JPS62229804A - プラスチツク磁石用Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、射出成形などで作られる小形精密プラスチッ
ク磁石用のＮｄ−Ｆｅ−８を主成分とする合金粉末の新
しい製造法に関する。

（従来の技術） プラスチック磁石は、熱可塑性樹脂に８０〜９０％以上
の粉末を混入して成形され、安価な永久磁石として、お
もちゃや各種電器製品に広く使用されている。

当初、粉末としてはフェライト粉末が主流であったが、
プラスチック磁石の射出成形技術の発達と５ｎ−Ｃｏ系
希土類磁石粉の採用により時計等のステッピングモータ
ーなど小型精密分野に通用されるようになり、広く使用
されるようになっている。

ところで、小型精密分野では、特に、強い磁力を必要と
するために焼結磁石が使用されてきたが、焼結時におけ
る材料の収縮が大きくまた、焼結晶が脆弱なため小型化
には限界があった。

希土類磁石粉は磁力が強＜　、５ｎ−Ｃｏ系合金粉末で
実用化されたが、焼結磁石に比較すると弱いため強い磁
石の出現が要望されていた。

そこで、最近では、５ｎ−Ｃｏ系（サマリウム・コバル
ト系）より高い磁力を有する希土類磁石粉としてＮｄ−
Ｆｅ−Ｂ系（ネオジム系）が開発され焼結磁石で実用化
されている。

ＮｄはＳｎに比較して資源も豊富でかつ安価であること
から広く使われることが期待される。焼結磁石は、異方
性磁石で（ＢＨ）　ｍ　＞　４０ＭＧの高い値を示すが
粉末としては良好な値が得られていない。

粉末として高い磁力（保磁力Ｈｃ）が得られない理由は
、粉末として清浄な粉末が得られないことが原因してい
ると考えられる。

ここで、粉末の製造方法としては特開昭５９−２０４２
０９号公報で開示されているインゴットを機械的に粉砕
するもの、特開昭５７−２１０９３４号公報で開示され
ている溶湯急冷法により得たリボン又はフレークを粉砕
するもの、あるいは特開昭６０−６３３０４号公報で開
示されているインゴットを粗粉砕後に水素吸蔵により微
細化するものなどがある。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、前述刊行物記載の手法で得られたものを初め
、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末は、いずれも粒子形
状が角ばった形状で機械的歪が残留していた。

すなわち、粒子形状が角ばった形状であると、該合金粉
末は熱可塑性樹脂と混練されて射出成形されるものであ
ることがら混練が不充分でしかも射出成形時の流動性が
悪く均一性の点で問題となる。

また、機械的歪が残留していると磁気特性に悪影響を与
えることになる。

更に、従来例では合金粉末のほとんどは平均粒径は５０
μｍ以上とされており、これは冷却速度が遅いために粉
末の表面に樹脂状晶が現われ表面の凹凸が多くなり、前
述の混練及び成形時の流動性が悪く、しかも、粒径が大
きすぎて成形密度の低下を招いていた。

また、従来の溶解−粉砕法では、鋳造時における成分偏
析および粉砕時における加工硬化で粉末の機械的歪みの
残留の問題があり、特に、機械的な歪みを取り除（ため
に、高温下での熱処理を必要とするため、粉砕粉末は焼
結を起こし、最終的には焼結体磁石としてしか利用でき
ないものであった・ 本発明は、斯る従来例の問題点を解決したプラスチック
磁石用Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末の製造法を提供するの
が目的である。

（問題点を解決するための手段） 本発明が前述の目的を達成するために講じた技術的手段
の特徴とする処は、不活性ガスアトマイズ法により溶湯
ノズル径３ｍｍφ以上で６．５ｍφ以下、噴霧ガス圧１
５ｋｇ／ｃｍ２以上の条件で平均粒径４０μｍ以下の球
形でかつ機械的歪みのない粉末を作成し、その後、この
粉末を真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で３００℃〜
４００℃で１時間以上の熱処理を施す点にある。

（実施例） アルゴンガスアトマイズによる粉末製造プロセスを示す
第１図において、■はアトマイズチャンバ、２は真空溶
解炉、３は高周波誘導炉、４はタンディツシュで底部に
はアルミナ製の小孔を有する溶湯ノズルが設置されてい
る。

５は真空用バルブ、６はアルゴン、ヘリウムあるいは窒
素などの不活性ガスを噴出するためのバルブ、７は粉末
回収容器、８はエアー吸引可能なサイクロン、９は真空
引き用バルブである。

前述した第１図の粉末製造プロセスにおいて、重量％で
Ｎｄ　３０％、Ｆｅ　５９％、Ｂ１．２％、Ｃｏ　４％
、Ｄν１．７％、不純物として酸素０．０２％からなる
原料を真空溶解炉２にて、高周波誘導炉３内に装入し、
Ａｒガス、ＨｅガスあるいはＮ２ガス等の不活性ガス雰
囲気下で迅速溶解した後、あらかじめ外部より電気的に
加熱されたタンディツシュ４に傾注する。

そして、タンディツシュ４の底部に設置されている溶湯
ノズルを３ｆｉφ〜７１ｍφまで変化させ、かつ噴霧ガ
ス圧を１０〜１００ｋｇ／ｃｄまで変化させ、アトマイ
ズチャンバ１内で霧化により粉末１０を製造し、回収容
器７に回収した。この粉末の平均粒径と噴霧圧との関係
を第２図に示す。ノズル径２顛φでは溶湯がノズル内で
固化しアトマイズは実施できなかった。また、平均粒径
４０μｍ以下の球形でかつ機械的歪みのない粉末を得る
ためには、次　　　　　　葉 溶湯ノズル径　　　　噴霧圧力 ３龍φ　　　　　　１５ｋｇ／ａｎ！以上４　〃　　　
　　　　　　　　２３　　　〃５　〃　　　　　　　　
　　　３２　　　〃６〃　　　　　　　５５　　〃 ６．５〃８０　　　〃 が必要であることが解る。ここで、７Ｈφ以上になると
噴霧圧力を高くしても４０μｍ以下の粉末が得られない
ことが解る。

次いで、各アトマイズ条件で得られた粉末的５０ｇを真
空加熱炉又は不活性ガス雰囲気下の加熱炉にて、一定温
度で１時間熱処理を行った。

熱処理後、試料を振動試料型磁力計を用い、永久磁石材
として要求される、保磁力を測定した。

平均粒径３０μｍおよび５０μｍの測定結果を第４図に
示す。この第４図から明らかなように熱処理温度３００
〜４００℃で高い保磁力を得ることが出来た。

平均粒径と熱処理により得られた粉末の保磁力の関係を
第３図に示す。この第３図から明らかなように、平均粒
径４０μｍ以下で高い保磁力が得られている。なお、第
３図中には同じ成分組成のインゴットを機械的粉砕（無
水アルコール中、ボールミル粉砕）し、同じ熱処理をし
た粉末Ａの特性および、上記のアトマイズ法により得ら
れた５０μｍ以上の粉末を粉砕し、熱処理した粉末Ｂの
特性も併記している。この第３図により本発明法である
アトマイズおよび熱処理により得られた粉末よりも従来
例による方法が保磁力が著しく低いのは明らかである。

（実施例） 重量％で、Ｎｄ　３０（χ）、Ｆｅ　５９（Ｘ）、８１
．２（χ）、Ｇｏ　４．０（χ）　、Ｄｙ　１．７（χ
）、不純物として酸素０．０２（χ）からなる原料を真
空溶解炉にて、高周波誘導炉内に装入し、＾ｒ雰囲気下
で迅速熔解した後、あらかじめ外部より電気的に加熱さ
れたタンディ・７シユに傾注し、Ａｒガスアトマイズ法
によりノズル径４龍φで、圧力を１５〜１００　ｋｇ／
ｃｔａの間で変化させて粉末を作成し、その後、該粉末
を熱処理温度３００℃〜４００℃で真空下で１時間保持
し、下記表１の結果を得た。

表１ そして、第５図および別紙参考写真に前述表１の実施例
２における粉末の形状を走査型顕微鏡で示している。

この第５図および参考写真でも明らかな如（、平均粒径
４０μｍ以下の球形でかつ機械的歪みのない合金粉末が
得られた。

なお、第５図において、符号１１がプラスチック磁石用
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末であり、平均粒径が４０μｍ
以下で、タップ密度が真密度の６０〜７５％で、球形形
状で、酸素量が０．１％以下、はとんどがＮｄ２Ｆｅｎ
Ｂ相である。

また、第５図の符号１２は粉末粒径を示すための目盛を
示している。

（発明の効果） 本発明によれば、磁気特性がすぐれ、プラスチック磁石
製造時の混練に際し、磁性粉の分散性が良く、射出成形
時の流動性が良く、成形品の均質性にすぐれ、しかも密
度が高く、磁気特性の高いプラスチ・ツク磁石用Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系合金粉末をガスアトマイズ法と熱処理工程を
経て容易かつ多量に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に用いるガスアトマイズプロセスの説明
図、第２図は噴霧圧と平均粒径の関係を示すグラフ、第
３図は平均粒径と保磁力との関係を示すグラフ、第４図
は熱処理温度と保磁力との関係を示すグラフ、第５図は
合金粉末群を示す拡大説明図である。 １・・・アトマイズチャンバ、２・・・真空溶解炉、３
・・・高周波誘導炉、４・・・タンディツシュ、１１・
・・粉末。 第４　図 熱メ１埋−ｖｌｒ’ｃノ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）不活性ガスアトマイズ法により溶湯ノズル径３ｍ
   ｍφ以上で６．５ｍｍφ以下、噴霧ガス圧１５ｋｇ／ｃ
   ｍ＾２以上の条件で平均粒径４０μｍ以下の球形でかつ
   機械的歪みのない粉末を作成し、その後、この粉末を真
   空中あるいは不活性ガス雰囲気中で３００℃〜４００℃
   で１時間以上の熱処理を施すことを特徴とするプラスチ
   ック磁石用Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末の製造法。