JP5983872B2 - 永久磁石原料粉末の製造方法、永久磁石の製造方法および永久磁石素材粉末の検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、粉末を素材として永久磁石原料粉末を製造する方法、永久磁石の製造方法および永久磁石素材粉末の磁気検査方法に関する。

永久磁石は、大きな磁束密度と保磁力を有することが必要である。特に、ネオジム磁石（Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ）で代表される希土類磁石は、磁束密度が高く極めて強力な永久磁石として種々の用途に用いられている。

永久磁石の典型的な製造方法においては、永久磁石の原料粉末を焼結した後に、高い磁束密度を得るために、焼結体を熱間強加工して結晶粒を回転させることにより磁化容易軸方向に配向した集合組織を形成させる(特許文献１)。

原料粉が粗大粒（典型的には結晶粒径３００ｎｍを超えるような粗大な結晶粒）が多い組織（粗大粒組織））であると、強加工の際に粗大粒が回転し難いため、配向度が低下して、残留磁化の低下を招く。また粗大粒であることにより保磁力も低下する。

また、原料粉がアモルファスの多い組織であると、結晶質だからこそ得られる配向組織が得られず、残留磁化が低下する。

したがって、熱間強加工により高い配向度を確保して大きな残留磁化を得るためには、原料粉の組織を、粗大粒組織またはアモルファス組織でない、ナノ結晶組織（典型的には結晶粒径３０〜５０ｎｍ程度）とすることが重要である。

そのために、原料粉中に粗大粒またはアモルファスが含まれる割合（粗大粒率またはアモルファス率）を検出する必要がある。

原料粉末の組織を直接検出するには、粉末粒子をＴＥＭ、ＳＥＭ等で観察しなくてはならない。しかし、個々の粉末粒子を観察するこれらの方法によって、原料粉末の粗大粒率あるいはアモルファス率の検出することを、実際の工業生産に適用するのは困難である。

特願２０１１−２２４１１５

以下、従来から一般的に永久磁石の「原料粉末」と呼ばれているものを、本発明の方法を適用する前の状態を「素材粉末」と呼び、本発明の方法を適用した後の状態を「原料粉末」と呼んで便宜的に区別する。

本発明は、実際の工業生産において、素材粉末の組織の適否を迅速に検査して、残留磁化および保磁力の高い永久磁石を製造するのに適した原料粉末を製造する方法、永久磁石を製造する方法および永久磁石素材粉末を検査する方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の永久磁石原料粉末を製造する方法は、
永久磁石原料粉末の製造方法において、
永久磁石の素材粉末を準備する工程、
上記永久磁石の素材粉末の磁気特性を測定する工程、および
予め求めておいた、磁気特性と上記素材粉末の組織との関係に基づき、上記素材粉末の良否を判定する工程、
を含むことを特徴とする。

本発明の永久磁石粉末を検査する方法は、永久磁石の素材粉末に磁界を送信し、該素材粉末からの磁界を受信し、送信磁界と受信磁界との磁界差分を、上記素材粉末の磁気特性として測定することを特徴とする。

本発明の永久磁石原料粉末の製造方法は、素材粉末の組織を磁気的に検査して、合格したもののみを原料粉末として採用できるので、残留磁化および保磁力の高い永久磁石を確実に製造することができる。本発明の永久磁石素材粉末の検査方法は、永久磁石原料粉末の製造工程において、素材粉末の磁気特性を迅速に検査できるので、実際の工業生産に容易に適用できる。

図１は、（１）本発明法および（２）従来法による永久磁石の製造プロセスの典型例を比較して示すフローチャートである。 図２は、液体急冷法により製造した素材粉末（急冷薄片）に、本発明の磁気特性検査を適用する一例を模式的に示す。 図３は、種々の組織成分の素材粉末（熱消磁状態）に静磁界Ｈを印加したときの磁化Ｍの変化（磁化曲線）を示す。 図４は、液体急冷装置を模式的に示す。 図５は、磁気特性としてピーク強度比と粗大粒率との関係を示す。 図６は、原料粉末の粗大粒率と熱間強加工後の最終試料の残留磁化との関係を示す。 図７は、原料粉末の粗大粒率と最終試料の減磁の始まる磁界（減磁界）Ｈｄとの関係を示す。 図８は、磁気特性としてピーク強度比と粗大粒率との関係を示す。 図９は、原料粉末のアモルファス率と熱間強加工後の最終試料の残留磁化との関係を示す。

以下に、本発明の典型的な形態として、原料粉末を焼結により一体化した後に熱間加工を施す場合を説明する。

本発明は、永久磁石の素材粉末を弱い磁界中で回復可能な範囲内で磁化させたときの磁化曲線から、素材粉末の組織成分（ナノ結晶成分、粗大粒成分、アモルファス成分）の割合を検出し、ナノ結晶成分の割合が十分に高く熱間加工で高い配向度を得られる組織の素材粉末のみを原料粉末として、焼結―熱間加工を含む後工程に送る。この良否判定は素材粉末ロットを単位に行う。

本発明において、組織成分は下記のように定義される。
ナノ結晶組織：広義には直径５〜４００ｎｍの結晶粒を有する組織をいい、狭義には直径１０〜１００ｎｍの結晶粒を有する組織をいう。
粗大粒組織：ナノ結晶の結晶粒の直径を超える直径の粒子を有する組織をいう。粗大粒の直径は、ナノ結晶を狭義に捉える場合は１００ｎｍを超え、ナノ結晶を広義に捉える場合は４００ｎｍを超える。
アモルファス組織：一般には非晶質の組織であるが、特に永久磁石では、結晶粒径が広義には５ｎｍ以下、狭義には１ｎｍ以下という極微細な結晶組織の場合をも含み、保磁力が発現できない組織（Ｘ線回折において明瞭な回折ピークが観察できない組織）

ナノ結晶組織を得る方法として、代表的には液体急冷法が行われている。ＨＤＤＲ法（水素化／相分解＋脱水素／再結合）でもナノ結晶組織を得ることができる。ただし工業規模で素材粉末を製造する方法としては、液体急冷法が最も有力であり汎用性も高い。

液体急冷法は、磁石合金の溶湯を回転冷却ロール面に接触させることにより急冷薄片を連続的に製造することができる。急冷薄片は、そのまま、または必要に応じて粉砕し、永久磁石の素材粉末として用いることができる。

液体急冷において、ある一定の冷却速度の範囲内においては、急冷薄片は粒径３０〜５０ｎｍ程度のナノ結晶粒から成る組織となるが、冷却速度がこの範囲より遅いと結晶粒径が３００ｎｍを超えるような粗大粒が生成し、逆に、冷却速度がこの範囲より速いとアモルファスが生成してしまう。

基本的には急冷時の冷却速度を適正範囲内に制御することが必要である。しかし、液体急冷による急冷薄片の生成過程は、ノズルから吐出された溶湯がロール面へ接触し、ロール面上で凝固し、急冷薄片となってロール面を離脱する過程が瞬時に起きる現象であるため、溶湯１ヒート全体に亘って適正範囲内の冷却速度を安定して維持することは困難である。その結果、適正なナノ結晶のみから成る組織以外にも、粗大粒および／またはアモルファスが混在した組織が生成することがある。特に、溶湯の吐出開始時および吐出終了時は冷却速度制御が困難な場合もある。

そこで、本発明の方法においては、実際の工業生産において、組織成分混在状態の素材粉末（急冷薄片）の組織成分の割合を、磁気特性を介して間接的に検出し、ナノ結晶成分を高い割合で含み、高い残留磁化および保磁力を得られる見込みのある粉末ロットを弁別する。

図１に、（１）本発明法および（２）従来法による永久磁石の製造プロセスの典型例のフローチャートを比較して示す。
＜素材粉末の準備＞
先ず、左端に示したように、永久磁石の素材粉末を準備する。望ましくは、本発明に用いる素材粉末は、液体急冷法、ＨＤＤＲ法などにより、ナノサイズの結晶粒径、望ましくは１００ｎｍ程度以下、更に望ましくは３０〜５０ｎｍ程度の結晶粒径のナノ結晶組織から成る内部組織を有する。永久磁石組成は、特に限定する必要はないが、磁気特性が優れたＮｄＦｅＢ系、ＳｍＣｏ系、ＳｍＦｅＮ系等の希土類磁石組成が望ましい。

液体急冷法によりナノ結晶組織を得るには、冷却速度を１０^５Ｋ／ｓ〜１０^７Ｋ／ｓ程度の範囲内とする。冷却速度がこの適正範囲より遅いと粗大粒（結晶粒径３００ｎｍ程度以上）が生成し、逆に、冷却速度がこの適正範囲より早いとアモルファスが生成する。

必要に応じて、上記素材粉末（急冷薄片）を粉砕することができる。急冷薄片は生成した状態では、厚さ数１０μｍ程度、幅１μｍ〜２μｍ程度、長さは５０μｍ〜１０００μｍ程度である。これを粉砕して、望ましくは長さ２００μｍ〜３００μｍ、より望ましくは長さ１０μｍ〜２０μｍ程度とする。粉砕方法は、乳鉢、カッターミル、ポットミル、ジョークラッシャー、ジェットミル、ロールミル等の低エネルギーで粉砕できる装置が望ましい。ボールミル、ビーズミル等の高速回転の粉砕機では素材粉末に著しく加工歪が導入され、磁気特性が低下する。

＜磁気検査＞
次に、上記で準備した素材粉末を、本発明の特徴である磁気検査にかけて内部組織の組織成分（すなわち、ナノ結晶粒成分、粗大粒成分またはアモルファス成分）の割合を測定し、このうち望ましくない組織成分である粗大粒成分またはアモルファス成分の割合（粗大粒率またはアモルファス率）により良否を決定する。後に説明するように、良否決定は、素材粉末の製造ロット毎に行う。これにより、ナノ結晶粒成分の割合を高く確保できる。図１（２）に示すように、従来はこの磁気検査が行われない。磁気検査の有無以外は、本発明と従来の方法は共通の製造工程である。磁気検査の詳細は後に説明する。

＜焼結＞
次いで、本発明（１）によれば、磁気検査で合格した素材粉末のみを原料粉末として焼結して一体化する。従来（２）は、磁気検査をしないまま素材粉末を焼結していた。

焼結温度は、粗大化を阻止するために５５０〜７００℃程度の比較的低温とする。

焼結時の圧力は、粗大化を阻止するために４０〜５００ＭＰａ程度の比較的高圧とする。

焼結温度での保持時間は、粗大化を阻止するために６０ｍｉｎ以内とする。

焼結雰囲気は、酸化を阻止するために、不活性雰囲気（非酸化性雰囲気）とする。

＜熱間強加工＞
その後、本発明によれば磁気検査で合格した素材粉末のみを、原料粉末として熱間強加工に供する。これにより、熱間加工中にナノ結晶粒が容易に回転して磁化容易軸への配向度の高い集合組織が形成され、高い残留磁化が得られる。同時に、単磁区から成る微細なナノ結晶粒による高い保磁力も確保される。

熱間強加工は、塑性変形が可能であるが結晶粒の粗大化は起き難い温度において、結晶の回転が起きて磁化容易軸への高い配向度が得るのに十分な加工強度で行う。例えばネオジム磁石の場合は、６００〜８００℃程度の加工温度で熱間強加工を行う。

熱間強加工の歪速度は０．０１〜３０／ｓ程度とし、粗大化を阻止するためにできるだけ短時間で加工を完了させる。

熱間強加工雰囲気は、酸化を阻止するために不活性雰囲気（非酸化性雰囲気）とする。

＜粒界拡散（任意）＞
最後に、望ましくは、低融点金属（合金）を粒界に拡散させる。例えば、ネオジム磁石（Ｎｄ_２Ｆｅ_１４Ｂ）の場合、Ｎｄ−Ｃｕ等の低融点合金を含浸させて粒界に拡散させることにより、結晶粒間の分断が促進され、保磁力が更に高まる。

図２に、液体急冷法により製造した素材粉末（急冷薄片）に、本発明の磁気特性検査を適用する一例を模式的に示す。左から順に、液体急冷工程１００、搬送工程２００、磁気検査工程３００である。

液体急冷工程１００で素材粉末としての急冷薄片を製造する。坩堝ＡからノズルＮを通して吐出された永久磁石合金の溶湯Ｍが、矢印ｒ方向に回転する冷却ロールＫのロール面上に供給され、ロール面上で凝固し、生成した急冷薄片Ｆはロール面を離脱して矢印ｄ方向（ロール面の接線方向）に飛び出し、冷却板Ｐに衝突して破砕され、素材粉末Ｅとして回収される。素材粉末Ｅは必要に応じて粉砕される。

搬送工程２００で、素材粉末ＥはベルトコンベアＣ１により搬送され、ホッパＨを介して製造ロットＬ毎にベルトコンベアＣ２に載せられる。

磁気検査工程３００では、素材粉末Ｅが製造ロットＬ単位でベルトコンベアＣ２上を搬送される。ベルトコンベアＣ２を挟んで対面する位置に、検査用磁界の送信機Ｔと受信機Ｒが配設されている。送信機Ｔからの送信磁界Ｗ１は、ベルトコンベアＣ２上を進行して送信機Ｔと受信機Ｒとの間を通過しつつある製造ロットＬを透過し、その際に、製造ロットＬの素材粉末Ｅの組織成分の磁気特性を反映した透過磁界Ｗ２に変化し、受信機Ｒに受信される。

磁気検査において素材粉末に印加する磁界は、静磁界であってもよいし、交番磁界であってもよい。交番磁界は、繰り返し磁界を印加するので、送信磁界Ｗ１と透過磁界Ｗ２との差分が積算されて大きくなるため、感度が高まるという利点がある。

検査用に印加する磁界強度は、素材粉末の磁化を防止するためまたは信号強度を確保するために、０．５ｍＴ〜１００ｍＴ（０．００５ｋＯｅ〜１ｋＯｅ）程度の低強度とする。磁界強度の下限値は、信号強度を確保する観点からは５ｍＴが望ましく、素材粉末の着磁を避ける観点からは０．５ｍＴが望ましい。磁界強度の上限値は、信号強度を確保する観点からは１００ｍＴが望ましく、素材粉末の着磁を避ける観点からは５０ｍＴが望ましい。

送信機Ｔから送信される送信磁界Ｗ１と受信機Ｒが受信する透過磁界Ｗ２との差分は、図示しない信号処理装置により時間経過に対してピーク強度として出力される。このピーク強度は、破砕された（必要に応じて更に粉砕された）急冷薄片Ｆの集合体である素材粉末Ｅの１製造ロットＬ中の組織成分（ナノ結晶成分、粗大粒成分、アモルファス成分）の割合に対応する。

図３に、種々の組織成分の素材粉末（熱消磁状態）に静磁界Ｈを印加したときの磁化Ｍの変化（磁化曲線）を示す。素材粉末としてＮｄＦｅＢ永久磁石合金を試料とした。

図中、印加磁界Ｈ＝０、磁化Ｍ＝０である原点から磁界Ｈを印加した磁化曲線の立ち上がり部分（初磁化曲線部）の勾配ｄＭ／ｄＨ（初磁化勾配）に着目する。

素材粉末が１００％ナノ結晶から成る場合は、ナノ結晶磁石が単磁区粒子の集合体であり、熱消磁状態から磁界を印加した際、磁壁の動きが少ないため、磁化が小さく、初磁化勾配ｄＭ／ｄＨが小さい。

これに対して、１００％ナノ結晶に粗大粒が混在する素材粉末では、粗大粒は多磁区粒子であるため磁壁が動きやすく、粗大粒の混在割合に応じて初磁化勾配ｄＭ／ｄＨが大きくなる。

更に、素材粉末が１００％アモルファスから成る場合は、アモルファスは粗大粒より更に磁壁が動きやすいため、初磁化勾配ｄＭ／ｄＨが著しく大きくなる。

そのため、初磁化勾配ｄＭ／ｄＨは、組織成分の存在割合に応じて変化する。
この事実を利用して、素材粉末の良否判定は、粗大粒率またはアモルファス率に基づいて行うこともできるし、初磁化勾配ｄＭ／ｄＨに基づいて行うこともできる。

一般に、液体急冷により生成する急冷薄片の内部組織は、冷却速度が適正範囲内であれば１００％ナノ結晶から成り、適正範囲より遅くなるとナノ結晶に粗大粒が混在するかまたは１００％粗大粒から成り、逆に速すぎるとナノ結晶にアモルファスが混在するかまたは１００％アモルファスから成る。すなわち、冷却速度の遅い場合から順に、〔１００％粗大粒〕→〔ナノ結晶＋粗大粒〕→〔１００％ナノ結晶〕→〔ナノ結晶＋アモルファス〕→〔１００％アモルファス〕となる。したがって、１００％ナノ結晶の組織に対して、冷却速度不足で粗大粒が生成する場合と、冷却速度過剰でアモルファスが生成する場合とを考慮すればよい。冷却速度が適正範囲に対して不足か過剰かは、液体急冷時の実測により判別できるので、１００％ナノ結晶の場合に対して初磁化勾配ｄＭ／ｄＨが増加した場合、粗大粒の存在によるものか、アモルファスの存在によるものかは、判別できる。

このように本発明によれば、磁気検査により、素材粉末の内部組織が１００％ナノ結晶に対して粗大粒またはアモルファスがどの程度の割合で混在しているかを製造ロット毎（磁気検査ロット毎）に測定できる。

再び図２を参照すると、磁気検査により混在割合が許容範囲内であると判別された合格製造ロットＬ１はそのままベルトコンベアＣ２上を搬送され、許容範囲外であると判別された不合格製造ロットＬ２はベルトコンベアＣ３へ分岐して搬送され、本発明の永久磁石製造プロセスから排除される。

排除された不合格ロットＬ２の原料粉末Ｅは、そのまま再度溶解して液体急冷工程に供することもできるし、または、合格ロットＬ１の原料粉末Ｅと混合することにより粗大粒またはアモルファスの混在割合を許容範囲内まで低下させ、検査工程以降の工程に用いることもできる。

粗大粒率（＝１００％ナノ結晶組織に対する粗大粒の混在割合）は、体積％で、望ましくは５％以下、より望ましくは２％以下である。これにより、残留磁化を高めることができる。特に熱間強加工を行う場合は、配向度を高め、残留磁化を高めることができる。また、ナノ結晶であること自体により保磁力も高めることができる。

アモルファス率（＝１００％ナノ結晶組織に対するアモルファスの混在割合）は、体積％で、望ましくは２０％以下、より望ましくは５％以下である。これにより、残留磁化を高めることができる。特に熱間強加工を行う場合は、配向度を高め、残留磁化を高めることができる。また、ナノ結晶であること自体により保磁力も高めることができる。

磁気検査に供する原料粉末Ｅの各製造ロットＬは、非磁性の容器に一定量収容することが望ましい。非磁性容器としては、ガラス容器、プラスチック容器等が適している。検査に供する原料粉末Ｅの量は、透過磁界Ｗ２の強度に比例するので、粗大粒またはアモルファスの検出精度を高めるために、重量で誤差±１％以内に収めることが望ましい。

磁気検査に供する原料粉末Ｅの各製造ロットＬは、検査時点における送信機Ｔおよび受信機Ｒに対する位置を一定に保つことが望ましい。位置の変化はロットＬに印加される送信磁界Ｗ１の強度が変化する。必要に応じて、検査時点でベルトコンベアＣ２を一定位置で停止させて、間歇的に運転させることもできる。

〔実施例１〕
本発明により、下記の条件および手順にて、永久磁石試料を作製した。

液体急冷法によりＮｄ_２９．９Ｐｒ_０．４Ｆｅ_ｂａｌＣｏ_４Ｂ_０．９Ｇａ_０．５（wt％）組成の急冷薄片（厚さ数１０μｍ、幅１〜２ｍｍ、長さ１０〜２０ｍｍ）を作製した。

図４に、液体急冷装置を模式的に示す。

表１に液体急冷条件を示す。予備実験により、この条件（ロール周速２０ｍ／ｓ）では、１００％ナノ結晶から成る組織が生成することを確認してある。

急冷薄片をロールミルにより粉砕して、長さ２００〜３００μｍにした。

粉砕後した素材粉末をガラス製の非磁性容器に入れ、磁界強度２０ｍＴの交番磁界中を通して磁界の変化を観測した。

得られた原料粉末を焼結して一体化した。焼結条件は、圧力４００ＭＰａ、温度６２０℃、保持時間５ｍｉｎであった。

得られた焼結体を据え込みプレスにより熱間強加工した。加工条件は、温度７８０℃、歪速度８／ｓであった。

〔比較例１〕
実施例１に対して、ロール周速を１３ｍ／ｓと遅くした以外は、同じ条件および手順で急冷薄片を作製した。この条件では、ナノ結晶に粗大粒が混在した組織が生成した。

実施例１と同じ条件および手順で、粉砕、磁気検査、焼結、熱間強加工を行った。

更に、実施例１で準備した１００％ナノ結晶の原料粉末に比較例１で準備した粗大粒含有の原料粉末を種々の割合で混合して、種々の粗大粒率の混合粉末も準備した。混合粉末についても、実施例１と同じ条件および手順で、粉砕、磁気検査、焼結、熱間強加工を行った。

〔組織（粗大粒率）と磁気特性の関係の評価〕
実施例１および比較例１で作製した各試料について、粗大粒率と磁気特性の関係を調べた。

図５に、磁気特性としてピーク強度比と粗大粒率との関係を示す。ピーク強度比は下記の式で得られる。粗大粒率はＳＥＭによる組織観察にて求めた。

ピーク強度比＝[測定した最大ピーク強度]／[粗大粒率０％の最大ピーク強度]
前述したように、交番磁界の送信磁界Ｗ１と透過磁界Ｗ２の差分をピークとして検出し、その最大値の基準値に対する比をピーク強度比とした。すなわち、実施例１で作製した１００％ナノ結晶（＝０％粗大粒）で検出された最大ピーク強度を基準値とし、これに対する、比較例１で作製した各粗大粒率で検出された最大ピーク強度の比をピーク強度比（図５の縦軸「強度比」）とした。

図５に示すように、粗大粒率２％以上であれば磁気検査で検出可能（検出感度２％）であることが分かった。

図６に、素材粉末の粗大粒率と熱間強加工後の最終試料の残留磁化との関係を示す。図示したように粗大粒率の増加に伴い残留磁化が低下した。これは素材粉末に含まれる粗大粒が熱間強加工により配向しないことに起因している。

図７に、素材粉末の粗大粒率と最終試料の減磁の始まる磁界（減磁界）Ｈｄとの関係を示す。減磁界Ｈｄは、減磁曲線が直線的な部分から急激に下方へ向かう屈折点（肩）の磁界であり、保磁力Ｈｃに対応した特性であって、保磁力Ｈｃよりも組織変化による変化が大きい。減磁界Ｈｄも残留磁化と同様に、粗大粒率の増加に伴い低下した。

図６、７の結果から、高い残留磁化および保磁力を達成するには、素材粉末の粗大粒率は望ましくは５％以下、より望ましくは粗大粒率２％以下であることが分かった。

図５に示したように、磁気検査でピーク強度比が１．０６以下であれば素材粉末の粗大粒率は５％以下であり、磁気検査でピーク強度比が１．０２以下であれば素材粉末の粗大粒率は２％以下であることが分かる。

したがって、内部組織を直接観察することなく、図５の関係を検量線として用いることにより、工業的生産過程に容易に適用可能な磁気検査により間接的に素材粉末の内部組織を判別して、粗大粒が少ない合格ロットのみを原料粉末として選択的に焼結および熱間強加工して、優れた残留磁化および保磁力を有する永久磁石を製造することができる。

〔比較例２〕
実施例１に対して、ロール周速を３０ｍ／ｓと速くした以外は、同じ条件および手順で急冷薄片を作製した。予備実験により、この条件（ロール周速３０ｍ／ｓ）では１００％アモルファスから成る組織が生成することを確認してある。

実施例１と同じ条件および手順で、粉砕、磁気検査、焼結、熱間強加工を行った。

更に、実施例１で準備した１００％ナノ結晶の原料粉末に比較例２で準備した１００％アモルファスの原料粉末を種々の割合で混合して、種々のアモルファス率の混合粉末も準備した。混合粉末についても、実施例１と同じ条件および手順で、粉砕、磁気検査、焼結、熱間強加工を行った。

〔組織（アモルファス率）と磁気特性の関係の評価〕
実施例１および比較例２で作製した各試料について、アモルファス率と磁気特性の関係を調べた。

図８に、磁気特性としてピーク強度比と粗大粒率との関係を示す。ピーク強度比は下記の式で得られる。アモルファス率はＳＥＭによる組織観察にて求めた。

ピーク強度比＝[測定した最大ピーク強度]／[アモルファス率０％の最大ピーク強度]
前述したように、交番磁界の送信磁界Ｗ１と透過磁界Ｗ２の差分をピークとして検出し、その最大値の基準値に対する比をピーク強度比とした。すなわち、実施例１で作製した１００％ナノ結晶（＝０％粗大粒）で検出された最大ピーク強度を基準値とし、これに対する、比較例１で作製した各アモルファス率で検出された最大ピーク強度の比をピーク強度比（図８の縦軸「強度比」）とした。

図８に示すように、アモルファス率０．５％以上であれば磁気検査で検出可能（検出感度０．５％）であることが分かった。

図９に、原料粉末のアモルファス率と熱間強加工後の最終試料の残留磁化との関係を示す。図示したようにアモルファス率の増加に伴い残留磁化が低下した。これは原料粉末に含まれるアモルファスが熱間強加工時の加熱により結晶化した際に、配向し難い形状の結晶粒になっていることに起因している。

図９の結果から、高い残留磁化を達成するためには、原料粉末のアモルファス率が望ましくは２０％以下、より望ましくはアモルファス率５％以下であることが分かった。

図８に示したように、磁気検査でピーク強度比が６．２以下であれば原料粉末のアモルファス率は２０％以下であり、磁気検査でピーク強度比が２．３以下であれば原料粉末のアモルファス率は５％以下であることが分かる。

したがって、内部組織を直接観察することなく、図８の関係を検量線として用いることにより、工業的生産過程に容易に適用可能な磁気検査により間接的に原料粉末の内部組織を判別して、アモルファスが少ない合格ロットのみを選択的に焼結および熱間強加工して、優れた残留磁化および保磁力を有する永久磁石を製造することができる。

以上では、原料粉末を焼結により一体化した後に熱間強加工する場合について詳細に説明した。ただし、本発明の永久磁石の製造方法は、上記の場合に限定する必要はない。たとえば、粉末状態のまま用いることができる。典型的には、良判定された原料粉末をゴムやプラスチックに埋め込むことにより一体化してボンド磁石を製造する場合にも適用できる。更に、その他のどのような方法で一体化しても、本発明により良と判定された原料粉末を用いれば、残留磁化および保磁力の高い永久磁石が得られる。

本発明によれば、実際の工業生産において、素材粉末の組織の適否を迅速に検査して、残留磁化および保磁力の高い永久磁石を製造するための原料粉末の製造方法、永久磁石の製造方法および永久磁石原料粉末の磁気特性を検査する方法が提供される。

Claims (8)

1. 永久磁石の原料粉末の製造方法において、
   永久磁石の素材粉末を準備する工程、
   上記永久磁石の素材粉末の磁気特性を測定する工程、および
   予め求めておいた、磁気特性と上記素材粉末の組織との関係に基づき、上記素材粉末の原料粉末としての良否を判定する工程、
   を含み、上記素材粉末の磁気特性を測定する工程が、
   上記素材粉末に磁界を送信し、該素材粉末からの磁界を受信し、送信磁界と受信磁界との磁界差分を、上記磁気特性として測定する操作を含むことを特徴とする永久磁石の原料粉末の製造方法。
2. 上記磁界として交番磁界を用いることを特徴とする、請求項１記載の永久磁石の原料粉末の製造方法。
3. 上記素材粉末を液体急冷法により得ることを特徴とする、請求項１または２記載の永久磁石の原料粉末の製造方法。
4. 上記素材粉末としての急冷薄片は長さが５０μｍ〜１０００μｍであることを特徴とする、請求項３記載の永久磁石の原料粉末の製造方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載された永久磁石の原料粉末の製造方法により、上記良否を判定する工程で良と判定された素材粉末を原料粉末として一体化する工程を含むことを特徴とする永久磁石の製造方法。
6. 良と判定された上記素材粉末を原料粉末として焼結により一体化した後に熱間強加工することを特徴とする、請求項５記載の永久磁石の製造方法。
7. 永久磁石の素材粉末に磁界を送信し、該素材粉末からの磁界を受信し、送信磁界と受信磁界との磁界差分を、上記素材粉末の磁気特性として測定することを特徴とする永久磁石素材粉末の検査方法。
8. 上記磁界として交番磁界を用いることを特徴とする、請求項７記載の永久磁石素材粉末の検査方法。

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