本發(fā)明涉及一種r-t-b系燒結磁鐵及發(fā)動機。

背景技術：

r-t-b系燒結磁鐵可獲得高的磁特性，因此一直以來在廣泛的領域中被使用，近年來利用領域越發(fā)擴大。伴隨這種利用領域的擴大，r-t-b系燒結磁鐵的磁特性也飛躍性地提高起來，但在市場中，對于r-t-b系燒結磁鐵的磁特性，期待更進一步的提高。

例如，在專利文獻1中，記載有一種稀土類燒結磁鐵，其通過將磁鐵體浸漬在使含有各種稀土元素的微細粉末分散于水或者有機溶劑中而制成的漿料中后，進行加熱使晶界擴散，由此提高了剩余磁通密度和矯頑力。

專利文獻1：國際公開第06/43348號小冊子

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于，提供一種比現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵減少了重稀土元素的使用量，并且磁特性優(yōu)異的r-t-b系燒結磁鐵及使用了該r-t-b系燒結磁鐵的發(fā)動機。

解決技術問題的手段

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的r-t-b系燒結磁鐵的特征在于，具有第一主面和第一側面，

上述第一主面比上述第一側面矯頑力高，

將上述第一主面上矯頑力最高的部分和上述第一主面上矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcjm時，δhcjm≤60ka/m，

將與上述第一主面平行且與上述第一主面的距離為規(guī)定長度以上的截面設為第一截面，將上述第一截面上矯頑力最高的部分和上述第一截面上矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcjg時，δhcjg≤60ka/m。

δhcjm表示上述第一主面上的矯頑力的偏差。δhcjg表示離上述第一主面規(guī)定長度以上且與上述第一主面平行的水平截面上的矯頑力的偏差。在δhcjm及δhcjg小的r-t-b系燒結磁鐵中，與現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵相比減少了重稀土元素的使用量，并且磁特性優(yōu)異。

在本發(fā)明的其它實施方式中，

在通過上述第一主面的中心部且與上述第一主面垂直的直線上，將矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcjc時，優(yōu)選5ka/m≤δhcjc≤80ka/m。

δhcjc表示從上述第一主面的中心部與上述第一主面垂直地引出的垂線上的矯頑力的偏差。

在本發(fā)明另一個實施方式中，

在通過上述第一主面的中心部且與上述第一主面垂直的直線上，將矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcjc；

將上述第一側面上矯頑力最高的部分和上述第一側面上矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcje時，優(yōu)選

|δhcjc―δhcje|≤20ka/m。

在|δhcjc―δhcje|小的情況下，從上述第一主面的中心部與上述第一主面垂直地引出的垂線上的矯頑力的偏差、和從上述第一主面的接近上述第一側面的部分與上述第一主面垂直地引出的垂線上的矯頑力的偏差之差小。

在本發(fā)明另一個實施方式中，

將上述第一側面上矯頑力最高的部分和上述第一側面上矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcje時，優(yōu)選

δhcje＞δhcjm。

所謂δhcje＞δhcjm的情況是指上述第一主面上的矯頑力的偏差比上述第一側面上的矯頑力的偏差小的情況。

本發(fā)明的r-t-b系燒結磁鐵優(yōu)選與上述第一主面垂直的方向的厚度為1.5～9mm。

在本發(fā)明的另一個實施方式中，

將與上述第一主面相對的主面設為第二主面，并將通過上述第一主面的中心部且與上述第一主面正交的直線上的矯頑力最低的點設為點hcmin時，優(yōu)選從上述第一主面到點hcmin矯頑力單調遞減，從點hcmin到上述第二主面矯頑力單調遞增。

在本發(fā)明的另一實施方式中，

將與上述第一主面相對的主面設為第二主面時，優(yōu)選沿著通過上述第一主面的中心部且與上述第一主面正交的直線，從上述第一主面到上述第二主面矯頑力單調遞減。

另外，兩個以上的上述r-t-b系燒結磁鐵互相結合而成的r-t-b系燒結磁鐵也是本發(fā)明的r-t-b系燒結磁鐵。

另外，本發(fā)明的發(fā)動機具有上述r-t-b系燒結磁鐵。

另外，本發(fā)明的一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵通過具有以下特征的r-t-b系燒結磁鐵的制造方法來獲得，該r-t-b系燒結磁鐵的制造方法特征在于，具有：成型工序，將原料粉末成型，得到具有上述第一主面和上述第一側面的成型體；燒結工序，燒結上述成型體而得到燒結體；晶界擴散工序，向上述燒結體中晶界擴散重稀土元素，在上述晶界擴散工序中，僅在一面或相對的兩個主面涂布重稀土元素。

附圖說明

圖1a是本發(fā)明的一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的外觀圖；

圖1b是本發(fā)明的另一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的外觀圖；

圖1c是本發(fā)明的另一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的側視圖；

圖1d是本發(fā)明的另一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的側視圖；

圖2a是將本發(fā)明的一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵沿與主面正交的面切斷后的外觀圖；

圖2b是矯頑力測定用樣品的外觀圖；

圖3a是表示本發(fā)明的一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵中的矯頑力分布的示意圖；

圖3b是表示相當于現(xiàn)有例的r-t-b系燒結磁鐵中的矯頑力分布的示意圖；

圖4是表示本發(fā)明的一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵中的矯頑力分布的示意圖；

圖5a是表示圖3a所示的va上的r-t-b系燒結磁鐵內的矯頑力的變化的示意圖；

圖5b是表示本發(fā)明一個實施方式的r-t-b系燒結磁鐵內的矯頑力的變化的示意圖；

圖5c是表示圖4所示的vc上的r-t-b系燒結磁鐵內的矯頑力的變化的示意圖；

圖6是表示在兩面上涂布重稀土元素，進行擴散處理前的r-t-b系燒結磁鐵的示意圖；

圖7是表示在全部面(六個面)上涂布重稀土元素，進行擴散處理前的r-t-b系燒結磁鐵的示意圖；

圖8a是表示a型擴散方式的示意圖；

圖8b是表示b型擴散方式的示意圖；

圖8c是表示c型擴散方式的示意圖；

圖9是表示各實施例及比較例中的矯頑力的測定部位的示意圖；

圖10是表示各實施例及比較例中的熱退磁的圖表；

圖11是表示各實施例及比較例中的熱退磁的圖表；

圖12是表示各實施例及比較例中的熱退磁的圖表；

圖13是表示各實施例及比較例中的熱退磁的圖表。

符號說明：

1：r-t-b系燒結磁鐵

1′：現(xiàn)有r-t-b系燒結磁鐵

1a，1a′：第一主面

1b，1b′：第二主面

1c，1c′：側面

11：矯頑力測定用樣品

21：晶界

23：晶體顆粒

具體實施方式

以下，基于附圖所示的實施方式說明本發(fā)明。

＜r-t-b系燒結磁鐵＞

本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵具有由r2t14b晶體構成的顆粒(晶體顆粒)及晶界。

r表示稀土元素的至少一種。所謂稀土元素，是指屬于長周期型周期表的iiib族的sc、y和鑭系元素。鑭系元素例如包含la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu等。

r的含量優(yōu)選為28質量％以上且33質量％以下，更優(yōu)選為29.5質量％以上且31.5質量％以下。通過將r的含量設定在上述范圍內從而磁特性及剩余磁通密度提高。

t表示fe、或者fe和co。還可以包含選自其他過渡金屬元素的一種以上。

co的含量優(yōu)選0.3質量％以上且5質量％以下的范圍，更優(yōu)選設定為0.4質量％以上且2.5質量％以下。通過將co的含量設定為上述范圍內從而矯頑力及抗蝕性提高。

fe的含量為r-t-b系燒結磁鐵的構成要素中的實質上的余量。

b表示硼(b)、或者硼(b)和碳(c)。

b的含量優(yōu)選為0.7質量％以上且1.1質量％以下，更優(yōu)選為0.8質量％以上且1.0質量％以下，進一步優(yōu)選為0.88質量％以上且0.98質量％以下。通過將b的含量設定為上述范圍內，從而剩余磁通密度及矯頑力提高。

c的含量根據(jù)其他參數(shù)等而變化并適量確定。另外，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵也可以含有cu或al等。通過這些元素的添加，可以實現(xiàn)高矯頑力化、高抗蝕性化或溫度特性的改善。

另外，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵中，優(yōu)選作為重稀土元素含有dy、tb或這兩者。

重稀土元素也可以包含于晶體顆粒及晶界中。在晶體顆粒中實質上不含重稀土元素的情況下，優(yōu)選包含于晶界。

晶界中的重稀土元素的濃度優(yōu)選比晶體顆粒中的濃度高。

本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵優(yōu)選為晶界擴散有重稀土元素的r-t-b系燒結磁鐵。晶界擴散有重稀土元素的r-t-b系燒結磁鐵與沒有晶界擴散重稀土元素的r-t-b系燒結磁鐵相比，用更少量的重稀土元素就能夠使剩余磁通密度及矯頑力提高。

關于晶界擴散，已知有將擴散的樣子模型化的harrison的擴散分類模型。根據(jù)harrison的擴散分類模型，擴散分為a型、b型、c型。圖8a～圖8c是表示元素向r-t-b系稀土類燒結磁鐵1的晶界21及晶體顆粒23擴散的樣子的示意圖。圖8a為a型、圖8b為b型、圖8c為c型。各圖中加了陰影的部分表示擴散有元素(本實施方式中為重稀土元素)的部分。另外，圖8a～圖8c中，元素從圖的上部向下擴散。

如圖8a所示，在擴散為a型的情況下，重稀土元素在向晶界21擴散的同時也向晶體顆粒23內部擴散。即，在擴散為a型的情況下，向顆粒內的擴散推進。相對于此，如圖8c所示，在擴散為c型的情況下，重稀土元素不向晶體顆粒23內部擴散，重稀土元素只向晶界21擴散。如圖8b所示，擴散為b型的情況處于a型的情況和c型的情況的中間。

在本實施方式中，優(yōu)選晶界21中的重稀土元素(dy、tb或者這兩者)的濃度優(yōu)選比晶體顆粒23中的重稀土元素的濃度高，最優(yōu)選只向晶界21擴散。因而，優(yōu)選b型或c型擴散占優(yōu)勢，特別優(yōu)選c型占優(yōu)勢。在晶界21中的重稀土元素的濃度高的情況下，用少的重稀土元素即可有效地提高矯頑力。

本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵中所含的各種成分的測定方法，可以使用一直以來公知的方法。對于各種金屬元素量，通過熒光x射線分析(xrf)來測定，氧量通過惰性氣體熔融-非分散型紅外線吸收法來測定，碳量通過氧氣流中燃燒-紅外線吸收法來測定。測定樣品小或含有金屬元素量微量的情況下，使用電感耦合等離子體發(fā)光分光光譜儀(icp-aes)。

另外，本發(fā)明的r-t-b系燒結磁鐵的組成不限定于上述組成。

圖1a是表示本實施方式的r-t-b系稀土類燒結磁鐵1的外觀圖。r-t-b系稀土類燒結磁鐵1由與xy平面平行的第一主面1a、第二主面1b及與xy平面垂直的四個側面1c形成為長方體形狀。將四個側面中任意的側面設為第一側面。另外，相對的兩個主面1a、1b也可以互相不平行，相對的任意兩個側面1c也可以互相不平行。在本實施方式中，兩個主面1a、1b比四個側面1c面積大。

本實施方式的r-t-b系稀土類燒結磁鐵1不限定于長方體。例如，如圖1b的外觀圖所示，也可以為圓柱形狀。

另外，如圖1c的側視圖所示，兩個主面1a、1b可以為曲面，如圖1d的側視圖所示，也可以是一個主面1a為曲面，另一個主面1b為平面。

另外，也可以所有主面都為凹狀。

本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1的尺寸沒有特別限制，只要根據(jù)用途設定為適當?shù)某叽缂纯伞＠?，在圖1a所示的長方體形狀的r-t-b系燒結磁鐵1的情況下，設定x1＝10～100mm、y1＝10～100mm、z1＝1.5～9mm左右即可。在圖1b所示的圓柱形狀的r-t-b系燒結磁鐵1的情況下，設定d1＝10～100mm、z1＝1.5～9mm左右即可。

特別是，優(yōu)選垂直于第一主面1a的方向的厚度z1為1.5～9mm，更優(yōu)選為2～7mm。之所以優(yōu)選z1在上述范圍內，是因為在從r-t-b系稀土類燒結磁鐵1的主面1a、1b進行重稀土元素的晶界擴散處理的情況中，重稀土元素容易一直擴散到磁鐵的中心部。

在此，在本實施方式中，將只在r-t-b系稀土類燒結磁鐵1的第一主面1a涂布重稀土元素的情況稱為單面涂布，將在相對的第一主面1a及第二主面1b這兩面涂布重稀土元素的情況稱為雙面涂布。另外，本實施方式中，出于方便考慮而使用“涂布”的用語來進行說明，但如后述的晶界擴散工序中說明的那樣，不限定于“涂布”。

在z1厚于3mm的情況下，優(yōu)選雙面涂布。在z1為2～3mm的情況下，可以是單面涂布，也可以是雙面涂布。在z1薄于2mm的情況下，優(yōu)選單面涂布。

在此，在使涂布的重稀土元素的總量為一定的情況下，單面涂布時的涂布量成為雙面涂布時的每一面的涂布量的2倍。另外，z1越薄，涂布的重稀土元素的總量越減少。

之所以在z1薄于2mm的情況下優(yōu)選單面涂布，是因為如果在z1薄于2mm的情況下進行雙面涂布，則每一面的重稀土元素的涂布量變少，有時不能形成重稀土元素附著層。在不能形成重稀土元素附著層的情況下，重稀土元素不能均勻地存在于涂布面，有時產生矯頑力過剩的偏差。

在本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1中，第一主面1a比第一側面1c矯頑力高。將在第一主面1a上矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分之差設為δhcjm時，δhcjm≤60ka/m，且將在距離第一主面1a規(guī)定長度以上并與上述第一主面1a平行的水平截面(第一截面)上矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分的矯頑力之差設為δhcjg時，δhcjg≤60ka/m。

第一主面1a或與上述第一主面1a平行的水平截面上的部分的面積沒有特別限定，但從矯頑力測定的觀點出發(fā)，優(yōu)選1mm²以上且100mm²以下。

在本實施方式中，所謂規(guī)定部分的矯頑力，等于切出包含該規(guī)定部分且具有體積的區(qū)域而得到的矯頑力測定用樣品的矯頑力。

具有體積的區(qū)域的形狀不特別限定，可以設定為長方體或立方體。例如，也可以設定為一邊為1mm以上且10mm以下的長方體或立方體。另外，應當測定的每一區(qū)域的體積也可以設定為1mm³以上且1000mm³以下。在本實施方式中，將區(qū)域的形狀設定為圖2b所示的矯頑力測定用樣品11的形狀，即，設定為x2×y2×z2的長方體。

所謂規(guī)定長度，例如，是第一主面1a和第二主面1b的間隔(圖1a中為z1)的二分之一的長度。

本實施方式中，優(yōu)選第一主面1a的矯頑力比第一側面1c的矯頑力至少高出1ka/m以上。另外，面的矯頑力是指將該面上的全部分的矯頑力進行平均所得的平均矯頑力。

關于δhcjm，優(yōu)選5ka/m≤δhcjm≤40ka/m，進一步優(yōu)選5ka/m≤δhcjm≤20ka/m。另外，關于δhcjg，優(yōu)選5ka/m≤δhcjg≤40ka/m，進一步優(yōu)選5ka/m≤δhcjg≤20ka/m。之所以δhcjm及δhcjg的優(yōu)選范圍中存在下限，是因為與完全沒有矯頑力的偏差的情況相比，更優(yōu)選在一定的范圍內存在第一主面1a、水平截面或其雙方的矯頑力的偏差。通過在一定的范圍內存在偏差，從而相比較而言，中心部矯頑力提高，從而獲得熱退磁特性提高的效果。

圖2a是用垂直于主面的切斷面切斷本實施方式的r-t-b系稀土類燒結磁鐵1后的外觀圖。另外，圖2a的雙點劃線表示通過切斷而去掉的部分。圖3a及圖4是用切斷線iii―iii切斷圖2a所示的本實施方式的r-t-b系稀土類燒結磁鐵1的截面的矯頑力分布的示意圖。圖3a表示對第一主面1a及第二主面1b實施了晶界擴散處理后的矯頑力分布，圖4表示只對第一主面1a實施晶界擴散處理的情況下的矯頑力分布。另外，圖3a及圖4所示的矯頑力分布是一個例子，矯頑力分布不限定于此。

圖3b是對兩個主面1a′、1b′和四個側面1c′這六個面全部實施了晶界擴散處理的現(xiàn)有r-t-b系稀土類燒結磁鐵1′的截面的矯頑力分布的示意圖。

在圖3a、圖4及圖3b中，黑色越深的(小點多)部分矯頑力越高，黑色越淺的(小點少)部分矯頑力越低。另外，在被實線分隔開的各部分內，矯頑力處于規(guī)定范圍內，矯頑力實質上相等。另外，黑色的深淺(小點的多寡)表示各附圖內的多個部分中的相對的矯頑力的大小。黑色的深淺(小點的多寡)并不表示不同的附圖間的相對的矯頑力的大小。

如圖3a所示，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1的矯頑力，在與主面(第一主面1a及第二主面1b)平行的方向幾乎不變。相對于此，在與主面垂直的方向存在矯頑力的梯度，隨著從磁鐵的第一主面1a及第二主面1b向磁鐵的內部前進，矯頑力降低。

另外，如圖4所示，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1的矯頑力，有時會成為磁鐵的一個主面(第一主面1a)的矯頑力最大、磁鐵的另一主面(第二主面1b)的矯頑力最小的分布。

圖3a、圖4的分布都是在與主面(第一主面1a)平行的方向上矯頑力幾乎不變的分布，即，δhcjm及δhcjg變小的分布。

另外，本實施方式中，優(yōu)選在通過圖2a所示的點hcα且與第一主面1a垂直的直線c上的矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分之差，即，在包含直線c的多個部分當中，矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分之差(δhcjc)為5ka/m≤δhcjc≤80ka/m。

在此，圖2a的點hcα是處于第一主面1a的中心部的點。另外，直線c上的部分是指以特定的長度包含直線c的部分。例如，可以將該特定的長度設定為1mm～10mm。在本實施方式中，所謂直線c上的特定的部分的矯頑力，與切出上述的以特定的長度包含直線c的部分而得到的矯頑力測定用樣品的矯頑力相等。

下面，針對第一主面1a的中心部的確定方法進行說明。本實施方式中，第一主面1a的中心部是第一主面1a上的點，是包含距第一主面1a的重心的距離最小的點的部分。例如，在圖1a所示的實施方式中，將包含第一主面1a的重心的部分作為第一主面1a的中心部。另外，在第一主面1a的重心不在第一主面1a上的情況下，將包含距第一主面1a的重心最近的第一主面1a上的點的部分作為中心部。

另外，圖3a的分布和圖4的分布都具有以下特征，即，不論從主面的哪個點垂直地朝向磁鐵內部，矯頑力的變化的方式都是一樣的。具體而言，在通過圖2a所示的點haα且與所述第一主面垂直的直線e上，設矯頑力最高的部分和矯頑力最低的部分的矯頑力之差為δhcje時，優(yōu)選

|δhcjc-δhcje|≤20ka/m。

所謂|δhcjc-δhcje|，表示通過r-t-b系燒結磁鐵1的中心部的直線c上的矯頑力的偏差和通過r-t-b系燒結磁鐵1的側面的直線e上的矯頑力的偏差之差。

在重稀土元素在磁鐵的中心部充分擴散的情況下，在通過r-t-b系燒結磁鐵1的中心部的直線c上的矯頑力的偏差變小，δhcjc和δhcje之差變小。

另外，優(yōu)選δhcje＞δhcjm。δhcje＞δhcjm是指第一側面內的矯頑力的偏差比第一主面內的矯頑力的偏差大的情況。

另外，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵中，存在δhcjm、δhcjg比δhcjc、δhcje更低的傾向。

將圖3a的直線va上的矯頑力變化，即，圖3a的直線va上的部分中的矯頑力的變化圖表化的示意圖是圖5a，將圖4的直線vc上的矯頑力變化圖表化的示意圖是圖5c。圖5a是將圖3a的直線va上的矯頑力變化圖表化的示意圖，圖5c是將圖4的直線vc上的矯頑力變化圖表化的示意圖。

圖5a中，在點hcα和點hcα′處矯頑力最大，在點hcγ處矯頑力最小。另外，從點hcα到點hcγ矯頑力單調遞減，從點hcγ到點hcα′矯頑力單調遞增。在圖5c中，在點hcα處矯頑力變得最大，在點hcα′處矯頑力最小。另外，從點hcα到點hcα′矯頑力單調遞減。

獲得如圖5a所示的矯頑力的變化的情況，是在晶界擴散工序中在第一主面、第二主面涂布等量的重稀土元素的情況。獲得如圖5c所示的矯頑力的變化的情況，是在晶界擴散工序中只在第一主面涂布了重稀土元素的情況。

本實施方式的矯頑力分布不限定于圖5a、圖5c。如圖5b所示，如果矯頑力最小的點在點hcα、點hcα′之間可以在任何地方。成為如圖5b所示的矯頑力分布的情況，例如是在第一主面、第二主面涂布互不相同的量的重稀土元素的情況。

上述的本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵具有所要求的磁特性。具體而言，能夠獲得比現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵減少重稀土元素的使用量并簡化制造工序從而降低制造成本，并且磁特性(剩余磁通密度、矯頑力、熱退磁特性)優(yōu)異的r-t-b系燒結磁鐵。

本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1，在通過r-t-b系燒結磁鐵1的中心部的直線上的矯頑力的偏差越小，越具有高的熱退磁特性。

相對于此，現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵1′的矯頑力，在圖3b所示的截面中，該截面的四角最大，隨著朝向磁鐵的中心部而降低。即，在與第一主面1a′平行的方向存在矯頑力的梯度。也就是δhcjm及δhcjg較大。

另外，圖3b所示的截面的四角相當于現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵1′的脊線。而且，對于現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵1′整體而言，八個角部(未圖示)的矯頑力最大。

另外，與接近磁鐵的第一主面1a′、第二主面1b′或側面1c′的部分的矯頑力相比，磁鐵的中心部的矯頑力相當?shù)?，因此|δhcjc-δhcje|也傾向于變大。

本發(fā)明人認為，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的熱退磁特性優(yōu)異，是因為本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的矯頑力的偏差較小。雖然不清楚矯頑力的偏差對熱退磁特性帶來大的影響的理由，但認為由于在矯頑力相對較低的部位成為起點而產生磁化反轉，因此矯頑力的偏差大的r-t-b系燒結磁鐵其熱退磁特性差。

獲得圖3a的矯頑力分布的本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1中，直至磁鐵的中心部均為高矯頑力。因而，不存在因矯頑力相對較低而被認作成為退磁起點的部位。與此相反，獲得圖3b的矯頑力分布的現(xiàn)有的r-t-b系燒結磁鐵1′其磁鐵的中心部的矯頑力低。因而，存在因矯頑力相對較低而被認作成為退磁起點的部位。

根據(jù)以上的理由，認為本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1與現(xiàn)有r-t-b系燒結磁鐵1′相比，熱退磁特性優(yōu)異。

另外，并不是說矯頑力的偏差越小就越好，優(yōu)選在一定的范圍內存在偏差。例如，之所以優(yōu)選δhcjc為5ka/m以上的情況，是因為在r-t-b系燒結磁鐵的表面相比r-t-b系燒結磁鐵的中心部矯頑力適度地較高的情況下，特別地退磁特性(特別是熱退磁特性)優(yōu)異。

＜r-t-b系燒結磁鐵的制造方法＞

接下來，對本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的制造方法進行說明。

另外，以下以用粉末冶金法制作并且晶界擴散有重稀土元素的r-t-b系燒結磁鐵為例進行說明，但本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的制造方法不特別限定，也可以使用其他方法。

本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的制造方法中，包括：成型工序，成型原料粉末得到成型體；燒結工序，燒結上述成型體得到燒結體；晶界擴散工序，使重稀土元素向所述燒結體晶界擴散。

根據(jù)這樣的本實施方式的制造方法，可以在上述方式內控制矯頑力分布，并可以提高熱退磁特性。

以下，針對r-t-b系燒結磁鐵的制造方法進行詳細說明，對于沒有特別記載的事項，使用公知的方法即可。

[原料粉末的準備工序]

原料粉末可以通過公知的方法制作。在本實施方式中，對使用單獨的合金的單合金法的情況進行說明，但也可以使用將第一合金和第二合金的兩種合金混合而制作原料粉末的所謂雙合金法。

首先，用公知的方法溶解對應于本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵的組成的原料金屬后，通過鑄造而制作具有所要求的組成的合金。

在制作了合金后，將所制作的合金粉碎(粉碎工序)。粉碎工序可以以兩個階段實施，也可以用一個階段實施。對粉碎的方法沒有特別限定。例如，可以通過使用各種粉碎機的方法來實施。

[成型工序]

在成型工序中，將通過粉碎工序而得到的粉碎粉末成型為規(guī)定的形狀。對成型方法不特別限定，在本實施方式中，將粉碎粉末填充在模型內，在磁場中加壓。

成型時的加壓優(yōu)選在20mpa～300mpa下進行。施加的磁場優(yōu)選為950ka/m～1600ka/m。將粉碎粉末成型而得到的成型體的形狀沒有特別限定，可以根據(jù)所希望的r-t-b系燒結磁鐵的形狀而成型為任意的形狀，例如長方體、平板狀、柱狀等。

[燒結工序]

燒結工序是將成型體在真空或惰性氣體氣氛中進行燒結而得到燒結體的工序。燒結溫度需要根據(jù)組成、粉碎方法、粒度和粒度分布的不同等諸條件進行調節(jié)，對于成型體，例如通過在真空中或惰性氣體的存在下，在1000℃以上且1200℃以下進行1小時以上且20小時以下的加熱的處理而進行燒結。由此，可以得到高密度的燒結體。另外，優(yōu)選在該時刻，在整個燒結體整體內為實質上均勻的矯頑力分布。

[晶界擴散工序]

本實施方式中，具有相對于上述燒結體，使重稀土元素進行晶界擴散的工序。晶界擴散可以在通過涂布或蒸鍍等使重稀土元素附著在根據(jù)需要實施了前處理的燒結體的表面后，進行熱處理而實施。由此，可以進一步提高最終所得到的r-t-b系燒結磁鐵的矯頑力。另外，對前處理的內容沒有特別限制。例如可以列舉在用公知的方法實施腐蝕后進行清洗、干燥的前處理。

作為重稀土元素，優(yōu)選dy或tb，更優(yōu)選tb。

另外，使上述重稀土元素附著的方法不特別限制。例如有：蒸鍍、濺射、電鍍、噴涂、刷涂、使用噴射分配器、噴嘴、絲網印刷、刮板印刷、板涂法等方法。另外，根據(jù)需要也可以對主面以外的面進行掩蔽，以使重稀土元素只在主面上附著。

在本實施方式中，制作含有重稀土元素的涂料，至少在上述燒結體的第一主面涂布涂料。

涂料的方式沒有特別限制。使用何種元素作為重稀土元素也沒有特別限制。另外，作為包含重稀土元素的重稀土類化合物，可以列舉：合金、氧化物、鹵化物、氫氧化物、氫化物等，特別優(yōu)選使用氫化物。作為重稀土元素的氫化物，可以列舉dyh2、tbh2、dy-fe的氫化物、或tb-fe的氫化物。特別優(yōu)選dyh2或tbh2。

重稀土類化合物優(yōu)選為顆粒狀。另外，平均粒徑優(yōu)選為100nm～50μm，更優(yōu)選為1μm～10μm。

作為涂料中使用的溶劑，優(yōu)選不使重稀土類化合物溶解而能使其均勻地分散的溶劑。例如，可以列舉乙醇、乙醛、酮等，其中優(yōu)選乙醇。

涂料中的重稀土類化合物的含量沒有特別限制。例如，也可以為10～50質量％。涂料中，還可以根據(jù)需要含有重稀土類化合物以外的成分。例如，可以列舉用于防止重稀土類化合物顆粒粘結的分散劑等。

與現(xiàn)有晶界擴散工序不同，本實施方式的晶界擴散工序的特征在于，使包含重稀土元素的化合物僅在一個第一主面或相對的第一主面和第二主面上附著，而不在第一側面上附著。通過不是如現(xiàn)有技術那樣的六面涂布，而是使包含重稀土元素的化合物僅在一個主面或相對的兩個主面上附著，從而使得重稀土元素的矯頑力分布容易地形成上述的分布。進而，在想要獲得相同的磁特性的情況下，可以減少包含重稀土元素的化合物的使用量。另外，優(yōu)選使重稀土元素在主面的整個面均勻地附著。

以下，對通過涂布方法導致的重稀土元素的濃度分布及矯頑力分布的變化進行說明。另外，在本實施方式中，總地來說，矯頑力根據(jù)晶界中的重稀土元素的濃度變化而變化。重稀土元素的濃度越高，矯頑力就越提高。

表示本實施方式的雙面涂布的情況下的晶界擴散前的樣子的圖是圖6。在第一主面1a及第二主面1b上涂布重稀土元素，并在四個側面1c(只圖示兩個側面1c)不涂布重稀土元素。

相對于此，表示現(xiàn)有的六面(全面)涂布的情況中的晶界擴散前的樣子的圖是圖7。在第一主面1a′、第二主面1b′及四個側面1c′(只圖示兩個側面1c′)的全部面上都涂布有重稀土元素。

對圖6所示的雙面涂布的情況和圖7所示的六面涂布的情況進行比較的情況下，認為現(xiàn)有技術中相比圖6所示的雙面涂布更優(yōu)選圖7所示的六面涂布。但是，本發(fā)明者等新發(fā)現(xiàn)，實際上，通過使用圖6所示的雙面涂布，能夠以低成本容易地獲得圖3a所示的表示矯頑力分布的稀土類燒結磁鐵1。

以下敘述可以說明圖6所示的雙面涂布相比圖7所示的六面涂布更優(yōu)異的理由。

在使重稀土元素晶界擴散時，重稀土元素的擴散遵循菲克定律。所謂菲克定律，簡而言之，是表示擴散通量與濃度梯度成比例的定律。

在本實施方式的雙面涂布的情況下，從第一主面1a和第二主面1b的兩個方向開始，重稀土元素遵循菲克定律朝向燒結體內部擴散進去。與此相反，在現(xiàn)有六面(全面)涂布的情況下，重稀土元素從所有涂布面開始，遵循菲克定律向燒結體內部擴散進去。

因此，認為在現(xiàn)有六面(全面)涂布的情況下，尤其是在第一主面1a’和側面1c’的角部，另外在第二主面1b′和側面1c’的角部，擴散方向交叉，使得朝向燒結體內部的中央的擴散減弱。于是，就變成了如圖3b所示的現(xiàn)有例的矯頑力分布。

與之相對，在本實施方式中，如圖6所示，認為能夠將也可以涂布在側面1c的重稀土元素的涂布量增加到第一主面1a及第二主面1b。進一步，再加上沒有來自側面1c的擴散，從而重稀土元素擴散到中心部，并獲得如圖3a所示的矯頑力分布。上述的假說是在雙面涂布和六面涂布中使重稀土元素的合計涂布量相同時的假說，但也意味著在雙面涂布的情況中，在要獲得和六面涂布的情況下相同的磁特性的情況下，可以削減重稀土元素的使用量。

另外，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵1，由于重稀土元素不從四個側面1c擴散，因此各主面上的矯頑力的偏差非常小。

將進行涂布的重稀土元素設定為和圖3a的情況同量，且進行六面涂布，在與圖3a相同的溫度條件、時間條件下使其擴散而得到的現(xiàn)有r-t-b系燒結磁鐵，成為圖3b所示的矯頑力分布。如圖3b所示，現(xiàn)有r-t-b系燒結磁鐵在主面(第一主面1a’、第二主面1b′)和側面1c’相交的部分及其附近的重稀土元素的濃度相對較高，而主面中心部的重稀土元素的濃度相對較低，因此主面上的重稀土元素濃度的偏差較大。

另外，在雙面涂布的情況下，也可以使第一主面的重稀土元素涂布量(或者密度)和第二主面的重稀土元素涂布量(或者密度)變化。在向第一主面和第二主面涂布同量的重稀土元素的情況下，矯頑力變化成為上述圖5a所示的變化。在單面涂布的情況下，矯頑力變化成為上述圖5c所示的變化。在雙面涂布中，向兩個主面的涂布量相互地變化的情況下，矯頑力變化成為上述圖5b所示的變化。

涂布包含重稀土元素的涂料并使其干燥之后，進行使重稀土元素向燒結體內部擴散的處理。擴散處理的方法沒有特別限定，通常是通過在真空或惰性氣體中的加熱來實施擴散處理。另外，在上述的例子中，以涂布為例進行了說明，但利用涂布以外的方法使重稀土元素附著的情況也一樣。

另外，本發(fā)明者等發(fā)現(xiàn)，上述的a型、b型、c型的各種擴散內哪種擴散占優(yōu)勢，取決于擴散處理溫度及基材組成、組織。擴散處理溫度越高，a型就越容易占優(yōu)勢，擴散處理溫度越低，c型就越容易占優(yōu)勢。如上所述，優(yōu)選c型占優(yōu)勢。另外，雖然擴散處理溫度越低，c型就越容易占優(yōu)勢，但擴散處理溫度越低，擴散速度也就會降低，并且需要更長時間的加熱，有時會引起制造效率的降低。

本實施方式的優(yōu)選擴散處理溫度還取決于r-t-b系燒結磁鐵的組成，設定為750～900℃。通過設定為750℃以上，擴散速度易于充分地提高。另外，通過設定為900℃以下，易于使c型擴散占優(yōu)勢。

另外，在重稀土元素的涂布量為等量的情況下，在c型擴散占優(yōu)勢的溫度下進行晶界擴散時的矯頑力相比于在a型擴散或b型擴散占優(yōu)勢的溫度下進行晶界擴散的情況有變高的傾向。

[加工工序(晶界擴散后)]

在擴散處理工序之后，也可以根據(jù)需要進行用于去除殘存于主面的表面上的殘渣膜的處理。擴散處理后的加工工序中實施的加工的種類不特別限制。也可以在所述擴散處理后進行例如化學的去除方法、物理的切斷、磨削等形狀加工、或滾筒拋光等倒角加工等。

通過以上的工序而得到的r-t-b系燒結磁鐵，也可以實施電鍍或樹脂覆膜或氧化處理、化學合成處理等表面處理。由此，可以進一步提高抗蝕性。

另外，可以使用將本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵切斷、分割而得到的磁鐵。

具體而言，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵適合用于發(fā)動機、壓縮機、磁傳感器、揚聲器等用途。

另外，本實施方式的r-t-b系燒結磁鐵可以單獨使用，也可以根據(jù)需要使兩個以上的r-t-b系燒結磁鐵結合來使用。結合方法沒有特別限制。例如，有機械結合的方法或用樹脂模型使其結合的方法。

通過使兩個以上的r-t-b系燒結磁鐵結合，可以容易地制造大的r-t-b系燒結磁鐵。使兩個以上的r-t-b系燒結磁鐵結合形成的磁鐵優(yōu)選用于要求特別大的r-t-b系燒結磁鐵的用途，例如，ipm發(fā)動機、風力發(fā)電機、大型發(fā)動機等。

另外，本發(fā)明并不限定于上述的實施方式，可以在本發(fā)明的范圍內進行各種改變。

實施例

下面，基于實施例進一步詳細地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于這些實施例。

實驗例1

擴散處理工序前的燒結體

首先，為了獲得滿足24wt％nd-7wt％pr-0.2wt％al-2wt％co-0.2wt％cu-0.15wt％zr-0.2wt％ca-0.95wt％b-bal.fe的燒結體，通過薄帶連鑄法而準備原料合金。

接著，對原料合金使其在室溫下吸附氫，之后在ar氣氣氛下進行氫粉碎處理(粗粉碎)，即，在600℃進行1小時的脫氫。

接著，對原料合金，在氫粉碎后進行微粉碎之前，作為粉碎助劑向粗粉碎粉末中添加油酸酰胺0.1wt％，使用諾塔混合機進行混合。之后，使用利用n2氣的氣流粉碎機(jetmill)進行微粉碎，制成平均粒徑4.0μm左右的微粉碎粉末。

將得到的微粉碎粉末填充于配置在電磁鐵中的模型內，進行一邊施加1200ka/m的磁場一邊施加50mpa的壓力的磁場中成型，得到成型體。

將得到的成型體在1060℃下進行12小時燒結，得到了燒結體。之后，對上述燒結體進行表面拋光、切斷、清洗、干燥，最終得到20.2×20.2×6.2mm的尺寸的燒結體。

另外，燒結體整體的剩余磁通密度為1390mt，燒結體整體的矯頑力為1281ka/m。

擴散處理工序

對于得到的燒結體，進行在硝酸和乙醇的混合溶液中浸泡3分鐘后再使其在乙醇中浸泡1分鐘的處理并進行兩次，由此進行了擴散處理工序的前處理。在前處理后將所述燒結體進行清洗并干燥。

另外，制作向燒結體涂布的含有tb的涂料。使用利用n2氣的氣流粉碎機將tbh2原料進行微粉碎，制作了tbh2微粉。接著，將上述tbh2微粉與醇溶劑混合使其分散在醇溶劑中而涂料化，得到含tb涂料。

在實施例1、2中，對于所述燒結體的兩個主面(20.2×20.2mm的面)，用刷涂涂布含tb涂料。涂布至此時的tb的附著密度成為23.4mg/cm²。相對于此時的基材整體，tb的附著量相對于基材重量100wt％為1.0wt％。

在比較例1、2中，對于上述燒結體的兩個主面(20.2×20.2mm的面)及四個側面(20.2×6.2mm的面)的全部面，用刷涂涂布上述含tb涂料。涂布至此時的tb的附著密度成為14.5mg/cm²。相對于此時的基材整體，tb的附著量成為與實施例1、2同量(1.0wt％)。

對涂布了含tb涂料后的燒結體，在下述表1中記載的溫度及時間下進行了擴散處理，之后，在500℃進行了時效處理。

擴散處理工序后

對擴散處理工序后的燒結體的六個面全部實施0.1mm的切削研磨。其結果是，燒結體的尺寸成為20.0×20.0×6.0mm。對研磨后的燒結體進行清洗、干燥，得到了表1記載的樣品(磁鐵)。

下面，對各特性的評價方法進行說明。

磁鐵整體的剩余磁通密度、矯頑力

剩余磁通密度br及磁鐵整體的矯頑力hcj通過bh示蹤儀(bhtracer)來測定。此時，將得到的樣品四等分為10mm×10mm×6mm的四片樣品，將其中兩片重疊為10mm×10mm×12mm來進行測定。

局部矯頑力

以1mm×5mm×1mm的大小切出包含測定部分矯頑力的部分的區(qū)域，通過脈沖bh示蹤儀測定所切出的部分矯頑力測定用樣品的矯頑力。

具體而言，包含圖2a所圖示的截面，在圖9所圖示的位置切出25個部分矯頑力測定用樣品。

在x軸方向上，將點haα和點ha′α的中點設為點hcα；將點haα和點hcα的中點設為點hbα；將點ha′α何點hcα的中點設為點hb′α。這樣，分別設定包含各點的部分，切出包含各部分的區(qū)域，作為部分矯頑力測定用樣品。

另外，在z軸方向上，將點haα和點haα′的中點設為點haγ；將點haα和點haγ的中點設為點haβ；將點haα′和點haγ的中點設為點haβ′。這樣，分別設定包含各點的部分，并切出包含各部分的區(qū)域，作為局部矯頑力測定用樣品。另外，在各區(qū)域之間，產生圖9中未圖示的0.2～0.3mm的切削余量，因此若沿厚度方向(z軸方向)將厚度6.0mm的樣品分割成五份，正好得到五個厚度1mm的部分矯頑力測定用樣品。

另外，在本實施例中，根據(jù)圖9所示的25處的部分的部分矯頑力計算δhcjm、δhcjc、δhcje、δhcjg。

【表2】

熱退磁

測定各樣品在室溫下的磁通(flux)，并且進一步測定在測定熱退磁的各溫度下的磁通。然后，基于下式通過計算求得熱退磁。另外，使用數(shù)字磁通計(東英工業(yè)制tdf-5)，通過測試線圈(匝數(shù)200)的反復拉拔法求得flux。圖示有實施例1、2及比較例1、2的熱退磁的變化的圖為圖10。

熱退磁(％)＝100×(flux(測定溫度)-flux(室溫))/flux(室溫)

從表1可知，進行了雙面涂布及擴散處理的實施例1和2，滿足δhcjm≤60ka/m以及δhcjg≤60ka/m。與此相反，進行了六面涂布的比較例1和2不滿足δhcjm≤60ka/m以及δhcjg≤60ka/m。

而且，從圖10可知，進行了雙面涂布的實施例1和2相比進行了六面涂布的比較例1和2熱退磁率小并且熱退磁特性優(yōu)異。另外，實施例1和2用與比較例1和2同等的tb使用量獲得了更優(yōu)異的br及hcj。即，實施例1、2通過雙面涂布使得重稀土元素更加有效地擴散，其結果獲得了優(yōu)選的磁特性。另外，也可以說tb使用量的削減實質上是成功的。

另外，若將實施例1和實施例2進行比較，其結果是，相比在擴散處理工序中在950℃加熱10小時的實施例1，在850℃加熱15小時的實施例2熱退磁特性更優(yōu)異，部分矯頑力的偏差(即，δhcjm、δhcjc、δhcje、δhcjg)也小。

實驗例2

除將實驗例1的tb附著密度變更為表3、表4所示的值這一點以外，和實驗例1同樣地得到實施例3～6及比較例3～6。將結果示于表3～表5。

【表5】

從表3～表5可知，進行了雙面涂布的實施例3～6滿足δhcjm≤60ka/m及δhcjg≤60ka/m。相對于此，進行了六面涂布的比較例3～6不滿足δhcjm≤60ka/m及δhcjg≤60ka/m。

然后，由圖11、圖12可知，進行了雙面涂布的實施例3～6相比進行了六面涂布的比較例3～6，熱退磁率小并且熱退磁特性優(yōu)異。進而，實施例3～6用與比較例3～6同等的tb涂布量得到了更加優(yōu)異的br及hcj。即，實施例3～6通過雙面涂布使得重稀土元素更有效地擴散，其結果獲得了優(yōu)選的磁特性。另外，也可以說tb使用量的削減實質上是成功的。

另外，若將實施例3和實施例4進行比較，其結果是，相比在擴散處理工序中在高溫下短時間加熱的實施例3，在低溫下長時間加熱的實施例4熱退磁特性更優(yōu)異，δhcjc、δhcje也更小。另外，若將實施例5和實施例6進行比較，其結果是，相比在擴散處理工序中在高溫下短時間加熱的實施例5，在低溫下長時間加熱的實施例6熱退磁特性更優(yōu)異，δhcjc、δhcje也更小。

實驗例4

除將實驗例1的tbh2換成dyh2這一點以外，其它都和實驗例1同樣地操作而得到實施例11、12及比較例11、12。將結果示于表6、表7。

【表7】

從表6、表7可知，進行了雙面涂布的實施例11、12滿足δhcjm≤60ka/m。與此相反，進行了六面涂布的比較例11、12不滿足δhcjm≤60ka/m。

而且，從圖13可知，進行了雙面涂布的實施例11、12相比進行六面涂布的比較例11、12熱退磁率更小，熱退磁特性更優(yōu)異。進一步，實施例11、12用與比較例11、12同等的dy涂布量得到了更加優(yōu)異的br及hcj。即，實施例11、12通過雙面涂布使得重稀土元素更有效地擴散，其結果是獲得了優(yōu)選的磁特性。也可以說，dy使用量的削減實質上是成功的。

另外，若將實施例11和實施例12進行比較，其結果是，相比在擴散處理工序中在高溫下短時間加熱的實施例11，在低溫下長時間加熱的實施例12熱退磁特性更優(yōu)異，部分矯頑力的偏差也更小。

另外，將使用了tb的實施例1、2和使用了dy的實施例11、12相比較時，使用了tb的實施例1、2在剩余磁通密度、矯頑力及熱退磁特性的所有方面都優(yōu)異。