JP2008214661A - 希土類焼結磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】磁気特性の低下を抑えて、磁場中成形による成形体強度を向上する。
【解決手段】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の原料合金を粗粉砕する工程と、粗粉砕する工程で得られた粗粉砕粉末をジェットミルにより微粉砕する工程と、微粉砕する工程で得られた微粉砕粉末に磁場を印加しつつ加圧成形する工程と、加圧成形する工程で得られた成形体を焼結する工程と、を備え、微粉砕する工程において、衝突板式ジェットミルを用い、その粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍとする。微粉砕粉末は、平均粒径Ｄ５０＝３．０〜６．０μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０＝０．３５〜０．５５、Ｄ９０／Ｄ５０＝１．８０〜２．０５の条件を満足することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明は、希土類焼結磁石の製造方法に関し、特に成形対象となる合金粉末の粉砕条件に関するものである。

希土類焼結磁石、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を製造するにあったては、高特性が得られることから粉末冶金法が用いられている。粉末冶金法により希土類焼結磁石を得る場合、原料となる所望組成の合金を、粗粉砕及び微粉砕して数μｍの微粉砕粉末を作製する。その後、微粉砕粉末である合金粉末を磁場中で成形し、焼結、時効処理を施し焼結体を得る。必要に応じて、焼結体に加工及び表面処理を施す。
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を作製する場合は、希土類であるＮｄが酸化しやすいために、磁気特性を考慮すると焼結体中の酸素量は極力低い方が好ましい。しかしながら、合金粉末の活性度が高いため、粉砕処理工程を無酸素（または低酸素）にすると、場合によっては、成形時に酸化にともなう発火がおこることもある。

そこで、微粉砕を所定の酸素を含む窒素ガス雰囲気中で行うことが提案されている。例えば特許文献１は、酸素を５０〜６００００ｐｐｍ含有するジェットミル粉砕雰囲気内に粗粉砕粉末を噴射することが提案されている。また、特許文献２にはジェットミルの粉砕雰囲気を１００００ｐｐｍの酸素を含有する窒素ガスとすることが、さらに特許文献３には５００〜４５００ｐｐｍの酸素を含む不活性ガス雰囲気でジェットミル粉砕することの記載がある。
特許文献１〜３ともに、微粉砕時に微粉砕粉末の表面に安定した酸化膜を形成することを意図しており、安定した酸化膜が形成される結果、微粉砕粉末を粉砕機から大気中に取出した際、あるいは大気中にて磁場中成形する際の発火を防止できることが述べられている。

特公平６−６７２８号公報 特開２００２−１９０４０４号公報 特開２００５−７６０４５号公報

微粉砕粉末は、前述したように磁場中にて加圧成形される。この磁場中成形により得られる成形体は、その強度が高いことが好ましい。成形後、成形体は整列されて所定の位置に搬送される。この整列時又は搬送時に成形体に割れ、欠けが発生すると生産性を低下させてしまうからである。形状が複雑な製品の場合、成形体強度が高いことが特に要求される。この製品の代表例として、ＶＣＭ（Voice Coil Motor）用の磁石がある。
ここで、高い磁気特性を得るために、磁場中成形の過程で微粉砕粉末の配向度を高くすることが要求される。そのために、微粉砕時に潤滑剤を添加する。ところが、この潤滑剤は微粉砕粉末を構成する各粒子間の摩擦を低減するためのものであるから、潤滑剤の添加は成形体強度を低下させる要因となる。成形体強度を考慮すると、結着性の高い潤滑剤を用いることも可能であるが、この結着性の高い潤滑剤は、高い配向度、換言すれば高い磁気特性を得る観点からは好ましくない。また、成形圧力を高くすることによっても成形体強度を高くすることができるが、高い成形圧力は配向度を低下させる要因となる。
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、磁気特性の低下を抑えつつ、磁場中成形による成形体強度を向上できる手法を提供することを目的とする。

本発明者等は、衝突板式のジェットミルを用いると、粉砕雰囲気の酸素量を比較的高くしても得られる微粉砕粉末に含まれる酸素量の増加を抑えることができるという、知見を得た。例えば、前述した特許文献３によれば、微粉砕雰囲気の酸素量が５０００ｐｐｍと高くなると、微粉砕粉末の酸素量は７０００ｐｐｍ程度まで高くなることが示されている。このように酸素量の高い微粉砕粉末では、焼結後の酸素量も高くなるために、磁気特性が低くなる。これに対して、後述する実施例に示すように、微粉砕雰囲気の酸素量が２１０００ｐｐｍで微粉砕粉末の酸素量は６５００ｐｐｍである。
次に、衝突板式のジェットミルを用い、かつ粉砕雰囲気の酸素量を特定の範囲に設定して得られた微粉砕粉末を成形して得られた成形体は、その強度が高いことがその測定結果から判明した。

本発明は以上の検討結果に基づく希土類焼結磁石の製造方法であり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の原料合金を粗粉砕する工程と、粗粉砕する工程で得られた粗粉砕粉末をジェットミルにより微粉砕する工程と、微粉砕する工程で得られた微粉砕粉末に磁場を印加しつつ加圧成形する工程と、加圧成形する工程で得られた成形体を焼結する工程と、を備え、微粉砕する工程において、衝突板式ジェットミルを用い、その粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍとすることを特徴とする。
本発明は、微粉砕を行うジェットミルの形式及び粉砕雰囲気中の酸素量を特定することにより、成形体の強度を高くすることができる。この場合、微粉砕粉末の酸素量の増加が抑えられるため、磁気特性の低下を最小限に抑えることができる。

衝突板式ジェットミルを用いて得られた微粉砕粉末は、その粒度分布が狭くシャープであるという特徴が見られた。つまり、この微粉砕粉末は、Ｄ５０：３．０〜６．０μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０：０．３５〜０．５５、Ｄ９０／Ｄ５０：１．８０〜２．０５の要件を満足することが好ましい。さらに、微粉砕粉末は、相対的に微小な粒径を有する粒子の存在比率が少ないことが好ましく、Ｄ５０×０．１５の値（ただし、Ｄ５０とは累積体積比率が５０％となる粒径）以下の粒径を有する粒子の累積体積比率（％）が３．２％以下の条件を満足することが好ましい。
また、本発明において、緻密な焼結体を作製し、高い磁気特性を確保するために、微粉砕粉末の酸素量は、３０００〜６０００ｐｐｍとすることが好ましい。

本発明によれば、磁気特性の低下を抑えつつ、磁場中成形による成形体強度を向上できる。

以下、本発明をより具体的に説明する。
ジェットミル（または気流式粉砕機）は、ボールミル、アトライタのように粉砕メディアを使用しないため、不純物の混入を極力低減することができる。したがって、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造過程の微粉砕には、専らジェットミルが用いられている。

ジェットミルには、その粉砕機構により少なくとも２つの形式がある。１つはカウンタ式ジェットミル、他の１つは衝突板式ジェットミルである。一般に、ジェットミルとは、ノズルから噴射される高圧ガスをマッハ２程度の超高速ジェットとして粒子に衝突させ、粒子同士の衝撃によって数μｍのレベルの微粒子にまで粉砕する装置と定義されている場合が多い。カウンタ式ジェットミルは、この一般的な定義に従ったジェットミルである。これに対して衝突板式ジェットミルは、粉砕対象である粒子を超高速ジェットにより衝突板と称される物体に衝突させて粉砕を行う装置である。

衝突板式ジェットミルは、チャンバ内に衝突板が配設されている。超高速ジェットによって搬送される粒子がその衝突板に衝突して粉砕される。この衝突の衝撃力が極めて強いため、カウンタ式ジェットミルに比べて粉砕効率が高い。また、衝突板式ジェットミルによる微粉砕粉末は、粒度分布が狭くシャープである。本発明者等は、この衝突板式ジェットミルによる微粉砕粉末を用いて得られる成形体が、カウンタ式ジェットミルによる微粉砕粉末を用いて得られる成形体よりも強度が高いことを確認した。ただし、この成形体の強度向上効果を得るために、チャンバ内、つまり粉砕雰囲気の酸素量を特定することも必要である。なお、衝突板の材質としては、アルミナ、窒化珪素、窒化ホウ素が好ましい。また、カウンタ式ジェットミルとしては、ＰＪＭ（日本ニューマチック工業（株））、クロスジェット（（株）栗本鐵工所）、カレントジェット（日清エンジニアリング（株））が知られており、衝突板式ジェットミルとしては、ＩＤＳ（日本ニューマチック工業（株））、ＭＪＴ（ホソカワミクロン（株））が知られている。

ジェットミルの超高速ジェットを得るための高圧気体として空気を用いることもできる。しかし、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の原料となる合金粉末は極めて酸化しやすいために、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合、一般的には窒素ガスを用いる。前述した特許文献１〜３にて提案されているように、窒素ガスには微量の酸素を含有させる。特許文献１〜３は、最終的に得られるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の酸素量が多くなることを回避するために、粉砕雰囲気に含まれる酸素量に制限を設けていた。

本発明者等の検討によると、衝突板式ジェットミルは、粉砕雰囲気の酸素量を増加したときに、得られる微粉砕粉末の酸素量の増加の程度が少ない。後述する実施例に示しているが、衝突板式ジェットミルの場合、粉砕雰囲気の酸素量が３０００ｐｐｍの場合と１００００ｐｐｍの場合の微粉砕粉末の酸素量の差は１８０ｐｐｍである。これに対して、カウンタ式ジェットミルの場合、その酸素量の差は６２０ｐｐｍである。したがって、粉砕雰囲気の酸素量を増加したとしても、衝突板式ジェットミルは、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を劣化させる程度が小さい。そして本発明によれば、衝突板式ジェットミルの粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍの範囲に設定することにより成形体の機械的強度が向上する。しかるに、この酸素量であっても微粉砕粉末の酸素量の増加を抑えることができるため、得られるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性の低下もまた抑えられる。

以上、本発明の特徴的な部分について説明したので、以下では本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造方法について工程順に説明する。
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を得るための原料合金は、例えば、ストリップキャスト法により得ることができる。ストリップキャスト法は、原料金属をＡｒガス雰囲気などの非酸化性雰囲気中で溶解して得た溶湯を回転するロールの表面に噴出させる。ロールで急冷された溶湯は、薄板または薄片（鱗片）状に急冷凝固される。ストリップキャスト法によって得られた薄板又は薄片（鱗片）状の原料合金は、厚みが０．０５〜３ｍｍ、柱状結晶粒の平均径が１〜５０μｍであることが好ましい。平均径が１μｍ未満になると粉砕後に多磁区粒子が増加し、また５０μｍを超えると粉砕性が劣化する。

以上のようにして得られた原料合金は、粉砕される。粉砕は、粗粉砕及び微粉砕の２段階で行われる。なお、粗粉砕、微粉砕は、粉砕の程度によって区分されるものであるが、特定の粒径で区分されるものではない。
まず、原料合金を、粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕する。粗粉砕は、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、不活性ガス雰囲気中にて行うことが好ましい。粗粉砕に先立って、原料合金に水素を吸蔵させた後に放出させることにより粉砕を行うことが効果的である。この水素粉砕を粗粉砕と位置付けて、機械的な粗粉砕を省略することもできる。

次に、衝突板式ジェットミルにより微粉砕を行う。
衝突板式ジェットミルの粉砕雰囲気の酸素量が少ないと成形体強度の向上に効果が不十分である。また、酸素量が多すぎても成形体強度向上の効果が低減する。また、微粉砕粉末の酸素量が多くなり、磁気特性が劣化する。そこで本発明では、衝突板式ジェットミルによる粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍとする。粉砕雰囲気の好ましい酸素量は８５００〜１３０００ｐｐｍ、さらに好ましい酸素量は９０００〜１２０００ｐｐｍである。なお、この粉砕雰囲気は、以上の酸素を含む不活性ガスから構成する。不活性ガスとしては、窒素、アルゴン、これらの混合ガスを用いることができる。
なお、特許文献４に、衝突板式ジェットミルを用い、粉砕雰囲気を５００ｐｐｍ以下にして微粉砕を行う技術が記載されているが、粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍとすることにより、成形体強度を向上できることの開示、示唆はなされていない。

特開２００５−１７９７４９号公報

微粉砕により得られる微粉砕粉末は、平均粒径Ｄ５０＝３．０〜６．０μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０＝０．３５〜０．５５、Ｄ９０／Ｄ５０＝１．８０〜２．０５を満足することが好ましい。ここで、Ｄ１０とは累積体積比率が１０％になる粒径をいい、Ｄ５０とは累積体積比率が５０％になる粒径をいう。
微粉砕粉末の粒度分布は、成形体の強度に影響を与える。すなわち、微粉砕粉末が細かすぎても、また粗すぎても成形体強度が不十分となる。また、Ｄ５０が小さすぎると、同条件で粉砕された場合であっても、微粉砕粉末の酸素量が多くなる傾向にある。また、粉砕が完了するまでに時間がかかり、生産効率を阻害する。そこで、本発明はＤ５０を３．０〜６．５μｍとする。さらに好ましいＤ５０は３．５〜６．０μｍ、より好ましいＤ５０は４．０〜５．５μｍである。

また、成形体強度にとって微粉砕粉末の粒度分布が狭くシャープなことが好ましい。Ｄ１０／Ｄ５０及びＤ９０／Ｄ５０は、粒度分布の広狭を示す尺度となる。ここで、Ｄ９０とは累積体積比率が９０％になる粒径をいう。Ｄ１０／Ｄ５０の値が大きく、かつＤ９０／Ｄ５０の値が小さいほど、粒度分布が狭いことを示す。本発明においては、Ｄ１０／Ｄ５０：０．３５〜０．５５、Ｄ９０／Ｄ５０：１．８０〜２．０５の条件を満足することが好ましい。Ｄ１０／Ｄ５０は、０．３５〜０．５０であることがさらに好ましく、０．３５〜０．４５であることがより好ましい。Ｄ９０／Ｄ５０は、１．８０〜２．００であることがさらに好ましく、１．８５〜２．００であることがより好ましい。

さらに、成形体強度にとって、微粉砕粉末に含まれる相対的に微細な粒子の存在量が少ないことが好ましいことが判明した。本発明者等は、相対的に微細であることを、Ｄ５０×０．１５（ただし、Ｄ５０とは累積体積比率が５０％となる粒径）で特定した。そうすると、Ｄ５０×０．１５で特定される粒径以下の粒子の累積体積比率が３．２％以下の条件を満足する場合に、高い成形体強度が得られることを確認した。

微粉砕粉末の酸素量は、焼結して得られるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性に影響を与える。本発明の条件による衝突板式ジェットミルで得られる微粉砕粉末は、その酸素量を３０００〜６０００ｐｐｍにすることができる。微粉砕粉末の酸素量が少なすぎると、次工程である磁場中成形を大気中で行う場合の発火の可能性が高くなる。一方、微粉砕粉末の酸素量が多くなると、高い焼結密度を得ることが困難になり、磁気特性を低下させる要因となる。そこで本発明では、微粉砕粉末の酸素量を３０００〜５５００ｐｐｍとすることがより好ましく、３０００〜５０００ｐｐｍとすることがさらに好ましい。

微粉砕を行う際に、潤滑剤を添加することによって、次の磁場中成形時に配向性の高い微粉を得ることができる。また、微粉砕前に潤滑剤を添加すると、微粉砕工程において所望の粒径の微粉砕粉末を効率よく製造できる。この潤滑剤としては、脂肪酸又は脂肪酸の誘導体、例えばステアリン酸亜鉛等の金属石鹸、オレイン酸アミド、ラウリン酸アミド等の脂肪酸アミド、さらには、樟脳等を用いることができる。この潤滑剤の種類によって、成形体強度が変動することは前述の通りである。

得られた微粉砕粉末は、磁場中成形に供される。この磁場中成形は、８００〜１３６０ｋＡ／ｍ（１０〜１７ｋＯｅ）の磁場中で、５０〜２００ＭＰａ（０．５〜２ｔｏｎ／ｃｍ^２）の圧力で行えばよい。磁場中成形は、通常、大気中で行われる。本発明による微粉砕粉末は、８０００〜１５０００ｐｐｍの酸素を含む雰囲気で微粉砕され、その表面に酸化膜が形成されていることにより、大気中の磁場中成形に供されても発火の危険性はない。

磁場中成形により得られた成形体は、焼結に供される。
焼結は、真空又は不活性ガス雰囲気中、好ましくは真空中で行われる。焼結条件は、組成、粉砕方法、平均粒径と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、１０００〜１１００℃の温度で１〜１０時間程度保持すれば緻密な焼結体を得ることができる。焼結後、焼結体に対して時効処理を施すことが一般的である。また、焼結体は所定形状に加工し、めっき等の表面処理を施して、製品として供給される。
以上では、焼結体の組成と一致する一種類の原料合金を用いる例について説明したが、組成の異なる複数種類の原料合金を用いてＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合についても本発明を適用できる。

本発明はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に適用される。
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ化合物を主相とし、その主相を非磁性であるＮｄリッチな層で取囲む組織形態を有している。
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、Ｎｄの一部を他の希土類元素で置換することができる。ここで、この希土類元素はＹを含む概念を有しており、したがって、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕの１種又は２種以上によりＮｄの一部を置換することができる。また、保磁力を向上したい場合、Ｎｄの一部を重希土類元素で置換する。この重希土類元素としては、Ｔｂ、Ｄｙを選択することが好ましい。

Ｎｄは、２５〜３７ｗｔ％含有することが好ましい。Ｎｄの量が２５ｗｔ％未満であると、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の主相となるＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Ｆｅなどが析出し、保磁力が著しく低下する。一方、Ｎｄが３７ｗｔ％を超えると主相であるＮｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。またＮｄが酸素と反応し、含有する酸素量が増え、これに伴い保磁力発生に有効なＮｄリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。したがって、Ｎｄの量は２５〜３７ｗｔ％とする。好ましいＮｄの量は２８〜３５ｗｔ％である。なお、Ｎｄの一部を他の希土類元素で置換した場合も、本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に包含されることはいうまでもない。

また、本発明が適用されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、ホウ素（Ｂ）を０．５〜４．５ｗｔ％含有することが好ましい。Ｂが０．５ｗｔ％未満の場合には高い保磁力を得ることができない。一方で、Ｂが４．５ｗｔ％を超えると残留磁束密度が低下する傾向がある。したがって、Ｂの上限を４．５ｗｔ％とする。好ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに好ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
本発明が適用されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、上記したＮｄ（希土類元素）、Ｆｅ及びＢ以外の元素を含有することができる。例えば、好ましくはＣｏを５．０ｗｔ％以下（０を含まず）、さらに好ましくは０．１〜３．０ｗｔ％含有する。Ｃｏはキュリー温度の向上、粒界相の耐食性向上などに効果がある。さらに他の元素、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｆ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。これらは、Ｆｅの一部を置換する元素と位置づけることができ、Ｆｅの一部をこれら元素で置換した場合も、本願発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に包含されることはいうまでもない。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
２６．５ｗｔ％Ｎｄ−５．０ｗｔ％Ｐｒ−１．８ｗｔ％Ｄｙ−０．５ｗｔ％Ｃｏ−０．２５ｗｔ％Ａｌ−０．０７ｗｔ％Ｃｕ−１ｗｔ％Ｂ−残Ｆｅの組成を有する原料合金をストリップキャスト法により作製した。
得られた原料合金に水素吸蔵処理を行った後に、衝突板式ジェットミル及びカウンタ式ジェットミルの２種類のジェットミルにより、微粉砕を行った。微粉砕の際に、潤滑剤としてオレイン酸アミドを０．１０ｗｔ％添加した。また、粉砕雰囲気中の酸素量を表１に示すように変えて微粉砕を行った。

得られた微粉砕粉末を以下の条件で磁場中成形した。
磁場強度：１２７３ｋＡ／ｍ（１６ｋＯｅ）
加 圧 力：９８ＭＰａ（１．０ｔｏｎ／ｃｍ^２）
得られた成形体を、真空中、１０４０℃で４時間焼結した。次いで、焼結体を８００℃で１時間保持、５５０℃で１時間保持する２段階の時効処理を施した。得られたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を測定した。

以上の微粉砕で得られた微粉砕粉末の粒度分布を測定した。また、微粉砕粉末の酸素量、窒素量を測定した。さらに、各条件の微粉砕効率を比較した。微粉砕粉末の粒度分布は、レーザー回折式粒度分布計（Malvern Instrument 社製 Mastersizer）により測定した。なお、表１中の「Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）」とは、Ｄ５０×０．１５の値（ただし、Ｄ５０とは累積体積比率が５０％となる粒径）以下の粒径を有する粒子の累積体積比率（％）を示している。また、粉砕効率は、表１のＮｏ．１１における単位時間当たりの吐出量を１とする指数で評価した。

また、微粉砕粉末を用いて得られた成形体について、その強度を測定するとともに、成形体の割れ、欠けの発生率を求めた。また、成形体を取扱う上での安全性を評価した。測定、評価の条件は以下の通りである。
成形体強度：２０×１８ｍｍの開口寸法を有する金型に微粉砕粉末を１０ｇ投入して、磁場強度：１１９４ＭＰａ（１５ｋＯｅ）、圧力：１４７ＭＰａ（１．５ｔｏｎ／ｃｍ^２）の条件で磁場中成形して成形体を作製。アイコーエンジニアリング（株）製の１３１０荷重試験機を用いて、当該成形体の３点曲げ強度（ｎ＝１０の平均値）を測定。
割れ、欠けの発生率：Ｃ型３５×７０×３０ｍｍの成形体を２０００個成形し、焼結、時効処理後に目視確認により発生率を評価。
安全性：５０×２０×２５ｍｍの成形体を大気中において９個連続で作製(サイクルタイム：３０秒)し、この成形体を３列３行（１０ｍｍ間隔）に自動積載。中心に位置する成形体の上面の温度を１５分間測定し、その間の最高温度を評価対象とする。この成形体上面の温度測定は、温度２４．７℃、湿度６０％の環境下で行った。
以上の測定、評価結果を表１に示す。

表１より、以下のことが判明した。
（ａ）粉砕雰囲気の酸素量が同じでも、衝突板式ジェットミルの方がカウンタ式ジェットミルよりも成形体強度が高い。
表１に示すように、衝突板式ジェットミルはカウンタ式ジェットミルよりも、粉砕効率が２倍程度高い。粉砕効率によって、粉砕雰囲気中に微粉砕粉末が曝されている時間が変わる。つまり、衝突板式ジェットミルは、カウンタ式ジェットミルに比べて微粉砕粉末が粉砕雰囲気に晒されている時間が短い。そして、衝突板式ジェットミルの方がカウンタ式ジェットミルに比べて微粉砕粉末の酸素量が少ない。ただし、この微粉砕粉末の酸素量の差異が、成形体強度に差異がでることの理由の全てではない。微粉砕粉末の酸素量が同程度であっても、衝突板式ジェットミルの方がカウンタ式ジェットミルよりも成形体強度が高い結果となっているからである。後述するように、２つの形式のジェットミルは、得られる微粉砕粉末の粒度分布に差異があり、このことも作用して成形体強度に差異がでているかもしれない。いずれにしろ、この理由は明らかでない。
（ｂ）図１に、粉砕雰囲気の酸素量と成形体強度の関係を示している。粉砕雰囲気の酸素量が増加するにつれて、成形体強度が高くなる。衝突板式ジェットミルにおいて、粉砕雰囲気の酸素量が１５０００ｐｐｍ近傍で、成形体強度がピークを示す。つまり、高い成形体強度を得るために適する粉砕雰囲気の酸素量が存在する。成形体強度と割れ、欠けの発生率とを対比すると、成形体強度が０．５５ＭＰａを超えると、割れ、欠け発生率がいずれも０．５％以下と低い値となる。
（ｃ）図２に粉砕雰囲気の酸素量と残留磁束密度（Ｂｒ）の関係を、また、図３に粉砕雰囲気の酸素量と保磁力（ＨｃＪ）の関係を示している。粉砕雰囲気の酸素量が高い場合でも成形体強度は０．５５ＭＰａを超えるが、図２及び図３に示すように、磁気特性、特に保磁力（ＨｃＪ）の低下が顕著となる。
したがって、本発明は、磁気特性の観点をも考慮して、粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍに特定する。

（ｄ）粉砕雰囲気に酸素を含まない場合には、成形体が発火した（安全性の欄）。成形体の発熱温度は４０℃以下とすることが好ましく、その観点からも粉砕雰囲気の酸素量を特定する必要があることがわかる。
（ｅ）粉砕雰囲気の酸素量が本発明の範囲内にある場合でも、微粉砕粉末のＤ１０／Ｄ５０が小さくなるか、またはＤ９０／Ｄ５０が大きくなると、成形体強度が十分に高くならない。したがって、微粉砕粉末の粒度分布が狭くシャープな方が、成形体強度にとって好ましい。カウンタ式ジェットミルにより得られた微粉砕粉末は、衝突板式ジェットミルに比べて、Ｄ１０／Ｄ５０が小さく、かつＤ９０／Ｄ５０が大きい。つまり、カウンタ式ジェットミルにより得られた微粉砕粉末は、粒度分布が広い。この粒度分布の差異が、成形体強度の差異に影響している可能性を否定できない。
（ｆ）Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）の値が小さくなると成形体強度が高くなり、Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）を３．２％以下にすると、０．５５ＭＰａを超える高い成形体強度が得られる。

衝突板式ジェットミルを用い、粉砕雰囲気中の酸素量を１１０００ｐｐｍとし、かつ粉砕条件を変動させた以外は実施例１と同様にして、種々の粒度分布の微粉砕粉末を作製した。得られた微粉砕粉末を用いて実施例１と同様の測定を行った。結果を表２に示す。

図４に微粉砕粉末のＤ５０と成形体強度の関係を、また、図５に微粉砕粉末のＤ５０と割れ欠け発生率の関係を示す。表２、図４及び図５より、Ｄ５０が小さすぎても、また大きすぎても高い成形体強度が得られず、割れ、欠けの発生率が高くなる。以上の結果より、本発明においては微粉砕粉末のＤ５０を３．０〜６．０μｍとすることが好ましい。
図６に微粉砕粉末のＤ５０と微粉砕粉末の酸素量の関係を示す。Ｄ５０が小さいほど、微粉砕粉末の酸素量が多くなることがわかる。Ｎｏ．２０の成形体強度が低く、かつ割れ欠け発生率が高いのは、酸素量が多いことが起因している可能性がある。

図７に微粉砕粉末のＲ（Ｄ５０＊０．１５）と成形体強度の関係を示す。前述したように、本発明において、Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）が３．２％以下になると、高い成形体強度を得ることができるが、が、図７に示す結果より、Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）が小さくなりすぎると、成形体強度が低下する。したがって、Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）は、２．６５％以上とすることがより好ましい。ただし、Ｒ（Ｄ５０＊０．１５）が小さい微粉砕粉末は、Ｄ５０が大きい。そのために、成形体強度が低下したおそれもある。
※大場コメント：以上の記載の適否をご検討下さい。図７を含めて言及しない、というのも選択肢としてあります。

粉砕雰囲気の酸素量と成形体強度の関係を示すグラフである。 粉砕雰囲気の酸素量と残留磁束密度（Ｂｒ）の関係を示すグラフである。 粉砕雰囲気の酸素量と保磁力（ＨｃＪ）の関係を示すグラフである。 微粉砕粉末のＤ５０と成形体強度の関係を示すグラフである。 微粉砕粉末のＤ５０と割れ欠け発生率の関係を示すグラフである。 微粉砕粉末のＤ５０と微粉砕粉末の酸素量の関係を示すグラフである。 微粉砕粉末のＲ（Ｄ５０＊０．１５）と成形体強度の関係を示すグラフである。

Claims (4)

1. Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の原料合金を粗粉砕する工程と、
   前記粗粉砕する工程で得られた粗粉砕粉末をジェットミルにより微粉砕する工程と、
   前記微粉砕する工程で得られた微粉砕粉末に磁場を印加しつつ加圧成形する工程と、
   前記加圧成形する工程で得られた成形体を焼結する工程と、を備え、
   前記微粉砕する工程において、衝突板式ジェットミルを用い、その粉砕雰囲気の酸素量を８０００〜１５０００ｐｐｍとすることを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。
2. 前記微粉砕粉末が、平均粒径Ｄ５０＝３．０〜６．０μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０＝０．３５〜０．５５、Ｄ９０／Ｄ５０＝１．８０〜２．０５（ただし、Ｄ１０とは累積体積比率が１０％となる粒径、Ｄ５０とは累積体積比率が５０％となる粒径、Ｄ９０とは累積体積比率が９０％となる粒径をいう）の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
3. 前記微粉砕粉末が、Ｄ５０×０．１５の値（ただし、Ｄ５０とは累積体積比率が５０％となる粒径）以下の粒径を有する粒子の累積体積比率が３．２％以下の条件を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
4. 前記微粉砕粉末の酸素量が、３０００〜６０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の希土類焼結磁石の製造方法。

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