本發(fā)明涉及R－T－B系燒結(jié)磁鐵的制造方法。

背景技術(shù)：

已知R－T－B系燒結(jié)磁鐵是永磁鐵中最高性能的磁鐵。其中，R是稀土元素中的至少一種，必須含有Nd和/或Pr。T是過(guò)渡金屬元素中的至少一種，必須含有Fe。R－T－B系燒結(jié)磁鐵是用于硬盤驅(qū)動(dòng)器的音圈電機(jī)(VCM)、電動(dòng)汽車(包含EV、HV、PHV)用電動(dòng)機(jī)、工業(yè)機(jī)器用電動(dòng)機(jī)等的各種電動(dòng)機(jī)和家電制品等多種多樣的用途。

R－T－B系燒結(jié)磁鐵是由具有R₂T₁₄B型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的化合物構(gòu)成的主相和位于該主相的晶界部分的晶界相構(gòu)成。作為主相的R₂T₁₄B相是強(qiáng)磁性相，主要賦予R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁化作用。

在R－T－B系燒結(jié)磁鐵中，已知將作為主相的R₂T₁₄B相的R中含有的輕稀土元素RL(主要為Nd和/或Pr)的一部分使用重稀土元素RH(主要為Dy和/或Tb)置換，會(huì)提高內(nèi)稟矯頑力H_cJ(以下有時(shí)簡(jiǎn)記作“H_cJ”)。也就是說(shuō)，為了提高H_cJ需要多使用重稀土元素RH。

但是，在R－T－B系燒結(jié)磁鐵中如果將R₂T₁₄B相中的輕稀土元素RL使用重稀土元素RH置換，則在提高H_cJ的另一方面，會(huì)降低殘留磁通密度B_r(以下有時(shí)簡(jiǎn)記作“B_r”)。因此，要求使用較少的重稀土元素RH，以提高H_cJ而不使B_r降低。另外，由于重稀土元素RH是稀有金屬，所以要求削減使用量。

近年來(lái)，以提高R－T－B系燒結(jié)磁鐵的H_cJ為目的，提出了在R－T－B系燒結(jié)磁鐵表面供給Dy、Tb等重稀土元素RH，使該重稀土元素RH向磁鐵內(nèi)部擴(kuò)散，由此在抑制B_r降低的同時(shí)提高H_cJ的方法。

在專利文獻(xiàn)1中記載了將含有燒結(jié)體與重稀土元素RH的塊體介由Nb制的網(wǎng)等隔開配置，通過(guò)將燒結(jié)體與塊體加熱至規(guī)定溫度，將重稀土元素RH從上述塊體供給至燒結(jié)體的表面，并且使其擴(kuò)散至燒結(jié)體內(nèi)部的方法。

專利文獻(xiàn)2中記載了在使含有Dy和Tb中的至少一方的粉末存在于燒結(jié)體表面的狀態(tài)下，以低于燒結(jié)溫度的溫度進(jìn)行加熱，由此使Dy以及Tb中的至少一方從上述粉末擴(kuò)散至燒結(jié)體的方法。

專利文獻(xiàn)3中記載了將多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵體與含有重稀土元素RH的多個(gè)RH擴(kuò)散源以能夠相對(duì)移動(dòng)且能夠靠近或接觸的方式裝入處理室內(nèi)，一邊使上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵體與上述RH擴(kuò)散源在上述處理室內(nèi)連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)一邊進(jìn)行加熱，由此，使重稀土元素RH從上述RH擴(kuò)散源供給至上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵體的表面，并且使其擴(kuò)散至燒結(jié)體內(nèi)部的方法。

現(xiàn)有技術(shù)文件

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:國(guó)際專利公開第2007/102391號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2:國(guó)際專利公開第2006/043348號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3:國(guó)際專利公開第2011/007758號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

通過(guò)專利文獻(xiàn)1～3所記載的方法能夠在抑制B_r的降低的同時(shí)提高H_cJ。但是，專利文獻(xiàn)1所記載的方法必須將燒結(jié)體與含有重稀土元素RH的塊體隔開配置，用于配置的工序花費(fèi)功夫。另外，專利文獻(xiàn)2所記載的方法中，將含有Dy和/或Tb的粉末分散在溶劑中得到的漿料涂布于燒結(jié)體的工序花費(fèi)功夫。對(duì)此，專利文獻(xiàn)3所記載的方法是將RH擴(kuò)散源與R－T－B系燒結(jié)磁鐵體裝入處理室內(nèi)，進(jìn)行連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)。具體而言，將處理容器旋轉(zhuǎn)和/或揺動(dòng)。因此，不需要將R－T－B系燒結(jié)磁鐵體與RH擴(kuò)散源隔開配置，而且也不需要將其在溶劑中分散或?qū)⑵錆{料涂布在燒結(jié)體上。根據(jù)專利文獻(xiàn)3的方法，能夠?qū)⒅叵⊥猎豏H從RH擴(kuò)散源供給至R－T－B系燒結(jié)磁鐵體，并且使其擴(kuò)散至燒結(jié)體的內(nèi)部。

根據(jù)專利文獻(xiàn)3所記載的方法，雖然能夠比較簡(jiǎn)便地在抑制B_r的降低的同時(shí)提高H_cJ，但是有時(shí)H_cJ的提高幅度有變動(dòng)，而不能穩(wěn)定地獲得高的H_cJ。

本發(fā)明提供一種新的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的制造方法。

用于解決課題的方法

本發(fā)明公開的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的制造方法，在一個(gè)方式中，包括：準(zhǔn)備多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料(R為稀土元素中的至少一種，必須包含Nd和/或Pr，T為過(guò)渡金屬元素中的至少一種，必須包含F(xiàn)e)的工序；準(zhǔn)備含有20質(zhì)量％以上80質(zhì)量％以下的重稀土元素RH(重稀土元素RH為Tb和/或Dy)的、大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒的工序；將上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和相對(duì)于上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為2％以上15％以下的上述多個(gè)合金粉末顆粒裝入處理容器內(nèi)的工序；和通過(guò)在加熱上述處理容器的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或揺動(dòng)，使上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料與上述合金粉末顆粒連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)，進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的工序。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料必須含有Nd。

在一個(gè)實(shí)施方式中，包括在上述處理容器內(nèi)進(jìn)一步裝入多個(gè)攪拌輔助部件的工序。

在一個(gè)實(shí)施方式中，在上述RH供給擴(kuò)散處理中的上述處理容器中，僅插入上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料、上述多個(gè)合金粉末顆粒和上述多個(gè)攪拌輔助部件，作為固態(tài)物。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)合金粉末顆粒的大小為38μm以上75μm以下。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)合金粉末顆粒的大小為38μm以上63μm以下。

在一個(gè)實(shí)施方式中，裝入上述處理容器內(nèi)的上述多個(gè)合金粉末顆粒相對(duì)于上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的重量比率為3％以上7％以下。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)合金粉末顆粒含有至少一部分露出新生表面的合金粉末顆粒。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)合金粉末顆粒所含的上述重稀土元素RH的重量比率為35質(zhì)量％以上65質(zhì)量％以下。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)合金粉末顆粒所含的上述重稀土元素RH的重量比率為40質(zhì)量％以上60質(zhì)量％以下。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述重稀土元素RH為Tb。

在一個(gè)實(shí)施方式中，上述多個(gè)合金粉末顆粒是通過(guò)對(duì)含有35質(zhì)量％以上50質(zhì)量％以下的重稀土元素RH(重稀土元素RH為Tb和/或Dy)的合金進(jìn)行氫粉碎而制作的，在上述氫粉碎中的脫氫工序中，將上述合金在400℃以上550℃以下加熱。

附圖說(shuō)明

圖1中的(a)和(b)是表示燒結(jié)磁鐵材料的形狀的例子的立體圖。

圖2是表示本發(fā)明的RH供給擴(kuò)散處理中使用的裝置的一例的剖面示意圖。

圖3是表示在擴(kuò)散處理工序時(shí)的加熱模式的一例的圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明公開的非限定性記載的例示性的實(shí)施方式中，準(zhǔn)備多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和作為RH擴(kuò)散源的調(diào)整至大小為90μm以下(優(yōu)選為38μm以上75μm以下)的多個(gè)合金粉末顆粒。并且，將上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和相對(duì)于上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為2％以上15％以下(優(yōu)選為3％以上7％以下)的上述多個(gè)合金粉末顆粒裝入處理容器內(nèi)而進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的RH供給擴(kuò)散處理，如專利文獻(xiàn)3所公開的那樣，在加熱處理容器的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或揺動(dòng)，由此使R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料與合金粉末顆粒連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)。

在專利文獻(xiàn)3所記載的方法中，RH擴(kuò)散源的大小沒(méi)有特別限定。另外，在專利文獻(xiàn)3中，對(duì)于將特定大小的RH擴(kuò)散源相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料裝入多少也沒(méi)有記載。本發(fā)明的發(fā)明人通過(guò)對(duì)專利文獻(xiàn)3所記載的方法進(jìn)行詳細(xì)探討，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，作為RH擴(kuò)散源，通過(guò)準(zhǔn)備特定大小的合金粉末顆粒，并且使上述特定大小的合金粉末顆粒的裝入量相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的重量比率成為特定的比率，就能夠穩(wěn)定地得到高H_cJ。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明的公開中，將重稀土元素RH供給至R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料，并且使該重稀土元素RH向磁鐵內(nèi)部擴(kuò)散的處理稱作“RH供給擴(kuò)散處理”。另外，在實(shí)施RH供給擴(kuò)散處理后，不進(jìn)行重稀土元素RH的供給，僅使重稀土元素RH向R－T－B系燒結(jié)磁鐵的內(nèi)部擴(kuò)散的處理稱作“RH擴(kuò)散處理”。此外，將在RH供給擴(kuò)散處理后或RH擴(kuò)散處理后，以提高R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁鐵特性為目的而進(jìn)行的熱處理單純稱作“熱處理”。

[準(zhǔn)備多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的工序]

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料(R為稀土元素中的至少一種，必須包含Nd和/或Pr，T為過(guò)渡金屬元素中的至少一種，必須包含F(xiàn)e)中，能夠使用將公知的組成通過(guò)公知的制造方法制造得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。優(yōu)選上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料必須含有Nd。

在本發(fā)明的公開中，將RH供給擴(kuò)散處理前以及RH供給擴(kuò)散處理中的R－T－B系燒結(jié)磁鐵稱為“R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料”，將RH供給擴(kuò)散處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵稱作“R－T－B系燒結(jié)磁鐵”。

本發(fā)明公開的實(shí)施方式中的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料具有例如以下的組成。

稀土元素R：12～17原子％

B(B的一部分可以被C置換)：5～8原子％

添加元素M(選自Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Pb和Bi中的至少1種)：0～2原子％

T(以Fe為主的過(guò)渡金屬，可以含有Co)和不可避免的雜質(zhì)：剩余部分

上述組成的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料通過(guò)公知的制造方法制造。

圖1是表示燒結(jié)磁鐵材料1的形狀的例子的立體圖。圖1(a)中示出燒結(jié)磁鐵材料1的尺寸，即長(zhǎng)度L、寬度D、高度H。圖1(b)中圖示出將圖1(a)所示燒結(jié)磁鐵材料的8個(gè)頂點(diǎn)的角削去后的形態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施方式中，多個(gè)燒結(jié)磁鐵材料各自具有1邊的長(zhǎng)度(L)為40mm以上、其它2邊的長(zhǎng)度(D、H)分別為20mm以下的長(zhǎng)方體的形狀。在其它的實(shí)施方式中，多個(gè)燒結(jié)磁鐵材料可以各自具有1邊的長(zhǎng)度為50mm以上、其它2邊的長(zhǎng)度分別為10mm以下的大致長(zhǎng)方體的形狀。各個(gè)燒結(jié)磁鐵材料可以如圖1(b)所示那樣在各頂點(diǎn)位置將角削去。通過(guò)將角削去，可以進(jìn)一步抑制裂紋和缺損的發(fā)生。

需要說(shuō)明的是，本發(fā)明公開的制造方法所適用的燒結(jié)磁鐵材料的形狀以及大小不受上述例示的限定。

[準(zhǔn)備多個(gè)合金粉末顆粒的工序]

本發(fā)明的實(shí)施方式中，作為RH擴(kuò)散源，準(zhǔn)備含有20質(zhì)量％以上80質(zhì)量％以下的上述重稀土元素RH的、大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒。在本發(fā)明中，重稀土元素RH為Tb和/或Dy，能夠使用例如含有20質(zhì)量％以上80質(zhì)量％以下Tb和/或Dy的TbFe合金、DyFe合金等。使用Tb比使用Dy能夠得到更高的H_cJ。若重稀土元素RH少于20質(zhì)量％，則重稀土元素RH的供給量變少，有可能得不到高的H_cJ。另外，若重稀土元素RH超過(guò)80質(zhì)量％，則將RH擴(kuò)散源投入處理容器內(nèi)時(shí)，RH擴(kuò)散源有可能著火。RH擴(kuò)散源中的重稀土元素RH的含量?jī)?yōu)選為35質(zhì)量％以上65質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為40質(zhì)量％以上60質(zhì)量％以下。

本發(fā)明的實(shí)施方式中，準(zhǔn)備大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒的方法沒(méi)有特別的限制。例如，能夠使用篩孔大小為90μm的篩(JIS Z8801－2000標(biāo)準(zhǔn)篩)進(jìn)行分級(jí)而準(zhǔn)備。在不使用大小為90μm以下的合金粉末顆粒的情況下，不能穩(wěn)定地得到高的H_cJ。大小為90μm以下的合金粉末顆粒能夠通過(guò)將含有20質(zhì)量％以上80質(zhì)量％以下的重稀土元素RH的合金利用例如針磨粉碎機(jī)等公知的方法進(jìn)行粉碎，使用篩孔大小為90μm的篩進(jìn)行分級(jí)，從而進(jìn)行準(zhǔn)備。

上述利用針磨粉碎機(jī)等公知的方法制作大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒時(shí)，將合金粉碎至90μm以下需要長(zhǎng)時(shí)間，由于需要進(jìn)行數(shù)次的針磨粉碎等，有招致量產(chǎn)性惡化的情況。為此，作為這些方法的替代方法，也可以使含有35質(zhì)量％以上50質(zhì)量％以下重稀土元素RH的合金吸收儲(chǔ)存氫后，進(jìn)行在400℃以上550℃以下加熱的脫氫工序，進(jìn)行氫粉碎。由此，能夠使多個(gè)合金粉末顆粒的幾乎所有顆粒(以重量比率計(jì)90％以上)粉碎至90μm以下的大小，因此，能夠比較簡(jiǎn)便地且能夠一次得到大量的大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒。所以，即使不使用篩孔大小為90μm的篩進(jìn)行分級(jí)而直接將多個(gè)合金粉末顆粒裝入處理容器，也能夠進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理。此時(shí)，如果將多個(gè)合金粉末顆粒以相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的重量比率的下限為2％裝入而進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理，則大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒的重量比率有可能成為2％以下，因此優(yōu)選以重量比率計(jì)裝入2.2％以上。

在進(jìn)行上述氫粉碎的情況下，準(zhǔn)備含有35質(zhì)量％以上50質(zhì)量％以下的重稀土元素RH的合金。若重稀土元素RH的含量少于35質(zhì)量％，則有可能不能將合金進(jìn)行氫粉碎至大小為90μm以下。另一方面，若重稀土元素RH的含量超過(guò)50質(zhì)量％，則有可能氫殘留過(guò)多。所以，重稀土元素RH的含量?jī)?yōu)選為35質(zhì)量％以上50質(zhì)量％以下。對(duì)上述合金進(jìn)行氫粉碎。氫粉碎是通過(guò)使上述合金暫時(shí)吸收儲(chǔ)存氫，之后將氫釋放來(lái)進(jìn)行。因此，氫粉碎有氫吸收儲(chǔ)存工序和脫氫工序。本發(fā)明的氫粉碎中的氫吸收儲(chǔ)存工序依照公知的方法進(jìn)行即可。例如，將上述合金裝入氫爐內(nèi)后，在室溫下向氫爐內(nèi)開始供給氫，將氫的絕對(duì)壓力保持在0.3MPa左右，進(jìn)行90分鐘的氫吸收儲(chǔ)存工序。在本工序中，由于爐內(nèi)的氫隨著合金粉末的氫吸收儲(chǔ)存反應(yīng)而被消耗，氫的壓力降低，所以追加供給氫以補(bǔ)償該降低，控制在0.3MPa左右。脫氫工序是將氫吸收儲(chǔ)存工序后的合金在真空中在400℃以上550℃以下進(jìn)行加熱。由此，能夠幾乎不殘留氫地粉碎至大小為90μm以下。若加熱溫度少于400℃以及超過(guò)550℃，則會(huì)使多個(gè)合金粉末顆粒中有氫的殘留(數(shù)百ppm的程度)。若有氫的殘留，則在其后的RH供給擴(kuò)散處理時(shí)，氫從多個(gè)合金粉末顆粒供給R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料，使最終得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵發(fā)生氫脆化，導(dǎo)致不能作為制品使用。所以，脫氫工序中的加熱溫度優(yōu)選400℃以上550℃以下。

上述合金粉末顆粒的大小優(yōu)選為38μm以上75μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選上述合金粉末顆粒的大小為38μm以上63μm以下。這是由于能夠進(jìn)一步穩(wěn)定地得到高的H_cJ。另外，若含有很多少于38μm的合金粉末顆粒，則由于合金粉末顆粒過(guò)小，有RH擴(kuò)散源起火的擔(dān)憂。合金粉末顆粒中，除了Tb、Dy、Fe以外，在不損害本發(fā)明的效果的范圍內(nèi)，還可以含有Nd、Pr、La、Ce、Zn、Zr、Sm和Co中的至少一種。另外，作為不可避免的雜質(zhì)，也可以含有Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Ga、Nb、Mo、Ag、In、Hf、Ta、W、Pb、Si和Bi等。

上述多個(gè)合金粉末顆粒優(yōu)選含有至少一部分露出新生表面的合金粉末顆粒。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，露出新生表面是指在上述合金粉末顆粒的表面沒(méi)有RH擴(kuò)散源以外的異物，例如，R的氧化物或R－T－B化合物(與主相相近組成的化合物)等存在的狀態(tài)。如上所述，由于上述多個(gè)合金粉末顆粒是通過(guò)將含有20質(zhì)量％以上80質(zhì)量％以下重稀土元素RH的合金粉碎來(lái)準(zhǔn)備的，由此得到的多個(gè)合金粉末顆粒中含有至少一部分露出新生表面的合金粉末顆粒。但是，在重復(fù)進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的情況下，即，準(zhǔn)備新的多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料替代RH供給擴(kuò)散處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵，使用該多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料與RH供給擴(kuò)散處理后的(已使用過(guò)的)多個(gè)合金粉末顆粒再次進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的情況下，即使在RH供給擴(kuò)散處理后存在大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒，RH供給擴(kuò)散處理后的合金粉末顆粒也有合金粉末顆粒的表面整體被異物或R氧化物等包覆而沒(méi)有新生表面露出的情況。因此，在使用處理后的合金粉末顆粒重復(fù)進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的情況下，由于異物或R氧化物等，有重稀土元素RH向R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的供給變少的情況。因此，優(yōu)選對(duì)處理后的多個(gè)合金粉末顆粒使用公知的粉碎機(jī)等進(jìn)行粉碎，制成使合金粉末顆粒的粉碎剖面露出的狀態(tài)，即，新生表面露出的狀態(tài)。

[將R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和合金粉末顆粒裝入處理容器內(nèi)的工序]

將上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和相對(duì)于上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為2％以上15％以下的多個(gè)合金粉末顆粒裝入處理容器內(nèi)。由此，通過(guò)實(shí)施后述的進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的工序，能夠穩(wěn)定地得到高的H_cJ。若大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為少于2％，則由于90μm以下的合金粉末顆粒過(guò)少，所以不能穩(wěn)定地得到高的H_cJ。另外，若超過(guò)15％，則合金粉末顆粒與從R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料滲出的液相過(guò)度地反應(yīng)，在R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的表面會(huì)產(chǎn)生異常附著的現(xiàn)象。由于該現(xiàn)象而形成新的重稀土元素RH難以被供給至R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的狀態(tài)，所以不能穩(wěn)定地得到高的H_cJ。因此，為了穩(wěn)定地得到高的H_cJ而需要90μm以下的合金粉末顆粒，但其量需要設(shè)為特定的范圍(2％以上15％以下)。優(yōu)選上述多個(gè)合金粉末顆粒的裝入量相對(duì)于上述多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為3％以上7％以下。這是由于能夠進(jìn)一步穩(wěn)定地得到高的H_cJ。

只要將大小為90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒裝入相對(duì)于多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料為2％以上15％以下，即，只要滿足上述的本發(fā)明的實(shí)施方式，在這些之外，即使將例如大小超過(guò)90μm的多個(gè)合金粉末顆粒裝入處理容器內(nèi)也沒(méi)有關(guān)系。但是，由于稀土元素RH為稀有金屬，要求降低其使用量，所以優(yōu)選不使用大小超過(guò)90μm的多個(gè)合金粉末顆粒。因此，例如，在RH供給擴(kuò)散處理的處理容器中，優(yōu)選僅插入大小為90μm以下的多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料、上述多個(gè)合金粉末顆粒和上述多個(gè)攪拌輔助部件，作為固態(tài)物。另外，若大小超過(guò)90μm的合金粉末顆粒過(guò)多，則一次能夠處理的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的裝入量就會(huì)減少，因此優(yōu)選使R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和合金粉末顆粒(大小為90μm以下和超過(guò)90μm的合金粉末顆粒的總計(jì))以重量比率成為1:0.02～2的比率的方式裝入處理容器內(nèi)。

在本發(fā)明的實(shí)施方式中，在上述處理容器內(nèi)進(jìn)一步裝入多個(gè)攪拌輔助部件。攪拌輔助部件的作用是促進(jìn)合金粉末顆粒與R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的接觸，或者將暫時(shí)附著在攪拌輔助部件上的重稀土元素RH間接地供給至R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。此外，攪拌輔助部件在處理容器內(nèi)中也有防止因R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料之間的接觸而導(dǎo)致缺損的作用。攪拌輔助部件的裝入量?jī)?yōu)選為相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為100％～300％左右的范圍。

攪拌輔助部件制成在處理容器內(nèi)容易運(yùn)動(dòng)的形狀，與R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和合金粉末顆?；旌虾筮M(jìn)行處理容器的旋轉(zhuǎn)、揺動(dòng)是有效的。其中，作為容易運(yùn)動(dòng)的形狀的例子，可以列舉直徑數(shù)百μm至數(shù)十mm的球狀、圓柱狀等。攪拌輔助部件優(yōu)選由即使在RH供給擴(kuò)散處理中與R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和合金粉末顆粒相接觸，也難以發(fā)生反應(yīng)的材質(zhì)形成。作為攪拌輔助部件的材料，優(yōu)選氧化鋯、氮化硅、碳化硅和氮化硼，或者這些的混合物的陶瓷等。也可以是包含Mo、W、Nb、Ta、Hf、Zr的族的元素，或者這些的混合物等。

[進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的工序]

通過(guò)上述工序，在將多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和多個(gè)合金粉末顆粒裝入加熱處理容器的同時(shí)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)和/或揺動(dòng)，使上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和上述合金粉末顆粒連續(xù)或斷續(xù)地移動(dòng)，將重稀土元素RH從上述合金粉末顆粒向R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的表面供給，并且使該重稀土元素RH向磁鐵內(nèi)部擴(kuò)散，實(shí)施RH供給擴(kuò)散處理。由此，能夠在抑制B_r降低的同時(shí)穩(wěn)定地得到高的H_cJ。本發(fā)明的實(shí)施方式中的RH供給擴(kuò)散處理以專利文獻(xiàn)3所記載的公知的方法進(jìn)行即可。圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的RH供給擴(kuò)散處理所使用的裝置的一例的剖面示意圖?；趫D2對(duì)裝置的使用方法進(jìn)行說(shuō)明。首先，將圖2的蓋5從處理容器4取下，將多個(gè)R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、多個(gè)合金粉末顆粒2和多個(gè)攪拌輔助部件3裝入處理容器4中，再將蓋5再次安裝在處理容器4。R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3的裝入量的比率設(shè)定為上述規(guī)定范圍內(nèi)。

接下來(lái)，通過(guò)排氣裝置6對(duì)處理容器4的內(nèi)部進(jìn)行真空排氣減壓(減壓后可以導(dǎo)入Ar氣體等)。并且，一邊通過(guò)電動(dòng)機(jī)8使處理容器4旋轉(zhuǎn)一邊通過(guò)加熱器7實(shí)行加熱。通過(guò)該處理容器4的旋轉(zhuǎn)，使R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2和攪拌輔助部件3如圖示那樣被均勻地?cái)嚢?，由此能夠順利地進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理。

圖2所示的處理容器4是不銹鋼制，但材質(zhì)不限定于此，只要是具有1000℃以上的耐熱性，與R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3的任一種都難以反應(yīng)的材質(zhì)，就可以是任意的?？梢允褂美绾蠳b、Mo、W中的至少一種的合金、Fe－Cr－Al系合金、Fe－Cr－Co系合金等。處理容器4設(shè)有能夠開閉或能夠裝卸的蓋5。另外，處理容器4的內(nèi)壁可以設(shè)有使R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3能夠高效移動(dòng)的突起物。此外，處理容器4的形狀除了圓形以外還可以是橢圓形或多邊形。處理容器4與排氣裝置6相連結(jié)，處理容器4的內(nèi)部能夠通過(guò)排氣裝置6而減壓或加壓。處理容器4與未圖示的氣體供給裝置相接續(xù)，能夠從氣體供給裝置向處理容器內(nèi)部導(dǎo)入不活潑氣體等。

處理容器4被配置于其外周部的加熱器7加熱。加熱器7的典型例為通過(guò)電流而發(fā)熱的電阻加熱器。通過(guò)處理容器4的加熱，裝入其內(nèi)部的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3也被加熱。處理容器4以能夠旋轉(zhuǎn)的方式被支撐，即使在被加熱器7加熱的過(guò)程中，也能夠通過(guò)電動(dòng)機(jī)8進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。處理容器4的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選設(shè)定為例如使處理容器4的內(nèi)壁面的圓周速度為每秒0.01m以上。另外，為了不使處理容器內(nèi)的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料之間因旋轉(zhuǎn)而激烈地接觸，優(yōu)選設(shè)定為每秒0.5m以下。

在本實(shí)施方式中，處理容器4內(nèi)的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2和攪拌輔助部件3的溫度達(dá)到幾乎相同的水平。在本發(fā)明公開的實(shí)施方式中，對(duì)于比較難以氣化的Dy、Tb，沒(méi)有必要加熱至例如1000℃以上的高溫。因此，RH供給擴(kuò)散處理能夠在適合介由R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的晶界相使Dy和/或Tb向R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的內(nèi)部擴(kuò)散的溫度(800℃以上1000℃以下)下實(shí)現(xiàn)。

R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1與合金粉末顆粒2相接觸時(shí)，從合金粉末顆粒2向R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的表面供給重稀土元素RH。該重稀土元素RH在RH供給擴(kuò)散處理的工序中，介由R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的晶界相向R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的內(nèi)部擴(kuò)散。這樣的方法由于不需要在R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的表面形成重稀土元素RH的厚膜，所以即使合金粉末顆粒2的溫度與R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的溫度(800℃以上1000℃以下)是幾乎相等的溫度(溫度差例如為50℃以下)，也能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)重稀土元素RH的供給和擴(kuò)散。

需要說(shuō)明的是，通過(guò)將合金粉末顆粒2加熱至高溫，從合金粉末顆粒2大量地使Dy或Tb氣化，由此在R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的表面形成重稀土元素RH的厚膜時(shí)，在RH供給擴(kuò)散處理中，需要將合金粉末顆粒2選擇性地加熱至遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1的高溫。這樣的加熱不能通過(guò)位于處理容器4的外部的加熱器7進(jìn)行，需要通過(guò)例如僅向合金粉末顆粒2照射微波而進(jìn)行感應(yīng)加熱。在這種情況下，需要將合金粉末顆粒2置于遠(yuǎn)離R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1和攪拌輔助部件3的位置，因此就不能如本發(fā)明公開的實(shí)施方式這樣將R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2和攪拌輔助部件3在處理容器4的內(nèi)部進(jìn)行攪拌。

加熱時(shí)的處理容器4的內(nèi)部?jī)?yōu)選在不活潑氣氛中。公開中的“不活潑氣氛”包含真空中或者不活潑氣體氣氛。另外，“不活潑氣體”是例如氬(Ar)等稀有氣體，但只要是與R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1和合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的氣體，就包含在本發(fā)明的公開中的“不活潑氣體”中。處理容器4內(nèi)的壓力優(yōu)選1kPa以下。

本發(fā)明的實(shí)施方式中的RH供給擴(kuò)散處理優(yōu)選至少將R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1以及合金粉末顆粒2的溫度保持在500℃以上850℃以下的范圍內(nèi)，進(jìn)一步優(yōu)選700℃以上850℃以下的范圍內(nèi)。上述溫度范圍是在處理容器內(nèi)，在R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1和合金粉末顆粒2相對(duì)地移動(dòng)并接近或接觸的同時(shí)，重稀土元素RH沿著R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料內(nèi)部的晶界相向內(nèi)部擴(kuò)散的優(yōu)選溫度范圍，能夠使重稀土元素RH向上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料內(nèi)部的擴(kuò)散有效地進(jìn)行。對(duì)于保持時(shí)間而言，考慮R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3的裝入量和形狀等決定即可。保持時(shí)間例如為10分鐘至72小時(shí)，優(yōu)選為1小時(shí)至14小時(shí)。另外，雖然圖2所示的是處理容器4為旋轉(zhuǎn)的構(gòu)成，但處理容器4也可以是揺動(dòng)的構(gòu)成，還可以是將旋轉(zhuǎn)、揺動(dòng)的動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行。

[加熱模式的例子]

RH供給擴(kuò)散處理時(shí)的處理容器的溫度例如如圖3所示變化。圖3是表示加熱開始后的處理室溫度的變化(加熱模式)的一例的圖。圖3的例中，一邊通過(guò)加熱器進(jìn)行升溫，一邊進(jìn)行真空排氣。升溫速率為大約5℃/分鐘。直到處理室內(nèi)的壓力達(dá)到所期望的水平，例如保持在大約600℃的溫度。之后，開始處理室的旋轉(zhuǎn)。進(jìn)行升溫直到達(dá)到擴(kuò)散處理溫度。升溫速率為大約5℃/分鐘。到達(dá)擴(kuò)散處理溫度后，在該溫度保持規(guī)定的時(shí)間。之后，停止使用加熱器的加熱，降溫至室溫程度。之后，將從圖2的裝置中取出的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料投入另外的熱處理爐，在與擴(kuò)散處理時(shí)相同的氣氛氣壓力下進(jìn)行第1熱處理(800℃～950℃×4小時(shí)～10小時(shí))，進(jìn)一步進(jìn)行擴(kuò)散后的第2熱處理(450℃～550℃×3小時(shí)～5小時(shí))。第1熱處理和第2熱處理的處理溫度和時(shí)間是考慮R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料1、合金粉末顆粒2、攪拌輔助部件3的投入量、合金粉末顆粒2的組成、RH供給擴(kuò)散溫度等而設(shè)定的。

需要說(shuō)明的是，在本發(fā)明公開的擴(kuò)散處理中能夠?qū)嵭械募訜崮Ｊ讲幌抻趫D3所示的例子，也能夠采用其它的多種模式。另外，真空排氣也可以進(jìn)行至擴(kuò)散處理結(jié)束，燒結(jié)磁鐵材料充分冷卻為止。

將RH供給擴(kuò)散處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵、合金粉末顆粒和攪拌輔助部件分離的方法通過(guò)公知的方法進(jìn)行即可，不特別限定其方法。例如使沖孔金屬震動(dòng)等來(lái)分離即可。

RH供給擴(kuò)散處理后，可以不進(jìn)行重稀土元素RH的供給而進(jìn)行使重稀土元素RH向R－T－B系燒結(jié)磁鐵的內(nèi)部擴(kuò)散的RH擴(kuò)散處理。由此，在R－T－B系燒結(jié)磁鐵內(nèi)產(chǎn)生重稀土元素RH的擴(kuò)散，所以重稀土元素RH從R－T－B系燒結(jié)磁鐵的表面?zhèn)葦U(kuò)散至內(nèi)部深處，能夠提高作為磁鐵整體的H_cJ。RH擴(kuò)散處理是在沒(méi)有重稀土元素RH從合金粉末顆粒向R－T－B系燒結(jié)磁鐵供給的狀況下，將R－T－B系燒結(jié)磁鐵在700℃以上1000℃以下的范圍內(nèi)進(jìn)行加熱。RH擴(kuò)散處理的時(shí)間例如為10分鐘至72小時(shí)。優(yōu)選為1小時(shí)至12小時(shí)。

此外，在上述RH供給擴(kuò)散處理后，或者上述RH擴(kuò)散處理后，可以出于提高R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性的目的而施以熱處理。該熱處理與在公知的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的制造方法中，在燒結(jié)后實(shí)施的熱處理相同。熱處理氣氛、熱處理溫度等采用公知的條件即可。

實(shí)施例

對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式通過(guò)實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明，但本發(fā)明不受這些所限定。

＜實(shí)施例1＞

使用Nd金屬、Pr金屬、Dy金屬、鐵硼合金、電解Co、Al金屬、Cu金屬、Ga金屬和電解鐵(所有金屬純度都為99％以上)，配合成為表1的材料No.A以及B的組成，將這些原料各自溶解，通過(guò)帶鑄法鑄造，得到厚度為0.2～0.4mm的薄片狀的原料合金。將得到的薄片狀的原料合金在氫加壓氣氛中進(jìn)行氫脆化后，在真空中加熱至550℃，進(jìn)行冷卻實(shí)施脫氫處理，得到粗粉碎粉。接下來(lái)，向得到的粗粉碎粉中將作為潤(rùn)滑劑的硬脂酸鋅相對(duì)于粗粉碎粉100質(zhì)量份添加0.04質(zhì)量份，混合后，使用噴射磨裝置在氮?dú)饬髦羞M(jìn)行干式粉碎，得到粒徑D50為4μm的微粉碎粉。其中，粒徑D50是通過(guò)使用氣流分散式的激光衍射法得到體積基準(zhǔn)的中位徑。

向上述微粉碎粉中將作為潤(rùn)滑劑的硬脂酸鋅相對(duì)于微粉碎粉100質(zhì)量份添加0.05質(zhì)量份，混合后，在磁場(chǎng)中成型，得到成型體。成型裝置使用了磁場(chǎng)施加方向與加壓方向?yàn)檎坏乃^直角磁場(chǎng)成型裝置(橫向磁場(chǎng)成型裝置)。將得到的成型體根據(jù)組成在真空中以1070℃～1090℃燒結(jié)4小時(shí)，得到材料No.A和B的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的密度為7.5Mg/m³以上。將得到的材料No.A和B的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的成分分析結(jié)果示于表1。其中，表1中的各成分是使用高頻電感耦合等離體子發(fā)光光譜分析法(ICP－OES)測(cè)定的。另外，使用氣體分析裝置，O(氧量)通過(guò)氣體融解－紅外線吸收法測(cè)定，N(氮量)通過(guò)氣體融解－熱傳導(dǎo)法測(cè)定，C(碳量)通過(guò)燃燒－紅外線吸收法測(cè)定。

[表1]

接下來(lái)，準(zhǔn)備了使用Tb金屬、電解鐵配合成TbFe₃(Tb 48.7質(zhì)量％，F(xiàn)e 51.3質(zhì)量％)的原料合金。將這些原料合金溶解，通過(guò)帶鑄法鑄造，準(zhǔn)備了厚度0.2～0.4mm的薄片狀的TbFe₃合金。

將該TbFe₃合金進(jìn)行針磨粉碎后，通過(guò)使用表2所示的JIS標(biāo)準(zhǔn)篩，準(zhǔn)備了No.a～g的多個(gè)合金粉末顆粒。更詳細(xì)而言，表2中的合金粉末顆粒No.a是將針磨粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒使用1000μm的篩進(jìn)行篩分，接下來(lái)，對(duì)于通過(guò)1000μm的篩的合金粉末顆粒使用212μm的篩進(jìn)行篩分時(shí)未通過(guò)212μm的篩的合金粉末顆粒。合金粉末顆粒No.b～f也是同樣。另外，合金粉末顆粒No.g是通過(guò)了38μm的篩的合金粉末顆粒。此外，作為攪拌輔助部件，準(zhǔn)備了多個(gè)直徑為5mm的氧化鋯球。

[表2]

將上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料、相對(duì)于上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為3％的上述多個(gè)合金粉末顆粒、和相對(duì)于上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵以重量比率計(jì)為100％的攪拌輔助部件裝入圖2所示的處理容器內(nèi)。對(duì)上述處理容器內(nèi)進(jìn)行真空排氣后導(dǎo)入Ar氣體。然后，在將處理容器內(nèi)加熱的同時(shí)使其旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。使處理容器以每秒0.03m的圓周速度旋轉(zhuǎn)，將處理容器內(nèi)的溫度加熱至930℃并保持6小時(shí)。然后，將RH供給擴(kuò)散處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵裝入另外的熱處理爐中，將熱處理爐加熱至500℃并保持2小時(shí)，進(jìn)行了熱處理。需要說(shuō)明的是，表1的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的材料No.A、B是分別進(jìn)行的處理(RH供給擴(kuò)散處理和熱處理)。

將得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性測(cè)定結(jié)果示于表3。表3所示的B_r、H_cJ的值是對(duì)熱處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵進(jìn)行機(jī)械加工，通過(guò)對(duì)全部的面都進(jìn)行0.1mm的加工而將樣品制成7mm×7mm×7mm，使用BH自動(dòng)記錄裝置測(cè)得的。表3中的樣品No.1是使用了合金粉末No.a和R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料No.A進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的樣品。樣品No.2～14也是同樣的記載。

[表3]

如表3所示，將大小為90μm以下的合金粉末顆粒以相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為3％裝入處理容器中，在加熱上述處理容器的同時(shí)使其旋轉(zhuǎn)，進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理的本發(fā)明的實(shí)施方式中的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(樣品No.4～7和11～14)的H_cJ高于使用了大小超過(guò)90μm的合金粉末顆粒的比較例的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(樣品No.1～3和8～10)。另外，若是大小為90μm以上的合金粉末顆粒，則H_cJ的變動(dòng)大(例如，即使使用相同的材料No.A，如樣品No.1～3這樣，H_cJ在1393kA/m～1647kA/m的范圍內(nèi)變動(dòng))，但若在本發(fā)明的范圍內(nèi)，則能夠穩(wěn)定地(例如，在使用相同的材料No.A的情況下，如樣品No.4～7這樣，H_cJ在1820kA/m～1914kA/m的范圍，變動(dòng)小)得到高的H_cJ。另外，如表3所示，當(dāng)大小為38μm以上75μm以下(本發(fā)明的實(shí)施方式中的樣品No.5、6、12、13)時(shí)，進(jìn)一步穩(wěn)定地得到了高的H_cJ，此外，當(dāng)大小為38μm以上63μm以下(本發(fā)明的樣品No.6，13)時(shí)，得到了更高的H_cJ。

＜實(shí)施例2＞

使用Nd金屬、Pr金屬、鐵硼合金、電解Co、Al金屬、Cu金屬、Ga金屬和電解鐵(金屬純度都在99％以上)，如表1的材料No.A那樣配合，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。對(duì)于得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的成分進(jìn)行氣體分析，結(jié)果與實(shí)施例1的材料No.A為同等。

接下來(lái)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法準(zhǔn)備TbFe₃合金，針磨粉碎后使用63μm的篩(JIS標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行篩分，準(zhǔn)備了63μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒。此外，作為攪拌輔助部件，準(zhǔn)備了多個(gè)直徑5mm的氧化鋯球。

將上述合金粉末顆粒、上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和上述攪拌輔助部件裝入圖1所示的處理容器內(nèi)。合金粉末顆粒相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的重量比率如表4所示。在表4中，例如，樣品No.21表示裝入相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為1％的上述合金粉末顆粒。樣品No.22～32也是同樣的。除了將上述合金粉末顆粒以表4所示重量比率裝入上述處理容器內(nèi)以外，利用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。并且，利用與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了熱處理。

將所得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性測(cè)定結(jié)果示于表4。表4所示的B_r、H_cJ的值是對(duì)熱處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵實(shí)施機(jī)械加工，通過(guò)對(duì)全部的面都進(jìn)行0.1mm的加工而將樣品制成7mm×7mm×7mm，使用BH自動(dòng)記錄裝置而測(cè)得的。

[表4]

如表4所示，通過(guò)將上述合金粉末顆粒以相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)裝入2％以上15％以下而得到的本發(fā)明的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(樣品No.22～27)，與重量比率在本發(fā)明的范圍外的比較例的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(樣品No.21，28～32)相比，得到了高的H_cJ。

此外，如表4所示，上述合金粉末顆粒相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的重量比率為3％以上7％以下的樣品得到了更高的H_cJ。

＜實(shí)施例3＞

使用Nd金屬、Pr金屬、Dy金屬、鐵硼合金、電解Co、Al金屬、Cu金屬、Ga金屬和電解鐵(金屬純度都在99％以上)，如表1的材料No.B那樣配合，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法準(zhǔn)備了多批次的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。對(duì)于得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的成分進(jìn)行氣體分析，結(jié)果與實(shí)施例1的材料No.B為同等。

接下來(lái)，使用Dy金屬、電解鐵，配合成為DyFe₂(Dy 59.3質(zhì)量％，F(xiàn)e 40.7質(zhì)量％)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法準(zhǔn)備DyFe₂合金，針磨粉碎后使用表5所示的JIS標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，準(zhǔn)備了No.p～v的多個(gè)合金粉末顆粒。表5中的合金粉末顆粒No.p是將針磨粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒使用1000μm的篩進(jìn)行篩分，接下來(lái)，對(duì)于通過(guò)1000μm的篩的合金粉末顆粒使用212μm的篩進(jìn)行篩分時(shí)未通過(guò)212μm的篩的合金粉末顆粒。合金粉末顆粒No.q～u也是同樣的。另外，合金粉末顆粒No.v是通過(guò)了38μm的篩的合金粉末顆粒。此外，作為攪拌輔助部件，準(zhǔn)備了多個(gè)直徑5mm的氧化鋯球。

[表5]

將上述合金粉末顆粒、上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的一個(gè)批次和上述攪拌輔助部件裝入圖2所示的處理容器內(nèi)，以與實(shí)施例1相同的條件進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。將上述RH供給擴(kuò)散處理后的合金粉末顆粒(p～v)使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE－SEM)進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)表面整體存在有RH擴(kuò)散源以外的異物(例如，R氧化物或R－T－B化合物)。進(jìn)而，將上述RH供給擴(kuò)散處理后的合金粉末顆粒(p～v)、上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的其它批次和上述攪拌輔助部件裝入圖2所示的處理容器內(nèi)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。并且，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了熱處理。需要說(shuō)明的是，合金粉末(p～v)的大小在上述RH供給擴(kuò)散處理前后幾乎沒(méi)有變化。

將所得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性測(cè)定結(jié)果示于表6。表6所示的B_r、H_cJ的值是對(duì)熱處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵實(shí)施機(jī)械加工，通過(guò)對(duì)全部的面都進(jìn)行0.1mm的加工而將樣品制成7mm×7mm×7mm，使用BH自動(dòng)記錄裝置而測(cè)得的。

[表6]

如表6所示，即使在使用已經(jīng)用于一次的RH供給擴(kuò)散處理的合金粉末顆粒重復(fù)進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理的情況下，本發(fā)明的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(樣品No.44～47)得到的H_cJ也高于使用了大小超過(guò)90μm的合金粉末顆粒的比較例的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(樣品No.41～43)。另外，如果是大小為90μm以上的合金粉末顆粒，則H_cJ有大的變動(dòng)(1268kA/m～1441kA/m)，但如果在本發(fā)明的范圍內(nèi)，則能夠穩(wěn)定地(1559kA/m～1623kA/m)得到高的H_cJ。

＜實(shí)施例4＞

對(duì)于在實(shí)施例3中使用的多個(gè)合金粉末顆粒p～v(重復(fù)進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理后的合金粉末顆粒)進(jìn)行針磨粉碎，再次使用表7所示的JIS標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行篩分，準(zhǔn)備了No.q′～v′的多個(gè)合金粉末顆粒。需要說(shuō)明的是，由于對(duì)合金粉末顆粒p～v利用針磨粉碎而使粒度變小，所以未準(zhǔn)備No.p′(1000μm～212μm)。對(duì)上述合金粉末顆粒(q′～v′)使用場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE－SEM)進(jìn)行觀察，確認(rèn)在表面有不存在RH擴(kuò)散源以外的異物(例如，R氧化物或R－T－B化合物)的部分(確認(rèn)有新生表面露出部分)。表7中的合金粉末顆粒No.q′是將針磨粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒使用212μm的篩進(jìn)行篩分，對(duì)于通過(guò)212μm的篩的合金粉末顆粒，接著使用150μm的篩進(jìn)行篩分時(shí)未通過(guò)150μm的篩的合金粉末顆粒。合金粉末顆粒No.r′～u′也是同樣。另外，合金粉末顆粒No.v′是通過(guò)了38μm的篩的合金粉末顆粒。此外，作為攪拌輔助部件，準(zhǔn)備了多個(gè)直徑5mm的氧化鋯球。

[表7]

接下來(lái)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法準(zhǔn)備了與表1的材料No.B相同組成的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。對(duì)于所得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的成分進(jìn)行氣體分析，結(jié)果與實(shí)施例1的材料No.B為同等。將上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料、上述合金粉末顆粒(q′～v′)和上述攪拌輔助部件裝入圖2所示的處理容器內(nèi)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。并且，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了熱處理。

將所得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性測(cè)定結(jié)果示于表8。表8所示的B_r、H_cJ的值是對(duì)熱處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵實(shí)施機(jī)械加工，通過(guò)對(duì)全部的面都進(jìn)行0.1mm的加工而將樣品制成7mm×7mm×7mm，使用BH自動(dòng)記錄裝置而測(cè)得的。

[表8]

如表8所示，將RH供給擴(kuò)散處理后的合金粉末顆粒粉碎，使上述合金粉末顆粒的至少一部分露出新生表面的本發(fā)明的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(No.53～56)得到的H_cJ進(jìn)一步高于沒(méi)有在上述合金粉末顆粒的至少一部分露出新生表面的實(shí)施例3的本發(fā)明的R－T－B系燒結(jié)磁鐵(No.44～47)。

＜參考例1＞

使用Nd金屬、Pr金屬、鐵硼合金、電解Co、Al金屬、Cu金屬、Ga金屬和電解鐵(金屬純度都在99％以上)，如表1的材料No.A那樣配合，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。對(duì)于得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的成分進(jìn)行氣體分析，結(jié)果與實(shí)施例1的材料No.A為同等。

接下來(lái)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法準(zhǔn)備TbFe₃合金，進(jìn)行針磨粉碎，使用63μm的篩進(jìn)行篩分，接下來(lái)對(duì)于通過(guò)63μm的篩的合金粉末顆粒使用38μm的篩進(jìn)行篩分，準(zhǔn)備了未通過(guò)38μm的篩的合金粉末顆粒。準(zhǔn)備相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的重量為3％的上述合金粉末顆粒，將準(zhǔn)備好的上述合金粉末顆粒以質(zhì)量分率50％與醇混合，準(zhǔn)備了混濁液。將上述混濁液涂布在R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的表面(全部的面)，利用溫風(fēng)進(jìn)行干燥。

對(duì)于由TbFe₃覆蓋的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料，在Ar氣氛氣中以930℃加熱并保持6小時(shí)，進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理工序。并且，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了熱處理。

將所得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性測(cè)定結(jié)果示于表9。表9所示的B_r、H_cJ的值是對(duì)熱處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵實(shí)施機(jī)械加工，通過(guò)對(duì)全部的面都進(jìn)行0.1mm的加工而將樣品制成7mm×7mm×7mm，使用BH自動(dòng)記錄裝置而測(cè)得的。

[表9]

參考例1是不進(jìn)行本發(fā)明的RH供給擴(kuò)散處理，而是以專利文獻(xiàn)2所記載的方法進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理的例子。表9的樣品No.61是除了RH供給擴(kuò)散處理不同以外，采用與實(shí)施例1的樣品No.6相同組成、相同方法制作的。如表9所示，樣品No.61與樣品No.6相比，H_cJ大大降低。即，利用專利文獻(xiàn)2所記載的RH供給擴(kuò)散處理，即使使用本發(fā)明的特定大小的合金粉末顆粒，使上述特定大小的合金粉末顆粒的的裝入量相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為本發(fā)明的特定的比率，也不能得到高的H_cJ。

＜實(shí)施例5＞

使用Nd金屬、Pr金屬、Dy金屬、鐵硼合金、電解Co、Al金屬、Cu金屬、Ga金屬和電解鐵(金屬純度都在99％以上)，如表1的材料No.A和No.B那樣配合，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法準(zhǔn)備了多批次的R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。接下來(lái)，使用Tb金屬、Dy金屬、電解鐵配合成為表10的合金粉末No.w-1～w-10所示的組成，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法制作了合金。對(duì)所得到的合金進(jìn)行針磨粉碎，使用63μm的篩(JIS標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行篩分，由此分別準(zhǔn)備了63μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒(合金粉末No.w-1～w-10)。此外，作為攪拌輔助部件，準(zhǔn)備了多個(gè)直徑5mm的氧化鋯球。

[表10]

接下來(lái)，在表11所示的條件下，將上述多個(gè)合金粉末顆粒、上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的一個(gè)批次和上述攪拌輔助部件裝入圖2所示的處理容器內(nèi)，以與實(shí)施例1相同的條件進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。并且，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了熱處理。對(duì)所得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了測(cè)定。測(cè)定結(jié)果示于表11的樣品No.70～79。表11中的樣品No.70是使用合金粉末No.w-1和R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料No.A進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理而得到的樣品。樣品No.71～79也是同樣地記載。

[表11]

如表11所示，在作為多個(gè)合金粉末顆粒所含有的重稀土元素RH使用Tb和Dy的任意種的情況下，與使用了含有少于35質(zhì)量％的重稀土元素RH的多個(gè)合金粉末顆粒的樣品No.74和79(樣品No.74使用Tb(合金粉末No.w-5)，樣品No.79使用Dy(合金粉末No.w-10))相比，使用了含有35質(zhì)量％以上的重稀土元素RH的多個(gè)合金粉末顆粒的樣品No.70～73和樣品No.75～78(樣品No.70～73使用Tb(合金粉末No.w-1～w-4)，樣品No75～78使用Dy(合金粉末No.w-6～w-9))得到了高的H_cJ。并且，使用了含有40質(zhì)量％以上60質(zhì)量％以下的重稀土元素RH的多個(gè)合金粉末顆粒的樣品No.70～72和樣品No.75～77得到了更高的H_cJ。因此，多個(gè)合金粉末顆粒優(yōu)選含有35質(zhì)量％以上的重稀土元素RH，進(jìn)一步優(yōu)選含有40質(zhì)量％以上60質(zhì)量％以下的重稀土元素RH。

＜實(shí)施例6＞

使用Nd金屬，Pr金屬，鐵硼合金，電解Co，Al金屬，Cu金屬，Ga金屬和電解鐵(金屬純度都在99％以上)，配合成為表12的材料No.C和D的組成，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料。其中，表12的材料No.C與表1的材料No.A是相同的組成。對(duì)于所得到R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料的成分進(jìn)行氣體分析，結(jié)果與材料No.C和D是同等的。

[表12]

接下來(lái)，使用Tb金屬、Dy金屬、電解鐵，配置成為表13的合金粉末No.x-1～x-3所示的組成，通過(guò)進(jìn)行氫粉碎準(zhǔn)備了多個(gè)合金粉末顆粒。氫粉碎是首先將合金粉末No.x-1～x-3裝入氫爐內(nèi)后，在室溫下開始向氫爐內(nèi)供給氫，將氫的絕對(duì)壓力保持在0.3MPa左右，進(jìn)行氫吸收儲(chǔ)存工序90分鐘。在本工序中，由于爐內(nèi)的氫隨著合金粉末的氫吸收儲(chǔ)存反應(yīng)而被消耗，氫的壓力降低，所以追加供給氫以補(bǔ)償該降低，控制在0.3MPa左右。

[表13]

接下來(lái)，在表14所示的脫氫溫度下分別在真空中加熱8小時(shí)，進(jìn)行脫氫工序。將氫粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒在Ar氣氛氣中通過(guò)加熱·溶解柱分離-熱傳導(dǎo)法(TCD)測(cè)定氫量。將測(cè)定結(jié)果示于表14。此外，作為攪拌輔助部件，準(zhǔn)備了多個(gè)直徑5mm的氧化鋯球。

[表14]

將未使用篩孔大小為90μm的篩進(jìn)行分級(jí)的上述氫粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒、上述R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料和上述攪拌輔助部件裝入圖2所示的處理容器內(nèi)，通過(guò)與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了RH供給擴(kuò)散處理。其中，上述氫粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒的裝入量都是相對(duì)于R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料以重量比率計(jì)為3％。并且，以與實(shí)施例1相同的方法進(jìn)行了熱處理。其中，為了確認(rèn)，對(duì)氫粉碎后的多個(gè)合金粉末顆粒使用90μm的篩進(jìn)行篩分，結(jié)果為以重量比率計(jì)90％以上都是90μm以下的多個(gè)合金粉末顆粒。

將所得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵的磁特性測(cè)定結(jié)果示于表14。表14所示的B_r、H_cJ的值是對(duì)熱處理后的R－T－B系燒結(jié)磁鐵實(shí)施機(jī)械加工，通過(guò)對(duì)全部的面都進(jìn)行0.1mm的加工而將樣品制成7mm×7mm×7mm，使用BH自動(dòng)記錄裝置而測(cè)得的。表14中的樣品No.80是使用了合金粉末No.x-1和R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料No.C進(jìn)行RH供給擴(kuò)散處理而得到的樣品。樣品No.81～89也是同樣的記載。

如表14所示，在作為多個(gè)合金粉末顆粒中所含的重稀土元素RH使用Tb和Dy的任意種的情況下，在脫氫工序中加熱至400℃以上550℃以下(脫氫溫度為400℃以上550℃以下)進(jìn)行氫粉碎的本發(fā)明(樣品No.81～83以及85～89)都得到了高的H_cJ。另外，如使用了相同的合金粉末(合金粉末No.x-1)的樣品No.81～83所示，只要脫氫溫度在本發(fā)明的范圍內(nèi)，H_cJ就在1898kA/m～1913kA/m的范圍內(nèi)，變動(dòng)小，能夠穩(wěn)定地得到高的H_cJ。與此相對(duì)地，脫氫熱溫度在本發(fā)明的范圍外的樣品No.80和84在RH供給擴(kuò)散處理后，由于R－T－B系燒結(jié)磁鐵已經(jīng)氫脆化，無(wú)法測(cè)定磁特性。這是由于，如表14所示，在本發(fā)明的氫粉碎條件下制作的多個(gè)合金粉末顆粒(樣品No.81～83和85～89)的氫量為數(shù)十ppm，幾乎沒(méi)有氫的殘留，而與此相對(duì)地，脫氫溫度在本發(fā)明的范圍外的多個(gè)合金粉末顆粒(樣品No.80和84)的氫量為數(shù)百ppm，氫有很多殘留。因此，認(rèn)為在RH供給擴(kuò)散處理時(shí)，從多個(gè)合金粉末顆粒向R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料供給氫，最終使得到的R－T－B系燒結(jié)磁鐵發(fā)生氫脆化。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠制造高殘留磁通密度、高內(nèi)稟矯頑力的R－T－B系燒結(jié)磁鐵。本發(fā)明的燒結(jié)磁鐵適宜用于暴露在高溫下的搭載于混合動(dòng)力車的電動(dòng)機(jī)等各種電動(dòng)機(jī)和家電制品等。

符號(hào)說(shuō)明

1 R－T－B系燒結(jié)磁鐵材料

2 合金粉末顆粒

3 攪拌輔助部件

4 處理容器

5 蓋

6 排氣裝置

7 加熱器

8 電動(dòng)機(jī)