JP2006152398A

JP2006152398A - 希土類磁石焼結用敷粉及びそれを用いた希土類磁石の製造方法

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Publication number: JP2006152398A
Application number: JP2004346864A
Authority: JP
Inventors: Katashi Takebuchi; 確竹渕; Kazuo Sato; 和生佐藤; Koji Mitsutake; 晃司三竹
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-11-30
Filing date: 2004-11-30
Publication date: 2006-06-15

Abstract

【課題】焼結体と焼結用治具間、又は焼結体同士の融着を抑制するとともに、希土類焼結磁石の磁気特性の低下を抑制する。
【解決手段】焼結用治具１上に希土類元素を含む磁石原料粉の成形体２を載置した状態で焼結する際、焼結用治具１と成形体２との間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子３を介在させる。また、希土類元素を含む磁石原料粉の成形体２を重ね合わせた状態で焼結する際、成形体２間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子３を介在させる。酸化ジルコニウム粒子３に不純物として含まれるＳｉＯ_２は、例えば０．１質量％以下である。
【選択図】図２

Description

本発明は、希土類元素を含む磁石原料粉の成形体を焼結する際に用いられる希土類磁石焼結用敷粉及びそれを用いた希土類磁石の製造方法に関する。

例えばハードディスクドライブ用ボイスコイルモータや自動車駆動用モータ等の幅広い分野において、モータの小型化及び高性能化が要求されている。モータの小型化及び高性能化を図るためにはモータに組み込まれる磁石の性能向上が重要であり、近年では非常に高い磁気特性を示す例えばネオジム鉄ボロン系焼結磁石等の希土類磁石が多く使用されている。

希土類磁石は、基本的には、以下のように製造される。すなわち、先ず、希土類元素等を主成分とする原料合金を水素粉砕及び／又は機械的粉砕により粗粉砕した後、気流式粉砕機等により微粉砕し、原料合金微粉末を作製する。次に、原料合金微粉末を磁場中で圧縮成形し、成形体を得る。次に、この成形体を焼結炉において例えば１０００℃〜１３００℃で焼結処理し、例えば５００℃〜９００℃で時効処理することにより、希土類磁石が製造される。希土類磁石を量産する際には、焼結工程において、例えば成形体を複数個並べた焼結プレートを焼結ケースに収容し、焼結炉内に焼結ケースを配置して焼結処理する（例えば、特許文献１等を参照。）。また、焼結炉内に複数の焼結ケースを配置し、一括焼結処理する場合もある。

しかしながら、焼結ケース内に成形体を収容し前述の温度で焼結処理すると、焼結ケース（焼結プレート）と成形体とが融着し、焼結体の変形やクラックの発生等が生じる。また、融着した焼結体を分離する工程が必要となり、製造時間が長時間化し、生産性の低下を招く。さらには、融着した焼結体を分離する際に与える衝撃によって焼結体が破損し、歩留まりを低下させるという問題もある。また、効率的な焼結を行おうとすると、成形体を重ねて焼結する事が多いが、この場合は焼結体間で融着し、やはり焼結ケース−焼結体間の融着と同様の問題が生じる。

そこで成形体を焼結する際には、ケース底面と成形体との間、又は成形体間に敷粉を散布するのが一般的である。敷粉としては例えば安価な鉄粉が用いられることがあるが、希土類磁石の焼結処理中に磁石中の希土類元素が浸み出して鉄粉と反応し、鉄粉を介して焼結体と焼結ケースとの間、又は成形体間で融着することがあり、融着防止効果を十分に得られないというデメリットがある。

このような融着対策として、希土類酸化物粉末の使用が提案されている。例えば１０００℃以上の温度で焼成した５μｍ以上５００μｍ以下の粒子径を有するＹ_２Ｏ_３粉末を焼結用敷粉として用いた希土類磁石の製造方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。また、金属製の焼結用台板上に剥離剤としてＤｙ_２Ｏ_３粉末を敷き、これに圧粉体を載せて焼結するＲ−Ｔ−Ｂ系永久磁石の焼結方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

これら希土類酸化物粉末は非常に高価であり、敷粉として使用すると磁石の製造コストを大幅に増加させるため、量産には不向きである。そこで、製造コストの削減を図るべく、安価で融着防止効果の高いジルコニアを敷粉として使用することが提案されている（例えば、特許文献４参照）。
特開２０００−３１５６１１号公報特開平７−１６１５６０号公報特開平１１−５４３５３号公報特開２００２−８３７３０号公報

しかしながら、本発明者らが検討した結果、特許文献４に示すようにジルコニアを敷粉として使用した場合、得られる希土類磁石の磁気特性（保磁力）低下を引き起こすことがわかってきた。従来はジルコニアを敷粉として用いることに起因する磁気特性低下の問題を全く認識していなかったため、当然ながらその対策について検討されたことはない。

そこで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、焼結体と焼結用治具間、又は焼結体同士の融着を抑制するとともに、希土類焼結磁石の磁気特性の低下を抑制することが可能な希土類磁石焼結用敷粉及びそれを用いた希土類磁石の製造方法を提供することを目的とする。

ところで、単に酸化ジルコニウムといっても様々な種類のものが存在するが、本発明者らが種々の酸化ジルコニウムについて検討した結果、乾式法により作製された酸化ジルコニウム（電融ジルコニア）粒子の使用により前述の磁気特性低下の問題が顕著に表れることを見いだした。電融ジルコニア粒子の使用による磁気特性の大幅な低下は、焼結工程での希土類元素の浸み出しにより、焼結体に含まれる希土類元素量が減少することに起因すると考えられる。そこで、本発明者らがさらに検討を重ねたところ、酸化ジルコニウムの中でも湿式法で作製された酸化ジルコニウムは不純物含有量が少なく、希土類磁石焼結用敷粉として極めて有効であるという知見を得、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明に係る希土類磁石焼結用敷粉は、湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を含有することを特徴とする。

また、本発明に係る希土類磁石の製造方法は、焼結用治具上に希土類元素を含む磁石原料粉の成形体を載置した状態で焼結する希土類磁石の製造方法であって、前記焼結用治具と前記成形体との間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を介在させることを特徴とする。

また、本発明に係る希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含む磁石原料粉の成形体を重ね合わせた状態で焼結する希土類磁石の製造方法であって、前記成形体間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を介在させることを特徴とする。

本発明では、希土類磁石の焼結の際に湿式法により作製された酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）粒子を敷粉として用いることにより、希土類磁石の磁気特性低下の問題を解消している。湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子は高純度であるため、先に述べたような希土類元素の浸み出しが緩和されており、磁気特性の低下は生じないか、又はほとんど問題ないレベルに抑えられる。したがって、本来の高い磁気特性を維持した希土類磁石が作製される。

特許文献４においては、敷粉の一例としてジルコニア（酸化ジルコニウム）が列挙されているが、単なる列挙にとどまり、酸化ジルコニウムを敷粉として使用する上での問題点やその対策については記載も示唆もされていない。また、特許文献４には湿式法や乾式法等についての記載も見あたらない。本発明は、酸化ジルコニウム粒子の中でも湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を使用することが重要であり、これによって酸化ジルコニウム粒子使用時に見られる磁気特性の劣化を抑制しつつ、以下のような酸化ジルコニウム粒子の利点を享受することができる。

例えば酸化ジルコニウム粒子は、Ｙ_２Ｏ_３粉末やＤｙ_２Ｏ_３粉末等の希土類酸化物粉末に比べ安価であり、任意の粒度分布のものが入手可能である。また、酸化ジルコニウム粒子は、鉄粉からなる敷粉に比べて焼結体との融着が少なく、焼結後は速やかに焼結体から分離される。したがって、敷粉としての酸化ジルコニウム粒子を使用すると焼結体同士や焼結用冶具と焼結体を分離する工程が不要となり、製造時間が短縮される。さらに、焼結体同士が融着せず分離工程が不要であるため、分離時に衝撃を与える必要性がないため焼結体が破損する不具合が低減され、高い歩留まりが実現されるという利点もある。

本発明によれば、希土類磁石の焼結工程で用いることにより、希土類磁石と焼結用治具、又は希土類磁石間の融着を抑制しつつ、磁気特性の低下を抑制することが可能な希土類磁石焼結用敷粉を提供することができる。また、本発明の希土類磁石の製造方法によれば、湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を敷粉として希土類磁石と焼結用治具との間、又は希土類磁石間に介在させることにより、これらの融着を抑制しつつ、高い磁気特性を示す希土類磁石を製造することができる。また、本発明によれば、高い融着防止効果が得られ、融着した焼結体等の分離工程が不要となるため、歩留まり向上や製造時間の短縮を図ることができる。

以下、本発明を適用した希土類磁石焼結用敷粉及びそれを用いた希土類磁石の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。

希土類磁石焼結用敷粉は、希土類元素を含む磁石原料粉の成形体を焼結用治具、又は他の成形体と接触した状態で焼結する際、焼結用治具と成形体との間や成形体間に介在し、これらの融着を抑制、防止するために用いられるものであり、本発明では、湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を用いる。

酸化ジルコニウム粒子の製造方法としては、乾式法、湿式法等に大きく分けられるが、湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子は、不純物含有量が低いため希土類磁石焼結用敷粉として好適である。不純物含有量は酸化ジルコニウム粒子が湿式法により作製されたか否かの判断基準となり、例えば湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子中の不純物としてのＳｉＯ_２含有量は０．１質量％以下である。このような高純度の酸化ジルコニウム粒子を希土類磁石焼結用敷粉として用いることにより、焼結中の成形体からの希土類元素の浸み出しを緩和し、希土類磁石の磁気特性（特に保磁力）低下を抑制することができる。

本発明で用いる酸化ジルコニウム粒子は、湿式法により製造されたものであれば特に限定されず、公知の製造方法により製造されたものを用いることができる。例えば、ジルコニウム含有鉱石等をＮａ_２ＣＯ_３、ＮａＯＨ等を用いてアルカリ溶融して（ケイ）ジルコン酸ソーダ塩類とし、鉱酸を加えて粗ジルコニウム塩類とし、次に、精製後の粗ジルコニウム塩類にアンモニア水を加えて水酸化ジルコニウムとした後、これを焼成及び粉砕して得た酸化ジルコニウム粒子を希土類磁石焼結用敷粉として用いることができる。

いっぽう乾式法は、ジルコニウム含有鉱石等に例えばＡｌ_２Ｏ_３、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＣＯ_３、ＭｇＯ等の安定化剤を加えて電気炉等で溶融し、凝固した後これを粉砕して酸化ジルコニウムを製造する方法である。乾式法により製造された酸化ジルコニウム（電融ジルコニア）粒子は、湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子に比べ不純物（例えばＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＣａＯ等）を多く含み、希土類磁石焼結用敷粉として不適当である。電融ジルコニア粒子を希土類磁石焼結用敷粉として用いると、焼結体中の希土類元素の浸み出しが多くなり、得られる希土類磁石の磁気特性（特に保磁力）の大幅な低下を招く。また、焼結時に電融ジルコニア粒子中の不純物が成形体中の希土類元素を酸化することによっても、磁気特性を低下させる。また、電融ジルコニア粒子は、不純物として高い吸水性を示すＣａＯを含むため、成形体中の希土類元素を酸化させるという問題もある。

希土類磁石焼結用敷粉として用いられる酸化ジルコニウム粒子の平均粒径の好ましい範囲は、６０μｍ（２５０メッシュ）〜３００μｍ（５０メッシュ）である。平均粒径が前記範囲未満であると、成形体２との接触抵抗が増大して焼結時に成形体の収縮阻害を起こし、局部的に収縮していない部分が残ることにより成形体（焼結体）に望ましくない変形を引き起こすおそれがある。平均粒径が前記範囲を上回ると、敷粉と成形体とが点接触となるため、成形体（焼結体）にディンプルと呼ばれるくぼみが生じたり、また、成形体を複数段重ねて焼結する場合、成形体上に散布した敷粉が転がり落ち易くなるため、成形体間に必要量が介在せず、融着防止効果が不十分となったりするおそれがある。

次に、製造対象となる希土類磁石について説明する。希土類磁石は、希土類元素を主成分とする希土類焼結磁石であり、ネオジム鉄ボロン系磁石やサマリウムコバルト系磁石等である。ネオジム鉄ボロン系磁石は、例えばＲ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、ただし希土類元素はＹを含む概念である。ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする遷移金属元素の１種又は２種以上である。Ｂはホウ素である。）で表され、希土類元素Ｒが２０質量％〜４０質量％、ホウ素Ｂが０．５質量％〜４．５質量％、残部が遷移金属元素Ｔとなるような組成を有する。ここで、Ｒは、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種又は２種以上である。中でも、Ｎｄは、資源的に豊富で比較的安価であることから、主成分をＮｄとすることが好ましい。また、Ｄｙの含有は、異方性磁界を増加させるため、保磁力Ｈｃｊを向上させる上で有効である。

あるいは、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、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｃ、Ｎｂ、Ｓｎ、Ｗ、Ｖ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｂｉ、Ｇａ等を挙げることができ、これらから１種又は２種以上を選択して用いることができる。これら添加元素Ｍの添加量は、残留磁束密度等の磁気特性を考慮して、３質量％以下とすることが好ましい。添加元素Ｍの添加量が多すぎると、磁気特性が劣化するおそれがある。

また、本発明は、ネオジム鉄ボロン系磁石ばかりでなく、前記サマリウムコバルト系磁石（ＳｍＣｏ系希土類焼結磁石）等の希土類焼結磁石や、フェライト系磁石等の焼結にも適用することができる。

前述の希土類磁石の製造には、例えば粉末冶金法が採用される。以下、希土類磁石、例えばネオジム鉄ボロン系磁石の粉末冶金法による製造方法について説明する。

粉末冶金法による希土類磁石の製造プロセスは、基本的には、合金化工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、磁場中成形工程、焼結工程、時効工程、機械加工工程、被膜形成工程等により構成される。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又は不活性ガス雰囲気中（窒素雰囲気中やアルゴン雰囲気中等）で行う。

合金化工程では、原料となる金属又は合金を磁石組成に応じて配合し、真空又は不活性ガス、例えばアルゴン雰囲気中で溶解し、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が、これらに限られるものではない。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。

合金は、ほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても、最終磁石組成となるように、組成の異なる複数種類の合金を混合してもよい。混合は、合金段階（粉砕工程前）、粗粉砕工程、微粉砕工程のどの工程で行ってもよいが、混合性を考慮すると合金での混合が好ましい。

粗粉砕工程では、先に鋳造した原料合金の薄板又はインゴット等を、粒径数十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、水素を吸蔵させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。

前記粗粉砕工程は、複数の粉砕手段を組み合わせた複数工程により構成することも可能である。例えば水素粉砕工程と、機械的粗粉砕工程との２工程とすることができる。水素粉砕工程は、鋳造した原料合金に水素を吸蔵させ、相によって水素吸蔵量が異なることを利用して、自己崩壊的に粉砕する工程である。これにより、粒径数ｍｍ程度の大きさに粉砕することができる。機械的粗粉砕工程は、先にも述べたようなブラウンミル等の機械的手法を利用して粉砕する工程であり、前記水素粉砕工程により数ｍｍ程度の大きさに粉砕された原料合金粉を、粒径数十μｍ程度になるまで粉砕する。水素粉砕工程を行う場合、機械的粗粉砕工程は省略することも可能である。

粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行うが、この微粉砕工程は、例えばジェットミル等を使用して行われる。微粉砕の条件は、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。ジェットミルは、高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を狭いノズルより解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、ターゲット又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。この微粉砕工程では、粉砕助剤や離型剤として、例えば脂肪酸系化合物等を微粉砕前又は後、あるいは前後に０．０３質量％〜０．４質量％程度添加してもよい。

微粉砕工程の後、磁場中成形工程において、磁石原料粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程で得られた磁石原料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、縦磁場成形、横磁場成形のいずれであってもよい。磁場中成形は、例えば８００ｋＡ／ｍ〜１５００ｋＡ／ｍ程度の磁場中で、３０ＭＰａ〜３００ＭＰａ程度の圧力で行えばよい。

成形体の密度は、例えば３．９ｇ／ｃｍ^３〜４．６ｇ／ｃｍ^３とすることが好ましい。成形体密度が前記範囲未満であると保形性が低下するため、後述するように成形体を複数段重ねるとともに成形体間に敷粉を介在させて焼結する際、敷粉の効果が十分に発揮されないおそれがある。また、成形体密度が前記範囲を上回ると、成形体の配向度が低下し、焼結後の磁石の残留磁束密度Ｂｒの低下を招くおそれがある。

成形体は、次に焼結工程において焼結し、希土類磁石（ネオジム鉄ボロン系磁石）とする。焼結時には、図１に示すように、焼結用治具１上に敷粉３を散布した後成形体２を載置し、焼結用治具１と成形体２との間に敷粉３が介在した状態とする。焼結用治具１としては、成形体を載置した状態で焼結可能であれば特に問わないが、例えば焼結ケースや焼結用台板等が挙げられる。焼結用治具１を構成する材料としては、この種の焼結用治具に用いられる材料をいずれも用いることができ、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｗ等の金属、又はこれら金属のうち１種又は２種以上を含む合金やＣ等が挙げられる。

また、効率的な焼結を行うために、成形体２を重ね合わせた状態で焼結を行うことがある。例えば図２に示すように、成形体２を複数段、例えば４段に重ねて焼結を行うことがある。この場合は、成形体２同士が融着することを防止する目的で、成形体２の上に敷粉３を散布した後さらに成形体２を重ねることにより、各成形体２の間に敷粉３が介在した状態とする。成形体２間に敷粉３を介在させる場合も、焼結用治具１と最下段の成形体２との間に敷粉３を介在させることが好ましい。

本発明では、敷粉３として、前述の希土類磁石焼結用敷粉、すなわち湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を用いる。湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子は電融ジルコニウムに比べて、接触した成形体２からの希土類元素の浸み出しを緩和し、その結果希土類磁石の磁気特性の低下を抑制することができる。

敷粉の平均粒径が６０μｍ〜３００μｍである場合、２０個／ｃｍ^２〜５００個／ｃｍ^２となるように敷粉３を散布し、焼結用治具１−成形体２間、又は成形体２間に介在させることが好ましく、５０個／ｃｍ^２〜１００個／ｃｍ^２程度とすることがより好ましい。敷粉３の散布量が２０個／ｃｍ^２未満であると融着防止効果が不足するおそれがあり、逆に５００個／ｃｍ^２を上回ると希土類元素の浸み出し量が増加して磁気特性の低下を招くおそれがある。酸化ジルコニウム粒子は非磁性であるため、これを敷粉として散布した場合、磁石原料粉からなる成形体に磁気的に吸着されることなく、均一な散布が可能となる。

焼結工程においては、例えば図１や図２の状態とした成形体を焼結炉内に配置し、成形体の焼結を行うこととする。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件に応じて調整する必要があるが、例えば１０００℃〜１３００℃で１〜１０時間程度焼結する。焼結時の雰囲気は真空又は不活性ガス雰囲気（窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等）とする。

前記焼結後には、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、例えば真空中又は不活性ガス雰囲気中で行う。時効処理としては、２段時効処理が好ましい。２段時効処理は、１段目の時効処理工程においては８００℃前後の温度で１時間〜３時間保持し、２段目の時効処理工程においては５５０℃前後の温度で１時間〜３時間保持して行えばよい。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１段で行う場合には、６００℃近傍で時効処理を施すとよい。

前記焼結工程及び時効工程の後、機械加工工程や被膜形成工程を行い、製品を完成する。機械加工工程は、所望の形状に機械的に成形する工程である。被膜形成工程は、得られた希土類磁石の酸化を抑えること等を目的に行う工程であり、例えばめっき被膜や樹脂被膜を希土類磁石の表面に形成する工程である。

以上のように、本発明によれば、湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を敷粉３として用いるため、焼結工程における成形体（焼結体）２からの希土類元素の浸み出しを緩和して、高い磁気特性を示す希土類磁石を製造することができる。また、焼結工程において焼結用治具１と成形体２との間、又は重ね合わされる成形体２間に敷粉３として酸化ジルコニウム粒子が介在する形になるので、前記焼結により焼結用治具１と成形体２、又は重ね合わされる成形体２同士が強固に融着することを防止できる。

また、敷粉３として用いる酸化ジルコニウム粒子は、Ｙ_２Ｏ_３粉末やＤｙ_２Ｏ_３粉末等の希土類酸化物粉末に比べて安価であり、また、任意の粒度分布のものが入手可能である。したがって、希土類酸化物粉末を用いる場合に比べてコストの削減を図ることができる。

さらに、敷粉３として用いる酸化ジルコニウム粒子は、鉄粉や希土類酸化物粉末に比べて高い融着防止効果を示し、焼結後（又は時効処理後）は速やかに焼結体から分離することができる。したがって、焼結後に焼結体同士、又は焼結ケースや焼結用台板と焼結体とを分離する工程が不要となり、リードタイムが短縮される。また、分離工程が不要となるため、焼結体に衝撃を与えること等に起因して焼結体が破損するおそれはなく、歩留まりを向上することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施例の記載に限定されるものではない。

＜実施例１＞
本実施例では、以下のように矩形形状のＮｄＦｅＢ磁石を製造した。すなわち、先ず、Ｎｄ３０．０質量％、Ｄｙ１．５質量％、Ｃｏ０．５質量％、Ｂ１．０質量％、残部Ｆｅなる組成を有する磁石原料粉を作製し、これを所定形状となるように磁場中成形し、成形体を得た。成形体の寸法は、縦５０ｍｍ、横２５ｍｍ、高さ（配向方向）１２ｍｍである。成形体密度は、４．１ｇ／ｃｍ^３とした。

次に、Ｍｏを主成分とする焼結ケースの底面に敷粉として湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を散布した後、作製した成形体を等間隔となるように１０個載置し、焼結ケースと成形体との間に敷粉を介在させた。使用した焼結ケースの寸法は縦１５０ｍｍ、横１５０ｍｍ、高さ２０ｍｍであった。敷粉として使用した酸化ジルコニウム粒子の平均粒径は１５０μｍであり、不純物としてのＳｉＯ_２含有量は０．０２質量％であった。また、敷粉の散布量は１００個／ｃｍ^２とした。この状態で、焼結炉内で焼結し、その後時効処理を行った。焼結温度は温度１０７０℃とし、時効処理温度は６００℃とした。

焼結及び時効処理後、希土類磁石（焼結体）と焼結ケース底面との融着状態を観察したところ、融着は観察されなかった。また、得られた希土類磁石においては、変形はほとんど認められなかった。さらに、得られた希土類磁石の磁気特性を測定したところ、残留磁束密度Ｂｒは１３２０ｍＴ、保磁力Ｈｃｊは１２２１ｋＡ／ｍと良好であった。

＜実施例２＞
成形体の寸法を縦５０ｍｍ、横２５ｍｍ、高さ（配向方向）３ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして成形体を作製した。また、作製した成形体を図２に示すように４段重ねとするとともに、焼結ケースの底面と成形体との間、及び成形体間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を介在させたものを１０セット、焼結ケース内に配置し、実施例１と同様にして焼結及び時効処理を行い、希土類磁石を作製した。この焼結ケースを１０セット作製し、統計データを採取した。その結果、希土類磁石のうち９６％は融着しておらず、非常に良好な結果が得られた。また、最下段から最上段までの各希土類磁石の磁気特性を評価したところ、磁気特性のばらつきは小さく、良好な結果となった。さらに、磁石の変形量も、各段でほぼ同程度であった。

＜比較例１＞
敷粉として電融ジルコニア粒子を用いたこと以外は実施例１と同様にして希土類磁石を作製した。電融ジルコニアの平均粒径は１２０μｍであり、不純物としてのＳｉＯ_２濃度は０．３質量％であった。得られた希土類磁石の磁気特性を測定したところ、残留磁束密度Ｂｒは１３２３ｍＴであり、保磁力Ｈｃｊは１１９９ｋＡ／ｍであり、保磁力Ｈｃｊに関しては実施例１に比べて約２０ｋＡ／ｍの低下を確認した。以上のように、実施例１と比較例１との比較から、湿式法により作製された酸化ジルコニウムを敷粉として使用することによって、電融ジルコニアに比べ高い保磁力Ｈｃｊを持つ希土類磁石を製造できることが明らかとなった。

＜比較例２＞
敷粉として鉄粉を用いたこと以外は実施例１と同様にして希土類磁石を作製した。焼結及び時効処理後、得られた希土類磁石の磁気特性を測定し、また、希土類磁石（焼結体）と焼結ケース底面との融着状態を観察した。その結果、磁気特性、特に保磁力については実施例１と同等以上の結果が得られたものの、焼結ケース底面に対する焼結体の融着が実施例１に比べて高率で発生していた。また、この融着した希土類磁石に衝撃を加えて分離作業を行ったところ、この分離作業によって希土類磁石に割れや欠けが発生し、歩留まり低下を招いた。このことから、湿式法による酸化ジルコニウム粒子（実施例１）に比較して、鉄粉は融着防止効果に劣り敷粉として不適当であることが確認された。

＜比較例３＞
敷粉として鉄粉を用いたこと以外は実施例２と同様にして希土類磁石を作製した。得られた希土類磁石の磁気特性を測定したところ、最下段の希土類磁石の保磁力Ｈｃｊは１１８３ｋＡ／ｍであり、最上段の希土類磁石の保磁力Ｈｃｊは１２２６ｋＡ／ｍであり、最下段と最上段とで保磁力Ｈｃｊに約４０ｋＡ／ｍの差が生じていた。また、焼結及び時効処理後の融着状態を観察したところ、希土類磁石のうち６７％が融着しており、実施例２に比べて融着する磁石の割合が非常に高い結果となった。また、この融着した希土類磁石に衝撃を加えて分離作業を行ったところ、この分離作業によって希土類磁石に割れや欠けが発生し、歩留まり低下を招いた。

焼結時の成形体の載置状態の一例を示す模式図である。焼結時の成形体の載置状態の他の例であり、成形体を複数段重ねた例を示す模式図である。

符号の説明

１焼結用台板、２成形体、３敷粉

Claims

湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を含有することを特徴とする希土類磁石焼結用敷粉。
前記酸化ジルコニウム粒子に不純物として含まれるＳｉＯ_２が０．１質量％以下であることを特徴とする請求項１記載の希土類磁石焼結用敷粉。
前記酸化ジルコニウム粒子の平均粒径が６０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の希土類磁石焼結用敷粉。
焼結用治具上に希土類元素を含む磁石原料粉の成形体を載置した状態で焼結する希土類磁石の製造方法であって、
前記焼結用治具と前記成形体との間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を介在させることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
前記酸化ジルコニウム粒子に不純物として含まれるＳｉＯ_２が０．１質量％以下であることを特徴とする請求項４記載の希土類磁石の製造方法。
前記酸化ジルコニウム粒子の平均粒径が６０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項４又は５記載の希土類磁石の製造方法。
前記酸化ジルコニウム粒子の散布量を２０個／ｃｍ^２〜５００個／ｃｍ^２とすることを特徴とする請求項６記載の希土類磁石の製造方法。
前記焼結を１０００℃〜１３００℃で行うことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項記載の希土類磁石の製造方法。
希土類元素を含む磁石原料粉の成形体を重ね合わせた状態で焼結する希土類磁石の製造方法であって、
前記成形体間に湿式法により作製された酸化ジルコニウム粒子を介在させることを特徴とする希土類磁石の製造方法。
前記酸化ジルコニウム粒子に不純物として含まれるＳｉＯ_２が０．１質量％以下であることを特徴とする請求項９記載の希土類磁石の製造方法。
前記酸化ジルコニウム粒子の平均粒径が６０μｍ〜３００μｍであることを特徴とする請求項９又は１０記載の希土類磁石の製造方法。
前記酸化ジルコニウム粒子の散布量を２０個／ｃｍ^２〜５００個／ｃｍ^２とすることを特徴とする請求項１１記載の希土類磁石の製造方法。
前記焼結を１０００℃〜１３００℃で行うことを特徴とする請求項９〜１２のいずれか１項記載の希土類磁石の製造方法。