(57)【要約】  粗粉砕工程Ａにおける回収工程が、回収室４０にて行なわれ、回収室４０には、不活性ガス導入手段４２と、真空排気手段４３と、搬入口と、回収室４０の下部に配置される排出口４０ａと、回収容器６０とを有し、回収工程では、処理容器５０を処理室から回収室４０内へ搬入口より搬入する搬入工程と、回収室４０内を減圧した後に処理容器５０内の粗粉砕粉を回収室４０内に排出する排出工程と、不活性ガス導入手段４２によって回収室４０内に不活性ガスを導入するガス導入工程と、排出口４０ａから粗粉砕粉を回収容器６０に回収する合金収容工程とを有し、混合工程における粉砕助剤の添加を、冷却工程後の回収工程での合金収容工程において行い、水素粉砕した後の粗粉砕粉の回収室での残留を少なくし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を低減して、磁石特性の向上を図れるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供する。
2012105399.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉を得る粗粉砕工程と、
前記粗粉砕粉に粉砕助剤を添加し、前記粗粉砕粉と前記粉砕助剤を混合する混合工程と、
前記混合工程で前記粉砕助剤を混合した前記粗粉砕粉をジェットミル装置に供給して不活性ガス中で微粉砕し、微粉砕後の微粉砕粉を鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒中に回収して、スラリー状の前記微粉砕粉を得る微粉砕工程と、
前記微粉砕粉を磁界中で湿式成形して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を得る成形工程と、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体中の前記溶媒を除去した後焼結して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る焼結工程と
を有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
前記粗粉砕工程が、
処理容器に収容された前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程と、
水素吸蔵により粉砕された前記粗粉砕粉を加熱して脱水素する加熱工程と、
加熱された前記粗粉砕粉を冷却する冷却工程と、
冷却された前記粗粉砕粉を回収容器に回収する回収工程からなり、
前記回収工程が、少なくとも前記冷却工程を行う処理室に連接する回収室にて行なわれ、
前記回収室には、
不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、
前記回収室内のガスを排出する真空排気手段と、
前記処理容器を前記処理室から前記回収室内へ搬入するための搬入口と、
前記回収室の下部に配置される排出口と、
前記排出口に接続された前記回収容器とを有し、
前記回収工程では、
前記不活性ガス導入手段によって前記回収室内に不活性ガスを導入した後に、
前記処理容器を前記処理室から前記回収室内へ前記搬入口より搬入する搬入工程と、
前記真空排気手段によって前記回収室内を減圧した後に、
前記処理容器内の前記粗粉砕粉を前記回収室内に排出する排出工程と、
前記粗粉砕粉を前記回収室内に排出した後に、
前記不活性ガス導入手段によって前記回収室内に不活性ガスを導入するガス導入工程と、
前記回収室内を不活性ガスにて所定圧力とした後に、
前記排出口から前記粗粉砕粉を前記回収容器に回収する合金収容工程とを有し、
前記混合工程における前記粉砕助剤の添加を、前記冷却工程後の前記回収工程での前記合金収容工程において行うこと
を特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
前記混合工程における前記粗粉砕粉と前記粉砕助剤との混合を、前記回収容器を回転させることで行うことを特徴とする請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項３】
前記混合工程で回転させた前記回収容器を前記ジェットミル装置の原料タンクに接続することで、前記ジェットミル装置に前記粗粉砕粉を供給することを特徴とする請求項２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項４】
前記回収容器の開閉バルブと前記原料タンクの開閉バルブとの間の接続部に不活性ガスを導入して前記接続部内の酸素濃度を２０ｐｐｍ以下にした後に、前記回収容器の前記開閉バルブと前記原料タンクの前記開閉バルブを開けて前記回収容器内の前記粗粉砕粉を前記原料タンクに供給することを特徴とする請求項３に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項５】
前記ジェットミル装置では、前記粗粉砕粉の微粉砕を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下の不活性ガス中で行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項６】
前記焼結工程で得られる前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とすることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項７】
前記成形工程で得られる前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体に鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を噴霧あるいは滴下することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項８】
前記回収室には、前記処理容器を上下反転させる反転手段を有し、
前記処理容器は、上面に開口部を有し、
前記処理容器内の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の排出を、前記反転手段による上下反転動作によって行うことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項９】
前記反転手段による上下反転動作を行った後に、前記開口部を下方に向けた状態で前記反転手段によって揺動動作を行うことを特徴とする請求項８に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記処理容器の前記開口部を覆う蓋体を有し、
前記真空排気手段による減圧動作時には前記蓋体によって前記開口部を覆い、
前記真空排気手段によって前記回収室内を減圧した後で、前記反転手段による上下反転動作を行う前に、前記蓋体を前記開口部から取り外す
ことを特徴とする請求項８又は請求項９に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項１１】
前記処理容器の前記開口部を前記蓋体で覆った状態で、前記水素吸蔵工程、前記加熱工程、及び前記冷却工程を行うことを特徴とする請求項１０に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項１２】
前記処理容器からの前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の排出を、前記回収室内が１０００Ｐａから１Ｐａの減圧下で行うことを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項１３】
前記回収容器内の空気を、酸素濃度を２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換し、前記回収室内の前記所定圧力を前記回収容器内の圧力と同圧とすることを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能な希土類系焼結磁石としては、Ｒ−Ｃｏ系焼結磁石（Ｒは主としてＳｍ）とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種であってＮｄを必ず含む、ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏ）の２種類が広く使われている。
特にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、種々の磁石の中で最も高い磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電気機器に採用されている。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主にＲ２Ｔ１４Ｂの正方晶化合物からなる主相、Ｒリッチ相及びＢリッチ相から構成されている。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石では、基本的に、主相であるＲ２Ｔ１４Ｂの正方晶化合物の存在比率を増加させれば、磁石特性が向上する。しかし、Ｒは雰囲気中の酸素と反応し易く、Ｒ２Ｏ３などの酸化物を作る。従って、製造工程中にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金やその粉末が酸化すると、Ｒ２Ｔ１４Ｂの存在比率が低下するとともに、Ｒリッチ相が少なくなり、磁石特性が急激に低下する。すなわち、製造工程中における酸化を防止し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用の原料合金やその粉末の含有酸素量を低減させれば磁石特性が向上する。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、原料合金を粗粉砕及び微粉砕して形成した合金粉末をプレス成形した後、焼結工程及び熱処理工程を経て製造される。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造するにあたり、原料合金を粗粉砕する過程で、粉砕効率が高いことから水素粉砕が多用されている。
水素粉砕とは、原料合金に水素を吸蔵させ、脆化させることで原料合金を粉砕する手法であり、次の工程により行なわれる。
まず、原料である合金を水素炉内に挿入した後、水素炉内部を真空引きによって減圧する。その後、水素ガスを水素炉内に供給し、原料合金に水素を吸蔵させる（水素吸蔵工程）。所定時間経過後、水素炉内の真空引きを行ないながら原料合金を加熱し（加熱工程）、原料合金から水素を放出させた後、冷却して（冷却工程）水素粉砕は終了する。これにより原料合金は脆化し、粗粉砕粉となる。
水素粉砕後の粗粉砕粉は、次工程の微粉砕工程で数μｍの微粉砕粉に粉砕される。
微粉砕粉は粗粉砕粉に比べ表面積が大きいため酸化し易い。そこで、従来は、主として微粉砕粉の酸化防止が図られてきた。
例えば、微粉砕後の微粉砕粉を直接鉱物油等に投入し、その後成形することで、焼結体の低酸素化を行なう技術（特許文献１）、微粉砕後の微粉砕粉に液体潤滑剤を添加し、粒子の表面を被覆して微粉砕粉の酸化防止を行う技術（特許文献２）が提案されている。
近年、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金を得る方法として、ストリップキャスト法が多用されている。ストリップキャスト法では、一般に、１ｍｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金を作製することができる。ストリップキャスト法によって作製された原料合金は、従来のインゴット鋳造法（金型鋳造法）によって作製された原料合金に比べ、相対的に短時間で冷却されているため、組織が微細化され、結晶粒径が小さいことから、従来よりも高い磁石特性を有する焼結磁石を得ることができる。また、ストリップキャスト法によって作製された原料合金は、粒界の総面積が大きく、Ｒリッチ相の分散性にも優れるため、水素粉砕時に水素吸蔵し易く、脆化し易い。そのため、従来のインゴット鋳造法によって作製された原料合金に比べ水素粉砕後の粗粉砕粉の粒径が小さくなっており、また、Ｒリッチ相が分散されているため、粒子表面にＲリッチ相が表れやすくなっており、酸化し易い状態になっている。
これまで、比較的粒径が大きい粗粉砕粉においても、製造工程中で大気に接触させると酸化が進行し、含有酸素量が増加することは知られていたものの、微粉砕粉に比べれば酸素の増加量が少ないため、酸化防止対策はほとんどなされていなかった。しかし、上記のように、ストリップキャスト法が多用されるに至って、粗粉砕工程においても酸化防止を行なう必要が生じてきた。
そこで、水素粉砕後の粗粉砕粉（水素粉砕粉）の酸化を防止するために、水素粉砕粉を水素粉砕装置から排出するための回収室での工程を不活性ガス中で行う技術（特許文献３）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２７３１３３７号公報
【特許文献２】特許第３４１８６０５号公報
【特許文献３】特開２００５−１１８６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献３で提案されているように、水素粉砕粉（粗粉砕粉）は、不活性ガス中で管理されることで酸化を防止できる。
特許文献３では、粗粉砕粉を水素粉砕装置から排出するための回収室では、粗粉砕粉を収納した搬送容器毎に回収処理が行われる。すなわち、搬送容器内の粗粉砕粉を回収室内底部に落下させ、この回収室内底部の粗粉砕粉を回収容器に排出するという工程を、搬送容器単位で繰り返し行う。また、粗粉砕粉を排出した搬送容器は、回収室外へ搬出されるが、この搬送容器の搬出時には回収室は外気に開放される。外気に開放された回収室は、新たな搬送容器が搬入される前に、真空排出されるとともに不活性ガスが導入されるので酸素は存在しない。従って、新たに搬入された搬送容器内の粗粉砕粉が酸化することはない。
しかし、回収室内に粗粉砕粉が残留していると、残留した粗粉砕粉は外気との連通状態において酸化されてしまい、酸化された粗粉砕粉が新たな搬送容器内の粗粉砕粉に混入されてしまう。
特許文献３で開示されている方法では、搬送容器からの粗粉砕粉の排出を不活性ガス中で行うため、落下した粗粉砕粉が舞い上がり、回収室内部に堆積し、残存する可能性がある。
特許文献３には記載されていないが、堆積した粗粉砕粉を残存させず回収するためには例えば箱状筒型容器下部の濾斗形状部に載置したエアーハンマー等により落とすことも考えられるが、大掛かりな装置が必要となるとともに、エアーハンマーのみでは前記濾斗形状部以外の場所、例えば搬送容器が出入りする搬入口、搬送装置、回収室上部などに残存した粗粉砕粉を全て排出することは困難である。
このように、回収室内に残存する粗粉砕粉は、徐々に酸化し、次回に処理される粗粉砕粉に混入し、結果として、得られる焼結磁石の酸素量を上昇させ磁石特性の低下を招く。
このため、特に回収室内における粗粉砕粉の残留を無くすことで、酸化された粗粉砕粉の混入を防止することが重要である。【０００５】
本発明は、水素粉砕した後の粗粉砕粉が回収室内に残留することを少なくし、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を著しく低減することにより、磁石特性の向上を図ることができるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉を得る粗粉砕工程と、前記粗粉砕粉に粉砕助剤を添加し、前記粗粉砕粉と前記粉砕助剤を混合する混合工程と、前記混合工程で前記粉砕助剤を混合した前記粗粉砕粉をジェットミル装置に供給して不活性ガス中で微粉砕し、微粉砕後の微粉砕粉を鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒中に回収して、スラリー状の前記微粉砕粉を得る微粉砕工程と、前記微粉砕粉を磁界中で湿式成形して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を得る成形工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体中の前記溶媒を除去した後焼結して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る焼結工程とを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、前記粗粉砕工程が、処理容器に収容された前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程と、水素吸蔵により粉砕された前記粗粉砕粉を加熱して脱水素する加熱工程と、加熱された前記粗粉砕粉を冷却する冷却工程と、冷却された前記粗粉砕粉を回収容器に回収する回収工程からなり、前記回収工程が、少なくとも前記冷却工程を行う処理室に連接する回収室にて行なわれ、前記回収室には、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、前記回収室内のガスを排出する真空排気手段と、前記処理容器を前記処理室から前記回収室内へ搬入するための搬入口と、前記回収室の下部に配置される排出口と、前記排出口に接続された前記回収容器とを有し、前記回収工程では、前記不活性ガス導入手段によって前記回収室内に不活性ガスを導入した後に、前記処理容器を前記処理室から前記回収室内へ前記搬入口より搬入する搬入工程と、前記真空排気手段によって前記回収室内を減圧した後に、前記処理容器内の前記粗粉砕粉を前記回収室内に排出する排出工程と、前記粗粉砕粉を前記回収室内に排出した後に、前記不活性ガス導入手段によって前記回収室内に不活性ガスを導入するガス導入工程と、前記回収室内を不活性ガスにて所定圧力とした後に、前記排出口から前記粗粉砕粉を前記回収容器に回収する合金収容工程とを有し、前記混合工程における前記粉砕助剤の添加を、前記冷却工程後の前記回収工程での前記合金収容工程において行うことを特徴とする。
第２の発明は、第１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記混合工程における前記粗粉砕粉と前記粉砕助剤との混合を、前記回収容器を回転させることで行うことを特徴とする。
第３の発明は、第２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記混合工程で回転させた前記回収容器を前記ジェットミル装置の原料タンクに接続することで、前記ジェットミル装置に前記粗粉砕粉を供給することを特徴とする。
第４の発明は、第３に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記回収容器の開閉バルブと前記原料タンクの開閉バルブとの間の接続部に不活性ガスを導入して前記接続部内の酸素濃度を２０ｐｐｍ以下にした後に、前記回収容器の前記開閉バルブと前記原料タンクの前記開閉バルブを開けて前記回収容器内の前記粗粉砕粉を前記原料タンクに供給することを特徴とする。
第５の発明は、第１から第４のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記ジェットミル装置では、前記粗粉砕粉の微粉砕を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下の不活性ガス中で行うことを特徴とする。
第６の発明は、第１から第５のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記焼結工程で得られる前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とすることを特徴とする。
第７の発明は、第１から第６のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記成形工程で得られる前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体に鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を噴霧あるいは滴下することを特徴とする。
第８の発明は、第１から第７のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記回収室には、前記処理容器を上下反転させる反転手段を有し、前記処理容器は、上面に開口部を有し、前記処理容器内の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の排出を、前記反転手段による上下反転動作によって行うことを特徴とする。
第９の発明は、第８に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記反転手段による上下反転動作を行った後に、前記開口部を下方に向けた状態で前記反転手段によって揺動動作を行うことを特徴とする。
第１０の発明は、第８又は第９に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記処理容器の前記開口部を覆う蓋体を有し、前記真空排気手段による減圧動作時には前記蓋体によって前記開口部を覆い、前記真空排気手段によって前記回収室内を減圧した後で、前記反転手段による上下反転動作を行う前に、前記蓋体を前記開口部から取り外すことを特徴とする。
第１１の発明は、第１０に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記処理容器の前記開口部を前記蓋体で覆った状態で、前記水素吸蔵工程、前記加熱工程、及び前記冷却工程を行うことを特徴とする。
第１２の発明は、第１から第１１のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記処理容器からの前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の排出を、前記回収室内が１０００Ｐａから１Ｐａの減圧下で行うことを特徴とする。
第１３の発明は、第１から第１２のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、前記回収容器内の空気を、酸素濃度を２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換し、前記回収室内の前記所定圧力を前記回収容器内の圧力と同圧とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によれば、処理容器内のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉を回収室内に排出する際には、回収室内を減圧しているので、粗粉砕粉が回収室内で舞うことなく落下するため、回収室内壁面に付着することがない。従って、回収室内壁面に付着した粗粉砕粉が、処理容器の搬出などで回収室内を外気に開放した際に酸化されて、次回の水素粉砕処理における粗粉砕粉に混入することを少なくでき、連続操業においても安定して低酸素の粗粉砕粉を量産することができ、含有酸素量が著しく低減されることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁石特性を向上させることができる。また、排出口から回収容器に排出するときには、回収室内を不活性ガスにて所定圧力にしているのでスムーズな排出を行うことができる。従って、大掛かりな装置を必要としない。また、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によれば、粗粉砕粉の歩留まりを大幅に向上することができる。
また、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によれば、混合工程における粉砕助剤の添加を、冷却工程後の回収工程での合金収容工程において行うことで、粉砕助剤の添加時における酸化を防止してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁石特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造工程を示す概略構成図
【図２】同実施例における回収室（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉の回収装置）の要部正面図
【図３】同回収室の要部側面図
【図４】図３の要部拡大図
【図５】同回収室の要部上面図
【図６】同回収室の出口に設けるバルブの動作を示す構成図
【図７】図１で示す混合工程Ｂにおける粗粉砕粉への粉砕助剤の添加動作を示す説明図
【図８】図１で示す成形工程Ｄに用いる磁場成形装置の概念図
【符号の説明】
【０００９】
１０  水素吸蔵室
２０  加熱室
３０  冷却室
４０  回収室
４１  遮断扉
４２  不活性ガス導入手段
４３  真空排気手段
４４  反転手段
４５  コンベア手段
４９  バルブ
５０  処理容器
６０  回収容器
６１  開閉バルブ
６２  バケット
７０  混合装置
８０  ジェットミル装置
８１  原料投入機
８１ａ  原料タンク
８１ｅ  接続部
８４  回収タンク
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第１の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、粗粉砕工程が、処理容器に収容されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵工程と、水素吸蔵により粉砕された粗粉砕粉を加熱して脱水素する加熱工程と、加熱された粗粉砕粉を冷却する冷却工程と、冷却された粗粉砕粉を回収容器に回収する回収工程からなり、回収工程が、少なくとも冷却工程を行う処理室に連接する回収室にて行なわれ、回収室には、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段と、回収室内のガスを排出する真空排気手段と、処理容器を処理室から回収室内へ搬入するための搬入口と、回収室の下部に配置される排出口と、排出口に接続された回収容器とを有し、回収工程では、不活性ガス導入手段によって回収室内に不活性ガスを導入した後に、処理容器を処理室から回収室内へ搬入口より搬入する搬入工程と、真空排気手段によって回収室内を減圧した後に、処理容器内の粗粉砕粉を回収室内に排出する排出工程と、粗粉砕粉を回収室内に排出した後に、不活性ガス導入手段によって回収室内に不活性ガスを導入するガス導入工程と、回収室内を不活性ガスにて所定圧力とした後に、排出口から粗粉砕粉を回収容器に回収する合金収容工程とを有し、混合工程における粉砕助剤の添加を、冷却工程後の回収工程での合金収容工程において行うものである。本実施の形態によれば、処理容器内の粗粉砕粉を回収室内に排出する際には、回収室内を減圧しているので、粗粉砕粉が回収室内で舞うことなく落下するため、回収室内壁面に付着することがない。このように、回収室内壁面に付着した粗粉砕粉が、処理容器の搬出などで回収室内を外気に開放した際に酸化されて、次回の水素粉砕処理における粗粉砕粉に混入することを少なくでき、連続操業においても安定して低酸化状態の粗粉砕粉を量産することができ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁石特性を向上させることができる。また、排出口から回収容器に排出するときには、回収室内を不活性ガスにて所定圧力にしているのでスムーズな排出を行うことができる。従って、大掛かりな装置を必要としない。また、混合工程における粉砕助剤の添加を、冷却工程後の回収工程での合金収容工程において行うことで、粉砕助剤の添加時における酸化を防止してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁石特性を向上させることができる。
本発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、混合工程における粗粉砕粉と粉砕助剤との混合を、回収容器を回転させることで行うものである。本実施の形態によれば、回収容器のまま回転させることで、粗粉砕粉が混合工程において酸化されることがない。
本発明の第３の実施の形態は、第２の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、混合工程で回転させた回収容器をジェットミル装置の原料タンクに接続することで、ジェットミル装置に粗粉砕粉を供給するものである。本実施の形態によれば、回収容器をジェットミル装置の原料タンクに接続して粗粉砕粉を供給するために、粗粉砕粉を大気中で回収容器から原料タンクに移す場合と比較して粗粉砕粉が酸化されることが少ない。
本発明の第４の実施の形態は、第３の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、回収容器の開閉バルブと原料タンクの開閉バルブとの間の接続部に不活性ガスを導入して接続部内の酸素濃度を２０ｐｐｍ以下にした後に、回収容器の開閉バルブと原料タンクの開閉バルブを開けて回収容器内の粗粉砕粉を原料タンクに供給するものである。本実施の形態によれば、接続部に残留する酸素による酸化も防止することができる。
本発明の第５の実施の形態は、第１から第４の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、ジェットミル装置では、粗粉砕粉の微粉砕を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下の不活性ガス中で行うものである。本実施の形態によれば、ジェットミル装置での微粉砕時の酸化を防止することができる。
本発明の第６の実施の形態は、第１から第５の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、焼結工程で得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とするものである。本実施の形態によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体中の溶媒を除去した後に焼結したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を低減することで、磁石特性の向上を図ることができる。
本発明の第７の実施の形態は、第１から第６の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、成形工程で得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体に鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を噴霧あるいは滴下するものである。本実施の形態によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体の酸化を低減することで、磁石特性の向上を図ることができる。
本発明の第８の実施の形態は、第１から第７の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、回収室には、処理容器を上下反転させる反転手段を有し、処理容器は、上面に開口部を有し、処理容器内の粗粉砕粉の排出を、反転手段による上下反転動作によって行うものである。本実施の形態によれば、処理容器の下部を開放して粗粉砕粉を落下させる場合に比較して、開口部周辺や蓋体周辺に粗粉砕粉が残留することが少なく、更に減圧した状態なので、反転動作による気流の発生による粗粉砕粉の舞い上がりの影響も生じない。
本発明の第９の実施の形態は、第８の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、反転手段による上下反転動作を行った後に、開口部を下方に向けた状態で反転手段によって揺動動作を行うものである。本実施の形態によれば、処理容器に残存する少量の粗粉砕粉も完全に落下せしめることができる。
本発明の第１０の実施の形態は、第８又は第９の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、処理容器の開口部を覆う蓋体を有し、真空排気手段による減圧動作時には蓋体によって開口部を覆い、真空排気手段によって回収室内を減圧した後で、反転手段による上下反転動作を行う前に、蓋体を開口部から取り外すものである。本実施の形態によれば、減圧動作時に粗粉砕粉をガスとともに排出してしまうことを防止でき、蓋体の開放時の気流の発生による粗粉砕粉の舞い上がりも生じることがない。
本発明の第１１の実施の形態は、第１０の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、処理容器の開口部を蓋体で覆った状態で、水素吸蔵工程、加熱工程、及び冷却工程を行うものである。本実施の形態によれば、蓋体で覆った状態で、水素吸蔵工程、加熱工程、及び冷却工程での各処理を行うことができ、更に回収室における減圧時にはガスとともに粗粉砕粉を排出してしまうことがない。
本発明の第１２の実施の形態は、第１から第１１の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、処理容器からの粗粉砕粉の排出を、回収室内が１０００Ｐａから１Ｐａの減圧下で行うものである。本実施の形態によれば、回収室内での気流の発生を無くすことができ、粗粉砕粉が舞うことによる回収室内壁面などへの付着を防止できる。
本発明の第１３の実施の形態は、第１から第１２の実施の形態によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、回収容器内の空気を、酸素濃度を２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換し、回収室内の所定圧力を回収容器内の圧力と同圧とするものである。本実施の形態によれば、回収容器内での酸化を防止できるとともに、回収室から回収容器への粗粉砕粉の排出を容易に行うことができる。
【実施例】
【００１１】
以下本発明の一実施例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法について説明する。
図１は本実施例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造工程を示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造工程は、粗粉砕工程Ａと、混合工程Ｂと、微粉砕工程Ｃと、成形工程Ｄと、焼結工程Ｅを有する。
粗粉砕工程Ａでは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉を得るために、水素粉砕装置を用いる。
本実施例による水素粉砕装置は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金に水素を吸蔵させる水素吸蔵室１０と、水素吸蔵により水素粉砕されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉を加熱により脱水素する加熱室２０と、加熱された粗粉砕粉を冷却する冷却室３０と、冷却された粗粉砕粉を回収容器６０に回収する回収室４０とを備えている。
水素吸蔵室１０は、搬入口には遮断扉１１を、加熱室２０への搬出口には遮断扉２１を有して、室内の密封を保てるように構成されている。水素吸蔵室１０は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段１２と、室内のガスを排出する真空排気手段１３と、水素ガスを導入する水素導入手段１４と、処理容器５０を搬送するコンベア手段１５を備えている。
加熱室２０は、水素吸蔵室１０からの搬入口には遮断扉２１を、冷却室３０への搬出口には遮断扉３１を有して、室内の密封を保てるように構成されている。加熱室２０は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段２２と、室内のガスを排出する真空排気手段２３と、室内を加熱する加熱手段２４と、処理容器５０を搬送するコンベア手段２５を備えている。【００１２】
冷却室３０は、加熱室２０からの搬入口には遮断扉３１を、回収室４０への搬出口には遮断扉４１を有して室内の密封を保てるように構成されている。冷却室３０は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段３２と、室内のガスを排出する真空排気手段３３と、室内を冷却する冷却手段３４と、処理容器５０を搬送するコンベア手段３５を備えている。
回収室４０は、冷却室３０からの搬入口には遮断扉４１を、炉外への搬出口には遮断扉２を有して、室内の密封を保てるように構成されている。回収室４０は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段４２と、室内のガスを排出する真空排気手段４３と、処理容器５０を上下反転させる反転手段４４と、処理容器５０を搬送するコンベア手段４５を備えている。また、回収室４０の下部にはバルブ４９を有しており、バルブ４９を介して回収容器６０が接続されている。なお、回収容器６０には容器を密封するための開閉バルブ６１が設けられている。
処理容器５０は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金を収納した状態で、水素吸蔵室１０、加熱室２０、冷却室３０、及び回収室４０に移送される。【００１３】
なお、本発明においては、上記のように、水素吸蔵室、加熱室、冷却室がそれぞれ独立したいわゆる連続炉タイプの水素粉砕装置以外に、水素吸蔵工程、加熱工程、冷却工程を一室で行なういわゆるバッチ炉（独立炉）タイプの水素粉砕装置を用いることができる。また、水素吸蔵室兼加熱室と冷却室、水素吸蔵室と加熱室兼冷却室などの構成や、処理能力を向上させるために加熱室、冷却室を複数設け、水素吸蔵室、第一加熱室、第二加熱室、第一冷却室、第二冷却室とした構成の水素粉砕装置を用いることもできる。さらに、水素吸蔵室の前に準備室や予備室が設置された構成の水素粉砕装置でも構わない。すなわち、回収室以外の部分については、公知の水素粉砕装置を全て採用することができる。【００１４】
本装置で処理対象とされるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金は、望ましくはＲ−Ｆｅ（Ｃｏ）−Ｂ−Ｍ系である。
Ｒは、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂのうち少なくとも一種から選択される。ただし、Ｒは、Ｎｄ又はＰｒのいずれか一方を必ず含むことが望ましい。更に好ましくは、Ｎｄ−Ｄｙ、Ｎｄ−Ｔｂ、Ｎｄ−Ｐｒ−Ｄｙ、又はＮｄ−Ｐｒ−Ｔｂで示される希土類元素の組合せを用いる。
Ｒのうち、ＤｙやＴｂは、特に保磁力ＨｃＪの向上に効果を発揮する。上記元素以外に少量のＣｅやＬａなど他の希土類元素を含有してもよく、ミッシュメタルやジジムを用いることもできる。また、Ｒは純元素でなくてもよく、工業上入手可能な範囲で、製造上不可避な不純物を含有するものでも差し支えない。含有量は、従来から知られる含有量を採用することができ、例えば、２５質量％以上３５質量％以下が好ましい範囲である。２５質量％未満では高磁石特性、特に高保磁力が得られず、３５質量％を超えると残留磁束密度Ｂｒが低下するためである。
Ｔは、Ｆｅを必ず含み、その５０％以下をＣｏで置換することができる。Ｃｏは温度特性の向上、耐食性の向上に有効であり、通常は１０質量％以下のＣｏ及び残部Ｆｅの組合せで用いる。Ｔの含有量は、ＲとＢあるいはＲとＢとＭとの残部を占める。
Ｂの含有量についても公知の含有量で差し支えなく、例えば、０．９質量％〜１．２質量％が好ましい範囲である。０．９質量％未満では高保磁力が得られず、１．２質量％を超えると残留磁束密度Ｂｒが低下するため好ましくない。なお、Ｂの一部はＣで置換することができる。Ｃ置換は磁石の耐食性を向上させることができ有効である。Ｂ＋Ｃとした場合の含有量は、Ｃの置換原子数をＢの原子数で換算し、上記のＢ濃度の範囲内に設定されることが好ましい。
上記元素に加え、保磁力ＨｃＪ向上のためにＭ元素を添加することができる。Ｍ元素は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗのうち少なくとも一種である。添加量は２質量％以下が好ましい。５質量％を超えると残留磁束密度Ｂｒが低下するためである。
また、不可避的不純物も許容することができる。例えば、Ｆｅから混入するＭｎ、Ｃｒや、Ｆｅ−Ｂ（フェロボロン）から混入するＡｌ、Ｓｉ、Ｃｕなどである。【００１５】
本装置に搬入されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金は溶解法により製造される。最終的に必要な組成となるように事前に調整した金属を溶解し、鋳型にいれるインゴット鋳造法や、溶湯を単ロール、双ロール、回転ディスク、又は回転円筒鋳型等に接触させて急冷し、インゴット法で作られた合金よりも薄い凝固合金を作製するストリップキャスト法や遠心鋳造法に代表される急冷法により製造される。本実施例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金は、インゴット法、急冷法どちらの方法により製造された材料にも適用できるが、急冷法により製造されるものがより望ましい。
急冷法によって作製したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金（急冷合金）の厚さは０．０３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にあり、フレーク形状である。合金溶湯は冷却ロールの接触した面（ロール接触面）から凝固し始め、ロール接触面から厚さ方向に結晶が柱状に成長してゆく。急冷合金は、従来のインゴット鋳造法（金型鋳造法）によって作製された合金（インゴット合金）に比較して、短時間に冷却されているため、組織が微細化され、結晶粒径が小さい。また粒界の面積が広く、Ｒリッチ相は粒界内に大きく広がっているため、Ｒリッチ相の分散性に優れる。このため水素粉砕法により粒界で破断し易い。急冷合金を水素粉砕することで、粗粉砕粉の平均サイズを例えば１．０ｍｍ以下とすることができる。【００１６】
本実施例による水素粉砕装置は、水素吸蔵室１０、加熱室２０、冷却室３０、及び回収室４０がそれぞれ１室連接した構成を示しているが、生産性の理由から、特に加熱室２０や冷却室３０を複数設ける場合もある。
処理容器５０は、上面に開口部を有し、この開口部には蓋体５１が設けられる。ここで、蓋体５１は開口部を密閉するものではなく開口部との間に水素ガスや不活性ガスなどが出入りできる隙間を有している。つまり、処理容器５０の開口部を蓋体５１で覆った状態になっている。処理容器５０は、耐熱性があり加工も比較的簡単なステンレスが適している。容積や板厚は一回に処理する量や、水素粉砕装置の寸法に合わせて適宜決定すればよい。処理容器５０は、上部が開放されていれば、形状にはこだわらないが、一般的には箱型としている。水素吸蔵、加熱、冷却の効率を向上させるため、一つの台座に複数の箱型容器を一定の間隔をもって配置することも好ましい構成の一つである。ちなみに、本実施例においては、一つの台座に箱型容器を４列×２列で所定の間隔を開けて配置した処理容器を用いている。また、処理容器５０には、内部を貫通するパイプを備えていることが望ましい。原料合金は処理容器５０に投入されて堆積しているため、処理容器５０内部は加熱や冷却による温度変化が遅くなり、脱水素や脱水素後の冷却が十分ではなく、最終的に得られる磁石の磁石特性がばらつく原因となるため、内部を貫通するパイプの内部に加熱や冷却用の不活性ガスを通過させることで、処理容器５０表面の原料合金と内部の原料合金の温度変化に差が少なくなり、品質が安定する。パイプは、直径が異なるものを組合せたり、配置場所や配置間隔を選定することで、さらに原料合金の温度変化を改善することができる。
処理容器５０は、開口部を蓋体５１で覆った状態で、水素吸蔵室１０、加熱室２０、及び冷却室３０に移送される。【００１７】
以下に本実施例による水素粉砕装置の動作について図１を用いて説明する。
水素吸蔵室１０に搬入される処理容器５０には、例えば急冷法によって製造されたフレーク状のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金が収納されている。
水素吸蔵室１０の遮断扉１１を開放して水素吸蔵室１０内に処理容器５０を搬入する。搬入後に遮断扉１１を閉塞し、真空排気手段１３を動作させて水素吸蔵室１０内を真空引きする。
水素吸蔵室１０内を真空排気し、真空排気手段１３の動作を終了した後に、水素導入手段１４を動作させて水素吸蔵室１０内に水素ガスを導入する。水素ガスの導入により水素吸蔵室１０内を０．１〜０．１８ＭＰａの圧力とし、処理容器５０内のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金に水素を吸蔵させ、水素吸蔵工程を行う。
所定時間経過後（水素吸蔵終了後）に、水素導入手段１４の動作を終了させて水素ガスの導入を停止し、水素吸蔵室１０内の水素ガスを真空排気手段１３を動作させることによって真空排気する。これによって水素吸蔵工程は終了し、次の加熱工程へ移る。このとき、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金は水素を吸蔵して脆化し粉砕され、粗粉砕粉となっている。【００１８】
なお、水素を吸蔵する水素化反応は発熱反応であるため、水素の吸蔵に伴って原料合金の温度が上昇する。通常は、この発熱反応が終了し原料合金の温度が低下して安定した段階で水素吸蔵が終了したものとみなし次の加熱工程に移る。しかし、温度が低下して安定するまでには長時間を要し、また、温度が低下した原料合金を加熱室に移すと、加熱室の温度が低下し、所定温度に到達するまで時間を要することとなる。
そこで、水素吸蔵室を加熱できるように構成しておき、水素吸蔵時の発熱反応による原料合金の温度上昇を利用して、その温度を低下させずに、高温保持状態で水素吸蔵を行なう方法を採用することは好ましい手段の一つである。高温保持状態で水素吸蔵を行なうことにより、主として粒界のＲリッチ相で水素吸蔵を行うため、原料合金の脆化を十分に進行させながら、水素吸蔵工程の時間短縮、導入水素量を低減することができる。また、高温保持状態を維持しながら続く加熱工程へ移ると、加熱室の温度低下を防止することもできるので、加熱室における加熱工程の時間短縮、加熱に要する電力消費を低減することができる。【００１９】
次に、加熱工程に移るに際して、処理容器５０は、水素吸蔵室１０から加熱室２０に移送されるが、移送にあたって加熱室２０内は真空排気手段２３によってあらかじめ真空排気されている。
遮断扉２１を開放し、処理容器５０は、コンベア手段１５及びコンベア手段２５の駆動により、水素吸蔵室１０から加熱室２０に搬入される。搬入後に遮断扉２１を閉塞し、加熱室２０内を真空排気手段２３によって更に真空引きするとともに加熱手段２４によって加熱する。加熱室２０内は、加熱手段２４によって５００〜６００℃の温度に維持され、真空排気手段２３によって１Ｐａ程度の圧力に維持される。これによって粗粉砕粉の脱水素が行われる。粗粉砕粉の加熱工程においては、上記のように加熱室２０内を真空排気するが、真空排気と同時に不活性ガス（例えばアルゴンガス）を導入して、所定の圧力で流気状態にすることによって、原料合金の昇温速度を速くすることができ、加熱工程に要する時間短縮をはかることもできる。
粗粉砕粉の脱水素が十分に行われた後に、加熱室２０内は不活性ガス導入手段２２を動作させることによって不活性ガスが導入され、冷却室３０内の雰囲気に近づけた後、不活性ガス導入手段２２の動作を終了させる。不活性ガスとしてはアルゴンガスが好ましい。
遮断扉３１を開放し、加熱室２０内にある処理容器５０は、コンベア手段２５及びコンベア手段３５の駆動により、加熱室２０から冷却室３０に搬入され冷却工程を行う。搬入後に遮断扉３１を閉塞し、冷却室３０内を冷却手段３４によって冷却する。
冷却は、ファンによる冷却又は冷却室内の冷却水循環による冷却あるいはそれらを併用することによって行なう。【００２０】
この冷却工程の後に、回収工程を行う。
遮断扉４１を開放し、冷却室３０内にある処理容器５０は、コンベア手段３５及びコンベア手段４５の駆動により、冷却室３０から回収室４０に搬入される。回収室４０への搬入にあたって、回収室４０内は不活性ガス導入手段４２を動作させることによって不活性ガス（アルゴンガス）が導入され、冷却室３０内の雰囲気に近づけた後、不活性ガス導入手段４２の動作を終了させる。
回収工程における搬入工程は、不活性ガス導入手段４２の動作の終了後に行われる。
回収室４０内に処理容器５０が搬入されると、遮断扉４１を閉塞し、回収室４０内は、真空排気手段４３を動作させることによって真空排気される。回収室４０内が真空排気され、１０００Ｐａから１Ｐａ、好ましくは５Ｐａ〜１Ｐａの圧力にした状態で、蓋体５１を取り外して反転手段４４を動作させ、処理容器５０内の粗粉砕粉を回収室４０内底部に落下させて排出する。なお、反転手段４４は、処理容器５０内の粗粉砕粉を回収室４０内に排出する手段として好ましい手段であるが、本発明の回収方法における主たる特徴は、処理容器５０内の粗粉砕粉を回収室４０内に排出する際に回収室４０内を減圧していることにある。従って、回収室４０内が減圧されていれば、反転手段４４以外の排出手段を用いても構わない。
回収工程における排出工程は、回収室４０内を減圧した後に行われる。【００２１】
上記において、回収室４０内の圧力は、１０００Ｐａから１Ｐａ、好ましくは５Ｐａ〜１Ｐａとした理由は次の通りである。
回収室４０内は、回収工程終了後、空になった処理容器５０を遮断扉２から取り出した後、遮断扉２を閉じて真空排気され、冷却室から次の処理容器５０が来るまで真空排気が継続されており、次の処理容器５０が搬入される直前で冷却室の雰囲気に近づけるために不活性ガス（アルゴンガス）により復圧されるため、回収室４０内の酸素量は十分低減されており（例えば２０ｐｐｍ以下）、粗粉砕粉の酸化防止の観点ではほとんど酸素量を考慮する必要はない。従って、１０００Ｐａから１Ｐａという圧力は、粗粉砕粉が回収室内で舞わないという条件を規定したものである。一方、水素粉砕装置のサイクルスピードが速かったり、回収室４０内の点検や整備などで、冷却室から次の処理容器５０が来るまでに十分な真空排気ができていなかった場合などは、回収室４０内の酸素量を十分に低減させ、好ましくは酸素量が２０ｐｐｍ以下とするために、回収室４０内の圧力を５Ｐａ〜１Ｐａにすることが好ましい。すなわち、５Ｐａ〜１Ｐａという圧力は、回収室４０内の酸素量を２０ｐｐｍ以下するための条件を規定したものである。当然ながら、５Ｐａは１０００Ｐａよりも高真空であるため、粗粉砕粉が回収室内で舞うことはない。このように、回収室４０内の圧力は、通常は１０００Ｐａ以下で十分であり、５Ｐａ以下であればより好ましい。【００２２】
本発明は粗粉砕粉の酸化や粗粉砕粉の回収室４０内での舞いを防ぐ意味では１Ｐａ以下の真空度は必ずしも必要ではないが、たとえ１Ｐａ以下であっても本発明を実施できる。
回収室４０内に粗粉砕粉を落下させた後に、回収工程におけるガス導入工程が行われる。
再び不活性ガス導入手段４２を動作させることによって回収室４０内に不活性ガス（アルゴンガス）を導入して所定圧力とした後、不活性ガス導入手段４２の動作を終了する。なお、回収容器６０は、回収容器６０内の空気を酸素濃度が２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換している。また、回収室４０内への不活性ガス（アルゴンガス）の導入により、回収室４０内の所定圧力は、回収容器６０内の圧力と同圧としている。この状態で、バルブ４９及び開閉バルブ６１を開放して回収容器６０内に粗粉砕粉を回収することで、回収工程における合金収容工程が行われる。
回収容器６０への粗粉砕粉の回収が終了すると、バルブ４９及び開閉バルブ６１をそれぞれ閉塞し、回収容器６０を回収室４０から離脱させる。その後遮断扉２を開放して処理容器５０を回収室４０外へ移送する。【００２３】
回収工程は、水素吸蔵工程、加熱工程、冷却工程を行う一つあるいは複数の処理室に連接する回収室４０にて行なわれる。そして、回収室４０は、不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段４２と、回収室４０内のガスを排出する真空排気手段４３と、処理容器５０を処理室から回収室４０内へ搬入するための搬入口と、回収室４０の下部に配置される排出口４０ａとを有する。そして、不活性ガス導入手段４２によって回収室４０内に不活性ガスを導入した後に、処理容器５０を処理室から回収室４０内へ搬入口より搬入し、真空排気手段４３によって回収室４０内を減圧した後に、処理容器５０内の粗粉砕粉を回収室４０内に排出し、粗粉砕粉を回収室４０内に排出した後に、不活性ガス導入手段４２によって回収室４０内に不活性ガスを導入し、回収室４０内を不活性ガスにて所定圧力とした後に、排出口４０ａから粗粉砕粉を回収容器６０に回収する。従って、処理容器５０内の粗粉砕粉を回収室４０内に排出する際には、回収室４０内を減圧しているので、粗粉砕粉が回収室４０内で舞うことなく落下するため、回収室４０内壁面に付着することがない。このように、回収室４０内壁面に付着した粗粉砕粉が、処理容器５０の搬出などで回収室４０内を外気に開放した際に酸化されて、次回の水素粉砕処理における粗粉砕粉に混入することを少なくでき、連続操業においても安定して低酸素の粗粉砕粉を量産することができ、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁石特性を向上させることができる。また、排出口４０ａから回収容器６０に排出するときには、回収室４０内を不活性ガスにて所定圧力にしているのでスムーズな排出を行うことができる。従って、大掛かりな装置を必要としない。
また本実施例では、回収室４０には、処理容器５０を上下反転させる反転手段４４を有し、処理容器５０は、上面に開口部を有し、処理容器５０内の粗粉砕粉の排出を、反転手段４４による上下反転動作によって行う。従って、処理容器５０の下部を開放して粗粉砕粉を落下させる場合に比較して、開口部周辺や蓋体５１周辺に粗粉砕粉が残留することが少なく、更に減圧した状態なので、反転動作による気流の発生による粗粉砕粉の舞い上がりの影響も生じない。【００２４】
また本実施例では、処理容器５０の開口部を覆う蓋体５１を有し、真空排気手段４３による減圧動作時には蓋体５１によって開口部を覆い、真空排気手段４３によって回収室４０内を減圧した後で、反転手段４４による上下反転動作を行う前に、蓋体５１を開口部から取り外す。従って、減圧動作時に粗粉砕粉をガスとともに排出してしまうことを防止でき、蓋体５１の解放時の気流の発生による粗粉砕粉の舞い上がりも生じることがない。
また本実施例では、処理容器５０の開口部を蓋体５１で覆った状態で、水素吸蔵室１０による水素吸蔵工程、加熱室２０による加熱工程、及び冷却室３０による冷却工程を行うことができ、更に回収室４０における減圧時にはガスとともに粗粉砕粉を排出してしまうことがない。
また本実施例では、処理容器５０からのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の排出を、回収室４０内が１０００Ｐａから１Ｐａの減圧下で行うことで、回収室４０内での気流の発生を無くすことができ、粗粉砕粉が舞うことによる回収室４０内壁面などへの付着を防止できる。
また本実施例では、回収容器６０内の空気を、酸素濃度を２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換し、回収室４０内の所定圧力を回収容器６０内の圧力と同圧とすることで、回収容器６０内での酸化を防止できるとともに、回収室４０から回収容器６０への粗粉砕粉の排出を容易に行うことができる。
以上説明した粗粉砕工程Ａでは、得られる粗粉砕粉の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とすることができる。【００２５】
混合工程Ｂでは、粗粉砕粉に粉砕助剤を添加し、粗粉砕粉と粉砕助剤を混合する。
混合工程Ｂにおける粗粉砕粉への粉砕助剤の添加は、冷却工程後の回収工程での合金収容工程において行う。
粗粉砕粉に粉砕助剤を添加することで、ジェットミルによる微粉砕工程Ｃにおける、酸素濃度を下げた不活性ガス中での粉砕で、ジェットミル粉砕室内壁への微粉砕粉の付着（焼き付き）を防止することができる。従って、微粉砕粉のジェットミル粉砕室内壁への付着による粉砕性の低下を防止でき、連続粉砕が可能である。
粉砕助剤には、炭化水素系潤滑剤、脂肪酸、又は脂肪酸の誘導体の少なくともいずれかを含み、液状物であってもよいが、粒状物であることが好ましい。
炭化水素系潤滑剤としては、例えば流動パラフィン、天然パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、合成パラフィン、塩素化ナフタリン等が有効であり、鉱物油、合成油、又は植物油のうちのいずれかの油中、又は二種以上の混合油中に溶解するものを使用する。
脂肪酸及び／又は脂肪酸の誘導体としては、例えばステアリン酸亜鉛等に代表される金属石鹸が有効である。
油に溶解する炭化水素系潤滑剤は、粗粉砕粉に対して、０．０１〜０．２０ｗｔ％であることが好ましい。添加量が０．０１ｗｔ％未満では付着（焼き付き）抑制効果が十分でなく、添加量が０．２０ｗｔ％を超えるとＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有炭素量が高くなり易い。炭化水素系潤滑剤が上記鉱物油、合成油又は植物油中に溶解する性質を有したものであり、その後の油分の除去過程で、炭化水素系潤滑剤の相当量が除去されるため、ジェットミルの連続微粉砕性を重視して炭化水素系潤滑剤を０．１ｗｔ％を超え、例えば０．１１〜０．２０ｗｔ％の範囲で添加しても、最終的にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に残留する炭素量を重量百部率で０．１０％以下とできるので実用上問題はない。
脂肪酸及び／又は脂肪酸の誘導体は、粗粉砕粉に対して、０．０１〜０．１０ｗｔ％であることが好ましい。【００２６】
粗粉砕粉と粉砕助剤の混合は、図１に示す混合装置７０を用いて行う。
回収工程での合金収容工程後に、開閉バルブ６１を閉塞して、回収容器６０を回収室４０から混合装置７０に搬送する。
混合装置７０は、回収容器６０を保持するクランプ部７１と、クランプ部７１に連結した回転軸７２と、この回転軸を回転させる電動機７３とを備えている。
そして、電動機７３の駆動により、回収容器６０を回転させることで、粗粉砕粉と粉砕助剤との混合を行う。
このように、回収容器６０を回転させて粉砕粉と粉砕助剤との混合を行うことで、粗粉砕粉が混合工程Ｂにおいて酸化されることがなく、効率よく均一な添加分散を行うことができる。【００２７】
微粉砕工程Ｃでは、混合工程Ｂで粉砕助剤を混合した粗粉砕粉を、ジェットミル装置８０に供給して不活性ガス中で微粉砕する。
以下にジェットミル装置８０について簡単に説明する。
ジェットミル装置８０は、粗粉砕粉を供給する原料投入機８１と、原料投入機８１から投入された粗粉砕粉を粉砕する粉砕機８２と、粉砕機８２で粉砕して得られる粉砕粉を分級するサイクロン分級機８３と、サイクロン分級機８３によって分級された所定の粒度分布を有する微粉砕粉を集める回収タンク８４とを備えている。【００２８】
原料投入機８１は、粗粉砕粉を収容する原料タンク８１ａと、原料タンク８１ａからの粗粉砕粉の供給量をコントロールするモータ８１ｂと、モータ８１ｂに接続されたスパイラル状の供給機（スクリューフィーダ）８１ｃとを有している。
粉砕機８２は、縦長の略円筒状の粉砕機本体８２ａを有しており、粉砕機本体８２ａの下部には、不活性ガス（例えば窒素）を高速で噴出させるノズルを取り付けるための複数のノズル口８２ｂが設けられている。粉砕機本体８２ａの側部には、粉砕機本体８２ａ内に粗粉砕粉を投入するための原料投入パイプ８２ｃが接続されている。
原料投入パイプ８２ｃには、供給する粗粉砕粉を一旦保持し粉砕機８２内部の圧力を閉じ込めるためのバルブ８２ｄが設けられており、バルブ８２ｄは、一対の上バルブと下バルブとを有している。供給機８１ｃと原料投入パイプ８２ｃとはフレキシブルパイプ８２ｅによって連結されている。
粉砕機８２は、粉砕機本体８２ａの内部上方に設けられた分級ロータ８２ｆと、粉砕機本体８２ａの外部上方に設けられモータ８２ｇと、粉砕機本体８２ａの上方に設けられた接続パイプ８２ｈとを有している。モータ８２ｇは分級ロータ８２ｆを駆動し、接続パイプ８２ｈは分級ロータ８２ｆで分級された粉砕粉を粉砕機８２の外部に排出する。
サイクロン分級機８３は、分級機本体８３ａを有し、分級機本体８３ａの内部には、排気パイプ８３ｂが上方から挿入されている。分級機本体８３ａの側部には、分級ロータ８２ｆで分級された微粉砕粉を導入する導入口８３ｃが設けられ、導入口８３ｃはフレキシブルパイプ８３ｄによって接続パイプ８２ｈと接続されている。分級機本体８３ａの下部には取出口８３ｅが設けられ、この取出口８３ｅに回収タンク８４が接続されている。【００２９】
混合工程Ｂで粉砕助剤を混合した粗粉砕粉は、回収容器６０内に封入されたまま、ジェットミル装置８０に供給される。
混合装置７０から取り外された回収容器６０は、開閉バルブ６１を閉塞したまま、原料投入機８１の原料タンク８１ａに接続される。原料タンク８１ａの上部には、開閉バルブ８１ｄを介して接続部８１ｅが設けられており、回収容器６０は接続部８１ｅの端部に接続される。開閉バルブ８１ｄとしては、バタフライバルブなどの気密性の高い弁を用いることが好ましい。【００３０】
以下にジェットミル装置８０の動作について説明する。
まず、ジェットミル装置８０の内部を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下の不活性ガス雰囲気とする。そして、回収容器６０の開閉バルブ６１と原料タンク８１ａの開閉バルブ８１ｄとの間の接続部８１ｅに不活性ガスを導入して接続部８１ｅ内の酸素濃度を２０ｐｐｍ以下にし、その後に回収容器６０の開閉バルブ６１と原料タンク８１ａの開閉バルブ８１ｄを開けて回収容器６０内の粗粉砕粉を原料タンク８１ａに供給する。
原料タンク８１ａに供給された粗粉砕粉は、供給機８１ｃによって粉砕機８２に供給される。供給機８１ｃから供給される粗粉砕粉は、バルブ８２ｄにおいて一旦堰き止められる。ここでバルブ８２ｄを構成する一対の上バルブと下バルブは、交互に開閉する。すなわち、上バルブが開のとき下バルブは閉となり、上バルブが閉のとき下バルブは開となる。このように一対のバルブを交互に開閉することによって、粉砕機８２内の圧力が原料投入機８１側に漏れることがない。粗粉砕粉は、上バルブが開のときに上バルブと下バルブとの間に供給され、下バルブが開のときに、原料投入パイプ８２ｃに導かれて粉砕機８２内に導入される。【００３１】
粉砕機８２内に導入された粗粉砕粉は、ノズル口８２ｄからの不活性ガスの高速噴射によって粉砕機８２内に巻き上げられ、高速気流とともに旋回する。そして、粗粉砕粉同士の衝突によって細かく粉砕される。
粉砕機８２内で微粉砕された粉砕粉は上昇気流に乗って分級ロータ８２ｆに導かれて分級され、粗粉砕粉は再度粉砕機８２内で粉砕される。一方、所定粒径以下に粉砕された微粉砕粉は、接続パイプ８２ｈ、フレキシブルパイプ８３ｄを経由して導入口８３ｃから分級機本体８３ａ内に導入される。分級機本体８３ａでは、所定粒径以上の微粉砕粉を回収タンク８４に堆積し、所定粒径以下の超微粉砕粉は不活性ガスとともに排気パイプ８３ｂから外部に排出する。排気パイプ８３ｂを通じて超微粉砕粉を除去することで、回収タンク８４で捕集する粉末に占める超微粉（粒径：１．０μｍ以下）の個数比率を１０％以下に調節する。このようにしてＲリッチな超微粉砕粉を取り除くことで、焼結磁石中の希土類元素Ｒが酸素との結合に消費される量を少なくし、磁石特性を向上させることができる。
本実施例では、ジェットミル粉砕装置８０の後段に接続する分級機としてブローアップ付きのサイクロン分級機８３を用いている。このようなサイクロン分級機８３によれば、所定粒径以下の超微粉は回収タンク８４に捕集されることなく反転上昇し、パイプ８３ｂから装置外へ排出される。【００３２】
パイプ８３ｂから装置外へ取り除く超微粉砕粉の粒径は、例えば工業調査会の「粉体技術ポケットブック」の第９２頁から第９６頁に記載されているようなサイクロンの各部パラメータを適切に規定し、不活性ガス流の圧力を調整することによって制御することができる。
本実施例によれば、平均粒径が例えば約４．０μｍ程度であり、しかも、粒径１．０μｍ以下の超微粉砕粉の個数が粉砕粉全体の個数の１０％以下となる合金粉末を得ることができる。なお、焼結磁石の製造に用いる微粉砕粉の好ましい平均粒径範囲は２μｍ以上１０μｍ以下である。なおＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金としてストリップキャスト合金を用いることで、金属組織が微細であるため、従来のインゴット合金粉末に比較して非常にシャープな粒度分布を得ることができる。
粉砕工程における酸化を抑制するためには、微粉砕を行う際に用いる高速気流ガス（不活性ガス）中の酸素量を数ｐｐｍレベルとして限りなくゼロに近づけることが好ましい。
上述のように微粉砕時における雰囲気中に含まれる酸素の濃度を制御することによって、微粉砕後における合金粉末の酸素含有量（重量）を６００ｐｐｍ以下にできる。【００３３】
なお、本実施例では図１に示す構成を備えたジェットミル粉砕装置８０を用いて微粉砕工程を説明したが、本発明はこれに限定されず、他の構成を備えたジェットミル粉砕装置、あるいはその他のタイプの微粉砕装置を用いてもよい。また、超微粉を除去するための分級機として、サイクロン分級機以外に、ファトンゲレン分級機やミクロセパレータなどの遠心分級機を用いてもよい。
ジェットミル粉砕装置８０を用いて微粉砕した後の微粉砕粉は、鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒中に回収することでスラリー状の微粉砕粉を得ることができる。スラリー状の微粉砕粉を得る方法として、例えば、ジェットミル粉砕装置８０における回収タンク８４中に鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒を予め収容し、又は回収タンク８４内に溶媒を適宜導入してもよい。また、回収タンク８４を分級機本体８３ａから取り外した後に取出口８３ｅから溶媒を注入してもよい。
このようにスラリー状の微粉砕粉とすることで、微粉砕粉間の相互作用によるブリッジの生成の防止に効果があり、微粉砕粉の表面の改質、特に微粉相互間の摩擦力の低減に有効である。鉱物油又は合成油の常温での動粘度は１０ｃＳｔ以下が好ましい。また、鉱物油又は合成油の分留点は４００℃以下が好ましい。また、従来の有機溶媒を用いる場合には成形時に金型かじりが発生しやすいが、この対策として鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を用いることが好ましい。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の微粉砕粉の経時変化も鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を用いることで少なくなる。
スラリー状の微粉砕粉とすることで、微粉砕工程が終了する。
微粉砕工程Ｃでは、得られるスラリー状の微粉砕粉の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とすることができる。【００３４】
成形工程Ｄでは、微粉砕粉を磁界中で湿式成形して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を得る。
成形方法として、縦磁場成形や横磁場成形などの公知の湿式成形方法を用いることができる。
成形工程Ｄでは、微粉砕工程Ｃで得られるスラリー状の微粉砕粉は、加圧装置によって金型キャビティ内に加圧注入され、加圧成形される。この加圧成形時に、微粉砕粉に含まれている鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒の大部分は、フィルタを介して、金型キャビティの外に排出される。このように、加圧成形時に溶媒の大部分は取り除かれるため、成形工程Ｄを経た微粉砕粉の充填密度は高い値となる。【００３５】
なお、成形工程後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を焼結板に載置した後に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体の表面に鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を塗布、噴霧、又は滴下することも有効である。
本来、湿式成形されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体は、その表面に微量の油分が付着しているため、油分が付着している間は成形体表面付近の磁粉の酸化を抑制することができる。しかし、鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種であっても、一定の飽和蒸気圧をもつため、一定時間大気中に保管すると、表面の油分が蒸発し成形体表面の磁粉は酸化する。このため、湿式成形体の表面に、湿式成形に用いる鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種を塗布、噴霧、又は滴下することで、湿式成形体表面に油分の被膜をさらに形成し、酸化を抑えることができる。
従って、本実施例のように、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金を、水素粉砕及び微粉砕後、鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種に回収する工程までを酸素に接しない環境で取り扱う、特に酸素含有量６００ｐｐｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体の酸化を抑えるのに効果的である。【００３６】
また、鉱物油、合成油又は混合油の塗布、噴霧、又は滴下は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を焼結板に載置した後に行うことが好ましい。
焼結板上にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を載置した後に、鉱物油、合成油又はこれらの混合油を塗布、噴霧、又は滴下しているので、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体と焼結板が接触している部分に鉱物油、合成油又はこれらの混合油が侵入しない、又は浸入しても接触面すべてに浸入するわけではない。従って、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体と焼結板との間にすべりが発生せず、すべりが発生することでＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体が焼結前に成形体の状態で接触しそのまま焼結されることで発生する焼結体の焼きつき、又は成形体同士がぶつかることで発生する成形体の欠けに起因する焼結体の欠けを防止することができる。
以上のように、微粉砕工程において、鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒中に微粉砕粉を回収してスラリー状の微粉砕粉とし、スラリー状の微粉砕粉を用いて加圧成形することで、成形工程Ｄで得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とすることができる。【００３７】
焼結工程Ｅでは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体中の溶媒を除去した後に焼結して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る。
焼結を行う前に、成形工程Ｄで湿式成形されたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体から溶媒の除去（脱油処理）を行う。
脱油処理は、５０〜５００℃、好ましくは５０〜２５０℃でかつ圧力１０-１Ｔｏｒｒ以下の条件で３０分以上保持することで行う。この脱油処理によって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体に残留している溶媒を除去することができる。脱油の加熱保持は、５０〜５００℃の温度範囲であれば一定の温度を維持する必要はなく、二点以上の温度で処理してもよい。また、１０-１Ｔｏｒｒ以下の圧力条件で室温から５００℃までの昇温速度を１０℃／分以下、好ましくは５℃／分以下とすることによっても、同様の効果を得ることができる。
脱油処理の後において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体を常温から９５０〜１１５０℃の焼結温度まで昇温させて焼結処理を行う。
脱油処理をあらかじめ行っておくことで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用成形体に残留している溶媒が希土類元素と反応して希土類炭化物を生成することを防止することができ、焼結に充分な量の液相を発生させ、充分な密度の焼結体として高い磁石特性を得ることができる。
焼結工程Ｅでは、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の含有酸素量を６００ｐｐｍ以下とすることで、磁石特性の向上を図ることができる。【００３８】
次に、図１で説明した回収室の更に詳細な構成と動作について説明する。
図２は同水素粉砕装置における回収室（Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉の回収装置）の要部正面図、図３は同回収室の要部側面図、図４は図３の要部拡大図、図５は同回収室の要部上面図である。
なお、図２から図５においては、遮断扉４１、不活性ガス導入手段４２、及び真空排気手段４３については図示していない。
回収室４０は、その下部がロート状になっており、堆積したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金の粗粉砕粉をロート状下部の排出口４０ａから回収容器６０（図２から図５では図示せず）に排出できるようになっている。排出口４０ａには、バルブ４９が設けられている。また、回収容器６０にもバルブ（図示せず）が設けられている。なお、回収室４０の下部にエアーハンマーを設けてもよい。
回収室４０には、処理容器５０を搬入搬出するコンベア手段４５を有している。コンベア手段４５は、複数本のローラで構成されている。また、回収室４０には後述する反転手段４４と、回収室４０内の圧力を測定する圧力測定手段を有している。
回収室４０内には、コンベア手段４５の搬送方向への処理容器５０の移動を阻止する移動阻止手段４６ａ、４６ｂを処理容器５０の搬送方向の両側に有している。この移動阻止手段４６ａ、４６ｂは、コンベア手段４５を構成するローラの間に配置され、ローラによる搬送面から処理容器５０側に出没可能に設けられている。移動阻止手段４６ａは処理容器５０の搬送方向の前側に設け、移動阻止手段４６ｂは、処理容器５０の搬送方向の後側に設けている。【００３９】
図４に移動阻止手段４６ａを示す。移動阻止手段４６ａは、摺動軸４６ｃとカム板４６ｄを有し、カム板４６ｄは一端が摺動軸４６ｃに軸支され他端が阻止部となり、回転軸４６ｅを回動支点として変位する。従って、摺動軸４６ｃの移動によって、カム板４６ｄは回転軸４６ｅを中心に回動することで、阻止部がコンベア手段４５の搬送面に対して出没する。なお、移動阻止手段４６ｂについても同一の構成となっている。移動阻止手段４６ａ、４６ｂの形状、大きさ、個数などは特に問わない。
また、回収室４０内には、処理容器５０のコンベア手段４５からの離脱を阻止する離脱阻止手段４７を処理容器５０の搬入方向に直交する方向の両側に設けている。離脱阻止手段４７は処理容器５０の開口部側に設けている。処理容器５０の開口部近傍の外周には鍔部５２を有している。
離脱阻止手段４７は、処理容器５０が搬入された状態で鍔部５２の上部に位置するように配置している。ここで、例えば離脱阻止手段４７は、Ｌ字状の断面形状を有するもので構成される。また、本実施例では、処理容器５０に設ける鍔部５２を処理容器５０の開口部近傍の外周に配置しているが、一対の鍔部５２の長手方向が搬送方向となるように処理容器５０の両側に配置する構成としてもよい。【００４０】
反転手段４４は、コンベア手段４５や移動阻止手段４６ａ、４６ｂを保持する基台４４ａと、基台４４ａを回動する回転軸４４ｂと、回転軸４４ｂを駆動するモータ４４ｃを有する。
基台４４ａは、コンベア手段４５のローラ軸に垂直な一対の対向する壁部によって構成され、回転軸４４ｂはこの一対の対向する壁部に軸支されている。また、離脱阻止手段４７も対向する壁面の対向面に設けている。なお、基台４４ａを回動する回転軸４４ｂとコンベア手段４５を構成する複数本のローラを回転させるための主回転軸は同軸配置されている。
回収室４０内の上方には、係合片４８ａを備えた蓋開閉手段４８を有している。この係合片４８ａは、蓋体５１の上面に有する係合片５３と係合する。処理容器５０が冷却室３０から回収室４０に搬入される移送動作によって、回収室４０内上方の係合片４８ａが蓋体５１上面の係合片５３と係合し、係合片４８ａを上方へ移動させることで蓋体５１を開口部から取り外すことができる。
ここで、例えば係合片４８ａと係合片５３は、一方の係合片がＴ字状の断面形状をなし、他方の係合片が略Ｃ字状の断面形状を有するもので構成される。本実施例では、係合片５３が略Ｃ字状の断面形状を有するものであり、係合片４８ａが逆Ｔ字状の断面形状を有するものであり、係合片４８ａ及び係合片５３は、一方向に延びるレール状部材で形成される。なお本実施例では、断面が逆Ｌ字の一対の部材によってスリットを形成することで略Ｃ字状と称している。【００４１】
本実施例では、回収室４０内の上方には蓋開閉手段４８を有し、処理容器５０が冷却室３０から回収室４０に搬入される移送動作によって、係合片４８ａが係合片５３と係合し、係合片４８ａを上方へ移動させることで蓋体５１を開口部から取り外す。このように、回収室４０に搬入される移送動作を利用して係合片４８ａと係合片５３とを係合させるため、蓋開閉手段４８は、係合片４８ａを上方へ移動させるだけで蓋体５１を開口部から取り外すことができる。
また本実施例では、反転手段４４は、コンベア手段４５に処理容器５０を載置した状態で、処理容器５０をコンベア手段４５とともに反転する。このように、コンベア手段４５を処理容器５０とともに反転させることで、処理容器５０から排出する粗粉砕粉がコンベア手段４５に付着することがなく、粗粉砕粉を確実に回収室４０の下部に落下させることができる。また、コンベア手段４５を保持する基台４４ａを回動する回転軸４４ｂとコンベア手段４５を構成する複数本のローラを回転させるための主回転軸を同軸配置しているため、反転を容易に行なうことができる。【００４２】
なお、反転動作は、まず処理容器５０を１８０度回転し、処理容器５０の開口部を真下に向ける。その後に、一回又は複数回の揺動を加えるのが望ましい。例えば１８０度回転させ、処理容器５０の開口部を真下に向けた後、さらに４５度回転し、この４５度回転した位置を基準として９０度反転する。このように揺動動作させることで、処理容器５０に貫通したパイプに堆積した少量の粗粉砕粉も完全に落下せしめることができる。
また、反転動作は、回収室４０の真空排気手段４３を動作後、回収室４０内の圧力を測定する圧力測定手段により測定された圧力の情報に基づき動作が開始されるように制御されている。例えば、圧力１０００Ｐａ以下で反転動作を開始させるようにする。圧力測定手段としては、各種の圧力計や真空計を用いることができる。これによって、反転時に粗粉砕粉が回収室４０内で舞うことなく落下するため、回収室４０内壁面などへの付着を防止できる。なお、圧力測定手段とともに回収室４０内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定手段を設けてもよく、圧力測定手段により測定された圧力と酸素濃度測定手段により測定された酸素濃度の両方の情報に基づき反転動作を制御させたり、場合によっては、酸素濃度測定手段のみを用いて反転動作を制御しても構わない。【００４３】
また本実施例では、回収容器６０内の空気を、酸素濃度を２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換し、回収室４０内の所定圧力を回収容器６０内の圧力と同圧とすることで、回収容器６０内での酸化を防止できるとともに、回収室４０から回収容器６０への粗粉砕粉の排出を容易に行うことができる。
また本実施例では、移動阻止手段４６ａ、４６ｂを、処理容器５０の搬送方向の前側と後側にそれぞれ設け、処理容器５０のコンベア手段４５からの離脱を阻止する離脱阻止手段４７を処理容器５０の開口部側に設け、反転手段４４による反転時には、一対の移動阻止手段４６ａ、４６ｂと離脱阻止手段４７とによってコンベア手段４５に対して処理容器５０を所定の位置に保持することができ、狭い空間においても反転動作を確実に行わせることができる。
本実施例では、移動阻止手段４６ａ、４６ｂをコンベア手段４５を構成するローラの間から処理容器５０側に出没可能に設けることで、ローラ間の隙間を利用するために装置の小型化を図れるとともに、ローラとの位置関係を正確に維持しやすいため、処理容器５０の確実な保持を行える。
本実施例では、離脱阻止手段４７を、処理容器５０が搬入された状態で鍔部５２の上部に位置するように配置している。このように、鍔部５２を形成することで、搬送動作によって鍔部５２と離脱阻止手段４７とを対応させることができ、処理容器５０を所定の位置に保持することができる。【００４４】
次に、図１で説明したバルブの構成と動作について説明する。
図６は同回収室の出口に設けるバルブの動作を示す構成図である。
同図（ａ）はバルブ開の状態、同図（ｂ）はバルブ閉動作途中の状態、同図（ｃ）はバルブ閉の状態を示している。
バルブ４９は、筒状部材４９ａの内周面に配置される環状膨張部材４９ｂと、筒状部材４９ａの径方向を回動軸４９ｄとするディスク部材４９ｃとから構成される。
環状膨張部材４９ｂは、自身の材質や構造によって弾性変形可能な部材でもよいが、外部からのガス圧によって膨張可能であることが好ましい。
ディスク部材４９ｃは、回動軸４９ｄによって回転し、同図（ａ）の状態において開放状態となる。また、同図（ｂ）の状態によって筒状部材４９ａを閉塞する位置に動作させた後に、環状膨張部材４９ｂを膨張変形させることで、ディスク部材４９ｃと環状膨張部材４９ｂとの間は密閉される。
本実施例のバルブ４９によれば、粗粉砕粉の付着による影響を無くし、密閉性を維持することができる。
バルブ４９は、回収容器６０内の酸素濃度が２０ｐｐｍ以下で、かつ回収室４０の不活性ガス導入手段４２によって回収室４０内の圧力が回収容器６０内の圧力と同圧になったとき、開閉動作を行なうことができるように制御されている。従って、回収容器６０内での酸化を防止できるとともに、回収室４０から回収容器６０への粗粉砕粉の排出を容易に行うことができる。【００４５】
次に、図１で示す混合工程Ｂにおける粗粉砕粉への粉砕助剤の添加について説明する。
図７は、粗粉砕粉への粉砕助剤の添加動作を示す説明図である。
図７に示す回収容器６０は、図１における回収室４０のバルブ４９に接続された状態である。
回収容器６０内の上方には、粉砕助剤を入れたバケット６２が配置され、このバケット６２には回収容器６０外に突き出した操作棒６３が設けられている。回収容器６０は、粉砕助剤を入れたバケット６２を配置した状態で、回収容器６０内の空気を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換している。
図７（ａ）の状態は、回収容器６０内に既に粗粉砕粉を回収した状態を示しているが、粗粉砕粉の回収時には既に粉砕助剤を入れたバケット６２が配置されているため、粗粉砕粉が回収容器６０に落下するときにも、一部の粗粉砕粉がバケット６２内に入り込むことで、バケット６２内の粉砕助剤の一部は、バケット６２からこぼれ落ちる。従って、図７（ａ）の状態においても、一部の粉砕助剤は、既に粗粉砕粉中に添加されている。
図７（ｂ）の状態は、操作棒６３の回転によってバケット６２を反転させ、バケット６２内の粉砕助剤を、回収容器６０内にある粗粉砕粉に添加している状態を示している。【００４６】
以上のように、回収容器６０は、粉砕助剤を入れたバケット６２を配置した状態で、回収容器６０内の空気を、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下となるように不活性ガスにてあらかじめ置換しているため、粉砕助剤の添加を行う際に、粗粉砕粉が酸化されることはない。
また、回収容器６０内の上方に、粉砕助剤を入れたバケット６２を配置しておくことで、粗粉砕粉が回収容器６０に落下するときに、バケット６２内の粉砕助剤の一部がバケット６２からこぼれ落ちており、バケット６２に残留している粉砕助剤を、その後に添加するため、回収容器６０の底部に粉砕助剤をあらかじめ入れておく場合や、粗粉砕粉が回収容器６０内に回収された後に、開閉バルブ６１を開放して粉砕助剤を添加する場合と比較して、粉砕助剤を粗粉砕粉に分散して添加することができ、その後の混合工程Ｂにおける均一な混合を行うことができる。
なお、粉砕助剤の添加は、回収容器６０を回収室４０から離脱させた状態で行うことも可能である。【００４７】
次に、図１で示す成形工程Ｄにおける湿式成形について説明する。
図８は磁場成形装置の概念図である。
図８に示す磁場成形装置は、加圧方向（図中縦方向）に対して配向磁場方向が直交する（図中横方向）いわゆる横磁場成形装置であり、上パンチ９１、ダイ９２、下パンチ９３、及び配向磁場コイル９４から構成されている。また、ダイ９２を挟み込むように配置した一対のヨーク９５に一対の配向磁場コイル９４が配置されている。そして、ダイ９２と上パンチ９１と下パンチ９３で形成されるキャビティ９６にスラリー状の微粉砕粉を加圧圧入する加圧装置９７が設けられている。また、キャビティ９６と上パンチ９１との間にはフィルタ９８が配置され、フィルタ９８の上パンチ９１側には、溶媒排出経路９９が形成されている。
スラリー状の微粉砕粉は、加圧装置９７によってキャビティ９６内に加圧圧入され、その後に上パンチ９１及び下パンチ９３によって加圧成形される。この上パンチ９１及び下パンチ９３による加圧成形時に、微粉砕粉に含まれている鉱物油、合成油、植物油のいずれか一種からなる溶媒の大部分は、フィルタ９８を介して、溶媒排出経路９９を通って金型キャビティ９６の外に排出される。
なお、上記においては加圧方向と配向磁場方向が直交するいわゆる横磁場成形装置を用いたが、加圧方向と配向磁場方向が同じであるいわゆる縦磁場成形装置を用いることもできる。【００４８】
（実施例１）
焼結後のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成が表１のＡ〜Ｃとなるように、純度９９．５％以上の各原料を配合、溶解し、ストリップキャスト法により鋳造して、厚さ０．３ｍｍの鋳片状の原料合金を得た。なお、表１において「ＴＲＥ」とは「ＴｏｔａｌＲａｒｅＥａｒｔｈ」の意味であり、Ｎｄ＋Ｐｒ＋Ｄｙの含有量の合計である。
このＡ〜Ｃの各原料合金を用いて、以下の方法により焼結磁石を作製した。
各原料合金４００ｋｇを図１に示す水素粉砕装置を用いて、水素吸蔵工程、加熱工程、及び冷却工程を行い、回収室４０内を５Ｐａの真空雰囲気とした後、処理容器５０を反転させ、回収室４０内に原料合金の粗粉砕粉を排出した。
次いで、回収室４０内にＡｒを導入し大気圧とした。この時、回収室４０内の酸素濃度は２０ｐｐｍ以下であった。
回収容器６０内をＡｒガスにて置換し、酸素濃度を２０ｐｐｍ以下とした後、回収室４０のバルブ４９及び回収容器６０の開閉バルブ６１を開け、回収容器６０内に原料合金の粗粉砕粉を回収した。
回収室４０のバルブ４９及び回収容器６０の開閉バルブ６１を閉じた後、回収室４０内に残存する原料合金の粗粉砕粉を集めたところ、粗粉砕粉は０．１ｇ以下であった。すなわち、粗粉砕粉の回収率はほぼ１００％であった。
回収容器６０内のバケット６２に予め挿入しておいたパラフィンワックスを、バケット６２を反転させることにより、粗粉砕粉に０．０４ｗｔ％のパラフィンワックスを添加した。次いで、回収容器６０を回収室４０から離脱させ、回収容器６０を混合装置７０に固定し、１０分間回転させ、粗粉砕粉とパラフィンワックスを混合した。【００４９】
回収容器６０を混合装置７０から取り外し、ジェットミル装置８０の原料タンク８１ａの接続部８１ｅにフェルールによって接続した。次いで、接続部８１ｅにＡｒガスを導入して接続部８１ｅ内の酸素濃度を２０ｐｐｍ以下にした後、回収容器６０の開閉バルブ６１及び原料タンク８１ａの開閉バルブ８１ｄをそれぞれ開け、回収容器６０内の粗粉砕粉をジェットミル装置８０の原料タンク８１ａに供給し、酸素濃度が２０ｐｐｍ以下のＡｒガス中で微粉砕を行なった。微粉砕後の微粉砕粉は鉱物油中に直接回収した。得られた微粉砕粉の粒径を、ＩＳＯ１３３２０−１に準拠した装置（Ｓｙｍｐａｔｅｃ  ＨＥＲＯＳ（Ｈ９２４２））で測定し、粒径の小さい方から体積を換算して全体の体積の５０％となる粒径（Ｄ５０）を求めたところ、Ｄ５０＝４．７６μｍであった。
得られた微粉砕粉と鉱物油とからなるスラリーを図８に示す横磁場成形装置によって湿式成形により成形し、成形体を得た。得られた成形体を２００℃にて４時間処理し、成形体中の鉱物油を除去した。続いて、１０４０〜１０６０℃で２時間焼結した。得られた焼結体をＡｒ雰囲気中で９００℃×１時間処理し５００℃×２時間熱処理した。
得られたＡ〜Ｃの焼結磁石の組成を表１に、原料合金の含有酸素量、焼結磁石の含有酸素量及び焼結磁石の磁石特性を表２に示す。【００５０】
（比較例１）
焼結後の組成が表１のＤ〜Ｆとなるように、純度９９．５％以上の各原料を配合、溶解し、ストリップキャスト法により鋳造して、厚さ０．３ｍｍの鋳片状の原料合金を得た。Ｄ〜Ｆの各原料合金を用いて、水素粉砕時に大気中で処理容器４０を反転させる以外は実施例１と同様な方法により３種類の焼結磁石を作製した。
得られたＤ〜Ｆの焼結磁石の組成を表１に、原料合金の含有酸素量、焼結磁石の含有酸素量及び焼結磁石の磁石特性を表２に示す。【００５１】
【表１】
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【００５２】
【表２】
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【００５３】
本発明によれば、原料合金から焼結磁石に至るまでの各製造工程において原料合金やその粉末の酸化が防止されている。特に、水素粉砕（粗粉砕）からジェットミル粉砕（微粉砕）にかけて粗粉砕粉の酸化が防止できるため、例えば、表２に示すように、含有酸素量が６００ｐｐｍ以下の磁石特性に優れるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。
なお、焼結磁石の含有酸素量は、原料合金の酸素量を低減したり、各製造工程にて使用する処理容器などへの酸素吸着を防止したりすることによって、さらに低減することが可能であり、例えば含有酸素量５００ｐｐｍ以下あるいは４００ｐｐｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造することも可能である。【００５４】
背景技術でも述べた通り、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主にＲ２Ｔ１４Ｂの正方晶化合物からなる主相、Ｒリッチ相及びＢリッチ相から構成されており、主相の存在比率を増加させれば、磁石特性、特に残留磁束密度Ｂｒが向上する。しかし、Ｒは雰囲気中の酸素と反応し易く、Ｒ２Ｏ３などの酸化物を作る。従って、製造工程中にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石用原料合金やその粉末が酸化すると、Ｒ２Ｏ３の生成に伴い、Ｒ２Ｔ１４Ｂの存在比率が低下するとともに、Ｒリッチ相が少なくなり、磁石特性が急激に低下する。
本発明によれば、製造工程中における酸化が防止されているので、Ｒ２Ｏ３などの酸化物の生成量が少なくなる。従って、含有酸素量の多い従来の焼結磁石と同じ量のＲが含有される場合、酸化物に消費されていた分のＲ量が余剰に存在することとなる。
この余剰のＲを予め差し引いたＲ量にすることによって、主相の存在比率を増加させることができ、残留磁束密度Ｂｒを向上させることができる。【００５５】
表１の組成において、試料Ｎｏ．Ａ（以下、単に「Ａ」という。Ｂ〜Ｆについても同様とする。）はＤにおけるＮｄの含有量を削減した組成となっている。ＢとＥ、ＣとＦの関係も同様である。ここで、Ｎｄが酸素と反応した際に生成する酸化物が全てＮｄ２Ｏ３とした仮定した場合、含有酸素量が１００ｐｐｍ増加すると０．０６ｍａｓｓ％のＮｄが酸化物として消費されることとなる。つまり、含有酸素量が１００ｐｐｍ低下すれば、０．０６ｍａｓｓ％のＮｄを削減することができ、その分、主相の存在比率が増加し、残留磁束密度Ｂｒを向上させることができる。
例えば、表１のＡとＤとの含有酸素量の差は６８０ｐｐｍ（１２００ｐｐｍ−５２０ｐｐｍ）であるので、ＡはＤに対して約０．４１ｍａｓｓ％のＮｄ量を削減することができる。実際は、ＡはＤに比べＮｄの含有量が０．５９ｍａｓｓ％（ＴＲＥでは０．６４ｍａｓｓ％）削減されている。そして、ＡはＤに比べ保磁力ＨｃＪはほぼ同様（１．１６０ＭＡ／ｍ→１．１５０ＭＡ／ｍ）で、残留磁束密度Ｂｒ（１．４６３Ｔ→１．４７７Ｔ）及び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（４０８．０ｋＪ／ｍ３→４２０．１ｋＪ／ｍ３）が向上している。
ＡとＤとは、主相とＲリッチ相の形成に消費されるＲ量はほぼ同じである。しかし、Ａは酸化物の量が少なくかつ余剰のＮｄも削減されているので、相対的に主相の存在比率が増加している。そのため、残留磁束密度Ｂｒ及び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが向上しているのである。
上記のＡの場合と同様に、ＢはＥに比べＮｄの含有量が０．８３ｍａｓｓ％（ＴＲＥでは０．９４ｍａｓｓ％）、ＣはＦに比べＮｄの含有量が１．３７ｍａｓｓ％（ＴＲＥでは１．３８ｍａｓｓ％）低減されており、ＢはＥに対して、ＣはＦに対してそれぞれ残留磁束密度Ｂｒ及び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが向上している。
このように、本発明によれば、原料合金から焼結磁石に至るまでの各製造工程において原料合金やその粉末の酸化を防止することができる。そのため、従来に比べＲの含有量を削減することができるので、主相の存在比率を増加させることができ、その結果、残留磁束密度Ｂｒ及び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、高性能なＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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