TWI433433B - 黏結磁鐵及磁力輥 - Google Patents

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TWI433433B
TWI433433B TW096105217A TW96105217A TWI433433B TW I433433 B TWI433433 B TW I433433B TW 096105217 A TW096105217 A TW 096105217A TW 96105217 A TW96105217 A TW 96105217A TW I433433 B TWI433433 B TW I433433B
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Takashi Takami
Hiroshi Iwasaki
Yoshinori Kobayashi
Naoki Mochi
Ryuji Gotoh
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Hitachi Metals Ltd
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Description

黏結磁鐵及磁力輥
本發明係有關於一種使用新穎且高性能的肥粒鐵燒結磁鐵之旋轉機、黏結磁鐵、及磁力輥，該肥粒鐵燒結磁鐵與先前的肥粒鐵燒結磁鐵比較時，具有高殘留磁通量密度Br、高固有保磁力HcJ、及HcJ的溫度依存性小。又，本發明係有關於一種前述新穎且高性能的肥粒鐵燒結磁鐵之製法。
磁鐵鉛礦(magnetoplumbite)型(M型)結構的肥粒鐵燒結磁鐵係使用於包含馬達、發電機等旋轉機之各種用途。最近汽車用旋轉機為了小型、輕量化的目的，電氣機器用旋轉機為了高效率的目的，要求更具有高磁特性之肥粒鐵燒結磁鐵。特別是汽車用的旋轉機，從小型、輕量化的觀點，要求一種在邊保持高Br邊薄型化時不會因為所產生的反磁場而減磁之具有高HcJ的肥粒鐵燒結磁鐵。
Sr肥粒鐵、Ba肥粒鐵等M型肥粒鐵燒結磁鐵，能夠藉由以下步驟製造，(a)將氧化鐵和Sr及Ba的碳酸鹽等混合之步驟，(b)藉由鍛燒進行肥粒鐵化反應，來得到鍛燒溶塊之步驟，(c)粗粉碎鍛燒溶塊，並按照必要添加SiO2 、SrCO3 、CaCO3 等，用以控制燒結舉動，添加Al2 O3 或Cr2 O3 及水，用以控制HcJ，並濕式微粉碎至平均粒徑為0.5微米左右之步驟，(d)在磁場中形成肥粒鐵微粒子的漿體，並乾燥之步驟，及(e)焙燒步驟。燒結體可進而加工成按照使用目的之形狀，來製造肥粒鐵燒結磁鐵。
在前述的製造步驟，若濕式微粉碎後之漿體中的微粉末粒子的平均粒徑小時，因為在磁場形成步驟之自成形體之脫水時間會顯著變長，會導致成形效率(平均單位時間之成形個數)大幅度地下降，而使肥粒鐵燒結磁鐵的成本提高。平均粒徑小於0.7微米時特別明顯。平均粒徑較大時，成形效率提升，但是肥粒鐵燒結磁鐵的磁特性會反而會下降。因為在乾式成形時亦同樣地因微粒子化而成形效率下降，所以磁性體粉末必須具有某種程度大小的平均粒徑。
專利第3181559號揭示一種肥粒鐵燒結磁鐵，係以六方晶肥粒鐵作為主相，具有通式：Ca1-x Rx (Fe12-y My )z O19 (R係選自含有Y之稀土類元素及Bi中之至少1種元素且必須含有La，M係Co及/或Ni，x,y及z係各自滿足0.2≦x≦0.8、0.2≦y≦1.0、0.5≦z≦1.2的條件)所表示之組成。在段落[0018]及實施例6，專利第3181559號所記載之肥粒鐵燒結磁鐵與Sr肥粒鐵(SrM)比較時，具有約高出2%的飽和磁化(4π Is)，及約較高10%的異方向性磁場(HA )。具有如此的高值之肥粒鐵燒結磁鐵，預測能夠得到SrM所無法實現之高潛能。亦即，能夠得到4.6kG(460mT)以上的Br，HcJ的最大值有增加約10%的可能性。但是在專利第3181559號之實施例2所記載之試樣No.2的磁特性(O2 =20%焙燒時)，依第2圖所示，Br=4.4kG(440mT)及HcJ=3.93kOe(313kA/m)，此值係比預測值低，尚有大幅度改善餘地。
特開平11-97225號揭示一種異方向性燒結磁鐵，係以六方晶磁鐵鉛礦型肥粒鐵作為主相，使選自稀土類元素(含有Y)及Bi中之至少1種元素為R，使Co或(Co+Zn)為M時， Ba、R、Fe及M之總計構成比率，能夠藉由下述通式：Ba1-x Rx (Fe12-y My )z O19 (其中，0.04≦x≦0.9、0.3≦y≦0.8、0.7≦z≦1.2)來表示。相對於本發明的基本組成，特開平11-97225號之表1所示對應異方向性燒結磁鐵之各鍛燒試料的組成、特別是至少Ca量係而在範圍外。又，所得到的肥粒鐵燒結體的磁特性(第1圖所示之Br及HcJ)，係無法充分滿足高性能化的要求。
國際公開第05/027153號揭示一種肥粒鐵燒結磁鐵，具有M型肥粒鐵結構，係以Sr或Sr及Ba所構成的A元素、含有Y之稀土類元素之至少1種且必須含有La之R元素、Ca、Fe及Co作為必要元素，能夠藉由粉碎、成形及焙燒氧化物磁性材料之步驟來製造。前述氧化物磁性材料能夠藉由下述通式(1)：A1-x-y Cax Ry Fe2n-z Coz O19 (原子比率)，前述肥粒鐵燒結磁鐵能夠藉由下述通式(2)：A1-x-y+a Cax+b Ry+c Fe2n-z COz+d O19 (原子比率)來表示，[其中，在式(1)及(2)，x、y、z及n係各自表示Ca、R元素及Co之含量及莫耳比，a、b、c及d係各自表示在前述粉碎步驟所添加之A元素、Ca、R元素及Co的量，滿足0.03≦x≦0.4、0.1≦y≦0.6、0≦z≦0.4、4≦n≦10、x+y<1、0.03≦x+b≦0.4、0.1≦y+c≦0.6、0.1≦z+d≦0.4、0.50≦{(1-x-y+a)/(1-y+a+b)}≦0.97、1.1≦(y+c)/(z+d)≦1.8、1.0≦(y+c)/x≦20、及0.1≦x/(z+d)≦1.2]。從此肥粒鐵燒結磁鐵必須含有Sr、且Sr或(Sr+Ba)含量係比Ca含量多而言，係脫離本發明之基本組成範圍。由於使用者對高性能化的要求越來越嚴格，國際公開第05/027153號所記載之肥粒鐵 燒結磁鐵雖然具有高磁特性，但並非能夠充分地滿足之物，乃要求更加提高磁特性。
國際公開第06/028185號揭示一種氧化物磁性材料，以具有六方晶的M型磁鐵鉛礦型結構之肥粒鐵作為主相，該氧化物磁性材料具有式：(1-x)CaO‧(x/2)R2 O3 ‧(n-y/2)Fe2 O3 ‧yMO(R係選自La、Nd、Pr之至少一種元素且必須含有La，M係選自Co、Zn、Ni、Mn中之至少一種元素且必須含有Co，x、y、n係表示莫耳比，並滿足0.4≦x≦0.6、0.2≦y≦0.35、4≦n≦6、1.4≦x/y≦2.5)所表示之組成。但是國際公開第06/028185號所記載之氧化物磁性材料，因為未具有Ba而脫離本發明之基本組成範圍，係磁性能亦未能夠充分滿足今日之高性能化的要求之物。
因此，本發明之目的係提供一種與先前比較時具有高Br、高HcJ、及HcJ的溫度依存性小之新穎且高性能的肥粒鐵燒結磁鐵之旋轉機、黏結磁鐵、磁力輥。又，本發明之目的係提供一種前述高性能的肥粒鐵燒結磁鐵之製法。
鑒於上述目的而專心研究的結果，本發明人等發現具有M型肥粒鐵結構，並以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要元素之肥粒鐵燒結磁鐵，具有高Br、高HcJ、及HcJ的溫度依存性小，而考慮到本發明。
亦即，本發明之旋轉機，其特徵係使用肥粒鐵燒結磁 鐵，具有M型肥粒鐵結構，並以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要元素，具有下述通式：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz (原子比率)
[其中(1-x-y)、x、y、z及n係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量、及莫耳比，並滿足0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y之數值]所表示組成。
前述肥粒鐵燒結磁鐵之在293K之固有保磁力(HcJ)(kA/m)、及在233~413K之HcJ的溫度係數(β)(%/K)，係以滿足下式為佳，0<β≦-0.0009×HcJ+0.445、及HcJ≧264。
前述肥粒鐵燒結磁鐵，具有滿足1≦x/z≦3之組成，並具有異方向性，沿著異方向性的賦予方向之M型結晶粒的平均結晶粒徑為0.9微米以上，使縱橫比(粒徑/厚度)為3以下者為30%以上，以含有50%以上為佳，以為60%更佳，能夠賦予良好的旋轉功能性。
製造前述肥粒鐵燒結磁鐵之本發明的方法，其特徵係具有原料的混合步驟、鍛燒步驟、粉碎步驟、成形步驟及焙燒步驟，並使用在成形步驟所產生的成形體的不良品、在焙燒步驟所產生的燒結體的不良品、及加工燒結體時所產 生的加工屑料中之至少1種來製造成形用原料，再將前述成形用原料成形、焙燒。
在前述肥粒鐵燒結磁鐵的製法，前述肥粒鐵燒結磁鐵係以滿足1≦x/z≦3之組成為佳。
在前述肥粒鐵燒結磁鐵的製法，為了得到高磁特性，成形體的不良品、加工燒結體之不良品及燒結體時所產生的加工屑料，係以由M型肥粒鐵結構作為主相之肥粒鐵組成物所構成為佳。
在前述肥粒鐵燒結磁鐵的製法，從M型肥粒鐵結構的安定性及得到高磁特性而言，成形體的不良品、加工燒結體之不良品及燒結體時所產生的加工屑料，係以由具有M型肥粒鐵結構之肥粒鐵組成物所構成為佳。
前述肥粒鐵燒結磁鐵亦可藉由在混合步驟及/或粉碎步驟中添加Sr化合物，使用Sr取代Ba含量(y)的50%以下。
前述肥粒鐵燒結磁鐵以具有下述通式：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz Oα (原子比率)[其中(1-x-y)、x、y、z、n及α係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量、莫耳比及O的含量，並滿足0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y之數值。其中，表示x=z且n=6時之化學計量組成比時，α=19]所表示組成為佳。
本發明之黏結磁鐵，其特徵係由肥粒鐵粉末及黏合劑所構成，肥粒鐵粉末具有M型肥粒鐵結構，並以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要元素，具有下述通式：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz (原子比率)[(1-x-y)、x、y、z及n係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量、及莫耳比，並滿足0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y之數值]所表示組成。
本發明之磁力輥，以由前述黏結磁鐵構成至少一個磁極部為佳。
 〔1〕組成 (A)氧化物磁性材料的組成
本發明所使用之肥粒鐵燒結磁鐵及黏結磁鐵用肥粒鐵粉末的原料，係以具有六方晶結構之肥粒鐵為主，以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要元素之氧化物磁性材料，以具有下述通式：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz (原子比率)
[(1-x-y)、x、y、z及n係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量、及莫耳比，並滿足 0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、及4≦n≦7之數值]所表示基本組成之物為佳。氧化物磁性材料以鍛燒體為佳。
Ca含量(1-x-y)以0.3~0.6為佳，以0.35~0.55為更佳。(1-x-y)小於0.3時M相無法安定地生成，因為剩餘的R元素生成正肥粒鐵而使磁特性下降。(1-x-y)大於0.6時會生成CaFeO3-x 等不良的相。
R元素與Co的莫耳比x/z的值以0.31≦x/z≦21.7為佳，以1≦x/z≦3為較佳，以1.2≦x/z≦2為更佳。x/z小於0.31時會顯著地產生含有大量Co之異相，角形比(Hk/HcJ)會顯著地變差。x/z大於21.7時，顯著地產生正肥粒鐵等異相，而使磁特性大大地下降。
R係La、Ce、Nd及Pr等稀土類元素之至少1種且必須含有La。為了賦予高磁特性，R元素中的La比率以50原子%以上為佳，以70原子%以上為更佳，以La單獨(其中，容許無法避免的不純物)為特佳。因為R元素中La在M相中最容易固溶，所以La的比率越大時提高磁特性之效果越大。R含量(x)以0.2~0.65為佳，以0.3~0.6為較佳，以0.35~0.55為更佳，以0.4~0.5為特佳。x小於0.2時在M相中Co的取代量不充分，M型肥粒鐵結構變為不安定，生成CaO‧Fe2 O3 、CaO‧2Fe2 O3 等異相而使磁特性大大地下降。x大於0.65時，未反應之R元素的氧化物增加，會進而產 生正肥粒鐵等不良的相。
Ba含量(y)以0.001~0.2為佳，以0.005~0.2為較佳，以0.01~0.2為更佳，以0.02~0.15為特佳，以0.02~0.12為最佳。y小於0.001時Ba的添加無法得到提升磁特性的效果。y大於0.2時磁特性反而下降。
Co含量(z)以0.03~0.65為佳，以0.1~0.55為更佳，以0.2~0.4為特佳。z小於0.03時Co的添加無法得到提升磁特性的效果。又，因為在鍛燒體中會有未反應的α-Fe2 O3 殘留，在濕式成形時會發生漿體從成形模型的孔穴漏洩。z大於0.65時會生成含有大量Co的異相而使磁特性大大地下降。
莫耳比n係反映(Ca+R+Ba)與(Fe+Co)莫耳比的值，以2n=(Fe+Co)/(Ca+R+Ba)表示。莫耳比n以4~7為佳，以4~6為較佳，以4.6~5.8為更佳，以4.9~5.6為特佳。n小於4時非磁性部分的比率變多。氧化物磁性材料係鍛燒體時，鍛燒體粒子的形態變為過度扁平而使HcJ大幅度地下降。n大於7時在鍛燒體中會有未反應的α-Fe2 O3 殘留，在濕式成形時會發生漿體從成形模型的孔穴漏洩。
氧化物磁性材料係鍛燒體時，為了提高磁特性，以含有B2 O3 的換算值為0.05~0.2質量%的B或是SiO2 的換算值為0.05~0.2質量%的Si為佳。B或Si的含量小於0.05質量%，無法得到提高磁特性的效果，大於0.2質量%時磁特性反而下降。
(B)肥粒鐵燒結磁鐵及肥粒鐵粉末的組成
本發明所使用的肥粒鐵燒結磁鐵及黏結磁鐵用肥粒鐵 粉末，具有M型肥粒鐵結構，並以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要元素，具有下述通式：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz (原子比率){其中(1-x-y)、x、y及z係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量、n係表示莫耳比，並滿足0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y之數值}所表示之基本組成。
本發明的旋轉機所使用之肥粒鐵燒結磁鐵及黏結磁鐵用肥粒鐵粉末，係改良M型結晶粒不容易成為六角板狀之先前的Ca‧R‧Co系肥粒鐵燒結磁鐵及黏結磁鐵用肥粒鐵粉末粒子的缺點而成。亦即，能夠得到厚度相對較厚(縱橫比較小)的M型結晶粒，具有極為接近從4π Is及HA 所預測之原來磁特性潛能的Br及HcJ，且HcJ的溫度依存性[溫度係數(β)]低。
Ca含量(1-x-y)為0.3~0.65，以0.4~0.55為佳。(1-x-y)小於0.3時M相變為不安定，剩餘的R元素生成正肥粒鐵而使磁特性下降。(1-x-y)大於0.65時不會生成M相，會生成CaFeO3-x 等不良的相。
R元素係La、Ce、Nd及Pr等稀土類元素之至少1種且必須含有La，為了賦予高磁特性，R元素中的La比率以 50原子%以上為佳，以70原子%以上為更佳，以La單獨(其中，容許無法避免的不純物)為特佳。R含量(x)為0.2~0.65為佳，以0.3~055為佳，以0.35~0.5為更佳。x小於0.2時在M相中Co的取代量不充分，M型肥粒鐵結構變為不安定。x大於065時，未反應之R元素的氧化物增加，會進而產生正肥粒鐵等不良的相。
Ba含量(y)為0.001~0.2，以0.005~0.2為佳，以0.01~0.2為較佳，以0.02~015為更佳，以0.02~0.12為特佳。y小於0.001時Ba的添加無法得到提升磁特性的效果。y大於0.2時磁特性反而下降。
Co含量(z)為0.03~0.65，以0.1~0.55為更佳，以0.2~0.4為特佳。z小於0.03時Co的添加無法得到提升磁特性的效果。z大於0.65時會生成含有大量Co的異相而使磁特性大幅度地下降。
莫耳比n係與前述氧化物磁性材料時之莫耳比n相同意思，為4~7，以4~6為佳，以4.5~5.5為較佳，以4.6~5.4為更佳。n小於4時非磁性部分的比率變多，磁特性下降。n大於7時，未反應之α-Fe2 O3 增加而使磁特性大幅度地下降。
R元素與Co的莫耳比x/z的值為0.73≦x/z≦15.62，以1≦x/z≦3為佳，以1.2≦x/z≦2為特佳。藉由選擇滿足此等值之組成，能夠顯著地提升磁特性。
(R元素含量)>(Co含量)>(Ba含量)時，亦即，x>y>z時，提升磁特性之效果大。又，(Ca含量)>(Ba含量)時，亦即1-x-y>y時，具有高磁特性。
含有B2 O3 的換算值為0.05~0.2質量%的B為佳，以含有0.08~0.15質量%為更佳。藉由含有此等量的B，能夠得到更高的磁特性。小於0.05質量%時無法得到含有B的效果，大於0.2質量%時磁特性反而下降。
在粉碎步驟對肥粒鐵燒結磁鐵添加相對於基本組成物總量之0.1~3質量%的Cr2 O3 或Al2 O3 ，藉由隨後的成形及焙燒，能夠得到更高的HcJ。Cr2 O3 或Al2 O3 的添加量小於0.1質量%時無法得到HcJ提升磁特性的效果。大於3質量%時Br大幅度地下降。
前述肥粒鐵燒結磁鐵及黏結磁鐵用肥粒鐵粉末以具有下述通式：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz Oα (原子比率)
[其中(1-x-y)、x、y、z、n及α係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量、莫耳比及O的含量，並滿足0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y之數值。其中，表示x=z且n=6時之化學計量組成比時，α=19]所表示組成為佳。
R元素的含量x與Co含量z的關係係x=z且莫耳比n=6時，氧的莫耳比α為19。氧氣的莫耳數會因Fe及Co的價數、n值、R元素的種類、鍛燒或焙燒溫環境而不同。相對於金屬元素之氧的比率會因在還原性環境焙燒時之氧缺損 (vacancy)、在M型肥粒鐵中之Fe的價數變化、及Co的價數變化等而變化。因此，實際上氧的莫耳數α會有從19偏移的情形。
[2]製造方法 (1)肥粒鐵燒結磁鐵 (A)氧化物磁性材料之製造
氧化物磁性材料(鍛燒體)能夠藉由固相反應法、共沈澱法、水熱合成法等液相法、玻璃析出法、噴霧熱分解法、氣相法、或此等組合來製造。此等之中，因為實用性高，以固相反應法為佳。亦可將2種以上不同鍛燒條件及/或鍛燒體組成的鍛燒體各自粗粉碎並摻合而作為氧化物磁性材料而使用。例如亦可混合具有n=4及n=7的組成之鍛燒粉，來作為本發明所使用的氧化物磁性材料而使用。而且亦將成形體或燒結體的不良品或加工屑料等回收料作為氧化物磁性材料而使用。
固相反應法係使用氧化物的粉末、因鍛燒而成為氧化物之化合物(Ca化合物、R元素的化合物、Ba化合物、鐵化合物、Co化合物)的粉末、及按照必要之Sr化合物的粉末作為原料。將此等原料粉末調配成規定組成，再鍛燒(肥粒鐵化)所得到的混合物來製造鍛燒體(通常為顆粒狀或熔塊)。
鍛燒以在大氣中(實質上係相當於氧分壓為0.05~0.2atm的程度)進行為實用，但是可在氧過剩環境下(例如氧分壓為大於0.2atm、1atm以下)，特別是在氧100%環境中進行。鍛燒溫度以1373~1623K為佳，以1423~1573K為更佳。鍛 燒時間以1秒~10小時為佳，以0.1~3小時為更佳。鍛燒體以實質上係由M相所構成之物為佳。
相對於100質量份鍛燒前的混合物，藉由添加0.05~0.2質量份的硼化合物或SiO2 ，能夠得到更高的磁特性。硼化合物或SiO2 的添加量小於0.05質量份時無法得到添加效果，大於0.2質量份時，磁特性反而下降。硼化合物以H3 BO3 、B2 O3 、偏硼酸鹽[Ca(BO2 )2 ]等為佳。
Ca化合物係使用Ca的碳酸鹽、氧化物、氯化物等。
R元素的化合物係使用La2 O3 等的氧化物、La(OH)3 等氫氧化物、La2 (CO3 )3 ‧8H2 O等的碳酸鹽、及La(CH3 CO2 )3 ‧1.5H2 O、La2(C2 O4 )3 ‧10H2 O的有機酸鹽等。特別是混合稀土類(La、Nd、Pr、Ce等)的氧化物、氫氧化物、碳酸鹽、有機酸鹽等，因為價廉而能夠降低成本。
Ba化合物係使用Ba的碳酸鹽、氧化物、氯化物等。
鐵化合物係使用氧化鐵、氫氧化鐵、氯化鐵等。製造壓延鋼板時等所產生之價廉的氧化鐵原料之軋製鐵鱗，因為與通常等級之肥粒鐵燒結磁鐵用的氧化鐵比較時係低品質，所以先前無法使用作為高性能肥粒鐵燒結磁鐵用。但是，在本發明的製法，即便使用軋製鐵鱗作為原料時，亦能夠得到先前的高性能肥粒鐵燒結磁鐵同等以上的磁特性。能夠使用的軋製鐵鱗粉末為粒徑1微米以下[使用掃描型電子顯微鏡(SEM)觀察並確定]、氧化鐵≧98質量%、Al含量(Al2 O3 換算量)≦0.2質量%、Si含量(SiO2 換算量)≦0.25質量%、Ca含量(CaO換算量)≦0.25質量%及Cr含量(Cr2 O3 換算量)≦0.05質量%。軋製鐵鱗粉末以粒徑0.1~1微米、 氧化鐵≧98.0質量%、Al含量(Al2 O3 換算量)≦0.15質量%、Si含量(SiO2 換算量)≦0.20質量%、Ca含量(CaO換算量)≦0.20質量%及Cr含量(Cr2 O3 換算量)≦0.04質量%為較佳。
Co化合物以使用CoO、Co3 O4 等的氧化物、CoOOH、Co(OH)2 、Co3 O4 ‧m1 H2 O(m1 係正數)等的氫氧化物、CoCO3 等的碳酸鹽、及m2 CoCO3 ‧m3 Co(OH)2 ‧m4 H2 O等的鹼性碳酸鹽(m2 、m3 、m4 係正數)為佳。
(B)鍛燒體及/或回收料的粉碎
鍛燒體及/或回收料(成形體的不良品、燒結體的不良品或加工屑料)的粉碎，可按照必要使用顎式破碎機、錘磨機等粗破碎後，使用振動研磨機、輥磨機等進行乾式粗粉碎。為了降低後步驟的濕式或乾式微粉碎的負荷，粗粉碎粉的平均粒徑以2~5微米為佳。平均粒徑能夠藉由空氣透過法(測定裝置：(費歇爾粒徑分析儀；Fisher Sub-Sieve Sizer、以下簡稱F.S.S.S)，以體密度65%基準來測定。接著，進行濕式微粉碎或乾式微粉碎。粉碎成形體時，在實用上以省略粗破碎及粗粉碎，而直接進行濕式或乾式微粉碎為佳。
濕式微粉碎係在乾式粗粉碎後，加水並使用立式球磨機、球磨機等濕式微粉碎機來進行。為了提高工業生產性(脫水特性等)及磁特性，微粉碎粉的平均粒徑以0.4~1.3微米(使用F.S.S.S，並以體密度65%基準來測定)為佳。粉碎至平均粒徑小於0.4微米時，因焙燒時之異常結晶粒成長會導致HcJ下降、濕式成形時脫水特性顯著變差。平均粒徑大於1.3微米時，因為肥粒鐵燒結體中的粗大結晶粒的比率增大，使HcJ大幅度地下降。微粉碎粉的平均粒徑以 0.7~1.3微米為較佳，以0.8~1.3微米為更佳，以0.8~1.2微米為特佳。
濕式微粉碎時，相對於肥粒鐵燒結磁鐵的組成物總量，以添加0.1~1.5質量%SiO2 為佳，以添加0.2~1質量%更佳。藉由添加SiO2 ，能夠穩定地得到高HcJ。SiO2 的添加量小於0.1質量%時無法得到添加效果，大於1.5質量%時，粒成長的抑制效果太大，使Br下降。
濕式微粉碎時，相對於肥粒鐵燒結磁鐵的組成物總量，以添加0.2~1.5質量%CaCO3 為佳，以添加0.3~1.3質量%更佳。藉由添加CaCO3 ，在焙燒時能夠促進M型肥粒鐵粒子的粒成長，而提高Br。CaCO3 的添加量小於0.2質量%時無法得到添加效果，大於1.5質量%時，焙燒時的粒成長過度進行，使HcJ大幅度地下降。
濕式微粉碎時，相對於100質量份鍛燒粉及/或回收料(成形體的不良品、燒結體的不良品或加工屑料)粉末，藉由添加0.05~10質量份的氧化鐵，不會使磁特性變差且能夠調整肥粒鐵燒結磁鐵的莫耳比n。
濕式微粉碎後，將所得到的漿體按照必要進行濃縮、成形。濃縮係用離心分離、壓濾機等來進行。
(C)成形
成形能夠使用乾式或濕式來進行。未施加磁場而加壓成形時，能夠得到等方向性的肥粒鐵燒結磁鐵用成形體。施加磁場而加壓成形時，能夠得到具有高磁特性之異方向性肥粒鐵燒結磁鐵用成形體。為了提高成形體的配向度，在濕式磁場中成形比在乾式磁中成形為佳。
濕式成形係藉由使成形用漿體在磁場中成形的方法來進行。以成形壓力為0.1~0.5噸/平方公分左右、印加磁場強度為398~1194kA/m左右為佳。
乾式成形能夠藉由以下的方法來進行，(a)在室溫或加熱(323~373K左右)乾燥漿體，使用立式球磨機等粉碎而成形之方法，(b)將在磁場中成形漿體而得到的成形體，使用破碎機等破碎後，使藉由平均粒徑為100~700微米左右的篩分級所得到的磁場配向顆粒在乾式磁場中成形之方法，(c)使藉由乾式粗粉碎及乾式微粉碎所得到的微粉末，在乾式磁場中成形或在乾式無磁場成形之方法等。乾式成形的壓力為0.1~0.5噸/平方公分左右為佳，施加磁場時，印加磁場強度以398~1194kA/m左右為佳。
藉由回收使用成形體的不良品、燒結體的不良品或加工屑料之至少1種所構成的粉末作為成形用原料，能夠降低成本並對環境保全有貢獻。成形體的不良品可舉出的有產生破裂或龜裂等之物、尺寸不良之物等。燒結體之不良品可舉出的有尺寸不良品或磁特性不良品、產生破裂或龜裂等之物等。加工屑料可舉出的有切斷燒結體時之零碼材、或磨削加工或研磨加工燒結體時所產生的磨削粉或研磨粉等。因為磨削粉或研磨粉含有磨粒或油分等異物，所以較佳是採用經鍛燒過之物。雖然亦可100%使用成形體的不良品、燒結體的不良品及加工屑料等回收料來製造成形用原料，但是以並用非回收料的鍛燒粉及回收料為佳。兩者的調配比率沒有特別限定，以5~95質量份：95~5質量份為佳。
(D)焙燒
成形體藉由在大氣中自然乾燥、或是在大氣中或氮環境中加熱(373~773K)乾燥，來除去水分及分散劑等後，藉由焙燒而成為肥粒鐵燒結磁鐵。焙燒以在大氣中(實質上氧分壓為0.05~0.2atm左右)進行為實用。亦可在氧過剩環境中(例如氧分壓為大於0.2atm、1atm以下)、特別是在氧100%環境中進行焙燒。焙燒係在1423~1573K、較佳是1433~1543K的溫度，進行0.5~5小時、較佳是1~3小時。本發明所使用的肥粒鐵燒結磁鐵的密度以5.05~5.10克/立方公分為佳。
(2)黏結磁鐵
為了提高複合物中的填充率，黏結磁鐵用肥粒鐵粉末以縱橫比(最大直徑/厚度)高的板狀粒子為佳。粒子的縱橫比以1~10為佳，以1.5~5為較佳，以1.5~3為更佳。縱橫比脫離1~10的範圍時，因為無法提高磁粉的填充率而無法得到高Br。粒子的厚度以0.1~5微米為佳，以0.2~4微米為較佳，以0.2~3微米為更佳。粒子的縱橫比能夠從SEM照片求取(c面的最大直徑)/(c軸方向的厚度)而得到。
(A)氧化物磁性材料的製造
黏結磁鐵用肥粒鐵粉末的氧化物磁性材料，能夠藉由肥粒鐵燒結磁鐵時同樣的方法來製造。固相反應法時，為了得到縱橫比高的鍛燒體粒子，以在鍛燒時添加熔劑(助熔劑)為佳。因為除了添加熔劑以外，係與肥粒鐵燒結磁鐵的氧化物磁性材料之製法同樣，所以將說明省略。
藉由在鍛燒時添加熔劑(助熔劑)來控制粒子形態，能夠得到高縱橫比的粒子。熔劑以選自SrCl2 ‧2H2 O、CaCl2 ‧2H2 O、MgCl2 、KCl、NaCl及BaCl2 ‧2H2 O等氯化物、 及以NaBO2 ‧4H2 O或Na2 B4 O7 等為代表之含有元素周期表的Ia或IIa元素之縮合硼酸鹽所組成群組中之至少1種為佳。相對於100質量份前述混合物，熔劑的添加量以0.5~10質量份為佳，以1~8質量份為較佳，以1.5~5質量份為更佳。熔劑的添加量小於0.5質量份時，板狀化不充分，添加量大於10質量份時，非磁性相的比率增大，使Br大幅度地下降。
(B)鍛燒體之粉碎
使用肥粒鐵燒結磁鐵時同樣的方法，來粉碎鍛燒體。因為具體上的方法係同樣，所以將說明省略。
黏結磁鐵用肥粒鐵粉末用的微粉碎粉的平均粒徑(使用F.S.S.S，並以體密度65%基準來測定)係以0.9~3微米為佳，以0.9~2微米為較佳，以1~2微米為更佳。微粉碎粉的平均粒徑小於0.9微米時，黏結磁鐵的成形體密度及Br大幅度地下降，大於3微米時，黏結磁鐵的HcJ下降。
鍛燒時添加熔劑時，對濕式微粉碎後的漿體進行水洗來除去熔劑。乾式微粉碎時，對所得到的微粉末進行水洗來除去熔劑，隨後進行乾燥成為微粉末。亦可在對濕式微粉碎後的漿體進行水洗及乾燥後，進行輕度地乾式微粉碎。藉由乾式微粉碎(使用球磨機等)，能夠將鍛燒體粒子之主要的突起部分磨損，來提升配向性，且能夠將所得到的微粉末之粒徑分布變為寬廣，而提高填充性(壓縮密度)。
(C)熱處理
藉由在大氣中(相當於氧分壓為0.05~0.2atm左右)對微粉碎後的粉末進行熱處理，能夠提升HcJ。而且，在氧分 壓為大於0.2atm、1atm以下，特別是在氧100%環境中進行熱處理時，能夠更提升HcJ。又，M型結構安定時，在氧過少的環境中(氧分壓為小於0.05atm之氮氣環境中等)，亦能夠得到效果。熱處理之溫度以973~1273K為佳，以973~1243K為較佳，以973~1223K為更佳。溫度小於973K時，無法得到提升HcJ的效果，大於1273K時，肥粒鐵粒子顯著地產生凝聚，黏結磁鐵的Br及HcJ大幅度地下降。保持時間以0.1~10小時為佳，以1~5小時為更佳。小於0.1小時的情況，提升HcJ的效果降低，處理時間長於10小時的情況，無法得到進一步的效果。
熱處理後的肥粒鐵粉末為了消除凝聚，以浸漬於水中後，進行乾燥並於必要使用混料器等加以粉碎為佳。
熱處理後的肥粒鐵粉末實質上係由M相所構成(具有M型肥粒鐵結構)、平均粒徑(F.S.S.S)以0.9~3微米為佳，以0.9~2微米為較佳，以1~2微米為更佳。縱橫比以1~10為佳，以1.5~5為較佳，以1.5~3為更佳。藉由具有此種縱橫比，能夠得到高配向性，且能夠進行以高填充率的方式進行複合物的混煉。熱處理後的肥粒鐵粉末粒子的縱橫比的測定，能夠與測定鍛燒體粒子同樣地進行。
對肥粒鐵微粉末，藉由添加Bi2 O3 換算為0.2~0.6質量%的Bi化合物並混合後，進行熱處理，能夠得到高Br及高HcJ。添加Bi化合物時，熱處理後的肥粒鐵粒子的c軸方向的厚度增加而成為具有渾圓之粒子形態。藉由具有渾圓之粒子形態，能夠提高在黏合劑中的分散性、填充性及配向性。Bi化合物的添加量小於0.2重量%時無法得到添加效 果，大於0.6重量%時，Br等下降。
(D)複合物及黏結磁鐵的製造
藉由肥粒鐵粉末的表面處理及混煉肥粒鐵粉末與黏合劑，來製造複合物。亦可省略表面處理。表面處理係藉由對肥粒鐵粉末添加0.1~1質量%的矽烷系偶合劑或鈦系偶合劑等表面處理劑來進行。亦可按照必要在大氣中在溫度343~423K加熱0.5~5小時。藉由進行表面處理，來提高黏結磁鐵的強度及/或Br。
混煉以對85~95質量份肥粒鐵粉末調配15~5質量份黏合劑來進行為佳，以調配90~95質量份肥粒鐵粉末及10~5質量份黏合劑為較佳，以調配91~94質量份肥粒鐵粉末及9~6質量份黏合劑為更佳。黏合劑以使用熱塑性樹脂、熱固性樹脂、橡膠材料等為佳。使用熱固性樹脂時係對成形體進行加熱固化處理。又，亦可以使用具有熔點小於肥粒鐵粉末的居里溫度之低熔點金屬或合金作為黏合劑。肥粒鐵粉末的調配比率小於85質量%時無法得到高Br。大於95質量%時複合物中的肥粒鐵粉末之分散性及填充均勻性大幅度地下降。因此，在成形體產生多數的微小孔洞，使黏結磁鐵的密度、Br及最大能量積(BH)max大幅度地下降。以在複合物添加磁粉分散劑(例如酚系分散劑)、滑劑(例如蠟或矽油)、可塑劑(例如DOP或DBP)等為佳。相對於複合物總質量，此等添加劑的添加量之合計以3質量%以下為佳，以1~2質量%為更佳。
藉由規定方法來將上述複合物成形，能夠得到本發明的黏結磁鐵。成形體係按照有無配向用磁場及/或機械應力而 成為異方向性或等方向性。成形手段以射出成形、壓縮成形或擠出成形為實用。
(E)磁力輥的製造
使用本發明的黏結磁鐵之較佳態樣係磁力輥。在本發明的磁力輥，以至少一個磁極[例如第9圖(c)之S1極]係由本發明的黏結磁鐵所構成為佳。實用上係賦予黏結磁鐵徑向異方向性或極異方向性。磁力輥可以是整體物的黏結磁鐵、亦可以是貼合而成的結構體。
以下，藉由第16圖及17圖來說明用以製造具有徑向異方向性之磁力輥用整體筒狀黏結磁鐵之裝置的結構。第16圖係顯示成形裝置的整體結構，第17圖係顯示第16圖係成形裝置之重要部分(配向用模具70)的詳細結構。構成成形裝置之雙軸混煉型的擠出壓60具有：在一端側具有料斗61之分割成複數個的機筒62、配設在其內部之2支螺桿63(在圖中只顯示一支)、及設置在機筒62的前端之接頭64。接頭64的吐出口連接有向用模具70。配向用模具70具有形成於環狀間隔件71及心軸72兩者之間之圓筒狀的成形空間73，同時具有配設在環狀間隔件71的周圍之磁場產生構件74。
磁場產生構件74係在由強磁性體所構成的圓筒狀軛75(由第一軛75a及第二軛75b所構成)的內部，具有以包圍成形空間73般定間隔的方式配設而成之複數個線圈76。磁通F係如圖示般軛75內流動。
徑向異方向性黏結磁鐵係使用擠出機60，如下述進行來製造。通過料斗61而投入機筒62之成形原料(例如使乙 烯共聚物樹脂作為黏合劑之複合物)，在藉由一對螺桿63的旋轉施加剪切力之同時，邊以423~503K的溫度加熱熔融成形原料的黏合劑成分，邊搬運至配向用模具70，在此處邊施加磁場、邊通縮小成規定剖面積之成形空間內。配向磁場強度以159~478kA/m為佳。藉由在具有如此強度之徑向異方向性或極異方向性磁場中形成，能夠成形具有高磁特性之徑向異方向性或極異方向性的黏結磁鐵。配向磁場強度小於159kA/m時，難以賦予有用的異方向性，大於478kA/m時，進一步的改良效果亦小。
將徑向異方向性化的成形體11從模具擠出後，切斷成規定長度(L/D≧5、L：切斷後的擠出物長度、D：擠出物的外徑)，並冷卻、固化及脫磁。如第9(a)及9(b)圖所示，將軸81固著在成形體11的中央中空部，使空隙83介於中間裝入套筒82中，來製造磁力輥80。磁力輥80係以固定成形體11的S1作為顯影磁極，能夠使用於使套筒82旋轉來搬運顯影劑(圖示省略)的方式之影印機等。
本發明之磁力輥未限定是裝有整體的圓筒狀(中空狀)黏結磁鐵之上述的例子，以至少一個磁極部係使用本發明的黏結磁鐵形成為佳。例如第9(c)圖所示之磁力輥90，使空隙83介於中間裝入套筒82中之圓筒狀黏結磁鐵15，係具有貼合先前的Sr肥粒鐵黏結磁鐵13(C字型的剖面形狀且具有極異方向性)、及本發明的黏結磁鐵12(弧狀片段的剖面形且沿著直徑方向具有徑向異方向性)的接合面14a、14b而成的結構。因為在該結構之顯影磁極(S1)係由本發明的黏結磁鐵所構成，能夠構成性能比先前高的磁力輥90。
而且，其他的例子亦可在形成於磁力輥用的中空筒狀永久磁鐵(例如先前之等方向性肥粒鐵燒結磁鐵或肥粒鐵黏結磁鐵)的表面之軸方向槽部，固著長條物形狀形成之本發明的異方向性黏結磁鐵，來構成磁力輥的顯影磁極。
[3]特性 (1)肥粒鐵燒結磁鐵
對與本發明所使用之異方向性肥粒鐵燒結磁鐵的c軸平行的剖面，使用SEM觀察測定之c軸方向的平均結晶粒徑(測定50個M型結晶粒)，以0.5~3微米為佳，以0.9~2微米為較佳，以1.0~1.6微米為更佳。本發明所使用之肥粒鐵燒結磁鐵之平均結晶粒徑大於1微米以上時，亦具有高HcJ及低β。肥粒鐵燒結磁鐵的c軸方向係意指賦予異方向性之方向(在磁場中成形時事實上係與磁場施加方向一致的方向)。
本發明所使用的肥粒鐵燒結磁鐵之M型結晶粒的縱橫比(粒徑/厚度)為3以下者為30%以上，以含有50%以上為佳，以為60%更佳，能夠賦予高Br及高HcJ。
本發明所使用的肥粒鐵燒結磁鐵在233~413K時之HcJ的溫度係數(β)(%/K)滿足下式：0<β≦-0.0009×HcJ+0.445[其中，HcJ係在293K之固有保磁力(kA/m)]，大氣中鍛燒品在室溫(20℃)，以具有400~470mT的Br、264~478kA/m的HcJ及80%以上的角形比(Hk/HcJ)為佳。以具有420~470mT的Br、264~478kA/m的HcJ及80%以上的角形比(Hk/HcJ)為更佳。以具有450~470mT的Br、264~478kA/m的HcJ及80%以上的角形比(Hk/HcJ)為特佳。 在此，用以求取角形比(Hk/HcJ)所測定之參數Hk，係4π I(磁化強度)-H(磁場強度)曲線在第2象限之4π I成為0.95Br值的位置之H軸讀取值。
雖沒有特別限定，惟適合旋轉機之實用性高的肥粒鐵燒結磁鐵，係具有平行異方向性、徑向異方向性及極異方向性之弧狀片段磁鐵、或具有極異方向性(包含徑向2極異方向性)之環磁鐵。
環磁鐵以外徑為8~70毫米、(內徑/外徑)比為0.2~0.5、軸方向長度為5~100毫米的形狀，且沿著外周面或內周面的軸方向形成有2~48極的磁極者為佳。又，在實用性上，本發明的旋轉機以使沿著旋轉機的空隙(磁空隙)所形成的磁極數為2~48極為佳，以2~24極為更佳。
本發明的旋轉機可適合於汽車用的起動裝置、動力轉向裝置、及電控節流閥等馬達或發電機。又，亦能夠適合於影印機用之顯影輥用磁力輥。
(2)黏結磁鐵
本發明的異方向性黏結磁鐵在室溫(20℃)具有280mT以上的Br及159kA/m以上的HcJ，以280~310mT的Br及159~398kA/m的HcJ為佳，以290~310mT的Br及198~398kA/m的HcJ為更佳。因此，本發明的異方向性黏結磁鐵特別適合高Br用途。例如，與先前的黏結磁鐵相同尺寸時，磁鐵應用製品的性能比先前提升，即便是小尺寸亦能夠確保與先前品同等之性能。特別是磁力輥用圓筒狀黏結磁鐵時，形成為外徑D=10~60毫米、軸方向長度L=200~350毫米及L/D≧5的中空圓筒狀之物係非常有實用 性。而且，在小型的影印機或印表機用途，以D=10~30毫米、別是製成D=10~20毫米且L/D≧5之小直徑為佳。
以下，藉由實施例來詳細地說明本發明，但是本發明未限定於此等實施例。
實施例1 <徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵之室溫的磁特性、及HcJ的溫度係數(β)>
將CaCO3 粉末(純度98.8%，含有不純物之MgO)、La(OH)3 粉末(純度99.9%)、BaCO3 粉未(純度98.1%、含有1.45%不純物之SrCO3 )、α-Fe2 O3 粉末(工業用)及Co3 O4 粉末(純度99%)調配為Ca1-x-y Lax Bay Fe2n-z Coz O19 (x=0.475、y=0.050、z=0.30、n=5.2)的組成。相對於此100質量份調配物，添加0.1質量份的H3 BO3 粉末而濕式混合，乾燥後在1473K於大氣中鍛燒1小時。
將此鍛燒體粗粉碎後，使用振動研磨機進行乾式粗粉碎，得到平均粒徑5微米(使用F.S.S.S)的粗粉。將45質量%的粗粉及55質量%的水投入球磨機中，相對於100質量份的粗粉，添加0.40質量份的SiO2 粉末(純度92.1%，殘餘部分大致為水)、及0.50質量份的CaCO3 粉末作為燒結助劑，來進行濕式微粉碎，得到含有平均粒徑為0.9微米(使用F.S.S.S)的肥粒鐵微粒子之漿體。
將微粉碎後的漿體填充至成形塑模的環狀孔穴中(在特定直徑方向施加大約磁場強度796kA/m的平行磁場)，在成形壓力0.4噸/立方公分進行磁場中壓縮成形。將所得到之具有徑向2極異方向性之環狀成形體(成形體密度為2.87 克/立方公分)，在大氣中、1493K的溫度鍛燒1小時。加工所得到的燒結體，得到如第10圖所示之外徑19毫米×內徑6毫米(在配向方向M之尺寸)×軸方向長度30毫米之徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵20。環狀磁鐵20的內徑面21係未加工狀態，因配向而成為橢圓狀。凹部22在將輥的軸等構成構件(圖示省略)與環狀磁鐵20黏著時，成為積存黏著劑之部位。
在室溫(293K)使用B-H描繪裝置測定環狀磁鐵20之異方向性賦予方向的磁特性之結果，能夠得到Br=460mT、HcJ=354kA/m、及Hk/HcJ=87%之高值。從環狀磁鐵20切取縱3毫米×橫3毫米×厚度3毫米的試樣，依據VSM測定在233K~413K之HcJ的溫度係數(β)之結果，得到β=0.114%/K之非常小的值。在第12圖，β值以□記號表示。溫度係數(β)係從在233K、253K、293K、333K、373K及413K，依據VSM測定所得到的HcJ值，將測定溫度與HcJ的關係藉由最小平方法進行直線近似計算，將其傾斜除以在室溫(293K)之HcJ值而求得。
先前例1 <徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵之室溫的磁特性>
進行專利第3181559號之試樣No.2的描繪實驗。製造在Ca1-x-y Lax Bay Fe2n-z Coz O19 (x=0.500、y=0、z=0.43、n=5.1)的組成之調配物，添加0.4質量%SiO2 之混合物，在1473K、於大氣中鍛燒3小時。將此鍛燒體粗破碎及粗粉碎後，對粗粉添加0.6質量%的SiO2 及10質量%的CaCO3 ，並使用水作為介質藉由球磨機進行濕式微粉碎，得到分散成為平 均粒徑0.9微米的微粉之漿體(因為專利第3181559號之試樣No.2的微粉碎平均粒徑不清楚，所以配合實施例1的微粉碎粉的平均粒徑0.9微米)。
隨後，將此漿體與實施例1同樣地在磁場中成形得到具有徑向2極異方向性之環狀成形體(成形體密度為2.71克/立方公分)。將此成形體鍛燒及加工，得到與實施例1相同形狀之徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵。此環狀磁鐵之異方向性賦予方向，在室溫(293K)的磁特性為Br=430mT、HcJ=320kA/m及Hk/HcJ：小於50%之低值。
使用將在實施例1及先前例1所得到的環狀磁鐵各自作為磁場磁鐵組進而成的輥，來組裝內輥型馬達。在233K測定此2種馬達的馬達效率之結果，得知使用實施例1環狀磁鐵的馬達時，馬達效率比使用先前例1的環狀磁鐵的馬達時提高了約2%。得知實施例1的環狀磁鐵之低溫減磁量比先前例1為小。
實施例1及先前例1的環狀磁鐵(燒結體)的分析值係如表1及表2所示。
<鍛燒體的組織>
實施例1的鍛燒體(x=0.475、y=0.050、z=0.30、n=5.2)之剖面SEM照片係如第1圖所示。得知存在有多數六角板狀的一次粒子(M型結晶粒)，M型結晶粒的成長率高。從 此SEM照片能夠得知c面的最大直徑為3~9微米左右，厚度為1.3~4.3微米左右，縱橫比(前述最大直徑/前述厚度)為1.5~4.2左右。
先前例1之鍛燒體(x=0.500、y=0、z=0.43、n=5.1)之剖面的SEM照片係如第2圖所示。一次粒子係不定形狀，未觀察到六角板狀之物。
從第1圖及第2圖之比較，得知添加有規定量的Ba之實施例1的鍛燒體，一次粒子係六角板狀且具有厚度之形狀。又，實施例1的鍛燒體係包含60%左右之縱橫比為5以下之物。
<微粉碎粉的組織>
乾燥實施例1的鍛燒體(x=0.475、y=0.050、z=0.30、n=5.2)之微粉碎漿體而得到的微粉(平均粒徑0.9微米)的SEM照片係如第3圖所示。得知能夠觀察到大量的六角板狀粒子。最大直徑小於0.4微米之超微粒子及最大直徑為大於1.2微米的粗大粒子能夠夠觀察到少量，而最大直徑為0.4~1.2微米的粒子能夠觀察到大量。
乾燥先前例1之鍛燒體(x=0.500、y=0、z=0.43、n=5.1)的微粉碎漿體而得到的微粉(平均粒徑為0.9微米)的SEM照片係如第4圖所。粒子係不定形狀，能夠觀察到大量之最大直徑為0.2微米以下的超微粒子及最大直徑為1.5微米以上的粗大粒子。
從第3圖及第4圖，清楚明白實施例1及先前例1的成形密度差，係與兩者之粉體特性之差異有關。
<燒結體的組織>
第5圖係顯示實施例1之燒結體之剖面(a面)之SEM照片。六角板狀粒子(M型結晶粒)的縱橫比係1.5~3.5左右，各粒子具有厚度，包含60%左右縱橫比為3以下之物，c軸方向的平均結晶粒徑為1.1微米。
第6圖係先前例1之燒結體的剖面之SEM照片。能夠觀察到大量縱橫比為3~6左右的粒子。
實施例1的肥粒鐵燒結磁鐵含有特定量的Ba，如第1、3及5圖所示，具有大致健全的(已成長的)六角板狀之M型肥粒鐵結晶粒。相對地，先前例1係如第2、4及6圖所示，M型肥粒鐵結晶粒的成長率比實施例1低，有大量未呈六角板狀之M型肥粒鐵結晶粒。認為係起因於此種微細組織的差異，而產生實施例1及比較例1之肥粒鐵燒結磁鐵的磁特性差異。
實施例2 <弧狀片段異方向性肥粒鐵燒結磁鐵之室溫的磁特性、及HcJ的溫度係數(β)>
將與實施例1相同的CaCO3 粉末、La(OH)3 粉末、BaCO3 粉末、α-Fe2 O3 粉末及Co3 O4 粉末，調配成Ca0.5-y La0.5 Bay Fe2n-z Coz O19 (y=0.025、z=0.3、n=5.3)的組成。相對於100質量份之此調配物，添加0.1質量份的H3 BO3 粉末並濕式混合，乾燥後在1473K於大氣中鍛燒1小時。
所得到的鍛燒體係呈現與第1圖大致同樣的形態。將此鍛燒體粗破碎後，使用振動研磨機乾式粗粉碎，將所得到的45質量%粗粉及55質量%水投入球磨機，並添加相對於100質量份粗粉之0.35質量份的SiO2 粉末及0.5質量份之 CaCO3 粉末作為燒結助劑來進行濕式微粉碎，得到含有平均粒徑為0.8微米(使用F.S.S.S)的肥粒鐵微粒子之漿體。
將微粉碎後的漿體，在施加磁場強度796kA/m的徑向配向磁場中，使用成形壓力0.4噸/立方公分進行壓縮成形，得到已徑向配向之弧狀片段成形體(成形體密度為2.81克/立方公分)。將所得到的成形體於大氣中，在1473K、1493K、及1508K的溫度各自鍛燒1小時後，以外徑26.5毫米×內徑21毫米×軸方向長度45毫米×弧角度(中心角)150°的方式加工，得到具有徑向異方向性之弧狀片段肥粒鐵燒結磁鐵。
與實施例1同樣地進行，藉由B-H描繪在室溫(293K)測定此弧狀片段肥粒鐵燒結磁鐵的磁特性結果係如表3所示。又，對所得到的弧狀片段磁鐵，與實施例1同樣地進行，在233K~413K測定HcJ的溫度係數(β)的結果係如第12圖所示。
第13圖係從對實施例2之1493K鍛燒體在各溫度所測得的HcJ值，將測定溫度與HcJ的關係藉由最小平方法進行直線近似計算所顯示的圖形。將此直線之傾斜除以在室溫(293K)之HcJ值來求得β值。又，測定此弧狀片段磁鐵的4π Is及HA 時，得到4π Is=496mT及HA =2101kA/m之先前的M型肥粒鐵燒結磁鐵所無法實現的高值。
比較例1 <弧狀片段異方向性肥粒鐵燒結磁鐵之室溫的磁特性、及HcJ的溫度係數(β)>
除了以成為Ca0.5-y La0.5 Bay Fe2n-z Coz O19 (y=0、z=0.3、n=5.3) 組成的方式調配以外，與實施例2同樣地進行來製造鍛燒體。所得到的鍛燒體係與第2圖約略同樣，係不定形狀。將此鍛燒體粗粉碎後，進行濕式微粉碎而得到平均粒徑為0.8微米(使用F.S.S.S)之含有肥粒鐵微粒子的漿體。
將微粉碎後的漿體置於施加磁場強度為796kA/m的徑向配向磁場中，使用成形壓力為0.4噸/立方公分進行壓縮成形，得到徑向配向之弧狀片段成形體(成形密度為2.69克/立方公分)。在大氣中、將此成形體於1423K、1443K及1463K的溫度鍛燒1小時後，以具有外徑26.5毫米×內徑21毫米×軸方向長度45毫米×弧角度(中心角)150°的方式加工，得到具有異方向性之弧狀片段肥粒鐵燒結磁鐵。
在室溫(293K)使用B-H描繪裝置測定此弧狀片段肥粒鐵磁鐵的磁特性之結果，係如表3所示。又，測定在233~413K之HcJ的溫度係數(β)之結果，係如第12圖所示。
在第12圖，使用相同的HcJ值比較時，與比較例1的肥粒鐵燒結磁鐵比較時，得知實施例1及2的肥粒鐵燒結磁鐵之HcJ的溫度係數β較小。因為使用本發明的旋轉機之肥粒鐵燒結磁鐵藉由含有特定量的Ba，在293K之固有保磁力(HcJ)(kA/m)、及在233~413K之HcJ的溫度係數(β)(%/K)能夠滿足式：0<β≦-0.0009×HcJ+0.445、及式： HcJ≧264，組進旋轉機時所得到的有效磁通量比同一尺寸之先前的肥粒鐵燒結磁鐵高，且能夠將低溫減磁量抑制得較小。
實施例2及比較例1所得到的弧狀片段磁鐵係各自如第11圖所示，組進由電樞1及磁場磁鐵2所構成的馬達10之定子側(磁場磁鐵2)，來組裝馬達10。在243K測定此2種馬達10的馬達效率之結果，組進實施例2的弧狀片段磁鐵之馬達10，其馬達效率比組進比較例1的弧狀片段磁鐵之馬達10高約1%。由此得知，實施例2的弧狀片段磁鐵其低溫減磁抵抗力大於比較例1者。
實施例3 <成形體的不良品之回收>
在實施例1所得到的鍛燒體之微粉碎漿體[平均粒徑0.9微米(F.S.S.S)]，以表4所示比率調配在實施例1所發生之成形體的不良品(M型肥粒鐵結構之物)，除了使用輕度濕式微粉碎所得到之平均粒徑為0.8微米(F.S.S.S)的成形用漿體以外，與實施例1同樣地進行來製造徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵，並測定室溫的磁特性及β。室溫的磁特性係如表4所示，任一者都與實施例1同等。又，β亦同等。因此，得知成形體的不良品係能夠回收。
實施例4 <複數種不同組成之成形體的不良品之回收>
將在實施例1所產生之成形體的不良品(M型肥粒鐵結構之物)、及在實施例2所產生之成形體的不良品(M型肥粒鐵結構之物)以表5的比例調配後，除了使用將輕度濕式微粉碎所得到之平均粒徑為0.8微米(F.S.S.S)的肥粒鐵微粒子分散而成的漿體以外，與實施例1同樣地進行來製造徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵，並測定室溫的磁特性及β。其結果如表5所示，能夠得到高室溫之磁特性。又，能夠得到與實施例1大致同等之低β。
本實施例係使用具有不同肥粒鐵組成之2種成形體的不良品，但是所使用之肥粒鐵組成的種類未限定為2種，使用3種以上成形體的不良品時，亦能夠製造高性能之異方向性肥粒鐵燒結磁鐵。
實施例5 <燒結體之不良品、加工屑料之回收>
將在實施例1所產生之燒結體不良品的粗粉(M型肥粒鐵結構之物)、及使用與實施例2相同條件再次鍛燒在實施例2主要係由燒結體加工時所產生之加工屑料的研磨粉所構成的加工屑料而得到之回收鍛燒體的粗粉(M型肥粒鐵結構之物)，以表6的比例調配。使用此等粗粉與實施例1同樣地進行濕式微粉碎，並調整粉碎時間來得到分散平均粒徑為0.75微米(F.S.S.S)的肥粒鐵微粒子而成之成形用漿體。除了使用此成形用漿體以外，與實施例1同樣地進行來製造徑向2極異方向性肥粒鐵燒結環狀磁鐵，並測定室溫的磁特性及β。如表6所示，能夠得到高室溫之磁特性。又，能夠得到較實施例2低、良好的β。
實施例5係使用不同組成的鍛燒體之不良品及加工屑 料，但是回收料的組成係未限定於此等。例如亦可將在鍛燒粉中調配選自成形體的不良品、燒結體的不良品及加工屑料中至少一種由肥粒鐵組成物所構成的粉末而成之物(其中，以任一者都係具有M型肥粒鐵結構之物為佳)作為成形用原料。使用此等的回收料時，亦能夠得到具有4π Is≧485mT、較佳是4π Is≧490mT、及HA ≧1830kA/m、較佳是HA ≧1989kA/m的磁特性之高性能的異方向性肥粒鐵燒結磁鐵。
實施例6
使用與實施例1相同的CaCO3 粉末、La(OH)3 粉末、BaCO3 粉末、α-Fe2 O3 粉末及Co3 O4 粉末，調配成Ca1-x-y Lax Bay Fe2n-z Coz O19 (x=0.475、y=0.050、z=0.300、n=5.3)的組成。濕式混合調配物後，乾燥並在1473K於大氣中鍛燒1小時。所得到的鍛燒體係呈現與第1圖大致同樣的形態。將此鍛燒體粗破碎後，進行乾式粗粉碎，得到平均粒徑4微米(F.S.S.S)的粗粉。將45質量%的粗粉及55質量%的水投入球磨機進行濕式微粉碎，得到含有平均粒徑為0.77微米(F.S.S.S)的肥粒鐵微粒之漿體。在濕式微粉碎時，相對於100質量份粗粉，添加0.4質量份的SiO2 粉末、及0.50質量份的CaCO3 粉末。使用所得到的成形用漿體，在磁場中成形製程以後，係與實施例2同樣地進行，來製造具有徑向異方向性之弧狀片段肥粒鐵燒結磁鐵。鍛燒條件係於大氣中，在1493K加熱1小時。得知此弧狀片段磁鐵之室溫(293K)的磁特性係Br=468mT、HcJ=332kA/m，與比較例1比較時，β係較低的良好值。組進有此弧狀片段磁 鐵之馬達10與組進有比較例1的弧狀片段磁鐵之馬達10比較時，效率較高。
實施例7
將CaCO3 粉末(純度98.8%，含有不純物之MgO)、La(OH)3 粉末(純度99.9%)、BaCO3 粉未(純度98.1%、含有1.45%不純物之SrCO3 )、α-Fe2 O3 粉末(工業用)及Co3 O4 粉末(純度99%)調配為Ca1-x-y Lax Bay Fe2n-z Coz O19 (x=0.475、y=0.050、z=0.30、n=5.3)的組成而濕式混合。將混合物乾燥後在1473K於大氣中鍛燒1小時。所得到的鍛燒體係具有M型肥粒鐵結構。在第7圖顯示此鍛燒體之剖面的SEM照片。得知鍛燒體的一次粒子係呈現板狀。
將所得到的鍛燒體粗破碎後，使用振動研磨機進行乾式粗粉碎，得到平均粒徑3微米(F.S.S.S)的粗粉。相對於100質量份之此粗粉，添加0.06質量份三乙醇胺及0.1質量份乙醇作為粉碎助劑，藉由球磨機進行乾式微粉碎，得到平均粒徑為1.05微米(F.S.S.S)的肥粒鐵微粉末。微粉碎後的粉末係大致為不定形狀粒子。對此微粉末，於大氣中施行在1153K保持3小時之熱處理。將熱處理後的微粉末浸漬在水中，藉由消除因熱處理所產生的凝聚後，乾燥而得到平均粒徑為1.1微米(使用F.S.S.S)之黏結磁鐵用肥粒鐵粉末(M型肥粒鐵結構之物)。
將此黏結磁鐵用肥粒鐵粉末投入享謝爾混合機中，相對於100質量份肥粒鐵粉末，邊攪拌邊添加0.25質量份的胺基矽烷(KBM-603、信越化學工業(股)製)來進行表面處理。使用混料機混合89質量份表面處理後的肥粒鐵粉末、10.7 質量份12耐綸(P-3014U、宇部興產(股)製)、及0.3質量份硬質酸醯胺(AP-1、日本化成(股)製)後，藉由雙軸混煉擠出裝置加熱混煉，來製造顆粒狀的複合物。
將此複合物投入射出成形機，在射出溫度558K、射出壓力98MPa、徑向配向磁場強度318kA/m的條件下進行射出成形，來製造外徑20毫米×內徑12毫米×厚度10毫米之旋轉機的輥用徑向異方向性黏結磁鐵。
比較例2
將實施例7所使用之CaCO3 粉末、La(OH)3 粉末、α-Fe2 O3 粉末及Co3 O4 粉末，調配成Ca1-x Lax Fe2n-z Coz O19 (x=0.475、z=0.30、n=5.3)的組成，相對於100質量份之此調配物，添加0.1質量份的H3 BO3 粉末並濕式混合以外，與實施例1同樣地進行來製造鍛燒體。所得到之鍛燒體的剖面的SEM照片係如第8圖所示。得知此鍛燒體的一次粒子係呈現不定形狀， 使用此鍛燒體，與實施例1同樣地進行來製造具有徑向異方向性之環狀黏結磁鐵。
實施例7及比較例2之環狀黏結磁鐵的磁特性係使用飽和條件施加對稱8極磁化，來測定在20℃之表面磁通量密度。其結果，得知所求得各磁極之表面磁通量密度之最大值的平均值，實施例7之平均值係高出4.8%。
實施例8
將實施例7所使用之CaCO3 粉末、La(OH)3 粉末、BaCO3 粉末、α-Fe2 O3 粉末及Co3 O4 粉末，調配成Ca1-x-y Lax Bay Fe2n-z Coz O19 (x=0.475、y=0.050、z=0.30、n=5.3) 的組成，相對於100質量份之此調配物，添加0.1質量份的H3 BO3 粉末並濕式混合後，乾燥而得到乾燥物。
相對於100質量份之此乾燥物，添加2質量份NaBO2 ‧4H2 O及2質量份KCl而乾式混合後，於大氣中，在1473K鍛燒2小時。此鍛燒體係具有M型肥粒鐵結構。
將所得到的鍛燒體剖面與實施例7的鍛燒體剖面比較之結果，明瞭地得知實施例8的鍛燒體係一次粒子之M型結晶粒之六角板狀的形態。
將此鍛燒體粗破碎後，對100質量份篩選所得到的粗粉，添加0.08質量份三乙胺、及0.15質量份乙醇使用球磨機進行輕度的乾式微粉碎。將乾式微粉碎後的微粉末浸漬在水中，來除去熔劑後，進行乾燥。乾燥後的微粉末之平均粒徑為1.25微米(F.S.S.S)。將所得到的微粉末，於大氣中、在1123K進行2小時加熱之熱處理。將熱處理後的微粉末浸漬在水中後，進行乾燥而到平均粒徑1.3微米(F.S.S.S)、縱橫比(最大直徑/厚度)為1.7之具有M型肥粒鐵結構之黏結磁鐵用肥粒鐵粉末。SEM觀察的結果，得知前述肥粒鐵粉末其構成係以角部帶圓的板狀粒子作為主體。
將92.0質量份之此肥粒鐵粉末、6.8質量份EEA樹脂(JAPAN UNICAR(股)製、商品名：NUC6940)、0.9質量份分散劑(ADEKA-ARGUS(股)製、商品名：DH-37)、及0.3質量份滑劑(日本化成(股)製、商品名：SRIPAKUS E)，使用混料器混合，將所得到的混合物使用揑合器混煉，來製造複合物。
使用此複合物作為成形原料，使用第16圖所示的成形裝置藉由擠出成形得到外徑16.7毫米×內徑7毫米×軸方向長度306毫米之具有非對稱5極的極異方向性之圓筒狀黏結磁鐵11。在此，配向用模具70，係配置非對稱性5極之極異方向性配向用的磁場產生構件(圖示省略)，來代替第17圖所示之徑向配向用的磁場產生構件74。顯像磁極之S1磁極的配向磁場強度為358kA/m。
擠出成形後，如第9(a)所示，在切斷而得到之圓筒狀成形體11的中央中空部固著軸81(外徑7毫米)，組進套筒82(鋁合金製)中，來製造第9(b)圖所示之配置有具有非對稱5極的極異方向性之圓筒狀成形體11而成之磁力輥80。
測定在圓筒狀成形體11的長度方向中央的外周面之表面磁通量密度(B0 )的結果，係如第14圖所示。S1磁極的B0 為180mT，係先前的肥粒鐵黏結磁鐵所無法實現之高值。此高磁特性可說是反映本發明的肥粒鐵粉末具有良好的填充性、磁場配向性及高磁特性潛能。其他的磁極(N1、S2、S3、N2)通常係使用作為顯影劑(圖示省略)的搬運磁極，與後述之第15圖(先前例2)比較時可清楚明白，能夠得到較高的B0 。因此，藉由對其他的磁極之磁化來調整B0 波形時，具有容許廣範圍調整B0 之次要性效果。
比較例3
將實施例7所使用之CaCO3 粉末、La(OH)3 粉末、α-Fe2 O3 粉末及Co3 O4 粉末，調配成Ca1-x Lax Fe2n-z Coz O19 (x=0.475、z=0.30、n=5.3)的組成。相對於100質量份調配物，添加0.1質量份的H3 BO3 粉末並濕式混合後，予以乾燥。除了相對 於100質量份之此乾燥物，添加2質量份NaBO2 ‧4H2 O及2質量份KCl作為鎘劑而乾式混合以外，與實施例8同樣地進行，來進行鍛燒。得知此鍛燒體的一次粒子係呈現不定形狀，不適合於黏結磁鐵用。
先前例2
除了使用市售的黏結磁鐵用之Sr肥粒鐵粉末(平均粒徑為1.3微米(F.S.S.S)、縱橫比1.6)，以代替實施例8所製造之肥粒鐵粉末以外，與實施例8同樣地以EEA樹脂作為黏合劑來製造複合物，藉由擠出成形而成形中空圓筒成形體。此成形體的B0 測定結果係如第15圖所示。得知S1極(顯影磁極)的B0 =169mT，與實施例8(第14圖)之S1極的B0 =180mT比較時係較低6.1%。
比較例4
除了使用比較例2所製造的肥粒鐵粉末來代替實施例8所製造的肥粒鐵粉末以外，嘗試與實施例8同樣地以EEA樹脂作為黏合劑來混煉複合物。但是，因為比較例2之黏結磁鐵用肥粒鐵粉末係不定形狀，比表面積大，EEA黏合劑無法充分被覆各肥粒鐵粉末，混煉物無法成為複合物。
實施例9
將實施例8所製造的複合物投入射出成形機，在溫度483K、壓力120MPa及配向磁場強度796kA/m進行射出成形，來製造縱20毫米×橫20毫米×厚度10毫米之異方向性黏結磁鐵。在293K使用B-H描繪裝置測定此環狀磁鐵的結果，係Br=308mT、及HcJ=241kA/mn，得知具有先前實用化的異方向性肥粒鐵黏結磁鐵所無法實現之非常高的Br。
先前例3
除了使用先前例2所製造的複合物作為成形原料以外，與實施例9同樣地成形異方向性黏結磁鐵。此黏結磁鐵之磁特性係Br=290mT、及HcJ=215kA/m，磁特性比實施例9低。
[發明之效果]
(1)本發明的旋轉機所使用的肥粒鐵燒結磁鐵，因為具有高Br及HcJ、且HcJ的溫度依存性[溫度係數(β)]小，藉由組進該肥粒鐵燒結磁鐵，能夠得到低溫減磁量小的旋轉機。
(2)製造前述肥粒鐵燒結磁鐵之本發明的方法，因為回收使用成形體的不良品、燒結體的不良品及加工燒結體時所產生的加工屑料中之至少1種作為成形用原料，具有先前的高性能肥粒鐵燒結磁鐵同等以上之高磁特性，且能夠抑制製造成本並對環境保全有貢獻。
(3)因為由本發明的肥粒鐵粉末及黏合劑所構成的黏結磁鐵與先前比較時，具有高Br或高Br及高HcJ，所以適合於磁力輥等。
1‧‧‧電樞
2‧‧‧磁場磁鐵
10‧‧‧馬達
11‧‧‧圓筒狀黏結磁鐵
12‧‧‧黏結磁鐵
13‧‧‧磁鐵
14a、14b‧‧‧接合面
20‧‧‧環磁鐵
21‧‧‧內徑面
22‧‧‧凹部
60‧‧‧擠壓機
61‧‧‧料斗
62‧‧‧機筒
63‧‧‧螺桿
64‧‧‧接頭
70‧‧‧配向用模頭
71‧‧‧環狀間隔件
72‧‧‧心軸
73‧‧‧成形空間
74‧‧‧磁場產生構件
75‧‧‧軛
75a‧‧‧第一軛
75b‧‧‧第二軛
76‧‧‧線圈
80‧‧‧磁力輥
81‧‧‧軸
82‧‧‧套筒
83‧‧‧空隙
90‧‧‧磁力輥
F‧‧‧磁通
第1圖係顯示本發明之實施例1的鍛燒體的剖面之SEM照片。
第2圖係顯示先前例1的鍛燒體的剖面之SEM照片。
第3圖係顯示本發明之實施例1的鍛燒體的微粉碎粉之SEM照片。
第4圖係顯示先前例1的鍛燒體的微粉碎粉之SEM照 片。
第5圖係顯示本發明之實施例1的肥粒鐵燒結磁鐵的剖面之SEM照片。
第6圖係顯示先前例1的肥粒鐵燒結磁鐵的剖面之SEM照片。
第7圖係顯示本發明之實施例7的黏結磁鐵用肥粒鐵粉末的原料之鍛燒體的剖面之SEM照片。
第8圖係顯示比較例2的黏結磁鐵用肥粒鐵粉末的原料之鍛燒體的剖面之SEM照片。
第9(a)圖係顯示組裝有圓筒狀黏結磁鐵之磁力輥之縱剖面圖。
第9(b)圖係顯示第9(a)圖之磁力輥之橫剖面圖。
第9(c)圖係顯示組裝有貼合先前的黏結磁鐵及本發明的黏結磁鐵構成的圓筒狀黏結磁鐵之磁力輥之橫剖面圖。
第10(a)圖係顯示本發明所使用環狀磁鐵之平面圖。
第10(b)圖係顯示第10(a)圖之A-A剖面圖。
第11圖係顯示配置弧狀片段磁鐵而成之旋轉機的一個例子，係與旋轉機的中心軸方垂直之剖面圖。
第12圖係顯示實施例1、2及比較例1之肥粒鐵燒結磁鐵的HcJ與HcJ的溫度係數(β)之關係之圖形。在圖中記載各點的焙燒溫度及輔助線(虛線)的算式。
第13圖係顯示實施例2的肥粒鐵燒結磁鐵(1493K焙燒品)之測定溫度與HcJ的關係之圖形。
第14圖係顯示本發明實施例8的磁力輥用圓筒狀黏結磁鐵之表面磁通量密度的圓周方向分布之圖形。
第15圖係顯示先前例2的磁力輥用圓筒狀黏結磁鐵之 表面磁通量密度的圓周方向分布之圖。
第16圖係顯示成形磁力輥用黏結磁鐵之裝置的一個例子之剖面圖。
第17圖係顯示第16圖的成形裝置的配向用模具的結構之一個例子之剖面圖。

Claims (2)

  1. 一種黏結磁鐵，其特徵係由肥粒鐵粉末及黏合劑所構成，肥粒鐵粉末具有M型肥粒鐵結構，並以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要金屬元素，具有由下述通式所表示的金屬組成：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz (原子比率)[其中(1-x-y)、x、y及z係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量，n係表示莫耳比，並滿足以下數值所示之組成：0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y]。
  2. 一種磁力輥，其特徵係由肥粒鐵粉末及黏合劑所構成之黏結磁鐵構成至少一個磁極部，肥粒鐵粉末具有M型肥粒鐵結構，並以Ca、含有至少1種稀土元素且必須含有La之R元素、Ba、Fe及Co作為必要金屬元素，具有由下述通式所表示的金屬組成：Ca1-x-y Rx Bay Fe2n-z Coz (原子比率)[其中(1-x-y)、x、y及z係各自表示Ca、R元素、Ba及Co的含量，n係表示莫耳比，並滿足以下數值所示之 組成：0.3≦1-x-y≦0.65、0.2≦x≦0.65、0.001≦y≦0.2、0.03≦z≦0.65、4≦n≦7、及1-x-y>y]。
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