[发明专利]R-T-Cu-Mn-B系烧结磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及尤其是适用于电动机用途的具有高的矫顽力且耐热性优异的稀土元素-过渡金属-硼(R-T-B)系烧结磁铁。

背景技术

在永久磁铁的开发中，最困难的一点是如何显现矫顽力。这一点在R-T-B系烧结磁铁中也没有改变，即使现在，对于矫顽力显现的机制也仍然正在进行锐意的研究。

在实际应用上，公知的提高R-T-B系烧结磁铁的矫顽力的方法有几种。其中一种方法是例如专利文献1所示的在稀土元素的一部分中使用重稀土尤其是Dy、Tb的方法。但是，Dy、Tb是稀少且昂贵的元素，而且在大量添加时，在原料合金制造时对主相的形成产生弊害，因此添加量存在限度。

另外，对用于提高矫顽力的除稀土元素之外的添加元素也进行了种种研究，通常应用例如专利文献2所示的Al添加、例如专利文献3所示的Cu添加，这些元素是不改善强磁性相即R₂T₁₄B型化合物的磁性性质，对磁铁的金属组织的改善有效的元素，即使少量添加也能够改善矫顽力。尤其是Cu具有在R-T-B系烧结磁铁中大幅地缓和通常进行的烧结后的热处理条件的效果。认为这是由于Cu以膜状分布于主相和晶界相的界面，由此消除主相外部的微小缺陷。但是，存在大量添加Cu时反而导致剩磁降低，矫顽力也降低的缺点。因此，Cu的添加量受到制约，只能获得有限的效果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭60-34005号公报

专利文献2：日本特开昭59-89401号公报

专利文献3：日本特开平1-219143号公报

发明内容

发明要解决的课题

以最近的环境问题、能量问题、资源问题为背景，高性能磁铁的需要日益增高。另一方面，作为高性能磁铁的代表的R-T-B系烧结磁铁，其主要原料稀土元素依赖于来自特定地域的供给，而且在高矫顽力型R-T-B系烧结磁铁中，在现有技术下，其中还需要大量使用稀少且昂贵的Tb、Dy等。

另一方面，在R-T-B系烧结磁铁中，如果将作为主相的R₂T₁₄B型化合物的结晶粒径微细化，则能够提高矫顽力，这对于本领域技术人员而言是理所当然可以预想到的，但是，即使例如将粉碎粒度微细化，也不太能够提高矫顽力。其原因考虑为，通过组织微细化而增加主相和晶界相的界面的结果使得对晶界相的改善有效的Al、Cu等晶界相改质有效元素相对不足，因此，难以获得添加元素所带来的矫顽力提高效果。另外，也预测到存在由于原料粉末的微细化导致表面能量增加，所以反而导致了烧结时晶粒异常成长等问题。

在添加Cu的情况下，当增加添加量时，与应该形成主相的R成分结合生成R-Cu化合物，因此，存在主相的比率减少、剩磁B_r降低的问题。因此，在现有技术中不能增加添加量。

本发明的目的是为了提高R-T-B系烧结磁铁的矫顽力而提供一种能够在现有技术的基础上增加Cu添加量的技术，尤其是提供一种在将烧结组织微细化的情况下有效地发挥作用的技术。

解决课题的方法

本发明的R-T-Cu-Mn-B系烧结磁铁包括：

R：12.0原子％以上，15.0原子％以下，在此，R是含有Y的稀土元素，R中的50原子％以上是Pr和/或Nd；

B：5.5原子％以上、6.5原子％以下；

Cu：0.08原子％以上、0.35原子％以下；

Mn：0.04原子％以上、不足0.2原子％；

M：2原子％以下(包括0原子％)，在此，M是Al、Ti、V、Cr、Ni、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Sn、Hf、Ta、W、Au、Pb、Bi中的1种中或2种以上；

T：剩余部分，在此，T是Fe或者Fe和Co，在T是Fe和Co的情况下，Co为T的20原子％以下。

在某优选的实施方式中，主相是R₂T₁₄B型化合物。

在某优选的实施方式中，主相的结晶粒径以圆相当径计，为12μm以下。

在某优选的实施方式中，具有以圆相当径计为8μm以下的结晶粒径的主相所占的面积率为主相整体的70％以上。

在某优选的实施方式中，具有以圆相当径计为5μm以下的结晶粒径的主相所占的面积率为主相整体的80％以上。

发明的效果

在R-T-B系烧结磁铁中，通过添加规定量的Mn，与现有技术相比能够增加Cu添加量，其结果，能够提高矫顽力。该效果在将烧结组织微细化的情况下，发挥更有效的作用。

附图说明