JP6511779B2 - RTB based sintered magnet - Google Patents
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Description
本発明は、ＶＣＭを含む高性能モータや、ＭＲＩなど磁場発生装置に使用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に関する。なお、Ｒは希土類元素、ＴはＦｅ等の遷移金属元素、Ｂはホウ素等を表す。 The present invention relates to an RTB-based sintered magnet used for a high-performance motor including a VCM and a magnetic field generator such as MRI. R represents a rare earth element, T represents a transition metal element such as Fe, and B represents boron or the like.
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、比較的安価な原料を使用して高い磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ）や保磁力（ＨｃＪ）等）が得られることから、従来から幅広い分野で使用され、近年ますます利用分野が拡大している。このような利用分野の拡大に伴い、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性も発明当初に比べ飛躍的に向上してきているが、市場においては、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性について、更なる向上が期待されている。 R-T-B sintered magnets have been used in a wide range of fields since high magnetic properties (such as residual magnetic flux density (Br) and coercive force (HcJ)) can be obtained using relatively inexpensive raw materials The field of use has been expanding in recent years. With the expansion of such fields of application, the magnetic properties of the RTB-based sintered magnets have also been dramatically improved compared to the beginning of the invention, but in the market, the RTB-based sintered magnets Further improvement of the magnetic properties is expected.
また、実用上の課題として、着磁性の向上の要求がある。例えば、高性能モータにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を用いる場合には、未着磁の状態でモータに装填してから着磁するのが一般的である。装填後の着磁はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に隣接した着磁コイルのスペースを確保しにくいため、着磁磁場が小さくなりやすい。着磁が不十分であると、設計上の磁力が得られないばかりか、減磁しやすくなり、モータの特性低下につながる。そのため、低磁場で高い着磁率を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が望まれている。 In addition, there is a demand for improvement of the magnetization as a practical problem. For example, in the case of using an RTB-based sintered magnet for a high-performance motor, it is general to load the motor in an unmagnetized state and then to magnetize it. Since it is difficult to secure the space of the magnetizing coil adjacent to the RTB-based sintered magnet, the magnetizing magnetic field after the loading is likely to be small. If the magnetization is insufficient, not only the design magnetic force can not be obtained, but also demagnetization tends to occur, leading to deterioration of the motor characteristics. Therefore, an RTB-based sintered magnet having a high magnetic susceptibility with a low magnetic field is desired.
さらに、実用上の課題として耐食性の向上要求がある。一般に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が十分な耐食性を有していない場合には、腐食により磁気特性が劣化し、所望のモータ特性が維持できなくなる恐れがある。そのため、保護膜を形成する必要があるが、保護膜の形成は、表面処理に要する工程を新たに設ける必要があり、工程の増加および生産コストの増大を招く。その故、保護膜が不要、もしくは簡易防錆処理で十分な耐食性を付与できるような高い耐食性を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が望まれている。 Furthermore, there is a demand for improvement of corrosion resistance as a practical problem. In general, when the R-T-B-based sintered magnet does not have sufficient corrosion resistance, the corrosion may deteriorate the magnetic characteristics and the desired motor characteristics may not be maintained. Therefore, although it is necessary to form a protective film, formation of a protective film needs to newly provide a process required for surface treatment, resulting in an increase in processes and an increase in production cost. Therefore, there is a demand for an RTB-based sintered magnet having high corrosion resistance that does not require a protective film or can provide sufficient corrosion resistance by a simple anticorrosion treatment.
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、磁石特性（着磁性および耐食性）に優れたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することを目的とする。 The present invention is made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide an RTB-based sintered magnet excellent in magnet characteristics (magnetization and corrosion resistance).
従来は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織は全体として均一にすることが望ましいと考えられてきたが、本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、敢えてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織を表層部と中央部とで不均一化する、具体的には、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒（Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶から成る粒子）の平均粒径を、中央部とは異なるように制御することにより、その目的を達成し得ることを見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った。 Conventionally, it has been considered desirable to make the structure of the RTB-based sintered magnet uniform as a whole, but as a result of extensive research to achieve the above-mentioned purpose, the present inventors The grain of the R-T-B sintered magnet is made uneven in the surface layer portion and the central portion, specifically, the crystal grains (R 2 T 14) in the surface layer portion of the R-T-B sintered magnet By controlling the average particle diameter of B particles to be different from that of the central portion, it has been found that the object can be achieved, and the present invention has been completed based on this finding.
すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
［１］ Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶から成る粒子を主相とし、
前記主相よりもＲの含有量が多いＲリッチ相を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石であって、
表層部と中央部とを有し、
前記表層部に、前記中央部と比較して結晶粒の平均粒径が異なる領域を有することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] The main phase is a particle composed of R 2 T 14 B crystals,
An RTB-based sintered magnet having an R-rich phase in which the content of R is larger than that of the main phase,
It has a surface part and a central part,
An R-T-B-based sintered magnet having a region in the surface layer portion which has a different average grain size of crystal grains as compared with the central portion.
［２］ 前記平均粒径が異なる領域が、前記中央部よりも結晶粒の平均粒径が小さい、第１の領域から成ることを特徴とする上記［１］に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。 [2] The R-T-B system according to the above [1], wherein the region different in average particle diameter comprises a first region in which the average particle diameter of crystal grains is smaller than that of the central portion. Sintered magnet.
［３］ 前記平均粒径が異なる領域が、前記中央部よりも結晶粒の平均粒径が大きい、第２の領域から成ることを特徴とする上記［１］に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。 [3] The R-T-B system according to the above [1], wherein the region different in average particle diameter comprises a second region in which the average particle diameter of crystal grains is larger than that of the central portion. Sintered magnet.
［４］ 前記第１の領域または第２の領域を有する前記表層部に直行する方向の厚みが８ｍｍ以下であることを特徴とする上記［２］または［３］に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。 [4] The RTB according to the above [2] or [3], wherein the thickness in the direction orthogonal to the surface layer portion having the first region or the second region is 8 mm or less Sintered magnet.
本発明によれば、優れた磁石特性（着磁性および耐食性）を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an RTB-based sintered magnet having excellent magnet properties (magnetization and corrosion resistance).
＜Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石＞
本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶から成る粒子を主相とし、主相よりもＲの含有量が多いＲリッチ相を有する。更に、本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、表層部と中央部とを有し、該表層部に、該中央部と比較して結晶粒（主相）の平均粒径が異なる領域を有することを特徴とする。
<RTB sintered magnet>
The RTB-based sintered magnet according to the present invention has, as a main phase, particles composed of R 2 T 14 B crystals, and has an R-rich phase in which the content of R is larger than that of the main phase. Furthermore, the RTB-based sintered magnet according to the present invention has a surface layer portion and a central portion, and in the surface layer portion, the average grain size of the crystal grains (main phase) is compared with the central portion. It is characterized by having different regions.
このようなＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石によれば、優れた磁石特性（着磁性および耐食性）を実現し得る。 According to such an R-T-B-based sintered magnet, excellent magnet characteristics (magnetization and corrosion resistance) can be realized.
なお、本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、中央部と比較して結晶粒の平均粒径が異なる領域を有する限り、特に限定されるものではない。したがって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部の全体が中央部とは結晶粒の平均粒径が異なる領域で構成されていてもよいし、表層部に一つまたは複数の部分として中央部とは結晶粒の平均粒径が異なる領域を有していてもよい。 In addition, the RTB-based sintered magnet according to the present invention is not particularly limited as long as it has a region in which the average grain diameter of crystal grains is different from that in the central portion. Therefore, the entire surface layer portion of the R-T-B sintered magnet may be constituted by a region having a different average grain size of crystal grains from the central portion, or the central portion as one or more portions in the surface layer portion The part may have a region in which the average grain size of the crystal grains is different.
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１に示すのは、本発明の一実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の外観（Ａ）、ＩＢ−ＩＢ線に沿う断面（Ｂ）、およびＩＣ部の組織を拡大したもの（Ｃ）をそれぞれ模式的に示す図である。
Hereinafter, the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings.
FIG. 1 shows an appearance (A) of an RTB-based sintered magnet according to an embodiment of the present invention, a cross section (B) along an IB-IB line, and an enlarged structure of an IC part It is a figure which shows (C) typically.
図１（Ａ）には、直方体状の磁石体を例示したが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の形状は特に限定されるものではなく、一般的には任意の形状に加工されて使用される。例えば、直方体の他、六面体、平板状、四角柱などの柱状、磁石の断面形状がＣ型等の任意の形状とすることができる。四角柱としては、例えば、底面が長方形の四角柱、底面が正方形の四角柱であってもよい。
Although a rectangular parallelepiped shaped magnetic body is illustrated in FIG. 1A, the shape of the RTB-based
また、その寸法にも特に制限はなく、用途に応じて適当な寸法とすればよいが、例えば、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の場合、Ｌ０３０〜９０ｍｍ×Ｗ０５〜４０ｍｍ×Ｔ０１〜４０ｍｍ程度とすればよい。 Further, the size is not particularly limited and may be an appropriate size depending on the application, for example, in the case of the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment, L 0 30 to 90 mm × W It may be about 0 5 to 40 mm × T 0 1 to 40 mm.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、好ましくはＲ−Ｔ−Ｂ系合金を用いて形成される焼結体である。
The RTB-based
このような本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、図１（Ｃ）に示すように、Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶から成る粒子７（主相）と、隣り合う２つ以上の粒子７によって形成された粒界８、９と、を有する。ただし、上記一般式Ｒ２Ｔ１４Ｂのうち、Ｒは希土類元素の少なくとも１種を表す。ＴはＦｅ、あるいはＦｅおよびＣｏ、あるいはＦｅおよびＣｏとその他の遷移金属元素から選択される１種以上、を表す。ＢはＢ、あるいはＢおよびＣを表す。
As shown in FIG. 1 (C), the RTB-based
ここで、粒界とは、図１（Ｃ）に示されるように、２つのＲ２Ｔ１４Ｂ結晶粒７によって形成される二粒子界面８と、隣り合う３つ以上のＲ２Ｔ１４Ｂ結晶粒７によって形成される三重点９（多結晶粒界部）とを含むものである。
Here, as shown in FIG. 1C, the grain boundary is a two-
このような本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の粒界８、９には、主相よりもＲの含有量が多いＲリッチ相が含まれる。また、粒界８、９には、Ｒリッチ相の他に、ホウ素（Ｂ）の含有割合が高いＢリッチ相が含まれていてもよい。
The
Ｒリッチ相は、Ｒが主な成分として含まれていればよく、Ｒ以外の成分を含んでいてもよい。Ｒリッチ相に含まれるＲ以外の成分としては、例えば、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｏ、Ｃ、Ｎ等の成分が挙げられる。また、Ｒリッチ相は、Ｒのみから成る相であってもよい。 The R-rich phase may contain R as a main component, and may contain components other than R. As components other than R contained in R rich phase, components, such as Fe, Co, Cu, Al, Ga, Zr, O, C, N, are mentioned, for example. Also, the R rich phase may be a phase consisting only of R.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相は、正方晶Ｒ２Ｔ１４Ｂ型の結晶構造を有する金属間化合物である。また、主相（結晶粒７）の平均粒子径は、通常１μｍ〜３０μｍ程度である。 The main phase of the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is an intermetallic compound having a tetragonal R 2 T 14 B crystal structure. Moreover, the average particle diameter of the main phase (crystal grain 7) is about 1 micrometer-about 30 micrometers normally.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒは、希土類元素の少なくとも１種を表す。希土類元素とは、長周期型周期表の第３族に属するＳｃとＹとランタノイド元素とのことをいう。ランタノイド元素には、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等が含まれる。 In the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment, R represents at least one of rare earth elements. The rare earth elements mean Sc, Y and lanthanoid elements belonging to the third group of the long period periodic table. The lanthanoid element includes, for example, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu and the like.
本実施形態においては、製造コストおよび磁気特性の観点から、Ｒは、Ｎｄを、あるいは、ＮｄおよびＰｒを含むことが好ましい。また、磁気特性をさらに向上させる観点から、Ｒは、ＤｙおよびＴｂのいずれか一方または両方をさらに含むことが好ましい。 In the present embodiment, R preferably contains Nd, or Nd and Pr from the viewpoint of manufacturing cost and magnetic properties. Further, from the viewpoint of further improving the magnetic properties, R preferably further includes any one or both of Dy and Tb.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲの含有量は、好ましくは２８質量％以上３５質量％以下であり、より好ましくは２９質量％以上３３質量％以下である。Ｒの含有量が少なすぎると、主相となるＲ２Ｔ１４Ｂ化合物が十分に生成されず、軟磁性を持つα−Ｆｅなどが析出し、磁気特性が低下する可能性がある。また、Ｒの含有量が多すぎる場合は、前出のＲリッチ相が増加することで、主相の体積率が相対的に少なくなり、残留磁束密度が低下する。 The content of R in the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is preferably 28% by mass to 35% by mass, and more preferably 29% by mass to 33% by mass. When the content of R is too small, the R 2 T 14 B compound serving as the main phase is not sufficiently generated, and α-Fe or the like having soft magnetic properties may be precipitated, which may deteriorate the magnetic properties. When the content of R is too large, the volume fraction of the main phase relatively decreases and the residual magnetic flux density decreases due to the increase in the R-rich phase described above.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｔは、鉄（Ｆｅ）、あるいはＦｅおよびコバルト（Ｃｏ）、あるいはＦｅおよびＣｏとその他の遷移金属元素から選択される１種以上を示すものである。Ｔは、Ｆｅ単独であってもよく、Ｆｅの一部がＣｏで置換されていてもよい。Ｆｅの一部をＣｏに置換する場合、磁気特性を低下させることなく温度特性および耐食性を向上させることができる。 In the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment, T is iron (Fe), or Fe and cobalt (Co), or at least one selected from Fe and Co and other transition metal elements. It is shown. T may be Fe alone, or part of Fe may be substituted by Co. When a part of Fe is replaced with Co, temperature characteristics and corrosion resistance can be improved without deteriorating the magnetic characteristics.
ＦｅおよびＣｏ以外の遷移金属元素としては、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗなどが挙げられる。また、Ｔは、遷移金属元素以外に、例えば、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｂｉ、Ｓｎなどの元素の少なくとも１種の元素を更に含んでいてもよい。 Examples of transition metal elements other than Fe and Co include Ti, V, Cu, Cr, Mn, Ni, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W and the like. In addition to the transition metal element, T may further contain, for example, at least one element of elements such as Al, Ga, Si, Bi, and Sn.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＦｅの含有量は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の構成要素における実質的な残部であり、Ｆｅの一部をＣｏで置換してもよい。Ｃｏの含有量は０．３質量％以上４．０質量％以下の範囲が好ましく、１．０質量％以上３．０質量％以下とすることがより好ましい。Ｃｏの含有量が多すぎると、保磁力が低下する傾向がある。また、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が高価となる。また、Ｃｏの含有量が少なすぎると、耐食性が低下する。 The content of Fe in the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is a substantial remainder in the components of the RTB-based sintered magnet, and a part of Fe is replaced with Co. May be The range of 0.3 mass% or more and 4.0 mass% or less is preferable, and, as for content of Co, it is more preferable to set it as 1.0 mass% or more and 3.0 mass% or less. If the content of Co is too large, the coercivity tends to decrease. In addition, the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is expensive. In addition, when the content of Co is too small, the corrosion resistance is lowered.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石においては、Ｃｕを含有することが好ましい。Ｃｕの含有量は、好ましくは０．０１〜１．５質量％、さらに好ましくは０．０５〜１．０質量％である。Ｃｕを含有することにより、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度特性の改善が可能となる。Ｃｕの含有量が多すぎると、残留磁束密度が低下する傾向がある。また、Ｃｕの含有量が少なすぎるとなると、保磁力及び耐食性が低下する。 In the RTB-based sintered magnet of the present embodiment, it is preferable to contain Cu. The content of Cu is preferably 0.01 to 1.5% by mass, more preferably 0.05 to 1.0% by mass. By containing Cu, it is possible to increase the coercive force and the corrosion resistance of the resultant RTB-based sintered magnet, and to improve the temperature characteristics. If the content of Cu is too large, the residual magnetic flux density tends to decrease. In addition, when the content of Cu is too small, the coercivity and the corrosion resistance decrease.
本実施形態のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石においては、Ａｌを含有することが好ましい。Ａｌを含有させることにより、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の高保磁力化、高耐食性化が可能となる。Ａｌの含有量は０．０３質量％以上１．０質量％以下であるのが好ましく、０．０５質量％以上０．５０質量％以下がより好ましい。 In the RTB-based sintered magnet of the present embodiment, it is preferable to contain Al. By containing Al, it is possible to increase the coercive force and the corrosion resistance of the resulting RTB-based sintered magnet. The content of Al is preferably 0.03% by mass or more and 1.0% by mass or less, and more preferably 0.05% by mass or more and 0.50% by mass or less.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石においては、Ｂはホウ素（Ｂ）、あるいはＢおよび炭素（Ｃ）を示すものである。すなわち、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石では、ホウ素（Ｂ）の一部を炭素（Ｃ）に置換することができる。また、Ｃの置換量は、磁気特性に実質的に影響しない量とする。 In the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment, B represents boron (B) or B and carbon (C). That is, in the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment, part of boron (B) can be substituted with carbon (C). Also, the substitution amount of C is an amount that does not substantially affect the magnetic properties.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＢの含有量は、好ましくは０．５質量％以上１．５質量％以下であり、より好ましくは０．７質量％以上１．２質量％以下であり、さらに好ましくは０．７質量％以上１．０質量％以下である。Ｂの含有量が少なすぎるとなると保磁力が低下する傾向がある。また、Ｂの含有量が多すぎると、残留磁束密度が低下する傾向がある。 The content of B in the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is preferably 0.5% by mass to 1.5% by mass, and more preferably 0.7% by mass to 1.2%. It is mass% or less, More preferably, they are 0.7 mass% or more and 1.0 mass% or less. If the B content is too low, the coercivity tends to decrease. If the B content is too large, the residual magnetic flux density tends to decrease.
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＣの含有量は、他のパラメータ等によって変化し適量決定されるが、炭素量が増え過ぎると磁気特性は低下する。 The content of C in the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment varies depending on other parameters and the like and is determined appropriately, but if the amount of carbon is excessively increased, the magnetic properties deteriorate.
また、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、窒素（Ｎ）量は、好ましくは１００〜２０００ｐｐｍ、さらに好ましくは２００〜１０００ｐｐｍ、特に好ましくは３００〜８００ｐｐｍである。 In the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment, the amount of nitrogen (N) is preferably 100 to 2000 ppm, more preferably 200 to 1000 ppm, and particularly preferably 300 to 800 ppm.
なお、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石中に含まれる各種成分の測定法は、従来から一般的に知られている方法を用いることができる。各種金属元素量については、蛍光Ｘ線分析および誘導結合プラズマ発光分光分析（ＩＣＰ分析）等により測定され、酸素量は、例えば、不活性ガス融解−非分散型赤外線吸収法により測定され、炭素量は、例えば、酸素気流中燃焼−赤外線吸収法により測定され、窒素量は、例えば、不活性ガス融解−熱伝導度法により測定される。 In addition, the measuring method of the various components contained in the RTB type | system | group sintered magnet which concerns on this embodiment can use the method generally known conventionally. The amounts of various metal elements are measured by fluorescent X-ray analysis and inductively coupled plasma emission spectrometry (ICP analysis) etc. The amount of oxygen is measured by, for example, inert gas melting / non-dispersive infrared absorption method, and the amount of carbon Is measured by, for example, combustion in an oxygen flow-infrared absorption method, and the amount of nitrogen is measured by, for example, an inert gas melting-thermal conductivity method.
次に、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、図１（Ｂ）に示すように、表層部３と中央部４とに、大別することができる。ただし、これらの領域は明確な境界面があるわけではなく、以下の説明を容易にするために区別する領域である。そのため、後述する第１の領域１１および第２の領域１２以外は、表層部３と中央部４とのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体組成および結晶粒７の平均粒径に別段違いはない。
Next, the RTB-based
本実施形態では、表層部３の領域は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面２から（中央部４）に向かって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の最も薄い部分の厚さの１／４未満の領域と定義する。したがって、図１（Ａ）に示すＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の場合、最も薄い部分の厚さはＴ０であるから、表層部３の領域は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面２から、深さｔ０＝Ｔ０／４までの領域と定義する。なお、中央部４は、表層部３以外の領域とする。
In the present embodiment, the area of the
本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、表層部３に、中央部４と比較して結晶粒７の平均粒径が異なる領域を有することを特徴とする。
The R-T-B-based
本実施形態において、結晶粒７の平均粒径は、好ましくは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により測定される平均粒径（メジアン径）である。
In the present embodiment, the average particle diameter of the
また、本実施形態において、中央部４と比較して結晶粒７の粒径が異なる領域とは、中央部４で観察される結晶粒７の平均粒径よりも、小さいまたは大きい平均粒径の結晶粒７を有する領域である。このような領域を有する本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、磁石特性（着磁性および耐食性）が向上する。
Further, in the present embodiment, the region where the grain diameter of the
着磁性が向上すると、着磁電力の削減、着磁コイルの長寿命化が実現できる。また、耐食性が向上すると、腐食による磁気特性の劣化が少なく、長期にわたって所望のモータ特性を維持できる。さらに保護膜を形成する必要がない、もしくは簡易防錆処理で十分な場合は、処理工程およびコストの増大を抑制できる。 When the magnetization is improved, it is possible to reduce the magnetization power and prolong the life of the magnetization coil. In addition, when the corrosion resistance is improved, the deterioration of the magnetic characteristics due to the corrosion is reduced, and the desired motor characteristics can be maintained for a long time. Furthermore, if it is not necessary to form a protective film, or if a simple anticorrosion treatment is sufficient, it is possible to suppress the increase in the treatment process and cost.
特に、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１が、表層部３に、中央部４よりも結晶粒７の平均粒径が小さい、第１の領域１１を有する場合には、特に、耐食性が向上する。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素体の耐食性が向上すると、製品化する際の表面処理をフリー化、あるいは簡素化できるため、製品コストの低減につながる。
In particular, in the case where the RTB-based
また、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１が、表層部３に、中央部４よりも結晶粒７の平均粒径が大きい、第２の領域１２を有する場合には、特に、着磁性が向上する。着磁性が向上すると、着磁電力の削減、着磁コイルの長寿命化が実現できる。
In the case where the RTB-based
従来は、全体として組織が均一なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造するのが一般的であり、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を構成する結晶粒７の平均粒径についても、表層部３と中央部４とで別段違いを設けていなかった。しかし、本発明者らは、敢えてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織（結晶粒７の粒径）を不均一化させることにより、優れた磁石特性（着磁性および耐食性）を実現できることを見出した。
Conventionally, it is common to produce an RTB-based sintered magnet having a uniform structure as a whole, and the average particle diameter of the
なお、本実施形態において、中央部４と比較して結晶粒７の粒径が異なる領域は、表層部３に形成されていればよく、領域の深さや面積、数等については特に限定されるものではなく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１に求める特性に応じて任意に設定できる。また、当該領域における結晶粒７の粒径は、中央部４における結晶粒７の粒径と異なっていればよく、その大小関係についても、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１に求める特性に応じて任意に設定できる。
In the present embodiment, the region in which the grain diameter of the
このような本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、例えば、図２（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）のような形態が挙げられる。なお、図２は、図１（Ａ）のＩＢ−ＩＢ線に沿う断面図である。
The R-T-B-based
図２（Ａ）の形態の場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の表層部３に、中央部４よりも結晶粒７の平均粒径が小さい、第１の領域１１が形成されている。このような形態のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、特に、優れた耐食性を実現し得る。
In the case of the embodiment of FIG. 2A, the
このような第１の領域１１における結晶粒７の平均粒径φ１は、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃに比べて小さく（φ１＜φｃ）、好ましくは、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃの０．９倍以下（φ１≦０．９φｃ）、より好ましくは、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃの０．８倍以下（φ１≦０．８φｃ）である。
The average grain size φ 1 of the
また、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃは、１．０〜１０．０μｍが好ましく、さらに好ましくは２．０〜６．０μmである。第１の領域１１における結晶粒７の平均粒径φ１は、１．０μｍ〜４．０μｍが好ましく、さらに好ましくは１．５μｍ〜３．５μｍである。
The average grain size φ c of the
また、本実施形態に係る第１の領域の深さｔ１は、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃの５０倍以上、より好ましくは１００倍以上であり、表層部３の厚みを上限とする。
In addition, the depth t 1 of the first region according to the present embodiment is 50 times or more, more preferably 100 times or more, of the average grain diameter φ c of the
次に、図２（Ｂ）の形態の場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の表層部３に、中央部４よりも結晶粒７の平均粒径が大きい、第２の領域１２が形成されている。このような形態のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、特に、優れた着磁性を実現し得る。
Next, in the case of the configuration of FIG. 2B, the
このような第２の領域１２における結晶粒７の平均粒径φ２は、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃに比べて大きく（φ２＞φｃ）、好ましくは、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃの１．１倍以上（φ２≧１．１φｃ）、より好ましくは、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃの１．２倍以上（φ２≧１．２φｃ）である。
The average grain size φ 2 of the
また、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃは、１．０〜１０．０μｍが好ましく、さらに好ましくは２．０〜６．０μmである。第２の領域１２における結晶粒７の平均粒径φ２は、２．０μｍ〜１０．０μｍが好ましく、さらに好ましくは２．５μｍ〜８．０μｍである。
The average grain size φ c of the
また、本実施形態に係る第２の領域の深さｔ２は、中央部４における結晶粒７の平均粒径φｃの５０倍以上、より好ましくは１００倍以上であり、表層部３厚みを上限とする。
In addition, the depth t2 of the second region according to the present embodiment is 50 times or more, more preferably 100 times or more, of the average grain diameter φ c of the
なお、図２（Ａ）および（Ｂ）では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の表面２の全体を覆う様に第１の領域１１または第２の領域１２が形成されているが、これらの領域は必ずしもＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の全面を覆う必要はなく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の表層部３の少なくとも一部に形成されていればよい。ただし、耐食性向上の観点からは、第１の領域１１がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の表面２の全体を覆うように形成されていることが好ましい。また、着磁性向上の観点からは、第２の領域１２がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１の表面２の全体を覆うように形成されていることが好ましい。
In FIGS. 2A and 2B, the
また、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１は、図２（Ｃ）に示されるような形態であってもよい。図２（Ｃ）では、表層部３に、上述の第１の領域１１と第２の領域１２の両方を有している。
Further, the RTB-based
ここで、第１の領域１１と第２の領域１２とは、必ず接している必要はなく、それぞれの領域の境目は、中央部４と同等の粒子径を有し、徐々に同化するように形成されていてもよい。
Here, the
このような形態のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１についても、優れた耐食性及び着磁性が発揮される。また、第１の領域１１と第２の領域１２との間では保磁力差が生じるため、所望の保磁力分布を実現し得る。
Also in the R-T-B-based
なお、図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面を模式的に示したものである。したがって、これらの図では、模式的に、第１の領域１１および第２の領域１２が明確に区分されているが、実際には、各領域の境目は必ずしも明確でなくてもよい。すなわち、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石１では、第１の領域１１および第２の領域１２における結晶粒７の粒径は、中央部４に向かって徐々に、中央部４における結晶粒７の粒径に近づいていき、各領域は最終的に中央部の組織に同化していくと考えられる。
In addition, FIG. 2 (A)-(C) show typically the cross section of the RTB type | system | group sintered magnet which concerns on this embodiment. Therefore, in these figures, the
また、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織（結晶粒７や粒界８、９）の様子は、例えばＳＥＭ観察等で確認することができる。また、小領域の磁気特性（保磁力や残留磁束密度等）については、ＶＳＭ（Ｖｉｂｒａｔｉｎｇ Ｓａｍｐｌｅ Ｍａｇｎｅｔｏｍｅｔｅｒ）やパルスＢＨトレーサーなどにより測定することができる。
Further, the appearance of the structure (
＜Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法＞
次に、本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法について、好ましい実施形態を説明する。
<Method of Manufacturing RTB-Based Sintered Magnet>
Next, a preferred embodiment of the method for producing an RTB-based sintered magnet according to the present invention will be described.
なお、以下では、粉末冶金法で作製されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を例に説明するが、本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知の他の方法も用いることができる。 In addition, although the RTB-based sintered magnet manufactured by the powder metallurgy method is described below as an example, the manufacturing method of the RTB-based sintered magnet according to the present invention is particularly limited. Other known methods can also be used.
また、本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、表層部に、中央部と比較して結晶粒の平均粒径が異なる領域を有することを特徴とする。したがって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径や、当該領域を形成する場所やその大きさ等に応じて、製造方法や製造条件を適宜選択することが好ましい。 The RTB-based sintered magnet according to the present invention is characterized in that the surface layer portion has a region in which the average grain diameter of crystal grains is different from that in the central portion. Therefore, it is preferable to appropriately select the manufacturing method and conditions according to the average particle diameter of the crystal grains in the surface layer portion of the R-T-B-based sintered magnet, the place where the region is formed, and the size thereof. .
例えば、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、以下の各工程を含むことが好ましい。 For example, the method for producing an RTB-based sintered magnet according to the present embodiment preferably includes the following steps.
［合金準備工程］
原料粉末は、公知の方法により作製することができる。本実施形態では、第１合金と第２合金との２合金を混合して原料粉末を作製するいわゆる２合金法の場合について説明するが、単独の合金を使用する１合金法でもよい。
[Alloy preparation process]
The raw material powder can be produced by a known method. In the present embodiment, a case of a so-called two-alloy method in which a raw material powder is prepared by mixing two alloys of a first alloy and a second alloy will be described, but a one-alloy method using a single alloy may be used.
まず、主にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相を形成する第１合金と、主にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の粒界を形成する第２合金とを準備する（合金準備工程）。合金準備工程では、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成に対応する原料金属を、真空またはＡｒガスなどの不活性ガスの不活性ガス雰囲気中で溶解した後、鋳造することによって所望の組成を有する第１合金および第２合金を作製する。 First, a first alloy mainly forming a main phase of an RTB-based sintered magnet and a second alloy mainly forming grain boundaries of an RTB-based sintered magnet are prepared (alloys Preparation process). In the alloy preparation step, the raw material metal corresponding to the composition of the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is melted in vacuum or an inert gas atmosphere of inert gas such as Ar gas and then cast. The first alloy and the second alloy having a desired composition are thereby produced.
原料金属としては、例えば、希土類金属あるいは希土類合金、純鉄、フェロボロン、更にこれらの合金や化合物等を使用することができる。原料金属を鋳造する鋳造方法は、例えばストリップキャスト法やブックモールド法や遠心鋳造法などである。得られた原料合金は、凝固偏析がある場合は必要に応じて均質化処理を行う。原料合金の均質化処理を行う際は、真空または不活性ガス雰囲気の下、７００℃以上１２００℃以下の温度で１時間以上保持して行う。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用合金は均質化される。 As a raw material metal, for example, a rare earth metal or a rare earth alloy, pure iron, ferroboron, or an alloy or a compound thereof can be used. The casting method for casting the raw material metal is, for example, a strip casting method, a book mold method, a centrifugal casting method, or the like. The obtained raw material alloy is subjected to homogenization treatment as needed when there is solidification segregation. When homogenizing the raw material alloy, it is held at a temperature of 700 ° C. or more and 1200 ° C. or less for one hour or more under a vacuum or an inert gas atmosphere. Thereby, the RTB based sintered magnet alloy is homogenized.
第１合金および第２合金が作製された後、第１合金および第２合金を粉砕する（粉砕工程）。粉砕工程では、第１合金および第２合金が作製された後、これらの第１合金および第２合金を別々に粉砕して粉末とする。なお、第１合金および第２合金を混合して同時に粉砕してもよい。 After the first and second alloys are produced, the first and second alloys are crushed (grinding step). In the grinding step, after the first and second alloys are produced, the first and second alloys are separately ground to form a powder. The first alloy and the second alloy may be mixed and simultaneously ground.
［粉砕工程］
粉砕工程は、粒径が数百μｍ〜数ｍｍ程度になるまで粉砕する粗粉砕工程と、粒径が数μｍ程度になるまで微粉砕する微粉砕工程との２段階で実施する場合を以下に記述するが、微粉砕工程のみで粉砕してもよい。
[Crushing process]
The grinding process is carried out in two stages of a coarse grinding process of grinding to a particle size of several hundred μm to several mm and a fine grinding process of a fine grinding to a particle size of several μm. Although it mentions, it may crush only with a pulverization process.
粗粉砕工程では、第１合金および第２合金を各々粒径が数百μｍ〜数ｍｍ程度になるまで粗粉砕する。これにより、第１合金および第２合金の粗粉砕粉末を得る。粗粉砕は、例えば、第１合金および第２合金に水素を吸蔵させた後、異なる相間の水素吸蔵量の相違に基づく体積膨張の差で自己崩壊的な粉砕を生じさせる（水素吸蔵粉砕）ことによって行うことができる。 In the coarse grinding process, the first alloy and the second alloy are coarsely ground to a particle size of several hundred μm to several mm, respectively. Thereby, coarsely pulverized powder of the first alloy and the second alloy is obtained. In coarse grinding, for example, after hydrogen is absorbed in the first alloy and the second alloy, self-disintegrating grinding is caused by difference in volumetric expansion based on difference in hydrogen storage amount between different phases (hydrogen storage grinding) Can be done by
なお、粗粉砕工程は、上記のように水素吸蔵粉砕を用いる以外に、不活性ガス雰囲気中にて、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等の粗粉砕機を用いて行ってもよい。 The coarse crushing step may be performed using a coarse crusher such as a stamp mill, a jaw crusher, a brown mill or the like in an inert gas atmosphere, as well as using hydrogen storage pulverization as described above.
また、高い磁気特性を得るために、粉砕工程から焼結工程までの各工程の雰囲気は、低酸素濃度とすることが好ましい。酸素濃度は、各製造工程における雰囲気の制御等により調節される。各製造工程の酸素濃度が高いと原料粉中の希土類元素が酸化して希土類酸化物が生成され、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の残留磁束密度および保磁力が低下する。そのため、例えば、各工程の酸素の濃度を１００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。 Further, in order to obtain high magnetic properties, it is preferable to set the atmosphere of each process from the grinding process to the sintering process to a low oxygen concentration. The oxygen concentration is adjusted by controlling the atmosphere in each manufacturing process. When the oxygen concentration in each manufacturing process is high, the rare earth element in the raw material powder is oxidized to form a rare earth oxide, and the residual magnetic flux density and the coercive force of the resulting RTB-based sintered magnet are lowered. Therefore, for example, the concentration of oxygen in each step is preferably 100 ppm or less.
次に、第１合金および第２合金を粗粉砕した後、得られた第１合金および第２合金の粗粉砕粉末を平均粒子径が数μｍ程度になるまで微粉砕する（微粉砕工程）。これにより、第１合金および第２合金の微粉砕粉末を得る。微粉の平均粒径は好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以上６μｍ以下である。 Next, the first alloy and the second alloy are roughly crushed, and then the obtained roughly crushed powders of the first alloy and the second alloy are pulverized until the average particle diameter becomes about several μm (milling step). Thereby, finely ground powder of the first alloy and the second alloy is obtained. The average particle diameter of the fine powder is preferably 1 μm to 10 μm, and more preferably 2 μm to 6 μm.
なお、本実施形態においては、第１合金および第２合金を別々に粉砕して微粉砕粉末を得るようにしているが、微粉砕工程において第１合金および第２合金の粗粉砕粉末を混合してから微粉砕粉末を得るようにしてもよい。 In the present embodiment, the first alloy and the second alloy are separately crushed to obtain a finely pulverized powder, but in the pulverizing step, the coarsely pulverized powder of the first alloy and the second alloy is mixed After that, finely ground powder may be obtained.
微粉砕は、粉砕時間等の条件を適宜調整しながら、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、湿式アトライター等の微粉砕機を用いて実施される。ジェットミルは、高圧の不活性ガス（例えば、Ｎ２ガス）を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により第１合金および第２合金の粗粉砕粉末を加速して第１合金および第２合金の粗粉砕粉末同士を衝突させて、あるいはターゲットまたは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。 The pulverization is carried out using a pulverizer such as a jet mill, a ball mill, a vibration mill or a wet attritor while appropriately adjusting conditions such as a pulverization time. Jet mill, high-pressure inert gas (eg, N 2 gas) is opened narrower nozzle to generate a high speed gas flow, this high-speed gas flow accelerated coarsely pulverized powder of the first alloy and second alloys Then, the roughly crushed powders of the first alloy and the second alloy are made to collide with each other, or generate collision with the target or the container wall, and then crushed.
第１合金および第２合金の粗粉砕粉末を微粉砕する際、ステアリン酸亜鉛、オレイン酸アミド等の粉砕助剤を添加することにより、成形時に配向性の高い微粉砕粉末を得ることができる。 When the coarsely pulverized powder of the first alloy and the second alloy is pulverized, a pulverized powder having high orientation at the time of molding can be obtained by adding a pulverizing aid such as zinc stearate or oleic acid amide.
第１合金および第２合金を微粉砕した後、各々の微粉砕粉末を低酸素雰囲気で混合する（混合工程）。これにより、混合粉末が得られる。低酸素雰囲気は、例えば、Ｎ２ガス、Ａｒガス雰囲気など不活性ガス雰囲気とする。第１合金粉末および第２合金粉末の配合比率は、質量比で８０対２０以上９７対３以下とするのが好ましく、より好ましくは質量比で９０対１０以上９７対３以下である。 After pulverizing the first and second alloys, each pulverized powder is mixed in a low oxygen atmosphere (mixing step). Thereby, mixed powder is obtained. The low oxygen atmosphere is, for example, an inert gas atmosphere such as an N 2 gas atmosphere or an Ar gas atmosphere. The compounding ratio of the first alloy powder and the second alloy powder is preferably 80:20 or more and 97: 3 or less by mass ratio, and more preferably 90:10 or more and 97: 3 or less by mass ratio.
また、粉砕工程において、第１合金および第２合金を一緒に粉砕する場合の配合比率も、第１合金および第２合金を別々に粉砕する場合と同様に、第１合金粉末および第２合金粉末の配合比率は、質量比で８０対２０以上９７対３以下とするのが好ましく、より好ましくは質量比で９０対１０以上９７対３以下である。 Further, in the grinding step, the compounding ratio in the case of grinding the first alloy and the second alloy together is the same as in the case of grinding the first alloy and the second alloy separately, the first alloy powder and the second alloy powder The blending ratio is preferably 80:20 or more and 97: 3 or less in mass ratio, and more preferably 90:10 or more and 97: 3 or less in mass ratio.
上記のように２合金法の場合には、混合工程を経た混合粉末を、成形体を得るための原料粉末とするが、１合金法の場合には、粉砕工程を経た粉末を、成形体を得るための原料粉末とすることができる。 As described above, in the case of the two-alloy method, the mixed powder obtained through the mixing step is used as a raw material powder for obtaining a compact, but in the case of the one-alloy method, the powder obtained through the pulverizing step is It can be made into the raw material powder for obtaining.
［成形工程］
成形工程では、原料粉末（例えば、上記混合粉末）を目的の形状に成形する。本実施形態では、上記混合粉末を、金型内に充填して、磁場中で加圧する。これにより得られた成形体は、主相結晶が特定方向に配向しているので、より残留磁束密度の高いＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られる。
[Molding process]
In the forming step, the raw material powder (for example, the above-mentioned mixed powder) is formed into a desired shape. In the present embodiment, the above mixed powder is filled in a mold and pressurized in a magnetic field. Since the main phase crystals are oriented in a specific direction in the compact obtained thereby, a sintered RTB-based magnet having a higher residual magnetic flux density can be obtained.
成形時の加圧は、２０ＭＰａ〜３００ＭＰａで行うことが好ましい。印加する磁場は、９５０ｋＡ／ｍ〜１６００ｋＡ／ｍであることが好ましい。印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状磁場とすることもできる。また、静磁場とパルス状磁場を併用することもできる。 It is preferable to perform pressurization at the time of shaping | molding at 20 Mpa-300 Mpa. The magnetic field to be applied is preferably 950 kA / m to 1600 kA / m. The magnetic field to be applied is not limited to the static magnetic field, and may be a pulsed magnetic field. Also, a static magnetic field and a pulsed magnetic field can be used in combination.
なお、成形方法としては、上記のように混合粉末をそのまま成形する乾式成形の他、原料粉末を油等の溶媒に分散させたスラリーを成形する湿式成形を適用することもできる。 As the forming method, in addition to dry forming in which the mixed powder is formed as it is as described above, wet forming in which a slurry in which raw material powder is dispersed in a solvent such as oil may be applied.
また、必要に応じて金型に潤滑剤を塗布してもよい。潤滑剤としては、公知の潤滑剤を用いることができ、例えば、乾式の潤滑剤であるステアリン酸亜鉛や、湿式の潤滑剤であるオレイン酸アミド溶液（溶媒はアルコール）等が挙げられる。また、潤滑剤を塗布する方法も公知の方法を用いることができる。 Moreover, you may apply | coat a lubricant to a metal mold | die as needed. As the lubricant, known lubricants can be used, and examples thereof include zinc stearate, which is a dry lubricant, and oleic acid amide solution (solvent is alcohol), which is a wet lubricant. Moreover, the method of apply | coating a lubricant can also use a well-known method.
混合粉末を成形して得られる成形体の形状は特に限定されるものではなく、例えば直方体、平板状、柱状、リング状等、所望とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の形状に応じて任意の形状とすることができる。 The shape of the molded body obtained by molding the mixed powder is not particularly limited. For example, according to the shape of the desired RTB-based sintered magnet, such as a rectangular parallelepiped, a flat plate, a column, a ring, etc. It can be of any shape.
［焼結工程］
焼結工程は、成形体を真空または不活性ガス雰囲気中で焼結し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る工程である。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、成形体に対して、例えば、真空中または不活性ガスの存在下、１０００℃以上１２００℃以下で１時間以上２０時間以下で加熱する処理を行うことにより焼成する。これにより、高密度のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られる。
[Sintering process]
The sintering step is a step of sintering the compact in a vacuum or an inert gas atmosphere to obtain an RTB-based sintered magnet. The sintering temperature needs to be adjusted according to various conditions such as the composition, the grinding method, and the difference between the particle size and the particle size distribution. It bakes by performing the process heated at 1 degreeC or less and 1 hour or more and 20 hours or less. Thereby, a high density RTB based sintered magnet is obtained.
なお、焼結工程の前に、脱ＷＡＸを行ってもよい。脱ＷＡＸとは、成形体に残留している潤滑剤成分を除去するために、低温で熱処理等を行うことをいう。 In addition, you may dewax before a sintering process. Dewaxing means performing heat treatment or the like at a low temperature to remove the lubricant component remaining in the molded body.
［時効処理工程］
時効処理工程は、成形体を焼結した後、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を焼結温度より低温で熱処理する工程である。時効処理は、例えば、７００℃以上９００℃以下の温度で１時間から１０時間、更に５００℃から７００℃の温度で０．１時間から１０時間加熱する２段階加熱や、６００℃付近の温度で０．１時間から１０時間加熱する１段階加熱等、時効処理を施す回数に応じて適宜処理条件を調整する。このような時効処理によって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。また、時効処理工程は後述する加工工程や粒界拡散工程の後に行ってもよい。あるいは、後述する粒界拡散工程により、時効処理工程を兼ねてもよい。
[Aging treatment process]
The aging treatment step is a step of heat-treating the RTB-based sintered magnet at a temperature lower than the sintering temperature after sintering the compact. The aging treatment is, for example, two-step heating in which heating is performed at a temperature of 700 ° C. to 900 ° C. for 1 hour to 10 hours, and further at 500 ° C. to 700 ° C. for 0.1 hour to 10 hours. Process conditions are adjusted suitably according to the frequency | count of giving an aging treatment, such as one-step heating which heats for 0.1 to 10 hours. Such an aging treatment can improve the magnetic properties of the RTB-based sintered magnet. In addition, the aging treatment step may be performed after the processing step and the grain boundary diffusion step described later. Alternatively, the grain boundary diffusion step described later may be combined with the aging treatment step.
［冷却工程］
冷却工程では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に時効処理を施した後、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石をＡｒガス雰囲気中で急冷する。これにより、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。冷却速度は、特に限定されるものではなく、３０℃／ｍｉｎ以上とするのが好ましい。
[Cooling process]
In the cooling step, after aging the RTB-based sintered magnet, the RTB-based sintered magnet is quenched in an Ar gas atmosphere. Thereby, the RTB based sintered magnet according to the present embodiment can be obtained. The cooling rate is not particularly limited, and is preferably 30 ° C./min or more.
［加工工程］
必要に応じて、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石所望の形状に加工する工程を有してもよい。加工方法は、例えば切断、研削などの形状加工や、バレル研磨などの面取り加工などが挙げられる。
[Processing process]
It may have the process processed into the desired shape of the obtained RTB-based sintered magnet as required. Examples of the processing method include shape processing such as cutting and grinding, and chamfering processing such as barrel polishing.
［粒界拡散工程］
加工されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の粒界に対して、更に重希土類元素を拡散させる工程を有してもよい。粒界拡散は、塗布または蒸着等により重希土類元素を含む化合物をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面に付着させた後、熱処理を行うことや、重希土類元素の蒸気を含む雰囲気中でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対して熱処理を行うことにより、実施することができる。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の保磁力を更に向上させることができる。なお、粒界拡散工程を行う場合には、前述の時効処理工程を兼ねることができる。この場合、製造工程を一部簡略化できるため、生産性の観点から好適である。粒界拡散工程の後に再度、加工工程を実施しても良い。
Grain boundary diffusion process
The method may further include the step of diffusing the heavy rare earth element into the grain boundaries of the processed RTB-based sintered magnet. In grain boundary diffusion, a compound containing a heavy rare earth element is attached to the surface of an RTB-based sintered magnet by coating or evaporation, and then heat treatment is performed, or in an atmosphere containing heavy rare earth element vapor. It can implement by heat-processing with respect to a RTB type | system | group sintered magnet. Thereby, the coercivity of the RTB-based sintered magnet can be further improved. In addition, when performing a grain boundary diffusion process, it can serve as the above-mentioned aging treatment process. In this case, the manufacturing process can be partially simplified, which is preferable from the viewpoint of productivity. The processing step may be carried out again after the grain boundary diffusion step.
［表面処理工程］
以上の工程により得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、めっきや樹脂被膜や酸化処理、化成処理などの表面処理を施してもよい。これにより、耐食性を更に向上させることができる。
[Surface treatment process]
The R-T-B-based sintered magnet obtained by the above steps may be subjected to surface treatment such as plating, resin coating, oxidation treatment, chemical conversion treatment and the like. Thereby, the corrosion resistance can be further improved.
なお、本実施形態では、加工工程、粒界拡散工程、表面処理工程を行っているが、これらの各工程は必ずしも行う必要はない。 In the present embodiment, although the processing step, the grain boundary diffusion step, and the surface treatment step are performed, these steps are not necessarily performed.
ここで、本実施形態に係る製造方法において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部に、中央部と比較して結晶粒の平均粒径が異なる領域を形成する方法の具体例をいくつか示す。なお、当該領域を形成する方法は、下記の方法に限定されず、様々な方法を選択し得る。 Here, in the manufacturing method according to the present embodiment, how many specific examples of the method of forming a region having a different average grain diameter of crystal grains compared to the central portion in the surface layer portion of the RTB-based sintered magnet Show. In addition, the method of forming the said area | region is not limited to the following method, Various methods can be selected.
まず、最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部に、第１の領域（中央部よりも結晶粒の平均粒径が小さい領域）を形成する方法としては、例えば、粗粉砕工程における保持温度を所定の範囲に制御する方法や、焼成前の成形体を比較的高酸素雰囲気下で保持し表面のみを軽度に酸化させる方法や、成型時に金型側面等から湿式の潤滑剤を浸透させる方法等が挙げられる。 First, as a method of forming a first region (a region in which the average grain diameter of crystal grains is smaller than that of the central portion) in the surface layer portion of the finally obtained RTB-based sintered magnet, for example, A method of controlling the holding temperature in the grinding process to a predetermined range, a method of holding the compact before firing under a relatively high oxygen atmosphere and slightly oxidizing only the surface, or wet lubrication from the side surface of the mold at molding And the like.
水素吸蔵を利用した粗粉砕工程における保持温度を制御して最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部に、第１の領域（中央部よりも結晶粒の平均粒径が小さい領域）を形成する場合には、組成により違いはあるものの、保持温度を、好ましくは２５０〜８００℃、より好ましくは３００〜７００℃とすればよい。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を、中央部よりも小さくすることができる。 In the surface layer part of the RTB-based sintered magnet finally obtained by controlling the holding temperature in the coarse grinding process using hydrogen storage, the first region (average grain diameter of crystal grains is larger than that in the central part) When forming a small region, the holding temperature is preferably 250 to 800 ° C., more preferably 300 to 700 ° C., although there is a difference depending on the composition. Thereby, the average particle diameter of the crystal grain in the surface layer part of a RTB-type sintered magnet can be made smaller than a center part.
また、焼成前の成形体を高酸素雰囲気下で保持する場合には、酸素濃度を、好ましくは５００ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍ、より好ましくは１０００ｐｐｍ〜５０００ｐｐｍとすればよい。また、保持時間は、好ましくは１０分〜１時間程度とすればよい。これにより、成形体表面が軽度に酸化し、焼結時の結晶粒成長が抑制されるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を、中央部よりも小さくすることができる。 In the case where the compact before firing is maintained in a high oxygen atmosphere, the oxygen concentration is preferably 500 ppm to 10000 ppm, more preferably 1000 ppm to 5000 ppm. The holding time may be preferably about 10 minutes to 1 hour. As a result, the surface of the compact is slightly oxidized, and crystal grain growth at the time of sintering is suppressed. Therefore, the average grain size of the crystal grains in the surface layer portion of the RTB-based sintered magnet is greater than that of the central portion It can be made smaller.
成型時に金型側面等から成形体に湿式の潤滑剤を浸透させる方法の場合には、塗布量を通常より多めにすればよい。湿式潤滑剤の成型体への浸透量（取り込まれ量）は、金型への湿式潤滑剤の塗布量により適宜調整することができるが、好ましくは未潤滑で成形した同じ形の成形体の基本重量の０．１〜１％であることが好ましく、さらに好ましくは０．１〜０．５％程度である。すなわち、湿式潤滑剤を浸透させた成形体の重量は、未潤滑で成形した成形体の基本重量より、好ましくは０．１〜１％、より好ましくは０．１〜０．５％重くなる。このように成形体に湿式の潤滑剤を浸透させることにより、焼結後に、内部に比べ、表層部の残留炭素量を多くできる。その結果、残留炭素により表層部の結晶粒成長が抑制されるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を、中央部よりも小さくすることができる。 In the case of a method in which a wet lubricant is infiltrated from the side surface of the mold or the like into the molded product at the time of molding, the coating amount may be made larger than usual. The penetration amount (take-in amount) of the wet lubricant into the molded body can be appropriately adjusted by the application amount of the wet lubricant to the mold, but preferably the basis of a molded body of the same shape molded without lubrication. It is preferable that it is 0.1 to 1% of weight, More preferably, it is about 0.1 to 0.5%. That is, the weight of the molded body impregnated with the wet lubricant is preferably 0.1 to 1%, more preferably 0.1 to 0.5% heavier than the basic weight of the molded body molded without lubrication. As described above, by infiltrating the molded body with a wet lubricant, the amount of residual carbon in the surface layer portion can be increased after sintering as compared with the inside. As a result, since the grain growth of the surface layer portion is suppressed by the residual carbon, the average grain size of the crystal grains in the surface layer portion of the RTB-based sintered magnet can be smaller than that of the central portion.
なお、湿式潤滑剤の塗布量を増やすと、成形体への浸透量は増えるが、金型側面との摩擦が大きくなるため好ましくない。また、湿式潤滑剤としては、公知の潤滑剤を用いることができる。例えば、オレイン酸アミド溶液（溶媒は、例えばアルコール）等を用いることができる。 When the amount of wet lubricant applied is increased, the amount of penetration into the molded article is increased, but this is not preferable because the friction with the side surface of the mold is increased. Moreover, as a wet lubricant, a well-known lubricant can be used. For example, an oleic acid amide solution (the solvent is, for example, an alcohol) or the like can be used.
次に、最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部に、第２の領域（中央部よりも結晶粒の平均粒径が大きく領域）を形成する方法としては、例えば、焼結工程における昇温速度を所定の範囲に制御する方法や、実施の有無を含めた焼結処理前の脱ＷＡＸ工程条件を変更する方法等が挙げられる。 Next, as a method of forming a second region (a region in which the average grain diameter of crystal grains is larger than that of the central portion) in the surface layer portion of the finally obtained RTB-based sintered magnet, for example, The method of controlling the temperature rising rate in a sintering process in a predetermined range, the method of changing the de-WAX process conditions before sintering processing including the presence or absence of implementation, etc. are mentioned.
焼結工程における昇温速度を制御する場合には、昇温速度を、好ましくは１０〜３０℃／分、より好ましくは１５〜２５℃／分とすればよい。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を、中央部よりも大きくすることができる。 When controlling the temperature rising rate in the sintering step, the temperature rising rate may be preferably 10 to 30 ° C./min, more preferably 15 to 25 ° C./min. Thereby, the average particle diameter of the crystal grain in the surface layer part of a RTB-type sintered magnet can be made larger than a center part.
また、脱ＷＡＸ処理条件を変更する場合には、好ましくは、脱ＷＡＸ処理を実施しない、あるいは１００℃以下で、かつ１時間未満の処理とすれば良い。 Moreover, when changing the de-WAX treatment conditions, preferably, the de-WAX treatment may not be performed, or the treatment may be performed at 100 ° C. or less and for less than 1 hour.
更に、最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部に、第１の領域と第２の領域を同時に形成する方法としては、例えば、上記のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を中央部よりも小さくする方法と、上記のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を中央部よりも大きくする方法を組み合わせる方法等が挙げられる。このような方法によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部に、中央部おける結晶粒の平均粒径よりも、結晶粒の平均粒径が小さい部分と、大きい部分とを同時に形成できる。 Furthermore, as a method of simultaneously forming the first region and the second region in the surface layer portion of the finally obtained RTB-based sintered magnet, for example, the above-mentioned RTB-based sintering A method of making the average grain size of crystal grains in the surface layer part of a magnet smaller than that of the central part, and a method of making the average grain size of crystal grains in the surface layer part of the RTB-based sintered magnet larger than the central part And the like. According to such a method, in the surface layer portion of the R-T-B-based sintered magnet, a portion having a smaller average grain size and a portion having a larger average grain size at the same time than the average grain size of crystal grains in the central portion It can be formed.
これらの方法は、単独で行ってもよいし、上記の方法またはそれ以外の方法と組み合わせて行ってもよい。その他、上記以外の方法により行われてもよい。 These methods may be performed alone, or may be performed in combination with the above methods or other methods. In addition, it may be performed by methods other than the above.
なお、以上の方法により得られた本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、着磁することにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石製品となる。 In addition, the RTB-based sintered magnet according to the embodiment obtained by the above method becomes an RTB-based sintered magnet product by magnetizing.
このようにして得られる本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、モータなど回転機用の磁石に用いた場合、耐食性が高いため長期に渡って使用することができ、信頼性の高い磁石を得ることができる。本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、例えば、ロータ表面に磁石を取り付けた表面磁石型（Surface Permanent Magnet：ＳＰＭ）モータ、インナーロータ型のブラシレスモータのような内部磁石埋込型（Interior Permanent Magnet：ＩＰＭ）モータ、ＰＲＭ（Permanent magnet Reluctance Motor）などの磁石として好適に用いられる。具体的には、本実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、ハードディスクドライブのハードディスク回転駆動用スピンドルモータやボイスコイルモータ、電気自動車やハイブリッドカー用モータ、自動車の電動パワーステアリング用モータ、工作機械のサーボモータ、携帯電話のバイブレータ用モータ、プリンタ用モータ、発電機用モータ等の用途として好適に用いられる。 The RTB-based sintered magnet according to the present embodiment obtained in this manner can be used for a long time because it has high corrosion resistance when used for a magnet for a rotary machine such as a motor, and the reliability High magnets can be obtained. The RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is, for example, an embedded internal magnet such as a surface permanent magnet (SPM) motor having an attached magnet on the rotor surface or a brushless motor of an inner rotor type. It is suitably used as a magnet such as an internal permanent magnet (IPM) motor or a permanent magnet reluctance motor (PRM). Specifically, the RTB-based sintered magnet according to the present embodiment is a spindle motor or a voice coil motor for rotating a hard disk of a hard disk drive, a motor for an electric car or a hybrid car, a motor for electric power steering of a car It is suitably used as a servomotor of a machine tool, a vibrator motor for a mobile phone, a motor for a printer, a motor for a generator, and the like.
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified within the scope of the present invention.
以下、本発明を、更に詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 Hereinafter, the present invention will be described based on more detailed examples, but the present invention is not limited to these examples.
（実施例１）
表１に示す原料合金を、ストリップキャスティング法により準備した。なお、表１では、ｂａｌ．は、各合金の全体組成を１００質量％とした場合の残りを示す。また、Ｂは、ＩＣＰ法で、それ以外の元素は蛍光Ｘ線法で測定された。
Example 1
Raw material alloys shown in Table 1 were prepared by strip casting. In Table 1, bal. These show the remainder at the time of making the whole composition of each alloy into 100 mass%. Moreover, B was measured by the ICP method, and the other elements were measured by the fluorescent X ray method.
次いで、原料合金に対して、室温で１時間水素ガスをフローさせて、水素を吸蔵させ後、Ａｒガス中で昇温し、３００℃、１時間保持し、脱水素を行う水素粉砕処理（粗粉砕）を行った。 Next, hydrogen is allowed to flow at room temperature for 1 hour with respect to the raw material alloy to occlude hydrogen, and then the temperature is raised in Ar gas, held at 300 ° C. for 1 hour, and hydrogen pulverization treatment for dehydrogenation (rough Crushed).
次に、原料合金に対して、水素粉砕後微粉砕を行う前に粗粉砕粉末に粉砕助剤（潤滑剤）として、オレイン酸アミド０．１質量％を添加し、窒素ガスを使用した低酸素雰囲気中（Ｏ２≦１００ｐｐｍ)でジェットミルを用いて微粉砕を行い、平均粒径が４．０μｍ程度の微粉砕粉末とした。 Next, 0.1% by mass of oleic acid amide is added as a grinding aid (lubricant) to the roughly crushed powder before hydrogenating and pulverizing the raw material alloy, and low oxygen using nitrogen gas Milling was carried out using a jet mill in an atmosphere (O 2 ≦ 100 ppm) to obtain a finely pulverized powder having an average particle diameter of about 4.0 μm.
得られた微粉砕粉末を、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石中に配置された金型内に充填し、印加磁場１２００ｋＡ／ｍで、５０ＭＰａの圧力を加える磁場中成形を行い、成形体を得た（サンプルＡ）。なお、金型内には、成形時に微粉末と金型間の摩擦を低減し、結晶配向度を向上させる目的で、乾式の潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を噴霧した。 The finely pulverized powder thus obtained is filled in a mold placed in an RTB-based sintered magnet, and molding is carried out in a magnetic field of applying a pressure of 50 MPa with an applied magnetic field of 1200 kA / m, Obtained (Sample A). In the mold, zinc stearate was sprayed as a dry lubricant in order to reduce the friction between the fine powder and the mold at the time of molding and to improve the degree of crystal orientation.
その後、得られた成形体に対し、減圧下で、３００℃、２時間の熱処理により、脱ＷＡＸを行い、真空中、昇温速度５〜１０℃／分で昇温し、１０６０℃で４時間保持して焼成した後、急冷して、焼結体（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石）を得た。なお、粗粉砕〜焼結処理までの間は、酸素濃度が１００ｐｐｍ未満となるように雰囲気管理の下ですべての処理が行われた。 Thereafter, the obtained molded product is dewaxed by heat treatment under reduced pressure at 300 ° C. for 2 hours, heated in vacuum at a temperature rising rate of 5 ° C. to 10 ° C./min, at 1060 ° C. for 4 hours After holding and firing, quenching was performed to obtain a sintered body (R-T-B-based sintered magnet). In addition, all processes were performed under atmosphere control so that an oxygen concentration might be less than 100 ppm from coarse grinding to sintering process.
得られた焼結体に対し、Ａｒフロー雰囲気下で、５８０℃、１時間の時効処理を施し、実施例１のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（６０ｍｍ×３０ｍｍ×４０ｍｍ）を得た。 The obtained sintered body was subjected to an aging treatment at 580 ° C. for 1 hour in an Ar flow atmosphere to obtain an RTB-based sintered magnet (60 mm × 30 mm × 40 mm) of Example 1.
（比較例１）
比較例１では、水素粉砕処理（粗粉砕）で脱水素を行う際の保持温度を６００℃とした以外は、実施例１と同様の方法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た（サンプルＢ）。
(Comparative example 1)
In Comparative Example 1, an R-T-B-based sintered magnet was obtained by the same method as Example 1, except that the holding temperature at the time of dehydrogenation by hydrogen grinding treatment (coarse grinding) was 600 ° C. (Sample B).
（実施例２）
実施例２では、焼成時の昇温速度を１５〜２０℃／分としたこと、及び脱ＷＡＸ処理を行わなかったこと以外は、実施例１と同様の方法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た（サンプルＣ）。
(Example 2)
In Example 2, the RTB-based sintering was carried out by the same method as in Example 1 except that the temperature raising rate at the time of firing was set to 15 to 20 ° C./min and that the dewaxing treatment was not performed. A magnet was obtained (sample C).
（実施例３）
実施例３では、焼成前の成形体を酸素濃度１０００ｐｐｍの雰囲気下に２０分保持した以外は、比較例１と同様の方法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た（サンプルＤ）。
(Example 3)
In Example 3, an RTB-based sintered magnet was obtained by the same method as Comparative Example 1 except that the compact before firing was held for 20 minutes in an atmosphere with an oxygen concentration of 1000 ppm (Sample D). .
（実施例４）
実施例４では、成形時の金型に用いる潤滑剤として、乾式の潤滑剤であるステアリン酸亜鉛に代えて、湿式の潤滑剤であるオレイン酸アミド溶液（メタノールに対して７質量％でオレイン酸アミドを溶解させた溶液）を用い、オレイン酸アミド溶液を金型側面に多めに塗布した以外は、比較例１と同様の方法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た（サンプルＥ）。
(Example 4)
In Example 4, oleic acid amide solution (7% by mass relative to methanol), which is a wet lubricant, is used instead of zinc stearate, which is a dry lubricant, as a lubricant used for a mold during molding. An R-T-B-based sintered magnet was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the solution in which the amide was dissolved) was used and the oleic acid amide solution was applied more on the side of the mold (Sample E) ).
なお、未潤滑で成形した成形体の基本重量が５４４ｇであり、乾式の潤滑剤であるステアリン酸亜鉛を用いて成形された比較例１の成形体が５４４ｇ（ｎ＝２０の平均値）であったのに対し、湿式の潤滑剤であるオレイン酸アミド溶液を多めに用いて成形された実施例４の成形体は、５４６ｇ（ｎ＝２０の平均値）であり、未潤滑または乾式の潤滑剤を用いて成形した成形体に比べてわずかに重かった。このことから、金型にオレイン酸アミド溶液を多めに塗布した場合には、湿式の潤滑剤であるオレイン酸アミド溶液が成形体側に浸透していると考える。しかし、成型体を破断し目視で観察する限り、中心付近に湿式潤滑剤が到達している様子はなかった。 The basic weight of the molded product molded without lubrication is 544 g, and the molded product of Comparative Example 1 molded using zinc stearate which is a dry lubricant is 544 g (average value of n = 20). On the other hand, the molded article of Example 4 molded by using a large amount of oleic acid amide solution which is a wet lubricant is 546 g (average value of n = 20), and an unlubricated or dry lubricant is used. Slightly heavier than a molded product molded using From this, when a large amount of oleic acid amide solution is applied to the mold, it is considered that the oleic acid amide solution, which is a wet lubricant, penetrates to the molded body side. However, as long as the molded body was broken and visually observed, there was no appearance that the wet lubricant reached near the center.
（比較例２）
比較例２では、金型側面に対するオレイン酸アミド溶液の塗布量を少なめとした以外は、実施例４と同様の方法により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た（サンプルＦ）。なお、比較例２で作製された成形体の重量は、５４４ｇ（ｎ＝２０の平均値）であり、未潤滑または乾式の潤滑剤を用いて成形した成形体の重量と変わらなかった。
(Comparative example 2)
In Comparative Example 2, an R-T-B-based sintered magnet was obtained by the same method as Example 4 except that the coating amount of the oleic acid amide solution on the side surface of the mold was reduced (Sample F). In addition, the weight of the molded object produced by the comparative example 2 is 544 g (an average value of n = 20), and was not different from the weight of the molded object shape | molded using the lubricant or dry lubricant.
次に、実施例１〜４および比較例１および２で得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（サンプルＡ〜Ｆ）について、以下の測定・評価を行った。 Next, the following measurement and evaluation were performed on the RTB-based sintered magnets (samples A to F) obtained in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2.
［１．組織評価］
サンプルＡ〜Ｆについて、組織の評価を行った。組織評価の詳細は次の通りである。
それぞれのサンプルについて、図３（Ａ）および（Ｂ）に示すように、表層部（観測点Ｉ）および中央部（観測点ＩＩ）の組織をそれぞれ採取する。採取したそれぞれの組織について、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により断面観察を行った。結果を図４（Ａ）〜（Ｆ）に示す。なお、図４（Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれサンプルＡ〜Ｆに対応し、左側が表層部、右側が中心部の組織に対応する。
[1. Organization evaluation]
Tissue evaluation was performed on samples A to F. The details of the organizational evaluation are as follows.
As shown in FIGS. 3A and 3B, tissues of the surface layer (observation point I) and the central part (observation point II) are respectively collected for each sample. Each of the collected tissues was subjected to cross-sectional observation by a scanning electron microscope (SEM). The results are shown in FIGS. 4 (A) to (F). 4A to 4F correspond to the samples A to F, respectively, and the left side corresponds to the surface layer portion, and the right side corresponds to the tissue of the central portion.
図４に示されるように、本実施例に係るサンプルＡ、Ｃ、ＤおよびＥは、中心部の結晶粒と、表層部の結晶粒とで、粒径に違いがあることが確認された。特に、サンプルＡ、ＤおよびＥでは、中央部の結晶粒に比べて、表層部の結晶粒が小さく、サンプルＣでは、中央部の結晶粒に比べて、表層部の結晶粒が大きいことが確認された。 As shown in FIG. 4, it was confirmed that in the samples A, C, D, and E according to the present example, there were differences in grain size between the crystal grains in the central portion and the crystal grains in the surface layer. In particular, in the samples A, D, and E, it is confirmed that the crystal grains in the surface layer are smaller than those in the central part, and in the sample C, the crystal grains in the surface part are larger than those in the central part. It was done.
一方、比較例に係るサンプルＢおよびＦでは、中央部と表層部とで、結晶粒の粒径に明確な違いはなく、表層部と中央部の結晶粒の平均粒径は同程度であった。 On the other hand, in the samples B and F according to the comparative example, there was no clear difference in the grain size of the crystal grains between the central part and the surface part, and the average grain sizes of the crystal grains in the surface part and the central part were similar. .
なお、粒径の測定は、焼結磁石表面を研磨し、ＳＥＭのＢＥＩモードで観察して行った。観察した画像から粒界を特定し、粒界で囲まれた領域を円相当径に換算したものをサンプルの粒径とした。結果を表２に示す。 The particle diameter was measured by polishing the surface of the sintered magnet and observing it in the BEI mode of SEM. Grain boundaries were identified from the observed image, and the area surrounded by the grain boundaries was converted to the equivalent circle diameter to determine the particle size of the sample. The results are shown in Table 2.
［２．着磁性評価］
サンプルＡ〜Ｆについて、着磁性の評価を行った。着磁性評価の詳細は次の通りである。
電磁石の磁極間にサンプルを挟み閉磁路を成形し、表３に示す磁場を印加する。その後、磁場をゼロに戻す。その後、サンプルを電磁石から取り出し、フラックスメーターとサーチコイルを用いて総フラックスを測定する。このような作業を低磁場側から実施しデータを取得する。これらとパルス着磁４０００ｋＡ／ｍ印加時の総フラックスを１００％とした場合と比較することで、各印加磁場における相対的な着磁率を算出した。結果を表３に示す。
[2. Magnetization evaluation]
The magnetizations of samples A to F were evaluated. The details of the magnetization evaluation are as follows.
A closed magnetic circuit is formed by sandwiching the sample between the magnetic poles of the electromagnet, and the magnetic field shown in Table 3 is applied. The magnetic field is then returned to zero. The sample is then removed from the electromagnet and the total flux is measured using a flux meter and search coil. Such work is performed from the low magnetic field side to acquire data. By comparing these with the case where the total flux at the time of applying a pulse magnetization of 4000 kA / m is 100%, relative magnetization rates in each applied magnetic field were calculated. The results are shown in Table 3.
表３に示されるように、本実施例に係るサンプルＡ、Ｃ、ＤおよびＥでは、優れた着磁性が発揮されることが確認された。これに対し、比較例に係るサンプルＢおよびＦでは、本実施例に係るサンプルＡ、Ｃ、ＤおよびＥに比べて、着磁性が劣ることが確認された。 As shown in Table 3, it was confirmed that samples A, C, D, and E according to this example exhibited excellent magnetizing properties. On the other hand, in the samples B and F according to the comparative example, it was confirmed that the magnetization is inferior to the samples A, C, D and E according to the present example.
これらの結果から、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、製造過程によらず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部の結晶粒の平均粒径と、中央部の結晶粒の平均粒径とが異なる関係となるように制御することにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の着磁性を向上できることが確認された。 From these results, the RTB-based sintered magnet of the present invention, regardless of the production process, the average grain diameter of the crystal grains of the surface layer portion of the RTB-based sintered magnet, and the crystal of the central portion It was confirmed that the magnetization of the R-T-B-based sintered magnet can be improved by controlling the particles so as to be different from the average particle diameter of the particles.
中でも、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を中央部よりも大きく制御した場合に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の着磁性を劇的に向上できることが確認された。 Above all, when the average grain size of the crystal grains in the surface layer portion of the RTB-based sintered magnet is controlled to be larger than that in the central portion, the magnetization of the RTB-based sintered magnet can be dramatically improved. Was confirmed.
［３．耐食性評価］
次に、サンプルＡ、Ｂ、Ｄ、ＥおよびＦについて、耐食性の評価を行った。耐食性評価の詳細は次の通りである。
プレッシャークッカー試験（Pressure Cooker. Test；ＰＣＴ）試験機を用いて１２０℃、２ａｔｍ、１００％ＲＨの条件下で腐食させ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面の腐食物を除去し、腐食による重量変化を測定した。結果を、表４に示す。なお、評価結果としては、重量変化が３ｍｇ／ｃｍ２を超えた時間とした。また、重量変化は１００ｈまでは２０ｈ単位、１００〜１０００ｈは１００ｈ単位で測定した。
[3. Corrosion resistance evaluation]
Next, the corrosion resistance was evaluated about sample A, B, D, E, and F. The details of the corrosion resistance evaluation are as follows.
Corrosion is performed under the conditions of 120 ° C., 2 atm, 100% RH using a Pressure Cooker Test (PCT) tester to remove corrosion on the surface of the R-T-B sintered magnet, and corrosion The weight change due to was measured. The results are shown in Table 4. In addition, it was set as time when a weight change exceeded 3 mg / cm < 2 > as an evaluation result. Moreover, the weight change was measured in 20 h units up to 100 h, and 100 h to 100 h in 100 h units.
表４に示されるように、比較例に係るサンプルＢおよびＦに比べて、本実施例に係るサンプルＡ、ＤおよびＥでは、大幅な耐食性向上が認められる。 As shown in Table 4, compared with the samples B and F according to the comparative example, the samples A, D and E according to the present example show significant improvement in the corrosion resistance.
これらの結果から、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、製造過程によらず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表層部における結晶粒の平均粒径を中央部よりも小さく制御することにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の耐食性を劇的に向上できることが確認された。 From these results, the RTB-based sintered magnet of the present invention has an average grain size of crystal grains in the surface layer portion of the RTB-based sintered magnet smaller than that in the central portion regardless of the production process. It was confirmed that the corrosion resistance of the RTB-based sintered magnet can be dramatically improved by controlling it.
１…Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石
２…表面
３…表層部
４…中央部
７…粒子（主相）
８…二粒子界面（粒界）
９…三重点（粒界）
１１…第１の領域
１２…第２の領域
DESCRIPTION OF
8 ... 2 particle interface (grain boundary)
9 ... Triple point (grain boundary)
11: first area 12: second area
Claims (2)
前記主相よりもＲの含有量が多いＲリッチ相を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石であって、
表層部と中央部とを有し、
前記表層部に、前記中央部と比較して結晶粒の平均粒径が異なる領域を有し、
前記平均粒径が異なる領域が、前記中央部よりも結晶粒の平均粒径が小さい第１の領域から成り、
前記中央部における結晶粒の平均粒径をφ ｃ 、前記第１の領域における結晶粒の平均粒径をφ １ としてφ １ ≦０．９φ ｃ を満たすことを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。 The main phase is particles composed of R 2 T 14 B crystals,
An RTB-based sintered magnet having an R-rich phase in which the content of R is larger than that of the main phase,
It has a surface part and a central part,
The surface layer portion, the average grain size of the crystal grains as compared with the central portion have a different area,
The area in which the average grain size is different comprises a first area in which the average grain size of the crystal grains is smaller than that of the central portion,
The RTB system is characterized in that φ 1 ≦ 0.9φ c is satisfied , where φ c is the average grain size of crystal grains in the central portion and φ 1 is the average grain size of the crystal grains in the first region. Sintered magnet.
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