JP2016066675A - Rare earth isotropic bond magnet - Google Patents

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石川 尚
Takashi Ishikawa
尚 石川
松田 秀樹
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直紀 北原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rare earth isotropic bond magnet which enables the easy magnetization with a narrow pitch without sacrificing the productivity by enhancement of a magnetization property of an isotropic bond magnet including Nd-Fe-B based magnetic powder.SOLUTION: A rare earth isotropic bond magnet comprises: anisotropic magnetic powder A including a rare earth element (Sm or at least one element of lanthanoids including Sm and Y), iron and nitrogen as primary components and having a ThZntype crystal structure; and isotropic magnetic powder B including a rare earth element (Nd, Pr, or at least one element of lanthanoids including Y and as its matrix, Nd or Pr), iron and boron as primary components and having a NdFeB type crystal structure. The ratio A/(A+B) of the anisotropic magnetic powder A to the total mass of the kinds of magnetic powder is 10-60%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、着磁特性に優れた希土類等方性ボンド磁石に関する。   The present invention relates to a rare earth isotropic bonded magnet having excellent magnetization characteristics.

永久磁石にはさまざまな種類のものがあるが、その中には磁性粉末を樹脂バインダーで結合したボンド磁石がある。磁性粉末としては、Baフェライト、Srフェライト、NdFe14B、SmFe17、Sm(Co,Fe,Cu,Zr)17等の材料が用いられる。また、樹脂バインダーとしては、ポリアミド6、ポリアミド12、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂や、エボキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。 There are various types of permanent magnets. Among them, there are bonded magnets in which magnetic powder is bonded with a resin binder. As the magnetic powder, materials such as Ba ferrite, Sr ferrite, Nd 2 Fe 14 B, Sm 2 Fe 17 N 3 , Sm 2 (Co, Fe, Cu, Zr) 17 are used. As the resin binder, thermoplastic resins such as polyamide 6, polyamide 12 and polyphenylene sulfide, and thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin and unsaturated polyester resin are used.

このようなボンド磁石は、磁性粉末と樹脂バインダーとの混合物(組成物やコンパウンドと呼ばれる)を、射出成形、押出成形、圧縮成形等の樹脂成形技術で成形し、着磁して使用される。   Such a bond magnet is used by forming a mixture of magnetic powder and a resin binder (referred to as a composition or a compound) by a resin molding technique such as injection molding, extrusion molding or compression molding, and magnetizing the mixture.

ところで、磁性粉末には、粒子の特定方向に着磁して使用される異方性粉末と、粒子のどの方向にも着磁できる等方性粉末がある。同様に、ボンド磁石にも異方性と等方性があり、異方性磁石は成形した磁石成形品の特定方向にしか着磁できないが、等方性磁石はどの方向にも着磁して使用することができる。   Magnetic powders include anisotropic powders that are used by being magnetized in a specific direction of particles, and isotropic powders that can be magnetized in any direction of particles. Similarly, bond magnets have anisotropy and isotropic properties, and anisotropic magnets can be magnetized only in a specific direction of the molded magnet product, but isotropic magnets are magnetized in any direction. Can be used.

異方性ボンド磁石は、異方性の磁性粉末と樹脂バインダーとにより構成され、例外もあるが、成形時に金型に磁界をかけて個々の磁性粉末を磁界方向に揃えることによって製造される。一方、等方性のボンド磁石は、多くの場合、等方性粉末と樹脂バインダーとから製造されるが、異方性粉末と樹脂バインダーとからなる組成物を金型に磁界をかけずに成形することによっても製造することができる。   An anisotropic bonded magnet is composed of anisotropic magnetic powder and a resin binder, and there are exceptions. However, an anisotropic bonded magnet is manufactured by applying a magnetic field to a mold during molding to align individual magnetic powders in the magnetic field direction. On the other hand, isotropic bonded magnets are often produced from isotropic powder and a resin binder, but a composition comprising anisotropic powder and resin binder is molded without applying a magnetic field to the mold. Can also be manufactured.

ボンド磁石の中でも希土類磁性粉末を使用したものは、磁気特性が高く、主用途である小型モータのさらなる小型化、軽量化、省エネルギーのために今後も応用分野が拡大していくと見込まれている。ここで、異方性の希土類ボンド磁石は、その残留磁束密度Brが同じ材料の等方性磁石に比べて高く、磁性粉末の持つ固有磁気特性を十分生かせるため、これら小型化、軽量化、省エネルギーの観点で好ましい。   Among the bonded magnets, those using rare earth magnetic powder have high magnetic properties, and it is expected that the application fields will continue to expand in the future for further miniaturization, weight reduction, and energy saving of small motors that are the main applications. . Here, the anisotropic rare earth bonded magnet has a higher residual magnetic flux density Br than the isotropic magnet made of the same material, and can take full advantage of the intrinsic magnetic properties of the magnetic powder. From the viewpoint of

ところが、小型モータへの応用では、小径円筒状で、その径方向に多極に着磁されたロータ磁石としてボンド磁石が利用され、そして、着磁ピッチは数mmから1mm以下で用いられることも少なくない。このような磁石を異方性磁石として製造するうえでは、金型に磁界をかけるための磁気回路の構成やモータのコギングトルク等の課題があり、簡単ではない。そのため、このような応用例では、磁性粉末の固有磁気特性が損なわれても、等方性の磁石が選択され、そのほとんどがNdFe14B型結晶構造の化合物を主相とし液体急冷法で製造される等方性Nd−Fe−B系磁性粉末を使用したものである。 However, in application to a small motor, a bonded magnet is used as a rotor magnet which is a small-diameter cylindrical shape and is multipolarized in the radial direction, and the magnetization pitch may be several mm to 1 mm or less. Not a few. In manufacturing such a magnet as an anisotropic magnet, there are problems such as the configuration of a magnetic circuit for applying a magnetic field to the mold and the cogging torque of the motor, which are not easy. Therefore, in such an application example, an isotropic magnet is selected even if the intrinsic magnetic properties of the magnetic powder are impaired, and most of them are liquid quenching methods using a compound of Nd 2 Fe 14 B type crystal structure as a main phase. Isotropic Nd—Fe—B magnetic powder produced by

さらに、等方性の磁石を選択したとして、上述のような狭いピッチで着磁して使用される場合には、着磁するための磁気ヨークのピッチも狭くなり、十分な着磁磁界が得られないこともあり、等方性Nd−Fe−B系ボンド磁石としての磁気特性も十分発揮されないまま使用されることがある。   Furthermore, when an isotropic magnet is selected, when the magnet is used with a narrow pitch as described above, the pitch of the magnetic yoke for magnetizing is also reduced, and a sufficient magnetizing magnetic field is obtained. In some cases, the magnetic properties of the isotropic Nd—Fe—B based bonded magnet are not sufficiently exhibited.

このような着磁性の問題を解決する手段として、特開2013−157506号公報(特許文献1)、特開2014−045044号公報(特許文献2)では、着磁装置に加熱冷却機構を設け、その磁性材料のキュリー温度以上に加熱した状態で着磁磁界をかけ、その磁界をかけ続けてキュリー温度未満の温度まで冷却する方法を開示している。一方、特開2004−134698号公報(特許文献3)では、成形工程の金型キャビティー内に組成物が高温で充填されている状態で着磁を施す方法が開示されている。   As means for solving such a problem of magnetization, JP 2013-157506 A (Patent Document 1) and JP 2014-045044 A (Patent Document 2) provide a heating and cooling mechanism in a magnetizing device, A method is disclosed in which a magnetizing magnetic field is applied in a state where the magnetic material is heated to the Curie temperature or higher, and the magnetic field is continuously applied to cool to a temperature lower than the Curie temperature. On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-134698 (Patent Document 3) discloses a method of magnetizing in a state where a composition is filled in a mold cavity in a molding process at a high temperature.

しかしながら、前者の方法では、高温で着磁されるために不可逆減磁した状態で着磁されることになり、また着磁装置の中で昇降温するために着磁のタクトタイムが長くなり生産性を損なうとういう問題がある。また、後者の方法では、金型内に着磁のための磁気回路を設けることになり、狭いピッチの着磁が必要になる場合には金型の構造が複雑になるという問題がある。   However, in the former method, since it is magnetized at a high temperature, it is magnetized in a irreversible demagnetized state, and because the temperature is raised and lowered in the magnetizing device, the takt time of magnetization becomes longer and production is performed. There is a problem of impairing sex. In the latter method, a magnetic circuit for magnetization is provided in the mold, and there is a problem that the structure of the mold becomes complicated when magnetization at a narrow pitch is required.

特開2013−157506号公報JP 2013-157506 A 特開2014−045044号公報JP 2014-045044 A 特開2004−134698号公報JP 2004-134698 A 特開平05−152116号公報Japanese Patent Laid-Open No. 05-152116 特開平06−013212号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-013212 特開平06−061023号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-061023 特開平06−132107号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-132107 特開平06−208913号公報Japanese Patent Laid-Open No. 06-208913 特開平08−031626号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-031626 特開平09−171916号公報JP 09-171916 A

本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、Nd−Fe−B系磁性粉末を含む等方性ボンド磁石そのものの着磁特性を高めて、それによって生産性を損なうことなく狭いピッチでの着磁も容易にすることができる希土類等方性ボンド磁石を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such circumstances, and enhances the magnetization characteristics of the isotropic bonded magnet itself containing the Nd—Fe—B based magnetic powder, thereby reducing the productivity. An object of the present invention is to provide a rare earth isotropic bonded magnet that can be easily magnetized at a narrow pitch.

本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、Nd−Fe−B系磁性粉末に対して着磁特性の良好な他の磁性粉末の混合を検討したところ、いわゆるニュークリエーション型の磁性粉末として知られる、ThZn17型の結晶構造を有するR−Fe−N系異方性磁性粉末(RはYを含むランタノイド元素)、特にRとしてSmを用いたSmFe17磁性粉末を特定量混合することによって着磁性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。 The inventors of the present invention have made extensive studies in order to solve the above-described problems. As a result, when mixing Nd—Fe—B based magnetic powder with another magnetic powder having good magnetization characteristics, a Th 2 Zn 17 type crystal structure known as a so-called nucleation type magnetic powder was studied. R-Fe-N-based anisotropic magnetic powder having R (R is a lanthanoid element containing Y), in particular, Sm 2 Fe 17 N 3 magnetic powder using Sm as R improves the magnetization. As a result, the present invention has been completed. That is, the present invention provides the following.

(1)本発明の第1の発明は、希土類元素(Sm、又は、SmとYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上)と、鉄と、窒素とを主構成成分としThZn17型の結晶構造を有する異方性磁性粉末Aと、希土類元素(Nd、又は、Pr、又は、Nd若しくはPrを主体としたYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上)と、鉄と、硼素とを主構成成分としNdFe14B型の結晶構造を有する等方性磁性粉末Bとを含有し、全磁性粉末の質量に対する前記異方性磁性粉末Aの質量の比A/(A+B)が10%以上60%以下であることを特徴とする希土類等方性ボンド磁石である。 (1) A first invention of the present invention is a Th 2 Zn 17 type comprising, as main constituents, a rare earth element (Sm or any one or more of lanthanoid elements including Sm and Y), iron, and nitrogen. An anisotropic magnetic powder A having the following crystal structure, a rare earth element (Nd, Pr, or any one or more of lanthanoid elements containing Y mainly composed of Nd or Pr), iron, and boron And isotropic magnetic powder B having a Nd 2 Fe 14 B type crystal structure, the ratio A / (A + B) of the anisotropic magnetic powder A to the total magnetic powder being It is a rare earth isotropic bond magnet characterized by being 10% or more and 60% or less.

(2)本発明の第2の発明は、上述した第1の発明において、前記異方性磁性粉末Aの50%粒子径が10μm以下である希土類等方性ボンド磁石である。   (2) The second invention of the present invention is a rare earth isotropic bonded magnet according to the first invention, wherein the anisotropic magnetic powder A has a 50% particle size of 10 μm or less.

(3)本発明の第3の発明は、上述した第1又は第2の発明において、前記等方性磁性粉末Bの50%粒子径が30μm以上である希土類等方性ボンド磁石である。   (3) A third invention of the present invention is the rare earth isotropic bonded magnet according to the first or second invention, wherein the isotropic magnetic powder B has a 50% particle diameter of 30 μm or more.

(4)本発明の第4の発明は、上述した第1乃至第3のいずれか発明において、直交する3方向(X方向、Y方向、Z方向)で測定された残留磁束密度Brの最大値と最小値との差(ΔBr)が該3方向のBrの平均値(Bravg)に対して5%以内である希土類等方性ボンド磁石である。 (4) According to a fourth aspect of the present invention, in any one of the first to third aspects described above, the maximum value of the residual magnetic flux density Br measured in three orthogonal directions (X direction, Y direction, Z direction). And a minimum value (ΔBr) is a rare earth isotropic bonded magnet having a Br value within 5% of the average value (Br avg ) of Br in the three directions.

本発明によれば、磁石自体の着磁特性を高めることができ、その結果として小型モータ用ロータ磁石等のさらなる小型化とそれによる狭い着磁ピッチにも対応することが可能となり、生産性を損なうこともなく、その工業的価値は極めて大きい。   According to the present invention, it is possible to improve the magnetizing characteristics of the magnet itself, and as a result, it is possible to cope with further downsizing of the rotor magnet for a small motor and the narrow magnetizing pitch thereby resulting in productivity. Without loss, its industrial value is enormous.

以下、本発明に係る希土類等方性ボンド磁石の具体的な実施形態(以下、「本実施の形態」という)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。   Hereinafter, a specific embodiment of the rare earth isotropic bonded magnet according to the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, A various change is possible in the range which does not change the summary of this invention.

本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石は、希土類元素(Sm、又は、SmとYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上)と、鉄と、窒素とを主構成成分とし、ThZn17型の結晶構造を有する異方性磁性粉末A(第1の磁性粉末)と、希土類元素(Nd、又は、Pr、又は、Nd若しくはPrを主体としたYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上)と、鉄と、硼素とを主構成成分とし、NdFe14B型の結晶構造を有する等方性磁性粉末B(第2の磁性粉末)とを混合して構成される。 The rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment includes a rare earth element (Sm or one or more of lanthanoid elements including Sm and Y), iron, and nitrogen as main components, and Th 2. Any one of an anisotropic magnetic powder A (first magnetic powder) having a Zn 17 type crystal structure and a rare earth element (Nd, Pr, or a lanthanoid element mainly containing Nd or Pr and containing Y) Seeds or more), iron, and boron as main constituent components, and isotropic magnetic powder B (second magnetic powder) having an Nd 2 Fe 14 B type crystal structure.

そして、この希土類等方性ボンド磁石では、全磁性粉末の質量に対する異方性磁性粉末Aの質量の比率が特定の割合となるように混合して構成されている。具体的には、異方性磁性粉末Aの全磁性粉末の質量に対する比A/(A+B)が10%以上60%以下であることを特徴としている。   The rare earth isotropic bonded magnet is mixed so that the ratio of the mass of the anisotropic magnetic powder A to the mass of the total magnetic powder is a specific ratio. Specifically, the ratio A / (A + B) of the anisotropic magnetic powder A to the mass of the total magnetic powder is 10% or more and 60% or less.

このような本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石によれば、磁石自体の着磁特性を向上させることができ、生産性を損なうことなく狭いピッチでの着磁も容易にすることができる。   According to such a rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment, it is possible to improve the magnetization characteristics of the magnet itself, and facilitate magnetization at a narrow pitch without impairing productivity. it can.

<第1の磁性粉末(異方性磁性粉末)>
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石において、第1の磁性粉末は、希土類元素と、鉄(Fe)と、窒素(N)とを主構成成分とし、ThZn17型の結晶構造を有する異方性磁性粉末(適宜「異方性磁性粉末A」ともいう)である。この磁性粉末では、そのほとんどが単結晶粒子であり、結晶のc軸が磁化容易方向である。
<First magnetic powder (anisotropic magnetic powder)>
In the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment, the first magnetic powder includes rare earth elements, iron (Fe), and nitrogen (N) as main constituent components, and a Th 2 Zn 17 type crystal structure. An anisotropic magnetic powder (also referred to as “anisotropic magnetic powder A” as appropriate). Most of the magnetic powder is single crystal particles, and the c-axis of the crystal is the direction of easy magnetization.

異方性磁性粉末を構成する希土類元素としては、サマリウム(Sm)、又は、Smとイットリウム(Y)を含むランタノイド元素のいずれか1種以上である。ThZn17型の結晶構造を有する代表的な主相はSmFe17の窒化化合物であるため、この磁性粉末は、Smを含む全希土類元素が20質量%〜25質量%、Nが2.9質量%〜4.0質量%、そして残部がFeとなる組成を有する。 The rare earth element constituting the anisotropic magnetic powder is at least one of samarium (Sm) or a lanthanoid element containing Sm and yttrium (Y). Since a typical main phase having a Th 2 Zn 17 type crystal structure is a nitride compound of Sm 2 Fe 17 N 3 , the magnetic powder contains 20% by mass to 25% by mass of all rare earth elements including Sm, N Is 2.9 mass% to 4.0 mass%, and the balance is Fe.

また、この磁性粉末の温度特性や耐食性を改善するために、Feの20質量%以下の割合を、Co、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Pd、Zn、B、Al、Ga、C、Si、Ge、Snにより置換することができる。   Further, in order to improve the temperature characteristics and corrosion resistance of the magnetic powder, the proportion of Fe of 20% by mass or less is changed to Co, Ni, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Pd, Zn, B, Al, Ga, C, Si, Ge, Sn can be substituted.

異方性磁性粉末の粒子径としては、特に限定されないが、50%粒子径が10μm以下であることが好ましく、5μm以下であることがより好ましく、3μm以下であることがさらに好ましい。異方性磁性粉末の50%粒子径が10μmを超えると、その磁性粉末の保磁力や角形性が低下する可能性がある。   The particle diameter of the anisotropic magnetic powder is not particularly limited, but the 50% particle diameter is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and further preferably 3 μm or less. When the 50% particle diameter of the anisotropic magnetic powder exceeds 10 μm, the coercive force and squareness of the magnetic powder may be reduced.

なお、希土類元素と、鉄と、窒素とを主構成成分とし、ThZn17型の結晶構造を有する磁性粉末としては、例えば特開平11−297518号公報に開示されているような等方性の磁性粉末がある、しかしながら、その文献に記載の磁性粉末を、本実施の形態のように用いても着磁特性を高めることはできず、その目的を達するには異方性の磁性粉末でなければならない。上述したように、成形時に金型に磁界をかけなければ異方性の希土類磁性粉末を使ったボンド磁石は等方性ボンド磁石となるが、高価な異方性の希土類磁性粉末をこのように使用することはほとんどなく、特に、希土類元素と、鉄と、窒素とを主構成成分として、ThZn17型の結晶構造を有する異方性磁性粉末を等方性ボンド磁石として使用する例はこれまでにない。 In addition, as a magnetic powder having a rare earth element, iron, and nitrogen as main components and having a Th 2 Zn 17 type crystal structure, for example, an isotropic property as disclosed in JP-A-11-297518 is disclosed. However, even if the magnetic powder described in that document is used as in the present embodiment, the magnetization characteristics cannot be improved. There must be. As described above, if a magnetic field is not applied to the mold at the time of molding, the bonded magnet using anisotropic rare earth magnetic powder becomes an isotropic bonded magnet. There is almost no use, and in particular, an example of using anisotropic magnetic powder having a Th 2 Zn 17 type crystal structure as an isotropic bonded magnet with rare earth elements, iron, and nitrogen as main components. Never before.

この第1の磁性粉末である異方性磁性粉末の製造方法について、希土類元素がSmである場合を例として説明すると、SmFe17合金粉末を、窒素ガス、アンモニアガス等の窒素Nを含む雰囲気下において350℃〜550℃の温度範囲で熱処理(窒化熱処理)を施し、粉末の内部に窒素を拡散させてSmFe17粉末を作製する。そして、その粉末の50%粒子径が好ましくは10μm以下、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは3μm以下となるように粉砕・分級等の粒度調整を行うことによって製造することができる。 The method for producing the anisotropic magnetic powder as the first magnetic powder will be described by taking the case where the rare earth element is Sm as an example. The Sm 2 Fe 17 alloy powder contains nitrogen N such as nitrogen gas or ammonia gas. Heat treatment (nitriding heat treatment) is performed in the temperature range of 350 ° C. to 550 ° C. in an atmosphere, and nitrogen is diffused into the powder to produce Sm 2 Fe 17 N 3 powder. The powder can be produced by adjusting the particle size such as pulverization and classification so that the 50% particle size of the powder is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, and even more preferably 3 μm or less.

なお、SmFe17合金粉末を作成する方法としては、酸化サマリウムと鉄粉等に対して金属カルシウム等の還元剤を加えて熱処理する還元拡散法と、金属サマリウムと鉄とを溶解して合金塊を作製し機械粉砕する溶解法とがある。しかしながら、溶解法で作製されるSmFe17合金粉末の粒度分布は広く、粒度の均一性が還元拡散法に比べて劣ってしまう。そのため、最終的に得られる異方性磁性粉末の磁気特性が低くなり、等方性R−Fe−B系磁性粉末と混合した等方性ボンド磁石の残留磁束密度Brの低下が大きくなる。このことから、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する異方性磁性粉末は、還元拡散法により作製されたSmFe17合金粒子に基づいて製造されたものであることが好ましい。 The Sm 2 Fe 17 alloy powder is prepared by a reduction diffusion method in which a reducing agent such as metallic calcium is added to samarium oxide and iron powder and heat treatment, and an alloy obtained by melting metal samarium and iron. There is a melting method in which a lump is produced and mechanically pulverized. However, the particle size distribution of the Sm 2 Fe 17 alloy powder produced by the melting method is wide, and the uniformity of the particle size is inferior to that of the reduction diffusion method. Therefore, the magnetic properties of the anisotropic magnetic powder finally obtained are lowered, and the residual magnetic flux density Br of the isotropic bonded magnet mixed with the isotropic R—Fe—B based magnetic powder is greatly reduced. Therefore, the anisotropic magnetic powder constituting the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment is manufactured based on Sm 2 Fe 17 alloy particles produced by the reduction diffusion method. preferable.

<第2の磁性粉末(等方性磁性粉末)>
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石において、第2の磁性粉末は、希土類元素と、鉄と、硼素とを主構成成分とし、NdFe14B型結晶構造の金属間化合物を主相とする等方性磁性粉末(等方性R−Fe−B系磁性粉末、適宜「等方性磁性粉末B」ともいう)である。この等方性磁性粉末は、100nm以下の主相結晶粒径を有する多結晶粉末であり、磁化容易軸である結晶のc軸の方向がそれぞれの結晶粒でランダムである。このような磁性粉末としては、液体急冷法で製造されるものが知られている。
<Second magnetic powder (isotropic magnetic powder)>
In the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment, the second magnetic powder is mainly composed of rare earth elements, iron, and boron as main components, and an intermetallic compound having an Nd 2 Fe 14 B type crystal structure. Isotropic magnetic powder (isotropic R—Fe—B based magnetic powder, also referred to as “isotropic magnetic powder B” as appropriate). This isotropic magnetic powder is a polycrystalline powder having a main phase crystal grain size of 100 nm or less, and the c-axis direction of the crystal, which is the easy axis of magnetization, is random in each crystal grain. As such magnetic powder, what is manufactured by the liquid quenching method is known.

等方性磁性粉末を構成する希土類元素(R)としては、ネオジム(Nd)、又は、プラセオジム(Pr)、又は、これらを主体としてLa、Ce等のYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上である。なお、ここでの主体とは、Nd又はPrが50質量%を超える割合で含むことをいう。   As the rare earth element (R) constituting the isotropic magnetic powder, neodymium (Nd), praseodymium (Pr), or any one or more of lanthanoid elements containing Y such as La and Ce mainly composed of these elements It is. In addition, a main body here means containing Nd or Pr in the ratio over 50 mass%.

また、この磁性粉末の温度特性や耐食性を改善するために、Feの一部を、Co、Ni、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Mn、Pd、Zn、B、Al、Ga、C、Si、Ge、Snにより置換することができる。   In order to improve the temperature characteristics and corrosion resistance of the magnetic powder, a part of Fe is made of Co, Ni, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Pd, Zn, B, Al, Ga, C, Si, Ge, Sn can be substituted.

また、この磁性粉末中に、NdFe14B型の結晶構造を有する相に、αFeやFe−B化合物相を生成させたナノコンポジット粉と呼ばれる粉末を加えることもできる。 In addition, a powder called nanocomposite powder in which αFe or a Fe—B compound phase is generated can be added to the magnetic powder in a phase having an Nd 2 Fe 14 B type crystal structure.

等方性磁性粉末の粒子径としては、特に限定されないが、50%粒子径が30μm以上であることが好ましく、40μm以上であることがより好ましい。等方性磁性粉末の50%粒子径が30μm未満であると、その磁性粉末の保磁力や角形性が低下する可能性がある。なお、この等方性磁性粉末の粒子径の上限値については特に限定されないが、ボンド磁石の表面平滑性の観点から、50%粒子径が100μm以下であることが好ましい。   The particle diameter of the isotropic magnetic powder is not particularly limited, but the 50% particle diameter is preferably 30 μm or more, and more preferably 40 μm or more. If the 50% particle diameter of the isotropic magnetic powder is less than 30 μm, the coercive force and squareness of the magnetic powder may be reduced. The upper limit of the particle diameter of the isotropic magnetic powder is not particularly limited, but the 50% particle diameter is preferably 100 μm or less from the viewpoint of the surface smoothness of the bonded magnet.

なお、上述した液体急冷法による製造以外に、HDDR法と呼ばれる水素化・脱水素化の熱処理工程を経て製造されるR−Fe−B系磁性粉末であっても、製造条件によってNdFe14B型の結晶構造を有する等方性の磁性粉末を得ることができる。本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する等方性磁性粉末としては、このようなHDDR法により製造された等方性磁性粉末を用いてもよい。 In addition to the production by the liquid quenching method described above, even if it is an R—Fe—B based magnetic powder produced through a hydrogenation / dehydrogenation heat treatment step called the HDDR method, Nd 2 Fe 14 depending on the production conditions. An isotropic magnetic powder having a B-type crystal structure can be obtained. As the isotropic magnetic powder constituting the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment, an isotropic magnetic powder manufactured by such an HDDR method may be used.

ここで、この第2の磁性粉末である等方性磁性粉末では、結晶粒径が主相の単磁区臨界粒径より小さいことから、初磁化曲線がピンニング型に近く、比較的大きな着磁磁界が必要とされる。これに対して、第1の磁性粉末である異方性磁性粉末は、ニュークリエーション型の保磁力機構を有し、粒子内の磁壁移動で磁化反転が進むため、着磁しやすいと考えられる。このような第1の磁性粉末が第2の磁性粉末の一部を置換し、それらの間に静磁気的な相互作用が働くことによって、磁石の着磁性が改善すると考えられる。   Here, in the isotropic magnetic powder as the second magnetic powder, the crystal grain size is smaller than the single-domain critical grain size of the main phase, so that the initial magnetization curve is close to the pinning type, and a relatively large magnetization magnetic field. Is needed. On the other hand, the anisotropic magnetic powder, which is the first magnetic powder, has a nucleation type coercive force mechanism, and magnetization reversal proceeds due to the domain wall movement in the particles. Such first magnetic powder replaces a part of the second magnetic powder, and a magnetostatic interaction acts between them. It is considered that the magnetism of the magnet is improved.

ただし、全磁性粉末の質量に対する第1の磁性粉末の比率が重要になるものと考えられる。具体的に本実施の形態では、異方性磁性粉末Aと等方性磁性粉末Bとを備える希土類等方性ボンド磁石において、全磁性粉末の質量に対する第1の磁性粉末である異方性磁性粉末Aの質量の比(A/A+B)が10%以上60%以下であることを特徴としている。   However, it is considered that the ratio of the first magnetic powder to the mass of the total magnetic powder becomes important. Specifically, in the present embodiment, in a rare earth isotropic bond magnet including anisotropic magnetic powder A and isotropic magnetic powder B, anisotropic magnetism which is the first magnetic powder with respect to the mass of the total magnetic powder. The mass ratio (A / A + B) of the powder A is 10% or more and 60% or less.

全磁性粉末の質量に対する第1の磁性粉末の比率が60%を超えると、着磁性が逆に低下してしまう。このことのメカニズムは明らかではないが、着磁磁界の方向に対して磁化容易方向が非平行な粒子では、磁壁にかかる磁気圧が弱く、着磁で逆磁区の芽を十分消しきれない割合が増えることによると推測される。一方で、第1の磁性粉末の比率が10%未満であると、磁石の着磁特性の改善効果が十分に得られない。   If the ratio of the first magnetic powder with respect to the mass of the total magnetic powder exceeds 60%, the magnetization will be reduced. The mechanism of this is not clear, but particles with an easy magnetization direction that is not parallel to the direction of the magnetizing magnetic field have a weak magnetic pressure applied to the domain wall, and the ratio of magnetization that the reverse domain buds cannot be sufficiently erased by magnetization. It is estimated that it will increase. On the other hand, if the ratio of the first magnetic powder is less than 10%, the effect of improving the magnetizing characteristics of the magnet cannot be sufficiently obtained.

<樹脂バインダー、添加剤>
上述した磁性粉末を結合する樹脂バインダーとしては、特に限定されず、ボンド磁石の製造に一般的に用いられるものを用いることができる。例えば、ポリアミド系、ポリフェニレンサルファイド系等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
<Resin binder, additive>
It does not specifically limit as a resin binder which couple | bonds the magnetic powder mentioned above, The thing generally used for manufacture of a bonded magnet can be used. For example, a thermoplastic resin such as polyamide or polyphenylene sulfide, or a thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, or unsaturated polyester resin can be used.

さらに、成形加工性を向上させるため、あるいは樹脂の劣化を防止するために、滑剤、樹脂安定化剤等の添加剤を使用することもできる。   Furthermore, additives such as lubricants and resin stabilizers can be used to improve moldability or prevent deterioration of the resin.

上述した磁性粉末と、樹脂バインダーと、添加剤との混合方法としては、特に限定されない。例えば、第1の磁性粉末である異方性磁性粉末と、第2の磁性粉末である等方性磁性粉末とを先にミキサーやブレンダー等を用いて混合し、続いて樹脂バインダーを添加して、熱可塑性樹脂であれば溶融混練を行い、熱硬化性樹脂であれば溶剤で希釈して混合して、溶剤を揮発除去することができる。ただし、混練あるいは混合が不均一となって第1の磁性粉末と第2の磁性粉末の相互の分散状態が悪くなると、着磁特性の改善度が低下する可能性があるので、混合度を均一にすることが好ましい。   A method for mixing the magnetic powder, the resin binder, and the additive described above is not particularly limited. For example, the anisotropic magnetic powder that is the first magnetic powder and the isotropic magnetic powder that is the second magnetic powder are first mixed using a mixer or blender, and then a resin binder is added. If it is a thermoplastic resin, it can be melt kneaded, and if it is a thermosetting resin, it can be diluted with a solvent and mixed to volatilize and remove the solvent. However, if the kneading or mixing is not uniform and the dispersion state of the first magnetic powder and the second magnetic powder is deteriorated, the degree of improvement in the magnetization characteristics may be lowered. It is preferable to make it.

なお、第1の磁性粉末(異方性磁性粉末A)と、第2の磁性粉末(等方性磁性粉末B)との混合比については、上述したように、全磁性粉末の質量に対する異方性磁性粉末Aの質量の比A/(A+B)が10%以上60%以下となるようにする。上述したように、異方性磁性粉末Aの比率が10%未満あるいは60%を超えてしまうと、着磁特性の改善効果を十分に得ることができない。特に、異方性磁性粉末Aが単独であると、着磁特性が極めて低下してしまう。   As described above, the mixing ratio of the first magnetic powder (anisotropic magnetic powder A) and the second magnetic powder (isotropic magnetic powder B) is anisotropic with respect to the mass of the total magnetic powder. The mass ratio A / (A + B) of the conductive magnetic powder A is set to 10% or more and 60% or less. As described above, if the ratio of the anisotropic magnetic powder A is less than 10% or exceeds 60%, the effect of improving the magnetization characteristics cannot be sufficiently obtained. In particular, when the anisotropic magnetic powder A is used alone, the magnetization characteristics are extremely deteriorated.

<希土類等方性ボンド磁石の製造方法>
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石は、射出成形、押出成形、圧縮成形、カレンダーロール成形等の公知の成形方法により成形することによって製造できる。ここで、「等方性ボンド磁石」であるためには、成形時において金型に残留磁気を含む磁界がかかっていない状態で成形することが重要となる。
<Method for producing rare earth isotropic bonded magnet>
The rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment can be manufactured by molding by a known molding method such as injection molding, extrusion molding, compression molding, calendar roll molding or the like. Here, in order to be an “isotropic bonded magnet”, it is important to mold in a state where a magnetic field including residual magnetism is not applied to the mold during molding.

本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する異方性磁性粉末は、成形時の磁界配向性が高いため、金型に0.1T程度の磁界がかかっていても得られるボンド磁石の残留磁束密度Brが磁石の方向によってばらつくことになる。そして、そのようなばらつきが生じると、例えば小型モータ用のロータ磁石としたときにコギングトルクが大きくなり、着磁性の改善効果が低下する。したがって、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石においては、任意の直交する3方向(X方向、Y方向、Z方向)について測定されたBr(Brx、Bry、Brz)の最大値と最小値との差(ΔBr)が、その3方向のBrの平均値(Bravg)に対して5%以内であることが好ましい。 Since the anisotropic magnetic powder constituting the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment has a high magnetic field orientation during molding, the bonded magnet can be obtained even when a magnetic field of about 0.1 T is applied to the mold. The residual magnetic flux density Br varies depending on the direction of the magnet. When such variation occurs, for example, when a rotor magnet for a small motor is used, the cogging torque increases, and the effect of improving magnetization is reduced. Therefore, in the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment, the maximum value and minimum value of Br (Brx, Bry, Brz) measured in any three orthogonal directions (X direction, Y direction, Z direction). The difference (ΔBr) from the value is preferably within 5% with respect to the average value (Br avg ) of Br in the three directions.

<従来のボンド磁石>
ここで、R−Fe−N系磁性粉末と、R−Fe−B系磁性粉末とを混合したボンド磁石として、例えば特開平05−152116号公報(特許文献4)には、R14B系合金粉末と、R17N系合金粉末(RはYを含む希土類元素、TはC及び遷移金属の少なくとも一種)とを混合して磁場成形する技術が開示されている。この技術で製造されるボンド磁石は、磁場成形することから異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、この特許文献4には、R14B系合金粉末が非晶質であるとされているが、本実施の形態におけるR14B系合金粉末は、結晶粒径が100nm以下の多結晶質であり、それぞれの結晶のc軸がランダムな方向になっているものである。また、特許文献4の記載によれば、アモルファスリボンを粉砕してホットプレスで成形後熱間加工させて粉砕することにより異方化した粉末と説明されており、この点においても本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する等方性磁性粉末とは異なる。さらに、R−Fe−N系磁性粉末としては、組成がR17N系合金粉末であるとされており、本実施の形態におけるR17よりも窒素Nが少ない組成のものである。またさらに、その製造にあたっては、高周波溶解等で製造したインゴットを用いており、還元拡散法によるものとは異なる。
<Conventional bonded magnet>
Here, as a bonded magnet in which an R—Fe—N magnetic powder and an R—Fe—B magnetic powder are mixed, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 05-152116 (Patent Document 4) discloses R 2 T 14 B. Discloses a technique of mixing magnetic alloy powder and R 2 T 17 N alloy powder (R is a rare earth element including Y, T is at least one of C and transition metals) and magnetic field forming is performed. The bond magnet manufactured by this technique is an anisotropic bond magnet because it is magnetic field-molded, and is different from the rare earth isotropic bond magnet according to the present embodiment. Further, this patent document 4, but R 2 T 14 B-based alloy powder is to be amorphous, R 2 T 14 B alloy powder in the present embodiment, the crystal grain size of 100nm or less The c-axis of each crystal is in a random direction. Further, according to the description of Patent Document 4, it is described as an anisotropic powder by pulverizing an amorphous ribbon, forming it with a hot press, and then hot-working and pulverizing. Also in this respect, the present embodiment is also described. This is different from the isotropic magnetic powder constituting the rare earth isotropic bonded magnet. Further, the R-Fe-N magnetic powder is assumed to be an R 2 T 17 N alloy powder, and has a composition with less nitrogen N than R 2 T 17 N 3 in the present embodiment. It is. Furthermore, in the production, an ingot produced by high frequency melting or the like is used, which is different from that by the reduction diffusion method.

また、特開平06−013212号公報(特許文献5)には、RFe17系磁性粉末と、RFe14B系磁性粉末とを混合させて用いた希土類ボンド磁石が開示されている。しかしながら、そのRFe17系磁性粉末は、磁気的にほぼ等方性であることを特徴とするものであって、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する異方性の磁性粉末とは異なる。また、磁性粉末の製造法についても、メルトスパン法、メカニカルアロイング法、水素処理法、ガスアトマイズ法等が例示されており、還元拡散法によるものとは異なる。 Japanese Patent Laid-Open No. 06-013212 (Patent Document 5) discloses a rare earth bonded magnet using a mixture of R 2 Fe 17 N x magnetic powder and R 2 Fe 14 B magnetic powder. Yes. However, the R 2 Fe 17 N x- based magnetic powder is characterized by being substantially magnetically isotropic, and is an anisotropic material constituting the rare earth isotropic bond magnet according to the present embodiment. Is different from magnetic powder. In addition, examples of the magnetic powder production method include a melt span method, a mechanical alloying method, a hydrogen treatment method, a gas atomization method, and the like, which are different from those by the reduction diffusion method.

また、特開平06−061023号公報(特許文献6)には、基本組成がSm、Fe窒化物からなる磁性粉末と、基本組成がNd、Fe、Bからなる磁性粉末との混合物を用いてなる希土類ボンド磁石が開示されている。特許文献6によれば、そのボンド磁石は圧縮磁場成形機を用いて製造されていることから、異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、特許文献6には、配向性が乱れて磁気特性の向上が得にくくなるために基本組成がSm、Fe窒化物からなる磁性粉末の平均粒径は10μm以下であると記載されていることからしても、磁場成形して磁性粉末を配向させて製造する異方性ボンド磁石を前提としている。   Japanese Patent Laid-Open No. 06-061023 (Patent Document 6) uses a mixture of a magnetic powder having a basic composition of Sm and Fe nitride and a magnetic powder having a basic composition of Nd, Fe and B. A rare earth bonded magnet is disclosed. According to Patent Document 6, since the bonded magnet is manufactured using a compression magnetic field molding machine, the bonded magnet is an anisotropic bonded magnet, which is different from the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment. Patent Document 6 describes that the average particle size of magnetic powder composed of Sm and Fe nitride is 10 μm or less because the orientation is disturbed and it is difficult to improve the magnetic properties. Therefore, it is premised on an anisotropic bonded magnet manufactured by orienting magnetic powder by magnetic field shaping.

また、特開平06−132107号公報(特許文献7)には、主相がNdFe14Bからなる異方性磁石粉と、異方性SmFeN系磁石粉とを均一混合して得られる複合磁石粉をバインダーと共に磁場中圧縮成形して得られるボンド磁石が開示されている。本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石では、主相がNdFe14Bからなる磁性粉末により構成されており、これは等方性磁性粉末であり、また磁場をかけずに成形して等方性ボンド磁石としており、特許文献7に記載のボンド磁石とは全く異なる。 Japanese Patent Laid-Open No. 06-132107 (Patent Document 7) discloses a composite obtained by uniformly mixing anisotropic magnet powder whose main phase is Nd 2 Fe 14 B and anisotropic SmFeN magnet powder. A bonded magnet obtained by compression-molding magnet powder together with a binder in a magnetic field is disclosed. In the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment, the main phase is composed of magnetic powder made of Nd 2 Fe 14 B, which is an isotropic magnetic powder and molded without applying a magnetic field. It is an isotropic bonded magnet, which is completely different from the bonded magnet described in Patent Document 7.

また、特開平06−208913号公報(特許文献8)には、RFe14B系の磁性粉末と、RFe17系磁性粉末(RはYを含む希土類元素のうち1種又は2種以上)とを混合させたボンド磁石が開示されている。この特許文献8に記載の技術では、RFe14B系の等方性磁性粉末が使用されているが、ボンド磁石は15kOeの磁場中で圧縮成形された異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、この特許文献8に記載のRFe17系磁性粉末は、高周波溶解炉で溶解鋳造したインゴットから作製されたものであり、還元拡散法によるものとは全く異なる。 Japanese Patent Laid-Open No. 06-208913 (Patent Document 8) discloses an R 2 Fe 14 B-based magnetic powder and an R 2 Fe 17 N X- based magnetic powder (R is one of rare earth elements including Y or A bonded magnet in which two or more are mixed is disclosed. In the technique described in Patent Document 8, R 2 Fe 14 B-based isotropic magnetic powder is used, but the bonded magnet is an anisotropic bonded magnet that is compression-molded in a magnetic field of 15 kOe. It is different from the rare earth isotropic bonded magnet according to the embodiment. The R 2 Fe 17 N X- based magnetic powder described in Patent Document 8 is produced from an ingot melted and cast in a high-frequency melting furnace, and is completely different from that obtained by the reduction diffusion method.

また、特開平08−031626号公報(特許文献9)には、特定の関係を有する残留磁束密度と保磁力を有する磁性粉末2種類以上の混合粉末と、それから製造されるボンド磁石等が開示されている。この特許文献9では、RTM17(NCH)系磁性粉末と、RTM14B系の磁性粉末(RはYを含む希土類元素のうち1種又は2種以上、TMは主としてFe及び/又はCoからなる)とを混合したボンド磁石が例示されているが、ボンド磁石は15kOeの磁場中で圧縮成形された異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、この特許文献9に記載の技術で使用されているRTM17(NCH)系磁性粉末は、高周波溶解炉で溶解鋳造したインゴットから作製されたものであり、またRTM14B系の磁性粉末は異方性のものであり、還元拡散法によるRTM17系磁性粉末と、等方性のRTM14B系磁性粉末とを用いた本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは全く異なる。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-031626 (Patent Document 9) discloses a mixed powder of two or more types of magnetic powder having a specific relationship between residual magnetic flux density and coercive force, a bond magnet manufactured therefrom, and the like. ing. In this Patent Document 9, R 2 TM 17 (NCH) X- based magnetic powder and R 2 TM 14 B-based magnetic powder (R is one or more of rare earth elements including Y, TM is mainly Fe and The bonded magnet is an anisotropic bonded magnet that is compression-molded in a magnetic field of 15 kOe, and is a rare earth isotropic bond according to the present embodiment. Different from magnets. The R 2 TM 17 (NCH) X- based magnetic powder used in the technique described in Patent Document 9 is produced from an ingot melted and cast in a high-frequency melting furnace, and R 2 TM 14 B System magnetic powder is anisotropic, and according to the present embodiment using an R 2 TM 17 N X system magnetic powder obtained by a reduction diffusion method and an isotropic R 2 TM 14 B system magnetic powder. It is completely different from rare earth isotropic bonded magnets.

また、特開平09−171916号公報(特許文献10)には、水素処理を施したNdFe14B化合物を主相として含むNd−Fe−B系合金粉末と、急冷法により得た希土類合金粉末との混合粉末を、バインダーと共に磁場成形して得られるボンド磁石が開示されている。しかしながら、このボンド磁石は異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、水素処理を施したNdFe14B化合物を主相として含むNd−Fe−B系合金粉末は異方性の磁石粉末であり、等方性ではない。さらには、扱われているSm−Fe−N系合金粉末は急冷法で製造された等方性の粉末である。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-171916 (Patent Document 10) discloses a Nd—Fe—B alloy powder containing a hydrogen-treated Nd 2 Fe 14 B compound as a main phase and a rare earth alloy obtained by a rapid cooling method. A bonded magnet obtained by magnetic field molding of a powder mixed with powder together with a binder is disclosed. However, this bonded magnet is an anisotropic bonded magnet and is different from the rare earth isotropic bonded magnet according to the present embodiment. Further, the Nd—Fe—B alloy powder containing the Nd 2 Fe 14 B compound subjected to hydrogen treatment as a main phase is an anisotropic magnet powder and is not isotropic. Furthermore, the treated Sm—Fe—N alloy powder is an isotropic powder produced by a rapid cooling method.

以下、本発明の実施例を示して本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although the Example of this invention is shown and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to a following example at all.

[実施例1〜6、従来例1、比較例1〜2]
50%粒子径d50が2.3μmとなるように粉砕した、サマリウム(Sm)と、鉄(Fe)と、窒素(N)とを主構成成分とし、ThZn17型の結晶構造を有する異方性磁性粉末(商品名:SFN−C,住友金属鉱山株式会社製、以下「異方性磁性粉末A」とする)と、50%粒子径d50が42μmとなるように粉砕した、ネオジム(Nd)と、鉄(Fe)と、硼素(B)とを主構成成分とし、NdFe14B型の結晶構造を有する等方性磁性粉末(商品名:MQP−B,モリコープマグネクエンチ社製、以下「等方性磁性粉末B」とする)とを用意した。それぞれの磁性粉末について透過型電子顕微鏡(TEM)で観察したところ、異方性磁性粉末Aは単結晶粒子であり、等方性磁性粉末Bは主相結晶粒径が10nm〜30nmであることが確認された。
[Examples 1-6, Conventional Example 1, Comparative Examples 1-2]
A samarium (Sm), iron (Fe), and nitrogen (N) pulverized so as to have a 50% particle diameter d50 of 2.3 μm as main constituents and having a Th 2 Zn 17 type crystal structure. Anisotropic magnetic powder (trade name: SFN-C, manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd., hereinafter referred to as “anisotropic magnetic powder A”) and neodymium (Nd) pulverized so that the 50% particle diameter d50 is 42 μm. ), Iron (Fe), and boron (B) as main components, and an isotropic magnetic powder having a crystal structure of Nd 2 Fe 14 B type (trade name: MQP-B, manufactured by Moricope Magnequench, (Hereinafter referred to as “isotropic magnetic powder B”). When each magnetic powder is observed with a transmission electron microscope (TEM), the anisotropic magnetic powder A is a single crystal particle, and the isotropic magnetic powder B has a main phase crystal grain size of 10 nm to 30 nm. confirmed.

これらの磁性粉末と、重量平均分子量Mwが5,300(GPC、ポリメチルメタクリレート換算法)であるポリアミド12(表1中の「樹脂1」)粉末と、エチレンビスステアリン酸アミド粉末(表1中の「添加剤」)とを、下記表1に示す配合割合で混合し、アルゴンガス雰囲気中でバッチ式ニーダーにより220℃で30分間溶融混練した。なお、下記表1には、磁性粉末全体に対する異方性磁性粉末Aの混合比も質量%で示した。   These magnetic powders, polyamide 12 (“resin 1” in Table 1) powder having a weight average molecular weight Mw of 5,300 (GPC, polymethyl methacrylate conversion method), and ethylene bis-stearic acid amide powder (in Table 1) The “additive”) was mixed at the blending ratio shown in Table 1 below, and melt-kneaded at 220 ° C. for 30 minutes in an argon gas atmosphere by a batch kneader. In Table 1 below, the mixing ratio of the anisotropic magnetic powder A to the entire magnetic powder is also shown in mass%.

次に、混練した後に回収した組成物をプラスチック粉砕機で5mm以下に粉砕し、これを50tの無磁界射出成形機により、シリンダー温度230℃、金型温度110℃で、一辺が10mmの立方体に射出成形した。金型に磁界がかかっていないので、得られた射出成形品は等方性磁石である。   Next, the composition recovered after kneading was pulverized to 5 mm or less with a plastic pulverizer, and this was crushed into a cube having a cylinder temperature of 230 ° C., a mold temperature of 110 ° C., and a side of 10 mm using a 50 t magnetic field injection molding machine. Injection molded. Since no magnetic field is applied to the mold, the obtained injection-molded product is an isotropic magnet.

そして、得られた立方体射出成形磁石について、射出方向をZ方向とし、それに直交する方向をX、Y方向として、それぞれの方向の残留磁束密度Brを、ピーク磁界4Tのパルス着磁機で着磁した後、最大磁界2.4TのB−Hカーブトレーサーで測定した。X、Y、Z方向のBrをそれぞれ、Brx、Bry、Brzとし、それらの最大値と最小値の差の平均値に対する割合をΔBr/Bravg(%)とした。下記表2に測定結果を示す。 The obtained cubic injection-molded magnet is magnetized with a pulse magnetizer having a peak magnetic field of 4T, with the injection direction being the Z direction and the directions orthogonal to the Z direction being the X and Y directions. Then, measurement was performed with a BH curve tracer having a maximum magnetic field of 2.4 T. Br in the X, Y, and Z directions were Brx, Bry, and Brz, respectively, and the ratio of the difference between the maximum value and the minimum value to the average value was ΔBr / Br avg (%). The measurement results are shown in Table 2 below.

また、射出成形磁石を、ピーク磁界1.5Tと4Tとでそれぞれ着磁し、デジタル磁束計を用いて引き抜き法により総磁束を測定した。ピーク磁界1.5Tで着磁したときの総磁束をΦ1.5、完全着磁となる4Tで着磁したときの総磁束をΦ4とし、その比Φ1.5/Φ4(%)を算出して着磁性を評価した。その着磁性についての結果も、表2に併せて示す。なお、この比率が100%に近いほど着磁性が良好であるといえる。   The injection-molded magnet was magnetized with a peak magnetic field of 1.5T and 4T, respectively, and the total magnetic flux was measured by a drawing method using a digital magnetometer. The total magnetic flux when magnetized at a peak magnetic field of 1.5T is Φ1.5, the total magnetic flux when magnetized at 4T, which is completely magnetized, is Φ4, and the ratio Φ1.5 / Φ4 (%) is calculated. The magnetism was evaluated. The results on the magnetization are also shown in Table 2. Note that the closer this ratio is to 100%, the better the magnetization.

[実施例7〜12、従来例2、比較例3〜4]
樹脂バインダーとして、重量平均分子量Mwが65,000(超高温GPC、標準ポリスチレン換算法)であるポリフェニレンサルファイド(PPS、表1中の「樹脂2」)粉末のみを使用し、ニーダー混練温度を300℃として溶融混練し、混練後、シリンダー温度300℃、金型温度130℃として射出成形したこと以外は、実施例1と同様にして等方性射出成形磁石を得た。下記表1に配合条件を、下記表2にBrx、Bry、Brz、ΔBr/Bravg、Φ1.5/Φ4の測定結果を示す。
[Examples 7 to 12, Conventional Example 2, Comparative Examples 3 to 4]
As the resin binder, only polyphenylene sulfide (PPS, “resin 2” in Table 1) powder having a weight average molecular weight Mw of 65,000 (ultra-high temperature GPC, standard polystyrene conversion method) is used, and the kneader kneading temperature is 300 ° C. Isotropic injection-molded magnets were obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixture was melt-kneaded and after the kneading, injection molding was performed at a cylinder temperature of 300 ° C and a mold temperature of 130 ° C. Table 1 below shows the blending conditions, and Table 2 below shows the measurement results for Brx, Bry, Brz, ΔBr / Br avg , and Φ1.5 / Φ4.

[実施例13〜18、従来例3、比較例5〜6]
実施例1で用いた磁性粉末A、磁性粉末Bの混合粉末(実施例、比較例)、あるいは磁性粉末Aのみの単独粉末(従来例)に対して、主剤であるビスフェノールA型エポキシ樹脂(表1中の「樹脂3」)と硬化剤であるジシアンジアミド(表1中の「樹脂4」)とをアセトンで10倍希釈したものを配合し、ミキサーにて攪拌しながら30℃減圧下においてアセトンを揮散させた。下記表1にそれらの配合を示す。
[Examples 13 to 18, Conventional Example 3, Comparative Examples 5 to 6]
The mixed powder of magnetic powder A and magnetic powder B used in Example 1 (Examples and Comparative Examples), or a single powder of only magnetic powder A (conventional example), bisphenol A type epoxy resin (table) 1) “Resin 3” in 1) and dicyandiamide (“Resin 4” in Table 1), which is a curing agent, are diluted 10 times with acetone, and acetone is stirred at 30 ° C. under reduced pressure while stirring with a mixer. Volatilized. Table 1 below shows their formulation.

得られた組成物を解砕し、プレス金型中に供給して面圧490MPaで無磁界中圧縮成形した。この成形体を真空中180℃で1時間熱処理してエポキシ樹脂を硬化させ、一辺が10mmの立方体を得た。得られた立方体圧縮成形磁石のプレス方向をZ方向とし、それに直交する方向をX、Y方向として、実施例1と同様にして、Brx、Bry、Brz、ΔBr/Bravg、Φ1.5/Φ4を測定した。下記表2に測定結果を示す。 The obtained composition was crushed, supplied into a press mold, and compression-molded in a magnetic field at a surface pressure of 490 MPa. This molded body was heat-treated in vacuum at 180 ° C. for 1 hour to cure the epoxy resin, and a cube having a side of 10 mm was obtained. Brx, Bry, Brz, ΔBr / Br avg , Φ1.5 / Φ4, in the same manner as in Example 1, with the pressing direction of the obtained cubic compression-molded magnet as the Z direction and the directions orthogonal thereto as the X and Y directions Was measured. The measurement results are shown in Table 2 below.

[実施例19]
磁性粉末Aと、磁性粉末Bの配合割合を下記表1に示すようにしたこと以外は、実施例1と同様にして等方性射出成形磁石を作製した。下記表2にBrx、Bry、Brz、ΔBr/Bravg、Φ1.5/Φ4の測定結果を示す。
[Example 19]
An isotropic injection-molded magnet was produced in the same manner as in Example 1 except that the blending ratio of the magnetic powder A and the magnetic powder B was as shown in Table 1 below. Table 2 below shows the measurement results of Brx, Bry, Brz, ΔBr / Br avg , and Φ1.5 / Φ4.

[実施例20]
磁性粉末Aと、磁性粉末Bの配合割合を下記表1に示すようにしたこと以外は、実施例7と同様にして等方性射出成形磁石を作製した。下記表2にBrx、Bry、Brz、ΔBr/Bravg、Φ1.5/Φ4の測定結果を示す。
[Example 20]
An isotropic injection-molded magnet was produced in the same manner as in Example 7 except that the blending ratio of magnetic powder A and magnetic powder B was as shown in Table 1 below. Table 2 below shows the measurement results of Brx, Bry, Brz, ΔBr / Br avg , and Φ1.5 / Φ4.

[実施例21]
磁性粉末Aと、磁性粉末Bの配合割合を下記表1に示すようにしたこと以外は、実施例13と同様にして等方性射出成形磁石を作製した。下記表2にBrx、Bry、Brz、ΔBr/Bravg、Φ1.5/Φ4の測定結果を示す。
[Example 21]
An isotropic injection molded magnet was produced in the same manner as in Example 13 except that the blending ratio of the magnetic powder A and the magnetic powder B was as shown in Table 1 below. Table 2 below shows the measurement results of Brx, Bry, Brz, ΔBr / Br avg , and Φ1.5 / Φ4.

Figure 2016066675
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Figure 2016066675
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実施例1〜6にて得られた磁石は、樹脂バインダーとしてポリアミド12を使用した等方性射出成形磁石であり、Φ1.5/Φ4が88%〜91%であって、高い着磁特性を示した。等方性磁性粉末だけの従来例1に示した磁石が82%であり、異方性磁性粉末の混合量が60%を超える磁石では84%以下であったことから、これらと比較しても実施例1〜6にて得られた磁石の着磁特性は高いものであることが分かる。また、ΔBr/Bravgについても5%以内の等方性磁石となった。 The magnets obtained in Examples 1 to 6 are isotropic injection molded magnets using polyamide 12 as a resin binder, and Φ1.5 / Φ4 is 88% to 91%, and has high magnetization characteristics. Indicated. Since the magnet shown in Conventional Example 1 with only isotropic magnetic powder was 82%, and the amount of anisotropic magnetic powder mixed was more than 60%, it was 84% or less. It can be seen that the magnetizing characteristics of the magnets obtained in Examples 1 to 6 are high. Further, ΔBr / Br avg was an isotropic magnet within 5%.

また、実施例7〜12にて得られた磁石は、樹脂バインダーとしてポリフェニレンサルファイドを使用した等方性射出成形磁石であり、Φ1.5/Φ4が86%〜94%であって、高い着磁特性を示した。等方性磁性粉末だけの従来例2に示した磁石が80%、異方性磁性粉末の混合量が60%を超える磁石では85.5%以下であったことから、これらと比較しても実施例7〜12にて得られた磁石の着磁特性は高いものであることが分かる。また、ΔBr/Bravgについても5%以内の等方性磁石になった。 The magnets obtained in Examples 7 to 12 are isotropic injection-molded magnets using polyphenylene sulfide as a resin binder, and Φ1.5 / Φ4 is 86% to 94%, which is highly magnetized. The characteristics are shown. The magnet shown in Conventional Example 2 with only isotropic magnetic powder was 80%, and the magnet content exceeding 60% was 85.5% or less. It can be seen that the magnetizing characteristics of the magnets obtained in Examples 7 to 12 are high. Further, ΔBr / Br avg was an isotropic magnet within 5%.

また、実施例13〜18にて得られた磁石は、樹脂バインダーとしてエポキシ樹脂を使用した等方性圧縮成形磁石であり、Φ1.5/Φ4が86%〜94.5%であって、高い着磁特性を示した。等方性磁性粉末だけの従来例3に示した磁石が86%、異方性磁性粉末の混合量が60%を超える磁石では83%以下であったことから、これらと比較しても実施例13〜18にて得られた磁石の着磁特性は高いものであることが分かる。また、ΔBr/Bravgについても5%以内の等方性磁石になった。 The magnets obtained in Examples 13 to 18 are isotropic compression-molded magnets using an epoxy resin as a resin binder, and Φ1.5 / Φ4 is 86% to 94.5%, which is high. The magnetization characteristics are shown. Since the magnet shown in Conventional Example 3 containing only isotropic magnetic powder was 86%, and the amount of mixed anisotropic magnetic powder was more than 60%, it was 83% or less. It can be seen that the magnetizing characteristics of the magnets obtained at 13 to 18 are high. Further, ΔBr / Br avg was an isotropic magnet within 5%.

実施例19にて得られた磁石は、実施例3における磁性粉末の総量を高めた水準であり、Φ1.5/Φ4が91.3%となって実施例3の磁石と同等の優れた着磁特性が得られた。また、実施例20にて得られた磁石は、実施例9における磁性粉末の総量を高めた水準であり、Φ1.5/Φ4が94.2%となって実施例9の磁石と同等の優れた着磁特性が得られた。さらに、実施例21にて得られた磁石は、実施例15における磁性粉末の総量を高めた水準であり、Φ1.5/Φ4が94.4%となって実施例15の磁石と同等の優れた着磁性が得られた。
The magnet obtained in Example 19 is at a level where the total amount of magnetic powder in Example 3 is increased, and Φ1.5 / Φ4 is 91.3%, which is excellent wear equivalent to the magnet of Example 3. Magnetic properties were obtained. Moreover, the magnet obtained in Example 20 is a level in which the total amount of magnetic powder in Example 9 is increased, and Φ1.5 / Φ4 is 94.2%, which is equivalent to the magnet of Example 9. Magnetization characteristics were obtained. Furthermore, the magnet obtained in Example 21 is a level in which the total amount of magnetic powder in Example 15 is increased, and Φ1.5 / Φ4 is 94.4%, which is equivalent to the magnet of Example 15. Magnetism was obtained.

Claims (4)

希土類元素(Sm、又は、SmとYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上)と、鉄と、窒素とを主構成成分としThZn17型の結晶構造を有する異方性磁性粉末Aと、
希土類元素(Nd、又は、Pr、又は、Nd若しくはPrを主体としたYを含むランタノイド元素のいずれか1種以上)と、鉄と、硼素とを主構成成分としNdFe14B型の結晶構造を有する等方性磁性粉末Bと
を含有し、
全磁性粉末の質量に対する前記異方性磁性粉末Aの質量の比A/(A+B)が10%以上60%以下であることを特徴とする希土類等方性ボンド磁石。
An anisotropic magnetic powder A comprising a rare earth element (Sm or any one or more of lanthanoid elements including Sm and Y), iron, and nitrogen as main components and a Th 2 Zn 17 type crystal structure; ,
Nd 2 Fe 14 B type crystal comprising, as main constituents, a rare earth element (Nd, Pr, or any one or more of lanthanoid elements including Y mainly composed of Nd or Pr), iron, and boron An isotropic magnetic powder B having a structure,
A rare earth isotropic bonded magnet, wherein a ratio A / (A + B) of the mass of the anisotropic magnetic powder A to the mass of the total magnetic powder is 10% or more and 60% or less.
前記異方性磁性粉末Aの50%粒子径が10μm以下であることを特徴とする請求項1に記載の希土類等方性ボンド磁石。   2. The rare earth isotropic bonded magnet according to claim 1, wherein the anisotropic magnetic powder A has a 50% particle size of 10 μm or less. 前記等方性磁性粉末Bの50%粒子径が30μm以上であることを特徴とする請求項1又は2に記載の希土類等方性ボンド磁石。   3. The rare earth isotropic bonded magnet according to claim 1, wherein a 50% particle diameter of the isotropic magnetic powder B is 30 μm or more. 直交する3方向(X方向、Y方向、Z方向)で測定された残留磁束密度Brの最大値と最小値との差(ΔBr)が該3方向のBrの平均値(Bravg)に対して5%以内であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の希土類等方性ボンド磁石。
The difference (ΔBr) between the maximum value and the minimum value of the residual magnetic flux density Br measured in three orthogonal directions (X direction, Y direction, Z direction) is the average value (Br avg ) of Br in the three directions. The rare earth isotropic bond magnet according to any one of claims 1 to 3, wherein the content is within 5%.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017216298A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 住友電気工業株式会社 Rare earth magnet material and method for manufacturing rare earth magnet material
CN108242335A (en) * 2017-12-07 2018-07-03 京磁材料科技股份有限公司 The method for preparing neodymium iron boron magnetic body using neodymium-iron-boron air stream millby tail powder
JP2021077882A (en) * 2019-11-06 2021-05-20 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 Composite rare earth anisotropic bond magnet and manufacture method therefor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017216298A (en) * 2016-05-30 2017-12-07 住友電気工業株式会社 Rare earth magnet material and method for manufacturing rare earth magnet material
CN108242335A (en) * 2017-12-07 2018-07-03 京磁材料科技股份有限公司 The method for preparing neodymium iron boron magnetic body using neodymium-iron-boron air stream millby tail powder
CN108242335B (en) * 2017-12-07 2020-08-25 京磁材料科技股份有限公司 Method for preparing neodymium iron boron magnet by utilizing neodymium iron boron jet mill tail powder
JP2021077882A (en) * 2019-11-06 2021-05-20 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 Composite rare earth anisotropic bond magnet and manufacture method therefor
JP7004787B2 (en) 2019-11-06 2022-01-21 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 Composite rare earth anisotropic bond magnet and its manufacturing method
JP7004787B6 (en) 2019-11-06 2022-06-07 有研稀土新材料股▲フン▼有限公司 Composite rare earth anisotropic bond magnet and its manufacturing method

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