JPH0927431A

JPH0927431A - 鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法

Info

Publication number: JPH0927431A
Application number: JP17595395A
Authority: JP
Inventors: Masao Iwata; 雅夫岩田; Mitsuru Oba; 充大場
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1995-07-12
Filing date: 1995-07-12
Publication date: 1997-01-28

Abstract

(57)【要約】【目的】ある程度大きな粒径を有する粉体であっても
大きな磁気異方性を示すような鉄−希土類−窒素系永久
磁石材料を得ることができる。【構成】ＲをＹ，Ｔｈおよびすべてのランタノイド元
素からなる群の中から選ばれた１種類または２種類以上
の元素の組合せとするとき、原子百分率で、Ｒ：３〜３
０％、Ｎ：０．３〜２５％を含み、残部が実質的にＦｅ
から成る鉄−希土類−窒素系永久磁石材料を製造するに
際して、予め所望のＮ含有量よりは多くのＮを含む材料
を作製した後、次にＮを除去する処理を行なうことによ
り該材料中のＮ原子の一部を除去して所望のＮ含有量と
する鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法におい
て、該Ｎを除去する処理を磁場の作用下において行なう
ようにしたことを特徴とする鉄−希土類−窒素系永久磁
石材料の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、すぐれた磁気特性を有
する鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｆｅ，Ｃｏ等の３ｄ遷移金属とＲ（Ｙ，
Ｔｈおよびすべてのランタノイド元素からなる群の中か
ら選ばれた１種類または２種類以上の元素の組合せ）と
からなる金属間化合物の中には高い結晶磁気異方性と大
きな飽和磁化とを示すものがあり、高保磁力、高エネル
ギ−積を有する永久磁石材料として有望である。中で
も、ＣｏとＲとの合金であるＳｍＣｏ磁石（ＳｍＣｏ₅
またはＳｍ₂Ｃｏ₁₇が主相）は実用材として広く用いら
れてきている。

【０００３】一方、ＦｅとＲとの合金については、高い
キュリー点や一軸の結晶磁気異方性を得ることが一般に
は難しいという問題点を抱えている。このために、第３
の元素としてＢ（硼素）を添加することによりその点を
改良した材料がすでに提案されており（特開昭５９−４
６００８号）、そのＦｅ−Ｒ−Ｂ系磁石（Ｎｄ₂Ｆｅ₁ ₄
Ｂが主相）は実用材として既に広く用いられてきてい
る。

【０００４】また、Ｎ（窒素）を添加することにより上
記の問題点を改良した材料もすでに提案されており（特
開昭６０−１３１９４９号，特開平５−６５６０３
号）、このＦｅ−Ｒ−Ｎ系磁石（Ｓｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃やＮｄ
Ｆｅ_12-yＭ_yＮ等が主相）も実用化を目前に控えてい
る。本発明はこのＦｅ−Ｒ−Ｎ系磁石材料の製造方法に
関するものである。

【０００５】Ｆｅ−Ｒ−Ｎ系磁石材料においては、Ｎは
格子間侵入型の原子として存在し、そのことによって合
金の飽和磁化が著しく増加しキュリー点が高められると
ともに保磁力もまた顕著に向上する。このように、Ｆｅ
−Ｒ−Ｎ系磁石材料においては、Ｎは合金中において格
子間侵入型の原子として存在することが極めて重要な点
である。そのためには、Ｎを材料中に含有させる方法と
しては、Ｎを含む適宜な気体，固体または液体と反応さ
せることにより、材料中のＮ含有量が所望の値となるま
でＮを侵入させる方法が有効である。Ｎを侵入させるた
めに気体を用いる場合には、ＮＨ₃ガス、Ｎ₂＋Ｈ₂混合
ガス、Ｎ₂ガス、等を用いることが出来る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、Ｆｅ−
Ｒ−Ｎ系磁石合金は、高温ではＮが格子間侵入型の原子
として存在するよりはＲとの化合物を作ってしまう（こ
れは一般に「分解」と称されている）場合がある。そこ
で、高温での加熱が必要な焼結磁石として利用すること
は簡単でないことから、Ｆｅ−Ｒ−Ｎ系磁石合金は微粉
化した上で適宜なバインダー（Ｚｎ等の低融点金属や樹
脂など）で固めてボンド磁石として用いるのが一般的で
ある。この場合、高特性のボンド磁石とするためにはバ
インダー固化の前に磁場を印加して粉体粒子を配向させ
るいわゆる異方性ボンド磁石とすることが効果的であ
る。しかし、このとき、一つの粉体粒子の中に複数の結
晶粒が存在して磁化容易軸が幾つかの方向に分散してい
ると、磁場印加により粉体粒子の配向を行なっても全て
の磁化容易軸を完全に揃えることは不可能となる。

【０００７】そこで、高性能な異方性ボンド磁石とする
ためには、一つの粉体粒子の中にはただ一つの磁化容易
軸（すなわちただ一つの結晶粒）しか含まれないような
微細な粉を用いることが必要となってくる。しかし、微
細粉化することによって、一方では比表面積が大きくな
ることから酸化の問題が深刻化してくると共に、他方で
はボンド磁石にするときの磁粉充填率が上げにくい（従
って低特性に止まる）という問題も生じてくる。従っ
て、粉体粒子径がある程度大きなＦｅ−Ｒ−Ｎ系磁石粉
にあってもその中に含まれる磁化容易軸の方向は単一に
揃っているような状態を実現することができるならば極
めて好都合である。本発明はこのことを実現するための
方法を提供するものである。

【０００８】また、Ｎを材料中に含有させる方法として
は、前記したように、Ｎを含む適宜な気体，固体または
液体と反応させることにより、材料中のＮ含有量が所望
の値となるまでＮを侵入させる方法が有効であるが、そ
のとき材料中のＮ含有量を所望の値に制御するのが容易
でない場合がある。本発明はこの点を改善するための方
法を提供するものでもある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、Ｒ
をＹ，Ｔｈおよびすべてのランタノイド元素からなる群
の中から選ばれた１種類または２種類以上の元素の組合
せとするとき、原子百分率で、Ｒ：３〜３０％、Ｎ：
０．３〜２５％を含み、残部が実質的にＦｅから成る鉄
−希土類−窒素系永久磁石材料を製造するに際して、予
め所望のＮ含有量よりは多くのＮを含む材料を作製した
後、次にＮを除去する処理を行なうことにより該材料中
のＮ原子の一部を除去して所望のＮ含有量とするように
したことを特徴とする鉄−希土類−窒素系永久磁石材料
の製造方法、および該鉄−希土類−窒素系永久磁石材料
の製造方法において、該Ｎを除去する処理を磁場の作用
下において行なうようにしたことを特徴とする鉄−希土
類−窒素系永久磁石材料の製造方法である。

【００１０】

【作用】以下、本発明の鉄−希土類−窒素系永久磁石材
料の製造方法につき詳細に説明する。本発明において
は、まず、Ｎ含有量が所望の量よりは多いようなＦｅ−
Ｒ−Ｎ系材料を作製する。例えばＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_xの場合
には、通常の磁石材料としてはｘ≒３が好ましいが、本
発明の場合にはまずｘ＝６程度またはそれ以上のＮが含
有されるようにする。また、ＮｄＦｅ_12-yＭ_yＮ_xの場合
には、通常の磁石材料としてはｘ≒１が好ましいが、本
発明の場合にはまずｘ＝２程度またはそれ以上のＮが含
有されるようにする。これにより、材料は過飽和のＮを
抱え込むことにより結晶化状態を維持しきれなくなっ
て、アモルファス（非結晶質）またはそれに近い状態と
なる。

【００１１】このためには、例えば、初めに実質的にＮ
を含有しない材料またはＮ含有量が所望の量よりは少な
いような粉体材料を作製した後、これをＮを含む気体，
固体または液体と反応させることにより材料中にＮを侵
入させてＦｅ−Ｒ−Ｎ系材料とするのがよいが、このと
きＮ含有量が所望の量よりは多くなる程に過多のＮを材
料中に侵入させるようにする。Ｎを侵入させるために気
体を用いる場合には、ＮＨ₃ガス、Ｎ₂＋Ｈ₂混合ガス、
Ｎ₂ガス、およびこれらの混合ガス等（Ｈ₂ガスもしくは
その他の不活性ガス等で希釈する場合を含む）を用いる
ことが出来る。これらのガスを１気圧以上の高圧で用い
ればよりＮを侵入させやすい。なお、ＮＨ₃ガス、Ｎ₂＋
Ｈ₂混合ガスの使用は特に好ましい。これらの場合の処
理温度としては、３００〜６００℃が適している。ま
た、その場合の処理時間としては通常１〜１００h 程度
でよい。

【００１２】次に、この過飽和のＮを適宜な方法により
除去してやると、材料はアモルファス状態から再び正常
な結晶構造（すなわち、例えばＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_xの場合に
はＴｈ₂Ｚｎ₁₇型菱面体構造、またＮｄＦｅ_12-yＭ_yＮ_x
の場合にはＴｈＭｎ₁₂型正方晶構造）に戻る。Ｎを除去
する処理は、Ｈ₂ガス、真空、アルゴンガス、等といっ
たＮ₂分圧の低い気体中において材料を所定時間加熱す
ることにより実施できる。特にＨ₂ガス中や真空中での
加熱が好適である。なお、この処理は、処理の途中にお
いて気体の種類を変化させるという方法、あるいは異な
る種類の気体中での処理を２回以上実施するという方
法、等によって、種類の異なる２種類以上の気体を用い
て行なってもよい。その場合の処理温度としては、２５
０〜５５０℃が適している。また、その場合の処理時間
としては通常０．５〜１００h 程度でよい。このような
方法によれば、材料中のＮ含有量を所望の値に制御しや
すくなる。

【００１３】また、本発明の中、Ｎを除去する処理を磁
場の作用下において行なうようにしたことを特徴とする
鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法の場合にお
いては、この処理を、該処理によりＮ原子の一部が除去
され所望のＮ含有量となされたときの材料のキュリー点
よりも低い温度において行なうことが必要である。本発
明の対象とする鉄−希土類−窒素系永久磁石合金のキュ
リー点は、例えばＳｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ_x（ｘ≒３）の場合には
４８０℃程度、ＮｄＦｅ₁₁ＴｉＮ_x（ｘ≒１）の場合に
は４６０℃程度である。従って、この処理は２５０〜５
００℃、特に３５０〜４５０℃で行なえば多くの場合に
好結果が得られる。処理温度が低すぎるとＮが材料中を
移動拡散する速度が小さくなり過ぎるので、この処理は
１５０℃よりは高い温度で行なう必要がある。また、こ
れらの場合の処理時間としては通常０．５〜１００h 程
度でよい。

【００１４】さて、本発明においては、このＮを除去す
る処理を行なう際に磁場を作用させるようにしたことか
ら、再生される結晶はその影響を受けて、その磁化容易
軸方向が印加磁場方向と一致するような方位関係を保っ
て成長する。１つの粉体粒子の中にたとえ複数の結晶粒
が生成されてきても、それらが有する各々の磁化容易軸
方向は何れも該処理の間の印加磁場方向と一致するので
あるから、結果として、それら全ての結晶粒の磁化容易
軸方向は相互に揃ったもの、すなわち単一方向に揃った
ものとなる。

【００１５】このとき、処理条件を適切に選択すること
により結晶粒の寸法をコントロールして、各結晶粒が単
磁区粒子となるようにすることは好ましい。もっとも本
系磁石材料の場合、結晶粒界を介してもある程度の磁気
的相互作用が働いてしまうことも多いので、上記各結晶
粒を単磁区粒子とするだけでは高特性を得るのには十分
でない場合も多い。これより以前または以後の段階にお
いて粉体粒子そのものの寸法を適切にコントロールする
ことが重要である点は、本発明の場合でも従来材と同様
である。

【００１６】しかし本発明の場合には各結晶粒の磁化容
易軸方向が相互に揃っているので、ある結晶粒における
磁化反転時の困難方向は隣接する結晶粒においてもまた
磁化反転時の困難方向であることから、各結晶粒の磁化
容易軸方向が相互に揃っていない場合よりは磁化反転が
起こりにくい。即ち、本発明によらない通常の多結晶粉
体の場合には、ある結晶粒における磁化容易軸方向と隣
接する結晶粒の磁化容易軸方向とは必ずしも同じではな
いのでそれらの間にはいわばミクロ磁気回路的な状態が
形成されやすく、それによって磁化反転はより容易に起
こってしまうこととなる。

【００１７】Ｎを除去する処理の間に作用させる磁場の
強度については３００Ｏｅ以上であることが必要であ
る。これ以下の磁場強度では本発明の効果が得られにく
い。言うまでもなく、本発明の効果を充分に得るために
は磁場強度は高ければ高いほど好ましい。好ましくは５
００Ｏｅ以上、さらに好ましくは１，０００Ｏｅ以上、
できることなら２，０００Ｏｅ以上であることが望まし
い。もちろん、これ以上の、例えば５，０００Ｏｅ、１
０，０００Ｏｅの磁場を作用させることができるならば
それに越したことはない。しかし、本発明方法において
高い磁場を作用させようとすれば装置に相応の工夫が必
要になってくるとともに、本発明方法では一般には粉体
を処理する場合が多いので必要以上に強い磁場は粉同士
の強い凝集を招くという問題も生じてくることから、効
果が相応に得られる範囲内において適宜な磁場強度に留
めておくのが賢明である。それには約１，０００〜２，
０００Ｏｅ程度を目安にすればよい場合が多い。

【００１８】本発明の製造方法は、ＲをＹ，Ｔｈおよび
すべてのランタノイド元素からなる群の中から選ばれた
１種類または２種類以上の元素の組合せとするとき、原
子百分率で、Ｒ：３〜３０％、Ｎ：０．３〜２５％を含
み、残部が実質的にＦｅから成る鉄−希土類−窒素系永
久磁石合金に適用して効果を有する。また、ＭをＴｉ，
Ｖ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｎｂ，Ｇａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｚr，Ｈf，Ｓi，Ｐ，Ｂiか
らなる群の中から選ばれた１種類または２種類以上の元
素の組合せ、ＸをＣもしくはＢまたはこれらの元素の組
合せとするとき、上記合金のＦｅの一部を置換して、原
子百分率でＭ：０〜１８％、Ｘ：０〜２５％、Ｃｏ：０
〜５０％、Ｎｉ：０〜３０％（なお、Ｍ，Ｘ，Ｃｏ，Ｎ
ｉの全てが０％である場合は上記合金そのものに該当す
る）を含むようにした鉄−希土類−窒素系永久磁石合金
に適用しても、本発明の製造方法は効果を有する。

【００１９】Ｒは、磁気異方性を生み保磁力を発生させ
る上で本質的な役割を担う、極めて重要な構成元素であ
る。Ｒとしては、Ｙ，Ｔｈおよびすべてのランタノイド
元素、すなわち、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，
Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，ＬｕおよびＴｈが含まれ、これらからなる群の中か
ら選ばれた１種類または２種類以上の元素の組合せとし
て用いればよい。Ｒは、原子百分率で３〜３０％、好ま
しくは５〜１８％、さらに好ましくは６〜１２％の範囲
にあることが必要である。

【００２０】Ｒが３％未満では保磁力が得られないの
で、Ｒの下限は３％である。一方、Ｒが３０％を超える
と飽和磁化が小さくなりすぎるとともに、材料の酸化が
激しく耐食性がきわめて悪くなるので、Ｒの上限は３０
％である。安定した磁気特性を得るためには、Ｒの量は
通常５〜１８％の範囲に選ぶことが望ましい。とりわけ
Ｒの量を６〜１２％とするときは高い飽和磁化が得られ
やすい。なお、Ｒを７〜９％に選択し上記Ｍ元素を添加
するときにはＴｈＭｎ₁₂型正方晶構造が安定に得られや
すい。ＴｈＭｎ₁₂型正方晶構造の鉄−希土類−窒素系合
金は優れた永久磁石特性を示すものである（特開平５−
６５６０３号）。

【００２１】Ｎは、本発明においては、上に詳述したよ
うに合金の結晶構造をコントロールする機能を有する点
で、また格子間侵入型の原子として合金の結晶格子を伸
長する効果を有する点で、極めて重要な役割を果たすと
ころの元素である。Ｎが結晶格子伸長の効果を有すると
いう点は、磁気特性面からいうと、合金の飽和磁化が著
しく増加しキュリー点が高められるとともに保磁力もま
た顕著に向上させられるというふうに、本系合金が優れ
た永久磁石特性を示す所以となっている。本発明の最終
的な段階における最終的なＮ含有量、すなわち「所望の
Ｎ含有量」は、原子百分率で０．３〜２５％、好ましく
は５〜２０％、さらに好ましくは６〜１５％の範囲にあ
ることが望ましい。

【００２２】最終的なＮ含有量が０．３％未満では上記
したＮによる結晶格子伸長効果が認められないので、Ｎ
の下限は０．３％である。一方、Ｎが２５％を超えると
飽和磁化がかえって小さくなりすぎるので、Ｎの上限は
２５％である。上記したようなＮの結晶格子伸長効果に
由来する磁気特性向上効果を安定的に発揮させるために
は、Ｎの含有量は通常５〜２０％、とりわけ６〜１５％
の範囲に選ぶことが望ましい。

【００２３】Ｍは、上記合金の中のＦｅの一部を置換し
て用いるとき、磁気特性の向上、耐食性の向上、機械的
特性の向上等に対して効果を有する元素である。それと
同時に、Ｍは前記ＴｈＭｎ₁₂型正方晶構造を生成する上
で大きな効果を持つ元素でもある。ＴｈＭｎ₁₂型正方晶
構造の磁石合金を得るためにはＭを原子百分率で３％以
上用いることが好ましい。ＭとしてはＴｉ，Ｖ，Ｍｏ，
Ａｇ，Ｎｂ，Ｇａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｍ
ｇ，Ｓｎ，Ｇｅ，Ｚr，Ｈf，Ｓi，Ｐ，Ｂiからなる群の
中から選ばれた１種類または２種類以上の元素の組合せ
として用いればよい。Ｍについての上記の効果を発揮さ
せるためには、Ｍの合計量は原子百分率で１８％以下で
あることが望ましく、通常は５〜１５％であることが好
ましい。Ｍが１８％を超えると飽和磁化が小さくなりす
ぎるので、Ｍの上限は１８％である。

【００２４】Ｘ即ちＣもしくはＢまたはこれらの元素の
組合せは、本発明を適用する合金において、Ｎと同様に
結晶格子を伸長する効果を示す。すなわち、磁気特性面
からいうと飽和磁化を増しキュリー点を高めるとともに
保磁力を向上させる。本発明を適用する合金において
は、Ｘを用いないことも可能であるが、Ｘを用いた場合
には上記したような効果を享受することが可能となる。
Ｘを用いる場合のその添加量は、原子百分率で２５％以
下、好ましくは５〜２０％、さらに好ましくは６〜１５
％の範囲にあることが望ましい。

【００２５】Ｘが２５％を超えると飽和磁化が小さくな
りすぎるので、Ｘの上限は２５％である。上記したよう
なＸの添加効果を安定的に発揮させるためには、Ｘの量
は通常５〜２０％、とりわけ６〜１５％の範囲に選ぶこ
とが望ましい。

【００２６】Ｃを含有させる方法については、前記Ｎの
場合と同様にＣを含む適宜な気体，固体または液体と反
応させることにより材料中にＣを侵入させるという方法
によってもよいが、Ｃの場合には、Ｃをもともと含むよ
うなものを原材料として用いることもまた通常に可能で
ある。ただし、Ｃをもともと含むようなものを原材料と
して用いる場合でも、もしＣの化合物の形のものを用い
るときには、極めて安定な化合物，例えばＭ元素との炭
化物，Ｒ元素との炭化物，等は合金中においてＣ原子単
体の形に解離せず、従って格子間侵入型の原子として存
在させることが困難な場合が多いので、あまり好ましく
ない。このような場合のＣの原材料としては、黒鉛等の
純元素，または比較的安定度の低い化合物，例えばＦｅ
₃Ｃ等のようなＦｅとの炭化物，等が推奨される。Ｂを
含有させる方法については、Ｂをもともと含むようなも
のを原材料として用いることが通常に可能である。

【００２７】格子間侵入型元素として、Ｎ，Ｃ，Ｂの元
素を組み合わせて用いるといっそう効果的である場合も
ある。これらはいずれも格子間侵入型に存在し得る原子
であるという点では共通点を有するのであるが、前記の
ように、Ｎは気体から、Ｂ，Ｃは原材料から、というふ
うに敢えて異なった機構を通じて合金中に含有させるよ
うにすれば、それらの各々の機構で占めやすい格子間位
置を各々の原子に占めさせ得ることから、性格の異なる
両機構をともに利用することにより格子間侵入型構造の
形成をより確実なものとするようにできることが期待さ
れる。また、そのような機構の違いに由来して、Ｎと
Ｂ，Ｃとの間にはメカニズム細部については当然差異が
あることが予想され、また、ＢとＣとの間にも原子径・
原子価（即ち，電子構造）等の違いに由来して当然差異
があることも予想される。

【００２８】本発明を適用する鉄−希土類−窒素系永久
磁石材料において、Ｆｅの一部をＣｏで置換することに
より、保磁力を向上させると共に磁気特性の温度特性を
向上させることができる。このためにはＣｏの含有量は
原子百分率で１〜５０％、好ましくは５〜３０％の範囲
にあることが望ましい。Ｃｏ含有量が１％未満ではこれ
らの効果が小さく、また５０％を越えると飽和磁束密度
が次第に低下してくる。Ｃｏの含有量を５〜３０％に選
ぶことにより磁気特性の温度特性が向上する。

【００２９】本発明を適用する鉄−希土類−窒素系永久
磁石材料において、Ｆｅの一部をＮｉで置換することに
より、材料の耐食性を改善させることができる。このた
めにはＮｉの含有量は原子百分率で０．５〜３０％、好
ましくは２〜１０％の範囲にあることが望ましい。０．
５％未満では耐食性の向上効果が少なく、また３０％を
越えると飽和磁束密度が低下する。

【００３０】なお、本発明方法によって得られる材料の
永久磁石特性をいっそう確実なものとし、よりいっそう
優れた所望の特性を得るために、本発明方法と超急冷法
やメカニカルアロイング法等の処理を適宜組み合わせて
もよいことは言うまでもない。

【００３１】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに詳細に説
明するが、本発明は特にこれらに限定されるものではな
い。

【００３２】（実施例１）合金組成が原子比でＳｍ１
１．９％，残Ｆｅとなるように原料を配合し、これをア
ルゴン雰囲気中で溶製した。得られたインゴットを１０
８０℃で１６h 焼鈍した後、鉄製乳鉢中で粗粉砕し、さ
らにディスクミルで粉砕して、約１５μm径の粉体とし
た。この粉体にＮを含有させるために、これをＮＨ₃ガ
ス中において４７０℃で４０h 処理した。この処理によ
り合金中にＮが６．４重量％含有された。これから計算
すると、材料全体としての組成は、原子比でＳｍ８．９
８％，Ｎ２４．６％，残Ｆｅに相当する。

【００３３】次に、この合金粉体材料から過飽和のＮを
除去するために、Ｈ₂ガス中において４４０℃で１６hの
加熱処理を施した。この場合、処理中に磁場を作用させ
るために、上記合金粉体をステンレス金網で軽く包みそ
の外側にアルニコ磁石を配置した。試料粉体は４４０℃
に昇温してもアルニコからの磁束による磁場が１，００
０Ｏｅを下回らないような空間内に配した。次に、雰囲
気をＨ₂ガスから真空に切り換えて、同様な処理を４４
０℃でさらに４０h施した。この処理により合金中のＮ
含有量は３．３重量％となった。これから計算すると、
材料全体としての組成は、原子比でＳｍ１０．２％，Ｎ
１４．２％，残Ｆｅに相当する。この粉体を１５ｋＯｅ
の磁場中で配向させワックスで固化した後、磁気特性を
ＶＳＭによって測定したところ、配向磁場に平行な方向
での特性は、飽和磁化１４５emu/g，保磁力２．９ｋＯ
ｅであった。また、配向磁場に垂直な方向での特性は、
飽和磁化３４emu/g，保磁力１．２ｋＯｅであった。

【００３４】（実施例２）合金組成が原子比でＮｄ８．
４０％，Ｔｉ４．５８％，Ｍｏ４．５８％，残Ｆｅとな
るように原料を配合し、これをアルゴン雰囲気中で溶製
した。得られたインゴットを１０８０℃で１６h 焼鈍し
た後、鉄製乳鉢中で粗粉砕し、さらにディスクミルで粉
砕して、約１５μm径の粉体とした。この粉体にＮを含
有させるために、これをＮＨ₃ガス中において４６０℃
で４０h 処理した。この処理により合金中にＮが５．８
重量％含有された。これから計算すると、材料全体とし
ての組成は、原子比でＮｄ６．５５％，Ｔｉ３．５７
％，Ｍｏ３．５７％，Ｎ２２．０％，残Ｆｅに相当す
る。

【００３５】次に、この合金粉体材料から過飽和のＮを
除去するために、Ｈ₂ガス中において４３０℃で２４hの
加熱処理を施した。この場合、処理中に磁場を作用させ
るために、上記合金粉体をステンレス金網で軽く包みそ
の外側にアルニコ磁石を配置した。試料粉体は４３０℃
に昇温してもアルニコからの磁束による磁場が１，００
０Ｏｅを下回らないような空間内に配した。次に、雰囲
気をＨ₂ガスから真空に切り換えて、同様な処理を４３
０℃でさらに４８h施した。この処理により合金中のＮ
含有量は１．９重量％となった。これから計算すると、
材料全体としての組成は、原子比でＮｄ７．６９％，Ｔ
ｉ４．２０％，Ｍｏ４．２０％，Ｎ８．３９％，残Ｆｅ
に相当する。この粉体を１５ｋＯｅの磁場中で配向させ
ワックスで固化した後、磁気特性をＶＳＭによって測定
したところ、配向磁場に平行な方向での特性は、飽和磁
化１３８emu/g，保磁力２．１ｋＯｅであった。また、
配向磁場に垂直な方向での特性は、飽和磁化４０emu/
g，保磁力１．７ｋＯｅであった。

【００３６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、ある程度大きな粒径を有する粉体であっても大きな
磁気異方性を示すような鉄−希土類−窒素系永久磁石材
料を得ることができるので、異方性ボンド磁石を製作す
る場合等において実用上きわめて有用なものである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＲをＹ，Ｔｈおよびすべてのランタノイ
ド元素からなる群の中から選ばれた１種類または２種類
以上の元素の組合せとするとき、原子百分率で、Ｒ：３
〜３０％、Ｎ：０．３〜２５％を含み、残部が実質的に
Ｆｅから成る鉄−希土類−窒素系永久磁石材料を製造す
るに際して、予め所望のＮ含有量よりは多くのＮを含む
材料を作製した後、次にＮを除去する処理を行なうこと
により該材料中のＮ原子の一部を除去して所望のＮ含有
量とする鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法に
おいて、該Ｎを除去する処理を磁場の作用下において行
なうようにしたことを特徴とする鉄−希土類−窒素系永
久磁石材料の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の鉄−希土類−窒素系永
久磁石材料の製造方法において、磁場の作用下において
Ｎを除去する処理が、Ｈ₂ガス中での加熱処理であるこ
とを特徴とする鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造
方法。
【請求項３】請求項１に記載の鉄−希土類−窒素系永
久磁石材料の製造方法において、磁場の作用下において
Ｎを除去する処理が、真空中での加熱処理であることを
特徴とする鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方
法。
【請求項４】請求項１に記載の鉄−希土類−窒素系永
久磁石材料の製造方法において、磁場の作用下において
Ｎを除去する処理が、アルゴンガス中での加熱処理であ
ることを特徴とする鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の
製造方法。
【請求項５】請求項１ないし４の何れかの項に記載の
鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法において、
磁場の作用下においてＮを除去する処理が、該処理によ
りＮ原子の一部が除去され所望のＮ含有量となされたと
きの材料のキュリー点よりも低い温度において加熱を行
なう処理であることを特徴とする鉄−希土類−窒素系永
久磁石材料の製造方法。
【請求項６】請求項１ないし５の何れかの項に記載の
鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法において、
磁場の作用下においてＮを除去する処理が２５０〜５０
０℃での加熱処理であることを特徴とする鉄−希土類−
窒素系永久磁石材料の製造方法。
【請求項７】請求項１ないし６の何れかの項に記載の
鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法において、
磁場の作用下においてＮを除去する処理が３００Ｏｅ以
上の磁場を作用させて行なうものであることを特徴とす
る鉄−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法。
【請求項８】ＭをＴｉ，Ｖ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｎｂ，Ｇ
ａ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｍｎ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇ，Ｓｎ，Ｇｅ，
Ｚr，Ｈf，Ｓi，Ｐ，Ｂiからなる群の中から選ばれた１
種類または２種類以上の元素の組合せ、ＸをＣもしくは
Ｂまたはこれらの元素の組合せとするとき、請求項１な
いし７の何れかの項に記載の鉄−希土類−窒素系永久磁
石材料の製造方法において、該鉄−希土類−窒素系永久
磁石材料はＦｅの一部を置換することにより、原子百分
率で、Ｍ：０〜１８％、Ｘ：０〜２５％、Ｃｏ：０〜５
０％、Ｎｉ：０〜３０％（ただし、Ｍ，Ｘ，Ｃｏ，Ｎｉ
の全てが０％である場合を除く）を含むようにした鉄−
希土類−窒素系永久磁石材料であることを特徴とする鉄
−希土類−窒素系永久磁石材料の製造方法。
【請求項９】ＲをＹ，Ｔｈおよびすべてのランタノイ
ド元素からなる群の中から選ばれた１種類または２種類
以上の元素の組合せとするとき、原子百分率で、Ｒ：３
〜３０％、Ｎ：０．３〜２５％を含み、残部が実質的に
Ｆｅから成る鉄−希土類−窒素系永久磁石材料を製造す
るに際して、予め所望のＮ含有量よりは多くのＮを含む
材料を作製した後、次にＮを除去する処理を行なうこと
により該材料中のＮ原子の一部を除去して所望のＮ含有
量とするようにしたことを特徴とする鉄−希土類−窒素
系永久磁石材料の製造方法。