JP3248077B2 - 希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法 - Google Patents
希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類−鉄−窒素系永
久磁石の製造方法に係り、さらに詳しくは粗粉末を用い
ることにより、製造性と性能的な長期安定性を改良した
永久磁石の製造方法に関する。
久磁石の製造方法に係り、さらに詳しくは粗粉末を用い
ることにより、製造性と性能的な長期安定性を改良した
永久磁石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電子機器の小型化に伴って高
性能なＮd −Ｆe −Ｂ系永久磁石が広く使用されてい
る。しかしこの磁石はキュリー点が 310℃と低いために
温度特性が悪く、 150℃以上での使用が困難であった。
性能なＮd −Ｆe −Ｂ系永久磁石が広く使用されてい
る。しかしこの磁石はキュリー点が 310℃と低いために
温度特性が悪く、 150℃以上での使用が困難であった。
【０００３】一方、希土類金属と鉄との合金に窒素を侵
入させることにより、例えばＴｈ2Ｚｎ17型の結晶構造
の化合物を主相とするＳm −Ｆe −Ｎ−Ｈ系合金が、優
れた磁気特性と約 470℃のキュリー点をもつことが報告
されている。また、ＴｈＭｎ 12型の結晶構造の化合物を
主相とするＮd −Ｆe −Ｔi −Ｎ系合金も同様な磁性を
もつことが報告されている。
入させることにより、例えばＴｈ2Ｚｎ17型の結晶構造
の化合物を主相とするＳm −Ｆe −Ｎ−Ｈ系合金が、優
れた磁気特性と約 470℃のキュリー点をもつことが報告
されている。また、ＴｈＭｎ 12型の結晶構造の化合物を
主相とするＮd −Ｆe −Ｔi −Ｎ系合金も同様な磁性を
もつことが報告されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記希
土類−鉄−窒素系合金は、数μｍの粒径に微粉砕しなけ
れば永久磁石にとって必要な保磁力が得られず、この微
粉末を用いる分、成形性が悪化して高圧成形が必要とな
り、金型寿命の低下が避けられないという問題があっ
た。またこの種の合金粉末は高温・高湿下で酸化し易
く、微粉末を用いる分、その酸化が促進され、長期的に
安定した性能を有する永久磁石を得ることが困難である
という問題もあった。
土類−鉄−窒素系合金は、数μｍの粒径に微粉砕しなけ
れば永久磁石にとって必要な保磁力が得られず、この微
粉末を用いる分、成形性が悪化して高圧成形が必要とな
り、金型寿命の低下が避けられないという問題があっ
た。またこの種の合金粉末は高温・高湿下で酸化し易
く、微粉末を用いる分、その酸化が促進され、長期的に
安定した性能を有する永久磁石を得ることが困難である
という問題もあった。
【０００５】本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされ
たもので、粗粉末を用いても充分なる保磁力を確保で
き、もって製造性の改善と性能の長期安定化に大きく寄
与する希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法を提供す
ることを目的とする。
たもので、粗粉末を用いても充分なる保磁力を確保で
き、もって製造性の改善と性能の長期安定化に大きく寄
与する希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法を提供す
ることを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明における希土類磁石の製造方法は、希土類金
属（Ｒ），Ｆe およびＮを主成分とし、かつＴｈＭｎ12
型結晶構造の化合物を主相とする平均粒径20〜 150μｍ
の合金粉末表面に、Ｓn ，Ｚn ，Ｐb ，Ｉn ，Ａl ，Ｍ
g の少なくとも一種から成る金属皮膜を形成し、これに
100〜 600℃の温度範囲で熱処理を施した後、成形を行
なうように構成したことを特徴とする。
め、本発明における希土類磁石の製造方法は、希土類金
属（Ｒ），Ｆe およびＮを主成分とし、かつＴｈＭｎ12
型結晶構造の化合物を主相とする平均粒径20〜 150μｍ
の合金粉末表面に、Ｓn ，Ｚn ，Ｐb ，Ｉn ，Ａl ，Ｍ
g の少なくとも一種から成る金属皮膜を形成し、これに
100〜 600℃の温度範囲で熱処理を施した後、成形を行
なうように構成したことを特徴とする。
【０００７】本発明における希土類−鉄−窒素系合金と
しては、ＴｈＭｎ12型結晶構造の化合物を主相とするＮ
ｄ（Ｆe ，Ｍ）12Ｎｘ 組成やＰｒ（Ｆe ，Ｍ）12Ｎｘ
組成が代表として挙げられる（ここでＭは遷移元素を指
す）。この場合、Ｎの含有量としては数〜20数原子％が
選択される。これらの合金は、窒素の含有により飽和磁
束密度、結晶磁気異方性およびキュリー点が大幅に向上
し、永久磁石素材として優れたものになる。またこれら
の合金は、鉄の一部をＣo やＴi など他の遷移金属で置
換したり、希土類金属として２種以上の希土類金属を用
いることができる。Ｃo は、特にキュリー点の上昇と耐
食性の向上に効果がある。また上記Ｎの一部をＣで置き
換えることによっても、良好な磁気特性を得ることがで
きる。
しては、ＴｈＭｎ12型結晶構造の化合物を主相とするＮ
ｄ（Ｆe ，Ｍ）12Ｎｘ 組成やＰｒ（Ｆe ，Ｍ）12Ｎｘ
組成が代表として挙げられる（ここでＭは遷移元素を指
す）。この場合、Ｎの含有量としては数〜20数原子％が
選択される。これらの合金は、窒素の含有により飽和磁
束密度、結晶磁気異方性およびキュリー点が大幅に向上
し、永久磁石素材として優れたものになる。またこれら
の合金は、鉄の一部をＣo やＴi など他の遷移金属で置
換したり、希土類金属として２種以上の希土類金属を用
いることができる。Ｃo は、特にキュリー点の上昇と耐
食性の向上に効果がある。また上記Ｎの一部をＣで置き
換えることによっても、良好な磁気特性を得ることがで
きる。
【０００８】本発明において上記合金粉末を得る方法は
任意であり、例えば、希土類金属、鉄（および所望によ
りその他の金属）との母合金粉末を得て、これにＮを侵
入させる方法を用いることができる。この場合、母合金
粉末を得る方法としては希土類金属とＦe とを所定比率
で配合した原料を高周波溶解し、その合金溶湯を鋳型に
注湯して一旦合金インゴットとなし、高温で均質化処理
を行った後、ジョークラッシャーやスタンプミル、ボー
ルミル等を用いて所望の粉末とする方法、あるいは合金
溶湯を直接急冷して粉末とする急冷法を用いることがで
きる。またこの母合金粉末へのＮの侵入については、こ
の母合金粉末を高温で窒素、アンモニア、あるいは窒素
と水素の混合ガス等の窒化性ガスと接触させることによ
って行うことができる。この場合、窒化温度としては、
200℃未満ではＮの侵入が不充分であり、 600℃を超え
ると化合物相が分解し易くなるので、200 〜600 ℃の範
囲を選択するのが望ましい。また、この窒化処理を数十
気圧の高圧力下で行うことにより、母合金粉末への窒素
の侵入を効率的に行うことができる。さらに、この窒化
処理の後に再度粉砕を行って粉末粒径の調整を行うこと
は差し支えない。
任意であり、例えば、希土類金属、鉄（および所望によ
りその他の金属）との母合金粉末を得て、これにＮを侵
入させる方法を用いることができる。この場合、母合金
粉末を得る方法としては希土類金属とＦe とを所定比率
で配合した原料を高周波溶解し、その合金溶湯を鋳型に
注湯して一旦合金インゴットとなし、高温で均質化処理
を行った後、ジョークラッシャーやスタンプミル、ボー
ルミル等を用いて所望の粉末とする方法、あるいは合金
溶湯を直接急冷して粉末とする急冷法を用いることがで
きる。またこの母合金粉末へのＮの侵入については、こ
の母合金粉末を高温で窒素、アンモニア、あるいは窒素
と水素の混合ガス等の窒化性ガスと接触させることによ
って行うことができる。この場合、窒化温度としては、
200℃未満ではＮの侵入が不充分であり、 600℃を超え
ると化合物相が分解し易くなるので、200 〜600 ℃の範
囲を選択するのが望ましい。また、この窒化処理を数十
気圧の高圧力下で行うことにより、母合金粉末への窒素
の侵入を効率的に行うことができる。さらに、この窒化
処理の後に再度粉砕を行って粉末粒径の調整を行うこと
は差し支えない。
【０００９】本発明において、合金粉末の粒径は、20μ
ｍ未満ではボンド磁石化するに際して高圧成形を必要と
するために量産上好ましくないばかりか、製造工程中で
酸化し易くなり、一方、 150μｍを越える粒径ではＮの
侵入が充分に行われないため、これを20〜 150μｍの範
囲とした。
ｍ未満ではボンド磁石化するに際して高圧成形を必要と
するために量産上好ましくないばかりか、製造工程中で
酸化し易くなり、一方、 150μｍを越える粒径ではＮの
侵入が充分に行われないため、これを20〜 150μｍの範
囲とした。
【００１０】本発明において、上記したように合金粉末
の表面に低融点金属であるＳn ，Ｚn ，Ｐb ，Ｉn ，Ａ
l ，Ｍg の少なくとも一種からなる皮膜を形成すること
を特徴とするが、これら低融点金属を選択したのは、こ
れらの金属類は、ボンド磁石用のバインダーとして機能
する他に、後述の熱処理により合金粉末と一部反応して
保磁力を増加させる働きがあるためである。合金粉末の
表面に金属皮膜を形成する方法としてはメッキ処理法ま
たは機械的結合処理法を用いることができる。メッキ処
理法としては薬品を用いる化学的方法、あるいは蒸着、
スパッタリング等の物理的方法があり、一方、機械的結
合処理法としては、振動ミルにより強い機械力を加える
方法がある。
の表面に低融点金属であるＳn ，Ｚn ，Ｐb ，Ｉn ，Ａ
l ，Ｍg の少なくとも一種からなる皮膜を形成すること
を特徴とするが、これら低融点金属を選択したのは、こ
れらの金属類は、ボンド磁石用のバインダーとして機能
する他に、後述の熱処理により合金粉末と一部反応して
保磁力を増加させる働きがあるためである。合金粉末の
表面に金属皮膜を形成する方法としてはメッキ処理法ま
たは機械的結合処理法を用いることができる。メッキ処
理法としては薬品を用いる化学的方法、あるいは蒸着、
スパッタリング等の物理的方法があり、一方、機械的結
合処理法としては、振動ミルにより強い機械力を加える
方法がある。
【００１１】本発明において、上記熱処理は、不活性ガ
ス雰囲気中あるいは真空中で加熱することによって行わ
れる。この熱処理によって磁気特性特に保磁力が向上す
るが、その理由は、合金粉末に少量含まれている軟磁性
の鉄成分が皮膜金属と反応を起こして消滅するためと推
察される。この熱処理の加熱温度としては、 100℃未満
では前述の向上がみられず、 600℃を越えると化合物の
分解を引き起こして磁気特性が低下する傾向にあるた
め、これを 100〜 600℃の範囲とした。
ス雰囲気中あるいは真空中で加熱することによって行わ
れる。この熱処理によって磁気特性特に保磁力が向上す
るが、その理由は、合金粉末に少量含まれている軟磁性
の鉄成分が皮膜金属と反応を起こして消滅するためと推
察される。この熱処理の加熱温度としては、 100℃未満
では前述の向上がみられず、 600℃を越えると化合物の
分解を引き起こして磁気特性が低下する傾向にあるた
め、これを 100〜 600℃の範囲とした。
【００１２】上記熱処理を施した粉末の成形において
は、加圧により低融点金属皮膜が粉末相互を固着し、数
Ton／cm2 の加圧成形によって硬い成形体を得ることが
できる。この場合、粉末に皮膜金属と同種の金属バイン
ダーを数重量％添加して加圧成形することにより、一層
優れた強度を有する成形体を得ることができる。さらに
は、バインダーを加えることなく成形後に、エポキシ樹
脂やワニスなどの有機物を成形体に含浸させることによ
っても、優れた強度の成形体を得ることができる。また
この成形は圧縮、射出、押し出し等の各種方法を用いる
ことができる。
は、加圧により低融点金属皮膜が粉末相互を固着し、数
Ton／cm2 の加圧成形によって硬い成形体を得ることが
できる。この場合、粉末に皮膜金属と同種の金属バイン
ダーを数重量％添加して加圧成形することにより、一層
優れた強度を有する成形体を得ることができる。さらに
は、バインダーを加えることなく成形後に、エポキシ樹
脂やワニスなどの有機物を成形体に含浸させることによ
っても、優れた強度の成形体を得ることができる。また
この成形は圧縮、射出、押し出し等の各種方法を用いる
ことができる。
【００１３】
【作用】上述の希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法
においては、合金粉末への低融点金属皮膜の形成とその
後の熱処理により、磁気特性特に保磁力が増大し、その
分、粗粉末の使用が可能になる。
においては、合金粉末への低融点金属皮膜の形成とその
後の熱処理により、磁気特性特に保磁力が増大し、その
分、粗粉末の使用が可能になる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面も参照して説明
する。
する。
【００１５】実施例１ 純度99.9％のサマリウムおよび電解鉄を所定の比率で配
合し、高周波溶解して、ＴｈＭｎ12型結晶構造の化合物
と類似の磁気特性を有するＴｈ2Ｚｎ17型結晶構造の化
合物を主相とするＳm2Ｆe17 組成の合金インゴットを製
作した。これを1200℃、12時間、Ａr ガス雰囲気下で均
質化処理を行った後、スタンプミルとボールミルによっ
て平均粒径３〜 200μｍの各種母合金粉末を得た。次
に、この母合金粉末を５気圧のＮガス中で、 450℃、２
〜36時間保持してＮを侵入させて窒化粉末（合金粉末）
を得た。続いて、これらの窒化粉末を、触媒を用いた亜
鉛の化学めっき浴に浸して粉末表面に亜鉛皮膜を形成し
た。なお重量法により求めた窒化粉末への亜鉛の付着量
は、膜厚平均で 1.8μｍであった。次に、この金属被覆
粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス雰囲気中、 420
℃で６時間熱処理を行った。その後、得られた粉末を成
形金型に供給して、15ＫＯe の磁界を印加しながら５ T
on／cm2 の圧力で圧縮成形して成形体試料（磁石体試
料）を製作し、これらをＢ−Ｈトレーサーによる磁気特
性の測定試験に供し、併せてＸ線回折法によって結晶構
造を確認した。
合し、高周波溶解して、ＴｈＭｎ12型結晶構造の化合物
と類似の磁気特性を有するＴｈ2Ｚｎ17型結晶構造の化
合物を主相とするＳm2Ｆe17 組成の合金インゴットを製
作した。これを1200℃、12時間、Ａr ガス雰囲気下で均
質化処理を行った後、スタンプミルとボールミルによっ
て平均粒径３〜 200μｍの各種母合金粉末を得た。次
に、この母合金粉末を５気圧のＮガス中で、 450℃、２
〜36時間保持してＮを侵入させて窒化粉末（合金粉末）
を得た。続いて、これらの窒化粉末を、触媒を用いた亜
鉛の化学めっき浴に浸して粉末表面に亜鉛皮膜を形成し
た。なお重量法により求めた窒化粉末への亜鉛の付着量
は、膜厚平均で 1.8μｍであった。次に、この金属被覆
粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス雰囲気中、 420
℃で６時間熱処理を行った。その後、得られた粉末を成
形金型に供給して、15ＫＯe の磁界を印加しながら５ T
on／cm2 の圧力で圧縮成形して成形体試料（磁石体試
料）を製作し、これらをＢ−Ｈトレーサーによる磁気特
性の測定試験に供し、併せてＸ線回折法によって結晶構
造を確認した。
【００１６】図１は、成形体試料の最大磁気エネルギー
積ＢＨmax 、保磁力 iＨc および残留磁束密度Ｂr に及
ぼす窒化粉末の平均粉末粒径の影響を見たものである。
図１より、最大磁気エネルギー積ＢＨmax と保磁力 iＨ
c は、平均粉末粒径が約25μｍでピークとなるものの、
20〜150 μｍの範囲において高値となっている。一方、
保磁力 iＨc は、単磁区粒子理論に従って窒化粉末粒径
が小さくなるにつれて増大している。したがって本実施
例における実用的な成形圧力の元で良好な磁気特性を得
るには、平均粉末粒径が20〜150 μｍの範囲にあること
が必要であることが分かった。なお、Ｘ線回折の結果、
ここで用いた窒化粉末はいずれも所望のＴｈ2Ｚｎ17型
結晶構造の主相を有していることが確認できた。
積ＢＨmax 、保磁力 iＨc および残留磁束密度Ｂr に及
ぼす窒化粉末の平均粉末粒径の影響を見たものである。
図１より、最大磁気エネルギー積ＢＨmax と保磁力 iＨ
c は、平均粉末粒径が約25μｍでピークとなるものの、
20〜150 μｍの範囲において高値となっている。一方、
保磁力 iＨc は、単磁区粒子理論に従って窒化粉末粒径
が小さくなるにつれて増大している。したがって本実施
例における実用的な成形圧力の元で良好な磁気特性を得
るには、平均粉末粒径が20〜150 μｍの範囲にあること
が必要であることが分かった。なお、Ｘ線回折の結果、
ここで用いた窒化粉末はいずれも所望のＴｈ2Ｚｎ17型
結晶構造の主相を有していることが確認できた。
【００１７】実施例２ 実施例１と同様にしてサマリウムと電解鉄とを原料にし
てＳm2Ｆe17 組成の合金インゴットを製作し、均質化処
理を行った後、粉砕し平均粉末粒径25μｍの母合金粉末
を得た。次にこの母合金粉末を５気圧のＮガス中で 450
℃、12時間保持して窒化粉末を得た。その後、この窒化
粉末に物理的めっき処理法の１種である蒸着法を採用
し、これを真空蒸着機の回転小皿にセットし、真空度１
×10-5torr下でＺn ，Ｓn ，Ｐb ，Ｉn ，Ａl ，Ｍg の
それぞれを抵抗加熱により蒸着せしめた。なお蒸着金属
量は、被覆膜厚として 1.5〜２μｍになるように製作条
件を調整した。次に、これら金属被覆粉末を電気炉に装
入して、100 〜700 ℃、１時間の熱処理を行い、その
後、実施例１と同様に成形を行って磁石試料１〜７を
得、これらを実施例１と同様の磁気特性の測定試験に供
した。また比較のため、Ｃu を蒸着した試料８および金
属蒸着を全く行わない試料９を得、これらも同様の測定
試験に供した。結果を表１に示す。
てＳm2Ｆe17 組成の合金インゴットを製作し、均質化処
理を行った後、粉砕し平均粉末粒径25μｍの母合金粉末
を得た。次にこの母合金粉末を５気圧のＮガス中で 450
℃、12時間保持して窒化粉末を得た。その後、この窒化
粉末に物理的めっき処理法の１種である蒸着法を採用
し、これを真空蒸着機の回転小皿にセットし、真空度１
×10-5torr下でＺn ，Ｓn ，Ｐb ，Ｉn ，Ａl ，Ｍg の
それぞれを抵抗加熱により蒸着せしめた。なお蒸着金属
量は、被覆膜厚として 1.5〜２μｍになるように製作条
件を調整した。次に、これら金属被覆粉末を電気炉に装
入して、100 〜700 ℃、１時間の熱処理を行い、その
後、実施例１と同様に成形を行って磁石試料１〜７を
得、これらを実施例１と同様の磁気特性の測定試験に供
した。また比較のため、Ｃu を蒸着した試料８および金
属蒸着を全く行わない試料９を得、これらも同様の測定
試験に供した。結果を表１に示す。
【００１８】
【表１】
【００１９】表１より明らかなように、低融点金属皮膜
を形成した粉末を用いた本発明にかかる試料１〜７は、
いずれも高い残留磁束密度Ｂr と保磁力 iＨc が得られ
ている。これに対して、Ｃu を蒸着した試料８は保磁力
iＨc の向上がほとんど認められず、また蒸着を実施し
なかった試料９は保磁力 iＨc が著しく小さくなってい
る。したがって本発明で規定した低融点金属類が、優れ
た磁気特性を得るために必要であることが明らかになっ
た。また窒化粉末への金属皮膜形成に蒸着法を適用して
も問題ないことが確認された。
を形成した粉末を用いた本発明にかかる試料１〜７は、
いずれも高い残留磁束密度Ｂr と保磁力 iＨc が得られ
ている。これに対して、Ｃu を蒸着した試料８は保磁力
iＨc の向上がほとんど認められず、また蒸着を実施し
なかった試料９は保磁力 iＨc が著しく小さくなってい
る。したがって本発明で規定した低融点金属類が、優れ
た磁気特性を得るために必要であることが明らかになっ
た。また窒化粉末への金属皮膜形成に蒸着法を適用して
も問題ないことが確認された。
【００２０】実施例３ 実施例２において製作した窒化粉末を、亜鉛を内張りし
たステンレス鋼製のボールミル容器に装入し、容器内を
Ｎガスで置換した後、乾式にて24時間運転して、粉末表
面に機械的に亜鉛皮膜を形成した。次にこの金属被覆粉
末を真空炉に装入して、Ｎガス中、 100〜 700℃で１時
間の熱処理を行った。その後、実施例１と同様の手順に
より成形を行って得られた成形体試料の磁気特性を測定
した。
たステンレス鋼製のボールミル容器に装入し、容器内を
Ｎガスで置換した後、乾式にて24時間運転して、粉末表
面に機械的に亜鉛皮膜を形成した。次にこの金属被覆粉
末を真空炉に装入して、Ｎガス中、 100〜 700℃で１時
間の熱処理を行った。その後、実施例１と同様の手順に
より成形を行って得られた成形体試料の磁気特性を測定
した。
【００２１】図２は、成形体試料の保磁力 iＨc に及ぼ
す熱処理温度の影響を見たものである。同図より、保磁
力 iＨc は 400〜500 ℃付近でピークとなるが、 100〜
600℃の温度範囲であれば、2000Ｏe 以上の優れた値と
なることが明らかとなった。また窒化粉末への金属皮膜
形成に機械的結合処理法を適用しても問題ないことが確
認できた。
す熱処理温度の影響を見たものである。同図より、保磁
力 iＨc は 400〜500 ℃付近でピークとなるが、 100〜
600℃の温度範囲であれば、2000Ｏe 以上の優れた値と
なることが明らかとなった。また窒化粉末への金属皮膜
形成に機械的結合処理法を適用しても問題ないことが確
認できた。
【００２２】実施例４ 純度99.9％のサマリウム、コバルト、および電解鉄を所
定の比率で配合し、高周波溶解して、ＴｈＭｎ12型結晶
構造の化合物と類似の磁気特性を有するＴｈ2Ｚｎ17型
結晶構造の化合物を主相とするＳm2（Ｆe0.8Ｃo0.2）17
組成の合金インゴットを製作した。これを1150℃、12時
間、Ａr ガス雰囲気下で均質化処理を行った後急冷し、
スタンプミルとボールミルによって平均粒径50μｍおよ
び３μｍの母合金粉末を得た。次に、この母合金粉末を
電気炉に装入して、５気圧のＮガス中、 500℃で８時間
保持してＮを侵入させ、続いてこれらの窒化粉末を、実
施例１と同様に触媒を用いた亜鉛の化学めっき浴に浸し
て粉末表面に 0.7μｍの亜鉛皮膜を形成した。次に、こ
れらの金属被覆粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス
雰囲気中、 450℃で８時間または２時間熱処理を行っ
た。その後、得られた粉末に３重量％のエポキシ樹脂を
混合し、15ＫＯe の磁界を印加しながら４〜10Ton／cm2
の圧力で圧縮成形し、 150℃でキュア処理を行って成
形体試料を製作し、これを最大エネルギー積ＢＨ maxと
成形体密度との測定試験に供し、併せて長期安定性を知
るために、上述の窒化粉末を 125℃の恒温槽に 500時間
保持して、粉末の重量変化を測定した。
定の比率で配合し、高周波溶解して、ＴｈＭｎ12型結晶
構造の化合物と類似の磁気特性を有するＴｈ2Ｚｎ17型
結晶構造の化合物を主相とするＳm2（Ｆe0.8Ｃo0.2）17
組成の合金インゴットを製作した。これを1150℃、12時
間、Ａr ガス雰囲気下で均質化処理を行った後急冷し、
スタンプミルとボールミルによって平均粒径50μｍおよ
び３μｍの母合金粉末を得た。次に、この母合金粉末を
電気炉に装入して、５気圧のＮガス中、 500℃で８時間
保持してＮを侵入させ、続いてこれらの窒化粉末を、実
施例１と同様に触媒を用いた亜鉛の化学めっき浴に浸し
て粉末表面に 0.7μｍの亜鉛皮膜を形成した。次に、こ
れらの金属被覆粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス
雰囲気中、 450℃で８時間または２時間熱処理を行っ
た。その後、得られた粉末に３重量％のエポキシ樹脂を
混合し、15ＫＯe の磁界を印加しながら４〜10Ton／cm2
の圧力で圧縮成形し、 150℃でキュア処理を行って成
形体試料を製作し、これを最大エネルギー積ＢＨ maxと
成形体密度との測定試験に供し、併せて長期安定性を知
るために、上述の窒化粉末を 125℃の恒温槽に 500時間
保持して、粉末の重量変化を測定した。
【００２３】図３は、成形体試料の最大エネルギー積Ｂ
Ｈ maxと成形体密度に及ぼす平均粉末粒径と成形圧力の
影響を見たものである。同図より、平均粒径50μｍの粗
粉末を使用した成形体試料は、成形圧力４ Ton／cm2 以
上で最大エネルギー積（ＢＨmax）10ＭＧＯe 以上の優
れた磁気特性を有し、また比較的低圧成形においても高
密度化することが可能であることが明らかとなった。
Ｈ maxと成形体密度に及ぼす平均粉末粒径と成形圧力の
影響を見たものである。同図より、平均粒径50μｍの粗
粉末を使用した成形体試料は、成形圧力４ Ton／cm2 以
上で最大エネルギー積（ＢＨmax）10ＭＧＯe 以上の優
れた磁気特性を有し、また比較的低圧成形においても高
密度化することが可能であることが明らかとなった。
【００２４】図４は重量増加率に及ぼす保持時間の影響
を見たものである。同図より、平均粒径50μｍの粗粉末
は、平均粒径３μｍの微粉末に比して酸化による重量増
加率が著しく小さく、長期安定性に優れた磁石の製造に
好適となることが明らかである。
を見たものである。同図より、平均粒径50μｍの粗粉末
は、平均粒径３μｍの微粉末に比して酸化による重量増
加率が著しく小さく、長期安定性に優れた磁石の製造に
好適となることが明らかである。
【００２５】実施例５ 実施例４において用いた50μｍの窒化粉末を、ニッケル
触媒を用いたＳn の化学メッキ浴に浸漬して粉末表面に
約 0.4μｍのＳn 皮膜を形成した。続いて、この金属被
覆粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス中 300℃、30
分間の熱処理を行った。次に、この粉末に10重量％のＳ
n 粉末を混合し、印加磁界15ＫＯe 中で７ Ton／cm2 圧
力で圧縮成形して、成形体試料を製作した。得られた試
料密度は6.5ｇ／cm3 であり、また磁気特性としては、
ＢＨ max＝13.7ＭＧＯe 、Ｂr ＝8647Ｇ、 iＨc ＝7655
0eの優れた値が得られた。
触媒を用いたＳn の化学メッキ浴に浸漬して粉末表面に
約 0.4μｍのＳn 皮膜を形成した。続いて、この金属被
覆粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス中 300℃、30
分間の熱処理を行った。次に、この粉末に10重量％のＳ
n 粉末を混合し、印加磁界15ＫＯe 中で７ Ton／cm2 圧
力で圧縮成形して、成形体試料を製作した。得られた試
料密度は6.5ｇ／cm3 であり、また磁気特性としては、
ＢＨ max＝13.7ＭＧＯe 、Ｂr ＝8647Ｇ、 iＨc ＝7655
0eの優れた値が得られた。
【００２６】実施例６ 純度99％以上のネオジウム、電解鉄、コバルト、および
フェロチタンを所定の比率で配合し、高周波溶解してＴ
ｈＭｎ12型結晶構造の化合物を主相とするＮdＦe8Ｃo3
Ｔi 組成の合金インゴットを製作し、これをアルゴンガ
ス雰囲気中で1100℃、24時間保持して均質化処理を行っ
た後、スタンプミルとボールミルによってこの合金イン
ゴットを粉砕し、粒径３〜180μｍの母合金粉末を得
た。次に、この母合金粉末を５気圧のＮガス中で 350
℃、１〜24時間保持してＮを侵入させて窒化粉末を得、
続いてこれを触媒を用いた亜鉛の化学めっき浴に浸して
粉末表面に約 0.7μｍの亜鉛皮膜を形成し、その後、こ
れらの金属被覆粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス
雰囲気中、 350℃で８時間の熱処理を行った。次に、得
られた粉末に３重量％のフェノール樹脂を添加混合し、
15ＫＯe の磁界中で５ Ton／cm2 の圧力で圧縮成形し、
150℃のキュア処理を行って成形体試料を製作した。得
られた試料の磁気特性はＢ−Ｈトレーサーによって測定
した。
フェロチタンを所定の比率で配合し、高周波溶解してＴ
ｈＭｎ12型結晶構造の化合物を主相とするＮdＦe8Ｃo3
Ｔi 組成の合金インゴットを製作し、これをアルゴンガ
ス雰囲気中で1100℃、24時間保持して均質化処理を行っ
た後、スタンプミルとボールミルによってこの合金イン
ゴットを粉砕し、粒径３〜180μｍの母合金粉末を得
た。次に、この母合金粉末を５気圧のＮガス中で 350
℃、１〜24時間保持してＮを侵入させて窒化粉末を得、
続いてこれを触媒を用いた亜鉛の化学めっき浴に浸して
粉末表面に約 0.7μｍの亜鉛皮膜を形成し、その後、こ
れらの金属被覆粉末を電気炉に装入して、アルゴンガス
雰囲気中、 350℃で８時間の熱処理を行った。次に、得
られた粉末に３重量％のフェノール樹脂を添加混合し、
15ＫＯe の磁界中で５ Ton／cm2 の圧力で圧縮成形し、
150℃のキュア処理を行って成形体試料を製作した。得
られた試料の磁気特性はＢ−Ｈトレーサーによって測定
した。
【００２７】図５は、成形体試料の最大磁気エネルギー
積ＢＨmax 、保磁力 iＨc および残留磁束密度Ｂr に及
ぼす窒化粉末の平均粉末粒径の影響を見たものである。
図５より、最大磁気エネルギー積ＢＨmax と保磁力 iＨ
c は、実施例１と同様に平均粉末粒径が約25μｍでピー
クとなるものの、20〜150 μｍの範囲において高値とな
っており、また保磁力 iＨc は、単磁区粒子理論に従っ
て窒化粉末粒径が小さくなるにつれて増大している。
積ＢＨmax 、保磁力 iＨc および残留磁束密度Ｂr に及
ぼす窒化粉末の平均粉末粒径の影響を見たものである。
図５より、最大磁気エネルギー積ＢＨmax と保磁力 iＨ
c は、実施例１と同様に平均粉末粒径が約25μｍでピー
クとなるものの、20〜150 μｍの範囲において高値とな
っており、また保磁力 iＨc は、単磁区粒子理論に従っ
て窒化粉末粒径が小さくなるにつれて増大している。
【００２８】実施例７ 実施例１における粒径25μｍの窒化粉末を用いて製作さ
れた成形体試料を、粘度 150ＣＰＳのエポキシ樹脂に浸
漬し、約10Torrの減圧下で１時間保持して成形体にエポ
キシ樹脂を含浸し、 120℃で２時間キュア処理を行っ
た。得られた試料の磁気特性は、含浸しないものと同じ
く最大磁気エネルギー積ＢＨmax は12ＭＧＯe であった
が、試料の圧縮強度は含浸しないものに比べ、 1.8倍に
あたる60 kgf／mm2 となり、成形体の強度向上に大きく
寄与することが分かった。
れた成形体試料を、粘度 150ＣＰＳのエポキシ樹脂に浸
漬し、約10Torrの減圧下で１時間保持して成形体にエポ
キシ樹脂を含浸し、 120℃で２時間キュア処理を行っ
た。得られた試料の磁気特性は、含浸しないものと同じ
く最大磁気エネルギー積ＢＨmax は12ＭＧＯe であった
が、試料の圧縮強度は含浸しないものに比べ、 1.8倍に
あたる60 kgf／mm2 となり、成形体の強度向上に大きく
寄与することが分かった。
【００２９】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明にか
かる希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法によれば、
平均粉末粒径20〜 150μｍという粗粉末を用いても磁気
特性に優れた磁石を製造することができ、この粗粉末を
用いる分、高圧力で成形する必要がなくなって型寿命が
延長し、製造性が大幅に改善される。また粗粉末を用い
ることにより、製造過程において粉末の酸化が抑制さ
れ、得られた磁石の性能が長期的に安定する。
かる希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法によれば、
平均粉末粒径20〜 150μｍという粗粉末を用いても磁気
特性に優れた磁石を製造することができ、この粗粉末を
用いる分、高圧力で成形する必要がなくなって型寿命が
延長し、製造性が大幅に改善される。また粗粉末を用い
ることにより、製造過程において粉末の酸化が抑制さ
れ、得られた磁石の性能が長期的に安定する。
【図１】本発明の方法で得た希土類−鉄−窒素系磁石体
試料の磁気特性に及ぼす合金粉末の平均粉末粒径の影響
を示すグラフである。
試料の磁気特性に及ぼす合金粉末の平均粉末粒径の影響
を示すグラフである。
【図２】本発明の方法で得た磁石体試料の磁気特性に及
ぼす熱処理温度の影響を示すグラフである。
ぼす熱処理温度の影響を示すグラフである。
【図３】本発明の方法で得た磁石体試料の磁気特性およ
び密度に及ぼす平均粉末粒径と成形圧力の影響を示すグ
ラフである。
び密度に及ぼす平均粉末粒径と成形圧力の影響を示すグ
ラフである。
【図４】本発明で用いる粉末の酸化重量増加に及ぼす平
均粉末粒径と保持時間の影響を示すグラフである。
均粉末粒径と保持時間の影響を示すグラフである。
【図５】本発明の方法で得た希土類−鉄−コバルト−窒
素系磁石体試料の磁気特性に及ぼす合金粉末の平均粉末
粒径の影響を示すグラフである。
素系磁石体試料の磁気特性に及ぼす合金粉末の平均粉末
粒径の影響を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ // Ｃ２１Ｄ 6/00 Ｈ０１Ｆ 1/04 Ａ (56)参考文献 特開 昭59−9101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−177146（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−359405（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/032 - 1/08 B22F 1/02,3/00,3/10
Claims (3)
- 【請求項１】 希土類金属（Ｒ），Ｆe およびＮを主成
分とし、かつＴｈＭｎ12型結晶構造の化合物を主相とす
る平均粒径20〜 150μｍの合金粉末表面に、Ｓn ，Ｚn
，Ｐb ，Ｉn ，Ａl ，Ｍg の少なくとも一種から成る
金属皮膜を形成し、これに 100〜 600℃の温度範囲で熱
処理を施した後、成形を行なうことを特徴とする希土類
−鉄−窒素系永久磁石の製造方法。 - 【請求項２】 熱処理を施した後、金属バインダーまた
は有機物系バインダーを加えて成形を行うことを特徴と
する請求項１に記載の希土類−鉄−窒素系永久磁石の製
造方法。 - 【請求項３】 成形を行った後、成形体に有機物系バイ
ンダーを含浸させることを特徴とする請求項１に記載の
希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351094A JP3248077B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000351094A JP3248077B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24881292A Division JP3168484B2 (ja) | 1992-08-25 | 1992-08-25 | 希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001203104A JP2001203104A (ja) | 2001-07-27 |
| JP3248077B2 true JP3248077B2 (ja) | 2002-01-21 |
Family
ID=18824209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000351094A Expired - Fee Related JP3248077B2 (ja) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | 希土類−鉄−窒素系永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3248077B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
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|---|---|---|---|---|
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| JP6618858B2 (ja) * | 2016-06-22 | 2019-12-11 | Tdk株式会社 | 窒化鉄磁石 |
| JP7099924B2 (ja) * | 2018-09-21 | 2022-07-12 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石及びその製造方法 |
| JP7338510B2 (ja) * | 2020-02-27 | 2023-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JPH0711055B2 (ja) * | 1986-01-29 | 1995-02-08 | 大同特殊鋼株式会社 | 永久磁石材料の製造方法 |
| JPH04359405A (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-11 | Tdk Corp | 磁石粉末およびその製造方法ならびに樹脂ボンディッド磁石 |
-
2000
- 2000-11-17 JP JP2000351094A patent/JP3248077B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2001203104A (ja) | 2001-07-27 |
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