JP2008248265A - 希土類焼結磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】焼結容器内の加熱温度を均一にすることにより、焼結体の変形を効果的に抑制する。
【解決手段】焼結容器内１０に所定組成の合金粉末からなる複数の成形体Ｇを配列した状態で焼結する希土類焼結磁石の製造方法であって、焼結容器１０は、外側容器１１と、外側容器１１の内部に配設され、成形体Ｇを収容する内側容器１２と、から構成され、外側容器１１と内側容器１２との間に第１の熱遮蔽体１３を配設し、かつ、内側容器１２内であって、複数配列された成形体Ｇの外周を取り囲む第２の熱遮蔽体１４を配設することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、希土類焼結磁石の製造方法に関し、特に成形体を焼結する工程において得られる焼結体の変形を抑制する方法に関するものである。

希土類焼結磁石の１種として知られているＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、種々の永久磁石の中で最も高い磁気特性を示し、価格も比較的安いため、各種電子機器へ積極的に採用されている。ここで、Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、Ｂはホウ素である。希土類焼結磁石は、希土類合金を粉砕して得た合金粉末を磁界中で加圧成形することによって成形体を作製し、この成形体を焼結炉において所定温度に所定時間保持することによって作製されている。焼結炉内に成形体を暴露した状態で焼結すると、炉内の酸素や水蒸気などの不純物ガスと成形体とが接触する。例えば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に含まれるＮｄなどの希土類元素が酸化すると、磁石の特性は大きく劣化する。したがって、成形体を焼結容器内に収納した状態で焼結が施されている。

この焼結容器に関して、種々の提案がなされている（例えば、特許文献１〜特許文献４）。これらの提案は、焼結が終了した際に、得られた焼結体に変形が生ずることを防止することを目的の一つとしている。この焼結体の変形について説明する。
図６、図７は、焼結容器２０内に成形体Ｇを置いた状態を示す図で、図６はその平面図、図７は図６のＢ−Ｂ矢視断面図である。焼結容器２０は、底床２１１と底床２１１から立設する側壁２１２とを備えたトレー２１と蓋２２とから構成されている。なお、図６は蓋２２を取り除いた状態を示している。成形体Ｇの断面形状によっては、成形体Ｇを図７に示すように縦置きにした状態で焼結を行う場合がある。焼結容器２０内により多くの成形体Ｇを収容するためである。なお、縦置きか否かは重心の位置によって判断することができる。同一物について、重心が相対的に高い状態で置かれている場合を縦置きといい、逆に重心が相対的に低い状態で置かれている場合を横置きということができる。成形体Ｇを縦置きにした状態で焼結を行うと、図７に示すように、焼結後に成形体（焼結体）Ｇの上端部が垂れる変形を起すことがあった。この変形は、焼結容器２０の特定の部位に置かれた成形体Ｇに生じる。すなわち、図６に示すように、焼結容器２０内に成形体Ｇを整列して置いているが、点線で囲まれている最外周に置かれた成形体Ｇに専ら変形が生じるのである。変形の生じた成形体（焼結体）Ｇは、変形の程度が大きいと製品として扱うことができず、歩留まりを低下させる。また、変形の程度が小さい場合には表面を加工することにより製品として扱うことができるが、加工能力の低下や加工工数の増加によって製品コストを上昇させる。

特開２００５−１７１３４８号公報 特開２００６−２４９５４７号公報 特開２００６−６６８２７号公報 特開２００６−２６５６０１号公報

特許文献１は、この焼結工程において変形が生ずるのは、焼結容器内の温度が不均一であることが原因としている。つまり、焼結容器２０の最外周の近傍が最も加熱温度が高くなることを特許文献１は述べている。そこで、特許文献１は、焼結容器内の最外周に置かれた成形体と焼結容器の側壁との間に、熱遮蔽体を配設することを提案している。ところが、特許文献１の提案においても、依然として変形が生じている。
そこで本発明は、焼結体の変形をより効果的に抑制することのできる技術を提供することを目的とする。

本発明者等は、上記目的を達成するために、焼結容器を、外側容器と、外側容器の内部に配設される内側容器とからなる二重の容器とし、さらに外側容器と内側容器との間、さらに内側容器と最外周に配列されている成形体との間に熱遮蔽体を配設することにより、焼結後の変形を小さくできることを知見し本発明をなすに到った。すなわち本発明は、焼結容器内に所定組成の合金粉末からなる複数の成形体を配列した状態で焼結する希土類焼結磁石の製造方法であって、焼結容器は、外側容器と、外側容器の内部に配設され、成形体を収容する内側容器と、から構成され、外側容器と内側容器との間に第１の熱遮蔽体を配設し、かつ、内側容器内であって、複数配列された成形体の外周を取り囲む第２の熱遮蔽体を配設することを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法である。

本発明の希土類焼結磁石の製造方法において、第１の熱遮蔽体及び第２の熱遮蔽体の少なくとも一方が、ゲッター機能を有する熱遮蔽体であることが好ましく、さらに、第１の熱遮蔽体がゲッター機能を有する熱遮蔽体であることが好ましい。
また、本発明の希土類焼結磁石の製造方法において、第１の熱遮蔽体が希土類焼結磁石と実質的に同一の焼結体から構成され、第２の熱遮蔽体がステンレス鋼からなることが好ましい。

本発明によれば、焼結体の変形をより効果的に抑制し、変形が生じても変形量を小さくすることができる。

本発明の希土類焼結磁石の製造方法は、焼結時に用いられる焼結容器に特徴を有する。そこで、まず、この焼結容器について説明する。
図１は、焼結容器１０を用いて焼結を行っている様子を示す図である。図１に示すように、焼結炉１には、例えば加熱ヒータ３が配設されており、この加熱ヒータ３により焼結容器１０内に置かれた成形体を焼結温度まで加熱する。焼結容器１０は、焼結炉１内に配設された架台４に載置された状態で焼結に供される。

図２は成形体（焼結体）Ｇを置いた焼結容器１０の内部を示す平面図、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。
図２及び図３に示すように、焼結容器１０は、外側容器１１と、外側容器１１の内部に配設される内側容器１２とから構成される。
外側容器１１は、底床１１１と底床１１１から立設する側壁１１２とを備えた箱状のトレー１１ａと蓋１１ｂとから構成される。蓋１１ｂはトレー１１ａの上部開口を覆う。ただし、蓋１１ｂは外側容器１１を密閉するものではなく、外側容器１１の内部と外部とは、通気が可能である。
内側容器１２は、底床１２１と底床１２１から立設する側壁１２２とを備えた箱状のトレー１２ａと蓋１２ｂとから構成される。蓋１２ｂもトレー１２ａの上部開口を覆うが、内側容器１２の内部と外部とは、通気が可能である。なお、図２は、蓋１１ｂ、１２ｂを取り除いた状態を示している。
内側容器１２の内部には、成形体Ｇが複数配列されている。成形体Ｇは、前述した縦置きされて、内側容器１２の内部に配列されている。

本実施の形態の焼結容器１０は、外側容器１１と内側容器１２の二重構造としている。二重構造とすることにより、以下説明する効果を奏することができる。
特許文献１にも示されているが、希土類焼結磁石の代表例であるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、その焼結過程で炭素（Ｃ）が成形体Ｇと接触し、かつ反応することを嫌う。これは、ＣとＮｄとが反応することにより、焼結に必要なＮｄが消費されることを回避するためである。このＮｄが消費された部分は、消費されていない部分と焼結による縮率が異なるため、焼結後の変形の原因となる。このＣは焼結工程中に成形体Ｇ自身から放出されるＣに由来する。成形には乾式成形と湿式成形がある。乾式成形の場合、成形体Ｇには、成形時の潤滑及び配向性の向上を目的とした脂肪酸又は脂肪酸の誘導体、例えばステアリン酸系やオレイン酸系であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等のＣを含有する助剤（組成物）が含まれており、助剤の構成元素であるＣが焼結の昇温過程で成形体ＧからＣ含有ガスとして放出されるのである。また成形時に溶媒や油と混合・スラリー化し、成形する湿式成形では溶媒や油に起因するＣが放出される。このＣは、焼結工程中に成形体Ｇ自身から放出され、その一部は焼結終了後に焼結炉１の内壁などに付着し、残留する。焼結炉１内に残留したＣは、焼結のために再度加熱されると焼結炉１の内壁から遊離して、焼結容器１０内に侵入することがある。本実施の形態による焼結容器１０は二重構造となっているため、Ｃは外側容器１１及び内側容器１２を通過しなければ、成形体Ｇまで到達できない。つまり、本実施の形態によれば、成形体ＧまでのＣの侵入経路上に、外側容器１１の他にさらに内側容器１２という障壁があるため、遊離したＣと成形体Ｇとが接触する可能性が低い。なお、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石については、追って詳述する。

また、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、焼結過程でＮｄの一部が気化する。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、焼結を真空中で行うが、気化したＮｄは焼結容器１０の内部に漂うことが好ましい。成形体ＧからＮｄが気化することによりその含有量が少なくなると焼結が円滑に進まなくなるが、焼結容器１０内部に気化したＮｄが漂っていると、成形体ＧからのＮｄの気化が進まなくなるからである。本実施の形態による焼結容器１０は、二重構造となっている。したがって、気化されたＮｄは焼結容器１０の外に排出されにくくなり、焼結を阻害することがない。

次に、焼結容器１０は、外側容器１１と内側容器１２との間に第１の熱遮蔽体１３が配設されている。この例では、第１の熱遮蔽体１３は、外側容器１１と内側容器１２との間に隙間なく配設されている。ただし、隙間がないことは本発明の必須の構成ではない。
また、焼結容器１０は、成形体Ｇと内側容器１２の側壁１２２との間に第２の熱遮蔽体１４を配設する。第２の熱遮蔽体１４は、成形体Ｇを取り囲むように配設してある。
第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４は、内側容器１２の側壁１２２から最外周に置かれた成形体Ｇが輻射熱により他の成形体Ｇよりも優先的に加熱されるのを防止するために配設される。つまり、第１の熱遮蔽体１３は外側容器１１の側壁１１２から内側容器１２の側壁１２２が輻射熱を直接照射されるのを阻止する。また、第２の熱遮蔽体１４は、内側容器１２の側壁１２２から成形体Ｇが輻射熱を直接照射されるのを阻止する。こうすることにより、従来の焼結法で最も加熱温度が高くなった最外周に置かれた成形体Ｇの温度上昇を回避することができる。かくして、焼結工程中において、焼結容器１０、より具体的には内側容器１２の内部の温度の均一化に寄与する。

外側容器１１及び内側容器１２を構成する材質は特に限定されず、基本的には、焼結に耐え得る材料で構成されていればよい。セラミックス焼結体、例えばジルコニア（ＺｒＯ_２）セラミックス焼結体、窒化珪素（Ｓｉ_３Ｎ_４）セラミックス焼結体を用いることができるし、炭素繊維強化炭素複合材で構成することもできる。炭素繊維強化炭素複合材とは、出発材料として炭素繊維不織布を用いて製造されるものであり、炭素繊維不織布に樹脂を含浸させてプリプレグとした後、プリプレグを所定の形状に成形して成形体を得、次に成形体を炭素化及び黒鉛化して得ることができる。また、外側容器１１及び内側容器１２は、高融点金属で構成することもできる。本発明における高融点金属としては、タングステン（Ｗ，融点：３４１０℃，熱伝導度：１７４Ｗ／（ｍ・℃））、モリブデン（Ｍｏ，融点：２６２０℃，熱伝導度：１５０Ｗ／（ｍ・℃））、レニウム（Ｒｅ，融点：３１００℃，熱伝導度：
４７．９Ｗ／（ｍ・℃））、これら元素を主成分とする合金を包含する。この中では、価格の点をも考慮すると、モリブデンを用いることが好ましい。

外側容器１１及び内側容器１２は、同一の材料で構成してもよいし、異種の材料で構成してもよい。
この中で、外側容器１１を内側容器１２よりも熱伝導度の低い材料で構成すると以下のような効果を奏することができる。焼結炉１内に焼結容器１０が置かれた状態で、加熱ヒータ３により加熱された場合、外側容器１１の熱伝導度が低いことにより、熱遮蔽のため外側容器１１内部への輻射熱が少なくなり、外側容器１１の内部の温度差は小さくなる。このことは、外側容器１１の内部に配設される内側容器１２の内部についても同様に当てはまる。したがって、内側容器１２の内部に配設されている各成形体Ｇの加熱温度はより均一になる。一方で、外側容器１１の内部に配設されている内側容器１２は熱伝導度が高いため、加熱ヒータ３に面していない側面にも熱が伝達されることにより、内側容器１２内部の位置に関係なく加熱される。したがって、外側容器１１及び内側容器１２ともに熱伝導度が低い材料で構成するよりも、焼結時間を短縮することができる。

以上の効果を得るための好ましい組み合わせとして、外側容器１１を炭素繊維強化炭素複合部材から構成し、内側容器１２を高融点金属から構成する。炭素繊維強化炭素複合材の熱伝導度は、３０Ｗ／（ｍ・℃）以下、例えば２０Ｗ／（ｍ・℃）程度である。したがって、上述した外側容器１１としての機能、つまり内部の温度均一化にとって好適である。また、炭素繊維強化炭素複合材は、モリブデン等の金属材料に比べて軽量である。したがって、焼結容器１０を外側容器１１と内側容器１２との二重構造にしても、焼結容器１０全体の重量の増加を最小限に抑えることができる。さらに、炭素繊維強化炭素複合材は、従来の焼結容器の一般的な材料であるモリブデンに比べ、１０００〜１３００℃程度の高温に加熱された場合であっても変形量が小さいという利点もある。そのため、外側容器１１に炭素繊維強化炭素複合材を使用した場合には、ハンドリング装置等の機械的手段により焼結容器１０（外側容器１１）を自動で取り扱うことが容易である。

次に、第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４について、より具体的に説明する。
第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４は、上述のような熱遮蔽機能を果たすものであれば、材質、サイズ等に何ら制限はない。もちろん、焼結雰囲気に曝されるものであるから、それに耐え得る耐熱性を備えている材料であることが必要である。ただし、焼結過程で焼結に悪影響を与えるガス等を放出するものの使用は避けるべきである。例えば、ステンレス鋼、モリブデン等の溶製の金属材料を第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４として用いることができる。また、上述したセラミックス焼結体を第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４として用いることもできる。さらに、成形体Ｇを焼結して得られる希土類焼結磁石と実質的に同一の焼結体を第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４として用いることが好ましい。この場合、被焼結体である成形体Ｇが焼結過程で反応するガス成分と同一のガス成分を捕捉できる可能性が高いからである。ここで、「実質的に同一」とは、化学組成が一致していなくても、組成系として一致している場合を包含する。例えば、Ｒ（Ｎｄ）−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の場合、後述する組成範囲に含まれるものであれば、実質的に同一に包含されるものとする。なお、第１の熱遮蔽体１３、第２の熱遮蔽体１４という区分は、配設される位置を特定するものであり、材質を区分するものでない。

本実施の形態において、第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４のいずれか一方が、ゲッターの機能を有することが好ましい。ここで、ゲッターとは、成形体Ｇを焼結するに当って不純物となるガス成分を捕捉する部材をいう。たとえば、成形体Ｇの焼結に嫌われるＣを、第１の熱遮蔽体１３及び／又は第２の熱遮蔽体１４と反応させることができれば、Ｃが成形体Ｇと接触するのを防止又は低減できる。ゲッターが捕捉するのは、主にＣであるが、Ｃに限定されず、例えばＯ_２、Ｈ_２Ｏ、有機物質等の焼結炉１内に存在する不純物となるガス成分を捕捉することも勿論できる。

ゲッター機能を有するためには、焼結温度においてＣと反応し、捕捉することが少なくとも必要である。ゲッター機能を有する部材としては、成形体Ｇを焼結して得られる希土類焼結磁石と実質的に同一の焼結体が最も好ましい。他には、スポンジ状のＴｉ又はＴｉ合金部材を、ゲッター機能を有する第１の熱遮蔽体１３及び／又は第２の熱遮蔽体１４とすることもできる。

ゲッター機能は第１の熱遮蔽体１３が有していることが好ましい。成形体Ｇの焼結に嫌われるＣを、外側容器１１と内側容器１２との間で捕捉することができれば、Ｃが内側容器１２の内部に侵入するのを阻止できるからである。もちろん、第２の熱遮蔽体１４もゲッター機能を有することが好ましい。変形防止の観点からは、第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４の両者がゲッター機能を有することが最も好ましい。ただし、ゲッターによるＣの捕捉効果は、焼結の回数を重ねると低減する。したがって、ゲッター機能を有する熱遮蔽体は、その効果が得られる使用回数が比較的少ない。

第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４は、図２及び図３に示すように枠状に配列されることが最も好ましい。このとき、第１の熱遮蔽体１３及び第２の熱遮蔽体１４を一体物として構成することができるが、図２及び図３に示したように、複数に分割して作製することもできる。なお、第１の熱遮蔽体１３及び／又は第２の熱遮蔽体１４を焼結体で構成する場合は、長尺のものを得ることは容易ではない。したがって、焼結体で第１の熱遮蔽体１３及び／又は第２の熱遮蔽体１４を構成する場合、ブロック状の焼結体を用いることになる。図２及び図３に示す例では、第１の熱遮蔽体１３が焼結体で構成され、第２の熱遮蔽体１４は溶製の金属材料で構成されることを想定している。

ブロック状の焼結体からなる熱遮蔽体の場合、それを焼結容器１０内に所定の個数を配設する作業が必要である。また、ブロック状の焼結体の場合、配設後に転倒しやすい。第１の熱遮蔽体１３は、外側容器１１と内側容器１２との間に配設されるから、転倒の問題は基本的に生じない。これに対して、第２の熱遮蔽体１４は、配設後に転倒すると、成形体Ｇをも転倒させかねない。これらの観点を考慮すると、第２の熱遮蔽体１４は、溶製金属材料からなる長尺の第２の熱遮蔽体１４とすることが好ましい。第２の熱遮蔽体１４の材質はコスト面からはステンレス鋼等が好ましいが、希土類焼結磁石がＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の場合、フェライト系ステンレス鋼あるいはマルテンサイト系ステンレス鋼がより好ましい。例えばＪＩＳ ＳＵＳ４０３、ＳＵＳ４３０等がある。

本発明は希土類焼結磁石、具体的にはＲ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上）で示される焼結磁石について適用することができる。
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、希土類元素（Ｒ）を２５〜３７ｗｔ％含有する。ここで、ＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕの１種又は２種以上から選択される。Ｒは、典型的にはＮｄである。Ｒの量が２５ｗｔ％未満であると、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の主相となるＲ_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、Ｒが３７ｗｔ％を超えると主相であるＲ_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Ｒ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Ｒリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。したがって、Ｒの量は２５〜３７ｗｔ％とする。望ましいＲの量は２８〜３５ｗｔ％である。

また、本発明が適用されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、ホウ素（Ｂ）を０．５〜４．５ｗｔ％含有する。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。望ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに望ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
本発明が適用されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、Ｃｏを５．０ｗｔ％以下（０を含まず）、望ましくは０．１〜３．０ｗｔ％含有することができる。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、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。

本発明が適用されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、他の元素の含有を許容する。例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、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。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。本発明は、以上のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に限らず、Ｓｍ−Ｃｏ系等の他の希土類焼結磁石に適用することができることはいうまでもない。

Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、通常、原料合金作製、原料合金の粉砕、粉砕された粉末の磁場中成形、成形体の焼結という基本的な工程を経て作製される。
原料合金は、真空又は不活性ガス、望ましくはＡｒ雰囲気中でストリップキャスト法、その他公知の溶解法により作製することができる。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。この急冷凝固された合金は、結晶粒径が１〜５０μｍの均質な組織を有している。原料合金は、ストリップキャスト法に限らず、高周波誘導溶解等の溶解法によって得ることができる。

原料合金は粉砕工程に供される。粉砕工程には、粗粉砕工程と微粉砕工程とがある。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なうことが望ましい。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な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。

粗粉砕工程後、微粉砕工程に移る。微粉砕には主にジェットミルが用いられ、粒径数百μｍ程度の粗粉砕粉末を、平均粒径２．５〜６μｍ、好ましくは３〜５μｍとする。ジェットミルは、高圧の不活性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粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲット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。
微粉砕前後又はその両方にて、有機物を構成要素とする潤滑剤を０．０１〜０．５ｗｔ％程度添加することにより、次の磁場中成形（乾式成形）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した場合には、微粉砕工程において所望の粒径の微粉末を効率よく製造することができる。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系やオレイン酸系であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド等を用いることができる。

以上のようにして得られた微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／ｃｍ²）前後の圧力で行なえばよい。

以上で得られた成形体は、次いで焼結工程に供される。この焼結工程に、上述した焼結容器１０を用いる。
焼結工程は、その昇温過程において脱脂熱処理を行う。脱脂熱処理は、乾式成形に用いられる潤滑剤、湿式成形に用いられる溶媒・油を除去するために行われる。つまり、焼結温度までの昇温過程において、所定温度に所定時間保持することにより潤滑剤や溶媒・油を除去することができる。この所定温度は、１００〜６００℃とすることが望ましい。１００℃未満では脱脂の効果を十分得ることができないためであり、一方、６００℃を超えると効果が飽和するためである。ここで、１００〜６００℃の温度範囲に保持するとは、当該温度範囲の一定温度に成形体を保持する場合に限らず、所定時間だけ当該温度範囲のいずれかの温度に成形体が加熱されていればよい。

脱脂熱処理の保持時間は、短いと脱脂除去の効果が不十分であり、一方保持時間が長すぎても脱脂の効果が飽和してしまう。したがって、加熱処理の保持時間は、０．５〜１０時間とすることが望ましく、さらには１〜３時間とすることが望ましい。この潤滑剤が、焼結炉１内におけるＣ発生源の一つである。

潤滑剤や溶媒・油除去のための脱脂処理は、真空又は不活性ガス雰囲気にて行うことができる。不活性ガスとしては、Ａｒガス、Ｈ₂ガス、Ｈｅガスを用いることができる。以上の脱脂熱処理が施された成形体は、焼結温度まで昇温される。焼結は、真空又は不活性ガス雰囲気中、望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。

以下本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。
水素粉砕された原料合金に潤滑剤としてオレイン酸アミドを０．１ｗｔ％加え、ジェットミルを用いて粉砕した。なお、原料合金の組成は、３２ｗｔ％Ｎｄ−０．２５ｗｔ％Ａｌ−０．５ｗｔ％Ｃｏ−０．０７ｗｔ％Ｃｕ−１．０ｗｔ％Ｂ−残部Ｆｅである。粉砕粉を磁界中で配向成形し（磁界：１２００ｋＡ／ｍ、加圧力：１５０ＭＰａ）、長さ４０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、厚さ６ｍｍの直方体状の成形体を作製した。
得られた成形体６０個を、表１に示す種々の焼結容器に収容し、真空中で焼結を行った。なお、成形体は４列×１５列に配列して焼結容器内に収容した。また、焼結は、４００℃まで８０℃／分の速度で昇温し、その後１．５時間保持し、さらに１０３０℃まで８℃／分の速度で昇温して４時間保持するというパターンで行った。なお、潤滑剤を除去するために、４００℃において１．５時間保持している。

得られた焼結体の幅方向と長さ方向を含む面の長さ方向４０ｍｍの長さにおいて中間部のふくらみを図４に示すように測定し、その値を変形量とした。６０個の焼結体のうち変形が最大であったものの変形量を表１に示す。

表１において、焼結容器が「一重」とは、図５に示すように、１つのトレー１１１及び１つの蓋１１２からなる焼結容器１００を用いて焼結を行ったことを意味する。この場合、トレー１１１の外側に配置される熱遮蔽体１３を第１の熱遮蔽体と表記し、トレー１１１の内側に配置される熱遮蔽体１４を第２の熱遮蔽体と表記する。
また、表１において、焼結容器が「二重」とは、図２及び図３に示すように、外側容器１１の中に内側容器１２を配置した二重構造の焼結容器１０を用いたことを意味する。この場合、外側容器１１と内側容器１２との間に第１の熱遮蔽体１３を配置し、かつ、内側容器１２の内部に第２の熱遮蔽体１４を配置する。ただし、成形体Ｇの形状、サイズ、個数は、上記の通りである。
表１において、「ＳＵＳ」と表記されている第１の熱遮蔽体及び第２の熱遮蔽体は、ＪＩＳ ＳＵＳ４３０から構成されていることを意味する。この場合の第１の熱遮蔽体及び第２の熱遮蔽体のサイズは、焼結容器１０の長手方向に沿って配置される方が、長さ２７０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍであり、焼結容器１０の短手方向に沿って配置される方が、長さ２１０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、厚さ１０ｍｍである。また、第１の熱遮蔽体及び第２の熱遮蔽体が「焼結体」と表記されているのは、第１の熱遮蔽体及び第２の熱遮蔽体が、上記原料合金の組成と一致する組成の焼結体ブロック（長さ４０ｍｍ、高さ６０ｍｍ、厚さ６ｍｍ）から構成されていることを意味する。なお、第２の熱遮蔽体１４から最外周に置かれた成形体Ｇまでの距離は、いずれの焼結容器１０においても等しく設定した。

表１より以下のことが判る。
（１）熱遮蔽体の条件（材質、数）が同じ場合、焼結容器を二重にすることにより、最大変形量を小さくすることができる。
（２）熱遮蔽体を、第１の熱遮蔽体及び第２の熱遮蔽体と二つ設けることにより、最大変形量を小さくすることができる。
（３）熱遮蔽体としては、「ＳＵＳ」よりも「焼結体」の方が、最大変形量低減に効果がある。熱遮蔽体としての「焼結体」は、第２の熱遮蔽体として用いるよりも第１の熱遮蔽体に用いることにより、最大変形量低減の効果が大きい。

焼結炉中に焼結容器を配設した様子を示す図である。 本実施の形態における焼結容器中に成形体を置いた様子を示す平面図である。 本実施の形態における焼結容器中に成形体を置いた様子を示す側断面図である。 焼結体の変形量を測定する方法を説明する図である。 一重の焼結容器の例を示す側断面図である。 従来の焼結容器中に成形体を置いた様子を示す平面図である。 従来の焼結容器中に成形体を置いた様子を示す部分側断面図である。

符号の説明

１…焼結炉、１０…焼結容器、１１…外側容器、１２…内側容器、１３…第１の熱遮蔽体、１４…第２の熱遮蔽体、Ｇ…成形体

Claims (4)

1. 焼結容器内に所定組成の合金粉末からなる複数の成形体を配列した状態で焼結する希土類焼結磁石の製造方法であって、
   前記焼結容器は、外側容器と、前記外側容器の内部に配設され、前記成形体を収容する内側容器と、から構成され、
   前記外側容器と前記内側容器との間に第１の熱遮蔽体を配設し、
   かつ、前記内側容器内であって、複数配列された前記成形体の外周を取り囲む第２の熱遮蔽体を配設することを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。
2. 前記第１の熱遮蔽体及び前記第２の熱遮蔽体の少なくとも一方が、ゲッター機能を有する熱遮蔽体であ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. 前記第１の熱遮蔽体がゲッター機能を有する熱遮蔽体であることを特徴とする請求項２に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
4. 前記第１の熱遮蔽体が前記希土類焼結磁石と実質的に同一の焼結体から構成され、
   前記第２の熱遮蔽体がステンレス鋼からな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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