JPH08111309A - R−Fe−B系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
R−Fe−B系焼結磁石の製造方法Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 粉末冶金法によりR−Fe−B系焼結磁石を
製造する方法において、合金粉末とバインダーとの反応
を抑制し、焼結体の残留酸素量、残留炭素量を低減させ
るとともに、成形時の粉体の流動性、潤滑性を向上させ
て、成形体の寸法精度の向上及び生産性の向上を図っ
た、薄肉形状や小型形状でかつ優れた磁気特性を有する
R−Fe−B系焼結磁石の製造方法の提供。 【構成】 R−Fe−B系合金粉末にホウ酸エステルを
被覆した後、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、
ポリビニルアルコールのうち少なくとも1種と水とから
なるバインダーと混練してスラリー状となし、該スラリ
ーをスプレードライヤー装置により噴霧、造粒すること
により、成形時の粉体の流動性、潤滑性を向上させる。
製造する方法において、合金粉末とバインダーとの反応
を抑制し、焼結体の残留酸素量、残留炭素量を低減させ
るとともに、成形時の粉体の流動性、潤滑性を向上させ
て、成形体の寸法精度の向上及び生産性の向上を図っ
た、薄肉形状や小型形状でかつ優れた磁気特性を有する
R−Fe−B系焼結磁石の製造方法の提供。 【構成】 R−Fe−B系合金粉末にホウ酸エステルを
被覆した後、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、
ポリビニルアルコールのうち少なくとも1種と水とから
なるバインダーと混練してスラリー状となし、該スラリ
ーをスプレードライヤー装置により噴霧、造粒すること
により、成形時の粉体の流動性、潤滑性を向上させる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、流動性の高い球形状
の造粒粉を得てこれを粉末冶金法によりR−Fe−B系
焼結磁石を製造する方法に係り、本系合金粉末にホウ酸
エステルを被覆した後、特定のバインダーと混練してス
ラリー状となし、該スラリーをスプレードライヤー装置
により噴霧、冷却することにより、成形時の粉体の流動
性、潤滑性を向上させて、成形サイクル並びに成形体の
寸法精度を向上させ、小型形状や薄肉形状の焼結磁石を
提供することができるR−Fe−B系焼結磁石の製造方
法に関する。
の造粒粉を得てこれを粉末冶金法によりR−Fe−B系
焼結磁石を製造する方法に係り、本系合金粉末にホウ酸
エステルを被覆した後、特定のバインダーと混練してス
ラリー状となし、該スラリーをスプレードライヤー装置
により噴霧、冷却することにより、成形時の粉体の流動
性、潤滑性を向上させて、成形サイクル並びに成形体の
寸法精度を向上させ、小型形状や薄肉形状の焼結磁石を
提供することができるR−Fe−B系焼結磁石の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】今日、家電製品を初めコンピュータの周
辺機器や自動車等用途に用いられる小型モーターやアク
チュエータ等には、小型化、軽量化とともに高性能化が
求められており、その磁石材料も小型化、軽量化、薄肉
化が要求されている。現在の代表的な永久磁石材料とし
ては、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類コバルト
磁石、そして、出願人が先に提案したR−Fe−B系磁
石(特公昭61−34242号等)が挙げられる。上記
の中でも、特に、R−Fe−B系磁石は、資源的に豊富
な軽希土類元素などを主成分とするため、磁石を安定に
供給することができ、しかも他の磁石材料に比べて磁気
特性が格段にすぐれるために、各種用途に多用されてい
る。
辺機器や自動車等用途に用いられる小型モーターやアク
チュエータ等には、小型化、軽量化とともに高性能化が
求められており、その磁石材料も小型化、軽量化、薄肉
化が要求されている。現在の代表的な永久磁石材料とし
ては、アルニコ磁石、フェライト磁石、希土類コバルト
磁石、そして、出願人が先に提案したR−Fe−B系磁
石(特公昭61−34242号等)が挙げられる。上記
の中でも、特に、R−Fe−B系磁石は、資源的に豊富
な軽希土類元素などを主成分とするため、磁石を安定に
供給することができ、しかも他の磁石材料に比べて磁気
特性が格段にすぐれるために、各種用途に多用されてい
る。
【0003】R−Fe−B系焼結磁石は、最大エネルギ
ー積((BH)max)が40MGOeを超え、最大で
は50MGOeを超える極めて優れた磁気特性を有する
が、その優れた磁気特性を発現させるためには、所要組
成からなる合金を1〜10μm程度の平均粒度に粉砕す
ることが必要となる。しかし、合金粉末の粒度を小さく
すると、成形時の粉末の流動性が悪くなり、成形体密度
のバラツキや成形機の寿命を低下させるとともに、焼結
後の寸法精度にもバラツキを生じることとなり、特に薄
肉形状や小型形状の製品を得るのが困難であった。ま
た、R−Fe−B系焼結磁石は、大気中で酸化し易い希
土類元素や鉄を主成分として含有するため、合金粉末の
粒度を小さくすると、酸化により磁気特性が劣化する問
題もあった。
ー積((BH)max)が40MGOeを超え、最大で
は50MGOeを超える極めて優れた磁気特性を有する
が、その優れた磁気特性を発現させるためには、所要組
成からなる合金を1〜10μm程度の平均粒度に粉砕す
ることが必要となる。しかし、合金粉末の粒度を小さく
すると、成形時の粉末の流動性が悪くなり、成形体密度
のバラツキや成形機の寿命を低下させるとともに、焼結
後の寸法精度にもバラツキを生じることとなり、特に薄
肉形状や小型形状の製品を得るのが困難であった。ま
た、R−Fe−B系焼結磁石は、大気中で酸化し易い希
土類元素や鉄を主成分として含有するため、合金粉末の
粒度を小さくすると、酸化により磁気特性が劣化する問
題もあった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そのため、特に成形性
を改良するために、成形前の合金粉末に、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル等を添加したもの(特公平4−
80961号)、それらにさらにパラフィンやステアリ
ン酸塩を添加したもの(特公平4−80962号、特公
平5−53842号)、またオレイン酸を添加したもの
(特公昭62−36365)等が提案された。しかし、
ある程度の成形性は向上できるものの、その改善効果に
も限界があり、近年要求される薄肉形状や小型形状の成
形は依然困難であった。
を改良するために、成形前の合金粉末に、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル等を添加したもの(特公平4−
80961号)、それらにさらにパラフィンやステアリ
ン酸塩を添加したもの(特公平4−80962号、特公
平5−53842号)、またオレイン酸を添加したもの
(特公昭62−36365)等が提案された。しかし、
ある程度の成形性は向上できるものの、その改善効果に
も限界があり、近年要求される薄肉形状や小型形状の成
形は依然困難であった。
【0005】また、上記のバインダーや潤滑剤の添加と
ともに、さらに成形性を改良し、薄肉形状品や小型形状
品を製造する方法として、成形前の合金粉末に飽和脂肪
族カルボン酸や不飽和脂肪族カルボン酸にミリスチル酸
エチルやオレイン酸からなる滑剤を添加して混練した
後、造粒を行なって成形する方法(特開昭62−245
604号)、あるいはパラフィン混合物に飽和脂肪族カ
ルボン酸や不飽和脂肪族カルボン酸等添加、混練後、造
粒した後成形する方法(特開昭63−237402号)
も提案されている。
ともに、さらに成形性を改良し、薄肉形状品や小型形状
品を製造する方法として、成形前の合金粉末に飽和脂肪
族カルボン酸や不飽和脂肪族カルボン酸にミリスチル酸
エチルやオレイン酸からなる滑剤を添加して混練した
後、造粒を行なって成形する方法(特開昭62−245
604号)、あるいはパラフィン混合物に飽和脂肪族カ
ルボン酸や不飽和脂肪族カルボン酸等添加、混練後、造
粒した後成形する方法(特開昭63−237402号)
も提案されている。
【0006】しかし、上記の方法では、粉末粒子の結合
力が十分でなく、造粒粉が壊れやすいために、十分な粉
末の流動性を実現することが困難であった。成形性を向
上させたり、粉末粒子の結合力を高めるためには、種々
バインダーや潤滑剤の添加量を増やすことが考えられる
が、多量に添加すると、R−Fe−B系合金粉末中のR
成分とバインダーとの反応により、焼結後の焼結体の残
留酸素量、残留炭素量が増加し、磁気特性の劣化を招く
ことになるので、添加量にも制限があった。
力が十分でなく、造粒粉が壊れやすいために、十分な粉
末の流動性を実現することが困難であった。成形性を向
上させたり、粉末粒子の結合力を高めるためには、種々
バインダーや潤滑剤の添加量を増やすことが考えられる
が、多量に添加すると、R−Fe−B系合金粉末中のR
成分とバインダーとの反応により、焼結後の焼結体の残
留酸素量、残留炭素量が増加し、磁気特性の劣化を招く
ことになるので、添加量にも制限があった。
【0007】また、R−Fe−B系合金粉末を対象とす
るものではないが、Co系スーパーアロイ粉末を対象と
した圧縮成形用のバインダーとして、対象合金粉末に対
して、1.5〜3.5wt%のメチルセルロースとさら
に所定量の添加物であるグリセリンとほう酸を混合した
組成が提案(USP4,118,480)され、また、
工具用合金粉末の射出成形用のバインダーとして、特殊
組成からなり、対象合金粉末に対して0.5〜2.5w
t%のメチルセルロースに水、グリセリン等の可塑剤、
ワックスエマルジョン等の滑剤、離型剤を添加した組成
が提案(特開昭62−37302)されている。
るものではないが、Co系スーパーアロイ粉末を対象と
した圧縮成形用のバインダーとして、対象合金粉末に対
して、1.5〜3.5wt%のメチルセルロースとさら
に所定量の添加物であるグリセリンとほう酸を混合した
組成が提案(USP4,118,480)され、また、
工具用合金粉末の射出成形用のバインダーとして、特殊
組成からなり、対象合金粉末に対して0.5〜2.5w
t%のメチルセルロースに水、グリセリン等の可塑剤、
ワックスエマルジョン等の滑剤、離型剤を添加した組成
が提案(特開昭62−37302)されている。
【0008】しかし、それらはいずれも所定の流動性と
成形体強度を確保するため、いずれも対象合金粉末に対
して、上記のように例えば0.5wt%以上もの比較的
多量のバインダーを使用するもので、しかも種々のバイ
ンダー添加剤の添加、例えばグリセリン等の可塑剤をメ
チルセルロースと同量程度添加することが不可欠である
ため、射出成形や圧縮成形後、脱脂した後、焼結後でも
かなりの炭素と酸素が残留し、特にこの発明の対象とす
るR−Fe−B系焼結磁石の場合、磁気の劣化を招くの
で、容易には適用できない。
成形体強度を確保するため、いずれも対象合金粉末に対
して、上記のように例えば0.5wt%以上もの比較的
多量のバインダーを使用するもので、しかも種々のバイ
ンダー添加剤の添加、例えばグリセリン等の可塑剤をメ
チルセルロースと同量程度添加することが不可欠である
ため、射出成形や圧縮成形後、脱脂した後、焼結後でも
かなりの炭素と酸素が残留し、特にこの発明の対象とす
るR−Fe−B系焼結磁石の場合、磁気の劣化を招くの
で、容易には適用できない。
【0009】また、フェライトなどの酸化物粉末を対象
として、平均粒度1μm以下粉末に、バインダーとして
0.6〜1.0wt%のポリビニルアルコールを添加し
たのち、スプレードライヤー装置により造粒粉を製造
し、該造粒粉を成形、焼結する方法が知られている。し
かし、それらはいずれも酸化物粉末に対して0.6wt
%以上もの多量のバインダーを使用するもので、脱脂処
理を施したのちの焼結体にもかなりの炭素及び酸素が残
留するため、非常に酸化及び炭化しやすい性質を有し、
少しの酸化あるいは炭化によっても極端に磁気特性が劣
化するこの発明の対象とする希土類含有合金粉末に、上
記のような酸化物を対象とした方法をそのまま適用する
ことはできない。
として、平均粒度1μm以下粉末に、バインダーとして
0.6〜1.0wt%のポリビニルアルコールを添加し
たのち、スプレードライヤー装置により造粒粉を製造
し、該造粒粉を成形、焼結する方法が知られている。し
かし、それらはいずれも酸化物粉末に対して0.6wt
%以上もの多量のバインダーを使用するもので、脱脂処
理を施したのちの焼結体にもかなりの炭素及び酸素が残
留するため、非常に酸化及び炭化しやすい性質を有し、
少しの酸化あるいは炭化によっても極端に磁気特性が劣
化するこの発明の対象とする希土類含有合金粉末に、上
記のような酸化物を対象とした方法をそのまま適用する
ことはできない。
【0010】特に、酸化物の場合は比較的多量のバイン
ダーを用いても大気中で脱脂、焼結できるため、脱脂、
焼結時にバインダーが燃焼してある程度の残留炭素の抑
制を図ることができるが、この発明の対象とする希土類
含有合金粉末の場合は、酸化により磁気特性が劣化する
ため大気中で脱脂、焼結することができないので、多量
のバインダー添加は得られる焼結磁石の磁気特性に致命
的な悪影響を及ぼすこととなる。
ダーを用いても大気中で脱脂、焼結できるため、脱脂、
焼結時にバインダーが燃焼してある程度の残留炭素の抑
制を図ることができるが、この発明の対象とする希土類
含有合金粉末の場合は、酸化により磁気特性が劣化する
ため大気中で脱脂、焼結することができないので、多量
のバインダー添加は得られる焼結磁石の磁気特性に致命
的な悪影響を及ぼすこととなる。
【0011】このように、R−Fe−B系焼結磁石の製
造方法において、成形前の合金粉末に、種々のバインダ
ーや潤滑剤を添加したり、さらに造粒を行なって、成形
性を改良する試みが種々提案されてはいるが、いずれの
方法によっても、近年要求されるような、薄肉形状や小
型形状でかつ優れた磁気特性を有するR−Fe−B系焼
結永久磁石を製造するのは困難であった。
造方法において、成形前の合金粉末に、種々のバインダ
ーや潤滑剤を添加したり、さらに造粒を行なって、成形
性を改良する試みが種々提案されてはいるが、いずれの
方法によっても、近年要求されるような、薄肉形状や小
型形状でかつ優れた磁気特性を有するR−Fe−B系焼
結永久磁石を製造するのは困難であった。
【0012】この発明は、粉末冶金法によりR−Fe−
B系焼結磁石を製造する方法において、合金粉末とバイ
ンダーとの反応を抑制し、焼結体の残留酸素量、残留炭
素量を低減させるとともに、成形時の粉体の流動性、潤
滑性を向上させて、成形体の寸法精度及び生産性の向上
を図った、薄肉形状や複雑形状でかつ優れた磁気特性を
有するR−Fe−B系焼結磁石の製造方法の提供を目的
とする。
B系焼結磁石を製造する方法において、合金粉末とバイ
ンダーとの反応を抑制し、焼結体の残留酸素量、残留炭
素量を低減させるとともに、成形時の粉体の流動性、潤
滑性を向上させて、成形体の寸法精度及び生産性の向上
を図った、薄肉形状や複雑形状でかつ優れた磁気特性を
有するR−Fe−B系焼結磁石の製造方法の提供を目的
とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】発明者らは、R−Fe−
B系合金粉末とバインダーとの反応を抑制でき、焼結体
の残留酸素量、残留炭素量を低減させる方法を種々検討
した結果、バインダーとして、メチルセルロース、ポリ
アクリルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なくと
も1種と水とからなるバインダーを用いることにより、
焼結前の工程におけるR−Fe−B系合金粉末とバイン
ダーとの反応を抑制することができ、焼結後の焼結体の
残留酸素量、残留炭素量を大幅に低減できることを知見
した。
B系合金粉末とバインダーとの反応を抑制でき、焼結体
の残留酸素量、残留炭素量を低減させる方法を種々検討
した結果、バインダーとして、メチルセルロース、ポリ
アクリルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なくと
も1種と水とからなるバインダーを用いることにより、
焼結前の工程におけるR−Fe−B系合金粉末とバイン
ダーとの反応を抑制することができ、焼結後の焼結体の
残留酸素量、残留炭素量を大幅に低減できることを知見
した。
【0014】また、上記バインダーが、メチルセルロー
ス、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールをそれ
ぞれ単独で用いる場合、その添加量を0.5wt%以下
としても、成形時に金型へ粉末を供給するためのフィー
ダー内における振動にも十分耐えられる程度の一次粒子
の粒子間結合力と、十分な流動性及び成形体強度を得る
ことができること、メチルセルロース、ポリアクリルア
ミド、ポリビニルアルコールをそれぞれ複合した場合に
は、その量を0.4wt%以下としても上記と同様な作
用効果が得られること、さらに、必要に応じて使用する
滑剤も0.3wt%以下と極少量でよく、総バインダー
中の炭素含有量を大幅低減できることを知見した。
ス、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールをそれ
ぞれ単独で用いる場合、その添加量を0.5wt%以下
としても、成形時に金型へ粉末を供給するためのフィー
ダー内における振動にも十分耐えられる程度の一次粒子
の粒子間結合力と、十分な流動性及び成形体強度を得る
ことができること、メチルセルロース、ポリアクリルア
ミド、ポリビニルアルコールをそれぞれ複合した場合に
は、その量を0.4wt%以下としても上記と同様な作
用効果が得られること、さらに、必要に応じて使用する
滑剤も0.3wt%以下と極少量でよく、総バインダー
中の炭素含有量を大幅低減できることを知見した。
【0015】さらに、前記バインダーとR−Fe−B系
合金粉末との反応をさらに抑制できる方法について検討
した結果、バインダー添加前の合金粉末を少なくとも1
種のホウ酸エステルによって被覆することにより、バイ
ンダーとR−Fe−B系合金粉末との反応が著しく抑制
され、焼結後の焼結体の残留酸素量、残留炭素量をさら
に低減できることを知見した。
合金粉末との反応をさらに抑制できる方法について検討
した結果、バインダー添加前の合金粉末を少なくとも1
種のホウ酸エステルによって被覆することにより、バイ
ンダーとR−Fe−B系合金粉末との反応が著しく抑制
され、焼結後の焼結体の残留酸素量、残留炭素量をさら
に低減できることを知見した。
【0016】またさらに、少なくとも1種のホウ酸エス
テルによって被覆されたR−Fe−B系合金粉末と上記
のバインダーとを添加、混練したスラリーを用いて、ス
プレードライヤー装置によって平均粒度が20μm〜4
00μmで流動性の高い球形状の造粒粉を製造し、該造
粒粉を用いて成形することにより、造粒粉は十分な結合
力を有し、バインダー自体のすぐれた流動性とも相まっ
て、粉体の流動性が格段に向上し、成形体密度のバラツ
キや成形機の寿命を低下させることもなく、焼結後の寸
法精度にもすぐれる、薄肉形状や小型形状でかつ優れた
磁気特性を有するR−Fe−B系焼結磁石が効率よく得
られることを知見し、この発明を完成した。
テルによって被覆されたR−Fe−B系合金粉末と上記
のバインダーとを添加、混練したスラリーを用いて、ス
プレードライヤー装置によって平均粒度が20μm〜4
00μmで流動性の高い球形状の造粒粉を製造し、該造
粒粉を用いて成形することにより、造粒粉は十分な結合
力を有し、バインダー自体のすぐれた流動性とも相まっ
て、粉体の流動性が格段に向上し、成形体密度のバラツ
キや成形機の寿命を低下させることもなく、焼結後の寸
法精度にもすぐれる、薄肉形状や小型形状でかつ優れた
磁気特性を有するR−Fe−B系焼結磁石が効率よく得
られることを知見し、この発明を完成した。
【0017】すなわち、この発明は、R−Fe−B系合
金粉末(RはYを含む希土類元素の少なくとも1種)
に、少なくとも1種のホウ酸エステルを被覆した後、メ
チルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアル
コールのうち少なくとも1種と水とからなるバインダー
を添加、混練してスラリー状となし、該スラリーをスプ
レードライヤー装置により平均粒度20μm〜400μ
mの造粒粉となし、該造粒粉を用いて粉末冶金法により
焼結磁石を得ることを特徴とするR−Fe−B系焼結磁
石の製造方法である。
金粉末(RはYを含む希土類元素の少なくとも1種)
に、少なくとも1種のホウ酸エステルを被覆した後、メ
チルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルアル
コールのうち少なくとも1種と水とからなるバインダー
を添加、混練してスラリー状となし、該スラリーをスプ
レードライヤー装置により平均粒度20μm〜400μ
mの造粒粉となし、該造粒粉を用いて粉末冶金法により
焼結磁石を得ることを特徴とするR−Fe−B系焼結磁
石の製造方法である。
【0018】R−Fe−B系合金粉末 この発明において、R−Fe−B系合金粉末(但しRは
Yを含む希土類元素のうち少なくとも1種)としては、
所要組成からなる単一の合金を粉砕した粉末や、異なる
組成の合金を粉砕した後、混合して所要組成に調整した
粉末、保磁力の向上や製造性を改善するため添加元素を
加えたものなど、公知のR−Fe−B系合金粉末を用い
ることができる。R−Fe−B系合金粉末の製造方法
も、溶解・粉化法、超急冷法、直接還元拡散法、水素含
有崩壊法、アトマイズ法等の公知の方法を適宜選定する
ことができる。
Yを含む希土類元素のうち少なくとも1種)としては、
所要組成からなる単一の合金を粉砕した粉末や、異なる
組成の合金を粉砕した後、混合して所要組成に調整した
粉末、保磁力の向上や製造性を改善するため添加元素を
加えたものなど、公知のR−Fe−B系合金粉末を用い
ることができる。R−Fe−B系合金粉末の製造方法
も、溶解・粉化法、超急冷法、直接還元拡散法、水素含
有崩壊法、アトマイズ法等の公知の方法を適宜選定する
ことができる。
【0019】R−Fe−B系合金粉末の粒度は特に限定
しないが、合金粉末の平均粒径が1μm未満では大気中
の酸素あるいはバインダー内の水と反応して酸化し易く
なり、焼結後の磁気特性を低下させる恐れがあるため好
ましくなく、また、10μmを超える平均粒径では粒径
が大きすぎて焼結密度が95%程度で飽和し、該密度の
向上が望めないため好ましくない。よって1〜10μm
の平均粒度が好ましい範囲である。特に好ましくは1〜
6μmの範囲である。
しないが、合金粉末の平均粒径が1μm未満では大気中
の酸素あるいはバインダー内の水と反応して酸化し易く
なり、焼結後の磁気特性を低下させる恐れがあるため好
ましくなく、また、10μmを超える平均粒径では粒径
が大きすぎて焼結密度が95%程度で飽和し、該密度の
向上が望めないため好ましくない。よって1〜10μm
の平均粒度が好ましい範囲である。特に好ましくは1〜
6μmの範囲である。
【0020】本発明においてホウ酸エステルとは、ホウ
酸(オルトホウ酸H3BO3とメタホウ酸HBO2を含
む)または無水ホウ酸(B2O3)を1種もしくは2種以
上の1価または多価アルコールと反応させてエステル化
することにより得られる、ホウ酸トリエステル型の化合
物を意味する。
酸(オルトホウ酸H3BO3とメタホウ酸HBO2を含
む)または無水ホウ酸(B2O3)を1種もしくは2種以
上の1価または多価アルコールと反応させてエステル化
することにより得られる、ホウ酸トリエステル型の化合
物を意味する。
【0021】ホウ酸または無水ホウ酸のエステル化に使
用できる1価または多価アルコールとしては、下記
(1)〜(4)の化合物が例示される。 (1) 一般式:R1−OHで示される1価アルコー
ル、(2) 下記一般式で示されるジオール、(3)
グリセリンまたは置換グリセリンとそれらのモノまたは
シエステル、(4) 上記(2)および(3)以外の多
価アルコールならびにそのエステルもしくはアルキレン
オキサイド付加物。
用できる1価または多価アルコールとしては、下記
(1)〜(4)の化合物が例示される。 (1) 一般式:R1−OHで示される1価アルコー
ル、(2) 下記一般式で示されるジオール、(3)
グリセリンまたは置換グリセリンとそれらのモノまたは
シエステル、(4) 上記(2)および(3)以外の多
価アルコールならびにそのエステルもしくはアルキレン
オキサイド付加物。
【0022】
【化1】
【0023】上記一般式において、R1は炭素数3〜2
2の脂肪族、芳香族または複素環式の飽和または不飽和
有機基、R2,R3,R4,R5は、同一でも異なるもので
もよく、それぞれHまたは炭素数1〜15の脂肪族また
は芳香族の飽和または不飽和1価有機基、R6は、単結
合、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、または炭
素数1〜20の脂肪族もしくは芳香族の飽和もしくは不
飽和有機2価基を意味する。
2の脂肪族、芳香族または複素環式の飽和または不飽和
有機基、R2,R3,R4,R5は、同一でも異なるもので
もよく、それぞれHまたは炭素数1〜15の脂肪族また
は芳香族の飽和または不飽和1価有機基、R6は、単結
合、−O−、−S−、−SO2−、−CO−、または炭
素数1〜20の脂肪族もしくは芳香族の飽和もしくは不
飽和有機2価基を意味する。
【0024】(1)の1価アルコールとしては、例えば
n−ブタノール、iso−ブタノール、n−ベンタノー
ル、n−ヘキサノール、n−ヘブタノール、n−オクタ
ノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノ
ール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノー
ル、テトラデカノール、ベンタデカノール、ヘキサデカ
ノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデ
カノールなどが挙げられ、好ましくは、炭素数3〜18
のアルコールである。そのほか、アリルアルコール、ク
ロチルアルコール、プロバルギルアルコールなどの脂肪
族不飽和アルコール、シクロベンタノール、シクロヘキ
サノールなどの脂環式アルコール、ベンジルアルコー
ル、シンナミルアルコールなどの芳香族アルコール、フ
ルフリルアルコールなどの複素環式アルコールも使用で
きる。炭素原子数2以下の1価アルコール(メタノー
ル、エタノール)とのほう酸エステルは沸点が低く、R
−Fe−B系合金粉末と混合した後に揮散する可能性が
あるので、好ましくない。また、炭素数22以上の1価
アルコールとのホウ酸エステルは、融点が高く、均一混
合性にやや劣る上、焼結後に残炭として残存する可能性
がある。
n−ブタノール、iso−ブタノール、n−ベンタノー
ル、n−ヘキサノール、n−ヘブタノール、n−オクタ
ノール、2−エチルヘキサノール、ノナノール、デカノ
ール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノー
ル、テトラデカノール、ベンタデカノール、ヘキサデカ
ノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデ
カノールなどが挙げられ、好ましくは、炭素数3〜18
のアルコールである。そのほか、アリルアルコール、ク
ロチルアルコール、プロバルギルアルコールなどの脂肪
族不飽和アルコール、シクロベンタノール、シクロヘキ
サノールなどの脂環式アルコール、ベンジルアルコー
ル、シンナミルアルコールなどの芳香族アルコール、フ
ルフリルアルコールなどの複素環式アルコールも使用で
きる。炭素原子数2以下の1価アルコール(メタノー
ル、エタノール)とのほう酸エステルは沸点が低く、R
−Fe−B系合金粉末と混合した後に揮散する可能性が
あるので、好ましくない。また、炭素数22以上の1価
アルコールとのホウ酸エステルは、融点が高く、均一混
合性にやや劣る上、焼結後に残炭として残存する可能性
がある。
【0025】(2)のジオール(2価アルコール)の例
としては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−
ベンタンジオール、ネオベンチルグリコール、1,6−
ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8
−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,1
0−デカンジオールなどのα、ω−グリコール類;ピナ
コール、ヘキサン−1,2−ジオール、オクタン−1,
2−ジオール、ブタノイル−α−グリコールなど対称α
−グリコール類が挙げられる。総炭素数が10以下で、
融点が比較的低いジオールが、合成が容易でコスト的に
も有利であることから好ましい。
としては、エチレングリコール、プロピレングリコー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、1,5−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−
ベンタンジオール、ネオベンチルグリコール、1,6−
ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8
−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,1
0−デカンジオールなどのα、ω−グリコール類;ピナ
コール、ヘキサン−1,2−ジオール、オクタン−1,
2−ジオール、ブタノイル−α−グリコールなど対称α
−グリコール類が挙げられる。総炭素数が10以下で、
融点が比較的低いジオールが、合成が容易でコスト的に
も有利であることから好ましい。
【0026】(3)のグリセリン類の例としては、グリ
セリンそれ自体、ならびにグリセリンと炭素数8〜18
の脂肪酸とのモノエステルまたはジエステルが挙げられ
る。これらのエステルの代表例はラウリン酸モノおよび
ジグリセライド、オレイン酸モノおよびジグリセライド
などである。また、置換グリセリン(例、ブタン−1,
2,3−トリオール、2−メチルプロパン−1,2,3
−トリオール、ペンタン−2,3,4−トリオール、2
−メチルブタン−1,2,3−トリオール、ヘキサン−
2,3,4−トリオールなど)それ自体、ならびにそれ
らと炭素数8〜18の脂肪酸とのモノエステルまたはジ
エステルも使用できる。
セリンそれ自体、ならびにグリセリンと炭素数8〜18
の脂肪酸とのモノエステルまたはジエステルが挙げられ
る。これらのエステルの代表例はラウリン酸モノおよび
ジグリセライド、オレイン酸モノおよびジグリセライド
などである。また、置換グリセリン(例、ブタン−1,
2,3−トリオール、2−メチルプロパン−1,2,3
−トリオール、ペンタン−2,3,4−トリオール、2
−メチルブタン−1,2,3−トリオール、ヘキサン−
2,3,4−トリオールなど)それ自体、ならびにそれ
らと炭素数8〜18の脂肪酸とのモノエステルまたはジ
エステルも使用できる。
【0027】(4)の多価アルコールの例としては、ト
リメチロールプロパン、ベンタエリトリット、アラビッ
ト、ソルビット、ソルビタン、マンニット、マンニタン
などが挙げられる。また、これらの多価アルコールと炭
素数8〜18の脂肪酸とのモノエステル、ジエステルま
たはトリエステルなどのエステル化物(但し、少なくと
も1個のOH基が残留)、ならびにこれらの多価アルコ
ールにアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイドなど)を1〜20モル、好ましくは
4〜18モル付加させたエーテル型の付加物も使用でき
る。
リメチロールプロパン、ベンタエリトリット、アラビッ
ト、ソルビット、ソルビタン、マンニット、マンニタン
などが挙げられる。また、これらの多価アルコールと炭
素数8〜18の脂肪酸とのモノエステル、ジエステルま
たはトリエステルなどのエステル化物(但し、少なくと
も1個のOH基が残留)、ならびにこれらの多価アルコ
ールにアルキレンオキサイド(エチレンオキサイド、プ
ロピレンオキサイドなど)を1〜20モル、好ましくは
4〜18モル付加させたエーテル型の付加物も使用でき
る。
【0028】ホウ酸または無水ホウ酸と上記アルコール
とのエステル化反応は、これらの反応成分を単に一緒に
加熱するだけで容易に進行する。反応温度はアルコール
の種類によっても異なるが、通常は100〜180℃程
度である。反応成分は、ほぼ化学量論比で反応させるこ
とが好ましい。得られたホウ酸エステルの性状は通常は
液体もしくは固体である。
とのエステル化反応は、これらの反応成分を単に一緒に
加熱するだけで容易に進行する。反応温度はアルコール
の種類によっても異なるが、通常は100〜180℃程
度である。反応成分は、ほぼ化学量論比で反応させるこ
とが好ましい。得られたホウ酸エステルの性状は通常は
液体もしくは固体である。
【0029】ホウ酸エステルの添加量は、0.01wt
%未満ではR−Fe−B系合金粉末への被覆が不十分と
なり、バインダーとR−Fe−B系合金粉末との反応を
抑制する効果が十分に得られず、また2.0wt%を超
えると、焼結後の焼結体に炭素が残留して磁気特性が劣
化するため、0.01〜2.0wt%が好ましい添加量
であり、さらに好ましくは0.1〜1.0wt%の範囲
である。
%未満ではR−Fe−B系合金粉末への被覆が不十分と
なり、バインダーとR−Fe−B系合金粉末との反応を
抑制する効果が十分に得られず、また2.0wt%を超
えると、焼結後の焼結体に炭素が残留して磁気特性が劣
化するため、0.01〜2.0wt%が好ましい添加量
であり、さらに好ましくは0.1〜1.0wt%の範囲
である。
【0030】前記ホウ酸エステルのR−Fe−B系合金
粉末への被覆は、万能混合撹拌機、V型混合機、ボール
ミルなどを用いる他、メカノフュージョン装置やハイブ
リダイゼーション装置などの公知の混合機、撹拌機を用
いることができる。なお、被覆は、R−Fe−B系合金
粉末の酸化を防止するために、不活性ガスなどの非酸化
性雰囲気中で行うことが好ましい。
粉末への被覆は、万能混合撹拌機、V型混合機、ボール
ミルなどを用いる他、メカノフュージョン装置やハイブ
リダイゼーション装置などの公知の混合機、撹拌機を用
いることができる。なお、被覆は、R−Fe−B系合金
粉末の酸化を防止するために、不活性ガスなどの非酸化
性雰囲気中で行うことが好ましい。
【0031】バインダー成分 この発明において、合金粉末をスラリー状にするために
添加するバインダーには、メチルセルロース、ポリアク
リルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なくとも1
種と水とからなるものを用いる。上記メチルセルロー
ス、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールは少量
の添加でスラリーの粘度を向上させることができるとと
もに、乾燥後においても高い結合力を保持することがで
き、また添加量が少量でよいため、粉末中の残留酸素
量、炭素量を低減することができる。
添加するバインダーには、メチルセルロース、ポリアク
リルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なくとも1
種と水とからなるものを用いる。上記メチルセルロー
ス、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコールは少量
の添加でスラリーの粘度を向上させることができるとと
もに、乾燥後においても高い結合力を保持することがで
き、また添加量が少量でよいため、粉末中の残留酸素
量、炭素量を低減することができる。
【0032】メチルセルロース、ポリアクリルアミド、
ポリビニルアルコールをそれぞれ単独で用いる場合の含
有量は、0.05wt%未満では造粒粉内の粒子間の結
合力が弱く、成形前の給粉時に造粒粉が壊れるとともに
粉体の流動性が著しく低下し、また、0.5wt%を越
えると、焼結体における残留炭素量と酸素量が増加して
保磁力が下がり磁気特性が劣化するので、0.05wt
%〜0.5wt%の含有量がこれらの点で好ましい。ま
た、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルアルコールを複合して用いる場合も同様な理由によ
り、0.05wt%〜0.4wt%が好ましい範囲であ
る。
ポリビニルアルコールをそれぞれ単独で用いる場合の含
有量は、0.05wt%未満では造粒粉内の粒子間の結
合力が弱く、成形前の給粉時に造粒粉が壊れるとともに
粉体の流動性が著しく低下し、また、0.5wt%を越
えると、焼結体における残留炭素量と酸素量が増加して
保磁力が下がり磁気特性が劣化するので、0.05wt
%〜0.5wt%の含有量がこれらの点で好ましい。ま
た、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルアルコールを複合して用いる場合も同様な理由によ
り、0.05wt%〜0.4wt%が好ましい範囲であ
る。
【0033】なお、この発明においては、バインダーと
添加、混練するR−Fe−B系合金粉末に予め少なくと
も1種のホウ酸エステルを被覆するが、該ホウ酸エステ
ルはそれ自体脱炭性にすぐれており、しかも酸素をほと
んど残留させないので、その被覆効果により、バインダ
ーの脱炭性も向上し、さらにバインダーの残留酸素量も
低減することができるので、粉体の流動性をより向上さ
せるためにバインダーの添加量を前記好ましい範囲の上
限まで添加しても何ら影響がないという利点がある。
添加、混練するR−Fe−B系合金粉末に予め少なくと
も1種のホウ酸エステルを被覆するが、該ホウ酸エステ
ルはそれ自体脱炭性にすぐれており、しかも酸素をほと
んど残留させないので、その被覆効果により、バインダ
ーの脱炭性も向上し、さらにバインダーの残留酸素量も
低減することができるので、粉体の流動性をより向上さ
せるためにバインダーの添加量を前記好ましい範囲の上
限まで添加しても何ら影響がないという利点がある。
【0034】この発明において、メチルセルロース、ポ
リアクリルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なく
とも1種に加える水の含有量は、20wt%未満では合
金粉末とバインダーとを混練したスラリーの濃度が高く
なって、粘度が増加し過ぎるため、該スラリーを後述す
る撹拌機からスプレードライヤー装置まで供給すること
ができず、また、50wt%を越えるとスラリーの濃度
が低くなり過ぎ、撹拌機内及び撹拌機のスラリー供給パ
イプ内で沈殿が起こり、供給量が不安定になるとともに
スプレードライヤー装置によって得られる造粒粉の平均
粒度が小さくなり過ぎ、さらに粒度にバラツキを生じる
ため、20〜50wt%が好ましい範囲である。水とし
ては、R−Fe−B系合金粉末のR成分との反応を極力
抑制するために、脱酸素処理した純水、あるいは窒素な
どの不活性ガスをバブリング処理した水を用いることが
望ましい。
リアクリルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なく
とも1種に加える水の含有量は、20wt%未満では合
金粉末とバインダーとを混練したスラリーの濃度が高く
なって、粘度が増加し過ぎるため、該スラリーを後述す
る撹拌機からスプレードライヤー装置まで供給すること
ができず、また、50wt%を越えるとスラリーの濃度
が低くなり過ぎ、撹拌機内及び撹拌機のスラリー供給パ
イプ内で沈殿が起こり、供給量が不安定になるとともに
スプレードライヤー装置によって得られる造粒粉の平均
粒度が小さくなり過ぎ、さらに粒度にバラツキを生じる
ため、20〜50wt%が好ましい範囲である。水とし
ては、R−Fe−B系合金粉末のR成分との反応を極力
抑制するために、脱酸素処理した純水、あるいは窒素な
どの不活性ガスをバブリング処理した水を用いることが
望ましい。
【0035】また、合金粉末へのバインダーの添加、撹
拌は、0℃〜15℃の温度範囲内で行うことが好まし
く、合金粉末と水との酸化反応をより抑制することがで
きる。逆に、15℃を超える温度での撹拌は合金粉末と
水との酸化反応を促進されるため好ましくない。0℃〜
15℃の温度範囲内に保持するには、予め該温度に冷却
した水を用いたり、撹拌容器を冷却水などによって冷却
する手段などを採用することができる。
拌は、0℃〜15℃の温度範囲内で行うことが好まし
く、合金粉末と水との酸化反応をより抑制することがで
きる。逆に、15℃を超える温度での撹拌は合金粉末と
水との酸化反応を促進されるため好ましくない。0℃〜
15℃の温度範囲内に保持するには、予め該温度に冷却
した水を用いたり、撹拌容器を冷却水などによって冷却
する手段などを採用することができる。
【0036】また、上述したバインダーにグリセリン、
ワックスエマルジョン、ステアリン酸、フタール酸エス
テル、ペトリオール、グライコール等の分散剤・潤滑剤
のうち少なくとも1種を添加するか、あるいはさらに、
n−オクチルアルコール、ポリアルキレン誘導体、ポリ
エーテル系誘導体等の消泡剤を添加すると、スラリーの
分散性、均一性の向上及びスプレードライヤー装置での
粉化状態が良好になり、気泡が少なく、滑り性、流動性
にすぐれる球形状の造粒粉をより容易に得ることが可能
になる。なお、添加する場合は、0.03wt%未満の
含有量では造粒粉を成形後の離型性改善に効果がなく、
また0.3wt%を超えると焼結体における残留炭素量
と酸素量が増加して保磁力が下がり磁気特性が劣化する
ので、0.03wt%〜0.3wt%の含有量が好まし
い。
ワックスエマルジョン、ステアリン酸、フタール酸エス
テル、ペトリオール、グライコール等の分散剤・潤滑剤
のうち少なくとも1種を添加するか、あるいはさらに、
n−オクチルアルコール、ポリアルキレン誘導体、ポリ
エーテル系誘導体等の消泡剤を添加すると、スラリーの
分散性、均一性の向上及びスプレードライヤー装置での
粉化状態が良好になり、気泡が少なく、滑り性、流動性
にすぐれる球形状の造粒粉をより容易に得ることが可能
になる。なお、添加する場合は、0.03wt%未満の
含有量では造粒粉を成形後の離型性改善に効果がなく、
また0.3wt%を超えると焼結体における残留炭素量
と酸素量が増加して保磁力が下がり磁気特性が劣化する
ので、0.03wt%〜0.3wt%の含有量が好まし
い。
【0037】造粒方法 この発明において、合金粉末に上述したバインダーを添
加、混練したスラリーは、スプレードライヤー装置によ
って造粒粉にする。まず、スプレードライヤー装置を用
いた造粒粉の製造方法を説明すると、スラリー撹拌機か
らスラリーをスプレードライヤー装置に供給する、例え
ば、回転ディスクの遠心力で噴霧したり、加圧ノズル先
端部で霧状に噴霧され、噴霧された液滴は、加熱された
不活性ガスの熱風によって瞬時に乾燥されて造粒粉とな
り、回収部内の下部に自然落下する。
加、混練したスラリーは、スプレードライヤー装置によ
って造粒粉にする。まず、スプレードライヤー装置を用
いた造粒粉の製造方法を説明すると、スラリー撹拌機か
らスラリーをスプレードライヤー装置に供給する、例え
ば、回転ディスクの遠心力で噴霧したり、加圧ノズル先
端部で霧状に噴霧され、噴霧された液滴は、加熱された
不活性ガスの熱風によって瞬時に乾燥されて造粒粉とな
り、回収部内の下部に自然落下する。
【0038】スプレードライヤー装置の構成としては、
上記のディスク回転型、加圧ノズル型のいずれでもよい
が、造粒するR−Fe−B系合金粉末は非常に酸化し易
いために、装置のスラリー収納部内あるいは造粒粉の回
収部内を不活性ガスなどで置換でき、かつその酸素濃度
を常時3%以下に保持できる密閉構造であることが好ま
しい。
上記のディスク回転型、加圧ノズル型のいずれでもよい
が、造粒するR−Fe−B系合金粉末は非常に酸化し易
いために、装置のスラリー収納部内あるいは造粒粉の回
収部内を不活性ガスなどで置換でき、かつその酸素濃度
を常時3%以下に保持できる密閉構造であることが好ま
しい。
【0039】また、スプレードライヤー装置の回収部内
の構成としては、回転ディスクあるいは加圧ノズルより
噴霧された液滴を瞬時に乾燥させるために、回転ディス
クの近傍あるいは加圧ノズルの上方に加熱された不活性
ガスを噴射する噴射口を配置し、また回収部内の下部
に、噴射されたガスを回収部外へ排出する排出口を設け
るが、その際、予め装置外部あるいは装置に付属された
加熱器で所要温度に加熱された不活性ガスの温度を低下
させないように、上記噴射口を不活性ガスの温度に応じ
た温度、例えば60〜150℃に保持することが好まし
い。
の構成としては、回転ディスクあるいは加圧ノズルより
噴霧された液滴を瞬時に乾燥させるために、回転ディス
クの近傍あるいは加圧ノズルの上方に加熱された不活性
ガスを噴射する噴射口を配置し、また回収部内の下部
に、噴射されたガスを回収部外へ排出する排出口を設け
るが、その際、予め装置外部あるいは装置に付属された
加熱器で所要温度に加熱された不活性ガスの温度を低下
させないように、上記噴射口を不活性ガスの温度に応じ
た温度、例えば60〜150℃に保持することが好まし
い。
【0040】すなわち、不活性ガスの温度が低下する
と、噴霧された液滴を短時間で十分乾燥することができ
なくなるため、スラリーの供給量を減少させなければな
らず能率が低下してしまう。また、比較的大きな粒径の
造粒粉を作る場合は、回転ディスクの回転数あるいは加
圧ノズルの圧力を低下させるが、その際に不活性ガスの
温度が低下していると、噴霧された液滴を十分乾燥する
ことができないので、結果としてスラリーの供給量を減
少させることにより、大きな粒径の造粒粉を得る場合に
は極端に能率が低下することになる。従って、予め加熱
された不活性ガスの温度をそのまま維持しながら回収部
内へ送り込むには、噴射口の温度を60〜150℃に保
持することが好ましく、特に100℃前後が最も好まし
い。
と、噴霧された液滴を短時間で十分乾燥することができ
なくなるため、スラリーの供給量を減少させなければな
らず能率が低下してしまう。また、比較的大きな粒径の
造粒粉を作る場合は、回転ディスクの回転数あるいは加
圧ノズルの圧力を低下させるが、その際に不活性ガスの
温度が低下していると、噴霧された液滴を十分乾燥する
ことができないので、結果としてスラリーの供給量を減
少させることにより、大きな粒径の造粒粉を得る場合に
は極端に能率が低下することになる。従って、予め加熱
された不活性ガスの温度をそのまま維持しながら回収部
内へ送り込むには、噴射口の温度を60〜150℃に保
持することが好ましく、特に100℃前後が最も好まし
い。
【0041】また、不活性ガスの噴射口と排出口の温度
差が小さい場合も処理能率が低下する傾向があるので、
排出口の温度は50℃以下、好ましくは40℃以下、特
に好ましくは常温に設定することが望ましい。不活性ガ
スとしては、窒素ガスやアルゴンガスが好ましく、加熱
温度は60〜150℃が好ましい。
差が小さい場合も処理能率が低下する傾向があるので、
排出口の温度は50℃以下、好ましくは40℃以下、特
に好ましくは常温に設定することが望ましい。不活性ガ
スとしては、窒素ガスやアルゴンガスが好ましく、加熱
温度は60〜150℃が好ましい。
【0042】造粒粉の粒度は、スプレードライヤー装置
へ供給するスラリーの濃度や、その供給量、あるいは回
転ディスクの回転数または加圧ノズルの圧力によって制
御することができるが、平均粒径が20μm未満では、
造粒粉の流動性がほとんど向上せず、また、平均粒径が
400μmを超えると、粒径が大きすぎて成形時の金型
内への充填密度が低下するとともに成形体密度も低下
し、ひいては、焼結後の焼結体密度の低下をきたすこと
となるため好ましくなく、よって、造粒粉の平均粒径は
20〜400μmが好ましい。特に好ましくは50〜2
00μmである。また、ふるいによりアンダーカット、
オーバーカットを行なうことにより、さらに極めて流動
性に富んだ造粒粉を得ることができる。さらに、得られ
た造粒粉にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウ
ム、ポリエチレングリコール等の潤滑剤を少量添加する
と、さらに流動性を向上させることができ有効である。
へ供給するスラリーの濃度や、その供給量、あるいは回
転ディスクの回転数または加圧ノズルの圧力によって制
御することができるが、平均粒径が20μm未満では、
造粒粉の流動性がほとんど向上せず、また、平均粒径が
400μmを超えると、粒径が大きすぎて成形時の金型
内への充填密度が低下するとともに成形体密度も低下
し、ひいては、焼結後の焼結体密度の低下をきたすこと
となるため好ましくなく、よって、造粒粉の平均粒径は
20〜400μmが好ましい。特に好ましくは50〜2
00μmである。また、ふるいによりアンダーカット、
オーバーカットを行なうことにより、さらに極めて流動
性に富んだ造粒粉を得ることができる。さらに、得られ
た造粒粉にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウ
ム、ポリエチレングリコール等の潤滑剤を少量添加する
と、さらに流動性を向上させることができ有効である。
【0043】造粒後の工程、すなわち、成形、焼結、熱
処理など条件、方法は公知のいずれの粉末冶金的手段を
採用することができる。以下に好ましい条件の一例を示
す。成形は、公知のいずれの成形方法も採用できるが、
圧縮成形で行なうことが最も好ましく、その圧力は、
0.3〜2.0Ton/cm2が好ましい。また、磁場
を印加して成形する場合の磁場強度としては10〜20
kOeが好ましい範囲である。焼結前には、真空中で加
熱する一般的な方法や、水素流気中で100〜200℃
/時間で昇温し、300〜600℃で1〜2時間程度保
持する方法などにより脱バインダー処理を行なうことが
好ましい。脱バインダー処理を施すことにより、バイン
ダー中のほぼ全炭素が脱炭され、磁気特性の向上に繋が
る。
処理など条件、方法は公知のいずれの粉末冶金的手段を
採用することができる。以下に好ましい条件の一例を示
す。成形は、公知のいずれの成形方法も採用できるが、
圧縮成形で行なうことが最も好ましく、その圧力は、
0.3〜2.0Ton/cm2が好ましい。また、磁場
を印加して成形する場合の磁場強度としては10〜20
kOeが好ましい範囲である。焼結前には、真空中で加
熱する一般的な方法や、水素流気中で100〜200℃
/時間で昇温し、300〜600℃で1〜2時間程度保
持する方法などにより脱バインダー処理を行なうことが
好ましい。脱バインダー処理を施すことにより、バイン
ダー中のほぼ全炭素が脱炭され、磁気特性の向上に繋が
る。
【0044】なお、R元素を含む合金粉末は、水素を吸
蔵しやすいために、水素流気中での脱バインダー処理後
には脱水素処理を行なうことが好ましい。脱水素処理
は、真空中で昇温速度は、50〜200℃/時間で昇温
し、500〜800℃で1〜2時間程度保持することに
より、吸蔵されていた水素はほぼ完全に除去される。な
お脱水素処理後は、引き続いて昇温加熱して焼結を行う
ことが好ましく、500℃を超えてからの昇温速度は任
意に選定すればよく、例えば100〜300℃/時間な
ど、焼結に際して取られる公知の昇温方法を採用でき
る。
蔵しやすいために、水素流気中での脱バインダー処理後
には脱水素処理を行なうことが好ましい。脱水素処理
は、真空中で昇温速度は、50〜200℃/時間で昇温
し、500〜800℃で1〜2時間程度保持することに
より、吸蔵されていた水素はほぼ完全に除去される。な
お脱水素処理後は、引き続いて昇温加熱して焼結を行う
ことが好ましく、500℃を超えてからの昇温速度は任
意に選定すればよく、例えば100〜300℃/時間な
ど、焼結に際して取られる公知の昇温方法を採用でき
る。
【0045】脱バインダー処理後の成形品の焼結並びに
焼結後の熱処理条件は、選定した合金粉末組成に応じて
適宜選定されるが、焼結並びに焼結後の熱処理条件とし
ては、1000〜1180℃、1〜2時間保持する焼結
工程、450〜800℃、1〜8時間保持する時効処理
工程などが好ましい。
焼結後の熱処理条件は、選定した合金粉末組成に応じて
適宜選定されるが、焼結並びに焼結後の熱処理条件とし
ては、1000〜1180℃、1〜2時間保持する焼結
工程、450〜800℃、1〜8時間保持する時効処理
工程などが好ましい。
【0046】
【作用】この発明は、予めR−Fe−B系合金粉末にす
くなくとも1種のホウ酸エステルを添加、被覆した後、
メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルア
ルコールのうち少なくとも1種と水とからなるバインダ
ーを添加、混練してスラリー状となし、該スラリーをス
プレードライヤー装置により平均粒度20μm〜400
μmの流動性の高い球形状の造粒粉となし、該造粒粉を
用いて、成形、焼結、熱処理することにより、バインダ
ー自体のすぐれた潤滑性とも相まって、粉体の流動性が
格段に向上し、成形サイクルが向上するとともに、成形
体密度のバラツキや成形機の寿命を低下させることもな
く、焼結後の焼結体の残留酸素・炭素量が少なくかつ寸
法精度にもすぐれる、小型形状や薄肉形状でかつ優れた
磁気特性を有するR−Fe−B系焼結磁石が得られる。
くなくとも1種のホウ酸エステルを添加、被覆した後、
メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニルア
ルコールのうち少なくとも1種と水とからなるバインダ
ーを添加、混練してスラリー状となし、該スラリーをス
プレードライヤー装置により平均粒度20μm〜400
μmの流動性の高い球形状の造粒粉となし、該造粒粉を
用いて、成形、焼結、熱処理することにより、バインダ
ー自体のすぐれた潤滑性とも相まって、粉体の流動性が
格段に向上し、成形サイクルが向上するとともに、成形
体密度のバラツキや成形機の寿命を低下させることもな
く、焼結後の焼結体の残留酸素・炭素量が少なくかつ寸
法精度にもすぐれる、小型形状や薄肉形状でかつ優れた
磁気特性を有するR−Fe−B系焼結磁石が得られる。
【0047】なお、この発明における造粒粉は、それ自
体は等方性であるので、磁場を印加せずに成形した場合
は当然のことながら等方性の成形体になるが、磁場を印
加しながら成形すると、圧縮応力と磁場の作用によっ
て、造粒粉が壊れて元の一次粒子となり、該一次粒子が
磁場によって配向し、異方性の成形体が得られるので、
用途に応じて等方性磁石と異方性磁石の両方を製造する
ことができるという利点も有する。さらに、この発明に
おける造粒粉は、すくなくとも1種のホウ酸エステル並
びにバインダーによって2重被覆されているため、大気
中において酸化し難く、成形工程における作業性が向上
するという利点も有する。
体は等方性であるので、磁場を印加せずに成形した場合
は当然のことながら等方性の成形体になるが、磁場を印
加しながら成形すると、圧縮応力と磁場の作用によっ
て、造粒粉が壊れて元の一次粒子となり、該一次粒子が
磁場によって配向し、異方性の成形体が得られるので、
用途に応じて等方性磁石と異方性磁石の両方を製造する
ことができるという利点も有する。さらに、この発明に
おける造粒粉は、すくなくとも1種のホウ酸エステル並
びにバインダーによって2重被覆されているため、大気
中において酸化し難く、成形工程における作業性が向上
するという利点も有する。
【0048】
実施例1 Nd13.3原子%、Pr0.31原子%、Dy0.2
8原子%、Co3.4原子%、B6.5原子%、残部F
e及び不可避的不純物からなる原料を、Arガス雰囲気
中で高周波溶解して、ボタン状溶製合金を得た。次に、
該合金を粗粉砕した後、ジョークラッシャーなどにより
平均粒度約15μmに粉砕し、さらに、ジェットミルに
より平均粒度3μmの粉末を得た。得られた粉末に、n
−ブタノールとホウ酸を3:1のモル比で、110℃に
おいて4時間加熱して縮合反応させることにより得た下
記構造のホウ酸エステルを、粉末100重量部に対して
0.1重量部添加し、万能混合撹拌機により常温で乾式
混合して、ホウ酸エステルを被覆した粉末を得た。該粉
末に表1に示す種類及び添加量のバインダー、水、滑剤
等を添加して室温で混練してスラリー状となし、該スラ
リーをディスク回転型スプレードライヤー装置により、
不活性ガスに窒素を用い、熱風入口温度を100℃、出
口温度を40℃に設定して造粒を行なった。
8原子%、Co3.4原子%、B6.5原子%、残部F
e及び不可避的不純物からなる原料を、Arガス雰囲気
中で高周波溶解して、ボタン状溶製合金を得た。次に、
該合金を粗粉砕した後、ジョークラッシャーなどにより
平均粒度約15μmに粉砕し、さらに、ジェットミルに
より平均粒度3μmの粉末を得た。得られた粉末に、n
−ブタノールとホウ酸を3:1のモル比で、110℃に
おいて4時間加熱して縮合反応させることにより得た下
記構造のホウ酸エステルを、粉末100重量部に対して
0.1重量部添加し、万能混合撹拌機により常温で乾式
混合して、ホウ酸エステルを被覆した粉末を得た。該粉
末に表1に示す種類及び添加量のバインダー、水、滑剤
等を添加して室温で混練してスラリー状となし、該スラ
リーをディスク回転型スプレードライヤー装置により、
不活性ガスに窒素を用い、熱風入口温度を100℃、出
口温度を40℃に設定して造粒を行なった。
【0049】
【化2】
【0050】得られた造粒粉を#440のふるいにより
微粒子をアンダーカットし、また#70のふるいにより
粗粒子をオーバーカットした。該造粒粉の平均粒度及び
#440から#70の歩留りを表1に示す。上記造粒粉
を圧縮磁場プレス機を用いて、磁場強度15kOe、圧
力1ton/cm2で10mm×15mm×厚み10m
mの形状に成形した後、水素雰囲気中で室温から300
℃までを昇温速度100℃/時で加熱する脱バインダー
処理を行ない、引き続いて真空中で1100℃まで昇温
し1時間保持する焼結を行ない、さらに焼結完了後、A
rガスを導入して7℃/分の速度で800℃まで冷却
し、その後100℃/時の速度で冷却して550℃で2
時間保持して時効処理を施して異方性の焼結体を得た。
成形時の造粒粉の流れ性、成形体の寸法及び密度並びに
得られた焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性
を表2に示す。なお、流れ性は、内径8mmのロートの
管を100gの原料粉が自然落下し通過するまでに要し
た時間で測定した。また、得られた全ての焼結体には、
ワレ、ヒビ、変形などは全く見られなかった。
微粒子をアンダーカットし、また#70のふるいにより
粗粒子をオーバーカットした。該造粒粉の平均粒度及び
#440から#70の歩留りを表1に示す。上記造粒粉
を圧縮磁場プレス機を用いて、磁場強度15kOe、圧
力1ton/cm2で10mm×15mm×厚み10m
mの形状に成形した後、水素雰囲気中で室温から300
℃までを昇温速度100℃/時で加熱する脱バインダー
処理を行ない、引き続いて真空中で1100℃まで昇温
し1時間保持する焼結を行ない、さらに焼結完了後、A
rガスを導入して7℃/分の速度で800℃まで冷却
し、その後100℃/時の速度で冷却して550℃で2
時間保持して時効処理を施して異方性の焼結体を得た。
成形時の造粒粉の流れ性、成形体の寸法及び密度並びに
得られた焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性
を表2に示す。なお、流れ性は、内径8mmのロートの
管を100gの原料粉が自然落下し通過するまでに要し
た時間で測定した。また、得られた全ての焼結体には、
ワレ、ヒビ、変形などは全く見られなかった。
【0051】比較例1 実施例1と同じ3μm粉末に、ホウ酸エステルを被覆せ
ず、また実施例1の試料No.2と同様のバインダーを
用いる以外は実施例1と同じ方法により造粒粉を作成
し、造粒粉を実施例1と同様のアンダーカット、オーバ
ーカットを行った。該造粒粉の平均粒度及び#440か
ら#70の歩留りを表1に示す。また上記により得られ
た造粒粉を実施例1と同じ方法により、成形、焼結、時
効処理して、焼結磁石を得た。成形時の造粒粉の流れ
性、成形体の寸法及び密度並びに得られた焼結磁石の残
留酸素量、残留炭素量、磁気特性を実施例1と共に表2
に示す。なお、得られた焼結体には、ワレ、ヒビ、変形
などは全く見られなかった。
ず、また実施例1の試料No.2と同様のバインダーを
用いる以外は実施例1と同じ方法により造粒粉を作成
し、造粒粉を実施例1と同様のアンダーカット、オーバ
ーカットを行った。該造粒粉の平均粒度及び#440か
ら#70の歩留りを表1に示す。また上記により得られ
た造粒粉を実施例1と同じ方法により、成形、焼結、時
効処理して、焼結磁石を得た。成形時の造粒粉の流れ
性、成形体の寸法及び密度並びに得られた焼結磁石の残
留酸素量、残留炭素量、磁気特性を実施例1と共に表2
に示す。なお、得られた焼結体には、ワレ、ヒビ、変形
などは全く見られなかった。
【0052】
【表1】
【0053】
【表2】
【0054】
【発明の効果】この発明によれば、R−Fe−B系合金
粉末に、少なくとも1種のホウ酸エステルを被覆した
後、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルアルコールと水とからなるバインダーを添加、混練し
てスラリー状となし、該スラリーをスプレードライヤー
装置により造粒し、R−Fe−B系合金粉末とバインダ
ーとの反応を抑制するとともに混練物に十分な流動性を
付与した平均粒度20μm〜400μmの流動性の高い
球形状の造粒粉を用いて、成形、焼結、熱処理するた
め、造粒粉のバインダー自体のすぐれた流動性とも相ま
って、粉体の流動性が格段に向上し、成形サイクルが向
上するとともに、成形体密度のバラツキや成形機の寿命
を低下させることもなく、焼結後の焼結体の残留酸素・
炭素量が少なくかつ寸法精度にもすぐれる小型形状や薄
肉形状でかつ優れた磁気特性を有するR−Fe−B系焼
結磁石が効率よく得られる。
粉末に、少なくとも1種のホウ酸エステルを被覆した
後、メチルセルロース、ポリアクリルアミド、ポリビニ
ルアルコールと水とからなるバインダーを添加、混練し
てスラリー状となし、該スラリーをスプレードライヤー
装置により造粒し、R−Fe−B系合金粉末とバインダ
ーとの反応を抑制するとともに混練物に十分な流動性を
付与した平均粒度20μm〜400μmの流動性の高い
球形状の造粒粉を用いて、成形、焼結、熱処理するた
め、造粒粉のバインダー自体のすぐれた流動性とも相ま
って、粉体の流動性が格段に向上し、成形サイクルが向
上するとともに、成形体密度のバラツキや成形機の寿命
を低下させることもなく、焼結後の焼結体の残留酸素・
炭素量が少なくかつ寸法精度にもすぐれる小型形状や薄
肉形状でかつ優れた磁気特性を有するR−Fe−B系焼
結磁石が効率よく得られる。
───────────────────────────────────────────────────── 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 33/02 J 38/00 303 D (72)発明者 高橋 渉 大阪府大阪市中央区北浜4丁目5番33号 住友金属工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 R−Fe−B系合金粉末(RはYを含む
希土類元素の少なくとも1種)に、少なくとも1種のホ
ウ酸エステルを被覆した後、メチルセルロース、ポリア
クリルアミド、ポリビニルアルコールのうち少なくとも
1種と水とからなるバインダーを添加、混練してスラリ
ー状となし、該スラリーをスプレードライヤー装置によ
り平均粒度20μm〜400μmの造粒粉となし、該造
粒粉を用いて粉末冶金法により焼結磁石を得ることを特
徴とするR−Fe−B系焼結磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6272860A JPH08111309A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | R−Fe−B系焼結磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6272860A JPH08111309A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | R−Fe−B系焼結磁石の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08111309A true JPH08111309A (ja) | 1996-04-30 |
Family
ID=17519787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6272860A Pending JPH08111309A (ja) | 1994-10-11 | 1994-10-11 | R−Fe−B系焼結磁石の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08111309A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4990419B1 (ja) * | 2012-02-15 | 2012-08-01 | 株式会社イースタン | 基板基準孔の加工方法 |
CN114589301A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-06-07 | 湖南航天磁电有限责任公司 | 粉末成型用润滑剂和包含该润滑剂的一体成型电感粉末 |
-
1994
- 1994-10-11 JP JP6272860A patent/JPH08111309A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4990419B1 (ja) * | 2012-02-15 | 2012-08-01 | 株式会社イースタン | 基板基準孔の加工方法 |
CN114589301A (zh) * | 2022-02-21 | 2022-06-07 | 湖南航天磁电有限责任公司 | 粉末成型用润滑剂和包含该润滑剂的一体成型电感粉末 |
CN114589301B (zh) * | 2022-02-21 | 2023-10-27 | 湖南航天磁电有限责任公司 | 粉末成型用润滑剂和包含该润滑剂的一体成型电感粉末 |
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