JP2014072259A - Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の欠けの発生を低減し、長い時間をかけず、均一に撹拌することで磁気特性のばらつきを防止するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の提供。
【解決手段】複数個のＲＨ拡散源を準備する工程と、複数個の撹拌補助部材を準備する工程と、複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を準備する工程と、前記Ｈ拡散源と前記撹拌補助部材とを混合し、拡散源‐補助部材混合物を準備する工程と、前記拡散源‐補助部材混合物と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入する工程と、 前記処理容器を加熱すると共に回転及び／又は揺動させることで、前記ＲＨ拡散源と前記撹拌補助部材と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を連続的にまたは断続的に移動させてＲＨ拡散処理を行う工程と、を含む、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、ハイブリッド車載用モータ等の各種モータに使用されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力Ｈ_ｃＪ（以下、単に「Ｈ_ｃＪ」という場合がある）が低下し、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高いＨ_ｃＪを維持することが要求されている。

近年、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪ向上を目的として、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石表面にＤｙ、Ｔｂ等の重希土類元素ＲＨを供給し、その重希土類元素ＲＨを磁石内部へ拡散することによって、残留磁束密度Ｂ_ｒ（以下、単に「Ｂ_ｒ」という場合がある）の低下を抑制しつつ、Ｈ_ｃＪを向上させる方法が提案されている。

特許文献１は、複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と重希土類元素ＲＨを含有する複数個のＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入し、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的にまたは断続的に移動させながら、加熱することにより、前記ＲＨ拡散源から重希土類元素ＲＨを前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に供給しつつ、内部に拡散させる方法を開示している。

国際公開第２０１１／００７７５８号

しかし、特許文献１の拡散処理は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを処理室内にて連続的にまたは断続的に移動させるために、これらが装入された処理室は、回転、揺動等（以下、「回転等」という場合がある）を行うため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体同士の接触による衝撃で、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に欠けが発生する場合がある。

特許文献１には、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源に加えて、撹拌補助部材を処理室内に導入することが好ましい、と記載されている。撹拌補助部材はＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との接触を促進し、また撹拌補助部材に付着した重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体へ間接的に供給する役割をする。さらに、撹拌補助部材は、処理室内において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体同士やＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源との接触による欠けを防ぐ役割もある、と記載されている。

特許文献１の拡散処理において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を処理室内に装入する方法として、例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材のそれぞれを、前記処理室内に一括して装入する方法（以下、「一括装入処理」という場合がある。）が考えられる。

しかし、前記一括装入処理を行うと、撹拌補助部材を入れない場合（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源のみの場合）と比べて、特許文献１の拡散処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性にばらつきが生じるという問題点があった。本発明者らは、この問題点に対し、詳細に検討した結果、従来、撹拌補助部材は、ＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との接触を促進するため等に用いられるものであるため、撹拌に悪影響を与えるものではないと考えられてきたが、実際に撹拌補助部材を使用すると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とが均一に撹拌し難くなる場合があることが判明した。すなわち、本発明者らは、撹拌補助部材を使用して前記一括装入処理を行うと、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源との均一な撹拌が阻害される場合があるという問題を知見した。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とが均一に撹拌されていないと、重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への供給がばらつくこととなり、その結果、特許文献１の拡散処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性がばらつくことになる。

前記問題を解決するために、例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材が装入された処理室の回転等の速度を変更せずに、回転等の時間を長くすることが考えられるが、特許文献１の拡散処理時間が長くなり量産性が大幅に悪化してしまう。そのため、前記処理室の回転等の時間は変更せずに、回転等の速度を変更する方法が考えられる。しかし、例えば、回転等の速度を速めると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源は均一に撹拌されるものの、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体同士の接触による衝撃が大きくなり、撹拌補助部材によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の欠け防止機能が十分に発揮せず、欠けが多く発生する場合があるという問題を生じる。一方、回転等の速度を遅くすると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とが均一に撹拌しないために処理時間を長くする必要があり、量産効率が悪化するという問題があった。

また、特許文献１において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を処理室内に装入する別の方法として、例えば、前もってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を処理室外で均一に混合してから前記処理室内に装入する方法（以下、「事前一括混合処理」という場合がある）が考えられる。前記事前一括混合処理は、例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を容器等に装入し、前記容器を回転等させる方法で行うことができる。しかし、このように外で混合した場合においても、上記処理室の回転等の時間を長くする、あるいは速度を変更する場合と同様に、欠けが多く発生したり、処理時間が長くなり量産効率が悪化するという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、特許文献１の拡散処理において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（特許文献１のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に相当）とＲＨ拡散源とを均一に撹拌させ、磁気特性のばらつきを防止するに際し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の欠けの発生を低減し、量産効率を悪化させないＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の提供を目的とする。

請求項１に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、複数個のＲＨ拡散源（重希土類元素ＲＨを３０質量％以上８０質量％以下含む合金、ただし、重希土類元素ＲＨは、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一種）を準備する工程と、複数個の撹拌補助部材を準備する工程と、複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）を準備する工程と、前記ＲＨ拡散源と前記撹拌補助部材とを混合し、拡散源‐補助部材混合物を準備する工程と、前記拡散源‐補助部材混合物と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入する工程と、前記処理容器を加熱すると共に回転及び／又は揺動させることで、前記ＲＨ拡散源と前記撹拌補助部材と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を連続的にまたは断続的に移動させてＲＨ拡散処理を行う工程と、を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の本発明は、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記拡散源‐補助部材混合物におけるＲＨ拡散源と撹拌補助部材との重量比が０．８〜１．２：１の範囲にあることを特徴とする。
請求項３に記載の本発明は、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と前記拡散源‐補助部材混合物との重量比が０．４〜０．７：１の範囲にあることを特徴とする。

本発明によれば、前記ＲＨ拡散処理において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを均一に撹拌させ、磁気特性のばらつきを防止するに際し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の欠けの発生を低減し、量産効率を悪化させないＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供することができる。

本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の実施形態を示す工程図である。 本発明のＲＨ拡散処理を行う際に使用される装置の一例を模式的に示す断面図である。

本発明において、ＲＨ拡散処理とは、拡散源‐補助部材混合物とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを装入した処理室を加熱すると共に回転及び／又は揺動させることで、前記拡散源‐補助部材混合物により装入されたＲＨ拡散源と撹拌補助部材、およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を連続的にまたは断続的に移動させることにより、ＲＨ拡散源から重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給しつつ、内部に拡散させることをいう。

本発明において、ＲＨ拡散処理前およびＲＨ拡散処理中のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を「Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材」とし、ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を「Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石」として、それぞれ区別して表記する。前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材は、特許文献１のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に相当する。また、複数個のＲＨ拡散源と複数個の撹拌補助部材とを混合した混合物のことを「拡散源‐補助部材混合物」と表記する。

本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法の実施形態を図１に示す工程図に基づいて説明する。。
本発明は、ＲＨ拡散処理（Ｓ６）を行うに際して、複数個のＲＨ拡散源を準備する工程（Ｓ１）にて準備した前記ＲＨ拡散源と、複数個の撹拌補助部材を準備する工程（Ｓ２）にて準備した前記撹拌補助部材とを混合して拡散源‐補助部材混合物を準備する工程（Ｓ４）を実施し、次に、前記拡散源‐補助部材混合物と複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を準備する工程（Ｓ３）にて準備した前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入する工程（Ｓ５）を実施することを特徴とする。すなわち、本発明においては、前記一括装入処理を行わない。本発明は、ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを混合して拡散源‐補助部材混合物を準備する工程（Ｓ４）を実施した後、前記拡散源‐補助部材混合物とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入する工程（Ｓ５）を実施することで、前記一括装入処理と比べ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の欠けの発生を招くことなく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを均一に撹拌することができる。すなわち、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを均一に撹拌するために前記一括装入処理と異なり、処理室の回転等の速度を速めたり、遅くしたりする必要がない。よって、処理室の回転等の速度を速めることによるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の欠けの発生や処理室の回転等の速度を遅くすることによる量産効率の悪化を招くことなく、磁気特性のばらつきを防止することができる。また、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材は混合せず、ＲＨ拡散源と撹拌補助部材のみを前もって混合し、拡散源‐補助部材混合物を作製するため、前もってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を混合する場合（前記事前一括混合処理）と比べて、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の欠けを考慮することなく、ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを短時間で混合することができ、結果としてこの混合物とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材との良好な撹拌を長時間を要することなく実現できる。
なお、前記工程（Ｓ１）と工程（Ｓ２）は、少なくとも工程（Ｓ４）の前に実施されていればその順序は問わない。例えば、前記工程（Ｓ２）の後に前記工程（Ｓ１）を実施してもよい。また、前記工程（Ｓ３）は少なくとも前記工程（Ｓ５）の前に実施されていればその順序は問わない。例えば、前記工程（Ｓ４）の前に実施してもよいし、前記工程（Ｓ４）の後に実施してもよい。
以下、各工程の詳細について説明する

［複数個のＲＨ拡散源を準備する工程（Ｓ１）］
複数個のＲＨ拡散源を準備する工程（Ｓ１）において、ＲＨ拡散源は、重希土類元素ＲＨ（重希土類元素ＲＨは、Ｄｙ、Ｔｂのうち少なくとも一種）を３０質量％以上８０質量％以下含む合金であり、例えば、ＤｙＦｅ合金、ＴｂＦｅ合金などである。重希土類元素ＲＨが３０質量％未満であると、重希土類元素ＲＨの供給量が小さくなり、処理時間が非常に長くなるため量産に適さない。また、重希土類元素ＲＨが８０質量％を超えるとＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と溶着する恐れがある。ＲＨ拡散源は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｆｅ以外に本発明の効果を損なわない限りにおいて、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、ＳｍおよびＣｏの少なくとも一種を含有してもよい。

さらに不可避的不純物として、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、ＳｉおよびＢｉの少なくとも一種を含んでもよい。

ＲＨ拡散源の形状は、例えば、球状、線状、板状、ブロック状、粉末など任意である。球状、線状、板状、ブロック状の場合、その直径は、例えば、球状の場合は、直径１．５ｍｍ〜１０ｍｍに設定され得る。粉末の場合、その粒径は、例えば０．０５ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定され得る。

［複数個の撹拌補助部材を準備する工程（Ｓ２）］
撹拌補助部材は、処理室内において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材同士の接触による欠けの発生を低減する役割がある。また、撹拌補助部材は、ＲＨ拡散源から撹拌補助部材に付着した重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材へ間接的に供給する役割もある。特に、本発明においては、処理室内に装入する前にあらかじめ上記ＲＨ拡散源と混合して、拡散源‐補助部材混合物を構成することから、ＲＨ拡散処理時に上記撹拌補助部材としての本来の役割を十分に発揮することが可能となる。

複数個の撹拌補助部材を準備する工程（Ｓ２）において、撹拌補助部材は、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素並びに窒化ホウ素のうち少なくとも一種、あるいは、Ｍｏ、Ｗ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒのうち少なくとも一種からなる。また、撹拌補助部材は、処理室内で移動しやすい形状にすることが好ましく、例えば、直径０．５ｍｍ〜３ｍｍの球状、楕円状、円柱状等が挙げられる。

［複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を準備する工程（Ｓ３）］
複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を準備する工程（Ｓ３）において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種、Ｔは遷移金属のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）は、公知の組成、製造方法によって製造されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を用いることができる。

［拡散源‐補助部材混合物を準備する工程（Ｓ４）］
複数個のＲＨ拡散源と複数個の撹拌補助部材とを混合し、拡散源‐補助部材混合物を準備する。混合方法としては、公知の方法を用いればよく、その方法は、特に問わない。例えば複数個のＲＨ拡散源と撹拌補助部材を混合タンクに投入し、混合タンクを毎秒０．１〜２ｍにて１０分〜８時間回転させて混合すればよい。

前記拡散源‐補助部材混合物は、ＲＨ拡散源と撹拌補助部材との重量比が０．８〜１．２：１の範囲にあることが好ましい。０．８未満であると、ＲＨ拡散源の装入量が少ないため、重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材への供給量が少なくなる場合がある。その結果、ＲＨ拡散処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性が低下する場合がある。また、１．２を超えると撹拌補助部材の装入量が少ないため、次の工程であるＲＨ拡散処理時にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材同士の接触による欠けが多く発生する場合がある。

［前記拡散源‐補助部材混合物と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入する工程（Ｓ５）］
前記工程（Ｓ４）によって前もって準備した前記拡散源‐補助部材混合物と前記工程（Ｓ３）によって準備したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内へ装入する。前記処理室内には、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と前記拡散源‐補助部材混合物とを、重量比で０．４〜０．７：１の範囲で装入することが好ましい。０．４未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の装入量が少ないため、処理量が少なくなり量産性が悪化する場合がある。また、０．７を超えると拡散源‐補助部材混合物の装入量が少ないため、重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材への供給量が少なくなる場合がある。その結果、ＲＨ拡散処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性が低下する場合がある。

〔ＲＨ拡散処理を行う工程（Ｓ６）〕
前記工程（Ｓ５）によって前記拡散源‐補助部材混合物とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを装入した処理室を加熱すると共に回転及び／又は揺動させることで、前記拡散源‐補助部材混合物により装入されたＲＨ拡散源と撹拌補助部材、およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を連続的にまたは断続的に移動させることにより、ＲＨ拡散源から重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給しつつ、内部に拡散させるＲＨ拡散処理を実施する。図２は、本発明のＲＨ拡散処理を行う際に使用される装置の一例を模式的に示す断面図である。まず、図２の蓋５を処理室４から取り外し、前記拡散源‐補助部材混合物と複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１を処理室４に装入し、蓋５を再び処理室４に取り付ける。次に、排気装置６により、処理室４の内部を減圧する。そして、処理室４の内部圧力が十分に低下した後、モータ８によって処理室４を回転させながら、ヒータ７による加熱を実行する。この処理室４の回転によって前記拡散源‐補助部材混合物により装入されたＲＨ拡散源２と撹拌補助部材３、およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１が図示のごとく均一に撹拌されることになり、円滑に目的とする前記ＲＨ拡散処理を行うことができる。

処理室４は、ステンレス製であるが、これに限定されず、１０００℃以上の耐熱性を有し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１、ＲＨ拡散源２、撹拌補助部材３と反応しにくい材料であれば任意である。例えば、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗの少なくとも一種を含む合金を用いてもよい。さらに、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金を用いてもよい。処理室４には開閉または取り外し可能な蓋５が設けられている。また処理室４の内壁には、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１、ＲＨ拡散源２、撹拌補助部材３が効率的に移動を行い得るように、突起物を設置している。さらに処理室４の筒形状は、断面が楕円形または多角形であってもよい。処理室４は、排気装置６と連結されている。排気装置６により、処理室４の内部は減圧または加圧することができる。処理室４の内部には、図示しないガス供給装置から不活性ガスを挿入することができる。

処理室４は、その外周部に配置されたヒータ７によって加熱される。処理室４の加熱により、その内部に収納されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１、ＲＨ拡散源２、撹拌補助部材３も加熱される。処理室４は、回転可能に支持されており、ヒータ７による加熱中もモータ８によって回転することができる。処理室４の回転速度は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１とＲＨ拡散源２とが溶着しないように、例えば処理室４の内壁面の周速度を毎秒０．０１ｍ以上に設定することが好ましい。また、回転により処理室内のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材同士が激しく接触しないように、毎秒０．５ｍ以下に設定することが好ましい。

加熱時における処理室４の内部は不活性雰囲気中であることが好ましい。本発明における「不活性雰囲気」とは、真空中、または不活性ガス雰囲気を含むものとする。また、「不活性ガス」は、例えばアルゴン（Ａｒ）などの希ガスであるが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１およびＲＨ拡散源２、撹拌補助部材３との間で化学的に反応しないガスであれば、本発明においては、「不活性ガス」に含まれる。処理室４内の圧力は、１ｋＰａ以下が好ましい。本発明においては、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１とＲＨ拡散源２とが近接または接触しているため、重希土類元素ＲＨの拡散量を大きくできるので、１ｋＰａ以下であれば充分である。

本発明のＲＨ拡散処理においては、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１およびＲＨ拡散源２の温度を５００℃以上８５０℃以下の範囲内に保持することが好ましく、７００℃以上８５０℃以下の範囲内がさらに好ましい。前記温度範囲は、処理室内でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１およびＲＨ拡散源２とが相対的に移動し近接または接触しながら、重希土類元素ＲＨがＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部組織の粒界層を伝わって内部へ拡散する好ましい温度範囲であり、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部への拡散が効率的に行われることになる。本発明におけるＲＨ拡散処理の保持時間は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１、ＲＨ拡散源２、撹拌補助部材３の装入量や形状などを考慮して決めることができる。保持時間は１０分から７２時間であり、好ましくは１時間から１４時間である。

図２では、処理室４は回転する構成を示しているが、本発明ではＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１とＲＨ拡散源２とがＲＨ拡散処理中に溶着しないように、処理室４内で前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１と前記ＲＨ拡散源２とが連続的にまたは断続的に移動可能であるなら、処理室４は回転ではなく揺動させてもいいし、回転、揺動の動作を併わせて行ってもよい。

ＲＨ拡散処理後にＲＨ拡散源２と撹拌補助部材３とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１を分離する際は、ＲＨ拡散源２と撹拌補助部材３は分離せず、ＲＨ拡散源２、撹拌補助部材３とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材１とを分離することが好ましい。これにより、次のＲＨ拡散処理時に、分離しなかったＲＨ拡散源２と撹拌補助部材３は、拡散源‐補助部混合物として使用することができる。分離方法は、公知の方法で行えばよく、特にその方法は問わない。例えばパンチングメタルで振動により分離すればよい。

前記工程（Ｓ６）の後に、前記ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対し、拡散された重希土類元素ＲＨをより均質化するための処理（以下、「均質化熱処理」という場合がある）を追加してもよい。前記均質化熱処理は、重希土類元素ＲＨがＲＨ拡散源２からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に供給されない状況で、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を７００℃以上１０００℃以下の範囲内で加熱する。さらに好ましくは、８５０℃以上１０００℃以下の範囲内で行う。これにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石内において重希土類元素ＲＨの拡散が生じるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面側から奥深くに重希土類元素ＲＨが拡散し、磁石全体としてＨ_ｃＪを高めることが可能である。前記均質化熱処理を行う時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。

さらに、前記工程（Ｓ６）の後に、あるいは、前記均質化処理の後に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性向上を目的として行う熱処理を施してもよい。この熱処理は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の製造方法において、焼結後に実施される熱処理と同様である。熱処理雰囲気、熱処理温度などは、公知の条件を採用すればよい。

本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

実施例１
ＲＨ拡散源として、Ｄｙを６０質量％含む複数個のＤｙＦｅ合金を用意した。前記ＤｙＦｅ合金の形状は、球状で粒径は、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍであった。また、撹拌補助部材として、直径５ｍｍのジルコニアの球を複数個用意した。さらに、Ｎｄ２２．３％、Ｐｒ６．２％、Ｄｙ４．０％、Ｂ１．０％、Ｃｏ０．９％、Ｃｕ０．１％、Ａｌ０．２％、Ｇａ０．１％、残部Ｆｅ（単位は質量％）の組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を公知の方法で作製し用意した。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の寸法は、７ｍｍ×７ｍｍ×２０ｍｍで、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に対し、５００℃１時間の熱処理を行った物の磁気特性は、Ｂ_ｒ＝１．３５Ｔ、Ｈ_ｃＪ＝１７３０ｋＡ／ｍであった。

まず、前記ＲＨ拡散源と前記撹拌補助部材とを、処理室と同じ直径の円筒状の混合タンクに投入し、毎秒０．２ｍで３０分混合し、拡散源‐補助部材混合物を作製した。混合した割合は、重量比で、１：１の割合であった。

次に、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と前記拡散源‐補助部材混合物とを重量比で、０．５：１の割合で処理室内へ装入し、処理室内を真空排気した後不活性ガス（Ａｒガス）を導入した。不活性ガスの圧力は１Ｐａであった。処理室内を加熱すると共に回転させ、前記ＲＨ拡散処理を行った。処理室は、毎秒０．０３ｍの周速度で回転させた。前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と前記拡散源‐補助部材混合物の温度を８５０℃に加熱し、４時間保持した。前記ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対し、不活性ガスの圧力を１０ｋＰａ、温度を８５０℃にし、均質化熱処理を行い、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例２
ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを重量比で、０．８：１の割合で混合し、拡散源‐補助部材混合物を作製したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例３
ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを重量比で、１．２：１の割合で混合し、拡散源‐補助部材混合物を作製したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例４
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と拡散源‐補助部材混合物とを重量比で、０．４：１の割合で混合したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例５
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と拡散源‐補助部材混合物とを重量比で、０．７：１の割合で混合したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例６
ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを重量比で、０．７：１の割合で混合し、拡散源‐補助部材混合物を作製したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例７
ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを重量比で、１．３：１の割合で混合し、拡散源‐補助部材混合物を作製したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例８
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と拡散源‐補助部材混合物とを重量比で、０．３：１の割合で混合したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例９
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と拡散源‐補助部材混合物とを重量比で、０．８：１の割合で混合したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

比較例１
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を重量比で、１：１：１の割合でそれぞれ一括して処理室内に装入（前記一括装入処理）したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

比較例２
処理室を毎秒０．０５ｍの周速度で回転させたこと以外は、比較例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

比較例３
前もってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を重量比で、１：１：１の割合で混合タンクに投入し、毎秒０．２ｍで３０分混合してから一度に処理室内に装入（前記事前一括混合処理）したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

比較例４
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と撹拌補助部材とを重量比で、１：１の割合で混合し、混合物を作製し、ＲＨ拡散源と当該混合物とを重量比で、０．５：１の割合で、処理室内へ装入したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

比較例５
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを重量比で、１：１の割合で混合し、混合物を作製し、撹拌補助部材と当該混合物とを重量比で、０．５：１の割合で、処理室内へ装入したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

比較例６
撹拌補助部材を使用せず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを重量比で、１：１の割合で、処理室内へ装入したこと以外は、実施例１と同じ方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した

実施例１〜実施例９、比較例１〜比較例６の結果を表１に示す。「欠けの発生」は、前記ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石における欠けが発生した数を示す。欠けにより欠落した部分が１ｍｍ角相当の場合に、欠けが発生しているものとしてカウントした。なお、前記ＲＨ拡散処理前のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材には欠けがないことを予め確認している。「Ｈ_ｃＪばらつき」は、処理後の複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、ランダムに２０個測定を行った最大のＨ_ｃＪの値と最小のＨ_ｃＪの値との差分を示す。「処理数」は、実施例１〜９、比較例１〜６それぞれに使用した、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の数を示す。「Ｈ_ｃＪ」は、前記ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石をランダムに２０個測定を行ったＨ_ｃＪの平均値を示す。「Ｂ_ｒ」は、前記ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石をランダムに２０個測定を行ったＢ_ｒの平均値を示す。

表１に示す通り、本発明である、ＲＨ拡散源と撹拌補助部材とを混合して拡散源‐補助部材混合物を準備し、前記拡散源‐補助部材混合物とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入してＲＨ拡散処理を行った、実施例１〜９は、いずれも「欠けの発生」がほとんどなく、かつ、「Ｈ_ｃＪばらつき」が小さい。これに対し、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材のそれぞれを、前記処理室内に一括して装入（前記一括装入処理）した比較例１は、「欠けの発生」はないものの、「Ｈ_ｃＪばらつき」が大きい。処理室内の回転数を変更した比較例２は、「Ｈ_ｃＪばらつき」が改善されたが、回転速度を速めたために、「欠けの発生」が多く確認された。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ＲＨ拡散源、撹拌補助部材を混合タンクで混合してから処理室内に装入（前記事前一括混合処理）した比較例３は、「欠けの発生」が多く確認された。比較例３の欠けは、混合タンクで混合物を作製する時点で、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材同士の接触による衝撃により、発生したもので、ＲＨ拡散処理工程において発生したものではない。そのため、混合タンクの回転速度を遅くすることで「欠けの発生」を低減させることが考えられるが、生産効率が大きく低下するため好ましくない。さらに、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と撹拌補助部材、または、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを処理室装入前に混合して、混合物を作製した比較例４、５は、「欠けの発生」が多く確認された。これらも前記混合物を作製する時点で、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材同士の接触による衝撃により、欠けが発生していた。さらに、比較例６は、撹拌補助部材がないため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材同士の接触による衝撃により「欠けの発生」が多く確認された。

１ Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材
２ ＲＨ拡散源
３ 撹拌補助部材
４ 処理室
５ 蓋
６ 排気装置
７ ヒータ
８ モータ

Claims (3)

1. 複数個のＲＨ拡散源（重希土類元素ＲＨを３０質量％以上８０質量％以下含む合金、ただし、重希土類元素ＲＨは、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一種）を準備する工程と、
   複数個の撹拌補助部材を準備する工程と、
   複数個のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）を準備する工程と、
   前記ＲＨ拡散源と前記撹拌補助部材とを混合し、拡散源‐補助部材混合物を準備する工程と、
   前記拡散源‐補助部材混合物と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とを処理室内に装入する工程と、
   前記処理容器を加熱すると共に回転及び／又は揺動させることで、前記ＲＨ拡散源と前記撹拌補助部材と前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を連続的にまたは断続的に移動させてＲＨ拡散処理を行う工程と、
   を含む、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
2. 前記拡散源‐補助部材混合物におけるＲＨ拡散源と撹拌補助部材との重量比が０．８〜１．２：１の範囲にある、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
3. Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と前記拡散源‐補助部材混合物との重量比が０．４〜０．７：１の範囲にある、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

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