(57)【要約】  Ｄｙの含有量を抑制しつつ、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石およびその製造方法を提供する。    式  ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭＴによって表わされ、０．２０≦ｘ≦０．７０、０．０７≦ｙ≦０．２、０．０５≦ｚ≦０．５、０≦ｑ≦０．１であり、酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４、−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５、を満足し、０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５、−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５であり、ｘが、−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８を満足するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
2015022946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記式（１）によって表わされ、
ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭ（１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ）Ｔ  （１）
（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅであり質量比でＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、ＭはＮｂおよび／またはＺｒであり、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは質量％を示す。）
前記ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下であり、下記式（２）〜（５）を満足し、
０．２０≦ｘ≦０．７０  （２）
０．０７≦ｙ≦０．２  （３）
０．０５≦ｚ≦０．５  （４）
０≦ｑ≦０．１  （５）
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（６）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（８）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５  （８）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
【請求項２】
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１１）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１２）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とする請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０  （１２）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
【請求項３】
酸素量が０．１５質量％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
【請求項４】
下記式（１）によって表わされ、
ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭ（１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ）Ｔ  （１）
（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅでありＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、ＭはＮｂおよび／またはＺｒであり、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは質量％を示す。）
前記ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下であり、下記式（２）〜（５）を満足し、
０．２０≦ｘ≦０．７０  （２）
０．０７≦ｙ≦０．２  （３）
０．０５≦ｚ≦０．５  （４）
０≦ｑ≦０．１  （５）
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（６）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（８）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５  （８）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末とを準備する工程と、
１種以上の添加合金粉末を、混合後の混合合金粉末１００質量％のうち０．５質量％以上４０質量％以下で混合し、１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末との混合合金粉末を得る工程と、
前記混合合金粉末を成形し成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼結し焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体に熱処理を施す熱処理工程と、
を含み、
前記１種以上の添加合金粉末は、それぞれ、下記式（１３）により表され、下記式（１４）〜（２０）を満足する組成を有し、
ａＲｂＢｃＧａｄＣｕｅＡｌｆＭ（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ）Ｔ  （１３）
（Ｒは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、残部であるＴはＦｅであり質量比でＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、Ｍは、Ｎｂおよび／またはＺｒであり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ及び１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆは質量％を示す。）
３２％≦a≦６６％  （１４）
０．２％≦b  （１５）
０．７％≦c≦１２％  （１６）
０％≦d≦４％  （１７）
０％≦e≦１０％  （１８）
０％≦f≦２％  （１９）
１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ≦７２．４b  （２０）
前記１種以上の主合金粉末は、Ｇａ含有量が０．４質量％以下である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項５】
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１１）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１２）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とする請求項４に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０  （１２）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
【請求項６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量が０．１５質量％以下である、請求項４または５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ２Ｔ１４Ｂ型化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種でありＦｅ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、ハイブリッド自動車用、電気自動車用や家電製品用の各種モータ等に使用されている。【０００３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力ＨｃＪ（以下、単に「ＨｃＪ」と記載する場合がある）が低下し、不可逆熱減磁が起こる。そのため、特にハイブリッド自動車用や電気自動車用モータに使用される場合、高温下でも高いＨｃＪを維持することが要求されている。【０００４】
従来、ＨｃＪ向上のために、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に重希土類元素（主としてＤｙ）が多量に添加されていたが、残留磁束密度Ｂｒ（以下、単に「Ｂｒ」と記載する場合がある）が低下するという問題があった。そのため、近年、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面から内部に重希土類元素を拡散させて主相結晶粒の外殻部に重希土類元素を濃化してＢｒの低下を抑制しつつ、高いＨｃＪを得る方法が採られている。【０００５】
しかし、Ｄｙは、産出地が限定されている等の理由から、供給が不安定である、および価格が変動するなどの問題を有している。そのため、Ｄｙなどの重希土類元素をできるだけ使用せずに（使用量をできるだけ少なくして）Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪを向上させる技術が求められている。【０００６】
特許文献１には、通常のＲ−Ｔ−Ｂ系合金よりもＢ量を低くするとともに、Ａｌ、Ｇａ、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Ｒ２Ｔ１７相を生成させ、該Ｒ２Ｔ１７相を原料として生成させた遷移金属リッチ相（Ｒ６Ｔ１３Ｍ）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際公開第２０１３／００８７５６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、特許文献１に係るＲ−Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は、従来よりもＲ量を多くＢ量を少なくしているため、主相の存在比率が低くなりＢｒが大幅に低下するという問題があった。【０００９】
本開示は、上記問題を解決するためになされたものであり、Ｄｙの含有量を抑制しつつ、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の態様１は、下記式（１）によって表わされ、
ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭ（１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ）Ｔ  （１）
（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅであり質量比でＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、ＭはＮｂおよび／またはＺｒであり、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは質量％を示す。）
前記ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下であり、下記式（２）〜（５）を満足し、
０．２０≦ｘ≦０．７０  （２）
０．０７≦ｙ≦０．２  （３）
０．０５≦ｚ≦０．５  （４）
０≦ｑ≦０．１  （５）
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（６）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（８）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５  （８）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）【００１１】
本発明の態様２は、０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１１）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１２）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とする態様１のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０  （１２）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）【００１２】
態様１および２において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量が０．１５質量％以下であることが好ましい。【００１３】
本発明の態様３は、前記態様１のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法における好ましい態様であり、
下記式（１）によって表わされ、
ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭ（１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ）Ｔ  （１）
（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅでありＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、ＭはＮｂおよび／またはＺｒであり、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは質量％を示す。）
前記ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下であり、下記式（２）〜（５）を満足し、
０．２０≦ｘ≦０．７０  （２）
０．０７≦ｙ≦０．２  （３）
０．０５≦ｚ≦０．５  （４）
０≦ｑ≦０．１  （５）
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（６）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（８）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５  （８）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末とを準備する工程と、
１種以上の添加合金粉末を、混合後の混合合金粉末１００質量％のうち０．５質量％以上４０質量％以下で混合し、１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末との混合合金粉末を得る工程と、
前記混合合金粉末を成形し成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼結し焼結体を得る焼結工程と、
前記焼結体に熱処理を施す熱処理工程と、
を含み、
前記１種以上の添加合金粉末は、それぞれ、下記式（１３）により表され、下記式（１４）〜（２０）を満足する組成を有し、
ａＲｂＢｃＧａｄＣｕｅＡｌｆＭ（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ）Ｔ  （１３）
（Ｒは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、残部であるＴはＦｅであり質量比でＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、Ｍは、Ｎｂおよび／またはＺｒであり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ及び１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆは質量％を示す。）
３２％≦a≦６６％  （１４）
０．２％≦b  （１５）
０．７％≦c≦１２％  （１６）
０％≦d≦４％  （１７）
０％≦e≦１０％  （１８）
０％≦f≦２％  （１９）
１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ≦７２．４b  （２０）
前記１種以上の主合金粉末は、Ｇａ含有量が０．４質量％以下である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法である。【００１４】
本発明の態様４は、前記態様２のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法における好ましい態様であり、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１１）および（７）を満足し、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、下記式（１２）および（９）を満足し、ｘが、下記式（１０）を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法である。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０  （１２）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）【００１５】
本発明の態様３および４において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量が０．１５質量％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る態様により、ＤｙやＴｂの含有量を抑制しつつ、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の１つの態様において、Ｇａが０．４０質量％以上０．７０質量％以下の場合のｖとｗの範囲を示す説明図である。
【図２】本発明の１つの態様において、Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合のｖとｗの範囲を示す説明図である。
【図３】図１に示す範囲と図２に示す範囲の相対的な関係を示す説明図である。
【図４】図４は、図１に「＜実施例１＞」に係る実施例試料と比較例試料それぞれのｖ、ｗの値をプロットした説明図である。
【図５】Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面をＦＥ−ＳＥＭで観察したＢＳＥ像の写真である。
【図６】Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面をＦＥ−ＳＥＭで観察したＢＳＥ像の写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明者らは、上記問題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、前記本発明の態様１または態様２に示す式で表される組成とすることにより、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られることを見出したものである。すなわち、本発明は、態様１または態様２に示す特定の割合で、Ｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、および必要に応じてＭを含有させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。また、態様１または態様２に示す本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、公知の製造方法を用いて作製することができるが、本発明者らは、態様１または態様２に示すＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する好ましい態様として、態様３または態様４のように、１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末を特定の混合量で混合した後成形、焼結し、熱処理する方法において、特定組成の添加合金粉末を用いることにより、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られることを見出したものである。
【００１９】
本発明の態様１または態様２に示す割合の組成とすることにより、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られるメカニズムおよび態様３または態様４のように、１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末とを特定の混合量で混合した後成形、焼結し、熱処理する方法において、特定組成の添加合金粉末を用いることにより、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られるメカニズムについては未だ不明な点もある。現在までに得られている知見を基に本発明者らが考えるメカニズムについて以下に説明する。以下のメカニズムについての説明は本発明の技術的範囲を制限することを目的とするものではないことに留意されたい。
【００２０】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ型化合物の存在比率を高めることによりＢｒを向上させることができる。Ｒ２Ｔ１４Ｂ型化合物の存在比率を高めるためには、Ｒ量、Ｔ量、Ｂ量をＲ２Ｔ１４Ｂ型化合物の化学量論比に近づければよいが、Ｒ２Ｔ１４Ｂ型化合物を形成するためのＢ量が化学量論比を下回ると、粒界に軟磁性のＲ２Ｔ１７相が析出しＨｃＪが急激に低下する。しかし、磁石組成にＧａが含有されていると、Ｒ２Ｔ１７相の代わりにＲ−Ｔ−Ｇａ相が生成され、ＨｃＪの低下を防止することができると考えられていた。
【００２１】
しかし、本発明者らが検討の結果、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相も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ＨｃＪ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相が多く存在すると、ＨｃＪ向上の妨げになっていることが分かった。また、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成とともに、二粒子粒界にＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相が生成されていることが分かった。そこで、本発明者らは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の二粒子粒界にＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相が存在することによりＨｃＪが向上すると想定した。また、Ｒ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相を生成させるため、さらにはＲ２Ｔ１７相を無くすためにはＲ−Ｔ−Ｇａ相を生成させる必要はあるものの、高いＨｃＪを得るにはその生成量を低く抑える必要があると想定した。そして、特に二粒子粒界において、Ｒ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相を生成させつつ、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成を極力抑えることができれば、さらにＨｃＪを向上させることができると想定した。
【００２２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を低く抑えるためには、Ｒ量とＢ量とを適切な範囲にすることによってＲ２Ｔ１７相の生成量を低くするとともに、Ｒ量とＧａ量をＲ２Ｔ１７相の生成量に応じた最適な範囲にする必要がある。しかし、Ｒの一部はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造過程において酸素、窒素、炭素と結合し消費されてしまうため、Ｒ２Ｔ１７相やＲ−Ｔ−Ｇａ相に使われる実際のＲ量は製造過程で変化してしまう。そのため、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相を生成させつつ、その生成量を低く抑えるために、Ｒ量の調整によりＲ２Ｔ１７相やＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を抑制することは困難であることがわかった。本発明者らは、検討を重ねた結果、前記態様１または態様２に記載のように、Ｒ量（ｕ）からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石における酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき６α＋１０β＋８γを差し引いた値（ｖ）を用いることにより、Ｒ２Ｔ１７相やＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を調整することが可能であることを知見した。そして、Ｒ量（ｕ）から６α＋１０β＋８γを差し引いた値（ｖ）とＢとＧａとＣｕとＡｌを特定の割合で含有させれば、高いＢｒと高いＨｃＪが得られることがわかった。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石全体において二粒子粒界にＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相が多く存在し、さらに、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相がほとんど存在しない二粒子粒界が多く存在する組織を得ることができると考えられる。このような組織が得られることでＲ−Ｔ−Ｇａ相によるＨｃＪ低下が抑えられ、さらに、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を抑えた結果、Ｒ量やＢ量を主相の存在比率を大幅に低下させない程度にすることができるため、高いＢｒを得ることができると考えられる。
【００２３】
また、本発明者らは検討の結果、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する好ましい態様として、１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末を特定の混合量で混合した後成形、焼結し、熱処理する方法において、特定組成からなる組成を有する添加合金粉末と、Ｇａの含有量が０．４質量％以下である主合金粉末を用いることにより、高いＢｒと高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られることを見出した。以下に詳述する。
【００２４】
本発明の態様３または態様４に示す添加合金粉末の組成は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＲ２Ｔ１４Ｂ化学量論組成よりもＲおよびＢが多い組成である。そのため、Ｒ２Ｔ１４Ｂ化学量論組成に対して相対的にＴよりもＲやＢが多くなる。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相よりもＲ１Ｔ４Ｂ４相やＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相が生成され易くなる。そして、主合金粉末は、添加合金粉末にＧａを多く含有するため、主相合金粉末のＧａ量を抑制することができる。そのため、主合金粉末におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成も抑制される。前記添加合金粉末と前記主合金粉末を用いることで、合金粉末の段階におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を極めて少なくすることができる。そして、合金粉末の段階でＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量が抑制されることで、最終的に得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を抑制することができると考えられる。
特許文献１に記載の技術ではＲ量に関し、酸素量、窒素量、炭素量を考慮していないため、Ｒ２Ｔ１７相やＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を抑制することは困難である。そもそも、特許文献１に記載の技術はＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成を促進することによってＨｃＪを向上させるものであり、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を抑制するという技術思想はない。よって、特許文献１はＲ−Ｔ−Ｇａ相の原料となるＲ２Ｔ１７相の生成を促進するためにＢ量を従来よりも低くするとともに、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成を促進するためにＲ量を多くする必要があるため、主相の存在比率が大きく低下して高いＢｒが得られていないと考えられる。さらに、特許文献１では、添加合金粉末と主合金粉末を混合するという技術思想もない。
【００２５】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石］
本発明に係る態様では、
式：ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭ（１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ）Ｔ  （１）
（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅでありＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、ＭはＮｂおよび／またはＺｒであり、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは質量％を示し、不可避的不純物を含む）
によって表わされ、
前記ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下であり、
０．２０≦ｘ≦０．７０  （２）
０．０７≦ｙ≦０．２  （３）
０．０５≦ｚ≦０．５  （４）
０≦ｑ≦０．１  （５）
であり、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
を満足し、
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５  （８）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
であり、かつ、
ｘが、
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
あるいは、
式：ｕＲｗＢｘＧａｙＣｕｚＡｌｑＭ（１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑ）Ｔ  （１）
（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅでありＦｅの１０％以下をＣｏで置換でき、ＭはＮｂおよび／またはＺｒであり、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは質量％を示し、不可避的不純物を含む）
によって表わされ、
前記ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下であり、
０．２０≦ｘ≦０．７０  （２）
０．０７≦ｙ≦０．２  （３）
０．０５≦ｚ≦０．５  （４）
０≦ｑ≦０．１  （５）
であり、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき、v＝ｕ−（６α＋１０β＋８γ）であって、
０．４０≦ｘ≦０．７０のとき、ｖ、ｗが、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
を満足し、
０．２０≦ｘ＜０．４０のとき、ｖ、ｗが、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０  （１２）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
であり、かつ、
ｘが、
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
を満足することを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。
【００２６】
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は不可避的不純物を含んでよい。例えば、ジジム合金（Ｎｄ−Ｐｒ）、電解鉄、フェロボロンなどに通常含有される不可避的不純物を含有していても本発明の効果を奏することができる。不可避的不純物として例えば、Ｌａ、Ｃｅ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｉなどを微量に含む。
【００２７】
本発明に係る１つの態様では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を上記式で表される組成にすることにより、高いＢｒと高いＨｃＪが得られるという効果を奏することができる。以下に詳述する。
【００２８】
本発明の１つの態様に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下である。本発明は重希土類元素を使用しなくても高いＢｒと高いＨｃＪを得ることができるため、より高いＨｃＪを求められる場合でもＲＨの添加量を削減できる。ＴはＦｅであり、質量比でＦｅの１０％以下をＣｏで置換できる。Ｂはボロンである。
なお、特定の希土類元素を得ようとすると精錬等の過程で、不純物として意図しない他の種類の希土類元素が不純物として含まれてしまうことが広く知られている。従って、上述の「本発明の１つの態様に係るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＲＨはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の５質量％以下である。」は、Ｒが、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏ以外の希土類元素を含む場合を完全に排除するものではなく、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏ以外の希土類元素についても不純物レベルの量であれば含有してもよいことを意味している。
【００２９】
本発明に係る態様における酸素量（質量％）、窒素量（質量％）、炭素量（質量％）は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石における含有量（すなわち、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁石全体の質量を１００質量％とした場合の含有量）であり、酸素量は、ガス融解−赤外線吸収法、窒素量は、ガス融解−熱伝導法、炭素量は、燃焼−赤外線吸収法、によるガス分析装置を使用して測定することができる。本発明は、Ｒ量（ｕ）から酸素、窒素、炭素と結合し消費された量を以下に説明する方法により差し引いた値（ｖ）を使用する。これによりＲ２Ｔ１７相やＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を調整することが可能となる。前記ｖは、酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしてＲ量（ｕ）から６α＋１０β＋８γを差し引くことにより求める。６αは、不純物として主にＲ２Ｏ３の酸化物が生成されるとして、酸素のおよそ６倍の質量のＲが酸化物として消費されることから規定したものである。１０βは、主にＲＮの窒化物が生成されるとして、窒素のおよそ１０倍の質量のＲが窒化物として消費されることから規定したものである。８γは、主にＲ２Ｃ３の炭化物が生成されるとして、炭素のおよそ８倍の質量のＲが炭化物として消費されることから規定したものである。
【００３０】
なお、酸素量、窒素量および炭素量は、それぞれ、上述のガス分析装置による測定により得るのに対して、式（１）に示されるＲ、Ｂ、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、ＭおよびＴのそれそれぞれの含有量（質量％）であるｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑおよび１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑのうち、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚおよびｑは、誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ発光分光分析法）を用いて測定してよい。また、１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑは、ＩＣＰ発光分光分析法により得た、ｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚおよびｑの測定値を用いて計算により求めてよい。
従って、式（１）は、ＩＣＰ発光分析法により測定可能な元素の合計量が１００質量％となるように規定している。一方、酸素量、窒素量および炭素量はＩＣＰ発光分光分析法では測定不可能である。
このため、本発明に係る態様においては、式（１）で規定するｕ、ｗ、ｘ、ｙ、ｚ、ｑ及び１００−ｕ−ｗ−ｘ−ｙ−ｚ−ｑと、酸素量α、窒素量βおよび炭素量γとを合計すると１００質量％を超えることが許容される。
【００３１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の酸素量は、０．１５質量％以下が好ましい。ｖは酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしてＲ量（ｕ）から６α＋１０β＋８γを差し引いた値であるため、例えば、酸素量αが多い場合は、原料合金の段階におけるＲ量を多くしておく必要がある。特に、後述する図１における本発明の１つの態様に係る領域１と２のうち領域１は、領域２と比べて相対的にｖが高いため、酸素量αが多い場合、原料合金の段階におけるＲ量が非常に多くなる恐れがある。これによって主相の存在比率が低くなりＢｒが低下する恐れがあるため、特に、図１の本発明の領域１においては、酸素量は０．１５質量％以下が好ましい。
【００３２】
Ｇａは、０．２０質量％以上０．７０質量％以下である。但し、Ｇａが、０．４０質量％以上０．７０質量％以下のときと、０．２０質量％以上０．４０質量％未満のときとでは、ｖ、ｗの範囲等が異なる。以下に詳述する。
【００３３】
本発明の１つの態様ではＧａが０．４０質量％以上０．７０質量％以下の場合、ｖとｗを以下の関係とする。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
図１に上記式（６）および（７）を満足するｖとｗの範囲を示す。図１中のｖは、Ｒ量（ｕ）から酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとして６α＋１０β＋８γを差し引いた値であり、ｗは、Ｂ量の値である。式（６）、すなわち５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４は図１の点Ａと点Ｂを含む直線（点Ａと点Ｂを結ぶ直線）と点Ｃと点Ｄを含む直線（点Ｃと点Ｄを結ぶ直線）に挟まれた範囲であり、式（７）、すなわち−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５は点Ｄと点Ｆと点Ｂと点Ｇを含む直線と点Ｃと点Ｅと点Ａと点Ｇを含む直線に挟まれた範囲である。そしてこの両方を満たす領域１と２（点Ａと点Ｂと点Ｄと点Ｃで囲まれる領域）が本発明の１つの態様に係る範囲である。ｖとｗを領域１と２の範囲にすることにより、高いＢｒと高いＨｃＪを得ることができる。領域１と２の範囲からはずれた領域１０（点Ｄと点Ｆと点Ｂと点Ｇを含む直線から図中下の領域）は、ｗに対してｖが少なすぎるためＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成量が少なくなり、Ｒ２Ｔ１７相を無くすことができなかったり、Ｒ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成量が少なくなると考えられる。これにより、高いＨｃＪが得られない。逆に、領域１と２の範囲から外れた領域２０（点Ｃと点Ｅと点Ａと点Ｇを含む直線から図中上の領域）は、ｗに対してｖが多すぎるため、相対的にＦｅ量が不足する。Ｆｅ量が不足するとＲおよびＢが余ることになり、その結果Ｒ−Ｔ−Ｇａ相が生成されずにＲ１Ｆｅ４Ｂ４相が生成され易くなると考えられる。これによりＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成量も少なくなり、高いＨｃＪが得られない。さらに、領域１と２の範囲からはずれた領域３０（点Ｃと点Ｄを含む直線から図中上の領域）は、ｖが多すぎ且つｗが少なすぎるため、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相やＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相は生成されるが、主相の存在比率が低くなり、高いＢｒが得られない。さらに領域１と２の範囲からはずれた領域４０（点Ｃと点Ｄと点Ｇで囲まれる領域から領域１と２を除いた領域）は、Ｒが少なく且つＢが多すぎるため、主相の存在比率は高いが、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相がほとんど生成されず、Ｒ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相の生成量も少なくなるため高いＨｃＪが得られない。
【００３４】
本発明の１つの態様では、Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合、ｖとｗを以下の関係とする。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５  （８）
−１２．５ｗ＋３９．１２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
図２に式（８）および（９）を満足するｖとｗの本発明の範囲を示す。式（８）、すなわち５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１５．５は図２の点Ａと点Ｌを含む直線と点Ｊと点Ｋを含む直線に挟まれた範囲であり、式（９）、すなわち−１２．５ｗ＋３９．１２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５は点Ｋと点Ｉと点Ｌを含む直線と点Ｊと点Ｈと点Ａを含む直線に挟まれた範囲である。そしてこの両方を満たす領域３と４（点Ａと点Ｌと点Ｋと点Ｊで囲まれる領域）が本発明の１つの態様に係る範囲である。参考までに、図３に図１（Ｇａが０．４０質量％以上０．７０質量％以下の場合）と図２（Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合）の位置関係（図１に示す範囲と図２に示す範囲の相対的な関係）を示す。ｘ（Ｇａ）が０．２０質量％以上０．４０質量％未満であっても、上記範囲（点Ａと点Ｌと点Ｋと点Ｊで囲まれる領域３と４）であれば、後述するｖ、ｗに応じた適切なｘを設定することで高いＢｒと高いＨｃＪを得ることができる。
【００３５】
ｘが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合、本発明の１つの態様では、ｖ、ｗに応じてｘを以下の式（１０）の範囲にする。
−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８  （１０）
ｘをｖとｗに応じた上記式（１０）の範囲にすることにより、高い磁気特性を得るために最低限必要なＲ−Ｔ−Ｇａ相を生成させることができる。ｘが上記範囲未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量が少なすぎるためＨｃＪが低下する恐れがある。逆に、ｘが上記範囲を超えると不要なＧａが存在することになり、主相の存在比率が低下してＢｒが低下する恐れがある。
【００３６】
本発明は、Ｇａが０．４０質量％以上０．７０質量％以下の場合、更に好ましくは、ｖとｗを以下の関係とする。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
図１に上記式（１１）および（７）を満足するｖとｗの範囲を示す。式（１１）、すなわち５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５は点Ａと点Ｂを含む直線と点Ｅと点Ｆを含む直線に挟まれた範囲であり、式（７）、すなわち−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５は点Ｄと点Ｆと点Ｂと点Ｇを含む直線と点Ｃと点Ｅと点Ａと点Ｇを含む直線に挟まれた範囲である。そしてこの両方を満たす領域２（点Ａと点Ｂと点Ｆと点Ｅで囲まれる領域）が本発明の範囲である。上記範囲とすることにより、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を確保しつつ、ｖを低く、ｗを高くすることができるため、主相の存在比率が低くならず、より高いＢｒを得ることができる。
【００３７】
本発明は、Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合、更に好ましくは、ｘとｗを以下の式（１２）および（９）の関係とする。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０  （１２）
−１２．５ｗ＋３９．1２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （９）
図２に上記式（１２）および（９）を満足する範囲を示す。式（１２）、すなわち５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１７．０は点Ａと点Ｌを含む直線と点Ｈと点Ｉを含む直線に挟まれた範囲であり、式（９）、すなわち−１２．５ｗ＋３９．１２５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５は点Ｋと点Ｉと点Ｌを含む直線と点Ｊと点Ｈと点Ａを含む直線に挟まれた範囲である。そしてこの両方を満たす領域４（点Ａと点Ｌと点Ｉと点Ｈで囲まれる領域）が本発明１つの態様に係る範囲である。参考までに、図３に図１（Ｇａが０．４０質量％以上０．７０質量％以下）と図２（Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満）の範囲の相対的な位置関係を示す。上記範囲（点Ａと点Ｌと点Ｉと点Ｈで囲まれる領域４）にして、かつ、上述したようにｘを−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８の範囲とすることにより、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の生成量を確保しつつ、ｖを低く、ｗを高くすることができるため、主相の存在比率が低くならず、より高いＢｒを得ることができる。
【００３８】
Ｃｕは、０．０７質量％以上０．２質量％以下含有させることが好ましい。Ｃｕの含有量が０．０７質量％未満であると、二粒子粒界にＲ−Ｇａ相およびＲ−Ｇａ−Ｃｕ相が生成され難くなり、高いＨｃＪが得られない恐れがある。また、０．２質量％を超えると、Ｃｕの含有量が多すぎるため、焼結ができなくなる恐れがある。Ｃｕの含有量は、０．０８質量％以上０．１５質量％以下がさらに好ましい。
【００３９】
更に、通常含有される程度のＡｌ（０．０５質量％以上０．５質量％以下）を含有する。Ａｌを含有することにより、ＨｃＪを向上させることができる。Ａｌは通常、製造工程で不可避的不純物として０．０５質量％以上含有されるが、不可避的不純物で含有される量と意図的に添加した量の合計で０．５質量％以下含有してもよい。
【００４０】
また、一般的に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｎｂおよび／またはＺｒを含有することにより焼結時における結晶粒の異常粒成長が抑制されることが知られている。本発明においても、Ｎｂおよび／またはＺｒを合計で０．１質量％以下含有してもよい。Ｎｂおよび／またはＺｒの含有量が合計で０．１質量％を超えると不要なＮｂやＺｒが存在することにより、主相の体積比率が低下してＢｒが低下する恐れがある。
【００４１】
本発明の１つの態様において、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相とは、Ｒ：１５質量％以上６５質量％以下、Ｔ：２０質量％以上８０質量％以下、Ｇａ：２質量％以上２０質量％以下を含むものであって、例えばＲ６Ｆｅ１３Ｇａ１化合物が挙げられる。なお、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相は、不可避的不純物としてＡｌやＣｕ、Ｓｉが混入する場合があるため、例えばＲ６Ｆｅ１３（Ｇａ１-ｘ-ｙ-ｚＣｕｘＡｌｙＳｉｚ）化合物になっている場合がある。また、Ｒ−Ｇａ相とは、Ｒ：７０質量％以上９５質量％以下、Ｇａ：５質量％以上３０質量％以下、Ｔ（Ｆｅ）：２０質量％以下（０を含む）を含むものであって、例えばＲ３Ｇａ１化合物が挙げられる。さらに、Ｒ−Ｇａ−Ｃｕ相とは、前記Ｒ−Ｇａ相のＧａの一部がＣｕで置換されたものであって、例えばＲ３（Ｇａ，Ｃｕ）１化合物が挙げられる。
【００４２】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法］
上述したように、態様１または態様２に示す本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、公知の製造方法を用いて作製すればよい。
本発明の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。
【００４３】
（１）合金粉末を得る工程
合金粉末は、１種類の合金粉末（単合金粉末）を用いてもよいし、２種類以上の合金粉末を混合することにより合金粉末（混合合金粉末）を得る、いわゆる２合金法を用いてもよく、公知の方法を用いて本発明の組成を有する合金粉末を得ればよい。
単合金粉末の場合、所定の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原料合金を水素粉砕し、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Ｄ５０（気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径）が３〜７μｍの微粉砕粉（単合金粉末）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。
【００４４】
混合合金粉末を用いる場合、好ましい態様として、以下に示すように、まず１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末とを準備し、１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末とを特定の混合量で混合し混合合金粉末を得る。
１種以上の添加合金粉末と１種以上の主合金粉末を以下に詳述する所定の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、上述した単合金粉末の場合と同様に、まずフレーク状の合金を製造し、次にフレーク状の合金を水素粉砕し粗粉砕粉末を得る。得られた添加合金粉末（添加合金粉末の粗粉砕粉末）と主合金粉末（主合金粉末の粗粉砕粉末）をＶ型混合機等に投入して混合し、混合合金粉末を得る。このように粗粉砕粉末の段階で混合した場合は、得られた混合合金粉末をジェットミル等により微粉砕し微粉砕粉末となし混合合金粉末を得る。もちろん、添加合金粉末と主合金粉末をそれぞれジェットミル等により微粉砕し微粉砕粉末となした後混合し混合合金粉末を得てもよい。ただし、添加合金粉末のＲ量が多い場合は、微粉砕時に発火しやすいため、添加合金粉末と主合金粉末を混合後に微粉砕を行うことが好ましい。
なお、ここで「添加合金粉末」は、下記に詳述する範囲内の組成を有する。複数の種類の添加合金粉末を用いてよい、その場合は、それぞれの種類の添加合金粉末が、下記に詳述する範囲内の組成を有する。「主合金粉末」は、その組成が、添加合金粉末の組成の範囲外であり、かつ、添加合金粉末と混合することにより、上述したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成となるように調整された合金粉末を意味する。複数の種類の主合金粉末を用いてよいが、その場合は、それぞれの種類の主合金粉末の組成が、添加合金粉末の組成の範囲外で、かつ、当該複数の種類の主合金粉末と添加合金粉末と混合することにより、上述したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成となるように調整された合金粉末でなければならない。
【００４５】
［添加合金粉末］
好ましい態様として、添加合金粉末は、
式：ａＲｂＢｃＧａｄＣｕｅＡｌｆＭ（１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ）Ｔ  （１３）
によって表わされ、
３２％≦a≦６６％  （１４）
０．２％≦b  （１５）
０．７％≦c≦１２％  （１６）
０％≦d≦４％  （１７）
０％≦e≦１０％  （１８）
０％≦f≦２％  （１９）
１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ≦７２．４ｂ  （２０）
残部Ｔ（Ｒは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ、Ｔｂ、ＧｄおよびＨｏのうち少なくとも一種であり、ＴはＦｅでありＦｅの１０質量％以下をＣｏで置換でき、Ｍは、Ｎｂおよび／またはＺｒであり、ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ及び１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆは質量％を示し、不可避的不純物を含む）によって表わされる組成を有する。
上記組成とすることにより、添加合金粉末はＲ２Ｔ１４Ｂ化学量論組成よりも相対的にＲおよびＢが多い組成となる。そのため、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相よりもＲ１Ｔ４Ｂ４相やＲ−Ｇａ相が生成され易くなる。
Ｒ（ａ）は、３２質量％未満であるとＲ２Ｔ１４Ｂ化学量論組成に対して相対的にＲ量が少なすぎるため、Ｒ−Ｇａ相が生成され難くなる恐れがあり、６６質量％を超えるとＲ量が多すぎるため、酸化の問題が発生して磁気特性の低下や発火の危険等を招き生産上問題となる恐れがある。
Ｂ（ｂ）は、０．２質量％未満であるとＲ２Ｔ１４Ｂ化学量論組成に対して相対的にＢ量が少なすぎるため、Ｒ１Ｔ４Ｂ４相よりもＲ−Ｔ−Ｇａ相が生成され易くなる恐れがある。
Ｇａ（ｃ）が０．７質量％未満であると、Ｒ−Ｇａ相が生成され難くなる恐れがあり、１２質量％を超えると、Ｇａが偏析して高いＨｃＪを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石が得られない恐れがある。
また、添加合金粉末は、式（２０）、すなわち１００−ａ−ｂ−ｃ−ｄ−ｅ−ｆ≦７２．４ｂの関係を満たす。式（２０）の関係を満たすことにより、Ｒ２Ｔ１４Ｂ化学量論組成に対してＴ（Ｆｅ）よりもＢが多い組成となる。そのためＲ１Ｔ４Ｂ４相やＲ−Ｇａ相が生成され易くなりＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成を抑制させることができる。
添加合金粉末は、主合金粉末よりもＧａ含有量を高い。添加合金粉末のＧａ含有量が主合金粉末よりも低いと、主合金粉末におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成を抑制できない恐れがあるからである。なお、添加合金粉末は１種の合金粉末でもよいし、組成が異なる２種以上の合金粉末から構成されていてもよい。2種類以上の添加合金粉末を使用するときは、全ての添加合金粉末を上記組成の範囲内とする。
【００４６】
［主合金粉末］
好ましい態様として、主合金粉末のＧａ含有量は０．４質量％以下であり、前記添加合金粉末と混合することで本発明の組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石となるように調整した任意の組成で主合金粉末を作製する。主合金粉末のＧａ含有量が０．４質量％を超えると、主合金粉末におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の生成を抑制できない恐れがある。なお、主合金粉末は１種の合金粉末でもよいし、組成が異なる２種以上の合金粉末から構成されていてもよい。
【００４７】
本発明の好ましい態様として、混合合金粉末における添加合金粉末の混合量は、混合合金粉末１００質量％のうち０．５質量％以上４０質量％以下の範囲である。添加合金粉末の混合量を前記範囲内にして作製したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高いＢｒと高いＨｃＪを得ることができる。
【００４８】
（２）成形工程
得られた合金粉末（単合金粉末または混合合金粉末）を用い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スラリー（分散媒中に合金粉末が分散している）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。
【００４９】
（３）焼結工程
成形体を焼結することにより焼結体を得る。成形体の焼結は公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。
【００５０】
（４）熱処理工程
得られた焼結体に対し、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、熱処理時間などは公知の条件を採用することができる。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蒸着や電気Ｎｉめっきや樹脂塗装などの表面処理を行うことができる。
【実施例】
【００５１】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。【００５２】
＜実施例１＞
Ｎｄメタル、Ｐｒメタル、Ｄｙメタル、Ｔｂメタル、フェロボロン合金、電解Ｃｏ、Ａｌメタル、Ｃｕメタル、Ｇａメタル、フェロニオブ合金、フェロジルコニウム合金および電解鉄を用いて（メタルはいずれも純度９９％以上）、所定の組成となるように配合し、それらの原料を溶解してストリップキャスト法により鋳造し、厚み０．２〜０．４ｍｍのフレーク状の原料合金を得た。得られたフレーク状の原料合金に水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、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Ｄ５０が４μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得た。なお、粉砕時に窒素ガスに大気を混合することにより粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度を調節した。大気を混合しない場合の粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度は５０ｐｐｍ以下であり、大気を混合することで窒素ガス中の酸素濃度を最大５０００ｐｐｍまで増加させ、様々な酸素量の微粉砕粉を作製した。なお、粒径Ｄ５０は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径である。また、表１におけるＯ（酸素量）はガス融解−赤外線吸収法、Ｎ（窒素量）はガス融解−熱伝導法、Ｃ（炭素量）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。【００５３】
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。【００５４】
得られた成形体を、真空中、１０２０℃で４時間焼結した後急冷し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た。焼結磁石の密度は７．５Ｍｇ／ｍ３以上であった。得られた焼結磁石の成分を求めるために、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｇａ、ＮｂおよびＺｒの含有量をＩＣＰ発光分光分析法により測定した結果を表１に示す。そして、残部（１００質量％から測定により得たＮｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｂ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｇａ、ＮｂおよびＺｒの含有量を引いて得た残り）をＦｅの含有量とした。さらにガス分析結果（Ｏ、ＮおよびＣ）を表１に示す。焼結体に、８００℃で２時間保持した後室温まで冷却し、次いで５００℃で２時間保持した後室温まで冷却する熱処理を施した。熱処理後の焼結磁石に機械加工を施し、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Ｂｒ及びＨｃＪを測定した。測定結果を表２に示す。【００５５】
【表１】
2015022946.tif 000003
【００５６】
【表２】
2015022946.tif 000004
【００５７】
表２におけるｕは、表１におけるＮｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂの量を合計した値であり、ｖは、表１における酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき６α＋１０β＋８γをｕから差し引いた値である。ｗは、表１のＢ量をそのまま転記した。また、表２における領域は、ｖとｗが図１中のどの位置にあるか示したものであり、図１中の１の領域にある場合は１と、図１中の２の領域にある場合は２と記載した。さらに、図１中の１、２の領域以外にある場合はその位置に応じて１０、２０、３０、４０のいずれかを記載した。例えばＮｏ．０１は、ｖが２８．２７質量％であり、ｗが０．９１０質量％であるため図１中の２の領域である。そのため２と記載した。また、Ｎｏ．２１は、ｖが２９．１６質量％であり、ｗが０．８９４質量％であるため図１中の１の領域である。そのため１と記載した。さらに、Ｎｏ．４７は、ｖが２８．４４質量％であり、ｗが０．９４０質量％であるため図１中の２０の領域である。よって２０と記載した。
図４は、図１に「＜実施例１＞」に係る実施例試料と比較例試料（すなわち、表２に記載の試料）それぞれのｖ、ｗの値をプロットした説明図である。図４から実施例試料が領域１または２の範囲内にあり、比較例試料が領域１および２の範囲外にあることが容易に理解できる。【００５８】
上述したように、本発明は、ｘが０．４０質量％以上０．７０質量％以下の場合、ｖとｗを以下の割合で含有させる。
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１４  （６）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
好ましくは、
５０ｗ−１８．５≦ｖ≦５０ｗ−１６．２５  （１１）
−１２．５ｗ＋３８．７５≦ｖ≦−６２．５ｗ＋８６．１２５  （７）
当該割合で含有させた場合の前記ｖとｗの範囲が図１中の１と２または２の領域に相当する。【００５９】
表２に示す様に、原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有していない場合、ｖとｗの関係が本発明の領域（図１中の１と２の領域）に位置し、かつ、０．４０≦ｘ（Ｇａ）≦０．７０、０．０７≦ｙ（Ｃｕ）≦０．２、０．０５≦ｚ（Ａｌ）≦０．５、０≦ｑ（Ｍ）（Ｎｂおよび／またはＺｒ）≦０．１である実施例試料（試料Ｎｏ．４８、４９、５３、５４、５７以外の実施例試料）は、いずれもＢｒ≧１．３４０Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１３００ｋＡ／ｍの高い磁気特性を有している。これに対し、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌの量が本発明の範囲内であっても、ｖとｗが本発明の範囲外（図１中の１または２以外の領域）となっている比較例（例えば、試料Ｎｏ．１２、１６、２２、３５）および、ｖとｗが本発明の範囲内（図１中の１または２の領域）であってもＧａ、Ｃｕの量が本発明の範囲外である比較例（例えば、試料Ｎｏ．０８、３０、３６、４０、４２）は、Ｂｒ≧１．３４０Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１３００ｋＡ／ｍの高い磁気特性が得られていない。特に、実施例である試料Ｎｏ．０７とＧａの含有量が試料Ｎｏ．０７と比べて０．１７質量％低い以外は同じ組成の比較例である試料Ｎｏ．０８から明らかなように、ｖとｗが本発明の範囲内であっても、Ｇａが本発明の範囲外であるとＨｃＪが大きく低下している。なお、試料Ｎｏ．０８は、Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合における本発明のＧａの範囲（−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ（Ｇａ）≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８）から外れるため、高い磁気特性を得るために最低限必要なＲ−Ｔ−Ｇａ相を生成させることができず、そのため、ＨｃＪが大きく低下していると考えられる。【００６０】
原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有する場合はＤｙ、Ｔｂの含有量に応じてＢｒが低下して、ＨｃＪが向上する。この場合、ＢｒはＤｙやＴｂを１質量％含有すると０．０２４Ｔ程度減少する。ＨｃＪはＤｙが１質量％含有されると１６０ｋＡ／ｍ程度、Ｔｂが１質量％含有されると２４０ｋＡ／ｍ程度上昇する。
そのため、本発明は、上述したように原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有しない場合はＢｒ≧１．３４０Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１３００ｋＡ／ｍの磁気特性を有しているので、Ｄｙ、Ｔｂの含有量に応じてＢｒ（Ｔ）≧１．３４０−０．０２４［Ｄｙ］−０．０２４［Ｔｂ］、かつ、ＨｃＪ（ｋＡ／ｍ）≧１３００＋１６０［Ｄｙ］＋２４０［Ｔｂ］の磁気特性を有することになる。なお、［Ｄｙ］［Ｔｂ］は、それぞれＤｙ、Ｔｂの含有量（質量％）を示す。【００６１】
表２に示すように、原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有する実施例（試料Ｎｏ．４８、４９、５３、５４、５７）は、いずれもＢｒ（Ｔ）≧１．３４０−０．０２４［Ｄｙ］−０．０２４［Ｔｂ］、かつ、ＨｃＪ（ｋＡ／ｍ）≧１３００＋１６０［Ｄｙ］＋２４０［Ｔｂ］の高い磁気特性を有している。これに対し、比較例（試料Ｎｏ．４７、５０、５１、５２、５５）は、いずれもＢｒ（Ｔ）≧１．３４０−０．０２４［Ｄｙ］−０．０２４［Ｔｂ］、かつ、ＨｃＪ（ｋＡ／ｍ）≧１３００＋１６０［Ｄｙ］＋２４０［Ｔｂ］の高い磁気特性を有していない。特に、実施例である試料Ｎｏ．５４と、Ｇａの含有量が試料Ｎｏ．５４に比べて０．１８質量％低い以外は同じ組成の比較例である試料Ｎｏ．５５とから明らかなように、ｖとｗが本発明の範囲内であっても、Ｇａが本発明の範囲外であるとＨｃＪが大きく低下している。なお、試料Ｎｏ．５５は、Ｇａが０．２０質量％以上０．４０質量％未満の場合における本発明のＧａの範囲（−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ（Ｇａ）≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８）から外れるため、高い磁気特性を得るために最低限必要なＲ−Ｔ−Ｇａ相を生成させることができず、そのため、ＨｃＪが大きく低下していると考えられる。【００６２】
さらに、表２に示すように、本発明において領域の１（図１中の１の領域）よりも領域の２（図１中の２の領域）の方が更に高いＢｒ（原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有しない場合Ｂｒ≧１．３６０Ｔ、Ｄｙ、Ｔｂを含有する場合、Ｂｒ≧１．３６０Ｔ−０．０２４［Ｄｙ］−０．０２４［Ｔｂ］）を得ることができる。なお、［Ｄｙ］［Ｔｂ］は、それぞれＤｙ、Ｔｂの含有量（質量％）を示す。【００６３】
＜実施例２＞
Ｎｄメタル、Ｐｒメタル、Ｄｙメタル、Ｔｂメタル、フェロボロン合金、電解Ｃｏ、Ａｌメタル、Ｃｕメタル、Ｇａメタル、フェロニオブ合金、フェロジルコニウム合金および電解鉄を用いて（メタルはいずれも純度９９％以上）、所定の組成となるように配合し、実施例１と同様の方法により粒径Ｄ５０が４μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得た。なお、粉砕時に窒素ガスに大気を混合することにより粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度を調節した。大気を混合しない場合の粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度は５０ｐｐｍ以下であり、大気を混合することで窒素ガス中の酸素濃度を最大１５００ｐｐｍまで増加させ、様々な酸素量の微粉砕粉を作製した。なお、粒径Ｄ５０は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径である。また、表３におけるＯ（酸素量）、Ｎ（窒素量）、Ｃ（炭素量）は実施例１と同様の方法で測定した。【００６４】
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、実施例１と同様の方法で、成形体を作製し、さらに実施例１と同様の方法で焼結、熱処理を行った。熱処理後の焼結磁石に機械加工を施し、実施例１と同様の方法で各試料のＢｒ及びＨｃＪを測定した。測定結果を表４に示す。【００６５】
【表３】
2015022946.tif 000005
【００６６】
【表４】
2015022946.tif 000006
【００６７】
表４におけるｕは、表２におけるＮｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂの量（質量％）を合計した値であり、ｖは、表３における酸素量（質量％）をα、窒素量（質量％）をβ、炭素量（質量％）をγとしたとき６α＋１０β＋８γをｕから差し引いた値である。ｗは、表３のＢ量をそのまま転記した。表４における領域は、ｖとｗが図２中のどの位置にあるか示したものであり、図２中の３の領域にある場合は３と、図２中の４の領域にある場合は４と記載した。さらに、図２中の３、４の領域以外にある場合は×と記載した。【００６８】
表４に示す様に、原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有していない場合、０．２０≦ｘ（Ｇａ）＜０．４０のとき、ｖとｗの関係が本発明の領域（図２中の３と４の領域）に位置し、かつ、−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８、０．０７≦ｙ（Ｃｕ）≦０．２、０．０５≦ｚ（Ａｌ）≦０．５、０≦ｑ（Ｎｂおよび／またはＺｒ）≦０．１である実施例（試料Ｎｏ８１以外の本発明）は、いずれもＢｒ≧１．３７７Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１４０３ｋＡ／ｍであり、実施例１の実施例試料（ｘ（Ｇａ）０．４０質量％以上）よりも少ないＧａの量に係らず、実施例１と比較して同等以上の高い磁気特性を有している。これに対し、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌの量が本発明の範囲内であっても、ｖとｗが本発明の範囲外（図２中の３または４以外の領域）である比較例試料Ｎｏ．８７、８８および、ｖとｗが本発明の範囲内（図２中の３または４の領域）であってもＧａが本発明の範囲外である比較例試料Ｎｏ．８９は、Ｂｒ≧１．３７７Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１４０３ｋＡ／ｍの高い磁気特性が得られていない。
表４に示す様に、原料合金にＤｙ、Ｔｂを含有していない場合、０．２０≦ｘ（Ｇａ）＜０．４０のとき、ｖとｗの関係が本発明の領域（図２中の３と４の領域）に位置し、かつ、−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．５≦ｘ≦−（６２．５ｗ＋ｖ−８１．６２５）／１５＋０．８、０．０７≦ｙ（Ｃｕ）≦０．２、０．０５≦ｚ（Ａｌ）≦０．５、０≦ｑ（Ｎｂおよび／またはＺｒ）≦０．１である実施例試料（試料Ｎｏ８１以外の実施例試料）は、いずれもＢｒ≧１．３７７Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１４０３ｋＡ／ｍであり、実施例１の実施例試料（ｘ（Ｇａ）０．４０質量％以上）よりも少ないＧａの量に係らず、実施例１と比較して同等以上の高い磁気特性を有している。これに対し、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌの量が本発明の範囲内であっても、ｖとｗが本発明の範囲外（図２中の３または４以外の領域）である比較例試料Ｎｏ．８７、８８および、ｖとｗが本発明の範囲内（図２中の３または４の領域）であってもＧａが本発明の範囲外である比較例試料Ｎｏ．８９は、Ｂｒ≧１．３７７Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１４０３ｋＡ／ｍの高い磁気特性が得られていない。【００６９】
＜実施例３＞
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組織観察を行った結果を示す。図５は、実施例１の試料Ｎｏ．３４のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対し、機械加工により全面２ｍｍずつ研磨を施した後、中央部から切断を行い、断面をＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型電子顕微鏡）にて観察したＢＳＥ像を示す。図５（ハイコントラスト像）において、白色の領域が粒界相、淡灰色の領域が酸化物相、濃灰色の領域が主相に相当する。さらに、粒界相を詳細に区分するためにコントラストを調整した図が、図６（粒界相強調コントラスト像）である。図６においては主相と酸化物相は黒色で表され、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相は濃灰色で表され、Ｒ−Ｇａ相は淡灰色で表され、Ｒリッチ相は白色で表される。なお、図６における各相に相当する箇所（Ｒ−Ｇａ相：I、II、Ｒリッチ相：III、酸化物相：IV、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相：V、主相：VI）を切取り、ＴＥＭ−ＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分光法）にて分析し、上述の通りの相であることを確認した。分析結果を表５に示す。【００７０】
【表５】
2015022946.tif 000007
【００７１】
表５に示す様に、Ｎｏ．I、IIは、Ｒ：７０質量％以上９５質量％以下、Ｇａ：５質量％以上３０質量％以下、Ｆｅ：２０質量％以下であるため、Ｒ−Ｇａ相であることが分かる。さらに、Ｎｏ．Vは、Ｒ：１５質量％以上６５質量％以下、Ｆｅ：２０質量％以上８０質量％以下、Ｇａ：２質量％以上２０質量％以下であるため、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相であることが分かる。また、Ｎｏ．IIIは、Ｒ量が多く、Ｎｏ．IVは、酸素量（Ｏ）が多いため、それぞれ、Ｒリッチ相、酸化物相であることが分かる。【００７２】
画像解析ソフトを用いて、前記断面画像におけるＲ−Ｔ−Ｇａ相の面積比率を求めた。まず図５（ハイコントラスト像）において酸化物相に相当する灰色領域の面積比Ａ（全ピクセル数に対する灰色部分のピクセル数の割合）を算出した。その後に図６（粒界相強調コントラスト像）において主相＋酸化物相に相当する黒色部分の面積比Ｂ、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相に相当する濃灰色部分の面積比Ｃ、Ｒ−Ｇａ相に相当する淡灰色部分の面積比Ｄ、Ｒリッチ相に相当する白色部分の面積比Ｅを算出した。ここで、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の面積比率＝「１００×Ｃ  ／（Ｂ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｅ−Ａ）」と定義した。実施例１の試料Ｎｏ．１５、４２、実施例２の試料Ｎｏ．７０、７５においても同様の方法でＲ−Ｔ−Ｇａ相の面積比率を求めた。結果を表６に示す。【００７３】
【表６】
2015022946.tif 000008
【００７４】
表６に示すように、実施例である試料Ｎｏ．７０、７５、３４は、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相の面積比率が、１．５％〜７．０％の範囲となっている。これに対し、比較例である試料Ｎｏ．１５および試料Ｎｏ．４２は、前記範囲外である。そのため、試料Ｎｏ．１５は、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相が少なすぎるため、高いＨｃＪが得られなかったと考えられ、逆に試料Ｎｏ．４２は、Ｒ−Ｔ−Ｇａ相が多すぎるため、主相の存在比率が低下して高いＢｒが得られなかったと考えられる。【００７５】
＜実施例４＞
Ｎｄメタル、Ｐｒメタル、Ｄｙメタル、フェロボロン合金、電解Ｃｏ、Ａｌメタル、Ｃｕメタル、Ｇａメタル、フェロニオブ合金、フェロジルコニウム合金および電解鉄を用いて（メタルはいずれも純度９９％以上）、表７に示す組成となるように添加合金粉末および主合金粉末を配合し、それらの原料を溶解してストリップキャスト法により鋳造し、厚み０．２〜０．４ｍｍのフレーク状の原料合金を得た。得られたフレーク状の原料合金に水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、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。得られた添加合金の粗粉砕粉末と主合金の粗粉砕粉末を所定の混合量でＶ型混合機に投入して混合し、混合合金粉末を得た。得られた混合合金粉末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Ｄ５０が４μｍの微粉砕粉となした混合合金粉末を得た。なお、粉砕時に窒素ガスに大気を混合することにより粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度を調節した。大気を混合しない場合の粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度は５０ｐｐｍ以下であり、大気を混合することで窒素ガス中の酸素濃度を最大１６００ｐｐｍまで増加させ、様々な酸素量の微粉砕粉を作製した。なお、粒径Ｄ５０は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径である。また、表８におけるＯ（酸素量）、Ｎ（窒素量）、Ｃ（炭素量）は実施例１と同様の方法で測定した。【００７６】
添加合金粉末と主合金粉末を混合して得られた微粉砕粉（混合合金粉末）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、実施例１と同様の方法で、成形体を作製し、さらに実施例１と同様の方法で焼結、熱処理を行った。熱処理後の焼結磁石に機械加工を施し、実施例１と同様の方法で各試料のＢｒ及びＨｃＪを測定した。測定結果を表９に示す。【００７７】
作製した本発明の製造方法に用いる添加合金粉末と主合金粉末の組成を表７に示す。さらに、表７の添加合金粉末と主合金粉末を混合して得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成を表８に示す。表８における試料Ｎｏ．１００は、表７のＡ合金粉末（添加合金粉末）とＡ−１合金粉末（主合金粉末）を混合した混合合金粉末を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製したものであり、混合合金粉末における添加合金粉末の混合量は、混合合金粉末１００質量％のうち４質量％である。さらに試料Ｎｏ．１０１は、表７のＡ合金粉末（添加合金粉末）とＡ−２合金粉末（主合金粉末）を混合した混合合金粉末を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製したものであり、混合合金粉末における添加合金粉末の混合量は、混合合金粉末１００質量％のうち４質量％である。試料Ｎｏ．１０２〜１４０も同様に表８に示す混合合金粉末の組合せおよび添加合金粉末の混合量にて作製した。なお、表７に示す添加合金粉末および主合金粉末の組成、表８に示す添加合金粉末の混合量は、全て本発明の好ましい態様（態様３および態様４）の範囲内である。さらに、表８に示すＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成は、全て本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成範囲内である。【００７８】
【表７】
2015022946.tif 000009
【００７９】
【表８】
2015022946.tif 000010
【００８０】
【表９】
2015022946.tif 000011
【００８１】
表９に示すように、添加合金粉末と主合金粉末を混合してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した試料Ｎｏ．１００〜１４０は、いずれもＢｒ≧１．３４３Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１４５８ｋＡ／ｍの高い磁気特性を有している。【００８２】
＜実施例５＞
Ｎｄメタル、Ｐｒメタル、Ｄｙメタル、フェロボロン合金、電解Ｃｏ、Ａｌメタル、Ｃｕメタル、Ｇａメタル、および電解鉄を用いて（メタルはいずれも純度９９％以上）、表１０に示す組成となるように添加合金粉末および主合金粉末を配合し、それらの原料を溶解してストリップキャスト法により鋳造し、厚み０．２〜０．４ｍｍのフレーク状の原料合金を得た。得られたフレーク状の原料合金に水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、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。得られた添加合金の粗粉砕粉末と主合金の粗粉砕粉末を所定の混合量でＶ型混合機に投入して混合し、混合合金粉末を得た。得られた混合合金粉末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Ｄ５０が４μｍの微粉砕粉となした混合合金粉末を得た。なお、粉砕時に窒素ガスに大気を混合することにより粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度を調節した。大気を混合しない場合の粉砕時の窒素ガス中の酸素濃度は５０ｐｐｍ以下であり、大気を混合することで窒素ガス中の酸素濃度を最大１６００ｐｐｍまで増加させ、様々な酸素量の微粉砕粉を作製した。なお、粒径Ｄ５０は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積基準メジアン径である。また、表１１におけるＯ（酸素量）、Ｎ（窒素量）、Ｃ（炭素量）は実施例１と同様の方法で測定した。【００８３】
添加合金粉末と主合金粉末を混合して得られた微粉砕粉（混合合金粉末）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、実施例１と同様の方法で、成形体を作製し、さらに実施例１と同様の方法で焼結、熱処理を行った。熱処理後の焼結磁石に機械加工を施し、実施例１と同様の方法で各試料のＢｒ及びＨｃＪを測定した。測定結果を表１２に示す。【００８４】
作製した本発明の製造方法に用いる添加合金粉末と主合金粉末の組成を表１０に示す。さらに、表１０の添加合金粉末と主合金粉末を混合して得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成を表１１に示す。表１１における試料Ｎｏ．１５０は、表１０のＦ合金粉末（添加合金粉末）とＦ−１合金粉末（主合金粉末）とＦ−２（主合金粉末）を混合した混合合金粉末を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製したものであり、混合合金粉末の混合量は、混合合金粉末１００質量％のうち添加合金粉末（Ｆ）：４％、主合金粉末（Ｆ−１）４８％、主合金粉末（Ｆ−２）４８％である。さらに試料Ｎｏ．１５１は、表１０のＦ合金粉末（添加合金粉末）とＦ−３合金粉末（主合金粉末）とＦ−４合金粉末（主合金粉末）を混合した混合合金粉末を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製したものであり、混合合金粉末における添加合金粉末の混合量は、混合合金粉末１００質量％のうち添加合金粉末（Ｆ）：４％、主合金粉末（Ｆ−１）４８％、主合金粉末（Ｆ−２）４８％である。試料Ｎｏ．１５２〜１５８も同様に表１１に示す混合合金粉末の組合せおよび混合合金粉末の混合量にて作製した。すなわち、本実施例は、１種類の添加合金粉末と２種類の主合金粉末を混合した混合合金粉末を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製したものである。なお、表１０に示す添加合金粉末および主合金粉末の組成、表１１に示す添加合金粉末の混合量は、全て本発明の好ましい態様（態様３および態様４）の範囲内である。さらに、表１１に示すＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成は、全て本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成範囲内である。【００８５】
【表１０】
2015022946.tif 000012
【００８６】
【表１１】
2015022946.tif 000013
【００８７】
【表１２】
2015022946.tif 000014
【００８８】
表１２に示すように、１種類の添加合金粉末と２種類の主合金粉末を混合してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した試料Ｎｏ．１５０〜１５８は、いずれもＢｒ≧１．４２９Ｔ、かつ、ＨｃＪ≧１４９５ｋＡ／ｍの高い磁気特性を有している。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、ハイブリッド自動車用や電気自動車用モータに好適に利用することができる。
【図１】
2015022946.tif 000015
【図２】
2015022946.tif 000016
【図３】
2015022946.tif 000017
【図４】
2015022946.tif 000018
【図５】
2015022946.tif 000019
【図６】
2015022946.tif 000020
【国際調査報告】
2015022946.tif 000021
2015022946.tif 000022
2015022946.tif 000023
2015022946.tif 000024