JP2005197299A - Rare earth sintered magnet and manufacturing method thereof - Google Patents

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Tetsuto Yoneyama
哲人 米山
Akira Fukuno
亮 福野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the growth of a crystal grain, and to increase density by reducing sintering time. <P>SOLUTION: A forming body is subjected to debindering treatment by resistance heating before sintering by discharge plasma sintering, when manufacturing a rare earth sintered magnet, by sintering the forming body for forming a raw material alloy fine powder containing a rare earth element, a transition metal element, and boron. In this case, the amount of oxygen contained in the raw material alloy fine is preferably set to 2,500 ppm or smaller. Preliminary sintering is preferably made until sintering density reaches 70% or higher than the degree of vacuum by resistance heating. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、希土類元素、遷移金属元素及びホウ素を主成分とする希土類焼結磁石及びその製造方法に関し、特に、焼結時の結晶粒成長を抑制し磁気特性を改善するための技術に関する。   The present invention relates to a rare earth sintered magnet mainly composed of a rare earth element, a transition metal element and boron, and a method for producing the same, and more particularly to a technique for suppressing crystal grain growth and improving magnetic properties during sintering.

希土類焼結磁石、例えばNd−Fe−B系焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるNdが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要は益々拡大する傾向にある。このような状況から、Nd−Fe−B系焼結磁石の磁気特性を向上するための研究開発や、品質の高い希土類焼結磁石を製造するための製造方法の改良等が各方面において進められている。   Rare earth sintered magnets, for example, Nd-Fe-B based sintered magnets have advantages such as excellent magnetic properties, Nd as a main component is abundant in resources, and is relatively inexpensive. In recent years, the demand has been increasing. Under these circumstances, research and development for improving the magnetic properties of Nd—Fe—B based sintered magnets and improvement of manufacturing methods for producing high quality rare earth sintered magnets are being promoted in various fields. ing.

希土類焼結磁石の製造方法としては、粉末冶金法が知られており、低コストでの製造が可能なことから、広く用いられている。粉末冶金法では、先ず、原料合金インゴットを粗粉砕及び微粉砕し、粒径が数μm程度の原料合金微粉を得る。このようにして得られた原料合金微粉を静磁場中で磁場配向させ、磁場を印加した状態でプレス成形を行う。磁場中成形後、成形体を真空中、または不活性ガス雰囲気中で焼結を行う。   As a method for producing a rare earth sintered magnet, a powder metallurgy method is known and widely used because it can be produced at low cost. In the powder metallurgy method, a raw material alloy ingot is first roughly pulverized and finely pulverized to obtain a raw material alloy fine powder having a particle size of about several μm. The raw material alloy fine powder thus obtained is magnetically oriented in a static magnetic field, and press molding is performed in a state where a magnetic field is applied. After molding in a magnetic field, the compact is sintered in a vacuum or in an inert gas atmosphere.

希土類焼結磁石の焼結工程では、成形体を真空、若しくはAr等の不活性雰囲気中で加熱することによって焼結反応を進行させ、高密度な焼結体とすることが行われる。この時、加熱の熱源には抵抗加熱が広く採用されている。抵抗加熱では、Mo等の高融点金属若しくは炭素からなる棒状、あるいは板状の抵抗体に通電し、焼結炉内の温度を所定の温度にしている。   In the sintering process of the rare earth sintered magnet, the compact is heated in a vacuum or an inert atmosphere such as Ar to advance the sintering reaction to obtain a high-density sintered body. At this time, resistance heating is widely adopted as a heat source for heating. In resistance heating, a rod-shaped or plate-shaped resistor made of a refractory metal such as Mo or carbon is energized, and the temperature in the sintering furnace is set to a predetermined temperature.

焼結方法としては、前記抵抗加熱の他、例えば放電プラズマ焼結法も知られている。放電プラズマ焼結法は、圧縮成形体に直流パルス電圧を付与し、金属粉間隙で起こる放電現象を利用して焼結を行う方法である。放電プラズマ焼結法は、例えば鉄系焼結体への適用が検討されており、特許文献1にはフェライト系ステンレス粉末からなる圧粉体を焼結する方法が開示されている。そして、その効果として強度の向上が挙げられている。   In addition to the resistance heating, for example, a discharge plasma sintering method is also known as a sintering method. The spark plasma sintering method is a method in which a DC pulse voltage is applied to a compression molded body and sintering is performed using a discharge phenomenon that occurs in the gap between metal powders. For example, application of the discharge plasma sintering method to an iron-based sintered body has been studied, and Patent Document 1 discloses a method of sintering a green compact made of a ferrite-based stainless powder. And the improvement of intensity | strength is mentioned as the effect.

放電プラズマ焼結法の希土類焼結磁石への適用例としては、特許文献2〜特許文献3等に記載される技術がある。特許文献2には、NdFeB系及びRCo(磁石相+化合物相)において、電気抵抗の高いフッ化物、酸化物(Li,Na,Mg,Ca,Ba,Srの1種)を添加した場合の焼結による高電気抵抗磁石作製のための1つの手法として、放電プラズマ焼結法が示されている。特許文献3には、磁石粉末に融点200〜700℃の金属を1種または2種以上添加し、放電プラズマ焼結法を用いて希土類磁石を製造する方法が開示されている。特許文献4には、放電プラズマ焼結法を用い、量産性を改良した異方性磁石の製造方法が開示されている。
特開2002−332503号公報 特開平9−186010号公報 特開平8−264361号公報 特開2001−68366号公報
As an application example of the discharge plasma sintering method to the rare earth sintered magnet, there are techniques described in Patent Documents 2 to 3, and the like. In Patent Document 2, in the case of NdFeB-based and RCo (magnet phase + compound phase), a fluoride and oxide (one of Li, Na, Mg, Ca, Ba, and Sr) having high electrical resistance are added. As one method for producing a high electric resistance magnet by sintering, a discharge plasma sintering method is shown. Patent Document 3 discloses a method of producing a rare earth magnet using a discharge plasma sintering method by adding one or more metals having a melting point of 200 to 700 ° C. to magnet powder. Patent Document 4 discloses a method for manufacturing an anisotropic magnet using a discharge plasma sintering method and improving mass productivity.
JP 2002-332503 A JP-A-9-186010 JP-A-8-264361 JP 2001-68366 A

ところで、前述の抵抗加熱の場合、加熱温度は通電する電力に依存し、主として輻射熱を利用して成形体に熱エネルギーを供給しているため、その昇温速度は工業的に要求されるほど速くはない。このため、所望の温度に到達するまでに、これよりも低い温度に長時間晒されることになる。また、真空雰囲気の場合には、不活性ガスが存在する場合に期待できる伝導熱による温度の均一化が全く期待できず、炉内の温度制御が難しい。そのため、成形体の温度にばらつきが生ずる可能性が高い。   By the way, in the case of the resistance heating described above, the heating temperature depends on the energized electric power, and heat energy is supplied to the molded body mainly using radiant heat. There is no. For this reason, before reaching a desired temperature, it is exposed to a temperature lower than this for a long time. Also, in the case of a vacuum atmosphere, it is difficult to control the temperature inside the furnace because it is not possible to expect a uniform temperature due to conduction heat that can be expected when an inert gas is present. Therefore, there is a high possibility that the temperature of the molded body varies.

希土類焼結磁石の焼結では、焼結温度で液相となる低融点相(副相)が溶融し、主としてNd2Fe14B化合物からなる主相粒子の表面を濡らし、成形体内の空隙を外部に排除することによって高密度化(緻密化)が実現される。同時に、焼結温度では、固相同士(粒子同士)が反応することにより、主相結晶粒の粒成長が起こる。主相結晶粒の粒成長は、相対的に大きな主相粒子が、周囲の小さな粒子を吸収する形で進行する。さらに、焼結反応が進んでくると、小さな粒子を吸収した大きな主相粒子同士が反応して、より大きな粒子が生成する。 In the sintering of rare earth sintered magnets, the low melting point phase (subphase) that becomes a liquid phase at the sintering temperature melts, wets the surface of the main phase particles mainly composed of Nd 2 Fe 14 B compound, and voids in the molded body are formed. Densification (densification) is realized by eliminating the outside. At the same time, at the sintering temperature, the solid phase (particles) react with each other to cause the growth of main phase crystal grains. Grain growth of main phase crystal grains proceeds in such a manner that relatively large main phase particles absorb surrounding small particles. Furthermore, when the sintering reaction proceeds, large main phase particles that have absorbed small particles react with each other to generate larger particles.

ここで、結晶粒の大きさは、希土類焼結磁石の特性、特に保磁力に対して大きな影響を及ぼし、結晶粒のサイズが大きいと保磁力低下の要因となることから、焼結に際しては主相結晶粒の粒成長をなるべく抑えることが要求される。すなわち、希土類焼結磁石の焼結では、成形体を構成する原料合金の微粉末のサイズをできる限り維持したまま高密度化が進むことが望ましい。   Here, the size of the crystal grains has a great influence on the characteristics of the rare earth sintered magnet, particularly the coercive force, and if the crystal grain size is large, the coercive force is reduced. It is required to suppress the growth of phase crystal grains as much as possible. That is, in the sintering of rare earth sintered magnets, it is desirable to increase the density while maintaining the size of the fine powder of the raw material alloy constituting the compact as much as possible.

高密度化と粒成長の抑制という双方の目的を達成するためには、焼結時の温度と時間のパターンの制御が非常に重要となる。例えば、短時間のうちに液相が主相粒子の表面を十分に濡らすようにすることができれば、液相移動による高密度化に要する時間を短縮し、主相の粒成長を抑制することができる。液相が自由に移動できる温度と、粒成長する温度とは重複するので、制御が必要な温度は、単なる焼結炉内の温度ではなく、成形体の実際の温度であることは言うまでもない。   In order to achieve both the objectives of increasing the density and suppressing the grain growth, it is very important to control the temperature and time pattern during sintering. For example, if the liquid phase can sufficiently wet the surface of the main phase particles within a short period of time, the time required for densification by liquid phase transfer can be shortened and the grain growth of the main phase can be suppressed. it can. Since the temperature at which the liquid phase can freely move and the temperature at which grain growth occurs overlap, it goes without saying that the temperature that needs to be controlled is not just the temperature in the sintering furnace, but the actual temperature of the compact.

このような焼結反応から考えた場合、前述の抵抗加熱では粒成長を制御した焼結温度制御をすることは難しい。抵抗加熱では、輻射熱を利用しているために、温度の制御、特に急速な昇温、降温が困難であり、また、成形体の周囲と内部とで温度差が生じ易い。その結果、高密度化と粒成長の抑制を同時に達成することが困難であるという問題がある。また、抵抗加熱では、前記の通り、所望の温度に到達するまでに、これよりも低い温度に長時間晒されることになるため、異相が発生し易いという問題もある。主相粒子の粒成長や密度の低下、異相の発生は、いずれも得られる希土類焼結磁石の磁気特性の劣化の原因となり、その制御抑制が必要である。   Considering such a sintering reaction, it is difficult to control the sintering temperature by controlling the grain growth by the resistance heating described above. In resistance heating, since radiant heat is used, it is difficult to control temperature, in particular, rapid temperature increase and decrease, and a temperature difference is easily generated between the periphery and the inside of the molded body. As a result, there is a problem that it is difficult to achieve high density and suppression of grain growth at the same time. In addition, as described above, the resistance heating is exposed to a lower temperature for a long time before reaching a desired temperature, and thus there is a problem that a heterogeneous phase is likely to occur. The growth of main phase particles, the decrease in density, and the occurrence of heterogeneous phases all cause deterioration of the magnetic properties of the obtained rare earth sintered magnet, and it is necessary to suppress their control.

一方、前述の特許文献2〜4等に記載される放電プラズマ焼結法は、粒子間に発生する高温の放電プラズマを利用するため、輻射熱を利用した抵抗加熱に比べて急速な昇温が可能ではあるが、脱バインダー処理に必要な温度範囲に正確に維持することが難しいという問題がある。希土類焼結磁石の焼結に際しては、脱バインダー処理も重要な工程となる。原料合金微粉の成形体には、粉砕や成形を円滑に行うためにステアリン酸亜鉛等の潤滑剤が添加されているが、それらを焼結体中に炭化物や酸化物として残存させないように、真空中、若しくはArフロー中等で分解させ、系外に除去する必要がある。焼結の際に潤滑剤が残存すると、得られる希土類焼結磁石中の炭素量や酸素量が増え、特性劣化の要因となる。   On the other hand, the discharge plasma sintering method described in the above-mentioned Patent Documents 2 to 4 and the like uses a high-temperature discharge plasma generated between particles, so that a rapid temperature increase is possible compared to resistance heating using radiant heat. However, there is a problem that it is difficult to accurately maintain the temperature range necessary for the debinding process. When sintering a rare earth sintered magnet, the binder removal process is also an important process. The compact of the raw material alloy powder is added with a lubricant such as zinc stearate for smooth pulverization and molding, but vacuum is applied so that they do not remain as carbides or oxides in the sintered body. It must be decomposed in the middle or in the Ar flow and removed outside the system. If the lubricant remains during the sintering, the amount of carbon and oxygen in the obtained rare earth sintered magnet increases, which causes deterioration of characteristics.

本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、脱バインダー処理を確実に行うことができ、しかも、焼結時間を短縮し、高密度化と粒成長の抑制を同時に達成することができ、異相の形成も抑制することが可能な希土類焼結磁石の製造方法を提供し、保磁力等の磁気特性に優れた希土類焼結磁石を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and can be reliably debindered. Further, the sintering time can be shortened, and densification and grain growth can be suppressed simultaneously. An object of the present invention is to provide a method for producing a rare earth sintered magnet that can be achieved and can suppress the formation of heterogeneous phases, and to provide a rare earth sintered magnet having excellent magnetic properties such as coercive force.

前述の問題を解決するために、本発明に係る希土類焼結磁石は、希土類元素、遷移金属元素及びホウ素を含む原料合金微粉を成形した成形体が、抵抗加熱による脱バインダー処理の後、放電プラズマ焼結により焼結されていることを特徴とする。また、本発明に係る希土類焼結磁石の製造方法は、希土類元素、遷移金属元素及びホウ素を含む原料合金微粉を成形した成形体を焼結し、希土類焼結磁石を製造するに際し、前記成形体を抵抗加熱により脱バインダー処理した後、放電プラズマ焼結により前記焼結を行うことを特徴とする。   In order to solve the above-mentioned problem, the rare earth sintered magnet according to the present invention is a discharge plasma obtained by forming a compact of a raw material alloy powder containing a rare earth element, a transition metal element, and boron after debinding treatment by resistance heating. It is characterized by being sintered. In addition, the method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention includes the step of sintering a molded body obtained by molding a raw material alloy fine powder containing a rare earth element, a transition metal element, and boron. After the binder is removed by resistance heating, the sintering is performed by discharge plasma sintering.

希土類焼結磁石の製造に際しては、原料合金微粉を成形体とし、これを焼結して焼結体とするが、前記成形体には、粉砕の段階で加えられた潤滑剤が含まれている。そこで、本発明では、焼結に先立って、抵抗加熱により脱バインダー処理を行う。脱バインダー処理に抵抗加熱を採用することで、低温での温度制御が容易となり、温度の均一性が図られ、有機物を分解し得る温度に安定して維持することができ、潤滑剤が速やかに系外に除去される。その結果、炭素(炭化物)や酸素(酸化物)として残存することが抑制される。バインダーを成形体外に除去する前に温度が高くなると、活性なNdは、例えばNdC(炭化物)、Nd23(酸化物)等の化合物を生成してしまう。また、温度が低すぎると長時間を維持しておいても、バインダーは分解せず、系外に除去されない。なお、放電プラズマ焼結法による焼結に先立ち、バインダー処理に使用する抵抗加熱により成形体を予備焼結することもできる。 In the production of rare earth sintered magnets, raw material alloy fine powder is used as a compact, and this is sintered into a sintered compact, which contains the lubricant added at the stage of pulverization. . Therefore, in the present invention, the binder removal treatment is performed by resistance heating prior to sintering. By adopting resistance heating for the debinding process, temperature control at low temperatures is facilitated, temperature uniformity is achieved, and the temperature can be stably maintained to decompose organic substances, and the lubricant can be quickly Removed outside the system. As a result, the remaining carbon (carbide) or oxygen (oxide) is suppressed. When the temperature is increased before the binder is removed from the molded body, the active Nd generates compounds such as NdC (carbide) and Nd 2 O 3 (oxide). On the other hand, if the temperature is too low, the binder will not be decomposed and removed from the system even if the temperature is maintained for a long time. In addition, prior to sintering by the discharge plasma sintering method, the molded body can be pre-sintered by resistance heating used for binder treatment.

また、本発明では、焼結を放電プラズマ焼結により行うが、放電プラズマ焼結法とは、粉末の圧縮成形体に直流パルス電圧を付与することにより、粉末間隙で瞬時に生じる数千から1万℃程度の放電プラズマの高エネルギーを利用して、焼結を行う方法である。加圧下で成形体にパルス通電を行うと、原料合金微粉間をパルス大電流が通過することによる粉末表面の急激なジュール加熱や、原料合金微粉間隙で生じる放電プラズマによる表面活性化及びクリーニング作用、放電点及びジュール発熱点の移動等によって、原料合金微粉の表面のみが急速に発熱し、加熱される。したがって、輻射熱を利用する抵抗加熱に比べてはるかに急速な昇温、降温が可能である。   In the present invention, sintering is performed by spark plasma sintering. In the spark plasma sintering method, a direct current pulse voltage is applied to a powder compression-molded body, thereby generating several thousand to one instantaneously generated in the powder gap. This is a method of sintering using high energy of discharge plasma of about 10,000 ° C. When pulsed current is applied to the compact under pressure, rapid Joule heating of the powder surface due to the passage of a large pulse current between the raw material alloy fine powder, surface activation and cleaning action by discharge plasma generated in the raw material alloy fine powder gap, Only the surface of the raw material alloy powder rapidly generates heat and is heated by the movement of the discharge point and the Joule heating point. Therefore, the temperature can be raised and lowered much more rapidly than resistance heating using radiant heat.

ところで、NdFeB系磁石等の希土類焼結磁石の焼結に放電プラズマ焼結法を適用する場合、酸素量に留意する必要がある。原料合金微粉に含まれる酸素量が多いと、酸化物として存在する希土類元素が増加するため、放電プラズマによる表面活性化及びクリーニング作用が不十分となり、結晶粒の成長抑制効果を得ることができない等、放電プラズマ焼結法の利点が損なわれる。そこで本発明では、酸素量を2500ppm以下とすることによって、放電プラズマによる原料合金微粉表面の活性化作用及びクリーニング作用が妨げられることなく、短時間での焼結を可能とし、放電プラズマ焼結法の利点である結晶粒の成長抑制効果を最大限活かすことができる。   By the way, when applying the discharge plasma sintering method to the sintering of rare earth sintered magnets such as NdFeB magnets, it is necessary to pay attention to the amount of oxygen. If the amount of oxygen contained in the raw material alloy fine powder is large, rare earth elements present as oxides increase, so that the surface activation and cleaning action by the discharge plasma becomes insufficient, and the effect of suppressing the growth of crystal grains cannot be obtained. The advantages of the discharge plasma sintering method are impaired. Therefore, in the present invention, by setting the amount of oxygen to 2500 ppm or less, it is possible to sinter in a short time without hindering the activation and cleaning action of the raw material alloy fine powder surface by the discharge plasma, and the discharge plasma sintering method. It is possible to make the most of the crystal grain growth suppressing effect which is an advantage of the above.

本発明の希土類焼結磁石は、抵抗加熱による脱バインダー処理の後、放電プラズマ焼結により焼結されるとともに、酸素含有量が所定値以下に制御されるので、炭素や酸素の残存が抑制されるとともに、放電プラズマ焼結法の利点が最大限に活かされ、高密度化と結晶粒成長の抑制、異相の発生の抑制が同時に実現される。したがって、本発明によれば、保磁力の高い磁気特性に優れた希土類焼結磁石を提供することができる。   The rare earth sintered magnet of the present invention is sintered by spark plasma sintering after debinding by resistance heating, and the oxygen content is controlled to a predetermined value or less, so that the remaining carbon and oxygen are suppressed. At the same time, the advantages of the spark plasma sintering method are utilized to the maximum, and high density, suppression of crystal grain growth, and generation of heterogeneous phases are simultaneously realized. Therefore, according to the present invention, a rare earth sintered magnet having a high coercive force and excellent magnetic characteristics can be provided.

また、本発明の希土類焼結磁石の製造方法によれば、脱バインダー処理に抵抗加熱を、焼結に放電プラズマ焼結をそれぞれ採用するとともに、酸素含有量を所定値以下に制御するので、脱バインダーが効率的に行われるとともに、原料合金微粉表面のクリーニング・活性化作用により急速な焼結反応及び緻密化が進行する。したがって、本発明によれば、焼結時間を短縮し、高密度化した焼結体を粒成長せずに得ることができ、さらに、炭素や酸素の残存も少ないので、得られる希土類焼結磁石の焼結状態を理想状態に近づけることができる。   In addition, according to the method for producing a rare earth sintered magnet of the present invention, resistance heating is employed for the debinding process and discharge plasma sintering is employed for the sintering, and the oxygen content is controlled to a predetermined value or less. Binder is efficiently performed, and rapid sintering reaction and densification proceed due to the cleaning and activating action of the raw material alloy fine powder surface. Therefore, according to the present invention, it is possible to obtain a sintered body with a reduced sintering time and a high density without grain growth, and further, since there is little residual carbon and oxygen, the obtained rare earth sintered magnet The sintered state of can be brought close to the ideal state.

以下、本発明を適用した希土類焼結磁石及びその製造方法について、図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, a rare earth sintered magnet to which the present invention is applied and a manufacturing method thereof will be described with reference to the drawings.

本発明の希土類焼結磁石は、希土類元素、遷移金属元素及びホウ素を主成分とするものである。磁石組成は、目的に応じて任意に選択すればよい。例えば、R−T−B(R=Yを含む希土類元素の1種または2種以上、T=FeまたはFe及びCoを必須とする遷移金属元素の1種または2種以上、B=ホウ素)系希土類焼結磁石とする場合、磁気特性に優れた希土類焼結磁石を得るためには、焼結後の磁石組成において、希土類元素Rが27.0〜32.0重量%、ホウ素Bが0.5〜2.0重量%、残部が実質的に遷移金属元素T(例えばFe)となるような配合組成とすることが好ましい。希土類元素Rの量が27.0重量%未満であると、軟磁性であるα−Fe等が析出し、保磁力が低下する。逆に、希土類元素Rが32.0重量%を越えると、Rリッチ相の量が多くなって耐蝕性が劣化するとともに、主相であるR214B結晶粒の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。また、ホウ素Bが0.5重量%未満の場合には、高い保磁力を得ることができない。逆に、ホウ素Bが2.0重量%を越えると、残留磁束密度が低下する傾向がある。 The rare earth sintered magnet of the present invention is mainly composed of a rare earth element, a transition metal element and boron. The magnet composition may be arbitrarily selected according to the purpose. For example, R-T-B (one or more of rare earth elements including R = Y, T = one or more of transition metal elements essential to Fe or Fe and Co, B = boron) system When a rare earth sintered magnet is used, in order to obtain a rare earth sintered magnet having excellent magnetic properties, the sintered magnet composition has a rare earth element R of 27.0 to 32.0 wt% and boron B of 0. It is preferable that the blending composition is 5 to 2.0% by weight and the balance is substantially the transition metal element T (for example, Fe). When the amount of the rare earth element R is less than 27.0% by weight, α-Fe or the like that is soft magnetic precipitates, and the coercive force decreases. Conversely, when the rare earth element R exceeds 32.0% by weight, the amount of the R-rich phase increases and the corrosion resistance deteriorates, and the volume ratio of the R 2 T 14 B crystal grains as the main phase decreases. The residual magnetic flux density is reduced. Further, when boron B is less than 0.5% by weight, a high coercive force cannot be obtained. Conversely, if boron B exceeds 2.0% by weight, the residual magnetic flux density tends to decrease.

ここで、希土類元素Rは、Yを含む希土類元素、すなわちY、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Yb及びLuから選ばれる1種、または2種以上である。中でも、NdやPrは、磁気特性のバランスが良いこと、資源的に豊富で比較的安価であることから、主成分をNdやPrとすることが好ましい。また、Dy2Fe14BやTb2Fe14B化合物は、異方性磁界が大きく、保磁力Hcjを向上させる上で有効である。 Here, the rare earth element R is a rare earth element including Y, that is, one selected from Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Yb, and Lu, or 2 More than a seed. Among these, Nd and Pr are preferably Nd and Pr because the balance of magnetic properties is good and they are abundant and relatively inexpensive. Dy 2 Fe 14 B and Tb 2 Fe 14 B compounds have a large anisotropic magnetic field and are effective in improving the coercive force Hcj.

さらに、本発明の希土類焼結磁石は、添加元素Mを加えて、R−T−B−M系希土類焼結磁石とすることも可能である。この場合、添加元素Mとしては、Al、Ga、Cr、Mn、Mg、Si、Cu、C、Nb、Sn、W、V、Zr、Ti、Hf、Mo等を挙げることができ、これらの1種または2種以上を選択して添加することができる。例えば、高融点金属であるNb、Zr、W等の添加は、結晶粒成長を抑制する効果がある。勿論、これら組成に限らず、希土類焼結磁石の組成として従来公知の組成全般に適用可能であることは言うまでもない。   Furthermore, the rare earth sintered magnet of the present invention may be an R-TBM type rare earth sintered magnet by adding the additive element M. In this case, examples of the additive element M include Al, Ga, Cr, Mn, Mg, Si, Cu, C, Nb, Sn, W, V, Zr, Ti, Hf, and Mo. A seed | species or 2 or more types can be selected and added. For example, the addition of Nb, Zr, W or the like, which is a refractory metal, has an effect of suppressing crystal grain growth. Of course, it is needless to say that the composition of the rare earth sintered magnet is not limited to these compositions and can be applied to all known compositions.

また、本発明の希土類焼結磁石では、酸素の含有量を2500ppm以下とする。これは、後述の放電プラズマ焼結を行うこととも関連するが、酸素含有量が2500ppmを越えると、希土類元素が酸化物として存在する量が増加し、主相及び副相に存在すべき磁気的に有効な希土類元素が減少して保磁力が低下するという問題が生ずる。さらに、生成した酸化物は非磁性であり、焼結体の磁化の低下も招く。酸素量と酸化物の生成量の関係は、化合物の化学量論比に従って直線的関係を有するが、近年の磁石応用製品において高性能希土類磁石に要求される保磁力や磁化を満足させるためには、2500ppm以下であることが要求され、特に2000ppm以下であることが好ましい。   In the rare earth sintered magnet of the present invention, the oxygen content is 2500 ppm or less. This is also related to the discharge plasma sintering described later. However, when the oxygen content exceeds 2500 ppm, the amount of rare earth elements present as oxides increases, and the magnetic phase that should exist in the main phase and subphase. This causes a problem that the effective rare earth elements are reduced and the coercive force is lowered. Furthermore, the generated oxide is non-magnetic and causes a decrease in magnetization of the sintered body. The relationship between the amount of oxygen and the amount of oxide produced has a linear relationship according to the stoichiometric ratio of the compounds, but in order to satisfy the coercive force and magnetization required for high performance rare earth magnets in recent magnet applications. It is required to be 2500 ppm or less, and particularly preferably 2000 ppm or less.

さらに、本発明の希土類焼結磁石は、炭素(C)の含有量が1500ppm以下、窒素(N)の含有量が200〜1500ppmであることが好ましい。炭素の含有量が1500ppmを越えると、炭素は希土類元素の一部と炭化物を形成し、磁気的に有効な希土類元素が減少して保磁力が低下する。また、窒素量を前記範囲とすることによって、優れた耐蝕性と高い磁気特性を両立させることができる。   Furthermore, the rare earth sintered magnet of the present invention preferably has a carbon (C) content of 1500 ppm or less and a nitrogen (N) content of 200 to 1500 ppm. When the carbon content exceeds 1500 ppm, carbon forms a carbide with a part of the rare earth element, and the magnetically effective rare earth element is reduced and the coercive force is lowered. Further, by setting the nitrogen amount in the above range, both excellent corrosion resistance and high magnetic properties can be achieved.

本発明の希土類焼結磁石は、粉末冶金法により製造されるものであり、特に、放電プラズマ焼結によって焼結されてなるものである。以下、希土類焼結磁石の粉末冶金法による製造方法について説明する。   The rare earth sintered magnet of the present invention is manufactured by a powder metallurgy method, and in particular, sintered by spark plasma sintering. Hereinafter, a method for producing a rare earth sintered magnet by powder metallurgy will be described.

図1は、粉末冶金法による希土類焼結磁石の製造プロセスの一例を示すものである。この製造プロセスは、基本的には、合金化工程1、粗粉砕工程2、微粉砕工程3、磁場中成形工程4、脱バインダー工程5、焼結工程6、時効工程7、加工工程8、及び表面処理工程9とにより構成される。なお、酸化防止のために、焼結後までの各工程は、ほとんどの工程を真空中、あるいは不活性ガス雰囲気中(窒素雰囲気中、Ar雰囲気中等)で行う。   FIG. 1 shows an example of a process for producing a rare earth sintered magnet by powder metallurgy. This manufacturing process basically includes an alloying step 1, a coarse pulverization step 2, a fine pulverization step 3, a magnetic field forming step 4, a binder removal step 5, a sintering step 6, an aging step 7, a processing step 8, and And a surface treatment step 9. In order to prevent oxidation, most of the steps after sintering are performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere (in a nitrogen atmosphere, an Ar atmosphere, etc.).

合金化工程1では、原料となる金属、あるいは合金を磁石組成に応じて配合し、不活性ガス、例えばAr雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法(連続鋳造法)が生産性等の観点から好適である。原料金属(合金)としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。インゴットとして鋳造した場合には、凝固偏析を解消すること等を目的に、必要に応じて溶体化処理を行ってもよい。溶体化処理の条件としては、例えば真空またはAr雰囲気下、700〜1200℃領域で1時間以上保持する。   In the alloying step 1, a metal or alloy as a raw material is blended according to the magnet composition, dissolved in an inert gas, for example, Ar atmosphere, and cast into an alloy. As a casting method, a strip casting method (continuous casting method) in which molten high-temperature liquid metal is supplied onto a rotating roll and an alloy thin plate is continuously cast is preferable from the viewpoint of productivity and the like. As the raw material metal (alloy), pure rare earth elements, rare earth alloys, pure iron, ferroboron, and alloys thereof can be used. When cast as an ingot, solution treatment may be performed as necessary for the purpose of eliminating solidification segregation. As a condition for the solution treatment, for example, it is kept in a 700 to 1200 ° C. region for 1 hour or more under vacuum or Ar atmosphere.

粗粉砕工程2では、先に鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等を、粒径数百μm程度になるまで粉砕する。粉砕手段としては、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用いることができる。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵させて脆化させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。   In the coarse pulverization step 2, the previously cast raw alloy thin plate, ingot or the like is pulverized until the particle size is about several hundreds of micrometers. As the pulverizing means, a stamp mill, a jaw crusher, a brown mill, or the like can be used. In order to improve the coarse pulverization property, it is effective to perform coarse pulverization after occlusion of hydrogen and embrittlement.

前述の粗粉砕工程2が終了した後、通常、粗粉砕した原料合金粉に粉砕助剤を添加する。粉砕助剤としては、例えば脂肪酸系化合物等を使用することができるが、特に、脂肪酸アミドを粉砕助剤として用いることで、良好な磁気特性、特に高配向度で高い磁化を有する希土類焼結磁石を得ることができる。粉砕助剤の添加量としては、0.03〜0.4重量%とすることが好ましい。粉砕助剤の添加量が0.03重量%未満であると、潤滑剤の磁気特性に与える効果が十分に得られず、0.4重量%以下の添加量であれば、焼結後の残留炭素の量を効果的に低減することができ、希土類焼結磁石の磁気特性を向上させる上で有効である。   After the aforementioned coarse pulverization step 2 is completed, a pulverization aid is usually added to the coarsely pulverized raw material alloy powder. As the grinding aid, for example, fatty acid compounds can be used. In particular, by using fatty acid amide as the grinding aid, a rare earth sintered magnet having good magnetic properties, particularly high orientation and high magnetization. Can be obtained. The addition amount of the grinding aid is preferably 0.03 to 0.4% by weight. If the addition amount of the grinding aid is less than 0.03% by weight, the effect on the magnetic properties of the lubricant cannot be sufficiently obtained. If the addition amount is 0.4% by weight or less, the residual after sintering The amount of carbon can be effectively reduced, which is effective in improving the magnetic properties of the rare earth sintered magnet.

粗粉砕工程2の後、微粉砕工程3を行うが、この微粉砕工程3は、例えば気流式粉砕機等を使用して行われる。微粉砕の際の条件は、用いる気流式粉砕機に応じて適宜設定すればよく、原料合金粉を平均粒径が1〜10μm程度、例えば3〜6μmとなるまで微粉砕する。気流式粉砕機としては、ジェットミル等が好適である。ジェットミルは、高圧の不活性ガス(例えば窒素ガス)を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粉体の粒子を加速し、粉体の粒子同士の衝突や、衝突板あるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。ジェットミルは、一般的に、流動層を利用するジェットミル、渦流を利用するジェットミル、衝突板を用いるジェットミル等に分類される。これらのジェットミルのうちでは、流動層を利用するジェットミル、及び渦流を利用するジェットミルが好ましく、特に流動層を利用するジェットミルが好ましい。例えば原料合金粉と粉砕助剤とは比重が大きく異なるが、流動層中及び渦流中では比重の違いに殆ど関係なく良好に粉砕及び混合が行なわれ、特に流動層中では比重の違いは殆ど問題とならないからである。   After the coarse pulverization step 2, a fine pulverization step 3 is performed. The fine pulverization step 3 is performed using, for example, an airflow pulverizer. The conditions for fine pulverization may be appropriately set according to the airflow pulverizer to be used, and the raw material alloy powder is finely pulverized until the average particle size becomes about 1 to 10 μm, for example, 3 to 6 μm. A jet mill or the like is suitable as the airflow pulverizer. A jet mill opens a high-pressure inert gas (for example, nitrogen gas) from a narrow nozzle to generate a high-speed gas flow, accelerates powder particles by this high-speed gas flow, and collides powder particles with each other. Or, it is a method of crushing by generating a collision with a collision plate or a container wall. Jet mills are generally classified into jet mills that use fluidized beds, jet mills that use vortex flow, jet mills that use impingement plates, and the like. Among these jet mills, a jet mill using a fluidized bed and a jet mill using a vortex are preferable, and a jet mill using a fluidized bed is particularly preferable. For example, the specific gravity of the raw material alloy powder and the grinding aid are greatly different, but in the fluidized bed and in the vortex, the grinding and mixing are performed well regardless of the difference in specific gravity. It is because it does not become.

微粉砕工程3の後、磁場中成形工程4において、原料合金微粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程3にて得られた原料合金微粉を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。磁場中成形は、成形圧力と磁界方向が平行な縦磁場成形、成形圧力と磁界方向が直交する横磁場成形のいずれであってもよい。さらに、磁界印加手段として、パルス電源と空芯コイルも採用することができる。この磁場中成形は、例えば700〜1300kA/mの磁場中で、100〜200MPa前後の圧力で行えばよい。   After the pulverizing step 3, in the forming step 4 in the magnetic field, the raw material alloy fine powder is formed in the magnetic field. Specifically, the raw material alloy fine powder obtained in the fine pulverization step 3 is filled in a mold in which an electromagnet is arranged, and is molded in a magnetic field with a crystal axis oriented by applying a magnetic field. The forming in the magnetic field may be either a vertical magnetic field forming in which the forming pressure and the magnetic field direction are parallel, or a horizontal magnetic field forming in which the forming pressure and the magnetic field direction are orthogonal to each other. Further, a pulse power source and an air-core coil can be employed as the magnetic field applying means. The forming in the magnetic field may be performed at a pressure of about 100 to 200 MPa in a magnetic field of 700 to 1300 kA / m, for example.

次に、前記磁場中成形工程により形成された成形体を焼結するが、焼結に先立って、脱バインダー工程5において脱バインダー処理を行う。この脱バインダー処理は、粉砕工程において添加され成形体に含まれる潤滑剤を系外に除去するための工程であり、脱バインダー処理を行うことで、焼結後に炭化物、酸化物等として残存する炭素や酸素の残存量を減らすことができる。また、焼結工程6において放電プラズマ焼結法により焼結を行う場合、酸素による結晶粒成長が問題となるが、この脱バインダー処理により潤滑剤を除去しておけば、結晶粒成長を最小限に抑えることもできる。   Next, the molded body formed by the molding step in the magnetic field is sintered, and the binder removal process is performed in the binder removal step 5 prior to the sintering. This binder removal process is a process for removing the lubricant added in the pulverization process and contained in the molded body, and by removing the binder, carbon remaining as a carbide, oxide, etc. after sintering. And the remaining amount of oxygen can be reduced. Further, when sintering is performed by the spark plasma sintering method in the sintering step 6, crystal grain growth due to oxygen becomes a problem, but if the lubricant is removed by this debinding process, crystal grain growth is minimized. Can also be suppressed.

本発明では、この脱バインダー工程を抵抗加熱により行う。脱バインダー処理では、例えば200℃〜500℃程度の有機物を分解し得る温度に成形体を保持し、成形体に含まれる潤滑剤等の有機物を分解、除去するが、抵抗加熱の採用は、低温での温度制御の容易さや、温度の均一性をもたらし、脱バインダーの効率向上が図られる。また、放電プラズマ焼結法による焼結に先立ち、バインダー処理に使用する抵抗加熱により成形体を予備焼結することもできる。   In the present invention, this debinding step is performed by resistance heating. In the debinding process, for example, the molded body is held at a temperature at which organic substances of about 200 ° C. to 500 ° C. can be decomposed, and organic substances such as a lubricant contained in the molded body are decomposed and removed. The temperature can be easily controlled and the temperature is uniform, and the binder removal efficiency is improved. Further, prior to sintering by the discharge plasma sintering method, the compact can be pre-sintered by resistance heating used for binder treatment.

ここで、後述の焼結工程6を放電プラズマ焼結法により行うことを考慮すると、脱バインダー処理も放電プラズマ焼結法により行うことも考えられる。しかしながら、放電プラズマ焼結法は、脱バインダー処理に好適な低温での安定な温度制御が難しく、効率的な加熱が難しい。このため、脱バインダー処理に放電プラズマ焼結法を適用すると、炭素や酸素が残りやすく、最終的に得られる希土類焼結磁石の特性劣化の原因となる。このため、輻射熱を利用した抵抗加熱を脱バインダー処理に適用する。   Here, considering that the sintering step 6 described later is performed by the discharge plasma sintering method, it is conceivable that the binder removal treatment is also performed by the discharge plasma sintering method. However, in the discharge plasma sintering method, stable temperature control at a low temperature suitable for the binder removal process is difficult, and efficient heating is difficult. For this reason, when the discharge plasma sintering method is applied to the binder removal treatment, carbon and oxygen are likely to remain, causing the characteristic deterioration of the finally obtained rare earth sintered magnet. For this reason, resistance heating using radiant heat is applied to the binder removal treatment.

また、予備焼結としては、脱バインダー後、成形体の密度を制御する予備焼結を行うことが好ましい。具体的には、脱バインダー工程5において、脱バインダー処理の後、焼結密度が真密度の70%以上、より好ましくは85%以上となるまで抵抗加熱を行う。これにより、成形体の強度向上が図られ、最終的に、高密度且つ高性能な希土類焼結磁石を安定して得ることができる。   Moreover, as pre-sintering, it is preferable to perform pre-sintering to control the density of the compact after debinding. Specifically, in the binder removal step 5, after the binder removal treatment, resistance heating is performed until the sintered density reaches 70% or more, more preferably 85% or more of the true density. Thereby, the strength of the compact is improved, and finally, a high-density and high-performance rare earth sintered magnet can be stably obtained.

次いで、焼結工程6において、焼結を実施する。すなわち、原料合金微粉を磁場中成形後、前記脱バインダー処理を行った成形体(予備焼結体)を真空または不活性ガス雰囲気中で焼結する。   Next, sintering is performed in the sintering step 6. That is, after forming the raw material alloy fine powder in a magnetic field, the formed body (pre-sintered body) subjected to the binder removal treatment is sintered in a vacuum or an inert gas atmosphere.

本発明では、この焼結工程6において、成形体の焼結を放電プラズマ焼結により行う。図2は、放電プラズマ焼結装置の概要を示すものである。放電プラズマ焼結装置においては、例えば真空チャンバ11内に、いわゆるダイセットが設けられている。ダイセットは、成形体12を収納する焼結ダイ13と、焼結ダイ13内の成形体12を1軸方向から加圧する下部パンチ14及び上部パンチ15と、下部パンチ14及び上部パンチ15を挟む下部電極16及び上部電極17とから構成され、下部電極16及び上部電極17が直流パルス電源18に接続される。この放電プラズマ焼結装置を用いて焼結を行う場合には、成形体12を内部に充填した焼結ダイ13、下部パンチ14及び上部パンチ15を、下部電極16及び上部電極17間に設置し、加圧しながら直流パルス電源18より通電を行う。すると、放電プラズマの放電衝撃圧力、スパッタ作用により、原料合金粉末表面の吸着ガス等を吹き飛ばしたり、絶縁酸化被膜を破壊する等、原料合金微粉表面を活性化及びクリーニングする。また、放電プラズマの発生がない場合も、大電流が通過することで急激なジュール熱を発生し、原料合金微粉表面が自己発熱する。また、パルス通電を行うことにより、電界の作用でイオンの高速移動が生じるため、成形体内で放電点及びジュール発熱点が移動、分散し、成形体全体が均一に加熱される。このように、比較的低温で、且つ急激な温度上昇によって焼結が行われる。   In the present invention, in the sintering step 6, the compact is sintered by discharge plasma sintering. FIG. 2 shows an outline of a discharge plasma sintering apparatus. In the discharge plasma sintering apparatus, for example, a so-called die set is provided in the vacuum chamber 11. The die set sandwiches the sintered die 13 that accommodates the molded body 12, the lower punch 14 and the upper punch 15 that pressurize the molded body 12 in the sintered die 13 from one axis direction, and the lower punch 14 and the upper punch 15. The lower electrode 16 and the upper electrode 17 are connected to a DC pulse power source 18. When sintering is performed using this discharge plasma sintering apparatus, a sintering die 13, a lower punch 14 and an upper punch 15 filled with a molded body 12 are placed between a lower electrode 16 and an upper electrode 17. The DC pulse power supply 18 is energized while being pressurized. Then, the surface of the raw material alloy fine powder is activated and cleaned by blowing off the adsorbed gas on the surface of the raw material alloy powder or destroying the insulating oxide film by the discharge impact pressure of the discharge plasma and the sputtering action. Further, even when no discharge plasma is generated, rapid Joule heat is generated by passing a large current, and the surface of the raw material alloy fine powder self-heats. In addition, by applying the pulse current, high-speed movement of ions occurs due to the action of an electric field, so that the discharge points and Joule heating points move and disperse in the molded body, and the entire molded body is heated uniformly. Thus, sintering is performed at a relatively low temperature and by a rapid temperature increase.

なお、希土類焼結磁石の放電プラズマ焼結に際しては、必ずしも加圧する必要はなく、その場合には、図3に示すように、成形体12の上下に下部電極16及び上部電極17を配して、直流パルス電源18より通電を行えばよい。ただし、特性を向上する上では、加圧した方が有利である。また、加圧する場合、成形体12の配向方向と平行な方向に加圧することが好ましい。   In addition, it is not always necessary to pressurize the discharge plasma sintering of the rare earth sintered magnet. In this case, as shown in FIG. 3, the lower electrode 16 and the upper electrode 17 are arranged above and below the molded body 12. The energization may be performed from the DC pulse power supply 18. However, pressurization is more advantageous in improving the characteristics. Moreover, when pressurizing, it is preferable to pressurize in the direction parallel to the orientation direction of the molded object 12.

ところで、前記焼結工程6において、原料合金微粉を成形した成形体を放電プラズマ焼結により焼結する場合、原料合金微粉に含まれる酸素量に留意する必要がある。例えばNdFeB系合金は、極めて酸化され易く、酸素雰囲気を制御して粉砕を行っても、通常は酸素量が2500ppmを越えるレベルとなる。この酸素量は、Nd酸化物として存在するとほぼ1重量%以上となる。また、この酸素量は、潤滑剤の添加量として検討されている量(〜0.8重量%)より多く、また、潤滑剤の最適量(0.1重量%)よりはるかに多い量となる。原料合金微粉の酸素量が多いと、放電プラズマによる原料合金微粉表面の活性化作用及びクリーニング作用が妨げられ、急速昇温や焼結時間の短時間化等の利点が得られなくなる。その結果、結晶粒の成長を招き、希土類焼結磁石の保磁力が低下する等、磁気特性の低下につながる。   By the way, in the sintering step 6, when the compact formed from the raw material alloy fine powder is sintered by spark plasma sintering, it is necessary to pay attention to the amount of oxygen contained in the raw material alloy fine powder. For example, NdFeB-based alloys are very easily oxidized, and even when pulverization is performed while controlling the oxygen atmosphere, the amount of oxygen usually reaches a level exceeding 2500 ppm. This amount of oxygen is approximately 1% by weight or more when present as Nd oxide. Further, the amount of oxygen is larger than the amount studied as an additive amount of the lubricant (up to 0.8% by weight) and much larger than the optimum amount of the lubricant (0.1% by weight). . When the amount of oxygen in the raw material alloy fine powder is large, the activation and cleaning action of the surface of the raw material alloy fine powder by the discharge plasma is hindered, and advantages such as rapid temperature rise and shortening of the sintering time cannot be obtained. As a result, crystal grains grow, leading to a decrease in magnetic properties such as a decrease in coercivity of the rare earth sintered magnet.

したがって、本発明においては、原料合金微粉に含まれる酸素量を、2500ppm以下に抑えることが好ましい。焼結工程に放電プラズマ焼結法を採用するとともに、酸素量を2500ppm以下とすることによって、放電プラズマによる原料合金粉末表面の活性化作用やクリーニング作用を充分に発現させ、急速な焼結反応及び緻密化が進行するので、結晶の粒成長を効果的に抑制できる。このため、従来の抵抗加熱に比べて高い保磁力の希土類焼結磁石を得ることができる。また、保磁力を高めることにより高価なDyのような希土類元素を低減できるという利点もある。   Therefore, in the present invention, it is preferable to suppress the amount of oxygen contained in the raw material alloy fine powder to 2500 ppm or less. By adopting the discharge plasma sintering method in the sintering process and setting the oxygen amount to 2500 ppm or less, the activation and cleaning action of the raw material alloy powder surface by the discharge plasma is sufficiently expressed, and the rapid sintering reaction and Since densification proceeds, crystal grain growth can be effectively suppressed. For this reason, a rare earth sintered magnet having a higher coercive force than conventional resistance heating can be obtained. There is also an advantage that rare earth elements such as expensive Dy can be reduced by increasing the coercive force.

また、本発明によれば、従来に比べて、短時間での昇温、降温が実現され、短時間で焼結が完了する。具体的には、抵抗加熱法では4時間の焼結時間が必要な場合、本発明の方法によれば、1/5以下の焼結時間で抵抗加熱による希土類焼結磁石と同等の密度の希土類焼結磁石を得ることができる。このように、焼結時間を大幅に短縮することができるため、希土類焼結磁石の製造に要する時間が短縮され、工業上の経済的効果も極めて大きい。   Further, according to the present invention, the temperature can be raised and lowered in a short time as compared with the conventional case, and the sintering is completed in a short time. Specifically, when the resistance heating method requires a sintering time of 4 hours, according to the method of the present invention, a rare earth having the same density as a rare earth sintered magnet by resistance heating with a sintering time of 1/5 or less. A sintered magnet can be obtained. As described above, since the sintering time can be greatly shortened, the time required for producing the rare earth sintered magnet is shortened, and the industrial economic effect is extremely large.

原料合金微粉に含まれる酸素量を抑えるには、例えば、前記微粉砕工程3において、ジェットミルによる粉砕時の酸素量の増加を抑制する必要がある。そのためには、例えばジェットミルで粉砕する際に、不活性ガス雰囲気中で行い、その条件を厳しく管理することが必要である。また、微粉砕工程3に限らず、粗粉砕工程2等、全ての焼結前迄の工程における雰囲気中の酸素量管理を厳しくし、前記酸素量とすることが要求される。   In order to suppress the amount of oxygen contained in the raw material alloy fine powder, for example, in the fine pulverization step 3, it is necessary to suppress an increase in the amount of oxygen during pulverization by a jet mill. For that purpose, for example, when pulverizing with a jet mill, it is necessary to carry out in an inert gas atmosphere and to strictly control the conditions. Further, not only the fine pulverization step 3 but also the coarse pulverization step 2 and the like, it is required to strictly control the oxygen amount in the atmosphere in all the steps up to sintering.

NdFeB系焼結磁石の焼結工程に放電プラズマ焼結法を適用する技術については、これまでにも例えば前述の特許文献2〜4において提案されているが、放電プラズマ焼結法の特長である結晶粒の成長抑制効果が充分に実現されたのは、低酸素量の成形体を作製可能になったことが大きな要因の一つである。例えば前述の特許文献2記載の発明においては、電気抵抗の高いフッ化物、酸化物を添加した場合の高電気抵抗磁石作製のための手法の一例として放電プラズマ焼結法が示されているのみで、焼結磁石の磁気特性の高性能化を目的としたものではない。また、焼結体の結晶粒等に関しては全く検討されていない。特許文献3や特許文献4に記載される発明も同様である。   The technique of applying the discharge plasma sintering method to the sintering process of the NdFeB-based sintered magnet has been proposed so far in, for example, the above-mentioned Patent Documents 2 to 4, and is a feature of the discharge plasma sintering method. One of the major reasons that the effect of suppressing the growth of crystal grains has been realized is that it has become possible to produce a compact with a low oxygen content. For example, in the invention described in Patent Document 2 described above, only a discharge plasma sintering method is shown as an example of a technique for producing a high electric resistance magnet when a fluoride or oxide having a high electric resistance is added. It is not intended to improve the magnetic properties of sintered magnets. Further, no consideration has been given to the crystal grains of the sintered body. The same applies to the inventions described in Patent Document 3 and Patent Document 4.

放電プラズマ焼結法による焼結条件は、焼結する成形体の大きさ、原料合金微粉の大きさ等に応じて適宜設定すればよい。焼結条件を適正なものとすることにより、結晶粒の粒成長の抑制と、焼結反応の促進による高密度化を実現することができる。ここで、焼結条件の一つの指標として、焼結後の焼結体の結晶粒径分布を挙げることができる。具体的には、主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が10μm以下の主相結晶粒の面積の和が90%以上、結晶粒径が15μm以上の主相結晶粒の面積の和が5%以下となるように焼結を行うことが好ましい。焼結工程に放電プラズマ焼結法を採用するとともに、成形体の酸素量を特定の値以下に制御することで、従来に比べて微細な結晶粒径分布を実現することができる。主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が10μm以下の主相結晶粒の面積の和が90%未満で、結晶粒径が15μm以上の主相結晶粒の面積の和が5%を越えると、粒成長が進んでいることを意味し、希土類焼結磁石の保磁力が低下するおそれがある。より好ましくは、主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が8μm以下の主相結晶粒の面積の和が80%以上、結晶粒径が13μm以上の主相結晶粒の面積の和が10%以下であり、さらに好ましくは、主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が8μm以下の主相結晶粒の面積の和が90%以上、結晶粒径が13μm以上の主相結晶粒の面積の和が5%以下である。さらには、主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が6μm以下の主相結晶粒の面積の和が80%以上、結晶粒径が10μm以上の主相結晶粒の面積の和が10%以下であることが好ましい。   Sintering conditions by the discharge plasma sintering method may be appropriately set according to the size of the compact to be sintered, the size of the raw material alloy fine powder, and the like. By making the sintering conditions appropriate, it is possible to suppress grain growth of the crystal grains and increase the density by promoting the sintering reaction. Here, as one index of the sintering conditions, the crystal grain size distribution of the sintered body after sintering can be mentioned. Specifically, the sum of the areas of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 10 μm or less is 90% or more and the area of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 15 μm or more with respect to the total area of the main phase crystal grains. Sintering is preferably performed so that the sum is 5% or less. By adopting the spark plasma sintering method in the sintering process and controlling the oxygen content of the compact to a specific value or less, a finer crystal grain size distribution can be realized as compared with the prior art. The sum of the areas of the main phase grains having a crystal grain size of 10 μm or less is less than 90% and the sum of the areas of the main phase grains having a grain size of 15 μm or more is 5% of the total area of the main phase grains Exceeding this means that grain growth is progressing, and the coercivity of the rare earth sintered magnet may be reduced. More preferably, the sum of the areas of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 8 μm or less is 80% or more and the sum of the areas of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 13 μm or more with respect to the total area of the main phase crystal grains. Is preferably 10% or less, and more preferably, the sum of the areas of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 8 μm or less is 90% or more and the crystal grain size is 13 μm or more with respect to the total area of the main phase crystal grains. The sum of the area of the phase crystal grains is 5% or less. Furthermore, the sum of the areas of the main phase grains having a crystal grain size of 6 μm or less is 80% or more and the sum of the areas of the main phase grains having a crystal grain size of 10 μm or more is the total area of the main phase grains. It is preferable that it is 10% or less.

また、焼結条件の他の指標として、焼結前の原料合金微粉の平均粒径rと焼結後の焼結体の結晶粒径Rの比率R/r(粒成長比率)を挙げることができる。具体的には、この比率R/rが1.5以下となるように焼結条件を設定することが好ましい。前記比率R/rが1.5を越えるということは、粒成長が進んでいることを意味し、希土類焼結磁石の保磁力が低下するおそれがある。なお、焼結前の原料合金微粉の平均粒径rと焼結後の焼結体の結晶粒径Rは、同じ単位を持つものである。   Further, as another index of the sintering condition, a ratio R / r (grain growth ratio) of the average particle diameter r of the raw material alloy fine powder before sintering and the crystal grain diameter R of the sintered body after sintering can be mentioned. it can. Specifically, it is preferable to set the sintering conditions so that the ratio R / r is 1.5 or less. When the ratio R / r exceeds 1.5, it means that grain growth is progressing and the coercive force of the rare earth sintered magnet may be lowered. The average particle diameter r of the raw material alloy fine powder before sintering and the crystal grain diameter R of the sintered body after sintering have the same unit.

焼結後、時効工程7において、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効処理は、得られる希土類焼結磁石の保磁力Hcjを制御する上で重要な工程であり、例えば不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施す。時効処理としては、2段時効処理が好ましく、1段目の時効処理工程では、800℃前後の温度で1〜3時間保持する。次いで、室温〜200℃の範囲内にまで急冷する第1急冷工程を設ける。2段目の時効処理工程では、550℃前後の温度で1〜3時間保持する。次いで、室温まで急冷する第2急冷工程を設ける。600℃近傍の熱処理で保磁力Hcjが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合には、600℃近傍の時効処理を施すとよい。   After sintering, in the aging step 7, it is preferable to subject the obtained sintered body to an aging treatment. This aging treatment is an important step in controlling the coercive force Hcj of the obtained rare earth sintered magnet. For example, the aging treatment is performed in an inert gas atmosphere or in a vacuum. As the aging treatment, a two-stage aging treatment is preferable, and in the first aging treatment step, the temperature is maintained at a temperature of about 800 ° C. for 1 to 3 hours. Next, a first quenching step is provided for quenching to room temperature to 200 ° C. In the second stage aging treatment step, the temperature is maintained at about 550 ° C. for 1 to 3 hours. Next, a second quenching step for quenching to room temperature is provided. Since the coercive force Hcj is greatly increased by heat treatment at around 600 ° C., when aging treatment is performed in a single stage, it is preferable to perform aging treatment at around 600 ° C.

前記時効工程7の後、加工工程8及び表面処理工程9を行う。加工工程8は、所望の形状に機械的に成形する工程である。表面処理工程9は、得られた希土類焼結磁石の酸化を抑えるために行う工程であり、例えばメッキ被膜や樹脂被膜を希土類焼結磁石の表面に形成する。   After the aging step 7, a processing step 8 and a surface treatment step 9 are performed. The processing step 8 is a step of mechanically forming into a desired shape. The surface treatment step 9 is a step performed to suppress oxidation of the obtained rare earth sintered magnet. For example, a plating film or a resin film is formed on the surface of the rare earth sintered magnet.

次に、本発明の具体的な実施例について、実験結果を基に説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described based on experimental results.

<希土類焼結磁石の作製>
原料となる金属あるいは合金を所定の組成となるように配合し、アルミナ坩堝中で高周波溶解により溶製された合金を、ストリップキャスト法により1mm以下の厚さの薄板状合金とした。
<Preparation of rare earth sintered magnet>
A metal or alloy as a raw material was blended so as to have a predetermined composition, and an alloy melted by high frequency melting in an alumina crucible was made into a thin plate alloy having a thickness of 1 mm or less by a strip casting method.

薄板状合金は、十分に排気された炉内において、室温付近で水素を吸蔵させて脆化させ、そのまま昇温させ、Arフロー若しくは排気によって脱水素を行った。脆化した薄板合金を、窒素雰囲気中で機械的粉砕により数百μmまで粗粉砕し、さらに窒素気流中のジェットミルにより、平均粒径2.6〜2.7μmまで微粉砕した。   The thin plate-like alloy was dehydrogenated by Ar flow or evacuation in a fully evacuated furnace by occlusion and embrittlement of hydrogen at around room temperature, followed by heating. The embrittled thin plate alloy was coarsely pulverized to several hundred μm by mechanical pulverization in a nitrogen atmosphere, and further finely pulverized to a mean particle size of 2.6 to 2.7 μm by a jet mill in a nitrogen stream.

粉砕した原料合金微粉を、酸素を遮断したまま成形工程に供した。成形工程では、磁場成形機を用い、磁界によって得られた原料合金微粉の粒子の結晶方向が配向された圧粉体(成形体)を得た。この成形工程においても、雰囲気中の酸素の量は厳しく制御し、500ppm以下とした。   The pulverized raw material alloy fine powder was subjected to a forming process while oxygen was blocked. In the forming step, a green compact (formed product) in which the crystal directions of the particles of the raw material alloy fine powder obtained by the magnetic field were aligned was obtained using a magnetic field forming machine. Also in this molding process, the amount of oxygen in the atmosphere was strictly controlled to 500 ppm or less.

さらに、酸素を遮断したまま、成形体を焼結装置に移行し、脱バインダー処理の後、焼結を行った。焼結の後、時効処理を行った。時効処理は、2段時効処理とし、1段目は900℃、1時間、2段目は530℃、1時間とした。   Furthermore, the molded body was transferred to a sintering apparatus with oxygen blocked, and sintered after debinding. After sintering, an aging treatment was performed. The aging treatment was a two-stage aging treatment, and the first stage was 900 ° C. for 1 hour, and the second stage was 530 ° C. for 1 hour.

<評価>
作製した各希土類焼結磁石について、残留磁束密度Br、保磁力iHc、エネルギー積(BH)m及び主相結晶粒分布を測定した。磁石特性[残留磁束密度Br、保磁力iHc、エネルギー積(BH)m]の測定は、B−Hトレーサーを用いて行った。主相結晶粒分布は、表面を研磨後、偏光顕微鏡で写真を撮影し、約100μm×100μmの領域で画像処理を行い結晶粒径分布を求めた。
<Evaluation>
About each produced rare earth sintered magnet, residual magnetic flux density Br, coercive force iHc, energy product (BH) m, and main phase crystal grain distribution were measured. Measurement of magnet characteristics [residual magnetic flux density Br, coercive force iHc, energy product (BH) m] was performed using a BH tracer. Regarding the main phase crystal grain distribution, after polishing the surface, a photograph was taken with a polarizing microscope, and image processing was performed in an area of about 100 μm × 100 μm to obtain the crystal grain size distribution.

<加熱方法についての検討>
先ず、表1に示す組成及び条件で、抵抗加熱により脱バインダー工程を行った後、焼結工程を放電プラズマ焼結(SPS)により行い、試料1,2を作製した。放電プラズマ焼結装置としては、図2に示す放電プラズマ焼結装置を用いた。また、図2に示す装置において、真空チャンバ内に抵抗加熱を行う抵抗体を併せて設置し、同一真空チャンバ内で抵抗加熱による脱バインダー工程と、放電プラズマ焼結による焼結工程を行った。このとき、ダイセットと抵抗体を独立に上下動可能とし、必要に応じてこれらを成形体位置まで移動し、加熱を行った。なお、抵抗加熱と放電プラズマ焼結は、別々の装置で行うことも可能であるが、その場合には、成形体が酸化しないように装置間を移動することが好ましい。
<Examination of heating method>
First, after performing a binder removal process by resistance heating with the composition and conditions shown in Table 1, the sintering process was performed by spark plasma sintering (SPS) to produce Samples 1 and 2. As the discharge plasma sintering apparatus, the discharge plasma sintering apparatus shown in FIG. 2 was used. Further, in the apparatus shown in FIG. 2, a resistor for performing resistance heating was installed in the vacuum chamber, and a debinding process by resistance heating and a sintering process by discharge plasma sintering were performed in the same vacuum chamber. At this time, the die set and the resistor could be moved up and down independently, and they were moved to the position of the molded body and heated as needed. In addition, although resistance heating and discharge plasma sintering can also be performed by a separate apparatus, in that case, it is preferable to move between apparatuses so that a molded object may not oxidize.

焼結に際しては、先に作製された成形体を、真空雰囲気(10-4Pa以下)に調整された真空チャンバ11内に配置し、真空度を確認した後、抵抗加熱により300℃で40分間(試料2では30分間)保持した。次いで、成形体を移動し、上部電極17並びに下部電極16を持つダイセットに配置した。その後、電流密度100〜500A/cm2、電圧30〜70V、パルス周期100〜200msecの範囲で調整し、150kg/cm2まで加圧しながら、通電焼結を行ない、所定の焼結体結晶粒分布を持つ試料1,2を作成した。なお、脱バインダ後から焼結終了までの時間は30分であった。 In sintering, the formed body is placed in the vacuum chamber 11 adjusted to a vacuum atmosphere (10 −4 Pa or less), and after confirming the degree of vacuum, resistance heating is performed at 300 ° C. for 40 minutes. (Sample 2 was held for 30 minutes). Next, the compact was moved and placed in a die set having an upper electrode 17 and a lower electrode 16. Then, the current density 100~500A / cm 2, voltage 30~70V, adjusted in a range of pulse period 100~200Msec, while pressurized to 150 kg / cm 2, subjected to electric current sintering, given sintered body grain distribution Samples 1 and 2 were prepared. The time from binder removal to the end of sintering was 30 minutes.

また、比較のため、同様の組成の成形体に対して、脱バインダー処理と焼結の両者を放電プラズマ焼結により行い、試料3を作製し、さらに、抵抗加熱により焼結を行い、試料4,5を作製した。各試料における加熱方法、組成、原料合金微粉の酸素量(成形用粉体の酸素量)、原料合金微粉の平均粒径(微粉砕粒径)、脱バインダ条件、脱バインダー処理後から焼結終了までの時間を表1に示す。また、作製した試料1〜5の焼結体結晶粒分布(主相結晶粒分布)、焼結体酸素量、焼結体炭素量、磁石特性[残留磁束密度Br、保磁力iHc、エネルギー積(BH)m]、焼結体密度を表2に示す。さらに、本発明の実施例に相当する試料2の焼結体の主相結晶粒分布を図4に、比較例に相当する試料4の主相結晶粒分布を図5に示す。   For comparison, a sample having the same composition is subjected to both binder removal treatment and sintering by discharge plasma sintering to produce sample 3, and further sintered by resistance heating to obtain sample 4 , 5 were produced. Heating method, composition of each sample, oxygen content of raw material alloy fine powder (oxygen amount of forming powder), average particle diameter (fine pulverized particle size) of raw material alloy fine powder, binder removal condition, sintering completed after binder removal treatment Table 1 shows the time until. Moreover, sintered body crystal grain distribution (main phase crystal grain distribution), sintered body oxygen content, sintered body carbon content, magnet characteristics [residual magnetic flux density Br, coercivity iHc, energy product ( BH) m] and the sintered body density are shown in Table 2. Furthermore, FIG. 4 shows the main phase crystal grain distribution of the sintered body of Sample 2 corresponding to the example of the present invention, and FIG. 5 shows the main phase crystal grain distribution of Sample 4 corresponding to the comparative example.

Figure 2005197299
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Figure 2005197299
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これら表から明らかなように、粒成長が抑えられて高い磁石特性を有するとともに、高い密度を有する希土類焼結磁石を得るには、焼結を放電プラズマ焼結で行うことが有利であることがわかる。ただし、脱バインダー処理まで放電プラズマ焼結を行った試料3では、脱バインダーが不十分であるため、焼結体炭素量が若干多く、保磁力も若干低い値を示した。一方、抵抗加熱による試料4では、焼結時間が長いため、密度は高くなっているが、粒成長が進んで磁石特性が低くなっている。抵抗加熱による試料5では、焼結時間を短くしたため、焼結反応が不十分で、磁石特性及び密度が著しく低下している。   As is clear from these tables, in order to obtain a rare earth sintered magnet having high magnetic properties with suppressed grain growth and high density, it is advantageous to perform sintering by spark plasma sintering. Understand. However, in Sample 3 where the discharge plasma sintering was performed until the binder removal treatment, since the binder removal was insufficient, the amount of sintered carbon was slightly larger and the coercive force was slightly lower. On the other hand, in the sample 4 by resistance heating, since the sintering time is long, the density is high, but the grain growth proceeds and the magnet characteristics are low. In the sample 5 by resistance heating, since the sintering time was shortened, the sintering reaction was insufficient, and the magnet characteristics and density were significantly reduced.

<酸素量に関する検討>
使用する原料合金微粉の酸素量を変え、他は先の試料1,2と同様にして放電プラズマ焼結による焼結を試みた。各試料6〜9における加熱方法(脱バインダー+焼結)、組成、原料合金微粉の酸素量(成形用粉体の酸素量)、原料合金微粉の平均粒径(微粉砕粒径)、脱バインダ条件、脱バインダー処理後から焼結終了までの時間を表3に示す。また、作製した試料6〜9の焼結体酸素量、焼結体炭素量、磁石特性[残留磁束密度Br、保磁力iHc、エネルギー積(BH)m]、焼結体密度を表4に示す。
<Examination of oxygen content>
Sintering by spark plasma sintering was tried in the same manner as in Samples 1 and 2 except that the oxygen content of the raw material alloy powder used was changed. Heating method (debinder + sintering) in each sample 6 to 9, composition, oxygen content of raw material alloy fine powder (oxygen amount of forming powder), average particle diameter (fine pulverized particle size) of raw material alloy fine powder, binder removal Table 3 shows the conditions and the time from debinding to the end of sintering. Table 4 shows the sintered body oxygen content, sintered body carbon content, magnet characteristics [residual magnetic flux density Br, coercive force iHc, energy product (BH) m], and sintered body density of the produced samples 6 to 9. .

Figure 2005197299
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Figure 2005197299
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酸素量5500ppmの試料6では、焼結体に変形が生じていた。また、酸素量の多い試料6,7では高密度が得られ難いことがわかる。これに対し、酸素量が原料合金微粉及び焼結体において2500ppm以下となると、極めて高い特性が得られている。したがって、この範囲であれば、結晶粒分布が良好であり、かつ高密度な焼結体が得られると言える。   In Sample 6 having an oxygen content of 5500 ppm, the sintered body was deformed. Further, it can be seen that it is difficult to obtain a high density in the samples 6 and 7 having a large amount of oxygen. In contrast, when the oxygen content is 2500 ppm or less in the raw material alloy fine powder and the sintered body, extremely high characteristics are obtained. Therefore, within this range, it can be said that a sintered body having a good crystal grain distribution and a high density can be obtained.

<予備焼結に関する検討>
先の実施例に準じ、抵抗加熱による予備焼結を行い、放電プラズママ焼結による焼結を試みた。条件は試料1と同じであり、予備焼結密度及び加圧力を変化させ、焼結体の欠け、クラックを観察した。結果を表5に示す。なお、表5において、×は「欠け、クラック有り」を表し、○は「欠け、クラック無し」を表す。
<Examination on pre-sintering>
In accordance with the previous example, preliminary sintering by resistance heating was performed, and sintering by spark plasma sintering was attempted. The conditions were the same as those of Sample 1. The pre-sintering density and the applied pressure were changed, and the chipped and cracked sintered bodies were observed. The results are shown in Table 5. In Table 5, “x” represents “chips and cracks”, and “◯” represents “chips and no cracks”.

Figure 2005197299
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この表から明らかなように、予備焼結を行った試料では、最初から高い加圧力を付加しても、最終的に得られる焼結体に欠けやクラックが認められず、圧力のコントロール等に特に注意を払わなくても生産できる等の利点がもたらされることがわかる。   As is apparent from this table, in the pre-sintered sample, even if a high pressure is applied from the beginning, no chipping or cracking is observed in the finally obtained sintered body. It can be seen that there are advantages such as production without particular attention.

希土類焼結磁石の製造プロセスの一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing process of a rare earth sintered magnet. 放電プラズマ焼結装置の概略構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows schematic structure of a discharge plasma sintering apparatus. 放電プラズマ焼結装置の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of a discharge plasma sintering apparatus. 試料2(実施例)の焼結体の主相結晶粒分布を示すグラフである。It is a graph which shows the main phase crystal grain distribution of the sintered compact of the sample 2 (Example). 試料4(比較例)の焼結体の主相結晶粒分布を示すグラフである。It is a graph which shows the main phase crystal grain distribution of the sintered compact of the sample 4 (comparative example).

符号の説明Explanation of symbols

1 合金化工程、2 粗粉砕工程、3 微粉砕工程、4 磁場中成形工程、5 焼結工程、6 時効工程、7 加工工程、8 表面処理工程、11 真空チャンバ、12 成形体、13 焼結ダイ、14 下部パンチ、15 上部パンチ、16 下部電極、17 上部電極、18 直流パルス電源 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Alloying process 2 Coarse grinding process 3 Fine grinding process 4 Magnetic field forming process 5 Sintering process 6 Aging process 7 Processing process 8 Surface treatment process 11 Vacuum chamber 12 Molded body 13 Sintering Die, 14 Lower punch, 15 Upper punch, 16 Lower electrode, 17 Upper electrode, 18 DC pulse power supply

Claims (9)

希土類元素、遷移金属元素及びホウ素を含む原料合金微粉を成形した成形体が、抵抗加熱による脱バインダー処理の後、放電プラズマ焼結により焼結されていることを特徴とする希土類焼結磁石。   A rare earth sintered magnet, wherein a compact formed of a raw material alloy fine powder containing a rare earth element, a transition metal element and boron is sintered by discharge plasma sintering after debinding treatment by resistance heating. 酸素量が2500ppm以下であることを特徴とする請求項1記載の希土類焼結磁石。   2. The rare earth sintered magnet according to claim 1, wherein the oxygen content is 2500 ppm or less. 主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が10μm以下の主相結晶粒の面積の和が90%以上であり、結晶粒径が15μm以上の主相結晶粒の面積の和が5%以下であることを特徴とする請求項1又は2記載の希土類焼結磁石。   The sum of the areas of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 10 μm or less is 90% or more and the sum of the areas of the main phase crystal grains having a crystal grain size of 15 μm or more is 5% of the total area of the main phase crystal grains. The rare earth sintered magnet according to claim 1, wherein the rare earth sintered magnet is at most%. 希土類元素27.0〜32.0重量%、ホウ素0.5〜2.0重量%、炭素1500ppm以下、窒素200〜1500ppmであり、残部が実質的にFeからなる組成を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の希土類焼結磁石。   Rare earth element 27.0-32.0% by weight, boron 0.5-2.0% by weight, carbon 1500ppm or less, nitrogen 200-1500ppm, the balance has a composition consisting essentially of Fe The rare earth sintered magnet according to any one of claims 1 to 3. 希土類元素、遷移金属元素及びホウ素を含む原料合金微粉を成形した成形体を焼結し、希土類焼結磁石を製造するに際し、
抵抗加熱による脱バインダー処理の後、放電プラズマ焼結により前記焼結を行うことを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。
Sintering a compact formed from a raw material alloy fine powder containing a rare earth element, a transition metal element and boron, when producing a rare earth sintered magnet,
A method for producing a rare earth sintered magnet, wherein the sintering is performed by discharge plasma sintering after debinding treatment by resistance heating.
前記原料合金微粉に含まれる酸素量を2500ppm以下とすることを特徴とする請求項5記載の希土類焼結磁石の製造方法。   6. The method for producing a rare earth sintered magnet according to claim 5, wherein the amount of oxygen contained in the raw material alloy fine powder is 2500 ppm or less. 前記抵抗加熱により、焼結密度が真密度の70%以上になるまで予備焼結を行うことを特徴とする請求項5又は6記載の希土類焼結磁石の製造方法。   7. The method for producing a rare earth sintered magnet according to claim 5, wherein preliminary sintering is performed until the sintered density reaches 70% or more of the true density by the resistance heating. 前記抵抗加熱により、焼結密度が真密度の85%以上になるまで予備焼結を行うことを特徴とする請求項7記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth sintered magnet according to claim 7, wherein preliminary sintering is performed until the sintered density reaches 85% or more of the true density by the resistance heating. 主相結晶粒の総面積に対して、結晶粒径が10μm以下の主相結晶粒の面積の和が90%以上、結晶粒径が15μm以上の主相結晶粒の面積の和が5%以下となるように焼結を行うことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項記載の希土類焼結磁石の製造方法。   The sum of the areas of the main phase grains having a crystal grain size of 10 μm or less is 90% or more and the sum of the areas of the main phase grains having a crystal grain size of 15 μm or more is 5% or less of the total area of the main phase grains The method for producing a rare earth sintered magnet according to claim 5, wherein sintering is performed so that
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