JP2007266060A - フェライト焼結磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速で乾式成形を行うことによる高い生産性を維持しつつ、製品歩留まりを向上させる。
【解決手段】Ａ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする六方晶Ｍ型フェライトを含むフェライト焼結磁石の製造方法であって、ＡはＳｒ、Ｂａ及びＰｂから選択される少なくとも１種の元素であり、六方晶Ｍ型フェライトの原料粉末のうち、Ａの総量の全部または一部、Ｆｅの総量の全部または一部、およびＬａの総量の７５重量％以上を含む原料組成物を所定温度で加熱保持して仮焼体を得る工程ａと、工程ａで得られた仮焼体を粉砕する工程ｂと、工程ｂで得られた粉砕粉末に、Ｃｏの総量の全部、およびＬａの残部を添加し、磁場中で乾式成形する工程ｃと、工程ｃで得られた成形体を所定温度で焼成して六方晶Ｍ型フェライトを磁性相とする焼結磁石を得る工程ｄとを備え、工程ｃでは１分あたり５０個以上の速度で成形する。
【選択図】なし

Description

本発明は、乾式成形法を用いてＬａ及びＣｏを含有するＭ型フェライト焼結磁石を製造する方法に関し、特に高速で乾式成形を行う場合の原料粉末の添加タイミングに関するものである。

例えばフェライト焼結磁石としては、六方晶系のＳｒフェライト又はＢａフェライトが知られているが、現在ではマグネトプランバイト型（Ｍ型）のＳｒフェライト又はＢａフェライトが主に用いられている。Ｍ型フェライトはＡＦｅ_１２Ｏ_１９の一般式で表され、Ａサイトを構成する元素としてＳｒ、Ｂａが適用される。Ａサイトを構成する元素としてＳｒを選択し、かつその一部を希土類元素で置換し、さらにＦｅの一部をＣｏで置換したＭ型フェライトは、高い磁気特性（残留磁束密度、保磁力）を有することが知られている（特許文献１）。このＭ型フェライトは、希土類元素としてＬａを含むことが必須とされている。六方晶Ｍ型フェライトに対する固溶限界量が希土類元素の中でＬａが最も多いためである。そして、Ａサイトを構成する元素の置換元素としてＬａを用いることにより、Ｆｅの一部を置換するＣｏの固溶量を多くすることができ、磁気特性向上に寄与することが特許文献１に開示されている。

このようなフェライト焼結磁石は、一般に、出発原料粉末を混合して仮焼し、次いで、適度な粒度となるまで粉砕した後、粉砕粉末を必要な形状に成形し、焼結することにより製造する。異方性焼結磁石を製造するには、磁場中で成形を行う。
成形方法は湿式成形法と乾式成形法とに大別され、高磁気特性を目標とするものには湿式成形法が用いられている。
湿式成形法では、まず、仮焼後の粉砕粉末を水などの分散媒に懸濁させてスラリーを調製し、このスラリーを成形装置の成形空間内に圧送して充填し、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。湿式成形法では分散媒を用いるため、微粉砕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って高磁気特性、特に高い残留磁束密度が得られる。上記特許文献１でも、高い配向度が得られることを理由として、その実施例では湿式成形法を採用している。しかし、湿式成形法では分散媒を除去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る、成形装置の金型構造が複雑になる、成形装置が大掛かりになる、といった短所も存在する。

一方、乾式成形法では、仮焼後の粉砕粉末を成形空間内に充填し、磁場中で加圧して成形する。乾式成形法は、湿式成形法に比べ磁場印加による配向性が劣る結果、高い残留磁束密度が得られないという短所があるものの、生産性が高く、成形装置の構造も単純であるため、製造コストが低いという長所がある。このため、乾式成形法を用いて磁気特性を向上させるための提案もなされている。例えば特許文献２には仮焼体の平均一次粒径を１μｍ超とすることにより、残留磁束密度が向上することが記載されている。また特許文献２には、仮焼工程と成形工程との間に非磁性の出発原料粉末の一部を後添加物として仮焼体に添加すること、および後添加物と仮焼体との合計量に対する後添加物の比率が２〜２０質量％であれば、金型から脱型する際に成形体にクラックが生じにくいことが記載されており、その実施例ではＦｅの一部、Ｌａの全部及びＣｏの全部を後添加している。

特開平１１−１５４６０４号公報 特開２００２−３０５１０６号公報

近年では、乾式成形における成形速度がより一層高速となっている。ところが、上記したようなＬａ及びＣｏを含有するフェライト焼結磁石を高速で乾式成形すると、成形体の表面にハガレを生じる。ハガレとは、成形体表面のくぼみ(クレーター)のことをいう。その結果、製品歩留まりが低下するという新たな問題が生じている。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、高速で乾式成形を行うことによる高い生産性を維持しつつ、製品歩留まりを向上させることのできるフェライト焼結磁石の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は高速で乾式成形を行う際の歩留まり低下の原因について様々な観点から検討を行った。まず、成形速度がどのレベルに達したときに、上記したような不具合が発生しやすいか調べた結果、成形速度が１分あたり５０個以上の成形体を作製するという高速レベルに達すると、成形体にハガレを生じる割合が高くなることがわかった。ここで、図１（ａ）はハガレが生じた焼結磁石を模式的に示す平面図であり、図１（ｂ）はハガレを生じた焼結磁石を模式的に示す側面図である。
本発明者は、上記したような不具合は金型への粉末付着量が従来よりも増加したためであり、微粉砕時の添加物が金型への付着に影響を及ぼしていると推測した。その結果、微粉砕時にＬａ(ＯＨ)_３を添加しない場合に金型への付着が生じず、Ｌａ(ＯＨ)_３が金型への付着に影響を及ぼしていることがわかった。しかも、Ｌａ(ＯＨ)_３は乾燥温度によりＬａＯＯＨやＬａ_２Ｏ_３に変化するが、なかでもＬａ(ＯＨ)_３が金型への付着に最も影響を及ぼすことがわかった。特許文献２の実施例のように、Ｌａの全部を後添加して高速での乾式成形を行うと、上記したような不具合が発生しやすいが、Ｌａの総量の７５重量％以上を配合時に添加しＬａの後添加量を少なくすることにより、上記したような不具合の発生を抑制することができることがわかった。
本発明は以上の知見に基づいてなされたものであり、Ａ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする六方晶Ｍ型フェライトを含むフェライト焼結磁石の製造方法であって、ＡはＳｒ、Ｂａ及びＰｂから選択される少なくとも１種の元素であり、六方晶Ｍ型フェライトの原料粉末のうち、Ａの総量の全部または一部、Ｆｅの総量の全部または一部、およびＬａの総量の７５重量％以上を含む原料組成物を所定温度で加熱保持して仮焼体を得る工程ａと、工程ａで得られた仮焼体を粉砕する工程ｂと、工程ｂで得られた粉砕粉末に、Ｃｏの総量の全部、およびＬａの残部を添加し、磁場中で乾式成形する工程ｃと、工程ｃで得られた成形体を所定温度で焼成して六方晶Ｍ型フェライトを磁性相とする焼結磁石を得る工程ｄとを備え、工程ｃでは１分あたり５０個以上の速度で成形することを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法を提供する。なお、本明細書において後添加とは、仮焼工程と成形工程との間に六方晶Ｍ型フェライト形成用の原料粉末を仮焼体（仮焼粉末）に添加することをいう。

本発明において、原料組成物は、Ａの総量の全部およびＬａの総量の全部を含むことが好ましい。また、Ｃｏは全量後添加する。
本発明は、Ａ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏを主成分とするフェライト焼結磁石を高速で乾式成形する場合に広く適用することができるが、磁気特性の観点から、フェライト焼結磁石の組成を、主成分におけるＡ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏそれぞれの金属元素の総計の構成比率が、全金属元素量に対し、Ａ：１〜１３原子％、Ｌａ：０．００３〜１０原子％、Ｆｅ：８０〜９５原子％、Ｃｏ：０．０５〜５原子％とすることが好ましい。

本発明によれば、高速で乾式成形を行うことによる高い生産性を維持しつつ、製品歩留まりを向上させることができる。

以下、本発明のフェライト焼結磁石の製造方法を詳細に説明する。
本発明によるフェライト焼結磁石の製造方法は、配合工程、仮焼工程、粉砕工程、磁場中成形工程及び焼成工程を含む。

＜配合工程＞
配合工程は、原料粉末を所定の割合となるように秤量後、湿式アトライタ、ボールミル等で１〜２０時間程度混合、粉砕処理する。出発原料としては、フェライト構成元素（Ｓｒ、Ｌａ、Ｆｅ）の１種を含有する化合物（例えば、ＳｒＣＯ_３、Ｌａ（ＯＨ）_３、およびＦｅ_２Ｏ_３）またはこれらの２種以上を含有する化合物を用いればよい。化合物としては酸化物、または焼成により酸化物となる化合物、例えば炭酸塩、水酸化物、硝酸塩等を用いる。出発原料の平均粒径は特に限定されないが、通常、０．１〜２．０μｍ程度とすることが好ましい。

出発原料は、仮焼前の本工程ですべてを混合する必要はなく、ＡおよびＦｅの一部を仮焼後の粉砕工程で添加してもよい。もちろん、ＡおよびＦｅの全部をこの配合工程で添加してもよい。
本発明において、Ｌａについては総量の７５重量％以上、さらには８５重量％以上をこの配合工程で添加する。Ｌａの総量の７５重量％以上を配合工程で添加することにより、成形時におけるＬａ粉末の金型付着を防止することができ、Ｌａ粉末の金型付着に起因する上記した不具合を防止することができる。その結果、高速で乾式成形を行うことによる高い生産性を維持しつつ、製品歩留まりを向上させることができる。また、Ｌａの総量の７５重量％以上を配合工程で添加する場合とＬａの全部を後添加する場合とを比較すると、両者の成形速度が同一であっても、後者の方が材料の金型付着量が多く、金型に付着したＬａ粉末等の磁性粉末を除去する処理（以下、「付着物除去処理」という）が必要になる頻度が高い。付着物除去処理を行うには乾式成形装置を停止しなければならず、高速での乾式成形を行っているにも拘わらず、後者では結果的に生産性も低下してしまう。
本発明において、Ｌａの全部を配合工程で添加することが好ましい。成形時におけるＬａの粉末の金型付着をより低減することができるからである。

＜仮焼工程＞
配合工程で得られた原料組成物を仮焼する。仮焼は、通常、空気中等の酸化性雰囲気中で行われる。仮焼温度は１１００〜１４５０℃の温度範囲で行うことが好ましく、１１５０〜１４００℃がより好ましく、１２００〜１３５０℃がさらに好ましい。安定時間は１秒間〜１０時間、さらには１秒間〜３時間が好ましい。仮焼体は、Ｍ相を７０％以上有し、その一次粒子径は、好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは２μｍ以下である。

＜粉砕工程＞
仮焼体は、一般に顆粒状、塊状等になっており、そのままでは所望の形状に成形ができないため、粉砕する。また、所望の最終組成に調整するための原料粉末、及び添加物等を混合するために、粉砕工程が必要である。本発明では、本工程でＣｏの全部、ならびにＬａの残部（以下、両者を総称して「後添加物」ということがある。）を添加する。Ｃｏは例えばＣｏ_３Ｏ_４として添加することができる。Ｃｏの全部を後添加することにより、角形性が向上する。Ｌａの残部はＬａの総量の２５重量％未満であり、この程度の量であれば、成形時におけるＬａ粉末の金型付着への影響も小さい。なお、Ｌａの全部を配合時に添加した場合には、当然ながらＬａの後添加は不要である。

粉砕工程は、通常、粗粉砕工程と微粉砕工程に分かれる。以下、各工程順に説明する。
＜粗粉砕工程＞
前述のように、仮焼体は一般に顆粒状、塊状等であるので、これを粗粉砕することが好ましい。粗粉砕工程では、振動ミル等を使用し、平均粒径が０．５〜５．０μｍになるまで処理される。なお、ここで得られた粉末を粗粉砕粉と呼ぶことにする。Ｃｏの全部、ならびにＬａの残部は粗粉砕粉に添加することができる。もしくは粗粉砕後ではなく、Ｃｏの全部、ならびにＬａの残部を粗粉砕時に添加してもよい。

＜微粉砕工程＞
粗粉砕粉を湿式アトライタ、ボールミル、あるいはジェットミル等によって粉砕し、平均粒径０．０８〜２．０μｍ、好ましくは０．１〜１．０μｍ程度に粉砕する。得られた微粉砕粉の比表面積（ＢＥＴ法により求められる）としては、４〜８ｍ^２／ｇ程度とすることが好ましい。粉砕時間は、粉砕方法にもよるが、例えば湿式アトライタでは３０分間〜１０時間、ボールミルによる湿式粉砕では１０〜４０時間程度、処理すればよい。

＜磁場中成形工程＞
本発明では、磁場中で乾式成形を行う。その際には、金型に磁場を印加した状態で、金型中の成形空間内に成形対象粉末を充填する。充填の際には、成形対象粉末は磁場にそって成形空間内に吸引される。本発明ではＬａの総量の７５重量％以上を配合時に添加しているため、成形時におけるＬａ粉末の金型付着量を低減することができる。成形圧力は５０〜１００ＭＰａ程度、印加磁場は０．１〜１．０Ｔ程度とすればよい。

上述した通り、乾式成形では湿式成形のように分散媒の除去を行う必要がないため、生産性が高い。それに加え、本発明では１分あたり５０個以上の速度で乾式成形を行い、さらには７０〜１００個の速度で乾式成形を行う。本発明が１分あたり５０個以上の速度で成形を行う場合を対象としているのは、２０〜３０個の速度で成形を行う場合には、金型への材料付着量が少なく、上記したような不具合も生じにくいためである。Ｌａの総量の７５重量％以上を配合工程で添加することを特徴とする本発明によれば、１分あたり５０個以上の速度で乾式成形を行った場合にも金型への材料付着量が少ないため、上記した付着物除去処理が必要になる頻度が低く、生産性に優れる。
なお、成形速度が高いほど生産性が向上するが、１分あたり１００個を超えるほどの高速で成形を行うような乾式成形装置の存在は現時点では本発明者は把握していない。
成形体の形状は特に限定されるものではなく、直方体状のものやいわゆるＣ型のものとすることができる。例えば直方体状のものであれば、そのサイズは縦５〜５０ｍｍ、横５〜５０ｍｍ、厚さ１〜１０ｍｍ程度である。

＜焼成工程＞
得られた成形体を焼成し、焼結体とする。焼成は、通常、大気中等の酸化性雰囲気中で行われる。焼成温度は１０５０〜１２７０℃、好ましくは１０８０〜１２４０℃の温度範囲で行い、保持する時間は０．５〜３時間程度とすれば良い。

以上の工程を経ることにより、本発明のフェライト磁石を得ることができる。
本発明のフェライト磁石は、Ａ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする六方晶Ｍ型フェライトを含む。ここで、ＡはＳｒ、Ｂａ及びＰｂから選択される少なくとも１種の元素である。Ａが小さすぎると、Ｍ型フェライトが生成しないか、α−Ｆｅ_２Ｏ_３等の非磁性相が多くなる。Ａが大きすぎるとＭ型フェライトが生成しないか、ＳｒＦｅＯ_３−ｘ等の非磁性相が多くなる。またＡが多すぎるとＬａの割合が少なくなるためにＬａ−Ｃｏフェライト磁石の高磁気特性という優位性が得られなくなってしまう。よって、Ａを１〜１３原子％含むことが好ましい。より好ましいＡの範囲は３〜１１原子％、さらに好ましくは３〜９原子％である。
Ａとしては、磁気特性の観点から、Ｓｒを主体とすることが好ましい。Ａ中のＳｒの比率は、好ましくは５０原子％以上、より好ましくは７０原子％以上、さらに好ましくは１００原子％である。Ａ中のＳｒの比率が低すぎると、飽和磁化向上と保磁力の著しい向上とを共に得ることができなくなる。

Ｌａが少なすぎると六方晶Ｍ型フェライトに対するＣｏの所定の固溶量を確保できなくなり、飽和磁化向上効果及び／又は異方性磁場向上効果が不充分となる。逆にＬａ量が大きすぎると、六方晶Ｍ型フェライト中に置換固溶できない過剰なＬａが存在することにより、例えば元素Ｒを含むオルソフェライト等の異相が生成する要因となる。よって、Ｌａを０．００３〜１０原子％含むことが好ましい。より好ましいＬａの範囲は０．０５〜６原子％、さらに好ましくは０．５〜４原子％である。
なお、本発明のフェライト焼結磁石において、Ｌａが所定量含まれていることを前提として、その一部を他の希土類元素（Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ）の１種又は２種以上で置換することができる。

本発明において、Ｆｅはフェライトを構成する基本的な元素であり、Ｆｅが少なすぎると、Ａサイトが余剰となり、主相から出て非磁性粒界成分を無駄に増加させ飽和磁化が低くなる。また、Ｆｅが多すぎると、α−Ｆｅ_２Ｏ_３が生成してしまう。

本発明において、ＣｏはＭ型フェライト相のＦｅの一部を置換することにより磁気特性を向上する効果を奏する。Ｃｏの量が少ないと、Ｆｅの一部をＣｏで置換することによる磁気特性向上の効果を十分に得ることができない。一方、Ｃｏが多すぎるとＬａとの電荷バランスの最適点を超えてしまい磁気特性が劣化する。よって、Ｃｏを０．０５〜５原子％含むことが好ましい。より好ましいＣｏの範囲は０．１〜４原子％、さらに好ましくは０．１５〜３原子％である。

本発明によるフェライト焼結磁石の組成は、蛍光Ｘ線定量分析などにより測定することができる。フェライト磁性材料が焼結体を構成する場合、焼結体について蛍光Ｘ線定量分析によりその組成を分析することができる。本発明で特定される各元素の含有量は、この分析値によって特定することができる。また、本発明のフェライト磁性材料におけるＭ相の存在は、Ｘ線回折や電子線回折などにより確認することができる。具体的には、本発明では以下の条件によるＸ線回折により、Ｍ相の存在比率（モル％）を求めた。Ｍ相の存在比率は、Ｍ型フェライト、オルソフェライト、ヘマタイト、スピネルそれぞれの粉末試料を所定比率で混合し、それらのＸ線回折強度から比較算定することにより算出するものとする（後述する実施例でも同様）。
Ｘ線発生装置：３ｋＷ
管電圧：４５ｋＶ
管電流：４０ｍＡ
サンプリング幅：０．０２ｄｅｇ
走査速度：４．００ｄｅｇ／ｍｉｎ
発散スリット：１．００ｄｅｇ
散乱スリット：１．００ｄｅｇ
受光スリット：０．３０ｍｍ

本発明によるフェライト焼結磁石は、副成分としてＳｉ成分及びＣａ成分を含有することができる。副成分としてのＳｉ成分及びＣａ成分は、焼結性の改善、磁気特性の制御及び焼結体の結晶粒径の調整等を目的としている。その添加タイミングは特に限定されるものではなく、配合工程及び／又は粉砕工程で添加することができる。なお、副成分としてのＳｉ成分及びＣａ成分は、専ら粒界に存在する。
Ｓｉ成分としてはＳｉＯ_２を、Ｃａ成分としてはＣａＣＯ_３を、それぞれを添加するのが好ましい。添加量は、Ｓｉ成分について好ましくは、ＳｉＯ_２換算で０(含まず)〜１．３５重量％で、より好ましくは０．０５〜０．９０重量％、さらに好ましくは０．０５〜０．７５重量％である。

本発明のフェライト焼結磁石は、Ａｌ_２Ｏ_３及び／又はＣｒ_２Ｏ_３を副成分として含有することができる。Ａｌ_２Ｏ_３及び／又はＣｒ_２Ｏ_３は、保磁力を向上させる効果を有する。しかし、Ａｌ_２Ｏ_３及び／又はＣｒ_２Ｏ_３は、残留磁束密度を低下させる傾向にあるため、好ましくは３．０重量％以下とする。なお、Ａｌ_２Ｏ_３及び／又はＣｒ_２Ｏ_３添加の効果を充分に発揮させるためには、その含有量を０．１重量％以上とすることが好ましい。
また本発明のフェライト焼結磁石には、副成分としてＢ_２Ｏ_３が含まれていてもよい。Ｂ_２Ｏ_３を含むことにより仮焼温度及び焼結温度を低くすることができるので、生産上有利である。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、フェライト焼結磁石全体の０．５重量％以下であることが好ましい。Ｂ_２Ｏ_３含有量が多すぎると、飽和磁化が低くなってしまう。
Ａｌ_２Ｏ_３、Ｃｒ_２Ｏ_３、Ｂ_２Ｏ_３についても、添加タイミングは特に限定されるものではなく、配合工程及び／又は粉砕工程で添加することができる。

本発明のフェライト焼結磁石には、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ等のアルカリ金属元素は含まれないことが好ましいが、不純物として含有されていてもよい。これらをＮａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ等の酸化物に換算して含有量を求めたとき、これらの含有量の合計は、フェライト焼結磁石全体の１．０重量％以下であることが好ましい。これらの含有量が多すぎると、飽和磁化が低くなってしまう。

また、以上のほか、例えばＧａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｂ、Ａｓ、Ｗ、Ｍｏ等が酸化物として含有されていてもよい。これらの含有量は、化学量論組成の酸化物に換算して、それぞれ酸化ガリウム５．０重量％以下、酸化インジウム３．０重量％以下、酸化リチウム１．０重量％以下、酸化マグネシウム３．０重量％以下、酸化チタン３．０重量％以下、酸化ジルコニウム３．０重量％以下、酸化ゲルマニウム３．０重量％以下、酸化スズ３．０重量％以下、酸化バナジウム３．０重量％以下、酸化ニオブ３．０重量％以下、酸化タンタル３．０重量％以下、酸化アンチモン３．０重量％以下、酸化砒素３．０重量％以下、酸化タングステン３．０重量％以下、酸化モリブデン３．０重量％以下であることが好ましい。

本発明のフェライト焼結磁石の平均結晶粒径は、好ましくは１．５μｍ以下、より好ましくは１．０μｍ以下、さらに好ましくは０．２〜１．０μｍである。結晶粒径は走査型電子顕微鏡によって測定することができる。

本発明によるフェライト焼結磁石及びボンディッド磁石は所定の形状に加工され、以下に示すような幅広い用途に使用される。例えば、フューエルポンプ用、パワーウィンド用、ＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）用、ファン用、ワイパ用、パワーステアリング用、アクティブサスペンション用、スタータ用、ドアロック用、電動ミラー用等の自動車用モータとして使用することができる。また、ＦＤＤスピンドル用、ＶＴＲキャプスタン用、ＶＴＲ回転ヘッド用、ＶＴＲリール用、ＶＴＲローディング用、ＶＴＲカメラキャプスタン用、ＶＴＲカメラ回転ヘッド用、ＶＴＲカメラズーム用、ＶＴＲカメラフォーカス用、ラジカセ等キャプスタン用、ＣＤ／ＤＶＤ／ＭＤスピンドル用、ＣＤ／ＤＶＤ／ＭＤローディング用、ＣＤ／ＤＶＤ光ピックアップ用等のＯＡ／ＡＶ機器用モータとして使用することができる。さらに、エアコンコンプレッサー用、冷凍庫コンプレッサー用、電動工具駆動用、ドライヤーファン用、シェーバー駆動用、電動歯ブラシ用等の家電機器用モータとしても使用することができる。さらにまた、ロボット軸、関節駆動用、ロボット主駆動用、工作機器テーブル駆動用、工作機器ベルト駆動用等のＦＡ機器用モータとしても使用することが可能である。その他の用途としては、オートバイ用発電器、スピーカ・ヘッドホン用マグネット、マグネトロン管、ＭＲＩ用磁場発生装置、ＣＤ−ＲＯＭ用クランパ、ディストリビュータ用センサ、ＡＢＳ用センサ、燃料・オイルレベルセンサ、マグネトラッチ、アイソレータ等に、好適に使用される。

主成分を構成する出発原料として炭酸ストロンチウム（ＳｒＣＯ_３）、水酸化ランタン（Ｌａ（ＯＨ）_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）及び酸化コバルト（Ｃｏ_３Ｏ_４）を用意し、それぞれ所定割合になるように秤量した。また、副成分としてＳｉＯ_２及びＣａＣＯ_３を用意した。
ＳｒＣＯ_３、Ｌａ（ＯＨ）_３についてはそれぞれの総量の全部を配合し、さらにＳｉＯ_２及びＣａＣＯ_３を湿式アトライタで混合、粉砕してスラリー状の原料組成物を得た。このスラリーを乾燥後、大気中にて１３００℃で２時間保持する仮焼を行った。得られた仮焼体を振動ミルで粗粉砕した。
得られた粗粉砕に、Ｃｏ_３Ｏ_４の総量の全部、ＳｉＯ_２及びＣａＣＯ_３を添加した後、アトライタで湿式微粉砕した。なお、この湿式微粉砕における分散媒には水を用いた。また、副成分としてＳｉＯ_２及びＣａＣＯ_３は配合時、ならびに粗粉砕工程後の２回に分けて添加したが、主成分に対するＳｉＯ_２の合計添加量は０．６０ｗｔ％、ＣａＣＯ_３の合計添加量は１．５０ｗｔ％である。

湿式微粉砕後、スラリーを脱水して乾燥（乾燥温度２００℃）した後、混合、分散により凝集粉末を解砕し、平均粒径が０．８μｍ程度の成形対象粉末を得た。
次いで、０．７Ｔの磁場中において成形対象粉末を乾式成形装置の成形空間内に充填して５０ＭＰａの圧力で乾式成形し、Ｃ型状の成形体を得た。乾式成形は、表１に示す各成形条件で、それぞれ１０００個の成形体を作製した。成形体のサイズは縦２９ｍｍ×横２５ｍｍ×厚さ１３ｍｍである。
得られた成形体を大気中、１２３０℃で１時間焼成し、焼結体を得た後、焼結体の上パンチに対応する面にハガレが生じているかを目視で観察した。そして、ハガレが生じている場合には、その面における模様の面積率を算出した。面積率の最大値ならびに歩留まりを表１の「Ｌａ前添加」の欄に示す。なお、表１に示した歩留まりはハガレを考慮したものである。

得られた焼結体の組成（Ｓｒ，Ｌａ，Ｆｅ，Ｃｏ）を蛍光Ｘ線定量分析により測定した。その結果、主成分におけるＳｒ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏそれぞれの金属元素の総計の構成比率が、全金属元素量に対し、以下の通りであった。また、得られた焼結体の相構成を上述したＸ線回折条件により特定したところ、Ｍ型フェライト相の比率は９５〜１００％であり、Ｍ型フェライト相が主相を形成していることが確認できた。
Ｓｒ：６．１原子％
Ｌａ：１．５原子％
Ｆｅ：８９．４原子％
Ｃｏ：１原子％

＜比較例１＞
Ｌａ（ＯＨ）_３）の総量の全部を粗粉砕後に添加した以外は上記実施例１と同様の条件で焼結体を作製した後、同様の条件でハガレの面積率を算出した。その結果ならびに歩留まりを表１の「Ｌａ後添加」の欄に示す。

表１に示すように、成形条件１の場合には、Ｌａ前添加とＬａ後添加の差異は小さい。しかし、成形条件２、３、４と成形速度が高速になるにつれて、Ｌａ後添加の場合にはハガレが占める面積の割合が増加し、歩留まりが低下した。これに対し、Ｌａ前添加の場合には成形条件４の場合にも、９３％という良好な歩留まりであった。
以上の結果から、高速で乾式成形を行う場合には、所定量のＬａを前添加、つまり配合時に添加することが、歩留まりを向上させる上で有効であることが確認できた。

次に、成形条件４での成形を上記した付着物除去処理が必要となるまで続けた。その結果、Ｌａ後添加の場合には成形体を１５００個作製したときに付着物除去処理が必要となったのに対し、Ｌａ前添加の場合には付着物除去処理が必要となるまでに成形体を６０００個作製することができた。

Ｌａ（ＯＨ）_３の配合時の添加量、つまりＬａ前添加量を表２に示すものとし、かつ上記成形条件４で１５００個の成形体を作製した。それ以外は実施例１と同様の条件で焼結体を作製し、得られた焼結体について同様の条件でハガレの面積率を算出した。その結果ならびに歩留まりを表２に示す。
また、得られた焼結体の上下面を加工した後、最大印加磁場１３ｋＯｅのＢ−Ｈトレーサを使用して、残留磁束密度（Ｂｒ）及び保磁力（ＨｃＪ）を測定した。その結果を表２に示す。

表２に示すように、Ｌａ前添加量が増加するにつれて、ハガレの面積率が低下し、かつ歩留まりが向上する。Ｌａ前添加量が総量の２５重量％の場合、最も高い磁気特性を示すものの、歩留まりは低い。ところが、Ｌａ前添加量が総量の７５重量％の場合ならびに１００重量％の場合には、良好な磁気特性を得つつ９３％以上という高い歩留まりを得ることができた。
以上の結果から、高速で乾式成形を行う場合には、Ｌａ前添加量を総量の７５重量％以上とすることが磁気特性ならびに生産性の観点から有効であることが確認できた。

（ａ）はハガレが生じた焼結磁石を模式的に示す平面図であり、（ｂ）はハガレを生じた焼結磁石を模式的に示す側面図である。

Claims (3)

1. Ａ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏを主成分とする六方晶Ｍ型フェライトを含むフェライト焼結磁石の製造方法であって、
   前記ＡはＳｒ、Ｂａ及びＰｂから選択される少なくとも１種の元素であり、
   前記六方晶Ｍ型フェライトの原料粉末のうち、前記Ａの総量の全部または一部、前記Ｆｅの総量の全部または一部、および前記Ｌａの総量の７５重量％以上を含む原料組成物を所定温度で加熱保持して仮焼体を得る工程ａと、
   前記工程ａで得られた前記仮焼体を粉砕する工程ｂと、
   前記工程ｂで得られた粉砕粉末に、前記Ｃｏの総量の全部および前記Ｌａの残部を添加し、磁場中で乾式成形する工程ｃと、
   前記工程ｃで得られた成形体を所定温度で焼成して前記六方晶Ｍ型フェライトを磁性相とする焼結磁石を得る工程ｄとを備え、
   前記工程ｃでは１分あたり５０個以上の速度で成形することを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
2. 前記原料組成物は、前記Ａの総量の全部、および前記Ｌａの総量の全部を含むことを特徴とする請求項１に記載のフェライト焼結磁石の製造方法。
3. 前記主成分におけるＡ、Ｌａ、Ｆｅ及びＣｏそれぞれの金属元素の総計の構成比率が、全金属元素量に対し、
   Ａ：１〜１３原子％、
   Ｌａ：０．００３〜１０原子％、
   Ｆｅ：８０〜９５原子％、
   Ｃｏ：０．０５〜５原子％であることを特徴とする請求項１又は２に記載のフェライト焼結磁石の製造方法。

Images