JP3148573B2 - 耐食性のすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、耐食性および結晶配
向性にすぐれた高性能のＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材
料の製造方法に係り、ストリップキャスティング法によ
り得られた所要組成の鋳片あるいは粗粒を粗粉砕、微粉
砕後、微粉末をモールド内に特定の充填密度に充填し、
瞬間的にパルス磁界を繰り返し磁界方向を反転させて付
加して配向後、冷間静水圧プレス、焼結、時効処理する
製造方法であり、特に微粉砕紛の成形を静磁界中で冷間
静水圧プレスにて行うことにより、すぐれた配向性、磁
気特性を有する高性能な耐食性のすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ
−Ｃ系永久磁石材料を得る製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、高性能永久磁石として代表的なＲ
−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（特開昭５９−４６００８号）
は、三元系正方晶化合物の主相とＲリッチ相を有する組
織にて高い磁石特性が得られ、一般家庭の各種電器製品
から大型コンピュータの周辺機器まで幅広い分野で使用
され、用途に応じた種々の磁石特性を発揮するよう種々
の組成のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石が提案されている。

【０００３】前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は極めてすぐ
れた磁気特性を有するが、耐食性、温度特性の点で問題
があり、従来よりＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の耐食性の改
善のため、磁石表面に耐食性金属膜や樹脂膜を被覆する
方法が提案され（特開昭６０−５４４０６号公報、特開
昭６０−６３９０１号公報）、また磁石の磁気特性の温
度特性の改善のため、磁石組成のＦｅの１部をＣｏにて
置換することが提案（特開昭５９−６４７３３号公報）
されているが、未だ十分でなく、且つ、磁石のコスト上
昇を招来する問題があった。

【０００４】最近、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石のＢの一部をＣ
で置換して耐食性のすぐれた境界相を生成させて、耐食
性の改善向上、温度特性の向上を図ったＲ−Ｆｅ−Ｂ−
Ｃ系磁石が提案（特開平３−８２７４４号公報）されて
いる。前記Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系磁石は、合金溶湯を鋳型
に鋳込んで鋳塊を作製後、該鋳塊を粉砕、成型、焼結、
時効処理の粉末冶金法により磁石化したり、あるいは前
記鋳塊または鋳塊の粉砕後の粗粉を溶体化処理後、粉砕
して、前記の粉末冶金法により磁石化して、耐食性及び
温度特性の改善向上を図ったが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系磁
石の磁気特性は（ＢＨ）ｍａｘがたかだか３８ＭＧＯｅ
程度であった。

【０００５】また、鋳塊粉砕法によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系合
金粉末の欠点たる結晶粒の粗大化、α−Ｆｅの残留、偏
析を防止するために、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金溶湯を双ロー
ル法により、０．０３ｍｍ〜１０ｍｍ板厚の鋳片とな
し、前記鋳片を通常の粉末冶金法に従って、鋳片をスタ
ンプミル・ジョークラッシャーなどで粗粉砕後、さらに
ディスクミル、ボールミル、アトライター、ジェットミ
ルなどの粉砕法により平均粒径が３〜５μｍの粉末に微
粉砕後、磁場中プレス、焼結、時効処理して、高性能化
を図る製造方法が提案（特開昭６３−３１７６４３号公
報）されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系永久磁石材料に対するコストダウンの要求が強
く、効率よく高性能永久磁石用原料粉末を製造すること
が極めて重要になっている。このため、極限に近い特性
を引き出すための製造条件の改良が必要となっている。
また、今日の電気、電子機器の小型・軽量化ならびに
（ＢＨ）ｍａｘ４０ＭＧＯｅ以上の高機能化の要求は強
く、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石のより一層の高性能化とコ
ストダウンが要求されている。

【０００７】そこで、出願人は先に、効率よい微粉砕を
可能にし、かつ耐酸化性に優れ、しかも磁石の結晶粒の
微細化により高いｉＨｃを発現し、さらに各結晶粒の磁
化容易方向の配向度を高めて、高性能Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永
久磁石材料の製造方法の提供を目的に、ストリップキャ
スティング法により得られた特定板厚のＲ−Ｆｅ−Ｂ系
合金鋳片をＨ₂吸蔵崩壊法により得られた粗粉砕粉を不
活性ガス気流中でジェットミル粉砕して得られた微粉末
を成型型内に特定の充填密度に充填後、瞬間的に特定方
向のパルス磁界を付加して、配向後、成型、焼結、時効
処理に高性能のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石を得る製造方法
を提案（特願平５−１９２８８６号）した。

【０００８】さらに、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の高性能
化を目的に、モールド内への充填性の向上、配向性の向
上等を考慮すると、例えば、前記方法で得られた微粉末
にプレス成型前に潤滑剤を添加配合しても、微粉末表面
に均一に潤滑剤を被覆することは極めて困難であり、ま
た、プレス成型時の単位当たりの重量バラツキや割れな
どの不良を発生する恐れがあった。

【０００９】この発明は、耐食性にすぐれ、磁気特性の
改善向上を図ったＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材料の製
造方法における問題点を解消し、前述のストリップキャ
スティング法で得られた微粉砕粉を用いて、プレス充填
性にすぐれ、さらに各結晶粒の磁化容易方向の配向度を
高めて、（ＢＨ）ｍａｘが４２ＭＧＯｅ以上の耐食性の
すぐれた高性能Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材料が得ら
れる製造方法の提供を目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】発明者らは、ストリップ
キャスティング法で得られたR-Fe-B-C系合金粉であって
も、プレス充填性にすぐれ、さらに各結晶粒の磁化容易
方向の配向度を高めて高性能化を図ると共に耐食性のす
ぐれた焼結磁石の製造方法を目的に、粉砕方法、充填方
法、成形方法、磁場中配向方法について、それぞれ種々
検討した結果、得られた鋳片を機械粉砕法あるいはH₂吸
蔵崩壊法により粗粉砕後、機械粉砕法あるいはジェット
ミル粉砕法にて微粉砕して得られる、例えば平均粒度1.
0μm〜10μmとなした微粉砕粉を、例えばモールド内に
充填密度1.4〜3.5g/cm³に充填後、磁界強度10kOe以上の
パルス磁界を瞬間的に磁界方向を反転させて繰り返し付
加後、冷間静水圧プレスを静磁場中で行うことにより、
耐食性及び配向性にすぐれ、特に磁気特性の(BH)maxが4
2MGOe以上を示す高性能の磁石材料が得られることを知
見した。

【００１１】この発明は、ストリップキャスティング法
により得られた板厚０．０３ｍｍ〜１０ｍｍの鋳片を粉
砕して得られたＲ（但しＲはＹを含む希土類元素のう
ち、少なくとも１種）１０ａｔ％〜３０ａｔ％、Ｂ＋Ｃ
＝４〜１５ａｔ％（但し、Ｂ、２ａｔ％以下）、残部Ｆ
ｅ（但しＦｅの１部をＣｏ、Ｎｉの１種または２種にて
置換できる）を主成分とする微粉末をモールド内に充填
密度１．４〜３．５ｇ／ｃｍ³に充填し、瞬間的に１０
ｋＯｅ以上のパルス磁界を反転させて付加して配向させ
た後、冷間静水圧プレスし、その後焼結、時効処理する
ことを特徴とする耐食性にすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系
永久磁石材料の製造方法である。

【００１２】また、この発明は、上記構成において、磁
石用原料微粉末が、ストリップキャスティング法により
得られた鋳片を機械粉砕法あるいはＨ₂吸蔵崩壊法によ
り粗粉砕後、機械粉砕法あるいはジェットミル粉砕法に
て微粉砕して得られるＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材料
の製造方法を併せて提案する。さらに、この発明は、上
記構成において、冷間静水圧プレスを静磁界中で行う耐
食性にすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石材料の製造
方法を併せて提案する。

【００１３】この発明において、ストリップキャスティ
ング法による鋳片は、特定組成の合金溶湯を単ロール
法、あるいは双ロール法によるストリップキャスティン
グ法にて製造される。得られた鋳片は板厚が０．０３ｍ
ｍ〜１０ｍｍの薄板材であり、所望の鋳片板厚により、
単ロール法と双ロール法を使い分けるが、板厚が厚い場
合は双ロール法を、また板厚が薄い場合は単ロール法を
採用したほうが好ましい。

【００１４】鋳片の板厚を０．０３ｍｍ〜１０ｍｍに限
定した理由は、０．０３ｍｍ未満では急冷効果が大とな
り、結晶粒径が３μｍより小となり、粉末化した際に酸
化しやすくなるため、磁気特性の劣化を招来するので好
ましくなく、また１０ｍｍを超えると、冷却速度が遅く
なり、α−Ｆｅが晶出しやすく、結晶粒径が大となり、
Ｎｄリッチ相の偏在も生じるため、磁気特性が低下する
ので好ましくないことによる。

【００１５】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石のＢの１部をＣで置換
したＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系磁石の主相は、Ｒ₂Ｆｅ₁₄Ｂ正
方晶化合物のＢの１部がＣで置換されたＲ₂Ｆｅ₁₄（Ｂ
_1-xＣ_x）正方晶化合物となり、結晶構造は変化しない。
この発明のストリップキャスティング法により得られた
特定組成のＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系合金の断面組織は、主相
のＲ₂Ｆｅ₁₄（Ｂ_1-xＣ_x）正方晶結晶が従来の鋳型に鋳
造して得られた鋳塊のものに比べて約１／１０以上も微
細であり、例えば、その短軸方向の寸法は０．１μｍ〜
５０μｍ、長軸方向は５μｍ〜２００μｍの微細結晶で
あり、かつその主相結晶粒を取り囲むようにＲリッチ相
が微細に分散されており、局部的に偏在している領域に
おいても、その大きさは２０μｍ以下である。

【００１６】この発明において、粗粉砕のＨ₂吸蔵処理
は、例えば、所定大きさに破断した０．０３ｍｍ〜１０
ｍｍ厚みの鋳片を原料ケース内に挿入し、上記原料ケー
スを蓋を締めて密閉できる容器内に装入して密閉したの
ち、容器内を十分に真空引きした後、２００Ｔｏｒｒ〜
５０ｋｇ／ｃｍ²の圧力のＨ₂ガスを供給して、該鋳片に
Ｈ₂を吸蔵させる。このＨ₂吸蔵反応は、発熱反応である
ため、容器の外周には冷却水を供給する冷却配管が周設
して容器内の昇温を防止しながら、所定圧力のＨ₂ガス
を一定時間供給することにより、Ｈ₂ガスが吸収されて
該鋳片は自然崩壊して粉化する。さらに、粉化した合金
を冷却したのち、真空中で脱Ｈ₂ガス処理する。

【００１７】この発明において、上記処理容器内を予め
不活性ガスで空気を置換し、その後Ｈ₂ガスで不活性ガ
スを置換してもよい。またＨ₂ガス圧力は、２００Ｔｏ
ｒｒ未満では粉化性が悪くなり、５０ｋｇ／ｃｍ²を超
えるとＨ₂吸収による粉化の点では好ましいが、装置や
作業の安全性からは好ましくないため、Ｈ₂ガス圧力は
２００Ｔｏｒｒ〜５０ｋｇ／ｃｍ²とする。量産性から
は、２ｋｇ／ｃｍ²〜１０ｋｇ／ｃｍ²が好ましい。この
発明において、Ｈ₂吸蔵による粉化の処理時間は、前記
密閉容器の大きさ、破断塊の大きさ、Ｈ₂ガス圧力によ
り変動するが、５分以上は必要である。

【００１８】Ｈ₂吸蔵により粉化した合金粉末を冷却
後、真空中で１次の脱Ｈ₂ガス処理する。さらに、真空
中またはアルゴンガス中において、粉化合金を１００℃
〜７５０℃に加熱し、０．５時間以上の２次脱Ｈ₂ガス
処理すると、長期保存に伴う粉末あるいはプレス成形体
の酸化を防止して、得られる永久磁石の磁気特性の低下
を防止できる。この発明による１００℃以上に加熱する
脱水素処理は、すぐれた脱水素効果を有しているために
上記の真空中での１次脱水素処理を省略し、崩壊粉を直
接１００℃以上の真空中またはアルゴンガス雰囲気中で
脱水素処理してもよい。

【００１９】すなわち、前述したＨ₂吸蔵反応用容器内
でＨ₂吸蔵・崩壊反応させた後、得られた崩壊粉を続い
て同容器の雰囲気中で１００℃以上に加熱する脱水素処
理を行うことができる。あるいは、真空中での脱水素処
理後、処理容器から取り出して崩壊粉を微粉砕したの
ち、再度処理容器で１００℃以上に加熱するこの発明の
脱水素処理を施してもよい。上記の脱水素処理における
加熱温度は、１００℃未満では崩壊合金粉内に残存する
Ｈ₂を除去するのに長時間を要して量産的でない。ま
た、７５０℃を超える温度では液相が出現し、粉末が固
化してしまうため、微粉砕が困難になったり、プレス時
の成形性を悪化させるので、焼結磁石の製造の場合には
好ましくない。また、焼結磁石の焼結性を考慮すると、
好ましい脱水素処理温度は２００℃〜６００℃である。
また、処理時間は処理量によって変動するが０．５時間
以上は必要である。

【００２０】前記処理の合金粉末は粒内に微細亀裂が内
在するので、ボールミルなどの機械粉砕、ジェットミル
などで短時間で微粉砕され、１μｍ〜８０μｍの所要粒
度の合金粉末を得ることができるが、所要組成の粗粉砕
粉に特定の液状または固状潤滑剤を混合してジェットミ
ル粉砕することにより、微粉砕後、微粉末表面に均一に
潤滑剤が被覆され、粉砕能率を向上させるとともにプレ
ス充填性の改善とともに従来のプレス成型時の重量バラ
ツキや割れ不良が防止され、しかも配向性にすぐれた磁
石を得ることができる。

【００２１】この発明において、微粉砕前に添加配合の
液状潤滑剤は少なくとも１種の飽和あるいは不飽和脂肪
酸類エステル、並びに酸性酸としてほう酸エステルなど
を用いて、石油系溶剤やアルコール系溶剤に分散させて
用いる。液状潤滑剤中の脂肪酸エステル量は５ｗｔ％〜
５０ｗｔ％が好ましい。

【００２２】飽和脂肪酸エステルとしては、一般式 ＲＣＯＯＲ′ Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+2 （アルカン） で表されるエステルで、不飽和脂肪酸エステルとして
は、一般式 Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n （アルケン） ＲＣＯＯＲ′ または Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n-2 （アルキン） で示される。

【００２３】また、固状潤滑剤としては、ステアリン酸
亜鉛、ステアリン酸銅、ステアリン酸アルミニウム、エ
チレンビニアマイドなどの少なくとも１種であり、固状
潤滑剤の平均粒度は１μｍ未満では工業的に生産するこ
とが困難で、また５０μｍを越えると粗粉砕粉と均一に
混合することが難しいので、平均粒度としては１μｍ〜
５０μｍが好ましい。

【００２４】この発明において、液状潤滑剤または固状
潤滑剤の添加量は０．０２ｗｔ％未満では粉末粒子への
均一な被覆が十分でなく、プレス充填性や磁気配向性の
改善向上が認められず、また、５ｗｔ％を越えると潤滑
剤中の不揮発残分が焼結体中に残存して、焼結密度の低
下を生じ、磁気特性の劣化を招来するので好ましくな
く、潤滑剤の添加量は０．０２ｗｔ％〜５ｗｔ％とす
る。

【００２５】この発明において、粗粉砕粉の平均粒度を
１０μｍ〜５００μｍに限定した理由は、平均粒度は１
０μｍ未満では原料粉末を大気中で安全に取り扱うこと
が困難であり、原料粉末の酸化により磁気特性が劣化す
るので好ましくなく、また、５００μｍを超えるとジェ
ットミル粉砕機への原料粉末の供給が困難となり、粉砕
能率を著しく低下するので好ましくないため、粗粉砕粉
の平均粒度は１０μｍ〜５００μｍとする。

【００２６】次に微粉砕には、不活性ガス（例えば、Ｎ
₂、Ａｒ）によるジェット・ミルにて微粉砕を行う。勿
論、有機溶媒（例えば、ベンゼンやトルエン等）を用い
たボールミルや、アトライター粉砕を用いることも可能
である。また、この発明による微粉砕の平均粒度は、
１．０μｍ未満では粉末は極めて活性となり、プレス成
型などの工程において発火する危険性があり、磁気特性
の劣化を生じ好ましくなく、また、１０μｍを超えると
焼結により得られる永久磁石の結晶粒が大きくなり、容
易に磁化反転が起こり、保磁力の低下を招来し、好まし
くないため、１．０μｍ〜１０μｍの平均粒度とする。
好ましい平均粒度は２．５μｍ〜４μｍである。

【００２７】微粉砕した粉末は、好ましくは不活性ガス
雰囲気中でモールドに充填する。モールドは非磁性の金
属、酸化物、セラミックスなどから作製したもののほ
か、プラスチックやゴムなどの有機化合物でもよい。粉
末の充填密度は、その粉末の静止状態の嵩密度（充填密
度１．４ｇ／ｃｍ³）から、タッピング後の嵩密度（充
填密度３．５ｇ／ｃｍ³）の範囲が好ましい。従って充
填密度１．４〜３．５ｇ／ｃｍ³に限定する。

【００２８】一般に永久磁石においては、主相結晶粒の
磁化容易軸方向を揃える、すなわち、配向度を高めるこ
とも高Ｂｒ化を達成するための必須条件である。そのた
め、粉末冶金的手法で製造される永久磁石材料、たとえ
ば、ハードフェライト磁石、Ｓｍ−Ｃｏ磁石ならびにＲ
−Ｆｅ−Ｂ磁石では、その粉末を磁界中でプレスする方
式が採られている。しかしながら、磁界を発生させるた
めに通常のプレス装置（油圧プレス、機械プレス）に配
置されているコイルおよび電源では、たかだか１０ｋＯ
ｅ〜２０ｋＯｅの磁界しか発生させることができず、よ
り高い磁界を発生させるためには、コイルの巻数を多く
する必要があり、また高い電源を必要とするための装置
の大型化を必要とする。

【００２９】本発明者らは、プレス時の磁界強度と焼結
体のＢｒとの関係を解析したところ、磁界強度を高くす
ればするほど、高Ｂｒ化でき、瞬間的に強磁界を発生さ
せることの可能なパルス磁界を等方向に付加することに
よって、より一層高Ｂｒ化でき、さらに、パルス磁界を
磁界方向を交互に反転させて繰り返し付加することによ
り、等方向に付加したパルス磁界に比し、原料粉末の結
晶配向度が一段と改善向上し、磁気特性は一段と向上す
ることを知見した。パルス磁界を用いる方法において
は、磁界方向を交互に反転させて繰り返し付加するパル
ス磁界で瞬間的に配向させることが重要で、さらに、粉
末を冷間静水圧プレスによって成形することが可能であ
り、また、冷間静水圧プレス時に静磁場中で行うことに
より、結晶配向性は一段と改善向上する。

【００３０】この発明において、反転繰り返し型パルス
磁界は、空心コイル、コンデンサー電源により発生し、
パルス磁場の強度は１０ｋＯｅ以上、好ましくは２０〜
６０ｋＯｅで、従来の等方向のパルス磁界の強度より低
い磁界強度の付加でも同等の効果が得られる。パルス磁
界の１波形の時間は１μｓｅｃ〜１０ｓｅｃが好まし
く、さらに好ましくは５μｓｅｃ〜１００ｍｓｅｃであ
り、パルス磁界の反転繰り返し型波形は電圧を逆方向に
付加することにより得られ、パルス磁界の反転繰り返し
付加回数は１〜１０回、好ましくは１〜５回である。ま
た、この発明におけるパルス磁界の波形は同じ強度の波
形の反転繰り返しでもよいが、パルス磁界の波形のピー
ク値は最初より漸次減少する値で付加してもよい。

【００３１】また、この発明において、配向させた後、
通常の磁界中プレス方法で成形するが、配向後の粉末を
冷間静水圧プレスによって成形することが好ましい。こ
の際、ゴムなどの可塑性のあるモールドを使用した場合
には、そのまま冷間静水圧プレス成形を行うことが可能
である。冷間静水圧プレス成形を行うことは、大型磁石
材料の製造に最適な方法である。冷間静水圧プレス条件
としては、プレス圧 １ｔｏｎ／ｃｍ²〜３ｔｏｎ／ｃ
ｍ²が好ましく、モールドの硬度はシェアー硬度Ｈｓ＝
２０〜８０が好ましい。冷間静水圧プレス時の静磁界の
強度は５〜２０ｋＯｅが好ましい。また、冷間静水圧プ
レスを静磁界中で行うこともでき、例えば、配向に際し
て、同一の磁界強度で繰り返し反転させて印加した後、
配向後の粉体に静磁界中で冷間静水圧プレスを施すこと
により、さらにＢｒの高い高性能Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永
久磁石材料を得ることが可能である。

【００３２】この発明において、成形、焼結、熱処理な
ど条件、方法は公知のいずれの粉末冶金的手段を採用す
ることができる。以下に好ましい条件の一例を示す。成
形は、公知のいずれの成形方法も採用できるが、冷間静
水圧プレスにて圧縮成形を行なうことが好ましい。焼結
前には、真空中で加熱する一般的な方法や、水素流気中
で１００〜２００℃／時間で昇温し、３００〜６００℃
で１〜２時間程度保持する方法などにより脱バインダー
処理を行なうことが好ましい。脱バインダー処理を施す
ことにより、バインダー中の炭素が脱炭され、磁気特性
の向上に繋がる。

【００３３】なお、Ｒ元素を含む合金粉末は、水素を吸
蔵しやすいために、水素流気中での脱バインダー処理後
には脱水素処理工程を行なうことが好ましい。脱水素処
理は、真空中で昇温速度は、５０〜２００℃／時間で昇
温し、５００〜９００℃で１〜２時間程度保持すること
により、吸蔵されていた水素はほぼ完全に除去される。
また、脱水素処理後は、引き続いて昇温加熱して焼結を
行うことが好ましく、５００℃を超えてからの昇温速度
は任意に選定すればよく、例えば１００〜３００℃／時
間など、焼結に際して取られる公知の昇温方法を採用で
きる。配向後の成形品の焼結並びに焼結後の熱処理条件
は、選定した合金粉末組成に応じて適宜選定されるが、
焼結並びに焼結後の熱処理条件としては、１０００〜１
１８０℃、１〜６時間保持する焼結工程、４５０〜９５
０℃、１〜８時間保持する時効処理工程などが好まし
い。

【００３４】以下に、この発明における、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ
−Ｃ系永久磁石合金用鋳片の組成限定理由を説明する。
この発明の永久磁石合金用鋳片に含有される希土類元素
Ｒはイットリウム（Ｙ）を包含し、軽希土類及び重希土
類を包含する希土類元素である。Ｒとしては、軽希土類
をもって足り、特にＮｄ，Ｐｒが好ましい。また通常Ｒ
のうち１種をもって足りるが、実用上は２種以上の混合
物（ミッシュメタル、ジジム等）を入手上の便宜などの
理由により用いることができ、Ｓｍ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，
Ｇｄ等は他のＲ、特にＮｄ，Ｐｒ等との混合物として用
いることができる。なお、このＲは純希土類元素でなく
てもよく、工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純
物を含有するものでも差し支えない。Ｒは、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ−Ｃ系永久磁石の必須元素であって、１０原子％未満
では高磁気特性、特に高保磁力が得られず、３０原子％
を超えると残留磁束密度（Ｂｒ）が低下して、すぐれた
特性の永久磁石が得られない。よって、Ｒは１０原子％
〜３０原子％の範囲とする。

【００３５】Ｂ及びＣは、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石
の必須元素であってＢ＋Ｃが４原子％未満では高い保磁
力（ｉＨｃ）が得られず、１５原子％を超えると残留磁
束密度（Ｂｒ）が低下するため、すぐれた永久磁石が得
られず、また、Ｂ２ａｔ％以上ではすぐれた耐食性を有
する永久磁石が得られない。よって、Ｂ＋Ｃは４原子％
〜１５原子％（但し、Ｂ２ａｔ％以下）の範囲とする。

【００３６】Ｆｅは、５５原子％未満では残留磁束密度
（Ｂｒ）が低下し、８６原子％を超えると高い保磁力が
得られないので、Ｆｅは５５原子％〜８６原子％に限定
する。また、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉの１種または２種
で置換する理由は、永久磁石の温度特性を向上させる効
果及びさらに耐食性を向上させる効果が得られるためで
あるが、Ｃｏ、Ｎｉの１種または２種はＦｅの５０％を
超えると高い保磁力が得られず、すぐれた永久磁石が得
られない。よって、Ｃｏ，Ｎｉの１種または２種の置換
はＦｅの５０％を上限とする。

【００３７】この発明の合金鋳片において、高い残留磁
束密度と高い保磁力と高耐食性を共に有するすぐれた永
久磁石を得るためには、Ｒ１２原子％〜１８原子％、Ｂ
＋Ｃ＝５〜１０ａｔ％（但しＢ２ａｔ％以下）、Ｆｅ７
２原子％〜８３原子％が好ましい。また、この発明によ
る合金鋳片は、Ｃ、Ｒ、Ｂ、Ｆｅの他、工業的生産上不
可避的不純物の存在を許容できるが、Ｂ＋Ｃの一部を、
３．５原子％以下のＰ、２．５原子％以下のＳ、３．５
原子％以下のＣｕのうち少なくとも１種、合計量で４．
０原子％以下で置換することにより、磁石合金の製造性
改善、低価格化が可能である。

【００３８】さらに、前記Ｒ、Ｂ、Ｆｅ、Ｃを含有する
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ合金に、９．５原子％以下のＡｌ、
４．５原子％以下のＴｉ、９．５原子％以下のＶ、８．
５原子％以下のＣｒ、８．０原子％以下のＭｎ、５原子
％以下のＢｉ、１２．５原子％以下のＮｂ、１０．５原
子％以下のＴａ、９．５原子％以下のＭｏ、９．５原子
％以下のＷ、２．５原子％以下のＳｂ、７原子％以下の
Ｇｅ、７原子％以下のＧａ、３．５原子％以下のＳｎ、
５．５原子％以下のＺｒ、５．５原子％以下のＨｆのう
ち少なくとも１種添加含有させることにより、Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ−Ｃ系永久磁石合金の高保磁力が可能になる。この
発明のＲ−Ｂ−Ｆｅ−Ｃ系永久磁石において、結晶相は
主相が正方晶であることが不可欠であり、特に、微細で
均一な合金粉末を得て、すぐれた磁気特性を有する焼結
永久磁石を作製するのに効果的である。

【００３９】

【作用】この発明は、ストリップキャスティング法によ
り得られた鋳片を機械粉砕法あるいはＨ₂吸蔵崩壊法に
より粗粉砕化した後、粗粉砕粉に固状あるいは液状潤滑
剤を添加配合後、微粉砕時にジェットミル粉砕して、合
金塊を構成している主相の結晶粒及びＲリッチ相を細分
化すると共に、粒度分布が均一な粉末を得ることがで
き、この際、Ｒリッチ相が微細に分散され、かつＲ₂Ｆ
ｅ₁₄（Ｂ_1-xＣ_x）相も微細化され、特に脱Ｈ₂処理によ
り安定化させた合金粉末に特定の潤滑剤を添加配合後、
微粉砕した場合は、微粉砕能は従来の約２倍に向上する
ため、製造効率が大幅に向上するとともに、前記微粉末
を型内に充填後、瞬間的に反転繰返しパルス磁界を付加
して、粉末の結晶粒を配向した後、冷間静水圧プレス
時、特に静磁場中で成形後、焼結することにより、耐食
性にすぐれ、プレス充填性及び磁場配向性は改善され、
磁石合金の磁気特性のＢｒ及びｉＨｃが向上し、特に
（ＢＨ）ｍａｘが４２ＭＧＯｅ以上の耐食性にすぐれた
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石が得られる。

【００４０】

【実施例】

実施例１ 高周波溶解炉にて溶解して得られた１３．０Ｎｄ−１．
５Ｄｙ−１０Ｃｏ−１．５Ｂ−５．５Ｃ−６８．５Ｆｅ
組成の合金溶湯を直径２００ｍｍの銅製ロール２本を併
設した双ロール式ストリップキャスターを用い、板厚約
１ｍｍの薄板状鋳片を得た。前記鋳片内の結晶粒径は短
軸方向の寸法０．５μｍ〜１５μｍ、長軸方向寸法は５
μｍ〜８０μｍであり、Ｒリッチ相は主相を取り囲むよ
うに３μｍ程度に微細に分離して存在する。前記鋳片を
５０ｍｍ角以下に破断後、前記破断片１０００ｇを吸排
気可能な密閉容器内に収容し、前記容器内にＮ₂ガスを
３０分間流入して、空気と置換した後、該容器内に３ｋ
ｇ／ｃｍ²のＨ₂ガスを２時間供給してＨ₂吸蔵により鋳
片を自然崩壊させて、その後真空中で５００℃に５時間
保持して脱Ｈ₂処理した後、室温まで冷却し、さらに１
００メッシュまで粗粉砕した。

【００４１】次いで、前記粗粉砕粉をジェットミルで粉
砕して平均粒度３μｍの微粉末を得た。得られた合金粉
末を用いて、ゴム質のモールドに原料粉末を充填し、パ
ルス磁界として強度５０ｋＯｅ、パルス磁界の反転繰り
返し付加回数４回、パルス磁界の１波形の時間８ｓｅｃ
の条件にて付加後、プレス圧１．０ｔｏｎ／ｃｍ²にて
冷間静水圧プレスした。モールドから取り出した成型体
を１０４０℃に３時間焼結後、９００℃に１時間の時効
処理を行い、永久磁石を得た。得られた永久磁石の磁気
特性と耐食性試験結果を表１に示す。耐食性試験は８０
℃×９０％ＲＨ×５００時間放置後の単位面積当たりの
酸化増量で示す。

【００４２】実施例２ 実施例１と同一組成、同一条件にて得られた粗粉砕粉に
液状潤滑剤として脂肪酸エステル（有効成分５０％ シ
クロヘキサン５０％）を１ｗｔ％添加配合後、７ｋｇ／
ｃｍ²のＡｒガス中にてジェットミル微粉砕して、平均
粒度３．２μｍの合金粉末を得た。得られた微粉末を実
施例１と同一条件の反転繰り返しパルス磁界を付加後、
冷間静水圧プレス及び焼結、時効処理を行い、得られた
永久磁石の磁気特性と耐食性試験結果を表１に示す。

【００４３】実施例３ 実施例１と同一組成、同一条件にて得られた微粉砕粉を
ゴム質モールド内に充填後、実施例１と同一条件の反転
繰り返しパルス磁界を瞬間的に付加後、強度１２ｋＯｅ
の静磁場中にプレス圧１．０ｋｇ／ｃｍ²にて、冷間静
水圧プレスして成型体を得た後、実施例１と同一条件の
焼結、時効処理を行い、磁気特性を測定して、その結果
と耐食性試験結果を表１に示す。

【００４４】実施例４ 実施例２と同一組成、同一条件にて得られた反転繰り返
しパルス磁界を瞬間的に付加して試験片に実施例３と同
一条件の静磁場中で冷間静水圧プレス処理を行った後、
実施例１と同一条件にて焼結、時効処理を行い、得られ
た試験片の磁気特性と耐食性試験結果を表１に示す。

【００４５】比較例１ 実施例１と同一組成、同一条件にて得られた微粉末を金
型内に充填後、１０ｋＯｅの磁界中で配向し、磁界に直
角方向に１．０Ｔ／ｃｍ²の圧力で成型後、実施例１と
同一条件の焼結、時効処理を行い、試験片の磁気特性と
耐食性試験結果を表１に示す。

【００４６】比較例２ 実施例１と同一組成、同一条件にて得られた微粉末を型
内に充填後、パルス磁界の強度５０ｋＯｅにて等方向に
パルス磁界を瞬間的に付加後、実施例１と同一条件の冷
間静水圧プレス、焼結、時効処理を行い、試験片の磁気
特性と耐食性を測定して、その結果を表１に示す。

【００４７】比較例３ 実施例２と同一組成、同一条件にて得られた微粉末を型
内に充填して、強度５０ｋＯｅのパルス磁界を等方向に
瞬間的に付加後、実施例１と同一条件の冷間静水圧プレ
ス、焼結、時効処理を行い、試験片の磁気特性を測定し
て、その結果と耐食性試験結果を表１に示す。

【００４８】比較例４ 組成が１３Ｎｄ−１．５Ｄｙ−７Ｂ−７８．５Ｆｅであ
る以外は実施例１と同一条件、方法にて磁石を作製し、
得られた磁石の磁気特性と耐食性試験結果を表１に示
す。

【００４９】比較例５ 実施例１と同一組成の合金溶湯を鋳型に注入して得られ
た鋳塊を実施例１と同一条件にてＨ₂粉砕法にて粗粉砕
後、ジェットミルにて微粉砕後、前記微粉砕粉に反転繰
返しのパルス磁界を付加した後、冷間静水圧プレスした
後、焼結、時効処理を施して磁石を作製し、得られた磁
石の磁気特性と耐食性試験結果を表１に示す。

【００５０】

【表１】

【００５１】

【発明の効果】この発明は、ストリップキャスティング
法で得られたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系合金鋳片を機械粉砕法
あるいはＨ₂吸蔵崩壊法により粗粉砕後、機械粉砕ある
いはジェットミル粉砕法にて微粉砕して得られるいずれ
粉砕工程を経たＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系微粉砕粉も、平均粒
度１．５μｍ〜５μｍとなした微粉砕粉をモールド内に
充填密度１．４〜３．５ｇ／ｃｍ³に充填後、磁界強度
１０ｋＯｅ以上のパルス磁界を瞬間的に磁界方向を反転
させて繰り返し付加後、冷間静水圧プレスを静磁場中で
行うことにより、配向性にすぐれ、極めて高性能な耐食
性のすぐれた磁石材料が得られる。

【００５２】特に、ストリップキャスティング法にて製
造し、Ｈ₂吸蔵崩壊、脱Ｈ₂処理後、特定の潤滑剤を添加
配合してジェットミル微粉砕にて合金塊を構成している
主相の結晶粒を細分化することが可能となり、粒度分布
が均一な粉末を、従来の約２倍程度の効率で作製するこ
とができ、プレス充填性にすぐれ、さらに各結晶粒の磁
化容易方向の配向度を高めて、耐食性にすぐれ、極めて
高性能なＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系磁石材料を製造性よく得ら
れる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−119699（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−124825（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 41/02 B22F 3/02 C22C 33/02 C22C 38/00 303 H01F 1/08

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ストリップキャスティング法により得ら
   れた板厚０．０３ｍｍ〜１０ｍｍの鋳片を粉砕して得ら
   れたＲ（但しＲはＹを含む希土類元素のうち、少なくと
   も１種）１０ａｔ％〜３０ａｔ％、Ｂ＋Ｃ＝４〜１５ａ
   ｔ％（但しＢ２ａｔ％以下）、残部Ｆｅ（但しＦｅの１
   部をＣｏ、Ｎｉの１種または２種にて置換できる）を主
   成分とする微粉末をモールド内に充填密度充填し、１０
   ｋＯｅ以上のパルス磁界を繰り返し反転させて付加して
   配向させた後、冷間静水圧プレスし、その後焼結、時効
   処理する耐食性のすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永久磁石
   材料の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、磁石用原料微粉末の
   平均粒度が１．０μｍ〜１０μｍであるＲ−Ｆｅ−Ｂ−
   Ｃ系永久磁石材料の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１において、冷間静水圧プレスを
   静磁界中で行う耐食性のすぐれたＲ−Ｆｅ−Ｂ−Ｃ系永
   久磁石材料の製造方法。