[发明专利]R-T-B系稀土类烧结磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及R-T-B系稀土类烧结磁铁。

背景技术

R-T-B系稀土类烧结磁铁由于具有高的磁特性，因此使用在HDD(硬盘驱动器)用音圈电机(Voice Coil Motor)等各种电机以及发电机等中。近年来，相应于对环境问题的关心的提高，混合动力车、风力发电的需求急速地扩大。伴随着这样的趋势，人们追求电机或发电机的高性能化，并要求开发具有比现有技术更优良的磁特性的R-T-B系稀土类烧结磁铁。

混合动力车、风力发电中所使用的R-T-B系稀土类烧结磁铁在温度变化大的环境下使用。为了使其即使在这样的环境下长时间使用也不损失磁特性，需要针对不可逆热减磁的对策。因此，在R-T-B系稀土类烧结磁铁中，有必要提高作为抵抗减磁的力的指标的矫顽力。

作为提高矫顽力的方法，已提出了把R-T-B系稀土类烧结磁铁中起到表现出磁力的作用的R₂T₁₄B相(主相)的R的一部分变成由Dy、Tb等的重稀土元素取代的组成。然而，像这样，R的一部分由重稀土元素构成的主相与R由Nd、Pr等的轻稀土元素构成的主相不同，磁化机制变化成亚铁磁性。因此，饱和磁化变小，其结果是，作为永久磁铁的磁力强度的指标的剩磁通密度降低。另外，由于Dy、Tb等的重稀土元素非常昂贵，因此大量的使用这些会导致成本增加。

作为提高矫顽力的其他方法，例如，如日本专利第3921399号的说明书所记载的那样，已提出了抑制使作为主相的晶粒的粗大化的方法，或控制晶粒界上的Cu含有量的方法。

发明内容

然而，由于现有的R-T-B系稀土类烧结磁铁的矫顽力不充分，因此有必要进行结晶粒径的微细化或通过添加元素来对晶界进行改质，并且增加重稀土元素的使用量来提高矫顽力。特别地，由于混合动力车等所具备的R-T-B系稀土类烧结磁铁在高温或温度变化大的环境下使用，因此，有必要维持高矫顽力，难以减少重稀土元素的使用量。

本发明是鉴于上述问题而作出的，其目的在于提供一种即使不增加重稀土元素的使用量也具有足够高的矫顽力的R-T-B系稀土类烧结磁铁。

为了达到上述目的，本发明人专心研究R-T-B系稀土类烧结磁铁的热处理条件对烧结体的组织的影响，尝试通过控制烧结体的组织来改善磁特性。其结果是，发现了：通过调整含有规定元素的烧结体的热处理条件，具有R_L、T、M₁作为构成元素的特定化合物会析出，从而解决上述技术问题。

即，本发明提供一种R-T-B系稀土类烧结磁铁，其含有包含R₂T₁₄B的晶粒作为主相，且在晶界三相点具有R_L-T-M₁系化合物。其中，R表示稀土元素，T表示选自Fe、Co和Cu中的至少一种元素，B表示硼元素，R_L表示轻稀土元素，并且M₁表示选自铝(Al)、锌(Zn)和镓(Ga)中的至少一种元素。

根据上述本发明的R-T-B系稀土类烧结磁铁，由于在晶界三相点具有R_L-T-M₁系化合物，因此，可以充分地提高矫顽力。虽然矫顽力提高的原因未必明确，但是认为主要原因是：与具有Fe、Co作为构成元素的化合物是软磁性的情况相对，该R_L-T-M₁系化合物不具有磁性。另外，由于R_L-T-M₁系化合物具有轻稀土元素(R_L)作为构成元素，因此，在R-T-B系稀土类烧结磁铁含有重稀土元素的情况下，在晶界处生成的R富集相中重稀土元素相对于轻稀土元素的比率相对地变高，这也被认为是重要因素。

本发明的R-T-B系稀土类烧结磁铁，优选地，在晶界三相点具有包含R_L-T-M₁系化合物的板状结晶。通过包含这样的板状结晶，可以提高R-T-B系稀土类烧结磁铁的强度。再有，该板状结晶更优选含有R_L-T-M₁系化合物作为主成分。

本发明的R-T-B系稀土类烧结磁铁，优选地，在其截面中，包含R_L-T-M₁系化合物的各个板状结晶的面积相对于晶界三相点的面积的比为0.01～0.22。通过以这样的面积比含有包含R_L-T-M₁系化合物的板状结晶，可以进一步地提高R-T-B系稀土类烧结磁铁的矫顽力。