[发明专利]R-(Fe,Co)-B烧结磁体及制造方法

说明书

本发明涉及R‑(Fe,Co)‑B烧结磁体及制造方法。具体地，提供了一种基本上由12‑17原子％的R(含有Nd和Pr)、0.1‑3原子％的M₁(通常为Si)、0.05‑0.5原子％的M₂(通常为Ti)、B、和余量的Fe组成的R‑(Fe,Co)‑B基烧结磁体，其含有R₂(Fe,Co)₁₄B为主相，具有至少10kOe的矫顽力。磁体在晶界三联点处包含M₂硼化物相，并且具有主相被晶界相覆盖的核/壳结构。该晶界相由非晶和/或纳米晶的R’‑(Fe,Co)‑M₁’相组成，该R’‑(Fe,Co)‑M₁’相基本上由25‑35原子％的含有Pr的R’、2‑8原子％的M₁’(通常为Si)、至多8原子％的Co和余量的Fe构成。R’‑(Fe,Co)‑M₁’相对主相的覆盖率为至少50％，并且粒间晶界相具有至少50nm的宽度。

相关申请的交叉引用

该非临时申请根据35U.S.C.§119(a)要求2015年11月18日在日本提交的专利申请号2015-225300的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及在高温下具有高矫顽力的R-(Fe,Co)-B基烧结磁体及其制备方法。

背景技术

虽然下文称为Nd磁体的Nd-Fe-B烧结磁体被认为是对于节能和性能改进所必要的功能材料，但其应用范围和生产量每年都在扩大。由于许多应用遇到热环境，因此纳入其中的Nd磁体必须具有耐热性以及高的剩磁。另一方面，由于Nd磁体的矫顽力容易在升高的温度下显著降低，因此必须充分增加室温下的矫顽力，以在工作温度下保持一定的矫顽力。

作为提高Nd磁体的矫顽力的手段，用Dy或Tb替代作为主相的Nd₂Fe₁₄B化合物中的Nd的一部分是有效的。对于这些元素，在地球上的资源储量少，运转中的商业采矿区域有限，并且涉及地缘政治风险。这些因素表明价格不稳定或很大波动的风险。在这些情况下，需要开发一种新的方法和具有高矫顽力的新R-(Fe,Co)-B磁体组合物，其包括使Dy和Tb的含量最小化。

从这个观点出发，已经提出了几种方法。专利文献1中公开了一种R-(Fe,Co)-B基烧结磁体，其具有的组成为：12-17原子％的R(其中R表示钇和稀土元素中的至少两种，并且必然含有Nd和Pr)、0.1-3原子％的Si，5-5.9原子％的B、0-10原子％的Co以及余量的Fe(前提是最多3原子％的Fe可以被至少一种选自Al、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、Hf、Ta、W、Pt、Au、Hg、Pb和Bi的元素替代)，其含有作为主相的R₂(Fe,(Co),Si)₁₄B金属间化合物，并且表现出至少10kOe的矫顽力。此外，该磁体不含富B相，并且基于整个磁体包含至少1体积％的R-Fe(Co)-Si晶界相,该晶界相基本上由25-35原子％的R、2-8原子％的Si、最多8原子％的Co和余量的Fe组成。在烧结或后烧结的热处理期间，烧结磁体至少在从700℃至500℃的温度范围内以0.1至5℃/分钟的速率冷却，或者在多个阶段中冷却，该多个阶段包括在冷却过程中在一定温度下保持至少30分钟，由此在晶界中产生R-Fe(Co)-Si晶界相。

专利文献2公开了具有低硼含量的Nd-Fe-B合金。通过烧结起始材料并冷却烧结产物低于300℃，由该合金制备永磁体。冷却降到800℃的步骤是在△T1/△t15K/分钟的平均冷却速率下。

专利文献3公开了一种R-T-B磁体，其包含主要由R₂Fe₁₄B构成的主相和含有比该主相多的R的晶界相，该晶界相含有具有高稀土浓度的晶界相(富R相)和具有低稀土浓度和高过渡金属浓度的晶界相(过渡金属富集相)。通过在800至1200℃下烧结和在400至800℃下热处理来制备该R-T-B稀土烧结磁体。