[发明专利]稀土烧结磁铁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及R-Fe-B系稀土磁铁及其制造方法。

背景技术

以往，作为R-Fe-B系稀土磁铁的稀土元素R，主要使用Nd和/或Pr。其理由是因为这些稀土元素带来特别优良的磁特性。

最近，R-Fe-B系磁铁的用途日益扩大，Nd或Pr的消耗量急剧地增加，因此在谋求作为贵重资源的Nd或Pr的有效利用的同时，强烈地要求将R-Fe-B系磁铁的材料成本降低。

减少Nd或Pr的消耗量的最简单的方法是用与Nd或Pr具有同样作用的稀土元素取代Nd或Pr。但是，已知，如果在R-Fe-B系稀土磁铁中添加Nd或Pr以外的稀土元素，磁化等的磁特性会劣化，迄今为止，在R-Fe-B系稀土磁铁的制造中，几乎没有使用过Nd或Pr以外的稀土元素。

例如，如果在原料中和Nd一起添加作为一种稀土元素的钇(Y)，将该原料熔化、凝固而制作R-Fe-B系合金，Y就进入合金的主相中。已知R-Fe-B系合金的主相，本来具有正方晶的R₂Fe₁₄B型结晶结构，其R在以Nd或Pr(以及取代其的Dy或Tb等)构成时显示最高磁化。构成这样的主相的R₂Fe₁₄B型结晶结构的R，如果用Y等稀土元素取代其一部分或者全部，磁化就大大降低。

在Proc.16th lnter.Workshop on Rare Earth Magnets and theirApplications，2000.P99中报告了和Nd或Pr一起添加作为一种稀土元素的Ce的R-Fe-B系磁铁。根据该报告，由于添加Ce，残留磁通密度B_r单调地减少。

从以上可知，必须尽可能地避免在原料中添加Nd或Pr(以及取代其的Dy或Tb等)以外的降低磁化的稀土元素R。

一方面，Nd或Pr不仅构成主相，而且也存在于晶界相中，在进行烧结工序时，具有形成液相的重要作用。但是，存在于晶界相中的Nd或Pr在烧结工序中，虽然具有重要的作用，但在晶界相中也形成非磁性相，对磁化的提高没有任何帮助。换言之，作为原料投入的Nd或Pr的某些部分常常消耗于非磁性相的形成，对磁特性没有直接的帮助。

为了有效地利用Nd或Pr、高效地发挥优良的磁特性，优选使Nd或Pr的大部分进入R₂Fe₁₄B型结晶相内。但是，目前还不存在这样的技术。

另一方面，为了改善R-Fe-B系稀土磁铁的耐热性，通过向原料合金中添加Co，用Co取代具有正方晶的R₂Fe₁₄B型结晶结构的主相中的Fe的一部分。如果用Co取代Fe的一部分，主相的居里温度就上升，因而即使在更高的温度环境下，也能够发挥优良的磁铁特性。

近年来，在汽车用电动机等领域，已经需要更高特性的磁铁，要求使用比铁氧体磁铁具有更高特性的R-Fe-B系稀土磁铁。但是，在象汽车用电动机那样的高温环境下使用，R-Fe-B系稀土磁铁的耐热性是不够的，迫切要求进一步提高其耐热性。

为了进一步提高R-Fe-B系稀土磁铁的耐热性，认为优选添加更多的Co。但是，添加在原料合金中的Co，不仅在烧结磁铁的主相中取代Fe，而且也存在于晶界相中，因此形成NdCo₂化合物(或PrCo₂化合物)。即，添加的Co的一部分，不用于取代Fe，而是在晶界相中白白消耗掉。进而，该NdCo₂化合物是强磁性体，因而也发生使烧结磁铁的矫顽磁力降低的问题。因此，仅单纯地增加Co添加量，不能用Co有效地取代主相中的Fe，并且，通过增加上述化合物，大大降低了R-Fe-B系稀土磁铁的矫顽磁力。

发明内容

本发明是鉴于上述事实而完成的，其目的在于，提供降低在晶界相中构成非磁性相的Nd或Pr的量，而且显示优良磁特性的稀土烧结磁铁及其制造方法。

本发明的另一目的在于，提供通过使添加的Co高效地进入主相，而发挥优良的磁特性的稀土烧结磁铁及其制造方法。