JP2009275283A - Surface-coated magnetic powder, permanent magnet, and method for producing them - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a permanent magnet and a method for producing the same in which production time can be shortened; coercive force characteristics can be made uniform even when the magnet is large; the amount of a rare earth element to be added can be reduced and simultaneously coercive force can be increased; and reduction of magnetization can be prevented. <P>SOLUTION: In step S1, magnetic powder and a substance containing a rare earth element are prepared. The magnetic powder is a flat powder having a higher hardness than the substance containing a rare earth element. In step S2, the surface of the flat magnetic powder is coated with the substance containing a rare earth element. In step S3, the magnetic powder coated with the substance containing a rare earth element on the surface thereof is subjected to hot compression molding to produce a molded product. In step S4, the molded product is subjected to hot plastic working to impart anisotropy thereto. In step S5, the molded product to which anisotropy is imparted is subjected to machining, and then, if necessary, the molded product machined into a desired shape is heat-treated. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、希土類元素含有物が添加されている磁性粉末、その磁性粉末を用いた永久磁石、および、それらの製造方法に係り、特に希土類元素含有物の添加技術の改良に関する。   The present invention relates to a magnetic powder to which a rare earth element-containing material is added, a permanent magnet using the magnetic powder, and a method for producing the same, and more particularly to an improvement in addition technology of the rare earth element-containing material.

永久磁石の製造では、図9に示すように、ステップS101において原料粉末として磁性粉末を準備する。このとき、磁性粉末の各粉末は5〜10μm程度の大きさの単結晶であり、その単結晶の集合体である粉末の塊の磁化容易軸はランダムな方向に向いている。次いで、ステップS102において磁場中で磁性粉末にプレス成形を行うことにより成形体を作製する。このとき、成形体には異方性が付与されるので、成形体を構成する磁性粉末の磁化容易軸は同一方向を向いている。次いで、ステップS103において成形体に、約1100℃の温度で焼結を行うことにより焼結体を作製した後、ステップS104において焼結体に機械加工を行うことにより所望形状に加工している。これにより、永久磁石として焼結磁石が製造される。   In the manufacture of the permanent magnet, as shown in FIG. 9, a magnetic powder is prepared as a raw material powder in step S101. At this time, each powder of the magnetic powder is a single crystal having a size of about 5 to 10 μm, and the easy magnetization axis of the lump of powder that is an aggregate of the single crystals is oriented in a random direction. Next, in step S102, a compact is produced by press-molding the magnetic powder in a magnetic field. At this time, since the anisotropy is imparted to the compact, the easy axis of magnetization of the magnetic powder constituting the compact is in the same direction. Next, in step S103, the molded body is sintered at a temperature of about 1100 ° C. to produce a sintered body, and in step S104, the sintered body is machined into a desired shape. Thereby, a sintered magnet is manufactured as a permanent magnet.

このような焼結磁石では、Pr,Dy,Tb等の希土類元素を磁性材料に添加して、保磁力を向上させることにより、高耐熱化が図られている。ところが、希土類元素を用いると、それが高価であることによるコストの増大に加えて、希土類元素の添加による磁化の低下を招く。このため、磁性材料の使用量が増大するから、更なるコスト増大を招く。また、希土類元素の産出地域は、偏在性が高いため、希土類元素は供給リスクの最も高い元素として知られている(まてりあ、第46巻、第8号、2007年参照)。そのなかでもDy等の重希土類元素の産出は、一国にほぼ寡占化されているのが現状であるため、供給リスクが更に高い。   In such a sintered magnet, high heat resistance is achieved by adding a rare earth element such as Pr, Dy, Tb or the like to the magnetic material to improve the coercive force. However, when a rare earth element is used, in addition to an increase in cost due to its expensiveness, a decrease in magnetization due to the addition of the rare earth element is caused. For this reason, since the usage-amount of a magnetic material increases, the further cost increase is caused. In addition, the rare earth element production region is highly unevenly distributed, so rare earth elements are known as the element with the highest supply risk (see Materia, Vol. 46, No. 8, 2007). Among them, the production of heavy rare earth elements such as Dy is currently oligopolistic in one country, so the supply risk is even higher.

以上のことから、希土類元素の添加量の低減化を図るために、図9に示した製造方法の所定の工程で希土類元素含有物を適宜添加する技術が開発されている。たとえば次のような手法1,2がある。   From the above, in order to reduce the amount of rare earth element added, a technique for appropriately adding a rare earth element-containing material in a predetermined step of the manufacturing method shown in FIG. 9 has been developed. For example, there are the following methods 1 and 2.

手法1では、図9のステップS101において、図10(A)に示すように、磁性粉末の各粉末が5〜10μm程度の大きさの単結晶であり、かつその磁化容易軸(図中の各粉末Q1のなかの矢印)がランダムな方向に向いている磁性粉末Q2に希土類元素含有物Q1を混合している。そして、その混合粉末を原料粉末として用い、図9のステップS2〜ステップS4を行う。この技術では、図10(B)に示すように高保磁力が必要な磁性材料Q2の粒界近傍(数μm程度)のみで希土類元素Q1の濃化を行うことにより、希土類元素Q1の磁石全体への添加量の低減を図っている。一方、手法2では、図9のステップS104での機械加工後に、図11(A)に示すように、磁性粉末Q2から構成された磁石表面に希土類元素含有物Q1を塗布して、約700〜1000℃の温度で熱処理を行う。なお、図中の各粉末Q2のなかの矢印はその磁化容易軸である。この技術では、希土類元素Q1が磁石内部の磁性粉末Q2粒界を選択的に拡散し、図11(B)に示すように磁石表面の粒界極近傍で希土類元素Q1の濃化を行うことにより、磁石全体への希土類元素Q1の添加量の低減を図っている。   In method 1, in step S101 of FIG. 9, as shown in FIG. 10 (A), each powder of magnetic powder is a single crystal having a size of about 5 to 10 μm and its easy axis (each in the figure). The rare earth element-containing material Q1 is mixed with the magnetic powder Q2 in which the arrow in the powder Q1 is oriented in a random direction. And the mixed powder is used as a raw material powder, and step S2-step S4 of FIG. 9 are performed. In this technique, as shown in FIG. 10B, the rare earth element Q1 is concentrated only in the vicinity of the grain boundary (about several μm) of the magnetic material Q2 that requires high coercive force, so that the entire magnet of the rare earth element Q1 is obtained. The amount of added is reduced. On the other hand, in the method 2, after the machining in step S104 of FIG. 9, as shown in FIG. 11 (A), the rare earth element-containing material Q1 is applied to the surface of the magnet composed of the magnetic powder Q2, and about 700 to Heat treatment is performed at a temperature of 1000 ° C. In addition, the arrow in each powder Q2 in the figure is the axis of easy magnetization. In this technique, the rare earth element Q1 selectively diffuses in the magnetic powder Q2 grain boundary inside the magnet, and as shown in FIG. 11B, the rare earth element Q1 is concentrated near the grain boundary pole on the magnet surface. The amount of rare earth element Q1 added to the entire magnet is reduced.

しかしながら、手法1では、希土類元素含有物Q1の磁性粉末Q2への添加後に行う焼結によって、希土類元素が永久磁石内部の各粒子内まで、数μm程度拡散するため、希土類元素Q1の添加量の低減効果が小さい。一方、手法2では、最大数mm程度の大きさの微小磁石を製造する場合、保磁力特性が均一となるが、それより大きいものを製造する場合、磁石表面の粒界極近傍で希土類元素Q1の濃化を行っているため、磁石内部へ向かうに従い希土類元素Q1の濃度が小さくなるという濃度分布が生じ、保磁力特性が不均一となってしまう。また、塗布と熱処理という工程が別途必要になり、しかも、熱処理に時間がかかる。以上のように焼結磁石を用いて希土類元素Q1の添加量の低減化を図ることには各種問題が発生するため限界があった。   However, in Method 1, since the rare earth element diffuses to the inside of each particle inside the permanent magnet by sintering performed after the rare earth element-containing material Q1 is added to the magnetic powder Q2, the amount of the rare earth element Q1 added is increased. Reduction effect is small. On the other hand, in the method 2, the coercive force characteristic is uniform when manufacturing a micro magnet having a size of about several mm at the maximum, but when manufacturing a larger magnet, the rare earth element Q1 near the grain boundary pole on the magnet surface. Therefore, the concentration distribution of the rare earth element Q1 decreases as it goes toward the inside of the magnet, and the coercive force characteristic becomes non-uniform. Further, separate steps of coating and heat treatment are required, and the heat treatment takes time. As described above, there is a limit to reducing the amount of rare earth element Q1 added using a sintered magnet because various problems occur.

ところで、永久磁石の製造方法には熱間塑性加工法がある。たとえば特許文献1に開示されている熱間塑性加工法では、図12に示すように、ステップS201において磁性粉末と希土類元素含有物を準備し、ステップS202において、それら粉末を混合することにより、原料粉末として混合粉末を作製する。次いで、ステップS202において混合粉末に、熱間成形を行うことにより成形体を作製する。続いて、ステップS204において成形体に、熱間塑性加工を行うことにより異方性を付与した後、ステップS205において機械加工により成形体を所望形状に加工する。これにより、永久磁石として熱間塑性加工磁石が製造される。   Incidentally, there is a hot plastic working method as a method of manufacturing a permanent magnet. For example, in the hot plastic working method disclosed in Patent Document 1, as shown in FIG. 12, a magnetic powder and a rare earth element-containing material are prepared in step S201, and in step S202, the powders are mixed to obtain a raw material. A mixed powder is prepared as a powder. Next, in step S202, the mixed powder is hot-molded to produce a molded body. Subsequently, after giving anisotropy to the formed body by performing hot plastic working in step S204, the formed body is processed into a desired shape by machining in step S205. Thereby, a hot plastic working magnet is manufactured as a permanent magnet.

しかしながら、特許文献1の熱間塑性加工磁石では、希土類元素含有物を添加しているが、焼結磁石の場合とは違って、保磁力が低下する。また、一般に熱間塑性加工磁石では、高保磁力に効果を有するDy等の重希土類元素を磁石合金中に多く添加すると、塑性加工が困難となり、異方性の付与が難しくなる。   However, although the rare earth element-containing material is added to the hot plastic working magnet of Patent Document 1, the coercive force is lowered unlike the sintered magnet. In general, in a hot plastic working magnet, if a large amount of heavy rare earth element such as Dy having an effect on high coercive force is added to a magnet alloy, plastic working becomes difficult and it becomes difficult to provide anisotropy.

特開平9−139305号公報JP 9-139305 A

したがって、本発明は、製造時間を短縮することができ、磁石が大型の場合でも保磁力特性を均一とすることができるのはもちろんのこと、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができ、かつ磁化の低下を防止することができる磁性粉末、永久磁石、および、それらの製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention can shorten the manufacturing time, and even if the magnet is large, the coercive force characteristic can be made uniform, as well as the amount of rare earth elements added and the coercive force increased. An object of the present invention is to provide a magnetic powder, a permanent magnet, and a method for producing them that can achieve both compatibility and prevent a decrease in magnetization.

本発明の表面被覆磁性粉末は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる希土類元素含有物が均一に付着されてなることを特徴としている。   In the surface-coated magnetic powder of the present invention, a rare earth element-containing material consisting of at least one of a rare earth elemental metal, an alloy, and a compound is uniformly formed on the surface of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase. It is characterized by being attached.

本発明の第1の永久磁石は、上記表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより作製された成形体である。すなわち、本発明の第1の永久磁石は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる希土類元素含有物が均一に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、熱間圧縮成形を行うことにより作製された成形体であることを特徴としている。   The 1st permanent magnet of this invention is a molded object produced by performing hot compression molding to the said surface covering magnetic powder. That is, the first permanent magnet of the present invention is a rare earth element-containing material comprising at least one of a rare earth element simple metal, an alloy, and a compound on the surface of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase. Is characterized in that it is a molded body produced by hot compression molding a surface-coated magnetic powder to which is uniformly attached.

本発明の第2の永久磁石は、上記表面被覆磁性粉末に磁場中で圧縮成形を行うことにより異方性が付与された成形体を作製し、その成形体に熱間圧縮成形あるいは焼結を行うことにより得られている。この場合、表面被覆磁性粉末の製造時に用いられる磁性粉末は、予め結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている。すなわち、本発明の第2の永久磁石は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる希土類元素含有物が均一に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行うことにより異方性が付与された成形体を作製し、その成形体に熱間圧縮成形あるいは焼結を行うことにより得られたことを特徴としている。なお、磁性粉末は、1つの粉末内部に多数の結晶粒を有し、各結晶粒は1方向に配列されて構成されているものである。また、表面被覆磁性粉末への希土類元素含有物の付着は、均一が最適であるが、均一でなくても、下記効果は一応得られる。   The second permanent magnet of the present invention produces a molded body with anisotropy by compressing the surface-coated magnetic powder in a magnetic field, and subjecting the molded body to hot compression molding or sintering. It is obtained by doing. In this case, in the magnetic powder used in the production of the surface-coated magnetic powder, the easy magnetization axes of the crystals are oriented in the same direction in advance. That is, the second permanent magnet of the present invention has a rare earth element elemental metal or alloy on the surface of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase and having an easy axis of magnetization oriented in the same direction. And forming a molded body provided with anisotropy by compression molding in a magnetic field on a surface-coated magnetic powder in which a rare earth element-containing material consisting of at least one compound is uniformly attached, It is obtained by performing hot compression molding or sintering on a molded body. The magnetic powder has a large number of crystal grains inside one powder, and each crystal grain is arranged in one direction. Further, the adhesion of the rare earth element-containing material to the surface-coated magnetic powder is optimally uniform, but even if it is not uniform, the following effects can be obtained.

本発明の第1,第2の永久磁石では、下記のように希土類元素の濃化が粒界近傍で行われるから、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる。また、これにより熱間塑性加工後の永久磁石やHDDR粉の永久磁石などでは、結晶粒径が単磁区粒子径より僅かに大きくなるので、従来の上記手法2と同様に保磁力増大効果を得ることができる。さらに、磁石が大型の場合でも保磁力特性を均一とすることができる。   In the first and second permanent magnets of the present invention, the rare earth element is concentrated in the vicinity of the grain boundary as described below, so that it is possible to achieve both reduction in the addition amount of the rare earth element and high coercivity. . In addition, this makes it possible to obtain a coercive force increasing effect in the same manner as in the above-described conventional method 2, since the crystal grain size is slightly larger than the single domain particle diameter in the permanent magnet after hot plastic working or HDDR powder permanent magnet. be able to. Furthermore, even when the magnet is large, the coercive force characteristic can be made uniform.

本発明の永久磁石は、種々の構成を用いることができる。たとえば、本発明の第1の永久磁石では、成形体への熱間塑性加工により異方性が付与されていることが好適である。また、本発明の第1,第2の永久磁石では、成形体への熱処理により得られていることが好適である。   Various configurations can be used for the permanent magnet of the present invention. For example, in the first permanent magnet of the present invention, it is preferable that anisotropy is given to the molded body by hot plastic working. Moreover, in the 1st, 2nd permanent magnet of this invention, it is suitable to be obtained by the heat processing to a molded object.

本発明の第1の表面被覆磁性粉末の製造方法は、上記表面被覆磁性粉末の製造方法である。すなわち、本発明の表面被覆磁性粉末の製造方法は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末と、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる固体状の希土類元素含有物とを液体に混合することによりスラリーを作製し、スラリーに超音波を照射することにより希土類元素含有物の微粒子化を行い、スラリーの乾燥によって、微粒子化された希土類元素含有物を磁性粉末の表面に付着させることを特徴としている。   The manufacturing method of the 1st surface covering magnetic powder of this invention is a manufacturing method of the said surface covering magnetic powder. That is, the method for producing a surface-coated magnetic powder according to the present invention comprises a solid rare earth comprising at least one of a magnetic powder having crystals or a mixed phase of crystals and an amorphous phase, a rare earth element simple metal, an alloy, and a compound. A slurry is prepared by mixing the element-containing material with a liquid, and the slurry is irradiated with ultrasonic waves to pulverize the rare-earth element-containing material, and the slurry is dried to magnetize the pulverized rare-earth element-containing material. It is characterized by adhering to the surface of the powder.

本発明の第1の表面被覆磁性粉末の製造方法では、スラリーにおいて、希土類元素含有物よりも硬度の高い磁性粉末は、希土類元素含有物に対する微粒子化メディアとして機能する。初期状態では1次粒子の凝集体である(すなわち、2次粒子からなる)希土類元素含有物は、超音波照射による振動で磁性粉末に衝突することにより、その凝集が解かれるだけではなく、その1次粒子が破砕されるまでに至る。この場合、衝突は、液体中に超音波の照射により形成されるキャビテーション(小さな気泡)の破裂エネルギーによっても引き起こされる。一方、スラリーにおいて、希土類元素含有物は、拡散の作用によって、液体中に分散する。なお、希土類元素含有物自体が液体状である場合、希土類元素含有物が、スラリーにおいて拡散の作用によって分散する。このような希土類元素含有物の分散・粉砕は、磁性粉末の表面の全ての領域で局所的に繰り返されることにより、希土類元素含有物はスラリー中に均一に分散することができる。なお、ここでいう1次粒子とは、TEM等の電子顕微鏡による観察で、単結晶であると認められる粒子のことである。粉砕とは、1次粒子の破砕のことである。   In the first method for producing a surface-coated magnetic powder of the present invention, the magnetic powder having a hardness higher than that of the rare earth element-containing material in the slurry functions as a fine particle medium for the rare earth element-containing material. In the initial state, the rare earth element-containing material that is an aggregate of primary particles (that is, composed of secondary particles) not only breaks the aggregation by colliding with the magnetic powder by vibration caused by ultrasonic irradiation, but also Until the primary particles are crushed. In this case, the collision is also caused by the burst energy of cavitation (small bubbles) formed in the liquid by irradiation with ultrasonic waves. On the other hand, in the slurry, the rare earth element-containing material is dispersed in the liquid by the action of diffusion. When the rare earth element-containing material itself is in a liquid state, the rare earth element-containing material is dispersed in the slurry by the action of diffusion. Such dispersion / pulverization of the rare earth element-containing material is locally repeated in all regions on the surface of the magnetic powder, whereby the rare earth element-containing material can be uniformly dispersed in the slurry. In addition, the primary particle here is a particle recognized as a single crystal by observation with an electron microscope such as TEM. The pulverization is crushing of primary particles.

このようにスラリーへの超音波照射では、磁性粉末を粉砕することなく、希土類元素含有物のみを選択的に微粒子化することができるとともに、希土類元素含有物をスラリー中に均一に分散させることができる。次いで、このようなスラリーを乾燥させることによって、微粒子化された希土類元素含有物が磁性粉末の表面に付着された表面被覆磁性粉末を得る。この場合、スラリーの乾燥時の液体の表面張力により、微粒子化された希土類元素含有物が磁性粉末に付着することができるので、希土類元素含有物の磁性粉末表面への被覆を均一に行うことができる。また、希土類元素の添加量を低減することができるので、表面被覆磁性粉末を下記の永久磁石の製造方法に適用した場合、製造された永久磁石では、磁化の低下を防止することができる。   As described above, in the ultrasonic irradiation of the slurry, only the rare earth element-containing material can be selectively finely divided without pulverizing the magnetic powder, and the rare earth element-containing material can be uniformly dispersed in the slurry. it can. The slurry is then dried to obtain a surface-coated magnetic powder in which the finely divided rare earth element-containing material is attached to the surface of the magnetic powder. In this case, since the finely divided rare earth element-containing material can adhere to the magnetic powder due to the surface tension of the liquid when the slurry is dried, it is possible to uniformly coat the surface of the magnetic powder with the rare earth element-containing material. it can. Moreover, since the addition amount of rare earth elements can be reduced, when the surface-coated magnetic powder is applied to the following method for producing a permanent magnet, the produced permanent magnet can prevent a decrease in magnetization.

本発明の第2の表面被覆磁性粉末の製造方法は、希土類元素含有物が液体状である場合の製造方法である。この場合、スラリーの作製で用いられる液体が不要となり、かつスラリーへの超音波照射が不要となる。すなわち、本発明の第2の表面被覆磁性粉末の製造方法は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末と、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる液体状の希土類元素含有物とを混合することによりスラリーを作製し、スラリーの乾燥によって、微粒子化された希土類元素含有物を磁性粉末の表面に付着させることを特徴としている。本発明の第2の表面被覆磁性粉末の製造方法では、液体状の希土類元素含有物を用いているので、スラリーへの超音波照射を行わなくても、希土類元素含有物の磁性粉末表面への被覆を均一に行うことができる。また、希土類元素の添加量を低減することができるので、表面被覆磁性粉末を下記の永久磁石の製造方法に適用した場合、製造された永久磁石では、磁化の低下を防止することができる。   The manufacturing method of the 2nd surface covering magnetic powder of this invention is a manufacturing method in case a rare earth element containing material is a liquid form. In this case, the liquid used in the production of the slurry is not necessary, and ultrasonic irradiation to the slurry is not necessary. That is, the second method for producing a surface-coated magnetic powder according to the present invention is a liquid comprising at least one of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase, a rare earth element simple metal, an alloy, and a compound. A slurry is prepared by mixing a rare earth element-containing material in the form of a slurry, and the finely divided rare earth element-containing material is adhered to the surface of the magnetic powder by drying the slurry. In the second method for producing a surface-coated magnetic powder of the present invention, since a liquid rare earth element-containing material is used, the surface of the rare earth element-containing material on the magnetic powder surface can be obtained without performing ultrasonic irradiation on the slurry. The coating can be performed uniformly. Moreover, since the addition amount of rare earth elements can be reduced, when the surface-coated magnetic powder is applied to the following method for producing a permanent magnet, the produced permanent magnet can prevent a decrease in magnetization.

本発明の第1の永久磁石の製造方法は、上記表面被覆磁性粉末の製造方法により製造された表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより成形体を作製することを特徴としている。本発明の第2の永久磁石の製造方法は、上記表面被覆磁性粉末の製造方法において磁性粉末として結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている磁性粉末を用いて製造された表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行うことにより異方性を有する成形体を作製し、成形体に熱間圧縮成形あるいは焼結を行うことを特徴としている。   The first method for producing a permanent magnet according to the present invention is characterized in that a compact is produced by performing hot compression molding on the surface-coated magnetic powder produced by the method for producing a surface-coated magnetic powder. The second permanent magnet manufacturing method of the present invention is the surface-coated magnetic powder manufactured by using the magnetic powder in which the easy axis of crystal is oriented in the same direction as the magnetic powder in the method of manufacturing the surface-coated magnetic powder. In addition, a compact having anisotropy is produced by compression molding in a magnetic field, and hot compacting or sintering is performed on the compact.

本発明の第1,第2の永久磁石の製造方法では、微粒子化された希土類元素含有物を磁性粉末表面へ付着した表面被覆磁性粉末から永久磁石を製造することができる。この場合、希土類元素は、磁性粉末の界面からその内部に結晶粒界を選択的に拡散して、希土類元素の濃化を粒界近傍で行うことができるから、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる。また、これにより熱間塑性加工後の永久磁石やHDDR粉の永久磁石などでは、結晶粒径が単磁区粒子径より僅かに大きくなるので、従来の上記手法2と同様に保磁力増大効果を得ることができる。さらに、磁石が大型の場合でも保磁力特性を均一とすることができる。   In the first and second methods for producing a permanent magnet of the present invention, a permanent magnet can be produced from a surface-coated magnetic powder obtained by adhering a finely divided rare earth element-containing material to the surface of the magnetic powder. In this case, the rare earth element selectively diffuses from the interface of the magnetic powder into the crystal grain boundary, and the rare earth element can be concentrated in the vicinity of the grain boundary, thereby reducing the amount of rare earth element added. In addition, it is possible to achieve both high coercivity. In addition, this makes it possible to obtain a coercive force increasing effect in the same manner as in the above-described conventional method 2, since the crystal grain size is slightly larger than the single domain particle diameter in the permanent magnet after hot plastic working or HDDR powder permanent magnet. be able to. Furthermore, even when the magnet is large, the coercive force characteristic can be made uniform.

また、熱間塑性加工、熱間圧縮成形、あるいは、焼結を行った場合でも、希土類元素の磁性粉末への拡散距離は、磁性粉末の厚み(磁性粉末の界面間の距離)の半分程度となるから、その拡散距離は、従来の上記手法2と比較して、短くなる。これにより、希土類元素の拡散のために必要な処理は、通常の熱間塑性加工法、熱間圧縮成形、あるいは、焼結の処理のみで十分であり、必要に応じて熱処理を加える場合でも、その熱処理は僅かなものでよいから、製造時間を短縮することができる。さらに、高保磁力に効果を有するDy等の重希土類元素含有物を磁性粉末に多く添加した場合でも、塑性加工を容易に行うことができ、異方性の付与が易しくなる。   Even when hot plastic working, hot compression molding, or sintering is performed, the diffusion distance of rare earth elements to the magnetic powder is about half the thickness of the magnetic powder (distance between the interfaces of the magnetic powder). Therefore, the diffusion distance is shorter than that of the conventional method 2 described above. Thereby, the treatment necessary for the diffusion of rare earth elements is sufficient only by the usual hot plastic working method, hot compression molding, or sintering treatment, and even when heat treatment is applied if necessary, Since the heat treatment needs only a few, the manufacturing time can be shortened. Further, even when a large amount of a heavy rare earth element-containing material such as Dy having an effect on high coercive force is added to the magnetic powder, plastic working can be easily performed and anisotropy is easily imparted.

本発明の第1,第2の永久磁石の製造方法は種々の構成を用いることができる。たとえば本発明の第1の永久磁石の製造方法では、成形体に熱間塑性加工を行うことにより、成形体に異方性を付与することができる。また、本発明の第1,第2の永久磁石では、必要に応じて成形体に熱処理を行うことにより、歪みを除去することができるのはもちろんのこと、希土類元素の磁性粉末への拡散を十分に行うことができるので、保磁力特性をより均一にすることができる。   Various configurations can be used for the manufacturing method of the first and second permanent magnets of the present invention. For example, in the first method for producing a permanent magnet of the present invention, anisotropy can be imparted to the compact by subjecting the compact to hot plastic working. In addition, in the first and second permanent magnets of the present invention, it is possible to remove distortion by performing heat treatment on the molded body as necessary, and to diffuse rare earth elements into the magnetic powder. Since it can be performed sufficiently, the coercive force characteristic can be made more uniform.

さらに、たとえばスラリーの作製では、磁性粉末は希土類元素含有物よりも混合重量比を大きく設定することができる。この態様では、超音波照射時の磁性粉末の分散空間が相対的に大きくなるので、磁性粉末の微粒子化を効率よく行うことができる。たとえばスラリーの乾燥は、スラリーに超音波を照射しながら行うことができる。この態様では、スラリーの乾燥時、微粒子化された希土類元素含有物を液体中を均一に分散した状態で、希土類元素含有物を磁性粉末に付着することができるので、希土類元素含有物の磁性粉末の表面への被覆をより均一に行うことができる。   Further, for example, in the production of slurry, the magnetic powder can be set to have a larger mixing weight ratio than the rare earth element-containing material. In this aspect, since the dispersion space of the magnetic powder at the time of ultrasonic irradiation becomes relatively large, the magnetic powder can be efficiently atomized. For example, the slurry can be dried while irradiating the slurry with ultrasonic waves. In this aspect, when the slurry is dried, the rare earth element-containing material can be adhered to the magnetic powder in a state where the finely divided rare earth element-containing material is uniformly dispersed in the liquid. It is possible to more uniformly coat the surface.

また、スラリーの乾燥は、大気圧より低い圧力で行うことができる。この態様では、液体が気化しやすいので、乾燥を効果的に行うことができる。さらに、スラリーの乾燥は、加熱により行うことができる。この態様では、乾燥をより効果的に行うことができる。また、液体として有機溶剤を用いることができる。この態様では、有機溶剤の揮発性が高いので、乾燥をより効果的に行うことができる。また、磁性粉末および希土類元素含有物の少なくとも一方が金属粉末である場合、その金属粉末の酸化を防止することができる。   The slurry can be dried at a pressure lower than atmospheric pressure. In this embodiment, since the liquid is easily vaporized, drying can be performed effectively. Furthermore, the slurry can be dried by heating. In this aspect, drying can be performed more effectively. An organic solvent can be used as the liquid. In this aspect, since the organic solvent is highly volatile, drying can be performed more effectively. In addition, when at least one of the magnetic powder and the rare earth element-containing material is a metal powder, oxidation of the metal powder can be prevented.

本発明の表面被覆磁性粉末またはその製造方法によれば、本発明の永久磁石またはその製造方法に適用することにより、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる。また、希土類元素の添加量を低減することができるので、表面被覆磁性粉末を下記の永久磁石の製造方法に適用した場合、製造された永久磁石では、磁化の低下を防止することができる。   According to the surface-coated magnetic powder of the present invention or the method for producing the same, by applying the permanent magnet of the present invention or the method for producing the same, it is possible to reduce both the amount of rare earth element added and increase the coercive force. Moreover, since the addition amount of rare earth elements can be reduced, when the surface-coated magnetic powder is applied to the following method for producing a permanent magnet, the produced permanent magnet can prevent a decrease in magnetization.

本発明の第1,第2の永久磁石またはその製造方法によれば、微粒子化された希土類元素含有物を磁性粉末に付着することにより、希土類元素含有物を磁性粉末表面へ付着した表面被覆磁性粉末を用いているので、希土類元素は、磁性粉末の界面からその内部に結晶粒界を選択的に拡散することができる。したがって、希土類元素の濃化を粒界近傍で行うことができるから、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる等の効果を得ることができる。   According to the first and second permanent magnets of the present invention or the manufacturing method thereof, the surface-coated magnetic material in which the rare earth element-containing material is attached to the magnetic powder surface by attaching the finely divided rare earth element-containing material to the magnetic powder. Since the powder is used, the rare earth element can selectively diffuse the grain boundary from the interface to the inside of the magnetic powder. Therefore, since the concentration of the rare earth element can be performed in the vicinity of the grain boundary, it is possible to obtain effects such as a reduction in the addition amount of the rare earth element and a high coercive force.

(1)第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明に係る第1実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。図1に示すように、まず、ステップS1において、磁性粉末および希土類元素含有物を準備する。
(1) First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a process diagram showing a method for manufacturing a permanent magnet according to a first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, first, in step S1, a magnetic powder and a rare earth element-containing material are prepared.

磁性粉末は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有し、希土類元素含有物よりも硬度が高い粉末である。磁性粉末は、たとえば板状等の扁平状をなしている。具体的には、磁性粉末の各粉末の断面の大きさは、たとえば長さが200μm、厚さが30μmであり、その各粉末のなかには、たとえば数十nm程度の微細な結晶粒が多数含まれている。結晶粒の磁化容易軸は、ランダムな方向に向いている。磁性粉末は、たとえば、希土類元素、鉄族元素、およびホウ素を含有する希土類磁性粉末(Nd-Fe-Bの磁性粉末)である。   The magnetic powder is a powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase and having a higher hardness than a rare earth element-containing material. The magnetic powder has a flat shape such as a plate shape. Specifically, the magnetic powder has a cross-sectional size of, for example, a length of 200 μm and a thickness of 30 μm. Each of the powders includes a large number of fine crystal grains of, for example, several tens of nm. ing. The easy axis of crystal grains is oriented in a random direction. The magnetic powder is, for example, a rare earth magnetic powder (Nd—Fe—B magnetic powder) containing a rare earth element, an iron group element, and boron.

希土類元素含有物としては、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つを含有する希土類元素粉末や、ゾル状や液体状の希土類元素化合物等の希土類元素ゾルや希土類元素液体があげられる。具体的には、希土類元素粉末としては、Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc,あるいは,Yを含有する酸化物からなる粉末や、フッ化物からなる粉末、それらの混合物からなる粉末等があげられる。また、希土類元素ゾルや希土類元素液体としては、Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Lu,Sc,あるいは,Yを含有するゾル状フッ化物や、ゾル状コロイド状フッ化物、それら混合物からなるフッ化物等があげられる。   Examples of the rare earth element-containing material include rare earth element powders containing at least one of rare earth elemental metals, alloys and compounds, and rare earth element sols and rare earth element liquids such as sol and liquid rare earth element compounds. It is done. Specifically, the rare earth element powder is made of an oxide containing Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, or Y, or a fluoride. Examples thereof include powders and powders composed of a mixture thereof. Moreover, as rare earth element sol and rare earth element liquid, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc, or sol-like fluoride containing Y, sol-like colloidal form, etc. Examples thereof include fluorides and fluorides composed of a mixture thereof.

次いで、ステップS2において、図2に示す装置100を用いて、扁平状の磁性粉末の表面に希土類元素含有物を被覆する被覆処理を行う。まず、容器104において、希土類元素含有物、磁性粉末、および、液体を混合することによりスラリーSを作製する。液体としては、たとえば有機溶剤が用いられる。有機溶剤としては、たとえばエタノール、アセトン、あるいは、IPA(イソプロピルアルコール)が用いられる。スラリーの作製では、磁性粉末は、希土類元素含有物より混合重量比を大きくすることが好適である。   Next, in step S2, a coating process for coating the surface of the flat magnetic powder with the rare earth element-containing material is performed using the apparatus 100 shown in FIG. First, in the container 104, the slurry S is prepared by mixing the rare earth element-containing material, the magnetic powder, and the liquid. For example, an organic solvent is used as the liquid. As the organic solvent, for example, ethanol, acetone, or IPA (isopropyl alcohol) is used. In the production of the slurry, it is preferable that the mixing ratio of the magnetic powder is larger than that of the rare earth element-containing material.

次に、容器104を振動液槽102の振動液103中に配置する。続いて、超音波発振器101により超音波を発振し、その超音波が、振動液槽102中の振動液103を通じて容器104中のスラリーSに照射される。超音波の周波数は、たとえば100kHz以下である。   Next, the container 104 is placed in the vibration liquid 103 of the vibration liquid tank 102. Subsequently, ultrasonic waves are oscillated by the ultrasonic oscillator 101, and the ultrasonic waves are applied to the slurry S in the container 104 through the vibrating liquid 103 in the vibrating liquid tank 102. The frequency of the ultrasonic wave is, for example, 100 kHz or less.

ここで、第1実施形態では、スラリーSにおいて、扁平状の磁性粉末は、希土類元素含有物に対する微粒子化メディアとして機能する。図3(A)に示すように、初期状態では1次粒子の凝集体である(すなわち、2次粒子からなる)希土類元素含有物P1は、超音波照射による振動で扁平状の磁性粉末P2に衝突することにより、その凝集が解かれるだけではなく、その1次粒子が破砕されるまでに至る。この場合、衝突は、液体中に超音波の照射により形成されるキャビテーション(小さな気泡)の破裂エネルギーによっても引き起こされる。一方、スラリーSにおいて、図3(B)に示すように、希土類元素含有物P1は、拡散の作用によって、液体中に分散する。このような希土類元素含有物P1の粉砕・分散は、磁性粉末P2の表面の全ての領域で局所的に繰り返されることにより、希土類元素含有物P1はスラリーS中に均一に分散することができる。なお、図3(A),(B)において、液体の図示は省略している。   Here, in the first embodiment, in the slurry S, the flat magnetic powder functions as a fine particle medium for the rare earth element-containing material. As shown in FIG. 3A, the rare earth element-containing material P1, which is an aggregate of primary particles (that is, composed of secondary particles) in an initial state, is converted into a flat magnetic powder P2 by vibration caused by ultrasonic irradiation. The collision not only breaks the agglomeration, but also leads to the primary particles being crushed. In this case, the collision is also caused by the burst energy of cavitation (small bubbles) formed in the liquid by irradiation with ultrasonic waves. On the other hand, in the slurry S, as shown in FIG. 3B, the rare earth element-containing material P1 is dispersed in the liquid by the action of diffusion. Such pulverization / dispersion of the rare earth element-containing material P1 is locally repeated in all regions on the surface of the magnetic powder P2, so that the rare earth element-containing material P1 can be uniformly dispersed in the slurry S. In FIGS. 3A and 3B, the liquid is not shown.

装置100では、以上のようにして磁性粉末P2を粉砕することなく、希土類元素含有物P1のみを選択的に微粒子化することができるとともに、希土類元素含有物P1をスラリーS中に均一に分散させることができる。次いで、超音波を照射しながら、減圧下にて液体を乾燥させる。すると、微粒子化された希土類元素含有物P1は、液体中を均一に分散した状態が維持されるので凝集することなく、乾燥時の液体の表面張力により磁性粉末P2の表面上に付着される。その結果、微粒子化された希土類元素含有物P1は、図4(A)に示すように、磁性粉末P2の表面に均一に被覆される。なお、ステップS2の被覆処理において、液体状の希土類元素含有物を用いる場合、スラリーの作製で用いられる液体が不要となり、かつスラリーへの超音波照射が不要となる。この場合、スラリーへの超音波照射を行わなくても、希土類元素含有物の磁性粉末表面への被覆が均一に行われる。   In the apparatus 100, only the rare earth element-containing material P1 can be selectively finely divided without pulverizing the magnetic powder P2 as described above, and the rare earth element-containing material P1 is uniformly dispersed in the slurry S. be able to. Next, the liquid is dried under reduced pressure while irradiating with ultrasonic waves. As a result, the finely divided rare earth element-containing material P1 is maintained in a uniformly dispersed state in the liquid, and therefore does not aggregate and adheres to the surface of the magnetic powder P2 by the surface tension of the liquid during drying. As a result, the finely divided rare earth element-containing material P1 is uniformly coated on the surface of the magnetic powder P2, as shown in FIG. In addition, in the coating process of step S2, when a liquid rare earth element-containing material is used, the liquid used in the preparation of the slurry is unnecessary, and the slurry is not irradiated with ultrasonic waves. In this case, the surface of the magnetic powder containing the rare earth element-containing material is uniformly applied without performing ultrasonic irradiation on the slurry.

続いて、ステップS3において、希土類元素含有物P1が磁性粉末P2の表面に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、熱間圧縮成形を行うことにより、表面被覆磁性粉末の結晶化および真密度化を行う。これにより成形体を作製する。このとき成形体を構成する磁性粉末P2の界面間の距離は、たとえば30μmである。磁性粉末中の結晶粒の磁化容易軸は、ランダムな方向に向いている。熱間圧縮成形の条件としては、たとえば温度が700℃、印加荷重が100MPaである。   Subsequently, in step S3, the surface-coated magnetic powder obtained by attaching the rare earth element-containing material P1 to the surface of the magnetic powder P2 is subjected to hot compression molding, thereby crystallization and true densification of the surface-coated magnetic powder. Do. Thereby, a molded object is produced. At this time, the distance between the interfaces of the magnetic powder P2 constituting the compact is, for example, 30 μm. The easy magnetization axes of the crystal grains in the magnetic powder are oriented in random directions. As conditions for hot compression molding, for example, the temperature is 700 ° C. and the applied load is 100 MPa.

次に、ステップS4において、成形体に熱間塑性加工を行うことにより、成形体に異方性を付与する。これにより、成形体を構成する磁性粉末P2中の結晶粒の磁化容易軸(図中の各粒子中の矢印方向)は、同一方向に向く。また、希土類元素は、図4(B)に示すように、扁平状の磁性粉末P2の界面からその内部へ結晶粒界(矢印方向I)に沿って選択的に拡散して、希土類元素の濃化が粒界近傍で行われる。このとき、希土類元素の扁平状の磁性粉末P2への拡散は、扁平状の磁性粉末P2の全ての界面から内部へ向かって行われるから、その拡散距離は、磁性粉末P2の厚み(磁性粉末の界面間の距離)の半分程度となる。この場合、成形体を構成する磁性粉末の界面間の距離は、たとえば10μmである。熱間塑性加工の条件としては、たとえば温度が750℃、印加荷重が20MPaである。なお、図4(B)中で希土類元素含有物P1が図示されている部分は、磁性粉末P2の粉末界面である。続いて、ステップS5において、異方性が付与された成形体に機械加工を行うことにより、所望の形状に加工する。次いで、必要に応じて、所望の形状に加工された成形体に熱処理を行う。   Next, in step S4, anisotropy is imparted to the compact by performing hot plastic working on the compact. Thereby, the magnetization easy axis (the arrow direction in each particle in the figure) of the crystal grains in the magnetic powder P2 constituting the compact is oriented in the same direction. Further, as shown in FIG. 4B, the rare earth element is selectively diffused along the crystal grain boundary (arrow direction I) from the interface of the flat magnetic powder P2 to the inside thereof, and the concentration of the rare earth element is increased. Conversion takes place near the grain boundaries. At this time, the diffusion of the rare earth element into the flat magnetic powder P2 is performed from all the interfaces to the inside of the flat magnetic powder P2, and therefore the diffusion distance is determined by the thickness of the magnetic powder P2 (of the magnetic powder). It is about half of the distance between the interfaces. In this case, the distance between the interfaces of the magnetic powder constituting the compact is, for example, 10 μm. As conditions for hot plastic working, for example, the temperature is 750 ° C. and the applied load is 20 MPa. In FIG. 4B, the portion where the rare earth element-containing material P1 is illustrated is the powder interface of the magnetic powder P2. Subsequently, in step S5, the molded body provided with anisotropy is machined to be processed into a desired shape. Next, if necessary, the molded body processed into a desired shape is subjected to heat treatment.

以上のように第1実施形態では、微粒子化された希土類元素含有物P1を扁平状の磁性粉末P2表面へ付着した表面被覆磁性粉末から、永久磁石として熱間塑性加工磁石を製造することができる。この場合、希土類元素は磁性粉末P2の界面からその内部に結晶粒界を選択的に拡散して、希土類元素の濃化を粒界近傍で行うことができるから、希土類元素P1の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる。また、これにより熱間塑性加工後の永久磁石やHDDR粉の永久磁石などでは、結晶粒径が単磁区粒子径より僅かに大きくなるので、従来の上記手法2と同様に保磁力増大効果を得ることができる。さらに、磁石が大型の場合でも保磁力特性を均一とすることができる。さらに、希土類元素P1の添加量を低減することができるので、永久磁石では磁化の低下を防止することができる。   As described above, in the first embodiment, a hot plastic working magnet can be manufactured as a permanent magnet from the surface-coated magnetic powder obtained by attaching the finely divided rare earth element-containing material P1 to the surface of the flat magnetic powder P2. . In this case, the rare earth element can selectively diffuse the grain boundary from the interface of the magnetic powder P2 to the inside thereof, and the rare earth element can be concentrated in the vicinity of the grain boundary. Compatibility and high coercive force can be achieved. In addition, this makes it possible to obtain a coercive force increasing effect in the same manner as in the above-described conventional method 2, since the crystal grain size is slightly larger than the single domain particle diameter in the permanent magnet after hot plastic working or HDDR powder permanent magnet. be able to. Furthermore, even when the magnet is large, the coercive force characteristic can be made uniform. Furthermore, since the amount of rare earth element P1 added can be reduced, the permanent magnet can prevent a decrease in magnetization.

また、熱間塑性加工を行った場合でも、希土類元素の扁平状の磁性粉末P2への拡散距離は、磁性粉末P2の厚み(磁性粉末の界面間の距離)の半分程度となるから、その拡散距離は、従来の上記手法2と比較して、短くなる。これにより、希土類元素の拡散のために必要な処理は、通常の熱間塑性加工法の処理のみで十分であり、必要に応じて熱処理を加える場合でも、その熱処理は僅かなものでよいから、製造時間を短縮することができる。さらに、高保磁力に効果を有するDy等の重希土類元素含有物をを磁性粉末に多く添加した場合でも、塑性加工が容易に行うことができ、異方性の付与が易しくなる。   Even when hot plastic working is performed, the diffusion distance of the rare earth element to the flat magnetic powder P2 is about half the thickness of the magnetic powder P2 (distance between the interfaces of the magnetic powder). The distance is shorter than that in the conventional method 2. Thereby, the treatment necessary for the diffusion of the rare earth element is sufficient only by the usual hot plastic working method, and even if a heat treatment is applied if necessary, the heat treatment may be slight. Manufacturing time can be shortened. Furthermore, even when a large amount of a heavy rare earth element-containing material such as Dy having an effect on high coercive force is added to the magnetic powder, plastic working can be easily performed and anisotropy is easily imparted.

特に、スラリーSの作製では、希土類元素含有物P1は磁性粉末P2よりも混合重量比を大きく設定することにより、超音波照射時の希土類元素含有物P1の分散空間が相対的に大きくなるので、希土類元素含有物P1の微粒子化を効率よく行うことができる。スラリーSに超音波を照射しながらスラリーSの乾燥を行うことにより、スラリーSの乾燥時、微粒子化された希土類元素含有物P1を液体中を均一に分散した状態で、希土類元素含有物P1が扁平状の磁性粉末P2に付着することができるので、希土類元素含有物P1の磁性粉末P2の表面への被覆をより均一に行うことができる。また、スラリーSの乾燥を大気圧より低い圧力で行うと、液体が気化しやすいので、乾燥を効果的に行うことができる。さらに、スラリーSの乾燥は、加熱により行うことにより、乾燥をより効果的に行うことができる。また、液体として有機溶剤を用いると、有機溶剤の揮発性が高いので、乾燥をより効果的に行うことができる。この場合、希土類元素含有物P1および磁性粉末P2の少なくとも一方が金属粉末である場合、その金属粉末の酸化を防止することができる。   In particular, in the preparation of the slurry S, the dispersion space of the rare earth element-containing material P1 at the time of ultrasonic irradiation becomes relatively large by setting the mixing weight ratio of the rare earth element-containing material P1 larger than that of the magnetic powder P2. The fine particles of the rare earth element-containing material P1 can be efficiently formed. By drying the slurry S while irradiating the slurry S with ultrasonic waves, when the slurry S is dried, the rare earth element-containing material P1 is dispersed in a state where the finely divided rare earth element-containing material P1 is uniformly dispersed in the liquid. Since it can adhere to the flat magnetic powder P2, the surface of the magnetic powder P2 with the rare earth element-containing material P1 can be more uniformly coated. Further, when the slurry S is dried at a pressure lower than the atmospheric pressure, the liquid is easily vaporized, so that the drying can be effectively performed. Furthermore, the slurry S can be dried more effectively by heating. Further, when an organic solvent is used as the liquid, the organic solvent is highly volatile, so that drying can be performed more effectively. In this case, when at least one of the rare earth element-containing material P1 and the magnetic powder P2 is a metal powder, oxidation of the metal powder can be prevented.

また、希土類元素含有物P1の微粒子化では、希土類元素含有物P1の選択的微粒子化・均一分散を同一工程で行うことができるので、製造工程数を低減することができ、かつ希土類元素含有物P1,磁性粉末P2への不純物の混合の虞を解消することができる。また、微粒子化された希土類元素含有物P1を単体で扱う必要はないので、粉末の困難な取扱いがなくなる。さらに、強い機械的衝撃力を加える必要がないので、希土類元素含有物P1および磁性粉末P2がともに硬度が高い場合でも、磁性粉末P2の微粉砕化を防止することができる。加えて、必要に応じて成形体に熱処理を行うことにより、歪みを除去することができるのはもちろんのこと、希土類元素の磁性粉末P2への拡散を十分に行うことができるので、保磁力特性をより均一にすることができる。   Further, in the fine particle formation of the rare earth element-containing material P1, the selective fine particle formation and uniform dispersion of the rare earth element-containing material P1 can be performed in the same process, so that the number of manufacturing steps can be reduced and the rare earth element-containing material can be reduced. The possibility of mixing impurities into P1 and magnetic powder P2 can be eliminated. Moreover, since it is not necessary to handle the atomized rare earth element-containing material P1 alone, difficult handling of the powder is eliminated. Furthermore, since it is not necessary to apply a strong mechanical impact force, even when the rare earth element-containing material P1 and the magnetic powder P2 both have high hardness, it is possible to prevent the magnetic powder P2 from being pulverized. In addition, it is possible to sufficiently remove the rare earth element into the magnetic powder P2 as well as to remove the strain by performing a heat treatment on the molded body as necessary. Can be made more uniform.

(2)第2実施形態
第2実施形態では、第1実施形態とは、ステップS2とステップS5の間のステップが異なっている。第2実施形態では、第1実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、第1実施形態と同様な作用を有する構成要素の説明は省略している。
(2) Second Embodiment The second embodiment is different from the first embodiment in steps between step S2 and step S5. In the second embodiment, components similar to those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and descriptions of components having the same functions as those in the first embodiment are omitted.

第2実施形態では、第1実施形態と同様に、ステップS1において、磁性粉末および希土類元素含有物を準備し、ステップS2において、磁性粉末P2の表面に希土類元素含有物P1を被覆する被覆処理を行う。この場合、磁性粉末P2は、予め結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている。続いて、ステップS13において、希土類元素含有物P1が磁性粉末P2の表面に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行う。これにより異方性を有する成形体を作製する。次いで、ステップS14において、成形体に熱間圧縮成形あるいは焼結を行う。これにより成形体あるいは焼結体を得る。ステップS14では、希土類元素は、第1実施形態と同様に、磁性粉末P2の界面からその内部へ結晶粒界(矢印方向I)に沿って選択的に拡散して、希土類元素の濃化が粒界近傍で行われる。   In the second embodiment, similarly to the first embodiment, in step S1, magnetic powder and a rare earth element-containing material are prepared, and in step S2, the surface of the magnetic powder P2 is coated with the rare earth element-containing material P1. Do. In this case, in the magnetic powder P2, the easy magnetization axes of the crystals are oriented in the same direction in advance. Subsequently, in step S13, the surface-coated magnetic powder obtained by attaching the rare earth element-containing material P1 to the surface of the magnetic powder P2 is compression-molded in a magnetic field. Thereby, a molded body having anisotropy is produced. Next, in step S14, the compact is hot compression molded or sintered. Thereby, a molded body or a sintered body is obtained. In step S14, the rare earth element is selectively diffused along the crystal grain boundary (arrow direction I) from the interface of the magnetic powder P2 to the inside of the magnetic powder P2, as in the first embodiment, and the enrichment of the rare earth element is performed in the grain. Done near the field.

次いで、第1実施形態と同様に、ステップS5において、成形体あるいは焼結体に機械加工を行うことにより、所望の形状に加工する。次に、必要に応じて、所望の形状に加工された成形体あるいは焼結体に熱処理を行う。   Next, in the same manner as in the first embodiment, in step S5, the molded body or sintered body is machined to be processed into a desired shape. Next, if necessary, heat treatment is performed on the molded body or sintered body processed into a desired shape.

以上のように第2実施形態では、希土類元素の拡散は、熱間圧縮成形、焼結の処理時、あるいは、必要に応じて行う熱処理時に起こっており、第1実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。   As described above, in the second embodiment, the diffusion of the rare earth element occurs during the hot compression molding and sintering processes, or during the heat treatment performed as necessary, and the same actions and effects as in the first embodiment. Can be obtained.

(3)変形例
上記実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。たとえば、上記実施形態では、被覆処理に装置100を用いたが、たとえば図6(A)〜(D)に示す装置を用いてもよい。図6(A)の装置110は、装置100の構成に加えて、スラリーS中で図の矢印方向Rに回転する撹拌手段111を備えている。装置110では、スラリーSへの超音波照射に加えて、撹拌手段111の回転によるスラリーSの撹拌が行われる。図6(B)の装置120は、装置100の構成に加えて、容器104を回転させる回転手段(図示略)を備えている。装置120では、スラリーSへの超音波照射に加えて、回転手段によるスラリーSの回転が図の矢印方向Rへ行われる。また、図2、図6(A)〜(C)に示される装置では、超音波発振器101の位置は、図示の位置に限定されるものではなく、振動液槽102中の振動液103を通じて容器104中のスラリーSに超音波照射を行うことができる位置であればよい。また、図6(D)に示される装置では、容器104に超音波照射を直接行うことができる位置であればよい。
(3) Modification Although the present invention has been described using the above embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the apparatus 100 is used for the covering process, but for example, apparatuses illustrated in FIGS. 6A to 6D may be used. In addition to the configuration of the apparatus 100, the apparatus 110 in FIG. 6A includes a stirring means 111 that rotates in the slurry S in the arrow direction RA in the figure. In the apparatus 110, the slurry S is agitated by the rotation of the agitation unit 111 in addition to the ultrasonic irradiation of the slurry S. The apparatus 120 in FIG. 6B includes a rotating unit (not shown) that rotates the container 104 in addition to the configuration of the apparatus 100. In the device 120, in addition to ultrasonic irradiation to the slurry S, the rotation of the slurry S by the rotation means is performed in the direction of the arrow R B in FIG. 2 and 6A to 6C, the position of the ultrasonic oscillator 101 is not limited to the illustrated position, and the container is formed through the vibrating liquid 103 in the vibrating liquid tank 102. Any position can be used as long as the slurry S in 104 can be irradiated with ultrasonic waves. Further, in the apparatus shown in FIG. 6D, any position where ultrasonic irradiation can be directly performed on the container 104 may be used.

上記実施形態では、磁性粉末における全ての希土類元素の含有量(以下、全希土類元素の含有量)は、NdFe14Bの化学量論組成(26.7wt.%)の1.01〜1.20倍の範囲内であることが好適である。磁性粉末中の希土類元素の含有量がNdFe14Bの化学量論組成の1.01未満である場合、NdFe14Bの化学量論組成に近くなり、Nd-rich相が存在しない。このため、永久磁石の製造時、磁性粉末の表面に付着している希土類元素含有物の希土類元素は、磁性粉末の界面から結晶粒界を通じて内部へ拡散することが困難となる。磁性粉末中の希土類元素の含有量が磁性粉末中の希土類元素の含有量が、NdFe14Bの化学量論組成の1.01倍以上である場合、保磁力が増加するが、磁性粉末中の希土類元素の含有量がNdFe14Bの化学量論組成の1.20倍を超えると、保磁力の増加が鈍化し、かつ残留磁束密度が低下してしまい、実用的ではない。 In the above embodiment, the content of all the rare earth elements in the magnetic powder (hereinafter, the total content of rare earth elements) of the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B (26.7wt. %) 1.01~1 It is preferable to be within a range of 20 times. If the content of the rare earth element in the magnetic powder is less than 1.01 of the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, closer to the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, there is no Nd-rich phase . For this reason, at the time of manufacturing the permanent magnet, the rare earth element of the rare earth element-containing material adhering to the surface of the magnetic powder becomes difficult to diffuse from the interface of the magnetic powder to the inside through the grain boundary. When the rare earth element content in the magnetic powder is 1.01 times or more the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, the coercive force increases, but the magnetic powder If the content of the rare earth element in the composition exceeds 1.20 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, the increase in coercive force is slowed and the residual magnetic flux density is lowered, which is not practical.

また、磁性粉末には、希土類元素としてPrが少なくとも含有されていることが好適である。この態様では、永久磁石の製造時、磁性粉末の表面に付着している希土類元素含有物の希土類元素が結晶粒界を通じて拡散しても、結晶粒界の融点上昇が抑制されるから、その拡散が容易となる。   Further, it is preferable that the magnetic powder contains at least Pr as a rare earth element. In this aspect, when the permanent magnet is manufactured, even if the rare earth element contained in the rare earth element-containing material adhering to the surface of the magnetic powder diffuses through the crystal grain boundary, the increase in the melting point of the crystal grain boundary is suppressed. Becomes easy.

以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to specific examples.

(1)実施例1(永久磁石での添加元素Dyの分布およびDy添加量の影響)
実施例1では、永久磁石での添加元素Dyの分布および永久磁石の保磁力におけるDy添加量依存性を調べた。試料作製では、希土類元素含有物としてDyF粉末、希土類元素含有物よりも硬度が高い扁平状の磁性粉末としてNd-Fe-Bの磁性粉末を準備した。次いで、磁性粉末の表面への希土類元素含有物の被覆処理を行った。被覆処理では、実施形態と同様な手法を用いて、磁性粉末および希土類元素含有物を有機溶剤に混合してスラリーを作製した。スラリーに超音波照射を行うことにより、希土類元素含有物を微粒子化するとともにスラリー中に均一に分散させた。そして、スラリーを乾燥させることにより、微粒子化された希土類元素含有物を磁性粉末の表面に被覆した。この場合、被覆した希土類元素含有物から換算したDyの添加量が0%、0.5%、1.5%の表面被覆磁性粉末を作製した。
(1) Example 1 (Distribution of additive element Dy in permanent magnet and influence of added amount of Dy)
In Example 1, the dependency of the additive element Dy on the permanent magnet and the Dy addition amount dependency on the coercive force of the permanent magnet were examined. In sample preparation, DyF 3 powder was prepared as a rare earth element-containing material, and Nd—Fe—B magnetic powder was prepared as a flat magnetic powder having a hardness higher than that of the rare earth element-containing material. Next, the surface of the magnetic powder was coated with a rare earth element-containing material. In the coating treatment, a slurry was prepared by mixing the magnetic powder and the rare earth element-containing material with an organic solvent using the same method as in the embodiment. By irradiating the slurry with ultrasonic waves, the rare earth element-containing material was finely divided and uniformly dispersed in the slurry. And the surface of the magnetic powder was coated with the finely divided rare earth element-containing material by drying the slurry. In this case, surface-coated magnetic powders having 0%, 0.5%, and 1.5% addition of Dy converted from the coated rare earth element-containing material were prepared.

続いて、このような被覆処理の後、希土類元素含有物が表面に被覆された磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより、成形体を作製した。熱間圧縮成形の条件は、温度を700℃、圧力を100MPaとした。次に、成形体に熱間塑性加工を行うことにより、成形体に異方性を付与した。このようにして試料11として、Dyの添加量が0%、0.5%、1.5%である永久磁石を製造した。なお、Dyの添加量の分析は、ICP(高周波誘導結合プラズマ)分析を用いた。   Subsequently, after such a coating treatment, a compact was produced by performing hot compression molding on a magnetic powder having a surface coated with a rare earth element-containing material. The conditions for hot compression molding were a temperature of 700 ° C. and a pressure of 100 MPa. Next, anisotropy was imparted to the molded body by subjecting the molded body to hot plastic working. In this manner, a permanent magnet having Dy addition amounts of 0%, 0.5%, and 1.5% was manufactured as Sample 11. In addition, the analysis of the addition amount of Dy used ICP (high frequency inductively coupled plasma) analysis.

比較試料の作製では、予めDyが添加されているNd-Fe-B系磁性合金(Dyの添加量:0%、0.5%、1.5%)に熱間塑性加工を行うことにより、そのNd-Fe-B系磁性合金に異方性を付与した。このようにして比較試料11として、Dyの添加量が0%、0.5%、1.5%である永久磁石を製造した。   In the preparation of the comparative sample, by performing hot plastic working on the Nd—Fe—B based magnetic alloy to which Dy is added in advance (Dy addition amount: 0%, 0.5%, 1.5%), Anisotropy was imparted to the Nd—Fe—B magnetic alloy. In this way, a permanent magnet having Dy addition amounts of 0%, 0.5%, and 1.5% was manufactured as the comparative sample 11.

以上のようにして製造した試料11の永久磁石のなかでDyを添加したものについて、Nd-Fe-Bの磁性粉末内部の結晶粒および粒界を透過電子顕微鏡(TEM)により観察するとともに、その領域におけるNdおよびDyの分布を調べた。その結果を図7(A)〜(C)に示す。図7(A)〜(C)は、TEM写真、Nd分布写真、Dy分布写真(Mα線)である。図7(A)〜(C)から判るように、希土類元素として添加したDyが、磁性粉末の粒界相であるNd−rich相に濃化していることを確認した。   Among the permanent magnets of the sample 11 manufactured as described above, with addition of Dy, the crystal grains and grain boundaries inside the magnetic powder of Nd—Fe—B were observed with a transmission electron microscope (TEM). The distribution of Nd and Dy in the region was examined. The results are shown in FIGS. 7A to 7C are a TEM photograph, an Nd distribution photograph, and a Dy distribution photograph (Mα line). As can be seen from FIGS. 7A to 7C, it was confirmed that Dy added as the rare earth element was concentrated in the Nd-rich phase that is the grain boundary phase of the magnetic powder.

次いで、試料11および比較試料11の永久磁石について、VSM(振動試料型磁力計)を用いて保磁力の測定を行った。その結果を図7および表1に示す。図7は、保磁力の変化とDyの添加量の関係を表すグラフである。図7および表1では、Dyの添加量が0.5%,1.5%のときの保磁力は、Dyの添加量が0%のときの保磁力を基準とした相対値としている。   Next, the coercive force of the permanent magnets of the sample 11 and the comparative sample 11 was measured using a VSM (vibrating sample magnetometer). The results are shown in FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the change in coercive force and the amount of Dy added. In FIG. 7 and Table 1, the coercive force when the added amount of Dy is 0.5% and 1.5% is a relative value based on the coercive force when the added amount of Dy is 0%.

Figure 2009275283
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図7に示されているように、試料11では、所定のDyの添加量において、保磁力の増大量を最大で従来の約2.9倍とすることができる。すなわち、所定の保磁力を得るためにDyの添加量を最大約2/3削減することができる。以上のように本発明の効果が実証された。
As shown in FIG. 7, in the sample 11, the increase in coercive force can be increased up to about 2.9 times that in the prior art at a predetermined Dy addition amount. That is, in order to obtain a predetermined coercive force, the amount of Dy added can be reduced by up to about 2/3. As described above, the effect of the present invention was demonstrated.

(2)実施例2(添加元素Dyの粒径の影響)
実施例2では、永久磁石の保磁力に対する添加元素Dyの粒径の影響を調べた。試料作製では、希土類元素含有物としてDyF粉末、希土類元素含有物よりも硬度が高い扁平状の磁性粉末としてNd-Fe-Bの磁性粉末を用い、実施例1の本発明の試料と同様、永久磁石を製造した。この場合、Nd-Fe-Bの磁性粉末と超音波にて混合することにより、粉末の粒径を0.5μmとしたDyF粉末を用いて試料21の永久磁石を製造し、粉末の粒径を10μmとしたDyF粉末を用いて比較試料21の永久磁石を製造した。なお、試料21および比較試料21における各希土類元素の含有量について、NdとPrの各組成比率は0.417と0.583とし、全希土類元素の含有量は、NdFe14Bの化学量論組成の1.10倍とした。
(2) Example 2 (Influence of particle size of additive element Dy)
In Example 2, the influence of the particle size of the additive element Dy on the coercivity of the permanent magnet was examined. In sample preparation, DyF 3 powder was used as the rare earth element-containing material, and Nd—Fe—B magnetic powder was used as the flat magnetic powder having a hardness higher than that of the rare earth element-containing material. A permanent magnet was manufactured. In this case, the permanent magnet of the sample 21 was manufactured by using DyF 3 powder having a powder particle size of 0.5 μm by mixing with Nd—Fe—B magnetic powder with an ultrasonic wave. A permanent magnet of Comparative Sample 21 was manufactured using DyF 3 powder having a thickness of 10 μm. In addition, regarding the content of each rare earth element in the sample 21 and the comparative sample 21, the composition ratios of Nd and Pr are 0.417 and 0.583, and the total rare earth element content is the chemical amount of Nd 2 Fe 14 B. 1.10 times the theoretical composition.

そして、試料21および比較試料21の保磁力を測定し、Dy添加量依存性を得た。その結果を表2,3に示す。表2は試料21の測定結果を表し、表3は比較試料21の測定結果を表している。なお、表2,3では、実施例1の比較試料と同様な手法で作製した従来例の保磁力を測定結果を併記している。   And the coercive force of the sample 21 and the comparative sample 21 was measured, and Dy addition amount dependence was acquired. The results are shown in Tables 2 and 3. Table 2 shows the measurement results of the sample 21, and Table 3 shows the measurement results of the comparative sample 21. In Tables 2 and 3, the measurement results of the coercivity of the conventional example manufactured by the same method as the comparative sample of Example 1 are shown.

Figure 2009275283
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Figure 2009275283
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表3から判るように、Nd-Fe-Bの磁性粉末に混合する際の粉末の粒径を10μmとした比較試料21では、保磁力の上昇値が従来例のものより小さくなったが、表2から判るように、Nd-Fe-Bの磁性粉末に混合する際の粉末の粒径を0.5μmとした比較試料21では、保磁力の上昇値が従来例のものより大きくなった。これにより、Nd-Fe-Bの磁性粉末に混合する際の粉末の粒径は、10μm未満とすることが好適であることを確認した。   As can be seen from Table 3, in the comparative sample 21 in which the particle diameter of the powder when mixed with the magnetic powder of Nd—Fe—B was 10 μm, the increase in coercive force was smaller than that of the conventional example. As can be seen from FIG. 2, in the comparative sample 21 in which the particle diameter of the powder when mixed with the magnetic powder of Nd—Fe—B was 0.5 μm, the increase in coercive force was larger than that of the conventional example. This confirmed that the particle size of the powder when mixed with the magnetic powder of Nd—Fe—B is preferably less than 10 μm.

(3)実施例3(磁性粉末中の全希土類元素の含有量の影響)
(A)磁性粉末中の全希土類元素の含有量の下限値について
実施例3では、磁性粉末中の全希土類元素の含有量の永久磁石特性への影響を調べた。磁性粉末中の全希土類元素の含有量の永久磁石特性への影響について調べた。試料作製では、希土類元素含有物としてDyF粉末、希土類元素含有物よりも硬度が高い扁平状の磁性粉末としてNd-Fe-Bの磁性粉末を用い、実施例1の本発明の試料と同様、Dyの添加量を変更して、永久磁石を製造した。
(3) Example 3 (Influence of total rare earth element content in magnetic powder)
(A) Lower limit value of the content of all rare earth elements in the magnetic powder In Example 3, the influence of the content of all rare earth elements in the magnetic powder on the permanent magnet characteristics was examined. The effect of the content of all rare earth elements in the magnetic powder on the properties of the permanent magnet was investigated. In sample preparation, DyF 3 powder was used as the rare earth element-containing material, and Nd—Fe—B magnetic powder was used as the flat magnetic powder having a hardness higher than that of the rare earth element-containing material. A permanent magnet was manufactured by changing the amount of Dy added.

この場合、全希土類元素の含有量を変更して表4に示す組成比率を有する磁性粉末を用い、各磁性粉末に対応した試料31〜34の永久磁石を得た。なお、表4において、試料31〜34における各希土類元素の含有量は、組成比率として示し、試料31〜34での全希土類元素の含有量は、NdFe14Bの化学量論組成を基準として示している。そして、試料31〜34の保磁力を測定し、Dy添加量依存性を得た。その結果を表4〜8に示す。表5は試料31の測定結果、表6は試料32の測定結果、表7は試料33の測定結結果、表8は試料34の測定結果を表している。 In this case, the permanent magnets of Samples 31 to 34 corresponding to the respective magnetic powders were obtained using the magnetic powder having the composition ratio shown in Table 4 by changing the content of all rare earth elements. In Table 4, the content of each rare earth element in Samples 31 to 34 is shown as a composition ratio, and the content of all rare earth elements in Samples 31 to 34 is based on the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B. As shown. And the coercive force of the samples 31-34 was measured, and Dy addition amount dependence was acquired. The results are shown in Tables 4-8. Table 5 shows the measurement result of the sample 31, Table 6 shows the measurement result of the sample 32, Table 7 shows the measurement result of the sample 33, and Table 8 shows the measurement result of the sample 34.

Figure 2009275283
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表5,6から判るように、全希土類元素の含有量についてNdFe14Bの化学量論組成の1.07倍とした試料22は、NdFe14Bの化学量論組成の1.01倍とした試料21よりも、保磁力の増大率が大きくなった。これにより、全希土類元素の含有量をNdFe14Bの化学量論組成の1.07倍からから大きくするに従い、保磁力の増大率が大きくなることが判った。 As it can be seen from Tables 5 and 6, sample 22 was 1.07 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B for the total content of rare earth element, 1 stoichiometry of Nd 2 Fe 14 B. The increase rate of the coercive force was larger than that of the sample 21 set to 01 times. As a result, it was found that the coercivity increase rate increases as the content of all rare earth elements is increased from 1.07 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B.

また表6〜8から判るように、全希土類元素の含有量をNdFe14Bの化学量論組成の1.10倍とした試料24では、Dyの高添加量側での保磁力の増大率は、全希土類元素の含有量をNdFe14Bの化学量論組成の1.07倍とした試料22と、NdFe14Bの化学量論組成の1.14倍とした試料23との中間となったが、Dyの高添加量側での保磁力の増大率は、試料23と略同等である。試料24は、試料23と比較して、希土類元素としてPrが多く含有されていることから、試料24にはPrによる結晶粒界の融点上昇抑制効果が働いていると推察される。 Further, as can be seen from Tables 6 to 8, in Sample 24 in which the content of all rare earth elements was 1.10 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, the coercive force increased on the high addition amount side of Dy. rate includes a sample 22 the content was 1.07 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B of the total rare earth elements, the sample was 1.14 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B 23 However, the increase rate of the coercive force on the high addition amount side of Dy is substantially the same as that of the sample 23. Since sample 24 contains a larger amount of Pr as a rare earth element than sample 23, it is presumed that sample 24 has an effect of suppressing the melting point rise of the crystal grain boundary by Pr.

具体的には、Nd−Dyの組み合わせでは、Dyが結晶粒界を通じて拡散すると、結晶粒界の融点上昇が起こり、拡散速度が遅くなる。これに対して、Pr−Dyの組み合わせでは、Nd−Dyの組み合わせよりも、融点が低く保持されるため、Dyの拡散が容易となり、多くの希土類元素が粒界を通じて拡散することができると推察される。   Specifically, in the combination of Nd-Dy, when Dy diffuses through the crystal grain boundary, the melting point of the crystal grain boundary increases, and the diffusion rate becomes slow. In contrast, the Pr-Dy combination has a lower melting point than the Nd-Dy combination, so that Dy can be easily diffused and many rare earth elements can be diffused through the grain boundaries. Is done.

なお、Dyの高添加量側では、試料24は、保磁力の増大率が低下傾向にあるのに対して、試料23では、保磁力の増大率がDyの低添加量側とほとんど変わらなかった。この理由について、粒界相の量(Nd量あるいはNd−Pr量)が保磁力の増大率に影響していると考えられ、粒界相の量が大きくなるに従って、磁性粉末内部にDyが拡散しても粒界相の融点上昇が生じるNdあるいはNd−PrとDyの比率となるまで粒界の硬化が抑制されるためであると推察される。   On the high addition amount side of Dy, the increase rate of the coercive force of the sample 24 tends to decrease, whereas in the sample 23, the increase rate of the coercive force is almost the same as the low addition amount side of Dy. . For this reason, it is considered that the amount of the grain boundary phase (Nd amount or Nd-Pr amount) affects the rate of increase of the coercive force. As the amount of the grain boundary phase increases, Dy diffuses inside the magnetic powder. Even so, it is assumed that the hardening of the grain boundary is suppressed until the ratio of Nd or Nd—Pr and Dy at which the melting point of the grain boundary phase rises is reached.

(B)磁性粉末中の全希土類元素の含有量の上限値について
試料作製では、希土類元素含有物としてDyF粉末、粉末としてNd-Fe-Bの磁性粉末を用い、実施例1の本発明の試料と同様、永久磁石を製造した。この場合、DyF粉末の添加量を所定量とし、全希土類元素の含有量を変更した磁性粉末を用い、各磁性粉末に対応した試料41〜44の永久磁石を得た。試料41〜44の永久磁石の保磁力および残留磁束密度を測定した結果を表9に示す。なお、表9において、試料41〜44における全希土類元素の含有量は、NdFe14Bの化学量論組成を基準として示し、試料42〜44の保磁力および残留磁束密度の測定値は、試料41のものを基準として示している。
(B) Upper limit of total rare earth element content in magnetic powder Sample preparation uses DyF 3 powder as the rare earth element-containing material and Nd-Fe-B magnetic powder as the powder. As with the sample, a permanent magnet was manufactured. In this case, the permanent magnets of samples 41 to 44 corresponding to the respective magnetic powders were obtained by using the magnetic powder in which the addition amount of the DyF 3 powder was set to a predetermined amount and the content of all rare earth elements was changed. Table 9 shows the results of measuring the coercive force and residual magnetic flux density of the permanent magnets of Samples 41 to 44. In Table 9, the contents of all rare earth elements in samples 41 to 44 are shown based on the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, and the measured values of the coercive force and residual magnetic flux density of samples 42 to 44 are as follows: The sample 41 is shown as a reference.

Figure 2009275283
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表9から判るように、磁性粉末中の希土類元素の含有量がNdFe14Bの化学量論組成の1.01倍以上である場合、保磁力が増加するが、磁性粉末中の希土類元素の含有量がNdFe14Bの化学量論組成の1.20倍を超えると、保磁力の増加が鈍化し、かつ残留磁束密度が低下することを確認した。 As can be seen from Table 9, when the content of the rare earth element in the magnetic powder is 1.01 times or more of the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, the coercive force is increased, but the rare earth element in the magnetic powder is increased. It has been confirmed that when the content of C exceeds 1.20 times the stoichiometric composition of Nd 2 Fe 14 B, the increase in coercive force slows down and the residual magnetic flux density decreases.

以上の結果から、永久磁石としてたとえばNd-Fe-B系磁磁石を製造する場合、磁性粉末における全ての希土類元素の含有量(以下、全希土類元素の含有量)が、NdFe14Bの化学量論組成の1.01〜1.20倍の範囲内にあることが好適であることが判った。また、磁性粉末には、希土類元素としてPrが少なくとも含有されていることが好適であることが判った。 From the above results, when producing, for example, an Nd—Fe—B magnet as a permanent magnet, the content of all rare earth elements in the magnetic powder (hereinafter referred to as the content of all rare earth elements) is Nd 2 Fe 14 B. It has been found that it is preferably in the range of 1.01 to 1.20 times the stoichiometric composition. It was also found that the magnetic powder preferably contains at least Pr as a rare earth element.

本発明に係る第1実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。It is process drawing showing the manufacturing method of the permanent magnet of 1st Embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る第1実施形態の永久磁石の製造方法の被覆処理で用いられる装置の概略構成を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the schematic structure of the apparatus used by the coating process of the manufacturing method of the permanent magnet of 1st Embodiment which concerns on this invention. 図2に示す装置の動作時における希土類元素含有物および磁性粉末の状態を表し、(A)は磁性粉末に希土類元素含有物が衝突する状態を表す概念図、(B)は磁性粉末の間で希土類元素含有物が分散する状態を表す概念図である。2 represents the state of the rare earth element-containing material and the magnetic powder during operation of the apparatus shown in FIG. 2, (A) is a conceptual diagram illustrating a state in which the rare earth element-containing material collides with the magnetic powder, and (B) is between the magnetic powders It is a conceptual diagram showing the state to which a rare earth element containing material disperse | distributes. 本発明に係る第1実施形態の永久磁石の製造方法の各工程での生成物を表し、(A)は被覆処理後の状態の概略構成図、(B)は熱間塑性加工時の状態の概略構成図である。The product in each process of the manufacturing method of the permanent magnet of 1st Embodiment which concerns on this invention is represented, (A) is a schematic block diagram of the state after a coating process, (B) is the state at the time of hot plastic working. It is a schematic block diagram. 本発明に係る第2実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。It is process drawing showing the manufacturing method of the permanent magnet of 2nd Embodiment which concerns on this invention. (A)〜(D)は、図2に示す装置の変形例である。(A)-(D) are the modifications of the apparatus shown in FIG. (A)〜(C)は、本発明の実施例1のDyを添加した永久磁石のTEM写真、Nd分布写真、Dy分布写真(Mα線)である。(A)-(C) are the TEM photograph, Nd distribution photograph, and Dy distribution photograph (M (alpha) ray) of the permanent magnet which added Dy of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の保磁力の変化と永久磁石のDy添加量の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the change of the coercive force of Example 1 of this invention, and Dy addition amount of a permanent magnet. 従来の手法1による永久磁石の製造方法を表す工程図である。It is process drawing showing the manufacturing method of the permanent magnet by the conventional method 1. 従来の手法1による永久磁石の製造方法の各工程での生成物を表し、(A)は磁性粉末と希土類元素含有物と混合後の状態の概略構成図、(B)は永久磁石での希土類元素の添加状態の概略構成図である。The product in each process of the manufacturing method of the permanent magnet by the conventional method 1 is represented, (A) is a schematic block diagram of the state after mixing with a magnetic powder and a rare earth element containing material, (B) is the rare earth in a permanent magnet. It is a schematic block diagram of the addition state of an element. 従来の手法2による永久磁石の製造方法の各工程での生成物を表し、(A)は磁性粉末と希土類元素含有物と混合後の状態の概略構成図、(B)は永久磁石での希土類元素の添加状態の概略構成図である。The product in each process of the manufacturing method of the permanent magnet by the conventional method 2 is represented, (A) is a schematic block diagram of the state after mixing with a magnetic powder and a rare earth element containing material, (B) is the rare earth in a permanent magnet. It is a schematic block diagram of the addition state of an element. 従来の熱間塑性加工法を表す工程図である。It is process drawing showing the conventional hot plastic working method.

符号の説明Explanation of symbols

P1…希土類元素含有物、P2…磁性粉末、S…スラリー   P1: Rare earth element-containing material, P2: Magnetic powder, S: Slurry

Claims (16)

結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる希土類元素含有物が均一に付着されてなることを特徴とする表面被覆磁性粉末。   A rare earth element-containing material comprising at least one of a rare earth elemental metal, an alloy, and a compound is uniformly attached to the surface of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase. Surface coated magnetic powder. 結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる希土類元素含有物が均一に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、熱間圧縮成形を行うことにより作製された成形体であることを特徴とする永久磁石。   A surface-coated magnetic powder in which a rare earth element-containing material composed of at least one of a rare earth element simple metal, an alloy, and a compound is uniformly attached to the surface of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase. A permanent magnet, which is a molded body produced by hot compression molding. 結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに前記結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる希土類元素含有物が均一に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行うことにより異方性が付与された成形体を作製し、その成形体に熱間圧縮成形あるいは焼結を行うことにより得られたことを特徴とする永久磁石。   A rare earth comprising at least one of a rare earth elemental metal, an alloy, and a compound on the surface of a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase and having an easy axis of magnetization oriented in the same direction. An anisotropy is imparted to the surface-coated magnetic powder in which the element-containing material is uniformly applied by compression molding in a magnetic field, and the compact is subjected to hot compression molding or sintering. A permanent magnet obtained by performing. 前記成形体への熱間塑性加工により異方性が付与されていることを特徴とする請求項2に記載の永久磁石。   The permanent magnet according to claim 2, wherein anisotropy is imparted to the molded body by hot plastic working. 前記成形体への熱処理により得られたことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の永久磁石。   The permanent magnet according to any one of claims 2 to 4, wherein the permanent magnet is obtained by heat treatment of the molded body. 結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末と、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる固体状の希土類元素含有物とを液体に混合することによりスラリーを作製し、
前記スラリーに超音波を照射することにより前記希土類元素含有物の微粒子化を行い、
前記スラリーの乾燥によって、前記微粒子化された希土類元素含有物を前記磁性粉末の表面に付着させることを特徴とする表面被覆磁性粉末の製造方法。
A slurry is prepared by mixing a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase, and a solid rare earth element-containing material composed of at least one of a rare earth element simple metal, an alloy, and a compound. And
The rare earth element-containing material is made fine by irradiating the slurry with ultrasonic waves,
A method for producing a surface-coated magnetic powder, characterized in that the finely divided rare earth element-containing material is adhered to the surface of the magnetic powder by drying the slurry.
結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有する磁性粉末と、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも1つからなる液体状の希土類元素含有物とを混合することによりスラリーを作製し、
前記スラリーの乾燥によって、前記微粒子化された希土類元素含有物を前記磁性粉末の表面に付着させることを特徴とする表面被覆磁性粉末の製造方法。
A slurry is prepared by mixing a magnetic powder having a crystal or a mixed phase of a crystal and an amorphous phase and a liquid rare earth element-containing material composed of at least one of a rare earth element simple metal, an alloy, and a compound,
A method for producing a surface-coated magnetic powder, characterized in that the finely divided rare earth element-containing material is adhered to the surface of the magnetic powder by drying the slurry.
請求項6または7に記載の表面被覆磁性粉末の製造方法で製造された表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより成形体を作製することを特徴とする永久磁石の製造方法。   A method for producing a permanent magnet, characterized in that a compact is produced by hot compression molding the surface-coated magnetic powder produced by the method for producing a surface-coated magnetic powder according to claim 6. 請求項6または7に記載の表面被覆磁性粉末の製造方法において前記磁性粉末として前記結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている粉末を用いて製造された表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行うことにより異方性が付与された成形体を作製し、
前記成形体に熱間圧縮成形あるいは焼結を行うことを特徴とする永久磁石の製造方法。
A method for producing a surface-coated magnetic powder according to claim 6 or 7, wherein a surface-coated magnetic powder produced using a powder in which the easy axis of magnetization of the crystal is oriented in the same direction is used as the magnetic powder in a magnetic field. Make a molded body with anisotropy by compression molding,
A method for producing a permanent magnet, comprising performing hot compression molding or sintering on the molded body.
前記成形体に熱間塑性加工を行うことにより、前記成形体に異方性を付与することを特徴とする請求項8に記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to claim 8, wherein anisotropy is imparted to the compact by performing hot plastic working on the compact. 前記成形体に熱処理を行うことを特徴とする請求項8〜10のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to claim 8, wherein the molded body is heat-treated. 前記スラリーの作製では、前記磁性粉末は前記希土類元素含有物より混合重量比を大きくすることを特徴とする請求項8〜11のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to any one of claims 8 to 11, wherein in the production of the slurry, the magnetic powder has a mixing weight ratio larger than that of the rare earth element-containing material. 前記スラリーの乾燥は、前記スラリーに超音波を照射しながら行うことを特徴とする請求項8〜12のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to claim 8, wherein the slurry is dried while irradiating the slurry with ultrasonic waves. 前記スラリーの乾燥は、減圧下で行うことを特徴とする請求項8〜13のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to claim 8, wherein the slurry is dried under reduced pressure. 前記スラリーの乾燥は、加熱により行うことを特徴とする請求項8〜14のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   The method for producing a permanent magnet according to claim 8, wherein the slurry is dried by heating. 前記液体として有機溶剤を用いることを特徴とする請求項8〜15のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。   An organic solvent is used as said liquid, The manufacturing method of the permanent magnet in any one of Claims 8-15 characterized by the above-mentioned.
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