[發明專利]R-T-B-Ga系磁體用原料合金及其制造方法

有效

• 申請號: 201380008046.1
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN104114305B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 佐口明彥;禰宜教之;米村光治
• 申請（專利權）人: 和歌山稀土株式會社
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;C22C38/00;H01F1/057
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

技術領域

本發明涉及可用作稀土磁體的原料的合金及其制造方法。更詳細而言，涉及在用作原料的稀土磁體中能夠提高磁特性同時能夠降低磁特性的偏差的R-T-B-Ga系磁體用原料合金及其制造方法。

背景技術

作為稀土磁體用合金，有磁特性優異的R-T-B系合金。該R-T-B系合金的制造中大多使用薄帶連鑄法。

基于薄帶連鑄法的R-T-B系合金的制造例如可以通過以下步驟來進行。

(a)將原料裝入坩堝中，通過加熱而熔解，制成R-T-B系合金熔液。

(b)將該熔液介由中間包供給至內部具有流通冷媒的結構的驟冷輥的外周面上來進行驟冷。由此，使熔液凝固而鑄造成薄帶狀的合金帶(ribbon)。

(c)將所鑄造的薄帶狀的合金帶破碎而制成合金片。

(d)將所得合金片冷卻。

此處，為了防止R-T-B系合金的氧化，上述(a)～(d)的步驟通常在減壓下或非活性氣體氣氛下進行。

通過這樣的步驟制造出的R-T-B系合金具有主相與富R相共存的合金晶體組織。主相為結晶相，由R₂T₁₄B相形成，富R相中濃縮有稀土元素。另外，主相為有助于磁化作用的強磁性相，富R相為不會有助于磁化作用的非磁性相。

另外，R-T-B系合金可用作燒結磁體、粘結磁體的原料。其中，R-T-B系燒結磁體具有高的磁能積((BH)max)和高的矯頑力(Hcj)，適用于各種用途。

R-T-B系燒結磁體例如可以通過以下工藝來制造。

(1)將R-T-B系合金的合金片進行氫解碎(粗粉碎)后，利用噴射式粉碎機等進行微粉碎而制成微粉。

(2)將所得微粉在磁場中進行加壓成形，制成壓粉體。

(3)使加壓成形了的壓粉體在真空中進行燒結后，對燒結體實施熱處理(回火)，從而可以得到R-T-B系燒結磁體。

近年來，對這樣制造的R-T-B系燒結磁體要求更高的矯頑力。為了符合該要求，因此，通過在R-T-B系合金中以其含有率的0.05～0.2質量％左右添加Ga，從而推進了改善磁特性的努力。通過將添加有Ga的R-T-B系合金用作原料，能夠改善所得燒結磁體的矯頑力而不會使磁能積減少。

關于Ga在該燒結磁體用的R-T-B系合金中的添加，一直以來提出了各種方案，例如有專利文獻1～8。專利文獻1涉及一種R-Fe-Co-B-Ga-M系燒結磁體，其規定了Ga添加量。另外，專利文獻1中，通過添加Ga來改善矯頑力，作為其理由而記載了：由于存在于Fe-Co-B-Ga-M系燒結磁體的晶界的柔軟的磁性相即BCC相，居里溫度上升，釘扎效應(pinning?effect)變得顯著。

另外，專利文獻2涉及R-Fe-Co-Al-Nb-Ga-B系燒結磁體、專利文獻3涉及R-Fe-Nb-Ga-Al-B系燒結磁體、專利文獻4涉及R-Fe-V-Ga-Al-B系燒結磁體。在這些專利文獻2～4中，作為改善矯頑力而無損磁能積的方法，記載了含有重稀土元素Dy來增補磁特性的平衡。

然而，在實際的添加有Ga的R-T-B系燒結磁體的制造中，所得燒結磁體的磁特性的偏差處處可見，這成為問題。作為該包含Ga的R-T-B系燒結磁體中的磁特性的偏差的主要原因，可認為主要是在燒結和熱處理中元素擴散存在偏差或者被粉碎的微粉在批次間存在偏差之類的在燒結磁體的制造工序中產生的偏差。但是，在包含Ga的R-T-B系燒結磁體中，關于Ga對微觀的合金晶體組織造成的影響，尚有很多不明確的方面，要求降低磁特性的偏差。

專利文獻5涉及R-T-B系燒結磁體，其記載了：通過在燒結磁體的主相與富R相的界面具有重稀土元素RH的濃度高的區域，從而提高燒結磁體的剩余磁通密度和矯頑力。這樣的專利文獻5中，作為R-T-B系合金的添加元素，可列舉出Ga。

另外，專利文獻6涉及R-T-B系燒結磁體，其記載了：通過在燒結磁體的表面以覆蓋富R相的方式具備含有稀土元素和氧的含非晶質層，即使在高溫下也會發揮出充分的耐蝕性。這樣的專利文獻6中，作為R-T-B系合金的添加元素，可列舉出Ga。

專利文獻7涉及R-T-B系磁體用原料合金，其記載了：通過使R-T-B系合金具備富R相的附近濃縮有Dy的區域，在得到燒結磁體時會提高矯頑力。這樣的專利文獻7中公開了包含Ga的R-T-B系合金。

但是，這些專利文獻5～7中，針對在成為磁體用原料的R-T-B系合金中添加Ga而帶來的作用效果、對合金晶體組織造成的影響沒有任何記載。