JPH04239104A - 顆粒状磁性粉末とそれを用いた異方性焼結磁石の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は異方性磁石を製造する方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、その高特性故にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
を代表とする希土類系異方性焼結磁石の需要の伸長が著
しい。また一方でＳｒ−フェライトを代表とする異方性
のフェライト磁石も、原材料が安価なことから製造量の
顕著な低下は認められない状況となっている。これらの
異方性焼結磁石の一般的な製造方法は、原料粉末の所要
量を金型内に供給し、原料粉末を磁気的に配向させるた
めの磁場を印加しながら圧縮成形して圧粉体を得、これ
を適当な条件で焼結し、場合によっては引き続き熱処理
を施すというものである。ここで成形に供される原料粉
末は、磁気的に配向させることを考慮すると、各粉末粒
子が複数の結晶から構成されないことが望ましく、数μ
ｍ　以下の粒径に粉砕する必要がある。この粉砕法とし
てはボールミルのような湿式法が多用され、原料粉末は
はそのままスラリーとして成形に供されたり、分散媒を
除去した乾燥粉末としても成形に供することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た粉末を金型内に供給する場合に問題となる項目として
、ブリッジという現象がある。これは粉末の自重のため
粉末のかさ密度が増加して塊状となり、粉末の搬送路を
閉塞してしまうものであり、特に乾燥粉末を使用する場
合に多く見られる。一方、スラリーを使用する方法は原
料粉末が大気と接触しないことから、酸化され易い希土
類の原料粉末などに最近多用されている。しかし、この
場合も、粉末の沈降などのためスラリーの濃度を一定に
保つのが容易でないという問題がある。これらの問題の
ため、前記の製造工程の中で成形工程は原料粉末の定量
供給という大きな技術的課題を内包しているが、金型へ
の原料粉末の供給量が一定とならないことは焼結体の寸
法や密度のばらつきを増加させる結果となる。特に寸法
のばらつきが大きいことは、焼結体を製品寸法とするた
めの研削代を大きくしなければならないことにつながる
ので、原料歩留低下の原因となる。この問題は殊に原材
料が高価な希土類磁石の場合に重要となる。この対策と
して一般的なものの一つに、粉砕工程で数μｍ　に微細
化された原料粉末をバインダーを用いて１ｍｍ前後の径
の顆粒として金型に供給する、いわゆる造粒法がある。 しかし、この方法もまったく問題がないというわけでは
なく、乾燥粉末をそのまま使用する方法や、スラリーを
使用する方法に比較して磁気特性が低下してしまう欠点
がある。この磁気特性低下の原因は、圧縮成形時の粉末
の磁気的な配向度の低下である。つまり、前記の顆粒に
含まれる個々の粒子、即ち結晶粒子は、その磁化容易軸
の方向がまったく無秩序となった状態でバインダーによ
り結合されていることから、磁場を印加して結晶粒を磁
気的に配向させようとすると、バインダーの結合力は夫
々の粒子が磁界に沿って向きを揃えようとするのを妨げ
るからである。従って、これを解決するには、原料の顆
粒に対して、 １）金型に供給されるまでは一定以上の機械的強度を具
備させ、 ２）圧縮成形に際しては速やかに結晶粒に崩壊する、と
いう相反する特性が要求される。そこで、本発明の技術
的課題は、上記欠点に鑑み、造粒に用いるバインダーの
組成と圧縮成形の方法を改善して、品質を安定化し、延
いては製造コストを低下させる異方性焼結磁石の製造方
法を提供することである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、異方性
焼結磁石に供され、バインダーを有する顆粒状磁性粉末
原料において、前記バインダーは、平均分子量が３．０
００以下の脂肪族もしくは芳香族の石油樹脂を５重量％
以上含むことを特徴とする顆粒状磁性粉末原料が得られ
る。また、本発明によれば、磁性粉末原料を有機化合物
のバインダーにより顆粒状とした顆粒状原料粉末を金型
内に供給し、磁場を印加しながら圧縮成形を施して得ら
れる成形体を焼結することにより、異方性焼結磁石を製
造する方法において、前記バインダーは平均分子量が３
．０００以下の脂肪族もしくは芳香族の石油樹脂を５重
量％以上含むことを特徴とする異方性焼結磁石の製造方
法が得られる。　　すなわち、本発明は、磁性粉末原料
を有機化合物のバインダーにより顆粒状としたものを金
型内に供給し、これを磁場を印加しながら圧縮成形して
得られた成形体を焼結することによって、異方性焼結磁
石を製造する工程に於いて、（１）前記バインダーは平
均分子量が３．０００以下の脂肪族もしくは芳香族の石
油樹脂を５重量％以上含み、（２）前記顆粒状原料粉末
の圧縮成形は原料粉末が供給された金型内に（１）項に
述べた石油樹脂の良溶媒を注入してから行うことを構成
要件としたものである。従来の乾燥粉末をそのまま用い
る方法及びスラリーを用いる方法と比較して、何ら遜色
のない磁気特性を具備した異方性焼結磁石が、より安定
した品質で得られることを特徴とする。前述したように
本製造法に用いる原料粉末の顆粒に要求される特性は二
律背反するものである。そこで本発明者らは成形工程で
バインダーを速やかに溶解して前記の顆粒を崩壊させれ
ば、個々の粉末粒子を十分に磁場配向させることができ
るとの観点に立ち、いわゆる石油樹脂が粘着性に優れる
こと、分子量が低いもの程、各種の有機溶媒に溶解し易
いことに着目した。なお、ここでいう石油樹脂とは、ナ
フサなどに含まれる高級不飽和炭化水素をカチオン重合
して得られる分子量２．０００以下の熱可塑性の樹脂状
の物質である。本発明に用いられる磁性粉末としては、
異方性を有するものなら特に限定されるものではなく、
希土類系であれば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ、Ｓｍ−Ｃｏなどが
、フェライト系であれば、Ｓｒ−フェライト、Ｂａ−フ
ェライトなどが使用できる。また石油樹脂以外のバイン
ダー成分としては一般的に用いられるパラフィン、高級
脂肪酸、高級アルコールなどが使用し得る。一方、本発
明に使用し得る有機溶媒としては石油樹脂の良溶媒であ
るテトラヒドロフランのような環状エーテル、ジメチル
ホルムアミドのようなアミド類、ベンゼン、トルエンの
ような芳香族化合物、トリクロルエタンなどのようなハ
ロゲン化炭化水素などが挙げられる。

【０００５】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。２５．２
重量％Ｓｍ−４９．２重量％Ｃｏ−９．２重量％Ｃｕ−
１５．０重量％Ｆｅ−１．４重量％Ｚｒなる組成のイン
ゴットを溶製し、ジョークラッシャー、ディスクミル、
ボールミル等により、平均粒径；２μｍ　まで粉砕した
。 この粉末１００重量部に対し、平均分子量；約２．１０
０の脂肪族系石油樹脂、融点；６０℃のパラフィンワッ
クス、ステアリン酸、トルエンを夫々第１表に示した比
率で秤量して加え、転動造粒法により径；約１ｍｍの顆
粒を得た。この顆粒状の原料粉末を径；φ１９ｍｍの金
型に充填深さ；２４ｍｍとなるように供給し、その直後
テトラヒドロフランを金型内に３ｃｃ注入し、３秒経過
後金型の高さ方向に１８ｋＯｅ　の磁場を印加しながら
上下方向より圧縮成形を行なった。このようにして得ら
れた成形体に焼結、熱処理を施し異方性の希土類焼結磁
石を得た。これらの焼結磁石の磁気特性、寸法及び密度
の測定値を同じく第１表に示す。この表から分かるよう
に、本実施例におけるバインダーの石油樹脂の適性含有
量は、５重量料％以上であることが明らかである。

【０００６】

【表１】

【０００７】＜比較例−１＞実施例と同様に調整した希
土類磁性材の粉砕粉末；１００重量部に対し、融点；６
０℃のパラフィンワックス；３重量部、ステアリン酸；
１重量部、トルエン；１０重量部を夫々添加して実施例
と同様の方法により径；約１ｍｍの顆粒を得た。この顆
粒状の原料粉末を用い、金型内にトルエンを注入しなか
った他は、実施例と同様にして異方性焼結磁石を得た。 この磁石の磁気特性、寸法及び密度の測定値を第２表に
示した。 ＜比較例−２＞実施例と同様に調整した希土類磁性材の
粉末をバインダーをまったく加えないで、径；φ１９ｍ
ｍの金型に充填深さ；２４ｍｍなるように供給し、金型
の高さ方向に１８ｋＯｅ　の磁場を印加しながら上下方
向より圧縮成形を行なった。この成形体に焼結、熱処理
を施し、異方性の希土類焼結磁石を得た。この焼結磁石
の磁気特性、寸法及び密度の測定値を第２表に示した。

【０００８】

【表２】

【０００９】

【発明の効果】以上に詳しく説明したように、本発明に
よれば異方性焼結磁石の寸法、密度のばらつきを低減す
ることが可能であり、延いては磁気特性を安定化し得る
ことが分かる。従って、本発明が異方性焼結磁石の製造
コスト低下に寄与するところは非常に大きく、工業上極
めて有益である。