JP2018125445A - Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｄｙ等のＲＨをできるだけ使用することなく（すなわち、ＲＨの使用量をできるだけ低減して）、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供する。【解決手段】質量％で、Ｒ：２７．５％以上３４．０％以下（Ｒは、希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む）、Ｂ：０．８５％以上０．９３％以下、Ｇａ：０．２０％以上０．７５％以下、Ｓｎ：０．０５％以上０．６０％以下、Ｃｕ：０．０５％以上０．７０％以下、Ａｌ：０．０５％以上０．４０％以下、およびＴ：６１．５％以上（Ｔは、ＦｅとＣｏであり、質量比でＴの９０％以上がＦｅである）を含み、下記式（１）〜（４）を満足するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］ （１）０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５ （２）０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］ （３）０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０ （４）【選択図】なし

Description

本開示は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に関する。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは、希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む）は永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）、電気自動車用（ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶなど）モータ、産業機器用モータなどの各種モータおよび家電製品などに使用されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主としてＲ_２Ｔ_１４Ｂ化合物からなる主相と、この主相の粒界部分に位置する粒界相とから構成されている。主相であるＲ_２Ｔ_１４Ｂ化合物は、高い飽和磁化と異方性磁界を持つ強磁性材料であり、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の特性の根幹をなしている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温において保磁力Ｈ_ｃＪ（以下、単に「Ｈ_ｃＪ」という場合がある）が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。そのため、特に電気自動車用モータに使用される場合、高いＨ_ｃＪを有することが要求されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、主相であるＲ_２Ｔ_１４Ｂ化合物中のＲに含まれる軽希土類元素ＲＬ（以下、単に「ＲＬ」という場合がある）の一部を重希土類元素ＲＨ（以下、単に「ＲＨ」という場合がある）で置換するとＨ_ｃＪが向上することが知られており、ＲＨの置換量の増加に伴いＨ_ｃＪは向上する。

しかし、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ化合物中のＲＬをＲＨで置換すると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪが向上する一方、残留磁束密度Ｂ_ｒ（以下、単に「Ｂ_ｒ」という場合がある）が低下する。また、特にＤｙは資源存在量が少ないうえ産出地が限定されているなどの理由から供給が安定しておらず、価格が大きく変動するなどの問題を有している。そのため、近年、ＲＨをできるだけ使用することなく（使用量をできるだけ少なくして）、Ｈ_ｃＪを向上させることが求められている。

特許文献１には、従来一般に用いられてきたＲ−Ｔ−Ｂ系合金に比べＢ量が相対的に少ない特定の範囲に限定するとともに、Ａｌ、ＧａおよびＣｕのうちから選ばれる１種以上の金属元素Ｍを含有させることによりＲ_２Ｔ_１７相を生成させ、該Ｒ_２Ｔ_１７相を原料として生成させた遷移金属リッチ相（Ｒ_６Ｔ_１３Ｍ）の体積率を充分に確保することにより、Ｄｙの含有量を抑制しつつ保磁力の高いＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石が得られることが記載されている。

国際公開第２０１３／００８７５６号

特許文献１に記載のように、一般的なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石よりもＢ量を少なく（Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型化合物の化学量論比のＢ量よりも少なく）し、Ｇａ等を添加することにより製造したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石では、遷移金属リッチ相（Ｒ−Ｔ−Ｇａ相）が生成され、それによりＨ_ｃＪをある程度高めることができる。しかし、特許文献１に開示されているＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、Ｄｙの含有量を低減しつつある程度高いＨ_ｃＪを発揮することができるものの、近年、電気自動車用モータ等の用途において要求される十分に高いＨ_ｃＪを満足するには不十分であった。

そこで本発明は、Ｄｙ等のＲＨをできるだけ使用することなく（すなわち、ＲＨの使用量をできるだけ低減して）、高いＢ_ｒと高いＨ_ｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することを目的とする。

本発明の態様１は、
Ｒ：２７．５質量％以上、３４．０質量％以下（Ｒは、希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む）、
Ｂ：０．８５質量％以上、０．９３質量％以下、
Ｇａ：０．２０質量％以上、０．７５質量％以下、
Ｓｎ：０．０５質量％以上、０．６０質量％以下、
Ｃｕ：０．０５質量％以上、０．７０質量％以下、
Ａｌ：０．０５質量％以上、０．４０質量％以下、および
Ｔ：６１．５質量％以上（Ｔは、ＦｅとＣｏであり、質量比でＴの９０％以上がＦｅである）を含み、下記式（１）〜（４）を満足する、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］ （１）
０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５ （２）
０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］ （３）
０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０ （４）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量であり、［Ｇａ］は質量％で示すＧａの含有量であり、［Ｃｕ］は質量％で示すＣｕの含有量であり、［Ｓｎ］は質量％で示すＳｎの含有量である）

本発明の態様２は、Ｇａ：０．２０質量％以上、０．６０質量％以下である、態様１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明の態様３は、Ｓｎ：０．０５質量％以上、０．３８質量％以下である、態様１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明の態様４は、０．２０≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．３８である、態様１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明の態様５は、０．９４≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］である、態様１〜４のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明の態様６は、Ｇａ：０．２５質量％以上、０．６０質量％以下である、態様１〜５のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明の態様７は、０．４３≦［Ｇａ］+［Ｓｎ］≦０．８０である、態様１〜６のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明は、ＲＨをできるだけ使用することなく（すなわち、ＲＨの使用量をできるだけ低減して）、高いＢ_ｒと高いＨ_ｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。

本発明者らは、特許文献１に開示されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石では、遷移金属リッチ相（Ｒ−Ｔ−Ｇａ相）を生成することによりＨ_ｃＪをある程度高めることができるものの、当該Ｒ−Ｔ−Ｇａ相が若干の磁性を有しており、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石における粒界、特に主にＨ_ｃＪに影響すると考えられる、二つの主相間に存在する粒界（以下、「二粒子粒界」と記載する場合がある）にＲ−Ｔ−Ｇａ相が多く存在することでＨ_ｃＪ向上を妨げていることに着眼した。
本発明者らはまた、特許文献１に開示されているような、一般的なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石よりもＢ量を少なくしてＧａ等を添加したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石では、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相が生成されるとともに、二粒子粒界にＲ−Ｇａ−Ｃｕ相が生成されており、当該Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相を二粒子粒界に多く存在させることにより、Ｈ_ｃＪを向上できることに着眼した。これは、製造過程の熱処理工程において、生成した液相中にＣｕが存在することで主相と液相の界面エネルギーを低下させることができ、そのため二粒子粒界に効率的に液相を導入することができ、そして、二粒子粒界に導入された液相中にＧａが存在することにより、主相の表面近傍を溶解して厚い二粒子粒界を形成することができ、そのため主相間の磁気的な結合が弱められ、Ｈ_ｃＪを向上できると考えられる。
そこで、本発明者らは、二粒子粒界に形成されるＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の量を多くすることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪを高めることを考えた。
本発明者らが鋭意検討した結果、一般的なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石よりもＢ量を少なく（Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型化合物の化学量論比のＢ量よりも少なく）し、Ｇａ等を添加することにより製造したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石では、二粒子粒界に遷移金属リッチ相（Ｒ−Ｔ−Ｇａ相）が生成されると、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成によってＧａが消費され、そのためＲ−Ｇａ−Ｃｕ相を形成するためのＧａ量が少なくなり、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成が抑制されていることがわかった。また、二粒子粒界におけるＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成が抑制されないように、添加するＧａ量を多くした場合には、遷移金属リッチ相（Ｒ−Ｔ−Ｇａ相）が二粒子粒界に多く生成されてしまい、Ｈ_ｃＪ向上の妨げとなることがわかった。

そこで、本発明者らは、遷移金属リッチ相（Ｒ−Ｔ−Ｇａ相）の形成に消費されるＧａ量を抑制することにより、二粒子粒界に形成されるＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の量を多くでき、それによりＨ_ｃＪを向上させることを考えた。
本発明者らは、さらに鋭意検討を重ねた結果、Ｇａの添加量に対して適切な割合でＳｎを添加することにより、二粒子粒界におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成を抑制することができ、これによりＲ−Ｇａ−Ｃｕ相を形成するためのＧａ量を十分に確保することができ、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相を二粒子粒界に多く形成して、Ｈ_ｃＪを向上できることを見出した。これは、Ｇａの添加量に対して適切な割合でＳｎを含有させることにより、具体的には、０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］かつ０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０の関係を満たすことによりＲ−Ｔ−Ｇａ相よりもＲ−Ｔ−Ｓｎ相を優先的に生成することができる。そのため、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成を抑制することができ、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の形成に用いられるＧａ量を低減することができると考えられる。その結果、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相を形成するためのＧａ量を十分に確保することができ、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相を二粒子粒界に多く生成することができ、Ｈ_ｃＪを向上できると考えられる。
以下に、本発明の実施形態について詳述する。

［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石］
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石について説明する。
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石全体を１００質量％としたとき、
Ｒ：２７．５質量％以上、３４．０質量％以下（Ｒは、希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む）、
Ｂ：０．８５質量％以上、０．９３質量％以下、
Ｇａ：０．２０質量％以上、０．７５質量％以下、
Ｓｎ：０．０５質量％以上、０．６０質量％以下、
Ｃｕ：０．０５質量％以上、０．７０質量％以下、
Ａｌ：０．０５質量％以上、０．４０質量％以下、および
Ｔ：６１．５質量％以上（Ｔは、ＦｅとＣｏであり、質量比でＴの９０％以上がＦｅである）を含み、下記式（１）〜（４）を満足する。
０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］ （１）
０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５ （２）
０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］ （３）
０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０ （４）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量であり、［Ｇａ］は質量％で示すＧａの含有量であり、［Ｃｕ］は質量％で示すＣｕの含有量であり、［Ｓｎ］は質量％で示すＳｎの含有量である）

また、本発明の別の好ましい実施形態の１つでは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石全体を１００質量％としたとき、
Ｒ：２７．５質量％以上、３４．０質量％以下（Ｒは、希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む）、
Ｂ：０．８５質量％以上、０．９３質量％以下、
Ｇａ：０．２０質量％以上、０．７５質量％以下、
Ｓｎ：０．０５質量％以上、０．６０質量％以下、
Ｃｕ：０．０５質量％以上、０．７０質量％以下、および
Ａｌ：０．０５質量％以上、０．４０質量％以下、
を含み、残部がＴ（Ｔは、ＦｅとＣｏであり、質量比でＴの９０％以上がＦｅである）および不可避不純物であり、下記式（１）〜（４）を満足する。
０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］ （１）
０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５ （２）
０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］ （３）
０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０ （４）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量であり、［Ｇａ］は質量％で示すＧａの含有量であり、［Ｃｕ］は質量％で示すＣｕの含有量であり、［Ｓｎ］は質量％で示すＳｎの含有量である。）

次に各元素の詳細を説明する。

（１）希土類元素（Ｒ）
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲは、希土類元素の少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む。本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は重希土類元素（ＲＨ）を含有しなくても高いＢ_ｒと高いＨ_ｃＪを得ることができるため、より高いＨ_ｃＪを求められる場合でもＲＨの添加量を削減でき、典型的にはＲＨの含有量を５質量％以下とすることができる。しかし、このことは、本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＲＨ含有量が５質量％以下に限定されることを意味するものではない。
Ｒの含有量は、２７．５質量％以上、３４．０質量％以下である。
Ｒ含有量が２７．５質量％未満では、焼結過程で液相が十分に生成せず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結体を十分に緻密化することが困難になるおそれがあり、３４．０質量％を超えると主相比率が低下して高いＢ_ｒを得ることができないおそれがある。Ｒは、より高いＢ_ｒを得るには、３１．０質量％以下が好ましい。

（２）ボロン（Ｂ）
Ｂの含有量は、０．８５質量％以上、０．９３質量％以下である。
Ｂの含有量が０．８５質量％未満では、Ｒ_２Ｔ_１７相が析出して高いＨ_ｃＪが得られない。さらに、主相比率が低下して高いＢ_ｒを得ることができないおそれがある。一方、Ｂの含有量が０．９３質量％を超えるとＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量が少なすぎて高いＨ_ｃＪが得られない。

（３）ガリウム（Ｇａ）
Ｇａの含有量は、０．２０質量％以上、０．７５質量％以下である。
Ｇａの含有量が０．２０質量％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量が少なすぎて、Ｒ_２Ｔ_１７相を消失させることができず、高いＨ_ｃＪを得ることができない。一方、Ｇａの含有量が０．７５質量％を超えると、不要なＧａが存在することになり、主相比率が低下してＢ_ｒが低下する恐れがある。
Ｇａ含有量は、０．２０質量％以上、０．６０質量％以下であることが好ましく、０．２５質量％以上、０．６０質量％以下がさらに好ましい。

（４）スズ（Ｓｎ）
Ｓｎの含有量は、０．０５質量％以上、０．６０質量％以下である。
Ｓｎの含有量が０．０５質量％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｓｎ相の生成量が少なくなり、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成を抑制することができず、Ｈ_ｃＪが低下する。
一方、Ｓｎの含有量が０．６０質量％を超えると、不要なＳｎが存在することになり、主相比率が低下してＢ_ｒが低下する恐れがある。Ｓｎ含有量は、０．０５質量％以上、０．５５質量％以下が好ましく、０．０５質量％以上、０．３８質量％以下であることが更に好ましい。

（５）銅（Ｃｕ）
Ｃｕの含有量は、０．０５質量％以上、０．７０質量％以下である。
Ｃｕの含有量が０．０５質量％未満であると、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成量が少なすぎて高いＨ_ｃＪを得ることができない。また、Ｃｕの含有量が０．７０質量％を超えると、Ｂ_ｒが低下する恐れがある。

（６）アルミニウム（Ａｌ）
Ａｌの含有量は、０．０５質量％以上、０．４０質量％以下である。Ａｌを含有することにより、Ｈ_ｃＪを向上させることができる。Ａｌは不可避的不純物として含有されてもよいし、積極的に添加して含有させてもよい。不可避的不純物として含有される量と積極的に添加した量の合計で０．０５質量％以上０．４０質量％以下含有させる。

（７）遷移金属元素（Ｔ）
Ｔは、ＦｅとＣｏであり、質量比でＴの９０％以上がＦｅである。
Ｔが６１．５質量％未満では、Ｂ_ｒが大幅に低下するおそれがある。そのためＴの含有量は６１．５質量％以上である。ＴにおけるＦｅの割合が質量比で９０％未満の場合、Ｂ_ｒが低下するおそれがある。そのため、Ｔ含有量におけるＣｏ含有量の割合は、Ｔ含有量全体の１０％以下が好ましく、２．５％以下がより好ましい。

（８）式（１）〜（４）
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、上述した成分組成範囲を満足した上で、さらに以下の式（１）〜（４）を満足する。
０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］ （１）
０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５ （２）
０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］ （３）
０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０ （４）
（［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量であり、［Ｇａ］は質量％で示すＧａの含有量であり、［Ｃｕ］は質量％で示すＣｕの含有量であり、［Ｓｎ］は質量％で示すＳｎの含有量である）
以下に、式（１）〜（４）について詳細に説明する。

（０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］）
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成は、式（１）を満足することにより、Ｂ含有量が一般的なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石よりも低くなっている。一般的なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主相であるＲ_２Ｔ_１４Ｂ相以外に軟磁性相であるＲ_２Ｔ_１７相が析出しないよう、［Ｆｅ］／５５．８４７（Ｆｅの原子量）が［Ｂ］／１０．８１１（Ｂの原子量）×１４よりも少ない組成となっている（［ ］は、その内部に記載された元素の質量％で示した含有量を意味する。例えば、［Ｆｅ］は質量％で示したＦｅの含有量を意味する）。本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、一般的なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と異なり、［Ｆｅ］／５５．８４７（Ｆｅの原子量）が［Ｂ］／１０．８１１（Ｂの原子量）×１４よりも多くなるように、式（１）を満足する組成とする。なお、ＴはＦｅとＣｏであるが、本発明の実施形態におけるＴはＦｅが主成分（質量比で９０％以上）であることから、Ｆｅの原子量を用いた。これにより、Ｄｙなどの重希土類元素をできるだけ使用せず、高いＨ_ｃＪを得ることができる。

（０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５）
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）が０．２以上、０．５以下となるように、Ｃｕ含有量およびＧａ含有量を制御する。［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）をこのような範囲にすることにより、二粒子粒界の厚みを大きくすることができ、高いＨ_ｃＪと高いＢ_ｒとを得ることができる。［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）は、好ましくは、０．２０以上、０．３８以下である。
［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）が０．２未満の場合には、Ｇａ量に対してＣｕ量が少なすぎるため、熱処理時に二粒子粒界へ液相を十分に導入することができず、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相を適切に形成することができない。また、二粒子粒界へのＧａの導入が少なくなるため、三つ以上の主相間に存在する第二の粒界に存在するＧａを含む液相の量が多くなる。これにより、Ｇａを含む液相による第二の粒界近傍の主相の溶解が促進され、Ｈ_ｃＪが十分向上しないだけでなく、Ｂ_ｒの低下を招く。
一方、［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）の質量比が０．５を超える場合には、液相中のＧａの存在比が小さすぎ、二粒子粒界に導入された液相による主相の溶解が十分に起こらない。そのため、二粒子粒界が十分に厚くならず、高いＨ_ｃＪが得られない。

（０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］）
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、［Ｇａ］／［Ｓｎ］が０．５以上になるように、Ｇａ含有量およびＳｎ含有量を制御する。［Ｇａ］／［Ｓｎ］をこのような範囲に設定することにより、高いＨ_ｃＪを得ることができる。［Ｇａ］／［Ｓｎ］が０．５未満であると、Ｇａに対してＳｎの添加量が多すぎるため、Ｒ−Ｔ−Ｓｎ相に加えてＲ−Ｓｎ相が生成され、Ｒ−Ｓｎ相の生成にＲが消費されることでＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成量が少なくなり高いＨ_ｃＪが得られない。［Ｇａ］／［Ｓｎ］は、好ましくは０．９４以上である。

（０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０）
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、［Ｇａ］＋［Ｓｎ］（Ｇａ含有量とＳｎ含有量との合計）が０．２５質量％以上、０．８０質量％以下になるように、Ｇａ含有量とＳｎ含有量とを制御する。［Ｇａ］＋［Ｓｎ］をこのような範囲に設定することにより、Ｇａの働きにより主相の表面近傍が溶解され、溶解された際にできた液相とＳｎが反応し、Ｒ−Ｔ−Ｓｎ相が生成することでＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成が抑制され、二粒子粒界にＲ−Ｇａ−Ｃｕ相を多く形成させることができるため、高いＨ_ｃＪを有することができる。
ＧａとＳｎの合計含有量が０．２５質量％未満であると、ＧａおよびＳｎの少なくとも一方の含有量が少なすぎるため、Ｒ−Ｔ−Ｓｎ相の生成量およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の少なくとも一方の生成量が少なくなり、高いＨ_ｃＪを得ることができない。
一方、ＧａとＳｎの合計含有量が０．８０質量％を超えると、ＧａおよびＳｎの少なくとも一方が粒界に過剰に存在し、主相の体積比率が低下し、Ｂ_ｒが低下する恐れがある。
［Ｇａ］＋［Ｓｎ］は、０．３０質量％以上、０．８０質量％以下が好ましく、０．４３質量％以上、０．８０質量％以下が更に好ましい。

（９）残部
本発明の実施形態に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成は、上述した元素に限定されるものではない。上述した元素の他にＡｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｒ、Ｈ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌ、Ｏ、Ｎ、Ｃ等を含有してもよい。含有量は、Ｎｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、およびＴｉはそれぞれ０．５質量％以下、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｇｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｍ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｃｒはそれぞれ０．２質量％以下、Ｈ、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ｃｌは５００ｐｐｍ以下、Ｏは６０００ｐｐｍ以下、Ｎは１０００ｐｐｍ以下、Ｃは１５００ｐｐｍ以下が好ましい。これらの元素の合計の含有量は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石全体の５質量％以下が好ましい。これらの元素の合計の含有量がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石全体の５質量％を超えると高いＢ_ｒと高いＨ_ｃＪを得ることができない可能性がある。

また、上述したように、好ましい１つの実施形態では、残部はＴおよび不可避的不純物であってよい。例えば、ジジム合金（Ｎｄ−Ｐｒ）、電解鉄およびフェロボロン等の溶解原料に通常不可避的に含有される不純物等に起因した不可避的不純物を含有していても、本発明の実施形態の効果を十分に奏することができる。このような不可避的不純物は、例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉ、Ｓｍ、ＣａおよびＭｇである。さらに、製造工程中の不可避的不純物として、Ｏ（酸素）、Ｎ（窒素）、Ｃ（炭素）などを例示できる。

［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法］
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の一例を説明する。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、合金粉末を得る工程、成形工程、焼結工程、熱処理工程を有する。以下、各工程について説明する。

（１）合金粉末を得る工程
上述した組成となるようにそれぞれの元素の金属または合金を準備し、これらをストリップキャスティング法等を用いてフレーク状の合金を製造する。得られたフレーク状の合金を水素粉砕し、粗粉砕粉のサイズを例えば１．０ｍｍ以下とする。次に、粗粉砕粉をジェットミル等により微粉砕することで、例えば粒径Ｄ_５０（気流分散法によるレーザー回折法で得られた値（メジアン径））が３〜７μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得る。なお、ジェットミル粉砕前の粗粉砕粉、ジェットミル粉砕中およびジェットミル粉砕後の合金粉末に助剤として公知の潤滑剤を使用してもよい。

（２）成形工程
得られた合金粉末に対して磁界中成形を行い、成形体を得る。磁界中成形は、金型のキャビティー内に乾燥した合金粉末を挿入し、磁界を印加しながら成形する乾式成形法、金型のキャビティー内に該合金粉末を分散させたスラリーを注入し、スラリーの分散媒を排出しながら成形する湿式成形法を含む既知の任意の磁界中成形方法を用いてよい。成形中に印加する磁界の方向は、加圧方向と直交する方向（いわゆる直角磁界成形法）でもよく、加圧方向に平行方向（いわゆる平行磁界成形法）でもよい。

（３）焼結工程
成形体を焼結することにより焼結体（焼結磁石）を得る。成形体の焼結は既知の方法を用いることができる。なお、焼結時の雰囲気による酸化を防止するために、焼結は、真空雰囲気中または雰囲気ガス中で行うことが好ましい。雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスを用いることが好ましい。

（４）熱処理工程
得られた焼結磁石に対し、磁気特性を向上させることを目的とした熱処理を行うことが好ましい。熱処理温度、熱処理時間などは既知の条件を用いることができる。例えば、比較的低い温度（４００℃以上６００℃以下）のみでの熱処理（一段熱処理）をしてもよく、あるいは比較的高い温度（７００℃以上焼結温度以下（例えば１０５０℃以下））で熱処理を行った後比較的低い温度（４００℃以上６００℃以下）で熱処理（二段熱処理）をしてもよい。好ましい条件は、７５０℃以上８５０℃以下で５分から５００分程度の熱処理を施し、冷却後（室温まで冷却後、または４４０℃以上５５０℃以下まで冷却後）、さらに４４０℃以上５５０℃以下で５分から５００分程度熱処理をすることが挙げられる。熱処理雰囲気は、真空雰囲気あるいは不活性ガス（ヘリウムやアルゴンなど）で行うことが好ましい。
得られた焼結磁石に磁石寸法の調整のため、研削などの機械加工を施してもよい。その場合、熱処理は機械加工前でも機械加工後でもよい。さらに、得られた焼結磁石に、表面処理を施してもよい。表面処理は、公知の表面処理で良く、例えばＡｌ蒸着、電気Ｎｉめっきまたは樹脂塗装等の表面処理を行うことができる。

本開示に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を実験例によりさらに詳細に説明するが、本開示はそれらに限定されるものではない。

（１）実験例１
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石がおよそ表１のＮｏ．１〜１６に示す組成となるように、各元素を秤量しストリップキャスト法により鋳造し、フレーク状の合金を得た。なお、表１の「ＴＲＥ」は、希土類元素の合計含有量（Total amount of Rear Earth）、つまり、Ｎｄ、ＰｒおよびＤｙの合計含有量を意味している。得られた合金を水素粉砕した後、５５０℃まで真空中で加熱冷却する脱水素処理を施し粗粉砕粉を得た。次に、得られた粗粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を粗粉砕粉１００質量％に対して０．０４質量％添加、混合した後、気流式粉砕機（ジェットミル装置）を用いて、窒素気流中で乾式粉砕し、粒径Ｄ_５０が４μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得た。なお、粒径Ｄ_５０は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積中心値（体積基準メジアン径）である。

前記微粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を微粉砕粉１００質量％に対して０．０５質量％添加、混合した後磁界中で成形し成形体を得た。なお、成形装置には、磁界印加方向と加圧方向とが直交するいわゆる直角磁界成形装置（横磁界成形装置）を用いた。

得られた成形体を、真空中、１０００℃以上１０５０℃以下（サンプル毎に焼結による緻密化が十分起こる温度を選定）で４時間焼結した後急冷し焼結体を得た。得られた焼結体の密度は７．５Ｍｇ／ｍ^３以上であった。得られた焼結体に対し真空中、８００℃で２時間保持した後室温まで冷却し、次いで真空中で４３０℃で２時間保持した後、室温まで冷却する熱処理を施しＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｎｏ．１〜１６）を得た。得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の成分を表１に示す。なお、表１における各成分（Ｏ、ＮおよびＣ以外）は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ−ＯＥＳ）を使用して測定した。また、Ｏ（酸素）含有量は、ガス融解−赤外線吸収法、Ｎ（窒素）含有量は、ガス融解−熱伝導法、Ｃ（炭素）含有量は、燃焼−赤外線吸収法によるガス分析装置を使用して測定した。熱処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（試料Ｎｏ．１〜１６）にそれぞれ機械加工を施し、縦７ｍｍ、横７ｍｍ、厚み７ｍｍの試料を作製し、Ｂ−Ｈトレーサによって各試料の磁気特性を測定した。測定結果を表２に示す。なお、Ｈ_ｋ／Ｈ_ｃＪ（角形比）において、Ｈ_ｋはＩ（磁化の大きさ）−Ｈ（磁界の強さ）曲線の第２象限において、Ｉが０．９×Ｊ_ｒ（Ｊ_ｒは残留磁化、Ｊ_ｒ＝Ｂ_ｒ）の値になる位置のＨの値である。

表２に示す様に、本開示の範囲内である本発明例はいずれもＢ_ｒ：１．１７４Ｔ以上、且つ、Ｈ_ｃＪ：２３２３ｋＡ／ｍ以上の高いＢ_ｒと高いＨ_ｃＪが得られている。これに対し、Ｓｎの含有量が本開示の範囲外であるＮｏ．１、Ｂの含有量及び式（１）が本開示の範囲外であるＮｏ．７、Ｂの含有量が本開示の範囲外であるＮｏ．８、Ｇａの含有量が本開示の範囲外であるＮｏ．９、Ｇａの含有量及び式（４）が本開示の範囲外であるＮｏ．１２、式（２）が本開示の範囲外であるＮｏ．１３及び１４、式（３）が本開示の範囲外であるＮｏ．１５、Ｓｎ及び式（４）が本開示の範囲外であるＮｏ．６、式（４）が本開示の範囲外であるＮｏ．１６は、いずれもＢ_ｒ：１．１７４Ｔ以上、且つ、Ｈ_ｃＪ：２３２３ｋＡ／ｍ以上の高いＢ_ｒと高いＨ_ｃＪが得られていない。

Claims (7)

1. Ｒ：２７．５質量％以上、３４．０質量％以下（Ｒは、希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄおよびＰｒの少なくとも一方を必ず含む）、
   Ｂ：０．８５質量％以上、０．９３質量％以下、
   Ｇａ：０．２０質量％以上、０．７５質量％以下、
   Ｓｎ：０．０５質量％以上、０．６０質量％以下、
   Ｃｕ：０．０５質量％以上、０．７０質量％以下、
   Ａｌ：０．０５質量％以上、０．４０質量％以下、および
   Ｔ：６１．５質量％以上（Ｔは、ＦｅとＣｏであり、質量比でＴの９０％以上がＦｅである）を含み、下記式（１）〜（４）を満足する、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
   ０＜［Ｔ］−７２．３×［Ｂ］ （１）
   ０．２≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．５ （２）
   ０．５≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］ （３）
   ０．２５≦［Ｇａ］＋［Ｓｎ］≦０．８０ （４）
   （［Ｔ］は質量％で示すＴの含有量であり、［Ｂ］は質量％で示すＢの含有量であり、［Ｇａ］は質量％で示すＧａの含有量であり、［Ｃｕ］は質量％で示すＣｕの含有量であり、［Ｓｎ］は質量％で示すＳｎの含有量である）
2. Ｇａ：０．２０質量％以上、０．６０質量％以下である、
   請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
3. Ｓｎ：０．０５質量％以上、０．３８質量％以下である、
   請求項１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
4. ０．２０≦［Ｃｕ］／（［Ｇａ］＋［Ｃｕ］）≦０．３８である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
5. ０．９４≦［Ｇａ］／［Ｓｎ］である、
   請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
6. Ｇａ：０．２５質量％以上、０．６０質量％以下である、
   請求項１〜５のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
7. ０．４３≦［Ｇａ］+［Ｓｎ］≦０．８０である、
   請求項１〜６のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。