JP7342706B2 - 永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は永久磁石およびその製造方法に関する。
希土類磁石は磁束密度が高く、耐熱性も高いため、広く利用されている磁石である。
しかし、自動車や航空機といったモータの小型化を進める業界では、より磁束密度が高い（磁束が集中した）磁石が求められている。
しかし、自動車や航空機といったモータの小型化を進める業界では、より磁束密度が高い（磁束が集中した）磁石が求められている。
永久磁石の磁束を集中させる方法として、ハルバッハ配列（ハルバッハ磁気回路）がある。この配列は磁石の磁化容易軸（配向方向）が非平行となるように多数の磁石を組み合わせて作られる。
従来のハルバッハ配列構成用の永久磁石は、磁場中プレスにて１方向に配向した焼結磁石から切り出し、その後、配向方向が異なるように接着して作製する方法や、樹脂と混ぜた磁石粉末を磁場中で配向させ、その後、焼結を行い作製する方法等がある。
焼結法にて作成する場合、磁石粉末を押し固める際に１方向に磁場をかける。磁場中プレスによって粉末段階で磁石の配向方向を揃える。この場合、磁場中プレスでは多方向の磁場を発生させることが困難であるため、一つの磁石内に非平行な配向を実現することは難しい。
このような焼結法にて作成するハルバッハ磁気回路を構成する磁石として、例えば特許文献１、特許文献２に記載の磁石が挙げられる。
焼結法にて作成する場合、磁石粉末を押し固める際に１方向に磁場をかける。磁場中プレスによって粉末段階で磁石の配向方向を揃える。この場合、磁場中プレスでは多方向の磁場を発生させることが困難であるため、一つの磁石内に非平行な配向を実現することは難しい。
このような焼結法にて作成するハルバッハ磁気回路を構成する磁石として、例えば特許文献１、特許文献２に記載の磁石が挙げられる。
特許文献１には、第１の主面、当該第１の主面に対向する第２の主面、及び前記第１及び第２の主面間を結合する側面を有する複数磁化ユニット永久磁石であって、前記複数磁化ユニット永久磁石内に設けられ、前記第１及び第２の主面に対して直交する第１の磁化方向を有する第１の磁石領域と、前記複数磁化ユニット永久磁石内で前記第１の磁石領域に隣接し、当該第１の磁石領域の第１の磁化方向に対して、実質的に直角な第２の磁化方向を有する第２の磁石領域を備えていることを特徴とする複数磁化ユニット永久磁石が記載されている（請求項１等参照）。
また、このような複数磁化ユニット永久磁石の製造方法として、特定の圧粉磁石用金型を用意して、前記金型に磁性粉末を充填する第１の工程と、前記第１及び第２の磁性部品と、前記第３及び第４の磁性部品の間に磁場を印加し、前記磁性粉末の長手方向に磁化容易方向を決める第２の工程と、前記金型を９０度回転して、前記第１及び第３の磁性部品と、前記第２及び第４の磁性部品間に磁場を印加して前記直方体形状の中央部を挟む両側部における磁性粉末の磁化容易方向を前記長さ方向と実質的に直角方向に決める第３の工程と、を含み、中央部と、該中央部を挟む両側部における磁化容易方向が互いに直交した圧粉体を得ることを特徴とする複数磁化ユニット永久磁石の製造方法が記載されている（請求項８等参照）。また、圧粉体を焼結することによって複数磁化ユニット永久磁石が得られると記載されている（００５９段落等参照）。
そして、このような複数磁化ユニット永久磁石は複数の磁気異方性を単一の永久磁石内に備えているため、磁化方向の異なる複数の永久磁石を配列して構成されるハルバッハ磁気回路を少ない永久磁石によって構成できると記載されている（００２１段落等参照）。
また、このような複数磁化ユニット永久磁石の製造方法として、特定の圧粉磁石用金型を用意して、前記金型に磁性粉末を充填する第１の工程と、前記第１及び第２の磁性部品と、前記第３及び第４の磁性部品の間に磁場を印加し、前記磁性粉末の長手方向に磁化容易方向を決める第２の工程と、前記金型を９０度回転して、前記第１及び第３の磁性部品と、前記第２及び第４の磁性部品間に磁場を印加して前記直方体形状の中央部を挟む両側部における磁性粉末の磁化容易方向を前記長さ方向と実質的に直角方向に決める第３の工程と、を含み、中央部と、該中央部を挟む両側部における磁化容易方向が互いに直交した圧粉体を得ることを特徴とする複数磁化ユニット永久磁石の製造方法が記載されている（請求項８等参照）。また、圧粉体を焼結することによって複数磁化ユニット永久磁石が得られると記載されている（００５９段落等参照）。
そして、このような複数磁化ユニット永久磁石は複数の磁気異方性を単一の永久磁石内に備えているため、磁化方向の異なる複数の永久磁石を配列して構成されるハルバッハ磁気回路を少ない永久磁石によって構成できると記載されている（００２１段落等参照）。
特許文献２には、主面に対して直交する配向方向を有する第１Ｒ－Ｆｅ―Ｂ系焼結磁石とその両端部に主面の直交方向に対して所定の角度傾いている配向方向を有する第２Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を各主面が同一平面となるようにして一体的に配置したＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットで、外表面角部のみ面取りを有し、かつ外表面にエポキシ樹脂、シリコン樹脂、Ａｌ、Ｎｉのいずれかからなる被膜を有するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットが記載されている（請求項１等参照）。
また、このようなＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの製造方法として、主面に対して直交する配向方向を有する第１Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を準備する工程と、主面の直交方向に対して所定の角度傾いている配向方向を有する第２Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を準備する工程と、前記第１Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石の主面に配向方向が向くように第２Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を前記第１Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石の両端部に、接着剤や非磁性体のボルト等を用いて接続するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの組立工程と、前記Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの外表面角部を面取りする工程と、前記Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの外表面を、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、Ａｌ、Ｎｉのいずれかにて被膜するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの被膜形成工程と、からなるＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの製造方法が記載されている（請求項４、００３２段落等参照）。
そして、リニアモータ用磁気回路において、ハルバッハ磁気回路を構成するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石をユニットにして、そのユニット外表面に被膜を形成することで、着磁後のヨークへの接合の際、主に中央部に磁石主面に対して直交する配向方向を有しているＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石への面取り工程を省略したことによる面取り量の削減、磁気的隙間の減少や焼結磁石の位置ズレの発生が抑えられる。その結果、あらかじめ設定した計算値に近い磁界強度のリニアモータ用磁気回路を精度よくかつ効率よく作製することができると記載されている（００１７段落等参照）。
また、このようなＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの製造方法として、主面に対して直交する配向方向を有する第１Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を準備する工程と、主面の直交方向に対して所定の角度傾いている配向方向を有する第２Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を準備する工程と、前記第１Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石の主面に配向方向が向くように第２Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石を前記第１Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石の両端部に、接着剤や非磁性体のボルト等を用いて接続するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの組立工程と、前記Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの外表面角部を面取りする工程と、前記Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの外表面を、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、Ａｌ、Ｎｉのいずれかにて被膜するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの被膜形成工程と、からなるＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石ユニットの製造方法が記載されている（請求項４、００３２段落等参照）。
そして、リニアモータ用磁気回路において、ハルバッハ磁気回路を構成するＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石をユニットにして、そのユニット外表面に被膜を形成することで、着磁後のヨークへの接合の際、主に中央部に磁石主面に対して直交する配向方向を有しているＲ－Ｆｅ－Ｂ系焼結磁石への面取り工程を省略したことによる面取り量の削減、磁気的隙間の減少や焼結磁石の位置ズレの発生が抑えられる。その結果、あらかじめ設定した計算値に近い磁界強度のリニアモータ用磁気回路を精度よくかつ効率よく作製することができると記載されている（００１７段落等参照）。
しかしながら、特許文献１、２に記載のハルバッハ磁気回路構成用の磁石は、その製造過程が複雑であった。例えば、通常、磁石内の配向方向が１方向であるため、ハルバッハ配列のように磁束を集中させる場合には、特許文献２に記載のように、磁石を多数組み合わせる必要がある。そのため、配向方向の管理が煩雑であり、また、磁石形状の自由度が低いといった問題があった。
また、ハルバッハ磁気回路を構成した場合の磁束密度がさらに求められている実情がある。
本発明は上記のような課題を解決することを目的とする。
すなわち、本発明の目的は、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を効率的に製造できる永久磁石の製造方法を提供することである。また、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を得ることができる。
すなわち、本発明の目的は、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を効率的に製造できる永久磁石の製造方法を提供することである。また、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を得ることができる。
本発明者は上記課題を解決するため鋭意検討し、本発明を完成させた。
本発明は以下の（１）～（６）である。
（１）Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石であって、
０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向しているエリアＡと、
そのエリアＡに隣接し、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向しているエリアＢとからなり、
前記エリアＡと前記エリアＢとが一体に成形されていて、
特定方向Ｘと特定方向Ｙとのなす角度が２０～９０度である永久磁石。
（２）前記主相は、アスペクト比が１．２以上の扁平状結晶粒からなり、前記扁平状結晶粒の短手方向が前記特定方向Ｘまたは前記特定方向Ｙとなるように並んだ組織を備える、上記（１）に記載の永久磁石。
（３）前記扁平状結晶粒の最大径が２μｍ以下である、上記（２）に記載の永久磁石。
（４）磁石用粉末に圧密加工を施して予備成形体を得る成形工程と、
前記予備成形体における部分ａについて特定方向Ｘへ１．０以上の圧縮ひずみを加え、同時に部分ｂについて特定方向Ｙへ１．０以上の圧縮ひずみを加える熱間押出を行う熱間押出工程と、
を備え、上記（１）～（３）のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
（５）磁石用粉末に圧密加工を施して圧粉成形体を得る圧密工程と、
前記圧粉成形体における特定方向へ圧縮ひずみを加え、配向された熱間加工体を得る熱間加工工程と、
２つの前記熱間加工体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、
を備え、上記（１）～（３）のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
（６）磁石用粉末を金型に充填し、特定方向に磁場を印加しながら圧密加工を施し、配向済圧粉体を得る磁場プレス工程と、
前記配向済圧粉体を加熱し、配向された焼結体を得る焼結工程と、
２つの前記焼結体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、
を備え、上記（１）～（３）のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
本発明は以下の（１）～（６）である。
（１）Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石であって、
０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向しているエリアＡと、
そのエリアＡに隣接し、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向しているエリアＢとからなり、
前記エリアＡと前記エリアＢとが一体に成形されていて、
特定方向Ｘと特定方向Ｙとのなす角度が２０～９０度である永久磁石。
（２）前記主相は、アスペクト比が１．２以上の扁平状結晶粒からなり、前記扁平状結晶粒の短手方向が前記特定方向Ｘまたは前記特定方向Ｙとなるように並んだ組織を備える、上記（１）に記載の永久磁石。
（３）前記扁平状結晶粒の最大径が２μｍ以下である、上記（２）に記載の永久磁石。
（４）磁石用粉末に圧密加工を施して予備成形体を得る成形工程と、
前記予備成形体における部分ａについて特定方向Ｘへ１．０以上の圧縮ひずみを加え、同時に部分ｂについて特定方向Ｙへ１．０以上の圧縮ひずみを加える熱間押出を行う熱間押出工程と、
を備え、上記（１）～（３）のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
（５）磁石用粉末に圧密加工を施して圧粉成形体を得る圧密工程と、
前記圧粉成形体における特定方向へ圧縮ひずみを加え、配向された熱間加工体を得る熱間加工工程と、
２つの前記熱間加工体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、
を備え、上記（１）～（３）のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
（６）磁石用粉末を金型に充填し、特定方向に磁場を印加しながら圧密加工を施し、配向済圧粉体を得る磁場プレス工程と、
前記配向済圧粉体を加熱し、配向された焼結体を得る焼結工程と、
２つの前記焼結体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、
を備え、上記（１）～（３）のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
本発明によれば、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を効率的に製造できる永久磁石の製造方法を提供することができる。また、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を得ることができる。
本発明について説明する。
本発明は、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石であって、０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向しているエリアＡと、そのエリアＡに隣接し、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向しているエリアＢとからなり、前記エリアＡと前記エリアＢとが一体に成形されていて、特定方向Ｘと特定方向Ｙとのなす角度が２０～９０度である永久磁石である。
このような永久磁石を、以下では「本発明の永久磁石」ともいう。
本発明は、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石であって、０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向しているエリアＡと、そのエリアＡに隣接し、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向しているエリアＢとからなり、前記エリアＡと前記エリアＢとが一体に成形されていて、特定方向Ｘと特定方向Ｙとのなす角度が２０～９０度である永久磁石である。
このような永久磁石を、以下では「本発明の永久磁石」ともいう。
また、本発明は、磁石用粉末に圧密加工を施して予備成形体を得る成形工程と、前記予備成形体における部分ａについて特定方向Ｘへ１．０以上の圧縮ひずみを加え、同時に部分ｂについて特定方向Ｙへ１．０以上の圧縮ひずみを加える熱間押出を行う熱間押出工程と、を備え、本発明の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法である。
このような永久磁石の製造方法を、以下では「本発明の第１の製造方法」ともいう。
このような永久磁石の製造方法を、以下では「本発明の第１の製造方法」ともいう。
また、本発明は、磁石用粉末に圧密加工を施して圧粉成形体を得る圧密工程と、前記圧粉成形体における特定方向へ圧縮ひずみを加え、配向された熱間加工体を得る熱間加工工程と、２つの前記熱間加工体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、を備え、本発明の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法である。
このような永久磁石の製造方法を、以下では「本発明の第２の製造方法」ともいう。
このような永久磁石の製造方法を、以下では「本発明の第２の製造方法」ともいう。
また、本発明は、磁石用粉末を金型に充填し、特定方向に磁場を印加しながら圧密加工を施し、配向済圧粉体を得る磁場プレス工程と、前記配向済圧粉体を加熱し、配向された焼結体を得る焼結工程と、２つの前記焼結体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、を備え、本発明の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法である。
このような永久磁石の製造方法を、以下では「本発明の第３の製造方法」ともいう。
このような永久磁石の製造方法を、以下では「本発明の第３の製造方法」ともいう。
＜本発明の永久磁石＞
本発明の永久磁石について説明する。
本発明の永久磁石は、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石である。
ここで、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造とは、希土類元素（Ｒ）、遷移元素（Ｔ）およびホウ素（Ｂ）を主とする結晶構造を意味する。
希土類元素（Ｒ）としてはＮｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂを好適例として挙げられる。
遷移元素（Ｔ）としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉを好適例として挙げられる。
本発明の永久磁石について説明する。
本発明の永久磁石は、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石である。
ここで、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造とは、希土類元素（Ｒ）、遷移元素（Ｔ）およびホウ素（Ｂ）を主とする結晶構造を意味する。
希土類元素（Ｒ）としてはＮｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂを好適例として挙げられる。
遷移元素（Ｔ）としてはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉを好適例として挙げられる。
希土類永久磁石に含まれる希土類元素（Ｒ）、遷移元素（Ｔ）およびホウ素（Ｂ）の合計含有率は９０質量％以上であることが好ましく、９５質量％以上であることがより好ましい。
なお、本発明の永久磁石の組成は、ＩＣＰ分析によって把握することができる。
なお、本発明の永久磁石の組成は、ＩＣＰ分析によって把握することができる。
本発明の永久磁石を、ＳＥＭを用いて１５，０００倍にて観察すると、扁平状結晶粒からなる主相が存在することを確認することができる。また、Ｘ線回折法によって結晶構造を把握し、ＩＣＰ分析による成分結果も考慮することによって、主相がＲ－Ｔ－Ｂ構造であるかを確認できる。
本発明の永久磁石における主相は、アスペクト比が１．２以上の扁平状結晶粒からなり、前記扁平状結晶粒の短手方向が前記特定方向Ｘまたは前記特定方向Ｙとなるように並んだ組織を備えることが好ましい。
本発明の永久磁石における主相を構成する扁平状結晶粒は、アスペクト比が１．３以上であることが好ましく、１．４以上であることがより好ましい。また、扁平状結晶粒のアスペクト比は２．０以下であってよく、１．７以下であってよく、１．５以下であってよい。
ここで、本発明の永久磁石における主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比は、次にようにして求めるものとする。
初めに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、以下の条件にて磁石の観察を行う。
観察倍率：２０，０００倍
観察条件：２次電子像
観察方向：配向方向に垂直な方向
画像処理条件：針状比
画像処理領域：約７４０ｎｍ×６４０ｎｍ
初めに、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、以下の条件にて磁石の観察を行う。
観察倍率：２０，０００倍
観察条件：２次電子像
観察方向：配向方向に垂直な方向
画像処理条件：針状比
画像処理領域：約７４０ｎｍ×６４０ｎｍ
そして、このような条件にて観察して得られる画像上において、１つの結晶粒の最大径を測定し、その値をＤ1とする。また、その最大径を構成する直線（長軸）を２等分する点を定め、その点において、長軸に直交する直線（短軸）を引き、その短軸がこの結晶粒の外縁と交わる２点を求め、その２点間の距離をＤ2とする。そして、Ｄ1／Ｄ2を求め、これをその結晶粒のアスペクト比とする。
このようにして５０個の結晶粒の各々についてアスペクト比を測定し、これを単純平均して得た値を、その磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比とする。
このようにして５０個の結晶粒の各々についてアスペクト比を測定し、これを単純平均して得た値を、その磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比とする。
本発明の永久磁石における主相を構成する扁平状結晶粒は、その最大径（つまり、最大のＤ1の値）が５０ｎｍ～２μｍであることが好ましく、２５０ｎｍ～１μｍであることがより好ましい。
本発明の永久磁石はＲ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石であり、この主相を囲むように存する粒界相を含んでもよい。
本発明の永久磁石をＳＥＭを用いて観察して得たＳＥＭ像（２０，０００倍）において、主相が占める割合（面積割合）は、おおむね８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
本発明の永久磁石をＳＥＭを用いて観察して得たＳＥＭ像（２０，０００倍）において、主相が占める割合（面積割合）は、おおむね８０％以上であることが好ましく、９０％以上であることが好ましく、９５％以上であることがさらに好ましい。
粒界相を形成する化合物としてはＣｕやＧａを含む化合物が例示される。
本発明の永久磁石はＣｕを０．１質量％以下含んでもよい。熱間成形性が向上する傾向があるからである。
本発明の永久磁石はＧａを０．５質量％以下含んでもよい。熱間成形性が向上する傾向があるからである。
本発明の永久磁石はＣｕを０．１質量％以下含んでもよい。熱間成形性が向上する傾向があるからである。
本発明の永久磁石はＧａを０．５質量％以下含んでもよい。熱間成形性が向上する傾向があるからである。
本発明の永久磁石は主相および粒界相の他に不可避的不純物などを含んでもよい。
本発明の永久磁石が含み得る不可避的不純物としては元素としてＣｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｈが挙げられる。これらの元素の含有率はＣｕ＜０．０５％、Ｇａ＜０．１５％、Ａｌ＜０．０５％、Ｓｉ＜０．１５％、Ｏ＜０．０４％、Ｃ＜０．０３％、Ｎ＜０．００３％、Ｈ＜０．００６％であることが好ましい。
本発明の永久磁石が含み得る不可避的不純物としては元素としてＣｕ、Ｇａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｏ、Ｃ、Ｎ、Ｈが挙げられる。これらの元素の含有率はＣｕ＜０．０５％、Ｇａ＜０．１５％、Ａｌ＜０．０５％、Ｓｉ＜０．１５％、Ｏ＜０．０４％、Ｃ＜０．０３％、Ｎ＜０．００３％、Ｈ＜０．００６％であることが好ましい。
本発明の永久磁石の形状は特に限定されないが、例えば図１に示すような直方体であってよい。
図１（I）は本発明の永久磁石の例示であり、図１（II）は、図１（I）におけるＤ－Ｄ'線断面図である。
本発明の永久磁石は、図１に示すように、本発明の永久磁石１０はエリアＡおよびエリアＢからなる。
ただし、図中の点線はエリアＡとエリアＢとの境界を示す仮想線であり、実際には存在しない。
また、図１（II）における矢印は、配向方向と特定方向Ｘおよび特定方向Ｙとを示すものであり、実際には存在しない。
図１（I）は本発明の永久磁石の例示であり、図１（II）は、図１（I）におけるＤ－Ｄ'線断面図である。
本発明の永久磁石は、図１に示すように、本発明の永久磁石１０はエリアＡおよびエリアＢからなる。
ただし、図中の点線はエリアＡとエリアＢとの境界を示す仮想線であり、実際には存在しない。
また、図１（II）における矢印は、配向方向と特定方向Ｘおよび特定方向Ｙとを示すものであり、実際には存在しない。
本発明の永久磁石の大きさ等は特に限定されないが、例えば、本発明の永久磁石の形状が図１に示すような直方体の場合、長さｍは２～１５ｍｍであることが好ましく、３～１０ｍｍであることがより好ましく、４～８ｍｍであることがさらに好ましい。
また、高さｈは、５～１５０ｍｍであることが好ましく、２０～１００ｍｍであることがより好ましく、３０～７０ｍｍであることがさらに好ましい。
また、長手方向におけるエリアＡの幅ｎ1およびエリアＢの幅ｎ2も特に限定されず、各々、２～１５ｍｍであることが好ましく、３～１０ｍｍであることがより好ましく、７～８ｍｍであることがさらに好ましい。
また、高さｈは、５～１５０ｍｍであることが好ましく、２０～１００ｍｍであることがより好ましく、３０～７０ｍｍであることがさらに好ましい。
また、長手方向におけるエリアＡの幅ｎ1およびエリアＢの幅ｎ2も特に限定されず、各々、２～１５ｍｍであることが好ましく、３～１０ｍｍであることがより好ましく、７～８ｍｍであることがさらに好ましい。
本発明の永久磁石においてエリアＡは、０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向している。また、エリアＢは、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向している。
ここで配向度とは、永久磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）を飽和磁束密度（Ｊｓ）で除した値（Ｂｒ／Ｊｓ）を意味し、磁化容易軸の配向の程度を表す。
永久磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）は、パルス励磁型磁気特性測定装置（例えば、東英工業社製、ＴＰＭ－２－０８ｓ２５ＶＴ）を用い、反磁界補正をして測定する。ここで測定温度（ＲＴ）は２３℃とする。
永久磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）は、パルス励磁型磁気特性測定装置（例えば、東英工業社製、ＴＰＭ－２－０８ｓ２５ＶＴ）を用い、反磁界補正をして測定する。ここで測定温度（ＲＴ）は２３℃とする。
また、エリアＡおよびエリアＢの各々における配向方向は、次のミクロ観察準備及びミクロ観察にて特定することができる。
ミクロ観察の試料準備として、以下の条件にて準備を行う。
＜ミクロ観察準備＞
観察試料の切り出し位置：磁石のエリアＡとエリアＢの界面が含まれる位置
切り出し試料形状 ：直方体
観察面：熱間加工時の圧縮方向に対し垂直、かつ、エリアＡとエリアＢの界面を含む面
このような条件にてミクロ観察用の試料を作製し、観察に使用する。
＜ミクロ観察方法＞
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、以下の条件にて磁石の観察を行う。
観察倍率：２０，０００倍
観察条件：２次電子像
観察方向：熱間加工時の圧縮方向に対し、垂直な方向
観察基準面：直方体試料の６面から観察面及び観察面と平行な面を除いた４面のうち、エリアＡ－エリアＢの界面と交わる面の１つ
このような条件にて観察して得られる画像上において、１つの結晶粒の最大径を構成する直線（長軸）を定め、長軸に直交する直線（短軸）を引き、観察基準面とその短軸方向の角度を磁石の配向方向（配向角度）とする。
このようにして５０個の結晶粒の各々について配向方向（配向角度）を測定し、これを単純平均して得た値を、その磁石およびその領域（エリア）の配向方向（配向角度）とする。
ミクロ観察の試料準備として、以下の条件にて準備を行う。
＜ミクロ観察準備＞
観察試料の切り出し位置：磁石のエリアＡとエリアＢの界面が含まれる位置
切り出し試料形状 ：直方体
観察面：熱間加工時の圧縮方向に対し垂直、かつ、エリアＡとエリアＢの界面を含む面
このような条件にてミクロ観察用の試料を作製し、観察に使用する。
＜ミクロ観察方法＞
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、以下の条件にて磁石の観察を行う。
観察倍率：２０，０００倍
観察条件：２次電子像
観察方向：熱間加工時の圧縮方向に対し、垂直な方向
観察基準面：直方体試料の６面から観察面及び観察面と平行な面を除いた４面のうち、エリアＡ－エリアＢの界面と交わる面の１つ
このような条件にて観察して得られる画像上において、１つの結晶粒の最大径を構成する直線（長軸）を定め、長軸に直交する直線（短軸）を引き、観察基準面とその短軸方向の角度を磁石の配向方向（配向角度）とする。
このようにして５０個の結晶粒の各々について配向方向（配向角度）を測定し、これを単純平均して得た値を、その磁石およびその領域（エリア）の配向方向（配向角度）とする。
このようにして特定したエリアＡにおける配向方向は、特定方向Ｘと平行であり、エリアＢにおける配向方向は、特定方向Ｙと平行である。
そして、特定方向Ｘと特定方向Ｙとの差、すなわち、図１（II）に示す状態において特定方向Ｘに対して特定方向Ｙがなす角度は２０～９０度であり、３０～９０度であることが好ましく、４５～９０度であることがより好ましい。
このような本発明の永久磁石は、ハルバッハ配列を構成するために、好ましく用いることができる。
そして、特定方向Ｘと特定方向Ｙとの差、すなわち、図１（II）に示す状態において特定方向Ｘに対して特定方向Ｙがなす角度は２０～９０度であり、３０～９０度であることが好ましく、４５～９０度であることがより好ましい。
このような本発明の永久磁石は、ハルバッハ配列を構成するために、好ましく用いることができる。
本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている。すなわち、エリアＡとエリアＢとが接着剤やボルトで付けられていない。
例えば、本発明の永久磁石においてエリアＡとエリアＢが、磁石用粉末に圧密加工を施して一体に成形された予備成形体における特定部位に由来し、予備成形体に熱間加工を施すことで、予備成形体における特定部位（後述する「部分ａ」）がエリアＡとなり、予備成形体における別の特定部位（後述する「部分ｂ」）がエリアＢとなるものであってよい。この場合、磁石用粉末に圧密加工を施して一体に成形された予備成形体において、すでにエリアＡが由来する部分ａとエリアＢが由来する部分ｂとが一体となって存在している。
このような態様を、本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている態様と考えている。
なお、このような態様の本発明の永久磁石は、本発明の第１の製造方法によって製造することができる。
このような態様を、本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている態様と考えている。
なお、このような態様の本発明の永久磁石は、本発明の第１の製造方法によって製造することができる。
また、本発明の永久磁石は、例えば、磁石用粉末に圧密加工を施して成形した圧粉成形体に熱間加工を施すことで得た２つの熱間加工体を、単一化金型に装入して一体に成形することで連続体となった態様であってもよい。ここでエリアＡおよびエリアＢは、２つの熱間加工体の各々に由来する。
このような態様を、本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている態様と考えている。
なお、このような態様の本発明の永久磁石は、本発明の第２の製造方法によって製造することができる。
このような態様を、本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている態様と考えている。
なお、このような態様の本発明の永久磁石は、本発明の第２の製造方法によって製造することができる。
また、本発明の永久磁石は、例えば、磁石用粉末に磁場を印加しながら圧密加工を施し、その後、焼結することで得た２つの焼結体を、単一化金型に装入して一体に成形することで連続体となった態様であってもよい。ここでエリアＡおよびエリアＢは、２つの焼結体の各々に由来する。
このような態様を、本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている態様と考えている。
なお、このような態様の本発明の永久磁石は、本発明の第３の製造方法によって製造することができる。
このような態様を、本発明の永久磁石では、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されている態様と考えている。
なお、このような態様の本発明の永久磁石は、本発明の第３の製造方法によって製造することができる。
本発明の永久磁石は、着磁したものあっても、未着磁のものであってもよい。
このような本発明の永久磁石は、ハルバッハ配列構成用の永久磁石であり、より磁束密度（Ｂｒ)が高い。
＜本発明の第１の製造方法＞
本発明の第１の製造方法について説明する。
本発明の第１の製造方法は、成形工程と、熱間押出工程とを備える。
本発明の第１の製造方法について説明する。
本発明の第１の製造方法は、成形工程と、熱間押出工程とを備える。
［成形工程］
本発明の第１の製造方法において成形工程では、原料として磁石用粉末を用いる。
磁石用粉末は、溶解した母合金を回転ロール上に噴射し、超急冷することにより微細な結晶組織を持つ薄帯を得て、この薄帯を１５０μｍ以下に粉砕して得ることができる。
母合金の組成は特に限定されず、本発明の永久磁石を得ることができる組成であればよい。通常、希土類元素（Ｒ）－遷移元素（Ｔ）－ホウ素（Ｂ）系の磁石用粉末を用いる。
本発明の第１の製造方法において成形工程では、原料として磁石用粉末を用いる。
磁石用粉末は、溶解した母合金を回転ロール上に噴射し、超急冷することにより微細な結晶組織を持つ薄帯を得て、この薄帯を１５０μｍ以下に粉砕して得ることができる。
母合金の組成は特に限定されず、本発明の永久磁石を得ることができる組成であればよい。通常、希土類元素（Ｒ）－遷移元素（Ｔ）－ホウ素（Ｂ）系の磁石用粉末を用いる。
次に、このような磁石用粉末を室温（２０±１５℃）において圧密加工することで予備成形体を得る。予備成形体は、ハンドリングが可能な程度の強度を有するものであればよい。また、このような予備成形体を得るために、圧密加工の条件を適宜設定すればよい。
予備成形体の形状は、本発明の第１の製造方法によって得る本発明の永久磁石における特定方向Ｘと特定方向Ｙとがなす角度によって異なる。
例えば、特定方向Ｘと特定方向Ｙとがなす角度が９０度である本発明の永久磁石を得る場合、予備成形体として、図２に示すような形状のものを用意する。
図２において予備成形体１は、２つの角柱の側面同士を結合したような形状を有し、その長手方向に垂直方向の断面はＴ字型である。ここで２つの直方体の一方を「部分ａ」、他方を「部分ｂ」とする。
図２において予備成形体１は、２つの角柱の側面同士を結合したような形状を有し、その長手方向に垂直方向の断面はＴ字型である。ここで２つの直方体の一方を「部分ａ」、他方を「部分ｂ」とする。
また、例えば、特定方向Ｘと特定方向Ｙとがなす角度が４５度である本発明の永久磁石を得る場合、予備成形体として、図３に示すような形状のものを用意する。
図３において予備成形体１は、１つの角柱（部分ａ）と、断面が菱形の柱（部分ｂ）との側面同士を結合したような形状を有している。また、その長手方向に垂直方向の断面は、図２の場合（Ｔ字型）とはやや異なる形状を備える。
図３において予備成形体１は、１つの角柱（部分ａ）と、断面が菱形の柱（部分ｂ）との側面同士を結合したような形状を有している。また、その長手方向に垂直方向の断面は、図２の場合（Ｔ字型）とはやや異なる形状を備える。
圧密加工して得られた予備成形体の表面に潤滑剤を塗布することが好ましい。潤滑剤は、脂肪酸エステルを主成分とするものなど、公知の潤滑剤を使用できる。
［熱間押出工程］
本発明の第１の製造方法において熱間押出工程では、前述の成形工程によって得られた予備成形体に特定の熱間押出加工を施す。予備成形体に熱間押出加工を施すと、圧縮ひずみ方向が磁化容易軸と平行となる。
本発明の第１の製造方法において熱間押出工程では、前述の成形工程によって得られた予備成形体に特定の熱間押出加工を施す。予備成形体に熱間押出加工を施すと、圧縮ひずみ方向が磁化容易軸と平行となる。
また、本発明の第１の製造方法では、予備成形体の形状に合わせて、すなわち、本発明の第１の製造方法によって得る本発明の永久磁石における特定方向Ｘと特定方向Ｙとがなす角度によって、異なる態様の配向金型を用いて熱間押出加工を行う。
例えば、特定方向Ｘと特定方向Ｙとがなす角度が９０度である本発明の永久磁石を得るために、図２に示した形状の予備成形体に熱間押出加工を施す場合、図４に示す配向金型５を用いる。
図４に示す配向金型５は、上部の挿入口５１から図２に示した予備成形体１を挿入し、これを下部の排出口５３へ向かって押し出すことで、予備成形体１における部分ａおよび部分ｂの各々に連続的に圧縮ひずみを加えることができる金型である。また、部分ａは部分ｂとは異なる方向から圧縮ひずみを加えることができるように構成されている。図４に示す配向金型５を用いた場合、具体的には、予備成形体１の部分ａにおける圧縮ひずみの方向と、部分ｂにおける圧縮ひずみの方向とは垂直（９０度）となる。なお、図４における（I）～（III）は、配向金型５の各部における押し出し方向に垂直方向の断面を表している。
そして、図４に示す配向金型５を好ましくはアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中に載置し、好ましくは７００～９００℃に加熱して温度を一定に保ちながら、上部の挿入口５１から図２に示した予備成形体１を挿入し、これに最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて下部の排出口５３へ向かって押し出す。ここで挿入から排出までの時間が３００秒以内となるように連続的に熱間押出加工を行うことが好ましい。
配向金型５に挿入された予備成形体１は、図４における（I）、（II）の各々の部分においては、図５の（i）、（ii）の各々に示すような断面形状を備え、図中に矢印で示すような圧縮ひずみが加えられる。そして、図４における（III）の部分（排出口５３の部分）において、配向金型５の内部では、断面が図５の（iii）の示すような形状を備え、図中に矢印で示す方向に配向している永久磁石が形成されている。
図４に示す配向金型５は、上部の挿入口５１から図２に示した予備成形体１を挿入し、これを下部の排出口５３へ向かって押し出すことで、予備成形体１における部分ａおよび部分ｂの各々に連続的に圧縮ひずみを加えることができる金型である。また、部分ａは部分ｂとは異なる方向から圧縮ひずみを加えることができるように構成されている。図４に示す配向金型５を用いた場合、具体的には、予備成形体１の部分ａにおける圧縮ひずみの方向と、部分ｂにおける圧縮ひずみの方向とは垂直（９０度）となる。なお、図４における（I）～（III）は、配向金型５の各部における押し出し方向に垂直方向の断面を表している。
そして、図４に示す配向金型５を好ましくはアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中に載置し、好ましくは７００～９００℃に加熱して温度を一定に保ちながら、上部の挿入口５１から図２に示した予備成形体１を挿入し、これに最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて下部の排出口５３へ向かって押し出す。ここで挿入から排出までの時間が３００秒以内となるように連続的に熱間押出加工を行うことが好ましい。
配向金型５に挿入された予備成形体１は、図４における（I）、（II）の各々の部分においては、図５の（i）、（ii）の各々に示すような断面形状を備え、図中に矢印で示すような圧縮ひずみが加えられる。そして、図４における（III）の部分（排出口５３の部分）において、配向金型５の内部では、断面が図５の（iii）の示すような形状を備え、図中に矢印で示す方向に配向している永久磁石が形成されている。
また、例えば、特定方向Ｘと特定方向Ｙとがなす角度が４５度である本発明の永久磁石を得るために、図３に示した形状の予備成形体に熱間押出加工を施す場合、図６に示す配向金型５を用いる。
図６に示す配向金型５は、上部の挿入口５１から図３に示した予備成形体１を挿入し、これを下部の排出口５３へ向かって押し出すことで、予備成形体１における部分ａおよび部分ｂの各々に連続的に圧縮ひずみを加えることができる金型である。また、部分ａは部分ｂとは異なる方向から圧縮ひずみを加えることができるように構成されている。図６に示す配向金型５を用いた場合、具体的には、予備成形体１の部分ａにおける圧縮ひずみの方向と、部分ｂにおける圧縮ひずみの方向とは４５度となる。なお、図６における（I）～（III）は、配向金型５における押し出し方向に垂直方向の断面を表している。
そして、図６に示す配向金型５を好ましくはアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中に載置し、好ましくは７００～９００℃に加熱して温度を一定に保ちながら、上部の挿入口５１から図３に示した予備成形体１を挿入し、これに最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて下部の排出口５３へ向かって押し出す。ここで挿入から排出までの時間が３００秒以内となるように連続的に熱間押出加工を行うことが好ましい。
配向金型５に挿入された予備成形体１は、図６における（I）、（II）の各々の部分においては、図７の（i）、（ii）の各々に示すような断面形状を備え、図中に矢印で示すような圧縮ひずみが加えられる。そして、図６における（III）の部分（排出口５３の部分）において、配向金型５の内部では、断面が図７の（iii）の示すような形状を備え、図中に矢印で示す方向に配向している永久磁石が形成されている。
図６に示す配向金型５は、上部の挿入口５１から図３に示した予備成形体１を挿入し、これを下部の排出口５３へ向かって押し出すことで、予備成形体１における部分ａおよび部分ｂの各々に連続的に圧縮ひずみを加えることができる金型である。また、部分ａは部分ｂとは異なる方向から圧縮ひずみを加えることができるように構成されている。図６に示す配向金型５を用いた場合、具体的には、予備成形体１の部分ａにおける圧縮ひずみの方向と、部分ｂにおける圧縮ひずみの方向とは４５度となる。なお、図６における（I）～（III）は、配向金型５における押し出し方向に垂直方向の断面を表している。
そして、図６に示す配向金型５を好ましくはアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中に載置し、好ましくは７００～９００℃に加熱して温度を一定に保ちながら、上部の挿入口５１から図３に示した予備成形体１を挿入し、これに最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて下部の排出口５３へ向かって押し出す。ここで挿入から排出までの時間が３００秒以内となるように連続的に熱間押出加工を行うことが好ましい。
配向金型５に挿入された予備成形体１は、図６における（I）、（II）の各々の部分においては、図７の（i）、（ii）の各々に示すような断面形状を備え、図中に矢印で示すような圧縮ひずみが加えられる。そして、図６における（III）の部分（排出口５３の部分）において、配向金型５の内部では、断面が図７の（iii）の示すような形状を備え、図中に矢印で示す方向に配向している永久磁石が形成されている。
このような熱間押出工程では、予備成形体における部分ａについて特定方向Ｘへ１．０以上の圧縮ひずみを加え、同時に部分ｂについて特定方向Ｙへ１．０以上の圧縮ひずみを加える。つまり、部分ａおよび部分ｂの各々について、１．０以上の歪量の圧縮ひずみを加えることができる形状の配向金型５を用いて、予備成形体1に熱間押出加工を施す。
部分ａおよび部分ｂの各々に加える圧縮ひずみの歪量の上限は特に限定されないが、１０．０以下であることが好ましく、５．０以下であることがより好ましく、３．０以下であることがさらに好ましい。
なお、歪量は、圧縮ひずみを加える方向における加工後の長さ（ｔ）に対する加工前の長さ（ｔ0）の比の自然対数（ｌｎ（ｔ0／ｔ））を意味する。
なお、歪量は、圧縮ひずみを加える方向における加工後の長さ（ｔ）に対する加工前の長さ（ｔ0）の比の自然対数（ｌｎ（ｔ0／ｔ））を意味する。
このような本発明の第１の製造方法によって、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を効率的に製造できる。すなわち、本発明の第１の製造方法によれば、従来法に比べ、より短時間でハルバッハ配列構成用の永久磁石を製造できる。また、本発明の第１の製造方法によって得られた本発明の永久磁石は配向を管理して組み合わせる作業が簡略化される。さらに、本発明の第１の製造方法では、従来法とは異なり、磁場中プレス等の多方向磁場を発生させる必要がない。
＜本発明の第２の製造方法＞
本発明の第２の製造方法について説明する。
本発明の第２の製造方法は、圧密工程と、熱間加工工程と、単一化工程とを備える。
本発明の第２の製造方法について説明する。
本発明の第２の製造方法は、圧密工程と、熱間加工工程と、単一化工程とを備える。
［圧密工程］
本発明の第２の製造方法において圧密工程では、原料として磁石用粉末を用いる。
磁石用粉末は、本発明の第１の製造方法において用いた磁石用粉末と同様のものを用いることができる。
本発明の第２の製造方法において圧密工程では、原料として磁石用粉末を用いる。
磁石用粉末は、本発明の第１の製造方法において用いた磁石用粉末と同様のものを用いることができる。
次に、このような磁石用粉末を室温（２０±１５℃）において圧密加工することで圧粉成形体を得る。圧粉成形体は、本発明の第１の製造方法において得た予備成形体の場合と同様の方法によって得ることができる。
圧粉成形体の形状は特に限定されず、例えば立方体、直方体、角柱状等であってよい。
圧粉成形体の表面に潤滑剤を塗布することが好ましい。潤滑剤は、脂肪酸エステルを主成分とするものなど、公知の潤滑剤を使用できる。
［熱間加工工程］
本発明の第２の製造方法では、圧密工程によって得られた圧粉成形体に熱間加工を施す。
熱間加工工程では、圧粉成形体における特定方向に圧縮ひずみを加える熱間加工を施す。これによって、圧縮ひずみ方向が磁化容易軸と平行となる。
本発明の第２の製造方法では、圧密工程によって得られた圧粉成形体に熱間加工を施す。
熱間加工工程では、圧粉成形体における特定方向に圧縮ひずみを加える熱間加工を施す。これによって、圧縮ひずみ方向が磁化容易軸と平行となる。
熱間加工工程では、好ましくはアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて、圧粉成形体の特定方向に圧縮ひずみを加える。
ここで歪量は１．０～１０．０であることが好ましく、１．０～５．０であることがより好ましい。
熱間加工温度は７００～９００℃とすることが好ましい。また、圧粉成形体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えることで圧縮ひずみを加えることが好ましい。
ここで歪量は１．０～１０．０であることが好ましく、１．０～５．０であることがより好ましい。
熱間加工温度は７００～９００℃とすることが好ましい。また、圧粉成形体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えることで圧縮ひずみを加えることが好ましい。
このようにして得られた熱間加工体から、必要に応じて所望の形状の２つの熱間加工体を切り出してもよい。
例えば、立方体形状の熱間加工体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体を２つ切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
また、例えば、立方体形状の熱間加工体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体と、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している熱間加工体との２つを切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
例えば、立方体形状の熱間加工体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体を２つ切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
また、例えば、立方体形状の熱間加工体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体と、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している熱間加工体との２つを切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
［単一化工程］
本発明の第２の製造方法では、上記の熱間加工工程によって得られた２つの熱間加工体を単一化金型の内部へ装入する。
単一化金型について図８を用いて説明する。
図８（i）は、２つの熱間加工体１０α、１０βを単一化金型２０へ装入した状態を上部から見た図（概略図）である。
図８（i）に示すように、２つの熱間加工体１０α、１０βは、各々の配向方向が異なるように（図８に示す場合は各々の配向方向がなす角度が４５度となるように）、かつ、その側面１２αと側面１２βとが密着した状態で単一化金型２０に装入されている。そして、熱間加工体１０αにおいて、その側面１２αに対向する面１４αは、単一化金型２０における支持部２２αに密着されている。同様に、熱間加工体１０βにおいて、その側面１２βに対向する面１４βは、単一化金型２０における支持部２２βに密着されている。
単一化金型２０は支持部２２α、２２βの他に、２つの押出部２４を有する。２つの押出部２４は、熱間加工体１０α、１０βにおける側面１２α、１２βおよび側面１４α、１４βとは別の側面へ、２つの熱間加工体１０を挟み込むように応力を加えることができる。そして、この応力を加えた場合に、支持部２２α、２２βは移動しないように構成されている。
本発明の第２の製造方法では、上記の熱間加工工程によって得られた２つの熱間加工体を単一化金型の内部へ装入する。
単一化金型について図８を用いて説明する。
図８（i）は、２つの熱間加工体１０α、１０βを単一化金型２０へ装入した状態を上部から見た図（概略図）である。
図８（i）に示すように、２つの熱間加工体１０α、１０βは、各々の配向方向が異なるように（図８に示す場合は各々の配向方向がなす角度が４５度となるように）、かつ、その側面１２αと側面１２βとが密着した状態で単一化金型２０に装入されている。そして、熱間加工体１０αにおいて、その側面１２αに対向する面１４αは、単一化金型２０における支持部２２αに密着されている。同様に、熱間加工体１０βにおいて、その側面１２βに対向する面１４βは、単一化金型２０における支持部２２βに密着されている。
単一化金型２０は支持部２２α、２２βの他に、２つの押出部２４を有する。２つの押出部２４は、熱間加工体１０α、１０βにおける側面１２α、１２βおよび側面１４α、１４βとは別の側面へ、２つの熱間加工体１０を挟み込むように応力を加えることができる。そして、この応力を加えた場合に、支持部２２α、２２βは移動しないように構成されている。
このような単一化金型２０を用いて、２つの熱間加工体１０α、１０βに歪量が０．５未満となる加熱・加圧処理を施して、これらを一体に成形する。
なお、２つの熱間加工体１０α、１０βに加熱・加圧処理を施す際の歪量は０．０５以上であることが好ましい。
なお、２つの熱間加工体１０α、１０βに加熱・加圧処理を施す際の歪量は０．０５以上であることが好ましい。
加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とすることが好ましい。
また、２つの熱間加工体には３００秒以内の時間、最大で１０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えることが好ましい。
また、２つの熱間加工体には３００秒以内の時間、最大で１０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えることが好ましい。
このような加熱・加圧処理によって、図８（ii）に示すような本発明の永久磁石を得ることができる。
このような本発明の第２の製造方法によって、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を効率的に製造できる。すなわち、本発明の第２の製造方法によれば、従来法に比べ、より短時間でハルバッハ配列構成用の永久磁石を製造できる。また、本発明の第２の製造方法では、従来法とは異なり、磁場中プレス等の多方向磁場を発生させる必要がない。
＜本発明の第３の製造方法＞
本発明の第３の製造方法について説明する。
本発明の第３の製造方法は、磁場プレス工程と、焼結工程と、単一化工程とを備える。
本発明の第３の製造方法について説明する。
本発明の第３の製造方法は、磁場プレス工程と、焼結工程と、単一化工程とを備える。
［磁場プレス工程］
本発明の第３の製造方法において磁場プレス工程では、原料として磁石用粉末を用いる。
磁石用粉末は、本発明の第１の製造方法において用いた磁石用粉末と同様のものを用いることができる。
本発明の第３の製造方法において磁場プレス工程では、原料として磁石用粉末を用いる。
磁石用粉末は、本発明の第１の製造方法において用いた磁石用粉末と同様のものを用いることができる。
次に、このような磁石用粉末を金型に装填し、特定方向に磁場を印加しながら冷間プレスを行い、配向済圧粉体を得た。
ここで冷間プレスは室温（２０±１５℃）にて行うことが好ましい。
また、プレス圧力は特に限定されないが、１～２０ｔｏｎ／ｃｍ2であってよく、３ｔｏｎ／ｃｍ2程度であってよい。
また、プレス時間も特に限定されないが、３～３０秒であってよく、３秒程度であってよい。
ここで冷間プレスは室温（２０±１５℃）にて行うことが好ましい。
また、プレス圧力は特に限定されないが、１～２０ｔｏｎ／ｃｍ2であってよく、３ｔｏｎ／ｃｍ2程度であってよい。
また、プレス時間も特に限定されないが、３～３０秒であってよく、３秒程度であってよい。
配向済圧粉体の形状は特に限定されず、例えば立方体、直方体、角柱状等であってよい。
配向済圧粉体の表面に潤滑剤を塗布することが好ましい。潤滑剤は、脂肪酸エステルを主成分とするものなど、公知の潤滑剤を使用できる。
［焼結工程］
本発明の第３の製造方法では、磁場プレス工程によって得られた配向済圧粉体を加熱して焼結する。
焼結工程では、アルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて、配向済圧粉体を加熱することが好ましい。
加熱温度は９００～１２００℃とすることが好ましい。
本発明の第３の製造方法では、磁場プレス工程によって得られた配向済圧粉体を加熱して焼結する。
焼結工程では、アルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて、配向済圧粉体を加熱することが好ましい。
加熱温度は９００～１２００℃とすることが好ましい。
このようにして得られた焼結体から、必要に応じて所望の形状の２つの焼結体を切り出してもよい。
例えば、立方体形状の焼結体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体を２つ切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
また、例えば、立方体形状の焼結体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体と、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している焼結体との２つを切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
例えば、立方体形状の焼結体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体を２つ切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
また、例えば、立方体形状の焼結体を切り出す場合、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体と、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している焼結体との２つを切り出して、これらの次の単一化工程に供することが可能である。
［単一化工程］
本発明の第３の製造方法では、上記の焼結工程によって得られた２つの焼結体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する。
本発明の第３の製造方法における単一化工程は、本発明の第２の製造方法における単一化工程と同様であってよい。本発明の第２の製造方法の単一化工程における処理対象物は熱間加工体であるが、本発明の第３の製造方法の単一化工程では、処理対象物が焼結体に代わるものである。
本発明の第３の製造方法では、上記の焼結工程によって得られた２つの焼結体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する。
本発明の第３の製造方法における単一化工程は、本発明の第２の製造方法における単一化工程と同様であってよい。本発明の第２の製造方法の単一化工程における処理対象物は熱間加工体であるが、本発明の第３の製造方法の単一化工程では、処理対象物が焼結体に代わるものである。
このような本発明の第３の製造方法によって、より磁束密度（Ｂｒ)が高いハルバッハ配列構成用の永久磁石を効率的に製造できる。すなわち、本発明の第３の製造方法によれば、従来法に比べ、より短時間でハルバッハ配列構成用の永久磁石を製造できる。
以下、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内において様々な変形が可能である。
＜実施例１＞
Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂを主成分（合計割合が９０質量％以上）とする母合金を１５００℃で溶解した後、その溶湯をオリフィスからＣｒめっきを施したＣｕ製の回転ロールに射出（回転ロール周速度：３０ｍ／秒）し、急冷合金薄帯を作製した。この急冷合金薄帯をカッターミルで粉砕して篩分けし、最大粒径が１５０μｍ以下の磁石用粉末（原料粉）を作製した。そして、この磁石用粉末を冷間プレス機の金型に装填し、大気中において３ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加え、３秒間保時して成形する圧密加工を行い、図２に示す棒状の予備成形体１を作製した。
Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂを主成分（合計割合が９０質量％以上）とする母合金を１５００℃で溶解した後、その溶湯をオリフィスからＣｒめっきを施したＣｕ製の回転ロールに射出（回転ロール周速度：３０ｍ／秒）し、急冷合金薄帯を作製した。この急冷合金薄帯をカッターミルで粉砕して篩分けし、最大粒径が１５０μｍ以下の磁石用粉末（原料粉）を作製した。そして、この磁石用粉末を冷間プレス機の金型に装填し、大気中において３ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加え、３秒間保時して成形する圧密加工を行い、図２に示す棒状の予備成形体１を作製した。
その後、予備成形体１の表面に脂肪酸エステルを主成分とする潤滑剤を塗布した。
次に、図４に示した配向金型５をアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて７００～９００℃に加熱し、温度を一定に保ちながら、配向金型５の上部の挿入口５１から図２に示した予備成形体１を挿入した後、これに最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えて下部の排出口５３へ向かって押し出した。ここで挿入から排出までの時間が３００秒以内となるように連続的に熱間押出加工を行った。
なお、配向金型５は、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる金型である。
このような熱間押出加工によって、断面が図５の（iii）の示す形状を備え、図中に矢印で示す方向に配向している永久磁石が得られた。永久磁石におけるエリアＡの配向方向（特定方向Ｘ）と、エリアＢの配向方向（特定方向Ｙ）とは垂直（９０度）である。
次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて、得られた永久磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比を測定した。
具体的には、以下の条件により走査型電子顕微鏡による各磁石の観察を行った。
観察倍率：２０，０００倍
装置：Ｓ－４７００、日立ハイテクノロジーズ社製
観察条件：２次電子像
観察方向：配向方向に垂直な方向
粒径確認方法：画像処理（ｗｉｎＲＯＯＦ、三谷商事株式会社）
画像処理条件：針状比
画像処理領域：約７４０ｎｍ×６４０ｎｍ
具体的には、以下の条件により走査型電子顕微鏡による各磁石の観察を行った。
観察倍率：２０，０００倍
装置：Ｓ－４７００、日立ハイテクノロジーズ社製
観察条件：２次電子像
観察方向：配向方向に垂直な方向
粒径確認方法：画像処理（ｗｉｎＲＯＯＦ、三谷商事株式会社）
画像処理条件：針状比
画像処理領域：約７４０ｎｍ×６４０ｎｍ
そして、このような条件にて観察して得られる画像上において、１つの結晶粒の最大径を測定し、その値をＤ1とした。また、その最大径を構成する直線（長軸）を２等分する点を定め、その点において、長軸に直交する直線（短軸）を引き、その短軸がこの結晶粒の外縁と交わる２点を求め、その２点間の距離をＤ2とした。そして、Ｄ1／Ｄ2を求め、これをその結晶粒のアスペクト比とした。
このようにして５０個の結晶粒の各々についてアスペクト比を測定し、これを単純平均して得た値をその磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比とした。
なお、実施例１の結晶粒径は、最大径１μｍ以下であった。以下、実施例２～９において同様の結果となった。
このようにして５０個の結晶粒の各々についてアスペクト比を測定し、これを単純平均して得た値をその磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比とした。
なお、実施例１の結晶粒径は、最大径１μｍ以下であった。以下、実施例２～９において同様の結果となった。
次に、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分とに分離した。そして、各々について、パルス励磁型磁気特性測定装置（ＴＰＭ－２－０８ｓ２５ＶＴ、東英工業社製）を用い、反磁界補正をして、残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定した。ここで測定温度（ＲＴ）は２３℃とした。そして、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例２＞
実施例１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる金型を用いたが、実施例２では、この圧縮ひずみ（歪量）が２．０となる金型を用いた。そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる金型を用いたが、実施例２では、この圧縮ひずみ（歪量）が２．０となる金型を用いた。そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例３＞
実施例１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる金型を用いたが、実施例３では、この圧縮ひずみ（歪量）が３．０となる金型を用いた。そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる金型を用いたが、実施例３では、この圧縮ひずみ（歪量）が３．０となる金型を用いた。そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例４＞
実施例１と同様の方法によって磁石用粉末（原料粉）を作製した。そして、この磁石用粉末を冷間プレス機の金型に装填し、大気中において３ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加え、３秒間保時して成形する圧密加工を行い、圧粉成形体を作製した。
実施例１と同様の方法によって磁石用粉末（原料粉）を作製した。そして、この磁石用粉末を冷間プレス機の金型に装填し、大気中において３ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加え、３秒間保時して成形する圧密加工を行い、圧粉成形体を作製した。
その後、この圧粉成形体の表面に脂肪酸エステルを主成分とする潤滑剤を塗布した。
次に、アルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて、圧粉成形体に１．３の歪量となる特定方向の圧縮ひずみを加える熱間加工を施した。このような熱間加工によって、圧縮ひずみを加えた方向に配向した熱間加工体を得ることができる。
なお、熱間加工温度は７００～９００℃とした。また、圧粉成形体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
なお、熱間加工温度は７００～９００℃とした。また、圧粉成形体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
次に、得られた熱間加工体から、立方体形状の２つの熱間加工体を切り出した。このうち一方は、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体である。そして、他方は、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している熱間加工体である。
次に、得られた２つの熱間加工体を図８（i）に示す単一化金型２０へ装入した。
ここで、図８（i）に示すように、２つの熱間加工体１０α、１０βは、各々の配向方向が異なるように（実施例４の場合は各々の配向方向がなす角度が４５度となるように）、かつ、その側面１２αと側面１２βとが密着した状態で単一化金型２０に装入した。
また、熱間加工体１０αにおいて、その側面１２αに対向する面１４αは、単一化金型２０における支持部２２αに密着させた。同様に、熱間加工体１０βにおいて、その側面１２βに対向する面１４βは、単一化金型２０における支持部２２βに密着させた。
そして、２つの押出部２４によって、２つの熱間加工体１０α、１０βに、歪量が０．０５となる加熱・加圧処理を施した。
なお、加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とした。また、２つの熱間加工体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
ここで、図８（i）に示すように、２つの熱間加工体１０α、１０βは、各々の配向方向が異なるように（実施例４の場合は各々の配向方向がなす角度が４５度となるように）、かつ、その側面１２αと側面１２βとが密着した状態で単一化金型２０に装入した。
また、熱間加工体１０αにおいて、その側面１２αに対向する面１４αは、単一化金型２０における支持部２２αに密着させた。同様に、熱間加工体１０βにおいて、その側面１２βに対向する面１４βは、単一化金型２０における支持部２２βに密着させた。
そして、２つの押出部２４によって、２つの熱間加工体１０α、１０βに、歪量が０．０５となる加熱・加圧処理を施した。
なお、加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とした。また、２つの熱間加工体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
このような加熱・加圧処理によって、図８（ii）に示すような永久磁石を得た。
次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比を測定した。
また、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分との各々における残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定し、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
また、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分との各々における残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定し、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例５＞
実施例４では、得られた熱間加工体から、立方体形状の２つの熱間加工体を切り出す際に、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している熱間加工体を切り出したが、実施例５では、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体を２つ切り出した。
そして、この２つ熱間加工体を、図９（i）に示す単一化金型２０へ装入した。図９（i）は図８（i）と同様、得られた２つの熱間加工体１０α、１０βを単一化金型２０へ装入した状態を上部から見た図（概略図）である。
図９（i）に示すように、２つの熱間加工体１０α、１０βは、各々の配向方向が異なるように（実施例５の場合は各々の配向方向がなす角度が９０度となるように）、かつ、側面１２αと側面１２βとが密着した状態で単一化金型に装入した。
そして、これら以外については実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例４では、得られた熱間加工体から、立方体形状の２つの熱間加工体を切り出す際に、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している熱間加工体を切り出したが、実施例５では、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している熱間加工体を２つ切り出した。
そして、この２つ熱間加工体を、図９（i）に示す単一化金型２０へ装入した。図９（i）は図８（i）と同様、得られた２つの熱間加工体１０α、１０βを単一化金型２０へ装入した状態を上部から見た図（概略図）である。
図９（i）に示すように、２つの熱間加工体１０α、１０βは、各々の配向方向が異なるように（実施例５の場合は各々の配向方向がなす角度が９０度となるように）、かつ、側面１２αと側面１２βとが密着した状態で単一化金型に装入した。
そして、これら以外については実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例６＞
実施例４では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例６では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例４では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例６では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例７＞
実施例５では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例７では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例５と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例５では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例７では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例５と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例８＞
実施例４では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例８では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例４では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例８では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例９＞
実施例５では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例９では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例５と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例５では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例９では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例５と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例１０＞
実施例１と同様の方法によって磁石用粉末（原料粉）を作製した。そして、この磁石用粉末を金型に装填し、特定方向に磁場を印加しながら冷間プレスを行い、配向済圧粉体を得た。ここでプレス圧力は３ｔｏｎ／ｃｍ2であり、プレス時間は３秒以内とした。
実施例１と同様の方法によって磁石用粉末（原料粉）を作製した。そして、この磁石用粉末を金型に装填し、特定方向に磁場を印加しながら冷間プレスを行い、配向済圧粉体を得た。ここでプレス圧力は３ｔｏｎ／ｃｍ2であり、プレス時間は３秒以内とした。
次に、アルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて、配向済圧粉体を焼結し、配向された焼結体を得た。ここで焼結温度（加熱温度）は９００～１２００℃とした。
次に、得られた焼結体から、立方体形状の２つの焼結体を切り出した。このうち一方は、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体である。そして、他方は、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している焼結体である。
次に、得られた２つの焼結体を、実施例４において用いた単一化金型（図８（i）に示した単一化金型２０）へ装入した。
そして、実施例４の場合と同様にして、２つの焼結体に歪量が０．０５となる加熱・加圧処理を施した。
なお、加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とした。また、２つの焼結体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
そして、実施例４の場合と同様にして、２つの焼結体に歪量が０．０５となる加熱・加圧処理を施した。
なお、加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とした。また、２つの焼結体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
このような加熱・加圧処理によって、図８（ii）に示すような永久磁石を得た。
次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比を測定した。
また、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分との各々における残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定し、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
また、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分との各々における残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定し、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例１１＞
実施例１０では、得られた焼結体から、立方体形状の２つの焼結体を切り出す際に、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している焼結体を切り出したが、実施例１１では、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体を２つ切り出した。
実施例１０では、得られた焼結体から、立方体形状の２つの焼結体を切り出す際に、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向う方向に対して４５度をなす方向に配向している焼結体を切り出したが、実施例１１では、立方体形状の特定の面から、その面に対向する面へ向かって配向している焼結体を２つ切り出した。
次に、得られた２つの焼結体を、実施例５において用いた単一化金型（図９（i）に示した単一化金型２０）へ装入した。
そして、実施例５の場合と同様にして、２つの焼結体に歪量が０．０５となる加熱・加圧処理を施した。
なお、加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とした。また、２つの焼結体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
そして、実施例５の場合と同様にして、２つの焼結体に歪量が０．０５となる加熱・加圧処理を施した。
なお、加熱・加圧処理における加熱温度は７００～９００℃とした。また、２つの焼結体には３００秒以内の時間、最大で３０ｔｏｎ／ｃｍ2の圧力を加えた。
このような加熱・加圧処理によって、図９（ii）に示すような永久磁石を得た。
次に、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用い、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石の主相を構成する扁平状結晶粒のアスペクト比を測定した。
また、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分との各々における残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定し、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
また、実施例１と同様の方法によって、得られた永久磁石をエリアＡの部分とエリアＢの部分との各々における残留磁束密度（Ｂｒ）および飽和磁束密度（Ｊｓ）を測定し、配向度（Ｂｒ／Ｊｓ）を算出した。
結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例１２＞
実施例１０では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１２では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１０と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１０では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１２では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１０と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例１３＞
実施例１１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１３では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１３では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．１となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例１４＞
実施例１０では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１４では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１０と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１０では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１４では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１０と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜実施例１５＞
実施例１１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１５では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、実施例１５では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．２となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例１＞
実施例１では、図２に示した予備成形体１を図４に示す配向金型５に挿入して熱間加工する際に、予備成形体１における部分ａの圧縮ひずみの方向と、部分ｂの圧縮ひずみの方向とは垂直（９０度）となった。これに対して比較例１では、予備成形体における部分ａの圧縮ひずみの方向と、部分ｂの圧縮ひずみの方向とが水平（０度）となるようにした。
そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１では、図２に示した予備成形体１を図４に示す配向金型５に挿入して熱間加工する際に、予備成形体１における部分ａの圧縮ひずみの方向と、部分ｂの圧縮ひずみの方向とは垂直（９０度）となった。これに対して比較例１では、予備成形体における部分ａの圧縮ひずみの方向と、部分ｂの圧縮ひずみの方向とが水平（０度）となるようにした。
そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例２＞
実施例１では配向金型５をアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて７００～９００℃に加熱し、温度を一定に保ちながら、予備成形体１を挿入し、押し出したが、比較例２では配向金型５をアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて９５０℃に加熱し、温度を一定に保ちながら、予備成形体１を挿入し、押し出した。
そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１では配向金型５をアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて７００～９００℃に加熱し、温度を一定に保ちながら、予備成形体１を挿入し、押し出したが、比較例２では配向金型５をアルゴンガス雰囲気中または減圧雰囲気中にて９５０℃に加熱し、温度を一定に保ちながら、予備成形体１を挿入し、押し出した。
そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例３＞
実施例１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる配向金型５を用いたが、比較例３では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．７５となる金型を用いた。そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が１．０となる配向金型５を用いたが、比較例３では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．７５となる金型を用いた。そして、それ以外は実施例１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例４＞
実施例４では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例４では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例４では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例４では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例４と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例５＞
実施例５では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例５では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例５と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例５では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例５では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例５と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例６＞
実施例１０では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例６では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１０と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１０では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例６では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１０と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
＜比較例７＞
実施例１１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例７では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
実施例１１では、得られる永久磁石のエリアＡおよびエリアＢにおける圧縮ひずみ（歪量）が０．０５となるように加熱・加圧処理を施したが、比較例７では、この圧縮ひずみ（歪量）が０．５となるように加熱・加圧処理を施した。そして、それ以外は実施例１１と同じ実験を行った。
各種測定結果を第１表および第２表に示す。
第２表には、エリアＡとエリアＢとの磁気特性の差異を示した。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性は、その差が小さいことが好ましい。この差異が小さいと、その永久磁石はハルバッハ配列に用いることに適しているといえる。
実施例１～３は、本発明の第１の製造方法によって、本発明の永久磁石を得た例である。
実施例４～９は、本発明の第２の製造方法によって、本発明の永久磁石を得た例である。
実施例１０～１５は、本発明の第３の製造方法によって、本発明の永久磁石を得た例である。
実施例４～９は、本発明の第２の製造方法によって、本発明の永久磁石を得た例である。
実施例１０～１５は、本発明の第３の製造方法によって、本発明の永久磁石を得た例である。
実施例１～１５にて得られた永久磁石は、エリアＡとエリアＢとが一体に成形されていて、いずれも０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向しているエリアＡと、そのエリアＡに隣接し、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向しているエリアＢとからなり、特定方向Ｘと特定方向Ｙとの差が２０～９０度である。
また、Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相はアスペクト比が１．２以上の扁平状結晶粒からなる。
エリアＡとエリアＢの残留磁束密度の差は、０．１以下である。
エリアＡとエリアＢの配向度の差は、０．０１以下である。
エリアＡとエリアＢの残留磁束密度の差は、０．１以下である。
エリアＡとエリアＢの配向度の差は、０．０１以下である。
一方、比較例１では特定方向Ｘと特定方向Ｙとの差は０度であり、２０～９０度ではない。
比較例２では実施例１～１５とは異なり、高温かつ長時間金型内に滞留する製造方法によって製造しているため、結晶粒が扁平形状から球形状に粒成長し、低アスペクト比となった。そのため、圧縮方向に結晶粒が配向せず、結果として、エリアＡおよびエリアＢの配向度が０．９０未満となった。
比較例３は、予備成形体に加えられる圧縮ひずみが１．０未満と低い。この場合、得られる永久磁石におけるエリアＢの配向度が低くなった。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性に差異が大きいと、その永久磁石はハルバッハ配列にて用いることに適さない。
比較例４、５は、熱間加工体に加えられる圧縮ひずみが０．５であり、高い。この場合、得られる永久磁石におけるエリアＢの配向度が低くなった。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性に差異が大きいと、その永久磁石はハルバッハ配列にて用いることに適さない。
比較例６、７は、焼結体に加えられる圧縮ひずみが０．５であり、高い。この場合、得られる永久磁石におけるエリアＢの配向度が低くなった。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性に差異が大きいと、その永久磁石はハルバッハ配列にて用いることに適さない。
比較例２では実施例１～１５とは異なり、高温かつ長時間金型内に滞留する製造方法によって製造しているため、結晶粒が扁平形状から球形状に粒成長し、低アスペクト比となった。そのため、圧縮方向に結晶粒が配向せず、結果として、エリアＡおよびエリアＢの配向度が０．９０未満となった。
比較例３は、予備成形体に加えられる圧縮ひずみが１．０未満と低い。この場合、得られる永久磁石におけるエリアＢの配向度が低くなった。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性に差異が大きいと、その永久磁石はハルバッハ配列にて用いることに適さない。
比較例４、５は、熱間加工体に加えられる圧縮ひずみが０．５であり、高い。この場合、得られる永久磁石におけるエリアＢの配向度が低くなった。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性に差異が大きいと、その永久磁石はハルバッハ配列にて用いることに適さない。
比較例６、７は、焼結体に加えられる圧縮ひずみが０．５であり、高い。この場合、得られる永久磁石におけるエリアＢの配向度が低くなった。エリアＡおよびエリアＢの磁気特性に差異が大きいと、その永久磁石はハルバッハ配列にて用いることに適さない。
１ 予備成形体
５ 配向金型
５１ 挿入口
５３ 排出口
１０ 本発明の永久磁石（好適態様）
１０α、１０β 熱間加工体
１２α、１２β 熱間加工体の側面
１４α、１４β 熱間加工体の別の側面
２０ 単一化金型
２２α、２２β 単一化金型の支持部
２４ 押出部
ｍ 本発明の永久磁石の長さ
ｈ 本発明の永久磁石の高さ
ｎ1 本発明の永久磁石の長手方向におけるエリアＡの幅
ｎ2 本発明の永久磁石の長手方向におけるエリアＢの幅
５ 配向金型
５１ 挿入口
５３ 排出口
１０ 本発明の永久磁石（好適態様）
１０α、１０β 熱間加工体
１２α、１２β 熱間加工体の側面
１４α、１４β 熱間加工体の別の側面
２０ 単一化金型
２２α、２２β 単一化金型の支持部
２４ 押出部
ｍ 本発明の永久磁石の長さ
ｈ 本発明の永久磁石の高さ
ｎ1 本発明の永久磁石の長手方向におけるエリアＡの幅
ｎ2 本発明の永久磁石の長手方向におけるエリアＢの幅
Claims (6)
- Ｒ－Ｔ－Ｂ構造の主相を有する希土類永久磁石であって、
０．９０以上の配向度で特定方向Ｘへ配向しているエリアＡと、
そのエリアＡに隣接し、０．９０以上の配向度で特定方向Ｙへ配向しているエリアＢとからなり、
前記エリアＡと前記エリアＢとが一体に成形されていて、
特定方向Ｘと特定方向Ｙとのなす角度が２０～９０度である永久磁石。 - 前記主相は、アスペクト比が１．２以上の扁平状結晶粒からなり、前記扁平状結晶粒の短手方向が前記特定方向Ｘまたは前記特定方向Ｙとなるように並んだ組織を備える、請求項１に記載の永久磁石。
- 前記扁平状結晶粒の最大径が２μｍ以下である、請求項２に記載の永久磁石。
- 磁石用粉末に圧密加工を施して予備成形体を得る成形工程と、
前記予備成形体における部分ａについて特定方向Ｘへ１．０以上の圧縮ひずみを加え、同時に部分ｂについて特定方向Ｙへ１．０以上の圧縮ひずみを加える熱間押出を行う熱間押出工程と、
を備え、請求項１～３のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。 - 磁石用粉末に圧密加工を施して圧粉成形体を得る圧密工程と、
前記圧粉成形体における特定方向へ圧縮ひずみを加え、配向された熱間加工体を得る熱間加工工程と、
２つの前記熱間加工体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、
を備え、請求項１～３のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。 - 磁石用粉末を金型に充填し、特定方向に磁場を印加しながら圧密加工を施し、配向済圧粉体を得る磁場プレス工程と、
前記配向済圧粉体を加熱し、配向された焼結体を得る焼結工程と、
２つの前記焼結体を単一化金型の内部へ装入し、０．５未満の圧縮ひずみを加える加熱・加圧処理を施して一体に成形する単一化工程と、
を備え、請求項１～３のいずれかに記載の永久磁石を得る、永久磁石の製造方法。
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| JP2017050396A (ja) | 2015-09-01 | 2017-03-09 | 大同特殊鋼株式会社 | 希土類磁石及びその製造方法 |
| JP2018073873A (ja) | 2016-10-25 | 2018-05-10 | 株式会社豊田中央研究所 | 希土類磁石およびその製造方法 |
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| JPH03196601A (ja) * | 1989-12-26 | 1991-08-28 | Seiko Epson Corp | 永久磁石及びその製造方法 |
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-
2020
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