JPWO2012008426A1 - Ｒ−ｔ−ｂ系焼結磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１を準備する工程と、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含むＲＨ拡散源を準備する工程と、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室３内に装入する工程と、焼結磁石体１とＲＨ拡散源２とを処理室３内で連続的または断続的に移動させながら８５０℃超１０００℃以下の温度に加熱するＲＨ拡散工程とを包含する。

Description

本発明は、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ型化合物を主相として有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅを主とする遷移金属元素）の製造方法に関する。

Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ型化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、ハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高い保磁力を維持することが要求されている。

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ型化合物相中のＲの一部を重希土類元素ＲＨ（Ｄｙ、Ｔｂの少なくとも一方からなる）で置換すると、保磁力が向上することが知られている。高温で高い保磁力を得るためには、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石中に重希土類元素ＲＨを多く添加することが有効である。

しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒとして軽希土類元素ＲＬ（Ｎｄ、Ｐｒの少なくとも一方からなる）を重希土類元素ＲＨで置換すると、保磁力が向上する一方、残留磁束密度が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素ＲＨは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。

そこで、近年、残留磁束密度を低下させないように、より少ない重希土類元素ＲＨによってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の保磁力を向上させることが検討されている。本願出願人は、既に特許文献１において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体表面にＤｙ等の重希土類元素ＲＨを供給しつつ、該表面から重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に拡散させる（「蒸着拡散」）方法を開示している。特許文献１では、高融点金属材料からなる処理室の内部において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨバルク体とが所定間隔をあけて対向配置される。処理室は、複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を保持する部材と、ＲＨバルク体を保持する部材とを備えている。このような装置を用いる方法では、処理室内にＲＨバルク体を配置する工程、保持部材と網を載せる工程、網の上にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を配置する工程、更にその上に保持部材と網を載せる工程、網の上に上方のＲＨバルク体を配置する工程、処理室を密閉して蒸着拡散を行う工程という一連の作業が必要となる。

特許文献２は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系金属間化合物磁性材料の磁気特性を向上させることを目的として、低沸点のＹｂ金属粉末とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とを耐熱密封容器内に封入して加熱することを開示している。特許文献２の方法では、Ｙｂ金属の被膜をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に均一に堆積し、この被膜からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の内部に希土類元素を拡散させる（特許文献２の実施例５）。

特許文献３は、重希土類元素としてＤｙまたはＴｂを含む重希土類化合物の鉄化合物をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に付着させた状態で熱処理を行うことを開示している。

国際公開第２００７／１０２３９１号 特開２００４−２９６９７３号公報 特開２００９−２８９９９４号公報

特許文献１の方法では、スパッタ処理や蒸着処理にてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に被膜するのと比べると、７００℃から１０００℃という低い温度で重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に供給することでＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への重希土類元素ＲＨの供給量が過多にならないため、残留磁束密度の低下がほとんどなく保磁力の向上したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製することができた。しかし、重希土類元素ＲＨを供給するＲＨバルク体は反応性が高いものを用いるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と接触しつつ加熱するとＲＨバルク体がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と反応し、変質してしまう恐れがあった。また、処理室内において、ＲＨバルク体とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とが反応しないよう、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と重希土類元素ＲＨからなるＲＨバルク体とを離間して配置する必要があるため、配置のための工程に手間がかかるという問題があった。

一方、特許文献２の方法によると、Ｙｂ、Ｅｕ、Ｓｍのように飽和蒸気圧の高い希土類金属であれば、焼結磁石体への被膜の形成と被膜からの拡散とを同一温度範囲（例えば８００〜８５０℃）の熱処理によって実行することが可能であるが、特許文献２によれば、ＤｙやＴｂのように蒸気圧の低い希土類元素をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体表面へ被膜・堆積するためには、高周波加熱用コイルを用いた誘導加熱により粉末状の希土類金属を選択的に高温に加熱することが必要になる。このようにＤｙやＴｂをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体よりも高い温度に加熱する場合は、ＤｙやＴｂとＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とを一定程度離間させることが必要になる。特許文献２の技術思想および方法によれば、離間しなければ特許文献１に記載の方法と同様にＲＨ拡散源がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と反応し、変質してしまう問題が生じ得る。離間していても、粉末状のＤｙ、Ｔｂを選択的に高温に加熱するとＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面にＤｙやＴｂの被膜が厚く（例えば数十μｍ以上）形成されるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面近傍において主相結晶粒の内部にＤｙやＴｂが拡散してしまい、残留磁束密度の低下が発生することになる。

特許文献３の方法によると、ＤｙやＴｂの鉄合金の粉末がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に付着した状態で熱処理を行うため、固定した付着点からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体にＤｙやＴｂが拡散される。用いるＤｙやＴｂの鉄合金は５０μｍから１００ｎｍの微粉末であるため、熱処理後、完全に取り除くのが難しく熱処理炉内に残りやすい。炉内に残った熱処理後のＤｙやＴｂの鉄合金は次に行なうＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と反応し、コンタミネーションに変質しやすい。そのため特許文献３に開示されているＤｙやＴｂの鉄合金の粉末は熱処理毎に炉内から完全に除去しなければならず、ＤｙやＴｂの鉄合金の粉末は何度も使用することができない。また、ＤｙやＴｂの鉄合金の粉末を溶媒に溶かして塗布したり、スラリー状にして塗る工程が追加されるためＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造に手間がかかるという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、残留磁束密度を低下させることなくＤｙやＴｂの重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面から内部に拡散させるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、ＲＨ拡散源を繰り返し使用でき、かつＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を効率よく生産する製造方法を提供することである。

本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を準備する工程と、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有するＲＨ拡散源を準備する工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入する工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体および前記ＲＨ拡散源を８５０℃超１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程とを包含する。

ある実施形態において、前記処理温度は８７０℃以上１０００℃以下である。

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散源には４０質量％以上８０質量％以下のＦｅが含まれる。

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散源には４０質量％以上６０質量％以下のＦｅが含まれる。

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散工程は、前記処理室を回転させる工程を含む。

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散工程で前記処理室を周速度０．０１ｍ／ｓ以上の速度で回転させる。

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散工程は、攪拌補助部材を前記処理室内に装入して行う。

ある実施形態において、前記攪拌補助部材は、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化硼素または、これらの混合物のセラミックスからなる。

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散工程における前記熱処理は、前記処理室の内部圧力を０．００１Ｐａ以上大気圧以下に調整して行う。

ある実施形態において、他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を準備する工程Ａと、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入した状態で、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体および前記ＲＨ拡散源を８５０℃超１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程Ｂと、を包含する。

ある実施形態において、前記工程Ａおよび前記工程Ｂを繰り返すことにより、同一の前記ＲＨ拡散源から複数の前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して重希土類元素ＲＨを拡散させる。

本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、上記いずれかのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によって製造されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石である。

本発明のＲＨ拡散源は、上記何れかのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に使用されるＲＨ拡散源であって、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有する。

本発明によれば、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有するＲＨ拡散源は、変質することなく、繰り返して使用することができる。

また、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有するＲＨ拡散源を、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入し、８５０℃超１０００℃以下の温度にて連続的または断続的に移動させることで配置の手間がかからずＲＨ拡散処理ができる。

本発明の好ましい実施形態で使用される拡散装置の構成を模式的に示す断面図である。 拡散処理工程時におけるヒートパターンの一例を示すグラフである。

本発明の製造方法では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室（または処理容器）内に装入し、それらを８５０℃超１０００℃以下の温度（処理温度）に加熱保持する。好ましい処理温度は８７０℃以上１０００℃以下である。ここで、ＲＨ拡散源は、重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる）と、３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有する合金である。このとき、例えば、処理室を回転または揺動させたり、処理室に振動を加えたりすることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的にまたは断続的に移動して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源との接触部の位置を変化させたり、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを近接・離間させながら、重希土類元素ＲＨの供給とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への拡散とを同時に実行する（ＲＨ拡散工程）。

本発明では、ＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入し、連続的または断続的に移動させることができるので、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを所定位置に並べる載置の時間が不要となる。

重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとからなる合金をＲＨ拡散源とすることで、ＲＨ拡散工程時にＲＨ拡散源がＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体から染み出すＮｄ、Ｐｒにより変質することを抑制する。

また、本発明のＲＨ拡散源はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と反応しにくいので、８５０℃超から１０００℃以下の温度でＲＨ拡散処理を行っても、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面に供給される重希土類元素ＲＨ（ＤｙまたはＴｂの少なくとも一方からなる）が供給過多とならない。これにより、ＲＨ拡散後の残留磁束密度の低下を抑えながら、充分に高い保磁力を得ることができる。

ここで、ＲＨ拡散源のＦｅの含有量が３０質量％未満であると、重希土類元素ＲＨの体積率が高くなり、その結果、ＲＨ拡散処理中にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体から染み出すＮｄ、ＰｒがＲＨ拡散源に取り込まれ、Ｎｄ、ＰｒがＦｅと反応してＲＨ拡散源の組成がずれ、ＲＨ拡散源が変質してしまう。

一方、Ｆｅの含有率が８０質量％を超えると、ＲＨ含有量が２０質量％よりも少なくなるため、ＲＨ拡散源からの重希土類元素ＲＨの供給量が小さくなり、処理時間が非常に長くなるため量産には適しない。

本発明は、重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有するＲＨ拡散源を８５０℃超から１０００℃以下で連続的または断続的にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とともに移動させることで、処理室内でＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との接触点により、重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体表面から導入し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体内部に拡散させることができる。また、８５０℃超から１０００℃以下という温度範囲が、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体においてＲＨ拡散が促進される温度範囲であり、重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体内部に拡散させやすい状況でＲＨ拡散ができる。８７０℃以上１０００℃以下でＲＨ拡散をより効率的に行うことができる。

本発明のＲＨ拡散源に含まれるＦｅの質量比率は好ましくは４０質量％から８０質量％である。さらに好ましくは４０質量％から６０質量％である。さらに好ましい範囲ではＲＨ拡散源中に含まれるＤｙＦｅ₂等のＲＨＦｅ₂化合物および／またはＤｙＦｅ₃等のＲＨＦｅ₃化合物および／またはＤｙ₆Ｆｅ₂₃等のＲＨ₆Ｆｅ₂₃化合物の体積比率が９０％以上となる。

希土類元素とＦｅとの組合せでは、希土類元素がＮｄ、Ｐｒの場合は原子数比が（ＮｄまたはＰｒ）：Ｆｅ＝１：２、１：３、又は６：２３の１−２、１−３、６−２３の化合物は生成しない。従って、上記さらに好ましい範囲においては、ＲＨ拡散源を１−２、１−３、６−２３の組成比とすることでＲＨ拡散時にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体からしみだしたＮｄ、ＰｒをＲＨ拡散源中のＲＨ−Ｆｅ化合物が取り込むことを防止できるので、ＲＨ拡散源が変質せず、より多くの回数を繰り返し使用できる。

また、ＲＨ拡散処理でのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体への重希土類元素ＲＨの供給過多がなくなり、残留磁束密度Ｂ_rの低下がなくなる。

ここで、ＲＨ拡散工程においてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを処理室内において連続的または断続的に移動させる方法としては、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に欠けや割れを発生させることなく、ＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との相互配置関係を変動させることが可能であれば、任意の方法を採用し得る。例えば、処理室を回転、揺動したり、外部から処理室に振動を加えたりする方法を採用できる。また、処理室内に攪拌手段を設けてもよい。また、処理室を固定し、処理室内に設けた撹拌手段によってＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との相互配置関係を変動してもよい。

重希土類元素ＲＨを主相結晶粒の外側から拡散させることにより、主相外殻部に重希土類置換層を形成することで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部における結晶磁気異方性が高められると、磁石全体の保磁力Ｈ_cJが効果的に向上するとされている。本発明では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に近い領域だけでなく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体表面から離れた内部の領域においても重希土類置換層を主相外殻部に形成することができるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体全体にわたって主相外殻部で効率良く重希土類元素ＲＨが濃縮された層を形成することにより、保磁力Ｈ_cJを向上させることが可能になる一方、重希土類置換層は充分薄く、主相内部には重希土類元素ＲＨの濃度の低い部分が残存するため、残留磁束密度Ｂ_rを殆ど低下させない。

また、本発明では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の組成に重希土類元素ＲＨを含む必要はない。すなわち、希土類元素Ｒとして軽希土類元素ＲＬ（ＮｄおよびＰｒの少なくとも一方からなる）を含有する公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を用意し、その表面から重希土類元素ＲＨを磁石内部に拡散する。本発明によれば、重希土類元素ＲＨの粒界拡散により、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に位置する主相の外殻部にも重希土類元素ＲＨを効率的に供給することが可能になる。もちろん、本発明は、重希土類元素ＲＨが添加されているＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して適用しても良い。ただし、多量の重希土類元素ＲＨを添加したのでは、本発明の効果を充分に奏することはできないため、相対的に少ない量の重希土類元素ＲＨが添加され得る。

好ましい実施形態では、他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を準備する工程Ａと、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入した状態で、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とを処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体およびＲＨ拡散源を８５０℃超１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程Ｂとを実行する。工程Ａおよび工程Ｂを繰り返すことにより、同一のＲＨ拡散源から複数の前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して重希土類元素ＲＨを拡散させてもよい。

ここで、「他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体」とは、同一のＲＨ拡散源を用いて前回のＲＨ拡散工程が実行されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とは異なるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を意味する。また、「複数の前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して重希土類元素ＲＨを拡散させて」とは、未だＲＨ拡散が実行されていないＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対するＲＨ拡散工程を順次繰り返すことにより、重希土類元素ＲＨが拡散されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を順次作製することを意味する。

［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体］
まず、本発明では、重希土類元素ＲＨの拡散の対象とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を準備する。本発明で準備するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体は公知の組成からなる。このＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体は、例えば、以下の組成からなる。
希土類元素Ｒ：１２〜１７原子％
Ｂ（Ｂの一部はＣで置換されていてもよい）：５〜８原子％
添加元素Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、およびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種）：０〜２原子％
Ｔ（Ｆｅを主とする遷移金属であって、Ｃｏを含んでもよい）および不可避不純物：残部
ここで、希土類元素Ｒは、主として軽希土類元素ＲＬ（Ｎｄ、Ｐｒ）から選択される少なくとも一方の元素であるが、重希土類元素を含有していてもよい。なお、重希土類元素を含有する場合は、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方を含むことが好ましい。

上記組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体は、公知の製造方法によって製造される。

以下、作製されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して行う拡散処理工程を詳細に説明する。

［ＲＨ拡散源］
ＲＨ拡散源は、重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有する合金であり、その形態は、例えば、球状、線状、板状、ブロック状、粉末など任意である。ボールやワイヤ形状を有する場合、その直径は例えば数ｍｍ〜数ｃｍに設定され得る。粉末の場合、その粒径は、例えば、０．０５ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲に設定され得る。このように、ＲＨ拡散源の形状・大きさは、特に限定されない。

ＲＨ拡散源の作成方法は、一般的な合金溶製法の他、拡散還元法なども利用できる。

同一のＲＨ拡散源を用いてＲＨ拡散工程を繰り返すと、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体からＲＨ拡散源にＮｄが取り込まれることがある。しかし、Ｎｄが取り込まれても、ＲＨ拡散源の組成が上記の範囲から外れない限り、そのＲＨ拡散源を本発明の製造方法に繰り返して用いることができる。本明細書において「同一のＲＨ拡散源」とは、ＲＨ拡散工程を繰り返すことによってＲＨ拡散源の組成、形状、および重量が変化したとしても、組成が上記の範囲から外れていないＲＨ拡散源を含むものとする。言い換えると、ＲＨ拡散源の同一性は、その組成、形状、および重量が変化しても、ＲＨ拡散源の機能が損なわれない限り、維持される。

なお、Ｎｄの取り込みが発生したとしても、１回のＲＨ拡散工程におけるＲＨ拡散源の組成の変化は僅かである。このため、Ｎｄの取り込みが発生したとしても、ＲＨ拡散源の繰り返し使用可能な回数は大きく減少しない。

ＲＨ拡散源は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｆｅ以外に本発明の効果を損なわない限りにおいて、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｚｎ、Ｚｒ、ＳｎおよびＣｏからなる群から選択された少なくとも１種を含有してもよい。

さらに不可避不純物として、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、ＳｉおよびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種を含んでいてもよい。

［攪拌補助部材］
本発明の実施形態では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源に加えて、攪拌補助部材を処理室内に導入することが好ましい。攪拌補助部材はＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との接触を促進し、また攪拌補助部材に一旦付着した重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体へ間接的に供給する役割をする。さらに、攪拌補助部材は、処理室内において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体同士やＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源との接触による欠けを防ぐ役割もある。

攪拌補助部材は処理室内で運動しやすい形状にし、その攪拌補助部材をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源と混合して処理室の回転、揺動、振動を行うことが効果的である。ここで運動しやすい形状の例として、直径数百μｍから数十ｍｍの球状、楕円状、円柱状等が挙げられる。

攪拌補助部材は、ＲＨ拡散処理中にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体およびＲＨ拡散と接触しても、反応しにくい材料から形成されることが好ましい。攪拌補助部材としてはジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素並びに窒化硼素、または、これらの混合物のセラミックスから好適に形成され得る。また、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｚｒを含む族の元素、または、これらの混合物からも形成されえる。

［ＲＨ拡散工程］
図１を参照しながら、本発明による拡散処理工程の好ましい例を説明する。

図１に示す例では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１およびＲＨ拡散源２がステンレス製の筒３の内部に導入されている。また、図示していないが、ジルコニア球などが攪拌補助部材として筒３の内部に導入されていることが好ましい。この例では、筒３が「処理室」として機能する。筒３の材料は、ステンレスに限定されず、８５０℃超１０００℃以下の温度に耐える耐熱性を有し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１およびＲＨ拡散源２と反応しにくい材料であれば任意である。例えば、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗまたはそれらの少なくとも１種を含む合金を用いてもよい。また、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金を用いてもよい。筒３には開閉または取り外し可能な蓋５が設けられている。また筒３の内壁には、ＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とが効率的に移動と接触を行い得るように、突起物を設置することができる。筒３の長軸方向に垂直な断面形状も、円に限定されず、楕円または多角形、あるいはその他の形状であってもよい。図１に示す状態の筒３は排気装置６と連結されている。排気装置６の働きにより、筒３の内部は減圧され得る。筒３の内部には、不図示のガスボンベからＡｒなどの不活性ガスが導入され得る。

筒３は、その外周部に配置されたヒータ４によって加熱される。筒３の加熱により、その内部に収納されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１およびＲＨ拡散源２も加熱される。筒３は、中心軸の回りに回転可能に支持されており、ヒータ４による加熱中もモータ７によって回動することができる。筒３の回転速度は、例えば筒３の内壁面の周速度を毎秒０．０１ｍ以上に設定され得る。回転により筒内のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体同士が激しく接触して欠けないよう、毎秒０．５ｍ以下に設定するのが好ましい。

図１の例では、筒３は回転するが、本発明は、このような場合に限定されない。ＲＨ拡散工程中に筒３内でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とＲＨ拡散源２とが相対的に移動可能かつ接触可能であればよい。例えば、筒３は、回転することなく揺動または振動していてもよいし、回転、揺動および振動の少なくとも２つが同時に生じていてもよい。

次に、図１の処理装置を用いて行うＲＨ拡散工程の動作を説明する。

まず、蓋５を筒３から取り外し、筒３の内部を開放する。複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１およびＲＨ拡散源２を筒３の内部に装入した後、再び、蓋５を筒３に取り付ける。排気装置６を接続して筒３の内部を真空排気する。筒３の内部圧力が充分に低下した後、排気装置６を取り外す。加熱後、必要圧力まで不活性ガスを導入し、モータ７によって筒３を回転させながら、ヒータ４による加熱を実行する。

拡散熱処理時における筒３の内部は不活性雰囲気であることが好ましい。本明細書における「不活性雰囲気」とは、真空、または不活性ガスを含むものとする。また、「不活性ガス」は、例えばアルゴン（Ａｒ）などの希ガスであるが、焼結磁石体１およびＲＨ拡散源２との間で化学的に反応しないガスであれば、「不活性ガス」に含まれ得る。不活性ガスの圧力は、大気圧以下であることが好ましい。筒３の内部における雰囲気ガス圧力が大気圧に近いと、例えば特許文献１に示された技術では、ＲＨ拡散源２から重希土類元素ＲＨがＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の表面に供給されにくくなる。しかし、本実施形態においては、ＲＨ拡散源２とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とが近接または接触しているため、特許文献１に記載の圧力よりも高い圧力でＲＨ拡散ができる。また、真空度とＲＨの供給量との相関は比較的小さく、真空度を更に高めても、重希土類元素ＲＨの供給量（保磁力の向上度）に大きく影響しない。供給量は、雰囲気圧力よりもＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の温度に敏感である。

本実施形態では、重希土類元素ＲＨを含むＲＨ拡散源２とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とをいっしょに入れた処理室を回転させつつ、加熱することにより、ＲＨ拡散源２から重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の表面に供給しつつ、内部に拡散させることができる。

拡散処理時における処理室の内壁面の周速度は、例えば０．０１ｍ／ｓ以上に設定され得る。回転速度が低くなると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源との接触部の移動が遅くなり、溶着が発生しやすくなる。このため、拡散温度が高いほど、処理室の回転速度を高めることが好ましい。好ましい回転速度は、拡散温度のみならず、ＲＨ拡散源の形状やサイズによっても異なる。

本実施形態では、ＲＨ拡散源２およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の温度を８５０℃超１０００℃以下の範囲内に保持する。この温度範囲は、重希土類元素ＲＨがＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の粒界相を伝って内部へ拡散するのに好ましい温度領域である。

ＲＨ拡散源２は重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとからなり、８５０℃超１０００℃以下で重希土類元素ＲＨが供給過多にならない。熱処理の時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。

また、ＲＨ拡散源２は、変質が起こりにくく、特に体積率でＲＨＦｅ₂またはＲＨＦｅ₃が大部分を占める範囲であるときは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１から染み出すＮｄ、ＰｒがＲＨ拡散源２の中のＲＨ−Ｆｅ化合物に取り込まれることもないので、その結果、変質することなく、ＲＨ拡散源を繰り返して使用することができる。ここで、「ＲＨ拡散源の変質」とは、ＲＨ拡散源の機能が損なわれる程度に組成、形状、および重量が変化し、ＲＨ拡散源の同一性が保持できない状態に変化することを意味するものとする。

処理温度が１０００℃を超えると、ＲＨ拡散源２とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１とが溶着してしまう問題が生じ易く、一方、処理温度が８５０℃以下では、処理に長時間を要する。

保持時間は、ＲＨ拡散処理工程をする際のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１およびＲＨ拡散源２の投入量の比率、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１の形状、ＲＨ拡散源２の形状、および、ＲＨ拡散処理によってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１に拡散されるべき重希土類元素ＲＨの量（拡散量）などを考慮して決められる。

ＲＨ拡散工程時における雰囲気ガスの圧力（処理室内の雰囲気圧力）は、例えば０．００１Ｐａから大気圧の範囲内に設定され得る。

ＲＨ拡散工程後に、拡散された重希土類元素ＲＨをより均質化する目的または拡散された重希土類元素ＲＨをより奥深くまで拡散させる目的でＲ−Ｔ−Ｂ系磁石体１に対する第１熱処理を追加的に行っても良い。熱処理は、ＲＨ拡散源を取り除いた後、重希土類元素ＲＨが実質的に拡散し得る７００℃〜１０００℃の範囲で行い、より好ましくは８５０℃から９５０℃の温度で実行される。この第１熱処理では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１に対して重希土類元素ＲＨの更なる供給は生じないが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体１において重希土類元素ＲＨの拡散が生じるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面側から奥深くに重希土類元素ＲＨを拡散し、磁石全体として保磁力を高めることが可能になる。第１熱処理の時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。ここで、第１熱処理を行なう熱処理炉の雰囲気圧力は、大気圧以下である。好ましいのは１００ｋＰａ以下である。

［第２熱処理］
また、必要に応じてさらに第２熱処理（４００℃〜７００℃）を行うが、第２熱処理（４００℃〜７００℃）を行う場合は、第１熱処理（７００℃〜１０００℃）の後に行うことが好ましい。第１熱処理（７００℃〜１０００℃）と第２熱処理（４００℃〜７００℃）とは、同じ処理室内で行っても良い。第２熱処理の時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。ここで、第２熱処理を行なう熱処理炉の雰囲気圧力は、大気圧以下である。好ましいのは１００ｋＰａ以下である。

（実験例１）
まず、組成比Ｎｄ＝３０．０、Ｄｙ＝０．５、Ｂ＝１．０、Ｃｏ＝０．９、Ａｌ＝０．１、Ｃｕ＝０．１、残部＝Ｆｅ（質量％）のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を作製した。これを機械加工することにより、７．４ｍｍ×７．４ｍｍ×７．４ｍｍの立方体のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を得た。作製したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の磁気特性をＢ−Ｈトレーサによって測定したところ、熱処理（５００℃）後の特性で保磁力Ｈ_cJは１０００ｋＡ／ｍ、残留磁束密度Ｂ_rは１．４２Ｔであった。

次に、図１の装置を用いてＲＨ拡散処理を実行した。筒の容積：１２８０００ｍｍ³、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の投入重量：５０ｇ、ＲＨ拡散源の投入重量：５０ｇであった。ＲＨ拡散源は直径３ｍｍ以下の球形のものを用いた。

拡散処理時における処理室の温度は、図２に示すように変化した。図２は、加熱開始後における処理室温度の変化（ヒートパターン）を示すグラフである。図２の例では、ヒータによる昇温を行いながら、真空排気を実行した。昇温レートは、約１０℃／分である。処理室内の圧力が所望のレベルに達するまで、例えば約６００℃に温度を保持した。その後、処理室の回転を開始する。拡散処理温度に達するまで昇温を行った。昇温レートは約１０℃／分であった。拡散処理温度に達した後、所定の時間だけ、その温度に保持した。その後、ヒータによる加熱を停止し、室温程度まで降温させた。その後、ヒータによる加熱を停止し、室温程度まで降温させた。その後、図１の装置から取り出したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を別の熱処理炉に投入し、拡散処理時と同じ雰囲気圧力で第１熱処理（８００℃〜９５０℃×４時間〜６時間）を行ない、さらに拡散後の第２熱処理（４５０℃〜５５０℃×３時間〜５時間）を行なった。ここで、第１熱処理と第２熱処理の処理温度と時間は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源の投入量、ＲＨ拡散源の組成、ＲＨ拡散温度等を考慮し設定された。

Ｄｙ量、Ｔｂ量、Ｆｅ量を変えたＲＨ拡散源（サンプル１から１８）を用いてＲＨ拡散処理を行ったところ、表１の結果となった。また、比較のため、Ｄｙ金属単体の拡散源、Ｔｂ金属単体の拡散源およびＤｙ−２０質量％ＦｅをＲＨ拡散源として用いて同様の実験（サンプル１９から２２）を行った。ここで、磁気特性は拡散処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の各面を０．２ｍｍずつ研削し、７．０ｍｍ×７．０ｍｍ×７．０ｍｍの立方体に加工した後、Ｂ−Ｈトレーサにてその磁石特性を評価している。表では、「ＲＨ拡散源」の欄には、拡散処理工程で使用したＲＨ拡散源の組成およびサイズが示されている。「周速度」の欄には、図１に示す筒３の内壁面の周速度が示されている。「ＲＨ拡散温度」の欄には、拡散処理中において保持される筒３内の温度が示されている。「ＲＨ拡散時間」の欄は、ＲＨ拡散温度を保持した時間が示されている。「雰囲気圧力」は拡散処理開始時の圧力を示している。ＲＨ拡散処理後の保磁力Ｈ_cJ増加量を「ΔＨ_cJ」、ＲＨ拡散処理後の残留磁束密度Ｂ_r増加量を「ΔＢ_r」で示している。マイナスの数値はＲＨ拡散処理前のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の磁気特性より低下したことを示している。

表１からわかるように、本発明の範囲（重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有するＲＨ拡散源）では、残留磁束密度の低下を０．００５Ｔ以内に抑え、かつ保磁力が向上していた。サンプル３、５から、本発明の効果は雰囲気圧力が高くとも得られることがわかった。

本発明の範囲では、ＲＨ拡散源の組成を除いて同じ条件にてＲＨ拡散処理を行ったサンプル１、２、６、１２、１４から１６を比べると、表１より６０質量％から４０質量％のＤｙおよび４０質量％から６０質量％のＦｅを含有するＤｙ−Ｆｅ合金を用いてＲＨ拡散処理を行ったサンプル２、６、１２、１４で保磁力向上効果（ΔＨ_cJ）が高く、かつ残留磁束密度の低下もなかったのがわかった。また、サンプル１７では６０質量％のＴｂと４０質量％のＦｅを含有するＴｂ−Ｆｅ合金を用いてＲＨ拡散処理を行い、保磁力向上効果（ΔＨ_cJ）が高く、かつ残留磁束密度の低下もなかったのがわかった。また、サンプル１８では３０質量％のＤｙ、３０質量％のＴｂおよび４０質量％のＦｅを含有するＤｙ−Ｔｂ−Ｆｅ合金を用いてＲＨ拡散処理を行い、保磁力向上効果（ΔＨ_cJ）が高く、かつ残留磁束密度の低下もなかったのがわかった。

一方、Ｄｙ金属単体のＲＨ拡散源（サンプル１９）、Ｔｂ金属単体のＲＨ拡散源（サンプル２１）およびＤｙ―２０質量％Ｆｅ合金からなるＲＨ拡散源（サンプル２２）を用いた場合では保磁力は向上しているが、残留磁束密度は最大０．０２Ｔ低下していた。また、サンプル２０のようにＲＨ拡散温度を９００℃にした場合、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源とが溶着してしまっていた。

また、６０質量％から４０質量％Ｄｙ−４０質量％から６０質量％Ｆｅ合金を用いてＲＨ拡散処理を行っても、ＲＨ拡散温度が１０００℃を超えるとサンプル９で焼結磁石体とＲＨ拡散源とが溶着してしまうことがわかった。

（実験例２）
ここで、直径５ｍｍのジルコニア球を重量５０ｇ、攪拌補助部材として追加してＲＨ拡散処理、第１熱処理を行った以外は、実験例１と同じ条件でＲＨ拡散処理を行い、磁気特性を評価したところ、表２の結果となった。

表２の通り、サンプル２３、２４、２６、２７、２８、２９、３０、３１、３２，３３はサンプル１、２、５、６、１２、１４、１５、１６、１７、１８と比べてＲＨ拡散処理時間が半分になったにも関わらず、短時間でＨ_cJの向上効果があり、かつＢ_rがほとんど低下していないことがわかった。サンプル２４、２５、２６を比べても本発明の効果は雰囲気圧力が高くとも効果があることがわかった。

また、表２のサンプル２４と表１のサンプル４との比較により、直径５ｍｍのジルコニア球を投入するとΔＨ_cJが向上することがわかった。これは、ジルコニア球からなる攪拌補助部材が、ＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体との接触を促進し、かつ攪拌補助部材に付着した重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体へ間接に供給する効果によるものと考える。

欠けの発生もサンプル１、２、５、６、１２、１４、１５、１６、１７、１８と比べ抑制されていることがわかった。

（実験例３）
また、サンプル２、６、１２、１４、１９、２２の実験条件で、ＲＨ拡散源を５回、１０回、３０回、５０回繰り返し使用してＲＨ拡散処理をしたときのΔＨ_cJ、ΔＢ_rの値を表３に示す。表３において、サンプル３４はサンプル２、サンプル３５はサンプル６、サンプル３６はサンプル１２、サンプル３７はサンプル１４、サンプル３８はサンプル１９、サンプル３９はサンプル２２の実施条件にてＲＨ拡散処理を行った。

ＲＨ拡散処理後の焼結磁石のＢ_r、Ｈ_cJをＢ−Ｈトレーサで測定したところ、本発明の範囲であるサンプル３４から３７の条件でＲＨ拡散処理を行い、５回、１０回、３０回、５０回と繰り返しても表１のサンプル２、６、１２、１４の数値と変わらなかった。ΔＨ_cJ、ΔＢ_rに変化がないことからＲＨ拡散処理をしたときにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の磁気特性に影響を及ぼすようなＲＨ拡散源の変質は起こっていないことがわかった。

一方、サンプル３８、３９では、５回、１０回、３０回、５０回と繰り返すと、表１のサンプル１９、２２と比べ保磁力の向上効果が低下していた。ΔＨ_cJ、ΔＢ_rに変化があることからＲＨ拡散処理をしたときにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の磁気特性に影響を及ぼすようなＲＨ拡散源の変質は起ったことがわかった。

以上のことから分かるように、Ｆｅを３０質量％から８０質量％含有するＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とを加熱した処理室内で接触させ、かつ、その接触点が固定されないようにすると、量産に適した方法で重希土類元素ＲＨを効果的に焼結磁石体の粒界内に導入し、それによって磁石特性を向上させることが可能である。

（実験例４）
まず、組成比Ｎｄ＝２９．０、Ｐｒ＝１．５、Ｂ＝１．０、Ｃｏ＝０．９、Ａｌ＝０．２、Ｃｕ＝０．１、残部＝Ｆｅ（質量％）のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を作製した。これを機械加工することにより、７．４ｍｍ×７．４ｍｍ×７．４ｍｍの立方体のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を得た。作製したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の磁気特性をＢ−Ｈトレーサによって測定したところ、熱処理（５００℃×１時間）後の特性でＨ_cJは８６０ｋＡ／ｍ、Ｂ_rは１．４０Ｔであった。この値を以下各実験例の特性評価の基準とした。

ＲＨ拡散源は、表４に記載の所定の組成になるようにＤｙ、Ｔｂ、Ｆｅを秤量し、高周波溶解炉で溶解した後、ロール表面速度が２ｍ／秒で回転する銅製の水冷ロールに溶湯を接触させ急冷凝固合金を形成し、スタンプミル、水素粉砕などで粉砕し、ふるい目で３ｍｍ以下に粒度調整をして作製した。

次に、図１の装置を用いてＲＨ拡散工程を実行した。筒の容積：１２８０００ｍｍ³、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の投入重量：５０ｇ、ＲＨ拡散源の投入重量：５０ｇであった。ＲＨ拡散源は直径３ｍｍ以下の不定形のものを用いた。

ＲＨ拡散工程は、処理室内を真空排気した後、アルゴンガスを導入し処理室内の圧力を５Ｐａとし、その後、処理室を回転させながら、ＲＨ拡散温度（８２０℃）に達するまでヒータ４により昇温を行った。昇温中の圧力変動に対してはＡｒガスの放出又は供給を適宜行い、５Ｐａを維持した。昇温レートは約１０℃／分であった。ＲＨ拡散工程を異なる温度（７００℃、８００℃、８７０℃、９００℃、９７０℃、１０００℃、１０２０℃）で行った後、加熱を停止し、室温まで降温させた。その後、図１の装置からＲＨ拡散源を取り出した後、残ったＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対し雰囲気圧力５ＰａのＡｒ中で第１熱処理（９００℃、３時間）を行ない、ひきつづき拡散後の第２熱処理（５００℃、１時間）を行なった。

ここで、磁気特性はＲＨ拡散処理後におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の各面を０．２ｍｍずつ研削し、７．０ｍｍ×７．０ｍｍ×７．０ｍｍの立方体に加工した後、Ｂ−Ｈトレーサにてその磁石特性を評価した。表４の「溶着の有無」で、有はＲＨ拡散工程後ＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石とが溶着したことを示している。

ＲＨ拡散工程を異なる温度（７００℃、８００℃、８７０℃、９００℃、９７０℃、１０００℃、１０２０℃）で行ったときの溶着の有無は表４の結果となった。

サンプル４０から５２は本発明のＲＨ拡散源を用いたものであり、サンプル５３から６１は比較例である。

表４より、サンプル４１から４６、４８から５２に示すように８７０℃から１０００℃の範囲では溶着が発生しないことがわかった。

本発明のＲＨ拡散源を用いても、１０２０℃でＲＨ拡散工程を行った場合、サンプル４０、４７に示したように溶着が発生した。従って、１０００℃以下でＲＨ拡散工程をする必要がある。

サンプル４１から４４、４８から５０に示すように、本発明では８７０℃から１０００℃の範囲で、ＲＨ拡散処理をすることで高いΔＨ_cJを得ることができることがわかった。

一方、Ｄｙ金属単体を拡散源として用いた場合、サンプル５３から５５に示すように８７０℃、９００℃、１０００℃では溶着が発生した。Ｔｂ金属単体を拡散源として用い、拡散工程を行った場合、サンプル５８、５９に示すように８７０℃、９００℃で溶着が発生した。

（実験例５）
表５に記載の条件以外は、実験例４と同じ条件、方法にてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

ＲＨ拡散時の雰囲気圧力の影響について、表５の通り種々の雰囲気圧力でＲＨ拡散工程を行ったところ、雰囲気圧力が０．００１Ｐａから１０００００Ｐａの間（サンプル６２から７１）では、圧力に関係なくＨ_cJが向上した。

（実験例６）
表６に記載の条件以外は、実験例４と同じ条件、方法にてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

ＲＨ拡散時のＲＨ拡散処理容器の周速度の影響について、表６の通り周速度を変えてＲＨ拡散処理を行ったところ、９２０℃のＲＨ拡散工程では周速度を０．０１ｍ／ｓから０．５０ｍ／ｓの間（サンプル７２から７７）で変えても、Ｈ_cJの向上効果に大きな影響がなかった。

（実験例７）
表７に記載の条件以外は、実験例４と同じ条件、方法にてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

Ｄｙ量を８０質量％、７０質量％、６０質量％、５５質量％、５０質量％、４０質量％、３０質量％、２０質量％、１０質量％、１００質量％と変え、ＤｙとＦｅの比率を変えたＲＨ拡散源を用いて、ＲＨ拡散工程を行った後、磁気特性を測定した。検討した結果は表７の通りである。

Ｄｙ量が２０質量％以上７０質量％以下のＲＨ拡散源にてＲＨ拡散工程を９３０℃、７時間行ったサンプル７９から８５では、ΔＨ_cJが高まった。その中でもＤｙ量が６０質量％から４０質量％であるサンプル８０から８３では、Ｂ_rの低下もなく、高いΔＨ_cJを得ることができ、いずれも良好な磁気特性が得られた。

サンプル７９では高いΔＨ_cJを得ることができたが、Ｂ_rが０．０１Ｔ低下した。

サンプル８４、８５ではＢ_rの低下はなかったが、ΔＨ_cJの向上度がサンプル８０から８３ほど高くなかった。

一方、サンプル７８、８７では溶着が発生し、磁気特性を測定できなかった。サンプル８６ではΔＨ_cJが５０ｋＡ／ｍとΔＨ_cJはわずかしか向上しなかった。

（実験例８）
表８に記載の条件以外は、実験例４と同じ条件、方法にてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。

Ｔｂ量を８０質量％、７０質量％、６０質量％、５５質量％、５０質量％、４０質量％、３０質量％、２０質量％、１０質量％、１００質量％と変え、ＴｂとＦｅの比率を変えたＲＨ拡散源を用いて、ＲＨ拡散工程を行った後、磁気特性を測定した。検討した結果は表８の通りである。

Ｔｂ量が２０質量％以上７０質量％以下のＲＨ拡散源にてＲＨ拡散工程を９３０℃、５時間行ったサンプル８９から９５は、高いΔＨ_cJを得ることができた。特にＴｂ量が６０質量％から４０質量％であるサンプル９０から９３では、Ｂ_rの低下もなく、高いΔＨ_cJを得ることができ、いずれも良好な磁気特性が得られた。

サンプル８９では高いΔＨ_cJを得ることができたが、Ｂ_rが０．０１Ｔ低下した。

サンプル９４、９５ではＢ_rの低下はなかったが、ΔＨ_cJの向上度がサンプル９０から９３ほど高くなかった。

一方、サンプル８８、９７では溶着が発生し、磁気特性を測定できなかった。サンプル９６ではΔＨ_cJが７０ｋＡ／ｍとΔＨ_cJはわずかしか向上しなかった。

なお、本発明の拡散処理で実行可能なヒートパターンは、図２に示す例に限定されず、他の多様なパターンを採用することができる。また、真空排気は拡散処理が完了し、焼結磁石体が充分に冷却されるまで行ってもよい。

本発明によれば、高残留磁束密度、高保磁力のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製することができる。本発明の焼結磁石は、高温下に晒されるハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に好適である。

１ Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体
２ ＲＨ拡散源
３ ステンレス製の筒（処理室）
４ ヒータ
５ 蓋
６ 排気装置

Claims (13)

1. Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を準備する工程と、
   重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有するＲＨ拡散源を準備する工程と、
   前記焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入する工程と、
   前記焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、前記焼結磁石体および前記ＲＨ拡散源を８５０℃超１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程と、
   を包含するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
2. 前記処理温度は８７０℃以上１０００℃以下である請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
3. 前記ＲＨ拡散源には４０質量％以上８０質量％以下のＦｅが含まれる請求項１または２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
4. 前記ＲＨ拡散源には４０質量％以上６０質量％以下のＦｅが含まれる請求項１から３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
5. 前記ＲＨ拡散工程は、前記処理室を回転させる工程を含む、請求項１から４のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
6. 前記ＲＨ拡散工程において、前記処理室を周速度０．０１ｍ／ｓ以上の速度で回転させる、請求項１から５のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
7. 前記ＲＨ拡散工程は、攪拌補助部材を前記処理室内に装入して行う請求項１から６のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
8. 前記攪拌補助部材は、ジルコニア、窒化ケイ素、炭化ケイ素、窒化硼素または、これらの混合物のセラミックスからなる請求項７に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
9. 前記ＲＨ拡散工程における前記熱処理は、前記処理室の内部圧力を０．００１Ｐａ以上大気圧以下に調整して行う、請求項１から８のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
10. 他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を準備する工程Ａと、
    前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接または接触可能に処理室内に装入した状態で、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と前記ＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的または断続的に移動させながら、前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体および前記ＲＨ拡散源を８５０℃超１０００℃以下の処理温度に加熱するＲＨ拡散工程Ｂと、
    を包含する請求項１から９のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
11. 前記工程Ａおよび前記工程Ｂを繰り返すことにより、同一の前記ＲＨ拡散源から複数の前記他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して重希土類元素ＲＨを拡散させる、請求項１０に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によって製造されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
13. 請求項１から１１の何れかに記載されているＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に使用されるＲＨ拡散源であって、
    重希土類元素ＲＨ（ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有するＲＨ拡散源。

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