JPH10233306A - 希土類永久磁石およびその製造方法 - Google Patents

希土類永久磁石およびその製造方法

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JPH10233306A
JPH10233306A JP9342395A JP34239597A JPH10233306A JP H10233306 A JPH10233306 A JP H10233306A JP 9342395 A JP9342395 A JP 9342395A JP 34239597 A JP34239597 A JP 34239597A JP H10233306 A JPH10233306 A JP H10233306A
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permanent magnet
earth permanent
less
powder
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Kimio Uchida
公穂 内田
Masahiro Takahashi
昌弘 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 還元拡散法で製造したR−Fe−B系永久磁
石用粗粉を用いてなるR−Fe−B系焼結型希土類永久
磁石の磁気特性を改善する。 【解決手段】 還元拡散法で製造されたR−Fe−B系
(RはYを含む希土類元素のうちの1種又は2種以上)
希土類永久磁石用粗粉を、酸素濃度が0.01vol%
以下の窒素ガス中又はアルゴンガス中、あるいはこれら
の混合ガス中で微粉砕し、微粉砕後の微粉を鉱物油又は
合成油又は植物油あるいはこれらの混合油からなる溶媒
中に回収してスラリー状の原料とし、このスラリー状の
原料を磁界中で湿式成形して成形体とし、成形体中の溶
媒を除去した後、焼結することを特徴とする希土類永久
磁石の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、還元拡散法による
原料合金を用いてなる高性能のR−Fe−B系焼結型希
土類永久磁石およびその製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】R−Fe−B系を含む焼結型の希土類永
久磁石は、原料金属を溶解し鋳型に注湯して得られたイ
ンゴットを粉砕、成形、焼結、熱処理、加工するという
粉末冶金的な工程によって製造されるのが一般的であ
る。しかし、原料金属のうち希土類金属は非常に高価で
あり、希土類永久磁石の原価を低減するうえでの問題と
なっていた。これを解決するために、安価な希土類酸化
物を原料として使用し、これを金属Caや金属Mg等の
還元剤で還元して永久磁石用の粗粉を製造するという、
いわゆる還元拡散法が提案されている(特開昭59−2
19404号)。還元拡散法では、生成粗粉と共に、磁
気特性的には有害な反応副生成物であるCaOやMgO
が生成するため、これを除去し、粗粉のみを回収する必
要がある。この方法として、一般的には、還元拡散処理
後の反応生成物を水と反応させ、CaOやMgOを水に
溶解しやすいCa(OH)2やMg(OH)2の形にし
て、洗い流す方法が採用されている。しかし、よく知ら
れている様に、この反応の過程には激しい発熱が伴う。
そのため、水洗処理の間に生成粗粉の表面酸化が進行
し、最終的に得られる粗粉の酸素量が増加する。この様
な理由から、還元拡散法で製造した永久磁石用の粗粉
を、一般におこなわれているジェットミル粉砕やボール
ミル、アトライタ粉砕などで微粉とし、これを乾式で成
形後に焼結しても、焼結体の酸素量の水準は溶解法のイ
ンゴットから製造されたものに比べて高く、磁気特性の
内、特に保磁力の値は低いものであった。そのため、還
元拡散法による粗粉を単独に使用するには、その用途が
限定されるという問題があった。便宜的に、溶解法によ
る粗粉に混ぜて使用される場合もあるが、この場合は希
土類永久磁石の原価を大幅に低減するには至らず、安価
な粗粉であるという利点が十分に生かされない。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、還元拡散法
で製造したR−Fe−B系永久磁石用粗粉を用いてなる
焼結型希土類永久磁石の磁気特性を、大幅に改善しよう
とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】溶解法のインゴットから
製造した粗粉に比べ酸素量の多い還元拡散法で製造した
粗粉を使用し、従来に比して大幅に酸素量を低減し保磁
力が高められた希土類永久磁石の焼結体を製造する方法
について検討した結果、本発明者らは微粉砕以降の工程
での微粉や成形体の酸化防止を徹底的におこなうことに
よってその目的が達成できることを見い出し、本発明に
至った。本発明の要点は、還元拡散法で製造したR−F
e−B系希土類磁石用粗粉を、酸素濃度が0.01vo
l%以下の窒素ガス中又はアルゴンガス中、あるいはこ
れらの混合ガス中で微粉砕し、微粉砕後の微粉を大気に
触れさせずに、鉱物油又は合成油又は植物油あるいはこ
れらの混合油からなる溶媒中に回収してスラリー状の原
料とし、このスラリーを用いて磁場中成形することによ
り成形体を得、次いで成形体中の溶媒を除去した後焼結
して焼結体とすることにある。次いで、所定の熱処理、
表面処理(Niメッキ、エポキシ樹脂コーティング等)
を行い本発明の焼結型希土類永久磁石を得る。
【0005】通常、ジェットミル等を用いて、希土類磁
石用粗粉を窒素ガス中又はアルゴンガス中あるいはこれ
らの混合ガス中で微粉砕する場合には、雰囲気ガス中に
微量の酸素を導入して、雰囲気ガス中の酸素濃度を例え
ば0.05〜0.5vol%に制御しながら微粉砕をお
こなう。これは、酸素の導入がなければ、後工程での微
粉のハンドリング時に、発熱や発火が生じる可能性があ
り、これを防止するためである。この酸素の導入のた
め、粗粉の酸素量の水準に上載せされる形で得られる微
粉の酸素量の水準が増加する。また、ボールミル等を用
いて、希土類磁石用粗粉をヘキサンやトルエン等の有機
溶媒中で微粉砕し、これを乾燥させて使用する場合に
は、微粉の乾燥過程や成形以降のハンドリングの過程で
酸化が進行し、これも粗粉の酸素量の水準に上載せされ
る形で微粉の酸素量の水準が増加するとともに、数μm
の微粉とするための微粉砕時に有機溶媒から導入される
炭素によって微粉砕粉の炭素量が0.2wt%程度に増
大し、磁気特性の内iHcが顕著に低下する。従って、
これら従来の製造方法では、溶解法のインゴット由来の
粗粉に比べて酸素量が多い還元拡散法で製造した粗粉を
使用することによって、最終的に得られる焼結体の酸素
量の水準が高くなり、磁気特性の内特にiHcが低下す
る。
【0006】ところが、本発明では、例えば微粉砕機と
してジェットミルを使用した場合を例にとると、前記の
ように、還元拡散法で製造したR−Fe−B系希土類永
久磁石用粗粉を、酸素濃度が0.01vol%以下とい
う実質的に無酸素状態の窒素ガス又はアルゴンガスある
いはこれらの混合ガス中で微粉砕する。このため、微粉
砕の過程での酸化による酸素量の増加は、きわめてわず
かである。さらに本発明では、微粉砕機の微粉の排出口
に鉱物油又は合成油又は植物油あるいはこれらの混合油
からなる溶媒を設置し、微粉砕後の微粉を大気に触れさ
せずに直接溶媒中に回収しスラリー化する。微粉の表面
は溶媒によって被覆され、大気から遮断されるため酸化
が防止される。スラリー状の原料を磁界中で湿式成形す
る。成形体も、多量の溶媒を含んでいるため、耐酸化性
を有している。成形体中の溶媒を除去した後、焼結して
焼結体とする。以上のような徹底した酸化防止対策によ
って、微粉砕以降の工程での酸素量の増加はきわめて少
なく、このため最終的に得られる焼結体の酸素量の水準
は、還元拡散法で製造した粗粉の酸素量の水準と大差な
いものとなり、焼結体の酸素量の水準としては十分に低
いものとなる。このため、従来の製造方法によるものと
比べて、特に高いiHcが得られる。
【0007】微粉砕は、酸素濃度が0.01vol%以
下、より好ましくは0.005vol%以下、さらに好
ましくは0.002vol%以下の窒素ガス又はアルゴ
ンガスあるいはこれらの混合ガス中でおこなわれる。酸
素濃度が0.01vol%より多い場合には、微粉砕過
程での酸化による酸素量の増加が大きくなり、最終的に
得られる焼結体の酸素量の水準が高くなって、高いiH
cが得られない。本発明で溶媒として使用する鉱物油あ
るいは合成油は、消防法で定めるところの第4類第2、
第3石油類に属し、引火点が21℃以上で200℃未
満、かつ1気圧での分留点が400℃以下、常温での動
粘度が10cst以下のものである。引火点が21℃未
満のものでは、安全性の維持に多大の費用と労力を要
し、大量処理が必要な工業生産には適さない。また1気
圧での分留点が400℃を越えるもの、常温での動粘度
が10cstを越えるものでは、脱溶媒性が悪く、最終
的に得られる焼結体中の残留炭素量が増加してiHcが
低下するため適当ではない。
【0008】また本発明で使用するところの植物油は、
その種類は特に限定されるものではない。例えば大豆
油、コーン油、ひまわり油、なたね油、べに花油あるい
はこれらの混合油などがあげられる。前記の鉱物油、合
成油および植物油の2種類以上を混合した混合油を使用
することも可能である。湿式成形後の成形体には、多量
の溶媒が含まれているため、これを除去してから焼結を
おこなう必要がある。脱溶媒処理の方法も特に限定され
るものではないが、例えば真空排気下での加熱による除
去は、大量処理に適しており有効である。加熱温度が5
00℃を越えると、成形体中の希土類元素と溶媒中の炭
素が反応し、最終的に得られる焼結体中の残留炭素量が
増加するため、加熱温度は500℃以下でおこなう必要
がある。加熱設備の真空度は、無負荷状態で5×10-1
torr以上の真空度が維持できるものが、酸素量の増
加を抑えるために必要である。脱溶媒処理が終了後の成
形体は、非常に活性な状態になっているため、大気に触
れさせずに連続して焼結をおこなう必要がある。焼結
は、実質的な真空下、アルゴンガス雰囲気中、微量のア
ルゴンガスを流した真空排気下などの条件でおこなうこ
とができる。
【0009】本発明で使用する還元拡散法で製造された
R−Fe−B系(RはYを含む希土類元素のうちの1種
又は2種以上)希土類永久磁石用粗粉とは、以下のもの
を言う。Nd23、Dy23、Pr611等の希土類酸
化物と、還元剤である金属Caおよび/又は金属Mg
と、Fe粉、Co粉(酸化Co粉の場合もある)、B粉
(Fe−B粉、B23粉の場合もある)、Fe−Nb
粉、Fe−Ga粉、Cu粉等の永久磁石の組成を構成す
るのに必要な原料粉末とを所定量秤量して混合し、これ
を非酸化性雰囲気下で加熱して、還元剤による希土類酸
化物等の還元作用と、その後の各構成元素の相互拡散に
よる合金形成作用を生じせしめ、還元・拡散処理後の反
応生成物と水(例えばショ等や各種防錆剤を適量含有し
た洗浄用水溶液等)とを反応させて反応副生成物である
CaO、MgO等を除去した後、これを乾燥してR−F
e−B系希土類永久磁石用の粗粉としたもの。R−Fe
−B系永久磁石の製造過程で生じた不適格品、例えば割
れ、欠けが生じた成形体や焼結体、鋳造体を破砕して粉
末化し、これに還元剤である金属Caおよび/又は金属
Mgを所定量加えて混合し、これに上記と同様の還元・
拡散処理、水洗処理、乾燥をおこなって、R−Fe−B
系希土類永久磁石用の粗粉としたもの。R−Fe−B系
永久磁石の製造過程で生じた不適格品、例えば割れ、欠
けが生じた成形体や焼結体、鋳造体を破砕して粉末化
し、これに組成の調整のためにNd23、Dy23、P
611等の希土類酸化物や、必要な場合にはFe粉、
Co粉(酸化Co粉の場合もある)、B粉(Fe−B
粉、B23粉の場合もある)、Fe−Nb粉、Fe−G
a粉、Cu粉等の永久磁石の組成を構成するのに必要な
原料粉末を所定量加え、これにさらに還元剤である金属
Caおよび/又は金属Mgを加え、以上のものを混合し
た混合物に先記と同様の還元・拡散処理、水洗処理、乾
燥をおこなって、R−Fe−B系希土類永久磁石用の粗
粉としたもの。
【0010】本発明によって製造されるR−Fe−B系
希土類永久磁石は、重量百分比率で、主成分がR(Rは
Yを含む希土類元素のうちの1種又は2種以上)27〜
34%、B0.5〜2%、残部Feであり、不可避不純
物成分としてN0.005〜0.1%、O0.2〜0.
5%(好ましくは0.3%以下)、C0.02〜0.2
%(好ましくは0.1%以下)、Ca0.02〜0.2
%(好ましくは0<Ca≦0.1%)の組成を有する。
また必要に応じて、Feの一部をNb0.1〜2%、A
l0.02〜2%、Co0.3〜5%、Ga0.01〜
0.5%、Cu0.01〜1%のうちの1種又は2種以
上で置換することができる。希土類元素Rは27〜34
%とされる。Rが27%未満では十分なiHcが得られ
ず、34%より多い場合には残留磁束密度(Br)が低
下する。Bは0.5〜2%とされる。0.5%未満では
十分なiHcが得られず、2%より多い場合にはBrが
低下する。含有窒素量(N)は酸素濃度が0.01vo
l%以下の窒素ガス中で微粉砕した場合には最終的に得
られるR−Fe−B系焼結型永久磁石のNは0.01〜
0.1%となる。また、酸素濃度が0.01vol%以
下のアルゴンガス中で微粉砕した場合には最終的に得ら
れるR−Fe−B系焼結型永久磁石のNは0.005%
以上でかつ0.01%未満となる。ここで、Nが0.1
%より多い場合にはiHcの発現に有効な希土類量が減
少してiHcが低下し、0.005%未満では得られた
R−Fe−B系焼結型永久磁石に所定の表面処理を施し
て実用に供した場合の耐蝕性が低下する。含有酸素量
(O)は0.2〜0.5%、好ましくは0.3%以下と
される。0.5%より多い場合には、iHcの発現に有
効な希土類量が減少し、焼結体密度が7.53g/cm
3以上でかつiHc13kOe以上を実現することが困
難である。一方、還元拡散法で製造されるR−Fe−B
系永久磁石用の粗粉のOは通常0.2%が下限である。
従って焼結体のO量をこの値以下にすることはできな
い。含有炭素量(C)は0.02〜0.2%、好ましく
は0.1%以下とされる。0.2%より多い場合には、
希土類炭化物の生成量が増大し、焼結密度が7.53g
/cm3以上でかつiHc13kOe以上を実現するこ
とが困難である。また、還元拡散法で製造されるR−F
e−B系永久磁石用の粗粉のC量は通常0.02%が下
限である。従って焼結体のC量をこの値以下にすること
はできない。含有カルシウム量(Ca)は0.02〜
0.2%、好ましくは0<Ca≦0.1%とされる。
0.2%より多い場合には、磁石特性に寄与しない非磁
性のCa化合物の生成量が増大し、焼結体密度が7.5
3g/cm3以上でかつiHc13kOe以上を実現す
ることが困難である。また、還元拡散法で製造されるR
−Fe−B系永久磁石用の粗粉のCa量は通常0.02
%が下限であり、焼結体のCa量をこの値以下にするこ
とができない。還元剤としてMgを用いた場合は、Ca
の場合と同様に、最終的に得られるR−Fe−B系焼結
型希土類永久磁石に含まれる含有マグネシウム量(M
g)は重量百分比率で0.02〜0.2%、好ましくは
0<Mg≦0.1%とされる。両者を併用した場合には
R−Fe−B系焼結型希土類永久磁石に含まれる(Ca
+Mg)量は0.02〜0.2%、好ましくは0<Ca
+Mg≦0.1%とされる。Nbは0.1〜2%とされ
る。0.1%未満では、焼結時の結晶粒粗大化に対する
抑制効果がない。2%より多い場合には、Brが低下す
る。Alは0.02〜2%とされる。0.02%未満で
は、iHcの向上効果が無い。2%より多い場合には、
Brが低下する。Coは0.3〜5%とされる。0.3
%未満では、焼結体の耐蝕性が低下する。5%より多い
場合には、Br、iHcの双方とも低下する。Gaは
0.01〜0.5%とされる。0.01%未満では、保
磁力の向上効果がない。0.5%より多い場合にはBr
が低下する。Cuは0.01〜1%とされる。この範囲
に限定される理由は、Gaと同じである。
【0011】以上本発明の内容を詳細に説明したが、本
発明の製造方法によって、還元拡散法で製造したR−F
e−B系希土類永久磁石用粗粉を使用して、酸素量の水
準が低く高いiHcを有するR−Fe−B系焼結型希土
類永久磁石の製造が可能となる。R−Fe−B系希土類
永久磁石を安価に製造できる技術として、その工業的な
意義は大きい。本発明にかかる製造方法は、希土類永久
磁石のみならず一般的な粉末冶金法により製造される材
料に適用することにより、酸素量の水準の低い焼結体を
製造することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例をもって具
体的に説明するが、本発明の内容はこれに限定されるも
のではない。
【0013】(実施例1)Nd23、Dy23、Pr6
11の希土類酸化物を金属Caで還元し、還元された希
土類元素をFe粉、Fe−B粉等の金属粉に拡散させ、
反応生成物を水洗、乾燥する方法で作製したR−Fe−
B系永久磁石用の粗粉の組成を分析したところ、重量百
分比率でNd24.3%、Pr7.0%、Dy0.7
%、B1.03%、Nb0.5%、Al0.1%、Ga
0.08%、O0.27%、C0.05%、N0.02
%、Ca0.14%、残部Feという分析値を得た。こ
の粗粉50kgを、酸素濃度が0.001vol%の窒
素ガス雰囲気中で、粉砕圧力7.5kg/cm2でジェ
ットミル粉砕し、平均粒度が4.2μmの微粉とした。
この微粉を大気に触れさせずに、ジェットミルの微粉排
出口に設置した鉱物油(商品名出光スーパーゾルPA−
30、出光興産製:引火点81℃、1気圧での分留点2
04〜282℃、常温での動粘度2.0cst)中に直
接回収しスラリー化した。このスラリー状の原料を、所
定の磁場異方性金型を備えた成形機を用いて配向磁界強
度10kOe、成形圧力0.8ton/cm2の条件下
で湿式成形し、成形体とした。成形体を5×10-2to
rrの真空中で200℃×2時間の条件で脱油処理し、
これを大気に触れさせずに、引き続き3×10-4tor
rの真空中で1070℃×3時間の条件で焼結して焼結
体とした。焼結体の組成を分析したところ、重量百分比
率でNd24.2%、Pr6.9%、Dy0.7%、B
1.03%、Nb0.5%、Al0.1%、Ga0.0
8%、O0.29%、C0.08%、N0.05%、C
a0.14%、残部Feという分析値を得た。焼結体の
密度は7.56g/cm3であった。この焼結体にアル
ゴンガス雰囲気中で900℃×1時間と550℃×2時
間の熱処理を各1回施し本発明磁石を得た。機械加工後
磁気特性を測定したところ、表1に示すように、iHc
≧13kOeでかつ(BH)max≧37MGOeの高
い磁気特性が得られた。なお、表1の磁気特性は全て2
0℃で測定した。
【0014】
【表1】
【0015】(比較例1)実施例1で使用したR−Fe
−B系永久磁石用の粗粉50kgを、雰囲気である窒素
ガス中の酸素濃度が0.2vol%になるように制御し
ながら、7.5kg/cm2の粉砕圧力でジェットミル
粉砕し、平均粒度が4.1μmの微粉とした。この微粉
の組成を分析したところ、重量百分比率でNd24.2
%、Pr7.0%、Dy0.7%、B1.03%、Nb
0.5%、Al0.1%、Ga0.08%、O0.72
%、C0.05%、N0.02%、Ca0.14%、残
部Feという分析値を得た。この微粉を所定の磁場異方
性金型を備えた成形機を用いて配向磁界強度10kO
e、成形圧0.8ton/cm2の条件で成形した。次
に、成形体を5×10-4torrの真空中で1090℃
×3時間の条件で焼結した。焼結体の組成を分析したと
ころ、重量百分比率でNd24.2%、Pr7.0%、
Dy0.7%、B1.03%、Nb0.5%、Al0.
1%、Ga0.08%、O0.67%、C0.07%、
N0.02%、Ca0.14%、残部Feという分析値
を得た。焼結体の密度は酸素量0.67wt%を反映し
て7.51g/cm3と低かった。この焼結体にアルゴ
ンガス雰囲気中で900℃×1時間、550℃×2時間
の熱処理を各1回施し比較例の磁石を得た。機械加工後
磁気特性を測定したところ、表1に示すように、実施例
1に比べてiHcが3.2kOe低かった。
【0016】(実施例2)R−Fe−B系永久磁石の製
造工程でクラックの発生のため不適合品となった焼結体
を破砕して粉末とし、組成の調整のためこれにNd
23、Pr611、Dy23の希土類酸化物とFe粉、
Co粉、Fe−B粉などを加え、さらにこれに還元剤で
ある金属Caを所定量加えて混合し、この混合物を非酸
化性雰囲気中で加熱して還元・拡散反応を生じせしめそ
の後反応生成物を水洗、乾燥して作製したR−Fe−B
系永久磁石用の粗粉の組成を分析したところ、重量百分
比率でNd22.0%、Pr6.4%、Dy4.0%、
B1.05%、Nb0.8%、Al0.3%、Co2.
1%、Ga0.15%、Cu0.1%、O0.38%、
C0.09%、N0.02%、Ca0.15%、残部F
eという分析値を得た。この粗粉80kgを、酸素濃度
が0.002vol%の窒素ガス雰囲気中で、粉砕圧力
7.0kg/cm2でジェットミル粉砕し、平均粒度が
4.5μmの微粉とした。この微粉を大気に触れさせず
に、ジェットミルの微粉排出口に設置した合成油(商品
名DN.ロールオイルAL−35、出光興産製:引火点
106℃、1気圧での分留点231〜258℃、常温で
の動粘度2.1cst)中に直接回収してスラリー化し
た。このスラリー状の原料を、所定の磁場異方性金型を
備えた成形機を用いて配向磁界強度12kOe、成形圧
力1.0ton/cm2の条件で湿式成形し成形体とし
た。次いで、成形体を3×10-2torrの真空中で1
80℃×3時間の条件で脱油処理し、これを大気中に触
れさせずに、引き続き5×10-4torrの真空中で1
080℃×4時間の条件で焼結して焼結体とした。焼結
体の組成を分析したところ、重量百分比率でNd21.
9%、Pr6.3%、Dy4.0%、B1.05%、N
b0.8%、Al0.3%、Co2.1%、Ga0.1
5%、Cu0.1%、O0.41%、C0.12%、N
0.04%、Ca0.15%、残部Feという分析値を
得た。焼結体の密度は7.57g/cm3であった。こ
の焼結体にアルゴンガス雰囲気中で900℃×1時間と
580℃×2時間の熱処理を各1回施し本発明磁石を得
た。機械加工後磁気特性を測定したところ、表1に示す
ようにiHc>17.5kOeでかつ(BH)max≧
32.5MGOeの高い磁気特性が得られた。
【0017】(比較例2)実施例2で使用したR−Fe
−B系永久磁石用の粗粉80kgを、雰囲気である窒素
ガス中の酸素濃度が0.1vol%になるように制御し
ながら、7.0kg/cm2の粉砕圧力でジェットミル
粉砕し、平均粒度が4.3μmの微粉とした。この微粉
の組成を分析したところ、重量百分比率でNd21.9
%、Pr6.2%、Dy4.0%、B1.05%、Nb
0.8%、Al0.3%、Co2.1%、Ga0.15
%、Cu0.1%、O0.76%、C0.12%、N
0.02%、Ca0.15%、残部Feという値を得
た。この微粉を所定の磁場異方性金型を備えた成形機を
用いて配向磁界強度12kOe、成形圧力1.0ton
/cm2の条件で成形した。次に、成形体は、3×10
-4torrの真空中で1100℃×4時間の条件で焼結
して焼結体とした。焼結体の組成を分析したところ、重
量百分率でNd21.9%、Pr6.2%、Dy4.0
%、B1.05%、Nb0.8%、Al0.3%、Co
2.1%、Ga0.15%、Cu0.1%、O0.70
%、C0.12%、N0.02%、Ca0.15%、残
部Feという値を得た。焼結体の密度は酸素量0.7w
t%を反映して7.50g/cm3と低かった。この焼
結体にアルゴンガス雰囲気中で900℃×1時間と58
0℃×2時間の熱処理を各1回施し比較例の磁石を得
た。機械加工後磁気特性を測定したところ、表1に示す
ように、実施例2に比してiHcが4.5kOe低かっ
た。
【0018】(実施例3)R−Fe−B系永久磁石の製
造工程でクラックの発生のため不適合品となった焼結体
を破砕した粉末に、還元剤である金属Caを所定量混
ぜ、この混合物を非酸化性雰囲気中で加熱して還元・拡
散反応を生じせしめ、その後反応生成物を水洗、乾燥し
て作製したR−Fe−B系永久磁石用の粗粉を分析した
ところ、重量百分比率でNd27.5%、Pr0.5
%、Dy1.5%、B1.00%、Nb0.7%、Co
2.0%、Al0.1%、O0.25%、C0.07
%、N0.04%、Ca0.12%、残部Feという値
を得た。この粗粉100kgを、酸素濃度が0.000
5vol%のアルゴンガス中で、粉砕圧力7.5kg/
cm2でジェットミル粉砕し、平均粒度が4.0μmの
微粉とした。この微粉を大気に触れさせずに、ジェット
ミルの微粉排出口に設置した灯油中に直接回収してスラ
リー化した。このスラリー状の原料を、所定の磁場異方
性金型を備えた成形機を用いて配向磁界強度8kOe、
成形圧力1.5ton/cm2の条件で湿式成形し成形
体とした。成形体を5×10-2torrの真空中で15
0℃×6時間の条件で脱油処理し、これを大気に触れさ
せずに、引き続き5×10-5torrの真空中で、10
60℃×3時間の条件で焼結して焼結体とした。焼結体
の組成を分析したところ、重量百分比率でNd27.4
%、Pr0.5%、Dy1.5%、B1.00%、Nb
0.7%、Co2.0%、Al0.1%、O0.26
%、C0.09%、N0.04%、Ca0.12%、残
部Feという値を得た。焼結体密度は7.59g/cm
3であった。この焼結体に、アルゴンガス雰囲気中で9
00℃×2時間と500℃×2時間の熱処理を各1回施
し本発明磁石を得た。機械加工後磁気特性を測定したと
ころ、表1に示すようにiHc≧14kOeでかつ(B
H)max≧45MGOeの良好な値が得られた。
【0019】(比較例3)実施例3で使用したR−Fe
−B系永久磁石用の粗粉100kgを、雰囲気であるア
ルゴンガス中の酸素濃度が0.05vol%になるよう
に制御しながら、7.0kg/cm2の粉砕圧力でジェ
ットミル粉砕し、平均粒度が4.0μmの微粉とした。
この微粉の組成を分析したところ、重量百分比率でNd
27.5%、Pr0.4%、Dy1.5%、B1.00
%、Nb0.7%、Co2.0%、Al0.1%、O
0.59%、C0.08%、N0.04%、Ca0.1
2%、残部Feという値を得た。この微粉を所定の磁場
異方性金型を備えた成形機を用いて配向磁界強度8kO
e、成形圧力1.5ton/cm2の条件で成形した。
成形体は3×10-5torrの真空中で、1080℃×
3時間の条件で焼結して焼結体とした。焼結体の組成を
分析したところ、重量百分比率でNd27.5%、Pr
0.4%、Dy1.5%、B1.00%、Nb0.7
%、Co2.0%、Al0.1%、O0.54%、C
0.08%、N0.04%、Ca0.12%、残部Fe
という値を得た。焼結体密度は7.52g/cm3で低
めだった。この焼結体にアルゴンガス雰囲気中で900
℃×2時間と500℃×2時間の熱処理を各1回施し比
較例磁石を得た。機械加工後磁気特性を測定したとこ
ろ、表1に示すように、実施例3の場合に比べてiH
c、(BH)maxが非常に低かった。
【0020】(実施例4)実施例1で得られた還元拡散
法によるR−Fe−B系永久磁石用粗粉の50kgを用
いて、酸素濃度が0.001vol%のアルゴンガス雰
囲気中で、粉砕圧力7.5kg/cm2でジェットミル
粉砕し、平均粒度が4.0μmの微粉とした。この微粉
を大気に触れさせずに、ジェットミルの微粉排出口に設
置した鉱物油(商品名出光スーパーゾルPA−30、出
光興産製:引火点81℃、1気圧での分留点204〜2
82℃、常温での動粘度2.0cst)中に直接回収し
スラリー化した。以後は実施例1と同様にして、重量百
分比率でNd24.2%、Pr6.9%、Dy0.7
%、B1.03%、Nb0.5%、Al0.1%、Ga
0.08%、O0.29%、C0.08%、N0.00
8%、Ca0.14%、残部Feの組成の焼結体を得
た。この焼結体の密度は7.56g/cm3だった。こ
の焼結体にアルゴンガス雰囲気中で900℃×1時間と
550℃×2時間の熱処理を各1回施し本発明磁石を得
た。機械加工後磁気特性を測定したところ、表1に示す
ような良好な値が得られた。
【0021】上記実施例では、得られた焼結磁石の酸素
量が重量百分比率で0.26〜0.41%でかつ密度が
7.56〜7.59g/cm3のものを記載したが、好
ましくは粗粉酸素量が0.27wt%以下、特に好まし
くは粗粉酸素量が0.25wt%以下の粗粉を選別して
用いて上記実施例の条件のもとで微粉砕、磁場中成形、
焼結、熱処理を行うことにより本発明磁石を形成すれ
ば、好ましくは得られた焼結磁石の酸素量が0.3wt
%以下でかつ密度が7.53g/cm3以上でかつiH
cが13kOe以上でかつ(BH)maxが33MGO
e以上のものを、より好ましくは酸素量が0.3wt%
以下でかつ密度が7.55g/cm3以上でかつiHc
が14kOe以上でかつ(BH)maxが34MGOe
以上のものを、特に好ましくは酸素量が0.3wt%以
下でかつ密度が7.56g/cm3以上でかつiHcが
15kOe以上でかつ(BH)maxが35MGOe以
上のものを実現することができる。また、実用に供し得
る上記の高い磁気特性を本発明磁石で実現するに際し、
含有される希土類元素RはNd+PrまたはNd+Dy
またはNd+Pr+Dyの場合が実用的であるが、より
高い密度とiHcとを具備するためにDyを含有するこ
とが好適であり0<Dy≦10wt%の含有がよい。ま
た、本発明は、還元拡散法により作製されたR−Fe−
B系合金粗粉と溶解・鋳造されてなるR−Fe−B系合
金粗粉とを用いて形成したR−Fe−B系焼結型希土類
永久磁石にも適用できることは勿論である。
【0022】
【発明の効果】本発明により、還元拡散法で製造された
安価なR−Fe−B系希土類永久磁石用粗粉を用いて、
従来に比べて酸素含有量の格段に少ないR−Fe−B系
焼結型希土類永久磁石を実現することができた。このた
め、磁石特性を阻害する非磁性相の生成が非常に少なく
抑えられて焼結性が著しく向上した結果、従来に比べて
理論密度に非常に近い高密度のものが得られ、高いiH
cと(BH)maxとを具備したR−Fe−B系の高性
能焼結型希土類永久磁石を実現した。この工業的な意義
は極めて大きく、コスト低減化と高性能化とを実現した
本発明磁石は広範囲な磁石応用品分野へ多大に貢献し得
るものである。

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 還元拡散法で製造されたR−Fe−B系
    (RはYを含む希土類元素のうちの1種又は2種以上)
    希土類永久磁石用粗粉を、酸素濃度が0.01vol%
    以下の窒素ガス中又はアルゴンガス中、あるいはこれら
    の混合ガス中で微粉砕し、微粉砕後の微粉を鉱物油又は
    合成油又は植物油あるいはこれらの混合油からなる溶媒
    中に回収してスラリー状の原料とし、このスラリー状の
    原料を磁界中で湿式成形して成形体とし、成形体中の溶
    媒を除去した後、焼結することを特徴とする希土類永久
    磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】 重量百分比率で、主成分がR(RはYを
    含む希土類元素のうちの1種又は2種以上)27〜34
    %、B0.5〜2%、残部Feであり、不可避不純物が
    O0.5%以下、Ca0.2%以下(0を含まず)であ
    る組成を有し、焼結されてなることを特徴とする希土類
    永久磁石。
  3. 【請求項3】 重量百分比率で、不可避不純物としてN
    0.01〜0.1%、C0.2%以下を含有した請求項
    2に記載の希土類永久磁石。
  4. 【請求項4】 Feの一部をNb0.1〜2%、Al
    0.02〜2%、Co0.3〜5%、Ga0.01〜
    0.5%、Cu0.01〜1%のうちの1種又は2種以
    上で置換した請求項2又は3に記載の希土類永久磁石。
  5. 【請求項5】 固有保磁力(iHc)が13kOe以上
    でかつ焼結体密度が7.53g/cm3以上である請求
    項2乃至4のいずれかに記載の希土類永久磁石。
  6. 【請求項6】 重量百分比率で、主成分がR(RはYを
    含む希土類元素のうちの1種又は2種以上)27〜34
    %、B0.5〜2%、残部Feであり、不可避不純物が
    O0.5%以下、Ca0.2%以下(0を含まず)、
    0.005%≦N<0.01%、 C0.2%以下であ
    る組成を有し、焼結されてなることを特徴とする希土類
    永久磁石。
  7. 【請求項7】 Feの一部をNb0.1〜2%、Al
    0.02〜2%、Co0.3〜5%、Ga0.01〜
    0.5%、Cu0.01〜1%のうちの1種又は2種以
    上で置換した請求項6に記載の希土類永久磁石。
  8. 【請求項8】 固有保磁力(iHc)が13kOe以上
    でかつ焼結体密度が7.53g/cm3以上である請求
    項6又は7に記載の希土類永久磁石。
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