JPS63169004A - 永久磁石合金粉末の製造方法 - Google Patents

永久磁石合金粉末の製造方法

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JPS63169004A
JPS63169004A JP62000855A JP85587A JPS63169004A JP S63169004 A JPS63169004 A JP S63169004A JP 62000855 A JP62000855 A JP 62000855A JP 85587 A JP85587 A JP 85587A JP S63169004 A JPS63169004 A JP S63169004A
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JP
Japan
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powder
alloy powder
permanent magnet
magnet alloy
producing
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JP62000855A
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Tomotoshi Hiraki
平木 朝敏
Kimio Uchida
内田 公穂
Masaaki Tokunaga
徳永 雅亮
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0573Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes obtained by reduction or by hydrogen decrepitation or embrittlement

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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、原料として希土類版化物を使用し、溶解及び
粗粉砕工程を8費とせずかつ安価に希土類・鉄・ボロン
系永久磁石付金粉末を製造する製造方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
新しい昼性能永久磁石である希土類−硼素−鉄系永久磁
石の製造方法としては、希土類金属、電解鉄、電解コバ
ルト、純硼素あるいは硼素−鉄合金を原料とし、溶解、
粉砕、磁界中成形および焼結からなる製造方法が開示さ
れている(特開昭59−215460号公報)。しかし
、この方法では高価な希土類金属を使用するため原料コ
ストが高い。
そこで、最近では溶解法に代るものとして、いわゆる還
元拡散法がある。これは、希土類酸化物粉、鉄粉、硼素
−鉄合金粉、コバルト粉の混合粉に、金属カルシウムあ
るいは水素化カルシウムを希土類酸化物粉の還元に要す
る化学′に論的必要量の2〜4倍(沖當比)混合し、不
活性ガス芥囲気中で900〜1200℃に加熱し、得ら
れた反応生成物を水中に投入して反応副生成物を除去す
る希土類−硼素一鉄系水久磁石合金用合金粉の製造方法
が開示されている(特開昭59−219404)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従米方法によるいわゆる還元拡散法では、還元されたR
 (Nd又はDyの少なくとも1種以上の希土類金属)
はFeおよびB、又はFe −B合金と相互拡散して合
金化が進行する過程において、副生成物としてCaOが
生成しスラグを形成する。
しかし、CaOの融点は約2570℃と高く、900〜
1250℃の温度範囲では溶融しないため、還元された
Rの一部がCaOに固着されたFeおよびB。
又はFe−B合金への拡散が困難となシ、希土類金属の
歩留りが悪く実用材料として満足できる磁気午Y性を得
ることは困難であった。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、以上の問題を解決するためにRz Os粉(
ただしRはNd又はDyの少なくとも1種)。
Fe粉、B粉又はFe −8合金粉に還元剤として金属
Ca又はCaHxの少なくとも1樺を用い、更にフラッ
クスとしてCa CtR又はNa CL又はKClの少
なくとも1種を加え、これらの原料を不活性ガス雰囲気
、又は還元性ガス雰囲気、又は実質的な真空の条件下で
900〜1250℃の温度で還元拡散処理し、得られた
反応生成物を水中に投入して副生成物を除去することに
より25.0wt%〜50−0wt%R(ただし、Rは
Nd又はDyの少なくとも1種)。
0 、5 wt%〜5 、 0wt%B、残部実質的に
Feよりなる希土類・鉄・ポロン系永久磁石合金粉末を
得ることを特徴とする永久磁石合金粉末の製造方法であ
る。
RzCh(ただしRはNd又はDyの少なくとも1種)
は加熱の昇温過程の800℃前後から還元剤によって還
元され始め900〜1250℃では完全に還元される。
ξ元剤の量は還元をより確実に行うために還元に心安な
化学Si−論的必要量の1.0倍(重量比)もしくはそ
れ以上が好lしい0但し多量の還元剤の使用は合金の製
造コストを高め、同時に生成合金中の残存カルシウム量
を高め好1しくない。このため実用的な還元剤の量の上
限は20倍(重量比)とされる。第1衣に還元剤の童(
倍(m’量比〕)と生成合金粉末中の残存カルシウム量
、及びこの合金粉末を永久歓石とした時の磁気特性の関
係を示す。
表      1 還元されたR(ただしRはNd又はDyの少なくとも1
!4)はFeおよびB又はFe −B合金と相互拡散し
て合金化が進む。この過程で副生成物としてCaOが生
成しスラグを形成する。CaOは融点が約2570℃と
高いため900〜1250℃の温度では溶融しない。そ
のため還元された希土類の一部がCaOに固着されFe
およびB又けFe −B合金への拡散が困難になり希土
類の歩留りが悪くなり実用材料として満足できる磁気特
性が得られなくなる。
本発明の第1の要点はスラ′グ融点を下げその流動性を
改良し、希土類元素がスラグに固着されることな(Fe
およびB又はFe −B合金への十分な拡散を可能とす
るためCaCtz又はNa C1又はKClの少なくと
も1種を7ラツクスとして加えることにある。Ca C
L2の融点は約770℃、Na CLの融点は約800
℃、KClの融点は約780℃であシ、これらの7ラツ
クスを添加することによ9900℃以上の温Kにおいて
スラグの流動性は良くなシ希土類歩留シは良好になる。
7ラツクスの添加量は還元によって生成するCaOの化
学1!tB的生成景の0.3〜6.0倍(モル比)であ
ることが望ましい。7シツクス派加量が0.3倍(モル
比)未満ではスラグの融点が十分に下がらず、希土類の
歩留りが悪い。
第2表に、フラックスの添加!(倍〔モル比〕)と希土
類(第2表の場合Nd )の歩留シの関係を示す0 表      2 6.0倍(モル比)よシ多い場合は、原料に占めるフラ
ックスの割合(%に体積比率)が多くなり合金粉末製造
の効率が悪くなる。同時に、多量の7シツクスの使用は
合金粉末の製造コストを高め好1しくない。フラックス
としてはCa Ctt * NaCl 、 KClのう
ちいずれかの単独添加によって上記効果が得られる。ま
た、これらの7ラツクスのうちの2種以上の複合添加に
よって、単独添加の場合と同等もしくはそれ以上の良好
な希土類歩留りが得られる。
ここで還元拡散反応の温度は900℃〜1250℃と限
定する。
還元・拡散反応の温度が900℃未満では還元・拡散反
応が不十分であり、所定の組成と均質性を有する合金粉
が得られない。一方、還元拡散反応の温度が1250℃
を越えると、原料混合物と容器との間に反応が生じ、最
終合金粉中の容器から混入する不純物が多くなる。lた
必要保持時間は15分以上好lしくけ30分以上である
。保持時間が15分未満では還元・拡散反応が不十分で
あシ良好なR歩留および良好な磁気特性が得られない。
還元拡散反応終了後、反応物を常温1で冷却する。次い
で反応物を水中に投入して反応物中の副生成物であるC
aO−フラックス(ただし7ラツクスはCa C1m又
はNa CL又はKClの少なくとも1種)を水に溶か
し水洗をくり返すことにより、この副生成物を除去する
。なお、副生成物であるCaO−フラックス(ただし、
フラックスはCa CL*又はNa Ct又はKClの
少なくとも1!M)は容易に水に溶ける。
最後K、本発明を適用するR(ただしRはNd又はDy
の少なくともIFlf) −Fe−B永久磁石用合金粉
末の成分限定理由について説明する。
R(ただしRはNd又はDyの少なくとも1種)は25
.0wt%〜50.0wt%とされる。25.0wt%
未満では十分な保磁力が得られず、50.0wt%を越
えると残留磁束密度が低下する。Bは0.3wt%〜5
.0wt%とされる。0.3wt%未満では十分な残留
磁束密度と保磁力が得られず、またキエーリ一点Tcも
低い。5.0wt%を越えると残留磁束密度が低下する
以下に、この発明による実施例を示し、その効果をさら
に明らかにする。
〔実施例〕
(実施例1) NdzOiN末210. Of 、 −10meah 
 の粒状の金MCa93.89(化学量論的必景量の1
.25倍〔重幇比))*−100meshの粒度のFe
粉288.1 ? 。
−200meshの粒度のFe−B合金粉(20,4w
t%B、a部Fe)31.92* Ca C2R粉末2
07.7f(Ca0の化学量論的生成量の1.0倍〔モ
ル比〕)を秤量し、これらをv型混合器で混合して合計
831.52の母原料を作製した。この母原料をステン
レス製の容器に入れ、Arガス雰囲気中で1100℃×
1Hの条件で還元拡散処理を行りた。次にこの反応物を
水中に投入し、洗浄をくり返し行って副生成物Ca0−
CaCl2を除去した。この結果4B5.2fの粗粉を
得た。この粗粉の組成を分析したところ35.7wt%
Nd 、 1.27wt%B、0.11wt%Ca *
 NFeであった。この粗粉をジェットミルで微粉砕し
て平均粒径6.0μの微粉とした。次にこの粉砕を配向
磁界10KOe、成形圧2 ton/mの条件下で成形
し、得られた成形体をアルゴンガス雰囲気中で1090
℃XIHの条件で焼結した。最後に焼結体に620℃X
IHの条件の熱処理を施した。試料の磁気特性を歯デし
たところ残留磁束@度4πIr=12.0KG、保磁力
fHc = 11.2KOe、 最大エネルギーfP 
(BH)m = 54 、5M−G ・Oeという値を
得た。
(実施例2) 酸化ネオジウム粉末149.3F、粉末の水素化カルシ
ウム95.2F(化学量論的生成量の1.7倍〔重量比
) ) r −100meshの粒度の鉄粉266.4
f 。
−100meshの粒度の純硼素5.6f 、塩化ナト
リウム粉末287.8f(rtJ’化カルシカルシウム
量論的生成量の6.7倍〔モル比〕)を秤量し、これら
をV型混合益で混合して合計804.1の母原料を作製
した。この母原料をステンレス製の容器に入れ、アルゴ
ンガス雰囲気中で1200℃XIHの条件で還元拡散処
理を行った。次にこの反応物を水中に投入し、洗浄をく
り返し行りて副生成物であるCa0−NaClを除去し
た。この結果387.29の粗粉を得た。この粗粉の組
成を分析したところ31.8wt%Nd 、 1 、3
8wt%B、0−15wt%Ca +残部Feであった
。この粗粉を実施例1と同一条件にて永久磁石化し、そ
の磁気特性を測定したところ残留磁束密度4πI r=
12.7KG 、保磁力1Hc=7.7KOe 。
最大エネルギー& (BH)m = 38 、2M−G
 ・Oeという値を得た。
(実施例3) NdzO3粉末116.4f 、 D3’201粉末1
4.Of 。
−10meshの粒状の金属Ca67.5F (化学量
論的必要量の1.5倍〔重量比] )、−100mes
hの粒度のFe粉171.4F 、 −200mesh
の粒度のFe −B合金粉(20,4wtB、残Fe 
)20.6f ecac4粉末187、(1(CaOの
化学量論的生成量の1.5倍〔モル比))、KCt12
5.5f(CaOの化学量論的生成量の1,5倍〔モル
比〕)を秤量し、これをV型混合器で混合して合計69
9.4fの母原料を作成した。
この母原料をステンレス製の容器に入れ、アルゴンガス
雰囲気中で1000℃X2Hの条件で還元拡散処理を行
った。次にこの反応物を水中に投入し、洗浄をくり返し
行って副生成物であるCaO−CaC2霊−KClを除
去した。この結果294.8Fの粗粉を得た0この粗粉
の組成を分析したところ32.1wt%Nd 。
4.0wt%Dy、1.38wt%B 、0.13wt
%Ca、残部Feでありた。この件粉を実施例1と同一
条件にて永久磁石化し、その磁気特性を測定したところ
残留磁束密度4πIr=11.0KG、保磁力1Hc=
16.2KOe *最大エネルギー積(BH)m=31
.6M・G・Oeという値を得た。
〔発明の効果〕
以上記述のように、本発明によって実用材料として十分
使用可□能な優れた磁気特性を有するR(ただしRはN
d又はDyの少なくとも1極)−Fe−B永久磁石用合
金粉末を俗解、粗粉砕工程を必袂とせずかつ安価に製造
することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)R_2O_3粉(ただしRはNd又はDyの少な
    くとも1種)、Fe粉、B粉又はFe−B合金粉に還元
    剤として金属Ca又はCaH_2の少なくとも1種を加
    え、更にフラックスとしてCaCl_2又はNaCl又
    はKClの少なくとも1種を加え、これらの原料を不活
    性ガス雰囲気、又は還元性ガス雰囲気、又は実質的な真
    空の条件下で900〜1250℃の温度で還元拡散処理
    し、得られた反応生成物を水中に投入して反応副生成物
    を除去することにより25.0wt%〜50.0wt%
    R(ただし、RはNd又はDyの少なくとも1種)、0
    .3wt%〜5.0wt%B、残部実質的にFeよりな
    る希土類・鉄・ボロン系永久磁石合金粉末を得ることを
    特徴とする永久磁石合金粉末の製造方法。
  2. (2)特許請求の範囲第1項記載の永久磁石合金粉末の
    製造方法において、還元剤としての金属Ca又はCaH
    _2の少なくとも1種を、還元に必要な化学量論的必要
    量の1.0倍〜2.0倍(重量比)加えることを特徴と
    する永久磁石合金粉末の製造方法。
  3. (3)特許請求の範囲第1項又は第2項に記載の永久磁
    石合金粉末の製造方法において、フラックスとしてのC
    aCl_2又はNaCl又はKClの少なくとも1種を
    、還元によって生成するCaOの化字量論的生成量の0
    .3倍〜6.0倍(モル比)を加えることを特徴とする
    永久磁石合金粉末の製造方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05195025A (ja) * 1992-01-16 1993-08-03 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 希土類金属を含む合金粉末の製造方法
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