸锌，之后，在磁场中进行成型而得到成型体。其中，成型装置使用磁场施加方向与加压方向正交的所谓的直角磁场成型装置(横磁场成型装置)。
将所得到的成型体在真空中在1000℃以上1050℃以下(对于每个样品选定能够通过烧结而充分致密化的温度)烧结4小时，之后进行骤冷，得到R1－T1－B系烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表21。其中，表21中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)利用燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。表21中的“[T1]/[B]”是指：对于构成T1的各元素(在此为Fe、Al、Si、Mn)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)。以下的所有表中也同样。其中，将表21中的各组成和氧量、碳量加在一起也达不到100mass％。这是由于如上所述各成分利用了不同的分析方法的缘故。其他表也同样。
[表21]
Figure BDA0002079827220000381
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表22的标号6－a的组成的方式称量各元素，将这些原料溶解，利用单辊超骤冷法(熔融纺丝法)得到锻带或薄片状的合金。使用研钵将所得到的合金在氩气氛中粉碎后，使其经过网孔425μm的筛，准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将所得到的R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表22。其中，表22中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)测定。
[表22]
Figure BDA0002079827220000391
[实施第一热处理的工序]
对表21的标号6－A～6－I的R1－T1－B系烧结体进行切断、切削加工，制成4.4mm×10.0mm×11.0mm的长方体(10.0mm×11.0mm的面为垂直于取向方向的面)。接着，如图4所示，在由铌箔制成的处理容器3中，以主要使R1－T1－B系烧结体1的与取向方向(图中的箭头方向)垂直的表面接触R2－Cu－Ga－Fe系合金2的方式，将表22所示的标号6－a的R2－Cu－Ga－Fe系合金在标号6－A～1－F的R1－T1－B系烧结体的上下相对于R1－T1－B系烧结体的重量各配置10mass％，共计配置20mass％。接着，使用管状流气炉，在控制为200Pa的减压氩气中，以表23的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe系合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，实施第一热处理，之后进行冷却。
[实施第二热处理的工序]
使用管状流气炉在控制为200Pa的减压氩气中，以表23的第二热处理所示的温度和时间对实施第一热处理后的R1－T1－B系烧结体实施第二热处理，之后进行冷却。为了去除热处理后存在于各样品的表面附近的R2－Cu－Ga－Fe系合金的富集部，使用表面研削盘对各样品的整个表面进行切削加工，得到4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品(R－T－B系烧结磁体)。其中，实施第一热处理的工序中的R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体的加热温度、以及实施第二热处理的工序中的R1－T1―B系烧结体的加热温度分别通过安装热电偶来测定。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表23。如表23所示可知，R1－T1－B系烧结体的[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下的本发明例均得到了高Br和高HcJ。与此相对，[T1]/[B]的摩尔比为14.0以下的样品No.6－5和6－6的HcJ大幅降低。另外，[T1]/[B]的摩尔比超过15.0的样品No.6－1的Br大幅降低。
[表23]
Figure BDA0002079827220000401
实验例7
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表24的标号7－A所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表24。表24中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表24]
Figure BDA0002079827220000402
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表25的标号7－a～7－i所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表25。表25中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。
[表25]
Figure BDA0002079827220000411
[实施第一热处理的工序]
以表26的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表26的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第二热处理。按照与实验例6相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表26。如表26所示可知，R－Cu－Ga－Fe系合金的Fe量为10mass％以上45mass％以下的本发明例得到了高Br和高HcJ。另外，R－Cu－Ga－Fe系合金的Fe量为15mass％以上40mass％以下(样品No.7－4～7－7)时，得到了更高的Br和更高的HcJ。与此相对，R－Cu－Ga－Fe系合金的Fe量为10mass％以下(5mass％以下)的样品No.7－1和7－2的Br大幅降低。另外，R－Cu－Ga－Fe系合金的Fe量超过45mass％的样品No.7－9的HcJ大幅降低。
[表26]
Figure BDA0002079827220000421
实验例8
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表27的标号8－A和8－B所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表27。表27中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表27]
Figure BDA0002079827220000422
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表28的标号8－a～8－p所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表28。表28中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。
[表28]
Figure BDA0002079827220000431
[实施第一热处理的工序]
以表29的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表29的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第二热处理。按照与实验例6相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表29。如表29所示可知，R2－Cu－Ga－Fe系合金的R2量为35mass％以上85mass％以下、Ga量为2.5mass％以上40mass％以下、Cu量为2.5mass％以上40mass％以下的本发明例得到了高Br和高HcJ。与此相对，R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R、Cu、Ga中的任一种在本发明的范围外(标号8－a和8－d中R2在范围外，标号8－e、8－i和8－o中Ga在范围外，标号8－j和8－n中Cu在范围外，标号8－p中Cu和Ga在范围外)时未能获得高HcJ。这样，通过R、Cu、Ga(以及如实验例7所示的Fe)的含量在本发明的范围内，能够得到高Br和高HcJ。
[表29]
Figure BDA0002079827220000441
实验例9
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表30的标号9－A所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表30。表30中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表30]
Figure BDA0002079827220000442
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表31的标号9－a所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表31。表31中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。
[表31]
Figure BDA0002079827220000451
[实施第一热处理的工序]
以表32的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表32的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第二热处理。按照与实验例6相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表32。如表32所示可知，本发明的第一热处理温度(700℃以上1100℃以下)和第二热处理温度(450℃以上600℃以下)的本发明例得到了高Br和高HcJ。另外，如表32所示可知，第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下并且第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下时，得到了更高的HcJ。与此相对，第一热处理温度和第二热处理温度中的任一个在本发明的范围外(样品No.9－1中第一热处理在范围外，样品No.9－5和9－11中第二热处理在范围外)时，未能获得高HcJ。
[表32]
Figure BDA0002079827220000461
实验例10
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表33的标号10－A和5－B的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表33。表33中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)利用燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。表33中的“[T1]/[B]”是指：对于构成T1的各元素(在此为Fe、Co、Al、Si、Mn)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)。
[表33]
Figure BDA0002079827220000462
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表34的标号10－a所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表34。表34中的各成分按照与实验例1相同的方法测定。
[表34]
Figure BDA0002079827220000471
[实施第一热处理的工序]
以表35的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表35的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第二热处理。按照与实验例6相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表35。另外，将使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)对样品的成分进行测定而得到的结果示于表35。如表35所示可知，R1－T1－B系烧结体即使含有Dy、Co、Ga、Cu、Zr也能够得到高Br和高HcJ。
[表35]
Figure BDA0002079827220000472
实验例11
[准备R1－T1－B系烧结体的工序]
以R1－T1－B系烧结体基本达到表36的标号11－A所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表36。表36中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表36]
Figure BDA0002079827220000481
[准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Cu－Ga－Fe系合金基本达到表37的标号11－a和11－b所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例6相同的方法准备R2－Cu－Ga－Fe系合金。将R2－Cu－Ga－Fe系合金的组成示于表37。表37中的各成分按照与实验例6相同的方法测定。
[表37]
Figure BDA0002079827220000482
[实施第一热处理的工序]
以表38的第一热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表38的第二热处理所示的温度和时间对R2－Cu－Ga－Fe合金和R1－T1－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例6相同的方法实施第二热处理。按照与实验例6相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表38。如表38所示可知，R2－Cu－Ga－Fe系合金即使含有Co、Zn也能够得到高Br和高HcJ。
[表38]
Figure BDA0002079827220000491
实验例12
[准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序]
以R1－T1－Cu－B系烧结体基本达到表39所示的标号12－A～12－L的组成的方式称量各元素，通过带铸法进行铸造，得到厚度0.2～0.4mm的薄片状的原料合金。对所得到的薄片状的原料合金进行氢破碎后，在真空中加热至550℃后冷却，进行脱氢处理，得到粗粉碎粉。接着，向所得到的粗粉碎粉中，添加混合相对于粗粉碎粉100mass％为0.04mass％的作为润滑剂的硬脂酸锌，之后，使用气流式粉碎机(喷射磨装置)，在氮气流中进行干式粉碎，得到粒径D50为4μm的微粉碎粉(合金粉末)。其中，粒径D50是利用气流分散法通过激光衍射法得到的体积中心值(体积基准中位直径)。
向上述微粉碎粉中添加混合相对于微粉碎粉100mass％为0.05mass％的作为润滑剂的硬脂酸锌，之后，在磁场中进行成型而得到成型体。其中，成型装置使用磁场施加方向与加压方向正交的所谓的直角磁场成型装置(横磁场成型装置)。
将所得到的成型体在真空中在1000℃以上1050℃以下(对于每个样品选定能够通过烧结而充分致密化的温度)烧结4小时，之后进行骤冷，得到R1－T1－Cu－B系烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表39。其中，表39中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)利用燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。表39中的“[T1]/[B]”是指：对于构成T1的各元素(在此为Fe、Al、Si、Mn)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)。以下的所有表中也同样。其中，将表39中的各组成和氧量、碳量加在一起也达不到100mass％。这是由于如上所述各成分利用了不同的分析方法的缘故。其他表也同样。
[表39]
Figure BDA0002079827220000501
[准备R2－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Ga－Fe系合金基本达到表40所示的标号12－a的组成的方式称量各元素，将这些原料溶解，利用单辊超骤冷法(熔融纺丝法)得到锻带或薄片状的合金。使用研钵将所得到的合金在氩气氛中粉碎后，使其经过网孔425μm的筛，准备R2－Ga－Fe系合金。将所得到的R2－Ga－Fe系合金的组成示于表40。其中，表40中的各成分使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)测定。
[表40]
Figure BDA0002079827220000502
[实施第一热处理的工序]
对表39的标号12－A～12－L的R1－T1－Cu－B系烧结体进行切断、切削加工，制成4.4mm×10.0mm×11.0mm的长方体(10.0mm×11.0mm的面为垂直于取向方向的面)。接着，如图4所示，在由铌箔制成的处理容器3中，以主要使R1－T1－Cu－B系烧结体1的与取向方向(图中的箭头方向)垂直的表面接触R2－Ga－Fe系合金2的方式，将表40所示的标号12－a的R2－Ga－Fe系合金在标号12－A～1－L的R1－T1－Cu－B系烧结体的上下相对于R1－T1－Cu－B系烧结体的重量各配置10mass％，共计配置20mass％。接着，使用管状流气炉，在控制为200Pa的减压氩气中，以表41的第一热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe系合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，实施第一热处理，之后进行冷却。
[实施第二热处理的工序]
使用管状流气炉在控制为200Pa的减压氩气中，以表41的第二热处理所示的温度和时间对实施第一热处理后的R1－T1－Cu－B系烧结体实施第二热处理，之后进行冷却。为了去除热处理后存在于各样品的表面附近的R2－Ga－Fe系合金的富集部，使用表面研削盘对各样品的整个表面进行切削加工，得到4.0mm×4.0mm×4.0mm的立方体状的样品(R－T－B系烧结磁体)。其中，实施第一热处理的工序中的R2－－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体的加热温度、以及实施第二热处理的工序中的R1－T1－Cu－B系烧结体的加热温度分别通过安装热电偶来测定。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表41。如表41所示可知，R1－T1－Cu－B系烧结体的[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下、并且Cu的含量为0.1mass％以上1.5mass％以下的本发明例均得到了高Br和高HcJ。与此相对，[T1]/[B]的摩尔比为14.0以下的样品No.12－5的HcJ大幅降低，[T1]/[B]的摩尔比超过15.0的样品No.12－1的Br大幅降低。另外，Cu的含量低于0.1mass％的样品No.12－6的HcJ大幅降低，Cu的含量超过1.5mass％的样品No.12－10的Br和HcJ大幅降低。
[表41]
Figure BDA0002079827220000521
实验例13
[准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序]
以R1－T1－Cu－B烧结体基本达到表42的标号13－A所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表42。表42中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表42]
[准备R2－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Ga－Fe系合金基本达到表43的标号13－a～13－h所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法准备R2－Ga－Fe系合金。将R2－Ga－Fe系合金的组成示于表43。表43中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。
[表43]
Figure BDA0002079827220000531
[实施第一热处理的工序]
以表44的第一热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表44的第二热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第二热处理。按照与实验例12相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表44。如表44所示可知，R2－Ga－Fe系合金的Fe量为10mass％以上45mass％以下的本发明例得到了高Br和高HcJ。另外，R－Ga－Fe系合金的Fe量为15mass％以上40mass％以下(样品No.13－4和13－6)时，得到了更高的Br和更高的HcJ。与此相对，R－Ga－Fe系合金的Fe量为10mass％以下(5mass％以下)的样品No.13－1和13－2的Br大幅降低。另外，Ru－Ga－Fe系合金的Fe量超过45mass％的样品No.13－8的HcJ大幅降低。
[表44]
Figure BDA0002079827220000541
实验例14
[准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序]
以R1－T1－Cu－B烧结体基本达到表45的标号14－A所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表45。表45中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表45]
Figure BDA0002079827220000542
[准备R2－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Ga－Fe系合金基本达到表46的标号14－a～14－i所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法准备R2－Ga－Fe系合金。将R2－Ga－Fe系合金的组成示于表46。表46中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。
[表46]
Figure BDA0002079827220000551
[实施第一热处理的工序]
以表47的第一热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表47的第二热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第二热处理。按照与实验例12相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表47。如表47所示可知，R2－Ga－Fe系合金的R量为35mass％以上85mass％以下、Ga量为2.5mass％以上40mass％以下的本发明例得到了高Br和高HcJ。与此相对，R2－Ga－Fe系合金中的R、Ga中的任一种在本发明的范围外(标号14－a中R2在范围外，标号样品No.14－d中Ga在范围外，标号14－h中R2、Ga在范围外)时未能获得高HcJ。这样通过使R、Ga(以及如实验例13所示的Fe)的含量在本发明的范围内，能够得到高Br和高HcJ。
[表47]
Figure BDA0002079827220000561
实验例15
[准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序]
以R1－T1－Cu－B烧结体基本达到表48的标号15－A所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表48。表48中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。
[表48]
Figure BDA0002079827220000562
[准备R2－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Ga－Fe系合金基本达到表49的标号15－a所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法准备R2－Ga－Fe系合金。将R2－Ga－Fe系合金的组成示于表49。表49中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。
[表49]
[实施第一热处理的工序]
以表50的第一热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表50的第二热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第二热处理。按照与实验例12相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表50。如表53所示可知，本发明的第一热处理温度(700℃以上1100℃以下)和第二热处理温度(450℃以上600℃以下)的本发明例得到了高Br和高HcJ。另外，如表50所示可知，第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下、并且第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下时，得到了更高的HcJ。与此相对，第一热处理温度和第二热处理温度的任一个在本发明的范围外(样品No.15－1中第一热处理在范围外，样品No.15－5和15－11中第二热处理在范围外)时，未能获得高HcJ。
[表50]
Figure BDA0002079827220000571
实验例16
[准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序]
以R1－T1－Cu－B系烧结体基本达到表51的标号16－A和16－B所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法制作烧结体。所得到的烧结体的密度为7.5Mg/m3以上。将所得到的烧结体的成分的结果示于表51。表51中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。另外，利用气体熔解－红外线吸收法测定烧结体的氧量，结果确认均在0.2mass％左右。另外，C(碳量)通过燃烧－红外线吸收法使用气体分析装置进行测定，结果确认均在0.1mass％左右。表51中的“[T1]/[B]”是指：对于构成T1的各元素(在此为Fe、Co、Al、Si、Mn)的分析值(mass％)除以各元素的原子量而得到的数值的总合(a)、与B的分析值(mass％)除以B的原子量而得到的数值(b)之比(a/b)
[表51]
Figure BDA0002079827220000581
[准备R2－Ga－Fe系合金的工序]
以R2－Ga－Fe系合金基本达到表52的标号16－a所示的组成的方式称量各元素，除此以外，按照与实验例12相同的方法准备R2－Ga－Fe系合金。将R2－Ga－Fe系合金的组成示于表52。表52中的各成分按照与实验例12相同的方法测定。
[表52]
Figure BDA0002079827220000582
[实施第一热处理的工序]
以表53的第一热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第一热处理。
[实施第二热处理的工序]
以表53的第二热处理所示的温度和时间对R2－Ga－Fe合金和R1－T1－Cu－B系烧结体进行加热，除此以外，按照与实验例12相同的方法实施第二热处理。按照与实验例12相同的方法对热处理后的各样品进行加工，得到R－T－B系烧结磁体。
[样品评价]
利用B－H记录仪对于所得到的样品测定各试料的Br和HcJ。将测定结果示于表53。另外，将使用高频电感耦合等离子体发光分光分析法(ICP－OES)测定样品的成分而得到的结果示于表53。如表53所示可知，R1－T1－Cu－B系烧结体即使含有Dy、Co、Ga、Cu、Zr也能够得到高Br和高HcJ。
[表53]
Figure BDA0002079827220000591
产业上的可利用性
由本发明得到的R－T－B系烧结磁体适合用于硬盘驱动器的音圈电动机(VCM)或电动汽车用(EV、HV、PHV等)电动机、工业设备用电动机等各种电动机或家电制品等。
符号说明
1：R1－T1－B系烧结体(R1－T1－Cu－B系烧结体)；2：R2－Cu－Ga－Fe系合金(R2－Ga－Fe系合金)；3：处理容器。

Claims (21)

1.一种R－T－B系烧结磁体，其特征在于，含有：
R：28mass％以上36mass％以下，其中，R为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，
B：0.73mass％以上0.96mass％以下，
Ga：0.1mass％以上1.0mass％以下，
Cu：0.1mass％以上1.0mass％以下，
T：60mass％以上，其中，T为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，必须含有Fe，Fe的含量相对于T整体为80mass％以上；
T相对于B的摩尔比([T]/[B])超过14.0，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的R量比磁体中央部的R量多，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Ga量比磁体中央部的Ga量多，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比磁体中央部的T相对于B的摩尔比([T]/[B])高。
2.如权利要求1所述的R－T－B系烧结磁体，其特征在于，
垂直于取向方向的截面上的磁体表面部的Cu量比磁体中央部的Cu量多。
3.如权利要求1或2所述的R－T－B系烧结磁体，其特征在于，
所述R－T－B系烧结磁体中的T相对于B的摩尔比([T]/[B])比超过14.0且在16.4以下。
4.一种R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，包括：
准备R1－T1－B系烧结体的工序；
准备R2－Cu－Ga－Fe系合金的工序；
使所述R2－Cu－Ga－Fe系合金的至少一部分与所述R1－T1－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和
对于实施所述第一热处理后的R1－T1－B系烧结体，在真空或非活性气体气氛中，在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序，
在所述R1－T1－B系烧结体中，
R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下，T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe相对于T1整体的含量为80mass％以上，
[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下，
在所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中，
R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下，
Cu的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，
Ga的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，
Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。
5.如权利要求4所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述[T1]/[B]的摩尔比为14.3以上15.0以下。
6.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的Fe的含量为R2－Cu－Ga－Fe系合金整体的15mass％以上40mass％以下。
7.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的50mass％以上为Pr。
8.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2的70mass％以上为Pr。
9.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
R2－Cu－Ga－Fe系合金中的R2、Cu、Ga、Fe的合计含量为80mass％以上。
10.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下。
11.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下。
12.如权利要求4或5所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述准备R1－T1－B系烧结体的工序包括将原料合金粉碎至粒径D50达到3μm以上10μm以下后，使其在磁场中取向并进行烧结的步骤。
13.一种R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，包括：
准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序；
准备R2－Ga－Fe系合金的工序；
使所述R2－Ga－Fe系合金的至少一部分与所述R1－T1－Cu－B系烧结体的表面的至少一部分接触，在真空或非活性气体气氛中，在700℃以上1100℃以下的温度实施第一热处理的工序；和
对于实施所述第一热处理后的R1－T1－Cu－B系烧结体，在真空或非活性气体气氛中，在450℃以上600℃以下的温度实施第二热处理的工序，
在所述R1－T1－Cu－B系烧结体中，
R1为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R1的含量为R1－T1－Cu－B系烧结体整体的27mass％以上35mass％以下，
T1为选自Fe、Co、Al、Mn和Si中的至少一种，T1必须含有Fe，Fe相对于T1整体的含量为80mass％以上，
[T1]/[B]的摩尔比超过14.0且在15.0以下，
Cu的含量为R1－T1－Cu－B系烧结体整体的0.1mass％以上1.5mass％以下，
在所述R2－Ga－Fe系合金中，
R2为稀土元素中的至少一种，必须含有Nd和Pr中的至少一方，R2的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的35mass％以上85mass％以下，
Ga的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的2.5mass％以上40mass％以下，
Fe的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的10mass％以上45mass％以下。
14.如权利要求13所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述[T1]/[B]的摩尔比为14.3以上15.0以下。
15.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述R2－Ga－Fe系合金中的Fe的含量为R2－Ga－Fe系合金整体的15mass％以上40mass％以下。
16.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述R2－Ga－Fe系合金中的R2的50mass％以上为Pr。
17.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述R2－Ga－Fe系合金中的R2的70mass％以上为Pr。
18.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
R2－Ga－Fe系合金中的R2、Ga、Fe的合计含量为80mass％以上。
19.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述第一热处理中的温度为800℃以上1000℃以下。
20.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述第二热处理中的温度为480℃以上560℃以下。
21.如权利要求13或14所述的R－T－B系烧结磁体的制造方法，其特征在于，
所述准备R1－T1－Cu－B系烧结体的工序包括将原料合金粉碎至粒径D50达到3μm以上10μm以下后，使其在磁场中取向并进行烧结的步骤。
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