JPH10233306A

JPH10233306A - 希土類永久磁石およびその製造方法

Info

Publication number: JPH10233306A
Application number: JP9342395A
Authority: JP
Inventors: Kimio Uchida; 公穂内田; Masahiro Takahashi; 昌弘高橋
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1996-12-20
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 1998-09-02

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。Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｐｒ₆Ｏ₁₁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、Ｂ₂Ｏ₃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Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｐ
ｒ₆Ｏ₁₁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、Ｂ₂Ｏ₃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）Ｎｄ₂Ｏ₃、Ｄｙ₂Ｏ₃、Ｐｒ₆
Ｏ₁₁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
₂Ｏ₃、Ｐｒ₆Ｏ₁₁、Ｄｙ₂Ｏ₃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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。
【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。