JP7028123B2 - 希土類磁石の製造方法 - Google Patents
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Description
〈1〉Sm、Fe、及びNを含有し、少なくとも一部がTh2Zn17型又はTh2Ni17型の結晶構造を有する主相を含む磁性粉末と、Zn又はZn合金を含有する粉末とを混合して、混合粉末を得ること、
前記混合粉末を圧縮成形して、3.5~5.0g/cm3の密度を有する圧粉体を得ること、
前記圧粉体を熱処理して固化すること、
を含む、希土類磁石の製造方法。
〈2〉前記磁性粉末が1~20μm以下の平均粒径を有する、〈1〉項に記載の方法。
〈3〉前記磁性粉末が4~10μm以下の平均粒径を有する、〈2〉項に記載の方法。
〈4〉前記磁性粉末が、8~12μmの平均粒径を有する粉末Aと、1~5μmの平均粒径を有する粉末Bを有し、前記粉末Bの配合量が、前記粉末A及び前記粉末Bの合計量に対して、0~30質量%である、〈1〉項に記載の方法。
〈5〉前記粉末Aが9~11μmの平均粒径を有する、〈4〉項に記載の方法。
〈6〉前記粉末Bが2~4μmの平均粒径を有する、〈4〉又は〈5〉項に記載の方法。
〈7〉前記粉末Bの配合量が、前記粉末A及び前記粉末Bの合計量に対して、0~20質量%である、〈4〉~〈6〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈8〉前記圧縮成形の圧力が、30~250MPaである、〈1〉~〈7〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈9〉前記圧縮成形の圧力が、30~150MPaである、〈1〉~〈8〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈10〉前記圧縮成形を磁場中で行う、〈1〉~〈9〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈11〉前記圧粉体に圧力を付加して熱処理する、〈1〉~〈10〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈12〉前記圧粉体に50~2000MPaの圧力を付加して熱処理する、〈11〉項に記載の方法。
〈13〉前記圧粉体が所定の温度に達してから、前記圧粉体に圧力を付加して熱処理する、〈11〉又は〈12〉項に記載の方法。
〈14〉前記熱処理の温度が350~500℃である、〈1〉~〈13〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈15〉前記熱処理の温度が420~500℃である、〈1〉~〈14〉項のいずれか一項に記載の方法。
〈16〉前記主相が、(Sm(1-i)Ri)2(Fe(1-j)Coj)17Nh(ただし、RはSm以外の希土類元素並びにY及びZrから選ばれる1種以上、iは0~0.50、jは0~0.52、かつ、hは1.5~4.5)で表される相を含む、〈1〉~〈15〉項のいずれか一項に記載の方法。
本開示の製造方法は、混合粉末準備工程、圧縮成形工程、及び熱処理工程を含む。以下、それぞれの工程について説明する。
磁性粉末とZn又はZn合金を含有する粉末とを混合して、混合粉末を得る。以下、磁性粉末とZn又はZn合金を含有する粉末について、それぞれ、説明する。
混合粉末を圧縮成形して、3.5~5.0g/cm3の密度を有する圧粉体を得る。圧粉体の密度が3.5g/cm3以上であれば、圧粉体の取り扱い時(マテリアルハンドリング時)に、圧粉体が破損することはない。この観点からは、圧粉体の密度は、3.7g/cm3以上、4.0g/cm3以上、4.2g/cm3以上、又は4.5g/cm3以上であってよい。一方、圧粉体の密度が5.0g/cm3以下であれば、残留磁化(残留磁束密度)の低下を抑制できる。また、磁場中で混合粉末を圧縮成形している場合には、残留磁化(残留磁束密度)を安定して向上させることができる。これらの理由は、上述したとおりである。これらの観点からは、圧粉体の密度は、4.9g/cm3以下、4.8g/cm3以下、又は4.7g/cm3以下であってよい。
圧粉体を熱処理して固化する。このようにして得られた固化物は、希土類磁石である。
処理温度は保持温度であり、定められた範囲内で変動してもよい。
次の要領で実施例1~5及び比較例1~2の試料を準備した。
SmFeN粉末(磁性粉末)とZn粉末(Zn又はZn合金を含有する粉末)とを、V型混合器を用いて、15分にわたり混合して、混合粉末を得た。Zn粉末の混合量は、混合粉末全体に対して、5質量%であった。SmFeN粉末については、次の粉末A及び粉末Bを準備し、配合した。
粉末A:平均粒径10μm、酸素含有量0.31質量%
粉末B:平均粒径3μm、酸素含有量0.47質量%
粉末Aを次のようにし、かつ、粉末Aと粉末Bを9:1で配合したこと以外、実施例1と同様にして試料を準備した。
粉末A:平均粒径30μm、酸素含有量0.16質量%
粉末Aと粉末Bを8:1で配合したこと以外、比較例1と同様にして試料を準備した。
圧縮成形圧力を50、100、及び200MPa、図10のPが300MPaであること以外、実施例1と同様に試料を準備した。試料は圧縮成形圧力ごとに3種類準備した。Pは熱処理温度(焼結温度)である。
図10のPが1GPaであること以外、実施例4と同様に試料を準備した。
各試料について、残留磁束密度Brを測定した。測定は、東英工業株式会社製のパルス式BHトレーサー及び振動試料型磁力計(VSM)を用いて行った。測定は、室温で行った。
Claims (13)
- Sm、Fe、及びNを含有し、少なくとも一部がTh2Zn17型又はTh2Ni17型の結晶構造を有する主相を含む磁性粉末と、Zn又はZn合金を含有する粉末とを混合して、混合粉末を得ること、
前記混合粉末を圧縮成形して、4.5~5.0g/cm3の密度を有する圧粉体を得ること、
前記圧粉体を熱処理して固化すること、
を含み、
前記圧粉体が所定の温度に達してから、前記圧粉体に圧力を付加して熱処理する、
希土類磁石の製造方法。 - 前記磁性粉末が、1μm以上、20μm以下の平均粒径を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記磁性粉末が、4μm以上、10μm以下の平均粒径を有する、請求項2に記載の方法。
- 前記磁性粉末が、8~12μmの平均粒径を有する粉末Aと、1~5μmの平均粒径を有する粉末Bを有し、前記粉末Bの配合量が、前記粉末A及び前記粉末Bの合計量に対して、0~30質量%である、請求項1に記載の方法。
- 前記粉末Aが9~11μmの平均粒径を有する、請求項4に記載の方法。
- 前記粉末Bが2~4μmの平均粒径を有する、請求項4又は5に記載の方法。
- 前記粉末Bの配合量が、前記粉末A及び前記粉末Bの合計量に対して、0~20質量%である、請求項4~6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮成形の圧力が、30~250MPaである、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮成形の圧力が、30~150MPaである、請求項1~8のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧縮成形を磁場中で行う、請求項1~9のいずれか一項に記載の方法。
- 前記圧粉体に50~2000MPaの圧力を付加して熱処理する、請求項1~10のいずれか一項に記載の方法。
- 前記熱処理の温度が420~500℃である、請求項1~11のいずれか一項に記載の方法。
- 前記主相が、(Sm(1-i)Ri)2(Fe(1-j)Coj)17Nh(ただし、RはSm以外の希土類元素並びにY及びZrから選ばれる1種以上、iは0~0.50、jは0~0.52、かつ、hは1.5~4.5)で表される相を含む、請求項1~12のいずれか一項に記載の方法。
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