[发明专利]R‑T‑B系烧结磁铁

说明书

技术领域

本发明涉及以稀土元素(R)、将Fe或者Fe和Co作为必须的至少1种以上的铁族元素(T)以及硼(B)作为主成分的R-T-B系烧结磁铁。

背景技术

由于R-T-B系烧结磁铁具有优异的磁特性，因此被用于硬盘驱动器的音圈电动机(VCM)、搭载于混合动力汽车上的电动机等各种电动机或家电产品等。

为了提高R-T-B系烧结磁铁的磁特性的研究开发也在积极地进行。例如，在专利文献1中，报告了通过在R-T-B系稀土类永久磁铁中添加0.02～0.5at％的Cu，从而磁特性提高，并且热处理条件也得到了改善。然而，专利文献1所记载的方法在得到高性能磁铁所要求的高磁特性、具体来说为高的矫顽力(HcJ)以及剩余磁通密度(Br)方面不充分。

为了将R-T-B系烧结磁铁进一步制成高性能的磁铁而需要降低合金中的氧量。但是，如果降低合金中的氧量，则在烧结工序中容易引起异常晶粒生长，由此引起矩形比的降低或进一步引起矫顽力的大幅度降低。由于合金中的氧形成的氧化物抑制晶粒的生长，因此通过降低合金中的氧量而容易引起异常晶粒生长。

于是，作为提高磁特性的方法，探讨了在含有Cu的R-T-B系烧结磁铁中添加新的元素的方法。在专利文献2中，报告了为了得到高的矫顽力以及剩余磁通密度而添加Zr和/或Cr。

同样地在专利文献3中，报告了通过在含有Co、Al、Cu，并且进一步含有Zr、Nb或Hf的R-T-B系稀土类永久磁铁中均匀地分散微细的ZrB化合物、NbB化合物或者HfB化合物并使之析出，从而抑制烧结过程中的晶粒生长，并且改善磁特性和烧结温度范围。

另一方面，最近为了减少资源稀少的Dy或Tb等重稀土元素的使用量而使用了通过将R-T-B系烧结磁铁中的结晶颗粒微细化来提高矫顽力的方法。然而，为了将烧结磁铁中的主相颗粒微细化，需要将原料的微粉碎粉末的粒度细化，如果将微粉碎粉末的粒度细化，则有变得容易引起烧结时的异常晶粒生长的倾向。因此，在作为原料使用了粒度细的微粉碎粉末的情况下，需要将烧结温度设定为低温进行长时间的烧结，从而导致生产性的大幅度降低。作为为了使用这样的粒度细的微粉碎粉末在与现有的方法同样的条件下进行烧结的方法之一，认为要进一步增加作为异常晶粒生长抑制效果高的元素的Zr的添加量。然而，伴随Zr添加量的增大会有剩余磁通密度降低、得不到作为原本目的的高特性的技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平1-219143号公报

专利文献2：日本特开2000-234151号公报

专利文献3：日本特开2002-75717号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

本发明是鉴于这样的实际状况而完成的，其目的在于提供一种通过将磁特性的降低抑制到最小限度并且抑制晶粒生长从而具有高磁特性的R-T-B系烧结磁铁。

解决技术问题的手段

为了达到上述目的，本发明者们对用于通过Zr添加来抑制晶粒生长的必要的条件进行了探讨。其结果，虽然一直以来认为通过在烧结磁铁中的晶界析出ZrB等的Zr化合物从而抑制了晶粒生长，但是发现即使在主相颗粒中存在Zr也能够同样地表现晶粒生长抑制效果。进一步，发现了通过做成主相颗粒的周缘部的Zr的质量浓度比主相颗粒的中心部的Zr质量浓度低的结构，可以得到高的剩余磁通密度和矫顽力。

关于其机理还没有完全判明，不过认为是如下所述。即，在如现有地在晶界析出Zr化合物的情况下，由于仅晶界的非磁性相的比例增加，因此剩余磁通密度降低，但是通过如本发明那样在主相颗粒中存在Zr，从而能够抑制晶界的非磁性相的增加，并且能够抑制剩余磁通密度的降低。另一方面，如果在主相颗粒中存在Zr，则Zr在R-T-B系化合物中固溶，各向异性磁场变小，从而有矫顽力变得容易降低的倾向。但是，认为如本发明那样，在制成使主相颗粒的周缘部的Zr浓度比中心部低的构成的情况下，通过在主相颗粒表面附近抑制这样的各向异性磁场的降低，并且抑制了在主相颗粒表面的反磁化核的产生，从而可以抑制矫顽力降低，并且与异常晶粒生长抑制效果相结合得到了高矫顽力。