JP2013030742A - Rare earth permanent magnet and manufacturing method of the same - Google Patents

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Takashi Ozaki
孝志 尾崎
Katsuya Kume
克也 久米
Toshiaki Okuno
利昭 奥野
Izumi Ozeki
出光 尾関
Tomohiro Omure
智弘 大牟礼
Keisuke Taihaku
啓介 太白
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rare earth permanent magnet and a manufacturing method of the same, capable of reducing an amount of oxygen contained in a magnet particle before sintering and capable of preventing degradation of magnet characteristics.SOLUTION: A mixture is produced by mixing a magnet powder, formed by pulverizing a magnet raw material, and a binder. The mixture is formed into a sheet-shape, so that a green sheet is manufactured. Then, the produced green sheet is calcined with hydrogen and calcined by plasma heating, and the calcined body is sintered, thereby a permanent magnet 1 is manufactured.

Description

本発明は、希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法に関する。   The present invention relates to a rare earth permanent magnet and a method for producing a rare earth permanent magnet.

近年、ハイブリッドカーやハードディスクドライブ等に使用される永久磁石モータでは、小型軽量化、高出力化、高効率化が要求されている。そこで、上記永久磁石モータの小型軽量化、高出力化、高効率化を実現するに当たって、モータに埋設される永久磁石について、薄膜化と更なる磁気特性の向上が求められている。   In recent years, permanent magnet motors used in hybrid cars, hard disk drives, and the like have been required to be smaller, lighter, higher in output, and more efficient. Therefore, in order to realize a reduction in size, weight, output, and efficiency of the permanent magnet motor, it is required to make the permanent magnet embedded in the motor thinner and further improve the magnetic characteristics.

ここで、永久磁石モータに用いられる永久磁石の製造方法としては、従来より粉末焼結法が一般的に用いられる。ここで、粉末焼結法は、先ず原材料をジェットミル(乾式粉砕)等により粉砕した磁石粉末を製造する。その後、その磁石粉末を型に入れて、外部から磁場を印加しながら所望の形状にプレス成形する。そして、所望形状に成形された固形状の磁石粉末を所定温度(例えばNd−Fe−B系磁石では1100℃)で焼結することにより製造する。   Here, as a manufacturing method of the permanent magnet used for the permanent magnet motor, a powder sintering method is generally used conventionally. Here, in the powder sintering method, first, magnet powder obtained by pulverizing raw materials by a jet mill (dry pulverization) or the like is manufactured. Thereafter, the magnet powder is put into a mold and press-molded into a desired shape while applying a magnetic field from the outside. And it manufactures by sintering the solid-shaped magnet powder shape | molded by the desired shape at predetermined temperature (for example, 1100 degreeC in a Nd-Fe-B type magnet).

しかしながら、上記した粉末焼結法により永久磁石を製造することとすると、以下の問題点があった。即ち、粉末焼結法では磁場配向させる為にプレス成形した磁石粉末に一定の空隙率を確保する必要がある。そして、一定の空隙率を有する磁石粉末を焼結すると、焼結の際に生じる収縮を均一に行わせることが難しく、焼結後に反りや凹みなどの変形が生じる。また、磁石粉末のプレス時に圧力むらが生じることから、焼結後の磁石の疎密ができて磁石表面に歪みが発生する。従って、従来では予め磁石表面に歪みができることを想定し、所望する形状より大きめのサイズで磁石粉末を圧縮成形する必要があった。そして、焼結後にダイヤモンド切削研磨作業を行い、所望の形状へと修正する加工を行っていた。その結果、製造工程が増加するとともに、製造される永久磁石の品質が低下する虞もあった。   However, when a permanent magnet is manufactured by the above-described powder sintering method, there are the following problems. That is, in the powder sintering method, it is necessary to ensure a certain porosity in the press-molded magnet powder for magnetic field orientation. When magnet powder having a certain porosity is sintered, it is difficult to uniformly contract during the sintering, and deformation such as warpage and dent occurs after sintering. In addition, since pressure unevenness occurs when the magnet powder is pressed, the sintered magnet can be dense and dense, and distortion occurs on the magnet surface. Therefore, conventionally, it was necessary to compress the magnet powder in a size larger than the desired shape, assuming that the magnet surface can be distorted in advance. Then, after sintering, a diamond cutting and polishing operation is performed to correct the shape into a desired shape. As a result, the number of manufacturing steps increases, and the quality of the manufactured permanent magnet may decrease.

また、特に薄膜磁石を上述したように大きめのサイズのバルク体から切り出すことにより製造することとすると、著しい材料歩留まりの低下が生じていた。また、加工工数が大きく増加する問題も生じていた。   In particular, when the thin-film magnet is manufactured by cutting out from a large-sized bulk body as described above, the material yield is significantly reduced. In addition, there has been a problem that the number of processing steps greatly increases.

そこで、上記問題を解決する手段として、磁石粉末とバインダーとを混練することによってグリーンシートを作製し、作製されたグリーンシートを焼結することにより永久磁石を製造する技術が提案されている(例えば、特開平1−150303号公報)。   Therefore, as a means for solving the above problem, a technique has been proposed in which a green sheet is produced by kneading magnet powder and a binder, and a permanent magnet is produced by sintering the produced green sheet (for example, JP-A-1-150303).

特開平1−150303号公報(第3頁、第4頁)Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-150303 (pages 3 and 4)

ここで、上記特許文献1のように磁石粉末をグリーンシート化した場合において、特にグリーンシートをシート状とすると、グリーンシートの表面積が大きくなるのでグリーンシートに含まれる希土類元素(例えばNd)が酸化され易くなる問題があった。そして、酸化された希土類元素によって酸化物が形成されると、磁石の磁気特性が低下する原因となっていた。また、希土類元素が酸素と結合することによって化学量論組成(例えばネオジム磁石ではNdFe14B)に基づく含有量よりも希土類元素が不足し、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出し、磁石特性を大きく低下させる問題もあった。特に、磁石原料として希土類元素を量論組成に対して多めに含有させない場合には、その問題が大きくなる。 Here, in the case where the magnetic powder is made into a green sheet as in Patent Document 1, particularly when the green sheet is formed into a sheet shape, the surface area of the green sheet increases, so that the rare earth element (for example, Nd) contained in the green sheet is oxidized. There was a problem that was easy to be done. When oxides are formed by the oxidized rare earth element, the magnetic characteristics of the magnet are deteriorated. Further, the rare earth element is combined with oxygen so that the rare earth element is insufficient in comparison with the content based on the stoichiometric composition (for example, Nd 2 Fe 14 B for neodymium magnets), and αFe is contained in the main phase of the sintered magnet. There is also a problem that the magnetic properties are greatly reduced due to precipitation. In particular, when a rare earth element is not included as a magnet raw material in a large amount relative to the stoichiometric composition, the problem becomes large.

本発明は前記従来における問題点を解消するためになされたものであり、シート状のグリーンシートに成形された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼することにより、磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができ、その結果、磁石特性の低下を防止することが可能となった希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems in the prior art, and the magnet powder contained in the magnet particles is calcined by plasma heating before sintering the magnetic powder formed into a sheet-like green sheet. An object of the present invention is to provide a rare earth permanent magnet and a method for producing a rare earth permanent magnet that can reduce the amount of oxygen in advance and, as a result, prevent deterioration of magnet characteristics.

前記目的を達成するため本願の請求項1に係る希土類永久磁石は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末とバインダーとを混合することにより混合物を生成する工程と、前記混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより前記バインダーを飛散させて除去する工程と、前記バインダーを除去した前記グリーンシートをプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。   In order to achieve the above object, a rare earth permanent magnet according to claim 1 of the present application includes a step of pulverizing a magnet raw material into magnet powder, a step of generating a mixture by mixing the pulverized magnet powder and a binder, Forming the mixture into a sheet to produce a green sheet; dispersing the binder by holding the green sheet at a binder decomposition temperature in a non-oxidizing atmosphere for a certain period of time; and the binder The green sheet from which the carbon is removed is calcined by plasma heating to obtain a calcined body and the calcined body is sintered.

また、請求項2に係る希土類永久磁石は、請求項1に記載の希土類永久磁石であって、前記粉砕された磁石粉末に以下の一般式M−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させ、前記混合物を生成する工程では、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末と前記バインダーとが混合された前記混合物を生成することを特徴とする。 A rare earth permanent magnet according to claim 2 is the rare earth permanent magnet according to claim 1, wherein the pulverized magnet powder has the following general formula M- (OR) x (wherein M is Dy, It contains at least one of Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb, where R is a hydrocarbon substituent. Yes, it may be linear or branched. X is an arbitrary integer.) By adding an organometallic compound represented by the formula, the organometallic compound is attached to the particle surface of the magnet powder to form the mixture. In the step of performing, the mixture is formed by mixing the magnet powder with the organometallic compound attached to the particle surface and the binder.

また、請求項3に係る希土類永久磁石は、請求項2に記載の希土類永久磁石であって、前記一般式中のRは、アルキル基であることを特徴とする。   A rare earth permanent magnet according to claim 3 is the rare earth permanent magnet according to claim 2, wherein R in the general formula is an alkyl group.

また、請求項4に係る希土類永久磁石は、請求項3に記載の希土類永久磁石であって、前記一般式中のRは、炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであることを特徴とする。   A rare earth permanent magnet according to claim 4 is the rare earth permanent magnet according to claim 3, wherein R in the general formula is any one of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. To do.

また、請求項5に係る希土類永久磁石は、請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の希土類永久磁石であって、前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする。   Moreover, the rare earth permanent magnet according to claim 5 is the rare earth permanent magnet according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step of obtaining the calcined body, the rare earth permanent magnet is calcined by high-temperature hydrogen plasma heating. It is characterized by.

また、請求項6に係る希土類永久磁石は、請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の希土類永久磁石であって、前記仮焼体を焼結する工程では、前記仮焼体を加圧焼結することを特徴とする。   A rare earth permanent magnet according to claim 6 is the rare earth permanent magnet according to any one of claims 1 to 5, wherein the calcined body is pressurized in the step of sintering the calcined body. It is characterized by sintering.

また、請求項7に係る希土類永久磁石は、請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の希土類永久磁石であって、前記バインダーを飛散させて除去する工程では、前記グリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下において200℃〜900℃で一定時間保持することを特徴とする。   A rare earth permanent magnet according to claim 7 is the rare earth permanent magnet according to any one of claims 1 to 6, wherein the green sheet is placed in a hydrogen atmosphere in the step of scattering and removing the binder. Alternatively, it is characterized in that it is maintained for a certain time at 200 ° C. to 900 ° C. in a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas.

また、請求項8に係る希土類永久磁石の製造方法は、磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、前記粉砕された磁石粉末とバインダーとを混合することにより混合物を生成する工程と、前記混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する工程と、前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより前記バインダーを飛散させて除去する工程と、前記バインダーを除去した前記グリーンシートをプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、前記仮焼体を焼結する工程と、を有することを特徴とする。   The method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 8 includes a step of pulverizing a magnet raw material into magnet powder, a step of generating a mixture by mixing the pulverized magnet powder and a binder, and the mixture. A step of forming a green sheet by forming into a sheet, a step of scattering and removing the binder by holding the green sheet at a binder decomposition temperature in a non-oxidizing atmosphere for a certain period of time, and removing the binder The method includes a step of calcining the green sheet by plasma heating to obtain a calcined body, and a step of sintering the calcined body.

また、請求項9に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項8に記載の希土類永久磁石の製造方法であって、前記粉砕された磁石粉末に以下の一般式M−(OR)(式中、Dy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させ、前記混合物を生成する工程では、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末と前記バインダーとが混合された前記混合物を生成することを特徴とする。 A method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 9 is the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 8, wherein the pulverized magnet powder has the following general formula M- (OR) x (formula Among them, at least one of Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb is contained. The organic metal compound is attached to the particle surface of the magnet powder by adding an organometallic compound represented by the following formula: x is an arbitrary integer) In the step of generating the mixture, the mixture in which the magnet powder having the organometallic compound attached to the particle surface and the binder are mixed is generated.

また、請求項10に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項9に記載の希土類永久磁石の製造方法であって、前記一般式中のRは、アルキル基であることを特徴とする。   A rare earth permanent magnet manufacturing method according to claim 10 is the rare earth permanent magnet manufacturing method according to claim 9, wherein R in the general formula is an alkyl group.

また、請求項11に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項10に記載の希土類永久磁石の製造方法であって、前記構造式中のRは、炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであることを特徴とする。   The method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 11 is the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 10, wherein R in the structural formula is any one of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. It is characterized by being.

また、請求項12に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法であって、前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする。   A method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 12 is the method for producing a rare earth permanent magnet according to any one of claims 8 to 11, wherein in the step of obtaining the calcined body, a high temperature hydrogen plasma is provided. It is characterized by calcining by heating.

また、請求項13に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項8乃至請求項12に記載の希土類永久磁石の製造方法であって、前記仮焼体を焼結する工程では、前記仮焼体を加圧焼結することを特徴とする。   A method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 13 is the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 8 to claim 12, wherein the calcined body is sintered in the step of sintering the calcined body. Is pressure-sintered.

更に、請求項14に係る希土類永久磁石の製造方法は、請求項8乃至請求項13のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法であって、前記バインダーを飛散させて除去する工程では、前記グリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下において200℃〜900℃で一定時間保持することを特徴とする。   Furthermore, a method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 14 is the method for producing a rare earth permanent magnet according to any one of claims 8 to 13, wherein the binder is scattered to remove the binder. The green sheet is held for a predetermined time at 200 ° C. to 900 ° C. in a hydrogen atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas.

前記構成を有する請求項1に記載の希土類永久磁石によれば、磁石粉末とバインダーとを混合してシート状に成形したグリーンシートを焼結した磁石により永久磁石を構成するので、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。更に、シート状のグリーンシートに成形された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
また、グリーンシートを仮焼する前に、グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを飛散させて除去するので、磁石内に含有する炭素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
According to the rare earth permanent magnet according to claim 1 having the above configuration, the permanent magnet is constituted by a magnet obtained by sintering a green sheet formed by mixing magnet powder and a binder into a sheet shape. Since the deformation becomes uniform, there is no deformation such as warping or dent after sintering, and there is no pressure unevenness during pressing, so there is no need for correction processing after sintering, which has been done in the past. Can be simplified. Thereby, a permanent magnet can be formed with high dimensional accuracy. Further, even when the permanent magnet is thinned, it is possible to prevent the processing man-hours from increasing without reducing the material yield. Furthermore, since the magnet powder formed into a sheet-like green sheet is calcined by plasma heating before sintering, the amount of oxygen contained in the magnet particles can be reduced in advance before sintering. As a result, the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering and the generation of oxides are suppressed, and the magnet characteristics are not greatly deteriorated.
In addition, before calcining the green sheet, the green sheet is kept at the binder decomposition temperature for a certain period of time in a non-oxidizing atmosphere so that the binder is scattered and removed, so that the amount of carbon contained in the magnet is reduced in advance. be able to. As a result, it is possible to suppress the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering, to densely sinter the entire magnet, and to prevent the coercive force from being lowered.

また、請求項2に記載の希土類永久磁石によれば、磁石特性を向上させる為にDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等の元素を添加する場合において、各元素を磁石の粒界に対して効率よく偏在させることができる。その結果、磁石特性を向上させるとともに、各元素の添加量を従来に比べて少量にできるので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を焼結前にプラズマ加熱によって仮焼することにより、仮焼前に酸素と結びついた状態で存在するDy等を還元することができる。従って、有機金属化合物が添加された場合であっても、磁石粒子の含有する酸素量が増加することを防止することができる。   Moreover, according to the rare earth permanent magnet of claim 2, in order to improve the magnet characteristics, Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, In the case of adding elements such as Bi, Zn, Mg, Nb, etc., each element can be efficiently distributed with respect to the grain boundary of the magnet. As a result, the magnetic characteristics can be improved and the amount of each element added can be made smaller than in the prior art, so that a decrease in residual magnetic flux density can be suppressed. Further, by calcining the magnet powder to which the organometallic compound is added by plasma heating before sintering, Dy and the like existing in a state of being combined with oxygen before calcining can be reduced. Therefore, even when an organometallic compound is added, it is possible to prevent an increase in the amount of oxygen contained in the magnet particles.

また、請求項3に記載の希土類永久磁石によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、アルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、有機金属化合物の熱分解を容易に行うことが可能となる。その結果、仮焼を行う場合に成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。   According to the rare earth permanent magnet of claim 3, since the organometallic compound composed of an alkyl group is used as the organometallic compound added to the magnet powder, the organometallic compound can be easily thermally decomposed. It becomes possible. As a result, it is possible to more reliably reduce the amount of carbon in the molded body when calcining.

また、請求項4に記載の希土類永久磁石によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、炭素数2〜6のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。その結果、磁石粒子の含有する炭素量を低減させる処理を容易に行うことが可能となる。   According to the rare earth permanent magnet of claim 4, since the organometallic compound composed of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is used as the organometallic compound to be added to the magnet powder, Thermal decomposition can be performed. As a result, it is possible to easily perform a process for reducing the amount of carbon contained in the magnet particles.

また、請求項5に記載の希土類永久磁石によれば、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。   In addition, according to the rare earth permanent magnet of claim 5, since calcining is performed using high-temperature hydrogen plasma heating, high concentration hydrogen radicals can be generated, and the metal forming the organometallic compound can be stably oxidized. Even if it is present in the magnetic powder as a product, reduction to a metal and reduction of the oxidation number can be easily performed at low temperatures using hydrogen radicals.

また、請求項6に記載の希土類永久磁石によれば、加圧焼結を用いて焼結されるので、焼結温度を下げて、焼結時の粒成長を抑制することが可能となる。従って、磁気性能を向上させることが可能となる。また、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。   Moreover, according to the rare earth permanent magnet of the sixth aspect, since sintering is performed using pressure sintering, it becomes possible to lower the sintering temperature and suppress grain growth during sintering. Therefore, the magnetic performance can be improved. In addition, since the shrinkage due to sintering is uniform, deformation such as warping and dent after sintering does not occur, and pressure unevenness during pressing is eliminated, so correction processing after sintering that has been performed conventionally is performed There is no need, and the manufacturing process can be simplified. Thereby, a permanent magnet can be formed with high dimensional accuracy. Further, even when the permanent magnet is thinned, it is possible to prevent the processing man-hours from increasing without reducing the material yield.

また、請求項7に記載の希土類永久磁石によれば、バインダーが混練されたグリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下で仮焼することにより、磁石内に含有する炭素量をより確実に低減させることができる。   According to the rare earth permanent magnet of claim 7, carbon contained in the magnet is obtained by calcining a green sheet kneaded with a binder in a hydrogen atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas. The amount can be reduced more reliably.

また、請求項8に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末とバインダーとを混合してシート状に成形したグリーンシートを焼結することにより永久磁石を製造するので、製造された永久磁石は、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。更に、シート状のグリーンシートに成形された磁石粉末を、焼結前にプラズマ加熱により仮焼するので、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
グリーンシートを仮焼する前に、グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを飛散させて除去するので、磁石内に含有する炭素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
According to the method for manufacturing a rare earth permanent magnet according to claim 8, the permanent magnet is manufactured by sintering a green sheet formed by mixing magnet powder and a binder into a sheet shape. Permanent magnets do not undergo deformation such as warping or dents after sintering due to uniform shrinkage due to sintering, and there is no pressure unevenness during pressing. The manufacturing process can be simplified. Thereby, a permanent magnet can be formed with high dimensional accuracy. Further, even when the permanent magnet is thinned, it is possible to prevent the processing man-hours from increasing without reducing the material yield. Furthermore, since the magnet powder formed into a sheet-like green sheet is calcined by plasma heating before sintering, the amount of oxygen contained in the magnet particles can be reduced in advance before sintering. As a result, the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering and the generation of oxides are suppressed, and the magnet characteristics are not greatly deteriorated.
Before calcining the green sheet, the binder is scattered and removed by holding the green sheet at a binder decomposition temperature in a non-oxidizing atmosphere for a certain period of time, so the amount of carbon contained in the magnet can be reduced in advance. it can. As a result, it is possible to suppress the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering, to densely sinter the entire magnet, and to prevent the coercive force from being lowered.

また、請求項9に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、磁石特性を向上させる為にDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等の元素を添加する場合において、各元素を磁石の粒界に対して効率よく偏在させることができる。その結果、製造される永久磁石の磁石特性を向上させるとともに、各元素の添加量を従来に比べて少量にできるので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を焼結前にプラズマ加熱によって仮焼することにより、仮焼前に酸素と結びついた状態で存在するDy等を還元することができる。従って、有機金属化合物が添加された場合であっても、磁石粒子の含有する酸素量が増加することを防止することができる。   According to the method for manufacturing a rare earth permanent magnet according to claim 9, Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga are used to improve the magnet characteristics. When elements such as Co, Bi, Zn, Mg, and Nb are added, each element can be effectively unevenly distributed with respect to the grain boundary of the magnet. As a result, the magnetic characteristics of the permanent magnet to be manufactured can be improved, and the amount of each element added can be made smaller than in the prior art, so that a decrease in residual magnetic flux density can be suppressed. Further, by calcining the magnet powder to which the organometallic compound is added by plasma heating before sintering, Dy and the like existing in a state of being combined with oxygen before calcining can be reduced. Therefore, even when an organometallic compound is added, it is possible to prevent an increase in the amount of oxygen contained in the magnet particles.

また、請求項10に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、アルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、有機金属化合物の熱分解を容易に行うことが可能となる。その結果、仮焼を行う場合に成形体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。   According to the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 10, since the organometallic compound composed of an alkyl group is used as the organometallic compound to be added to the magnet powder, the pyrolysis of the organometallic compound is facilitated. Can be done. As a result, it is possible to more reliably reduce the amount of carbon in the molded body when calcining.

また、請求項11に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、磁石粉末に添加する有機金属化合物として、炭素数2〜6のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いるので、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。その結果、磁石粒子の含有する炭素量を低減させる処理を容易に行うことが可能となる。   According to the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 11, since the organometallic compound composed of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is used as the organometallic compound to be added to the magnet powder, It becomes possible to thermally decompose the metal compound. As a result, it is possible to easily perform a process for reducing the amount of carbon contained in the magnet particles.

また、請求項12に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。   In addition, according to the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 12, since calcining is performed using high-temperature hydrogen plasma heating, a high concentration of hydrogen radicals can be generated, and the metal forming the organometallic compound is Even when it is present in the magnet powder as a stable oxide, it is possible to easily reduce to metal or reduce the oxidation number at low temperatures using hydrogen radicals.

また、請求項13に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、加圧焼結を用いて永久磁石を焼結するので、焼結温度を下げて、焼結時の粒成長を抑制することが可能となる。従って、製造される永久磁石の磁気性能を向上させることが可能となる。また、製造される永久磁石は、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。   According to the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 13, since the permanent magnet is sintered using pressure sintering, the sintering temperature is lowered to suppress grain growth during sintering. Is possible. Therefore, the magnetic performance of the manufactured permanent magnet can be improved. In addition, since the permanent magnet to be produced is uniform in shrinkage due to sintering, deformation such as warpage and dent after sintering does not occur, and pressure unevenness during pressing is eliminated. It is not necessary to carry out a correction process after ligation, and the manufacturing process can be simplified. Thereby, a permanent magnet can be formed with high dimensional accuracy. Further, even when the permanent magnet is thinned, it is possible to prevent the processing man-hours from increasing without reducing the material yield.

更に、請求項14に記載の希土類永久磁石の製造方法によれば、バインダーが混練されたグリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下で仮焼することにより、磁石内に含有する炭素量をより確実に低減させることができる。   Furthermore, according to the method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 14, the green sheet kneaded with the binder is calcined in a hydrogen atmosphere or in a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas, so that The amount of carbon contained can be reduced more reliably.

本発明に係る永久磁石を示した全体図である。1 is an overall view showing a permanent magnet according to the present invention. 本発明に係る永久磁石を構成するNd結晶粒子を拡大して示した図である。It is the figure which expanded and showed the Nd crystal particle which comprises the permanent magnet which concerns on this invention. 本発明に係るグリーンシートの厚み精度の向上に基づく焼結時の効果を説明した図である。It is a figure explaining the effect at the time of sintering based on the improvement of the thickness precision of the green sheet concerning the present invention. 本発明に係る永久磁石の製造工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the manufacturing process of the permanent magnet which concerns on this invention. 本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの形成工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the formation process of the green sheet especially among the manufacturing processes of the permanent magnet which concerns on this invention. 高温水素プラズマ加熱を用いた仮焼処理の優位性を説明した図である。It is a figure explaining the predominance of calcination processing using high temperature hydrogen plasma heating. 本発明に係る永久磁石の製造工程の内、特にグリーンシートの加圧焼結工程を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the pressurization sintering process of the green sheet especially among the manufacturing processes of the permanent magnet which concerns on this invention. 実施例1と比較例1の永久磁石について、200eV〜215eVの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。It is the figure which showed the spectrum detected in the range of the binding energy of 200 eV-215 eV about the permanent magnet of Example 1 and Comparative Example 1. FIG. 図8に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。It is the figure shown about the result of the waveform analysis of the spectrum shown in FIG. 実施例2と比較例2の永久磁石について、147eV〜165eVの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。It is the figure which showed the spectrum detected in the range of the binding energy of 147 eV-165 eV about the permanent magnet of Example 2 and Comparative Example 2. FIG. 図10に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。It is the figure shown about the result of the waveform analysis of the spectrum shown in FIG.

以下、本発明に係る希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法について具体化した一実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment embodying a rare earth permanent magnet and a method for producing a rare earth permanent magnet according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

[永久磁石の構成]
先ず、本発明に係る永久磁石1の構成について説明する。図1は本発明に係る永久磁石1を示した全体図である。尚、図1に示す永久磁石1は扇型形状を備えるが、永久磁石1の形状は打ち抜き形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石1はNd−Fe−B系磁石である。尚、各成分の含有量はNd:27〜40wt%、B:1〜2wt%、Fe(電解鉄):60〜70wt%とする。また、磁気特性向上の為、Dy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Nb、Co、Cu、Al、Si、Ga、Pr、Ag、Bi、Zn、Mg等の他元素を少量含んでも良い。図1は本実施形態に係る永久磁石1を示した全体図である。
[Configuration of permanent magnet]
First, the configuration of the permanent magnet 1 according to the present invention will be described. FIG. 1 is an overall view showing a permanent magnet 1 according to the present invention. The permanent magnet 1 shown in FIG. 1 has a fan shape, but the shape of the permanent magnet 1 varies depending on the punched shape.
The permanent magnet 1 according to the present invention is an Nd—Fe—B based magnet. In addition, content of each component shall be Nd: 27-40 wt%, B: 1-2 wt%, Fe (electrolytic iron): 60-70 wt%. In order to improve magnetic properties, other elements such as Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Nb, Co, Cu, Al, Si, Ga, Pr, Ag, Bi, Zn, and Mg are added. May contain a small amount. FIG. 1 is an overall view showing a permanent magnet 1 according to the present embodiment.

ここで、永久磁石1は例えば0.05mm〜10mm(例えば4mm)の厚さを備えた薄膜状の永久磁石である。そして、後述のように磁石粉末とバインダーとが混合された混合物(スラリーやコンパウンド)からシート状に成形された成形体(グリーンシート)を加圧焼結することによって作製される。   Here, the permanent magnet 1 is a thin film-like permanent magnet having a thickness of, for example, 0.05 mm to 10 mm (for example, 4 mm). And it is produced by pressure-sintering the molded object (green sheet) shape | molded in the sheet form from the mixture (slurry and compound) with which magnetic powder and the binder were mixed as mentioned later.

また、本発明に係る永久磁石1は、図2に示すように永久磁石1を構成するNd結晶粒子(主相)2の結晶粒の表面部分(外殻)において、Ndの一部をDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等で置換した層3(以下、外殻層3という)を生成することにより、Dy等をNd結晶粒子2の粒界に対して偏在させる。尚、Nd結晶粒子2は、例えばNdFe14B金属間化合物から構成される。また、粒界には外殻層3以外に例えばNdリッチ相等も形成される。図2は永久磁石1を構成するNd結晶粒子2を拡大して示した図である。 Further, in the permanent magnet 1 according to the present invention, as shown in FIG. 2, in the surface portion (outer shell) of the crystal grains of the Nd crystal particles (main phase) 2 constituting the permanent magnet 1, a part of Nd is Dy, Producing layer 3 (hereinafter referred to as outer shell layer 3) substituted with Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, Nb, or the like Thus, Dy and the like are unevenly distributed with respect to the grain boundaries of the Nd crystal particles 2. The Nd crystal particle 2 is composed of, for example, an Nd 2 Fe 14 B intermetallic compound. In addition to the outer shell layer 3, for example, an Nd-rich phase or the like is also formed at the grain boundary. FIG. 2 is an enlarged view showing Nd crystal particles 2 constituting the permanent magnet 1.

また、本発明ではDy等の置換は、後述のように粉砕された磁石粉末を成形する前にDy等を含む有機金属化合物が添加されることにより行われる。具体的には、粉砕された磁石粉末を成形する前にM−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で表わされるMを含む有機金属化合物(例えば、ニオブエトキシド、ジスプロシウムプロポキシド、テルビウムプロポキシドなど)を含む溶媒を添加し、湿式状態で磁石粉末に混合する。 In the present invention, substitution of Dy or the like is performed by adding an organometallic compound containing Dy or the like before forming a pulverized magnet powder as described below. Specifically, before forming the pulverized magnet powder, M- (OR) x (where M is Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag). , Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb, where R is a hydrocarbon-containing substituent, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer. A solvent containing an organometallic compound containing M (for example, niobium ethoxide, dysprosium propoxide, terbium propoxide, etc.) is added and mixed with the magnet powder in a wet state.

その際に、特にMとしてDy、Tbを含める場合には、Dy又はTbを含む有機金属化合物を有機溶媒中で分散させ、Nd磁石粒子の粒子表面にDy又はTbを含む有機金属化合物を効率よく付着することが可能となる。そして、Dy又はTbを含む有機金属化合物を添加した磁石粉末を焼結する際に、湿式分散によりNd磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物中のDy又はTbが、Nd磁石粒子の結晶成長領域へと拡散侵入して置換が行われ、Nd結晶粒子2の表面に外殻層3としてDy層又はTb層を形成する。その結果、磁石粒子の粒界にDy又はTbを偏在化することが可能となる。尚、Dy層は例えば(DyNd1−xFe14B金属間化合物から構成される。そして、粒界に偏在されたDyやTbが粒界の逆磁区の生成を抑制することで、保磁力の向上が可能となる。また、DyやTbの添加量が従来に比べて少なくすることができ、残留磁束密度の低下を抑制することができる。 At that time, particularly when Dy and Tb are included as M, the organometallic compound containing Dy or Tb is dispersed in an organic solvent, and the organometallic compound containing Dy or Tb is efficiently dispersed on the particle surface of the Nd magnet particle. It becomes possible to adhere. And when sintering the magnetic powder to which the organometallic compound containing Dy or Tb is added, the Dy or Tb in the organometallic compound uniformly adhered to the particle surface of the Nd magnet particles by wet dispersion becomes Nd magnet particles. Substitution is performed by diffusion and penetration into the crystal growth region, and a Dy layer or a Tb layer is formed as the outer shell layer 3 on the surface of the Nd crystal particle 2. As a result, Dy or Tb can be unevenly distributed at the grain boundaries of the magnet particles. The Dy layer is made of, for example, (Dy x Nd 1-x ) 2 Fe 14 B intermetallic compound. Then, Dy and Tb unevenly distributed at the grain boundaries suppress the generation of reverse magnetic domains at the grain boundaries, so that the coercive force can be improved. In addition, the amount of Dy or Tb added can be reduced as compared with the conventional case, and a decrease in residual magnetic flux density can be suppressed.

一方、特にMとしてV、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Nb(以下、Nb等という)の高融点金属元素を含める場合には、Nb等を含む有機金属化合物を有機溶媒中で分散させ、Nd磁石粒子の粒子表面にNb等を含む有機金属化合物を均一付着することが可能となる。その結果、磁石粉末を焼結する際に、湿式分散によりNd磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物中のNb等が、Nd結晶粒子の結晶成長領域へと拡散侵入して置換が行われ、Nd結晶粒子2の表面に外殻層3として高融点金属層を形成する。尚、高融点金属層は例えばNbFeB金属間化合物から構成される。そして、Nd結晶粒子の表面にコーティングされた高融点金属層は、永久磁石1の焼結時においてはNd結晶粒子の平均粒径が増加する所謂粒成長を抑制する手段として機能する。その結果、焼結時における結晶粒の粒成長を抑制することが可能となる。尚、MとしてNb等の高融点金属元素を含める場合には、粉砕開始時の磁石原料中における全希土類元素の含有量は、上記化学量論組成に基づく含有量(26.7wt%)とし、Ndリッチ相を粒界相に形成しないように構成することが望ましい。   On the other hand, when M contains a refractory metal element such as V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, or Nb (hereinafter referred to as Nb), an organometallic compound containing Nb or the like is dispersed in an organic solvent. It becomes possible to uniformly adhere an organometallic compound containing Nb or the like to the particle surface of the Nd magnet particle. As a result, when the magnet powder is sintered, Nb or the like in the organometallic compound uniformly adhered to the surface of the Nd magnet particles by wet dispersion diffuses and penetrates into the crystal growth region of the Nd crystal particles. And a refractory metal layer is formed as the outer shell layer 3 on the surface of the Nd crystal particle 2. The refractory metal layer is made of, for example, an NbFeB intermetallic compound. The refractory metal layer coated on the surface of the Nd crystal particles functions as a means for suppressing so-called grain growth in which the average particle diameter of the Nd crystal particles increases when the permanent magnet 1 is sintered. As a result, it is possible to suppress grain growth of crystal grains during sintering. In addition, when including a refractory metal element such as Nb as M, the content of all rare earth elements in the magnet raw material at the start of pulverization is a content (26.7 wt%) based on the above stoichiometric composition, It is desirable that the Nd-rich phase is not formed in the grain boundary phase.

また、特にMとしてAg、Ga、Co、Bi、Zn又はMgを含める場合においても、粒界制御又は粒成長抑制による保磁力向上等の永久磁石の磁気性能を向上させる効果が期待できる。   In particular, even when Ag, Ga, Co, Bi, Zn, or Mg is included as M, an effect of improving the magnetic performance of the permanent magnet such as improvement in coercive force by grain boundary control or grain growth suppression can be expected.

また、特にMとしてCu又はAlを含める場合には、焼結後の永久磁石1中におけるリッチ相を均一に分散させ、保磁力を高める効果が期待できる。   In particular, when Cu or Al is included as M, an effect of increasing the coercive force by uniformly dispersing the rich phase in the sintered permanent magnet 1 can be expected.

また、特にMとしてNdを含める場合には、焼結後の永久磁石1においてNdリッチ相を均一に分散することが可能となる。また、製造過程で希土類元素が酸素や炭素と結び付いたとしても、化学量論組成に対して希土類元素が不足することなく、焼結後の永久磁石1中にαFeが生成されることを抑制することが可能となる。   In particular, when Nd is included as M, the Nd-rich phase can be uniformly dispersed in the sintered permanent magnet 1. Further, even if the rare earth element is combined with oxygen or carbon in the manufacturing process, the rare earth element is not deficient with respect to the stoichiometric composition, and αFe is prevented from being generated in the sintered permanent magnet 1. It becomes possible.

ここで、上記M−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)の一般式を満たす有機金属化合物として金属アルコキシドがある。金属アルコキシドとは、一般式M−(OR)(M:金属元素、R:有機基、n:金属又は半金属の価数)で表される。また、金属アルコキシドを形成する金属又は半金属としては、Nd、Pr、Dy、Tb、W、Mo、V、Nb、Ta、Ti、Zr、Ir、Fe、Co、Bi、Mg、Ag、Ni、Cu、Zn、Cd、Al、Ga、In、Ge、Sb、Y、lanthanideなどが挙げられる。但し、本発明では特に、Dy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbを用いる。 Here, M- (OR) x (wherein M is Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, Nb includes at least one type, R is a hydrocarbon substituent, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer.) A metal alkoxide is an organometallic compound that satisfies the general formula: . The metal alkoxide is represented by a general formula M- (OR) n (M: metal element, R: organic group, n: valence of metal or metalloid). Further, as the metal or semimetal forming the metal alkoxide, Nd, Pr, Dy, Tb, W, Mo, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Ir, Fe, Co, Bi, Mg, Ag, Ni, Cu, Zn, Cd, Al, Ga, In, Ge, Sb, Y, lanthanide, etc. are mentioned. However, in the present invention, Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb are used.

また、アルコキシドの種類は特に限定されることなく、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、炭素数4以上のアルコキシド等が挙げられる。但し、本発明では後述のように低温分解で残炭を抑制する目的から、低分子量のものを用いる。また、炭素数1のメトキシドについては分解し易く、取扱いが困難であるので、特にRに含まれる炭素数が2〜6のアルコキシドであるエトキシド、メトキシド、イソプロポキシド、プロポキシド、ブトキシドなどを用いることが好ましい。即ち、本発明では、特に磁石粉末に添加する有機金属化合物としてM−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rはアルキル基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で表わされる有機金属化合物、より好ましくは、M−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で表わされる有機金属化合物を用いることが望ましい。 The type of alkoxide is not particularly limited, and examples thereof include methoxide, ethoxide, propoxide, isopropoxide, butoxide, alkoxide having 4 or more carbon atoms, and the like. However, in the present invention, those having a low molecular weight are used for the purpose of suppressing residual coal by low-temperature decomposition as described later. Further, since methoxide having 1 carbon atom is easily decomposed and difficult to handle, ethoxide, methoxide, isopropoxide, propoxide, butoxide and the like having 2 to 6 carbon atoms contained in R are particularly used. It is preferable. That is, in the present invention, M- (OR) x (wherein, M is Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, etc.) as an organometallic compound added to the magnet powder. And at least one of Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb, R is an alkyl group, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer. Compound, more preferably M- (OR) x (wherein M is Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, And at least one of Mg and Nb, wherein R is any one of alkyl groups having 2 to 6 carbon atoms, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer. It is desirable to use

また、成形された成形体を適切な焼成条件で焼結すれば、Mが主相内へと拡散浸透(固溶化)することを防止できる。それにより、本発明では、Mを添加したとしてもMによる置換領域を外殻部分のみとすることができる。その結果、結晶粒全体としては(すなわち、焼結磁石全体としては)、コアのNdFe14B金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度(外部磁場の強さを0にしたときの磁束密度)の低下を抑制することができる。 Further, if the molded body is sintered under appropriate firing conditions, it is possible to prevent M from diffusing and penetrating (solid solution) into the main phase. Thereby, in the present invention, even if M is added, the substitution region by M can be made only the outer shell portion. As a result, as a whole crystal grain (that is, as a whole sintered magnet), the core Nd 2 Fe 14 B intermetallic compound phase occupies a high volume ratio. Thereby, the fall of the residual magnetic flux density (magnetic flux density when the intensity of an external magnetic field is set to 0) of the magnet can be suppressed.

また、本発明の永久磁石1は、スラリー状態とした磁石粉末から成形されたグリーンシートを加圧焼結することによって作製されるが、グリーンシートを焼結する加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧(HIP)焼結、超高圧合成焼結、ガス加圧焼結、放電プラズマ(SPS)焼結等がある。但し、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制する為に、より短時間且つ低温で焼結する焼結方法を用いることが望ましい。また、焼結後の磁石に生じる反りを減少させることが可能な焼結方法を用いることが望ましい。従って、特に本発明では、上記焼結方法の内、一軸方向に加圧する一軸加圧焼結であって且つ通電焼結により焼結するSPS焼結を用いることが望ましい。   In addition, the permanent magnet 1 of the present invention is produced by pressure sintering a green sheet formed from a magnet powder in a slurry state. As the pressure sintering for sintering the green sheet, for example, There are hot press sintering, hot isostatic pressing (HIP) sintering, ultra-high pressure synthetic sintering, gas pressure sintering, discharge plasma (SPS) sintering, and the like. However, in order to suppress the grain growth of the magnet particles during sintering, it is desirable to use a sintering method in which sintering is performed in a shorter time and at a lower temperature. Moreover, it is desirable to use a sintering method that can reduce the warpage generated in the magnet after sintering. Therefore, in the present invention, among the above sintering methods, it is desirable to use uniaxial pressure sintering in which pressure is applied in the uniaxial direction and SPS sintering in which sintering is performed by current sintering.

ここで、SPS焼結は、焼結対象物を内部に配置したグラファイト製の焼結型を、一軸方向に加圧しながら加熱する焼結方法である。また、SPS焼結では、パルス通電加熱と機械的な加圧により、一般的な焼結に用いられる熱的および機械的エネルギに加えて、パルス通電による電磁的エネルギや被加工物の自己発熱および粒子間に発生する放電プラズマエネルギーなどを複合的に焼結の駆動力としている。従って、電気炉等の雰囲気加熱よりも急速昇温・冷却が可能となり、また、低い温度域で焼結することが可能となる。その結果、焼結工程での昇温・保持時間を短縮でき、磁石粒子の粒成長を抑制した緻密な焼結体の作製が可能となる。また、焼結対象物は一軸方向に加圧された状態で焼結されるので、焼結後に生じる反りを減少させることが可能となる。   Here, SPS sintering is a sintering method in which a graphite-made sintering mold having a sintering object disposed therein is heated while being pressed in a uniaxial direction. In addition, in SPS sintering, in addition to the thermal and mechanical energy used for general sintering, electromagnetic energy and self-heating of the work piece due to pulse energization are achieved by pulse current heating and mechanical pressure. The discharge plasma energy generated between the particles is used as a driving force for the sintering. Therefore, rapid heating / cooling is possible compared to atmosphere heating in an electric furnace or the like, and sintering can be performed in a lower temperature range. As a result, it is possible to shorten the temperature rise and holding time in the sintering process, and it is possible to produce a dense sintered body that suppresses the grain growth of the magnet particles. In addition, since the sintered object is sintered in a state of being pressed in a uniaxial direction, it is possible to reduce the warpage that occurs after sintering.

また、SPS焼結を行う際には、グリーンシートを所望の製品形状(例えば、図1に示す扇形形状)に打ち抜いた成形体をSPS焼結装置の焼結型内に配置して行う。そして、本発明では、生産性を向上させる為に、図3に示すように複数(例えば10個)の成形体5を同時に焼結型6内に配置して行う。ここで、本発明では、後述のようにグリーンシートの厚み精度を設計値に対して±5%以内、より好ましくは±3%以内、更に好ましくは±1%以内とする。その結果、本発明では図3(A)に示すように、複数(例えば10個)の成形体5を同時に焼結型6内に配置して焼結を行った場合であっても、各成形体5の厚みdが均一である為に、各成形体5について加圧値や焼結温度のバラつきが生じず、適切に焼結することが可能となる。一方、グリーンシートの厚み精度が低い(例えば設計値に対して±5%以上)と、図3(B)に示すように、複数(例えば10個)の成形体5を同時に焼結型6内に配置して焼結を行った場合において、各成形体5の厚みdにバラつきがある為に、成形体5毎のパルス電流の通電の不均衡が生じ、また、各成形体5について加圧値や焼結温度のバラつきが生じ、適切に焼結することができない。尚、複数の成形体5を同時に焼結する場合には、複数個の焼結型を備えたSPS焼結装置を用いても良い。そして、SPS焼結装置が備える複数個の焼結型に対して成形体をそれぞれ配置し、同時に焼結するように構成しても良い。   Further, when performing SPS sintering, a green body obtained by punching a green sheet into a desired product shape (for example, a fan shape shown in FIG. 1) is placed in a sintering mold of an SPS sintering apparatus. And in this invention, in order to improve productivity, as shown in FIG. 3, the multiple (for example, 10 pieces) molded object 5 is arrange | positioned in the sintering type | mold 6 simultaneously. In the present invention, as will be described later, the thickness accuracy of the green sheet is within ± 5%, more preferably within ± 3%, and even more preferably within ± 1% of the design value. As a result, in the present invention, as shown in FIG. 3A, even if a plurality of (for example, 10) molded bodies 5 are simultaneously placed in the sintering mold 6 and sintered, Since the thickness d of the body 5 is uniform, the pressure value and the sintering temperature do not vary for each molded body 5, and it becomes possible to perform appropriate sintering. On the other hand, when the thickness accuracy of the green sheet is low (for example, ± 5% or more with respect to the design value), as shown in FIG. In the case where the sintering is performed with the arrangement, the thickness d of each molded body 5 varies, so that an imbalance of the pulse current flow for each molded body 5 occurs, and each molded body 5 is pressurized. The value and sintering temperature vary, and it cannot be sintered properly. In addition, when sintering the some molded object 5 simultaneously, you may use the SPS sintering apparatus provided with the some sintering type | mold. And you may comprise so that a molded object may be each arrange | positioned with respect to several sintering type | mold with which an SPS sintering apparatus is equipped, and it sinters simultaneously.

また、本発明ではグリーンシートを作製する際に磁石粉末に混合されるバインダーは、樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸メチルエステルやそれらの混合物等が用いられる。
更に、バインダーに樹脂を用いる場合には、例えばポリイソブチレン(PIB)、ブチルゴム(IIR)、ポリイソプレン(IR)、ポリブタジエン、ポリスチレン、スチレン−イソプレンブロック共重合体(SIS)、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBS)、2−メチル−1−ペンテン重合樹脂、2−メチル−1−ブテン重合樹脂、α−メチルスチレン重合樹脂、ポリブチルメタクリレート、ポリメチルメタクリレート等を用いる。尚、α−メチルスチレン重合樹脂は柔軟性を与えるために低分子量のポリイソブチレンを添加することが望ましい。また、バインダーに用いる樹脂としては、磁石内に含有する酸素量を低減させる為に、構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマー(例えば、ポリイソブチレン等)を用いることが望ましい。
尚、スラリー成形によりグリーンシートを成形する場合には、バインダーをトルエン等の汎用溶媒に対して適切に溶解させる為に、バインダーに用いる樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン以外の樹脂を用いることが望ましい。一方、ホットメルト成形によりグリーンシートを成形する場合には、成形されたグリーンシートを加熱して軟化した状態で磁場配向を行う為に、熱可塑性樹脂を用いるのが望ましい。
In the present invention, a resin, a long-chain hydrocarbon, a fatty acid methyl ester, a mixture thereof, or the like is used as the binder mixed with the magnet powder when the green sheet is produced.
Further, when a resin is used as the binder, for example, polyisobutylene (PIB), butyl rubber (IIR), polyisoprene (IR), polybutadiene, polystyrene, styrene-isoprene block copolymer (SIS), styrene-butadiene block copolymer Combined (SBS), 2-methyl-1-pentene polymerization resin, 2-methyl-1-butene polymerization resin, α-methylstyrene polymerization resin, polybutyl methacrylate, polymethyl methacrylate, and the like are used. In addition, it is desirable to add a low molecular weight polyisobutylene to the α-methylstyrene polymer resin in order to give flexibility. Further, as the resin used for the binder, in order to reduce the amount of oxygen contained in the magnet, it is desirable to use a polymer (for example, polyisobutylene) that does not contain an oxygen atom in the structure and has a depolymerization property. .
When forming a green sheet by slurry molding, it is desirable to use a resin other than polyethylene and polypropylene as the resin used for the binder in order to appropriately dissolve the binder in a general-purpose solvent such as toluene. On the other hand, when a green sheet is formed by hot melt molding, it is desirable to use a thermoplastic resin in order to perform magnetic field orientation in a state where the formed green sheet is heated and softened.

一方、バインダーに長鎖炭化水素を用いる場合には、室温で固体、室温以上で液体である長鎖飽和炭化水素(長鎖アルカン)を用いるのが好ましい。具体的には炭素数が18以上である長鎖飽和炭化水素を用いるのが好ましい。そして、ホットメルト成形によりグリーンシートを成形する場合には、グリーンシートを磁場配向する際にグリーンシートを長鎖炭化水素の融点以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。   On the other hand, when a long-chain hydrocarbon is used as the binder, it is preferable to use a long-chain saturated hydrocarbon (long-chain alkane) that is solid at room temperature and liquid at room temperature or higher. Specifically, it is preferable to use a long-chain saturated hydrocarbon having 18 or more carbon atoms. When a green sheet is formed by hot melt molding, when the green sheet is magnetically aligned, the green sheet is heated and softened at a temperature equal to or higher than the melting point of the long-chain hydrocarbon, and magnetic field alignment is performed.

また、バインダーに脂肪酸メチルエステルを用いる場合においても同様に、室温で固体、室温以上で液体であるステアリン酸メチルやドコサン酸メチル等を用いるのが好ましい。そして、ホットメルト成形によりグリーンシートを成形する場合には、グリーンシートを磁場配向する際にグリーンシートを脂肪酸メチルエステルの融点以上で加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。   Similarly, when fatty acid methyl ester is used as the binder, it is preferable to use methyl stearate, methyl docosanoate or the like that is solid at room temperature and liquid at room temperature or higher. And when shape | molding a green sheet by hot-melt shaping | molding, when carrying out magnetic field orientation of a green sheet, a green sheet is heated above the melting | fusing point of fatty acid methyl ester, and magnetic field orientation is performed.

また、バインダーの添加量は、磁石粉末とバインダーとの混合物をシート状に成形する際にシートの厚み精度を向上させる為に、磁石粒子間の空隙を適切に充填する量とする。例えば、バインダー添加後の混合物中における磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、1wt%〜40wt%、より好ましくは2wt%〜30wt%、更に好ましくは3wt%〜20wt%とする。   The amount of the binder added is an amount that appropriately fills the gaps between the magnet particles in order to improve the sheet thickness accuracy when the mixture of the magnet powder and the binder is formed into a sheet shape. For example, the ratio of the binder to the total amount of the magnet powder and the binder in the mixture after addition of the binder is 1 wt% to 40 wt%, more preferably 2 wt% to 30 wt%, and even more preferably 3 wt% to 20 wt%.

[永久磁石の製造方法]
次に、本発明に係る永久磁石1の製造方法について図4を用いて説明する。図4は本実施形態に係る永久磁石1の製造工程を示した説明図である。
[Permanent magnet manufacturing method]
Next, a method for manufacturing the permanent magnet 1 according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is an explanatory view showing a manufacturing process of the permanent magnet 1 according to the present embodiment.

先ず、所定分率のNd−Fe−B(例えばNd:32.7wt%、Fe(電解鉄):65.96wt%、B:1.34wt%)からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって200μm程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。   First, an ingot made of a predetermined fraction of Nd—Fe—B (for example, Nd: 32.7 wt%, Fe (electrolytic iron): 65.96 wt%, B: 1.34 wt%) is manufactured. Thereafter, the ingot is roughly pulverized to a size of about 200 μm by a stamp mill or a crusher. Alternatively, the ingot is melted, flakes are produced by strip casting, and coarsely pulverized by hydrogen crushing.

次いで、粗粉砕した磁石粉末を、(a)酸素含有量が実質的に0%の窒素ガス、Arガス、Heガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は(b)酸素含有量が0.0001〜0.5%の窒素ガス、Arガス、Heガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミル11により微粉砕し、所定サイズ以下(例えば1.0μm〜5.0μm)の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に0%とは、酸素濃度が完全に0%である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。尚、磁石原料の粉砕方法としては湿式粉砕を用いても良い。例えばビーズミルによる湿式粉砕では、粗粉砕した磁石粉末に対してトルエンを溶媒として用い、所定サイズ以下(例えば0.1μm〜5.0μm)の平均粒径まで微粉砕を行う。その後、湿式粉砕後の有機溶媒に含まれる磁石粉末を真空乾燥などで乾燥させ、乾燥した磁石粉末を取り出す。また、有機溶媒から磁石粉末を取り出すことなくバインダーを有機溶媒中に更に添加して混練し、後述のスラリー12を得る構成としても良い。   Subsequently, the coarsely pulverized magnet powder is either (a) in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, or He gas having substantially 0% oxygen content, or (b) having an oxygen content of 0.0001. Finely pulverized by a jet mill 11 in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, and He gas of ˜0.5%, and an average particle size of a predetermined size or less (for example, 1.0 μm to 5.0 μm) It is set as the fine powder which has. The oxygen concentration of substantially 0% is not limited to the case where the oxygen concentration is completely 0%, but may contain oxygen in such an amount that a very small amount of oxide film is formed on the surface of the fine powder. Means good. Note that wet pulverization may be used as a method for pulverizing the magnet raw material. For example, in wet pulverization using a bead mill, the coarsely pulverized magnet powder is finely pulverized to an average particle size of a predetermined size or less (eg, 0.1 μm to 5.0 μm) using toluene as a solvent. Thereafter, the magnet powder contained in the organic solvent after the wet pulverization is dried by vacuum drying or the like, and the dried magnet powder is taken out. Moreover, it is good also as a structure which adds the binder further to the organic solvent and knead | mixes, without taking out magnet powder from an organic solvent, and obtains the below-mentioned slurry 12.

上記湿式粉砕を用いることによって、乾式粉砕と比べて磁石原料をより微小な粒径まで粉砕することが可能となる。但し、湿式粉砕を行うこととすれば、後に真空乾燥等を行うことによって有機溶媒を揮発させたとしても有機溶媒等の有機化合物が磁石内に残留する問題がある。しかしながら、後述の仮焼処理を行うことによって、バインダーや有機金属化合物とともに残留した有機化合物を熱分解し、磁石内から炭素を除去することが可能となる。   By using the wet pulverization, the magnet raw material can be pulverized to a finer particle size than dry pulverization. However, if wet pulverization is performed, there is a problem that an organic compound such as an organic solvent remains in the magnet even if the organic solvent is volatilized later by vacuum drying or the like. However, by performing the calcining process described later, the organic compound remaining together with the binder and the organometallic compound can be thermally decomposed to remove carbon from the magnet.

一方で、ジェットミル11等で微粉砕された微粉末に添加する有機金属化合物溶液を作製する。ここで、有機金属化合物溶液には、予め溶媒にDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg又はNbを含む有機金属化合物を添加し、溶解させる。尚、溶解させる有機金属化合物としては、M−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)に該当する有機金属化合物(例えば、ニオブエトキシド、ジスプロシウムプロポキシド、テルビウムプロポキシドなど)を用いることが望ましい。尚、溶媒としては、特に制限はなく、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールなどのアルコール類、ペンタン、ヘキサンなどの低級炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族類、酢酸エチルなどのエステル類、ケトン類、それらの混合物等が使用できるが、トルエン又は酢酸エチルを用いることとする。また、溶解させる有機金属化合物の量は特に制限されないが、焼結後の磁石に対するDy等の含有量が0.001wt%〜10wt%、好ましくは0.01wt%〜5wt%となる量とするのが好ましい。 On the other hand, an organometallic compound solution to be added to the fine powder finely pulverized by the jet mill 11 or the like is prepared. Here, the organometallic compound solution contains Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, or Nb in advance as a solvent. Add organometallic compound and dissolve. The organometallic compound to be dissolved is M- (OR) x (wherein M is Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, At least one of Bi, Zn, Mg, and Nb, R is a hydrocarbon-containing substituent, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer.) For example, niobium ethoxide, dysprosium propoxide, terbium propoxide, etc.) are preferably used. The solvent is not particularly limited, and alcohols such as isopropyl alcohol, ethanol and methanol, lower hydrocarbons such as pentane and hexane, aromatics such as benzene, toluene and xylene, esters such as ethyl acetate, Ketones and mixtures thereof can be used, but toluene or ethyl acetate is used. The amount of the organometallic compound to be dissolved is not particularly limited, but the amount of Dy or the like with respect to the sintered magnet is 0.001 wt% to 10 wt%, preferably 0.01 wt% to 5 wt%. Is preferred.

続いて、ジェットミル11等にて分級された微粉末に対して上記有機金属化合物溶液を添加する。それによって、磁石粒子の粒子表面にDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg又はNbを含む有機金属化合物を付着させる。尚、有機金属化合物溶液の添加は、窒素ガス、Arガス、Heガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。   Subsequently, the organometallic compound solution is added to the fine powder classified by the jet mill 11 or the like. Thereby, an organometallic compound containing Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg or Nb on the particle surface of the magnet particle. Adhere. The addition of the organometallic compound solution is performed in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, or He gas.

その後、有機金属化合物溶液が添加された微粉末に対して、更にバインダーを添加する。それによって、有機金属化合物が粒子表面に均一に付着された磁石原料の微粉末とバインダーと有機溶媒とが混合されたスラリー12を生成する。ここで、バインダーとしては、上述したように樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸メチルエステルやそれらの混合物等が用いられる。また、バインダーは溶媒に希釈させた状態で添加しても良い。更に、バインダーの添加量は、上述したように添加後のスラリー中における磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が、1wt%〜40wt%、より好ましくは2wt%〜30wt%、更に好ましくは3wt%〜20wt%となる量とするのが好ましい。尚、バインダーの添加は、窒素ガス、Arガス、Heガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。   Thereafter, a binder is further added to the fine powder to which the organometallic compound solution is added. Thereby, a slurry 12 is produced in which a fine powder of a magnet raw material in which an organometallic compound is uniformly attached to the particle surface, a binder, and an organic solvent are mixed. Here, as the binder, resin, long chain hydrocarbon, fatty acid methyl ester, a mixture thereof, or the like is used as described above. Moreover, you may add a binder in the state diluted with the solvent. Further, the amount of binder added is such that the ratio of the binder to the total amount of magnet powder and binder in the slurry after addition is 1 wt% to 40 wt%, more preferably 2 wt% to 30 wt%, and even more preferably 3 wt% as described above. It is preferable to set the amount to be 20% by weight to 20% by weight. The binder is added in an atmosphere made of an inert gas such as nitrogen gas, Ar gas, or He gas.

続いて、生成したスラリー12からグリーンシート13を形成する。グリーンシート13の形成する方法としては、例えば、生成したスラリー12を適宜な方式で必要に応じセパレータ等の支持基材14上に塗工して乾燥させる方法などにより行うことができる。尚、塗工方式は、ドクターブレード方式やダイ方式やコンマ塗工方式等の層厚制御性に優れる方式が好ましい。また、高い厚み精度を実現する為には、特に層厚制御性に優れた(即ち、基材に高精度することが可能な方式)であるダイ方式やコンマ塗工方式を用いることが望ましい。例えば、以下の実施例では、ダイ方式を用いる。また、支持基材14としては、例えばシリコーン処理ポリエステルフィルムを用いる。また、グリーンシート13の乾燥は、90℃×10分で保持した後、130℃×30分で保持することにより行う。更に、消泡剤を併用するなどして展開層中に気泡が残らないよう充分に脱泡処理することが好ましい。   Subsequently, a green sheet 13 is formed from the generated slurry 12. As a method for forming the green sheet 13, for example, the produced slurry 12 can be applied by an appropriate method on a support substrate 14 such as a separator and dried as necessary. The coating method is preferably a method having excellent layer thickness controllability such as a doctor blade method, a die method, or a comma coating method. Further, in order to achieve high thickness accuracy, it is desirable to use a die method or a comma coating method that is particularly excellent in layer thickness controllability (that is, a method capable of high accuracy on the base material). For example, in the following embodiments, a die method is used. Moreover, as the support base material 14, for example, a silicone-treated polyester film is used. The green sheet 13 is dried by holding at 90 ° C. for 10 minutes and then holding at 130 ° C. for 30 minutes. Furthermore, it is preferable to sufficiently defoam the mixture so that bubbles do not remain in the spreading layer by using an antifoaming agent in combination.

以下に、図5を用いてダイ方式によるグリーンシート13の形成工程についてより詳細に説明する。図5はダイ方式によるグリーンシート13の形成工程を示した説明図である。
図5に示すようにダイ方式に用いられるダイ15は、ブロック16、17を互いに重ね合わせることにより形成されており、ブロック16、17との間の間隙によってスリット18やキャビティ(液溜まり)19を形成する。キャビティ19はブロック17に設けられた供給口20に連通される。そして、供給口20は定量ポンプ(図示せず)等によって構成されるスラリー供給系へと接続されており、キャビティ19には供給口20を介して、計量されたスラリー12が定量ポンプ等により供給される。更に、キャビティ19に供給されたスラリー12はスリット18へ送液されて単位時間一定量で幅方向に均一な圧力でスリット18の吐出口21から予め設定された塗布幅により吐出される。一方で、支持基材14はコーティングロール22の回転に伴って予め設定された速度で搬送される。その結果、吐出したスラリー12が支持基材14に対して所定厚さで塗布される。
Below, the formation process of the green sheet 13 by a die system is demonstrated in detail using FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a process of forming the green sheet 13 by a die method.
As shown in FIG. 5, the die 15 used in the die system is formed by overlapping the blocks 16 and 17 with each other, and a slit 18 and a cavity (liquid reservoir) 19 are formed by a gap between the blocks 16 and 17. Form. The cavity 19 communicates with a supply port 20 provided in the block 17. The supply port 20 is connected to a slurry supply system constituted by a metering pump (not shown) or the like, and the measured slurry 12 is supplied to the cavity 19 via the supply port 20 by a metering pump or the like. Is done. Further, the slurry 12 supplied to the cavity 19 is fed to the slit 18 and is discharged from the discharge port 21 of the slit 18 with a predetermined application width with a uniform amount in the width direction by a constant amount per unit time. On the other hand, the support base material 14 is conveyed at a preset speed with the rotation of the coating roll 22. As a result, the discharged slurry 12 is applied to the support base material 14 with a predetermined thickness.

また、ダイ方式によるグリーンシート13の形成工程では、塗工後のグリーンシート13のシート厚みを実測し、実測値に基づいてダイ15と支持基材14間のギャップDをフィードバック制御することが望ましい。また、ダイ15に供給するスラリー量の変動は極力低下させ(例えば±0.1%以下の変動に抑える)、更に塗工速度の変動についても極力低下させる(例えば±0.1%以下の変動に抑える)ことが望ましい。それによって、グリーンシート13の厚み精度を更に向上させることが可能である。尚、形成されるグリーンシート13の厚み精度は、設計値(例えば4mm)に対して±5%以内、より好ましくは±3%以内、更に好ましくは±1%以内とする。   Moreover, in the formation process of the green sheet 13 by a die system, it is desirable to actually measure the sheet thickness of the green sheet 13 after coating, and to feedback-control the gap D between the die 15 and the support substrate 14 based on the actually measured value. . Further, the fluctuation of the amount of slurry supplied to the die 15 is reduced as much as possible (for example, suppressed to fluctuation of ± 0.1% or less), and the fluctuation of the coating speed is further reduced as much as possible (for example, fluctuation of ± 0.1% or less). It is desirable that Thereby, it is possible to further improve the thickness accuracy of the green sheet 13. The thickness accuracy of the green sheet 13 to be formed is within ± 5%, more preferably within ± 3%, and even more preferably within ± 1% with respect to the design value (for example, 4 mm).

尚、グリーンシート13の設定厚みは、0.05mm〜10mmの範囲で設定することが望ましい。厚みを0.05mmより薄くすると、多層積層しなければならないので生産性が低下することとなる。一方で、厚みを10mmより厚くすると、乾燥時の発泡を抑制する為に乾燥速度を低下する必要があり、生産性が著しく低下する。   The set thickness of the green sheet 13 is desirably set in the range of 0.05 mm to 10 mm. When the thickness is less than 0.05 mm, the productivity must be reduced because multiple layers must be stacked. On the other hand, if the thickness is greater than 10 mm, it is necessary to reduce the drying speed in order to suppress foaming during drying, and productivity is significantly reduced.

また、有機金属化合物が表面に付着された磁石粉末とバインダーとを混合する際には、混合物をスラリー12とするのではなく、有機溶媒を加えずに磁石粉末とバインダーからなる粉末状の混合物(以下、コンパウンドという)としても良い。そして、コンパウンドを加熱することによりコンパウンドを溶融し、流体状にしてからセパレータ等の支持基材14上に塗工するホットメルト塗工を行っても良い。ホットメルト塗工により塗工されたコンパウンドを、放熱して凝固させることにより、支持基材14上に長尺シート状のグリーンシート13を形成することが可能となる。尚、コンパウンドを加熱溶融する際の温度は、用いるバインダーの種類や量によって異なるが50〜300℃とする。但し、用いるバインダーの融点よりも高い温度とする必要がある。尚、磁石粉末とバインダーとの混合は、例えば有機溶媒に磁石粉末とバインダーとをそれぞれ投入し、攪拌機で攪拌することにより行う。そして、攪拌後に磁石粉末とバインダーとを含む有機溶媒を加熱して有機溶媒を気化させることにより、コンパウンドを抽出する。また、特に磁石粉末を湿式法で粉砕した場合においては、粉砕に用いた有機溶媒から磁石粉末を取り出すことなく有機金属化合物やバインダーを有機溶媒中に添加して混練し、その後に有機溶媒を揮発させてコンパウンドを得る構成としても良い。   In addition, when the magnet powder having the organometallic compound adhered to the surface and the binder are mixed, the mixture is not made into the slurry 12, but a powdery mixture of the magnet powder and the binder without adding an organic solvent ( Hereinafter, it may be referred to as a compound). And you may perform the hot melt coating which melts a compound by heating a compound, makes it a fluid state, and coats it on the support base materials 14, such as a separator. A long sheet-like green sheet 13 can be formed on the support substrate 14 by solidifying the compound coated by hot melt coating by releasing heat. The temperature at which the compound is heated and melted varies depending on the type and amount of the binder used, but is 50 to 300 ° C. However, the temperature needs to be higher than the melting point of the binder to be used. The mixing of the magnet powder and the binder is performed, for example, by putting the magnet powder and the binder in an organic solvent and stirring with a stirrer. Then, after stirring, the compound is extracted by heating the organic solvent containing the magnet powder and the binder to vaporize the organic solvent. In particular, when magnet powder is pulverized by a wet method, an organic metal compound or binder is added and kneaded in the organic solvent without removing the magnet powder from the organic solvent used for pulverization, and then the organic solvent is volatilized. It is good also as a structure which is made to obtain a compound.

また、支持基材14に塗工したグリーンシート13には、乾燥前に搬送方向に対して交差する方向にパルス磁場をかける。印加する磁場の強さは5000[Oe]〜150000[Oe]、好ましくは、10000[Oe]〜120000[Oe]とする。尚、磁場を配向させる方向は、グリーンシート13から成形される永久磁石1に求められる磁場方向を考慮して決定する必要があるが、面内方向とすることが好ましい。尚、ホットメルト成形によりグリーンシートを成形した場合には、グリーンシートをバインダーのガラス転移点又は融点以上に加熱して軟化した状態で磁場配向を行う。また、成形されたグリーンシートが凝固する前に磁場配向を行うようにしても良い。   In addition, a pulsed magnetic field is applied to the green sheet 13 coated on the support substrate 14 in a direction that intersects the transport direction before drying. The strength of the applied magnetic field is 5000 [Oe] to 150,000 [Oe], preferably 10,000 [Oe] to 120,000 [Oe]. The direction in which the magnetic field is oriented needs to be determined in consideration of the direction of the magnetic field required for the permanent magnet 1 formed from the green sheet 13, but is preferably in the in-plane direction. When a green sheet is formed by hot melt molding, magnetic field orientation is performed in a state where the green sheet is heated and softened above the glass transition point or melting point of the binder. Further, magnetic field orientation may be performed before the molded green sheet is solidified.

次に、スラリー12から形成したグリーンシート13を所望の製品形状(例えば、図1に示す扇形形状)に打ち抜きし、成形体25を成形する。   Next, the green sheet 13 formed from the slurry 12 is punched into a desired product shape (for example, a fan shape shown in FIG. 1), and a formed body 25 is formed.

その後、成形された成形体25を非酸化性雰囲気(特に本発明では水素雰囲気又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気)においてバインダー分解温度で数時間(例えば5時間)保持することにより水素中仮焼処理を行う。水素雰囲気下で行う場合には、例えば仮焼中の水素の供給量は5L/minとする。水素中仮焼処理を行うことによって、バインダーを解重合反応等によりモノマーに分解し飛散させて除去することが可能となる。即ち、成形体25中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われることとなる。また、水素中仮焼処理は、成形体25中の炭素量が1500ppm以下、より好ましくは1000ppm以下とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石1全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。   Thereafter, the molded body 25 is temporarily maintained in hydrogen by holding it for several hours (for example, 5 hours) at a binder decomposition temperature in a non-oxidizing atmosphere (in particular, a hydrogen atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas in the present invention). Perform baking. In the case of performing in a hydrogen atmosphere, for example, the supply amount of hydrogen during calcination is set to 5 L / min. By performing a calcination treatment in hydrogen, the binder can be decomposed into monomers by a depolymerization reaction or the like and scattered to be removed. That is, so-called decarbonization for reducing the amount of carbon in the molded body 25 is performed. Further, the calcination treatment in hydrogen is performed under the condition that the carbon content in the molded body 25 is 1500 ppm or less, more preferably 1000 ppm or less. Accordingly, the entire permanent magnet 1 can be densely sintered by the subsequent sintering process, and the residual magnetic flux density and coercive force are not reduced.

尚、バインダー分解温度は、バインダー分解生成物および分解残渣の分析結果に基づき決定する。具体的にはバインダーの分解生成物を補集し、モノマー以外の分解生成物が生成せず、かつ残渣の分析においても残留するバインダー成分の副反応による生成物が検出されない温度範囲が選ばれる。バインダーの種類により異なるが200℃〜900℃、より好ましくは400℃〜600℃(例えば600℃)とする。
また、特に磁石原料を有機溶媒中で湿式粉砕により粉砕した場合には、有機溶媒を構成する有機化合物の熱分解温度且つバインダー分解温度で仮焼処理を行う。それによって、残留した有機溶媒についても除去することが可能となる。有機化合物の熱分解温度については、用いる有機溶媒の種類によって決定されるが、上記バインダー分解温度であれば基本的に有機化合物の熱分解についても行うことが可能となる。
The binder decomposition temperature is determined based on the analysis results of the binder decomposition product and decomposition residue. Specifically, a temperature range is selected in which decomposition products of the binder are collected, decomposition products other than the monomers are not generated, and products due to side reactions of the remaining binder components are not detected even in the analysis of the residues. Although it varies depending on the kind of the binder, it is set to 200 ° C. to 900 ° C., more preferably 400 ° C. to 600 ° C. (for example, 600 ° C.).
In particular, when the magnet raw material is pulverized by wet pulverization in an organic solvent, the calcining treatment is performed at the thermal decomposition temperature and binder decomposition temperature of the organic compound constituting the organic solvent. Thereby, the remaining organic solvent can be removed. The thermal decomposition temperature of the organic compound is determined depending on the type of the organic solvent to be used, but basically the thermal decomposition of the organic compound can be performed at the binder decomposition temperature.

その後、水素中仮焼処理によって仮焼された成形体25に対して、高温水素プラズマを用いたプラズマ加熱による仮焼処理を更に行う。具体的には、成形体25を「2.45GHzの高周波マイクロ波」プラズマ加熱装置内に投入し、水素ガスと不活性ガス(例えばArガス)の混合ガスに電圧を印加することによりプラズマ励起し、発生された高温水素プラズマを成形体25に照射することにより仮焼処理を行う。尚、供給するガスの流量は水素流量1L/min〜10L/min、アルゴン流量1L/min〜5L/minとし、プラズマ励起する際の出力電力を1kW〜10kWとし、プラズマの照射時間は1秒〜60秒で行う。   Thereafter, the compact 25 that has been calcined in hydrogen is further subjected to a calcining process by plasma heating using high-temperature hydrogen plasma. Specifically, the molded body 25 is put into a “2.45 GHz high frequency microwave” plasma heating apparatus, and plasma excitation is performed by applying a voltage to a mixed gas of hydrogen gas and an inert gas (for example, Ar gas). The calcining process is performed by irradiating the formed body 25 with the generated high-temperature hydrogen plasma. The flow rate of the gas to be supplied is 1 L / min to 10 L / min for the hydrogen flow rate, 1 L / min to 5 L / min for the argon flow rate, the output power when the plasma is excited is 1 kW to 10 kW, and the plasma irradiation time is 1 second to Perform in 60 seconds.

上記プラズマ加熱による仮焼処理では、酸素と結びついた状態で存在するDy等の金属を、金属Dy等へと還元することやDyO等への酸化数の低減を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、その後の焼結工程でDy等と酸素が結合しDy酸化物等を形成することなく、また、αFeの析出を防止することができる。また、シート状に成形されたグリーンシート13は表面積が大きくなり酸化され易くなるので、特に高い効果が期待できる。更に、特に高温水素プラズマ加熱による仮焼では、水素ラジカルを生成することができ、水素ラジカルを用いて金属Dy等への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。また、高温水素プラズマを用いる場合には、低温水素プラズマを用いる場合と比較して、水素ラジカルの濃度を高くすることができる。従って、生成自由エネルギの低い安定な金属酸化物(例えばDyやNbなど)についても適切に還元することが可能となる。 In the calcining treatment by the above plasma heating, a metal such as Dy existing in a state associated with oxygen can be reduced to a metal Dy or the like, or the oxidation number to DyO or the like can be reduced, and contained in the magnet powder. The oxygen to be reduced can be reduced in advance. As a result, it is possible to prevent the precipitation of αFe without bonding Dy or the like and oxygen to form Dy oxide or the like in the subsequent sintering step. Further, since the green sheet 13 formed into a sheet shape has a large surface area and is easily oxidized, a particularly high effect can be expected. Furthermore, particularly in calcination by high-temperature hydrogen plasma heating, hydrogen radicals can be generated, and reduction to the metal Dy or the like and reduction of the oxidation number can be easily performed at low temperatures using the hydrogen radicals. In addition, when high-temperature hydrogen plasma is used, the concentration of hydrogen radicals can be increased as compared with the case where low-temperature hydrogen plasma is used. Therefore, it is possible to appropriately reduce a stable metal oxide (for example, Dy 2 O 3 , Nb 2 O 5, etc.) having low free energy of formation.

以下に、図6を用いてプラズマ加熱による仮焼処理の優位性についてより詳細に説明する。
一般的に生成自由エネルギの低い安定な金属酸化物(例えばDyなど)をメタルまで還元する為には、(1)Ca還元、(2)溶融塩電解、(3)レーザ還元等の強力な還元手法が必要となる。しかしながら、このような強力な還元方法を用いると、還元する対象物が非常に高温となる為、本発明のようなNd磁石粒子に対して行うと、Nd磁石粒子が溶融してしまう虞がある。
ここで、上述したように高温水素プラズマ加熱による仮焼では、高い濃度の水素ラジカルを生成することができる。そして、水素ラジカルによる還元では、図6に示すように低温ほど強い還元性を示す。従って、Dyなどの生成自由エネルギの低い金属酸化物も、上記(1)〜(3)の還元手法と比較して、低温で還元することが可能となる。尚、低温還元が可能であることは、仮焼した後のNd磁石粒子が溶融していないことからも判断することが可能である。
Hereinafter, the superiority of the calcination treatment by plasma heating will be described in more detail with reference to FIG.
In general, in order to reduce a stable metal oxide (eg, Dy 2 O 3 ) having low free energy of formation to metal, (1) Ca reduction, (2) Molten salt electrolysis, (3) Laser reduction, etc. A powerful reduction method is required. However, if such a powerful reduction method is used, the object to be reduced becomes very hot, and therefore, if it is applied to Nd magnet particles as in the present invention, the Nd magnet particles may be melted. .
Here, as described above, high-temperature hydrogen radicals can be generated by calcination by high-temperature hydrogen plasma heating. And in the reduction | restoration by a hydrogen radical, as shown in FIG. Therefore, metal oxides with low free energy of formation such as Dy 2 O 3 can be reduced at a lower temperature than the reduction methods (1) to (3). In addition, it can be judged from the fact that Nd magnet particles after calcination are not melted can be reduced at a low temperature.

また、水素中仮焼処理によって活性化された仮焼体の活性度を低下させる為に、仮焼処理後に仮焼体を真空雰囲気で200℃〜600℃、より好ましくは400℃〜600℃で1〜3時間保持することにより脱水素処理を行っても良い。但し、水素仮焼後に外気と触れさせることがなく焼成を行う場合には、脱水素工程は不要となる。   Moreover, in order to reduce the activity of the calcined body activated by the calcining treatment in hydrogen, the calcined body is subjected to a vacuum atmosphere at 200 ° C. to 600 ° C., more preferably 400 ° C. to 600 ° C. after the calcining treatment. You may perform a dehydrogenation process by hold | maintaining for 1-3 hours. However, the dehydrogenation step is not necessary when firing is performed without contact with the outside air after hydrogen calcination.

続いて、プラズマ仮焼処理によって仮焼された成形体26を焼結する焼結処理を行う。本発明では、加圧焼結により焼結を行う。加圧焼結としては、例えば、ホットプレス焼結、熱間静水圧加圧(HIP)焼結、超高圧合成焼結、ガス加圧焼結、放電プラズマ(SPS)焼結等がある。但し、本発明では上述したように焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制するとともに焼結後の磁石に生じる反りを抑える為に、一軸方向に加圧する一軸加圧焼結であって且つ通電焼結により焼結するSPS焼結を用いることが望ましい。   Then, the sintering process which sinters the molded object 26 calcined by the plasma calcining process is performed. In the present invention, sintering is performed by pressure sintering. Examples of pressure sintering include hot press sintering, hot isostatic pressing (HIP) sintering, ultra-high pressure synthetic sintering, gas pressure sintering, and discharge plasma (SPS) sintering. However, in the present invention, as described above, in order to suppress the grain growth of the magnet particles during sintering and to suppress the warpage generated in the magnet after sintering, it is uniaxial pressure sintering in which pressure is applied in a uniaxial direction and energization is performed. It is desirable to use SPS sintering which sinters by sintering.

以下に、図7を用いてSPS焼結による成形体26の加圧焼結工程についてより詳細に説明する。図7はSPS焼結による成形体26の加圧焼結工程を示した説明図である。
図7に示すようにSPS焼結を行う場合には、先ず、グラファイト製の焼結型31に成形体26を設置する。尚、上述した水素中仮焼処理についても成形体26を焼結型31に設置した状態で行っても良い。そして、焼結型31に設置された成形体26を真空チャンパー32内に保持し、同じくグラファイト製の上部パンチ33と下部パンチ34をセットする。そして、上部パンチ33に接続された上部パンチ電極35と下部パンチ34に接続された下部パンチ電極36とを用いて、低電圧且つ高電流の直流パルス電圧・電流を印加する。それと同時に、上部パンチ33及び下部パンチ34に対して加圧機構(図示せず)を用いて夫々上下方向から荷重を付加する。その結果、焼結型31内に設置された成形体26は、加圧されつつ焼結が行われる。また、生産性を向上させる為に、複数(例えば10個)の成形体に対して同時にSPS焼結を行うことが好ましい。尚、複数の成形体26に対して同時にSPS焼結を行う場合には、一の焼結型31に複数の成形体26を配置しても良いし、成形体26毎に異なる焼結型31に配置するようにしても良い。尚、成形体26毎に異なる焼結型31に配置する場合には、複数の焼結型31を備えたSPS焼結装置を用いて焼結を行う。そして、成形体26を加圧する上部パンチ33や下部パンチ34は複数の焼結型31の間で一体とする(即ち同時に加圧ができる)ように構成する。
尚、具体的な焼結条件を以下に示す。
加圧値:30MPa
焼結温度:940℃まで10℃/分で上昇させ、5分保持
雰囲気:数Pa以下の真空雰囲気
Below, the pressure sintering process of the compact | molding | casting 26 by SPS sintering is demonstrated in detail using FIG. FIG. 7 is an explanatory view showing a pressure sintering process of the compact 26 by SPS sintering.
When performing SPS sintering as shown in FIG. 7, first, the compact 26 is placed on a graphite sintering die 31. Note that the above-described calcination treatment in hydrogen may also be performed in a state where the molded body 26 is installed in the sintering die 31. And the compact | molding | casting 26 installed in the sintering type | mold 31 is hold | maintained in the vacuum champ 32, and the upper punch 33 and the lower punch 34 made from a graphite are set similarly. Then, using the upper punch electrode 35 connected to the upper punch 33 and the lower punch electrode 36 connected to the lower punch 34, a low-voltage and high-current DC pulse voltage / current is applied. At the same time, a load is applied to the upper punch 33 and the lower punch 34 from above and below using a pressure mechanism (not shown). As a result, the molded body 26 installed in the sintering mold 31 is sintered while being pressurized. In order to improve productivity, it is preferable to perform SPS sintering simultaneously on a plurality of (for example, 10) shaped bodies. In addition, when performing SPS sintering with respect to the some molded object 26 simultaneously, you may arrange | position the several molded object 26 to the one sintering die 31, and the sintering die 31 which is different for every molded object 26 is used. You may make it arrange | position to. In addition, when arrange | positioning to the different sintering type | mold 31 for every molded object 26, it sinters using the SPS sintering apparatus provided with the several sintering type | mold 31. FIG. The upper punch 33 and the lower punch 34 that pressurize the molded body 26 are configured so as to be integrated (that is, can be pressed simultaneously) among the plurality of sintering dies 31.
Specific sintering conditions are shown below.
Pressurized value: 30 MPa
Sintering temperature: raised to 940 ° C. at 10 ° C./min and held for 5 minutes Atmosphere: vacuum atmosphere of several Pa or less

上記SPS焼結を行った後冷却し、再び600℃〜1000℃で2時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石1が製造される。   After performing the SPS sintering, it is cooled and heat-treated again at 600 ° C. to 1000 ° C. for 2 hours. And the permanent magnet 1 is manufactured as a result of sintering.

以下に、本発明の実施例について比較例1、2と比較しつつ説明する。
(実施例1)
実施例1はNd−Fe−B系磁石であり、合金組成はwt%でNd/Fe/B=32.7/65.96/1.34とする。また、有機金属化合物としてニオブエトキシドを添加し、溶媒としてはトルエンを用い、バインダーとしてはポリイソブチレンを用いた。また、プラズマ加熱による仮焼処理では、ガスの流量を水素流量3L/min、アルゴン流量3L/minとし、プラズマ励起する際の出力電力を3kWとし、プラズマの照射時間は60秒で行った。また、グリーンシートの焼結はSPS焼結により行った。尚、他の工程は上述した[永久磁石の製造方法]と同様の工程とする。
Examples of the present invention will be described below in comparison with Comparative Examples 1 and 2.
Example 1
Example 1 is an Nd—Fe—B magnet, and the alloy composition is Nd / Fe / B = 32.7 / 65.96 / 1.34 in wt%. Further, niobium ethoxide was added as an organometallic compound, toluene was used as a solvent, and polyisobutylene was used as a binder. In the calcining treatment by plasma heating, the gas flow rate was 3 L / min, the argon flow rate was 3 L / min, the output power during plasma excitation was 3 kW, and the plasma irradiation time was 60 seconds. The green sheet was sintered by SPS sintering. The other steps are the same as those described in the above [Permanent magnet manufacturing method].

(実施例2)
有機金属化合物としてジスプロシウムエトキシドを添加した。また、プラズマ加熱による仮焼処理では、ガスの流量を水素流量10L/min、アルゴン流量2L/minとし、プラズマ励起する際の出力電力を6kWとし、プラズマの照射時間は12秒で行った。他の条件は実施例1と同様である。
(Example 2)
Dysprosium ethoxide was added as an organometallic compound. In the calcining treatment by plasma heating, the gas flow rate was 10 L / min, the argon flow rate was 2 L / min, the output power during plasma excitation was 6 kW, and the plasma irradiation time was 12 seconds. Other conditions are the same as in the first embodiment.

(比較例1)
プラズマ加熱による仮焼処理を行わずに製造した。他の条件は実施例1と同様である。
(Comparative Example 1)
It manufactured without performing the calcination process by plasma heating. Other conditions are the same as in the first embodiment.

(比較例2)
プラズマ加熱による仮焼処理を行わずに製造した。他の条件は実施例2と同様である。
(Comparative Example 2)
It manufactured without performing the calcination process by plasma heating. Other conditions are the same as in the second embodiment.

(プラズマ加熱による仮焼処理の有無に基づく実施例1と比較例1との比較検討)
実施例1と比較例1の永久磁石についてそれぞれX線光電子分光装置(ECSA)による分析を行った。図8は、実施例と比較例の永久磁石について、200eV〜215eVの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。また、図9は、図8に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。
(Comparison study between Example 1 and Comparative Example 1 based on the presence or absence of calcination treatment by plasma heating)
The permanent magnets of Example 1 and Comparative Example 1 were each analyzed by an X-ray photoelectron spectrometer (ECSA). FIG. 8 is a diagram showing spectra detected in the range of the binding energy of 200 eV to 215 eV for the permanent magnets of the example and the comparative example. FIG. 9 is a diagram showing the results of the waveform analysis of the spectrum shown in FIG.

図8に示すように、実施例の永久磁石と比較例の永久磁石はそれぞれ異なるスペクトル形状を有する。ここで、各スペクトルについて、標準試料のスペクトルに基づきスペクトルの混合割合を算出し、Nb、NbO、Nb、NbO、Nbの割合を算出すると、図9に示す結果となる。図9に示すように、実施例の永久磁石では、Nbの割合が81%であり、Nb酸化物であるNbOの割合が19%となる。一方、比較例の永久磁石では、Nbの割合がほぼ0%であり、Nb酸化物であるNbの割合がほぼ100%となる。 As shown in FIG. 8, the permanent magnet of the example and the permanent magnet of the comparative example have different spectral shapes. Here, for each spectrum, the mixing ratio of the spectrum is calculated based on the spectrum of the standard sample, and the ratio of Nb, NbO, Nb 2 O 3 , NbO 2 , Nb 2 O 5 is calculated, and the result shown in FIG. 9 is obtained. . As shown in FIG. 9, in the permanent magnet of the example, the ratio of Nb is 81%, and the ratio of NbO that is Nb oxide is 19%. On the other hand, in the permanent magnet of the comparative example, the ratio of Nb is approximately 0%, and the ratio of Nb 2 O 5 that is an Nb oxide is approximately 100%.

即ち、プラズマ加熱による仮焼処理を行った実施例の永久磁石では、酸素と結びついた状態で存在するNb酸化物(NbO、Nb、NbO、Nb)の大部分を、金属Nbへと還元することができていることが分かる。また、金属Nbまで還元できなかった場合でも、NbO等のより酸化数の少ない酸化物への還元(即ち酸化数の低減)を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、実施例の永久磁石では、焼結を行う前に磁石粉末に含有するNb酸化物等について還元されることにより、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。それにより、その後の焼結工程でNdと酸素が結合しNd酸化物を形成することがない。従って、実施例の永久磁石では、金属酸化物によって磁石特性が低下することなく、αFeの析出についても防止することができる。即ち、高い品質を有する永久磁石を実現することが可能となる。
一方で、比較例の永久磁石は、Nb酸化物が多く残存することから、焼結工程においてNdと酸素が結合しNd酸化物を形成することとなる。また、αFeが多数析出することとなる。その結果、磁気特性が低下する。
That is, in the permanent magnet of the example that was subjected to the calcining treatment by plasma heating, most of the Nb oxides (NbO, Nb 2 O 3 , NbO 2 , Nb 2 O 5 ) existing in a state of being combined with oxygen, It turns out that it can reduce | restore to metal Nb. Further, even when metal Nb cannot be reduced, reduction to an oxide having a lower oxidation number such as NbO (that is, reduction of the oxidation number) can be performed, and oxygen contained in the magnet powder can be reduced in advance. it can. As a result, in the permanent magnet of the example, oxygen contained in the magnet powder can be reduced in advance by reducing the Nb oxide and the like contained in the magnet powder before sintering. As a result, Nd and oxygen are not combined in the subsequent sintering step to form an Nd oxide. Therefore, in the permanent magnet of the example, the precipitation of αFe can be prevented without deteriorating the magnet characteristics due to the metal oxide. That is, it becomes possible to realize a permanent magnet having high quality.
On the other hand, since a large amount of Nb oxide remains in the permanent magnet of the comparative example, Nd and oxygen are combined in the sintering process to form an Nd oxide. In addition, a lot of αFe is precipitated. As a result, the magnetic characteristics are degraded.

(プラズマ加熱による仮焼処理の有無に基づく実施例2と比較例2との比較検討)
実施例2と比較例2の永久磁石についてそれぞれX線光電子分光装置(ECSA)による分析を行った。図10は、実施例と比較例の永久磁石について、147eV〜165eVの結合エネルギの範囲で検出されたスペクトルを示した図である。また、図11は、図10に示すスペクトルの波形解析の結果について示した図である。
(Comparison study between Example 2 and Comparative Example 2 based on the presence or absence of calcination treatment by plasma heating)
The permanent magnets of Example 2 and Comparative Example 2 were each analyzed by an X-ray photoelectron spectrometer (ECSA). FIG. 10 is a diagram showing spectra detected in the range of the binding energy of 147 eV to 165 eV for the permanent magnets of the example and the comparative example. FIG. 11 is a diagram showing the results of the waveform analysis of the spectrum shown in FIG.

図10に示すように、実施例の永久磁石と比較例の永久磁石はそれぞれ異なるスペクトル形状を有する。ここで、各スペクトルについて、標準試料のスペクトルに基づきスペクトルの混合割合を算出し、Dy、DyO、DyO、Dyの割合を算出すると、図11に示す結果となる。図11に示すように、実施例の永久磁石では、Dyの割合が75%であり、Dy酸化物(DyO、DyO、Dy)の割合が25%となる。一方、比較例の永久磁石では、Dyの割合がほぼ0%であり、Dy酸化物(DyO、DyO、Dy)の割合がほぼ100%となる。 As shown in FIG. 10, the permanent magnet of the example and the permanent magnet of the comparative example have different spectral shapes. Here, for each spectrum, the mixing ratio of the spectrum is calculated based on the spectrum of the standard sample, and the ratio of Dy, Dy 2 O, DyO, and Dy 2 O 3 is calculated, and the result shown in FIG. 11 is obtained. As shown in FIG. 11, in the permanent magnet of the example, the ratio of Dy is 75%, and the ratio of Dy oxides (Dy 2 O, DyO, Dy 2 O 3 ) is 25%. On the other hand, in the permanent magnet of the comparative example, the ratio of Dy is approximately 0%, and the ratio of Dy oxides (Dy 2 O, DyO, Dy 2 O 3 ) is approximately 100%.

即ち、プラズマ加熱による仮焼処理を行った実施例の永久磁石では、酸素と結びついた状態で存在するDy酸化物(DyO、DyO、Dy)の大部分を、金属Dyへと還元することができていることが分かる。また、金属Dyまで還元できなかった場合でも、DyO等のより酸化数の少ない酸化物への還元(即ち酸化数の低減)を行うことができ、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。その結果、実施例の永久磁石では、焼結を行う前に磁石粉末に含有するDy酸化物やTb酸化物について還元されることにより、磁石粉末に含有する酸素を予め低減させることができる。それにより、その後の焼結工程でNdと酸素が結合しNd酸化物を形成することがない。従って、実施例の永久磁石では、金属酸化物によって磁石特性が低下することなく、αFeの析出についても防止することができる。即ち、高い品質を有する永久磁石を実現することが可能となる。
一方で、比較例の永久磁石は、Dy酸化物が多く残存することから、焼結工程においてNdと酸素が結合しNd酸化物を形成することとなる。また、αFeが多数析出することとなる。その結果、磁気特性が低下する。
In other words, in the permanent magnet of the example subjected to the calcining process by plasma heating, most of the Dy oxide (Dy 2 O, DyO, Dy 2 O 3 ) existing in a state of being combined with oxygen is converted into the metal Dy. It turns out that it can reduce. Further, even when the metal Dy cannot be reduced, reduction to an oxide having a lower oxidation number such as DyO (that is, reduction of the oxidation number) can be performed, and oxygen contained in the magnet powder can be reduced in advance. it can. As a result, in the permanent magnet of the example, oxygen contained in the magnet powder can be reduced in advance by reducing the Dy oxide and Tb oxide contained in the magnet powder before sintering. As a result, Nd and oxygen are not combined in the subsequent sintering step to form an Nd oxide. Therefore, in the permanent magnet of the example, the precipitation of αFe can be prevented without deteriorating the magnet characteristics due to the metal oxide. That is, it becomes possible to realize a permanent magnet having high quality.
On the other hand, since a large amount of Dy oxide remains in the permanent magnet of the comparative example, Nd and oxygen are combined in the sintering process to form an Nd oxide. In addition, a lot of αFe is precipitated. As a result, the magnetic characteristics are degraded.

以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石1及び永久磁石1の製造方法では、磁石原料を磁石粉末に粉砕し、粉砕された磁石粉末とバインダーを混合することにより混合物(スラリーやコンパウンド等)を生成する。そして、生成した混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する。その後、作製されたグリーンシートをプラズマ加熱により仮焼し、仮焼された仮焼体を焼結することによって永久磁石1を製造する。その結果、プラズマ加熱による仮焼により、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。従って、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することや酸化物の生成を抑え、磁石特性を大きく低下させることがない。
また、磁石粉末とバインダーとを混合し、成形したグリーンシートを焼結することにより永久磁石を製造するので、製造された永久磁石は、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。
また、Dy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等を含む有機金属化合物を添加することにより、磁石粉末の粒子表面に有機金属化合物を付着させ、その後に焼結を行うので、磁石特性を向上させる為にDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等の元素を添加する場合において、各元素を磁石の粒界に対して効率よく偏在させることができる。その結果、製造される永久磁石の磁石特性を向上させるとともに、各元素の添加量を従来に比べて少量にできるので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。また、有機金属化合物が添加された磁石粉末を焼結前にプラズマ加熱によって仮焼することにより、仮焼前に酸素と結びついた状態で存在するDy等を、金属Dy等へと還元することや、DyO等への酸化数の低減を行うことができる。従って、有機金属化合物が添加された場合であっても、磁石粒子の含有する酸素量が増加することを防止することができる。また、シート状に成形されたグリーンシート13は表面積が大きくなり酸化され易くなるので、特に高い効果が期待できる。
また、プラズマ加熱による仮焼処理では、出力電力1kW〜10kW、水素流量1L/min〜10L/min、アルゴン流量1L/min〜5L/min、照射時間1秒〜60秒で行うので、高温水素プラズマ加熱を用いて適切な条件により磁石粉末又は成形体の仮焼を行うことによって、磁石粒子の含有する酸素量をより確実に低減させることができる。更に、高温水素プラズマ加熱を用いて仮焼するので、高い濃度の水素ラジカルを生成することができ、有機金属化合物を形成する金属が安定な酸化物として磁石粉末中に存在する場合であっても、水素ラジカルを用いて金属への還元や酸化数低減を低温で容易に行うことが可能となる。
また、非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを解重合反応等によりモノマーに分解し飛散させて除去し、バインダーを除去したグリーンシートをSPS焼結等の加圧焼結により焼結を行うことによって永久磁石1を製造する。その結果、加圧焼結を用いて永久磁石1を焼結するので、焼結温度を下げて、焼結時の粒成長を抑制することが可能となる。従って、製造される永久磁石の磁気性能を向上させることが可能となる。また、製造される永久磁石は、焼結による収縮が均一となることにより焼結後の反りや凹みなどの変形が生じず、また、プレス時の圧力むらが無くなることから、従来行っていた焼結後の修正加工をする必要がなく、製造工程を簡略化することができる。それにより、高い寸法精度で永久磁石を成形可能となる。また、永久磁石を薄膜化した場合であっても、材料歩留まりを低下させることなく、加工工数が増加することも防止できる。
また、グリーンシートを加圧焼結により焼結する前に、グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持する仮焼処理を行うことによりバインダーを飛散させて除去するので、磁石内に含有する炭素量を予め低減させることができる。その結果、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することを抑え、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。
また、特に添加する有機金属化合物としてアルキル基から構成される有機金属化合物、より好ましくは炭素数2〜6のアルキル基から構成される有機金属化合物を用いれば、水素雰囲気で磁石粉末を仮焼する際に、低温で有機金属化合物の熱分解を行うことが可能となる。それによって、有機金属化合物の熱分解を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる。
更に、仮焼処理では、バインダーが混練されたグリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下で200℃〜900℃、より好ましくは400℃〜600℃に一定時間保持するので、磁石内に含有する炭素量をより確実に低減させることができる。
As described above, in the permanent magnet 1 and the manufacturing method of the permanent magnet 1 according to the present embodiment, the magnet raw material is pulverized into magnet powder, and the mixture (slurry, compound, etc.) is obtained by mixing the pulverized magnet powder and the binder. ) Is generated. And the produced | generated mixture is shape | molded in a sheet form, and a green sheet is produced. Thereafter, the produced green sheet is calcined by plasma heating, and the calcined calcined body is sintered to produce the permanent magnet 1. As a result, the amount of oxygen contained in the magnet particles can be reduced in advance before sintering by calcination by plasma heating. Accordingly, the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering and the generation of oxides are suppressed, and the magnet characteristics are not greatly deteriorated.
In addition, a permanent magnet is manufactured by mixing magnet powder and a binder and sintering the formed green sheet. Therefore, the manufactured permanent magnet is warped after sintering due to uniform shrinkage due to sintering. No deformation such as dents and dents occur, and there is no pressure unevenness during pressing, so that it is not necessary to perform post-sintering correction processing, which has been conventionally performed, and the manufacturing process can be simplified. Thereby, a permanent magnet can be formed with high dimensional accuracy. Further, even when the permanent magnet is thinned, it is possible to prevent the processing man-hours from increasing without reducing the material yield.
Also, magnets can be added by adding organometallic compounds including Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, Nb, etc. Since the organometallic compound is adhered to the powder particle surface and then sintered, Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag are used to improve the magnet characteristics. In the case of adding elements such as Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb, each element can be effectively unevenly distributed with respect to the grain boundary of the magnet. As a result, the magnetic characteristics of the permanent magnet to be manufactured can be improved, and the amount of each element added can be made smaller than in the prior art, so that a decrease in residual magnetic flux density can be suppressed. In addition, by calcining the magnet powder to which the organometallic compound is added by plasma heating before sintering, Dy and the like existing in a state of being combined with oxygen before calcining can be reduced to metal Dy and the like. It is possible to reduce the oxidation number to DyO or the like. Therefore, even when an organometallic compound is added, it is possible to prevent an increase in the amount of oxygen contained in the magnet particles. Further, since the green sheet 13 formed into a sheet shape has a large surface area and is easily oxidized, a particularly high effect can be expected.
In addition, the calcination treatment by plasma heating is performed at an output power of 1 kW to 10 kW, a hydrogen flow rate of 1 L / min to 10 L / min, an argon flow rate of 1 L / min to 5 L / min, and an irradiation time of 1 second to 60 seconds. By calcining the magnet powder or the molded body under appropriate conditions using heating, the amount of oxygen contained in the magnet particles can be more reliably reduced. Furthermore, since calcining is performed using high-temperature hydrogen plasma heating, high-concentration hydrogen radicals can be generated, and even when the metal forming the organometallic compound is present as a stable oxide in the magnet powder. Further, reduction to a metal and reduction of the oxidation number using hydrogen radicals can be easily performed at a low temperature.
In addition, by maintaining the binder decomposition temperature for a certain period of time in a non-oxidizing atmosphere, the binder is decomposed into monomers by a depolymerization reaction or the like and removed by scattering, and the green sheet from which the binder has been removed is subjected to pressure firing such as SPS sintering. The permanent magnet 1 is manufactured by sintering by sintering. As a result, since the permanent magnet 1 is sintered using pressure sintering, it becomes possible to lower the sintering temperature and suppress grain growth during sintering. Therefore, the magnetic performance of the manufactured permanent magnet can be improved. In addition, since the permanent magnet to be produced is uniform in shrinkage due to sintering, deformation such as warpage and dent after sintering does not occur, and pressure unevenness during pressing is eliminated. It is not necessary to carry out a correction process after ligation, and the manufacturing process can be simplified. Thereby, a permanent magnet can be formed with high dimensional accuracy. Further, even when the permanent magnet is thinned, it is possible to prevent the processing man-hours from increasing without reducing the material yield.
In addition, before the green sheet is sintered by pressure sintering, the binder is scattered and removed by performing a calcination process in which the green sheet is held at a binder decomposition temperature for a certain period of time in a non-oxidizing atmosphere. The amount of carbon contained therein can be reduced in advance. As a result, it is possible to suppress the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering, to densely sinter the entire magnet, and to prevent the coercive force from being lowered.
In addition, if an organometallic compound composed of an alkyl group, more preferably an organometallic compound composed of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms, is used as the organometallic compound to be added, the magnet powder is calcined in a hydrogen atmosphere. In this case, it is possible to perform thermal decomposition of the organometallic compound at a low temperature. Thereby, the thermal decomposition of the organometallic compound can be more easily performed on the entire magnet particle.
Further, in the calcining treatment, the green sheet in which the binder is kneaded is held at 200 ° C. to 900 ° C., more preferably 400 ° C. to 600 ° C. for a certain time in a hydrogen atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas. The amount of carbon contained in the magnet can be more reliably reduced.

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
例えば、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、仮焼条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。例えば、上記実施例ではジェットミルを用いた乾式粉砕により磁石原料を粉砕しているが、ビーズミルによる湿式粉砕により粉砕することとしても良い。ここで、湿式粉砕により粉砕する場合には、磁石原料を有機溶媒中で湿式粉砕し、その後、粉砕された磁石粉末を含む有機溶媒にバインダーを添加することによりスラリーを生成する。尚、有機金属化合物を添加するタイミングは湿式粉砕する前でも良いし、湿式粉砕中でも良いし、湿式粉砕した後でも良い。また、上記実施例では、スロットダイ方式によりグリーンシートを形成しているが、他の方式(例えばカレンダーロール方式、コンマ塗工方式、押出成型、射出成型、金型成型、ドクターブレード方式等)を用いてグリーンシートを形成しても良い。但し、スラリーや流体状のコンパウンドを基材上に高精度に成形することが可能な方式を用いることが望ましい。また、上記実施例では、SPS焼結により磁石を焼結しているが、他の加圧焼結方法(例えばホットプレス焼結等)を用いて磁石を焼結しても良い。
In addition, this invention is not limited to the said Example, Of course, various improvement and deformation | transformation are possible within the range which does not deviate from the summary of this invention.
For example, the pulverization conditions, kneading conditions, calcination conditions, sintering conditions, etc. of the magnet powder are not limited to the conditions described in the above examples. For example, in the above embodiment, the magnet raw material is pulverized by dry pulverization using a jet mill, but may be pulverized by wet pulverization using a bead mill. Here, when pulverizing by wet pulverization, the magnet raw material is wet pulverized in an organic solvent, and then a slurry is generated by adding a binder to the organic solvent containing the pulverized magnet powder. The timing of adding the organometallic compound may be before wet pulverization, during wet pulverization, or after wet pulverization. In the above embodiment, the green sheet is formed by the slot die method, but other methods (for example, calendar roll method, comma coating method, extrusion molding, injection molding, mold molding, doctor blade method, etc.) can be used. It may be used to form a green sheet. However, it is desirable to use a method capable of forming a slurry or fluid compound on a substrate with high accuracy. Moreover, in the said Example, although the magnet was sintered by SPS sintering, you may sinter a magnet using other pressure sintering methods (for example, hot press sintering etc.).

また、水素中仮焼処理は省略しても良い。その場合であっても焼結中にバインダーが熱分解し、一定の脱炭効果を期待することができる。また、仮焼処理は水素以外の雰囲気で行っても良い。   Further, the calcination treatment in hydrogen may be omitted. Even in that case, the binder is thermally decomposed during the sintering, and a certain decarburizing effect can be expected. Further, the calcination treatment may be performed in an atmosphere other than hydrogen.

また、本実施形態では磁石粉末に先ず有機金属化合物と有機溶媒を添加して磁石粒子表面に有機金属化合物を付着した後に、バインダーを添加する構成としているが、磁石粉末に有機金属化合物とバインダーと有機溶媒と一緒に混合することにより、有機金属化合物を粒子表面に付着しつつ、スラリーを生成することとしても良い。その場合には、添加する有機金属化合物の量を上述した実施例よりも多くすることが望ましい。   In the present embodiment, the organometallic compound and the organic solvent are first added to the magnet powder, and the binder is added after the organometallic compound is attached to the surface of the magnet particles. However, the organometallic compound and the binder are added to the magnet powder. It is good also as producing | generating a slurry, adhering an organometallic compound to the particle | grain surface by mixing with an organic solvent. In that case, it is desirable that the amount of the organometallic compound to be added is larger than that in the above-described embodiment.

また、上記実施例1、2では磁石粉末に添加するDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等を含む有機金属化合物としてニオブエトキシド、ジスプロシウムエトキシドを用いているが、M−(OR)(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で示される有機金属化合物であれば、他の有機金属化合物であっても良い。更に、Dy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nb等を含む有機金属化合物については添加しない構成としても良い。その場合であっても、プラズマ加熱による仮焼処理を行うことにより、焼結する前において磁石粒子の含有する酸素量を予め低減させることができる。従って、焼結後の磁石の主相内にαFeが析出することや酸化物の生成を抑え、本発明の目的を達成することが可能である。 In Examples 1 and 2, Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, Nb, etc. added to the magnet powder Niobium ethoxide and dysprosium ethoxide are used as organometallic compounds containing M, but M- (OR) x (wherein M is Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al , Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, Nb, at least one of them, R is a hydrocarbon substituent, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer As long as it is an organometallic compound represented by.), Other organometallic compounds may be used. Furthermore, it may be configured not to add organometallic compounds including Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, Nb and the like. good. Even in that case, the amount of oxygen contained in the magnet particles can be reduced in advance before sintering by performing a calcining treatment by plasma heating. Accordingly, it is possible to achieve the object of the present invention by suppressing the precipitation of αFe in the main phase of the magnet after sintering and the generation of oxides.

また、上記実施例では、バインダーとして樹脂や長鎖炭化水素や脂肪酸メチルエステルを用いることとしているが、他の材料を用いても良い。   Moreover, in the said Example, although resin, long chain hydrocarbon, and fatty acid methyl ester are used as a binder, you may use another material.

また、本発明ではNd−Fe−B系磁石を例に挙げて説明したが、他の磁石(例えばコバルト磁石、アルニコ磁石、フェライト磁石等)を用いても良い。また、磁石の合金組成は本発明ではNd成分を量論組成より多くしているが、量論組成としても良い。   In the present invention, the Nd—Fe—B system magnet has been described as an example, but other magnets (for example, a cobalt magnet, an alnico magnet, a ferrite magnet, etc.) may be used. Further, in the present invention, the Nd component is larger than the stoichiometric composition in the present invention, but it may be stoichiometric.

1 永久磁石
11 ジェットミル
12 スラリー
13 グリーンシート
15 ダイ
25、26 成形体
1 Permanent magnet 11 Jet mill 12 Slurry 13 Green sheet 15 Die 25, 26 Molded body

Claims (14)

磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末とバインダーとを混合することにより混合物を生成する工程と、
前記混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより前記バインダーを飛散させて除去する工程と、
前記バインダーを除去した前記グリーンシートをプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする希土類永久磁石。
Crushing magnet raw material into magnet powder;
Producing a mixture by mixing the pulverized magnet powder and a binder;
Forming the mixture into a sheet and producing a green sheet;
A step of scattering and removing the binder by holding the green sheet at a binder decomposition temperature for a certain period of time in a non-oxidizing atmosphere;
A step of calcining the green sheet from which the binder has been removed by plasma heating to obtain a calcined body;
A rare earth permanent magnet produced by sintering the calcined body.
前記粉砕された磁石粉末に以下の一般式
M−(OR)
(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させ、
前記混合物を生成する工程では、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末と前記バインダーとが混合された前記混合物を生成することを特徴とする請求項1に記載の希土類永久磁石。
The pulverized magnet powder has the following general formula M- (OR) x
(In the formula, M includes at least one of Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb. R Is a hydrocarbon substituent, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer.)
By adding the organometallic compound represented by the above, the organometallic compound is attached to the particle surface of the magnet powder,
2. The rare earth permanent magnet according to claim 1, wherein in the step of generating the mixture, the mixture obtained by mixing the magnet powder with the organometallic compound attached to the particle surface and the binder is generated. 3.
前記一般式中のRは、アルキル基であることを特徴とする請求項2に記載の希土類永久磁石。   The rare earth permanent magnet according to claim 2, wherein R in the general formula is an alkyl group. 前記一般式中のRは、炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項3に記載の希土類永久磁石。   The rare earth permanent magnet according to claim 3, wherein R in the general formula is any one of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. 前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の希土類永久磁石。   The rare earth permanent magnet according to any one of claims 1 to 4, wherein in the step of obtaining the calcined body, calcining is performed by high-temperature hydrogen plasma heating. 前記仮焼体を焼結する工程では、前記仮焼体を加圧焼結することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれかに記載の希土類永久磁石。   The rare earth permanent magnet according to any one of claims 1 to 5, wherein in the step of sintering the calcined body, the calcined body is subjected to pressure sintering. 前記バインダーを飛散させて除去する工程では、前記グリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下において200℃〜900℃で一定時間保持することを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれかに記載の希土類永久磁石。   In the step of removing the binder by scattering, the green sheet is maintained at 200 ° C to 900 ° C for a predetermined time in a hydrogen atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas. Item 7. The rare earth permanent magnet according to Item 6. 磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末とバインダーとを混合することにより混合物を生成する工程と、
前記混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより前記バインダーを飛散させて除去する工程と、
前記バインダーを除去した前記グリーンシートをプラズマ加熱により仮焼して仮焼体を得る工程と、
前記仮焼体を焼結する工程と、を有することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
Crushing magnet raw material into magnet powder;
Producing a mixture by mixing the pulverized magnet powder and a binder;
Forming the mixture into a sheet and producing a green sheet;
A step of scattering and removing the binder by holding the green sheet at a binder decomposition temperature for a certain period of time in a non-oxidizing atmosphere;
A step of calcining the green sheet from which the binder has been removed by plasma heating to obtain a calcined body;
And a step of sintering the calcined body.
前記粉砕された磁石粉末に以下の一般式
M−(OR)
(式中、MはDy、Tb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Cu、Al、Nd、Ag、Ga、Co、Bi、Zn、Mg、Nbの内、少なくとも一種を含む。Rは炭化水素からなる置換基であり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させ、
前記混合物を生成する工程では、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末と前記バインダーとが混合された前記混合物を生成することを特徴とする請求項8に記載の希土類永久磁石の製造方法。
The pulverized magnet powder has the following general formula M- (OR) x
(In the formula, M includes at least one of Dy, Tb, V, Mo, Zr, Ta, Ti, W, Cu, Al, Nd, Ag, Ga, Co, Bi, Zn, Mg, and Nb. R Is a hydrocarbon substituent, which may be linear or branched, and x is an arbitrary integer.)
By adding the organometallic compound represented by the above, the organometallic compound is attached to the particle surface of the magnet powder,
The rare earth permanent magnet according to claim 8, wherein in the step of generating the mixture, the mixture of the magnet powder in which the organometallic compound is attached to a particle surface and the binder is generated. Production method.
前記一般式中のRは、アルキル基であることを特徴とする請求項9に記載の希土類永久磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 9, wherein R in the general formula is an alkyl group. 前記一般式中のRは、炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであることを特徴とする請求項10に記載の希土類永久磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 10, wherein R in the general formula is any one of an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. 前記仮焼体を得る工程では、高温水素プラズマ加熱により仮焼することを特徴とする請求項8乃至請求項11のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth permanent magnet according to any one of claims 8 to 11, wherein in the step of obtaining the calcined body, calcining is performed by high-temperature hydrogen plasma heating. 前記仮焼体を焼結する工程では、前記仮焼体を加圧焼結することを特徴とする請求項8乃至請求項12のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。   The method for producing a rare earth permanent magnet according to any one of claims 8 to 12, wherein in the step of sintering the calcined body, the calcined body is subjected to pressure sintering. 前記バインダーを飛散させて除去する工程では、前記グリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下において200℃〜900℃で一定時間保持することを特徴とする請求項8乃至請求項13のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
9. The step of removing the binder by scattering, wherein the green sheet is held at 200 ° C. to 900 ° C. for a predetermined time in a hydrogen atmosphere or a mixed gas atmosphere of hydrogen and an inert gas. Item 14. A method for producing a rare earth permanent magnet according to Item 13.
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