JP5088596B2 - Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型化合物を主相として有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素のうち少なくとも１種、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）の製造方法に関する。

Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型化合物を主相として有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、ハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力Ｈ_ｃＪ（以下、単に「Ｈ_ｃＪ」と記載する）が低下するため、不可逆熱減磁が起こる恐れがあり、不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高いＨ_ｃＪを維持することが要求されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ_２Ｔ_１４Ｂ型化合物相中のＲの一部を重希土類元素ＲＨ（Ｄｙ、Ｔｂ）で置換すると、Ｈ_ｃＪが向上することが知られている。高温で高いＨ_ｃＪを得るためには、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＲ_２Ｔ_１４Ｂ型化合物相中のＲを重希土類元素ＲＨで多く置換することが有効である。

しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒとして軽希土類元素ＲＬ（Ｎｄ、Ｐｒ）を重希土類元素ＲＨで置換すると、Ｈ_ｃＪが向上する一方、残留磁束密度Ｂ_ｒ（以下、単に「Ｂ_ｒ」と記載する）が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素ＲＨは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。

近年、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪ向上を目的として、焼結した後に蒸着手段を用いてＤｙ、Ｔｂ等の重希土類元素ＲＨを磁石表面に供給し、その重希土類元素ＲＨを磁石内部へ拡散させることによって、Ｂ_ｒの低下を抑制しつつ、Ｈ_ｃＪを向上させる方法が提案されている。

特許文献１は、図７のように、処理室１１内に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１と重希土類元素ＲＨを含有するＲＨ拡散源２とをＮｂ網からなる焼結磁石体保持部材３、拡散源保持部材４およびスペーサ部材１２により間隔をあけて配置し、これらを所定温度に加熱することにより、ＲＨ拡散源２から重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の表面に供給しつつ、重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の内部に拡散させる（「蒸着拡散」）方法を開示している。

特許文献２は、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方を含む金属蒸発材料とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を処理箱内に収納し、真空雰囲気にて所定温度に加熱することにより、金属蒸発材料を蒸発させてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に付着させ、この付着したＤｙ及びＴｂの金属原子を当該焼結磁石の表面および／または結晶粒界相に拡散させる方法を開示している。

特許文献２は、金属蒸発材料とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石とをスペーサを介して上下方向に交互に積み重ねている。当該スペーサは、線材を格子状に組みつけ、その外周緑部に、略直角に上方に屈曲した支持片を有している。支持片を有するスペーサにより金属蒸発材料とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石とを間隔をあけて配置している。

国際公開ＷＯ２００７／１０２３９１号 特開２００９−１３５３９３号公報

特許文献１、２では、熱処理による拡散反応を利用し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相外殻部に重希土類元素ＲＨの濃縮層を形成する。その際、重希土類元素ＲＨが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面から当該Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の内部に拡散すると同時に、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の内部に含まれている軽希土類元素ＲＬを主体とする液相成分が、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面に向かって拡散する。この様に、前記重希土類元素ＲＨが、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面から内部へ、前記軽希土類元素ＲＬが、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の内部から表面へと相互に拡散が起こることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石表面に、軽希土類元素ＲＬを主体とする溶出部分が形成される。この部分は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を支持する支持体と反応を起こす。そのため、支持体とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石とが固着（以下、「溶着」と記載する）してしまう。

重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石への供給が過多となると、上記のような相互拡散が多く起こり、溶着が多発する。よって、重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石への供給が過多とならないように、特許文献１、２では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を載せた網とＲＨ拡散源（特許文献２の金属蒸発材料に相当）との間およびＲＨ拡散源を載せた網とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石との間にスペーサを配置して空間を持たせている。

しかし、上記の空間をもたせることは、多量のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を処理するときの制約になるという問題があった。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と保持部材とが溶着せずに一回あたりの処理量を増やす効率の良いＲＨ供給、拡散処理の製造方法の提供を目的とする。

本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、ＲＨ拡散源（重希土類元素ＲＨを８０原子％以上含む金属または合金。ただし、重希土類元素ＲＨは、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一種）とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）とを開口部を有する保持部材を介して交互に積層し、積層体を構成する工程と、前記積層体を処理容器内に配置し、前記処理容器内を０．１Ｐａ以上５０Ｐａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にしてＲＨ供給拡散処理を行う工程と、を包括している。

好ましい実施形態として、前記保持部材の厚さが０．１ｍｍ以上４ｍｍ以下である。

好ましい実施形態として、前記ＲＨ供給拡散処理の後、前記処理容器内を２００Ｐａ以上２ｋＰａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にしてＲＨ拡散処理を行う工程をさらに含む。

好ましい実施形態として、前記ＲＨ供給拡散処理後または前記ＲＨ拡散処理後、処理容器内の温度を１℃／分以上１５℃／分以下の冷却速度で５００℃まで冷却することを特徴とする。

好ましい実施形態として。前記処理容器内をロータリーポンプまたはロータリーポンプおよびメカニカルブースターポンプを用いて真空排気処理を行う。

本発明によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と保持部材との溶着が起こらない。そのため、直接、保持部材を介してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源を積層することができ、ＲＨ供給拡散処理一回あたりのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の処理量を増加させ、生産効率を向上させることができる。

本発明の実施形態の一例を示す説明図である。 本発明の実施形態の一例を示す説明図である。 焼結磁石体保持部材へのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の配置形態の一例を示す説明図である。 ＲＨ拡散源保持部材へのＲＨ拡散源の配置形態の一例を示す説明図である。 ＲＨ供給拡散処理などを行うための拡散処理装置の一例を示す説明図である。（ａ）は一室からなるバッチ式拡散処理装置を示す。（ｂ）は複数室からなる連続式拡散処理装置を示す。 （ａ）は上記図５（ａ）を用いる場合の熱処理パターンの一例を示す説明図である。（ｂ）は上記図５（ｂ）を用いる場合の熱処理パターンの一例を示す説明図である。 特許文献１における実施形態の一例を示す説明図である。

本発明においては、ＲＨ拡散源より重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に供給しつつ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に拡散させる処理を「ＲＨ供給拡散処理」という。当該ＲＨ供給拡散処理は、ＲＨ拡散源より重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に供給しつつ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に拡散させるという点においては、基本的に特許文献１による「蒸着拡散」方法と同様である。また、ＲＨ拡散源からの重希土類元素ＲＨを供給せず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部への拡散のみを行う処理を「ＲＨ拡散処理」という。

また、本発明においては、ＲＨ供給拡散処理前のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を「Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体」とし、ＲＨ供給拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を「Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石」とし、それぞれ区別して表記する。

以下に本発明の実施形態を説明する。
〔Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体〕
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体は、公知の組成、製造方法によって製造されたものを用いることができる。
例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体は以下の組成からなる。
Ｒ（希土類元素のうち少なくとも一種）：１２〜１７原子％
Ｂ（Ｂの一部はＣで置換されてもよい）：５〜８原子％
添加元素Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、およびＢｉからなる群から選択された少なくとも一種）：０〜２原子％
Ｔ（遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）および不可避不純物：残部
ここで、希土類元素Ｒは、主としてＮｄ、Ｐｒから選択される少なくとも一種の元素からなる軽希土類元素ＲＬであるが、Ｄｙ、Ｔｂから選択される少なくとも一種の重希土類元素ＲＨを含有していてもよい。

〔ＲＨ拡散源〕
ＲＨ拡散源は、重希土類元素ＲＨを８０原子％以上含む金属または合金であり、当該重希土類元素ＲＨは、Ｄｙ、Ｔｂのうち少なくとも１種である。例えば、Ｄｙメタル、Ｔｂメタル、ＤｙＦｅ合金、ＴｂＦｅ合金などである。Ｄｙ、Ｔｂ、Ｆｅ以外に他の元素を含んでいても良い。ＲＨ拡散源は、重希土類元素ＲＨを８０原子％以上含むことが好ましい。重希土類元素ＲＨの含有量が８０原子％よりも少なくなると、ＲＨ拡散源からの重希土類元素ＲＨの供給量が少なくなり、所望のＨ_ｃＪ向上効果を得るために処理時間が非常に長くなる為、好ましくない。

ＲＨ拡散源の形状は、例えば、板状、ブロック形状など任意であり、特に大きさも限定されない。ただし、ＲＨ供給拡散処理の処理量を高める為には、厚み０．５〜５．０ｍｍで板状のＲＨ拡散源が好ましい。

ここで、ＲＨ拡散源は、Ｄｙ、Ｔｂ以外に本発明の効果を損なわない限りにおいて、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｃｏ、Ａｌ、Ｆ、ＮおよびＯからなる群から選択された少なくとも１種を含有してもよい。

〔ＲＨ供給拡散処理工程〕
本発明では、ＲＨ供給拡散処理工程で、処理容器内を０．１Ｐａ以上５０Ｐａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にすることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と焼結磁石体保持部材およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と拡散源保持部材との溶着を起こさずに、ＲＨ拡散源より重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に供給しつつ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に拡散させる。

ＲＨ供給拡散処理工程で、処理容器内の圧力が０．１Ｐａ未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と焼結磁石体保持部材およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と拡散源保持部材と溶着してしまう。また５０Ｐａを超えると、重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への供給を十分に確保できない恐れがある。

ＲＨ供給拡散処理工程で、加熱する温度が８００℃未満であると、重希土類元素ＲＨのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への供給を十分に確保できない恐れがある。また、９５０℃を超えると、処理容器内の圧力が０．１Ｐａ以上５０Ｐａ以下であってもＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と焼結磁石体保持部材およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と拡散源保持部材と溶着してしまう。

以下、ＲＨ供給拡散処理工程について詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の一例を示す説明図である。図１では、上方向に開口部を有する角筒状部材５と蓋状部材６からなる処理容器の内部にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２とが焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４を介して交互に積層し、積層体を構成している。具体的には、角筒形状部材の底部から拡散源保持部材４、ＲＨ拡散源２、焼結磁石体保持部材３、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１、拡散源保持部材４、ＲＨ拡散源２、焼結磁石体保持部材３、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１と積層し、積層体を構成する。ここで積層体の最上部および最下部（但し、下部には保持部材をさらに設けることがある。）にはＲＨ拡散源２を配置するようにする。

このとき、図１のようにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１を配置した焼結磁石体保持部材３とＲＨ拡散源２を配置した拡散源保持部材４との間には特許文献１，２のようなスペーサを介していない。そのため、焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４を直接介して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２とが交互に積層される。焼結磁石体保持部材３、拡散源保持部材４の厚さを調整することで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２との距離を調整することができる。

処理容器内に積層体を構成した後、処理容器内を０．１Ｐａ以上５０Ｐａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にしてＲＨ供給拡散処理を行う。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２を加熱し、ＲＨ拡散源２から重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の表面に供給しつつ、重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の内部に拡散させる。

焼結磁石体保持部材３、拡散源保持部材４などの保持部材は、いずれも開口部を有し、例えばＭｏ網、Ｎｂ網などを用いることが出来る。前記保持部材は、厚さが０．１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることが好ましい。０．１ｍｍ未満であると前記保持部材とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石とが溶着してしまう恐れがある。本発明は、処理容器内を０．１Ｐａ以上５０Ｐａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にしてＲＨ供給拡散処理をしているため、ＲＨ拡散源２から多量の重希土類元素ＲＨが供給されることはない。そのため、４ｍｍを超えるとＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２との距離が離れすぎてしまい、ＲＨ拡散源２からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１への重希土類元素ＲＨの供給量が少なくなり、ＲＨ供給拡散処理を十分に行うことができなくなる恐れがある。開口部は効率良くＲＨ供給拡散処理ができるように５０％以上の開口率を有することが好ましい。５０％未満であるとＲＨ供給拡散処理でＲＨ拡散源２からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１への重希土類元素ＲＨの供給量が不十分となり拡散されない部位が生じる恐れがある。開口率は、７０％以上がさらに好ましい。

本発明では、焼結磁石体保持部材３、拡散源保持部材４は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１、ＲＨ拡散源２の全重量を支える必要はないので、さほど強度を考慮する必要はない。具体的には焼結磁石体保持部材３、拡散源保持部材４は、直径２ｍｍ以下のＭｏ、ＮｂやＷなどの線材で編んだ網が好適である。

焼結磁石体保持部材３、拡散源保持部材４は同じ開口率、同じ厚さである必要はない。ただし、焼結磁石体保持部材３および拡散源保持部材４の開口部の開口率と厚さが同じであるのが好ましく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１は、上下方向から同じ条件でＲＨ供給拡散処理をすることができる。

図２のように角筒状部材５または蓋状部材６からなる処理容器を上下方向に積み重ねることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２を多く積層することができる。ここで、角筒形状部材５は底板があってもよいし、なくてもよい。底板のない場合は蓋状部材６が底板の役割をする。

また、図３のように、隣り合うＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１同士がＲＨ供給拡散処理によって溶出した軽希土類元素ＲＬで溶着しないように、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１同士は間隔をあけて配置することが好ましい。また、図４のように、ＲＨ拡散源２は間隔をあけずに拡散源保持部材４上へ配置してもよいし間隔を空けて配置してもよい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の配置に応じて適宜選定すればよい。

ＲＨ供給拡散処理工程では０．１Ｐａ以上５０Ｐａ以下の雰囲気圧力でＲＨ供給拡散処理を行うため、重希土類元素ＲＨが一気にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１に過剰供給されず、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４との溶着が発生しない。また、副次的にはＲＨ供給拡散処理工程ではＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への重希土類元素ＲＨのつきまわりがよくなり、焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４によって影となっているところにも重希土類元素ＲＨが供給される。

〔ＲＨ拡散処理工程〕
ＲＨ供給拡散処理工程後、処理容器内を２００Ｐａ以上２ｋＰａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にすることにより、重希土類元素ＲＨをさらに、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石内部に拡散させることが好ましい。

ＲＨ拡散処理工程では、圧力を２００Ｐａ以上２ｋＰａ以下とすることで、ＲＨ拡散源２から重希土類元素ＲＨが供給されなくなり、拡散のみが進行する。そのためＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４との溶着が発生しない。また、８００℃以上９５０℃以下の温度範囲にすることで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のより内部へ前記重希土類元素ＲＨを拡散することができる。

〔拡散処理装置〕
ＲＨ供給拡散処理やＲＨ拡散処理を行うための拡散処理装置が、図５（ａ）の一室の処理室からなるバッチ式拡散処理装置の場合、図６（ａ）のような熱処理パターンにて行うことができる。この場合、当該処理室で前記ＲＨ供給拡散処理を行った後に、不活性ガスを流気させて、雰囲気圧力を２００Ｐａ以上２ｋＰａ以下に調整してから前記ＲＨ拡散処理を行う。

拡散処理装置が、図５（ｂ）のように、ＲＨ供給拡散処理を行う処理室とＲＨ拡散処理を行う処理室との２つの処理室を有する連続式拡散処理装置の場合、図６（ｂ）のような熱処理パターンにて行うことができる。この場合、当該ＲＨ拡散処理を行う処理室を、２００Ｐａ以上２ｋＰａ以下の雰囲気圧力で８００℃以上９５０℃以下の処理温度にあらかじめ設定しておき、前記ＲＨ供給拡散処理を行う処理室にて前記ＲＨ供給拡散処理を行った後、前記ＲＨ拡散処理を行う処理室に処理容器を搬送台（図示せず）にて搬送させ、ＲＨ拡散処理を行う。

ＲＨ拡散処理は、必ずしもＲＨ供給拡散処理と同じ装置で行う必要はなく、別の装置で行っても良い。そのとき、ＲＨ供給拡散処理を行ったＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のみまたはＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と焼結磁石体保持部材のみでＲＨ拡散処理工程を行っても良い。

本発明では、０．１Ｐａ〜２ｋＰａ程度の高い圧力でＲＨ供給拡散処理やＲＨ拡散処理を行うことができるので、ロータリーポンプまたはロータリーポンプおよびメカニカルブースターポンプといった１０^−２Ｐａ以下の低い圧力を発生できないポンプで実施できる。そのため、特許文献２に開示されているようなクライオポンプなどを用いた低い圧力を発生させるポンプは必ずしも必要でない。

〔熱処理〕
上記ＲＨ供給拡散処理工程後あるいはＲＨ拡散処理工程後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に熱処理を施しても良い。熱処理は、公知の方法を採用することができる。

〔表面処理〕
実用上、ＲＨ拡散処理後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に表面処理を施すことが好ましい。表面処理は公知の表面処理でよく、例えばＡｌ蒸着や電気Ｎｉめっきや樹脂塗装などの表面処理を行うことができる。表面処理を行う前にはサンドブラスト処理、バレル処理、エッチング処理、機械研削等公知の前処理を行っても良い。また、ＲＨ拡散処理の後に寸法調整のための研削を行っても良い。このような工程を経ても、Ｈ_ｃＪはほとんど変わらない。寸法調整のための研削量は、１〜３００μｍ、より好ましくは５〜１００μｍ、さらに好ましくは１０〜３０μｍである。

（実施例１）
まず、Ｎｄ：２２．３％、Ｐｒ：６．２％、Ｄｙ：４．０％、Ｂ：１．０％、Ｃｏ：０．９％、Ｃｕ：０．１％、Ａｌ：０．２％、Ｇａ：０．１％、Ｆｅ：残部（単位は質量％）の組成を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を作製した後、機械的に加工することにより、厚さ５ｍｍ×縦４０ｍｍ×横６０ｍｍのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１を得た。作製したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の磁気特性をＢ−Ｈトレーサによって測定したところ、熱処理（５００℃）後の特性でＨ_ｃＪは１７４０ｋＡ／ｍ、Ｂｒは１．３０Ｔであった。

このＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１を図１のように角筒状部材５と蓋状部材６からなる処理容器の内部に配置した。そして図２のように、ベース材１３上に当該処理容器を上下方向に積み重ねて配置した。処理容器内は角筒状部材の底部から拡散源保持部材４、ＲＨ拡散源２、焼結磁石体保持部材３、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１、拡散源保持部材４、ＲＨ拡散源２、焼結磁石体保持部材３、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１と積層し、積層体を構成している。

実施例１では、Ｍｏ製網、厚さ２ｍｍ×縦２００ｍｍ×横３００ｍｍ、４メッシュ（開口部５．４ｍｍ×５．４ｍｍ）の焼結磁石体保持部材上に前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を１６個配置した。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体間は２．０ｍｍの間隔をあけている。

焼結磁石体保持部材と同じ材質、形状の拡散源保持部材４上には、純度９９．９％のＤｙから形成され、３ｍｍ×２７ｍｍ×２７０ｍｍのサイズを有しているＲＨ拡散源を７個配置した。

角筒状部材は縦２２０ｍｍ×横３２０ｍｍ×高さ７５ｍｍで、蓋部材は縦２２０ｍｍ×横３２０ｍｍ×高さ２．０ｍｍの大きさである。

処理容器を図５（ｂ）の拡散処理装置に装入し、図６（ｂ）の温度条件にてＲＨ供給拡散処理およびＲＨ拡散処理を行った。
具体的には、昇温処理室に処理容器を配置し、水分を除去する目的でポンプで減圧しながら不活性ガスを流気し、炉内を４０Ｐａの雰囲気圧力にした。さらに、不活性ガスを流気させて炉内を１．５ｋＰａの雰囲気圧力にし、４５０℃まで昇温させた。次に、ＲＨ供給拡散処理室に処理容器を移動させ、９００℃に昇温後３．０Ｐａの雰囲気圧力にして２時間ＲＨ供給拡散処理を行った。
ＲＨ供給拡散処理の後、ＲＨ拡散処理室に処理容器を移動し、再び不活性ガスを炉内に流気させ１．５ｋＰａの雰囲気圧力にして６時間ＲＨ拡散処理を行った。

ＲＨ拡散処理を行った後、処理容器を冷却・時効熱処理室に移動し、処理容器内の温度を９００℃から５００℃まで３℃／分の冷却速度で冷却し、５００℃から室温までガス冷却（８０℃／分）により急冷した。その後、熱処理（圧力２Ｐａ、５００℃で６０分）を行い、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

〔実施例２〕
ＲＨ拡散処理を行った後、処理容器内の温度を９００℃から室温までガス冷却（８０℃／分）により急冷したことを除き、実施例１と同じ条件でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製作した。

〔比較例１〕
クライオポンプを用い処理容器内の圧力を１０^−３ＰａとしてＲＨ供給拡散処理を行ったことと、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を載せた焼結磁石体保持部材とＲＨ拡散源を載せた拡散源保持部材をスペーサ部材を介して積層し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを８ｍｍ空けたこととを除き、実施例１と同じ条件でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

〔比較例２〕
クライオポンプを用い、処理容器内の圧力を１０^−３ＰａとしてＲＨ供給拡散処理を行ったことを除き、実施例１と同じ条件でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

〔比較例３〕
クライオポンプを用い、処理容器内の圧力を１０^−５Ｐａとした後、不活性ガス（Ａｒ）を４０ｋＰａで導入してＲＨ供給拡散処理を行ったことを除き、実施例１と同じ条件でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、比較例３について、各処理方法の条件とともに磁気特性、溶着の有無を調べた結果を表１に示す。磁気特性は熱処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の厚さを０．２ｍｍずつ研削し、厚さ４．６ｍｍ×縦７．０ｍｍ×横７．０ｍｍに切り出した後、パルス励磁式Ｂ−Ｈトレーサにてその磁気特性を評価してた。表中の「圧力」は、ＲＨ供給拡散処理時の雰囲気圧力（処理容器内の圧力）を示す。「距離」は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２との距離を示す。実施例１、実施例２、比較例２、比較例３は、焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４の厚さ２ｍｍがその距離となる。比較例１は、焼結磁石体保持部材３や拡散源保持部材４の厚さ２ｍｍとスペーサ部材の厚さ６ｍｍによる合計８ｍｍがその距離となる。「△Ｈ_ｃＪ」は、処理前のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１のＨ_ｃＪ（１７４０ｋＡ／ｍ）と処理後のＨ_ｃＪの差分を示す。「△Ｂ_ｒ」は、処理前のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１のＢ_ｒ（１．３０Ｔ）と処理後のＢ_ｒの差分を示す。「溶着の有無、程度」は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を焼結磁石体保持部材３および拡散源保持部材４より取り外した時の溶着発生の有無とその程度を示す。「処理個数」は、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２、比較例３のそれぞれの場合に一度に処理したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の数を示す。

表１のように、比較例１では、Ｈ_ｃＪ向上効果が高く、かつＢ_ｒの低下もなかったが、処理量において実施例１、実施例２よりも大幅に劣っており、かつ一部に溶着がありバリ状突起物が生成されていた。比較例２では保持部材から剥がせないほど溶着が発生した。比較例３では溶着が発生しなかったが、Ｈ_ｃＪ向上効果（△Ｈ_ｃＪ）が確認されなかった。実施例１は溶着がなく、比較例１とほぼ同じＨ_ｃＪ向上効果（△Ｈ_ｃＪ）があり、かつ比較例１と比べて多くの磁石を一度にＲＨ拡散処理できた。

以上のことから分かるように、実施例１、実施例２が量産に適した方法でありＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と保持部材とが溶着せずに、一回あたりのＲＨ拡散処理量を増やすことができる。また、冷却条件が実施例１（３℃／分）の場合と実施例２（８０℃／分）の場合とでは、実施例１の方が高いＨ_ｃＪ向上効果（△Ｈ_ｃＪ）がみられた。

〔実施例３〕
表２は、実施例１と同じ条件でＲＨ供給拡散処理をした後の各冷却条件によるＨ_ｃＪを示す。表２中の（１）〜（８）の「冷却条件」は、ＲＨ供給拡散処理後の処理容器内の温度（９００℃）から５００℃までの冷却速度を示す。何れの場合も５００℃から室温まではガス冷却（８０℃／分）により急冷をした。本発明における室温とは、２０℃±１５℃の範囲をいう。「△Ｈ_ｃＪ」は、ＲＨ供給拡散処理後（９００℃）、処理容器内の温度を室温までガス冷却により急冷した（表２中（基準））Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪ（１９９７ｋＡ／ｍ）と（１）〜（８）の冷却条件でそれぞれ冷却処理したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪとの差分を示す。

〔実施例４〕
表３は、前記表２中（基準）のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪとＲＨ供給拡散処理後に処理容器内の温度を９００℃から室温まで２℃／分で冷却したことを除き、実施例１と同じ条件で製作したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪとの差分を示す。

〔実施例５〕
表４は、前記表２中（基準）のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪと冷却条件がＲＨ拡散処理後であることを除き、表２の（４）〜（７）と同じ条件で冷却したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪとの差分をそれぞれ示す。

表２のように、２０℃／分（表２中（１））の冷却条件ではほとんどＨ_ｃＪ向上効果がみられなったが、１５℃／分以下（表２中（２）〜（８））の全ての冷却条件でＨ_ｃＪの向上効果がみられた。よって、ＲＨ供給拡散処理後の処理容器内の温度は、８００℃以上９５０℃以下の温度範囲であるが、当該温度範囲から５００℃までの冷却を、１分／以上１５分／以下の冷却速度で冷却することが望ましい。また、２℃／分（表２中（７））と１℃／分（表２中（８））との冷却条件ではほとんどＨ_ｃＪ向上効果に差が無かった。そのため、Ｈ_ｃＪ向上効果、生産効率を考慮すると、２℃／分〜５℃／分がさらに好ましく、最も好ましくは、２℃／分〜３℃／分である。

また、表３のように、処理容器内の温度をＲＨ供給拡散処理後の９００℃から室温まで、２℃／分の冷却速度で冷却を行った場合でも、９００℃から５００℃まで２℃／分の冷却速度で冷却を行い、その後ガス冷却により室温まで急冷を行った場合（表２中（７））と、同様のＨ_ｃＪ向上効果がみられた。よって、生産効率を考慮すると５００℃から室温までは急冷した方が好ましい。

さらに、表４のように、これらの冷却条件は、ＲＨ供給拡散処理後でもＲＨ拡散処理後でも同様のＨ_ｃＪ向上効果が得られることがわかる。

１ Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体
２ ＲＨ拡散源
３ 焼結磁石体保持部材
４ 拡散源保持部材
５ 角筒状部材
６ 蓋状部材
７ バッチ式拡散処理装置
８ 連続式拡散処理装置
９ ガス導入手段
１０ ポンプ
１１ 処理室
１２ スペーサー部材
１３ ベース材

Claims (5)

1. ＲＨ拡散源（重希土類元素ＲＨを８０原子％以上含む金属または合金。ただし、重希土類元素ＲＨは、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一種）とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種であり、Ｆｅを必ず含む）とを開口部を有する保持部材を介して交互に積層し、積層体を構成する工程と、前記積層体を処理容器内に配置し、前記処理容器内を３．０Ｐａ以上５０Ｐａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にしてＲＨ供給拡散処理を行う工程と、
   を含むＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
   
   
2. 前記保持部材の厚さが０．１ｍｍ以上４ｍｍ以下である請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
3. 前記ＲＨ供給拡散処理の後、前記処理容器内を２００Ｐａ以上２ｋＰａ以下、８００℃以上９５０℃以下の雰囲気にしてＲＨ拡散処理を行う工程をさらに含む、請求項１または請求項２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
4. 前記ＲＨ供給拡散処理後または前記ＲＨ拡散処理後、処理容器内の温度を１℃／分以上１５℃／分以下の冷却速度で５００℃まで冷却することを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のＲ−Ｔ―Ｂ系焼結磁石の製造方法。
5. 前記処理容器内をロータリーポンプまたはロータリーポンプおよびメカニカルブースターポンプを用いて真空排気処理を行う、請求項１から請求項４のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

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