(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
(Rl)x(Rh)yTzBsMt(RlはYを含む1種以上の軽希土類元素、RhはDy、Tbの少なくとも1種からなる重希土類元素、TはFe、Ni、Coの少なくとも1種以上を含む遷移金属、Bはホウ素、MはGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上で、27≦x≦44、 0≦y≦10、z=100-x-y-s-t、0.75≦s≦3.4、0≦t≦3で、いずれも質量%)の組成式で表され、
主相は(RlRh)2T14Bから構成され、
粒界相中の(RlRh)1.1T4B4相の含有量が0より大きく50質量%以下の範囲である、組織からなる焼結体を製造する第１のステップ、
焼結体に熱間塑性加工を施して希土類磁石前駆体を製造する第２のステップ、
希土類磁石前駆体に450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理をおこなって希土類磁石を製造する第３のステップからなり、
第３のステップでは、時効処理の際に、遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金を粒界相に浸透拡散させる希土類磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類磁石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
希土類元素を用いた希土類磁石は永久磁石とも称され、その用途は、ハードディスクやMRIを構成するモータのほか、ハイブリッド車や電気自動車等の駆動用モータなどに用いられている。
【０００３】
この希土類磁石の磁石性能の指標として残留磁化（残留磁束密度）と保磁力を挙げることができるが、モータの小型化や高電流密度化による発熱量の増大に対し、使用される希土類磁石にも耐熱性に対する要求は一層高まっており、高温使用下で磁石の保磁力を如何に保持できるかが当該技術分野での重要な研究課題の一つとなっている。車両駆動用モータに多用される希土類磁石の一つであるNd-Fe-B系磁石を取り挙げると、結晶粒の微細化を図ることやNd量の多い組成合金を用いること、保磁力性能の高いDy、Tbといった重希土類元素を添加することなどによってその保磁力を増大させる試みがおこなわれている。
【０００４】
希土類磁石としては、組織を構成する結晶粒のスケールが3〜5μm程度の一般的な焼結磁石のほか、結晶粒を50nm〜300nm程度のナノスケールに微細化したナノ結晶磁石がある。
【０００５】
このような希土類磁石の磁気特性の中でも保磁力を高めるべく、遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金として、たとえばNd-Cu合金、Nd-Al合金等を粒界相に拡散浸透させて粒界相を改質する方法が特許文献１に開示されている。
【０００６】
このような遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金は、Dy等の重希土類元素を含まないことから融点が低く、せいぜい700℃程度で溶融し、粒界相に拡散浸透させることができる。そのため、300nm程度かそれ以下の結晶粒径のナノ結晶磁石の場合には、結晶粒の粗大化を抑制しながら粒界相の改質をおこない、保磁力性能を向上できることから好適な処理方法と言える。
【０００７】
ところで、Nd-Cu合金等を粒界相に拡散浸透させるに当たり、磁石の中心領域にまで拡散浸透させるにはNd-Cu合金等の浸透量を多めにしたり、熱処理時間を長くする必要がある。
【０００８】
そこで、拡散浸透させるNd-Cu合金等の浸透量を多くすると、Nd-Cu合金自体は非磁性合金であることから、磁石中の非磁性合金含有量が増加することによって磁石の残留磁化が低下してしまう。また、Nd-Cu合金等の浸透量を多くすることは材料コストの上昇を招く要因となる。
【０００９】
また、長時間の熱処理にてNd-Cu合金等を拡散浸透させることは、磁石製造時間が長くなることに繋がり、製造コストの上昇を招く要因となる。
【００１０】
一方、特許文献２には、改質合金を拡散浸透させるのではなくて、熱間塑性加工後の希土類磁石前駆体に対し、粒界相の拡散もしくは流動を可能とするのに十分高く、結晶粒の粗大化を防止するのに十分低い温度で熱処理することにより、結晶粒の３重点に偏在している粒界相を３重点以外の粒界に十分に浸透させ、各結晶粒を被覆させることで保磁力性能を向上させる希土類磁石の製造方法が開示されている。なお、このような熱処理は、最適化熱処理、時効処理などと称することができる。
【００１１】
ここで規定される時効処理の際の低い温度は、特許文献１と同様にせいぜい700℃程度であるが、このような低い温度で粒界相を拡散もしくは流動させるべく、希土類磁石組成がNd15Fe77B7Ga等で表され、粒界相がNdに富んでいる組成材料から希土類磁石を製造することにしている。
【００１２】
しかしながら、特許文献２で開示される製造方法は主として保磁力性能の向上に着眼していることから、保磁力性能と磁化性能双方に優れた希土類磁石を製造できるかに関しては不明である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０６６７７９号パンフレット
【特許文献２】国際公開第２０１２／０３６２９４号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、保磁力性能と磁化性能双方に優れた希土類磁石を製造することのできる希土類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】
【００１５】
前記目的を達成すべく、本発明による希土類磁石の製造方法は、(Rl)x(Rh)yTzBsMt(RlはYを含む1種以上の軽希土類元素、RhはDy、Tbの少なくとも1種からなる重希土類元素、TはFe、Ni、Coの少なくとも1種以上を含む遷移金属、Bはホウ素、MはGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上で、27≦x≦44、 0≦y≦10、z=100-x-y-s-t、0.75≦s≦3.4、0≦t≦3で、いずれも質量%)の組成式で表され、主相は(RlRh)2T14Bから構成され、粒界相中の(RlRh)1.1T4B4相の含有量が0より大きく50質量%以下の範囲である、組織からなる焼結体を製造する第１のステップ、焼結体に熱間塑性加工を施して希土類磁石前駆体を製造する第２のステップ、希土類磁石前駆体に450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理をおこなって希土類磁石を製造する第３のステップからなるものである。
【００１６】
本発明の希土類磁石の製造方法は、粒界相中の(RlRh)1.1T4B4相の含有量が0より大きく50質量%以下の範囲に規定され、かつ、粒界相がNd等の他にGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上を含んでいて、熱間塑性加工後の希土類磁石前駆体に対して450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理をおこなうことにより、時効処理によって粒界相中のNd等とGa、Al、Cu、Co等が合金化して粒界相を改質するとともに、磁化の低下を抑制することができ、保磁力性能と磁化性能双方に優れた希土類磁石を製造することを可能としたものである。
【００１７】
ここで、本発明の製造方法が製造対象とする希土類磁石には、組織を構成する主相（結晶）の粒径が300nm以下程度のナノ結晶磁石は勿論のこと、粒径が300nmを超えるもの、さらには粒径が1μm以上の焼結磁石などが包含される。
【００１８】
第１のステップでは、まず、上記組成式で表され、主相と粒界相からなる組織を有する磁粉を製作する。たとえば、液体急冷にて微細な結晶粒である急冷薄帯（急冷リボン）を製作し、これを粗粉砕等して希土類磁石用の磁粉を製作することができる。
【００１９】
この磁粉をたとえばダイス内に充填してパンチで加圧しながら焼結してバルク化を図ることにより、等方性の焼結体が得られる。この焼結体は、たとえばナノ結晶組織のRE-Fe-B系の主相（RE:Nd、Prの少なくとも一種で、より具体的にはNd、Pr、Nd-Prのいずれか一種もしくは二種以上）と、該主相の周りにあるRE-X合金（X:金属元素）の粒界相からなる金属組織を有しており、粒界相には、Nd等の他にGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上が含まれているとともに、(RlRh)1.1T4B4相、たとえば、Nd1.1Fe4B4を50質量%以下の範囲で含まれている。
【００２０】
粒界相がNd1.1Fe4B4を50質量%以下の範囲で含んでいること、すなわち、粒界相中にB量が所定量包含されていることで時効処理の際の主相の低減が抑制され、もって磁化低減の抑制に繋がることが本発明者等によって特定されている。
【００２１】
第２のステップでは、等方性の焼結体に対して磁気的異方性を付与するべく、熱間塑性加工が実施される。この熱間塑性加工には、据え込み鍛造加工、押出し鍛造加工（前方押出し法、後方押出し法）などがあり、これらのうちの１種、もしくは２種以上を組み合わせて焼結体内部に加工歪みを導入し、たとえば加工率が60〜80%程度の強加工を実施することにより、高い配向を有して磁化性能に優れた希土類磁石が製造される。
【００２２】
第２のステップで製造された希土類磁石前駆体に対し、第３のステップにて450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理をおこなうことによって希土類磁石が製造される。
【００２３】
希土類磁石前駆体を構成する粒界相において、Nd等の他にGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上が含まれていることにより、450〜700℃の低い温度範囲でも粒界相の溶融や流動を可能とでき、Nd等とGa、Al、Cu、Co等の合金化を図ることができる。すなわち、磁石表面から改質合金を拡散浸透するまでもなく、予め粒界相中に含まれていた遷移金属元素と軽希土類元素が合金化することで、改質合金を拡散浸透させた場合と同様の改質作用が奏される。
【００２４】
このように、本発明による希土類磁石の製造方法は、改質合金の拡散浸透をおこなうまでもなく、時効処理（もしくは最適化処理）にて磁石全域における粒界相の改質がおこなわれ、保磁力を向上させることができ、このことに加えて、粒界相中にホウ素が所定量含まれていることで主相の減りを抑制し、磁化の低減を抑制することができる。
【００２５】
また、本発明による希土類磁石の製造方法の他の実施の形態は、第３のステップにおいて、時効処理の際に、遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金を粒界相に浸透拡散させるものである。
【００２６】
時効処理の際に改質合金を同時に拡散浸透させることで、改質合金が拡散浸透し易い希土類磁石前駆体の表面領域における粒界相のさらなる改質がおこなわれる。
【００２７】
なお、予め粒界相中に存在していた遷移金属元素と軽希土類元素が合金化することによる粒界相の改質は希土類磁石前駆体の全領域の粒界相にておこなわれていることから、希土類磁石前駆体の中心領域にまで改質合金が拡散浸透しなくても、当該中心領域における粒界相の改質も十分におこなわれる。
【００２８】
遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金を使用することから、450〜700℃と比較的低い温度で時効処理をおこなった際に、改質合金の溶融および粒界相への拡散浸透と、粒界相中の遷移金属元素と軽希土類元素の合金化が同時に実行される。
【００２９】
ここで、遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金であって、450〜700℃の温度範囲に融点もしくは共晶温度を有する改質合金としては、Nd、Prのいずれかの軽希土類元素と、Cu、Mn、In、Zn、Al、Ag、Ga、Feなどの遷移金属元素からなる合金を挙げることができる。より具体的には、Nd-Cu合金（共晶点520℃）、Pr-Cu合金（共晶点480℃）、Nd-Pr-Cu合金、Nd-Al合金（共晶点640℃）、Pr-Al合金（650℃）、Nd-Pr-Al合金などを挙げることができる。
【００３０】
このように改質合金を拡散浸透させることにより、磁石の特に表面領域（たとえば磁石の中心から表面までの距離がsの際に、s/3の範囲を中心領域、2s/3の範囲を表面領域と規定することができる）における粒界相の改質をおこなうことができる。すなわち、粒界相中の遷移金属元素と軽希土類元素の合金化によって磁石の全領域の粒界相の改質がおこなわれていることから、磁石の中心領域まで非磁性の改質合金を浸透拡散させて粒界相の改質をおこなう必要がない。
【００３１】
このように改質合金による粒界相の改質は磁石の表面領域のみでよいことから、拡散浸透させる改質合金の量は希土類磁石前駆体に対して5質量%未満といった少ない量でよい。また、時効処理の際の高温保持時間も短い時間でよく、たとえば5〜180分程度の範囲でよく、好ましくは30〜180分の範囲がよい。このように改質合金の浸透が少なくてよいことから材料コストを低減でき、時効処理の際の保持時間が短くてよいことから製造時間の短縮を図ることができる。
【発明の効果】
【００３２】
以上の説明から理解できるように、本発明の希土類磁石の製造方法によれば、粒界相中の(RlRh)1.1T4B4相の含有量が0より大きく50質量%以下の範囲に規定され、かつ、粒界相がNd等の他にGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上を含んでいて、熱間塑性加工後の希土類磁石前駆体に対して450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理をおこなうことにより、時効処理によって粒界相中のNd等とGa、Al、Cu、Co等が合金化して粒界相を改質するとともに、磁化の低下を抑制することができ、保磁力性能と磁化性能双方に優れた希土類磁石を製造することができる。また、この時効処理の際に遷移金属元素と軽希土類元素からなる改質合金を粒界相に拡散浸透させることで、磁石の表面領域の保磁力をさらに高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】（ａ）、（ｂ）の順で本発明の希土類磁石の製造方法の第１のステップを説明した模式図であり、（ｃ）は第２のステップを説明した模式図である。
【図２】（ａ）は図１ｂで示す焼結体のミクロ構造を説明した図であり、（ｂ）は図１ｃの希土類磁石前駆体のミクロ構造を説明した図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）ともに、本発明の希土類磁石の製造方法の第３のステップを説明した模式図である。
【図４】製造された希土類磁石の結晶組織のミクロ構造を示した図である。
【図５】実施例1〜5、比較例1〜7の試験体を製造する際の第３のステップにおける加熱経路を説明した図である。
【図６】熱間塑性加工後のB量と残留磁化および保磁力の関係を示した図である。
【図７】時効処理後のB量と残留磁化および保磁力の関係を示した図である。
【図８】熱間塑性加工前後のB量と残留磁化の変化量および保磁力の変化量の関係を示した図であって、最適なNd1.1T4B4相の含有量を示した図である。
【図９】時効処理と改質合金拡散浸透処理を同時におこなった場合と同時におこなわなかった場合の熱処理後の磁化変化量を示した図である。
【図１０】時効処理と改質合金拡散浸透処理を同時におこなった場合と同時におこなわなかった場合の熱処理後の保磁力変化量を示した図である。
【図１１】ホウ素量(B量)を変化させながら、時効処理と改質合金拡散浸透処理を同時におこなった場合と同時におこなわなかった場合の熱処理後の磁化変化量を示した図である。
【図１２】ホウ素量(B量)を変化させながら、時効処理と改質合金拡散浸透処理を同時におこなった場合と同時におこなわなかった場合の熱処理後の保磁力変化量を示した図である。
【図１３】ホウ素量(B量)の変化による熱処理時の磁化および保磁力の変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
（希土類磁石の製造方法の実施の形態）
図１ａ、図１ｂの順で本発明の希土類磁石の製造方法の第１のステップを説明した模式図であり、図１ｃは第２のステップを説明した模式図である。また、図３ａ，ｂはともに本発明の希土類磁石の製造方法の第３のステップを説明した模式図である。また、図２ａは図１ｂで示す焼結体のミクロ構造を説明した図であり、図２ｂは図１ｃの希土類磁石前駆体のミクロ構造を説明した図である。さらに、図４は製造された希土類磁石の結晶組織のミクロ構造を示した図である。
【００３５】
図１ａで示すように、たとえば50kPa以下に減圧したArガス雰囲気の不図示の炉中で、単ロールによるメルトスピニング法により、合金インゴットを高周波溶解し、希土類磁石を与える組成の溶湯を銅ロールＲに噴射して急冷薄帯Ｂ（急冷リボン）を製作し、これを粗粉砕する。
【００３６】
粗粉砕された急冷薄帯Ｂを図１ｂで示すように超硬ダイスＤとこの中空内を摺動する超硬パンチＰで画成されたキャビティ内に充填し、超硬パンチＰで加圧しながら（Ｘ方向）加圧方向に電流を流して通電加熱することにより、(Rl)x(Rh)yTzBsMt(RlはYを含む1種以上の軽希土類元素、RhはDy、Tbの少なくとも1種からなる重希土類元素、TはFe、Ni、Coの少なくとも1種以上を含む遷移金属、Bはホウ素、MはGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上で、27≦x≦44、 0≦y≦10、z=100-x-y-s-t、 0.75≦s≦3.4、0≦t≦3で、いずれも質量%)の組成式で表され、主相と粒界相からなる組織を有し、主相が50nm〜300nm程度の結晶粒径を有している焼結体Ｓを製造する（以上、第１のステップ）。
【００３７】
粒界相にはNd等と、Ga、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上が含まれており、Ndリッチな状態となっている。また、粒界相は、Nd相と、Nd1.1T4B4相から主として構成されており、Nd1.1T4B4相の含有量が0より大きく50質量%以下の範囲に調整されている。
【００３８】
図２ａで示すように、焼結体Ｓはナノ結晶粒ＭＰ（主相）間を粒界相ＢＰが充満する等方性の結晶組織を呈している。そこで、この焼結体Ｓに磁気的異方性を与えるべく、図１ｃで示すように焼結体Ｓの長手方向（図１ｂでは水平方向が長手方向）の端面に超硬パンチＰを当接させ、超硬パンチＰで加圧しながら（Ｘ方向）熱間塑性加工を施すことにより、図２ｂで示すように異方性のナノ結晶粒ＭＰを有する結晶組織の希土類磁石前駆体Ｃが製造される（以上、第２のステップ）。
【００３９】
なお、熱間塑性加工による加工度（圧縮率）が大きい場合、たとえば圧縮率が10%程度以上の場合を、熱間強加工もしくは単に強加工と称することができるが、60〜80%程度の圧縮率で強加工するのがよい。
【００４０】
図２ｂで示す希土類磁石前駆体Ｃの結晶組織において、ナノ結晶粒ＭＰは扁平形状をなし、異方軸とほぼ平行な界面は湾曲したり屈曲しており、特定の面で構成されていない。
【００４１】
次に、図３ａ、ｂで示すように、第３のステップは主として２つの方法がある。
【００４２】
第３のステップの第１の実施の形態は、図３ａで示すように、高温炉Ｈ内に希土類磁石前駆体Ｃを収容し、450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理のみをおこなって希土類磁石を製造する方法である。
【００４３】
希土類磁石前駆体Ｃを構成する粒界相において、Nd等の他にGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類以上が含まれていることにより、450〜700℃の低い温度範囲でも粒界相ＢＰの溶融や流動を可能とでき、Nd等とGa、Al、Cu、Co等の合金化を図ることができる。すなわち、磁石表面から改質合金を拡散浸透するまでもなく、予め粒界相中に含まれていた遷移金属元素と軽希土類元素が合金化することで、改質合金を拡散浸透させた場合と同様の改質作用が奏される。
【００４４】
さらに、粒界相ＢＰがNd1.1Fe4B4を50質量%以下の範囲で含んでいること、すなわち、粒界相ＢＰ中にホウ素量（B量）が所定量包含されていることにより、時効処理の際の主相の低減が抑制され、もって磁化の低減が抑制される。
【００４５】
以上の結果、時効処理によって保磁力を向上させるとともに時効処理による磁化の低下を抑制することができ、もって、磁化性能と保磁力性能の双方に優れた希土類磁石を製造することができる。
【００４６】
一方、第３のステップの第２の実施の形態は、図３ｂで示すように、希土類磁石前駆体Ｃの表面に改質合金粉末ＳＬを散布して高温炉Ｈ内に収容し、450〜700℃の温度雰囲気下で時効処理をおこなうと同時に改質合金ＳＬの拡散浸透処理をおこなって希土類磁石を製造する方法である。
【００４７】
なお、この改質合金粉末ＳＬは、板状に加工されたものを希土類磁石前駆体の表面に載置してもよいし、改質合金粉末のスラリーを製作して希土類磁石前駆体の表面に塗布してもよい。
【００４８】
ここで、改質合金粉末ＳＬは遷移金属元素と軽希土類元素からなり、合金の共焦点が450℃〜700℃と低温の改質合金を使用するものとし、たとえば、Nd-Cu合金（共晶点520℃）、Pr-Cu合金（共晶点480℃）、Nd-Pr-Cu合金、Nd-Al合金（共晶点640℃）、Pr-Al合金（650℃）、Nd-Pr-Al合金、Nd-Co合金（共晶点566℃）、Pr-Co合金（共晶点540℃）、Nd-Pr-Co合金のいずれか一種を適用するのよく、中でも580℃以下と低温のNd-Cu合金（共晶点520℃）、Pr-Cu合金（共晶点480℃）、Nd-Co合金（共晶点566℃）、Pr-Co合金（共晶点540℃）の適用がより好ましい。
【００４９】
このように改質合金を拡散浸透させることにより、希土類磁石前駆体Ｃの特に表面領域における粒界相ＢＰのさらなる改質をおこなうことができる。すなわち、粒界相ＢＰ中の遷移金属元素と軽希土類元素の合金化によって希土類磁石前駆体Ｃの全領域の粒界相ＢＰの改質がおこなわれていることから、希土類磁石前駆体Ｃの中心領域まで非磁性の改質合金ＳＬを浸透拡散させて粒界相ＢＰの改質をおこなう必要がない。このように改質合金ＳＬによる粒界相ＢＰの改質は希土類磁石前駆体Ｃの表面領域のみでよいことから、拡散浸透させる改質合金ＳＬの量は希土類磁石前駆体Ｃに対して5質量%未満といった少ない量でよい。また、時効処理の際の高温保持時間も短い時間でよく、たとえば5〜180分程度の範囲でよく、好ましくは30〜180分の範囲がよい。改質合金ＳＬの浸透が少なくてよいことから、従来の改質合金の拡散浸透処理法に比して材料コストを低減でき、時効処理の際の保持時間が短くてよいことから製造時間の短縮を図ることができる。
【００５０】
第３のステップの第１の実施の形態、第２の実施の形態のいずれの方法であっても、時効処理により、希土類磁石前駆体Ｃの予め粒界相内にあるNd等とGa、Al、Cu、Coの少なくとも1種類が合金化して粒界相ＢＰを改質し、さらに、粒界相ＢＰ内に所定量のホウ素が存在していることで、図２ｂで示す希土類磁石前駆体Ｃの結晶組織が組織変化して、図４で示すように結晶粒ＭＰの界面が明りょうになり、結晶粒ＭＰ，ＭＰ間の磁気分断が進行して保磁力が向上された希土類磁石ＲＭが製造される（第３のステップ）。なお、図４で示す改質合金による組織改質の途中段階においては、異方軸とほぼ平行な界面は形成されない（特定の面で構成されない）が、改質合金による改質が十分に進んだ段階では、異方軸とほぼ平行な界面（特定の面）が形成され、異方軸に直交する方向から見た際の結晶粒ＭＰの形状は長方形やそれに近似した形状を呈した希土類磁石が形成される。
【００５１】
[粒界相中の(RlRh)1.1T4B4相の含有量を変化させた際の希土類磁石の磁気特性を検証し、最適な(RlRh)1.1T4B4相の含有量範囲を特定した実験とその結果]
本発明者等は、(RlRh)1.1T4B4相の具体例としてNd1.1T4B4相とNd相からなる粒界相を有する希土類磁石を種々製作し、各試験体の磁気特性を測定することにより、最適な(RlRh)1.1T4B4相の含有量範囲を特定する実験をおこなった。
【００５２】
（実施例1〜5）
Nd28.9Pr0.4FebalB0.96+aGa0.4Al0.1Cu0.1組成の液体急冷リボンを単ロール炉にて作製し(a = 0、0.03、0.04、0.05、0.06)、得られた急冷リボンを焼結して焼結体を作成し（焼結温度：650℃、400MPa）、焼結体に強加工（加工温度：750℃、加工度：75％）を実施して希土類磁石前駆体を製作し、得られた希土類磁石前駆体に図５の加熱経路図に従って時効処理をおこなった。
【００５３】
（比較例1〜7）
Nd28.9Pr0.4FebalB0.96+aGa0.4Al0.1Cu0.1組成の液体急冷リボンを単ロール炉にて作製し(a = -0.08、-0.07、-0.06、-0.05、-0.03、0.14、0.24)、得られた急冷リボンを焼結して焼結体を作成し（焼結温度：650℃、400MPa）、焼結体に強加工（加工温度：750℃、加工度：75％）を実施して希土類磁石前駆体を製作し、得られた希土類磁石前駆体に図５の加熱経路図に従って時効処理をおこなった。磁気特性は振動試料型磁力計(VSM)やパルス励磁型磁気特性特定装置(TPM)にて評価した。
【００５４】
（実験結果）
実験結果を図６〜８に示す。ここで、図６は熱間塑性加工後のB量と残留磁化および保磁力の関係を示した図であり、図７は時効処理後のB量と残留磁化および保磁力の関係を示した図である。また、図８は、熱間塑性加工前後のB量と残留磁化の変化量および保磁力の変化量の関係を示した図であって、最適なNd1.1T4B4相の含有量を示した図である。
【００５５】
本実験では、主相率は95質量%であり、よって粒界相率は5質量%である。図８より、この粒界相のうち、Nd1.1T4B4相の含有量範囲が0より大きく50質量%以下の範囲の場合には、熱間塑性加工の前後、すなわち、時効処理によって残留磁化の低減はなく、かつ、保磁力が増加することが分かる。
【００５６】
一方、粒界相中のNd1.1T4B4相の含有量範囲が0以下の範囲、すなわち、この場合は粒界相がNd相とNd2Fe17相から構成される場合であるが、この場合は粒界相中にホウ素が存在しないために主相が減り、残留磁化が低減することが分かる。また、Nd1.1T4B4相の含有量が50質量%より多くなると、残留磁化の低減はないものの、残留磁化、保磁力ともに何等増加しないこととなる。
【００５７】
この実験結果より、粒界相中の(RlRh)1.1T4B4相の含有量を0より大きく50質量%以下の範囲に規定することとした。
【００５８】
[時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時におこなった際の効果を検証した実験とその結果]
本発明者等は、時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時におこなった際の効果を検証する実験をおこなった。
【００５９】
（実施例6,7）
Nd28.9Pr0.4FebalB0.96+aGa0.4Al0.1Cu0.1組成の液体急冷リボンを単ロール炉にて作製し（a=0、0.04）、a=0 の際にはB:0.96%、Nd1.1Fe4B4量0％とし、a=0.4 の際にはB:1.00%、Nd1.1Fe4B4量14.3%とし、得られた急冷リボンを焼結して焼結体を製作し（焼結温度：650℃、400MPa） 、焼結体を強加工して希土類磁石前駆体を製作した（加工温度：750℃、加工度：75％）。そして、得られた希土類磁石前駆体に「方法Ａ」に従ってNd-Cu合金3.5質量％を拡散浸透させる熱処理をおこなった（使用した改質合金はNd70Cu30合金）。
【００６０】
ここで、「方法Ａ」は、時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時に実行する方法であり、希土類磁石前駆体を1×1×1mmのブロックに切り出し、VSMやTPMで磁気特性を評価した後、Nd-Cu合金3.5質量％をブロックの表面に接触させた状態で高温炉に収容し、10-3Pa雰囲気下、580℃で300分保持した後に取り出し、再度磁気特性を評価する方法である。
【００６１】
（比較例8,9）
Nd28.9Pr0.4FebalB0.96+aGa0.4Al0.1Cu0.1組成の液体急冷リボンを単ロール炉にて作製し（a=0、0.04、0.20）、a=0 の際にはB:0.96%、Nd1.1Fe4B4量0％、a=0.4の際にはB:1.00%、Nd1.1Fe4B4量14.3%、a=0.20の際にはB:1.16%、Nd1.1Fe4B4量71.5％とし、得られた急冷リボンを焼結して焼結体を製作し（焼結温度：650℃、400MPa）、焼結体を強加工して希土類磁石前駆体を製作した（加工温度：750℃、加工度：75％）。そして、得られた希土類磁石前駆体に「方法Ｂ」に従ってNd-Cu合金3.5質量%を拡散浸透させる熱処理をおこなった（使用した改質合金はNd70Cu30合金）。
【００６２】
ここで、「方法Ｂ」は、時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時に実行しない方法であり、希土類磁石前駆体を1×1×1mmのブロックに切り出し、VSMやTPMで磁気特性を評価した後、高温炉に収容し、10-3Pa雰囲気下、580℃で30分保持して時効処理をおこなった後に取り出し、次いで、Nd-Cu合金3.5質量％を時効処理後のブロックの表面に接触させた状態で高温炉に再度収容し、10-3Pa雰囲気下、580℃で300分保持した後に取り出し、再度磁気特性を評価する方法である。
【００６３】
（実験結果）
実験結果として、図９、１０はそれぞれ、時効処理と改質合金拡散浸透処理を同時におこなった場合と同時におこなわなかった場合の熱処理後の磁化変化量と保磁力変化量を示した図である。また、図１１、１２はそれぞれ、ホウ素量(B量)を変化させながら、時効処理と改質合金拡散浸透処理を同時におこなった場合と同時におこなわなかった場合の熱処理後の磁化変化量と保磁力変化量を示した図である。
【００６４】
まず、図９，１０より、時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時におこなう実施例6、7は、同時に実行しない比較例8、9に比して残留磁化の低減量が1/5〜1/4程度と格段に少なくなり、かつ、保磁力は50%程度増加することが実証されている。
【００６５】
また、図１１，１２より、時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時におこなう方法は、これらを別々におこなう方法や、改質合金の浸透拡散のみをおこなう方法に比して、熱処理による残留磁化の低減抑制効果が高く、かつ、保磁力向上効果が高いことが実証されている。
【００６６】
図１３は、ホウ素量(B量)の変化による熱処理時の磁化および保磁力の変化を示した図である。なお、この実験における主相率は95質量%であり、粒界相は5質量%である。
【００６７】
同図より、Ｂ量が0.95〜1.05質量％の範囲の場合に時効処理によって保磁力と残留磁化がともに上昇することが分かる。Ｂ量が0.95質量%未満では、軟磁性のNd2Fe17が現れるために磁気特性が低下し、Ｂ量が1.05質量%を超えると、Nd1.1Fe4B4が多過ぎてやはり磁気特性が低下するものと考えられる。
【００６８】
時効処理と改質合金の浸透拡散処理を同時におこなうことにより、保磁力の向上と磁化の減少を抑制できる理由は、熱履歴が少なく、結晶粒の粗大化を抑制していること、熱処理前の粒界相が不完全な状態（Feリッチな状態）でNd-Cu合金の浸透をおこなう方がNdの濃度勾配が大きくなるため、Nd-Cu合金が浸透され易いこと、などが考えられる。
【００６９】
以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００７０】
Ｒ…銅ロール、Ｂ…急冷薄帯（急冷リボン）、Ｄ…超硬ダイス、Ｐ…超硬パンチ、Ｓ…焼結体、Ｃ…希土類磁石前駆体、Ｈ…高温炉、ＳＬ…改質合金粉末（改質合金）、Ｍ…改質合金粉末、ＭＰ…主相（ナノ結晶粒、結晶粒）、ＢＰ…粒界相、ＲＭ…希土類磁石
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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