[发明专利]R-T-B-Ga系磁体用原料合金及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及可用作稀土磁体的原料的合金及其制造方法。更详细而言，涉及在用作原料的稀土磁体中能够提高磁特性同时能够降低磁特性的偏差的R-T-B-Ga系磁体用原料合金及其制造方法。

背景技术

作为稀土磁体用合金，有磁特性优异的R-T-B系合金。该R-T-B系合金的制造中大多使用薄带连铸法。

基于薄带连铸法的R-T-B系合金的制造例如可以通过以下步骤来进行。

(a)将原料装入坩埚中，通过加热而熔解，制成R-T-B系合金熔液。

(b)将该熔液介由中间包供给至内部具有流通冷媒的结构的骤冷辊的外周面上来进行骤冷。由此，使熔液凝固而铸造成薄带状的合金带(ribbon)。

(c)将所铸造的薄带状的合金带破碎而制成合金片。

(d)将所得合金片冷却。

此处，为了防止R-T-B系合金的氧化，上述(a)～(d)的步骤通常在减压下或非活性气体气氛下进行。

通过这样的步骤制造出的R-T-B系合金具有主相与富R相共存的合金晶体组织。主相为结晶相，由R₂T₁₄B相形成，富R相中浓缩有稀土元素。另外，主相为有助于磁化作用的强磁性相，富R相为不会有助于磁化作用的非磁性相。

另外，R-T-B系合金可用作烧结磁体、粘结磁体的原料。其中，R-T-B系烧结磁体具有高的磁能积((BH)max)和高的矫顽力(Hcj)，适用于各种用途。

R-T-B系烧结磁体例如可以通过以下工艺来制造。

(1)将R-T-B系合金的合金片进行氢解碎(粗粉碎)后，利用喷射式粉碎机等进行微粉碎而制成微粉。

(2)将所得微粉在磁场中进行加压成形，制成压粉体。

(3)使加压成形了的压粉体在真空中进行烧结后，对烧结体实施热处理(回火)，从而可以得到R-T-B系烧结磁体。

近年来，对这样制造的R-T-B系烧结磁体要求更高的矫顽力。为了符合该要求，因此，通过在R-T-B系合金中以其含有率的0.05～0.2质量％左右添加Ga，从而推进了改善磁特性的努力。通过将添加有Ga的R-T-B系合金用作原料，能够改善所得烧结磁体的矫顽力而不会使磁能积减少。

关于Ga在该烧结磁体用的R-T-B系合金中的添加，一直以来提出了各种方案，例如有专利文献1～8。专利文献1涉及一种R-Fe-Co-B-Ga-M系烧结磁体，其规定了Ga添加量。另外，专利文献1中，通过添加Ga来改善矫顽力，作为其理由而记载了：由于存在于Fe-Co-B-Ga-M系烧结磁体的晶界的柔软的磁性相即BCC相，居里温度上升，钉扎效应(pinning effect)变得显著。

另外，专利文献2涉及R-Fe-Co-Al-Nb-Ga-B系烧结磁体、专利文献3涉及R-Fe-Nb-Ga-Al-B系烧结磁体、专利文献4涉及R-Fe-V-Ga-Al-B系烧结磁体。在这些专利文献2～4中，作为改善矫顽力而无损磁能积的方法，记载了含有重稀土元素Dy来增补磁特性的平衡。

然而，在实际的添加有Ga的R-T-B系烧结磁体的制造中，所得烧结磁体的磁特性的偏差处处可见，这成为问题。作为该包含Ga的R-T-B系烧结磁体中的磁特性的偏差的主要原因，可认为主要是在烧结和热处理中元素扩散存在偏差或者被粉碎的微粉在批次间存在偏差之类的在烧结磁体的制造工序中产生的偏差。但是，在包含Ga的R-T-B系烧结磁体中，关于Ga对微观的合金晶体组织造成的影响，尚有很多不明确的方面，要求降低磁特性的偏差。

专利文献5涉及R-T-B系烧结磁体，其记载了：通过在烧结磁体的主相与富R相的界面具有重稀土元素RH的浓度高的区域，从而提高烧结磁体的剩余磁通密度和矫顽力。这样的专利文献5中，作为R-T-B系合金的添加元素，可列举出Ga。

另外，专利文献6涉及R-T-B系烧结磁体，其记载了：通过在烧结磁体的表面以覆盖富R相的方式具备含有稀土元素和氧的含非晶质层，即使在高温下也会发挥出充分的耐蚀性。这样的专利文献6中，作为R-T-B系合金的添加元素，可列举出Ga。

专利文献7涉及R-T-B系磁体用原料合金，其记载了：通过使R-T-B系合金具备富R相的附近浓缩有Dy的区域，在得到烧结磁体时会提高矫顽力。这样的专利文献7中公开了包含Ga的R-T-B系合金。

但是，这些专利文献5～7中，针对在成为磁体用原料的R-T-B系合金中添加Ga而带来的作用效果、对合金晶体组织造成的影响没有任何记载。