JP6840353B2 - R−t−b系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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Description
(1)R−T−B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFeまたはFeとCo)を用意する工程、
(2)希土類元素Rの合金または化合物の粉末から形成した拡散源粉末を用意する工程、
(3)R−T−B系焼結磁石の表面の塗布領域(磁石表面の全体である必要は無い)に糖アルコール類を含有する粘着剤を塗布する塗布工程、
(4)粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石の表面の塗布領域に拡散源粉末を付着させる付着工程、および
(5)拡散源粉末が付着したR−T−B系焼結磁石を、R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下の温度で熱処理して、拡散源粉末に含まれる元素をR−T−B系焼結磁石の表面から内部に拡散する拡散工程を含む。
重希土類元素RHの拡散の対象とするR−T−B系焼結磁石母材を準備する。本明細書では、わかりやすさのため、重希土類元素RHの拡散の対象とするR−T−B系焼結磁石をR−T−B系焼結磁石母材と厳密に称することがあるが、「R−T−B系焼結磁石」の用語はそのような「R−T−B系焼結磁石母材」を含むものとする。このR−T−B系焼結磁石母材は公知のものが使用でき、例えば以下の組成を有する。
希土類元素R:12〜17原子%
B(B(ボロン)の一部はC(カーボン)で置換されていてもよい):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1種):0〜2原子%
T(Feを主とする遷移金属元素であって、Coを含んでもよい)および不可避不純物:残部
[拡散剤]
拡散源粉末は、RHM1M2合金(M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末、またはRH化合物(RH化合物はRHフッ化物、RH酸フッ化物、RH酸化物から選ばれる1種以上)の粉末、またはRL−Ga合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上)の粉末から形成される。これらの合金および化合物の粉末は、いずれも拡散剤として機能する。
拡散源粉末は、拡散助剤として機能する合金の粉末を含んでいても良い。このような合金の一例は、RLM1M2合金である。RLは、Nd、Prから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上であり、M1=M2でもよい。RLM1M2合金の典型例は、NdCu合金、NdFe合金、NdCuAl合金、NdCuCo合金、NdCoGa合金、NdPrCu合金、NdPrFe合金などである。これらの合金の粉末は、上述のRH化合物粉末と混合して用いられる。複数種のRLM1M2合金粉末とRH化合物粉末を混合して用いてもよい。RLM1M2合金の粉末の作製方法は特に限定されない。急冷法または鋳造法で作製される場合、粉砕性を良くするために、M1≠M2とし、例えば、NdCuAl合金、NdCuCo合金、NdCoGa合金などの3元系以上の合金を採用することが好ましい。RLM1M2合金粉末の粒度は、例えば500μm以下であり、小さいものは10μm程度である。
これらの粉末は、混合した状態または単独の状態で、粒度が調整された粒度調整粉末であってもよい。粒度を調整することによって、上述のように、R−T−B系焼結磁石中に拡散させる元素の量を制御できる。粒度は、粒度調整粉末を構成する粉末粒子がR−T−B系焼結磁石の表面の全体に配置されて1層の粒子層を形成したときに、拡散剤がRHM1M2合金、または、RH化合物である場合、粒度調整粉末に含まれる重希土類元素RHの量がR−T−B系焼結磁石に対して質量比で0.7〜1.5%の範囲内になるように設定されることが好ましい。また、拡散剤がRL−Ga合金である場合、粒度調整粉末に含まれるGaの量がR−T−B系焼結磁石に対して質量比で0.1〜1.0%の範囲内になるように設定されることが好ましい。RHの量またはGaの量が上記範囲を超えても保磁力の増加幅は大きくならないことが別途行った実験でわかっており、RHの量またはGaの量が上記範囲のとき、最も効率よく保磁力を向上させることができる。粒度は、RHの量またはGaの量が上述の範囲となるように、実験および/または計算によって決定すればよい。粒度を決定するための実験は、実際の製造方法に準じて行うことが好ましい。最適な粒度は、粒度調整粉末に含まれるRH量やPr量にもよるが、例えば、38μm超、500μm以下である。
粘着剤を塗布する前にR−T−B系焼結磁石を予備的に加熱してもよい。予備加熱の目的は余分な溶媒を除去し粘着力をコントロールすること、および、均一に粘着剤を付着させることである。加熱温度は60〜100℃が好ましい。
ある好ましい態様では、R−T−B系焼結磁石の表面全体(全面)に粘着剤が塗布されている。R−T−B系焼結磁石の表面全体ではなく、一部に付着させてもよい。本開示の製造方法によれば、R−T−B系焼結磁石の表面において法線方向が異なる複数の領域、ひいてはR−T−B系焼結磁石表面の全面に対して、一度の工程で拡散源粉末を付着させることができる。さらに、従来技術の浸漬法またはスプレー法のように、塗布膜の厚さが重力で偏ったり、表面張力で偏ったりすることがない。
拡散のための熱処理温度は、R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下(具体的には例えば1000℃以下)である。また、拡散源粉末がRLM1M2合金の粉末を含む場合はその融点よりも高い温度、例えば500℃以上である。熱処理時間は例えば10分〜72時間である。また前記熱処理の後必要に応じてさらに400〜700℃で10分〜72時間の熱処理を行ってもよい。熱処理の雰囲気は真空又は不活性ガス雰囲気が好ましい。
・磁石特性:熱処理後のR−T−B系焼結磁石の中央部分から厚さ4.5mm×幅7.0mm×長さ7.0mmの立方体を切り出し、保磁力を測定、測定した保磁力からR−T−B系焼結磁石母材の保磁力を引いたΔHcJが80kA/m以上のものを合格とした。
・粘着性(粘着力):通常の粘着力試験機に比べて相対的に狭い接触面積における粘着力を評価するための測定装置を用いて粘着力を測定した。各サンプルの粘着剤表面に対して、6カ所の異なる位置で測定装置のプローブの先端(1個の接触点は、直径約0.7mmの円形領域に相当する)を接着剤で固定した。その後、プローブをサンプル表面から直角の方向に移動させ、粘着剤がサンプルから剥離するときの荷重を評価した。全ての測定箇所で剥離の発生する荷重が50mgf以上を示したサンプルについては、表2における「粘着力」を「○」とし、1カ所でも50mgfを下回ったサンプルについては、表2における「粘着力」を「×」とした。粘着力が「×」の評価を示したサンプルにおける粘着剤の粘着力は、安定した拡散処理を行うには不十分である。
・付着性(付着の一様性):拡散源粉末付着後の外観を評価し、2mm×2mm以上の拡散源粉末が付着していないエリアがないものを合格とした。
30 粒度調整粉末を構成する粉末粒子
100 R−T−B系焼結磁石
100a R−T−B系焼結磁石の上面
100b R−T−B系焼結磁石の側面
100c R−T−B系焼結磁石の側面
Claims (11)
- R−T−B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFeまたはFeとCo)を用意する工程と、
希土類元素Rの合金または化合物の粉末から形成した拡散源粉末を用意する工程と、
前記R−T−B系焼結磁石の表面の塗布領域に糖アルコール類を含有する粘着剤を塗布する塗布工程と、
前記粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石の表面の前記塗布領域に前記拡散源粉末を付着させる付着工程と、
前記拡散源粉末が付着したR−T−B系焼結磁石を、前記R−T−B系焼結磁石の焼結温度以下の温度で熱処理して、前記拡散源粉末に含まれる元素の一部または全部を前記R−T−B系焼結磁石の表面から内部に拡散する拡散工程と、
を含むR−T−B系焼結磁石の製造方法。 - 前記糖アルコール類を含有する粘着剤は、ソルビトールを含有する粘着剤である、請求項1に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粘着剤は水系樹脂を更に含有する、請求項1または2に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記水系樹脂はアクリル樹脂である請求項3に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記付着工程において、前記粘着剤を塗布したR−T−B系焼結磁石の表面の全体に前記拡散源粉末を付着させる請求項1から4のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記拡散源粉末は、RHM1M2合金(RHはDy、Tbから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末を含む、請求項1から5のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記拡散源粉末は、RH化合物(RH化合物はRHフッ化物、RH酸フッ化物、RH酸化物から選ばれる1種以上)の粉末を含む、請求項1から5のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記拡散源粉末は、さらに拡散助剤としてRLM1M2合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上、M1、M2はCu、Fe、Ga、Co、Ni、Alから選ばれる1種以上、M1=M2でもよい)の粉末を含む請求項7に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記拡散源粉末は、RL−Ga合金(RLはNd、Prから選ばれる1種以上)の粉末を含む、請求項1から5のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記拡散源粉末は粒度を調整した粒度調整粉末である、請求項1から9のいずれかに記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
- 前記粒度調整粉末は、バインダと共に造粒された粒度調整粉末である、請求項10に記載のR−T−B系焼結磁石の製造方法。
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