JP3494361B2 - 希土類焼結磁石の製造方法及び希土類焼結磁石 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ニアネットで薄肉
長尺の希土類焼結磁石を製造する方法および希土類焼結
磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】希土類焼結磁石は原料合金を粉砕、成
形、焼結、熱処理、加工し、さらに必要に応じて表面処
理を施したものが実用に供されている。特にＲ_２Ｔ_１４
Ｂ型金属間化合物（ＲはＹを含む希土類元素の少なくと
も１種、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）を主相とするＲ−
Ｔ−Ｂ系希土類焼結磁石は高性能磁石として多用されて
いる。しかし、前記原料合金の粉砕粉末は大気中で急激
に酸化し、磁気特性の劣化を招来する。顕著な場合は急
激な酸化により発火してしまうため安全性の面からも問
題があった。急激な酸化を防止する方法として、本発明
者らは、非酸化性の鉱物油または合成油中に希土類焼結
磁石用の原料微粉を回収し、酸化を抑えつつ磁場中成形
後、脱油、焼結、熱処理する希土類焼結磁石の製造方法
（特開平６−３２２４６９号公報等参照）を提案した。
この製造方法により、従来に比べて酸素含有量が低く抑
えられてほぼ理論密度に相当する緻密化した高密度の焼
結体が得られ、従来に比べて（ＢＨ）maxを顕著に向上
することができた。さらに、所定量のオレイン酸を添加
した非酸化性の鉱物油、合成油又は植物油中に希土類焼
結磁石用の原料合金の微粉を回収して成形用のスラリー
原料とすれば、連続成形性が顕著に改善されて高性能の
希土類焼結磁石を効率よく量産できることを提案した
（特開平８−１３０１４２号公報等参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記提案をも
とにしても、薄肉長尺品を量産するに当たって、特にア
ークセグメントに代表される異形品に対しては、その成
形性の悪さに起因した問題があった。通常薄肉とは厚み
が３ｍｍ以下のものを、長尺とは長さが５０ｍｍ以上の
ものを言うことが多いが、ここで言う薄肉長尺は、厚み
と長さが単に上記数値範囲に入るものということではな
く、成形体が満足に形成できないものや、形成できたと
しても密度が均一になり難いものを言い、厚みと長さ寸
法で規定する場合、上記より広い範囲まで含むことにな
る。従って、薄肉長尺品の作製に当たっては、成形時に
割れやクラックが生ずるだけでなく、その局部的な成形
体密度の差によって、焼結体には顕著な変形が発生する
という問題がある。このため、厚肉のブロック品を成形
し、後で所定の形状に加工して対処せざるをえず、最終
製品のコスト増を招来していた。なお、異形品とは、例
えば図8の斜視図において、（ａ）に示す矩形以外の、
（ｂ）リング型、（ｃ）アークセグメント型、（ｄ）か
まぼこ型等のものを言い、広義には断面形状が凸部を有
するものを包含している。

【０００４】さらに、前記薄肉長尺の希土類焼結磁石
は、成形の難しさに加え、磁化方向の配向度（Ｂｒ／４
πＩmax）が十分高くならず、高性能品実現の障害にも
なっていた。ここで、４πＩmaxは４πＩ（磁化の強
さ）−Ｈ（磁界の強さ）曲線における４πＩの最大値で
ある。従って本発明は、薄肉長尺の希土類焼結磁石をで
きるだけ加工することなく、望ましくはニアネットで、
さらには高い磁気特性を有するように製造する方法、及
び希土類焼結磁石を提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の希土類焼結磁石
の製造方法は、スラリーを作成し、成形機へ供給し、加
圧成形し、焼結する工程を有する希土類焼結磁石の製造
方法において、スラリーは、希土類焼結磁石用微粉と、
鉱物油、合成油、植物油の少なくとも１種の油と、非イ
オン性または陰イオン性の界面活性剤を混合して作成
し、成形機のキャビティへのスラリーの供給は、スラリ
ー供給管の先端を、一方のパンチがダイスに押し込まれ
てなるキャビティの底部近傍に挿入し、スラリーを吐出
しながら他方へ引き抜いて行い、成形は、横磁場を印加
しながら、一方のパンチを押し込んでその一方のパンチ
側のスラリーを押圧して該キャビティに押し込んだ他方
のパンチ側から溶媒を排出し、次いで他方のパンチを押
し込んで他方のパンチ側のスラリーを押圧して行なうこ
とを特徴としている。

【０００６】鉱物油、合成油または植物油としては、脱
油および成形性の点から、分留点が３５０℃以下のもの
がよく、動粘度については室温において１０ｃＳｔ以下
のものがよく、さらに好ましくは５ｃＳｔ以下のものが
よい。また、有用な非イオン性の界面活性剤として、ポ
リエチレングリコール型界面活性剤または多価アルコー
ル型界面活性剤が挙げられる。ポリエチレングリコール
型界面活性剤として、高級アルコールエチレンオキサイ
ド付加物、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加
物、脂肪酸エチレンオキサイド付加物、多価アルコール
脂肪酸エステルエチレンオキサイド付加物、高級アルキ
ルアミンエチレンオキサイド付加物、脂肪酸アミドエチ
レンオキサイド付加物、油脂のエチレンオキサイド付加
物、ポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加
物の１種または２種以上が挙げられる。また、多価アル
コール型界面活性剤として、グリセロールの脂肪酸エス
テル、ペンタエリスリトールの脂肪酸エステル、ソルビ
トールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、ショ糖の脂
肪酸エステル、多価アルコールのアルキルエーテル、ア
ルカノールアミン類の脂肪酸アミドの１種又は２種以上
が挙げられる。これらのうち、高級アルキルアミンエチ
レンオキサイド付加物、グリセロールの脂肪酸エステ
ル、ソルビトールおよびソルビタンの脂肪酸エステル、
多価アルコールのアルキルエーテルのいずれかがより好
ましい。また、陰イオン性の界面活性剤としては、例え
ば特殊高分子界面活性剤または特殊ポリカルボン酸型高
分子界面活性剤が挙げられる。また、スラリーに投入す
る前記原料合金の微粉の総重量に対する界面活性剤の添
加量は０．０１〜０．３重量％が好ましい。添加量が
０．０１重量％未満では添加効果が認められず、０．３
重量％超では逆に磁気特性が劣化する。

【０００７】スラリーの供給は、７０〜８５重量％に調
整したスラリーを、スラリーの供給手段に連通したスラ
リー供給管の先端をキャビティ底部近傍に挿入し、スラ
リーをキャビティの底部から上方に向けて吐出しながら
適宜引き抜いて充填する。スラリー供給管の引き抜きタ
イミングは、スラリーの吐出開始と同時に徐々に引き上
げてもよいし、最初は停止状態で吐出し、その後そのま
ま吐出しながら又は吐出せずに引き上げるようにしても
よい。これにより、スラリーを空気を巻き込むことなく
キャビティの隅々まで充填することができる。なお、キ
ャビティ上方は開放したままでもよいが、通気性を保ち
ながら遮蔽しておくほうがよい。この遮蔽手段により、
上方に盛上がったスラリーは速やかに横方向に均される
とともに、供給量が多少多目であっても廻りに溢れるこ
とがない。

【０００８】磁場中で加圧成形する方式には、加圧方向
と磁場印加方向とが略平行な縦磁場成形方式と、加圧方
向と磁場印加方向とが略直角の横磁場成形方式とがあ
る。縦磁場成形方式に比べて横磁場成形方式の方が成形
体の配向度が高くなるので、最終的に得られる希土類焼
結磁石のＢｒ、（ＢＨ）maxが高くなり、ｉＨｃがやや
低下する傾向を示す。本発明に係わる成形は横磁場成形
に適用すると効果的であり、スラリーにキャビティの上
下両側から順次押圧力を作用させることにより、溶媒を
所定量排出するとともに、スラリーを上下側から中央部
に向かって圧密する。これにより、密度が高く、特に上
下側共に密度が高く、かつバラツキ範囲の少ない成形体
を得ることができる。即ち、横磁場印加状態で一方のパ
ンチ、例えば下パンチをキャビティ内に移動させると、
下パンチ側からスラリーに押圧力が伝播されるが、磁粉
同士の接触による摩擦及び壁面との摩擦で消費され、上
に行くほど磁粉には押圧力は伝わらず、他方のパンチで
ある上パンチ側の磁粉密度は下パンチ側ほど高くならな
い。これに対して、溶媒にはほぼ均等に圧力は伝播さ
れ、下パンチ移動の初期は溶媒がキャビティと下パンチ
の隙間から漏れることもあるが、その後下パンチ側は磁
粉密度が高くなるため、磁粉密度が低く抵抗の少ない上
パンチ側に流れ、キャビティと上パンチの隙間から排出
される。溶媒を排出し易くするために上パンチの側面に
数十ミクロン程度の浅い溝を形成してもよい。横磁場を
かけることにより、キャビティ内の磁粉、特に磁場方向
に直交するキャビティ壁面周辺の磁粉は磁場拘束により
動き難くなり、磁場拘束力の方が磁粉に作用する押圧力
や溶媒の付着による流動力より勝る場合には、一層磁粉
は移動し難く、特に上パンチ付近の磁粉には押圧力がほ
とんど働かないため、隙間があってもほとんど漏れな
い。その後、上パンチを移動させると、すでに溶媒量が
少なくなりスラリー濃度が高まっているため、磁粉は流
動し難く、隙間から漏れることなく上パンチ側の磁粉密
度は高くなるのである。なお、ここで言う溶媒とは、前
記の油又は油と界面活性剤の混合物を言う。

【０００９】なお、成形体は酸化による磁気特性の劣化
を抑えるために、成形直後から脱油までの間前記油中で
保存することが望ましい。焼結に当たっては、成形体を
常温から焼結温度まで急激に昇温すると、成形体の内部
温度が急激に上昇し、成形体に残留する油と成形体の希
土類元素とが反応して希土類炭化物を生成し磁気特性が
劣化する。この対策として、温度１００〜５００℃、圧
力１０^−１Ｔｏｒｒ以下で３０分以上加熱する脱油処理
を施すことが望ましい。脱油処理により成形体に残留す
る油が十分に除去される。なお、脱油の加熱温度は１０
０〜５００℃であれば一点である必要はなく二点以上で
あってもよい。また１０^−１Ｔｏｒｒ以下で室温から５
００℃までの昇温速度を１０℃／分以下、より好ましく
は５℃／分以下とする脱油処理を施すことによっても脱
油が効率よく行われる。

【００１０】また、本発明の希土類焼結磁石の製造方法
は、希土類焼結磁石用原料合金を非酸化性雰囲気中で微
粉砕した微粉を、室温における動粘度が１０ｃＳｔ以下
の鉱物油、合成油、植物油の少なくとも１種の油中に回
収し、スラリーを作成するようにするものであり、特性
の高い希土類焼結磁石を得るために用いるとよい。希土
類焼結磁石用原料合金の微粉砕は、例えば不活性ガスを
粉砕媒体とするジェットミル等による乾式粉砕装置また
は酸化を阻止できる条件に設定された湿式ボールミル等
の湿式粉砕装置を用いて行うことができる。これによ
り、実質的に酸素濃度が０ｖｏｌ％の不活性ガス雰囲気
中でジェットミル微粉砕後、大気に触れないように前記
不活性ガス雰囲気中から直接微粉を鉱物油、合成油また
は植物油の少なくとも１種の油中に回収することができ
る。この方式により、微粉を大気から遮断して酸化、水
分の吸着を抑制することができる。なお、非イオン性ま
たは陰イオン性の界面活性剤は、予め鉱物油、合成油、
植物油のうちの１種以上からなる油中に混合しておいて
もよいし、後で混入するようにしてもよい。なお、前記
の実質的に酸素濃度が０ｖｏｌ％の不活性ガス雰囲気中
とは、酸素濃度が０．００５ｖｏｌ％以下、好ましくは
０．００２ｖｏｌ％以下の不活性ガス雰囲気を言う。

【００１１】また、前述した希土類焼結磁石の製造方法
において、希土類焼結磁石用原料合金を微酸化雰囲気中
で微粉砕して乾粉として回収し、回収した微粉を鉱物
油、合成油または植物油の少なくとも１種と混ぜてスラ
リーを作成してもよい。この場合も、非イオン性または
陰イオン性の界面活性剤は、予め鉱物油、合成油、植物
油のうちの１種以上からなる油中に混合しておいてもよ
いし、後で混入するようにしてもよい。

【００１２】本発明の希土類焼結磁石は、上記製造方法
でスラリーを加圧成形し、焼結して製造される希土類磁
石において、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物（ＲはＹを含
む希土類元素の少なくとも１種、ＴはＦｅまたはＦｅと
Ｃｏ）を主相とし、横磁場により成形した成形体の密度
分布が４．３〜４．７Ｍｇ／ｍ^３（ｇ／ｃｍ^３）であ
り、磁化方向の寸法が２〜１０ｍｍ、加圧方向の寸法が
１０〜１５０ｍｍの寸法範囲にある希土類焼結磁石であ
る。前記寸法は、焼結体素材そのままの寸法、又は焼結
体の焼結肌を除去する程度に表面に倣って加工した後の
寸法を言う。なお、前記範囲内のもので、かつ、厚さを
横軸に、長さを縦軸とした座標系で示した時、座標（２
ｍｍ、６０ｍｍ）と（５ｍｍ、１５０ｍｍ）の２点を結
ぶ直線で規定される長さ範囲内のものは、より安定して
製造することができる。なお、信頼性高くニアネットシ
ェイプの希土類焼結磁石を得る上では、前述した希土類
焼結磁石の製造方法を用いるとよい。即ち、界面活性剤
により移動性を高めたスラリーをキャビティに隙間なく
供給し、キャビティの上下から押圧することにより薄肉
長尺品を成形することができ、かつ異形品であっても成
形体の密度分布を４．３〜４．７ｇ／ｃｍ^３という高い
範囲でかつ略均一にできるので、成形体から焼結体素材
に至る収縮率および焼結による変形が従来より小さく抑
えられるからである。

【００１３】本発明の希土類焼結磁石は、２０℃におい
て２５ＭＧＯｅ以上の最大エネルギー積（ＢＨ）max
と、１３ＫＯｅ以上の保持力を有する希土類焼結磁石で
ある。また、磁化方向の配向度（Ｂｒ／４πＩmax）が
９６％以上である希土類焼結磁石である。また、（１０
５）面からのＸ線回折ピーク強度Ｉ（１０５）と、（０
０６）面からのＸ線回折ピーク強度Ｉ（００６）との比
率；Ｉ（１０５）／Ｉ（００６）が０．５〜０．８であ
ることを特徴としている。

【００１４】また、希土類焼結磁石の全重量を１００重
量％としたとき、重量％でＲが２８〜３１％、Ｂが０．
８〜１．５％、残部Ｔからなる主成分を有する希土類焼
結磁石であって、重量％で酸素を０．２５％以下、炭素
を０．１５％以下、窒素を０．１５％以下含有する希土
類焼結磁石である。また、希土類焼結磁石の全重量を１
００重量％としたとき、重量％でＲが３１．０〜３３．
０％（３１．０％は含まず）、Ｂが０．８０〜１．５０
％、残部Ｔからなる主成分を有する希土類焼結磁石であ
って、重量％で酸素を０．２５〜０．５８％（０．２５
％は含まず）、炭素を０．１５％以下、窒素を０．０３
％以下含有する希土類焼結磁石である。また、本発明の
希土類焼結磁石は、前述した製造方法で製造することに
よって、前述した各発明の特徴を併せ持ったものを得る
ことができる。特に、厚さが２〜１０ｍｍ、長さが１０
〜１５０ｍｍの寸法範囲のものは、従来、ニアネットで
は極めて実現が難しかったものである。

【００１５】以下、本発明の希土類焼結磁石の組成につ
いて詳細に説明する。本発明の希土類焼結磁石がＲ_２Ｔ
_１４Ｂ型金属間化合物を主相とする場合、許容される主
成分組成は、最も広い場合で、重量％で、Ｒ ２８〜３
３％、Ｂ ０．５〜２％、Ｍ_１０〜０．６％（Ｍ_１はＮ
ｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの少
なくとも１種）、残部Ｔからなることが好ましい（ただ
し、Ｒ＋Ｂ＋Ｔ＋Ｍ_１＝１００重量％とした場合）。Ｒ
量は２８〜３３％が好ましい。Ｒ量が２８％未満では十
分なｉＨｃが得られず、３３％超ではＢｒが大きく低下
する。Ｂ量は０．５〜２％が好ましく、０．８〜１．５
％がより好ましい。Ｂ量が０．５％未満では十分なｉＨ
ｃが得られず、２％超ではＢｒが大きく低下する。Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆの少
なくとも１種からなる高融点金属元素Ｍ_１を０．０１〜
０．６％含有することがより好ましい。Ｍ_１を０．０１
〜０．６％含有することにより、焼結過程での主相結晶
粒の過度の粒成長が抑えられて、１４．０ｋＯｅ以上の
ｉＨｃを実現できる。しかし、Ｍ_１を０．６％超含有す
ると逆に主相結晶粒の正常な粒成長が阻害され、Ｂｒの
低下を招く。また、Ｍ_１含有量が０．０１％未満では添
加効果が認められない。

【００１６】特に、重量％で、主成分がＲ ２８〜３３
％、Ｂ ０．８〜１．５％、Ｍ_１０．０１〜０．６％
（Ｍ_１はＮｂ，Ｍｏ，Ｗ，Ｖ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆの少なくとも１種）、Ｍ_２０．０１〜０．３％
（Ｍ_２はＡｌ，Ｇａ，Ｃｕの少なくとも１種）、残部Ｔ
からなる場合が実用性に富んでいる（ただし、Ｒ＋Ｂ＋
Ｔ＋Ｍ_１＋Ｍ_２＝１００重量％とした場合）。Ｍ_２元素
（Ａｌ，Ｇａ，Ｃｕの少なくとも１種）の含有量は０．
０１〜０．３％とされる。Ａｌの含有によってｉＨｃが
向上し、焼結体の耐食性が改善される。しかし、Ａｌ含
有量が０．３％超ではＢｒが大きく低下し、０．０１％
未満ではｉＨｃや耐食性を改善する効果が得られない。
Ｇａの含有によりｉＨｃが顕著に向上するが、Ｇａ含有
量が０．３％超ではＢｒが大きく低下し、０．０１％未
満ではｉＨｃを向上する効果が得られない。Ｃｕの微量
添加は焼結体の耐食性の改善とｉＨｃの向上に有効であ
るが、Ｃｕ含有量が０．３％超ではＢｒが大きく低下
し、０．０１％未満では耐食性の改善およびｉＨｃの向
上が認められない。Ｃｏの含有により焼結体の耐食性が
改善され、かつキュリー点が上昇して永久磁石としての
耐熱性が向上する。しかし、Ｃｏ含有量が５％超では磁
気特性に有害なＦｅ−Ｃｏ相が形成され、ＢｒとｉＨｃ
が共に低下する。よって、Ｃｏ含有量は５％以下とされ
る。一方、Ｃｏ含有量が０．５％未満では耐食性の改善
や耐熱性の向上が認められない。よって、Ｃｏ含有量は
０．５〜５％が好ましい。不可避に含有される酸素は
０．６％以下、炭素は０．１５％以下が許容される。特
に、酸素含有量が０．２５％超で０．６％以下の場合
は、Ｒ含有量が３１％超で３３％以下になるように選択
することが高い磁気特性と良好な耐食性とを確保するた
めに好ましい。

【００１７】さらに、重量％で、Ｒが２８〜３１％、Ｂ
が０．８〜１．５％、残部Ｔからなる主成分を有すると
ともに、前記希土類焼結磁石の全重量を１００重量％と
したとき重量％で酸素を０．２５％以下、炭素を０．１
５％以下、窒素を０．１５％以下含有することが好まし
い。さらに、酸素含有量を０．１８％以下、炭素含有量
を０．１０％以下とすると、２０℃において４８．０Ｍ
ＧＯｅ以上の最大エネルギー積（ＢＨ）maxと、１４．
０ｋＯｅ以上の保磁力ｉＨｃと、９６．０％以上の磁化
方向の配向度（Ｂｒ／４πＩmax）とが実現できより好
ましい。本発明の希土類焼結磁石がＲ_２Ｔ_１４Ｂ型金属
間化合物を主相とする場合、Ｎｉめっき等の表面処理が
必要になるが、窒素含有量が０．０２〜０．１５％の場
合に良好な耐食性が付与されるのでより好ましい。

【００１８】また、原料合金としてＣａを還元剤とする
還元拡散法により作製したものを用いて本発明の希土類
焼結磁石を作製した場合、２０℃において２５．０ＭＧ
Ｏｅ以上の最大エネルギー積（ＢＨ）maxと１３．０ｋ
Ｏｅ以上の保磁力ｉＨｃと、９６．０％以上の磁化方向
の配向度（Ｂｒ／４πＩmax）とを実現するために、前
記希土類焼結磁石の全重量を１００重量％としてＣａ含
有量をより好ましくは０．１重量％以下（０を含ま
ず）、特に好ましくは０．０３重量％以下（０を含ま
ず）に抑えることがよい。また、本発明の希土類焼結磁
石は、ＳｍＣｏ_５またはＳｍ_２ＴＭ_１７（ＴＭはＣｏと
ＦｅとＣｕとＭ’とからなり、Ｍ’はＺｒ，Ｈｆ，Ｔ
ｉ，Ｖの少なくとも１種である）を主相とするものでも
よい。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を説明する
が、本発明はそれら実施例により限定されるものではな
い。 （実施例１）図８（ａ）で示す矩形の薄板長尺の焼結体
を作製した。焼結体の目標寸法は、厚みＴは約３．８ｍ
ｍ、長さＬは約６０ｍｍ、幅は約３０ｍｍである。主成
分組成が、重量％で、Ｎｄ２２．６％、Ｐｒ６．３％、
Ｄｙ１．３％、Ｂ１．０％、Ｎｂ０．２％、Ａｌ＝０．
１５％、Ｃｏ２．０％，Ｇａ０．０８％、Ｃｕ０．１
％，残部Ｆｅからなる希土類焼結磁石用の原料合金粗粉
を準備した。次に、この粗粉を酸素濃度が０．００１ｖ
ｏｌ％以下の窒素ガス雰囲気中でジェットミル粉砕し、
平均粉末粒径４．０μｍの微粉を得た。微粉は窒素ガス
雰囲気中で、大気に触れさせずに直接、グリセロールの
脂肪酸エステルであるオレイン酸モノグリセライド（花
王(株)製、商品名：エマゾールＭＯ−５０）を所定量添
加した鉱物油（出光興産（株）製、商品名：出光スーパ
ーゾルＰＡ−３０）中に回収しスラリー化した。グリセ
ロールの脂肪酸エステルの添加量はスラリーに投入した
前記微粉の総重量対比で０．０８重量％とした。次い
で、スラリーを（微粉総重量）／（微粉総重量＋鉱物油
総重量）×１００（％）で定義するスラリー濃度が約７
０％になるように調整し、図９に示すスラリー供給装置
１５の原料タンク１３に充填した。

【００２０】次に、スラリー供給装置１５のスラリー供
給管６を矩形の薄板長尺状のキャビティ３の開口部のほ
ぼ中央に配置した。キャビティの寸法は、厚み方向が５
ｍｍ、長さ方向が１５０ｍｍ、幅方向が３５ｍｍであ
る。次に、スラリー供給管６をシリンダー（図示省略）
で下降させ、下パンチ２の上面近傍位置（キャビティ３
の底面近傍位置）で停止させた。次に、ポンプ１０を作
動させて原料タンク１３からスラリーを配管１１を通し
てキャビティ３に吐出しながら、スラリー供給管６を上
昇させてキャビティ３に所定量のスラリーを充填した。
続いて、磁場強度１３ｋＯｅで厚みＴ方向に磁場をか
け、下パンチを所定量押し込んで上パンチ側から溶媒を
排出した後、上パンチを所定量押し込んで成形圧１．０
ｔｏｎ／ｃｍ^２で加圧成形を行い（横磁場成形）、成形
体を得た。この時の成形体の長さは約７０ｍｍとなっ
た。この成形体を、約５×１０^−１Ｔｏｒｒ、２００℃
で１時間加熱して脱油した。引き続き約３×１０^−５Ｔ
ｏｒｒ、１０７０℃で２時間焼結して焼結体を得た。次
に、Ａｒ雰囲気中で９００℃で２時間加熱後、冷却して
４８０℃で１時間加熱し、続いて４６０℃で１時間加熱
する熱処理を行い、その後室温まで冷却して本発明の希
土類焼結磁石を得た。この磁石を所定寸法に加工後、２
０℃において１５０ｋＯｅのパルス磁場を印加して磁気
特性を測定した。測定結果を表１に示す。

【００２１】（実施例２、３）表１に示す非イオン性界
面活性剤を用いた以外は実施例１と同様にして希土類焼
結磁石を作製し、磁気特性を測定した。測定結果を表１
に示す。 （実施例４、５）表１に示す陰イオン性界面活性剤を用
いた以外は実施例１と同様にして希土類焼結磁石を作製
し、磁気特性を測定した。測定結果を表１に示す。 （実施例６）主成分組成が、重量％で、Ｎｄ２４．２
％、Ｐｒ６．８％、Ｄｙ１．５％、Ｂ１．０２％、Ｎｂ
０．３％、Ａｌ０．０８％、Ｃｏ１．５％，残部Ｆｅか
らなる希土類焼結磁石用の原料合金粗粉を、酸素濃度が
０．１ｖｏｌ％の窒素ガス雰囲気中でジェットミル粉砕
し、平均粉末粒径が４．２μｍの微粉を得た。この微粉
の酸素量は０．４８ｗｔ％であった。この微粉を鉱物油
（出光興産（株）製、商品名：出光スーパーゾルＰＡ−
３０）中に回収しスラリー化した。このスラリーの中
に、スラリー中の微粉純分の重量の０．０８ｗｔ％に相
当するグリセロールの脂肪酸エステル（花王(株)製、商
品名：エマゾールＭＯ−５０）を添加し混合した。次い
で、スラリーを実施例１の定義でのスラリー濃度が約７
５％になるように調整した。このスラリーを実施例１と
同条件にて希土類焼結磁石を作製したところ、表１に示
すような測定結果を得た。

【００２２】（実施例７）主成分組成が、重量％で、Ｎ
ｄ１７．３％、Ｐｒ５．７％、Ｄｙ７．５％、Ｂ１．０
５％、Ｎｂ０．７％、Ａｌ０．１２％、Ｃｏ２．５％、
Ｇａ０．０８％、Ｃｕ０．１％，残部Ｆｅからなる希土
類焼結磁石用の原料合金粗粉を用いた以外は実施例１と
同様にして希土類焼結磁石を作製し磁気特性を測定し
た。表１に測定結果を示す。 （実施例８）主成分組成が、重量％で、Ｎｄ１３．０
％、Ｐｒ５．０％、Ｄｙ１２．０％、Ｂ１．１０％、Ｎ
ｂ０．５０％、Ａｌ０．０８％、Ｃｏ２．０％、Ｇａ
０．０８％、Ｃｕ０．１０％，残部Ｆｅからなる希土類
焼結磁石用の原料合金粗粉を用いた以外は実施例１と同
様にして希土類焼結磁石を作製し磁気特性を測定した。
表１に測定結果を示す。

【００２３】（比較例１）界面活性剤を用いずに前記微
粉と鉱物油とからなるスラリーとした以外は実施例１と
同様にして希土類焼結磁石を作製し、磁気特性を測定し
た。測定結果を表１に示す。 （比較例２）非イオン性界面活性剤の代わりに、スラリ
ーに投入した微粉の総重量に対する比率で０．０４ｗｔ
％に相当するオレイン酸を鉱物油に添加したものを用い
てスラリーを形成した以外は、実施例１と同様にして希
土類焼結磁石を作製し、磁気特性を測定した。測定結果
を表１に示す。なお、実施例１〜８、比較例１〜２と
も、成形体には割れ、クラック等は見当たらず、焼結体
の変形、特に変形が顕著に表われ易い幅方向寸法変化に
おいても、一見したところでは認識できない程度であっ
たが、わずかに中央部の寸法の方が小さく（０．３ｍｍ
程度）なっていた。

【００２４】

【表１】

【００２５】表１より、非イオン型の界面活性剤を添加
したスラリーを用いて形成した実施例１、２、３の各希
土類焼結磁石の磁化方向の配向度（Ｂｒ／４πＩma
x）、（ＢＨ）maxが界面活性剤を添加しないスラリーを
用いて形成した比較例１の希土類焼結磁石に比べて顕著
に向上しており、かつほぼ同等のｉＨｃを保持している
ことがわかる。また、陰イオン型の界面活性剤を添加し
たスラリーを用いて形成した実施例４、５の希土類焼結
磁石の（Ｂｒ／４πＩmax）、（ＢＨ）maxも比較例１の
希土類焼結磁石に比べて向上しており、かつほぼ同等の
ｉＨｃを保持していることがわかる。これに対し、界面
活性剤の替わりにオレイン酸を添加したスラリーを用い
て形成した比較例２の希土類焼結磁石の（Ｂｒ／４πＩ
max）は比較例１に比べて向上しているが、ｉＨｃおよ
び（ＢＨ）maxが顕著に低下しており、好ましくないこ
とがわかる。なお、上記の各実施例および各比較例の希
土類焼結磁石の含有炭素量は０．０６〜０．０８重量％
の範囲にあり、かつ含有窒素量は約０．０６重量％であ
り、有意差は認められなかった。

【００２６】図２に、実施例１〜５および比較例１、２
で作製した各成形体の平均成形体密度（ρｇ）を示す。
図２より、比較例１の場合に比べて、非イオン性または
陰イオン性の界面活性剤を添加したスラリーを用いた実
施例１〜５の各成形体密度（ρｇ）が増大していること
がわかる。ρｇの増大は収縮率が低下することであり、
かつ成形体強度が改善されて薄肉、長尺形状の成形が容
易になることでもある。図３に、実施例１〜５及び比較
例１、２の各成形体の代表的な含油率を示す。含油率
は、［（成形体の重量）−（焼結体素材の重量）］／
（成形体の重量）×１００（％）で定義した。図３よ
り、非イオン性または陰イオン性の界面活性剤を添加し
たスラリーを用いた実施例１〜５の各成形体の含油率が
減少していることがわかる。含油率の減少は脱油工程の
負担が軽減されることであり好ましい。図４に、実施例
１〜５および比較例１、２の各焼結体素材の磁化方向
（厚さ）の平均収縮率を示す。収縮率は［（磁化方向の
成形体寸法）−（磁化方向の焼結体素材寸法）］／（磁
化方向の成形体寸法）×１００（％）で定義した。図４
より、実施例１〜５では磁化方向の収縮率が２４〜２６
％であり小さい。これに対し、比較例１、２の磁化方向
の収縮率は２８〜３１％と大きい。このように、本発明
によれば、磁化方向の収縮率が２８％未満であるニアネ
ットのものが得られる。

【００２７】（実施例９）グリセロールの脂肪酸エステ
ルの添加量を変化した以外は実施例１と同様にして横磁
場の圧縮成形を行い、成形体を作製した。各成形体の密
度（ρｇ）を測定した結果を図５に示す。図５より、ρ
ｇはグリセロールの脂肪酸エステルの添加量に比例して
増加するが、添加量が０．２〜０．３％ではρｇおよび
配向度がほぼ飽和することがわかった。そして、添加量
が０．３％超ではｉＨｃの低下が大きくなり、総合的に
磁気特性が劣化する傾向が認められた。一方、添加量が
０．０１％未満では添加効果が認められなかった。よっ
て、グリセロールの脂肪酸エステルの添加量は０．０１
〜０．３％が好ましく、０．０１〜０．２％がより好ま
しい、さらに０．０８〜０．２％が一層好ましい。

【００２８】図６に、実施例１の希土類焼結磁石からＸ
線回折用の試料を切り出し、その試料のほぼ磁化方向に
垂直な面が表面になるようにして理学電気(株)製のＸ線
回折装置(RU-200BH)にセットし、２θ−θ走査法により
Ｘ線回折した結果を示す。Ｘ線源にはＣｕＫα１線（λ
＝０．１５４０５ｎｍ）を用い、ノイズ（バックグラウ
ンド）は装置に内蔵されたソフトにより除去した。図６
から、主な回折ピークは主相であるＲ_２Ｔ_１４Ｂ型金属
間化合物の、２θ＝２９．０８°の（００４）面、３
８．０６°の（１０５）面、４４．３４°の（００６）
面であり、（００６）面からのＸ線回折ピーク強度：Ｉ
（００６）を１００％として、Ｉ（００４）／Ｉ（００
６）＝０．３３、 Ｉ（１０５） ／Ｉ（００６）＝０．
６３だった。次に、図７に、比較例１の希土類焼結磁石
からＸ線回折用の試料を切り出し、以降は実施例１の試
料の場合と同様にしてＸ線回折した結果を示す。図７の
主な回折ピークは図６と同様だったが、Ｉ（００４）／
Ｉ（００６）＝０．３２、Ｉ（１０５）／Ｉ（００６）
＝０．９６だった。さらに、実施例２〜８および比較例
２の各希土類焼結磁石についても同様のＸ線回折を行っ
た。その結果、実施例１〜８のものはＩ（１０５）／Ｉ
（００６）＝０．５０〜０．８０の範囲にあり、比較例
１、２ではＩ（１０５）／Ｉ（００６）＝０．９１〜
０．９６だった。

【００２９】次に、本発明を異形品であるアークセグメ
ント形状の希土類焼結磁石を作製した実施例で説明す
る。 （実施例１０）キャビティの形状・寸法が異なる他は実
施例１と同様にして２０個のサンプルを作製した。成形
体２０は、図８（ｃ）に示す厚みＴ’が約４ｍｍ、長さ
Ｌ’が約９５ｍｍ、中心各θが４５度、曲率半径が約４
５ｍｍのアークセグメント形状であり、２０１側が上パ
ンチ側である。配向磁場の印加方向は図８（ｃ）の紙面
に対してほぼ垂直方向である。作製した成形体２０を、
図８（ｃ）の点線で示すように５分割し、各分割成形体
のρｇを測定した。測定結果の平均値を表２に示す。表
２より、４．５ｇ／ｃｍ^３超でかつ最大値と最小値の差
が０．２０ｇ／ｃｍ^３未満である良好なρｇ分布が得ら
れた。また焼結、熱処理したものを、表面の焼結肌がな
くなる程度の加工をし、薄肉長尺アークセグメント形状
の焼結体３０を得た。この時の寸法の平均値は、厚さＴ
は２．８ｍｍ、長さＬは８０ｍｍ、中心角θは４５°、
幅は４０ｍｍであった。また、前記焼結体素材の磁化方
向の収縮率は２５．５％と小さく、かつ前記焼結体素材
の外周面側の中央位置で評価したＬ方向の反りも小さか
った。２０℃で磁気特性を測定した結果、磁化方向の配
向度（Ｂｒ／４πＩmax）＝９６．９％、ｉＨｃ＝１
５．４ｋＯｅ、（ＢＨ）max＝４９．８ＭＧＯｅという
高い磁気特性が得られた。

【００３０】（比較例３）比較例１のスラリーを用い
（界面活性剤なし）、実施例１０と同様な条件でアーク
セグメント形状の希土類焼結磁石を２０個作製した。成
形体の中には上部に亀裂が出るものや、剥がれが出るも
のがあった。外観的に問題のない成形体を実施例１０と
ほぼ同様に５分割し、測定したρｇの平均分布を表２に
示す。また、得られた焼結体素材の磁化方向の収縮率は
３０．９％であり、実施例１０に比べて約５．４％大き
かった。また、前記焼結体素材の外周面側の中央位置で
測定したＬ方向の反りは実施例１０に比べて約１．３ｍ
ｍ大きかった。反りが大きいと、中心角度θが大きくな
る。反りが大きいのは、表２に示す通り、ρｇの最大値
と最小値との差が実施例１０に比べて大きく、かつρｇ
が低いからである。２０℃で測定した磁気特性は、磁化
方向の配向度（Ｂｒ／４πＩmax）＝９５．０％、ｉＨ
ｃ＝１５．４ｋＯｅ、（ＢＨ）max＝４７．３ＭＧＯｅ
であり低かった。

【００３１】

【表２】

【００３２】次に、ニアネット可能な薄肉長尺品の寸法
限界を評価した。対象品寸法は実用的には厚さは１０ｍ
ｍ以下、長さは１０ｍｍ以上の範囲にあるものである
が、さらにスラリー供給ノズルの外形寸法制約から焼結
体最小厚さは２ｍｍ程度、成形機の仕様から最大長さは
１５０ｍｍ程度の範囲に限定し、その中で成形がし難い
と考えられる薄くて長いものに対して、実施例１０と同
様な製造条件で、各種寸法のアークセグメント形状の希
土類焼結磁石のサンプルを各２０個作製して（実施例１
１〜１４）評価した。中心角度、曲率半径は実施例１０
と同一である。表３に、実施例１０及び比較例３を含ん
だ焼結体の概略平均寸法（厚さ、長さ）と、その成形体
時と焼結体時後の外観性状を示す。なお、剥がれ、亀裂
が生じた成形体については、以降の焼結は行なわなかっ
た。

【００３３】

【表３】

【００３４】表３に示すように、実施例１０、１２、１
４については問題なく作製できることがわかる。厚さを
Ｔとして横軸にとり、長さをＬとして縦軸にとった時、
前記サンプルは、Ｌ＝３０Ｔで表される直線の近傍にあ
ることがわかり、この直線より下方のものについては問
題ないことが推測できる。実施例１１、１３について
は、歩留が悪くなったり、加工代が余分に必要になると
いう課題はあるが、実用可能レベルであり、これより厚
さ２〜１０ｍｍ、長さ１０〜１５０ｍｍの範囲のものは
ニアネットが可能であることが分かる。比較例３につい
ては、外観的にも、密度、配向度とも問題があることは
明らかであり、量産への適用は難しい。また、上記実施
例では中心角度が４５°のアークセグメントの場合を記
載したが、２０〜１８０°のものも作製可能である。幅
が１５〜１００ｍｍのものも作製可能である。また、上
記実施例ではアークセグメントの場合を記載したが、本
発明によれば、他の横磁場成形法による異形品形状のも
の（例えば図８の（ｂ）または（ｄ）の形状を有し、図
８の紙面にほぼ垂直な方向に異方性を付与したもの）で
も、２０℃において２５．０ＭＧＯｅ以上の最大エネル
ギー積（ＢＨ）maxと１３．０ｋＯｅ以上の保磁力ｉＨ
ｃと９６．０％以上の磁化方向の配向度（Ｂｒ／４πＩ
max）とが実現可能である。

【００３５】また、前記実施例では、横磁場成形法によ
る場合を記載したが、縦磁場成形法を適用した場合でも
従来とほぼ同等の高いｉＨｃを保持しつつ、従来に比べ
て高い磁化方向の配向度（Ｂｒ／４πＩmax）および
（ＢＨ）maxを実現することができる。また本発明によ
れば、２０℃における測定値で、（ＢＨ）max＝２５〜
５２ＭＧＯｅ、ｉＨｃ＝１３〜２０ｋＯｅ、磁化方向の
配向度（Ｂｒ／４πＩmax）＝９６．０〜９８．０％ が
実現可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上記述の通り、本発明は次の効果を有
する。 １）磁性スラリーを薄肉長尺であっても、高い密度範囲
でバラツキ少なく成形することができる。 ２）薄肉長尺の希土類焼結磁石をニアネット或いはそれ
に近い状態で提供することができる。 ３）磁化方向の配向度を顕著に改善した高性能の希土類
焼結磁石を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の希土類焼結磁石の製造方法を説明する
ための図

【図２】界面活性剤の種類と成形体密度との相関の一例
を示す図

【図３】界面活性剤の種類と成形体含油率との相関の一
例を示す図

【図４】界面活性剤の種類と収縮率の相関の一例を示す
図

【図５】界面活性剤の添加量と成形体密度との相関の一
例を示す図

【図６】本発明の希土類焼結磁石のＸ線回折パターンの
一例を示す図

【図７】比較例の希土類焼結磁石のＸ線回折パターンを
示す図

【図８】本発明の希土類焼結磁石の代表的な形状を示す
図

【図９】本発明に用いるスラリー供給装置の一例を示す
要部断面図

【符号の説明】

１ ダイス、２ 下パンチ、３ キャビティ、６ スラ
リー供給管、９ 供給ヘッド本体、１０ スラリー供給
手段、１１ 配管、１２ 制御装置、１３ タンク、１
５ スラリー供給装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 公穂 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (72)発明者 所 久人 埼玉県熊谷市三ヶ尻5200番地日立金属株 式会社磁性材料研究所内 (56)参考文献 特開 平８−130142（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−94814（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−220504（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−55929（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−88133（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−54351（ＪＰ，Ａ) 特開 平11−195548（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−289103（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−37716（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−233306（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01F 41/02

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スラリーを作成し、成形機へ供給し、加
   圧成形し、焼結する工程を有する希土類焼結磁石の製造
   方法において、 スラリーは、希土類焼結磁石用微粉と、鉱物油、合成
   油、植物油の少なくとも１種の油と、非イオン性または
   陰イオン性の界面活性剤を混合して作成し、 成形機のキャビティへのスラリーの供給は、スラリー供
   給管の先端を、一方のパンチがダイスに押し込まれてな
   るキャビティの底部近傍に挿入し、スラリーを吐出しな
   がら他方へ引き抜いて行い、 成形は、横磁場を印加しながら、一方のパンチを押し込
   んでその一方のパンチ側のスラリーを押圧して該キャビ
   ティに押し込んだ他方のパンチ側から溶媒を排出し、次
   いで他方のパンチを押し込んで他方のパンチ側のスラリ
   ーを押圧して行なうことを特徴とする希土類焼結磁石の
   製造方法。
2. 【請求項２】 希土類焼結磁石用原料合金を非酸化性雰
   囲気中で微粉砕した微粉を、室温における動粘度が１０
   ｃＳｔ以下の鉱物油、合成油、植物油の少なくとも１種
   の油中に回収し、スラリーを作成する請求項１に記載の
   希土類焼結磁石の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の製造方法でス
   ラリーを加圧成形し、焼結して製造される希土類磁石に
   おいて、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型金属間化合物（ＲはＹを含む希
   土類元素の少なくとも１種、ＴはＦｅまたはＦｅとＣ
   ｏ）を主相とし、横磁場により成形した成形体の密度分
   布が４．３〜４．７Ｍｇ／ｍ^３（ｇ／ｃｍ^３）であり、
   磁化方向の寸法が２〜１０ｍｍ、加圧方向の寸法が１０
   〜１５０ｍｍの寸法範囲にある希土類焼結磁石。