JP2005286157A

JP2005286157A - 酸化物磁石用磁性粉末及び酸化物焼結磁石の製造方法

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Publication number: JP2005286157A
Application number: JP2004099092A
Authority: JP
Inventors: Etsushi Oda; 悦志尾田
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2004-03-30
Filing date: 2004-03-30
Publication date: 2005-10-13

Abstract

【課題】酸化物磁石用磁性粉末の製造に際し、水分の架橋による粒子の凝集が殆ど無く、磁場中成形時の配向性が良いと考えられる乾式粉砕で、該粉末の粗粉砕並びに微粉砕を行ない、より粒子の配向度に優れ高い磁気特性を示す、酸化物磁石用磁性粉末を低コストで提供する。
【解決手段】酸化物磁石用磁性粉末の仮焼原料より、乾式振動ミルなどの乾式粉砕法にて粗粉砕して平均粒度0.8μm〜2.0μmの粗粉末を得た後、ジェットミルなどの気流式粉砕法にて微粉砕し平均粒度0.5μm〜1.5μmの微粉末を得ることで、目的が達成でき、この微粉末を磁場中で乾式成形し、その後焼結することで全て乾式にて異方性酸化物焼結磁石を製造できる。
【選択図】図1

Description

この発明は、全工程を乾式粉砕法にて製造することにより、異方性酸化物焼結磁石などに好適に用いられる酸化物磁石用磁性粉末の製造方法、並びに前記磁性粉末を用いた酸化物焼結磁石の製造方法に関する。

一般に、六方晶M型マグネトプランバイト構造を有する結晶を主相として有する酸化物磁石用磁性粉末は、安価でしかも高い磁気特性を有するという特徴から、異方性酸化物焼結磁石などに広く用いられている。かかる酸化物焼結磁石は家電製品や自動車に搭載されるモータなどに広く利用されている。

酸化物磁石用磁性粉末の一般的な製造方法を以下に説明する、例えば、酸化鉄とSrやBaなどの炭酸塩、およびLaやCoなどの金属酸化物を所定の組成になるように秤量し、湿式ボールミルなどで混合し、得られた混合粉をロータリーキルンなどを用いて約1300℃で仮焼し、仮焼原料を得る。

得られた仮焼原料は、図1Bに示すごとく、ローラーミルや振動ミルなどで乾式粉砕法にて粗粉砕され、その後、ボールミルやアトライターなどを用いて適度な粒径となるまで湿式粉砕法にて微粉砕され、酸化物磁石用磁性粉末となる。得られた酸化物磁石用磁性粉末を、湿式もしくは乾式成形によって所要形状に成形する。前記加圧成形を磁場中で行って得られた成形体を焼結して酸化物焼結磁石を得る。

湿式成形の場合は、前記湿式粉砕法にて微粉砕して得られた磁性粉末を水などの分散媒に懸濁させてスラリーを調整し、このスラリーを成形装置の金型内に充填し、磁場中で加圧すると共に分散媒を成形空間外へ排除することにより成形体を得る。

一方、乾式成形の場合には、前記湿式粉砕法にて微粉砕して得られた磁性粉末を乾燥、解砕し、バインダーを混合した後、成形装置の金型内に充填し、磁場中で加圧し、成形する。

湿式成形法では分散媒を用いるため、酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子が回転しやすく、その結果、磁場印加による配向が容易となるため、高い磁気特性を得ることができる。しかし、湿式成形法では分散媒を排除する必要があるため、成形時間が長くなって生産性が低くなったり、成形装置の金型構造が複雑になり製造コストが上昇するなどの問題が存在する。

乾式成形の場合は、酸化物磁石用磁性粉末が分散媒に懸濁されておらず、粉末状で扱われるため、湿式成形と比して生産性が高く、金型構造も単純であるため、成形工程における製造コストを低く抑えることができる。

しかしながら、前記湿式粉砕法にて微粉砕した後にスラリー状の酸化物磁石用磁性粉末を乾燥させる必要があり、また、該乾燥時に酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子が水分の架橋により強力に凝縮してしまうため、十分に解砕してから磁場中で成形してもなお粒子の回転が阻害され、十分に配向することができず、高い磁気特性(特に残留磁束密度)を得ることが困難である。

また、湿式成形と異なり、加圧成形時の酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子同士の接触摩擦も大きく、これも配向性を悪化させている一因と考えられる。この他、スラリーの乾燥・解砕、バインダーの混合など湿式成形と比較して工程が多く煩雑となり、製造コストが上昇するなどの問題が存在する。

このような乾式成形における配向性の問題を改善する手段として、湿式粉砕法にて微粉砕した後のスラリー状の酸化物磁石用磁性粉末に、アニオン系界面活性剤などを添加し、乾燥することにより、アニオン系界面活性剤などを酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子の表面に吸着させる方法が提案(特許文献1)されている。これにより、該粒子の表面は低摩擦となり、成形時の配向性を改善することができる。

また、酸化物磁石用磁性粉末の副成分として一般的に用いられるSiO₂およびCaOを所定量含有させることにより、酸化物磁石用磁性粉末の結晶形状を板状化し、乾式成形時の配向性を向上させる方法が提案(特許文献2)されている。

これらの方法によれば、酸化物磁石用磁性粉末の成形時の配向を高めることが可能となる。しかしながら、前述の湿式粉砕法にて微粉砕した後のスラリー状の酸化物磁石用磁性粉末を乾燥させる際に発生する問題、すなわち、酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子の水分の架橋による凝集、それに伴う配向性の低下の問題については何ら解決されていない。

この発明は、酸化物磁石用磁性粉末の製造に際し、水分の架橋による粒子の凝集が殆ど無く、磁場中成形時の配向性が良いと考えられる乾式粉砕で、該粉末の粗粉砕並びに微粉砕を行ない、より粒子の配向度に優れ高い磁気特性を示す、異方性の乾式酸化物焼結磁石を低コストで提供することを目的とし、かかる乾式異方性酸化物焼結磁石を得るために最適な酸化物磁石用磁性粉末を生産性よく提供できる酸化物磁石用磁性粉末の製造方法の提供を目的としている。
特開平7-99129号公報特開2001-189209号公報

発明者は、酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子の凝集の問題を解決する手段として、酸化物磁石用磁性粉末の微粉砕工程を乾式で行なうことを想定した。しかしながら、現在、酸化物磁石用磁性粉末の微粉砕工程においては、一般にポールミルやアトライターなどの湿式粉砕が用いられ、乾式粉砕は通常は行なわれていない。従来、当該工程に乾式粉砕が採用されなかった理由としては、酸化物磁石用磁性粉末は必要とされる粒径が極端に小さい、すなわち、約1μm程度の単磁区粒子径以下にする必要があるため、乾式粉砕では対応することが困難であったことが考えられる。

発明者は、酸化物磁石用磁性粉末は、必要とされる微粉砕後の平均粒径がおよそ0.5μm〜1.5μmであるが、従来の乾式粉砕法による微粉砕をこの酸化物磁石用磁性粉末に適用しても、必要な粒径まで微粉砕することが困難であり、粉砕回数を繰り返すなどして所望の微粉砕粒径を得ることができたとしても、過粉砕による酸化物磁石用磁性粉末の結晶性がダメージを受け、酸化物磁石用磁性粉末としての磁気特性だけでなく、それを用いた酸化物焼結磁石においても十分な磁気特性を得ることができず、製造コストも湿式粉砕と比較して高くなるなどの問題があったと想定した。

そこで、発明者は、より粒子の配向度に優れ高い磁気特性を示す、乾式異方性酸化物焼結磁石を低コストで提供することを目的に、全て乾式にて粗粉砕並びに微粉砕を行ない酸化物磁石用磁性粉末を製造する方法について、鋭意検討した結果、酸化物磁石用磁性粉末の仮焼原料より、乾式振動ミルなどの乾式粉砕法にて粗粉砕して平均粒径0.8μm〜2.0μmの粗粉末を得た後、ジェットミルなどの気流式粉砕法にて微粉砕して平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末を得ることで、目的が達成できることを知見した。

さらに、発明者は、仮焼原料の平均粒径が2μm〜8μmであると、乾式粉砕法による粗粉末の平均粒径が0.9μm〜1.5μmとなり易く、気流式粉砕法にて微粉砕した微粉末の平均粒径が0.7μm〜1.0μm範囲にある酸化物磁石用磁性粉末が得られ、磁場中成形時の配向性が大きく向上して磁気特性の高い乾式異方性酸化物焼結磁石が得られることを知見し、この発明を完成した。なお、乾式異方性酸化物焼結磁石とは、磁場中で配向させながら乾式成形された酸化物焼結磁石のことをいう。

すなわち、この発明は、酸化物磁石用磁性粉末の仮焼原料を乾式粉砕法にて粗粉砕し平均粒径0.8μm〜2.0μmの粗粉末となす粗粉砕工程と、前記粗粉末を気流式粉砕法にて微粉砕し平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末となす微粉砕工程とを含むことを特徴とする酸化物磁石用磁性粉末の製造方法である。

また、この発明は、上記製造方法において、気流式粉砕法にジェットミルを用い、ジェットミルの単位ガス消費量当りの処理速度を2.0kg/h/(Nm³/min)〜20.0kg/h/(Nm³/min)とし、また、ジェットミルのガス圧力を0.5MPa〜0.7MPaとすることを特徴とする。

さらに、この発明は、酸化物磁石用磁性粉末の仮焼原料を乾式粉砕法にて粗粉砕し平均粒径0.8μm〜2.0μmの粗粉末となす粗粉砕工程と、前記粗粉末を気流式粉砕法にて微粉砕し平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末となす微粉砕工程とを含む製造方法で得られた酸化物磁石用磁性粉末を用い、前記酸化物磁石用磁性粉末を磁場中で乾式成形する工程、その後焼結する工程を含むことを特徴とする乾式異方性酸化物焼結磁石の製造方法である。

この発明は、酸化物磁石用磁性粉末の製造に際して、湿式粉砕を行わないため、粉砕後に酸化物磁石用磁性粉末を乾燥させる工程を削減することができ、また、該工程において生じる酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子の凝集を防ぐことができ、凝集粉の解砕工程の削減ができる。

この発明は、乾式粉砕法による粗粉砕と気流式粉砕法による微粉砕の乾式粉砕のみで製造でき、磁場中で乾式成形する際の配向性を向上させることが可能な酸化物磁石用磁性粉末を安価に製造することができる。さらに、この発明の酸化物磁石用磁性粉末を用いることで、粉砕、成形の全てを乾式で行う乾式異方性酸化物焼結磁石を製造できる。

この発明の製造方法は、図1Aに示すごとく、振動ミル等を用いる乾式粉砕法にて粗粉砕して、仮焼原料を平均粒径0.8μm〜2.0μmの粗粉未とし、該粗粉末を気流式粉砕法にて微粉砕することで平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末を得ることができる。微粉末の平均粒径を上記範囲内とすることで、磁場中で乾式成形をする際の配向性を向上させることができる。

粗粉砕工程で得られる粗粉末の平均粒径が0.8μm未満であると、粗粉砕に多大な時間と労力を要する上、磁場中乾式成型時の配向を乱す原因となる0.5μm未満の微粒子の割合が増えるため好ましくなく、2.0μmを超えると、気流式粉砕法にて微粉砕しても微粉末の平均粒径を1.5μm以下とすることが困難であり、また、粉砕効率が極端に悪化するため、好ましくない。さらに、0.9μm〜1.5μmの範囲が好ましい。なお、仮焼原、粗粉末及び微粉末の平均粒径は、恒圧式空気透過法等を用いて測定することができる。

乾式粉砕法による粗粉砕に用いる装置としては、乾式アトライター、乾式ボールミルあるいは乾式振動ミルがあるが、顆粒状の仮焼粉末の粉砕効率が最も優れる乾式振動ミルを用いることが好ましい。

次いで、微粉砕工程にて、前記粗粉末を気流式粉砕法にて微粉砕して平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末を得るが、0.5μm未満であると、酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子同士の摩擦が大きくなり、磁場中で乾式成形をする際に逆に配向が阻害されてしまう。また、平均粒径が1.5μmを超えると、微粉末中に粉砕が不足している多結晶構造の粉末が存在する割合が多くなり、磁場中で乾式成形をする際に配向が乱れてしまう。微粉末の平均粒径は、0.6μm〜1.5μmにすることがより好ましく、0.7μm〜1.2μm、0.7μm〜1.0μmにすることがさらに好ましい。

この発明において、気流式粉砕法による微粉砕を採用するのは、機械衝撃式の乾式粉砕機でも微粉砕を行なうことは可能であるが、微粉砕後の平均粒径が大きすぎて上記平均粒径範囲に粉砕することが困難であり、仮に平均粒径が上記範囲内であったとしても、微粉砕が不足している多結晶構造の粗粉末が多数存在するなどして、気流式粉砕法にて微粉砕した場合のような磁場中成形時の配向性の良さを確保することができないことによる。また、過粉砕による酸化物磁石用磁性粉末の結晶性がダメージを受け、酸化物磁石用磁性粉末としての磁気特性だけでなく、それを用いた酸化物焼結磁石においても十分な磁気特性を得ることができず、さらに乾式粉砕における製造コストが湿式粉砕と比較して高くなる。

気流式粉砕法による微粉砕には、公知のジェットミルを用いることが好ましいが、ローターの回転により高速渦流を発生させて粉砕する公知の気流式粉砕法、例えばトルネードミルやスーパーローター等を用いることができる。

ジェットミルは、所定の粒径に粉砕された粒子はジェットミルの外に排出され、粉砕が不十分な粒子はジェットミルの中に残留して、さらに粉砕されるという分級機能を有しており、均一粒径に近い、粒径分布範囲の狭い微粉末を得ることができる。これにより、微粉砕が不足している多結晶構造の粗粉末が優先的に粉砕され、かつ磁場中で乾式成形をする際に逆に配向を阻害する微粒子の発生を抑制することができるため好ましい。

ジェットミルの処理条件については特に限定しないが、ジェットミルの処理速度は単位気流消費量当り2.0kg/h/(Nm³/min)〜20.0kg/h/(Nm³/min)であることが望ましい。ジェットミルの処理能力は、ジェットミルの気流消費量にほぼ比例することから、単位ガス消費量当りの処理速度として定義する。この処理速度が2.0kg/h/(Nm³/min)未満では得られる粉砕粒径や磁気特性には問題がないものの、微粉砕に要する時間と労力が多大となり、微粉砕工程における生産性の悪化および製造コストが高くなってしまうため好ましくなく、逆に20.0kg/h/(Nm³/min)を超えると、ジェットミルにおいて粉砕が十分に進行せず、その結果、磁場中成形時に配向性が悪化するため好ましくない。

ジェットミルの粉砕に用いるガスは、アルゴンや窒素ガスなどの不活性ガスが使用できるが、製造コストを低減する観点から空気を用いるとよい。粉砕圧力は、0.5MPa〜0.7MPaの範囲が好ましく、空気を使用する場合はエアードライヤー等により乾燥圧縮空気とすることが好ましい。処理温度は、室温以下であると、結露や粉砕ガス中の水分の凝縮などにより微粉砕粒子間の液架橋を招来するため、室温以上であることが望ましい。

この発明において、粗粉砕する仮焼原料又は微粉砕する粗粉末あるいはその両方に脂肪酸金属塩を添加することが好ましい。該脂肪酸金属塩を添加することにより、粉砕時の粉砕効率を向上でき、潤滑剤としての働きにより、粉砕後の酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子同士の摩擦を軽減したり、該脂肪酸金属塩が粒子間に存在することで粒子同士の凝集を軽減する効果があり、その結果、磁場中における乾式成形時の配向性を大幅に向上させることが可能となる。

なお、脂肪酸金属塩の添加量は特に限定しないが、0.2wt%〜2.0wt%添加することが好ましい。添加量が0.2wt%未満の場合、該脂肪酸金属塩の添加の効果が十分ではなく、逆に2.0wt%を超えると焼結時の焼結体の密度低下や保磁力の低下、成型体の強度の低下などを引き起こす恐れがあり好ましくない。好ましくは、0.2wt%〜1.5wt%、さらに、0.4wt%〜1.0wt%の範囲が好ましい。脂肪酸金属塩としては、ステアリン酸金属塩を用いることが好ましい。また、該ステアリン酸金属塩は、Ca、Mg、AlもしくはZnの何れかの金属の金属塩であることが好ましく、さらにはZnであることが好ましい。

この発明において、酸化物磁石用磁性粉末を得るに際し、仮焼後に解砕した仮焼原料の平均粒径が2μm〜8μmであると、乾式粉砕法にて粗粉砕した粗粉末の平均粒径が0.9μm〜1.5μmとなり易く、気流式粉砕法にて微粉砕した磁性粉末の平均粒径が0.7μm〜1.0μm範囲にある酸化物磁石用磁性粉末が得られ、磁場中成形時の配向性が大きく向上して磁気特性の高い乾式異方性酸化物焼結磁石が得られる。

仮焼後に解砕した仮焼原料の平均粒径は、2μm未満であると粗粉砕の必要がなくなるが、その場合粒径のばらつきも大きく、仮焼原料の粒子同士が固まった状態にあるため、微粉砕時の粉砕効率が低下して粒径分布も悪化してしまい、一方、8μmを超えると微粉砕時の粉砕効率が低下するだけでなく、粗粉砕の際に粒径の大きなものが所定の粒径になるまで粉砕を続けねばならず、もともと粒径が小さかったものが微粉化し、微粉が大量に発生してしまため、2μm〜8μmが好ましい。さらに、3μm〜5μmが好ましい。

この発明において、酸化物磁石用磁性粉末としては、六方晶マグネトプランバイト構造を有する結晶を主相とする粉末が採用でき、例えば、Sr,Ba,Pb及びCaの1種以上を含み構成される元素群と、Yを含む希土類元素やBiから構成される元素群と、Co,Mn,Ni,Zn,Cuから構成される元素群とFeを構成要素としているものが適宜採用できる。

この発明による乾式異方性酸化物焼結磁石を製造する方法を説明すると、前述のように仮焼原料を乾式アトライター、乾式ボールミルあるいは乾式振動ミルを用いる乾式粉砕法にて粗粉砕し、粗粉末を得た後、ジェットミルにて微粉末を得る。所要粒径となった微粉砕後の酸化物磁石用磁性粉末に適宜バインダーを混合して乾式成形を行う。

ちなみに、バインダーは混合時間の増加および添加量の減少に伴い、焼結密度と配向性が向上する。なお、必要であれば、バインダーを混合する前に、再度微粉末を解砕してもよい。解砕を施すことで酸化物磁石用磁性粉末に均一にバインダーを混合することが可能となる。解砕には、例えばヘンシェルミキサーなどを用いることができる。

バインダーが混合された酸化物磁石用磁性粉末は、成形装置の金型内に充填され、磁場中で加圧し、成形される。この発明の酸化物磁石用磁性粉末は、粒子の水分の架橋による凝集が殆ど無いため、磁場中で成形する際も粒子の回転が阻害されることなく、十分に配向させることができ、高い磁気特性を得ることができる。また、ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩が添加されている場合、成形工程における粒子同士の摩擦を軽減したり、脂肪酸金属塩が粒子同士の間に存在することで、粒子同上の磁気的な凝集を軽減することが可能となり、乾式成形における配向性を向上させることが可能となる。

上述の磁場中で成形された成形体は脱脂工程や焼結工程など公知の製造工程を経て、乾式異方性酸化物焼結磁石となる。この焼結磁石は従来のものよりも配向度に優れ高い磁気特性を示す。また、この発明の酸化物磁石用磁性粉未は、他に異方性および等方性ボンド磁石や乾式等方性酸化物焼結磁石などあらゆる酸化物系永久磁石に好適に用いることができる。

実施例1
Fe₂O₃、SrCO₃、La₂O₃およびCoOのモル比が6.0:0.8:0.1:0.2となるように秤量し、水を分散媒として湿式混合し、混合スラリーを得た。次に、該混合スラリーを脱水、造粒し、大気中において1300℃で約1時間仮焼して仮焼原料を得た。解砕した該仮焼原料の平均粒径を空気透過法で測定したところ、3.5μmであった。

次に、得られた仮焼原料にCaCO₃を0.8重量%、SiO₂を0.4重量%、ステアリン酸亜鉛を0.8重量%添加した後、乾式振動ミルを用いて、平均粒径が1.1μmになるまで粗粉砕し、その粗粉末をジェットミル及びトルネードミルを用いて大気導入で微粉砕し、平均粒径がそれぞれ0.88μmと0.86μmの異なる微粉末を得た。また、比較例として、乾式振動ミルで平均粒径1.1μmにした粗粉末に微粉砕を施さないものと、ボールミルで平均粒径0.80μmに湿式で微粉砕し、その後乾燥させて微粉末を得た。

さらに、得られた各粉末に有機バインダーを1wt%添加し、1Tの磁場中で乾式成形し、成形体を大気中、1200℃で30分間焼結し、乾式異方性酸化物焼結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表1に示す。表中のJsは、測定磁場が1Tの時の飽和磁化を表す。なお、配向度100%の時は、Js=Brとなる。

表1に明らかなとおり、乾式振動ミルにて粗粉砕し気流式粉砕法にて微粉砕した磁性粉末を用いて得られた実施例1-1、1-2の乾式異方性酸化物焼結磁石は、粗粉末に何ら微粉砕を施さないため多結晶構造の粉未が多数存在する比較例1-1、あるいは粗粉末を湿式で微粉砕した後に乾燥させて、微粉末に水分による架橋が生じている比較例1-2と比較して、高い配向度を得て磁気特性に優れている。

実施例2
Fe₂O₃、SrCO₃、La₂O₃およびCoOのモル比が6.0:0.8:0.1:0.2となるように秤量し、水を分散媒として湿式混合し、混合スラリーを得た。次に、該混合スラリーを脱水、造粒し、大気中において1300℃で約1時間仮焼して仮焼原料を得た。該仮焼原料の平均粒径を空気透過法で測定したところ、3〜10μmであった。

次に、得られた仮焼原料にCaCO₃を0.8重量%、SiO₂を0.4重量%、ステアリン酸亜鉛を0.8重量%添加した後、乾式振動ミルを用いて、平均粒径が1.1μmになるまで粗粉砕し、その粗粉末を実施例1のジェットミルを用いて同一条件(粉砕圧力0.6MPa、処理速度2.0kg/h/(Nm³/min))で微粉砕し、平均粒径が0.78μm〜0.88μmと異なる複数の微粉末を得た。

さらに、得られた各微粉末に有機バインダーを1wt%添加し、1Tの磁場中で乾式成形し、成形体を大気中、1200℃で30分間焼結し、乾式異方性酸化物焼結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表2に示す。

表2に明らかなとおり、この発明による実施例2-1〜2-4は、仮焼原料にステアリン酸亜鉛を添加し、微粉砕にジェットミルを用いることで、配向性がよく粒度分布範囲の狭い微粉末となる。この発明による微粉末を用いた乾式異方性酸化物焼結磁石は磁気特性に優れ、高い配向度を有する。また、仮焼原料の平均粒度が2〜8μmの範囲内にある実施例2-1〜2-3は、実施例2-4と比較して、粉砕効率に優れ、成形時に配向を阻害する微粉が発生し難いため、より優れた磁気特性および配向度を示している。

実施例3
Fe₂O₃とSrCO₃のモル比を6:1として秤量して作製した以外は実施例1と同様の方法で製造した平均粒径3.5μmの仮焼原料を、乾式振動ミルで平均粒径が1.1μmになるまで粗粉砕した粗粉末を、実施例1と同一のジェットミルを用いて、粉砕庄力0.6MPa、処理速度2.0kg/h/(Nm³/min)の同一条件、圧縮空気で微粉砕し平均粒径が0.94μm、0.99μmの微粉末を得た。比較例3として、振動ミルで粗粉砕していない場合についても、ジェットミルで微粉砕して微粉末を得た。

さらに、得られた各微粉末に有機バインダーを実施例1と同一量添加後、実施例1と同一の条件で成形、焼結し、乾式異方性酸化物燒結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表3に示す。

表3に明らかなとおり、この発明にかかる実施例3の磁性粉末は、ジェットミルによる微粉砕の前に振動ミルによる粗粉砕を行なっており、比較例3のように粉砕が不足して多結晶構造の粉末が多く存在する磁性粉末とは異なり、得られた酸化物焼結磁石は比較例3より優れた磁気特性及び配向度を示している。

実施例4
実施例1で得られた同一の仮焼原料を実施例1と同一の乾式振動ミルを用いて粗粉砕して平均粒径が0.9〜2.1μmの異なる複数の粗粉末を得た。各粗粉末をそれぞれ実施例1と同一のジェットミルを用いて実施例2と同一の粉砕庄力0.6MPa、処理速度2.0kg/h/(Nm³/min)の条件で微粉砕し、平均粒径が0.81〜1.62μmの平均粒径の異なる複数の微粉末を得た。

さらに、得られた各微粉末に有機バインダーを実施例1と同一量添加後、実施例1と同一の条件で成形、焼結し、乾式異方性酸化物焼結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表4に示す。

表4に明らかなとおり、この発明による実施例4-1〜4-4は、各粗粉末の平均粒度を0.8μm〜2.0μmの範囲内とすることで、該粗粉末を微粉砕した際の微粉末の平均粒度が0.5μm〜1.5μmの範囲内に収まり、得られた酸化物焼結磁石は優れた磁気特性及び配向度を示している。

特に、粗粉末の平均粒度が0.9μm〜1.5μmの実施例4-1〜4-3は、微粉末の平均粒度も0.7μm〜1.0μmとすることが可能となり、得られた酸化物焼結磁石はより優れた磁気特性および配向度を示している。一方、比較例4は、粗粉末の平均粒度が2.1μmであり、この粗粉末を微粉砕した際の微粉末の平均粒度が1.62μmとなり、その結果、前記実施例と比較すると総じて低い磁気特性及び配向度を示している。

実施例5
実施例1と同一の粗粉末を、実施例1と同一のジェットミルを用いて、粉砕圧力0.6MPa、処理速度1.0kg/h/(Nm³/min)〜25kg/h/(Nm³/min)で微紛砕し、平均粒径が0.81μm〜0.89μmの異なる複数の微粉末を得た。

さらに、得られた微粉末に有機バインダーを実施例1と同一量添加後、実施例1と同一の条件で焼結し、乾式異方性酸化物焼結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表5に示す。

表5に明らかなとおり、この発明による実施例5-1〜5-3は、ジェットミルの処理速度を2.0kg/h/(Nm³/min)〜20.0kg/h/(Nm³/min)の範囲内とすることで効率よく、十分に粉砕することが可能となり、得られた酸化物焼結磁石は優れた磁気特性および配向度を示している。

一方比較例5-1は、磁気特性及び配向度の面では該実施例と変わらないものの、微粉砕に多大な時間を要し、生産性に問題がある。また、比較例5-2は、処理速度が速すぎるために粉砕が十分に進行せず、得られた酸化物焼結磁石の磁気特性及び配向度の面で問題がある。

実施例6
実施例1と同一の粗粉末を、実施例1と同一のジェットミルを用いて、粉砕圧力0.4MPa〜0.7MPa、処理速度2.0kg/h/(Nm³/min)で微紛砕し、平均粒径が0.85〜1.05μmの異なる複数の微粉末を得た。

さらに、得られた微粉末に有機バインダーを実施例1と同一量添加後、実施例1と同一の条件で焼結し、乾式異方性酸化物焼結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表6に示す。

表6に明らかなとおり、この発明による実施例6-1〜6-3は、ジェットミルの粉砕圧力を0.5MPa〜0.7MPaの範囲とすることで、効率よく十分に粉砕することが可能となり、得られた酸化物焼結磁石も優れた磁気特性および配向度を示している。一方、比較例6は、粉砕圧力が不足しているため、該実施例と比較して粉砕が十分に進行せず、酸化物焼結磁石の磁気特性及び配向度に問題が生じる。

実施例7
実施例1と同一の仮焼原料にCaCO₃を0.8重量%、SiO₂を0.4重量%、およびステアリン酸亜鉛(実施例7-1)、ステアリン酸カルシウム(実施例7-2)、12-ヒドロキシステアリン酸亜鉛(実施例7-3)、12-ヒドロキシステアリン酸カルシウム(実施例7-4)を0.5wt%添加し、実施例1と同一の乾式振動ミルを用いて、平均粒径が約1.3μmになるまで粗粉砕し、実施例1と同一のジェットミルを用いて粉砕庄力0.6MPa、処理速度2.0kg/h/(Nm³/min)の同一条件、圧縮空気で微粉砕し平均粒径が0.85μm〜0.92μmの微粉砕を行なった。

さらに、得られた各微粉末に有機バインダーを実施例1と同一量添加後、実施例1と同一の条件で成形、焼結し、乾式異方性酸化物燒結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表7に示す。

表7に明らかなとおり、この発明による実施例7-1〜7-4は、粗粉砕前の仮焼原料に種々の脂肪酸金属塩を添加することで、粉砕時の粉砕効率を向上させ、粒子同士の凝集を軽減しているため、何ら脂肪酸金属塩を添加しない場合と比較して配向度が向上している。

実施例8
実施例1と同一の仮焼原料にステアリン酸亜鉛(Zn-St)を0.1wt%〜3.0wt%添加し、実施例1と同一乾式振動ミルを用いて、平均粒径が1.1μmになるまで粗粉砕し、実施例1と同一のジェットミルを用いて、粉砕庄力0.6MPa、処理速度2.0kg/h/(Nm³/min)の同一条件、圧縮空気で微粉砕した。さらに、得られた微粉末に有機バインダーを実施例1と同一量添加後、実施例1と同一の条件で焼結し、乾式異方性酸化物焼結磁石を得た。その焼結磁石の磁気特性等の測定結果を表8に示す。

表8に明らかなとおり、この発明による実施例8-1〜8-4は、粗粉砕前の仮焼原料に脂肪酸金属塩であるステアリン酸亜鉛を0.2wt%〜1.5wt%添加することで、粉砕時の粉砕効率をより一層向上させ、粒子同士の凝集を軽減しているため、配向度がより改善されている。一方、比較例8-1は、ステアリン酸亜鉛の添加量が少ないため、その効果が十分でなく、比較例8-2は、添加量が多すぎるため、成形をすることが困難となっている。

この発明によれば、微粉砕工程においてジェットミルなどの気流式粉砕法による乾式微粉砕を行なうため、従来技術のように湿式粉砕をする必要がない。よって、粉砕後に確化物磁石用磁性粉末を乾燥させる工程を削減することができ、また、該工程において生じる酸化物磁石用磁性粉末を構成する粒子の凝集を防ぐことができる。

この発明によれば、得られた酸化物磁石用磁性粉末は、磁場中で乾式成形する際の配向性を向上させることができ、磁気特性に優れた乾式異方性酸化物磁石を得ることができる。また、粗粉末および微粉末の平均粒径を規定することで、磁気特性を向上させることができる。さらに、ステアリン酸亜鉛などの脂肪酸金属塩を添加することで、より磁気特性を向上させることが可能となる。

酸化物磁石用磁性粉末の製造方法の工程を示すフローチャート図であり、Aはの発明方法、Bは従来方法である。

Claims

酸化物磁石用磁性粉末の仮焼原料を乾式粉砕法にて粗粉砕し平均粒径0.8μm〜2.0μmの粗粉末となす粗粉砕工程と、前記粗粉末を気流式粉砕法にて微粉砕し平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末となす微粉砕工程とを含む酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
仮焼原料の平均粒径が2μm〜8μmである請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
粗粉末の平均粒径が0.9μm〜1.5μmである請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
微粉末の平均粒径が0.7μm〜1.0μmである請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
乾式粉砕法に乾式振動ミルを用いる請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
気流式粉砕法にジェットミルを用いる請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
ジェットミルの単位ガス消費量当りの処理速度が2.0kg/h/(Nm³/min)〜20.0kg/h/(Nm³/min)である請求項6に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
ジェットミルのガス圧力が0.5MPa〜0.7MPaである請求項6に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
ジェットミルのガスが空気である請求項6に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
酸化物磁石用磁性粉末が六方晶マグネトプランバイト構造を有する結晶を主相とする粉末である請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
粗粉砕する仮焼原料又は微粉砕する粗粉末あるいはその両方に脂肪酸金属塩を添加する請求項1に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
脂肪酸金属塩がステアリン酸金属塩である請求項11に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
脂肪酸金属塩の添加量が、0.2wt%〜1.5wt%である請求項11に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
脂肪酸金属塩の添加量が、0.4wt%〜1.0wt%である請求項11に記載の酸化物磁石用磁性粉末の製造方法。
酸化物磁石用磁性粉末の仮焼原料を乾式粉砕法にて粗粉砕し平均粒径0.8μm〜2.0μmの粗粉末となす粗粉砕工程と、前記粗粉末を気流式粉砕法にて微粉砕し平均粒径0.5μm〜1.5μmの微粉末となす微粉砕工程とを含む製造方法で得られた酸化物磁石用磁性粉末を用い、前記酸化物磁石用磁性粉末を磁場中で乾式成形する工程、その後焼結する工程を含む乾式異方性酸化物焼結磁石の製造方法。