JP2000195712A - Manufacture of permanent magnet powder and anisotropic bonded magnet - Google Patents

Manufacture of permanent magnet powder and anisotropic bonded magnet

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JP2000195712A
JP2000195712A JP10373360A JP37336098A JP2000195712A JP 2000195712 A JP2000195712 A JP 2000195712A JP 10373360 A JP10373360 A JP 10373360A JP 37336098 A JP37336098 A JP 37336098A JP 2000195712 A JP2000195712 A JP 2000195712A
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顕 ▲槙▼田
Akira Makita
Osamu Yamashita
治 山下
Tetsuji Saito
哲治 齋藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To manufacture an anisotropic bonded magnet showing remarkably high magnetic characteristics by performing mechanical grinding or mechanical alloying in vacuum or inert gas while a magnetic field is applied. SOLUTION: Rare earth-transition metal based magnet alloy is worked in magnet powder by using mechanical grinding or mechanical alloying. This mechanical grinding or mechanical alloying is performed under a vacuum atmosphere or by sealing inert gas in a tightly closed vessel. Further, this mechanical grinding or mechanical alloying is performed in a magnetic field and/or the following thermal treatment and nitriding treatment are performed in a magnetic field. Magnet powder which has peculiar fined alloy organization and whose crystal grain is made unisotropic is obtained. As a result, rare earth-iron based magnetic powder of magnetic anisotropy is safely manufactured with small energy consumption.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、形状の自由度や寸
法精度に優れるといった特長を有するボンド磁石の改良
に関する。より詳しくは、本発明は、磁気特性に優れた
異方性ボンド磁石の製造に有用な、磁気異方性を示す希
土類−遷移金属系永久磁石粉末の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in a bonded magnet having features such as excellent shape flexibility and dimensional accuracy. More specifically, the present invention relates to a method for producing a rare-earth-transition metal-based permanent magnet powder exhibiting magnetic anisotropy, which is useful for producing an anisotropic bonded magnet having excellent magnetic properties.

【0002】[0002]

【従来の技術】永久磁石粉末をゴムや樹脂といった結合
剤で結合したボンド磁石は、欠けや割れがなく、形状の
自由度が大きく、寸法精度が良いという特長がある。ボ
ンド磁石は、非磁性材料である結合剤を含有するので、
その分だけある種の磁気特性が低下する。しかし、フェ
ライトやアルニコに比べて格段に優れた磁気特性を示す
各種の希土類−遷移金属系磁石材料が開発され、これを
用いて高性能のボンド磁石を製造することが可能となっ
たため、小型の高性能磁石としてボンド磁石が多用され
るようになってきており、各種製品の小型化、軽量化に
大きく寄与している。
2. Description of the Related Art Bonded magnets in which permanent magnet powders are bonded with a binder such as rubber or resin are free from chipping and cracking, have a large degree of freedom in shape, and have good dimensional accuracy. Since the bonded magnet contains a binder that is a non-magnetic material,
That is, some magnetic properties are reduced. However, various rare earth-transition metal based magnet materials exhibiting much better magnetic properties than ferrite and alnico have been developed, and it has become possible to manufacture high-performance bonded magnets using them. Bond magnets have been widely used as high performance magnets, and have greatly contributed to miniaturization and weight reduction of various products.

【0003】希土類−遷移金属磁石材料は、希土類−コ
バルト系(代表例はSm−Co系) と希土類−鉄系 (代表例
はNd−Fe−B系) に大別される。Sm−Co系は、高い磁気
特性を持つ異方性ボンド磁石を容易に製造できるが、Sm
とCoの両方とも資源が少ないことからコストが高くな
る。
[0003] Rare earth-transition metal magnet materials are broadly classified into rare earth-cobalt (typically, Sm-Co) and rare earth-iron (typically, Nd-Fe-B). The Sm-Co system can easily produce an anisotropic bonded magnet having high magnetic properties.
Both Co and Co have high costs due to their low resources.

【0004】後から開発されたNd−Fe−B系材料は、c
軸を磁化容易軸とする一軸性の磁気異方性を持ち、異方
性の焼結磁石にすると、最大エネルギー積が非常に大き
くなるので、Sm−Co系より磁気特性に優れ、各種の磁石
材料の中で最高の磁気特性を示す。また、希土類−鉄合
金をアンモニアまたは窒素ガス雰囲気中で熱処理して窒
化した窒素侵入型希土類−鉄系材料がNd−Fe−B系に近
い磁気特性を示すことが近年になって報告され、現在盛
んに研究されている。この材料は700 ℃以上では分解す
るため焼結できないことから、主にボンド磁石として利
用されることになる。
[0004] Nd-Fe-B-based materials developed later have the following properties:
Sintered magnets with uniaxial magnetic anisotropy whose axis is the easy axis of magnetization have a very large maximum energy product when used as an anisotropic sintered magnet. Shows the best magnetic properties among materials. In recent years, it has been reported that nitrogen-intercalated rare earth-iron materials obtained by heat-treating rare earth-iron alloys in an atmosphere of ammonia or nitrogen gas and exhibiting magnetic properties close to those of Nd-Fe-B materials have been reported. Actively studied. Since this material decomposes at 700 ° C. or higher and cannot be sintered, it is mainly used as a bonded magnet.

【0005】Nd−Fe−B系材料は、主相であるNd2Fe14
B結晶粒をNdリッチ相やBリッチ相が包囲することで高
い保磁力を示すので、保磁力を高めるには主相の結晶粒
径を小さくすることが有効である。そのため、例えば、
超急冷法で製造された微細な結晶粒径を持つ合金の粉砕
粉が磁石材料として使用されている。また、HDDR法と呼
ばれる水素化分解を利用して組織を微細化した粉末、ガ
スアトマイズ法で製造した粉末、単にボールミルやジェ
ットミルで合金を微粉砕した粉末もある。
[0005] Nd-Fe-B based material, Nd 2 Fe 14 which is the main phase
A high coercive force is exhibited by surrounding the B crystal grains with an Nd-rich phase or a B-rich phase. Therefore, to increase the coercive force, it is effective to reduce the crystal grain size of the main phase. So, for example,
A pulverized powder of an alloy having a fine crystal grain size manufactured by a super quenching method is used as a magnet material. There are also powders whose structure has been refined by using hydrocracking called the HDR method, powders manufactured by a gas atomizing method, and powders obtained by simply pulverizing alloys using a ball mill or a jet mill.

【0006】さらに、メカニカルグラインディングまた
はメカニカルアロイングにより非晶質の合金を得た後、
熱処理して結晶化させることで微細な結晶粒径を持つ磁
石粉末を製造することが、例えば、特開平4−39915 号
公報に記載されている。特開平6−208913号公報の実施
例には、前述した窒素侵入型希土類−鉄系の磁石粉末
を、Sm粉とFe粉のメカニカルアロイング後に熱処理と窒
化処理を行うことで製造することが開示されている。
Further, after obtaining an amorphous alloy by mechanical grinding or mechanical alloying,
Production of a magnet powder having a fine crystal grain size by heat treatment and crystallization is described in, for example, JP-A-4-39915. Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-208913 discloses an example in which the nitrogen-infiltrated rare earth-iron-based magnet powder described above is manufactured by heat treatment and nitriding after mechanical alloying of Sm powder and Fe powder. Have been.

【0007】しかし、上述した各方法で得られたNd−Fe
−B系磁石粉末から製造されたボンド磁石は、基本的に
はいずれも等方性であり、磁気特性は同一合金組成を持
つ異方性の焼結磁石に比べて非常に低くなり、Sm−Co系
の異方性ボンド磁石よりも低くなる。より高い磁気特性
を示すボンド磁石を得るため、異方性ボンド磁石用のNd
−Fe−B系異方性磁石粉末の製造方法もいくつか開発さ
れている。代表的な方法は次の二つである。
However, the Nd-Fe obtained by each of the above methods
-Bonded magnets manufactured from B-based magnet powder are basically isotropic, and magnetic properties are much lower than those of anisotropic sintered magnets having the same alloy composition. Lower than Co-based anisotropic bonded magnet. To obtain bonded magnets with higher magnetic properties, Nd for anisotropic bonded magnets
Some methods for producing -Fe-B based anisotropic magnet powders have also been developed. There are two typical methods.

【0008】一つは、超急冷法で得られた微細組織を持
つ粉末をホットプレスして成形体にし、この成形体に熱
間塑性変形を加えて組織を異方化させ、次いで粉砕粉と
する方法である。この方法は、工程数が多く、工程条件
が複雑で費用もかさむため、大量生産には向かない。も
う一つの方法は、HDDR法において合金中に微量添加元素
を加え、特定の条件でHDDR処理を行うことにより、異方
性の磁石粉末を得る方法であるが、水素中での加熱が必
要なため、水素ガスとエネルギーを消費し、コスト高を
招く。従って、異方性ボンド磁石用のNd−Fe−B系磁石
粉末の生産量は自ずから限定されているのが実情であ
る。
[0008] One is to hot-press a powder having a fine structure obtained by a super-quenching method to form a compact, apply hot plastic deformation to the compact to make the structure anisotropic, and then form a powder. How to This method is not suitable for mass production due to the large number of steps, complicated process conditions and high cost. Another method is to obtain an anisotropic magnet powder by adding a small amount of additive element to the alloy in the HDR method and performing HDR processing under specific conditions, but heating in hydrogen is necessary. As a result, hydrogen gas and energy are consumed, resulting in high costs. Therefore, the production amount of Nd—Fe—B based magnet powder for anisotropic bonded magnets is naturally limited.

【0009】特開平7−283019号公報には、希土類・鉄
系合金の原料粉末をメカニカルグラインディング法によ
り非晶質の微粉末にした後、次に 300〜800 ℃で熱処理
すると、再結晶が起こるのと同時に粉末に磁気異方性が
発現することが記載されている。しかし、この方法で磁
石粉末に付与される磁気異方性は小さいので、この磁石
粉末を用いて異方性ボンド磁石を製造しても、等方性ボ
ンド磁石に比べた磁気特性の向上はそれほど大きくな
い。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-283019 discloses that after a raw material powder of a rare-earth / iron-based alloy is made into an amorphous fine powder by a mechanical grinding method and then heat-treated at 300 to 800 ° C., recrystallization occurs. It is described that magnetic anisotropy develops in the powder at the same time as it occurs. However, since the magnetic anisotropy imparted to the magnet powder by this method is small, even when an anisotropic bonded magnet is manufactured using this magnet powder, the improvement in magnetic properties as compared with the isotropic bonded magnet is not so large. not big.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の異方性ボンド磁石用のNd−Fe−B系磁石粉末の製造方
法は、それぞれ問題点を抱えている。本発明はこのよう
な問題点が解消された異方性ボンド磁石用の希土類−鉄
系磁石粉末の製造方法を提供することを課題とする。
As described above, each of the conventional methods for producing Nd-Fe-B-based magnet powder for anisotropic bonded magnets has problems. An object of the present invention is to provide a method for producing a rare-earth-iron-based magnet powder for an anisotropic bonded magnet in which such a problem is solved.

【0011】より具体的には、著しく高い磁気特性を示
す異方性ボンド磁石を製造することができる、磁気異方
性の希土類−鉄系磁石粉末を、安全に、しかもなるべく
エネルギーを消費せずに低コストで製造する方法を提供
することが本発明の課題である。
More specifically, a magnetically anisotropic rare earth-iron magnet powder capable of producing an anisotropic bonded magnet exhibiting extremely high magnetic properties can be produced safely and without consuming as much energy as possible. It is an object of the present invention to provide a low-cost manufacturing method.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Nd−Fe−
B系等の希土類−遷移金属系合金の微細組織を異方化す
る手段についてさまざまの検討を重ねた結果、微細組織
の合金を得るために行うメカニカルグラインディングま
たはメカニカルアロイングを磁界中で実施すると、磁界
なしの場合に比べて、得られた磁石粉末の微細組織にお
いて結晶粒のc軸の向きがそろい、この異方化により磁
石粉末の残留磁化と最大エネルギー積が著しく向上する
ことを見出した。従って、この磁石粉末から磁気特性に
優れた異方性ボンド磁石を製造することができる。
Means for Solving the Problems The present inventors have proposed Nd-Fe-
As a result of various studies on means for anisotropicizing the microstructure of rare earth-transition metal based alloys such as B series, mechanical grinding or mechanical alloying performed in order to obtain an alloy with a fine structure is performed in a magnetic field. In comparison with the case without a magnetic field, the c-axis directions of the crystal grains were aligned in the microstructure of the obtained magnet powder, and it was found that the remanent magnetization and the maximum energy product of the magnet powder were remarkably improved by this anisotropy. . Therefore, an anisotropic bonded magnet having excellent magnetic properties can be manufactured from this magnet powder.

【0013】上記の方法は窒素侵入型希土類−鉄系材料
にも適用できる。例えば、磁界中でのメカニカルグライ
ンディングまたはメカニカルアロイングにより得たSm2F
e17系合金粉末を、熱処理後に窒化処理すると、異方化
したSm2Fe17Nx 系磁石粉末を製造することができる。
The above method can also be applied to a nitrogen intrusion type rare earth-iron material. For example, Sm 2 F obtained by mechanical grinding or mechanical alloying in a magnetic field
The e 17 alloy powder, the nitriding treatment after the heat treatment, it is possible to manufacture the Sm 2 Fe 17 N x system magnet powder the anisotropy.

【0014】また、磁界中でのメカニカルグラインディ
ングまたはメカニカルアロイングに加えて、その後の熱
処理を磁界中で行ったり、窒素侵入型磁石粉末の場合に
は窒化処理を磁界中で行うと、異方化がより進行する。
或いは、メカニカルグラインディングやメカニカルアロ
イング時に磁界を印加する代わりに、その後の熱処理お
よび/または窒化処理の際に磁界を印加するだけでも、
結晶粒のc軸の向きが揃い、ある程度の異方化が起こる
ことも判明した。
Further, in addition to mechanical grinding or mechanical alloying in a magnetic field, if a subsequent heat treatment is performed in a magnetic field, or in the case of a nitrogen intrusion type magnet powder, a nitriding treatment is performed in a magnetic field, anisotropically. Is more advanced.
Alternatively, instead of applying a magnetic field at the time of mechanical grinding or mechanical alloying, simply applying a magnetic field during the subsequent heat treatment and / or nitriding treatment,
It has also been found that the orientations of the c-axes of the crystal grains are aligned, and that a certain degree of anisotropy occurs.

【0015】本発明は以上の知見に基づいて完成したも
のであり、下記の各種の態様を包含する。 希土類 (R) −遷移金属 (TM) 系永久磁石粉末をメカ
ニカルグラインディング法またはメカニカルアロイング
法により製造する方法において、メカニカルグラインデ
ィングまたはメカニカルアロイングを真空中または不活
性ガス中で磁界の印加下に行うことを特徴とする、異方
性ボンド磁石用永久磁石粉末の製造方法。
The present invention has been completed based on the above findings, and includes the following various embodiments. In a method of manufacturing rare earth (R) -transition metal (TM) based permanent magnet powder by mechanical grinding or mechanical alloying, mechanical grinding or mechanical alloying is performed under a magnetic field in a vacuum or in an inert gas. A method for producing a permanent magnet powder for an anisotropic bonded magnet.

【0016】磁界印加下でメカニカルグラインディン
グまたはメカニカルアロイングを行った後、得られた磁
石粉末を真空中または不活性ガス中にて 400〜1000℃の
温度で熱処理する、記載の永久磁石粉末の製造方法。 熱処理を磁界の印加下に行う、記載の永久磁石粉末
の製造方法。
The permanent magnet powder according to the above, wherein after performing mechanical grinding or mechanical alloying under application of a magnetic field, the obtained magnet powder is heat-treated at a temperature of 400 to 1000 ° C. in a vacuum or an inert gas. Production method. The method for producing permanent magnet powder according to the above, wherein the heat treatment is performed under application of a magnetic field.

【0017】希土類 (R) −遷移金属 (TM) 系永久磁
石粉末をメカニカルグラインディング法またはメカニカ
ルアロイング法により製造する方法において、メカニカ
ルグラインディングまたはメカニカルアロイングで得ら
れた粉末を、磁界の印加下に真空中または不活性ガス中
にて 400〜1000℃の温度で熱処理するか、および/また
は磁界の印加下に窒素またはアンモニア含有ガス雰囲気
中 350〜700 ℃で窒化処理することを特徴とする、異方
性ボンド磁石用永久磁石粉末の製造方法。 永久磁石粉末が主としてR2 TM14B相からなる、な
いしに記載の永久磁石粉末の製造方法。
In a method for producing a rare earth (R) -transition metal (TM) permanent magnet powder by mechanical grinding or mechanical alloying, a powder obtained by mechanical grinding or mechanical alloying is applied to a magnetic field. Heat treatment in a vacuum or in an inert gas at a temperature of 400 to 1000 ° C. and / or nitriding at 350 to 700 ° C. in a nitrogen or ammonia containing gas atmosphere under application of a magnetic field. For producing permanent magnet powder for anisotropic bonded magnets. The method for producing a permanent magnet powder according to the above, wherein the permanent magnet powder mainly comprises an R 2 TM 14 B phase.

【0018】主としてR2 TM17x 相からなる永久磁
石粉末をメカニカルグラインディング法またはメカニカ
ルアロイング法により製造する方法において、メカニカ
ルグラインディングまたはメカニカルアロイングを真空
中、不活性ガス中、または窒素および/もしくはアンモ
ニア含有ガス雰囲気中で磁界の印加下に行って、主とし
てR2TM17 相からなる粉末を得た後、窒素またはアンモ
ニア含有ガス雰囲気中 350〜700 ℃で粉末を窒化処理す
ることを特徴とする、異方性ボンド磁石用永久磁石粉末
の製造方法。
In a method for producing a permanent magnet powder mainly composed of R 2 TM 17 N x phase by a mechanical grinding method or a mechanical alloying method, the mechanical grinding or the mechanical alloying is carried out in a vacuum, in an inert gas, or in a nitrogen atmosphere. And / or applying a magnetic field in an atmosphere containing ammonia to obtain a powder mainly composed of R 2 TM 17 phase, and then nitriding the powder at 350 to 700 ° C. in a nitrogen or ammonia containing gas atmosphere. A method for producing a permanent magnet powder for an anisotropic bonded magnet.

【0019】磁界印加下でメカニカルグラインディン
グまたはメカニカルアロイングを行った後、得られた粉
末を窒化処理する前に、真空中または不活性ガス中にて
400〜1000℃の温度で熱処理を施す、記載の永久磁石
粉末の製造方法。 熱処理および/または窒化処理を磁界の印加下に行
う、または記載の永久磁石粉末の製造方法。
After mechanical grinding or mechanical alloying under the application of a magnetic field, before the obtained powder is nitrided, it is placed in a vacuum or in an inert gas.
The method for producing permanent magnet powder according to the above, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 400 to 1000 ° C. The method for producing a permanent magnet powder according to the above, wherein the heat treatment and / or the nitriding treatment is performed under application of a magnetic field.

【0020】上記ないしに記載の方法で製造され
た永久磁石粉末と結合剤とからなる異方性ボンド磁石。
An anisotropic bonded magnet comprising a permanent magnet powder and a binder produced by the above-described method.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】本発明の方法により製造できる希
土類 (R) −遷移金属 (TM) 系磁石合金の種類は特に制
限されないが、従来法では微細組織を持つ異方性磁石粉
末の製造に問題点の多い、希土類・鉄系磁石合金、特に
R−TM−B系 (例、Nd−Fe−B系) や、窒素侵入型のR
−TM−N系 (例、Sm−Fe−N系) のボンド磁石用粉末を
本発明の方法で製造することが有利である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The type of rare earth (R) -transition metal (TM) magnet alloy which can be produced by the method of the present invention is not particularly limited, but the conventional method is used for producing anisotropic magnet powder having a fine structure. Rare earth / iron based magnet alloys, especially R-TM-B based (eg Nd-Fe-B based)
It is advantageous to produce a bonded magnet powder of the TM-N type (eg, Sm-Fe-N type) by the method of the present invention.

【0022】R−TM−B系の磁石粉末は、主としてR2
TM14B相からなる合金組成のものが好ましい。本明細書
を通して、RはYを含む1種もしくは2種以上の希土類
金属であり、TMは1種もしくは2種以上の遷移金属であ
る。
R-TM-B magnet powder is mainly composed of R 2
An alloy composition composed of TM 14 B phase is preferred. Throughout this specification, R is one or more rare earth metals including Y, and TM is one or more transition metals.

【0023】R−TM−B系磁石粉末の場合、RはNdを50
at%以上含有することが好ましい。RはNd単独でもよい
が、Ndに加えてDyやTbを含有していることも好ましい。
DyやTbは、R2 TM14B相の結晶粒の磁気異方性を高め、
ひいては得られる磁石粉末の配向度を高めるからであ
る。好ましいTMは、Fe、Co、またはFe+Coである。異方
化を促進するため、微量添加元素 (例、Mg、Al、Si、T
i、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Hf等)
を添加することも好ましい。R−TM−B系磁石粉末がそ
の保磁力を発揮するには、Rリッチ相やBリッチ相が必
要であるので、合金組成は、主相であるR2 TM14Bに比
べて、RとBがリッチになるように選択する。具体的に
は、R15TM778 付近の合金組成が磁気特性、特に保磁
力の向上に望ましいことが知られている。
In the case of the R-TM-B magnet powder, R is Nd of 50.
It is preferable to contain at% or more. R may be Nd alone, but preferably contains Dy or Tb in addition to Nd.
Dy and Tb enhance the magnetic anisotropy of the crystal grains of the R 2 TM 14 B phase,
This is because the degree of orientation of the obtained magnet powder is increased. Preferred TMs are Fe, Co, or Fe + Co. To promote anisotropy, add a small amount of added element (e.g., Mg, Al, Si, T
i, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, Hf, etc.)
Is also preferred. In order for the R-TM-B-based magnetic powder to exhibit its coercive force, an R-rich phase and a B-rich phase are required, so that the alloy composition is higher than that of the main phase, R 2 TM 14 B. Select so that B becomes rich. Specifically, it is known that an alloy composition near R 15 TM 77 B 8 is desirable for improving magnetic properties, particularly coercive force.

【0024】R−TM−N系の磁石粉末は、主としてR2
TM17x 相からなる合金組成のものが好ましい。xの値
は理想的には3であるが、実際には3より小さくなる。
RはSmを50at%以上含有することが好ましく、Sm単独で
もよい。好ましいTMは、Fe、Co、またはFe+Coである。
R−TM−N系の場合も、Rリッチ相の存在が必要であ
り、優れた磁気特性を得るのに最適の合金組成はR11TM
89x 付近である。
The R-TM-N magnet powder is mainly composed of R 2
An alloy composition comprising a TM 17 N x phase is preferred. Although the value of x is ideally 3, it is actually smaller than 3.
R preferably contains 50 at% or more of Sm, and may be Sm alone. Preferred TMs are Fe, Co, or Fe + Co.
Also in the case of the R-TM-N system, the presence of the R-rich phase is necessary, and the optimum alloy composition for obtaining excellent magnetic properties is R 11 TM
It is in the vicinity of 89 N x.

【0025】本発明では、原料粉末からメカニカルグラ
インディング法またはメカニカルアロイング法により磁
石粉末を製造する。メカニカルグラインディングまたは
メカニカルアロイングを利用して希土類−遷移金属系磁
石粉末を製造すること自体は公知であり、本発明の特徴
である磁界の印加を除けば、従来より公知の操作法に準
拠して磁石粉末を製造することができる。
In the present invention, a magnet powder is produced from a raw material powder by a mechanical grinding method or a mechanical alloying method. The production of rare earth-transition metal based magnet powders using mechanical grinding or mechanical alloying is known per se, and except for the application of a magnetic field, which is a feature of the present invention, is based on a conventionally known operation method. To produce magnetic powder.

【0026】メカニカルグラインディングは、既に合金
化させてある原料粉末を高エネルギーボールミル等によ
り摩砕して、機械的応力を加えることで組織が微細化し
た粉末を得る操作である。一方、メカニカルアロイング
は、2種以上の金属および/または合金からなる原料粉
末を、上記と同様に高エネルギーボールミル等により摩
砕・混合して、圧接、摩砕、相互拡散等の作用により組
織の微細化と合金化を図り、微細組織を持つ合金粉末を
得る操作である。即ち、メカニカルグラインディングと
メカニカルアロイングは、原料粉末が異なるが、操作そ
れ自体は実質的に同じであり、どちらも微細組織の合金
粉末を得る点でも同じであるが、メカニカルアロイング
では同時に合金化が起こる点が異なる。
Mechanical grinding is an operation in which a raw material powder that has already been alloyed is ground by a high energy ball mill or the like and mechanical stress is applied to obtain a powder having a fine structure. On the other hand, mechanical alloying involves grinding and mixing raw material powders composed of two or more kinds of metals and / or alloys with a high-energy ball mill or the like in the same manner as described above, and pressing, milling, interdiffusion, etc. This is an operation to obtain alloy powder having a fine structure by refining and alloying the alloy. In other words, mechanical grinding and mechanical alloying have different raw material powders, but the operation itself is substantially the same, and both are the same in obtaining an alloy powder having a fine structure. The difference is that the transformation occurs.

【0027】メカニカルグラインディング法を採用する
場合、原則として、原料粉末は、製造しようとする希土
類−遷移金属系合金と同組成の母合金の粉末である。但
し、窒素侵入型のR−TM−N系磁石粉末を製造する場合
は、窒素を含まない合金 (即ち、R−TM系合金) を母合
金として使用する。例えば、R−TM−B系の母合金は、
R2TM14B 相を80vol%以上含有するものが好ましく、R−
TM系の母合金はR2TM17相を80vol%以上含有するものが好
ましい。
When the mechanical grinding method is employed, the raw material powder is, in principle, a powder of a master alloy having the same composition as the rare earth-transition metal alloy to be produced. However, in the case of producing a nitrogen intrusion type R-TM-N magnet powder, an alloy containing no nitrogen (that is, an R-TM alloy) is used as a master alloy. For example, the R-TM-B based master alloy is
Those containing at least 80 vol% of the R 2 TM 14 B phase are preferred.
The TM-based master alloy preferably contains at least 80 vol% of the R 2 TM 17 phase.

【0028】母合金の鋳塊は、常法に従って、2種以上
の成分金属または所定組成とは異なる原料合金を、所定
金属比になるような割合で混合し、高周波溶解またはア
ーク溶解等により溶解した後、鋳型に流し込んで冷却す
ることにより得ることができる。母合金の粉砕は、ボー
ルミル等で機械的に行ってもよく、あるいは合金に水素
を吸蔵させて水素脆性を利用して粉砕することもでき
る。母合金の粉末は、上記以外の方法、例えば、アルゴ
ンガスアトマイズ法により得ることもできる。
The ingot of the mother alloy is prepared by mixing two or more types of component metals or a raw material alloy having a different composition from a predetermined composition in such a ratio as to obtain a predetermined metal ratio, and melting by high frequency melting or arc melting. After that, it can be obtained by pouring into a mold and cooling. The pulverization of the mother alloy may be performed mechanically by a ball mill or the like, or pulverization may be performed by absorbing hydrogen into the alloy and utilizing hydrogen embrittlement. The mother alloy powder can also be obtained by a method other than the above, for example, an argon gas atomizing method.

【0029】原料粉末 (即ち、母合金の粉末) の平均粒
径は1〜500 μmの範囲内が好ましい。1μm未満だと
取り扱い時に酸化が起こりやすく、500 μmを越えると
多結晶組織となり、異方化が不十分となる。原料粉末の
平均粒径はより好ましくは50〜300 μmである。
The average particle size of the raw material powder (that is, the powder of the master alloy) is preferably in the range of 1 to 500 μm. If it is less than 1 μm, oxidation tends to occur during handling, and if it exceeds 500 μm, a polycrystalline structure is formed and anisotropic formation becomes insufficient. The average particle size of the raw material powder is more preferably 50 to 300 μm.

【0030】メカニカルアロイングの場合には、原料粉
末は、製造しようとする合金を構成する各金属の粉末で
あるが、金属の一部は予め合金化しておいてもよい。例
えば、R−TM−B系の場合は、R (例、Nd) 、TM (例、
FeまたはFeとCo) 、Bの各金属の原料粉末を使用するの
が一般的であるが、2種類の金属 (例、TMとBまたはTM
とR) を予め合金化して使用することもできる。窒素侵
入型のR−TM−N系磁石粉末を製造する場合は、RとTM
だけを原料粉末に使用する。原料粉末の平均粒径は、メ
カニカルグラインディングの場合と同様でよい。
In the case of mechanical alloying, the raw material powder is a powder of each metal constituting the alloy to be produced, but a part of the metal may be alloyed in advance. For example, in the case of the R-TM-B system, R (eg, Nd), TM (eg,
It is common to use raw material powder of each metal of Fe or Fe and Co) and B, but two kinds of metals (eg, TM and B or TM
And R) may be alloyed before use. When producing nitrogen-intrusion type R-TM-N magnet powder, R and TM
Use only as raw material powder. The average particle size of the raw material powder may be the same as in the case of mechanical grinding.

【0031】メカニカルグラインディングまたはメカニ
カルアロイングは、例えば、密閉容器に、原料粉末と球
状の粉砕媒体 (ボール) 、および必要に応じて液体の溶
媒を封入し、容器を高速回転させることにより、ボール
ミルの操作に従って実施することができる。ボールミル
は、通常のものより粉砕効率の高い、例えば、遊星ボー
ルミル等も使用できる。また、ボールミルではなく、ア
トリションミル等の他の粉砕装置も利用できる。
The mechanical grinding or mechanical alloying is performed, for example, by enclosing a raw material powder, a spherical grinding medium (ball), and, if necessary, a liquid solvent in a closed container, and rotating the container at a high speed. It can be carried out according to the operation of As the ball mill, for example, a planetary ball mill having a higher pulverization efficiency than an ordinary one can be used. Instead of a ball mill, other grinding devices such as an attrition mill can be used.

【0032】メカニカルグラインディングの望ましい処
理時間は、例えば、ボールミルの場合、使用する容器の
容積、粉砕媒体の直径、回転数などで変わるが、1時間
未満では組織の微細化の効果が少なく、また500 時間を
超えると原料粉末の酸化や微粒子化が進行しすぎて好ま
しくないため、1〜500 時間の範囲が好ましい。メカニ
カルアロイングの場合は、合金化を達成するため、一般
に処理時間を10時間以上とすることが好ましく、やはり
500 時間を超える長い処理時間は好ましくない。処理後
の粉末の平均粒径は1〜150 μmの範囲内が好ましい。
Desirable processing time of mechanical grinding varies depending on, for example, the volume of a container used, the diameter of a grinding medium, the number of rotations, etc. in the case of a ball mill. If the time exceeds 500 hours, the oxidation of the raw material powder and the formation of fine particles are excessively advanced, which is not preferable. In the case of mechanical alloying, in order to achieve alloying, it is generally preferable to set the processing time to 10 hours or more.
Long processing times exceeding 500 hours are not preferred. The average particle size of the powder after the treatment is preferably in the range of 1 to 150 μm.

【0033】メカニカルグラインディングとメカニカル
アロイングの処理温度は通常は室温で十分であるが、そ
れより低温または高温で実施することもできる。また、
必要に応じて、温度保持のために装置を冷却してもよ
い。処理雰囲気は、原料粉末の酸化防止のため真空また
は不活性ガス雰囲気とする。例えば、密閉容器を排気し
て真空雰囲気下で処理するか、不活性ガスを密閉容器中
に封入して処理を行う。液体溶媒を使用する場合には、
不活性ガス雰囲気中での処理が好ましい。不活性ガスと
しては、アルゴン、ヘリウムなどの希ガスが適当であ
る。R−TM−N系の窒素侵入型合金の場合には、粉末が
窒化しても構わないので、窒素ガスもしくはアンモニア
ガス、或いは窒素もしくはアンモニアを含有する不活性
ガス中で処理を行うこともできる。
The processing temperature for mechanical grinding and mechanical alloying is usually room temperature, but lower or higher temperatures can be used. Also,
If necessary, the device may be cooled to maintain the temperature. The processing atmosphere is a vacuum or an inert gas atmosphere to prevent oxidation of the raw material powder. For example, the airtight container is evacuated and processed in a vacuum atmosphere, or an inert gas is sealed in the airtight container to perform the processing. When using a liquid solvent,
Processing in an inert gas atmosphere is preferred. As the inert gas, a rare gas such as argon or helium is suitable. In the case of the R-TM-N-based nitrogen intrusion type alloy, since the powder may be nitrided, the treatment can be performed in a nitrogen gas or an ammonia gas, or an inert gas containing nitrogen or ammonia. .

【0034】本発明の特徴は、メカニカルグラインディ
ングまたはメカニカルアロイングを磁界中で行って、微
細組織の異方化をはかる点にある。磁界の印加方法とし
ては、処理を行う密閉容器の外部から磁界を印加する方
法が簡便である。磁界の発生は、電磁石による方法と永
久磁石による方法があるが、後者の方が磁界発生のため
の電力が不要である点で有利である。永久磁石または電
磁石の設置場所については、永久磁石を密閉容器の外壁
に直接接着して、内部に磁力線を貫通させてもよく、或
いは回転する密閉容器と隔離して固定された永久磁石ま
たは電磁石から磁界を印加してもよい。後者の場合、密
閉容器に対して磁界が相対的に回転するため、原料粉末
の攪拌が促進される点で有利である。また、永久磁石の
配置は、NS両極が交互に並ぶように配置する方がやは
り攪拌の効果があり好ましい。
A feature of the present invention is that mechanical grinding or mechanical alloying is performed in a magnetic field to anisotropy the fine structure. As a method for applying a magnetic field, a method for applying a magnetic field from the outside of the closed container for performing the treatment is simple. The magnetic field can be generated by an electromagnet method or a permanent magnet method. The latter method is advantageous in that no electric power is required for generating the magnetic field. Regarding the location of the permanent magnet or electromagnet, the permanent magnet may be directly adhered to the outer wall of the sealed container to penetrate the magnetic field lines inside, or from the permanent magnet or electromagnet fixed separately from the rotating closed container. A magnetic field may be applied. In the latter case, the magnetic field rotates relative to the closed container, which is advantageous in that the stirring of the raw material powder is promoted. In addition, it is preferable that the permanent magnets are arranged so that the NS poles are alternately arranged because the stirring effect is still obtained.

【0035】印加する磁界強度は1〜10 kOeの範囲が適
当である。磁界は、メカニカルグラインディングまたは
メカニカルアロイングの間ずっと印加することが好まし
いが、その一部の間だけ印加することも可能である。そ
の場合は、特に処理の前半で磁界を印加することが好ま
しい。
The applied magnetic field strength is suitably in the range of 1 to 10 kOe. The magnetic field is preferably applied during mechanical grinding or mechanical alloying, but can also be applied during only part of it. In that case, it is particularly preferable to apply a magnetic field in the first half of the processing.

【0036】メカニカルグラインディングまたはメカニ
カルアロイング処理により生成した合金の粉末は、処理
により組織が微細化しているが、処理中に機械的な歪み
を受けた結果、その結晶粒中に多くの欠陥を含んでい
て、非晶質化が起こるため、保磁力が低下している。そ
のため、熱処理して歪みを解放し、結晶性を上げること
が好ましく、それにより保磁力が回復する。しかし、例
えば、比較的短時間のメカニカルグラインディングを行
った場合のように、歪みや非晶質化の程度が小さい場合
には、熱処理しないでも十分な保磁力を示す場合があ
る。
The structure of the alloy powder produced by mechanical grinding or mechanical alloying is refined by the treatment. However, as a result of mechanical strain during the treatment, many defects are formed in the crystal grains. As a result, the coercive force is reduced due to amorphization. Therefore, it is preferable that the strain is released by heat treatment to increase the crystallinity, thereby recovering the coercive force. However, when the degree of distortion or amorphization is small, for example, when mechanical grinding is performed for a relatively short time, a sufficient coercive force may be exhibited even without heat treatment.

【0037】熱処理は、酸化防止のため真空中または不
活性ガス (例、アルゴン、ヘリウム等の希ガス) 中で、
400〜1000℃の温度にて行う。熱処理温度は400 ℃より
低いと、保磁力の回復が不十分となり、1000℃を超える
と、結晶粒成長と酸化のため保磁力が低下する。好まし
い熱処理温度は 600〜850 ℃である。熱処理時間は10分
〜12時間の範囲内とすることが好ましい。10分未満では
保磁力の回復が不十分となることが多く、12時間を超え
ると結晶粒成長と酸化のため保磁力が低下することがあ
る。
The heat treatment is performed in a vacuum or in an inert gas (eg, a rare gas such as argon or helium) to prevent oxidation.
Perform at a temperature of 400-1000 ° C. If the heat treatment temperature is lower than 400 ° C., the recovery of the coercive force becomes insufficient, and if it exceeds 1000 ° C., the coercive force decreases due to crystal grain growth and oxidation. The preferred heat treatment temperature is between 600 and 850 ° C. The heat treatment time is preferably in the range of 10 minutes to 12 hours. If the time is less than 10 minutes, the recovery of the coercive force is often insufficient, and if the time exceeds 12 hours, the coercive force may decrease due to crystal grain growth and oxidation.

【0038】この熱処理も磁界中で行うことができる。
特開平7−283019号公報に記載されているように、メカ
ニカルグラインディングまたはメカニカルアロイング後
に熱処理すると、熱処理中に再結晶が起こるのと同時
に、磁石粉末に磁気異方性が現れるが、この熱処理を磁
界中で行うと、出現する磁気異方性がより強くなる。
This heat treatment can also be performed in a magnetic field.
As described in JP-A-7-283019, when heat treatment is performed after mechanical grinding or mechanical alloying, recrystallization occurs during the heat treatment and magnetic anisotropy appears in the magnet powder at the same time. Is performed in a magnetic field, the appearing magnetic anisotropy becomes stronger.

【0039】熱処理中の磁界の印加は、上述したよう
に、外部から磁界を印加する方法が簡便であり、電磁石
と永久磁石のいずれも利用できる。例えば、永久磁石を
熱処理容器の外壁に直接接着してもよく、或いは永久磁
石または電磁石を熱処理容器の周囲に配置してもよい。
印加する磁界強度も上記と同様でよい。
As described above, the method of applying a magnetic field during heat treatment is simple in that an external magnetic field is applied, and either an electromagnet or a permanent magnet can be used. For example, a permanent magnet may be adhered directly to the outer wall of the heat treatment vessel, or a permanent magnet or electromagnet may be placed around the heat treatment vessel.
The applied magnetic field strength may be the same as above.

【0040】R−TM−N系の磁石粉末を製造する場合に
は、メカニカルグラインディングまたはメカニカルアロ
イング処理により生成した合金の粉末に、上記の熱処理
を行った後で、または行わずに、窒化処理を施して、窒
素を合金中に侵入させ、所定の磁石合金組成にする。窒
化処理は、熱処理を行ってから実施する方が好ましい。
メカニカルグラインディングまたはメカニカルアロイン
グ処理を、窒化性雰囲気 (例、窒素ガスまたはアンモニ
アガス雰囲気) 中で行った場合には、この処理で既に必
要な窒化が達成される場合があり、その場合には、別に
窒化処理を行わなくても、十分な量の窒素を含有するR
−TM−N系の磁石粉末が得られる場合がある。
In the case of producing an R-TM-N magnet powder, the alloy powder produced by mechanical grinding or mechanical alloying is treated with or without the above-mentioned heat treatment. A treatment is performed to cause nitrogen to penetrate into the alloy to obtain a predetermined magnet alloy composition. The nitriding treatment is preferably performed after the heat treatment.
If the mechanical grinding or mechanical alloying treatment is performed in a nitriding atmosphere (eg, nitrogen gas or ammonia gas atmosphere), this treatment may already achieve the required nitridation. R that contains a sufficient amount of nitrogen without the need for a separate nitriding treatment
-TM-N-based magnet powder may be obtained.

【0041】窒化処理は、窒素またはアンモニアを含有
するガス雰囲気中、好ましくは窒素ガスまたはアンモニ
アガス中、 350〜700 ℃で行う。温度が350 ℃より低い
と、十分な量の窒素を導入することができず、700 ℃を
超えると、前述したように合金自体が熱分解して保磁力
が低下する。好ましい窒化処理温度は 400〜600 ℃であ
る。窒化処理の時間は、通常は30分〜4時間の範囲が好
ましい。この窒化処理も、上記の熱処理と同様にして、
磁界中で実施してもよい。
The nitriding treatment is performed in a gas atmosphere containing nitrogen or ammonia, preferably in a nitrogen gas or ammonia gas at 350 to 700 ° C. If the temperature is lower than 350 ° C., a sufficient amount of nitrogen cannot be introduced. If the temperature exceeds 700 ° C., the alloy itself is thermally decomposed and the coercive force decreases as described above. The preferred nitriding temperature is 400-600 ° C. Usually, the time for the nitriding treatment is preferably in the range of 30 minutes to 4 hours. This nitriding treatment is also performed in the same manner as the above heat treatment.
It may be performed in a magnetic field.

【0042】上記の熱処理および/または窒化処理を磁
界中で実施する場合には、それにより合金の微細組織に
異方性が付与されるので、メカニカルグラインディング
またはメカニカルアロイングを磁界中で行わなくても、
結晶粒が異方化した磁石粉末を得ることができる。しか
し、これによる異方化はあまり大きくないので、熱処理
や窒化処理時に磁界を印加する場合でも、メカニカルグ
ラインディングまたはメカニカルアロイングを磁界中で
実施する方が好ましい。
When the above heat treatment and / or nitriding treatment is performed in a magnetic field, anisotropy is imparted to the microstructure of the alloy, so that mechanical grinding or mechanical alloying is not performed in a magnetic field. Even
A magnet powder having anisotropic crystal grains can be obtained. However, since the anisotropy due to this is not so large, it is preferable to perform mechanical grinding or mechanical alloying in a magnetic field even when a magnetic field is applied during heat treatment or nitriding treatment.

【0043】以上に説明したように、本発明の方法は、
メカニカルグラインディングまたはメカニカルアロイン
グによる磁石粉末の製造において、このメカニカルグラ
インディングまたはメカニカルアロイングを磁界中で行
うか、および/またはその後の熱処理や窒化処理を磁界
中で行う点が、従来技術と異なる。それにより、メカニ
カルグラインディングまたはメカニカルアロイングによ
り製造された合金に固有の微細化された合金組織を持
ち、しかも結晶粒が異方化した磁石粉末を得ることがで
きる。磁界の印加は、永久磁石または電磁石を設置する
だけで実施できるので、比較的単純な設備を追加するだ
けでよい。また、永久磁石の場合にはエネルギーコスト
が不要であり、電磁石の場合もエネルギーコストはそれ
ほど高くない。従って、本発明により、磁気異方性の希
土類−鉄系磁石粉末を、安全に、少ないエネルギー消費
量で製造することが可能となる。
As explained above, the method of the present invention comprises:
In the production of magnet powder by mechanical grinding or mechanical alloying, the mechanical grinding or mechanical alloying is performed in a magnetic field, and / or the subsequent heat treatment or nitriding is performed in a magnetic field. . As a result, it is possible to obtain a magnet powder having a fine alloy structure specific to an alloy manufactured by mechanical grinding or mechanical alloying and having anisotropic crystal grains. Since the application of the magnetic field can be performed only by installing a permanent magnet or an electromagnet, it is only necessary to add relatively simple equipment. In the case of a permanent magnet, energy cost is unnecessary, and in the case of an electromagnet, the energy cost is not so high. Therefore, according to the present invention, it becomes possible to safely produce magnetically anisotropic rare earth-iron based magnet powder with low energy consumption.

【0044】本発明の方法により製造された希土類−遷
移金属系の磁気異方性永久磁石粉末から、常法に従っ
て、磁気特性に優れた異方性ボンド磁石を製造すること
ができる。結合剤としては、樹脂やゴムの他に、金属等
も使用できる。一般的なプラスチックボンド磁石の場
合、磁石粉末を樹脂と混合し、磁界中で成形し、必要に
応じて樹脂を熱硬化させたり、磁石表面に表面処理を施
すことにより、異方性ボンド磁石を製造することができ
る。結合剤の樹脂は成形法に応じて適当に選択すればよ
い。例えば、圧縮成形の場合にはエポキシ樹脂やフェノ
ール樹脂などの熱硬化性樹脂を使用し、射出成形の場合
にはナイロンやポリオレフィン等の熱可塑性樹脂を使用
するのが一般的である。また、ニトリルブチルゴム等の
合成ゴムも使用できる。
From the rare earth-transition metal magnetic anisotropic permanent magnet powder produced by the method of the present invention, an anisotropic bonded magnet having excellent magnetic properties can be produced according to a conventional method. As the binder, metal and the like can be used in addition to resin and rubber. In the case of general plastic bonded magnets, anisotropic bonded magnets are prepared by mixing magnet powder with resin, molding in a magnetic field, and curing the resin by heat or applying a surface treatment to the magnet surface as necessary. Can be manufactured. The binder resin may be appropriately selected according to the molding method. For example, in the case of compression molding, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin is used, and in the case of injection molding, a thermoplastic resin such as nylon or polyolefin is generally used. Synthetic rubber such as nitrile butyl rubber can also be used.

【0045】[0045]

【実施例】(実施例1)表1に示す組成を持つR−TM−B
系の母合金の鋳塊を高周波溶解法で作製し、これを大気
中スタンプミルで平均粒度が250 μmになるまで粉砕し
た。得られた母合金の粉砕粉を、直径150 mmのステンレ
ス製ボールミル用ポットに、セラミックス製の球状粉砕
媒体 (直径10 mm)と共に投入し、内部をArガスで置換し
てから密閉した。このポットをボールミルの架台にセッ
トし、ポットの周囲に配置した電磁石により2kOe の均
一磁界を印加しながら、100 rpm の回転速度で表1に示
す時間だけポットを回転させて、メカニカルグラインデ
ィング処理を行った。得られた合金粉末を、次いで磁界
を印加せずにArガス中にて表1に示す条件で熱処理した
後、同じ雰囲気中で冷却して、磁石粉末を得た。
EXAMPLES Example 1 R-TM-B having the composition shown in Table 1
An ingot of the system mother alloy was prepared by a high-frequency melting method, and this was pulverized by an air stamp mill until the average particle size became 250 μm. The obtained pulverized powder of the mother alloy was put into a pot for a stainless steel ball mill having a diameter of 150 mm together with a ceramic spherical pulverization medium (diameter: 10 mm), and the inside was replaced with Ar gas and sealed. This pot was set on a base of a ball mill, and while applying a uniform magnetic field of 2 kOe by an electromagnet arranged around the pot, the pot was rotated at a rotation speed of 100 rpm for a time shown in Table 1 to perform a mechanical grinding process. went. The obtained alloy powder was then heat-treated in an Ar gas without applying a magnetic field under the conditions shown in Table 1, and then cooled in the same atmosphere to obtain a magnet powder.

【0046】これらの磁石粉末は、R2 TM14B相を主相
とし、Rリッチ相とBリッチ相を有する組織を持ち、主
相の割合は約90 vol%である。得られた磁石粉末を、磁
界中で配向させた後、65 kOeのパルス磁化で着磁し、そ
の磁気特性をVSMで測定した。得られた磁気特性と、
SEM観察で測定した磁石粉末の主相の平均結晶粒径を
表2に示す。なお、こうして求めた磁石粉末の磁気特性
は、これを異方性ボンド磁石にした場合の磁気特性と相
関関係がある。即ち、異方性ボンド磁石の残留磁束密度
[Br]と最大エネルギー積[(BH)max] は結合剤の分だけ低
下するが、上記方法で求めた磁石粉末のBrと(BH)max の
50〜80%の値になることが経験的に確かめられている。
These magnet powders have an R 2 TM 14 B phase as a main phase, a structure having an R-rich phase and a B-rich phase, and the ratio of the main phase is about 90 vol%. After the obtained magnet powder was oriented in a magnetic field, it was magnetized with a pulse magnetization of 65 kOe, and its magnetic properties were measured by VSM. The obtained magnetic properties,
Table 2 shows the average crystal grain size of the main phase of the magnet powder measured by SEM observation. The magnetic properties of the magnet powder thus obtained have a correlation with the magnetic properties when the magnet powder is used as an anisotropic bonded magnet. That is, the residual magnetic flux density of the anisotropic bonded magnet
Although [Br] and the maximum energy product [(BH) max] decrease by the amount of the binder, the Br and (BH) max of the magnet powder determined by the above method are reduced.
It has been empirically confirmed that the value is 50 to 80%.

【0047】(実施例2)メカニカルグラインディングを
磁界を印加せずに (無磁界中で) 実施し、熱処理を2kO
e の磁界中で行った点を除いて、実施例1と同様にして
R−TM−B系の磁石粉末を製造し、その磁気特性と主相
の平均結晶粒径を測定した。表1に合金組成と処理条件
を、表2に測定結果を示す。
Example 2 Mechanical grinding was performed without applying a magnetic field (in the absence of a magnetic field), and heat treatment was performed at 2 kO.
An R-TM-B-based magnet powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the test was performed in the magnetic field of e, and its magnetic properties and average crystal grain size of the main phase were measured. Table 1 shows the alloy composition and processing conditions, and Table 2 shows the measurement results.

【0048】(実施例3)メカニカルグラインディングに
加えて、熱処理も2kOe の磁界中で行った点を除いて、
実施例1と同様にしてR−TM−B系の磁石粉末を製造
し、その磁気特性と主相の平均結晶粒径を測定した。表
1に合金組成と処理条件を、表2に測定結果を示す。
Example 3 In addition to mechanical grinding, heat treatment was also performed in a magnetic field of 2 kOe, except that
An R-TM-B-based magnet powder was produced in the same manner as in Example 1, and its magnetic properties and the average crystal grain size of the main phase were measured. Table 1 shows the alloy composition and processing conditions, and Table 2 shows the measurement results.

【0049】(比較例1)メカニカルグラインディング
を、磁界を印加せずに (無磁界中で) 実施した点を除い
て、実施例1と同様にしてR−TM−B系の磁石粉末を製
造し、その磁気特性と主相の平均結晶粒径を測定した。
表1に合金組成と処理条件を、表2に測定結果を示す。
Comparative Example 1 An R-TM-B magnet powder was produced in the same manner as in Example 1 except that the mechanical grinding was performed without applying a magnetic field (in the absence of a magnetic field). The magnetic properties and the average crystal grain size of the main phase were measured.
Table 1 shows the alloy composition and processing conditions, and Table 2 shows the measurement results.

【0050】[0050]

【表1】 [Table 1]

【0051】[0051]

【表2】 [Table 2]

【0052】表1からわかるように、実施例1〜3と比
較例1は、メカニカルグラインディング時および/また
は熱処理時の磁界印加の有無を除けば、製造条件は同じ
であり、組成や結晶粒径 (組織の微細化度) も同じであ
る。しかし、表2からわかるように、本発明に従ってメ
カニカルグラインディングを磁界中で行った実施例1お
よび3では、得られた磁石粉末の保磁力[iHc] 、残留磁
束密度[Br]、最大エネルギー積[(BH)max] のいずれも
が、同条件の対応する比較例より高くなり、特に残留磁
束密度と最大エネルギー積の向上が著しく、中でも最大
エネルギー積は2倍以上となる。また、熱処理だけを磁
界中で行った実施例2でも、対応する比較例に比べて磁
気特性のかなりの向上が見られる。従って、本発明によ
り、比較的単純な機構の設備を付加するだけで、優れた
磁気特性を有するボンド磁石を製造することができるR
−TM−B系の磁気異方性磁石粉末の製造が可能になる。
As can be seen from Table 1, the manufacturing conditions of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were the same except for the presence or absence of the application of a magnetic field during mechanical grinding and / or heat treatment. The diameter (the degree of micronization of the structure) is the same. However, as can be seen from Table 2, in Examples 1 and 3 in which mechanical grinding was performed in a magnetic field according to the present invention, the obtained magnet powder had coercive force [iHc], residual magnetic flux density [Br], and maximum energy product. [(BH) max] is higher than that of the corresponding comparative example under the same conditions, and particularly, the remanence and the maximum energy product are remarkably improved, and the maximum energy product is more than doubled. Also, in Example 2 in which only heat treatment was performed in a magnetic field, the magnetic properties were significantly improved as compared with the corresponding comparative example. Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture a bonded magnet having excellent magnetic properties simply by adding equipment having a relatively simple mechanism.
-Production of magnetic anisotropic magnet powder of TM-B system becomes possible.

【0053】(実施例4)SmとFe、またはSmとFeとCo、の
各純金属 (平均粒径 200〜300 μm) を、表3に示す組
成となる割合で混合し、この混合粉末を、直径150 mmの
ステンレス製ボールミル用ポットに、セラミックス製の
球状粉砕媒体 (直径10 mm)と共に投入し、内部をArガス
で置換した後、密閉した。このポットをボールミルの架
台にセットし、ポットの周囲に配置した電磁石により3
kOe の均一磁界を印加しながら、100 rpm の回転速度で
表1に示す時間だけポットを回転させてメカニカルアロ
イング処理を行った。得られた合金粉末を、次いでArガ
ス中にて表1に示す条件で熱処理した後、同じ雰囲気中
で冷却し、さらに窒素ガス中で450 ℃、2時間の窒化処
理を施して、R−TM−N系の磁石粉末を得た。熱処理と
窒化処理は、表3に示すように、いずれも無磁界か磁界
中、或いは一方だけを磁界中 (磁界強度はいずれも3kO
e)で行った。
Example 4 Pure metals of Sm and Fe or Sm, Fe and Co (average particle diameter: 200 to 300 μm) were mixed at a ratio having a composition shown in Table 3, and this mixed powder was mixed. Then, a ceramic ball milling medium (diameter: 10 mm) was charged into a pot for a stainless steel ball mill having a diameter of 150 mm, the inside was replaced with Ar gas, and then sealed. This pot was set on the base of a ball mill, and 3 magnets were placed around the pot using electromagnets.
While applying a uniform magnetic field of kOe, the pot was rotated for a time shown in Table 1 at a rotation speed of 100 rpm to perform a mechanical alloying treatment. The obtained alloy powder was then heat-treated in Ar gas under the conditions shown in Table 1, then cooled in the same atmosphere, and further subjected to nitriding at 450 ° C. for 2 hours in nitrogen gas to obtain R-TM -N-based magnet powder was obtained. As shown in Table 3, the heat treatment and the nitriding treatment were performed without a magnetic field or in a magnetic field, or in only one of them in a magnetic field.
e).

【0054】この磁石粉末は、R2 TM17x 相を主相と
し、Rリッチ相を有する組織を持ち、主相の割合は約80
vol%である。得られた磁石粉末の磁気特性と主相の平
均結晶粒径を実施例1と同様に測定した結果を表4に示
す。なお、この磁石粉末の合金組成は、表3に示した組
成に加えて窒素を含有している。
This magnet powder has an R 2 TM 17 N x phase as a main phase, a structure having an R-rich phase, and a ratio of the main phase of about 80%.
vol%. Table 4 shows the results of measuring the magnetic properties and the average crystal grain size of the main phase of the obtained magnet powder in the same manner as in Example 1. The alloy composition of this magnet powder contains nitrogen in addition to the composition shown in Table 3.

【0055】(比較例2)メカニカルアロイングを、磁界
を印加せずに (無磁界中で) 実施した点を除いて、実施
例2と同様にしてR−TM−N系の磁石粉末を製造し、そ
の磁気特性と主相の平均結晶粒径を測定した。表3に窒
化前の合金組成と処理条件を、表4に測定結果を示す。
Comparative Example 2 An R-TM-N magnet powder was produced in the same manner as in Example 2 except that mechanical alloying was performed without applying a magnetic field (without a magnetic field). The magnetic properties and the average crystal grain size of the main phase were measured. Table 3 shows the alloy composition and processing conditions before nitriding, and Table 4 shows the measurement results.

【0056】[0056]

【表3】 [Table 3]

【0057】[0057]

【表4】 [Table 4]

【0058】表3、4から、実施例1と比べて、合金組
成がR−TM−N系、処理がメカニカルアロイングと違っ
ていても、やはり磁界中でメカニカルアロイングを実施
するという、比較的単純な設備の付加だけで、実施例1
と同様に、著しく優れた磁気特性を示す異方性ボンド磁
石用の磁石粉末の製造が可能になることがわかる。ま
た、メカニカルアロイングに加えて、さらに熱処理およ
び/または窒化処理も磁界中で行うと、磁気特性はさら
に向上することもわかる。
From Tables 3 and 4, it can be seen that mechanical alloying is performed in a magnetic field even when the alloy composition is R-TM-N and the processing is different from mechanical alloying, as compared with Example 1. Example 1 by simply adding simple equipment
Similarly to the above, it can be seen that it is possible to produce a magnet powder for an anisotropic bonded magnet exhibiting extremely excellent magnetic properties. It can also be seen that, in addition to the mechanical alloying, when heat treatment and / or nitriding are also performed in a magnetic field, the magnetic properties are further improved.

【0059】[0059]

【発明の効果】本発明により、従来のメカニカルグライ
ンディング法またはメカニカルアロイング法による微細
化された組織を持つ希土類−遷移金属系磁石粉末の製造
において、この操作を磁界中で行う、ならびに/または
その後の熱処理や窒化処理を磁界中で行う、という変更
だけで、磁気異方性を示す微細組織の磁石粉末の製造が
可能となり、この異方性磁石粉末から、優れた磁気特性
を示す異方性ボンド磁石を製造することができる。
According to the present invention, in the production of rare earth-transition metal based magnet powder having a fine structure by a conventional mechanical grinding method or mechanical alloying method, this operation is performed in a magnetic field, and / or By simply changing the subsequent heat treatment or nitriding treatment in a magnetic field, it is possible to produce a magnetic powder having a fine structure exhibiting magnetic anisotropy. From this anisotropic magnet powder, an anisotropic magnet exhibiting excellent magnetic properties can be obtained. Can be manufactured.

【0060】従って、本発明により、比較的簡易な設備
の付加により、安全かつ単純な工程で、エネルギーをあ
まり消費せずに、高性能のボンド磁石用の異方性磁石粉
末の製造が可能となるので、R−TM−B系やR−TM−N
系のボンド磁石用異方性磁石粉末の量産、従って従来の
Sm−Co系より安価で高性能の異方性ボンド磁石の量産が
実現するものと期待される。
Therefore, according to the present invention, it is possible to manufacture a high-performance anisotropic magnet powder for a bonded magnet with a safe and simple process and without consuming much energy by adding relatively simple equipment. R-TM-B system and R-TM-N
Production of anisotropic magnet powder for bonded magnets based on
It is expected that mass production of high-performance anisotropic bonded magnets, which are cheaper than Sm-Co magnets, will be realized.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5E040 AA03 AA04 BB03 CA01 HB06 HB11 NN18  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 5E040 AA03 AA04 BB03 CA01 HB06 HB11 NN18

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 希土類 (R) −遷移金属 (TM) 系永久磁
石粉末をメカニカルグラインディング法またはメカニカ
ルアロイング法により製造する方法において、メカニカ
ルグラインディングまたはメカニカルアロイングを真空
中または不活性ガス中で磁界の印加下に行うことを特徴
とする、異方性ボンド磁石用永久磁石粉末の製造方法。
1. A method for producing a rare earth (R) -transition metal (TM) permanent magnet powder by a mechanical grinding method or a mechanical alloying method, wherein the mechanical grinding or the mechanical alloying is carried out in a vacuum or in an inert gas. A method for producing a permanent magnet powder for an anisotropic bonded magnet, wherein the method is performed under application of a magnetic field.
【請求項2】 磁界印加下でメカニカルグラインディン
グまたはメカニカルアロイングを行った後、得られた磁
石粉末を真空中または不活性ガス中にて 400〜1000℃の
温度で熱処理する、請求項1記載の永久磁石粉末の製造
方法。
2. The method according to claim 1, wherein after performing mechanical grinding or mechanical alloying under application of a magnetic field, the obtained magnet powder is heat-treated at a temperature of 400 to 1000 ° C. in a vacuum or an inert gas. Production method of permanent magnet powder.
【請求項3】 熱処理を磁界の印加下に行う、請求項2
記載の永久磁石粉末の製造方法。
3. The heat treatment is performed under application of a magnetic field.
A method for producing the permanent magnet powder according to the above.
【請求項4】 希土類 (R) −遷移金属 (TM) 系永久磁
石粉末をメカニカルグラインディング法またはメカニカ
ルアロイング法により製造する方法において、メカニカ
ルグラインディングまたはメカニカルアロイングで得ら
れた粉末を、磁界の印加下に真空中または不活性ガス中
にて 400〜1000℃の温度で熱処理するか、および/また
は磁界の印加下に窒素またはアンモニア含有ガス雰囲気
中 350〜700 ℃で窒化処理することを特徴とする、異方
性ボンド磁石用永久磁石粉末の製造方法。
4. A method for producing a rare earth (R) -transition metal (TM) permanent magnet powder by a mechanical grinding method or a mechanical alloying method, wherein the powder obtained by the mechanical grinding or the mechanical alloying is treated with a magnetic field. Heat treatment in a vacuum or inert gas at a temperature of 400 to 1000 ° C under the application of nitrogen and / or nitriding at 350 to 700 ° C in a nitrogen or ammonia containing gas atmosphere under the application of a magnetic field. A method for producing a permanent magnet powder for an anisotropic bonded magnet.
【請求項5】 永久磁石粉末が主としてR2 TM14B相か
らなる、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の永久
磁石粉末の製造方法。
5. The method for producing a permanent magnet powder according to claim 1, wherein the permanent magnet powder mainly comprises an R 2 TM 14 B phase.
【請求項6】 主としてR2 TM17x 相からなる永久磁
石粉末をメカニカルグラインディング法またはメカニカ
ルアロイング法により製造する方法において、メカニカ
ルグラインディングまたはメカニカルアロイングを真空
中、不活性ガス中、または窒素および/もしくはアンモ
ニア含有ガス雰囲気中で磁界の印加下に行って、主とし
てR2TM17 相からなる粉末を得た後、窒素またはアンモ
ニア含有ガス雰囲気中 350〜700 ℃で粉末を窒化処理す
ることを特徴とする、異方性ボンド磁石用永久磁石粉末
の製造方法。
6. A method for producing a permanent magnet powder mainly composed of R 2 TM 17 N x phase by mechanical grinding or mechanical alloying, wherein the mechanical grinding or mechanical alloying is performed in a vacuum, in an inert gas, Alternatively, the treatment is performed in a nitrogen and / or ammonia containing gas atmosphere under application of a magnetic field to obtain a powder mainly composed of R 2 TM 17 phase, and then the powder is nitrided at 350 to 700 ° C. in a nitrogen or ammonia containing gas atmosphere. A method for producing a permanent magnet powder for an anisotropic bonded magnet, comprising:
【請求項7】 磁界印加下でメカニカルグラインディン
グまたはメカニカルアロイングを行った後、得られた粉
末を窒化処理する前に、真空中または不活性ガス中にて
400〜1000℃の温度で熱処理を施す、請求項6記載の永
久磁石粉末の製造方法。
7. After performing mechanical grinding or mechanical alloying under application of a magnetic field, and before nitriding the obtained powder, in a vacuum or in an inert gas.
The method for producing a permanent magnet powder according to claim 6, wherein the heat treatment is performed at a temperature of 400 to 1000C.
【請求項8】 熱処理および/または窒化処理を磁界の
印加下に行う、請求項6または7記載の永久磁石粉末の
製造方法。
8. The method for producing a permanent magnet powder according to claim 6, wherein the heat treatment and / or the nitriding treatment are performed under application of a magnetic field.
【請求項9】 請求項1ないし8のいずれか1項に記載
の方法で製造された永久磁石粉末と結合剤とからなる異
方性ボンド磁石。
9. An anisotropic bonded magnet comprising a permanent magnet powder produced by the method according to claim 1 and a binder.
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