JPH07183147A

JPH07183147A - 希土類永久磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH07183147A
Application number: JP5327449A
Authority: JP
Inventors: Kimio Uchida; 公穂内田; Masahiro Takahashi; 昌弘高橋; Hiroyuki Hagiwara; 弘之萩原; Tsukasa Mikamoto; 司三家本
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1993-12-24
Filing date: 1993-12-24
Publication date: 1995-07-21

Abstract

(57)【要約】【目的】希土類磁石の湿式成形方法において、希土類
永久磁石用微粉と鉱物油、合成油、植物油の混合物を加
熱し湿式成形、焼結することにより配向性を改善し、磁
気特性を向上させる。【構成】希土類焼結磁石用の微粉と鉱物油、合成油あ
るいは植物油の混合物を加熱した後、加熱混合物を磁界
印加のもとに湿式加圧成形して成形体とし、得られた成
形体を焼結する希土類磁石の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｒ−Ｃｏ₅系、Ｒ₂−Ｃ
ｏ₁₇系、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系（ＲはＹを含む希土類元素の内
の１種または２種以上）希土類焼結磁石の製造方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】希土類焼結磁石は、原料金属を溶解し、
鋳型に注湯して得られたインゴットを粉砕、成形、焼
結、熱処理、加工して製造される。粉砕は、不活性高圧
ガス雰囲気中で粒子どうしを衝突させ乾粉を得るジェッ
トミル粉砕法、ボ−ルミル、振動ミル等を用い、有機溶
媒中で原料粉を粉砕しその後有機溶媒を乾燥させて乾粉
を得る湿式粉砕法で行われるのが一般的である。乾粉を
成形するにあたっては、所定量の乾粉を秤量し、これを
金型キャビティ内に投入する、あるいはフィ−ドボック
ス等を用いて擦り切り法にて金型キャビティ内に投入す
る方法が採られ、給粉後、配向磁界を印加して成形を行
う。また、あらかじめ磁界を印加したキャビティ内に上
記方法で乾粉を給粉し、成形する方法が採られる場合も
ある。一方、粉砕後の希土類焼結磁石用粉末は、化学的
に非常に活性であるため大気中で急激に酸化し、磁気特
性の劣化を招いてしまう。これを防止する方法として
は、例えば特開昭５８−１５７９２４号、特開昭６１−
１１４５０５号、特開平１−３０３７１０号、特開平３
−１５０４号、特開平４−８３３１９号に開示されてい
るように、原料粉末と有機溶媒との混合物を作製し、こ
れを上記の乾粉と同様の方法で金型キャビティ内に給粉
し、磁界中にて成形し、得られた成形体を乾燥、焼結及
び熱処理する製造方法がある。この製造方法によれば、
湿式で成形するため乾粉で問題となる酸化による磁気特
性の劣化が乾粉に比べて多少緩和される。しかし、有機
溶媒には微量の水分や空気が含まれており、疎水性有機
溶媒であるヘキサンやトルエンを使用しても含有水分や
空気による微粉の酸化による経時変化は避けられず、得
られる永久磁石の磁気特性の水準は、満足すべきもので
はなかった。

【０００３】発明者らは、上記の従来の湿式成形法で満
足すべき磁気特性が得られない原因についてさらに研究
した結果、先に示した有機溶媒中に含有されている水分
と空気による微粉の酸化の他に、他の原因が関与してい
ることを見いだした。粉砕後の希土類磁石微粉末は、そ
の固有保磁力の値が、例えば、フェライト磁石の数倍大
きいため微粉末間に強い相互作用が生じ、微粉がブリッ
ジを組みやすい。このため配向印加磁場下においてもキ
ャビティ内の希土類磁石原料粉は局所的に配向の不揃い
を有している。このため配向性が低下し、磁気特性の
内、特に残留磁束密度と最大エネルギ−積の低下をもた
らす。従って、希土類磁石原料粉の良好な配向性を得る
ためには、微粉間の相互作用によるブリッジの生成を防
止する必要がある。発明者等は、上記の従来の湿式成形
法で溶媒として使用される有機溶媒には、微粉間の相互
作用によるブリッジの生成を防止する何等の効果も無い
ことを確認した。即ち、希土類磁石微粉と有機溶媒とを
混合して作製した原料混合物の配向磁界に対する配向性
は乾粉と何等変わらず不十分なものである。

【０００４】以上の理由から、希土類磁石原料粉の有す
るポテンシャルを引き出して良好な磁気特性を得るため
には、製造工程における微粉の酸化を防止すると共に、
微粉間の相互作用によるブリッジの生成を防止し、良好
な配向性を得る必要がある。発明者等は鋭意検討の結
果、希土類磁石原料微粉と鉱物油、合成油あるいは植物
油とを混合して原料混合物とし、これを磁界中で湿式成
形することによって上記２つの目的が達せられることを
見いだした（特願平５−２００５４３号）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の発明の結果、希
土類焼結磁石の配向性が改善し、かつ耐酸化性も向上し
たため、高性能の希土類焼結磁石が安定に量産できるよ
うになった。しかし、最近の永久磁石応用製品の高性能
化、小型・計量化、低価格化の動きは従来にも増して加
速度的に進んできており、希土類焼結磁石に対してもさ
らなる高性能化、特に残留磁束密度の向上による最大エ
ネルギ−積の増加が求められるようになっている。この
ため、希土類焼結磁石の配向のより一層の改善が必要で
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】発明者等は希土類焼結磁
石用原料微粉と鉱物油、合成油あるいは植物油との混合
物を磁界を印加した金型キャビティ内で湿式成形するに
あたり、その原料微粉の配向性を従来以上に改善する方
法について研究を重ねた結果、原料混合物を加熱し、こ
の加熱混合物を磁界印加の下に湿式成形することにより
実現可能であることを見いだして本発明に至ったもので
ある。本発明の要点は次のとうりである。Ｒ−Ｃｏ₅
系、Ｒ₂−Ｃｏ₁₇系、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系（ＲはＹを含む希
土類元素の内の１種または２種以上）希土類焼結磁石用
の微粉は、それ自体高い保磁力を有しており、その値は
通常フェライト系永久磁石用微粉の配向に用いられるの
よりも高い強度の配向磁界が必要となる。一方、Ｒ−Ｃ
ｏ₅系、Ｒ₂−Ｃｏ₁₇系、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類永久磁石
用微粉の結晶磁気異方性定数は負の温度係数を持つた
め、その保磁力は温度が上昇すると減少する負の係数を
持つ変化を示す。そこで、これら希土類永久磁石用微粉
を加熱し、その保磁力を低下させた状態で配向磁界を印
加することによって、一定の配向磁界に対する微粉の配
向性は、加熱しない保磁力の高い状態での場合に比べて
向上する。

【０００７】しかし、上記の考え方に基ずく微粉の配向
性の改善手段をＲ−Ｃｏ₅系、Ｒ₂−Ｃｏ₁₇系、Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ系希土類永久磁石用微粉の乾粉に適用することは技
術的困難を伴う。その理由は、加熱に伴う微粉の酸化の
問題である。発明者等は、これら希土類永久磁石用微粉
の乾粉を用い、Ｎ₂ガス雰囲気中、不活性ガス雰囲気中
あるいは実質的な真空中で、加熱微粉の配向と成形を試
みた。しかし、化学的に非常に活性な表面を有する希土
類永久磁石用微粉の乾粉では、雰囲気中あるいは真空中
の微粉の酸素の影響により、微粉の加熱時あるいは配向
・成形時に度々発火が発生し、成形体を得ることができ
なかった。また、成形体を得ることができた場合におい
ても、その含有酸素量の増加のため焼結・熱処理後の焼
結体密度と磁気特性は満足すべきものではなかった。

【０００８】発明者等はさらに、これら希土類永久磁石
用微粉とヘキサン、トルエン等の有機溶媒とを混合した
原料混合物を作製し、これらを大気中、Ｎ₂ガス雰囲気
中、不活性ガス雰囲気中あるいは実質的な真空中で加熱
して、配向と湿式成形を試みた。しかし、有機溶媒中に
含有されている微量の水分と酸素の影響のためか、乾粉
での場合と同様の酸化による磁気特性の低下が生じた。
また、これらの有機溶媒は蒸気圧が高いために、加熱時
の気化が急激で原料混合物の濃度管理ができないという
問題が生じた。さらには、引火点が低いという性質とあ
いまって、加熱および配向・成形時に乾粉の場合以上に
度々発火が発生した。一方、これらＲ−Ｃｏ₅系、Ｒ₂−
Ｃｏ₁₇系、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類永久磁石用微粉を鉱物
油、合成油あるいは植物油と混合して原料混合物とし、
この原料混合物を大気中、Ｎ₂ガス雰囲気中、不活性ガ
ス雰囲気中あるいは実質的な真空中で加熱し、配向と成
形を行った場合には、鉱物油、合成油あるいは植物油な
どの溶媒によって微粉の表面が被覆されているため微粉
の酸化はほとんど起こらず、加熱の効果による高い配向
性を維持したまま成形が可能であり、これを焼結、熱処
理することによって高い焼結体密度と磁気特性を有する
永久磁石焼結体を安定に再現性よく製造することが可能
である。

【０００９】本発明における原料混合物を作製するのに
使用する溶媒である鉱物油もしくは合成油は、塩素基や
フッ素基を含まない芳香族系炭化水素、ナフテン系炭化
水素、直鎖パラフィン系炭化水素、側鎖パラフィン系炭
化水素、オレフィン系炭化水素の内の少なくとも一種類
もしくは二種類以上の混合物を主成分とし、分留点が４
００℃以下、常温での動粘度は１０ｃｓｔ以下のものと
される。使用する鉱物油あるいは合成油の分留点が４０
０℃より大きく、また常温での動粘度が１０ｃｓｔより
も大きい場合には、後述する脱溶媒処理過程での抜けが
悪く、焼結体内部の残留炭素量が増加して焼結体密度が
低下し、残留磁束密度と最大エネルギ−積が低下する。
また、本発明における植物油とは植物より抽出される油
を指し、その種類も特定の植物に限定されるものではな
いが、例えば大豆油、コ−ン油、べに花油、ひまわり
油、ゴマ油、椿油などがあげられる。また、植物油の２
種類以上を適量混合したものも使用できる。さらに、植
物油の少なくとも１種類以上を主成分とし、これに必要
な添加物を加えたものなども使用できる。

【００１０】希土類磁石原料微粉と鉱物油、合成油ある
いは植物油との混合方法は特に限定されるものではな
い。粉砕された微粉と鉱物油、合成油あるいは植物油を
各々所定量秤量し、これらをミキサ−等で混合してもよ
い。あるいは、ジェットミル粉砕機の微粉排出口に鉱物
油、合成油あるいは植物油を満たした容器を設置し直接
微粉を回収して原料混合物としてもよい。また、ボ−ル
ミル、振動ミル、アトライタ−などの粉砕機に鉱物油、
合成油あるいは植物油を溶媒として使用し、この中へ希
土類永久磁石粗粉を所定量装入して湿式粉砕し、原料混
合物を作製することができる。原料混合物中の希土類永
久磁石微粉の量比は重量百分率で５０〜８０％とされ
る。微粉の量比が５０％未満の場合、原料混合物中の溶
媒である鉱物油、合成油あるいは植物油の割合が多くな
って上澄みが生じ、原料混合物の定量供給に困難を生じ
る。また、微粉の量比が８０％より多い場合、溶媒であ
る鉱物油、合成油あるいは植物油の割合が少なすぎて原
料混合物の供給時に切れが生じ、同じく原料混合物の定
量供給が困難となる。

【００１１】希土類永久磁石用微粉と鉱物油、合成油あ
るいは植物油との原料混合物の加熱方法は特に限定され
るものではない。先に示した混合方法で混合された原料
混合物を保管しておき、成形直前に加熱容器で加熱し、
この加熱原料混合物を金型キャビティ内に供給して配
向、成形することができる。この場合、加熱容器の雰囲
気は使用する永久磁石用微粉の組成や処理量に応じて大
気、Ｎ₂ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気、実質的な真空
中でのいずれでもよい。また、加熱容器での加熱方法と
しては、温水循環方式やヒ−タによる加熱方法などを採
ることができる。均一加熱のためには、加熱容器中での
原料混合物の攪拌が効果的である。あるいは、先に示し
た原料混合物の混合過程で、上記のような加熱方法で加
熱を行ってもよく、混合終了後の加熱混合物を金型キャ
ビティ内に供給して配向、成形を行うことができる。こ
の場合も、使用する永久磁石用微粉の組成や処理量に応
じて混合、加熱過程の雰囲気を大気、Ｎ₂ガス雰囲気、
不活性ガス、実質的な真空中とすることができる。以上
述べた加熱容器での加熱方法あるいは混合過程での加熱
方法では、これら加熱容器や混合装置のみならず必要に
応じて金型キャビティ周辺または成形機全体、さらには
加熱混合物を金型キャビティ内へ供給する供給装置の一
部もしくは全体をＮ₂ガス雰囲気、不活性ガス雰囲気あ
るいは実質的な真空中とすることができる。また同時
に、金型キャビティ周辺と加熱混合物を金型キャビティ
内へ供給する供給装置の一部もしくは全体を加熱してお
くことも加熱混合物の温度低下を防止するためには有効
な手段である。これらの加熱には、先に述べた加熱方法
の他に、必要に応じて高周波加熱等の方法を採ることが
できる。原料混合物の別な加熱方法としては、混合終了
後の原料混合物を金型キャビティに供給し金型キャビテ
ィ周辺を加熱しておこなってもよい。この場合も、使用
する永久磁石用微粉の組成に応じて、金型キャビティ周
辺もしくは成形機全体の雰囲気を大気中、Ｎ₂ガス雰囲
気中、不活性ガス雰囲気中、実質的な真空中とすること
ができる。

【００１２】上記いずれの加熱方法を採る場合において
も、原料混合物の加熱温度は３０℃以上８０℃以下とさ
れる。加熱温度が３０℃未満の場合には、原料微粉の保
磁力の低下による配向性の改善効果が十分ではない。加
熱温度が８０℃より高い場合には、溶媒である鉱物油、
合成油、植物油の蒸発が若干多くなり、これによる原料
混合物の濃度変化が無視できなくなる。

【００１３】以上の全ての場合において、原料混合物の
金型キャビティへの充填方法には特に制限は無く、例え
ばモノポンプ等の定量供給装置で定量をキャビティ内に
供給する方法、擦り切りフィ−ダ等でキャビティに擦り
切り充填する方法等があげられる。配向磁界は、あらか
じめ印加してから原料混合物をキャビティに充填して
も、あるいは原料混合物をキャビティに充填してから印
加してもよく、その効果は双方で変わらない。また、磁
界を印加した金型キャビティ内に原料混合物を加圧フィ
−ダ等を用いて加圧注入してもよい。この場合は、金型
キャビティ内の微粉の充填密度が上記の定量供給法擦り
切り法の場合に比べて高まるため、磁気特性の内特に残
留磁束密度のさらなる向上がはかられる。さらに、上記
定量供給法あるいは擦り切り法で金型キャビティに原料
混合物を充填後、印加磁界を保持したまま加圧フィ−ダ
等を用いて原料混合物を金型キャビティ内に加圧注入し
追加充填してもよい。この場合も上記と同じ理由で残留
磁束密度の向上がはかられる。上記いずれの原料混合物
の金型キャビティ内への充填方法においても、印加磁界
の強度は２ＫＯｅ以上とされる。磁界強度が２ＫＯｅ未
満では、原料混合物中の磁粉の配向性が不十分で高い残
留磁束密度が得られない。また、加圧フィ−ダ等によっ
て原料混合物を金型キャビティ内へ充填あるいは追加充
填する上記の方法においては、加圧注入時の注入圧力は
１Ｋｇｆ／ｃｍ²以上とされる。注入圧力が１Ｋｇｆ／
ｃｍ²未満では注入圧力が不足し、１．８ｇ／ｃｃ以上
という高い充填密度が得られず、充填密度は定量供給方
式、擦り切り方式での水準と変わらないため、加圧注入
する意味がなくなる。

【００１４】以上の各種の充填方法によって金型キャビ
ティ内に充填された原料混合物は、印加磁界が保持され
た状態で湿式成形され、成形体が得られる。この成形体
内部には、溶媒である鉱物油、合成油あるいは植物油が
残留している。この様な成形体を常温から焼結温度であ
る９５０〜１２００℃までに急激に昇温すると成形体の
内部温度が急激に上昇し、成形体内に残留した鉱物油、
合成油、植物油と成形体内の希土類元素が反応すること
によって希土類炭化物が生成する。このため焼結に十分
な量の液相の発生が妨げられ、十分な密度の焼結体が得
られず磁気特性の劣化を招く恐れがある。これを防止す
るためには、温度５０〜５００℃好ましくは５０〜２５
０℃、圧力１０^-1ｔｏｒｒ以下の条件下で３０分以上保
持する脱鉱物油、脱合成油、脱植物油処理を施すことが
望ましい。この処理により成形体中に残留した鉱物油、
合成油、植物油を十分に除去することができる。尚、保
持は５０〜５００℃の温度範囲であれば一点である必要
はなく二点以上であってもよい。また１０^-1ｔｏｒｒ以
下の圧力下で室温から５００℃までの昇温速度を１０℃
／ｍｉｎ以下、好ましくは５℃／ｍｉｎ以下とする脱鉱
物油、脱合成油、脱植物油処理を施すことによっても、
温度５０〜５００℃好ましくは５０〜２５０℃、圧力１
０^-1ｔｏｒｒ以下の条件で３０分以上保持する処理と同
様な効果を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を成形方向と磁界の印加方向が
平行ないわゆる縦磁場成形での実施例をもって説明する
が、本発明の内容はこれによって限定されるものではな
く、成形方向と磁界の印加方向が直角な、いわゆる横磁
場成形や、径方向に異方性を有するラジアルリング成
形、径２極成形、極異方性成形等においても有効であ
る。（実施例１）重量百分率でＳｍ３６．５％、Ｃｏ６３．
５％の組成を有するＳｍＣｏ₅系希土類原料粗粉をＮ₂ガ
ス雰囲気中でジェットミル粉砕し、平均粒度が４．８μ
ｍの微粉とした。この微粉５．５Ｋｇにコ−ン油４．５
Ｋｇを混ぜ混合物とした。この原料混合物をＡｒガス雰
囲気中で４０℃に加熱し、加熱した原料混合物を図１に
示す成形装置にて成形した。成形条件は、金型キャビテ
ィに加熱した原料混合物を擦り切って充填し、上パンチ
をダイ面まで下降させた後に金型キャビティに８ＫＯｅ
の配向磁界を印加し、次いで配向磁界を印加したまま成
形圧力３ｔｏｎ／ｃｍ²で湿式成形し、成形体を得た。
金型キャビティに対する微粉の充填密度は１．５ｇ／ｃ
ｃであった。なおこの場合、フィルタは１ｍｍ厚さの布
製のものを使用した。次ぎに成形体に５×１０^-2ｔｏｒ
ｒの圧力下で１００℃×１時間の脱植物油処理を施した
後、Ａｒガス雰囲気中で１１３０℃×４時間の焼結条件
で焼結した。さらに、焼結体にＡｒガス雰囲気中で８０
０℃×２時間の熱処理を施した。熱処理後の試料を機械
加工後、その磁気特性を測定したところ、表１に示すよ
うに良好な磁気特性が得られた。

【００１６】（比較例１）実施例１で作製した原料混合
物を、図１に示す成形装置で成形した。この場合は原料
混合物は加熱せず、２３℃のものをそのまま使用した。
原料混合物の金型キャビティへの充填方法と成形条件は
実施例１と同一とした。また得られた成形体は、実施例
１と同一条件で脱溶媒、焼結、熱処理をおこなった。熱
処理後の試料を機械加工後、その磁気特性を測定したと
ころ、表１に示すように実施例１の場合に比べて、残留
磁束密度と最大エネルギ−積の値は低いものであった。

【００１７】（比較例２）実施例１で粉砕して得た平均
粒度が４．８μｍのＳｍＣｏ₅系希土類磁石微粉５．５
Ｋｇにｎ−ヘキサン４．５Ｋｇを混ぜ混合物とした。こ
の原料混合物をＡｒガス雰囲気中で４０℃に加熱し、加
熱した原料混合物を図１に示す成形装置で成形した。原
料混合物の金型キャビティへの充填方法と成形条件は実
施例１と同一とした。また、得られた成形体は、実施例
１と同一条件で脱溶媒、焼結、熱処理をおこなった。熱
処理後の試料を機械加工後、その磁気特性を測定したと
ころ、表１に示すように実施例１の場合に比べて、焼結
体の酸素量が高く、逆に焼結体密度は低く、残留磁束密
度と最大エネルギ−積、保磁力の値も低いものであっ
た。

【００１８】（実施例２）重量百分率でＳｍ２５．０
％、Ｆｅ１３．５％、Ｃｕ４．５％、Ｚｒ２．５％、Ｃ
ｏ５４．５％の組成を有するＳｍ₂Ｃｏ₁₇系希土類原料
粗粉を分留点が２００〜３００℃、常温での動粘度が
２．５ｃｓｔの合成油（出光興産製、商品名ＤＮ、クリ
−ナＨ）中でボ−ルミル粉砕し、原料微粉と合成油の混
合物を回収した。この混合物に占める原料微粉の重量比
率は７５％であった。また混合物中の原料微粉の平均粒
度は５．３μｍであった。この混合物を図２に示す成形
装置にて成形した。成形条件は、加熱容器で７０℃に加
熱した原料混合物を金型キャビティに擦り切って充填
し、上パンチをダイ面まで下降させた後に金型キャビテ
ィに６ＫＯｅの配向磁界を印加し、次いで配向磁界を印
加したまま金型キャビティ内に、加圧供給装置に充填し
た同じく７０℃に加熱した原料混合物を２０Ｋｇｆ／ｃ
ｍ²の注入圧力で追加充填した。追加充填後の金型キャ
ビティ微粉の充填密度は２．７ｇ／ｃｃであった。原料
混合物を金型キャビティ内へ追加充填した後、配向磁界
を印加したまま、成形圧力２ｔｏｎ／ｃｍ²で湿式成形
し、成形体を得た。なおこの場合、フィルタは０．５ｍ
ｍ厚さの金属製のものを使用した。また、以上の成形工
程では、成形機、加熱容器、加圧供給装置と供給ホ−ス
等は全てＮ₂ガス雰囲気中に設置して行った。次ぎに成
形体に５×１０^-2ｔｏｒｒの圧力下で１５０℃×１時間
の脱合成油処理を施した後、Ｈ₂Ａｒガス雰囲気中で１
２００℃×２時間の焼結条件で焼結した。さらに、焼結
体にＡｒガス雰囲気中で１１８０℃×１時間の溶体化処
理と７８０℃×１６時間の時効処理を施した。機械加工
後、その磁気特性を測定したところ、表１に示すような
良好な値が得られた。

【００１９】（比較例３）実施例２で作製した原料混合
物を、図２に示す成形装置で成形した。この場合は原料
混合物は加熱せず、２５℃のものをそのまま使用した。
原料混合物の金型キャビティへの充填方法と成形条件は
実施例２と同一とした。また得られた成形体は、実施例
２と同一条件で脱溶媒、焼結、熱処理をおこなった。熱
処理後の試料を機械加工後、その磁気特性を測定したと
ころ、表１に示すように実施例２の場合に比べて、残留
磁束密度と最大エネルギ−積の値は低いものであった。

【００２０】（実施例３）重量百分率でＮｄ２８．０
％、Ｐｒ２．５％、Ｄｙ１．３％、Ｂ１．０％、Ｎｂ
１．０％、Ｃｏ４．０％、Ａｌ０．２％、Ｇａ０．１
％、残部Ｆｅの組成を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁
石原料粗粉をＮ₂ガス雰囲気中でジェットミル粉砕し、
粉砕機の微粉排出口に分留点が２００〜３００℃、常温
での動粘度が２．０ｃｓｔの鉱物油（出光興産製、商品
名ＭＣ、ＯＩＬ、Ｐ−０２）を満たした容器を設置し、
Ｎ₂ガス雰囲気中で排出微粉を直接鉱物油の中に回収
し、原料混合物とした。この原料混合物中の原料微粉の
重量比率は７０％であった。またこの原料微粉の平均粒
度は４．０μｍであった。この混合物を図３に示す成形
装置にて成形した。成形条件は、金型キャビティに８Ｋ
Ｏｅの磁界を印加し、ここへ定量供給ポンプで大気中で
３５℃に加熱した原料混合物を充填し、次に上パンチを
ダイ面まで下降させ、配向磁界を印加したまま成形圧力
１．０ｔｏｎ／ｃｍ²で湿式成形し、成形体を得た。な
おこの場合フィルタ１ｍｍ厚さの布製のものを使用し
た。次ぎに、成形体に５×１０^-2ｔｏｒｒの圧力下で、
室温から５００℃までの昇温速度が５℃／ｍｉｎの脱鉱
物油処理を施し、その後同じ圧力で１０８０℃までを３
０℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温し、その温度で２時間保
持して焼結した。焼結体は、Ａｒガス雰囲気中で、９０
０℃×１時間と６００℃×１時間の熱処理を各１回施し
た。機械加工後、その磁気特性を測定したところ、表１
に示すような良好な値が得られた。

【００２１】（比較例４）実施例３で作製した原料混合
物を、図３に示す成形装置で成形した。この場合は原料
混合物は加熱せず、２３℃のものをそのまま使用した。
原料混合物の金型キャビティへの充填方法と成形条件は
実施例３と同一とした。また得られた成形体は、実施例
３と同一条件で脱溶媒、焼結、熱処理をおこなった。熱
処理後の試料を機械加工後、その磁気特性を測定したと
ころ、表１に示すように実施例３の場合に比べて、残留
磁束密度と最大エネルギ−積の値は低いものであった。

【００２２】（実施例４）重量百分率でＮｄ２８．０
％、Ｐｒ１．８％、Ｄｙ２．２％、Ｂ１．１％、Ｎｂ
１．０％、Ｃｏ２．０％、Ａｌ０．２％、残部Ｆｅの組
成を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石原料粗粉をＮ₂
ガス雰囲気中でジェットミル粉砕し、粉砕機の微粉排出
口に分留点が２００〜３００℃、常温での動粘度が２．
０ｃｓｔの鉱物油（出光興産製、商品名ＭＣ、ＯＩＬ、
Ｐ−０２）を満たした容器を設置し、Ｎ₂ガス雰囲気中
で排出微粉を直接鉱物油の中に回収し、原料混合物とし
た。この原料混合物中の原料微粉の重量比率は７０％で
あった。またこの原料微粉の平均粒度は３．９μｍであ
った。この混合物を図４に示す成形装置にて成形した。
成形条件は、上パンチをダイ面まで下降させた後に、金
型キャビティに１０ＫＯｅの磁界を印加し、次いで配向
磁界を保持したまま金型キャビティ内へ、加圧供給装置
に充填した４５℃に加熱された原料混合物を１０Ｋｇｆ
／ｃｍ²の注入圧力で充填した。この場合、原料混合物
の加熱は加熱容器内でＡｒガス雰囲気中で行い、これを
加圧供給装置に圧送した。充填後の金型キャビティに対
する微粉の充填密度は２．８ｇ／ｃｃであった。原料混
合物を金型キャビティ内に充填した後、配向磁界を印加
したまま成形圧力１．０ｔｏｎ／ｃｍ²で湿式成形し、
成形体を得た。なおこの場合フィルタは、上パンチに多
孔質金属材料を溶接したものを使用した。次ぎに、成形
体に７×１０^-2ｔｏｒｒの圧力下で、室温から５００℃
までの昇温速度が３℃／ｍｉｎの脱鉱物油処理を施し、
その後同じ圧力で１１００℃までを３０℃／ｍｉｎの昇
温速度で昇温し、その温度で４時間保持して焼結した。
焼結体は、Ａｒガス雰囲気中で、９００℃×１時間と５
８０℃×１時間の熱処理を各１回施した。機械加工後、
その磁気特性を測定したところ、表１に示すような良好
な値が得られた。

【００２３】（実施例５）実施例４で鉱物油の中に回収
した原料混合物を、回収容器内でＮ₂ガス雰囲気中で４
５℃に加熱した。この加熱原料混合物を図４の加圧供給
装置に直接充填し、実施例４と同一の条件で金型キャビ
ティに加圧注入して充填し、湿式成形した。成形体は、
同じく実施例４と同一の条件で脱溶媒、焼結、熱処理を
行った。熱処理後の試料を機械加工後、その磁気特性を
測定したところ、表１に示すように実施例４と同様の良
好な値が得られた。

【００２４】（比較例５）実施例４で作製した原料混合
物を図４に示す成形装置で成形した。この場合は原料混
合物は加熱せず、２５℃のものをそのまま使用した。原
料混合物の金型キャビティへの充填方法と成形条件は実
施例４と同一とした。また得られた成形体は実施例４と
同一条件で脱溶媒、焼結、熱処理を行った。熱処理後の
試料を機械加工後その磁気特性を測定したところ、表１
に示すように実施例４の場合に比べて残留磁束密度と最
大エネルギ−積は低いものであった。

【００２５】（実施例６）重量百分率でＮｄ２８．５
％、Ｄｙ４．０％、Ｂ１．０％、Ｎｂ１．０％、Ｃｏ
３．０％、Ａｌ０．３％、残部Ｆｅの組成を有するＮｄ
−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石原料粗粉をＮ₂ガス雰囲気中で
ジェットミル粉砕し、平均粒度４．０μｍの微粉とし
た。この微粉６．０Ｋｇに、分留点が２００〜３００
℃、常温での動粘度が２．０ｃｓｔの合成油（出光興産
製、商品名ＤＮ、ロ−ルオイル、ＡＬ−３５）４．０Ｋ
ｇを混ぜ、これを混合して合計１０Ｋｇの原料混合物と
した。この原料混合物を図２に示す成形装置にて成形し
た。成形条件は、加熱容器で６０℃に加熱した原料混合
物を金型キャビティに擦り切って充填し、次に上パンチ
をダイ面まで下降させた後に、金型キャビティに１２Ｋ
Ｏｅの磁界を印加し、次いで配向磁界を保持したまま金
型キャビティ内へ、加圧供給装置に充填した同じく６０
℃に加熱した原料混合物を１５Ｋｇｆ／ｃｍ²の注入圧
力で追加充填した。追加充填後の金型キャビティに対す
る微粉の充填密度は２．７ｇ／ｃｃであった。原料混合
物を金型キャビティ内に追加充填した後、配向磁界を印
加したまま成形圧力１．２ｔｏｎ／ｃｍ²で湿式成形
し、成形体を得た。なおこの場合フィルタは、１ｍｍ厚
の布製のものを使用した。次ぎに、成形体に５×１０^-2
ｔｏｒｒの圧力下で、室温から５００℃までの昇温速度
が５℃／ｍｉｎの脱合成油処理を施し、その後同じ圧力
で１０９０℃までを２０℃／ｍｉｎの昇温速度で昇温
し、その温度で３時間保持して焼結した。焼結体は、Ａ
ｒガス雰囲気中で、８８０℃×２時間と５９０℃×１時
間の熱処理を各１回施した。機械加工後、その磁気特性
を測定したところ、表１に示すような良好な値が得られ
た。

【００２６】（比較例６）実施例６で粉砕して作製した
平均粒度が４．０μｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石用
微粉を、図２に示す成形装置にて成形することを試み
た。微粉を加熱容器で６０℃に加熱し、これを金型キャ
ビティに擦り切って充填しようとしたところ発火してし
まい、成形体を得ることができなかった。

【００２７】（比較例７）実施例６で粉砕して作製した
平均粒度が４．０μｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石用
微粉６．０Ｋｇに有機溶媒であるトルエン４．０Ｋｇを
混ぜ、これを混合して合計１０Ｋｇの原料混合物とし
た。この混合物を図２に示す成形装置にて成形した。成
形条件は、加熱容器で６０℃に加熱した原料混合物を金
型キャビティに擦り切って充填し、実施例６と同一の条
件で配向磁界を印加すると共に同じく６０℃に加熱した
原料混合物を追加加圧充填し、湿式成形した。ところが
加熱によるトルエンの蒸発が激しく、原料混合物の濃度
が変化して金型キャビティへの供給性が不安定となり、
成形毎に成形体の寸法に大きなバラツキが生じて製品と
することができなかった。また、参考のためにその内の
いくつかの成形体を、実施例６と同一の条件で脱溶媒、
焼結、熱処理を行い、機械加工後その磁気特性を評価し
たが、表１に示すように、焼結体の酸素量が実施例６の
場合に比べて高く、逆に焼結体の密度は低く、残留磁束
密度、最大エネルギ−積、保磁力の値も低いものであっ
た。

【００２８】（比較例８）実施例６で作製した原料混合
物を、図２に示す成形装置で成形した。この場合は原料
混合物は加熱せず、２３℃のものをそのまま使用した。
原料混合物の金型キャビティへの充填方法と成形条件は
実施例６と同一とした。また得られた成形体は、実施例
６と同一条件で脱溶媒、焼結、熱処理をおこなった。熱
処理後の試料を機械加工後、その磁気特性を測定したと
ころ、表１に示すように実施例６の場合に比べて、残留
磁束密度と最大エネルギ−積の値は低いものであった。

【００２９】（実施例７）重量百分率でＮｄ２８．０
％、Ｄｙ３．０％、Ｂ１．０％、Ｎｂ０．８％、Ａｌ
０．２％、残部Ｆｅの組成を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希
土類磁石原料粗粉をＮ ₂ガス雰囲気中でジェットミル粉
砕し、粉砕機の微粉排出口に分留点が２００〜３００
℃、常温での動粘度が２．０ｃｓｔの鉱物油（出光興産
製、商品名ＭＣ、ＯＩＬ、Ｐ−０２）を満たした容器を
設置し、Ｎ₂ガス雰囲気中で排出微粉を直接鉱物油の中
に回収し、原料混合物とした。この原料混合物中の原料
微粉の重量比率は７５％であった。またこの原料微粉の
平均粒度は４．３μｍであった。この混合物を図４に示
す成形装置にて成形した。成形条件は、上パンチをダイ
面まで下降させた後に、金型キャビティに５ＫＯｅの磁
界を印加し、次いで配向磁界を保持したまま金型キャビ
ティ内へ、加圧供給装置に充填した４０℃に加熱された
原料混合物を１０Ｋｇｆ／ｃｍ²の注入圧力で充填し
た。この場合、原料混合物の加熱は加熱容器内でＮ₂ガ
ス雰囲気中で行い、これを加圧供給装置に圧送した。充
填後の金型キャビティに対する微粉の充填密度は２．９
ｇ／ｃｃであった。原料混合物を金型キャビティ内に充
填した後、配向磁界を印加したまま成形圧力１．０ｔｏ
ｎ／ｃｍ²で湿式成形し、成形体を得た。なおこの場合
フィルタは、上パンチに多孔質金属材料を溶接したもの
を使用した。次ぎに、成形体に５×１０^-2ｔｏｒｒの圧
力下で、２００℃×２時間の脱鉱物油処理を施し、その
後同じ圧力で１０７０℃までを１５℃／ｍｉｎの昇温速
度で昇温し、その温度で３時間保持して焼結した。焼結
体は、Ａｒガス雰囲気中で、９００℃×１時間と６２０
℃×１時間の熱処理を各１回施した。機械加工後、その
磁気特性を測定したところ、表１に示すような良好な値
が得られた。

【００３０】（比較例９）実施例７で作製した原料混合
物を、図４に示す成形装置にて成形した。成形条件は、
加熱容器内のＮ₂ガス雰囲気中で１００℃に加熱した原
料混合物を加圧供給装置に圧送し、これを実施例７と同
一の条件にて金型キャビティに加圧注入して充填し、湿
式成形した。加熱過程で溶媒の若干の蒸発が生じ、原料
混合物の濃度が変化して、得られた成形体の個体間にわ
ずかな寸法のバラツキが生じた。このバラツキは好まし
いものではなかったが、成形体を製品とするのにさしつ
かえない許容できる程度のものであった。成形体を実施
例７と同一の条件で脱溶媒、焼結、熱処理し、機械加工
後その磁気特性を評価したところ、その値は実施例７と
同水準の良好な値であった。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の原料作
成、成形方法により希土類焼結磁石の配向性が改善さ
れ、高性能の希土類焼結磁石が安定に量産できるように
なった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例、比較例に用いる成形装置の部
分縦断面図である。

【図２】本発明の他の実施例、比較例に用いる成形装置
の部分縦断面図である。

【図３】本発明の他の実施例、比較例に用いる成形装置
の部分縦断面図である。

【図４】本発明の他の実施例、比較例に用いる成形装置
の部分縦断面図である。

【符号の説明】

１上パンチ、２フィルタ、３下パンチ、４ダ
イ、５配向コイル、６原料混合物、７加熱容器、
８温水管、９擦り切りフィ−ダ、１０原料供給ホ
−ス、１１原料供給フィ−ダ、１２定量供給ポンプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 1/04 Ｌ 33/02 ＨＨ０１Ｆ 1/08 // Ｈ０１Ｆ 1/053 Ｈ０１Ｆ 1/04 Ｈ (72)発明者三家本司埼玉県熊谷市三ケ尻6010番地日立金属株式会社生産システム研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＲＣｏ₅系、Ｒ₂Ｃｏ₁₇系あるいはＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系（ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種類
以上）希土類永久磁石用の微粉と鉱物油、合成油、植物
油との混合物を加熱し、この加熱混合物を磁界印加の下
に湿式成形して成形体とし、これを焼結することを特徴
とする希土類永久磁石の製造方法。