專利名稱：稀土族永久磁鐵的制作方法
技術領域：
本發明涉及以稀土族元素R、過渡金屬元素T、硼B為主要成分的磁特性優良的稀土族永久磁鐵。現有技術
在稀土族磁鐵中，Nd-Fe-B類磁鐵，由于磁鐵特性優良，并且主要成分Nd資源豐富并且比較廉價，因此，需要逐年增加。為了提高Nd-Fe-B類磁鐵的磁特性進行的研究開發也正進行，近年來，在制造高性能的Nd-Fe-B類磁鐵時，主要是混合各種金屬粉末和組成不同的合金粉末并進行燒結的混合法。
但是，Nd-Fe-B類磁鐵由于居里溫度低，存在著隨著溫度上升頑磁力降低的問題。為了解決這個問題，正在進行各種實驗。例如，特公平5-10806號公報提出通過加入Dy、Tb等重稀土元素族來提高Nd-Fe-B類磁鐵的頑磁力。
特開平6-283318號公報和特開平7-50205號公報提出在采用以R2T14B系金屬間化合物(R是包括Y的稀土族元素地一種或者兩種以上，T是過渡金屬元素的一種或者兩種以上)為主體的主相和富R相為主要構成相的混合法的R-T-B類稀土族永久磁鐵的制造方法中，通過適當改變R-T類合金粉末相對于R-T-B類合金粉末的混合量來提高磁鐵的特性。
而且，在特公平2-32761號公報、特開昭62-116756號公報和特公平3-16761號公報中，提出為了提高稀土族永久磁鐵的磁特性，加入Ti、Ni、Bi、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Al、Sb、Ge、Sn、Zr、Hf、Cu、Si、P中的一種或者兩種以上(以下叫做Ti等)。
根據特公平5-10806號公報記載的方法，通過加入Dy、Tb等重稀土族元素，提高了頑磁力，但另一方面剩余磁通密度下降。而且，重稀土族元素與其他元素相比價格高。因此，為了減少稀土族永久磁鐵的制造成本，怎樣降低重稀土族元素的加入量是關鍵。
采用特開平6-283318號公報和特開平7-50205號公報記載的方法制造的稀土族永久磁鐵，存在雖然呈現高剩余磁通密度但頑磁力低的問題。
特公平2-32761號公報，特開昭62-116756號公報和特公平3-16761號公報中，雖然提出了Ti等各種加入元素，但用于同時保持良好的頑磁力和剩余磁通密度的元素沒有被指明。
因此，本發明的課題是提供頑磁力和剩余磁通密度都優良的稀土族永久磁鐵。

發明內容
本發明者為了獲得更高的磁特性進行了各種研究。結果發現，Bi在提高稀土族永久磁鐵的磁特性方面是有效的。特別是，在燒結后的磁鐵中含有Bi為0.01～0.2重量％時，可得到磁特性高，即具有良好的頑磁力和剩余磁通密度的稀土族永久磁鐵。因此，本發明提供了稀土族永久磁鐵，其特征在于稀土族元素R20～40重量％，硼B0.5～4.5重量％，M(Al、Cu、Sn、Ga的一種或者兩種以上)0.03～0.5重量％，Bi0.01～0.2重量％，過渡金屬元素T余量。
在本發明的稀土族永久磁鐵中，優選具有Nd+Dy31～32.5重量％，硼B0.5～1.5重量％，Cu0.15重量％以下(不包括0)，Al0.15～0.3重量％，Co2重量％以下(不包括0)，Bi0.01～0.2重量％，Fe余量的組成。而且，Bi的含量優選為0.02～0.1重量％。Dy的含量進一步優選為2～15重量％。
根據本發明的稀土族永久磁鐵，可以得到剩余磁通密度為1.25T以上，并且頑磁力為1650kA/m以上優良的磁特性。
在本發明中，優選Bi分散在粒界相中。
在以上的本發明中，提供M(Al、Cu、Sn、Ga的一種或者兩種以上)為0.03～0.5重量％，并且Bi為0.01～0.2重量％，但只使Bi為0.01～0.2重量％也是有效的。
而且，本發明提供了特征在于稀土族元素R20～40重量％，硼B0.5～4.5重量％、Bi0.01～0.2重量％、過渡金屬元素T余量的稀土族永久磁鐵。
本發明的稀土族永久磁鐵，具有剩余磁通密度Br和頑磁力Hcj的積(Br×Hcj)為2100(T×kA/m)以上的優的磁特性，并且頑磁力Hcj除以重稀土族元素的重量百分比的值(Hcj/重稀土族元素的重量百分比)為230(kA/m×1/wt％)以上。因此，根據本發明，可減少價格高的重稀土族元素的加入量并得到具有優良磁特性的稀土族永久磁鐵。此處，所說的重稀土族元素選自Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb和Lu組成組的一種或兩種以上。
本發明的目的在于通過加入極微量的Br來有效提高頑磁力Hcj這一效果，根據本發明的稀土族永久磁鐵，頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值(Hcj/Bi的重量百分比)為8000(kA/m×1/wt％)以上。
本發明提供了一種稀土族永久磁鐵，其特征在于由R2T14B構成的磁相和Bi分散的非磁粒界相構成，并且頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值(Hcj/Bi的重量百分比)為8000(kA/m×1/wt％)以上。
上述的本發明的稀土族永久磁鐵優選適用燒結磁鐵。附圖的簡要說明


圖1(a)是表示樣品No.1、樣品No.2、比較例1、比較例4的Bi量與頑磁力Hcj(室溫的頑磁力Hcj)的關系的曲線，(b)是表示樣品No.1、樣品No.2、比較例1、比較例4的Bi量與剩余磁通密度Br(室溫的剩余磁通密度Br)的關系的曲線。
圖2(a)是表示樣品No.4～樣品No.7、比較例3、比較例5的Bi量與頑磁力Hcj(室溫的頑磁力Hcj)的關系的曲線，(b)是表示樣品No.4～樣品No.7、比較例3、比較例5的Bi量與剩余磁通密度Br(室溫的剩余磁通密度Br)的關系的曲線。
圖3是樣品No.4～樣品No.6、樣品No.8～樣品No.13、比較例3、比較例6、比較例7的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br的關系圖。
圖4是表示樣品No.14～樣品No.16、比較例8～比較例10的頑磁力Hcj(100℃的頑磁力Hcj)的曲線。
圖5是表示樣品No.17～樣品No.19、比較例11～比較例17的頑磁力和剩余磁通密度Br的測定結果的曲線。
圖6是表示樣品No.19～樣品No.21、比較例13、比較例16、比較例18、比較例19的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br的測定結果的曲線。
圖7(a)表示樣品No.22、樣品No.23、比較例20、比較例21的室溫頑磁力Hcj的曲線，(b)表示樣品No.22、樣品No.23、比較例20、比較例21的室溫剩余磁通密度Br的曲線。
圖8表示樣品No.1采用EPMA的定量線段分析的結果的曲線。
圖9是表示對實施例7進行線段分析的位置的圖。發明的
具體實施例方式
下面對本發明的組成限定理由和優選的制造方法進行說明。
本發明的稀土族永久磁鐵含有稀土族元素R為20～40重量％。
稀土族元素R是包括Y的稀土族元素(La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb和Lu)的一種或者兩種以上。此處，選自Gd，Tb，Dy，Ho，Er，Yb和Lu組成組的一種或兩種以上構成重稀土族元素。
如果稀土族元素R的量不足20重量％，將不能充分生成作為稀土族永久磁鐵的主相的R2T14B相，并且析出具有軟磁性的α-Fe等，頑磁力Hcj明顯降低。另外，如果稀土族元素R超過40重量％，作為主相的R2T14B相的體積比例降低，剩余磁通密度Br降低。稀土族元素R與氧反應，所含的氧量增加，與此相伴的有效產生頑磁力的富R相減少，導致頑磁力Hcj降低，因此，使稀土族元素R的量為20～40重量％。Nd資源豐富并且比較廉價，因此，優選使作為稀土族元素R的主要成分為Nd。Dy的異向性磁場大，在提高頑磁力Hcj方面是有效的。因此，作為稀土族元素R優選Nd和Dy，并且Nd和Dy的總量為31～32.5重量％。那么，在該范圍內，Dy的量優選為2～15重量％。更優選Dy的量為2～12重量％，進一步優選Dy的量為4～9重量％。
本發明的稀土族永久磁鐵含有硼B為0.5～4.5重量％。硼B不足0.5重量％時，無法獲得高頑磁力Hcj。而硼B超過4.5重量％，有剩余磁通密度Br降低的可能。因此，上限為4.5重量％。優選硼B的量為0.5～1.5重量％，更優選硼B的量為0.8～1.2重量％。
本發明的稀土族永久磁鐵著眼于通過在燒結磁鐵中定量含有Bi，可防止剩余磁通密度Br的降低，并提高頑磁力Hcj，含有0.01～0.2重量％的Bi。Bi不足0.01重量％時，頑磁力Hcj的提高效果小。另一方面，如果Bi超過0.2重量％，剩余磁通密度Br明顯降低。優選Bi的量為0.02～0.15重量％，進一步優選Bi的量為0.025～0.10重量％。
本發明的稀土族永久磁鐵，作為M，可選擇Al、Cu、Sn、Ga中的一種或者兩種以上，并且含量為0.03～0.5重量％。通過含有該范圍的M，得到的永久磁鐵能夠高頑磁力化、高耐腐蝕性化并改善溫度特性。在M選擇Al時，優選Al的量為0.15～0.3重量％，更優選Al的量為0.15～0.25重量％。在M選擇Cu時，優選Cu的量為0.15重量％以下(不包括0)，進一步優選Cu的量為0.05～0.1重量％。在M選擇Sn時，優選Sn的量為0.03～0.20重量％，進一步優選Sn的量為0.05～0.15重量％。在M選擇Ga時，優選Ga的量為0.03～0.20重量％，進一步優選Ga的量為0.05～0.18重量％。
在本發明的稀土族永久磁鐵中，作為過渡金屬元素T可以使用目前使用的Fe、Co、Ni。其中，從燒結性方面考慮優選Fe、Co，從磁特性方面考慮特別優選以Fe為主體。其中，通過含有Co為2重量％以下(不包括0)，優選0.1～1.0重量％，進一步優選0.3～0.7重量％，居里溫度升高并且溫度特性提高。
下面對制備本發明的稀土族永久磁鐵的優選制造方法進行說明。即下面對采用混合法制造本發明的稀土族永久磁鐵的情況進行說明，但是并不限于混合法，即采用單一法制造本發明的稀土族永久磁鐵當然也是可以的。
在本實施方案中，對采用以R2T14B為主體的a合金粉末(主相用合金粉末)、以含Bi的RT作為主體的b合金粉末(粒界相用合金)和以不含Bi的RT為主體的c合金粉末(粒界相用合金)制造本發明的稀土族永久磁鐵的方法進行說明。但是，即使不使用c合金，也可能得到所預期的磁鐵組成。在本說明書中，“RT”不僅意味著R與T為1∶1，還意味著是以R和T為主要成分的合金。Bi包含在a合金粉末中也是可能的。
首先，通過在真空或者惰性氣體，優選Ar氣氛中溶解原料金屬并進行鑄造，制備a合金、b合金和c合金。原料金屬可使用純稀土類元素或者稀土類合金、純鐵、硼鐵合金以及它們的合金等。得到的錠在有凝固偏析時根據需要進行溶體化處理。其條件是在真空或者Ar氣氛下，在700～1500℃下保持一個小時以上。
在制備a合金、b合金和c合金之后，分別粉碎各母合金。在粉碎工序中，有粗粉碎工序和微粉碎工序。首先，將各母合金的鑄塊分別粗粉碎至粒徑數百微米的程度。粗粉碎采用搗碎機、顎式破碎機和噴砂磨機(ブラゥンミル )等，在惰性氣體氛中進行。為了提高粗粉碎性，在吸氫后進行粗粉碎是有效的。
在粗粉碎工序后轉為微粉碎工序。微粉碎主要采用噴射式磨機，粒徑數百微米左右的粗粉碎粉末進行至平均粒徑3～5微米。噴射式磨機是通過窄噴嘴放出高壓惰性氣體(例如氮氣)產生高速氣流，通過該高速氣流加速粗粉碎粉末，發生粗粉碎粉末彼此的撞擊或者與靶子或容器壁撞擊進行粉碎的方法。
將在微粉碎工序中分別微粉碎的a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末在氮氣氣氛下混合。a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末的混合比例以重量比計可以為80(a合金粉末)20(b合金粉末和c合金粉末的合計)～97(a合金粉末)3(b合金粉末和c合金粉末的合計)。但是，也包括c合金的混合比例為0的組合。優選的混合比例以重量比計為90∶10～97∶3。微粉碎時，通過加入0.01～0.3重量％的硬脂酸鋅等添加劑，可以得到成形時取向度高的微粉。
接著，將a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末構成的混合粉末填充在電磁鐵包圍的模具內，通過施加磁場，以將其結晶軸取向的狀態在磁場中成形。這種在磁場中成形可以在800～1500kA/m的磁場中，在130～160MPa左右的壓力下進行。
在磁場中成形后，在真空或者惰性氣體氣氛中燒結該成形體。燒結溫度必須根據組成、粉碎方法、粒度和粒度分布的不同等各條件進行調整，可以在1050～1130℃下燒結1～5個小時。
燒結后，對得到的燒結體可進行時效處理。該工序是控制頑磁力Hcj的重要工序。在將時效處理分兩段進行時，在800℃附近、600℃附近保持給定時間是有效的。如果在800℃附近的熱處理在燒結后進行，由于頑磁力Hcj提高，對混合法是特別有效的。又由于在600℃附近的熱處理大大增加了頑磁力Hcj，因此，在一段進行時效處理時，可施以600℃附近的時效處理。
根據以上的組成和制造方法的本發明的稀土族永久磁鐵，具有1.25T以上的剩余磁通密度Br和1650kA/m以上頑磁力Hcj，進一步具有1.25T以上的剩余磁通密度Br和1670kA/m以上的頑磁力Hcj。
通過調整燒結磁鐵的組成和燒結時效條件，可具有1.29T以上的剩余磁通密度Br和1750kA/m以上的頑磁力Hcj，進一步具有1.3T以上的剩余磁通密度Br和1780kA/m以上的頑磁力Hcj。剩余磁通密度Br和頑磁力Hcj的積(Br×Hcj)可得到2100(T×kA/m)以上的值，頑磁力Hcj除以重稀土族元素的重量百分比的值(Hcj/重稀土族元素的重量百分率)可得到230(kA/m×1/wt％)以上的良好的值。實施例
下面舉出具體的實施例更詳細地說明本發明。
(實施例1)
通過在Ar氣氛中高頻溶解原料金屬制備
a合金(20～30)重量％Nd-(2～10)重量％Dy-(1～1.3)重量％B-(0.1～0.3)重量％Al-余量Fe
b合金(20～40)重量％Nd-(10～50)重量％Dy-(3～12)重量％Co-(0.5～2)重量％Cu-(0.1～0.5)％Al-3重量％以下(不包括0)Bi-余量Fe
c合金(20～40)重量％Nd-(10～50)重量％Dy-(3～12)重量％Co-(0.5～2)重量％Cu-(0.1～0.5)％Al-余量Fe。
Nd和Dy的合計量為30～60重量％。
接著，通過在以下條件下粉碎a合金、b合金和c合金，使微粉碎后的粒徑為3～5微米，得到a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末三種金屬粉末。適當制備使a合金、b合金和c合金的組成為a合金粉末(b+c)合金粉末的混合比例(重量比)為90∶10～97∶3的磁體組成。
將得到的合金粉末在氮氣氣氛下的干燥箱內混合，在以下條件下進行磁場中成形和燒結。接著，在以下條件下施以二段時效處理，得到樣品No.1～樣品No.7和比較例1～比較例5的12種燒結磁鐵。燒結后的磁鐵組成(以下簡單稱為組成)在表1中表示。樣品No.1、樣品No.2和比較例1和比較例4的磁鐵除了含有Bi之外，具有基本相同的組成。樣品No.3和比較例2、樣品No.4～樣品No.7和比較例3、比較例5也與樣品No.1、樣品No.2和比較例1和比較例4具有同樣的關系。而且，樣品No.1～樣品No.7和比較例1～比較例5，Nd+Dy的合計量為31.8重量％，是一致的，但，Nd和Dy的含有比例不同。
粗粉碎使用噴砂磨機(吸氫后，在氮氣氣氛下進行)
微粉碎使用噴射式磨機(在高壓氮氣氣氛中進行)
粉碎時添加劑硬脂酸鋅0.1重量％
燒結條件
樣品No.1～樣品No.3＝1090℃×4小時
比較例1、比較例2、比較例4＝1090℃×4小時
樣品No.4～樣品No.7＝1070℃×4小時
比較例3、比較例5＝1070℃×4小時
磁場中成形條件在1200kA/m的磁場中，在147MPa的壓力下進行橫磁場成形(加壓方向與磁場方向正交)
二段時效處理
樣品No.1、樣品No.2＝750℃×1小時、540℃×1小時
比較例1、比較例4＝750℃×1小時、540℃×1小時
樣品No.3＝800℃×1小時，570℃×1小時
比較例2＝800℃×1小時、570℃×1小時
樣品No.4～樣品No.7＝800℃×1小時、540℃×1小時
比較例3、比較例5＝800℃×1小時、540℃×1小時
對于樣品No.1～樣品No.7和比較例1～比較例3，采用B-H示跡器和脈沖勵磁型磁特性測定裝置(最大發生磁場7960kA/m)，在室溫和100℃測定剩余磁通密度Br、頑磁力Hcj。結果在表2表示。在表2中還表示了室溫下的最大能量積(BH)max。
表1表2
如表1所示，樣品No.1、樣品No.2和比較例1，除了比較例1不含Bi之外，燒結磁鐵的組成相同。采用表2對樣品No.1、樣品2和比較例1的室溫磁特性進行比較。
著眼于樣品No.1、樣品2和比較例1的室溫頑磁力Hcj，不含Bi的比較例1的頑磁力Hcj為2380kA/m，與此相對，Bi量為0.06重量％的樣品No.1的頑磁力Hcj為2468kA/k，Bi量為0.15重量％的樣品No.2具有2420kA/m這樣良好的頑磁力Hcj。即，通過含有Bi，可以提高頑磁力Hcj。但是，如果比較樣品No.1和樣品No.2的頑磁力Hcj，Bi可提高頑磁力Hcj，但是，對于其量，可推知具有適當的值。
另一方面，如果注意到室溫的剩余磁通密度Br，不含Bi的比較例1為1.17T，樣品No.1(Bi量0.06重量％)的剩余磁通密度Br為1.16T，樣品No.2(Bi量0.15重量％)的剩余磁通密度Br為1.15T。即，隨著Bi量的增加，剩余磁通密度Br的降低是微小的。而且，顯然Bi應在能夠將剩余磁通密度Br的降低控制在最小限度，并可最大限度地享受頑磁力Hcj的提高效果的范圍內含有。
同樣，比較樣品No.3和比較例2，燒結磁鐵中定量含有Bi的樣品No.3(Bi量0.05重量％)的比燒結磁鐵中不含有Bi的比較例2具有高的頑磁力Hcj。
接著，比較除了含有Bi之外組成相同的樣品No.4～樣品No.7與比較例3在室溫下的頑磁力Hcj，比較例3的頑磁力Hcj為1592kA/m，與此相對，樣品No.4～樣品No.7的頑磁力Hcj為1767～1783kA/m，樣品No.4～樣品No.7的頑磁力Hcj與比較例3的頑磁力Hcj相比具有高出150kA/m以上的值。而且，只要比較樣品No.4～樣品No.7的頑磁力Hcj，就可知道樣品No.4～樣品No.7的頑磁力與樣品No.1～樣品No.2相比更加不易受到Bi含量變化的影響。
另一方面，比較室溫下的剩余磁通密度Br，樣品No.4～樣品No.7的剩余磁通密度Br為1.30～1.31T，與比較例3的剩余磁通密度Br為1.31T基本相同。而且，由比較樣品No.4～樣品No.7與比較例3可見，Bi是不降低剩余磁通密度Br并能提高頑磁力Hcj的有效元素。
下面進行樣品No.1～樣品No.7和比較例1～比較例3在室溫下的磁特性的比較，正如參照表2中100℃的磁特性一欄就可清楚一樣，在100℃，樣品No.1～樣品No.7具有與比較例1～比較例3相同的剩余磁通密度Br，與比較例1～比較例3相比具有更好的頑磁力Hcj。
由以上結果可見，通過在燒結磁鐵中定量含有Bi，可以提高頑磁力Hcj。
下面基于樣品No.1、樣品No.2和比較例1、比較例4確定Bi量的優選范圍。如表1所示，樣品No.1、樣品2和比較例1、比較例4在除Bi量不同之外的同一條件下制備。
對于樣品No.1、樣品No.2和比較例1、比較例4，室溫和100℃的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br的測定結果在表3表示。對于樣品No.1、樣品No.2和比較例1、比較例4中Bi量和磁特性的變化關系在圖1表示。圖1中，(a)表示Bi量與頑磁力Hcj的關系(室溫的頑磁力Hcj)、(b)表示Bi量和剩余磁通密度Br(室溫的剩余磁通密度Br)的關系。
表3
如圖1(a)和表3所示，如果Bi量為0重量％(比較例1)到0.06重量％(樣品No.1)，頑磁力Hcj提高了約80kA/m，但是，在Bi量0.07重量％左右，形成峰值，頑磁力Hcj逐漸降低。如果Bi量超過0.20重量％，降低到與Bi量為0重量％時(比較例1)同樣的頑磁力Hcj，Bi量為0.30重量％時(比較例4)時，頑磁力Hcj降低至2285kA/m。
下面參見圖1(b)，如果Bi量為0重量％到0.06重量％(樣品No.1)、0.15重量％(樣品No.2)這樣地Bi量增加，剩余磁通密度Br有若干降低。但是，Bi量為0.15重量％時(樣品No.2)和Bi量為0.30重量％時(比較例4)，具有與1.15T相同的剩余磁通密度Br，可以說即使Bi量增加，對剩余磁通密度Br沒有想象的那樣的影響。
而且，通過使燒結磁鐵中Bi量為0.01～0.20重量％，可抑制剩余磁通密度Br的降低并提高頑磁力Hcj。因此，樣品No.1、樣品No.2的磁鐵組成中，通過使Bi量為0.01～0.20重量％，可獲得室溫下2400kA/m以上的良好頑磁力Hcj。
接著，基于與樣品No.1、樣品No.2和比較例1、比較例4的組成不同的樣品No.4～樣品No.7和比較例3和比較例5，確定Bi量的優選范圍。如表1所示，樣品No.4～樣品No.7和比較例3和比較例5除燒結磁鐵中Bi量不同之外，在同一條件下制備。
對于樣品No.4～樣品No.7和比較例3和比較例5，在表4表示室溫和100℃下的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br的測定結果。樣品No.4～樣品No.7、比較例3、比較例5的Bi量和磁特性的變化的關系，在圖2表示。圖2中，(a)表示Bi量與頑磁力Hcj的關系(室溫的頑磁力Hcj)、(b)表示Bi量和剩余磁通密度Br(室溫的剩余磁通密度Br)的關系。
表4
如圖2和表4所示，不含Bi時(比較例3)，具有1.31T這樣良好的剩余磁通密度Br，并具有頑磁力Hcj為1592kA/m的低值。與此相對，Bi量為0.025重量％時(樣品No.4)，剩余磁通密度Br為1.31T，頑磁力Hcj為1783kA/m，具有特別良好的值。Bi量為0.05重量％時(樣品No.5)、Bi量為0.075重量％時(樣品No.6)，具有與樣品No.4(Bi量0.025重量％)同樣的剩余磁通密度Br和頑磁力Hcj。以其為峰值頑磁力Hcj逐漸減小，Bi量為0.30重量％時(比較例5)的頑磁力Hcj為1550kA/m，與不含Bi時(比較例3)的頑磁力Hcj相比降低到更低的值。
由以上結果可見，在與樣品No.1、樣品No.2和比較例1、比較例4組成不同的樣品No.4～樣品No.7和比較例3、比較例5中，通過使Bi量為0.01～0.20重量％，可抑制剩余磁通密度Br的降低并提高頑磁力Hcj。可以說，Bi量的更優選范圍為0.02～0.15重量％，進一步優選0.025～0.10重量％。樣品No.4～樣品No.7的磁鐵組成中，通過使Bi量為0.01～0.20重量％，可獲得室溫下為1700kA/m以上的頑磁力Hcj和1.29T的良好磁特性。(實施例2)
實施例2說明用于確定隨著燒結溫度的變化伴隨的磁特性的變化進行的實驗。
如上所述，實施例1得到的樣品No.4～樣品No.6和比較例3，將磁場中成形后的成形體在1070℃分別燒結4小時之后，施以二段時效處理。如表5所示，在本實施例中，制備與樣品No.4(Bi量0.025重量％)僅燒結條件不同的樣品No.8、樣品No.9，與樣品No.5(Bi量0.05重量％)僅燒結條件不同的樣品No.10、樣品No.11，與樣品No.6(Bi量0.075重量％)僅燒結條件不同的樣品No.12、樣品No.13，與比較例3(不含Bi)僅燒結條件不同的比較例6、比較例7。樣品No.8～樣品No.13、比較例6和比較例7的燒結條件和二段時效處理的條件如下所示。
燒結條件
樣品No.8、樣品No.10、樣品No.12＝1050℃×4小時
比較例6＝1050℃×4小時
樣品No.9、樣品No.11、樣品No.13＝1090℃×4小時
比較例7＝1090℃×4小時
二段時效處理
樣品No.8～樣品No.13＝800℃×1小時，540℃×1小時
比較例6、比較例7＝800℃×1小時，540℃×1小時。
樣品No.4～樣品No.6、樣品No.8～樣品No.13、比較例3、比較例6、比較例7的頑磁力Hcj與剩余磁通密度Br的關系圖在圖3表示。在圖3中，曲線a表示Bi量為0.025重量％的樣品(樣品No.4、樣品No.8、樣品No.9)的磁特性傾向，同樣，曲線b表示Bi量為0.05重量％(樣品No.5、樣品No.10、樣品No.11)的磁特性，曲線c表示Bi量為0.075重量％(樣品No.6、樣品No.12、樣品No.13)的磁特性，曲線d表示燒結磁鐵中不含Bi的樣品(比較例3、比較例6、比較例7)的磁特性。
表5
如圖3所示，曲線a位于曲線d的右上。即，Bi量為0.025重量％的曲線a，即使在燒結溫度1050℃、1070℃、1090℃的任意一個中，都比曲線d(不含Bi)具有更良好的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br。
而且，曲線a～曲線d隨著燒結溫度的上升頑磁力Hcj降低，另一方面，具有剩余磁通密度Br提高的傾向。但是注意到，燒結磁鐵中定量含有Bi的曲線a～曲線c，即使在燒結溫度為1090℃的情況下，也具有約1750kA/m這樣良好的頑磁力Hcj。另一方面，在不含Bi的曲線d中，在燒結溫度為1090℃時，頑磁力Hcj為約1590kA/m這樣的低值。
接著，比較圖3中的曲線a(Bi量0.025重量％)、曲線b(Bi量0.05重量％)、曲線c(Bi量0.075重量％)，其中，最穩定并具有高磁特性的是曲線a。在曲線a中，即使在燒結溫度1050℃、1070℃、1090℃的任意一種情況下，都具有剩余磁通密度Br為1.29T以上，頑磁力Hcj為約1750kA/m這樣的良好磁特性。
由以上結果可見，通過定量含有Bi，可提高磁特性，并且可以抑制燒結溫度提高時的頑磁力Hcj降低。更具體地，根據定量含有Bi的本發明，可以得到剩余磁通密度Br為1.25T以上，并且頑磁力Hcj為1670kA/m以上的稀土族永久磁鐵。(實施例3)
實施例3說明用于比較確定磁特性相對于Bi量的變化和燒結磁鐵中磁特性相對于Ga量(下文稱為“Ga量”)的變化進行的實驗。
在與實施例1相同的條件下制備a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末，進行粉碎、混合、磁場中成形。但是，燒結磁鐵中含有Ga時，對于實施例1的b合金，代替含有“3重量％以下(不包括0)Bi”的合金，采用含有“5重量％以下(不包括0)的Ga”的合金。
在1090℃下將磁場中成形后的成形體燒結4小時后，在以下的條件下施以二段時效處理，得到燒結磁鐵中含Bi的樣品No.14～樣品No.16和燒結磁鐵中含Ga的比較例8～比較例10。
二段時效處理
樣品No.14～樣品No.16＝750℃×1小時，540℃×1小時
比較例8～比較例10＝750℃×1小時，540℃×1小時。
樣品No.14～樣品16和比較例8～比較例10的磁鐵組成在表6表示。
對于樣品No.14～樣品No.16和比較例8～比較例10，100℃的頑磁力Hcj的測定結果在圖4表示。燒結磁鐵中不含Ga和Bi的任意一個的作為“無M”在圖4表示。
表6
如圖4所示，Bi量為0.06重量％時(樣品No.14)的頑磁力Hcj 約為1570kA/m。另一方面，為了獲得與此等同的頑磁力Hcj，必須加入約0.16重量％的Ga。即，采用Bi，以Ga添加量的約1/3的添加量就可獲得高頑磁力。因此，通過采用Bi可降低磁鐵的制造成本。(實施例4)
實施例4說明為了確定在分別單獨加入Bi、Ga、Sn時的Dy量和磁特性的關系進行的實驗。
在與實施例1相同的條件下制備a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末，進行粉碎、混合、磁場中成形。其中，燒結磁鐵中含有Ga時，對于實施例1的b合金，代替含有“3重量％以下(不包括0)Bi”的合金，采用含有“5重量％以下(不包括0)的Ga”的合金。在燒結磁鐵含有Sn時，對于實施例1的b合金，代替含有“3重量％以下(不包括0)Bi”的合金，采用含有“5重量％以下(不包括0)的Sn”的合金。
在1090℃下將磁場中成形后的成形體燒結4小時后，在以下的條件下施以二段時效處理，得到含Bi的樣品No.17～樣品No.19(Bi量0.05重量％)、含Ga的比較例11～比較例13(Ga量0.16重量％)、含Sn的比較例14～比較例16(Sn量0.12重量％)和不含Bi、Ga、Sn的任意一個的比較例17。
二段時效處理
樣品No.17樣品No.19＝800℃×1小時，570℃×1小時
比較例11～比較例13、比較例17＝800℃×1小時，570℃×1小時
比較例14～比較例16＝750℃×1小時，540℃×1小時。
樣品No.17～樣品No.19和比較例11～比較例17的磁鐵組成在表7表示。如表7所示，樣品No.17～樣品No.19、比較例11～比較例17均含有等量的Cu、Al。因此，在比較例17中，含有Cu、Al，但是，在本實施例中，為了便于說明，對比較例17采用適當“不含M(后述圖5中無M)”的表現。
如表7所示，樣品No.17～樣品No.19和比較例11～比較例17的Dy量如下所示。
Dy量5.0重量％比較例14
Dy量6.0重量％比較例15
Dy量6.3重量％樣品No.17、比較例11
Dy量7.2重量％樣品No.18、比較例12
Dy量8.1重量％樣品No.19、比較例13、比較例16、比較例17
對樣品No.17～樣品No.19和比較例11～比較例17，100℃的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br的測定結果在圖5表示。
表7
如圖5所示，隨著Dy量為5.0重量％、6.0重量％、6.3重量％、7.2重量％、8.1重量％增加，頑磁力Hcj提高，另一方面，剩余磁通密度Br有降低的傾向。即，為了得到高頑磁力Hcj，可以增加Dy量，反之，為了得到高剩余磁通密度Br，減少Dy量是有效的。
比較Dy量為6.3重量％的樣品No.17和比較例11，二者的剩余磁通密度Br為1.22～1.23T，基本相等。但是，對于頑磁力Hcj，含有Bi的樣品No.17一方具有高值。而且，比較Dy量為7.2重量％的樣品No.18和比較例12，樣品No.18在剩余磁通密度Br和頑磁力Hcj上都具有比比較例12高的值。因此，作為添加元素M，通過選擇Bi，可以得到高的磁特性。
接著，著眼于Dy量為8.1重量％的樣品No.19、比較例13、比較例16、比較例17，其中均具有1.18～1.20T的剩余磁通密度Br。但是，對于頑磁力Hcj，樣品No.19具有約1550kA/m這樣最為良好的值，其次為比較例13(頑磁力Hcj約1500kA/m)、比較例17(頑磁力Hcj約1420kA/m)、比較例16(頑磁力約1410kA/m)這樣的順序。即，在本實施例中添加元素M采用的Bi、Ga、Sn中，提高磁特性的效果高是Bi、Ga、Sn的順序。而且，Bi的添加量為0.05重量％、Ga的添加量為0.16重量％，Sn的添加量為0.12重量％，因此，如上述實施例1～3中所示，Bi以少的添加量發揮了高效果。
比較Dy量為8.1重量％的比較例16、比較例17和Dy量為7.2重量％的樣品18，樣品No.18具有與比較例16、比較例17同樣的頑磁力Hcj，通式具有更高的剩余磁通密度Br。即，通常如上所述，隨著Dy量的減少，頑磁力Hcj有降低的傾向，與此相對，通過稍微含有Bi為0.05重量％，可減少成本高的Dy量并提高磁特性。
由以上結果可知，在選擇Bi時，不含Bi、Ga、Sn的任意一種時，與作為添加元素M含有Ga或者Sn的情況相比，磁特性提高，特別頑磁力Hcj的提高更為有效。(實施例5)
實施例5說明為了確定復合添加Bi和Ga時和復合添加Bi和Sn時的效果進行的實驗。
在與實施例1同樣的條件下制備a合金粉末、b合金粉末和c合金粉末，進行粉碎、混合、磁場中成形。其中，對于Ga或者Sn，可由合金提供。因此，在復合添加Bi和Ga時，采用在實施例1的b合金組成中進一步含有“5重量％以下(不包括0)Ga”的合金。而且，在復合添加Bi和Sn時，采用在實施例1的b合金組成中進一步含有“10重量％以下(不包括0)Sn”的合金。
磁場中成形后的成形體在1090℃燒結4小時后，在以下的條件下進行二段時效處理，得到燒結磁鐵中含有Bi和Ga的樣品No.20、比較例18和燒結磁鐵中含有Bi和Sn的樣品No.21和比較例19。
二段時效處理
樣品No.20＝800℃×1小時，570℃×1小時
比較例18＝800℃×1小時，570℃×1小時
樣品No.21＝750℃×1小時，540℃×1小時
比較例19＝750℃×1小時，540℃×1小時。
如表8所示，樣品No.20、比較例18的組成與上述實施例4中采用的比較例13基本相同，樣品No.21、比較例19的組成與上述實施例4中采用的樣品No.19、比較例16基本相同。在本實施例中，適當參照這些樣品No.19、比較例13、比較例16，對作為添加元素M復合添加Bi和Ga時和作為添加元素M復合添加Bi和Sn時的效果進行研究。
燒結磁鐵中含有Bi和Ga的樣品No.20、比較例18和燒結磁鐵中含有Bi和Sn的樣品No.21、比較例19的頑磁力Hcj和剩余磁通密度Br在圖6表示。
表8
首先，比較樣品No.20(Bi0.05重量％+Ga0.16重量％)和比較例13(Ga0.16重量％)。比較例13和樣品No.20，除了樣品No.20含有Bi0.05重量％之外，磁鐵組成相同。
參見圖6，復合添加Bi和Ga的樣品No.20位于單獨添加Ga的比較例13的右側，表示樣品No.20具有比比較例13高約50kA/m的頑磁力Hcj。因此，通過復合添加Ga和給定量的Bi，可獲得比單獨添加Ga高的頑磁力Hcj。其中，含有Bi為0.30重量％的比較例18(Bi0.30重量％+Ga0.16重量％)比比較例13具有低約100kA/m的頑磁力Hcj，至于剩余磁通密度Br，比較例18一方也具有比比較例13低的值。
由以上結果可知，通過復合添加給定量的Bi和Ga，可以提高頑磁力Hcj，在這種情況下，Bi的優選添加量可推測為0.01～0.2重量％。
接著，比較樣品No.21(Bi0.05重量％+Sn0.12重量％)和比較例16(Sn0.12重量％)。比較例16和樣品No.21，除了樣品No.21含有Bi為0.05重量％之外，磁鐵組成相同。
參見圖6，復合添加Bi和Sn的樣品No.21具有比單獨添加Sn的比較例16高約100kA/m的頑磁力Hcj。但是，著眼于比較例19(Bi0.35％+Sn0.12重量％)，比較例19的頑磁力Hcj約為1360kA/m。即，比較例19與單獨添加Sn的比較例16(頑磁力Hcj約1420kA/m)低的頑磁力Hcj，比較樣品No.21(頑磁力Hcj約1520kA/m)時，具有低150kA/m以上的頑磁力Hcj。比較例19(Bi0.35重量％+Sn0.12重量％)位于比較例13(Ga0.16重量％)和樣品No.21(Bi0.05重量％+Sn0.12重量％)的左下，含有Bi為0.35重量％的比較例19具有比比較例13和樣品No.21低的剩余磁通密度Br。
由以上結果可知，通過復合添加給定量的Bi和Sn，可以提高頑磁力Hcj，但在這種情況下，如果Bi量超過了給定量，具有比單獨添加Sn時低的磁特性。因此，在復合添加Bi和Sn的情況下，Bi的優選添加量為0.01～0.2重量％。
但是，在圖6中表示了上述實施例4中采用的樣品No.19的磁特性。著眼于樣品No.19(Bi0.05重量％)、樣品No.20(Bi0.05重量％+Ga0.16重量％)、樣品No.21(Bi0.05％+Sn0.12重量％)，按照樣品No.19、樣品No.20、樣品No.21的順序具有良好的磁特性。即，總結本實施例的結果(其中，含有Bi時，Bi的量為0.01～0.2重量％的范圍)，具有最優良的磁特性的是單獨添加Bi(樣品No.19)，其次是復合添加Bi和Ga(樣品No.20)、復合添加Bi和Sn(樣品No.21)、單獨添加Ga(比較例13)、單獨添加Sn(比較例16)。由此結果可知，在本發明推薦的范圍，即在燒結磁鐵中含有0.01～0.2重量％這樣最微量的Bi，可以改善燒結磁鐵的磁特性并且是有效的。(實施例6)
以上的實施例1～5都是燒結磁鐵含有給定量的Al、Cu。本實施例是為了確定在燒結磁鐵不含Al、Cu時通過定量添加Bi是否能夠改善燒結磁鐵的磁特性而進行的。
通過在Ar氣氛中高頻溶解原料金屬制備
a’合金(20～30)重量％Nd-(2～10)重量％Dy-(1～1.3)重量％B-余量Fe
b’合金(20～40)重量％Nd-(10～50)重量％Dy-(3～12)重量％Co-3重量％以下(不包括0)Bi-余量Fe
c’合金(20～40)重量％Nd-(10～50)重量％Dy-(3～12)重量％Co-余量Fe。
Nd和Dy的合計量為30～60重量％。
接著，通過在下面的條件下粉碎a’合金、b’合金和c’合金，使微粉碎后的粒徑為3～5微米，得到a’合金粉末、b’合金粉末和c’合金粉末三種合金粉末。適當制備，使a’合金、b’合金和c’合金的組成為，a’合金粉末(b’+c’)合金粉末的混合比例(重量比)為90∶10～97∶3的磁鐵組成。
將得到的合金粉末在氮氣氣氛下的干燥箱內混合，在以下的條件下進行磁場中成形和燒結。接著，在以下的條件下施以二段時效處理，得到樣品No.22、樣品No.23和比較例20、比較例21四種燒結磁鐵。燒結后的磁鐵組成在表9表示。樣品No.22、樣品23、比較例20、比較例21的磁鐵除了含有Bi這一點之外，具有基本相同的組成。為了便于比較，實施例1制備的樣品No.1、樣品No.2和比較例1、比較例4的組成在表9表示。樣品No.22除了不含Cu、Al之外，與樣品No.22和樣品No.1具有相同的組成。對于樣品No.23和樣品No.2，比較例20與比較例1，比較例21和比較例4，具有與樣品No.22和樣品No.1同樣的關系。
粗粉碎使用噴砂磨機(吸氫后，在氮氣氣氛中進行)
微粉碎使用噴射式磨機(在高壓氮氣氣氛中進行)
粉碎時添加劑硬脂酸鋅0.1重量％
燒結條件樣品No.22、樣品No.23＝1090℃×4小時
比較例20、比較例21＝1090℃×4小時
磁場中成形條件在1200kA/m的磁場中，在147MPa的壓力下進行橫磁場成形(加壓方向與磁場方向正交)
二段時效處理
樣品No.22、樣品No.23＝750℃×1小時、540℃×1小時
比較例20、比較例21＝750℃×1小時、540℃×1小時
對于樣品No.22、樣品No.23和比較例20、比較例21，采用B-H示跡器和脈沖勵磁型磁特性測定裝置(最大發生磁場7960kA/m)，測定室溫和100℃下的剩余磁通密度Br、頑磁力Hcj。結果在表10表示。在表10中還表示了室溫下的最大能量積(BH)max。為了便于比較，在表10中表示了樣品No.1、樣品No.2、比較例1、比較例4的室溫和100℃的剩余磁通密度Br、頑磁力Hcj、室溫的最大能量積(BH)max。
表9
表10
如表9所示，樣品No.22、樣品No.23、比較例20和比較例21，除了比較例20不含有Bi之外，燒結磁鐵的組成相同。采用表10比較樣品No.22、樣品No.23、比較例20和比較例21的室溫磁特性。
在表10中，著眼于樣品No.22、樣品No.23、比較例20和比較例21的室溫頑磁力Hcj，不含Bi的比較例20的頑磁力Hcj為2352kA/m，與此相對，Bi量為0.06重量％的樣品No.22的頑磁力Hcj為2452kA/m，Bi量為0.15重量％樣品No.23具有2408kA/m這樣的良好頑磁力Hcj。但是，Bi量為0.30重量％的比較例21的頑磁力Hcj為2260kA/m，比不含Bi的比較例20的頑磁力Hcj低。即，通過含有Bi，可提高頑磁力Hcj，但，如果Bi的含量超過了給定量，頑磁力Hcj再次降低。
如上所述，樣品No.22、樣品23、比較例20、比較例21除了不含Cu和Al之外，這些燒結磁鐵中的組成與樣品No.1、樣品No.2、比較例1、比較例4分別對應。上述表10的結果，即樣品No.22、樣品No.23、比較例20和比較例21的室溫頑磁力Hcj在圖7表示。圖7中曲線與圖1(a)中表示的曲線相同。如圖7所示，沿著曲線，標出樣品No.22、樣品No.23、比較例20、比較例21。因此，可以看出，即使在燒結磁鐵中不含Cu和Al時，通過定量添加Bi，也可提高頑磁力Hcj。
接著，注意表10所示的樣品No.22、樣品No.23、比較例20和比較例21的室溫剩余磁通密度Br。不含Bi的比較例20的剩余磁通密度Br為1.17T，樣品No.22(Bi量0.06重量％)的剩余磁通密度Br為1.17T，樣品No.23(Bi量0.15重量％)的剩余磁通密度Br為1.16T，比較例21(Bi量0.30重量％)的剩余磁通密度Br為1.15T。即，可以說本發明推薦的范圍內，即加入0.01～0.2重量％的Bi時，幾乎不導致剩余磁通密度Br的降低。
如上所說明的，在燒結磁鐵不含Cu和Al時，即，作為M不含有Cu、Al、Sn、Ga的任意一個時，通過定量添加Bi，可得到與實施例1大致相同的傾向。即，通過在燒結磁鐵中以本發明推薦的范圍-0.01～0.2重量％含有Bi，即使作為M不含有其他元素，也可以抑制剩余磁通密度Br的降低并提高頑磁力Hcj。在該范圍內添加Bi時，可以得到2400kA/m以上的頑磁力Hcj和1.16T以上的剩余磁通密度Br。
根據上述實施例1～6，通過在燒結磁鐵中含有0.01～0.2重量％的Bi，可抑制剩余磁通密度Br的降低并提高頑磁力Hcj。在實施例1和實施例6中制備的樣品No.1～樣品No.7、樣品No.22、樣品No.23的剩余磁通密度Br和頑磁力Hcj的積(Br×Hcj)和頑磁力Hcj除以重稀土族元素的重量百分比的值(Hcj/重稀土族元素的重量百分比)在表11表示。由于樣品No.1～樣品No.7、樣品No.22、樣品No.23中所含的重稀土族元素只是Dy，因此，對于頑磁力Hcj除以重稀土族元素的重量百分比的值(Hcj/重稀土族元素的重量百分比)在表11中以Hcj/Dy表示。
表11
參見表11的剩余通密度Br和頑磁力Hcj的積(Br×Hcj)一欄，樣品No.1～樣品No.7、樣品No.22、樣品No.23的任意一個都具有2200(T×kA/m)以上這樣良好的值。
參見Hcj/Dy量一欄，樣品No.1～樣品No.7、樣品No.22、樣品No.23的任意一個都具有260(kA/m×1/wt％)以上的值，樣品No.3～樣品No.7具有290(kA/m×1/wt％)以上的值。對于Dy值為4.6重量％的樣品No.4～樣品No.7，可注意到具有384～388(kA/m×1/wt％)這樣非常優秀的值。即，根據燒結磁鐵中定量含有Bi的本發明，可得到降低成本高的重稀土族元素的添加量并具有優良磁特性的稀土族永久磁鐵。
下面，實施例1和實施例6中制備的樣品No.1～樣品No.7、樣品No.22、樣品No.22、比較例4、比較例5、比較例21的頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值(Hcj/Bi的重量百分比)在表12表示。
表12
參見表12，Bi量為0.30重量％的比較例4、比較例5、比較例21，頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值為5167～7615(kA/m×1/wt％)。另一方面，Bi量在本發明推薦的范圍，即Bi量為0.01～0.2重量％的樣品No.1～樣品No.7、樣品No.22、樣品No.23，頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值都為10000以上的值。特別是，Bi量為0.1重量％以下的樣品No.1、樣品No.3～樣品No.6、樣品No.22都具有20000(kA/m×1/wt％)以上的值。即，通過使燒結磁鐵中所含的Bi量在本發明推薦的范圍，即0.01～0.2重量％，能夠最大限度地發揮所謂通過添加Bi產生的提高頑磁力Hcj的效果。(實施例7)
在實施例1～6中雖然就以3種合金為原料，所謂的混合法燒結磁鐵進行了說明，但本實施例是以1種合金為原料，對所謂的單一法燒結磁鐵的磁特性進行確認。
將在燒結磁鐵中含有的、具有全部構成元素的合金制作成如下組成對制造工序中的組成變動進行了研究。將這個合金稱作為a”合金。以該a”合金為原料，在樣品No.1相同的條件下從粉碎開始實施在磁場中成形、燒結、二段時效處理，得到樣品No.24。樣品No.24的組成和磁特性是示于表13中。而且，在表13中，同時示出了樣品No.1的組成和磁特性。
表13
在表13中，樣品No.1和樣品No.24的組成基本上相同，同時它們的磁特性是同等的。因而可知，原料合金是單種(單一法)或是多種(混合法)并不影響到磁特性。混合法具有容易調整到預期組成的優點，單一法由于沒有混合工序而具有成本方面的優勢。(實施例8)
實施例8表示采用樣品No.1，為了確定Bi在燒結磁鐵中的存在位置，采用EPMA(電子線測試用微分析器)進行線段分析的結果。
圖8表示采用EPMA的Bi、Nd、Cu、Al、Fe的定量線段分析的結果。圖8是如圖9中箭頭所示的燒結磁鐵含有粒界相部分的線段分析結果。
如圖8所示，Bi的高濃度峰和Nd的高濃度峰一致，進而與Fe的低濃度峰一致，因此，可以判斷Bi在被稱為富Nd相的非磁性粒界相中存在。但是，分析其他粒界相是，沒有檢測到Bi。另一方面，在線段分析結晶粒內的結果的范圍內，沒有發現含有Bi的結晶粒，因此，Bi分散在燒結磁鐵中的粒界相中，即在富含R的粒界相中，以長度比粒界相的厚度小的狀態，作為獨立的R-Fe-Bi化合物非連續地存在。通過更詳細地解析該種化合物，可知是以具有正方晶系的結晶構造的R6Fe13Bi1(Nd6Fe13Bi1)化合物存在。因此可推測，雖然在該粒界相中含有Bi，但也能夠獲得不導致本發明的效果，即剩余磁通密度Br降低的高頑磁力Hcj。
測定燒結體的平均結晶粒徑，為3～10微米。因此可推斷，希望燒結體的平均結晶粒徑為3～10微米，優選為5～8微米。在燒結體中，存在10微米以上的粗大粒子的比例優選在15重量％以下。
如上所述，根據本發明，可以得到降低成本并且頑磁力和剩余磁通密度均優良的稀土族永久磁鐵。
權利要求
1.一種稀土族永久磁鐵，其特征在于稀土族元素R20～40重量％，硼B0.5～4.5重量％，M(Al、Cu、Sn、Ga的一種或兩種以上)0.03～0.5重量％，Bi0.01～0.2重量％、過渡金屬元素T余量。
2.權利要求1記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于具有Nd+Dy31～32.5重量％，硼B0.5～1.5重量％，Cu0.15重量％以下(不包括0)，Al0.15～0.3重量％，Co2重量％以下(不包括0)，Bi0.01～0.2重量％，Fe余量的組成。
3.權利要求1或2記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于含有0.02～0.1重量％的Bi。
4.權利要求1～3的任意一項記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于含有2～15重量％的Dy。
5.權利要求1～4的任意一項記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于剩余磁通密度在1.25T以上，并且頑磁力為1650kA/m以上。
6.權利要求1～5的任意一項記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于Bi分散在粒界相中。
7.一種稀土族永久磁鐵，其特征在于稀土族元素R20～40重量％，硼B0.5～4.5重量％，Bi0.01～0.2重量％，過渡金屬元素T余量。
8.權利要求1～7的任意一項記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于剩余磁通密度Br和頑磁力Hcj的積(Br×Hcj)為2100(T×kA/m)以上，并且頑磁力Hcj除以重稀土族元素的重量百分比的值(Hcj/重稀土族元素的重量百分比)為230(kA/m×1/重量％)以上。
9.權利要求1～8的任意一項記載的稀土族永久磁鐵，其特征在于頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值(Hcj/Bi的重量百分比)為8000(kA/m×1/重量％)以上。
10.一種稀土族永久磁鐵，其特征在于由R2T14B構成的磁性相和Bi分散的非磁性粒界相構成，并且頑磁力Hcj除以Bi的重量百分比的值(Hcj/Bi的重量百分比)為8000(kA/m×1/重量％)以上。
全文摘要
本發明提供頑磁力和剩余磁通密度都優良的稀土族永久磁鐵。通過使稀土族元素R20～40重量％，硼B0.5～4.5重量％，M(Al、Cu、Sn、Ga的一種或兩種以上)0.03～0.5重量％，Bi0.01～0.2重量％、過渡金屬元素T余量，可以得到具有高磁特性的稀土族永久磁鐵。
文檔編號H01F1/057GK1395263SQ0212448
公開日2003年2月5日 申請日期2002年6月28日 優先權日2001年6月29日
發明者中根誠, 加藤英治, 石坂力, 福野亮 申請人:Tdk株式會社