JP7468009B2 - Ferrite calcined body, sintered ferrite magnet and method for producing same - Google Patents

Ferrite calcined body, sintered ferrite magnet and method for producing same Download PDF

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本発明は、フェライト仮焼体、フェライト焼結磁石及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a ferrite calcined body, a ferrite sintered magnet, and a method for producing the same.

フェライト焼結磁石は最大エネルギー積が希土類系焼結磁石(例えばNdFeB系焼結磁石)の1/10にすぎないが、主原料が安価な酸化鉄であることからコストパフォーマンスに優れており、化学的に極めて安定であるという特長を有している。そのため、各種モータやスピーカなど様々な用途に用いられており、世界的な生産重量は現在でも磁石材料の中で最大である。 Although the maximum energy product of ferrite sintered magnets is only one-tenth that of rare-earth sintered magnets (e.g., NdFeB sintered magnets), they offer excellent cost performance because their main raw material is inexpensive iron oxide, and they are characterized by being extremely chemically stable. For this reason, they are used for a variety of purposes, including various motors and speakers, and are still the largest magnet material in terms of global production volume.

代表的なフェライト焼結磁石は、マグネトプランバイト構造を有するSrフェライトであり、基本組成はSrFe12O19で表される。1990年代後半にSrFe12O19のSr2+の一部をLa3+で置換し、Fe3+の一部をCo2+で置換したSr-La-Co系フェライト焼結磁石が実用化されたことによりフェライト磁石の磁石特性は大きく向上した。また、2007年には、磁石特性をさらに向上させたCa-La-Co系フェライト焼結磁石が実用化された。 A typical sintered ferrite magnet is Sr ferrite with a magnetoplumbite structure, and its basic composition is SrFe12O19 . In the second half of the 1990s , Sr-La-Co sintered ferrite magnets, in which part of the Sr2 + in SrFe12O19 was replaced with La3+ and part of the Fe3 + was replaced with Co2 + , were put into practical use , greatly improving the magnetic properties of ferrite magnets. In 2007, Ca-La-Co sintered ferrite magnets with even better magnetic properties were put into practical use.

前記のSr-La-Co系フェライト焼結磁石及びCa-La-Co系フェライト焼結磁石ともに、高い磁石特性を得るためにはCoが不可欠である。Sr-La-Co系フェライト焼結磁石は原子比で0.2程度、Ca-La-Co系フェライト焼結磁石では原子比で0.3程度のCoを含有している。Co(酸化Co)の価格はフェライト焼結磁石の主原料である酸化鉄の十倍から数十倍に相当する。従って、Ca-La-Co系フェライト焼結磁石では、Sr-La-Co系フェライト焼結磁石に比べ原料コストの増大が避けられない。フェライト焼結磁石の最大の特徴は安価であるという点にあるため、たとえ高い磁石特性を有していても、価格が高いと市場では受け入れられ難い。従って、世界的には、未だSr-La-Co系フェライト焼結磁石の需要が高い。 In both the Sr-La-Co ferrite sintered magnets and the Ca-La-Co ferrite sintered magnets, Co is essential to obtain high magnetic properties. Sr-La-Co ferrite sintered magnets contain about 0.2 atomic Co, while Ca-La-Co ferrite sintered magnets contain about 0.3 atomic Co. The price of Co (cobalt oxide) is ten to several tens of times that of iron oxide, the main raw material of ferrite sintered magnets. Therefore, the raw material cost of Ca-La-Co ferrite sintered magnets is inevitably higher than that of Sr-La-Co ferrite sintered magnets. The greatest feature of ferrite sintered magnets is that they are inexpensive, so even if they have high magnetic properties, they are difficult to accept in the market if they are expensive. Therefore, there is still a high demand for Sr-La-Co ferrite sintered magnets worldwide.

近年、電気自動車の供給量増加によるLiイオン電池の需要増大に伴い、Coの価格が急騰している。その余波を受け、コストパフォーマンスに優れるSr-La-Co系フェライト焼結磁石においても、製品価格を維持することが困難な状況にある。このような背景から、磁石特性を維持しながら、いかにしてCoの使用量を削減するかが喫緊の課題となっている。 In recent years, the price of Co has soared due to the growing demand for Li-ion batteries caused by the increased supply of electric vehicles. As a result, it has become difficult to maintain product prices even for Sr-La-Co sintered ferrite magnets, which offer excellent cost performance. Against this background, the issue of how to reduce the amount of Co used while maintaining magnetic properties has become an urgent issue.

Co量低減を目的とするものではないが、例えば、Sr-La-Co系フェライト焼結磁石において、Coの一部をZnで置換することにより、残留磁束密度(以下「Br」という)が向上することが知られている(特許文献1など)。 Although it is not intended to reduce the amount of Co, it is known that, for example, in Sr-La-Co based ferrite sintered magnets, the residual magnetic flux density (hereinafter referred to as "B r ") is improved by replacing part of the Co with Zn (Patent Document 1, etc.).

Ca-La-Co系フェライト焼結磁石においてもCoの一部をZnで置換することが提案されている(特許文献2及び3など)。 It has also been proposed to replace part of the Co in Ca-La-Co ferrite sintered magnets with Zn (Patent Documents 2 and 3, etc.).

特開平11-154604号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-154604 韓国公開特許第10-2017-0044875号公報Korean Patent Publication No. 10-2017-0044875 特開2009-246243号公報JP 2009-246243 A

しかし、特許文献1のように、Sr-La-Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合、Brの向上幅はそれほど大きくなく、一方で保磁力(以下「HcJ」という)が著しく低下するという問題があり、実用化には至っていない。 However, when part of the Co in a Sr-La-Co based sintered ferrite magnet is replaced with Zn as in Patent Document 1, the improvement in B r is not that great, while the coercive force (hereinafter referred to as "H cJ ") decreases significantly, and this has not yet led to practical application.

特許文献2では、Ca-Sr-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石が開示されているが、磁気特性として飽和磁化(4πIs)、異方性磁界(HA)、最大エネルギー積は記載されるものの、Br及びHcJの値は記載されていない。 Patent Document 2 discloses a Ca-Sr-La-Fe-Co-Zn ferrite sintered magnet, and although it lists the magnetic properties such as saturation magnetization (4πIs), anisotropic magnetic field (H A ), and maximum energy product, it does not list the values of B r and H cJ .

特許文献3では、Ca-A(Sr,Ba)-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石が開示されているが、実施例においては、第一の微粉砕工程と、第一の微粉砕工程によって得られた粉末に熱処理を施す工程と、熱処理が施された粉末を再度粉砕する第二の微粉砕工程とからなる粉砕工程(以下「熱処理再粉砕工程」という)が必須となっている。熱処理再粉砕工程は、長時間(88時間)の第一の微粉砕工程と熱処理(800℃で1時間)が必須となる一般的ではない粉砕工程であるため、量産規模での一般的な粉砕工程(粉砕は1回のみ、10時間程度)でどれくらいの磁石特性が得られるか記載されていない。 Patent Document 3 discloses a Ca-A(Sr,Ba)-La-Fe-Co-Zn ferrite sintered magnet, but in the examples, a grinding process (hereinafter referred to as the "heat treatment re-grinding process") consisting of a first fine grinding process, a process of heat treating the powder obtained by the first fine grinding process, and a second fine grinding process of grinding the heat-treated powder again is essential. The heat treatment re-grinding process is an unconventional grinding process that requires a long period (88 hours) of the first fine grinding process and heat treatment (1 hour at 800°C), so there is no description of what level of magnetic properties can be obtained from a typical grinding process on a mass production scale (only one grinding, about 10 hours).

本発明の目的は、高いBrを有し、HcJの低下が少なく、かつ従来のフェライト焼結磁石よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石を提供することにある。
本発明のより具体的な目的は、原子比y(Coの含有量)が0.15≦y<0.2の場合、Sr-La-Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合よりもHcJが高く、一般的なSr-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石を提供することにあり、原子比y(Coの含有量)が0.2≦y≦0.25の場合、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石とほぼ同等の磁石特性を有し、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a sintered ferrite magnet which has high B r , little decrease in H cJ , and uses less Co than conventional sintered ferrite magnets.
A more specific object of the present invention is to provide a sintered ferrite magnet which has a higher HcJ than a Sr-La-Co sintered ferrite magnet in which part of the Co is replaced with Zn, when the atomic ratio y (Co content) is 0.15≦y<0.2, and which uses less Co than a general Sr-La-Co sintered ferrite magnet (containing Co in an atomic ratio of about 0.2); and to provide a sintered ferrite magnet which has magnetic properties substantially equivalent to a general Ca-La-Co sintered ferrite magnet, and which uses less Co than a general Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing Co in an atomic ratio of about 0.3), when the atomic ratio y (Co content) is 0.2≦y≦0.25.

すなわち、本発明のフェライト仮焼体は、
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.4<x≦0.5、
0.2≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
9.0≦2n≦11.0
を満足する。
That is, the ferrite calcined body of the present invention is
The general formula Ca1 -xRxFe2n-y-zCoyZnz shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.4<x≦0.5,
0.2 ≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
9.0≦2n≦11.0 ,
Satisfy.

本発明のフェライト仮焼体において、前記2nは、9.0≦2n≦10.31を満足するのが好ましい。In the ferrite calcined body of the present invention, the 2n preferably satisfies 9.0≦2n≦10.31.

本発明のフェライト仮焼体において、前記zは、0.02≦z≦0.1を満足するのが好ましい。 In the ferrite calcined body of the present invention, it is preferable that z satisfies 0.02≦z≦0.1.

本発明のフェライト焼結磁石は、
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.3<x≦0.5、
0.2≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
6.8≦2n≦11.0
を満足する。
The sintered ferrite magnet of the present invention is
The general formula Ca1 -xRxFe2n-y-zCoyZnz shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.3<x≦0.5,
0.2 ≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
6.8≦2n≦11.0 ,
Satisfy.

本発明のフェライト焼結磁石において、前記2nは、6.8≦2n≦10.31を満足するのが好ましい。In the sintered ferrite magnet of the present invention, the 2n preferably satisfies 6.8≦2n≦10.31.

本発明のフェライト焼結磁石において、前記zは、0.02≦z≦0.1を満足するのが好ましい。 In the sintered ferrite magnet of the present invention, it is preferable that z satisfies 0.02≦z≦0.1.

本発明のフェライト焼結磁石は、SiO 2 換算で1.5質量%以下のSiをさらに含有するのが好ましい。 The sintered ferrite magnet of the present invention preferably further contains up to 1.5 mass % of Si , calculated as SiO2 .

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法は、
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.4<x≦0.5、
0.2≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
9.0≦2n≦11.0
を満足する原料粉末を混合し、混合原料粉末を得る原料粉末混合工程、
前記混合原料粉末を仮焼し、仮焼体を得る仮焼工程、
前記仮焼体を粉砕し、仮焼体の粉末を得る粉砕工程、
前記仮焼体の粉末を成形し、成形体を得る成形工程、及び
前記成形体を焼成し、焼結体を得る焼成工程、
を含む。
The method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention comprises the steps of:
The general formula Ca1 -xRxFe2n-y-zCoyZnz shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.4<x≦0.5,
0.2 ≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
9.0≦2n≦11.0 ,
A raw material powder mixing process for mixing raw material powders satisfying the above to obtain a mixed raw material powder;
a calcination step of calcining the mixed raw material powder to obtain a calcined body;
A grinding step of grinding the calcined body to obtain a powder of the calcined body;
a molding step of molding the powder of the calcined body to obtain a molded body, and a firing step of firing the molded body to obtain a sintered body;
including.

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記2nは、9.0≦2n≦10.31を満足するのが好ましい。In the method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention, the 2n preferably satisfies 9.0≦2n≦10.31.

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記zは、0.02≦z≦0.1を満足するのが好ましい。 In the manufacturing method of the sintered ferrite magnet of the present invention, it is preferable that z satisfies 0.02≦z≦0.1.

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記仮焼工程後、前記成形工程前に、前記仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対して1.5質量%以下のSiO2を添加する工程をさらに含むのが好ましい。 In the method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention, it is preferable to further include a step of adding 1.5 mass % or less of SiO2 to 100 mass % of the calcined body or the powder of the calcined body after the calcining step and before the molding step.

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記仮焼工程後、前記成形工程前に、前記仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対してCaO換算で1.5質量%以下のCaCO3を添加する工程をさらに含むのが好ましい。 In the method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention, it is preferable to further include a step of adding 1.5 mass% or less of CaCO3 , calculated as CaO, to 100 mass% of the calcined body or the powder of the calcined body after the calcination step and before the molding step.

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記焼成工程の800℃から焼成温度までの温度範囲における平均昇温速度が600℃/時以上1000℃/時以下であることが好ましい。 In the method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention, it is preferable that the average heating rate in the temperature range from 800°C to the sintering temperature in the sintering step is 600°C/hour or more and 1000°C/hour or less.

本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、前記焼成工程の焼成温度から800℃までの温度範囲における平均降温速度が1000℃/時以上であることが好ましい。 In the method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention, it is preferable that the average temperature drop rate in the temperature range from the sintering temperature to 800°C in the sintering step is 1000°C/hour or more.

本発明によれば、高いBrを有し、HcJの低下が少なく、かつ従来のフェライト焼結磁石よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石の提供が可能となる。
具体的には、原子比y(Coの含有量)が0.15≦y<0.2の場合、Sr-La-Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合よりもHcJが高く、一般的なSr-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石の提供が可能となり、原子比y(Coの含有量)が0.2≦y≦0.25の場合、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石とほぼ同等の磁石特性を有し、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石の提供が可能となる。
According to the present invention, it is possible to provide a sintered ferrite magnet that has high B r , little decrease in H cJ , and uses less Co than conventional sintered ferrite magnets.
Specifically, when the atomic ratio y (Co content) is 0.15≦y<0.2, it is possible to provide a ferrite sintered magnet that has a higher HcJ than a Sr-La-Co sintered ferrite magnet in which part of the Co is replaced with Zn, and that uses less Co than a typical Sr-La-Co sintered ferrite magnet (containing Co in an atomic ratio of about 0.2); and when the atomic ratio y (Co content) is 0.2≦y≦0.25, it is possible to provide a ferrite sintered magnet that has magnetic properties roughly equivalent to a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet, and that uses less Co than a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing Co in an atomic ratio of about 0.3).

1.フェライト仮焼体
本発明のフェライト仮焼体は、
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.4<x≦0.5、
0.15≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
4.5≦n≦5.5、
を満足する。
1. Ferrite calcined body The ferrite calcined body of the present invention is
In the general formula Ca1 - xRxFe2n -yzCoyZnz , which shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.4<x≦0.5,
0.15≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
4.5≦n≦5.5,
Satisfy.

本発明のフェライト仮焼体において、原子比x(Rの含有量)は、0.4<x≦0.5である。xが0.4以下又は0.5を超えると高いBrを得ることができない。Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素である。La以外の希土類元素の含有量はモル比でRの合計量の50%以下であるのが好ましい。 In the ferrite calcined body of the present invention, the atomic ratio x (R content) is 0.4<x≦0.5. If x is 0.4 or less or exceeds 0.5, a high B r cannot be obtained. R is at least one rare earth element, and is an element essentially containing La. The content of rare earth elements other than La is preferably 50% or less of the total amount of R in terms of molar ratio.

原子比y(Coの含有量)は、0.15≦y≦0.25である。yが0.25を超えるとCo使用量の削減効果を得ることができない。yが0.15未満ではHcJの低下が大きくなるため好ましくない。原子比yが0.15≦y<0.2の範囲では、Sr-La-Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した場合よりもHcJが高く、一般的なSr-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石が得られる。原子比y(Coの含有量)が0.2≦y≦0.25の範囲では、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石とほぼ同等の磁石特性を有し、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石が得られる。 The atomic ratio y (Co content) is 0.15≦y≦0.25. If y exceeds 0.25, the effect of reducing the amount of Co used cannot be obtained. If y is less than 0.15, the decrease in HcJ is large, which is not preferable. If the atomic ratio y is in the range of 0.15≦y<0.2, the HcJ is higher than when a part of Co in an Sr-La-Co ferrite sintered magnet is replaced with Zn, and a ferrite sintered magnet is obtained in which the amount of Co used is reduced compared to a general Sr-La-Co ferrite sintered magnet (containing Co at about 0.2 atomic ratio). If the atomic ratio y (Co content) is in the range of 0.2≦y≦0.25, a ferrite sintered magnet is obtained that has magnetic properties almost equivalent to those of a general Ca-La-Co ferrite sintered magnet, and contains less Co than a general Ca-La-Co ferrite sintered magnet (containing Co at about 0.3 atomic ratio).

原子比z(Znの含有量)は、0<z<0.11である。zが0(含有しない)では高いBrを得ることができず、zが0.11以上になるとHcJの低下が大きくなるため好ましくない。原子比zは0.02≦z≦0.1であることが好ましい。 The atomic ratio z (Zn content) is 0<z<0.11. When z is 0 (not contained), high B r cannot be obtained, and when z is 0.11 or more, the decrease in H cJ is large, which is not preferable. The atomic ratio z is preferably 0.02≦z≦0.1.

前記一般式において、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される。nは4.5≦n≦5.5である。nが4.5未満又は5.5を超えると高いBrを得ることができない。 In the above general formula, 2n is a molar ratio and is expressed as 2n = (Fe + Co + Zn) / (Ca + R). n is 4.5 ≤ n ≤ 5.5. If n is less than 4.5 or more than 5.5, a high Br cannot be obtained.

前記一般式は、金属元素の原子比で示したが、酸素(O)を含む組成は、一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzOαで表される。酸素のモル数αは基本的にはα=19であるが、Fe及びCoの価数、x、y及びzやnの値などによって異なってくる。また、還元性雰囲気で焼成した場合の酸素の空孔(ベイカンシー)、フェライト相におけるFeの価数の変化、Coの価数の変化等により金属元素に対する酸素の比率が変化する。従って、実際の酸素のモル数αは19からずれる場合がある。そのため、本発明においては、最も組成が特定し易い金属元素の原子比で組成を表記している。 The general formula is expressed by the atomic ratio of metal elements, but the composition containing oxygen (O) is expressed by the general formula: Ca1 - xRxFe2n -yzCoyZnzOα . The number of moles of oxygen α is basically α =19, but it varies depending on the valences of Fe and Co, and the values of x, y, z, and n. In addition, the ratio of oxygen to metal elements changes due to oxygen vacancies (vacancies) when fired in a reducing atmosphere, changes in the valence of Fe in the ferrite phase, changes in the valence of Co, etc. Therefore, the actual number of moles of oxygen α may deviate from 19. Therefore, in the present invention, the composition is expressed by the atomic ratio of metal elements that are the easiest to specify.

本発明のフェライト仮焼体を構成する主相は、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造を有する化合物相(フェライト相)である。一般に、磁性材料、特に焼結磁石は、複数の化合物から構成されており、その磁性材料の特性(物性、磁石特性など)を決定づけている化合物が「主相」と定義される。 The main phase constituting the ferrite calcined body of the present invention is a compound phase (ferrite phase) having a hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure. In general, magnetic materials, particularly sintered magnets, are composed of multiple compounds, and the compound that determines the characteristics of the magnetic material (physical properties, magnetic properties, etc.) is defined as the "main phase."

「六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造を有する」とは、フェライト仮焼体のX線回折を一般的な条件で測定した場合に、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造のX線回折パターンが主として観察されることを言う。 "Having a hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure" means that when X-ray diffraction of the calcined ferrite body is measured under typical conditions, the X-ray diffraction pattern observed is primarily that of a hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure.

上述した本発明のフェライト仮焼体の製造方法を含む、本発明のフェライト焼結磁石の製造方法の一例を以下に説明する。 An example of a method for producing a sintered ferrite magnet of the present invention, including the method for producing the ferrite calcined body of the present invention described above, is described below.

2.フェライト焼結磁石の製造方法
原料粉末としては、価数にかかわらず、それぞれの金属の酸化物、炭酸塩、水酸化物、硝酸塩、塩化物等の化合物を使用することができる。原料粉末を溶解した溶液であってもよい。Caの化合物としては、Caの炭酸塩、酸化物、塩化物等が挙げられる。Laの化合物としては、La2O3等の酸化物、La(OH)3等の水酸化物、La2(CO3)3・8H2O等の炭酸塩等が挙げられる。Feの化合物としては、酸化鉄、水酸化鉄、塩化鉄、ミルスケール等が挙げられる。Coの化合物としては、CoO、Co3O4等の酸化物、CoOOH、Co(OH)2等の水酸化物、CoCO3等の炭酸塩、及びm2CoCO3・m3Co(OH)2・m4H2O等の塩基性炭酸塩(m2、m3、m4は正の数である)が挙げられる。Znの化合物としてはZnOが挙げられる
2. Method for manufacturing sintered ferrite magnets As the raw material powder, compounds such as oxides, carbonates, hydroxides, nitrates, and chlorides of each metal can be used regardless of the valence. A solution in which the raw material powder is dissolved may also be used. Examples of Ca compounds include carbonates, oxides, and chlorides of Ca. Examples of La compounds include oxides such as La2O3 , hydroxides such as La(OH) 3 , and carbonates such as La2 ( CO3 ) 3.8H2O . Examples of Fe compounds include iron oxide, iron hydroxide, iron chloride, and mill scale. Examples of Co compounds include oxides such as CoO and Co3O4 , hydroxides such as CoOOH and Co(OH) 2 , carbonates such as CoCO3 , and basic carbonates such as m2CoCO3.m3Co (OH) 2.m4H2O ( m2 , m3 , and m4 are positive numbers). Examples of Zn compounds include ZnO .

仮焼時の反応促進のため、必要に応じてB2O3、H3BO3等のB(硼素)を含む化合物を1質量%程度まで添加してもよい。特にH3BO3の添加は、磁石特性の向上に有効である。H3BO3の添加量は0.3質量%以下であるのが好ましく、0.1質量%程度が最も好ましい。H3BO3は、焼成時に結晶粒の形状やサイズを制御する効果も有するため、仮焼後(微粉砕前や焼成前)に添加してもよく、仮焼前及び仮焼後の両方で添加してもよい。 In order to promote the reaction during calcination, compounds containing B ( boron ), such as B2O3 and H3BO3 , may be added up to about 1 mass% as necessary. The addition of H3BO3 is particularly effective in improving the magnetic properties. The amount of H3BO3 added is preferably 0.3 mass% or less, and most preferably about 0.1 mass%. H3BO3 also has the effect of controlling the shape and size of crystal grains during sintering, so it may be added after calcination (before pulverization or sintering) or both before and after calcination.

上述した本発明のフェライト仮焼体の成分、組成を満足する原料粉末を混合し、混合原料粉末とする。原料粉末の配合、混合は、湿式及び乾式のいずれで行ってもよい。スチールボール等の媒体とともに撹拌すると原料粉末をより均一に混合することができる。湿式の場合は、分散媒に水を用いるのが好ましい。原料粉末の分散性を高める目的でポリカルボン酸アンモニウム、グルコン酸カルシウム等の公知の分散剤を用いてもよい。混合した原料スラリーはそのまま仮焼してもよいし、原料スラリーを脱水した後、仮焼してもよい。 Raw material powders that satisfy the components and composition of the ferrite calcined body of the present invention described above are mixed to obtain a mixed raw material powder. The raw material powders may be blended and mixed in either a wet or dry manner. The raw material powders can be mixed more uniformly by stirring with a medium such as steel balls. In the case of a wet method, it is preferable to use water as the dispersion medium. In order to increase the dispersibility of the raw material powder, a known dispersant such as ammonium polycarboxylate or calcium gluconate may be used. The mixed raw material slurry may be calcined as it is, or the raw material slurry may be dehydrated and then calcined.

乾式混合又は湿式混合することによって得られた混合原料粉末は、電気炉、ガス炉等を用いて加熱することで、固相反応により、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造のフェライト化合物を形成する。このプロセスを「仮焼」と呼び、得られた化合物を「仮焼体」と呼ぶ。 The mixed raw material powder obtained by dry mixing or wet mixing is heated in an electric furnace, gas furnace, etc., and a solid-phase reaction forms a ferrite compound with a hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure. This process is called "calcination," and the resulting compound is called the "calcined body."

仮焼工程では、温度の上昇とともにフェライト相が形成される固相反応が進行する。仮焼温度が1100℃未満では、未反応のヘマタイト(酸化鉄)が残存するため磁石特性が低くなる。一方、仮焼温度が1450℃を超えると結晶粒が成長し過ぎるため、粉砕工程において粉砕に多大な時間を要することがある。従って、仮焼温度は1100℃~1450℃であるのが好ましい。仮焼時間は0.5時間~5時間であるのが好ましい。仮焼後の仮焼体はハンマーミルなどによって粗粉砕することが好ましい。 In the calcination process, a solid-phase reaction occurs in which the ferrite phase is formed as the temperature rises. If the calcination temperature is less than 1100°C, unreacted hematite (iron oxide) remains, resulting in poor magnetic properties. On the other hand, if the calcination temperature exceeds 1450°C, the crystal grains grow too much, and the crushing process may take a long time. Therefore, the calcination temperature is preferably 1100°C to 1450°C. The calcination time is preferably 0.5 to 5 hours. The calcined body after calcination is preferably coarsely crushed using a hammer mill or the like.

以上のような工程を経ることによって、本発明のフェライト仮焼体を得ることができる。引き続き、本発明のフェライト焼結磁石の製造方法を説明する。 By going through the above steps, the ferrite calcined body of the present invention can be obtained. Next, we will explain the manufacturing method of the sintered ferrite magnet of the present invention.

仮焼体を粗粉砕後、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、アトライター等によって粉砕(微粉砕)し、仮焼体の粉末(微粉砕粉末)とする。仮焼体の粉末の平均粒径は0.4μm~0.8μm程度にするのが好ましい。なお、本発明においては、粉体比表面積測定装置(例えば島津製作所製SS-100)などを用いて空気透過法によって測定した値を粉末の平均粒径(平均粒度)という。粉砕工程は、乾式粉砕及び湿式粉砕のいずれでもよく、双方を組み合わせてもよい。湿式粉砕の場合は、分散媒として水及び/又は非水系溶剤(アセトン、エタノール、キシレン等の有機溶剤)を用いて行う。典型的には、水(分散媒)と仮焼体とを含むスラリーを生成する。スラリーには公知の分散剤及び/又は界面活性剤を固形分比率で0.2~2質量%を添加してもよい。湿式粉砕後は、スラリーを濃縮してもよい。 After the calcined body is coarsely pulverized, it is pulverized (finely pulverized) by a vibration mill, a jet mill, a ball mill, an attritor, or the like to obtain a powder of the calcined body (finely pulverized powder). The average particle size of the powder of the calcined body is preferably about 0.4 μm to 0.8 μm. In the present invention, the value measured by the air permeability method using a powder specific surface area measuring device (for example, SS-100 manufactured by Shimadzu Corporation) or the like is referred to as the average particle size (average particle size) of the powder. The pulverization process may be either dry pulverization or wet pulverization, or both may be combined. In the case of wet pulverization, water and/or a non-aqueous solvent (organic solvent such as acetone, ethanol, xylene, etc.) is used as a dispersion medium. Typically, a slurry containing water (dispersion medium) and the calcined body is produced. A known dispersant and/or surfactant may be added to the slurry at a solid content ratio of 0.2 to 2 mass %. After wet pulverization, the slurry may be concentrated.

成形工程は、粉砕工程後のスラリーを、分散媒を除去しながら磁界中又は無磁界中でプレス成形する。磁界中でプレス成形することにより、粉末粒子の結晶方位を整列(配向)させることができ、磁石特性を飛躍的に向上させることができる。さらに、配向を向上させるために、成形前のスラリーに分散剤及び潤滑剤をそれぞれ0.1~1質量%添加してもよい。また成形前にスラリーを必要に応じて濃縮してもよい。濃縮は遠心分離、フィルタープレス等により行うのが好ましい。 In the molding process, the slurry after the grinding process is press molded in a magnetic field or without a magnetic field while removing the dispersion medium. Press molding in a magnetic field allows the crystal orientation of the powder particles to be aligned (oriented), dramatically improving the magnetic properties. Furthermore, to improve the orientation, 0.1 to 1 mass% of a dispersant and lubricant may be added to the slurry before molding. The slurry may also be concentrated as necessary before molding. Concentration is preferably performed by centrifugation, a filter press, etc.

前記仮焼工程後、成形工程前に、仮焼体又は仮焼体の粉末(粗粉砕粉末又は微粉砕粉末)に焼結助剤を添加してもよい。焼結助剤としてはSiO2のみ、あるいはSiO2とCaCO3の両方を添加することが好ましい。本発明のフェライト焼結磁石は、その組成から明らかなようにCa-La-Co系フェライト焼結磁石に属する。Ca-La-Co系フェライト焼結磁石においては、主相成分としてCaが含まれているため、従来のSr-La-Co系フェライト焼結磁石などのようにSiO2やCaCO3などの焼結助剤を添加しなくても、液相が生成し、焼結することができる。すなわち、フェライト焼結磁石において主として粒界相を形成するSiO2やCaCO3を添加しなくても本発明のフェライト焼結磁石を製造することができる。但し、HcJの低下を抑制するために、以下に示す量のSiO2及びCaCO3を添加してもよい。 After the calcination step and before the molding step, a sintering aid may be added to the calcined body or the powder of the calcined body (coarsely pulverized powder or finely pulverized powder). As the sintering aid, it is preferable to add only SiO 2 or both SiO 2 and CaCO 3. The ferrite sintered magnet of the present invention belongs to the Ca-La-Co ferrite sintered magnet as is clear from its composition. In the Ca-La-Co ferrite sintered magnet, Ca is contained as a main phase component, so that a liquid phase is generated and sintering can be performed without adding sintering aids such as SiO 2 and CaCO 3 as in the conventional Sr-La-Co ferrite sintered magnet. In other words, the ferrite sintered magnet of the present invention can be manufactured without adding SiO 2 and CaCO 3 , which mainly form the grain boundary phase in the ferrite sintered magnet. However, in order to suppress the decrease in H cJ , the following amounts of SiO 2 and CaCO 3 may be added.

SiO2の添加量は、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対して1.5質量%以下が好ましい。また、CaCO3の添加量は、添加する対象となる仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対してCaO換算で1.5質量%以下が好ましい。焼結助剤の添加は、例えば、仮焼工程によって得られた仮焼体に添加した後、粉砕工程を実施する、粉砕工程の途中で添加する、又は粉砕工程後の仮焼体の粉末(微粉砕粉末)に添加、混合した後成形工程を実施する、などの方法を採用することができる。焼結助剤として、SiO2及びCaCO3の他に、Cr2O3、Al2O3等を添加してもよい。これらの添加量は、それぞれ1質量%以下であってよい。 The amount of SiO 2 added is preferably 1.5% by mass or less relative to 100% by mass of the calcined body or powder of the calcined body to which it is added. The amount of CaCO 3 added is preferably 1.5% by mass or less in terms of CaO relative to 100% by mass of the calcined body or powder of the calcined body to which it is added. The sintering aid can be added, for example, by adding it to the calcined body obtained by the calcination process and then performing the pulverization process, adding it during the pulverization process, or adding it to the powder of the calcined body (finely pulverized powder) after the pulverization process, mixing it, and then performing the molding process. In addition to SiO 2 and CaCO 3 , Cr 2 O 3 , Al 2 O 3 , etc. may be added as a sintering aid. The amount of each of these added may be 1% by mass or less.

なお、本発明においては、CaCO3の添加量は全てCaO換算で表記する。CaO換算での添加量からCaCO3の添加量は、
式:(CaCO3の分子量×CaO換算での添加量)/CaOの分子量
によって求めることができる。例えば、CaO換算で0.5質量%のCaCO3を添加する場合、
{(40.08[Caの原子量]+12.01[Cの原子量]+48.00[Oの原子量×3]=100.09[CaCO3の分子量])×0.5質量%[CaO換算での添加量]}/(40.08[Caの原子量]+16.00[Oの原子量]=56.08[CaOの分子量])=0.892質量%[CaCO3の添加量]、となる。
In the present invention, the amount of CaCO3 added is expressed in terms of CaO. The amount of CaCO3 added based on the amount added in terms of CaO is as follows:
It can be calculated by the formula: (molecular weight of CaCO3 × amount added in CaO equivalent) / molecular weight of CaO. For example, when adding 0.5 mass% of CaCO3 in CaO equivalent,
{(40.08 [atomic weight of Ca] + 12.01 [atomic weight of C] + 48.00 [atomic weight of O × 3] = 100.09 [molecular weight of CaCO3 ]) × 0.5 mass% [amount added in CaO equivalent]} / (40.08 [atomic weight of Ca] + 16.00 [atomic weight of O] = 56.08 [molecular weight of CaO]) = 0.892 mass% [amount added of CaCO3 ].

プレス成形により得られた成形体を、必要に応じて脱脂した後、焼成(焼結)する。焼成は電気炉、ガス炉等を用いて行う。焼成は酸素濃度が10体積%以上の雰囲気中で行うことが好ましい。より好ましくは20体積%以上であり、最も好ましくは100体積%である。焼成温度は1150℃~1250℃が好ましい。焼成時間は0時間(焼成温度での保持無し)~2時間が好ましい。 The compact obtained by press molding is degreased as necessary and then fired (sintered). Firing is carried out using an electric furnace, gas furnace, etc. Firing is preferably carried out in an atmosphere with an oxygen concentration of 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, and most preferably 100% by volume. The firing temperature is preferably 1150°C to 1250°C. The firing time is preferably 0 hours (not held at the firing temperature) to 2 hours.

焼成工程の昇温時において、800℃から焼成温度までの温度範囲における平均昇温速度を600℃/時以上1000℃/時以下とし、さらに、焼成工程の焼成時間キープ後(保持無しの場合も含む)の降温時において、焼成温度から800℃までの温度範囲における平均降温速度を1000℃/時以上とすると、リードタイムの短縮が図れるとともに、磁石特性がより向上するため好ましい。なお、これらの効果は、前記降温速度のみ採用することで得ることができるが、前記昇温速度と降温速度の両方を採用する方がより好ましい。 During the temperature rise in the sintering process, the average temperature rise rate in the temperature range from 800°C to the sintering temperature is set to between 600°C/hour and 1000°C/hour, and further, during the temperature drop after the sintering time is kept (including the case where no holding is performed) in the sintering process, the average temperature drop rate in the temperature range from the sintering temperature to 800°C is set to 1000°C/hour or more, which is preferable because it shortens the lead time and improves the magnetic properties. Note that these effects can be obtained by adopting only the above-mentioned temperature drop rate, but it is more preferable to adopt both the above-mentioned temperature rise rate and temperature drop rate.

昇温時において、800℃から焼成温度までの温度範囲での平均昇温速度が600℃/時未満であると、リードタイムの短縮及び磁石特性の向上効果を十分に得ることができない。平均昇温速度が1000℃/時を超えてもリードタイムの短縮及び磁石特性の向上効果を奏することは可能であるが、焼成炉の構造や大きさによっては、被焼成物(成形体)の温度が炉内温度(又は焼成炉の設定温度)に追随することが困難となる場合がある。従って、平均昇温速度の上限は1000℃/時とした。なお、本発明の実施形態において、温度を記載する場合は全て被熱処理物の温度を指す。温度の測定は、焼成炉内の被熱処理物にR熱電対を接触させることにより測定する When the temperature is increased, if the average heating rate in the temperature range from 800°C to the firing temperature is less than 600°C/hour, the effect of shortening the lead time and improving the magnetic properties cannot be sufficiently obtained. Even if the average heating rate exceeds 1000°C/hour, it is possible to shorten the lead time and improve the magnetic properties, but depending on the structure and size of the firing furnace, it may be difficult for the temperature of the object to be fired (molded body) to follow the temperature inside the furnace (or the set temperature of the firing furnace). Therefore, the upper limit of the average heating rate is set to 1000°C/hour. In the embodiment of the present invention, all temperatures mentioned refer to the temperature of the object to be heat-treated. The temperature is measured by contacting an R thermocouple with the object to be heat-treated in the firing furnace.

800℃までの昇温速度は特に問わないが、リードタイムの短縮を考慮すれば、800℃から焼成温度までの温度範囲と同様の昇温速度、すなわち、室温あるいは炉内温度(予備加熱温度等)から焼成温度までの温度範囲全域において、平均昇温速度を600℃/時以上1000℃/時以下とすることが望ましい There is no particular restriction on the heating rate up to 800°C, but in consideration of shortening the lead time, it is desirable to have a heating rate similar to that in the temperature range from 800°C to the firing temperature, that is, an average heating rate of 600°C/hour to 1000°C/hour over the entire temperature range from room temperature or furnace temperature (preheating temperature, etc.) to the firing temperature.

焼成温度で所定時間(保持無しの場合も含む)キープ後の降温時において、焼成温度から800℃までの温度範囲での平均降温速度が1000℃/時未満であると、リードタイムの短縮及び磁石特性の向上効果を十分に得ることができない。800℃以下の降温速度は特に問わないが、リードタイムの短縮を考慮すれば、焼成温度から800℃までの温度範囲と同様、あるいはそれに近い降温速度で室温付近まで冷却することが好ましい。 When cooling after keeping the firing temperature for a specified time (including cases where no holding is performed), if the average cooling rate in the temperature range from the firing temperature to 800°C is less than 1000°C/hour, the effect of shortening the lead time and improving the magnetic properties cannot be fully achieved. There is no particular restriction on the cooling rate below 800°C, but considering the shortening of the lead time, it is preferable to cool to near room temperature at a cooling rate similar to or close to that in the temperature range from the firing temperature to 800°C.

焼成工程の後は、加工工程、洗浄工程、検査工程等の公知の製造プロセスを経て、最終的にフェライト焼結磁石を製造する。 After the firing process, the material goes through known manufacturing processes such as machining, cleaning, and inspection to finally produce a sintered ferrite magnet.

3.フェライト焼結磁石
前記の通り、本発明のフェライト仮焼体は、SiO2やCaCO3などの焼結助剤を添加しなくても、液相が生成し、焼結することができ、本発明のフェライト焼結磁石を得ることができる。この時、フェライト仮焼体の成分、組成と、フェライト焼結磁石の成分、組成は、基本的に同じとなる(製造工程における不純物の混入などは考慮しない)。
3. Sintered Ferrite Magnet As described above, the ferrite calcined body of the present invention can be sintered by forming a liquid phase without adding sintering aids such as SiO2 or CaCO3 , and the sintered ferrite magnet of the present invention can be obtained. In this case, the components and composition of the ferrite calcined body are basically the same as those of the sintered ferrite magnet (not taking into account the inclusion of impurities during the manufacturing process).

一方、焼結助剤を添加した場合、特にフェライト仮焼体の主成分でもあるCa成分(例えばCaCO3)を焼結助剤として添加した場合は、フェライト焼結磁石全体としてはCa成分が増加するため、相対的に他の元素が減少することとなる。例えば、本発明のフェライト仮焼体を用いて、焼結助剤としてCaO換算でCaCO3を1.5質量%添加すると、最も変動する場合で、0.4<x≦0.5(仮焼体)が0.3<x≦0.5(焼結磁石)に、4.5≦n≦5.5(仮焼体)が3.4≦n≦5.5(焼結磁石)となる。 On the other hand, when a sintering aid is added, particularly when Ca (e.g., CaCO3 ), which is also the main component of the ferrite calcined body, is added as a sintering aid, the Ca component increases in the ferrite sintered magnet as a whole, and the other elements decrease relatively. For example, when 1.5 mass% of CaCO3 , calculated as CaO, is added as a sintering aid to the ferrite calcined body of the present invention, the maximum fluctuation occurs, from 0.4<x≦0.5 (calcined body) to 0.3<x≦0.5 (sintered magnet), and from 4.5≦n≦5.5 (calcined body) to 3.4≦n≦5.5 (sintered magnet).

従って、本発明のフェライト焼結磁石は、
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.3<x≦0.5、
0.15≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
3.4≦n≦5.5、
を満足するものとなる。
Therefore, the sintered ferrite magnet of the present invention has the following properties:
In the general formula Ca1 - xRxFe2n -yzCoyZnz , which shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.3<x≦0.5,
0.15≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
3.4≦n≦5.5,
It will satisfy the above.

なお、本発明のフェライト焼結磁石の、酸素(O)を含む組成、フェライト焼結磁石を構成する主相、六方晶のマグネトプランバイト(M型)構造の定義などは、本発明のフェライト仮焼体と同様である。また、前記の通り、フェライト仮焼体からx、nの範囲が変動しているものの、原子比x、y、zの限定理由、nの限定理由も前記フェライト仮焼体と同様であるため説明を省略する。 The composition of the sintered ferrite magnet of the present invention, including oxygen (O), the main phase constituting the sintered ferrite magnet, and the definition of the hexagonal magnetoplumbite (M-type) structure are the same as those of the sintered ferrite magnet of the present invention. As described above, the ranges of x and n vary from those of the sintered ferrite magnet, but the reasons for limiting the atomic ratios x, y, and z, and the reason for limiting n are the same as those of the sintered ferrite magnet, and therefore will not be explained here.

前記の通り、本発明のフェライト焼結磁石の製造方法において、焼結助剤としてSiO2を、仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対して1.5質量%以下添加する場合がある。焼結助剤として添加されたSiO2は焼成(焼結)時に液相成分となり、フェライト焼結磁石において粒界相の一成分として存在することとなる。従って、焼結助剤として前記添加量のSiO2を添加した場合は、得られるフェライト焼結磁石はSiO 2 換算で1.5質量%以下のSiを含有する。この時、Siの含有により、前記一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzで示される各元素の含有量が相対的に減少することとなるが、前記一般式におけるx、y、z、nなどの範囲は基本的に変化しない。なお、Siの含有量は、フェライト焼結磁石の成分分析結果(例えば、ICP発光分光分析装置による結果)におけるCa、R、Fe、Co、Zn及びSiの各組成(質量%)から、CaCO3、La(OH)3、Fe2O3、Co3O4、ZnO及びSiO2の質量に換算し、それらの合計100質量%に対する含有比率(質量%)である。 As described above, in the manufacturing method of the ferrite sintered magnet of the present invention, SiO2 may be added as a sintering aid in an amount of 1.5 mass% or less relative to 100 mass% of the calcined body or powder of the calcined body. The SiO2 added as a sintering aid becomes a liquid phase component during firing (sintering) and exists as one component of the grain boundary phase in the ferrite sintered magnet. Therefore, when the above-mentioned amount of SiO2 is added as a sintering aid, the obtained ferrite sintered magnet contains 1.5 mass% or less of Si in terms of SiO2 . In this case, the content of each element represented by the general formula: Ca1 - xRxFe2n - yzCoyZnz is relatively reduced by the inclusion of Si , but the ranges of x, y, z, n, etc. in the general formula do not fundamentally change. The Si content is calculated by converting the respective compositions (mass%) of CaCO3, La(OH) 3 , Fe2O3 , Co3O4 , ZnO and SiO2 from the composition (mass%) of Ca, R, Fe, Co, Zn and Si in the component analysis results of the sintered ferrite magnet (e.g., results from an ICP optical emission spectrometer ) and expressing the content ratio (mass%) relative to the total of 100% by mass.

本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

実験例1
本発明に基づく実験例として、一般式Ca1-x-x'LaxSrx'Fe2n-y-zCoyZnzにおいて、原子比が表1の試料No.1~15及び18に示す1-x-x'、x、x'、y、z及び2nになるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、SrCO3粉末、Fe2O3粉末、Co3O4粉末及びZnO粉末を所定の組成で秤量し、秤量後の粉末の合計100質量%に対してH3BO3粉末を0.1質量%添加後、それぞれ湿式ボールミルで4時間混合した後、乾燥、整粒して16種類の混合原料粉末を得た。
Experimental Example 1
As an experimental example based on the present invention, CaCO3 powder , La (OH)3 powder , SrCO3 powder, Fe2O3 powder, Co3O4 powder and ZnO powder were weighed out in a predetermined composition so that the atomic ratios of the general formula Ca1 -x-x'LaxSrx'Fe2n-yzCoyZnz were 1-x-x', x , x', y, z and 2n as shown in samples No. 1 to 15 and 18 in Table 1. 0.1 mass% of H3BO3 powder was added to 100 mass% of the weighed powders. The powders were then mixed in a wet ball mill for 4 hours, dried and sized to obtain 16 types of mixed raw material powders.

また、比較例として、一般式Srx'LaxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、Sr、La、Co、Znの原子比及びnが表1の試料No,16及び17に示す原子比になるようにSrCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末、Co3O4粉末及びZnO粉末を所定の組成で秤量し、秤量後の粉末の合計100質量%に対してH3BO3粉末を0.1質量%添加後、それぞれ湿式ボールミルで4時間混合した後、乾燥、整粒して2種類の混合原料粉末を得た。 As a comparative example, SrCO3 powder, La (OH)3 powder, Fe2O3 powder, Co3O4 powder and ZnO powder were weighed out to a predetermined composition so that the atomic ratios of Sr, La, Co, Zn and n in the general formula Srx'LaxFe2n - yzCoyZnz were the atomic ratios shown in samples No. 16 and 17 in Table 1, and 0.1 mass% of H3BO3 powder was added to 100 mass% of the weighed powders . The powders were then mixed in a wet ball mill for 4 hours, dried and sized to obtain two types of mixed raw material powders.

得られた全18種類の混合原料粉末をそれぞれ大気中において表1に示す仮焼温度で3時間仮焼し、18種類の仮焼体を得た。 The 18 types of mixed raw material powders obtained were each calcined in air for 3 hours at the calcination temperatures shown in Table 1, yielding 18 types of calcined bodies.

得られた各仮焼体を小型ミルで粗粉砕して18種類の仮焼体の粗粉砕粉末を得た。得られた各仮焼体の粗粉砕粉末100質量%に対して、表1に示すCaCO3(添加量はCaO換算)及びSiO2を添加し、水を分散媒とした湿式ボールミルで、表1に示す平均粒度(粉体比表面積測定装置(島津製作所製SS-100)を用いて空気透過法により測定)になるまで微粉砕し、18種類の微粉砕スラリーを得た。 The calcined bodies were coarsely pulverized in a small mill to obtain 18 types of coarsely pulverized powders of the calcined bodies. CaCO3 (addition amount converted to CaO) and SiO2 shown in Table 1 were added to 100% by mass of the coarsely pulverized powders of the calcined bodies obtained, and the powders were finely pulverized in a wet ball mill using water as a dispersion medium until the average particle size shown in Table 1 was obtained (measured by air permeability method using a powder specific surface area measuring device (SS-100 manufactured by Shimadzu Corporation)), to obtain 18 types of finely pulverized slurries.

粉砕工程により得られた各微粉砕スラリーを、分散媒を除去しながら、加圧方向と磁界方向とが平行である平行磁界成形機(縦磁界成形機)を用い、約1 Tの磁界を印加しながら約2.4 MPaの圧力で成形し、18種類の成形体を得た。 While removing the dispersion medium, each finely ground slurry obtained from the grinding process was molded using a parallel magnetic field molding machine (vertical magnetic field molding machine) in which the pressure direction and magnetic field direction are parallel, applying a magnetic field of approximately 1 T and a pressure of approximately 2.4 MPa, obtaining 18 types of molded bodies.

得られた各成形体を焼成炉内に挿入し、試料No.1~14は、10L/分の流量のエアーを流気しながら、室温から焼成温度までの温度範囲を平均1000℃/時の速度で昇温し、表1に示す焼成温度で1時間焼成した。焼成後は、焼成炉のヒータを切り、エアーの流量を10L/分から40L/分にして、焼成温度から800℃までの温度範囲を平均1140℃/時の速度で降温し、そのまま炉内で室温まで冷却した。試料No.15~17は、10L/分の流量のエアーを流気しながら、室温から焼成温度までの温度範囲を平均400℃/時の速度で昇温し、表1に示す焼成温度で1時間焼成した。焼成後は、焼成炉のヒータを切り、エアーの流量を10L/分のままで、焼成温度から800℃までの温度範囲を平均300℃/時の速度で降温し、そのまま炉内で室温まで冷却した。試料No.18は、10L/分の流量のエアーを流気しながら、室温から1100℃までの温度範囲を平均400℃/時の速度で昇温し、1100℃から焼成温度までの温度範囲を平均1℃/分の速度で昇温し、表1に示す焼成温度で1時間焼成した。焼成後は、焼成炉のヒータを切り、エアーの流量を10L/分のままで、焼成温度から800℃までの温度範囲を平均300℃/時の速度で降温し、そのまま炉内で室温まで冷却した(特許第6217640号公報を参考)。 The resulting molded bodies were inserted into a firing furnace, and samples No. 1 to 14 were heated from room temperature to the firing temperature at an average rate of 1000°C/hour while air was flowing at a flow rate of 10 L/min, and fired for one hour at the firing temperature shown in Table 1. After firing, the heater of the firing furnace was turned off, the air flow rate was changed from 10 L/min to 40 L/min, and the temperature was lowered from the firing temperature to 800°C at an average rate of 1140°C/hour, and the samples were cooled to room temperature in the furnace. Samples No. 15 to 17 were heated from room temperature to the firing temperature at an average rate of 400°C/hour while air was flowing at a flow rate of 10 L/min, and fired for one hour at the firing temperature shown in Table 1. After firing, the heater of the firing furnace was turned off, and while the air flow rate was kept at 10 L/min, the temperature was lowered from the firing temperature to 800°C at an average rate of 300°C/hour, and then cooled to room temperature in the furnace. Sample No. 18 was heated from room temperature to 1100°C at an average rate of 400°C/hour while air was flowing at a flow rate of 10 L/min, and then heated from 1100°C to the firing temperature at an average rate of 1°C/minute, and fired for 1 hour at the firing temperature shown in Table 1. After firing, the heater of the firing furnace was turned off, and while the air flow rate was kept at 10 L/min, the temperature was lowered from the firing temperature to 800°C at an average rate of 300°C/hour, and then cooled to room temperature in the furnace (see Patent No. 6217640).

得られた18種類のフェライト焼結磁石のBr、HcJ及びHk/HcJの測定結果を表1に示す。表1において試料No.の横に*印を付していない試料No.1~4、7~11が本発明に基づく実験例である。*印を付した試料No.5、6、12~18は本発明を満足しない実験例(比較例)である。*印を付した試料No.13及び14は前記特許文献2に記載されたCa-Sr-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である。*印を付した試料No.15は前記特許文献3に記載されたCa- A(Sr)-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である。*印を付した試料No.16及び17は従来のSr-La-Co系フェライト焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した実験例(比較例)である。*印を付した試料No.18は一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3のCoを含有)の実験例である。なお、表1におけるHkは、J(磁化の大きさ)-H(磁界の強さ)曲線の第2象限において、Jが0.95×Jr(Jrは残留磁化、Jr=Br)の値になる位置のHの値である。 The measurement results of B r , H cJ and H k /H cJ of the obtained 18 types of sintered ferrite magnets are shown in Table 1. In Table 1, samples Nos. 1 to 4 and 7 to 11 without an * next to the sample No. are experimental examples based on the present invention. Samples Nos. 5, 6, and 12 to 18 marked with an * are experimental examples (comparative examples) that do not satisfy the present invention. Samples Nos. 13 and 14 marked with an * are experimental examples reproducing the Ca-Sr-La-Fe-Co-Zn sintered ferrite magnet described in Patent Document 2. Sample No. 15 marked with an * is experimental examples reproducing the Ca-A(Sr)-La-Fe-Co-Zn sintered ferrite magnet described in Patent Document 3. Samples Nos. 16 and 17 marked with an * are experimental examples (comparative examples) in which part of the Co in a conventional Sr-La-Co sintered ferrite magnet was replaced with Zn. Sample No. 18 marked with an asterisk is an experimental example of a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing 0.3 atomic ratio of Co). Note that Hk in Table 1 is the value of H at the position in the second quadrant of the J (magnetization magnitude)-H (magnetic field strength) curve where J is 0.95× Jr ( Jr is remanent magnetization, JrBr ).

表1における原子比は原料粉末の配合時の原子比(配合組成)を示す。焼成後の焼結体(フェライト焼結磁石)における原子比(焼結磁石の組成)は、配合時の原子比を元に、仮焼工程前に添加される添加物(H3BO3など)の添加量や、仮焼工程後成形工程前に添加される焼結助剤(CaCO3及びSiO2)の添加量を考慮し、計算によって求めることができ、その計算値は、フェライト焼結磁石をICP発光分光分析装置(例えば、島津製作所製ICPV-1017など)で分析した結果と基本的に同様となる。 The atomic ratios in Table 1 indicate the atomic ratios (composition) of the raw material powders when they were mixed. The atomic ratios (composition of the sintered magnet) in the sintered body (sintered ferrite magnet) after sintering can be calculated based on the atomic ratios when mixed, taking into account the amounts of additives ( H3BO3 , etc. ) added before the calcination process and the amounts of sintering aids ( CaCO3 and SiO2 ) added after the calcination process and before the shaping process, and these calculated values are basically the same as the results of analyzing the sintered ferrite magnet with an ICP optical emission spectrometer (for example, Shimadzu ICPV-1017).

Figure 0007468009000001
Figure 0007468009000001

試料No.3、4のように原子比y(Coの含有量)が0.15≦y<0.2の場合、従来のSr-La-Co系焼結磁石においてCoの一部をZnで置換した実験例(比較例)である試料No.16及び17に比べ、ほぼ同量のCo含有量でありながら、Br及びHcJのいずれも高くなっており、かつ、一般的なSr-La-Co系焼結磁石(原子比で0.2程度のCoを含有)に比べCoの使用量を削減(0.2を0.15に)することができる。 When the atomic ratio y (Co content) is 0.15≦y<0.2 as in samples 3 and 4, both B r and H cJ are higher than those of samples 16 and 17, which are experimental examples (comparative examples) in which part of the Co in conventional Sr-La-Co based sintered magnets has been replaced with Zn, despite having roughly the same Co content. In addition, it is possible to reduce the amount of Co used (from 0.2 to 0.15) compared to general Sr-La-Co based sintered magnets (containing a Co atomic ratio of about 0.2).

試料No.1、2、7~11のように原子比y(Coの含有量)が0.2≦y≦0.25の場合、一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3のCoを含有)の実験例である試料No.18とほぼ同等の磁石特性を有し、かつ一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減(0.3を0.25以下に)することができる。 When the atomic ratio y (Co content) is 0.2≦y≦0.25, as in samples No. 1, 2, and 7 to 11, they have magnetic properties roughly equivalent to those of sample No. 18, an experimental example of a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing 0.3 Co in atomic ratio), and the amount of Co used can be reduced (from 0.3 to 0.25 or less) compared to a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing about 0.3 Co in atomic ratio).

また、本発明に基づく実験例である試料No.1、2と、本発明を満足しない実験例(比較例)であるNo.5、6(Znを含有しない)との対比から明らかなように、本発明によるフェライト焼結磁石は、優れたBr及びHcJを有することが分かる。また、本発明に基づく実験例である試料No.10と、本発明を満足しない実験例(比較例)であるNo.12(Caの含有量が少ない)との対比から明らかなように、本発明によるフェライト焼結磁石は、高いHcJを有することが分かる。 Moreover, as is clear from a comparison of Samples 1 and 2, which are experimental examples based on the present invention, with Samples 5 and 6 (which do not contain Zn), which are experimental examples (comparative examples) that do not satisfy the present invention, the sintered ferrite magnets of the present invention have excellent B r and H cJ . Moreover, as is clear from a comparison of Sample 10, which is an experimental example based on the present invention, with Sample 12 (which has a low Ca content), which is an experimental example (comparative example) that does not satisfy the present invention, the sintered ferrite magnets of the present invention have high H cJ .

さらに、本発明に基づく実験例であり、原子比y(Coの含有量)が0.2≦y≦0.25である試料No.1、2、7~11は、前記特許文献2に記載されたCa-Sr-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である試料No.13及び14、並びに、前記特許文献3に記載されたCa- A(Sr)-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である試料No.15に比べ、優れたBr及びHcJを有することが分かる。 Furthermore, it can be seen that Samples 1, 2, and 7 to 11, which are experimental examples based on the present invention and have an atomic ratio y (Co content) of 0.2≦y≦0.25, have superior B r and H cJ compared to Samples 13 and 14, which are reproduction experiments of the Ca-Sr-La-Fe-Co-Zn sintered ferrite magnet described in Patent Document 2, and Sample No. 15, which is a reproduction experiment of the Ca-A(Sr)-La-Fe-Co- Zn sintered ferrite magnet described in Patent Document 3.

なお、前記特許文献2に記載されたCa-Sr-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である試料No.13及び14については、特許文献2に記載される添加物条件(CaCO3=1.70質量%、SiO2=0.45質量%、Fe2O3=10質量%、La2O3=1.5質量%)を添加して実験を行ったが、磁石特性が著しく低かった(Br=0.44T、HcJ=180kA/m程度であった)ため、本発明に基づく実験例とほぼ同じ添加物(焼結助剤)の条件で実験を実施した。その結果、Br及びHcJは表1に記載の通りとなり、最大エネルギー積((BH)max)は4.89MGOe(試料No.13)、4.69MGOe(試料No.14)であり、特許文献2に記載される5.64MGOe、5.65MGOeは得られなかった。 For samples No. 13 and No. 14, which are reproduction experiments of the Ca-Sr-La-Fe-Co-Zn ferrite sintered magnet described in Patent Document 2, the experiments were performed using the additive conditions described in Patent Document 2 ( CaCO3 = 1.70 mass%, SiO2 = 0.45 mass%, Fe2O3 = 10 mass%, La2O3 = 1.5 mass%). However, since the magnetic properties were extremely low ( Br = 0.44T, HcJ = about 180kA/m), the experiments were performed under almost the same additive (sintering aid) conditions as in the experimental example based on the present invention. As a result, Br and HcJ were as shown in Table 1, and the maximum energy product ((BH) max ) was 4.89MGOe (sample No. 13) and 4.69MGOe (sample No. 14), and the 5.64MGOe and 5.65MGOe described in Patent Document 2 were not obtained.

また、前記特許文献3に記載されたCa-A(Sr)-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である試料No.15については、特許文献3に記載される熱処理再粉砕工程は実施せず、本発明に基づく実験例と同様の条件(粉砕は1回のみ)にて粉砕を行った。また、添加物(焼結助剤)についても、本発明に基づく実験例とほぼ同じ添加量(CaO換算でCaCO3=0.4質量%、SiO2=0.4質量%)で実験を実施した。その結果、Br及びHcJは表1に記載の通りとなった。 Furthermore, for sample No. 15, which is a reproduction experiment of the Ca-A(Sr)-La-Fe-Co-Zn ferrite sintered magnet described in Patent Document 3, the heat treatment and re-grinding process described in Patent Document 3 was not carried out, and grinding was carried out under the same conditions (grinding was carried out only once) as in the experimental example based on the present invention. Also, for the additives (sintering aids), the experiment was carried out with almost the same amounts added as in the experimental example based on the present invention ( CaCO3 = 0.4 mass% and SiO2 = 0.4 mass% in terms of CaO). As a result, the B r and H cJ were as shown in Table 1.

実験例2
本発明に基づく実験例として、一般式Ca1-x-x'LaxSrx'Fe2n-y-zCoyZnzにおいて、原子比が表2の試料No.19~27に示す1-x-x'、x、x'、y、z及び2nになるようにCaCO3粉末、La(OH)3粉末、Fe2O3粉末、Co3O4粉末及びZnO粉末を所定の組成で秤量し、秤量後の粉末の合計100質量%に対してH3BO3粉末を0.1質量%添加後、それぞれ湿式ボールミルで4時間混合した後、乾燥、整粒して9種類の混合原料粉末を得た。得られた全9種類の混合原料粉末をそれぞれ大気中において表2に示す仮焼温度で3時間仮焼し、9種類の仮焼体を得た。
Experimental Example 2
As an experimental example based on the present invention, CaCO3 powder, La( OH)3 powder, Fe2O3 powder , Co3O4 powder and ZnO powder were weighed out in a predetermined composition so that the atomic ratios of 1- x -x', x, x', y, z and 2n in the general formula Ca1-x-x'LaxSrx'Fe2n-yzCoyZnz were as shown in Sample No. 19-27 in Table 2 , and 0.1 mass% of H3BO3 powder was added to the total of 100 mass% of the weighed powders. After that, they were mixed in a wet ball mill for 4 hours, and then dried and sized to obtain 9 types of mixed raw material powders. All 9 types of mixed raw material powders obtained were calcined in air at the calcination temperatures shown in Table 2 for 3 hours, and 9 types of calcined bodies were obtained.

得られた各仮焼体を小型ミルで粗粉砕して9種類の仮焼体の粗粉砕粉末を得た。得られた各仮焼体の粗粉砕粉末100質量%に対して、表2に示すCaCO3(添加量はCaO換算)及びSiO2を添加し、水を分散媒とした湿式ボールミルで、表2に示す平均粒度(粉体比表面積測定装置(島津製作所製SS-100)を用いて空気透過法により測定)になるまで微粉砕し、9種類の微粉砕スラリーを得た。 The calcined bodies were coarsely pulverized in a small mill to obtain nine types of coarsely pulverized powders of the calcined bodies. CaCO3 (addition amount converted to CaO) and SiO2 shown in Table 2 were added to 100% by mass of the coarsely pulverized powders of the calcined bodies obtained, and the powders were finely pulverized in a wet ball mill using water as a dispersion medium until the average particle size shown in Table 2 was obtained (measured by air permeability method using a powder specific surface area measuring device (SS-100 manufactured by Shimadzu Corporation)). Nine types of finely pulverized slurries were obtained.

粉砕工程により得られた各微粉砕スラリーを、分散媒を除去しながら、加圧方向と磁界方向とが平行である平行磁界成形機(縦磁界成形機)を用い、約1 Tの磁界を印加しながら約2.4 MPaの圧力で成形し、9種類の成形体を得た。 While removing the dispersion medium, each finely ground slurry obtained from the grinding process was molded using a parallel magnetic field molding machine (vertical magnetic field molding machine) in which the pressure direction and magnetic field direction are parallel, applying a magnetic field of approximately 1 T and a pressure of approximately 2.4 MPa, obtaining nine types of molded bodies.

得られた各成形体を焼成炉内に挿入し、10L/分の流量のエアーを流気しながら、室温から焼成温度までの温度範囲を平均1000℃/時の速度で昇温し、表2に示す焼成温度で1時間焼成した。焼成後は、焼成炉のヒータを切り、エアーの流量を10L/分から40L/分にして、焼成温度から800℃までの温度範囲を平均1140℃/時の速度で降温し、そのまま炉内で室温まで冷却した。 Each of the resulting molded bodies was inserted into a firing furnace, and while air was flowing at a flow rate of 10 L/min, the temperature was raised from room temperature to the firing temperature at an average rate of 1000°C/hour, and the bodies were fired for 1 hour at the firing temperature shown in Table 2. After firing, the heater of the firing furnace was turned off, the air flow rate was changed from 10 L/min to 40 L/min, and the temperature was lowered at an average rate of 1140°C/hour from the firing temperature to 800°C, and the bodies were cooled to room temperature in the furnace.

得られた9種類のフェライト焼結磁石のBr、HcJ及びHk/HcJの測定結果を表2に示す。表2における試料No.19~27は全て本発明に基づく実験例である。表2におけるHkは、J(磁化の大きさ)-H(磁界の強さ)曲線の第2象限において、Jが0.95×Jr(Jrは残留磁化、Jr=Br)の値になる位置のHの値である。 The measurement results of B r , H cJ and H k /H cJ for the nine types of sintered ferrite magnets obtained are shown in Table 2. Samples No. 19 to 27 in Table 2 are all experimental examples based on the present invention. Hk in Table 2 is the value of H at the position in the second quadrant of the J (magnitude of magnetization) -H (magnetic field strength) curve where J is 0.95 × J r (J r is remanent magnetization, J r = B r ).

表2における原子比は原料粉末の配合時の原子比(配合組成)を示す。焼成後の焼結体(フェライト焼結磁石)における原子比(焼結磁石の組成)は、配合時の原子比を元に、仮焼工程前に添加される添加物(H3BO3など)の添加量や、仮焼工程後成形工程前に添加される焼結助剤(CaCO3及びSiO2)の添加量を考慮し、計算によって求めることができ、その計算値は、フェライト焼結磁石をICP発光分光分析装置(例えば、島津製作所製ICPV-1017など)で分析した結果と基本的に同様となる。 The atomic ratios in Table 2 indicate the atomic ratios (composition) of the raw material powders when they were mixed. The atomic ratios (composition of the sintered magnet) in the sintered body (sintered ferrite magnet) after sintering can be calculated based on the atomic ratios when mixed, taking into account the amounts of additives ( H3BO3 , etc. ) added before the calcination process and the amounts of sintering aids ( CaCO3 and SiO2 ) added after the calcination process and before the shaping process, and these calculated values are basically the same as the results of analyzing the sintered ferrite magnet with an ICP optical emission spectrometer (for example, Shimadzu ICPV-1017).

Figure 0007468009000002
Figure 0007468009000002

原子比y(Coの含有量)が0.2≦y≦0.25である試料No.19~27は、実験例1における一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3のCoを含有)の実験例である試料No.18とほぼ同等の磁石特性を有し、かつ一般的なCa-La-Co系フェライト焼結磁石(原子比で0.3程度のCoを含有)よりもCoの使用量を削減(0.3を0.25以下に)することができる。 Samples No. 19 to 27, with an atomic ratio y (Co content) of 0.2≦y≦0.25, have magnetic properties roughly equivalent to those of sample No. 18, an example of a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing 0.3 atomic Co) in Experimental Example 1, and can use less Co (from 0.3 to 0.25 or less) than a typical Ca-La-Co sintered ferrite magnet (containing about 0.3 atomic Co).

また、試料No.19~27と、実験例1において本発明を満足しない実験例(比較例)であるNo.5、6(Znを含有しない)との対比から明らかなように、本発明によるフェライト焼結磁石は、優れたBr及びHcJを有することが分かる。また、試料No. 19~27と、実験例1において本発明を満足しない実験例(比較例)であるNo.12(Caの含有量が少ない)との対比から明らかなように、本発明によるフェライト焼結磁石は、高いHcJを有することが分かる。 Moreover, as is clear from a comparison of Samples 19 to 27 with Nos. 5 and 6 (containing no Zn), which are experimental examples (comparative examples) in Experimental Example 1 that do not satisfy the requirements of the present invention, the sintered ferrite magnets of the present invention have excellent B r and H cJ . Moreover, as is clear from a comparison of Samples 19 to 27 with No. 12 (containing a low Ca content), which is an experimental example (comparative example) in Experimental Example 1 that does not satisfy the requirements of the present invention, the sintered ferrite magnets of the present invention have high H cJ .

さらに、試料No.19~27は、前記特許文献2に記載されたCa-Sr-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である試料No.13及び14、並びに、前記特許文献3に記載されたCa- A(Sr)-La-Fe-Co-Znフェライト焼結磁石の再現実験である試料No.15に比べ、優れたBr及びHcJを有することが分かる。 Furthermore, it is seen that samples Nos. 19 to 27 have superior B r and H cJ compared to samples Nos. 13 and 14, which are reproduction experiments of the Ca-Sr-La-Fe-Co-Zn sintered ferrite magnet described in Patent Document 2, and sample No. 15, which is a reproduction experiment of the Ca-A(Sr)-La-Fe-Co- Zn sintered ferrite magnet described in Patent Document 3.

本発明によれば、高いBrを有し、HcJの低下が少なく、かつ従来のフェライト焼結磁石よりもCoの使用量を削減したフェライト焼結磁石の提供が可能となるので、各種モータなどに好適に利用することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sintered ferrite magnet that has high B r , little decrease in H cJ , and uses less Co than conventional sintered ferrite magnets, and therefore the magnet can be suitably used in various motors, etc.

Claims (14)

Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.4<x≦0.5、
0.2≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
9.0≦2n≦11.0
を満足するフェライト仮焼体。
The general formula Ca1 -xRxFe2n-y-zCoyZnz shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.4<x≦0.5,
0.2 ≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
9.0≦2n≦11.0 ,
A ferrite calcined body that satisfies the above requirements.
請求項1に記載のフェライト仮焼体において、In the ferrite calcined body according to claim 1,
前記2nが、9.0≦2n≦10.31を満足することを特徴とするフェライト仮焼体。A ferrite calcined body, wherein the 2n satisfies 9.0≦2n≦10.31.
請求項1又は2に記載のフェライト仮焼体において、
前記zが、0.02≦z≦0.1を満足することを特徴とするフェライト仮焼体。
The ferrite calcined body according to claim 1 or 2,
The ferrite calcined body, wherein z satisfies 0.02≦z≦0.1.
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.3<x≦0.5、
0.2≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
6.8≦2n≦11.0
を満足するフェライト焼結磁石。
The general formula Ca1 -xRxFe2n-y-zCoyZnz shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.3<x≦0.5,
0.2 ≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
6.8≦2n≦11.0 ,
A sintered ferrite magnet that satisfies the above requirements.
請求項4に記載のフェライト焼結磁石において、The sintered ferrite magnet according to claim 4,
前記2nが、6.8≦2n≦10.31を満足することを特徴とするフェライト焼結磁石。A sintered ferrite magnet, wherein 2n satisfies 6.8≦2n≦10.31.
請求項4又は5に記載のフェライト焼結磁石において、
前記zが、0.02≦z≦0.1を満足することを特徴とするフェライト焼結磁石。
The sintered ferrite magnet according to claim 4 or 5,
A sintered ferrite magnet, wherein z satisfies 0.02≦z≦0.1.
請求項4~6のいずれかに記載のフェライト焼結磁石において、
SiO2換算で1.5質量%以下のSiをさらに含有することを特徴とするフェライト焼結磁石。
The sintered ferrite magnet according to any one of claims 4 to 6,
A sintered ferrite magnet further containing 1.5 mass% or less of Si calculated as SiO2 .
Ca、R、Fe、Co及びZnの金属元素(ただし、Rは希土類元素の少なくとも1種であってLaを必須に含む元素)の原子比を示す一般式:Ca1-xRxFe2n-y-zCoyZnzにおいて、
前記x、y及びz、並びにn(ただし、2nはモル比であって、2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)で表される)が、
0.4<x≦0.5、
0.2≦y≦0.25、
0<z<0.11、及び
9.0≦2n≦11.0
を満足する原料粉末を混合し、混合原料粉末を得る原料粉末混合工程、
前記混合原料粉末を仮焼し、仮焼体を得る仮焼工程、
前記仮焼体を粉砕し、仮焼体の粉末を得る粉砕工程、
前記仮焼体の粉末を成形し、成形体を得る成形工程、及び
前記成形体を焼成し、焼結体を得る焼成工程、
を含むフェライト焼結磁石の製造方法。
The general formula Ca1 -xRxFe2n-y-zCoyZnz shows the atomic ratio of the metal elements Ca, R, Fe, Co and Zn (wherein R is at least one rare earth element and essentially contains La),
The x, y, z, and n (wherein 2n is a molar ratio expressed as 2n=(Fe+Co+Zn)/(Ca+R)) are
0.4<x≦0.5,
0.2 ≦y≦0.25,
0 < z < 0.11, and
9.0≦2n≦11.0 ,
A raw material powder mixing process for mixing raw material powders satisfying the above to obtain a mixed raw material powder;
a calcination step of calcining the mixed raw material powder to obtain a calcined body;
A grinding step of grinding the calcined body to obtain a powder of the calcined body;
a molding step of molding the powder of the calcined body to obtain a molded body, and a firing step of firing the molded body to obtain a sintered body;
A method for producing a sintered ferrite magnet comprising the steps of:
請求項8に記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、The method for producing a sintered ferrite magnet according to claim 8,
前記2nが、9.0≦2n≦10.31を満足することを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。A method for producing a sintered ferrite magnet, wherein 2n satisfies 9.0≦2n≦10.31.
請求項8又は9に記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、
前記zが、0.02≦z≦0.1を満足することを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
The method for producing a sintered ferrite magnet according to claim 8 or 9,
A method for producing a sintered ferrite magnet, wherein z satisfies 0.02≦z≦0.1.
請求項8~10のいずれかに記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、
前記仮焼工程後、前記成形工程前に、前記仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対して1.5質量%以下のSiO2を添加する工程をさらに含むことを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
The method for producing a sintered ferrite magnet according to any one of claims 8 to 10,
A method for producing a ferrite sintered magnet, further comprising the step of adding 1.5 mass% or less of SiO2 to 100 mass% of the calcined body or powder of the calcined body after the calcination step and before the molding step.
請求項8~11のいずれかに記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、
前記仮焼工程後、前記成形工程前に、前記仮焼体又は仮焼体の粉末100質量%に対してCaO換算で1.5質量%以下のCaCO3を添加する工程をさらに含むことを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
The method for producing a sintered ferrite magnet according to any one of claims 8 to 11,
A method for producing a ferrite sintered magnet, further comprising the step of adding 1.5 mass% or less of CaCO3 , calculated as CaO, to 100 mass% of the calcined body or powder of the calcined body after the calcination step and before the molding step.
請求項8~12のいずれかに記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、
前記焼成工程の800℃から焼成温度までの温度範囲における平均昇温速度が600℃/時以上1000℃/時以下であることを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
The method for producing a sintered ferrite magnet according to any one of claims 8 to 12,
A method for producing a sintered ferrite magnet, wherein the average heating rate in the temperature range from 800°C to the firing temperature in the firing step is 600°C/hour or more and 1000°C/hour or less.
請求項13に記載のフェライト焼結磁石の製造方法において、
前記焼成工程の焼成温度から800℃までの温度範囲における平均降温速度が1000℃/時以上であることを特徴とするフェライト焼結磁石の製造方法。
The method for producing a sintered ferrite magnet according to claim 13,
A method for producing a sintered ferrite magnet, wherein the average temperature drop rate in the temperature range from the sintering temperature to 800°C in the sintering step is 1000°C/hour or more.
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