JP2017212353A - Method for manufacturing magnet alloy powder for bond magnet - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing magnet alloy powder for a bond magnet, which has a high coercive force with stability and excellent weather resistance.SOLUTION: Provided is a method for manufacturing magnet alloy powder for a bond magnet. The method is arranged to obtain magnet alloy powder for a bond magnet by pulverizing rare earth element-containing iron-based magnet alloy powder in an organic solvent. The method comprises: a finely pulverizing process; and a heating/drying process. The finely pulverizing process includes the steps of: previously preparing a chromium-containing phosphoric acid solution by adding to 5-30 wt% of metal chromium powder to a phosphoric acid solution and then removing metal chromium powder remaining as a result; and pulverizing the rare earth element-containing iron-based magnet alloy powder in the organic solvent, in which the chromium-containing phosphoric acid solution is added to the organic solvent to form a protective coating on the surface of the rare earth element-containing iron-based magnet alloy powder. The heating/drying process includes the steps of: performing a solid-liquid separation on a slurry including the rare earth element-containing iron-based magnet alloy powder, which is obtained in the finely pulverizing process; and heating and drying the resultant rare earth element-containing iron-based magnet alloy powder.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、ボンド磁石用磁石合金粉の製造方法に関するものであり、より詳しくは、安定して高い保磁力を有し耐候性が優れたボンド磁石用磁石合金粉の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a magnet alloy powder for bonded magnets, and more specifically, relates to a method for producing a magnet alloy powder for bonded magnets having a stable and high coercive force and excellent weather resistance.

近年、フェライト磁石、アルニコ磁石、希土類磁石などが、一般家電製品、通信・音響機器、医療機器、一般産業機器をはじめとする種々の製品にモーターやセンサーなどとして組込まれ、使用されている。これら磁石は、主に焼結法で製造されるが、脆く、薄肉化しにくいため複雑形状への成形は困難であり、また焼結時に15〜20%も収縮するため寸法精度を高められず、研磨等の後加工が必要で、用途面で大きな制約を受けている。   In recent years, ferrite magnets, alnico magnets, rare earth magnets, and the like have been incorporated and used as motors and sensors in various products including general household electrical appliances, communication / acoustic equipment, medical equipment, and general industrial equipment. Although these magnets are mainly manufactured by a sintering method, they are fragile and difficult to be thinned, so it is difficult to mold them into complex shapes. Also, since they shrink by 15 to 20% during sintering, the dimensional accuracy cannot be increased. Post-processing such as polishing is necessary, and there are significant restrictions in terms of application.

これに対し、ボンド磁石(樹脂結合型磁石)は、バインダーとしてポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などの熱可塑性樹脂を用いるか、あるいは、硬化剤との併用によりエポキシ樹脂、ビス・マレイミドトリアジン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などの熱硬化性樹脂を用いて、これに磁石合金粉を充填して容易に製造できるため、新しい用途開拓が繰り広げられている。   On the other hand, bonded magnets (resin-bonded magnets) use a thermoplastic resin such as polyamide resin or polyphenylene sulfide resin as a binder, or an epoxy resin, bis-maleimide triazine resin, unsaturated when used in combination with a curing agent. Since thermosetting resins such as polyester resins and vinyl ester resins can be used for easy manufacture by filling them with magnet alloy powder, new applications are being developed.

上記磁石材料の中でも、希土類−鉄−ボロン系永久磁石(以下、希土類元素を含む鉄系磁石と記す場合がある)は、実用化されている磁石の中で最もすぐれた磁気特性を有するが、電気伝導性があり、かつ耐食性および磁気特性の温度特性が悪いという欠点があるため、上記磁石の電気絶縁性、耐熱性、および耐食性改善のため、AlまたはZnの下地金属膜上にクロム酸塩被膜を設けて、さらに蒸着重合法によりポリイミド樹脂で被覆することが提案されている(特許文献1参照)。   Among the magnet materials, rare earth-iron-boron permanent magnets (hereinafter sometimes referred to as iron magnets containing rare earth elements) have the best magnetic properties among magnets in practical use. Because of the disadvantages of electrical conductivity and poor temperature characteristics of corrosion resistance and magnetic properties, chromate is used on the base metal film of Al or Zn to improve the electrical insulation, heat resistance, and corrosion resistance of the magnet. It has been proposed that a coating is provided and further coated with a polyimide resin by vapor deposition polymerization (see Patent Document 1).

しかし、上記被覆方法では、予めAlまたはZnの下地金属膜を形成しておくものの、磁石とポリイミド被膜間の密着性が十分でなく、局部的あるいは所要面の端部より剥離を発生する問題があり、それを改善するために、希土類元素を含む鉄系磁石表面に、下地金属膜を形成した後、該金属膜にリン酸塩処理を行い、その後に、上記リン酸塩被膜と密着性の良好なシランカップリング剤を施した後、シランカップリング面上にポリイミド樹脂を被着することが検討されている。
リン酸塩被膜は、多孔性かつ凹凸状の下地金属被膜の孔や凹部をリン酸塩処理により埋めて、リン酸塩被膜表面を均一化して耐食性を高める役割と下地金属被膜とシランカップリング剤の反応を促進させ、ひいては、ポリイミド被膜の密着性を向上させる役割を兼ね備え、耐食性向上に寄与し、下地層のリン酸塩被膜とシランカップリングおよびシランカップリングとポリイミド被膜との密着性を良好にし、R−Fe−B系永久磁石表面の局部的あるいは所要面に、すぐれた電気絶縁性、耐食性および耐熱性のすぐれたポリイミド樹脂を被着できるとされている(特許文献2参照)。
However, in the above coating method, an Al or Zn base metal film is formed in advance, but the adhesion between the magnet and the polyimide film is not sufficient, and there is a problem that peeling occurs locally or from the end of the required surface. In order to improve it, after forming a base metal film on the surface of an iron-based magnet containing a rare earth element, the metal film is subjected to a phosphate treatment, and then the phosphate film and the adhesive After applying a good silane coupling agent, it has been studied to deposit a polyimide resin on the silane coupling surface.
Phosphate coating has the role of increasing the corrosion resistance by filling the pores and recesses of the porous and uneven base metal coating by phosphating to make the surface of the phosphate coating uniform, and the base metal coating and silane coupling agent It also has the role of improving the adhesion of the polyimide coating, thereby contributing to the improvement of corrosion resistance, and the adhesion between the phosphate coating of the underlying layer and the silane coupling and between the silane coupling and the polyimide coating is good. In addition, it is said that a polyimide resin having excellent electrical insulation, corrosion resistance, and heat resistance can be applied to the local or required surface of the R-Fe-B permanent magnet surface (see Patent Document 2).

前記のような、1)リン酸塩処理やクロメート処理などの反応型化成被膜を形成する下地処理を行った後樹脂塗装する方法では、希土類元素を含む鉄系磁石表面の酸化膜や磁石主成分である活性な希土類元素の存在により、磁石表面上に均一で安定した化成被膜を得ることは困難であること、2)希土類元素を含む鉄系磁石の表面上に、6価クロム、3価クロムおよびシリカを含む塗布層を、塗布型クロメート処理を行うことによって形成し、該塗布層の上層に樹脂塗膜を形成する方法では、希土類磁石の表面がポーラス(多孔質)状となっているため、その細孔からの腐食を抑制できず、耐食性が十分に得られず、また上層の樹脂塗膜の膨れの問題もある。   As described above, 1) In the method of resin coating after performing a base treatment for forming a reactive chemical conversion film such as phosphate treatment or chromate treatment, an oxide film on the surface of an iron-based magnet containing rare earth elements and the main component of the magnet It is difficult to obtain a uniform and stable conversion coating on the surface of the magnet due to the presence of the active rare earth element. 2) Hexavalent chromium, trivalent chromium on the surface of the iron-based magnet containing the rare earth element In the method in which a coating layer containing silica and silica is formed by performing a coating-type chromate treatment, and a resin coating film is formed on the coating layer, the surface of the rare earth magnet is porous. Further, corrosion from the pores cannot be suppressed, sufficient corrosion resistance cannot be obtained, and there is a problem of swelling of the upper resin coating film.

これらの問題を解決するために、ジルコニウム、クロム、バナジウム、タングステン、チタニウム、マンガン、モリブテン、珪素からなる群から選ばれる少なくとも1種の元素を含む化合物の層を、上記金属を含む無機塩を純水中に溶解した表面処理液を作製し、希土類元素を含む鉄系磁石片を上記表面処理液に浸漬することにより該希土類元素を含む鉄系磁石表面に沈着させることにより、高度な耐食性を有する希土類元素を含む鉄系焼結磁石が得られることが開示されている(特許文献3参照)。   In order to solve these problems, a compound layer containing at least one element selected from the group consisting of zirconium, chromium, vanadium, tungsten, titanium, manganese, molybdenum, and silicon is purified from an inorganic salt containing the above metal. A surface treatment solution dissolved in water is prepared, and an iron-based magnet piece containing a rare earth element is immersed in the surface treatment solution to be deposited on the surface of the iron-based magnet containing the rare earth element, thereby having high corrosion resistance. It is disclosed that an iron-based sintered magnet containing a rare earth element can be obtained (see Patent Document 3).

一方、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を、樹脂バインダーと混練してボンド磁石を製造する場合、該磁石合金粉を150μm以下に粉砕する必要がある。粉砕は不活性ガスまたは有機溶媒中で行うが、粉砕後の磁石合金粉は極めて活性であり、大気に触れると該磁石合金粉は急激に酸化が進み磁気特性を劣化させるので、微粉砕後に、僅かな酸素を不活性雰囲気に導入して徐酸化する方法が採られている。   On the other hand, when producing a bonded magnet by kneading iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements with a resin binder, it is necessary to pulverize the magnet alloy powder to 150 μm or less. Although pulverization is performed in an inert gas or an organic solvent, the magnet alloy powder after pulverization is extremely active, and when exposed to the air, the magnet alloy powder rapidly oxidizes and deteriorates the magnetic properties. A method of gradually oxidizing by introducing a slight amount of oxygen into an inert atmosphere is employed.

希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を用いて成形して得られるボンド磁石は、塩水中で錆が発生しやすいため、上記方法で作製された磁石合金粉を用いても、塩水中のような腐食性の厳しい環境下では、錆の抑制に対して十分に満足できるものではなかった。
そこで、成形して得られるボンド磁石表面に熱硬化性樹脂等のコーティング膜を形成することで発錆を抑制したり、また、成形体表面にリン酸アルミニウムやリン酸亜鉛などのリン酸塩含有塗料による被覆処理を施し、発錆を抑制することが提案されている(例えば、特許文献4参照)。
Bond magnets obtained by molding using iron-based magnet alloy powders containing rare earth elements are prone to rust in salt water, so even if the magnet alloy powder produced by the above method is used, In a severely corrosive environment, it was not fully satisfactory for rust control.
Therefore, rusting is suppressed by forming a coating film such as a thermosetting resin on the surface of the bonded magnet obtained by molding, and phosphates such as aluminum phosphate and zinc phosphate are contained on the molded body surface. Providing a coating treatment with a paint to suppress rusting has been proposed (see, for example, Patent Document 4).

また、磁性合金粉表面にリン酸亜鉛処理を施した後、無機クロム酸処理を行い、更に圧縮成形後に加熱硬化して得られる成形体の空隙部に合成樹脂を含浸させること(例えば、特許文献5参照)が提案されている。また、磁性合金粉表面に亜鉛やアルミニウムを蒸着すること(例えば、特許文献6参照)、磁性合金粉表面に高分子被膜を形成すること(例えば、特許文献7参照)、さらには、磁性合金粉表面にNiおよびSnの金属めっきをすること(例えば、特許文献8参照)などの技術も提案されている。   In addition, the surface of the magnetic alloy powder is treated with zinc phosphate, then treated with inorganic chromic acid, and further impregnated with a synthetic resin in the voids of the molded product obtained by heat-curing after compression molding (for example, Patent Documents) 5) has been proposed. Further, vapor deposition of zinc or aluminum on the surface of the magnetic alloy powder (for example, see Patent Document 6), formation of a polymer film on the surface of the magnetic alloy powder (for example, see Patent Document 7), and further, magnetic alloy powder Techniques such as metal plating of Ni and Sn on the surface (see, for example, Patent Document 8) have also been proposed.

しかし、上記いずれかの方法を、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉(例えば、Nd−Fe−B系やSm−Fe−N系ボンド磁石用合金粉末)に適用しても、耐酸化性は向上するものの、粉末表面の性状が荒れて磁気特性が劣化してしまう、という問題がある。また、被膜形成して充分な耐酸化性効果を得るためには、数10μm程度の膜厚にする必要があることから、磁気特性を発現する材料の体積分率が低下し、磁気特性の低下を招いてしまう、という問題もある。また、被膜を形成する際に微粉末同士の凝集も起こることから、磁気異方性の方向が不揃いになり、当該磁石微粉末を用いた磁石成形体の磁気特性の低下が避けられなかった。   However, even if any of the above methods is applied to an iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element (for example, an Nd-Fe-B-based or Sm-Fe-N-based bonded magnet alloy powder), the oxidation resistance is not Although improved, there is a problem that the properties of the powder surface are rough and the magnetic properties deteriorate. In addition, in order to obtain a sufficient oxidation resistance effect by forming a film, it is necessary to have a film thickness of about several tens of μm, so that the volume fraction of the material that exhibits magnetic characteristics decreases, and the magnetic characteristics decrease. There is also a problem of inviting. In addition, since the fine powders aggregate when forming the coating, the direction of magnetic anisotropy becomes uneven, and the magnetic properties of the magnet compact using the magnetic fine powder cannot be avoided.

また、希土類元素を含む鉄系磁石粉を、不活性ガス中または溶剤中で粒径数μm程度まで粉砕した場合、粉砕後の磁石粉は極めて活性が高いため、成形体に被膜処理を施す前に大気に触れると酸化発錆が急激に進んで磁気特性が劣化するという問題がある。これを解決するために、本出願人は、特許文献9で、粉砕後の磁石粉を酸性の溶液で前処理して当該磁石粉末表面を活性化させ、次に、リン酸塩水溶液中に前処理した上記磁石粉末を浸し、リン酸塩皮膜を形成させることを提案した。これにより、従来の樹脂結合型磁石組成物の欠点を解消し、成形性に優れ、磁気特性及び物理特性(特に、機械強度)に優れた樹脂結合型磁石を提供することができた。   In addition, when iron-based magnet powder containing rare earth elements is pulverized in an inert gas or a solvent to a particle size of about several μm, the magnet powder after pulverization is extremely active, so before the coating treatment is performed on the compact. When exposed to the atmosphere, oxidation rusting proceeds rapidly and the magnetic properties deteriorate. In order to solve this, the present applicant in Patent Document 9 pretreated the pulverized magnet powder with an acidic solution to activate the surface of the magnet powder, and then in the phosphate aqueous solution, It was proposed to form a phosphate film by immersing the treated magnetic powder. As a result, the drawbacks of the conventional resin-bonded magnet composition were eliminated, and a resin-bonded magnet excellent in moldability and excellent in magnetic properties and physical properties (particularly mechanical strength) could be provided.

しかしながら、粉砕終了後にリン酸塩を添加すると、粉砕後の磁石粉は、その磁力によって互いに凝集しているため、磁石粉の接触面にリン酸塩皮膜で被覆されていない部分が発生する。このような磁石粉を、ボンド磁石用樹脂と一旦混練すると、凝集していた磁石粉が混練による剪断力により一部解砕され、皮膜のない活性な粉末表面が露出することとなる。このため、かかる磁石粉を成形して得られたボンド磁石は、実用上重要な湿度環境下での使用で、容易に腐食が生じ、磁気特性が低下してしまう。希土類−鉄−窒素系磁石粉では、核発生型の保磁力発現機構を示すため、一部にこのような領域が生じると著しく保磁力が低下してしまう。   However, when phosphate is added after the completion of pulverization, the pulverized magnet powder is agglomerated with each other by the magnetic force, and a portion not covered with the phosphate film is generated on the contact surface of the magnet powder. Once such magnet powder is kneaded with the bond magnet resin, the agglomerated magnet powder is partially crushed by the shearing force of kneading, and the active powder surface without a film is exposed. For this reason, the bond magnet obtained by molding such magnet powder easily corrodes and deteriorates magnetic properties when used in a practically important humidity environment. Since the rare earth-iron-nitrogen based magnet powder shows a nucleation type coercive force expression mechanism, if such a region is generated in part, the coercive force is remarkably lowered.

つまり、磁力により互いに凝集した磁石粉は、凝集粉表面が皮膜で保護されていても、個々の磁石粉に対する保護が十分ではないため、乾燥環境下での耐候性は向上しているものの、実用上重要な湿度環境下での耐候性が満足できるほど改善されていないという問題があった。   In other words, the magnet powders that are aggregated together by magnetic force, although the surface of the aggregated powder is protected with a film, the protection against individual magnet powders is not sufficient, so the weather resistance in a dry environment is improved, but practical use There has been a problem that the weather resistance under the humidity environment, which is important, has not been improved to a satisfactory extent.

そのため、本出願人は、希土類元素を含む鉄系磁石粉を樹脂と混練してボンド磁石として使用するため、磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕するに際し、リン酸を添加することを提案した(特許文献10参照)。これにより、耐候性に優れ、湿度環境下での保磁力の低下が抑制された磁石粉を得ることができた。
しかし、80℃相対湿度90%環境下で24時間放置後の保磁力の低下はないが、200時間の長時間の放置では、保磁力の低下が顕在化するなど、磁石粉の磁気特性、特に保磁力や耐候性が製造ロット間でばらつく場合があった。
Therefore, the present applicant has proposed that phosphoric acid be added when the magnet alloy powder is pulverized in an organic solvent in order to knead the iron-based magnet powder containing a rare earth element with a resin to be used as a bonded magnet ( (See Patent Document 10). Thereby, the magnet powder which was excellent in weather resistance and suppressed the fall of the coercive force in a humidity environment was able to be obtained.
However, the coercive force does not decrease after being left for 24 hours in an environment of 80 ° C. and 90% relative humidity, but the magnetic property of the magnet powder, particularly, the decrease in coercive force becomes apparent when left for 200 hours. In some cases, coercive force and weather resistance varied among production lots.

特開平9−260120号公報JP-A-9-260120 特開平9−326308号公報JP-A-9-326308 特開2000−199074号公報JP 2000-199074 A 特開2000−208321号公報JP 2000-208321 A 特開平1−14902号公報Japanese Patent Laid-Open No. 1-14902 特開昭64−15301号公報JP-A-64-15301 特開平4−257202号公報JP-A-4-257202 特開平7−142246号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-142246 特開平11−251124号公報JP-A-11-251124 特開2002−124406号公報JP 2002-124406 A

本発明の目的は、上記の従来技術の問題点に鑑み、安定して高い保磁力を有し耐候性に優れ、保磁力や耐候性のばらつきが低減されたボンド磁石用磁石合金粉の製造方法を提供することにある。   In view of the above-mentioned problems of the prior art, the object of the present invention is a method for producing a magnet alloy powder for bonded magnets that has a stable and high coercive force, excellent weather resistance, and reduced variations in coercive force and weather resistance. Is to provide.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕してボンド磁石用磁石合金粉を得る製造方法において、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕する際に、前記有機溶剤中に、予め金属クロム粉末を用いて調製しておいたクロムを含むリン酸溶液を添加して粉砕し、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面に保護被膜を形成させる微粉砕処理工程と、前記微粉砕処理工程で得られた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を含んだスラリーを、固液分離し、得られた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を加熱乾燥させる加熱乾燥処理工程と、
を備えることによって、耐候性に優れたボンド磁石用磁石合金粉が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have obtained a magnet alloy powder for a bond magnet by pulverizing an iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element in an organic solvent. When pulverizing the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element in an organic solvent, the phosphoric acid solution containing chromium prepared in advance using the metal chromium powder is added to the organic solvent and pulverized. Solid-liquid separation of a finely pulverizing treatment step for forming a protective film on the surface of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element, and a slurry containing the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element obtained in the finely pulverizing treatment step And heat drying treatment step of heating and drying the obtained iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements,
It has been found that a magnet alloy powder for bonded magnets excellent in weather resistance can be obtained by providing the above, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明の第1の発明によれば、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕してボンド磁石用磁石合金粉を得る製造方法であって、予めリン酸水溶液に金属クロム粉末を5〜30重量%添加して、20〜60℃で24時間以上放置した後に、残留した金属クロム粉末を除いた、クロムを含むリン酸溶液を調製しておき、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕する際に、前記有機溶剤中に、前記クロムを含むリン酸溶液を添加して粉砕し、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面に保護被膜を形成させる微粉砕処理工程と、前記微粉砕された希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を含んだスラリーを、固液分離し、分離された希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を加熱乾燥させる加熱乾燥処理工程と、を備えることを特徴とするボンド磁石用磁石合金粉の製造方法が提供される。   That is, according to the first invention of the present invention, there is provided a manufacturing method for obtaining a magnet alloy powder for a bonded magnet by pulverizing an iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element in an organic solvent. After adding 5 to 30% by weight of chromium powder and leaving it at 20 to 60 ° C. for 24 hours or more, a phosphoric acid solution containing chromium is prepared by removing the remaining metal chromium powder and containing the rare earth element. When pulverizing the iron-based magnet alloy powder in an organic solvent, the phosphoric acid solution containing chromium is added to the organic solvent and pulverized, and a protective coating is formed on the surface of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element. The finely pulverizing treatment step to be formed, and the slurry containing the iron-based magnet alloy powder containing the pulverized rare earth element are subjected to solid-liquid separation, and heating to dry the iron-based magnet alloy powder containing the separated rare earth element is heated. A drying process, Method for producing a magnetic alloy powder for bonded magnets, wherein it is provided.

また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、有機溶剤中に添加するクロムを含むリン酸溶液の量は、粉砕する希土類元素を含む鉄系磁石合金粉1kgに対してリン酸0.1mol〜0.5molであることを特徴とするボンド磁石用磁石合金粉の製造方法が提供される。   According to the second invention of the present invention, in the first invention, the amount of the phosphoric acid solution containing chromium added to the organic solvent is 1 kg of iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements to be crushed. There is provided a method for producing a magnet alloy powder for bonded magnets, characterized in that phosphoric acid is 0.1 mol to 0.5 mol.

さらに、本発明の第3の発明によれば、第1又は2の発明において、有機溶剤が、エタノール、または、2−プロパノール(IPA)から選ばれた1種以上のアルコールを含むことを特徴とするボンド磁石用磁石合金粉の製造方法が提供される。   Furthermore, according to the third invention of the present invention, in the first or second invention, the organic solvent contains one or more alcohols selected from ethanol or 2-propanol (IPA). A method for producing a magnet alloy powder for a bonded magnet is provided.

本発明のボンド磁石用磁石合金粉の製造方法によれば、微粉砕処理工程において、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕する際に、上記有機溶剤中に、クロムを含むリン酸溶液を添加して粉砕することにより、上記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の粉砕中に、粉砕で生じた新生破面に直ちに、クロムとリン酸を含む保護被膜を形成させることができるので、得られた磁石合金粉を用いて樹脂バインダーを混合し成形しボンド磁石を製造すれば、高い磁気特性を維持したまま、耐候性に優れた希土類元素を含む鉄系ボンド磁石を得ることができる。
従って、本発明によって得られる耐候性が優れた希土類元素を含む鉄系ボンド磁石は、例えば、一般家電製品、通信・音響機器、医療機器、一般産業機器等に至る幅広い分野において極めて有用であるため、本発明に係るボンド磁石用磁石合金粉の工業的価値は非常に高い。
According to the method for producing a magnet alloy powder for bonded magnets of the present invention, when the iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element is pulverized in an organic solvent in the pulverization treatment step, the organic solvent contains chromium. By adding a phosphoric acid solution and pulverizing, a protective coating containing chromium and phosphoric acid can be immediately formed on the newly fractured surface generated by pulverization during pulverization of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element. Therefore, if a bonded binder is produced by mixing and molding a resin binder using the obtained magnet alloy powder, an iron-based bonded magnet containing a rare earth element with excellent weather resistance can be obtained while maintaining high magnetic properties. Can do.
Therefore, the iron-based bonded magnet containing rare earth elements having excellent weather resistance obtained by the present invention is extremely useful in a wide range of fields such as general home appliances, communication / acoustic equipment, medical equipment, general industrial equipment, and the like. The industrial value of the magnet alloy powder for bonded magnets according to the present invention is very high.

以下、本発明の希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕してボンド磁石用磁石合金粉を得る製造方法、および高い磁気特性を維持したまま、耐候性に優れた希土類元素を含む鉄系ボンド磁石などについて詳しく説明する。   Hereinafter, a manufacturing method for obtaining a magnet alloy powder for a bonded magnet by pulverizing an iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element of the present invention in an organic solvent, and a rare earth element excellent in weather resistance while maintaining high magnetic properties. The iron-based bond magnets included will be described in detail.

1.ボンド磁石用磁石合金粉の製造方法
本発明のボンド磁石用磁石合金粉を製造する方法は、予めリン酸水溶液に金属クロム粉末を5〜30重量%添加して、20〜60℃で24時間以上放置した後に、残留した金属クロム粉末を除いた、クロムを含むリン酸溶液を調製しておき、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕する際に、前記有機溶剤中に、前記クロムを含むリン酸溶液を添加して粉砕し、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面に保護被膜を形成させる微粉砕処理工程と、
前記微粉砕された希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を含んだスラリーを、固液分離し、分離された希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を加熱乾燥させる加熱乾燥処理工程と、を備えている。
1. Method for producing magnet alloy powder for bonded magnet The method for producing magnet alloy powder for bonded magnet according to the present invention comprises adding 5 to 30% by weight of metal chromium powder to a phosphoric acid aqueous solution in advance at 20 to 60 ° C. for 24 hours or more. After leaving, prepare a phosphoric acid solution containing chromium, excluding the residual metallic chromium powder, and when pulverizing the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element in an organic solvent, Pulverizing treatment step of adding a phosphoric acid solution containing chromium and crushing to form a protective film on the surface of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element;
A slurry containing the finely pulverized rare earth element-containing iron-based magnet alloy powder is subjected to a solid-liquid separation, and a heat-drying treatment step for heating and drying the separated iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element is provided. Yes.

(1)希土類元素を含む鉄系磁石合金粉
本発明において、ボンド磁石用磁石合金粉の原料となる希土類元素を含む鉄系磁石合金粉は、希土類元素と鉄を主成分として含む磁石粉(以下、単に「希土類磁石粉」ともいう)である。
(1) Iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element In the present invention, the iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element as a raw material for the magnet alloy powder for bonded magnets is a magnet powder containing rare earth elements and iron as main components (hereinafter referred to as the main components). Or simply “rare earth magnet powder”).

希土類元素としては、例えば、Sm、Gd、Tb、およびCeから選ばれる少なくとも1種の元素、あるいは、上記希土類元素の他に、さらにPr、Nd、Dy、Ho、Er、Tm、およびYbから選ばれる少なくとも1種の元素が含まれるものが好ましい。なお、本発明の希土類磁石合金粉の主原料としては、酸化し易く高温に弱いNdよりも耐候性や熱安定性に優れているSmが好ましい。   As the rare earth element, for example, at least one element selected from Sm, Gd, Tb, and Ce, or, in addition to the rare earth element, selected from Pr, Nd, Dy, Ho, Er, Tm, and Yb. Those containing at least one kind of element are preferred. The main raw material of the rare earth magnet alloy powder of the present invention is preferably Sm, which is superior in weather resistance and thermal stability to Nd which is easily oxidized and weak at high temperatures.

希土類元素としてSmが含まれる場合、高い保磁力を得るには、Sm含有量を希土類全体の60重量%以上、好ましくは90重量%以上とするとより高い保磁力が得られる。希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の好ましい例として、例えば、希土類−鉄−窒素系磁石合金粉が挙げられる。なお、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉において、Feの一部をCoで置換した組成の希土類磁石粉も好ましく、例えば、希土類−鉄−コバルト−窒素系磁石粉も挙げられる。   When Sm is contained as the rare earth element, in order to obtain a high coercive force, a higher coercive force can be obtained by setting the Sm content to 60% by weight or more, preferably 90% by weight or more of the whole rare earth. Preferable examples of the iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements include, for example, rare earth-iron-nitrogen-based magnet alloy powder. In addition, in the iron-based magnet alloy powder containing a rare-earth element, a rare-earth magnet powder having a composition in which part of Fe is replaced with Co is also preferable, and examples thereof include a rare-earth-iron-cobalt-nitrogen based magnet powder.

(2)希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の製造
希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の製造方法には、鋳造法や還元拡散法などがあるが、本発明においては、特に還元拡散法で得られる希土類元素を含む鉄系磁石合金粉が適している。
(2) Manufacture of iron-based magnet alloy powders containing rare earth elements Iron-based magnet alloy powders containing rare earth elements include casting methods and reduction diffusion methods. The obtained iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements is suitable.

以下、希土類−鉄−窒素系磁石合金粉の製造方法を例として説明する。但し、本発明に用いられる希土類元素を含む鉄系磁石合金粉は、この希土類−鉄−窒素系の磁石粉に限られるものではない。
還元拡散法では、まず、希土類酸化物粉末、鉄粉末、およびその他の原料粉末を所定量混合し、さらに希土類酸化物粉末を還元するのに十分な還元剤を添加混合した後、この混合物を反応容器に投入し、非酸化性雰囲気(酸素が実質的に存在しない雰囲気)中において、還元剤が溶融する温度、例えば800℃以上、かつ、希土類−鉄系合金が溶融しない温度まで昇温、保持して加熱処理することにより、希土類酸化物を希土類元素に還元するとともに、この希土類酸化物を鉄粉末中に拡散させて、希土類−鉄系合金を合成する。
Hereinafter, a method for producing rare earth-iron-nitrogen based magnet alloy powder will be described as an example. However, the iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements used in the present invention is not limited to this rare earth-iron-nitrogen based magnet powder.
In the reduction diffusion method, first, a predetermined amount of rare earth oxide powder, iron powder, and other raw material powders are mixed, and further, a reducing agent sufficient to reduce the rare earth oxide powder is added and mixed, and then this mixture is reacted. In a non-oxidizing atmosphere (an atmosphere in which oxygen is not substantially present), the temperature is raised to and maintained at a temperature at which the reducing agent melts, for example, 800 ° C. or higher, and a temperature at which the rare earth-iron alloy does not melt. Then, the rare earth oxide is reduced to a rare earth element by heat treatment, and the rare earth oxide is diffused in the iron powder to synthesize a rare earth-iron alloy.

希土類酸化物粉末としては、特に制限はないが、Sm、Gd、TbおよびCeから選択される少なくとも1種の希土類元素からなり、あるいは、さらにPr、Nd、Dy、Ho、Er、TmおよびYbから選択される少なくとも1種の希土類元素を含むものが好ましい。特に、Smが含まれるものが好ましい。なお、Smを含む場合、高い保磁力を得るためには、Smを希土類元素全体の60質量%以上、好ましくは、90質量%以上とする。 また、希土類酸化物粉末には、保磁力の向上、生産性の向上、さらに低コスト化のため、所定量のMn、Ca、Cr、Nb、Mo、Sb、Ge、Zr、V、Si、Al、Ta、またはCuなどの1種以上が添加されていてもよい。なお、希土類酸化物粉末の粒径は、特に制限されないが、反応性および作業性などの面から10μm以下であることが好ましい。   The rare earth oxide powder is not particularly limited, but is made of at least one rare earth element selected from Sm, Gd, Tb and Ce, or is further made of Pr, Nd, Dy, Ho, Er, Tm and Yb. Those containing at least one selected rare earth element are preferred. In particular, those containing Sm are preferred. When Sm is contained, in order to obtain a high coercive force, Sm is set to 60% by mass or more, preferably 90% by mass or more of the entire rare earth element. The rare earth oxide powder has a predetermined amount of Mn, Ca, Cr, Nb, Mo, Sb, Ge, Zr, V, Si, Al in order to improve coercive force, improve productivity, and reduce costs. 1 or more types, such as Ta, Cu, or Cu, may be added. The particle size of the rare earth oxide powder is not particularly limited, but is preferably 10 μm or less from the viewpoint of reactivity and workability.

鉄粉末としては、特に制限はなく、還元鉄粉末、ガスアトマイズ粉末、水アトマイズ粉末、カルボニル鉄粉末および電解鉄粉末などを用いることができる。また、鉄の20質量%以下をコバルトで置換した鉄粉末を用いてもよい。
なお、鉄粉末の粒径としては、平均粒径が35〜45μmであり、粒径が5〜60μmの粉末が80体積%以上占める粉末が好ましい。用いる鉄粉末が大き過ぎると、希土類−Feを合成させるにあたって、希土類元素がFe中に拡散するのに非常に時間がかかり、一方、小さな鉄粉末は値段が高価であるため、製造コストの面で用いるのに適当とは言えない。
The iron powder is not particularly limited, and reduced iron powder, gas atomized powder, water atomized powder, carbonyl iron powder, electrolytic iron powder, and the like can be used. Moreover, you may use the iron powder which substituted 20 mass% or less of iron with cobalt.
In addition, as a particle diameter of iron powder, the average particle diameter is 35-45 micrometers, and the powder which a powder with a particle diameter of 5-60 micrometers occupies 80 volume% or more is preferable. If the iron powder to be used is too large, it takes a very long time for the rare earth element to diffuse into Fe when synthesizing the rare earth-Fe, while the small iron powder is expensive in terms of production cost. Not suitable for use.

また、還元剤としては、特に制限されないが、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および、これらの水素化物などを用いることができる。取り扱いの安全性とコストの面で、5メッシュ(タイラーメッシュ)以下に篩い分級した粒状金属カルシウムが好ましい。   The reducing agent is not particularly limited, and alkali metals, alkaline earth metals, hydrides thereof, and the like can be used. In terms of handling safety and cost, granular metallic calcium sieved to 5 mesh (Tyler mesh) or less is preferable.

上記希土類酸化物粉末、鉄粉末、および還元剤は、所定量秤量され、次いで互いに充分に混合される。混合には、例えば、V字ブレンダ、S字ブレンダなど、公知の混合装置を用いることができる。   The rare earth oxide powder, iron powder, and reducing agent are weighed in predetermined amounts and then thoroughly mixed together. For mixing, for example, a known mixing device such as a V-shaped blender or an S-shaped blender can be used.

次に、還元拡散処理により得られた反応生成物を密封容器に装入し、真空引き後、該反応生成物に対して所定条件で水素処理することにより、反応生成物に水素を吸蔵させる。これにより、反応生成物の粉砕性、および水中での崩壊性が改善され、破砕処理を施すことなく、反応生成物を、後の水中崩壊処理および水洗処理により細かく粉砕できるため、合金表面の酸化を抑制できる。   Next, the reaction product obtained by the reduction diffusion treatment is charged into a sealed container, and after evacuation, the reaction product is subjected to hydrogen treatment under a predetermined condition, thereby allowing the reaction product to occlude hydrogen. This improves the pulverization property of the reaction product and the disintegration property in water, and the reaction product can be finely pulverized by subsequent water disintegration treatment and water washing treatment without crushing treatment. Can be suppressed.

また、水素処理は、還元物の崩壊性を向上させ、焼結した粒子をばらばらにする効果があるため、余分な希土類元素リッチ相を酸洗で容易に除去できる。ここで、このような効果を奏する水素処理のメカニズムを以下に具体的に示すと、例えば、還元拡散で合成されたSm−Fe合金は、主相(SmFe17)の周りにSmリッチ相(SmFe、SmFe)が存在しており、そのSm−Fe合金を反応容器に入れ、水素中に放置すると主相、Smリッチ相はそれぞれSmFe17Hx、SmFeHx、SmFeHxと変化する。この時、主相の周りにあるSmリッチ相は、主相よりも格子の膨張率が大きいので、Smリッチ相が割れ、その結果還元物が崩壊する。 Moreover, since the hydrogen treatment has the effect of improving the disintegration property of the reduced product and dissociating the sintered particles, the excess rare earth element-rich phase can be easily removed by pickling. Here, the mechanism of the hydrogen treatment having such an effect will be specifically described below. For example, an Sm—Fe alloy synthesized by reduction diffusion has Sm around the main phase (Sm 2 Fe 17 N 3 ). A rich phase (SmFe 2 , SmFe 3 ) exists, and when the Sm-Fe alloy is put in a reaction vessel and left in hydrogen, the main phase and the Sm rich phase are Sm 2 Fe 17 Hx, SmFe 2 Hx, SmFe, respectively. Varies with 3 Hx. At this time, the Sm-rich phase around the main phase has a larger lattice expansion coefficient than the main phase, so the Sm-rich phase breaks, and as a result, the reduced product collapses.

次に、得られた希土類−鉄系合金塊を、空冷、炉冷により、室温まで冷却した後、純水中に投入して、崩壊処理を施すとともに、酸化カルシウムや金属カルシウムなどとして残留する還元剤を溶解、除去する。水洗処理として、攪拌とデカンテーションを所定回数行うことにより、合金粉末を主体としたスラリーが得られる。   Next, the obtained rare earth-iron-based alloy ingot is cooled to room temperature by air cooling and furnace cooling, and then poured into pure water, subjected to a disintegration treatment, and remaining as calcium oxide, calcium metal, etc. Dissolve and remove the agent. As the water washing treatment, a slurry mainly composed of alloy powder is obtained by performing stirring and decantation a predetermined number of times.

さらに、得られたスラリーに対して酸洗処理を行う。酸洗処理では、残った水酸化カルシウムなどの除去と、磁石粉末の表面状態を活性に保つために過剰に添加した希土類元素によって生成した希土類元素リッチ相の除去を行う。この際、酸洗処理に用いる酸として、酢酸、塩酸、硝酸、硫酸等が使用される。   Further, pickling treatment is performed on the obtained slurry. In the pickling treatment, the remaining calcium hydroxide and the like are removed, and the rare earth element rich phase generated by the rare earth element added excessively to keep the surface state of the magnet powder active is removed. At this time, acetic acid, hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid or the like is used as the acid used for the pickling treatment.

得られた合金粉末から、酸を除去するための水洗処理を行い、合金粉末を乾燥することにより、希土類−鉄−窒素系合金粉を得ることができる。   A rare earth-iron-nitrogen based alloy powder can be obtained by performing a water washing treatment for removing acid from the obtained alloy powder and drying the alloy powder.

本発明では、上記水素処理、湿式処理後、反応生成物に対して、所定の処理条件により、窒素ガス、あるいはアンモニアなどの雰囲気中で加熱し、合金の内部に窒素を導入することにより、窒化物とすることができる。窒化は300〜500℃の温度で3時間以上、例えば5〜10時間加熱して行うことが好ましい。
なお、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の製造に関しては、本出願人による特許5071160、特許4407047、特許4345588、特許4241461に詳細に記載されており、これを引用することによって本発明に組み込むものとする。
In the present invention, after the above hydrogen treatment and wet treatment, the reaction product is heated in an atmosphere of nitrogen gas or ammonia under predetermined treatment conditions, and nitrogen is introduced into the alloy, thereby nitriding It can be a thing. Nitriding is preferably performed by heating at a temperature of 300 to 500 ° C. for 3 hours or more, for example, 5 to 10 hours.
The production of iron-based magnet alloy powders containing rare earth elements is described in detail in Patents 5071160, 4440747, 4345588, and 4241461 by the present applicant, which are incorporated herein by reference. And

(3)希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の微粉砕処理
本発明においては、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕してボンド磁石用磁石合金粉を製造するに際し、前記有機溶剤中に、所定量のクロムを含むリン酸溶液を添加して粉砕し、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面に保護被膜を形成させる微粉砕処理する。
(3) Fine grinding treatment of iron-based magnet alloy powder containing rare earth element In the present invention, when producing magnet alloy powder for bonded magnets by grinding iron-based magnet alloy powder containing rare earth element in an organic solvent, A phosphoric acid solution containing a predetermined amount of chromium is added to an organic solvent and pulverized, and a fine pulverization treatment is performed to form a protective film on the surface of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element.

本発明では、まず処理液の材料である、有機溶剤、および特定のクロムを含むリン酸溶液を用意する。   In the present invention, first, a phosphoric acid solution containing an organic solvent and specific chromium, which are materials for the treatment liquid, is prepared.

(有機溶剤)
有機溶剤としては、特に種類による制限はなく、2−プロパノール、エタノール、メタノールなどのアルコール類、ペンタン、ヘキサンなどの低級炭化水素類、ベンゼン、トルエン、キシレンなど芳香族類、ケトン類、それらの混合物等が使用できるが、安全性などの観点から、特にエタノール、2−プロパノールから選ばれる1種以上のアルコールを含んでいることが好ましい。
(Organic solvent)
There are no particular restrictions on the organic solvent, and alcohols such as 2-propanol, ethanol and methanol, lower hydrocarbons such as pentane and hexane, aromatics such as benzene, toluene and xylene, ketones, and mixtures thereof However, from the viewpoint of safety, it is preferable that at least one alcohol selected from ethanol and 2-propanol is contained.

(クロムを含むリン酸溶液)
本発明に用いられるクロムを含むリン酸溶液は、リン酸水溶液に、金属クロム粉末を5〜30重量%添加して、20〜60℃で24時間以上放置した後に、上澄みのみを回収することで、金属クロム粉末を除いて得たものである。放置時間は24時間以上であれば、短時間であるほど好ましく、上限を規定するものではないが、生産効率を考慮すれば36時間以内が好ましい。
(Phosphoric acid solution containing chromium)
The phosphoric acid solution containing chromium used in the present invention is obtained by adding 5 to 30% by weight of metal chromium powder to a phosphoric acid aqueous solution and leaving it at 20 to 60 ° C. for 24 hours or more, and then collecting only the supernatant. It was obtained by removing the metal chromium powder. If the standing time is 24 hours or longer, the shorter the time, the better. The upper limit is not specified, but it is preferably 36 hours or less in consideration of production efficiency.

クロムのリン酸水溶液への溶解度は、温度、混合方法や時間、また金属クロム粉の粒径などによって異なる。20℃未満ではクロムの溶解度が極めて小さく、加熱によって溶解度が向上するが、60℃を超えるとリン酸との反応性が高くなり、本発明において必要な磁石粉への被覆性が悪化する。   The solubility of chromium in the phosphoric acid aqueous solution varies depending on the temperature, the mixing method and time, the particle size of the chromium metal powder, and the like. If it is less than 20 degreeC, the solubility of chromium will be very small, and a solubility will improve by heating, but if it exceeds 60 degreeC, the reactivity with phosphoric acid will become high and the coverage to the magnet powder required in this invention will deteriorate.

リン酸の種類によって、特に制限はなく、市販されている通常のオルトリン酸、例えば、85%濃度のリン酸水溶液を使用することができる。オルトリン酸のほかに、リン酸水素二ナトリウム、ピロリン酸、メタリン酸、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウム等も使用しうるが、コストの面からオルトリン酸が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular by the kind of phosphoric acid, The normal orthophosphoric acid marketed, for example, 85% concentration phosphoric acid aqueous solution can be used. In addition to orthophosphoric acid, disodium hydrogen phosphate, pyrophosphoric acid, metaphosphoric acid, manganese phosphate, zinc phosphate, aluminum phosphate, and the like may be used, but orthophosphoric acid is preferred from the viewpoint of cost.

本発明では、金属クロム粉末を用いているが、金属クロム粉末としては、例えば、市販の金属クロム粉末で63μm篩下品、または、金属クロム小片を乳鉢で細かく粉砕した粗粉を用いればよい。
また、クロムとして種々の金属化合物が使用できるが、金属クロム粉末に含有されうる微量の遷移金属元素、表面に不可避的に生じる酸化膜などがあっても、本発明の目的を損なわなければ差し支えない。
上澄みの回収手段も、汎用のろ過装置を使用できる。
In the present invention, metal chromium powder is used. As the metal chromium powder, for example, a commercially available metal chromium powder having a size of 63 μm or a coarse powder obtained by finely pulverizing metal chromium pieces in a mortar may be used.
In addition, various metal compounds can be used as chromium. However, even if there is a trace amount of transition metal element that can be contained in the metal chromium powder or an oxide film that is inevitably generated on the surface, the object of the present invention is not impaired. .
A general-purpose filtration device can also be used as the supernatant recovery means.

ここで金属クロム粉末が5重量%未満では、クロムを含むリン酸溶液による効果は得られず、高温高湿下で保磁力が低下し耐候性が悪化する。また添加する金属クロム粉末量が30重量%を超えると、クロムを含むリン酸溶液の添加による耐候性改善効果が飽和してしまうのでこれ以上の金属クロム粉末の添加は経済的でない。また、温度が20℃未満では耐候性が悪化し、60℃を超えるほど高めても耐候性改善効果が飽和してしまうので安全や省エネルギーの観点から好ましくない。リン酸水溶液に金属クロムを添加した後の放置時間が24時間未満では耐候性が十分でないことがある。   Here, if the metal chromium powder is less than 5% by weight, the effect of the phosphoric acid solution containing chromium cannot be obtained, and the coercive force is lowered and the weather resistance is deteriorated under high temperature and high humidity. If the amount of the metal chromium powder to be added exceeds 30% by weight, the effect of improving the weather resistance due to the addition of the phosphoric acid solution containing chromium will be saturated, so it is not economical to add more metal chromium powder. Further, if the temperature is less than 20 ° C., the weather resistance deteriorates, and even if the temperature exceeds 60 ° C., the effect of improving the weather resistance is saturated, which is not preferable from the viewpoint of safety and energy saving. If the standing time after adding metallic chromium to the phosphoric acid aqueous solution is less than 24 hours, the weather resistance may not be sufficient.

本発明で予め調製しておく溶液は、リン酸とクロムの化学的状態を厳密に規定できないが、クロムとリン酸が別々にイオンとして存在している状態のほうが、磁石粉への被膜性能が高くなるものと推測される。
より好ましいのは、リン酸水溶液に、金属クロム粉末を10〜25重量%添加して、25〜50℃で24〜30時間放置した後に、上澄みのみを回収することで、金属クロム粉末を除いた水溶液である。
The solution prepared in advance in the present invention cannot strictly define the chemical state of phosphoric acid and chromium, but the state in which chromium and phosphoric acid are separately present as ions has better coating performance on magnet powder. Presumed to be higher.
More preferably, 10-25% by weight of metal chromium powder is added to the phosphoric acid aqueous solution and left at 25-50 ° C. for 24-30 hours, and then only the supernatant is recovered to remove the metal chromium powder. It is an aqueous solution.

上記有機溶剤中に添加するクロムを含むリン酸溶液の量は、粉砕後の磁石粉の粒径、表面積等に関係するので一概には定められないが、通常は、粉砕する希土類元素を含む鉄系磁石合金粉1kgに対してリン酸0.1mol〜0.5molであることが好ましい。より好ましくは希土類元素を含む鉄系磁石合金粉1kgに対してリン酸0.2mol〜0.4molであり、さらに好ましくは、0.25mol〜0.35molとすることが良い。添加量がリン酸0.1mol未満であると、粉砕が行われた磁石粉末の表面被覆処理が十分に行なわれないために耐候性が改善されず、また大気中で乾燥させると酸化・発熱して磁気特性が極端に低下してしまう。添加量がリン酸0.5molを超えると磁石粉末の表面被覆処理は十分に行なわれるが、被覆厚さが増すため磁気特性の低下が起きるし、また、耐候性のさらなる向上も見られない。   The amount of the phosphoric acid solution containing chromium to be added to the organic solvent is not generally determined because it is related to the particle size, surface area, etc. of the magnet powder after pulverization. It is preferable that it is 0.1 mol-0.5 mol of phosphoric acid with respect to 1 kg of a system magnet alloy powder. More preferably, it is 0.2 mol-0.4 mol of phosphoric acid with respect to 1 kg of iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements, and more preferably 0.25 mol-0.35 mol. If the added amount is less than 0.1 mol of phosphoric acid, the surface of the pulverized magnet powder is not sufficiently covered, so that the weather resistance is not improved. As a result, the magnetic properties are extremely deteriorated. When the addition amount exceeds 0.5 mol of phosphoric acid, the surface coating treatment of the magnet powder is sufficiently performed, but the coating thickness is increased, so that the magnetic properties are deteriorated, and the weather resistance is not further improved.

(微粉砕処理)
次いで、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕してボンド磁石用磁石合金粉を製造するに際し、前記有機溶剤中に、上記方法で得られたクロムを含むリン酸溶液を所定量添加して粉砕し、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面に保護被膜を形成させる微粉砕処理を行う。
微粉砕処理の手段は特に制限されないが、粉砕媒体としてセラミック製ボールやビーズを用いて有機溶媒中で攪拌するボールミルやビーズミルなどの撹拌媒体ミルを採用することが望ましい。希土類−鉄−窒素系合金粉を、例えば撹拌媒体ミルに入れ、所定の粒径まで微粉砕することにより、希土類−鉄−窒素系磁石粉をスラリー化することができる。撹拌媒体ミルの回転速度は、他の条件にもよるが、1〜5m/s、好ましくは、1.5〜3m/sである。
(Fine grinding)
Next, when producing magnet alloy powder for bonded magnets by pulverizing iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements in an organic solvent, the phosphoric acid solution containing chromium obtained by the above method is placed in the organic solvent. A fine pulverization treatment is performed to add a fixed amount and pulverize to form a protective film on the surface of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element.
The means for the fine pulverization treatment is not particularly limited, but it is desirable to employ a stirring medium mill such as a ball mill or a bead mill that uses ceramic balls or beads as the pulverizing medium and stirs in an organic solvent. The rare earth-iron-nitrogen based alloy powder can be slurried by putting it in, for example, a stirring medium mill and finely pulverizing it to a predetermined particle size. The rotational speed of the stirring medium mill is 1 to 5 m / s, preferably 1.5 to 3 m / s, although it depends on other conditions.

上記粉砕装置で粉砕する場合には、不活性ガスを供給して希土類元素を含む鉄系磁石合金粉末が酸化されにくい雰囲気とすることが望ましい。微粉砕時間は、粉砕装置の大きさ、処理すべき希土類磁石粉末の粒径や処理量などによって異なるので、目的とする磁性が得られるように設定する。   When pulverizing with the above-mentioned pulverizer, it is desirable to supply an inert gas so that the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element is hardly oxidized. The pulverization time varies depending on the size of the pulverizer, the particle size of the rare earth magnet powder to be processed, the processing amount, and the like, and is set so as to obtain the desired magnetism.

本発明では、予め調製されたクロムを含むリン酸溶液を用いるが、微粉砕工程でさらにリン酸を添加することもできる。前記したリン酸の量は、最終的にスラリーに添加された全添加量を意味し、所望のリン酸濃度は、希土類磁石粉の粉砕で生じた新生破面が直ちに表面処理されるように、常に溶液中にリン酸が存在するようにしさえすれば、特に限定されず、例えば、媒体撹拌ミル等で粉砕するに際し、溶媒として用いる有機溶剤に、粉砕開始前に一度に必要量全てを添加しても良いし、粉砕中に徐々に添加しても良い。   In the present invention, a phosphoric acid solution containing chromium prepared in advance is used, but phosphoric acid can be further added in the pulverization step. The amount of phosphoric acid described above means the total amount added finally to the slurry, and the desired phosphoric acid concentration is such that the newly fractured surface generated by grinding the rare earth magnet powder is immediately surface-treated. There is no particular limitation as long as phosphoric acid is always present in the solution. For example, when pulverizing with a medium stirring mill or the like, all necessary amounts are added to the organic solvent used as a solvent at one time before pulverization. Or may be gradually added during pulverization.

上記した微粉砕処理により、微粉砕後の希土類磁石合金粉の平均粒径は、おおよそ1〜5μm、好ましくは2〜4μmになるとともに、磁石粉表面が好適な厚さのクロムを含むリン酸皮膜で均一に被覆され、安定化される。ここで、均一に被覆されるとは、通常は希土類磁石粉表面の80%以上、好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上がクロムを含むリン酸皮膜で覆われることをいう。   By the above-mentioned fine pulverization treatment, the average particle diameter of the pulverized rare earth magnet alloy powder is approximately 1 to 5 μm, preferably 2 to 4 μm, and the surface of the magnet powder contains chromium having a suitable thickness. It is uniformly coated and stabilized. Here, being uniformly coated means that 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more of the surface of the rare earth magnet powder is covered with a phosphate film containing chromium.

上記微粉砕処理方法によれば、希土類磁石合金粉が粉砕され、また新生面が生じても瞬時に有機溶剤中のクロムを含むリン酸と反応し、有機溶剤中に実質的に酸素が含まれないことと相俟って、希土類磁石合金粉表面に、クロムを含むリン酸皮膜が形成される。また、一旦表面にクロムを含むリン酸皮膜が形成された磁石粉が、その後、その磁力などによって凝集することがあっても、接触面はすでに被膜で安定化されており、解砕により腐食が生じることはない。   According to the fine pulverization method, even when the rare earth magnet alloy powder is pulverized and a new surface is formed, it reacts instantaneously with phosphoric acid containing chromium in the organic solvent, and the organic solvent is substantially free of oxygen. In combination with this, a phosphate film containing chromium is formed on the surface of the rare earth magnet alloy powder. Also, even if the magnetic powder once formed with a phosphate film containing chromium on the surface may be agglomerated due to its magnetic force, the contact surface is already stabilized by the film, and corrosion due to crushing It does not occur.

本発明の上記微粉砕処理工程に対して、クロムを含むリン酸を添加せずに微粉砕処理を行った場合、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉が粉砕され、凝集粒子が解れ、新生面が生じても該新生面を表面処理できず、また、得られる粉末の粒径が不揃いになったり、あるいは粉末表面に欠陥が生じたりして、高品質の磁石粉末を製造することができない。   When the fine pulverization process is performed without adding chromium-containing phosphoric acid to the fine pulverization process of the present invention, the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element is pulverized, the agglomerated particles are released, and the new surface is removed. Even if it occurs, the new surface cannot be subjected to surface treatment, and the particle size of the obtained powder becomes uneven, or a defect occurs on the surface of the powder, so that high quality magnet powder cannot be produced.

また、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の微粉砕終了後に、クロムを含むリン酸等の処理剤を添加しても、粉砕後の磁石粉末は、磁力などによって互いに凝集しているため、磁石粉末どうしが接触している面には被膜形成が行われない。したがって、得られた希土類磁石合金粉は、クロムを含むリン酸皮膜の形成が不十分であるため、ボンド磁石製造時に、樹脂バインダーと混練されると、凝集していた希土類磁石合金粉が混練による剪断力で一部解砕され、皮膜が形成されていない活性な粉末表面が露出することとなる。このため、このような希土類磁石粉を成形して得られたボンド磁石では、実用上重要な湿度環境下で容易に腐食が生じ、磁気特性が低下する。特に、サマリウム−鉄−窒素系合金のような核発生型の保磁力発現機構を示す磁石粉では、一部にこのような領域が生じると著しく保磁力が低下してしまう。   In addition, even if a processing agent such as phosphoric acid containing chromium is added after the fine pulverization of the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element, the pulverized magnet powder is agglomerated with each other due to magnetic force, etc. No film is formed on the surface where the powders are in contact. Therefore, since the obtained rare earth magnet alloy powder has insufficient formation of a phosphate film containing chromium, when the bonded magnet is kneaded with a resin binder, the agglomerated rare earth magnet alloy powder is kneaded. The active powder surface that is partially crushed by the shearing force and is not formed with a film is exposed. For this reason, in a bonded magnet obtained by molding such rare earth magnet powder, corrosion easily occurs in a practically important humidity environment, and the magnetic properties are deteriorated. In particular, in a magnet powder showing a nucleation type coercive force expression mechanism such as a samarium-iron-nitrogen alloy, the coercive force is remarkably lowered when such a region is generated.

(4)希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を含むスラリーの固液分離、加熱処理
上記微粉砕処理工程で得られた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉と、クロムを含むリン酸及び有機溶剤を含むスラリーは、固液分離装置に供給する。上記スラリーは、固液分離装置で処理されて、大部分の液体が除去され、例えば含液率が5〜30重量%の希土類元素を含む鉄系磁石合金粉ケーキとなる。
(4) Solid-liquid separation of slurry containing iron-based magnet alloy powder containing rare earth element, heat treatment Iron-based magnet alloy powder containing rare earth element obtained in the fine pulverization process, phosphoric acid containing chromium and organic solvent The slurry containing is supplied to a solid-liquid separator. The slurry is treated with a solid-liquid separator to remove most of the liquid, and becomes an iron-based magnet alloy powder cake containing a rare earth element having a liquid content of 5 to 30% by weight, for example.

固液分離装置としては、ヌッチェ式ろ過機や遠心ろ過機等のフィルター式ろ過機、デカンタ型遠心分離機等が使用できるが、上記スラリーの粉体性状、ろ過性等を考慮して固液分離装置を選択する必要がある。
例えば、フィルター式ろ過機では、ろ過性に対する粉体性状の影響が大きく、装置パラメータとして含液率を制御しにくい場合がある。また、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を含むスラリーは、ろ過性が非常に悪いためにフィルターによるろ過に多大な時間がかかり、低含液率とすることが困難なことが多い。
As the solid-liquid separation device, a filter type filter such as a Nutsche type filter or a centrifugal filter, a decanter type centrifugal separator or the like can be used. However, the solid-liquid separation is performed in consideration of the powder properties, filterability, etc. of the slurry. It is necessary to select a device.
For example, in a filter type filter, the influence of powder properties on filterability is large, and the liquid content may be difficult to control as an apparatus parameter. Moreover, since the slurry containing the iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements has very poor filterability, it takes a lot of time to filter with a filter, and it is often difficult to achieve a low liquid content.

ここで、得られる希土類元素を含む鉄系磁石合金粉ケーキの含液率は、5〜30重量%、好ましくは、10〜30重量%に調整することが望ましい。含液率が30重量%を超えると、次の工程で加熱処理する時に磁石粉が凝集して塊状になってしまい、別途それらを解砕する処理が必要となる。加えて、加熱処理において処理時間が長くなり、生産効率が低下するので好ましくない。また、含液率が5重量%未満であると、大気中で発火したり、酸化し発熱したりして磁気特性が低下することがある。   Here, the liquid content of the iron-based magnet alloy powder cake containing the rare earth element obtained is adjusted to 5 to 30% by weight, preferably 10 to 30% by weight. If the liquid content exceeds 30% by weight, the magnet powder aggregates and becomes agglomerate during the heat treatment in the next step, and a process for crushing them separately is required. In addition, the heat treatment is unfavorable because the treatment time becomes long and the production efficiency is lowered. On the other hand, if the liquid content is less than 5% by weight, it may ignite in the atmosphere or oxidize and generate heat, which may deteriorate the magnetic properties.

次に、固液分離して得られた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉ケーキを加熱乾燥処理する。
具体的には、得られた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉ケーキを加熱処理装置に移送し、その後、真空中又は不活性ガス中で、特定の温度範囲で加熱処理する。この加熱処理には、ミキサー型乾燥機、処理物静置型の箱型乾燥機などを用いることができる。
Next, the iron-based magnet alloy powder cake containing rare earth elements obtained by solid-liquid separation is heat-dried.
Specifically, the obtained iron-based magnet alloy powder cake containing rare earth elements is transferred to a heat treatment apparatus, and then heat-treated in a specific temperature range in vacuum or in an inert gas. For this heat treatment, a mixer type dryer, a processed product stationary type box type dryer or the like can be used.

加熱処理は、得られた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉ケーキを、真空中、又は窒素かArなどの不活性ガス中で、150℃以上の温度範囲で行うことが好ましく、150〜220℃、特に160〜180℃の温度範囲で加熱処理を施すことが好ましい。150℃未満で加熱処理を施すと、希土類磁石合金粉の乾燥が十分進まずに磁石合金粉に取り込まれた水素が十分に抜けないため磁気特性が低下してしまう。また、220℃を超える温度で加熱処理を施すと、希土類磁石粉が熱的なダメージを受けるためか、やはり磁気特性が低下するという問題がある。   The heat treatment is preferably performed in a temperature range of 150 ° C. or higher, in a vacuum or in an inert gas such as nitrogen or Ar, for the obtained iron-based magnet alloy powder cake containing rare earth elements, and 150 to 220 ° C. In particular, it is preferable to perform the heat treatment in a temperature range of 160 to 180 ° C. When the heat treatment is performed at a temperature lower than 150 ° C., the rare earth magnet alloy powder is not sufficiently dried, and the hydrogen taken into the magnet alloy powder is not sufficiently removed, so that the magnetic properties are deteriorated. In addition, when heat treatment is performed at a temperature exceeding 220 ° C., there is a problem that the magnetic properties are deteriorated because the rare earth magnet powder is thermally damaged.

加熱処理を真空中で行う場合は、加熱処理槽内を1.33×10Pa以下、好ましくは6.66×10Pa以下の真空度に保持して行うことが望ましい。真空度がこれよりも悪いと、磁気特性が低下する場合がある。これは、真空度が悪い場合には加熱処理時間を長くしなければならないので、合金磁石粉表面の酸化が進行する影響が大きくなるためと考えられる。 In the case where the heat treatment is performed in a vacuum, it is desirable that the heat treatment tank is maintained at a vacuum degree of 1.33 × 10 3 Pa or less, preferably 6.66 × 10 2 Pa or less. If the degree of vacuum is worse than this, the magnetic properties may deteriorate. This is presumably because, when the degree of vacuum is poor, the heat treatment time must be lengthened, so that the influence of the oxidation of the alloy magnet powder surface increases.

加熱処理時間は、装置の大きさ、処理すべき磁石合金粉の粒径や処理量などによって異なり、一概に規定できないが、なるべく短いほうが望ましい。例えば容積100リットルの攪拌型乾燥機にて磁石合金粉50kgを処理する場合は、合金粉の温度が所定の温度に到達してから2時間以内、特に90分間以内とすることが好ましい。加熱処理時間が長くなるほど、酸化によると思われるが、残留磁束密度が低下する。ただし、10分よりも短いと安定なクロムを含むリン酸皮膜が形成されない場合があり好ましくない。   The heat treatment time varies depending on the size of the apparatus, the particle diameter of the magnetic alloy powder to be treated, the amount of treatment, and the like, and cannot be defined generally, but it is desirable that the heat treatment time be as short as possible. For example, when 50 kg of magnetic alloy powder is processed with a 100-liter stirring type dryer, it is preferably within 2 hours, particularly within 90 minutes, after the temperature of the alloy powder reaches a predetermined temperature. The longer the heat treatment time, the more likely it is due to oxidation, but the residual magnetic flux density decreases. However, if it is shorter than 10 minutes, a stable phosphate film containing chromium may not be formed.

2.ボンド磁石用磁石合金粉
本発明の、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を用いたボンド磁石用磁石合金粉は、上記の製造方法によって得られ、希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面にクロムを含むリン酸の保護被膜が形成されている磁石合金粉であり、上記したように、平均粒径は1〜5μm、好ましくは2〜4μmとなっている。平均粒径が1μm未満では製造コストが高くなり、5μmを超えると磁気特性が低下するので好ましくない。
2. Magnet alloy powder for bonded magnet The magnet alloy powder for bonded magnet using the iron-based magnet alloy powder containing rare earth element according to the present invention is obtained by the above-described manufacturing method, and the surface of the iron-based magnet alloy powder containing rare earth element is chromium. As described above, the average particle diameter is 1 to 5 μm, preferably 2 to 4 μm. If the average particle size is less than 1 μm, the production cost is high, and if it exceeds 5 μm, the magnetic properties are deteriorated.

磁石粉末表面を保護するために必要なクロムを含むリン酸皮膜の厚さは、通常、平均で5〜100nmである。クロムを含むリン酸皮膜の平均厚さが5nm未満であると十分な耐候性が得られず、また、100nmを超えると磁気特性が低下すると共にボンド磁石を作製する際の混練性や成形性が低下してしまう。   The thickness of the phosphate film containing chromium necessary for protecting the magnet powder surface is usually 5 to 100 nm on average. When the average thickness of the phosphoric acid film containing chromium is less than 5 nm, sufficient weather resistance cannot be obtained, and when it exceeds 100 nm, the magnetic properties are deteriorated and the kneadability and moldability when producing a bonded magnet are reduced. It will decline.

3.ボンド磁石用組成物
本発明のボンド磁石用磁石粉を用いたボンド磁石用樹脂組成物を製造するには、例えば、以下に示すような公知の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂等の樹脂バインダーや添加剤を用いることができる。
3. Composition for Bond Magnet To produce a resin composition for a bond magnet using the magnet powder for bond magnet of the present invention, for example, a resin binder such as a known thermoplastic resin or thermosetting resin as shown below, Additives can be used.

本発明のボンド磁石用磁石粉は、上記したように、加熱乾燥処理を経て、一部再凝集している部分もあるが、クロムを含むリン酸の保護被膜が形成されており、凝集力が弱いので樹脂組成物とする際に再び解凝され、得られるボンド磁石用樹脂組成物を磁場中で容易に配向させることができる。従って、得られた成形体は残留磁化の高いものになる。また、分散性が向上していることから、この磁石合金粉を用いたボンド磁石用樹脂組成物の流れ性も向上するため、優れた成形性を持つようになる。
樹脂バインダーは、特に限定されることはなく、各種熱可塑性樹脂単体または混合物、あるいは各種熱硬化性樹脂単体あるいは混合物であり、それぞれの物性、性状等も所望の特性が得られる範囲でよく特に限定されることはない。
As described above, the magnet powder for bonded magnets of the present invention is partly re-aggregated through heat drying treatment, but a protective film of phosphoric acid containing chromium is formed, and the cohesive force is Since the resin composition is weak, it is deagglomerated again when the resin composition is used, and the obtained resin composition for bonded magnets can be easily oriented in a magnetic field. Therefore, the obtained molded body has a high residual magnetization. In addition, since the dispersibility is improved, the flowability of the resin composition for bonded magnets using the magnet alloy powder is also improved, so that the moldability is excellent.
The resin binder is not particularly limited, and may be various thermoplastic resins alone or a mixture, or various thermosetting resins alone or a mixture, and the physical properties and properties of each may be within a range where desired characteristics can be obtained. It will never be done.

(熱可塑性樹脂)
熱可塑性樹脂は、磁石合金粉のバインダーとして働くものであれば、特に制限なく、従来公知のものを使用できる。その具体例としては、6ナイロン、6−6ナイロン、11ナイロン、12ナイロン、6−12ナイロン、芳香族系ナイロン、これらの分子を一部変性した変性ナイロン等のポリアミド樹脂、直鎖型ポリフェニレンサルファイド樹脂、架橋型ポリフェニレンサルファイド樹脂、セミ架橋型ポリフェニレンサルファイド樹脂、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂、アイオノマー樹脂、ポリメチルペンテン樹脂、ポリスチレン樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合樹脂、アクリロニトリル−スチレン共重合樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルホルマール樹脂、メタクリル樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリ三フッ化塩化エチレン樹脂、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合樹脂、エチレン−四フッ化エチレン共重合樹脂、四フッ化エチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリアリルエーテルアリルスルホン樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリアリレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、酢酸セルロース樹脂、前出各樹脂系エラストマー等が挙げられ、これらの単重合体や他種モノマーとのランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体、他の物質での末端基変性品等が挙げられる。
(Thermoplastic resin)
The thermoplastic resin is not particularly limited as long as it functions as a binder for the magnet alloy powder, and conventionally known ones can be used. Specific examples include 6 nylon, 6-6 nylon, 11 nylon, 12 nylon, 6-12 nylon, aromatic nylon, polyamide resins such as modified nylon partially modified from these molecules, and linear polyphenylene sulfide. Resin, cross-linked polyphenylene sulfide resin, semi-cross-linked polyphenylene sulfide resin, low density polyethylene, linear low density polyethylene resin, high density polyethylene resin, ultrahigh molecular weight polyethylene resin, polypropylene resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene- Ethyl acrylate copolymer resin, ionomer resin, polymethylpentene resin, polystyrene resin, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer resin, acrylonitrile-styrene copolymer resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride Fatty, polyvinyl acetate resin, polyvinyl alcohol resin, polyvinyl butyral resin, polyvinyl formal resin, methacrylic resin, polyvinylidene fluoride resin, polytrifluoroethylene chloride resin, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer resin, ethylene- Tetrafluoroethylene copolymer resin, tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer resin, polytetrafluoroethylene resin, polycarbonate resin, polyacetal resin, polyethylene terephthalate resin, polybutylene terephthalate resin, polyphenylene oxide resin, polyallyl ether allyl Sulfone resin, polyethersulfone resin, polyetheretherketone resin, polyarylate resin, aromatic polyester resin, cellulose acetate resin, each resin system mentioned above Elastomer, and the like, random copolymers of these homopolymers and other species monomer, block copolymers, graft copolymers, and end groups modified products with other substances.

これら熱可塑性樹脂の溶融粘度や分子量は、得られるボンド磁石に所望の機械的強度が得られる範囲で低い方が望ましい。また、熱可塑性樹脂の形状は、パウダー状、ビーズ状、ペレット状等、特に限定されないが、磁石合金粉と均一に混合される点で、パウダー状が望ましい。   It is desirable that the melt viscosity and molecular weight of these thermoplastic resins be low as long as desired mechanical strength can be obtained for the obtained bonded magnet. Further, the shape of the thermoplastic resin is not particularly limited, such as powder, bead, pellet, etc., but powder is preferable in that it is uniformly mixed with the magnet alloy powder.

熱可塑性樹脂の配合量は、希土類磁石粉100重量部に対して、通常5〜50重量部、好ましくは5〜30重量部、より好ましくは5〜15重量部である。熱可塑性樹脂の配合量が5重量部未満であると、組成物の混練抵抗(トルク)が大きくなり、流動性が低下して磁石の成形が困難となり、一方、50重量部を超えると、磁石粉量が少なく所望の磁気特性が得られない。本発明の目的を損なわない範囲で、ボンド磁石用組成物の加熱流動性等を向上させるために、各種カップリング剤、滑剤や種々の安定剤等を配合することができる。   The compounding quantity of a thermoplastic resin is 5-50 weight part normally with respect to 100 weight part of rare earth magnet powder, Preferably it is 5-30 weight part, More preferably, it is 5-15 weight part. When the blending amount of the thermoplastic resin is less than 5 parts by weight, the kneading resistance (torque) of the composition is increased, and the fluidity is lowered, making it difficult to mold the magnet. The amount of powder is small and desired magnetic properties cannot be obtained. Various coupling agents, lubricants, various stabilizers, and the like can be blended in order to improve the heat fluidity and the like of the composition for bonded magnets as long as the object of the present invention is not impaired.

(熱硬化性樹脂)
一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、ラジカル重合反応性を有する不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ウレタン(メタ)アクリレート樹脂及びポリエステル(メタ)アクリレート樹脂などの樹脂が挙げられる。このほかに、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂を使用できる。これらの中でも、不飽和ポリエステル樹脂またはビニルエステル樹脂が好ましい。また、重合度や分子量に制約されないが、150℃以下の温度では液状であり、25℃における粘度が5000mPa・s以下である樹脂が成形性の面から好適である。
(Thermosetting resin)
On the other hand, examples of the thermosetting resin include resins such as unsaturated polyester resin, vinyl ester resin, urethane (meth) acrylate resin, and polyester (meth) acrylate resin having radical polymerization reactivity. In addition, epoxy resin, polyvinyl butyral, and phenol resin can be used. Among these, unsaturated polyester resin or vinyl ester resin is preferable. Although not limited by the degree of polymerization or the molecular weight, a resin that is liquid at a temperature of 150 ° C. or lower and has a viscosity at 25 ° C. of 5000 mPa · s or lower is preferable from the viewpoint of moldability.

不飽和ポリエステル樹脂は、多価アルコールと飽和多塩基酸及び/又は不飽和多塩基酸との重縮合反応により得られる不飽和ポリエステルと、当該エステルと共重合可能なモノマーよりなる熱硬化性樹脂である。
ここで、多価アルコールとしては、特に限定されるものではないが、例えば、水素化ビスフェノールA、水素化ビスフェノールF、ビスフェノールAプロピレンオキサイド付加物、ビスフェノールFプロピレンオキサイド付加物、水素化ビスフェノールSなどが挙げられ、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、ジブロムネオペンチルグリコール、ペンタエリスリットジアリルエーテル、アリルグリシジルエーテルなどが挙げられる。
これら多価アルコール類は、一種類のみを用いても構わないし、二種類以上を混合して用いてもよい。本発明においては、分子構造の少なくとも一部にビスフェノール骨格を有する多価アルコール、水素化ビスフェノールA、水素化ビスフェノールFなどを含有するものがより好ましい。
The unsaturated polyester resin is a thermosetting resin comprising an unsaturated polyester obtained by a polycondensation reaction between a polyhydric alcohol and a saturated polybasic acid and / or an unsaturated polybasic acid, and a monomer copolymerizable with the ester. is there.
Here, the polyhydric alcohol is not particularly limited, and examples thereof include hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, bisphenol A propylene oxide adduct, bisphenol F propylene oxide adduct, and hydrogenated bisphenol S. Ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, dipropylene glycol, neopentyl glycol, 1,3-butanediol, 1,6-hexanediol, dibromoneopentyl glycol, pentaerythrit diallyl ether, allyl glycidyl ether, etc. Can be mentioned.
These polyhydric alcohols may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, those containing a polyhydric alcohol having a bisphenol skeleton, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F or the like in at least a part of the molecular structure are more preferred.

飽和多塩基酸としては、無水フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、エンドメチレンテトラヒドロ無水フタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ヘット酸、テトラブロム無水フタル酸などが挙げられる。不飽和多塩基酸としては、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられるが、特に限定されるものではない。これら二塩基酸類は一種類のみを用いても構わないし、二種類以上を混合して用いてもよい。   Saturated polybasic acids include phthalic anhydride, isophthalic acid, terephthalic acid, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, endomethylenetetrahydrophthalic anhydride, adipic acid, sebacic acid, het acid, tetrabromophthalic anhydride, etc. Can be mentioned. Examples of the unsaturated polybasic acid include maleic anhydride, fumaric acid, itaconic acid and the like, but are not particularly limited. These dibasic acids may be used alone or in combination of two or more.

また、ビニルエステル樹脂は、例えば、エポキシ化合物と不飽和一塩基酸とを付加反応させて得ることができる。ビニルエステル樹脂の原料として用いられるエポキシ化合物は、分子中に、少なくとも1個のエポキシ基を有する化合物であれば、特に限定されるものではない。具体的には、例えば、ビスフェノールA、ビスフェノールS等のビスフェノール類と、エピハロヒドリンとの縮合反応により得られるエピビスタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;フェノール、クレゾール、ビスフェノールとホルマリンとの縮合物であるノボラックとエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるノボラックタイプグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;テトラヒドロフタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、安息香酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエステル型エポキシ樹脂;水添加ビスフェノールやグリコール類とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られるグリシジルエーテル型エポキシ樹脂;ヒダントインやシアヌール酸とエピハロヒドリンとの縮合反応により得られる含アミングリシジルエーテル型エポキシ樹脂等が挙げられる。   The vinyl ester resin can be obtained, for example, by addition reaction of an epoxy compound and an unsaturated monobasic acid. The epoxy compound used as a raw material for the vinyl ester resin is not particularly limited as long as it is a compound having at least one epoxy group in the molecule. Specifically, for example, an epibis type glycidyl ether type epoxy resin obtained by a condensation reaction between bisphenols such as bisphenol A and bisphenol S and epihalohydrin; phenol, cresol, novolak which is a condensate of bisphenol and formalin; Novolac type glycidyl ether type epoxy resin obtained by condensation reaction with epihalohydrin; glycidyl ester type epoxy resin obtained by condensation reaction of tetrahydrophthalic acid, hexahydrophthalic acid, benzoic acid and epihalohydrin; water-added bisphenol or glycols and epihalohydrin Glycidyl ether type epoxy resin obtained by condensation reaction with amine; Amine-containing glycidyl obtained by condensation reaction of hydantoin or cyanuric acid with epihalohydrin Ether type epoxy resins.

また、これらエポキシ樹脂と多塩基酸類および/またはビスフェノール類との付加反応により分子中にエポキシ基を有する化合物でもよい。これらエポキシ化合物は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合してもよい。本発明においては、この中でもビスフェノール骨格を有する多価アルコール、水素化ビスフェノールA、水素化ビスフェノールFなどを少なくとも含有するものがより好ましい。
不飽和一塩基酸としては、特に限定されないが、具体的には、アクリル酸、メタアクリル酸、桂皮酸、クロトン酸等が挙げられる。また、マレイン酸、イタコン酸等のハーフエステル等を用いてもよい。さらに、これらの化合物と、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸等の多価カルボン酸や、酢酸、プロピオン酸、ラウリル酸、パルミチン酸等の飽和一価カルボン酸や、フタル酸等の飽和多価カルボン酸またはその無水物や、末端基がカルボキシル基である飽和あるいは不飽和アルキッド等の化合物とを併用してもよい。これら不飽和一塩基酸は、一種類のみを用いてもよく、適宜二種類以上を混合してもよい。
Moreover, the compound which has an epoxy group in a molecule | numerator by addition reaction with these epoxy resins, polybasic acids, and / or bisphenols may be sufficient. Only one kind of these epoxy compounds may be used, or two or more kinds may be appropriately mixed. In the present invention, among these, those containing at least polyhydric alcohol having a bisphenol skeleton, hydrogenated bisphenol A, hydrogenated bisphenol F, and the like are more preferable.
Although it does not specifically limit as unsaturated monobasic acid, Specifically, acrylic acid, methacrylic acid, cinnamic acid, crotonic acid, etc. are mentioned. Moreover, you may use half esters, such as maleic acid and itaconic acid. Furthermore, these compounds are combined with polyvalent carboxylic acids such as fumaric acid, itaconic acid and citraconic acid, saturated monovalent carboxylic acids such as acetic acid, propionic acid, lauric acid and palmitic acid, and saturated polyvalent carboxylic acids such as phthalic acid. You may use together an acid or its anhydride, and compounds, such as a saturated or unsaturated alkyd whose terminal group is a carboxyl group. These unsaturated monobasic acids may use only 1 type and may mix 2 or more types suitably.

熱硬化性樹脂には、反応開始剤として有機過酸化物を含んでいる。このほかに、可使時間を改善するためのN−オキシル類化合物や、フェノール、重合禁止剤、低収縮化剤などを配合できる。また、これらの不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などには、共重合可能なモノマーを配合することができる。共重合可能なモノマーとしては、例えば、(I)スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、メタクリル酸メチル、酢酸ビニル等のビニルモノマー類、(II)ジアリルフタレート、ジアリルマレエート、ジアリルイソフタレート、ジアリルテレフタレート、トリアリルイソフタレート、トリアリルイソシアヌレート、ジアリルテトラブロムフタレート等のアリルモノマー類、(III)フェノキシエチルアクリレート、1,6−ヘキサンジオールアクリレート、トリメチルプロパントリアクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート等のアクリル酸エステル類等が挙げられる。また、これらの共重合可能なモノマーは1種類でもよく、2種類以上を適宜混合して使用しても構わず、当該モノマーの添加量は、特に制限はない。   The thermosetting resin contains an organic peroxide as a reaction initiator. In addition, an N-oxyl compound for improving the pot life, phenol, a polymerization inhibitor, a low shrinkage agent, and the like can be blended. Moreover, a copolymerizable monomer can be blended with these unsaturated polyester resin, vinyl ester resin and the like. Examples of the copolymerizable monomer include (I) vinyl monomers such as styrene, vinyl toluene, α-methyl styrene, methyl methacrylate, vinyl acetate, (II) diallyl phthalate, diallyl maleate, diallyl isophthalate, diallyl. Allyl monomers such as terephthalate, triallyl isophthalate, triallyl isocyanurate, diallyl tetrabromophthalate, (III) acrylics such as phenoxyethyl acrylate, 1,6-hexanediol acrylate, trimethylpropane triacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate Examples include acid esters. These copolymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more, and the addition amount of the monomer is not particularly limited.

希土類磁石合金粉と樹脂バインダー等を混合、混練するには各種ミキサー、ニーダー、押出機を用いることができる。   Various mixers, kneaders, and extruders can be used for mixing and kneading the rare earth magnet alloy powder and the resin binder.

4.ボンド磁石
本発明の方法で製造されたボンド磁石用磁石粉を含むボンド磁石用樹脂組成物は、従来からプラスチック成形加工等に利用されている射出成形法、押出成形法、射出圧縮成形法、射出プレス成形法、トランスファー成形法等の各種成形法を用いて成形することによってボンド磁石を得ることができる。これら成形法の中では、特に、射出成形法、押出成形法、射出圧縮成形法、および射出プレス成形法が好ましい。また、成形時に磁場を印加することで異方性のボンド磁石を製造することができる。
4). Bond Magnet Resin composition for bonded magnet containing magnet powder for bonded magnet manufactured by the method of the present invention is an injection molding method, extrusion molding method, injection compression molding method, injection, which has been conventionally used for plastic molding and the like. A bonded magnet can be obtained by molding using various molding methods such as press molding and transfer molding. Among these molding methods, an injection molding method, an extrusion molding method, an injection compression molding method, and an injection press molding method are particularly preferable. Further, an anisotropic bonded magnet can be produced by applying a magnetic field during molding.

上記のボンド磁石用樹脂組成物が、熱可塑性樹脂を樹脂バインダーとする場合、樹脂の溶融温度で加熱溶融した後、所望の形状を有する磁石に成形する。   When the above resin composition for bonded magnet uses a thermoplastic resin as a resin binder, it is heated and melted at the melting temperature of the resin and then molded into a magnet having a desired shape.

(射出成形法による成形)
射出成形法では、熱可塑性樹脂と磁石合金粉を含む組成物を250℃以上の温度で溶融し、金型のキャビティー内に供給し、その後、冷却して成形体を取り出す。この場合、樹脂バインダーとしては、前記のとおり、例えば、ポリアミド、ポリブチレンテレフタレート、液晶樹脂、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂が使用可能である。
また、熱硬化性樹脂と磁石合金粉を含む組成物を用いる場合は、流動性のある状態で組成物を金型のキャビティー内に供給し、その後、樹脂の熱硬化温度以上に加熱し、得られた成形体を常温で取り出す。
(Molding by injection molding method)
In the injection molding method, a composition containing a thermoplastic resin and magnet alloy powder is melted at a temperature of 250 ° C. or higher, supplied into the mold cavity, and then cooled to take out the molded body. In this case, as the resin binder, for example, as described above, thermoplastic resins such as polyamide, polybutylene terephthalate, liquid crystal resin, and polyphenylene sulfide can be used.
In addition, when using a composition containing a thermosetting resin and a magnet alloy powder, the composition is supplied into a mold cavity in a fluid state, and then heated to a temperature equal to or higher than the thermosetting temperature of the resin, The obtained molded body is taken out at room temperature.

射出成形法においては、一般に、表面被膜を形成していない希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を使用した場合、希土類磁石合金粉と特定の樹脂バインダーとを混練して射出成形する際に混練トルクが高くなり、成形が困難となることがある。本発明の希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を使用した場合は、微粉化された磁石粉自体がクロムを含むリン酸皮膜で均一に被覆され、安定化されているため、問題なく成形することができる。   In general, in the injection molding method, when using iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements with no surface coating, kneading torque when kneading and injection molding rare earth magnet alloy powder and specific resin binder May become difficult to form. When the iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements of the present invention is used, the finely divided magnet powder itself is uniformly coated and stabilized with a phosphoric acid film containing chromium, so that it can be molded without any problems. Can do.

樹脂バインダーは、各構成成分を含めた状態で、ボンド磁石用磁石粉100重量部に対して、2〜50重量部の割合で添加されるが、3〜20重量部、さらには10〜15重量部添加することが好ましい。樹脂バインダーの添加量が磁石粉100重量部に対して2重量部未満の場合は、著しい成形体強度の低下や成形時の流動性の低下を招く。また、50重量部を超えると、所望の磁気特性が得られない。   The resin binder is added in a ratio of 2 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the magnet powder for bonded magnet in a state including each component, but 3 to 20 parts by weight, and further 10 to 15 parts by weight. It is preferable to add a part. When the addition amount of the resin binder is less than 2 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the magnet powder, the strength of the molded body is remarkably lowered and the fluidity at the time of molding is lowered. On the other hand, if it exceeds 50 parts by weight, desired magnetic properties cannot be obtained.

(圧縮成形法による成形)
また、圧縮成形法により成形を行う場合には、溶剤等で液状化した熱硬化性樹脂を本発明の磁石合金粉と攪拌しながら混合して得られるボンド磁石用組成物を用いる。樹脂バインダーとしては、例えば、エポキシ樹脂、ポリビニルブチラール、フェノール樹脂等ほか、不飽和ポリエステルやビニルエステルなども使用可能である。樹脂バインダーの使用量は、本発明の希土類−鉄−窒素系磁石合金粉に対して、通常、0.5〜15重量%であり、好ましくは、0.7〜10重量%である。樹脂バインダーが多すぎると、得られるボンド磁石の磁気特性が不満足なものとなり、また、少なすぎるとボンド磁石の強度が不満足なものとなる。
(Molding by compression molding method)
Moreover, when shape | molding by the compression molding method, the composition for bonded magnets obtained by mixing thermosetting resin liquefied with the solvent etc. with stirring with the magnet alloy powder of this invention is used. As the resin binder, for example, an epoxy resin, a polyvinyl butyral, a phenol resin, an unsaturated polyester, a vinyl ester, or the like can be used. The usage-amount of the resin binder is 0.5 to 15 weight% normally with respect to the rare earth-iron-nitrogen based magnet alloy powder of this invention, Preferably, it is 0.7 to 10 weight%. If the resin binder is too much, the magnetic properties of the resulting bonded magnet will be unsatisfactory, and if it is too small, the strength of the bonded magnet will be unsatisfactory.

以下に、本発明の実施例及び比較例を示すが、本発明は、これらの実施例によって何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention and comparative examples are shown below, but the present invention is not limited to these examples.

<クロムを含むリン酸溶液>
クロムを含むリン酸溶液は、磁石粉の微粉砕に先立ち、次の要領で調製しておいた。85%濃度のリン酸水溶液に金属クロム粉末をそれぞれ、20重量%添加(実施例1)、10重量%添加(実施例2)、25重量%添加(実施例3)、3重量%添加(比較例2)、40重量%添加(比較例3)して、25℃で24時間放置後に金属クロム粉末を除いた溶液とした。なお、金属クロム粉末として、高純度化学研究所社製CRE03PB、純度99%、63μm篩下のものを用いた。
<Phosphate solution containing chromium>
The phosphoric acid solution containing chromium was prepared in the following manner prior to fine pulverization of the magnet powder. Addition of 20% by weight (Example 1), 10% by weight (Example 2), 25% by weight (Example 3), 3% by weight (comparison) of metallic chromium powder to 85% phosphoric acid aqueous solution Example 2), 40% by weight (Comparative Example 3) was added, and the solution was allowed to stand at 25 ° C. for 24 hours. As the metal chromium powder, CRE03PB manufactured by High Purity Chemical Laboratory Co., Ltd., having a purity of 99% and having a size of 63 μm, was used.

なお、実施例や比較例に用いた希土類元素を含む鉄系磁石合金粉の評価方法は、以下の通りである。   In addition, the evaluation method of the iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements used in Examples and Comparative Examples is as follows.

[保磁力評価]
得られた磁石粉試料の保磁力を振動試料磁力計(理研電子社製)にて常温で測定した後、80℃相対湿度95%雰囲気中で24時間、200時間放置した後に、同様にして、振動試料磁力計にて測定した。
[Coercivity evaluation]
After measuring the coercive force of the obtained magnet powder sample at room temperature with a vibrating sample magnetometer (manufactured by Riken Denshi Co., Ltd.), after leaving it in an atmosphere of 80% relative humidity and 95% relative humidity for 24 hours and 200 hours, Measurement was performed with a vibrating sample magnetometer.

(実施例1)
酸化サマリウム粉末1976g、鉄粉4221g、カルシウム801.5gを混合して1150℃で270分間還元拡散処理を行い、還元拡散物を得た。その後、還元拡散物を水中に入れ、酢酸を加えて4重量%酢酸溶液とした後、撹拌しながら酸化カルシウムを除去し、サマリウム−鉄合金粉末を得た。
次に、得られたサマリウム−鉄合金粉末を450℃において、アンモニアガス4.7L/min、水素ガス9.3L/minの混合ガスを用いた条件で350分間窒化処理した。
得られたサマリウム−鉄−窒素合金粉(平均粒径20μm)1kgを、エタノールに、準備しておいた上記クロムを含むリン酸溶液を35g添加した有機溶媒(リン酸濃度:0.3mol)に入れてスラリー化し、媒体撹拌ミル(アシザワファインテック社製)を用いて微粉砕を行った。
次に、粉砕後のサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉を含んだスラリーをろ過装置に移送して固液分離し、含液率を15重量%に調整した。その後、脱液された磁石合金粉ケーキを乾燥装置に供給し、1.33×10Pa以下の真空度に保持し、160℃で2時間乾燥させてボンド磁石用サマリウム−鉄−窒素磁石合金粉を製造した。
該磁石合金粉の表面をSEMで観察したところ、膜厚30μmのリン酸クロムを含む膜が形成されていた。
得られた希土類−鉄−窒素系磁石合金粉の耐候性を上記の保磁力の変化による評価方法で評価した。結果を表1に示す。
Example 1
1976 g of samarium oxide powder, 4221 g of iron powder, and 801.5 g of calcium were mixed and subjected to reduction diffusion treatment at 1150 ° C. for 270 minutes to obtain a reduction diffusion product. Thereafter, the reduced diffusion material was put into water, and acetic acid was added to make a 4 wt% acetic acid solution. Then, calcium oxide was removed while stirring to obtain a samarium-iron alloy powder.
Next, the obtained samarium-iron alloy powder was subjected to nitriding treatment at 450 ° C. under conditions using a mixed gas of ammonia gas 4.7 L / min and hydrogen gas 9.3 L / min for 350 minutes.
1 kg of the obtained samarium-iron-nitrogen alloy powder (average particle size 20 μm) was added to ethanol and an organic solvent (phosphoric acid concentration: 0.3 mol) in which 35 g of the prepared phosphoric acid solution containing chromium was added. The mixture was made into a slurry and finely pulverized using a medium stirring mill (manufactured by Ashizawa Finetech Co., Ltd.).
Next, the slurry containing the samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder after pulverization was transferred to a filtration device for solid-liquid separation, and the liquid content was adjusted to 15% by weight. Thereafter, the dewatered magnet alloy powder cake is supplied to a drying device, maintained at a vacuum of 1.33 × 10 3 Pa or less, and dried at 160 ° C. for 2 hours to be samarium-iron-nitrogen magnet alloy for bonded magnets. Powder was produced.
When the surface of the magnet alloy powder was observed with an SEM, a film containing chromium phosphate having a thickness of 30 μm was formed.
The weather resistance of the obtained rare earth-iron-nitrogen based magnet alloy powder was evaluated by the evaluation method based on the change in the coercive force. The results are shown in Table 1.

(実施例2、3)
上記クロムを含むリン酸溶液の種類を変えて、金属クロム10重量%添加したものを用いるか(実施例2)、25重量%添加したものを用い(実施例3)、各溶液を35g添加した有機溶媒に入れた以外は、実施例1と同様な方法で、サマリウム−鉄−窒素磁石合を製造した。
得られたサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉の耐候性を実施例1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
(Examples 2 and 3)
The type of phosphoric acid solution containing chromium was changed to use 10% by weight of chromium metal added (Example 2) or 25% by weight added (Example 3), or 35g of each solution was added. A samarium-iron-nitrogen magnet combination was produced in the same manner as in Example 1 except that it was put in an organic solvent.
The weather resistance of the obtained samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例1)
クロムを含むリン酸溶液を添加せず、エタノール中にサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉入れスラリー化した以外は、実施例1と同様な方法で、サマリウム−鉄−窒素磁石合金粉を製造した。
得られたサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉の耐候性を実施例1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。リン酸を添加せずエタノール中に微粉砕化したが、磁石合金粉は表面被覆が無く、初期の保磁力もリン酸を添加した有機溶媒中で粉砕処理を行った場合に比べて大きくなっており、80℃相対湿度95%雰囲気中で24時間放置したところで酸化が進み、非磁性化してしまった。
(Comparative Example 1)
A samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder was produced in the same manner as in Example 1 except that a samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder slurry was made in ethanol without adding a phosphoric acid solution containing chromium.
The weather resistance of the obtained samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1. Although it was pulverized in ethanol without adding phosphoric acid, the magnet alloy powder has no surface coating, and the initial coercive force is larger than when pulverized in an organic solvent with phosphoric acid added. Oxidation progressed when left in an atmosphere at 80 ° C. and a relative humidity of 95% for 24 hours, resulting in demagnetization.

(比較例2,3)
上記クロムを含むリン酸溶液として金属クロム3重量%添加したものを用いるか(比較例2)、40重量%添加したものを用い(比較例3)、各溶液を35g添加した有機溶媒に入れた以外は、実施例1と同様な方法で、サマリウム−鉄−窒素磁石合を製造した。
得られたサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉の耐候性を実施例1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
(Comparative Examples 2 and 3)
As the phosphoric acid solution containing chromium, one containing 3% by weight of metal chromium (Comparative Example 2) or 40% by weight (Comparative Example 3) was used, and 35 g of each solution was added to an organic solvent. Except for this, a samarium-iron-nitrogen magnet combination was produced in the same manner as in Example 1.
The weather resistance of the obtained samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

(比較例4)
クロムを添加せず、リン酸のみを35g添加した有機溶媒に入れた以外は、実施例1と同様な方法で、サマリウム−鉄−窒素磁石合を製造した。
得られたサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉の耐候性を実施例1と同様に評価した。評価結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
A samarium-iron-nitrogen magnet combination was produced in the same manner as in Example 1 except that chromium was not added and the organic solvent was added with 35 g of phosphoric acid alone.
The weather resistance of the obtained samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder was evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.

(まとめ)
表1に示す実施例1〜3の評価結果から、80℃相対湿度95%雰囲気中で24時間、200時間放置した後の保磁力の低下は低く、本発明により、特定量のクロムを含むリン酸で表面被覆されたサマリウム−鉄−窒素磁石合金粉の耐候性が向上していることがわかる。この磁石合金粉を用いれば、耐候性、磁気特性に優れているのでポリアミド、PPSなどの熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂をバインダーとしたボンド磁石を製造できる。
(Summary)
From the evaluation results of Examples 1 to 3 shown in Table 1, the decrease in coercive force after being left in an atmosphere of 95% relative humidity at 80 ° C. for 24 hours and 200 hours is low, and according to the present invention, phosphorus containing a specific amount of chromium is used. It can be seen that the weather resistance of the samarium-iron-nitrogen magnet alloy powder surface-coated with acid is improved. If this magnet alloy powder is used, since it has excellent weather resistance and magnetic properties, it is possible to produce a bond magnet using a thermoplastic resin such as polyamide and PPS, and a thermosetting resin such as unsaturated polyester as a binder.

これに対して、比較例1では、リン酸およびクロムを添加せずエタノール中に微粉砕化したが、24時間放置したところで酸化が進み、非磁性化してしまった。
また、比較例2は、クロム含有量が低いリン酸を添加した場合であり、80℃相対湿度95%雰囲気中で200時間放置した後の保磁力の低下は著しく大きくなっており耐候性が低いことがわかる。比較例3は、クロム含有量が高いリン酸を添加した場合であり、保磁力の低下は小さく耐候性は高いことが認められるが、25重量%添加した実施例3と耐候性の効果は変わらない。
さらに、比較例4は、クロムが添加されていないリン酸を35g添加した有機溶媒に入れた場合であり、比較例2と同様に、80℃相対湿度95%雰囲気中で200時間放置した後の保磁力の低下が著しく大きくなっており長時間放置後の耐候性が低いことがわかる。
比較例1,2,4のような磁石合金粉では、耐候性、磁気特性が不十分なのでポリアミド、PPSなどの熱可塑性樹脂、不飽和ポリエステルなどの熱硬化性樹脂をバインダーとした所望のボンド磁石を製造することができない。また、比較例3では、クロムの使用量が多く、経済性の面で好ましくない。
On the other hand, in Comparative Example 1, pulverization was performed in ethanol without adding phosphoric acid and chromium, but oxidation proceeded after leaving it for 24 hours, and it became non-magnetic.
Comparative Example 2 is a case where phosphoric acid having a low chromium content is added, and the decrease in coercive force after leaving in an atmosphere of 80 ° C. and 95% relative humidity for 200 hours is significantly large, and the weather resistance is low. I understand that. Comparative Example 3 is a case where phosphoric acid having a high chromium content is added, and it is recognized that the decrease in coercive force is small and the weather resistance is high, but the effect of weather resistance is different from Example 3 in which 25% by weight is added. Absent.
Further, Comparative Example 4 is a case where 35 g of phosphoric acid to which chromium is not added is put in an organic solvent, and, as in Comparative Example 2, after being left in an atmosphere of 80 ° C. and 95% relative humidity for 200 hours. It can be seen that the decrease in coercive force is remarkably large and the weather resistance after standing for a long time is low.
The magnet alloy powders as in Comparative Examples 1, 2, and 4 have insufficient weather resistance and magnetic properties, so a desired bonded magnet using a thermoplastic resin such as polyamide or PPS, or a thermosetting resin such as unsaturated polyester as a binder. Can not be manufactured. In Comparative Example 3, the amount of chromium used is large, which is not preferable in terms of economy.

Figure 2017212353
Figure 2017212353

本発明によって得られるボンド磁石用磁石合金粉は、耐候性が優れ保磁力などの特性が高いので、樹脂バインダーを混合して希土類元素を含む鉄系ボンド磁石を成形することができ、得られるボンド磁石は、一般家電製品、通信・音響機器、医療機器、一般産業機器等に至る幅広い分野において極めて有用である。   Since the magnet alloy powder for bonded magnets obtained by the present invention has excellent weather resistance and high properties such as coercive force, an iron-based bonded magnet containing a rare earth element can be formed by mixing a resin binder, and the resulting bond Magnets are extremely useful in a wide range of fields such as general home appliances, communication / acoustic equipment, medical equipment, general industrial equipment, and the like.

Claims (3)

希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕してボンド磁石用磁石合金粉を得る製造方法であって、
予めリン酸水溶液に金属クロム粉末を5〜30重量%添加して、20〜60℃で24時間以上放置した後に、残留した金属クロム粉末を除いた、クロムを含むリン酸溶液を調製しておき、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を有機溶剤中で粉砕する際に、前記有機溶剤中に、前記クロムを含むリン酸溶液を添加して粉砕し、前記希土類元素を含む鉄系磁石合金粉表面に保護被膜を形成させる微粉砕処理工程と、
前記微粉砕された希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を含んだスラリーを、固液分離し、分離された希土類元素を含む鉄系磁石合金粉を加熱乾燥させる加熱乾燥処理工程と、
を備えることを特徴とするボンド磁石用磁石合金粉の製造方法。
A method for producing a magnet alloy powder for a bonded magnet by pulverizing an iron-based magnet alloy powder containing a rare earth element in an organic solvent,
Add 5-30% by weight of metal chromium powder to the phosphoric acid aqueous solution in advance and leave it at 20-60 ° C. for 24 hours or more, and then prepare a phosphoric acid solution containing chromium by removing the remaining metal chromium powder. When the iron-based magnet alloy powder containing the rare earth element is pulverized in an organic solvent, the phosphoric acid solution containing chromium is added to the organic solvent and pulverized, and the iron-based magnet alloy containing the rare earth element is added. A fine pulverization process for forming a protective coating on the powder surface;
The slurry containing the iron-based magnet alloy powder containing the finely pulverized rare earth element is subjected to solid-liquid separation, and the heat-drying treatment step for heating and drying the iron-based magnet alloy powder containing the separated rare earth element;
A method for producing a magnet alloy powder for bonded magnets.
有機溶剤中に添加するクロムを含むリン酸溶液の量が、粉砕する希土類元素を含む鉄系磁石合金粉1kgに対してリン酸0.1mol〜0.5molであることを特徴とする請求項1記載のボンド磁石用磁石合金粉の製造方法。   The amount of the phosphoric acid solution containing chromium added to the organic solvent is 0.1 mol to 0.5 mol of phosphoric acid with respect to 1 kg of iron-based magnet alloy powder containing rare earth elements to be pulverized. The manufacturing method of the magnet alloy powder for bonded magnets of description. 有機溶剤が、エタノール、または、2−プロパノール(IPA)から選ばれた1種以上のアルコールを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のボンド磁石用磁石合金粉の製造方法。   The organic solvent contains 1 or more types of alcohol chosen from ethanol or 2-propanol (IPA), The manufacturing method of the magnet alloy powder for bonded magnets of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned.
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