[发明专利]稀土永久磁石及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土永久磁石及其制造方法，特别涉及对结晶粒进行微细化来提高矫顽力的技术。

背景技术

作为由Nd-Fe-B系合金构成的永久磁石的制造方法，已知有在将单晶的合金粉末填充于模具中的状态下，使磁场取向，然后，进行成型和烧结的粉末冶金法。但是，在粉末冶金法中，存在着若使原料粉末微细化，则由于比表面积增加，而导致用于防止氧化的处置变得复杂这样的不便，在通过对烧结磁石的结晶粒进行微细化来提高矫顽力的方面存在着极限。

作为粉末冶金法以外的制造方法，存在下述方法：对通过将熔液骤冷而得到的合金粉末实施热处理，并与树脂一同固化成型，由此制成各向同性粘结磁石的方法；或利用热压，对通过将熔液骤冷而得到的合金粉末进行热压缩成型，从而得到各向同性块状磁石的方法，等；例如在专利文献1中公开了，通过对该各向同性块状磁石实施热加工，得到各向异性块状磁石的方法。

专利文献1：日本特开昭60-100402号公报

专利文献2：日本特开昭63-196014号公报

专利文献3：日本特开平2-4941号公报

发明内容

发明要解决的问题

如上所述，据认为在使用对熔液骤冷而得到的合金粉末来制造的Nd-Fe-B系合金永久磁石中，微细的结晶粒与矫顽力的体现密切相关，但已知，在制造方法中的例如热塑性加工等施加热的工序中，结晶粒生长，与此相伴矫顽力下降。但是，至今为止，提出了如专利文献2中记载的那样添加Ti、Zr、Hf等过渡金属元素单质、如专利文献3中记载的那样添加HfB₂等硼化物，来抑制结晶粒粗大化和使组织均质化的方案，但是并没有报告通过添加碳化物来微细化的方法。其主要理由是由于下述要因：若添加碳化物，则会形成Nd₂Fe₁₄C或Nd₂C₃，或主相Nd₂Fe₁₄B的元素被C置换，由此会使磁石成分减少从而饱和磁化降低。

因此，本发明的目的在于提供一种稀土永久磁石及其制作方法，其中，所述稀土永久磁石通过含有碳化物，能够在不使磁石成分减少的情况下将结晶粒微细化，由此可以在不降低饱和磁化的情况下提高矫顽力。

用于解决问题的手段

本发明人对能够以所谓的钉扎效应来抑制结晶粒的生长的化合物反复进行了深入研究。并且，对Nb、Mo、Cr及Hf与B、C及Si形成的化合物进行了探讨，结果着眼于用于碳化物生成反应的能量较低的HfC。推测由于HfC的生成能低，因此形成Nd₂Fe₁₄C或Nd₂C₃或主相Nd₂Fe₁₄B的元素被C置换的可能性低，基于这样的推测反复进行实验，结果得到下述见解：若以某一范围含有预定粒径的HfC颗粒，则可以抑制由加热引起的结晶粒的生长，同时不会与主相Nd₂Fe₁₄B形成化合物。

本发明的稀土永久磁石是基于上述见解完成的，其特征在于，其为在R-Fe-B系合金(R：稀土元素)中分散有0.2～3.0atom％的、平均粒径为5～100nm的HfC颗粒的稀土永久磁石。

另外，本发明的稀土永久磁石的制作方法的特征在于，该制造方法具备下述工序：对含有0.2～3.0atom％的、平均粒径为5～100nm的HfC颗粒的R-Fe-B系合金(R：稀土元素)的熔液进行骤冷，从而得到非晶质或平均结晶粒径为5μm以下的磁石材料的工序；和将所述磁石材料在受热下进行塑性加工，从而赋予磁各向异性的工序。

以下，将本发明的数值限定的依据与本发明的作用一同进行说明。需要说明的是，在以下的说明中，“％”表示“atom％”。

HfC：0.2～3.0％

HfC的含量小于0.2％时，则钉扎效应不充分，在加热下结晶粒变得容易生长。另一方面，若HfC的含量超过3.0％，则作为磁石成分的主相的比例减少，饱和磁化降低。因此，使HfC的含量为0.2～3.0％。需要说明的是，HfC的含量进一步优选为0.6％以上。

HfC的平均结晶粒径：5～100nm