JP6372088B2

JP6372088B2 - ＲＦｅＢ系磁石の製造方法

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Publication number: JP6372088B2
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Inventors: 佳朋梶並; 早人橋野; 哲也下村; 雄介登澤; 純平日南田; 成康齊藤; 隼人松山
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
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Description

本発明は、R₂Fe₁₄B（Rは希土類元素）を主相とするRFeB系磁石の製造方法に関し、特に希土類元素Rが、Nd及びPrから構成される群のうちの少なくとも1種である軽希土類元素R_LであるRFeB系の焼結磁石又は熱間塑性加工磁石の製造方法に関する。

RFeB系磁石は、残留磁束密度等の多くの磁気特性がそれまでの永久磁石よりも高いという特長を有する。そのため、RFeB系磁石はハイブリッド自動車や電気自動車向けのモータ、電動補助型自転車用モータ、産業用モータ、ハードディスク等のボイスコイルモータ、高級スピーカー、ヘッドホン、永久磁石式磁気共鳴診断装置等、様々な製品に使用されている。

初期のRFeB系磁石は、種々の磁気特性のうち、保磁力H_cJが比較的低いという欠点を有していた。この欠点を改善する方法として、Rが軽希土類元素R_Lである場合において、(1)原料の合金にTb、Dy及びHoから構成される群の中の少なくとも1種である重希土類元素R_Hを添加することによって主相の結晶磁気異方性を高める方法、(2)重希土類元素R_Hを含まない主相系合金と重希土類元素R_Hを添加した粒界相系合金の２種類の出発合金の粉末を混合したものを原料として用いる方法（二合金法）、(3)R_LFeB系の焼結体又は熱間塑性加工体の表面に、重希土類元素R_Hを含有させた粉末等を付着させたうえで加熱することにより、焼結体の粒界を通して主相粒子に重希土類元素R_Hを導入する粒界拡散法が知られている。これらの方法の中で特に、(3)の粒界拡散法は、保磁力低下の影響が大きい主相粒子の表面付近にR_Hを留め、保磁力低下にさほど影響を及ぼさない主相粒子の内部にまでは重希土類元素R_Hを導入しないため、高価且つ希少な重希土類元素R_Hの使用量を他の方法よりも抑えることができるうえに、重希土類元素R_Hの増加に伴う残留磁束密度B_rの低下を抑えることができる点で優れている。

また、重希土類元素R_Hを用いる方法以外に、保磁力H_cJを高める方法として、特許文献１や非特許文献１に記載の方法が知られている。特許文献１に記載の方法はRFeB系磁石の焼結体を作製した後に所定の温度で熱処理を行うものであり、非特許文献１に記載の方法はRFeB系磁石を構成する個々の結晶粒を微細化するものである。特に、非特許文献１に記載の結晶粒微細化法は、残留磁束密度B_rを低下させることなく保磁力H_cJを高めることができる点で優れている。これは、結晶粒が小さくなるほど単磁区が形成され易くなることによると考えられている。すなわち、磁石全体の磁化とは反対方向の磁界が印加されると、結晶粒内に複数の磁区が存在する場合には磁壁が移動することによってスムーズに磁化が反転してゆくため、そのような磁界に抗する指標である保磁力は低くなる。それに対して、単磁区の場合には磁壁が存在しないため、磁化の反転が生じ難く、保磁力が高くなる。非特許文献１には、平均粒径D_AVEが約7.0μmのNdFeB（R=Nd）系焼結磁石よりも、D_AVEが約1.8〜1.9μmであるNdFeB系焼結磁石や、D_AVEが約2μmである熱間塑性加工磁石の方が保磁力が高い、ということが記載されている。RFeB系磁石を構成する個々の結晶粒を小さくするためには、第一次的にはその原料となるRFeB系合金の粉末の粒径を小さくしておかなければならない。

特開昭61-140108号公報特開2007-266199号公報国際公開WO2006/004014号特開平11-329810号公報

小林久理眞他４名、「希土類磁石の保磁力発現機構における磁区構造と微構造の相互作用の役割」、電気学会研究会資料. MAG, マグネティックス研究会、一般社団法人電気学会、2012年12月6日、MAG-12-140

RFeB系磁石では、上記の粒界拡散法と結晶粒微細化法を併用することにより、保磁力を十分に高めることができる。しかし、磁石を自動車用モータ等に組み込んで使用するためには、単に保磁力を高めるだけではなく、着磁特性も高める必要がある。以下、その理由を説明する。
RFeB系焼結磁石を製造する際には、焼結工程においてキュリー温度（約310℃）よりも高い温度（通常、1000℃以上）に加熱する。また、RFeB系熱間塑性加工磁石を製造する際にも、成形すると共に結晶粒を配向させるために、約800℃に加熱した状態で塑性加工を行う。このような加熱を伴う工程を経て得られた焼結体や熱間塑性加工体は、全体では磁化が消失している。そのため、これら焼結体や熱間塑性加工体を磁石として使用するためには、磁界を印加することにより、それらを磁化させる処理を行わねばならない。このような処理を「着磁」と呼ぶ。

着磁特性は、着磁処理後における残留磁束密度の、完全に着磁した場合に得られるべき残留磁束密度に対する比で定義される着磁率により示される。着磁率は着磁処理時に用いる磁界の強度に依存するが、本発明では強度が20kOe（(20×10⁶/4π)A/m）である磁界を用いて着磁処理を行った場合の着磁率を着磁特性の指標として用いる。その理由は、RFeB系磁石を用いた製品（例えばモータ）のメーカ（本段落において「製品メーカ」と呼ぶ）の多くが用いる着磁装置の最大磁界強度が20kOe程度であるためである。ここで製品メーカが用いる着磁装置が問題となるのは、着磁後のRFeB系磁石は強力な磁化を有することから取り扱いが難しく、多くの場合、製品メーカは着磁前の焼結体や熱間塑性加工体を仕入れ、それらを製品に組み込んだ後に着磁処理を行うためである。

磁石としてはもちろん保磁力という特性が重要であるものの、実用上は前述のとおり、着磁性も重要な特性である。本発明者は、両特性を共に高める研究を進めるうちに、上記のように保磁力を高めるための処理を行うことにより、着磁特性が低下することを発見した。本発明が解決しようとする課題は、保磁力を高めるための処理を行ったものにおいて、20kOe程度の比較的弱い磁界でも十分に着磁することができるRFeB系磁石を提供することである。

本発明者が行った前記研究の成果によると、保磁力を高めるための処理を行った場合に着磁特性が低下する原因は、保磁力が高い、すなわち磁化が反転しにくい、という特性が、着磁の際には、磁石全体として磁化を１方向に揃えるべく磁界を印加しても各結晶粒の磁化の向きが変わりにくいというデメリットになることにあると考えられる。

そこで本発明者は、保磁力を向上させるために結晶粒の微細化及び粒界拡散処理を行いつつ、着磁特性低下の要因を除去することにより、保磁力が高く且つ着磁特性の良好なRFeB系磁石を得ることができると考え、本発明を成すに到った。

すなわち、上記課題を解決するために成された本発明に係るRFeB系磁石の製造方法は、希土類元素RとしてNd及びPrから構成される群のうちの少なくとも1種である軽希土類元素R_Lを含有するRFeB系磁石を製造する方法であって、
平均粒径が5μm未満である、RFeB系磁石の原料合金の粉末からRFeB系磁石の着磁前基材を作製する着磁前基材作製工程と、
前記着磁前基材の表面に、Tb、Dy及びHoから構成される群のうちの少なくとも1種である重希土類元素R_Hを含有する付着物を付着させた状態で所定温度に加熱する粒界拡散処理工程と、
前記粒界拡散処理工程後の前記着磁前基材を機械加工によって最終製品の形状に成形することにより精加工体を作製する精加工工程と、
前記精加工体を200〜900℃の温度に加熱する精加工後加熱工程と
をこの順で行うことを特徴とする。

従来、RFeB系焼結磁石やRFeB系熱間塑性加工磁石を製造する際には、1000℃以上の温度で焼結又は800℃程度の温度で熱間塑性加工処理を行った後に、保磁力を高めるためにそれらの温度よりも低い温度で「時効処理」と呼ばれる熱処理を行い（例えば特許文献２参照）、その後に機械加工（精加工）を行うことによって最終製品の形状に成形し、最後に（あるいはこの段階で出荷したうえで、出荷先において）着磁処理が行われている。また、従来は、精加工の後に加熱すると、温度によっては、表面にスケールが生成されることや寸法精度が低下することなどの問題が発生することが懸念されていたため、一般的には、精加工の後には熱処理が行われていなかった。本発明者は、このような従来の製造方法を検討した結果、着磁特性の低下は、保磁力を高めることだけではなく、精加工により成形体の表面に加工歪みが導入されることによっても生じていることを見出した。そして、本発明者は、精加工の後に200〜900℃の温度に加熱する精加工後加熱工程を行うことにより、加工歪みを除去することができ、それにより着磁特性を改善することができることを見出した。

精加工後加熱工程における加熱温度を200℃未満とすると、加工歪みを十分に除去することができない。また、加熱温度が900℃を超えると、主相粒子が成長して径が大きくなるため、保磁力が低下してしまう。そのため、精加工後加熱工程における加熱温度は200〜900℃とする。

本発明において、RFeB系磁石の原料合金の粉末における前記平均粒径は、レーザー式粉末粒度分布測定装置により測定される粒径の中央値で定める。
本発明において「RFeB系磁石の着磁前基材」とは、焼結処理や熱間塑性加工処理により得られ、R₂Fe₁₄Bを主相とする焼結体や熱間塑性加工体であって、未だ着磁処理が行われていないものをいう。
本発明において前記粒界拡散処理工程で行う処理は、従来よりRFeB系磁石を作製する際に行われている粒界拡散処理と同様のものである。前記粒界拡散処理工程における前記所定温度は、典型的には800〜1000℃であるが、この温度範囲には限定されず、従来の粒界拡散処理で用いられている温度であれば本発明にも適用される。

なお、着磁処理は、前記精加工後加熱工程の後で行う。

本発明において、前記精加工後加熱工程における加熱温度を400℃〜560℃とすることが望ましい。これにより、精加工後加熱工程における加熱が時効処理を兼ねる、すなわち着磁特性を高めるだけではなく保磁力も高めることができる。従って、別途時効処理を行う必要がなく、工程を簡素化することができる。また、加熱処理を複数回行うと、RFeB系焼結磁石やRFeB系熱間塑性加工磁石内において主相粒子の表面に形成されている、主相よりも希土類元素の含有量が多い希土類リッチ相が主相粒子の表面から剥離し、それにより保磁力が低下するという「過時効」が生じるのに対して、上記のように精加工後加熱工程の加熱を時効処理と兼ねることにより、時効処理に相当する加熱を1回のみとすることができ、保磁力の低下を防止することができる。

前記着磁前基材作製工程において、前記原料合金の粉末に対して圧縮成形を行うことなく、該粉末をモールドに充填し、該モールド内の該粉末に対して磁界を印加することにより該粉末を配向し、該モールド内の該粉末を所定の焼結温度に加熱することにより、前記着磁前基材（RFeB系磁石の焼結体）を作製することが望ましい。このように原料合金の粉末に対して圧縮成形を行うことなくRFeB系磁石の焼結体を作製する方法はPLP（Pressless process）法と呼ばれる。PLP法の詳細は特許文献３に記載されている。PLP法によれば、プレス機を用いる必要がないため、原料合金の粉末が酸化することを防止するために不活性ガス雰囲気にすべき空間を小さくすることができる。そのため、PLP法は平均粒径5μm未満という粒径の小さい粉末を容易に取り扱うことができ、保磁力の向上に寄与する。また、PLP法は、粉末に圧力を印加しないことにより、配向時に粉末の粒子が磁界によるトルクによって回動しやすくなるため、残留磁束密度を高めることにも寄与する。

本発明により、RFeB系焼結磁石やRFeB系熱間塑性加工磁石の加工歪みを除去することで、保磁力を高めるための処理を行ったRFeB系磁石において20kOe程度の比較的弱い磁界でも十分に着磁することができるようになる。

本発明に係るRFeB系磁石の製造方法の一実施形態の概略を示すフローチャート。本発明に係るRFeB系磁石の製造方法の一実施例により製造されたRFeB系磁石、及び比較例のRFeB系磁石について測定した着磁率を示すグラフ。本発明に係るRFeB系磁石の製造方法の他の実施例により製造されたRFeB系磁石、及び比較例のRFeB系磁石について測定した着磁率を示すグラフ。粒径の異なる原料合金から製造された、本実施例及び比較例のRFeB系磁石について測定した着磁率を示すグラフ。本実施例及び比較例のRFeB系磁石について行ったX線回折測定（X線の波長≒0.179nm）の結果を示すグラフ。図５のグラフの2θ=72°付近を拡大した図。

図１〜図６を用いて、本発明に係るRFeB系磁石の製造方法の実施形態を説明する。
本実施形態では、図１に示すように、(1)着磁前基材作製工程、(2)粒界拡散処理工程、(3)精加工工程、(4)精加工後加熱工程、(5)着磁工程の順で各工程を実施することにより、RFeB系磁石を製造する。以下、各工程を詳しく説明する。

(1)着磁前基材作製工程
この工程では、RFeB系焼結磁石やRFeB系熱間塑性加工磁石における従来の製造方法において、着磁前に行われている工程をそのまま用いることができる。RFeB系焼結磁石の着磁前基材の作製には、旧来より行われているプレス法と、上記PLP法のいずれも用いることができるが、上述の理由によりPLP法を用いることが望ましい。RFeB系熱間塑性加工磁石の着磁前基材の作製には、例えば特許文献４に記載の方法を用いることができる。なお、着磁前基材では、作製時にRFeB系磁石のキュリー温度（約310℃）よりも高温まで加熱されているため、残留磁化は発生しない。

プレス法では、原料であるRFeB系の合金粉末をモールドに充填した後、プレス機で圧力を印加することにより、最終製品に近い形状の成形体を作製する。このプレス機での成形の前又は成形と同時に、合金粉末に磁界を印加することにより、合金粉末を配向させる。その後、成形体を所定の焼結温度（1000〜1100℃）に加熱することにより、着磁前基材が得られる。

PLP法では、最終製品に近い形状のモールドにRFeB系の合金粉末を充填した後、圧力を印加することなく磁界を印加することにより合金粉末を配向させ、合金粉末をモールドに入れたまま圧力を印加することなく焼結温度に加熱することにより、着磁前基材が得られる。このPLP法では、プレス機を用いた成形を行わないことから、無酸素雰囲気下での作業が容易になるため、プレス法の場合よりも粒径の小さい合金粉末を容易に取り扱うことができ、それにより保磁力を高めることができる。また、プレス法よりも低い900〜1000℃という焼結温度であっても着磁前基材を得ることができる。

着磁前基材には、RFeB系の焼結体や熱間塑性加工体をそのまま用いてもよいが、希土類元素RがNdやPr等の軽希土類元素の場合には、上述の粒界拡散法による処理を施した焼結体や熱間塑性加工体を用いることにより、保磁力を高めることができる。

(2) 粒界拡散処理工程
粒界拡散処理工程においても、従来の粒界拡散処理をそのまま用いることができる。具体的には、着磁前基材の表面に、Tb、Dy及びHoのうちのいずれか１種又は複数種（重希土類元素R_H）を含有する付着物を付着させ、所定温度に加熱する。付着物は重希土類元素R_Hの単体（金属）であってもよいし、他の元素との合金や化合物であってもよい。また、付着物には、粉体、粉体をグリースや液体等に混入させたもの、箔状にしたものなど、種々の形態のものを用いることができる。前記所定温度は、典型的には上述のように800〜1000℃であるが、この温度範囲には限定されない。

(3)精加工工程
上記の各方法（焼結法であるプレス法及びPLP法、並びに熱間塑性加工）ではいずれも、最終製品に近い形状の着磁前基材を得ることができるものの、最終製品で要求される精度の寸法には合致せず、正確な形状にはならない。また、粒界拡散処理のために着磁前基材の表面に付着させた付着物が残存することによっても、形状の狂いが生じる。そのため、粒界拡散処理工程を行った着磁前基材を、機械加工によって最終製品の形状にする。機械加工には、単純に切断するという方法を取ることもできるが、より精度の高い加工面を形成するためには切削加工を行うことが望ましい。また、高精度の加工が必要な面のみを切削加工し、その他の面は切断により形成してもよい。例えば、板状磁石において、板の表裏２面のみを切削によって高精度に加工し、４つの側面では切断を行ってもよい。
なお、この精加工工程の前に、着磁前基材を加熱する時効処理を行ってもよいが、この段階では時効処理を行わずに、次に述べる精加工後加熱工程のみを行う方が望ましい。

(4)精加工後加熱工程
次に、上記精加工工程によって得られた精加工体を加熱する（精加工後加熱工程）。これにより、精加工の際に生じた加工歪みを除去することができる。前述のように、加熱温度は200〜900℃であり、400〜560℃とすることが望ましい。加熱時間は特に問わないが、10分未満であると充分に加工歪みを除去することができず、24時間を超えて加熱を行ってもそれ以上は加工歪みを除去する効果が得られない。そのため、加熱時間は10分〜24時間とすることが望ましい。

本実施形態において、精加工工程の前には時効処理を行わず、精加工後加熱工程において400℃〜560℃に加熱することが望ましい。これにより、加工歪みの除去と時効処理を同時に行うことができる。これにより、単に製造工程を簡素化するだけでなく、過時効を防止して保磁力を向上させる効果も奏する。

また、精加工体が酸化することを防止するため、精加工後加熱工程は真空又は不活性ガス雰囲気中で行うことが望ましい。

(5)着磁工程
精加工後加熱工程を経た精加工体に、１方向に磁界を印加することにより、精加工体を着磁させる。これにより、RFeB系焼結磁石、あるいはRFeB系熱間塑性加工磁石が完成する。本実施形態では、精加工後に加熱を行うことによって着磁特性が向上するため、着磁の際に印加する磁界は、通常と同様に20kOe程度あればよい。もちろん、より着磁率を高めるために、20kOeよりも強い磁界で着磁させてもよい。また、RFeB系磁石の製造業者は着磁工程を行わずに、RFeB系磁石を用いた製品（モータなど）の製造業者が着磁工程を行ってもよい。

以下、本発明の方法を用いて実際にRFeB系磁石を作製した例を示す。
(a)本実施例のRFeB系磁石の作製方法
(a-1) 着磁前基材作製工程
本実施例では、着磁前基材には、PLP法により作製した焼結体を用いた。具体的は、以下の方法により着磁前基材を作製した。
まず、ストリップキャスト法によりNd：26.6重量％、Pr：4.7重量％、Fe：65.5重量％、Co：1.9重量％、B：1.0重量％、Al：0.2重量％、Cu：0.1重量％という組成を有する原料合金片を作製し、該原料合金片を水素解砕した後、ジェットミルを用いて微粉砕した。これにより、平均粒径が(i)3μm、(ii)4μmの原料合金粉末を作製した。以下、(i)の粉末を「3μm粉末」、(ii)の粉末を「4μm粉末」と呼ぶ。

得られた各原料合金粉末を、内部が89mm×62mm×6.5mmの直方体であるモールドに充填した後、原料合金粉末を圧縮成形することなく、5.5Tの磁界により配向させた。その後、原料合金粉末をモールドに入れたまま（圧力を印加することなく）、1010℃に加熱することにより、板状のRFeB系焼結体を得た。続いて、RFeB系焼結体を、大きさが約72mm×50mm、厚みが約2.3mmになるように加工（なお、この加工は精加工ではない）することにより、着磁前基材を得た。以下、3μm粉末から作製した着磁前基材を「3μm基材」、4μm粉末から作製した着磁前基材を「4μm基材」と呼ぶ。

(a-2) 粒界拡散処理工程
この着磁前基材の表面に、Tb-Ni-Al合金を含有する粉末を付着させたうえで、875℃に加熱する粒界拡散処理を行った。

一部の3μm基材及び4μm基材に対しては、次の精加工工程を行う前に、520℃に加熱することにより時効処理を行った。

(a-3) 精加工工程
各基材において、表裏2つの板面に対して切削加工を行った後、ワイヤカッターで厚み方向に切断することにより側面（4面）を形成することにより、板面の大きさ6.0mm×6.0mm、厚み2.0mmの精加工体を得た。

(a-4) 精加工後加熱工程
得られた精加工体を、Arガス雰囲気中において200〜520℃の範囲内のいずれかの温度に加熱した。時効処理を行っていない3μm基材から得られた精加工体では、精加工後加熱工程における加熱温度を520℃とした（以下、「実施例１」と呼ぶ）。また、時効処理を行った3μm基材から得られた精加工体では、500℃、400℃、300℃、200℃という異なる4種類の温度で精加工後加熱を行った（以下、「実施例２」（500℃）、「実施例３」（同400℃）、「実施例４」（300℃）及び「実施例５」（200℃）とする）。4μm基材から得られた精加工体では、500℃で精加工後加熱を行った（以下、「実施例６」とする）。なお、本実施例では加熱温度を上記温度範囲内としたが、本発明では900℃程度まで加熱してもよい。

(a-5) 着磁（磁界の印加）工程
精加工体を2枚重ねて1組とした試料に対して空心コイルを用いて、50kOe以下の範囲内の印加磁界で着磁を行った。具体的には、ある1組の試料に対し、印加磁界が小さい方から順に各磁界での着磁を行い、着磁が終了する度に、フラックスメータを用いて磁束を求めた。ここで、印加磁界が50kOeのときの試料を完全着磁とみなし、「（それぞれの印加磁界における磁束）／（印加磁界が50kOeであるときの磁束）×100」を、その磁界における着磁率として求めた。磁束の測定は、電子磁気工業株式会社製のフラックスメータを用いて行った。

(b)本実施例により得られたRFeB系磁石の特性
上記実施例１〜６の試料につき、保磁力、及び印加磁界が20kOeである場合の着磁率の測定結果を、上述した各試料の作製条件と合わせて表１に示す。表１には合わせて、後述の比較例１〜３の試料についても作製条件、並びに着磁率及び保磁力の測定結果を示す。実施例１〜６については、精加工後加熱を行う前と行った後の保磁力を示す。保磁力は、精加工体を2枚重ねて1組とした試料に対して、パルスコイル励磁型JH［BH］トレーサ（東英工業株式会社製）を用いて測定した。

以下、表１の測定結果について説明する。
(b-1) 精加工後加熱工程の有無による比較
実施例１の試料と、以下に述べるように精加工後加熱工程を行っていない2つの試料（比較例１及び２）につき、着磁率を測定した結果を比較する。ここで、比較例１の試料は、精加工工程の前に520℃で時効処理を行った3μm基材であり、比較例２の試料は、時効処理を行っていない3μm基材である。実施例１と比較例１は、いずれも520℃で加熱を行っているが、加熱を行ったのが精加工工程の後（実施例１）であるか、精加工工程の前（比較例１）であるか、という点で相違する。

測定結果を図２のグラフに示す。このグラフより、比較例１及び比較例２よりも実施例１の方が、同じ強度の磁界で比較すると着磁率をより高くすることができ、同じ着磁率で比較するとより弱い磁界で着磁させることができることがわかる。例えば、実施例１では、通常の着磁装置で得られる20kOeという強度の磁界を印加したときに98％以上の着磁率が得られるのに対して、比較例１及び比較例２ではいずれも、磁界の強度が20kOeのときには着磁率が95％以下となり、98％以上の着磁率を得るためには30kOe以上という強い磁界が必要となる。

(b-2) 精加工後加熱工程における加熱温度の相違
精加工後加熱工程における加熱温度が異なる実施例２〜５の試料につき、着磁率を測定した結果を、図３のグラフを用いて比較する。図３には、比較例１の試料の着磁率も併せて示す。実施例２〜５のいずれも、比較例１よりも、同じ強度の磁界で比較すると着磁率をより高くすることができ、同じ着磁率で比較するとより弱い磁界で着磁させることができた。特に、実施例２及び３では、磁界の強度が20kOeのときに、98％以上という高い着磁率が得られた。また、加熱温度が200℃である実施例５においても、実施例２〜４ほどではないが、比較例１と比較して着磁率の向上が見られた。

(b-3) 原料合金粉末の粒径による比較
次に、精加工後加熱工程における加熱温度が等しく（500℃）、原料合金の粒径が異なる実施例２（粒径3μm）及び実施例６（粒径4μm）につき、着磁率を測定した結果を、図４のグラフを用いて比較する。このグラフには併せて、比較例１、及び精加工工程の前に時効処理を行い、精加工工程には加熱処理を行っていない4μm基材（比較例３）の試料の着磁率を測定した結果も示す。実施例６と実施例２を比較すると、原料合金の粒径が大きい実施例６の方が、各磁界における着磁率が高くなっている。これは、実施例６の方が、原料合金の粒径が大きいことにより、最終的に得られたRFeB系焼結磁石の粒径も大きくなっていることによると考えられる。また、実施例２の方が比較例１よりも着磁率が高く、また実施例６の方が比較例３よりも着磁率が高くなっており、本発明の方法により、粒径に依らずに着磁率を向上することが確認できた。

(b-4) 保磁力
実施例１〜６ではいずれも、23.6〜25.6kOeという高い保磁力が得られている。また、精加工後加熱を行う前と行った後では保磁力が変化していない。このように、本実施例では精加工後加熱によって、高い保磁力を維持しつつ着磁率を向上させることができた。

(b-5) X線回折測定
実施例１と比較例２の試料につき、X線回折測定（2θスキャン）を行った結果を図５に示すと共に、得られたピークのうちの1つ（2θ=72°付近のもの）を拡大して図６に示す。測定に用いたX線はCo-Kα線である。Co-Kα線は、Co原子のL殻からK殻に電子が遷移する際に生じるX線であり、L殻の縮退が解けていることにより、波長が0.1789nmであるCo-Kα₁線と、波長が0.1793nmであるCo-Kα₂線という、2種の波長のX線が混合した状態で生じる。図６に示すように、実施例１ではCo-Kα₁線とCo-Kα₂線による2つのピークが重なりつつも、ピークトップが分離しているが、比較例２ではピークトップの分離が見られない。また、ピークの半値全幅は、実施例１では0.36°であるのに対して、比較例２では実施例１よりも広い0.66°である。これらの結果は、比較例２よりも実施例１の方が、RFeB系磁石を構成する個々の微結晶における結晶構造の欠陥や歪みが少ないことを意味している。このX線回折測定のデータは、本発明の方法で行う精加工後加熱工程により、前述の通り、加工歪みを除去できることを裏付けている。

なお、上記実施例では原料合金粉末には平均粒径が3μm及び4μmのものを用いたが、本発明ではこれらの平均粒径に限定されない。平均粒径が5μm未満であれば、3μm未満の場合や4μmを超える場合であっても、高い保磁力を有するRFeB系磁石の基材が得られ、そのような基材に対して本実施例と同様の精加工後加熱を行うことにより、保磁力及び着磁特性が共に高いRFeB系磁石を得ることができる。

Claims

希土類元素RとしてNd及びPrから構成される群のうちの少なくとも1種である軽希土類元素R_Lを含有するRFeB系磁石を製造する方法であって、
平均粒径が5μm未満である、RFeB系磁石の原料合金の粉末からRFeB系磁石の着磁前基材を作製する着磁前基材作製工程と、
前記着磁前基材の表面に、Tb、Dy及びHoから構成される群のうちの少なくとも1種である重希土類元素R_Hを含有する付着物を付着させた状態で所定温度に加熱する粒界拡散処理工程と、
前記粒界拡散処理工程後の前記着磁前基材を機械加工によって最終製品の形状に成形することにより精加工体を作製する精加工工程と、
前記精加工体を200〜900℃の温度に加熱する精加工後加熱工程と
をこの順で行うことを特徴とするRFeB系磁石の製造方法。
前記精加工後加熱工程において前記精加工体を400℃〜560℃に加熱することを特徴とする請求項１に記載のRFeB系磁石の製造方法。
前記精加工後加熱工程を真空又は不活性ガス雰囲気中で行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のRFeB系磁石の製造方法。
前記精加工工程において切削加工を行うことにより、前記粒界拡散工程で着時前基材の表面に付着させた付着物を除去することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のRFeB系磁石の製造方法。
前記着磁前基材作製工程において、前記原料合金の粉末に対して圧縮成形を行うことなく、該粉末をモールドに充填し、該モールド内の該粉末に対して磁界を印加することにより該粉末を配向し、該モールド内の該粉末を所定の焼結温度に加熱することにより、前記着磁前基材を作製することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のRFeB系磁石の製造方法。
前記焼結温度が900℃以上1000℃以下であることを特徴とする請求項５に記載のRFeB系磁石の製造方法。