JPH06200307A - 稀土類磁石用原料合金粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 稀土類−遷移金属−ホー素系永久磁石をジェ
ットミルにより微粉砕する際、磁気特性を低下させるこ
となく粉砕効率を向上させる方法を提供する。 【構成】 粉砕ガス中に酸化窒素を５０００ｐｐｍ以
上、８０，０００ｐｐｍ以下含有させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石用材料として
用いられるＲ−Ｔ−Ｂ（Ｒは、Ｙ、Ｓｃおよびランタノ
イドから選ばれた稀土類元素の少なくとも１種以上、Ｔ
は遷移金属元素の少なくとも１種以上、Ｂはボロンを表
す）系稀土類磁石用の原料合金粉末の製造方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、稀土類磁石材料としては、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系、Ｓｍ−Ｃｏ系などが用いられている。中で
もＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系稀土類磁石は、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石よ
り高い磁気特性を有すること、また原料となるＮｄが比
較的安価で、しかも安定して供給されるといった利点を
有することから、その生産量は飛躍的に増加している。

【０００３】ところでこれらの合金を永久磁石製品とす
る上で、より高い磁気特性を付与するために、該合金を
あらかじめ粉砕し、これを磁場中で加圧成形することに
より粉末の配向を揃え、この成形体を焼結する、いわゆ
る粉末冶金のプロセスを経て最終製品に製造されるのが
一般的である。このとき、焼結磁石中のＮｄ₂ Ｆｅ₁₄Ｂ
₁ 相の粒径が微細であるほど高い保磁力が得られるた
め、できるだけ微細な粒度の粉末を原料として用いるこ
とが望ましい。また、磁粉の金型への良好な充填性を得
ること、および最終製品である焼結磁石の磁気特性のば
らつきを抑える、といった観点からは、粉末粒径がなる
べく均一であることが望まれる。

【０００４】現在の稀土類磁石合金の微粉砕粉末製造工
程としては、不活性ガスを粉砕ガスとして用いるジェッ
トミル粉砕、あるいはエタノール、シクロヘキサンなど
の有機溶媒を用いるボールミル粉砕などが行われている
が、上記のような条件を満たす微粉砕粉末の製造方法と
しては、微細な粉末の製造が可能であり、さらに分級機
能を備えているため粒度分布幅の狭い粉末を製造するこ
とのできるジェットミル粉砕が最も有利である。

【０００５】しかしながら、このジェットミル粉砕は、
他の粉砕方法と比較すると粉砕効率が低いことが欠点で
ある。しかも稀土類磁石合金のように活性で、凝集性の
高い粉末の場合、磁粉同士の凝集、あるいはジェットミ
ル内壁への付着が生じ、それによって粉砕効率、および
微粉砕粉の回収効率がさらに低下するといった難点を有
する。さらに、活性な微粉砕粉末を乾燥した状態で取り
扱うため、酸化による発火の恐れがあり、その作業は非
常に困難なものとなる。

【０００６】上記課題に対する対策として、特開昭６３
−３３５０５号公報および特開昭６３−３３５０６号公
報においてジェットミル粉砕時の粉砕ガスに酸素を添加
することにより、磁粉表面の活性を抑制して、微粉末を
安定化させ、取扱の安全化を図る方法が提案されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、不活性
ガス中に酸素ガスを混合してジェットミル粉砕を行うと
いう上記の方法では、 (1) ネオジム系の稀土類磁石原料合金は活性が高く、酸
素ガスを用いて酸化させるという手段を取ると、酸化の
進行が早く、磁粉表面のみを酸化させるのが困難であ
る。

【０００８】(2) 何らかの原因で、不活性ガスの供給が
停止した場合、ジェットミル粉砕室内に酸素ガスのみが
供給される状態となり、発火の危険性が著しく増大する
などの問題を有している。上記の課題を解決するため、
発明者らは鋭意研究の結果、ジェットミルを用いて粉砕
する際に不活性ガスにＣＯ₂ ガスを50ppm 以上、100,00
0 ｐpm以下含有させ、より緩慢な速度で磁粉表面を酸化
することにより、磁粉同士の凝集、あるいはジェットミ
ル内壁への付着を防止してジェットミルの粉砕能力を高
めかつ粉末歩留りの向上を達成し、同時に微粉砕後に適
正な平均粒径が得られ、また製造した微粉砕粉末をより
安全に取り扱えるような稀土類磁石用原料合金粉末の製
造方法を提供した( 特願平4-240686) 。しかしこの方法
では、最終製品である焼結磁石中の残炭量が、該不活性
ガス中にＣＯ₂ ガスを含有させない場合と比較して若干
上昇する傾向が見られる。磁気特性の観点からは、磁石
中の残炭量はできるだけ少ない方が好ましいため、上記
方法ではまだ改善の余地を残していた。

【０００９】そこで本発明は、緩慢な速度で磁粉表面を
酸化して磁粉同士の凝集、あるいはジェットミル内壁へ
の付着を防止し、ジェットミルの粉砕能力、および微粉
砕後の適正な平均粒径と粉末歩留りの向上を達成し、か
つ最終製品中の残炭量が従来と変わらないような稀土類
磁石用原料合金粉末の製造方法を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、不活性ガスを
粉砕ガスとして用いるジェットミルによりＲ−Ｔ−Ｂ系
稀土類磁石用の原料合金を粉砕する際に、該不活性ガス
に酸化窒素ガスを５０ｐｐｍ以上、８０，０００ｐｐｍ
以下含有させることを特徴とする稀土類磁石用原料合金
粉末の製造方法である。また、原料の被粉砕性を向上さ
せるため、稀土類磁石用原料合金をジェットミルにより
粉砕する前に該合金に予め水素を含有させ脆化させてお
く手段を取った。

【００１１】すなわち本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは、
Ｙ、Ｓｃおよびランタノイドから選ばれた稀土類元素の
少なくとも１種以上、Ｔは遷移金属元素の少なくとも１
種以上、Ｂはボロンを表す）系稀土類磁石用の原料合金
を、不活性ガスを粉砕ガスとして用いるジェットミルに
より粉砕するさいに、該不活性ガスに酸化窒素ガスを、
５０ｐｐｍ以上、８０，０００ｐｐｍ以下含有させるこ
とを特徴とする稀土類磁石用原料合金粉末の製造方法で
あり、また本発明は、稀土類磁石の原料合金をジェット
ミルにより粉砕する前に、該合金は予め水素を含有させ
ておくことを特徴とする上記の稀土類磁石用原料合金粉
末の製造方法である。

【００１２】

【作用】Ｒ−Ｔ−Ｂ系稀土類磁石の原料合金をジェット
ミルにより粉砕する際に、本発明では酸素ガスより酸化
力の弱い酸化窒素ガスを不活性ガス中に添加することに
より、酸素を用いた場合と比較して緩慢な磁粉表面の酸
化を行い、磁粉表面の活性を低減させて、磁気特性を低
下させることなく、ジェットミル粉砕効率の向上を可能
とした。以下に本発明が適用される範囲について述べ
る。ここで、酸化窒素ガスとしては、NO、NO₂ 、N₂O₃、
N₂O 、N₂O₄、NO₃ 、N₂O₆ などおよびこれらのガスの混
合ガスが含まれる。

【００１３】ジェットミル粉砕に用いる不活性ガスと
は、通常N₂、Arなどに代表されものであるが、本発明の
効果は、不活性ガスの種類にはとくに限定されない。ま
た、稀土類磁石合金としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂに代表さ
れるＲ−Ｔ−Ｂ系合金であれば、原料合金のＲ、Ｔ、Ｂ
の存在比によって、本発明の効果が限定されるものでは
ない。また、磁気特性の向上、焼結性の向上ならびに耐
食性の改善などの目的で、種々の元素が原料合金中に添
加されるが、これら添加元素の種類ならびにその添加量
が本発明の効果を限定するものではない。しかしなが
ら、粉末状態で活性が高い、すなわち凝集性の高い原料
を粉砕する場合ほど、本発明の有効性が増大することは
言うまでもない。

【００１４】また、稀土類磁石原料合金にあらかじめ水
素を含有させ、脆化させて被粉砕性を改善する、という
手段を採用することにより、本発明がさらに有効に作用
し、ジェットミル粉砕のさらなる効率向上を達成するこ
とができる。原料合金の水素脆化にはいくつかの方法が
提案されているが、本発明においては、どのような手段
で水素脆化された合金を原料として用いても差し支えな
い。

【００１５】最後に、酸化窒素ガス添加量を限定した理
由を述べる。酸化窒素ガス添加量が５０ｐｐｍに満たな
い場合は、磁粉の表面が十分酸化されず、目的とするジ
ェットミル粉砕効率の改善が達成されない。また、酸化
窒素ガス添加量が８０，０００ｐｐｍを越える場合、最
終的に製造された焼結磁石の磁気特性の低下を招くため
好ましくない。以上の理由から、不活性粉砕ガス中への
酸化窒素ガスの添加量を５０ｐｐｍ以上、８０，００ｐ
ｐｍ以下とした。また作業上の安全性を考慮すると、添
加量は５０ｐｐｍ以上、５０，０００ｐｐｍ以下がより
好ましい。

【００１６】次に実施例にもとづいて本発明をより詳細
に説明するが、本発明の対象とする磁石は下記の実施例
に限定されるものではない。

【００１７】

【実施例】表１に示すような組成Ａ、Ｂ、Ｃのインゴッ
トを原料として用いた。原料合金は、純度９９．９％の
鉄、コバルト、ニッケル金属、ホウ素の含有量が１９．
７％のＦｅ−Ｂ合金、ディスプロシウムの含有量が８
７．９％のＤｙ−Ｆｅ合金、純度９９％のネオジム金属
および純度９９％以上のＧａ、Ｔｉを用い、表１に示す
組成になるように秤量した後、２５０ＴｏｒｒのＡｒ雰
囲気中で高周波溶解を行い、水冷銅鋳型に鋳込んでイン
ゴットを作製した。一部の試料については、５ｍｍ径程
度に粉砕した合金をＭｏボートにのせ、加熱炉内で、１
０％Ｈ₂ −Ａｒ気流中３００℃、２時間脆化させ、さら
に４５０℃で２時間保持して脱水素を行った。インゴッ
トは粗粉砕され、篩いを通して粒径が５００μm 以下に
なるように調整した。

【００１８】

【表１】

【００１９】こうして作製された粗粉砕粉末をジェット
ミルにより、Ｎ₂ ガスを不活性ガスとして用い、ガス圧
力を７kgf/mm² に設定し、表２に示すような酸化窒素ガ
ス添加量で微粉砕を行った。その結果、ジェットミル粉
砕室内における微粉砕粉末の堆積滞留が解消され、表２
の実施例に示すような９０％以上の高い微粉砕歩留りが
達成された。

【００２０】

【表２】

【００２１】得られた微粉砕粉末を１２ｋＯｅの垂直磁
場中で１．０ton/cm² の加圧力により成形し、真空中１
０２０℃で２時間焼結したのち、アルゴンガスで急冷
し、焼結磁石を得た。このようにして作製された焼結磁
石の磁気特性はＢ−Ｈループトレーサーにより評価され
た。この測定結果を表２に示すが、本発明により作製さ
れた微粉砕粉末を用いても、酸化窒素ガスを添加せずに
微粉砕を行った場合と同程度のＢｒが１０．４ｋＧ以
上、ｉＨｃが７．７ｋＯｅ以上、ＢＨ_max が２４．９Ｍ
ＧＯｅ以上の良好な磁気特性を有する焼結磁石を作製で
きることが示された。

【００２２】また、表２に示した比較例８、９は酸化窒
素ガスの代わりにＯ₂ を５０，０００ｐｐｍ添加した場
合の諸特性であり、比較例１０、１１は酸化窒素ガスの
代わりにＣＯ₂ を５０，０００ｐｐｍ添加した場合の諸
特性である。

【００２３】

【発明の効果】本発明により、磁粉表面の活性を低下さ
せて、磁気特性を劣化させることなくジェットミル粉砕
効率を向上させることが可能となった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは、Ｙ、Ｓｃおよびラン
   タノイドから選ばれた稀土類元素の少なくとも１種以
   上、Ｔは遷移金属元素の少なくとも１種以上、Ｂはボロ
   ンを表す）系稀土類磁石用の原料合金を、不活性ガスを
   粉砕ガスとして用いるジェットミルにより粉砕する際
   に、該不活性ガスに酸化窒素ガスを、５０ｐｐｍ以上、
   ８０，０００ｐｐｍ以下含有させることを特徴とする稀
   土類磁石用原料合金粉末の製造方法。
2. 【請求項２】 稀土類磁石の原料合金をジェットミルに
   より粉砕する前に、該合金は予め水素により脆化させて
   ておくことを特徴とする請求項１記載の稀土類磁石用原
   料合金粉末の製造方法。