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DE102017203074A1 - Permanentmagnet auf R-T-B Basis - Google Patents

Permanentmagnet auf R-T-B Basis Download PDF

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DE102017203074A1
DE102017203074A1 DE102017203074.7A DE102017203074A DE102017203074A1 DE 102017203074 A1 DE102017203074 A1 DE 102017203074A1 DE 102017203074 A DE102017203074 A DE 102017203074A DE 102017203074 A1 DE102017203074 A1 DE 102017203074A1
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Germany
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rtb
based sintered
permanent magnet
contained
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DE102017203074.7A
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English (en)
Inventor
Masashi Miwa
Takurou IWASA
Tamotsu Ishiyama
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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Abstract

Ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis umfasst Hauptphasenkörner bestehend aus einer R2T14B Verbindung. R ist ein Seltenerdmetall. T ist ein oder mehrere Eisengruppenelemente, im Wesentlichen umfassend Fe oder Fe und Co. B ist Bor. Der Magnet enthält wenigstens C, Ga und M, gewählt aus einer Gruppe aus Zr, Ti und Nb, zusätzlich zu R, T und B. B ist mit 0,71 Masse-% bis 0,88 Masse-% enthalten. C ist mit 0,15 Masse-% bis 0,34 Masse-% enthalten. Ga ist mit 0,40 Masse-% bis 1,40 Masse-% enthalten. M ist mit 0,25 Masse-% bis 2,50 Masse-% enthalten. Eine Formel (1) 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 und eine Formel (2) 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 sind erfüllt, wobei [B], [C] und [M] jeweils ein B-, C- und M-Gehalt in Atom-% sind.

Description

  • Hintergrund der Erfindung
  • 1. Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Permanentmagneten auf R-T-B Basis, dessen Hauptbestandteile ein Seltenerdmetall (R), wenigstens eine oder mehrere Arten eines Eisenelements, im Wesentlichen enthaltend Fe oder Fe und Co (T), und Bor (B) sind.
  • 2. Beschreibung des Standes der Technik
  • Permanentmagneten auf R-T-B Basis besitzen ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und werden daher für Haushaltsgeräte, verschiedene Arten von Motoren, wie Voice Coil Motoren (VCM, Tauchspulenmotoren) von Festplatten und Motoren, welche in Hybridfahrzeugen eingesetzt werden, und dergleichen verwendet. Wenn der Permanentmagnet auf R-T-B Basis für den Motor oder ähnliches verwendet wird, muss er eine ausgezeichnete Wärmebeständigkeit aufweisen, um auf eine Gebrauchsumgebung mit hoher Temperatur zu reagieren und muss des Weiteren eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweisen.
  • Als ein Verfahren die Koerzitivfeldstärke (HcJ) des Permanentmagneten auf R-T-B Basis zu verbessern, wird das Seltenerdmetall R, für das hauptsächlich ein leichtes Seltenerdmetall aus Nd, Pr etc. eingesetzt wird, teilweise mit einem schweren Seltenerdmetall aus Dy, Tb etc. substituiert, um die magnetische Kristallanisotropie der R2T14B Phasen zu verbessern. Es ist schwer, einen Magneten mit einer ausreichend großen Koerzitivfeldstärke herzustellen, damit er für Motoren eingesetzt werden kann, ohne dass ein schweres Seltenerdmetall verwendet wird.
  • Dy und Tb sind jedoch seltener in der Ausbeute und teurer als Nd und Pr. In den letzten Jahren hat sich die Versorgungsinstabilität von Dy und Tb, aufgrund der rasch wachsenden Nachfrage an Permanentmagneten auf R-T-B Basis mit hoher Koerzitivfeldstärke unter Verwendung einer großen Menge an Dy und Tb, verschlechtert. Es ist daher notwendig, eine für die Anwendung als Motoren notwendige Koerzitivfeldstärke zu erzielen, auch in dem Fall einer Zusammensetzung, mit so wenig Dy und Tb wie möglich.
  • Unter diesen Umständen wurden Forschung und Entwicklung zur Verbesserung der Koerzitivfeldstärke von Permanentmagneten auf R-T-B Basis, ohne Verwendung von Dy oder Tb, aktiv durchgeführt. Bei der Forschung und Entwicklung wurde berichtet, dass die Koerzitivfeldstärke durch eine Zusammensetzung verbessert wird, die eine geringere Menge an B einsetzt, als ein herkömmlicher Permanentmagnet auf R-T-B Basis.
  • Zum Beispiel berichtet das Patentdokument 1, dass ein Sintermagnet auf R-T-B Basis, welcher eine geringere Menge an Dy verwendet und eine hohe Koerzitivfeldstärke aufweist, erhalten wird, mit einer geringeren Konzentration an B als eine herkömmliche Legierung auf R-T-B Basis und mit einer oder mehreren Arten des Metallelements M, gewählt aus Al, Ga und Cu, um so eine R2T17 Phase zu erzeugen und wobei ein Volumenverhältnis einer Übergangsmetall-reichen Phase (R6T13M), erzeugt unter Verwendung der R2T17 Phase als Ausgangsmaterial, ausreichend sichergestellt wird.
  • Patentdokument 2 berichtet, dass ein R-T-B Sintermagnet mit hoher magnetische Restflussdichte und einer hohen Koerzitivfeldstärke mit einem geringeren B-Gehalt als ein herkömmlicher Sintermagnet auf R-T-B Basis erhalten wird, mit einem vorbestimmten Bereich an Gehalten von R, B, Al, Cu, Co, Ga, C und O und mit einem Verhältnis von B zu Nd und Pr und einem Atomverhältnis von Ga und C zu B, die jeweils eine spezifische Beziehung erfüllen.
  • Patentdokument 3 berichtet, das ein R-T-B Sintermagnet mit hoher Br und einer hohen HcJ ohne Verwendung von Dy erhalten wird, durch eine Zusammensetzung, deren Menge an R, Menge an B und Menge an Ga in spezifischen Bereichen liegt, um eine dicke Zwei-Korn-Grenze zu bilden.
    • Patentdokument 1: JP 2013-216965 A
    • Patentdokument 2: WO 2013/191276
    • Patentdokument 3: WO 2014/157448
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wie oben beschrieben, ist das Verfahren zur Verbesserung der Koerzitivfeldstärke des Permanentmagneten auf R-T-B Basis mit einer Zusammensetzung, die einen reduzierten B-Gehalt aufweist, bekannt. Wenn die Gehalte an Dy und Tb reduziert werden, weist der Permanentmagnet auf R-T-B Basis jedoch immer noch eine unzureichende Koerzitivfeldstärke auf, um als Magnet für Motoren in einer Hochtemperaturumgebung verwendet zu werden, wie einem Antriebsmotor von Hybridfahrzeugen.
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter den obigen Umständen erzielt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Permanentmagneten auf R-T-B Basis bereitzustellen, welcher in der Lage ist, eine hohe Koerzitivfeldstärke in einer Hochtemperaturumgebung zu erzielen, auch wenn eine Einsatzmenge eines schweren Seltenerdmetalls verringert wird.
  • Um die Aufgabe zu erzielen, ist der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis, umfassend Hauptphasenkörner bestehend aus einer R2T14B Verbindung, wobei
    der Permanentmagnet auf R-T-B Basis wenigstens C, Ga und M (M ist wenigstens eine Art, gewählt aus einer Gruppe aus Zr, Ti und Nb), zusätzlich zu R, T und B, enthält,
    B mit 0,71 Masse-% oder mehr und 0,88 Masse-% oder weniger enthalten ist,
    C mit 0,15 Masse-% oder mehr und 0,34 Masse-% oder weniger enthalten ist,
    Ga mit 0,40 Masse-% oder mehr und 1,40 Masse-% oder weniger enthalten ist,
    M mit 0,25 Masse-% oder mehr und 2,50 Masse-% oder weniger enthalten ist und eine Formel (1) 0,14 ≦ [C]/([B] + [C] ≦ 0,30 und eine Formel (2) 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erfüllt sind, wenn [B] ein B-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, [C] ein C-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, und [M] ein M-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%.
  • Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, eine hohe Koerzitivfeldstärke, auch bei einer Zusammensetzung mit verringerten Dy- und Tb-Gehalten, zu erzielen. Die vorliegenden Erfinder geben nachfolgend den Grund an, warum eine hohe Koerzitivfeldstärke nur zu dem Zeitpunkt der oben genannten spezifischen Zusammensetzungsausgewogenheit mit einer Zusammensetzung erzielt werden kann, die kleine B-Gehalte und vorbestimmte Mengen an C, Ga und M aufweist.
    • (1) Wenn ein Ausgangsmaterial, bei welchem eine bestimmte C-Menge zu einer Zusammensetzung mit einer kleineren B-Menge als die B-Menge der stöchiometrischen Zusammensetzung als das Anfangsausgangsmaterial verwendet wird, fehlt die B-Menge zur Bildung einer R2T14B Verbindung, welche die Hauptphasenkörner bildet. Daher bildet C in dem Permanentmagneten einen Mischkristall an dem B-Platz der R2T14B Verbindung der Hauptphasenkörner und die R2T14B Verbindung, dargestellt durch eine Zusammensetzungsformel R2T14BxC(1-x), wird gebildet. Es wird davon ausgegangen, dass wenigstens ein Teil des zugegebenen Ga und des M-Elements auch als Mischkristall in die R2T14B Verbindung eingeführt wird.
    • (2) Wenn der Permanentmagnet hergestellt wird, ändert sich eine Korngrenzenphase zu dem Zeitpunkt einer Alterungsbehandlung bei ungefähr 500°C in eine flüssige Phase. Während dieses Schrittes wird ein äußerster Oberflächenbereich der Hauptphasenkörner teilweise aufgelöst und in die flüssige Phase eingeführt. In dem Fall herkömmlicher Permanentmagneten auf R-T-B Basis wird eine R2T14B Verbindung eines äußersten Oberflächenbereichs der Hauptphasenkörner, welche durch eine Alterungsbehandlung aufgelöst werden, wieder auf der Oberfläche der Hauptphasenkörner als die R2T14B Verbindung abgeschieden, wenn sich die flüssige Phase durch Abkühlen wieder in die feste Phase ändert. Daher gibt es keine große Änderung eines Volumenverhältnisses der Hauptphasenkörner des Permanentmagneten auf R-T-B Basis.
    • (3) Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung enthält eine bestimmte Menge an M. M weist eine freie Standardbildungsenergie eines Carbids auf, welche niedriger ist als die des Seltenerdmetalls R und wird daher mit C kombiniert und bildet leicht ein Carbid. Man geht daher davon aus, dass C mit M kombiniert wird und ein M-Carbid unter den Elementen bildet, die in der durch die Zusammensetzungsformel R2T146xC(1-x) dargestellten Verbindung enthalten sind und durch die Alterungsbehandlung von der äußersten Fläche der Hauptphasenkörner aufgelöst werden.
    • (4) Wenn von den von der äußersten Fläche der Hauptphasenkörner aufgelösten Elementen das C verbraucht wird, wird T durch eine Verbrauchsmenge an C übermäßig, auch wenn versucht wird, die R2T14B Verbindung nach der Abkühlung wieder zu erzeugen. Es wird davon ausgegangen, dass eine weichmagnetische R2T17 Verbindung erzeugt wird und die magnetischen Eigenschaften durch eine Zusammensetzung in der übermäßig T vorhanden ist, negativ beeinflusst. Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung enthält jedoch eine bestimmte Menge an Ga und ermöglicht es daher, eine R-T-Ga Verbindung, typisiert durch R6T13Ga, zu bilden.
    • (5) Das heißt bei dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung wird eine Menge des R2T14C der in dem R2T14BxC(1-x) des äußersten Oberflächenbereichs der Hauptphasenkörner aufgelöst durch die Alterungsbehandlung bei der Bildung des M-Carbids und der R-T-Ga Verbindung verbraucht. Anschließend wird die durch die Zusammensetzungsformel R2T14B dargestellte Verbindung, zum Zeitpunkt des Abkühlens wieder auf der äußersten Fläche der Hauptphasenkörner abgeschieden. Das heißt ein Verhältnis der Hauptphasenkörner verringert sich und ein Verhältnis der Korngrenzenphasen erhöht sich um die Menge an R2T14C der Elemente, welche in dem R2T14BxC(1-x) des äußersten Oberflächenbereichs der Hauptphasen Körner enthalten ist, die durch die Alterungsbehandlung aufgelöst werden.
    • (6) Gemäß dieses Mechanismus geht man davon aus, dass bei dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung eine dicke Zwei-Korn-Grenze zwischen den Hauptphasenkörnern durch die Alterungsbehandlung bei ungefähr 500°C gebildet wird. Man geht davon aus, dass die Hauptphasenkörner einfach magnetisch getrennt werden, wenn die dicke Zwei-Korn-Grenze gebildet wird und die Magnetisierungsumkehr der Hauptphasenkörner wird kaum an benachbarte Hauptphasenkörner übertragen, wodurch eine hohe Koerzitivfeldstärke ausgedrückt wird.
    • (7) Daher werden die folgenden zwei Bedingungen benötigt, um die Bildung einer ausreichend dicken Zwei-Korn-Grenze zwischen den Hauptphasenkörnern durch die Alterungsbehandlung bei ungefähr 500°C sicherzustellen und eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erzielen: (i) eine ausreichende Menge an C bildet in der R2T14B Verbindung der Hauptphase einen Mischkristall; und (ii) es ist eine geeignete Menge an M vorhanden, um das C von R2T14BxC(1-x) der äußersten Flächen der Hauptphase, welche während der Alterungsbehandlung aufgelöst wird, zu verbrauchen. Man geht davon aus, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke nur ausgedrückt wird, wenn zwei Parameter von (i) [C]/([B] + [C]) und (ii) [B] + [C] – [M] geeignet ausgewogen sind.
  • Des Weiteren wird bei der vorliegenden Erfindung eine Formel (3) 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllt, wobei [B] ein B-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, [C] ein C-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-% und [M] ein M-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%.
  • Durch eine Zusammensetzung in solch einem Bereich wird es einfacher, eine ausreichend dicke Zwei-Korn-Grenze zwischen den Hauptphasenkörnern zu bilden und eine noch höhere Koerzitivfeldstärke zu erzielen.
  • In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann R mit 29 Masse-% oder mehr und 37 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann des weiteren Cu enthalten und Cu kann mit 0,05 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Der Permanentmagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann des weiteren Al enthalten und Al kann mit 0,03 Masse-% oder mehr und 0,6 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann Co mit 0,3 Masse-% oder mehr und 4,0 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, können die Hauptphasenkörner, bestehend aus der R2T14B Verbindung, und eine Korngrenze enthalten sein und die Korngrenze kann eine R-T-Ga Phase enthalten, einschließlich R, T und Ga und eine M-Carbidphase.
  • In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann B mit 0,71 Masse-% oder mehr und 0,85 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Bei dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann C mit 0,15 Masse-% oder mehr und 0,30 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann Ga mit 0,70 Masse-% oder mehr und 1,40 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • In dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, kann M mit 0,65 Masse-% oder mehr und 2,50 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, den Permanentmagneten auf R-T-B Basis bereitzustellen, welcher in der Lage ist, eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erzielen, auch wenn eine Einsatzmenge eines schweren Seltenerdmetalls verringert wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Querschnittstruktur eines gesinterten Magneten auf R-T-B Basis, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 2 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Herstellungsverfahren eines gesinterten Magneten auf R-T-B Basis, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, darstellt.
  • 3 zeigt ein rückgestreutes Elektronenbild, welches durch Beobachten eines Querschnitts eines Sintermagneten auf R-T-B Basis des experimentellen Beispiels 3 unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops erhalten wurde.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung, unter Bezug auf die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen, beschrieben.
  • Erste Ausführungsform
  • Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Sintermagneten auf R-T-B Basis, bei welchem es sich um eine Art von Permanentmagneten auf R-T-B Basis handelt.
  • <Sintermagnet auf R-T-B Basis>
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird beschrieben. Wie in 1 dargestellt, enthält ein Sintermagnet 100 auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, Hauptphasenkörner 4, bestehend aus einer R2T14B Verbindung, und Korngrenzen 6, welche entlang der Hauptphasenkörner 4 vorhanden sind.
  • Die in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform enthaltenen Hauptphasenkörner bestehen aus einer R2T14B Verbindung mit einer tetragonalen R2T14B Kristallstruktur.
  • R stellt wenigstens eine Art eines Seltenerdmetalls dar. Seltenerdmetalle sind Sc, Y und Lanthanoide der Gruppe 3 des langen Periodensystems. Zum Beispiel umfassen Lanthanoide La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu etc.. Seltenerdmetalle werden in leichte Seltenerdmetalle und schwere Seltenerdmetalle unterteilt. Schwere Seltenerdmetalle sind Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Lu und leichte Seltenerdmetalle sind die anderen Seltenerdmetalle.
  • In der vorliegenden Ausführungsform stellt T ein oder mehrere Arten von Elementen der Eisengruppe dar, einschließlich Fe oder Fe und Co. T kann nur Fe sein oder kann Fe sein, bei welchem ein Teil durch Co substituiert ist. Wenn ein Teil des Fe durch Co substituiert ist, können die Temperatureigenschaften verbessert werden, ohne die Magneteigenschaften zu verschlechtern.
  • Bei der R2T14B Verbindung der vorliegenden Ausführungsform kann ein Teil des B durch Kohlenstoff (C) substituiert werden. Hierdurch wird es leichter, während der Alterungsbehandlung dicke Zwei-Korn-Grenzen zu bilden und es weist eine Wirkung, die Koerzitivfeldstärke leicht zu verbessern, auf.
  • Die R2T14B Verbindung, welche die Hauptphasenkörner 4 gemäß der vorliegenden Ausführungsform bildet, kann verschiedene bekannte Zusatzelemente enthalten, und kann insbesondere wenigstens eine Elementart aus Ti, V, Cu, Cr, Mn, Ni, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta, W, Al, Ga, Si, Bi, Sn, etc. enthalten.
  • Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die durchschnittliche Korngröße der Hauptphasenkörner erhalten, indem ein Querschnitt des Sintermagneten auf R-T-B Basis unter Verwendung einer Bildverarbeitung oder dergleichen analysiert wird. Insbesondere wird eine Querschnittsfläche jedes Hauptphasenkorns auf dem Querschnitt des Sintermagneten auf R-T-B Basis durch Bildanalyse erhalten und ein Durchmesser eines Kreises mit dieser Querschnittsfläche (Kreisäquivalentdurchmesser) wird als eine Korngröße des Hauptphasenkorns auf dem Querschnitt definiert. Des Weiteren werden die Korngrößen in Bezug auf alle Hauptphasenkörner in einem der Analyse des Querschnittes unterworfenen optischen Feld erhalten und ein arithmetische Mittelwert, dargestellt durch (ein Gesamtwert der Korngrößen der Hauptphasenkörner)/(der Anzahl der Hauptphasenkörner), wird als eine durchschnittliche Korngröße der Hauptphasenkörner in den Sintermagneten auf R-T-B Basis definiert. Im Übrigen wird in dem Fall eines anisotropen Magneten ein Querschnitt parallel zu der Achse der leichten Magnetisierung des Sintermagneten auf R-T-B Basis zu Analyse verwendet.
  • Die in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform enthaltenen Hauptphasenkörner können eine durchschnittliche Korngröße von 5 μm oder weniger aufweisen oder können eine durchschnittliche Korngröße von 3 μm oder weniger aufweisen. Wenn die Hauptphasenkörner eine durchschnittliche Korngröße in solch einem Bereich aufweisen, kann eine höhere Koerzitivfeldstärke erhalten werden. Die durchschnittliche Korngröße der Hauptphasenkörner weist keine untere Grenze auf, kann jedoch 0,8 μm oder mehr betragen, um die Magnetisierungseigenschaften des Sintermagneten auf R-T-B Basis bevorzugt beizubehalten.
  • Die Korngrenze des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann eine R-T-Ga Phase enthalten, einschließlich R, T und Ga und eine M-Carbidphase. Zu dem Zeitpunkt einer Bildung solcher Phasen durch die Alterungsbehandlung neigt eine dicke Zwei-Korn-Grenze dazu, gebildet zu werden und eine hohe Koerzitivkraft dazu ausgedrückt zu werden. Des Weiteren kann die R-T-Ga Phase R6T13Ga mit einer La6Co11Ga3 Kristallstruktur enthalten. R6T13Ga ist eine Verbindung mit einer niedrigen Magnetisierung und daher kann jedes der Hauptphasenkörner ausreichend magnetisch getrennt werden, auch wenn die R6T13Ga Phase in der Zwei-Korn-Grenze vorhanden ist. Eine in der M-Carbidphase enthaltene Verbindung enthält ZrC, TiC und NbC.
  • Die Korngrenze des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann des Weiteren eine R-reiche Phase aufweisen, deren R-Konzentration höher ist als die der R2T14B Verbindung, welche die Hauptphasenkörner bildet, und kann eine B-reiche Phase, deren Konzentration an Bor (B) hoch ist, eine R-Oxidphase, eine R-Carbidphase, eine Zr-Verbindungsphase oder dergleichen, zusätzlich zu der R-reichen Phase, aufweisen.
  • In dem Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann R mit 29 Masse-% oder mehr und 37 Masse-% oder weniger enthalten sein und kann mit 29,5 Masse-% oder mehr und 35 Masse-% oder weniger enthalten sein. Wenn R mit 29 Masse-% oder mehr enthalten ist, wird die R2T14B Verbindung, welche die Hauptphase des Sintermagneten auf R-T-B Basis ist, ausreichend leicht erzeugt. Hierdurch wird es schwer, ein weichmagnetisches α-Fe oder dergleichen abzuscheiden und die magnetischen Eigenschaften können leicht verbessert werden. Wenn R mit 37 Masse-% oder weniger enthalten ist, kann ein Verhältnis der in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis enthaltenen R2T14B Verbindung leicht erhöht werden und die magnetische Restflussdichte wird einfach verbessert. Des Weiteren kann R mit 30 Masse-% oder mehr und 34 Masse-% weniger enthalten sein, im Hinblick auf die Verbesserung der Koerzitivfeldstärke. Im Übrigen wird der R-Gehalt auf die nächste ganze Zahl abgerundet oder auf die erste Dezimalstellenstelle aufgerundet. In der vorliegenden Ausführungsform können die als R enthaltenen schweren Seltenerdmetalle, mit 1,0 Masse-% oder weniger enthalten sein, im Hinblick auf eine Verringerung der Kosten und Vermeidung eines Ressourcenrisikos.
  • In dem Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, ist B mit 0,71 Masse-% oder mehr und 0,88 Masse-% oder weniger enthalten. In der vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, dass der B-Gehalt in einem Bereich liegt, welcher deutlich niedriger ist als die stöchiometrische Zusammensetzung der R2T14B Verbindung, eine notwendige Bedingung, um eine dicke Zwei-Korn-Grenze zu dem Zeitpunkt der Alterungsbehandlung zu bilden und eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erhalten. B kann mit mit 0,71 Masse-% oder mehr und 0,85 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Wie oben beschrieben, ist T ein oder mehrere Arten eines Eisenelements, einschließlich Fe oder Fe und Co. Wenn Co als T enthalten ist, kann Co mit 0,3 Masse-% oder mehr und 4,0 Masse-% oder weniger enthalten sein oder kann mit 0,5 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger enthalten sein. Wenn Co mit 4,0 Masse-% oder weniger enthalten ist, neigt die magnetische Restflussdichte dazu sich zu verbessern und es ist leichter, die Kosten des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, zu senken. Wenn Co mit 0,3 Masse-% oder mehr enthalten ist, neigt die Korrosionsbeständigkeit dazu, hoch zu sein. Der Gehalt an Fe in dem Sintermagneten auf R-T-B, gemäß der vorliegenden Erfindung, ist ein wesentlicher verbleibender Teil der Bestandteile des Sintermagneten auf R-T-B Basis.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, enthält eine bestimmte Menge an Kohlenstoff (C) in einem Bereich von 0,15 Masse-% oder mehr und 0,34 Masse-% oder weniger. Wie oben beschrieben, bildet C, wenn C in solch einem Bereich enthalten ist, in dem Fall, dass ein B-Gehalt deutlich niedriger ist als die stöchiometrische Zusammensetzung der R2T14B Verbindung, einen Mischkristall an einem B-Platz der R2T14B Verbindung der Hauptphasenkörner und die R2T14B Verbindung, dargestellt durch eine Zusammensetzungsformel R2T14BxC(1-x), wird gebildet. Hierdurch wird es leichter eine dicke Zwei-Korn-Grenze während der Alterungsbehandlung zu bilden und eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erzielen. Wenn daher C mit weniger als 0,15 Masse-% enthalten ist, kann eine dicke Zwei-Korn-Grenze nur schwer gebildet werden und die Koerzitivfeldstärke neigt dazu sich zu verringern. Wenn C mit mehr als 0,34 Masse-% enthalten ist, bildet sich überschüssiges C welches nicht als Mischkristall in die Hauptphasenkörner eingeführt wird, und die Koerzitivfeldstärke neigt dazu sich zu verringern. C kann mit 0,15 Masse-% oder mehr und 0,30 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, enthält Ga mit 0,4 Masse-% oder mehr. Wenn Ga in solch einem Bereich enthalten ist, wird eine Zwei-Korn-Grenze einfach gebildet werden, indem während der oben beschriebenen Altersbehandlung die R-T-Ga Phase gebildet wird und eine hohe Koerzitivfeldstärke kann erhalten werden. Ga kann mit 1,40 Masse-% oder weniger enthalten sein. Wenn Ga mit 1,4 Masse-% oder weniger enthalten ist, neigt die magnetische Restflussdichte dazu sich zu verbessern. Wenn Ga mit 0,7 Masse-% oder mehr enthalten ist, neigt die Koerzitivfeldstärke dazu sich zu verbessern.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, enthält 0,25 Masse-% oder mehr M (M ist wenigstens eine Art gewählt aus einer Gruppe aus Zr, Ti und Nb). M weist eine freie Standardbildungsenergie eines Carbid auf, die niedriger ist als die des Seltenerdmetalls und neigt daher dazu leichter mit C als mit R kombiniert zu werden, daher wird es einfach eine dicke Zwei-Korn-Grenze zu bilden und die Koerzitivfeldstärke zu verbessern, durch eine Wirkung der Bildung eines Carbids und C, welches in R2T14BxC(1-x) enthalten ist, das von der äußersten Fläche der Hauptphasen während der Alterungsbehandlung aufgelöst wurde. Ein optimaler Gehalt an M hängt von den B- und C-Gehalten ab, M kann jedoch in einem Bereich von 2,50 Masse-% oder weniger enthalten sein, um eine Verringerung der magnetischen Restflussdichte zu verhindern. M kann mit 0,25 Masse-% oder mehr und 2,50 Masse-% oder weniger enthalten sein. Des Weiteren weist M eine Wirkung auf, anormales Kornwachstum während des Sinterns zu verhindern. Anormales Kornwachstum tritt insbesondere einfach auf, wenn ein fein pulverisiertes Pulver eine kleine Pulverisierungspartikelgröße aufweist und M kann mit 0,65 Masse-% oder mehr enthalten sein, wenn ein Sintermagnet auf R-T-B Basis, dessen Hauptphasenkörner eine durchschnittliche Korngröße von 3 μm oder weniger aufweisen, erhalten werden soll. M kann Zr sein, um ein anormales Kornwachstum während des Sinterns zu verhindern. M kann mit 0,65 Masse-% oder mehr und 2,50 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann Cu enthalten. Cu kann mit 0,05 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger enthalten sein und kann mit 0,10 Masse-% oder mehr und 1,0 Masse-% oder weniger enthalten sein. Mit Cu ist es möglich, eine höhere Koerzitivfeldstärke, eine höhere Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Temperatureigenschaften des zu erhaltenen Magneten zu erzielen. Wenn Cu mit 1,5 Masse-% oder weniger enthalten ist, neigt die magnetische Restflussdichte dazu, sich zu verbessern. Wenn Cu mit 0,05 Masse-% oder mehr enthalten ist, neigt die Koerzitivfeldstärke dazu sich zu verbessern.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann Al enthalten. Mit Al ist es möglich, eine höhere Koerzitivfeldstärke, eine höhere Korrosionsbeständigkeit und verbesserte Temperatureigenschaften des zu erhaltenen Magneten zu erzielen. Al kann mit 0,03 Masse-% oder mehr und 0,6 Masse-% oder weniger enthalten sein und kann mit 0,10, Masse-% oder mehr und 0,4 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B b Basis, der vorliegenden Ausführungsform, kann andere Zusatzelemente als die obigen Elemente enthalten, wie V, Cr, Mn, Ni, Mo, Hf, Ta, W, Si, Bi und Sn. Die anderen Zusatzelemente als die obigen Elemente können mit insgesamt 2,0 Masse-% oder weniger enthalten sein, vorausgesetzt der gesamte Sintermagnet auf R-T-B Basis beträgt 100 Masse-%.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann Sauerstoff (O) mit ungefähr 0,5 Masse-% oder weniger enthalten. Sauerstoff kann mit 0,05 Masse-% oder mehr im Hinblick auf die Korrosionsbeständigkeit enthalten sein oder kann mit 0,2 Masse-% oder weniger im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften enthalten sein. Sauerstoff kann mit 0,05 Masse-% oder mehr und 0,15 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann eine bestimmte Menge an Stickstoff (N) enthalten. Diese bestimmte Menge verändert sich durch andere Parameter oder dergleichen und wird geeignet bestimmt. Stickstoff kann jedoch im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften mit 0,01 Masse-% oder mehr und 0,2 Masse-% oder weniger enthalten sein. Stickstoff kann mit 0,04 Masse-% oder mehr und 0,08 Masse-% oder weniger enthalten sein.
  • Bei dem Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, liegen die Gehalte jedes Elements in den oben genannten Bereichen und die Gehalte an B und C erfüllen die folgende Bedingung. D. h. eine Bedingung von 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 wird erfüllt, wobei jedes von [B] und [C] einen Gehalt an B und C in Atom-% angibt. Wenn ein B-Gehalt in einem deutlich niedrigeren Bereich liegt als die stöchiometrische Zusammensetzung der R2T14B Verbindung, wie oben beschrieben, kann ein Verhältnis von C von R2T14BxC(1-x), welches in den Hauptphasenkörnern nach dem Sintern enthalten ist, hoch sein, wenn C in solch einem Bereich gemäß des B-Gehalts enthalten ist. Hierdurch wird es möglich eine dicke Zwei-Korn-Grenze während der Alterungsbehandlung zu bilden und eine hohe Koerzitivkraft gemäß des oben genannten Mechanismus zu erzielen. Wenn ein Wert von [C] /([B] + [C]) kleiner ist als 0,14, wird keine ausreichend dicke Zwei-Korn-Grenze gebildet und die Koerzitivkraft verringert sich. Wenn ein Wert von [C]/([B] + [C]) mehr als 0,30 beträgt, wird es unmöglich, C mit einem B Platz der R2T14B Verbindung zu substituieren und die Koerzitivkraft verringert sich leicht.
  • Des weiteren können bei dem Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die B-, C- und M-Gehalte die folgende spezifische Bedingung erfüllen. D. h. eine Bedingung von 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 wird erfüllt, wobei jedes von [B], [C] und [M] einen Gehalt an B, C und M in Atom-% angibt. In dem Fall einer Zusammensetzung, welche die Beziehung 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6, wie oben beschrieben, erfüllt, ist es möglich eine Carbid aufgrund einer Reaktion zwischen M und C von R2T14BxC(1-x) der äußersten Fläche der Hauptphase, die zum Zeitpunkt der Alterungsbehandlung aufgelöst wird, in einer geeigneten Ausgewogenheit zu bilden und es wird möglich, eine dicke Zwei-Korn-Grenze zu bilden. Man geht davon aus, dass dies eine hohe Koerzitivfeldstärke erzielt. Wenn [B] + [C] – [M] mehr als 5,6 beträgt, fehlt M in Bezug auf das C, enthalten in dem R2T14BxC(1-x) , aufgelöst von der äußersten Fläche der Hauptphasenkörner, so dass keine ausreichend dicke Zwei-Korn-Grenze gebildet wird und sich die Koerzitivfeldstärke verringert. Wenn [B] + [C] – [M] weniger als 5,0 beträgt, wird eine andere Phase als eine R2T17 Phase mit Weichmagnetismus einfach abgeschieden, da zu viel M enthalten ist und die Koerzitivfeldstärke verringert sich.
  • Des Weiteren kann der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, eine Zusammensetzung aufweisen, welche eine Beziehung erfüllt, von 5,2 ≦ [B] + [C] – [Zr] ≦ 5,4. Eine Zusammensetzung, die diese Beziehung verfügt, ermöglicht es, eine noch höhere Koerzitivfeldstärke zu erzielen.
  • Der Gehalt jedes Elementes in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis kann durch ein herkömmlich allgemein bekanntes Verfahren gemessen werden, wie Röntgenfluoreszenzanalyse (XRF) und plasmaangeregte Atomemission-Spektroskopie (ICP-AES). Ein Gehalt an Sauerstoff wird zum Beispiel durch Inertgasfusion-nichtdispersives Infrarotabsorptionsverfahren gemessen. Ein Gehalt an Kohlenstoff wird durch Verbrennung in einem Sauerstofffluss-Infrarotabsorptionsverfahren gemessen. Ein Gehalt an Stickstoff wird zum Beispiel durch Inertgasfusion-thermisches Leitfähigkeitsverfahren gemessen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden die Gehalte an B, C und M, dargestellt durch Atom-%, durch die folgenden Verfahren erhalten.
    • (1) Zunächst werden die Gehalte jedes Elements, welche in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis enthalten sind, durch die oben genannten Analyseverfahren analysiert, um Analysewerte (X1) in Masse-% des Gehalts jedes Elements zu erhalten. Die zu analysierenden Elemente sind Elemente, die in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis mit 0,05 Masse-% oder mehr enthalten sind, Sauerstoff, Kohlenstoff und Stickstoff.
    • (2) Die Analysewerte (X1) in Masse-% des Gehalts jedes Elements werden durch das Atomgewicht jedes Elements geteilt, um die Werte (X3) zu erhalten.
    • (3) Die Verhältnisse der Werte (X3) jedes Elements in Bezug auf einen Gesamtwert der Werte (X3) aller analysierten Elemente, dargestellt durch die Prozentangabe, werden berechnet und als Gehalt (X2) jedes Elements definiert, dargestellt durch Atom-%.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wird im Allgemeinen in jede beliebige Form verarbeitet und verwendet. Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, weist jede Form auf, wie eine Quaderform, Hexaedron, flache Platte und quadratische Säulen. Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, kann jeden Querschnitt aufweisen, wie ein C-förmiger Zylinder. Die Bodenfläche der quadratischen Säule kann rechteckig oder quadratisch sein.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, umfasst sowohl Magneterzeugnisse, die nach der Bearbeitung des Magnets magnetisiert werden und auch Magneterzeugnisse, bei denen der Magnet nicht magnetisiert wird.
  • <Verfahren zur Herstellung des Sintermagneten auf R-T-B Basis>
  • Anhand der Figur wird ein Verfahren zur Herstellung des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, mit der oben genannten Struktur beschrieben. 2 zeigt ein Flussdiagramm, welches ein Verfahren zur Herstellung eines Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, darstellt. Wie in 2 dargestellt, weist das Verfahren zur Herstellung des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die folgenden Schritte auf.
    • (a) Legierungsherstellungsschritt zum Herstellen einer Ausgangsmateriallegierung (Schritt S11)
    • (b) Pulverisierungsschritt zum Pulverisieren der Ausgangsmateriallegierung (Schritt S12)
    • (c) Pressschritt zum Pressen des pulverisierten Ausgangsmaterialpulvers (Schritt S13)
    • (d) Sinterschritt zum Sintern eines Grünkörpers, um den Sintermagneten auf R-T-B Basis zu erhalten (Schritt S14)
    • (e) Alterungsbehandlungsschritt zum Durchführen einer Alterungsbehandlung an dem Sintermagneten auf R-T-B Basis (Schritt S15)
    • (f) Abkühlschritt zum Abkühlen des Sintermagneten auf R-T-B Basis (Schritt S16)
  • [Legierungsherstellungsschritt: Schritt S11]
  • Eine Ausgangsmateriallegierung des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wird hergestellt (Legierungsherstellungsschritt (Schritt S11)). In dem Legierungsherstellungsschritt werden Ausgangsmaterialmetalle entsprechend der Zusammensetzung des Sintermagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Erfindung, in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmosphäre aus Ar-Gas oder dergleichen geschmolzen und werden einem Gießen unterworfen, um eine Ausgangsmateriallegierung mit einer gewünschten Zusammensetzung herzustellen. Im Übrigen wird ein Einlegierungsverfahren unter Verwendung einer einzelnen Legierung als eine Ausgangsmateriallegierung in der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Es kann jedoch auch ein Zweilegierungsverfahren eingesetzt werden, bei dem ein Ausgangsmaterialpulver durch Vermischen von zwei Arten von Legierungen, einer ersten Legierung und einer zweiten Legierung, herstellt wird.
  • Als Ausgangsmaterialmetalle können zum Beispiel Seltenerdmetalle, Seltenerdlegierungen, reines Eisen, Ferrobor, Legierungen oder Verbindungen dieser oder dergleichen verwendet werden. Die Ausgangsmaterialmetalle werden durch Blockgussverfahren, Bandgussverfahren, Book-Molding Verfahren, Schleudergussverfahren oder dergleichen gegossen. Die erhaltene Ausgangsmateriallegierung wird einer Homogenisierungsbehandlung unterworfen, wie in Anwesenheit einer Verfestigungssegregation erforderlich. Die Homogenisierungsbehandlung der Ausgangsmateriallegierung wird in einem Vakuum oder einer Inertgasatmosphäre bei einer Temperatur von 700°C bis 1500°C für 1 Stunde oder länger durchgeführt. Die Legierung für den Sintermagneten auf R-T-B Basis wird durch diese Behandlung geschmolzen und homogenisiert.
  • In der vorliegenden Ausführungsform kann eine Legierung für den Sintermagneten auf R-T-B Basis, enthaltend Kohlenstoff, auf eine Weise hergestellt werden, dass wenigstens ein Teil des Kohlenstoffs, der schließlich in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis enthalten ist, mit dem Ausgangsmaterialmetall in dem Legierungsherstellungsschritt geschmolzen wird, um das Gießen durchzuführen. Wenn Kohlenstoff in dem Legierungsschritt zugegeben wird, erleichtert es dies, die die R2T14B Verbindung enthaltenden Hauptphasenkörner, dargestellt durch die Zusammensetzung Formel R2T14BxC(1-x) zu bilden und eine dicke Zwei-Korn-Grenze während der Alterungsbehandlung zu bilden. Die für das Gießen verwendete Kohlenstoffquelle ist eine kohlenstoffhaltige Substanz. Eine Substanz mit einem hohen Anteil an Kohlenstoff, wie Graphit und Carbon Black, kann verwendet werden.
  • [Pulverisierungsschritt: Schritt S12]
  • Nachdem die Ausgangsmateriallegierung hergestellt wurde, wird diese Ausgangsmateriallegierung pulverisiert (Pulverisierungsschritt: Schritt S12). Der Pulverisierungsschritt umfasst einen Grob-Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1) zum Pulverisieren der Ausgangsmateriallegierung bis die Partikelgröße einige 100 μm bis einige Millimeter beträgt und einen Fein-Pulverisierungsschritt (Schritt S12-2) zum Fein-Pulverisieren der Ausgangsmateriallegierung bis die Partikelgröße einige Mikrometer beträgt.
  • (Grob-Pulverisierungsschritt: Schritt S12-1)
  • Die Ausgangsmateriallegierung wird grob pulverisiert, bis die jeweilige Partikelgrößen ungefähr 100 μm bis einige Millimeter betragen (Grob-Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1)). Hierdurch wird ein grob pulverisiertes Pulver der Ausgangsmateriallegierung erhalten. Die grobe Pulverisierung kann durchgeführt werden, durch Bewirken einer selbst kollabierenden Pulverisierung, durch Speichern von Wasserstoff in der Ausgangsmateriallegierung und Abgeben des Wasserstoffs, basierend auf Unterschieden der Speichermenge an Wasserstoff in unterschiedlichen Phasen, um eine Dehydrierung durchzuführen (Wasserstoffspeicherungspulverisierung).
  • Im Übrigen kann der Grob-Pulverisierungsschritt (Schritt S12-1) unter Verwendung einer Grob-Pulverisierungsvorrichtung, wie einem Stampfwerk, einem Backenbrecher und einem Walzwerk, in einer Inertgasatmosphäre anstelle der oben genannten Wasserstoffspeicherpulverisierung durchgeführt werden.
  • Die Atmosphäre bei jedem Schritt, von dem Pulverisierungsschritt (Schritt S12) bis zu dem Sinterschritt (Schritt S15), kann eine niedrige Sauerstoffkonzentration aufweisen, um hohe magnetische Eigenschaften zu erhalten. Die Sauerstoffkonzentration wird in jedem Herstellungsschritt durch Steuern der Atmosphäre eingestellt. Wenn die Sauerstoffkonzentration bei jedem Herstellungsschritt hoch ist, werden die Seltenerdmetalle in der Ausgangsmateriallegierung oxidiert und die Sauerstoffmenge des Sintermagneten auf R-T-B Basis erhöht sich und führt zu einer Verringerung der Koerzitivfeldstärke des Sintermagneten auf R-T-B Basis. Daher beträgt die Sauerstoffkonzentration bei jedem Schritt zum Beispiel 100 ppm oder weniger.
  • (Fein-Pulverisierungsschritt: Schritt S12-2)
  • Nachdem die Ausgangsmateriallegierung grob pulverisiert wurde, wird das grob pulverisierte Pulver der erhaltenen Ausgangsmateriallegierung fein pulverisiert, bis eine durchschnittliche Partikelgröße ungefähr einige μm beträgt (Fein-Pulverisierungsschritt (Schritte S12-2)). Hierdurch wird ein fein pulverisiertes Pulver der Ausgangsmateriallegierung erhalten. Das grob pulverisierte Pulver kann fein pulverisiert werden, um ein fein pulverisiertes Pulver mit Partikeln zu erhalten, deren durchschnittliche Partikelgröße 0,1 μm oder mehr und 4,0 μm oder weniger beträgt. Diese durchschnittliche Partikelgröße kann 0,5 μm oder mehr und 3,0 μm oder weniger betragen. Wenn das fein pulverisierte Pulver ausgebildet ist, um solch eine durchschnittliche Partikelgröße aufzuweisen, neigt es dazu eine kleinere durchschnittliche Korngröße der Hauptphasenkörner nach dem Sintern aufzuweisen und eine hohe Koerzitivkraft zu erzielen.
  • Die feine Pulverisierung wird durchgeführt, indem das grob pulverisierte Pulver unter Verwendung einer Fein-Pulverisierungsvorrichtung, wie einer Strahlmühle und einer Kugelmühle, weiter pulverisiert wird, während die Bedingungen der Pulverisierungsdauer oder dergleichen geeignet eingestellt werden. Eine Strahlmühle ist ein Trockenpulverisierungsverfahren, bei welchem ein Hochdruck-Inertgas (z. B. N2 Gas) aus einer schmalen Düse freigesetzt wird, um einen Hochgeschwindigkeit-Gasfluss zu erzeugen und das grob pulverisierte Pulver der Ausgangsmateriallegierung unter Verwendung dieses Hochgeschwindigkeits-Gasflusses zu beschleunigen, um Kollision zwischen dem grob pulverisierten Pulver der Ausgangsmateriallegierung, wie auch Kollision mit einem Target oder einer Behälterwand zu bewirken.
  • Insbesondere, wenn ein fein pulverisiertes Pulver mit einer kleinen Partikelgröße unter Verwendung einer Strahlmühle erhalten wird, ist die Oberfläche des pulverisierten Pulvers sehr aktiv, was leicht zu einer Reaggregation des pulverisierten Pulvers und dessen Adhäsion an einer Behälterwand und zu einer niedrigen Ausbeute führt. Wenn das grob pulverisierte Pulver der Ausgangsmateriallegierung fein pulverisiert wird, kann ein fein pulverisiertes Pulver mit einer hohen Ausbeute erhalten werden, indem ein Pulverisierungshilfsmittel aus Zinkstearat, Oleinsäureamid oder dergleichen zugegeben wird, um eine Reaggregation des Pulvers und dessen Adhäsion an einer Behälterwand zu verhindern. Ein fein pulverisiertes Pulver, welches einfach während des Pressens orientiert werden kann, kann durch Zugabe eines Pulverisierungshilfsmittels erhalten werden. Eine Zugabemenge eines Pulverisierungshilfsmittels verändert sich, basierend auf einer Partikelgröße des fein pulverisierten Pulvers und einer Art des zuzugebenden Pulverisierungshilfsmittels, kann jedoch ungefähr 0,1% bis 1% in Bezug auf Masse-% betragen.
  • Es gibt neben einem Trockenpulverisierungsverfahren, wie einer Strahlmühle, ein Nass-Pulverisierungsverfahren. Zum Beispiel kann eine Kugelmühle zum Durchführen eines Hochgeschwindigkeitsrührens unter Verwendung von Kugeln mit kleinem Durchmesser als ein Nass-Pulverisierungsverfahren eingesetzt werden. Eine mehrfache Pulverisierung, um eine Trockenpulverisierung unter Verwendung einer Strahlmühle und des Weiteren eine Nass-Pulverisierung unter Verwendung einer Kugelmühle durchzuführen, kann eingesetzt werden.
  • [Pressschritt: Schritt S13]
  • Nachdem die Ausgangsmateriallegierung fein pulverisiert ist, wird das fein pulverisierte Pulver in eine gewünschte Form gepresst (Pressschritt (Schritt S13)). Während des Pressschrittes (Schritt S13) wird das fein pulverisierte Pulver in eine in einem Elektromagnet angeordnete Pressform eingefüllt und in jede beliebige Form gepresst. Dieser Vorgang wird durchgeführt, während ein Magnetfeld angelegt ist, um eine vorbestimmte Orientierung des fein pulverisierten Pulvers zu erzeugen und die Kristallachse zu orientieren. Hierdurch wird ein Grünkörper erhalten. Ein zu erhaltender Grundkörper wird in einer spezifischen Richtung orientiert und auf diese Weise ein Sintermagnet auf R-T-B Basis mit Anisotropie mit stärkerem Magnetismus erhalten.
  • Das fein pulverisierte Pulver kann bei 30 MPa bis 300 MPa gepresst werden. Das anzulegende Magnetfeld kann 950 kA/m bis 1600 kA/m betragen. Das anzulegende Magnetfeld ist nicht auf ein statisches Magnetfeld beschränkt und kann ein gepulstes Magnetfeld sein. Ein statisches Magnetfeld und ein gepulstes Magnetfeld können gleichzeitig als das anzulegende Magnetfeld verwendet werden.
  • Im Übrigen kann ein Nasspressen zum Pressen einer Aufschlämmung, bei der das fein pulverisierte Pulver in einem Lösungsmittel aus Öl oder dergleichen dispergiert ist, als Pressverfahren, neben einem Trockenpressen, eingesetzt werden, um das fein pulverisierte Pulver, wie oben beschrieben, zu pressen.
  • Der durch das Pressen des fein pulverisierten Pulvers erhaltene Grünkörper weist jede Form auf, wie eine Quaderform, flache Plattenform, Säulenform und Ringform, basierend auf einer gewünschten Form des Sintermagneten auf R-T-B Basis.
  • [Sinterschritt: Schritt S14]
  • Der Grünkörper, der durch Pressen in einem Magnetfeld erhalten und in eine gewünschte Form gepresst wurde, wird in einem Vakuum oder in einer Inertgasatmospäre gesintert, um einen Sintermagneten auf R-T-B Basis zu erhalten (Sinterschritt (Schritt S14)). Der Grünkörper wird gesintert, indem er zum Beispiel in einem Vakuum oder in Anwesenheit eines Inertgases bei 900°C bis 1200°C für 1 Stunde bis 72 Stunden erwärmt wird. Dies bewirkt, dass das fein pulverisierte Pulver einer Flüssigphasensinterung unterworfen wird und ein Sintermagnet auf R-T-B Basis (ein Sinterkörper eines Magnets auf R-T-B Basis) wird erhalten, dessen Hauptphase ein verbessertes Volumenverhältnis aufweist.
  • Nachdem der Grünkörper gesintert wurde, kann der Sinterkörper zur Verbesserung der Herstellungseffizienz schnell abgekühlt werden.
  • [Alterungsbehandlungschritt: Schritt S15]
  • Nachdem der Grünkörper gesintert wurde, wird der Sintermagnet auf R-T-B Basis einer Alterungsbehandlung unterworfen (Alterungsbehandlungschritt (Schritt S15)). Nach dem Sintern wird der Sintermagnet auf R-T-B Basis einer Alterungsbehandlung unterworfen, indem er auf einer Temperatur gehalten wird, die niedriger ist als die Temperatur während des Sinterns. Die Alterungsbehandlung kann durch eine Wärmebehandlung in einem Vakuum oder in der Anwesenheit eines Inertgases bei 400°C bis 900°C für 10 Minuten bis 10 Stunden durchgeführt werden. Sofern notwendig kann die Alterungsbehandlung mehrfach bei unterschiedlichen Temperaturen durchgeführt werden. Solch eine Alterungsbehandlung kann die magnetischen Eigenschaften des Sintermagneten auf R-T-B Basis verbessern.
  • Die Alterungsbehandlung des Sintermagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Ausführungsform kann eine Behandlung umfassen, um den Sintermagneten auf R-T-B Basis für 10 Minuten bis 10 Stunden auf 450°C bis 550°C zu halten. Die Alterungsbehandlungstemperatur und Alterungsbehandlungsdauer werden in diesen Bereichen geeignet eingestellt, basierend auf Bedingungen der Zusammensetzung, Unterschied zwischen Korngröße und Korngrößenverteilung und dergleichen. Hierdurch wird es möglich, dicke Zwei-Korn-Grenzen zu bilden und so eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erzielen.
  • [Abkühlschritt: Schritt S16]
  • Nachdem der Sintermagnet auf R-T-B Basis der Alterungsbehandlung unterworfen wurde, wird der Sintermagnet auf R-T-B Basis schnell in einer Ar-Gasatmosphäre abgekühlt (Abkühlschritt (Schritt S16)). Anschließend kann der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, erhalten werden. Um dicke Zwei-Korn-Grenzen zu bilden und eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erzielen, kann eine Abkühlungsrate 30°C/Minute oder mehr betragen.
  • Der, durch die obigen Schritte erhaltene, Sintermagnet auf R-T-B Basis kann, sofern notwendig, in eine gewünschte Form bearbeitet werden. Das Bearbeitungsverfahren kann ein Formgebungsverfahren sein, wie Schneiden und Schleifen, ein Anfasungsverfahren, wie Trommelpolieren oder dergleichen.
  • Es kann einen weiteren Schritt geben, um die Seltenerdmetalle weiter zu den Korngrenzen des bearbeiteten Sintermagneten auf R-T-B Basis zu diffundieren. Diese Korngrenzendiffusion kann durch eine Wärmebehandlung erzielt werden, nachdem eine schwere Seltenerdmetalle enthaltende Verbindung auf der Oberfläche des Sintermagneten R-T-B Basis durch Applikation, Aufdampfen oder dergleichen haftet oder durch eine Wärmebehandlung an dem Sintermagneten auf R-T-B Basis in einer einen Dampf der schweren Seltenerdmetalle enthaltenden Atmosphäre. Dies ermöglicht es, die Koerzitivfeldstärke des Sintermagneten auf R-T-B Basis weiter zu verbessern.
  • Der erhaltene Sintermagnet auf R-T-B Basis kann einer Oberflächenbehandlung unterworfen werden, wie Plattieren, Harzbeschichtung, Oxidationsbehandlung und chemischer Umwandlungsbehandlung. Hierdurch wird es möglich, die Korrosionsbeständigkeit weiter zu verbessern.
  • Der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, wird vorzugsweise als ein Magnet von beispielsweise einem Motor mit oberflächenmontierten Magnet (oberflächenmontierten Permanentmagnet: SPM), bei welchem ein Motor an einer Oberfläche eines Rotor befestigt ist, einem Motor mit internem Magnet (interner Permanentmagnet: IPM), wie ein bürstenloser Innenrotormotor und ein Permanentmagnetreluktanzmotor (PRM), verwendet. Insbesondere wird der Sintermagnet auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, vorzugsweise für einen Spindelmotor für einen Festplattenantrieb oder einen Schwingspulenmotor eines Festplattenlaufwerks, einen Motor für ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug, einen elektrischen Servomotor für ein Kraftfahrzeug, einen Servomotor für eine Werkzeugmaschine, einen Motor für den Vibrator eines Mobiltelefons, einen Motor für einen Drucker, einen Motor für einen Magnetgenerator und dergleichen verwendet.
  • Zweite Ausführungsform
  • Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft einen Permanentmagneten auf R-T-B, welcher durch Warmbearbeitung bzw. Warmumformung hergestellt wird. Teile der zweiten Ausführungsform, die nachfolgend nicht beschrieben werden, sind mit denen der ersten Ausführungsform identisch. Der Ausdruck „Sintern” in der ersten Ausführungsform wird ersetzt, wenn erforderlich.
  • <Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis durch Warmbearbeitung>
  • Das Verfahren zur Herstellung des Permanentmagneten auf R-T-B Basis, gemäß der vorliegenden Ausführungsform, weist die folgenden Schritte auf.
    • (a) schneller Schmelze-Abkühlungsschritt zum Schmelzen eines Ausgangsmaterials und schnellem Abkühlen des erhaltenen geschmolzenen Metalls, um ein Band zu erhalten,
    • (b) Pulverisierungsschritt zur Pulverisierung des Bandes, um ein flockiges Ausgangsmaterial Pulver zu erhalten,
    • (c) Kaltumformungsschritt zur Durchführung einer Kaltumformung des pulverisierten Ausgangsmaterialpulvers,
    • (d) vorläufiger Erwärmungsschritt zur vorläufigen Erwärmung des kaltumgeformten Körpers,
    • (e) Warmumformungsschritt zur Durchführung einer Warmumformung des vorläufig erwärmten kaltgeformten Körpers,
    • (f) heißplastischer Bearbeitungsschritt, um den warmumgeformten Körper in eine vorbestimmte Form plastisch zu verformen
    • (g) Alterungsbehandlungschritt zur Durchführung einer Alterungsbehandlung an dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis.
    • (a) Der schnelle Schmelze-Abkühlungsschritt ist ein Schritt zum Schmelzen eines Ausgangsmaterialmetalls und zum schnellen Abkühlen eines erhaltenen geschmolzenen Metalls, um ein Band zu erhalten. Das Ausgangsmaterialmetall wird durch jedes Verfahren geschmolzen, solange ein geschmolzenes Metall erhalten wird, dessen Komponente gleichförmig ist und dessen Fließfähigkeit geeignet ist, eine schnelle Abkühlungsverfestigung zu erzielen. Die Temperatur des geschmolzenen Metalls ist nicht beschränkt, kann jedoch 1000°C oder mehr betragen.
  • Nachfolgend wird das geschmolzene Metall schnell abgekühlt, um ein Band zu erhalten. Insbesondere wird das Band erhalten, indem das geschmolzene Metall auf eine rotierende Walze getropft wird. Eine Abkühlungsgeschwindigkeit des geschmolzenen Metalls kann eingestellt werden, indem eine Rotationsgeschwindigkeit der rotierenden Walze und eine Tropfenmenge des geschmolzenen Metalls eingestellt wird. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt normalerweise 10–30 m/sec.
    • (b) Der Pulverisierungsschritt ist ein Schritt zum Pulverisieren des, während des schnellen Schmelze-Abkühlungsschrittes (a), erhaltenen Bandes. Es gibt keine Einschränkung hinsichtlich des Pulverisierungsverfahrens. Die Pulverisierung erzielt ein flockiges Legierungspulver bestehend aus feinen Kristallkörnern mit ungefähr 20 nm.
    • (c) Der Kaltumformungsschritt ist ein Schritt zur Durchführung der Kaltumformung des flockigen Ausgangsmaterialpulvers, welches in dem Pulverisierungsschritt (b) erhalten wurde. Das Kaltumformen wird durch Einfüllen des Ausgangsmaterialpulvers in eine Form gefüllt und das Pressen bei Raumtemperatur durchgeführt. Das Pressen wird bei jedem Druck durchgeführt. Je höher der Druck ist, umso höher ist die Dichte eines zu erhaltenden kaltumgeformten Körpers. Die Dichte wird jedoch gesättigt, wenn der Druck einen bestimmten Wert oder mehr aufweist. Daher zeigt sich keine Wirkung, wenn mehr Druck als notwendig ausgeübt wird. Der Pressdruck wird, basierend auf der Zusammensetzung, Partikelgröße und dergleichen des Legierungspulvers, geeignet ausgewählt.
  • Es gibt auch keine Beschränkung der Pressdauer. Je länger die Pressdauer ist, desto höher wird die Dichte eines zu erhaltenden kaltumgeformten Körpers. Die Dichte ist jedoch normalerweise gesättigt, wenn die Pressdauer einen bestimmten Wert oder länger aufweist. Die Dichte ist normalerweise gesättigt, wenn die Pressdauer ein bis 5 Sekunden beträgt.
    • (d) Der vorläufige Erwärmungsschritt ist ein Schritt zur vorläufigen Erwärmung des kaltumgeformten Körpers, welcher in dem Kaltumformungsschritt (c) zu erhalten wird. Die Temperatur des vorläufigen Erwärmens ist nicht beschränkt, beträgt jedoch normalerweise 500°C oder mehr und 850°C oder weniger. Die Bedingungen der vorläufigen Erwärmung sind optimiert, um einen geformten Körper zu erhalten, dessen Kristallstruktur in dem Warmumformungsschritt (e) gleichförmig und fein ist und um den Grad einer magnetischen Orientierung während des heißplastischen Bearbeitungsschritts (f) weiter zu verbessern.
  • Wenn die vorläufige Erwärmungstemperatur 500°C oder mehr beträgt, können die Korngrenzenphasen während des Warmumformungsschrittes ausreichend verflüssigt werden und Risse treten während der Warmumformung in dem geformten Körper kaum auf. Die vorläufige Erwärmungstemperatur kann 600°C oder mehr betragen oder 700°C oder mehr. Wenn dagegen die vorläufige Erwärmungstemperatur 850°C oder weniger beträgt, wird es einfacher zu verhindern, dass die Kristallkörner grob werden, und des Weiteren die Oxidation der magnetischen Materialien zu verhindern. Die vorläufige Erwärmungstemperatur kann 800°C oder weniger, oder 780°C oder weniger betragen.
  • Die vorläufige Erwärmungsdauer ist eine Dauer, innerhalb der der kaltumgeformte Körper eine bestimmte Temperatur erreicht. Die vorläufige Erwärmungsdauer wird geeignet gesteuert, um die Korngrenzenphasen in dem Warmumformungsschritt ausreichend zu verflüssigen, um zu verhindern, dass sich während des Warmumformens Risse in dem geformten Körper bilden und es einfacher zu verhindern, dass die Kristallkörner grob werden. Die vorläufige Erwärmungsdauer kann geeignet ausgewählt werden, basierend auf der Größe des geformten Körpers, der vorläufigen Erwärmungstemperatur und dergleichen. Im Allgemeinen ist eine bevorzugte vorläufige Erwärmungsdauer umso länger, je größer der geformte Körper ist. Des Weiteren ist eine bevorzugte Erwärmungsdauer umso länger, je niedriger die vorläufige Erwärmungstemperatur ist. Die Atmosphäre während der vorläufigen Erwärmung ist nicht beschränkt, es kann jedoch eine inerte oder eine reduzierende Atmosphäre eingesetzt werden, um Oxidation der magnetischen Materialien und eine Verringerung der magnetischen Eigenschaften zu verhindern.
    • (e) Der Warmumformungsschritt ist ein Schritt zum Durchführen eines Heißpressens an dem vorläufig erwärmten kaltumgeformten Körper, welcher während des vorläufigen Erwärmungsschrittes (d) erhalten wird. Der Warmumformungsschritt kann die Magnetmaterialien verdichten.
  • Der Ausdruck „Warmumformung” ist ein sogenanntes Heißpressverfahren. Wenn der kaltumgeformte Körper unter Verwendung eines Heißpressverfahrens heiß gepresst wird, verschwinden die in dem kaltumgeformten Körper verbleibenden Poren, um eine Verdichtung des kaltgeformten Körpers zu erzielen.
  • Die Warmumformung, unter Verwendung eines Heißpressverfahrens, wird durch jedes Verfahren durchgeführt, wie ein Verfahren zur vorläufigen Erwärmung des kaltumgeformten Körpers, Einführen des vorläufig erwärmten kaltumgeformten Körpers in eine Form, welche auf eine vorbestimmte Temperatur erwärmt wurde und Pressen des kaltumgeformten Körpers bei einem vorbestimmten Druck für eine vorbestimmte Dauer. Im Folgenden wird die Warmumformung durch dieses Verfahren beschrieben.
  • Die Bedingungen des Heißpressens werden, basierend auf Zusammensetzung, geforderten Eigenschaften und dergleichen, optimal ausgewählt. Im Allgemeinen können, wenn die Heißpresstemperatur 750°C oder mehr beträgt, die Korngrenzenphasen ausreichend verflüssigt werden, der geformte Körper wird ausreichend verdichtet und Risse treten in dem geformten Körper kaum auf. Wenn, im Gegensatz dazu, die Heißpresstemperatur 850°C oder weniger beträgt, kann einfach verhindert werden, dass die Kristallkörner grob werden, und die magnetischen Eigenschaften können daher verbessert werden.
  • Das Heißpressen wird bei jedem Druck durchgeführt. Je höher der Druck ist, desto höher ist die Dichte eines zu erhaltenden warmumgeformten Körpers. Die Dichte wird jedoch gesättigt, wenn der Druck einen bestimmten Wert oder mehr erreicht. Daher zeigt sich keine Wirkung, wenn mehr Druck als notwendig ausgeübt wird. Der Heißpressdruck wird basierend auf der Zusammensetzung, Partikelgröße und dergleichen, des Legierungspulvers geeignet ausgewählt.
  • Die Heißpressdauer ist auch nicht beschränkt. Je länger die Heißpressdauer ist, desto höher wird die Dichte eines zu erhaltenden warmumgeformten Körpers. Die Kristallkörner können jedoch grob werden, wenn die Heizpressdauer länger als notwendig ist. Die Heißpressdauer wird geeignet ausgewählt, basierend auf der Zusammensetzung, Partikelgröße und dergleichen, des Legierungspulvers.
  • Die Atmosphäre während des Heißpressen ist nicht beschränkt, kann jedoch eine inerte Atmosphäre oder eine reduzierende Atmosphäre sein, um die Oxidation der magnetischen Materialien und eine Abnahme der magnetischen Eigenschaften zu verhindern.
    • (f) Der heißplastische Bearbeitungsschritt ist ein Schritt, um ein Magnetmaterial durch plastische Verformung des in dem Warmumformungsschritt (e) warmumgeformten Körpers in einer vorbestimmten Form zu erhalten. Der heißplastische Bearbeitungsschritt wird mittels jedes Verfahrens durchgeführt, wird jedoch im Hinblick auf die Produktivität insbesondere bevorzugt durch ein Heißextrusionsverfahren durchgeführt.
  • Die Arbeitstemperatur ist nicht beschränkt. Im Allgemeinen, wenn die Arbeitstemperatur 750°C oder mehr beträgt, werden die Korngrenzenphase ausreichend verflüssigt, der geformte Körper wird ausreichend verdichtet und Risse in dem geformten Körper treten kaum auf. Wenn, im Gegensatz dazu, die Arbeitstemperatur 850°C oder weniger beträgt, wird es leicht zu verhindern, dass die Kristallkörner grob werden, und die magnetischen Eigenschaften können daher verbessert werden. Ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis mit der gewünschten Zusammensetzung und Form wird erhalten, indem eine Nachbearbeitung nach dem Heißverformungsschritt durchgeführt wird, sofern notwendig.
    • (g) Der Alterungsschritt ist ein Schritt, bei welchem eine Alterungsbehandlung an dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis, welcher in dem heißplastischen Bearbeitungsschritt (f) erhalten wurde, durchgeführt wird. Die Alterungsbehandlung wird an dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis durchgeführt, indem der erhaltene Permanentmagnet auf R-T-B Basis zum Beispiel nach dem heißplastischen Bearbeitungsschritt auf einer Temperatur gehalten wird, welche niedriger ist als die Temperatur während des heißplastischen Bearbeitungsschritts. Die Alterungsbehandlung kann durchgeführt werden, indem eine Wärmebehandlung in einem Vakuum oder in Anwesenheit eines Inertgases, bei 400°C bis 700°C für 10 Minuten bis 10 Stunden durchgeführt wird. Die Alterungsbehandlung kann mehrfach unter Veränderung der Temperatur, wie notwendig, durchgeführt werden. Solch eine Alterungsbehandlung kann die magnetischen Eigenschaften des Permanentmagneten auf R-T-B Basis verbessern. Bei dem Permanentmagneten auf R-T-B Basis der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur während der Alterungsbehandlung in den Bereich von 400°C bis 600°C liegen. In diesem Temperaturbereich werden die Alterungsbehandlungstemperatur und Alterungsbehandlungsdauer, basierend auf Bedingungen, wie Zusammensetzung und Unterschiede zwischen Korngröße und Korngrößenverteilung, geeignet eingestellt. Dies ermöglicht es, dicke Zwei-Korn-Grenzen zu bilden und so eine hohe Koerzitivfeldstärke zu erhalten.
  • Im Folgenden wird ein Mechanismus beschrieben, wie ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis mit magnetischer Anisotropie durch den Warmumformungsschritt und den heißplastischen Bearbeitungsschritt erhalten werden kann.
  • Das Innere des warmumgeformten Körpers besteht aus Kristallkörnern und Korngrenzphasen. Die Korngrenzenphasen beginnen sich zu verflüssigen, wenn der geformte Körper eine hohe Temperatur während des Warmumformens erfährt. Wenn anschließend die Erwärmungstemperatur noch höher wird, werden die Kristallkörner von den verflüssigten Korngrenzenphasen umgeben. Hierdurch wird es möglich, dass die Kristallkörner rotieren. In diesem Zustand sind die Achsen der leichten Magnetisierung, d. h. die Richtungen der Magnetisierung jedoch unregelmäßig (Ausgleichszustand). D. h. der warmumgeformte Körper weist normalerweise keine magnetische Anisotropie auf.
  • Nachfolgend wird der erhaltene warmumgeformte Körper der heißplastischen Bearbeitung unterworfen, um plastisch deformiert zu werden und um ein Magnetmaterial mit einer gewünschten Form zu erhalten. Zu diesem Zeitpunkt werden die Kristallkörner in einer Druckrichtung zusammengedrückt und plastisch deformiert und die Achsen der leichten Magnetisierung werden gleichzeitig in der Druckrichtung orientiert. Auf diese Weise wird ein Permanentmagnet auf R-T-B Basis mit magnetischer Anisotropie erhalten.
  • Im Übrigen ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Umfangs verschiedenartig verändert werden.
  • Beispiele
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Beispiele näher beschrieben, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
  • (Experimentelle Beispiele 1–7)
  • Zuerst wurden Ausgangsmateriallegierungen hergestellt. Die Ausgangsmaterialien wurden so gemischt, dass die in Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzungen der Sintermagneten auf R-T-B Basis erhalten, geschmolzen und mittels eines Bandgießverfahren gegossen wurden. Die Ausgangsmateriallegierungen wurden hergestellt, so dass die Sintermagneten auf R-T-B Basis schließlich die in der Tabelle 1 dargestellten Zusammensetzungen aufwiesen, durch Einstellen einer Kohlenstoffmenge der Ausgangsmaterialien unter Verwendung von Graphit und unter Berücksichtigung einer Kohlenstoffmenge, die während einer Fein-Pulverisierung aus einem Pulverisierungshilfsmittel zugemischt wird, um eine Menge zu reduzieren, von der man erwartet, dass sie aus dem Pulverisierungshilfsmittel die Einfüllzusammensetzung erhöht.
  • Nachfolgend wurde eine Wasserstoffpulverisierungsbehandlung (Grob-Pulverisierung) durchgeführt, zur Speicherung von Wasserstoff in diesen Ausgangsmateriallegierungen bei Raumtemperatur und zur Dehydrierung bei 400°C für 1 Stunde in einer Ar-Atmosphäre.
  • Im Übrigen wurde bei den vorliegenden Beispielen jeder Schritt von dieser Wasserstoffpulverisierungsbehandlung bis zum Sintern (Fein-Pulverisierung und Pressen) in einer Inertgasatmosphäre mit einer Sauerstoffkonzentration von weniger als 50 ppm durchgeführt (dies gilt auch für die folgenden experimentellen Beispiele).
  • Als nächstes wurden 0,07 Masse-% eines Oleinsäureamids als Pulverisierungshilfsmittel zu dem grob pulverisierten Pulver, welches der Wasserstoffpulverisierungsbehandlung unterworfen wurde, zugegeben und nachfolgend eine Fein-Pulverisierung unter Verwendung einer Strahlmühle durchgeführt. Bei der Fein-Pulverisierung wurde eine Partikelgröße des fein pulverisierten Pulver so eingestellt, dass die Hauptphasenkörner des Sintermagnets auf R-T-B Basis eine durchschnittliche Korngröße von 3 μm aufwiesen, indem ein Klassifizierungszustand der Strahlmühle eingestellt wurde.
  • Das erhaltene fein pulverisierten Pulver wurde in eine Pressform eingefüllt, die in einem Elektromagneten angeordnet war und bei 120 MPa gepresst, während ein Magnetfeld von 1200 kA/m angelegt wurde, wodurch ein Grünkörper erhalten wurde.
  • Danach wurde der erhaltene Grünkörper gesintert. Der Grünkörper wurde gesintert, indem er für 12 Stunden in einem Vakuum bei 1050°C gehalten und schnell abgekühlt wurde, wodurch ein Sinterkörper (Sintermagnet auf R-T-B Basis) erhalten wurde. Anschließend wurde der erhaltene Sinterkörper einer Alterungsbehandlung unterworfen, die bei 500°C für 1 Stunde durchgeführt wurde (beide in einer Ar Atmosphäre), wodurch jeweils die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 1–7 erhalten wurden.
  • Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Zusammensetzungsanalyse in Bezug auf die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 1–7. Hinsichtlich des Gehalts jedes Elements, welches in Tabelle 1 dargestellt ist, wurden die Gehalte an Nd, Pr, Dy, Tb, Fe, Co, Ga, Al, Cu und Zr durch Röntgenfluoreszenzanalyse gemessen, der B-Gehalt wurde durch eine ICP Emissionsanalyse gemessen, der O-Gehalt wurde durch ein Inertgasfusionnichtdispersives Infrarotabsorptionsverfahren gemessen, der C-Gehalt wurde durch Verbrennung in einem Sauerstofffluss-Infrarotabsorptionsverfahren und der N-Gehalt wurde durch ein Inertgasfusion-thermisches Leitfähigkeitsverfahren gemessen. [B] + [C] – [M] und [C]/([B] + [C]) wurde berechnet, durch Konvertieren der Gehalte in Masse-% jedes Elements, welche durch diese Verfahren erhalten wurden, in den Gehalt in Atom-%. Im Übrigen gibt T.RE in den Tabellen eine Summierung der Gehalte von Nd, Pr, Dy und Tb an und stellt einen Gesamtgehalt der Seltenerdmetalle in dem Sintermagneten auf R-T-B Basis dar.
  • Figure DE102017203074A1_0002
  • Ein B-H Tracer wurde verwendet, um die magnetischen Eigenschaften, der in den experimentellen Beispielen 1–7 erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis, zu messen. Die magnetische Restflussdichte Br und die Koerzitivfeldstärke HcJ wurden als die magnetischen Eigenschaften gemessen. Diese Ergebnisse sind auch in der Tabelle 1 dargestellt.
  • Ausgehend von den Ergebnissen der Analyse der Zusammensetzung entsprechen die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 3 bis 6 Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen und die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 1, 2 und 7 entsprechen Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 3 bis 6 eine höhere Koerzitivfeldstärke als die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 1, 2 und 7 aufweisen, kann man sagen, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke erzielt werden kann, wenn sowohl 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 als auch 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erfüllt werden.
  • Der Querschnitt des Sintermagneten auf R-T-B Basis des experimentellen Beispiels 3 wurde durch einen Focused Ion Beam (FIB) verarbeitet und die Struktur des Sinterkörpers wurde unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (SEM) beobachtet. 3 zeigt ein Rückstreu-Elektronenbild, bei dem zwischen den Hauptphasenkörnern 4 dicke Zwei-Korn-Grenzen gebildet sind. Des weiteren wurden die in den Korngrenzen vorhandenen Elemente unter Verwendung eines Elektronenstrahlmikroanalysators (EPMA) analysiert und es wurde folglich in 3 bestätigt, dass die Korngrenzen eine R-T-Ga Phase 8, dargestellt in grau, und eine ZrC Phase 9, abgeschieden in quadratischer Form, zusätzlich zu einer R-reichen Phase, die in weiß dargestellt ist, enthalten.
  • (Experimentelle Beispiele 8 bis 14)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 8 bis 14 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 2 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 2 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0003
  • Tabelle 2 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 8 bis 14. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 9 bis 13 entsprechen Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 8 und 14 entsprechen Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 9 bis 13 eine höhere Koerzitivfeldstärke als die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 8 und 14 aufweisen, kann man sagen, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke erzielt werden kann, wenn sowohl 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 als auch 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erfüllt werden. Insbesondere wurde bestätigt, dass die experimentellen Beispiele 10 und 11, welche 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllen, höhere Werte der Koerzitivfeldstärke aufweisen.
  • Wenn die Bruchflächen der jeweilige Sintermagneten auf R-T-Basis der experimentellen Beispiele 8 bis 14 überprüft wurden, wurde bestätigt, dass sich die Hauptphasenkörner durch anormales Kornwachstum während des Sinterns auf ungefähr 10 μm Korngröße oder mehr vergrößert hatten und dass mehr solche vergrößerte Hauptphasenkörner, insbesondere in dem Sintermagnet auf R-T-B Basis des experimentellen Beispiels 8, gefunden wurden, welches die geringste Menge an Zr aufweist.
  • (Experimentelle Beispiele 15 bis 21)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 15 bis 21 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 3 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 3 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0004
  • Tabelle 3 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 15 bis 21. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 16 bis 20 entsprechen den Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 15 und 21 entsprechen den Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 16 bis 20 eine höhere Koerzitivfeldstärke als die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 15 und 21 aufweisen, kann man sagen, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke erzielt werden kann, wenn sowohl 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30, als auch 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erfüllt werden. Insbesondere wurde bestätigt, dass die experimentellen Beispiele 17 bis 19, welche 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllen, höhere Werte der Koerzitivfeldstärke aufweisen.
  • (Experimentelle Beispiele 22 bis 28)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 22 bis 28 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1–7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 4 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 4 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0005
  • Tabelle 4 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 22 bis 28. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 23 bis 27 entsprechen den Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 22 und 28 entsprechen den Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 23 bis 27 eine höhere Koerzitivfeldstärke als die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 22 und 28 aufweisen, kann man sagen, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke erzielt werden kann, wenn sowohl 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 als auch 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erfüllt sind. Insbesondere wurde bestätigt, dass die experimentellen Beispiele 25 und 26, welche 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllen, höhere Werte der Koerzitivfeldstärke aufweisen.
  • (Experimentelle Beispiele 29 bis 34)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 29 bis 34 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 5 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden, wobei die Ga-Menge verändert wurde. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 5 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0006
  • Tabelle 5 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 29 bis 34. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 30 bis 34 entsprechen Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und der Sintermagnet auf R-T-B Basis des experimentellen Beispiels 29 entspricht einem Vergleichsbeispiel, da er die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllt. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 30 bis 34, welche Ga mit 0,40 Masse-% oder mehr enthalten, eine höhere Koerzitivfeldstärke als der Sintermagnet auf R-T-B Basis des experimentellen Beispiels 29 aufweisen, wurde bestätigt, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke in den Bereichen von 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 und 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erzielt werden kann, auch wenn Ga mit 0,40 Masse-% enthalten ist. Es hat sich des Weiteren gezeigt, dass das experimentelle Beispiel 34, welche Ga mit mehr als 1,40 Masse-% enthielt, zu einer geringen magnetischen Restflussdichte neigt.
  • (Experimentelle Beispiele 35 bis 41)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 35 bis 41 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 6 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden, wobei anstelle von Zr Ti als M verwendet wurde. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 6 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0007
  • Tabelle 6 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 35 bis 41. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 36 bis 40 entsprechen Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 45 und 41 entsprechen Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 36 bis 40 eine höhere Koerzitivfeldstärke als die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 35 und 41 aufweisen, wurde bestätigt, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke in den Bereichen von 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 und 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erzielt werden kann, auch wenn Ti als M verwendet wird. Insbesondere wurde bestätigt, dass die experimentellen Beispiele 38 und 39, welche 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllen, höhere Werte der Koerzitivfeldstärke aufweisen.
  • Das experimentelle Beispiel 38a, welches Ti und Zr als M verwendet, erzielte auch eine hohe Koezitivfeldstärke, auf die gleiche Weise wie die anderen Beispiele, die nur Ti als M verwendeten.
  • (Experimentelle Beispiele 42 bis 48)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 42 bis 48 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 7 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden, wobei anstelle von Zr Nb als M verwendet wurde. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 7 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0008
  • Tabelle 7 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 42 bis 48. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 43 bis 47 entsprechen Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und die jeweiligen Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 42 und 48 entsprechen Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Da die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 43 bis 47 eine höhere Koerzitivfeldstärke als die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 42 und 48 aufweisen, wurde bestätigt, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke in den Bereichen von 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 und 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erzielt werden kann, auch wenn Nb als M verwendet wird. Insbesondere wurde bestätigt, dass die experimentellen Beispiele 45 und 46, welche 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllen, höhere Werte der Koerzitivfeldstärke aufweisen.
  • (Experimentelle Beispiele 49 bis 54)
  • Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 49 bis 54 wurden jeweils auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Ausgangsmaterialien vermischt wurden, so dass Sintermagneten auf R-T-B Basis mit den in der Tabelle 8 dargestellten Zusammensetzungen erhalten wurden. Jeder der erhaltenen Sintermagneten auf R-T-B Basis wurde einer Analyse der Zusammensetzung auf die gleiche Weise wie die experimentellen Beispiele 1 bis 7 unterworfen. Die Ergebnisse der Analyse der Zusammensetzung sind in Tabelle 8 dargestellt.
  • Figure DE102017203074A1_0009
  • Tabelle 8 zeigt die Messergebnisse der magnetischen Eigenschaften der Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 49 bis 54. Die Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 50 und 53 entsprechen Beispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung erfüllen, und jeweiligen Sintermagneten auf R-T-B Basis der experimentellen Beispiele 49, 51, 52 und 54 entsprechen Vergleichsbeispielen, da sie die Bedingungen der vorliegenden Erfindung nicht erfüllen. Es wurde bestätigt, dass eine hohe Koerzitivfeldstärke in den Bereichen von 0,14 ≦ [C]/([B] + [C]) ≦ 0,30 und 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erzielt werden konnten, sogar mit einer Zusammensetzung, die eine sehr geringe Menge an Dy und Tb enthält, wie die vorliegenden experimentellen Beispiele.
  • Bezugszeichenliste
    • 4
    Hauptphasenkorn
    6
    Korngrenze
    7
    R-reiche Phase
    8
    R-T-Ga Phase
    9
    ZrC Phase
    100
    Sintermagnet auf R-T-B Basis
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • WO 2013/191276 [0008]
    • WO 2014/157448 [0008]

Claims (11)

  1. Permanentmagnet auf R-T-B Basis umfassend Hauptphasenkörner bestehend aus einer R2T14B Verbindung, wobei R ein Seltenerdmetall ist, T ein oder mehrere Eisengruppenelemente ist, im wesentlichen umfassend Fe oder Fe und Co, und B Bor ist, der Permanentmagnet auf R-T-B Basis wenigstens C, Ga und M (M ist wenigstens eine Art gewählt aus einer Gruppe aus Zr, Ti und Nb), zusätzlich zu R, T und B, enthält, B mit 0,71 Masse-% oder mehr und 0,88 Masse-% oder weniger enthalten ist, C mit 0,15 Masse-% oder mehr und 0,34 Masse-% oder weniger enthalten ist, Ga mit 0,40 Masse-% oder mehr und 1,40 Masse-% oder weniger enthalten ist M mit 0,25 Masse-% oder mehr und 2,50 Masse-% oder weniger enthalten ist und eine Formel (1) 0,14 ≦ [C]/([B] + [C] ≦ 0,30 und eine Formel (2) 5,0 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,6 erfüllt sind, wenn [B] ein B-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, [C] ein C-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, und [Zr] ein Zr-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%.
  2. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach Anspruch 1, wobei eine Formel (3) 5,2 ≦ [B] + [C] – [M] ≦ 5,4 erfüllt ist, wenn [B] ein B-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, [C] ein C-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%, und [M] ein M-Gehalt ist, dargestellt durch Atom-%.
  3. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach Anspruch 1 oder 2, wobei R mit 29 Masse-% oder mehr und 37 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  4. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–3, des Weiteren umfassend Cu, wobei Cu mit 0,05 Masse-% oder mehr und 1,5 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  5. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–4, des Weiteren umfassend Al, wobei Al mit 0,03 Masse-% oder mehr und 0,6 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  6. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–5, des Weiteren umfassend Co, wobei Co mit 0,3 Masse-% oder mehr und 4,0 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  7. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–6, wobei Hauptphasenkörner bestehend aus R2T14B Verbindung und eine Korngrenze enthalten sind, und die Korngrenze eine R-T-Ga Phase enthält, einschließlich R, T und Ga und eine M-Carbidphase.
  8. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–7, wobei B mit 0,71 Masse-% oder mehr und 0,85 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  9. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–8, wobei C mit 0,15 Masse-% oder mehr und 0,30 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  10. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–9, wobei Ga mit 0,70 Masse-% oder mehr und 1,40 Masse-% oder weniger enthalten ist.
  11. Permanentmagnet auf R-T-B Basis nach einem der Ansprüche 1–10, wobei M mit 0,65 Masse-% oder mehr und 2,50 Masse-% oder weniger enthalten ist.
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