JPH0813006A - Ｒ２Ｔ１７系合金粉末の製造方法、Ｒ２Ｔ１７Ｎｘ系磁石粉末の製造方法及び高圧熱処理装置 - Google Patents
Ｒ２Ｔ１７系合金粉末の製造方法、Ｒ２Ｔ１７Ｎｘ系磁石粉末の製造方法及び高圧熱処理装置Info
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- JPH0813006A JPH0813006A JP6296235A JP29623594A JPH0813006A JP H0813006 A JPH0813006 A JP H0813006A JP 6296235 A JP6296235 A JP 6296235A JP 29623594 A JP29623594 A JP 29623594A JP H0813006 A JPH0813006 A JP H0813006A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/0596—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and Va elements, e.g. Sm2Fe17N2 of rhombic or rhombohedral Th2Zn17 structure or hexagonal Th2Ni17 structure
Abstract
(57)【要約】
【目的】 モータ等に使用されるボンド磁石用の磁石粉
末である希土類−鉄−窒素系磁石材料の製造方法におい
て、溶解鋳造された合金塊を、酸化を抑制しつつ粗粉砕
処理できるようにする。 【構成】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種又は２種
以上の希土類元素で置換された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又
はＦｅの一部が１種又は２種以上の遷移元素で置換され
た物質）とを主成分とする鋳造塊をＲ2 Ｔ17相を主とす
る合金塊にするために均一化処理を行なう。次に、７０
℃〜３００℃の温度範囲における５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧力の水素ガス中において前記合金塊に水素吸蔵させ
ることにより粗粉砕処理を行なう。
末である希土類−鉄−窒素系磁石材料の製造方法におい
て、溶解鋳造された合金塊を、酸化を抑制しつつ粗粉砕
処理できるようにする。 【構成】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種又は２種
以上の希土類元素で置換された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又
はＦｅの一部が１種又は２種以上の遷移元素で置換され
た物質）とを主成分とする鋳造塊をＲ2 Ｔ17相を主とす
る合金塊にするために均一化処理を行なう。次に、７０
℃〜３００℃の温度範囲における５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧力の水素ガス中において前記合金塊に水素吸蔵させ
ることにより粗粉砕処理を行なう。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、モータなどに多量に用
いられているボンド磁石の主たる構成材料である磁石粉
末及びその母合金粉末の製造方法並びにこれらの方法に
用いる高圧熱処理装置に関する。
いられているボンド磁石の主たる構成材料である磁石粉
末及びその母合金粉末の製造方法並びにこれらの方法に
用いる高圧熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｓｍ−Ｃｏ系の異方性磁石粉末やＮｄ−
Ｆｅ−Ｂ系の等方性磁石粉末などの、高性能な希土類系
の磁石粉末を用いた高性能なボンド磁石がモータを初め
とする磁石応用機器に使用されている。このようなボン
ド磁石の使用分野は徐々に拡っており、それに応じて多
様な特性を持った磁石が要求されている。
Ｆｅ−Ｂ系の等方性磁石粉末などの、高性能な希土類系
の磁石粉末を用いた高性能なボンド磁石がモータを初め
とする磁石応用機器に使用されている。このようなボン
ド磁石の使用分野は徐々に拡っており、それに応じて多
様な特性を持った磁石が要求されている。
【０００３】このような背景から、新しい磁石粉末の開
発が活発に行われているが、そのなかで、希土類（Ｒ）
−鉄（Ｆｅ）−窒素（Ｎ）系の磁石材料、特にサマリウ
ム（Ｓｍ）−鉄−窒素系（以下、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系と称
する。）の磁石材料が注目されている。しかしながら、
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系の磁石材料の開発はまだ実験室段階で
あり、早い実用化が望まれている。
発が活発に行われているが、そのなかで、希土類（Ｒ）
−鉄（Ｆｅ）−窒素（Ｎ）系の磁石材料、特にサマリウ
ム（Ｓｍ）−鉄−窒素系（以下、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系と称
する。）の磁石材料が注目されている。しかしながら、
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系の磁石材料の開発はまだ実験室段階で
あり、早い実用化が望まれている。
【０００４】Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系の磁石材料は、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17型構造を持つＳｍ2 Ｆｅ17を窒化したものであり、
窒素は、特定の格子位置に侵入型で入り結晶格子を膨脹
させるが、結晶構造は同じＴｈ2 Ｚｎ17型構造である。
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石材料は、Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎｘの組成
式においてＸ＝３の近傍で最も磁気特性が優れており、
飽和磁化：４πＩS ＝１５．７ｋＧ、異方性磁界：Ｈａ
＝２６０ｋＯｅ、キュリー点：Ｔｃ＝４７０℃という基
本物性が明らかにされている。
ｎ17型構造を持つＳｍ2 Ｆｅ17を窒化したものであり、
窒素は、特定の格子位置に侵入型で入り結晶格子を膨脹
させるが、結晶構造は同じＴｈ2 Ｚｎ17型構造である。
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石材料は、Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎｘの組成
式においてＸ＝３の近傍で最も磁気特性が優れており、
飽和磁化：４πＩS ＝１５．７ｋＧ、異方性磁界：Ｈａ
＝２６０ｋＯｅ、キュリー点：Ｔｃ＝４７０℃という基
本物性が明らかにされている。
【０００５】Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石材料の製造工程はお
おまかに分類すると次の５つの工程からなっている（特
開平２−５７６６３号公報などを参照）。
おまかに分類すると次の５つの工程からなっている（特
開平２−５７６６３号公報などを参照）。
【０００６】（１）溶解鋳造工程：Ｓｍ−Ｆｅ母合金塊
を作成する工程である。
を作成する工程である。
【０００７】（２）均一化熱処理工程：Ｓｍ−Ｆｅ母合
金塊を主たる相がＳｍ2 Ｆｅ17である合金塊にする工程
である。
金塊を主たる相がＳｍ2 Ｆｅ17である合金塊にする工程
である。
【０００８】（３）粗粉砕工程：主たる相がＳｍ2 Ｆｅ
17である合金塊を、窒化が容易な１５０μｍ以下の粒子
に粉砕する工程である。
17である合金塊を、窒化が容易な１５０μｍ以下の粒子
に粉砕する工程である。
【０００９】（４）窒化工程：Ｓｍ2 Ｆｅ17をＳｍ2 Ｆ
ｅ17Ｎｘにする工程である。
ｅ17Ｎｘにする工程である。
【００１０】（５）微粉砕工程：Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎｘ粒子
の保磁力を大きくするために単磁区粒子（粒径：１〜３
μｍ）にする工程である。
の保磁力を大きくするために単磁区粒子（粒径：１〜３
μｍ）にする工程である。
【００１１】尚、前記の工程のほかに、粉砕時に入った
歪みや格子欠陥などを除去するため（３）又は（５）の
工程の後に、不均一な窒化層を均一化するため（４）の
工程の後に、それぞれ必要に応じて焼鈍処理が行われ
る。
歪みや格子欠陥などを除去するため（３）又は（５）の
工程の後に、不均一な窒化層を均一化するため（４）の
工程の後に、それぞれ必要に応じて焼鈍処理が行われ
る。
【００１２】以下、前記の各工程についてもう少し詳し
く説明する。
く説明する。
【００１３】（３）の粗粉砕工程では、これまでは機械
的に粉砕していた。たとえば、ジョークラッシャーなど
の各種粉砕機が用いられてきた。また、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ
系焼結磁石の製造工程で採用されている水素吸蔵による
粗粉砕も可能性があるということが報告されている。
的に粉砕していた。たとえば、ジョークラッシャーなど
の各種粉砕機が用いられてきた。また、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ
系焼結磁石の製造工程で採用されている水素吸蔵による
粗粉砕も可能性があるということが報告されている。
【００１４】この水素吸蔵粉砕は、従来から行われてい
る、水素の吸収と放出とを繰り返し行なう方法であり、
２００℃〜４００℃の温度において水素ガスを合金中に
吸収させ、吸収した水素をアルゴンのような不活性ガス
中で６００℃〜８００℃の温度において放出させる。こ
の繰り返しの回数を多くすると４μｍまで粗粉砕できる
と報告されている（特開平２−５７６６３号公報及びＥ
Ｐ０３６９０９７Ａ１参照）。
る、水素の吸収と放出とを繰り返し行なう方法であり、
２００℃〜４００℃の温度において水素ガスを合金中に
吸収させ、吸収した水素をアルゴンのような不活性ガス
中で６００℃〜８００℃の温度において放出させる。こ
の繰り返しの回数を多くすると４μｍまで粗粉砕できる
と報告されている（特開平２−５７６６３号公報及びＥ
Ｐ０３６９０９７Ａ１参照）。
【００１５】ところで、最近、東北大学においてＳｍ2
Ｆｅ17の水素吸蔵粉砕が研究され、報告がされている
（S.Sugimoto etal ：Proceedings of the ICF 6 ,Toky
o andKyoto ,Japan,1992 ,p.1145 〜1148) 。この論文
によると、均一化熱処理が行われたＳｍ2 Ｆｅ17は、室
温から２００℃の温度領域では水素吸蔵粉砕は起こら
ず、３００℃付近で水素吸蔵粉砕が起きるが細かい粉末
は得られず、粗い粉末（平均粒子径：２〜３ｍｍ）が得
られる。
Ｆｅ17の水素吸蔵粉砕が研究され、報告がされている
（S.Sugimoto etal ：Proceedings of the ICF 6 ,Toky
o andKyoto ,Japan,1992 ,p.1145 〜1148) 。この論文
によると、均一化熱処理が行われたＳｍ2 Ｆｅ17は、室
温から２００℃の温度領域では水素吸蔵粉砕は起こら
ず、３００℃付近で水素吸蔵粉砕が起きるが細かい粉末
は得られず、粗い粉末（平均粒子径：２〜３ｍｍ）が得
られる。
【００１６】ところが、Ｓｍを増やした組成（２０％以
上の増加）においては、均一化熱処理の後に、Ｓｍ2 Ｆ
ｅ17のほかにＳｍＦｅ3 が現れる。このＳｍＦｅ3 が２
００℃において急峻な水素吸蔵を起こし、また、ＳｍＦ
ｅ3 の結晶格子の膨脹率がＳｍ2 Ｆｅ17の膨張率よりも
大きいため、合金塊は細かい粉末（１００μｍ以下）に
割れる。
上の増加）においては、均一化熱処理の後に、Ｓｍ2 Ｆ
ｅ17のほかにＳｍＦｅ3 が現れる。このＳｍＦｅ3 が２
００℃において急峻な水素吸蔵を起こし、また、ＳｍＦ
ｅ3 の結晶格子の膨脹率がＳｍ2 Ｆｅ17の膨張率よりも
大きいため、合金塊は細かい粉末（１００μｍ以下）に
割れる。
【００１７】また、水素吸蔵放出特性を測定した結果に
よると、Ｓｍ2 Ｆｅ17には２５０℃及び６００℃付近に
おいて水素吸収ピークがあり、その間の３５０℃〜５５
０℃の温度領域において緩やかな水素放出ピークがあっ
た。
よると、Ｓｍ2 Ｆｅ17には２５０℃及び６００℃付近に
おいて水素吸収ピークがあり、その間の３５０℃〜５５
０℃の温度領域において緩やかな水素放出ピークがあっ
た。
【００１８】水素吸蔵処理については他の報告もある。
その報告は、Ｓｍが５〜１５原子％、Ｎが０．５〜２５
原子％、残部がＦｅ又はＦｅ及びＣｏよりなる磁石材料
において、Ｓｍ−Ｆｅ系合金を細かい粒子にすると酸化
され易いため、大きな塊状、すなわち表面までの距離が
０．２５ｍｍ以上である領域が存在するような大きな塊
状の合金を窒化できる方法について記載している。この
方法は、塊状の合金に対して水素吸蔵熱処理を施して水
素を吸蔵させた後、窒素ガス雰囲気中で窒化熱処理を施
すことにより、大きな寸法の合金を充分且つ均質に窒化
する方法である。前記の報告は、水素吸蔵熱処理におい
て合金中に微細なガスの通路が形成され、窒化熱処理に
おいて窒素が前記のガス通路を通って合金の深部にまで
侵入すると説明している。また、この水素吸蔵熱処理で
は、温度は３５０℃以下であり特に１００〜３００℃が
好ましく、また、重要なのは、水素吸蔵熱処理は２回以
上行なわないことであり、水素吸蔵熱処理が１回だけで
あれば合金は微粉化されず、大きな寸法に保たれること
を開示している（特開平４−２８０６０５号公報参
照）。
その報告は、Ｓｍが５〜１５原子％、Ｎが０．５〜２５
原子％、残部がＦｅ又はＦｅ及びＣｏよりなる磁石材料
において、Ｓｍ−Ｆｅ系合金を細かい粒子にすると酸化
され易いため、大きな塊状、すなわち表面までの距離が
０．２５ｍｍ以上である領域が存在するような大きな塊
状の合金を窒化できる方法について記載している。この
方法は、塊状の合金に対して水素吸蔵熱処理を施して水
素を吸蔵させた後、窒素ガス雰囲気中で窒化熱処理を施
すことにより、大きな寸法の合金を充分且つ均質に窒化
する方法である。前記の報告は、水素吸蔵熱処理におい
て合金中に微細なガスの通路が形成され、窒化熱処理に
おいて窒素が前記のガス通路を通って合金の深部にまで
侵入すると説明している。また、この水素吸蔵熱処理で
は、温度は３５０℃以下であり特に１００〜３００℃が
好ましく、また、重要なのは、水素吸蔵熱処理は２回以
上行なわないことであり、水素吸蔵熱処理が１回だけで
あれば合金は微粉化されず、大きな寸法に保たれること
を開示している（特開平４−２８０６０５号公報参
照）。
【００１９】（４）の窒化処理工程としては、Ｓｍ2 Ｆ
ｅ17を４７０℃付近で水素とアンモニアとの混合ガス気
流中に曝す方法（特開平２−２５７６０３号公報）や、
同様の温度において高圧（３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上）の
窒素ガス中で熱処理する方法（多々見他、第１６回日本
応用磁気学会学術講演概要集、１９９２、ｐ４４０及び
特開平５−２５８９２７号公報）が行われている。ま
た、５３μｍ以下に粗粉砕されたＳｍ2 Ｆｅ17粉末を、
２５０℃付近において水素気流中に１時間置くことによ
り水素処理した後、窒素気流中に置くことにより低温
（４５０〜５００℃）で長時間（２０〜６３時間）の熱
処理を行なうと、α−Ｆｅへの分解が抑えられて良い磁
気特性が得られるという報告もなされている（C.Ishiza
ka etal,Ferrite:Proceedings of The ICF 6,Tokyo and
Kyoto,Japan 1992,p1092 〜1095）。
ｅ17を４７０℃付近で水素とアンモニアとの混合ガス気
流中に曝す方法（特開平２−２５７６０３号公報）や、
同様の温度において高圧（３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上）の
窒素ガス中で熱処理する方法（多々見他、第１６回日本
応用磁気学会学術講演概要集、１９９２、ｐ４４０及び
特開平５−２５８９２７号公報）が行われている。ま
た、５３μｍ以下に粗粉砕されたＳｍ2 Ｆｅ17粉末を、
２５０℃付近において水素気流中に１時間置くことによ
り水素処理した後、窒素気流中に置くことにより低温
（４５０〜５００℃）で長時間（２０〜６３時間）の熱
処理を行なうと、α−Ｆｅへの分解が抑えられて良い磁
気特性が得られるという報告もなされている（C.Ishiza
ka etal,Ferrite:Proceedings of The ICF 6,Tokyo and
Kyoto,Japan 1992,p1092 〜1095）。
【００２０】（５）の微粉砕工程としては、従来からの
ボールミルやジェットミルによる粉砕が行われている。
前記のＣ．Ｉｓｈｉｚａｋａの論文によると、アトライ
ターによって粉砕して１．５μｍ以下の微粉末にするこ
とにより、優れた磁気特性を達成している。
ボールミルやジェットミルによる粉砕が行われている。
前記のＣ．Ｉｓｈｉｚａｋａの論文によると、アトライ
ターによって粉砕して１．５μｍ以下の微粉末にするこ
とにより、優れた磁気特性を達成している。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｓｍ−
Ｆｅ合金は酸化し易く、酸化すると磁石特性を出してい
るＳｍ2 Ｆｅ17Ｎｘの量が減るだけでなくα−Ｆｅが出
現する。このα−Ｆｅは、軟磁性であるため保磁力を低
下させると共にＢ−Ｈ曲線の角型性（ｒｅｃｔａｎｇｕ
ｌａｒｉｔｙ ｉｎ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｏ
ｐ）を低下させる大きな原因となる。従って、酸化の抑
制が磁石特性の良否を左右する最大の課題となってい
る。
Ｆｅ合金は酸化し易く、酸化すると磁石特性を出してい
るＳｍ2 Ｆｅ17Ｎｘの量が減るだけでなくα−Ｆｅが出
現する。このα−Ｆｅは、軟磁性であるため保磁力を低
下させると共にＢ−Ｈ曲線の角型性（ｒｅｃｔａｎｇｕ
ｌａｒｉｔｙ ｉｎ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｏ
ｐ）を低下させる大きな原因となる。従って、酸化の抑
制が磁石特性の良否を左右する最大の課題となってい
る。
【００２２】Ｓｍ−Ｆｅの合金の酸化を抑制するために
次の方法が考慮される。
次の方法が考慮される。
【００２３】（１）の溶解鋳造工程及び（２）の均一化
熱処理工程は、おおよそ１０００℃を越える活性な温度
領域における処理になるため、酸素濃度はできるだけ低
く抑えなければならない。しかし、雰囲気中の酸素を完
全に取り除くことは困難であり、また長時間を要する均
一化熱処理工程の雰囲気中に僅かな酸素が混入するのを
防ぐことは費用や設備上の制約により難しいことである
ので、得られる合金塊表面は酸化されている場合が多
い。
熱処理工程は、おおよそ１０００℃を越える活性な温度
領域における処理になるため、酸素濃度はできるだけ低
く抑えなければならない。しかし、雰囲気中の酸素を完
全に取り除くことは困難であり、また長時間を要する均
一化熱処理工程の雰囲気中に僅かな酸素が混入するのを
防ぐことは費用や設備上の制約により難しいことである
ので、得られる合金塊表面は酸化されている場合が多
い。
【００２４】（３）の粗粉砕工程は、室温において行な
われるが、結晶の破壊現場ではミクロには相当高温にな
っていると考えられ、非酸化性ガス（多くは窒素ガス）
の雰囲気で行なうのが良い。
われるが、結晶の破壊現場ではミクロには相当高温にな
っていると考えられ、非酸化性ガス（多くは窒素ガス）
の雰囲気で行なうのが良い。
【００２５】（４）の窒化処理工程は４００℃〜５００
℃の温度領域で行われるが、窒化物は約６７０℃以上の
温度ではα−ＦｅとＳｍＮとに分解する。窒化は発熱反
応であるため、分解温度にならないように窒化処理温度
を低く抑える必要がある。一方では、窒化は高温下ほど
速く行なわれるのでなるべく高温下において行ないたい
という要望がある。これまでの学会発表では大部分が約
４７０℃での窒化であり、この温度がα−Ｆｅの発生を
最小限に抑える最適温度と言える。
℃の温度領域で行われるが、窒化物は約６７０℃以上の
温度ではα−ＦｅとＳｍＮとに分解する。窒化は発熱反
応であるため、分解温度にならないように窒化処理温度
を低く抑える必要がある。一方では、窒化は高温下ほど
速く行なわれるのでなるべく高温下において行ないたい
という要望がある。これまでの学会発表では大部分が約
４７０℃での窒化であり、この温度がα−Ｆｅの発生を
最小限に抑える最適温度と言える。
【００２６】ところが、前記の窒化温度においてＳｍ−
Ｆｅ合金を完全に窒化するには１００時間程度の長時間
を要する。また、前記の窒化温度は、合金表面に取り付
いた窒素がＳｍ−Ｆｅ合金の内部に拡散するには低すぎ
るため拡散速度は遅くなる。粒子の粒径が小さいほど窒
化時間が短くなると共に均一に窒化できる。多くの報告
では粒子の粒径は５０μｍ以下、より好ましくは２０μ
ｍ以下であるとしている。
Ｆｅ合金を完全に窒化するには１００時間程度の長時間
を要する。また、前記の窒化温度は、合金表面に取り付
いた窒素がＳｍ−Ｆｅ合金の内部に拡散するには低すぎ
るため拡散速度は遅くなる。粒子の粒径が小さいほど窒
化時間が短くなると共に均一に窒化できる。多くの報告
では粒子の粒径は５０μｍ以下、より好ましくは２０μ
ｍ以下であるとしている。
【００２７】しかしながら、Ｓｍ−Ｆｅ合金の粒径が小
さくなると粒子の表面積が著しく増大し酸化が格段に起
こり易くなる。これらのことから、窒化処理工程におい
ては酸素の混入を極力抑えなければならない。
さくなると粒子の表面積が著しく増大し酸化が格段に起
こり易くなる。これらのことから、窒化処理工程におい
ては酸素の混入を極力抑えなければならない。
【００２８】（５）の微粉砕工程は粒径１〜３μｍとい
う微粉末にする工程であるから、粒子表面積は著しく拡
大し酸化がさらに起こり易くなる。処理温度は室温では
あるが、結晶の破壊現場ではミクロには高温になってい
ると考えられ、非酸化性雰囲気で行なう必要がある。
う微粉末にする工程であるから、粒子表面積は著しく拡
大し酸化がさらに起こり易くなる。処理温度は室温では
あるが、結晶の破壊現場ではミクロには高温になってい
ると考えられ、非酸化性雰囲気で行なう必要がある。
【００２９】以上の理由により、Ｓｍ−Ｆｅ合金の酸化
防止を初めとして、酸化により生成したα−Ｆｅの除去
など、次に示すような手段が講じられているが、それぞ
れ以下に説明するような問題がある。
防止を初めとして、酸化により生成したα−Ｆｅの除去
など、次に示すような手段が講じられているが、それぞ
れ以下に説明するような問題がある。
【００３０】まず、（２）の均一化熱処理工程では、前
述したように雰囲気中の酸素を完全に取り去ることは不
可能であるため、どうしても合金塊の表面でＳｍが酸化
される。また、Ｓｍは蒸気圧が高いため合金塊の表面部
分のＳｍが蒸発するので、前述の酸化と相俟って、合金
塊の表面部分におけるＳｍの組成が減少する。このた
め、余分のＦｅがα−Ｆｅとなって生成する。このα−
Ｆｅは磁気特性を低下させるので除去が必要であり、こ
れまでは合金塊の表面部分を削り取る等の作業を行なっ
ていたが、この作業は人手と時間とを要するので、効率
的な除去方法の開発が望まれている。
述したように雰囲気中の酸素を完全に取り去ることは不
可能であるため、どうしても合金塊の表面でＳｍが酸化
される。また、Ｓｍは蒸気圧が高いため合金塊の表面部
分のＳｍが蒸発するので、前述の酸化と相俟って、合金
塊の表面部分におけるＳｍの組成が減少する。このた
め、余分のＦｅがα−Ｆｅとなって生成する。このα−
Ｆｅは磁気特性を低下させるので除去が必要であり、こ
れまでは合金塊の表面部分を削り取る等の作業を行なっ
ていたが、この作業は人手と時間とを要するので、効率
的な除去方法の開発が望まれている。
【００３１】（３）の粗粉砕工程は、粉砕機を窒素ガス
雰囲気の中に入れて行なわれており、ゴム手袋を通して
の作業であるため作業能率が悪い。また、使用する窒素
ガス量が多く、磁石材料価格を押し上げる要因となって
おり、改良が望まれている。また、機械的粉砕は粉末の
表面に多くの欠陥や不純物を導くことになり、最終的な
磁気特性を劣化させる原因となる。
雰囲気の中に入れて行なわれており、ゴム手袋を通して
の作業であるため作業能率が悪い。また、使用する窒素
ガス量が多く、磁石材料価格を押し上げる要因となって
おり、改良が望まれている。また、機械的粉砕は粉末の
表面に多くの欠陥や不純物を導くことになり、最終的な
磁気特性を劣化させる原因となる。
【００３２】さらに、粗粉砕工程から次の窒化処理工程
に移すため、粗粉砕された粉末を一旦大気中に持ち出し
てから窒化処理炉に入れる際に、粉末を収納した炉の内
部を真空にすると共に２００℃付近に昇温して粉末及び
炉内をベーキングし、粉末の表面や炉の内壁に付着して
いる酸素及び水の分子を除去する作業を行なう必要があ
る。
に移すため、粗粉砕された粉末を一旦大気中に持ち出し
てから窒化処理炉に入れる際に、粉末を収納した炉の内
部を真空にすると共に２００℃付近に昇温して粉末及び
炉内をベーキングし、粉末の表面や炉の内壁に付着して
いる酸素及び水の分子を除去する作業を行なう必要があ
る。
【００３３】（４）の窒化処理工程においては、アンモ
ニアガスによる窒化は、ガスが有害であるという問題、
及び短時間で窒化できるが表面部分だけが過剰に窒化さ
れ易く磁気特性が低下し易いという問題があり、また、
窒素ガスによる窒化は過剰に窒化されることはないが窒
化に時間がかかるという問題がある。
ニアガスによる窒化は、ガスが有害であるという問題、
及び短時間で窒化できるが表面部分だけが過剰に窒化さ
れ易く磁気特性が低下し易いという問題があり、また、
窒素ガスによる窒化は過剰に窒化されることはないが窒
化に時間がかかるという問題がある。
【００３４】（５）の微粉砕工程においては、ボールミ
ルでは５０〜１００時間という長時間を要するという問
題、ジェットミルでは窒素ガスの消費量が多いという問
題、アトライターでは時間は短くなるがそれでも最適条
件では３時間を必要とするという問題がある。
ルでは５０〜１００時間という長時間を要するという問
題、ジェットミルでは窒素ガスの消費量が多いという問
題、アトライターでは時間は短くなるがそれでも最適条
件では３時間を必要とするという問題がある。
【００３５】本発明は、前述した各問題に鑑み、各工程
を見直し、実用的な磁石粉末とするために、酸化の防
止、酸化物の除去及び処理の短時間化を図ることができ
る製造方法及び装置を提供することを目的とする。
を見直し、実用的な磁石粉末とするために、酸化の防
止、酸化物の除去及び処理の短時間化を図ることができ
る製造方法及び装置を提供することを目的とする。
【００３６】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項１の発明が講じた解決手段は、Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１
種若しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）と
Ｔ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の
遷移元素で置換された物質）とを主成分とする鋳造塊
を、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれ
る合金塊にする均一化熱処理工程と、７０℃〜３００℃
の温度範囲で且つ５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水素ガ
ス中で前記合金塊に水素を吸蔵させることにより主とし
て１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を得る粗
粉砕工程とを備えている構成とするものである。
め、請求項１の発明が講じた解決手段は、Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１
種若しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）と
Ｔ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の
遷移元素で置換された物質）とを主成分とする鋳造塊
を、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれ
る合金塊にする均一化熱処理工程と、７０℃〜３００℃
の温度範囲で且つ５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水素ガ
ス中で前記合金塊に水素を吸蔵させることにより主とし
て１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を得る粗
粉砕工程とを備えている構成とするものである。
【００３７】請求項２の発明が講じた解決手段は、請求
項１の構成に、前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程を１回のみ有しているという構成を付加
するものである。
項１の構成に、前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程を１回のみ有しているという構成を付加
するものである。
【００３８】請求項３の発明が講じた解決手段は、請求
項１又は２の構成に、前記粗粉砕工程は、前記合金塊に
水素を吸蔵させる工程よりも前に、前記均一化熱処理工
程が施された合金塊を割って新しい破面を露出させる工
程を有しているという構成を付加するものである。
項１又は２の構成に、前記粗粉砕工程は、前記合金塊に
水素を吸蔵させる工程よりも前に、前記均一化熱処理工
程が施された合金塊を割って新しい破面を露出させる工
程を有しているという構成を付加するものである。
【００３９】請求項４の発明が講じた解決手段は、請求
項１〜３の構成に、前記粗粉砕工程は、前記主として１
５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を分級して１
５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末のみを得る工
程を有しているという構成を付加するものである。
項１〜３の構成に、前記粗粉砕工程は、前記主として１
５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を分級して１
５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末のみを得る工
程を有しているという構成を付加するものである。
【００４０】請求項５の発明が講じた解決手段は、Ｒ2
Ｔ17系合金粉末の製造方法を、前記粗粉砕工程は、前記
均一化熱処理が施された合金塊を水素吸蔵をしない硬質
のボールと共に高圧容器内に収納する工程と、前記高圧
容器内において前記合金塊に水素を吸蔵させる工程と、
前記高圧容器を振動する工程とを有している構成とする
ものである。
Ｔ17系合金粉末の製造方法を、前記粗粉砕工程は、前記
均一化熱処理が施された合金塊を水素吸蔵をしない硬質
のボールと共に高圧容器内に収納する工程と、前記高圧
容器内において前記合金塊に水素を吸蔵させる工程と、
前記高圧容器を振動する工程とを有している構成とする
ものである。
【００４１】請求項６の発明が講じた解決手段は、Ｒ2
Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳ
ｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換さ
れた物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しく
は２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分と
する鋳造塊を、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主と
して含まれる合金塊にする均一化熱処理工程と、前記合
金塊を高圧容器に入れると共に前記高圧容器内の雰囲気
を水素ガス雰囲気に置換した後、７０℃〜３００℃の温
度範囲で且つ５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水素ガス中
で前記合金塊に水素を吸蔵させることにより、前記合金
塊を主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉
末にする粗粉砕工程と、前記高圧容器内を水素ガス雰囲
気から窒素ガス雰囲気にするガス置換工程と、ガス置換
が行なわれた前記高圧容器内において前記Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末を窒化して主として１５０μｍ以下のＲ2 Ｔ17Ｎ
ｘ系合金粉末を得る窒化処理工程と、前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ
系合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎ
ｘ系磁石粉末を得る微粉砕工程とを備えている構成とす
るものである。
Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳ
ｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換さ
れた物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しく
は２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分と
する鋳造塊を、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主と
して含まれる合金塊にする均一化熱処理工程と、前記合
金塊を高圧容器に入れると共に前記高圧容器内の雰囲気
を水素ガス雰囲気に置換した後、７０℃〜３００℃の温
度範囲で且つ５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水素ガス中
で前記合金塊に水素を吸蔵させることにより、前記合金
塊を主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉
末にする粗粉砕工程と、前記高圧容器内を水素ガス雰囲
気から窒素ガス雰囲気にするガス置換工程と、ガス置換
が行なわれた前記高圧容器内において前記Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末を窒化して主として１５０μｍ以下のＲ2 Ｔ17Ｎ
ｘ系合金粉末を得る窒化処理工程と、前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ
系合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎ
ｘ系磁石粉末を得る微粉砕工程とを備えている構成とす
るものである。
【００４２】請求項７の発明が講じた解決手段は、請求
項６の構成に、前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程よりも前に、前記均一化熱処理工程が施
された合金塊を割って新しい破面を露出させる工程を有
しているという構成を付加するものである。
項６の構成に、前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程よりも前に、前記均一化熱処理工程が施
された合金塊を割って新しい破面を露出させる工程を有
しているという構成を付加するものである。
【００４３】請求項８の発明が講じた解決手段は、請求
項６又は７の構成に、前記窒化処理工程と前記微粉砕工
程との間に、前記主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を分級して１５０μｍ以下の粒径の
Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末のみを得る工程を備えていると
いう構成を付加するものである。
項６又は７の構成に、前記窒化処理工程と前記微粉砕工
程との間に、前記主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を分級して１５０μｍ以下の粒径の
Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末のみを得る工程を備えていると
いう構成を付加するものである。
【００４４】請求項９の発明が講じた解決手段は、請求
項６〜８の構成に、前記ガス置換工程は、３５０℃〜５
７０℃の温度範囲で前記高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以
下に真空排気することにより前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末か
ら水素を抜く工程と、前記窒化処理工程に適した温度範
囲で前記高圧容器内に窒素ガスを注入する工程とを有し
ているという構成を付加するものである。
項６〜８の構成に、前記ガス置換工程は、３５０℃〜５
７０℃の温度範囲で前記高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以
下に真空排気することにより前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末か
ら水素を抜く工程と、前記窒化処理工程に適した温度範
囲で前記高圧容器内に窒素ガスを注入する工程とを有し
ているという構成を付加するものである。
【００４５】請求項１０の発明が講じた解決手段は、請
求項６〜９の構成に、前記窒化処理工程は、前記Ｒ2 Ｔ
17系合金粉末を５６０℃〜５８０℃の温度範囲で且つ５
０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の窒素ガス中で４時間以上
保持することにより前記Ｒ2Ｔ17系合金粉末を窒化する
工程を有しているという構成を付加するものである。
求項６〜９の構成に、前記窒化処理工程は、前記Ｒ2 Ｔ
17系合金粉末を５６０℃〜５８０℃の温度範囲で且つ５
０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の窒素ガス中で４時間以上
保持することにより前記Ｒ2Ｔ17系合金粉末を窒化する
工程を有しているという構成を付加するものである。
【００４６】請求項１１の発明が講じた解決手段は、請
求項６〜９の構成に、前記窒化処理工程は、前記Ｒ2 Ｔ
17系合金粉末を、４００℃〜５００℃の温度範囲で且つ
大気圧から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中で保持した
後、５６０℃〜６２０℃の温度範囲で且つ４０ｋｇｆ／
ｃｍ2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中で保持するこ
とにより、前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒化する工程を有
しているという構成を付加するものである。
求項６〜９の構成に、前記窒化処理工程は、前記Ｒ2 Ｔ
17系合金粉末を、４００℃〜５００℃の温度範囲で且つ
大気圧から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中で保持した
後、５６０℃〜６２０℃の温度範囲で且つ４０ｋｇｆ／
ｃｍ2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中で保持するこ
とにより、前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒化する工程を有
しているという構成を付加するものである。
【００４７】請求項１２の発明が講じた解決手段は、請
求項６〜１１の構成に、前記粗粉砕工程は、前記均一化
熱処理工程が施された合金塊を水素吸蔵しない硬質のボ
ールと共に前記高圧容器内に収納する工程と、前記高圧
容器内において前記合金塊に水素を吸蔵させる工程とを
有し、前記窒化処理工程の後に、前記高圧容器を振動し
て前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を粉砕した後、分級して
１５０μｍを超える粒径の粉末を除去することにより、
１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る
工程を有しているという構成を付加するものである。
求項６〜１１の構成に、前記粗粉砕工程は、前記均一化
熱処理工程が施された合金塊を水素吸蔵しない硬質のボ
ールと共に前記高圧容器内に収納する工程と、前記高圧
容器内において前記合金塊に水素を吸蔵させる工程とを
有し、前記窒化処理工程の後に、前記高圧容器を振動し
て前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を粉砕した後、分級して
１５０μｍを超える粒径の粉末を除去することにより、
１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る
工程を有しているという構成を付加するものである。
【００４８】請求項１３の発明が講じた解決手段は、Ｒ
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする鋳造塊を、前記Ｒの蒸気圧及び前記Ｔの蒸気圧よ
りも大きい圧力の不活性ガス中において１０１０℃以上
で１２８０℃未満の温度範囲に加熱することにより、Ｔ
ｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれる合金
塊を得る均一化熱処理工程と、加熱されている前記合金
塊を冷却する過程の３５０℃〜７０℃の温度範囲におい
て前記合金塊に水素ガスを供給して水素吸蔵させること
により１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を得
る粗粉砕工程と、４００℃〜６２０℃の温度範囲におい
て前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末に窒素ガスを供給することに
より前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒化してＲ2 Ｔ17Ｎｘ系
合金粉末を得る窒化処理工程と、前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合
金粉末を微粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系
磁石粉末を得る微粉砕工程とを備えている構成とするも
のである。
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする鋳造塊を、前記Ｒの蒸気圧及び前記Ｔの蒸気圧よ
りも大きい圧力の不活性ガス中において１０１０℃以上
で１２８０℃未満の温度範囲に加熱することにより、Ｔ
ｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれる合金
塊を得る均一化熱処理工程と、加熱されている前記合金
塊を冷却する過程の３５０℃〜７０℃の温度範囲におい
て前記合金塊に水素ガスを供給して水素吸蔵させること
により１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を得
る粗粉砕工程と、４００℃〜６２０℃の温度範囲におい
て前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末に窒素ガスを供給することに
より前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒化してＲ2 Ｔ17Ｎｘ系
合金粉末を得る窒化処理工程と、前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合
金粉末を微粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系
磁石粉末を得る微粉砕工程とを備えている構成とするも
のである。
【００４９】請求項１４の発明が講じた解決手段は、Ｒ
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含
まれる合金塊を、水平に保持された高圧容器の内部にそ
の上側部分に空間部分が形成されるように収納する原料
収納工程と、前記高圧容器内に水素ガスを供給して前記
合金塊に水素を吸蔵させることにより、１５０μｍ以下
の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を得る粗粉砕工程と、前記
高圧容器内の水素ガスを排出する水素ガス排出工程と、
前記高圧容器内に窒素ガスを供給して前記Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末を窒化することによりＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を
得る窒化処理工程と、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を微
粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を
得る微粉砕工程とを備えている構成とするものである。
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含
まれる合金塊を、水平に保持された高圧容器の内部にそ
の上側部分に空間部分が形成されるように収納する原料
収納工程と、前記高圧容器内に水素ガスを供給して前記
合金塊に水素を吸蔵させることにより、１５０μｍ以下
の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を得る粗粉砕工程と、前記
高圧容器内の水素ガスを排出する水素ガス排出工程と、
前記高圧容器内に窒素ガスを供給して前記Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末を窒化することによりＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を
得る窒化処理工程と、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を微
粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を
得る微粉砕工程とを備えている構成とするものである。
【００５０】請求項１５の発明が講じた解決手段は、Ｒ
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17系合金粉末を
窒化してＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を得る窒化処理工程
と、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を有機溶媒に混合懸濁
して混合懸濁液を得る懸濁工程と、前記混合懸濁液に高
圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐された分岐通路
に導き、各分岐通路内の前記混合懸濁液同士を高速で衝
突させることにより、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を微
粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を
得る微粉砕工程とを備えている構成とするものである。
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17系合金粉末を
窒化してＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を得る窒化処理工程
と、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を有機溶媒に混合懸濁
して混合懸濁液を得る懸濁工程と、前記混合懸濁液に高
圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐された分岐通路
に導き、各分岐通路内の前記混合懸濁液同士を高速で衝
突させることにより、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を微
粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を
得る微粉砕工程とを備えている構成とするものである。
【００５１】請求項１６の発明が講じた解決手段は、Ｒ
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17系合金粉末を
窒化してＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を得る窒化処理工程
と、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末と、熱硬化性有機樹脂
及び潜在性硬化剤のうちの少なくとも１つとを有機溶媒
に混合懸濁して混合懸濁液を得る懸濁工程と、前記混合
懸濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐され
た分岐通路に導き、各分岐通路内の前記混合懸濁液を高
速で衝突させることにより前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末
を微粉砕して３μｍ以下の粒径の微粉末を得る微粉砕工
程と、前記混合懸濁液から前記有機溶媒を除去して前記
微粉末の表面に熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のう
ちの少なくとも１つが付着した３μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る有機溶媒除去工程とを備えて
いる構成とするものである。
2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質）とＴ（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質）とを主成分
とする、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17系合金粉末を
窒化してＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を得る窒化処理工程
と、前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末と、熱硬化性有機樹脂
及び潜在性硬化剤のうちの少なくとも１つとを有機溶媒
に混合懸濁して混合懸濁液を得る懸濁工程と、前記混合
懸濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐され
た分岐通路に導き、各分岐通路内の前記混合懸濁液を高
速で衝突させることにより前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末
を微粉砕して３μｍ以下の粒径の微粉末を得る微粉砕工
程と、前記混合懸濁液から前記有機溶媒を除去して前記
微粉末の表面に熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のう
ちの少なくとも１つが付着した３μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る有機溶媒除去工程とを備えて
いる構成とするものである。
【００５２】請求項１７の発明が講じた解決手段は、高
圧熱処理装置を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17構造を有するＲ2 Ｔ17系合金粉末を収納する円筒状
の金属製の高圧容器と、前記高圧容器を水平状態で保持
して加熱する加熱炉とを備えている構成とするものであ
る。
圧熱処理装置を、Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17構造を有するＲ2 Ｔ17系合金粉末を収納する円筒状
の金属製の高圧容器と、前記高圧容器を水平状態で保持
して加熱する加熱炉とを備えている構成とするものであ
る。
【００５３】請求項１８の発明が講じた解決手段は、請
求項１８の構成に、前記加熱炉が流動層炉であるという
構成を付加するものである。
求項１８の構成に、前記加熱炉が流動層炉であるという
構成を付加するものである。
【００５４】
【作用】実験により、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水素ガス
の圧力下における水素吸蔵温度の下限は約７０℃であ
り、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水素ガスの圧力下において
合金塊を水素吸蔵粉砕すると、粒径１５０μｍ以下の合
金粉末が９０ｗｔ％以上得られ、水素ガス圧力を大きく
するにつれて細かい合金粉末が増加することを見出した
と共に、３５０℃以上の温度下では合金塊から水素ガス
の放出が行われる。従って、請求項１のように７０℃〜
３００℃の温度範囲における５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧
力の水素ガス中においてＲ2 Ｔ17を主とする合金塊に水
素吸蔵させると、１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合
金粉末が確実に得られる。
の圧力下における水素吸蔵温度の下限は約７０℃であ
り、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水素ガスの圧力下において
合金塊を水素吸蔵粉砕すると、粒径１５０μｍ以下の合
金粉末が９０ｗｔ％以上得られ、水素ガス圧力を大きく
するにつれて細かい合金粉末が増加することを見出した
と共に、３５０℃以上の温度下では合金塊から水素ガス
の放出が行われる。従って、請求項１のように７０℃〜
３００℃の温度範囲における５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧
力の水素ガス中においてＲ2 Ｔ17を主とする合金塊に水
素吸蔵させると、１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合
金粉末が確実に得られる。
【００５５】請求項２の構成により、均一化熱処理工程
を経た合金塊に水素ガス中において水素吸蔵させる処理
を１回のみ行なうだけで、１５０μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17系合金粉末が確実に得られる。従来の技術では、水
素吸蔵と水素放出とを何回も繰り返し行なうことによっ
て粉末化しているが、本発明においては、請求項１の条
件下で水素吸蔵粉砕を行なうので、１回の水素吸蔵によ
って１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末が確実
に得られる。
を経た合金塊に水素ガス中において水素吸蔵させる処理
を１回のみ行なうだけで、１５０μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17系合金粉末が確実に得られる。従来の技術では、水
素吸蔵と水素放出とを何回も繰り返し行なうことによっ
て粉末化しているが、本発明においては、請求項１の条
件下で水素吸蔵粉砕を行なうので、１回の水素吸蔵によ
って１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末が確実
に得られる。
【００５６】請求項３の構成により、均一化熱処理工程
を経た合金塊を水素吸蔵処理の前に割って新しい破面を
露出させることにより、均一化熱処理工程を経た合金塊
の表面部分に生成しているα−Ｆｅの被膜が破れ、Ｒ2
Ｔ17の面が水素ガスに直接触れるため、水素がより吸蔵
され易くなって合金塊が粉末化し易くなる。
を経た合金塊を水素吸蔵処理の前に割って新しい破面を
露出させることにより、均一化熱処理工程を経た合金塊
の表面部分に生成しているα−Ｆｅの被膜が破れ、Ｒ2
Ｔ17の面が水素ガスに直接触れるため、水素がより吸蔵
され易くなって合金塊が粉末化し易くなる。
【００５７】請求項４の構成により、溶解鋳造工程及び
均一化熱処理工程において合金塊の表面部分に生成する
α−Ｆｅの被膜が分級により除去される。α−Ｆｅは水
素吸蔵粉砕されることがないために薄い被膜の形態で残
り、１５０μｍ以下の粒径の合金粉末のなかにはα−Ｆ
ｅ被膜は含まれない。従って、得られる粉末は大部分が
Ｒ2 Ｔ17系合金粉末となる。
均一化熱処理工程において合金塊の表面部分に生成する
α−Ｆｅの被膜が分級により除去される。α−Ｆｅは水
素吸蔵粉砕されることがないために薄い被膜の形態で残
り、１５０μｍ以下の粒径の合金粉末のなかにはα−Ｆ
ｅ被膜は含まれない。従って、得られる粉末は大部分が
Ｒ2 Ｔ17系合金粉末となる。
【００５８】溶解鋳造工程及び均一化熱処理工程におい
て合金塊の表面部分に生成するα−Ｆｅの被膜には、水
素吸蔵粉砕の後に多くのＲ2 Ｔ17系合金が付着している
が、請求項５の構成により、硬質のボールを収納した高
圧容器に振動を与えることにより、Ｒ2 Ｔ17系合金が付
着しているα−Ｆｅの被膜は硬質ボールと高圧容器の内
壁とに衝突するため、α−Ｆｅ被膜とＲ2 Ｔ17系合金と
を分離することができ、これにより、１５０μｍ以下の
粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末の収率を上げることができ
る。
て合金塊の表面部分に生成するα−Ｆｅの被膜には、水
素吸蔵粉砕の後に多くのＲ2 Ｔ17系合金が付着している
が、請求項５の構成により、硬質のボールを収納した高
圧容器に振動を与えることにより、Ｒ2 Ｔ17系合金が付
着しているα−Ｆｅの被膜は硬質ボールと高圧容器の内
壁とに衝突するため、α−Ｆｅ被膜とＲ2 Ｔ17系合金と
を分離することができ、これにより、１５０μｍ以下の
粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末の収率を上げることができ
る。
【００５９】請求項６の構成により、酸化し易いＲ2 Ｔ
17系合金粉末及びＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を高圧容器内
において粗粉砕工程から窒化処理工程まで大気に触れさ
せることなく処理できるので、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末及び
Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末が酸化する事態を避けられる。
17系合金粉末及びＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を高圧容器内
において粗粉砕工程から窒化処理工程まで大気に触れさ
せることなく処理できるので、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末及び
Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末が酸化する事態を避けられる。
【００６０】請求項７の構成により、均一化熱処理工程
を経た合金塊を水素吸蔵処理の前に割って新しい破面を
露出させて高圧容器に入れるため、均一化熱処理工程を
経た合金塊の表面部分に生成しているα−Ｆｅの被膜が
破れ、Ｒ2 Ｔ17の面が水素ガスに直接に触れるので、水
素がより吸蔵され易くなって合金塊が粉末化し易くな
る。
を経た合金塊を水素吸蔵処理の前に割って新しい破面を
露出させて高圧容器に入れるため、均一化熱処理工程を
経た合金塊の表面部分に生成しているα−Ｆｅの被膜が
破れ、Ｒ2 Ｔ17の面が水素ガスに直接に触れるので、水
素がより吸蔵され易くなって合金塊が粉末化し易くな
る。
【００６１】請求項８の構成により、溶解鋳造工程及び
均一化熱処理工程において合金塊表面部分に生成するα
−Ｆｅの被膜が分級により除去される。α−Ｆｅは水素
吸蔵粉砕されることがなく、引き続いて施される窒化処
理においても変化しないため、１５０μｍを超える薄い
被膜の形態で残り、１５０μｍ以下の粒径の合金粉末の
なかにはα−Ｆｅ被膜は含まれない。従って、得られる
粉末は大部分がＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末となる。
均一化熱処理工程において合金塊表面部分に生成するα
−Ｆｅの被膜が分級により除去される。α−Ｆｅは水素
吸蔵粉砕されることがなく、引き続いて施される窒化処
理においても変化しないため、１５０μｍを超える薄い
被膜の形態で残り、１５０μｍ以下の粒径の合金粉末の
なかにはα−Ｆｅ被膜は含まれない。従って、得られる
粉末は大部分がＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末となる。
【００６２】請求項９の構成により、有毒なアンモニア
ガスの生成を抑えることができる。これは、粗粉砕工程
において粉末化したＲ2 Ｔ17系合金粉末には水素が吸蔵
されており、このままで窒化処理を行なうと、窒化処理
時に有毒なアンモニアガスが生成する。ところが、ガス
置換工程において、水素ガス放出温度範囲の３５０℃〜
５７０℃で高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以下にまで真空
排気するので、ほぼ完全に水素ガスを合金粉末から抜く
ことができる。
ガスの生成を抑えることができる。これは、粗粉砕工程
において粉末化したＲ2 Ｔ17系合金粉末には水素が吸蔵
されており、このままで窒化処理を行なうと、窒化処理
時に有毒なアンモニアガスが生成する。ところが、ガス
置換工程において、水素ガス放出温度範囲の３５０℃〜
５７０℃で高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以下にまで真空
排気するので、ほぼ完全に水素ガスを合金粉末から抜く
ことができる。
【００６３】請求項１０の構成により、Ｒ2 Ｔ17系合金
粉末を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の窒素ガス中において窒
化するため、反応熱が良く伝達されるので、高温の窒化
処理ができる。このため、窒素の拡散速度の速い５６０
℃〜５８０℃という高温度において窒化処理を行なうこ
とができ、窒化時間の短縮を図ることができる。
粉末を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の窒素ガス中において窒
化するため、反応熱が良く伝達されるので、高温の窒化
処理ができる。このため、窒素の拡散速度の速い５６０
℃〜５８０℃という高温度において窒化処理を行なうこ
とができ、窒化時間の短縮を図ることができる。
【００６４】請求項１１の構成により、Ｒ2 Ｔ17系合金
粉末を４００℃〜５００℃の温度範囲つまり低温度領域
における大気圧から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中に
おいて保持すると、窒化反応はゆっくりと起きるため、
反応し易い粒子の表面部分だけの反応が起き、その後、
５６０℃〜６２０℃の温度範囲つまり高温度領域におけ
る４０ｋｇｆ／ｃｍ2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス
中において保持すると、粒子内部への窒素の拡散及び粒
子内部での窒化反応が促進される。低温度領域における
低圧ガス窒化と高温度領域における高圧ガス窒化との組
み合せにより、窒化処理時間の一層の短縮を図ることが
できる。
粉末を４００℃〜５００℃の温度範囲つまり低温度領域
における大気圧から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中に
おいて保持すると、窒化反応はゆっくりと起きるため、
反応し易い粒子の表面部分だけの反応が起き、その後、
５６０℃〜６２０℃の温度範囲つまり高温度領域におけ
る４０ｋｇｆ／ｃｍ2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス
中において保持すると、粒子内部への窒素の拡散及び粒
子内部での窒化反応が促進される。低温度領域における
低圧ガス窒化と高温度領域における高圧ガス窒化との組
み合せにより、窒化処理時間の一層の短縮を図ることが
できる。
【００６５】請求項１２の構成により、１５０μｍ以下
のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末の収率を上げることができ
る。すなわち、溶解鋳造工程及び均一化熱処理工程にお
いて合金塊表面部分にはα−Ｆｅの被膜が生成され、こ
のα−Ｆｅ被膜には水素吸蔵粉砕の後に多くのＲ2 Ｔ17
系合金部分が付着している。このＲ2 Ｔ17系合金部分は
窒化処理によってＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金になる。高圧容器
に振動を与えることにより、Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金が付着
しているα−Ｆｅ被膜を硬質ボールと高圧容器の内壁と
に衝突させるため、α−Ｆｅ被膜とＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金
部分とを分離することができので、１５０μｍ以下のＲ
2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末の収率を上げることができる。
のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末の収率を上げることができ
る。すなわち、溶解鋳造工程及び均一化熱処理工程にお
いて合金塊表面部分にはα−Ｆｅの被膜が生成され、こ
のα−Ｆｅ被膜には水素吸蔵粉砕の後に多くのＲ2 Ｔ17
系合金部分が付着している。このＲ2 Ｔ17系合金部分は
窒化処理によってＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金になる。高圧容器
に振動を与えることにより、Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金が付着
しているα−Ｆｅ被膜を硬質ボールと高圧容器の内壁と
に衝突させるため、α−Ｆｅ被膜とＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金
部分とを分離することができので、１５０μｍ以下のＲ
2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末の収率を上げることができる。
【００６６】請求項１３の構成により、ＲとＴとを主成
分とする鋳造塊をＲの蒸気圧及びＴの蒸気圧よりも大き
い圧力の不活性ガス中において加熱してＲ2 Ｔ17を主と
する合金塊を得るため、合金塊の表面部からＳｍが蒸気
となって逃げない。また、均一化熱処理工程において加
熱された合金塊を冷却する過程の３５０℃〜７０℃の温
度範囲において前記合金塊を水素吸蔵粉砕するので、水
素吸蔵粉砕のために合金塊を加熱する工程が不要にな
る。
分とする鋳造塊をＲの蒸気圧及びＴの蒸気圧よりも大き
い圧力の不活性ガス中において加熱してＲ2 Ｔ17を主と
する合金塊を得るため、合金塊の表面部からＳｍが蒸気
となって逃げない。また、均一化熱処理工程において加
熱された合金塊を冷却する過程の３５０℃〜７０℃の温
度範囲において前記合金塊を水素吸蔵粉砕するので、水
素吸蔵粉砕のために合金塊を加熱する工程が不要にな
る。
【００６７】請求項１４の構成により、Ｒ2 Ｔ17系合金
粉末を高圧容器の内部にその上側部分に空間部分が形成
されるように収納するため、高圧容器内に水素ガスや窒
素ガスを供給する際、これらのガスが前記空間部分を流
通して合金粉末の全体に亘って水素吸蔵又は窒化が行な
われると共に、水素ガスを排出して脱水素する際にも水
素ガスが前記空間部分を流通するので脱水素がスムーズ
に行なわれる。また、ガス排出口から遠い位置の水素ガ
ス又は窒素ガスを排出する際に、ガス排出口の近くの粉
末が排出されるガスに巻き込まれることがない。さら
に、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を水素ガスにより水素吸蔵粉砕
する粗粉砕工程と、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒素ガスによ
り窒化する窒化処理工程とが同一の高圧容器内で行われ
るので、粗粉砕工程と窒化処理工程との間において合金
粉末が酸化される事態が避けられる。
粉末を高圧容器の内部にその上側部分に空間部分が形成
されるように収納するため、高圧容器内に水素ガスや窒
素ガスを供給する際、これらのガスが前記空間部分を流
通して合金粉末の全体に亘って水素吸蔵又は窒化が行な
われると共に、水素ガスを排出して脱水素する際にも水
素ガスが前記空間部分を流通するので脱水素がスムーズ
に行なわれる。また、ガス排出口から遠い位置の水素ガ
ス又は窒素ガスを排出する際に、ガス排出口の近くの粉
末が排出されるガスに巻き込まれることがない。さら
に、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を水素ガスにより水素吸蔵粉砕
する粗粉砕工程と、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒素ガスによ
り窒化する窒化処理工程とが同一の高圧容器内で行われ
るので、粗粉砕工程と窒化処理工程との間において合金
粉末が酸化される事態が避けられる。
【００６８】請求項１５の構成により、窒化されたＲ2
Ｔ17ＮX 系の合金粉末を有機溶媒に混合懸濁して得た混
合懸濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐さ
れた分岐通路に導き、各分岐通路内の混合懸濁液同士を
高速で衝突させることにより前記窒化合金粉末を微粉砕
するため、前記窒化合金粉末は瞬間に粉砕されるので、
磁化特性の劣化が少なくなると共に粉砕に要する時間が
短縮でき、また有機溶媒を再利用することができる。
Ｔ17ＮX 系の合金粉末を有機溶媒に混合懸濁して得た混
合懸濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐さ
れた分岐通路に導き、各分岐通路内の混合懸濁液同士を
高速で衝突させることにより前記窒化合金粉末を微粉砕
するため、前記窒化合金粉末は瞬間に粉砕されるので、
磁化特性の劣化が少なくなると共に粉砕に要する時間が
短縮でき、また有機溶媒を再利用することができる。
【００６９】請求項１６の構成により、Ｒ2 Ｔ17ＮX 系
合金粉末と熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの
少なくとも１つとを有機溶媒に混合懸濁して得た混合懸
濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐された
分岐通路に導き、各分岐通路内の混合懸濁液を高速で衝
突させることにより前記窒化合金粉末を微粉砕するた
め、請求項１５と同様に、磁化特性の劣化が少なくな
り、粉砕に要する時間を短縮でき、有機溶媒を再利用す
ることができる。また、混合懸濁液から有機溶媒を除去
することにより、窒化合金粉末の表面に熱硬化性有機樹
脂及び潜在性硬化剤のうちの少なくとも１つが付着した
状態となり、微粉砕工程にボンド磁石化の工程の一部を
含ませることができる。
合金粉末と熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの
少なくとも１つとを有機溶媒に混合懸濁して得た混合懸
濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに分岐された
分岐通路に導き、各分岐通路内の混合懸濁液を高速で衝
突させることにより前記窒化合金粉末を微粉砕するた
め、請求項１５と同様に、磁化特性の劣化が少なくな
り、粉砕に要する時間を短縮でき、有機溶媒を再利用す
ることができる。また、混合懸濁液から有機溶媒を除去
することにより、窒化合金粉末の表面に熱硬化性有機樹
脂及び潜在性硬化剤のうちの少なくとも１つが付着した
状態となり、微粉砕工程にボンド磁石化の工程の一部を
含ませることができる。
【００７０】請求項１７の構成により、Ｒ2 Ｔ17系合金
粉末を収納する高圧容器は円筒状の金属製であるため、
昇温及び冷却の速度が速くなる。また、高圧容器は円筒
状であると共にこの高圧容器を水平状態で保持して加熱
する加熱炉を備えているため、合金粉末を高圧容器の内
部における上側部分に空間部に形成されるように収納で
きるので、請求項１４の発明に係わる合金粉末の製造方
法に適している。
粉末を収納する高圧容器は円筒状の金属製であるため、
昇温及び冷却の速度が速くなる。また、高圧容器は円筒
状であると共にこの高圧容器を水平状態で保持して加熱
する加熱炉を備えているため、合金粉末を高圧容器の内
部における上側部分に空間部に形成されるように収納で
きるので、請求項１４の発明に係わる合金粉末の製造方
法に適している。
【００７１】請求項１８の構成により、加熱炉が流動層
炉であるために、高圧容器を高速昇温することができる
と共に均一温度分布にすることができる。また、複数の
温度条件で処理する際に、複数の高圧容器と複数の流動
層炉を用いると、それぞれの温度条件における加熱処理
はバッチ処理になるが、複数の高圧容器を各流動層炉に
連続的に移動することにより、大量の合金粉末の処理が
可能になる。
炉であるために、高圧容器を高速昇温することができる
と共に均一温度分布にすることができる。また、複数の
温度条件で処理する際に、複数の高圧容器と複数の流動
層炉を用いると、それぞれの温度条件における加熱処理
はバッチ処理になるが、複数の高圧容器を各流動層炉に
連続的に移動することにより、大量の合金粉末の処理が
可能になる。
【００７２】
【実施例】以下、本発明の実施例について順次詳細に説
明する。
明する。
【００７３】Ｉ．粗粉砕工程について 前述したように、Ｒ2 Ｔ17系合金（但し、ＲはＳｍ又は
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質であり、ＴはＦｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質である。）の
粗粉砕工程は、次に行なわれる窒化工程が短時間に行な
われ且つ均一な窒化が行なわれるように、合金塊を１５
０μｍ以下の粒径の粉末に粉砕する工程である。この粗
粉砕工程で作る粉末の粒径を１５０μｍ以下と定めた理
由は、後で詳細に説明するが、本発明の窒化処理工程
が、水素吸蔵粉砕の後に又は水素吸蔵粉砕された合金粉
末を脱水素した後に、高圧の窒素ガス中で行なわれるも
のであるので、従来の粗粉砕処理のように粉末の粒径を
５０μｍ以下とか又は２０μｍとか言うような小さな粒
径にする必要は無く、１５０μｍの粒径の粉末に対して
も短時間で且つ均一に窒化が行なわれるためである。ま
た、これまでに機械的な粉砕方法は種々検討されてきた
が、酸化防止の問題及び結晶欠陥や不純物などの問題が
多い上に、粉砕を窒素のグローブボックス中で行なうた
め窒素ガスの費用がかかり、コストの面でも問題があ
る。
Ｓｍの一部が１種若しくは２種以上の希土類元素で置換
された物質であり、ＴはＦｅ又はＦｅの一部が１種若し
くは２種以上の遷移元素で置換された物質である。）の
粗粉砕工程は、次に行なわれる窒化工程が短時間に行な
われ且つ均一な窒化が行なわれるように、合金塊を１５
０μｍ以下の粒径の粉末に粉砕する工程である。この粗
粉砕工程で作る粉末の粒径を１５０μｍ以下と定めた理
由は、後で詳細に説明するが、本発明の窒化処理工程
が、水素吸蔵粉砕の後に又は水素吸蔵粉砕された合金粉
末を脱水素した後に、高圧の窒素ガス中で行なわれるも
のであるので、従来の粗粉砕処理のように粉末の粒径を
５０μｍ以下とか又は２０μｍとか言うような小さな粒
径にする必要は無く、１５０μｍの粒径の粉末に対して
も短時間で且つ均一に窒化が行なわれるためである。ま
た、これまでに機械的な粉砕方法は種々検討されてきた
が、酸化防止の問題及び結晶欠陥や不純物などの問題が
多い上に、粉砕を窒素のグローブボックス中で行なうた
め窒素ガスの費用がかかり、コストの面でも問題があ
る。
【００７４】これに対して、本件発明者らは、水素吸蔵
による粗粉砕について検討し、従来、Ｓｍ2 Ｆｅ17より
なる合金は水素吸蔵粉砕による粗粉砕処理ができないと
言われていたが、水素ガス圧を高圧にすることにより水
素吸蔵による粗粉砕処理が可能になることを見出したの
である。
による粗粉砕について検討し、従来、Ｓｍ2 Ｆｅ17より
なる合金は水素吸蔵粉砕による粗粉砕処理ができないと
言われていたが、水素ガス圧を高圧にすることにより水
素吸蔵による粗粉砕処理が可能になることを見出したの
である。
【００７５】（実施例１）まず、均一化熱処理された塊
状のＳｍ2 Ｆｅ17系母合金を割って２ｍｍ〜８ｍｍの大
きさの合金塊を準備した。合金塊の大きさを２ｍｍ〜８
ｍｍとした理由は用いた高圧容器の入口が小さいためで
あり、前記の大きさに限定されるものではない。この合
金塊の一部は乳鉢に入れ、すべてが４５μｍのフルイを
通るまで粉砕し、粉砕により得られた粉末についてＸ線
回折及び熱磁気分析を行ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が大部分で
あることを確かめた。また、ＳｍＦｅ3 及びα−Ｆｅが
僅かに含まれていることも分かった。
状のＳｍ2 Ｆｅ17系母合金を割って２ｍｍ〜８ｍｍの大
きさの合金塊を準備した。合金塊の大きさを２ｍｍ〜８
ｍｍとした理由は用いた高圧容器の入口が小さいためで
あり、前記の大きさに限定されるものではない。この合
金塊の一部は乳鉢に入れ、すべてが４５μｍのフルイを
通るまで粉砕し、粉砕により得られた粉末についてＸ線
回折及び熱磁気分析を行ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が大部分で
あることを確かめた。また、ＳｍＦｅ3 及びα−Ｆｅが
僅かに含まれていることも分かった。
【００７６】前記の合金塊の一部を組成分析したとこ
ろ、Ｓｍは２５．３重量％（ｗｔ％）であり、ストイキ
オメトリのＳｍ2 Ｆｅ17の組成である２４．０５ｗｔ％
よりも僅かにＳｍが多い組成となっていた。これに加
え、Ｘ線回折、熱磁気分析及び金属顕微鏡の組織観察の
結果から判断すると、均一化熱処理された塊状のＳｍ2
Ｆｅ17系母合金は、極めて僅かではあるが部分的に微小
なＳｍＦｅ3 が析出していると考えられる。
ろ、Ｓｍは２５．３重量％（ｗｔ％）であり、ストイキ
オメトリのＳｍ2 Ｆｅ17の組成である２４．０５ｗｔ％
よりも僅かにＳｍが多い組成となっていた。これに加
え、Ｘ線回折、熱磁気分析及び金属顕微鏡の組織観察の
結果から判断すると、均一化熱処理された塊状のＳｍ2
Ｆｅ17系母合金は、極めて僅かではあるが部分的に微小
なＳｍＦｅ3 が析出していると考えられる。
【００７７】次に、内容積が１４０ｃｃの高圧容器に、
粒径２ｍｍ〜８ｍｍのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の粒子１０ｇ
を入れ、高圧容器内の雰囲気を水素雰囲気に置換した
後、室温で水素の圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて
高圧容器を密閉し、その後、前記高圧容器を９０℃の一
定温度にした熱処理炉に挿入し、高圧容器の温度と高圧
容器内の水素圧力とを測定した。約７０℃付近から水素
圧力が低下し始め、約２時間で水素圧力の低下は終了
し、水素吸蔵がほぼ終わったことを確認した。
粒径２ｍｍ〜８ｍｍのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の粒子１０ｇ
を入れ、高圧容器内の雰囲気を水素雰囲気に置換した
後、室温で水素の圧力を１５ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて
高圧容器を密閉し、その後、前記高圧容器を９０℃の一
定温度にした熱処理炉に挿入し、高圧容器の温度と高圧
容器内の水素圧力とを測定した。約７０℃付近から水素
圧力が低下し始め、約２時間で水素圧力の低下は終了
し、水素吸蔵がほぼ終わったことを確認した。
【００７８】次に、高圧容器を熱処理炉から取り出し、
室温まで冷却した。その後、高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆ
ｅ17系合金を取り出し、１５０μｍのフルイで分級した
ところ、水素吸蔵処理前には粒径２ｍｍ以上の粒子であ
ったものが、そのうちの９０ｗｔ％以上のものが粒径１
５０μｍ以下の粉末になっており、水素吸蔵粉砕された
ことがわかった。
室温まで冷却した。その後、高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆ
ｅ17系合金を取り出し、１５０μｍのフルイで分級した
ところ、水素吸蔵処理前には粒径２ｍｍ以上の粒子であ
ったものが、そのうちの９０ｗｔ％以上のものが粒径１
５０μｍ以下の粉末になっており、水素吸蔵粉砕された
ことがわかった。
【００７９】同様の実験を、熱処理温度（熱処理炉の一
定温度）と水素圧力（室温での初期圧力）とを変えて行
なった。その結果得られた、熱処理温度（熱処理炉の一
定温度）及び水素圧力（室温での初期圧力）と、粉末の
粒度分布との関係を図１及び図２に示す。
定温度）と水素圧力（室温での初期圧力）とを変えて行
なった。その結果得られた、熱処理温度（熱処理炉の一
定温度）及び水素圧力（室温での初期圧力）と、粉末の
粒度分布との関係を図１及び図２に示す。
【００８０】水素吸蔵温度については、大気圧において
は既に論文で明らかにされているように、Ｓｍ2 Ｆｅ17
は２５０℃、ＳｍＦｅ3 は２００℃であるが、水素圧力
が上がると水素吸蔵温度は低下することが今回の実験で
分かった。また、今回の実験では、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上の水素ガス圧力では水素吸蔵温度の下限は約７０℃に
あった。また、水素ガス圧力を上げていくと、だんだん
と細かい粉末が増していき、水素ガス圧力を５ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上にすれば、窒化処理を行なうのに必要な１５
０μｍ以下の粉末が９０ｗｔ％以上になることが明かと
なった。
は既に論文で明らかにされているように、Ｓｍ2 Ｆｅ17
は２５０℃、ＳｍＦｅ3 は２００℃であるが、水素圧力
が上がると水素吸蔵温度は低下することが今回の実験で
分かった。また、今回の実験では、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上の水素ガス圧力では水素吸蔵温度の下限は約７０℃に
あった。また、水素ガス圧力を上げていくと、だんだん
と細かい粉末が増していき、水素ガス圧力を５ｋｇｆ／
ｃｍ2 以上にすれば、窒化処理を行なうのに必要な１５
０μｍ以下の粉末が９０ｗｔ％以上になることが明かと
なった。
【００８１】以上のことから、７０℃以上という室温に
近い低い温度で、水素圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にし
て水素吸蔵することにより、１５０μｍ以下の粉末が９
０ｗｔ％以上含まれる程度に粉末化できることが明らか
になった。この合金塊は前述のように、ＳｍＦｅ3 が少
量含まれてはいるが、本実施例の水素吸蔵処理は、Ｓｍ
Ｆｅ3 の水素吸蔵温度である２００℃よりも大幅に低い
７０℃から９０℃で行なわれるものであり、従来から明
らかになっている大気圧下での水素吸蔵粉砕とは異なる
ものである。
近い低い温度で、水素圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にし
て水素吸蔵することにより、１５０μｍ以下の粉末が９
０ｗｔ％以上含まれる程度に粉末化できることが明らか
になった。この合金塊は前述のように、ＳｍＦｅ3 が少
量含まれてはいるが、本実施例の水素吸蔵処理は、Ｓｍ
Ｆｅ3 の水素吸蔵温度である２００℃よりも大幅に低い
７０℃から９０℃で行なわれるものであり、従来から明
らかになっている大気圧下での水素吸蔵粉砕とは異なる
ものである。
【００８２】水素吸蔵温度の上限については、Ｓｍ2 Ｆ
ｅ17は大気圧下において２５０℃で急峻な水素吸蔵をす
ることが既に明らかにされており、また３５０℃を越え
ると水素の放出が始まる。このため、水素吸蔵がうまく
行われる上限の温度はおおよそ３００℃である。危険度
の高い高圧の水素ガスを扱う粗粉砕工程は、安全性の確
保からできるだけ低い温度が好ましい。また、水素ガス
の圧力については、高ければ高いほど水素吸蔵が進むの
で好ましいが，これまでの実験では、使用する高圧容器
の耐圧性から８０ｋｇｆ／ｃｍ2 が上限である。
ｅ17は大気圧下において２５０℃で急峻な水素吸蔵をす
ることが既に明らかにされており、また３５０℃を越え
ると水素の放出が始まる。このため、水素吸蔵がうまく
行われる上限の温度はおおよそ３００℃である。危険度
の高い高圧の水素ガスを扱う粗粉砕工程は、安全性の確
保からできるだけ低い温度が好ましい。また、水素ガス
の圧力については、高ければ高いほど水素吸蔵が進むの
で好ましいが，これまでの実験では、使用する高圧容器
の耐圧性から８０ｋｇｆ／ｃｍ2 が上限である。
【００８３】（実施例２）Ｓｍ−Ｆｅ系の溶解鋳造塊に
対して、雰囲気ガスとして９９．９９９％のアルゴンガ
スを用いて、均一化熱処理を１１００℃にて１２ｈｒ行
なった。この均一化熱処理済みの合金塊を割って小塊に
し、その１個を乳鉢に入れ、すべてが４５μｍのフルイ
を通るまで粉砕した。粉砕された粉末についてＸ線回
折、組成分析及び熱磁気分析を行ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が
大部分であることを確かめた。また合金塊にα−Ｆｅが
少量含まれていることも分かった。合金塊に対する組成
分析の結果、Ｓｍの組成は２３．８ｗｔ％であり、Ｓｍ
2 Ｆｅ17の組成である２４．０５ｗｔ％に比べて、Ｓｍ
の組成は少なかった。
対して、雰囲気ガスとして９９．９９９％のアルゴンガ
スを用いて、均一化熱処理を１１００℃にて１２ｈｒ行
なった。この均一化熱処理済みの合金塊を割って小塊に
し、その１個を乳鉢に入れ、すべてが４５μｍのフルイ
を通るまで粉砕した。粉砕された粉末についてＸ線回
折、組成分析及び熱磁気分析を行ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が
大部分であることを確かめた。また合金塊にα−Ｆｅが
少量含まれていることも分かった。合金塊に対する組成
分析の結果、Ｓｍの組成は２３．８ｗｔ％であり、Ｓｍ
2 Ｆｅ17の組成である２４．０５ｗｔ％に比べて、Ｓｍ
の組成は少なかった。
【００８４】均一化熱処理済みの前述のＳｍ2 Ｆｅ17系
合金の小塊をさらに小さく割って、新しい破面が出た２
ｍｍ〜８ｍｍの粒子にし、この粒子１０ｇを内容積が１
４０ｃｃの高圧容器に入れ、高圧容器内の雰囲気を水素
で置換した後、室温で水素の圧力を０ｋｇｆ／ｃｍ
2 （大気圧）に合わせて高圧容器を密閉した。その後、
高圧容器を熱処理炉に挿入し、昇温速度を５℃／分で室
温から高圧容器の温度を上げ、高圧容器の温度と高圧容
器内の水素圧力とを測定した。約２５０℃付近から水素
圧力が低下し始め、２７０℃でほぼ水素圧力の低下は終
了し、水素吸蔵はほぼ終わった。水素圧力が低下し始め
たとき、すなわち水素吸蔵が始まったときの水素圧力
は、高圧容器の温度が上がっているため水素ガスが膨脹
しているので、０．４ｋｇｆ／ｃｍ2 であった。さらに
３５０℃まで昇温した後、高圧容器を熱処理炉から取り
出して室温まで冷却した。この室温での水素圧力は−
０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 となっていて、まだ少量の水素ガ
スが残っていた。その後、高圧容器を開けてＳｍ2 Ｆｅ
17系合金を取り出したところ、粉砕はされていたが大き
な粒子が多かった。これらの粒子を１５０、１００、４
５μｍのフルイで分級した。同じ実験を水素圧力を１、
５、１０、３０ｋｇｆ／ｃｍ2 と変えて行なった。その
結果を図３に示す。図３は、水素吸蔵開始圧力と粉末の
粒度分布との関係を示すものである。
合金の小塊をさらに小さく割って、新しい破面が出た２
ｍｍ〜８ｍｍの粒子にし、この粒子１０ｇを内容積が１
４０ｃｃの高圧容器に入れ、高圧容器内の雰囲気を水素
で置換した後、室温で水素の圧力を０ｋｇｆ／ｃｍ
2 （大気圧）に合わせて高圧容器を密閉した。その後、
高圧容器を熱処理炉に挿入し、昇温速度を５℃／分で室
温から高圧容器の温度を上げ、高圧容器の温度と高圧容
器内の水素圧力とを測定した。約２５０℃付近から水素
圧力が低下し始め、２７０℃でほぼ水素圧力の低下は終
了し、水素吸蔵はほぼ終わった。水素圧力が低下し始め
たとき、すなわち水素吸蔵が始まったときの水素圧力
は、高圧容器の温度が上がっているため水素ガスが膨脹
しているので、０．４ｋｇｆ／ｃｍ2 であった。さらに
３５０℃まで昇温した後、高圧容器を熱処理炉から取り
出して室温まで冷却した。この室温での水素圧力は−
０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 となっていて、まだ少量の水素ガ
スが残っていた。その後、高圧容器を開けてＳｍ2 Ｆｅ
17系合金を取り出したところ、粉砕はされていたが大き
な粒子が多かった。これらの粒子を１５０、１００、４
５μｍのフルイで分級した。同じ実験を水素圧力を１、
５、１０、３０ｋｇｆ／ｃｍ2 と変えて行なった。その
結果を図３に示す。図３は、水素吸蔵開始圧力と粉末の
粒度分布との関係を示すものである。
【００８５】水素圧力を上げていくと、細かい粒子が増
加していき、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にすれば窒化処理に
適した１５０μｍ以下の粉末が９０ｗｔ％以上になるこ
とが明らかである。また、水素吸蔵温度は大気圧では、
既に前述した論文で明らかにされているように２５０℃
付近であるが、水素圧力を上げていくと水素吸蔵の開始
温度は低下する。室温から昇温していく方法では、水素
吸蔵の開始温度は、昇温速度によって変わり、水素圧力
が５ｋｇｆ／ｃｍ2 の場合、昇温速度が５℃／分では１
５０℃付近にある。昇温速度を下げると（ゆっくり昇温
すると）、水素吸蔵の開始温度の下限は７０℃付近であ
る。
加していき、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にすれば窒化処理に
適した１５０μｍ以下の粉末が９０ｗｔ％以上になるこ
とが明らかである。また、水素吸蔵温度は大気圧では、
既に前述した論文で明らかにされているように２５０℃
付近であるが、水素圧力を上げていくと水素吸蔵の開始
温度は低下する。室温から昇温していく方法では、水素
吸蔵の開始温度は、昇温速度によって変わり、水素圧力
が５ｋｇｆ／ｃｍ2 の場合、昇温速度が５℃／分では１
５０℃付近にある。昇温速度を下げると（ゆっくり昇温
すると）、水素吸蔵の開始温度の下限は７０℃付近であ
る。
【００８６】（実施例３）Ｓｍ−Ｆｅ系の溶解鋳造塊を
切断して、約８ｍｍ角の断面を有する直方体を多数個作
り、雰囲気ガスとして９９．９９９％のアルゴンガスを
用いて、均一化熱処理を１１００℃の温度にて１２ｈｒ
行なった。均一化熱処理済みの小合金塊の１個を乳鉢に
入れ、すべてが４５μｍのフルイを通るまで粉砕し、こ
の粉末についてＸ線回折、組成分析及び熱磁気分析を行
ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が大部分であるであることを確かめ
た。またα−Ｆｅが少量含まれていることが分かった。
組成分析の結果、Ｓｍの組成は２２．８ｗｔ％であり、
Ｓｍ2 Ｆｅ17の組成である２４．０５ｗｔ％に比べてＳ
ｍの組成は少なかった。合金塊の表面部分はα−Ｆｅの
薄い層に覆われており、このα−Ｆｅの層の厚さは厚い
部分でおおよそ１００μｍ〜２００μｍであった。これ
は、均一化熱処理時にＳｍが蒸発したためと、酸化によ
ってＳｍが優先的に酸化物となり、合金の表面部分では
Ｓｍが不足して余剰のＦｅがα−Ｆｅとなったと思われ
る。
切断して、約８ｍｍ角の断面を有する直方体を多数個作
り、雰囲気ガスとして９９．９９９％のアルゴンガスを
用いて、均一化熱処理を１１００℃の温度にて１２ｈｒ
行なった。均一化熱処理済みの小合金塊の１個を乳鉢に
入れ、すべてが４５μｍのフルイを通るまで粉砕し、こ
の粉末についてＸ線回折、組成分析及び熱磁気分析を行
ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が大部分であるであることを確かめ
た。またα−Ｆｅが少量含まれていることが分かった。
組成分析の結果、Ｓｍの組成は２２．８ｗｔ％であり、
Ｓｍ2 Ｆｅ17の組成である２４．０５ｗｔ％に比べてＳ
ｍの組成は少なかった。合金塊の表面部分はα−Ｆｅの
薄い層に覆われており、このα−Ｆｅの層の厚さは厚い
部分でおおよそ１００μｍ〜２００μｍであった。これ
は、均一化熱処理時にＳｍが蒸発したためと、酸化によ
ってＳｍが優先的に酸化物となり、合金の表面部分では
Ｓｍが不足して余剰のＦｅがα−Ｆｅとなったと思われ
る。
【００８７】均一化熱処理済みの前述のＳｍ2 Ｆｅ17系
合金からなる直方体の１個を小さく割って、新しい破面
が出た２ｍｍ〜８ｍｍの粒子にし、この粒子１０ｇを内
容積が１４０ｃｃの高圧容器に入れ、高圧容器内の雰囲
気を水素で置換した後、室温で水素の圧力を１０ｋｇｆ
／ｃｍ2 に合わせて高圧容器を密閉した。その後、前記
高圧容器を１５０℃の一定温度にした熱処理炉に挿入
し、高圧容器の温度と高圧容器内の水素圧力とを測定し
た。約１００℃付近から水素圧力は低下を始め、約１時
間で水素圧力の低下は終了し、水素吸蔵はほぼ終わっ
た。
合金からなる直方体の１個を小さく割って、新しい破面
が出た２ｍｍ〜８ｍｍの粒子にし、この粒子１０ｇを内
容積が１４０ｃｃの高圧容器に入れ、高圧容器内の雰囲
気を水素で置換した後、室温で水素の圧力を１０ｋｇｆ
／ｃｍ2 に合わせて高圧容器を密閉した。その後、前記
高圧容器を１５０℃の一定温度にした熱処理炉に挿入
し、高圧容器の温度と高圧容器内の水素圧力とを測定し
た。約１００℃付近から水素圧力は低下を始め、約１時
間で水素圧力の低下は終了し、水素吸蔵はほぼ終わっ
た。
【００８８】次に、高圧容器を熱処理炉から取り出し、
室温まで冷却した。その後、高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆ
ｅ17系合金を取り出し、１５０μｍのフルイで分級した
ところ、処理前には粒径２ｍｍ以上の粒子であったもの
が、そのうちの９０ｗｔ％以上のものが粒径１５０μｍ
以下の粉末になっていて、水素吸蔵粉砕されたことがわ
かった。
室温まで冷却した。その後、高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆ
ｅ17系合金を取り出し、１５０μｍのフルイで分級した
ところ、処理前には粒径２ｍｍ以上の粒子であったもの
が、そのうちの９０ｗｔ％以上のものが粒径１５０μｍ
以下の粉末になっていて、水素吸蔵粉砕されたことがわ
かった。
【００８９】次に、前記と同様の水素吸蔵の実験を行な
い、水素吸蔵が終わったところで、水素を抜き、更に真
空排気装置で高圧容器内の水素ガスを排気しつつ、高圧
容器をもう一台の４００℃の一定温度にしてあった熱処
理炉に挿入し、高圧容器の温度を上げて４００℃にして
高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒまで引き切った。これで吸
蔵された水素を抜くことができた。その後、熱処理炉か
ら高圧容器を取り出して冷却し、再度１５０℃の熱処理
炉に挿入し、水素ガスを注入して水素圧力を１０ｋｇｆ
／ｃｍ2 に合わせて高圧容器を密閉して水素吸蔵を再度
行なった。このような水素吸蔵と脱水素とを４回づつ行
ない、最後に室温に冷却して、高圧容器を開いてＳｍ2
Ｆｅ17系合金を取り出した。このＳｍ2 Ｆｅ17系合金を
１５０μｍのフルイで分級したところ、回収した試料の
うち１５０μｍ以下の粉末は９２ｗｔ％であった。水素
吸蔵と脱水素とのサイクルを複数回繰り返しても、水素
吸蔵が１回の場合の９１ｗｔ％と比べて、粉砕された粉
末の粒度分布には影響は少なかった。１回の水素吸蔵に
よって水素吸蔵粉砕は充分行なわれることを確認でき
た。
い、水素吸蔵が終わったところで、水素を抜き、更に真
空排気装置で高圧容器内の水素ガスを排気しつつ、高圧
容器をもう一台の４００℃の一定温度にしてあった熱処
理炉に挿入し、高圧容器の温度を上げて４００℃にして
高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒまで引き切った。これで吸
蔵された水素を抜くことができた。その後、熱処理炉か
ら高圧容器を取り出して冷却し、再度１５０℃の熱処理
炉に挿入し、水素ガスを注入して水素圧力を１０ｋｇｆ
／ｃｍ2 に合わせて高圧容器を密閉して水素吸蔵を再度
行なった。このような水素吸蔵と脱水素とを４回づつ行
ない、最後に室温に冷却して、高圧容器を開いてＳｍ2
Ｆｅ17系合金を取り出した。このＳｍ2 Ｆｅ17系合金を
１５０μｍのフルイで分級したところ、回収した試料の
うち１５０μｍ以下の粉末は９２ｗｔ％であった。水素
吸蔵と脱水素とのサイクルを複数回繰り返しても、水素
吸蔵が１回の場合の９１ｗｔ％と比べて、粉砕された粉
末の粒度分布には影響は少なかった。１回の水素吸蔵に
よって水素吸蔵粉砕は充分行なわれることを確認でき
た。
【００９０】（実施例４）実施例３において作成した、
均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の約８ｍｍ角の
断面を有した直方体の１個を、内容積が１４０ｃｃの高
圧容器に入れ、高圧容器内の雰囲気を水素で置換した
後、室温で水素の圧力を８ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて高
圧容器を密閉し、その後、高圧容器を１１０℃の一定温
度にした熱処理炉に挿入して水素吸蔵粉砕をした。水素
圧力の低下が終わり水素吸蔵の終わったことを確認して
から、高圧容器を熱処理炉から出して室温まで冷却し、
高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆｅ17系合金を取り出した。Ｓ
ｍ2 Ｆｅ17系合金の直方体は、入れたままの形状を保っ
ており、粉末にはなっていなかった。しかしながら、少
し衝撃を与えたところ、直方体は簡単に壊れ、表面の薄
い皮により形状を保っていたことが明らかになった。こ
の表面の薄い皮は分析したところα−Ｆｅであって、均
一化熱処理時に生成したものであることが判明した。
均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の約８ｍｍ角の
断面を有した直方体の１個を、内容積が１４０ｃｃの高
圧容器に入れ、高圧容器内の雰囲気を水素で置換した
後、室温で水素の圧力を８ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて高
圧容器を密閉し、その後、高圧容器を１１０℃の一定温
度にした熱処理炉に挿入して水素吸蔵粉砕をした。水素
圧力の低下が終わり水素吸蔵の終わったことを確認して
から、高圧容器を熱処理炉から出して室温まで冷却し、
高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆｅ17系合金を取り出した。Ｓ
ｍ2 Ｆｅ17系合金の直方体は、入れたままの形状を保っ
ており、粉末にはなっていなかった。しかしながら、少
し衝撃を与えたところ、直方体は簡単に壊れ、表面の薄
い皮により形状を保っていたことが明らかになった。こ
の表面の薄い皮は分析したところα−Ｆｅであって、均
一化熱処理時に生成したものであることが判明した。
【００９１】この事実に鑑み、同じロット試料である均
一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の直方体の１個を
割って３〜４個にの小塊にし、前記と同じ水素吸蔵粉砕
を行なった。水素圧力の低下が終わり水素吸蔵が飽和に
達したことを確認してから、高圧容器を熱処理炉から出
して室温まで冷却し、高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆｅ17系
合金を取り出した。この合金の小塊は粉末になってお
り、１５０μｍのフルイで分級したところ、回収した試
料のうち１５０μｍ以下の粉末は９１ｗｔ％であった。
フルイの上に残った１５０μｍ以上の粉末は、合金表面
の薄い皮状のα−Ｆｅの部分であって、Ｓｍ2 Ｆｅ17が
付着していた。
一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の直方体の１個を
割って３〜４個にの小塊にし、前記と同じ水素吸蔵粉砕
を行なった。水素圧力の低下が終わり水素吸蔵が飽和に
達したことを確認してから、高圧容器を熱処理炉から出
して室温まで冷却し、高圧容器を開いてＳｍ2 Ｆｅ17系
合金を取り出した。この合金の小塊は粉末になってお
り、１５０μｍのフルイで分級したところ、回収した試
料のうち１５０μｍ以下の粉末は９１ｗｔ％であった。
フルイの上に残った１５０μｍ以上の粉末は、合金表面
の薄い皮状のα−Ｆｅの部分であって、Ｓｍ2 Ｆｅ17が
付着していた。
【００９２】このことから、これまでの実験で残されて
いた１５０μｍ以上の粉末を調べたところ、すべてが合
金表面の薄い皮状のα−Ｆｅの部分であり、Ｓｍ2 Ｆｅ
17が付着していた。すなわち、α−Ｆｅは水素吸蔵しな
いので水素吸蔵による結晶格子の膨脹もなく、これに伴
う崩壊粉砕も起こらない。このため、合金の表面部分に
生成された皮状のα−Ｆｅはその状態で残る。この皮状
のα−Ｆｅの厚さは、本実施例では厚い部分でおおよそ
１００μｍ〜２００μｍであったが、皮状のα−Ｆｅの
厚さは、均一化熱処理時の雰囲気中の酸素量や均一化熱
処理の時間又は温度により異なる、つまり酸化やＳｍの
蒸発量の程度によって異なるものと思われる。皮状のα
−Ｆｅの厚さが１５０μｍ以下であっても、その幅はず
っと大きくて１〜２ｍｍ程度であるため、１５０μｍの
フルイで確実に分別され、Ｓｍ2Ｆｅ17と別にすること
ができる。
いた１５０μｍ以上の粉末を調べたところ、すべてが合
金表面の薄い皮状のα−Ｆｅの部分であり、Ｓｍ2 Ｆｅ
17が付着していた。すなわち、α−Ｆｅは水素吸蔵しな
いので水素吸蔵による結晶格子の膨脹もなく、これに伴
う崩壊粉砕も起こらない。このため、合金の表面部分に
生成された皮状のα−Ｆｅはその状態で残る。この皮状
のα−Ｆｅの厚さは、本実施例では厚い部分でおおよそ
１００μｍ〜２００μｍであったが、皮状のα−Ｆｅの
厚さは、均一化熱処理時の雰囲気中の酸素量や均一化熱
処理の時間又は温度により異なる、つまり酸化やＳｍの
蒸発量の程度によって異なるものと思われる。皮状のα
−Ｆｅの厚さが１５０μｍ以下であっても、その幅はず
っと大きくて１〜２ｍｍ程度であるため、１５０μｍの
フルイで確実に分別され、Ｓｍ2Ｆｅ17と別にすること
ができる。
【００９３】以上説明したように、水素吸蔵粉砕によっ
て合金の表面部分に生成していたα−Ｆｅは、水素吸蔵
粉砕の後に１５０μｍのフルイで分級され、簡単に除去
することができ、均一化熱処理後の合金の表面のα−Ｆ
ｅに対する手間のかかる削り取りなどの作業を省略する
ことができる。また、得られた１５０μｍ以下の粉末
に、合金表面部分に生成したα−Ｆｅが含まれることな
く、１５０μｍ以下の粉末をきれいなＳｍ2 Ｆｅ17だけ
にすることができるので、窒化後の磁気特性を高いもの
にすることができる。
て合金の表面部分に生成していたα−Ｆｅは、水素吸蔵
粉砕の後に１５０μｍのフルイで分級され、簡単に除去
することができ、均一化熱処理後の合金の表面のα−Ｆ
ｅに対する手間のかかる削り取りなどの作業を省略する
ことができる。また、得られた１５０μｍ以下の粉末
に、合金表面部分に生成したα−Ｆｅが含まれることな
く、１５０μｍ以下の粉末をきれいなＳｍ2 Ｆｅ17だけ
にすることができるので、窒化後の磁気特性を高いもの
にすることができる。
【００９４】（実施例５）実施例３において作成した、
均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金よりなる約８ｍ
ｍ角の断面を有した直方体の１個を、３〜４個の小塊に
割り、直径が５ｍｍのジルコニアよりなる６個のボール
と共に、内容積が１４０ｃｃの高圧容器に入れ、高圧容
器内の雰囲気を水素で置換した後、室温で水素の圧力を
１２ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて高圧容器を密閉し、その
後、高圧容器を１４０℃の一定温度にした熱処理炉に挿
入して水素吸蔵粉砕を行なった。水素圧力の低下が終り
水素吸蔵の終わったことを確認してから、高圧容器を熱
処理炉から出して室温まで冷却し、その後、高圧容器を
シェーカにかけて軽く振動した後、高圧容器を開いてＳ
ｍ2 Ｆｅ17系合金及びジルコニアボールを取り出した。
Ｓｍ2 Ｆｅ17系合金は粉末化しており、１５０μｍのフ
ルイで分級し、秤量したところ、回収した合金粉末試料
のうち１５０μｍ以下の粉末は９５ｗｔ％であった。フ
ルイの上に残った１５０μｍ以上の物は、合金の表面に
生成した薄皮のα−Ｆｅの部分であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17の
付着は少なかった。
均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金よりなる約８ｍ
ｍ角の断面を有した直方体の１個を、３〜４個の小塊に
割り、直径が５ｍｍのジルコニアよりなる６個のボール
と共に、内容積が１４０ｃｃの高圧容器に入れ、高圧容
器内の雰囲気を水素で置換した後、室温で水素の圧力を
１２ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて高圧容器を密閉し、その
後、高圧容器を１４０℃の一定温度にした熱処理炉に挿
入して水素吸蔵粉砕を行なった。水素圧力の低下が終り
水素吸蔵の終わったことを確認してから、高圧容器を熱
処理炉から出して室温まで冷却し、その後、高圧容器を
シェーカにかけて軽く振動した後、高圧容器を開いてＳ
ｍ2 Ｆｅ17系合金及びジルコニアボールを取り出した。
Ｓｍ2 Ｆｅ17系合金は粉末化しており、１５０μｍのフ
ルイで分級し、秤量したところ、回収した合金粉末試料
のうち１５０μｍ以下の粉末は９５ｗｔ％であった。フ
ルイの上に残った１５０μｍ以上の物は、合金の表面に
生成した薄皮のα−Ｆｅの部分であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17の
付着は少なかった。
【００９５】以上説明したように、水素吸蔵を起こさな
い硬質のボールをＳｍ2 Ｆｅ17系合金の小塊と一緒に高
圧容器に入れて、水素吸蔵の際に合金に振動を加えるこ
とにより、合金の表面に生成した薄皮のα−Ｆｅから付
着しているＳｍ2 Ｆｅ17を外すことができ、Ｓｍ2 Ｆｅ
17の回収量を増やすことができる。
い硬質のボールをＳｍ2 Ｆｅ17系合金の小塊と一緒に高
圧容器に入れて、水素吸蔵の際に合金に振動を加えるこ
とにより、合金の表面に生成した薄皮のα−Ｆｅから付
着しているＳｍ2 Ｆｅ17を外すことができ、Ｓｍ2 Ｆｅ
17の回収量を増やすことができる。
【００９６】II．高圧容器内における連続処理につい
て、 従来は、Ｓｍ2 Ｆｅ17粉末を粗粉砕工程から窒化処理工
程に移すために、一旦粗粉砕装置から粉末を出し、窒化
処理工程で用いる熱処理炉又は容器に入れ直していた。
この際に、Ｓｍ2 Ｆｅ17粉末が大気に触れ、粉末の表面
に酸素や水の分子が吸着し、この酸素や水が窒化処理工
程において粉末を酸化させる原因となっていた。
て、 従来は、Ｓｍ2 Ｆｅ17粉末を粗粉砕工程から窒化処理工
程に移すために、一旦粗粉砕装置から粉末を出し、窒化
処理工程で用いる熱処理炉又は容器に入れ直していた。
この際に、Ｓｍ2 Ｆｅ17粉末が大気に触れ、粉末の表面
に酸素や水の分子が吸着し、この酸素や水が窒化処理工
程において粉末を酸化させる原因となっていた。
【００９７】本発明では、粗粉砕工程から窒化処理工程
までを同じ高圧容器内で行なうことにより、酸化を大幅
に抑制できることができるようにした。以下、詳細に説
明する。
までを同じ高圧容器内で行なうことにより、酸化を大幅
に抑制できることができるようにした。以下、詳細に説
明する。
【００９８】（実施例６）電解鉄とＳｍメタルとを所定
の量だけ秤量した後、電解鉄をアルミナ製のルツボに入
れて高周波誘導加熱溶解炉でアルゴンガス中にて溶解
し、そこにＳｍメタルを投入して短時間のうちにＳｍ−
Ｆｅの溶湯にして鉄製の鋳型により鋳造した。その後、
鋳造塊を冷却して室温近くになったところで溶解炉から
取り出した。このＳｍ−Ｆｅの鋳造塊を熱処理炉に入
れ、炉内雰囲気を９９．９９９％のアルゴンガスで置換
し、昇温して１１００℃の温度下で１２ｈｒ保持して均
一化熱処理を行なった。均一化熱処理済みの合金塊を割
って小塊にし、その１個をすべてが４５μｍのフルイを
通るまで粉砕した。粉砕された粉末についてＸ線回折及
び熱磁気分析を行ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が大部分であるこ
とを確かめた。またα−Ｆｅが少量含まれていることが
分かった。
の量だけ秤量した後、電解鉄をアルミナ製のルツボに入
れて高周波誘導加熱溶解炉でアルゴンガス中にて溶解
し、そこにＳｍメタルを投入して短時間のうちにＳｍ−
Ｆｅの溶湯にして鉄製の鋳型により鋳造した。その後、
鋳造塊を冷却して室温近くになったところで溶解炉から
取り出した。このＳｍ−Ｆｅの鋳造塊を熱処理炉に入
れ、炉内雰囲気を９９．９９９％のアルゴンガスで置換
し、昇温して１１００℃の温度下で１２ｈｒ保持して均
一化熱処理を行なった。均一化熱処理済みの合金塊を割
って小塊にし、その１個をすべてが４５μｍのフルイを
通るまで粉砕した。粉砕された粉末についてＸ線回折及
び熱磁気分析を行ない、Ｓｍ2 Ｆｅ17が大部分であるこ
とを確かめた。またα−Ｆｅが少量含まれていることが
分かった。
【００９９】前記の均一化熱処理済みの合金塊を割って
得た小塊を高圧容器に入れ、高圧容器内を拡散ポンプ付
きの真空排気装置により排気しながら熱処理炉に挿入
し、熱処理炉の炉内圧力を１０-5ｔｏｒｒにした。次に
高圧容器内に９９．９９９９％の水素ガスを注入して２
０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力にして高圧容器を密閉した。水
素ガス圧力は、数分のうちにつまり炉内の温度が１８０
℃に達したあたりで、圧力の低下が終り、その後、昇温
によるガス膨張により水素ガス圧力は上昇した。炉内の
温度が３００℃に達したあたりで水素ガスを抜き、水素
ガス圧力を約１ｋｇｆ／ｃｍ2 にした。これは、合金塊
を粉末化するのが目的であり、３００℃から５７０℃は
水素の放出の温度領域と言われているので、危険な水素
ガスを少量にしておくためである。
得た小塊を高圧容器に入れ、高圧容器内を拡散ポンプ付
きの真空排気装置により排気しながら熱処理炉に挿入
し、熱処理炉の炉内圧力を１０-5ｔｏｒｒにした。次に
高圧容器内に９９．９９９９％の水素ガスを注入して２
０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力にして高圧容器を密閉した。水
素ガス圧力は、数分のうちにつまり炉内の温度が１８０
℃に達したあたりで、圧力の低下が終り、その後、昇温
によるガス膨張により水素ガス圧力は上昇した。炉内の
温度が３００℃に達したあたりで水素ガスを抜き、水素
ガス圧力を約１ｋｇｆ／ｃｍ2 にした。これは、合金塊
を粉末化するのが目的であり、３００℃から５７０℃は
水素の放出の温度領域と言われているので、危険な水素
ガスを少量にしておくためである。
【０１００】炉内温度が４７０℃に達してから１０分間
保持して高圧容器内が４７０℃の均一温度になるように
した。水素ガス圧力を再度約１ｋｇｆ／ｃｍ2 にした
後、高圧容器内に９９．９９９９％の窒素ガスを注入
し、窒素ガス圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 にして高圧容器
を密閉した。この状態で３日間保持してＳｍ2 Ｆｅ17を
窒化した。
保持して高圧容器内が４７０℃の均一温度になるように
した。水素ガス圧力を再度約１ｋｇｆ／ｃｍ2 にした
後、高圧容器内に９９．９９９９％の窒素ガスを注入
し、窒素ガス圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 にして高圧容器
を密閉した。この状態で３日間保持してＳｍ2 Ｆｅ17を
窒化した。
【０１０１】次に、高圧容器を熱処理炉から取り出し冷
却した。高圧容器が室温付近になったところで窒素ガス
を抜き、高圧容器内の圧力を１ｋｇｆ／ｃｍ2 にし、密
閉したままで、装置から高圧容器だけを外した。その
後、高圧容器を窒素ガス置換されているグローブボック
スに入れてこの高圧容器を開け、合金の小塊を取り出し
た。合金の小塊は粉末になっており、１５０μｍのフル
イで分級したところ、１５０μｍ以下の粉末は回収粉末
の９１ｗｔ％であった。この１５０μｍ以下の粉末につ
いて、Ｘ線回析、組成分析及び熱磁気分析を行ない、Ｓ
ｍ2 Ｆｅ17Ｎx （ｘは３の近傍である）が大部分である
ことを確かめた。また、α−Ｆｅも少量含まれているこ
とが分かったが、α−Ｆｅの量は磁気特性に影響する程
度ではなかった。また、組成分析の結果、Ｓｍの組成は
２３．１ｗｔ％であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 の理論組成で
ある２３．２７ｗｔ％に比べて、Ｓｍの組成は少なかっ
た。また、磁気特性を振動試料磁力計（ＶＳＭ）で調べ
たところ、１５ｋＯｅの磁場における磁化σg は１５３
ｅｍｕ／ｇであって優れた値であった。尚、σg は１ｇ
当たりの磁化の大きさを示している。
却した。高圧容器が室温付近になったところで窒素ガス
を抜き、高圧容器内の圧力を１ｋｇｆ／ｃｍ2 にし、密
閉したままで、装置から高圧容器だけを外した。その
後、高圧容器を窒素ガス置換されているグローブボック
スに入れてこの高圧容器を開け、合金の小塊を取り出し
た。合金の小塊は粉末になっており、１５０μｍのフル
イで分級したところ、１５０μｍ以下の粉末は回収粉末
の９１ｗｔ％であった。この１５０μｍ以下の粉末につ
いて、Ｘ線回析、組成分析及び熱磁気分析を行ない、Ｓ
ｍ2 Ｆｅ17Ｎx （ｘは３の近傍である）が大部分である
ことを確かめた。また、α−Ｆｅも少量含まれているこ
とが分かったが、α−Ｆｅの量は磁気特性に影響する程
度ではなかった。また、組成分析の結果、Ｓｍの組成は
２３．１ｗｔ％であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 の理論組成で
ある２３．２７ｗｔ％に比べて、Ｓｍの組成は少なかっ
た。また、磁気特性を振動試料磁力計（ＶＳＭ）で調べ
たところ、１５ｋＯｅの磁場における磁化σg は１５３
ｅｍｕ／ｇであって優れた値であった。尚、σg は１ｇ
当たりの磁化の大きさを示している。
【０１０２】前記の１５０μｍ以下のＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ3
粉末をボールミルで５０ｈｒかけてゆっくりと微粉砕し
て１〜２μｍの粒径にした。微粉砕された粉末をＶＳＭ
により磁気特性を測定したところ、磁化：４πＩ15K ＝
１２．５ｋＧ（σg15K＝１２７．５ｅｍｕ／ｇ）、残留
磁化：Ｂｒ＝１２．０ｋＧ、保磁力：I ＨC ＝１１．０
ｋＯｅであり、ボンド磁石用の磁石粉末として実用性の
あるものであった。尚、４πＩは１ｃｃ当たりの磁化の
大きさを示している。
粉末をボールミルで５０ｈｒかけてゆっくりと微粉砕し
て１〜２μｍの粒径にした。微粉砕された粉末をＶＳＭ
により磁気特性を測定したところ、磁化：４πＩ15K ＝
１２．５ｋＧ（σg15K＝１２７．５ｅｍｕ／ｇ）、残留
磁化：Ｂｒ＝１２．０ｋＧ、保磁力：I ＨC ＝１１．０
ｋＯｅであり、ボンド磁石用の磁石粉末として実用性の
あるものであった。尚、４πＩは１ｃｃ当たりの磁化の
大きさを示している。
【０１０３】以上の実験から分かるように、酸化し易い
Ｓｍ2 Ｆｅ17合金の小塊を高圧容器内において粗粉砕工
程から窒化工程まで行なうことにより、Ｓｍ2 Ｆｅ17粉
末を大気に晒すことなく処理でき、これにより、酸化を
防止でき、優れた磁気特性を有する磁石粉末とすること
ができる。
Ｓｍ2 Ｆｅ17合金の小塊を高圧容器内において粗粉砕工
程から窒化工程まで行なうことにより、Ｓｍ2 Ｆｅ17粉
末を大気に晒すことなく処理でき、これにより、酸化を
防止でき、優れた磁気特性を有する磁石粉末とすること
ができる。
【０１０４】（実施例７）Ｓｍ−Ｆｅの溶解鋳造塊を切
断して、約８ｍｍ角の断面を有した直方体を多数個作
り、９９．９９９％のアルゴンガスを用いて置換した雰
囲気中で、均一化熱処理を１１００℃の温度にて１２ｈ
ｒ行なった。この均一化熱処理済みの直方体の１個を高
圧容器に入れ、その後、実施例６と同様に粗粉砕工程か
ら窒化工程までを行なった。窒化処理後、直方体をグロ
ーブボックス中で高圧容器から取り出したところ直方体
の形状を保っていた。もっとも少しの衝撃で粉末化した
が、表面部分に皮状の膜があり、この皮状の膜が直方体
の形状を保っていた。
断して、約８ｍｍ角の断面を有した直方体を多数個作
り、９９．９９９％のアルゴンガスを用いて置換した雰
囲気中で、均一化熱処理を１１００℃の温度にて１２ｈ
ｒ行なった。この均一化熱処理済みの直方体の１個を高
圧容器に入れ、その後、実施例６と同様に粗粉砕工程か
ら窒化工程までを行なった。窒化処理後、直方体をグロ
ーブボックス中で高圧容器から取り出したところ直方体
の形状を保っていた。もっとも少しの衝撃で粉末化した
が、表面部分に皮状の膜があり、この皮状の膜が直方体
の形状を保っていた。
【０１０５】一方、同じロットの均一化熱処理済みの直
方体から１個を取り出し、この直方体を４〜５個の小塊
に割り、新しい破面を出した。新しい破面を出した小塊
を高圧容器に入れ、その後、実施例６と同様に粗粉砕工
程から窒化工程までを行なった。窒化処理後、直方体を
グローブボックス中で高圧容器から取り出したところ、
こちらは実施例６と同様に粉末化していた。
方体から１個を取り出し、この直方体を４〜５個の小塊
に割り、新しい破面を出した。新しい破面を出した小塊
を高圧容器に入れ、その後、実施例６と同様に粗粉砕工
程から窒化工程までを行なった。窒化処理後、直方体を
グローブボックス中で高圧容器から取り出したところ、
こちらは実施例６と同様に粉末化していた。
【０１０６】以上の実験から、均一化熱処理時に注意し
て均一化熱処理を行なっても、１１００℃という高温処
理のためと熱処理時間が１２ｈｒと長いため、合金塊の
表面部分のＳｍが蒸発し、同時に僅かに混入している酸
素がＳｍと反応して酸化物になる。このために、合金塊
の表面部分ではＳｍが不足し、余剰のＦｅがα−Ｆｅと
なり合金塊の表面を皮状に覆って水素吸蔵粉砕を妨げて
いる。水素吸蔵粉砕をうまく行なうには、皮状のα−Ｆ
ｅを破って新しい破面を出しておけば、水素吸蔵時には
新しい破面部分から崩壊粉砕が起こり、粉末化できるこ
とが分かる。
て均一化熱処理を行なっても、１１００℃という高温処
理のためと熱処理時間が１２ｈｒと長いため、合金塊の
表面部分のＳｍが蒸発し、同時に僅かに混入している酸
素がＳｍと反応して酸化物になる。このために、合金塊
の表面部分ではＳｍが不足し、余剰のＦｅがα−Ｆｅと
なり合金塊の表面を皮状に覆って水素吸蔵粉砕を妨げて
いる。水素吸蔵粉砕をうまく行なうには、皮状のα−Ｆ
ｅを破って新しい破面を出しておけば、水素吸蔵時には
新しい破面部分から崩壊粉砕が起こり、粉末化できるこ
とが分かる。
【０１０７】（実施例８）実施例７において作成した、
均一化熱処理済みの約８ｍｍ角の断面を有する１個の直
方体を割って新しい破面を出してから高圧容器に入れ、
その後、実施例６と同様に粗粉砕工程から窒化処理工程
までの処理を行なった。窒化処理工程が終わると、グロ
ーブボックス中で高圧容器を開け、粉末となった合金を
取り出した。この状態の粉末と、１５０μｍのフルイで
分級してフルイを通過した１５０μｍ以下の粉末とから
なる２種類の粉末を、それぞれ別々に次の微粉砕工程に
かけて微粉砕した。
均一化熱処理済みの約８ｍｍ角の断面を有する１個の直
方体を割って新しい破面を出してから高圧容器に入れ、
その後、実施例６と同様に粗粉砕工程から窒化処理工程
までの処理を行なった。窒化処理工程が終わると、グロ
ーブボックス中で高圧容器を開け、粉末となった合金を
取り出した。この状態の粉末と、１５０μｍのフルイで
分級してフルイを通過した１５０μｍ以下の粉末とから
なる２種類の粉末を、それぞれ別々に次の微粉砕工程に
かけて微粉砕した。
【０１０８】得られた微粉砕粉末を調べたところ、分級
せずにそのまま微粉砕工程にかけた方は、微粉砕されず
に大きな粉末が残っており、細かい粉末との混合であっ
て、このため、磁気特性については保磁力が小さく、磁
化のＢｒについては角型性（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｉ
ｔｙ ｉｎ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｏｐ）が悪か
った。一方、１５０μｍ以下の粉末だけを微粉砕工程に
かけた方は、微粉砕粉末になっており、その磁気特性は
実施例６とほぼ同等であった。
せずにそのまま微粉砕工程にかけた方は、微粉砕されず
に大きな粉末が残っており、細かい粉末との混合であっ
て、このため、磁気特性については保磁力が小さく、磁
化のＢｒについては角型性（ｒｅｃｔａｎｇｕｌａｒｉ
ｔｙ ｉｎ ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ ｌｏｏｐ）が悪か
った。一方、１５０μｍ以下の粉末だけを微粉砕工程に
かけた方は、微粉砕粉末になっており、その磁気特性は
実施例６とほぼ同等であった。
【０１０９】以上の実験から、窒化処理工程を経て得ら
れた粉末を、１５０μｍのフルイで分級して、フルイを
通過した１５０μｍ以下の粉末だけにすることにより、
均一化熱処理工程で生成する合金表面部分の皮状のα−
Ｆｅを除去することができ、これによって、次の微粉砕
工程がうまく行なわれ、磁気特性の優れたＳｍ2 Ｆｅ17
Ｎx の磁石粉末を得られることが分かる。
れた粉末を、１５０μｍのフルイで分級して、フルイを
通過した１５０μｍ以下の粉末だけにすることにより、
均一化熱処理工程で生成する合金表面部分の皮状のα−
Ｆｅを除去することができ、これによって、次の微粉砕
工程がうまく行なわれ、磁気特性の優れたＳｍ2 Ｆｅ17
Ｎx の磁石粉末を得られることが分かる。
【０１１０】（実施例９）実施例６で作成した均一化熱
処理済みの合金塊を割って得た小塊を高圧容器に入れ、
その後、実施例６と同様に粗粉砕工程を施した。水素ガ
ス圧力が低下し終り、昇温によるガス膨張により水素ガ
ス圧力が上がり出したことによって、水素吸蔵が終った
ことを確認した。炉内の温度が３００℃に達したあたり
で、水素ガスを抜き、さらに真空排気を行なった。炉内
温度が４７０℃に達してから１０分間保持して高圧容器
内が４７０℃の均一温度になるようにした。高圧容器内
の真空度は１０-4ｔｏｒｒを超えて１０-5ｔｏｒｒ台に
達したところで、Ｓｍ2 Ｆｅ17合金内に吸蔵されていた
水素はほぼ抜け出たと思われる。次に、高圧容器内に９
９．９９９９％の窒素ガスを注入し、窒素ガス圧力を５
０ｋｇｆ／ｃｍ2 にして高圧容器を密閉した。この状態
で３日保持してＳｍ2 Ｆｅ17を窒化した。
処理済みの合金塊を割って得た小塊を高圧容器に入れ、
その後、実施例６と同様に粗粉砕工程を施した。水素ガ
ス圧力が低下し終り、昇温によるガス膨張により水素ガ
ス圧力が上がり出したことによって、水素吸蔵が終った
ことを確認した。炉内の温度が３００℃に達したあたり
で、水素ガスを抜き、さらに真空排気を行なった。炉内
温度が４７０℃に達してから１０分間保持して高圧容器
内が４７０℃の均一温度になるようにした。高圧容器内
の真空度は１０-4ｔｏｒｒを超えて１０-5ｔｏｒｒ台に
達したところで、Ｓｍ2 Ｆｅ17合金内に吸蔵されていた
水素はほぼ抜け出たと思われる。次に、高圧容器内に９
９．９９９９％の窒素ガスを注入し、窒素ガス圧力を５
０ｋｇｆ／ｃｍ2 にして高圧容器を密閉した。この状態
で３日保持してＳｍ2 Ｆｅ17を窒化した。
【０１１１】高圧容器を熱処理炉から取り出した後、室
温付近まで冷却し、窒素ガスを抜いて約１ｋｇｆ／ｃｍ
2 にまで減らした。このとき室内に放出された窒素ガス
は、実施例６ではアンモニアの刺激臭がしたが、本実施
例では殆ど無臭であった。実施例６では水素ガスを窒素
ガスと完全に置換せず、水素ガスを約１ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力まで減らしてその上に窒素ガスを供給したので、
合金粉末内にもまだ少量の水素が吸蔵されたままである
と考えられる。このため、実施例６では、窒化処理工程
において、残留の水素ガスがＦｅを触媒にして窒素ガス
と反応しアンモニアになるものがあったと考えられる。
本実施例では水素放出する温度領域である３００℃から
５７０℃の温度範囲で水素ガスを真空排気装置により引
き切ったので、合金中には水素は含まれていないと推定
される。そのため、水素ガスと窒素ガスとの反応はな
く、有毒なアンモニアが生成されなかったと考えられ
る。
温付近まで冷却し、窒素ガスを抜いて約１ｋｇｆ／ｃｍ
2 にまで減らした。このとき室内に放出された窒素ガス
は、実施例６ではアンモニアの刺激臭がしたが、本実施
例では殆ど無臭であった。実施例６では水素ガスを窒素
ガスと完全に置換せず、水素ガスを約１ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力まで減らしてその上に窒素ガスを供給したので、
合金粉末内にもまだ少量の水素が吸蔵されたままである
と考えられる。このため、実施例６では、窒化処理工程
において、残留の水素ガスがＦｅを触媒にして窒素ガス
と反応しアンモニアになるものがあったと考えられる。
本実施例では水素放出する温度領域である３００℃から
５７０℃の温度範囲で水素ガスを真空排気装置により引
き切ったので、合金中には水素は含まれていないと推定
される。そのため、水素ガスと窒素ガスとの反応はな
く、有毒なアンモニアが生成されなかったと考えられ
る。
【０１１２】窒素ガス圧力を扱い易い約１ｋｇｆ／ｃｍ
2 にまで減らして、高圧容器を窒素置換したグローブボ
ックスの中に入れて高圧容器を開け、合金の小塊を取り
出した。合金の小塊は粉末になっており、１５０μｍの
フルイで分級したところ、１５０μｍ以下の粉末は回収
粉末の９１％であった。この１５０μｍ以下の粉末につ
いて、Ｘ線回折、組成分析及び熱磁気分析を行なった
が、実施例６の場合の粉末と異なるところはなかった。
水素ガスが窒化処理工程に含まれていても粉末の磁気特
性には影響は無いと言える。
2 にまで減らして、高圧容器を窒素置換したグローブボ
ックスの中に入れて高圧容器を開け、合金の小塊を取り
出した。合金の小塊は粉末になっており、１５０μｍの
フルイで分級したところ、１５０μｍ以下の粉末は回収
粉末の９１％であった。この１５０μｍ以下の粉末につ
いて、Ｘ線回折、組成分析及び熱磁気分析を行なった
が、実施例６の場合の粉末と異なるところはなかった。
水素ガスが窒化処理工程に含まれていても粉末の磁気特
性には影響は無いと言える。
【０１１３】（実施例１０）実施例７において作成し
た、均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の約８ｍｍ
角の断面を有する１個の直方体を４〜６個の小塊に割っ
た。この小塊を、直径が５ｍｍのジルコニアよりなるボ
ール６個と共に、内容積が１４０ｃｃの高圧容器に入
れ、高圧容器内の雰囲気を水素で置換した。その後、室
温で水素の圧力を２０ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて高圧容
器を密閉した後、高圧容器を１６０℃の一定温度にした
熱処理炉に挿入して水素吸蔵粉砕を行なった。水素ガス
圧力は水素吸蔵により低下するが、途中において水素ガ
スを補充して初めの２０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に戻し
た。水素圧力の低下が終り水素吸蔵が終ったことを確認
してから、熱処理炉の炉内温度を１０℃／分の昇温速度
で上げ、炉内温度が３５０℃になったところで高圧容器
内の水素ガスをゆっくり排出して約１ｋｇｆ／ｃｍ2 に
下げた。炉内温度が４７０℃になったところで昇温を停
止し、炉内温度を４７０℃の一定温度にし、高圧容器内
に窒素ガスを注入し、窒素ガス圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 にして高圧容器を密閉した。この状態で３日保持して
Ｓｍ2 Ｆｅ17系合金を窒化処理した。
た、均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17系合金の約８ｍｍ
角の断面を有する１個の直方体を４〜６個の小塊に割っ
た。この小塊を、直径が５ｍｍのジルコニアよりなるボ
ール６個と共に、内容積が１４０ｃｃの高圧容器に入
れ、高圧容器内の雰囲気を水素で置換した。その後、室
温で水素の圧力を２０ｋｇｆ／ｃｍ2 に合わせて高圧容
器を密閉した後、高圧容器を１６０℃の一定温度にした
熱処理炉に挿入して水素吸蔵粉砕を行なった。水素ガス
圧力は水素吸蔵により低下するが、途中において水素ガ
スを補充して初めの２０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に戻し
た。水素圧力の低下が終り水素吸蔵が終ったことを確認
してから、熱処理炉の炉内温度を１０℃／分の昇温速度
で上げ、炉内温度が３５０℃になったところで高圧容器
内の水素ガスをゆっくり排出して約１ｋｇｆ／ｃｍ2 に
下げた。炉内温度が４７０℃になったところで昇温を停
止し、炉内温度を４７０℃の一定温度にし、高圧容器内
に窒素ガスを注入し、窒素ガス圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ
2 にして高圧容器を密閉した。この状態で３日保持して
Ｓｍ2 Ｆｅ17系合金を窒化処理した。
【０１１４】この窒化処理工程が終った後、高圧容器を
熱処理炉から出して冷却し、その後、高圧容器をシェー
カにかけて軽く振動した後、高圧容器を開いて合金の小
塊とジルコニアボールとを取り出した。合金の小塊は粉
末化しており、ジルコニアボールは粗い目のフルイで容
易に取り除くことができた。粉末部分を１５０μｍのフ
ルイで分級し、秤量したところ、回収した合金粉末試料
のうち１５０μｍ以下の粉末は９５ｗｔ％であった。フ
ルイの上に残った１５０μｍ以上の粉末物は、合金の表
面に生成したα−Ｆｅの薄い皮膜であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17
Ｎx の付着はなかった。
熱処理炉から出して冷却し、その後、高圧容器をシェー
カにかけて軽く振動した後、高圧容器を開いて合金の小
塊とジルコニアボールとを取り出した。合金の小塊は粉
末化しており、ジルコニアボールは粗い目のフルイで容
易に取り除くことができた。粉末部分を１５０μｍのフ
ルイで分級し、秤量したところ、回収した合金粉末試料
のうち１５０μｍ以下の粉末は９５ｗｔ％であった。フ
ルイの上に残った１５０μｍ以上の粉末物は、合金の表
面に生成したα−Ｆｅの薄い皮膜であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17
Ｎx の付着はなかった。
【０１１５】以上の実験から、水素吸蔵を起こさない硬
質のボールをＳｍ2 Ｆｅ17系合金の小塊と一緒に高圧容
器に入れて、水素吸蔵処理後において又は窒化処理後に
おいて高圧容器に振動を加えることにより、均一化熱処
理時に合金の表面に生成したα−Ｆｅ皮膜から、付着し
ているＳｍ2 Ｆｅ17又はＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx を分離するこ
とができ、分級することによってα−Ｆｅ皮膜を除去し
て良品のＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx の回収量を増やせることが分
かる。
質のボールをＳｍ2 Ｆｅ17系合金の小塊と一緒に高圧容
器に入れて、水素吸蔵処理後において又は窒化処理後に
おいて高圧容器に振動を加えることにより、均一化熱処
理時に合金の表面に生成したα−Ｆｅ皮膜から、付着し
ているＳｍ2 Ｆｅ17又はＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx を分離するこ
とができ、分級することによってα−Ｆｅ皮膜を除去し
て良品のＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx の回収量を増やせることが分
かる。
【０１１６】III ．窒化処理工程について、 以下、窒化処理工程の短時間化を実現するため、高温度
領域における窒化処理について実験した結果、窒素ガス
による窒化処理の時間を従来の半日〜３日から数時間に
短縮することができた。本発明は前記の実験結果に基づ
くものであり、その内容を以下に詳細に説明する。
領域における窒化処理について実験した結果、窒素ガス
による窒化処理の時間を従来の半日〜３日から数時間に
短縮することができた。本発明は前記の実験結果に基づ
くものであり、その内容を以下に詳細に説明する。
【０１１７】（実施例１１）実施例６において作成した
均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17合金塊をこの実験にお
いても使用した。実施例６と同じように、均一化処理さ
れた塊状のＳｍ2 Ｆｅ17合金を割って２ｍｍ〜８ｍｍの
大きさの小塊にした。この粒径２ｍｍ〜８ｍｍの小塊１
０ｇを高圧容器に入れ、この高圧容器内を水素ガスに置
換し、３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の水素ガス圧力にして高圧容
器を密閉した。その後、高圧容器を９０℃の温度に一定
に保たれている熱処理炉に挿入して水素吸蔵粉砕を行な
った。
均一化熱処理済みのＳｍ2 Ｆｅ17合金塊をこの実験にお
いても使用した。実施例６と同じように、均一化処理さ
れた塊状のＳｍ2 Ｆｅ17合金を割って２ｍｍ〜８ｍｍの
大きさの小塊にした。この粒径２ｍｍ〜８ｍｍの小塊１
０ｇを高圧容器に入れ、この高圧容器内を水素ガスに置
換し、３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の水素ガス圧力にして高圧容
器を密閉した。その後、高圧容器を９０℃の温度に一定
に保たれている熱処理炉に挿入して水素吸蔵粉砕を行な
った。
【０１１８】水素吸蔵粉砕の後、高圧容器内の水素ガス
を抜き、その後、真空排気装置により高圧容器内の圧力
を１０-5ｔｏｒｒ台にまで引き下げながら熱処理炉の温
度を上げた。熱処理炉の温度を５８０℃にして、高圧容
器がこの温度で一定になるように１０分間保持した後、
高圧容器内に窒素ガスを注入した。窒素ガスの注入と共
に窒素ガスの圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 にして、この状
態で高圧容器を４時間保持した。次に、高圧容器を熱処
理炉から取り出して室温にまで冷却した後、高圧容器か
ら試料を取り出し、取り出した試料に対して磁気測定及
びＸ線回折を行なった。
を抜き、その後、真空排気装置により高圧容器内の圧力
を１０-5ｔｏｒｒ台にまで引き下げながら熱処理炉の温
度を上げた。熱処理炉の温度を５８０℃にして、高圧容
器がこの温度で一定になるように１０分間保持した後、
高圧容器内に窒素ガスを注入した。窒素ガスの注入と共
に窒素ガスの圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 にして、この状
態で高圧容器を４時間保持した。次に、高圧容器を熱処
理炉から取り出して室温にまで冷却した後、高圧容器か
ら試料を取り出し、取り出した試料に対して磁気測定及
びＸ線回折を行なった。
【０１１９】得られた試料は、水素吸蔵粉砕により９０
ｗｔ％以上が１５０μｍ以下の粉末になっていた。この
粉末の磁気特性を測定した結果、磁場１５ｋＯｅでの磁
化σg は１５１ｅｍｕ／ｇであって、やや低いもののＳ
ｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 の文献値に近い値であった。試料をＸ線
回折で相分析したころ、回折線はシャープであり、ほぼ
全てがＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 の回折線であった。α−Ｆｅの
主回折線も出ていたが、これはほぼ無視できる程度の大
きさであった。このことは高圧の窒素ガス中における５
８０℃の温度下においてはＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 はＳｍＮと
α−Ｆｅとに分解しないことを意味している。
ｗｔ％以上が１５０μｍ以下の粉末になっていた。この
粉末の磁気特性を測定した結果、磁場１５ｋＯｅでの磁
化σg は１５１ｅｍｕ／ｇであって、やや低いもののＳ
ｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 の文献値に近い値であった。試料をＸ線
回折で相分析したころ、回折線はシャープであり、ほぼ
全てがＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 の回折線であった。α−Ｆｅの
主回折線も出ていたが、これはほぼ無視できる程度の大
きさであった。このことは高圧の窒素ガス中における５
８０℃の温度下においてはＳｍ2 Ｆｅ17Ｎ3 はＳｍＮと
α−Ｆｅとに分解しないことを意味している。
【０１２０】前記と同様の実験を、窒化処理の温度及び
時間を変化させて行なった。その結果得られた、窒化処
理の温度及び時間と磁場１５ｋＯｅでの磁化σg との関
係は図４及び図５に示す通りである。
時間を変化させて行なった。その結果得られた、窒化処
理の温度及び時間と磁場１５ｋＯｅでの磁化σg との関
係は図４及び図５に示す通りである。
【０１２１】図４に示すように、熱処理時間を４時間に
した場合、５６０〜５８０℃の温度領域においてほぼ全
てのＳｍ2 Ｆｅ17は窒化され、また分解も殆ど生じてい
ない。６００℃以上の温度では磁化が低下し始め、Ｘ線
回折の結果ではＳｍＮとα−Ｆｅとが現れていた。６４
０℃の温度では完全に２相に分解しており、磁化σgは
まだ大きいが、これは分解により生じたα−Ｆｅの磁化
であると思われる。
した場合、５６０〜５８０℃の温度領域においてほぼ全
てのＳｍ2 Ｆｅ17は窒化され、また分解も殆ど生じてい
ない。６００℃以上の温度では磁化が低下し始め、Ｘ線
回折の結果ではＳｍＮとα−Ｆｅとが現れていた。６４
０℃の温度では完全に２相に分解しており、磁化σgは
まだ大きいが、これは分解により生じたα−Ｆｅの磁化
であると思われる。
【０１２２】また、図５に示すように、５６０℃の温度
下における窒化処理工程においては、４時間でほぼ全て
の窒化が完了していることが分かる。これらの結果か
ら、５６０〜５８０℃の温度領域における高圧の窒素ガ
ス雰囲気中で窒化することにより、窒化時間を４時間と
いう短い時間に短縮できることが明らかになった。
下における窒化処理工程においては、４時間でほぼ全て
の窒化が完了していることが分かる。これらの結果か
ら、５６０〜５８０℃の温度領域における高圧の窒素ガ
ス雰囲気中で窒化することにより、窒化時間を４時間と
いう短い時間に短縮できることが明らかになった。
【０１２３】（実施例１２）実施例１１と同じように、
実施例６において作成した均一化処理済みのＳｍ2Ｆｅ
17合金を割って作られた小塊のいくつかを用いて水素吸
蔵粉砕処理を行ない、その後、高圧容器を真空排気しな
がら熱処理炉の温度を４７０℃に上げた。４７０℃の温
度になったところで、窒素ガスを注入し低圧の１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の圧力にして４５分間保持した。その後、６
００℃の温度まで１５分間かけて昇温し、５６０℃の温
度に達した頃から窒素ガスの圧力を上げて５０ｋｇｆ／
ｃｍ2にした。６００℃の温度下において２時間保持し
た後、高圧容器を熱処理炉から取り出して室温まで冷却
した。
実施例６において作成した均一化処理済みのＳｍ2Ｆｅ
17合金を割って作られた小塊のいくつかを用いて水素吸
蔵粉砕処理を行ない、その後、高圧容器を真空排気しな
がら熱処理炉の温度を４７０℃に上げた。４７０℃の温
度になったところで、窒素ガスを注入し低圧の１０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 の圧力にして４５分間保持した。その後、６
００℃の温度まで１５分間かけて昇温し、５６０℃の温
度に達した頃から窒素ガスの圧力を上げて５０ｋｇｆ／
ｃｍ2にした。６００℃の温度下において２時間保持し
た後、高圧容器を熱処理炉から取り出して室温まで冷却
した。
【０１２４】高圧容器から取り出され１５０μｍのフル
イを通った粉末について磁気特性を測定したところ、磁
化σg は１５１ｅｍｕ／ｇであった。その後、Ｘ線回折
を行なった結果、ほぼすべての粉末がＳｍ2 Ｆｅ17ＮX
（ｘは３の近傍である）になっており、またα−Ｆｅの
回折線の大きさは無視できる程度の大きさであった。こ
のことから、分解は殆ど生じていないと言える。
イを通った粉末について磁気特性を測定したところ、磁
化σg は１５１ｅｍｕ／ｇであった。その後、Ｘ線回折
を行なった結果、ほぼすべての粉末がＳｍ2 Ｆｅ17ＮX
（ｘは３の近傍である）になっており、またα−Ｆｅの
回折線の大きさは無視できる程度の大きさであった。こ
のことから、分解は殆ど生じていないと言える。
【０１２５】６００℃の温度下における窒化処理につい
て、窒化処理の時間を変化させて実験を行なった結果、
１時間ではまだ窒化は完了しておらず磁化は１４８ｅｍ
ｕ／ｇとやや低い値であった。窒化処理時間を４時間に
すると磁化は低下し始めておりやや低い値となってい
た。しかしながら、１時間から４時間の窒化処理時間は
十分実用に供し得るものである。
て、窒化処理の時間を変化させて実験を行なった結果、
１時間ではまだ窒化は完了しておらず磁化は１４８ｅｍ
ｕ／ｇとやや低い値であった。窒化処理時間を４時間に
すると磁化は低下し始めておりやや低い値となってい
た。しかしながら、１時間から４時間の窒化処理時間は
十分実用に供し得るものである。
【０１２６】実施例１１の場合のように、６００℃の温
度下において試料を窒素ガスに直接触れさせて窒化反応
を起こさせると、窒化反応が発熱反応であるため、分解
温度まで上がってしまい、磁化の低下が起きる。これに
対して、本実施例のように、まず低温度領域でゆっくり
と窒化反応を起こさせて、反応し易い粒子の表面部分だ
け反応を起こさせ、残りの部分特に粒子の内部について
は高温度領域で拡散及び反応を促進させるのが窒化の短
時間化にとって有効であるということができる。
度下において試料を窒素ガスに直接触れさせて窒化反応
を起こさせると、窒化反応が発熱反応であるため、分解
温度まで上がってしまい、磁化の低下が起きる。これに
対して、本実施例のように、まず低温度領域でゆっくり
と窒化反応を起こさせて、反応し易い粒子の表面部分だ
け反応を起こさせ、残りの部分特に粒子の内部について
は高温度領域で拡散及び反応を促進させるのが窒化の短
時間化にとって有効であるということができる。
【０１２７】低温度領域における低圧ガス窒化と高温度
領域における高圧ガス窒化との組合せについて、種々検
討した結果、窒化処理工程の短時間化が可能であること
が明らかになった。この場合、低温度領域とは４００〜
５００℃の温度領域であり、低圧ガス窒化とは３０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 以下で大気圧までの圧力の窒素ガス中におけ
る窒化を言う。高温度領域とは５６０〜６２０℃の温度
領域であり、高圧ガス窒化とは４０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
好ましくは５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上で、高圧容器の耐圧
性から８０ｋｇｆ／ｃｍ2 くらいまでの圧力の窒素ガス
中における窒化を言う。
領域における高圧ガス窒化との組合せについて、種々検
討した結果、窒化処理工程の短時間化が可能であること
が明らかになった。この場合、低温度領域とは４００〜
５００℃の温度領域であり、低圧ガス窒化とは３０ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 以下で大気圧までの圧力の窒素ガス中におけ
る窒化を言う。高温度領域とは５６０〜６２０℃の温度
領域であり、高圧ガス窒化とは４０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
好ましくは５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上で、高圧容器の耐圧
性から８０ｋｇｆ／ｃｍ2 くらいまでの圧力の窒素ガス
中における窒化を言う。
【０１２８】ＩＶ．高圧熱処理装置について、 以下、高圧容器を使う水素吸蔵粉砕及び高圧窒化処理に
適した簡便な高圧熱処理装置について説明する。
適した簡便な高圧熱処理装置について説明する。
【０１２９】本発明に係る粗粉砕工程及び窒化処理工程
における実際の使用最高温度は６２０℃であるが、場合
により前記の温度を超えることもあるという点を考慮し
て６５０℃を最高温度とする温度領域において、且つ、
使用ガスの圧力は５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であるが、充
分と考えられる８０ｋｇｆ／ｃｍ2 を最大とする圧力に
耐えて長時間使用可能な高圧装置としては、現在のとこ
ろオートクレーブと称される装置が知られている。この
装置は、安全性を考慮しているためと思われるが相当に
肉厚のステンレス鋼板を使用している。このオートクレ
ーブのなかで、外熱式は、容器の内径に比べて外径が大
きくつまり肉厚であり且つ一方の端部が閉塞した筒状の
容器を大きな電気炉に入れて加熱する方式であって、容
器の加熱及び冷却に時間を要する。また、ヒータを容器
の内側に有するもの（内熱式）はヒータの分だけ内径が
大きくなるため、試料を出し入れする蓋の部分の面積が
大きくなり、その蓋にかかる圧力に耐えるために太いボ
ルトを数多く用いることが必要になる。このため、内熱
式は、大掛かりな装置となり、蓋の取扱いだけでも重量
物の運搬となり大変な作業となる。
における実際の使用最高温度は６２０℃であるが、場合
により前記の温度を超えることもあるという点を考慮し
て６５０℃を最高温度とする温度領域において、且つ、
使用ガスの圧力は５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であるが、充
分と考えられる８０ｋｇｆ／ｃｍ2 を最大とする圧力に
耐えて長時間使用可能な高圧装置としては、現在のとこ
ろオートクレーブと称される装置が知られている。この
装置は、安全性を考慮しているためと思われるが相当に
肉厚のステンレス鋼板を使用している。このオートクレ
ーブのなかで、外熱式は、容器の内径に比べて外径が大
きくつまり肉厚であり且つ一方の端部が閉塞した筒状の
容器を大きな電気炉に入れて加熱する方式であって、容
器の加熱及び冷却に時間を要する。また、ヒータを容器
の内側に有するもの（内熱式）はヒータの分だけ内径が
大きくなるため、試料を出し入れする蓋の部分の面積が
大きくなり、その蓋にかかる圧力に耐えるために太いボ
ルトを数多く用いることが必要になる。このため、内熱
式は、大掛かりな装置となり、蓋の取扱いだけでも重量
物の運搬となり大変な作業となる。
【０１３０】そこで種々検討を加え、多量の試料を簡便
に処理できる高圧熱処理装置を実現するに至ったもので
ある。
に処理できる高圧熱処理装置を実現するに至ったもので
ある。
【０１３１】（実施例１３）本実施例に係る高圧処理装
置は、図６に示すように、横型の環状電気炉、この電気
炉の電源（温度制御部を含む）、高圧容器（高圧配管部
を含む）、真空排気装置及び高圧ガス供給部からなる。
本実施例に係る高圧処理装置の特徴は、高圧容器（高圧
配管部を含む）の部分にある。他の機構は一般に良く用
いられているものの組合せである。
置は、図６に示すように、横型の環状電気炉、この電気
炉の電源（温度制御部を含む）、高圧容器（高圧配管部
を含む）、真空排気装置及び高圧ガス供給部からなる。
本実施例に係る高圧処理装置の特徴は、高圧容器（高圧
配管部を含む）の部分にある。他の機構は一般に良く用
いられているものの組合せである。
【０１３２】以下、高圧容器（高圧配管部を含む）２１
の構成について説明する。
の構成について説明する。
【０１３３】高圧容器２１は、ステンレス製の太い高圧
配管用パイプよりなり原料塊又は粒子を収納する３本の
原料収納部１を備えており、各原料収納部１は水平に保
たれ、各原料収納部１の内部の上側部分には原料塊又は
粒子によって埋められない空間部分が存在することを特
徴とする。
配管用パイプよりなり原料塊又は粒子を収納する３本の
原料収納部１を備えており、各原料収納部１は水平に保
たれ、各原料収納部１の内部の上側部分には原料塊又は
粒子によって埋められない空間部分が存在することを特
徴とする。
【０１３４】本実施例における高圧容器２１は、３本の
原料収納部１が平行に並べられた３連型である。例えば
外径２５．４ｍｍ、内径２１．２ｍｍ、長さ１０００ｍ
ｍの高圧配管用パイプよりなる３つの原料収納部１の各
一端部はスエジロックの配管用閉塞部材２により閉塞さ
れ、各他端部は例えば外径１２．７ｍｍのステンレス製
の３本の第１の高圧配管用パイプ３にスエジロックの配
管用継手部材４によりそれぞれ接合されている。第１の
高圧配管用パイプ３の各他端部は、耐圧性の着脱自在の
第１の着脱式継手部材５により例えば外径６．３５ｍｍ
の３本の第２の高圧配管用パイプ６の各一端部に接続さ
れている。第２の高圧配管用パイプ６のそれぞれは、途
中部において緩やかに直角に曲げられていると共に第１
の流路開閉バルブ７を有しており、各他端部においてワ
ンタッチで着脱可能なスエジロックの第２の着脱式継手
部材８により高圧配管部９に接合されている。高圧配管
部９には排気用バルブ１０が接続され、高圧配管部９と
真空排気装置との連結部１１の高圧配管部９側には第２
の流路開閉バルブ１２が設けられ、高圧ガス供給部の水
素及び窒素の高圧ボンベとの結合部の高圧配管部９側に
も第３及び第４の流路開閉バルブ１３，１４が設けられ
ている。
原料収納部１が平行に並べられた３連型である。例えば
外径２５．４ｍｍ、内径２１．２ｍｍ、長さ１０００ｍ
ｍの高圧配管用パイプよりなる３つの原料収納部１の各
一端部はスエジロックの配管用閉塞部材２により閉塞さ
れ、各他端部は例えば外径１２．７ｍｍのステンレス製
の３本の第１の高圧配管用パイプ３にスエジロックの配
管用継手部材４によりそれぞれ接合されている。第１の
高圧配管用パイプ３の各他端部は、耐圧性の着脱自在の
第１の着脱式継手部材５により例えば外径６．３５ｍｍ
の３本の第２の高圧配管用パイプ６の各一端部に接続さ
れている。第２の高圧配管用パイプ６のそれぞれは、途
中部において緩やかに直角に曲げられていると共に第１
の流路開閉バルブ７を有しており、各他端部においてワ
ンタッチで着脱可能なスエジロックの第２の着脱式継手
部材８により高圧配管部９に接合されている。高圧配管
部９には排気用バルブ１０が接続され、高圧配管部９と
真空排気装置との連結部１１の高圧配管部９側には第２
の流路開閉バルブ１２が設けられ、高圧ガス供給部の水
素及び窒素の高圧ボンベとの結合部の高圧配管部９側に
も第３及び第４の流路開閉バルブ１３，１４が設けられ
ている。
【０１３５】本実施例においては、原料塊又は粒子を収
納する原料収納部１は３連に設けられ且つ３連の原料収
納部１は平行に束ねられて横型の環状電気炉に挿入され
ており、各原料収納部１は均一な温度分布に保たれる。
ステンレス製の各高圧配管用パイプ及び各継手部材は６
５０℃までの温度ならば８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に十
分耐えることができる。
納する原料収納部１は３連に設けられ且つ３連の原料収
納部１は平行に束ねられて横型の環状電気炉に挿入され
ており、各原料収納部１は均一な温度分布に保たれる。
ステンレス製の各高圧配管用パイプ及び各継手部材は６
５０℃までの温度ならば８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力に十
分耐えることができる。
【０１３６】以下、前記高圧熱処理装置の使用方法につ
いて説明する。
いて説明する。
【０１３７】１つの原料収納部１及び第２の高圧配管用
パイプ６を第２の着脱式継手部材８において高圧配管部
９から離脱させた後、この原料収納部１を第１の着脱式
継手部材５において第２の高圧配管用パイプ６から離脱
させる。その後、原料収納部１の中に、均一化処理の後
に８ｍｍ以下の大きさに砕かれたＳｍ2 Ｆｅ17の合金粒
子を入れる。１つの原料収納部１には最大量約７８０ｇ
の粒子を収納することができる。つまり、原料収納部１
の長さ１ｃｍ当り７．８ｇのＳｍ2 Ｆｅ17の合金粒子が
収納される。合金粒子の見かけ密度は約４．０ｇ／ｃｃ
であるので、合金粒子は原料収納部１の断面積のうちの
１．９５ｃｍ2 を占めるのに対して、原料収納部１の断
面積は３．５３ｃｍ2 である。このため、合金粒子は原
料収納部１の断面積の５５％を占め、原料収納部１の残
りの４５％は空間部である。この空間部が重要であり、
この空間部を水素ガスが動き、水素ガスが合金粒子の全
体に行き渡ると共に合金粒子の脱水素が短時間のうちに
行なわれる。これと異なり、合金粒子が原料収納部１に
詰まった状態でこの合金粒子の厚さが３ｃｍに達してい
ると、合金粒子が水素吸蔵粉砕されて１５０μｍ以下の
細かい粒子になるため、脱水素を行なう際、前記空間部
から遠いところにある合金粒子から出た水素ガスが排気
されるときに、細かい合金粒子が水素ガスに巻き込まれ
て真空排気装置に引き込まれてしまうことになる。
パイプ６を第２の着脱式継手部材８において高圧配管部
９から離脱させた後、この原料収納部１を第１の着脱式
継手部材５において第２の高圧配管用パイプ６から離脱
させる。その後、原料収納部１の中に、均一化処理の後
に８ｍｍ以下の大きさに砕かれたＳｍ2 Ｆｅ17の合金粒
子を入れる。１つの原料収納部１には最大量約７８０ｇ
の粒子を収納することができる。つまり、原料収納部１
の長さ１ｃｍ当り７．８ｇのＳｍ2 Ｆｅ17の合金粒子が
収納される。合金粒子の見かけ密度は約４．０ｇ／ｃｃ
であるので、合金粒子は原料収納部１の断面積のうちの
１．９５ｃｍ2 を占めるのに対して、原料収納部１の断
面積は３．５３ｃｍ2 である。このため、合金粒子は原
料収納部１の断面積の５５％を占め、原料収納部１の残
りの４５％は空間部である。この空間部が重要であり、
この空間部を水素ガスが動き、水素ガスが合金粒子の全
体に行き渡ると共に合金粒子の脱水素が短時間のうちに
行なわれる。これと異なり、合金粒子が原料収納部１に
詰まった状態でこの合金粒子の厚さが３ｃｍに達してい
ると、合金粒子が水素吸蔵粉砕されて１５０μｍ以下の
細かい粒子になるため、脱水素を行なう際、前記空間部
から遠いところにある合金粒子から出た水素ガスが排気
されるときに、細かい合金粒子が水素ガスに巻き込まれ
て真空排気装置に引き込まれてしまうことになる。
【０１３８】次に、他の２つの原料収納部１にも、前記
と同様にして、Ｓｍ2 Ｆｅ17の合金粒子を収納した後、
３つの原料収納部１を第１の着脱式継手部材５により第
２の高圧配管用パイプ６にそれぞれ接続し、その後、各
第２の高圧配管用パイプ６を第２の着脱式継手部材８に
より高圧配管部９にそれぞれ接続する。その後、各原料
収納部１をほぼ水平に保った状態で、各原料収納部１に
振動を加えたり各原料収納部１を上下方向に振ったりし
て、内部の合金粒子を均一にし且つ各原料収納部１の内
部の上側部分に空間部が形成されるようにする。この場
合、第２の着脱配管部材８において第２の高圧配管用パ
イプ６は高圧配管部９に対して回転可能であると共にこ
の第２の高圧配管用パイプ６が直角に曲がっているの
で、原料収納部１を上下方向に振ることができる。
と同様にして、Ｓｍ2 Ｆｅ17の合金粒子を収納した後、
３つの原料収納部１を第１の着脱式継手部材５により第
２の高圧配管用パイプ６にそれぞれ接続し、その後、各
第２の高圧配管用パイプ６を第２の着脱式継手部材８に
より高圧配管部９にそれぞれ接続する。その後、各原料
収納部１をほぼ水平に保った状態で、各原料収納部１に
振動を加えたり各原料収納部１を上下方向に振ったりし
て、内部の合金粒子を均一にし且つ各原料収納部１の内
部の上側部分に空間部が形成されるようにする。この場
合、第２の着脱配管部材８において第２の高圧配管用パ
イプ６は高圧配管部９に対して回転可能であると共にこ
の第２の高圧配管用パイプ６が直角に曲がっているの
で、原料収納部１を上下方向に振ることができる。
【０１３９】その後、真空排気装置を作動させると共
に、第１の流路開閉バルブ７を閉じる一方第２の流路開
閉バルブ１２を開いて高圧配管部９の内部を真空状態に
した後、第３の流路開閉バルブ１３及び第４の流路開閉
バルブ１４を開いて高圧ガス供給部内の配管系内を真空
状態にし、その後、第１の流路開閉バルブ７を開いて前
記空間部が形成されている各原料収納部１内の排気を行
なう。原料収納部１の内部を１０-4ｔｏｒｒ以上に真空
度を上げてこの原料収納部１内の酸素をほぼ完全に排出
した後、第２及び第４の流路開閉バルブ１２，１４を閉
じる一方水素ボンベ１５の圧力調整弁１５ａを開けて水
素ボンベ１５から水素ガスを原料収納部１に供給する。
次に、原料収納部１の内部をおおよそ１５ｋｇｆ／ｃｍ
2 の圧力にすると共に、既に９０℃に昇温されている横
型環状電気炉により原料収納部１を加熱する。
に、第１の流路開閉バルブ７を閉じる一方第２の流路開
閉バルブ１２を開いて高圧配管部９の内部を真空状態に
した後、第３の流路開閉バルブ１３及び第４の流路開閉
バルブ１４を開いて高圧ガス供給部内の配管系内を真空
状態にし、その後、第１の流路開閉バルブ７を開いて前
記空間部が形成されている各原料収納部１内の排気を行
なう。原料収納部１の内部を１０-4ｔｏｒｒ以上に真空
度を上げてこの原料収納部１内の酸素をほぼ完全に排出
した後、第２及び第４の流路開閉バルブ１２，１４を閉
じる一方水素ボンベ１５の圧力調整弁１５ａを開けて水
素ボンベ１５から水素ガスを原料収納部１に供給する。
次に、原料収納部１の内部をおおよそ１５ｋｇｆ／ｃｍ
2 の圧力にすると共に、既に９０℃に昇温されている横
型環状電気炉により原料収納部１を加熱する。
【０１４０】水素吸蔵は約７０℃の温度から始まり、原
料収納部１内には最大量のＳｍ2 Ｆｅ17の合金粒子が入
れてあるため、水素が合金粒子にどんどん吸収されるの
で、水素ボンベ１５の圧力調整弁１５ａを調整しておお
よそ１５ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力にして開放しておく。９
０℃の温度で約１時間保持すると、水素吸蔵による粉砕
が完了するので、水素ボンベ１５の圧力調整弁１５ａ及
び第３の流路開閉バルブ１３を閉じると共に排気バルブ
１０を開けて余分の水素ガスを排出する。原料収納部１
の内部の圧力が大気圧に近づいたところで排気バルブ１
０を閉めて第２の流路開閉バルブ１２を少しづつ開けて
水素ガスを排出する。水素ガスを排出しながら環状電気
炉を４７０℃に向かって昇温する。
料収納部１内には最大量のＳｍ2 Ｆｅ17の合金粒子が入
れてあるため、水素が合金粒子にどんどん吸収されるの
で、水素ボンベ１５の圧力調整弁１５ａを調整しておお
よそ１５ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力にして開放しておく。９
０℃の温度で約１時間保持すると、水素吸蔵による粉砕
が完了するので、水素ボンベ１５の圧力調整弁１５ａ及
び第３の流路開閉バルブ１３を閉じると共に排気バルブ
１０を開けて余分の水素ガスを排出する。原料収納部１
の内部の圧力が大気圧に近づいたところで排気バルブ１
０を閉めて第２の流路開閉バルブ１２を少しづつ開けて
水素ガスを排出する。水素ガスを排出しながら環状電気
炉を４７０℃に向かって昇温する。
【０１４１】その後、原料収納部１内を１０-4ｔｏｒｒ
以上に真空度を上げて水素ガスを引き切ると共に原料収
納部１の温度が４７０℃に達したところで、窒素ボンベ
１６の圧力調整弁１６ａ及び第４の流路開閉バルブ１４
を開けて窒素ガスを原料収納部１に注入する。原料収納
部１内をおおよそ１０〜２０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力にす
ると共に、窒素ボンベ１６からの窒素ガスの供給を続け
て必要量の窒素ガスを供給する。この状態で３日間保持
して窒化処理を行なう。また、短時間で窒化処理を完了
したい場合には４７０℃の温度で４０分間ほど保持した
後に環状電気炉の温度を上げて５６０〜６２０℃の温度
範囲に昇温すると共に反応熱を逃がすために窒素ガスの
圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にする。このようにする
と、窒化反応及び拡散が速まり、２時間から４時間で窒
化処理は完全に完了する。
以上に真空度を上げて水素ガスを引き切ると共に原料収
納部１の温度が４７０℃に達したところで、窒素ボンベ
１６の圧力調整弁１６ａ及び第４の流路開閉バルブ１４
を開けて窒素ガスを原料収納部１に注入する。原料収納
部１内をおおよそ１０〜２０ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力にす
ると共に、窒素ボンベ１６からの窒素ガスの供給を続け
て必要量の窒素ガスを供給する。この状態で３日間保持
して窒化処理を行なう。また、短時間で窒化処理を完了
したい場合には４７０℃の温度で４０分間ほど保持した
後に環状電気炉の温度を上げて５６０〜６２０℃の温度
範囲に昇温すると共に反応熱を逃がすために窒素ガスの
圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にする。このようにする
と、窒化反応及び拡散が速まり、２時間から４時間で窒
化処理は完全に完了する。
【０１４２】窒化処理が完了すると、窒素ボンベ１６の
圧力調整弁１６ａ及び第４の流路開閉バルブ１４を閉め
て環状電気炉から原料収納部１を引き出して冷却する。
原料収納部１が室温近くに冷却されたところで排気バル
ブ１０を開けて窒素ガスを逃がし原料収納部１内を大気
圧にする。その後、第１の流路開閉バルブ７を閉めて第
２の着脱式継手部材８において原料収納部１及び第２の
高圧配管用パイプ６を高圧配管部９から離す。他の２つ
の原料収納部１についても同じである。
圧力調整弁１６ａ及び第４の流路開閉バルブ１４を閉め
て環状電気炉から原料収納部１を引き出して冷却する。
原料収納部１が室温近くに冷却されたところで排気バル
ブ１０を開けて窒素ガスを逃がし原料収納部１内を大気
圧にする。その後、第１の流路開閉バルブ７を閉めて第
２の着脱式継手部材８において原料収納部１及び第２の
高圧配管用パイプ６を高圧配管部９から離す。他の２つ
の原料収納部１についても同じである。
【０１４３】その後、窒素雰囲気にしてあるグローブボ
ックスの中に高圧容器２１を入れて窒化された粉末を回
収する。
ックスの中に高圧容器２１を入れて窒化された粉末を回
収する。
【０１４４】前記実施例においては、原料収納部１の長
さが１０００ｍｍであるため、１回の処理量は２．３ｋ
ｇであるが、原料収納部１の長さをさらに長くしたり、
又は高圧容器２１の数を増やすことにより、１回の処理
量を増やすことができる。また、原料収納部１の太さを
もっと大きくし、原料収納部１の半分程度に原料を収納
するようにすれば、原料収納部１からガスを排出すると
きに粉末を巻き上げることは無い。原料収納部１を構成
する高圧配管用パイプの径を２インチ程度にすると、１
０ｋｇ程度の原料を１回に処理することは容易である。
さが１０００ｍｍであるため、１回の処理量は２．３ｋ
ｇであるが、原料収納部１の長さをさらに長くしたり、
又は高圧容器２１の数を増やすことにより、１回の処理
量を増やすことができる。また、原料収納部１の太さを
もっと大きくし、原料収納部１の半分程度に原料を収納
するようにすれば、原料収納部１からガスを排出すると
きに粉末を巻き上げることは無い。原料収納部１を構成
する高圧配管用パイプの径を２インチ程度にすると、１
０ｋｇ程度の原料を１回に処理することは容易である。
【０１４５】（実施例１４）本実施例の高圧熱処理装置
は実施例１３の高圧熱処理装置と基本的には同じである
が、異なるところは、環状電気炉の代わりに流動層炉を
用いることと、高圧容器として、Ｔ字型継手の両側に原
料塊又は粒子を収納する２つの原料収納部（外径１イン
チの高圧配管用パイプ）が接続されてなる逆Ｔ字状のも
のを用いることである。各原料収納部に上部空間を残す
程度の量の原料を投入した後、原料収納部を水平にし、
その後、原料収納部内を水素ガスで置換し水素ガスの圧
力を１５ｋｇｆ／ｃｍ2 にして９０℃の温度の流動層炉
に浸漬した。原料収納部の表面には９０℃の温度のアル
ミナ粒子が液体のように接触するため昇温は極めて速か
った。９０℃の温度に原料収納部を昇温した後、この原
料収納部を９０℃の温度下において１時間以上保持して
水素吸蔵粉砕を完了させた。
は実施例１３の高圧熱処理装置と基本的には同じである
が、異なるところは、環状電気炉の代わりに流動層炉を
用いることと、高圧容器として、Ｔ字型継手の両側に原
料塊又は粒子を収納する２つの原料収納部（外径１イン
チの高圧配管用パイプ）が接続されてなる逆Ｔ字状のも
のを用いることである。各原料収納部に上部空間を残す
程度の量の原料を投入した後、原料収納部を水平にし、
その後、原料収納部内を水素ガスで置換し水素ガスの圧
力を１５ｋｇｆ／ｃｍ2 にして９０℃の温度の流動層炉
に浸漬した。原料収納部の表面には９０℃の温度のアル
ミナ粒子が液体のように接触するため昇温は極めて速か
った。９０℃の温度に原料収納部を昇温した後、この原
料収納部を９０℃の温度下において１時間以上保持して
水素吸蔵粉砕を完了させた。
【０１４６】次に、高圧の水素ガスを外部に逃がし真空
排気装置により水素ガスの排出を行ない、浸漬後２時間
１０分が経過したところで原料収納部を引き上げ、４７
０℃の流動層炉に浸漬した。真空度が１０-4ｔｏｒｒ台
になったところで窒素ガスを注入し２０ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力にして４５分間以上保持した。
排気装置により水素ガスの排出を行ない、浸漬後２時間
１０分が経過したところで原料収納部を引き上げ、４７
０℃の流動層炉に浸漬した。真空度が１０-4ｔｏｒｒ台
になったところで窒素ガスを注入し２０ｋｇｆ／ｃｍ2
の圧力にして４５分間以上保持した。
【０１４７】浸漬後２時間１０分が経過したところで原
料収納部を引き上げ、次に５８０℃の流動層炉に浸漬
し、窒素ガスの圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 に上げて約２
時間保持して窒化処理を完了した。浸漬後２時間１０分
が経過したところで原料収納部を引き上げて風冷により
室温に冷却した。このように、２時間１０分サイクルで
次々に高温側の流動層炉への浸漬を繰り返していくこと
により、連続的に処理していくことができた。原料収納
部を冷却した後、高圧配管部から取り外し、窒素雰囲気
のグローブボックスに入れ、窒化された粉末を回収し
た。得られた粉末は１５０ｅｍｕ／ｇ以上の磁化を有し
ていた。
料収納部を引き上げ、次に５８０℃の流動層炉に浸漬
し、窒素ガスの圧力を５０ｋｇｆ／ｃｍ2 に上げて約２
時間保持して窒化処理を完了した。浸漬後２時間１０分
が経過したところで原料収納部を引き上げて風冷により
室温に冷却した。このように、２時間１０分サイクルで
次々に高温側の流動層炉への浸漬を繰り返していくこと
により、連続的に処理していくことができた。原料収納
部を冷却した後、高圧配管部から取り外し、窒素雰囲気
のグローブボックスに入れ、窒化された粉末を回収し
た。得られた粉末は１５０ｅｍｕ／ｇ以上の磁化を有し
ていた。
【０１４８】以上のように、水素吸蔵粉砕した後、高圧
窒化する一連の工程を、複数の流動層炉を用いることに
より、それぞれの高圧容器はバッチ式の処理になるが、
複数の高圧容器を連続的に浸漬することができるので、
大量の粉末を処理することが可能になる。
窒化する一連の工程を、複数の流動層炉を用いることに
より、それぞれの高圧容器はバッチ式の処理になるが、
複数の高圧容器を連続的に浸漬することができるので、
大量の粉末を処理することが可能になる。
【０１４９】Ｖ．均一化処理について、 これまでに用いてきた均一化処理された合金塊は、その
表面部分にα−Ｆｅの薄い膜ができており、このα−Ｆ
ｅは水素吸蔵粉砕されないので１５０μｍ以上の粒子と
して残っている。このα−Ｆｅ膜は窒化後にフルイによ
って除去することはできるが、磁石粉末としては不良部
分でありできるだけ発生しないようにしなければならな
い。合金塊の表面部分にα−Ｆｅの薄い膜ができるの
は、Ｓｍの蒸気圧が高いためＳｍが蒸気となって逃げ、
合金塊の表面部分においてＳｍが少なくなり、その分だ
けα−Ｆｅが生成するためである。
表面部分にα−Ｆｅの薄い膜ができており、このα−Ｆ
ｅは水素吸蔵粉砕されないので１５０μｍ以上の粒子と
して残っている。このα−Ｆｅ膜は窒化後にフルイによ
って除去することはできるが、磁石粉末としては不良部
分でありできるだけ発生しないようにしなければならな
い。合金塊の表面部分にα−Ｆｅの薄い膜ができるの
は、Ｓｍの蒸気圧が高いためＳｍが蒸気となって逃げ、
合金塊の表面部分においてＳｍが少なくなり、その分だ
けα−Ｆｅが生成するためである。
【０１５０】以下、合金塊の表面部分にα−Ｆｅが形成
されない方法を検討しその結果を一実施例として示す。
されない方法を検討しその結果を一実施例として示す。
【０１５１】（実施例１５）Ｓｍ−Ｆｅ合金の鋳造塊を
Ｓｍ2 Ｆｅ17相を主相とした均一相状態にするには、１
０１０℃を超え１２８０℃未満の温度において数時間か
ら数十時間熱処理することが必要である。このために１
２００℃台の温度にすることができ且つ不活性雰囲気に
おいて数気圧のガス加圧ができる装置を用意した。この
高圧高温熱処理装置は、ヒータが高圧容器内にある方式
のもので耐圧製の高圧容器は水冷されている。ヒータの
内側の空間部分に合金塊をアルミナ製の皿に入れてお
き、高圧容器を密閉して真空排気し１０-5ｔｏｒｒ台ま
で真空度を上げた。昇温を開始して約２００℃の温度下
で保持して真空度を１０-5ｔｏｒｒ台にしてベーキング
した。その後、高圧容器内にアルゴンガスを入れ、その
圧力を２０ｋｇ／ｃｍ2 まで上げて１２００℃に昇温し
た。Ｓｍの蒸気圧は１２００℃の温度において０．０１
６ｋｇｆ／ｃｍ2 であり、Ｓｍの蒸発はアルゴンガスの
圧力により抑制される。１２００℃の温度下で６時間保
持して均一化した後、温度を下げ、その過程で３５０℃
から７０℃の温度範囲でアルゴンガスを排気して水素ガ
スに置換し、水素ガスの圧力を２０ｋｇｆ／ｃｍ2 にし
て吸蔵させて水素ガス圧力が下げ止まったところで吸蔵
が飽和し完了したと判断し、昇温に転じて４００℃以上
になったところで水素ガスを排気し、真空度を１０-4ｔ
ｏｒｒ台にまで引き切った。
Ｓｍ2 Ｆｅ17相を主相とした均一相状態にするには、１
０１０℃を超え１２８０℃未満の温度において数時間か
ら数十時間熱処理することが必要である。このために１
２００℃台の温度にすることができ且つ不活性雰囲気に
おいて数気圧のガス加圧ができる装置を用意した。この
高圧高温熱処理装置は、ヒータが高圧容器内にある方式
のもので耐圧製の高圧容器は水冷されている。ヒータの
内側の空間部分に合金塊をアルミナ製の皿に入れてお
き、高圧容器を密閉して真空排気し１０-5ｔｏｒｒ台ま
で真空度を上げた。昇温を開始して約２００℃の温度下
で保持して真空度を１０-5ｔｏｒｒ台にしてベーキング
した。その後、高圧容器内にアルゴンガスを入れ、その
圧力を２０ｋｇ／ｃｍ2 まで上げて１２００℃に昇温し
た。Ｓｍの蒸気圧は１２００℃の温度において０．０１
６ｋｇｆ／ｃｍ2 であり、Ｓｍの蒸発はアルゴンガスの
圧力により抑制される。１２００℃の温度下で６時間保
持して均一化した後、温度を下げ、その過程で３５０℃
から７０℃の温度範囲でアルゴンガスを排気して水素ガ
スに置換し、水素ガスの圧力を２０ｋｇｆ／ｃｍ2 にし
て吸蔵させて水素ガス圧力が下げ止まったところで吸蔵
が飽和し完了したと判断し、昇温に転じて４００℃以上
になったところで水素ガスを排気し、真空度を１０-4ｔ
ｏｒｒ台にまで引き切った。
【０１５２】次に、温度を４７０℃にして窒素ガスを注
入し約１時間保持した後、さらに５６０℃に上げて窒素
ガス圧力も５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にして窒化を促進さ
せた。約４時間保持して窒化が完了したところで温度を
下げて室温にまで冷却した。高圧容器を開けて粉末化し
た合金を取り出し、１５０μｍのフルイにかけたとこ
ろ、大部分がフルイ目を通過したので合金塊の表面部分
にα−Ｆｅ膜はできていないと言える。粉末の磁化σｇ
は１５２ｅｍｕ／ｇ以上あり、良好な磁気特性を有した
粉末であった。
入し約１時間保持した後、さらに５６０℃に上げて窒素
ガス圧力も５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上にして窒化を促進さ
せた。約４時間保持して窒化が完了したところで温度を
下げて室温にまで冷却した。高圧容器を開けて粉末化し
た合金を取り出し、１５０μｍのフルイにかけたとこ
ろ、大部分がフルイ目を通過したので合金塊の表面部分
にα−Ｆｅ膜はできていないと言える。粉末の磁化σｇ
は１５２ｅｍｕ／ｇ以上あり、良好な磁気特性を有した
粉末であった。
【０１５３】本実施例の場合はアルゴンガスを用いたが
不活性ガスであるヘリウムでもよい。また、その圧力は
Ｒ−Ｔ合金の成分に含まれる元素のうちで最も高い蒸気
圧についてその圧力よりも２桁程度高い圧力にする必要
がある。
不活性ガスであるヘリウムでもよい。また、その圧力は
Ｒ−Ｔ合金の成分に含まれる元素のうちで最も高い蒸気
圧についてその圧力よりも２桁程度高い圧力にする必要
がある。
【０１５４】この方式によると、合金の鋳造塊を砕いて
α−Ｆｅ膜がない新しい面を出す必要もなくそのままで
扱えるので工数が削減できる。また、均一化処理から窒
化まで同一の高圧容器により処理できるため、酸化をよ
り防ぐことができ良好な粉末を歩留まり良く製造できる
方法である。
α−Ｆｅ膜がない新しい面を出す必要もなくそのままで
扱えるので工数が削減できる。また、均一化処理から窒
化まで同一の高圧容器により処理できるため、酸化をよ
り防ぐことができ良好な粉末を歩留まり良く製造できる
方法である。
【０１５５】ＶＩ．微粉砕工程について、 前述の水素吸蔵粉砕工程及び高圧窒化工程により、同一
の高圧容器内で大気に触れることなく処理できるので、
酸化が極めて少ないきれいで良い窒化粉末を得ることが
できる。これを磁石粉末とするには、１〜３μｍの微粉
末に粉砕する必要がある。以下、微粉砕工程について説
明する。
の高圧容器内で大気に触れることなく処理できるので、
酸化が極めて少ないきれいで良い窒化粉末を得ることが
できる。これを磁石粉末とするには、１〜３μｍの微粉
末に粉砕する必要がある。以下、微粉砕工程について説
明する。
【０１５６】（実施例１６）実施例１３と同様の方法に
より得られた窒化粉末であるＳｍ2 Ｆｅ17ＮX （Ｘ＝
２．８〜３．１）を金属製の振動ボールミル容器にステ
ンレスのボールとともに入れた後、窒素置換し、その
後、振動ボールミル容器を液体窒素中に浸漬した。振動
ボールミル容器の全体が液体窒素温度まで冷却されたと
ころで振動ボールミル容器を振動ボールミルに設置し、
振動ボールミルを稼働して窒化粉末を粉砕した。５分経
過したところで一旦中止して室温まで昇温し、窒素雰囲
気のグローブボックス中において粉砕された粉末の一部
を採取した。また、再度液体窒素温度まで冷却し直して
振動ボールミルによる粉砕を行ない、５分経過後に再度
中止して試料採取を行なった。このようにして５分おき
に試料を採取し、粉砕時間が累積３０分になるところま
で粉砕を繰り返し行なった。
より得られた窒化粉末であるＳｍ2 Ｆｅ17ＮX （Ｘ＝
２．８〜３．１）を金属製の振動ボールミル容器にステ
ンレスのボールとともに入れた後、窒素置換し、その
後、振動ボールミル容器を液体窒素中に浸漬した。振動
ボールミル容器の全体が液体窒素温度まで冷却されたと
ころで振動ボールミル容器を振動ボールミルに設置し、
振動ボールミルを稼働して窒化粉末を粉砕した。５分経
過したところで一旦中止して室温まで昇温し、窒素雰囲
気のグローブボックス中において粉砕された粉末の一部
を採取した。また、再度液体窒素温度まで冷却し直して
振動ボールミルによる粉砕を行ない、５分経過後に再度
中止して試料採取を行なった。このようにして５分おき
に試料を採取し、粉砕時間が累積３０分になるところま
で粉砕を繰り返し行なった。
【０１５７】採取した試料について磁気測定を行ない保
磁力の増加を調べた。その結果、５分、１０分、１５分
経過後の保磁力は５．０ｋＯｅ，１０ｋＯｅ，１３ｋＯ
ｅであり、従来室温で行なっていた場合と同じ保磁力に
達した時間はほぼ半分の時間であった。
磁力の増加を調べた。その結果、５分、１０分、１５分
経過後の保磁力は５．０ｋＯｅ，１０ｋＯｅ，１３ｋＯ
ｅであり、従来室温で行なっていた場合と同じ保磁力に
達した時間はほぼ半分の時間であった。
【０１５８】以上の結果から、液体窒素温度まで冷却す
ることにより窒化粉末の材質が脆化し、割れ易くなった
と考えられ、粉砕時間を短縮できることが分かった。
ることにより窒化粉末の材質が脆化し、割れ易くなった
と考えられ、粉砕時間を短縮できることが分かった。
【０１５９】（実施例１７）実施例１３と同様の方法に
より得られた窒化粉末であるＳｍ2 Ｆｅ17ＮX （Ｘ＝
２．８〜３．１）のうちで４５μｍ以下の粒子をシクロ
ヘキサンに入れて混合し、高圧溶液衝突微粉砕装置にか
けて微粉砕した。この装置は粒子を溶媒又は懸濁液に混
合・懸濁し、この混合・懸濁液に高圧（１００〜３００
０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）をかけて途中から分岐された通路を
通して互いに高圧高速で衝突させ、粉末を粉砕する装置
である。この装置の特徴は微粉砕が極めて短時間に行わ
れることと、溶媒又は懸濁液を再利用できランニングコ
ストが安くつくことである。１回の循環で微粉砕が不十
分な場合には何回でも循環させることができるが、１回
の処理時間が短いので全体の処理時間は余り長くならな
い。
より得られた窒化粉末であるＳｍ2 Ｆｅ17ＮX （Ｘ＝
２．８〜３．１）のうちで４５μｍ以下の粒子をシクロ
ヘキサンに入れて混合し、高圧溶液衝突微粉砕装置にか
けて微粉砕した。この装置は粒子を溶媒又は懸濁液に混
合・懸濁し、この混合・懸濁液に高圧（１００〜３００
０ｋｇｆ／ｃｍ2 ）をかけて途中から分岐された通路を
通して互いに高圧高速で衝突させ、粉末を粉砕する装置
である。この装置の特徴は微粉砕が極めて短時間に行わ
れることと、溶媒又は懸濁液を再利用できランニングコ
ストが安くつくことである。１回の循環で微粉砕が不十
分な場合には何回でも循環させることができるが、１回
の処理時間が短いので全体の処理時間は余り長くならな
い。
【０１６０】本実施例では、現状の装置の最高圧である
３０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で２０回循環させて微粉
砕した。微粉砕の後、シクロヘキサンを蒸発させて微粉
末を回収し、磁気測定を行なった。その結果、保磁力は
９．２ｋＯｅであった。
３０００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力で２０回循環させて微粉
砕した。微粉砕の後、シクロヘキサンを蒸発させて微粉
末を回収し、磁気測定を行なった。その結果、保磁力は
９．２ｋＯｅであった。
【０１６１】本実施例では用いた粉末が４５μｍ以下で
あったが、これは使用した装置の制約であり、通路の径
を大きくすることにより大きい粒子も扱うことができ
る。
あったが、これは使用した装置の制約であり、通路の径
を大きくすることにより大きい粒子も扱うことができ
る。
【０１６２】（実施例１８）実施例１７と同じ装置を使
用し、また窒化粉末も同じロットのものを用いた。溶媒
としては固形エポキシ樹脂を３０ｗｔ％溶かしたメチル
エチルケトンを用いた。１３００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力
で３０回循環させて微粉砕した。回収し乾燥した微粉末
は、エポキシ樹脂で固まっていたため乳鉢で解砕した。
磁気測定の結果、保磁力は１０．５ｋＯｅであって、完
全に微粉砕されていた。この微粉末に微粉末状の潜在性
硬化剤を加えて十分混合した後、磁場中で圧縮成形し、
硬化熱処理をしてボンド磁石とすることができた。
用し、また窒化粉末も同じロットのものを用いた。溶媒
としては固形エポキシ樹脂を３０ｗｔ％溶かしたメチル
エチルケトンを用いた。１３００ｋｇｆ／ｃｍ2 の圧力
で３０回循環させて微粉砕した。回収し乾燥した微粉末
は、エポキシ樹脂で固まっていたため乳鉢で解砕した。
磁気測定の結果、保磁力は１０．５ｋＯｅであって、完
全に微粉砕されていた。この微粉末に微粉末状の潜在性
硬化剤を加えて十分混合した後、磁場中で圧縮成形し、
硬化熱処理をしてボンド磁石とすることができた。
【０１６３】この方式によると、懸濁液中にさらに硬化
剤や難燃剤などボンド磁石化に必要な樹脂やその他の材
料を加えることによって、窒化粉末の表面にエポキシ樹
脂などのバインダーを付着することができ、微粉砕工程
にボンド磁石化の工程の一部を取り入れることができ、
工程の簡略化ができる。
剤や難燃剤などボンド磁石化に必要な樹脂やその他の材
料を加えることによって、窒化粉末の表面にエポキシ樹
脂などのバインダーを付着することができ、微粉砕工程
にボンド磁石化の工程の一部を取り入れることができ、
工程の簡略化ができる。
【０１６４】以上の各実施例においては、Ｓｍ2 Ｆｅ17
系及びその窒化物のＳｍ2 Ｆｅ17ＮX 系を中心に本発明
を詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、Ｓｍの一部を他の希土類元素で置換
した系や、Ｆｅの一部を他の遷移元素で置換した系、又
は、これらの系の磁気特性、耐酸化性及び温度特性など
を改良するために他の微少量の添加元素を加えた系でも
よい。本発明においては、これらを総称してＲ2 Ｔ17系
合金粉末又はＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石材料と称している。
系及びその窒化物のＳｍ2 Ｆｅ17ＮX 系を中心に本発明
を詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、Ｓｍの一部を他の希土類元素で置換
した系や、Ｆｅの一部を他の遷移元素で置換した系、又
は、これらの系の磁気特性、耐酸化性及び温度特性など
を改良するために他の微少量の添加元素を加えた系でも
よい。本発明においては、これらを総称してＲ2 Ｔ17系
合金粉末又はＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石材料と称している。
【０１６５】また、組成範囲については、既に開示され
ている組成範囲と同じ組成範囲において本発明は有効で
ある。その組成とはＳｍ2 Ｆｅ17ＮX においてＲは１
２．５〜３７．９ｗｔ％、Ｎは０．１〜７．０ｗｔ％で
ある。しかし、良い磁石特性を有する実使用可能な磁石
材料は範囲が限定される。その範囲は、各実施例で示し
たように、Ｓｍ2 Ｆｅ17系及びその窒化物のＳｍ2 Ｆｅ
17ＮX を中心としたものであり、Ｓｍ組成としては、Ｓ
ｍ2 Ｆｅ17系では２：１７組成の周囲を含むものでＲが
２２．８〜２５．３ｗｔ％の範囲であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17
ＮX 系では２：１７：３組成の周囲を含むものでＲが２
２．１〜２４．５ｗｔ％の範囲である。また、Ｎの組成
はＸ＝３を中心とした範囲であり、２．１〜３．８ｗｔ
％の範囲である。この範囲を外れると磁石特性としては
やや低い値となる。
ている組成範囲と同じ組成範囲において本発明は有効で
ある。その組成とはＳｍ2 Ｆｅ17ＮX においてＲは１
２．５〜３７．９ｗｔ％、Ｎは０．１〜７．０ｗｔ％で
ある。しかし、良い磁石特性を有する実使用可能な磁石
材料は範囲が限定される。その範囲は、各実施例で示し
たように、Ｓｍ2 Ｆｅ17系及びその窒化物のＳｍ2 Ｆｅ
17ＮX を中心としたものであり、Ｓｍ組成としては、Ｓ
ｍ2 Ｆｅ17系では２：１７組成の周囲を含むものでＲが
２２．８〜２５．３ｗｔ％の範囲であり、Ｓｍ2 Ｆｅ17
ＮX 系では２：１７：３組成の周囲を含むものでＲが２
２．１〜２４．５ｗｔ％の範囲である。また、Ｎの組成
はＸ＝３を中心とした範囲であり、２．１〜３．８ｗｔ
％の範囲である。この範囲を外れると磁石特性としては
やや低い値となる。
【０１６６】
【発明の効果】請求項１の発明に係わるＳｍ2 Ｔ17系合
金粉末の製造方法によると、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水
素ガスの圧力下における水素吸蔵温度の下限は約７０℃
であり、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水素ガスの圧力下にお
いて合金塊を水素吸蔵すると、粒径１５０μｍ以下の合
金粉末が９０ｗｔ％以上得られるため、７０℃〜３００
℃の温度範囲における５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水
素ガス中においてＲ2 Ｔ17を主とする合金塊に水素吸蔵
させることにより、１５０μｍ以下の粒径のＲ2Ｔ17系
合金粉末を確実に製造することができる。
金粉末の製造方法によると、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水
素ガスの圧力下における水素吸蔵温度の下限は約７０℃
であり、５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の水素ガスの圧力下にお
いて合金塊を水素吸蔵すると、粒径１５０μｍ以下の合
金粉末が９０ｗｔ％以上得られるため、７０℃〜３００
℃の温度範囲における５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水
素ガス中においてＲ2 Ｔ17を主とする合金塊に水素吸蔵
させることにより、１５０μｍ以下の粒径のＲ2Ｔ17系
合金粉末を確実に製造することができる。
【０１６７】請求項２の発明に係わるＳｍ2 Ｔ17系合金
粉末の製造方法によると、従来技術では水素吸蔵と水素
放出とを何回も繰り返し行なうことによって粉末化して
いるのに対して、均一化熱処理工程を経た合金塊に水素
ガス中において水素吸蔵させる処理を１回行なうだけで
１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末が確実に得
られ、粗粉砕工程を簡略なものにすることができる。
粉末の製造方法によると、従来技術では水素吸蔵と水素
放出とを何回も繰り返し行なうことによって粉末化して
いるのに対して、均一化熱処理工程を経た合金塊に水素
ガス中において水素吸蔵させる処理を１回行なうだけで
１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末が確実に得
られ、粗粉砕工程を簡略なものにすることができる。
【０１６８】請求項３の発明に係わるＲ2 Ｔ17系合金粉
末の製造方法によると、均一化熱処理工程を経た合金塊
を水素吸蔵処理前に割って新しい破面を露出させておく
ことにより、α−Ｆｅの被膜に覆われていないＲ2 Ｔ17
の面が水素ガスに直接触れることになり、露出破面にお
いてまず水素が吸蔵され、その露出破面から合金塊が粉
末化し始めて、α−Ｆｅの被膜に覆われている部分も順
次粉末化して、合金塊全体を粉末化することができる。
末の製造方法によると、均一化熱処理工程を経た合金塊
を水素吸蔵処理前に割って新しい破面を露出させておく
ことにより、α−Ｆｅの被膜に覆われていないＲ2 Ｔ17
の面が水素ガスに直接触れることになり、露出破面にお
いてまず水素が吸蔵され、その露出破面から合金塊が粉
末化し始めて、α−Ｆｅの被膜に覆われている部分も順
次粉末化して、合金塊全体を粉末化することができる。
【０１６９】請求項４の発明に係わるＲ2 Ｔ17系合金粉
末の製造方法によると、溶解鋳造工程及び均一化熱処理
工程において合金塊表面部分に生成するα−Ｆｅ被膜は
水素吸蔵しないために粉末化せず、またその被膜厚さが
おおよそ１００〜２００μｍであるために、水素吸蔵に
よる粗粉砕工程を得た合金粉末を分級して１５０μｍ以
下の粒径の粉末だけにすることにより、得られる合金粉
末には、α−Ｆｅ被膜は含まれず大部分がＲ2 Ｔ17系合
金粉末となり、優れた磁気特性を有する合金粉末を得る
ことができる。
末の製造方法によると、溶解鋳造工程及び均一化熱処理
工程において合金塊表面部分に生成するα−Ｆｅ被膜は
水素吸蔵しないために粉末化せず、またその被膜厚さが
おおよそ１００〜２００μｍであるために、水素吸蔵に
よる粗粉砕工程を得た合金粉末を分級して１５０μｍ以
下の粒径の粉末だけにすることにより、得られる合金粉
末には、α−Ｆｅ被膜は含まれず大部分がＲ2 Ｔ17系合
金粉末となり、優れた磁気特性を有する合金粉末を得る
ことができる。
【０１７０】請求項５の発明に係わるＲ2 Ｔ17系合金粉
末の製造方法によると、均一化熱処理された合金塊表面
部分のα−Ｆｅ被膜には、水素吸蔵粉砕の後、多くのＲ
2 Ｔ17系合金が付着しているが、高圧容器に振動を与え
てＲ2 Ｔ17系合金が付着したα−Ｆｅ被膜を硬質ボール
と高圧容器の内壁とに衝突させることにより、Ｒ2 Ｔ17
系合金をα−Ｆｅ被膜から分離することができ、１５０
μｍ以下の優れた磁気特性を有するＲ2 Ｔ17系合金粉末
の収率を上げることができる。
末の製造方法によると、均一化熱処理された合金塊表面
部分のα−Ｆｅ被膜には、水素吸蔵粉砕の後、多くのＲ
2 Ｔ17系合金が付着しているが、高圧容器に振動を与え
てＲ2 Ｔ17系合金が付着したα−Ｆｅ被膜を硬質ボール
と高圧容器の内壁とに衝突させることにより、Ｒ2 Ｔ17
系合金をα−Ｆｅ被膜から分離することができ、１５０
μｍ以下の優れた磁気特性を有するＲ2 Ｔ17系合金粉末
の収率を上げることができる。
【０１７１】請求項６の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系磁
石粉末の製造方法によると、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末及びＲ
2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を１つの高圧容器内において粗粉
砕工程から窒化処理工程まで処理することにより、酸化
し易い粉末を大気に触れさせることなく処理することが
でき、酸化物の発生を極めて少ない量に抑えて、優れた
磁気特性を有するＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を得ることが
できる。
石粉末の製造方法によると、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末及びＲ
2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を１つの高圧容器内において粗粉
砕工程から窒化処理工程まで処理することにより、酸化
し易い粉末を大気に触れさせることなく処理することが
でき、酸化物の発生を極めて少ない量に抑えて、優れた
磁気特性を有するＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を得ることが
できる。
【０１７２】請求項７の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系磁
石粉末の製造方法によると、均一化熱処理工程を経た合
金塊を割って新しい破面を露出させて高圧容器に入れる
ことにより、均一化熱処理工程を得た合金塊の表面部分
に生成しているα−Ｆｅの被膜の無いＲ2 Ｔ17の露出破
面が水素ガスに直接触れることになって水素が吸蔵され
易くて露出破面側から粉末化して合金塊が粉末化するこ
とができ、同一高圧容器内で続いて窒化処理も大気に触
れることなく行なわれるので酸化を抑えて優れた磁気特
性を有するＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を得ることができ
る。
石粉末の製造方法によると、均一化熱処理工程を経た合
金塊を割って新しい破面を露出させて高圧容器に入れる
ことにより、均一化熱処理工程を得た合金塊の表面部分
に生成しているα−Ｆｅの被膜の無いＲ2 Ｔ17の露出破
面が水素ガスに直接触れることになって水素が吸蔵され
易くて露出破面側から粉末化して合金塊が粉末化するこ
とができ、同一高圧容器内で続いて窒化処理も大気に触
れることなく行なわれるので酸化を抑えて優れた磁気特
性を有するＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を得ることができ
る。
【０１７３】請求項８の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系磁
石粉末の製造方法によると、窒化処理工程を経た合金粉
末を分級して１５０μｍ以下の粒径の粉末だけを微粉砕
工程に供するので、溶解鋳造工程及び均一化熱処理工程
において合金塊表面部分に生成するα−Ｆｅの被膜が分
級により除去され、得られる粉末は大部分がＲ2 Ｔ17Ｎ
X 系磁石粉末となり、優れた磁気特性を有するＲ2 Ｔ17
ＮX 系磁石粉末を得ることができる。
石粉末の製造方法によると、窒化処理工程を経た合金粉
末を分級して１５０μｍ以下の粒径の粉末だけを微粉砕
工程に供するので、溶解鋳造工程及び均一化熱処理工程
において合金塊表面部分に生成するα−Ｆｅの被膜が分
級により除去され、得られる粉末は大部分がＲ2 Ｔ17Ｎ
X 系磁石粉末となり、優れた磁気特性を有するＲ2 Ｔ17
ＮX 系磁石粉末を得ることができる。
【０１７４】請求項９の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系磁
石粉末の製造方法によると、水素ガス放出温度範囲の３
５０℃〜５７０℃で高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以下に
まで真空排気するために、ほぼ完全に水素ガスを合金粉
末から抜くことができ、次の窒化工程において有毒なア
ンモニアガスの生成を抑えることができる。
石粉末の製造方法によると、水素ガス放出温度範囲の３
５０℃〜５７０℃で高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以下に
まで真空排気するために、ほぼ完全に水素ガスを合金粉
末から抜くことができ、次の窒化工程において有毒なア
ンモニアガスの生成を抑えることができる。
【０１７５】請求項１０の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17系合金粉末を５
０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の窒素ガス中において窒化するた
め、反応熱が良く伝達されるので、窒素の拡散速度の速
い５６０℃〜５８０℃という高温度において窒化処理が
でき、窒化時間を短縮できる。
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17系合金粉末を５
０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の窒素ガス中において窒化するた
め、反応熱が良く伝達されるので、窒素の拡散速度の速
い５６０℃〜５８０℃という高温度において窒化処理が
でき、窒化時間を短縮できる。
【０１７６】請求項１１の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17系合金粉末を４
００℃〜５００℃の低温度領域における大気圧〜３０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中において保持して、反応し易
い粒子の表面部分だけの反応を起こさせ、その後、５６
０℃〜６２０℃の高温度領域における４０ｋｇｆ／ｃｍ
2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中において保持し
て、粒子内部への窒素の拡散及び粒子内部での窒化反応
が促進されるので、低温度領域における低圧ガス窒化と
高温度領域における高圧ガス窒化との組み合わせによっ
て、窒化処理時間の一層の短縮を図ることができる。
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17系合金粉末を４
００℃〜５００℃の低温度領域における大気圧〜３０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中において保持して、反応し易
い粒子の表面部分だけの反応を起こさせ、その後、５６
０℃〜６２０℃の高温度領域における４０ｋｇｆ／ｃｍ
2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中において保持し
て、粒子内部への窒素の拡散及び粒子内部での窒化反応
が促進されるので、低温度領域における低圧ガス窒化と
高温度領域における高圧ガス窒化との組み合わせによっ
て、窒化処理時間の一層の短縮を図ることができる。
【０１７７】請求項１２の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、溶解鋳造工程及び均一化
熱処理工程において合金塊表面部分に生成するα−Ｆｅ
被膜にはＲ2 Ｔ17ＮX 系合金が多く付着しているが、高
圧容器に振動を与えるため、Ｒ2 Ｔ17ＮX 合金が付着し
ているα−Ｆｅ被膜は、硬質ボールと高圧容器の内壁と
に衝突するので、Ｒ2 Ｔ17ＮX 合金をα−Ｆｅ被膜から
分離することができ、これらを分級することによってα
−Ｆｅ被膜を除去できるので、１５０μｍ以下の優れた
磁気特性を有するＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を収率良く得
ることができる。
磁石粉末の製造方法によると、溶解鋳造工程及び均一化
熱処理工程において合金塊表面部分に生成するα−Ｆｅ
被膜にはＲ2 Ｔ17ＮX 系合金が多く付着しているが、高
圧容器に振動を与えるため、Ｒ2 Ｔ17ＮX 合金が付着し
ているα−Ｆｅ被膜は、硬質ボールと高圧容器の内壁と
に衝突するので、Ｒ2 Ｔ17ＮX 合金をα−Ｆｅ被膜から
分離することができ、これらを分級することによってα
−Ｆｅ被膜を除去できるので、１５０μｍ以下の優れた
磁気特性を有するＲ2 Ｔ17ＮX 系磁石粉末を収率良く得
ることができる。
【０１７８】請求項１３の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、ＲとＴとを主成分とする
鋳造塊をＲの蒸気圧及びＴの蒸気圧よりも大きい圧力の
不活性ガス中において加熱してＲ2 Ｔ17を主とする合金
塊を得るため、合金塊の表面部からＳｍが蒸気となって
逃げないので、合金塊の表面部にα−Ｆｅの薄い膜が形
成されない。また、均一化熱処理工程において加熱され
た合金塊を冷却する過程の３５０℃〜７０℃の温度範囲
において前記合金塊を水素吸蔵粉砕するので、水素吸蔵
粉砕のために合金塊を加熱する工程が不要になるので、
工程の簡略化を図ることができる。
磁石粉末の製造方法によると、ＲとＴとを主成分とする
鋳造塊をＲの蒸気圧及びＴの蒸気圧よりも大きい圧力の
不活性ガス中において加熱してＲ2 Ｔ17を主とする合金
塊を得るため、合金塊の表面部からＳｍが蒸気となって
逃げないので、合金塊の表面部にα−Ｆｅの薄い膜が形
成されない。また、均一化熱処理工程において加熱され
た合金塊を冷却する過程の３５０℃〜７０℃の温度範囲
において前記合金塊を水素吸蔵粉砕するので、水素吸蔵
粉砕のために合金塊を加熱する工程が不要になるので、
工程の簡略化を図ることができる。
【０１７９】請求項１４の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17系合金粉末を高
圧容器の内部にその上側部分に空間部が形成されるよう
に収納するため、水素ガスや窒素ガスが前記空間部分を
流通して合金粉末の全体に達するので、水素吸蔵又は窒
化が確実に行なわれると共に脱水素ガスもスムーズに行
なわれ、ガス排出口から遠い位置の水素ガス又は窒素ガ
スを排出する際に、ガス排出口の近くの粉末が排出され
る水素ガス又は窒素ガスに巻き込まれることがなく、ま
た、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を水素ガスにより水素吸蔵粉砕
する粗粉砕工程と、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒素ガスによ
り窒化する窒化処理工程とが同一の高圧容器内で行なわ
れるので、粗粉砕工程と窒化処理工程との間において合
金粉末が酸化する事態が避けられると共に処理時間の短
縮を図ることができる。
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17系合金粉末を高
圧容器の内部にその上側部分に空間部が形成されるよう
に収納するため、水素ガスや窒素ガスが前記空間部分を
流通して合金粉末の全体に達するので、水素吸蔵又は窒
化が確実に行なわれると共に脱水素ガスもスムーズに行
なわれ、ガス排出口から遠い位置の水素ガス又は窒素ガ
スを排出する際に、ガス排出口の近くの粉末が排出され
る水素ガス又は窒素ガスに巻き込まれることがなく、ま
た、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を水素ガスにより水素吸蔵粉砕
する粗粉砕工程と、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒素ガスによ
り窒化する窒化処理工程とが同一の高圧容器内で行なわ
れるので、粗粉砕工程と窒化処理工程との間において合
金粉末が酸化する事態が避けられると共に処理時間の短
縮を図ることができる。
【０１８０】請求項１５の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、窒化されたＲ2 Ｔ17ＮX
系合金粉末を有機溶媒に混合懸濁して得た混合懸濁液同
士を高速で衝突させることにより前記窒化合金粉末を微
粉砕するため、前記窒化合金粉末は瞬時に粉砕されるの
で、磁化特性の劣化が少なくなると共に粉砕に要する時
間が短縮でき、また、有機溶媒を再利用できるのでラン
ニングコストの低減を図ることができる。
磁石粉末の製造方法によると、窒化されたＲ2 Ｔ17ＮX
系合金粉末を有機溶媒に混合懸濁して得た混合懸濁液同
士を高速で衝突させることにより前記窒化合金粉末を微
粉砕するため、前記窒化合金粉末は瞬時に粉砕されるの
で、磁化特性の劣化が少なくなると共に粉砕に要する時
間が短縮でき、また、有機溶媒を再利用できるのでラン
ニングコストの低減を図ることができる。
【０１８１】請求項１６の発明に係わるＲ2 Ｔ17ＮX 系
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17ＮX 系合金粉末
と熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの少なくと
も１つとを有機溶媒に混合懸濁して得た混合懸濁液同士
を高速で衝突させることにより前記窒化合金粉末を微粉
砕するため、請求項１５の発明と同様に、磁化特性の劣
化が少なくなると共に粉砕に要する時間を短縮でき、ま
た、有機溶媒を再利用できるのでランニングコストの低
減を図ることができる。さらに、窒化合金粉末の表面に
熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの少なくとも
１つが付着した状態で混合懸濁液から有機溶媒を除去す
るため、微粉砕工程にボンド磁石化の工程の一部を含ま
せることができるので、工程の短縮化及び簡略化を図る
ことができる。
磁石粉末の製造方法によると、Ｒ2Ｔ17ＮX 系合金粉末
と熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの少なくと
も１つとを有機溶媒に混合懸濁して得た混合懸濁液同士
を高速で衝突させることにより前記窒化合金粉末を微粉
砕するため、請求項１５の発明と同様に、磁化特性の劣
化が少なくなると共に粉砕に要する時間を短縮でき、ま
た、有機溶媒を再利用できるのでランニングコストの低
減を図ることができる。さらに、窒化合金粉末の表面に
熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの少なくとも
１つが付着した状態で混合懸濁液から有機溶媒を除去す
るため、微粉砕工程にボンド磁石化の工程の一部を含ま
せることができるので、工程の短縮化及び簡略化を図る
ことができる。
【０１８２】請求項１７の発明に係わる高圧熱処理装置
によると、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を収納する円筒状の金属
製の高圧容器を備えているため、昇温及び冷却の速度が
速くなり、処理時間の短縮を図ることができ、また、高
圧容器は水平状態で保持して加熱する加熱炉を備えてい
るため、合金粉末を高圧容器の内部にその上側部分に空
間部が形成されるように収納できるので、請求項１４の
発明に係わる合金粉末の製造方法を容易に実現できる。
によると、Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を収納する円筒状の金属
製の高圧容器を備えているため、昇温及び冷却の速度が
速くなり、処理時間の短縮を図ることができ、また、高
圧容器は水平状態で保持して加熱する加熱炉を備えてい
るため、合金粉末を高圧容器の内部にその上側部分に空
間部が形成されるように収納できるので、請求項１４の
発明に係わる合金粉末の製造方法を容易に実現できる。
【０１８３】請求項１８の発明に係わる高圧熱処理装置
によると、加熱炉は流動層炉であるため、複数の高圧容
器と複数の流動層炉とを用い、複数の高圧容器を温度条
件が異なる各流動層炉にバッチ式に連続して浸漬するこ
とにより、大量の合金粉末の処理が可能になる。
によると、加熱炉は流動層炉であるため、複数の高圧容
器と複数の流動層炉とを用い、複数の高圧容器を温度条
件が異なる各流動層炉にバッチ式に連続して浸漬するこ
とにより、大量の合金粉末の処理が可能になる。
【図１】本発明の実施例１における水素吸蔵粉砕の熱処
理温度と１５０μｍ以下の粉末量との関係を示す図であ
る。
理温度と１５０μｍ以下の粉末量との関係を示す図であ
る。
【図２】本発明の実施例１における水素吸蔵粉砕の水素
吸蔵粉砕の水素圧力と１５０μｍ以下の粉末量との関係
を示す図である。
吸蔵粉砕の水素圧力と１５０μｍ以下の粉末量との関係
を示す図である。
【図３】本発明の実施例２における水素吸蔵開始圧力と
粉末の粒度分布との関係を示す図である。
粉末の粒度分布との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施例１１における窒化処理温度と磁
化σg との関係を示す図である。
化σg との関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例１１における窒化処理時間と磁
化σg との関係を示す図である。
化σg との関係を示す図である。
【図６】本発明に係わる高圧熱処理装置の構成を説明す
る図である。
る図である。
１ 原料収納部 ２ 配管用閉塞部材 ３ 第１の高圧配管用パイプ ４ 配管用継手部材 ５ 第１の着脱式継手部材 ６ 第２の高圧配管用パイプ ７ 第１の流路開閉バルブ ８ 第２の着脱式継手部材 ９ 高圧配管部 １０ 排気用バルブ １１ 連結部 １２ 第２の流路開閉バルブ １３ 第３の流路開閉バルブ １４ 第４の流路開閉バルブ １５ 水素ボンベ １６ 窒素ボンベ ２１ 高圧容器
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年１２月１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１２
【補正方法】変更
【補正内容】
Claims (18)
- 【請求項１】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若し
くは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする鋳造塊を、
Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれる合
金塊にする均一化熱処理工程と、 ７０℃〜３００℃の温度範囲で且つ５ｋｇｆ／ｃｍ2 以
上の圧力の水素ガス中で前記合金塊に水素を吸蔵させる
ことにより主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系
合金粉末を得る粗粉砕工程とを備えていることを特徴と
するＲ2 Ｔ17系合金粉末の製造方法。 - 【請求項２】 前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程を１回のみ有していることを特徴とする
請求項１に記載のＲ2 Ｔ17系合金粉末の製造方法。 - 【請求項３】 前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程よりも前に、前記均一化熱処理工程が施
された合金塊を割って新しい破面を露出させる工程を有
していることを特徴とする請求項１又は２に記載のＲ2
Ｔ17系合金粉末の製造方法。 - 【請求項４】 前記粗粉砕工程は、前記主として１５０
μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末を分級して１５０
μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系合金粉末のみを得る工程を
有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１
項に記載のＲ2 Ｔ17系合金粉末の製造方法。 - 【請求項５】 前記粗粉砕工程は、前記均一化熱処理が
施された合金塊を水素吸蔵をしない硬質のボールと共に
高圧容器内に収納する工程と、前記高圧容器内において
前記合金塊に水素を吸蔵させる工程と、前記高圧容器を
振動する工程とを有していることを特徴とする請求項１
〜４のいずれか１項に記載のＲ2 Ｔ17系合金粉末の製造
方法。 - 【請求項６】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若し
くは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする鋳造塊を、
Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれる合
金塊にする均一化熱処理工程と、 前記合金塊を高圧容器に入れると共に前記高圧容器内の
雰囲気を水素ガス雰囲気に置換した後、７０℃〜３００
℃の温度範囲で且つ５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の水素
ガス中で前記合金塊に水素を吸蔵させることにより、前
記合金塊を主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17系
合金粉末にする粗粉砕工程と、 前記高圧容器内を水素ガス雰囲気から窒素ガス雰囲気に
するガス置換工程と、 ガス置換が行なわれた前記高圧容器内において前記Ｒ2
Ｔ17系合金粉末を窒化して主として１５０μｍ以下のＲ
2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を得る窒化処理工程と、 前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の
粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る微粉砕工程とを備
えていることを特徴とするＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製
造方法。 - 【請求項７】 前記粗粉砕工程は、前記合金塊に水素を
吸蔵させる工程よりも前に、前記均一化熱処理工程が施
された合金塊を割って新しい破面を露出させる工程を有
していることを特徴とする請求項６に記載のＲ2 Ｔ17Ｎ
ｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項８】 前記窒化処理工程と前記微粉砕工程との
間に、前記主として１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎ
ｘ系合金粉末を分級して１５０μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ
17Ｎｘ系合金粉末のみを得る工程を備えていることを特
徴とする請求項６又は７に記載のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉
末の製造方法。 - 【請求項９】 前記ガス置換工程は、３５０℃〜５７０
℃の温度範囲で前記高圧容器内を１０-4ｔｏｒｒ以下に
真空排気することにより前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末から水
素を抜く工程と、前記窒化処理工程に適した温度範囲で
前記高圧容器内に窒素ガスを注入する工程とを有してい
ることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載
のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項１０】 前記窒化処理工程は、前記Ｒ2 Ｔ17系
合金粉末を５６０℃〜５８０℃の温度範囲で且つ５０ｋ
ｇｆ／ｃｍ2 以上の圧力の窒素ガス中で４時間以上保持
することにより前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒化する工程
を有していることを特徴とする請求項６〜９のいずれか
１項に記載のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項１１】 前記窒化処理工程は、前記Ｒ2 Ｔ17系
合金粉末を、４００℃〜５００℃の温度範囲で且つ大気
圧から３０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中で保持した後、
５６０℃〜６２０℃の温度範囲で且つ４０ｋｇｆ／ｃｍ
2 〜８０ｋｇｆ／ｃｍ2 の窒素ガス中で保持することに
より、前記Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を窒化する工程を有して
いることを特徴とする請求項６〜９のいずれか１項に記
載のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項１２】 前記粗粉砕工程は、前記均一化熱処理
工程が施された合金塊を水素吸蔵をしない硬質のボール
と共に前記高圧容器内に収納する工程と、前記高圧容器
内において前記合金塊に水素を吸蔵させる工程とを有
し、 前記微粉砕工程の後に、前記高圧容器を振動して前記Ｒ
2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を粉砕した後、分級して１５０μ
ｍを超える粒径の粉末を除去することにより、１５０μ
ｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る工程を備
えていることを特徴とする請求項６〜１１のいずれか１
項に記載のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項１３】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする鋳造塊を、
前記Ｒの蒸気圧及び前記Ｔの蒸気圧よりも大きい圧力の
不活性ガス中において１０１０℃以上で１２８０℃未満
の温度範囲に加熱することにより、Ｔｈ2 Ｚｎ17構造を
持つＲ2Ｔ17が主として含まれる合金塊を得る均一化熱
処理工程と、 加熱されている前記合金塊を冷却する過程の３５０℃〜
７０℃の温度範囲において前記合金塊に水素ガスを供給
して水素吸蔵させることにより１５０μｍ以下の粒径の
Ｒ2 Ｔ17系合金粉末を得る粗粉砕工程と、 ４００℃〜６２０℃の温度範囲において前記Ｒ2 Ｔ17系
合金粉末に窒素ガスを供給することにより前記Ｒ2 Ｔ17
系合金粉末を窒化してＲ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を得る窒
化処理工程と、 前記Ｒ2 Ｔ17Ｎｘ系合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の
粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る微粉砕工程とを備
えていることを特徴とするＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製
造方法。 - 【請求項１４】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17が主として含まれる合金塊を、
水平に保持された高圧容器の内部にその上側部分に空間
部分が形成されるように収納する原料収納工程と、 前記高圧容器内に水素ガスを供給して前記合金塊に水素
を吸蔵させることにより、１５０μｍ以下の粒径のＲ2
Ｔ17系合金粉末を得る粗粉砕工程と、 前記高圧容器内の水素ガスを排出する水素ガス排出工程
と、 前記高圧容器内に窒素ガスを供給して前記Ｒ2 Ｔ17系合
金粉末を窒化することによりＲ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を
得る窒化処理工程と、 前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の
粒径のＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末を得る微粉砕工程とを備
えていることを特徴とするＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製
造方法。 - 【請求項１５】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17系合金粉末を窒化してＲ2 Ｔ17
ＮX 系合金粉末を得る窒化処理工程と、 前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末を有機溶媒に混合懸濁して
混合懸濁液を得る懸濁工程と、 前記混合懸濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに
分岐された分岐通路に導き、各分岐通路内の前記混合懸
濁液同士を高速で衝突させることにより、前記Ｒ2 Ｔ17
ＮX 系合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ
17Ｎｘ系磁石粉末を得る微粉砕工程とを備えていること
を特徴とするＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項１６】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17構造を持つＲ2 Ｔ17系合金粉末を窒化してＲ2 Ｔ17
ＮX 系合金粉末を得る窒化処理工程と、 前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系合金粉末と熱硬化性有機樹脂及び潜
在性硬化剤のうちの少なくとも１つとを有機溶媒に混合
懸濁して混合懸濁液を得る懸濁工程と、 前記混合懸濁液に高圧を加えて前記混合懸濁液を２つに
分岐された分岐通路に導き、各分岐通路内の前記混合懸
濁液を高速で衝突させることにより前記Ｒ2 Ｔ17ＮX 系
合金粉末を微粉砕して３μｍ以下の粒径の微粉末を得る
微粉砕工程と、 前記混合懸濁液から前記有機溶媒を除去して、前記微粉
末の表面に熱硬化性有機樹脂及び潜在性硬化剤のうちの
少なくとも１つが付着した３μｍ以下の粒径のＲ2 Ｔ17
Ｎｘ系磁石粉末を得る有機溶媒除去工程とを備えている
ことを特徴とするＲ2 Ｔ17Ｎｘ系磁石粉末の製造方法。 - 【請求項１７】 Ｒ（Ｒ：Ｓｍ又はＳｍの一部が１種若
しくは２種以上の希土類元素で置換された物質）とＴ
（Ｔ：Ｆｅ又はＦｅの一部が１種若しくは２種以上の遷
移元素で置換された物質）とを主成分とする、Ｔｈ2 Ｚ
ｎ17構造を有するＲ2 Ｔ17系合金粉末を収納する円筒状
の金属製の高圧容器と、 前記高圧容器を水平状態で保持して加熱する加熱炉とを
備えていることを特徴とする高圧熱処理装置。 - 【請求項１８】 前記加熱炉は流動層炉であることを特
徴とする請求項１７に記載の高圧熱処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6296235A JPH0813006A (ja) | 1993-12-21 | 1994-11-30 | Ｒ２Ｔ１７系合金粉末の製造方法、Ｒ２Ｔ１７Ｎｘ系磁石粉末の製造方法及び高圧熱処理装置 |
Applications Claiming Priority (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32235693 | 1993-12-21 | ||
| JP5-322356 | 1993-12-21 | ||
| JP5-324321 | 1993-12-22 | ||
| JP32432193 | 1993-12-22 | ||
| JP8859294 | 1994-04-26 | ||
| JP6-88592 | 1994-04-26 | ||
| JP6296235A JPH0813006A (ja) | 1993-12-21 | 1994-11-30 | Ｒ２Ｔ１７系合金粉末の製造方法、Ｒ２Ｔ１７Ｎｘ系磁石粉末の製造方法及び高圧熱処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0813006A true JPH0813006A (ja) | 1996-01-16 |
Family
ID=27467527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6296235A Pending JPH0813006A (ja) | 1993-12-21 | 1994-11-30 | Ｒ２Ｔ１７系合金粉末の製造方法、Ｒ２Ｔ１７Ｎｘ系磁石粉末の製造方法及び高圧熱処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0813006A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4936593B2 (ja) * | 1998-03-27 | 2012-05-23 | 株式会社東芝 | 磁石粉末の製造方法 |
| JP2021501312A (ja) * | 2017-10-12 | 2021-01-14 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | セラミック部品を低温製造するための装置及び方法 |
| EP4008452A1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-08 | Linde GmbH, Linde Engineering | Method of processing powder |
| WO2022259949A1 (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | 日亜化学工業株式会社 | ＳｍＦｅＮ系異方性磁性粉末およびボンド磁石、ならびにそれらの製造方法 |
-
1994
- 1994-11-30 JP JP6296235A patent/JPH0813006A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4936593B2 (ja) * | 1998-03-27 | 2012-05-23 | 株式会社東芝 | 磁石粉末の製造方法 |
| JP2021501312A (ja) * | 2017-10-12 | 2021-01-14 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | セラミック部品を低温製造するための装置及び方法 |
| EP4008452A1 (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-08 | Linde GmbH, Linde Engineering | Method of processing powder |
| WO2022259949A1 (ja) * | 2021-06-10 | 2022-12-15 | 日亜化学工業株式会社 | ＳｍＦｅＮ系異方性磁性粉末およびボンド磁石、ならびにそれらの製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030204 |