JP2003328092A - Rare earth alloy powder for bonded magnet, compound for bonded magnet, and bonded magnet using the compound - Google Patents

Rare earth alloy powder for bonded magnet, compound for bonded magnet, and bonded magnet using the compound

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JP2003328092A
JP2003328092A JP2002132742A JP2002132742A JP2003328092A JP 2003328092 A JP2003328092 A JP 2003328092A JP 2002132742 A JP2002132742 A JP 2002132742A JP 2002132742 A JP2002132742 A JP 2002132742A JP 2003328092 A JP2003328092 A JP 2003328092A
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裕和 金清
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rare earth alloy powder excellent in filling properties and/or moldability and used for a bonded magnet excellent in magnetic properties; a compound for the bonded magnet; and the bonded magnet prepared by using the compound. <P>SOLUTION: The alloy powder has a composition represented by the composition formula: (Fe<SB>1-m</SB>T<SB>m</SB>)<SB>100-x-y-z</SB>Q<SB>x</SB>R<SB>y</SB>M<SB>z</SB>(wherein T is at least either Co or Ni; Q is at least either B or C; R is at least one rare earth element substantially not containing La and Ce; M is a metallic element selected from among Ti, Zr, and Hf; 10<x≤20 atom.%; 6<y<10 atom.%, 0.1≤z≤12 atom.%; and 0≤m≤0.5) and contains at least two kinds of ferromagnetic crystal phases. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、ボンド磁石用希土
類合金粉末およびボンド磁石用コンパウンドならびにそ
れを用いたボンド磁石に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rare earth alloy powder for bonded magnets, a compound for bonded magnets, and a bonded magnet using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】現在、ボンド磁石は、各種モータ、アク
チュエータ、スピーカ、メータ、フォーカスコンバージ
ェンスリング等の電気機器に用いられている。ボンド磁
石とは、磁石用合金粉末(磁石粉末)と結合剤(樹脂や
低融点金属)を混合し、成形固化することによって製造
された磁石である。
2. Description of the Related Art At present, bond magnets are used in various electric devices such as motors, actuators, speakers, meters, focus convergence rings and the like. The bonded magnet is a magnet manufactured by mixing alloy powder for magnet (magnet powder) and a binder (resin or low melting point metal), and molding and solidifying the mixture.

【0003】従来、ボンド磁石用の磁石粉末として、Ma
gnequench International社(以下、「MQI社」と略
する。)から販売されているFe−R−B系磁石粉末、
いわゆるMQ粉が広く用いられている。MQ粉は、一般
に、Fe100-a-bab(Feは鉄、Bは硼素、Rは、
Pr、Nd、Dy、およびTbからなる群から選択され
た少なくとも1種の希土類元素)の組成式で表され、こ
の組成式中のaおよびbが、1原子%≦a≦6原子%、
および10原子%≦b≦25原子%の関係を満足してお
り、Rの含有率bが高い希土類合金粉末である。
Conventionally, Ma has been used as a magnetic powder for bonded magnets.
Fe-RB magnet powder sold by gnequench International (hereinafter abbreviated as "MQI"),
So-called MQ powder is widely used. MQ powder is generally Fe 100-ab B a R b (Fe is iron, B is boron, R is
Pr, Nd, Dy, and at least one kind of rare earth element selected from the group consisting of Tb), and a and b in the composition formula are 1 atomic% ≤ a ≤ 6 atomic%,
And the content of 10 atomic% ≤ b ≤ 25 atomic% are satisfied, and the R content b is high.

【0004】MQ粉に代表される従来のボンド磁石用の
合金粉末は、溶融した原料合金(すなわち「合金溶
湯」)を急冷凝固させることによって作製される。この
液体急冷法(メルトクエンチング(melt-quenching)
法)として、メルトスピニング(melt-spining)法(典
型的には単ロール法)が用いられることが多い。単ロー
ル法は、合金溶湯を回転する冷却ロールに接触させるこ
とによって冷却し凝固させる方法である。この方法によ
る場合、急冷合金の形状は冷却ロールの表面周速度方向
に沿って薄帯(リボン)状に伸びたものとなる。このよ
うにして作製した急冷合金薄帯は、熱処理された後、例
えば平均粒径が300μm以下(典型的には約150μ
m)になるように粉砕され、永久磁石用の希土類合金粉
末となる。以下では、液体急冷法で作製された上述の希
土類合金粉末を単に「従来の急冷磁石粉末」と称するこ
ととし、後述のナノコンポジット磁石粉末を含まないも
のとする。
Conventional alloy powders for bonded magnets represented by MQ powders are produced by rapidly solidifying molten raw material alloys (that is, "molten alloy melt"). This liquid quenching method (melt-quenching)
As a method), a melt-spining method (typically a single roll method) is often used. The single roll method is a method in which the molten alloy is cooled and solidified by bringing the molten alloy into contact with a rotating cooling roll. In the case of this method, the shape of the quenched alloy extends in a ribbon shape along the surface circumferential velocity direction of the cooling roll. The quenched alloy ribbon thus produced has a mean grain size of 300 μm or less (typically about 150 μm) after heat treatment.
m) to obtain a rare earth alloy powder for a permanent magnet. Below, the above-mentioned rare earth alloy powder produced by the liquid quenching method will be simply referred to as "conventional quenching magnet powder" and will not include the nanocomposite magnet powder described below.

【0005】従来の急冷磁石粉末と樹脂(ここでは、ゴ
ムまたはエラストマを含むものとする。)とを混合し、
ボンド磁石用コンパウンド(以下、単に「コンパウン
ド」と呼ぶ。)が調製される。このコンパウンドには、
潤滑剤やカップリング剤などの添加剤が混合されること
もある。
[0005] Conventional quenching magnet powder and resin (here, containing rubber or elastomer) are mixed,
A compound for bonded magnets (hereinafter, simply referred to as "compound") is prepared. In this compound,
Additives such as lubricants and coupling agents may be mixed.

【0006】このコンパウンドを、例えば圧縮成形、押
出し成形や射出成形によって所望形状に成形し、永久磁
石の成形体(「永久磁石体」とも言う。)としてのボン
ド磁石が得られる。また、圧縮成形や押出し成形によっ
て作製されるボンド磁石は、結合剤の含有率が少ないの
で、磁石粉末を腐食から保護するために、さらに表面処
理が施されることもある。
This compound is molded into a desired shape by, for example, compression molding, extrusion molding or injection molding to obtain a bonded magnet as a molded body of permanent magnet (also referred to as "permanent magnet body"). Further, since the bonded magnet produced by compression molding or extrusion molding has a low binder content, it may be further surface-treated in order to protect the magnet powder from corrosion.

【0007】一方、近年、ボンド磁石に用いられる磁石
粉末として、比較的コストが安いという利点から、鉄基
希土類合金(特にFe−R−B系)のナノコンポジット
磁石(「交換スプリング磁石」と言われることもあ
る。)粉末が用いられつつある。Fe−R−B系のナノ
コンポジット磁石は、例えばFe3BやFe236等の軟
磁性相である鉄基硼化物の微結晶と硬磁性相であるR2
Fe14B相の微結晶とが同一金属組織内において均一に
分布し、両者が交換相互作用によって磁気的に結合した
鉄基合金永久磁石である(例えば、本願出願人による特
願平11−362103号および特願2000−371
788号参照)。
On the other hand, in recent years, nano-composite magnets of iron-based rare earth alloys (especially Fe—R—B type) (referred to as “exchange spring magnets”) have been used as magnet powders used for bonded magnets because of their relatively low cost. It is sometimes used.) Powder is being used. The Fe-RB-based nanocomposite magnet is, for example, Fe 3 B or Fe 23 B 6 or the like, which is a soft magnetic phase of microcrystals of iron-based boride and R 2 which is a hard magnetic phase.
This is an iron-based alloy permanent magnet in which Fe 14 B phase microcrystals are uniformly distributed in the same metallic structure, and both are magnetically coupled by exchange interaction (for example, Japanese Patent Application No. 11-362103 by the applicant of the present application). No. and Japanese Patent Application 2000-371
788).

【0008】ナノコンポジット磁石は、軟磁性相を含み
ながらも、軟磁性相と硬磁性相との間の磁気的結合(交
換相互作用)によって優れた磁気特性を発揮する。ま
た、Nd等の希土類元素Rを含まない軟磁性相が存在す
る結果、全体として希土類元素Rの含有量が低く抑えら
れる(典型的には、Rの含有率が4.5原子%)。この
ことは、磁石の製造コストを低減し、磁石を安定に供給
するうえでも好都合である。また、酸素に対して活性な
Rの含有率が低いので、耐食性にも優れている。なお、
このナノコンポジット磁石も、液体急冷法によって作製
される。このナノコンポジット磁石を所定の方法によっ
て粉砕し、ナノコンポジット磁石粉末を得る。
The nanocomposite magnet exhibits excellent magnetic characteristics by including magnetic coupling (exchange interaction) between the soft magnetic phase and the hard magnetic phase even though it contains the soft magnetic phase. Further, as a result of the presence of the soft magnetic phase containing no rare earth element R such as Nd, the content of the rare earth element R can be suppressed low as a whole (typically, the content ratio of R is 4.5 atom%). This is advantageous in reducing the manufacturing cost of the magnet and stably supplying the magnet. Further, since the content ratio of R active to oxygen is low, it is also excellent in corrosion resistance. In addition,
This nanocomposite magnet is also produced by the liquid quenching method. This nanocomposite magnet is pulverized by a predetermined method to obtain nanocomposite magnet powder.

【0009】ボンド磁石の磁気特性は、ボンド磁石に含
まれる磁石粉末の磁気特性とその充填率に依存する。そ
こで、ボンド磁石の磁気特性を向上するために、磁石粉
末の充填率を向上することが検討されている。
The magnetic characteristics of the bonded magnet depend on the magnetic characteristics of the magnet powder contained in the bonded magnet and the filling rate thereof. Therefore, in order to improve the magnetic characteristics of the bonded magnet, it has been studied to improve the filling rate of the magnet powder.

【0010】また、近年は電気機器が小型化し高性能化
するのに伴い、小型で高性能な磁石に対する需要は益々
増大している。例えば、スピンドルモータ用のリング磁
石としては外径が15mm〜20mm、内径が13mm
〜18mm、厚さが1mm〜2mm程度のもの、あるい
は、ステッピングモータ用のリング磁石としては、外径
が4mm〜10mm、内径が2mm〜8mm、厚さが
0.5mm〜1.5mm程度の製品に対する需要が増大
している。
Further, in recent years, with the miniaturization and higher performance of electric equipment, the demand for small and high-performance magnets has been increasing more and more. For example, a ring magnet for a spindle motor has an outer diameter of 15 mm to 20 mm and an inner diameter of 13 mm.
.About.18 mm, thickness of about 1 mm to 2 mm, or as a ring magnet for a stepping motor, a product having an outer diameter of 4 mm to 10 mm, an inner diameter of 2 mm to 8 mm, and a thickness of about 0.5 mm to 1.5 mm. Demand is increasing.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者が検討した結果、上述の従来の急冷磁石粉末および従
来のナノコンポジット磁石粉末には、下記に示す問題が
あることが分かった。
However, as a result of the study by the present inventors, it was found that the above-mentioned conventional quenched magnet powder and conventional nanocomposite magnet powder have the following problems.

【0012】MQ粉に代表される従来の急冷磁石粉末
は、典型的には、ロール表面周速度を15m/秒以上に
して、厚さ50μm以下(典型的には約20μm〜約4
0μm)の急冷合金薄帯を作製し、この急冷合金薄帯を
熱処理した後、平均粒径が300μm以下(典型的には
約150μm)になるように粉砕することによって製造
されている。このようにして製造された磁石粉末の粒子
の形状は扁平なものとなり、その粉末粒子のアスペクト
比は0.3未満である。なお、アスペクト比は短軸方向
サイズ/長軸方向サイズをあらわすものとする。
Conventional quenched magnet powders represented by MQ powders typically have a roll surface peripheral velocity of 15 m / sec or more and a thickness of 50 μm or less (typically about 20 μm to about 4).
It is manufactured by producing a quenched alloy ribbon of 0 μm), heat-treating the quenched alloy ribbon, and then pulverizing the quenched alloy ribbon to an average particle diameter of 300 μm or less (typically about 150 μm). The magnet powder thus produced has a flat particle shape, and the powder particle has an aspect ratio of less than 0.3. The aspect ratio represents the size in the minor axis direction / the size in the major axis direction.

【0013】この磁石粉末は、優れた磁気特性を有して
いるものの、磁石粉末の充填率(ボンド磁石の密度/粉
末粒子の密度)は、種々の成形法の内で最も高い成形密
度が得られる圧縮成形法でも、通常、最高で約80%で
ある。
Although this magnet powder has excellent magnetic properties, the packing ratio of the magnet powder (density of bonded magnet / density of powder particles) is the highest among the various molding methods. Even with the compression molding method used, the maximum is usually about 80%.

【0014】例えば、従来の急冷磁石粉末を使用し、圧
縮成形法で磁石粉末の充填率が80%を超えるボンド磁
石を成形すると、磁石粉末同士の隙間に入る樹脂の量が
少なくなるため空隙率が高くなり、さらには、磁粉が脱
粒することもある。その結果、使用環境下での酸化によ
って磁気特性が著しく劣化する。この磁気特性の劣化を
防止するために、後工程で、空隙を埋めたり(「封孔処
理」と呼ばれることがある。)、表面に十分な厚さの保
護膜を形成したり(表面処理)する必要が生じる。ま
た、表面処理で樹脂等の厚い保護膜を形成すると、磁石
表面の非磁性層の厚さが増すことを意味するので、磁気
回路における磁気的なギャップが広くなり、磁気エネル
ギーの利用効率を低下させることになる。さらに、コン
パウンドの作製過程や成形過程で、磁石粉末の粒子が破
壊され、新たな表面が露出することによる耐食性の低下
や表面の酸化による磁気特性の低下が起こることもあ
る。
For example, when a conventional quenched magnet powder is used and a bonded magnet having a packing ratio of the magnet powder of more than 80% is molded by a compression molding method, the amount of resin entering the gap between the magnet powders is reduced, so that the porosity is reduced. , And the magnetic particles may shed. As a result, the magnetic characteristics are significantly deteriorated by the oxidation under the use environment. In order to prevent this deterioration of magnetic properties, voids are filled (sometimes called "sealing treatment") or a protective film of sufficient thickness is formed on the surface (surface treatment) in a later step. Need to do. Also, forming a thick protective film such as resin by surface treatment means increasing the thickness of the non-magnetic layer on the surface of the magnet, which widens the magnetic gap in the magnetic circuit and lowers the utilization efficiency of magnetic energy. I will let you. Further, in the process of producing and molding the compound, particles of the magnet powder may be destroyed and a new surface may be exposed, resulting in a decrease in corrosion resistance and a decrease in magnetic property due to surface oxidation.

【0015】従来の急冷磁石粉末を用いて充填率を改善
するために、例えば、特開昭63−155601号公報
に開示されているように、急冷磁石粉末の粒度分布を制
御する試みがなされているが、十分な充填率を実現する
には至っていない。
In order to improve the filling rate by using the conventional quenched magnet powder, an attempt has been made to control the particle size distribution of the quenched magnet powder, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-155601. However, the filling rate has not been realized yet.

【0016】また、本発明者による検討の結果、従来の
急冷磁石粉末は、希土類元素の含有率が高いので酸化さ
れやすく、粒径の小さな粒子ほど酸化による磁気特性の
低下の程度が大きいので(例えば、MQP−B(最大粒
径300μm以下)の場合、53μm以下の粉末粒子の
残留磁束密度Br(0.79T)は、106μm超12
5μm以下の粉末粒子の残留磁束密度Br(0.90
T)の90%未満となる。)、小さな粒子の分率が増え
るに従い、磁石粉末そのものの磁気特性が低下するとい
う問題があることが分かった。この酸化に起因する磁気
特性の低下を抑制するためには、ボンド磁石用の磁石粉
末に含まれる小さな粒子の分率を抑える必要があり、そ
の結果、充填率を向上するための粒度分布の調整にも制
限があった。
Further, as a result of the study by the present inventors, the conventional rapidly quenched magnet powder is easily oxidized due to the high content of rare earth elements, and the smaller the particle size, the greater the degree of deterioration of the magnetic properties due to the oxidation ( For example, in the case of MQP-B (maximum particle size of 300 μm or less), the residual magnetic flux density B r (0.79T) of powder particles of 53 μm or less is more than 106 μm 12
Residual magnetic flux density B r of powder particles of 5 μm or less (0.90
It is less than 90% of T). ), The magnetic properties of the magnet powder itself deteriorate as the fraction of small particles increases. In order to suppress the deterioration of magnetic properties due to this oxidation, it is necessary to suppress the fraction of small particles contained in the magnet powder for bonded magnets, and as a result, the particle size distribution adjustment to improve the packing rate is required. There was also a limit.

【0017】さらに、従来の急冷磁石粉末は、比較的粒
径の大きな粒子を多く含むので、近年需要が高まってい
る小型磁石を成形することが難しく、また、大きな粒子
が脱粒しやすいという問題がある。
Further, since the conventional quenched magnet powder contains many particles having a relatively large particle size, it is difficult to form a small magnet, which has been in high demand in recent years, and the large particles are likely to be shed. is there.

【0018】従来の急冷磁石粉末の成形性(特に流動
性)を改善するために、特開平5−315174号公報
は、ガスアトマイズ法で作製された磁石粉末を用いる方
法を提案している。上記公報によると、ガスアトマイズ
法で作製された磁石粉末の粒子は粒状(球状)に近いの
で、この磁石粉末を従来の急冷磁石粉末に添加すること
によって、流動性を改善することができる。しかしなが
ら、ガスアトマイズ法は上述の液体急冷法に比べ冷却速
度が遅いので、従来の組成で充分な磁気特性を発現する
磁石粉末を製造することは困難であり、工業的に利用可
能な方法とは言い難い。
In order to improve the moldability (particularly the fluidity) of the conventional quenched magnet powder, Japanese Patent Laid-Open No. 315174/1993 proposes a method using magnet powder produced by the gas atomizing method. According to the above-mentioned publication, the particles of the magnet powder produced by the gas atomization method are close to granular (spherical), so that the fluidity can be improved by adding this magnet powder to the conventional quenched magnet powder. However, since the gas atomization method has a slower cooling rate than the liquid quenching method described above, it is difficult to produce magnet powder exhibiting sufficient magnetic properties with a conventional composition, and it is said that the method is industrially applicable. hard.

【0019】一方、従来のFe−R−B系のナノコンポ
ジット磁石粉末は、希土類元素の含有率が比較的低く、
典型的には硬磁性相の体積比率が30%以下である。そ
のために磁気特性(例えば保磁力HcJ)が従来の急冷磁
石粉末(MQ粉など)に比べ低いので、十分な磁気特性
を有するボンド磁石が得られないという問題があり、例
えばハードディスクドライブ装置(HDD)のモータに
適用することができなかった。
On the other hand, the conventional Fe-R-B based nanocomposite magnet powder has a relatively low content of rare earth elements,
The volume ratio of the hard magnetic phase is typically 30% or less. Therefore, the magnetic properties (for example, coercive force H cJ ) are lower than those of conventional quenching magnet powders (MQ powders, etc.), so that there is a problem that a bond magnet having sufficient magnetic properties cannot be obtained. For example, a hard disk drive device (HDD) ) Motor could not be applied.

【0020】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、充填性および/または成形性
に優れるとともに磁気特性に優れたボンド磁石に用いら
れる希土類合金粉末およびボンド磁石用コンパウンドな
らびにそれを用いたボンド磁石を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and its main purpose is to provide a rare earth alloy powder and a bond magnet which are used in a bond magnet having excellent filling properties and / or moldability and magnetic properties. It is to provide a compound and a bonded magnet using the compound.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明によるボンド磁石
用希土類合金粉末は、組成式(Fe1-mm100-x-y- z
xyz(TはCoおよびNiからなる群から選択さ
れた1種以上の元素、QはBまたはBおよびCからなる
群から選択された1種以上の元素、RはLaおよびCe
を実質的に含まない1種以上の希土類元素、MはTi、
Zr、およびHfからなる群から選択された金属元素で
あって、Tiを必ず含む少なくとも1種の金属元素、組
成比率x、y、zおよびmが、それぞれ、10<x≦2
0原子%、6<y<10原子%、0.1≦z≦12原子
%、および0≦m≦0.5)で表現される組成を有し、
且つ、硬磁性相の平均結晶粒径が10nm以上200n
m以下、軟磁性相の平均結晶粒径が1nm以上100n
m以下の範囲内にある、2種類以上の強磁性結晶相を含
有する粉末粒子を含み、粒度分布において、粒径が10
6μm超150μm以下の範囲内に第1ピークを有し、
粒径が106μm超の前記粉末粒子のアスペクト比は
0.3以上1.0以下の範囲内にあることを特徴とす
る。
The rare earth alloy powder for a bonded magnet according to the present invention has a composition formula (Fe 1-m T m ) 100-xy- z.
Q x R y M z (T is at least one element selected from the group consisting of Co and Ni, Q is B or at least one element selected from the group consisting of B and C, and R is La and Ce.
One or more rare earth elements substantially free of, M is Ti,
A metal element selected from the group consisting of Zr and Hf, wherein at least one metal element that always contains Ti and the composition ratios x, y, z, and m are 10 <x ≦ 2, respectively.
0 atomic%, 6 <y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, and 0 ≦ m ≦ 0.5),
In addition, the average crystal grain size of the hard magnetic phase is 10 nm or more and 200 n
m or less, the average crystal grain size of the soft magnetic phase is 1 nm or more and 100 n
In the range of m or less, powder particles containing two or more kinds of ferromagnetic crystal phases are included, and the particle size distribution has a particle size of 10
Has a first peak in the range of more than 6 μm and 150 μm or less,
The aspect ratio of the powder particles having a particle size of more than 106 μm is in the range of 0.3 or more and 1.0 or less.

【0022】前記粒度分布において、粒径が53μm以
下の範囲に第2のピークを有することが好ましい。
In the particle size distribution, it is preferable that the particle size has a second peak in the range of 53 μm or less.

【0023】前記粉末粒子の平均粒径は53μm超12
5μm以下の範囲内にあることが好ましい。
The average particle diameter of the powder particles is more than 53 μm 12
It is preferably within the range of 5 μm or less.

【0024】粒径が106μm超の前記粉末粒子の平均
厚さは50μm以上120μm以下の範囲内にあること
が好ましい。
The average thickness of the powder particles having a particle size of more than 106 μm is preferably in the range of 50 μm or more and 120 μm or less.

【0025】前記粉末粒子のアスペクト比は0.4以上
であることがさらに好ましい。
More preferably, the aspect ratio of the powder particles is 0.4 or more.

【0026】前記粉末粒子は、ストリップキャスト法を
用いて作製されたものであることが好ましい。
It is preferable that the powder particles are produced by a strip casting method.

【0027】前記粉末粒子は、ストリップキャスト法に
よって得られた平均厚さが50μm以上120μm以下
の範囲内の合金薄帯を粉砕することによって作製された
ものであることがさらに好ましい。
More preferably, the powder particles are produced by crushing an alloy ribbon having an average thickness of 50 μm or more and 120 μm or less obtained by a strip casting method.

【0028】本発明のボンド磁石用コンパウンドは、上
記のいずれかのボンド磁石用希土類合金粉末と結合剤と
を含むことを特徴とする。
The compound for bonded magnets of the present invention is characterized by containing any one of the above-mentioned rare earth alloy powder for bonded magnets and a binder.

【0029】本発明のボンド磁石は、上記のボンド磁石
用コンパウンドを用いて形成されたことを特徴とする。
ボンド磁石は、圧縮成形法を用いて形成されることが好
ましい。
The bonded magnet of the present invention is characterized by being formed using the above compound for a bonded magnet.
The bonded magnet is preferably formed using a compression molding method.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明によるボンド磁石用希土類
合金粉末(以下、「磁粉」と略す。)は、粒度分布にお
いて、粒径が106μm超150μm以下の範囲内に第
1ピークを有し、粒径が106μm超の粉末粒子のアス
ペクト比が0.3以上1.0以下の範囲内にあるTi含
有ナノコンポジット磁粉を含んでいる。Ti含有ナノコ
ンポジット磁粉の詳細については、本願出願人による、
特許第3264664号公報や特願2001−3280
85号に記載されている。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The rare earth alloy powder for bonded magnets (hereinafter, abbreviated as “magnetic powder”) according to the present invention has a first peak in a particle size distribution within a range of more than 106 μm and 150 μm or less, The Ti-containing nanocomposite magnetic powder has an aspect ratio of powder particles having a particle size of more than 106 μm in the range of 0.3 or more and 1.0 or less. For details of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, the applicant of the present invention,
Japanese Patent No. 3264664 and Japanese Patent Application No. 2001-3280
No. 85.

【0031】Ti含有ナノコンポジット磁粉は、組成式
(Fe1-mm100-x-y-zxyz(TはCoおよびN
iからなる群から選択された1種以上の元素、QはBま
たはBおよびCからなる群から選択された1種以上の元
素、RはLaおよびCeを実質的に含まない1種以上の
希土類元素、MはTi、Zr、およびHfからなる群か
ら選択された金属元素であって、Tiを必ず含む少なく
とも1種の金属元素、組成比率x、y、zおよびmが、
それぞれ、10<x≦20原子%、6<y<10原子
%、0.1≦z≦12原子%、および0≦m≦0.5)
で表現される組成を有し、且つ、2種類以上の強磁性結
晶相を含有し、硬磁性相の平均結晶粒径が10nm以上
200nm以下、軟磁性相の平均結晶粒径が1nm以上
100nm以下の範囲内にある組織を有している。Ti
含有ナノコンポジット磁粉は、上記組成式における組成
比率x、y、zおよびmが、それぞれ、10<x<17
原子%、7≦y≦9.3原子%、0.5≦z≦6原子%
を満足することが好ましく、8≦y≦9.0を満足する
ことが更に好ましい。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder has a composition formula (Fe 1-m T m ) 100-xyz Q x R y M z (T is Co and N
at least one element selected from the group consisting of i, Q is at least one element selected from the group consisting of B or B and C, and R is at least one rare earth element substantially free of La and Ce The element M is a metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, and Hf, and at least one metal element that always contains Ti, the composition ratios x, y, z, and m are
10 <x ≦ 20 atomic%, 6 <y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, and 0 ≦ m ≦ 0.5, respectively.
And having two or more types of ferromagnetic crystal phases, the hard magnetic phase has an average crystal grain size of 10 nm to 200 nm, and the soft magnetic phase has an average crystal grain size of 1 nm to 100 nm. Have an organization within the range of. Ti
In the contained nanocomposite magnetic powder, the composition ratios x, y, z, and m in the above composition formula are 10 <x <17, respectively.
Atomic%, 7 ≦ y ≦ 9.3 atomic%, 0.5 ≦ z ≦ 6 atomic%
Is preferably satisfied, and more preferably 8 ≦ y ≦ 9.0.

【0032】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉は、上述のような組成および組織を有しているので、
硬磁性相と軟磁性相とが交換相互作用によって磁気的に
結合しており、希土類元素の含有率が比較的低いにも拘
わらず、従来の急冷磁石粉末と同等またはそれ以上の優
れた磁気特性を有し、さらにはFe3B相を主相とする
従来のナノコンポジット磁石粉末よりも、優れた磁気特
性を有する(特に保磁力HcJが高い)。具体的には、本
発明によるTi含有ナノコンポジット磁粉は、最大エネ
ルギー積(BH)max:70kJ/m3以上、保磁力
cJ:700kA/m以上、残留磁束密度Br:0.7
T以上を実現でき、さらには、最大エネルギー積(B
H)max:90kJ/m3以上、保磁力HcJ:800
kA/m以上、残留磁束密度Br:0.8T以上を実現
できる。
Since the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention has the composition and structure as described above,
The hard magnetic phase and the soft magnetic phase are magnetically coupled by exchange interaction, and despite the relatively low content of rare earth elements, they have excellent magnetic properties equivalent to or better than those of conventional quenched magnet powders. In addition, it has excellent magnetic properties (especially high coercive force H cJ ) as compared with the conventional nanocomposite magnet powder having Fe 3 B phase as a main phase. Specifically, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention has a maximum energy product (BH) max of 70 kJ / m 3 or more, a coercive force H cJ of 700 kA / m or more, and a residual magnetic flux density B r of 0.7.
T and above can be realized, and the maximum energy product (B
H) max: 90 kJ / m 3 or more, coercive force H cJ : 800
A kA / m or more and a residual magnetic flux density B r : 0.8T or more can be realized.

【0033】このように、Ti含有ナノコンポジット磁
粉は従来の急冷磁石粉末と同等以上の磁気特性を有して
いるので、従来の急冷磁石粉末(例えばMQ粉)の代わ
りにボンド磁石用磁粉として用いることができる。勿
論、ボンド磁石用磁粉として、Ti含有ナノコンポジッ
ト磁粉のみを用いることが好ましいが、Ti含有ナノコ
ンポジット磁粉の特徴を損なわない程度に従来の急冷磁
石粉末などを混合してもよい。
As described above, since the Ti-containing nanocomposite magnetic powder has magnetic characteristics equal to or higher than those of the conventional quenched magnet powder, it is used as the magnetic powder for the bonded magnet instead of the conventional quenched magnet powder (for example, MQ powder). be able to. Of course, as the magnetic powder for the bonded magnet, it is preferable to use only the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, but conventional quenching magnet powder or the like may be mixed to the extent that the characteristics of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder are not impaired.

【0034】さらに、Ti含有ナノコンポジット磁粉
は、その組成および組織を有するため、その磁気特性に
粒径依存性が小さいという特徴を有している。例えば、
53μm以下の粒子の残留磁束密度Brが106μm超
250μm以下の粒子の残留磁束密度Brと実質的に同
じ(95%以上)ものが得られる。Ti含有ナノコンポ
ジット磁粉は、希土類元素Rの含有率が比較的低い上
に、R2Fe14B相を取り囲むように小さな硼化物相が
分散しており、さらにTiは硼素との親和性が高いので
硼化物相は他の相よりも多くのTiを含有している。そ
の結果、Ti含有ナノコンポジット磁粉は、従来の急冷
磁石粉末に比べ耐酸化性に優れている。このように、従
来の急冷磁石粉末は比較的多量の希土類元素Rを含むの
で酸化されやすく、粒径が小さいほど粉末粒子表面の酸
化による磁気特性の低下が顕著であるのに対し、Ti含
有ナノコンポジット磁粉は酸化による磁気特性の劣化が
少なく、磁気特性の粒径依存性が小さい。従って、粒度
分布の調整が磁気特性によって制限されることがなく、
成形性を向上するための最適な粒度分布とすることがで
きる。
Furthermore, since the Ti-containing nanocomposite magnetic powder has its composition and structure, it has a characteristic that its magnetic characteristics have little dependence on particle size. For example,
The residual magnetic flux density B r of particles of 53 μm or less is substantially the same (95% or more) as the residual magnetic flux density B r of particles of more than 106 μm and 250 μm or less. The Ti-containing nanocomposite magnetic powder has a relatively low content of the rare earth element R, and has a small boride phase dispersed so as to surround the R 2 Fe 14 B phase, and Ti has a high affinity with boron. Therefore, the boride phase contains more Ti than the other phases. As a result, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is superior in oxidation resistance to the conventional quenched magnet powder. As described above, since the conventional quenched magnet powder contains a relatively large amount of rare earth element R, it is easily oxidized, and the smaller the particle size, the more marked the deterioration of the magnetic properties due to the oxidation of the powder particle surface. The composite magnetic powder has little deterioration in the magnetic properties due to oxidation, and has little dependence on the particle size of the magnetic properties. Therefore, the adjustment of the particle size distribution is not limited by the magnetic properties,
It is possible to obtain an optimum particle size distribution for improving moldability.

【0035】後に実施例を示して説明するように、種々
の粒度分布を有するTi含有ナノコンポジット磁粉を調
製し、その成形性および磁気特性を検討した結果、粒度
分布において、粒径が106μm超150μm以下の範
囲内に第1ピークを有し、粒径が106μm超の粉末粒
子のアスペクト比が0.3以上1.0以下の範囲内にあ
るTi含有ナノコンポジット磁粉の成形性が優れること
を見出した。
As will be described later with reference to Examples, Ti-containing nanocomposite magnetic powders having various particle size distributions were prepared and their formability and magnetic properties were examined. As a result, in the particle size distribution, the particle size was more than 106 μm and 150 μm. It was found that the Ti-containing nanocomposite magnetic powder having the first peak in the following range and having the aspect ratio of the powder particles having a particle size of more than 106 μm in the range of 0.3 or more and 1.0 or less is excellent. It was

【0036】上述の粒度分布を有するTi含有ナノコン
ポジット磁粉は、前述の特開昭63−155601号に
開示されているような、150μm〜500μmの範囲
に第1ピークを有し、2μm〜40μmの範囲に第2ピ
ークを有するものよりも、成形性に優れる。さらに、上
記粒径が150μmを超える粒子の質量分率(ここで用
いる磁粉の比重(約7.45g/cm3)はほぼ等しい
ので質量分率は体積分率と等しい。)を比較的少なくで
きるので(例えば40質量%以下、好ましくは30質量
%以下)、小型の磁石の製造に好適に用いられる。ま
た、ボンド磁石から磁粉が脱粒することによって発生す
る不良も抑制することができる。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder having the above-mentioned particle size distribution has a first peak in the range of 150 μm to 500 μm, as disclosed in JP-A-63-155601, and has a particle size of 2 μm to 40 μm. Moldability is superior to that having the second peak in the range. Further, the mass fraction of particles having a particle size of more than 150 μm (the specific gravity of the magnetic powder used here (about 7.45 g / cm 3 ) is almost equal, so the mass fraction is equal to the volume fraction) can be made relatively small. Therefore (for example, 40% by mass or less, preferably 30% by mass or less), it is preferably used for manufacturing a small magnet. In addition, it is possible to suppress a defect that occurs when the magnetic powder is shed from the bonded magnet.

【0037】特に、小型磁石における脱粒などを抑制す
るために、Ti含有ナノコンポジット磁粉の最大粒径は
250μm以下であることが好ましく、215μm以下
であることがさらに好ましい。さらに、粉末粒子の平均
粒径は53μm超125μm以下の範囲内に調整するこ
とが好ましい。このような粒度分布を有するTi含有ナ
ノコンポジット磁粉は、上述した特に小型のリング磁石
の製造に好適に用いられる。
Particularly, in order to suppress shedding and the like in a small magnet, the maximum particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is preferably 250 μm or less, more preferably 215 μm or less. Furthermore, it is preferable to adjust the average particle size of the powder particles to be in the range of more than 53 μm and 125 μm or less. The Ti-containing nanocomposite magnetic powder having such a particle size distribution is suitably used for manufacturing the above-mentioned particularly small ring magnet.

【0038】なお、本願明細書における粒径は、JIS
8801の標準ふるいによって分別することによって求
められたものとする。また、Ti含有ナノコンポジット
磁粉に含まれる粒子の最小粒径は特に限定されるもので
はないが、Ti含有ナノコンポジット磁粉の製造工程に
おいて、粒径が1μm以下の超微粉粒子は除去されやす
く、また、除去することが好ましい。
The particle size in the present specification is JIS
It shall be determined by sorting with a standard sieve of 8801. Further, the minimum particle size of the particles contained in the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is not particularly limited, but in the manufacturing process of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, ultrafine powder particles having a particle size of 1 μm or less are easily removed, and , Preferably removed.

【0039】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉の粒度分布を、粒径が53μm以下の範囲に第2のピ
ークを有するように調整することによって、さらに成形
性を改善することができる。これは、第1ピークを構成
する比較的大きな粒子(粒径が106μm超の粒子を
「第1粒子」と呼ぶこともある。)によって形成される
間隙に、第2ピークを構成する比較的小さな粒子(粒径
が53μm以下の粒子を「第2粒子」と呼ぶこともあ
る。)が効率良く充填されるためと考えられる。
By adjusting the particle size distribution of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention so that the particle size has a second peak in the range of 53 μm or less, the formability can be further improved. This is because a relatively small particle forming the second peak is formed in a gap formed by relatively large particles forming the first peak (particles having a particle size of more than 106 μm are also referred to as “first particles”). It is considered that particles (particles having a particle size of 53 μm or less are sometimes referred to as “second particles”) are efficiently filled.

【0040】また、この粒度分布による成形性の改善効
果は、第1粒子のアスペクト比(短軸/長軸)が0.3
以上1.0以下であるときに顕著に得られる。すなわ
ち、第1粒子および第2粒子の大きさを制御しても、第
1粒子のアスペクト比(粒径が106μm超の粒子)が
0.3未満であると、第1粒子によって形成される間隙
が扁平な形状となり、第2粒子がその間隙に充填され難
くなるためと考えられる。勿論、第2粒子のアスペクト
比も0.3以上1.0以下であることが好ましい。な
お、第2粒子は第1粒子よりも粒径が小さいので、第2
粒子のアスペクト比を第1粒子のアスペクト比以上とす
ることは容易である。
The effect of improving the formability by this particle size distribution is that the aspect ratio (minor axis / major axis) of the first particles is 0.3.
It is remarkably obtained when it is 1.0 or more. That is, even if the sizes of the first particles and the second particles are controlled, if the aspect ratio of the first particles (particles having a particle size of more than 106 μm) is less than 0.3, the gap formed by the first particles Is considered to be a flat shape and it becomes difficult for the second particles to be filled in the gaps. Of course, the aspect ratio of the second particles is also preferably 0.3 or more and 1.0 or less. Since the second particles have a smaller particle size than the first particles,
It is easy to make the aspect ratio of the particles equal to or higher than the aspect ratio of the first particles.

【0041】本発明のTi含有ナノコンポジット磁粉
は、以下に説明するように、ストリップキャスト法を用
いて、アスペクト比が0.3以上、あるいは、0.4以
上の粒子を高い生産性で製造することができる。ストリ
ップキャスト法を用いたTi含有ナノコンポジット磁粉
の製造方法の詳細は、例えば、本願出願人による特願2
001−342692号に記載されている。
As will be described below, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder of the present invention uses the strip casting method to produce particles having an aspect ratio of 0.3 or more, or 0.4 or more with high productivity. be able to. For details of the method for producing the Ti-containing nanocomposite magnetic powder using the strip casting method, see, for example, Japanese Patent Application No.
No. 001-342692.

【0042】本発明によるボンド磁石用磁粉に用いられ
るTi含有ナノコンポジット磁粉は、後に詳述するよう
に、Tiの働きによって、従来の急冷磁石粉末よりも遅
い冷却速度(102〜106℃/秒)で合金溶湯を冷却す
ることによっても作製され得るので、ストリップキャス
ト法を用いて従来よりも厚い板厚を有する合金を作製し
ても上記の金属組織を得ることができる。本発明に用い
られるTi含有ナノコンポジットの急冷合金は、微細結
晶粒によって構成されているため、ランダムな方位に沿
って破断しやすく、アスペクト比が0.3以上の等軸的
な(アスペクト比が1に近い)粉末粒子が生成されやす
い。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder used in the magnetic powder for a bonded magnet according to the present invention has a slower cooling rate (10 2 to 10 6 ° C / ° C) than that of the conventional quenched magnet powder due to the function of Ti, as will be described later. It can also be produced by cooling the molten alloy in seconds), so that the above metallographic structure can be obtained even if an alloy having a plate thickness thicker than the conventional one is produced using the strip casting method. The quenched alloy of the Ti-containing nanocomposite used in the present invention is composed of fine crystal grains, so that it easily breaks along a random orientation, and is equiaxial (aspect ratio of 0.3 or more). Powder particles (close to 1) are likely to be generated.

【0043】例えば、ストリップキャスト法を用いて、
50μm以上120μm以下の厚さの合金(合金薄帯)
を形成し、磁粉の平均粒径が53μm超125μm以下
となるように、例えばピンディスクミルを用いて粉砕す
ることによって、アスペクト比が0.4以上1.0以下
の粒子からなる粉末を容易に得ることができる。当然の
ことながら、合金薄帯を粉砕して得られる合金薄帯の厚
さよりも粒径の大きな粒子の短軸の長さは、合金薄帯の
厚さによって決定されるので、厚い合金薄帯を粉砕する
方がアスペクト比の大きな粒子が得られる。従って、粒
径が106μmを超える粒子の平均厚さは短軸の長さに
相当し、50μm以上120μm以下の範囲内におさま
り、アスペクト比が0.4以上1.0以下の粒子が得ら
れる。
For example, using the strip casting method,
Alloy with a thickness of 50 μm or more and 120 μm or less (alloy ribbon)
And a magnetic powder having an aspect ratio of 0.4 or more and 1.0 or less is easily pulverized by crushing using a pin disk mill so that the average particle diameter of the magnetic powder is more than 53 μm and 125 μm or less. Obtainable. As a matter of course, since the length of the minor axis of particles having a particle size larger than the thickness of the alloy ribbon obtained by crushing the alloy ribbon is determined by the thickness of the alloy ribbon, Particles with a larger aspect ratio can be obtained by crushing. Therefore, the average thickness of particles having a particle size of more than 106 μm corresponds to the length of the minor axis, falls within the range of 50 μm or more and 120 μm or less, and particles having an aspect ratio of 0.4 or more and 1.0 or less can be obtained.

【0044】さらに、Ti含有ナノコンポジットの急冷
合金は上述したようにランダムに破壊されやすいので、
粒径の小さいものほどアスペクト比はさらに大きくなる
傾向にあり、粒径が合金薄帯の厚さ以下である粒子は、
より大きなアスペクト比を有する。上述のような方法で
作製されたTi含有ナノコンポジット磁粉は、分級する
ことによって上述の粒度分布に調整される。
Furthermore, since the quenched alloy of Ti-containing nanocomposite is easily broken at random as described above,
The smaller the particle size, the larger the aspect ratio tends to be, and the particles whose particle size is equal to or less than the thickness of the alloy ribbon,
It has a larger aspect ratio. The Ti-containing nanocomposite magnetic powder produced by the above method is adjusted to have the above particle size distribution by classification.

【0045】上述のような方法で作製されたTi含有ナ
ノコンポジット磁粉は、アスペクト比が0.4以上1.
0以下であるので、アスペクト比が0.3未満の従来の
急冷磁石粉末に比べて充填性に優れている。従って、ア
スペクト比が0.4以上1.0以下のTi含有ナノコン
ポジット磁粉を用いてコンパウンドを調製することによ
って、従来の急冷磁石粉末を用いた場合に比較して、磁
気特性を低下させることなく、充填性および成形性に優
れたコンパウンドを得ることができる。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder produced by the above method has an aspect ratio of 0.4 or more and 1.
Since it is 0 or less, the filling property is excellent as compared with the conventional quenched magnet powder having an aspect ratio of less than 0.3. Therefore, by preparing a compound using a Ti-containing nanocomposite magnetic powder having an aspect ratio of 0.4 or more and 1.0 or less, magnetic properties are not deteriorated as compared with the case of using a conventional quenched magnet powder. It is possible to obtain a compound having excellent filling properties and moldability.

【0046】アスペクト比が0.3以上の粒子、特に、
アスペクト比が0.4以上の粒子は、上述したように粒
度分布を調整することによる成形性の改善効果が顕著に
得られるとともに、成形時におけるスプリングバックを
抑制する効果も得られる。その結果、充填率の高い(空
隙率の低い)ボンド磁石を得ることができる。樹脂とし
て熱硬化性樹脂を用い、例えば圧縮成形法で成形する
と、磁粉の充填率が80%以上のボンド磁石を得ること
ができる。
Particles having an aspect ratio of 0.3 or more, especially,
Particles having an aspect ratio of 0.4 or more can remarkably obtain the effect of improving the formability by adjusting the particle size distribution as described above, and also have the effect of suppressing springback during forming. As a result, a bonded magnet having a high filling rate (low porosity) can be obtained. When a thermosetting resin is used as the resin and is molded by, for example, a compression molding method, a bonded magnet having a magnetic powder filling rate of 80% or more can be obtained.

【0047】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を含む磁粉と種々の樹脂とを公知の方法で混合(およ
び/または混練)することによって、ボンド磁石用コン
パウンドを得ることができる。樹脂としては、公知の熱
硬化性樹脂や熱可塑性樹脂を用いることができる。さら
に、本発明によるTi含有ナノコンポジット磁粉によっ
てコンパウンドの成形性が改善されるので、従来は用い
ることが難しかった高粘度の樹脂を用いることもでき
る。さらに、本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を用いると、酸化による磁気特性の低下が少ないの
で、融点または軟化点あるいは硬化温度が高く従来は使
用が困難であった樹脂(例えばポリイミドや耐熱グレー
ド品)を用いることができるので、ボンド磁石の特性
(耐熱性など)を改善することが出来る。
A compound for a bonded magnet can be obtained by mixing (and / or kneading) the magnetic powder containing the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention with various resins by a known method. As the resin, a known thermosetting resin or thermoplastic resin can be used. Furthermore, since the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention improves the moldability of the compound, it is possible to use a high-viscosity resin that has been difficult to use in the past. Furthermore, when the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention is used, the deterioration of the magnetic properties due to oxidation is small, so that the resin having a high melting point or softening point or curing temperature, which is conventionally difficult to use (for example, polyimide or heat-resistant grade product). Can be used, the characteristics (heat resistance, etc.) of the bonded magnet can be improved.

【0048】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を用いると、上述したように、従来と同等もしくはそ
れ以上の充填率を確保しつつ、空隙率(ボイド率)の低
いボンド磁石を提供することができる。従って、多くの
空隙が存在する成形上がりのボンド磁石に表面処理を施
すことによって付随して起こる信頼性の低下などの種々
の不具合の発生を抑制・防止することが出来る。なお、
本明細書における表面処理は、空隙を埋める封孔処理、
表面への保護膜の形成あるいは表面の改質を含むものと
し、公知の表面処理方法を広く用いることができる。
By using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention, as described above, it is possible to provide a bonded magnet having a low porosity (void ratio) while ensuring a filling rate equal to or higher than the conventional one. . Therefore, it is possible to suppress / prevent various problems such as a decrease in reliability that accompanies the surface treatment of the as-molded bonded magnet having many voids. In addition,
The surface treatment in the present specification is a sealing treatment for filling voids,
Known surface treatment methods can be widely used, including formation of a protective film on the surface or modification of the surface.

【0049】上述したように、本発明によると、空隙率
が低いボンド磁石が得られるのに加え、磁粉自身の耐食
性が従来の急冷磁石粉末(例えばMQ粉)に比べて高
い。これは、磁粉中の希土類元素含有率が従来の急冷磁
石粉末よりも低く、且つ、上述のような組織を有してい
るためである。従って、従来の急冷磁石粉末を用いたボ
ンド磁石に比べ耐食性において非常に信頼性の高いボン
ド磁石が得られる。
As described above, according to the present invention, in addition to the bonded magnet having a low porosity being obtained, the corrosion resistance of the magnetic powder itself is higher than that of the conventional quenched magnet powder (for example, MQ powder). This is because the rare earth element content in the magnetic powder is lower than that of the conventional quenched magnet powder, and it has the above-mentioned structure. Therefore, as compared with the conventional bonded magnet using the rapidly cooled magnet powder, a bonded magnet having extremely high corrosion resistance can be obtained.

【0050】また、本発明によると磁粉自体の耐食性が
高く、且つ、空隙率の低いボンド磁石が得られるので、
従来よりも簡易な表面処理によって、十分な耐食信頼性
を得ることも出来る。すなわち、耐食信頼性を犠牲にす
ることなく、表面処理工程を簡略化することによって、
生産効率の向上や、コストの低減を実現することが出来
る。勿論、空隙率の低いボンド磁石は、従来の空隙率が
比較的高いボンド磁石に比べ、機械的強度に優れるとい
う利点も得られる。
Further, according to the present invention, a bonded magnet having a high corrosion resistance of the magnetic powder itself and a low porosity can be obtained.
Sufficient corrosion resistance can be obtained by simpler surface treatment than before. That is, by simplifying the surface treatment process without sacrificing the corrosion resistance,
It is possible to improve production efficiency and reduce costs. Of course, the bonded magnet having a low porosity also has an advantage that it has excellent mechanical strength as compared with the conventional bonded magnet having a relatively high porosity.

【0051】さらに、ボンド磁石の表面に形成する保護
膜の厚さを従来よりも薄くしても従来と同等以上の機械
的強度および/または耐食信頼性を得ることができる。
従って、磁石の表面に形成される樹脂被膜等の非磁性層
の厚さを従来よりも薄くし、磁気回路に形成される磁気
的なギャップによる磁気エネルギーの利用効率の低下を
抑制することができる。
Further, even if the thickness of the protective film formed on the surface of the bonded magnet is thinner than the conventional one, mechanical strength and / or corrosion resistance equal to or higher than the conventional one can be obtained.
Therefore, it is possible to reduce the thickness of the non-magnetic layer such as the resin coating formed on the surface of the magnet as compared with the conventional one, and to suppress the decrease in the utilization efficiency of the magnetic energy due to the magnetic gap formed in the magnetic circuit. .

【0052】以下に、本発明によるボンド磁石用磁粉お
よびそれを用いたコンパウンドならびにボンド磁石をさ
らに詳細に説明する。
The magnetic powder for a bonded magnet according to the present invention, the compound using the same and the bonded magnet will be described in more detail below.

【0053】〔Ti含有ナノコンポジット磁粉〕本発明
のTi含有ナノコンポジット磁粉は、Tiを含有するF
e−R−B系合金の溶湯を冷却し、それによって凝固し
た急冷合金から形成されている。この急冷凝固合金は、
結晶相を含むものであるが、必要に応じて加熱され、更
に結晶化が進められる。
[Ti-Containing Nanocomposite Magnetic Powder] The Ti-containing nanocomposite magnetic powder of the present invention is F containing Ti.
The molten alloy of the e-R-B type alloy is cooled to form a rapidly solidified alloy. This rapidly solidified alloy is
Although it contains a crystalline phase, it is heated if necessary to further promote crystallization.

【0054】本発明者は、特定範囲の組成を有する鉄基
希土類合金へTiを添加することにより、合金溶湯の冷
却過程で生じやすく優れた磁気特性(特に高い保磁力や
減磁曲線の優れた角形性)の発現を阻害する原因となる
α−Fe相の析出・成長を抑制し、硬磁気特性を担うR
2Fe14B型化合物相の結晶成長を優先的かつ均一に進
行させることができることを見出した。
By adding Ti to an iron-based rare earth alloy having a composition in a specific range, the present inventor is likely to generate during the cooling process of the molten alloy and has excellent magnetic properties (especially excellent coercive force and demagnetization curve). R, which suppresses the precipitation and growth of the α-Fe phase that causes the obstruction of the expression of (squareness) and bears the hard magnetic property.
It was found that the crystal growth of the 2 Fe 14 B type compound phase can be preferentially and uniformly advanced.

【0055】Tiを添加しなかった場合、Nd2Fe14
B相の析出・成長に先だってα−Fe相が析出し、成長
しやすい。そのため、急冷合金に対する結晶熱処理が完
了した段階では、軟磁性のα−Fe相が粗大化してしま
い、減磁曲線の角形性が劣化するため、特に(BH)m
axが大きく低下する。
When Ti was not added, Nd 2 Fe 14
The α-Fe phase precipitates prior to the precipitation / growth of the B phase, which facilitates the growth. Therefore, at the stage where the crystal heat treatment of the quenched alloy is completed, the soft magnetic α-Fe phase is coarsened and the squareness of the demagnetization curve is deteriorated.
ax is greatly reduced.

【0056】これに対し、Tiを添加した場合は、α−
Fe相の析出・成長のキネティクス(kinetics)が遅く
なり、析出・成長に時間を要するため、α−Fe相の析
出・成長が完了する前にNd2Fe14B相の析出・成長
が開始すると考えられる。このため、α−Fe相が粗大
化する前にNd2Fe14B相が均一に分散した状態に大
きく成長する。また、TiはBに対する親和性が強く、
鉄基硼化物の中に濃縮されやすいようである。鉄基硼化
物内でTiとBが強く結合することにより、Ti添加は
鉄基硼化物を安定化すると考えられる。
On the other hand, when Ti is added, α-
Since the kinetics of precipitation / growth of the Fe phase becomes slow and the precipitation / growth requires time, if the precipitation / growth of the Nd 2 Fe 14 B phase starts before the precipitation / growth of the α-Fe phase is completed. Conceivable. Therefore, the Nd 2 Fe 14 B phase grows large in a state in which it is uniformly dispersed before the α-Fe phase becomes coarse. Also, Ti has a strong affinity for B,
It seems to be easily concentrated in iron-based borides. It is believed that the addition of Ti stabilizes the iron-based boride due to the strong bonding of Ti and B within the iron-based boride.

【0057】本発明によれば、Tiの働きによって鉄基
硼化物やα−Fe相などの軟磁性相が微細化されるとも
に、Nd2Fe14B相が均一に分散し、しかもNd2Fe
14B相の体積比率の高いナノコンポジット組織を得るこ
とができる。その結果、Tiを添加しない場合に比べて
保磁力および磁化(残留磁束密度)が増加し、減磁曲線
の角形性が向上する。
According to the present invention, the soft magnetic phases such as the iron-based boride and the α-Fe phase are made fine by the action of Ti, the Nd 2 Fe 14 B phase is uniformly dispersed, and the Nd 2 Fe phase is further dispersed.
It is possible to obtain a nanocomposite structure having a high volume ratio of 14 B phase. As a result, the coercive force and the magnetization (residual magnetic flux density) are increased and the squareness of the demagnetization curve is improved as compared with the case where Ti is not added.

【0058】以下、本発明によるTi含有ナノコンポジ
ット磁粉をより詳細に説明する。
Hereinafter, the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention will be described in more detail.

【0059】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉は、好適には、その組成式が(Fe1-mm
100-x-y-zxyzで表現される。ここで、TはCoお
よびNiからなる群から選択された1種以上の元素、Q
はB(硼素)またはBおよびC(炭素)からなる群から
選択された1種以上の元素、RはLaおよびCeを実質
的に含まない1種以上の希土類元素、MはTi、Zr、
およびHfからなる群から選択された少なくとも1種の
金属元素であり、Tiを必ず含んでいる。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention preferably has a composition formula of (Fe 1 -m T m ).
It is expressed by 100-xyz Q x R y M z . Here, T is one or more elements selected from the group consisting of Co and Ni, and Q
Is one or more elements selected from the group consisting of B (boron) or B and C (carbon), R is one or more rare earth elements substantially free of La and Ce, M is Ti, Zr,
And Hf, which is at least one metal element selected from the group consisting of Hf and Hf, and always contains Ti.

【0060】組成比率を規定するx、y、z、およびm
は、それぞれ、10<x≦20原子%、6<y<10原
子%、0.1≦z≦12原子%、および0≦m≦0.5
の関係を満足することが好ましい。
X, y, z, and m that define the composition ratio
Are 10 <x ≦ 20 atomic%, 6 <y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%, and 0 ≦ m ≦ 0.5, respectively.
It is preferable to satisfy the relationship.

【0061】Ti含有ナノコンポジット磁粉は、希土類
元素の組成比率が全体の10原子%未満であるにもかか
わらず、Tiの添加によって磁化(残留磁束密度)がT
iを添加しない場合と同等のレベルを維持するか、また
は増加し、減磁曲線の角形性が向上するという予想外の
効果が発揮される。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder has a magnetization (residual magnetic flux density) of T due to the addition of Ti even though the composition ratio of rare earth elements is less than 10 atomic% of the whole.
An unexpected effect of maintaining or increasing the level equivalent to the case where i is not added and improving the squareness of the demagnetization curve is exhibited.

【0062】Ti含有ナノコンポジット磁粉では、軟磁
性相のサイズが微細であるため、各構成相が交換相互作
用によって結合し、硬磁性のR2Fe14B型化合物相以
外に鉄基硼化物やα−Feのような軟磁性相が存在して
いても、合金全体としては優れた減磁曲線の角形性を示
すことが可能になる。
In the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, since the size of the soft magnetic phase is fine, the constituent phases are combined by exchange interaction, and in addition to the hard magnetic R 2 Fe 14 B type compound phase, iron-based borides and Even if a soft magnetic phase such as α-Fe is present, the alloy as a whole can exhibit excellent squareness of the demagnetization curve.

【0063】Ti含有ナノコンポジット磁粉は、好適に
は、R2Fe14B型化合物相の飽和磁化と同等、また
は、それよりも高い飽和磁化を有する鉄基硼化物やα−
Feを含有している。この鉄基硼化物は、例えば、Fe
3B(飽和磁化1.5T)やFe236(飽和磁化1.6
T)である。ここで、R2Fe14Bの飽和磁化はRがN
dのとき約1.6Tであり、α−Feの飽和磁化は2.
1Tである。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder is preferably an iron-based boride or α-having a saturation magnetization equal to or higher than the saturation magnetization of the R 2 Fe 14 B type compound phase.
It contains Fe. This iron-based boride is, for example, Fe
3 B (saturation magnetization 1.5T) and Fe 23 B 6 (saturation magnetization 1.6
T). Here, the saturation magnetization of R 2 Fe 14 B is R is N
It is about 1.6 T when d, and the saturation magnetization of α-Fe is 2.
It is 1T.

【0064】通常、Bの組成比率xが10原子%を超
え、しかも希土類元素Rの組成比率yが5原子%以上8
原子%以下の範囲にある場合、R2Fe233が生成され
るが、このような組成範囲にある原料合金を用いる場合
であっても、本発明のようにTiを添加することによ
り、R2Fe233相の代わりに、R2Fe14B相、およ
び、Fe236相やFe3B相などの鉄基硼化物相を生成
することができる。すなわち、Tiを添加することによ
ってR2Fe14B相の比率を増加できるとともに、生成
された鉄基硼化物相が磁化向上に寄与する。
Usually, the composition ratio x of B exceeds 10 atomic%, and the composition ratio y of the rare earth element R is 5 atomic% or more 8
When it is in the range of atomic% or less, R 2 Fe 23 B 3 is produced, but even when a raw material alloy having such a composition range is used, by adding Ti as in the present invention, Instead of the R 2 Fe 23 B 3 phase, an R 2 Fe 14 B phase and an iron-based boride phase such as the Fe 23 B 6 phase or the Fe 3 B phase can be generated. That is, by adding Ti, the ratio of the R 2 Fe 14 B phase can be increased, and the generated iron-based boride phase contributes to the improvement of the magnetization.

【0065】本発明者の実験によると、Tiを添加した
場合だけ、V、Cr、Mn、Nb、Moなどの他の種類
の金属を添加した場合と異なり、磁化の低下が生じず、
むしろ磁化が向上することが初めてわかった。また、T
iを添加した場合には、前述の他の添加元素と比べ、減
磁曲線の角形性が特に良好なものとなった。
According to the experiments by the present inventor, only when Ti is added, unlike the case where other kinds of metals such as V, Cr, Mn, Nb, and Mo are added, the magnetization does not decrease,
Rather, it was discovered for the first time that the magnetization improved. Also, T
When i was added, the squareness of the demagnetization curve was particularly good as compared with the other additive elements described above.

【0066】また、このようなTi添加効果は、Bが1
0原子%を超える場合に顕著に発揮される。以下、図1
を参照しながら、この点を説明する。
The effect of adding Ti is that B is 1
It is remarkably exhibited when it exceeds 0 atom%. Below, Figure 1
This point will be explained with reference to.

【0067】図1は、Tiが添加されていないNd−F
e−B磁石合金の最大磁気エネルギー積(BH)max
B量との関係を示すグラフである。グラフ中、白いバー
は10原子%以上14原子%以下のNdを含有する試料
のデータを示し、黒いバーは8原子%以上10原子%未
満のNdを含有する試料のデータを示している。これに
対し、図2は、Tiが添加されたNd−Fe−B磁石合
金の最大磁気エネルギー積(BH)maxとBとの関係を
示すグラフである。グラフ中、白いバーは10原子%以
上14原子%以下のNdを含有する試料のデータを示
し、黒いバーは8原子%以上10原子%未満のNdを含
有する試料のデータを示している。
FIG. 1 shows Nd-F to which Ti is not added.
It is a graph which shows the maximum magnetic energy product (BH) max of an e-B magnet alloy, and the relationship of B amount. In the graph, a white bar shows data of a sample containing 10 atomic% or more and 14 atomic% or less Nd, and a black bar shows data of a sample containing 8 atomic% or more and less than 10 atomic% Nd. On the other hand, FIG. 2 is a graph showing the relationship between the maximum magnetic energy product (BH) max and B of the Nd-Fe-B magnet alloy containing Ti. In the graph, a white bar shows data of a sample containing 10 atomic% or more and 14 atomic% or less Nd, and a black bar shows data of a sample containing 8 atomic% or more and less than 10 atomic% Nd.

【0068】図1からわかるように、Tiが添加されて
いない試料では、Ndの含有量にかかわらず、Bが10
原子%を超えて多くなるにつれ、最大磁気エネルギー積
(BH)maxが低下している。さらに、この低下の程度
は、Ndの含有量が8〜10原子%の場合により大きく
なる。このような傾向は従来から知られており、Nd 2
Fe14B相を主相とする磁石合金においては、Bの量を
10原子%以下に設定することが好ましいと考えられて
きた。例えば、米国特許4,836,868号は、Bは
5〜9.5原子%の実施例を開示し、更に、Bの好まし
い範囲として4原子%以上12原子%未満、より好まし
い範囲として4原子%以上10原子%以下の範囲を教示
している。
As can be seen from FIG. 1, when Ti is added,
In the sample without B, B was 10 regardless of the Nd content.
Maximum magnetic energy product as the number exceeds atomic%
(BH)maxIs falling. Furthermore, the extent of this decline
Is larger when the Nd content is 8 to 10 atomic%.
Become. This tendency has been known from the past, and Nd 2
Fe14In a magnet alloy whose main phase is B phase, the amount of B is
It is thought that it is preferable to set it to 10 atomic% or less
Came. For example, in US Pat. No. 4,836,868, B is
Disclosed is an example of 5 to 9.5 atomic%, and further, B is preferred.
4 atom% or more and less than 12 atom% as a preferable range, more preferable
The range of 4 atom% or more and 10 atom% or less
is doing.

【0069】これに対して、Tiが添加された試料で
は、図2からわかるように、Bが10原子%を超える或
る範囲で最大磁気エネルギー積(BH)maxが向上して
いる。この向上はNdの含有量が8〜10原子%の場合
に特に顕著である。
On the other hand, in the sample to which Ti is added, as can be seen from FIG. 2, the maximum magnetic energy product (BH) max is improved in a certain range where B exceeds 10 atomic%. This improvement is particularly remarkable when the Nd content is 8 to 10 atomic%.

【0070】このように本発明によれば、Bが10原子
%を超えると磁気特性が劣化するという従来の技術常識
からは予期できない効果をTi添加によって得ることが
可能になる。
As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an effect, which cannot be predicted from the conventional common general knowledge that the magnetic properties deteriorate when B exceeds 10 atomic%, by adding Ti.

【0071】次に、本発明のボンド磁石用磁粉が少なく
とも含むTi含有ナノコンポジット磁粉の製造方法を説
明する。
Next, a method for producing a Ti-containing nanocomposite magnetic powder contained in at least the magnetic powder for a bonded magnet of the present invention will be described.

【0072】上記の組成式(Fe1-mm100-x-y-zx
yz(x、y、z、およびmは、それぞれ、10<x
≦20原子%、6<y<10原子%、0.1≦z≦12
原子%、および0≦m≦0.5)で表される鉄基合金の
溶湯を不活性雰囲気中で冷却し、それによってR2Fe
14B型化合物相を例えば全体の60体積%以上含む急冷
合金を作製する。急冷合金中のR2Fe14B型化合物相
の平均結晶粒径は例えば80nm以下にすることができ
る。この急冷合金に対して、必要に応じて熱処理を行な
えば、急冷合金中に残存していた非晶質を結晶化させる
ことができる。
The above composition formula (Fe 1-m T m ) 100-xyz Q x
R y M z (x, y, z, and m are each 10 <x
≦ 20 atomic%, 6 <y <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12
%, And the iron-based alloy melt represented by 0 ≦ m ≦ 0.5) is cooled in an inert atmosphere, whereby R 2 Fe
14 A quenched alloy containing, for example, 60% by volume or more of the B-type compound phase is prepared. The average crystal grain size of the R 2 Fe 14 B type compound phase in the quenched alloy can be, for example, 80 nm or less. If necessary, the quenched alloy is heat-treated to crystallize the amorphous material remaining in the quenched alloy.

【0073】メルトスピニング法やストリップキャスト
法などの冷却ロールを用いる実施形態では、上記合金溶
湯を圧力1.3kPa以上の雰囲気中で冷却する。それ
により、合金溶湯は、冷却ロールとの接触によって急冷
されるだけでなく、冷却ロールから離れた後も、雰囲気
ガスによる二次冷却効果を受けて適切に冷却される。
In an embodiment using a cooling roll such as a melt spinning method or a strip casting method, the alloy melt is cooled in an atmosphere having a pressure of 1.3 kPa or more. As a result, not only is the molten alloy melt rapidly cooled by contact with the cooling roll, but also after being separated from the cooling roll, the molten alloy is appropriately cooled by the secondary cooling effect of the atmospheric gas.

【0074】本発明者の実験によれば、急冷時に雰囲気
ガスの圧力は、1.3kPa以上でしかも常圧(10
1.3kPa)以下に制御することが好ましく、10k
Pa以上90kPa以下の範囲にすることが更に好まし
い。より好ましい範囲は20kPa以上60kPa以下
である。
According to the experiments conducted by the present inventor, the pressure of the atmospheric gas at the time of quenching is 1.3 kPa or more and the atmospheric pressure (10
1.3 kPa) or less, preferably 10 k
It is more preferable to set it in the range of Pa to 90 kPa. A more preferable range is 20 kPa or more and 60 kPa or less.

【0075】上記雰囲気ガス圧力のもとで、ロール表面
周速度の好ましい範囲は4m/秒以上50m/秒以下で
ある。ロール表面周速度が4m/秒より遅くなると、急
冷合金中に含まれるR2Fe14B型化合物相の結晶粒が
粗大化してしまうことになる。その結果、熱処理によっ
てR2Fe14B型化合物相は更に大きくなり、磁気特性
が劣化する可能性がある。
Under the above atmospheric gas pressure, the roll surface peripheral velocity is preferably in the range of 4 m / sec to 50 m / sec. If the roll surface peripheral velocity is slower than 4 m / sec, the crystal grains of the R 2 Fe 14 B type compound phase contained in the quenched alloy will become coarse. As a result, the heat treatment further increases the size of the R 2 Fe 14 B type compound phase, which may deteriorate the magnetic properties.

【0076】実験によると、ロール表面周速度の更に好
ましい範囲は5m/秒以上30m/秒以下であり、更に
好ましい範囲は5m/秒以上20m/秒以下である。特
に、ロール表面周速度は13m/秒以上17m/秒以下
の範囲内にあることが最も好ましい。
According to experiments, the more preferable range of the roll surface peripheral velocity is 5 m / sec or more and 30 m / sec or less, and the more preferable range is 5 m / sec or more and 20 m / sec or less. In particular, it is most preferable that the roll surface peripheral velocity is in the range of 13 m / sec or more and 17 m / sec or less.

【0077】なお、本発明では、急冷合金中に粗大なα
−Feをほとんど析出させず、微細なR2Fe14B型化
合物相を有する組織、あるいは、微細なR2Fe14B型
化合物相を有する組織とアモルファス相が混在した組織
が作製される。これにより、熱処理後に鉄基硼化物相な
どの軟磁性相が硬磁性相の間(粒界)に微細に分散した
状態または薄く広がった状態で存在する高性能のナノコ
ンポジット永久磁石を得ることができる。なお、本明細
書における「アモルファス相」とは、原子配列が完全に
無秩序化した部分によってのみ構成される相だけではな
く、結晶化の前駆体や微結晶(サイズ:数nm以下)、
または原子クラスタを部分的に含んでいる相をも含むも
のとする。具体的には、X線回折や透過電子顕微鏡観察
によって結晶構造を明確に同定できない相を広く「アモ
ルファス相」と称することにする。
In the present invention, coarse α is contained in the quenched alloy.
Hardly precipitating -fe, tissue having fine R 2 Fe 14 B compound phase, or tissue and an amorphous phase having fine R 2 Fe 14 B type compound phase are mixed tissue is produced. As a result, it is possible to obtain a high-performance nanocomposite permanent magnet in which a soft magnetic phase such as an iron-based boride phase is present in a finely dispersed state or a thinly spread state between the hard magnetic phases (grain boundaries) after heat treatment. it can. Note that the "amorphous phase" in the present specification is not limited to a phase constituted only by a portion in which the atomic arrangement is completely disordered, but also a crystallization precursor or microcrystal (size: several nm or less),
Alternatively, it also includes a phase partially containing an atomic cluster. Specifically, a phase whose crystal structure cannot be clearly identified by X-ray diffraction or transmission electron microscope observation is broadly referred to as an "amorphous phase".

【0078】従来、本発明が対象とするような組成に類
似する組成(但しTiを含まない)を有する合金溶湯を
冷却してR2Fe14B型化合物相を60体積%以上含む
ような急冷合金を作製しようとすると、α−Feが多く
析出した合金組織が得られるため、その後の結晶化熱処
理でα−Feが粗大化してしまうという問題があった。
α−Feなどの軟磁性相が粗大化すると、磁気特性が大
きく劣化し、到底実用に耐えるボンド磁石は得られな
い。
Conventionally, a molten alloy having a composition similar to that targeted by the present invention (but not containing Ti) is cooled and rapidly cooled to contain R 2 Fe 14 B type compound phase in an amount of 60% by volume or more. When an alloy is produced, an alloy structure in which a large amount of α-Fe is precipitated is obtained, so that there is a problem that α-Fe becomes coarse in the subsequent crystallization heat treatment.
When the soft magnetic phase such as α-Fe is coarsened, the magnetic properties are significantly deteriorated, and a bonded magnet that can withstand practical use cannot be obtained at all.

【0079】特に本発明で用いる原料合金組成のように
Bの含有量が比較的多い場合、Bが持つ高いアモルファ
ス生成能のため、合金溶湯の冷却速度を遅くしても、結
晶相は生成されにくかった。そのため、従来技術によれ
ば、合金溶湯の冷却速度を充分に低下させてR2Fe14
B型化合物相の体積比率が60%を超えるような急冷凝
固合金を作製しようとすると、従来技術ではR2Fe14
B型化合物相以外にα−Feまたはその前駆体が多く析
出してしまい、その後の結晶化熱処理により、α−Fe
相の粗大化が進行し、磁気特性が大きく劣化してしまっ
た。
In particular, when the content of B is relatively large as in the raw material alloy composition used in the present invention, a crystal phase is produced even if the cooling rate of the molten alloy is slowed due to the high amorphous forming ability of B. It was difficult. Therefore, according to the prior art, the cooling rate of the molten alloy is sufficiently reduced to obtain R 2 Fe 14
If an attempt is made to produce a rapidly solidified alloy in which the volume ratio of the B-type compound phase exceeds 60%, in the prior art, R 2 Fe 14
In addition to the B-type compound phase, a large amount of α-Fe or its precursor is deposited, and the subsequent crystallization heat treatment causes α-Fe.
The coarsening of the phase progressed, and the magnetic characteristics deteriorated significantly.

【0080】以上のことから、従来、ナノコンポジット
磁石磁粉用原料合金の保磁力を増大させるには、合金溶
湯の冷却速度を高め、急冷凝固合金の大部分がアモルフ
ァス相によって占められるような状態にした後、そのア
モルファス相から結晶化熱処理により均一に微細化され
た組織を形成することが好ましいとの常識が存在してい
た。これは、微細な結晶相が分散した合金組織を持つナ
ノコンポジットを得るには、制御しやすい熱処理工程で
アモルファス相から結晶化を行なうべきと考えられてい
たからである。
From the above, conventionally, in order to increase the coercive force of the raw material alloy for the nanocomposite magnet magnetic powder, the cooling rate of the molten alloy should be increased so that most of the rapidly solidified alloy is occupied by the amorphous phase. After that, it was common knowledge that it is preferable to form a uniformly refined structure from the amorphous phase by crystallization heat treatment. This is because in order to obtain a nanocomposite having an alloy structure in which fine crystal phases are dispersed, it was thought that crystallization should be performed from the amorphous phase in a heat treatment process that is easily controlled.

【0081】このため、アモルファス生成能に優れたL
aを原料合金に添加し、その原料合金の溶湯を急冷する
ことによってアモルファス相を主相とする急冷凝固合金
を作製した後、結晶化熱処理でNd2Fe14B相および
α−Fe相の両方を析出・成長させ、いずれの相も数十
nm程度の微細なものとする技術が報告されている(W.
C.Chan, et.al. "THE EFFECTS OF REFRACTORY METALS O
N THE MAGNETIC PROPERTIES OF α-Fe/R2Fe14B-TYPE NA
NOCOMPOSITES", IEEE, Trans. Magn. No. 5, INTERMAG.
99, Kyongiu, Korea pp.3265-3267, 1999)。なお、こ
の論文は、Tiなどの高融点金属元素の微量添加(2原
子%)が磁気特性を向上させることと、希土類元素であ
るNdの組成比率を9.5原子%よりも11.0原子%
に増加させることがNd2Fe14B相およびα−Fe相
の両方を微細化する上で好ましいことを教示している。
上記高融点金属の添加は、硼化物(R2Fe233やFe
3B)の生成を抑制し、Nd2Fe14B相およびα−Fe
相の2相のみからなる磁石粉末用原料合金を作製するた
めに行なわれている。
Therefore, L which is excellent in amorphous forming ability
After a is added to the raw material alloy and the melt of the raw material alloy is rapidly cooled to produce a rapidly solidified alloy having an amorphous phase as a main phase, both the Nd 2 Fe 14 B phase and the α-Fe phase are subjected to crystallization heat treatment. It has been reported that the technique of precipitating and growing the slag and making each phase as fine as several tens of nm (W.
C. Chan, et.al. "THE EFFECTS OF REFRACTORY METALS O
N THE MAGNETIC PROPERTIES OF α-Fe / R 2 Fe 14 B-TYPE NA
NOCOMPOSITES ", IEEE, Trans. Magn. No. 5, INTERMAG.
99, Kyongiu, Korea pp.3265-3267, 1999). In addition, this paper shows that the addition of a trace amount of refractory metal elements such as Ti (2 atomic%) improves the magnetic properties, and that the composition ratio of rare earth element Nd is 11.0 atomic% rather than 9.5 atomic%. %
It has been taught that the increase in the Nd 2 Fe 14 B phase and the α-Fe phase is preferable for increasing the grain size.
The above refractory metal is added by adding boride (R 2 Fe 23 B 3 or Fe
The production of 3 B) inhibited, Nd 2 Fe 14 B phase and alpha-Fe
It is carried out in order to produce a raw material alloy for magnet powder consisting of only two phases.

【0082】これに対し、本発明では、添加Tiの働き
により、急冷凝固工程でα−Fe相の析出を抑え、更に
は、結晶化熱処理工程において鉄基硼化物や軟磁性相を
生成させ且つその粗大化を抑制することにより、優れた
磁気特性を有する磁粉を得ることができる。
On the other hand, in the present invention, the function of the added Ti suppresses the precipitation of the α-Fe phase in the rapid solidification step, and further, the iron-based boride and the soft magnetic phase are generated in the crystallization heat treatment step. By suppressing the coarsening, magnetic powder having excellent magnetic properties can be obtained.

【0083】本発明によれば、希土類元素量が比較的少
ない(例えば9原子%以下)原料合金を用いながら、磁
化(残留磁束密度)および保磁力が高く、減磁曲線の角
形性にも優れた磁石粉末を製造することができる。
According to the present invention, the magnetization (residual magnetic flux density) and the coercive force are high, and the squareness of the demagnetization curve is excellent, while using a raw material alloy having a relatively small amount of rare earth element (for example, 9 atomic% or less). Magnet powder can be manufactured.

【0084】前述のように、本発明によるTi含有ナノ
コンポジット磁粉用原料合金の保磁力の増加は、Nd2
Fe14B相を冷却工程で優先的に析出・成長させ、それ
によってNd2Fe14B相の体積比率を増加させなが
ら、しかも軟磁性相の粗大化を抑制したことによって実
現する。また、磁化の増加は、Tiの働きにより、急冷
凝固合金中に存在するBリッチな非磁性アモルファス相
から強磁性鉄基硼化物などの硼化物相を生成すること
で、結晶化熱処理後の強磁性相の体積比率を増加させた
ために得られたものと考えられる。
[0084] As described above, an increase in the coercivity of the Ti-containing nanocomposite magnet powder for raw material alloy according to the present invention, Nd 2
This is achieved by preferentially precipitating and growing the Fe 14 B phase in the cooling process, thereby increasing the volume ratio of the Nd 2 Fe 14 B phase and suppressing the coarsening of the soft magnetic phase. In addition, the increase in magnetization is caused by the action of Ti, which produces a boride phase such as a ferromagnetic iron-based boride from the B-rich non-magnetic amorphous phase existing in the rapidly solidified alloy, resulting in a strong strength after the crystallization heat treatment. It is considered that it was obtained because the volume ratio of the magnetic phase was increased.

【0085】上述のようにして得られた原料合金に対し
ては、必要に応じて、結晶化熱処理を行ない、R2Fe
14B型化合物相、硼化物相、およびα−Fe相を含む3
種類以上の結晶相を含有する組織を形成することが好ま
しい。この組織中、R2Fe1 4B型化合物相の平均結晶
粒径は10nm以上200nm以下、硼化物相およびα
−Fe相の平均結晶粒径は1nm以上100nm以下と
なるように熱処理温度および時間を調節する。R2Fe
14B型化合物相の平均結晶粒径は通常30nm以上とな
るが、条件によっては50nm以上になる。硼化物相や
α−Fe相などの軟磁性相の平均結晶粒径は30nm以
下となることが多く、典型的には数nmの大きさにしか
ならない。
The raw material alloy obtained as described above is subjected to crystallization heat treatment, if necessary, to obtain R 2 Fe.
14 including B-type compound phase, boride phase, and α-Fe phase 3
It is preferable to form a structure containing more than one kind of crystalline phase. In this structure, the average crystal grain size of the R 2 Fe 1 4 B type compound phase is 10 nm or more and 200 nm or less, the boride phase and α
The heat treatment temperature and time are adjusted so that the average crystal grain size of the —Fe phase is 1 nm or more and 100 nm or less. R 2 Fe
The average crystal grain size of the 14 B type compound phase is usually 30 nm or more, but it is 50 nm or more depending on the conditions. The average crystal grain size of a soft magnetic phase such as a boride phase or α-Fe phase is often 30 nm or less, and typically only a few nm.

【0086】最終的な磁石粉末用原料合金におけるR2
Fe14B型化合物相の平均結晶粒径はα−Fe相の平均
結晶粒径よりも大きい。図3は、この原料合金の金属組
織を模式的に示している。図3からわかるように、相対
的に大きなR2Fe14B型化合物相の間に微細な軟磁性
相が分散して存在している。このようにR2Fe14B型
化合物相の平均結晶粒径が比較的大きくなっても、軟磁
性相の結晶成長は抑制されており平均結晶粒径が充分に
小さいため、各構成相が交換相互作用によって磁気的に
結合し、その結果、軟磁性相の磁化方向が硬磁性相によ
って拘束されるので、合金全体としては優れた減磁曲線
の角形性を示すことが可能になる。
R 2 in the final raw material alloy for magnet powder
The average crystal grain size of the Fe 14 B type compound phase is larger than the average crystal grain size of the α-Fe phase. FIG. 3 schematically shows the metal structure of this raw material alloy. As can be seen from FIG. 3, fine soft magnetic phases are dispersed and exist between the relatively large R 2 Fe 14 B type compound phases. Thus, even if the average crystal grain size of the R 2 Fe 14 B type compound phase becomes relatively large, the crystal growth of the soft magnetic phase is suppressed and the average crystal grain size is sufficiently small. Since they are magnetically coupled by the interaction, and as a result, the magnetization direction of the soft magnetic phase is constrained by the hard magnetic phase, the alloy as a whole can exhibit excellent demagnetization curve squareness.

【0087】上述の製造方法において硼化物が生成され
やすい理由は、R2Fe14B型化合物相が大半を占める
凝固合金を作製すると、急冷合金中に存在するアモルフ
ァス相がどうしてもBを過剰に含むこととなるため、こ
のBが結晶化熱処理で他の元素と結合して析出・成長し
やすくなるためであると考えられる。しかし、このBと
他の元素の結合により、磁化の低い化合物が生成される
と、合金全体として磁化が低下してしまう。
The reason why boride is likely to be produced in the above-mentioned production method is that when a solidified alloy in which the R 2 Fe 14 B type compound phase occupies the majority is produced, the amorphous phase present in the quenched alloy inevitably contains excessive B. It is considered that this is because this B is likely to combine with other elements in the crystallization heat treatment to precipitate and grow. However, if a compound with low magnetization is generated by the combination of B and other elements, the magnetization of the alloy as a whole will be reduced.

【0088】本発明者の実験によれば、Tiを添加した
場合だけ、V、Cr、Mn、Nb、Moなどの他の種類
の金属を添加した場合と異なり、磁化の低下が生じず、
むしろ磁化が向上することがわかった。また、M(特に
Ti)を添加した場合には、前述の他の添加元素と比
べ、減磁曲線の角形性が特に良好なものとなった。これ
らのことから、磁化の低い硼化物の生成を抑制する上で
Tiが特に重要な働きをしていると考えられる。特に、
本発明で用いる原料合金の組成範囲のうち、BおよびT
iが比較的に少ない場合は、熱処理によって強磁性を有
する鉄基硼化物相が析出しやすい。この場合、非磁性の
アモルファス相中に含まれるBが鉄基硼化物中に取り込
まれる結果、結晶化熱処理後に残存する非磁性アモルフ
ァス相の体積比率が減少し、強磁性の結晶相が増加する
ため、残留磁束密度Brが向上すると考えられる。
According to the experiments by the present inventors, only when Ti is added, unlike the case where other kinds of metals such as V, Cr, Mn, Nb, and Mo are added, the decrease in magnetization does not occur.
Rather, it was found that the magnetization was improved. Further, when M (particularly Ti) was added, the squareness of the demagnetization curve became particularly good as compared with the other additive elements described above. From these facts, it is considered that Ti plays a particularly important role in suppressing the formation of boride having low magnetization. In particular,
In the composition range of the raw material alloy used in the present invention, B and T
When i is relatively small, an iron-based boride phase having ferromagnetism is likely to precipitate by heat treatment. In this case, B contained in the non-magnetic amorphous phase is taken into the iron-based boride, and as a result, the volume ratio of the non-magnetic amorphous phase remaining after the crystallization heat treatment decreases and the ferromagnetic crystal phase increases. It is considered that the residual magnetic flux density B r is improved.

【0089】以下、図4を参照しながら、この点をより
詳細に説明する。
Hereinafter, this point will be described in more detail with reference to FIG.

【0090】図4は、Tiを添加した場合、および、T
iに代えてNbなどを添加した場合における急冷凝固合
金の結晶化過程における微細組織の変化を模式的に示す
図である。Tiを添加した場合は、α−Feが析出する
温度よりも高い温度領域において各構成相の粒成長が抑
制されており、優れた硬磁気特性が維持される。これに
対し、Nb、V、Crなどの金属元素を添加した場合
は、α−Feが析出するような比較的高い温度領域で各
構成相の粒成長が著しく進行し、各構成相間に働くの交
換相互作用が弱まってしまう結果、減磁曲線の角形性が
大きく低下する。
FIG. 4 shows the case of adding Ti and T
It is a figure which shows typically the change of the microstructure in the crystallization process of the rapid solidification alloy when Nb etc. are added instead of i. When Ti is added, grain growth of each constituent phase is suppressed in a temperature range higher than the temperature at which α-Fe precipitates, and excellent hard magnetic properties are maintained. On the other hand, when a metal element such as Nb, V, or Cr is added, the grain growth of each constituent phase remarkably progresses in a relatively high temperature region where α-Fe precipitates, and it acts between each constituent phase. As a result of weakening the exchange interaction, the squareness of the demagnetization curve is greatly reduced.

【0091】まず、Nb、Mo、Wを添加した場合を説
明する。この場合、α−Feが析出しない比較的低い温
度領域で熱処理を行なえば、減磁曲線の角形性に優れた
良好な硬磁気特性を得ることが可能である。しかし、こ
のような温度で熱処理を行なった合金では、R2Fe14
B型微細結晶相が非磁性のアモルファス相中に分散して
存在していると推定され、ナノコンポジットの構成は形
成されていないため、高い磁化が期待できない。また、
更に高い温度で熱処理を行なうと、アモルファス相中か
らα−Fe相が析出する。このα−Fe相は、Tiを添
加した場合と異なり、析出後、急激に成長し、粗大化す
る。このため、各構成相間の交換結合が弱くなり、減磁
曲線の角形性が大きく劣化してしまうことになる。
First, the case where Nb, Mo and W are added will be described. In this case, if the heat treatment is performed in a relatively low temperature region where α-Fe does not precipitate, it is possible to obtain good hard magnetic characteristics with excellent squareness of the demagnetization curve. However, in the alloy heat-treated at such a temperature, R 2 Fe 14
It is presumed that the B-type fine crystal phase is dispersed and present in the non-magnetic amorphous phase, and since the nanocomposite structure is not formed, high magnetization cannot be expected. Also,
When the heat treatment is performed at a higher temperature, the α-Fe phase is precipitated out of the amorphous phase. Unlike the case where Ti is added, this α-Fe phase rapidly grows and coarsens after precipitation. For this reason, the exchange coupling between the constituent phases becomes weak, and the squareness of the demagnetization curve is greatly deteriorated.

【0092】一方、Tiを添加した場合は、熱処理によ
り、R2Fe14B型結晶相、鉄基硼化物相、α−Fe
相、およびアモルファス相を含むナノコンポジット構造
が得られ、各構成相が均一に微細化する。また、Tiを
添加した場合は、α−Fe相の成長が抑制される。
On the other hand, when Ti is added, a heat treatment is performed to form an R 2 Fe 14 B type crystal phase, an iron-based boride phase, and α-Fe.
A nanocomposite structure containing a phase and an amorphous phase is obtained, and each constituent phase is uniformly miniaturized. Further, when Ti is added, the growth of the α-Fe phase is suppressed.

【0093】VやCrを添加した場合は、これらの添加
金属がFeに固溶し、Feと反強磁性的に結合するた
め、磁化が大きく低下してしまう。また、VやCrを添
加した場合、熱処理に伴う粒成長が充分に抑制されず、
減磁曲線の角形性が劣化する。
When V or Cr is added, these added metals form a solid solution with Fe and antiferromagnetically couple with Fe, so that the magnetization is greatly reduced. Further, when V or Cr is added, grain growth due to heat treatment is not sufficiently suppressed,
The squareness of the demagnetization curve deteriorates.

【0094】このようにTiを添加した場合のみ、α−
Fe相の粗大化を適切に抑制し、強磁性の鉄基硼化物を
形成することが可能になる。更に、Tiは、液体急冷時
にFe初晶(後にα−Feに変態するγ−Fe)の析出
を遅らせ、過冷却液体の生成を容易にする元素としてB
やCとともに重要な働きをするため、合金溶湯を急冷す
る際の冷却速度を102℃/秒〜105℃/秒程度の比較
的低い値にしても、α−Feを大きく析出させることな
く、R2Fe14B型結晶相とアモルファス相とが混在す
る急冷合金を作製することが可能になる。このことは、
種々の液体急冷法の中から、特に量産に適したストリッ
プキャスト法の採用を可能にするため、低コスト化にと
って極めて重要である。
Only when Ti is added as described above, α-
It is possible to appropriately suppress the coarsening of the Fe phase and form a ferromagnetic iron-based boride. Further, Ti is an element that delays the precipitation of Fe primary crystals (γ-Fe that is transformed into α-Fe later) during liquid quenching and facilitates the formation of a supercooled liquid.
Since it plays an important role together with C and C, even if the cooling rate at the time of rapidly cooling the molten alloy is set to a relatively low value of about 10 2 ° C / sec to 10 5 ° C / sec, α-Fe does not precipitate significantly. , R 2 Fe 14 B type crystal phase and an amorphous phase can be mixed to produce a quenched alloy. This is
Among various liquid quenching methods, the strip casting method, which is particularly suitable for mass production, can be adopted, which is extremely important for cost reduction.

【0095】合金溶湯を急冷して原料合金を得る方法と
して、ノズルやオリフィスによる溶湯の流量制御を行な
わずに溶湯をタンディッシュから直接に冷却ロール上に
注ぐストリップキャスト法は生産性が高く、製造コスト
の低い方法である。R−Fe−B系希土類合金の溶湯を
ストリップキャスト法によっても達成可能な冷却速度範
囲でアモルファス化するには、通常、Bを10原子%以
上添加する必要がある。従来の技術においてBを多く添
加した場合は、急冷合金に対して結晶化熱処理を行った
後、非性磁性のアモルファス相の他、粗大なα−Feや
軟磁性相であるNd2Fe233相が析出するため、均質
な微細結晶組織が得られない。その結果、強磁性相の体
積比率が低下し、磁化の低下およびNd2Fe14B相の
存在比率の低下により、保磁力の大幅な低下を招来す
る。しかしながら、本発明のようにTiを添加すると、
上述したようにα−Fe相の粗大化が抑制されるなどの
現象が起こり、予想外に磁化が向上する。
As a method for rapidly cooling the molten alloy to obtain the raw material alloy, the strip casting method in which the molten metal is poured directly from the tundish onto the cooling roll without controlling the flow rate of the molten metal by a nozzle or an orifice has high productivity, It is a low cost method. In order to make the molten metal of the R—Fe—B rare earth alloy amorphous in the cooling rate range that can be achieved by the strip casting method, it is usually necessary to add 10 atomic% or more of B. When a large amount of B is added in the conventional technique, after the crystallization heat treatment is performed on the quenched alloy, in addition to the non-magnetic amorphous phase, coarse α-Fe and soft magnetic phase Nd 2 Fe 23 B A homogeneous fine crystal structure cannot be obtained because three phases are precipitated. As a result, the volume ratio of the ferromagnetic phase is reduced, and the coercive force is significantly reduced due to the reduction of the magnetization and the abundance ratio of the Nd 2 Fe 14 B phase. However, when Ti is added as in the present invention,
As described above, phenomena such as suppression of coarsening of the α-Fe phase occur, and the magnetization unexpectedly improves.

【0096】なお、急冷合金がアモルファス相を多く含
む場合よりも、Nd2Fe14B相を多く含む状態にある
方が、最終的な磁気特性は高いものが得やすい。急冷合
金中に占めるNd2Fe14B相の体積比率は、全体の半
分以上、具体的には60体積%以上になることが好まし
い。この60体積%という値は、メスバウアースペクト
ル分光法で測定されたものである。
It should be noted that it is easier to obtain high final magnetic properties when the quenched alloy contains more Nd 2 Fe 14 B phase than when the quenched alloy contains much amorphous phase. The volume ratio of the Nd 2 Fe 14 B phase in the quenched alloy is preferably not less than half of the whole, specifically 60% by volume or more. The value of 60% by volume is measured by Moessbauer spectrum spectroscopy.

【0097】次に、ロール法の一種であるメルトスピニ
ング法を用いた実施形態をさらに具体的に説明する。
Next, an embodiment using a melt spinning method which is a kind of roll method will be described more specifically.

【0098】[液体急冷装置]本実施形態では、例え
ば、図5に示す急冷装置を用いて原料合金を製造する。
酸化しやすい希土類元素RやFeを含む原料合金の酸化
を防ぐため、不活性ガス雰囲気中で合金製造工程を実行
する。不活性ガスとしては、ヘリウムまたはアルゴン等
の希ガスや窒素を用いることができる。なお、窒素は希
土類元素Rと比較的に反応しやすいため、ヘリウムまた
はアルゴンなどの希ガスを用いることが好ましい。
[Liquid Quenching Device] In the present embodiment, for example, the raw material alloy is manufactured using the quenching device shown in FIG.
In order to prevent the oxidation of the raw material alloy containing the rare earth element R or Fe, which is easily oxidized, the alloy manufacturing process is performed in an inert gas atmosphere. A rare gas such as helium or argon or nitrogen can be used as the inert gas. Since nitrogen is relatively easy to react with the rare earth element R, it is preferable to use a rare gas such as helium or argon.

【0099】図5の装置は、真空または不活性ガス雰囲
気を保持し、その圧力を調整することが可能な原料合金
の溶解室1および急冷室2を備えている。図5(a)は
全体構成図であり、図5(b)は、一部の拡大図であ
る。
The apparatus shown in FIG. 5 is provided with a melting chamber 1 and a quenching chamber 2 for the raw material alloy, which can maintain a vacuum or an inert gas atmosphere and adjust the pressure thereof. 5A is an overall configuration diagram, and FIG. 5B is a partially enlarged view.

【0100】図5(a)に示されるように、溶解室1
は、所望の磁石合金組成になるように配合された原料2
0を高温にて溶解する溶解炉3と、底部に出湯ノズル5
を有する貯湯容器4と、大気の進入を抑制しつつ配合原
料を溶解炉3内に供給するための配合原料供給装置8と
を備えている。貯湯容器4は原料合金の溶湯21を貯
え、その出湯温度を所定のレベルに維持できる加熱装置
(不図示)を有している。
As shown in FIG. 5A, the melting chamber 1
Is a raw material 2 formulated to have a desired magnet alloy composition.
Melting furnace 3 for melting 0 at high temperature, and tapping nozzle 5 at the bottom
A hot water storage container 4 having the above and a blended raw material supply device 8 for feeding the blended raw material into the melting furnace 3 while suppressing the entry of the atmosphere. The hot water storage container 4 has a heating device (not shown) capable of storing the molten metal 21 of the raw material alloy and maintaining the temperature of the molten metal at a predetermined level.

【0101】急冷室2は、出湯ノズル5から出た溶湯2
1を急冷凝固するための回転冷却ロール7を備えてい
る。
The quenching chamber 2 has the molten metal 2 discharged from the molten metal discharge nozzle 5.
A rotary cooling roll 7 for rapidly solidifying 1 is provided.

【0102】この装置においては、溶解室1および急冷
室2内の雰囲気およびその圧力が所定の範囲に制御され
る。そのために、雰囲気ガス供給口1b、2b、および
8bとガス排気口1a、2a、および8aとが装置の適
切な箇所に設けられている。特にガス排気口2aは、急
冷室2内の絶対圧を30kPa〜常圧(大気圧)の範囲
内に制御するため、ポンプに接続されている。
In this apparatus, the atmosphere and pressure in the melting chamber 1 and the quenching chamber 2 are controlled within a predetermined range. Therefore, the atmospheric gas supply ports 1b, 2b, and 8b and the gas exhaust ports 1a, 2a, and 8a are provided at appropriate places of the apparatus. In particular, the gas exhaust port 2a is connected to a pump in order to control the absolute pressure in the quenching chamber 2 within the range of 30 kPa to normal pressure (atmospheric pressure).

【0103】溶解炉3は傾動可能であり、ロート6を介
して溶湯21を貯湯容器4内に適宜注ぎ込む。溶湯21
は貯湯容器4内において不図示の加熱装置によって加熱
される。
The melting furnace 3 is tiltable, and the molten metal 21 is appropriately poured into the hot water storage container 4 via the funnel 6. Molten metal 21
Is heated in the hot water storage container 4 by a heating device (not shown).

【0104】貯湯容器4の出湯ノズル5は、溶解室1と
急冷室2との隔壁に配置され、貯湯容器4内の溶湯21
を下方に位置する冷却ロール7の表面に流下させる。出
湯ノズル5のオリフィス径は、例えば0.5〜2.0m
mである。溶湯21の粘性が大きい場合、溶湯21は出
湯ノズル5内を流れにくくなるが、本実施形態では急冷
室2を溶解室1よりも低い圧力状態に保持するため、溶
解室1と急冷室2との間に圧力差が形成され、溶湯21
の出湯がスムーズに実行される。
The hot water discharge nozzle 5 of the hot water storage container 4 is arranged on the partition wall between the melting chamber 1 and the quenching chamber 2, and the molten metal 21 in the hot water storage container 4 is
To the surface of the cooling roll 7 located below. The orifice diameter of the tap nozzle 5 is, for example, 0.5 to 2.0 m.
m. When the melt 21 has a large viscosity, it becomes difficult for the melt 21 to flow in the hot water discharge nozzle 5. However, in the present embodiment, since the quenching chamber 2 is kept at a lower pressure state than the melting chamber 1, the melting chamber 1 and the quenching chamber 2 are separated from each other. A pressure difference is formed between the molten metal 21
The tap water is smoothly executed.

【0105】冷却ロール7は、熱伝導度の点からAl合
金、銅合金、炭素鋼、真鍮、W、Mo、青銅から形成さ
れ得る。ただし、機械的強度および経済性の観点から、
Cu、Fe、またはCuやFeを含む合金から形成する
ことが好ましい。CuやFe以外の材料で冷却ロールを
作製すると、急冷合金の冷却ロールに対する剥離性が悪
くなるため、急冷合金がロールに巻き付くおそれがあり
好ましくない。冷却ロール7の直径は例えば300〜5
00mmである。冷却ロール7内に設けた水冷装置の水
冷能力は、単位時間あたりの凝固潜熱と出湯量とに応じ
て算出し、調節される。
The cooling roll 7 can be formed of Al alloy, copper alloy, carbon steel, brass, W, Mo, bronze from the viewpoint of thermal conductivity. However, from the viewpoint of mechanical strength and economical efficiency,
It is preferably formed from Cu, Fe, or an alloy containing Cu or Fe. If the cooling roll is made of a material other than Cu or Fe, the exfoliation property of the quenched alloy from the cooling roll deteriorates, and therefore the quenched alloy may be wound around the roll, which is not preferable. The diameter of the cooling roll 7 is, for example, 300 to 5
It is 00 mm. The water cooling capacity of the water cooling device provided in the cooling roll 7 is calculated and adjusted according to the solidification latent heat and the amount of tapping water per unit time.

【0106】図5に示す装置によれば、例えば合計10
kgの原料合金を10〜20分間で急冷凝固させること
ができる。こうして形成した急冷合金は、例えば、厚
さ:10〜300μm、幅:2mm〜3mmの合金薄帯
(合金リボン)22となる。
According to the apparatus shown in FIG. 5, for example, a total of 10
It is possible to rapidly solidify kg of the raw material alloy in 10 to 20 minutes. The quenched alloy thus formed becomes, for example, an alloy ribbon (alloy ribbon) 22 having a thickness of 10 to 300 μm and a width of 2 mm to 3 mm.

【0107】このとき、合金薄帯の厚さが50μm以上
300μm以下となるように調整し、次に、必要に応じ
て、熱処理によって急冷凝固合金を結晶化させた後、こ
の合金を粉砕することによって、粉末粒子全体のアスペ
クト比(短軸方向サイズ/長軸方向サイズ)が0.4以
上1.0以下の粉末を得ることができる。このように合
金薄帯の厚さを調整し、それを粉砕することによって、
例えば、粒径が215μm以下の粒子のほとんど(磁粉
全体の90質量%以上)について、アスペクト比を0.
4以上1.0以下とすることができる。粉砕方法につい
ては後述する。
At this time, the thickness of the alloy ribbon is adjusted to be 50 μm or more and 300 μm or less, and then, if necessary, the rapidly solidified alloy is crystallized by heat treatment and then the alloy is crushed. Thus, it is possible to obtain a powder having an aspect ratio (size in the minor axis direction / size in the major axis direction) of the entire powder particles of 0.4 or more and 1.0 or less. By adjusting the thickness of the alloy ribbon in this way and crushing it,
For example, most of particles having a particle size of 215 μm or less (90% by mass or more of the whole magnetic powder) have an aspect ratio of 0.
It can be 4 or more and 1.0 or less. The crushing method will be described later.

【0108】[液体急冷法]まず、前述の組成式で表現
される原料合金の溶湯21を作製し、図5の溶解室1の
貯湯容器4に貯える。次に、この溶湯21は出湯ノズル
5から減圧Ar雰囲気中の水冷ロール7上に出湯され、
冷却ロール7との接触によって急冷され、凝固する。急
冷凝固方法としては、冷却速度を高精度に制御できる方
法を用いる必要がある。
[Liquid quenching method] First, a melt 21 of the raw material alloy represented by the above composition formula is prepared and stored in the hot water storage container 4 of the melting chamber 1 in FIG. Next, this molten metal 21 is discharged from the discharge nozzle 5 onto the water-cooled roll 7 in the reduced pressure Ar atmosphere,
Upon contact with the cooling roll 7, it is rapidly cooled and solidified. As the rapid solidification method, it is necessary to use a method capable of controlling the cooling rate with high accuracy.

【0109】本実施形態の場合、溶湯21の冷却凝固に
際して、冷却速度を1×102〜1×108℃/秒とする
ことが好ましく、1×104〜1×106℃/秒とするこ
とが更に好ましい。
In the case of the present embodiment, when cooling and solidifying the molten metal 21, it is preferable to set the cooling rate to 1 × 10 2 to 1 × 10 8 ° C./sec, and 1 × 10 4 to 1 × 10 6 ° C./sec. More preferably.

【0110】合金の溶湯21が冷却ロール7によって冷
却される時間は、回転する冷却ロール7の外周表面に合
金が接触してから離れるまでの時間に相当し、その間
に、合金の温度は低下し、過冷却液体状態になる。その
後、過冷却状態の合金は冷却ロール7から離れ、不活性
雰囲気中を飛行する。合金は薄帯状で飛行している間に
雰囲気ガスに熱を奪われる結果、その温度は更に低下す
る。本実施形態では、雰囲気ガスの圧力を30kPa〜
常圧の範囲内に設定しているため、雰囲気ガスによる抜
熱効果が強まり、合金中にNd2Fe14B型化合物を均
一微細に析出・成長させることができる。なお、適切な
量のTiなどの元素Mを原料合金中に添加していない場
合には、上述したような冷却過程を経た急冷合金中に
は、α−Feが優先的に析出・成長するため、最終的な
磁気特性が劣化してしまうことになる。
The time during which the molten metal 21 of the alloy is cooled by the cooling roll 7 corresponds to the time from when the alloy comes into contact with the outer peripheral surface of the rotating cooling roll 7 until it separates, and the temperature of the alloy decreases during that time. , Becomes a supercooled liquid state. Then, the supercooled alloy separates from the cooling roll 7 and flies in an inert atmosphere. The alloy is deprived of heat by the atmospheric gases while flying in ribbon form, resulting in a further decrease in temperature. In this embodiment, the pressure of the atmospheric gas is 30 kPa to
Since the pressure is set within the range of normal pressure, the heat removal effect by the atmospheric gas is enhanced, and the Nd 2 Fe 14 B type compound can be uniformly and finely precipitated and grown in the alloy. If an appropriate amount of element M such as Ti is not added to the raw material alloy, α-Fe preferentially precipitates and grows in the quenched alloy that has undergone the cooling process as described above. However, the final magnetic characteristics will deteriorate.

【0111】本実施形態では、ロール表面速度を10m
/秒以上30m/秒以下の範囲内に調節し、かつ、雰囲
気ガスによる二次冷却効果を高めるために雰囲気ガス圧
力を30kPa以上にすることによって、平均結晶粒径
80nm以下の微細なR2Fe14B型化合物相を60体
積%以上含む急冷合金を作製している。
In this embodiment, the roll surface speed is 10 m.
/ Sec or more and 30 m / sec or less, and by adjusting the atmospheric gas pressure to 30 kPa or more in order to enhance the secondary cooling effect by the atmospheric gas, fine R 2 Fe having an average crystal grain size of 80 nm or less is obtained. 14 A quenching alloy containing 60% by volume or more of B-type compound phase is produced.

【0112】なお、本発明によるTi含有ナノコンポジ
ット磁粉を作製するための液体急冷法としては、例示し
たノズルやオリフィスによって冷却ロールの表面に供給
する合金溶湯の流量を制御するメルトスピニング法に限
られず、ノズルやオリフィスを用いないストリップキャ
スト法を用いることが出来る。また、単ロール法以外
に、2つの冷却ロールを用いる双ロール法を用いてもよ
い。
The liquid quenching method for producing the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention is not limited to the melt spinning method in which the flow rate of the molten alloy supplied to the surface of the cooling roll is controlled by the nozzles and orifices illustrated. A strip cast method that does not use nozzles or orifices can be used. In addition to the single roll method, a twin roll method using two cooling rolls may be used.

【0113】上記急冷法の中でも、ストリップキャスト
法の冷却速度は比較的低く、102〜105℃/秒であ
る。本実施形態では、適切な量のTiを合金に添加する
ことにより、ストリップキャスト法による場合でもFe
初晶を含まない組織が大半を占める急冷合金を形成する
ことができる。ストリップキャスト法は、工程費用が他
の液体急冷法の半分程度以下であるため、メルトスピニ
ング法に比べて大量の急冷合金を作製する場合に有効で
あり、量産化に適した技術である。原料合金に対して元
素Mを添加しない場合や、元素Tiの代わりにCr、
V、Mn、Mo、Ta、および/またはWを添加した場
合には、ストリップキャスト法を用いて急冷合金を形成
しても、Fe初晶を多く含む金属組織が生成するため、
所望の金属組織を形成することができない。
Among the above quenching methods, the strip casting method has a relatively low cooling rate of 10 2 to 10 5 ° C / sec. In the present embodiment, by adding an appropriate amount of Ti to the alloy, even if the strip casting method is used, Fe is added.
It is possible to form a quenched alloy which is mostly composed of a structure not containing primary crystals. Since the strip casting method has a process cost of about half or less than that of other liquid quenching methods, it is effective in producing a large amount of quenched alloys as compared with the melt spinning method, and is a technique suitable for mass production. When the element M is not added to the raw material alloy, or instead of the element Ti, Cr,
When V, Mn, Mo, Ta, and / or W is added, even if a quenched alloy is formed by using the strip casting method, a metal structure containing a large amount of Fe primary crystals is generated,
The desired metallographic structure cannot be formed.

【0114】また、メルトスピンニング法やストリップ
キャスト法においてロール表面周速度を調整することに
よって、合金の厚さを制御することができる。ロール表
面周速度を調整することによって、厚さが50μm以上
300μm以下の合金を形成すると、この合金は、上記
の微細な組織から構成されているため、粉砕工程によっ
て種々の方位に破断しやすい。その結果、等軸的な形状
の(アスペクト比が1に近い)粉末粒子が得られやす
い。すなわち、一定の方位に沿って平たく伸びた粉末粒
子が得られるのではなく、等軸的な形状、すなわち球形
に近い形状の粉末粒子が形成される。
Further, the thickness of the alloy can be controlled by adjusting the peripheral speed of the roll surface in the melt spinning method or the strip casting method. When an alloy having a thickness of 50 μm or more and 300 μm or less is formed by adjusting the roll surface peripheral speed, the alloy is composed of the above-described fine structure and is therefore easily fractured in various directions by the crushing process. As a result, powder particles having an equiaxed shape (aspect ratio close to 1) are easily obtained. That is, the powder particles extending flatly along a certain direction are not obtained, but the powder particles having an equiaxial shape, that is, a shape close to a sphere are formed.

【0115】これに対して、ロール表面周速度を速くし
て合金の厚さを50μmより薄くすると、従来の急冷磁
石のように、合金の金属組織がロール接触面に垂直な方
位に揃う傾向がある。そのため、その方位に沿って破断
しやすくなり、粉砕によって得られた粉末粒子は、合金
の表面に平行な方向に沿って平たく伸びた形状となりや
すく、アスペクト比が0.3未満の粉末粒子が生成され
やすい。
On the other hand, when the roll surface peripheral velocity is increased to make the thickness of the alloy thinner than 50 μm, the metallographic structure of the alloy tends to be aligned in the direction perpendicular to the roll contact surface as in the case of the conventional quench magnet. is there. Therefore, it is easy to break along that direction, the powder particles obtained by pulverization are likely to have a shape that extends flat along the direction parallel to the surface of the alloy, and powder particles with an aspect ratio of less than 0.3 are generated. Easy to be affected.

【0116】図6(a)は、本実施形態による磁石粉末
の製造方法の粉砕工程前における合金10と、粉砕工程
後の粉末粒子11を模式的に示している。一方、図6
(b)は、従来の急冷磁石粉末の製造方法の粉砕工程前
における合金薄帯12と、粉砕工程後の粉末粒子13を
模式的に示している。
FIG. 6A schematically shows the alloy 10 before the pulverizing step and the powder particles 11 after the pulverizing step in the method for manufacturing magnet powder according to the present embodiment. On the other hand, FIG.
(B) schematically shows the alloy ribbon 12 before the pulverizing step and the powder particles 13 after the pulverizing step in the conventional method for producing a quenched magnet powder.

【0117】図6(a)に示されるように、本実施形態
の場合は、粉砕前の合金10が結晶粒径の小さな等軸晶
によって構成されているため、ランダムな方位に沿って
破断しやすく、等軸的な粉末粒子11が生成されやす
い。これに対し、従来の急冷合金の場合は、図6(b)
に示されるように、合金薄帯12の表面に対してほぼ垂
直な方向に破断しやすいため、粒子13の形状は扁平な
ものとなる。
As shown in FIG. 6A, in the case of this embodiment, since the alloy 10 before pulverization is composed of equiaxed crystals having a small crystal grain size, fracture occurs along random orientations. It is easy to produce equiaxed powder particles 11. On the other hand, in the case of the conventional quenched alloy, as shown in FIG.
As shown in (3), since the alloy ribbon 12 easily breaks in a direction substantially perpendicular to the surface thereof, the particle 13 has a flat shape.

【0118】このように、Ti含有ナノコンポジットの
急冷合金はランダムな方位に沿って破断しやすいので、
ロール表面周速度を制御し、合金薄帯の厚さを調整する
ことによって、アスペクト比が0.3以上、好ましくは
0.4以上1.0以下の粉末を容易に得ることができ
る。
As described above, since the quenched alloy of the Ti-containing nanocomposite easily breaks along the random orientation,
By controlling the peripheral velocity of the roll surface and adjusting the thickness of the alloy ribbon, it is possible to easily obtain a powder having an aspect ratio of 0.3 or more, preferably 0.4 or more and 1.0 or less.

【0119】[熱処理]本実施形態では、熱処理をアル
ゴン雰囲気中で実行する。好ましくは、昇温速度を0.
08℃/秒〜20℃/秒として、550℃以上850℃
以下の温度で30秒以上20分以下の時間保持した後、
室温まで冷却する。この熱処理によって、アモルファス
相中に準安定相の微細結晶が析出・成長し、ナノコンポ
ジット組織構造が形成される。本実施形態によれば、熱
処理の開始時点で既に微細なNd 2Fe14B型結晶相が
全体の60体積%以上存在しているため、α−Fe相や
他の結晶相の粗大化が抑制され、Nd2Fe14B型結晶
相以外の各構成相(軟磁性相)が均一に微細化される。
[Heat Treatment] In this embodiment, the heat treatment is performed.
Perform in a gon atmosphere. Preferably, the heating rate is set to 0.
08 ° C / sec to 20 ° C / sec, 550 ° C or more and 850 ° C
After holding at the following temperature for 30 seconds or more and 20 minutes or less,
Cool to room temperature. Amorphous by this heat treatment
Fine crystals of metastable phase precipitate and grow in the phase,
A jitt structure is formed. According to this embodiment, heat
Already fine Nd at the start of processing 2Fe14B type crystal phase
Since 60% by volume or more of the whole is present, the α-Fe phase and
Coarsening of other crystal phases is suppressed, and Nd2Fe14B-type crystal
Each constituent phase (soft magnetic phase) other than the phases is uniformly miniaturized.

【0120】なお、熱処理温度が550℃を下回ると、
熱処理後もアモルファス相が多く残存し、急冷条件によ
っては、保磁力が充分なレベルに達しない場合がある。
また、熱処理温度が850℃を超えると、各構成相の粒
成長が著しく、残留磁束密度Brが低下し、減磁曲線の
角形性が劣化する。このため、熱処理温度は550℃以
上850℃以下が好ましいが、より好ましい熱処理温度
の範囲は570℃以上820℃以下である。
When the heat treatment temperature is lower than 550 ° C.,
A large amount of amorphous phase remains after the heat treatment, and the coercive force may not reach a sufficient level depending on the rapid cooling conditions.
Further, when the heat treatment temperature exceeds 850 ° C., grain growth of each constituent phase is remarkable, the residual magnetic flux density B r is lowered, and the squareness of the demagnetization curve is deteriorated. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 550 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, but a more preferable heat treatment temperature range is 570 ° C. or higher and 820 ° C. or lower.

【0121】本実施形態では、雰囲気ガスによる二次冷
却効果のため、急冷合金中に充分な量のNd2Fe14
型化合物相が均一かつ微細に析出している。このため、
急冷合金に対して敢えて結晶化熱処理を行なわない場合
でも、急冷凝固合金自体が充分な磁気特性を発揮し得
る。そのため、結晶化熱処理は必須の工程ではないが、
これを行なうことが磁気特性向上のためには好ましい。
なお、従来に比較して低い温度の熱処理でも充分に磁気
特性を向上させることが可能である。
In the present embodiment, a sufficient amount of Nd 2 Fe 14 B is contained in the quenched alloy due to the secondary cooling effect of the atmospheric gas.
The type compound phase is uniformly and finely precipitated. For this reason,
Even if the quenched alloy is not intentionally subjected to crystallization heat treatment, the rapidly solidified alloy itself can exhibit sufficient magnetic properties. Therefore, crystallization heat treatment is not an essential step,
It is preferable to do this to improve the magnetic properties.
The magnetic properties can be sufficiently improved even by heat treatment at a lower temperature than in the conventional case.

【0122】熱処理雰囲気は、合金の酸化を防止するた
め、不活性ガス雰囲気が好ましい。0.1kPa以下の
真空中で熱処理を行っても良い。
The heat treatment atmosphere is preferably an inert gas atmosphere in order to prevent oxidation of the alloy. The heat treatment may be performed in a vacuum of 0.1 kPa or less.

【0123】熱処理前の急冷合金中には、R2Fe14
型化合物相およびアモルファス相以外に、Fe3B相、
Fe236、およびR2Fe233相等の準安定相が含ま
れていても良い。その場合、本発明におけるTi添加の
効果により、熱処理で、R2Fe233相は消失し、R2
Fe14B相の飽和磁化と同等、または、それよりも高い
飽和磁化を示す鉄基硼化物(例えばFe236)やα−
Feを結晶成長させることができる。
In the quenched alloy before heat treatment, R 2 Fe 14 B
Type compound phase and amorphous phase, Fe 3 B phase,
A metastable phase such as Fe 23 B 6 and R 2 Fe 23 B 3 phase may be contained. In that case, by the effect of Ti addition in the present invention, in the heat treatment, R 2 Fe 23 B 3 phase disappears, R 2
An iron-based boride (for example, Fe 23 B 6 ) or α-which exhibits a saturation magnetization equal to or higher than that of the Fe 14 B phase.
Fe can be crystal-grown.

【0124】本発明の場合、最終的にα−Feのような
軟磁性相が存在していても、Tiの効果によってその粒
成長が抑制されて、組織が微細化されている。その結
果、軟磁性相と硬磁性相とが交換相互作用によって磁気
的に結合するため、優れた磁気特性が発揮される。
In the case of the present invention, even if a soft magnetic phase such as α-Fe is finally present, grain growth is suppressed by the effect of Ti and the structure is made fine. As a result, the soft magnetic phase and the hard magnetic phase are magnetically coupled by the exchange interaction, so that excellent magnetic characteristics are exhibited.

【0125】熱処理後におけるR2Fe14B型化合物相
の平均結晶粒径は、単磁区結晶粒径である300nm以
下となる必要があり、10nm以上200nm以下、更
には20nm以上150nm以下であることが好まし
く、20nm以上100nm以下であることが更に好ま
しい。これに対し、硼化物相やα−Fe相の平均結晶粒
径が100nmを超えると、各構成相間に働く交換相互
作用が弱まり、減磁曲線の角形性が劣化するため、(B
H)maxが低下してしまう。これらの平均結晶粒径が1
nmを下回ると、高い保磁力が得られなくなる。以上の
ことから、硼化物相やα−Fe相などの軟磁性相の平均
結晶粒径は1nm以上100nm以下、好ましくは50
nm以下であることが好ましく、30nm以下であるこ
とが更に好ましい。
The average crystal grain size of the R 2 Fe 14 B type compound phase after the heat treatment needs to be 300 nm or less which is a single domain crystal grain size, and 10 nm or more and 200 nm or less, and further 20 nm or more and 150 nm or less. Is preferable, and more preferably 20 nm or more and 100 nm or less. On the other hand, when the average crystal grain size of the boride phase or the α-Fe phase exceeds 100 nm, the exchange interaction acting between the constituent phases is weakened and the squareness of the demagnetization curve is deteriorated.
H) max decreases. The average grain size of these is 1
If it is less than nm, a high coercive force cannot be obtained. From the above, the average crystal grain size of the soft magnetic phase such as boride phase or α-Fe phase is 1 nm or more and 100 nm or less, preferably 50 nm or less.
The thickness is preferably nm or less, and more preferably 30 nm or less.

【0126】なお、熱処理前に急冷合金の薄帯を粗く切
断または粗粉砕しておいてもよい。熱処理後、得られた
合金粗粉末(または薄帯)を粉砕し、磁粉を作製するこ
とによって、ボンド磁石用磁粉を製造することができ
る。
The thin ribbon of the quenched alloy may be roughly cut or crushed before the heat treatment. After the heat treatment, the obtained alloy coarse powder (or thin strip) is pulverized to produce magnetic powder, whereby magnetic powder for a bonded magnet can be manufactured.

【0127】[粉砕工程の説明]ボンド磁石用Ti含有
ナノコンポジット磁粉には、最大粒径が300μm以下
のものが用いられる。特に小型磁石における脱粒などを
抑制するために、Ti含有ナノコンポジット磁粉の最大
粒径は250μm以下であることが好ましく、215μ
m以下であることがさらに好ましい。圧縮成形に用いる
場合、平均粒径は50μmから200μmの範囲にある
ことが好ましく、53μm超125μm以下の範囲内に
あることがさらに好ましい。
[Description of Grinding Process] As the Ti-containing nanocomposite magnetic powder for bonded magnets, those having a maximum particle size of 300 μm or less are used. In particular, in order to suppress shedding and the like in small magnets, the maximum particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder is preferably 250 μm or less, and 215 μm
It is more preferably m or less. When used for compression molding, the average particle size is preferably in the range of 50 μm to 200 μm, more preferably in the range of more than 53 μm and 125 μm or less.

【0128】また、上述したように、本発明のTi含有
ナノコンポジット磁粉のうち少なくとも粒径が106μ
mを超える粒子のアスペクト比は、0.3以上1.0以
下であり、好ましくは0.4以上である。
Further, as described above, at least the particle size of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder of the present invention is 106 μm.
The aspect ratio of the particles exceeding m is 0.3 or more and 1.0 or less, and preferably 0.4 or more.

【0129】上述したように合金薄帯の厚さと粉砕条件
(平均粒径)とを適宜設定することによって、Ti含有
ナノコンポジット磁粉のアスペクト比および平均粒径を
上記の所望の範囲内におさめることができる。アスペク
ト比が0.3以上1.0以下で平均粒径が50μm以上
200μm以下のTi含有ナノコンポジット磁粉は、厚
さが50μm以上300μm以下の合金薄帯を粉砕する
ことによって得られる。
By appropriately setting the thickness of the alloy ribbon and the pulverization conditions (average particle diameter) as described above, the aspect ratio and average particle diameter of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder can be kept within the above desired ranges. You can The Ti-containing nanocomposite magnetic powder having an aspect ratio of 0.3 or more and 1.0 or less and an average particle size of 50 μm or more and 200 μm or less is obtained by crushing an alloy ribbon having a thickness of 50 μm or more and 300 μm or less.

【0130】特に、小型磁石の成形に好適に用いられ
る、アスペクト比が0.4以上1.0以下で平均粒径が
53μm以上125μm以下のTi含有ナノコンポジッ
ト磁粉は、例えば図7に示すようなピンディスクミル装
置などを用いて、厚さが50μm以上120μm以下の
合金薄帯を粉砕することによって作製できる。
Particularly, a Ti-containing nanocomposite magnetic powder having an aspect ratio of 0.4 or more and 1.0 or less and an average particle size of 53 μm or more and 125 μm or less, which is preferably used for molding a small magnet, is as shown in FIG. 7, for example. It can be produced by crushing an alloy ribbon having a thickness of 50 μm or more and 120 μm or less using a pin disk mill device or the like.

【0131】図7は、本実施形態に使用するピンミル装
置の一例を示す断面図である。このピンミル装置40は
ピンディスクミルであり、片面に複数のピン11が配列
されたディスク(円盤)42aおよび42bを2枚対向
させ、互いのピン41が衝突しないように配置されてい
る。少なくとも一方の円盤42aおよび/または42b
が高速で回転する。図7の例では、円盤42aが軸43
の周りを回転する。回転する側の円盤42aの正面図を
図8に示す。図8の円盤42a上では、ピン41が複数
の同心円を描くように配列されている。固定されている
円盤42bでも、ピン41は同心円を描くように配列さ
れている。
FIG. 7 is a sectional view showing an example of the pin mill device used in this embodiment. The pin mill device 40 is a pin disc mill, and two discs (disks) 42a and 42b having a plurality of pins 11 arranged on one surface are opposed to each other and arranged so that the pins 41 do not collide with each other. At least one disk 42a and / or 42b
Rotates at high speed. In the example of FIG. 7, the disk 42a is the shaft 43.
Rotate around. FIG. 8 shows a front view of the rotating disk 42a. On the disk 42a of FIG. 8, the pins 41 are arranged so as to draw a plurality of concentric circles. Even on the fixed disk 42b, the pins 41 are arranged so as to draw concentric circles.

【0132】ピンディスクミルによって粉砕されるべき
被粉砕物は、投入口44から2枚の円盤が対向している
隙間の空間内に送り込まれ、回転する円盤42a上のピ
ン41および停止している円盤42b上のピン41に衝
突し、その衝撃によって粉砕されることになる。粉砕に
よって生成された粉末は矢印Aの方向に飛ばされ、最終
的には1箇所に集められる。
The object to be crushed by the pin disk mill is fed from the charging port 44 into the space of the gap where the two disks face each other, and the pin 41 on the rotating disk 42a and the stopped state. It collides with the pin 41 on the disk 42b and is crushed by the impact. The powder generated by the pulverization is blown in the direction of arrow A and finally collected in one place.

【0133】本実施形態のピンミル装置40において、
ピン41を支持する円盤42aおよび42bはステンレ
ス鋼などから形成されているが、ピン41は炭素鋼、セ
ラミックスおよびタングステンカーバイド(WC)焼結
体等の超硬合金材料から形成されている。超硬合金材料
としては、WC焼結体以外にも、TiC、MoC、Nb
C、TaC、Cr32等を好適に用いることができる。
これらの超硬合金は、IVa、Va、およびVIa族に
属する金属の炭化物粉末をFe、Co、Ni、Mo、C
u、Pb、もしくはSnまたはこれらの合金を用いて結
合した焼結体である。
In the pin mill device 40 of this embodiment,
The disks 42a and 42b that support the pin 41 are made of stainless steel or the like, but the pin 41 is made of carbon steel, ceramics, or a cemented carbide material such as a tungsten carbide (WC) sintered body. As the cemented carbide material, besides WC sintered body, TiC, MoC, Nb
C, TaC, Cr 3 C 2 and the like can be preferably used.
These cemented carbides contain Fe, Co, Ni, Mo, C of carbide powders of metals belonging to the IVa, Va, and VIa groups.
It is a sintered body bonded using u, Pb, or Sn or an alloy thereof.

【0134】本実施形態で好適に用いられるピンミル装
置は、ディスク上にピンが配列されたピンディスクミル
に限定されず、例えば、円筒上にピンが配列された装置
であってもよい。ピンミル装置を用いると、正規分布に
近い粒度分布を有する粉末を得ることができ、平均粒径
の調整が容易で、且つ、量産性に優れるという利点があ
る。
The pin mill device preferably used in this embodiment is not limited to the pin disc mill in which the pins are arranged on the disc, and may be, for example, a device in which the pins are arranged on the cylinder. The use of the pin mill device has the advantages that a powder having a particle size distribution close to the normal distribution can be obtained, the average particle size can be easily adjusted, and the mass productivity is excellent.

【0135】このようにして作製されたTi含有ナノコ
ンポジット磁粉を必要に応じて分級・混合することによ
って、上述した粒度分布を有するTi含有ナノコンポジ
ット磁粉が得られる。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powder having the above-mentioned particle size distribution can be obtained by classifying and mixing the Ti-containing nanocomposite magnetic powder thus produced, if necessary.

【0136】[組成の限定理由]本発明によるTi含有
ナノコンポジット磁粉は、組成式(Fe1-mm100-x-
y-zxyzで表される(TはCoおよびNiからなる
群から選択された1種以上の元素、QはBまたはBおよ
びCからなる群から選択された1種以上の元素、RはL
aおよびCeを実質的に含まない1種以上の希土類元
素、MはTi、Zr、およびHfからなる群から選択さ
れた金属元素であって、Tiを必ず含む少なくとも1種
の金属元素、組成比率x、y、zおよびmが、それぞ
れ、10<x≦20原子%、6<y<10原子%、0.
1≦z≦12原子%、および0≦m≦0.5)で表され
る組成を有する。
[Reasons for Limiting Composition] The Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention has a composition formula (Fe 1-m T m ) 100-x-
yz Q x R y M z (T is at least one element selected from the group consisting of Co and Ni, Q is B or at least one element selected from the group consisting of B and C, R is L
at least one rare earth element substantially free of a and Ce, M is a metal element selected from the group consisting of Ti, Zr, and Hf, and at least one metal element that always contains Ti, composition ratio x, y, z and m are 10 <x ≦ 20 atom%, 6 <y <10 atom%, 0.
1 ≦ z ≦ 12 atomic%, and 0 ≦ m ≦ 0.5).

【0137】Qは、その全量がB(硼素)から構成され
るか、または、BおよびC(炭素)の組み合わせから構
成される。Qの総量に対するCの原子比率割合は0.2
5以下であることが好ましい。
Q is entirely composed of B (boron) or a combination of B and C (carbon). The atomic ratio of C to the total amount of Q is 0.2
It is preferably 5 or less.

【0138】Qの組成比率xが10原子%以下になる
と、急冷時の冷却速度が102℃/秒〜105℃/秒程度
と比較的低い場合、R2Fe14B型結晶相とアモルファ
ス相とが混在する急冷合金を作製することが困難にな
り、その後に熱処理を施しても600kA/m未満のH
cJしか得られない。そのため、メルトスピニング法やス
トリップキャスト法でロール周速度を比較的遅くしてア
スペクト比が0.4〜1.0でかつ優れた磁気特性を有
する磁粉を作製することが困難になる。さらに、液体急
冷法の中でも工程費用が比較的安いストリップキャスト
法やアトマイズ法を採用できなくなり、磁粉の価格が上
昇してしまうことになる。一方、Qの組成比率xが20
原子%を超えると、結晶化熱処理後も残存するアモルフ
ァス相の体積比率が増し、同時に、構成相中で最も高い
飽和磁化を有するα−Feの存在比率が減少するため、
残留磁束密度Brが低下してしまう。以上のことから、
Qの組成比率xは10原子%を超え、20原子%以下と
なるように設定することが好ましい。より好ましい組成
比率xの範囲は10原子%以上17原子%以下である。
さらに、鉄基硼化物相を効率よく析出させBrを向上さ
せることが可能なことから、xの範囲を10原子%以上
14原子%以下にすることがさらに好ましい。
When the composition ratio x of Q is 10 atomic% or less, when the cooling rate during quenching is relatively low at about 10 2 ° C / sec to 10 5 ° C / sec, the R 2 Fe 14 B type crystal phase and the amorphous phase are It becomes difficult to produce a quenched alloy in which phases are mixed, and even if heat treatment is performed thereafter, H of less than 600 kA / m
Only cJ can be obtained. Therefore, it becomes difficult to produce a magnetic powder having an aspect ratio of 0.4 to 1.0 and excellent magnetic characteristics by relatively slowing the roll peripheral velocity by the melt spinning method or the strip casting method. Further, among the liquid quenching methods, the strip casting method and the atomizing method, which have relatively low process costs, cannot be used, and the price of the magnetic powder increases. On the other hand, the composition ratio x of Q is 20
When it exceeds atomic%, the volume ratio of the amorphous phase remaining after the crystallization heat treatment increases, and at the same time, the abundance ratio of α-Fe having the highest saturation magnetization in the constituent phases decreases,
The residual magnetic flux density B r is reduced. From the above,
The composition ratio x of Q is preferably set to exceed 10 atom% and 20 atom% or less. The more preferable composition ratio x is 10 atom% or more and 17 atom% or less.
Further, since it is possible to efficiently precipitate the iron-based boride phase and improve B r , it is more preferable to set the range of x to 10 atom% or more and 14 atom% or less.

【0139】Rは、希土類元素(Yを含む)の群から選
択された1種以上の元素である。LaまたはCeが存在
すると、保磁力および角形性が劣化するため、Laおよ
びCeを実質的に含まないことが好ましい。ただし、微
量のLaやCe(0.5原子%以下)が不可避的に混入
する不純物として存在する場合は、磁気特性上、問題な
い。したがって、0.5原子%以下のLaやCeを含有
する場合は、LaやCeを実質的に含まないといえる。
R is at least one element selected from the group of rare earth elements (including Y). The presence of La or Ce deteriorates the coercive force and the squareness. Therefore, it is preferable that La and Ce are not substantially contained. However, when a trace amount of La or Ce (0.5 atom% or less) is present as an impurity that is inevitably mixed, there is no problem in terms of magnetic characteristics. Therefore, when La or Ce is contained at 0.5 atom% or less, it can be said that La or Ce is not substantially contained.

【0140】Rは、より具体的には、PrまたはNdを
必須元素として含むことが好ましく、その必須元素の一
部をDyおよび/またはTbで置換してもよい。Rの組
成比率yが全体の6原子%未満になると、保磁力の発現
に必要なR2Fe14B型結晶構造を有する化合物相が充
分に析出せず、600kA/m以上の保磁力HcJを得る
ことができなくなる。また、Rの組成比率yが10原子
%以上になると、強磁性を有する鉄基硼化物やα−Fe
の存在量が低下する。と同時に、磁粉の耐食性や耐酸化
性が低下し、本発明のボンド磁石の効果が得られにくく
なる。故に、希土類元素Rの組成比率yは6原子%以上
10原子%未満の範囲、例えば、6原子%以上9.5原
子%以下に調節することが好ましい。より好ましいRの
範囲は7原子%以上9.3原子%以下であり、さらに好
ましいRの範囲は8原子%以上9.0原子%以下であ
る。
More specifically, R preferably contains Pr or Nd as an essential element, and a part of the essential element may be replaced with Dy and / or Tb. When the composition ratio y of R is less than 6 atomic% of the whole, the compound phase having the R 2 Fe 14 B type crystal structure necessary for expressing the coercive force is not sufficiently precipitated, and the coercive force H cJ of 600 kA / m or more is obtained. Will not be able to get. Further, when the composition ratio y of R is 10 atomic% or more, iron-based borides and α-Fe having ferromagnetism
Abundance decreases. At the same time, the corrosion resistance and oxidation resistance of the magnetic powder are reduced, making it difficult to obtain the effects of the bonded magnet of the present invention. Therefore, the composition ratio y of the rare earth element R is preferably adjusted in the range of 6 atomic% or more and less than 10 atomic%, for example, 6 atomic% or more and 9.5 atomic% or less. A more preferable range of R is 7 atom% or more and 9.3 atom% or less, and a more preferable range of R is 8 atom% or more and 9.0 atom% or less.

【0141】添加金属元素Mは、Tiを必須としてお
り、更にZrおよび/またはHfを含んでいても良い。
Tiは、前述した効果を得るためには必須の元素であ
り、保磁力HcJおよび残留磁束密度Brの向上および減
磁曲線の角形性の改善に寄与し、最大エネルギー積(B
H)maxを向上させる。
The additive metal element M essentially contains Ti and may further contain Zr and / or Hf.
Ti is an essential element for obtaining the above-mentioned effect, contributes to the improvement of the coercive force H cJ and the residual magnetic flux density B r and the squareness of the demagnetization curve, and the maximum energy product (B
H) Improve max.

【0142】金属元素Mの組成比率zが全体の0.5原
子%未満になると、Ti添加の効果が充分に発現しな
い。一方、金属元素Mの組成比率zが全体の12原子%
を超えると、結晶化熱処理後も残存するアモルファス相
の体積比率が増すため、残留磁束密度Brの低下を招来
しやすい。以上のことから、金属元素Mの組成比率zは
0.5原子%以上12原子%以下の範囲とすることが好
ましい。より好ましいzの範囲の下限は1.0原子%で
あり、より好ましいzの範囲の上限は8.0原子%であ
る。更に好ましいzの範囲の上限は6.0原子%であ
る。
When the composition ratio z of the metal element M is less than 0.5 atom% of the whole, the effect of adding Ti is not sufficiently exhibited. On the other hand, the composition ratio z of the metal element M is 12 atom% of the whole.
If it exceeds, the volume ratio of the amorphous phase remaining after the crystallization heat treatment increases, and thus the residual magnetic flux density B r is likely to decrease. From the above, the composition ratio z of the metal element M is preferably in the range of 0.5 atom% or more and 12 atom% or less. The lower limit of the more preferable range of z is 1.0 atom%, and the upper limit of the range of more preferable z is 8.0 atom%. A more preferable upper limit of the range of z is 6.0 atom%.

【0143】また、Qの組成比率xが高いほど、Q(例
えばB)を含むアモルファス相が形成されやすいので、
金属元素Mの組成比率zを高くすることが好ましい。こ
れにより磁化の高い軟磁性鉄基硼化物を析出させたり、
生成した鉄基硼化物の粒成長が抑制できる。具体的に
は、z/x≧0.1を満足させるように組成比率を調節
することが好ましく、z/x≧0.15を満足させるこ
とがより好ましい。
Further, as the composition ratio x of Q is higher, the amorphous phase containing Q (for example, B) is more likely to be formed.
It is preferable to increase the composition ratio z of the metal element M. This allows the deposition of soft magnetic iron-based borides with high magnetization,
The grain growth of the generated iron-based boride can be suppressed. Specifically, it is preferable to adjust the composition ratio so as to satisfy z / x ≧ 0.1, and it is more preferable to satisfy z / x ≧ 0.15.

【0144】なお、Tiは特に好ましい働きをするた
め、金属元素MはTiを必ず含む。この場合、金属元素
M全体に対するTiの割合(原子比率)は、70%以上
であることが好ましく、90%以上であることが更に好
ましい。
Since Ti has a particularly preferable function, the metal element M always contains Ti. In this case, the ratio (atomic ratio) of Ti to the entire metal element M is preferably 70% or more, more preferably 90% or more.

【0145】Feは、上述の元素の含有残余を占める
が、Feの一部をCoおよびNiの一種または二種の遷
移金属元素(T)で置換しても所望の硬磁気特性を得る
ことができる。Feに対するTの置換量が50%(すな
わちmが0.5)を超えると、0.7T以上の高い残留
磁束密度Brが得られない。このため、置換量は0%以
上50%以下(すなわち0≦m≦0.5)の範囲に限定
することが好ましい。なお、Feの一部をCoで置換す
ることによって、減磁曲線の角形性が向上するととも
に、R2Fe14B相のキュリー温度が上昇するため、耐
熱性が向上する。CoによるFe置換量の好ましい範囲
は0.5%以上40%以下である。また、Al、Si、
Cu、Ga、Ag、Pt、Au、Pb、V、Cr、M
n、Nb、Mo、Wを少量含んでいても磁気特性を劣化
させるものではないが、2原子%以下の含有量とするこ
とが好ましい。
Although Fe occupies the remaining content of the above-mentioned elements, desired hard magnetic characteristics can be obtained even if a part of Fe is replaced with one or two transition metal elements (T) of Co and Ni. it can. If the substitution amount of T with respect to Fe exceeds 50% (that is, m is 0.5), a high residual magnetic flux density B r of 0.7 T or more cannot be obtained. Therefore, the substitution amount is preferably limited to the range of 0% or more and 50% or less (that is, 0 ≦ m ≦ 0.5). By substituting a part of Fe with Co, the squareness of the demagnetization curve is improved and the Curie temperature of the R 2 Fe 14 B phase is increased, so that the heat resistance is improved. The preferable range of the Fe substitution amount by Co is 0.5% or more and 40% or less. In addition, Al, Si,
Cu, Ga, Ag, Pt, Au, Pb, V, Cr, M
Although a small amount of n, Nb, Mo, or W does not deteriorate the magnetic properties, the content is preferably 2 atomic% or less.

【0146】〔コンパウンドおよび磁石体の製造方法の
説明〕上述のようにして得られたTi含有ナノコンポジ
ット磁粉は、樹脂等の結合剤と混合され、ボンド磁石用
コンパウンドが製造される。
[Explanation of Method for Manufacturing Compound and Magnet] The Ti-containing nanocomposite magnetic powder obtained as described above is mixed with a binder such as a resin to manufacture a compound for a bonded magnet.

【0147】圧縮成形用のコンパウンドは、例えば、溶
剤で希釈した熱硬化性樹脂と磁粉とを混合し、溶剤を除
去することによって製造される。得られた磁粉と樹脂と
の混合物は、必要に応じて、所定の粒度となるように解
砕される。解砕の条件などを調整することによって、顆
粒状としてもよい。また、粉砕に得られた粉末材料を造
粒してもよい。
The compound for compression molding is produced, for example, by mixing a thermosetting resin diluted with a solvent and magnetic powder and removing the solvent. The obtained mixture of magnetic powder and resin is crushed to have a predetermined particle size, if necessary. Granules may be obtained by adjusting the crushing conditions and the like. Moreover, you may granulate the powder material obtained by pulverization.

【0148】Ti含有ナノコンポジット磁粉の耐食性を
向上するために、磁粉の表面に予め化成処理等の公知の
表面処理を施しても良い。さらに、磁粉の耐食性や樹脂
との濡れ性、コンパウンドの成形性をさらに改善するた
めに、シラン系、チタネート系、アルミネート系、ジル
コネート系などの各種カップリング剤、コロイダルシリ
カなどセラミックス超微粒子、ステアリン酸亜鉛やステ
アリン酸カルシウムなどの潤滑剤を使用してもよく、熱
安定剤、難燃剤、可塑剤などを使用してもよい。
In order to improve the corrosion resistance of the Ti-containing nanocomposite magnetic powder, the surface of the magnetic powder may be subjected to a known surface treatment such as chemical conversion treatment in advance. Furthermore, in order to further improve the corrosion resistance of magnetic powder, the wettability with resin, and the moldability of compounds, various coupling agents such as silane-based, titanate-based, aluminate-based, and zirconate-based, ultrafine ceramic particles such as colloidal silica, and stearin Lubricants such as zincate and calcium stearate may be used, and heat stabilizers, flame retardants, plasticizers and the like may be used.

【0149】磁石用コンパウンドは用途に応じて、樹脂
の種類および磁粉の配合比率が適宜決められる。樹脂と
しては、例えばエポキシ樹脂、フェノール樹脂やメラミ
ン樹脂などの熱硬化性樹脂や、ポリアミド(ナイロン6
6、ナイロン6、ナイロン12等)や、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリ
フェニレンサルファイドなどの熱可塑性樹脂や、ゴムや
エラストマ、さらには、これらの変性体、共重合体、混
合物などを用いることができる。
In the magnet compound, the type of resin and the compounding ratio of magnetic powder are appropriately determined according to the application. Examples of the resin include thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin and melamine resin, and polyamide (nylon 6
6, nylon 6, nylon 12 etc.), polyethylene,
Thermoplastic resins such as polypropylene, polyvinyl chloride, polyester, and polyphenylene sulfide, rubbers and elastomers, and modified products, copolymers, and mixtures thereof can be used.

【0150】本発明によるTi含有ナノコンポジット磁
粉を用いることによって、従来よりも更に高い(例えば
80%を超える)磁粉充填率を実現することができ、最
大で90%程度まで充填することができる。但し、充填
率を上げすぎると磁粉同士を十分に結合するための樹脂
が不足し、ボンド磁石の機械的な強度の低下や、使用時
の磁粉の脱落が生じる恐れがあるので、磁粉充填率は、
85%以下が好ましい。また、圧縮成形においては本発
明によるTi含有ナノコンポジット磁粉を用いることに
よって、成形体の表面に形成される空隙(ボイド)の量
を減少でき、表面に形成する樹脂被膜への悪影響を抑制
できるという利点が得られる。これらの成形方法には、
適宜、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、ゴム等が用いられ
る。
By using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention, it is possible to realize a magnetic powder filling rate higher than the conventional one (for example, more than 80%), and it is possible to fill up to about 90% at the maximum. However, if the filling rate is raised too much, the resin for sufficiently binding the magnetic particles to each other will be insufficient, and the mechanical strength of the bonded magnet will be reduced, and the magnetic particles may fall off during use. ,
It is preferably 85% or less. Further, by using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention in compression molding, it is possible to reduce the amount of voids (voids) formed on the surface of the molded body and suppress adverse effects on the resin coating formed on the surface. Benefits are obtained. These molding methods include
A thermosetting resin, a thermoplastic resin, rubber or the like is appropriately used.

【0151】〔ボンド磁石の表面処理〕成形上がりのボ
ンド磁石に表面処理を施すことによって、ボンド磁石の
耐食性および耐熱性を改善できる。本発明によるコンパ
ウンドは従来のコンパウンドよりも成形性が優れている
ので、従来と同等もしくはそれ以上の充填率を確保しつ
つ、空隙率(ボイド率)の低いのボンド磁石が得られ
る。従って、多くの空隙が存在する成形上がりのボンド
磁石に表面処理を施すことによって付随して起こる腐食
の問題の発生を抑制・防止することができる。また、ボ
ンド磁石の耐食性が高いので、表面処理を簡略化するこ
とによって低コスト化が図れる。
[Surface Treatment of Bonded Magnet] By subjecting the bond magnet after molding to a surface treatment, the corrosion resistance and heat resistance of the bonded magnet can be improved. Since the compound according to the present invention is superior in moldability to the conventional compound, it is possible to obtain a bond magnet having a low porosity (void ratio) while ensuring a filling rate equal to or higher than that of the conventional compound. Therefore, it is possible to suppress / prevent the occurrence of the problem of corrosion that accompanies the surface treatment of the as-molded bonded magnet having many voids. Moreover, since the bonded magnet has high corrosion resistance, the cost can be reduced by simplifying the surface treatment.

【0152】また、成形上がりのボンド磁石が十分な耐
食性を有している場合においても、例えば、モータなど
に使用される圧縮成形されたリング磁石など、組み立て
工程におけるボンド磁石の機械的な破壊を防止したり、
ボンド磁石の表面から脱落した磁粉が飛散することによ
るモータの動作への悪影響を防止することが必要な場合
がある。このような場合には、ボンド磁石の機械強度の
向上や磁粉の脱落防止のために種々の表面処理を施すこ
とが好ましい。
Further, even when the molded bond magnet has sufficient corrosion resistance, mechanical damage to the bond magnet during the assembly process, such as a compression-molded ring magnet used in a motor, etc., can be prevented. To prevent
In some cases, it is necessary to prevent the adverse effect on the operation of the motor due to the scattering of the magnetic powder that has fallen off the surface of the bonded magnet. In such a case, it is preferable to perform various surface treatments in order to improve the mechanical strength of the bonded magnet and prevent the magnetic powder from falling off.

【0153】このような場合においても、保護膜を薄く
できるので、保護膜を含むボンド磁石全体の寸法精度を
向上したり、磁石の有効体積を増加することよって、部
品を小型化することができるという利点も得られる。ま
た、モータに組み込んだ場合には、ロータとステータ間
の磁気的なギャップを小さくできるのでモータ特性を向
上することが可能になる。
Even in such a case, since the protective film can be made thin, the dimensional accuracy of the entire bonded magnet including the protective film can be improved, and the effective volume of the magnet can be increased to downsize the component. There is also an advantage. Further, when incorporated in a motor, the magnetic characteristics between the rotor and the stator can be reduced, so that the motor characteristics can be improved.

【0154】表面処理方法としては、公知の方法を広く
用いることができる。表面処理によって形成される保護
膜は、無機材料(金属、セラミック、無機高分子など)
でも有機材料(低分子、高分子など)や無機・有機複合
材料を用いることもできる。これらの保護膜は、用いる
材料に応じて、種々の方法で形成することがきでる。
As the surface treatment method, widely known methods can be used. The protective film formed by surface treatment is an inorganic material (metal, ceramic, inorganic polymer, etc.)
However, organic materials (low molecular weight, high molecular weight, etc.) and inorganic / organic composite materials can also be used. These protective films can be formed by various methods depending on the material used.

【0155】例えば、金属膜は、めっき法(電解めっき
および無電解めっき法など)や種々の薄膜堆積技術(真
空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタ法、イオ
ンビーム法など)さらに、SnやZnなどの低融点の溶
融金属に浸漬し冷却する方法などを採用することができ
る。
For example, the metal film is formed by plating (electrolytic plating, electroless plating, etc.), various thin film deposition techniques (vacuum vapor deposition, ion plating, sputtering, ion beam, etc.), Sn and Zn. It is possible to employ a method of immersing in a molten metal having a low melting point such as and cooling.

【0156】セラミックス材料の膜は、金属膜と同様に
薄膜堆積技術を用いて形成しても良いし、ゾルゲル法を
利用する場合の処理液やアルカリ珪酸塩水溶液などを使
用し、ディッピング法やスプレー法などを用いて形成し
ても良い。また、電気泳動電着法などを採用しても良
い。
The film of the ceramic material may be formed by using a thin film deposition technique as in the case of the metal film. Alternatively, a treatment liquid in the case of using the sol-gel method or an aqueous solution of alkali silicate may be used, and a dipping method or a spray method may be used. It may be formed using a method or the like. Alternatively, an electrophoretic electrodeposition method or the like may be adopted.

【0157】樹脂膜は、有機高分子材料を用いて、電着
塗装、スプレー塗装、静電塗装、ディップ塗装、ロール
コート法などの種々の方法を用いて形成できる。また、
同様の方法で、無機高分子材料(例えばシリコーン樹
脂)の膜を形成することもできる。
The resin film can be formed using an organic polymer material by various methods such as electrodeposition coating, spray coating, electrostatic coating, dip coating and roll coating. Also,
A film of an inorganic polymer material (for example, silicone resin) can be formed by the same method.

【0158】また、カップリング剤(シラン系、チタネ
ート系、アルミネート系、ジルコネート系など)やベン
ゾトリアゾールなどの低分子量有機材料を用いて保護膜
を形成することもできる。これらの低分子有機材料は、
溶液としてボンド磁石に種々の方法で付与することがで
きる。
The protective film can also be formed using a low molecular weight organic material such as a coupling agent (silane type, titanate type, aluminate type, zirconate type) or benzotriazole. These low molecular weight organic materials are
It can be applied as a solution to the bonded magnet by various methods.

【0159】また、種々の方法で微粒子を被着(堆積)
することによって保護膜を形成することもできる。微粒
子としては、Al、Zn、Ni、Cu、Fe,Co,S
n,Pb,Au,Agなどの金属微粒子、SiO2、A
23、ZrO2、MgO、TiO2、ムライト、チタン
酸塩、けい酸塩などの金属酸化物および複合金属酸化物
(ガラスを含む)、TiN、AlN,BN、TiC、T
iCN、TiB2などのセラミック微粒子、ポリテトラ
フルオロエチレン、アクリル樹脂などの樹脂微粒子、カ
ーボンブラックやMoS2などが挙げられる。
Fine particles are deposited (deposited) by various methods.
By doing so, a protective film can be formed. The fine particles include Al, Zn, Ni, Cu, Fe, Co, S
n, Pb, Au, Ag, etc., metal fine particles, SiO 2 , A
Metal oxides and composite metal oxides (including glass) such as 1 2 O 3 , ZrO 2 , MgO, TiO 2 , mullite, titanate, and silicate, TiN, AlN, BN, TiC, T.
Examples thereof include ceramic fine particles such as iCN and TiB 2 , resin fine particles such as polytetrafluoroethylene and acrylic resin, carbon black and MoS 2 .

【0160】なお、これらの微粒子をボンド磁石の表面
に固定するために、必要に応じてバインダを用いてもよ
い。バインダの材料としては、クロム酸やモリブデン
酸、リン酸およびこれらの塩などの無機材料、カップリ
ング剤などの低分子量有機化合物、有機樹脂などの高分
子化合物などを用いることができる。
A binder may be used if necessary in order to fix these fine particles to the surface of the bonded magnet. As the material of the binder, inorganic materials such as chromic acid, molybdic acid, phosphoric acid and salts thereof, low molecular weight organic compounds such as coupling agents, polymer compounds such as organic resins and the like can be used.

【0161】ボンド磁石の表面に微粒子を固定する方法
としては、予め微粒子とバインダを混合したものをスプ
レー法やディッピング法などの塗布法を用いてもよい
し、ボンド磁石の表面に予め形成したバインダ層に微粒
子を機械的な力を利用して付着させても良い。また、必
要に応じて、加熱処理を施し、微粒子をさらに強固にボ
ンド磁石表面に固着させても良い。
As a method of fixing the fine particles on the surface of the bond magnet, a mixture of fine particles and a binder may be applied by a coating method such as a spraying method or a dipping method, or a binder previously formed on the surface of the bond magnet. Fine particles may be attached to the layer by using mechanical force. If necessary, heat treatment may be performed to further firmly fix the fine particles to the surface of the bond magnet.

【0162】保護膜は成形上がりのボンド磁石に新たな
膜として形成するだけでなく、ボンド磁石の表面を改質
することによって形成してもよい。ボンド磁石表面にお
ける磁粉との反応を利用してもよい。例えば、リン酸処
理、リン酸亜鉛処理、リン酸マンガン処理、リン酸カル
シウム処理、リン酸クロメート処理、クロム酸処理、ジ
ルコニウム酸処理、タングステン酸処理、モリブデン酸
処理などの種々の化成処理を挙げることができる。
The protective film may be formed not only as a new film on the as-molded bond magnet but also by modifying the surface of the bond magnet. The reaction with the magnetic powder on the surface of the bonded magnet may be used. For example, various chemical conversion treatments such as phosphoric acid treatment, zinc phosphate treatment, manganese phosphate treatment, calcium phosphate treatment, phosphoric acid chromate treatment, chromic acid treatment, zirconic acid treatment, tungstic acid treatment and molybdic acid treatment can be mentioned. .

【0163】ここで本発明によるTi含有ナノコンポジ
ット磁粉中の希土類元素(典型的にはNd)の含有率が
低いので、鉄鋼の分野で一般に用いられている化成処理
を用いても、十分な耐食性を得ることができる。
Since the content of the rare earth element (typically Nd) in the Ti-containing nanocomposite magnetic powder according to the present invention is low, sufficient corrosion resistance can be obtained even by using the chemical conversion treatment generally used in the field of steel. Can be obtained.

【0164】さらには、ボンド磁石の表面を種々の方法
で酸化することによって適当な厚さの酸化膜を形成して
もよい。
Further, the surface of the bonded magnet may be oxidized by various methods to form an oxide film having an appropriate thickness.

【0165】また、上述したように、本発明のボンド磁
石は本質的に空隙を少なくできるため、耐食性に優れ、
且つ、各種表面処理に適しているが、過酷な環境で使用
される場合などには、磁石の信頼性をさらに向上するた
めに、種々の封孔処理を行っても良い。
Further, as described above, the bonded magnet of the present invention is essentially excellent in corrosion resistance because it can reduce voids.
Moreover, although suitable for various surface treatments, various sealing treatments may be performed in order to further improve the reliability of the magnet when used in a harsh environment.

【0166】また、上述した表面処理は適宜組み合わせ
てもよく、例えば、異なる材料を用いて積層膜を形成し
てもよい。
Further, the above-mentioned surface treatments may be appropriately combined, and for example, a laminated film may be formed by using different materials.

【0167】なお、保護膜の厚さは、採用する表面処理
方法およびボンド磁石の用途に応じて適宜設定される
が、上述のモータにおける磁気的なギャップを減少させ
ることによるエネルギー効率の向上効果を得るために
は、保護膜の厚さは25μm以下であることが好まし
く、より好ましくは20μm以下、更に好ましくは10
μm以下である。
The thickness of the protective film is appropriately set according to the surface treatment method used and the application of the bond magnet, but the effect of improving the energy efficiency by reducing the magnetic gap in the above-mentioned motor is obtained. In order to obtain it, the thickness of the protective film is preferably 25 μm or less, more preferably 20 μm or less, still more preferably 10 μm or less.
μm or less.

【0168】以下、本発明の実施例1および2と、比較
例1〜4を説明する。
Hereinafter, Examples 1 and 2 of the present invention and Comparative Examples 1 to 4 will be described.

【0169】実施例1および実施例2ならびに比較例1
〜3は、Ti含有ナノコンポジット磁粉を用い、比較例
4は従来の急冷合金粉末であるMQI社製のMQP−B
を最大粒径が250μm以下となるように粉砕して用い
る。
Examples 1 and 2 and Comparative Example 1
3 to 3 use Ti-containing nanocomposite magnetic powder, and Comparative Example 4 is MQP-B manufactured by MQI, which is a conventional quenched alloy powder.
Is crushed to a maximum particle size of 250 μm or less before use.

【0170】実施例1および実施例2、比較例1〜3に
用いたTi含有ナノコンポジット磁粉は、以下のように
して作製した。
The Ti-containing nanocomposite magnetic powders used in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 were prepared as follows.

【0171】まず、Nd:9原子%、B:11原子%、
Ti:3原子%、Co:2原子%、残部Feの合金組成
になるよう配合した原料5kgを坩堝内に投入した後、
50kPaに保持したAr雰囲気中にて高周波誘導加熱
により合金溶湯を得た。
First, Nd: 9 atom%, B: 11 atom%,
After charging 5 kg of a raw material compounded so as to have an alloy composition of Ti: 3 atomic%, Co: 2 atomic% and the balance Fe into the crucible,
A molten alloy was obtained by high frequency induction heating in an Ar atmosphere maintained at 50 kPa.

【0172】坩堝を傾転することによって、この合金溶
湯をシュートを介して、ロール表面周速度15m/秒に
て回転する純銅製の冷却ロール(直径250mm)上に
直接供給し、合金溶湯を急冷する。なお、その際の溶湯
の供給速度は坩堝の傾転角を調整することにより、3k
g/分に調整した。
By tilting the crucible, the molten alloy was directly supplied through a chute to a cooling roll made of pure copper (diameter 250 mm) rotating at a roll surface peripheral speed of 15 m / sec to quench the molten alloy. To do. In addition, the molten metal supply rate at that time is 3 k by adjusting the tilt angle of the crucible.
Adjusted to g / min.

【0173】得られた急冷合金について、鱗片(合金薄
帯)100個の厚さをマイクロメータで測定した結果、
急冷合金の平均厚さは70μmで、その標準偏差σは1
3μmであった。得られた急冷合金を850μm以下に
粉砕した後、長さ約500mmの均熱帯を有するフープ
ベルト炉を用い、Ar流気下、ベルト送り速度100m
m/分にて680℃に保持した炉内へ粉末を20g/分
の供給速度で投入することによって熱処理を施し、磁粉
を得た。
With respect to the obtained quenched alloy, the thickness of 100 scales (alloy ribbon) was measured with a micrometer.
The average thickness of the quenched alloy is 70 μm, and its standard deviation σ is 1
It was 3 μm. After the obtained quenched alloy is pulverized to 850 μm or less, a hoop belt furnace having a soaking zone with a length of about 500 mm is used and the belt feed rate is 100 m under Ar flow.
Heat treatment was performed by introducing the powder into the furnace maintained at 680 ° C. at m / min at a supply rate of 20 g / min to obtain magnetic powder.

【0174】得られた磁粉がTi含有ナノコンポジット
磁粉であることは、粉末X線回折法を用いて確認した。
図9に得られたX線回折パターンを示す。図9から分か
るように、Nd2Fe14B相とFe236およびα−Fe
が確認された。
It was confirmed by a powder X-ray diffraction method that the obtained magnetic powder was a Ti-containing nanocomposite magnetic powder.
The obtained X-ray diffraction pattern is shown in FIG. As can be seen from FIG. 9, Nd 2 Fe 14 B phase and Fe 23 B 6 and α-Fe
Was confirmed.

【0175】次いで、得られた磁粉を図7および図8を
参照しながら上述したように、ピンディスクミルを用い
て、アスペクト比が0.4以上1.0以下のTi含有ナ
ノコンポジット磁粉を作製した。なお、アスペクト比は
SEM観察によって求めた。なお、比較例4の磁粉(少
なくとも粒径が106μm超の粒子)のアスペクト比は
0.3未満であった。
Then, as described above with reference to FIGS. 7 and 8, the obtained magnetic powder was used to prepare a Ti-containing nanocomposite magnetic powder having an aspect ratio of 0.4 or more and 1.0 or less using a pin disk mill. did. The aspect ratio was determined by SEM observation. The aspect ratio of the magnetic powder of Comparative Example 4 (particles having a particle size of at least 106 μm) was less than 0.3.

【0176】得られたTi含有ナノコンポジット磁粉を
標準ふるいで分級し、それぞれ、表1に示す粒度分布に
調整した。この実施例および比較例に用いた磁粉の粒度
分布を示すヒストグラムを図10(a)〜(f)に示
す。各磁粉の平均粒径は、実施例1:106μm超12
5μm以下、実施例2:106μm超125μm以下、
比較例1:75μm超106μm以下、比較例2:53
μm超75μm以下、比較例3:75μm超106μm
以下、比較例4:125μm超150μm以下である。
The obtained Ti-containing nanocomposite magnetic powder was classified by a standard sieve and adjusted to the particle size distribution shown in Table 1, respectively. Histograms showing the particle size distributions of the magnetic powders used in this example and comparative example are shown in FIGS. The average particle diameter of each magnetic powder is as shown in Example 1: more than 106 μm 12
5 μm or less, Example 2: more than 106 μm and 125 μm or less,
Comparative Example 1: More than 75 μm and 106 μm or less, Comparative Example 2:53
Over 75 μm and below, Comparative Example 3: Over 75 μm and 106 μm
Hereinafter, Comparative Example 4: more than 125 μm and 150 μm or less.

【0177】[0177]

【表1】 [Table 1]

【0178】実施例1、2および比較例1〜4の磁粉
に、エポキシ樹脂を2質量%加え、混合・混練した後、
潤滑剤としてステアリン酸カルシウムを0.1質量%加
え、ボンド磁石用コンパウンドを得た。980MPa
(10ton/cm2)の圧力にて圧縮成形し、10m
mφ×7mmの形状を有する成形体を得た。この成形体
を大気中で150℃で1時間硬化し、ボンド磁石を得
た。得られた実施例および比較例のそれぞれのボンド磁
石の密度(成形体密度:成形体の質量/成形体の体積)
および磁気特性をそれぞれの磁粉のかさ比重とともに表
2に示す。
2% by mass of an epoxy resin was added to the magnetic powders of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 and mixed and kneaded.
0.1 mass% of calcium stearate was added as a lubricant to obtain a compound for bonded magnet. 980 MPa
Compression molding at a pressure of (10 ton / cm 2 ) for 10 m
A molded body having a shape of mφ × 7 mm was obtained. This molded body was cured in air at 150 ° C. for 1 hour to obtain a bonded magnet. Density of each of the obtained bonded magnets of Examples and Comparative Examples (molded body density: mass of molded body / volume of molded body)
Table 2 shows the magnetic properties together with the bulk specific gravity of each magnetic powder.

【0179】[0179]

【表2】 [Table 2]

【0180】表2を参照しながら、まず、実施例1およ
び2と比較例4(従来の急冷合金粉末)とを比較する。
比較例4の磁粉は、実施例1および2の磁粉よりもかさ
比重が低い。また、ボンド磁石の密度の比較から明らか
なように、比較例4のボンド磁石の密度は、実施例1お
よび2のボンド磁石の密度よりも低い。磁粉の密度は同
じなので、このことは、比較例4のボンド磁石はより多
くの空隙を含んでいることを示している。このことは、
比較例4の磁粉のうち粒径が106μm超の粒子のアス
ペクト比が0.3未満であること、すなわち、粒径が1
06μm超の粒子の厚さ(短軸の長さに相当)が30μ
m未満であることが主な原因であると考えられる。
With reference to Table 2, first, Examples 1 and 2 are compared with Comparative Example 4 (conventional quenched alloy powder).
The magnetic powder of Comparative Example 4 has a lower bulk specific gravity than the magnetic powder of Examples 1 and 2. Further, as is clear from the comparison of the densities of the bonded magnets, the density of the bonded magnet of Comparative Example 4 is lower than the densities of the bonded magnets of Examples 1 and 2. Since the densities of the magnetic particles are the same, this indicates that the bonded magnet of Comparative Example 4 contains more voids. This is
Among the magnetic powders of Comparative Example 4, particles having a particle size of more than 106 μm have an aspect ratio of less than 0.3, that is, a particle size of 1
Particle thickness of more than 06μm (corresponding to the length of the minor axis) is 30μ
It is considered that the reason is less than m.

【0181】実施例1のボンド磁石と比較例4のボンド
磁石の断面の光学顕微鏡写真をそれぞれ図11および図
12に示す。
Optical microscope photographs of the cross sections of the bonded magnet of Example 1 and the bonded magnet of Comparative Example 4 are shown in FIGS. 11 and 12, respectively.

【0182】図11からわかるように、実施例1のTi
含有ナノコンポジット磁粉は、平均厚さが50μm以上
120μm以下(ここでは70μm)の合金薄帯を粉砕
することによって作製されたものであり、粒径が106
μm超の粉末粒子のアスペクト比が0.4以上、すなわ
ち、粒径が106μmを超える粉末粒子の短軸の長さが
50μm以上である。従って、上述したように、比較的
大きな粒子(第1粒子)間の間隙に比較的小さな粒子
(第2粒子)が効率良く充填されている。これに対し、
図12からわかるように、比較例1の磁粉はアスペクト
比が0.3未満の粒子から構成されているので、第1粒
子によって形成される間隙が扁平あるいは第1粒子同士
が密に並ぶ結果、第2粒子が第1粒子間に均一に分散で
きていない。このように、粒径が106μm超の粉末粒
子のアスペクト比が0.3以上、好ましくは0.4以上
のTi含有ナノコンポジット磁粉を用いることによっ
て、成形性を向上できる。
As can be seen from FIG. 11, Ti of Example 1
The contained nanocomposite magnetic powder is produced by crushing an alloy ribbon having an average thickness of 50 μm or more and 120 μm or less (here, 70 μm), and has a particle size of 106 μm.
The aspect ratio of the powder particles exceeding μm is 0.4 or more, that is, the length of the minor axis of the powder particles having a particle size exceeding 106 μm is 50 μm or more. Therefore, as described above, relatively small particles (second particles) are efficiently filled in the gaps between relatively large particles (first particles). In contrast,
As can be seen from FIG. 12, since the magnetic powder of Comparative Example 1 is composed of particles having an aspect ratio of less than 0.3, the gap formed by the first particles is flat or the first particles are densely arranged, The second particles are not uniformly dispersed between the first particles. As described above, the formability can be improved by using the Ti-containing nanocomposite magnetic powder having an aspect ratio of 0.3 or more, preferably 0.4 or more, for the powder particles having a particle size of more than 106 μm.

【0183】なお、実施例1および2のボンド磁石と、
比較例4のボンド磁石の磁気特性を比較すると、保磁力
cJこそ比較例4の方が優れているが、残留磁束密度B
rおよび最大エネルギー積(BH)maxともに実施例のボ
ンド磁石が優れている。さらに、比較例4のボンド磁石
では、大きな磁粉の脱粒が見られた。また、比較例のボ
ンド磁石の信頼性が劣るのは上述の通りである。
In addition, the bonded magnets of Examples 1 and 2,
Comparing the magnetic characteristics of the bonded magnets of Comparative Example 4, the coercive force H cJ is superior in Comparative Example 4, but the residual magnetic flux density B
Both the r and the maximum energy product (BH) max are excellent in the bonded magnet of the example. Furthermore, in the bonded magnet of Comparative Example 4, large particles were shed. Further, the reliability of the bonded magnet of the comparative example is poor as described above.

【0184】次に、実施例1および2と、比較例1〜3
とを比較する。
Next, Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3
Compare with.

【0185】表2からわかるように、実施例1および2
の磁粉のかさ比重およびボンド磁石の密度(成形体密
度)は、ともに、比較例1から3よりも高い。これは、
実施例1および2の磁粉が、粒径が106μm超150
μm以下の範囲内にピークを有するためである(図10
参照)。なお、比較例4の磁粉は、実施例と同様に10
6μm超150μm以下の範囲内にピークを有するが、
粒径が106μmを超える粉末粒子のアスペクト比が
0.3未満(厚さが30μm未満)であるため、粒度分
布を調整しても、十分な成形性(充填性)を得ることは
できない。
As can be seen from Table 2, Examples 1 and 2
The bulk specific gravity of the magnetic powder and the density (molded body density) of the bonded magnet are higher than those of Comparative Examples 1 to 3. this is,
The magnetic particles of Examples 1 and 2 have a particle size of more than 106 μm and 150.
This is because it has a peak in the range of μm or less (FIG. 10).
reference). In addition, the magnetic powder of Comparative Example 4 was 10
It has a peak in the range of more than 6 μm and 150 μm or less,
Since the aspect ratio of the powder particles having a particle size exceeding 106 μm is less than 0.3 (thickness is less than 30 μm), sufficient moldability (fillability) cannot be obtained even if the particle size distribution is adjusted.

【0186】比較例1および比較例2の磁粉は、ピーク
を有する粒径が106μm以下であるため、実施例1お
よび2の磁粉に比べ成形性がやや劣る。一方、比較例3
の磁粉は、第1ピークを示す粒径が150μmを超えて
いるので、磁粉の脱粒が起こり易いという問題がある。
Since the magnetic powders of Comparative Examples 1 and 2 have a peak particle size of 106 μm or less, they are slightly inferior in moldability to the magnetic powders of Examples 1 and 2. On the other hand, Comparative Example 3
Since the magnetic powder of No. 1 has a particle size showing the first peak of more than 150 μm, there is a problem that the magnetic powder is likely to be shed.

【0187】実施例1と実施例2とを比較すると、実施
例2の方が成形性が優れている。これは、上述したよう
に106μm超150μm以下の範囲内に第1ピークを
有するとともに、53μm以下の範囲に第2ピークを有
するためと考えられる。すなわち、第1ピークを構成す
る第1粒子によって形成される間隙に、第2ピークを構
成する第2粒子が効率良く充填されるためと考えられ
る。
Comparing Example 1 and Example 2, Example 2 is superior in moldability. It is considered that this is because the first peak is in the range of more than 106 μm and 150 μm or less and the second peak is in the range of 53 μm or less as described above. That is, it is considered that the gaps formed by the first particles forming the first peak are efficiently filled with the second particles forming the second peak.

【0188】また、第2粒子が効率良く充填される間隙
を第1粒子が形成するためには、粒径が53μm超10
6μm以下の粒子が少ないことが好ましいと考えられ
る。すなわち、間隙を形成する第1粒子と、その間隙に
充填される第2粒子との大きさには相関があるので、第
1粒子と第2粒子との存在比率が連続でない、すなわ
ち、第1粒子と第2粒子との中間の粒度を有する粒子は
少ないことが好ましいと考えられる。また、磁粉は、第
1粒子を第2粒子よりも体積基準で多く含むことが好ま
しく、106μm超150μm以下の粒子が53μm以
下の粒子の3倍以上であることが好ましい。但し、10
6μm超150μm以下の粒子が53μm以下の粒子の
5倍を超えると、第1粒子の間隙に充填される第2粒子
が不足する結果、充填効率が低下するので好ましくな
い。
Further, in order for the first particles to form the gap in which the second particles are efficiently filled, the particle size is more than 53 μm and 10 or more.
It is considered preferable that the number of particles of 6 μm or less is small. That is, since there is a correlation between the sizes of the first particles forming the gap and the second particles filled in the gap, the abundance ratios of the first particles and the second particles are not continuous, that is, the first particles are not continuous. It is considered preferable that there are few particles having a particle size intermediate between those of the particles and the second particles. Further, the magnetic powder preferably contains more first particles than the second particles on a volume basis, and it is preferable that the number of particles of more than 106 μm and 150 μm or less is three times or more that of particles of 53 μm or less. However, 10
If the number of particles having a size of more than 6 μm and 150 μm or more exceeds 5 times that of particles having a size of 53 μm or less, the second particles filled in the gaps between the first particles are insufficient, and as a result, the filling efficiency decreases, which is not preferable.

【0189】[0189]

【発明の効果】本発明によると、成形性に優れるととも
に磁気特性に優れたボンド磁石に用いられる希土類合金
粉末およびボンド磁石用コンパウンドならびにそれを用
いたボンド磁石が提供される。
According to the present invention, there are provided a rare earth alloy powder and a compound for a bonded magnet, which are used for a bonded magnet having excellent formability and magnetic properties, and a bonded magnet using the compound.

【0190】本発明によるボンド磁石用希土類合金粉末
は、比較的希土類元素含有率が低いにも拘わらず優れた
磁気特性を有するTi含有ナノコンポジット磁粉を用い
ており、且つ、成形性に優れた粒度分布を有するので、
高性能のボンド磁石を安価に提供することが出来る。特
に、例えば外径が4mm〜20mm、内径が2mm〜1
8mm、厚さが0.5mm〜2mm程度の小型のリング
磁石などに好適に用いられ、高性能で信頼性の高い小型
ボンド磁石を提供することができる。
The rare earth alloy powder for a bonded magnet according to the present invention uses a Ti-containing nanocomposite magnetic powder having excellent magnetic properties despite having a relatively low rare earth element content, and has a particle size excellent in formability. Because it has a distribution
A high-performance bonded magnet can be provided at low cost. Especially, for example, the outer diameter is 4 mm to 20 mm and the inner diameter is 2 mm to 1.
It is suitable for use as a small ring magnet having a size of 8 mm and a thickness of about 0.5 mm to 2 mm, and can provide a small bond magnet with high performance and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】Tiが添加されていないNd−Fe−Bナノコ
ンポジット磁石の最大磁気エネルギー積(BH)max
硼素濃度との関係を示すグラフである。グラフ中、白い
バーは10〜14原子%のNdを含有する試料のデータ
を示し、黒いバーは8〜10原子%のNdを含有する試
料のデータを示している。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the maximum magnetic energy product (BH) max of an Nd-Fe-B nanocomposite magnet to which Ti is not added and the boron concentration. In the graph, white bars represent data for samples containing 10-14 atomic% Nd, and black bars represent data for samples containing 8-10 atomic% Nd.

【図2】Tiが添加されたNd−Fe−Bナノコンポジ
ット磁石の最大磁気エネルギー積(BH)maxと硼素濃
度との関係を示すグラフである。グラフ中、白いバーは
10〜14原子%のNdを含有する試料のデータを示
し、黒いバーは8〜10原子%のNdを含有する試料の
データを示している。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the maximum magnetic energy product (BH) max and the boron concentration of a Nd-Fe-B nanocomposite magnet containing Ti. In the graph, white bars represent data for samples containing 10-14 atomic% Nd, and black bars represent data for samples containing 8-10 atomic% Nd.

【図3】本発明による磁石におけるR2Fe14B型化合
物相と(Fe、Ti)−B相を示す模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an R 2 Fe 14 B type compound phase and a (Fe, Ti) -B phase in a magnet according to the present invention.

【図4】Tiを添加した場合、および、Tiに代えてN
bなどを添加した場合における急冷凝固合金の結晶化過
程における微細組織の変化を模式的に示す図である。
FIG. 4 shows the case of adding Ti and N instead of Ti.
It is a figure which shows typically the change of the microstructure in the crystallization process of a rapidly solidified alloy when b etc. are added.

【図5】(a)は、本発明による鉄基希土類合金磁石の
ための急冷合金を製造する方法に用いる装置の全体構成
例を示す断面図であり、(b)は急冷凝固が行われる部
分の拡大図である。
FIG. 5 (a) is a cross-sectional view showing an example of the overall configuration of an apparatus used in a method for producing a quenched alloy for iron-based rare earth alloy magnets according to the present invention, and FIG. 5 (b) is a portion where rapid solidification is performed. FIG.

【図6】(a)は、本発明に関して粉砕前の合金および
粉砕後の粉末粒子を模式的に示す斜視図であり、(b)
は、従来技術に関して粉砕前の合金および粉砕後の粉末
粒子を模式的に示す斜視図である。
FIG. 6 (a) is a perspective view schematically showing an alloy before crushing and powder particles after crushing according to the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a perspective view schematically showing an alloy before crushing and powder particles after crushing in the related art.

【図7】本発明の実施形態で用いられるピンミル装置の
構成を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a pin mill device used in the embodiment of the present invention.

【図8】図7に示したピンミル装置のピン配列を示す図
である。
8 is a diagram showing a pin arrangement of the pin mill device shown in FIG. 7. FIG.

【図9】実施例および比較例に用いたTi含有ナノコン
ポジット磁粉のX線回折パターンを示す図である。
FIG. 9 is a view showing an X-ray diffraction pattern of Ti-containing nanocomposite magnetic powders used in Examples and Comparative Examples.

【図10】実施例および比較例に用いた磁粉の粒度分布
を示すヒストグラムである。
FIG. 10 is a histogram showing a particle size distribution of magnetic powder used in Examples and Comparative Examples.

【図11】実施例1のボンド磁石の断面の光学顕微鏡写
真である。
11 is an optical microscope photograph of a cross section of the bonded magnet of Example 1. FIG.

【図12】比較例4のボンド磁石の断面の光学顕微鏡写
真である。
12 is an optical microscope photograph of a cross section of a bonded magnet of Comparative Example 4. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1b、2b、8b、および9b 雰囲気ガス供給口 1a、2a、8a、および9a ガス排気口 1 溶解室 2 急冷室 3 溶解炉 4 貯湯容器 5 出湯ノズル 6 ロート 7 回転冷却ロール 21 溶湯 22 合金 1b, 2b, 8b, and 9b Atmospheric gas supply port 1a, 2a, 8a, and 9a gas outlets 1 Melting chamber 2 quenching room 3 melting furnace 4 Hot water storage container 5 Hot water nozzle 6 funnel 7 rotating cooling rolls 21 molten metal 22 alloy

フロントページの続き Fターム(参考) 4K017 AA04 BA06 BB06 BB09 BB12 BB13 CA03 CA07 DA04 EA03 EC02 4K018 BA18 BB01 BB04 BB06 BC08 BD01 KA46 5E040 AA04 AA19 BB04 BB05 CA01 HB17 NN01 NN06 Continued front page    F term (reference) 4K017 AA04 BA06 BB06 BB09 BB12                       BB13 CA03 CA07 DA04 EA03                       EC02                 4K018 BA18 BB01 BB04 BB06 BC08                       BD01 KA46                 5E040 AA04 AA19 BB04 BB05 CA01                       HB17 NN01 NN06

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組成式(Fe1-mm100-x-y-zxy
z(TはCoおよびNiからなる群から選択された1
種以上の元素、QはBまたはBおよびCからなる群から
選択された1種以上の元素、RはLaおよびCeを実質
的に含まない1種以上の希土類元素、MはTi、Zr、
およびHfからなる群から選択された金属元素であっ
て、Tiを必ず含む少なくとも1種の金属元素、組成比
率x、y、zおよびmが、それぞれ、10<x≦20原
子%、6<y<10原子%、0.1≦z≦12原子%、
および0≦m≦0.5)で表現される組成を有し、且
つ、硬磁性相の平均結晶粒径が10nm以上200nm
以下、軟磁性相の平均結晶粒径が1nm以上100nm
以下の範囲内にある、2種類以上の強磁性結晶相を含有
する組織を有する粉末粒子を含み、 粒度分布において、粒径が106μm超150μm以下
の範囲内に第1ピークを有し、粒径が106μm超の前
記粉末粒子のアスペクト比は0.3以上1.0以下の範
囲内にある、ボンド磁石用希土類合金粉末。
1. A composition formula (Fe 1-m T m ) 100-xyz Q x R y
M z (T is 1 selected from the group consisting of Co and Ni
One or more elements, Q is one or more elements selected from the group consisting of B or B and C, R is one or more rare earth elements substantially free of La and Ce, M is Ti, Zr,
And Hf, which is a metal element selected from the group consisting of Hf and at least one metal element necessarily containing Ti, and composition ratios x, y, z, and m are 10 <x ≦ 20 atomic% and 6 <y, respectively. <10 atomic%, 0.1 ≦ z ≦ 12 atomic%,
And 0 ≦ m ≦ 0.5), and the average crystal grain size of the hard magnetic phase is 10 nm or more and 200 nm.
Below, the average crystal grain size of the soft magnetic phase is 1 nm or more and 100 nm.
Includes powder particles having a structure containing two or more types of ferromagnetic crystal phases within the following range, and having a particle size distribution having a first peak in the range of more than 106 μm and 150 μm or less, Is less than 106 μm, the aspect ratio of the powder particles is in the range of 0.3 or more and 1.0 or less.
【請求項2】 前記粒度分布において、粒径が53μm
以下の範囲に第2のピークを有する、請求項1に記載の
ボンド磁石用希土類合金粉末。
2. The particle size distribution has a particle size of 53 μm.
The rare earth alloy powder for a bonded magnet according to claim 1, which has a second peak in the following range.
【請求項3】 前記粉末粒子の平均粒径は53μm超1
25μm以下の範囲内にある、請求項1または2に記載
のボンド磁石用希土類合金粉末。
3. The average particle diameter of the powder particles is more than 53 μm 1
The rare earth alloy powder for a bonded magnet according to claim 1, which is in a range of 25 μm or less.
【請求項4】 粒径が106μm超の前記粉末粒子の平
均厚さは50μm以上120μm以下の範囲内にある、
請求項1から3のいずれかに記載のボンド磁石用希土類
合金粉末。
4. The average thickness of the powder particles having a particle size of more than 106 μm is in the range of 50 μm or more and 120 μm or less,
The rare earth alloy powder for bonded magnets according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 前記粉末粒子のアスペクト比は0.4以
上である請求項1から4のいずれかに記載のボンド磁石
用希土類合金粉末。
5. The rare earth alloy powder for a bonded magnet according to claim 1, wherein the powder particles have an aspect ratio of 0.4 or more.
【請求項6】 前記粉末粒子は、ストリップキャスト法
を用いて作製されたものである、請求項1から5のいず
れかに記載のボンド磁石用希土類合金粉末。
6. The rare earth alloy powder for a bonded magnet according to claim 1, wherein the powder particles are produced by a strip casting method.
【請求項7】 前記粉末粒子は、ストリップキャスト法
によって得られた平均厚さが50μm以上120μm以
下の範囲内の合金薄帯を粉砕することによって作製され
たものである、請求項6に記載のボンド磁石用希土類合
金粉末。
7. The powder particles according to claim 6, wherein the powder particles are produced by crushing an alloy ribbon having an average thickness of 50 μm or more and 120 μm or less obtained by a strip casting method. Rare earth alloy powder for bonded magnets.
【請求項8】 請求項1から7のいずれかに記載のボン
ド磁石用希土類合金粉末と結合剤とを含むボンド磁石用
コンパウンド。
8. A compound for a bonded magnet, which comprises the rare earth alloy powder for a bonded magnet according to claim 1 and a binder.
【請求項9】 請求項8に記載のボンド磁石用コンパウ
ンドを用いて形成されたボンド磁石。
9. A bond magnet formed using the compound for a bond magnet according to claim 8.
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