本發(fā)明涉及一種r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法。

背景技術(shù)：

r-t-b系燒結(jié)磁體(r為稀土元素中的至少一種，必包含nd。t為fe或者fe和co，b為硼)作為永磁體中最高性能的磁體已知，被用于硬盤驅(qū)動器的音圈電動機(vcm)，電動汽車用(ev、hv、phv等)電動機，產(chǎn)業(yè)機器用電動機等的各種電動機或家電制品等。

r-t-b系燒結(jié)磁體是由以r2t14b化合物為主的主相、和位于該主相的晶界部分的晶界相構(gòu)成。作為主相的r2t14b化合物是具有高飽和磁化和各向異性磁場的強磁性材料，成為r-t-b系燒結(jié)磁體的特性的根本。

在高溫中，由于r-t-b系燒結(jié)磁體的頑磁力hcj(以下，有時簡單地稱為“hcj”)降低，所以發(fā)生不可逆的熱退磁。因此，特別是對電動汽車用電動機中使用的r-t-b系燒結(jié)磁體要求具有高的hcj。

已知在r-t-b系燒結(jié)磁體中，如果用重稀土元素rh(dy、tb)置換r2t14b化合物中的r中所包含的輕稀土元素rl(例如，nd、pr)的一部分，則hcj提高。伴隨rh的置換量的增加，hcj提高。

然而，用rh置換r2t14b化合物中的rl時，r-t-b系燒結(jié)磁體的hcj提高，但另一方面，殘留磁通量密度br(以下，有時簡單地稱為“br”)降低。另外，特別是dy等的rh，由于資源存在量少并且產(chǎn)出地也受到限定等的理由，具有供給不穩(wěn)定、價格變動大等的問題。因此，近年來，要求盡量不使用rh而提高h(yuǎn)cj。

專利文獻1中，公開了一種抑制dy的含量并且頑磁力高的r-t-b系稀土燒結(jié)磁體。該燒結(jié)磁體的組成與普遍使用的r-t-b系合金相比，b量被限定在相對少的特定的范圍，且含有選自al、ga、cu中的1種以上的金屬元素m。其結(jié)果，在晶界處生成r2t17相，由于該r2t17相在晶界形成的富過渡金屬相(r6t13m)的體積比例增加，hcj提高。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：國際公開第2013/008756號

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的課題

在專利文獻1公開的r-t-b系稀土燒結(jié)磁體中，雖然降低dy的含量并且得到了高的hcj，但是存在br大幅降低的問題。另外，近年來，在電動汽車用電動機等的用途中要求具有更高h(yuǎn)cj的r-t-b系燒結(jié)磁體。

本發(fā)明的各種實施方式提供降低rh的含量并且具有高br和高h(yuǎn)cj的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法。

用于解決課題的方法

本發(fā)明的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法包括：

準(zhǔn)備r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的工序；

準(zhǔn)備pr-ga(pr為pr-ga合金整體的65～97質(zhì)量％，pr的20質(zhì)量％以下可以被nd置換，pr的30質(zhì)量％以下可以被dy和/或tb置換。ga為pr-ga合金整體的3質(zhì)量％～35質(zhì)量％，ga的50質(zhì)量％以下可以被cu置換?？梢院胁豢杀苊獾碾s質(zhì))合金的工序；

使上述r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面的至少一部分與上述pr-ga合金的至少一部分接觸，在真空或者非活性氣體氣氛中，在超過600℃、950℃以下的溫度實施第一熱處理的工序；和

對于實施了上述第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料，在真空或者非活性氣體氣氛中，在比實施上述第一熱處理的工序中所實施的溫度更低的溫度、且450℃以上750℃以下的溫度實施第二熱處理的工序，

其中，上述r-t-b系燒結(jié)磁體原材料含有：

r：27.5～35.0質(zhì)量％(r為稀土元素中的至少一種，必包含nd)、

b：0.80～0.99質(zhì)量％、

ga：0～0.8質(zhì)量％、

m：0～2質(zhì)量％(m為cu、al、nb、zr的至少一種)，

剩余部分包含t(t為fe或者fe和co)和不可避免的雜質(zhì)，

并且，上述r-t-b系燒結(jié)磁體原材料具有滿足后述不等式(1)的組成：

[t]/55.85＞14[b]/10.8(1)

([t]為以質(zhì)量％示出的t的含量，[b]為以質(zhì)量％示出的b的含量)。

在某個實施方式中，上述r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的ga量為0～0.5質(zhì)量％。

在某個實施方式中，上述pr-ga合金的nd含量為不可避免的雜質(zhì)含量以下。

在某個實施方式中，將實施了上述第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體以5℃/分鐘以上的冷卻速度從實施上述第一熱處理的溫度起冷卻至300℃。

在某個實施方式中，上述冷卻速度為15℃/分鐘以上。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明的實施方式，r-t-b系燒結(jié)磁體原材料邊與pr-ga合金接觸、邊受到熱處理，由此，能夠使pr和ga幾乎不向主相中擴散而是通過晶界進行擴散。pr的存在促進了晶界擴散，結(jié)果，能夠使pr和ga擴散至磁體內(nèi)部的深處。由此，能夠降低rh的含量并且得到高的br和高的hcj。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法中的工序的例子的流程圖。

圖2a是將r-t-b系燒結(jié)磁體的一部分?jǐn)U大并示意性表示的剖面圖。

圖2b是將圖2a的虛線矩形區(qū)域內(nèi)進一步擴大并示意性表示的剖面圖。

具體實施方式

本發(fā)明的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法如圖1所示，包括準(zhǔn)備r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的工序s10和準(zhǔn)備pr-ga合金的工序s20。準(zhǔn)備r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的工序s10和準(zhǔn)備pr-ga合金的工序s20的順序是任意的，也可以使用各自在不同處制造的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和pr-ga合金。

r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中含有：

r：27.5～35.0質(zhì)量％(r為稀土元素中的至少一種，必包含nd)、

b：0.80～0.99質(zhì)量％、

ga：0～0.8質(zhì)量％、

m：0～2質(zhì)量％(m為cu、al、nb、zr中的至少一種)，

且包含剩余部分t(t為fe或者fe和co)和不可避免的雜質(zhì)。

該r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中，將t的含量(質(zhì)量％)設(shè)為[t]，b的含量(質(zhì)量％)設(shè)為[b]時，滿足后述的不等式(1)。

[t]/55.85＞14[b]/10.8(1)

滿足該不等式也就意味著，b的含量少于r2t14b化合物的化學(xué)計量組成比，即，相較于形成主相(r2t14b化合物)所使用的t量，b量相對少。

pr-ga合金是65～97質(zhì)量的pr與3質(zhì)量％～35質(zhì)量％的ga的合金。其中，能夠?qū)r的20質(zhì)量％以下置換為nd。另外，也可以將pr的30質(zhì)量％以下置換為dy和/或tb。還能夠?qū)a的50質(zhì)量％以下置換為cu。pr-ga合金也可以含有不可避免的雜質(zhì)。

如圖1所示，本發(fā)明中的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法還包括：使r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面的至少一部分與pr-ga合金的至少一部分接觸，在真空或者非活性氣體氣氛中，在超過600℃、950℃以下的溫度實施第一熱處理的工序s30；和對于實施了該第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料，在真空或者非活性氣體氣氛中，在比實施上述第一熱處理的工序中所實施的溫度更低的溫度、且450℃以上750℃以下的溫度實施第二熱處理的工序s40。實施第一熱處理的工序s30在實施第二熱處理的工序s40之前進行。在實施第一熱處理的工序s30和實施第二熱處理的工序s40之間，可以進行其他的工序，例如可以進行冷卻工序、從pr-ga合金與r-t-b系燒結(jié)磁體原材料混合的狀態(tài)中將r-t-b系燒結(jié)磁體原材料取出的工序等。

1.機理

r-t-b系燒結(jié)磁體具有原料合金的粉末顆粒通過燒結(jié)而結(jié)合的構(gòu)造，由以r2t14b化合物為主的主相和位于該主相的晶界部分的晶界相構(gòu)成。

圖2a是將r-t-b系燒結(jié)磁體的一部分?jǐn)U大并示意性表示的剖面圖，圖2b是將圖2a的虛線矩形區(qū)域內(nèi)進一步擴大并示意性表示的剖面圖。圖2a中，為了參考，作為一例，將長度為5μm的箭頭記載作為表示大小的基準(zhǔn)的長度。如圖2a和圖2b所示，r-t-b系燒結(jié)磁體由以r2t14b化合物為主的主相12和位于主相12的晶界部分的晶界相14構(gòu)成。另外，如圖2b所示，晶界相14包含：2個r2t14b化合物顆粒(晶粒，grain)相鄰接的二顆粒晶界相14a；和3個r2t14b化合物顆粒相鄰接的晶界三重點14b。

作為主相12的r2t14b化合物是具有高飽和磁化和各向異性磁場的強磁性材料。因此，r-t-b系燒結(jié)磁體中，通過提高作為主相12的r2t14b化合物的存在比例，能夠提高br。為了提高r2t14b化合物的存在比例，使原料合金中的r量、t量、b量接近r2t14b化合物的化學(xué)計量比(r量：t量：b量＝2：14：1)即可。用于形成r2t14b化合物的b量或者r量低于化學(xué)計量比時，在晶界相14生成fe相或者r2t17相等的磁性體，hcj急劇降低。然而認(rèn)為：磁體組成中含有g(shù)a時，即使例如b量低于化學(xué)計量比，作為fe相和r2t17相的替代，在晶界生成r-t-ga相，從而能夠抑制hcj的降低。

然而，經(jīng)過本發(fā)明人研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，將ga添加至原料合金中的情況下，或者添加至通過粉碎原料合金形成的原料合金粉末中的情況下，不僅在晶界相14含有g(shù)a的一部分，在主相12中也含有g(shù)a的一部分，主相12的磁化降低，因此，有使br降低的情況。由此，為了得到高的br，需要抑制ga的添加量。另一方面，若ga的添加量過少，則fe相和r2t17相殘存于晶界相14，由此，使hcj降低。即，將ga在原料合金階段和/或原料合金粉末的階段添加的情況下，難以同時得到高的br和高的hcj的雙方。

為了解決上述問題而進一步進行研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過使上述的特定組成的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面的至少一部分與pr-ga合金的至少一部分接觸并進行特定的熱處理來將ga導(dǎo)入至r-t-b系燒結(jié)磁體原材料時，能夠抑制在主相12中含有g(shù)a的一部分的現(xiàn)象。還發(fā)現(xiàn)，為了使ga擴散至晶界相14，重點在于，使用以pr為主要成分的含有g(shù)a的合金，使ga和pr從燒結(jié)磁體原材料表面擴散至內(nèi)部。

如后述實施例所示，在作為pr的替代使用nd的情況下，與使用pr的情況相比，不能得到高的br和高的hcj。這被認(rèn)為是因為，在本發(fā)明的特定組成中，pr比nd更容易擴散至晶界相14中。換言之，可以認(rèn)為，與nd相比，pr向晶界相14中的浸透力更大。由于nd也容易滲透至主相12中，所以認(rèn)為，使用nd-ga合金的情況下，ga的一部分也會擴散至主相12中。這種情況下，與在合金階段或合金粉末的階段添加ga的情況相比，擴散至主相12的ga的量少。

根據(jù)本發(fā)明，通過使用pr-ga合金，能夠使pr和ga幾乎不向主相中擴散而是通過晶界進行擴散。另外，pr的存在促進了晶界擴散，結(jié)果，能夠使ga擴散至磁體內(nèi)部的深處。被認(rèn)為，由此能夠得到高的br和高的hcj。

2.用語的規(guī)定

(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和r-t-b系燒結(jié)磁體)

本發(fā)明中，將第一熱處理前和第一熱處理中的r-t-b系燒結(jié)磁體稱作“r-t-b系燒結(jié)磁體原材料”，將第一熱處理后、第二熱處理前和第二熱處理中的r-t-b系燒結(jié)磁體稱作“實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料”，將第二熱處理后的r-t-b系燒結(jié)磁體簡單稱作“r-t-b系燒結(jié)磁體”。

(r-t-ga相)

r-t-ga相是指含有r、t和ga的化合物，其典型例有r6t13ga化合物。另外，r6t13ga化合物具有l(wèi)a6co11ga3型晶體結(jié)構(gòu)。r6t13ga化合物可以是處于r6t13-δga1+δ化合物的狀態(tài)的情況。在r-t-b系燒結(jié)磁體中含有cu、al和si的情況下，r-t-ga相可以是r6t13-δ(ga1-x-y-zcuxalysiz)1+δ。

3.關(guān)于組成等的限定理由

(r)

r的含量為27.5～35.0質(zhì)量％。r為稀土元素中的至少一種，必包含nd。r少于27.5質(zhì)量％時，在燒結(jié)過程不能生成充分的液相，難以使燒結(jié)體充分致密化。另一方面，雖然r超過35.0質(zhì)量％也能夠得到本發(fā)明的效果，但是燒結(jié)體的制造工序中的合金粉末變得非?；顫?，存在合金粉末發(fā)生明顯氧化或著火等的可能性，因此，優(yōu)選為35質(zhì)量％以下。r更優(yōu)選為28質(zhì)量％～33質(zhì)量％以下，更加優(yōu)選為29質(zhì)量％～33質(zhì)量％以下。rh的含量優(yōu)選為r-t-b系燒結(jié)磁體整體的5質(zhì)量％以下。由于本發(fā)明不使用rh也能夠得到高的br和高的hcj，所以在要求更高的hcj的情況下，也能夠削減rh的添加量。

(b)

b的含量為0.80～0.99質(zhì)量％。在滿足不等式(1)的基礎(chǔ)上，對于b的含量為0.80～0.99質(zhì)量％的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料，使后述的pr-ga合金擴散，由此能夠生成r-t-ga相。b的含量少于0.80質(zhì)量％時，存在br降低的可能性，超過0.99質(zhì)量％時，存在r-t-ga相的生成量過少，使hcj降低的可能性。另外，b的一部分可以被c置換。

(ga)

從pr-ga合金擴散ga之前的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中的ga的含量為0～0.8質(zhì)量％。本發(fā)明中，通過使pr-ga合金向r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中擴散來導(dǎo)入ga，因此，將r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的ga量設(shè)為比較少的量(或者不含ga)。ga的含量超過0.8質(zhì)量％時，如上所述，由于在主相中含有g(shù)a使得主相的磁化降低，存在不能得到高的br的可能性。優(yōu)選ga的含量為0.5質(zhì)量％以下。能夠得到更高的br。

(m)

m的含量為0～2質(zhì)量％。m為cu、al、nb、zr中的至少一種，雖然為0質(zhì)量％也能夠發(fā)揮本發(fā)明的效果，但能夠以cu、al、nb、zr的合計含有2質(zhì)量％以下。通過含有cu、al，能夠提高h(yuǎn)cj。cu、al可以積極地添加，也可以利用在所使用的原料、合金粉末的制造過程中不可避免地導(dǎo)入的物質(zhì)(也可以使用作為雜質(zhì)含有cu、al的原料)。另外，通過含有nb、zr，能夠抑制在燒結(jié)時的晶粒的異常粒成長。m優(yōu)選一定含有cu，含有0.05～0.30質(zhì)量％的cu。這是因為，通過含有0.05～0.30質(zhì)量％的cu，能夠使hcj進一步提高。

(剩余部分t)

剩余部分為t(t為fe或者fe和co)，t滿足不等式(1)。以質(zhì)量比計，優(yōu)選t的90％以上為fe。fe的一部分可以被co置換。但是，co的置換量以質(zhì)量比計超過t整體的10％時，br降低，因而不優(yōu)選。進一步，本發(fā)明的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料也可以含有釹鐠合金(nd-pr)、電解鐵、硼鐵等合金中以及制造工序中通常含有的不可避免的雜質(zhì)以及少量的上述物質(zhì)以外的元素(上述r、b、ga、m、t以外的元素)。例如，也可以分別含有ti、v、cr、mn、ni、si、la、ce、sm、ca、mg、o(氧)、n(碳)、c(氮)、mo、hf、ta、w等。

(不等式(1))

通過滿足不等式(1)，b的含量少于一般的r-t-b系燒結(jié)磁體的b的含量。一般的r-t-b系燒結(jié)磁體中，為了不生成作為主相的r2t14b相以外的fe相、r2t17相，成為[t]/55.85(fe的原子量)少于14[b]/10.8(b的原子量)的組成([t]為以質(zhì)量％示出的t的含量，[b]為以質(zhì)量％示出的b的含量)。本發(fā)明的r-t-b系燒結(jié)磁體與一般的r-t-b系燒結(jié)磁體不同，以[t]/55.85(fe的原子量)多于14[b]/10.8(b的原子量)的方式用不等式(1)進行規(guī)定。此外，由于本發(fā)明的r-t-b系燒結(jié)磁體中的t以fe為主要成分，所以使用了fe的原子量。

(pr-ga合金)

pr-ga合金中，pr為pr-ga合金整體的65～97質(zhì)量％，pr的20質(zhì)量％以下可以被nd置換，pr的30質(zhì)量％以下可以被dy和/或tb置換。ga為pr-ga合金整體的3質(zhì)量％～35質(zhì)量％，ga的50質(zhì)量％以下可以被cu置換。也可以含有不可避免的雜質(zhì)。此外，本發(fā)明中的“pr的20％以下可以被nd置換”是指，將pr-ga合金中的pr的含量(質(zhì)量％)作為100％，其中的20％能夠被nd置換。例如，pr-ga合金中的pr為65質(zhì)量％(ga為35質(zhì)量％)的情況下，nd能夠進行置換至13質(zhì)量％。即，pr為52質(zhì)量％、nd為13質(zhì)量％。對于dy、tb、cu的情況也是同樣的。將pr和ga在上述范圍內(nèi)的pr-ga合金對于本發(fā)明的組成范圍的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料進行后述的第一熱處理，由此，能夠使ga通過晶界擴散至磁體內(nèi)部的深處。本發(fā)明的特征在于使用以pr為主要成分的含有g(shù)a的合金。雖然能夠?qū)r置換為nd、dy和/或tb，但是，由于各自的置換量超過上述范圍時，pr變得過少，所以不能得到高的br和高的hcj。優(yōu)選為，上述pr-ga合金的nd含量為不可避免的雜質(zhì)含量以下(大約1質(zhì)量％以下)。雖然能夠?qū)?0％以下的ga置換為cu，但是，cu的置換量超過50％時，存在hcj降低的可能性。

pr-ga合金的形狀和尺寸沒有特別限定，是任意的。pr-ga合金可以采用膜、箔、粉末、塊、顆粒等的形狀。

4.準(zhǔn)備工序

(準(zhǔn)備r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的工序)

r-t-b系燒結(jié)磁體原材料能夠利用以nd-fe-b系燒結(jié)磁體為代表的一般的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法進行準(zhǔn)備。列舉一例，能夠通過以下方法進行準(zhǔn)備：將通過薄帶連鑄法(stripcasting)等制造的原料合金，利用噴射式粉碎機(jetmill)等粉碎至1μm以上10μm以下后，在磁場中成型，在900℃以上1100℃以下的溫度進行燒結(jié)。

原料合金的粉碎粒徑(通過氣流分散式激光衍射法測定得到的體積中心值＝d50)小于1μm時，粉碎粉的制作變得非常困難，生產(chǎn)效率大幅降低，因而不優(yōu)選。另一方面，粉碎粒徑超過10μm時，最終得到的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的晶體粒徑變得過大，難以得到高的hcj，因而不優(yōu)選。r-t-b系燒結(jié)磁體原材料只要滿足上述的各條件，則既可以由一種原料合金(單一原料合金)制作，也可以使用二種以上的原料合金通過將它們混合的方法(摻混法)制作。另外，r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中，也可以含有o(氧)、n(氮)、c(碳)等存在于原料合金中或在制造工序被導(dǎo)入的不可避免的雜質(zhì)。

(準(zhǔn)備pr-ga合金的工序)

pr-ga合金能夠通過在一般的r-t-b系燒結(jié)磁體的制造方法中所采用的原料合金的制作方法，例如模具鑄造法、薄帶連鑄法、單輥超驟冷法(熔紡法)、噴散法等進行準(zhǔn)備。另外，pr-ga合金也可以是利用針磨(pinmill)等公知的粉碎裝置將通過上述得到的合金進行粉碎得到的材料。

5.熱處理工序

(實施第一熱處理的工序)

使通過上述方法準(zhǔn)備的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面的至少一部分與上述pr-ga合金的至少一部分接觸，在真空或者非活性氣體氣氛中，在超過600℃、950℃以下的溫度進行熱處理。在本發(fā)明中將該熱處理稱為第一熱處理。由此，由pr-ga合金生成含有pr、ga的液相，該液相經(jīng)由r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中的晶界從燒結(jié)原材料表面向內(nèi)部擴散導(dǎo)入。由此，能夠?qū)a與pr一同通過晶界擴散至r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的深處。第一熱處理溫度在600℃以下時，含有pr、ga的液相量過少，有得不到高的hcj的可能性，超過950℃時，有hcj降低的可能性。另外，優(yōu)選為，將實施了第一熱處理(超過600℃、940℃以下)的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料以5℃/分鐘以上的冷卻速度從實施上述第一熱處理的溫度冷卻至300℃。能夠得到更高的hcj。冷卻至300℃的冷卻速度更加優(yōu)選為15℃/分鐘以上。

第一熱處理能夠通過在r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面配置任意形狀的pr-ga合金，利用公知的熱處理裝置進行。例如能夠使用pr-ga合金的粉末層覆蓋r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面，進行第一熱處理。例如，可以將使pr-ga合金分散在分散介質(zhì)中而得到的漿料涂布在r-t-b系燒結(jié)磁體原材料表面后，使分散介質(zhì)蒸發(fā)，使pr-ga合金與r-t-b系燒結(jié)磁體原材料接觸。此外，作為分散介質(zhì)，能夠例示醇(乙醇等)、醛和酮。

(實施第二熱處理的工序)

對于實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料，在真空或者非活性氣體氣氛中，在比實施上述第一熱處理的工序中所實施的溫度更低的溫度、且450℃以上750℃以下的溫度進行熱處理。在本發(fā)明中將該熱處理稱為第二熱處理。通過進行第二熱處理，生成r-t-ga相，能夠得到高的hcj。在第二熱處理的溫度高于第一熱處理的溫度或第二熱處理的溫度為低于450℃、超過750℃的情況下，r-t-ga相的生成量過少，不能得到高的hcj。

實施例

實施例1

[r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的準(zhǔn)備]

以成為如表1的no.a-1和a-2所示的合金組成的方式稱取各元素的原料，通過薄帶連鑄法制作了合金。將得到的各合金通過氫粉碎法進行粗粉碎，得到粗粉碎粉。接著，向所得到的粗粉碎粉，將作為潤滑劑的硬脂酸鋅相對于粗粉碎粉100質(zhì)量％添加0.04質(zhì)量％，進行混合，之后，利用氣流式粉碎機(噴射式粉碎裝置)，在氮氣流中進行干式粉碎，得到粒徑d50為4μm的微粉碎粉(合金粉末)。向上述微粉碎粉，將作為潤滑劑的硬脂酸鋅相對于微粉碎粉100質(zhì)量％添加0.05質(zhì)量％，進行混合，之后在磁場中成型，得到成型體。此外，在成型裝置中，使用了磁場施加方向與加壓方向成正交的所謂垂直磁場成型裝置(橫磁場成型裝置)。將所得到的成型體在真空中、以1060℃以上1090℃以下(對于每個樣品選取通過燒結(jié)達(dá)到充分致密化的溫度)燒結(jié)4小時，得到r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。所得到的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的密度為7.5mg/m³以上。將所得到的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的成分的結(jié)果示于表1。此外，表1中的各成分利用高頻電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析法(icp-oes)測定。另外，將滿足本發(fā)明的不等式(1)的情況標(biāo)記為“○”，將不滿足的情況標(biāo)記為“×”。以下，表5、9、13、17也同樣。此外，將表1的各組成合計也不成為100質(zhì)量％。這是因為存在表1所列舉的成分以外的成分(例如o(氧)或n(氮)等)。以下，表5、9、13、17也同樣。

[表1]

[pr-ga合金的準(zhǔn)備]

以成為表2的no.a-1所示的合金組成的方式稱取各元素的原料，將這些原料溶解，通過單輥超驟冷法(熔紡法)得到帶狀或薄片狀的合金。利用研缽將所得到的合金在氬氣氛中粉碎后，使其通過網(wǎng)眼大小為425μm的篩，準(zhǔn)備pr-ga合金。將得到的pr-ga合金的組成示于表2。[表2]

[熱處理]

將表1的no.a-1和a-2的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料裁斷，進行研削加工，制成7.4mm×7.4mm×7.4mm的立方體。接下來，在no.a-1的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中，在垂直于取向方向的面(兩面)，相對于r-t-b系燒結(jié)磁體原材料100質(zhì)量部，散布pr-ga合金(no.a-1)0.25質(zhì)量部(每一面0.125質(zhì)量部)。之后，在控制為50pa的減壓氬氣氛中，以表3所示的溫度進行第一熱處理后冷卻至室溫，得到實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。進一步，對于實施了該第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和no.a-2(不進行第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料)，在控制為50pa的減壓氬氣氛中，以表3所示的溫度進行第二熱處理，制作了r-t-b系燒結(jié)磁體(no.1和2)。此外，上述冷卻(進行上述第一熱處理后冷卻至室溫)是通過向爐內(nèi)導(dǎo)入氬氣，以從進行熱處理的溫度(900℃)至300℃的平均冷卻速度為25℃/分鐘的冷卻速度進行的。平均冷卻速度(25℃/分鐘)中的冷卻速度的偏差(冷卻速度的最高值與最低值之差)為3℃/分鐘以內(nèi)。另外，利用高頻電感耦合等離子體發(fā)射光譜分析法(icp-oes)測定no.1的r-t-b系燒結(jié)磁體(使用pr-ga合金將pr、ga擴散的樣品)的組成的結(jié)果，與no.2(由于no.2中沒有使用pr-ga合金，所以是與no.a-2相同的組成)的組成等同。對于no.1和no.2，利用表面研削盤對各樣品的全部表面分別進行0.2mm的切削加工，得到7.0mm×7.0mm×7.0mm的立方體狀的樣品。

[表3]

[樣品評價]

將所得到的樣品安裝在具備有超導(dǎo)線圈的振動試樣型磁力計(vsm：東英工業(yè)制vsm-5sc-10hf)，賦予磁場至4ma/m后，一邊掃描磁場至－4ma/m，一邊測定了燒結(jié)體在取向方向的磁滯曲線。由所得到的磁滯曲線求得的br和hcj的值示于表4。

[表4]

如上所述，雖然no.1與2幾乎是相同的組成，但如表4所示，本發(fā)明的實施方式(no.1)的一方得到了高的br和高的hcj。此外，將后述的實施例也包含在內(nèi)，本發(fā)明例均得到了br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。

實施例2

以r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的組成成為表5的no.b-1所示組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。

[表5]

以pr-ga合金的組成成為表6的no.b-1和b-2所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作pr-ga合金。

[表6]

對r-t-b系燒結(jié)磁體原材料(no.b-1)與實施例1同樣地進行加工后，與實施例1的no.1同樣地向r-t-b系燒結(jié)磁體原材料散布pr-ga合金，進行第一熱處理，進一步對實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料進行第二熱處理，制作r-t-b系燒結(jié)磁體(no.3和4)。將制作條件(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和pr-ga合金的種類以及第一熱處理和第二熱處理的溫度)示于表7。此外，進行第一熱處理后冷卻至室溫的冷卻條件與實施例1相同。

[表7]

對所得到的樣品與實施例1同樣地進行加工，通過同樣的方法測定，求得br和hcj。將其結(jié)果示于表8。

[表8]

如表8所示，與使用了nd-ga合金(no.b-2)的no.4相比，使用了pr-ga合金(no.b-1)的本發(fā)明的實施方式的no.3的一方得到了高的hcj。

實施例3

以r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的組成成為表9的no.c-1～c-4所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。

[表9]

以pr-ga合金的組成成為表10的no.c-1～c-20所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作pr-ga合金。

[表10]

對r-t-b系燒結(jié)磁體原材料(no.c-1～c-4)與實施例1同樣地進行加工后，與實施例1的no.1同樣地向r-t-b系燒結(jié)磁體原材料散布pr-ga合金，進行第一熱處理，進一步對實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料進行第二熱處理，制作r-t-b系燒結(jié)磁體(no.5～25)。將制作條件(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和pr-ga合金的種類以及第一熱處理和第二熱處理的溫度)示于表11。此外，進行第一熱處理后冷卻至室溫的冷卻條件與實施例1相同。

[表11]

對所得到的樣品與實施例1同樣地進行加工，通過同樣的方法測定，求得br和hcj。將其結(jié)果示于表12。

[表12]

如表12所示，作為本發(fā)明實施方式的no.6～9、11～13、no.15～19、no.22～24得到了br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。相對于此，pr-ga合金中的ga的含量為本發(fā)明的范圍外的no.5和10或pr-ga合金的pr的nd和dy的置換量為本發(fā)明的范圍外的no.14、20、21或pr-ga合金的ga的cu的置換量為本發(fā)明的范圍外的no.25未得到br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。

實施例4

以r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的組成成為表13的no.d-1～d-16所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。

[表13]

以pr-ga合金的組成成為表14的d-1所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作pr-ga合金。

[表14]

對r-t-b系燒結(jié)磁體原材料(no.d-1～d-16)與實施例1同樣地進行加工后，與實施例1的no.1同樣地向r-t-b系燒結(jié)磁體原材料散布pr-ga合金，進行第一熱處理，進一步對實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料進行第二熱處理，制作r-t-b系燒結(jié)磁體(no.26～41)。將制作條件(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和pr-ga合金的種類以及第一熱處理和第二熱處理的溫度)示于表15。此外，進行第一熱處理后冷卻至室溫的冷卻條件與實施例1相同。

[表15]

對所得到的樣品與實施例1同樣地進行加工，通過同樣的方法測定，求得br和hcj。將其結(jié)果示于表16。

[表16]

如表16所示，作為本發(fā)明實施方式的no.27～38、no.40、41得到了br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。相對于此，r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的組成不滿足本發(fā)明的不等式(1)的no.26以及r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中的ga的含量為本發(fā)明的范圍外的no.39未得到br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。另外，從no.34～38(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中的ga的含量為0質(zhì)量％～0.8質(zhì)量％)可知，r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中的ga的含量優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以下，得到了更高的hcj(hcj≥1680ka/m)。

實施例5

以r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的組成成為表17的no.e-1所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。

[表17]

以pr-ga合金的組成成為表18的e-1和e-2所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作pr-ga合金。

[表18]

對r-t-b系燒結(jié)磁體原材料(no.e-1)與實施例1同樣地進行加工后，與實施例1的no.1同樣地向r-t-b系燒結(jié)磁體原材料散布pr-ga合金，進行第一熱處理，進一步對實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料進行第二熱處理，制作r-t-b系燒結(jié)磁體(no.42～51)。將制作條件(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和pr-ga合金的種類以及第一熱處理和第二熱處理的溫度)示于表19。此外，進行第一熱處理后冷卻至室溫的冷卻條件與實施例1相同。

[表19]

對所得到的樣品與實施例1同樣地進行加工，通過同樣的方法測定，求得br和hcj。將其結(jié)果示于表20。

[表20]

如表20所示，作為本發(fā)明實施方式的no.42～45、no.47、48、50得到了br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。相對于此，第一熱處理是本發(fā)明的范圍外的no.46以及第二熱處理是本發(fā)明的范圍外的no.49、51未得到br≥1.30t且hcj≥1490ka/m的高的磁特性。

實施例6

以r-t-b系燒結(jié)磁體原材料的組成成為表21的no.f-1和f-2所示的組成的方式進行配合，除此以外，通過與實施例1相同的方法制作r-t-b系燒結(jié)磁體原材料。

[表21]

以pr-ga合金的組成成為表22的f-1所示的組成的方式進行配合，通過與實施例1相同的方法制作pr-ga合金。

[表22]

對r-t-b系燒結(jié)磁體原材料(no.f-1和f-2)與實施例1同樣地加工后，與實施例1的no.1同樣地向r-t-b系燒結(jié)磁體原材料散布pr-ga合金，進行第一熱處理，進一步對實施了第一熱處理的r-t-b系燒結(jié)磁體原材料進行第二熱處理，制作r-t-b系燒結(jié)磁體(no.52和53)。將制作條件(r-t-b系燒結(jié)磁體原材料和pr-ga合金的種類以及第一熱處理和第二熱處理的溫度)示于表23。此外，進行上述第一熱處理后冷卻至室溫的冷卻是，通過向爐內(nèi)導(dǎo)入氬氣，以從進行熱處理的溫度(900℃)至300℃的平均冷卻速度為10℃/分鐘的冷卻速度進行的。平均冷卻速度(10℃/分鐘)中的冷卻速度的偏差(冷卻速度的最高值與最低值之差)為3℃/分鐘以內(nèi)。

[表23]

對所得到的樣品與實施例1同樣地進行加工，通過同樣的方法測定，求得br和hcj。將其結(jié)果示于表24。

[表24]

如表24所示，在r-t-b系燒結(jié)磁體原材料中含有比較多的tb和dy的(4％)情況下，作為本發(fā)明實施方式的no.52和53得到了高的磁特性。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明能夠制作高殘留磁通量密度、高頑磁力的r-t-b系燒結(jié)磁體。本發(fā)明的燒結(jié)磁體適合用于暴露在高溫下的混合動力車搭載用電動機等的各種電動機、家電制品等。

符號說明

12包含r2t14b化合物的主相

14晶界相

14a二顆粒晶界相

14b晶界三重點