JPH04144103A - 希土類―鉄―硼素系永久磁石合金粉末の製造方法 - 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〕 本発明は超急冷法による希土類−鉄一硼素系永久磁石合
金粉末を温間で加圧焼結及び塑性加工して得られる等方
性または異方性の希土類−鉄一硼素系水久磁石の製造方
法並びにそれに好適な永久磁石合金粉末の製造方法等に
関するものである。

〔従来の技術〕

希土類−鉄一硼素系永久磁石は高いエネルギー積を有す
ることから、コンピューターの外部磁気記憶装置等に応
用されている。水系磁石の製造方法としては粉末冶金法
が一般的であるが、新しい製造方法として超急冷法によ
る希土類−鉄一硼素磁石が盛んに研究開発されている。

超急冷法による水系磁石は溶湯急冷して得られる磁粉を
温間で加圧焼結することにより最大エネルギー積が１２
〜１４ＭＧＯｅの等方性磁石が得られる。更にこの等方
性磁石を温間で塑性加工することにより２５〜３５８Ｇ
Ｏｅの最大エネルギー積を有する異方性磁石を得ること
が可能である。この超急冷異方性希土類−鉄一硼素磁石
の磁気特性を改善する方法として２価のアルコール等の
有機系潤滑剤を内部添加することにより磁気特性を３６
〜４０ＭＧＯｅに改善することが本発明者等によって提
案されている（特開平２−９４６０４）。

この超急冷磁石を工業的に安価に製造するためには温間
での加圧焼結および塑性加工に要する時間をできるだけ
短くしてサイクルタイムを向上させることが必要であり
、そのためには温間加工に供せられる磁粉あるいは予備
成形体を予め温間加工温度近傍の温度において予備加熱
する必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

この予備加熱された成形体を効率良く温間加圧焼結に供
するためには、加熱された予備成形体を温間加工用ダイ
ス中に搬送する必要がある。

一方、水系磁石合金の磁気変態点は組成により異なるも
のの４５０℃以下であり加熱された成形体はマグネティ
ック吸着等の手段を用いて搬送することは事実上不可能
であり、搬送手段としては機械的な把持または機械的に
スライドさせる方法に限定される。

しかしながら、冷間成形体の強度は通常５　ｋｇ／扇以
下であり、機械的な把持に耐える強度を有していない。

本発明者等による有機系内部潤滑剤を添加した場合にも
基本的には予備成形体強度を改善する効果は有していな
い。また従来使用されているエチレングリコール、ジエ
チレン′グリコール等の潤滑剤は、その沸点がいずれも
３００’Ｃ以ドと低いため、３００℃以上の温度で予備
加熱した場合、′Ｆ備加熱中に飛散してしまい、温間加
工時の潤滑剤としての効果を期待できないという欠点も
有する。

予備加熱中の内部潤滑剤の飛散をある程度防止する方法
として、例えば平均分子量が２００〜２００００程度の
ポリエチレングリコールやポリプロピレングリコールを
内部潤滑剤として使用することにより、飛散量を低減す
ることが可能である。しかしながら、この手法を用いる
ことによっても予備成形体の強度を改善することはでき
ないため予備加熱した成形体を搬送できないという点に
おいては、何等抜本的な改善には到らない。

本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し高エネルギー
積の超急冷温間加工磁石を工業的に提供することを目的
としている。

〔間厘点を解決するためのｆ段〕

本発明は温間加工前の予備成形体に使用する磁性粉末の
表面を０．２〜０．５重量パーセントの熱硬化性樹脂に
より、表面処理することを特徴とする。

すなわち、本発明は希土類〜鉄−硼素系合金を溶湯急冷
し、得られた微細な結晶質あるいは微細な結晶質と非晶
質の混合物からなる薄片を粉砕し得られた磁性粉末に熱
硬化性樹脂を０．０２〜０．５重量％添加混合し、磁性
粉末粒子表面を熱硬化性樹脂により被覆することを特徴
とする希土類−鉄一硼素系永久磁石合金粉末の製造方法
である。

本発明は、前記の磁性粉末を室温から２００℃以下の温
度で冷開成形し温間加工の予備成形体とすることを特徴
とする希土類−鉄一硼素系永久磁石合金粉末の製造方法
でもある。

更に、予備成形体を１００〜３００℃で硬化処理するこ
とを特徴とする希土類−鉄一硼素系永久磁石合金の製造
方法でもある。

また、予備成形体を４００〜６５０℃で予備加熱するこ
とを特徴とする希土類−鉄一硼素系永久磁石の製進方法
である。

また、前記の予備加熱された成形体を引続き６００〜７
００℃で加圧焼結することを特徴とする希土類鉄−硼素
系永久磁石の製造方法である。

前記の加圧焼結された焼結体を据込み加工し磁気異方性
永久磁石とすることを特徴とする希土類−鉄一硼素系水
久磁石の製造方法である。

使用する熱硬化性樹脂としては、フェノール系、ユリア
系、メラミン系、不飽和ポリエステル、エポキシ系、ケ
イ素系の１種であり、液状または粉末状のいずれでも良
いが特に低分子量の液状樹脂が均一飛散の点で優れてい
る。磁粉中への樹脂の均一分散を促進するためにはアル
コールやアセトン等に溶解し混合することは極めて有効
な手段である。混合にはＶ型混合機、ヘンシェルミキサ
、スピードミキサー等が使用できる。表面処理された磁
粉は、３〜５トン／ｃｍ２の圧力下で連続的に冷間成形
され温間加工用予後成形体とされる。

この冷開成形は通常室温にて行われるが、２００℃以五
で加熱成形することにより硬化時間を短縮することが可
能である。冷間成形した予備成形体は１００〜３００℃
で１乃至２時間硬化処理を行う。硬化処理した予備成形
体の強度は、通常、３００〜４００ｋｇ／ａｌｌであり
、機械的搬送に耐える十分な強度を有している。この予
備成形体は、４００〜６５０℃で予備加熱される。予備
加熱に要する時間はワーク形状により異なるが複数個の
ワークを同時に予備加熱することにより１個当りの予備
加熱時間は、ワーク形状にほとんど依存しない。

予備加熱温度は、サイクルタイムの短縮という観点から
は、温間加工温度にできるだけ近い温度において予備加
熱することが望ましい。しかし予備加熱温度が高過ぎる
場合には、加熱中に結晶粒が粗大化し磁気特性、特に保
磁力の低下と加工性の劣化が避けられない。逆に予備加
熱温度が４００℃以下では、予備加熱によるサイクルタ
イムの短縮効果が十分に得られない。最適な予備加熱温
度は、組成およびワーク形状により異なるものの結晶化
温度の±５０°の範囲が最適である。従って予備加熱温
度は４００℃以上６５０℃以丁とした。熱硬化性樹脂を
用いて硬化処理し架橋した予備成形体は、真空中あるい
はＡｒ等の不活性雰囲気中で加熱した場合、６５０℃以
ドては炭化あるいは酸化による強度の低下はほとんどみ
られず、６００℃においてもｌｏｏｋｇ／ａｎｔ以上の
成形体強度を有している。予備加熱した成形体を６５０
〜７００°Ｃの温度で加圧焼結することにより従来より
保磁力の高い等方性の磁石が、工業的に製造可能である
。また加圧焼結により得られた等方性磁石を引続きオー
ブンダイ中で据込み加工を行うことにより、最大エネル
ギー積で４０ＭＧＯｅ以上の高い磁気特性が得られる。

また、このように熱硬化性樹脂を使用して温間加工され
た異方性永久磁石は、内部潤滑剤として作用するＣ成分
が温間加工時に均一、安定に存在しているため従来材と
比較して、磁気特性に均質化が得られるという長所も有
する。特に、加速器やリニアモーターカー等に使用され
る、大型の磁石を製造する場合に本発明は有効である。

以下実施例により本発明の詳細な説明する。

〔実施例〕

（実施例１） Ｎｄ１３．８ＦｅｂａｌＣｏ２．５Ｂ６なる、超急冷薄
片を５００μｍ以下に粉砕しレゾール系フェノール樹脂
を０，０１〜０．７パーセント磁粉に対し滴下混合した
。滴下混合した磁粉をヘンシェルミキサーにより約２０
秒間混合し磁粉表面にフェノール樹脂を被覆した。

二の磁粉をメカニカルプレスにより約２トン／ｃｍ２の
圧力で冷間成形しφ１０　Ｘ　ｔｌｏｍｍの成形体を作
製し、アルゴン雰囲気中、１８０℃で１時間硬化処理し
た。

硬化処理した成形体の室温および５５０℃での圧壊強度
をオートグラフにより測定した。比較例として、同じ磁
粉な２トン／Ｃの２で冷間成形した成形体、およびエチ
レングリコールを０．５重量パーセント添加した成形体
の強度を測定した。結果を表１に示す。比較例２はエチ
レングリコール添加の場合である。

（以下、余白） 表 フェノール 圧壊強度（室温） 圧壊強度（５５０℃） ０．０２ ０．７０　　　　　４００　　　　　　　　３２０比較
例１　　　４．５　　　　　　４．５比較例２　　　３
．８　　　　　　１．５（実施例２） 実施例１と同様の方法で作製した予備成形体を５５０℃
で１０分間真空中で予備加熱し、加熱した成形体を引続
きホットプレス中へ移送し、５００ｋｇ／−の圧力で６
５０℃で圧密化処理した。圧密化後の試料の密度および
磁気特性を測定した。結果を表２に示す。

表２ フェノール ｒ Ｈｃ （ＢＨ）ｍ 密度 （実施例３） 熱硬化性樹脂としてビスフェノールＡ型樹脂を０．０１
〜０．７０％の範囲で実施例１と同様に混合した混合後
の磁粉に更に硬化剤としてジエチレントリアミンを樹脂
に対して２０パ一セント添加混合した。添加混合した磁
粉を実施例１と同様に成形した後、１２０℃で２時間硬
化処理した。この予備成形体の室温および５５０℃での
嫉壊強度を表３に示す。

表３ エポキシ　圧壊強度（室温）圧壊強度（５５０℃）添加
量（％）　　　（ｋｇ／ｃｍ２）　　　　　（ｋｇ／ｃ
ｍ２）０．０１　　　　　　１２０　　　　　　　６０
０．０２　　　　’　　　　２４０　　　　　　１８０
０．０５　　　　　　３６０　　　　　　２８００．５
０　　　　　　３８０　　　　　　３２００．７０　　
　　　　４００　　　　　　３４０（実施例４） 実施例３と同様の方法で作製した予備成形体を５５０℃
真空中で５分間予備加熱後、引続きホットプレス中に搬
送し、６５０℃で加圧焼結した後、更に連続的にオーブ
ンダイ中に移送し、７２０℃で据込み加工により異方性
磁石を作製した（据込み加工での加工率は高さの減少率
で７２％であった）。

据込み加工後の磁石の磁気特性を３５ｋＯｅの磁場でパ
ルス着磁後、振動試料型磁気磁力計により、磁気測定を
行った。結果を表４に示す。

表４ ０．０１　　　１１８００　　１５５００　　　３１．
５　　　７．６２０．０２　　　１２４００　　１５３
００　　　３６．０　　　７．６３０．０５　　　１２
８００　　１５１００　　　３８．５　　　７．６３０
．５０　　　１３０００　　１４６００　　　４０．５
　　　７．６００．７０　　　１１２００　　　９８０
０　　　２７．０　　　７．１５（実施例５） 実施例３と同様にエポキシ系樹脂を０．２％添加し作製
した予備成形体を、予備加熱温度を３５０℃。

４５０℃、５５０℃、６５０’Ｃ，７００℃と変えて、
５分間予備加熱後、７００℃に加熱したホットプレス中
のダイスに移送し、０．５ｋｇ／ａ＋ｔの圧力下で圧密
体を作製した。移送した試料が、密度７．６ｇ／ｃｃに
達するまでの時間と、圧密化後の磁石の保磁ツノを測定
した。

結果を表５に示す。

表５ 予備加熱温度 サイクルタイム 保磁力（Ｏｅ） ３５０°Ｃ ２８８永ケ ２］０５０ 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来不可能であった予備成形体の予備
加熱が可能となりサイクルタイムの大幅な短縮が可能と
なり、高性能の超急冷希土類−鉄一硼素磁石を効率良く
工業的に生産することが可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）希土類−鉄−硼素系合金を溶湯急冷し、得られた微
   細な結晶質あるいは微細な結晶質と非晶質の混合物から
   なる薄片を粉砕し、得られた磁性粉末に熱硬化性樹脂を
   ０．０２〜０．５重量％添加混合し、磁性粉末粒子表面
   を熱硬化性樹脂により被覆することを特徴とする希土類
   −鉄−硼素系永久磁石合金粉末の製造方法。 ２）熱硬化性樹脂が、フェノール、ユリア、メラミン、
   不飽和ポリエステル、エポキシ、ケイ素樹脂の内の１種
   以上であることを特徴とする請求項１記載の希土類−鉄
   −硼素系永久磁石合金粉末の製造方法。 ３）請求項１記載の磁性粉末を室温から２００℃以下の
   温度で冷間成形し温間加工の予備成形体とすることを特
   徴とする希土類−鉄−硼素系永久磁石合金粉末の製造方
   法。 ４）予備成形体を１００〜３００℃で硬化処理すること
   を特徴とする請求項３記載の希土類−鉄−硼素系永久磁
   石合金の製造方法 ５）予備成形体を４００〜６５０℃で予備加熱すること
   を特徴とする請求項３記載の希土類−鉄−硼素系永久磁
   石の製造方法。 ６）請求項５記載の予備加熱された成形体を引続き６０
   ０〜７００℃で加圧焼結することを特徴とする希土類−
   鉄−硼素系永久磁石の製造方法。 ７）請求項６記載の加圧焼結された焼結体を据込み加工
   し磁気異方性永久磁石とすることを特徴とする希土類−
   鉄−硼素系永久磁石の製造方法。 ８）請求項４記載の予備成形体において、その室温での
   圧壊強度が２００ｋｇ／ｃｍ＾２以上であることを特徴
   とする希土類−鉄−硼素系永久磁石の製造方法。