稀土類燒結磁體的製作方法

2023-12-05 04:40:56 1

專利名稱：稀土類燒結磁體的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有改進的耐腐蝕性的稀土類燒結磁體。
背景技術：
具有R-T-B (R為稀土元素，T為包括!^e或!^e和Co的一種或多種過渡金屬元素) 組成的稀土類永磁體為具有包括主相和晶界相的結構的永磁體，所述主相包含組成式為 R2T14B的Ii2T14B相，所述晶界相包含其中R的含量大於I^2T14B的含量的富R相。此類稀土類磁體發揮優異的磁性如高的矯頑力HcJ。在特別需要高性能的電動機等如用於驅動硬碟驅動器(HDD)頭、電車和混合動力車的音圈電動機(VCM)中，將R-T-B稀土類永磁體用作高性能永磁體。稀土類永磁體在其組成中包含R，因而具有高的活性。然而，R容易被氧化從而具有低的耐腐蝕性，因此，進行各種研究以改進耐腐蝕性。典型地，稀土類磁體的表面鍍覆鎳 (Ni)或其它材料以提高耐腐蝕性。為了使得通過鍍覆或其它方法塗布的稀土類磁體更可靠，改進稀土類永磁體本身的耐腐蝕性是極其重要的。研究了通過典型地添加元素如Co和Cu作為改進耐腐蝕性的元素來改進稀土類磁體的耐腐蝕性。通常地，例如，日本特開專利公布2003-31409公開了一種稀土類燒結磁體，其中在晶界三叉點中存在的富R相周圍形成包含原子重量比為30%-60%的Co和Cu的中間相， 在所述晶界三叉點中多個晶界會聚。因而，抑制在晶界三叉點的富R相中的R被氧化，從而改進耐腐蝕性。然而，通過用包含Co和Cu的中間相簡單地覆蓋在晶界三叉點中存在的富R相的外周並不能充分地抑制腐蝕的進行，這是因為晶界三叉點包括高比例的富R相。換言之，在晶界三叉點中通過用中間相覆蓋富R相的外周來抑制R的氧化朝向晶界相的內部進行。然而，當在磁體表面上的三叉點區域中出現針孔等時，晶界三叉點中通過用中間相簡單地覆蓋富R相併不能充分地抑制R的氧化，這是因為晶界三叉點包括高比例的富R相。結果，不能抑制R的氧化朝向晶界相的內部進行。近年來，已經將稀土類燒結磁體日益用於汽車或工業設備等中，因此，為了提供還更穩定地適於此類應用的稀土類燒結磁體，要求稀土類燒結磁體的耐腐蝕性優異。

發明內容
根據本發明一個方面的稀土類燒結磁體包括主相、晶界相和晶界三叉點，所述主相包括I^2T14B相晶粒，其中R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括!^e或者!^e和Co的一種或多種過渡金屬元素，並且B是B或者B和C ；在所述晶界相中R的含量大於I^2T14B 相的含量；所述晶界三叉點被三種以上的主相包圍。所述晶界三叉點包括含有R為90 原子％以上的富R相和含有Co、Cu和60原子％ -90原子％的R的R75相。滿足關係式 0. 05彡(Co+Cu)/R < 0. 5，其中(Co+Cu)/R是以原子百分比計的包含在所述R75相中的R、 Co和Cu的組成比。在稀土類燒結磁體的橫截面上，晶界三叉點橫截面積中的富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60%以上。通過閱讀本發明目前的優選實施方案的以下詳細描述，當與附圖一起考慮時，本發明的上述以及其它特徵、優點和技術以及工業意義將被更好地理解。


圖1為根據本發明一個實施方案的稀土類燒結磁體在晶界三叉點附近的示意圖；圖2為常規的稀土類燒結磁體在晶界三叉點附近的示意圖；圖3為根據本實施方案的經鍍覆的稀土類燒結磁體的橫截面示意圖；圖4為用於生產根據本實施方案的稀土類燒結磁體的方法的流程圖；圖5為實施例1的稀土類燒結磁體的組成圖；圖6為使用電子探針顯微分析儀(EPMA)的在實施例1的稀土類燒結磁體中Cu的觀察結果；圖7為使用EPMA的在實施例1的稀土類燒結磁體中Co的觀察結果；圖8為比較例1的稀土類燒結磁體的組成圖；圖9為使用EPMA的在比較例1的稀土類燒結磁體中Cu的觀察結果；圖10為使用EPMA的在比較例1的稀土類燒結磁體中Co的觀察結果；圖11為使用掃描透射電子顯微鏡-能量色散X-射線光譜儀(STEM-EDS)的在實施例1的稀土類燒結磁體中Nd的觀察結果；圖12為使用STEM-EDS的在實施例1的稀土類燒結磁體中Co的觀察結果；圖13為使用STEM-EDS的在實施例1的稀土類燒結磁體中Cu的觀察結果；圖14為使用STEM-EDS的在比較例1的稀土類燒結磁體中Nd的觀察結果；圖15為使用STEM-EDS的在比較例1的稀土類燒結磁體中Co的觀察結果；圖16為使用STEM-EDS的在比較例1的稀土類燒結磁體中Cu的觀察結果；圖17為根據本實施方案使用不飽和壓力鍋試驗(PCT)機獲得的耐腐蝕性的測量結果的圖；圖18為示出根據本實施方案的通量(flux)的測量結果的圖。
具體實施例方式以下將詳細描述適於進行本發明的實施方案(下文中，稱作實施方案)。本發明不限於在以下實施方案和實施例中描述的特徵。在實施方案和實施例中的組分包括本領域熟練技術人員能夠容易想到的組分、實質上相同的組分和所謂均等範圍的組分。此外，在實施方案和實施例中描述的組分可以適當組合或者可以適當選擇使用。稀土類燒結磁體根據本實施方案的稀土類燒結磁體是使用R-T-B合金形成的燒結體。根據本實施方案的稀土類燒結磁體包括主相(晶粒)、晶界相和晶界三叉點，所述主相包括其晶粒組成由組成式I^2T14B表示的Ii2T14B相(R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括!^e或者 Fe和Co的一種或多種過渡金屬元素，並且B是B或者B和C)；在所述晶界相中R的含量大於I^2T14B相的含量；所述晶界三叉點被三種以上的主相包圍。所述晶界三叉點包括含有R 為90原子％以上的富R相，和含有Co、Cu和60原子％ -90原子％的R的R75相。在晶界三叉點中，以原子百分比計的包含在所述R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu)/R滿足以下關係式(1)，在橫截面上的晶界三叉點橫截面積中，富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60%以上。0. 05 ^ (Co+Cu) /R < 0. 5 (1)R表示一種或多種稀土元素。稀土元素意指屬於長周期型周期表的第3族的k、Y 和鑭系元素。鑭系元素的實例包括La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。 稀土元素分為輕稀土元素和重稀土元素。重稀土元素包括Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。 輕稀土元素包括除重稀土元素以外的稀土元素。考慮到生產成本和磁性性能，R優選包括Nd。T表示包括Fe或者Fe和Co的一種或多種過渡金屬元素。T可以僅為Fe，並且部分狗可以用Co代替。當部分狗用Co代替時，可以改進溫度性能而不劣化磁性性能。期望將Co含量抑制在狗含量的20質量％以下。這是因為當部分狗用Co代替以致Co含量變得大於狗含量的20質量％時，可能劣化磁性性能。此外，稀土類燒結磁體變得昂貴。除 7 Fe 和 Co 之外，T 可以進一步包括元素如 Al、Ga、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Hf、 Ta和W的至少一種。根據本實施方案的稀土類燒結磁體的晶界相包括其中Nd含量大於R2T14B相含量的富R相、其中Co含量大於Ii2T14B相含量的富Co相以及其中Cu含量大於主相含量的富 Cu相。除了富R相之外，晶界相還可以包括具有高B含量的富B相。晶粒的晶粒尺寸為約 1 μ m-100 μ m。在根據本實施方案的稀土類燒結磁體中的R含量優選在25質量％ -35質量％，並且更優選在觀質量％ -33質量％的範圍內。B含量在0. 5質量％ -1. 5質量％，並且優選在 0.8質量％ -1.2質量％的範圍內。除了 Co和Cu之外，餘量為T。Co含量優選在0. 6質量％ -3. 0質量％，更優選在0. 7質量％ -2. 8質量％，並且進一步優選在0.8質量％ -2. 5質量％的範圍內。這是因為當Co含量落入低於0.6質量％ 時，不能獲得根據本實施方案的改進耐腐蝕性的效果。另一方面，當Co含量超過3. 0質量％ 時，稀土類燒結磁體的磁性性能會劣化從而導致成本增加。因此，通過保持Co含量在優選的上述範圍內，能夠保持磁性性能並能夠改進耐腐蝕性。Cu含量優選在0.05質量％ -0.5質量％，更優選在0.06質量％ -0.4質量％，並且進一步優選在0.07質量％ -0.3質量％的範圍內。這是因為當Cu含量落入低於0.05質量％時，不能獲得改進稀土類燒結磁體的耐腐蝕性的效果。另一方面，當Cu含量超過0. 5 質量％時，稀土類燒結磁體的磁性性能會劣化。因此，通過保持Cu含量在優選的上述範圍內，能夠保持磁性性能並能夠改進耐腐蝕性。在根據本實施方案的稀土類燒結磁體中，晶界三叉點形成有主相。所述晶界三叉點包括包含含量大於I^2T14B相含量的R、Co和Cu的相。圖1為根據本實施方案的稀土類燒結磁體在晶界三叉點附近的示意圖，和圖2為常規的稀土類燒結磁體在晶界三叉點附近的示意圖。如在圖1和2中所示，所述晶界三叉點包括R45相、R75相和富R相。所述R45相是包含R為35原子％ -55原子％、優選為40原子％ -50原子％和進一步優選約45原子％ 的相。所述R75相是包含R為60原子％ -90原子％、優選為70原子％ -80原子％和進一步優選為約75原子％的相。所述富R相是其中R含量大於R75相中的含量並且大於90原子％的相。如在圖1中所示，根據本實施方案的稀土類燒結磁體的晶界三叉點包括高比例的R75相。相比之下，如在圖2中所示，常規的稀土類燒結磁體的晶界三叉點包括高比例的富R相。在根據本實施方案的稀土類燒結磁體的R75相中，包含在所述R75相中的R、Co和 Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計滿足以下關係式O)，優選地，以下關係式(3)，並且更優選地以下關係式G)。0. 05 彡(Co+Cu) /R < 0. 50 (2)0. 10 ^ (Co+Cu) /R ^ 0. 40 (3)0. 20 彡(Co+Cu) /R 彡 0. 30 (4)這是因為當組成比(Co+Cu)/R不高於0. 05時，多餘的富R相殘留在晶界三叉點， 因此，不能改進稀土類燒結磁體的耐腐蝕性。另一方面，當組成比(Co+Cu)/R超過0.5時， 稀土類燒結磁體的磁性性能劣化。因此，組成比(Co+Cu)/R滿足關係式( 從而使得在晶界三叉點中的R含量降低並且Co和Cu含量增加。因此，可以保持磁性性能並能夠改進耐腐蝕性。相比之下，如在圖2中所示，常規的稀土類燒結磁體的晶界三叉點包括高比例的富R相，因此，R含量大並且Co和Cu含量小。因此，在晶界三叉點的R75相中包含的R、Co 和Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計不高於0. 05。在燒結體橫截面上的晶界三叉點橫截面積中富Co區域與富Cu區域重疊的面積優選為60%以上，並且更優選70%以上。當富Co區域與富Cu區域重疊的面積落入小於60% 時，高比例的富R相殘留在晶界三叉點的區域，結果，稀土類燒結磁體的耐腐蝕性如上所述劣化。當富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60%以上時，存在於晶界相中基本相同區域中的R、Co和Cu的比例增加從而使得進一步改進耐腐蝕性。典型地，鍍覆稀土類燒結磁體的表面。然而，當鍍覆常規的稀土類燒結磁體的表面時，由於鍍覆液和晶界相之間的反應產生的氫導致進行稀土類燒結磁體表面上的腐蝕反應。此外，通量相應於在稀土類燒結磁體表面上形成的鍍層的膜厚度而減少。圖3為經鍍覆的稀土類燒結磁體的橫截面示意圖。如在圖3中所示，稀土類燒結磁體10的整個表面用M鍍膜11覆蓋。當稀土類燒結磁體10的表面用M鍍膜11覆蓋時， 稀土類燒結磁體10的厚度A和在兩側處的Ni鍍膜11的厚度B的總和為實際產品的厚度 C。在產品中，產品的厚度C設為恆定的，並且稀土類燒結磁體10用具有預定的膜厚度X的 Ni鍍膜11覆蓋。結果，稀土類燒結磁體10的通量相應於當鍍覆稀土類燒結磁體10的表面時發生的稀土類燒結磁體10表面的腐蝕和形成於稀土類燒結磁體10表面上的Ni鍍膜11 的膜厚度X而減少。在稀土類燒結磁體10鍍覆M鍍膜11前後的通量值的差稱作通量損失，並且在通過將稀土類燒結磁體10鍍覆M鍍膜11而使通量減少的M鍍膜11的厚度稱作鍍膜厚度損失。
在根據本實施方案的稀土類燒結磁體中，所述晶界三叉點包括高比例的R75相； 包含在R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計滿足關係式O)；在燒結體橫截面上的晶界三叉點橫截面積中，富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60%以上。 因此，改進耐腐蝕性。因此，即使當將根據本實施方案的稀土類燒結磁體表面鍍覆從而被覆蓋時，存在於晶界三叉點處的富R相的量也降低，並且包含高比例的Co和Cu的相增加。因此，認為能夠抑制由於鍍覆液和晶界相之間的反應產生的氫引起的腐蝕反應的進行。因此， 可以改進稀土類燒結磁體的耐腐蝕性。這可以降低在稀土類燒結磁體和鍍層之間接觸部分處的損害，從而使得抑制稀土類燒結磁體消磁(demagnetization)。此外，即使當鍍覆稀土類燒結磁體的表面時，也可以抑制在鍍覆開始的早期階段中產生的通量降低。儘管通量通過在稀土類燒結磁體的表面上形成鍍膜而相應於鍍膜的膜厚度減少， 但當鍍覆根據本實施方案的稀土類燒結磁體的表面時，可以抑制在鍍覆開始的早期階段中產生的通量降低。因此，能夠抑制在鍍覆前後稀土類燒結磁體的通量值的差(通量損失)。Ni鍍膜11可以用作稀土類燒結磁體10的塗層並且可以是以Ni、Ni_B或Ni-P等形式包含Ni而形成的鍍膜。Ni鍍膜11也可以為由除Ni以外的金屬形成的金屬鍍膜。由除Ni以外的金屬形成的金屬鍍膜用包含Cu、Zn、Cr、Sn、Ag、Au和Al中的至少一種作為主要組分的層形成。這些鍍膜可以通過例如電鍍(electroplating)和化學鍍(electroless plating)形成。鍍膜優選通過電鍍形成。鍍膜可以藉助通過電鍍形成鍍膜而在稀土類燒結磁體10上容易地形成。與通過真空蒸發或其它方法形成鍍膜相比，電鍍使得鍍膜以再現性以低成本安全地形成。根據本實施方案的稀土類燒結磁體是通過例如加壓成型成形為預定的期望形狀獲得的。稀土類燒結磁體10的形狀不特別限定，並且可以根據要使用的模具形狀，例如根據平板狀、柱狀、環狀截面或其它形狀的稀土類燒結磁體形狀而改變。根據本實施方案的稀土類燒結磁體使用包含R-T-B合金的稀土類燒結磁體，但是本實施方案不限於此。例如，用於稀土類結合磁體的配混物(組合物)可以通過捏合R-T-B 稀土合金粉末和樹脂粘結劑生產，並且將通過使獲得的用於稀土類結合磁體的配混物成形為預定形狀生產的稀土類結合磁體用作稀土類燒結磁體。在根據本實施方案的稀土類燒結磁體中，所述晶界三叉點包括包含Co、Cu和R為 60原子％ -90原子％的R75相，並且包含在R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu)/R以原子百分比計滿足上述關係式。此外，在橫截面上的晶界三叉點的橫截面積中富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60%以上。因此，根據本實施方案的稀土類燒結磁體能夠改進耐腐蝕性，並且通過抑制在鍍覆開始的早期階段中產生的通量的減少可以抑制在形成鍍膜之後稀土類燒結磁體的通量損失。稀土類燒結磁體的生產方法參考附圖以下描述具有如上所述結構的稀土類燒結磁體的合適的生產方法。在本實施方案中，主相合金粉末包括R12i^el4B(Rl至少包括Nd並且為除了 Dy之外的一種或多種稀土元素)和不可避免的雜質並且不包括Co或Cu。晶界相合金粉末包括R2 (R2至少包括Dy並且為除了 Nd之外的一種或多種稀土元素)、Fe、Co和Cu。以下描述根據本實施方案的稀土類燒結磁體的生產方法，其使用主相合金粉末和晶界相合金粉末。圖4為根據本發明實施方案的稀土類燒結磁體的生產方法的流程圖。如在圖4中所示，根據本實施方案的稀土類燒結磁體的生產方法包括以下工序。a)用於製備主相合金和晶界相合金的合金製備工序(步驟Sll)b)用於粉碎主相合金和晶界相合金的粉碎工序(步驟S12)c)用於混合主相合金粉末和晶界相合金粉末的混合工序(步驟S13)d)用於成形混合粉末的成形工序(步驟S14)e)用於燒結成型體的燒結工序(步驟S15)f)用於將燒結體進行時效處理的時效處理工序(步驟S16)g)用於冷卻燒結體的冷卻工序(步驟S17)h)用於拋光稀土類燒結磁體的拋光工序(步驟S18)i)用於鍍覆稀土類燒結磁體表面的鍍覆工序(步驟S19)合金製備工序步驟Sll在真空或者惰性氣體如Ar氣的惰性氣體氣氛中澆鑄原料金屬從而獲得主相合金和晶界相合金(步驟Sll)。在本實施方案中，調整主相合金以致Rl含量在27質量％ -33質量％的範圍內，B含量在0.8質量％-1.2質量％範圍內，並且餘量為!^e。調整晶界相合金以致R2含量在25質量％-50質量％範圍內，Co含量在5質量％-50質量％範圍內，和Cu含量在0. 3質量％ -10質量％範圍內。可以將稀土金屬或稀土合金、純鐵、硼鐵和其合金等用作原料金屬。用於澆鑄原料金屬的方法的實例包括鑄錠法(ingot castingmethod)、帶坯連鑄法(strip casting method)、絞接式H法(bookmold method)禾口離造法(centrifugal casting method)。當在獲得的原料合金中出現凝固偏析(solidification segregation) 時，如果需要，將合金進行均勻化處理。原料合金的均勻化處理在真空或惰性氣體氣氛中在溫度為700°C -1500°C下進行1小時以上。由此，將稀土類磁體用合金熔融以致均勻化。粉碎工序步驟S12在合金製備工序(步驟Sll)下生產主相合金和晶界相合金之後，將主相合金和晶界相合金單獨粉碎(步驟Si》。可以將主相合金和晶界相合金一起粉碎，但是考抑制組成偏離，更優選分別粉碎。所述粉碎工序(步驟S12)包括用於粉碎以致晶粒尺寸達到約數百微米的粗碎工序(步驟S12-1)和用於細碎以致晶粒尺寸達到約數微米的細碎工序 (步驟 S12-2)。粗碎工序步驟S12-1將主相合金和晶界相合金單獨粗碎以致晶粒尺寸達到約數百微米(步驟S12-1)。 由此，獲得主相合金和晶界相合金的粗碎粉末。在粗碎中，在主相合金和晶界相合金中吸收氫，接著，釋放氫以進行氫解吸附從而粗碎主相合金和晶界相合金。使用搗碎機(stamp mill)、顎式破碎機(jaw crusher)、布勞恩研磨機(Braim mill)和類似的裝置在惰性氣體氣氛中進行粗碎。為了獲得高的磁性性能，在從粉碎工序(步驟S12)至燒結工序(步驟S15)的各個工序中的氣氛優選處於低氧濃度。氧含量通過在各個生產工序中的氣氛的控制、包含在原料中的氧量的控制或其它方法來調節。在各個工序中的氧濃度優選不高於3000ppm。細碎工序步驟S12-2在將主相合金和晶界相合金在粗碎工序(步驟S12-1)中粗碎之後，將主相合金和晶界相合金的粗碎粉末細碎以致晶粒尺寸達到約數微米(步驟S121)。由此，獲得主相合
8金和晶界相合金的經粉碎粉末。主要將噴射式磨機(jet mill)用於細碎，並且粉碎主相合金和晶界相合金的粗碎粉末以致平均晶粒尺寸達到約數微米。噴射式粉碎是藉助以下的粉碎方法在高壓下通過窄的噴嘴釋放惰性氣體(例如，隊氣)從而產生高速氣流；用該高速氣流將主相合金和晶界相合金的粗碎粉末加速從而導致在主相合金和晶界相合金的粗碎粉末之間的碰撞或者與目標或者容器壁的碰撞。在將主相合金和晶界相合金的粗碎粉末細碎時添加粉碎助劑如硬脂酸鋅和油酸醯胺，由此，可以獲得在成形期間具有高取向性的細碎粉末。混合工序步驟S13在細碎工序(步驟S121)中生產主相合金粉末和晶界相合金粉末之後，將主相合金粉末和晶界相合金粉末在低氧氣氛中混合(步驟Si； )。由此，獲得混合粉末。所述低氧氣氛形成為例如惰性氣體氣氛如隊氣或Ar氣氣氛。主相合金粉末和晶界相合金粉末的共混比以質量比計優選為80 20-97 3、更優選90 10-97 3。當在粉碎工序(步驟Si》中將主相合金和晶界相合金一起粉碎時的共混比與當將主相合金和晶界相合金分別粉碎時的共混比一樣。因此，主相合金粉末和晶界相合金粉末的共混比以質量比計優選為80 20-97 3、更優選90 10-97 3。成形工序步驟S14將通過在混合工序(步驟SB)中混合主相合金粉末和晶界相合金粉末而獲得的混合粉末成形(步驟S14)。將混合粉末填充在裝配有電磁體的模具中，接著在通過施加磁場將結晶軸取向的狀態下在磁場中成形。由此，獲得成型體。將獲得的成型體沿特定的方向取向，由此，獲得具有更強的磁各向異性的稀土類燒結磁體10。該在磁場中的成形優選在約0. 7t/cm2-l. 5t/cm2(70MPa-150MPa)的壓力下在1. 2tesla以上的磁場中進行。要施加的磁場不限於靜態磁場並且可以是脈衝磁場。靜態磁場和脈衝磁場也可以組合使用。所述成型體通過例如加壓成型成形為期望的預定形狀。通過成形稀土合金粉末獲得的成型體的形狀不特別限定，可以根據要使用的模具的形狀改變，例如根據平板狀、柱狀、環狀橫截面或其它形狀的稀土類燒結磁體的形狀改變。當主相合金粉末和晶界相合金粉末的混合粉末成形為期望的預定形狀時，通過施加磁場成形的成型體可以成形為沿特定方向取向。由此，稀土類燒結磁體沿特定方向取向， 結果，獲得具有更強的磁各向異性的稀土類燒結磁體。燒結工序步驟S15在成形工序(步驟S14)中在磁場中成形混合粉末之後，將獲得的成型體在真空或者在惰性氣體氣氛中燒結(步驟S15)。燒結溫度需要根據各種條件如組成、粉碎方法、晶粒尺寸和粒度分布(granular variation)來調節，所述燒結例如在900°C-1200°C範圍下進行1小時-10小時。由此，獲得燒結體。時效處理工序步驟S16將通過在燒結工序(步驟SK)中燒結成型體獲得的燒結體進行時效工序(步驟 S16)。所述時效處理工序(步驟S16)是用於調節稀土類燒結磁體的磁性性能的工序，所述稀土類燒結磁體是通過將在燒結時獲得的燒結體維持在低於燒結時的溫度下以調節燒結體的結構的終產品。在時效處理中，處理條件根據要進行的時效處理的次數適當調整。例如，2階段加熱在700°C _900°C的溫度下1小時-3小時，並且進一步在500°C _700°C的溫度下1小時-3小時，或者1階段加熱在約600°C的溫度下1小時-3小時。冷卻工序步驟S17在將燒結體在時效處理工序(步驟S16)中進行時效處理之後，將燒結體在用Ar 氣加壓的狀態下快速冷卻(步驟S17)。由此，可以獲得根據本實施方案的稀土類燒結磁體。 冷卻速度不特別限定並且優選等於或大於30°C /分鐘。拋光工序步驟S18使用球磨機對在冷卻工序(步驟S17)中獲得的根據本實施方案的稀土類燒結磁體進行滾桶拋光約2小時以倒角(chamfered)(步驟S18)。獲得的稀土類燒結磁體可以通過切成期望尺寸或通過將表面平滑化而具有預定的形狀。鍍覆工序步驟S19在將稀土類燒結磁體在拋光工序(步驟S18)中拋光之後，將根據本實施方案的稀土類燒結磁體的表面使用硝酸蝕刻預定時間。接著，將根據本實施方案的稀土類燒結磁體的表面鍍覆Ni以在其上形成Ni鍍膜(步驟S19)。如上所述，在根據本實施方案的稀土類燒結磁體中，所述晶界三叉點包括含有Co、 Cu和60原子％ -90原子％ R的R75相，包含在所述R75相中的R、Co和Cu的組成比(Co+Cu) / R以原子百分比計在預定範圍內。此外，在橫截面上的晶界三叉點橫截面積中，富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60%以上。由此，可以減少包括在晶界三叉點中的富R相。因此， 可以改進根據本實施方案的稀土類燒結磁體的耐腐蝕性。認為能夠抑制晶界組分被鍍覆液腐蝕從而吸收氫，由此可以抑制在鍍覆開始的早期階段中產生的通量的減少。因此，即使當 Ni鍍膜形成於根據本實施方案的稀土類燒結磁體表面上時，也可以抑制獲得的稀土類燒結磁體的通量損失。結果，可以降低由於Ni鍍膜導致的鍍膜厚度損失，從而能夠生產具有高的磁性性能的稀土類燒結磁體。包含在稀土類燒結磁體中的C量根據在生產工序中要使用的粉碎助劑的種類和添加量等調整。包含在稀土類燒結磁體中的N量根據原料合金的種類和量以及當原料合金在氮氣氣氛下粉碎時的粉碎條件等調整。在主相合金和晶界相合金的粉碎中，氫吸收在主相合金和晶界相合金中，接著，將氫釋放從而進行粗碎，但是本實施方案不限於此。例如，主相合金粉末和晶界相合金粉末可以通過藉助所謂的S化分解·脫S再結合(hy drogenation decompositiondesorption recombination) (HDDR)法粉碎主相合金和晶界相合金而獲得。所述HDDR法是通過以下使得晶體細化的方法在氫氣中加熱原料(起始合金)以將原料進行氫化分解(HD)並且接著將其進行脫氫再結合(DR)。根據本實施方案的稀土類燒結磁體的適合的實施方案如上所述，但是根據本實施方案的稀土類燒結磁體不限於此。可以對根據本實施方案的稀土類燒結磁體作出各種變化和改性以及各種組合而不偏離本發明的宗旨。稀土類燒結磁體也類似地適用於永磁體以外的應用。實施例參考實施例和比較例以下描述本發明的細節，但是本發明不限於實施例。1.稀土類燒結磁體的生產實施例1
生產具有預定組成的主相合金1和晶界相合金1以生產具有預定磁體組成的 Nd-Fe-B燒結磁體。表1示出主相合金1和晶界相合金1的組成和Nd-Fe-B燒結磁體的磁體組成。具有示於表1的組成的主相合金1和晶界相合金1通過帶坯連鑄法生產。將主相合金1和晶界相合金1的混合物在室溫下進行氫吸收處理並且接著在Ar氣氛中在600°C下進行氫解吸處理1小時，從而將主相合金1和晶界相合金1粗碎。將作為粉碎助劑的0. 1 重量％油酸醯胺添加至經粗碎的主相合金1和晶界相合金1中，並且將混合物通過噴射式磨機細碎，從而生產具有平均晶粒尺寸為約4. 0 μ m的細粉末。將獲得的主相合金粉末和晶界相合金粉末在低氧氣氛中以95 5的質量比混合，從而生產混合粉末。將獲得的混合粉末在磁場中在1. 5tesla的施加磁場和1. 2ton/cm2的成型壓力下成型從而生產成型體。將獲得的成型體在真空中在1040°C下保持4小時以進行燒結。接著，在Ar氣氛中進行時效處理以進行熱處理，從而獲得燒結體。以兩階段進行時效處理。將燒結體維持在800°C下1 小時並且接著維持在550°C下1小時。從在Ar氣氛中完成燒結至時效處理第一階段的降溫工序(從1040°C至800°C )期間的冷卻速度為50°C /分鐘。從時效處理第一階段至第二階段的降溫工序(從800°C至550°C )期間的冷卻速度為50°C /分鐘。使用球磨機對通過時效處理獲得的稀土類燒結磁體進行滾桶拋光2小時以倒角。接著，使用硝酸進行蝕刻期望的時間，然後進行M鍍覆。
權利要求
1.一種稀土類燒結磁體，其包括主相，所述主相包括I^2T14B相晶粒，其中R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括 Fe或者狗和Co的一種或多種過渡金屬元素，並且B是B或者B和C ； 晶界相，在所述晶界相中，R的含量大於所述I^2T14B相的含量；和晶界三叉點，所述晶界三叉點被三種以上的主相包圍，其中所述晶界三叉點包括含有90原子％以上的R的富R相，和含有Co、Cu和60原子％ -90 原子％的1 的R75相，滿足0.05彡(Co+Cu)/R<0. 5，其中(Co+Cu)/R是以原子百分比計的包含在所述R75 相中的R、Co和Cu的組成比，以及在所述稀土類燒結磁體的橫截面上，所述晶界三叉點的橫截面積中的富Co區域與富 Cu區域重疊的面積為60%以上。
2.根據權利要求1所述的稀土類燒結磁體，其中在磁體組成中的R的含量為25質量％ -35質量％。
3.根據權利要求1所述的稀土類燒結磁體，其中在磁體組成中的Co的含量為0.6質量％ -3. 0質量％。
4.根據權利要求1所述的稀土類燒結磁體，其中在磁體組成中的Cu的含量為0.05質量％ -0. 5質量％。
全文摘要
本發明涉及稀土類燒結磁體。所述稀土類燒結磁體包括主相、晶界相和晶界三叉點，所述主相包括R2T14B相晶粒，其中R是包括Nd的一種或多種稀土元素，T是包括Fe或者Fe和Co的一種或多種過渡金屬元素，並且B是B或者B和C；在所述晶界相中，R的含量大於R2T14B相的含量；所述晶界三叉點被三種以上的主相包圍。所述晶界三叉點包括含有Co、Cu和60原子％-90原子％的R的R75相。滿足關係式0.05≤(Co+Cu)/R＜0.5。在晶界三叉點的橫截面積中，富Co區域與富Cu區域重疊的面積為60％以上。
文檔編號H01F1/053GK102376407SQ20111021275
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者國枝良太, 早川拓馬 申請人:Tdk株式會社