JP2015214745A - ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法及びその設備 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法は、窒素保護気流グラインドを採用することによって粉末を製造する。その方法は、まず、材料混合後の水素粉砕粉末を材料送入装置のホッパーに入れ、この材料送入装置により粉末をグラインド室に入れ、かつノズルで高速気流を噴射することにより粉砕を行う。粉砕後の粉末が気流によって離心式粉末セパレーターに入ることにより、粉末の選別を行う。所定の粒径に達していない粗粉末は、離心式粉末セパレーターの遠心力によりグラインド室に戻って再び粉砕され、所定の粒径に達した微粉末は、セパレーターにより旋風式収集機に入って収集される。旋風式収集機の排気パイプからの排出気体によって排出される少量の微粉末は、後部旋風式収集機に再び収集される。後部旋風式収集機から排出された気体は、圧縮機の圧縮と冷却器の冷却によりノズルの送気パイプに再び入るので、窒素を繰り返して使用することができる。
前記Rは、Ndを含む希土類元素のうち一種以上の希土類元素を意味する。
Mは、元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、Ti、Cr、Ni、Hfのうち一種又は一種以上の元素を意味する。
T2O3は、酸化物Dy2O3、Tb2O3、Ho2O3、Y2O3、Al2O3、Ti2O3のうち一種又は一種以上の酸化物を意味する。
前記T2O3酸化物微粉末の添加量は、0%≦T2O3≦2%である。
前記T2O3酸化物微粉末の添加量は、0%<T2O3≦0.8%である。
好ましいT2O3酸化物微粉末は、Al2O3、Dy2O3のうちの一種以上である。
より好ましいT2O3酸化物微粉末は、Al2O3である。
より好ましいT2O3酸化物微粉末は、Dy2O3である。
原料を溶解して合金にし、かつ急速凝固型合金片を製造する方法において、まず、R−Fe−B−M原料とT2O3酸化物微粉末を真空条件下で500℃以上に加熱する。次に、アルゴン気体を注入しかつ加熱をし続けることにより、R−Fe−B−M原料を合金に精錬する。最後は、溶解された合金液体をタンディッシュによって水冷式回転ローラに垂らす。この溶解合金が回転ローラによって冷却されると、合金片が形成される。
成分がNd30Dy1Co1.2Cu0.1B0.9Al0.1 Fe余量である合金600kgを加熱して溶解し、酸化物Dy2O3の微粉末を添加した後、溶解された合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。本実施例は、連続的真空水素粉砕炉で水素粉砕を行う。まず、前記R−Fe−B−M合金片を掛かれている原料収納部に入れ、この原料収納部を連続的真空水素粉砕炉の水素吸収室、加熱水素除去室及び冷却室に順に通過させることにより、水素吸収、加熱水素除去及び冷却を行う。次に、窒素保護下で、水素粉砕が行われた合金片を材料貯蔵缶に入れ、水素粉砕後の合金片に対して材料混合を行う。材料混合後、本発明は2個の後部旋風式収集機を具備する窒素保護気流グラインド設備を採用することにより気流グラインド粉末を製造する。気流グラインド設備の気流の酸素含量は0〜50ppmである。旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された微粉末とを材料収集缶内に収集する。次に、窒素保護下で粉末混合機によって混合された粉末を窒素保護配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。保護ボックス内の酸素含量は150ppmであり、配向磁場強度は1.8Tであり、キャビティ内の温度は3℃であり、磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。その等静圧の圧力は200MPaである。次に、焼結及び時効を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素永久磁石体を形成する。次に、それを取り出して機械加工を行うことにより、50×30×20mmの片体を形成する。最後は、電着を行うことにより、希土類永久磁石部品を形成する。それに対する測定結果は表1に記入した。
成分がNd30Dy1Co1.2Cu0.1B0.9Al0.1 Fe余量である合金600kgを加熱して溶解し、かつ溶解された合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。本実施例は真空水素粉砕炉で水素粉砕を行い、水素粉砕後は材料混合を行う。材料混合を行うとき、酸化物Y2O3の微粉末と潤滑剤を添加する。材料混合後、本発明は3個の後部旋風式収集機を具備する窒素保護気流グラインド設備を採用することにより気流グラインド粉末を製造する。気流グラインド設備の気流の酸素含量は0〜40ppmである。旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された粉末とを材料収集缶内に収集する。次に、窒素保護下で粉末混合機によって混合された粉末を窒素保護配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。形成された磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。次に、焼結及び時効を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素永久磁石体を形成する。次に、それを取り出して機械加工を行うことにより、50×30×20mmの片体を形成する。最後は、電着を行うことにより、希土類永久磁石部品を形成する。それに対する測定結果は表1に記入した。
成分がNd30Dy1Co1.2Cu0.1B0.9Al0.1 Fe余量である合金600kgを加熱して溶解し、かつ溶解された合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。本実施例は真空水素粉砕炉で水素粉砕を行い、水素粉砕後は材料混合を行う。材料混合を行うとき、酸化物Al2O3の微粉末を添加する。材料混合後、本発明は4個の後部旋風式収集機を具備する窒素保護気流グラインド設備を採用することにより気流グラインド粉末を製造する。気流グラインド設備の気流の酸素含量は0〜20ppmである。旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された粉末とを材料収集缶内に収集する。次に、窒素保護下で粉末混合機によって混合された粉末を窒素保護配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。形成された磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。次に、焼結及び時効を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素永久磁石体を形成する。次に、それを取り出して機械加工を行うことにより、50×30×20mmの片体を形成する。最後は、電着を行うことにより、希土類永久磁石部品を形成する。それに対する測定結果は表1に記入した。
成分がNd30Dy1Co1.2Cu0.1B0.9Al0.1 Fe余量である合金600kgを加熱して溶解し、かつ溶解された合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。本実施例は真空水素粉砕炉で水素粉砕を行い、水素粉砕後は材料混合を行う。材料混合を行うとき、酸化物Dy2O3の微粉末を添加する。材料混合後、本発明は5個の後部旋風式収集機を具備する窒素保護気流グラインド設備を採用することにより気流グラインド粉末を製造する。気流グラインド設備の気流の酸素含量は0〜18ppmである。旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された粉末とを材料収集缶内に収集する。次に、窒素保護下で粉末混合機によって混合された粉末を窒素保護配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。形成された磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。次に、焼結及び時効を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素永久磁石体を形成する。次に、それを取り出して機械加工を行うことにより、50×30×20mmの片体を形成する。最後は、電着を行うことにより、希土類永久磁石部品を形成する。それに対する測定結果は表1に記入した。
成分がNd30Dy1Co1.2Cu0.1B0.9Al0.1 Fe余量である合金600kgを加熱して溶解し、かつ溶解された合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。本実施例は真空水素粉砕炉で水素粉砕を行い、水素粉砕後は材料混合を行う。材料混合を行った後、本発明は6個の後部旋風式収集機を具備する窒素保護気流グラインド設備を採用することにより気流グラインド粉末を製造する。気流グラインド設備の気流の酸素含量は0〜20ppmである。旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された粉末とを材料収集缶内に収集する。次に、窒素保護下で粉末混合機によって混合された粉末を窒素保護配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。形成された磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。次に、焼結及び時効を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素永久磁石体を形成する。次に、それを取り出して機械加工を行うことにより、50×30×20mmの片体を形成する。最後は、電着を行うことにより、希土類永久磁石部品を形成する。それに対する測定結果は表1に記入した。
成分がNd30Dy1Co1.2Cu0.1B0.9Al0.1 Fe余量である合金600kgを加熱して溶解し、かつ溶解された合金液体を水冷式回転ローラに垂らして冷却することにより合金片を形成する。次に、真空水素粉砕炉で合金片に対して粗粉砕を行い、水素粉砕後は従来の技術で気流グラインドを行い。次に、その粉末を窒素保護配向磁場圧力装置に入れて成形を行う。形成された磁石塊のサイズは62×52×42mmであり、配向方向は42サイズ方向である。成形後は保護ボックス内で包装を行い、かつそれを取り出して等静圧を行う。その等静圧の圧力は200MPaである。次に、焼結及び時効を行うことにより、ネオジム鉄ホウ素永久磁石体を形成する。次に、それを取り出して機械加工を行うことにより、50×30×20mmの片体を形成する。最後は、電着を行うことにより、希土類永久磁石部品を形成する。それに対する測定結果は表1に記入した。
2 材料送入装置
3 バルブ
4 グラインド室
5 セパレーター
6 ノズル
7 パイプ
8 旋風式収集機
9 バルブ
10 後部旋風式収集機
11 フィルタパイプ
12 空気制御バルブ
13 排気パイプ
14 窒素圧縮機
15 冷却器
16 送気パイプ
17 バルブ
18 材料収集器
19 材料収集缶
20 サンプラー
Claims (22)
- ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法において、
この方法は窒素保護気流を利用して、グラインドにより粉末を製造し、
まず、材料混合が行われた水素粉砕粉末を材料送入装置のホッパーに入れ、この材料送入装置により粉末をグラインド室に入れ、かつノズルで高速気流を噴射することにより粉砕を行い、
次に、粉砕後の粉末が気流に伴って離心式粉末セパレーターに入ることにより粉末の選別を行い、所定の粉末粒径に達していない粗粉末は離心式粉末セパレーターの遠心力によりグラインド室に戻って再び粉砕され、所定の粒径に達した微粉末はセパレーターにより旋風式収集機に入って収集され、旋風式収集機の排気パイプからの排出気体に伴って排出される少量の微粉末は後部旋風式収集機に再び収集され、後部旋風式収集機から排出された気体は圧縮機の圧縮と冷却器の冷却によりノズルの送気パイプに再び入ることにより窒素を繰り返して使用する、ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法。 - 前記旋風式収集機に収集される粉末は切替えスイッチのバルブにより旋風式収集機の下部の粉末混合機に収集し、後部旋風式収集機に収集される粉末も切替えスイッチのバルブにより旋風式収集機の下部の粉末混合機に収集し、かつ粉末混合機でそれらを混合して材料収集缶に入れる、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法。
- 前記旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された粉末を、材料収集器により材料収集缶内に導入される、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法。
- 前記後部旋風式収集機に入った粉末は、並列されている2〜6個の後部旋風式収集機で収集される、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法。
- 前記後部旋風式収集機に入った粉末は、並列されている4個の後部旋風式収集機で収集される、ことを特徴とする請求項1に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造方法。
- ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備において、
その製造設備は、窒素保護気流を利用してグラインドにより粉末を製造する設備であり、かつホッパーと、材料送入装置と、ノズル及びセパレーターが設けられたグラインド室と、旋風式収集機と、後部旋風式収集機と、窒素圧縮機と、冷却器とを含み、
ホッパーは材料送入装置の上部に設けられ、材料送入装置はバルブによってグラインド室に連結され、グラインド室にはノズルと離心式粉末セパレーターのセパレーターとが設けられ、セパレーターの排気口と旋風式収集機の気体入口はパイプによって連結され、旋風式収集機の排気口には一個以上の後部旋風式収集機が並列で連結され、後部旋風式収集機内にはフィルタパイプが設けられ、後部旋風式収集機の排気口には空気制御バルブが連結され、バルブの他端は排気パイプに連結され、排気パイプは窒素圧縮機の気体入口に連結され、窒素圧縮機の排気口は冷却器の気体入口に連結され、冷却器の排気口はノズルの送気パイプに連結される、ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。 - 前記グラインド室に一個のノズルが設けられる、ことを特徴とする請求項6に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。
- 前記旋風式収集機の排気口には2〜6個の後部旋風式収集機が並列で連結され、後部旋風式収集機の排気パイプはファイルの気体入口に連結される、ことを特徴とする請求項6に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。
- 前記旋風式収集機の排気口には4個の後部旋風式収集機が並列で連結される、ことを特徴とする請求項6に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。
- 前記旋風式収集機の下部の材料収集口は材料収集器に連結され、後部旋風式収集機の下部の材料収集口は他の材料収集器に連結される、ことを特徴とする請求項6に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。
- 前記旋風式収集機の下部の材料収集口は切替えスイッチのバルブにより材料収集器に連結され、後部旋風式収集機の下部の材料収集口も切替えスイッチのバルブにより同じ材料収集器に連結され、材料収集器にはサンプラーが設けられ、材料収集器の下部は材料収集缶に連結される、ことを特徴とする請求項6に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。
- 前記旋風式収集機の下部の材料収集口は切替えスイッチのバルブにより粉末混合機に連結され、後部旋風式収集機の下部の材料収集口も切替えスイッチのバルブにより粉末混合機に連結され、粉末混合機には撹拌装置が設けられ、粉末混合機の下部は材料収集缶に連結される、ことを特徴とする請求項6に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石合金粉末の製造設備。
- ネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法において、
まず、合金を溶解することにより合金片を製造し、この合金片に対して水素粉砕を行った後に、合金片を材料混合装置内に入れて前置材料混合を行い、
次に、混合後の水素粉砕粉末を材料送入装置のホッパーに入れ、この材料送入装置により粉末をグラインド室に入れ、ノズルで高速気流を噴射することによりグラインドを行い、
次に、グラインドした後の粉末が気流によって離心式粉末セパレーターに入ることにより粉末の選別を行い、所定の粉末粒径に達していない粗粉末は離心式粉末セパレーターの遠心力によりグラインド室に戻って再びグラインドされ、所定の粒径に達した微粉末はセパレーターにより旋風式収集機に入って収集され、旋風式収集機の排気パイプからの排出気流によって排出される少量の微粉末は後部旋風式収集機に再び収集され、旋風式収集機に収集された粉末と後部旋風式収集機に収集された粉末は材料収集器により材料収集缶内に収集し、材料収集缶内に収納された粉末は材料混合装置内に送入して後置材料混合を行い、
次に、磁場成形、真空焼結及び時効を行うことによりネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体を製造し、
次に、その永久磁石体に対して機械加工及び表面処理を行うことにより希土類永久磁石部品を形成する、ことを特徴とするネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。 - まず水素粉砕後の合金片を材料混合装置内に入れて前置材料混合を行い、前置材料混合を行うときに一種以上の酸化防止剤と潤滑剤を入れる、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- まず水素粉砕後の合金片を材料混合装置内に入れて前置材料混合を行い、前置材料混合を行うときに一種以上の酸化物微粉末を入れる、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- まず水素粉砕後の合金片を材料混合装置内に入れて前置材料混合を行い、前置材料混合を行うときに入れる酸化物微粉末はY2O3、Al2O3及びDy2O3のうち一種以上である、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- 前記粉末を材料混合装置内に送入して後置材料混合を行い、後置材料混合後の粉末の平均粒径は1.6〜2.9μmである、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- 前記粉末を材料混合装置内に送入して後置材料混合を行い、後置材料混合後の粉末の平均粒径は2.1〜2.8μmである、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- 前記磁場成形方法は、まず、上述した粉末を窒素保護下で窒素保護密閉型磁場圧力装置内に入れ、窒素保護下で磁場配向圧力成形を行い、かつ形成された磁石塊を包装してから窒素保護密閉型磁場圧力装置から取り出し、次に、磁石塊を等静圧装置に送入して等静圧を行い、等静圧後は包装された磁石塊を窒素保護ボックスに入れて窒素保護下で包装を外し、最後は、それを焼結用材料ボックスに載置して続的真空焼結炉に入れる、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- 前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石合金は主相と結晶粒界相で構成され、主相はR2(Fe、Co)14B構造を有し、かつ主相の外縁から内部に向かう1/3の範囲内における重希土類HRの含量は主相の中心部における重希土類HRの含量より多く、結晶粒界相中に存在するネオジム酸化物微小粒子において、RはNdを含む希土類元素のうち一種以上を意味し、HRはDy、Tb、Ho、Y希土類元素のうち一種以上を意味する、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
- 前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石合金の金相構造は、重希土類含量はR2(Fe1−xCox)14B相より高いZR2(Fe1−xCox)14B相がR2(Fe1−xCox)14B結晶粒子の周囲を囲む形で設けられた金相構造を具備し、ZR2(Fe1−xCox)14B相とR2(Fe1−xCox)14B相との間には結晶粒界相が存在せず、ZR2(Fe1−xCox)14B相同士の間は結晶粒界相により連結され、
前記化学式において、ZRは結晶相中において重希土類含量が平均希土類含量の重希土類含量より多い相を有する希土類を意味し、Xは0≦X≦0.5である、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。 - 前記ネオジム鉄ホウ素永久磁石合金の金相構造において、2個以上のZR2(Fe1−xCox)14B相の間の隣接箇所の結晶粒界相にはネオジム酸化物微小粒子が存在し、結晶粒界相中の酸素含量は主相の酸素含量より多い、ことを特徴とする請求項13に記載のネオジム鉄ホウ素希土類永久磁石体の製造方法。
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