(57)【要約】【課題】  残留磁束密度及び保磁力等の磁気特性に優れ、焼結過程における粒成長を抑制することができ、且つ焼結温度幅を拡大することができる。【解決手段】  Ｒ：２５質量％〜３５質量％（Ｒは、希土類元素の１種又は２種以上である。）、Ｃｏ：０〜２質量％、Ｂ：０．５質量％〜４．５質量％、Ｃｕ及びＡｌから選ばれる１種又は２種以上：０．０２質量％〜０．５質量％、Ｇａ：０．０５質量％〜０．２５質量％、Ｏ：０．０３質量％〜０．２質量％、Ｆｅ及び不可避不純物：残部からなる組成を有する。前記組成において、Ｃ：０．０３質量％〜０．１質量％であり、Ｎ：０．０２質量％〜０．０５質量％である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ：２５質量％〜３５質量％（Ｒは、希土類元素の１種又は２種以上である。）、Ｃｏ：０〜２質量％、Ｂ：０．５質量％〜４．５質量％、Ｃｕ及びＡｌから選ばれる１種又は２種以上：０．０２質量％〜０．５質量％、Ｇａ：０．０５質量％〜０．２５質量％、Ｏ：０．０３質量％〜０．２質量％、Ｆｅ及び不可避不純物：残部からなる組成を有することを特徴とする希土類永久磁石。
【請求項２】
Ｒ：２８質量％〜３３質量％（Ｒは、希土類元素の１種又は２種以上である。）、Ｃｏ：０〜２質量％（ただし０は含まず。）、Ｂ：０．５質量％〜１．５質量％、Ｃｕ：０〜０．１５質量％（ただし０は含まず。）、Ａｌ：０．０３質量％〜０．２５質量％、Ｇａ：０．０５質量％〜０．１５質量％、Ｏ：０．０３質量％〜０．１質量％、Ｆｅ及び不可避不純物：残部からなる組成を有することを特徴とする請求項１記載の希土類永久磁石。
【請求項３】
Ｃ：０．０３質量％〜０．１質量％であることを特徴とする請求項１又は２記載の希土類永久磁石。
【請求項４】
Ｎ：０．０２質量％〜０．０５質量％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の希土類永久磁石。
【請求項５】
Ｒ２Ｔ１４Ｂ（ＴはＦｅ、又はＣｏ及びＦｅである。）相を主体とする低Ｒ合金粉末と前記低Ｒ合金より希土類元素Ｒを多く含有する高Ｒ合金粉末との混合物を成形後、焼結してなり、Ｇａは前記高Ｒ合金粉末に含有されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の希土類永久磁石。
【請求項６】
Ｒ２Ｔ１４Ｂ（ＴはＦｅ、又はＣｏ及びＦｅである。）相を主体とする低Ｒ合金粉末と前記低Ｒ合金より希土類元素Ｒを多く含有する高Ｒ合金粉末との混合物を成形後、焼結してなり、Ｇａ、Ｃｏ及びＣｕは前記高Ｒ合金粉末に含有されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の希土類永久磁石。
【請求項７】
粒径１００μｍ以上の粒子が存在しないことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載の希土類永久磁石。
【請求項８】
粒径５０μｍ以上１００μｍ未満の粒子が存在しないことを特徴とする請求項７記載の希土類永久磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類元素Ｒを含む希土類永久磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類永久磁石、例えばＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要は益々拡大する傾向にある。また、電子機器の高性能化や多機能化も著しく、このような機器に使用されるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石に対しても、これまで以上に優れた特性が要求されている。
【０００３】
このような状況から、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の保磁力や飽和磁束密度等の磁気特性を高めるための研究開発が各方面において活発に進められている。例えば特許文献１においては、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石に０．０２ａｔ％〜０．５ａｔ％のＣｕを添加することにより、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の磁気特性と焼結温度幅を改善する報告がなされている。また、例えば特許文献２では、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石にＡｌ、Ｃｕ、Ｓｉを必須としてさらにＣｒ、Ｍｎ、Ｎｉのうち少なくとも１種を添加することにより、保磁力と最大エネルギー積とを改善する報告がなされている。
【０００４】
ところで、焼結で得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性は、焼結温度に依存するところがある。その一方、工業的な生産規模においては、焼結炉内の全域で加熱温度を均一にすることは困難である。したがって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石においては、焼結温度が変動しても所望する磁気特性を得ることが要求される。ここで、所望する磁気特性を得ることのできる温度範囲を、焼結温度幅ということにする。
【０００５】
焼結温度幅を改善する技術についても様々な検討が行われており、例えば特許文献３において、Ｃｏ、Ａｌ、Ｃｕ、それにＺｒ、Ｎｂ、又はＨｆを含有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石に微細なＺｒＢ化合物、ＮｂＢ化合物、又はＨｆＢ化合物を均一に分散して析出させることにより、焼結過程における磁石合金の粒成長を抑制し、磁気特性と焼結温度幅を改善することが提案されている。
【特許文献１】特開平１−２１９１４３号公報
【特許文献２】特開平１−２２０８０３号公報
【特許文献３】特開２００２−７５７１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高性能磁石に要求されるような高磁気特性、具体的には、高い保磁力（Ｈｃｊ）及び残留磁束密度（Ｂｒ）を得るには、特許文献１や特許文献２（特開平１−２２０８０３号公報）に記載される発明では未だ不十分である。Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の保磁力及び残留磁束密度のさらなる向上を図るには、合金中の酸素量を低下させることが有効であるが、合金中の酸素量を低下させると、焼結過程において異常粒成長が起こりやすくなり、角形比が低下するという不都合がある。合金中の酸化物が結晶粒の成長を抑制しているためである。
【０００７】
特許文献３によれば異常粒成長が改善され焼結温度幅が拡大されているものの、表１３から明らかなように、１００μｍ以上の粗大粒子がなおも存在しており、その存在量は０．３％〜数％程度に達している。このような量の粗大粒子が存在すると、通常、希土類永久磁石の角形比は大幅に低下してしまう。これに反して特許文献３の表１〜表１２の実施例においては角形比が良好な結果となっているが、この原因としては、特許文献３では角形比の求め方として、高保磁力成分の角形性（減磁曲線の屈曲）を反映しにくい求め方である「４×（ＢＨ）ｍａｘ／（Ｂｒ）２」を採用していることが挙げられる。高保磁力側の角形性をより正確に反映する角形比の求め方（例えば「Ｈｃｋ／ＨｃＪ」）によって、特許文献３に記載されるサンプルを評価すれば、表１〜表１２に示される値よりも大幅に低い値を示すものと推測される。したがって、特許文献３に記載される発明では焼結過程における異常粒成長の抑制効果は未だ不十分であり、さらなる改善が望まれている。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、残留磁束密度及び保磁力等の磁気特性に優れ、焼結過程における粒成長を確実に抑制することができ、且つ焼結温度幅を拡大することができる希土類永久磁石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】
【０００９】
前述の問題を解決するために、本発明に係る希土類永久磁石は、Ｒ：２５質量％〜３５質量％（Ｒは、希土類元素の１種又は２種以上である。）、Ｃｏ：０〜２質量％、Ｂ：０．５質量％〜４．５質量％、Ｃｕ及びＡｌから選ばれる１種又は２種以上：０．０２質量％〜０．５質量％、Ｇａ：０．０５質量％〜０．２５質量％、Ｏ：０．０３質量％〜０．２質量％、Ｆｅ及び不可避不純物：残部からなる組成を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明の希土類永久磁石においては、合金中の酸素含有量を低下させることで、残留磁束密度や保磁力等、優れた磁気特性を実現している。このような低酸素量の希土類永久磁石において、適正な量のＧａを添加することで、焼結過程における粒成長の成長が抑制され、また、焼結温度幅も拡大される。
【００１１】
なお、前述の特許文献２において、酸素量は６０００ｐｐｍ以下が好ましいことや、Ｇａ添加で保磁力を高める効果が得られることが記載されているものの、酸素量を２０００ｐｐｍ（＝０．２質量％）以下のように極めて少なくしたときに異常粒成長が生じることについては認識しておらず、当然ながらＧａが異常粒成長を抑制することについても全く認識していない。また、特許文献２においては、Ｇａの記載はあるものの、実際に検討は行っておらず、単なる列挙にとどまっている。すなわち、Ｇａ添加の効果は不明確である。
【００１２】
また、特許文献３でのＧａは単なる不純物としての扱いであり、他のＬａ、Ｃｅ等の多数の元素とともに列挙されているのみである。すなわち、特許文献３ではＧａが異常粒成長を抑制する効果を備えていることを全く認識していない。また、特許文献３に記載される永久磁石は、Ｚｒ、Ｎｂ及びＨｆのから選ばれる元素を必須成分として含んでいる。
【００１３】
これに対し本発明は、Ｚｒ、Ｎｂ及びＨｆを含有しない組成が前提であり、この組成で酸素量を低減することで残留磁束密度及び保磁力の向上を図りつつ、酸素量低減に付随する異常粒成長の問題をＧａの積極的な添加によって解消しようとするものである。つまり本発明は、酸素量の低減とＧａ添加を組み合わせることにより、特許文献２や特許文献３からは予想し得ないほどの顕著な異常粒成長の抑制効果を実現しており、例えば、粒径１００μｍ以上の粗大粒子の発生をほぼ確実に抑制している。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高い保磁力及び残留磁束密度を有するとともに、焼結過程における粒成長を確実に抑制することにより、例えば角形比に優れ、焼結温度幅が拡大された希土類永久磁石を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を適用した希土類永久磁石について、図面を参照して詳細に説明する。
先ず、本発明を適用した希土類永久磁石の化学組成について説明する。ここで、化学組成とは、焼結後の希土類永久磁石における化学組成をいう。
【００１６】
本発明を適用した希土類永久磁石は、希土類元素Ｒを２５質量％〜３５質量％含有する。ここで、希土類元素Ｒは、希土類元素の１種又は２種以上である。希土類元素Ｒは、具体的には、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｙｂ及びＬｕである。希土類元素Ｒの含有量が２５質量％未満であると、希土類永久磁石の主相となるＲ２Ｔ１４Ｂ１相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Ｆｅ等が析出し、保磁力が著しく低下する。一方、希土類元素Ｒが３５質量％を超えると主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ１相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。また、希土類元素Ｒが酸素と反応し、含有する酸素量が増え、これに伴い保磁力発生に有効なＲリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。以上の理由から、希土類元素Ｒの含有量は２５質量％〜３５質量％であり、さらに望ましい希土類元素Ｒの含有量は、２８質量％〜３３質量％である。
【００１７】
Ｎｄは資源的に豊富で比較的安価であることから、希土類元素Ｒとしての主成分をＮｄとすることが望ましい。また、Ｄｙは異方性磁界が大きく、保磁力を向上させるうえで有効である。よって、希土類元素ＲとしてＮｄ及びＤｙを選択し、Ｎｄ及びＤｙの合計を２５質量％〜３５質量％とすることが望ましい。そして、この範囲において、Ｄｙを０．１質量％〜８質量％とすることが望ましい。Ｄｙは残留磁束密度及び保磁力のいずれを重視するかによって前記範囲内においてその量を定めることが望ましい。つまり、高い残留磁束密度を得たい場合にはＤｙ量を０．１質量％から３．５質量％とし、高い保磁力を得たい場合にはＤｙ量を３．５質量％〜８質量％とすることが望ましい。
【００１８】
また、本発明の希土類永久磁石は、Ｃｏを０〜２質量％含有することができる。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、本発明の希土類永久磁石にＣｏを含有させると、キュリー温度の向上、粒界相の耐食性向上に効果がある。さらに望ましいＣｏの含有量は、０〜２質量％（ただし、０を含まず。）である。
【００１９】
また、本発明の希土類永久磁石は、Ｂを０．５質量％〜４．５質量％含有する。Ｂの含有量が０．５質量％未満の場合には高い保磁力を得ることができない。ただし、Ｂが４．５質量％を超えると残留磁束密度が低下する傾向にある。したがって、Ｂの含有量の上限を４．５質量％とする。望ましいＢの含有量は０．５質量％〜１．５質量％である。
【００２０】
また、本発明の希土類永久磁石は、Ｃｕ及びＡｌから選ばれる１種又は２種を０．０２質量％〜０．５質量％含有する。この範囲でＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有させることにより、得られる希土類永久磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度特性の改善が可能となる。Ａｌを添加する場合において、望ましいＡｌの量は０．０３質量％〜０．２５質量％である。また、Ｃｕを添加する場合において、望ましいＣｕの量は０〜０．１５質量％（ただし０を含まず。）である。
【００２１】
本発明の希土類永久磁石は、Ｇａを０．０５質量％〜０．２５質量％含有する点に大きな特徴がある。希土類永久磁石の磁気特性向上を図るために酸素含有量を低減する際に、Ｇａは焼結過程での結晶粒の異常成長を抑制する効果を発揮し、焼結体の組織を均一且つ微細にする。したがって、Ｇａの添加は、希土類永久磁石における酸素含有量が低い場合に、その効果が顕著となる。また、適正量のＧａは、希土類永久磁石の焼結温度幅を拡大する。Ｇａの量が少なすぎる場合、焼結過程での結晶粒の異常成長抑制効果が不十分となり、希土類永久磁石の角形比が悪化する傾向を示す。また、焼結温度幅の改善効果が不十分となる傾向を示す。したがって、Ｇａの量の下限を０．０５質量％とする。逆にＧａの量が過剰となると、希土類永久磁石の残留磁束密度及び保磁力が低下する傾向を示す。したがって、Ｇａの量の上限を０．２５質量％とする。さらに望ましいＧａの量は、０．０５質量％〜０．１５質量％である。
【００２２】
また、本発明の希土類永久磁石は、酸素（Ｏ）を０．０３質量％〜０．２質量％含有する。酸素量が多いと非磁性成分である酸化物相が増大して磁気特性を低下させる。したがって、酸素量の上限を０．２質量％とする。ただし、希土類永久磁石における酸素量を単純に低下させたのでは、結晶粒成長抑制効果を持つ酸化物相が減少し、焼結時に充分な密度上昇を得る過程で粒成長が容易に起こる。そこで本発明では、前述のように、焼結過程での結晶粒の異常成長を抑制する効果を持つＧａを所定量含有させる。酸素含有量が少なすぎると、過焼結しやすくなり、また、角形性が低下するため、酸素の量の下限は０．０３質量％とする。さらに望ましい酸素の量は、０．０３質量％〜０．１質量％である。
【００２３】
また、本発明の希土類永久磁石は、Ｃを含有してもよい。Ｃの含有量は、０．０３質量％〜０．１質量％である。Ｃの量が０．０３質量％未満であると過焼結しやすくなり、また、角形性も低下するおそれがある。Ｃの量が０．１質量％を超えると、焼結性、角形性がともに低下するおそれがある。
【００２４】
また、本発明の希土類永久磁石は、Ｎを含有してもよい。Ｎの含有量は、０．０２質量％〜０．０５質量％である。Ｎの量が０．０２質量％未満であると過焼結しやすくなり、また、角形性も低下するおそれがある。Ｎの量が０．０５質量％を超えると、焼結性、角形性がともに低下するおそれがある。
【００２５】
したがって、本発明の希土類永久磁石の組成は、以下のように表される。
Ｒ：２５質量％〜３５質量％
Ｃｏ：０〜２質量％
Ｂ：０．５質量％〜４．５質量％
Ｃｕ及びＡｌから選ばれる１種又は２種以上：０．０２質量％〜０．５質量％
Ｇａ：０．０５質量％〜０．２５質量％
Ｏ：０．０３質量％〜０．２質量％
Ｆｅ及び不可避不純物：残部
【００２６】
また、本発明の希土類永久磁石の望ましい組成は、以下のように表される。
Ｒ：２８質量％〜３３質量％
Ｃｏ：０〜２質量％（ただし０は含まず。）
Ｂ：０．５質量％〜１．５質量％
Ｃｕ：０〜０．１５質量％（ただし０は含まず。）
Ａｌ：０．０３質量％〜０．２５質量％
Ｇａ：０．０５質量％〜０．１５質量％
Ｏ：０．０３質量％〜０．１質量％
Ｆｅ及び不可避不純物：残部
【００２７】
次に、本発明の希土類永久磁石の好適な製造方法について説明する。
本実施の形態では、Ｒ２Ｔ１４Ｂ相を主体とする合金（低Ｒ合金）と、低Ｒ合金より希土類元素Ｒを多く含む合金（高Ｒ合金）とを用いて本発明に係る希土類永久磁石を製造する方法について説明する。
【００２８】
はじめに、原料金属を真空又は不活性ガス、望ましくはＡｒ雰囲気中でストリップキャスティングすることにより、低Ｒ合金及び高Ｒ合金を得る。原料金属としては、希土類金属あるいは希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。得られた原料合金は、凝固偏析がある場合は必要に応じて溶体化処理を行う。その条件は真空又はＡｒ雰囲気下、７００℃〜１５００℃の領域で１時間以上保持すればよい。
【００２９】
本発明の希土類永久磁石はＧａを必須成分として含有するが、このＧａは、好ましくは高Ｒ合金から供給されることが好ましい。より好ましくは、Ｇａ、Ｃｕ及びＣｏが高Ｒ合金から供給される。具体的には、低Ｒ合金には、希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びＢの他にＡｌ等を含有させることができ、低Ｒ合金は例えばＮｄ−Ｄｙ−Ｂ−Ａｌ−Ｆｅ系の合金である。また、高Ｒ合金は、例えばＤｙ−Ｃｕ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｆｅ系の合金、Ｄｙ−Ｃｕ−Ｃｏ−Ａｌ−Ｇａ−Ｆｅ系の合金である。
【００３０】
低Ｒ合金及び高Ｒ合金が作製された後、これらの各母合金は別々に又は一緒に粉砕される。粉砕工程には、粗粉砕工程と微粉砕工程とがある。先ず、各母合金をそれぞれ粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕する。粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行うことが望ましい。また、水素を吸蔵させた後に粗粉砕を行うことや、水素吸蔵を行った後に水素を放出させることで各合金を粗粉砕することもできる。
【００３１】
粗粉砕工程後、微粉砕工程に移る。微粉砕は、主にジェットミルが用いられ、粒径数百μｍ程度の粗粉砕粉末が、平均粒径３〜５μｍになるまで粉砕される。ジェットミルは、高圧の不活性ガス（例えば窒素ガス）を狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲット又は容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。これにより、低Ｒ合金粉末及び高Ｒ合金粉末を得る。
【００３２】
微粉砕工程において低Ｒ合金及び高Ｒ合金を別々に粉砕した場合には、微粉砕された低Ｒ合金粉末及び高Ｒ合金粉末とを窒素雰囲気で混合する。低Ｒ合金粉末及び高Ｒ合金粉末の混合比率は、重量比で８０：２０〜９７：３程度とすればよい。同様に、低Ｒ合金及び高Ｒ合金を一緒に粉砕する場合の混合比率も、重量比で８０：２０〜９７：３程度とすればよい。微粉砕時に、ステアリン酸亜鉛等の添加剤を０．０１質量％〜０．３質量％程度添加することにより、成形時に配向性の高い微粉を得ることができる。
【００３３】
次に、低Ｒ合金粉末及び高Ｒ合金粉末からなる混合粉末を、電磁石に抱かれた金型内に充填し、磁場印加によってその結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。この磁場中成形は、１２ｋＯｅ〜１７ｋＯｅの磁場中で、０．７ｔ／ｃｍ２から１．５ｔ／ｃｍ２前後の圧力で行えばよい。
【００３４】
磁場中成形後、その成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、１０００℃〜１１００℃で１時間〜５時間程度焼結すればよい。
【００３５】
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。時効処理は、保磁力を制御するうえで重要である。時効処理を２段に分けて行う場合には、８００℃近傍、６００℃近傍での所定時間の保持が有効である。８００℃近傍での熱処理を焼結後に行うと、保磁力が増大するため、混合法においては特に有効である。また、６００℃近傍の熱処理で保磁力が大きく増加するため、時効処理を１段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。以上のようにして、本発明の希土類永久磁石を得ることができる。
【００３６】
本発明の希土類永久磁石においては、高い磁気特性を得る目的で酸素の含有量を０．０３質量％〜０．２質量％とするが、この酸素含有量は、各製造工程における雰囲気の制御、原料に含有される酸素量の制御等により調節される。特に、水素粉砕処理から焼結までの各工程の雰囲気を１００ｐｐｍ未満の低酸素濃度に抑えることが、酸素の含有量を０．０３質量％〜０．２質量％の範囲内に調節するうえで有効である。
【００３７】
また、希土類永久磁石に含有されるＣの量は、製造工程で用いられる粉砕助剤の種類及び添加量等により調節する。さらに、希土類永久磁石に含有されるＮの量は、原料合金の種類及び量や、原料合金を窒素雰囲気で粉砕する場合の粉砕条件等により調節する。
【００３８】
以上のようにして得られる本発明の希土類永久磁石においては、酸素の含有量を０．０３質量％〜０．２質量％とすることで高い残留磁束密度及び保磁力を実現するとともに、前述のＧａを含有する特定の組成範囲内とすることで、焼結過程における異常粒成長の抑制効果が顕著に表れており、例えば１００μｍ以上の粗大粒子が存在していない。さらには、本発明の希土類永久磁石においては、５０μｍ以上１００μｍ未満のやや微細な粗大粒子の発生もなく、異常粒成長が確実に防止されている。
【実施例】
【００３９】
以下、本発明を適用した具体的な実施例について、実験結果に基づいて説明する。なお、本発明は以下の実施例の記載に限定されるものではない。
【００４０】
（１）原料合金
ストリップキャスティング法により、表１に示す３種類の合金を作製した。
【００４１】
【表１】
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【００４２】
（２）水素粉砕工程
室温にて水素を吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中で６００℃×１時間の脱水素を行う、水素粉砕処理を行った。
本実施例では、焼結体酸素量を０．０３質量％〜０．２質量％とするために、水素処理（粉砕処理後の回収）から焼結（焼結炉に投入する）までの各工程の雰囲気を、１００ｐｐｍ未満の酸素濃度に抑えてある。以後、これを低酸素プロセスと称する。
【００４３】
（３）粉砕工程
微粉砕を行う前に粉砕助剤を混合した。なお、水素粉砕工程の次に粗粉砕工程を行う場合があるが、本実施例においては省略した。粉砕助剤は、特に限定はないが、本実施例ではステアリン酸亜鉛を０．０５％〜０．１％混合した。粉砕助剤の混合は、例えばナウターミキサー等により５分間〜３０分間ほど行う程度でよい。
その後、気流式粉砕機を用いて微粉砕を行う。本実験ではジェットミルを用いて微粉砕を行った。気流式粉砕機により、合金粉末が平均粒径３μｍ〜６μｍ程度になるまで微粉砕を行った。本実験では、平均粒径が４μｍの粉砕粉を作製した。
当然ながら、粉砕助剤の混合工程及び微粉砕工程は、ともに低酸素プロセスで行った。
【００４４】
（４）配合工程
実験を効率よく行うために、数種類の微粉砕粉を調合し、所望の組成（特にＧａ量）となるように混合する場合がある。この場合の混合も、例えばナウターミキサー等により５分間〜３０分間ほど行う程度でよい。
配向工程も低酸素プロセスで行うことが望ましいが、焼結体酸素量を微増させる場合は、本工程にて、成形用微粉末の酸素量を調整する。例えば、組成や平均粒径が同一の微粉末を用意し、１００ｐｐｍ以上の含酸素雰囲気に数分〜数時間放置することで、数千ｐｐｍの微粉末が得られる。これら２種類の微粉末を低酸素プロセス中で混合することで、酸素量の調整を行っている。
【００４５】
（５）成形工程
得られた微粉末を磁場中にて成形する。具体的には、電磁石に抱かれた金型内に微粉末を充填し、磁場印加によってその結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。この磁場中成形は、１２ｋＯｅ〜１７ｋＯｅの磁場中で、０．７ｔ／ｃｍ２〜１．５ｔ／ｃｍ２前後の圧力で行えばよい。本実験では、１５ｋＯｅの磁場中で１．２ｔ／ｃｍ２の圧力で成形を行い、成形体を得た。本工程も低酸素プロセスにて行った。
【００４６】
（６）焼結・時効工程
この成形体を真空中において１０１０℃〜１１５０℃で４時間焼結した後、急冷した。次いで得られた焼結体に８００℃で１時間と、５５０℃で２．５時間（ともにＡｒ雰囲気中）の２段時効処理を施した。
【００４７】
表１に示す組成の合金を表２に示す最終組成となるように配合し、水素粉砕処理を行い、その後ジェットミルにて平均粒径４μｍとなるように微粉砕した。なお、用いた原料合金の種類も表２に記載してある。その後磁場中成形した後に、１０５０℃で焼結し、得られた焼結体に２段時効処理を施した。
【００４８】
【表２】
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【００４９】
得られた希土類永久磁石について、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＨｃＪ）及び角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）をＢ−Ｈトレーサにより測定した。なお、Ｈｋはヒステリシスループの第２象限において、磁束密度が残留磁束密度の９０％となるときの外部磁界強度である。その結果を表２に併記する。
【００５０】
また、焼結温度を１０３０℃又は１０７０℃に変更したこと以外は、同様にして希土類永久磁石を作製し、また、磁気特性の評価を行った。その結果を、表２（１０５０℃）の結果を併せて表３に示す。つまり、表２は、表３中焼結温度を１０５０℃とした希土類永久磁石（Ｎｏ．２、５、８、１１、１４、１７、２０、２３）を抜粋したものである。表３中、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２１は酸素量が０．０３質量％〜０．２質量％の範囲内であり、Ｎｏ．２２〜Ｎｏ．２４は酸素量が０．２質量％を超えるものである。
【００５１】
【表３】
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【００５２】
また、表３中、酸素量が０．０３質量％〜０．２質量％の範囲内にある希土類永久磁石について、各焼結温度におけるＧａ添加量と残留磁束密度（Ｂｒ）との関係を表すグラフを図１（ａ）に示す。同様に、各焼結温度におけるＧａ添加量と保磁力（ＨｃＪ）との関係を表すグラフを図１（ｂ）に示す。同様に、各焼結温度におけるＧａ添加量と角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）との関係を表すグラフを図１（ｃ）に示す。
【００５３】
磁気特性の中で角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が異常粒成長による低下傾向が最も早く現れる。つまり、角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）は、異常粒成長の傾向を把握することのできる一指標となる。ここで、図１（ｃ）及び表３を見ると、Ｇａ添加量を０．０３質量％未満とした場合、特に焼結温度が１０７０℃の場合に、角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）の低下が著しい傾向を示している。９０％以上の角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が得られた焼結温度域を、焼結温度幅と定義すると、Ｇａを添加していない希土類永久磁石（Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３）は、焼結温度幅が０である。同様に、Ｇａを０．０３質量％添加した場合（Ｎｏ．４〜Ｎｏ．６）も、焼結温度幅が０である。
【００５４】
これに対し、Ｇａの０．０８質量％添加（Ｎｏ．７〜Ｎｏ．９）及びＧａの０．１３質量％添加（Ｎｏ．１０〜Ｎｏ．１２）の場合、１０３０℃及び１０５０℃で角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が９０％を上回り、焼結温度幅は２０℃である。さらに、Ｇａを０．１６質量〜０．２４質量％添加した希土類永久磁石（Ｎｏ．１３〜Ｎｏ．１８）では、全ての焼結温度において角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）が９０％を上回っている。つまり、焼結温度幅は４０℃とさらに広くなっている。
【００５５】
一方、Ｇａを０．２８質量％添加した場合（Ｎｏ．１９〜Ｎｏ．２１）、焼結温度幅は広いものの、表３及び図１（ｂ）に示すように、保磁力（ＨｃＪ）の低下が認められる。
【００５６】
なお、酸素量が０．２質量％を超える場合（Ｎｏ．２２〜Ｎｏ．２４）、焼結温度幅は広いが、保磁力（ＨｃＪ）が低い値を示している。
【００５７】
さらに、Ｎｏ．１〜Ｎｏ．２４の焼結体を切断し、断面１０ｍｍ×１０ｍｍの領域内に存在する５０μｍ以上１００μｍ未満の粗大粒子、及び１００μｍ以上の粗大粒子の個数を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて調べた。その結果を表３に併せて示す。Ｂｒ、ＨｃＪに低下が見られず、角形比が９０％以上の試料では、５０μｍ以上の粗大粒子は存在していなかった。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】酸素量が０．０３質量％〜０．２質量％の範囲内にある希土類永久磁石についてのＧａ添加量と磁気特性との関係を表すグラフであり、（ａ）は、各焼結温度におけるＧａ添加量と残留磁束密度（Ｂｒ）との関係を表すグラフ、（ｂ）は、各焼結温度におけるＧａ添加量と保磁力（ＨｃＪ）との関係を表すグラフ、（ｃ）は、各焼結温度におけるＧａ添加量と角形比（Ｈｋ／ＨｃＪ）との関係を表すグラフである。
【図１】
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