JP2014017480A - GRAIN BOUNDARY MODIFICATION METHOD OF Nd-Fe-B-BASED MAGNET - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an Nd-Fe-B-based magnet having enhanced coercive force.SOLUTION: Under existence of calcium vapor, an Nd-Fe-B-based magnet, and a halide, oxide or acid halide of at least one kind of metal, selected from a group consisting of praseodymium (Pe), dysprosium (Dy), terbium (Tb) and holmium (Ho), is heat treated and reduction of the metal is accelerated, thus causing grain boundary diffusion of the metal from the surface of the Nd-Fe-B-based magnet to the inside thereof, in the grain boundary modification method of Nd-Fe-B-based magnet.

Description

本発明は、Nd−Fe−B系磁石の粒界改質方法に関する。詳細には、本発明は、Nd−Fe−B系磁石の結晶粒界相に特定の重希土類金属元素を磁石表面から拡散浸透させて粒界改質した、保磁力に優れた高性能磁石(高保磁力磁石)の製造方法に関する。   The present invention relates to a grain boundary modification method for Nd—Fe—B magnets. Specifically, the present invention relates to a high-performance magnet having excellent coercive force, in which a specific heavy rare earth metal element is diffused and infiltrated into a crystal grain boundary phase of an Nd—Fe—B-based magnet from the magnet surface. The present invention relates to a manufacturing method of a high coercivity magnet.

従来、モータ等に使用される磁石成形体としては、永久磁石であるフェライト磁石が主に用いられてきた。しかし、近年、モータの高性能化・小型化に呼応して、より磁石特性に優れる希土類磁石の使用量が増加している。   Conventionally, ferrite magnets, which are permanent magnets, have been mainly used as magnet molded bodies used for motors and the like. However, in recent years, the amount of rare earth magnets having more excellent magnetic properties has been increased in response to higher performance and smaller motors.

希土類磁石、特に希土類元素−鉄−ホウ素系磁石は、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ(VCM)や磁気断層撮影装置(MRI)の磁気回路などに広く使用されており、近年は電気自動車の駆動モータにも応用範囲が拡大している。特に、自動車用途には耐熱性が要求され、150〜200℃の環境温度における高温減磁を避けるために高い磁気特性(保磁力)を有する磁石が求められている。   Rare earth magnets, especially rare earth element-iron-boron magnets, are widely used in voice coil motors (VCM) of hard disk drives and magnetic circuits of magnetic tomography apparatuses (MRI). Recently, they are used as drive motors for electric vehicles. The application range is also expanding. In particular, heat resistance is required for automobile applications, and a magnet having high magnetic properties (coercive force) is required to avoid high temperature demagnetization at an environmental temperature of 150 to 200 ° C.

Nd−Fe−B系の焼結磁石は、Nd2Fe14B化合物主相をNdリッチな粒界相が取り囲んだ微細構造を有し、これら主相及び粒界相の成分組成やサイズなどが磁石の保磁力の発現に重要な役割を担っている。一般的な焼結磁石においては、Nd2Fe14B化合物より異方性磁界の大きなDy2Fe14BまたはTb2Fe14B化合物の磁気的性質を利用して、磁石合金中にDyやTbを数重量%〜十重量%程度含有させることによって高い保磁力を実現している。しかし、DyやTbの含有量の増加につれて飽和磁化の急激な減少を招いて最大エネルギー積((BH)max)と残留磁束密度(Br)を低下させる問題があった。また、DyやTbは希少資源であり、且つNdと比較して数倍の高価な金属であるために、その使用量を節減する必要があった。 The Nd—Fe—B based sintered magnet has a fine structure in which the Nd 2 Fe 14 B compound main phase is surrounded by an Nd-rich grain boundary phase, and the component composition and size of the main phase and the grain boundary phase are It plays an important role in developing the coercivity of the magnet. In general sintered magnets, the magnetic properties of Dy 2 Fe 14 B or Tb 2 Fe 14 B compounds, which have a larger anisotropic magnetic field than Nd 2 Fe 14 B compounds, are used to incorporate Dy and Tb in magnet alloys. High coercive force is realized by containing about several weight percent to about 10 weight percent. However, as the content of Dy and Tb increases, there is a problem that the saturation magnetization is suddenly decreased to reduce the maximum energy product ((BH) max ) and the residual magnetic flux density (Br). Further, since Dy and Tb are rare resources and are several times more expensive than Nd, it is necessary to reduce the amount of use.

上記課題を解決することを目的として、重希土類金属供給源を、Ca還元剤を用いて常圧下で高温で加熱して重希土類金属に還元させると同時に、該金属成分をNd−Fe−B系磁石内部の粒界相に選択的に拡散浸透させる方法が提案された(特許文献1)。この方法によると、Nd−Fe−B系磁石において、主相を取り囲む結晶粒界相中にDyやTbなどを高濃度に存在させること、すなわち粒界改質により残留磁束密度を低下させずに保磁力を効果的に増加させることができることが記載される。   In order to solve the above-mentioned problems, a heavy rare earth metal source is heated to high temperature under normal pressure using a Ca reducing agent to reduce it to a heavy rare earth metal, and at the same time, the metal component is reduced to Nd-Fe-B system. A method of selectively diffusing and penetrating the grain boundary phase inside the magnet has been proposed (Patent Document 1). According to this method, in a Nd-Fe-B magnet, the presence of Dy, Tb, etc. in a high concentration in the grain boundary phase surrounding the main phase, that is, without reducing the residual magnetic flux density by grain boundary modification. It is described that the coercivity can be increased effectively.

国際公開第2006/064848号International Publication No. 2006/064848

しかしながら、上記特許文献1に記載の方法により得られるNd−Fe−B系磁石の保磁力は十分とはいえず、より保磁力の向上が求められている。   However, the coercivity of the Nd—Fe—B magnet obtained by the method described in Patent Document 1 is not sufficient, and further improvement in coercivity is required.

したがって、本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、保磁力が向上したNd−Fe−B系磁石を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an Nd—Fe—B based magnet with improved coercive force.

本発明者らは、上記の問題を解決すべく、鋭意研究を行った結果、Ca蒸気の存在下で、Nd−Fe−B系磁石及び重希土類金属元素供給源を加熱処理することによって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have conducted the above-mentioned problem by heat-treating the Nd—Fe—B magnet and the heavy rare earth metal element supply source in the presence of Ca vapor. The present invention has been completed.

本発明の方法によれば、Nd−Fe−B系磁石の粒界相に所望の重希土類金属を高濃度に存在させることができるため、保磁力の高いNd−Fe−B系磁石が得られる。   According to the method of the present invention, since a desired heavy rare earth metal can be present at a high concentration in the grain boundary phase of the Nd—Fe—B magnet, an Nd—Fe—B magnet having a high coercive force can be obtained. .

本発明に係るNd−Fe−B系磁石の断面の結晶組織を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the crystal structure of the cross section of the Nd-Fe-B type magnet which concerns on this invention. 従来のNd−Fe−B系磁石の断面の結晶組織を概略的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows roughly the crystal structure of the cross section of the conventional Nd-Fe-B type magnet. 実施例6の磁石のEPMA画像におけるTb元素の分布状況を示すカラー写真である。It is a color photograph which shows the distribution condition of Tb element in the EPMA image of the magnet of Example 6. 実施例1〜3並びに比較例1〜3及び4〜6における、加熱処理温度と保磁力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between heat processing temperature and coercive force in Examples 1-3 and Comparative Examples 1-3 and 4-6. 実施例4〜6並びに比較例7〜9及び10〜12における、加熱処理温度と保磁力との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between heat processing temperature and coercive force in Examples 4-6 and Comparative Examples 7-9 and 10-12. 合成例のAl−Ca合金のXRDパターンを示す図である。It is a figure which shows the XRD pattern of the Al-Ca alloy of a synthesis example. 実施例7〜8の高保持磁石(7)及び(8)ならびに元磁石のB−H減磁曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the BH demagnetization curve of the high retention magnets (7) and (8) of Examples 7-8, and an original magnet.

本発明は、Nd−Fe−B系磁石の粒界改質方法に関する。本発明の方法では、カルシウム蒸気の存在下で、Nd−Fe−B系磁石、ならびにPr、Dy、Tb及びHoからなる群より選択される少なくとも一種の金属のハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物を加熱処理する。この加熱処理により、前記金属を前記Nd−Fe−B系磁石の表層から内部に粒界拡散させる。なお、以下では、「Pr、Dy、Tb及びHoからなる群より選択される少なくとも一種の金属のハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物」を、一括して、「重希土類金属源」とも称する。同様にして、以下では、「Nd−Fe−B系磁石」を単に「磁石」とも称する。   The present invention relates to a grain boundary modification method for Nd—Fe—B magnets. In the method of the present invention, in the presence of calcium vapor, a halide, oxide or acid halide of an Nd-Fe-B magnet and at least one metal selected from the group consisting of Pr, Dy, Tb and Ho Heat treatment. By this heat treatment, the metal is diffused into the grain boundary from the surface layer of the Nd—Fe—B magnet. Hereinafter, “a halide, oxide or acid halide of at least one metal selected from the group consisting of Pr, Dy, Tb, and Ho” will be collectively referred to as a “heavy rare earth metal source”. Similarly, hereinafter, the “Nd—Fe—B magnet” is also simply referred to as “magnet”.

上記特許文献1では、固相還元法、液相還元法または溶融塩電解還元法によって、重希土類金属元素に還元させると共に、該金属成分を磁石の表面から内部の粒界相に選択的に拡散浸透させている。しかし、上記方法、特に固相還元法や液相還元法では、均一に還元剤を分布させにくいため、効果的に保磁力を増加することが困難である。また、所望の金属成分の粒界相への拡散浸透量が少なく、十分な保磁力を達成できず、また、バラツキが生じるという問題もある。   In the above-mentioned Patent Document 1, a heavy rare earth metal element is reduced by a solid phase reduction method, a liquid phase reduction method, or a molten salt electrolytic reduction method, and the metal component is selectively diffused from the surface of the magnet to the internal grain boundary phase. It penetrates. However, in the above method, particularly the solid phase reduction method or the liquid phase reduction method, it is difficult to uniformly distribute the reducing agent, and it is difficult to effectively increase the coercive force. In addition, there is a problem that the amount of diffusion and penetration of the desired metal component into the grain boundary phase is small, a sufficient coercive force cannot be achieved, and variations occur.

これに対して、本発明の方法では、カルシウム蒸気(Ca蒸気)の存在下で、磁石及び重希土類金属源を加熱処理して、重希土類金属源を重希土類金属(例えば、DyF3をDy)に還元する。Ca蒸気は、Caが固体あるいは液体状態である場合に比して、重希土類金属成分を磁石内部により効率的に拡散させることができる。ゆえに、重希土類金属の磁石内部への拡散が促進し、より高い濃度の重希土類金属が磁石の表層から内部に粒界拡散でき、高温での減磁を抑制・防止して、保磁力(Hcj)を向上できる。 On the other hand, in the method of the present invention, the magnet and the heavy rare earth metal source are heat-treated in the presence of calcium vapor (Ca vapor) to convert the heavy rare earth metal source to the heavy rare earth metal (for example, DyF 3 is Dy). To reduce. Ca vapor can diffuse the heavy rare earth metal component more efficiently inside the magnet than when Ca is in a solid or liquid state. Therefore, diffusion of heavy rare earth metal into the magnet is promoted, and a higher concentration of heavy rare earth metal can diffuse from the surface of the magnet into the grain boundary, thereby suppressing / preventing demagnetization at high temperature and reducing the coercive force (Hcj ) Can be improved.

また、Ca蒸気は、Caが固体あるいは液体状態である場合に比して、Nd−Fe−B系磁石及び重希土類金属源と均一にかつ効率的に接触する。ゆえに、Ca蒸気による還元反応が磁石で均一かつ効率的に起こる。したがって、本発明の方法により得られる磁石は、より高い保磁力(Hcj)を発揮でき、また、そのバラツキも小さい。上記に加えて、本発明の方法では、磁石の残留磁束密度(Br)の低下を回避できる。   Further, the Ca vapor comes into uniform and efficient contact with the Nd—Fe—B magnet and the heavy rare earth metal source as compared with the case where Ca is in a solid or liquid state. Therefore, the reduction reaction by Ca vapor occurs uniformly and efficiently in the magnet. Therefore, the magnet obtained by the method of the present invention can exhibit a higher coercive force (Hcj) and its variation is small. In addition to the above, the method of the present invention can avoid a decrease in the residual magnetic flux density (Br) of the magnet.

ここで、本発明による拡散浸透(粒界拡散)処理により磁気特性を向上できる(保磁力を高め、残留磁束密度低下を低減する)メカニズムは、以下のように説明される。なお、本発明は、下記メカニズムに限定されない。一般のNd−Fe−B系磁石の内部は、大きさ約3〜10ミクロンのNd2Fe14B主結晶の周囲を粒界相(およそ10〜100ナノメートルの厚さで、主にNd,Fe,Oから構成されてNdリッチ相と呼称されている)が取り囲んだ構造をしている。Ca蒸気による重希土類金属源の還元によって、重希土類金属元素が磁石表面に還元析出し、さらに磁石内部にまで均一に拡散浸透する。このように重希土類金属が主結晶及び粒界相、特に粒界相に均等に分散することにより、逆磁区の発生源となりやすい結晶粒界や磁石表面層を清浄化して磁気を強化し、磁石の保磁力を増加できる。また、還元過程で、重希土類金属元素は、Nd2Fe14B主結晶のNdとほとんど置換せずに結晶粒界相に選択的に富化した構造を形成して、粒界改質を行うことが可能である。さらに、上記還元工程では、重希土類金属源(例えば、Dy23)はCa成分(還元剤)と反応して重希土類金属に還元されるが、磁石を構成するNd−Fe−B成分とは還元反応をほとんど生じない。このため、残留磁束密度(残留磁化)の低下を抑制でき、高いエネルギー積(最大エネルギー積)を達成できる。また、磁石は、損傷を受けることがほとんどないまたは全くない。 Here, the mechanism by which the magnetic properties can be improved by the diffusion permeation (grain boundary diffusion) treatment according to the present invention (increasing the coercive force and reducing the decrease in residual magnetic flux density) will be described as follows. The present invention is not limited to the following mechanism. The inside of a general Nd—Fe—B based magnet has a grain boundary phase (approximately 10 to 100 nanometers thick, mainly Nd, around the main crystal of Nd 2 Fe 14 B having a size of about 3 to 10 microns. It is composed of Fe and O and is called an Nd-rich phase). By the reduction of the heavy rare earth metal source by the Ca vapor, the heavy rare earth metal element is reduced and deposited on the magnet surface, and further diffuses and penetrates evenly into the magnet. In this way, the heavy rare earth metal is uniformly dispersed in the main crystal and the grain boundary phase, particularly the grain boundary phase, thereby cleaning the crystal grain boundary and the magnet surface layer, which are likely to be the source of reverse magnetic domains, and strengthening the magnetism. The coercive force of can be increased. Further, in the reduction process, the heavy rare earth metal element forms a structure selectively enriched in the grain boundary phase without substantially replacing Nd of the Nd 2 Fe 14 B main crystal, and performs grain boundary modification. It is possible. Furthermore, in the reduction step, the heavy rare earth metal source (for example, Dy 2 O 3 ) reacts with the Ca component (reducing agent) and is reduced to the heavy rare earth metal, but the Nd—Fe—B component constituting the magnet and Produces little reduction reaction. For this reason, the fall of a residual magnetic flux density (residual magnetization) can be suppressed, and a high energy product (maximum energy product) can be achieved. Also, the magnet is hardly damaged or not at all.

したがって、本発明に係る磁石は、耐熱性を必要とする車駆動用モータなどにも好適に使用できる。また、少量の重希土類金属で従来の焼結磁石並みまたはそれ以上の保磁力を得ることができ、希少な資源問題の解決にも寄与できる。   Therefore, the magnet according to the present invention can be suitably used for a vehicle driving motor that requires heat resistance. Moreover, a coercive force equivalent to or higher than that of a conventional sintered magnet can be obtained with a small amount of heavy rare earth metal, which can contribute to solving a rare resource problem.

以下、本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below.

本発明で対象とするNd−Fe−B系磁石は、焼結磁石である。Nd−Fe−B系焼結磁石は、Nd2Fe14B主相結晶をNdリッチな結晶粒界相が取り囲んだ結晶組織を有し、典型的な核発生型の保磁力機構を示す。このため、本発明による保磁力増加の効果がより有効に発揮されうる。 The Nd—Fe—B based magnet targeted in the present invention is a sintered magnet. The Nd—Fe—B based sintered magnet has a crystal structure in which a Nd 2 Fe 14 B main phase crystal is surrounded by an Nd-rich grain boundary phase, and exhibits a typical nucleation type coercive force mechanism. For this reason, the effect of increasing the coercive force according to the present invention can be more effectively exhibited.

Nd−Fe−B系磁石の製造方法は、特に制限されず、公知の方法と同様にしてあるいは適宜修飾して適用できる。以下に、Nd−Fe−B系磁石の製造方法の好ましい実施形態を記載するが、本発明は下記に限定されない。すなわち、焼結磁石は、原料合金を数ミクロンに粉砕して成形、焼結して形成される。Nd−Fe−B系焼結磁石では、Nd量をNd2Fe14B組成(=27.5重量% Nd)より多くすると粒界相が形成される。しかし、焼結過程での酸化なども考慮すると、磁石の全重量に対して、29〜30重量%のNdが実用的なNd組成である。一般的な焼結磁石では、PrやYなどが不純物としてあるいはコスト低減のために含まれる。このため、全希土類金属元素の含有量は、磁石の全重量に対して、28〜35重量%程度であれば、磁気特性の向上効果が認められる。ここで、全希土類金属元素の含有量が35重量%以下であれば、適度な粒界相が形成され、保磁力および磁束密度を担うNd2Fe14B主相の割合が適度にバランスされて、実用的な残留磁束密度や最大エネルギー積が得られる。 The production method of the Nd—Fe—B magnet is not particularly limited, and can be applied in the same manner as known methods or appropriately modified. Although preferable embodiment of the manufacturing method of a Nd-Fe-B type magnet is described below, this invention is not limited to the following. That is, the sintered magnet is formed by pulverizing a raw material alloy into several microns, forming and sintering. In the Nd—Fe—B based sintered magnet, a grain boundary phase is formed when the amount of Nd is larger than the Nd 2 Fe 14 B composition (= 27.5 wt% Nd). However, considering oxidation in the sintering process, 29 to 30% by weight of Nd is a practical Nd composition with respect to the total weight of the magnet. In a general sintered magnet, Pr, Y, etc. are included as impurities or for cost reduction. For this reason, if the content of the total rare earth metal element is about 28 to 35% by weight with respect to the total weight of the magnet, an effect of improving the magnetic properties is recognized. Here, if the content of the total rare earth metal elements is 35% by weight or less, an appropriate grain boundary phase is formed, and the proportion of the Nd 2 Fe 14 B main phase that bears the coercive force and the magnetic flux density is appropriately balanced. Practical residual magnetic flux density and maximum energy product can be obtained.

本発明の方法は、Nd2Fe14B主相結晶を粒界相で取り囲む結晶組織をもつ磁石すべてに適用されうる。このため、Nd−Fe−B形成成分のみならず、その他の付加的成分、例えば、温度特性の改善用のCo、微細で均一な結晶組織を形成するためのAlやCuなどが添加されていてもよい。また、本発明の方法は、元とする磁石の磁気特性や、Nd以外の他の希土類金属元素の添加量には本質的に影響されない。このため、予め重希土類金属を焼結原料に加えて焼結して製造される、主相及び粒界相に重希土類金属元素を含む焼結磁石(高性能焼結磁石)を使用してもよい。ここで、重希土類金属元素の含有量は、特に制限されないが、重希土類金属元素の合計含有量が、磁石の全重量に対して、0.2重量%以上10重量%以下程度であることが好ましい。このような範囲であれば、本発明の方法により高性能焼結磁石に対しても保磁力の効果的な向上をもたらすことができる。 The method of the present invention can be applied to all magnets having a crystal structure surrounding a Nd 2 Fe 14 B main phase crystal with a grain boundary phase. For this reason, not only the Nd—Fe—B forming component but also other additional components such as Co for improving temperature characteristics, Al and Cu for forming a fine and uniform crystal structure are added. Also good. In addition, the method of the present invention is essentially unaffected by the magnetic properties of the original magnet and the amount of rare earth metal elements other than Nd added. For this reason, even if a sintered magnet (high performance sintered magnet) containing heavy rare earth metal elements in the main phase and the grain boundary phase, which is manufactured by adding heavy rare earth metal to the sintering raw material in advance, is used. Good. Here, the content of the heavy rare earth metal element is not particularly limited, but the total content of the heavy rare earth metal element is about 0.2% by weight to 10% by weight with respect to the total weight of the magnet. preferable. Within such a range, the coercive force can be effectively improved even for a high-performance sintered magnet by the method of the present invention.

本発明では、プラセオジム(Pr)、ジスプロシウム(Dy)、テルビウム(Tb)およびホルミウム(Ho)からなる群より選択される少なくとも一種の金属のハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物を重希土類金属源として用いる。すなわち、Pr,Dy,Tb,Hoから選ばれる重希土類金属(元素)が磁石表面に供給されて磁石内部に拡散浸透する。これらの重希土類金属源は、安定なために空気中で容易に取り扱いができるため、大気中での取り扱いが可能である。また、Ca蒸気による還元後はそれぞれ酸化カルシウム(CaO)やカルシウムのハロゲン化物(例えば、CaF2)が生成するが、これらは磁石体の表面から容易に分離が可能である。加えて、上記重希土類金属(元素)は、Nd−Fe−B系磁石を構成するNdより磁気異方性が大きく、磁石内部の主相を取り囲むNdリッチ相等に容易に拡散浸透する。このため、これらの重希土類金属をNd−Fe−B系磁石表面に還元析出させると同時に磁石表面から内部の結晶粒界に拡散浸透させることにより、保磁力を有意に向上できる。なお、上記重希土類金属源(重希土類金属)は、単独で使用されてもあるいは2種以上の混合物の形態で使用されてもよい。後者の場合、重希土類金属源(重希土類金属)は、それぞれが別個に存在してもあるいは複合(合金化)した形態で存在してもよい。これらのうち、Dy、TbおよびHoのハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物が好ましく、DyおよびTbのハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物が好ましい。特に、Dy2Fe14B及びTb2Fe14B化合物の異方性磁界は、Nd2Fe14Bと比べて、それぞれおよそ2倍と3倍であることから、Dy、Tb元素は保磁力増加の効果が大きいため、特に好ましい。 In the present invention, at least one metal halide, oxide or acid halide selected from the group consisting of praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), terbium (Tb) and holmium (Ho) is used as a heavy rare earth metal source. Use. That is, a heavy rare earth metal (element) selected from Pr, Dy, Tb, and Ho is supplied to the magnet surface and diffuses and penetrates into the magnet. Since these heavy rare earth metal sources are stable and can be easily handled in the air, they can be handled in the atmosphere. In addition, calcium oxide (CaO) and calcium halide (for example, CaF 2 ) are produced after reduction with Ca vapor, but these can be easily separated from the surface of the magnet body. In addition, the heavy rare earth metal (element) has a larger magnetic anisotropy than Nd constituting the Nd—Fe—B type magnet, and easily diffuses and penetrates into the Nd rich phase surrounding the main phase inside the magnet. For this reason, the coercive force can be significantly improved by reducing and precipitating these heavy rare earth metals on the surface of the Nd—Fe—B system magnet and simultaneously diffusing and penetrating from the magnet surface to the internal grain boundary. The heavy rare earth metal source (heavy rare earth metal) may be used alone or in the form of a mixture of two or more. In the latter case, the heavy rare earth metal source (heavy rare earth metal) may be present separately or in a composite (alloyed) form. Of these, halides, oxides or acid halides of Dy, Tb and Ho are preferred, and halides, oxides or acid halides of Dy and Tb are preferred. In particular, the anisotropic magnetic fields of Dy 2 Fe 14 B and Tb 2 Fe 14 B compounds are approximately twice and three times that of Nd 2 Fe 14 B, respectively. Is particularly preferable because of the large effect.

ここで、ハロゲン化物としては、上記重希土類金属の、フッ化物、塩化物、臭化物、ヨウ化物が挙げられる。これらのうち、保磁力増加効果、取り扱いやすさなどを考慮すると、上記重希土類金属のフッ化物、塩化物が好ましく、安全性を考慮すると、フッ化物がより好ましい。また、酸ハロゲン化物(ハロゲンオキソ酸塩)としては、上記重希土類金属の、酸フッ化物、酸塩化物、酸臭化物、酸ヨウ化物が挙げられる。これらのうち、保磁力増加効果、取り扱いやすさ、安全性などを考慮すると、上記重希土類金属の酸フッ化物が好ましい。   Here, examples of the halide include fluorides, chlorides, bromides, and iodides of the above heavy rare earth metals. Of these, fluorides and chlorides of the above-mentioned heavy rare earth metals are preferable when considering the coercive force increasing effect and ease of handling, and fluorides are more preferable when considering safety. Examples of the acid halide (halogen oxoacid salt) include acid fluorides, acid chlorides, acid bromides, and acid iodides of the above heavy rare earth metals. Among these, the oxyfluoride of the heavy rare earth metal is preferable in consideration of the coercive force increasing effect, ease of handling, safety, and the like.

本発明では、Ca蒸気の存在下で磁石及び重希土類金属源を加熱処理する。ここで、Ca蒸気を使用しないと、重希土類金属源が高温で磁石表面のNd成分とも反応して、Ndと結合することにより還元される。このため、磁石表面層の一部がNd欠損状態となって軟磁性の相(例えば、α−Fe相、DyFe2相)が副生し、保磁力が低下する。 In the present invention, the magnet and the heavy rare earth metal source are heat-treated in the presence of Ca vapor. Here, if Ca vapor is not used, the heavy rare earth metal source reacts with the Nd component on the magnet surface at a high temperature and is reduced by binding to Nd. For this reason, a part of the magnet surface layer becomes an Nd deficient state, and a soft magnetic phase (for example, α-Fe phase, DyFe 2 phase) is produced as a by-product, and the coercive force is reduced.

また、従来では、Caは、空気中、特に高温での活性の理由により、Ca蒸気を磁石での重希土類金属源の還元に使用されなかった。   Conventionally, Ca has not been used for reduction of heavy rare earth metal sources with magnets due to its activity in air, particularly at high temperatures.

ここで、Ca蒸気の生成方法は、特に制限されないが、Ca蒸気源を減圧下に保持することによって生成する。なお、常圧下では、高温条件下であっても、Ca蒸気が生成することはほとんどないまたは全くない。すなわち、Ca蒸気源を減圧下に保持することによって、Ca蒸気は生成する。また、Ca蒸気源は、減圧下でCa蒸気を生成するものであれば特に制限されないが、カルシウム(Ca金属単体)、水素化カルシウム(CaH2)などが挙げられる。保磁力増加効果、取り扱いやすさなどを考慮すると、カルシウムが好ましい。なお、カルシウムや水素化カルシウム(CaH2)による重希土類金属源の還元反応を以下に示す。すなわち、重希土類金属源としてテルビウムのフッ化物(TbF3)またはジスプロシウムの酸化物(Dy23)を使用する場合で、下記反応式1(Caの場合)および反応式2(CaH2の場合)として示す。 Here, although the production | generation method of Ca vapor | steam is not restrict | limited in particular, it produces | generates by hold | maintaining Ca vapor | steam source under pressure reduction. Note that, under normal pressure, there is little or no Ca vapor generation even under high temperature conditions. That is, Ca vapor is generated by holding the Ca vapor source under reduced pressure. The Ca vapor source is not particularly limited as long as it generates Ca vapor under reduced pressure, and examples thereof include calcium (Ca metal simple substance) and calcium hydride (CaH 2 ). Considering the coercive force increasing effect and ease of handling, calcium is preferable. The reduction reaction of the heavy rare earth metal source with calcium or calcium hydride (CaH 2 ) is shown below. That is, when terbium fluoride (TbF 3 ) or dysprosium oxide (Dy 2 O 3 ) is used as the heavy rare earth metal source, the following reaction formula 1 (in the case of Ca) and reaction formula 2 (in the case of CaH 2 ) ).

ここで、還元剤である水素化カルシウムは水分と反応しやすい(下記反応式3参照)。このため、水素化カルシウムを使用する場合には、その取り扱いや磁石表面への水素化カルシウムの塗布作業を、水分や酸素量が低くまたはゼロに管理されたグローブボックス内で実施することが好ましい。一方、カルシウムは、水分や酸素量の管理を必要とせず、量産する場合には、特に好適に使用できる。すなわち、カルシウム蒸気は、カルシウムまたは水素化カルシウム(CaH2)を減圧下に保持することにより生成されることが好ましく、カルシウムを減圧下に保持することにより生成されることがより好ましい。 Here, calcium hydride, which is a reducing agent, easily reacts with moisture (see the following reaction formula 3). For this reason, when using calcium hydride, it is preferable to handle and apply calcium hydride to the magnet surface in a glove box in which the amount of moisture and oxygen is controlled to be low or zero. On the other hand, calcium does not require management of moisture and oxygen amount, and can be used particularly suitably in mass production. That is, the calcium vapor is preferably generated by holding calcium or calcium hydride (CaH 2 ) under reduced pressure, and more preferably generated by holding calcium under reduced pressure.

または、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に含む形態(混合物)をCa蒸気源として使用することも好ましい。カルシウムおよび金属Aを含有する合金をCa蒸気源として使用することがより好ましい。ここで、「カルシウム含有材料」は、カルシウムを含む化合物であればいずれの形態であってもよい。同様にして、「金属Aを含有する材料」は、金属Aを含む化合物であればいずれの形態であってもよい。また、「カルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に含む形態」とは、カルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とが別の物質として存在することを意味し、カルシウム含有材料と金属Aを含有する材料との混合物などを包含する。   Alternatively, an alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or a form (mixture) separately including a calcium-containing material and a material containing metal A is a Ca vapor source. It is also preferable to use as. More preferably, an alloy containing calcium and metal A is used as the Ca vapor source. Here, the “calcium-containing material” may be in any form as long as it is a compound containing calcium. Similarly, the “material containing metal A” may be in any form as long as it is a compound containing metal A. In addition, “a form including a calcium-containing material and a material containing metal A separately” means that the calcium-containing material and the material containing metal A exist as separate substances, The mixture with the material containing the metal A is included.

上記金属Aは、カルシウムと同程度またはカルシウムより融点が低く、かつNd−Fe−B系磁石の粒界相より融点が低い金属であることが好ましい。すなわち、上記形態に加えて、カルシウム蒸気は、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に、減圧下に保持することにより生成され、この際、上記金属Aは、カルシウムと同程度またはカルシウムより融点が低く、かつNd−Fe−B系磁石の粒界相より融点が低い金属であることもまた好ましい。上述したように、一般のNd−Fe−B系磁石の内部は、Nd2Fe14B主結晶の周囲を粒界相が取り囲んだ構造をしている。ここで、カルシウムまたは水素化カルシウム(CaH2)を用いて形成された粒界相は、Nd2Fe14B化合物主相(融点:1000℃以上)に比して融点が低い。しかし、カルシウムやNd−Fe−B系磁石の粒界相より融点の低い金属Aを合金、複合体または別々の形態(例えば、混合物)(以下、単に「カルシウム供給源」とも称する)として添加することによって、粒界相の融点はさらに低下する。このため、このようなカルシウム供給源を用いてCa蒸気による重希土類金属源を還元することによって、重希土類金属源(例えば、Dy、Tb)が磁石表面により効率的に還元析出し、磁石内部にまでより均一に拡散浸透する。ゆえに、重希土類金属の磁石内部への拡散がより促進し、より高い濃度の重希土類金属が磁石の表層から内部に粒界拡散でき、高温での減磁を抑制・防止して、保磁力(Hcj)をさらに向上できる。上記に加えて、磁石の残留磁束密度(Br)の低下をより低減できる。また、金属Aの融点がカルシウムやNd−Fe−B系磁石の粒界相より融点の低い、すなわち、カルシウムと同程度に揮発し易い金属A(例えば、Al)をカルシウムと組み合わせて合金、複合体または混合物とすることで、金属Aが磁石の内部に混入する量を低減または0にでき、また、金属Aが磁石の内部に混入したとしても問題ないくらい、若干量となりうる。また、Al等金属Aが元来同磁石の添加成分である場合には、同時に粒界相の融点を低下させる効果もあるため、カルシウムによって還元された重希土類金属源(例えば、Dy、Tb)が磁石の深部粒界相まで効果的に拡散・導入できる。したがって、このようにして得られる磁石は、残留磁束密度や保磁力が大きく、B−H減磁曲線(J−H減磁曲線)の角型性に優れる(B−H極性(J−H曲線)が四角形に近い)。 The metal A is preferably a metal having the same melting point as that of calcium or a melting point lower than that of calcium and lower than that of the grain boundary phase of the Nd—Fe—B magnet. That is, in addition to the above form, calcium vapor separates an alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or a calcium-containing material and a material containing metal A separately. In this case, the metal A is a metal having the same melting point as that of calcium or having a melting point lower than that of calcium and lower than that of the grain boundary phase of the Nd—Fe—B magnet. It is also preferable. As described above, the inside of a general Nd—Fe—B based magnet has a structure in which the grain boundary phase surrounds the Nd 2 Fe 14 B main crystal. Here, the grain boundary phase formed using calcium or calcium hydride (CaH 2 ) has a lower melting point than the Nd 2 Fe 14 B compound main phase (melting point: 1000 ° C. or higher). However, calcium or a metal A having a melting point lower than the grain boundary phase of the Nd—Fe—B magnet is added as an alloy, a composite, or a separate form (for example, a mixture) (hereinafter, also simply referred to as “calcium source”). As a result, the melting point of the grain boundary phase further decreases. For this reason, by reducing the heavy rare earth metal source by Ca vapor using such a calcium supply source, the heavy rare earth metal source (for example, Dy, Tb) is efficiently reduced and deposited on the magnet surface, and is deposited inside the magnet. It spreads more uniformly until. Therefore, the diffusion of heavy rare earth metal into the magnet is further promoted, and a higher concentration of heavy rare earth metal can diffuse into the grain boundary from the surface of the magnet to the inside, suppressing and preventing demagnetization at high temperature, Hcj) can be further improved. In addition to the above, a decrease in the residual magnetic flux density (Br) of the magnet can be further reduced. Further, the melting point of the metal A is lower than that of calcium or the grain boundary phase of the Nd—Fe—B magnet, that is, the metal A (for example, Al), which is easily volatilized to the same degree as calcium, is combined with calcium to form an alloy or composite. By using a body or a mixture, the amount of the metal A mixed into the magnet can be reduced or reduced to zero, and the amount can be so small that there is no problem even if the metal A is mixed into the magnet. Further, when a metal A such as Al is originally an additive component of the magnet, it also has an effect of simultaneously lowering the melting point of the grain boundary phase, so that a heavy rare earth metal source reduced by calcium (for example, Dy, Tb) Can be effectively diffused and introduced to the deep grain boundary phase of the magnet. Therefore, the magnet thus obtained has a large residual magnetic flux density and coercive force, and is excellent in the squareness of the BH demagnetization curve (JH demagnetization curve) (BH polarity (JH curve). ) Is close to a square).

ここで、カルシウムと合金、複合体または混合物を形成する金属Aは、カルシウム(融点:842℃、沸点:1503℃)と同程度またはカルシウムより融点が低く、かつNd−Fe−B系磁石の粒界相より融点が低い金属(以下、「他の金属」とも称する)であることが好ましい。これにより、粒界相の融点をさらに低下させ、保磁力(Hcj)をさらに向上し、磁石の残留磁束密度(Br)の低下をより低減できる。また、金属Aが磁石の内部に混入する量を低減または0にできる。具体的には、アルミニウム(Al)(融点:660℃、沸点:2520℃)、亜鉛(Zn)(融点:約420℃、沸点:907℃)、アンチモン(Sb)(融点:約631℃、沸点:1587℃)、イッテルビウム(Yb)(融点:824℃、沸点:1196℃)、インジウム(In)(融点:約157℃、沸点:2072℃)、カドミウム(Cd)(融点:321℃、沸点:767℃)、ガリウム(Ga)(融点:約30℃、沸点:2208℃)、スズ(Sn)(融点:約232℃、沸点:2603℃)、ストロンチウム(Sr)(融点:777℃、沸点:1414℃)、セシウム(Cs)(融点:約28℃、沸点:658℃)、セリウム(Ce)(融点:799℃、沸点:3426℃)、セレン(Se)(融点:約220℃、沸点:約685℃)、タリウム(Tl)(融点:約304℃、沸点:1473℃)、テルル(Te)(融点:約450℃、沸点:991℃)、鉛(Pb)(融点:約328℃、沸点:1750℃)、ビスマス(Bi)(融点:約271℃、沸点:1561℃)などが挙げられる。他の金属の融点は、上記の条件に合致すれば特に制限されない。また、Ca蒸気及び他の金属蒸気が同時に形成しやすいこと、Ca蒸気の方が優先的に形成されることなどを考慮すると、沸点が、カルシウムの沸点(1503℃)より高いことが好ましい。上記点を考慮すると、他の金属は、アルミニウムが好ましい。   Here, the metal A that forms an alloy, composite, or mixture with calcium is approximately the same as calcium (melting point: 842 ° C., boiling point: 1503 ° C.) or has a melting point lower than that of calcium, and particles of Nd—Fe—B magnets. A metal having a melting point lower than that of the boundary phase (hereinafter also referred to as “other metal”) is preferable. Thereby, the melting point of the grain boundary phase can be further reduced, the coercive force (Hcj) can be further improved, and the decrease in the residual magnetic flux density (Br) of the magnet can be further reduced. Further, the amount of metal A mixed into the magnet can be reduced or zero. Specifically, aluminum (Al) (melting point: 660 ° C., boiling point: 2520 ° C.), zinc (Zn) (melting point: about 420 ° C., boiling point: 907 ° C.), antimony (Sb) (melting point: about 631 ° C., boiling point : 1587 ° C), ytterbium (Yb) (melting point: 824 ° C, boiling point: 1196 ° C), indium (In) (melting point: about 157 ° C, boiling point: 2072 ° C), cadmium (Cd) (melting point: 321 ° C, boiling point: 767 ° C.), gallium (Ga) (melting point: about 30 ° C., boiling point: 2208 ° C.), tin (Sn) (melting point: about 232 ° C., boiling point: 2603 ° C.), strontium (Sr) (melting point: 777 ° C., boiling point: 1414 ° C.), cesium (Cs) (melting point: about 28 ° C., boiling point: 658 ° C.), cerium (Ce) (melting point: 799 ° C., boiling point: 3426 ° C.), selenium (Se) (melting point: about 220 ° C., boiling point: About 6 5 ° C), thallium (Tl) (melting point: about 304 ° C, boiling point: 1473 ° C), tellurium (Te) (melting point: about 450 ° C, boiling point: 991 ° C), lead (Pb) (melting point: about 328 ° C, boiling point) : 1750 ° C.), bismuth (Bi) (melting point: about 271 ° C., boiling point: 1561 ° C.) and the like. The melting point of other metals is not particularly limited as long as the above conditions are met. In consideration of the fact that Ca vapor and other metal vapors are easily formed at the same time and that Ca vapor is preferentially formed, the boiling point is preferably higher than that of calcium (1503 ° C.). In consideration of the above points, the other metal is preferably aluminum.

カルシウム供給源は、カルシウム及び他の金属(金属A)を含有するものであれば、カルシウムより融点の高い金属を含んでも、あるいはカルシウムより融点の高い金属を含有材料をさらに含んでもよいが、重希土類金属(例えば、Dy,Tb)の磁石内部への均一な拡散浸透を考慮すると、カルシウムと他の金属(金属A)から構成されることが好ましい。また、カルシウム供給源がカルシウム合金である場合の、カルシウム合金の組成は、特に制限されないが、融点の低下効果を考慮すると、他の金属(金属A)がカルシウムより高い原子比であることが好ましい。なお、カルシウム合金は、原料に由来するその他の不可避的な不純物(不可避的な不純物元素)を含有することは許容される。この不可避的な不純物は、合金を構成する必須成分以外の不要と認められる成分であり、合金成分の原料や処理工程によって不可避的に混入する不純物である。上記不可避的な不純物の含有量は、通常合金に重大な影響を及ぼさない程度であれば特に制限されない。   As long as the calcium source contains calcium and another metal (metal A), the calcium source may contain a metal having a higher melting point than calcium or may further contain a material containing a metal having a higher melting point than calcium. In consideration of uniform diffusion and penetration of rare earth metal (for example, Dy, Tb) into the magnet, it is preferable that the rare earth metal is composed of calcium and another metal (metal A). In addition, the composition of the calcium alloy in the case where the calcium supply source is a calcium alloy is not particularly limited, but considering the effect of lowering the melting point, it is preferable that the other metal (metal A) has a higher atomic ratio than calcium. . Note that the calcium alloy is allowed to contain other inevitable impurities (inevitable impurity elements) derived from the raw materials. This inevitable impurity is a component that is recognized as unnecessary other than the essential components constituting the alloy, and is an impurity that is inevitably mixed in depending on the raw material of the alloy component and the processing step. The content of the inevitable impurities is not particularly limited as long as it does not have a significant influence on the normal alloy.

Ca蒸気を生成する際の、減圧度は、Ca蒸気が生成すれば特に制限されない。Ca蒸気生成の容易さ、操作性などを考慮すると、圧力が、1〜1×10-7Torrであることが好ましく、1×10-2〜1×10-7Torrであることがより好ましい。すなわち、カルシウム蒸気は、カルシウム、水素化カルシウム(CaH2)、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に、1〜1×10-7Torrの減圧下に保持することにより生成されることが好ましい。より好ましくは、カルシウム、水素化カルシウム(CaH2)、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に、1×10-2〜1×10-7Torrの減圧下に保持することにより、カルシウム蒸気を生成する。 The degree of pressure reduction when generating Ca vapor is not particularly limited as long as Ca vapor is generated. Ca steam production ease, when considering the operability, the pressure is preferably from 1 to 1 × 10 -7 Torr, and more preferably 1 × 10 -2 ~1 × 10 -7 Torr. That is, the calcium vapor contains calcium, calcium hydride (CaH 2 ), an alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or a calcium-containing material and metal A. It is preferably produced by keeping the material separately under reduced pressure of 1-1 × 10 −7 Torr. More preferably, calcium, calcium hydride (CaH 2 ), an alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or a material containing a calcium-containing material and metal A Are separately maintained under a reduced pressure of 1 × 10 −2 to 1 × 10 −7 Torr to generate calcium vapor.

Ca蒸気の存在下で、磁石及び重希土類金属源を加熱処理するが、この際、加熱処理工程はCa蒸気を生成した後またはCa蒸気を生成しながら行われうる。ここで、Ca蒸気を生成するためのカルシウム源(還元剤)の仕込み量は、重希土類金属源を十分還元できる量であれば特に制限されず、重希土類金属源やカルシウム源の種類によって適宜選択される。例えば、カルシウムをカルシウム源として、重希土類金属のハロゲン化物を重希土類金属源として使用する場合には、上記反応式で示されるように、化学量論的には、カルシウムは、重希土類金属のハロゲン化物1モルに対して、1.5モル必要となる。しかし、完全に還元するという観点から、カルシウムの仕込み量は、重希土類金属のハロゲン化物1モルに対して、1.5〜3モルであることが好ましい。カルシウムをカルシウム源として、重希土類金属の酸化物を重希土類金属源として使用する場合には、上記反応式で示されるように、化学量論的には、カルシウム源は、重希土類金属の酸化物1モルに対して、3モル必要となる。しかし、完全に還元するという観点から、カルシウムの仕込み量は、重希土類金属の酸化物1モルに対して、3〜5モルであることが好ましい。   The magnet and the heavy rare earth metal source are heat-treated in the presence of Ca vapor. At this time, the heat treatment step may be performed after the Ca vapor is generated or while the Ca vapor is generated. Here, the amount of calcium source (reducing agent) used to generate Ca vapor is not particularly limited as long as it can sufficiently reduce the heavy rare earth metal source, and is appropriately selected depending on the type of heavy rare earth metal source and calcium source. Is done. For example, when calcium is used as the calcium source and a heavy rare earth metal halide is used as the heavy rare earth metal source, as shown in the above reaction formula, stoichiometrically, calcium is a halogen of the heavy rare earth metal. 1.5 mol is required for 1 mol of the compound. However, from the viewpoint of complete reduction, the amount of calcium charged is preferably 1.5 to 3 moles with respect to 1 mole of heavy rare earth metal halide. When calcium is used as the calcium source and heavy rare earth metal oxide is used as the heavy rare earth metal source, as shown in the above reaction formula, stoichiometrically, the calcium source is the heavy rare earth metal oxide. Three moles are required for one mole. However, from the viewpoint of complete reduction, the amount of calcium charged is preferably 3 to 5 moles per mole of heavy rare earth metal oxide.

水素化カルシウムをカルシウム源として、重希土類金属のハロゲン化物を重希土類金属源として使用する場合には、上記反応式で示されるように、化学量論的には、水素化カルシウムは、重希土類金属のハロゲン化物と等モル必要である。しかし、完全に還元するという観点から、水素化カルシウムの仕込み量は、重希土類金属のハロゲン化物1モルに対して、1〜2モルであることが好ましい。水素化カルシウムをカルシウム源として、重希土類金属の酸化物を重希土類金属源として使用する場合には、上記反応式で示されるように、化学量論的には、水素化カルシウムは、重希土類金属の酸化物1モルに対して、3モル必要となる。しかし、完全に還元するという観点から、カルシウムの仕込み量は、重希土類金属の酸化物1モルに対して、3〜5モルであることが好ましい。

また、加熱処理工程は、磁石、重希土類金属源、及びカルシウム源を、カルシウム蒸気と反応しない金属材料で密閉した状態で行われることが好ましい。すなわち、磁石、重希土類金属源、及びカルシウム、水素化カルシウム(CaH2)、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料との混合物を、カルシウム蒸気と反応しない金属材料で密閉した状態で加熱処理を行うことがより好ましい。これにより、Ca蒸気が磁石周辺に留まり、重希土類金属源に効率よくいきわたる。このため、重希土類金属成分を磁石内部により効率的に拡散浸透させることができる。ゆえに、重希土類金属の磁石内部への拡散浸透が促進し、より高い濃度の重希土類金属が磁石の表層から内部に粒界拡散でき、保磁力をより向上できる。
When calcium hydride is used as a calcium source and a heavy rare earth metal halide is used as a heavy rare earth metal source, as shown in the above reaction formula, stoichiometrically, calcium hydride is a heavy rare earth metal. Must be equimolar with the halide. However, from the standpoint of complete reduction, the amount of calcium hydride charged is preferably 1 to 2 moles per mole of heavy rare earth metal halide. When calcium hydride is used as a calcium source and an oxide of heavy rare earth metal is used as a heavy rare earth metal source, as shown in the above reaction formula, stoichiometrically, calcium hydride is a heavy rare earth metal. 3 moles are required for 1 mole of the oxide. However, from the viewpoint of complete reduction, the amount of calcium charged is preferably 3 to 5 moles per mole of heavy rare earth metal oxide.

The heat treatment step is preferably performed in a state where the magnet, the heavy rare earth metal source, and the calcium source are sealed with a metal material that does not react with calcium vapor. That is, a magnet, a heavy rare earth metal source, and calcium, calcium hydride (CaH 2 ), an alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or a calcium-containing material and a metal It is more preferable to perform the heat treatment in a state where the mixture with the material containing A is sealed with a metal material that does not react with calcium vapor. Thereby, Ca vapor | steam stays around a magnet and spread | circulates a heavy rare earth metal source efficiently. For this reason, the heavy rare earth metal component can be diffused and penetrated more efficiently into the magnet. Therefore, the diffusion and penetration of heavy rare earth metal into the magnet is promoted, and a higher concentration of heavy rare earth metal can be diffused from the surface of the magnet into the grain boundary to improve the coercive force.

なお、「磁石、重希土類金属源、及びカルシウム源を金属材料で密閉する」とは、減圧状態は維持しつつ、これらの3成分を一定空間に閉じ込めることを意味する。このため、Ca蒸気や空気の一部は、外界と流通してもよい。ここで、磁石、重希土類金属源、及びカルシウム源を金属材料で密閉する方法としては、特に制限されない。具体的には、
(ア)上記3成分を不活性金属材料からなる金属箔で包む;
(イ)上記3成分を、不活性金属材料からなる1つの容器に入れる;
(ウ)上記3成分を、不活性金属材料からなる大小2種の箱形の容器を入れ子にして組み合わせた容器に入れる;
(エ)上記3成分を、不活性金属材料で内壁をコーティングした1つの容器に入れる;および
(オ)上記3成分を、不活性金属材料で内壁をコーティングした大小2種の箱形の容器を入れ子にして組み合わせた容器に入れる;
などが挙げられる。これらのうち、(ア)が好ましい。(ア)の場合には、一旦上記3成分を不活性金属材料からなる金属箔で包んだ後、別の容器に入れて減圧した場合であっても、Ca蒸気が金属箔から散逸することを抑制・防止する。このため、容器の内壁にCaが付着するのを抑制・防止できる。このため、容器の材質を自由に選択することができる。また、減圧処理後の容器を清浄な状態に保つことができ、容器の洗浄・清掃などを省略あるいは軽減することができる。なお、上記のようにして3成分を密閉状態にしたものは、そのまま減圧若しくは加熱処理されても、または密閉状態の3成分をさらに別の容器(例えば、減圧容器、加熱処理容器)に入れた後、減圧若しくは加熱処理されてもよい。なお、上記(ア)、(ウ)及び(オ)は、別の容器(例えば、減圧容器、加熱処理容器)に入れた後、減圧若しくは加熱処理することが好ましい。上記(イ)及び(エ)は、そのまま減圧若しくは加熱処理することが好ましい。
Note that “sealing the magnet, the heavy rare earth metal source, and the calcium source with a metal material” means that these three components are confined in a certain space while maintaining a reduced pressure state. For this reason, a part of Ca vapor and air may circulate with the outside world. Here, the method for sealing the magnet, the heavy rare earth metal source, and the calcium source with a metal material is not particularly limited. In particular,
(A) Wrap the above three components with a metal foil made of an inert metal material;
(A) Put the three components in one container made of an inert metal material;
(C) Put the above three components into a container that is a combination of two types of large and small box-shaped containers made of inert metal materials;
(D) Put the above three components in one container whose inner wall is coated with an inert metal material; and (e) Two large and small box-shaped containers whose inner wall is coated with an inert metal material. Nest in nested containers;
Etc. Of these, (a) is preferred. In the case of (a), once the above three components are wrapped in a metal foil made of an inert metal material, Ca vapor is dissipated from the metal foil even when the pressure is reduced by putting it in another container. Suppress and prevent. For this reason, it can suppress and prevent that Ca adheres to the inner wall of a container. For this reason, the material of a container can be selected freely. Further, the container after the depressurization treatment can be kept clean, and washing / cleaning of the container can be omitted or reduced. In addition, what sealed the three components as mentioned above may be subjected to reduced pressure or heat treatment as it is, or the sealed three components are put in another container (for example, a decompression vessel, a heat treatment vessel). Thereafter, it may be subjected to reduced pressure or heat treatment. In addition, it is preferable to carry out pressure reduction or heat processing, after putting said (A), (U), and (O) into another container (for example, a pressure reduction container, a heat processing container). The above (a) and (d) are preferably subjected to reduced pressure or heat treatment as they are.

上記カルシウム蒸気と反応しない金属材料としては、Ca蒸気と反応しない金属材料(不活性金属材料)であればいずれも使用できるが、高融点を有する金属材料であることが好ましい。このような金属材料としては、具体的には、ステンレス鋼、モリブデン(Mo)、ニオブ(Nb)などが挙げられる。   As the metal material that does not react with the calcium vapor, any metal material (inert metal material) that does not react with the Ca vapor can be used, but a metal material having a high melting point is preferable. Specific examples of such a metal material include stainless steel, molybdenum (Mo), niobium (Nb), and the like.

また、加熱処理工程において、磁石表面を重希土類金属源で被覆した状態で加熱処理を行うことが好ましい。重希土類金属源が磁石表面と接触しているので、重希土類金属成分を磁石内部により効率的に拡散させることができる。ゆえに、重希土類金属の磁石内部への拡散が促進し、より高い濃度の重希土類金属が磁石の表層から内部に粒界拡散でき、高温での減磁を抑制・防止でき、高い保磁力を達成できる。ここで、磁石表面を重希土類金属源で被覆する方法は特に制限されないが、重希土類金属源を適用な溶媒に添加して、スラリーまたは溶液を調製し、これを磁石に塗布する方法がある。この方法は、水分や酸素量の制御をせずに、大気中で容易に行うことができるため、好ましい。   In the heat treatment step, the heat treatment is preferably performed in a state where the magnet surface is covered with a heavy rare earth metal source. Since the heavy rare earth metal source is in contact with the magnet surface, the heavy rare earth metal component can be diffused more efficiently inside the magnet. Therefore, the diffusion of heavy rare earth metal into the magnet is promoted, and a higher concentration of heavy rare earth metal can be diffused from the surface of the magnet to the grain boundary, demagnetizing at high temperature can be suppressed / prevented, and high coercivity can be achieved. it can. Here, the method of coating the magnet surface with the heavy rare earth metal source is not particularly limited, but there is a method in which the heavy rare earth metal source is added to a suitable solvent to prepare a slurry or solution and this is applied to the magnet. This method is preferable because it can be easily performed in the atmosphere without controlling the amount of moisture and oxygen.

上記方法において使用できる溶媒としては、重希土類金属源に対して不活性な溶媒であれば特に制限されない。例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、tert−ブタノール等のアルコールが挙げられる。   The solvent that can be used in the above method is not particularly limited as long as it is an inert solvent for the heavy rare earth metal source. Examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, and tert-butanol.

また、溶液の磁石への塗布量もまた、特に制限されない。一般的に、磁石の保磁力は、磁石断面の深さ方向に重希土類金属元素の濃度勾配をもつ組織構造によって影響され、拡散層の深さが大きいほど大きな保磁力が得られる。一方、重希土類金属元素を拡散浸透させると、粒界相の厚さ(幅)は広がるが、この拡散層部分の粒界相の厚さが厚く且つ拡散層の深さが深くなるほど、重希土類金属成分を多量に含むことになって残留磁束密度の低下をもたらす。したがって、残留磁束密度の低下を抑制しつつ保磁力の大幅な増加を達成するには、重希土類金属元素が過剰とならないように、使用する重希土類金属源の量、加熱処理温度や時間を適正に制御することが重要である。このような観点から、磁石体に拡散した分及び拡散できずに表面に金属層として留まっている分を合わせた全重希土類金属成分は、磁石の全重量に対して、0.1〜10重量%であることが好ましく、0.2〜5重量%であることがより好ましい。このような範囲であれば、磁石は高性能な磁気特性を発揮できる。このような範囲であれば、磁石は、残留磁束密度の低下は抑制しつつ、保磁力、さらには最大エネルギー積を向上できる。また、減磁曲線の角型性(squareness)も向上できる。   Also, the amount of solution applied to the magnet is not particularly limited. In general, the coercive force of a magnet is affected by a structure having a concentration gradient of heavy rare earth metal elements in the depth direction of the cross section of the magnet, and a larger coercive force is obtained as the depth of the diffusion layer increases. On the other hand, when the heavy rare earth metal element is diffused and infiltrated, the thickness (width) of the grain boundary phase increases, but as the thickness of the grain boundary phase in the diffusion layer portion increases and the depth of the diffusion layer increases, the heavy rare earth element increases. A large amount of metal component is contained, resulting in a decrease in residual magnetic flux density. Therefore, in order to achieve a significant increase in coercive force while suppressing the decrease in residual magnetic flux density, the amount of heavy rare earth metal source used, the heat treatment temperature and time should be appropriate so that the heavy rare earth metal element does not become excessive. It is important to control. From this point of view, the total heavy rare earth metal component that combines the amount diffused in the magnet body and the amount that cannot be diffused and remains on the surface as a metal layer is 0.1 to 10 weights relative to the total weight of the magnet. %, And more preferably 0.2 to 5% by weight. Within such a range, the magnet can exhibit high performance magnetic properties. Within such a range, the magnet can improve the coercive force and further the maximum energy product while suppressing a decrease in the residual magnetic flux density. Also, the squareness of the demagnetization curve can be improved.

また、加熱処理条件は、重希土類金属に還元し、重希土類金属成分を磁石内部に拡散できる条件であれば特に制限されない。例えば、加熱処理温度は、700〜1000℃が好ましく、800〜1000℃がより好ましく、900〜1000℃が特に好ましい。また、加熱処理時間は、10分〜24時間が好ましく、1〜5時間がより好ましい。このような条件であれば、Ca蒸気により、重希土類金属源は効率よく重希土類金属に還元され、重希土類金属成分を磁石内部に拡散できる。   The heat treatment conditions are not particularly limited as long as the conditions can reduce the heavy rare earth metal and diffuse the heavy rare earth metal component into the magnet. For example, the heat treatment temperature is preferably 700 to 1000 ° C, more preferably 800 to 1000 ° C, and particularly preferably 900 to 1000 ° C. The heat treatment time is preferably 10 minutes to 24 hours, more preferably 1 to 5 hours. Under such conditions, the heavy rare earth metal source is efficiently reduced to heavy rare earth metal by Ca vapor, and the heavy rare earth metal component can diffuse into the magnet.

重希土類金属が拡散する深さは、加熱処理条件(加熱温度や時間)によって適宜調節されうる。通常、重希土類金属が拡散する深さは、磁石表面から20〜1000μm位でありうる。なお、拡散浸透後の粒界相の構成は、M−Nd−Fe−O(M=重希土類金属)系であることがEPMA(Electron Probe Micro-Analyzer)の分析結果より確認され、粒界相の厚さは10〜200nm位と見積られる。なお、磁石表面及び内部に還元析出する重希土類金属の量は、加熱処理温度及び時間によって容易に調整できる。本発明の方法においては、重希土類金属は、磁石表面に還元析出すると同時に一部は磁石内部に拡散浸透していく。このため、磁石表面の重希土類金属のみの厚さを明確に判定することが困難である。   The depth at which the heavy rare earth metal diffuses can be appropriately adjusted depending on the heat treatment conditions (heating temperature and time). Usually, the depth at which the heavy rare earth metal diffuses may be about 20 to 1000 μm from the magnet surface. The structure of the grain boundary phase after diffusion and penetration was confirmed by the analysis result of EPMA (Electron Probe Micro-Analyzer) to be M-Nd-Fe-O (M = heavy rare earth metal) system. Is estimated to be about 10 to 200 nm. The amount of heavy rare earth metal that is reduced and deposited on the magnet surface and inside can be easily adjusted by the heat treatment temperature and time. In the method of the present invention, the heavy rare earth metal is reduced and deposited on the surface of the magnet, and at the same time, part of it diffuses and penetrates into the magnet. For this reason, it is difficult to clearly determine the thickness of only the heavy rare earth metal on the magnet surface.

本発明では、上記加熱処理後、さらに時効処理を行うことが好ましい。これにより、保磁力をさらに向上できる。ここで、時効処理は、加熱処理と同一工程で(即ち、加熱処理工程に引き続いて同一容器内で)行っても、あるいは別の容器に移して行ってもよいが、前者が操作の簡略化の観点から好ましい。ここで、時効処理条件は、特に制限されない。例えば、時効処理温度は、400〜700℃が好ましく、500〜650℃がより好ましい。また、時効処理時間は、10分〜3時間が好ましく、30分〜2時間がより好ましい。このような条件であれば、粒界のNdリッチ相の均一な生成を助長して、保磁力をさらに向上できる。なお、Ndリッチ相の生成温度領域は500〜600℃であるため、時効処理温が下限を下回ると、保磁力向上効果が少ない恐れがある。また、上限を超えると、Ndリッチ相が過大に成長して却って保磁力の低下を招く恐れがある。また、Ca蒸気を生成するために減圧雰囲気を維持したまま加熱処理を行う。このため、減圧条件を維持した容器(減圧容器)を大気中雰囲気中で加熱処理行うことができる。   In the present invention, it is preferable to further perform an aging treatment after the heat treatment. Thereby, the coercive force can be further improved. Here, the aging treatment may be performed in the same process as the heat treatment (that is, in the same container following the heat treatment process) or may be performed in another container, but the former simplifies the operation. From the viewpoint of Here, the aging treatment conditions are not particularly limited. For example, the aging treatment temperature is preferably 400 to 700 ° C, more preferably 500 to 650 ° C. The aging treatment time is preferably 10 minutes to 3 hours, more preferably 30 minutes to 2 hours. Under such conditions, the uniform generation of the Nd-rich phase at the grain boundary is promoted, and the coercive force can be further improved. In addition, since the production | generation temperature range of a Nd rich phase is 500-600 degreeC, when an aging treatment temperature is less than a minimum, there exists a possibility that there may be little coercive force improvement effect. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the Nd-rich phase may grow excessively, leading to a decrease in coercive force. Moreover, in order to produce | generate Ca vapor | steam, it heat-processes, maintaining a pressure-reduced atmosphere. For this reason, the container (vacuum container) which maintained pressure reduction conditions can be heat-processed in air | atmosphere atmosphere.

上記したような加熱処理および必要であれば時効処理により、重希土類金属源は重希土類金属に還元されて磁石表面に析出すると共に、重希土類金属は磁石内部の結晶粒界相に選択的に拡散浸透する。また、重希土類金属は磁石表面には拡散せずに表面に留まるため、重希土類金属層が磁石表面に形成する。なお、磁石表面の重希土類金属層は、必要であれば、除去してもよい。磁石表面の重希土類金属層の除去厚さが0.05mm程度以下であれば、除去による保磁力の目減りはほとんどなく、また、残留磁束密度は削っても変わらない。ここで、磁石表面の重希土類金属層の除去方法は、特に制限されず、公知の方法が使用できる。例えば、平面または円筒研削盤による表面研削方法などを好ましく用いることができる。また、酸を用いて表面層を溶解除去することも可能であるが、その場合には充分にアルカリ中和や洗浄を行うことが好ましい。   By the heat treatment as described above and, if necessary, the aging treatment, the heavy rare earth metal source is reduced to the heavy rare earth metal and deposited on the magnet surface, and the heavy rare earth metal selectively diffuses into the grain boundary phase inside the magnet. To penetrate. Further, since the heavy rare earth metal does not diffuse on the surface of the magnet but remains on the surface, a heavy rare earth metal layer is formed on the surface of the magnet. The heavy rare earth metal layer on the magnet surface may be removed if necessary. If the removal thickness of the heavy rare earth metal layer on the magnet surface is about 0.05 mm or less, the coercive force is hardly reduced by the removal, and the residual magnetic flux density is not changed even if it is cut. Here, the method for removing the heavy rare earth metal layer on the magnet surface is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a surface grinding method using a plane or cylindrical grinder can be preferably used. In addition, it is possible to dissolve and remove the surface layer using an acid, but in that case, it is preferable to sufficiently perform alkali neutralization or washing.

上記加熱処理および必要であれば時効処理または重希土類金属層の除去処理後、必要であれば、磁石を裁断して所定の形状寸法をした磁石を複数個作製してもよい。ここで、裁断方法は、特に制限されず、公知の方法が使用できる。例えば、切断刃の外周部にダイヤやグリーンコランダム砥粒を固着させた円盤状の切断刃を用いて、磁石片を固定してから一枚一枚磁石を切断する方法、複数枚の刃を取り付けた切断機(マルチソー)によって同時に複数個を裁断する方法などが使用できる。なお、例えば、厚さが1mm以下の薄い磁石に本発明に係る粒界改質処理を行う場合には、少量の重希土類金属元素を利用した短時間処理で所望の磁気特性を得ることが容易である。一方、厚さが5〜10mm程度の厚い磁石では、重希土類金属元素を磁石深くまで充分に浸透させて、磁石全体をほぼ均質な組織状態にすることが好ましい。その後に裁断を行うことにより、磁石製造工程におけるプレス成形回数を節減することも好適な方法である。   After the heat treatment and, if necessary, the aging treatment or the heavy rare earth metal layer removal treatment, if necessary, the magnet may be cut to produce a plurality of magnets having a predetermined shape and size. Here, the cutting method is not particularly limited, and a known method can be used. For example, using a disk-shaped cutting blade with diamonds and green corundum abrasive grains fixed to the outer periphery of the cutting blade, fixing the magnet piece and then cutting the magnet one by one, attaching multiple blades A method of cutting a plurality of pieces at the same time with a cutting machine (multi-saw) can be used. For example, when the grain boundary modification treatment according to the present invention is performed on a thin magnet having a thickness of 1 mm or less, it is easy to obtain desired magnetic characteristics by a short time treatment using a small amount of heavy rare earth metal element. It is. On the other hand, in the case of a thick magnet having a thickness of about 5 to 10 mm, it is preferable that the heavy rare earth metal element is sufficiently infiltrated deeply into the magnet so that the entire magnet is in a substantially homogeneous structure. It is also a suitable method to reduce the number of press moldings in the magnet manufacturing process by performing subsequent cutting.

本発明の方法によって得られる磁石(高保磁力磁石)は、図1に示されるような断面構造を有する。なお、図1では、Dyを重希土類金属の代表例として記載するが、他の重希土類金属でも同様の組織構造をとる。図1に示されるように、Dy元素は、磁石表面から拡散浸透し、磁石最表層の磁石粒子内には浸透してDy金属層を形成するが、内部の磁石粒子内にはほとんど浸透せずに粒界に拡散する。このように、本発明に係る磁石は、重希土類金属元素が結晶粒界に選択的に浸透するために保磁力を向上できる。また、Dy元素は、磁石の表面層のごく一部のNd2Fe14B結晶内には侵入するが、内部のほとんどのNd2Fe14B結晶内には侵入せず、Dy元素の多くはNdリッチ粒界相に侵入する。加えて、Ndリッチ粒界相への拡散浸透も、Dy元素濃度(拡散浸透度)が磁石表面側で濃く、内部に行くに従ってやや薄く存在する濃度勾配をもつ組織構造となる。このように、本発明に係る磁石は、磁石最表面層部分の磁石の主相結晶内へは重希土類金属元素は侵入するが、大部分(特に内部)の主相結晶には実質的に重希土類金属元素は侵入しないため、残留磁束密度の低下を抑制できる。 A magnet (high coercive force magnet) obtained by the method of the present invention has a cross-sectional structure as shown in FIG. In FIG. 1, Dy is described as a representative example of heavy rare earth metal, but other heavy rare earth metals have the same structure. As shown in FIG. 1, the Dy element diffuses and penetrates from the magnet surface and penetrates into the magnet particles on the outermost layer of the magnet to form a Dy metal layer, but hardly penetrates into the inner magnet particles. Diffuses at grain boundaries. Thus, the magnet according to the present invention can improve the coercive force because the heavy rare earth metal element selectively permeates the crystal grain boundary. Dy element penetrates into a small portion of the Nd 2 Fe 14 B crystal in the surface layer of the magnet, but does not penetrate most of the Nd 2 Fe 14 B crystal inside, and most of the Dy element Invade the Nd-rich grain boundary phase. In addition, the diffusion penetration into the Nd-rich grain boundary phase also has a tissue structure having a concentration gradient in which the Dy element concentration (diffusion penetration degree) is high on the magnet surface side and slightly thinner toward the inside. As described above, in the magnet according to the present invention, although the heavy rare earth metal element penetrates into the main phase crystal of the magnet in the outermost surface layer portion of the magnet, the main phase crystal is substantially heavy (especially inside). Since rare earth metal elements do not enter, it is possible to suppress a decrease in residual magnetic flux density.

これに対して、従来の磁石は、図2に示されるように、Nd2Fe14B結晶粒をNdリッチ粒界相が取り囲んだ組織を有する。Dy元素を少量含有する場合であっても、Dy元素は、Nd2Fe14B結晶粒とNdリッチ粒界相それぞれに均一に分配されて存在し、また磁石内部と表面による組織構造に差異はない。 On the other hand, the conventional magnet has a structure in which Nd-rich grain boundary phases surround Nd 2 Fe 14 B crystal grains, as shown in FIG. Even when a small amount of Dy element is contained, the Dy element exists uniformly distributed in each of the Nd 2 Fe 14 B crystal grains and the Nd-rich grain boundary phase. Absent.

上述したように、本発明の方法によると、重希土類金属成分が磁石表面から内部に拡散浸透して、結晶粒界相に重希土類金属元素が富化した構造をとる。この表面層は、重希土類金属または磁石中のNdとFeが一部反応によって取り込まれた重希土類金属リッチな層となる。このため、Nd2Fe14Bより空気中でより安定であるため、数十℃でかつ比較的低湿度環境下で使用する場合にはニッケルメッキや樹脂塗装などの防錆皮膜を省略することも可能である。また、重希土類金属は、磁石の内深部よりも表層部に優先的に存在し、Nd2Fe14B主結晶のNdはM金属元素によりほとんど置換されない。このため、主結晶内よりも粒界相に選択的に重希土類金属元素が富化した構造をとるため、逆磁区の発生が抑制され、粒界改質前のNd−Fe−B系磁石にして、保磁力を向上できる。 As described above, according to the method of the present invention, the heavy rare earth metal component diffuses and penetrates from the magnet surface to the inside, and the grain boundary phase is enriched with the heavy rare earth metal element. This surface layer is a heavy rare earth metal-rich layer in which Nd and Fe in the magnet are partially incorporated by reaction. For this reason, since it is more stable in air than Nd 2 Fe 14 B, it is possible to omit a rust preventive film such as nickel plating or resin coating when used in a relatively low humidity environment at several tens of degrees Celsius. Is possible. Further, the heavy rare earth metal exists preferentially in the surface layer portion rather than the inner deep portion of the magnet, and Nd of the Nd 2 Fe 14 B main crystal is hardly substituted by the M metal element. For this reason, since a structure in which the heavy rare earth metal element is selectively enriched in the grain boundary phase rather than in the main crystal is formed, the occurrence of reverse magnetic domains is suppressed, and an Nd—Fe—B magnet before grain boundary modification is obtained. Thus, the coercive force can be improved.

また、本発明の方法は、重希土類金属への還元および重希土類金属成分の磁石内部の粒界相への選択的な拡散浸透を単一の処理工程でかつ容易に実現できる。また、Ndリッチ粒界相の融点は、Nd2Fe14B相の融点(1000℃以上)と比較して低いために、磁石の粒界相に選択的に拡散しやすい。 In addition, the method of the present invention can easily realize reduction to heavy rare earth metal and selective diffusion and penetration of heavy rare earth metal component into the grain boundary phase inside the magnet in a single processing step. Further, since the melting point of the Nd-rich grain boundary phase is lower than the melting point of the Nd 2 Fe 14 B phase (1000 ° C. or higher), it easily diffuses selectively into the grain boundary phase of the magnet.

本発明の効果を、以下の実施例および比較例を用いて説明する。ただし、本発明の技術的範囲が以下の実施例のみに制限されるわけではない。   The effects of the present invention will be described using the following examples and comparative examples. However, the technical scope of the present invention is not limited only to the following examples.

保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)は、下記方法によって測定される。加えて、角型性は、下記方法によって評価される。 The coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br), and the maximum energy product ((BH) max ) are measured by the following method. In addition, the squareness is evaluated by the following method.

<保磁力(Hcj)および残留磁束密度(Br)の測定>
日本電磁測器製パルスB−Hカーブトレーサーを用いて磁化特性の測定を行い、保磁力(Hcj)及び残留磁束密度(Br)を求めた。
<Measurement of coercive force (Hcj) and residual magnetic flux density (Br)>
Magnetization characteristics were measured using a pulse BH curve tracer manufactured by Nippon Electromagnetic Co., Ltd., and a coercive force (Hcj) and a residual magnetic flux density (Br) were obtained.

<最大エネルギー積((BH)max)の測定>
上記測定の磁束密度と磁界の大きさの積の最大値を、最大エネルギー積((BH)max)とする。
<Measurement of maximum energy product ((BH) max )>
The maximum value of the product of the magnetic flux density and the magnetic field magnitude measured above is defined as the maximum energy product ((BH) max ).

<角型性の評価>
日本電磁測器製パルスB−Hカーブトレーサーを用いて磁化特性の測定を行い、保磁力(Hcj)及び残留磁束密度(Br)を求め、保磁力(Hcj)に対して残留磁束密度(Br)をプロットし、B−H減磁曲線を作成し、この曲線により角型性を評価した。
<Evaluation of squareness>
Magnetization characteristics are measured using a pulse BH curve tracer made by Nippon Electromagnetic Co., Ltd., and the coercive force (Hcj) and the residual magnetic flux density (Br) are obtained. The residual magnetic flux density (Br) with respect to the coercive force (Hcj) Was plotted to prepare a BH demagnetization curve, and the squareness was evaluated based on this curve.

実施例1〜3
以下の方法に従って、Nd−Fe−B系磁石[組成:Nd2Fe14B;Br=1.48(T)、Hcj=1.01(MA/m)、(BH)max=370kJ/m3]を作製した。すなわち、Nd12.5Fe79.58組成の合金インゴットから、ストリップキャスト法によって厚さ約0.2mmの合金薄片を製作した。次に、この薄片を容器内に充填して300kPaの水素ガスを室温で吸蔵させた後に放出させることにより、大きさ0.1〜0.2mmの不定形粉末を得て、引き続きジェットミル粉砕をして約3μmの微粉末を製作した。この微粉末を金型に充填し、800kA/mの磁界を印加しながら100MPaの圧力を加えて成形し、真空炉に装填して1080℃で1時間焼結をした。この焼結体を切断加工して、約5mm×約5mm×約4.8mmの厚さ方向に異方性をもつ板状試料を複数個製作した。以下では、この板状試料を磁石(元磁石)として使用した。
Examples 1-3
According to the following method, an Nd—Fe—B based magnet [composition: Nd 2 Fe 14 B; Br = 1.48 (T), Hcj = 1.01 (MA / m), (BH) max = 370 kJ / m 3 ] Was produced. That is, an alloy flake having a thickness of about 0.2 mm was manufactured from an alloy ingot having a composition of Nd 12.5 Fe 79.5 B 8 by strip casting. Next, this thin piece is filled in a container, and hydrogen gas of 300 kPa is occluded at room temperature and then released to obtain an amorphous powder having a size of 0.1 to 0.2 mm, followed by jet mill pulverization. Thus, a fine powder of about 3 μm was produced. The fine powder was filled in a mold, formed by applying a pressure of 100 MPa while applying a magnetic field of 800 kA / m, charged in a vacuum furnace, and sintered at 1080 ° C. for 1 hour. This sintered body was cut to produce a plurality of plate-like samples having anisotropy in the thickness direction of about 5 mm × about 5 mm × about 4.8 mm. Below, this plate-shaped sample was used as a magnet (original magnet).

フッ化ジスプロシウム(III)(DyF3)を、20重量%の濃度となるように、ブタノールに添加して、スラリーを調製した。上記で作製したNd−Fe−B系磁石(大きさ:5mm×5mm×4.8mm)の表面に、大気中で、上記で調製したスラリーを、磁石片に含まれるNd成分量に対してDy成分量が約5原子%となるように塗布し、塗布磁石を作製した。 A slurry was prepared by adding dysprosium (III) fluoride (DyF 3 ) to butanol to a concentration of 20% by weight. On the surface of the Nd-Fe-B magnet produced above (size: 5 mm x 5 mm x 4.8 mm), the slurry prepared above was Dy with respect to the amount of Nd component contained in the magnet piece in the air. Coating was performed so that the amount of the component was about 5 atomic%, and a coated magnet was manufactured.

次に、この塗布磁石900mg及びCa金属(10mg:DyF3 1モルに対して1.5〜3モルに相当)を、Mo金属箔で包み、石英管(外径10mm,長さ100mm)内に入れた。この石英管内を10-2Torr以下となるように減圧排気した後、封入した。さらに、この石英管を、それぞれ、大気中で900℃、950℃または1000℃で4時間加熱処理した。この加熱処理後、そのまま、600℃で1時間、時効処理を実施して、高保持磁石(1)〜(3)(Ca蒸気−DyF3)を作製した。なお、上記加熱処理後、石英管内壁を目視したが、Caの付着は認められなかった。 Next, 900 mg of this coated magnet and Ca metal (10 mg: equivalent to 1.5 to 3 mol with respect to 1 mol of DyF 3 ) are wrapped with Mo metal foil and placed in a quartz tube (outer diameter 10 mm, length 100 mm). I put it in. The quartz tube was evacuated to 10 −2 Torr or less and sealed. Further, this quartz tube was heat-treated at 900 ° C., 950 ° C., or 1000 ° C. for 4 hours in the air, respectively. After this heat treatment, an aging treatment was carried out at 600 ° C. for 1 hour as it was to produce high retention magnets (1) to (3) (Ca vapor-DyF 3 ). In addition, although the quartz tube inner wall was visually observed after the said heat processing, adhesion of Ca was not recognized.

上記で得られた高保持磁石(1)〜(3)について、保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)を測定し、その結果を表1及び図4に示す。 For the high retention magnets (1) to (3) obtained above, the coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br) and the maximum energy product ((BH) max ) were measured, and the results are shown in Table 1 and FIG. 4 shows.

比較例1〜3
実施例1〜3と同様にして、Nd−Fe−B系磁石を作製した。
Comparative Examples 1-3
Nd—Fe—B based magnets were produced in the same manner as in Examples 1 to 3.

グローブボックス内(酸素量0.03ppm以下、露点−95℃以下に制御)で、水素化カルシウム(CaH2)0.2g及びフッ化ジスプロシウム(III)(DyF3)0.3gを混合し、ブタノール1mLに添加して、スラリーを調製した。上記で作製したNd−Fe−B系磁石(大きさ:5mm×5mm×4.8mm)の表面に、大気中で、上記で調製したスラリーを、磁石片に含まれるNd成分量に対してDy成分量が約5原子%となるように塗布し、塗布磁石を作製した。 In a glove box (oxygen amount 0.03 ppm or less, dew point controlled to −95 ° C. or less), 0.2 g of calcium hydride (CaH 2 ) and 0.3 g of dysprosium (III) fluoride (DyF 3 ) are mixed, butanol A slurry was prepared by adding to 1 mL. On the surface of the Nd-Fe-B magnet produced above (size: 5 mm x 5 mm x 4.8 mm), the slurry prepared above was Dy with respect to the amount of Nd component contained in the magnet piece in the air. Coating was performed so that the amount of the component was about 5 atomic%, and a coated magnet was manufactured.

この塗布磁石を、それぞれ、大気中で900℃、950℃または1000℃で4時間加熱処理した。この加熱処理後、そのまま、600℃で1時間、時効処理を実施して、比較磁石(1)〜(3)を作製した。   Each of the coated magnets was heat-treated at 900 ° C., 950 ° C., or 1000 ° C. for 4 hours in the air. After this heat treatment, an aging treatment was carried out at 600 ° C. for 1 hour to produce comparative magnets (1) to (3).

上記で得られた比較磁石(1)〜(3)について、保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)を測定し、その結果を表1及び図4に示す。 For the comparative magnets (1) to (3) obtained above, the coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br) and the maximum energy product ((BH) max ) were measured, and the results are shown in Table 1 and FIG. Shown in

比較例4〜6
実施例1〜3において、Ca金属を使用しない以外は、それぞれ、実施例1〜3と同様にして、比較磁石(4)〜(6)を作製した。
Comparative Examples 4-6
In Examples 1 to 3, comparative magnets (4) to (6) were produced in the same manner as Examples 1 to 3, respectively, except that no Ca metal was used.

上記で得られた比較磁石(4)〜(6)について、保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)を測定し、その結果を表1及び図4に示す。 For the comparative magnets (4) to (6) obtained above, the coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br) and the maximum energy product ((BH) max ) were measured, and the results are shown in Table 1 and FIG. Shown in

実施例4〜6
実施例1〜3と同様にして、Nd−Fe−B系磁石を作製した。
Examples 4-6
Nd—Fe—B based magnets were produced in the same manner as in Examples 1 to 3.

フッ化テルビウム(III)(TbF3)を、20重量%の濃度となるように、ブタノールに添加して、スラリーを調製した。上記で作製したNd−Fe−B系磁石(大きさ:5mm×5mm×4.8mm)の表面に、大気中で、上記で調製したスラリーを、磁石片に含まれるNd成分量に対してTb成分量が約5原子%となるように塗布し、塗布磁石を作製した。 A slurry was prepared by adding terbium (III) fluoride (TbF 3 ) to butanol to a concentration of 20% by weight. On the surface of the Nd—Fe—B magnet (size: 5 mm × 5 mm × 4.8 mm) prepared above, the slurry prepared above was added to the surface of the Nd component contained in the magnet piece in the atmosphere by Tb. Coating was performed so that the amount of the component was about 5 atomic%, and a coated magnet was manufactured.

次に、この塗布磁石及びCa金属(10mg)を、Mo金属箔で包み、石英管(外径10mm,長さ100mm)内に入れた。この石英管内を10-2Torr以下となるように減圧排気した後、封入した。さらに、この石英管を、それぞれ、大気中で900℃、950℃または1000℃で4時間加熱処理した。この加熱処理後、そのまま、600℃で1時間、時効処理を実施して、高保持磁石(4)〜(6)を作製した。なお、上記加熱処理後、石英管内壁を目視したが、Caの付着は認められなかった。 Next, this coated magnet and Ca metal (10 mg) were wrapped with Mo metal foil and placed in a quartz tube (outer diameter 10 mm, length 100 mm). The quartz tube was evacuated to 10 −2 Torr or less and sealed. Further, this quartz tube was heat-treated at 900 ° C., 950 ° C., or 1000 ° C. for 4 hours in the air, respectively. After this heat treatment, an aging treatment was carried out at 600 ° C. for 1 hour to produce high retention magnets (4) to (6). In addition, although the quartz tube inner wall was visually observed after the said heat processing, adhesion of Ca was not recognized.

上記で得られた高保持磁石(4)〜(6)について、保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)を測定し、その結果を表2及び図5に示す。 For the high retention magnets (4) to (6) obtained above, the coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br) and the maximum energy product ((BH) max ) were measured, and the results are shown in Table 2 and FIG. As shown in FIG.

また、1000℃で4時間加熱処理した高保持磁石(実施例6)について、磁石断面のEPMA(Electron Probe Micro-Analyzer)によるTb元素マッピングを行い、その分析結果を図3に示す。図3から、Tb元素は表層から内部に粒界拡散していることが分かる。また、Tb元素は、磁石最表層の磁石粒子内には浸透してTb金属層を形成しているが、内部の磁石粒子内にはほとんど浸透せずに粒界に拡散していることが分かる。これから、本発明の方法によると、重希土類金属元素が結晶粒界に選択的に浸透するために保磁力を向上できると考察される。また、本発明の方法によると、磁石最表面層部分の磁石の主相結晶内へは重希土類金属元素は侵入するが、大部分(特に内部)の主相結晶には実質的に重希土類金属元素は侵入しないため、残留磁束密度の低下が抑制できると考察される。   Further, for the high holding magnet (Example 6) heat-treated at 1000 ° C. for 4 hours, Tb element mapping of the magnet cross section by EPMA (Electron Probe Micro-Analyzer) was performed, and the analysis result is shown in FIG. From FIG. 3, it can be seen that the Tb element diffuses from the surface layer into the grain boundary. Further, it can be seen that the Tb element penetrates into the magnet particles on the outermost layer of the magnet to form a Tb metal layer, but diffuses to the grain boundary with almost no penetration into the inner magnet particles. . From this, it is considered that according to the method of the present invention, the coercive force can be improved because the heavy rare earth metal element selectively permeates the crystal grain boundary. Also, according to the method of the present invention, heavy rare earth metal elements penetrate into the main phase crystal of the magnet on the outermost surface layer portion of the magnet, but the heavy phase rare earth metal is substantially contained in most (especially the inside) main phase crystals. Since the element does not enter, it is considered that the decrease in the residual magnetic flux density can be suppressed.

比較例7〜9
実施例1〜3と同様にして、Nd−Fe−B系磁石を作製した。
Comparative Examples 7-9
Nd—Fe—B based magnets were produced in the same manner as in Examples 1 to 3.

グローブボックス内(酸素量0.03ppm以下、露点−95℃以下に制御)で、水素化カルシウム(CaH2)0.2g及びフッ化テルビウム(III)(TbF3)0.3gを混合し、ブタノール1mLに添加して、スラリーを調製した。上記で作製したNd−Fe−B系磁石(大きさ:5mm×5mm×4.8mm)の表面に、大気中で、上記で調製したスラリーを、磁石片に含まれるNd成分量に対してTb成分量が約5原子%となるように塗布し、塗布磁石を作製した。 In a glove box (oxygen amount 0.03 ppm or less, dew point controlled to -95 ° C. or less), 0.2 g of calcium hydride (CaH 2 ) and 0.3 g of terbium fluoride (III) (TbF 3 ) are mixed, butanol A slurry was prepared by adding to 1 mL. On the surface of the Nd—Fe—B magnet (size: 5 mm × 5 mm × 4.8 mm) prepared above, the slurry prepared above was added to the surface of the Nd component contained in the magnet piece in the atmosphere by Tb. Coating was performed so that the amount of the component was about 5 atomic%, and a coated magnet was manufactured.

この塗布磁石を、それぞれ、大気中で900℃、950℃または1000℃で4時間加熱処理した。この加熱処理後、そのまま、600℃で1時間、時効処理を実施して、比較磁石(4)〜(6)を作製した。   Each of the coated magnets was heat-treated at 900 ° C., 950 ° C., or 1000 ° C. for 4 hours in the air. After this heat treatment, an aging treatment was carried out at 600 ° C. for 1 hour to produce comparative magnets (4) to (6).

上記で得られた比較磁石(4)〜(6)について、保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)を測定し、その結果を表2及び図5に示す。 For the comparative magnets (4) to (6) obtained above, the coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br) and the maximum energy product ((BH) max ) were measured, and the results are shown in Table 2 and FIG. Shown in

比較例10〜12
実施例4〜6において、Ca金属を使用しない以外は、それぞれ、実施例4〜6と同様にして、比較磁石(10)〜(12)を作製した。
Comparative Examples 10-12
In Examples 4 to 6, comparative magnets (10) to (12) were produced in the same manner as Examples 4 to 6, respectively, except that no Ca metal was used.

上記で得られた比較磁石(10)〜(12)について、保磁力(Hcj)、残留磁束密度(Br)及び最大エネルギー積((BH)max)を測定し、その結果を表2及び図5に示す。 For the comparative magnets (10) to (12) obtained above, the coercive force (Hcj), the residual magnetic flux density (Br) and the maximum energy product ((BH) max ) were measured, and the results are shown in Table 2 and FIG. Shown in

表1及び2ならびに図4及び5から、Ca蒸気存在下で、磁石及び重希土類金属源を加熱処理することにより、全ての温度で、高い保磁力(Hcj)が発揮できることが示される。また、上記効果は、常圧下でCaH2による還元処理を行う場合(比較例1〜3、7〜9)やCa金属を用いない場合(比較例4〜6、10〜12)と比べて、全ての温度で保磁力(Hcj)を有意に高いことも示される。これから、本発明の方法により製造される磁石は、高い保磁力を発揮できる。なお、Mo箔で全体を被覆してCa蒸気を磁石周辺にとどめることにより、保磁力をより効果的に向上できると、推測される。また、本発明の方法によると、残留磁束密度(Br)の顕著な低下は認められないことも示される。 Tables 1 and 2 and FIGS. 4 and 5 show that a high coercive force (Hcj) can be exhibited at all temperatures by heating the magnet and the heavy rare earth metal source in the presence of Ca vapor. Further, the effect is compared with the case of performing the reduction treatment by CaH 2 under normal pressure if not used (Comparative Example 1~3,7~9) and Ca metal (Comparative Example 4~6,10~12) It is also shown that the coercivity (Hcj) is significantly higher at all temperatures. From this, the magnet manufactured by the method of this invention can exhibit a high coercive force. In addition, it is estimated that a coercive force can be improved more effectively by covering the whole with Mo foil and keeping Ca vapor | steam around a magnet. It is also shown that no significant decrease in residual magnetic flux density (Br) is observed with the method of the present invention.

なお、上述したように、Tbが表層から内部に粒界拡散している(図3)ことを合わせて考慮すると、高濃度のTbが主相を取り囲む結晶粒界相中に存在しているため、保磁力が有意に向上したと推測される。   As described above, considering that Tb diffuses from the surface layer to the inside (FIG. 3), a high concentration of Tb exists in the grain boundary phase surrounding the main phase. It is estimated that the coercive force was significantly improved.

合成例
アルミニウム粉末(Al粉末)およびカルシウム粉末(Ca粉末)をAl2CaまたはAl4Caの元素組成になるように配合し、グローブボックス中でアルゴン雰囲気においてアーク溶解して合金をそれぞれ、カルシウム−アルミニウム合金インゴットを得た。この合金インゴットを前記グローブボックス中で、乳鉢粉砕により粗粉砕した後、ジェットミルにより粉砕して、粒径10μm以下のカルシウム−アルミニウム合金粉末を得た。得られたカルシウム−アルミニウム合金粉末について、X線回折装置(XRD)を用いて相(固溶体、金属間化合物)を特定した。これらのX線回折パターンを図6に示す。図6から、得られたカルシウム−アルミニウム合金は、それぞれ、Al2CaまたはAl4Caの元素組成を有することが確認できる。
Synthesis Example Aluminum powder (Al powder) and calcium powder (Ca powder) were blended so as to have an elemental composition of Al 2 Ca or Al 4 Ca, and arc-melted in an argon atmosphere in a glove box, and the alloys were respectively calcium- An aluminum alloy ingot was obtained. This alloy ingot was coarsely pulverized by mortar pulverization in the glove box and then pulverized by a jet mill to obtain a calcium-aluminum alloy powder having a particle size of 10 μm or less. About the obtained calcium-aluminum alloy powder, the phase (solid solution, intermetallic compound) was specified using the X-ray-diffraction apparatus (XRD). These X-ray diffraction patterns are shown in FIG. From Figure 6, calcium was obtained - aluminum alloy, respectively, can be confirmed to have an elemental composition of Al 2 Ca or Al 4 Ca.

実施例7
実施例1〜3と同様にして、Nd−Fe−B系磁石を作製した。
Example 7
Nd—Fe—B based magnets were produced in the same manner as in Examples 1 to 3.

フッ化ジスプロシウム(III)(DyF3)を、20重量%の濃度となるように、ブタノールに添加して、スラリーを調製した。上記で作製したNd−Fe−B系磁石(大きさ:5mm×5mm×4.8mm)の表面に、大気中で、上記で調製したスラリーを、磁石片に含まれるNd成分量に対してDy成分量が約5原子%となるように塗布し、塗布磁石を作製した。 A slurry was prepared by adding dysprosium (III) fluoride (DyF 3 ) to butanol to a concentration of 20% by weight. On the surface of the Nd-Fe-B magnet produced above (size: 5 mm x 5 mm x 4.8 mm), the slurry prepared above was Dy with respect to the amount of Nd component contained in the magnet piece in the air. Coating was performed so that the amount of the component was about 5 atomic%, and a coated magnet was manufactured.

次に、この塗布磁石約900mg及びCa金属(10mg:DyF3 1モルに対して1.5〜3モルに相当)を、Mo金属箔で包み、石英管(外径10mm,長さ100mm)内に入れた。この石英管内を10-2Torr以下となるように減圧排気した後、封入した。さらに、この石英管を、それぞれ、大気中で900℃で4時間加熱処理した。この加熱処理後、そのまま、600℃で1時間、時効処理を実施して、高保持磁石(7)(DyF3+Ca vapor)を作製した。なお、上記加熱処理後、石英管内壁を目視したが、Caの付着は認められなかった。 Next, about 900 mg of this coated magnet and Ca metal (10 mg: equivalent to 1.5 to 3 mol with respect to 1 mol of DyF 3 ) are wrapped with Mo metal foil, and inside a quartz tube (outer diameter 10 mm, length 100 mm) Put in. The quartz tube was evacuated to 10 −2 Torr or less and sealed. Further, each of the quartz tubes was heat-treated in the atmosphere at 900 ° C. for 4 hours. After this heat treatment, an aging treatment was carried out at 600 ° C. for 1 hour to produce a high retention magnet (7) (DyF 3 + Ca vapor). In addition, although the quartz tube inner wall was visually observed after the said heat processing, adhesion of Ca was not recognized.

上記で得られた高保持磁石(7)について、保磁力(Hcj)及び残留磁束密度(Br)を測定し、その結果を表3及び図7に示す。なお、図7中の「As−is」は、元磁石の特性を示す。   The coercive force (Hcj) and residual magnetic flux density (Br) of the high retention magnet (7) obtained above were measured, and the results are shown in Table 3 and FIG. Note that “As-is” in FIG. 7 indicates the characteristics of the original magnet.

実施例8
実施例1〜3と同様にして、Nd−Fe−B系磁石を作製した。
Example 8
Nd—Fe—B based magnets were produced in the same manner as in Examples 1 to 3.

フッ化ジスプロシウム(III)(DyF3)を、20重量%の濃度となるように、ブタノールに添加して、スラリーを調製した。上記で作製したNd−Fe−B系磁石(大きさ:5mm×5mm×4.8mm)の表面に、大気中で、上記で調製したスラリーを、磁石片に含まれるNd成分量に対してDy成分量が約5原子%となるように塗布し、塗布磁石を作製した。 A slurry was prepared by adding dysprosium (III) fluoride (DyF 3 ) to butanol to a concentration of 20% by weight. On the surface of the Nd-Fe-B magnet produced above (size: 5 mm x 5 mm x 4.8 mm), the slurry prepared above was Dy with respect to the amount of Nd component contained in the magnet piece in the air. Coating was performed so that the amount of the component was about 5 atomic%, and a coated magnet was manufactured.

次に、この塗布磁石約900mg及び上記合成例で作製したAl4Ca合金(16.5mg:DyF3 1モルに対してカルシウム 1.5〜3モルに相当)を、Mo金属箔で包み、石英管(外径10mm,長さ100mm)内に入れた。この石英管内を10-2Torr以下となるように減圧排気した後、封入した。さらに、この石英管を、それぞれ、大気中で900℃で4時間加熱処理した。この加熱処理後、そのまま、600℃で1時間、時効処理を実施して、高保持磁石(8)(DyF3+Al/Ca vapor)を作製した。なお、上記加熱処理後、石英管内壁を目視したが、Caの付着は認められなかった。 Next, about 900 mg of this coated magnet and the Al 4 Ca alloy prepared in the above synthesis example (16.5 mg: equivalent to 1.5 to 3 mol of calcium relative to 1 mol of DyF 3 ) are wrapped in Mo metal foil, and quartz The tube was placed in an outer diameter of 10 mm and a length of 100 mm. The quartz tube was evacuated to 10 −2 Torr or less and sealed. Further, each of the quartz tubes was heat-treated in the atmosphere at 900 ° C. for 4 hours. After this heat treatment, an aging treatment was carried out at 600 ° C. for 1 hour as it was to produce a high retention magnet (8) (DyF 3 + Al / Ca vapor). In addition, although the quartz tube inner wall was visually observed after the said heat processing, adhesion of Ca was not recognized.

上記で得られた高保持磁石(8)について、保磁力(Hcj)及び残留磁束密度(Br)を測定し、その結果を表3及び図7に示す。   The coercive force (Hcj) and residual magnetic flux density (Br) of the high retention magnet (8) obtained above were measured, and the results are shown in Table 3 and FIG.

表3及び図7から、本発明の高保持磁石(7)及び(8)は、元磁石に比して、高い保磁力及び角型性を発揮できることが示される。特に、Al4Ca合金を用いて発生させたCa蒸気を存在下で、磁石及び重希土類金属源を加熱処理することにより得られた高保持磁石(8)では、特に保磁力が向上すると共に、角型性を高い水準で維持できることも示される。 Table 3 and FIG. 7 show that the high retention magnets (7) and (8) of the present invention can exhibit higher coercive force and squareness than the original magnet. In particular, in the high retention magnet (8) obtained by heat-treating the magnet and the heavy rare earth metal source in the presence of Ca vapor generated using the Al 4 Ca alloy, the coercive force is particularly improved, It is also shown that the squareness can be maintained at a high level.

本発明の方法によれば、重希土類金属成分を磁石の主相内にはほとんど取り込まれずに粒界相に選択的に存在させることができる。このため、保磁力を向上することが可能となる。さらには、本発明の方法によれば、残留磁束密度の低下を抑制・防止できる。このため、希少資源の節減と磁石コストの低減が達成しうる。   According to the method of the present invention, the heavy rare earth metal component can be selectively present in the grain boundary phase while being hardly taken into the main phase of the magnet. For this reason, it becomes possible to improve a coercive force. Furthermore, according to the method of the present invention, a decrease in residual magnetic flux density can be suppressed / prevented. For this reason, saving of scarce resources and reduction of magnet cost can be achieved.

Claims (8)

カルシウム蒸気の存在下で、Nd−Fe−B系磁石、ならびにプラセオジム(Pr)、ジスプロシウム(Dy)、テルビウム(Tb)およびホルミウム(Ho)からなる群より選択される少なくとも一種の金属のハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物を加熱処理することにより、前記金属を前記Nd−Fe−B系磁石の表層から内部に粒界拡散させることを有する、Nd−Fe−B系磁石の粒界改質方法。   Nd-Fe-B magnets in the presence of calcium vapor, and at least one metal halide selected from the group consisting of praseodymium (Pr), dysprosium (Dy), terbium (Tb) and holmium (Ho), Grain boundary modification method for Nd-Fe-B magnets, comprising heat-treating an oxide or acid halide to diffuse the metal from the surface layer of the Nd-Fe-B magnets to the inside. . 前記カルシウム蒸気は、カルシウム、水素化カルシウム(CaH2)を減圧下に保持することにより生成される、請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, wherein the calcium vapor is generated by holding calcium, calcium hydride (CaH 2 ) under reduced pressure. 前記カルシウム蒸気は、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に、減圧下に保持することにより生成され、
前記金属Aは、カルシウムと同程度またはカルシウムより融点が低く、かつNd−Fe−B系磁石の粒界相より融点が低い、請求項1に記載の方法。
The calcium vapor keeps the alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or the calcium-containing material and the material containing metal A separately under reduced pressure. Generated by
The method according to claim 1, wherein the metal A has the same melting point as or lower than the melting point of calcium and lower than the melting point of the grain boundary phase of the Nd—Fe—B magnet.
前記カルシウム蒸気は、カルシウム、水素化カルシウム(CaH2)、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料とを別々に、1〜1×10-7Torrの減圧下に保持することにより生成される、請求項2または3に記載の方法。 The calcium vapor is calcium, calcium hydride (CaH 2 ), an alloy containing calcium and metal A, a composite having a calcium-containing material and a material containing metal A, or a material containing a calcium-containing material and metal A 4. The method according to claim 2 or 3, wherein is produced separately by keeping them under a reduced pressure of 1-1.times.10.sup.- 7 Torr. 前記Nd−Fe−B系磁石、前記金属のハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物、およびカルシウム、水素化カルシウム(CaH2)、カルシウムおよび金属Aを含有する合金、カルシウム含有材料および金属Aを含有する材料を有する複合体、またはカルシウム含有材料と金属Aを含有する材料との混合物を、カルシウム蒸気と反応しない金属材料で密閉した状態で加熱処理を行う、請求項2または3に記載の方法。 Contains the Nd-Fe-B magnet, the metal halide, oxide or acid halide, and calcium, calcium hydride (CaH 2 ), an alloy containing calcium and metal A, a calcium-containing material and metal A The method according to claim 2 or 3, wherein the heat treatment is performed in a state where the composite containing the material to be processed or the mixture of the calcium-containing material and the material containing metal A is sealed with a metal material that does not react with calcium vapor. 前記Nd−Fe−B系磁石表面を前記金属のハロゲン化物、酸化物または酸ハロゲン化物で被覆した状態で加熱処理を行う、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。   The method of any one of Claims 1-4 which heat-processes in the state which coat | covered the said Nd-Fe-B type magnet surface with the halide, oxide, or acid halide of the said metal. 前記加熱処理は、700〜1000℃で行われる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein the heat treatment is performed at 700 to 1000 ° C. 前記加熱処理後、時効処理をさらに行う、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。   The method according to claim 1, wherein an aging treatment is further performed after the heat treatment.
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