JPH07272913A - 永久磁石原料、その製造法及び永久磁石 - Google Patents

永久磁石原料、その製造法及び永久磁石

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JPH07272913A
JPH07272913A JP6082668A JP8266894A JPH07272913A JP H07272913 A JPH07272913 A JP H07272913A JP 6082668 A JP6082668 A JP 6082668A JP 8266894 A JP8266894 A JP 8266894A JP H07272913 A JPH07272913 A JP H07272913A
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YONEYA KK
Sanei Kasei Co Ltd
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KAWASAKI TEITOKU KK
YONEYA KK
Sanei Kasei Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は製造が容易で磁気特性に優れた希土
類・鉄系永久磁石、希土類・鉄・ホウ素系永久磁石又は
希土類・鉄・ホウ素・窒素系永久磁石の原料、その製造
法及び永久磁石を提供することを目的とする。 【構成】 本発明に関わる永久磁石原料は、針状鉄粉の
表面に、リン酸アルミニウム（Ｘ）被覆層、希土類拡散
層又は希土類・ホウ素拡散層又は希土類・ホウ素・窒素
拡散層、Ｘ被覆層を順次有することを特徴とする。この
永久磁石原料は、ＦｅＯＯＨ針状結晶にＸを添加し水素
中で加熱し還元することより得られるＸ被覆針状鉄粉を
希土類又は希土類とホウ素の存在下でＡｒ中で６５０〜
１０００℃に加熱して希土類又は希土類とホウ素を表層
に拡散し、所望により引き続き５００〜３００℃で窒素
中で加熱して窒素を表層に拡散し、最後にＸを添加しＡ
ｒ中で３００〜５００℃に加熱してＸを被覆することに
より得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気特性に優れた希土類
・鉄系永久磁石、希土類・鉄・ホウ素系永久磁石又は希
土類・鉄・ホウ素・窒素系永久磁石の原料、その製造法
及び永久磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】希土類・鉄・ホウ素系永久永久磁石は優
れた磁気特性を有する永久磁石として賞用されている。
特公昭６１−３４２４２号にはＦｅ−Ｂ（原子百分比で
２〜２８％）−Ｒ（希土類元素：原子百分比で８〜３０
％）成分よりなる磁気異方性燒結永久磁石が開示されて
いるが、製造に当っては、まず上記成分を含有する鋳造
合金を製造し、次いで鋳造合金を粉末化した後成型燒結
する必要があり、鋳造合金塊の粉末化にコストがかか
る。またバッチごとに性能が異なるという問題もある。
特公平３−７２１２４号には、Ｒ（但しＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）８原子％〜３０原子
％、Ｂ２原子％〜２８原子％、Ｆｅ６５原子％〜８２原
子％を主成分とする希土類・鉄・ホウ素系永久永久磁石
用合金粉末の製造方法において、希土類酸化物粉と金属
粉および／または合金粉からなる原料粉を金属Ｃａ又は
ＣａＨ2 を還元剤として還元反応を行わせたのち、不活
性ガス雰囲気中で加熱し、さらに得られた反応生成物を
水中に投入して反応副生成物を除去する方法が開示され
ているが、還元剤として金属Ｃａ又はＣａＨ2 を使用し
ているため、反応副生成物の除去や乾燥という工程を必
要とする。またこのようにして得られた永久永久磁石用
合金粉末は粒径１〜１０μｍという微細な粉末であるた
め空気中の酸素により酸化され易く、不純物として酸素
が含まれると最終製品の磁気特性が劣化するので、粉末
の処理には細心の注意を払わなければならない。そのた
め空気を遮断した状態で計量、混合、加熱成型を行うた
めの装置や工程を必要としコスト増加要因となる。また
希土類を多量に必要とするために高価なものとならざる
を得ない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は製造が容易で
磁気特性に優れた希土類・鉄系永久磁石、希土類・鉄・
ホウ素系永久磁石又は希土類・鉄・ホウ素・窒素系永久
磁石の原料、その製造法及び永久磁石を提供することを
目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に関わる永久磁石
原料は、針状鉄粉の表面に、リン酸アルミニウム被覆
層、希土類拡散層又は希土類・ホウ素拡散層又は希土類
・ホウ素・窒素拡散層、リン酸アルミニウム被覆層を順
次有することを特徴とする。
【０００５】この永久磁石原料の構造モデルを添付図面
により説明すると、図１は針状鉄粉Ｆｅの表面に、リン
酸アルミニウムＸの被覆層、希土類Ｎｄ及びホウ素の拡
散層Ｆｅ・Ｎｄ・Ｂ・Ｘ、リン酸アルミニウムＸの被覆
層を順次有するものである。図２はコバルトを含有する
針状鉄粉Ｆｅ・Ｃｏの表面に、リン酸アルミニウムＸの
被覆層、希土類Ｓｍ及びホウ素の拡散層Ｆｅ・Ｃｏ・Ｓ
ｍ・Ｂ・Ｘ、リン酸アルミニウムＸの被覆層を順次有す
るものである。図３はコバルトを含有する針状鉄粉Ｆｅ
・Ｃｏの表面に、リン酸アルミニウムＸの被覆層、希土
類Ｓｍ、ホウ素及び窒素の拡散層Ｆｅ・Ｃｏ・Ｓｍ・Ｂ
・Ｎ・Ｘ、リン酸アルミニウムＸの被覆層を順次有する
ものである。
【０００６】希土類としては、一般に希土類・鉄・ホウ
素系永久永久磁石に使用される各種の希土類、具体的に
は、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｔｂ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐ
ｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙが
挙げられ、これらのうちの一種又は２種以上を用いる。
この中でもネオジム（Ｎｄ）、プラセオジム（Ｐｒ）、
サマリウム（Ｓｍ）などが賞用される。希土類は純品ば
かりでなく混合物も使用できる。また鉄、コバルトなど
との合金を使用することもできる。ホウ素も、純ボロン
ばかりでなく、フェロボロンや、不純物としてＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｃ等を含むものを用いることができる。
【０００７】成分比率は、リン酸アルミニウム分子が１
〜１２モル％、好ましくは１〜１０モル％、希土類原子
が０．５〜２０モル％、好ましくは０．５〜７モル％、
ホウ素原子が０〜１２モル％、窒素分子が０〜１０モル
％、残りが鉄の割合とするのが良い。従来の希土類・鉄
・ホウ素系永久永久磁石に比べて、高価な希土類の使用
量が少ない領域で優れた磁気特性を示すのでコスト上有
利である。
【０００８】針状鉄粉の表面にリン酸アルミニウム被覆
層、希土類拡散層または希土類・ホウ素拡散層、リン酸
アルミニウム被覆層を順次有する永久磁石原料の製造法
は、ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶にリン酸アルミ
ニウムを添加し付着させた状態で水素雰囲気中で３００
〜５００℃に加熱し還元することよりなるリン酸アルミ
ニウム被覆針状鉄粉製造工程、リン酸アルミニウム被覆
針状鉄粉を希土類又は希土類とホウ素の存在下でアルゴ
ン雰囲気中で６５０〜１０００℃に加熱する希土類又は
希土類とホウ素の表層拡散工程、及び上記希土類又は希
土類とホウ素の表層拡散物にリン酸アルミニウムを添加
し付着させた状態でアルゴン雰囲気中で３００〜５００
℃に加熱するリン酸アルミニウム被覆工程よりなる。
【０００９】針状鉄粉の表面にリン酸アルミニウム被覆
層、希土類・窒素拡散層又は希土類・ホウ素・窒素拡散
層、リン酸アルミニウム被覆層を順次有する永久磁石原
料の製造法は、ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶にリ
ン酸アルミニウムを添加し付着させた状態で水素雰囲気
中で３００〜５００℃に加熱し還元することよりなるリ
ン酸アルミニウム被覆針状鉄粉製造工程、リン酸アルミ
ニウム被覆針状鉄粉を希土類又は希土類とホウ素の存在
下でアルゴン雰囲気中で６５０〜１０００℃に加熱する
希土類又は希土類とホウ素の表層拡散工程、引き続き５
００〜３００℃で窒素雰囲気中で加熱する窒素の表層拡
散工程、及び上記希土類と窒素又は希土類とホウ素と窒
素の表層拡散物にリン酸アルミニウムを添加し付着させ
た状態でアルゴン雰囲気中で３００〜５００℃に加熱す
るリン酸アルミニウム被覆工程よりなることを特徴とす
る。
【００１０】針状鉄粉の粒径は長さ１０μｍ以下のも
の、例えば長さ１．０μｍ、幅０．１μｍ程度のものが
好ましい。所望の針状鉄粉の粒径に対応する粒径を有す
るＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶にリン酸アルミニ
ウム（ＡｌＰＯ4 ）を添加し付着させた状態で水素雰囲
気中で３００〜５００℃に加熱し水素還元することによ
り還元炉内でリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉が得られ
る。リン酸アルミニウムは粉末として入手されるので、
そのまま粉末状態でＦｅＯＯＨ針状結晶に添加し付着さ
せてもよいが、エタノールなどの溶剤に可溶なので、例
えばリン酸アルミニウム１０％を含有するエタノール溶
液としてＦｅＯＯＨ針状結晶に添加すれば緊密かつ均一
に付着させることができ均一な被覆層を容易に得ること
ができる。針状鉄粉の被覆層（内部被覆層）に用いるリ
ン酸アルミニウムは、全量の二分の一程度の量を用いる
のが好ましい。例えばリン酸アルミニウムを１０モル％
使用する場合は、針状鉄粉の被覆層（内部被覆層）とし
て５モル％、一番外側の被覆層（外部被覆層）として５
モル％用いるのが好ましいが、限定されるものではな
い。リン酸アルミニウムは最終製品中に残存しても永久
磁石の性能に悪影響を及ぼさず、酸化防止効果と相伴っ
て磁壁として作用し永久磁石の磁気特性を向上させる。
針状鉄粉としてコバルトを含有するものを用いる場合
は、ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶に予めコバルト
粉末又はコバルト・鉄粉末を添加し付着させておけば良
い。
【００１１】リン酸アルミニウム被覆針状鉄粉を希土類
又は希土類とホウ素の存在下でアルゴン雰囲気中で６５
０〜１０００℃に加熱することにより、希土類又は希土
類とホウ素はリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉の表層に
拡散し、Ｆｅ・Ｒ・（Ｂ）・Ｘ層（但しＲは希土類、Ｘ
はリン酸アルミニウム）、例えば図１に示すようなＦｅ
ＮｄＢＸ層を構成する。コバルトを含有する針状鉄粉を
使用した場合は、Ｆｅ・Ｃｏ・Ｒ・（Ｂ）・Ｘ層、例え
ば図２に示すようなＦｅＣｏＳｍＢＸ層を構成する。さ
らに上記希土類又は希土類とホウ素の表層拡散物にリン
酸アルミニウムを添加し付着させた状態でアルゴン雰囲
気中で３００〜５００℃に加熱することにより、針状鉄
粉の表面にリン酸アルミニウム被覆層、希土類拡散層又
は希土類・ホウ素拡散層、リン酸アルミニウム被覆層を
順次有する永久磁石原料が得られる。
【００１２】ここでリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉を
希土類又は希土類とホウ素の存在下で加熱すると言うの
は、希土類又は希土類とホウ素を微細な粉末としてリン
酸アルミニウム被覆針状鉄粉と混合した状態で加熱する
か、希土類の蒸気又は希土類とホウ素の蒸気をリン酸ア
ルミニウム被覆針状鉄粉に接触させつつ加熱することを
言う。希土類の蒸気又は希土類とホウ素の蒸気は、希土
類と鉄の合金、希土類とコバルトの合金、希土類とホウ
素の合金、フェロボロンのような所望の成分を含有する
低融点・低沸点の合金を加熱することにより得られる。
粉末として混合する場合、加熱工程における拡散を良好
にするため希土類とホウ素は平均粒径を１〜１０μｍ程
度とするのが好ましい。蒸気として接触させる場合、例
えば所望の成分を含有する低融点・低沸点の合金の粉末
をロータリー炉に入れ、一方リン酸アルミニウム被覆針
状鉄粉を無数の細孔を有するステンレスチューブに入れ
た状態で炉に入れて、炉を回転しながらアルゴン雰囲気
中で加熱することによりこれら合金は蒸気となりステン
レスチューブの無数の細孔を通過してチューブ内のリン
酸アルミニウム被覆針状鉄粉に付着しその表層に拡散す
る。粉末として混合する場合は、粉末の粒度や添加量に
もにもよるが混合むらが起き、その結果個々の針状鉄粉
への拡散量や組成が不均一になり易いが、蒸気として接
触させれば希土類やホウ素が極めて均一に付着するので
針状鉄粉への拡散量や組成に不均一が起こらず、再現
性、品質安定性が良好である。いずれの場合もアルゴン
は流通させず、密閉した雰囲気とするのが良い。
【００１３】更に窒素も拡散した永久磁石原料を製造す
る場合は、前記のごとくリン酸アルミニウム被覆針状鉄
粉を希土類又は希土類とホウ素の存在下でアルゴン雰囲
気中で６５０〜１０００℃に加熱することにより希土類
又は希土類とホウ素はリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉
の表層に拡散したのち、温度を下げ、５００℃以下にな
った時にアルゴンを窒素に切り替えて窒素雰囲気中で５
００〜３００℃で加熱する。窒素は流通状態にするのが
良い。温度が高いほど、また時間が長いほど、窒素の拡
散量は大になる。この場合、５００〜３００℃の範囲の
任意の特定温度に維持しつつ窒素を流通させても良い
し、５００℃から３００℃へ温度を下げながら窒素を流
通させても良い。これにより窒素がリン酸アルミニウム
被覆針状鉄粉の表層に拡散し、Ｆｅ・Ｃｏ・Ｒ・（Ｂ）
・Ｎ・Ｘ層（Ｒは希土類、Ｘはリン酸アルミニウム）、
例えば図３に示すようなＦｅＳｍＲＢＮＸ層を構成す
る。窒素の拡散を終えた段階で、リン酸アルミニウムを
添加し付着させた状態でアルゴン雰囲気中で３００〜５
００℃に加熱することにより、針状鉄粉又はコバルト含
有針状鉄粉の表面にリン酸アルミニウム被覆層、希土類
・窒素拡散層又は希土類・ホウ素・窒素拡散層、リン酸
アルミニウム被覆層を順次有する永久磁石原料が得られ
る。
【００１４】なお本発明の構造を有する永久磁石原料
は、中心になる針状鉄粉がソフト層、希土類拡散層又は
希土類・ホウ素拡散層又は希土類・ホウ素・窒素拡散層
がハード層となり、これを燒結又はボンドした永久磁石
は交換スプリング永久磁石としての特性を示す。
【００１５】上記のようにして製造された表面にリン酸
アルミニウム被覆層、希土類拡散層又は希土類・ホウ素
拡散層又は希土類・ホウ素・窒素拡散層、リン酸アルミ
ニウム被覆層を順次有する針状鉄粉よりなる永久磁石原
料を磁場の存在下で圧縮成型し加熱燒結することにより
燒結永久磁石が得られる。ここで磁場を存在させること
により針状鉄粉は垂直配向する。圧縮成型条件や加熱燒
結条件は従来の燒結磁石製造条件と同じで良い。
【００１６】上記の永久磁石原料とバインダーを混合
し、磁場の存在下で加熱圧縮成型することにより磁気異
方性永久永久磁石が得られる。ここで磁場を存在させる
ことにより針状鉄粉は垂直配向する。圧縮成型条件は通
常ボンド永久磁石の製造に用いられる条件で良い。バイ
ンダーとしてはエポキシ樹脂、ポリアミド樹脂などの高
分子材料系のもの、又はガラス化剤を用いる。ガラス化
剤としては、例えばＭｎＯ，ＣｕＯ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，Ｐｂ
Ｏ，Ｔｌ2 Ｏ3 ，Ｓｂ2 Ｏ3 ，Ｆｅ2 Ｏ3 など、或はこ
れらの組み合わせが挙げられる。
【００１７】以下実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明は下記の実施例に限定されるものではな
い。
【００１８】
【実施例１〜９】ＦｅＯＯＨ（ゲータイト：チタン工業
株式会社製）針状結晶に、Ｆｅに対して表１に示すモル
百分率の半量相当分のリン酸アルミニウムを１０％エタ
ノール溶液の状態で添加し乾燥した。これをロータリー
炉に入れ水素１００容量％よりなるガスを１０リッター
／分の割合で流しながら４５０℃（昇温速度及び降温速
度は５℃／分）で１時間還元処理して長さ０．９μｍ、
幅０．０９μｍのリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉を得
た。このリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉に対して表１
に示すモル百分率の希土類とホウ素の微粉末を混合し、
ロータリー炉に入れアルゴンを導入してアルゴン雰囲気
とした後アルゴンの流通を停止し、炉を回転しながら８
００℃（昇温速度及び降温速度は１０℃／分）で４時間
維持することにより希土類とホウ素をリン酸アルミニウ
ム被覆針状鉄粉の表層に拡散させた。冷却後、残りの量
のリン酸アルミニウムを１０％エタノール溶液の状態で
添加し乾燥した。これをロータリー炉に入れ、アルゴン
雰囲気中で４５０℃（昇温速度及び降温速度は５℃／
分）で１時間維持することによりリン酸アルミニウムの
外部被覆層を形成させて永久磁石原料を得た。これらの
永久磁石原料について振動試料型磁力計（ＶＳＭ）を用
いて１６ＫＯｅにおける磁化４πｌ16k （常温時）及び
キュリー点Ｔｃ（１０ＫＯｅにて測定）を測定した結果
を表１に示す。表１において希土類の種類にかかわらず
４πｌ16k はいずれも９ＫＧ以上の高い値を示してお
り、高磁束密度の永久磁石として有用であることが明ら
かである。またキュリー点ＴｃはＣｅ（２６０℃）を除
き大部分の希土類について３００℃以上の値を示してい
る。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【実施例１０〜２４及び比較例１，２】実施例１〜９で
用いたのと同じＦｅＯＯＨ針状結晶に、Ｆｅに対して表
２に示すモル百分率の半量相当分のリン酸アルミニウム
を１０％エタノール溶液の状態で添加し乾燥した。これ
をロータリー炉に入れ水素１００容量％よりなるガスを
１０リッター／分の割合で流しながら４５０℃（昇温速
度及び降温速度は５℃／分）で１時間還元処理して長さ
０．９μｍ、幅０．０９μｍのリン酸アルミニウム被覆
針状鉄粉を得た。このリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉
に対して表２に示すモル百分率の希土類又は希土類とホ
ウ素の微粉末を混合し、ロータリー炉に入れ、アルゴン
を導入してアルゴン雰囲気とした後アルゴンの流通を停
止し、炉を回転しながら８００℃（昇温速度及び降温速
度は１０℃／分）で４時間維持することにより希土類又
は希土類とホウ素をリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉の
表層に拡散させた。冷却後、残りの量のリン酸アルミニ
ウムを１０％エタノール溶液の状態で添加し乾燥した。
これをロータリー炉に入れ、アルゴン雰囲気中で４５０
℃（昇温速度及び降温速度は５℃／分）で１時間維持す
ることによりリン酸アルミニウムの外部被覆層を形成さ
せて本発明の永久磁石原料を得た。なお比較例１の場合
はリン酸アルミニウムを添加せずにＦｅＯＯＨ針状結晶
を同じ条件で還元することにより針状鉄粉を得て、これ
に希土類のみを同じ条件で拡散させた。リン酸アルミニ
ウムの外部被覆層も設けなかった。これらの永久磁石原
料を磁界（１０ＫＯｅ）中配向・成形（１．５ｔ／ｃｍ
2 で加圧）し、アルゴン雰囲気中で１０００〜１２００
℃１時間加熱して燒結し、燒結後放冷して得た永久磁石
について保磁力ｉＨｃ、残留磁束密度Ｂｒ及び最大エネ
ルギー積（ＢＨ）ｍａｘを測定した結果を表２に示す。
実施例はすべて保磁力ｉＨｃが３ＫＯｅ以上で永久磁石
として必要な条件を備えており、残留磁束密度Ｂｒが６
ＫＧ以上、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが１０ＭＧ
Ｏｅ以上という優れた性能を示している。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２に示した実施例及び比較例に基づいて
リン酸アルミニウム（Ｘ）被覆の影響を吟味する。ここ
で注目すべきことは従来の常識に反してホウ素が存在し
なくても優れた磁気特性を示すことである。希土類Ｎｄ
拡散量が５モル％の系において、僅か１モル％（内部被
覆層０．５モル％、外部被覆層０．５モル％）のリン酸
アルミニウム被覆層を設けるだけでＢｒ及び（ＢＨ）ｍ
ａｘは急激に増加し、リン酸アルミニウム量が増えるに
つれて増加し続け、リン酸アルミニウムが１０モル％に
なるとｉＨｃが８．９ＫＯｅ、Ｂｒが１２．４ＫＧ、
（ＢＨ）ｍａｘが３９ＭＧＯｅに達する。ここで認めら
れる傾向からはリン酸アルミニウムが１２モル％、或は
それ以上であっても優れた磁気特性を示すものと思われ
る。 ←―モル百分率組成―→ iHc(KOe) Br(KG) (BH)max(MGOe) 比較例 1 95Fe 5Nd 4.08 1.08 1.20 実施例10 94Fe 1X 5Nd 5.0 6.2 10.2 実施例11 92Fe 3X 5Nd 5.2 8.0 13.1 実施例12 90Fe 5X 5Nd 6.2 10.3 28.5 実施例13 85Fe 10X 5Nd 8.9 12.4 39.0
【００２３】表２に示した実施例及び比較例に基づいて
ホウ素拡散量の影響を吟味する。リン酸アルミニウム
（Ｘ）が１０モル％（内部被覆層５モル％、外部被覆層
５モル％）、希土類Ｎｄ拡散量が５モル％の系において
は、ホウ素Ｂは１〜１０モル％拡散させても差し支えな
いが、特に顕著な効果は認められない。ホウ素を１２モ
ル％、或はそれ以上にしても同様な傾向を示すであろう
ことが予想される。 ←―モル百分率組成―→ iHc(KOe) Br(KG) (BH)max(MGOe) 実施例13 85Fe 10X 5Nd 8.9 12.4 39.0 実施例14 84Fe 10X 1B 5Nd 9.4 13.8 41.6 実施例15 75Fe 10X 10B 5Nd 10.4 11.0 38.4
【００２４】しかしながら、リン酸アルミニウム（Ｘ）
が１０モル％より少なく、例えば６モル％の場合、或は
希土類Ｎｄ拡散量が５モル％よりも少なく、例えば１モ
ル％の場合には、適量のホウ素の存在によりｉＨｃ、Ｂ
ｒ、（ＢＨ）ｍａｘはそれぞれ一段と増加し、実施例１
６の場合にはｉＨｃが１７．０ＫＯｅ、Ｂｒが１２．８
ＫＧ、（ＢＨ）ｍａｘが５５．０ＭＧＯｅと、それぞれ
最も高い値を示す。 ←―モル百分率組成―→ iHc(KOe) Br(KG) (BH)max(MGOe) 実施例12 90Fe 5X 5Nd 6.2 10.3 28.5 実施例23 86Fe 6X 3B 5Nd 15.1 12.3 49.2 実施例24 84Fe 6X 5B 5Nd 16.3 9.6 45.6 実施例13 85Fe 10X 5Nd 8.9 12.4 39.0 実施例16 88Fe 10X 1B 1Nd 17.0 12.8 55.0
【００２５】表２に示した実施例及び比較例に基づいて
希土類の拡散量の影響を吟味する。リン酸アルミニウム
（Ｘ）が１０モル％（内部被覆層５モル％、外部被覆層
５モル）、ホウ素拡散量が１モル％の系では、希土類Ｎ
ｄが少ないほど優れた磁気特性を示している。逆にＮｄ
が２５モル％の比較例２では（ＢＨ）ｍａｘが１ＭＧＯ
ｅ以下となり使用に耐えない。このように少量の希土類
で優れた効果を示すので、従来の合金法により製造され
る希土類−ホウ素・鉄系永久磁石に比べて高価な希土類
の使用量が少なくて済み、コスト的にも有利である。 ←―モル百分率組成―→ iHc(KOe) Br(KG) (BH)max(MGOe) 実施例16 88Fe 10X 1B 1Nd 17.0 12.8 55.0 実施例14 84Fe 10X 1B 5Nd 9.4 13.8 41.6 実施例17 79Fe 10X 1B 10Nd 8.8 12.6 35.8 実施例18 74Fe 10X 1B 15Nd 5.5 10.7 20.4 実施例19 69Fe 10X 1B 20Nd 4.6 7.6 12.6 比較例 2 64Fe 10X 1B 25Nd 5.0 3.5 <1
【００２６】希土類としてＰｒを使用した場合も、Ｎｄ
を使用した場合とほぼ同様な成績を示している。この比
較データ及び表１に示された結果から、本発明は各種の
希土類、又はそれらの混合物を使用できることが明らか
である。 ←―モル百分率組成―→ iHc(KOe) Br(KG) (BH)max(MGOe) 実施例20 79Fe 10X 1B 10Pr 7.4 11.5 32.8 実施例17 79Fe 10X 1B 10Nd 8.8 12.6 35.8 実施例21 74Fe 10X 1B 15Pr 5.0 9.8 20.0 実施例18 74Fe 10X 1B 15Nd 5.5 10.7 20.4 実施例22 69Fe 10X 1B 20Pr 3.8 8.0 15.4 実施例19 69Fe 10X 1B 20Nd 4.6 7.6 12.6
【００２７】
【実施例２５〜２７】希土類としてサマリウム（Ｓｍ４
０重量％を含むコバルトとの合金の粉末）を使用しホウ
素と共にリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉に拡散させた
場合（実施例２５）、更に針状鉄粉がコバルトを含むも
のである場合（実施例２６：図２に示された構成）、な
お且つ窒素を拡散させた場合（実施例２７：図３に示さ
れた構成）について、表３に示す重量部の原料を用いて
永久磁石原料を製造した。表３に重量部で示された組成
をモル１００分率に換算したものが表４である。Ｓｍ及
びホウ素の拡散は既述の蒸気拡散法によった。また窒素
の拡散は、アルゴン雰囲気中８８０〜９００℃でのＳｍ
及びホウ素の拡散を終了後、引き続き温度を下げながら
（降温速度は１０℃／分）、５００℃に低下したところ
で窒素ガスを導入し流通させることにより行った。拡散
後のリン酸アルミニウム被覆は実施例１０〜２４の場合
と同様に行った。このようにして製造された針状の永久
磁石原料から実施例１０〜２４の場合と同様にして燒結
永久磁石を製造し、保磁力ｉＨｃ、残留磁束密度Ｂｒ及
び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを測定した結果を表
５に示す。コバルトを含む針状鉄粉の使用（実施例２
６）、或は窒素の拡散を行うことによりｉＨｃは変化し
ないが、Ｂｒ及び（ＢＨ）ｍａｘは非常に高い値を示す
ようになる。
【００２８】
【表３】
【００２９】
【表４】
【００３０】
【表５】
【００３１】
【発明の効果】製造が容易で磁気特性に優れた希土類・
鉄系永久磁石、希土類・鉄・ホウ素系永久磁石又は希土
類・鉄・ホウ素・窒素系永久磁石の原料、その製造法及
び永久磁石が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】針状鉄粉Ｆｅの表面に、リン酸アルミニウムＸ
の被覆層、希土類Ｎｄ及びホウ素の拡散層Ｆｅ・Ｎｄ・
Ｂ・Ｘ、リン酸アルミニウムＸの被覆層を順次有する永
久磁石原料のモデル図である。
【図２】コバルトを含有する針状鉄粉Ｆｅ・Ｃｏの表面
に、リン酸アルミニウムＸの被覆層、希土類Ｓｍ及びホ
ウ素の拡散層Ｆｅ・Ｃｏ・Ｓｍ・Ｂ・Ｘ、リン酸アルミ
ニウムＸの被覆層を順次有する永久磁石原料のモデル図
である。
【図３】コバルトを含有する針状鉄粉Ｆｅ・Ｃｏの表面
に、リン酸アルミニウムＸの被覆層、希土類Ｓｍ、ホウ
素及び窒素の拡散層Ｆｅ・Ｃｏ・Ｓｍ・Ｂ・Ｎ・Ｘ、リ
ン酸アルミニウムＸの被覆層を順次有する永久磁石原料
のモデル図である。

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 針状鉄粉の表面に、リン酸アルミニウム
    被覆層、希土類拡散層又は希土類・ホウ素拡散層又は希
    土類・ホウ素・窒素拡散層、リン酸アルミニウム被覆層
    を順次有することを特徴とする永久磁石原料。
  2. 【請求項２】 リン酸アルミニウム分子１〜１２モル
    ％、希土類原子０．５〜２０モル％、ホウ素原子０〜１
    ２モル％、窒素分子０〜１０モル％、残りが鉄原子の割
    合である請求項１に記載の永久磁石原料。
  3. 【請求項３】 リン酸アルミニウム分子１〜１０モル
    ％、希土類原子０．５〜７モル％、ホウ素原子０〜１２
    モル％、窒素分子０〜１０モル％、残りが鉄の割合であ
    る請求項２に記載の永久磁石原料。
  4. 【請求項４】 針状鉄粉がコバルトを含有するものであ
    る請求項１、請求項２又は請求項３に記載の永久磁石原
    料。
  5. 【請求項５】 ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶にリ
    ン酸アルミニウムを添加し付着させた状態で水素雰囲気
    中で３００〜５００℃に加熱し還元することよりなるリ
    ン酸アルミニウム被覆針状鉄粉製造工程、リン酸アルミ
    ニウム被覆針状鉄粉を希土類又は希土類とホウ素の存在
    下でアルゴン雰囲気中で６５０〜１０００℃に加熱する
    希土類又は希土類とホウ素の表層拡散工程、及び上記希
    土類又は希土類とホウ素の表層拡散物にリン酸アルミニ
    ウムを添加し付着させた状態でアルゴン雰囲気中で３０
    ０〜５００℃に加熱するリン酸アルミニウム被覆工程よ
    りなることを特徴とする針状鉄粉の表面にリン酸アルミ
    ニウム被覆層、希土類拡散層又は希土類・ホウ素拡散
    層、リン酸アルミニウム被覆層を順次有する永久磁石原
    料の製造法。
  6. 【請求項６】 リン酸アルミニウム被覆針状鉄粉を希土
    類又は希土類とホウ素の存在下でアルゴン雰囲気中で６
    ５０〜１０００℃に加熱する希土類又は希土類とホウ素
    の表層拡散工程が、希土類の蒸気又は希土類とホウ素の
    蒸気をリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉に接触させつつ
    加熱するものである請求項５に記載の永久磁石原料の製
    造法。
  7. 【請求項７】 リン酸アルミニウム分子１〜１２モル
    ％、希土類原子０．５〜２０モル％、ホウ素原子０〜１
    ２モル％、残りを鉄原子の割合とする請求項５又は請求
    項６に記載の永久磁石原料の製造法。
  8. 【請求項８】 リン酸アルミニウム分子１〜１０モル
    ％、希土類原子０．５〜７モル％、ホウ素原子０〜１２
    モル％、残りを鉄原子の割合とする請求項７に記載の永
    久磁石原料の製造法。
  9. 【請求項９】 リン酸アルミニウム被覆針状鉄粉製造工
    程において、ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶にあら
    かじめコバルト粉末又はコバルト・鉄粉末を添加し付着
    させておく請求項５、請求項６、請求項７又は請求項８
    に記載の永久磁石原料の製造法。
  10. 【請求項１０】 ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶に
    リン酸アルミニウムを添加し付着させた状態で水素雰囲
    気中で３００〜５００℃に加熱し還元することよりなる
    リン酸アルミニウム被覆針状鉄粉製造工程、リン酸アル
    ミニウム被覆針状鉄粉を希土類又は希土類とホウ素の存
    在下でアルゴン雰囲気中で６５０〜１０００℃に加熱す
    る希土類又は希土類とホウ素の表層拡散工程、引き続き
    ５００〜３００℃で窒素雰囲気中で加熱する窒素の表層
    拡散工程、及び上記希土類と窒素又は希土類とホウ素と
    窒素の表層拡散物にリン酸アルミニウムを添加し付着さ
    せた状態でアルゴン雰囲気中で３００〜５００℃に加熱
    するリン酸アルミニウム被覆工程よりなることを特徴と
    する針状鉄粉の表面にリン酸アルミニウム被覆層、希土
    類・窒素拡散層又は希土類・ホウ素・窒素拡散層、リン
    酸アルミニウム被覆層を順次有する永久磁石原料の製造
    法。
  11. 【請求項１１】 リン酸アルミニウム被覆針状鉄粉を希
    土類又は希土類とホウ素の存在下でアルゴン雰囲気中で
    ６５０〜１０００℃に加熱する希土類又は希土類とホウ
    素の表層拡散工程が、希土類の蒸気又は希土類とホウ素
    の蒸気をリン酸アルミニウム被覆針状鉄粉に接触させつ
    つ加熱するものである請求項１０に記載の永久磁石原料
    の製造法。
  12. 【請求項１２】 リン酸アルミニウム分子１〜１２モル
    ％、希土類原子０．５〜２０モル％、ホウ素原子０〜１
    ２モル％、窒素分子０．１〜１０モル％、残りを鉄原子
    の割合とする請求項１０又は請求項１１に記載の永久磁
    石原料の製造法。
  13. 【請求項１３】 リン酸アルミニウム分子１〜１０モル
    ％、希土類原子０．５〜７モル％、ホウ素原子０〜１２
    モル％、窒素分子０．１〜１０モル％、残りを鉄原子の
    割合とする請求項１２に記載の永久磁石原料の製造法。
  14. 【請求項１４】 リン酸アルミニウム被覆針状鉄粉製造
    工程において、ＦｅＯＯＨ（ゲータイト）針状結晶にあ
    らかじめコバルト粉末又はコバルト・鉄粉末を添加し付
    着させておく請求項１０、請求項１１、請求項１２又は
    請求項１３に記載の永久磁石原料の製造法。
  15. 【請求項１５】 表面にリン酸アルミニウム被覆層、希
    土類拡散層又は希土類・ホウ素拡散層又は希土類・ホウ
    素・窒素拡散層、リン酸アルミニウム被覆層を順次有す
    る針状鉄粉を磁場の存在下で圧縮成型し加熱燒結したも
    のであることを特徴とする燒結永久磁石。
  16. 【請求項１６】 リン酸アルミニウム分子１〜１２モル
    ％、希土類原子０．５〜２０モル％、ホウ素原子０〜１
    ２モル％、窒素分子０〜１０モル％、残りが鉄原子の割
    合である請求項１５に記載の燒結永久磁石。
  17. 【請求項１７】 リン酸アルミニウム分子１〜１０モル
    ％、希土類原子０．５〜７モル％、ホウ素原子０〜１２
    モル％、窒素分子が〜１０モル％、残りが鉄原子の割合
    である請求項１６に記載の燒結永久磁石。
  18. 【請求項１８】 針状鉄粉がコバルトを含有するもので
    ある請求項１５、請求項１６又は請求項１７に記載の燒
    結永久磁石。
  19. 【請求項１９】 表面にリン酸アルミニウム被覆層、希
    土類拡散層又は希土類・ホウ素拡散層又は希土類・ホウ
    素・窒素拡散層、リン酸アルミニウム被覆層を順次有す
    る針状鉄粉とバインダーとの混合物を磁場の存在下で加
    熱圧縮成型したものであることを特徴とするボンド永久
    磁石。
  20. 【請求項２０】 リン酸アルミニウム分子１〜１２モル
    ％、希土類原子０．５〜２０モル％、ホウ素原子０〜１
    ２モル％、窒素分子０〜１０モル％、残りが鉄原子の割
    合である請求項１９に記載のボンド永久磁石。
  21. 【請求項２１】 リン酸アルミニウム分子１〜１０モル
    ％、希土類原子０．５〜７モル％、ホウ素原子０〜１２
    モル％、窒素分子０〜１０モル％、残りが鉄原子の割合
    である請求項２０に記載のボンド永久磁石。
  22. 【請求項２２】 針状鉄粉がコバルトを含有するもので
    ある請求項１９、請求項２０又は請求項２１に記載のボ
    ンド永久磁石。
  23. 【請求項２３】 バインダーがガラス化剤又はエポキシ
    樹脂である請求項１９、請求項２０、請求項２１又は請
    求項２２に記載のボンド永久磁石。
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