JP2881409B2 - 異方性磁石粉末の製造方法 - Google Patents
異方性磁石粉末の製造方法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類元素−鉄−
ホウ素系合金よりなり高い異方性をもつ異方性磁石粉末
の製造方法に関する。
ホウ素系合金よりなり高い異方性をもつ異方性磁石粉末
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、イットリウム（Ｙ）を含む希土類
元素（以下、Ｒと称す）と、鉄（Ｆｅ）と、ホウ素
（Ｂ）とを主成分とするＲＦｅＢ系合金よりなる希土類
磁石は残留磁束密度、保磁力などの磁気特性に優れるた
め工業的に広く利用されている。この希土類磁石は、例
えば、特開昭６０−２５７１０７号公報、特開昭６２−
２３９０３号公報、特公平７−６８５６１号公報等に報
告されている。
元素（以下、Ｒと称す）と、鉄（Ｆｅ）と、ホウ素
（Ｂ）とを主成分とするＲＦｅＢ系合金よりなる希土類
磁石は残留磁束密度、保磁力などの磁気特性に優れるた
め工業的に広く利用されている。この希土類磁石は、例
えば、特開昭６０−２５７１０７号公報、特開昭６２−
２３９０３号公報、特公平７−６８５６１号公報等に報
告されている。
【０００３】特開昭６２−２３９０３号公報には、ＲＦ
ｅＢ系合金に水素の吸蔵および脱着による組織の順変態
および逆変態を行う高温水素熱処理の脱水素処理を改善
することにより保磁力（ｉＨｃ）が５ｋＯｅ（３９８ｋ
Ａ／ｍ）と高い永久磁石を製造する方法が開示されてい
る。ここで高温水素熱処理は組織の変態を伴う熱処理を
意味し、組織の変態を伴わない水素の吸蔵、脱水素のみ
が生ずる低温水素熱処理と区別する。
ｅＢ系合金に水素の吸蔵および脱着による組織の順変態
および逆変態を行う高温水素熱処理の脱水素処理を改善
することにより保磁力（ｉＨｃ）が５ｋＯｅ（３９８ｋ
Ａ／ｍ）と高い永久磁石を製造する方法が開示されてい
る。ここで高温水素熱処理は組織の変態を伴う熱処理を
意味し、組織の変態を伴わない水素の吸蔵、脱水素のみ
が生ずる低温水素熱処理と区別する。
【０００４】そして、特公平７−６８５６１号公報に
は、この高温水素熱処理を改良し、ＲＦｅＢ系合金を１
０Ｔｏｒｒ（１．３ｋＰａ）以上の水素ガスもしくは１
０Ｔｏｒｒ（１３ｋＰａ）以上の分圧の水素ガスと不活
性ガスからなる混合ガスの雰囲気の下で５００℃〜１０
００℃の温度で熱処理して原料中に水素を吸収させて順
変態を起こさせ、再び脱水素を行うといった一連の高温
水素熱処理を行うことにより、ｉＨｃが１０ｋＯｅ（７
９５ｋＡ／ｍ）と高い磁気特性を持つ希土類永久ボンド
磁石を得る方法が開示されている。
は、この高温水素熱処理を改良し、ＲＦｅＢ系合金を１
０Ｔｏｒｒ（１．３ｋＰａ）以上の水素ガスもしくは１
０Ｔｏｒｒ（１３ｋＰａ）以上の分圧の水素ガスと不活
性ガスからなる混合ガスの雰囲気の下で５００℃〜１０
００℃の温度で熱処理して原料中に水素を吸収させて順
変態を起こさせ、再び脱水素を行うといった一連の高温
水素熱処理を行うことにより、ｉＨｃが１０ｋＯｅ（７
９５ｋＡ／ｍ）と高い磁気特性を持つ希土類永久ボンド
磁石を得る方法が開示されている。
【０００５】さらに、特公平７−６８５６１号公報は、
Ｎｄ１２．０Ｐｒ１．４Ｆｅ８０．８Ｂ５．８の原子数
組成の希土類合金を１ａｔｍＨ２ガス中で８３０℃まで
昇温し、その後８３０℃で５時間保持しこの間にＨ２ガ
ス圧力を１０〜７６０Ｔｏｒｒ（１．３ｋＰａ〜０．１
ＭＰａ）の範囲の所定圧力に保持し、その後８３０℃の
温度で１．０×１０−５Ｔｏｒｒ（１．３１×１０ −３
Ｐａ）の真空度に減圧して４０分保持し、その後急冷す
ることにより、異方性ボンド磁石を得ている。その実施
例中で最も顕著な異方性をもつボンド磁石として、圧縮
成形時に磁場を作用させてＢｒを６．１ｋＧ（０．６１
Ｔ）から７．２ｋＧ（０．７２Ｔ）へと約１８．２％向
上したものを挙げている。
Ｎｄ１２．０Ｐｒ１．４Ｆｅ８０．８Ｂ５．８の原子数
組成の希土類合金を１ａｔｍＨ２ガス中で８３０℃まで
昇温し、その後８３０℃で５時間保持しこの間にＨ２ガ
ス圧力を１０〜７６０Ｔｏｒｒ（１．３ｋＰａ〜０．１
ＭＰａ）の範囲の所定圧力に保持し、その後８３０℃の
温度で１．０×１０−５Ｔｏｒｒ（１．３１×１０ −３
Ｐａ）の真空度に減圧して４０分保持し、その後急冷す
ることにより、異方性ボンド磁石を得ている。その実施
例中で最も顕著な異方性をもつボンド磁石として、圧縮
成形時に磁場を作用させてＢｒを６．１ｋＧ（０．６１
Ｔ）から７．２ｋＧ（０．７２Ｔ）へと約１８．２％向
上したものを挙げている。
【０００６】また、特公平４−２０２４２号公報には、
一度メルトスピンニングにより希土類磁石とした後、こ
の希土類磁石を熱間圧延処理して結晶方向を揃えた組織
とし、高い異方性をもつ希土類磁石とする方法が開示さ
れている。
一度メルトスピンニングにより希土類磁石とした後、こ
の希土類磁石を熱間圧延処理して結晶方向を揃えた組織
とし、高い異方性をもつ希土類磁石とする方法が開示さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高温水素熱
処理された希土類磁石粉末の製造方法であって、高い異
方性、即ち、Ｂｒ／Ｂｓが０．６５以上の高い異方性を
もつ希土類磁石粉末を提供することを課題とする。希土
類磁石を熱間圧延処理して結晶方向を揃えた組織とし、
高い異方性をもつ希土類磁石粉末とする方法は、操作が
複雑なために製造コストが高くなる。また、得られる希
土類磁石粉末の結晶粒は偏平となる特色をもつ。
処理された希土類磁石粉末の製造方法であって、高い異
方性、即ち、Ｂｒ／Ｂｓが０．６５以上の高い異方性を
もつ希土類磁石粉末を提供することを課題とする。希土
類磁石を熱間圧延処理して結晶方向を揃えた組織とし、
高い異方性をもつ希土類磁石粉末とする方法は、操作が
複雑なために製造コストが高くなる。また、得られる希
土類磁石粉末の結晶粒は偏平となる特色をもつ。
【０００８】他方、希土類磁石の水素吸蔵合金としての
特色でもある水素の吸蔵による組織の順変態、脱水素に
よる組織の逆変態を行う高温水素熱処理により結晶粒を
微細化し、結晶粒を小さくすることにより残留磁束密
度、保磁力などの磁気特性を高める高温水素熱処理によ
る希土類磁石粉末を得る方法がある。この高温水素熱処
理による希土類磁石粉末は、操作が比較的単純で製造コ
ストが安いという利点があるが、磁気特性に優れた希土
類磁石粉末が得られないという問題がある。特に異方性
を付与することが極めて困難である。
特色でもある水素の吸蔵による組織の順変態、脱水素に
よる組織の逆変態を行う高温水素熱処理により結晶粒を
微細化し、結晶粒を小さくすることにより残留磁束密
度、保磁力などの磁気特性を高める高温水素熱処理によ
る希土類磁石粉末を得る方法がある。この高温水素熱処
理による希土類磁石粉末は、操作が比較的単純で製造コ
ストが安いという利点があるが、磁気特性に優れた希土
類磁石粉末が得られないという問題がある。特に異方性
を付与することが極めて困難である。
【０００９】希土類磁石の高温水素熱処理の過程で、前
記した特公平７−６８５６１号公報に開示されているよ
うに、Ｎｄ１２．０Ｐｒ１．４Ｆｅ８０．８Ｂ５．８組
成の希土類合金を高温水素熱処理した場合、圧縮成形時
に磁場を作用させることによりＢｒが６．１ｋＧ（０．
６１Ｔ）から７．２ｋＧ（０．７２Ｔ）へと約１８．２
％向上する異方性が報告されている。この特公平７−６
８５６１号公報の発明者の一人は、Ｊ．Ａｌｌｏｙｓ
ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ２３１（１９９５）５１
で、ＮｄＦｅＢの三元系希土類合金を水素処理しても等
方性磁石粉末が得られるだけであるが、このＦｅをＣｏ
で置換し、Ｚｒ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｈｆ等の元素を添加した
ＮｄＦｅＣｏＢに水素処理を行うと異方性が発現すると
説明している。
記した特公平７−６８５６１号公報に開示されているよ
うに、Ｎｄ１２．０Ｐｒ１．４Ｆｅ８０．８Ｂ５．８組
成の希土類合金を高温水素熱処理した場合、圧縮成形時
に磁場を作用させることによりＢｒが６．１ｋＧ（０．
６１Ｔ）から７．２ｋＧ（０．７２Ｔ）へと約１８．２
％向上する異方性が報告されている。この特公平７−６
８５６１号公報の発明者の一人は、Ｊ．Ａｌｌｏｙｓ
ａｎｄ Ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ ２３１（１９９５）５１
で、ＮｄＦｅＢの三元系希土類合金を水素処理しても等
方性磁石粉末が得られるだけであるが、このＦｅをＣｏ
で置換し、Ｚｒ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｈｆ等の元素を添加した
ＮｄＦｅＣｏＢに水素処理を行うと異方性が発現すると
説明している。
【００１０】本発明者は希土類磁石の水素処理を詳細に
検討し、実験を重ねた結果、従来高温水素熱処理により
等方性磁石粉末しか得られないと考えられていたＮｄＦ
ｅＢの三元系磁石粉末が、高温水素熱処理により極めて
高い異方性をもつ磁石粉末となることを発見した。他の
磁気特性で説明すると、従来高温水素熱処理によるＮｄ
ＦｅＢの三元系磁石粉末のＢｒが０．８Ｔ（８．０ｋ
Ｇ）程度と考えられていたものが、ＮｄＦｅＢの三元系
磁石粉末の組成を変えることなくそのＢｒを１．２〜
１．５Ｔ（１２〜１５ｋＧ）と高めることができること
を発見し、確認したものである。
検討し、実験を重ねた結果、従来高温水素熱処理により
等方性磁石粉末しか得られないと考えられていたＮｄＦ
ｅＢの三元系磁石粉末が、高温水素熱処理により極めて
高い異方性をもつ磁石粉末となることを発見した。他の
磁気特性で説明すると、従来高温水素熱処理によるＮｄ
ＦｅＢの三元系磁石粉末のＢｒが０．８Ｔ（８．０ｋ
Ｇ）程度と考えられていたものが、ＮｄＦｅＢの三元系
磁石粉末の組成を変えることなくそのＢｒを１．２〜
１．５Ｔ（１２〜１５ｋＧ）と高めることができること
を発見し、確認したものである。
【００１１】本発明者等は、発見された高温水素熱処理
によるＮｄＦｅＢの三元系合金の高い異方性は、ＮｄＦ
ｅＢの希土類合金を水素吸蔵させて水素と反応させ、こ
の希土類合金の組織を順変態するときに、Ｎｄ２Ｆｅ
１４Ｂ１の結晶方位が順変態により生ずると考えられる
多数の微細なＦｅ２Ｂに転写されて保存され、これが脱
水素による合金組織の逆変態で転写保存されたＦｅ２Ｂ
の結晶方位が再生される微細なＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ１の結
晶に転写され、極めて高い異方性をもつ磁石粉末となる
ものと考えている。
によるＮｄＦｅＢの三元系合金の高い異方性は、ＮｄＦ
ｅＢの希土類合金を水素吸蔵させて水素と反応させ、こ
の希土類合金の組織を順変態するときに、Ｎｄ２Ｆｅ
１４Ｂ１の結晶方位が順変態により生ずると考えられる
多数の微細なＦｅ２Ｂに転写されて保存され、これが脱
水素による合金組織の逆変態で転写保存されたＦｅ２Ｂ
の結晶方位が再生される微細なＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ１の結
晶に転写され、極めて高い異方性をもつ磁石粉末となる
ものと考えている。
【００１２】本発明はかかる見解の元で完成されたもの
である。
である。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の異方性磁石粉末
の製造方法は、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素
（以下、Ｒと称す）と、鉄（Ｆｅ）と、ホウ素（Ｂ）と
を主成分とするＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵させて該Ｒ
ＦｅＢ系合金と水素との反応を次の反応速度式に示す Ｖ r ＝（１／０．５７６）・√ＰＨ 2 ・ｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ） （ここで、Ｖ r ：相対反応速度、ＰＨ 2 ：水素ガス圧力
（ａｔｍ）、Ｅａ：活性化エネルギー（ｋＪ／ｍｏ
ｌ）、Ｒ：ガス定数（Ｊ／ｍｏｌＫ）、Ｔ：温度（Ｋ）
である。）で表される相対反応速度Ｖ r を ０．２５〜
０．５０の相対反応速度範囲内で進行させることにより
該ＲＦｅＢ系合金組織の順変態を起こさせ、その後脱水
素反応を進めて該ＲＦｅＢ系合金組織の逆変態を起こさ
せ、異方性が付与されたＲＦｅＢ系合金磁石とすること
を特徴とする。
の製造方法は、イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素
（以下、Ｒと称す）と、鉄（Ｆｅ）と、ホウ素（Ｂ）と
を主成分とするＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵させて該Ｒ
ＦｅＢ系合金と水素との反応を次の反応速度式に示す Ｖ r ＝（１／０．５７６）・√ＰＨ 2 ・ｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ） （ここで、Ｖ r ：相対反応速度、ＰＨ 2 ：水素ガス圧力
（ａｔｍ）、Ｅａ：活性化エネルギー（ｋＪ／ｍｏ
ｌ）、Ｒ：ガス定数（Ｊ／ｍｏｌＫ）、Ｔ：温度（Ｋ）
である。）で表される相対反応速度Ｖ r を ０．２５〜
０．５０の相対反応速度範囲内で進行させることにより
該ＲＦｅＢ系合金組織の順変態を起こさせ、その後脱水
素反応を進めて該ＲＦｅＢ系合金組織の逆変態を起こさ
せ、異方性が付与されたＲＦｅＢ系合金磁石とすること
を特徴とする。
【００１４】本発明の製造方法で得られる異方性磁石粉
末を構成するＲＦｅＢ系合金は、Ｒ2 Ｆｅ14Ｂ1 の正方
晶結晶構造を持つ再結晶粒からなるために高い異方性を
もつものと考えられる。また、本発明の異方性磁石粉末
は高温水素熱処理されて得られるもので、その結晶粒が
球形に近い、すなわち、結晶粒のアスペクト比が小さい
という特色がある。具体的には、結晶粒の大きさは、粒
径が０．１〜１．０μｍ程度で、ほぼ全ての結晶粒のア
スペクト比は２．０以下である。
末を構成するＲＦｅＢ系合金は、Ｒ2 Ｆｅ14Ｂ1 の正方
晶結晶構造を持つ再結晶粒からなるために高い異方性を
もつものと考えられる。また、本発明の異方性磁石粉末
は高温水素熱処理されて得られるもので、その結晶粒が
球形に近い、すなわち、結晶粒のアスペクト比が小さい
という特色がある。具体的には、結晶粒の大きさは、粒
径が０．１〜１．０μｍ程度で、ほぼ全ての結晶粒のア
スペクト比は２．０以下である。
【００１５】ここで結晶粒とは合金粉末を意味するもの
ではなく、１個の合金粉末を構成する多数の結晶粒の個
々の結晶粒を意味する。また、アスペクト比とは、結晶
粒の最小粒径に対する最長粒径の比（最長粒径／最小粒
径）で定義される値である。さらに、熱間圧延による希
土類磁石はその結晶粒が偏平であり、結晶粒の形状が高
温水素熱処理した希土類磁石粉末のものと全く異なる。
ではなく、１個の合金粉末を構成する多数の結晶粒の個
々の結晶粒を意味する。また、アスペクト比とは、結晶
粒の最小粒径に対する最長粒径の比（最長粒径／最小粒
径）で定義される値である。さらに、熱間圧延による希
土類磁石はその結晶粒が偏平であり、結晶粒の形状が高
温水素熱処理した希土類磁石粉末のものと全く異なる。
【００１６】なお、磁石粉末のＢｒには、通常のＢＨト
レーサが使用できないため、本発明ではＢｒの測定方法
として次の方法を採用した。まず磁石粉末を７４から１
０５μｍの粒径のものに分級して用いた。そして反磁場
が０．２になるように成形し、磁場中で配向後４５７８
ｋＡ／ｍ（４５ＫＯｅ）で着磁し、ＶＳＭで測定してＢ
ｒを求めた。
レーサが使用できないため、本発明ではＢｒの測定方法
として次の方法を採用した。まず磁石粉末を７４から１
０５μｍの粒径のものに分級して用いた。そして反磁場
が０．２になるように成形し、磁場中で配向後４５７８
ｋＡ／ｍ（４５ＫＯｅ）で着磁し、ＶＳＭで測定してＢ
ｒを求めた。
【００１７】
【発明の実施の形態】本発明の異方性磁石粉末の製造方
法で水素処理されるＲＦｅＢ系合金は、１２〜１５ａｔ
％のＲと、５．５〜８ａｔ％のＢと、不可避な不純物と
を含み、残りがＦｅからなる。Ｒが１５ａｔ％を越える
とＢｒが低くなり、逆に１２ａｔ％に達しないと初晶の
α−Ｆｅが残る。また、Ｂが８ａｔ％を越えるとＢｒが
低くなり、逆に５．５ａｔ％に達しないとＮｄ2 Ｆｅ17
相等が析出する。Ｒとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌ
ｕから選ばれる１種または２種以上が利用できる。中で
もコスト及び磁気特性の理由からＮｄを用いることが好
ましい。
法で水素処理されるＲＦｅＢ系合金は、１２〜１５ａｔ
％のＲと、５．５〜８ａｔ％のＢと、不可避な不純物と
を含み、残りがＦｅからなる。Ｒが１５ａｔ％を越える
とＢｒが低くなり、逆に１２ａｔ％に達しないと初晶の
α−Ｆｅが残る。また、Ｂが８ａｔ％を越えるとＢｒが
低くなり、逆に５．５ａｔ％に達しないとＮｄ2 Ｆｅ17
相等が析出する。Ｒとしては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、
Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｄ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌ
ｕから選ばれる１種または２種以上が利用できる。中で
もコスト及び磁気特性の理由からＮｄを用いることが好
ましい。
【００１８】ＲＦｅＢにＧａを０．０１〜１．０ａｔ％
配合することによって得られる磁石粉末の保磁力を向上
させる。このＧａは結晶粒界のスムージング化を容易に
しｉＨｃを上げるものと考えられる。また、Ｎｂを０．
０１〜０．６ａｔ％配合することによりより異方性を高
める事ができる。このＮｂはＦｅ２Ｂの転写を確実にし
てＢｒを向上させるものと考えられる。
配合することによって得られる磁石粉末の保磁力を向上
させる。このＧａは結晶粒界のスムージング化を容易に
しｉＨｃを上げるものと考えられる。また、Ｎｂを０．
０１〜０．６ａｔ％配合することによりより異方性を高
める事ができる。このＮｂはＦｅ２Ｂの転写を確実にし
てＢｒを向上させるものと考えられる。
【００１９】本発明の製造方法で得られる異方性磁石粉
末は、その異方性（Ｂｒ／Ｂｓ、ここでＢｓは１．６Ｔ
（１６ｋＧ））が０．６５以上である。その他の磁気特
性として、Ｂｒは１．２〜１．５Ｔ（１２〜１５ｋ
Ｇ）、ｉＨｅは６３６〜１２７２ｋＡ／ｍ（８．０〜１
６ｋＯｅ）、（ＢＨ）ｍａｘは２３８〜３５８ｋＪ／ｍ
3（３０〜４５ＭＧＯｅ）の特性を持つ。本発明の異方
性磁石粉末の製造方法は、ＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵
させて水素と合金との反応を０．２５〜０．５０の相対
反応速度範囲内で進行させ、組織の順変態を起こさせ、
その後脱水素反応を進めて組織の逆変態を起こさせるも
のである。この製造に用いる原料の調製の方法は特に限
定されないが、高純度の希土類、鉄、ホウ素を、用い、
これらを所定量混合して溶解炉等で溶解し、これを鋳造
して合金のインゴットを作製し、これを原料とすること
ができる。さらに、このインゴットを粉砕して粉末状と
し、これを原料とすることもできる。
末は、その異方性（Ｂｒ／Ｂｓ、ここでＢｓは１．６Ｔ
（１６ｋＧ））が０．６５以上である。その他の磁気特
性として、Ｂｒは１．２〜１．５Ｔ（１２〜１５ｋ
Ｇ）、ｉＨｅは６３６〜１２７２ｋＡ／ｍ（８．０〜１
６ｋＯｅ）、（ＢＨ）ｍａｘは２３８〜３５８ｋＪ／ｍ
3（３０〜４５ＭＧＯｅ）の特性を持つ。本発明の異方
性磁石粉末の製造方法は、ＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵
させて水素と合金との反応を０．２５〜０．５０の相対
反応速度範囲内で進行させ、組織の順変態を起こさせ、
その後脱水素反応を進めて組織の逆変態を起こさせるも
のである。この製造に用いる原料の調製の方法は特に限
定されないが、高純度の希土類、鉄、ホウ素を、用い、
これらを所定量混合して溶解炉等で溶解し、これを鋳造
して合金のインゴットを作製し、これを原料とすること
ができる。さらに、このインゴットを粉砕して粉末状と
し、これを原料とすることもできる。
【００２０】このとき、原料の調製の方法によっては原
料中の組成分布の偏りが生じることもある。このような
組成分布の偏りが生じると、好ましくない。そこで、こ
れらの原料を均質化処理しておくことが望ましい。この
均質化処理により組成分布の偏りが生じるのを減少させ
ることができる。本発明のＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵
させ、合金と水素の反応速度Ｖは Ｖ＝Ｖ０・ （ＰＨ２／Ｐ）・ｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ） （ここで、Ｖｏ：頻度因子、ＰＨ２：水素ガス圧力（Ｐ
ａ）、Ｐｏ：解離圧（Ｐａ）、Ｅａ：活性化エネルギー
（ｋＪ／ｍｏｌ）、Ｒ：ガス定数（Ｊ／ｍｏｌＫ）、
Ｔ：温度（Ｋ）である。）で表される。この反応速度と
組織の変態速度とは比例していると考えられるので、組
織の変態速度をこの反応速度で評価することとした。
料中の組成分布の偏りが生じることもある。このような
組成分布の偏りが生じると、好ましくない。そこで、こ
れらの原料を均質化処理しておくことが望ましい。この
均質化処理により組成分布の偏りが生じるのを減少させ
ることができる。本発明のＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵
させ、合金と水素の反応速度Ｖは Ｖ＝Ｖ０・ （ＰＨ２／Ｐ）・ｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ） （ここで、Ｖｏ：頻度因子、ＰＨ２：水素ガス圧力（Ｐ
ａ）、Ｐｏ：解離圧（Ｐａ）、Ｅａ：活性化エネルギー
（ｋＪ／ｍｏｌ）、Ｒ：ガス定数（Ｊ／ｍｏｌＫ）、
Ｔ：温度（Ｋ）である。）で表される。この反応速度と
組織の変態速度とは比例していると考えられるので、組
織の変態速度をこの反応速度で評価することとした。
【００２１】即ち、組織の順変態反応の反応速度は、反
応温度が８３０℃、水素ガス圧力が０．１ＭＰａ（１ａ
ｔｍ）の時の反応速度ＶｂをＶｂ＝１とする基準反応速
度とし、この基準反応速度に基づく相対反応速度Ｖｒで
定義した。Ｖｒは次の式で示すことができる。 Ｖｒ＝
（１／０．５７６）・ ＰＨ２・ｅｘｐ（−Ｅａ／Ｒ
Ｔ）また、組織の逆変態は８３０℃、水素ガス圧力が
０．００１ＭＰａ（０．０１ａｔｍ）を基準反応速度と
した。逆変態反応の相対反応速度も同様に求めることが
できる。
応温度が８３０℃、水素ガス圧力が０．１ＭＰａ（１ａ
ｔｍ）の時の反応速度ＶｂをＶｂ＝１とする基準反応速
度とし、この基準反応速度に基づく相対反応速度Ｖｒで
定義した。Ｖｒは次の式で示すことができる。 Ｖｒ＝
（１／０．５７６）・ ＰＨ２・ｅｘｐ（−Ｅａ／Ｒ
Ｔ）また、組織の逆変態は８３０℃、水素ガス圧力が
０．００１ＭＰａ（０．０１ａｔｍ）を基準反応速度と
した。逆変態反応の相対反応速度も同様に求めることが
できる。
【００２２】なお、活性化エネルギーＥａは図１に示す
ように組成に依存し１９５〜２００ｋＪ／ｍｏｌとな
る。なお、この活性化エネルギーＥａはＮｄとＨ２とが
反応してＮｄＨ２となる生成熱を参考にして求めたもの
である。具体的に順変態反応の相対反応速度を反応温度
と水素ガス圧力で規定すると、相対反応速度の温度依存
性を示す図２、相対反応速度の圧力依存性を示す図３で
示される。
ように組成に依存し１９５〜２００ｋＪ／ｍｏｌとな
る。なお、この活性化エネルギーＥａはＮｄとＨ２とが
反応してＮｄＨ２となる生成熱を参考にして求めたもの
である。具体的に順変態反応の相対反応速度を反応温度
と水素ガス圧力で規定すると、相対反応速度の温度依存
性を示す図２、相対反応速度の圧力依存性を示す図３で
示される。
【００２３】順変態反応の相対反応速度を０．２５〜
０．５０の反応速度範囲内とするためには、反応温度は
７８０〜８４０℃の範囲が、水素圧力は０．０１〜０．
０６ＭＰａ（０．１〜０．６ａｔｍ）の範囲が良い。な
お、ここで言う反応温度はＲＦｅＢ系合金が水素を吸蔵
して順変態を起こす温度であり、反応炉の管理温度では
ないことに注意する必要がある。
０．５０の反応速度範囲内とするためには、反応温度は
７８０〜８４０℃の範囲が、水素圧力は０．０１〜０．
０６ＭＰａ（０．１〜０．６ａｔｍ）の範囲が良い。な
お、ここで言う反応温度はＲＦｅＢ系合金が水素を吸蔵
して順変態を起こす温度であり、反応炉の管理温度では
ないことに注意する必要がある。
【００２４】ＲＦｅＢ系合金が水素を吸蔵して順変態を
起こす反応は発熱反応であり、順変態の開始により反応
温度が加速度的に高くなる。従って、実際の反応温度は
反応炉の管理温度と大きく異なる。また、水素吸蔵によ
り水素ガス圧が大きく変動することも考えられる。例え
ば、不活性ガスと水素ガスとの混合ガスを採用した場
合、水素が吸蔵され、順変態を起こすＲＦｅＢ系合金の
周囲の水素ガス濃度が大きく低下することもあり得る。
異方性の高い磁石粉末とするためには、厳密な反応温度
管理および水素ガス圧力の管理を必要とする。
起こす反応は発熱反応であり、順変態の開始により反応
温度が加速度的に高くなる。従って、実際の反応温度は
反応炉の管理温度と大きく異なる。また、水素吸蔵によ
り水素ガス圧が大きく変動することも考えられる。例え
ば、不活性ガスと水素ガスとの混合ガスを採用した場
合、水素が吸蔵され、順変態を起こすＲＦｅＢ系合金の
周囲の水素ガス濃度が大きく低下することもあり得る。
異方性の高い磁石粉末とするためには、厳密な反応温度
管理および水素ガス圧力の管理を必要とする。
【００２５】順変態の相対反応速度が０．２５〜０．５
０の反応速度範囲外となる場合には、異方性が小さくな
る。なお、ＲＦｅＢ系合金よりなる磁石粉末は本来異方
性をもつものであり、完全な等方性とすることもまた極
めて困難である。ここでは異方性の定義として、異方性
Ｂｒ／Ｂｓ（Ｂｓ＝１．６Ｔ（Ｂｓ＝１６ｋＧ））とし
たとき、この値が０．５以下のものを完全等方性、０．
５を越え０．６５未満のものを等方性、０．６５以上の
ものを異方性と定義する。
０の反応速度範囲外となる場合には、異方性が小さくな
る。なお、ＲＦｅＢ系合金よりなる磁石粉末は本来異方
性をもつものであり、完全な等方性とすることもまた極
めて困難である。ここでは異方性の定義として、異方性
Ｂｒ／Ｂｓ（Ｂｓ＝１．６Ｔ（Ｂｓ＝１６ｋＧ））とし
たとき、この値が０．５以下のものを完全等方性、０．
５を越え０．６５未満のものを等方性、０．６５以上の
ものを異方性と定義する。
【００２６】順変態の相対反応速度が０．２５〜０．５
０の反応速度範囲内でＢｒ／Ｂｓ（Ｂｓ＝１．６Ｔ（Ｂ
ｓ＝１６ｋＧ））が０．６５以上の異方性磁石粉末が得
られる。順変態の反応により、前に説明したように、Ｎ
ｄＦｅＢの希土類合金を水素吸蔵させて順変態するとき
に、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ１の結晶方位が順変態により生ず
ると考えられる多数の微細なＦｅ２Ｂにより正確に転写
されるためであろうと考えている。順変態の相対反応速
度が０．２５〜０．５０の反応速度範囲外では、Ｆｅ２
Ｂへの転写が充分でなく、異方性が低くなる。発明者は
現状ではＦｅ２Ｂへの転写が充分でない場合には、後の
工程で異方性を高めることは不可能であると考えてい
る。
０の反応速度範囲内でＢｒ／Ｂｓ（Ｂｓ＝１．６Ｔ（Ｂ
ｓ＝１６ｋＧ））が０．６５以上の異方性磁石粉末が得
られる。順変態の反応により、前に説明したように、Ｎ
ｄＦｅＢの希土類合金を水素吸蔵させて順変態するとき
に、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ１の結晶方位が順変態により生ず
ると考えられる多数の微細なＦｅ２Ｂにより正確に転写
されるためであろうと考えている。順変態の相対反応速
度が０．２５〜０．５０の反応速度範囲外では、Ｆｅ２
Ｂへの転写が充分でなく、異方性が低くなる。発明者は
現状ではＦｅ２Ｂへの転写が充分でない場合には、後の
工程で異方性を高めることは不可能であると考えてい
る。
【００２７】反応に伴って加速度的に早くなる順変態の
相対反応速度を０．２５〜０．５０の相対反応速度範囲
内に管理することは通常の炉では不可能である。そのた
め新しい熱処理炉として、本発明者等は特願平８−２０
６２３１号明細書に記載した反応時の発熱を相殺する吸
熱手段をもった炉を開発して使用した。この吸熱手段
は、水素吸蔵合金を管内に配置し、この管を炉内に入
れ、反応による発熱と逆に管内の水素ガス圧力を減圧
し、脱水素反応を進めて吸熱させ、反応による発熱を吸
収して相殺するものである。これにより炉の管理温度と
反応温度とをほぼ等しくできる。
相対反応速度を０．２５〜０．５０の相対反応速度範囲
内に管理することは通常の炉では不可能である。そのた
め新しい熱処理炉として、本発明者等は特願平８−２０
６２３１号明細書に記載した反応時の発熱を相殺する吸
熱手段をもった炉を開発して使用した。この吸熱手段
は、水素吸蔵合金を管内に配置し、この管を炉内に入
れ、反応による発熱と逆に管内の水素ガス圧力を減圧
し、脱水素反応を進めて吸熱させ、反応による発熱を吸
収して相殺するものである。これにより炉の管理温度と
反応温度とをほぼ等しくできる。
【００２８】この順変態の反応は理想的には３０分程度
で終わるが、工業的には反応時間は処理量に依存する。
順変態の終了後、順変態を起こした温度で少なくとも１
時間加熱処理を継続することにより得られる磁石粉末の
保磁力が向上する。これは順変態により生じた内部歪み
が緩和除去されることと関連していると考えている。内
部歪みが残存していると逆変態後に組織が不均一化して
保磁力が低下するものと考えている。
で終わるが、工業的には反応時間は処理量に依存する。
順変態の終了後、順変態を起こした温度で少なくとも１
時間加熱処理を継続することにより得られる磁石粉末の
保磁力が向上する。これは順変態により生じた内部歪み
が緩和除去されることと関連していると考えている。内
部歪みが残存していると逆変態後に組織が不均一化して
保磁力が低下するものと考えている。
【００２９】この後、吸蔵した水素を脱水素して逆変態
を起こさせる。この逆変態はＦｅ2Ｂの結晶方位を生成
するＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ1 の結晶方位に転写するものであ
る。この逆変態時にＦｅ2 Ｂの方位を転写するために
は、前記した順変態時の相対反応速度式と同じ相対反応
速度式の相対反応速度Ｖ r が０．１〜０．４の相対反応
速度範囲内で起こさせるのが好ましい。具体的にはこの
逆変態は、前記順変態の水素ガス圧力の１／１０〜１／
１００の水素ガス圧力に維持して行うことにより達成さ
れる。なお、逆変態は順変態とは反対の吸熱反応であ
り、逆変態の開始により反応温度が加速度的に低下す
る。従って、実際の反応温度を７８０〜８４０℃の範囲
に保つためには、順変態と同様の能力を持った炉が必要
である。
を起こさせる。この逆変態はＦｅ2Ｂの結晶方位を生成
するＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ1 の結晶方位に転写するものであ
る。この逆変態時にＦｅ2 Ｂの方位を転写するために
は、前記した順変態時の相対反応速度式と同じ相対反応
速度式の相対反応速度Ｖ r が０．１〜０．４の相対反応
速度範囲内で起こさせるのが好ましい。具体的にはこの
逆変態は、前記順変態の水素ガス圧力の１／１０〜１／
１００の水素ガス圧力に維持して行うことにより達成さ
れる。なお、逆変態は順変態とは反対の吸熱反応であ
り、逆変態の開始により反応温度が加速度的に低下す
る。従って、実際の反応温度を７８０〜８４０℃の範囲
に保つためには、順変態と同様の能力を持った炉が必要
である。
【００３０】この逆変態は理論的には１０分以内で終わ
る。工業的には処理量に依存する。この逆変態終了後に
は逆変態の温度で少なくとも２５分以上保持し、生成し
たＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ１結晶を持つ希土類磁石粉末に含ま
れる水素を除去するのが好ましい。これにより保磁力が
向上する。解離した水素が合金内に残存していると保磁
力を著しく損なうためである。この後冷却し、本発明の
異方性磁石が得られる。冷却は少なくとも５℃／ｍｉ
ｎ．の冷却速度で行うことが望ましい。
る。工業的には処理量に依存する。この逆変態終了後に
は逆変態の温度で少なくとも２５分以上保持し、生成し
たＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ１結晶を持つ希土類磁石粉末に含ま
れる水素を除去するのが好ましい。これにより保磁力が
向上する。解離した水素が合金内に残存していると保磁
力を著しく損なうためである。この後冷却し、本発明の
異方性磁石が得られる。冷却は少なくとも５℃／ｍｉ
ｎ．の冷却速度で行うことが望ましい。
【００３１】インゴット状の原料を用いたとき、得られ
るインゴット状の希土類永久磁石は乳鉢等で容易に粉砕
することができる。また、粉末状の原料を用いた場合、
凝集等により固化することもあるが、乳鉢等で容易に粉
砕することができる。希土類永久ボンド磁石は、得られ
た希土類永久磁石粉末と、この磁石粉末のバインダーと
なる樹脂と、を用いて製造される。このとき樹脂として
はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができ、
所定の着磁用の磁場のもとで、この樹脂と磁石粉末とを
混合して得られた混合物を加圧成形等により成形した
後、熱処理して樹脂を熱硬化し、異方性の希土類永久ボ
ンド磁石を形成することができる。
るインゴット状の希土類永久磁石は乳鉢等で容易に粉砕
することができる。また、粉末状の原料を用いた場合、
凝集等により固化することもあるが、乳鉢等で容易に粉
砕することができる。希土類永久ボンド磁石は、得られ
た希土類永久磁石粉末と、この磁石粉末のバインダーと
なる樹脂と、を用いて製造される。このとき樹脂として
はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができ、
所定の着磁用の磁場のもとで、この樹脂と磁石粉末とを
混合して得られた混合物を加圧成形等により成形した
後、熱処理して樹脂を熱硬化し、異方性の希土類永久ボ
ンド磁石を形成することができる。
【００３２】
【発明の作用】本発明の製造方法で得られる異方性磁石
粉末は、Ｂｒ／Ｂｓ（ここでＢｓは１．６Ｔ（１６ｋ
Ｇ））が０．６５以上と極めて大きい異方性をもつ。ま
た、残留磁束密度および保磁力はそれぞれ１．２Ｔ（１
２ｋＧ）、６３６ｋＡ／ｍ（８ｋＯｅ）以上で磁気特性
に優れる。また、これらの磁石粉末を用いた異方性ボン
ド磁石は１３５ｋＪ／ｍ3（１７ＭＧＯｅ）以上の高い
（ＢＨ）ｍａｘをもつ。
粉末は、Ｂｒ／Ｂｓ（ここでＢｓは１．６Ｔ（１６ｋ
Ｇ））が０．６５以上と極めて大きい異方性をもつ。ま
た、残留磁束密度および保磁力はそれぞれ１．２Ｔ（１
２ｋＧ）、６３６ｋＡ／ｍ（８ｋＯｅ）以上で磁気特性
に優れる。また、これらの磁石粉末を用いた異方性ボン
ド磁石は１３５ｋＪ／ｍ3（１７ＭＧＯｅ）以上の高い
（ＢＨ）ｍａｘをもつ。
【００３３】また、本発明の異方性磁石粉末の製造方法
は高温水素熱処理の順変態反応の相対反応速度を所定速
度としたものである。これにより簡単に異方性の大きい
希土類磁石を容易に得ることができる。
は高温水素熱処理の順変態反応の相対反応速度を所定速
度としたものである。これにより簡単に異方性の大きい
希土類磁石を容易に得ることができる。
【００３４】
【実施例】以下、実施例により具体的に説明する。 （実施例１） Ｎｄ：１２．５ａｔ％、Ｂ：６．２ａｔ％、残部Ｆｅよ
りなる合金をボタンアーク溶解で溶製し、１１４０℃で
均質化終了を行い、その後表１に示す条件で水素処理を
行った。
りなる合金をボタンアーク溶解で溶製し、１１４０℃で
均質化終了を行い、その後表１に示す条件で水素処理を
行った。
【００３５】具体的には、試料として約１５ｇと極めて
少なくし石英管中に入れ、この石英管内の水素ガス圧を
管理できるように導管でガス圧制御装置に結んだ。加熱
炉としては赤外線加熱炉を使用した。温度測定には熱電
対を使用し、試料の温度と雰囲気の温度を測定し、これ
らの温度に基づいて炉を制御した。石英管の中に表１に
示す水素ガス圧を導入し、その状態で加熱し約６０分間
で反応温度までした。そして反応の開始を試料の温度が
雰囲気の温度を越えると直ちに加熱を中止し、放熱によ
る冷却で雰囲気温度を下げ、反応による発熱を吸収し、
目的の反応温度＋５℃以内に試料温度が保たれるように
した。試料量が１５ｇと少なく、かつ、赤外線炉を使用
しているため石英管内の雰囲気温度は比較的容易に制御
できた。
少なくし石英管中に入れ、この石英管内の水素ガス圧を
管理できるように導管でガス圧制御装置に結んだ。加熱
炉としては赤外線加熱炉を使用した。温度測定には熱電
対を使用し、試料の温度と雰囲気の温度を測定し、これ
らの温度に基づいて炉を制御した。石英管の中に表１に
示す水素ガス圧を導入し、その状態で加熱し約６０分間
で反応温度までした。そして反応の開始を試料の温度が
雰囲気の温度を越えると直ちに加熱を中止し、放熱によ
る冷却で雰囲気温度を下げ、反応による発熱を吸収し、
目的の反応温度＋５℃以内に試料温度が保たれるように
した。試料量が１５ｇと少なく、かつ、赤外線炉を使用
しているため石英管内の雰囲気温度は比較的容易に制御
できた。
【００３６】この後８２０℃、水素ガス圧０．０２ＭＰ
ａ（０．２ａｔｍ）で３時間加熱処理を行った。その後
逆変態相対速度０．２６となるように石英管内の水素ガ
ス圧を放出して脱水素を図り、逆変態反応を進めた。こ
の脱水素による逆変態反応では、水素ガス圧を微妙に制
御し、温度が吸熱反応により下がり始めると、水素ガス
圧の減圧を止め、温度が所定温度に戻ると再び減圧を再
開するといった制御方法により行い、目的とする温度−
５℃の範囲で制御し、水素ガス吸蔵時の水素ガス圧の１
／１００以下の０．０００１ＭＰａ（０．００１ａｔ
ｍ）とした。
ａ（０．２ａｔｍ）で３時間加熱処理を行った。その後
逆変態相対速度０．２６となるように石英管内の水素ガ
ス圧を放出して脱水素を図り、逆変態反応を進めた。こ
の脱水素による逆変態反応では、水素ガス圧を微妙に制
御し、温度が吸熱反応により下がり始めると、水素ガス
圧の減圧を止め、温度が所定温度に戻ると再び減圧を再
開するといった制御方法により行い、目的とする温度−
５℃の範囲で制御し、水素ガス吸蔵時の水素ガス圧の１
／１００以下の０．０００１ＭＰａ（０．００１ａｔ
ｍ）とした。
【００３７】この脱水素による逆変態反応の開始から３
０分間後まで、所定温度の熱処理を続けた。このあと冷
却し、水素処理を終えた。これにより希土類磁石粉末を
製造した。得られた希土類磁石粉末の残留磁束密度を測
定し、異方化率を求めた。残留磁束密度、異方化率とと
もに順変態相対反応速度、処理温度および水素吸蔵時の
水素ガス圧を合わせて表１に示す。なお、アスペクト比
は、各結晶粒の最大直径および最小直径を電子顕微鏡で
測定し、２５サンプルの平均値として求めた。 反応速度が０．２５〜０．５の範囲では、いずれもＮｄ
２Ｆｅ１４Ｂの方位がＦｅ２Ｂに転写され高い異方性が
得られるが、この範囲外の相対反応速度が早い場合、転
写がうまくいかず等方性の粉末しかえられない。一方、
反応速度が遅い場合は反応が不均一になり高いＢｓが得
られるもののＮｄＦｅＢが残留してしまい高い保磁力
（ｉＨｃ）が得られない。 実施例２． 主として実施例１のＮｏ．１の水素吸蔵条件で水素吸蔵
させて合金組織の順変態を行ったものを表２に示す保持
温度、保持水素ガス圧力および保持時間で順変態後の加
熱処理を行った（なお、Ｎｏ．５４については実施例１
のＮｏ．５２の水素吸蔵条件で水素吸蔵させて合金組織
の順変態を行った。）。その後逆変態相対速度０．２６
となるように保持温度で水素ガス圧力を下げ、実施例１
と同様に脱水素による逆変態反応を起こさせ、その後実
施例１と同様に逆変態反応後の熱処理を８２０℃、真空
下で３０分間保持し、その後冷却した。これにより表２
に示す希土類磁石粉末を製造した。
０分間後まで、所定温度の熱処理を続けた。このあと冷
却し、水素処理を終えた。これにより希土類磁石粉末を
製造した。得られた希土類磁石粉末の残留磁束密度を測
定し、異方化率を求めた。残留磁束密度、異方化率とと
もに順変態相対反応速度、処理温度および水素吸蔵時の
水素ガス圧を合わせて表１に示す。なお、アスペクト比
は、各結晶粒の最大直径および最小直径を電子顕微鏡で
測定し、２５サンプルの平均値として求めた。 反応速度が０．２５〜０．５の範囲では、いずれもＮｄ
２Ｆｅ１４Ｂの方位がＦｅ２Ｂに転写され高い異方性が
得られるが、この範囲外の相対反応速度が早い場合、転
写がうまくいかず等方性の粉末しかえられない。一方、
反応速度が遅い場合は反応が不均一になり高いＢｓが得
られるもののＮｄＦｅＢが残留してしまい高い保磁力
（ｉＨｃ）が得られない。 実施例２． 主として実施例１のＮｏ．１の水素吸蔵条件で水素吸蔵
させて合金組織の順変態を行ったものを表２に示す保持
温度、保持水素ガス圧力および保持時間で順変態後の加
熱処理を行った（なお、Ｎｏ．５４については実施例１
のＮｏ．５２の水素吸蔵条件で水素吸蔵させて合金組織
の順変態を行った。）。その後逆変態相対速度０．２６
となるように保持温度で水素ガス圧力を下げ、実施例１
と同様に脱水素による逆変態反応を起こさせ、その後実
施例１と同様に逆変態反応後の熱処理を８２０℃、真空
下で３０分間保持し、その後冷却した。これにより表２
に示す希土類磁石粉末を製造した。
【００３８】得られた希土類磁石粉末の残留磁束密度、
固有保磁力および（ＢＨ）ｍａｘを測定し、異方化率を
求めた。保磁力、異方化率とともに順変態相対反応速
度、保持時間、保持温度、保持圧力、残留磁束密度、異
方化率、固有保磁力および磁石粉末の（ＢＨ）ｍａｘを
合わせて表２に示す。 実施例１と同様にして順反応を終えたのち続けて保持温
度で及び圧力で熱処理し順変態に伴う歪みを緩和した
後、続けて脱水素（水素圧力０．０００１ＭＰａ（０．
００１ａｔｍ））した結果は、実施例１同様高い異方性
が維持された。そして、６０分以上保持することで、実
施例１と比較して保磁力が高くなる。一方短時間の保持
では異方性は失われないが、保磁力は低い。また、反応
速度が早いと、異方性は失われ、続けて保持、脱水素を
行っても異方性は回復しない。 実施例３． 主として実施例２のＮｏ．７の水素吸蔵条件で水素吸蔵
させて合金組織の順変態を行いその後１８０分保持した
ものを、表３に示す試料温度、逆変態相対速度、逆変態
水素ガス圧力０．０００１ＭＰａ（０．００１ａｔｍ）
で逆変態を行い、その後、８２０℃、真空下で３０分加
熱処理を行い、その後急冷した（なお、Ｎｏ．５６につ
いては実施例１のＮｏ．５２の水素吸蔵条件で水素吸蔵
させて合金組織の順変態を行った。）。これにより表３
に示す希土類磁石粉末を製造した。
固有保磁力および（ＢＨ）ｍａｘを測定し、異方化率を
求めた。保磁力、異方化率とともに順変態相対反応速
度、保持時間、保持温度、保持圧力、残留磁束密度、異
方化率、固有保磁力および磁石粉末の（ＢＨ）ｍａｘを
合わせて表２に示す。 実施例１と同様にして順反応を終えたのち続けて保持温
度で及び圧力で熱処理し順変態に伴う歪みを緩和した
後、続けて脱水素（水素圧力０．０００１ＭＰａ（０．
００１ａｔｍ））した結果は、実施例１同様高い異方性
が維持された。そして、６０分以上保持することで、実
施例１と比較して保磁力が高くなる。一方短時間の保持
では異方性は失われないが、保磁力は低い。また、反応
速度が早いと、異方性は失われ、続けて保持、脱水素を
行っても異方性は回復しない。 実施例３． 主として実施例２のＮｏ．７の水素吸蔵条件で水素吸蔵
させて合金組織の順変態を行いその後１８０分保持した
ものを、表３に示す試料温度、逆変態相対速度、逆変態
水素ガス圧力０．０００１ＭＰａ（０．００１ａｔｍ）
で逆変態を行い、その後、８２０℃、真空下で３０分加
熱処理を行い、その後急冷した（なお、Ｎｏ．５６につ
いては実施例１のＮｏ．５２の水素吸蔵条件で水素吸蔵
させて合金組織の順変態を行った。）。これにより表３
に示す希土類磁石粉末を製造した。
【００３９】得られた希土類磁石粉末の残留磁束密度、
固有保磁力および（ＢＨ）ｍａｘを測定し、異方化率を
求めた。保磁力、異方化率とともに順変態相対反応速
度、保持時間、逆変態相対速度、試料温度、残留磁束密
度、異方化率、固有保磁力および磁石粉末の（ＢＨ）ｍ
ａｘを合わせて表３に示す。 逆変態反応速度が０．１〜０．４の範囲では、転写され
た方位が、乱れることなくＮｄ２Ｆｅ１４Ｂに転写され
異方性が得られるが、Ｎｏ．５５に見られるように、逆
変態反応速度がそれより早い場合には異方性が低くなり
高い特性が得られない。
固有保磁力および（ＢＨ）ｍａｘを測定し、異方化率を
求めた。保磁力、異方化率とともに順変態相対反応速
度、保持時間、逆変態相対速度、試料温度、残留磁束密
度、異方化率、固有保磁力および磁石粉末の（ＢＨ）ｍ
ａｘを合わせて表３に示す。 逆変態反応速度が０．１〜０．４の範囲では、転写され
た方位が、乱れることなくＮｄ２Ｆｅ１４Ｂに転写され
異方性が得られるが、Ｎｏ．５５に見られるように、逆
変態反応速度がそれより早い場合には異方性が低くなり
高い特性が得られない。
【００４０】一方、Ｎｏ．５６に見られるように、変態
の反応速度が早い場合には、その後の処理が良くても異
方性は得られない。 実施例４． 主に実施例３のＮｏ．１１と同様に順変態、熱処理およ
び逆変態を行ったものを表４に示す保持温度および保持
時間で加熱処理を行った。（なお、Ｎｏ．５６について
は実施例３のＮｏ．５４の順変態、熱処理および逆変態
を行った。）これにより表４に示す希土類磁石粉末を製
造した。
の反応速度が早い場合には、その後の処理が良くても異
方性は得られない。 実施例４． 主に実施例３のＮｏ．１１と同様に順変態、熱処理およ
び逆変態を行ったものを表４に示す保持温度および保持
時間で加熱処理を行った。（なお、Ｎｏ．５６について
は実施例３のＮｏ．５４の順変態、熱処理および逆変態
を行った。）これにより表４に示す希土類磁石粉末を製
造した。
【００４１】また、得られた粉末磁石粉末を用い、熱硬
化性樹脂としてフェノール樹脂を粉末磁石１００ｇに対
して３ｇ使用し、型内で圧縮成形してボンド磁石を得
た。また、成形時に２．０Ｔ（２０ｋＯｅ）の磁場を作
用させたものと、無磁場のものとの２種類のものを得
た。得られた希土類磁石粉末の残留磁束密度、固有保磁
力および（ＢＨ）ｍａｘを測定し、異方化率を求めた。
また、この磁石に含まれる残留水素を求めた。残留水素
の値は全体を１００重量％としたときの重量％で示し
た。さらにボンド磁石の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａ
ｘを測定した。
化性樹脂としてフェノール樹脂を粉末磁石１００ｇに対
して３ｇ使用し、型内で圧縮成形してボンド磁石を得
た。また、成形時に２．０Ｔ（２０ｋＯｅ）の磁場を作
用させたものと、無磁場のものとの２種類のものを得
た。得られた希土類磁石粉末の残留磁束密度、固有保磁
力および（ＢＨ）ｍａｘを測定し、異方化率を求めた。
また、この磁石に含まれる残留水素を求めた。残留水素
の値は全体を１００重量％としたときの重量％で示し
た。さらにボンド磁石の最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａ
ｘを測定した。
【００４２】保磁力、異方化率とともに順変態相対反応
速度、保持時間、逆変態相対速度、逆変態後の保持温度
および保持時間の処理条件を表４に、測定された磁気特
性を表５に示す。 脱水素時間が２５分以上保持することで、十分に水素が
抜け異方性が失われることなく、高い保磁力が得られる
ことがわかる。一方保持時間が早い場合は少し水素が残
り、高い保磁力は得られない。
速度、保持時間、逆変態相対速度、逆変態後の保持温度
および保持時間の処理条件を表４に、測定された磁気特
性を表５に示す。 脱水素時間が２５分以上保持することで、十分に水素が
抜け異方性が失われることなく、高い保磁力が得られる
ことがわかる。一方保持時間が早い場合は少し水素が残
り、高い保磁力は得られない。
【００４３】また、異方化の反応速度が早い場合には、
高い保磁力は得られるものの、異方性は完全に消去さ
れ、等方性の粉末しか得られない。実施例５．Ｎｄ：１
２．５ａｔ％、Ｂ：６．２ａｔ％、残部Ｆｅよりなる合
金に表６に示す微量のＧａ，Ｎｂを添加し、実施例１で
説明したのと同様にボタンアーク溶解で溶製し、１１４
０℃で均質化終了を行い、その後表６に示す条件で高温
水素熱処理を行った。その後実施例４と同様に磁気特性
を測定した。測定結果を表７に示す。 Ｇａ添加は逆磁区の発生を抑えるための粒界のクリーニ
ング効果をもち高い保磁力が得られる。また、Ｎｂ添加
は、転写の効果を上げる働きをもつ。その結果Ｇａ，Ｎ
ｂの量元素の微量添加で従来得られていない、３５０ｋ
Ｊ／ｍ ３ （４４．０ＭＧＯｅ）の高い特性が得られる。
高い保磁力は得られるものの、異方性は完全に消去さ
れ、等方性の粉末しか得られない。実施例５．Ｎｄ：１
２．５ａｔ％、Ｂ：６．２ａｔ％、残部Ｆｅよりなる合
金に表６に示す微量のＧａ，Ｎｂを添加し、実施例１で
説明したのと同様にボタンアーク溶解で溶製し、１１４
０℃で均質化終了を行い、その後表６に示す条件で高温
水素熱処理を行った。その後実施例４と同様に磁気特性
を測定した。測定結果を表７に示す。 Ｇａ添加は逆磁区の発生を抑えるための粒界のクリーニ
ング効果をもち高い保磁力が得られる。また、Ｎｂ添加
は、転写の効果を上げる働きをもつ。その結果Ｇａ，Ｎ
ｂの量元素の微量添加で従来得られていない、３５０ｋ
Ｊ／ｍ ３ （４４．０ＭＧＯｅ）の高い特性が得られる。
【００４４】
【発明の効果】本発明の製造方法で得られる異方性磁石
粉末は異方性（Ｂｒ／Ｂｓ＝１．６Ｔ（１６ＫＧ））が
０．６５以上である希土類磁石である。この異方性磁石
粉末を用いることにより高い（ＢＨ）ｍａｘをもつ異方
性ボンド磁石とすることができる。
粉末は異方性（Ｂｒ／Ｂｓ＝１．６Ｔ（１６ＫＧ））が
０．６５以上である希土類磁石である。この異方性磁石
粉末を用いることにより高い（ＢＨ）ｍａｘをもつ異方
性ボンド磁石とすることができる。
【図１】 希土類合金の順変態反応の合金組成と反応速
度との関係を示す線図である。
度との関係を示す線図である。
【図２】 希土類合金の順変態反応の反応温度と反応速
度との関係を示す線図である。
度との関係を示す線図である。
【図３】 希土類合金の順変態反応の水素ガス圧力と反
応速度との関係を示す線図である。
応速度との関係を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−76754（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−278615（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 1/053 B22F 1/00 B22F 9/04 C22C 38/00 303 H01F 1/06
Claims (9)
- 【請求項１】 イットリウム（Ｙ）を含む希土類元素
（以下、Ｒと称す）と、鉄（Ｆｅ）と、ホウ素（Ｂ）と
を主成分とするＲＦｅＢ系合金に水素を吸蔵させて該Ｒ
ＦｅＢ系合金と水素との反応を次の反応速度式に示す Ｖ r ＝（１／０．５７６）・√ＰＨ 2 ・ｅｘｐ（−Ｅａ／ＲＴ） （ここで、Ｖ r ：相対反応速度、ＰＨ 2 ：水素ガス圧力
（ａｔｍ）、Ｅａ：活性化エネルギー（ｋＪ／ｍｏ
ｌ）、Ｒ：ガス定数（Ｊ／ｍｏｌＫ）、Ｔ：温度（Ｋ）
である。）で表される相対反応速度Ｖ r を ０．２５〜
０．５０の相対反応速度範囲内で進行させることにより
該ＲＦｅＢ系合金組織の順変態を起こさせ、その後脱水
素反応を進めて該ＲＦｅＢ系合金組織の逆変態を起こさ
せ、異方性が付与されたＲＦｅＢ系合金磁石とすること
を特徴とする異方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項２】 前記順変態は、水素ガス圧力を０．０１
〜０．０６ＭＰａ（０．１〜０．６ａｔｍ）に維持し、
前記ＲＦｅＢ系合金の温度を７８０〜８４０℃の所定温
度に保持して順変態反応を起こさせる請求項１記載の異
方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項３】 前記順変態は、前記順変態反応開始に伴
う発熱を冷却して奪うことにより反応温度の上昇を抑え
つつ進める請求項１記載の異方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項４】 前記順変態の終了後、該順変態を起こし
た温度で少なくとも１時間加熱処理を継続する請求項１
記載の異方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項５】 前記逆変態は、前記ＲＦｅＢ系合金と水
素との解離反応を前記反応速度式の前記相対反応速度Ｖ
r が０．１〜０．４の相対反応速度内で起こさせる請求
項２記載の異方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項６】前記逆変態は、該逆変態に伴う吸熱を加熱
して補うことにより前記相対反応速度の低下を抑えつつ
進める請求項５記載の異方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項７】前記逆変態は、前記順変態の水素ガス圧力
の１／１０〜１／１００の水素ガス圧力に維持しかつ７
８０〜８４０℃の所定温度に２５分以上保持し、前記Ｒ
ＦｅＢ系合金に残留する水素を除去した後、冷却する請
求項１記載の異方性磁石粉末の製造方法。 - 【請求項８】 前記ＲＦｅＢ系合金は、１２〜１５ａｔ
％のＲと、５．５〜８ａｔ％のＢと、不可避な不純物と
を含み、残りがＦｅからなる請求項１記載の異方性磁石
粉末の製造方法。 - 【請求項９】 前記ＲＦｅＢ系合金は、０．０１〜１．
０ａｔ％のＧａと０．０１〜０．６ａｔ％のＮｂの少な
くとも１種を含む請求項１記載の異方性磁石粉末の製造
方法。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP8285597A JP2881409B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 異方性磁石粉末の製造方法 |
| US08/947,340 US6056830A (en) | 1996-10-28 | 1997-10-08 | Anisotropic magnet powders and their production method |
| GB9721705A GB2318587B (en) | 1996-10-28 | 1997-10-13 | Anisotropic magnet powders and their production method |
| DE19747364A DE19747364C2 (de) | 1996-10-28 | 1997-10-27 | Pulver mit magnetischer Anisotropie sowie deren Herstellungsverfahren |
| CNB971211949A CN1154124C (zh) | 1996-10-28 | 1997-10-27 | 各向异性磁粉及其制造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8285597A JP2881409B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 異方性磁石粉末の製造方法 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16619297A Division JP3463911B2 (ja) | 1997-06-23 | 1997-06-23 | 異方性磁石粉末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10135017A JPH10135017A (ja) | 1998-05-22 |
| JP2881409B2 true JP2881409B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=17693611
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8285597A Expired - Lifetime JP2881409B2 (ja) | 1996-10-28 | 1996-10-28 | 異方性磁石粉末の製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6056830A (ja) |
| JP (1) | JP2881409B2 (ja) |
| CN (1) | CN1154124C (ja) |
| DE (1) | DE19747364C2 (ja) |
| GB (1) | GB2318587B (ja) |
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| US6444052B1 (en) | 1999-10-13 | 2002-09-03 | Aichi Steel Corporation | Production method of anisotropic rare earth magnet powder |
| EP2226814A1 (en) | 2009-02-27 | 2010-09-08 | MINEBEA Co., Ltd. | Rare-earth iron -based magnet with self-recoverability |
| DE102010037838A1 (de) | 2009-09-29 | 2011-03-31 | Minebea Co., Ltd. | Anisotroper Kunstharz-Verbundmagnet auf Seltenerd-Eisen Basis |
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| US6955729B2 (en) * | 2002-04-09 | 2005-10-18 | Aichi Steel Corporation | Alloy for bonded magnets, isotropic magnet powder and anisotropic magnet powder and their production method, and bonded magnet |
| US20050067052A1 (en) * | 2002-06-28 | 2005-03-31 | Yoshimobu Honkura | Alloy for use in bonded magnet, isotropic magnet powder and anisotropic magnet powder and method for production thereof, and bonded magnet |
| DE10255604B4 (de) * | 2002-11-28 | 2006-06-14 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Herstellen eines anisotropen Magnetpulvers und eines gebundenen anisotropen Magneten daraus |
| US7138018B2 (en) * | 2003-01-16 | 2006-11-21 | Aichi Steel Corporation | Process for producing anisotropic magnet powder |
| JP2007042816A (ja) | 2005-08-02 | 2007-02-15 | Ricoh Co Ltd | 圧縮成形用磁石コンパウンド、長尺磁石成形体、マグネットローラ、現像剤担持体、現像装置、及び、画像形成装置 |
| US9324485B2 (en) | 2008-02-29 | 2016-04-26 | Daido Steel Co., Ltd. | Material for anisotropic magnet and method of manufacturing the same |
| CN101770843B (zh) * | 2009-01-07 | 2014-08-20 | 大同特殊钢株式会社 | 磁各向异性磁体原材料及其制造方法 |
| CN104201249A (zh) * | 2014-09-15 | 2014-12-10 | 六安市大宇高分子材料有限公司 | 一种倒置生长InAlAsP/InGaAs/Ge三结光伏电池的制备方法 |
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| JPH07110965B2 (ja) * | 1985-07-25 | 1995-11-29 | 並木精密宝石株式会社 | 樹脂結合永久磁石用の合金粉末の製造方法 |
| DE3850001T2 (de) * | 1987-08-19 | 1994-11-03 | Mitsubishi Materials Corp | Magnetisches Seltenerd-Eisen-Bor-Puder und sein Herstellungsverfahren. |
| DE69009335T2 (de) * | 1989-07-31 | 1994-11-03 | Mitsubishi Materials Corp | Seltenerdpulver für Dauermagnet, Herstellungsverfahren und Verbundmagnet. |
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-
1996
- 1996-10-28 JP JP8285597A patent/JP2881409B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-10-08 US US08/947,340 patent/US6056830A/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-13 GB GB9721705A patent/GB2318587B/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-27 DE DE19747364A patent/DE19747364C2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-10-27 CN CNB971211949A patent/CN1154124C/zh not_active Expired - Lifetime
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