JP2013207008A - Method of producing r-t-b-based permanent magnet - Google Patents

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武司 西内
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宣介 野澤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enhance the orientation of a porous magnet produced by using the HDDR method.SOLUTION: A molding having a density of 3.5-5.2 g/cmand magnetic anisotropy is produced by molding powder of an R-T-B-based alloy (R is a rare earth element containing 50 atom% or more of Nd and/or Pr, T is Fe, or Fe and Co) having 50%volume center grain size (D) of 1-10 μm, and including a RTB phase, in a magnetic field. This method includes a first heat treatment step for progressing the sintering of the molding by heating and holding the molding in vacuum or an argon atmosphere, a second heat treatment step for progressing the hydrogenation and disproportionation reaction, and a third heat treatment step for forming a porous body by progressing the dehydrogenation and recombination reaction. Sintering is progressed by the first heat treatment step, so that the density of the molding is 5.7-6.4 g/cmwhen the second heat treatment step is started.

Description

本発明は、HDDR法によって作製される多孔質構造を有するR−T−B系永久磁石の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an R-T-B permanent magnet having a porous structure manufactured by the HDDR method.

高性能永久磁石として代表的なR−T−B系永久磁石(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)は、三元系正方晶化合物であるR214B相を主相として含む組織を有し、優れた磁気特性を発揮する。R−T−B系永久磁石においては、主相であるR214B相の結晶粒径を小さくすることにより保磁力が向上することが知られている。1μm以下の平均結晶粒径を有するR−T−B系永久磁石を得る方法として、HDDR(Hydrogenation−Disproportionation−Desorption−Recombination)処理法が知られている。 R-T-B type permanent magnets typical as high performance permanent magnets (R is a rare earth element containing Nd and / or Pr of 50 atomic% or more, T is Fe, or Fe and Co) is a ternary tetragonal compound It has a structure containing the R 2 T 14 B phase as a main phase and exhibits excellent magnetic properties. In R-T-B permanent magnets, it is known that the coercive force is improved by reducing the crystal grain size of the R 2 T 14 B phase, which is the main phase. As a method for obtaining an RTB-based permanent magnet having an average crystal grain size of 1 μm or less, an HDDR (Hydrogenation-Disposition-Desorption-Recombination) processing method is known.

「HDDR」は水素化(Hydrogenation)および不均化(Disproportionation)と、脱水素(Desorption)および再結合(Recombination)とを順次実行するプロセスを意味している。公知のHDDR処理は、例えば、R−T−B系合金のインゴットまたは粉末を、水素雰囲気または水素ガスと不活性ガスとの混合雰囲気中で温度500℃〜1000℃に保持し、それによって上記インゴットまたは粉末に水素を吸蔵(水素吸蔵処理)させた後、例えば水素圧力が13Pa以下の真空雰囲気、または水素分圧が13Pa以下の不活性雰囲気になるまで温度500℃〜1000℃で脱水素処理し、次いで冷却する。   “HDDR” means a process of sequentially performing hydrogenation and disproportionation, dehydrogenation and recombination. The known HDDR treatment is performed, for example, by holding an R-T-B alloy ingot or powder at a temperature of 500 ° C. to 1000 ° C. in a hydrogen atmosphere or a mixed atmosphere of a hydrogen gas and an inert gas. Alternatively, after hydrogen is occluded in the powder (hydrogen occlusion treatment), dehydrogenation treatment is performed at a temperature of 500 ° C. to 1000 ° C. until, for example, a vacuum atmosphere with a hydrogen pressure of 13 Pa or less, or an inert atmosphere with a hydrogen partial pressure of 13 Pa or less. And then cooled.

上記処理において、通常次のような反応が進行する。すなわち、前記水素吸蔵処理によって、水素化ならびに不均化反応(双方を合わせて「HD反応」と呼ぶ。反応式の例:Nd2Fe14B+2H2→2NdH2+12Fe+Fe2B)が進行し、微細組織が形成される。次いで前記脱水素処理を行うことにより、脱水素ならびに再結合反応(双方をあわせて「DR反応」と呼ぶ。反応式の例:2NdH2+12Fe+Fe2B→Nd2Fe14B+2H2)が起こり、微細なR2Fe14B相を含む合金が得られる。 In the above treatment, the following reaction usually proceeds. That is, by the hydrogen storage treatment, hydrogenation and disproportionation reaction (both are referred to as “HD reaction”. Example of reaction formula: Nd 2 Fe 14 B + 2H 2 → 2NdH 2 + 12Fe + Fe 2 B) progresses and is fine. An organization is formed. Next, by performing the dehydrogenation treatment, dehydrogenation and recombination reaction (both are referred to as “DR reaction”. Example of reaction formula: 2NdH 2 + 12Fe + Fe 2 B → Nd 2 Fe 14 B + 2H 2 ) An alloy containing an R 2 Fe 14 B phase is obtained.

HDDR処理を施して製造されたR−T−B系合金粉末は、大きな保磁力を有し、磁気的異方性を有している。HDDR処理によってR−T−B系合金粉末を製造する方法は、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている。HDDR処理によれば、0.1μm〜1μmの非常に微細な結晶粒径を有する永久磁石粉末が得られる。   The RTB-based alloy powder produced by the HDDR process has a large coercive force and magnetic anisotropy. A method for producing an RTB-based alloy powder by HDDR processing is disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2. According to the HDDR treatment, a permanent magnet powder having a very fine crystal grain size of 0.1 μm to 1 μm can be obtained.

さらに、近年、平均粒径10μm未満に微粉砕したR−T−B系合金粉末を成型して圧粉体を作製し、その圧粉体に対してHDDR処理を施すことにより作製した多孔質のバルク磁石(以下、多孔質磁石と称する)が開発され、特許文献3に開示されている。この多孔質磁石は、平均粒径が10μm未満の微粉末に対してHDDR処理を施しているために、HDDR反応を短時間で進行させることができ、結果としてHDDR反応を均一に進行させることができるため、減磁曲線の角型性に優れている。   Furthermore, in recent years, an R-T-B alloy powder finely pulverized to an average particle size of less than 10 μm is molded to produce a green compact, and a porous material produced by subjecting the green compact to HDDR treatment. A bulk magnet (hereinafter referred to as a porous magnet) has been developed and disclosed in Patent Document 3. Since this porous magnet is subjected to HDDR treatment on fine powder having an average particle size of less than 10 μm, the HDDR reaction can proceed in a short time, and as a result, the HDDR reaction can proceed uniformly. Therefore, the squareness of the demagnetization curve is excellent.

また、特許文献4には、HDDR処理によって得られた永久磁石粉末をホットプレスなどの熱間成型法によって、バルク化することができることが開示されている。   Patent Document 4 discloses that the permanent magnet powder obtained by the HDDR process can be bulked by a hot molding method such as hot pressing.

特開平1−132106号公報JP-A-1-132106 特開平2−4901号公報JP-A-2-4901 国際公開第2007/135981号公報International Publication No. 2007/135981 特開平4−253304号公報JP-A-4-253304

特許文献3の記載によれば、磁界を印加しながら成型した圧粉体に対しHDDR処理を施すことによって、異方性の多孔質磁石が作製される。しかしながら、その配向度は十分大きいとは言えない。   According to the description of Patent Document 3, an anisotropic porous magnet is produced by subjecting the green compact molded while applying a magnetic field to HDDR treatment. However, it cannot be said that the degree of orientation is sufficiently large.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の主たる目的は、従来の多孔質磁石に比べて高い配向度および残留磁束密度を有するR−T−B系永久磁石を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and a main object of the present invention is an RTB-based permanent magnet having a higher degree of orientation and a residual magnetic flux density than conventional porous magnets. Is to provide.

本発明のR−T−B系永久磁石の製造方法は、50%体積中心粒径(D50)が1μm以上10μm未満であり、R214B相を含むR−T−B系合金(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)の粉末を用意する工程と、前記粉末を磁界中で成型することにより、3.5g/cm3以上5.2g/cm3以下の密度で磁気的に異方性を有する成型体を作製する工程と、前記成型体を真空またはアルゴン雰囲気中で加熱保持することにより、前記成型体の焼結を進行させる第一熱処理工程と、前記第一熱処理工程よりも後に、前記成型体を650℃以上950℃以下でかつ前記第一熱処理工程の温度よりも低い温度で水素または水素と不活性ガスの混合雰囲気に保持することにより、水素化および不均化反応を進行させる第二熱処理工程と、前記第二熱処理工程よりも後に、前記成型体を650℃以上950℃以下の真空または不活性ガス雰囲気に保持することにより、脱水素および再結合反応を進行させ、多孔体を形成する第三熱処理工程とを含み、前記第二熱処理工程の開始時の前記成型体の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となるように、前記第一熱処理工程によって前記成型体の焼結を進行させる。 The manufacturing method of the R-T-B system permanent magnet of the present invention is a R-T-B system alloy having a 50% volume center particle size (D 50 ) of 1 μm or more and less than 10 μm and containing an R 2 T 14 B phase ( R is a rare earth element containing 50 atomic% or more of Nd and / or Pr, T is a powder of Fe, or Fe and Co), and by molding the powder in a magnetic field, 3.5 g / cm 3 The step of producing a magnetically anisotropic molded body at a density of 5.2 g / cm 3 or less and sintering the molded body by heating and holding the molded body in a vacuum or argon atmosphere. A first heat treatment step to be performed, and after the first heat treatment step, the molded body is mixed with hydrogen or hydrogen and an inert gas at a temperature of 650 ° C. or more and 950 ° C. or less and lower than the temperature of the first heat treatment step. By maintaining the atmosphere, hydrogenation And a second heat treatment step in which the disproportionation reaction proceeds, and after the second heat treatment step, the molded body is maintained in a vacuum of 650 ° C. or higher and 950 ° C. or lower or in an inert gas atmosphere, whereby dehydrogenation and re-treatment are performed. Including a third heat treatment step in which a binding reaction proceeds to form a porous body, and the density of the molded body at the start of the second heat treatment step is 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less. Thus, the sintering of the molded body is advanced by the first heat treatment step.

ある実施形態において、前記第三熱処理後の前記多孔体の密度が6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下である。 In one embodiment, the density of the porous body after the third heat treatment is 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less.

ある実施形態において、前記第一熱処理工程は、温度が875℃以上1020℃以下、保持時間が1分以上10時間以下である。   In one embodiment, the first heat treatment step has a temperature of 875 ° C. or higher and 1020 ° C. or lower, and a holding time of 1 minute or longer and 10 hours or shorter.

ある実施形態において、前記多孔体に対してさらに500℃以上900℃以下の温度で熱間成型することにより、密度が7.4g/cm3以上になるまで緻密化する。 In one embodiment, the porous body is further compacted by hot forming at a temperature of 500 ° C. or higher and 900 ° C. or lower until the density becomes 7.4 g / cm 3 or higher.

本発明のR−T−B系永久磁石は、上記の製法によって作製され、密度が6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下である。 The RTB-based permanent magnet of the present invention is produced by the above manufacturing method, and has a density of 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less.

本発明によれば、HDDR処理の前の熱処理工程(第一熱処理工程)によって成型体の密度を高めるとともに、焼結にともなってHDDR処理前の主相の配向度を前記熱処理前の成型体よりも高めることができる。このため、HDDR処理によって得られる多孔質磁石における配向度が向上する。   According to the present invention, the density of the molded body is increased by the heat treatment step (first heat treatment step) before the HDDR treatment, and the orientation degree of the main phase before the HDDR treatment is increased with the sintering from the molded body before the heat treatment. Can also be increased. For this reason, the degree of orientation in the porous magnet obtained by the HDDR process is improved.

本発明によるR−T−B系永久磁石の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the RTB system permanent magnet by this invention. 本発明の実施形態で好適に使用され得るホットプレス装置を示す図である。It is a figure which shows the hot press apparatus which can be used suitably by embodiment of this invention.

本発明者は、特許文献3に開示されている多孔質磁石の配向度が比較的低い原因が、粉末を磁界中で成型して作製した成型体(圧粉体)に含まれている小さな粒子の配向度が低いことにあると考えた。相対的に小さな粒子は、成型体を作製するために磁界中で成型を行うときに磁界から受ける力が弱く、より大きな粒子と比較して配向されにくい。このため、成型体に含まれる粒子のうち、粒子が小さいほど配向度が低下する傾向にある。しかしながら、そのような成型体を高温で焼結して作製する焼結磁石の場合、配向度の低い小さな粒子は、焼結工程中において、より大きな粒子と結合して粒成長が生じる。このとき、小さな粒子の磁化容易軸の方向が大きな粒子の磁化容易軸の方向と揃うように粒成長が生じると考えられる。その結果、焼結磁石では、焼結工程中に配向度が向上するという効果が得られる。   The inventor found that the reason why the degree of orientation of the porous magnet disclosed in Patent Document 3 is relatively low is that small particles contained in a molded body (compact) produced by molding powder in a magnetic field. It was thought that the degree of orientation was low. Relatively small particles are weak in the force received from a magnetic field when molding in a magnetic field to produce a molded body, and are less likely to be oriented than larger particles. For this reason, it exists in the tendency for an orientation degree to fall, so that particle | grains are small among the particles contained in a molded object. However, in the case of a sintered magnet prepared by sintering such a molded body at a high temperature, small particles having a low degree of orientation are bonded to larger particles during the sintering process, and grain growth occurs. At this time, it is considered that grain growth occurs so that the direction of the easy axis of small particles is aligned with the direction of the easy axis of large particles. As a result, the sintered magnet has the effect of improving the degree of orientation during the sintering process.

本発明者は、多孔質構造を形成するためのHDDR工程は、通常の焼結工程よりも低い温度で実行されるので、上述した粒成長が生じず、その結果として、焼結に伴う配向度向上効果が発現しないのではないかと考えた。本発明では、HDDR工程を開始する前に、配向度向上効果を得るための付加的な熱処理を行う。   The present inventor believes that the HDDR process for forming the porous structure is performed at a temperature lower than that of the normal sintering process, so that the above-described grain growth does not occur, and as a result, the degree of orientation accompanying the sintering. I thought that the improvement effect might not be manifested. In the present invention, before the HDDR process is started, an additional heat treatment for obtaining an effect of improving the degree of orientation is performed.

図1は、本発明によるR−T−B系永久磁石の製造方法の一例を示すフローチャートである。   FIG. 1 is a flowchart showing an example of a method for producing an RTB-based permanent magnet according to the present invention.

図1に示す例では、まず、50%体積中心粒径(D50)が1μm以上10μm未満であり、R214B相を含むR−T−B系合金(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)の粉末を用意する(ステップS1)。 In the example shown in FIG. 1, first, an RTB-based alloy (R is Nd and / or Pr) having a 50% volume center particle size (D 50 ) of 1 μm or more and less than 10 μm and including an R 2 T 14 B phase. A rare earth element containing 50 atomic% or more, T is Fe, or Fe and Co) is prepared (step S1).

この粉末を磁界中で成型することにより、3.5g/cm3以上5.2g/cm3以下の密度で磁気的に異方性を有する成型体(圧粉体)を作製する(ステップS2)。なお、本明細書における「密度」とは、すべて、室温(約20℃から約30℃)で計測した値を指すものとする。このため、各熱処理工程によって室温よりも高い温度に上昇した成型体に関する「密度」として表示する値も、その温度における密度の値でなく、室温で測定した場合の値である。 By molding this powder in a magnetic field, a molded body (green compact) having magnetic anisotropy at a density of 3.5 g / cm 3 or more and 5.2 g / cm 3 or less is produced (step S2). . The “density” in this specification refers to a value measured at room temperature (about 20 ° C. to about 30 ° C.). For this reason, the value displayed as “density” regarding the molded body that has risen to a temperature higher than room temperature by each heat treatment step is not a density value at that temperature but a value when measured at room temperature.

こうして作製した成型体を、真空またはアルゴン雰囲気中で加熱保持する第一熱処理工程を行う(ステップS3)。この第一熱処理工程により、成型体の焼結を進行させる。上述の焼結に伴う配向度向上効果を得るためには、第一熱処理工程後、第二熱処理工程の温度まで降温させて第二熱処理工程を開始する時の成型体の密度が重要であり、この値を5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下にする。この密度の値も室温で測定した値であるが、第一熱処理工程と第二熱処理工程を連続して行う場合は、第一熱処理工程後、第二熱処理工程の温度まで降温した時点で処理を止めて室温まで降温した時の密度の値がこの範囲に入るように前もって処理温度と時間を設定して行うとよい。 A first heat treatment step is performed in which the molded body thus produced is heated and held in a vacuum or an argon atmosphere (step S3). By this first heat treatment step, sintering of the molded body is advanced. In order to obtain the effect of improving the degree of orientation accompanying the above-mentioned sintering, the density of the molded body when starting the second heat treatment step by lowering the temperature to the temperature of the second heat treatment step after the first heat treatment step is important, This value is set to 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less. The value of this density is also a value measured at room temperature. However, when the first heat treatment step and the second heat treatment step are performed continuously, the treatment is performed when the temperature is lowered to the temperature of the second heat treatment step after the first heat treatment step. The treatment temperature and time may be set in advance so that the density value when the temperature is lowered to room temperature falls within this range.

次に、成型体を650℃以上950℃以下で第一熱処理工程の温度よりも低い温度で、水素または水素と不活性ガスの混合雰囲気に保持することにより、水素化および不均化反応を進行させる第二熱処理工程を行う(ステップS4)。   Next, the hydrogenation and disproportionation reactions proceed by holding the molded body in a mixed atmosphere of hydrogen or hydrogen and an inert gas at a temperature of 650 ° C. or higher and 950 ° C. or lower than the temperature of the first heat treatment step. A second heat treatment step is performed (step S4).

その後、この成型体を650℃以上950℃以下の真空または不活性ガス雰囲気に保持することにより、脱水素および再結合反応を進行させ、密度を6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下の多孔体を形成する第三熱処理工程を行う(ステップS5)。 Thereafter, this molded body is kept in a vacuum of 650 ° C. or higher and 950 ° C. or lower or an inert gas atmosphere to advance dehydrogenation and recombination reaction, and the density is 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3. A third heat treatment step for forming the following porous body is performed (step S5).

この方法によって得られる多孔体は密度が6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下と真密度(約7.6g/cm3)に対して90%以下の水準であり、粉末粒子間に隙間が存在しているが、個々の粒子同士は結合しており、十分な機械的強度と優れた磁気特性とを発揮する。 The porous body obtained by this method has a density of 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less, which is 90% or less of the true density (about 7.6 g / cm 3 ). Although there are gaps, the individual particles are bonded to each other and exhibit sufficient mechanical strength and excellent magnetic properties.

以下、本発明によるR−T−B系永久磁石の製造方法について、実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment is described in detail about a manufacturing method of a RTB system permanent magnet by the present invention.

<原料合金>
まず、主たる相として硬磁性相であるR214B相を含むR−T−B系合金(原料合金)を用意する。ここで、「R」は希土類元素であり、Ndおよび/またはPrを50原子%以上含む。本明細書における希土類元素Rはイットリウム(Y)を含んでもよい。TはFeまたはFeとCoである。このR−T−B系合金(原料合金)は、R214B相を体積比率で50%以上含んでいることが望ましい。原料合金に含まれる希土類元素Rの大部分は、R214B相および希土類リッチ相を構成しているが、一部はR23やその他の相を構成している。
<Raw material alloy>
First, an RTB-based alloy (raw material alloy) including an R 2 T 14 B phase that is a hard magnetic phase as a main phase is prepared. Here, “R” is a rare earth element and contains Nd and / or Pr by 50 atomic% or more. The rare earth element R in this specification may contain yttrium (Y). T is Fe or Fe and Co. This RTB-based alloy (raw material alloy) preferably contains 50% or more of the R 2 T 14 B phase by volume. Most of the rare earth element R contained in the raw material alloy constitutes the R 2 T 14 B phase and the rare earth rich phase, but a part constitutes R 2 O 3 and other phases.

希土類元素Rの組成比率は原料合金全体の12原子%以上30原子%以下であることが望ましく、13原子%以上18原子%以下であることがより望ましい。また、Rの一部をDyおよび/またはTbとすることで、保磁力を向上させることができる。   The composition ratio of the rare earth element R is desirably 12 atom% or more and 30 atom% or less, and more desirably 13 atom% or more and 18 atom% or less of the entire raw material alloy. Moreover, the coercive force can be improved by setting a part of R to Dy and / or Tb.

Bの組成比率は原料合金全体の3原子%以上15原子%以下が望ましく、5原子%以上8原子%以下がより望ましく、5.5原子%以上7.5原子%以下がさらに望ましい。Bはその一部をCで置換してもよいが、その置換量は置換前のBの量に対して10原子%以下であることが望ましい。   The composition ratio of B is preferably 3 atomic percent or more and 15 atomic percent or less, more preferably 5 atomic percent or more and 8 atomic percent or less, and further preferably 5.5 atomic percent or more and 7.5 atomic percent or less. A part of B may be substituted with C, but the amount of substitution is preferably 10 atomic% or less with respect to the amount of B before substitution.

「T」は残余を占め、Fe、またはFeおよびFeの一部を置換したCoである。その置換量はT全体の50原子%以下であることが望ましい。また、原料合金全体に対するCoの総量は、コストなどの観点から、20原子%以下であることが望ましく、5原子%以下であることがさらに望ましい。Coを全く含有しない場合でも高い磁気特性は得られるが、0.5原子%以上のCoを含有すると、より安定した磁気特性を得ることができる。   “T” occupies the remainder and is Fe or Co substituted for Fe and part of Fe. The amount of substitution is desirably 50 atomic% or less of the entire T. Further, the total amount of Co with respect to the entire raw material alloy is preferably 20 atomic% or less, and more preferably 5 atomic% or less from the viewpoint of cost and the like. High magnetic properties can be obtained even when Co is not contained at all, but more stable magnetic properties can be obtained when Co of 0.5 atomic% or more is contained.

磁気特性向上などの効果を得るため、Al、Ti、V、Cr、Ga、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、W、Cu、Si、Zr、Niなどの元素を適宜添加してもよい。ただし、添加量の増加は、特に飽和磁化の低下を招くため、総量で全体の10原子%以下とすることが望ましい。原料合金には不可避の不純物を含有していてもよい。   In order to obtain effects such as improvement of magnetic characteristics, elements such as Al, Ti, V, Cr, Ga, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta, W, Cu, Si, Zr, and Ni may be added as appropriate. Good. However, since an increase in the amount of addition causes a decrease in saturation magnetization in particular, the total amount is preferably 10 atomic% or less. The raw material alloy may contain inevitable impurities.

原料合金は、磁気特性に悪影響を及ぼすα−Fe相の量を低減することのできるストリップキャスト法により作製することが望ましいが、ブックモールド法、遠心鋳造法、アトマイズ法などによっても作製することができる。原料合金における組織均質化などを目的として、粉砕前の原料合金に対して熱処理を施してもよい。このような熱処理は、真空または不活性雰囲気において、通常900℃以上の温度で実行され得る。   The raw material alloy is preferably produced by a strip casting method that can reduce the amount of α-Fe phase that adversely affects magnetic properties, but can also be produced by a book mold method, a centrifugal casting method, an atomizing method, or the like. it can. For the purpose of homogenizing the structure of the raw material alloy, heat treatment may be performed on the raw material alloy before pulverization. Such heat treatment can be performed at a temperature of usually 900 ° C. or higher in a vacuum or an inert atmosphere.

<粉砕>
次に、原料合金を公知の方法で粉砕することにより、原料粉末を作製する。本実施形態では、まずジョークラッシャーなどの機械的粉砕法や水素吸蔵粉砕法などを用いて原料合金を粗粉砕し、大きさ50μm〜1000μm程度の粗粉砕粉末を作製する。この粗粉砕粉末に対してジェットミルなどによる微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)が1μm以上10μm未満の原料粉末を作製する。なお、50%体積中心粒径(D50)は気流分散型レーザー回折法により測定できる。
<Crushing>
Next, the raw material powder is produced by pulverizing the raw material alloy by a known method. In this embodiment, first, a raw material alloy is coarsely pulverized using a mechanical crushing method such as a jaw crusher or a hydrogen occlusion pulverizing method to produce a coarsely pulverized powder having a size of about 50 μm to 1000 μm. The coarsely pulverized powder is finely pulverized by a jet mill or the like to produce a raw material powder having a 50% volume center particle size (D 50 ) of 1 μm or more and less than 10 μm. The 50% volume center particle size (D 50 ) can be measured by a gas flow dispersion type laser diffraction method.

取扱いの観点から、原料粉末の50%体積中心粒径(D50)は1μm以上とする。50%体積中心粒径(D50)が1μm未満になると、原料粉末が大気雰囲気中の酸素と反応しやすくなり、酸化による発熱・発火の危険性が高まるからである。取扱いをより容易にするためには、50%体積中心粒径(D50)を3μm以上に設定することが好ましい。成型体の機械的強度向上という観点から、50%体積中心粒径(D50)の好ましい上限は9μmであり、さらに好ましい上限は8μmである。 From the viewpoint of handling, the 50% volume center particle size (D 50 ) of the raw material powder is 1 μm or more. This is because when the 50% volume center particle size (D 50 ) is less than 1 μm, the raw material powder easily reacts with oxygen in the air atmosphere, increasing the risk of heat generation and ignition due to oxidation. In order to make the handling easier, it is preferable to set the 50% volume center particle size (D 50 ) to 3 μm or more. From the viewpoint of improving the mechanical strength of the molded body, the preferable upper limit of the 50% volume center particle size (D 50 ) is 9 μm, and the more preferable upper limit is 8 μm.

<成型体(圧粉体)>
次に、上記の原料合金粉末を成型し、成型体を作製する。成型体を成型する工程は、例えば10MPa〜200MPaの圧力を負荷し、例えば0.4MA/m〜16MA/mの磁界中(静磁界、パルス磁界など)で行う。成型は公知の粉末プレス装置によって行うことができる。粉末プレス装置から取り出し時の成型体密度(圧粉体密度)は、3.5g/cm3〜5.2g/cm3である。
<Molded body (green compact)>
Next, the raw material alloy powder is molded to produce a molded body. The step of molding the molded body is performed, for example, under a pressure of 10 MPa to 200 MPa, for example, in a magnetic field of 0.4 MA / m to 16 MA / m (static magnetic field, pulse magnetic field, etc.). Molding can be performed by a known powder press apparatus. The compact density (green compact density) when removed from the powder press device is 3.5g / cm 3 ~5.2g / cm 3 .

なお、粉砕を行なった粉末に対して、R’の金属および/またはR’−M系合金粉末を別途作成して混合したり、R−T−B系合金とR’の金属またはR’−M系合金を混合してから粉砕してもよい。ここで、「R’」はYを含む希土類元素であるが、Nd、Pr、Dy、Tbの一種または二種以上からなることが好ましい。また、「M」はAl、Ga、Cu、Co、Ni、Cr、Fe、Si、Geからなる群から選択された少なくとも1種の元素である。これらR’および/またはR’−M系合金の成分であるR’やMの少なくとも一部は、第三の熱処理後には主相の粒界に拡散導入されて保磁力向上に寄与する。なお、R’やR’−M合金(以下、「拡散材」と称する)は不可避の不純物を含有していてもよい。   It should be noted that R 'metal and / or R'-M alloy powder is separately prepared and mixed with the pulverized powder, or R-T-B alloy and R' metal or R'- You may grind | pulverize, after mixing M type | system | group alloy. Here, “R ′” is a rare earth element containing Y, but is preferably composed of one or more of Nd, Pr, Dy, and Tb. “M” is at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, Cu, Co, Ni, Cr, Fe, Si, and Ge. At least a part of R ′ and / or M, which are components of these R ′ and / or R′-M type alloys, are diffused and introduced into the grain boundaries of the main phase after the third heat treatment, thereby contributing to an improvement in coercive force. R ′ and R′-M alloys (hereinafter referred to as “diffusion materials”) may contain inevitable impurities.

R’−M系合金における希土類元素R’の組成比率は、25原子%以上100原子%未満であることが望ましく、30原子%以上80原子%以下であることがより望ましく、40原子%以上70原子%以下であることがさらに望ましい。   The composition ratio of the rare earth element R ′ in the R′-M-based alloy is preferably 25 atomic percent or more and less than 100 atomic percent, more preferably 30 atomic percent or more and 80 atomic percent or less, and 40 atomic percent or more and 70 atomic percent. It is further desirable that it is at most atomic%.

これら拡散材に用いる合金は、ブックモールド法、遠心鋳造法、アトマイズ法、ストリップキャスト法、液体超急冷法などの公知の方法によって作成することができる。   The alloy used for these diffusing materials can be prepared by a known method such as a book mold method, a centrifugal casting method, an atomizing method, a strip casting method, or a liquid superquenching method.

拡散材に用いるR’金属あるいはR’−M系合金粉末の粒度は1μm以上30μm以下であることが好ましい。   The particle size of the R ′ metal or R′-M alloy powder used for the diffusion material is preferably 1 μm or more and 30 μm or less.

原料合金の粉砕工程および上記成型体の成型工程は、原料粉末の酸化を抑制しながら行うことが望ましい。原料粉末の酸化を抑制するには、各工程および各工程間のハンドリングをできる限り酸素量を抑制した不活性雰囲気で行うことが望ましい。具体的には、第三熱処理工程前の成型体の酸素量が1質量%以下となるように抑制することが望ましく、0.6質量%以下となるように抑制することがより望ましい。   It is desirable to carry out the raw material alloy crushing step and the molded body forming step while suppressing oxidation of the raw material powder. In order to suppress the oxidation of the raw material powder, it is desirable to carry out each process and the handling between the processes in an inert atmosphere in which the amount of oxygen is suppressed as much as possible. Specifically, it is desirable to suppress the oxygen content of the molded body before the third heat treatment step to be 1% by mass or less, and it is more desirable to suppress the oxygen content to be 0.6% by mass or less.

<第一熱処理工程>
次に上記成型工程によって得られた成型体に対し、第一熱処理を施す。
<First heat treatment process>
Next, a first heat treatment is performed on the molded body obtained by the molding process.

第一熱処理工程は、先述の配向度向上効果を得るべく、原料粉末を用いて成型した成型体(圧粉体)の焼結を進行させて密度を高くする工程である。成型体の密度は第一熱処理工程後、第二熱処理工程の温度まで降温する間もさらに向上していく場合があるため、本発明においては、第二熱処理工程の温度まで降温し、第二熱処理工程を開始する時の密度が重要であり、その時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となるように第一熱処理工程の温度と時間を設定する。この焼結過程において主相であるR214B相の配向度が向上する。第二熱処理工程開始時のサンプルの密度が5.7g/cm3未満であると焼結に伴う配向度向上効果が十分得られず、6.4g/cm3(真密度を7.6g/cm3としたときの相対密度約85%に相当する)を超えると、逆に密度が向上しすぎて磁石外部と連通しない、いわゆるクローズドポアが局所的に生成してしまい、この後に行うHDDR処理を均一に行うことが困難になったり、ひどい場合には水素の不均一な吸蔵にともなってサンプルの割れを生じたりするからである。 The first heat treatment step is a step of increasing the density by advancing sintering of a molded body (a green compact) molded using the raw material powder in order to obtain the above-described effect of improving the degree of orientation. Since the density of the molded body may be further improved after the first heat treatment step and the temperature is lowered to the temperature of the second heat treatment step, in the present invention, the temperature is lowered to the temperature of the second heat treatment step. The density at the start of the process is important, and the temperature and time of the first heat treatment step are set so that the density at that time is 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less. In this sintering process, the orientation degree of the main phase R 2 T 14 B phase is improved. If the density of the sample at the start of the second heat treatment step is less than 5.7 g / cm 3 , the effect of improving the degree of orientation accompanying sintering cannot be sufficiently obtained, and 6.4 g / cm 3 (true density is 7.6 g / cm 3 ). 3 ), the density is excessively improved, and so-called closed pores that do not communicate with the outside of the magnet are locally generated. This is because it is difficult to carry out uniformly, and in severe cases, the sample is cracked due to non-uniform storage of hydrogen.

第一熱処理工程の熱処理温度は、成型体の密度が上記範囲に入るように設定されるのであれば特段限定されず、原料合金の組成などによって異なるが、通常875℃以上1020℃以下の温度範囲内で設定される。875℃未満であると焼結に伴う配向度向上効果が十分得られない可能性があり、1020℃を超えると、逆に密度が向上しすぎてこの後に行うHDDR処理を均一に行うことが困難になる可能性があるからである。より好ましい範囲は900℃以上1000℃以下である。また、第一熱処理の温度は第二熱処理の温度よりも例えば10℃以上高く設定することで、より短時間で焼結を進行させて本発明の配向度向上効果を効率よく得ることができる。   The heat treatment temperature in the first heat treatment step is not particularly limited as long as the density of the molded body is set within the above range, and varies depending on the composition of the raw material alloy, but is usually in the temperature range from 875 ° C. to 1020 ° C. Set within. If the temperature is lower than 875 ° C., the effect of improving the degree of orientation accompanying sintering may not be sufficiently obtained. If the temperature exceeds 1020 ° C., the density is excessively improved, and it is difficult to uniformly perform the HDDR process performed thereafter. Because there is a possibility of becoming. A more preferable range is 900 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. Further, by setting the temperature of the first heat treatment to be, for example, 10 ° C. higher than the temperature of the second heat treatment, the sintering can be advanced in a shorter time, and the effect of improving the degree of orientation of the present invention can be obtained efficiently.

第一熱処理工程の熱処理時間も、成型体の密度が上記範囲に入るように設定されるのであれば特段限定されず、原料合金の組成などによって異なるが、通常1分以上10時間以下の温度範囲内で設定される。1分未満であると焼結に伴う配向度向上効果が十分得られない可能性があり、10時間を超える保持は生産性の低下を招来する可能性がある。より好ましい範囲は5分以上5時間以下である。   The heat treatment time of the first heat treatment step is not particularly limited as long as the density of the molded body is set within the above range, and varies depending on the composition of the raw material alloy, etc., but is usually in the temperature range of 1 minute to 10 hours. Set within. If it is less than 1 minute, the effect of improving the degree of orientation accompanying sintering may not be sufficiently obtained, and holding for more than 10 hours may cause a decrease in productivity. A more preferable range is 5 minutes or more and 5 hours or less.

なお、第一熱処理の雰囲気は真空またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気とする。   Note that the atmosphere of the first heat treatment is an inert gas atmosphere such as vacuum or argon.

第一熱処理までの昇温雰囲気は真空または不活性ガスを用いることが好ましい。650℃以下の温度領域では水素を用いることもできるが、この場合、第一熱処理工程は十分に脱水素させた状態で行われないと焼結が進行せず、本発明の配向度向上効果が得られない。   It is preferable to use a vacuum or an inert gas as the temperature rising atmosphere until the first heat treatment. Hydrogen can also be used in a temperature range of 650 ° C. or lower, but in this case, if the first heat treatment step is not performed in a sufficiently dehydrogenated state, sintering does not proceed, and the effect of improving the degree of orientation of the present invention is achieved. I can't get it.

なお、昇温工程において650℃を超える温度で水素雰囲気にさらすと、水素化−不均化反応(HD反応)が進行してしまうため、本発明の配向度向上効果が得られない。   In addition, if it exposes to hydrogen atmosphere at the temperature exceeding 650 degreeC in a temperature rising process, since a hydrogenation-disproportionation reaction (HD reaction) will advance, the orientation degree improvement effect of this invention cannot be acquired.

<第二熱処理工程>
次いで行う第二熱処理工程は、水素雰囲気中においてR214B相をHD反応させて不均化組織を得る工程である。この時、第二熱処理工程の温度および水素分圧を適正に制御することによって最終的に得られる磁石の磁気的異方性を高めることができる。
<Second heat treatment step>
Next, the second heat treatment step to be performed is a step of obtaining a disproportionated structure by HD reaction of the R 2 T 14 B phase in a hydrogen atmosphere. At this time, the magnetic anisotropy of the finally obtained magnet can be increased by appropriately controlling the temperature and the hydrogen partial pressure in the second heat treatment step.

第二熱処理工程の温度は650℃以上950℃以下、かつ、第一熱処理の温度よりも低い温度である。第一熱処理工程の温度よりも10℃以上低いことが好ましい。650℃未満では不均化が完了するまでに時間がかかりすぎる。また、950℃を超えると不均化組織が粗大化するため、後の第三熱処理工程によって得られるR214B相の集合組織が粗大となり、磁気特性、特に保磁力の低下を招く。より好ましい温度は700℃以上900℃以下、さらに好ましい温度は750℃以上870℃以下である。 The temperature of the second heat treatment step is 650 ° C. or more and 950 ° C. or less, and is lower than the temperature of the first heat treatment. It is preferably 10 ° C. or lower than the temperature of the first heat treatment step. Below 650 ° C., it takes too much time to complete disproportionation. When the temperature exceeds 950 ° C., the disproportionated structure becomes coarse, and the texture of the R 2 T 14 B phase obtained by the subsequent third heat treatment step becomes coarse, leading to a decrease in magnetic properties, particularly coercive force. A more preferable temperature is 700 ° C. or higher and 900 ° C. or lower, and a more preferable temperature is 750 ° C. or higher and 870 ° C. or lower.

第二熱処理工程の水素分圧は20kPa以上であることが望ましい。水素分圧が20kPa未満ではR214B相の不均化が十分に進むまでに時間がかかりすぎるため、生産性の低下を招く可能性がある。また、500kPaを超える水素分圧では、水素吸蔵が急激に起こってしまい、水素吸蔵に伴う体積膨張によって成型体にクラックが入ってしまう可能性があり、また、処理に特殊な装置が必要となるため、500kPa以下であることが望ましい。なお、より好ましい水素分圧は150kPa以下である。 The hydrogen partial pressure in the second heat treatment step is desirably 20 kPa or more. When the hydrogen partial pressure is less than 20 kPa, it takes too much time for the disproportionation of the R 2 T 14 B phase to proceed sufficiently, which may lead to a decrease in productivity. Further, when the hydrogen partial pressure exceeds 500 kPa, hydrogen occlusion occurs abruptly, and there is a possibility that the molded body may crack due to volume expansion accompanying hydrogen occlusion, and a special apparatus is required for processing. Therefore, it is desirable that it is 500 kPa or less. A more preferable hydrogen partial pressure is 150 kPa or less.

第二熱処理工程に要する時間は、10分以上5時間以下であることが望ましい。10分未満では、R214B相の不均化が十分に進まない可能性がある。また、5時間を超えると不均化組織が粗大化するため、第三熱処理工程後の再結合組織が粗大となり、磁気特性、特に保磁力の低下を招く可能性がある。より望ましくは15分以上2時間以下である。 The time required for the second heat treatment step is desirably 10 minutes or more and 5 hours or less. If it is less than 10 minutes, disproportionation of the R 2 T 14 B phase may not proceed sufficiently. Further, when the time exceeds 5 hours, the disproportionated structure becomes coarse, and the recombination structure after the third heat treatment step becomes coarse, which may cause a decrease in magnetic properties, particularly coercive force. More desirably, it is 15 minutes or more and 2 hours or less.

<第三熱処理工程>
次いで行う第三熱処理工程では、真空(10kPa以下)または不活性雰囲気において650℃以上950℃以下で保持することにより、RHx相の脱水素反応を起こし、R214B相を再結合反応により生成させる。この時生成したR214B相は通常0.1μm以上1.0μm以下の平均結晶粒径を有する集合組織を形成する。また、再結合に使用されなかったRHxからの脱水素反応が起こるとともに、Rに富む液相が生成し、R214B相の結晶粒界に粒界相(希土類リッチ相)が形成されて保磁力が発現する。このとき、焼結反応も同時に起こり、多孔質の永久磁石となる。
<Third heat treatment process>
Next, in the third heat treatment step to be performed, dehydration reaction of the RH x phase is caused by holding at 650 ° C. or more and 950 ° C. or less in a vacuum (10 kPa or less) or an inert atmosphere, and the R 2 T 14 B phase is recombined. To generate. The R 2 T 14 B phase produced at this time usually forms a texture having an average crystal grain size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less. In addition, a dehydrogenation reaction from RHx that has not been used for recombination occurs, a liquid phase rich in R is generated, and a grain boundary phase (rare earth rich phase) is formed at the crystal grain boundary of the R 2 T 14 B phase. Coercive force. At this time, a sintering reaction also occurs at the same time, resulting in a porous permanent magnet.

第三熱処理工程の温度は650℃以上950℃以下である。650℃未満では脱水素が完了するまでに時間がかかりすぎる。また、950℃を超えると再結合したR214B相が結晶粒成長してしまうため、磁気特性、特に保磁力の低下を招く。より好ましい温度は750℃以上900℃以下である。また、第三熱処理工程に要する時間は、5分以上10時間以下が望ましく、10分以上2時間以下がより望ましい。 The temperature of the third heat treatment step is 650 ° C. or higher and 950 ° C. or lower. Below 650 ° C., it takes too much time to complete dehydrogenation. On the other hand, when the temperature exceeds 950 ° C., the recombined R 2 T 14 B phase grows in crystal grains, leading to a decrease in magnetic properties, particularly coercive force. A more preferable temperature is 750 ° C. or higher and 900 ° C. or lower. The time required for the third heat treatment step is preferably 5 minutes or more and 10 hours or less, and more preferably 10 minutes or more and 2 hours or less.

<多孔体>
上記HDDR処理によって、6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下の密度を有し、磁気的に異方性を有する多孔体(R−T−B系多孔質磁石)が得られる。
<Porous body>
By the HDDR treatment, a porous body (RTB porous magnet) having a density of 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less and magnetically anisotropic is obtained.

この多孔体には、第一熱処理工程および第二、第三の熱処理工程(HDDR処理工程)で相互に連結した粉末粒子の間に相互に連通する長径1μm以上20μm以下の空隙が存在している。成型体(圧粉体)を構成していた個々の粉末粒子は、第一、第二、第三の熱処理により隣接する粉末粒子と結合し、十分な機械的強度を発揮する三次元構造を形成するとともに、個々の粉末粒子内では微細なNd2Fe14B型結晶相の集合組織が形成されている。 In this porous body, there are voids having a major axis of 1 μm or more and 20 μm or less that communicate with each other between the powder particles interconnected in the first heat treatment step and the second and third heat treatment steps (HDDR treatment steps). . The individual powder particles that made up the compact (green compact) are combined with adjacent powder particles by the first, second, and third heat treatments to form a three-dimensional structure that exhibits sufficient mechanical strength. In addition, a fine Nd 2 Fe 14 B type crystal phase texture is formed in each powder particle.

本発明の製造方法で得られるR−T−B系多孔質磁石の密度は、6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下であるが、粉末粒子間の隙間が存在した状態でも、粒子同士が結合し、十分な機械的強度と優れた磁気特性とを発揮する。 The density of the RTB-based porous magnet obtained by the production method of the present invention is 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less. The particles combine to exhibit sufficient mechanical strength and excellent magnetic properties.

本実施形態では、成型工程後に成型体(圧粉体)に対してHDDR処理を施すため、HDDR処理後には粉末成型を行わない。このため、成型のための加圧によって磁粉が粉砕されて磁気特性が劣化するようなことがHDDR処理後に生じず、HDDR粉末を圧縮するボンド磁石に比べて高い磁気特性を得ることができる。   In this embodiment, since the HDDR process is performed on the molded body (compact) after the molding process, the powder molding is not performed after the HDDR process. For this reason, it does not occur after HDDR processing that the magnetic powder is pulverized by pressurization for molding, and high magnetic characteristics can be obtained as compared with a bonded magnet that compresses HDDR powder.

<多孔体の熱間圧縮成型>
上記の方法によって得られた多孔体は、そのままの状態でバルク永久磁石として利用することができるが、さらにホットプレス法などの熱間圧縮成型を用いることによって、高密度化を行い、平均結晶粒径0.1μm以上1μm以下のR214B相の集合組織を有する高密度磁石を得ることができる。
<Hot compression molding of porous body>
The porous body obtained by the above method can be used as it is as a bulk permanent magnet, but it is further densified by using hot compression molding such as a hot press method, and the average crystal grains A high-density magnet having a texture of R 2 T 14 B phase with a diameter of 0.1 μm or more and 1 μm or less can be obtained.

以下に熱間圧縮成型による高密度化について、具体的な実施形態の一例を示す。多孔体に対する熱間圧縮は、公知の熱間圧縮技術を用いて行うことができる。例えば、ホットプレス、SPS(spark plasma sintering)、HIP(Hot Isostatic Press)、熱間圧延などの熱間圧縮成型を行うことが可能である。なかでも、所望の形状を得やすいホットプレスやSPSが好適に用いられ得る。以下、ホットプレスを行う手順について説明する。   An example of a specific embodiment will be shown below for densification by hot compression molding. Hot compression with respect to a porous body can be performed using a known hot compression technique. For example, hot compression molding such as hot pressing, SPS (Spark Plasma Sintering), HIP (Hot Isostatic Press), and hot rolling can be performed. Especially, the hot press and SPS which are easy to obtain a desired shape can be used suitably. Hereinafter, a procedure for performing hot pressing will be described.

本実施形態では、図2に示す構成を有するホットプレス装置を用いる。この装置は、中央に開口部を有する金型(ダイ)27と多孔体を加圧するための上パンチ28aおよび下パンチ28bと、これらのパンチ28a、28bを昇降する駆動部30a、30bとを備えている。   In this embodiment, a hot press apparatus having the configuration shown in FIG. 2 is used. The apparatus includes a die (die) 27 having an opening in the center, an upper punch 28a and a lower punch 28b for pressurizing the porous body, and driving units 30a and 30b for raising and lowering the punches 28a and 28b. ing.

上述した方法によって作製した多孔体(図2では参照符号「10」と付している)を、図2に示す金型27に装填する。このとき、配向方向とプレス方向とが一致するように装填を行うことが望ましい。金型27およびパンチ28a、28bは、使用する雰囲気ガス中で加熱温度および印加圧力に耐えうる材料から形成される。このような材料としては、カーボンや、タングステンカーバイドなどの超硬合金が望ましい。なお、多孔体10の外形寸法は金型27の開口部寸法よりも小さく設定しておくことにより、異方性を高められる。次に、多孔体10を装填した金型27をホットプレス装置にセットする。ホットプレス装置は、真空(1.3Pa以下)または不活性雰囲気に制御することが可能なチャンバ26を備えていることが望ましい。チャンバ26内には、例えば抵抗加熱によるカーボンヒーターなどの加熱装置と、多孔体10を加圧して圧縮するためのシリンダーとが備え付けられている。   The porous body produced by the method described above (indicated by reference numeral “10” in FIG. 2) is loaded into the mold 27 shown in FIG. At this time, it is desirable to perform loading so that the orientation direction and the pressing direction coincide. The mold 27 and the punches 28a and 28b are formed of a material that can withstand the heating temperature and the applied pressure in the atmosphere gas to be used. As such a material, carbon or cemented carbide such as tungsten carbide is desirable. Note that anisotropy can be increased by setting the outer dimensions of the porous body 10 to be smaller than the opening dimensions of the mold 27. Next, the mold 27 loaded with the porous body 10 is set in a hot press apparatus. The hot press apparatus preferably includes a chamber 26 that can be controlled to a vacuum (1.3 Pa or less) or an inert atmosphere. In the chamber 26, for example, a heating device such as a carbon heater by resistance heating and a cylinder for pressurizing and compressing the porous body 10 are provided.

チャンバ26内を真空または不活性雰囲気で満たした後、加熱装置により金型27を加熱し、金型27に装填された多孔体10の温度を500℃〜900℃に高め、9.8〜294MPaの圧力Pで多孔体10を加圧する。多孔体10に対する加圧は、金型27の温度が設定レベルに到達してから開始することが望ましい。金型の温度が十分に高くない場合には、加圧時に多孔体に割れが生じたり、得られる高密度磁石の配向度が悪化してしまったりする可能性がある。加圧しながら500℃〜900℃の温度で10分以上保持した後、冷却する。加熱圧縮により高密度化された磁石が大気と接触して酸化しない程度の低い温度(100℃以下程度)まで冷却が進んだ後、本実施例の磁石をチャンバから取り出す。こうして、上記の多孔体10から本実施形態のR−T−B系高密度磁石を得ることができる。   After filling the chamber 26 with a vacuum or an inert atmosphere, the mold 27 is heated by a heating device, the temperature of the porous body 10 loaded in the mold 27 is increased to 500 ° C. to 900 ° C., and 9.8 to 294 MPa. The porous body 10 is pressurized with a pressure P of. It is desirable that pressurization of the porous body 10 is started after the temperature of the mold 27 reaches a set level. If the temperature of the mold is not sufficiently high, there is a possibility that the porous body is cracked during pressurization, or the degree of orientation of the resulting high-density magnet is deteriorated. While maintaining the pressure at 500 ° C. to 900 ° C. for 10 minutes or more, the sample is cooled. After the magnet, which has been densified by heat compression, is cooled to a low temperature (about 100 ° C. or less) that does not oxidize due to contact with the atmosphere, the magnet of this embodiment is taken out of the chamber. Thus, the RTB-based high-density magnet of the present embodiment can be obtained from the porous body 10 described above.

こうして得られた磁石の密度は真密度の95%以上に達する。具体的には、密度が7.4g/cm3以上になるまで緻密化され得る。また、本実施形態によれば、最終的な結晶相集合組織において、個々の結晶粒の最短粒径aと最長粒径bの比b/aが2未満である結晶粒が全結晶粒の50体積%以上存在する。この点において、本実施形態の磁石は、例えば特開平02−39503号公報などに記載の従来の熱間塑性加工による異方性バルク磁石と大きく異なっている。このような磁石の結晶組織においては最短粒径aと最長粒径bの比b/aが2を超えた扁平な結晶粒が支配的である。 The density of the magnet thus obtained reaches 95% or more of the true density. Specifically, it can be densified until the density is 7.4 g / cm 3 or more. In addition, according to the present embodiment, in the final crystal phase texture, the crystal grains in which the ratio b / a of the shortest particle diameter a to the longest particle diameter b of each crystal grain is less than 2 are 50 of the total crystal grains. It exists by volume% or more. In this respect, the magnet of the present embodiment is greatly different from the conventional anisotropic bulk magnet by hot plastic working described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 02-39503. In such a crystal structure of a magnet, flat crystal grains in which the ratio b / a between the shortest particle diameter a and the longest particle diameter b exceeds 2 are dominant.

また、上記多孔体10を真空またはアルゴンなどの不活性ガス雰囲気中、750〜1000℃で熱処理することによって、緻密化を進行させることもできる。この熱処理の時間は通常5分以上10時間以下である。また、不活性ガス雰囲気を用いる場合の圧力は通常500kPa以下とするが、100kPa以下がより好ましい。   Moreover, densification can also be advanced by heat-processing the said porous body 10 at 750-1000 degreeC in inert gas atmosphere, such as a vacuum or argon. The time for this heat treatment is usually from 5 minutes to 10 hours. The pressure when using an inert gas atmosphere is usually 500 kPa or less, more preferably 100 kPa or less.

(実験例1)
Nd13.7Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1(mol%)組成の急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粉末に粗粉砕した後、ジェットミルを用いて粗粉末を微粉砕し、50%体積中心粒径(D50)4.2μmの微粉末を得た。なお、本実施例において50%体積中心粒径(D50)は、気流分散型レーザー回折式粒度分布測定装置(Sympatec社製、HEROS/RODOS)によって測定した。
(Experimental example 1)
A rapidly solidified alloy having a composition of Nd 13.7 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 (mol%) was produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized into a powder having a particle size of 425 μm or less by the hydrogen storage / disintegration method, and then the coarse powder was finely pulverized using a jet mill to obtain a 50% volume center particle size (D 50 ) of 4.2 μm. A fine powder was obtained. In this example, the 50% volume center particle size (D 50 ) was measured by an air flow dispersion type laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by Sympatec, HEROS / RODOS).

次に、この粉末をプレス装置の金型に充填し、1.2MA/mの磁界中にて磁界と垂直方向に32MPaの圧力を印加して成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, this powder was filled in a mold of a press machine, and a pressure of 32 MPa was applied in a direction perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 1.2 MA / m to produce a molded body. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気中で、昇温速度13℃/分で表1に示す温度T1まで昇温した後、T1で時間t1保持することにより第一熱処理を行った。 Next, the molded body is heated to a temperature T 1 shown in Table 1 at a rate of temperature increase of 13 ° C./min in an argon flow of 0.1 MPa (atmospheric pressure), and then held at T 1 for a time t 1. The first heat treatment was performed.

引き続き、降温速度−10℃/分で860℃まで温度を低下させた後、860℃で30分間保持し、その後、雰囲気を0.1MPaの水素流気に切り換えて2時間保持することにより、水素化−不均化反応(HD反応)を進行させる第二熱処理を行なった。   Subsequently, after the temperature was decreased to 860 ° C. at a temperature decrease rate of −10 ° C./min, the temperature was maintained at 860 ° C. for 30 minutes, and then the atmosphere was switched to 0.1 MPa hydrogen flow and maintained for 2 hours to A second heat treatment was carried out to advance the chemical-disproportionation reaction (HD reaction).

なお、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体について表面に存在する酸化層を研削加工で除去した後、寸法と重量を測定し、得られた値から密度を計算した結果を表1に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, after removing the oxide layer present on the surface of the molded body obtained by stopping the treatment just before the second heat treatment and cooling to room temperature by grinding, Table 1 shows the results of measuring the dimensions and weight and calculating the density from the obtained values.

一部のサンプルでは、割れが生じた。表1に割れの有無を示す。第一熱処理工程で焼結が進行しすぎて第二熱処理時の密度が高くなりすぎたためにその後の第二熱処理工程でサンプルの割れが生じたと考えられる。   Some samples cracked. Table 1 shows the presence or absence of cracks. It is considered that the sample was cracked in the subsequent second heat treatment step because the sintering proceeded excessively in the first heat treatment step and the density during the second heat treatment became too high.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。   Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example.

その後、860℃のまま4kPaまで減圧した後、炉内圧力が4kPaで一定になるようにサンプルから放出される水素の排気速度を調整して1時間保持することにより脱水素−再結合反応(DR反応)を進行させる第三熱処理を行い、5.33kPaのアルゴン流気中で10分間保持した後、0.1MPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを作製した。   Thereafter, the pressure is reduced to 4 kPa while maintaining the temperature at 860 ° C., and then the dehydrogenation-recombination reaction (DR) is performed by adjusting the pumping rate of hydrogen released from the sample so that the pressure in the furnace becomes constant at 4 kPa and holding for 1 hour. A third heat treatment was performed to proceed the reaction), and the sample was held in an argon flow of 5.33 kPa for 10 minutes, and then cooled to room temperature in an argon flow of 0.1 MPa to prepare a sample.

第三熱処理後に得られたサンプルの表面に存在する酸化層を研削加工で除去した後、寸法と重量を測定し、得られた値から密度を計算した結果を表1に示す。なお、割れが見られたサンプルの密度は正確に評価できないと考えられたため、表からは値を除外している。   Table 1 shows the results of measuring the dimensions and weight after removing the oxide layer present on the surface of the sample obtained after the third heat treatment by grinding, and calculating the density from the obtained values. In addition, since it was thought that the density of the sample in which the crack was seen cannot be evaluated correctly, the value is excluded from the table.

割れの見られなかったサンプルについて3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。測定で得られた残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を示す。なお、Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に1.6MA/mまで外部磁界を印加したときのサンプルの磁化の最大測定値であり、Br/Jmaxが大きいほど配向度に優れている。 The sample in which no crack was observed was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). The residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by measurement are shown. J max is the maximum measured value of the magnetization of the sample when an external magnetic field is applied up to 1.6 MA / m in the magnetization direction of the magnetized sample. The larger the Br / J max , the better the degree of orientation. ing.

表1に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルA1〜A3では、参考例(A0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下であった。 As shown in Table 1, in samples A1 to A3 in which the density at the start of the second heat treatment is 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation ( (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less.

一方、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3未満であったサンプルA4、A5、A6では参考例と比較してBr/Jmax、Br、(BH)maxはほとんど向上しなかった。また、密度が6.57g/cm3となったサンプルA7では、緻密化が進行しすぎたためにHDDR反応が十分進行せず、結果、(BH)maxが参考例(A0)よりも大幅に低下した。さらにサンプルA7よりも高温または長時間の第一熱処理を施したサンプルA8およびA9では、サンプルの割れが生じた。 On the other hand, in samples A4, A5, and A6 where the density at the start of the second heat treatment was less than 5.7 g / cm 3 , B r / J max , B r , and (BH) max were almost improved compared to the reference example. There wasn't. Further, in Sample A7 having a density of 6.57 g / cm 3 , the HDDR reaction does not proceed sufficiently because the densification has progressed too much, and as a result, (BH) max is significantly lower than in Reference Example (A0). did. Furthermore, in Samples A8 and A9 that were subjected to the first heat treatment at a higher temperature or longer than Sample A7, sample cracking occurred.

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例2)
Nd14.5Febal.Co16.0Ga0.1Cu0.1Al0.5(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 2)
Nd 14.5 Fe bal. Co 1 B 6.0 Ga 0.1 Cu 0.1 Al 0.5 (mol%) Except that a rapidly solidified alloy was used, coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to obtain a 50% volume center particle size. A fine powder of (D 50 ) 4.3 μm was obtained.

次に、この粉末を用いて実験例1と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, a molded body was produced using this powder by the same method as in Experimental Example 1. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気中で、昇温速度13℃/分で表2に示す温度T1まで昇温した後、T1で時間t1保持することにより第一熱処理を行った。 Next, the molded body is heated to a temperature T 1 shown in Table 2 at a temperature increase rate of 13 ° C./min in an argon gas atmosphere of 0.1 MPa (atmospheric pressure), and then held at T 1 for a time t 1. The first heat treatment was performed.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表2に示す。また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 2. Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example.

一部のサンプルでは、割れが生じた。表2に割れの有無を示す。第一熱処理工程で焼結が進行しすぎて第二熱処理時の密度が高くなりすぎたためにその後の第二熱処理工程でサンプルの割れが生じたと考えられる。   Some samples cracked. Table 2 shows the presence or absence of cracks. It is considered that the sample was cracked in the subsequent second heat treatment step because the sintering proceeded excessively in the first heat treatment step and the density during the second heat treatment became too high.

割れの見られなかったサンプルについて、第三熱処理後、実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表2に示す。 About the sample in which the crack was not seen, the density and the magnetic characteristic were measured by the same method as Experimental Example 1 after the third heat treatment. Table 2 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表2に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルB1〜B3では、参考例(B0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下であった。 As shown in Table 2, in Samples B1 to B3 in which the density at the start of the second heat treatment is 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation (in comparison with the reference example (B0)) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less.

一方、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3未満であったサンプルB4では参考例と比較してBr/Jmax、Br、(BH)maxはほとんど向上しなかった。また、密度が6.55g/cm3となったサンプルB5では、緻密化が進行しすぎたためにHDDR反応が十分進行せず、結果、(BH)maxが参考例(B0)よりも大幅に低下した。さらにサンプルB5よりも高温の第一熱処理を施したサンプルB6では、サンプルの割れが生じた。 On the other hand, in sample B4 in which the density at the start of the second heat treatment was less than 5.7 g / cm 3 , B r / J max , B r , (BH) max were hardly improved as compared with the reference example. Further, in Sample B5 having a density of 6.55 g / cm 3 , the HDDR reaction did not proceed sufficiently because the densification progressed too much, and as a result, (BH) max was significantly lower than in Reference Example (B0). did. Furthermore, in sample B6 subjected to the first heat treatment at a temperature higher than that of sample B5, the sample was cracked.

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例3)
Nd14.2Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 3)
Nr 14.2 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 (mol%) Except that a rapidly solidified alloy was used, coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to obtain a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained.

次に、この粉末を用いて実験例1と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, a molded body was produced using this powder by the same method as in Experimental Example 1. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気中で、室温から表3に示す温度T1まで1時間で昇温した後、T1で1時間保持することにより第一熱処理を行った。 Next, the molded body was heated in an atmosphere of argon at 0.1 MPa (atmospheric pressure) from room temperature to a temperature T 1 shown in Table 3 in 1 hour, and then held at T 1 for 1 hour to perform a first heat treatment. Went.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表3に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 3.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。   Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example.

双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表3に示す。 No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 3 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表3に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルC1では、参考例(C0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.35g/cm3であった。 As shown in Table 3, the samples C1 density of the second heat treatment at the start is in the 5.7 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation as compared to Reference Example (C0) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.35 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例4)
Nd13.7Febal.Co36.2Ga0.2(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 4)
Coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 13.7 Fe bal. Co 3 B 6.2 Ga 0.2 (mol%) was used, and a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained.

次に、この粉末を用いて実験例1と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, a molded body was produced using this powder by the same method as in Experimental Example 1. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)の水素流気中で室温から600℃まで42分で昇温した後、600℃で30分保持し、その後0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気に切り替えて950℃まで24分で昇温し、950℃で1時間保持することにより第一熱処理を行った。   Next, the molded body was heated from room temperature to 600 ° C. for 42 minutes in a hydrogen gas atmosphere of 0.1 MPa (atmospheric pressure), then held at 600 ° C. for 30 minutes, and then 0.1 MPa (atmospheric pressure) argon The first heat treatment was performed by switching to flowing air and raising the temperature to 950 ° C. in 24 minutes and holding at 950 ° C. for 1 hour.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表4に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 4.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。   Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example.

双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表4に示す。 No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 4 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表4に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルD1では、参考例(D0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.17g/cm3であった。 As shown in Table 4, the samples D1 density of the second heat treatment at the start is in the 5.7 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation as compared to Reference Example (D0) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.17 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例5)
Nd14.2Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。。
(Experimental example 5)
Nr 14.2 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 (mol%) Except that a rapidly solidified alloy was used, coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to obtain a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained. .

次に、この粉末を用いて実験例1と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, a molded body was produced using this powder by the same method as in Experimental Example 1. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)の水素流気中で室温から600℃まで42分で昇温した後、600℃で30分保持し、その後0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気に切り替えて950℃まで24分で昇温し、950℃で1時間保持することにより第一熱処理を行った。   Next, the molded body was heated from room temperature to 600 ° C. for 42 minutes in a hydrogen gas atmosphere of 0.1 MPa (atmospheric pressure), then held at 600 ° C. for 30 minutes, and then 0.1 MPa (atmospheric pressure) argon The first heat treatment was performed by switching to flowing air and raising the temperature to 950 ° C. in 24 minutes and holding at 950 ° C. for 1 hour.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表5に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 5.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表5に示す。 Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example. No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 5 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表5に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルE1では、参考例(E0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.43g/cm3であった。 As shown in Table 5, the samples E1 density of the second heat treatment at the start is in the 5.7 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation as compared to Reference Example (E0) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.43 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例6)
Nd13.7Febal.Co36.2Ga0.2(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 6)
Coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 13.7 Fe bal. Co 3 B 6.2 Ga 0.2 (mol%) was used, and a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained.

一方、Nd70Al30(mol%)の組成を有する急冷凝固合金をメルトスピニング法で作製した。具体的には、オリフィス径0.8mmΦの石英ノズル中で合金を溶解し、ロール周速度20m/秒で回転する銅ロールに噴射し、リボン状の合金を得た。この合金を機械粉砕により粉砕し、目開き53μmのふるいを用いて分級し、大きさが53μm以下のNd−Al合金粉末を得た。 On the other hand, a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 70 Al 30 (mol%) was produced by a melt spinning method. Specifically, the alloy was melted in a quartz nozzle having an orifice diameter of 0.8 mmΦ and sprayed onto a copper roll rotating at a roll peripheral speed of 20 m / sec to obtain a ribbon-like alloy. This alloy was pulverized by mechanical pulverization and classified using a sieve having an opening of 53 μm to obtain an Nd—Al alloy powder having a size of 53 μm or less.

次に、Nd13.7Febal.Co36.2Ga0.2合金粉末をNd−Al合金粉末と質量比50:1の割合で混合した後、プレス装置の金型に充填し、0.64MA/mの磁界中にて磁界と平行方向に76MPaの圧力を印加して成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, Nd 13.7 Fe bal. Co 3 B 6.2 Ga 0.2 alloy powder was mixed with Nd—Al alloy powder in a mass ratio of 50: 1, and then filled into a die of a press machine, and 0.64 MA / m A compact was produced by applying a pressure of 76 MPa in a direction parallel to the magnetic field. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気中で室温から950℃まで66分で昇温した後、950℃で1時間保持することにより第一熱処理を行った。   Next, the molded body was heated from room temperature to 950 ° C. in 66 minutes in an argon flow of 0.1 MPa (atmospheric pressure) in 66 minutes, and then held at 950 ° C. for 1 hour to perform a first heat treatment.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表6に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 6.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表6に示す。 Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example. No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 6 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表6に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルF1では、参考例(F0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.41g/cm3であった。 As shown in Table 6, in the sample F1 density of the second heat treatment at the start is in the 5.7 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation as compared to Reference Example (F0) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.41 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例7)
Nd14.2Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 7)
Nr 14.2 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 (mol%) Except that a rapidly solidified alloy was used, coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to obtain a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained.

一方、Nd70Al30(mol%)の組成を有する急冷凝固合金を実験例6と同じ方法で作製し、この合金を実験例6と同じ方法で粉砕、分級して、大きさが53μm以下のNd−Al合金粉末を得た。 On the other hand, a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 70 Al 30 (mol%) was produced by the same method as in Experimental Example 6, and this alloy was pulverized and classified by the same method as in Experimental Example 6, and the size was 53 μm or less. Nd-Al alloy powder was obtained.

次に、Nd14.2Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1合金粉末とNd−Al合金粉末とを質量比50:1の割合で混合した後、実験例6と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, Nd 14.2 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 alloy powder and Nd—Al alloy powder were mixed at a mass ratio of 50: 1, and then a molded body was produced in the same manner as in Experimental Example 6. . The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気中で室温から950℃まで66分で昇温した後、950℃で1時間保持することにより第一熱処理を行った。   Next, the molded body was heated from room temperature to 950 ° C. in 66 minutes in an argon flow of 0.1 MPa (atmospheric pressure) in 66 minutes, and then held at 950 ° C. for 1 hour to perform a first heat treatment.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表7に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 7.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表7に示す。 Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example. No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 7 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表7に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルG1では、参考例(G0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.60g/cm3であった。 As shown in Table 7, the samples G1 density of the second heat treatment at the start is in the 5.7 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation as compared to Reference Example (G0) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.60 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例8)
Nd13.7Febal.Co36.2Ga0.2(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 8)
Coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 except that a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 13.7 Fe bal. Co 3 B 6.2 Ga 0.2 (mol%) was used, and a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained.

一方、Nd70Al30(mol%)の組成を有する急冷凝固合金を実験例6と同じ方法で作製し、この合金を実験例6と同じ方法で粉砕、分級して、大きさが53μm以下のNd−Al合金粉末を得た。 On the other hand, a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 70 Al 30 (mol%) was produced by the same method as in Experimental Example 6, and this alloy was pulverized and classified by the same method as in Experimental Example 6, and the size was 53 μm or less. Nd-Al alloy powder was obtained.

次に、Nd13.7Febal.Co36.2Ga0.2合金粉末をNd−Al合金粉末と質量比50:1の割合で混合した後、実験例6と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, Nd 13.7 Fe bal. Co 3 B 6.2 Ga 0.2 alloy powder was mixed with Nd—Al alloy powder at a mass ratio of 50: 1, and a molded body was produced in the same manner as in Experimental Example 6. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)の水素流気中で室温から600℃まで42分で昇温した後、600℃で30分保持し、その後0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気に切り替えて950℃まで24分で昇温し、950℃で1時間保持することにより第一熱処理を行った。   Next, the molded body was heated from room temperature to 600 ° C. for 42 minutes in a hydrogen gas atmosphere of 0.1 MPa (atmospheric pressure), then held at 600 ° C. for 30 minutes, and then 0.1 MPa (atmospheric pressure) argon The first heat treatment was performed by switching to flowing air and raising the temperature to 950 ° C. in 24 minutes and holding at 950 ° C. for 1 hour.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表8に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 8.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表8に示す。 Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example. No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 8 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表8に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルH1では、参考例(H0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.54g/cm3であった。 As shown in Table 8, the samples H1 density of the second heat treatment at the start is in the 5.7 g / cm 3 or more 6.4 g / cm 3 or less, the degree of orientation as compared to Reference Example (H0) (B r / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.54 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例9)
Nd14.2Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1(mol%)組成の急冷凝固合金を用いた以外は実験例1と同じ方法で粗粉砕、微粉砕を行い、50%体積中心粒径(D50)4.3μmの微粉末を得た。
(Experimental example 9)
Nr 14.2 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 (mol%) Except that a rapidly solidified alloy was used, coarse pulverization and fine pulverization were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to obtain a 50% volume center particle size (D 50 ) A fine powder of 4.3 μm was obtained.

一方、Nd70Al30(mol%)の組成を有する急冷凝固合金を実験例6と同じ方法で作製し、この合金を実験例6と同じ方法で粉砕、分級して、大きさが53μm以下のNd−Al合金粉末を得た。 On the other hand, a rapidly solidified alloy having a composition of Nd 70 Al 30 (mol%) was produced by the same method as in Experimental Example 6, and this alloy was pulverized and classified by the same method as in Experimental Example 6, and the size was 53 μm or less. Nd-Al alloy powder was obtained.

次に、Nd14.2Febal.Co36.1Ga0.2Cu0.1合金粉末をNd−Al合金粉末と質量比50:1の割合で混合した後、実験例6と同じ方法で成型体を作製した。成型体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, Nd 14.2 Fe bal. Co 3 B 6.1 Ga 0.2 Cu 0.1 alloy powder was mixed with Nd—Al alloy powder at a mass ratio of 50: 1, and then a molded body was produced in the same manner as in Experimental Example 6. The density of the molded body was 4.2 to 4.5 g / cm 3 when calculated based on dimensions and weight.

次に、成型体を0.1MPa(大気圧)の水素流気中で室温から600℃まで42分で昇温した後、600℃で30分保持し、その後0.1MPa(大気圧)のアルゴン流気に切り替えて950℃まで24分で昇温し、950℃で1時間保持することにより第一熱処理を行った。   Next, the molded body was heated from room temperature to 600 ° C. for 42 minutes in a hydrogen gas atmosphere of 0.1 MPa (atmospheric pressure), then held at 600 ° C. for 30 minutes, and then 0.1 MPa (atmospheric pressure) argon The first heat treatment was performed by switching to flowing air and raising the temperature to 950 ° C. in 24 minutes and holding at 950 ° C. for 1 hour.

引き続き、実験例1と同じ方法で第二熱処理、第三熱処理を行い、サンプルを作製した。   Subsequently, a second heat treatment and a third heat treatment were performed in the same manner as in Experimental Example 1 to prepare a sample.

また、第二熱処理開始時のサンプル密度を評価するために、実験例1と同様の方法で、第二熱処理直前で処理をやめて室温まで冷却することによって得られた成型体の密度を計算した結果を表9に示す。   In addition, in order to evaluate the sample density at the start of the second heat treatment, the result of calculating the density of the molded body obtained by stopping the treatment immediately before the second heat treatment and cooling to room temperature in the same manner as in Experimental Example 1 Is shown in Table 9.

また、参考例として、第一熱処理工程なしで作製したサンプルの評価結果も示している。双方のサンプルにおいて割れは見られなかった。得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた密度、残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表9に示す。 Moreover, the evaluation result of the sample produced without the 1st heat treatment process is also shown as a reference example. No cracks were seen in both samples. The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 9 shows the density, residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表9に示すように、第二熱処理開始時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっているサンプルI1では、参考例(I0)と比べて配向度(Br/Jmax)が大幅に向上していることがわかった。これに加え、第三熱処理後の密度が参考例より向上していることにより、高いBrと(BH)maxが得られた。またこのときの密度は6.66g/cm3であった。 As shown in Table 9, the sample I1 having a density at the start of the second heat treatment of 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less has a degree of orientation (B r as compared with the reference example (I0)). / J max ) was found to be significantly improved. In addition, high Br and (BH) max were obtained because the density after the third heat treatment was higher than that of the reference example. The density at this time was 6.66 g / cm 3 .

Figure 2013207008
Figure 2013207008

(実験例10)
実験例1におけるサンプルA0(参考例)、A2(実施例)、A3(実施例)、A6(比較例)と同一条件で作製した磁石を超硬合金製の金型に装入し、800℃まで昇温した後、50MPaの圧力を付与した状態で20分保持してホットプレスを行ない、密度が7.4g/cm3以上になるように緻密化した。
(Experimental example 10)
A magnet produced under the same conditions as Samples A0 (Reference Example), A2 (Example), A3 (Example), and A6 (Comparative Example) in Experimental Example 1 was placed in a cemented carbide mold, and 800 ° C. After the temperature was raised to 50 MPa, it was held for 20 minutes in a state where a pressure of 50 MPa was applied, and hot pressing was performed, so that the density was increased to 7.4 g / cm 3 or more.

得られたサンプルについて実験例1と同じ方法で密度および磁気特性を測定した。測定で得られた残留磁束密度(Br)、配向度(Br/Jmax)、最大磁気エネルギー積((BH)max)を表10に示す。 The density and magnetic properties of the obtained sample were measured by the same method as in Experimental Example 1. Table 10 shows the residual magnetic flux density (B r ), orientation degree (B r / J max ), and maximum magnetic energy product ((BH) max ) obtained by the measurement.

表1で示したように、第二熱処理時の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となっていたために第三熱処理後の配向度が向上したサンプルA2、A3では、表10に示すように、参考例(A0)と比べてホットプレス後の配向度(Br/Jmax)も大幅に向上しており、これにともなって高いBrが得られた。一方、第二熱処理時の密度が5.7g/cm3未満であったサンプルA6では、参考例(A0)と同等の配向度およびBrしか得られなかった。 As shown in Table 1, in the samples A2 and A3 in which the degree of orientation after the third heat treatment was improved because the density during the second heat treatment was 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less, As shown in Table 10, the degree of orientation (B r / J max ) after hot pressing was significantly improved as compared with Reference Example (A0), and accordingly, a high Br was obtained. On the other hand, in sample A6 in which the density during the second heat treatment was less than 5.7 g / cm 3 , only the degree of orientation and Br equivalent to those in Reference Example (A0) were obtained.

Figure 2013207008
Figure 2013207008

本発明により作製された磁石は、従来の多孔質磁石に比べて高い配向度および残留磁束密度を有するため、これらの特性が求められる様々な用途に好適に用いられる。   Since the magnet produced by the present invention has a higher degree of orientation and residual magnetic flux density than conventional porous magnets, it is suitably used for various applications that require these characteristics.

10 多孔体
27 金型(ダイ)
28a 上パンチ
28b 下パンチ
30a 駆動部
30b 駆動部
26 チャンバ
10 Porous body 27 Mold (die)
28a Upper punch 28b Lower punch 30a Driving unit 30b Driving unit 26 Chamber

Claims (5)

50%体積中心粒径(D50)が1μm以上10μm未満であり、R214B相を含むR−T−B系合金(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)の粉末を用意する工程と、
前記粉末を磁界中で成型することにより、3.5g/cm3以上5.2g/cm3以下の密度で磁気的に異方性を有する成型体を作製する工程と、
前記成型体を真空またはアルゴン雰囲気中で加熱保持することにより、前記成型体の焼結を進行させる第一熱処理工程と、
前記第一熱処理工程よりも後に、前記成型体を650℃以上950℃以下でかつ前記第一熱処理工程の温度よりも低い温度で水素または水素と不活性ガスの混合雰囲気に保持することにより、水素化および不均化反応を進行させる第二熱処理工程と、
前記第二熱処理工程よりも後に、前記成型体を650℃以上950℃以下の真空または不活性ガス雰囲気に保持することにより、脱水素および再結合反応を進行させ、多孔体を形成する第三熱処理工程と、
を含み、
前記第二熱処理工程の開始時の前記成型体の密度が5.7g/cm3以上6.4g/cm3以下となるように、前記第一熱処理工程によって前記成型体の焼結を進行させる、R−T−B系永久磁石の製造方法。
An RTB-based alloy having a 50% volume center particle size (D 50 ) of 1 μm or more and less than 10 μm and containing an R 2 T 14 B phase (R is a rare earth element containing 50 atomic% or more of Nd and / or Pr, T is a step of preparing a powder of Fe or Fe and Co);
Forming a molded body having magnetic anisotropy at a density of 3.5 g / cm 3 or more and 5.2 g / cm 3 or less by molding the powder in a magnetic field;
A first heat treatment step of proceeding sintering of the molded body by heating and holding the molded body in a vacuum or argon atmosphere;
After the first heat treatment step, the molded body is maintained in a mixed atmosphere of hydrogen or hydrogen and an inert gas at a temperature of 650 ° C. or more and 950 ° C. or less and lower than the temperature of the first heat treatment step. A second heat treatment step for promoting the dissociation and disproportionation reactions;
After the second heat treatment step, the molded body is held in a vacuum of 650 ° C. or higher and 950 ° C. or lower or an inert gas atmosphere to advance dehydrogenation and recombination reaction to form a porous body. Process,
Including
The sintering of the molded body is advanced by the first heat treatment process so that the density of the molded body at the start of the second heat treatment process is 5.7 g / cm 3 or more and 6.4 g / cm 3 or less. Manufacturing method of RTB-based permanent magnet.
前記第三熱処理後の前記多孔体の密度が6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下である、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。 The density of the third heat treatment after the porous body is not more than 6.0 g / cm 3 or more 6.8 g / cm 3, the manufacturing method of the R-T-B-based permanent magnet according to claim 1. 前記第一熱処理工程は、温度が875℃以上1020℃以下、保持時間が1分以上10時間以下である、請求項1または2に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   3. The method for producing an R—T—B system permanent magnet according to claim 1, wherein the first heat treatment step has a temperature of 875 ° C. or more and 1020 ° C. or less and a holding time of 1 minute or more and 10 hours or less. 前記多孔体に対してさらに500℃以上900℃以下の温度で熱間成型することにより、密度が7.4g/cm3以上になるまで緻密化する、請求項1から3の何れかに記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。 It densifies until it becomes a density of 7.4 g / cm 3 or more by carrying out hot forming at a temperature of 500 ° C. or more and 900 ° C. or less with respect to the porous body. Manufacturing method of RTB-based permanent magnet. 請求項1の製法によって作製され、密度が6.0g/cm3以上6.8g/cm3以下であるR−T−B系永久磁石。 An RTB-based permanent magnet produced by the manufacturing method according to claim 1 and having a density of 6.0 g / cm 3 or more and 6.8 g / cm 3 or less.
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