JP2009123968A - POROUS MATERIAL FOR R-Fe-B BASED PERMANENT MAGNET, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents

POROUS MATERIAL FOR R-Fe-B BASED PERMANENT MAGNET, AND MANUFACTURING METHOD THEREOF Download PDF

Info

Publication number
JP2009123968A
JP2009123968A JP2007297183A JP2007297183A JP2009123968A JP 2009123968 A JP2009123968 A JP 2009123968A JP 2007297183 A JP2007297183 A JP 2007297183A JP 2007297183 A JP2007297183 A JP 2007297183A JP 2009123968 A JP2009123968 A JP 2009123968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
porous material
permanent magnet
rare earth
powder
hddr
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2007297183A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4872887B2 (en
Inventor
Sensuke Nozawa
宣介 野澤
Takeshi Nishiuchi
武司 西内
Satoru Hirozawa
哲 広沢
Tomohito Maki
智仁 槙
Katsunori Totsugi
克典 戸次
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP2007297183A priority Critical patent/JP4872887B2/en
Publication of JP2009123968A publication Critical patent/JP2009123968A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4872887B2 publication Critical patent/JP4872887B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a porous material for an R-Fe-B based permanent magnet that exhibits higher magnetic characteristics, particularly, higher squareness compared with a conventional bond magnet and has a higher degree of shape freedom than a conventional sintered magnet. <P>SOLUTION: The method for manufacturing a porous material for an R-Fe-B based permanent magnet includes a process for preparing R-Fe-B based rare-earth alloy powder having an average particle size of <20 μm, a process for forming a green compact by molding the R-Fe-B based rare-earth alloy powder, a process for causing a hydrogenation and disproportionation reaction by applying heat treatment to the green compact at a temperature of ≥550°C and <650°C in hydrogen gas, and a process for causing a dehydrogenation and recombination reaction by applying heat treatment to the green compact at a temperature of ≥550°C and <1,000°C in vacuum or in an inert atmosphere. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、HDDR法を用いて作製されるR−Fe−B系永久磁石用多孔質磁石材料およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a porous magnet material for R—Fe—B permanent magnets produced using the HDDR method and a method for producing the same.

高性能永久磁石として代表的なR−Fe−B系希土類磁石(Rは希土類元素、Feは鉄、Bはホウ素)は、三元系正方晶化合物であるR2Fe14B相を主相として含む組織を有し、優れた磁気特性を発揮する。このようなR−Fe−B系希土類磁石は、焼結磁石とボンド磁石に大別される。焼結磁石は、R−Fe−B系磁石合金の微粉末(平均粒径:数μm)をプレス装置で圧縮成形した後、焼結することによって製造される。これに対して、ボンド磁石は、通常R−Fe−B系磁石合金の粉末(粒径:例えば100μm程度)と結合樹脂との混合物(コンパウンド)を圧縮成形したり、射出成形することによって製造される。 R-Fe-B rare earth magnets (R is a rare earth element, Fe is iron, B is boron), which is a typical high performance permanent magnet, has a ternary tetragonal compound R 2 Fe 14 B phase as the main phase. It has a containing structure and exhibits excellent magnetic properties. Such R—Fe—B rare earth magnets are roughly classified into sintered magnets and bonded magnets. The sintered magnet is manufactured by compressing and molding a fine powder (average particle size: several μm) of an R—Fe—B based magnet alloy with a press machine. On the other hand, bond magnets are usually manufactured by compression molding or injection molding a mixture (compound) of R-Fe-B magnet alloy powder (particle size: about 100 μm, for example) and a binding resin. The

焼結磁石の場合、比較的粒径の小さい粉末を用いるため、個々の粉末粒子が磁気的異方性を有している。このため、プレス装置で粉末の圧縮成形を行うとき、粉末に対して、配向磁界を印加し、それによって、粉末粒子が磁界の向きに配向した圧粉体を作製する。   In the case of a sintered magnet, since a powder having a relatively small particle size is used, each powder particle has magnetic anisotropy. For this reason, when compressing powder with a press machine, an orientation magnetic field is applied to the powder, thereby producing a green compact in which the powder particles are oriented in the direction of the magnetic field.

このようにして得られた圧粉体は、通常1000℃〜1200℃の温度で焼結され、必要に応じて熱処理することにより、永久磁石となる。焼結時の雰囲気としては、希土類元素の酸化を抑制するため、真空雰囲気や不活性雰囲気が主に用いられる。   The green compact obtained in this manner is usually sintered at a temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. and becomes a permanent magnet by heat treatment as necessary. As an atmosphere during sintering, a vacuum atmosphere or an inert atmosphere is mainly used in order to suppress oxidation of rare earth elements.

一方、ボンド磁石において、磁気的な異方性を発現するためには、用いる粉末粒子内の硬磁性相の容易磁化軸が一方向に配列していることが必要である。また、実用上必要な保磁力を得るためには、粉末粒子を構成する硬磁性相の結晶粒を単磁区臨界粒径程度まで小さくすることが必要となる。従って、優れた異方性ボンド磁石を作製するためには、これらの条件を両立した希土類合金粉末を得なければならない。   On the other hand, in the bonded magnet, in order to develop magnetic anisotropy, it is necessary that the easy magnetization axes of the hard magnetic phase in the powder particles to be used are arranged in one direction. In order to obtain a coercive force necessary for practical use, it is necessary to reduce the crystal grains of the hard magnetic phase constituting the powder particles to about the single-domain critical particle size. Therefore, in order to produce an excellent anisotropic bonded magnet, it is necessary to obtain a rare earth alloy powder satisfying these conditions.

異方性ボンド磁石用の希土類合金粉末を製造するため、現在HDDR(Hydrogenation−Disproportionation−Desorption−Recombination)処理法が一般的に採用される。「HDDR」は水素化(Hydrogenation)および不均化(Disproportionation)と、脱水素(Desorption)および再結合(Recombination)とを順次実行するプロセスを意味している。公知のHDDR処理によれば、R−Fe−B系合金のインゴットまたは粉末を、H2ガス雰囲気またはH2ガスと不活性ガスとの混合雰囲気中で温度500℃〜1000℃に保持し、それによって上記インゴットまたは粉末に水素を吸蔵させた後、例えばH2圧力が13Pa以下の真空雰囲気、またはH2分圧が13Pa以下の不活性雰囲気になるまで温度500℃〜1000℃で脱水素処理し、次いで冷却することを特徴としている。 Currently, an HDDR (Hydrogenation-Deposition-Desorption-Recombination) treatment method is generally employed to produce rare earth alloy powders for anisotropic bonded magnets. “HDDR” means a process of sequentially performing hydrogenation and disproportionation, dehydrogenation and recombination. According to the known HDDR treatment, an R-Fe-B alloy ingot or powder is maintained at a temperature of 500 ° C. to 1000 ° C. in an H 2 gas atmosphere or a mixed atmosphere of an H 2 gas and an inert gas. It said after ingot or powder in a hydrogen is occluded, such as H 2 pressure is 13Pa or less of vacuum atmosphere, or H 2 partial pressure is dehydrogenated at a temperature 500 ° C. to 1000 ° C. until the following inactive atmosphere 13Pa by Then, it is cooled.

上記処理において、典型的には、次のような反応が進行する。すなわち、前記水素吸蔵を起こすための熱処理によって、水素化ならびに再結合反応(双方を合わせて「HD反応」と呼ぶ。反応式の例:Nd2Fe14B+2H2→2NdH2+12Fe+Fe2B)が進行し微細組織が形成される。次いで脱水素処理をおこすための熱処理を行うことにより、脱水素ならびに不均化反応(双方を合わせて「DR反応」と呼ぶ。反応式の例:2NdH2+12Fe+Fe2B→Nd2Fe14B+2H2)が起こり、微細なR2Fe14B結晶相を含む合金が得られる。 In the above treatment, typically, the following reaction proceeds. That is, the hydrogenation and recombination reaction (both are referred to as “HD reaction” together with the heat treatment for causing hydrogen occlusion), examples of reaction formula: Nd 2 Fe 14 B + 2H 2 → 2NdH 2 + 12Fe + Fe 2 B) proceed. A fine structure is formed. Next, by performing heat treatment for dehydrogenation, dehydrogenation and disproportionation reaction (both are referred to as “DR reaction”. Example of reaction formula: 2NdH 2 + 12Fe + Fe 2 B → Nd 2 Fe 14 B + 2H 2 ) Occurs, and an alloy containing a fine R 2 Fe 14 B crystal phase is obtained.

HDDR処理を施して製造されたR−Fe−B系合金粉末は、大きな保磁力を有し、磁気的な異方性を示している。このような性質を有する理由は、金属組織が実質的に0.1μm〜1μmと非常に微細で、かつ、反応条件や組成を適切に選択することによって、容易磁化軸が一方向にそろった結晶の集合体となるためである。より詳細には、HDDR処理によって得られる極微細結晶の粒径が正方晶R2Fe14B系化合物の単磁区臨界粒径に近いために高い保磁力を発揮する。この正方晶R2Fe14B系化合物の非常に微細な結晶の集合体を「再結晶集合組織」と呼ぶ。HDDR処理を施すことによって、再結合集合組織をもつR−Fe−B系合金粉末を製造する方法は、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている。 The R—Fe—B alloy powder produced by the HDDR treatment has a large coercive force and exhibits magnetic anisotropy. The reason for having such a property is that the metallographic structure is substantially as fine as 0.1 μm to 1 μm, and a crystal with easy magnetization axes aligned in one direction by appropriately selecting reaction conditions and composition. It is because it becomes the aggregate of. More specifically, since the grain size of the ultrafine crystal obtained by the HDDR treatment is close to the single domain critical grain size of the tetragonal R 2 Fe 14 B-based compound, a high coercive force is exhibited. An aggregate of very fine crystals of this tetragonal R 2 Fe 14 B-based compound is referred to as “recrystallized texture”. A method for producing an R—Fe—B alloy powder having a recombination texture by performing HDDR processing is disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2.

HDDR処理によって作製された磁性粉末(以下、「HDDR粉末」と称する)は、通常、結合樹脂(バインダ)と混合され、混合物(コンパウンド)にされた後、磁界中で圧縮成形や射出成形することによって、異方性ボンド磁石を形成することになる。HDDR粉末は、通常、HDDR処理後に凝集するため、異方性ボンド磁石として用いるために、凝集を解いて粉末として用いられる。例えば、特許文献1では、得られる磁石粉末の粒径の好ましい範囲を、2μm〜500μmとし、実施例1において、平均粒径3.8μmの粉末をHDDR処理して得られた凝集体を乳鉢で解砕して、平均粒径5.8μmとした粉末を得た後、ピスマレイミドトリアジン樹脂と混合して圧縮成形することにより、ボンド磁石を作製している。   Magnetic powder produced by HDDR processing (hereinafter referred to as “HDDR powder”) is usually mixed with a binder resin (binder) to form a mixture (compound), and then compression molding or injection molding in a magnetic field. Thus, an anisotropic bonded magnet is formed. Since HDDR powder normally aggregates after HDDR processing, it is used as a powder after being agglomerated for use as an anisotropic bonded magnet. For example, in Patent Document 1, the preferable range of the particle size of the obtained magnet powder is 2 μm to 500 μm, and in Example 1, the aggregate obtained by HDDR treatment of the powder having an average particle size of 3.8 μm is obtained in a mortar. After pulverizing to obtain a powder having an average particle size of 5.8 μm, a bonded magnet is produced by mixing with pismaleimide triazine resin and compression molding.

また、HDDR粉末を配向した後、ホットプレスや熱間静水圧プレス(HIP)などの熱間成形法を用いてバルク化する技術が提案されており、例えば、特許文献3に開示されている。熱間成形法を用いることにより、低温で緻密化することができるため、HDDR粉末が有する再結晶集合組織を保ったままバルク磁石を作製することができる。   In addition, a technique has been proposed in which HDDR powder is oriented and then bulked using a hot forming method such as hot pressing or hot isostatic pressing (HIP), which is disclosed in Patent Document 3, for example. By using the hot forming method, it can be densified at a low temperature, so that a bulk magnet can be produced while maintaining the recrystallized texture of the HDDR powder.

さらに、HDDR法の特徴を用いたR−Fe−B系永久磁石の製造方法が種々提案されている。例えば、特許文献4では、高周波溶解炉で溶解してできたR−Fe−B系合金を、必要に応じて溶体化処理を行なってから冷却後粉砕し、ジェットミルなどでこれを1〜10μmに粉砕した後、磁界中で成形を行い、その後、1000〜1140℃の高真空中あるいは不活性雰囲気中にて焼結を行なった後、600℃〜1100℃の範囲の水素雰囲気中にて保持し、引き続き高真空中で熱処理を行うことにより、主相が0.01〜1μmに微細化することが開示されている。   Further, various methods for producing R—Fe—B permanent magnets using the characteristics of the HDDR method have been proposed. For example, in Patent Document 4, an R—Fe—B alloy obtained by melting in a high-frequency melting furnace is subjected to a solution treatment as necessary and then pulverized after cooling, and this is 1 to 10 μm by a jet mill or the like. And then molded in a magnetic field, and thereafter sintered in a high vacuum of 1000 to 1140 ° C. or in an inert atmosphere, and then held in a hydrogen atmosphere in the range of 600 to 1100 ° C. Then, it is disclosed that the main phase is refined to 0.01 to 1 μm by subsequently performing heat treatment in a high vacuum.

特許文献5が開示する方法では、まず、均質化処理した合金をジェットミルなどの粉砕機で粉砕して得た10μm未満の微粉体を磁界中で成形し、圧粉体を作製する。その後、圧粉体に対し、水素中で600℃〜1000℃の温度で処理した後、1000℃〜1150℃の温度で処理する。圧粉体に対して行う処理は、HDDR処理に相当するが、DR処理の温度が高い。特許文献5の方法によれば、高温のDR処理により焼結が進行するため、圧粉体がそのまま緻密に焼結される。特許文献5には、高密度の焼結体を形成するため、1000℃以上の温度で焼結を行うことが必要であると記載されている。   In the method disclosed in Patent Document 5, first, a fine powder of less than 10 μm obtained by pulverizing a homogenized alloy with a pulverizer such as a jet mill is formed in a magnetic field to produce a green compact. Thereafter, the green compact is treated at a temperature of 600 ° C. to 1000 ° C. in hydrogen and then at a temperature of 1000 ° C. to 1150 ° C. The process performed on the green compact corresponds to the HDDR process, but the temperature of the DR process is high. According to the method of Patent Document 5, since the sintering proceeds by high-temperature DR treatment, the green compact is densely sintered as it is. Patent Document 5 describes that in order to form a high-density sintered body, it is necessary to perform sintering at a temperature of 1000 ° C. or higher.

一方、特許文献6が開示する方法では、まず、水素吸蔵崩壊法により平均粒径50〜500μmに粗粉砕した後、その粗粉砕粉を所定形状に成形(必要に応じて磁界中成形)し、圧粉体を作製する。その後、圧粉体に対して公知のHDDR処理を行い、得られる圧粉体に樹脂含浸または樹脂浸漬を行うことにより、ボンド磁石が製造される。   On the other hand, in the method disclosed in Patent Document 6, first, after coarsely pulverizing to an average particle size of 50 to 500 μm by the hydrogen storage and collapse method, the coarsely pulverized powder is shaped into a predetermined shape (molded in a magnetic field as necessary) Make a green compact. Then, a well-known HDDR process is performed with respect to a green compact, and a bonded magnet is manufactured by performing resin impregnation or resin immersion to the obtained green compact.

特許文献5、6に開示されている方法では、いずれの場合も、圧粉体に対するHDDR処理を行っている。しかし、特許文献5の方法では、高温焼結による緻密化によって機械的強度を高めるのに対して、特許文献6の方法では、樹脂を用いて機械的強度を高めている。
特開平1−132106号公報 特開平2−4901号公報 特開平4−253304号公報 特開平4−165012号公報 特開平6−112027号公報 特開平9−148163号公報
In both methods disclosed in Patent Documents 5 and 6, HDDR processing is performed on the green compact. However, in the method of Patent Document 5, mechanical strength is increased by densification by high-temperature sintering, whereas in the method of Patent Document 6, mechanical strength is increased using a resin.
JP-A-1-132106 JP-A-2-4901 JP-A-4-253304 Japanese Patent Laid-Open No. 4-165012 Japanese Patent Laid-Open No. 6-112027 JP-A-9-148163

R−Fe−B系希土類焼結磁石は、ボンド磁石に比べて優れた磁気特性を得ることができるが、作製可能な形状に制約がある。その理由の一つとして、焼結時における収縮の異方性により、所望の形状を得ることが困難であることが挙げられる。具体的には、配向磁界に平行な方向の収縮率が、配向磁界に垂直な方向の収縮率よりも大きく、その比が2を越える大きな値となる。ここで、「収縮率」は、(「焼結前の寸法」−「焼結後の寸法」)÷「焼結前の寸法」によって規定される。なお、本明細書では、配向磁界に平行な方向を「配向方向」と称し、「配向方向」に垂直な方向を「金型方向」と称することにする。   R-Fe-B rare earth sintered magnets can obtain superior magnetic properties as compared to bonded magnets, but have limitations on the shapes that can be produced. One reason is that it is difficult to obtain a desired shape due to shrinkage anisotropy during sintering. Specifically, the shrinkage rate in the direction parallel to the orientation magnetic field is larger than the shrinkage rate in the direction perpendicular to the orientation magnetic field, and the ratio is a large value exceeding 2. Here, the “shrinkage ratio” is defined by (“dimension before sintering” − “dimension after sintering”) ÷ “dimension before sintering”. In this specification, a direction parallel to the orientation magnetic field is referred to as an “orientation direction”, and a direction perpendicular to the “orientation direction” is referred to as a “mold direction”.

一方、R−Fe−B系ボンド磁石では、磁気特性は焼結磁石より低いものの、焼結磁石で作製困難な形状の磁石を比較的容易に作製することができる。特に異方性磁粉を用いて作製した異方性ボンド磁石は、比較的高い磁気特性が得られるため、モータなどへの応用が期待されている。R−Fe−B系の異方性磁粉は、HDDR法によって得ることができる。HDDR法によって得られた異方性磁粉(HDDR磁粉)の平均粒子径は通常数十μmから〜数百μmの範囲内にあり、結合樹脂と混錬された後、成形される。しかし、HDDR磁粉は成形時に印加される圧力によって割れやすい。その結果、磁気特性が低下し、従来法によって得られるボンド磁石は用いる磁粉の60%程度の(BH)maxしか得られない。 On the other hand, although the R-Fe-B based bonded magnet has a magnetic property lower than that of a sintered magnet, a magnet having a shape that is difficult to manufacture with a sintered magnet can be manufactured relatively easily. In particular, anisotropic bonded magnets manufactured using anisotropic magnetic powder can be expected to be applied to motors and the like because relatively high magnetic properties can be obtained. R-Fe-B anisotropic magnetic powder can be obtained by the HDDR method. The average particle diameter of anisotropic magnetic powder (HDDR magnetic powder) obtained by the HDDR method is usually in the range of several tens of μm to several hundreds of μm, and is kneaded with a binder resin and then molded. However, HDDR magnetic powder is easily cracked by the pressure applied during molding. As a result, the magnetic properties are deteriorated, and the bond magnet obtained by the conventional method can obtain only (BH) max of about 60% of the magnetic powder used.

さらに、従来のR−Fe−B系異方性ボンド磁石では、減磁曲線(ヒステリシス曲線の第2象限部分)の角型性が悪いという問題もある。これが耐熱性の悪化の一因となっており、R−Fe−B系焼結磁石よりも保磁力HcJを高くしないと、高い耐熱性が得られない。しかし、一方で保磁力HcJを高くすると、着磁特性の悪化を招くため、磁気回路の設計において制約を与えてしまう。 Furthermore, the conventional R—Fe—B anisotropic bonded magnet has a problem that the demagnetization curve (the second quadrant portion of the hysteresis curve) has poor squareness. This contributes to the deterioration of heat resistance, and high heat resistance cannot be obtained unless the coercive force H cJ is set higher than that of the R—Fe—B based sintered magnet. However, if the coercive force H cJ is increased, the magnetization characteristics are deteriorated, which places restrictions on the design of the magnetic circuit.

特許文献3等に記載されているように、磁界中でHDDR粉末を配向した後、ホットプレスなどの熱間成形法を用いてバルク化する製造方法では、磁石形状が金型形状で決定されるため、焼結磁石で問題となる収縮の異方性の問題は本質的に生じにくい。しかし、熱間成形法は生産性に極めて乏しいため、製造コストの上昇を招き、例えば汎用のモータ用途として利用可能なコストで大量生産するのは困難である。   As described in Patent Document 3 and the like, in a manufacturing method in which HDDR powder is oriented in a magnetic field and then bulked using a hot forming method such as hot pressing, the magnet shape is determined by the die shape. For this reason, the problem of shrinkage anisotropy, which is a problem with sintered magnets, is essentially difficult to occur. However, since the hot forming method is extremely poor in productivity, it causes an increase in manufacturing cost, and for example, it is difficult to mass-produce at a cost that can be used as a general-purpose motor.

特許文献4の製造方法では、焼結体に対してHDDR処理を施すことにより、主相を微細化する。しかし、HDDR反応ではHD反応やDR反応で体積変化が生じるため、焼結体に対してHDDR処理を行うときに割れが発生しやすく、高い歩留まりで生産できないという問題がある。また、すでに緻密化されたバルク体(焼結体)に対してHDDR処理を行うため、HD反応に必須である水素の拡散経路が限られ、磁石内での組織の不均質性を招いたり、処理に長時間を要したりし、結果的に作製できる磁石の大きさが制約されてしまう。   In the manufacturing method of Patent Document 4, the main phase is refined by subjecting the sintered body to HDDR treatment. However, in the HDDR reaction, a volume change occurs in the HD reaction or DR reaction, so that there is a problem that cracking is likely to occur when the sintered body is subjected to HDDR treatment, and production cannot be performed with a high yield. In addition, since the HDDR process is performed on the already densified bulk body (sintered body), the diffusion path of hydrogen, which is essential for the HD reaction, is limited, resulting in inhomogeneity of the structure in the magnet, The processing takes a long time, and as a result, the size of the magnet that can be produced is limited.

特許文献5には、一般的なR−Fe−B焼結磁石よりも高い磁気特性が得られると記載されているが、一般的な焼結磁石と同様に1000℃以上の高温で焼結が行われるため、収縮の異方性が顕在化する。このため、作製可能な形状に制限が生じる点では、本質的に焼結磁石と同様の問題を有している。さらに、本発明者の検討によれば、DR処理において1000℃以上で焼結を行うと、微細な結晶粒を維持したまま緻密化することが困難であり、むしろ異常粒成長が顕著に起こってしまうため、通常の焼結磁石よりも磁気特性が低下してしまう場合が多い。   Patent Document 5 describes that higher magnetic properties can be obtained than a general R—Fe—B sintered magnet. However, similar to a general sintered magnet, sintering can be performed at a high temperature of 1000 ° C. or higher. As a result, the anisotropy of shrinkage becomes apparent. For this reason, it has the same problem as a sintered magnet in that the shape that can be produced is limited. Furthermore, according to the study of the present inventor, if sintering is performed at 1000 ° C. or higher in the DR treatment, it is difficult to densify while maintaining fine crystal grains, and rather abnormal grain growth occurs remarkably. Therefore, there are many cases where the magnetic properties are deteriorated as compared with a normal sintered magnet.

特許文献6の方法は、従来のR−Fe−B系異方性ボンド磁石の製造方法が有する問題(成形時の磁粉粉砕による磁気特性低下、配向の困難さ)を回避できるという点で注目に値する。しかし、この方法によってHDDR処理後に得られる圧粉体は、崩壊しない程度の強度を有しているのみであり、HDDR処理後のハンドリングが難しい。また、HDDR処理後に結合用樹脂によって機械的強度を高めることが必須である。   The method of Patent Document 6 is noted in that it can avoid the problems of conventional R—Fe—B based anisotropic bonded magnet manufacturing methods (decrease in magnetic properties and difficulty in orientation due to magnetic powder crushing during molding). Deserve. However, the green compact obtained after HDDR processing by this method has only a strength that does not collapse, and is difficult to handle after HDDR processing. In addition, it is essential to increase the mechanical strength with the bonding resin after the HDDR treatment.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の主たる目的は、従来のボンド磁石に比べて高い磁気特性、特に高い角形性を示し、かつ、従来の焼結磁石よりも形状の自由度の高いR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a main object of the present invention is to exhibit high magnetic properties, particularly high squareness, as compared with a conventional bonded magnet, and a conventional sintered magnet. An object of the present invention is to provide a porous material for an R—Fe—B permanent magnet having a higher degree of freedom in shape.

本発明によるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法は、平均粒径20μm未満のR−Fe−B系希土類合金粉末(RはYおよびScを含む希土類元素からなる群から選択された少なくとも1種)を用意する工程(A)と、前記R−Fe−B系希土類合金粉末を成形して圧粉体を作製する工程(B)と、水素ガス中において前記圧粉体に対し550℃以上650℃未満の温度で熱処理を施し、それによって水素化および不均化反応を起こす工程(C)と、真空または不活性雰囲気中において前記圧粉体に対し550℃以上1000℃未満の温度で熱処理を施し、それによって脱水素および再結合反応を起こす工程(D)と、を含む。   The method for producing a porous material for an R—Fe—B permanent magnet according to the present invention is selected from the group consisting of R—Fe—B rare earth alloy powders having an average particle size of less than 20 μm (where R is a rare earth element containing Y and Sc). Prepared at least one kind) (A), forming the green compact by molding the R-Fe-B rare earth alloy powder, and forming the green compact in hydrogen gas. On the other hand, a heat treatment is performed at a temperature of 550 ° C. or more and less than 650 ° C., thereby causing hydrogenation and disproportionation reaction, and 550 ° C. or more and less than 1000 ° C. with respect to the green compact in a vacuum or an inert atmosphere. (D) which heat-processes by the temperature of this, and raise | generates a dehydrogenation and a recombination reaction by it.

好ましい実施形態において、前記工程(B)は、磁界中で成形を行う工程を含む。   In a preferred embodiment, the step (B) includes a step of performing molding in a magnetic field.

好ましい実施形態において、前記R−Fe−B系希土類合金粉末は、10原子%≦R≦30原子%、3原子%≦Q≦15原子%(Rは希土類元素、Qは硼素または硼素と硼素の一部を置換した炭素の総和)の関係を満足する組成を有している。   In a preferred embodiment, the R—Fe—B rare earth alloy powder is 10 atomic% ≦ R ≦ 30 atomic%, 3 atomic% ≦ Q ≦ 15 atomic% (R is a rare earth element, Q is boron or boron and boron). The composition satisfies the relationship of the sum of carbons partially substituted).

好ましい実施形態において、Fe、Co、およびNiからなる群から選択された少なくとも1種の遷移金属元素をTとした場合、前記工程(C)の開始時において、前記圧粉体中の下記(1)式で示される希土類量R’が、R’≧0原子%となるように希土類元素Rの組成を設定し、かつ、前記工程(A)以後工程(C)開始までの工程の酸素量(O)を制御する。
(1)R’=「Rの原子%」−「Tの原子%」×1/7−「Oの原子%」×2/3
In a preferred embodiment, when at least one transition metal element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni is T, at the start of the step (C), the following (1 ) The composition of the rare earth element R is set so that the rare earth amount R ′ represented by the formula R ′ ≧ 0 atomic%, and the amount of oxygen in the steps from the step (A) to the start of the step (C) ( O) is controlled.
(1) R ′ = “atomic% of R” − “atomic% of T” × 1 / 7− “atomic% of O” × 2/3

好ましい実施形態において、前記R−Fe−B系希土類合金粉末は急冷合金の粉砕粉である。   In a preferred embodiment, the R—Fe—B rare earth alloy powder is a pulverized powder of a quenched alloy.

好ましい実施形態において、前記急冷合金がストリップキャスト合金である。   In a preferred embodiment, the quenched alloy is a strip cast alloy.

好ましい実施形態において、前記工程(C)は、不活性雰囲気または真空中で昇温する工程と、550℃以上650℃未満の温度で水素ガスを導入する工程と、を含む。   In a preferred embodiment, the step (C) includes a step of raising the temperature in an inert atmosphere or vacuum and a step of introducing hydrogen gas at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 650 ° C.

好ましい実施形態において、前記工程(C)における水素ガスの分圧は、1kPa以上100kPa以下である。   In a preferred embodiment, the partial pressure of hydrogen gas in the step (C) is 1 kPa or more and 100 kPa or less.

本発明のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料は、上記いずれかに記載された製造方法によって得られたものである。   The porous material for an R—Fe—B permanent magnet of the present invention is obtained by any one of the production methods described above.

本発明によるR−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料の製造方法は、上記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を用意する工程(E)と、湿式処理により、前記R−Fe−B系多孔質材料の細孔内部に前記R−Fe−B系多孔質材料とは異なる材料を導入する工程(F)とを含む。   The method for producing a composite bulk material for an R—Fe—B permanent magnet according to the present invention includes the step (E) of preparing the porous material for an R—Fe—B permanent magnet and the R—Fe—B by a wet treatment. A step (F) of introducing a material different from the R-Fe-B porous material into the pores of the -B porous material.

本発明によるR−Fe−B系永久磁石の製造方法は、上記製造方法で得られたR−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料を用意する工程と、前記R−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料を更に加熱することによりR−Fe−B系永久磁石を形成する工程とを含む。   The method for producing an R—Fe—B permanent magnet according to the present invention comprises a step of preparing a composite bulk material for an R—Fe—B permanent magnet obtained by the above production method, and the R—Fe—B permanent magnet. Forming the R—Fe—B permanent magnet by further heating the composite bulk material.

本発明によるR−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料の製造方法は、上記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を用意する工程(E)と、前記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の表面および/または細孔内部に、希土類金属、希土類合金、希土類化合物のうち少なくとも1種を導入する工程(F’)とを含む。   The method for producing a composite bulk material for an R—Fe—B permanent magnet according to the present invention includes the step (E) of preparing the porous material for an R—Fe—B permanent magnet and the R—Fe—B permanent permanent material. A step (F ′) of introducing at least one of a rare earth metal, a rare earth alloy, and a rare earth compound into the surface of the porous material for magnet and / or inside the pores.

好ましい実施形態において、前記(F’)工程と同時または前記(F’)工程の後に、前記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を加熱する。   In a preferred embodiment, the porous material for an R—Fe—B permanent magnet is heated simultaneously with the step (F ′) or after the step (F ′).

本発明によるR−Fe−B系永久磁石の製造方法は、上記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料に対して、600℃以上900℃未満の温度で加圧し、前記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を真密度の95%以上に高密度化する工程を含む。   In the method for producing an R—Fe—B permanent magnet according to the present invention, the R—Fe—B permanent magnet porous material is pressurized at a temperature of 600 ° C. or more and less than 900 ° C., and the R—Fe—B— A step of densifying the porous material for the B-based permanent magnet to 95% or more of the true density.

本発明では、HDDR処理の対象となるR−Fe−B系希土類合金粉末の平均粒径を20μm未満に限定したうえで、そのような粉末の圧粉体を作製した後にHDDR処理を行っている。粉末粒子が相対的に小さいため、HDDR反応の均一性が向上するとともに、HDDR処理後の機械的強度も充分に高くなる。本発明では、HDDR処理後の圧粉体が永久磁石用多孔質材料として充分な強度を持ち、そのままバルク磁石体として利用することが可能になる。このため、HDDR処理後の粉砕・解砕が不要になり、磁石特性を劣化させないため、最終的に従来のボンド磁石よりも優れた磁石特性、特に高い角形性を発揮させることができる。   In the present invention, the average particle size of the R—Fe—B rare earth alloy powder to be subjected to HDDR treatment is limited to less than 20 μm, and then the HDDR treatment is performed after producing a green compact of such powder. . Since the powder particles are relatively small, the uniformity of the HDDR reaction is improved and the mechanical strength after the HDDR treatment is sufficiently high. In the present invention, the green compact after HDDR treatment has sufficient strength as a porous material for permanent magnets, and can be used as it is as a bulk magnet body. This eliminates the need for crushing and crushing after the HDDR process and does not deteriorate the magnet characteristics, so that finally, the magnet characteristics superior to the conventional bonded magnet, particularly high squareness can be exhibited.

また、HDDR処理によって圧粉体から永久磁石用多孔質材料を形成するときの収縮が等方的であるため、従来の焼結磁石に比べ、形状設計の自由度が向上するという効果も得られる。   Moreover, since the shrinkage when forming a porous material for a permanent magnet from a green compact by HDDR treatment is isotropic, the effect of improving the degree of freedom in shape design is also obtained as compared with conventional sintered magnets. .

従来のHDDR処理は、ボンド磁石用の磁石粉末を製造するために実施されており、比較的大きな平均粒径を有する粉末を処理対象にしていた。これは、平均粒径を低下させると、HDDR処理によって凝集した粉末を解粉し、ばらばらの粉末粒子にすることが困難になるからであった。一方、従来技術について説明したように、圧粉体を形成した後にHDDR処理を行うことも提案されているが、HDDR処理後の圧粉体では、通常の焼結磁石に比べると粒子間の結合強度が低く、そのままではハンドリングさえ困難な脆さを有しており、バルク磁石体としては、到底、使用することができなかった。   Conventional HDDR processing has been carried out in order to produce magnet powder for bonded magnets, and the processing target was powder having a relatively large average particle size. This is because when the average particle size is lowered, it becomes difficult to break up the powder aggregated by the HDDR process into discrete powder particles. On the other hand, as described in the prior art, it has been proposed to perform the HDDR process after forming the green compact, but in the green compact after the HDDR process, the bonding between the particles is smaller than that of a normal sintered magnet. The strength is low, and the brittleness that is difficult to handle as it is cannot be used as a bulk magnet body.

本発明者は、HDDR処理後の圧粉体の機械的強度を高めるために、特許文献5で採用されていたようなHDDRの処理温度を上昇させるというアプローチを採ることなく、敢えて粉末粒子のサイズを小さくすることにした。その結果、粉末粒子の平均粒径とHDDR処理温度を適切に設定することにより、機械的強度が充分に高い永久磁石用多孔質材料が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   The inventor dared to increase the mechanical strength of the green compact after the HDDR treatment without taking the approach of increasing the processing temperature of the HDDR as used in Patent Document 5 without using the approach. Decided to make it smaller. As a result, it was found that a porous material for permanent magnets having sufficiently high mechanical strength can be obtained by appropriately setting the average particle size of the powder particles and the HDDR treatment temperature, and the present invention has been completed.

本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料は、平均結晶粒径0.01μm以上2μm以下のNd2Fe14B型結晶相の集合組織を有し、少なくとも一部が長径1μm以上20μm以下の細孔を有する多孔質である。本発明の多孔質材料は、その全体が多孔質部分によって占められている必要はない。ここで、「多孔質部分」とは、集合組織と空孔とが混在する部分であり、より詳細には、平均結晶粒径0.01μm以上2μm以下のNd2Fe14B型結晶相の集合組織と、長径1μm以上20μm以下の空孔とが存在する部分である。このような多孔質部分は、多孔質材料全体に対して体積分率で20%以上、好ましくは30%以上、更に好ましくは50%以上の領域を占めていることが好ましい。 The porous material for R—Fe—B permanent magnets obtained by the production method of the present invention has a texture of Nd 2 Fe 14 B type crystal phase having an average crystal grain size of 0.01 μm or more and 2 μm or less. The part is porous having pores having a major axis of 1 μm or more and 20 μm or less. The porous material of the present invention need not be entirely occupied by the porous portion. Here, the “porous portion” is a portion in which a texture and pores are mixed, and more specifically, an assembly of Nd 2 Fe 14 B type crystal phases having an average crystal grain size of 0.01 μm to 2 μm. This is a portion where a tissue and pores having a major axis of 1 μm or more and 20 μm or less exist. Such a porous portion preferably occupies a region of 20% or more, preferably 30% or more, more preferably 50% or more in terms of volume fraction with respect to the whole porous material.

なお、本明細書における「平均結晶粒径」は、HDDR処理によって得られる集合組織を構成している微細な結晶粒の平均サイズである。2μm以下という平均結晶粒径は、R−Fe−B系焼結磁石の平均結晶粒径(3μm超)よりも小さい。また、本明細書における「長径」とは、前述した「多孔質部分」の細孔を構成する領域の輪郭上における任意の2点を結ぶ直線のうち、最長のものの長さである。多孔質材料全体が多孔質部分によって占められている場合は、多孔質材料の任意の領域、例えば多孔質材料の中央部について細孔の長径を評価すればよい。一方、多孔質材料の一部が非多孔質である場合は、多孔質部分に含まれる領域を選定して細孔の長径を評価すればよい。   The “average crystal grain size” in this specification is an average size of fine crystal grains constituting the texture obtained by the HDDR process. The average crystal grain size of 2 μm or less is smaller than the average crystal grain size (over 3 μm) of the R—Fe—B based sintered magnet. In addition, the “major axis” in the present specification is the length of the longest straight line connecting two arbitrary points on the contour of the region constituting the pores of the “porous portion” described above. When the entire porous material is occupied by the porous portion, the major axis of the pores may be evaluated for an arbitrary region of the porous material, for example, the central portion of the porous material. On the other hand, when a part of the porous material is non-porous, a region included in the porous portion may be selected to evaluate the long diameter of the pores.

図1は、後に詳しく説明する実施例における、本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の破断面を示すSEM写真である。図1からわかるように、この多孔質材料内に存在する細孔は、HDDR処理工程で相互に結合した粉末粒子の間に存在する空隙であり、三次元網状に連通している。圧粉体を構成していた個々の粉末粒子は、HDDR処理により、隣接する粉末粒子と結合し、剛性を発揮する三次元構造を形成するとともに、個々の粉末粒子内では、微細なNd2Fe14B型結晶相の集合組織が形成されている。また、細孔に樹脂が充填されておらず、大気と連通した状態にある。 FIG. 1 is an SEM photograph showing a fracture surface of a porous material for an R—Fe—B permanent magnet obtained by the production method of the present invention in an example described in detail later. As can be seen from FIG. 1, the pores present in the porous material are voids that exist between the powder particles that are bonded to each other in the HDDR processing step, and communicate with each other in a three-dimensional network. The individual powder particles constituting the green compact are combined with the adjacent powder particles by the HDDR process to form a three-dimensional structure exhibiting rigidity, and within each powder particle, fine Nd 2 Fe 14 A texture of B-type crystal phase is formed. In addition, the pores are not filled with resin and are in communication with the atmosphere.

本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の密度(磁粉の体積比率)は、従来の圧縮成形によって作製されたR−Fe−B系ボンド磁石の密度と同等かそれ以下、すなわち、3.5g/cm3以上7.0g/cm3以下であるが、粉末粒子間の隙間が存在した状態でも、粒子どうしが結合し、十分な機械的強度と優れた磁気特性とを発揮する。 The density (volume ratio of magnetic powder) of the porous material for R—Fe—B permanent magnet obtained by the production method of the present invention is equivalent to the density of the R—Fe—B bond magnet produced by conventional compression molding. Or less, that is, 3.5 g / cm 3 or more and 7.0 g / cm 3 or less. Even when there are gaps between the powder particles, the particles are bonded to each other, and sufficient mechanical strength and excellent magnetic properties are obtained. Demonstrate the characteristics.

本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料は、図2に示すように、R−Fe−B相を有する原料合金を粉砕して平均粒径20μm未満のR−Fe−B系希土類合金粉末を用意する工程S10と、この粉末を圧縮して圧粉体(成形体)を作製する工程S12と、この圧粉体に対してHDDR処理を行う工程S14とを実行することによって製造される。なお、本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料は、工程S12において磁界を付与し、HDDR処理前の粉末粒子の容易磁化軸を所定方向に配向させておくことにより、HDDR処理で形成する集合組織内の微細なNd2Fe14B型結晶相の容易磁化軸をも磁石全体にわたって所定方向に配向することができる。 As shown in FIG. 2, the porous material for R—Fe—B based permanent magnet obtained by the production method of the present invention is obtained by pulverizing a raw material alloy having an R—Fe—B phase and having an R of an average particle size of less than 20 μm. Step S10 for preparing a Fe—B rare earth alloy powder, Step S12 for compressing the powder to produce a green compact (molded body), and Step S14 for performing HDDR processing on the green compact. Manufactured by performing. The porous material for R—Fe—B permanent magnets obtained by the production method of the present invention applies a magnetic field in step S12, and orients the easy magnetization axis of the powder particles before HDDR treatment in a predetermined direction. Thus, the easy magnetization axis of the fine Nd 2 Fe 14 B type crystal phase in the texture formed by the HDDR process can also be oriented in a predetermined direction over the entire magnet.

次に、図3(a)、(b)を参照して、図2の工程S14(HDDR処理)の前後における材料組織の変化を説明する。   Next, with reference to FIGS. 3A and 3B, the change in the material structure before and after step S14 (HDDR processing) in FIG. 2 will be described.

図3(a)は、工程S12によって得られる圧粉体(成形体)の模式図である。粉末を構成する個々の微粒子が成形により押し固められており、例えば粒子A1と粒子A2とが接触した状態にある。また、圧粉体には空隙Bが存在する。   Fig.3 (a) is a schematic diagram of the green compact (molded object) obtained by process S12. The individual fine particles constituting the powder are pressed and compacted by molding, and for example, the particles A1 and the particles A2 are in contact with each other. In addition, voids B exist in the green compact.

図3(b)は、この圧粉体にHDDR処理(S14)を施した後の材料の模式図である。粒子A1、A2などの粉末粒子は、いずれも、HDDR反応により平均結晶粒径が0.01μm以上2μm以下の微細なNd2Fe14B型結晶相で構成される集合組織を有している。個々の粒子(例えば粒子A1)は、HDDR反応に伴う元素の拡散により、他の粒子(例えば粒子A2)と強固に結合する。図3(b)では、粒子A1、A2の結合部を参照符号「C」で示している。 FIG. 3B is a schematic view of the material after the HDDR process (S14) is performed on the green compact. The powder particles such as the particles A1 and A2 all have a texture composed of fine Nd 2 Fe 14 B type crystal phase having an average crystal grain size of 0.01 μm to 2 μm by the HDDR reaction. Individual particles (for example, particle A1) are strongly bonded to other particles (for example, particle A2) by diffusion of elements accompanying the HDDR reaction. In FIG. 3 (b), the connection part of the particles A1 and A2 is indicated by the reference symbol “C”.

圧粉体の内部に存在した空隙Bは、前述した元素拡散に伴って焼結が進行することにより、図3(b)に示すように小さくなったり、消滅したりする。しかし、HDDR処理によっては完全な緻密化は達成されず、HDDR処理後にも「細孔」として残存する。図3(b)において、細孔の長径は、符号「dpore」で示されている。なお、粉末粒子の平均粒径は、個々の粒子について、細孔に挟まれた部分のサイズdgrainを測定することで評価することができる。焼結の進行具合によっては、図3(b)に示される多孔質部分における粉末粒子の平均粒径を正確に計測することは難しい場合があるが、本発明によれば、多孔質部分の密度は、前述したように3.5g/cm3以上7.0g/cm3以下の範囲内にあるため、多孔質部分における細孔の長径と材料密度の測定値が上述の範囲に入っているか否かにより、図3(b)の多孔質構造が形成されているか否かを評価することが可能である。なお、後述する異種材料の導入を目的とする場合など、空隙部を積極的に利用する場合には、多孔質部分の密度を6.0g/cm3以下にすることがより好ましく、5.0g/cm3以下にすることがさらに好ましい。本発明では、従来のHDDR磁粉の製造工程で適用される温度より低温でHDDR処理される為、多孔質部分の密度を低くする(細孔を大きくする)ことができ、異種材料の導入に好適に用いられる。 As shown in FIG. 3B, the void B existing inside the green compact becomes smaller or disappears as the sintering proceeds along with the element diffusion described above. However, complete densification is not achieved by HDDR processing, and remains as “pores” after HDDR processing. In FIG. 3B, the major axis of the pore is indicated by the symbol “d pore ”. The average particle size of the powder particles can be evaluated by measuring the size d grain of the portion sandwiched between the pores for each particle. Depending on the progress of the sintering, it may be difficult to accurately measure the average particle size of the powder particles in the porous portion shown in FIG. 3B, but according to the present invention, the density of the porous portion is Is in the range of 3.5 g / cm 3 or more and 7.0 g / cm 3 or less, as described above, the measured values of the long diameter and material density of the pores in the porous portion are within the above range. Thus, it is possible to evaluate whether or not the porous structure of FIG. 3B is formed. In the case where the void portion is actively used, such as for the purpose of introducing a different material described later, the density of the porous portion is more preferably 6.0 g / cm 3 or less, and 5.0 g / Cm 3 or less is more preferable. In the present invention, since the HDDR process is performed at a temperature lower than the temperature applied in the conventional manufacturing process of HDDR magnetic powder, the density of the porous portion can be reduced (pores can be enlarged), which is suitable for introduction of different materials. Used for.

なお、図3(b)では、集合組織として、平均結晶粒径が0.01μm以上2μm以下のNd2Fe14B型結晶相のみを描いているが、例えば希土類リッチ相など、別の相を含んでもよい。 In FIG. 3 (b), only the Nd 2 Fe 14 B type crystal phase having an average crystal grain size of 0.01 μm or more and 2 μm or less is drawn as a texture. May be included.

本発明では、ボンド磁石のように粉末粒子を結合するための樹脂が不要であり、粉末粒子間の空隙が細孔を形成した多孔質の形態で磁石特性を発揮することができる。そのような空隙を有するにもかかわらず、充分な機械的強度が得られる理由は、必ずしも明確にはなっていない。おそらく、圧粉体の形成に使用する粉末粒子が小さいこと、および、HDDR処理中の水素拡散に起因する反応が粒子間の焼結を比較的低い温度で進行させ、粒子間の結合強度向上に寄与していることが理由であると考えられる。   In the present invention, unlike the bonded magnet, a resin for binding the powder particles is not required, and the magnet characteristics can be exhibited in a porous form in which voids between the powder particles form pores. The reason why sufficient mechanical strength can be obtained in spite of such voids is not always clear. Perhaps the powder particles used to form the green compact are small, and the reaction due to hydrogen diffusion during HDDR processing advances the sintering between the particles at a relatively low temperature, improving the bond strength between the particles. The reason is that it contributes.

従来、圧粉体に対してHDDR処理を施した場合、HDDR処理によって凝集した粉末粒子をばらばらに解砕してからボンド磁石の製造に利用するか、圧粉体に樹脂を含浸して機械的強度を高めていた。その理由は、HDDR処理後における圧粉体の機械的強度が極めて低く、そのままでは、到底、磁石として使用できなかったからである。   Conventionally, when the HDDR process is performed on the green compact, the powder particles aggregated by the HDDR process are crushed apart and then used for manufacturing a bonded magnet, or the green compact is impregnated with a resin and mechanically The strength was increased. The reason is that the mechanical strength of the green compact after the HDDR treatment is extremely low, and as such, it cannot be used as a magnet.

本発明では、機械的強度の向上により、ハンドリングが容易なだけでなく、より高い寸法精度を得るための機械加工(切削加工や研削加工)を行うことも可能になる。このため、本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料は、細孔の内部を充填するように樹脂含浸を行う必要がなく、そのまま永久磁石として用いることができる。   In the present invention, by improving the mechanical strength, not only handling is easy, but also machining (cutting or grinding) for obtaining higher dimensional accuracy can be performed. For this reason, the porous material for R—Fe—B permanent magnets obtained by the production method of the present invention does not need to be impregnated with resin so as to fill the pores, and can be used as a permanent magnet as it is. .

HDDR処理後における多孔質材料は、大気と連通した多孔質構造(オープンポア構造)を有しているため、孔の内部または表面に異種材料を導入することにより、容易に複合バルク磁石を作製したり、多孔質材料の特性を向上させたりすることができる。   Since the porous material after HDDR treatment has a porous structure (open pore structure) communicating with the atmosphere, a composite bulk magnet can be easily produced by introducing a different material into the inside or the surface of the hole. Or the characteristics of the porous material can be improved.

得られた多孔質材料をホットプレスなどの方法で熱間加工することにより、多孔質材料の優れた特性を維持しつつ、フルデンスバルク磁石を得ることも可能となる。これら熱間加工は、前述した異種材料を導入した複合材料に適用することにより、例えば硬磁性相と軟磁性相とが静磁気的に結合したコンポジット磁石を得ることができる。   By hot-working the obtained porous material by a method such as hot pressing, it is possible to obtain a fluence bulk magnet while maintaining the excellent characteristics of the porous material. By applying these hot working to the composite material into which the above-mentioned different materials are introduced, for example, a composite magnet in which a hard magnetic phase and a soft magnetic phase are magnetostatically coupled can be obtained.

本発明によれば、永久磁石用多孔質材料を軟磁性材料の成形体と組み合わせた後、熱間成形を行うことにより、軟磁性のヨークと磁石とが一体化された高性能の複合磁気部品を作製することもできる。   According to the present invention, a high-performance composite magnetic component in which a soft magnetic yoke and a magnet are integrated by performing hot forming after combining a porous material for a permanent magnet with a molded body of a soft magnetic material. Can also be produced.

[実施形態]
以下、本発明によるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法について、好ましい実施形態を詳細に説明する。
[Embodiment]
Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing a porous material for an R—Fe—B permanent magnet according to the present invention will be described in detail.

〈出発合金〉
まず、硬磁性相としてR−Fe−B相を有するR−T−Q系合金(出発合金)を用意する。ここで、「R」は、希土類元素であり、Ndおよび/またはPrを50原子%(at%)以上含む。本明細書における希土類元素Rはイットリウム(Y)やスカンジウム(Sc)を含んでもよい。「T」は、Fe、Co、およびNiからなる群から選択された少なくとも1種の遷移金属元素であり、Feを50%以上含む遷移金属元素である。「Q」は、Bまたは、BおよびBの一部をCで置換したものである。
<Starting alloy>
First, an RTQ-based alloy (starting alloy) having an R—Fe—B phase as a hard magnetic phase is prepared. Here, “R” is a rare earth element, and contains Nd and / or Pr of 50 atomic% (at%) or more. The rare earth element R in the present specification may include yttrium (Y) and scandium (Sc). “T” is at least one transition metal element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, and is a transition metal element containing 50% or more of Fe. “Q” is B or a part of B and B substituted with C.

このR−T−Q系合金(出発合金)は、Nd2Fe14B型化合物相(以下、「R214Q」と略記する。)を体積比率で50%以上含む。 This RTQ-based alloy (starting alloy) contains an Nd 2 Fe 14 B type compound phase (hereinafter abbreviated as “R 2 T 14 Q”) in a volume ratio of 50% or more.

出発合金に含まれる希土類元素Rの大部分は、R214Qを構成しているが、一部は、R23や、その他の相を構成している。希土類元素Rの組成比率は出発合金全体の10原子%以上30原子%以下であることが好ましく、12原子%以上17原子%以下であることがより好ましい。またRの一部をDyおよび/またはTbとすることで、保磁力の向上を計ることができる。 Most of the rare earth elements R contained in the starting alloy constitute R 2 T 14 Q, but some constitute R 2 O 3 and other phases. The composition ratio of the rare earth element R is preferably 10 atom% or more and 30 atom% or less, and more preferably 12 atom% or more and 17 atom% or less of the entire starting alloy. Moreover, the coercive force can be improved by setting a part of R to Dy and / or Tb.

希土類元素Rの組成比率は、後に記載するHD処理開始時の「余剰希土類量R’」が0原子%以上となるように設定されることが好ましく、HD処理開始時のR’が0.1原子%以上となるように設定されることがより好ましく、0.3原子%以上となるように設定されることが更に好ましい。ここで、「余剰希土類量R’」は、以下の式で算出される。
R’=「Rの原子%」−「Tの原子%」×1/7−「Oの原子%」×2/3
The composition ratio of the rare earth element R is preferably set so that an “excess rare earth amount R ′” at the start of HD processing described later is 0 atomic% or more, and R ′ at the start of HD processing is 0.1 It is more preferable to set it to be at least atomic%, and it is even more preferable to set it to be at least 0.3 atomic%. Here, the “excess rare earth amount R ′” is calculated by the following equation.
R ′ = “atomic% of R” − “atomic% of T” × 1 / 7− “atomic% of O” × 2/3

余剰希土類量R’は、R−T−Q系合金(出発合金)中に含まれる希土類元素Rのうち、R214BおよびR23を構成することなく、R214BおよびR23以外の形態で存在している希土類元素の組成比率を示している。HD処理開始時の余剰希土類量R’が0原子%以上となるように希土類元素Rの組成比率を設定しないと、本発明の方法により、平均結晶粒径が0.01〜2μmの微細結晶を得ることが困難となる。希土類元素Rは後の粉砕工程や成形工程で、雰囲気中に存在する酸素や水分によって酸化されることがある。希土類元素Rの酸化は、余剰希土類量R’の減少を招くことになる。このため、HD処理開始までの工程はできる限り酸素量(O)を抑制した雰囲気で行われるのが好ましいが、雰囲気中の酸素を完全に除去するのは困難であることから、出発合金のRの組成比率は後の工程での酸化によるR’の減少を加味して設定されることが好ましい。 Excess rare earth amount R ', among the rare earth elements R contained in R-T-Q based alloy (starting alloy), without configuring the R 2 T 14 B and R 2 O 3, R 2 T 14 B and The composition ratio of rare earth elements existing in a form other than R 2 O 3 is shown. Unless the composition ratio of the rare earth element R is set so that the surplus rare earth amount R ′ at the start of HD processing is 0 atomic% or more, fine crystals having an average crystal grain size of 0.01 to 2 μm are formed by the method of the present invention. It becomes difficult to obtain. The rare earth element R may be oxidized by oxygen or moisture present in the atmosphere in the subsequent pulverization process or molding process. Oxidation of the rare earth element R causes a reduction in the surplus rare earth amount R ′. For this reason, it is preferable to perform the process up to the start of the HD process in an atmosphere in which the amount of oxygen (O) is suppressed as much as possible. However, since it is difficult to completely remove oxygen in the atmosphere, the starting alloy R The composition ratio is preferably set in consideration of a decrease in R ′ due to oxidation in a later step.

R’の上限は、特に制限はないが、耐食性やBrの低下を考慮すると、8原子%以下が好ましく、5原子%以下が更に好ましく、3原子%以下がより好ましく、2.5原子%以下が更に好ましい。R’が8原子%以下であり、かつ、希土類元素Rの組成比率が30原子%を越えないことが好ましい。 The upper limit of R 'is not particularly limited, considering the reduction in the corrosion resistance and B r, preferably 8 atomic% or less, more preferably 5 atomic% or less, more preferably 3 atomic% or less, 2.5 atomic% The following is more preferable. It is preferable that R ′ is 8 atomic% or less and the composition ratio of the rare earth element R does not exceed 30 atomic%.

HD処理開始時の圧粉体中の酸素量(O)は1質量%以下に抑制することが好ましく、0.6質量%以下に抑制することがより好ましい。   The amount of oxygen (O) in the green compact at the start of the HD treatment is preferably suppressed to 1% by mass or less, and more preferably to 0.6% by mass or less.

Qの組成比率は、合金全体の3原子%以上、15原子%以下が好ましく、5原子%以上、8原子%以下がより好ましく、5.5原子%以上7.5原子%以下がさらに好ましい。   The composition ratio of Q is preferably 3 atom% or more and 15 atom% or less, more preferably 5 atom% or more and 8 atom% or less, and further preferably 5.5 atom% or more and 7.5 atom% or less.

Tは残余を占める。前述したとおり、Tは、Fe、Co、およびNiからなる群から選択された少なくとも1種の遷移金属元素であり、Feを50%以上含む遷移金属元素である。Tの一部をCoおよび/またはNiとする場合には、NiよりもCoを選定することが望ましい。また、合金全体に対するCoの総量は、コストなどの観点から、20原子%以下であることが好ましく、5原子%以下であることがさらに好ましい。Coを全く含有しない場合でも高い磁気特性は得られるが、0.5原子%以上のCoを含有すると、より安定した磁気特性を得ることができる。   T occupies the remainder. As described above, T is at least one transition metal element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, and is a transition metal element containing 50% or more of Fe. When a part of T is Co and / or Ni, it is desirable to select Co rather than Ni. Further, the total amount of Co with respect to the entire alloy is preferably 20 atomic percent or less, and more preferably 5 atomic percent or less, from the viewpoint of cost and the like. High magnetic properties can be obtained even when Co is not contained at all, but more stable magnetic properties can be obtained when Co of 0.5 atomic% or more is contained.

磁気特性向上などの効果を得るため、Al、Ti、V、Cr、Ga、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、W、Cu、Ag、Bi、Si、Zrなどの元素を適宜添加してもよい。ただし、添加量の増加は、特に飽和磁化の低下を招くため、総量で10原子%以下とすることが好ましい。   In order to obtain effects such as improvement of magnetic characteristics, elements such as Al, Ti, V, Cr, Ga, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta, W, Cu, Ag, Bi, Si, and Zr are appropriately added. May be. However, since an increase in the amount of addition causes a decrease in saturation magnetization in particular, the total amount is preferably 10 atomic% or less.

従来のHDDR磁石粉末の製造方法や、特許文献6に記載されている製造方法では、HDDR処理の対象となる磁石粉末の平均粒子径は30μm以上、典型的には50μm以上である。HDDR処理後に磁石粉末の各粒子が優れた磁気的異方性を示すためには、原料粉末の各粒子の中で容易磁化軸が一方向にそろっている必要がある。このため、粉砕する前の段階にある出発合金は、R214Qの結晶方位が同一方向に揃った領域の平均サイズが粉砕後の粉末粒子の平均粒径よりも大きくなるように作製されていた。 In the conventional HDDR magnet powder manufacturing method and the manufacturing method described in Patent Document 6, the average particle size of the magnet powder to be subjected to HDDR processing is 30 μm or more, typically 50 μm or more. In order for each particle of the magnet powder to exhibit excellent magnetic anisotropy after the HDDR treatment, it is necessary that the easy magnetization axes are aligned in one direction among the particles of the raw material powder. For this reason, the starting alloy in the stage before pulverization is prepared so that the average size of the region where the crystal orientations of R 2 T 14 Q are aligned in the same direction is larger than the average particle diameter of the pulverized powder particles. It was.

その結果、従来のHDDR磁石粉末の製造方法や特許文献6記載の方法では、ブックモールド法や遠心鋳造法などの方法を用いて原料合金を製造し、さらに均質化熱処理などの熱処理を施すことにより、結晶相を成長させていた。   As a result, in the conventional HDDR magnet powder production method and the method described in Patent Document 6, a raw material alloy is produced using a method such as a book mold method or a centrifugal casting method, and further subjected to a heat treatment such as a homogenization heat treatment. The crystal phase was growing.

しかしながら、本発明者らの検討によれば、ブックモールド法や遠心鋳造法によってR214Qの結晶粒径を粗大化させた原料合金では、鋳造の初晶であるα−Feを完全除去することが困難であり、原料合金中に残存するα−FeがHDDR処理後の磁気特性に悪い影響を与えることがわかった。 However, according to the study by the present inventors, in the raw material alloy in which the crystal grain size of R 2 T 14 Q is increased by the book mold method or the centrifugal casting method, α-Fe that is the primary crystal of casting is completely removed. It has been found that α-Fe remaining in the raw material alloy has a bad influence on the magnetic properties after HDDR treatment.

本発明の製造方法では、平均粒径20μm未満の粉末を用いるため、原料合金中のR214Qの結晶方位が同一方向に揃った領域のサイズを従来のHDDR磁石粉末の製造方法の場合のように大きくする必要がない。そのため、ストリップキャスト法によって合金溶湯を急冷し、凝固させた合金(ストリップキャスト合金)を用いても、HDDR処理後に高い異方性を得ることができる。また、このような急冷合金を粉砕して粉末化することにより、従来のブックモールド法などによる原料合金(出発合金)に比べて、α−Fe量を低減できるため、HDDR処理後の磁気特性悪化を抑制し、良好な角形性を得ることが可能となる。 In the manufacturing method of the present invention, since powder having an average particle size of less than 20 μm is used, the size of the region where the crystal orientations of R 2 T 14 Q in the raw material alloy are aligned in the same direction is the case of the conventional manufacturing method of HDDR magnet powder. There is no need to make it larger. Therefore, high anisotropy can be obtained after HDDR treatment even when an alloy (strip cast alloy) obtained by quenching and solidifying a molten alloy by a strip casting method is used. Further, by crushing such a rapidly cooled alloy into a powder, the amount of α-Fe can be reduced compared to a raw material alloy (starting alloy) by a conventional book mold method or the like, so that the magnetic properties after HDDR treatment are deteriorated. Can be suppressed, and good squareness can be obtained.

なお、ストリップキャスト法以外の急冷法(たとえばアトマイズ法)やブックモールド法、遠心鋳造法などによって作製した原料合金を用いても本発明の多孔質材料を作製することが可能である。また、原料合金における組織均質化などを目的として、粉砕前の原料合金に対して熱処理を施してもよい。このような熱処理は、真空または不活性雰囲気において、典型的には1000℃以上の温度で実行され得る。   Note that the porous material of the present invention can also be produced using a raw material alloy produced by a rapid cooling method (for example, an atomizing method) other than the strip casting method, a book mold method, a centrifugal casting method, or the like. In addition, for the purpose of homogenizing the structure of the raw material alloy, heat treatment may be performed on the raw material alloy before pulverization. Such heat treatment can be performed in a vacuum or inert atmosphere, typically at a temperature of 1000 ° C. or higher.

〈原料粉末〉
次に、原料合金(出発合金)を公知の方法で粉砕することにより原料粉末を作製する。本実施形態では、まず、ジョークラッシャーなどの機械的粉砕法や水素吸蔵粉砕法などを用いて出発合金を粗粉砕し、大きさ50μm〜1000μm程度に粗粉砕粉を作製する。この粗粉砕粉末に対してジェットミルなどによる微粉砕を行い、典型的には平均粒径が20μm未満の原料粉末を作製する。
<Raw material powder>
Next, a raw material powder is produced by pulverizing the raw material alloy (starting alloy) by a known method. In the present embodiment, first, the starting alloy is coarsely pulverized using a mechanical crushing method such as a jaw crusher or a hydrogen occlusion pulverizing method to produce coarsely pulverized powder having a size of about 50 μm to 1000 μm. The coarsely pulverized powder is finely pulverized by a jet mill or the like to produce a raw material powder typically having an average particle size of less than 20 μm.

十分な機械強度を有する多孔質バルク材料を得るためには、原料粉末の平均粒径を最適化することが有効であるが、合金組成(特に希土類量Rや余剰希土類量R’)やHDDR条件(特にHDDR温度)を調整することも有効である。   In order to obtain a porous bulk material having sufficient mechanical strength, it is effective to optimize the average particle size of the raw material powder, but the alloy composition (particularly, the rare earth amount R and the excess rare earth amount R ′) and HDDR conditions It is also effective to adjust (especially HDDR temperature).

取扱いの観点から、原料粉末の平均粒径は1μm以上であることが好ましい。平均粒径が1μm未満になると、原料粉末が大気雰囲気中の酸素と反応しやすくなり、酸化による発熱・発火の危険性が高まるからである。取り扱いをより容易にするためには、平均粒径を3μm以上に設定することが好ましい。成形体の機械的強度向上という観点から、平均粒径の好ましい上限は9μmであり、更に好ましい上限は8μmである。   From the viewpoint of handling, the average particle diameter of the raw material powder is preferably 1 μm or more. When the average particle size is less than 1 μm, the raw material powder easily reacts with oxygen in the air atmosphere, and the risk of heat generation and ignition due to oxidation increases. In order to make handling easier, it is preferable to set the average particle size to 3 μm or more. From the viewpoint of improving the mechanical strength of the molded article, the preferable upper limit of the average particle diameter is 9 μm, and the more preferable upper limit is 8 μm.

従来のHDDR磁石粉末の平均粒径は、20μmを超え、通常は50〜500μm程度であった。本発明者らの検討によると、このように大きな平均粒径を有する原料粉末に対してHDDR処理を行った場合、十分な磁気特性(特に高い保磁力や減磁曲線の角型性)が得られなかったり、磁気特性が極端に低くなったりする場合がある。磁気特性劣化の原因は、HDDR処理中(特にHD反応過程)における反応の不均質化に起因するが、粉末粒子のサイズが大きくなるほど、反応は不均質化しやすくなる。HDDRの反応が不均質に進行すると、粉末粒子の内部において組織や結晶粒径の不均質化が生じたり、未反応部分が生じたりし、その結果として磁気特性が劣化することになる。   The average particle size of the conventional HDDR magnet powder is over 20 μm, and usually about 50 to 500 μm. According to the study by the present inventors, when the HDDR treatment is performed on the raw material powder having such a large average particle diameter, sufficient magnetic properties (particularly high coercive force and demagnetization curve squareness) are obtained. In some cases, or the magnetic properties may become extremely low. The cause of the deterioration of the magnetic properties is due to the heterogeneity of the reaction during the HDDR process (particularly the HD reaction process), but the reaction becomes more easily heterogeneous as the size of the powder particles increases. When the reaction of HDDR proceeds inhomogeneously, the structure and crystal grain size become inhomogeneous inside the powder particles, or an unreacted portion is generated, resulting in deterioration of magnetic properties.

HDDR反応を均一に進行させるには、HDDR反応に要する時間を短縮することが有効であるが、水素圧力を調整するなどして反応速度を高めると、今度は、結晶配向度が低下してしまう。結晶配向度が低下すると、磁石粉末の異方性が低下し、結果的に高い角型性が得られなくなる。   In order to make the HDDR reaction proceed uniformly, it is effective to shorten the time required for the HDDR reaction, but if the reaction rate is increased by adjusting the hydrogen pressure or the like, the degree of crystal orientation will be lowered this time. . When the degree of crystal orientation is lowered, the anisotropy of the magnet powder is lowered, and as a result, high squareness cannot be obtained.

本発明では、原料粉末を圧縮して形成した圧粉体に対してHDDR処理を行うが、圧粉体の内部には、水素ガスが移動・拡散可能な隙間が粉末粒子の間に充分な大きさで存在している。また、本発明では、平均粒径が典型的には1μm以上20μm未満の原料粉末を使用しているため、水素が粉末粒子内部まで反応しながら拡散していくことが容易であり、HD反応およびDR反応を短時間で進行させることができる。こうして、HDDR後の組織が均質化されるため、高い磁気特性、特に良好な角形性が得られるとともに、HDDR工程に要する時間を短縮できるという利点が得られる。さらに従来のHDDR磁粉の製造方法では反応が充分進まなかった低温でHDDR処理を行うことができる。   In the present invention, the HDDR process is performed on the green compact formed by compressing the raw material powder. The inside of the green compact has a sufficiently large gap between the powder particles in which hydrogen gas can move and diffuse. It exists. In the present invention, since the raw material powder having an average particle diameter of typically 1 μm or more and less than 20 μm is used, it is easy for hydrogen to diffuse while reacting to the inside of the powder particles, and the HD reaction and The DR reaction can proceed in a short time. In this way, since the structure after HDDR is homogenized, high magnetic properties, particularly good squareness can be obtained, and the time required for the HDDR process can be shortened. Further, the HDDR treatment can be performed at a low temperature at which the reaction did not sufficiently proceed in the conventional HDDR magnetic powder manufacturing method.

〈圧粉体の成形〉
次に、上記の原料粉末を用いて圧粉体を成形する。圧粉体を成形する工程は、10MPa〜200MPaの圧力を印加し、0.5T〜20Tの磁界中(静磁界、パルス磁界など)で行うことが望ましい。磁界中で行うことによって、HDDR処理前の粉末粒子の容易磁化軸を所定方向に配向させておくことにより、HDDR処理で形成する集合組織内の微細なNd2Fe14B型結晶相の容易磁化軸をも磁石全体にわたって所定方向に配向することができる。成形は、公知の粉末プレス装置によって行うことができる。粉末プレス装置から取り出したときの圧粉体密度(成形体密度)は、3.5g/cm3〜5.2g/cm3程度である。
<Molding of green compact>
Next, a green compact is formed using the above raw material powder. The step of forming the green compact is preferably performed in a magnetic field of 0.5 T to 20 T (static magnetic field, pulse magnetic field, etc.) by applying a pressure of 10 MPa to 200 MPa. By carrying out in a magnetic field, the easy magnetization axis of the fine Nd 2 Fe 14 B type crystal phase in the texture formed by the HDDR process is obtained by orienting the easy magnetization axis of the powder particles before the HDDR process in a predetermined direction. The axis can also be oriented in a predetermined direction throughout the magnet. Molding can be performed by a known powder press apparatus. Compact density (green density) when removed from the powder press device is 3.5g / cm 3 ~5.2g / cm 3 order.

上記の成形工程は、磁界を印加することなく実行してもよい。磁界配向を行わない場合、最終的には等方性の多孔質材料が得られることになる。しかし、より高い磁気特性を得るためには、磁界配向を行いながら成形工程を実行し、最終的に異方性の多孔質材料を得ることが好ましい。   You may perform said shaping | molding process, without applying a magnetic field. When magnetic field orientation is not performed, an isotropic porous material is finally obtained. However, in order to obtain higher magnetic characteristics, it is preferable to execute a molding step while performing magnetic field orientation and finally obtain an anisotropic porous material.

以上の出発合金の粉砕工程および原料粉末の成形工程は、上述の通り、HD処理直前の圧粉体中の余剰希土類量R’が0原子%を下回ってしまわないようにするため、希土類元素の酸化を抑制しながら行うことが好ましい。原料粉末の酸化を抑制するには、各工程および各工程間のハンドリングをできる限り酸素量を抑制した不活性雰囲気下で行うことが望ましい。なお、R’が所定値以上の市販の粉末を購入し、その後の各工程および各工程間のハンドリングの雰囲気を制御して使用してもよい。   As described above, the starting alloy pulverization step and the raw material powder forming step described above are performed in order to prevent the amount of excess rare earth R ′ in the green compact immediately before the HD treatment from falling below 0 atomic%. It is preferable to carry out while suppressing oxidation. In order to suppress the oxidation of the raw material powder, it is desirable to perform each process and the handling between the processes in an inert atmosphere in which the amount of oxygen is suppressed as much as possible. A commercially available powder having R ′ of a predetermined value or more may be purchased and used after controlling each subsequent process and the handling atmosphere between the processes.

また、磁気特性の向上などを目的として、出発合金の粉砕工程の前に、別の合金を混合したものを微粉砕し、微粉砕後に圧粉体を成形してもよい。あるいは、出発合金を微粉砕した後に、別の金属、合金および/または化合物の粉末を混合し、それらの圧粉体を作製してもよい。さらには、別の金属、合金および/または化合物を分散または溶解させた液を圧粉体に含浸させ、その後、溶媒を蒸発させてもよい。これらの方法を適用する場合の合金粉末の組成は、混合粉全体として前述の範囲内に入ることが望ましい。   Further, for the purpose of improving magnetic properties, etc., a mixture of other alloys may be finely pulverized before the starting alloy pulverization step, and the green compact may be formed after the fine pulverization. Alternatively, after the starting alloy is pulverized, powders of other metals, alloys and / or compounds may be mixed to produce a green compact. Furthermore, the green compact may be impregnated with a liquid in which another metal, alloy and / or compound is dispersed or dissolved, and then the solvent may be evaporated. The composition of the alloy powder when these methods are applied is desirably within the above-mentioned range as a whole of the mixed powder.

〈HDDR処理〉
次に、上記成形工程によって得られた圧粉体(成形体)に対し、HDDR処理を施す。
<HDDR processing>
Next, the HDDR process is performed on the green compact (molded body) obtained by the molding step.

本実施形態では、成形時に原料粉末の粒子に割れが生じても、その後にHDDR反応を行うため、磁気特性に影響を与えない。   In the present embodiment, even if cracking occurs in the raw material powder particles during molding, the HDDR reaction is performed thereafter, so that the magnetic properties are not affected.

HDDR処理の条件は、合金組成や、添加元素の種類・量などによって適宜選定され、従来のHDDR法における処理条件を参考にして決定することができる。本実施形態では、平均粒径1〜20μmの比較的微細な粉末粒子の圧粉体を使用するため、従来のHDDR磁粉の製造方法では反応が充分進まなかった低温でHDDR反応を完了させることができる。   The conditions for the HDDR process are appropriately selected depending on the alloy composition, the type and amount of the additive element, and can be determined with reference to the process conditions in the conventional HDDR method. In the present embodiment, since the green compact of relatively fine powder particles having an average particle diameter of 1 to 20 μm is used, the HDDR reaction can be completed at a low temperature where the reaction did not sufficiently proceed in the conventional HDDR magnetic powder manufacturing method. it can.

HD反応のための昇温工程は、水素分圧1kPa以上500kPa以下の水素ガス雰囲気または水素ガスと不活性ガス(ArやHeなど)の混合雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空中のいずれかで行う。昇温工程を不活性ガス雰囲気または真空中で行うと、以下のような効果を得ることができる。
(1)昇温過程での水素吸蔵に伴う圧粉体崩壊の抑制
(2)昇温時の反応速度制御の困難性に起因する磁気特性低下の抑制
(3)昇温により低融点の希土類合金および/または希土類化合物が融解して圧粉体の収縮を進行させ、高い強度の永久磁石用多孔質材料を得ることができる。
The temperature raising step for the HD reaction is performed in a hydrogen gas atmosphere with a hydrogen partial pressure of 1 kPa to 500 kPa, or a mixed atmosphere of hydrogen gas and an inert gas (Ar, He, etc.), an inert gas atmosphere, or a vacuum. . When the temperature raising step is performed in an inert gas atmosphere or vacuum, the following effects can be obtained.
(1) Suppression of green compact collapse due to hydrogen occlusion during temperature rise process (2) Suppression of magnetic property degradation due to difficulty in controlling reaction rate during temperature rise (3) Rare earth alloy with low melting point due to temperature rise And / or the rare earth compound is melted and the compaction of the green compact is advanced, and a high-strength porous material for a permanent magnet can be obtained.

HD処理は、水素分圧1kPa以上500kPa以下の水素ガス雰囲気または水素ガスと不活性ガス(ArやHeなど)の混合雰囲気で、550℃以上650℃未満で行う。HD処理時の水素分圧は1kPa以上200kPa以下がより好ましい。さらに反応速度を制御し、HDDR処理による異方性の低下を抑制するためには10kPa以上100kPa以下がより好ましい。本実施形態では、従来のHDDR磁粉の製造方法では反応が充分進まなかった低温でHDDR反応を完了させることができる。処理温度は600℃以上650℃未満であることがより好ましい。HD処理に要する時間は、5分以上10時間以下であり、典型的には10分以上5時間以下の範囲に設定される。   The HD treatment is performed at 550 ° C. or more and less than 650 ° C. in a hydrogen gas atmosphere having a hydrogen partial pressure of 1 kPa or more and 500 kPa or less or a mixed atmosphere of hydrogen gas and inert gas (Ar, He, or the like). The hydrogen partial pressure during HD processing is more preferably 1 kPa or more and 200 kPa or less. Furthermore, 10 kPa or more and 100 kPa or less are more preferable in order to control the reaction rate and suppress the decrease in anisotropy due to HDDR treatment. In the present embodiment, the HDDR reaction can be completed at a low temperature at which the reaction did not sufficiently proceed in the conventional HDDR magnetic powder manufacturing method. The treatment temperature is more preferably 600 ° C. or more and less than 650 ° C. The time required for HD processing is 5 minutes or more and 10 hours or less, and is typically set in the range of 10 minutes or more and 5 hours or less.

なお、R−T−Q系合金中のTについて、Co量が合金全体の組成に対し、3原子%以下の場合は、昇温および/またはHD処理時の水素分圧を5kPa以上100kPa以下、より好ましくは、10kPa以上50kPa以下とすることで、HDDR処理における異方性の低下を抑制できる。また、HD反応を適正化して高い特性を得るために、HD処理時の水素分圧を段階的に変える等の条件を採用できることは言うまでもない。   When T in the RTQ-based alloy is 3 atomic percent or less with respect to the composition of the entire alloy, the hydrogen partial pressure during temperature rise and / or HD treatment is 5 kPa or more and 100 kPa or less, More preferably, by setting the pressure to 10 kPa or more and 50 kPa or less, a decrease in anisotropy in HDDR processing can be suppressed. In addition, it goes without saying that conditions such as changing the hydrogen partial pressure during HD processing stepwise can be adopted to optimize the HD reaction and obtain high characteristics.

HD処理のあと、DR処理を行う。HD処理とDR処理は同一の装置内で連続的に行うこともできるが、別々の装置を用いて不連続的に行うこともできる。   DR processing is performed after HD processing. The HD process and the DR process can be performed continuously in the same apparatus, but can also be performed discontinuously using separate apparatuses.

DR処理は、真空または不活性ガス雰囲気下において550℃以上1000℃未満で行うが、DR処理後の残存水素を低減し、高い磁気特性を得るため、650℃以上1000℃以下で行うことがより好ましい。処理時間は、通常、5分以上10時間以下であり、典型的には10分以上、5時間以下の範囲に設定される。なお、雰囲気を段階的に制御する(例えば水素分圧を段階的に下げたり、減圧圧力を段階的に下げたりする)ことができることは言うまでもない。   The DR treatment is performed at 550 ° C. or more and less than 1000 ° C. in a vacuum or an inert gas atmosphere. However, in order to reduce residual hydrogen after the DR treatment and obtain high magnetic properties, it is more preferably performed at 650 ° C. or more and 1000 ° C. or less. preferable. The treatment time is usually 5 minutes or more and 10 hours or less, and is typically set in the range of 10 minutes or more and 5 hours or less. Needless to say, the atmosphere can be controlled stepwise (for example, the hydrogen partial pressure can be lowered stepwise or the reduced pressure can be lowered stepwise).

上述したHD反応前の昇温工程を含むHDDR工程の全般を通じて焼結反応が起こる。このため、圧粉体は長径1μm以上20μm以下の細孔を有する多孔質の焼結材料となる。このときに生じる焼結のメカニズムは、通常のR−Fe−B系焼結磁石を製造するときに行う焼結のメカニズムとは異なるはずであるが、その詳細は現時点では明らかではない。   A sintering reaction occurs throughout the HDDR process including the above-described temperature raising process before the HD reaction. For this reason, the green compact is a porous sintered material having pores having a major axis of 1 μm to 20 μm. The sintering mechanism generated at this time should be different from the sintering mechanism performed when manufacturing an ordinary R—Fe—B based sintered magnet, but the details are not clear at present.

HDDR工程で生じる焼結反応により、圧粉体は収縮率((HDDR処理前の成形体寸法−HDDR処理後の成形体寸法)/HDDR処理前の成形体寸法×100)で2%〜10%程度収縮するが、その収縮の異方性は小さい。本実施形態では、収縮比(磁界方向の収縮率/金型方向の収縮率)が1.1〜1.6程度である。このため、従来の焼結磁石(典型的な収縮比は2以上)では作製が困難であった種々の形状を有する多孔質材料を製造することが可能となる。   Due to the sintering reaction that occurs in the HDDR process, the green compact has a shrinkage ratio ((molded body size before HDDR treatment−molded body size after HDDR treatment) / molded body size before HDDR treatment × 100%). Although contracted to some extent, the anisotropy of the contraction is small. In this embodiment, the shrinkage ratio (shrinkage rate in the magnetic field direction / shrinkage rate in the mold direction) is about 1.1 to 1.6. For this reason, it becomes possible to manufacture porous materials having various shapes that were difficult to manufacture with conventional sintered magnets (typical shrinkage ratio is 2 or more).

なお、HDDR処理全体が酸素量を低減した雰囲気で行われるため、前述したHD処理直前の余剰希土類量R’は、DR処理直後のR’とほぼ同等もしくはそれ以上となる。従って、DR処理直後のR’を測定することにより、HD処理直前におけるR’の値が所望の値以上であることを確認することが可能である。ただし、HDDR処理時の雰囲気に含まれる極微量の酸素や水分により、多孔質材料の表層が酸化されて黒変していることがあるため、DR処理直後のR’は、酸化した表層を取り除いた後に測定することが好ましい。   Since the entire HDDR process is performed in an atmosphere in which the amount of oxygen is reduced, the surplus rare earth amount R ′ immediately before the HD process described above is substantially equal to or more than R ′ immediately after the DR process. Therefore, by measuring R ′ immediately after the DR process, it is possible to confirm that the value of R ′ immediately before the HD process is greater than or equal to a desired value. However, since the surface layer of the porous material may be oxidized and blackened due to a trace amount of oxygen and moisture contained in the atmosphere during HDDR processing, R ′ immediately after the DR processing removes the oxidized surface layer. It is preferable to measure after

本実施形態では、成形工程後に圧粉体(成形体)に対してHDDR処理を施すため、HDDR処理後には粉末成形を行わない。このため、成形のための加圧によって磁粉が粉砕されるようなことがHDDR処理後に生じず、HDDR粉末を圧縮するボンド磁石に比べて高い磁気特性を得ることができる。こうして、本実施形態によれば、減磁曲線の角型性が向上するため、着磁性と耐熱性とを両立させることが可能になる。   In the present embodiment, since the HDDR process is performed on the green compact (molded body) after the molding process, the powder molding is not performed after the HDDR process. For this reason, the magnetic powder is not pulverized by the pressurization for molding after the HDDR treatment, and higher magnetic characteristics can be obtained as compared with the bonded magnet that compresses the HDDR powder. Thus, according to this embodiment, since the squareness of the demagnetization curve is improved, it is possible to achieve both magnetization and heat resistance.

さらに、本実施形態によれば、従来のHDDR粉末を用いて製造される異方性ボンド磁石が有する配向や残磁の問題も解消され、ラジアル異方性や極異方性を付与することもできる。また、熱間成形法が本質的に有する生産性が低いという問題もない。   Furthermore, according to the present embodiment, the problems of orientation and residual magnetism of an anisotropic bonded magnet manufactured using a conventional HDDR powder are solved, and radial anisotropy and polar anisotropy can be imparted. it can. Further, there is no problem that the productivity inherent in the hot forming method is low.

また本実施形態によれば、HDDR反応を進行させながら圧粉体の密度を向上させてゆくため、HD反応やDR反応による体積変化に起因する多孔質材料の割れなどの問題を回避することもできる。さらに、圧粉体の表面および内部でほぼ同時にHDDR反応が進行していくため、大型の多孔質材料を容易に作製することができる。   In addition, according to the present embodiment, the density of the green compact is improved while the HDDR reaction proceeds, so that problems such as cracking of the porous material due to the volume change due to the HD reaction or the DR reaction can be avoided. it can. Furthermore, since the HDDR reaction proceeds almost simultaneously on the surface and inside of the green compact, a large porous material can be easily produced.

<多孔質材料の加熱圧縮処理>
上記の方法によって得られた多孔質材料は、そのままの状態でバルク永久磁石として利用することができるが、さらにホットプレス法などの加熱圧縮処理を用いることによって、緻密化を行い、フルデンス磁石を得ることもできる。以下に加熱圧縮処理によるフルデンス化について、具体的な実施形態の一例を示す。多孔質材料に対する加熱圧縮は、公知の加熱圧縮技術を用いて行うことができる。例えば、ホットプレス、SPS(spark plasma sintering)、HIP、熱間圧延などの加熱圧縮処理を行うことが可能である。なかでも、所望の形状を得やすいホットプレスやSPSが好適に用いられ得る。本実施形態では以下の手順でホットプレスを行う。
<Heat compression treatment of porous material>
The porous material obtained by the above method can be used as it is as a bulk permanent magnet, but is further densified by using a heat compression treatment such as a hot press method to obtain a full-density magnet. You can also An example of a specific embodiment will be shown below for full condensation by heat compression treatment. Heat compression for the porous material can be performed using a known heat compression technique. For example, it is possible to perform a heat compression process such as hot pressing, SPS (spark plasma sintering), HIP, hot rolling and the like. Especially, the hot press and SPS which are easy to obtain a desired shape can be used suitably. In this embodiment, hot pressing is performed according to the following procedure.

本実施形態では、図4に示す構成を有するホットプレス装置を用いる。この装置は、中央に開口部を有する金型(ダイ)27と、多孔質材料を加圧するための上パンチ28aおよび下パンチ28bと、これらのパンチ28a、28bを昇降する駆動部30a、30bとを備えている。   In this embodiment, a hot press apparatus having the configuration shown in FIG. 4 is used. This apparatus includes a die (die) 27 having an opening in the center, an upper punch 28a and a lower punch 28b for pressurizing a porous material, and drive units 30a and 30b for raising and lowering these punches 28a and 28b. It has.

上述した方法によって作製した多孔質材料(図4では参照符号「10」を付している)を、図4に示す金型27に装填する。このとき、磁界方向(配向方向)とプレス方向とが一致するように装填を行うことが好ましい。金型27およびパンチ28a、28bは、使用する雰囲気ガス中で加熱温度および印加圧力に耐えうる材料から形成される。このような材料としては、カーボンやタングステンカーバイドなどの超硬合金が好ましい。なお、多孔質材料10の外形寸法は金型27の開口部寸法よりも小さく設定しておくことにより、異方性を高められる。次に、多孔質材料10を装填した金型27をホットプレス装置にセットする。ホットプレス装置は、不活性ガス雰囲気または10-1Torr以上 の真空に制御することが可能なチャンバ26を備えていることが好ましい。チャンバ26内には、例えば抵抗加熱によるカーボンヒーターなどの加熱装置と、試料を加圧して圧縮するためのシリンダーとが備え付けられている。 A porous material (indicated by reference numeral “10” in FIG. 4) produced by the method described above is loaded into the mold 27 shown in FIG. At this time, it is preferable to perform loading so that the magnetic field direction (orientation direction) and the pressing direction coincide. The mold 27 and the punches 28a and 28b are formed of a material that can withstand the heating temperature and the applied pressure in the atmosphere gas to be used. Such a material is preferably a cemented carbide such as carbon or tungsten carbide. In addition, anisotropy can be increased by setting the outer dimension of the porous material 10 to be smaller than the opening dimension of the mold 27. Next, the mold 27 loaded with the porous material 10 is set in a hot press apparatus. The hot press apparatus preferably includes a chamber 26 that can be controlled to an inert gas atmosphere or a vacuum of 10 −1 Torr or more. In the chamber 26, for example, a heating device such as a carbon heater by resistance heating and a cylinder for pressurizing and compressing the sample are provided.

チャンバ26内を真空または不活性ガス雰囲気で満たした後、加熱装置により金型27を加熱し、金型27に装填された多孔質材料10の温度を600℃〜900℃に高める。このとき、0.1〜3.0ton/cm2の圧力Pで多孔質材料10を加圧する。永久磁石用多孔質材料10に対する加圧は、金型27の温度が設定レベルに到達してから開始することが好ましい。加圧しながら600〜900℃の温度で10分以上保持した後、冷却する。加熱圧縮によりフルデンス化され得られた磁石が大気と接触して酸化しない程度の低い温度(100℃以下程度)まで冷却が進んだ後、本実施形態の磁石をチャンバから取り出す。こうして、上記の多孔質材料から本実施形態のR−Fe−B系磁石を得ることができる。 After filling the chamber 26 with a vacuum or an inert gas atmosphere, the mold 27 is heated by a heating device, and the temperature of the porous material 10 loaded in the mold 27 is raised to 600 ° C. to 900 ° C. At this time, the porous material 10 is pressurized with a pressure P of 0.1 to 3.0 ton / cm 2 . The pressurization to the permanent magnet porous material 10 is preferably started after the temperature of the mold 27 reaches a set level. While maintaining the pressure at 600 to 900 ° C. for 10 minutes or more, it is cooled. After the magnet obtained by fluidization by heat compression is cooled to a low temperature (about 100 ° C. or less) that does not oxidize by contacting with the atmosphere, the magnet of this embodiment is taken out from the chamber. Thus, the R—Fe—B magnet of the present embodiment can be obtained from the above porous material.

こうして得られた磁石の密度は真密度の95%以上に達する。また、本実施形態によれば、最終的な結晶相集合組織において、個々の結晶粒の最短粒径aと最長粒径bの比b/aが2未満である結晶粒が全結晶粒の50体積%以上存在する。この点において、本実施形態の磁石は、たとえば特開平02−39503号公報などに記載の従来の熱間塑性加工による異方性バルク磁石と大きく異なっている。このような磁石の結晶組織においては、最短粒径aと最長粒径bの比b/aが2を超えた扁平な結晶粒が支配的である。   The density of the magnet thus obtained reaches 95% or more of the true density. In addition, according to the present embodiment, in the final crystal phase texture, the crystal grains in which the ratio b / a of the shortest grain size a to the longest grain size b of each crystal grain is less than 2 are 50 of the total crystal grains. It exists by volume% or more. In this respect, the magnet of the present embodiment is greatly different from the conventional anisotropic bulk magnet by hot plastic working described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 02-39503. In such a crystal structure of a magnet, flat crystal grains in which the ratio b / a between the shortest particle diameter a and the longest particle diameter b exceeds 2 are dominant.

なお、このような加熱圧縮処理は本実施形態に用いた多孔質材料だけでなく、後述する、細孔内に異種材料を導入した多孔質材料にも同様に適用することができる。   Such heat compression treatment can be applied not only to the porous material used in the present embodiment, but also to a porous material in which a different material is introduced into the pores, which will be described later.

<多孔質材料への異種材料の導入>
前述した方法によって得られるR−Fe−B系多孔質材料の細孔は内部まで大気と連通しており、その孔の内部に異種材料を導入することができる。導入の方法としては、乾式処理や湿式処理が用いられる。また、異種材料の例としては、希土類金属、希土類合金および/または希土類化合物、鉄やその合金などが挙げられる。以下にそれらの具体的な実施形態の一例を示す。
<Introduction of dissimilar materials into porous materials>
The pores of the R—Fe—B porous material obtained by the above-described method communicate with the atmosphere to the inside, and different materials can be introduced into the pores. As the introduction method, dry processing or wet processing is used. Examples of different materials include rare earth metals, rare earth alloys and / or rare earth compounds, iron and alloys thereof. An example of those specific embodiments is shown below.

(1) 湿式処理による異種材料の導入
R−Fe−B系多孔質材料に施す湿式処理は、電解めっき処理、無電解めっき処理、化成処理、アルコール還元法、金属カルボニル分解法、ゾルゲル法などの方法を用いて行うことができる。このような方法によれば、化学反応により、細孔内部の多孔質材料表面に被膜や微粒子の層を形成することができる。また、有機溶媒に微粒子を分散させたコロイド溶液を用意し、R−Fe−B系多孔質材料の孔部に含浸させる方法を用いても、本発明における湿式処理を行うことができる。この場合は、多孔質材料の細孔中に導入したコロイド溶液の有機溶媒を蒸発させることにより、コロイド溶液中に分散していた微粒子の層で細孔を被覆することが可能である。これらの方法により湿式処理を行うとき、化学反応を促進したり、微粒子を多孔質材料の内部にまで確実に含浸させるため、付加的に加熱処理や超音波の印加を行ってもよい。
(1) Introduction of dissimilar materials by wet treatment The wet treatment applied to the R-Fe-B porous material includes electrolytic plating treatment, electroless plating treatment, chemical conversion treatment, alcohol reduction method, metal carbonyl decomposition method, sol-gel method, etc. It can be done using the method. According to such a method, a film or a layer of fine particles can be formed on the surface of the porous material inside the pores by a chemical reaction. The wet treatment in the present invention can also be performed by preparing a colloidal solution in which fine particles are dispersed in an organic solvent and impregnating the pores of the R—Fe—B porous material. In this case, by evaporating the organic solvent of the colloidal solution introduced into the pores of the porous material, the pores can be covered with a layer of fine particles dispersed in the colloidal solution. When wet processing is performed by these methods, heat treatment or application of ultrasonic waves may be additionally performed in order to promote a chemical reaction or to ensure that fine particles are impregnated into the porous material.

以下、コロイド溶液を用いて行う湿式処理を詳細に説明する。   Hereinafter, the wet process performed using the colloidal solution will be described in detail.

コロイド溶液中に分散させる微粒子は、例えばプラズマCVD法などの気相法、ゾルゲル法などの液相法などの公知の方法によって作製され得る。液相法を採用して微粒子を作製する場合、その溶媒は、コロイド溶液の溶媒と同一であっても良いし、異なっていてもよい。   The fine particles to be dispersed in the colloidal solution can be produced by a known method such as a gas phase method such as a plasma CVD method or a liquid phase method such as a sol-gel method. When the fine particles are produced by adopting the liquid phase method, the solvent may be the same as or different from the solvent of the colloidal solution.

微粒子の平均粒子径は100nm以下であることが好ましい。平均粒径が100nmを超えて大きくなりすぎると、R−Fe−B系多孔質材料の内部までコロイド溶液を浸透させることが困難になるからである。微粒子の粒径の下限は、コロイド溶液が安定であるかぎり、特に限定されない。一般に、微粒子の粒径が5nm未満になると、コロイド溶液の安定性が低下することが多いため、微粒子の粒径は5nm以上であることが好ましい。   The average particle diameter of the fine particles is preferably 100 nm or less. This is because if the average particle size exceeds 100 nm and becomes too large, it is difficult to penetrate the colloidal solution into the inside of the R—Fe—B based porous material. The lower limit of the particle size of the fine particles is not particularly limited as long as the colloidal solution is stable. In general, when the particle size of the fine particles is less than 5 nm, the stability of the colloidal solution often decreases. Therefore, the particle size of the fine particles is preferably 5 nm or more.

微粒子を分散させる溶媒は、微粒子の粒径、化学的性質などによって適宜選定されるが、R−Fe−B系多孔質材料の耐食性が高くないため、非水系の溶媒を用いることが好ましい。微粒子の凝集を防ぐために、界面活性剤などの分散剤をコロイド溶液に含有させても良い。   The solvent in which the fine particles are dispersed is appropriately selected depending on the particle size, chemical properties, and the like of the fine particles, but it is preferable to use a non-aqueous solvent because the corrosion resistance of the R—Fe—B porous material is not high. In order to prevent aggregation of fine particles, a dispersant such as a surfactant may be contained in the colloidal solution.

コロイド溶液中における微粒子の濃度は、微粒子の粒径、化学的性質、溶媒や分散剤の種類などによって適宜選定されるが、例えば1質量%から50質量%程度までの範囲内に設定される。   The concentration of the fine particles in the colloidal solution is appropriately selected depending on the particle size of the fine particles, the chemical properties, the type of the solvent and the dispersant, and is set within a range of, for example, about 1% by mass to 50% by mass.

このようなコロイド溶液に希土類多孔質材料を浸漬すると、毛細管現象により、希土類多孔質材料の内部の細孔までコロイド溶液が浸透する。なお、多孔質材料内部へのコロイド溶液の浸透(含浸)をより確実に行うためには、多孔質材料内部の細孔に存在していた空気を除去することが有用であるため、含浸処理は一旦減圧または真空雰囲気とした後、常圧に復圧、または加圧して行うことが有効である。   When the rare earth porous material is immersed in such a colloidal solution, the colloidal solution penetrates to the pores inside the rare earth porous material by capillary action. In order to perform the penetration (impregnation) of the colloidal solution into the porous material more reliably, it is useful to remove the air present in the pores inside the porous material. It is effective that the pressure is once reduced or reduced to a vacuum atmosphere and then returned to normal pressure or increased.

含浸処理を行う前の多孔質材料は、研削加工などの加工屑が多孔質材料の表面における細孔を塞いでいる可能性があり、確実な含浸が妨げられる場合がある。このため、含浸の前に、超音波洗浄などにより、多孔質材料の表面を清浄化しておくことが好ましい。   In the porous material before the impregnation treatment, processing scraps such as grinding may possibly block pores on the surface of the porous material, and reliable impregnation may be prevented. For this reason, it is preferable to clean the surface of the porous material by ultrasonic cleaning or the like before the impregnation.

多孔質材料に含浸処理を行なった後、コロイド溶液中の溶媒を蒸発させる。溶媒の蒸発は、溶媒の種類によって異なり、室温大気中で十分に蒸発する場合もあるが、必要に応じて加熱および/または減圧を行うことにより、蒸発を促進させることが好ましい。   After impregnating the porous material, the solvent in the colloidal solution is evaporated. The evaporation of the solvent varies depending on the type of the solvent and may be sufficiently evaporated in the air at room temperature. However, it is preferable to promote the evaporation by heating and / or reducing the pressure as necessary.

湿式処理によって導入される材料は、細孔の全体を埋めている必要はなく、細孔表面上に存在していればよいが、少なくとも細孔表面を被覆していることが好ましい。なお、これらの一連の作業、特に乾燥作業は、表面積が大きい多孔質材料の酸化を避けるため、可能な限りアルゴンなどの不活性ガス雰囲気(または、可能であれば真空中)で行うことが好ましい。   The material introduced by the wet treatment does not need to fill the entire pores, and may be present on the pore surface, but it is preferable to cover at least the pore surface. In order to avoid oxidation of the porous material having a large surface area, these series of operations, particularly drying operations, are preferably performed in an inert gas atmosphere such as argon (or in a vacuum if possible) as much as possible. .

また、R−Fe−B系多孔質材料とは異なる材料として、アクリルやウレタンなどの樹脂を用い、該樹脂を含浸後、加熱などの方法で樹脂を硬化させることにより、永久磁石用多孔質材料としての耐環境性を向上することができる。   Further, a porous material for permanent magnets is obtained by using a resin such as acrylic or urethane as a material different from the R—Fe—B based porous material, and impregnating the resin, and then curing the resin by a method such as heating. The environmental resistance can be improved.

湿式処理によって、R−Fe−B系多孔質材料とは異なる材料が細孔内部に導入されたR−Fe−B系多孔質材料に対しては、特性の改善などを目的としてさらに加熱処理を実施しても良い。加熱処理の温度は、加熱の目的に応じて適宜設定される。ただし、加熱温度が1000℃以上になると、R−Fe−B系多孔質材料中の集合組織が粗大化し、磁気特性の低下を招くため、加熱温度は1000℃未満とすることが好ましい。加熱雰囲気は、R−Fe−B系多孔質材料の酸化や窒化による磁気特性の低下を抑制するという観点から、真空中やArなどの不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。   The R-Fe-B porous material in which a material different from the R-Fe-B porous material is introduced into the pores by wet processing is further subjected to heat treatment for the purpose of improving characteristics. You may carry out. The temperature of the heat treatment is appropriately set according to the purpose of heating. However, when the heating temperature is 1000 ° C. or higher, the texture in the R—Fe—B porous material becomes coarse and causes a decrease in magnetic properties. Therefore, the heating temperature is preferably less than 1000 ° C. The heating atmosphere is preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere such as Ar, from the viewpoint of suppressing deterioration in magnetic properties due to oxidation or nitridation of the R—Fe—B porous material.

なお、R−Fe−B系多孔質材料と、それと異なる材料の組み合わせによっては、R−Fe−B系多孔質材料が固有保磁力(HcJ)を有さない場合があり、その場合は、本工程や加熱圧縮処理により、400kA/m以上の固有保磁力(HcJ)を発現し得る永久磁石材料を作製することができる。 Depending on the combination of the R—Fe—B based porous material and a different material, the R—Fe—B based porous material may not have an intrinsic coercive force (H cJ ). A permanent magnet material capable of expressing an intrinsic coercive force (H cJ ) of 400 kA / m or more can be produced by this step or heat compression treatment.

HD処理とDR処理とを必ずしも連続して実行する必要はない。さらに、HD処理後の圧粉体に対して、異種材料として金属、合金および/または化合物を上記と同様の方法で導入し、その後に、DR処理を行っても構わない。この場合、HD処理後の圧粉体は粒子同士の拡散接合が進展しており、HD処理前の圧粉体よりもハンドリング性が向上しているため、容易に金属、合金および/または化合物を導入することができる。   The HD process and the DR process are not necessarily executed continuously. Further, a metal, an alloy and / or a compound as a different material may be introduced into the green compact after the HD treatment by the same method as described above, and then the DR treatment may be performed. In this case, the green compact after the HD treatment has progressed in diffusion bonding between particles, and the handling property is improved as compared with the green compact before the HD treatment. Therefore, the metal, alloy and / or compound can be easily added. Can be introduced.

また、湿式処理後における多孔質材料(複合バルク材料)に対して、前述した加熱圧縮処理を適用すると、真密度の95%以上に緻密化した複合バルク磁石を得ることができる。   Further, when the above-described heat compression treatment is applied to the porous material (composite bulk material) after the wet treatment, a composite bulk magnet densified to 95% or more of the true density can be obtained.

以上、湿式処理によって異種材料を導入する方法について述べたが、異種材料として希土類元素を導入する場合には、以下に説明する方法を好適に採用できる。   As mentioned above, although the method to introduce | transduce a dissimilar material by wet processing was described, when introduce | transducing rare earth elements as a dissimilar material, the method demonstrated below can be employ | adopted suitably.

(2)希土類元素の導入
R−Fe−B系多孔質材料の表面および/または細孔内部に導入する希土類金属、希土類合金、希土類化合物は、少なくとも1種類の希土類元素を含んでいれば特段限定されることはない。本発明の効果を有効に発揮させるためには、Nd、Pr、Dy、Tbのうち少なくとも1種またはそれ以上を含むことが望ましい。
(2) Introduction of rare earth element The rare earth metal, rare earth alloy, and rare earth compound introduced into the surface and / or pores of the R-Fe-B porous material are limited as long as they contain at least one kind of rare earth element. It will never be done. In order to effectively exhibit the effects of the present invention, it is desirable to include at least one of Nd, Pr, Dy, and Tb.

希土類金属、希土類合金、希土類化合物のうちの少なくとも1種をR−Fe−B系多孔質材料の表面および/または細孔内部に導入する方法には、種々の方法があり、本発明では特に特定の方法に限定されない。使用可能な導入方法は、乾式処理と湿式処理に大別される。以下、それぞれの方法について具体的に記載する。   There are various methods for introducing at least one of a rare earth metal, a rare earth alloy, and a rare earth compound into the surface and / or inside the pores of the R—Fe—B based porous material. It is not limited to this method. The introduction methods that can be used are roughly classified into dry processing and wet processing. Hereinafter, each method will be specifically described.

(A)乾式処理
乾式処理としては、公知のスパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティングなどの物理蒸着法を用いることができる。また、希土類金属、希土類合金、希土類化合物(水素化物など)の少なくとも一種の粉末をR−Fe−B系多孔質材料と混合し、加熱することにより、希土類元素をR−Fe−B系多孔質材料中に拡散させてもよい。また、PCT/JP2007/53892号に記載されているように、希土類含有物から希土類元素を気化・蒸着させつつ、R−Fe−B系多孔質材料中に拡散する方法(蒸着拡散法)を用いても良い。
(A) Dry treatment As the dry treatment, a physical vapor deposition method such as a known sputtering method, vacuum vapor deposition method, or ion plating can be used. In addition, at least one powder of rare earth metal, rare earth alloy, rare earth compound (hydride, etc.) is mixed with an R—Fe—B porous material and heated to thereby convert the rare earth element into an R—Fe—B porous material. It may be diffused into the material. Further, as described in PCT / JP2007 / 53892, a method (vapor deposition diffusion method) in which rare earth elements are vaporized and evaporated from a rare earth-containing material and diffused into an R-Fe-B porous material is used. May be.

乾式処理時における多孔質材料の温度は、室温でもよいし、加熱によって昇温されていてもよい。ただし、温度が1000℃以上になると、R−Fe−B系多孔質材料中の集合組織が粗大化し、磁気特性の低下を招くため、乾式処理中における多孔質材料の温度は1000℃未満に設定することが好ましい。乾式処理時の温度および時間を適切に調整することにより、集合組織の粗大化を抑制することができる。このような熱処理の条件によっては多孔質材料の緻密化が進行し得るが、集合組織の粗大化を抑制するように熱処理を行うと、多孔質材料には細孔が残存する。このため、充分にフルデンス化するためには、多孔質材料を加圧しながら熱処理することが必要になる。   The temperature of the porous material during the dry treatment may be room temperature or may be raised by heating. However, when the temperature is 1000 ° C. or higher, the texture in the R—Fe—B porous material becomes coarse and causes a decrease in magnetic properties. Therefore, the temperature of the porous material during the dry processing is set to less than 1000 ° C. It is preferable to do. By appropriately adjusting the temperature and time during the dry process, coarsening of the texture can be suppressed. Depending on the conditions of such heat treatment, the densification of the porous material may proceed. However, when heat treatment is performed so as to suppress the coarsening of the texture, pores remain in the porous material. For this reason, in order to fully condense, it is necessary to heat-treat the porous material while applying pressure.

乾式処理時の雰囲気は、適用するプロセスによって適宜選定される。雰囲気中に酸素や窒素が存在すると、処理中の酸化や窒化によって磁気特性劣化を招来する可能性があるため、真空や不活性雰囲気(アルゴンなど)中で処理することが好ましい。   The atmosphere during the dry treatment is appropriately selected depending on the process to be applied. When oxygen or nitrogen is present in the atmosphere, there is a possibility that the magnetic properties are deteriorated due to oxidation or nitridation during the treatment. Therefore, the treatment is preferably performed in a vacuum or an inert atmosphere (such as argon).

(B)湿式処理
湿式処理としても、前述した公知の方法を適宜用いて行うことができる。特に、有機溶媒に微粒子を分散させた液(以下、「処理液」と称する。)を用意し、R−Fe−B系多孔質材料の孔部に含浸させる方法を好適に採用できる。この場合は、多孔質材料の細孔中に導入したコロイド溶液の有機溶媒を蒸発させることにより、処理液中に分散していた微粒子の層で細孔を被覆することが可能である。これらの方法により湿式処理を行うとき、化学反応を促進したり、微粒子を多孔質材料の内部にまで確実に含浸させるため、付加的に加熱処理や超音波の印加を行ってもよい。
(B) Wet treatment As the wet treatment, the above-described known methods can be used as appropriate. In particular, a method of preparing a liquid in which fine particles are dispersed in an organic solvent (hereinafter referred to as “treatment liquid”) and impregnating the pores of the R—Fe—B porous material can be suitably employed. In this case, the organic solvent of the colloidal solution introduced into the pores of the porous material can be evaporated to cover the pores with a fine particle layer dispersed in the treatment liquid. When wet processing is performed by these methods, heat treatment or application of ultrasonic waves may be additionally performed in order to promote a chemical reaction or to ensure that fine particles are impregnated into the porous material.

処理液中に分散させる微粒子は、例えばプラズマCVD法などの気相法、ゾルゲル法などの液相法などの公知の方法によって作製される。液相法を採用して微粒子を作製する場合、その溶媒(分散媒)は、処理液の溶媒と同一であっても良いし、異なっていてもよい。   The fine particles dispersed in the treatment liquid are produced by a known method such as a gas phase method such as a plasma CVD method or a liquid phase method such as a sol-gel method. When the fine particles are produced by adopting the liquid phase method, the solvent (dispersion medium) may be the same as or different from the solvent of the treatment liquid.

処理液中に分散させる微粒子は、希土類の酸化物、フッ化物、酸フッ化物の少なくとも1種を含むことが好ましい。特に、フッ化物や酸フッ化物を用いると、後述する加熱処理などによって、多孔質材料を構成する結晶粒の粒界に希土類元素を効率的に拡散させることができ、本発明の効果が大きい。   The fine particles dispersed in the treatment liquid preferably contain at least one kind of rare earth oxide, fluoride, and oxyfluoride. In particular, when fluoride or oxyfluoride is used, the rare earth element can be efficiently diffused to the grain boundaries of the crystal grains constituting the porous material by heat treatment described later, and the effect of the present invention is great.

微粒子の平均粒子径は1μm以下であることが好ましい。平均粒径が1μmを超えて大きくなりすぎると、処理液への微粒子の分散が困難になったり、R−Fe−B系多孔質材料の内部まで処理液を浸透させることが困難になるからである。平均粒子径は、0.5μm以下がより好ましく、0.1μm(100nm)以下がさらに好ましい。微粒子の粒径の下限は、処理液が安定であるかぎり、特に限定されない。一般に、微粒子の粒径が1nm未満になると、処理液の安定性が低下することが多いため、微粒子の粒径は1nm以上であることが好ましく、3nm以上であることがより好ましく、5nm以上であることがさらに好ましい。   The average particle diameter of the fine particles is preferably 1 μm or less. If the average particle diameter exceeds 1 μm and becomes too large, it becomes difficult to disperse the fine particles in the treatment liquid or it is difficult to penetrate the treatment liquid into the R-Fe-B porous material. is there. The average particle diameter is more preferably 0.5 μm or less, and further preferably 0.1 μm (100 nm) or less. The lower limit of the particle size of the fine particles is not particularly limited as long as the treatment liquid is stable. Generally, when the particle size of the fine particles is less than 1 nm, the stability of the treatment liquid often decreases. Therefore, the particle size of the fine particles is preferably 1 nm or more, more preferably 3 nm or more, and more preferably 5 nm or more. More preferably it is.

微粒子を分散させる溶媒(分散媒)は、微粒子の粒径、化学的性質などによって適宜選定されるが、R−Fe−B系多孔質材料の耐食性が高くないため、非水系の溶媒を用いることが好ましい。微粒子の凝集を防ぐために、界面活性剤などの分散剤を処理液に含有させたり、あらかじめ微粒子を表面処理しても良い。   The solvent (dispersion medium) for dispersing the fine particles is appropriately selected depending on the particle size, chemical properties, etc. of the fine particles, but the non-aqueous solvent is used because the corrosion resistance of the R—Fe—B porous material is not high. Is preferred. In order to prevent aggregation of the fine particles, a dispersant such as a surfactant may be included in the treatment liquid, or the fine particles may be surface-treated in advance.

処理液中における微粒子の濃度は、微粒子の粒径、化学的性質、溶媒や分散剤の種類などによって適宜選定されるが、例えば1質量%から50質量%程度までの範囲内に設定される。   The concentration of the fine particles in the treatment liquid is appropriately selected depending on the particle size of the fine particles, the chemical properties, the kind of the solvent and the dispersant, and is set within a range of, for example, about 1% by mass to 50% by mass.

このような処理液に希土類多孔質材料を浸漬すると、毛細管現象により、希土類多孔質材料の内部の細孔まで処理液が浸透する。なお、多孔質材料内部への処理液の浸透(含浸)をより確実に行うためには、多孔質材料内部の細孔に存在していた空気を除去することが有用であるため、含浸処理は一時的に減圧または真空雰囲気とした後、常圧または加圧して行うことが有効である。   When the rare earth porous material is immersed in such a treatment liquid, the treatment liquid penetrates to the pores inside the rare earth porous material by capillary action. In order to more reliably infiltrate (impregnate) the treatment liquid into the porous material, it is useful to remove the air present in the pores inside the porous material. It is effective to carry out under normal pressure or pressurization after temporarily reducing the pressure or vacuum atmosphere.

含浸処理を行う前の多孔質材料は、研削加工などの加工屑が多孔質材料の表面における細孔を塞いでいる可能性があり、確実な含浸が妨げられる場合がある。このため、含浸の前に、超音波洗浄などにより、多孔質材料の表面を清浄化しておくことが好ましい。   In the porous material before the impregnation treatment, processing scraps such as grinding may possibly block pores on the surface of the porous material, and reliable impregnation may be prevented. For this reason, it is preferable to clean the surface of the porous material by ultrasonic cleaning or the like before the impregnation.

多孔質材料に含浸処理を行なった後、処理液中の溶媒(分散媒)を蒸発させる。溶媒の蒸発は、溶媒の種類によって異なり、室温大気中で十分に蒸発する場合もあるが、必要に応じて加熱および/または減圧を行うことにより、蒸発を促進させることが好ましい。   After impregnating the porous material, the solvent (dispersion medium) in the processing liquid is evaporated. The evaporation of the solvent varies depending on the type of the solvent and may be sufficiently evaporated in the air at room temperature. However, it is preferable to promote the evaporation by heating and / or reducing the pressure as necessary.

湿式処理によって導入される材料は、細孔の全体を埋めている必要はなく、細孔表面上に存在していればよいが、少なくとも細孔表面を被覆していることが好ましい。   The material introduced by the wet treatment does not need to fill the entire pores, and may be present on the pore surface, but it is preferable to cover at least the pore surface.

上記の方法によって、表面および/または細孔内部に希土類元素が導入されたR−Fe−B系多孔質材料に対して、特性の改善、特に保磁力の向上を目的として、さらに加熱処理を実施しても良い。加熱処理の温度は、加熱の目的に応じて適宜設定される。ただし、加熱温度が1000℃以上になると、R−Fe−B系多孔質材料中の集合組織が粗大化し、磁気特性の低下を招くため、加熱温度は1000℃未満とすることが好ましい。加熱雰囲気は、R−Fe−B系多孔質材料の酸化や窒化による磁気特性の低下を抑制するという観点から、真空中やArなどの不活性ガス雰囲気中で行うことが好ましい。   By the above method, the R-Fe-B porous material having a rare earth element introduced on the surface and / or inside the pores is further subjected to heat treatment for the purpose of improving the characteristics, particularly the coercive force. You may do it. The temperature of the heat treatment is appropriately set according to the purpose of heating. However, when the heating temperature is 1000 ° C. or higher, the texture in the R—Fe—B porous material becomes coarse and causes a decrease in magnetic properties. Therefore, the heating temperature is preferably less than 1000 ° C. The heating atmosphere is preferably performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere such as Ar, from the viewpoint of suppressing deterioration in magnetic properties due to oxidation or nitridation of the R—Fe—B porous material.

なお、R−Fe−B系多孔質材料と、希土類金属、希土類合金、および/または希土類化合物の組み合わせによっては、上記の処理のみでは、R−Fe−B系多孔質材料が固有保磁力(HcJ)を有さない場合があり、その場合は、本工程や後述する加熱圧縮処理によって、高い固有保磁力(HcJ)を発現しうる永久磁石材料とすることもできる。 Depending on the combination of the R—Fe—B based porous material and the rare earth metal, rare earth alloy, and / or rare earth compound, the R—Fe—B based porous material may have an intrinsic coercive force (H cJ ) may not be provided, and in this case, a permanent magnet material capable of exhibiting a high intrinsic coercive force (H cJ ) can be obtained by this step or the heat compression treatment described later.

以上、乾式処理や湿式処理による希土類元素の導入は、HD処理とDR処理を必ずしも連続して実行する必要はない。さらに、HD処理後の圧粉体に対して、希土類元素を上記と同様の方法で導入し、その後に、DR処理を行っても構わない。この場合、HD処理後の圧粉体は粒子同士の拡散接合が進展しており、HD処理前の圧粉体よりもハンドリング性が向上しているため、容易に金属、合金および/または化合物を導入することができる。   As described above, the introduction of the rare earth element by the dry process or the wet process does not necessarily need to continuously execute the HD process and the DR process. Furthermore, the rare earth element may be introduced into the green compact after the HD treatment by the same method as described above, and then the DR treatment may be performed. In this case, the green compact after the HD treatment has progressed in diffusion bonding between particles, and the handling property is improved as compared with the green compact before the HD treatment. Therefore, the metal, alloy and / or compound can be easily added. Can be introduced.

また、希土類導入処理後における多孔質材料(複合バルク材料)に対して、前述した加熱圧縮処理を適用すると、真密度の95%以上に緻密化した複合バルク磁石を得ることができる。   Moreover, when the above-described heat compression treatment is applied to the porous material (composite bulk material) after the rare earth introduction treatment, a composite bulk magnet densified to 95% or more of the true density can be obtained.

最終的には、本発明の効果の一つである、高い固有保磁力を発現するための着磁工程を行うが、着磁工程を行なうタイミングは、湿式処理の後であることが好ましい。加熱圧縮処理を行う場合は、その処理の後に行うことが好ましい。   Ultimately, a magnetizing step for expressing a high intrinsic coercive force, which is one of the effects of the present invention, is performed, but the timing for performing the magnetizing step is preferably after the wet processing. When performing a heat compression process, it is preferable to carry out after the process.

なお、上述の方法によって得られた永久磁石用多孔質材料やフルデンス磁石、コンポジット磁石などを粉砕し、粉末化した後、ボンド磁石などの原料粉末として利用することも可能である。   In addition, after pulverizing and pulverizing the porous material for permanent magnets, the flude magnet, the composite magnet, and the like obtained by the above-described method, it can be used as a raw material powder such as a bond magnet.

<多孔質材料を用いた複合部品>
本発明によって得られた多孔質材料を用いることで、種々の複合部品を作成することができる。応用例の一つとして、多孔質材料と粉末状態の軟磁性材料粉末または軟磁性材料粉末の仮成形体とを熱間プレス成形(加熱圧縮)することによって、希土類磁石成形体と軟磁性材料粉末の成形体とが一体化された成形部品を得る方法について、具体的な実施形態を示す。
<Composite parts using porous materials>
Various composite parts can be produced by using the porous material obtained by the present invention. As one application example, a rare earth magnet compact and a soft magnetic material powder are obtained by hot press-molding (heating and compressing) a porous material and a soft magnetic material powder in a powder state or a temporary compact of the soft magnetic material powder. A specific embodiment of a method for obtaining a molded part in which the molded body is integrated will be described.

本実施形態では、上述の方法により、図5(a)に示す形状の多孔質材料12a’、12b’を用意する一方で、別途、軟磁性材料粉末(例えば、鉄粉末などの軟磁性金属粉末)をプレス成形することにより、図5(b)に示す軟磁性材料粉末の仮成形体22’を作製する。この工程は、公知のプレス成形方法で行うことができる。好ましい圧力は、300MPa以上1GPa以下である。このとき、軟磁性材料粉末の仮成形体22’の密度(かさ密度)は、真密度の約70%以上約90%以下の範囲にあることが好ましく、約75%以上約80%以下がさらに好ましい。圧力が上記の範囲よりも低いと、熱間プレスによる一体化工程における変形量(収縮量)が過大となり、磁石部品および軟磁性部品の相対位置にずれが生じるので、高い寸法精度で磁気回路部品を成形するのが困難となることがある。一方、圧力が上記の範囲よりも高いと、後の一体化工程において十分な接合強度が得られないおそれがある。また、成形温度は、約15℃以上約40℃以下であることが好ましく、特に加熱や冷却をする必要は無い。雰囲気は、希土類磁石粉末の酸化を防止するために、不活性ガス(希ガスおよび窒素を含む)雰囲気下で行うことが好ましい。   In the present embodiment, porous materials 12a ′ and 12b ′ having the shape shown in FIG. 5A are prepared by the above-described method, while soft magnetic material powder (for example, soft magnetic metal powder such as iron powder) is separately prepared. ) Is press-molded to produce a soft magnetic material powder temporary compact 22 'shown in FIG. 5 (b). This step can be performed by a known press molding method. A preferable pressure is 300 MPa or more and 1 GPa or less. At this time, the density (bulk density) of the temporary molded body 22 'of the soft magnetic material powder is preferably in the range of about 70% to about 90% of the true density, and more preferably about 75% to about 80%. preferable. If the pressure is lower than the above range, the amount of deformation (shrinkage) in the integration process by hot pressing becomes excessive, and the relative position of the magnet part and soft magnetic part will shift, so magnetic circuit parts with high dimensional accuracy. May be difficult to mold. On the other hand, if the pressure is higher than the above range, sufficient bonding strength may not be obtained in the subsequent integration step. The molding temperature is preferably about 15 ° C. or more and about 40 ° C. or less, and it is not necessary to perform heating or cooling. The atmosphere is preferably performed in an inert gas (including rare gas and nitrogen) atmosphere in order to prevent oxidation of the rare earth magnet powder.

なお、本発明の製造方法によれば、一体化工程における変形量(体積変化率)は30%以下となり、高い寸法精度で磁気回路部品を製造することができる。 上述のように、複数の多孔質材料12a’、12b’と軟磁性材料粉末の仮成形体22’を準備した後、図5(c)に示すように、多孔質材料12a’、12b’と軟磁性材料粉末の仮成形体22’とを金型内でセットし、熱間プレス成形する。この熱間プレスにより、多孔質材料12a’、12b’は圧縮され、密度の向上した磁石成形体12a,12bに変化する。こうして、図6に示す、複数の磁石成形体12a、12bと軟磁性材料粉末の成形体22とが一体化された回転子(磁気回路部品)100を得る。   According to the manufacturing method of the present invention, the deformation amount (volume change rate) in the integration step is 30% or less, and a magnetic circuit component can be manufactured with high dimensional accuracy. As described above, after preparing a plurality of porous materials 12a ′, 12b ′ and a temporary molded body 22 ′ of soft magnetic material powder, as shown in FIG. 5C, the porous materials 12a ′, 12b ′ and The soft magnetic material powder temporary compact 22 'is set in a mold and hot press-molded. By this hot pressing, the porous materials 12a 'and 12b' are compressed and changed into magnet molded bodies 12a and 12b with improved density. In this way, a rotor (magnetic circuit component) 100 in which a plurality of magnet molded bodies 12a, 12b and a molded body 22 of soft magnetic material powder are integrated as shown in FIG. 6 is obtained.

上記の熱間プレス成形における好ましい圧力は、20MPa以上500MPa以下である。圧力が上記の範囲よりも低いと、磁石部品と軟磁性材料粉末の成形体との接合強度が十分に得られないおそれがある。圧力が上記の範囲よりも高いと、熱間プレス工程でプレス装置自体が変形してしまうおそれがあり、これを防止するために大型の装置を必要とするなど、製造コストの増大を招くことがある。成形温度は、400℃以上1000℃未満であることが好ましく、600℃以上900℃以下であることがより好ましく、700℃以上800℃以下であることが最も好ましい。成形温度が400℃よりも低いと、磁石成形体および軟磁性材料粉末の成形体が十分に緻密化されないことがある。また、成形温度が1000℃以上になると、結晶粒が粗大化し、多孔質材料が有している磁気特性をかえって低下させるおそれがある。また、上記温度および圧力に保持する時間(以下、「成形時間」という。)は、10秒以上1時間以下であることが好ましく、生産性の観点から1分以上10分以下の短時間であることがさらに好ましい。もちろん、成形時間は、成形温度および成形圧力との関係で適宜設定されるものであるが、成形時間が10秒よりも短いと成形体を十分に緻密化できないおそれがあり、また1時間よりも長いと、結晶粒の粗大化によって磁気特性が低下するおそれがある。また、熱間プレス工程は、多孔質材料の酸化を防止するために、不活性ガス(希ガスおよび窒素を含む)雰囲気下で行うことが好ましい。   A preferable pressure in the above hot press molding is 20 MPa or more and 500 MPa or less. When the pressure is lower than the above range, the bonding strength between the magnet part and the soft magnetic material powder compact may not be sufficiently obtained. If the pressure is higher than the above range, the press device itself may be deformed in the hot press process, and a large-scale device is required to prevent this, leading to an increase in manufacturing cost. is there. The molding temperature is preferably 400 ° C. or higher and lower than 1000 ° C., more preferably 600 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, and most preferably 700 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. When the molding temperature is lower than 400 ° C., the magnet compact and the soft magnetic material powder compact may not be sufficiently densified. On the other hand, when the molding temperature is 1000 ° C. or higher, the crystal grains become coarse and the magnetic properties of the porous material may be deteriorated. Further, the time for holding at the above temperature and pressure (hereinafter referred to as “molding time”) is preferably 10 seconds or longer and 1 hour or shorter, and is a short time of 1 minute or longer and 10 minutes or shorter from the viewpoint of productivity. More preferably. Of course, the molding time is appropriately set in relation to the molding temperature and the molding pressure. However, if the molding time is shorter than 10 seconds, the compact may not be sufficiently densified, and more than 1 hour. If the length is long, the magnetic properties may deteriorate due to the coarsening of crystal grains. In addition, the hot pressing step is preferably performed in an inert gas (including rare gas and nitrogen) atmosphere in order to prevent oxidation of the porous material.

このようにして得られる回転子100における磁石成形体12a、12bの密度は真密度の約95%以上であり、軟磁性材料粉末の成形体22の密度は真密度の約95%以上である。 ここでは、多孔質材料12a’、12b’と別に、軟磁性材料粉末の仮成形体22’を予め成形し、これを熱間プレス形成することによって一体化する例を説明したが、軟磁性材料粉末の仮成形体22’を予め形成することなく、多孔質材料12a’、12b’と粉末状態のままの軟磁性材料粉末とを熱間プレス成形することによって、一体化することも出来る。但し、高い寸法精度の磁気回路部品を得るためには、上述したように、軟磁性部品の仮成形体および多孔質材料を予め作製してから、これらを一体化するというプロセスが好ましい。   The density of the magnet compacts 12a and 12b in the rotor 100 thus obtained is about 95% or more of the true density, and the density of the compact 22 of the soft magnetic material powder is about 95% or more of the true density. Here, an example in which the soft magnetic material powder temporary molded body 22 ′ is formed in advance separately from the porous materials 12a ′ and 12b ′ and then integrated by hot pressing is described. It is also possible to integrate the porous materials 12a ′ and 12b ′ and the soft magnetic material powder in a powder state by hot press molding without previously forming the temporary powder compact 22 ′. However, in order to obtain a magnetic circuit component with high dimensional accuracy, as described above, a process in which a temporary molded body of a soft magnetic component and a porous material are produced in advance and then integrated is preferable.

[実施例1]
以下の表1に示す組成の合金(狙い組成:Nd15.9FebalCo1.06.2Al0.5Cu0.1Ga0.1(原子%))を用意し、上述した実施形態の製造方法により、希土類永久磁石用多孔質材料を作製した。表1における数値の単位は質量%である。以下、本実施例の作製方法を説明する。
[Example 1]
An alloy having the composition shown in Table 1 below (target composition: Nd 15.9 Fe bal Co 1.0 B 6.2 Al 0.5 Cu 0.1 Ga 0.1 (atomic%)) was prepared, and the porous structure for rare earth permanent magnets was manufactured by the manufacturing method of the above-described embodiment. A quality material was produced. The unit of numerical values in Table 1 is mass%. Hereinafter, a manufacturing method of this example will be described.

まず、表1の組成を有する急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粉末に粗粉砕した後、ジェットミルを用いて粗粉末を微粉砕し、平均粒径4.3μmの微粉末を得た。なお、「平均粒径」は、レーザー回折式粒度分布測定装置(Sympatec社製、HEROS/RODOS)における50%体積中心粒径(D50)である。 First, a rapidly solidified alloy having the composition shown in Table 1 was produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized into a powder having a particle size of 425 μm or less by the hydrogen occlusion / disintegration method, and then the coarse powder was finely pulverized using a jet mill to obtain a fine powder having an average particle size of 4.3 μm. The “average particle size” is a 50% volume center particle size (D 50 ) in a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Sympatec, HEROS / RODOS).

この微粉末をプレス装置の金型に充填し、1.5テスラ(T)の磁界中において、磁界と垂直方向に20MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と単重に基づいて計算すると、3.95g/cm3であった。 The fine powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 20 MPa in a direction perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 1.5 Tesla (T). The density of the green compact was calculated to be 3.95 g / cm 3 based on dimensions and unit weight.

次に、圧粉体に対して前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPa(大気圧)のアルゴン流気中で600℃まで加熱し、その後、雰囲気をH2分圧33kPa+Ar分圧67kPaの混合ガス流気(合計で大気圧)に切り替えた後、600℃を4時間保時して水素化・不均化反応を行った。その後、700℃に昇温し、5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で4時間保時し、脱水素・再結合処理を行った。次に、大気圧Ar流気中で室温まで冷却し、実施例のサンプルを得た。 Next, the above-mentioned HDDR process was performed on the green compact. Specifically, the green compact is heated to 600 ° C. in an argon flow of 100 kPa (atmospheric pressure), and then the atmosphere is mixed gas flow (total atmospheric pressure) of H 2 partial pressure 33 kPa + Ar partial pressure 67 kPa. After switching, the hydrogenation / disproportionation reaction was carried out at 600 ° C. for 4 hours. Thereafter, the temperature was raised to 700 ° C., and kept for 4 hours in an argon flow reduced to 5.3 kPa to perform dehydrogenation / recombination treatment. Next, it cooled to room temperature in atmospheric pressure Ar flow, and the sample of the Example was obtained.

こうして得られたサンプルの寸法を測定し、加熱処理前の寸法と比較した。磁界方向の収縮率および金型方向の収縮率を計算し、収縮比を求めると、1.31であった。ここで、収縮率(%)は、(加熱処理前寸法−加熱処理後寸法)÷加熱処理前寸法×100で表され、収縮比は、(磁界方向の収縮率/金型方向の収縮率)で表される。   The dimensions of the sample thus obtained were measured and compared with the dimensions before the heat treatment. The shrinkage ratio in the magnetic field direction and the shrinkage ratio in the mold direction were calculated and the shrinkage ratio was determined to be 1.31. Here, the shrinkage rate (%) is represented by (size before heat treatment−size after heat treatment) ÷ size before heat treatment × 100, and the shrinkage ratio is (shrinkage rate in the magnetic field direction / shrinkage rate in the mold direction). It is represented by

また、DR処理直後におけるサンプル中の酸素量を測定した結果は0.62質量%であり、表1のNd、Fe、Coから求めた余剰希土類量R’は2.82原子%であった。   Further, the result of measuring the oxygen content in the sample immediately after the DR treatment was 0.62% by mass, and the surplus rare earth content R ′ obtained from Nd, Fe, and Co in Table 1 was 2.82 atomic%.

サンプルの磁界印加方向に対して垂直な面をX線回折装置で評価した。その結果、Nd2Fe14B相を有し、容易磁化軸方向が磁界方向に配向していることを確認した。また、サンプルの破断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。図7は、サンプルの破断面を示すSEM写真である。図7が図1と異なる主要な点は、その倍率にある。なお、図7には、相互に結合した粉末粒子Aと、粉末粒子Aの間に位置する空隙B(長径1μm以上20μm以下の細孔)とが示されている。粉末粒子Aは、その内部に平均結晶粒径0.01μm以上2μm以下のNd2Fe14B型結晶相の集合組織を有している。図7における粉末粒子Aは、図3(b)に模式的に示されている粉末粒子A1、A2に相当し、図7における空隙Bは、図3(b)における空隙Bに相当している。また、図7におけるCの領域は、図3(b)における粒子の結合部Cに相当している。 A surface perpendicular to the magnetic field application direction of the sample was evaluated with an X-ray diffractometer. As a result, it was confirmed that it had an Nd 2 Fe 14 B phase and the easy magnetization axis direction was oriented in the magnetic field direction. Further, the fracture surface of the sample was observed with a scanning electron microscope (SEM). FIG. 7 is an SEM photograph showing a fracture surface of the sample. 7 is different from FIG. 1 in the magnification. In FIG. 7, powder particles A bonded to each other and voids B (pores having a major axis of 1 μm to 20 μm) positioned between the powder particles A are shown. The powder particle A has a texture of an Nd 2 Fe 14 B type crystal phase having an average crystal grain size of 0.01 μm or more and 2 μm or less inside. The powder particles A in FIG. 7 correspond to the powder particles A1 and A2 schematically shown in FIG. 3B, and the void B in FIG. 7 corresponds to the void B in FIG. 3B. . Further, a region C in FIG. 7 corresponds to the particle coupling portion C in FIG.

図7から明らかなように、実施例の材料は1μm〜20μmの孔が分散した多孔質構造を有している。このような多孔質構造は、平均粒径20μm未満の粉末粒子が焼結することによって形成されたものであるが、通常の焼結磁石とは異なり、緻密化されておらず、密度が低い。このような構造は、HDDR処理の温度を通常の焼結温度(1100℃程度)よりも充分に低い温度で実施することによって得られる。もし仮に高温(1000〜1150℃)でDR処理を行うと、焼結体の密度は向上し、多孔質材料を得ることはできなくなる。また、そのような高温でDR処理を行うと、異常なレベルに粒成長が進行し、磁石特性が大きく劣化する可能性が高い。   As is apparent from FIG. 7, the material of the example has a porous structure in which pores of 1 μm to 20 μm are dispersed. Such a porous structure is formed by sintering powder particles having an average particle size of less than 20 μm, but unlike a normal sintered magnet, it is not densified and has a low density. Such a structure can be obtained by carrying out the HDDR treatment at a temperature sufficiently lower than the normal sintering temperature (about 1100 ° C.). If the DR treatment is performed at a high temperature (1000 to 1150 ° C.), the density of the sintered body is improved and a porous material cannot be obtained. Further, when the DR treatment is performed at such a high temperature, the grain growth proceeds to an abnormal level, and there is a high possibility that the magnet characteristics are greatly deteriorated.

本実施例のサンプルでは、通常の焼結磁石とは異なり、焼結過程でHDDR処理が進行するため、各粉末粒子の内部で0.01μm〜2μmの微細な結晶相からなる集合組織が形成される。   In the sample of this example, unlike the ordinary sintered magnet, the HDDR process proceeds during the sintering process, so that a texture composed of a fine crystal phase of 0.01 μm to 2 μm is formed inside each powder particle. The

また、図7の粉末粒子を構成する集合組織は、領域aのように、比較的角張った微細結晶で構成される領域と、領域a’のように比較的丸みを帯びた微細結晶で構成される2種類の態様が観察される。特許文献1に記載されるような、従来のHDDR磁粉の態様と比較すると、領域a’のような比較的丸みを帯びた微細結晶は、従来のHDDR磁粉において、HDDR処理後に粉砕を行わない場合の個々の粒子表面の態様と一致する。一方、領域aのように比較的角張った微細結晶で構成される領域は、従来のHDDR磁粉において、HDDR処理後に粉末を粉砕した場合の個々の粒子の破断面の態様と一致する。これらの点を踏まえると、図7の領域aはHDDR処理によって結合された個々の粉末粒子の、HDDR処理後の破断面(すなわち粉末粒子の内部)の形態であり、領域a’は、圧粉体を構成していた個々の粉末粒子のHDDR処理後の粒子表面の形態であるということがわかる。試料の破断面において、このようなa、a’の2つの微細結晶の形態を有する態様は、本発明の製法、すなわち、微粉末の圧粉体にしたものをHDDR処理することによって得られる永久磁石用多孔質材料の特徴の一つである。   Further, the texture constituting the powder particles in FIG. 7 is composed of a region composed of relatively angular fine crystals, such as region a, and a relatively rounded microcrystal, such as region a ′. Two types of aspects are observed. When compared with the conventional HDDR magnetic powder as described in Patent Document 1, the relatively rounded fine crystals such as the region a ′ are not crushed after HDDR processing in the conventional HDDR magnetic powder. Consistent with the individual particle surface aspects of On the other hand, a region composed of relatively square crystals such as region a corresponds to the aspect of the fracture surface of individual particles when the powder is crushed after HDDR processing in the conventional HDDR magnetic powder. In view of these points, the region a in FIG. 7 is the form of the fracture surface (that is, the inside of the powder particle) of the individual powder particles combined by the HDDR process, and the region a ′ is the compact. It turns out that it is the form of the particle | grain surface after the HDDR process of each powder particle which comprised the body. In the fracture surface of the sample, such an embodiment having two fine crystal forms of a and a ′ is a permanent product obtained by the HDDR treatment of the production method of the present invention, that is, a powdered green compact. This is one of the characteristics of the porous material for magnets.

次に、サンプルの表面を表面研削盤で研削し、寸法10×11×12mmの角柱に加工した。   Next, the surface of the sample was ground with a surface grinder and processed into a prism having a size of 10 × 11 × 12 mm.

なお、研磨加工によるサンプルの割れ、欠けは観察されなかった。   Note that no cracking or chipping of the sample due to polishing was observed.

サンプルの寸法および単重からサンプルの密度を計算すると、4.56g/cm3であった。研削加工を行ったサンプルを3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表2に示す。 The density of the sample was calculated from the sample dimensions and unit weight to be 4.56 g / cm 3 . The ground sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The results are shown in Table 2.

表2において、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。また、HkはBr×0.9となる外部磁界Hの値であり、Hk/HcJが高いほど、減磁曲線の角型性に優れている。通常のHDDR磁粉を用いて作製される異方性ボンド磁石のHk/HcJは、0.6以下となるが、表2に示すように、本発明で得られるサンプルは、Hk/HcJが0.69であり、角型性に優れていることを確認した。 In Table 2, J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when an external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample. H k is the value of the external magnetic field H that is B r × 0.9, and the higher the H k / H cJ , the better the squareness of the demagnetization curve. H k / H cJ of an anisotropic bonded magnet manufactured using ordinary HDDR magnetic powder is 0.6 or less, but as shown in Table 2, the sample obtained in the present invention is H k / H cJ was 0.69, and it was confirmed that the squareness was excellent.

[実施例2]
アルゴン雰囲気中において実施例1の多孔質材料を乳鉢で粉砕し、分級することにより、粒径75〜300μmの粉末を作製した。この粉末を円筒型のホルダに投入し、800kA/mの磁界中で配向しながらパラフィンで固定した。得られたサンプルを4.8MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性を振動試料型磁束計(VSM:装置名VSM5(東英工業社製))で測定した。なお、反磁界補正は行っていない。測定結果を表3に示す。
[Example 2]
The porous material of Example 1 was pulverized in a mortar and classified in an argon atmosphere to prepare a powder having a particle size of 75 to 300 μm. This powder was put into a cylindrical holder and fixed with paraffin while being oriented in a magnetic field of 800 kA / m. The obtained sample was magnetized with a pulse magnetic field of 4.8 MA / m, and the magnetic properties were measured with a vibrating sample magnetometer (VSM: device name VSM5 (manufactured by Toei Kogyo Co., Ltd.)). Note that demagnetizing field correction is not performed. Table 3 shows the measurement results.

表中のJmaxおよびBrは、サンプルの真密度が7.60g/cm3であるとして計算によって求めた。なお、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の測定値を、VSM測定における鏡像効果を考慮して補正した値である。このように、多孔質材料を粉砕することによって得られる磁石粉末も優れた磁気特性を発揮する。このような磁石粉末はボンド磁石に好適に用いられる。 J max and B r in the table, the true density of the samples was determined by calculation as being 7.60 g / cm 3. Note that J max is a measured value of the magnetization J (T) of the sample when an external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample, taking into account the mirror image effect in VSM measurement. This is a corrected value. Thus, the magnet powder obtained by pulverizing the porous material also exhibits excellent magnetic properties. Such magnet powder is suitably used for bonded magnets.

上記の各実施例に関する測定・観察結果からわかるように、本発明の永久磁石用多孔質材料は、減磁曲線の角型性に優れる。また、加熱処理時における収縮の異方性が1.31と小さい(通常の焼結磁石は2以上になる)。また、機械加工が十分に可能な強度を有しており、そのまま樹脂含浸を行うことなくバルク磁石体として使用することが可能である。さらに、多孔質材料を粉砕し、粉末化しても、保磁力HcJの低下が少なく、ボンド磁石用の磁粉としても利用できる。 As can be seen from the measurement and observation results regarding each of the above examples, the porous material for permanent magnets of the present invention is excellent in the squareness of the demagnetization curve. Further, the anisotropy of shrinkage during the heat treatment is as small as 1.31 (normal sintered magnets are 2 or more). Moreover, it has the strength which can be machined sufficiently, and can be used as a bulk magnet body without performing resin impregnation as it is. Furthermore, even if the porous material is pulverized and pulverized, the coercive force H cJ does not decrease much and can be used as magnetic powder for bonded magnets.

[実施例3]
本実施例では、図4に示すホットプレス装置を用いて実施例1の多孔質材料を高密度化し、フルデンス磁石を作製した。具体的には、実施例1の多孔質材料を用意し、その多孔質材料を研削加工した後、カーボン製のダイス内にセットした。このダイスをホットプレス装置内にセットし、真空中において700℃の条件下、50MPaの圧力で圧縮した。
[Example 3]
In this example, the density of the porous material of Example 1 was increased using the hot press apparatus shown in FIG. Specifically, the porous material of Example 1 was prepared, the porous material was ground, and then set in a carbon die. This die was set in a hot press apparatus and compressed in a vacuum at 700 ° C. under a pressure of 50 MPa.

ホットプレス後におけるフルデンス磁石の密度は7.58g/cm3であった。このフルデンス磁石の磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表4に示す。なお、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。 The density of the fluence magnet after hot pressing was 7.58 g / cm 3 . The magnetic properties of the fluence magnet were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The results are shown in Table 4. J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when the external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample.

以上の結果から、本発明の製造方法を用いることで、減磁曲線の角型性に優れ、且つ加熱処理時における収縮の異方性が1.31と小さい(通常の焼結磁石は2以上になる)多孔質材料が得られた。また、この多孔質材料は機械加工が十分可能な強度を有していた。また、焼結磁石に比べて一桁以上微細な結晶粒をもつため、薄物に加工した際の表面劣化による磁気特性の低下が少ない。さらに、ホットプレス、熱間圧延等の加熱圧縮により高密度化が容易に可能である。   From the above results, by using the manufacturing method of the present invention, the squareness of the demagnetization curve is excellent, and the shrinkage anisotropy during heat treatment is as small as 1.31 (normal sintered magnets are 2 or more) A porous material was obtained. Further, this porous material had a strength sufficient for machining. In addition, since it has crystal grains that are one or more orders of magnitude larger than a sintered magnet, there is little decrease in magnetic properties due to surface deterioration when processed into a thin object. Furthermore, high density can be easily achieved by heat compression such as hot pressing and hot rolling.

このように本発明による多孔質材料を加熱圧縮して高密度化すれば、従来技術と比較して、以下に示す有利な効果を得ることができる。   As described above, if the porous material according to the present invention is heated and compressed to increase the density, the following advantageous effects can be obtained as compared with the prior art.

(1)平均粒径20μm以下の原料粉末を用いるため、従来のHDDR磁粉を用いた場合に比べ、磁粉同士の接触面積が増えることで、相対的に低い圧粉体密度でも取り回し可能となり、仮成形時のプレス圧を低減でき、工業的量産性に優れている。また、圧粉体の密度を抑えることで、圧粉体の密度を上昇させると共に生じる配向の乱れを抑えることができる。   (1) Since the raw material powder having an average particle size of 20 μm or less is used, the contact area between the magnetic powders is increased as compared with the case of using conventional HDDR magnetic powders. The press pressure during molding can be reduced, and industrial mass productivity is excellent. Further, by suppressing the density of the green compact, it is possible to increase the density of the green compact and to suppress the orientation disturbance that occurs.

(2)HDDR処理を行う前の磁粉は低保磁力であるので、これを磁界中で成形して圧粉体を作製すると、圧粉体の脱磁が容易である。また、圧粉体はHDDR処理により完全に消磁状態になるため、取り扱いが容易な状態で加熱圧縮(熱間加工)を行うことができる。   (2) Since the magnetic powder before the HDDR treatment has a low coercive force, it is easy to demagnetize the green compact by forming it in a magnetic field to produce a green compact. Further, since the green compact is completely demagnetized by the HDDR process, it is possible to perform heat compression (hot working) in a state in which handling is easy.

(3)HDDR反応後に得られる多孔質材料は機械加工が可能な程度の強度を有しているため、従来のHDDR磁粉を用いたフルデンス磁石で必要とした加熱圧縮時の金型(ダイス)への投入を必ずしも必要としない。また、多孔質材料の段階で、すでに配向させたものを得ることができるため、加熱圧縮直前に金型内で磁界配向させたり、熱間塑性加工を行なったりして異方化させる必要がない等の理由で、工業的量産性に優れていると共に、磁気特性、設計自由度のより高い磁石が得られる。   (3) Since the porous material obtained after the HDDR reaction has such a strength that it can be machined, it becomes a die (die) at the time of heat compression required for a full-fluid magnet using conventional HDDR magnetic powder. Is not necessarily required. In addition, since it is possible to obtain an already oriented material at the porous material stage, it is not necessary to make it anisotropic by magnetic field orientation or hot plastic working in the mold immediately before heat compression. For this reason, it is possible to obtain a magnet having excellent industrial mass productivity and higher magnetic characteristics and design freedom.

(4)本発明で使用する多孔質材料は、従来のHDDR磁粉に比べて良好な角型性を示すため、フルデンス化のために加熱圧縮を行った後も良好な角型性を維持できる。   (4) Since the porous material used in the present invention exhibits better squareness than conventional HDDR magnetic powder, it can maintain good squareness even after heat compression for full condensation.

(5)加熱圧縮の工程において、熱間塑性加工による異方化を適応した場合も、従来磁粉を用いるよりも、高い異方性を有する磁石が高生産性で得られる。   (5) In the heating and compression process, even when anisotropy by hot plastic working is applied, a magnet having higher anisotropy can be obtained with higher productivity than using conventional magnetic powder.

[実施例4]
まず、実施例1について説明した方法と同一の方法により、多孔質材料12a’および12b’を得た。本実施例では、図8(a)〜(d)に示すように、これらの多孔質材料12a’および12b’と鉄芯仮成形体22’とに対して「熱間プレス成形」を実施する。
[Example 4]
First, porous materials 12a ′ and 12b ′ were obtained by the same method as described in Example 1. In this embodiment, as shown in FIGS. 8A to 8D, “hot press molding” is performed on the porous materials 12a ′ and 12b ′ and the iron core temporary molded body 22 ′. .

図8(a)に示す熱間プレス装置は、所定の形状のキャビティを形成することができる孔を有するダイ32と、ダイ32の孔内を移動することが可能な下パンチ42a、42bと、センターシャフト42cと、これらを支持するとともに必要に応じて上下に移動可能な下ラム52と、ダイ32の孔内を移動することが可能な上パンチ44a、44bと、これらを支持するとともに必要に応じて上下に移動可能な上ラム54とを有している。下パンチ42aおよび上パンチ44aは、多孔質材料12a’12b’を加圧するためのもので、下パンチ42bおよび上パンチ44bは、鉄芯仮成形体22’を加圧するためのものである。このように、多孔質材料12a’12b’と、鉄芯仮成形体22’とに対して、独立に加圧できるプレス装置(「多軸プレス装置」と呼ばれることもある。)を用いることによって、各仮成形体に適した加圧プロセスを行い、圧縮初期に大きい、仮成形体間の圧縮変形量の違いを吸収することができるので好ましい。また、図では省略しているが、熱間プレス装置は、加熱装置を備えており、下ラム52、ダイ32および上下パンチ42a、42b、44a、44bおよびセンターシャフト42cは所定の温度に加熱される。   The hot press apparatus shown in FIG. 8A includes a die 32 having a hole capable of forming a cavity having a predetermined shape, and lower punches 42a and 42b capable of moving in the hole of the die 32. A center shaft 42c, a lower ram 52 that supports them and can move up and down as needed, and upper punches 44a and 44b that can move in the holes of the die 32, and support them as needed. The upper ram 54 is movable up and down accordingly. The lower punch 42a and the upper punch 44a are for pressing the porous material 12a'12b ', and the lower punch 42b and the upper punch 44b are for pressing the iron core temporary molded body 22'. In this way, by using a press device (sometimes called a “multi-axis press device”) that can pressurize the porous material 12a′12b ′ and the iron core temporary molded body 22 ′ independently. It is preferable because a pressure process suitable for each temporary molded body can be performed and the difference in the amount of compressive deformation between the temporary molded bodies, which is large in the initial stage of compression, can be absorbed. Although not shown in the figure, the hot press device includes a heating device, and the lower ram 52, the die 32, the upper and lower punches 42a, 42b, 44a, 44b, and the center shaft 42c are heated to a predetermined temperature. The

まず、図8(a)に示すように、多孔質材料12a’および12b’と鉄芯仮成形体22’とをダイ32の所定の位置に組み立てる。このとき、多孔質材料12a’および12b’と鉄芯仮成形体22’は、図5(c)に示すように組み立てられ、鉄芯仮成形体の孔22a’内をセンターシャフト42cが貫通する。   First, as shown in FIG. 8A, the porous materials 12 a ′ and 12 b ′ and the iron core temporary molded body 22 ′ are assembled at predetermined positions on the die 32. At this time, the porous materials 12a ′ and 12b ′ and the iron core temporary molded body 22 ′ are assembled as shown in FIG. 5C, and the center shaft 42c passes through the hole 22a ′ of the iron core temporary molded body. .

次に、図8(b)に示すように、下パンチ42a、42bおよび上パンチ44a、44bを上下に移動し、組み立てられた多孔質材料12a’および12b’と鉄芯仮成形体22’とをダイ32内に形成されるキャビティ内に挿入する。その後、キャビティの温度を例えば約800℃に維持する。   Next, as shown in FIG. 8B, the lower punches 42a and 42b and the upper punches 44a and 44b are moved up and down, and the assembled porous materials 12a 'and 12b' and the iron core temporary molded body 22 ' Is inserted into a cavity formed in the die 32. Thereafter, the temperature of the cavity is maintained at about 800 ° C., for example.

次に、図8(c)に示すように、下パンチ42a、42bおよび上パンチ44a、44bを上下に移動することによって、多孔質材料12a’および12b’と鉄芯仮成形体22’とを加圧する。圧力は2ton/cm2で、5分間加圧する。 Next, as shown in FIG. 8C, the porous materials 12a ′ and 12b ′ and the iron core temporary molded body 22 ′ are moved by moving the lower punches 42a and 42b and the upper punches 44a and 44b up and down. Pressurize. The pressure is 2 ton / cm 2 and the pressure is applied for 5 minutes.

次に、図8(d)に示すように、下パンチ42a、42bおよび上パンチ44a、44bを上下に移動することによって、磁石部品12a、12bと鉄芯(軟磁性部品)22とが一体化された回転子100をダイ32から取り出す。   Next, as shown in FIG. 8D, the magnet parts 12a and 12b and the iron core (soft magnetic part) 22 are integrated by moving the lower punches 42a and 42b and the upper punches 44a and 44b up and down. The obtained rotor 100 is taken out from the die 32.

この後、室温まで冷却することによって、回転子100が得られる。この後、焼結工程を行う必要はない。   Thereafter, the rotor 100 is obtained by cooling to room temperature. After this, there is no need to perform a sintering process.

上述の製造方法で試作した磁石部品12a、12bの密度は例えば7.4g/cm3で、真密度(7.6g/cm3)の97.4%であり通常の焼結磁石の密度と同等であった。また、鉄芯22の密度は7.7g/cm3で、真密度(7.8g/cm3)の98.7%であった。 The density of the magnetic parts 12a and 12b prototyped by the above manufacturing method is, for example, 7.4 g / cm 3 , which is 97.4% of the true density (7.6 g / cm 3 ), which is equal to the density of a normal sintered magnet. Met. The density of the iron core 22 was 7.7 g / cm 3 , which was 98.7% of the true density (7.8 g / cm 3 ).

試作した回転子は、例えば33000回転でも破壊が起こらず、十分な接合強度を有していた。せん断試験によって測定した磁石部品12a、12bと鉄芯22との接合強度は57MPaであった。また、表面磁束密度は0.42Tを得ることができた。   The prototyped rotor did not break even at 33,000 revolutions, for example, and had sufficient joint strength. The joint strength between the magnet parts 12a and 12b and the iron core 22 measured by the shear test was 57 MPa. The surface magnetic flux density was 0.42T.

なお、さらに量産性を向上するために、以下のようなプロセスにすることもできる。   In addition, in order to further improve the mass productivity, the following process can be performed.

まず、図8(a)に示した組み立て工程を熱間プレス装置とは別に用意したダイおよびパンチのセット内で行い、結晶成長が起こらない程度の温度(例えば600℃程度)まで予備的に加熱する。所定の温度に到達した後、当該セットを熱間プレス装置に移動し、そこで高周波誘導加熱もしくは通電加熱により、短時間で最適な温度(例えば800℃)まで昇温し、引き続き短時間一体化プレスを行う。また、上記のダイおよびパンチのセットを複数個準備し、上記の予備的な加熱工程から一体化プレス工程までを減圧あるいは不活性ガス雰囲気中で、例えばプッシャー炉方式を用いて複数の処理を連続的に行うことにより、さらに効率的な生産が可能である。   First, the assembly process shown in FIG. 8A is performed in a die and punch set prepared separately from the hot press apparatus, and preliminarily heated to a temperature at which crystal growth does not occur (for example, about 600 ° C.). To do. After reaching a predetermined temperature, the set is moved to a hot press machine where the temperature is raised to an optimum temperature (for example, 800 ° C.) in a short time by high-frequency induction heating or current heating, and then the press is integrated for a short time. I do. In addition, a plurality of die and punch sets are prepared, and a plurality of treatments are continuously performed using, for example, a pusher furnace method in a reduced pressure or inert gas atmosphere from the preliminary heating step to the integrated pressing step. More efficient production is possible.

[実施例5]
まず、実施例1の多孔質材料と同一の多孔質材料を用意する。次に、この多孔質材料を外周刃切断機および研削加工機により7mm×7mm×5mmのサイズに加工した。この加工による多孔質材料の割れ、欠けは観察されなかった。多孔質材料に対する超音波洗浄を行った後、ナノ粒子分散コロイド溶液に多孔質材料を浸漬した。このコロイド溶液は、Coナノ粒子を分散させたコロイド溶液であり、Co粒子の平均粒径:約10μm、溶媒:テトラデカン、固形分濃度60質量%であった。ナノ粒子分散コロイド溶液はガラス製容器内に入れられ、多孔質材料を浸漬させた状態で真空デシケータ内に挿入し、減圧下に置いた。処理中の雰囲気圧力は約130Paに調整した。
[Example 5]
First, the same porous material as the porous material of Example 1 is prepared. Next, this porous material was processed into a size of 7 mm × 7 mm × 5 mm by a peripheral blade cutting machine and a grinding machine. No cracking or chipping of the porous material due to this processing was observed. After performing ultrasonic cleaning on the porous material, the porous material was immersed in the nanoparticle-dispersed colloidal solution. This colloidal solution was a colloidal solution in which Co nanoparticles were dispersed. The average particle diameter of Co particles was about 10 μm, the solvent was tetradecane, and the solid content concentration was 60% by mass. The nanoparticle-dispersed colloid solution was placed in a glass container, inserted into a vacuum desiccator with the porous material immersed therein, and placed under reduced pressure. The atmospheric pressure during the treatment was adjusted to about 130 Pa.

減圧により多孔質材料及びナノ粒子分散コロイド溶液内では気泡が発生した。気泡の発生が止んだ後、大気圧に一旦戻した。その後、真空乾燥機内に多孔質材料を挿入し、約130Paの雰囲気圧力下で200℃に加熱し、溶媒を蒸発させ、乾燥を行った。こうして、本発明による複合バルク材料のサンプルを得た。   Bubbles were generated in the porous material and the nanoparticle-dispersed colloidal solution due to the reduced pressure. After the generation of bubbles stopped, the pressure was returned to atmospheric pressure. Thereafter, the porous material was inserted into a vacuum dryer, heated to 200 ° C. under an atmospheric pressure of about 130 Pa, the solvent was evaporated, and drying was performed. Thus, a sample of the composite bulk material according to the present invention was obtained.

上記の方法により得られた複合バルク材料をホットプレス装置内にセットし、真空中において700℃の条件下、50MPaの圧力で圧縮した。ホットプレス後におけるフルデンス複合バルク磁石の密度は7.73g/cm3であった。 The composite bulk material obtained by the above method was set in a hot press apparatus and compressed in a vacuum at a pressure of 50 MPa under a condition of 700 ° C. The density of the fluence composite bulk magnet after hot pressing was 7.73 g / cm 3 .

本実施例のサンプルについて、3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表5に示す。   The sample of this example was magnetized with a 3.2 MA / m pulse magnetic field, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (Metron Giken Co., Ltd.)). The results are shown in Table 5.

本実施例では、ナノ粒子分散コロイド溶液に多孔質材料の全体を浸漬したが、毛細管現象を利用して溶液を多孔質材料の内部に浸透させることができるため、多孔質材料の一部のみをナノ粒子分散コロイド溶液に浸漬させてもよい。   In this example, the entire porous material was immersed in the nanoparticle-dispersed colloidal solution. However, since the solution can penetrate into the porous material using capillary action, only a part of the porous material is used. It may be immersed in the nanoparticle-dispersed colloidal solution.

まず、上記の実施例1における方法と同一の方法により、多孔質材料を作製した。ここでは、参考例として、多孔質材料に含浸処理を行うことなく、そのまま熱間成形法にてフルデンス化した磁石を作製し、特性を評価した。具体的には、上記の方法により得られた多孔質材料をホットプレス装置内にセットし、真空中において700℃の条件下、50MPaの圧力で圧縮した。ホットプレス後におけるフルデンス磁石の密度は7.58g/cm3であった。得られたフルデンス磁石に対して、3.2MA/m以上のパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製)で測定した。結果を以下の表6に示す。 First, a porous material was produced by the same method as in Example 1 above. Here, as a reference example, a magnet that was fully condensed by a hot forming method was produced as it was without impregnating the porous material, and the characteristics were evaluated. Specifically, the porous material obtained by the above method was set in a hot press apparatus, and compressed at a pressure of 50 MPa in a vacuum at 700 ° C. The density of the fluence magnet after hot pressing was 7.58 g / cm 3 . After magnetizing the obtained full-density magnet with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m or more, the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken Co., Ltd.). Table 6 shows.

以上の結果からわかるように、本発明の方法を用いて作製された複合バルク磁石(コンポジット磁石)では、多孔質材料に含浸処理を行うことなく、そのまま熱間成形法にてフルデンス化した参考例の磁石に比べて残留磁束密度Brが向上した。また、実施例では容易磁化方向の減磁曲線に変曲点が見られず、複合バルク磁石が硬磁性相(Nd2Fe14B型化合物)及び軟磁性相(金属ナノ粒子)が混在するコンポジット磁石として動作することを確認した。 As can be seen from the above results, in the composite bulk magnet (composite magnet) produced by using the method of the present invention, a reference example in which the porous material is fully formed by hot forming without impregnation treatment is used. The residual magnetic flux density Br was improved as compared with the magnets. Further, in the examples, no inflection point is observed in the demagnetization curve in the easy magnetization direction, and the composite bulk magnet is a composite in which a hard magnetic phase (Nd 2 Fe 14 B type compound) and a soft magnetic phase (metal nanoparticles) are mixed. It was confirmed to operate as a magnet.

[実施例6]
まず、実施例1の多孔質材料と同一の多孔質材料を用意する。次に、この多孔質材料を外周刃切断機および研削加工機により20mm×20mm×20mmのサイズに加工した。この加工による多孔質材料の割れ、欠けは観察されなかった。多孔質材料に対する超音波洗浄を行った後、DyF3微粒子分散液に多孔質材料を浸漬した。これは、粒径0.05〜0.5μmのDyF3微粒子をドデカンに分散させた液である。DyF3微粒子分散液はガラス製容器内に入れられ、多孔質材料を浸漬させた状態で真空デシケータ内に挿入し、減圧下に置いた。処理中の雰囲気圧力は約130Paに調整した。
[Example 6]
First, the same porous material as the porous material of Example 1 is prepared. Next, this porous material was processed into a size of 20 mm × 20 mm × 20 mm by a peripheral blade cutting machine and a grinding machine. No cracking or chipping of the porous material due to this processing was observed. After performing ultrasonic cleaning on the porous material, the porous material was immersed in the DyF 3 fine particle dispersion. This is a liquid in which DyF 3 fine particles having a particle diameter of 0.05 to 0.5 μm are dispersed in dodecane. The DyF 3 fine particle dispersion was placed in a glass container, inserted into a vacuum desiccator with the porous material immersed therein, and placed under reduced pressure. The atmospheric pressure during the treatment was adjusted to about 130 Pa.

減圧により多孔質材料及びDyF3微粒子分散液内では気泡が発生した。気泡の発生が止んだ後、大気圧に一旦戻した。その後、真空乾燥機内に多孔質材料を挿入し、約130Paの雰囲気圧力下で200℃に加熱し、溶媒を蒸発させ、乾燥を行った。こうして、本発明による複合バルク材料のサンプルを得た。 Bubbles were generated in the porous material and the DyF 3 fine particle dispersion due to the reduced pressure. After the generation of bubbles stopped, the pressure was returned to atmospheric pressure. Thereafter, the porous material was inserted into a vacuum dryer, heated to 200 ° C. under an atmospheric pressure of about 130 Pa, the solvent was evaporated, and drying was performed. Thus, a sample of the composite bulk material according to the present invention was obtained.

上記の方法により得られた複合バルク材料をホットプレス装置内にセットし、真空中において700℃の条件下、50MPaの圧力で圧縮した。ホットプレス後におけるフルデンス複合バルク磁石の密度は7.55g/cm3であった。 The composite bulk material obtained by the above method was set in a hot press apparatus and compressed in a vacuum at a pressure of 50 MPa under a condition of 700 ° C. The density of the fluence composite bulk magnet after hot pressing was 7.55 g / cm 3 .

その後、得られたフルデンス複合バルク磁石を800℃で3時間加熱した後、冷却を行った。   Thereafter, the obtained flude composite bulk magnet was heated at 800 ° C. for 3 hours and then cooled.

本実施例のサンプルについて、3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表7に示す。   The sample of this example was magnetized with a 3.2 MA / m pulse magnetic field, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (Metron Giken Co., Ltd.)). The results are shown in Table 7.

本実施例では、DyF3微粒子分散液に多孔質材料の全体を浸漬したが、毛細管現象を利用して溶液を多孔質材料の内部に浸透させることができるため、多孔質材料の一部のみをDyF3微粒子分散液に浸漬させてもよい。 In this example, the entire porous material was immersed in the DyF 3 fine particle dispersion. However, since the solution can penetrate into the porous material using capillary action, only a part of the porous material is used. DyF 3 may be immersed in the fine particle dispersion.

以上の結果からわかるように、本発明の方法を用いて作製された複合バルク磁石では、多孔質材料に含浸処理を行うことなく、そのまま熱間成形法にてフルデンス化した参考例の磁石に比べて固有保磁力HcJが向上した。 As can be seen from the above results, in the composite bulk magnet produced using the method of the present invention, the porous material was not impregnated, and compared with the magnet of the reference example which was fluoridized by hot forming as it was. Thus, the intrinsic coercive force H cJ is improved.

[実施例7]
以下の表8に示す狙い組成の急冷凝固合金B〜Fをストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を実施例1と同様の方法を用いて、粗粉砕および微粉砕、磁界中での成形を行い、密度4.18〜4.22g/cm3の圧粉体を作製した。なお、微粉末の平均粒径は、表8に示すとおりである(測定方法は実施例1と同じで、50%中心粒径(D50)を平均粒径とする)。
[Example 7]
Rapidly solidified alloys B to F having the target compositions shown in Table 8 below were produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized and finely pulverized and molded in a magnetic field using the same method as in Example 1 to produce a green compact having a density of 4.18 to 4.22 g / cm 3 . . The average particle diameter of the fine powder is as shown in Table 8 (the measurement method is the same as in Example 1, and the 50% center particle diameter (D 50 ) is the average particle diameter).

次に、圧粉体に対して、前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPa(大気圧)のアルゴン流気中で表8に示すHD温度まで加熱し、その後、雰囲気をH2分圧33kPa+Ar分圧67kPaの混合ガス流気(合計で大気圧)に切り替えた後、表8に示すHD温度・時間で保持して水素化・不均化反応を行った。その後、700℃に昇温し、5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で4時間保持し、脱水素、再結合反応を行った。次に、大気圧アルゴン流気中で室温まで冷却し、実施例のサンプルを得た。得られた個々のサンプルの破断面を観察した結果、図1と同様の態様を有する微細結晶の集合組織と細孔で構成されていることを確認した。 Next, the HDDR process described above was performed on the green compact. Specifically, the green compact is heated to an HD temperature shown in Table 8 in an argon stream of 100 kPa (atmospheric pressure), and then the atmosphere is mixed gas stream of H 2 partial pressure 33 kPa + Ar partial pressure 67 kPa (total After switching to atmospheric pressure, the hydrogenation / disproportionation reaction was carried out at the HD temperature and time shown in Table 8. Then, it heated up at 700 degreeC and hold | maintained for 4 hours in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa, and dehydrogenation and the recombination reaction were performed. Next, the sample was cooled to room temperature in an atmospheric pressure argon flow to obtain a sample of the example. As a result of observing the fracture surface of each of the obtained samples, it was confirmed that the sample was composed of fine crystal textures and pores having the same mode as in FIG.

次に、サンプルの表面を表面研削盤で加工し、加工後のサンプルの寸法および単重からサンプルの密度を計算した。結果を表9に示す。なお、加工による多孔質材料の割れなどは見られないことから、サンプルは十分な機械強度を有していることを確認した。研削加工を行ったサンプルを3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表9に示す。なお、表9において、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。また、Hkは、実施例1と同様、Br×0.9となる外部磁界Hの値である。 Next, the surface of the sample was processed with a surface grinder, and the density of the sample was calculated from the size and unit weight of the sample after processing. The results are shown in Table 9. In addition, since the crack of the porous material by processing, etc. were not seen, it confirmed that the sample had sufficient mechanical strength. The ground sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The results are shown in Table 9. In Table 9, J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when an external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample. H k is the value of the external magnetic field H that is B r × 0.9, as in the first embodiment.

本検討の結果から、いずれのR−Fe−Q合金組成においても、本発明の効果である、優れた角形性を有した多孔質材料が得られることを確認するとともに、Feの一部をCoやNiで置換しても同様の効果が得られることを確認した。   From the results of this study, it was confirmed that in any R—Fe—Q alloy composition, a porous material having excellent squareness, which is the effect of the present invention, was obtained, and a part of Fe was converted to Co. It has been confirmed that the same effect can be obtained even when substituted with Ni.

[実施例8]
以下の表10に示す狙い組成の急冷凝固合金G〜Lをストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を実施例1と同様の方法を用いて、粗粉砕および微粉砕、磁界中での成形を行い、密度3.96〜3.98g/cm3の圧粉体を作製した。なお、微粉末の平均粒径は、表10に示すとおりである(測定方法は実施例1と同じで、50%中心粒径(D50)を平均粒径とする)。
[Example 8]
Rapidly solidified alloys G to L having the target compositions shown in Table 10 below were produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized and finely pulverized and molded in a magnetic field using the same method as in Example 1 to produce a green compact having a density of 3.96 to 3.98 g / cm 3 . . The average particle size of the fine powder is as shown in Table 10 (the measurement method is the same as in Example 1, and the 50% center particle size (D 50 ) is the average particle size).

次に、圧粉体に対して、前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPa(大気圧)のアルゴン流気中で600℃まで加熱し、その後、雰囲気をH2分圧33kPa+Ar分圧67kPaの混合ガス流気(合計で大気圧)に切り替えた後、600℃で4時間保持して水素化・不均化反応を行った。その後700℃に昇温し、5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で4時間保持し、脱水素、再結合反応を行った。次に、大気圧アルゴン流気中で室温まで冷却し、実施例のサンプルを得た。得られた個々のサンプルの破断面を観察した結果、図1と同様の態様を有する微細結晶の集合組織と細孔で構成されていることを確認した。 Next, the HDDR process described above was performed on the green compact. Specifically, the green compact is heated to 600 ° C. in an argon flow of 100 kPa (atmospheric pressure), and then the atmosphere is mixed gas flow (total atmospheric pressure) of H 2 partial pressure 33 kPa + Ar partial pressure 67 kPa. After switching, the hydrogenation / disproportionation reaction was carried out by maintaining at 600 ° C. for 4 hours. Thereafter, the temperature was raised to 700 ° C. and kept for 4 hours in an argon stream depressurized to 5.3 kPa to perform dehydrogenation and recombination reaction. Next, the sample was cooled to room temperature in an atmospheric pressure argon flow to obtain a sample of the example. As a result of observing the fracture surface of each of the obtained samples, it was confirmed that the sample was composed of fine crystal textures and pores having the same mode as in FIG.

次に、サンプルの表面を表面研削盤で加工し、加工後のサンプルの寸法および単重からサンプルの密度を計算した。結果を表11に示す。なお、加工による多孔質材料の割れなどは見られないことから、サンプルは十分な機械強度を有していることを確認した。研削加工を行ったサンプルを3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表11に示す。なお、表11において、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。また、Hkは、実施例1と同様、Br×0.9となる外部磁界Hの値である。 Next, the surface of the sample was processed with a surface grinder, and the density of the sample was calculated from the size and unit weight of the sample after processing. The results are shown in Table 11. In addition, since the crack of the porous material by processing, etc. were not seen, it confirmed that the sample had sufficient mechanical strength. The ground sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The results are shown in Table 11. In Table 11, J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when an external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample. H k is the value of the external magnetic field H that is B r × 0.9, as in the first embodiment.

本検討の結果から、いずれのR−Fe−Q合金組成に種々の元素を添加しても本発明の効果である、優れた角形性を有した多孔質材料が得られることを確認した。   From the results of this study, it was confirmed that a porous material having excellent squareness, which is an effect of the present invention, can be obtained even if various elements are added to any R—Fe—Q alloy composition.

[実施例9]
以下の表12に示す狙い組成の急冷凝固合金M〜Pをストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を実施例1と同様の方法を用いて、粗粉砕および微粉砕、磁界中での成形を行い、密度3.96g/cm3の圧粉体を作製した。なお、微粉末の平均粒径は、表12に示すとおりである(測定方法は実施例1と同じで、50%中心粒径(D50)を平均粒径とする)。
[Example 9]
Rapidly solidified alloys MP having target compositions shown in Table 12 below were produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely and finely pulverized and molded in a magnetic field using the same method as in Example 1 to produce a green compact with a density of 3.96 g / cm 3 . The average particle size of the fine powder is as shown in Table 12 (the measurement method is the same as in Example 1, and the 50% center particle size (D 50 ) is the average particle size).

次に、圧粉体に対して、前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPa(大気圧)のアルゴン流気中で600℃まで加熱し、その後、雰囲気をH2分圧33kPa+Ar分圧67kPaの混合ガス流気(合計で大気圧)に切り替えた後、600℃で4時間保持して水素化・不均化反応を行った。その後、700℃に昇温し、5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で4時間保持し、脱水素、再結合反応を行った。次に、大気圧アルゴン流気中で室温まで冷却し、実施例のサンプルを得た。得られた個々のサンプルの破断面を観察した結果、図1と同様の態様を有する微細結晶の集合組織と細孔で構成されていることを確認した。 Next, the HDDR process described above was performed on the green compact. Specifically, the green compact is heated to 600 ° C. in an argon flow of 100 kPa (atmospheric pressure), and then the atmosphere is mixed gas flow (total atmospheric pressure) of H 2 partial pressure 33 kPa + Ar partial pressure 67 kPa. After switching, the hydrogenation / disproportionation reaction was carried out by maintaining at 600 ° C. for 4 hours. Then, it heated up at 700 degreeC and hold | maintained for 4 hours in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa, and dehydrogenation and the recombination reaction were performed. Next, the sample was cooled to room temperature in an atmospheric pressure argon flow to obtain a sample of the example. As a result of observing the fracture surface of each of the obtained samples, it was confirmed that the sample was composed of fine crystal textures and pores having the same mode as in FIG.

次に、サンプルの表面を表面研削盤で加工し、加工後のサンプルの成分をICP発光分光分析装置(装置名:ICPV-1017 株式会社島津製作所製))で、ならびに酸素量をガス分析装置(装置名:EGMA−620W 株式会社堀場製作所製))で評価した結果、ならびに、本結果から算出した余剰希土類量R’の値を表13に示す。なお、余剰希土類量の算出に当たっては、表13に示す元素以外の不純物は全てFeとして計算を行った。   Next, the surface of the sample is processed with a surface grinder, and the components of the sample after processing are processed with an ICP emission spectroscopic analyzer (device name: ICPV-1017 manufactured by Shimadzu Corporation) and the oxygen amount is analyzed with a gas analyzer ( Table 13 shows the evaluation results of the apparatus name: EGMA-620W (manufactured by Horiba, Ltd.)) and the value of surplus rare earth amount R ′ calculated from the results. In calculating the surplus rare earth amount, all impurities other than the elements shown in Table 13 were calculated as Fe.

加工後のサンプルの寸法および単重からサンプルの密度を計算した。結果を表14に示す。なお、加工による多孔質材料の割れなどは見られないことから、サンプルは十分な機械強度を有していることを確認した。研削加工を行ったサンプルを3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表14に示す。なお、表14において、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。また、Hkは、実施例1と同様、Br×0.9となる外部磁界Hの値である。 The density of the sample was calculated from the dimensions and unit weight of the sample after processing. The results are shown in Table 14. In addition, since the crack of the porous material by processing, etc. were not seen, it confirmed that the sample had sufficient mechanical strength. The ground sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The results are shown in Table 14. In Table 14, J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when an external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample. H k is the value of the external magnetic field H that is B r × 0.9, as in the first embodiment.

本検討の結果から、種々のR量を有する各組成に対しても、本発明の効果である、優れた角形性を有した多孔質材料が得られることを確認した。また、余剰希土類量R’を1原子%以上とすることにより、比較的高い保磁力HcJが得られることを確認した。 From the results of this study, it was confirmed that a porous material having excellent squareness, which is the effect of the present invention, can be obtained for each composition having various R amounts. It was also confirmed that a relatively high coercive force H cJ can be obtained by setting the surplus rare earth amount R ′ to 1 atomic% or more.

[実施例10]
以下の表15に示す狙い組成の合金NおよびQを作製した。なお、合金Nは実施例9における合金Nと同一のものである。一方、合金Qは合金Nと同一の狙い組成の合金を高周波溶解法によって溶解した後、水冷鋳型に鋳込んで作製したインゴットをAr雰囲気1000℃×8時間で均質化熱処理したものである。いずれの合金も実施例1と同様の方法を用いて、粗粉砕および微粉砕、磁界中での成形を行い、密度3.96g/cm3の圧粉体を作製した。なお、微粉末の平均粒径は、表15に示すとおりである(測定方法は実施例1と同じで、50%中心粒径(D50)を平均粒径とする)。
[Example 10]
Alloys N and Q having target compositions shown in Table 15 below were produced. Alloy N is the same as alloy N in Example 9. On the other hand, the alloy Q is obtained by melting an alloy having the same target composition as that of the alloy N by a high-frequency melting method and then homogenizing and heat-treating the ingot produced by casting in a water-cooled mold in an Ar atmosphere at 1000 ° C. for 8 hours. Each alloy was coarsely and finely pulverized and molded in a magnetic field using the same method as in Example 1 to produce a green compact with a density of 3.96 g / cm 3 . The average particle diameter of the fine powder is as shown in Table 15 (the measurement method is the same as in Example 1, and the 50% center particle diameter (D 50 ) is the average particle diameter).

次に、圧粉体に対して、前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPa(大気圧)のアルゴン流気中で600℃まで加熱し、その後、雰囲気をH2分圧33kPa+Ar分圧67kPaの混合ガス流気(合計で大気圧)に切り替えた後、600℃で4時間保持して水素化・不均化反応を行った。その後、700℃に昇温し、5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で4時間保持し、脱水素、再結合反応を行った。次に、大気圧アルゴン流気中で室温まで冷却し、実施例のサンプルを得た。得られた個々のサンプルの破断面を観察した結果、図1と同様の態様を有する微細結晶の集合組織と細孔で構成されていることを確認した。 Next, the HDDR process described above was performed on the green compact. Specifically, the green compact is heated to 600 ° C. in an argon flow of 100 kPa (atmospheric pressure), and then the atmosphere is mixed gas flow (total atmospheric pressure) of H 2 partial pressure 33 kPa + Ar partial pressure 67 kPa. After switching, the hydrogenation / disproportionation reaction was carried out by maintaining at 600 ° C. for 4 hours. Then, it heated up at 700 degreeC and hold | maintained for 4 hours in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa, and dehydrogenation and the recombination reaction were performed. Next, the sample was cooled to room temperature in an atmospheric pressure argon flow to obtain a sample of the example. As a result of observing the fracture surface of each of the obtained samples, it was confirmed that the sample was composed of fine crystal textures and pores having the same mode as in FIG.

次に、サンプルの表面を表面研削盤で加工し、加工後のサンプルの寸法および単重からサンプルの密度を計算した。結果を表16に示す。なお、加工による多孔質材料の割れなどは見られないことから、サンプルは十分な機械強度を有していることを確認した。研削加工を行ったサンプルを3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表16に示す。なお、表16において、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。また、Hkは、実施例1と同様、Br×0.9となる外部磁界Hの値である。 Next, the surface of the sample was processed with a surface grinder, and the density of the sample was calculated from the size and unit weight of the sample after processing. The results are shown in Table 16. In addition, since the crack of the porous material by processing, etc. were not seen, it confirmed that the sample had sufficient mechanical strength. The ground sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The results are shown in Table 16. In Table 16, J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when the external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample. H k is the value of the external magnetic field H that is B r × 0.9, as in the first embodiment.

本検討の結果から、種々の原料作製方法に対しても、本発明の効果である、優れた角形性を有した多孔質材料が得られることを確認した。また、α−Fe相が生成しにくい急冷法としてストリップキャスト法を適用することにより、比較的高いHk/HcJが得られることを確認した。 From the results of this study, it was confirmed that a porous material having excellent squareness, which is an effect of the present invention, can be obtained for various raw material production methods. Moreover, it was confirmed that a relatively high H k / H cJ can be obtained by applying the strip casting method as a rapid cooling method in which the α-Fe phase is hard to be generated.

[実施例11]
実施例9で用いた合金P(表17に再掲する)を用いて以下の実験を行った。実施例1と同様の方法を用いて、粗粉砕および微粉砕を行った。なお、微粉末の平均粒径は、表17に示すとおりである(測定方法は実施例1と同じで、50%中心粒径(D50)を平均粒径とする)。
[Example 11]
The following experiment was conducted using the alloy P (reproduced in Table 17) used in Example 9. Using the same method as in Example 1, coarse pulverization and fine pulverization were performed. The average particle size of the fine powder is as shown in Table 17 (the measurement method is the same as in Example 1, and the 50% center particle size (D 50 ) is the average particle size).

次に、表18に示すとおり、無磁界中もしくは磁界中での成形を行い、密度3.96g/cm3の圧粉体を作製した。次に、圧粉体に対して、種々のHDDR処理を行った。具体的には、表18に示す昇温雰囲気で600℃まで加熱し、その後、表18に示す雰囲気に切り替えた後、600℃で4時間保持して水素化・不均化反応を行った。その後700℃に昇温し、5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で4時間保持し、脱水素、再結合反応を行った。次に、大気圧アルゴン流気中で室温まで冷却し、実施例のサンプルを得た。 Next, as shown in Table 18, molding was performed in a non-magnetic field or in a magnetic field to produce a green compact having a density of 3.96 g / cm 3 . Next, various HDDR processes were performed on the green compact. Specifically, the mixture was heated to 600 ° C. in a temperature rising atmosphere shown in Table 18, then switched to the atmosphere shown in Table 18, and then held at 600 ° C. for 4 hours to perform a hydrogenation / disproportionation reaction. Thereafter, the temperature was raised to 700 ° C. and kept for 4 hours in an argon stream depressurized to 5.3 kPa to perform dehydrogenation and recombination reaction. Next, the sample was cooled to room temperature in an atmospheric pressure argon flow to obtain a sample of the example.

得られた個々のサンプルの破断面を観察した結果、図1と同様の態様を有する微細結晶の集合組織と細孔で構成されていることを確認した。   As a result of observing the fracture surface of each of the obtained samples, it was confirmed that the sample was composed of fine crystal textures and pores having the same mode as in FIG.

次に、サンプルの表面を表面研削盤で加工し、加工後のサンプルの寸法および単重からサンプルの密度を計算した。結果を表19に示す。なお、加工による多孔質材料の割れなどは見られないことから、サンプルは十分な機械強度を有していることを確認した。研削加工を行ったサンプルを3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表19に示す。なお、表19において、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に2テスラ(T)まで外部磁界Hを印加したときのサンプルの磁化J(T)の最大測定値である。また、Hkは、実施例1と同様、Br×0.9となる外部磁界Hの値である。 Next, the surface of the sample was processed with a surface grinder, and the density of the sample was calculated from the size and unit weight of the sample after processing. The results are shown in Table 19. In addition, since the crack of the porous material by processing, etc. were not seen, it confirmed that the sample had sufficient mechanical strength. The ground sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The results are shown in Table 19. In Table 19, J max is the maximum measured value of the magnetization J (T) of the sample when an external magnetic field H is applied up to 2 Tesla (T) in the magnetization direction of the magnetized sample. H k is the value of the external magnetic field H that is B r × 0.9, as in the first embodiment.

本検討の結果から、種々の処理方法に対しても、本発明の態様を有する多孔質材料が得られることを確認した。   From the results of this study, it was confirmed that a porous material having the aspect of the present invention can be obtained for various treatment methods.

[実施例12]
実施例1と同様の方法によって作製した、多孔質材料を外周刃切断機および研削加工機により、7mm×7mm×5mmのサイズに加工した。この加工による多孔質材料の割れ、欠けは観察されなかった。多孔質材料に対する超音波洗浄を行った後、ナノ粒子分散コロイド溶液に多孔質材料を浸漬した。このコロイド溶液は、表面が酸化されたFeナノ粒子を分散させたコロイド溶液であり、Fe粒子の平均粒径:約7nm、溶媒:ドデカン、固形分濃度1.5体積%であった。ナノ粒子分散溶液は、ガラス製容器内に入れられ、多孔質材料を浸漬させた状態で真空デシケータ内に挿入し、減圧下に置いた。処理中の雰囲気圧力は約130kPaに調整した。
[Example 12]
The porous material produced by the same method as in Example 1 was processed into a size of 7 mm × 7 mm × 5 mm by a peripheral blade cutting machine and a grinding machine. No cracking or chipping of the porous material due to this processing was observed. After performing ultrasonic cleaning on the porous material, the porous material was immersed in the nanoparticle-dispersed colloidal solution. This colloidal solution was a colloidal solution in which Fe nanoparticles whose surface was oxidized were dispersed. The average particle diameter of Fe particles was about 7 nm, the solvent was dodecane, and the solid content concentration was 1.5% by volume. The nanoparticle dispersion solution was placed in a glass container, inserted into a vacuum desiccator with the porous material immersed therein, and placed under reduced pressure. The atmospheric pressure during the treatment was adjusted to about 130 kPa.

減圧により多孔質材料及びナノ粒子分散コロイド溶液内では気泡が発生した。気泡の発生が止んだ後、大気圧に一旦戻した。その後、真空乾燥機内に多孔質材料を挿入し、約130Paの雰囲気圧力下で200℃に加熱し、溶媒を蒸発させ、乾燥を行った。こうして、本発明による複合バルク材料のサンプルを得た。   Bubbles were generated in the porous material and the nanoparticle-dispersed colloidal solution due to the reduced pressure. After the generation of bubbles stopped, the pressure was returned to atmospheric pressure. Thereafter, the porous material was inserted into a vacuum dryer, heated to 200 ° C. under an atmospheric pressure of about 130 Pa, the solvent was evaporated, and drying was performed. Thus, a sample of the composite bulk material according to the present invention was obtained.

以上の結果から、高磁化が期待できる軟磁性Feナノ粒子と硬磁性材料である多孔質材料の複合バルク体が作製できることを確認した。   From the above results, it was confirmed that a composite bulk body of soft magnetic Fe nanoparticles that can be expected to have high magnetization and a porous material that is a hard magnetic material can be produced.

本発明の製造方法で得られるR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料は、ボンド磁石に比べて高い磁気特性、特に優れた角型性を示し、かつ、従来の焼結磁石よりも形状設計の自由度が高いため、従来のボンド磁石や焼結磁石が用いられてきた種々の用途に好適に利用され得る。   The porous material for R—Fe—B permanent magnets obtained by the production method of the present invention exhibits higher magnetic properties than bond magnets, particularly excellent squareness, and is shaped more than conventional sintered magnets. Since the degree of freedom of design is high, it can be suitably used for various applications in which conventional bonded magnets and sintered magnets have been used.

本発明による永久磁石用多孔質材料の実施例における破断面を示すSEM写真である。It is a SEM photograph which shows the fracture surface in the Example of the porous material for permanent magnets by this invention. 本発明の永久磁石用多孔質材料を製造する方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the method to manufacture the porous material for permanent magnets of this invention. (a)は、図2のフローチャートに示す工程S12で得られる圧粉体(成形体)の模式図であり、(b)は、圧粉体にHDDR処理(S14)を施した後の材料の模式図である。(A) is a schematic diagram of the green compact (molded body) obtained in step S12 shown in the flowchart of FIG. 2, and (b) is a diagram of the material after the HDDR process (S14) is performed on the green compact. It is a schematic diagram. 多孔質磁石に対する加熱圧縮するための装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the apparatus for heat-compressing with respect to a porous magnet. (a)〜(c)は、本発明による実施形態の回転子100の製造方法を説明するための模式図である。(A)-(c) is a schematic diagram for demonstrating the manufacturing method of the rotor 100 of embodiment by this invention. 本発明による実施形態の製造方法によって製造される回転子100の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the rotor 100 manufactured by the manufacturing method of embodiment by this invention. 本発明による永久磁石用多孔質材料の実施例における破断面を示す他のSEM写真である。It is another SEM photograph which shows the torn surface in the Example of the porous material for permanent magnets by this invention. (a)〜(d)は、本発明による実施形態の回転子100の製造方法における熱間プレス形成工程を説明するための模式的な断面図である。(A)-(d) is typical sectional drawing for demonstrating the hot press formation process in the manufacturing method of the rotor 100 of embodiment by this invention.

符号の説明Explanation of symbols

12a’、12b’ R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料
12a、12b 磁石成形体(磁石部品)
22’ 軟磁性材料粉末の仮成形体(鉄芯仮成形体)
22 軟磁性材料粉末の成形体(軟磁性部品、鉄心)
26 チャンバ
27 金型
28a 上部パンチ
28b 下部パンチ
32 ダイ
42a、42b 下パンチ
42c センターシャフト
44a、44b 上パンチ
52 下ラム
12a ′, 12b ′ Porous material for R—Fe—B based permanent magnet 12a, 12b Magnet molded body (magnet part)
22 'Temporary molded body of soft magnetic material powder (iron core temporary molded body)
22 Molded body of soft magnetic material powder (soft magnetic parts, iron core)
26 Chamber 27 Mold 28a Upper punch 28b Lower punch 32 Die 42a, 42b Lower punch 42c Center shaft 44a, 44b Upper punch 52 Lower ram

Claims (14)

平均粒径20μm未満のR−Fe−B系希土類合金粉末(RはYおよびScを含む希土類元素からなる群から選択された少なくとも1種)を用意する工程(A)と、
前記R−Fe−B系希土類合金粉末を成形して圧粉体を作製する工程(B)と、
水素ガス中において前記圧粉体に対し550℃以上650℃未満の温度で熱処理を施し、それによって水素化および不均化反応を起こす工程(C)と、
真空または不活性雰囲気中において前記圧粉体に対し550℃以上1000℃未満の温度で熱処理を施し、それによって脱水素および再結合反応を起こす工程(D)と、を含むR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。
Preparing an R—Fe—B rare earth alloy powder (R is at least one selected from the group consisting of rare earth elements including Y and Sc) having an average particle diameter of less than 20 μm (A);
Forming the green compact by molding the R-Fe-B rare earth alloy powder (B);
A step (C) of subjecting the green compact to a heat treatment at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 650 ° C. in hydrogen gas, thereby causing hydrogenation and disproportionation reactions;
R-Fe-B system comprising a step (D) of subjecting the green compact to a heat treatment at a temperature of 550 ° C. or higher and lower than 1000 ° C. in a vacuum or an inert atmosphere, thereby causing dehydrogenation and recombination reaction. A method for producing a porous material for a permanent magnet.
前記工程(B)は、磁界中で成形を行う工程を含む請求項1に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。   The said process (B) is a manufacturing method of the porous material for R-Fe-B permanent magnets of Claim 1 including the process of shape | molding in a magnetic field. 前記R−Fe−B系希土類合金粉末は、10原子%≦R≦30原子%、3原子%≦Q≦15原子%(Rは希土類元素、Qは硼素または硼素と硼素の一部を置換した炭素の総和)の関係を満足する組成を有している、請求項1に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。   The R—Fe—B based rare earth alloy powder is 10 atomic% ≦ R ≦ 30 atomic%, 3 atomic% ≦ Q ≦ 15 atomic% (R is a rare earth element, Q is boron or boron and a part of boron are substituted) The method for producing a porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 1, wherein the composition satisfies a relationship of (total carbon). Fe、Co、およびNiからなる群から選択された少なくとも1種の遷移金属元素をTとした場合において、
前記工程(C)の開始時において、前記圧粉体中の下記(1)式で示される希土類量R’が、R’≧0原子%となるように希土類元素Rの組成を設定し、かつ、前記工程(A)以後工程(C)開始までの工程の酸素量(O)を制御する請求項1に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。
(1)R’=「Rの原子%」−「Tの原子%」×1/7−「Oの原子%」×2/3
In the case where T is at least one transition metal element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni,
At the start of the step (C), the composition of the rare earth element R is set so that the rare earth amount R ′ represented by the following formula (1) in the green compact is R ′ ≧ 0 atomic%, and The method for producing a porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 1, wherein the amount of oxygen (O) in the steps from the step (A) to the start of the step (C) is controlled.
(1) R ′ = “atomic% of R” − “atomic% of T” × 1 / 7− “atomic% of O” × 2/3
前記R−Fe−B系希土類合金粉末は急冷合金の粉砕粉である、請求項1に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。   The method for producing a porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 1, wherein the R-Fe-B rare earth alloy powder is a pulverized powder of a quenched alloy. 前記急冷合金がストリップキャスト合金である請求項5に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。   The method for producing a porous material for an R—Fe—B permanent magnet according to claim 5, wherein the quenched alloy is a strip cast alloy. 前記工程(C)は、不活性雰囲気または真空中で昇温する工程と、550℃以上650℃未満の温度で水素ガスを導入する工程と、を含む請求項1に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。   The R-Fe-B according to claim 1, wherein the step (C) includes a step of raising the temperature in an inert atmosphere or vacuum and a step of introducing hydrogen gas at a temperature of 550 ° C or higher and lower than 650 ° C. For producing a porous material for a permanent magnet. 前記工程(C)における水素ガスの分圧は、1kPa以上100kPa以下である請求項1に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の製造方法。   The method for producing a porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 1, wherein the partial pressure of hydrogen gas in the step (C) is 1 kPa or more and 100 kPa or less. 請求項1から8のいずれかに記載された製造方法によって得られたR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料。   A porous material for an R—Fe—B based permanent magnet obtained by the production method according to claim 1. 請求項9に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を用意する工程(E)と、
湿式処理により、前記R−Fe−B系多孔質材料の細孔内部に前記R−Fe−B系多孔質材料とは異なる材料を導入する工程(F)と、
を含むR−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料の製造方法。
Preparing a porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 9 (E);
A step (F) of introducing a material different from the R-Fe-B porous material into the pores of the R-Fe-B porous material by wet processing;
For producing a composite bulk material for R-Fe-B permanent magnets, comprising:
請求項10に記載の製造方法で得られたR−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料を用意する工程と、
前記R−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料を更に加熱することによりR−Fe−B系永久磁石を形成する工程と、
を含むR−Fe−B系永久磁石の製造方法。
Preparing a composite bulk material for an R-Fe-B permanent magnet obtained by the production method according to claim 10;
Forming the R-Fe-B permanent magnet by further heating the composite bulk material for the R-Fe-B permanent magnet;
Of producing an R—Fe—B permanent magnet comprising
請求項9に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を用意する工程(E)と、
前記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料の表面および/または細孔内部に、希土類金属、希土類合金、希土類化合物のうち少なくとも1種を導入する工程(F’)と、
を含むR−Fe−B系永久磁石用複合バルク材料の製造方法。
Preparing a porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 9 (E);
Introducing at least one of a rare earth metal, a rare earth alloy and a rare earth compound into the surface and / or inside the pores of the porous material for R-Fe-B permanent magnets (F ′);
For producing a composite bulk material for R-Fe-B permanent magnets, comprising:
前記(F’)工程と同時または前記(F’)工程の後に、前記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を加熱する、請求項12に記載のR−Fe−B系永久磁石の製造方法。   The porous material for an R-Fe-B permanent magnet according to claim 12, wherein the porous material for an R-Fe-B permanent magnet is heated simultaneously with the step (F ') or after the step (F'). Production method. 請求項9に記載のR−Fe−B系永久磁石用多孔質材料に対して、600℃以上900℃未満の温度で加圧し、前記R−Fe−B系永久磁石用多孔質材料を真密度の95%以上に高密度化する工程を含むR−Fe−B系永久磁石の製造方法。   The porous material for R-Fe-B based permanent magnet according to claim 9 is pressurized at a temperature of 600 ° C. or higher and lower than 900 ° C., and the porous material for R—Fe—B based permanent magnet is subjected to true density. The manufacturing method of the R-Fe-B type permanent magnet including the process of densifying to 95% or more.
JP2007297183A 2007-11-15 2007-11-15 Porous material for R-Fe-B permanent magnet and method for producing the same Active JP4872887B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007297183A JP4872887B2 (en) 2007-11-15 2007-11-15 Porous material for R-Fe-B permanent magnet and method for producing the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007297183A JP4872887B2 (en) 2007-11-15 2007-11-15 Porous material for R-Fe-B permanent magnet and method for producing the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009123968A true JP2009123968A (en) 2009-06-04
JP4872887B2 JP4872887B2 (en) 2012-02-08

Family

ID=40815795

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007297183A Active JP4872887B2 (en) 2007-11-15 2007-11-15 Porous material for R-Fe-B permanent magnet and method for producing the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4872887B2 (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023436A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Fuji Electric Holdings Co Ltd Method of producing magnet powder for permanent magnet, permanent magnet powder and permanent magnet
WO2011068169A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 住友電気工業株式会社 Powder for magnet
WO2011129366A1 (en) 2010-04-15 2011-10-20 住友電気工業株式会社 Powder for magnet
WO2011145477A1 (en) 2010-05-19 2011-11-24 住友電気工業株式会社 Powder for magnetic member, powder compact, and magnetic member
WO2015019513A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Jx日鉱日石金属株式会社 Process for manufacturing neodymium-iron-boron-based rare earth powder or sputtering target, neodymium-iron-boron-based rare earth powder or sputtering target, and neodymium-iron-boron-based thin film for rare earth magnet or manufacturing process therefor
WO2015121914A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-20 日東電工株式会社 Rare earth permanent magnet and method for producing rare earth permanent magnet
JP2018022834A (en) * 2016-08-05 2018-02-08 Tdk株式会社 R-T-B based sintered magnet
CN109300680A (en) * 2018-08-24 2019-02-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 The screening technique of rare earth permanent-magnetic material
JP2019112698A (en) * 2017-12-25 2019-07-11 イビデン株式会社 Manufacturing method of sintered magnetic and mold for hot press
CN111403165A (en) * 2020-03-25 2020-07-10 北京汇磁粉体材料有限公司 Preparation method of samarium-iron-nitrogen/nano-iron composite bonded permanent magnet
CN112164575A (en) * 2020-09-28 2021-01-01 中钢天源股份有限公司 Manufacturing method of small-size sintered neodymium-iron-boron multi-pole magnetic ring
CN113921260A (en) * 2020-07-10 2022-01-11 江西开源自动化设备有限公司 Hot-pressing preparation method of rare earth permanent magnet

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0380508A (en) * 1989-08-23 1991-04-05 Seiko Electronic Components Ltd Manufacture of rare earth element magnet
JPH0547528A (en) * 1990-08-16 1993-02-26 Inter Metallics Kk Manufacturing method of anisotropical rare earth bonded magnet
JPH06112027A (en) * 1992-09-25 1994-04-22 Fuji Elelctrochem Co Ltd Manufacture of high-quality magnet material
JPH07283016A (en) * 1994-04-05 1995-10-27 Tdk Corp Magnet and production thereof
JPH09148163A (en) * 1995-11-20 1997-06-06 Sumitomo Special Metals Co Ltd Manufacture of r-t-b antisotropic bonded magnet
JPH10106875A (en) * 1996-09-30 1998-04-24 Tokin Corp Manufacturing method of rare-earth magnet
JPH11297518A (en) * 1998-04-13 1999-10-29 Hitachi Metals Ltd Pare-earth magnet material
JP2000173810A (en) * 1998-12-04 2000-06-23 Hitachi Metals Ltd Magnetic anisotropic bond magnet and its manufacture
JP2001085256A (en) * 1999-09-13 2001-03-30 Mitsubishi Materials Corp PRODUCTION OF RARE-EARTH-Fe-Co-B MAGNET
JP2002075715A (en) * 2000-09-01 2002-03-15 Nissan Motor Co Ltd Anisotropic bulk exchange spring magnet and manufacturing method thereof
JP2002170728A (en) * 2000-09-19 2002-06-14 Sumitomo Special Metals Co Ltd Rare earth magnet and its manufacturing method
JP2004303909A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Tdk Corp Rare earth permanent magnet and manufacturing method thereof

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0380508A (en) * 1989-08-23 1991-04-05 Seiko Electronic Components Ltd Manufacture of rare earth element magnet
JPH0547528A (en) * 1990-08-16 1993-02-26 Inter Metallics Kk Manufacturing method of anisotropical rare earth bonded magnet
JPH06112027A (en) * 1992-09-25 1994-04-22 Fuji Elelctrochem Co Ltd Manufacture of high-quality magnet material
JPH07283016A (en) * 1994-04-05 1995-10-27 Tdk Corp Magnet and production thereof
JPH09148163A (en) * 1995-11-20 1997-06-06 Sumitomo Special Metals Co Ltd Manufacture of r-t-b antisotropic bonded magnet
JPH10106875A (en) * 1996-09-30 1998-04-24 Tokin Corp Manufacturing method of rare-earth magnet
JPH11297518A (en) * 1998-04-13 1999-10-29 Hitachi Metals Ltd Pare-earth magnet material
JP2000173810A (en) * 1998-12-04 2000-06-23 Hitachi Metals Ltd Magnetic anisotropic bond magnet and its manufacture
JP2001085256A (en) * 1999-09-13 2001-03-30 Mitsubishi Materials Corp PRODUCTION OF RARE-EARTH-Fe-Co-B MAGNET
JP2002075715A (en) * 2000-09-01 2002-03-15 Nissan Motor Co Ltd Anisotropic bulk exchange spring magnet and manufacturing method thereof
JP2002170728A (en) * 2000-09-19 2002-06-14 Sumitomo Special Metals Co Ltd Rare earth magnet and its manufacturing method
JP2004303909A (en) * 2003-03-31 2004-10-28 Tdk Corp Rare earth permanent magnet and manufacturing method thereof

Cited By (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011023436A (en) * 2009-07-14 2011-02-03 Fuji Electric Holdings Co Ltd Method of producing magnet powder for permanent magnet, permanent magnet powder and permanent magnet
US9435012B2 (en) 2009-12-04 2016-09-06 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for producing powder for magnet
EP2508279A4 (en) * 2009-12-04 2016-12-14 Sumitomo Electric Industries Powder for magnet
CN102639266A (en) * 2009-12-04 2012-08-15 住友电气工业株式会社 Powder for magnet
KR20120115490A (en) 2009-12-04 2012-10-18 스미토모덴키고교가부시키가이샤 Powder for magnet
CN102639266B (en) * 2009-12-04 2014-10-08 住友电气工业株式会社 Powder for magnet
US9129730B1 (en) 2009-12-04 2015-09-08 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Rare-earth-iron-based alloy material
US9076584B2 (en) 2009-12-04 2015-07-07 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Powder for magnet
WO2011068169A1 (en) 2009-12-04 2011-06-09 住友電気工業株式会社 Powder for magnet
WO2011129366A1 (en) 2010-04-15 2011-10-20 住友電気工業株式会社 Powder for magnet
CN102510782A (en) * 2010-04-15 2012-06-20 住友电气工业株式会社 Powder for magnet
US9460836B2 (en) 2010-04-15 2016-10-04 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Powder for magnet
US9314843B2 (en) 2010-04-15 2016-04-19 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Powder for magnet
US9196403B2 (en) 2010-05-19 2015-11-24 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Powder for magnetic member, powder compact, and magnetic member
CN102665970B (en) * 2010-05-19 2014-12-10 住友电气工业株式会社 Powder for magnetic member, powder compact, and magnetic member
CN102665970A (en) * 2010-05-19 2012-09-12 住友电气工业株式会社 Powder for magnetic member, powder compact, and magnetic member
WO2011145477A1 (en) 2010-05-19 2011-11-24 住友電気工業株式会社 Powder for magnetic member, powder compact, and magnetic member
EP2484464A4 (en) * 2010-05-19 2016-12-14 Sumitomo Electric Industries Powder for magnetic member, powder compact, and magnetic member
WO2015019513A1 (en) * 2013-08-09 2015-02-12 Jx日鉱日石金属株式会社 Process for manufacturing neodymium-iron-boron-based rare earth powder or sputtering target, neodymium-iron-boron-based rare earth powder or sputtering target, and neodymium-iron-boron-based thin film for rare earth magnet or manufacturing process therefor
JPWO2015019513A1 (en) * 2013-08-09 2017-03-02 Jx金属株式会社 Production method of rare earth powder or sputtering target mainly composed of neodymium, iron and boron, thin film for rare earth magnet mainly composed of neodymium, iron and boron, or production method thereof
WO2015121914A1 (en) * 2014-02-12 2015-08-20 日東電工株式会社 Rare earth permanent magnet and method for producing rare earth permanent magnet
US10269475B2 (en) 2014-02-12 2019-04-23 Nitto Denko Corporation Rare earth permanent magnet and method for producing rare earth permanent magnet
JP2018022834A (en) * 2016-08-05 2018-02-08 Tdk株式会社 R-T-B based sintered magnet
JP2019112698A (en) * 2017-12-25 2019-07-11 イビデン株式会社 Manufacturing method of sintered magnetic and mold for hot press
CN109300680A (en) * 2018-08-24 2019-02-01 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 The screening technique of rare earth permanent-magnetic material
CN109300680B (en) * 2018-08-24 2023-08-29 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 Screening method of rare earth permanent magnet material
CN111403165A (en) * 2020-03-25 2020-07-10 北京汇磁粉体材料有限公司 Preparation method of samarium-iron-nitrogen/nano-iron composite bonded permanent magnet
CN111403165B (en) * 2020-03-25 2022-11-29 北京汇磁粉体材料有限公司 Preparation method of samarium-iron-nitrogen/nano-iron composite bonded permanent magnet
CN113921260A (en) * 2020-07-10 2022-01-11 江西开源自动化设备有限公司 Hot-pressing preparation method of rare earth permanent magnet
CN112164575A (en) * 2020-09-28 2021-01-01 中钢天源股份有限公司 Manufacturing method of small-size sintered neodymium-iron-boron multi-pole magnetic ring
CN112164575B (en) * 2020-09-28 2022-06-24 中钢天源股份有限公司 Manufacturing method of small-size sintered neodymium-iron-boron multi-pole magnetic ring

Also Published As

Publication number Publication date
JP4872887B2 (en) 2012-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4873008B2 (en) R-Fe-B porous magnet and method for producing the same
JP4872887B2 (en) Porous material for R-Fe-B permanent magnet and method for producing the same
JP5304907B2 (en) R-Fe-B fine crystal high density magnet
JP2018056188A (en) Rare earth-iron-boron based sintered magnet
JP2018053277A (en) Method for producing R-Fe-B based sintered magnet
JP3405806B2 (en) Magnet and manufacturing method thereof
JPWO2011070827A1 (en) Rare earth anisotropic magnet and manufacturing method thereof
JP5906874B2 (en) Manufacturing method of RTB-based permanent magnet
JP6471669B2 (en) Manufacturing method of RTB-based magnet
JP6451900B2 (en) R-Fe-B sintered magnet and method for producing the same
JP2012253247A (en) Composite magnetic material and method for manufacturing the same
JP5906876B2 (en) Manufacturing method of RTB-based permanent magnet
JP6691666B2 (en) Method for manufacturing RTB magnet
JP5288276B2 (en) Manufacturing method of RTB-based permanent magnet
JP6198103B2 (en) Manufacturing method of RTB-based permanent magnet
JP2013115156A (en) Method of manufacturing r-t-b-based permanent magnet
JP2012195392A (en) Method of manufacturing r-t-b permanent magnet
US8480818B2 (en) Permanent magnet and manufacturing method thereof
JP6691667B2 (en) Method for manufacturing RTB magnet
JP2014022596A (en) Manufacturing method of rare earth-iron-boron-based porous magnet

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100820

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110118

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110308

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20110428

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111025

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20111107

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20141202

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4872887

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350