JP2838617B2 - 希土類系永久磁石用合金粉末の製造方法 - Google Patents
希土類系永久磁石用合金粉末の製造方法Info
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- JP2838617B2 JP2838617B2 JP3355886A JP35588691A JP2838617B2 JP 2838617 B2 JP2838617 B2 JP 2838617B2 JP 3355886 A JP3355886 A JP 3355886A JP 35588691 A JP35588691 A JP 35588691A JP 2838617 B2 JP2838617 B2 JP 2838617B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、各種モーター、アク
チュエーター等に用いることが可能な高保磁力を有する
Ｒ（希土類元素）−Ｔ（鉄属元素）−Ｍ−Ｃ−Ｎ系のボ
ンド磁石用永久磁石合金粉末の製造方法の改良に係り、
本系粗粉砕粉をＨ2ガス源として金属水素化物、水素吸
蔵合金等の水素貯蔵材料を用いた高純度Ｈ2ガス中で加
熱処理並びに所定雰囲気で加熱保持する脱Ｈ2処理を行
ない、結晶粒を１μｍ以下の極微細結晶としさらに窒化
処理を行い高保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｎ系永久磁石
用合金粉末を得る製造方法に関する。
チュエーター等に用いることが可能な高保磁力を有する
Ｒ（希土類元素）−Ｔ（鉄属元素）−Ｍ−Ｃ−Ｎ系のボ
ンド磁石用永久磁石合金粉末の製造方法の改良に係り、
本系粗粉砕粉をＨ2ガス源として金属水素化物、水素吸
蔵合金等の水素貯蔵材料を用いた高純度Ｈ2ガス中で加
熱処理並びに所定雰囲気で加熱保持する脱Ｈ2処理を行
ない、結晶粒を１μｍ以下の極微細結晶としさらに窒化
処理を行い高保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｎ系永久磁石
用合金粉末を得る製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類系永久磁石用合金粉末、特にＲ−
Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系永久磁石用合金粉末を得る製造方法と
して、出願人は先に特開平３−１４９４５７号公報にて
水素処理法を提案した。この水素処理法とは、Ｒ−Ｔ系
原料合金インゴットまたは粉末を、Ｈ2ガス雰囲気また
はＨ2ガスと不活性ガスの混合雰囲気中で温度５００〜
１０００℃に保持して上記合金のインゴットまたは粉末
にＨ2を吸蔵させた後、Ｈ2ガス圧力１３Ｐａ （１×１
０-1Ｔｏｒｒ）以下の真空雰囲気またはＨ2ガス分圧１
３Ｐａ（１×１０-1Ｔｏｒｒ）以下の不活性ガス雰囲気
になるまで、温度５００〜１０００℃で脱Ｈ2処理し、
ついで冷却することを特徴とするものである。さらに、
上記方法で得られた極微細結晶を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ
系粉末に対し、窒化処理を施すことで窒化物系希土類永
久磁石粉末が得られる。
Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系永久磁石用合金粉末を得る製造方法と
して、出願人は先に特開平３−１４９４５７号公報にて
水素処理法を提案した。この水素処理法とは、Ｒ−Ｔ系
原料合金インゴットまたは粉末を、Ｈ2ガス雰囲気また
はＨ2ガスと不活性ガスの混合雰囲気中で温度５００〜
１０００℃に保持して上記合金のインゴットまたは粉末
にＨ2を吸蔵させた後、Ｈ2ガス圧力１３Ｐａ （１×１
０-1Ｔｏｒｒ）以下の真空雰囲気またはＨ2ガス分圧１
３Ｐａ（１×１０-1Ｔｏｒｒ）以下の不活性ガス雰囲気
になるまで、温度５００〜１０００℃で脱Ｈ2処理し、
ついで冷却することを特徴とするものである。さらに、
上記方法で得られた極微細結晶を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ
系粉末に対し、窒化処理を施すことで窒化物系希土類永
久磁石粉末が得られる。
【０００３】上記方法で製造されたＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ
系磁石合金粉末は、大きな保磁力と磁気異方性を有す
る。これは上記処理によって、非常に微細な再結晶粒
径、実質的には０．０５〜１μｍの平均再結晶粒径を持
つ組織となり、磁気的にはＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系化合物
の単磁区臨界粒径となっており、なおかつこれらの極微
細結晶がある程度結晶方位を揃えて再結晶しているため
である。
系磁石合金粉末は、大きな保磁力と磁気異方性を有す
る。これは上記処理によって、非常に微細な再結晶粒
径、実質的には０．０５〜１μｍの平均再結晶粒径を持
つ組織となり、磁気的にはＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系化合物
の単磁区臨界粒径となっており、なおかつこれらの極微
細結晶がある程度結晶方位を揃えて再結晶しているため
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記方法で
製造された磁石用合金粉末の磁気的特性は、上記Ｈ2処
理に用いたＨ2ガスまたは不活性ガス中の不純物、特に
微量の酸素、水分によりインゴットまたは粉末表面層が
汚染され、この表面汚染層がＨ2ガスと原料インゴット
または粉末との吸蔵、放出反応を阻害し、そのために得
られる粉末の磁気特性が著しく低下したり、ばらついた
りする問題があった。
製造された磁石用合金粉末の磁気的特性は、上記Ｈ2処
理に用いたＨ2ガスまたは不活性ガス中の不純物、特に
微量の酸素、水分によりインゴットまたは粉末表面層が
汚染され、この表面汚染層がＨ2ガスと原料インゴット
または粉末との吸蔵、放出反応を阻害し、そのために得
られる粉末の磁気特性が著しく低下したり、ばらついた
りする問題があった。
【０００５】また、脱Ｈ2時には、不活性ガス中の不純
物または真空排気系の能力不足による表面層の汚染によ
り、得られる粉末の磁気特性が著しく低下したり、ばら
ついたりするという問題もあった。さらに、表面汚染層
は、窒化処理時のＮ原子の侵入を阻害するため、Ｎ原子
の侵入量が安定しないという問題もあった。
物または真空排気系の能力不足による表面層の汚染によ
り、得られる粉末の磁気特性が著しく低下したり、ばら
ついたりするという問題もあった。さらに、表面汚染層
は、窒化処理時のＮ原子の侵入を阻害するため、Ｎ原子
の侵入量が安定しないという問題もあった。
【０００６】かかる問題点を解決するためには、使用す
るガスとして高純度Ｈ2ガスを用い、さらに不活性ガス
を用いる場合にも高純度不活性ガスとした上で、さらに
精製装置とコールドトラップを用いて不純物量の低減と
露点低下を行なう必要があり、工業的には高純度精製装
置を必須として工程が煩雑になり、さらにはコスト的に
も大きな問題となる。
るガスとして高純度Ｈ2ガスを用い、さらに不活性ガス
を用いる場合にも高純度不活性ガスとした上で、さらに
精製装置とコールドトラップを用いて不純物量の低減と
露点低下を行なう必要があり、工業的には高純度精製装
置を必須として工程が煩雑になり、さらにはコスト的に
も大きな問題となる。
【０００７】この発明は、Ｒ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系永久磁
石用合金粉末を水素処理法にて得る製造方法において、
得られる粉末の磁気特性の低下やばらつきの発生を防止
でき、後工程の窒化反応を速やかにかつ安定して進行さ
せ容易に製造できる希土類系永久磁石用合金粉末の製造
方法の提供を目的としている。
石用合金粉末を水素処理法にて得る製造方法において、
得られる粉末の磁気特性の低下やばらつきの発生を防止
でき、後工程の窒化反応を速やかにかつ安定して進行さ
せ容易に製造できる希土類系永久磁石用合金粉末の製造
方法の提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】この発明は、得られる粉
末の磁気特性の低下やばらつきの発生の防止、Ｎ原子の
侵入量の安定を目的として、Ｈ2ガスについて種々検討
した結果、Ｈ2ガスの主たる供給源として水素貯蔵材料
を用い、水素貯蔵材料からのＨ2ガスにて処理すること
により、上記Ｈ2ガス中の不純物量を低コストで低減で
き、処理雰囲気の制御を不活性ガスを用いたり、真空排
気系の能力に頼ることなく制御できることを知見し、こ
の発明を完成した。
末の磁気特性の低下やばらつきの発生の防止、Ｎ原子の
侵入量の安定を目的として、Ｈ2ガスについて種々検討
した結果、Ｈ2ガスの主たる供給源として水素貯蔵材料
を用い、水素貯蔵材料からのＨ2ガスにて処理すること
により、上記Ｈ2ガス中の不純物量を低コストで低減で
き、処理雰囲気の制御を不活性ガスを用いたり、真空排
気系の能力に頼ることなく制御できることを知見し、こ
の発明を完成した。
【０００９】すなわち、この発明は、 Ｒ：７〜９ａｔ％（Ｒ：希土類元素の少なくとも１種で
かつＰｒまたはＮｄの１種または２種を５０％以上含
有）、 Ｔ：６７〜９０．５ａｔ％（Ｔ：ＦｅあるいはＦｅの一
部をＴのうち５０ａｔ％以下のＣｏ、Ｎｉの１種または
２種にて置換）、 Ｍ：３．５〜１７ａｔ％（Ｍ：Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏの
うち少なくとも１種）、 Ｃ：０．５〜７ａｔ％からなる合金鋳塊を粗粉砕して、
平均粒度が５０〜５００μｍでその８０ｖｏｌ％以上が
正方晶構造ＴｈＭｎ12型化合物からなる粗粉砕粉となし
た後、前記粗粉砕粉を原料粉末としてこれを１０〜１０
００ｋＰａのＨ2ガス中で、５００〜９００℃に３０分
〜８時間加熱保持し、さらにＨ2分圧１０Ｐａ以下にて
５００〜９００℃に１５分〜８時間保持する脱Ｈ2処理
を行ない、ついで冷却して平均結晶粒径が０．０５〜１
μｍである永久磁石用合金粉末を得た後、次に前記粉末
をＮ2圧力５０〜５０００ｋＰａのＮ2ガス中にて３００
〜６００℃に３０分〜６時間保持した後冷却し、Ｎ原子
を０．８〜８ａｔ％含有させる永久磁石用合金粉末の製
造方法において、前記処理に用いるＨ2ガスの主たる供
給源として水素貯蔵材料を用いることを特徴とする希土
類系永久磁石用合金粉末の製造方法である。
かつＰｒまたはＮｄの１種または２種を５０％以上含
有）、 Ｔ：６７〜９０．５ａｔ％（Ｔ：ＦｅあるいはＦｅの一
部をＴのうち５０ａｔ％以下のＣｏ、Ｎｉの１種または
２種にて置換）、 Ｍ：３．５〜１７ａｔ％（Ｍ：Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏの
うち少なくとも１種）、 Ｃ：０．５〜７ａｔ％からなる合金鋳塊を粗粉砕して、
平均粒度が５０〜５００μｍでその８０ｖｏｌ％以上が
正方晶構造ＴｈＭｎ12型化合物からなる粗粉砕粉となし
た後、前記粗粉砕粉を原料粉末としてこれを１０〜１０
００ｋＰａのＨ2ガス中で、５００〜９００℃に３０分
〜８時間加熱保持し、さらにＨ2分圧１０Ｐａ以下にて
５００〜９００℃に１５分〜８時間保持する脱Ｈ2処理
を行ない、ついで冷却して平均結晶粒径が０．０５〜１
μｍである永久磁石用合金粉末を得た後、次に前記粉末
をＮ2圧力５０〜５０００ｋＰａのＮ2ガス中にて３００
〜６００℃に３０分〜６時間保持した後冷却し、Ｎ原子
を０．８〜８ａｔ％含有させる永久磁石用合金粉末の製
造方法において、前記処理に用いるＨ2ガスの主たる供
給源として水素貯蔵材料を用いることを特徴とする希土
類系永久磁石用合金粉末の製造方法である。
【００１０】この発明は、上記の構成において、水素貯
蔵材料の温度を、温水またはヒーターで加熱制御し、原
料処理室内の水素圧力を制御することを特徴とする希土
類系永久磁石用合金粉末の製造方法である。
蔵材料の温度を、温水またはヒーターで加熱制御し、原
料処理室内の水素圧力を制御することを特徴とする希土
類系永久磁石用合金粉末の製造方法である。
【００１１】この発明は、上記の構成において、水素貯
蔵材料の温度を、冷水または液体窒素等の冷媒で冷却す
ることにより、脱Ｈ2処理時の原料処理室内の水素分圧
を制御することを特徴とする希土類系永久磁石用合金粉
末の製造方法である。
蔵材料の温度を、冷水または液体窒素等の冷媒で冷却す
ることにより、脱Ｈ2処理時の原料処理室内の水素分圧
を制御することを特徴とする希土類系永久磁石用合金粉
末の製造方法である。
【００１２】組成の限定理由 この発明に使用する原料合金に用いるＲ、すなわち希土
類元素は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕが包括され、この
うち少なくとも１種以上で、Ｐｒ、Ｎｄのうち少なくと
も１種または２種をＲのうち５０ａｔ％以上含有し、さ
らにＲの全てがＰｒ、Ｎｄのうち１種または２種の場合
がある。Ｒの５０ａｔ％以上をＰｒ、Ｎｄのうち少なく
とも１種以上とするのは５０ａｔ％未満では十分な磁化
が得られないためである。
類元素は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、
Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕが包括され、この
うち少なくとも１種以上で、Ｐｒ、Ｎｄのうち少なくと
も１種または２種をＲのうち５０ａｔ％以上含有し、さ
らにＲの全てがＰｒ、Ｎｄのうち１種または２種の場合
がある。Ｒの５０ａｔ％以上をＰｒ、Ｎｄのうち少なく
とも１種以上とするのは５０ａｔ％未満では十分な磁化
が得られないためである。
【００１３】Ｒは、７ａｔ％未満ではαＦｅ相の析出に
より保磁力が低下し、また９ａｔ％を超えると目的とす
る正方晶構造ＴｈＭｎ12型化合物以外に、ＴｈＮｉ17型
化合物が多く析出し、この第２相が多すぎると合金の磁
化が低下する。従ってＲの範囲は７〜９ａｔ％とする。
より保磁力が低下し、また９ａｔ％を超えると目的とす
る正方晶構造ＴｈＭｎ12型化合物以外に、ＴｈＮｉ17型
化合物が多く析出し、この第２相が多すぎると合金の磁
化が低下する。従ってＲの範囲は７〜９ａｔ％とする。
【００１４】Ｔは鉄族元素であって、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
の少なくとも１種を含有するが、ＦｅをＴの５０ａｔ％
以上含有することが重要である。すなわち、Ｔ中のＦｅ
が５０ａｔ％未満では、充分な磁化が得られず好ましく
ない。またＣｏは、キュリー点を上昇させる効果、並び
に異方性磁界を若干増加させる効果があることから、Ｃ
ｏをＴの５０ａｔ％未満添加することは特に好ましい。
Ｔは、６７ａｔ％未満では低保磁力、低磁化の第２相が
析出して磁気的特性が低下し、９０．５ａｔ％を超える
とαＦｅ相の析出により保磁力、角型性が低下するた
め、６７〜９０．５ａｔ％とする。
の少なくとも１種を含有するが、ＦｅをＴの５０ａｔ％
以上含有することが重要である。すなわち、Ｔ中のＦｅ
が５０ａｔ％未満では、充分な磁化が得られず好ましく
ない。またＣｏは、キュリー点を上昇させる効果、並び
に異方性磁界を若干増加させる効果があることから、Ｃ
ｏをＴの５０ａｔ％未満添加することは特に好ましい。
Ｔは、６７ａｔ％未満では低保磁力、低磁化の第２相が
析出して磁気的特性が低下し、９０．５ａｔ％を超える
とαＦｅ相の析出により保磁力、角型性が低下するた
め、６７〜９０．５ａｔ％とする。
【００１５】Ｍは、正方晶ＴｈＭｎ12型化合物を生成さ
せるための必須元素であり、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏの少
なくとも１種を添加する必要がある。添加量は、３．５
ａｔ％未満ではＲ2Ｔ17相やαＦｅ相が析出して目的と
する正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が得られず、また１７ａ
ｔ％を超えると磁化が著しく低下するため、３．５〜１
７ａｔ％とする。
せるための必須元素であり、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏの少
なくとも１種を添加する必要がある。添加量は、３．５
ａｔ％未満ではＲ2Ｔ17相やαＦｅ相が析出して目的と
する正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が得られず、また１７ａ
ｔ％を超えると磁化が著しく低下するため、３．５〜１
７ａｔ％とする。
【００１６】Ｃは、Ｎと同様に化合物の格子間に介在し
て正方晶ＴｈＭｎ12型化合物のキュリー点を上昇させ、
大きな１軸磁気異方性を付与する効果を有する。Ｃは
０．８ａｔ％未満ではかかる効果が得られず、また８ａ
ｔ％を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が不安定にな
り、母相がＲ2Ｔ17相やαＦｅ相、Ｒ窒化物相などに分
解して好ましくないため、０．８〜８ａｔ％とする。
て正方晶ＴｈＭｎ12型化合物のキュリー点を上昇させ、
大きな１軸磁気異方性を付与する効果を有する。Ｃは
０．８ａｔ％未満ではかかる効果が得られず、また８ａ
ｔ％を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が不安定にな
り、母相がＲ2Ｔ17相やαＦｅ相、Ｒ窒化物相などに分
解して好ましくないため、０．８〜８ａｔ％とする。
【００１７】Ｎは、正方晶ＴｈＭｎ12型化合物の格子間
に侵入し、正方晶ＴｈＭｎ12型化合物のキュリー点を上
昇させ、大きな１軸磁気異方性を付与する効果を有す
る。Ｎは０．８ａｔ％未満ではその効果が顕著でなく、
また８ａｔ％を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が不
安定になり、母相がＲ2Ｔ17相やαＦｅ相、Ｒ窒化物相
などに分解して好ましくないため、０．８〜８ａｔ％と
する。
に侵入し、正方晶ＴｈＭｎ12型化合物のキュリー点を上
昇させ、大きな１軸磁気異方性を付与する効果を有す
る。Ｎは０．８ａｔ％未満ではその効果が顕著でなく、
また８ａｔ％を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が不
安定になり、母相がＲ2Ｔ17相やαＦｅ相、Ｒ窒化物相
などに分解して好ましくないため、０．８〜８ａｔ％と
する。
【００１８】この発明において、正方晶ＴｈＭｎ12型化
合物が、８０ｖｏｌ％未満であると第２相が生成して保
磁力を著しく低下させる。従って正方晶ＴｈＭｎ12型化
合物の体積比を８０ｖｏｌ％以上とした。
合物が、８０ｖｏｌ％未満であると第２相が生成して保
磁力を著しく低下させる。従って正方晶ＴｈＭｎ12型化
合物の体積比を８０ｖｏｌ％以上とした。
【００１９】体積比で８０％以上の正方晶ＴｈＭｎ12型
化合物を有する粗粉砕粉を得るためには、合金の鋳塊を
９００〜１２００℃の温度で１時間以上焼鈍するか、造
塊工程で鋳型の冷却速度を制御することが好ましい。
化合物を有する粗粉砕粉を得るためには、合金の鋳塊を
９００〜１２００℃の温度で１時間以上焼鈍するか、造
塊工程で鋳型の冷却速度を制御することが好ましい。
【００２０】製造条件の限定理由 水素処理法とは、所要粒度の粗粉砕粉が外観上その大き
さを変化させることなく、極微細結晶組織の集合体が得
られることを特徴とする。すなわち、正方晶ＴｈＭｎ12
型化合物に対し、高温でＨ2ガスと反応させると、ＲＨ2
〜3、αＦｅ、ＦｅＭなどに相分離し、さらにＨ2ガスを
脱Ｈ2処理により除去すると、再度正方晶ＴｈＭｎ12型
化合物の再結晶組織が得られる。
さを変化させることなく、極微細結晶組織の集合体が得
られることを特徴とする。すなわち、正方晶ＴｈＭｎ12
型化合物に対し、高温でＨ2ガスと反応させると、ＲＨ2
〜3、αＦｅ、ＦｅＭなどに相分離し、さらにＨ2ガスを
脱Ｈ2処理により除去すると、再度正方晶ＴｈＭｎ12型
化合物の再結晶組織が得られる。
【００２１】出発原料の粗粉砕法は、従来の機械的粉砕
法やガスアトマイズ法の他、Ｈ2吸蔵による、いわゆる
水素粉砕法を用いてもよく、工程の簡略化のためにこの
水素粉砕による粗粉砕工程と、極微細結晶を得るための
水素処理法を同一装置内で連続して行なっても良い。
法やガスアトマイズ法の他、Ｈ2吸蔵による、いわゆる
水素粉砕法を用いてもよく、工程の簡略化のためにこの
水素粉砕による粗粉砕工程と、極微細結晶を得るための
水素処理法を同一装置内で連続して行なっても良い。
【００２２】この発明において、粗粉砕粉の平均粒度を
５０〜５００μｍに限定したのは、５０μｍ未満では粉
末の酸化による磁性劣化の恐れがあり、また５００μｍ
を超えると水素処理によって大きな磁気異方性を持たせ
ることが困難となり、また窒化処理時に原料粉末の内部
まで均一に窒化することが困難となるためである。
５０〜５００μｍに限定したのは、５０μｍ未満では粉
末の酸化による磁性劣化の恐れがあり、また５００μｍ
を超えると水素処理によって大きな磁気異方性を持たせ
ることが困難となり、また窒化処理時に原料粉末の内部
まで均一に窒化することが困難となるためである。
【００２３】この発明において、Ｈ2ガス中での加熱に
際し、Ｈ2ガス圧力が１０ｋＰａ未満では、前述の分解
反応が十分に進行せず、また１０００ｋＰａを超えると
処理設備が大きくなりすぎ、工業的にコスト面、また安
全面で好ましくないため、圧力範囲を１０〜１０００ｋ
Ｐａとした。さらに好ましくは５０〜１５０ｋＰａであ
る。
際し、Ｈ2ガス圧力が１０ｋＰａ未満では、前述の分解
反応が十分に進行せず、また１０００ｋＰａを超えると
処理設備が大きくなりすぎ、工業的にコスト面、また安
全面で好ましくないため、圧力範囲を１０〜１０００ｋ
Ｐａとした。さらに好ましくは５０〜１５０ｋＰａであ
る。
【００２４】Ｈ2ガス中での加熱処理温度は、５００℃
未満ではＲＨ2■3、αＦｅ、ＦｅＭなどへの分解反応が
起こらず、また９００℃を超えるとＲＨ2■3が不安定と
なり、かつ生成物が粒成長して正方晶ＴｈＭｎ12型化合
物の極微細結晶組織を得ることが困難になるため、温度
範囲を５００〜９００℃とする。また、加熱処理保持時
間については、上記の分解反応を十分に行なわせるた
め、３０分〜８時間の加熱保持が必要である。
未満ではＲＨ2■3、αＦｅ、ＦｅＭなどへの分解反応が
起こらず、また９００℃を超えるとＲＨ2■3が不安定と
なり、かつ生成物が粒成長して正方晶ＴｈＭｎ12型化合
物の極微細結晶組織を得ることが困難になるため、温度
範囲を５００〜９００℃とする。また、加熱処理保持時
間については、上記の分解反応を十分に行なわせるた
め、３０分〜８時間の加熱保持が必要である。
【００２５】この発明の脱Ｈ2処理時のＨ2分圧は１０Ｐ
ａを超えると下記の温度範囲、すなわち９００℃以下で
はＲＨ2■3相の分解条件に至らないか、平衡論的には分
解条件に達していたとしても実用的な脱Ｈ2速度が得ら
れないため、脱Ｈ2処理時のＨ2分圧は１０Ｐａ以下とし
た。
ａを超えると下記の温度範囲、すなわち９００℃以下で
はＲＨ2■3相の分解条件に至らないか、平衡論的には分
解条件に達していたとしても実用的な脱Ｈ2速度が得ら
れないため、脱Ｈ2処理時のＨ2分圧は１０Ｐａ以下とし
た。
【００２６】また、脱Ｈ2処理の温度が５００℃未満で
はＲＨ2■3からのＨ2の離脱が起こらず、そのため正方
晶ＴｈＭｎ12型化合物が再結晶しない。また、９００℃
を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物は生成するが、再
結晶粒が粗大に成長し、高い保磁力が得られない。その
ため脱Ｈ2処理の温度範囲は５００〜９００℃とする。
また、加熱処理保持時間は、上記の再結晶反応を十分に
行なわせるためには１５分〜８時間の加熱保持が必要で
ある。
はＲＨ2■3からのＨ2の離脱が起こらず、そのため正方
晶ＴｈＭｎ12型化合物が再結晶しない。また、９００℃
を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物は生成するが、再
結晶粒が粗大に成長し、高い保磁力が得られない。その
ため脱Ｈ2処理の温度範囲は５００〜９００℃とする。
また、加熱処理保持時間は、上記の再結晶反応を十分に
行なわせるためには１５分〜８時間の加熱保持が必要で
ある。
【００２７】脱Ｈ2処理後の正方晶ＴｈＭｎ12型化合物
の再結晶粒径は実質的に０．０５μｍ未満の平均再結晶
粒径を得ることは困難であり、またたとえ得られたとし
ても磁気特性上の利点がない。一方、平均再結晶粒径が
１μｍを超えると、粉末の保磁力が低下するため好まし
くない。そのため、平均再結晶粒径を０．０５〜１μｍ
とした。
の再結晶粒径は実質的に０．０５μｍ未満の平均再結晶
粒径を得ることは困難であり、またたとえ得られたとし
ても磁気特性上の利点がない。一方、平均再結晶粒径が
１μｍを超えると、粉末の保磁力が低下するため好まし
くない。そのため、平均再結晶粒径を０．０５〜１μｍ
とした。
【００２８】窒化処理時の温度を３００〜６００℃に限
定した理由は、３００℃未満では窒化が進行せず、６０
０℃を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が分解してα
Ｆｅ相とＲ窒化物が生成し、磁気特性が著しく劣化する
ためである。窒化処理の保持時間は、３０分未満では充
分な窒化反応が進行せず、また６時間を超えると上記と
同様の分解反応が進行するため、３０分〜６時間とし
た。窒化反応時のＮ2圧力は、５０ｋＰａ未満では窒化
反応速度が遅くて実用的ではなく、５０００ｋＰａを超
えると処理設備が大きくなりすぎて工業生産コスト的に
好ましくない。従って、窒化処理時のＮ2圧力は、５０
〜５０００ｋＰａとした。
定した理由は、３００℃未満では窒化が進行せず、６０
０℃を超えると正方晶ＴｈＭｎ12型化合物が分解してα
Ｆｅ相とＲ窒化物が生成し、磁気特性が著しく劣化する
ためである。窒化処理の保持時間は、３０分未満では充
分な窒化反応が進行せず、また６時間を超えると上記と
同様の分解反応が進行するため、３０分〜６時間とし
た。窒化反応時のＮ2圧力は、５０ｋＰａ未満では窒化
反応速度が遅くて実用的ではなく、５０００ｋＰａを超
えると処理設備が大きくなりすぎて工業生産コスト的に
好ましくない。従って、窒化処理時のＮ2圧力は、５０
〜５０００ｋＰａとした。
【００２９】この発明で用いる水素貯蔵材料とは、所謂
水素吸蔵合金を初め全ての単体金属、合金、金属間化合
物及びそれらの水素化物を包含するが、実用上特に有用
なのは、単体金属としてはＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、
Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍが挙げられ、化合
物ではＭｇ2Ｎｉ、Ｍｇ2Ｃｕ、ＣａＮｉ5、ＴｉＦｅ、
ＴｉＭｎ、ＴｉＣｏ、ＬａＮｉ5、ＺｒＭｎ2、またこれ
ら金属、化合物のそれぞれの水素化物を用いることがで
きる。
水素吸蔵合金を初め全ての単体金属、合金、金属間化合
物及びそれらの水素化物を包含するが、実用上特に有用
なのは、単体金属としてはＭｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｙ、
Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍが挙げられ、化合
物ではＭｇ2Ｎｉ、Ｍｇ2Ｃｕ、ＣａＮｉ5、ＴｉＦｅ、
ＴｉＭｎ、ＴｉＣｏ、ＬａＮｉ5、ＺｒＭｎ2、またこれ
ら金属、化合物のそれぞれの水素化物を用いることがで
きる。
【００３０】さらに平衡水素解離圧や水素貯蔵材料とし
ての寿命延長などを目的としてこれらの金属、化合物に
対してＮ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、などを１種
または２種以上を加えまたは構成元素を置換して合金化
することがある。また、Ｌａの代用としてＣｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍおよびそれらの混合物を用いることは可能で
ある。特に、主にＬａとＣｅの混合物であるＭｍを用い
ることは、コスト低減に有用である。さらに、これら金
属、合金、化合物及びそれらの水素化物を混合して使用
することも可能である。
ての寿命延長などを目的としてこれらの金属、化合物に
対してＮ、Ｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、などを１種
または２種以上を加えまたは構成元素を置換して合金化
することがある。また、Ｌａの代用としてＣｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍおよびそれらの混合物を用いることは可能で
ある。特に、主にＬａとＣｅの混合物であるＭｍを用い
ることは、コスト低減に有用である。さらに、これら金
属、合金、化合物及びそれらの水素化物を混合して使用
することも可能である。
【００３１】Ｍｇ水素化物を用いた場合、２８０℃で平
衡水素解離圧がおよそ１００ｋＰａとなり、水素処理法
におけるＨ2ガス中の熱処理の条件に適するだけでな
く、これをそのまま冷却して５０℃にすると平衡水素解
離圧が１Ｐａとなって今度は脱Ｈ2条件に適合する。ま
た、Ｍｇは、水素吸蔵量も多いため、処理原料に対して
水素貯蔵材料の使用量を少なくできるという利点もあ
る。
衡水素解離圧がおよそ１００ｋＰａとなり、水素処理法
におけるＨ2ガス中の熱処理の条件に適するだけでな
く、これをそのまま冷却して５０℃にすると平衡水素解
離圧が１Ｐａとなって今度は脱Ｈ2条件に適合する。ま
た、Ｍｇは、水素吸蔵量も多いため、処理原料に対して
水素貯蔵材料の使用量を少なくできるという利点もあ
る。
【００３２】ＭｍＮｉ5系化合物では、平衡水素解離圧
が３０℃でおよそ２００ｋＰａであり、水素処理法にお
けるＨ2雰囲気中の加熱処理に用いるには非常に有用で
ある。ＴｉＦｅ系、ＴｉＭｎ2系、ＺｒＭｎ2系等の化合
物では、合金系をうまく選択することで平衡水素解離圧
をある程度調整でき、ＭｍＮｉ5系と同様の使い方が可
能である。
が３０℃でおよそ２００ｋＰａであり、水素処理法にお
けるＨ2雰囲気中の加熱処理に用いるには非常に有用で
ある。ＴｉＦｅ系、ＴｉＭｎ2系、ＺｒＭｎ2系等の化合
物では、合金系をうまく選択することで平衡水素解離圧
をある程度調整でき、ＭｍＮｉ5系と同様の使い方が可
能である。
【００３３】脱Ｈ2処理時には、Ｍｇ系の他に、Ｃａ、
希土類金属、Ｔｉ、Ｚｒなどの金属または金属水素化物
の温度制御によって脱Ｈ2処理時の水素分圧を制御する
ことは可能である。
希土類金属、Ｔｉ、Ｚｒなどの金属または金属水素化物
の温度制御によって脱Ｈ2処理時の水素分圧を制御する
ことは可能である。
【００３４】また、Ｈ2雰囲気下での熱処理時と、脱Ｈ2
処理時に用いる水素吸蔵合金を、それぞれ別の金属、合
金、化合物系としてもよく、脱Ｈ2処理時には真空ポン
プを用いて補助的に排気を行うという使い方も可能であ
る。ただし、脱Ｈ2処理時に真空ポンプを用いて補助的
に排気を行うと、水素ガスのリサイクル率が低下するの
で、Ｍｇ系の金属、合金、化合物を用いてＨ2ガスの供
給、排出を行うことが最も好ましい。
処理時に用いる水素吸蔵合金を、それぞれ別の金属、合
金、化合物系としてもよく、脱Ｈ2処理時には真空ポン
プを用いて補助的に排気を行うという使い方も可能であ
る。ただし、脱Ｈ2処理時に真空ポンプを用いて補助的
に排気を行うと、水素ガスのリサイクル率が低下するの
で、Ｍｇ系の金属、合金、化合物を用いてＨ2ガスの供
給、排出を行うことが最も好ましい。
【００３５】主な水素貯蔵材料の水素貯蔵量は常温、常
圧換算で、１００℃以上にて使用のＭｇは８５０ｌ／ｋ
ｇ、Ｍｇ2Ｎｉは４００ｌ／ｋｇ、Ｚｒは２４０ｌ／ｋ
ｇ、Ｔｉは４００ｌ／ｋｇ、Ｌａは２３０ｌ／ｋｇ、１
００℃以下にて使用のＬａＮｉ5は１５０ｌ／ｋｇ、Ｔｉ
Ｆｅは２００ｌ／ｋｇ、ＺｒＭｎ2は１９０ｌ／ｋｇで
ある。被処理原料１ｋｇにつき必要な水素貯蔵材料の量
は原料組成や設備条件などによるが、少なくとも１００
℃以上にて使用のＭｇは０．１ｋｇ、Ｍｇ2Ｎｉは０．
２ｋｇ、１００℃以下にて使用のＬａＮｉ5は０．５ｋ
ｇ、ＴｉＦｅは０．４ｋｇ、ＺｒＭｎ2は０．４ｋｇが必
要である。
圧換算で、１００℃以上にて使用のＭｇは８５０ｌ／ｋ
ｇ、Ｍｇ2Ｎｉは４００ｌ／ｋｇ、Ｚｒは２４０ｌ／ｋ
ｇ、Ｔｉは４００ｌ／ｋｇ、Ｌａは２３０ｌ／ｋｇ、１
００℃以下にて使用のＬａＮｉ5は１５０ｌ／ｋｇ、Ｔｉ
Ｆｅは２００ｌ／ｋｇ、ＺｒＭｎ2は１９０ｌ／ｋｇで
ある。被処理原料１ｋｇにつき必要な水素貯蔵材料の量
は原料組成や設備条件などによるが、少なくとも１００
℃以上にて使用のＭｇは０．１ｋｇ、Ｍｇ2Ｎｉは０．
２ｋｇ、１００℃以下にて使用のＬａＮｉ5は０．５ｋ
ｇ、ＴｉＦｅは０．４ｋｇ、ＺｒＭｎ2は０．４ｋｇが必
要である。
【００３６】なお、水素貯蔵材料は、繰り返しＨ2吸蔵
放出によって微粉化し、水素吸蔵量が減少するという、
いわゆる特性劣化が起こるが、この点については、金属
水素化物または水素吸蔵合金の水素吸蔵量ぎりぎりで用
いることなく、上限、下限とも余裕を持って、技術的に
は圧力−組成等温線図のプラトー部分のみで用いるよう
にすれば、使用可能回数を実用上問題のないレベルまで
向上させることができる。
放出によって微粉化し、水素吸蔵量が減少するという、
いわゆる特性劣化が起こるが、この点については、金属
水素化物または水素吸蔵合金の水素吸蔵量ぎりぎりで用
いることなく、上限、下限とも余裕を持って、技術的に
は圧力−組成等温線図のプラトー部分のみで用いるよう
にすれば、使用可能回数を実用上問題のないレベルまで
向上させることができる。
【００３７】図面に基づく発明の開示 この発明によるＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系永久磁石用粉末の
製造方法を実施するための装置の一例を、図面に基づい
て装置の操作手順を説明することにより詳述する。図１
に示す装置例はＭｇなどの水素貯蔵材料を１００℃以上
の温度で作用させる場合の構成である。
製造方法を実施するための装置の一例を、図面に基づい
て装置の操作手順を説明することにより詳述する。図１
に示す装置例はＭｇなどの水素貯蔵材料を１００℃以上
の温度で作用させる場合の構成である。
【００３８】原料処理室１には、加熱ヒーター２０が巻
装され、圧力計２及びバルブ３を介したチェックバルブ
４が接続され、バルブ５を介してＡｒガス配管が接続さ
れ、またバルブ６を介して水素貯蔵材料室１５と連通
し、さらに油拡散ポンプ１１とロータリーポンプ１２が
バルブ８，９，１０，１３を介して接続され、原料処理
室１内の真空排気が可能に構成してある。また、水素貯
蔵材料室１５内には、冷却水槽１９の冷却水を循環ポン
プ１６で送り、冷却後に槽へ戻す冷却水配管が設けてあ
る。
装され、圧力計２及びバルブ３を介したチェックバルブ
４が接続され、バルブ５を介してＡｒガス配管が接続さ
れ、またバルブ６を介して水素貯蔵材料室１５と連通
し、さらに油拡散ポンプ１１とロータリーポンプ１２が
バルブ８，９，１０，１３を介して接続され、原料処理
室１内の真空排気が可能に構成してある。また、水素貯
蔵材料室１５内には、冷却水槽１９の冷却水を循環ポン
プ１６で送り、冷却後に槽へ戻す冷却水配管が設けてあ
る。
【００３９】装置の操作手順を説明すると、以下のとお
りである。 １） 原料処理室１内に原料を入れる。 ２） ロータリーポンプ１２、油拡散ポンプ１１、バル
ブ８，９，１０，１３を操作して原料処理室１内を所定
真空度まで真空排気する。 ３） バルブ８を閉じた後、バルブ６を開けて水素貯蔵
材料室１５と連通させる。 ４） 水素貯蔵材料室１５内に設けた加熱ヒーター２２
により水素貯蔵材料を所定温度に加熱保持する。（水素
貯蔵材料のＨ2放出） ５） 原料処理室１の加熱ヒーター２０により原料を所
定温度に加熱保持する。（原料のＨ2吸蔵処理） ６） 加熱ヒーター２２を切り、循環ポンプ１６、冷却
水槽１９、バルブ２１の操作により冷却水で水素貯蔵材
料を所定温度にまで冷却する。（水素貯蔵材料のＨ2吸
蔵、原料の脱水素処理） ７） 原料処理室１内が所定圧力に達するか、所定時間
が経過すれば、バルブ６を閉じ、バルブ５を開けて原料
処理室１内にＡｒガスを導入する。原料処理室１内が大
気圧以上になればバルブ３を開ける。同時にヒーター２
０を切り、原料を冷却する。 ８） 原料が充分に冷却されれば、バルブ５を閉じて原
料を取り出す。 ９） 必要により、バルブ１４操作により、Ｈ2ガスの
消費分を水素貯蔵材料に補充する。
りである。 １） 原料処理室１内に原料を入れる。 ２） ロータリーポンプ１２、油拡散ポンプ１１、バル
ブ８，９，１０，１３を操作して原料処理室１内を所定
真空度まで真空排気する。 ３） バルブ８を閉じた後、バルブ６を開けて水素貯蔵
材料室１５と連通させる。 ４） 水素貯蔵材料室１５内に設けた加熱ヒーター２２
により水素貯蔵材料を所定温度に加熱保持する。（水素
貯蔵材料のＨ2放出） ５） 原料処理室１の加熱ヒーター２０により原料を所
定温度に加熱保持する。（原料のＨ2吸蔵処理） ６） 加熱ヒーター２２を切り、循環ポンプ１６、冷却
水槽１９、バルブ２１の操作により冷却水で水素貯蔵材
料を所定温度にまで冷却する。（水素貯蔵材料のＨ2吸
蔵、原料の脱水素処理） ７） 原料処理室１内が所定圧力に達するか、所定時間
が経過すれば、バルブ６を閉じ、バルブ５を開けて原料
処理室１内にＡｒガスを導入する。原料処理室１内が大
気圧以上になればバルブ３を開ける。同時にヒーター２
０を切り、原料を冷却する。 ８） 原料が充分に冷却されれば、バルブ５を閉じて原
料を取り出す。 ９） 必要により、バルブ１４操作により、Ｈ2ガスの
消費分を水素貯蔵材料に補充する。
【００４０】図２に示す装置例はＬａＮｉ5、ＴｉＦｅ、
ＺｒＭｎ2などの水素貯蔵材料を１００℃以下の温度で
作用させる場合の構成である。基本的には上述の図１装
置と同様構成であるが、水素貯蔵材料室１５内には、先
の冷却水槽１９の冷却水を循環ポンプ１６で送り、冷却
後に槽へ戻す冷却水配管を用いて、さらに温水槽１８か
らの温水を循環させるように３方コック１７が設けてあ
る。
ＺｒＭｎ2などの水素貯蔵材料を１００℃以下の温度で
作用させる場合の構成である。基本的には上述の図１装
置と同様構成であるが、水素貯蔵材料室１５内には、先
の冷却水槽１９の冷却水を循環ポンプ１６で送り、冷却
後に槽へ戻す冷却水配管を用いて、さらに温水槽１８か
らの温水を循環させるように３方コック１７が設けてあ
る。
【００４１】装置の操作手順を説明すると、以下のとお
りである。 １） 原料処理室１内に原料を入れる。 ２） ロータリーポンプ１２、油拡散ポンプ１１、バル
ブ８、９、１０、１３を操作して原料処理室１内を所定
真空度まで真空排気する。 ３） バルブ８を閉じた後、バルブ６を開けて水素貯蔵
材料室１５と連通させる。 ４） 循環ポンプ１６、３方コック１７、温水槽１８の
操作により水素貯蔵材料を所定温度に加熱保持する。
（水素貯蔵材料のＨ2放出） ５） 水素貯蔵材料室１５内に設けた加熱ヒーター２０
により原料を所定温度に加熱保持する。（原料のＨ2吸
蔵処理） ６） 循環ポンプ１６、冷却水１９、バルブ２１の操作
により水素貯蔵材料を所定温度にまで冷却する。（水素
貯蔵材料のＨ2吸蔵、原料の脱水素処理） ７） 原料処理室１内が所定圧力に達するか、所定時間
が経過すれば、バルブ６を閉じ、ロータリーポンプ１
２、油拡散ポンプ１１、バルブ８、９、１０、１３を操
作して原料処理室１内を所定真空度まで真空排気する。 ８） バルブ８を閉じ、バルブ５を開けて原料処理室１
内にＡｒガスを導入する。原料処理室１内が大気圧以上
になればバルブ３を開ける。同時に加熱ヒーター２０を
切り、原料を冷却する。 ９） 原料が充分に冷却されれば、バルブ５を閉じて原
料を取り出す。 １０） 必要に応じてバルブ１４操作により、Ｈ2ガス
の消費分を水素貯蔵材料に補充する。
りである。 １） 原料処理室１内に原料を入れる。 ２） ロータリーポンプ１２、油拡散ポンプ１１、バル
ブ８、９、１０、１３を操作して原料処理室１内を所定
真空度まで真空排気する。 ３） バルブ８を閉じた後、バルブ６を開けて水素貯蔵
材料室１５と連通させる。 ４） 循環ポンプ１６、３方コック１７、温水槽１８の
操作により水素貯蔵材料を所定温度に加熱保持する。
（水素貯蔵材料のＨ2放出） ５） 水素貯蔵材料室１５内に設けた加熱ヒーター２０
により原料を所定温度に加熱保持する。（原料のＨ2吸
蔵処理） ６） 循環ポンプ１６、冷却水１９、バルブ２１の操作
により水素貯蔵材料を所定温度にまで冷却する。（水素
貯蔵材料のＨ2吸蔵、原料の脱水素処理） ７） 原料処理室１内が所定圧力に達するか、所定時間
が経過すれば、バルブ６を閉じ、ロータリーポンプ１
２、油拡散ポンプ１１、バルブ８、９、１０、１３を操
作して原料処理室１内を所定真空度まで真空排気する。 ８） バルブ８を閉じ、バルブ５を開けて原料処理室１
内にＡｒガスを導入する。原料処理室１内が大気圧以上
になればバルブ３を開ける。同時に加熱ヒーター２０を
切り、原料を冷却する。 ９） 原料が充分に冷却されれば、バルブ５を閉じて原
料を取り出す。 １０） 必要に応じてバルブ１４操作により、Ｈ2ガス
の消費分を水素貯蔵材料に補充する。
【００４２】
【作用】この発明は、Ｒ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系永久磁石用
合金粉末を水素処理法にて得る製造方法において、Ｈ2
ガスの主たる供給源として水素貯蔵材料を用いると、水
素貯蔵材料より放出されるＨ2ガスの純度は９９．９９
％以上であり、しかも乾燥Ｈ2ガスであることからＨ2ガ
ス中の不純物による原料インゴットまたは粉末の表面層
の汚染が極微量に抑えられ、そのため得られた合金粉末
の酸素量を低減し、窒化処理を速やかに安定して行うこ
とができる。
合金粉末を水素処理法にて得る製造方法において、Ｈ2
ガスの主たる供給源として水素貯蔵材料を用いると、水
素貯蔵材料より放出されるＨ2ガスの純度は９９．９９
％以上であり、しかも乾燥Ｈ2ガスであることからＨ2ガ
ス中の不純物による原料インゴットまたは粉末の表面層
の汚染が極微量に抑えられ、そのため得られた合金粉末
の酸素量を低減し、窒化処理を速やかに安定して行うこ
とができる。
【００４３】また、水素貯蔵材料は、その温度によって
Ｈ2ガスの平衡解離圧力が一義的に決まるという特性を
持っており、Ｈ2ガスの吸蔵時の雰囲気圧力、Ｈ2ガス放
出時の雰囲気圧力を、ともに水素貯蔵材料の温度を制御
することによって行なうことができるという大きな特徴
を持っている。より具体的には、例えば水素吸蔵合金を
加熱すると、平衡水素解離圧が上昇し、その結果水素吸
蔵合金からガスが放出され、このＨ2ガスと原料を反応
させる。逆に、水素吸蔵合金を冷却すると、平衡水素解
離圧が低下し、その結果水素吸蔵合金がＨ2ガスを吸収
し、原料からＨ2ガスを引き出すことができる。さら
に、金属水素化物または水素吸蔵合金と、原料粉末との
間でＨ2ガスをリサイクルすることができ、量産時には
大きなコスト低減効果を生む。
Ｈ2ガスの平衡解離圧力が一義的に決まるという特性を
持っており、Ｈ2ガスの吸蔵時の雰囲気圧力、Ｈ2ガス放
出時の雰囲気圧力を、ともに水素貯蔵材料の温度を制御
することによって行なうことができるという大きな特徴
を持っている。より具体的には、例えば水素吸蔵合金を
加熱すると、平衡水素解離圧が上昇し、その結果水素吸
蔵合金からガスが放出され、このＨ2ガスと原料を反応
させる。逆に、水素吸蔵合金を冷却すると、平衡水素解
離圧が低下し、その結果水素吸蔵合金がＨ2ガスを吸収
し、原料からＨ2ガスを引き出すことができる。さら
に、金属水素化物または水素吸蔵合金と、原料粉末との
間でＨ2ガスをリサイクルすることができ、量産時には
大きなコスト低減効果を生む。
【００４４】
実施例１ 高周波誘導溶解法によって溶製して得られた、表１に示
すＮｏ．１〜８の組成の鋳塊を、１１００℃、２４時
間、１０Ｐａ以下の真空中で焼鈍して、鋳塊中の正方晶
ＴｈＭｎ12型化合物の体積比を９０％以上とした。この
鋳塊を、Ａｒガス雰囲気中（Ｏ2量０．５％以下）でス
タンプミルにて平均粒度１００μｍに粗粉砕した後、こ
の粗粉砕粉５００ｇを図１に示す装置の原料処理室に入
れ１Ｐａ以下にまで真空排気した。その後、水素吸蔵合
金容器から水素を導入しつつ、原料温度７５０℃、水素
貯蔵材料としてＭｇＨ2を５００ｇ用いてこれを電気ヒ
ーターで３００℃加熱し、２時間保持した。このときの
原料処理室内のＨ2圧力は４００ｋＰａで加温保持中は
一定であった。引き続き原料を７５０℃に保持したま
ま、水素貯蔵材料、すなわちＭｇＨ2を、２０℃の冷却
水を用いて４０℃まで冷却し、１時間保持した。このと
きの原料処理室内の圧力は最終的に０．５Ｐａまで低下
した。その後、バルブ操作によって水素吸造合金容器を
原料処理室から切り放し、原料処理室内に純度９９．９
９９％以上のＡｒガスを導入すると共に原料を冷却し、
原料温度が５０℃以下となってところで原料を取り出し
た。その後Ｎ2分圧が５００ｋＰａのＮ2ガス中で４００
℃、２時間の窒化処理を行ったのち冷却して表１に示す
（Ｎｏ．１〜８）特性を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系磁
石粉末を得た。なお、上記処理１回にあたりの実質的な
Ｈ2ガス消費量は、常温常圧換算で１ｌ以下であった。
すＮｏ．１〜８の組成の鋳塊を、１１００℃、２４時
間、１０Ｐａ以下の真空中で焼鈍して、鋳塊中の正方晶
ＴｈＭｎ12型化合物の体積比を９０％以上とした。この
鋳塊を、Ａｒガス雰囲気中（Ｏ2量０．５％以下）でス
タンプミルにて平均粒度１００μｍに粗粉砕した後、こ
の粗粉砕粉５００ｇを図１に示す装置の原料処理室に入
れ１Ｐａ以下にまで真空排気した。その後、水素吸蔵合
金容器から水素を導入しつつ、原料温度７５０℃、水素
貯蔵材料としてＭｇＨ2を５００ｇ用いてこれを電気ヒ
ーターで３００℃加熱し、２時間保持した。このときの
原料処理室内のＨ2圧力は４００ｋＰａで加温保持中は
一定であった。引き続き原料を７５０℃に保持したま
ま、水素貯蔵材料、すなわちＭｇＨ2を、２０℃の冷却
水を用いて４０℃まで冷却し、１時間保持した。このと
きの原料処理室内の圧力は最終的に０．５Ｐａまで低下
した。その後、バルブ操作によって水素吸造合金容器を
原料処理室から切り放し、原料処理室内に純度９９．９
９９％以上のＡｒガスを導入すると共に原料を冷却し、
原料温度が５０℃以下となってところで原料を取り出し
た。その後Ｎ2分圧が５００ｋＰａのＮ2ガス中で４００
℃、２時間の窒化処理を行ったのち冷却して表１に示す
（Ｎｏ．１〜８）特性を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系磁
石粉末を得た。なお、上記処理１回にあたりの実質的な
Ｈ2ガス消費量は、常温常圧換算で１ｌ以下であった。
【００４５】実施例２ 正方晶ＴｈＭｎ12型化合物の体積比が９０％以上とした
平均粒径１００μｍの粗粉砕粉を、実施例１と同一組
成、同一製法で作製した。この粗粉砕粉５００ｇを図２
に示す装置の原料処理室に入れ、１Ｐａ以下にまで真空
排気した後、水素貯蔵材料容器から水素を導入しつつ、
原料温度７５０℃、水素貯蔵材料としてＬａＮｉ5Ｈ6を
５００ｇ用いてこれを温水で５０℃に加温し、２時間保
持した。このときの原料処理室内のＨ2圧力は４００ｋ
Ｐａで、加温保持中は一定であった。引き続き原料を７
５０℃に保持したまま、４℃の冷却水を用いて水素貯蔵
材料を１５℃に冷却した後、バルブ操作によって水素貯
蔵材料容器を原料処理室から切り放し、原料を７５０℃
に保持したまま原料処理室内をロータリーポンプ、油拡
散ポンプを用いて１時間真空排気した。このときの到達
真空度は０．０７Ｐａであった。その後原料処理室内に
純度９９．９９９％以上のＡｒガスを導入すると共に原
料を冷却し、原料温度が５０℃以下となったところで原
料を取り出した。その後Ｎ2分圧が５００ｋＰａのＮ2ガ
ス中で４００℃、２時間の窒化処理を行ったのち冷却し
て表１に示す（Ｎｏ．１１〜１８）特性を有するＲ−Ｔ
−Ｍ−Ｃ−Ｎ系磁石粉末を得た。なお、上記処理１回あ
たりの実質的なＨ2ガス消費量は、常温常圧換算でおよ
そ５０ｌであった。
平均粒径１００μｍの粗粉砕粉を、実施例１と同一組
成、同一製法で作製した。この粗粉砕粉５００ｇを図２
に示す装置の原料処理室に入れ、１Ｐａ以下にまで真空
排気した後、水素貯蔵材料容器から水素を導入しつつ、
原料温度７５０℃、水素貯蔵材料としてＬａＮｉ5Ｈ6を
５００ｇ用いてこれを温水で５０℃に加温し、２時間保
持した。このときの原料処理室内のＨ2圧力は４００ｋ
Ｐａで、加温保持中は一定であった。引き続き原料を７
５０℃に保持したまま、４℃の冷却水を用いて水素貯蔵
材料を１５℃に冷却した後、バルブ操作によって水素貯
蔵材料容器を原料処理室から切り放し、原料を７５０℃
に保持したまま原料処理室内をロータリーポンプ、油拡
散ポンプを用いて１時間真空排気した。このときの到達
真空度は０．０７Ｐａであった。その後原料処理室内に
純度９９．９９９％以上のＡｒガスを導入すると共に原
料を冷却し、原料温度が５０℃以下となったところで原
料を取り出した。その後Ｎ2分圧が５００ｋＰａのＮ2ガ
ス中で４００℃、２時間の窒化処理を行ったのち冷却し
て表１に示す（Ｎｏ．１１〜１８）特性を有するＲ−Ｔ
−Ｍ−Ｃ−Ｎ系磁石粉末を得た。なお、上記処理１回あ
たりの実質的なＨ2ガス消費量は、常温常圧換算でおよ
そ５０ｌであった。
【００４６】比較例 実施例１と同様の工程にて８種類（Ｎｏ．２１〜２８）
の組成の粗粉砕粉を得た。この粗粉砕粉５００ｇを原料
処理室内に入れ、１Ｐａ以下にまで真空排気した後、精
製処理を行なわない純度９９．９％以上のＨ2ガスを原
料処理室内に導入し大気圧とした後、毎分５ｌの同純度
のＨ2ガスを流しつつ、７５０℃まで昇温し２時間保持
した。その後、同温度を保ったままＨ2ガスを止めてロ
ータリーポンプ、油拡散ポンプを用いて１時間真空排気
した。そのときの到達真空度は０．０９Ｐａであった。
その後、原料処理室内に純度９９．９９９％以上のＡｒ
ガスを導入すると共に原料を冷却し、原料温度が５０℃
以下となったところで原料を取り出した。その後Ｎ2分
圧が５００ｋＰａのＮ2ガス中で４００℃、２時間の窒
化処理を行ったのち冷却して表１に示す（Ｎｏ．２１〜
２８）特性を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系磁石粉末を得
た。なお、上記処理１回あたりの実質的なＨ2ガス消費
量は、常温常圧換算でおよそ９５０ｌであった。
の組成の粗粉砕粉を得た。この粗粉砕粉５００ｇを原料
処理室内に入れ、１Ｐａ以下にまで真空排気した後、精
製処理を行なわない純度９９．９％以上のＨ2ガスを原
料処理室内に導入し大気圧とした後、毎分５ｌの同純度
のＨ2ガスを流しつつ、７５０℃まで昇温し２時間保持
した。その後、同温度を保ったままＨ2ガスを止めてロ
ータリーポンプ、油拡散ポンプを用いて１時間真空排気
した。そのときの到達真空度は０．０９Ｐａであった。
その後、原料処理室内に純度９９．９９９％以上のＡｒ
ガスを導入すると共に原料を冷却し、原料温度が５０℃
以下となったところで原料を取り出した。その後Ｎ2分
圧が５００ｋＰａのＮ2ガス中で４００℃、２時間の窒
化処理を行ったのち冷却して表１に示す（Ｎｏ．２１〜
２８）特性を有するＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系磁石粉末を得
た。なお、上記処理１回あたりの実質的なＨ2ガス消費
量は、常温常圧換算でおよそ９５０ｌであった。
【００４７】上記、実施例１〜３、比較例により作製し
た磁粉に２ｗｔ％のエポシキ樹脂を混合した後、０．８
ＭＡ／ｍの磁界中、３．０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で圧縮
成形し、さらに温度１５０℃、１時間の条件で樹脂硬化
させてボンド磁石を作製した。得られたボンド磁石の磁
石特性を表２に示す。
た磁粉に２ｗｔ％のエポシキ樹脂を混合した後、０．８
ＭＡ／ｍの磁界中、３．０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力で圧縮
成形し、さらに温度１５０℃、１時間の条件で樹脂硬化
させてボンド磁石を作製した。得られたボンド磁石の磁
石特性を表２に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
【表２】
【００５０】
【発明の効果】この発明によるＲ−Ｔ−Ｍ−Ｃ−Ｎ系永
久磁石粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｍ−Ｃ系粗粉砕粉を、水素貯蔵
材料より放出された高純度のＨ2ガス中での加熱処理並
びに所定雰囲気で加熱保持する脱Ｈ2処理を行ない、所
要平均粒度の粗粉砕粉のままで平均結晶粒径が０．０５
〜１μｍの再結晶粒よりなる、酸素などによる汚染の少
ない粉体となすことができ、実施例で明らかになるよう
に汚染の少ないことによって窒化処理が速やかにかつ均
質に進行し磁気的特性のすぐれた永久磁石用合金粉末が
容易に得られると共に、反応に用いるＨ2ガスの使用量
を著しく低減することができる。
久磁石粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｍ−Ｃ系粗粉砕粉を、水素貯蔵
材料より放出された高純度のＨ2ガス中での加熱処理並
びに所定雰囲気で加熱保持する脱Ｈ2処理を行ない、所
要平均粒度の粗粉砕粉のままで平均結晶粒径が０．０５
〜１μｍの再結晶粒よりなる、酸素などによる汚染の少
ない粉体となすことができ、実施例で明らかになるよう
に汚染の少ないことによって窒化処理が速やかにかつ均
質に進行し磁気的特性のすぐれた永久磁石用合金粉末が
容易に得られると共に、反応に用いるＨ2ガスの使用量
を著しく低減することができる。
【図１】この発明による永久磁石用粉末の製造方法を実
施するための装置の構成例を示すブロック図である。
施するための装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】この発明による永久磁石用粉末の製造方法を実
施するための装置の他の構成例を示すブロック図であ
る。
施するための装置の他の構成例を示すブロック図であ
る。
１ 原料処理室 ２ 圧力計 ３，５，６，７，８，９，１０，１３，１４，２１ バ
ルブ ４ チェックバルブ １１ 油拡散ポンプ １２ ロータリーポンプ １５ 水素貯蔵材料 １６ 循環ポンプ １７ ３方コック １８ 温水槽 １９ 冷却水槽 ２０，２２ 加熱ヒーター
ルブ ４ チェックバルブ １１ 油拡散ポンプ １２ ロータリーポンプ １５ 水素貯蔵材料 １６ 循環ポンプ １７ ３方コック １８ 温水槽 １９ 冷却水槽 ２０，２２ 加熱ヒーター
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 1/053 Ｈ０１Ｆ 1/04 Ａ 1/06 1/06 Ａ (56)参考文献 特開 昭62−23902（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−121606（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−141608（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−94909（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−11641（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 1/02 B22F 9/04 C22C 33/02 C22C 38/00 303 H01F 1/053 - 1/08
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｒ：７〜９ａｔ％（Ｒ：希土類元素の少
なくとも１種でかつＰｒまたはＮｄの１種または２種を
５０％以上含有）、Ｔ：６７〜９０．５ａｔ％（Ｔ：Ｆ
ｅあるいはＦｅの一部をＴのうち５０ａｔ％以下のＣ
ｏ、Ｎｉの１種または２種にて置換）、Ｍ：３．５〜１
７ａｔ％（Ｍ：Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏのうち少なくとも
１種）、Ｃ：０．５〜７ａｔ％からなる合金鋳塊を粗粉
砕して、平均粒度が５０〜５００μｍでその８０ｖｏｌ
％以上が正方晶構造ＴｈＭｎ12型化合物からなる粗粉砕
粉となした後、前記粗粉砕粉を原料粉末としてこれを１
０〜１０００ｋＰａのＨ2ガス中で、５００〜９００℃
に３０分〜８時間加熱保持し、さらにＨ2分圧１０Ｐａ
以下にて５００〜９００℃に１５分〜８時間保持する脱
Ｈ2処理を行ない、ついで冷却して平均結晶粒径が０．
０５〜１μｍである永久磁石合金用粉末を得た後、次に
前記粉末をＮ2圧力５０〜５０００ｋＰａのＮ2ガス中に
て３００〜６００℃に３０分〜６時間保持した後冷却
し、Ｎ原子を０．８〜８ａｔ％含有させる永久磁石用合
金粉末の製造方法において、前記処理に用いるＨ2ガス
の主たる供給源として水素貯蔵材料を用いることを特徴
とする希土類系永久磁石用合金粉末の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355886A JP2838617B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 希土類系永久磁石用合金粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355886A JP2838617B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 希土類系永久磁石用合金粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05171204A JPH05171204A (ja) | 1993-07-09 |
| JP2838617B2 true JP2838617B2 (ja) | 1998-12-16 |
Family
ID=18446234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3355886A Expired - Fee Related JP2838617B2 (ja) | 1991-12-20 | 1991-12-20 | 希土類系永久磁石用合金粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2838617B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06151132A (ja) * | 1992-10-29 | 1994-05-31 | Mitsubishi Materials Corp | 異方性磁石材料粉末の製造方法およびその製造方法により得られた異方性磁石材料粉末を用いた磁石の製造方法 |
| US5609695A (en) * | 1993-12-21 | 1997-03-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Method for producing alloy powder of the R2 T17 system, a method for producing magnetic powder of the R2 T17 Nx system, and a high pressure heat-treatment apparatus |
| GB2310432B (en) * | 1996-02-23 | 1998-05-27 | Aichi Steel Works Ltd | Production method production apparatus and heat treatment apparatus for anisotropic magnet powder |
| US5851312A (en) * | 1996-02-26 | 1998-12-22 | Aichi Steel Works, Ltd. | Production method, production apparatus and heat treatment apparatus for anisotropic magnet powder |
| JP3120172B2 (ja) * | 1997-12-22 | 2000-12-25 | 愛知製鋼株式会社 | 希土類系磁石粉末の製造装置 |
-
1991
- 1991-12-20 JP JP3355886A patent/JP2838617B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05171204A (ja) | 1993-07-09 |
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