JPH01119001A - 希土類含有永久磁石粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、改良された磁気特性を有する希土類含有永久
磁石粉末の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂに代表される希土類元素−遷移金属元素
−ボロン系永久磁石粉末やＳｍ−Ｃｏ等の希土類元素−
遷移金属元素系永久磁石粉末などの希土類含有永久磁石
粉末は、磁気記録媒体の磁性合金層、樹脂磁石、焼結磁
石等の原料として広く使用されており、近時その需要は
ますます増大しつつある。

これらの永久磁石粉末の製造方法としては、（ｉ）溶解
炉で所定成分組成に溶製した永久磁石合金の溶湯を鋳型
に鋳込んでインゴットを形成し、ついでそのインゴット
を機械的に粉砕して粉末とする方法、または（ｉｉ）イ
ンゴットの粉砕物を圧粉成形し、焼結したうえ、その焼
結体ブロックを機械的に粉砕して粉末とする方法、ある
いは（ｉｉｉ　）合金溶湯を、単ロール法・双ロール法
、または遠心急冷法等のいわゆる液体油、冷法に付して
超象、冷することにより、リボン状ないしはフレーク状
の薄帯を得、ついでその薄帯を機械的に粉砕して粉末と
する方法等がある。なお、上記各製造法における機械粉
砕は、アトライターまたはジェットミルを用いる方法等
により行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかるに、上記従来の製造法による永久磁石粉末は、い
ずれも複雑な工程を経て得られるので、粉末表面の酸化
、腐食、その他の汚染の影響が大きく、また機械的に粉
砕されたち−のであるため、粉末形状が不規則・不定形
であり、かつ結晶粒およびその粒界の損傷も著しい。従
って、その粉末は永久磁石材料として望まれる高保磁力
が得られない等、磁気特性の低下が大きく、また樹脂磁
石に適用する場合には異方性化することが困難である等
の問題がある。

本発明は、上記問題点を解決するための改良された永久
磁石粉末の製造方法を提供するものである。

〔問題点を解決するための手段および作用］本発明の希
土類含有永久磁石粉末の製造方法は、所定の化学成分組
成に調整された合金溶湯を液体急冷処理に付してリボン
状ないしはフレーク状の合金薄帯を得、ついでその薄帯
に水素詭化処理を施すことを特徴としている。

上記合金薄帯は、水素詭化処理をうけるこＬによりその
結晶粒界が脆弱化し、脆弱化した粒界に沿って破砕され
易い状態となる。従って、その薄帯は、軽度の機械粉砕
処理が加えられることにより、結晶粒界に沿って安定な
粒形状に粉砕され、表面の汚染や、結晶粒およびその粒
界の損傷等の少ない粉末として回収される。

本発明方法によれば、まず高周波溶解炉等により、所定
の成分組成を有する永久磁石合金溶湯を溶製し、その合
金溶湯を単ロール法、双ロール法、または遠心急冷法等
の液体急冷処理に付してフレーク状ないしはリボン状の
合金薄帯を得る。その液体急冷処理は、合金の酸化等の
汚染を防止するために、アルゴンガス等の不活性雰囲気
下に行われる。

上記液体急冷処理により、その後の水素詭化処理を効率
良く丘うのに適した表面積の大きい薄帯が得られる。本
発明における液体急冷処理は、従来の永久磁石粉末の製
造法において行われているそれと異なって、アモルファ
ス相を生成させるような超急冷を必要とせず、それより
緩やかな冷却速度のもとて結晶組織を存する薄帯を得る
ことにより、液体急冷処理の目的が達せられる。合金溶
湯が、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金溶湯である場合、その液体
急冷処理により、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂを主相とし、その粒
界にＮｄ等の元素が偏析濃化した結晶ｍＨａを有する薄
帯が得られる。その結晶粒度は、例えば５〜５０μｍで
ある。むろん、その粒度は液体急冷処理におけるロール
回転速度やロール表面に対する溶湯の供給流速等により
調節することができる。

上記液体急冷処理により得られた合金薄帯の水素詭化処
理は、合金薄帯を水素ガス雰囲気中に適当時間保持する
ことにより行われる。その水素脆化反応を促進するため
に、加圧（例えば２〜２０ｋｇ／ｃｏり、加温（例えば
、常温〜２００℃）の条件下に行う場合もある。また、
加圧された水素ガス雰囲気内に所定時間（例えば、数時
間〜数十時間）保持したのち、その水素雰囲気を真空排
気して減圧状態のもとて適当時間（例えば１〜数時間）
保持する操作を１サイクルとし、これを適当回数（例え
ば２〜数回）反復実施することにより薄帯の水素脆化反
応を効果的に促進することができる。

上記の水素詭化処理により合金薄帯はその結晶粒界が脆
弱化する。その粒界の脆化反応は、結晶粒界に偏析濃化
しているＮｄ等の元素の存在により促進される。

上記のように水素詭化処理を施したのち、その合金薄帯
を機械粉砕することにより目的とする永久磁石粉末が得
られる。なお、水素詭化処理において粒界の脆化反応を
進め、粒界の水素脆化割れによる粉末化を達成した場合
には、機械粉砕処理を省略することもできる。

機械粉砕を行う場合の粉砕方法は、例えばアトライター
やジエントミルによる方法等、公知の粉砕方法を適用す
ることができるが、従来の鋳造インゴットや焼結体の粉
砕、あるいは液体急冷薄帯の粉砕処理におけるような強
粉砕を必要とせず、前記水素詭化処理により脆弱化し破
砕され易い状態となっている粒界にそって粒の分離・破
砕を生じさせるに足る程の乳鉢等による軽度のかつ短時
間の粉砕処理により、その粉末化を好適に達成すること
ができる。従って、得られる永久磁石粉末は、表面の汚
染や粒界の損傷等が少なく、健全な粉末性状を有してい
る。なお、得られた粉末は、必要に応じて磁気特性を改
善するための熱処理が施される。

本発明方法により得られる粉末を、例えば樹脂磁石の磁
粉末として使用する場合には、常法に従って粉末表面に
カップリング処理を施し、もしくは施すことなく、これ
を滑剤、安定化剤、その他の必要な添加剤とともに、熱
可塑性または熱硬化性樹脂（ナイロン６樹脂、アクリル
樹脂等）と適宜の割合（例えば、磁粉末：樹脂＝８５〜
９５　：　１５〜５、重量比）で混合し、加熱混練する
ことによりコンパウンドを調製し、またそのコンパウン
ドを射出成形、押出成形、プレス成形等の公知の加圧成
形法に付すことにより所定形状の樹脂磁石を得る。

〔実施例〕

高周波溶解炉で、Ｎ　ｄ　＋ｓＦ　ｅ　７□Ｂ３組成の
永久磁石合金溶湯を溶製し、合金溶湯をノズルから、高
速回転している単ロール表面に流下させる液体急冷法に
付して薄帯となし、ついで水素詭化処理、機械粉砕処理
を経て磁粉末を得た。

（１）合金の化学成分組成（ａｔ％） Ｎｄ：１４．４．　　Ｆ　ｅニア７、ｏ、　Ｂニア、７
．　Ｃ：０．４．　　Ｓ　ｉ：０．２　、　Ｍ　ｎ　：
０．１　、　　Ｐ　：０．０５以下、　　Ｓ：０．０５
以下。

（ＩＩ）液体急冷処理 ロール（銅）外径：２００ｍｍ 回転速度：　１５００ｒｐｍ 溶湯ノズルからの溶湯押出し圧カニ　０．３　ｋｇ／ｃ
＋ｆ！雰囲気：アルゴンガス（−１００柵Ｈｇ）（Ｉ［
［）水素詭化処理 第１図に示す水素詭化処理装置を使用。（１）は耐圧耐
熱ガラス容器等からなる水素詭化処理室、（２）はその
処理室（１）内を真空排気するためのロータリーポンプ
、（３）はアルゴンガス源、（４）は水素ガス源である
。

合金薄帯を処理室（１）内に収納し、ロータリーポンプ
（２）で真空引きしながら、Ａｒガスを送給して処理室
（１）内をＡｒガスに置換したのち、水素ガス源に切り
換えて処理室（１）内を、圧力２ｋｇ／Ｃｍｌの水素ガ
ス雰囲気（ＨｚｌｏＯ％）とする。２４時間経過後、処
理室（１）内を真空引きし、その状態を１時間保持する
。ついで再び処理室（１）内に水素ガスを導入して、２
ｋｇ／ｃｆｆｌの水素ガス雰囲気を形成し、２４時間保
持したのち、処理室（１）内を真空引きし１時間保持す
る。

（ＩＶ〕合金薄帯の機械粉砕処理 水素詭化処理した合金薄帯を、自動乳鉢による粉砕処理
（粉砕時間＝１分間）に付して供試粉末Ａを、またアト
ライターにより粉砕処理（粉砕時間：２０分）して供試
粉末Ｂを得た。

他方、比較例として、水素詭化処理を省略した点を除い
て上記と同じ条件の合金薄帯を、自動乳鉢で粉砕処理（
処理時間：１分）して供試粉末ａを、またアトライター
により粉砕処理（処理時間：３０分）して供試粉末すを
得た。

機械粉砕を自動乳鉢で行った供試粉末Ａ（発明例）と供
試粉末ａ（比較例）の粒径は約１０μｍであり、アトラ
イターを使用した供試粉末Ｂ（発明例）と供試粉末ｂ（
比較例）の粒径は約１〜５μｍである。なお、機械粉砕
が自動乳鉢またはアトライターのいずれであっても、水
素詭化処理を受けた供試粉末ＡおよびＢは、水素詭化処
理を受けなかった供試粉末ａおよびｂに比べて、粒の形
状が丸みを帯びている。

（Ｖ）磁粉末の磁気特性 各供試粉末（Ａ）（Ｂ）および（ａ）（ｂ）をパラフィ
ン溶融液中に混入し、超音波印加により均一分散させた
のち、一定の層厚に保持し、磁界中、または無磁界中で
固定させて測定試片を調製した。

それぞれについて振動型試料測定法（但し、着磁々界：
　１７．５Ｋ　Ｏｅ　）により固有保磁力（ｉＨｃ）お
よび角型比（Ｉｒ／Ｉｓ）を測定し、第１表、第２表に
示す結果を得た。

第　　１　　表　（自動乳鉢粉砕） 第　　２　　表　（アトライター粉砕）上記試験結果か
ら明らかなように、水素詭化処理を加えて粉砕して得ら
れた粉末（Ａ、　Ｂ）は、従来法のような機械粉砕処理
だけで粉砕して得られる粉末（ａ、　ｂ）に比べて、高
い固有保磁力（ｉ　Ｈｃ）を有し、かつ角型比（Ｉｒ／
Ｉｓ）もすぐれていることがわかる。また、供試粉末Ａ
およびａについて、振動型試料測定法における着磁々界
を３０ＫＯｅとして測定して得られる固有保磁力は、供
試粉末ａ（水素詭化処理なし）の場合、１０．９ＫＯｅ
であるのに対し、本発明の供試粉末Ａ（水素詭化処理）
のそれは、１１．６Ｋ　Ｏｅと、より高い保磁力を示し
た。

なお、本発明により得られる磁粉末は前記のようにすぐ
れた角型比を有することから理解されるように、その最
大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）についても、従来の磁粉
末を凌ぐ高いレベルを保証することができる。

１（炎」樹脂磁石の製造） 前記実施例において、水素詭化処理と自動乳鉢粉砕処理
を経て得られた供試粉末Ａ　（Ｎ　ｄ　＋ｓ　Ｆ　１３
？？Ｂａ）をカップリング処理したうえ、原料コンパウ
ンドの調製およびプレス成形の工程を経て樹脂磁石を製
造した。

（１）原料コンパウンドの調製 磁粉末（供試粉末Ａ）　　　　　　・・・９０重量部ア
クリル樹脂　　　　　　　　　　・・・９重量部カップ
リング剤（シラン系ｒＡ−１１００Ｊ日本ユニカー卸製
）　　　　　　　　　　・・・０．５重量部滑剤（ステ
アリン酸亜鉛）　　　・・・０．５重量部（ＩＩ）プレ
ス成形 上記原料コンパウンドを、磁場配向中、金型プレス成形
に供して樹脂磁石Ａを得た。

成形温度：２００°Ｃ 成形圧カニ　１．６　Ｔｏｎ／　ｃｆ 磁　場：５ＫＯｅ また、前記実施例で水素脆化を行わず、自動乳鉢で粉砕
して得た供試粉末ａ　（Ｎｄ＋５Ｆｅ７７Ｂｅ）を使用
する点を除いて上記参考例と同一の条件で樹脂磁石ａを
得た。

上記供試樹脂磁石Ａおよびａについて、振動型試料測定
法により固有保磁力（ｉＨｃ）および角型比（Ｉｒ／Ｉ
ｓ）を測定した結果、樹脂磁石Ａ（供試粉末Ａを使用）
は、樹脂磁石ａ　（供試粉末ａを使用）に比し、固有保
磁力は１．２倍、角型比は１．５倍の改良された磁気特
性が認められた。

〔発明の効果〕

本発明方法により製造される希土類含有永久磁石粉末は
、酸化・腐食等の汚染や粒界の損傷等が少なく、保磁力
、角型比、最大エネルギー積等の改良された磁気特性を
有し、かつ低磁場での着磁性も良好である。また異方性
化も容易である。その粉末粒径は、例えば１０〜５０μ
ｍと比較的粗であるので、発火等の危険も少なく、ハン
ドリング性の点でもすぐれている。しかも、本発明方法
は、従来のインゴット粉砕法や焼結体粉砕法等に比べて
工程が簡素であり、粉末製造コストの低減効果も得られ
る。従って、本発明方法は、モータ、アクチュエータ、
スピーカ等に使用される樹脂磁石、または焼結磁石、あ
るいは磁気記録媒体の磁気記録層等に使用される磁粉末
の製造方法として工業的に大きな価値を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は合金薄帯の水素詭化処理装置の例を示す装置系
統図である。 １：水素詭化処理室、２：真空排気ポンプ、３：アルゴ
ンガス源、４：水素ガス源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類含有永久磁石合金溶湯を液体急冷処理に付
   して合金薄帯を得、ついでその合金薄帯に水素詭化処理
   を施すことを特徴とする希土類含有永久磁石粉末の製造
   方法。