Title:
Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten
Kind Code:
B4


Abstract:

Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten, mit den Schritten:
Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials; und
Durchführen einer Wärmebehandlung durch Erhitzen des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials auf eine Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 12 Stunden oder weniger, wobei: das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial dargestellt wird durch die Formel: uRwBxGayCuzAlqM (100 - u - w - x - y - z - q) T (wobei R zusammengesetzt ist aus einem leichten Seltenerdelement RL und einem schweren Seltenerdelement RH, worin RL Nd und/oder Pr ist und RH wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho ist; T ein Übergangsmetallelement ist, welches unbedingt Fe beinhaltet; und M Nb und/oder Zr ist, und u, w, x, y, z, q und 100 - u - w - x- y- z- q in Masseprozent ausgedrückt sind),
der Gehalt an RH in dem R-T-B-basierten Sintermagneten RH 5 Masse% oder
weniger ist, 29,5u32,0,embedded image0,86w0,93,embedded image0,2x1,0,embedded image0,3y1,0,embedded image0,05z0,5,embedded image0q0,1,embedded imageund
eine Beziehung p < 0 erfüllt ist, wenn p = [B]/10,811 ×14 - [Fe]/55,847 - [Co]/58,933 ist (wobei [B], [Fe], und [Co] die jeweiligen Gehalte von B, Fe, und Co in Masseprozent sind). embedded image




Inventors:
Nozawa, Noriyuki (Osaka, JP)
Application Number:
DE112015001405T
Publication Date:
07/26/2018
Filing Date:
03/25/2015
Assignee:
Hitachi Metals, Ltd. (Tokio/Tokyo, JP)
International Classes:
Domestic Patent References:
DE112012002150T5N/A2014-04-10



Foreign References:
EP26508872013-10-16
Other References:
CHENG, Wen-Hao. [et al.]: The magnetic properties, thermal stability and microstructure of Nd–Fe–B/Ga sintered magnets prepared by blending method. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 234, 2001, No. 2, S. 274 - 278. Sciencedirect [online]. DOI: 10.1016/S0304-8853(01)00387-0, In: Sciencedirect
RAGG, O.M., Harris, I.R.: A study of the effects of the addition of various amounts of Cu to sintered Nd-Fe-B magnets. Journal of Alloys and Compounds, Vol. 256, 1997, No. 1-2, S. 252-257. Sciencedirect [online]. DOI: 10.1016/S0925-8388(96)02962-3, In: Sciencedirect
Attorney, Agent or Firm:
Patent- und Rechtsanwälte Diehl & Partner GbR, 80636, München, DE
Claims:
Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten, mit den Schritten:
Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials; und
Durchführen einer Wärmebehandlung durch Erhitzen des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials auf eine Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 12 Stunden oder weniger, wobei: das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial dargestellt wird durch die Formel: uRwBxGayCuzAlqM (100 - u - w - x - y - z - q) T (wobei R zusammengesetzt ist aus einem leichten Seltenerdelement RL und einem schweren Seltenerdelement RH, worin RL Nd und/oder Pr ist und RH wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho ist; T ein Übergangsmetallelement ist, welches unbedingt Fe beinhaltet; und M Nb und/oder Zr ist, und u, w, x, y, z, q und 100 - u - w - x- y- z- q in Masseprozent ausgedrückt sind),
der Gehalt an RH in dem R-T-B-basierten Sintermagneten RH 5 Masse% oder
weniger ist, 29,5u32,0,embedded image0,86w0,93,embedded image0,2x1,0,embedded image0,3y1,0,embedded image0,05z0,5,embedded image0q0,1,embedded imageund
eine Beziehung p < 0 erfüllt ist, wenn p = [B]/10,811 ×14 - [Fe]/55,847 - [Co]/58,933 ist (wobei [B], [Fe], und [Co] die jeweiligen Gehalte von B, Fe, und Co in Masseprozent sind).

Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten gemäß Anspruch 1, wobei x und y die untenstehenden Beziehungen erfüllen:
0,3 ≤ x ≤ 0,7, und
0,5 ≤ y ≤ 0,7.

Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Wärmebehandlungsschritt durchgeführt wird, indem das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial auf eine Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 8 Stunden oder weniger erhitzt wird.

Description:
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten.

Stand der Technik

Ein R-T-B-basierter Sintermagnet (wobei R zusammengesetzt ist aus einem leichten Seltenerdelement RL und einem schweren Seltenerdelement RH, wobei RL Nd und/oder Pr ist und RH wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho ist; und T ein Übergangsmetallelement ist, welches unbedingt Fe beinhaltet) mit einer R2T14B-Typ-Verbindung als Hauptphase ist bekannt als der Magnet mit den besten Eigenschaften unter Permanentmagneten. Dieser Magnettyp wird für verschiedene Motoren für Hybridautomobile, Elektroautomobile, Haushaltgeräte etc. eingesetzt.

Insbesondere bei der Verwendung in Motoren für Hybridautomobile oder Elektroautomobile muss der R-T-B-basierte Sintermagnet eine hohe Koerzitivkraft HcJ aufweisen (nachfolgend zuweilen als „HcJ“ bezeichnet). Herkömmlicherweise wird dieser Art von Magnet zur Verbesserung von HcJ ein schweres Seltenerdelement (hauptsächlich Dy) in großer Menge zugefügt.

Schwere Seltenerdelemente, insbesondere Dy, weisen jedoch eine Reihe von Problemen auf, darunter unzuverlässige Verfügbarkeit und starke Preisschwankungen infolge der geringen und kleinräumigen Vorkommen, und dergleichen. Aus diesem Grund haben Anwender letzthin eine Verbesserung des HcJ in R-T-B-basierten Sintermagneten verlangt, bei gleichzeitiger weitestmöglicher Verringerung des Einsatzes von schweren Seltenerdelementen wie Dy, ohne Verringerung von Br.

Die Patentdokumente 1 bis 3 haben vorgeschlagen, dass dem R-T-B-basierten Sintermagneten Ga oder dergleichen zugefügt werde, während der Gehalt an B kleiner eingestellt werde als der übliche B-Gehalt (also kleiner als der B-Gehalt eines stöchiometrischen Anteils einer R2T14B-Typ-Verbindung), wodurch ein hohes HcJ bei Unterdrückung einer Verschlechterung von Br erreicht wird, der Einsatz von schweren Seltenerdelementen wie Dy aber weitestmöglich verringert wird.

Patentdokument 1 offenbart, dass der B-Gehalt geringer als der in der Standard-R-T-B-basierten Legierung eingestellt wird. Gleichzeitig ist wenigstens ein Metallelement ausgewählt aus Al, Ga und Cu enthalten, um eine R2T17-Phase zu bilden, wodurch ein angemessenes Volumenverhältnis der Übergangsmetall-reichen Phase (R6T13M) sichergestellt wird, für die die R2T17-Phase als Rohmaterial dient. Auf diese Weise kann ein R-T-B-basierter Seltenerd-Sintermagnet mit hoher Koerzitivkraft erhalten werden.

Patentdokument 2 offenbart, dass eine Legierung, die Co, Cu und Ga enthält, aber einen Borgehalt unter dem kritischen Borgehalt eines herkömmlichen R-T-B-basierten Permanentmagneten aufweist, eine hohe Koerzitivkraft HcJ bei derselben Residual-Magnetisierung (Remanenz) Br aufweist, im Vergleich zur herkömmlichen Legierung.

Patentdokument 3 offenbart, dass die Gehalte von B, Al, Cu, Co, Ga, C und O innerhalb jeweils vorgegebener Bereiche gesetzt werden, während der B-Gehalt niedriger gesetzt wird als der einer Standard-R-T-B-basierten Legierung. Ferner werden ein Atomzahlverhältnis von Nd und Pr zu B sowie ein Atomzahlverhältnis von Ga und C zu B so gesetzt, dass sie besondere Beziehungen erfüllen, wodurch eine hohe residuale Flussdichte und Koerzitivkraft erreicht werden können.

Patentdokument 4 offenbart Legierungen für gesinterte Magnete aus R-T-B-Seltenerdbasis, Verfahren zu deren Herstellung, sowie gesinterte R-T-B Magnete einschließlich eine thermische Behandlung der Magnete nach dem Sintervorgang.

Patentdokument 5 offenbart die Zugabe von Gallium bei der Herstellung von Nd-Fe-B Magneten als vorteilhaft, um Koerzitivkraft des Magneten zu erhöhen, und zugleich dessen Remanenz zu verbessern.

Patentdokument 6 offenbart Untersuchungen von unterschiedlichen Beimischungen von Kupfer bei der Herstellung von NdFeB Magneten um das Produkt aus Koerzitivkraft und Remanenz zu optimieren. Darüber hinaus wird der Einfluss unterschiedlicher Wärmebehandlungszeiten untersucht.

Patentdokument 7 offenbart Versuchungsreihen zur Findung der optimalen Parameter einer Wärmebehandlung, um über eine Diffusion an den Korngrenzen, sowie ein „aging“ die Koerzitivkraft des resultierenden Sintermagneten zu erhöhen.

  • Patentdokument 1: WO 2013/008756 A1
  • Patentdokument 2: JP-2003-510467 A
  • Patentdokument 3: WO 2013/191276 A1
  • Patentdokument 4: DE 11 2012 002 150 T5
  • Patentdokument 5: CHENG, Wen-Hao. [et al.]: The magnetic properties, thermal stability and microstructure of Nd-Fe-B/Ga sintered magnets prepared by blending method, Journal of Magnetism and Magnetic Materials, Vol. 234, 2001, No. 2, S. 274 - 278.
  • Patentdokument 6: RAGG, O.M., Harris, I.R.: A study of the effects of the addition of various amounts of Cu to sintered Nd-Fe-B magnets. Journal of Alloys and Compounds, Vol. 256, 1997, No. 1-2, S. 252 - 257.
  • Patentdokument 7: EP 2 650 887 A2

Kurzdarstellung der ErfindungZu lösende Aufgabe der Erfindung

Ein R-T-B-basierter Sintermagnet wird normalerweise nach dem Sintern einer Wärmebehandlung unterzogen, um ein hohes HcJ zu erreichen. In einem Wärmebehandlungsofen mit einer großen Kapazität, wie er allgemein in Herstellungsanlagen verwendet wird, variiert die Temperaturanstiegsrate in einigen Fällen je nach der Position des Magnetmaterials in dem Ofen. Wenn die Wärmebehandlung an einer großen Menge von R-T-B-basierten Sintermagnetmaterialien durchgeführt wird, variiert die Zeit jedes der R-T-B-basierten Sintermagnetmaterialien bis zum Erreichen der Wärmebehandlungstemperatur je nach der Position, an der das Sintermagnet-Rohmaterial angeordnet ist. Außerdem variiert möglicherweise die Haltezeit bei der Wärmebehandlungstemperatur je nach der Anordnungsposition. Je nach der Struktur des Wärmebehandlungsofens könnten die an verschiedenen Positionen angeordneten Materialien zum Beispiel inkonsistente Haltezeiten bei der Wärmebehandlungstemperatur erfahren, die sich um ungefähr 2 Stunden unterscheiden. Normalerweise benötigt das Halten bei der Wärmebehandlungstemperatur etwa 1 Stunde. Das heißt, diese Haltezeit (etwa 1 Stunde) wird benötigt, um sicherzustellen, dass sogar demjenigen R-T-B-basierten Sintermagnetmaterial ein hohes HcJ verliehen wird, welches an einer Position angeordnet ist, wo die Erhöhungsrate der Temperatur niedrig ist und die Haltezeit bei der Wärmebehandlungstemperatur kurz. Außerdem ist es folglich zum Unterdrücken von Schwankungen in HcJ je nach der Anordnungsposition erforderlich, die Wärmebehandlung für 3 Stunden oder länger durchzuführen.

Wie in 3 gezeigt, variiert HcJ bei einem herkömmlichen R-T-B-basierten Sintermagneten mit einem B-Gehalt gleich oder mehr als dem stöchiometrischen Anteil einer R2T14B-Typ-Verbindung sogar nach einer Wärmebehandlung von 3 Stunden oder mehr nicht signifikant. Wie man jedoch an den Ergebnissen der Untersuchungen des Erfinders sieht, verschlechtert sich HcJ signifikant nach einer Wärmebehandlung von 2 Stunden oder mehr in einem Sintermagneten, wie er in den Patentdokumenten 1 bis 3 offenbart wird. Der darin offenbarte Sintermagnet hat eine Zusammensetzung, in der der B-Gehalt niedriger ist als der eines herkömmlichen R-T-B-basierten Sintermagneten (niedriger als der B-Gehalt des stöchiometrischen Anteils der R2T14B-Typ-Verbindung), während Ga oder dergleichen zugefügt werden. Wie oben erwähnt, wird dieses Phänomen bei herkömmlichen R-T-B-basierten Sintermagneten nicht beobachtet. Im Ergebnis könnte, wenn große Mengen von Sintermagneten mit der in den Patentdokumenten 1 bis 3 offenbarten Zusammensetzung in einem Wärmebehandlungsofen mit großer Kapazität behandelt werden, das HcJ -Niveau der an verschiedenen Positionen angeordneten Sintermagneten in manchen Fällen stark variieren.

Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von R-T-B-basierten Sintermagneten bereitzustellen, die ein hohes HcJ aufweisen, und Fluktuationen in HcJ aufgrund der Wärmebehandlungsdauer sogar bei Massenproduktion zu unterdrücken, mit einer Zusammensetzung wie der aus den Patentdokumenten 1 bis 3 bekannten, mit der ein hohes HcJ erreicht werden kann, während der Einsatz von schweren Seltenerdelementen wie Dy weitestmöglich reduziert wird; mit anderen Worten, der Zusammensetzung ist Ga oder dergleichen hinzugefügt und beinhaltet einen niedrigeren B-Gehalt als dem des allgemeinen R-T-B-basierten Sintermagneten.

Lösung des Problems

Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten die folgenden Schritte auf:

  • Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials; und
  • Durchführen einer Wärmebehandlung durch Erhitzen des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials auf eine Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 12 Stunden oder weniger, wobei
  • das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial durch die folgende Formel dargestellt wird:
    • uRwBxGayCuzAlqM(100-u-w-x-y-z-q)T (wobei R zusammengesetzt ist aus einem leichten Seltenerdelement RL und einem schweren Seltenerdelement RH, wobei RL Nd und/oder Pr ist und RH wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho ist; T ein Übergangsmetallelement ist, welches unbedingt Fe beinhaltet; M Nb und/oder Zr ist; und u, w, x, y, z, q und 100 - u - w - x - y - z - q in Masseprozent ausgedrückt sind),
    • der Gehalt an RH in dem R-T-B-basierten Sintermagneten 5 Masse% oder weniger ist, 29,5u32,0,embedded image0,86w0,93,embedded image0,2x1,0,embedded image0,3y1,0,embedded image0,05z0,5,embedded image0q0,1,embedded imageund eine Beziehung p < 0 erfüllt ist, wenn
      p = [B]/10,811 × 14 - ([Fe]/55,847 + [Co]/58,933) ist (wobei [B], [Fe] und [Co] die jeweiligen Gehalte an B, Fe und Co in Masseprozent sind).

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten wie im ersten Aspekt beschrieben, wobei x und y die untenstehenden Beziehungen erfüllen: 0,3x0,7,embedded imageund 0,5y0,7.embedded image

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines R-T-B-basierten Sintermagneten wie im ersten oder zweiten Aspekt beschrieben, wobei der Wärmebehandlungsschritt durch Erhitzen des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials auf eine Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 8 Stunden oder weniger durchgeführt wird.

Wirkung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung vermag ein Verfahren zur Herstellung eines R-T-B-basierten Sintermagneten bereitzustellen, der ein hohes HcJ aufweist und bei dem Fluktuationen in HcJ aufgrund der Wärmebehandlungsdauer bei der Massenproduktion unterdrückt sind, während er eine Zusammensetzung aufweist, der Ga oder dergleichen zugefügt ist und der B-Gehalt niedriger ist als der des allgemeinen R-T-B-basierten Sintermagneten, wie in den Patentdokumenten 1 bis 3 erwähnt.

Figurenliste

  • 1 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Beziehung zwischen HcJ eines R-T-B-basierten Sintermagneten der Probe Nr. 1-3 und der Wärmebehandlungsdauer zeigt.
  • 2 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Beziehung zwischen HcJ eines R-T-B-basierten Sintermagneten der Probe Nr. 1-1 und der Wärmebehandlungsdauer zeigt.
  • 3 ist ein erläuterndes Diagramm, welches die Beziehung zwischen HcJ eines R-T-B-basierten Sintermagneten mit Standard-B-Gehalt und der Wärmebehandlungsdauer zeigt.

Modus zum Ausführen der Erfindung

Die Erfinder haben die zu lösenden Probleme intensiv studiert und gefunden, dass ein R-T-B-basierter Sintermagnet, der ein hohes HcJ aufweist, während Fluktuationen in HcJ aufgrund der Wärmebehandlung bei der Massenherstellung reduziert sind, wie im ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung beschrieben, gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt werden kann: Durch Setzen des Cu-Gehalts auf 0,3 bis 1,0 Masse%, und Durchführen der Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 12 Stunden oder weniger, an einer Zusammensetzung mit zugesetztem Ga oder dergleichen und einem B-Gehalt, der niedriger ist als der eines allgemeinen R-T-B-basierten Sintermagneten: gleich oder mehr als der stöchiometrische Anteil einer R2T14B-Typ-Verbindung.

Das Patentdokument 1 offenbart, dass die Wärmebehandlung an einem Sintermagneten durchgeführt wird, dessen Zusammensetzung einen Cu-Gehalt von 0 bis 0,31 Masse% beträgt, und zwar in zwei Stufen bei 800°C und 500°C, versäumt aber, die Wärmebehandlungsdauer zu offenbaren. Gemäß der in dem Patentdokument 2 offenbarten Technologie wird ein Sintermagnet mit einer Zusammensetzung mit einem Cu-Gehalt von 0,1 bis 0,19 Masse% einer Wärmebehandlung bei 440°C bis 550°C für ein bis 2 Stunden gemäß einem Wärmebehandlungsmuster unterzogen, wie es in den 3 und 4 von Patentdokument 2 gezeigt ist. Wie jedoch oben erwähnt, kann, weil die Wärmebehandlungsdauer so kurz ist, zum Beispiel 1 bis 2 Stunden, HcJ des Sintermagneten signifikant je nach der Anordnungsposition variieren, wenn ein Wärmebehandlungsofen mit einer großen Kapazität verwendet wird, wie er in Herstellungsanlagen üblich ist.

Weiteres wird, in der in dem Patentdokument 3 offenbarten Technologie in den Beispielen ein Sintermagnet mit einer Zusammensetzung mit einem Cu-Gehalt von 0,6 Masse% einer Wärmebehandlung bei 850°C für 1 Stunde und bei 540°C für 2 Stunden unterzogen. Die oben erwähnten Wärmebehandlungstemperaturen sind jedoch nicht als optimal für die Zusammensetzung zu betrachten, und daher kann kein hohes HcJ erhalten werden. Weiteres kann das HcJ des Sintermagneten signifikant je nach dessen Anordnungsposition variieren, wenn ein Wärmebehandlungsofen mit einer großen Kapazität verwendet wird, wie er in Herstellungsanlagen üblich ist.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung wird ein R-T-B-basierter Sintermagnet vor einer Wärmebehandlung als ein „R-T-B-basiertes Sintermagnetmaterial“ bezeichnet; und ein R-T-B-basierter Sintermagnet nach der Wärmebehandlung wird einfach al sein „R-T-B-basierter Sintermagnet“ bezeichnet.

Herstellungsschritt des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials

In einem Herstellungsschritt eines R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials werden zunächst die jeweiligen Metalle oder Legierungen hergestellt, so dass das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial die unten genauer zu beschreibende Zusammensetzung hat, und nachfolgend werden die hergestellten Metalle bzw. Legierungen nach einem Bandgießverfahren oder dergleichen verarbeitet, um eine blättrige Rohmateriallegierung herzustellen. Dann wird aus der blättrigen Rohmateriallegierung ein Legierungspulver hergestellt, gefolgt von Formen und Sintern des Legierungspulvers, wodurch ein R-T-B-basiertes Sintermagnetmaterial hergestellt wird. Das Herstellen, Formen und Sintern des Legierungspulvers werden beispielsweise wie folgt durchgeführt: Die erhaltene blättrige Rohmateriallegierung wird Wasserstoff-Pulverisieren unterzogen, wodurch ein grobkörniges Pulver mit einer Größe von z.B. 1,0 mm oder weniger erhalten wird. Dann wird das grobkörnige Pulver durch eine Strahlmühle oder dergleichen unter Inertgas fein pulverisiert, wodurch ein feinkörniges Pulver (Legierungspulver) mit einer Partikelgröße D50 von 3 bis 5 µm erhalten wird (welches ein Volumen-Mittenwert (Volumen-basierter Mediandurchmesser) ist, erhalten durch Messung unter Anwenden eines Luftstromdispersions-Laserbeugungsverfahrens). Das Legierungspulver kann eine Sorte von Legierungspulver sein (Einzel-Legierungspulver), oder eine Mischung von zwei oder mehr Sorten von Legierungspulvern (gemischtes Legierungspulver), erhalten nach dem sogenannten Zwei-Legierungs-Verfahren. Das Legierungspulver kann nach irgendeinem der bekannten Verfahren derart hergestellt werden, dass es die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung aufweist. Ein wohlbekanntes Gleitmittel kann dem grobkörnigen Pulver vor der Strahlmühlen-Pulverisierung, oder dem Legierungspulver während oder nach der Strahlmühlen-Pulverisierung als Hilfsagens zugesetzt werden. Dann wird das so erhaltene Legierungspulver in einem Magnetfeldgeformt, wodurch ein Formkörper erhalten wird. Das Formen kann mit irgendeinem der bekannten Verfahren durchgeführt werden. Diese Verfahren beinhalten ein Trockenformverfahren und ein Nassformverfahren: Bei einem Trockenformverfahren wird ein trockenes Legierungspulver in einem Hohlraum gefüllt und gepresst. Bei einem Nassformverfahren wird eine Aufschlämmung aus einem Dispersionsmedium und in dem Dispersionsmedium dispergierten Legierungspulver in einen Hohlraum einer Form gefüllt, sodass das Formen ausgeführt wird, während das Dispersionsmedium der Aufschlämmung abgeführt wird. Solch ein Formkörper wird gesintert, um das R-T-B-Sintermagnetmaterial zu erzeugen. Sintern des Formkörpers kann nach irgendeinem der bekannten Verfahren durchgeführt werden. Man beachte, dass, um atmosphärische Oxidation beim Sintern zu unterbinden, das Sintern vorzugsweise unter Vakuum oder einer Gasatmosphäre durchgeführt wird. Die Gasatmosphäre verwendet vorzugsweise Inertgase wie Helium oder Argon.

Man beachte, dass, obgleich in der obigen Beschreibung das Legierungspulver unter Verwendung einer blättrigen Rohmateriallegierung erläutert wurde, jegliches Rohmaterial in beliebiger Gestalt, einschließlich eines Gussmaterials mit beliebiger, von der blättrigen abweichenden Gestalt, anstelle der blättrigen Rohmateriallegierung verwendet werden kann.

Die Zusammensetzung des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials der vorliegenden Erfindung wird durch die folgende Formel (1) dargestellt: uRwBxGayCuzAlqM(100-u-w-x-y-z-q)T (1)
(wobei R zusammengesetzt ist aus einem leichten Seltenerdelement RL und einem schweren Seltenerdelement RH, wobei RL Nd und/oder Pr ist, und RH wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho ist; T ein Übergangsmetallelement ist, das unbedingt Fe beinhaltet; und M Nb und/oder Zr ist, und wobei u, w, x, y, z, q und 100 - u - w - x - y - z - q in Masseprozent ausgedrückt sind),
der Gehalt an RH ist 5 Masse% oder weniger in dem R-T-B-basierten Sintermagneten, 29,5u32,0embedded image0,85w0,93embedded image0,2x1,0embedded image0,3y1,0embedded image0,05z0,5embedded image0q0,1embedded imageund wenn p = [B]/10,811 × 14 - ([Fe]/55,847 + [Co]/58,933) (8), ist eine Beziehung p < 0 (9) erfüllt (wobei [B], [Fe] und [Co] die jeweiligen Gehalte an B, Fe und Co in Masseprozent sind).

Der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung kann unvermeidliche Verunreinigungen enthalten. Selbst wenn der R-T-B-basierte Sintermagnet unvermeidliche Verunreinigungen enthält, wie sie normalerweise in beispielsweise einer Didym-Legierung (Nd-Pr), einem Elektrolyse-Eisen, Ferrobor etc. eingeschlossen sind, können die Wirkungen der vorliegenden Erfindung dennoch erreicht werden. Die unvermeidlichen Verunreinigungen können beispielsweise La, Ce, Cr, Mn, Si etc beinhalten.

In der oben genannten Zusammensetzung ist der B-Gehalt niedriger eingestellt als der eines allgemeinen R-T-B-basierten Sintermagneten, und ferner ist Ga oder dergleichen enthalten, wodurch eine R-T-Ga-Phase (und eine R-T-Ga-Cu-Phase) in Korngrenzen erzeugt wird, wie gemäß den oben beschriebenen Patentdokumenten 1 bis 3. Demzufolge kann das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial ein hohes HcJ erreichen, während die Verwendung von schweren Seltenerdelementen wie Dy weitestmöglich verringert wird.

In der oben erwähnten Formel (1) sind, wie man der Darstellung des T-Gehalts entnimmt, Gehalte an unvermeidlichen Verunreinigungen (unvermeidliche Verunreinigungen außer Al) durch die Formel „(100 - u - w - x - y - z - q)“ im T-Gehalt enthalten. Die Bestimmung, ob die Formeln (1) bis (7) gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt sind oder nicht, kann durch Messung der entsprechenden Gehalte an R, B, Ga, Cu, Al und M (Nb und Zr) mittels eines Induktiv-Gekoppeltes-Hochfrequenz-Plasma-Optische-Emissions-Spektrometrie (ICP-OES)-Verfahrens erfolgen, um dadurch die Werte von u, w, x, y, z und q zu bestimmen, und dann den T-Gehalt durch die Formel „100 - u -w -x -y -z - q“ zu bestimmen. Die Bestimmung, ob die Formeln (8) und (9) erfüllt sind oder nicht, kann durch Messen der Gehalte an B, Fe und Co mittels der Induktiv-Gekoppeltes-Hochfrequenz-Plasma-Optische-Emissions-Spektrometrie (ICP-OES) erfolgen.

R des R-T-B-basierten Sintermagneten der vorliegenden Erfindung ist zusammengesetzt aus einem leichten Seltenerdelement RL und einem schweren Seltenerdelement RH; RL ist Nd und/oder Pr (das heißt, RL bedeutet Nd und Pr, und der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung kann wenigstens eines von Nd und Pr enthalten); und RH ist wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho (das heißt, RH 'bedeutet Dy, Tb, Gd und Ho, und der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung kann wenigstens ein Element von Dy, Tb, Gd und Ho enthalten). Ein RH-Gehalt ist auf 5 Masse% oder weniger in dem R-T-B-basierten Sintermagneten gesetzt. Die Erfindung kann ein hohes Br und HcJ erreichen, ohne ein schweres Seltenerdelement einzusetzen. Sogar wenn ein höheres HcJ vonnöten ist, kann die Menge an zugefügtem RH verringert werden, typischerweise auf 2.5 Masse% oder weniger. Wenn der R-Gehalt (u) weniger ist als 29,5 Masse%, wird beim Sintern die flüssige Phase knapp, und dadurch kann der Sintermagnet nicht genügend dicht erhalten werden, so dass ein hohes Br nicht erreicht wird. Wenn der R-Gehalt 32,0 Masse% übersteigt, verringert sich der Anteil der Hauptphase in dem Magneten, so dass ein hohes Br nicht erreicht wird. Der R-Gehalt ist vorzugsweise 30,0 Masse% oder mehr und 31,5 Masse% oder weniger. T ist ein Übergangsmetallelement und beinhaltet unbedingt Fe. Weitere Übergangsmetalle außer Fe können beispielsweise Co beinhalten. Man beachte dass die Ersetzungsmenge an Co vorzugsweise 2,5 Masse% oder weniger beträgt. Wenn die Ersetzungsmenge (d. h., der Gehalt) an Co 10 Masse% übersteigt, ist Br verschlechtert, was unerwünscht ist. Weiteres können kleine Mengen von V, Cr, Mn, Mo, Hf, Ta, W etc. als Übergangsmetalle enthalten sein. B bedeutet Bor, und der B-Gehalt ist auf 0,86 Masse% oder mehr und 0,93 Masse% oder weniger gesetzt. Wenn der B-Gehalt (w) weniger ist als 0,86 Masse%, wird eine R2T17-Phase ausgeschieden, so dass ein hohes HcJ nicht erreicht wird, und der Anteil der Hauptphase verringert wird, so dass ein hohes Br nicht erreicht wird. Wenn der B-Gehalt 0,93 Masse% übersteigt, wir der Anteil der R-T-Ga-Phase verringert, so dass ein hohes HcJ nicht erreicht wird. Der B-Gehalt ist vorzugsweise 0,88 Masse% oder mehr und 0,91 Masse% oder weniger.

Der Ga-Gehalt (x) ist auf 0,2 Masse% oder mehr und 1,0 Masse% oder weniger gesetzt. Wenn der Ga-Gehalt weniger ist als 0,2 Masse%, ist die Menge an gebildeter R-T-Ga-Phase zu klein, um die R2T17-Phase zu verringern, wodurch der Sintermagnet möglicherweise kein hohes HcJ erreicht. Wenn der Ga-Gehalt 1,0 Masse% übersteigt, ist unnötiges Ga vorhanden, und daher könnte der Anteil der Hauptphase verringert sein, was zu einer Verringerung in Br führt. Der Ga-Gehalt ist vorzugsweise 0,3 Masse% oder mehr und 0,7 Masse% oder weniger.

Der Cu-Gehalt (y) ist auf 0,3 Masse% oder mehr und 1,0 Masse% oder weniger gesetzt. Der Cu-Gehalt ist innerhalb des in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereichs gesetzt, und die Wärmebehandlung wird bei Temperaturen innerhalb eines spezifizierten Bereichs und für eine Dauer innerhalb eines spezifizierten Bereichs durchgeführt, der nachfolgend erläutert wird, wodurch Schwankungen in HcJ aufgrund der Wärmebehandlungsdauer unterdrückt werden können. Wenn der Cu-Gehalt (y) weniger ist als 0,3 Masse%, können Fluktuationen in HcJ aufgrund der Wärmebehandlungsdauer nicht unterdrückt werden. Wenn ein Wärmebehandlungsofen mit großer Kapazität verwendet wird, wie er, wie oben erwähnt, üblicherweise in Herstellungsanlagen Verwendung findet, kann HcJ der R-T-B-basierten Sintermagneten signifikant je nach der Anordnungsposition variieren. Wenn der Cu-Gehalt 1,0 Masse% übersteigt, ist unnötiges Cu vorhanden, und dadurch kann der Anteil der Hauptphase verringert sein, was zu einer Verringerung in Br führt. Der Cu-Gehalt ist vorzugsweise 0,5 Masse% oder mehr und 0,7 Masse% oder weniger.

Der Al-Gehalt (z) ist auf 0,05 Masse% oder mehr und 0,5 Masse% oder weniger gesetzt. Der R-T-B-basierte Sintermagnet enthält Al, um dadurch eine Verbesserung von HcJ zu ermöglichen. Al kann als unvermeidliche Verunreinigung enthalten sein, oder aber gewollt zugesetzt werden. Der Gesamtgehalt an als unvermeidliche Verunreinigung enthaltenem, und gewollt zugesetztem Al wird auf 0,05 Masse% oder mehr und 0,5 Masse% oder weniger gesetzt.

Im Allgemeinen ist der R-T-B-basierte Sintermagnet dafür bekannt, dass das abnorme Kristallkornwachstum beim Sintern durch einen Gehalt an Nb und/oder Zr unterdrückt wird. Auch der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung kann 0,1 Masse% oder weniger an Nb und/oder Zr insgesamt (das heißt, er kann wenigstens eines von Nb und Zr enthalten, und der Gesamtgehalt an Nb und Zr ist auf 0,1 Masse% oder weniger gesetzt). Wenn der Gesamtgehalt an Nb und/oder Zr 0,1 Masse% übersteigt, ist unnötiges Nb bzw. Zr vorhanden, und dadurch kann der Anteil der Hauptphase verringert sein, was zu einer Verringerung in Br führt.

Weiteres ist in der Zusammensetzung des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials der vorliegenden Erfindung der B-Gehalt niedriger eingestellt als in dem allgemeinen R-T-B-basierten Sintermagneten. Der allgemeine R-T-B-basierte Sintermagnet hat eine angestrebte Zusammensetzung, bei welcher ([B]/10,811 (Atomgewicht von B) x 14) nicht weniger ist als ([Fe]/55,847 (Atomgewicht von Fe) + [Co]/58,933 (Atomgewicht von Co)), um das Ausscheiden einer weichmagnetischen Phase von R2T17-Phase neben der Hauptphase der R2T14B-Phase zu verhindern. Anders als der allgemeine R-T-B-basierte Sintermagnet soll der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung aufweisen, in der ([B]/10,811 (Atomgewicht von B) x 14) weniger ist als ([Fe]/55,847 (Atomgewicht von Fe) + [Co]/58,933 (Atomgewicht von Co)), das heißt, bei welcher p < 0 mit p = [B]/10,811 × 14 - [Fe]/55,847 - [Co]/58,933 (wobei [B], [Fe] und [Co] jeweils die Gehalte an B, Fe bzw. Co in Masseprozent angeben). Weiteres soll der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung Ga und Cu enthalten, um eine R-T-Ga-Phase, eine R-Ga-Phase, und/oder eine R-Ga-Cu-Phase auszuscheiden. Mit diesem Arrangement kann der R-T-B-basierte Sintermagnet der vorliegenden Erfindung ein hohes HcJ erreichen, während der Einsatz von schweren Seltenerdelementen wie Dy weitestmöglich verringert wird. Man beachte, dass die in 3 gezeigte Zusammensetzung so gestaltet ist, dass ([B]/10,811 (Atomgewicht von B) × 14) nicht weniger ist als ([Fe]/55,847 (Atomgewicht von Fe) + [Co]/58,933 (Atomgewicht von Co)) (d. h. p > 0).

In der R-T-Ga-Phase der vorliegenden Erfindung ist der R-Gehalt auf 15 Masse% oder mehr und 65 Masse% oder weniger gesetzt; der T-Gehalt ist auf 20 Masse% oder mehr und 80 Masse% oder weniger gesetzt; und der Ga-Gehalt ist auf 2 Masse% oder mehr und 20 Masse% oder weniger gesetzt. Die R-T-Ga-Phase besteht aus seiner Verbindung, die typischerweise eine La6Co11Ga3-Typ-Kristallstruktur aufweist, insbesondere eine R6T13-αGa1+α-Verbindung. Man beachte, dass, wenn der R-T-B-basierte Sintermagnet Al, Cu und Si enthält, die R-T-Ga-Phase aus einer R6T13(Ga1-x-y-zCuxAlySiz)1+α-Verbindung bestehen kann.

Wärmebehandlungsschritt

Das so erhaltene R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial wird auf eine Temperatur von 450°C oder höher und 470°C oder niedriger für 4 Stunden oder mehr und 12 Stunden oder weniger erhitzt. Durch das Durchführen der Wärmebehandlung innerhalb des in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereichs kann ein hohes HcJ erreicht werden, und Fluktuationen in HcJ aufgrund der Wärmebehandlungsdauer können unterdrückt werden. Wenn die Wärmebehandlungstemperatur und -dauer von den in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereichen abweichen, wird ein hohes HcJ nicht erreichbar sein, oder die Wärmebehandlungsdauer wird extrem lang, was zu einer Verschlechterung der Produktivität führt. Wenn insbesondere die Wärmebehandlungsdauer weniger ist als 4 Stunden, könnte das HcJ je nach der Anordnungsposition in dem Wärmebehandlungsofen variieren, und ein hohes HcJ kann möglicherweise nicht erreicht werden. Wenn die Wärmebehandlungsdauer 8 Stunden übersteigt, könnte die Produktionseffizienz weiter verschlechtert werden, und ferner kann HcJ verschlechtert werden. Daher wird die Wärmebehandlungsdauer vorzugsweise auf 4 Stunden oder mehr und 8 Stunden oder weniger gesetzt; dies deshalb, weil ein Schwankungsbereich von HcJ aufgrund der Wärmebehandlungsdauer weiter verringert werden kann, um ein höheres HcJ zu erreichen.

Vorzugsweise wird das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial vor dem Wärmebehandlungsschritt einem Erhitzungsprozess auf eine Temperatur von 600°C oder höher und 1020°C oder niedriger unterzogen, gefolgt von dem oben erwähnten Wärmebehandlungsschritt. Der Erhitzungsprozess kann durchgeführt werden, um ein höheres HcJ zu erreichen.

Ferner können der Erhitzungsprozess und der oben erwähnte Wärmebehandlungsschritt nach dem Sintern kontinuierlich durchgeführt werden. Beispielsweise kann der Formkörper bei 1100°C gesintert werden, dann auf 460°C abgekühlt werden, und nachfolgend dem Wärmebehandlungsschritt unterzogen werden, in dem er für 6 Stunden bei 460°C gehalten wird. Alternativ kann der Formkörper bei 1100°C gesintert werden, dann auf 800°C abgekühlt werden, und nachfolgend dem Erhitzungsprozess unterzogen werden, in dem er für 2 Stunden bei 800°C gehalten wird, gefolgt von Abkühlen auf 460°C und nachfolgend Ausführen des Wärmebehandlungsschritts, in dem er für 6 Stunden bei 460°C gehalten wird.

Der so erhaltene Sintermagnet kann einer Bearbeitung unterzogen werden, wie Schleifen, um die Größe des Magneten anzupassen. In diesem Fall kann die Wärmebehandlung vor oder nach dem Bearbeiten durchgeführt werden. Ferner kann ein so erhaltener Sintermagnet einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Die Oberflächenbehandlung kann irgendeine bekannte Oberflächenbehandlung sein. Beispielsweise kann eine Al-Dampf-Abscheidung, Ni-Elektroplattieren oder eine Harzbeschichtung als Oberflächenbehandlung durchgeführt werden.

BEISPIELE

Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend beschrieben, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.

<Testbeispiel 1>

Nd-Metall, Pr-Metall, Elektrolyse-Co, Al-Metall, Cu-Metall, Ga-Metall, Elektrolyse-Eisen (diese Metalle hatten jeweils eine Reinheit von 99% oder mehr), und eine Ferrobor-Legierung wurden derart gemischt, dass sie die in Tabelle 1 gezeigte Sinter-Zusammensetzung ergaben. Diese Rohmaterialien wurden geschmolzen und nach dem Bandgießverfahren gegossen, wodurch eine blättrige Rohmaterial- Legierung mit einer Dicke von 0,2 bis 0,4 mm erhalten wurde. Die so erhaltene blättrige RohmaterialLegierung wurde in einer Wasserstoff-Druckatmosphäre einer Wasserstoff-Versprödung unterzogen, und ein Dehydrogenierungsprozess wurde an der Legierung durch Erhitzen auf 550°C im Vakuum und Abkühlen durchgeführt, wodurch ein grobkörniges Pulver erhalten wurde. Dann wurde 0,04 Masse% Zinkstearat als Gleitmittel zugefügt und in 100 Masse% des erhaltenen grobkörnigen Pulvers eingemischt, gefolgt von Trockenpulverisieren unter einem Stickstoffgasstrom mittels eines Gasstrom-Pulverisierers (Strahlmühlengerät), wodurch ein feinkörniges Pulver (Legierungspulver) mit einer Korngröße D50 von 4,0 bis 4,6 µm erhalten wurde. Man beachte, dass in dieser Untersuchung die Sauerstoffkonzentration im Stickstoffgas bei der Pulverisierung auf 50 ppm oder weniger eingestellt war, wodurch der Gehalt an Sauerstoff im letztlich erhaltenen Sintermagneten ungefähr 0,1 Masse% betrug. Die Korngröße D50 ist ein Volumen-Mittenwert (Volumen-basierter Mediandurchmesser), erhalten durch Messung nach dem Gasstromdispersions- Laserbeugungsverfahren.

Das feinkörnige Pulver wurde in Öl dispergiert, um einen Brei herzustellen. Der Brei wurde in den Hohlraum einer Form eingefüllt, und dann nach dem Nassformverfahren geformt, während das Öl abgelassen wurde, wodurch ein Formkörper erhalten wurde. Das Formwerkzeug war ein sogenanntes Senkrecht-Magnetfeld-Formwerkzeug (Transversal-Magnetfeld-Formwerkzeug), in welcher eine Magnetfeld-Anwendungsrichtung senkrecht zu einer Pressrichtung ist.

Nach Durchführen eines Entölungsprozesses an dem erhaltenen Formkörper wurde der Formkörper für 4 Stunden im Vakuum bei einer Temperatur von 1040 bis 1070°C gesintert, gefolgt von schnellem Abkühlen, wodurch ein R-T-B-basiertes Sintermagnetmaterial hergestellt wurde. Die Dichte des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials betrug 7,5 Mg/m3 oder mehr. Tabelle 1 zeigt die Gehalte der jeweiligen Komponenten des erhaltenen R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials sowie dessen Ergebnisse von Gasanalysen (O (Sauerstoff), N (Stickstoff) und C (Kohlenstoff)). Man beachte, dass die Gehalten der jeweiligen in Tabelle 1 gezeigten Komponenten durch Messung mittels induktiv gekoppelter Hochfrequenz-Plasma-Optische-Emissionsspektrometrie (ICP-OES). Ferner wurde der O(Sauerstoff)-Gehalt mit einem Gasanalysator nach einem Gasfusions- Infrarotabsorptionsverfahren gemessen; der N(Stickstoff)-Gehalt wurde mit einem Gasanalysator nach einem Gasfusions-Wärmeleitfähigkeitsverfahren; und der C(Kohlenstoff)-Gehalt wurde mit einem Gasanalysator nach einem Verbrennungs- Infrarotabsorptionsverfahren gemessen. Darüber hinaus ist der Gesamtgehalt an Nd und Pr wie in Tabelle 1 angegeben der R-Gehalt (u). Dasselbe gilt für alle folgenden Tabellen. Obgleich Tabelle 1 „q“ nicht aufführt, ist der Gesamtgehalt an Nb und Zr der M-Gehalt (q) (dasselbe gilt für die folgenden Tabellen 7, 13 und 19). [Tabelle 1]

Material Nr.Komponente [Masse%]Sauerstoff Stickstoff Kohlenstoff [Masse%]Berechneter WertNdPrR uB wGa xCu yAl zNbZrCoFeONCp1-123.47.731.10.900.30.090.290.000.000.5066.30.100.040.09-0.0261-223.27.730.90.900.30.300.290.000.000.5066.20.100.050.09-0.0271-323.37.731.00.900.30.510.290.000.000.5066.20.090.040.09-0.0261-423.27.730.90.900.30.720.290.000.000.5066.10.100.050.09-0.0331-522.97.530.40.890.31.000.290.000.000.5065.10.100.050.09-0.020

Das erhaltene R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial wurde erhitzt, für 2 Stunden im Vakuum bei 800°C gehalten, und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial einer Wärmebehandlung unter den in einer der Tabellen 2 bis 6 angegebenen Bedingungen im Vakuum unterzogen, und nachfolgend auf Raumtemperatur abgekühlt. Das heißt, das Material Nr. 1-1 wurde der Wärmebehandlung unter den Wärmebehandlungsbedingungen (Wärmebehandlungstemperatur, Wärmebehandlungsdauer) gemäß Tabelle 2 unterzogen; Material Nr. 1-2 wurde in derselben Weise den Wärmebehandlungsbedingungen gemäß Tabelle 3 unterzogen; und die Materialien Nr. 1-3 bis 1-5 wurden jeweils in derselben Weise den Wärmebehandlungsbedingungen gemäß Tabellen 4 bis 6 unterzogen. Dabei wurde die Wärmebehandlung unter den in den Tabellen 2 bis 6 angeführten Bedingungen in einem experimentellen Wärmebehandlungsofen mit kleiner Kapazität durchgeführt, so dass kaum eine Verzögerung der Probentemperatur während des Temperaturanstiegs auftrat. Daher entspricht die in den Tabellen angeführte Wärmebehandlungsdauer einer Zeitdauer, für die die R-T-B basierten Sintermagnetmaterialien tatsächlich bei der Wärmebehandlungstemperatur gehalten wurden. Dann wurden die R-T-B basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung bearbeitet, um Proben mit 7 mm Länge, 7 mm Breite und 7 mm Dicke herzustellen. Jede Materialprobe wurde mit einem gepulsten Magnetfeld von 3,2 MA/m magnetisiert, und dann wurde Br und HcJ von jeder Probe mit einem B-H-Tracer gemessen. Die Messergebnisse sind in den Tabellen 2 bis 6 dargestellt. Es wurde durch induktiv gekoppelte Hochfrequenz- Plasma-Optische-Emissionsspektrometrie (ICP-OES) analysiert und bestätigt, dass die Zusammensetzung der R-T-B-basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung dieselbe (im Wesentlichen dieselbe) war wie die in Tabelle 1 angeführte Zusammensetzung der R-T-B-basierten Sintermaterialien.

Ferner wurde in jeder der Tabellen 2 (Material Nr. 1-1) bis Tabelle 6 (Material Nr. 1-5) ein Schwankungsbereich von HcJ bestimmt. Der Schwankungsbereich von HcJ wurde wie folgt bestimmt: Unter den Wärmebehandlungstemperaturen und Wärmebehandlungsdauern in jeder Tabelle (jede Material Nr.) wurde zunächst die optimale Temperatur und Dauer, bei der HcJ am höchsten war, als Standard definiert. Dann wurde unter den Wärmebehandlungsdauern von 4 Stunden bis 12 Stunden bei der optimalen Temperatur die Differenz zwischen dem als Standard definierten HcJ und dem niedrigsten HcJ bestimmt, wodurch eine solche Differenz als Fluktuationsbereich von HcJ definiert wurde. Solch eine Differenz wurde in der Tabelle als ΔHcJ angegeben. Man beachte, dass in jedem der unten angeführten Testbeispiele das Experiment nicht für alle Wärmebehandlungsdauern von 4 bis 12 Stunden durchgeführt wurde. Aus den Messergebnissen für jedes Material für die Experimente bei Zeitdauern von 4 bis 12 Stunden wurde das niedrigste HcJ ausgewählt, wodurch eine Differenz zwischen dem niedrigsten HcJ und dem Standard-HcJ bestimmt wurde. Beispielsweise entsprach in Tabelle 2 (Material Nr. 1-1) die optimale Temperatur und Dauer, bei welchen HcJ am höchsten war, dem Vergleichsbeispiel 7 (1450 kA/m). Mit der Temperatur (480°C) aus Vergleichsbeispiel 7 als Standard entsprach das niedrigste HcJ im Bereich der Wärmebehandlungsdauern von 4 Stunden bis 12 Stunden, bei derselben Temperatur wie in Vergleichsbeispiel 7, dem Vergleichsbeispiel 8 (Wärmebehandlungszeit: 4 Stunden, HcJ: 1360 kA/m). Durch Berechnen der Differenz zwischen dem HcJ in Vergleichsbeispiel 8 und dem Standard-HcJ (in Vergleichsbeispiel 7) erhält man den Fluktuationsbereich von HcJ als 90 kA/m. Ähnlich wurde der Fluktuationsbereich von HcJ in jeder der Tabellen 3 (Material Nr. 1-2) bis Tabelle 6 (Material Nr. 1-5) bestimmt. Zum Bezug wurden die Beispiele und Vergleichsbeispiele, die für die Bestimmung des Fluktuationsbereichs herangezogen wurden, unterstrichen. In der vorliegenden Erfindung wird ein Fluktuationsbereich von HcJ von 60 kA/m oder weniger als ein Bereich angesehen, der keine Probleme hinsichtlich der Produktivität aufwirft, weil dieser Grad des Fluktuationsbereichs von HcJ als unterdrückt angesehen wird. [Tabelle 2]

Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandlungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 11-144081.361208Vergleichsbeispiel 21-146021.361389Vergleichsbeispiel 31-146041.361332Vergleichsbeispiel 41-146061.351301Vergleichsbeispiel 51-146081.361260Vergleichsbeispiel 61-148011.361394Vergleichsbeispiel 71-148021.36145090Vergleichsbeispiel 81-148041.361360Vergleichsbeispiel 91-150011.361443Vergleichsbeispiel 101-150021.361414Vergleichsbeispiel 111-150041.351381Vergleichsbeispiel 121-150061.351321Vergleichsbeispiel 131-150081.351269Vergleichsbeispiel 141-150021.351307
[Tabelle 3]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandlungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 151-244081.361309Vergleichsbeispiel 161-246021.36142157Beispiel 11-246041.351420Beispiel 21-246061.351397Beispiel 31-246081.351364Vergleichsbeispiel 171-248011.361241Vergleichsbeispiel 181-248021.361419Vergleichsbeispiel 191-248041.351356Vergleichsbeispiel 201-248081.351301Vergleichsbeispiel 211-250011.351431Vergleichsbeispiel 221-250021.361364Vergleichsbeispiel 231-250021.351239
[Tabelle 4]Material Nr.Wärmebehandlungs temperatur [C]Wärmebehandlungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 241-344081.351324Vergleichsbeispiel 251-345021.361265Beispiel 41-345041.351380Beispiel 51-345061.351400Beispiel 61-345081.351396Vergleichsbeispiel 261-346011.361231Vergleichsbeispiel 271-346021.361403Beispiel 71-346041.35142747Beispiel 81-346061.351411Beispiel 91-346081.351380Vergleichsbeispiel 281-3460161.351365Vergleichsbeispiel 291-347021.361368Beispiel 101-347041.351400Beispiel 111-347061.351380Beispiel 121-347081.351360Beispiel 131-3470121.351348Vergleichsbeispiel 301-348011.361253Vergleichsbeispiel 311-348021.351411Vergleichsbeispiel 321-348041.351355Vergleichsbeispiel 331-348081.351311Vergleichsbeispiel 341-350011.351383Vergleichsbeispiel 351-350021.351346Vergleichsbeispiel 361-350041.351298Vergleichsbeispiel 371-350021.351233
[Tabelle 5]Material Nr.Wärmebehandlungs temperatur [C]Wärmebehandlungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 381-444081.341,361Vergleichsbeispiel 391-446021.351,391Beispiel 141-446041.341.43117Beispiel 151-446061.341,429Beispiel 161-446081.341.414Vergleichsbeispiel 401-4460161.341,389Vergleichsbeispiel 411-448011.351,298Vergleichsbeispiel 421-448021.351,397Vergleichsbeispiel 431-448041.331,353Vergleichsbeispiel 441-450011.351,362Vergleichsbeispiel 451-450021.351,338Vergleichsbeispiel 461-450041.341,321Vergleichsbeispiel 471-450081.331,289Vergleichsbeispiel 481-450021.351,233
[Tabelle 6]Material Nr.Wärmebehandlungs temperatur [C]Wärmebehandlungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 491-544081.341379Beispiel 171-545041.331401Beispiel 181-545061.341433Beispiel 191-545081.331429Vergleichsbeispiel 501-546021.341351Beispiel 201-546041.33145723Beispiel 211-546061.331444Beispiel 221-546081.331434Vergleichsbeispiel 511-5460161.331411Beispiel 231-547041.331438Beispiel 241-547061.331417Beispiel 251-547081.331420Vergleichsbeispiel 521-548011.341251Vergleichsbeispiel 531-548021.341369Vergleichsbeispiel 541-548041.331360Vergleichsbeispiel 551-550011.341337Vergleichsbeispiel 561-550021.341316Vergleichsbeispiel 571-550041.331304Vergleichsbeispiel 581-550081.321238Vergleichsbeispiel 591-555021.341217

In den R-T-B-basierten Sintermagneten (Materialien Nr. 1-2, 1-3, 1-4 und 1-5), die die von der vorliegenden Erfindung verlangten Bedingungen wie in den Tabellen 3 bis 6 gezeigt erfüllen, war der Fluktuationsbereich von HcJ in einem Bereich von 17 bis 57 kA/m, d. h. weniger als 60 kA/m, bei der von der vorliegenden Erfindung spezifizierten Wärmebehandlungsdauer und Wärmebehandlungstemperatur. Man beachte, dass, wie oben erwähnt, der Fluktuationsbereich von HcJ in jeder der Tabellen 3 bis 6 durch Festlegen der optimalen Temperatur als Standard, bei der HcJ am höchsten war, bestimmt wurde. Jedoch war der Fluktuationsbereich von HcJ auch bei anderen Wärmebehandlungstemperaturen und anderen Wärmebehandlungsdauern als gemäß der vorliegenden Erfindung weniger als 60 kA/m. (Zum Beispiel war in den Beispielen 4 bis 6 (450°C) der Fluktuationsbereich von HcJ 20 kA/m, während in den Beispielen 10 bis 13 (470°C) der Fluktuationsbereich von HcJ 52 kA/m war.) Im Gegensatz dazu war, wie in Tabelle 2 gezeigt, in dem R-T-B-basierten Sintermagneten (Material Nr. 1-1), in welchem der Cu-Gehalt von dem gemäß der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbereich abwich, der Fluktuationsbereich von HcJ 90 kA/m, d. h. überstieg 60 kA/m sogar bei der Wärmebehandlungstemperatur und der Wärmebehandlungsdauer gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie in den Tabellen 3 bis 6 gezeigt, war, sogar wenn die Zusammensetzungsbedingung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt war, wenn die Wärmebehandlungstemperatur von der in der vorliegenden Erfindung spezifizierten abwich, HcJ für Wärmebehandlungsdauern über 2 Stunden reduziert. Man beachte, dass, sogar wenn die Wärmebehandlungstemperatur von der in der vorliegenden Erfindung spezifizierten abwich, und selbst wenn die Wärmebehandlungsdauer 2 Stunden oder weniger war (zum Beispiel in Vergleichsbeispiel 18 von Tabelle 3, und in Vergleichsbeispiel 31 von Tabelle 4), ein hohes HcJ erhalten werden konnte. Wenn jedoch, bei solch extrem kurzer Wärmebehandlungsdauer, ein Wärmebehandlungsofen mit großer Kapazität verwendet wird, wie er gemeinhin in Herstellungsanlagen Verwendung findet, ist damit zu rechnen, dass die magnetischen Eigenschaften der R-T-B-basierten Sintermagneten signifikant in Abhängigkeit von ihrer Anordnungsposition in dem Ofen variieren. Weiters wird, als Nachtrag, die Beziehung zwischen den in den Tabellen 2 und 4 aufgeführten Wärmebehandlungsdauern und HcJ in den 1 und 2 dargestellt. Wie in 2 gezeigt, ist in dem Material Nr. 1-1, in welchem der Cu-Gehalt von dem von der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbereich abweicht, der Fluktuationsbereich von HcJ groß. Wenn die Wärmebehandlungsdauer 2 Stunden überschreitet, ist HcJ, bei jeglicher Wärmebehandlungstemperatur, drastisch verringert. Im Gegensatz dazu ist, wie in 1 gezeigt, bei der Zusammensetzung des Sintermagnetmaterials entsprechend der Bedingungen der vorliegenden Erfindung (Material Nr. 1-3) der Fluktuationsbereich von HcJ. verringert. Ferner ist in dem von der vorliegenden Erfindung spezifizierten Temperaturbereich (450°C bis 470°C) ein hohes HcJ erreicht worden.

<Testbeispiel 2>

Nd-Metall, Pr-Metall, Elektrolyse-Co, Al-Metall, Cu-Metall, Ga-Metall, Elektrolyse-Eisen (jedes dieser Metalle mit einer Reinheit von 99% oder mehr) und eine Ferrobor-Legierung wurden derart gemischt, dass sich ein gesinterte Zusammensetzung wie in Tabelle 7 ergab, dann wurde in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 ein grobkörniges Pulver hergestellt. Dann wurden 0,04 Masse% Zinkstearat als Gleitmittel zugefügt und in 100 Masse% des erhaltenen grobkörnigen Pulvers eingemischt, gefolgt von Trockenpulverisierung unter einem Gasstrom von Stickstoffgas mittels eines Gasstrom-Pulverisierers (Strahlmühlengerät), wodurch ein feinkörniges Pulver (Legierungspulver) mit einer Korngröße D50 von 4,0 bis 4,6 µm hergestellt wurde. Hierbei war die Sauerstoffkonzentration im Stickstoffgas bei der Pulverisierung so eingestellt, dass der Gehalt an Sauerstoff im letztlich erhaltenen Sintermagneten ungefähr 0,1 Masse% betrug. Man beachte, dass die Korngröße D50 ein Volumen-Mittenwert (Volumen-basierter Mediandurchmesser) ist, erhalten durch Messung nach dem Gasstromdispersions-Laserbeugungsverfahren.

Das feinkörnige Pulver wurde in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 geformt und gesintert, wodurch ein R-T-B-basiertes Sintermagnetmaterial hergestellt wurde. Die Dichte des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials war 7,5 Mg/m3 oder mehr. Die Analyse der Gehalte der jeweiligen Komponenten der erhaltenen R-T-B-basierten Sintermagnetmaterialien, wie auch die Gasanalyse (O (Sauerstoff), N (Stickstoff) und C (Kohlenstoff)) wurden in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 7 dargestellt. [Tabelle 7]

Material Nr.Komponente [Masse%]Sauerstoff Stickstoff Kohlenstoff [Masse%]Berech neter WertNdPrR uB wGa xCu yAl zNbZrCoFeONCp2-123.47.731.10.910.20.100.300.000.000.5166.40.100.040.10-0.0152-223.47.731.10.910.20.310.300.000.000.5166.40.110.050.09-0.0152-323.37.731.00.910.20.510.300.000.000.5066.30.100.040.09-0.0172-423.37.730.90.910.20.730.290.000.000.5166.10.100.040.09-0.0112-523.17.630.80.900.21.000.290.000.000.5066.00.100.040.09-0.021

Das erhaltene R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial wurde erhitzt, für 2 Stunden im Vakuum bei 800°C gehalten, und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial einer Wärmebehandlung im Vakuum unter den in den Tabellen 8 bis 12 aufgeführten Bedingungen unterzogen, und nachfolgend auf Raumtemperatur abgekühlt. Das heißt, das Material Nr. 2-1 wurde einer Wärmebehandlung unter den in Tabelle 8 gezeigten Wärmebehandlungsbedingungen unterzogen (Wärmebehandlungstemperatur, Wärmebehandlungsdauer); und die Materialien Nr. 2-2 bis 2-5 wurden in derselben Weise den in den Tabellen 9 bis 12 gezeigten Wärmebehandlungsbedingungen unterworfen. Dabei wurde die Wärmebehandlung nach den in den Tabellen 8 bis 12 genannten Bedingungen in einem experimentellen Wärmebehandlungsofen mit kleiner Kapazität durchgeführt, so dass kaum eine Verzögerung der Probentemperatur während des Aufheizens auftreten konnte. Daher entspricht die in den Tabellen aufgeführte Wärmebehandlungsdauer einer Zeitdauer, für welche das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial tatsächlich bei der Wärmebehandlungstemperatur gehalten wurde. Danach wurden Br und HcJ des R-T-B-basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 gemessen. Es wurde mit dem induktiv gekoppelten Hochfrequenz-Plasma-Optische-Emissionsspektrometrie (ICP-OES)-Verfahren analysiert und bestätigt, dass die Zusammensetzung des nach der Wärmebehandlung erhaltenen R-T-B-basierten Sintermagneten dieselbe (im wesentlichen dieselbe) war wie die in Tabelle 7 angeführte Zusammensetzung des R-T-B-basierten Sintermaterial. Weiters wurde der Fluktuationsbereich von HcJ in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 bestimmt. Die Messergebnisse und der Fluktuationsbereich (ΔHcJ) von HcJ sind in den Tabellen 8 bis 12 aufgeführt. [Tabelle 8]

Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 602-144081.371150Vergleichsbeispiel 612-146021.371304Vergleichsbeispiel 622-146041.371234Vergleichsbeispiel 632-148011.361318Vergleichsbeispiel 642-148021.371333Vergleichsbeispiel 652-148041.361311Vergleichsbeispiel 662-150011.371333Vergleichsbeispiel 672-150021.37135468Vergleichsbeispiel 682-150041.361286
[Tabelle 9]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 692-244081.371251Vergleichsbeispiel 702-246021.371296Beispiel 262-246041.36134433Beispiel 272-246061.361339Beispiel 312-246081.371311Vergleichsbeispiel 712-248011.371225Vergleichsbeispiel 722-248021.371335Vergleichsbeispiel 732-248041.371289Vergleichsbeispiel 742-250011.371224Vergleichsbeispiel 752-250021.371307Vergleichsbeispiel 762-250041.361229
[Tabelle 10]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 772-344081.361267Beispiel 282-345041.361296Vergleichsbeispiel 782-346021.361324Beispiel 292-346041.35132519Beispiel 302-346061.351310Beispiel 312-346081.361306Beispiel 322-347041.361302Vergleichsbeispiel 792-348011.361244Vergleichsbeispiel 802-348021.361298Vergleichsbeispiel 812-348041.361276Vergleichsbeispiel 822-350011.361251Vergleichsbeispiel 832-350021.361278Vergleichsbeispiel 842-350041.351224
[Tabelle 11]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 852-444081.361206Vergleichsbeispiel 862-446021.361228Beispiel 332-446041.351337Beispiel 342-446061.3513446Beispiel 352-446081.351338Vergleichsbeispiel 872-448011.361212Vergleichsbeispiel 882-448021.361261Vergleichsbeispiel 892-448041.351246Vergleichsbeispiel 902-450011.361221Vergleichsbeispiel 912-450021.361262Vergleichsbeispiel 922-450041.351220
[Tabelle 12]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 932-544081.351084Vergleichsbeispiel 942-546021.351189Beispiel 362-546041.33134612Beispiel 372-546061.341335Beispiel 382-546081.341334Vergleichsbeispiel 952-548011.351197Vergleichsbeispiel 962-548021.351262Vergleichsbeispiel 972-548041.341271Vergleichsbeispiel 982-550011.341184Vergleichsbeispiel 992-550021.351225Vergleichsbeispiel 1002-550041.341202

Wie in den Tabellen 9 bis 12 gezeigt, ist bei den R-T-B-basierten Sintermagneten (Materialien Nr. 2-2, 2-3, 2-4 und 2-5), die die gemäß der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbedingungen erfüllen, der Fluktuationsbereich von HcJ in einem Bereich von 6 bis 33 kA/m, d. h. weniger als 60 kA/m, bei der durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Wärmebehandlungsdauer und Wärmebehandlungstemperatur. Im Gegensatz dazu ist, wie in Tabelle 8 gezeigt, bei den R-T-B-basierten Sintermagneten (Material Nr. 2-1), bei welchen der Cu-Gehalt von den gemäß der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbereich abweicht, der Fluktuationsbereich von HcJ 68 kA/m, d. h. übersteigt 60 kA/m. Wie in den Tabellen 9 bis 12 gezeigt, ist, wenn zwar die Zusammensetzungsbedingung gemäß der vorliegenden Erfindung erfüllt ist, aber die Wärmebehandlungstemperatur von der in der vorliegenden Erfindung spezifizierten abweicht, HcJ bei Wärmebehandlungszeiten über 2 Stunden reduziert.

<Testbeispiel 3>

Nd-Metall, Pr-Metall, Elektrolyse-Co, Al-Metall, Cu-Metall, Ga-Metall, Elektrolyse-Eisen (jedes dieser Metalle mit einer Reinheit von 99% oder mehr) und eine Ferrobor-Legierung wurden derart gemischt, dass die gesinterte Zusammensetzung gemäß Tabelle 13 erhalten wurde, und dann in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 ein grobkörniges Pulver hergestellt. Dann wurden 0,04 Masse% Zinkstearat als Gleitmittel hinzugefügt und in 100 Masse% des erhaltenen grobkörnigen Pulvers eingemischt, gefolgt von Trockenpulverisierung unter einem Gasstrom aus Stickstoffgas mittels eines Gasstrom-Pulverisierers (Strahlmühlengerät), wodurch ein feinkörniges Pulver (Legierungspulver) mit einer Korngröße D50 von 4,1 bis 4,7 µm hergestellt wurde. Hierbei war die Sauerstoffkonzentration im Stickstoffgas bei der Pulverisierung so eingestellt, dass der Gehalt an Sauerstoff im letztlich erhaltenen Sintermagneten ungefähr 0,1 Masse% betrug. Man beachte, dass die Korngröße D50 ein Volumen-Mittenwert (Volumen-basierter Mediandurchmesser) ist, erhalten durch Messung nach dem Gasstromdispersions-Laserbeugungsverfahren.

Das feinkörnige Pulver wurde in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 geschmolzen und gesintert, wodurch ein R-T-B-basiertes Sintermagnetmaterial hergestellt wurde. Die Dichte des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials war 7,5 Mg/m3 oder mehr. Die Analyse der Gehalte der jeweiligen Komponenten der erhaltenen R-T-B-basierten Sintermagnetmaterialien wie auch der Gasanalysen (O (Sauerstoff), N (Stickstoff) und C (Kohlenstoff)) wurden in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 13 dargestellt. [Tabelle 13]

Material Nr.Komponente [Masse%]Sauerstoff Stickstoff Kohlenstoff [Masse% ]Berechneter WertNdPrR uB wGa xCu yAl zNbZrCoFeONCp3-123.27.730.90.891.00.100.290.000.000.5064.90.090.040.09-0.0183-223.17.630.70.891.00.300.290.000.000.5064.90.100.040.10-0.0183-323.17.630.70.881.00.500.290.000.000.5164.80.090.050.09-0.0293-423.07.630.60.881.00.690.290.000.000.5064.70.100.050.09-0.0273-523.07.630.60.861.01.000.300.000.000.5064.30.100.050.09-0.046

Das erhaltene R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial wurde erhitzt, für 2 Stunden im Vakuum bei 800°C gehalten, und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial einer Wärmebehandlung im Vakuum unter den in einer der Tabellen 14 bis 18 aufgeführten Bedingungen unterzogen, und nachfolgend auf Raumtemperatur abgekühlt. Das heißt, das Material Nr. 3-1 wurde einer Wärmebehandlung unter den in Tabelle 14 aufgeführten Bedingungen (Wärmebehandlungstemperatur, Wärmebehandlungsdauer) unterzogen; und die Materialien Nr. 3-2 bis 3-5 wurden in derselben Weise den in den Tabellen 15 bis 18 jeweils aufgeführten Wärmebehandlungsbedingungen ausgesetzt. Dabei wurde die Wärmebehandlung unter den in den Tabellen 14 bis 18 aufgeführten Bedingungen in einem experimentellen Wärmebehandlungsofen mit kleiner Kapazität durchgeführt, so dass kaum eine Verzögerung der Probentemperatur beim Aufheizen auftreten konnte. Daher entspricht die in den Tabellen angeführte Wärmebehandlungszeit einer Zeitdauer, für welche das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial tatsächlich bei der Wärmebehandlungstemperatur gehalten wurde. Danach wurden Br und HcJ des R-T-B-basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 gemessen. Es wurde mit dem induktiv gekoppelten Hochfrequenz-Plasma-Optische-Emissionsspektrometrie (ICP-OES)-Verfahren analysiert und bestätigt, dass die Zusammensetzung der R-T-B-basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung dieselbe (im wesentlichen dieselbe) war wie die in Tabelle 13 angegebene Zusammensetzung der R-T-B-basierten Sintermaterialien. Weiters wurde der Fluktuationsbereich von HcJ in derselben Weise gemessen wie gemäß Testbeispiel 1. Die Ergebnisse der Messungen und der Fluktuationsbereich von HcJ (ΔHcJ) sind in den Tabellen 14 bis 18 angegeben. [Tabelle 14]

Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1013-144021.351127Vergleichsbeispiel 1023-146021.351164Vergleichsbeispiel 1033-146041.341137Vergleichsbeispiel 1043-146081.341074Vergleichsbeispiel 1053-1460161.351042Vergleichsbeispiel 1063-148011.351303102Vergleichsbeispiel 1073-148021.341233Vergleichsbeispiel 1083-148031.341201Vergleichsbeispiel 1093-148041.341167Vergleichsbeispiel 1103-150021.341302
[Tabelle 15]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1113-244021.341097Vergleichsbeispiel 1123-246021.341365Beispiel 393-246041.34137849Beispiel 403-246061.341356Beispiel 413-246081.331329Vergleichsbeispiel 1133-2460161.331303Vergleichsbeispiel 1143-248011.341309Vergleichsbeispiel 1153-248021.341370Vergleichsbeispiel 1163-248041.331356Vergleichsbeispiel 1173-250021.341346
[Tabelle 16P]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1183-344021.341044Beispiel 423-345041.341322Vergleichsbeispiel 1193-346021.341327Beispiel 433-346041.33135513Beispiel 443-346061.331368Beispiel 453-346081.331365Vergleichsbeispiel 1203-3460161.331327Beispiel 463-347041.331338Vergleichsbeispiel 1213-348011.341246Vergleichsbeispiel 1223-348021.341329Vergleichsbeispiel 1233-348041.331331Vergleichsbeispiel 1243-350021.341306
[Tabelle 17Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1253-444021.331044Vergleichsbeispiel 1263-446021.331332Beispiel 473-446041.3213638Beispiel 483-446061.321371Beispiel 493-446081.321364Vergleichsbeispiel 1273-4460161.321347Vergleichsbeispiel 1283-448011.331257Vergleichsbeispiel 1293-448021.331318Vergleichsbeispiel 1303-448041.321353Vergleichsbeispiel 1313-450021.331320
[Tabelle 18]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1323-544021.31965Vergleichsbeispiel 1333-546021.331282Beispiel 503-546041.32132429Beispiel 513-546061.311353Beispiel 523-546081.311341Vergleichsbeispiel 1343-5460161.321319Vergleichsbeispiel 1353-548011.321210Vergleichsbeispiel 1363-548021.321278Vergleichsbeispiel 1373-548041.321317Vergleichsbeispiel 1383-550021.321293

Wie in den Tabellen 15 bis 18 gezeigt, ist bei den R-T-B basierten Sintermagneten (Materialien Nr. 3-2, 3-3, 3-4 und 3-5), die die von der vorliegenden Erfindung verlangte Zusammensetzungsbedingung erfüllen, der Fluktuationsbereich von HcJ in einem Bereich von 8 bis 49 kA/m, d. h. weniger als 60 kA/m, bei der Wärmebehandlungsdauer und Wärmebehandlungstemperatur, wie sie von der vorliegenden Erfindung spezifiziert werden. Im Gegensatz dazu ist, wie in Tabelle 14 gezeigt, bei dem R-T-B-basierten Sintermagneten (Material Nr. 3-1), bei welchem der Cu-Gehalt von dem vor der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbereich abweicht, der Fluktuationsbereich von HcJ 102 kA/m, d. h. übersteigt 60 kA/m. Ferner ist, wie in den Tabelle 15 bis 18 gezeigt, sogar wenn die Zusammensetzungsbedingung der vorliegenden Erfindung erfüllt ist, aber die Wärmebehandlungstemperatur von der durch die vorliegende Erfindung spezifizierten abweicht, HcJ für Wärmebehandlungsdauern über 2 Stunden reduziert.

<Testbeispiel 4>

Nd-Metall, Pr-Metall, Elektrolyse-Co, Al-Metall, Cu-Metall, Ga-Metall, Elektrolyse-Eisen (jedes dieser Metalle mit einer Reinheit von 99% oder mehr), eine Ferrobor-Legierung, eine Ferroniob-Legierung und eine Ferrozirkon-Legierung wurden derart gemischt, dass die in Tabelle 19 angegebene Sinterzusammensetzung erhalten wurde, und dann wurde in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 ein grobkörniges Pulver hergestellt. Dann wurden 0,04 Masse% Zinkstearat als Gleitmittel zugesetzt und in 100 Masse% des erhaltenen grobkörnigen Pulvers eingemischt, gefolgt von Trockenpulverisierung unter einem Gasstrom aus Stickstoffgas mittels eines Gasstrom-Pulverisierers (Strahlmühlengerät), wodurch ein feinkörniges Pulver (Legierungspulver) mit einer Korngröße D50 von 4,0 bis 4,5 µm erhalten wurde. Hierbei war die Sauerstoffkonzentration im Stickstoffgas bei der Pulverisierung so eingestellt, dass der Gehalt an Sauerstoff im letztlich erhaltenen Sintermagneten ungefähr 0,1 Masse% betrug. Man beachte, dass die Korngröße D50 ein Volumen-Mittenwert (Volumen-basierter Mediandurchmesser) ist, erhalten durch Messung nach dem Gasstromdispersions- Laserbeugungsverfahren.

Das feinkörnige Pulver wurde in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 geschmolzen und gesintert, wodurch ein R-T-B-basiertes Sintermagnetmaterial hergestellt wurde. Die Dichte des R-T-B-basierten Sintermagnetmaterials war 7,5 Mg/m3 oder mehr. Die Analyse der Gehalte der jeweiligen Komponenten der erhaltenen R-T-B-basierten Sintermagnetmaterialien wie auch der Gasanalysen (O (Sauerstoff), N (Stickstoff) und C (Kohlenstoff)) wurden in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 durchgeführt. Die Ergebnisse der Analyse sind in Tabelle 19 dargestellt.. [Tabelle 19]

Material Nr.Komponente [Masse%]Sauerstoff Stickstoff Kohlenstoff [Masse% ]Berechneter WertNdPrR uB wGa xCu yAl zNbZrCoFeONCp4-121.87.228.90.870.30.500.490.000.000.5067.00.100.050.09-0.0824-223.27.730.90.850.30.500.510.000.000.5065.70.100.050.10-0.0844-322.27.329.50.880.30.510.500.050.050.5166.60.090.050.09-0.0624-423.37.730.90.900.10.510.300.000.000.5065.50.100.040.10-0.0164-523.37.730.90.891.50.500.290.000.000.5064.20.100.050.10-0.006

Das erhaltene R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial wurde erhitzt, für 2 Stunden im Vakuum bei 800°C gehalten, und dann auf Raumtemperatur abgekühlt. Dann wurde das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial unter den in einer der Tabellen 20 bis 24 aufgeführten Bedingungen einer Wärmebehandlung unterzogen, und nachfolgend auf Raumtemperatur abgekühlt. Das heißt, das Material Nr. 4-1 wurde einer Wärmebehandlung unter den in Tabelle 20 aufgeführten Bedingungen (Wärmebehandlungstemperatur, Wärmebehandlungsdauer) unterzogen; und ebenso wurden die Materialien Nr. 4-2 bis 4-5 in derselben Weise den Wärmebehandlungsbedingungen wie in den Tabellen 21 bis 24 aufgeführt unterzogen. Dabei wurde die Wärmebehandlung unter den in den Tabellen 20 bis 24 aufgeführten Bedingungen in einem experimentellen Wärmebehandlungsofen mit kleiner Kapazität durchgeführt, so dass kaum eine Verzögerung der Probentemperatur beim Aufheizen auftreten konnte. Daher entspricht die in den Tabellen angeführte Wärmebehandlungszeit einer Zeitdauer, für welche das R-T-B-basierte Sintermagnetmaterial tatsächlich bei der Wärmebehandlungstemperatur gehalten wurde. Danach wurden Br und HcJ des R-T-B-basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung in derselben Weise wie gemäß Testbeispiel 1 gemessen. Es wurde mit dem induktiv gekoppelten Hochfrequenz-Plasma-Optische-Emissionsspektrometrie (ICP-OES)-Verfahren analysiert und bestätigt, dass die Zusammensetzung der R-T-B-basierten Sintermagneten nach der Wärmebehandlung dieselbe (im wesentlichen dieselbe) war wie die in Tabelle 19 angegebene Zusammensetzung der R-T-B-basierten Sintermaterialien. Weiters wurde der Fluktuationsbereich von HcJ in derselben Weise gemessen wie gemäß Testbeispiel 1. Die Ergebnisse der Messungen und der Fluktuationsbereich von HcJ (ΔHcJ) sind in den Tabellen 20 bis 24 angegeben. [Tabelle 20]

Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1394-144021.371127Vergleichsbeispiel 1404-146021.371164Vergleichsbeispiel 1414-146041.36122233Vergleichsbeispiel 1424-146061.361255Vergleichsbeispiel 1434-146081.361251Vergleichsbeispiel 1444-1460161.361238Vergleichsbeispiel 1454-148011.371244Vergleichsbeispiel 1464-148021.361199Vergleichsbeispiel 1474-148041.361141Vergleichsbeispiel 1484-150021.361246
[Tabelle 21]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1494-244021.311099Vergleichsbeispiel 1504-246021.301201Vergleichsbeispiel 1514-246041.30123431Vergleichsbeispiel 1524-246061.301265Vergleichsbeispiel 1534-246081.291249Vergleichsbeispiel 1544-2460161.301233Vergleichsbeispiel 1554-248011.301200Vergleichsbeispiel 1564-248021.301245Vergleichsbeispiel 1574-248041.301157Vergleichsbeispiel 1584-250021.301251
[Tabelle 22]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1594-344021.361055Beispiel 534-345041.361341Vergleichsbeispiel 1604-346021.361298Beispiel 544-346041.36137615Beispiel 554-346061.361391Beispiel 564-346081.361387Vergleichsbeispiel 1614-3460161.351364Beispiel 574-347041.351377Vergleichsbeispiel 1624-348011.361297Vergleichsbeispiel 1634-348021.361377Vergleichsbeispiel 1644-348041.361355Vergleichsbeispiel 1654-350021.361322
[Tabelle 23]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1664-444021.371011Vergleichsbeispiel 1674-446021.371187Vergleichsbeispiel 1684-446041.37127234Vergleichsbeispiel 1694-446061.361255Vergleichsbeispiel 1704-446081.361238Vergleichsbeispiel 1714-4460161.361245Vergleichsbeispiel 1724-448011.371190Vergleichsbeispiel 1734-448021.361235Vergleichsbeispiel 1744-448041.361201Vergleichsbeispiel 1754-450021.361266
[Tabelle 24]Material Nr.Wärmebehandlungstemperatur [C]Wärmebehandl ungsdauer [Stunden]Br [T]HcJ [kA/m]ΔHcJ [kA/m]Vergleichsbeispiel 1764-544021.311003Vergleichsbeispiel 1774-546021.301077Vergleichsbeispiel 1784-546061.29125522Verprleichsbeisi)iel 1794-546081.281233Vergleichsbeispiel 1804-5460161.281231Vergleichsbeispiel 1814-548011.301100Vergleichsbeispiel 1824-548021.301201Vergleichsbeispiel 1834-548041.291239Vergleichsbeispiel 1844-550021.301192

Wie in Tabelle 22 gezeigt, ist bei den R-T-B-basierten Sintermagneten (Material Nr. 4-3), die die von der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbedingungen erfüllen, der Fluktuationsbereich von HcJ 15 kA/m, d. h. weniger als 60 kA/m, bei der durch die vorliegende Erfindung spezifizierten Wärmebehandlungsdauer und Wärmebehandlungstemperatur. Im Gegensatz dazu haben manche der R-T-B-basierten Sintermagneten die Eigenheit, dass der R-Gehalt, der B-Gehalt oder der Ga-Gehalt von den von der vorliegenden Erfindung verlangten Zusammensetzungsbereichen abweicht (nämlich weicht in Material Nr. 4-1 der R-Gehalt von dem Zusammensetzungsbereich der vorliegenden Erfindung ab; in Material Nr. 4-2 weicht der B-Gehalt von dem Zusammensetzungsbereich der vorliegenden Erfindung ab; und in den Materialien Nr. 4-4 und 4-5 weicht der Ga-Gehalt von dem Zusammensetzungsbereich der vorliegenden Erfindung ab). In diesen R-T-B-basierten Sintermagneten ist der B-Gehalt niedriger gesetzt als derjenige eines allgemeinen R-T-B-basierten Sintermagneten (d. h. p erfüllt die Beziehung p < 0 mit p = [B]/10,811 × 14 - [Fe]/55,847 - [Co]/58,933 (wobei [B], [Fe] und [Co] die Gehalten an B, Fe bzw. Co in Masseprozent angeben); und außerdem ist der C-Gehalt innerhalb des von der vorliegenden Erfindung spezifizierten Bereichs. In diesen Fällen sind, wie in den Tabellen 20, 21, 23 und 24 gezeigt, trotz des Fluktuationsbereichs von HcJ in einem Bereich von 15 bis 34 kA/m, oder 60 kA/m oder weniger, die HcJ-Werte 1300 kA/m oder weniger bei allen Wärmebehandlungstemperaturen und Wärmebehandlungsdauern, also resultierte eine Verschlechterung in HcJ.

Gewerbliche Anwendbarkeit

Der in der vorliegenden Erfindung erhaltene R-T-B-basierte Sintermagnet ist für verschiedene Motoren für Hybridautomobile, Elektrofahrzeuge, Haushaltsgeräte etc. geeignet.