JPH05195025A - 希土類金属を含む合金粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本発明は、希土類金属Ｒと、Mn, Fe, Co, Ni
及びCuから選ばれる少なくとも１種の金属Ｔと、Ti,
Ｖ, Cr, Zr, Mo, Nb, Ta及びＷから選ばれる少なくとも
１種の金属Ｍとを含有する合金粉末の製造方法におい
て、前記希土類金属Ｒの酸化物粉末と、前記金属Ｔ及び
Ｍを構成元素として含有する合金粉末と、アルカリ金
属、アルカリ土類金属及びこれらの水素化物から選ばれ
る少なくとも１種の還元剤との混合物を、不活性ガス雰
囲気中または真空下で加熱した後、得られた反応生成混
合物を湿式処理することを特徴とする。 【効果】 高融点金属Ｍを、希土類金属含有合金に均一
に合金化することは、これまでの直接還元拡散法では困
難であったが、本発明の直接還元拡散法では可能となっ
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、希土類金属を含む合金
粉末の製造方法に関するものであり、より詳細には、直
接還元拡散法により、高融点金属が均一に分散された希
土類金属含有合金粉末を製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】希土類金属を主要成分とする合金（金属
間化合物を含む）は、永久磁石材料、水素吸蔵合金材
料、光磁気記録材料、磁歪材料、磁気冷凍作業物質、磁
気センサなどとして広く使用されている。このような希
土類金属含有合金の製造方法としては、溶解粉砕法が知
られている。この方法は、合金構成元素である希土類金
属及びその他の金属を、あるいはこれら金属を含有する
母合金を、目的とする合金の組成に応じて調合し、高周
波溶解炉などで溶融後鋳造して目的合金の金属鋳塊を製
造し、この金属鋳塊を粉砕して目的とする合金を得る方
法である。

【０００３】然しながら、この溶解粉砕法は粉砕工程を
必要とするという点で不利である。即ち、希土類金属は
酸化に対して高活性であるため、粉砕工程で酸化が進行
し、得られる合金の品質が低下するという不都合を生じ
る。また、この方法は、高価な希土類金属を使用する点
で経済的にも不利であり、さらに溶解鋳造時において偏
析を生じ易い等の欠点もある。

【０００４】かかる溶解粉砕法の欠点を解決したものと
して、直接還元拡散法と称される合金粉末の製造方法が
提案されており、希土類金属−コバルト磁石粉末や希土
類金属−鉄−ホウ素磁石粉末の製造について実用化され
ている。この方法は、還元剤として金属カルシウムを使
用して希土類金属−コバルト磁石粉末を製造する場合を
例にとって説明すると、まず、希土類酸化物粉末と金属
状コバルト粉末との混合粉末に金属カルシウムを添加
し、不活性ガス雰囲気もしくは真空下に加熱することに
よって、希土類酸化物を金属に還元し、同時に生成希土
類金属をもう一つの合金成分であるコバルト粒子中に拡
散せしめて組成が均一な合金粉末を得るものである。こ
の場合、還元拡散によって得られる反応生成物は、副生
物である酸化カルシウム(CaO) 及び未反応の過剰金属カ
ルシウムが生成合金粉末に含まれているものであり、こ
れらが複合した焼結状態にある。従って、この反応生成
物を冷却後水中に投入することにより、CaO 及び金属カ
ルシウムをCa(OH)₂ 懸濁物として合金粉末から分離す
る。尚、反応生成物を水中に投入した際には、金属カル
シウムの水による酸化と水素ガスの発生及びCaO の水和
反応が複合して焼結塊状の反応生成物の崩壊、即ち微粉
化が進行する。次いで得られた粉末を酢酸あるいは塩酸
で洗浄して残留するCa(OH)₂ の除去が行われる。かくし
て目的とする合金粉末が得られる。この方法において
は、還元拡散反応に供する原料混合物中に、塩化カルシ
ウム (CaCl₂ ) 等のフラックス成分を添加しておくこと
により、反応生成物の前記崩壊性を向上させることがで
き、且つ合金粉末中の酸素含量やカルシウム含量を低下
させることができる。

【０００５】このように、直接還元拡散法による希土類
金属含有合金粉末を製造する方法においては、目的とす
る合金は粉末状態で得られるため、粉砕工程を省略でき
るという利点を有している。また、希土類原料として化
学的に安定で且つ安価な酸化物を使用することができ、
さらに得られる合金粉末は個々の粒子が均一で偏析の問
題がなく、組成コントロールが容易であるという利点も
有している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一般的な希
土類金属含有合金の組成は、主要構成元素としてMn, F
e, Co, Ni及びCuから選ばれる少なくとも１種の金属Ｔ
と、希土類金属Ｒとを含み、これら構成元素以外に種々
の元素が、合金の特性改善等のために組み込まれてい
る。而るに、上記の直接還元拡散法により希土類金属含
有合金粉末を製造する方法においては、一般に、Ti,
Ｖ, Cr, Zr, Mo, Nb, Ta及びＷから選ばれる少なくとも
１種の金属Ｍを合金成分として使用すると、均一な組織
の合金粉末を得ることが困難となるという問題がある。
即ち、これらの金属Ｍは、酸化物、単体の金属粉、ある
いは他の金属との合金粉の形で希土類酸化物との還元拡
散反応に供せられるが、例えば酸化物の形で使用される
と、かかる金属Ｍの合金中への拡散性が悪く、このた
め、金属Ｍ単独での金属粉末が形成されてしまう傾向あ
る。また、単体の金属粉あるいは他の金属との合金粉の
形で使用すると、その大部分について拡散反応による合
金化が進行せず、これらは原料のままの状態で存在して
いるにすぎないものとなってしまう。即ち、一見すると
目的組成の合金粉末が得られているようであるが、正確
には、金属Ｍの粉末あるいはＭの母合金粉末と、含希土
類金属合金粉末との混合粉末が得られているに過ぎず、
溶解法で得られる合金粉末とは基本的に組織が異なって
いるものしか得られない。従って、直接還元拡散法で
は、溶解粉砕法と比較して、添加元素の種類が非常に限
定されたものとなっている。

【０００７】さらに、上記の金属Ｍは何れも高融点金属
であるため、溶解粉砕法による製造方法では、溶解鋳造
時にこれら添加金属元素成分Ｍが大きく偏析することが
避けられず、合金粒子内に固溶限以下の濃度でこれら金
属Ｍを均一に存在させたり、あるいは合金粒子内の結晶
粒界に微細に析出させたりすることが困難である。即
ち、溶解粉砕法により、これら金属Ｍを含有する含希土
類金属合金を製造すると、金属Ｍの一応の添加効果は発
現するものの、偏析分は実質的にはロス分に相当し、効
率が著しく低い。

【０００８】従って本発明の目的は、上述した問題を解
決し、特にTi, Ｖ, Cr, Zr, Mo, Nb, Ta及びＷから選ば
れる少なくとも１種の金属Ｍを合金成分として含有する
希土類金属含有合金粉末を、直接還元拡散法によって製
造するにあたって、個々の粉末粒子に合金成分の偏析等
を生じることなく、均一な組織が形成されるように製造
することが可能な方法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、少なく
とも１種の希土類金属Ｒと、Mn, Fe, Co, Ni及びCuから
選ばれる少なくとも１種の金属Ｔと、Ti, Ｖ, Cr, Zr,
Mo, Nb, Ta及びＷから選ばれる少なくとも１種の金属Ｍ
とを含有する合金粉末の製造方法において、前記希土類
金属Ｒの酸化物粉末と、前記金属Ｔ及びＭを構成元素と
して含有する合金粉末と、アルカリ金属、アルカリ土類
金属及びこれらの水素化物から選ばれる少なくとも１種
の還元剤との混合物を、不活性ガス雰囲気中または真空
下で加熱した後、得られた反応生成混合物を湿式処理す
ることを特徴とする希土類金属を含む合金粉末の製造方
法が提供される。

【００１０】

【作用】即ち、本発明は、高融点金属Ｍ成分を金属Ｔと
の合金の形で還元拡散反応に供することにより、Ｍ−Ｔ
系合金中に希土類金属Ｒが有効に拡散し、この結果とし
て、高融点金属Ｍ成分が均一に固溶しあるいはその一部
が微細に析出した均一な組織を有する含希土類金属合金
粉末を得ることに成功したものである。

【００１１】希土類金属原料 本発明において、希土類金属Ｒ成分の原料としては、例
えばGd, Tb, Ho, Er,Tm, Yb, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu,
Lu, Pm, Ｙ, Sc等の希土類金属の酸化物が１種単独ま
たは２種以上を組み合わせて使用される。また、用いる
希土類金属酸化物の粒度は特に限定されないが、平均粒
度（フィッシャー・サブシーブ・サイザー法
（Ｆ_SSS ）、以下同じ）が１〜50μm の粉末として使用
することが望ましい。一般に、Ｆ_SSS が50μm よりも大
であると、後述する他の金属成分原料の合金粉末との混
合性が悪くなり、均一な組成の合金粉末を得ることが困
難となるおそれがある。

【００１２】他の金属成分原料 本発明において、製造目的とする合金の構成元素として
は、前記希土類金属Ｒ以外に、該Ｒとともに主要合金成
分となる前記金属Ｔの少なくとも１種、及び合金の特性
改良等の目的で添加配合される前記高融点金属Ｍの少な
くとも１種がある。本発明方法においては、これら金属
Ｔ及びＭの成分原料として、Ｔ及びＭを構成元素として
含有している合金粉末が使用される。この原料合金粉末
は、粒度（タイラー基準）が 100メッシュ以下であるこ
とが好ましい。粒度が 100メッシュよりも大であると、
還元拡散反応に際して、希土類金属の拡散の進行が不十
分となるおそれがある。また、本発明において、微細な
合金粉末を製造する場合には、目標とする粒度の１／２
以下の平均粒度を有する原料合金粉末を使用することが
好適である。

【００１３】また、本発明において使用される上記原料
合金粉末は、組織が均一であることが好適である。ここ
で、組織が均一であるとは、どの粒子においても構成元
素であるＴとＭとが均一に固溶した状態にあること、あ
るいは、どの粒子内においてもＭが微細に分散析出した
状態にあることを意味する。例えば、ＴとＭとが均一に
固溶した状態にある合金粉末は、鋳塊に大きな偏析を生
じなければ、溶解鋳造法によって得ることができるが、
Ｍは高融点金属であるため、固溶限以下のＭ濃度であっ
ても溶解鋳造時に偏析を生じることがある。従って、こ
のような合金粉末は、合金溶湯をアトマイズすることに
よって好適に得ることができる。尚、アトマイズとして
は、水アトマイズ、ガスアトマイズ等を挙げることがで
きる。また、Ｍが微細に分散析出している合金粉末は、
溶解鋳造時のＭの偏析が目標粒度で十分小さければ、Ｍ
濃度を固溶限以上とすることによって、鋳塊粉砕法によ
って製造することができる。しかし、大部分の合金系で
は、Ｍ濃度が固溶限以上の場合、溶解鋳造時に目標粒度
でＭの無視できない偏析を生じる。従って、Ｍが微細に
分散析出している合金粉末も、前述したアトマイズ法に
よって好適に製造することができる。また、かかる合金
粉末は、合金溶湯を水冷銅ロール等に吹きつけて急冷し
非晶質組織を形成する液体急冷法によっても製造するこ
とができる。

【００１４】本発明方法においては、上述した原料合金
粉末は、目的とする合金の組成に応じた量割合で使用さ
れ、且つ目的とする合金の組織に応じて選択使用され
る。例えば、Ｍが均一に固溶した合金粉末を製造する場
合には、目的とするＲ−Ｔ合金（金属間化合物）におけ
るＭが均一に固溶しているＴ−Ｍ合金粉末が、希土類金
属酸化物粉末とともに使用される。また、目的とする合
金におけるＭのの一部が微細に析出しているＴ−Ｍ合金
粉末を使用した場合には、Ｍが均一に固溶しているＲ−
Ｔ合金（金属間化合物）相を有しており、且つ固溶限を
超えるＭが各粒子内に微細に析出した合金粉末を得るこ
とができる。

【００１５】還元剤 本発明においては、還元剤として、アルカリ金属、アル
カリ土類金属及びこれらの水素化物から選ばれる少なく
とも１種、例えばLi, Na, Ｋ, Ca, Mg等、及びこれらの
水素化物が、それぞれ単独または２種以上の組合せで使
用される。これら還元剤は、粒状または粉末状の形で使
用されるが、取扱上の安全性及びコストの点から、粒度
４メッシュ以下の金属カルシウムが最も好適に使用され
る。一般にこれら還元剤は、反応当量（希土類酸化物を
還元するのに必要な化学量論量）の 1.1〜2.0 倍量の割
合で使用される。

【００１６】本発明方法においては、上述した還元剤と
ともに、例えばアルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属
塩化物を必要に応じて使用することができる。これら
は、フラックスとして作用するものであり、還元拡散反
応によって得られる反応生成物中の合金粉末の融着・粗
粒化を抑制し、湿式工程における崩壊性を向上させるた
めに使用されるものである。具体的には、Li, Na, Ｋ,
Mg等の塩化物が好適であり、特に水和物を含んでいない
無水のものが好ましい。最も好適には、加熱した際に揮
発性を殆ど示さず、且つコストの面でも有利な無水塩化
カルシウムが使用される。これらアルカリ金属塩化物あ
るいはアルカリ土類金属塩化物の使用量は、希土類酸化
物に対して１重量％以上とすることが好ましく、特に微
細な合金粉末を製造する場合には、３〜20重量％の範囲
とすることが望ましい。

【００１７】還元拡散反応 本発明方法によれば、上述した各原料成分の混合物を、
アルゴン等の不活性ガス雰囲気中あるいは真空下で加熱
することにより、還元拡散反応を行う。即ち、希土類金
属酸化物の還元と、その拡散が行われる。この反応を真
空下で行う場合には、真空度を10^-2トール以下とするこ
とが好適である。また、加熱温度は、原料として用いる
希土類金属酸化物の種類等によっても異なるが、一般的
には、 900〜1300℃、特に 950〜1100℃の範囲が好まし
い。加熱時間は特に制約されず、均一な組成の合金粉末
得るのに必要な時間加熱を行えばよい。

【００１８】湿式処理 還元拡散反応終了後、得られた反応生成物は湿式処理に
付せられる。この湿式処理は、反応生成物を水中に投入
することにより行われるものである。即ち、還元剤とし
て金属カルシウム及びフラックスとして無水塩化カルシ
ウムを使用した場合を例にとって説明すると、反応生成
物中には、生成した合金粒子と、未反応の金属カルシウ
ム，塩化カルシウム及び副生した酸化カルシウムとが含
まれている。従って、反応生成物を水中に投入すること
により、カルシウムと水との反応による水素発生、及び
易溶性の塩化カルシウムの作用により、反応生成物は一
挙に崩壊してスラリーとなる。このスラリー上部は、水
酸化カルシウムを主体とした懸濁液であるので、デカン
テーション・注水・デカンテーションを繰り返すことに
より、その大部分を除去することができる。この湿式処
理の後は、通常、希酸による洗浄が行われ、微量に残存
した水酸化物の除去及び合金粉末表面に形成された酸化
物の除去が行われ、次いで必要によりアルコール等の有
機溶媒での洗浄が行われた後、真空乾燥され、最終製品
とされる。

【００１９】かくして得られる希土類金属含有合金粉末
は、Ｒ−Ｔ系合金（金属間化合物）に高融点金属Ｍが均
一に合金化した組成を有する。この金属Ｍは、合金組織
中に固溶した形で、あるいは一部が微細に析出した形で
存在しており、得られる合金粒子の間でのばらつきが有
効に抑制されており、極めて均一に存在している。

【００２０】

【実施例】以下の実施例等において、「％」は、特記し
ない限り、「重量％」を意味する物とする。実施例１ 純度が99.9％以上のDy₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.0μm ） 313.2ｇ 5.1％Mo濃度のFe−Mo水アトマイズ合金粉（粒度 200メッシュ以下） 202.9ｇ 純度99％の金属カルシウム（粒度 ４メッシュ以下） 151.1ｇ 無水塩化カルシウム （粒度 100メッシュ以下） 31.3ｇ を十分に混合し、混合物をステンレススチール製の反応
容器に入れた。尚、上記で用いたFe−Moアトマイズ合金
粉は、ＥＰＭＡによりその合金粉末断面を観察したとこ
ろ、すべての粒子について、Moが均一に固溶しているも
のであった。次いで、上記混合物を、反応容器中におい
て、高純度アルゴンガス気流中で約70分かけて1050℃ま
で昇温し、その温度で４時間保持し、その後室温まで冷
却した。反応生成物を反応容器から取り出し、直径１cm
大の塊状に粗砕した後に12リットルの純水中に投入し、
約90分間攪拌して水中崩壊し、スラリー状にした。生じ
たスラリーから、Ca(OH)₂ を主成分とする上層部の白色
懸濁物をデカンテーションにより分離し、さらに注水
し、スラリーを５分間攪拌し、再びデカンテーションを
行った。この注水・攪拌・デカンテーションを繰り返
し、残存するCa成分を十分に除去した後、ろ過して得ら
れた合金粉末をエタノールで洗浄し、次いで40℃、１×
10^-2トールで８時間の真空乾燥を行ない、 457.3ｇの合
金粉末を得た。

【００２１】この合金粉末の組成は、Dy：54.2％, Mo：
2.2％, 残部がFeであり、Dy及びMoの実収率は、それぞ
れ90.1％, 97.2％であった。また、不可避不純物成分の
含有量は、Ca：0.08％, Ｏ：0.13％, Ｃ： 0.029％であ
った。さらに、この合金粉末のＦ_SSS は24.1μm であっ
た。また、ＥＰＭＡにより、合金粉末の組織観察を行っ
たところ、全ての合金粒子が、約１％Mo濃度のDy−Fe−
Mo合金組織をマトリックスとし、マトリックスの結晶粒
界に10μm 以下の高濃度Mo相が微細に析出しており、十
分に合金化がなされていた。尚、この組成のDy−Fe合金
のMo固溶限濃度は約１％と思われる。

【００２２】実施例２ 純度が99.9％以上のDy₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.0μm ） 469.2ｇ 1.2％Mo濃度のFe−Mo水アトマイズ合金粉（粒度 200メッシュ以下） 303.4ｇ 純度99％の金属カルシウム（粒度 ４メッシュ以下） 225.8ｇ 無水塩化カルシウム （粒度 100メッシュ以下） 47.0ｇ を十分に混合し、混合物をステンレススチール製の反応
容器に入れ、以下、実施例１と同様にして、 685.1ｇの
合金粉末を得た。この合金粉末の組成は、Dy：55.2％,
Mo：0.52％, 残部がFeであり、Dy及びMoの実収率は、そ
れぞれ92.6％, 97.8％であった。また、不可避不純物成
分の含有量は、Ca：0.09％, Ｏ：0.12％, Ｃ： 0.024％
であった。さらに、この合金粉末のＦ_SSS は26.7μm で
あった。また、ＥＰＭＡにより、合金粉末の組織観察を
行ったところ、殆どの合金粒子が、約 0.5％Mo濃度のDy
−Fe−Mo合金組織のみから成り、十分に合金化がなされ
ていた。即ち、実施例１で予想される、Dy−Fe合金のMo
固溶限濃度以下になるようなMo濃度のFe−Mo合金を使用
することにより、Moの粒界析出が極めて少ない合金粉末
が得られる。

【００２３】比較例１ 純度が99.9％以上のDy₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.0μm ） 313.2ｇ 純度が99％以上のMoＯ₂ （粒度 325メッシュ以下） 18.9ｇ 純度が99％以上のFe粉 （粒度 200メッシュ以下） 192.6ｇ 純度99％の金属カルシウム （粒度 ４メッシュ以下） 175.9ｇ 無水塩化カルシウム （粒度 100メッシュ以下） 34.0ｇ を十分に混合し、混合物をステンレススチール製の反応
容器に入れ、以下、実施例１と同様にして、 392.1ｇの
合金粉末を得た。この合金粉末の組成は、Dy：55.1％,
Mo： 1.8％, 残部がFeであり、Dy及びMoの実収率は、そ
れぞれ80.3％, 49.9％であった。また、不可避不純物成
分の含有量は、Ca：0.14％, Ｏ：0.22％, Ｃ： 0.035％
であった。さらに、この合金粉末のＦ_SSS は28.5μm で
あった。実施例１と比較すると、Dy及びMoの実収率が極
めて低く、また、不可避不純物成分の含有量も高く、合
金粉末として不満足なものであることが理解される。ま
た、ＥＰＭＡにより、合金粉末の組織観察を行ったとこ
ろ、大部分の粒子がMoを含有していないDy−Fe合金粒子
であり、Moは数μm の粒子が凝集した数十μm の二次粒
子を形成していた。即ち、Dy−Fe−Moの合金化はなされ
ていないことが了解される。

【００２４】実施例３ 純度が99.9％以上のNd₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.3μm ） 522.9ｇ 3.2％Ｖ濃度のFe−Ｖアトマイズ合金粉（粒度 200メッシュ以下） 984.4ｇ 19.1％Ｂ濃度のFe−Ｂ合金粉末（粒度 200メッシュ以下） 102.8ｇ 純度99％の金属カルシウム（粒度 ４メッシュ以下） 288.9ｇ 無水塩化カルシウム （粒度 100メッシュ以下） 54.0ｇ を十分に混合し、混合物をステンレススチール製の反応
容器に入れた。尚、上記Fe−Ｖアトマイズ合金粉は、Ｅ
ＰＭＡによりその合金粉末断面を観察したところ、すべ
ての粒子が、Ｖが均一に固溶したマトリックスと、マト
リックスの結晶粒界に10μm 以下の高Ｖ相が微細に析出
した組織とから成っていた。次いで、上記混合物を、反
応容器中において、高純度アルゴンガス気流中で約60分
かけて1020℃まで昇温し、その温度で５時間保持し、そ
の後室温まで冷却した。反応生成物を反応容器から取り
出し、直径１cm大の塊状に粗砕した後に20リットルの純
水中に投入し、約90分間攪拌して水中崩壊し、スラリー
状にした。以下、実施例１と同様にして、1455ｇの合金
粉末を得た。

【００２５】この合金粉末の組成は、Nd：28.2％, Ｖ：
2.1％, Ｂ： 1.1％, 残部がFeであり、Nd, Ｖ及びＢの
実収率は、それぞれ91.2％, 97.0％, 81.5％であった。
また、不可避不純物成分の含有量は、Ca：0.18％, Ｏ：
0.23％, Ｃ： 0.036％であった。さらに、この合金粉末
のＦ_SSS は21.2μm であった。また、ＥＰＭＡにより、
合金粉末の組織観察を行ったところ、全ての合金粒子
が、約 1.8％Ｖ濃度のNd−Fe−Ｂ−Ｖ合金組織をマトリ
ックスとし、マトリックスの結晶粒界にNd95％程度のNd
リッチ相が存在し、その内部及びNd−Fe−Ｂ−Ｖマトリ
ックスとの境界部に１〜５μm の高Ｖ濃度相が微細に析
出しており、十分に合金化がなされていた。また、この
組成のNd−Fe−Ｂ合金のＶ固溶限濃度は約２％と思われ
る。

【００２６】比較例２ 63.3％Nd濃度のNd−Fe合金 663.5ｇ 54.2％Ｖ濃度のＶ−Fe合金粉 58.1ｇ 19.1％Ｂ濃度のFe−Ｂ合金粉末（粒度 200メッシュ以下） 102.8ｇ 純度99.5％の純Fe 690.8ｇ を、アルゴン雰囲気下で高周波溶解し鋳型に鋳込み合金
鋳塊を得た。得られた合金鋳塊の一部の内部組織をＥＰ
ＭＡにより観察したところ、Nd−Fe−Ｂ相をマトリック
スとし、マトリックス内には溶解鋳造時に晶出したと思
われるFe初晶が存在しており、また、全体にわたって数
十μm の層状に約90〜95％Nd濃度の高Nd相が存在し、そ
の内部及びマトリックスとの境界に十数μm から数十μ
m の高Ｖ濃度相が存在していた。尚、Nd−Fe−Ｂマトリ
ックス中のＶ濃度は約0.4％であった。また、上記合金
鋳塊をディスクミルにより粉砕し、Ｆ_SSS 23.1μm の合
金粉末を得た。得られた合金粉末の組成は、Nd：28.0
％, Ｖ： 2.1％, Ｂ： 1.1％及び残部がFeからなり、実
施例３で得られた合金粉末の組成とほぼ一致していた。
ＥＰＭＡにより、この合金粉末の組織観察を行ったとこ
ろ、全ての合金粒子がＶを含有しているが、その組織は
粒子毎に様々であった。即ち、高Ｖ濃度相を有しない粒
子や、高Ｖ相と低Ｖ相とから成る粒子等、様々な粒子が
存在しており、また、実施例３の合金粉末に比して、高
Ｖ相の存在割合が高かった。これらは、溶解鋳造時の凝
固偏析によるものであり、粉末状態での組織の均一性
は、実施例３の合金粉末に比して著しく劣っているもの
であった。

【００２７】実施例４ 純度が99.9％以上のNd₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.3μm ） 321.5ｇ 純度が99.9％以上のDy₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.0μm ） 37.6ｇ 2.1％Ｍｏ濃度のFe−Mo水アトマイズ合金粉（粒度 200メッシュ以下） 533.1ｇ 19.1％Ｂ濃度のFe−Ｂ合金粉末（粒度 200メッシュ以下） 63.2ｇ 純度99％の金属カルシウム（粒度 ４メッシュ以下） 199.7ｇ 無水塩化カルシウム （粒度 100メッシュ以下） 37.7ｇ を十分に混合し、混合物をステンレススチール製の反応
容器に入れた。次いで、上記混合物を、反応容器中にお
いて、高純度アルゴンガス気流中で約60分かけて1000℃
まで昇温し、その温度で４時間保持し、その後室温まで
冷却した。反応生成物を反応容器から取り出し、直径１
cm大の塊状に粗砕した後に20リットルの純水中に投入
し、約90分間攪拌して水中崩壊し、スラリー状にした。
以下、実施例１と同様にして、 862ｇの合金粉末を得
た。

【００２８】この合金粉末の組成は、Nd：28.8％, Mo：
1.2％, Ｂ： 1.1％, 残部がFeであり、Nd, Mo及びＢの
実収率は、それぞれ90.4％, 94.7％及び81.1％であっ
た。また、不可避不純物成分の含有量は、Ca：0.11％,
Ｏ：0.19％, Ｃ： 0.034％であった。また、この合金粉
末のＦ_SSS は22.6μm であった。また、ＥＰＭＡによ
り、合金粉末の組織観察を行ったところ、全ての合金粒
子が、約１％Mo濃度のNd−Dy−Fe−Ｂ−Mo合金組織をマ
トリックスとし、マトリックスの結晶粒界に５μm 以下
の高濃度Ｍｏ相が微細に析出しており、十分に合金化が
なされていた。尚、この組成のNd−Dy−Fe−Ｂ−Mo合金
のMo固溶限濃度は約１％と思われる。

【００２９】実施例５ 純度が99.9％以上のNd₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.3μm ） 321.5ｇ 純度が99.9％以上のDy₂ Ｏ₃ （Ｆ_SSS 3.0μm ） 37.6ｇ 5.1％Mo濃度のFe−Mo水アトマイズ合金粉（粒度 200メッシュ以下） 552.4ｇ 19.1％Ｂ濃度のFe−Ｂ合金粉末（粒度 200メッシュ以下） 63.2ｇ 純度99％の金属カルシウム （粒度 ４メッシュ以下） 199.7ｇ 無水塩化カルシウム （粒度 100メッシュ以下） 37.7ｇ を十分に混合し、混合物をステンレススチール製の反応
容器に入れた。次いで、上記混合物を、反応容器中にお
いて、高純度アルゴンガス気流中で約60分かけて1000℃
まで昇温し、その温度で４時間保持し、その後室温まで
冷却した。反応生成物を反応容器から取り出し、直径１
cm大の塊状に粗砕した後に20リットルの純水中に投入
し、約90分間攪拌して水中崩壊し、スラリー状にした。
以下、実施例１と同様にして、 856ｇの合金粉末を得
た。

【００３０】この合金粉末の組成は、Nd：28.5％, Mo：
3.1％, Ｂ： 1.2％, 残部がFeであり、Nd, Mo及びＢの
実収率は、それぞれ90.1％, 95.0％及び81.7％であっ
た。また、不可避不純物成分の含有量は、Ca：0.08％,
Ｏ：0.20％, Ｃ： 0.029％であった。また、この合金粉
末のＦ_SSS は23.2μm であった。また、ＥＰＭＡによ
り、合金粉末の組織観察を行ったところ、全ての合金粒
子が、約１％Mo濃度のNd−Dy−Fe−Ｂ−Mo合金組織をマ
トリックスとし、マトリックスの結晶粒界に５μm 以下
の高濃度Mo相が微細に析出しており、十分に合金化がな
されていた。尚、この組成のNd−Dy−Fe−Ｂ−Mo合金の
Mo固溶限濃度は約１％と思われる。

【００３１】実施例４、５で得られた合金粉末組織を比
較すると、マトリックスであるNd−Dy−Fe−Ｂ−Mo合金
組織のMo固溶限濃度は共に約１％である。従って、原料
合金粉末のMo品位の差に相当する分だけ、実施例５の合
金粉末の方が実施例４の合金粉末よりも、５μm 以下の
微細な高濃度Mo相の析出量が多いといえる。このこと
は、本発明により、原料合金粉末レベルで高融点金属の
析出量を制御したことを意味している。実施例４、５で
得られた合金粉末をジェットミルで平均粒度５μm に粉
砕し、150kOe の磁界中で、磁界に垂直方向に 100kgf/c
m² の圧力で成形し、得られた成形体を10^-6トール以下
の真空中で1100℃×２時間、及び 620℃×１時間の２段
時効処理をして、12mm×５mm×５mmの焼結体を得、これ
を磁石化し、磁石特性を測定した。その結果を表１に示
す。

【００３２】

【表１】

【００３３】表１から明らかな通り、残留磁束密
度Brと最大エネルギー積(BH)max はほぼ等しいが、保磁
力Hcは、実施例５で得られた合金粉末の方が向上してい
る。これは、本発明方法により、５μm 以下の微細な高
濃度Ｍｏ相の析出量を制御した結果によるものである。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、これまで直接還元拡散
法では困難であった、高融点金属を希土類金属含有合金
に均一に合金化することが可能となった。即ち、本発明
方法においては、直接還元拡散法が有する経済性等の多
くの利点を失うことなく、且つ溶解粉砕法では得ること
が困難な、個々の粉末粒子に均一な組織を有する希土類
金属含有合金粉末を製造することができる。さらに本発
明方法は、希土類金属含有合金に添加された高融点金属
の析出状態あるいは析出量を原料合金粉末レベルにより
制御することができ、希土類金属含有合金の応用、改良
の面でも極めて実用的である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１種の希土類金属Ｒと、Mn,
   Fe, Co, Ni及びCuから選ばれる少なくとも１種の金属Ｔ
   と、Ti, Ｖ, Cr, Zr, Mo, Nb, Ta及びＷから選ばれる少
   なくとも１種の金属Ｍとを含有する合金粉末の製造方法
   において、 前記希土類金属Ｒの酸化物粉末と、前記金属Ｔ及びＭを
   構成元素として含有する合金粉末と、アルカリ金属、ア
   ルカリ土類金属及びこれらの水素化物から選ばれる少な
   くとも１種の還元剤との混合物を、不活性ガス雰囲気中
   または真空下で加熱した後、得られた反応生成混合物を
   湿式処理することを特徴とする希土類金属を含む合金粉
   末の製造方法。
2. 【請求項２】 前記還元剤とともに、アルカリ金属塩化
   物及びアルカリ土類金属塩化物の少なくとも１種を使用
   する請求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記金属Ｔ及びＭを構成元素として含有
   する合金粉末として、金属Ｔ及びＭを含有する合金溶湯
   をアトマイズすることにより得られた合金粉末を使用す
   る請求項１に記載の製造方法。