JP3597615B2 - R−t−b系異方性ボンド磁石の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
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異方性R(希土類元素)−T(鉄属元素)−B系異方性ボンド磁石の製造方法に係り、R−T−B系合金鋳塊を水素吸蔵崩壊法により粗粉砕粉とし、該粗粉砕粉に無機質バインダーを混練して成形した成形体に水素化・再結晶処理し、同時に該成形体をボンド化処理することにより、良好な減磁曲線の角型性と磁気特性の経時変化の少ないR−T−B系異方性ボンド磁石を得る製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
R−T−(M)−B系異方性ボンド磁石粉末の製造方法には、水素化・再結晶処理による製造方法として、例えば特開平1−132106号公報に開示されている。
すなわち、かかる水素化・再結晶処理法とは、R−T−(M)−B系原料合金鋳塊または粉末を、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鋳塊または粉末にH2を吸蔵させた後、H2ガス圧力13Pa(1×10−1Torr)以下の真空雰囲気、又はH2ガス分圧13Pa(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、ついで冷却する工程を言い、該公報には水素化・再結晶処理で得られた粉末を粉砕後に樹脂配合して成形してR−T−B系異方性ボンド磁石を得ることが開示されている。
【0003】
このような水素化・再結晶処理法で製造されたR−T−B系合金磁石は、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0.1μm〜1μmの平均再結晶粒径を持つ組織となり、磁気的には正方晶Nd2Fe14B系化合物の単磁区臨界粒径に近い結晶粒径となっており、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。この結晶方位は原料合金粉末と同じ方位を水素化・再結晶処理後も継承していることが考えられる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、水素化・再結晶処理法で製造した粉末を原料とするR−T−B系ボンド磁石は、処理に用いる合金鋳塊の組織と粉砕方法によって、水素化・再結晶処理法で製造した粉末の磁化が低下してしまうという欠点があった。
【0005】
また、上記水素化・再結晶処理法で製造した粉末を原料として製造したボンド磁石の磁気特性は、保磁力が大きいために着磁性が悪く、成形時の配向に20k0e程度の大きな磁界が必要となる。そしてその中でもボンド磁石の中で大きな割合を占めるラジアル配向では、成形時にこのような大きな配向磁界が得られないために磁気特性レベルが等方性のものと変わらないという欠点があった。
【0006】
このようにボンド磁石の配向が不充分であると、ボンド磁石の減磁曲線の角型性が悪く、不可逆熱減磁率が大きくなり、実際にモーターなどに組み込んだ時に必要な磁束が得られずにモーターとして機能しないという欠点があった。そこで、発明者らは、水素化・再結晶処理法の前に、いわゆる水素粉砕を行うことで磁化の低下を防止する方法を提案(特願平6−95791号)した。
【0007】
しかしながら、この水素粉砕と水素化・再結晶処理法を組み合わせた製造方法において、得られた粉末の磁化の低下は防止できても、粉末を原料として製造したボンド磁石の着磁が困難なために配向度が低下し、それによって磁気特性レベルが向上しないという欠点は改善できなかった。
【0008】
さらに、前記公報に開示されている水素化・再結晶処理法で得た粉末から製造したボンド磁石は、磁気特性の経時変化が大きく、使用環境によっては磁石としての耐用期間が著しく短くなってしまうという欠点があった。これは、成形時の樹脂との混練やプレスによって粉末が破壊されるために、該水素化・再結晶処理法で製造したときに生じる粉末表面の強固な酸化層が破壊されるためであると考えられる。
【0009】
この対策として、特開平6−342707号公報には、水素化・再結晶処理法で得られた粉末を200℃〜500℃の真空もしくは不活性雰囲気中で熱処理することで耐熱性を向上させる方法が開示されている。しかしながらこの方法も、粉末を熱処理後に成形体とするために成形体中の粉末が破壊してしまい、磁気特性の経時変化が大きくなることを避けることができない。
【0010】
この発明は、R−T−B系異方性ボンド磁石を水素化・再結晶処理法により製造する方法において、磁気特性の経時変化を改善し、良好な減磁曲線の角型性を有するR−T−B系異方性ボンド磁石を得る製造方法の提供を目的としている。
【0011】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、R−T−B系合金鋳塊片でそのまま水素化・再結晶処理を行うと、水素雰囲気で昇温するために、昇温中に水素吸蔵崩壊法、いわゆる水素粉砕によって処理前後で合金形状が変わってしまうが、これを水素粉砕法で粉砕した合金粉末の成形体とすることで形状の変化を回避できることを知見した。
【0012】
また、発明者らは、水素吸蔵崩壊法で粗粉砕したR−T−B系合金粉末に無機質バインダーを混練して成形体となした後、当該成形体に水素化・再結晶処理を施すことによって、同処理と同時に該成形体をボンド磁石化できることを見い出した。すなわち、通常のボンド磁石の製造工程、例えば特開平1−132106号公報に開示されている製造工程より、水素化・再結晶処理後の粉砕工程と、成形後の固化処理工程を省くことが可能で、工程の簡略化と製造コストの低減を図ることが可能である。
また、発明者らは、R−T−B系合金粉末を成形体となした後、該成形体に水素化・再結晶処理を施すことによって、従来よりもより一層磁気特性の経時変化が改善されることを見い出した。
【0013】
さらに、発明者らは、配向度、より具体的には減磁曲線の角型性を改善する方法として、R−T−B系合金粉末を水素化・再結晶処理前の保磁力がごく小さい原料粉末を磁界中で成形すると、水素化・再結晶処理後の大きな保磁力を持つ粉末を磁界中成形した場合に較べてはるかに配向度の良い成形体が得られ、これに水素化・再結晶処理を施すことで処理前に成形体に付加された良好な配向度は処理後も変わらないため、従来よりも一層減磁曲線の角型性が良好なR−T−B系異方性ボンド磁石が製造できることを知見し、この発明を完成した。
【0014】
すなわち、この発明は、R−T−B系合金鋳塊を水素吸蔵崩壊法により平均粒度50μm〜500μmに粗粉砕し、この粗粉砕粉に無機質バインダーを混練して所定形状に成形した後、得られた成形体に水素化・再結晶処理を施し、該処理と同時に前記成形体をボンド化処理するR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法である。
また、上記の製造方法において、成形を磁界中で行うR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法を併せて提案する。
【0015】
また、この発明は、上記の製造方法において、R−T−B系合金鋳塊が、R:10〜20at%(R:Yを含む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Rのうち50%以上含有)、T:67〜85at%(T:FeまたはFeの一部を50%以下のCoで置換)、B:4〜10at%、あるいはさらにM:10at%以下(M:Al、Ti、V、Cr、Ni、Ga、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、Wのうち1種または2種以上)からなるR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法を併せて提案する。
【0016】
この発明による製造方法を詳述すると、上記組成の合金鋳塊を10k〜1000kPaの水素ガス中で、600℃以下、15分〜100時間保持する水素吸蔵崩壊法にて平均粒度50μm〜500μmに粗粉砕し、前記粗粉砕粉に2〜30wt%の無機質バインダーを混練した後、成形圧力1〜10t/cm2の圧力にて成形体とし、前記成形体を10k〜1000kPaのH2ガス中で、600℃〜750℃の温度域を昇温速度10℃/min〜200℃/minで昇温し、さらに750℃〜900℃に15分〜8時間加熱保持し、組織をR水素化物、T−B化合物、T相、R2T14B化合物の少なくとも4相の混合組織とした後、さらに、ArガスまたはHeガスによる絶対圧10Pa〜50kPaの減圧気流中にて、700℃〜900℃に5分〜8時間の保持をする再結晶処理を行い、ついで冷却して得られ、水素化・再結晶処理と同時に該成形体をボンド化処理することにより、良好な磁気特性の経時変化を持つR−T−B系異方性ボンド磁石を得ることができる。
【0017】
また、この発明は、上記の成形を0.1〜1.0MA/mの磁界中で行うことにより、良好な磁気特性の経時変化と配向度の良好なR−T−B系異方性ボンド磁石を得ることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
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%以上含有する必要がある。Rの50at%以上をPr、Ndの1種または2種以上とするのは50at%未満では充分な磁化が得られないためである。
【0019】
Rは、10at%未満ではα−Fe相の析出により保磁力が低下し、また20at%を超えると、目的とする正方晶Nd2Fe14B型化合物以外に、Rリッチの第2相が多く析出し、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10〜20at%とする
【0020】
Tは鉄族元素であって、Fe、Coを包含する。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、85at%を超えるとα−Fe相の析出により保磁力、角型性が低下するため、67〜85at%とする。
また、Feのみでも必要な磁気的性質は得られるが、Coの添加は、キュリー温度の向上、すなわち耐熱性の向上に有用であり、必要に応じて添加できる。FeとCoの原子比において、Feが50%以下となるとNd2Fe14B型化合物の飽和磁化そのものの減少量が大きくなってしまうため、Tのうち原子比でFeを50%以上とした。
【0021】
Bは、正方晶Nd2Fe14B型結晶構造を安定して析出させるためには必須である。添加量は、4at%以下ではR2T17相が析出して保磁力を低下させ、また減磁曲線の角型性が著しく損なわれる。また、10at%を超えて添加した場合は、磁化の小さい第2相が析出して粉末の磁化を低下させる。従って、Bは、4〜10at%とした。
【0022】
また、このほかの添加元素としては、水素化・再結晶処理後も磁気特性を向上させる目的で異方性とするには水素化時に母相の分解反応を完全に終了させずに、母相、すなわちR2T14B相を安定化して故意に残存させるのに有効な元素が望まれる。特に顕著な効果を持つものとして、Al、Ti、V、Cr、Ni、Ga、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、Wである。
前記添加元素は、全く添加しなくてもよいが、添加する場合は10at%を超えると強磁性でない第2相が析出して磁化を低下させるため、添加量は10at%以下とする。
【0023】
水素吸蔵崩壊法とは、合金中のR2Fe14B相や粒界相であるR−Co相などに水素を吸蔵もしくは化合させることでR2Fe14BHx相やRH2 ■ 3相等を生成する際の体積膨張に伴って自然に崩壊する現象を利用したものである。よって、この発明における水素化・再結晶処理とは全く異なる工程である。
【0024】
この発明の粉砕方法を、水素吸蔵による自然崩壊法と限定したのは、R−T−B系の合金鋳塊及び合金粉末を水素化・再結晶処理すると、水素中で加熱されるために昇温中に自然崩壊も同時進行し、水素化・再結晶処理後の成形体が崩壊してしまう恐れがある。そのため、この発明で提案しているような成形体を水素化・再結晶処理後も存続させようとすると、処理中に体積膨張がほとんど起こらないこと、つまり事前に水素吸蔵で合金の体積が膨張していることが必要である。よって合金鋳塊の粉砕方法は水素吸蔵による自然崩壊法とする。
【0025】
水素吸蔵自然崩壊法に用いる水素の圧力を10k〜1000kPaとしたのは、10kPa未満では崩壊が充分に進行せず、また、1000kPaを越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。よって圧力範囲を10k〜1000kPaとした。
【0026】
この発明において、水素吸蔵させる温度を600℃以下としたのは、600℃を超えるとR2Fe14B相がRH2 ■ 3、α−Fe、Fe2B等に分解する反応が進行してしまい、自然崩壊が充分起こらず、粉砕工程としての意味を失ってしまう。従って、600℃以下とする。しかし、0℃未満では自然崩壊させるための反応、すなわち、R2Fe14BHx相やRH2 ■ 3相等への反応が進行し難いので0℃以上とする。
【0027】
水素ガス中で保持する時間については、水素吸蔵に伴う自然崩壊には数分〜15分程度の反応潜伏時間があるため、反応(自然崩壊)を十分に行わせるためには15分以上必要である。また、このような水素吸蔵による自然崩壊工程を100時間以上行っても実質的な効果がなくコスト高になるため、15分〜100時間の保持とする。
【0028】
この発明の粗粉砕粉の平均粒度を50μm〜500μmに限定したのは、平均粒度が50μm未満では粉末の酸化による磁気特性の劣化の恐れや、成形体の密度が向上し難くなり、ボンド磁石とした後の磁化が低下するためである。また、平均粒度が500μmを越えると、粒度が大きすぎて成形時の取り扱いが困難になる。よって粗粉砕粉の平均粒度を50μm〜500μmとする。さらに好ましい平均粒度は70μm〜300μmである。
【0029】
この発明における無機質バインダーとは、耐熱性が良好で水素化・再結晶処理温度で成形体を結合固化するもので、なおかつ該処理中の水素と加熱処理する工程で還元されないものでなければならないため、アルカリ金属珪酸塩、コロイダルシリカなどが好ましい。一般に無機質バインダーとして使用される低融点ガラスは水素中で還元される恐れがあるため好ましくない。
【0030】
この発明における無機質バインダーは、添加量が2wt%未満であると磁性粉末間の結合力が弱く充分な強度が得られず、また、30wt%を越えると磁気特性が大幅に低下してしまうために好ましくない。よって、無機質バインダーの添加量は2wt%〜30wt%とする。
また、無機質バインダーには、硬化剤として酸化亜鉛、マグネシア、シリカなど、そして成形性を向上させるためのアルミナ、ジルコニアなどの滑剤を加えることが可能である。
【0031】
この発明における成形は、通常の圧縮成形でよく、その成形圧力は1〜10ton/cm2が望ましい。1ton/cm2未満では成形体の強度が低く取り扱いが困難な上に成形体の密度が低いため、水素化・再結晶処理後の磁化が低くなってしまう。また、成形圧力が高いと高いほど成形体の密度が向上するが、10ton/cm2を越えると密度の向上はほとんどない上に設備が大がかりになり、製造コストの増大を招き好ましくない。従って、成形圧力は1〜10ton/cm2とする。
【0032】
また、成形を磁界中で行うことで、ボンド磁石の磁気特性は著しく向上するが、成形を磁界中で行う場合の磁界強度は、0.1〜1.0MA/mが望ましい。0.1MA/m未満では配向が不充分で磁界中成形する意味がなく、また、1.0MA/mを越えると成形体の配向度が飽和し、さらに設備が大がかりになるため、製造コストの増大を招き好ましくない。よって、0.1〜1.0MA/mとする。
【0033】
この発明の水素化・再結晶処理とは、正方晶Nd2Fe14B型化合物に対し、高温、実際上は600〜900℃の温度範囲でH2ガスと反応させると、RH2 ■ 3、α−Fe、Fe2B等に相分離し、さらに同温度域でH2ガスを再結晶処理により除去すると、再度正方晶Nd2Fe14B型化合物の再結晶組織が得られるというものである。
【0034】
しかしながら、現実には、水素化処理条件によって分解生成物の結晶粒径、反応の度合いが異なり、水素化状態の金属組織は、水素化温度750℃未満と750℃以上で明らかに異なる。この金属組織上の違いが、再結晶処理を行った後の磁石粉末の磁気的性質、特に磁気異方性に大きく影響する。
【0035】
さらに、再結晶処理条件によって、正方晶Nd2Fe14B型化合物の再結晶状態が大きく影響を受け、水素化・再結晶処理法によって作製した磁石粉末の磁気的性質、特に保磁力に大きく影響する。さらに、水素化・再結晶処理の、正方晶Nd2Fe14B型化合物をH2ガス中で加熱する工程において、希土類元素によってRH2 ■ 3、α−Fe、Fe2Bなどに相分離する反応が、水素分圧によっては反応が進行しない領域が存在し、Rは元素によって水素圧力が磁気特性、特に角型性と保磁力に大きく影響する。
【0036】
この発明において、H2ガス中での加熱に際し、H2ガス圧力を10k〜1000kPaとする理由は、10kPa未満では前述の分解反応が充分に進行せず、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10k〜1000kPaとした。さらに好ましい圧力範囲は100k〜350kPaである。
【0037】
H2ガス中での加熱処理温度は、750〜900℃が望ましい。600℃未満ではRH2 ■ 3、α−Fe、Fe2Bなどへの分解反応が起こらず、また、600℃〜750℃の温度範囲では分解反応がほぼ完全に進行してしまい、分解生成物中に適量のR2Fe14B相が残存せず、再結晶処理後に磁気的、また、結晶方位的に充分な異方性が得られないため、750℃以上の加熱が必要である。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Nd2Fe14B型化合物極微細結晶組織を得ることが困難になる。
【0038】
水素化の温度範囲が750℃〜900℃の領域であれば、脱水素時の再結晶反応の核となるR2Fe14B相が分散して適量残存するため、再結晶後のR2T14B相の結晶方位が残存R2Fe14B相によって決定され、結果的に再結晶組織の結晶方位が原料鋳塊の結晶方位と一致し、大きな異方性を示すことになる。そのため水素化処理の温度範囲を750℃〜900℃とする。
【0039】
また、加熱処理保持時間については、上記の分解反応を充分に行わせるためには15分以上必要であり、また8時間を越えると残存R2Fe14B相が減少して再結晶処理後の磁気異方性が低下するため好ましくない。従って15分〜8時間の加熱保持とする。
【0040】
H2ガス中での昇温速度は、10〜200℃/minが望ましい。10℃/min未満であると、昇温過程で600〜750℃の温度域を、分解反応が進行しながら通過するために、完全に分解して母相、すなわちR2Fe14B相が残存せず、脱水素処理後の磁気的及び結晶方位的異方性がほとんど失われてしまう。昇温速度を10℃/min以上にすれば、600〜750℃の領域で反応が充分に進行せず、母相を残存したまま750〜900℃の水素化温度域に達するため、再結晶処理後に磁気的および結晶方位的に大きな異方性を持った粉末を得ることができる。従って、昇温速度は、750℃以下の温度域において、10℃/min以上とする必要がある。また、200℃/minを超える昇温速度は赤外炉等を用いても実質的に実現困難であり、また可能であっても設備費が増大し好ましくない。よって昇温速度を10〜200℃/minとする。
【0041】
この発明の再結晶処理は、不活性ガス、具体的にはArガスまたはHeガス雰囲気の減圧下で行うが、これによって原料の周囲の実質的なH2分圧はほぼ平衡水素圧、例えば850℃にて1kPa程度となり、再結晶反応は徐々に進行する。
不活性ガスとしてArまたはHeに限定したのは、コスト面ではArが使い良く、また、H2ガスの置換性や温度制御性の点からはHeガスが優れているためである。その他の希ガスは、性能面でのメリットがない上、コスト的に問題がある。また、一般に不活性ガスとして取り扱われるN2ガスは、希土類系化合物と反応して窒化物を形成するため不適当である。
【0042】
雰囲気の絶対圧力が10Pa未満では、再結晶反応が急激に起こり、化学反応による温度低下が大きい。さらに、再結晶反応が急激すぎるために、冷却後の磁石粉末の組織に粗大な結晶粒が混在してしまい、そのために保磁力が大きく低下する。一方、雰囲気の絶対圧力が50kPaを越えると、再結晶反応に時間がかかりすぎて製造コストなどの実用的には問題となる。そこで、雰囲気の絶対圧力は、10Pa〜50kPaとした。
【0043】
また、再結晶処理時に減圧気流中で行うのは、再結晶反応によって原料から放出されるH2ガスによって、炉内圧力が上昇するのを防止するためである。実用上は、一方から不活性ガスを導入しつつ、他方から真空ポンプで排気し、圧力の制御は供給口、排気口それぞれに取り付けられた流量調整弁を用いて行う。
【0044】
この発明において、再結晶処理の温度が700℃未満では、RH2 ■ 3相からのH2の離脱が起こらないか、あるいは正方晶Nd2Fe14B型化合物の再結晶が充分進行せず、また、900℃を超えると正方晶Nd2Fe14B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ため、再結晶処理の温度範囲は700℃〜900℃とする。
【0045】
また、加熱処理保持時間は、処理設備の排気能力にもよるが、上記の再結晶反応を充分に行わせるためには少なくとも5分以上保持する必要がある。しかし、一方では、2次的な再結晶反応によって結晶が粗大化すれば保磁力の低下を招くので、できる限り短時間の方が好ましい。そのため、5分〜8時間の加熱保持で充分である。
【0046】
なお、再結晶処理は、原料の酸化防止の観点から、また処理設備の熱効率の観点で、水素化処理に引き続いて行うのがよいが、水素化処理後、一旦原料を冷却して、再び改めて再結晶のための熱処理を行っても良い。
【0047】
この発明におけるボンド化処理は、無機質バインダーを混練して成形した後に成形体を水素化・再結晶処理し、同時に当該成形体にボンド化処理が行われるため、特別に工程を設ける必要がない。必要に応じて、塗装、スプレーコーティング、電着塗装等の表面コーティングを施すことができる。
【0048】
【実施例】
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の組成の鋳塊を、1100℃、24時間、Ar雰囲気中で焼鈍した。この鋳塊を圧力容器中に入れ、1Pa以下にまで真空排気した。その後、純度99.999%以上の水素ガスを導入して容器内の圧力を200kPaとし、10時間、100℃で保持した。さらに、Arガス雰囲気中(O2濃度0.1%以下)で平均粒度100μmに整粒した後、この粗粉砕粉を表2に示す無機質バインダーと混練後、10mm角に7ton/cm2の圧力で、表3の配向条件に従って、配向磁界をかけないか、もしくは1.2MA/mの直角磁化中で成形した。
【0049】
得られた成形体は管状炉に入れ、1Pa以下にまで真空排気した。その後、純度99.999%以上のH2ガスを導入しつつ、表3に示す水素化処理条件で水素化処理を行った。こうして得た水素化成形体を、引き続き表3に示す再結晶処理条件に従って再結晶処理を行った。排気には、ロータリーポンプを用いた。冷却後、成形体温度が50℃以下となったところで試料を取り出した。このときの成形体の存続結果を表3に示す。
このときのボンド磁石の磁気特性を表3に、表3中のNo.14の試料の100℃大気中での磁気特性の経時変化を図1に示す。
【0050】
比較例1
高周波誘導溶解法によって溶製して得られた表1の組成の鋳塊を、1100℃、24時間、Ar雰囲気中で焼鈍した。この鋳塊をArガス雰囲気中(O2濃度0.1%以下)でスタンプミルを用いて平均粒度100μmに粗粉砕した後、この粗粉砕粉を表2に示す無機質バインダーと混練後、10mm角に7ton/cm2の圧力で表4の配向条件に従って、配向磁界をかけないか、もしくは1.2MA/mの直角磁化中で成形した。
【0051】
得られた成形体は管状炉に入れ、1Pa以下にまで真空排気した。その後、純度99.999%以上のH2ガスを導入しつつ、表4に示す水素化処理条件で水素化処理を行った。こうして得た水素化成形体を、引き続き表3に示す再結晶処理条件に従って再結晶処理を行った。排気には、ロータリーポンプを用いた。冷却後、成形体温度が50℃以下となったところで試料を取り出した。このときの成形体の存続の可否を表4に示した。
【0052】
比較例2
高周波誘導溶解法によって溶製して得られた表1の組成の鋳塊を、1100℃、24時間、Ar雰囲気中で焼鈍した。この鋳塊を圧力容器中に入れ1Pa以下にまで真空排気した。その後、純度99.999%以上の水素ガスを導入し容器内の圧力を200kPaとし10時間100℃で保持した。さらに、Arガス雰囲気中(O2濃度0.1%以下)で平均粒度100μmに整粒した後、管状炉に入れ、1Pa以下にまで真空排気した。その後、純度99.9999%以上のH2ガスを導入しつつ、表5に示す水素化処理条件で水素化処理を行った。こうして得た水素化原料を、引き続き表5に示す再結晶処理条件に従って再結晶処理を行った。
【0053】
排気には、ロータリーポンプを用いた。冷却後、原料温度が50℃以下となったところで試料を取り出した。得られた粉末に3wt%のエポキシ樹脂と混練後に、10mm角に7ton/cm2の圧力で表5の配向条件に従って、配向磁界をかけないか、もしくは1.2MA/mの直角磁化中で成形した。このときのボンド磁石の磁気特性を表5に示す。また、表5中のNo.14の試料の100℃大気中での磁気特性の経時変化を図1に示す。
図1は、時間経過とともに変化する(BH)maxの低下率を示したもので、水素化・再結晶処理前に成形したこの発明の場合を○印実線で示し、水素化・再結晶処理後に成形した比較例の場合を●印一点鎖線で示す。
【0054】
【表1】
【0055】
【表2】
【0056】
【表3】
【0057】
【表4】
【0058】
【表5】
【0059】
【発明の効果】
この発明は、R−T−B系ボンド磁石を水素化・再結晶処理法により製造する方法において、水素粉砕で得られた粉末に無機質バインダーを混練し、成形もしくは磁界中で成形後に、成形体に水素化・再結晶処理し、該処理後も成形体を存続させるだけでなく、同処理と同時に該成形体を固化してボンド磁石化することを特徴とし、水素化・再結晶処理後も成形体を存続させることができ、磁気特性の経時変化が少なく、配向性にすぐれ、良好な減磁曲線の角型性を有するR−T−B系異方性ボンド磁石を生産性よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】時間経過と(BH)maxの低下率との関係を示すグラフである。
Claims (4)
- R−T−B系合金鋳塊を水素吸蔵崩壊法により平均粒度50μm〜500μmに粗粉砕し、この粗粉砕粉に無機質バインダーを混練して所定形状に成形した後、得られた成形体に水素化・再結晶処理を施し、該処理と同時に前記成形体をボンド化処理するR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法。
- 請求項1において、成形を磁界中で行うR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法。
- 請求項1または請求項2において、R−T−B系合金鋳塊組成が、R:10〜20at%(R:Yを含む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Rのうち50%以上含有)、T:67〜85at%(T:FeまたはFeの一部を50%以下のCoで置換)、B:4〜10at%からなるR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法。
- 請求項1または請求項2において、R−T−B系合金鋳塊組成が、R:10〜20at%(R:Yを含む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Rのうち50%以上含有)、T:67〜85at%(T:FeまたはFeの一部を50%以下のCoで置換)、B:4〜10at%、M:10at%以下(M:Al、Ti、V、Cr、Ni、Ga、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、Wのうち1種または2種以上)からなるR−T−B系異方性ボンド磁石の製造方法。
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