(57)【要約】【課題】高保磁力化を図ることができる永久磁石の製造方法を提供する。【解決手段】ステップＳ１３の熱間圧縮成形において成形温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（成形温度−粒界液相化温度）（℃）と、その時間（min）との積分値を第１熱影響とし、ステップＳ１４の熱間塑性加工において加工温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（加工温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第２熱影響としたとき、第１熱影響と第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定する。あるいは、第１熱影響と第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満に設定し、熱間塑性加工後の永久磁石に熱処理を行う。以上のように熱影響を設定することにより、添加した高保磁力化希土類元素による磁性粉末の結晶粒界を通じた拡散を効果的に行うことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つからなる希土類元素含有物を被覆して表面被覆磁性粉末を作製し、
前記表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより成形体を作製し、
前記成形体に熱間塑性加工を行うことにより永久磁石を得、
前記熱間圧縮成形において成形温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（前記成形温度−前記粒界液相化温度）（℃）と、その時間（min）との積分値を第１熱影響とし、前記熱間塑性加工において加工温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（前記加工温度−前記粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第２熱影響としたとき、
前記第１熱影響と前記第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定することを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項２】
前記第１熱影響は、前記第２熱影響よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項３】
前記熱間塑性加工後の永久磁石に熱処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の永久磁石の製造方法。
【請求項４】
結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つからなる希土類元素含有物を被覆して表面被覆磁性粉末を作製し、
前記表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより成形体を作製し、
前記成形体に熱間塑性加工を行うことにより永久磁石を得、
前記熱間圧縮成形において成形温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（前記成形温度−前記粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第１熱影響とし、前記熱間塑性加工において加工温度（℃）が前記粒界液相化温度以上である場合に、（前記加工温度−前記粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第２熱影響としたとき、
前記第１熱影響と前記第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満に設定し、
前記熱間塑性加工後の前記永久磁石に熱処理を行うことを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項５】
結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在し、各結晶粒が１方向に配向されて構成される磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つからなる希土類元素含有物を被覆して表面被覆磁性粉末を作製し、
前記表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行うことにより成形体を作製し、
前記成形体に焼結を行い、
前記燒結において燒結温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（前記燒結温度−前記粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第３熱影響としたとき、前記第３熱影響を１０００（℃・min）以上に設定することを特徴とする永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記磁性粉末の表面への前記希土類元素含有物の被覆は、超音波分散により行うことを特徴とする請求項１，２，４，５のいずれかに記載の永久磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類元素含有物が添加されている永久磁石の製造方法に係り、特に加熱手法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石の製造では、図１８に示すように、ステップＳ１０１において原料粉末として磁性粉末を準備する。このとき、磁性粉末の各粉末は５〜１０μm程度の大きさの単結晶であり、その単結晶の集合体である粉末の塊の磁化容易軸はランダムな方向に向いている。次いで、ステップＳ１０２において磁場中で磁性粉末にプレス成形を行うことにより成形体を作製する。このとき、成形体には異方性が付与されるので、成形体を構成する磁性粉末の磁化容易軸は同一方向を向いている。次いで、ステップＳ１０３において成形体に、約１１００℃の温度で焼結を行うことにより焼結体を作製した後、ステップＳ１０４において焼結体に機械加工を行うことにより所望形状に加工している。これにより、永久磁石として焼結磁石が製造される。
【０００３】
ハイブリッド車や電気自動車等の駆動用モータに使用されている永久磁石では、耐熱性の向上のために高保磁力化が不可欠であることから、Ｐｒ，Ｄｙ，Ｔｂ等の希土類元素を磁性材料に添加して、保磁力を向上させている。ところが、希土類元素を用いると、それが高価であることによるコストの増大に加えて、希土類元素の添加による磁化の低下を招く。このため、磁性材料の使用量が増大するから、更なるコスト増大を招く。また、希土類元素の産出地域は、偏在性が高いため、希土類元素は供給リスクの最も高い元素として知られている（まてりあ、第４６巻、第８号、２００７年参照）。そのなかでもＤｙ等の重希土類元素の産出は、一国にほぼ寡占化されているのが現状であるため、供給リスクが更に高い。
【０００４】
以上のことから、高保磁力化のための希土類元素の添加量の低減化を図るために、図１８に示した製造方法の所定の工程で希土類元素含有物を適宜添加する技術が開発されている。たとえば次のような手法１，２がある。
【０００５】
手法１（たとえば特許文献１）では、図１８のステップＳ１０１において、図１９（Ａ）に示すように、磁性粉末の各粉末が５〜１０μm程度の大きさの単結晶であり、かつその磁化容易軸（図中の各粉末Ｑ１のなかの矢印）がランダムな方向に向いている磁性粉末Ｑ２に、高保磁力化のために希土類元素含有物Ｑ１を混合している。そして、その混合粉末を原料粉末として用い、図１８のステップＳ１０２〜ステップＳ１０４を行う。この技術では、図１９（Ｂ）に示すように高保磁力が必要な磁性粉末Ｑ２の粒界近傍（数μm程度）のみで高保磁力化希土類元素の濃化を行うことにより、希土類元素の磁石全体への添加量の低減を図っている。一方、手法２（たとえば特許文献２）では、図１８のステップＳ１０４での機械加工後に、図２０（Ａ）に示すように、磁性粉末Ｑ２から構成された磁石表面に、高保磁力化のための希土類元素含有物Ｑ１を塗布して、約７００〜１０００℃の温度で熱処理を行う。なお、図中の各粉末Ｑ２のなかの矢印はその磁化容易軸である。この技術では、希土類元素含有物Ｑ１のなかの高保磁力化希土類元素が磁石内部の磁性粉末Ｑ２粒界を選択的に拡散し、図２０（Ｂ）に示すように磁石表面の粒界極近傍で高保磁力化希土類元素の濃化を行うことにより、磁石全体への希土類元素の添加量の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３３１８１０号公報
【特許文献２】特開２００６−３０３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、手法１では、高保磁力化のための希土類元素含有物Ｑ１の磁性粉末Ｑ２への添加後に行う焼結によって、希土類元素含有物Ｑ１のなかの高保磁力化希土類元素が永久磁石内部の各粒子の中心部まで、数μm程度拡散するため、希土類元素の添加量の低減効果が小さい。一方、手法２では、最大数mm程度の大きさの微小磁石を製造する場合、保磁力特性が均一となるが、それより大きいものを製造する場合、磁石表面の粒界極近傍で高保磁力化希土類元素の濃化を行っているため、磁石内部へ向かうに従い希土類元素の濃度が小さくなるという濃度分布が生じ、保磁力特性が不均一となってしまう。
【０００８】
したがって、本発明は、磁石が大型の場合でも保磁力特性を均一とすることができるのはもちろんのこと、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる永久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】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決するために、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に希土類元素含有物を被覆し、そのような表面被覆磁性粉末を用いて永久磁石を製造する方法を提案している（特願２００８−３１７３４２号参照）。このような永久磁石の製造方法で行う加熱について鋭意研究を重ねた結果、粒界液相化温度以上の加熱による熱影響を適宜設定することにより、高保磁力化をさらに図ることができることを見出した。
【００１０】
熱影響は、（加熱温度−粒界液相化温度）（℃）と加熱時間（min）との積分値（℃・min）として定義される。たとえば図１５に示すような加熱時間Ｔと加熱温度Ｕとの関係式Ｕ＝Ｆ（Ｔ）にある場合、積分値は、加熱温度Ｕが粒界液相化温度Ｕ０以上の場合における関係式Ｕ＝Ｆ（Ｔ）と粒界液相化温度の直線（Ｕ＝Ｕ０）とで囲まれる領域の面積（図の斜線部分）となり、そのような領域が複数あるときには、それら全ての領域の面積の合計となる。熱影響の総計とは、熱影響を考慮する工程が複数あるときに、それら工程の熱影響の合計のことである。粒界液相化温度とは、結晶粒の粒界が液相化する最低温度（＝原子拡散が生じる最低温度）のことである。
【００１１】
本発明の第１の永久磁石の製造方法は、熱間塑性加工磁石の製造方法であって、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つからなる希土類元素含有物を被覆して表面被覆磁性粉末を作製し、表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより成形体を作製し、成形体に熱間塑性加工を行うことにより永久磁石を得、熱間圧縮成形において成形温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（成形温度−粒界液相化温度）（℃）と、その時間（min）との積分値を第１熱影響とし、熱間塑性加工において加工温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（加工温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第２熱影響としたとき、第１熱影響と第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定することを特徴としている。
【００１２】
本発明の第１の永久磁石の製造方法では、内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に希土類元素含有物を被覆して作製した表面被覆磁性粉末を用いているので、熱間圧縮成形および熱間塑性加工での加熱により、希土類元素含有物のなかの希土類元素は、磁性粉末の界面からその内部に向かって、結晶粒界に沿って選択的に拡散することができ、これにより希土類元素による各粒子中心部への拡散を抑制することができる。したがって、上記のように添加した希土類元素の濃化を粒界近傍で行うことができるから、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる。また、結晶粒径が単磁区粒子径より僅かに大きくなるので、従来の上記手法２と同様に保磁力増大効果を得ることができるから、高保磁力化をさらに図ることができる。さらに、希土類元素の磁性粉末への拡散距離は、磁性粉末の厚み（磁性粉末の界面間の距離）の半分程度となるから、その拡散距離は短くなる。これにより、加熱時間を短縮することができるから、製造時間の短縮を図ることができる。また、磁石内部へ向かうに従い希土類元素の濃度が小さくなるという濃度分布の発生を防止することができるから、磁石が大型の場合でも、保磁力特性を均一とすることができる。さらに、磁性粉末への希土類元素含有物の被覆を均一とすることにより、保磁力特性の均一化をさらに図ることができる。
【００１３】
ここで本発明の第１の永久磁石の製造方法では、熱間圧縮成形による第１熱影響および熱間塑性加工による第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定することにより、希土類元素による磁性粉末の結晶粒界を通じた拡散を効果的に行うことができるから、保磁力向上値と熱影響との関係において、保磁力向上値のピーク値を得ることができ、高保磁力化をさらに図ることができる。
【００１４】
本発明の第１の永久磁石の製造方法は種々の構成を用いることができる。熱間圧縮成形では磁性粉末同士が密となり（高密度化）、熱間塑性加工では結晶粒が粗大化するが、ここで、たとえば、第１熱影響を第２熱影響よりも小さく設定することができる。この態様では、熱影響を１０００（℃・min）以上の範囲で所定値に設定した場合において第１熱影響を第２熱影響よりも小さく設定することにより、熱間圧縮成形での熱影響が小さくすることができるので、磁性粉末の界面からその内部への希土類元素の拡散を抑制することができる。続いて、熱間塑性加工を行うと、熱間塑性加工による結晶粒の粗大化後に形成された粒界を通じて希土類元素が拡散する傾向が強くなるので、希土類元素の結晶粒の中心部への拡散をさらに抑制することができ、その結果、高保磁力化をさらに図ることができる。本発明の第１の永久磁石の製造方法では、熱間塑性加工後の永久磁石に熱処理を行ってもよい。
【００１５】
本発明の第２の永久磁石の製造方法は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つからなる希土類元素含有物を被覆して表面被覆磁性粉末を作製し、表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより成形体を作製し、成形体に熱間塑性加工を行うことにより永久磁石を得、熱間圧縮成形において成形温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（成形温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第１熱影響とし、熱間塑性加工において加工温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（加工温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第２熱影響としたとき、第１熱影響と第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満に設定し、熱間塑性加工後の永久磁石に熱処理を行うことを特徴としている。
【００１６】
本発明の第２の永久磁石の製造方法では、本発明の第１の永久磁石の製造方法による効果に加えて、次の効果を得ることができる。すなわち、熱間圧縮成形による第１熱影響および熱間塑性加工による第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満に設定しているので、熱間圧縮成形および熱間塑性加工において磁性粉末の界面からその内部への希土類元素の拡散を抑制することができる。また、この場合、第２熱影響を小さく設定することができるから、結晶粒の粗大化を抑制することができる。このような状態にある永久磁石に熱処理を行うことにより、希土類元素は結晶粒の粒界を通じて最適に拡散することができるから、高保磁力化をさらに図ることができる。本発明の第２の永久磁石の製造方法では、熱処理による熱影響と、第１熱影響および第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定してもよい。
【００１７】
本発明の第１の永久磁石の製造方法の熱影響の設定手法は、上記のような熱間塑性加工による永久磁石の製造方法だけではなく、燒結による永久磁石の製造方法にも適用することができる。
【００１８】
本発明の第３の永久磁石の製造方法は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在し、各結晶粒が１方向に配向されて構成される磁性粉末の表面に、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つからなる希土類元素含有物を被覆して表面被覆磁性粉末を作製し、表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行うことにより成形体を作製し、成形体に焼結を行い、燒結において燒結温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（燒結温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第３熱影響としたとき、第３熱影響を１０００（℃・min）以上に設定することを特徴としている。
【００１９】
本発明の第３の永久磁石の製造方法では、本発明の第１の永久磁石の製造方法と同様に、内部に粒界が存在する磁性粉末の表面に希土類元素含有物を被覆して作製した表面被覆磁性粉末を用い、かつ本発明の第１の永久磁石の製造方法の熱影響の設定手法を適用しているので、本発明の第１の永久磁石の製造方法と同様な効果を得ることができる。
【００２０】
本発明の第１〜３の永久磁石の製造方法における磁性粉末の表面への希土類元素含有物の被覆には種々の方法を適用することができる。たとえば、磁性粉末の表面への希土類元素含有物の被覆は、超音波分散により行うことができる。具体的には、磁性粉末と希土類元素含有物とを液体に混合することによりスラリーを作製し、スラリーに超音波を照射することができる。スラリーへの超音波照射では、磁性粉末を粉砕することなく、希土類元素含有物のみを選択的に微粒子化することができるとともに、希土類元素含有物をスラリー中に均一に分散させることができる。このような超音波分散が施されたスラリーを乾燥させることによって、微粒子化された希土類元素含有物が磁性粉末の表面に付着された表面被覆磁性粉末を得ることができる。
【００２１】
この場合、スラリーの乾燥時の液体の表面張力により、微粒子化された希土類元素含有物が磁性粉末に付着することができるので、希土類元素含有物の磁性粉末表面への被覆を均一に行うことができる。また、希土類元素の添加量を低減することができるので、表面被覆磁性粉末を上記永久磁石の製造方法に適用した場合、製造された永久磁石では、磁化の低下を防止することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の第１あるいは第３の永久磁石の製造方法によれば、熱間圧縮成形による第１熱影響および熱間塑性加工による第２熱影響との総計、あるいは、燒結による第３の熱影響を１０００（℃・min）以上に設定しているので、希土類元素による磁性粉末の結晶粒界を通じた拡散を効果的に行うことができるとともに、これにより高保磁力化をさらに図ることができる等の効果を得ることができる。
【００２３】
本発明の第２の永久磁石の製造方法によれば、熱間圧縮成形による第１熱影響および熱間塑性加工による第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満に設定し、熱間塑性加工後の永久磁石に熱処理を行っているので、希土類元素による磁性粉末の結晶粒界を通じた拡散を最適に行うことができるとともに、これにより高保磁力化をさらに図ることができる等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る第１実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の永久磁石の製造方法の被覆処理で用いられる装置の概略構成を表す側断面図である。
【図３】図２に示す装置の動作時における希土類元素含有物および磁性粉末の状態を表し、（Ａ）は磁性粉末に希土類元素含有物が衝突する状態を表す概念図、（Ｂ）は磁性粉末の間で希土類元素含有物が分散する状態を表す概念図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の永久磁石の製造方法の各工程での生成物を表し、（Ａ）は被覆処理後の表面被覆磁性粉末の状態の概略構成断面図、（Ｂ）は熱間塑性加工時の磁性粉末の界面部分の概略構成断面図である。
【図５】（Ａ）は、図４（Ａ）に示す被覆処理後の磁性粉末の表面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の表面被覆磁性粉末についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図６】（Ａ）は、第１実施形態の変形例による熱間圧縮成形後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の成形体についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図７】（Ａ）は、第１実施形態の変形例による熱間塑性加工後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の永久磁石についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図８】本発明に係る第２実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。
【図９】（Ａ）は、本発明に係る第２実施形態の熱間圧縮成形後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の成形体についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図１０】（Ａ）は、第２実施形態による熱間塑性加工後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の永久磁石についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図１１】（Ａ）は、第２実施形態による熱処理後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の永久磁石についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図１２】（Ａ）は、従来の熱間圧縮成形後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の成形体についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図１３】（Ａ）は、従来の熱間塑性加工後の磁性粉末の界面部分を表し、（Ｂ）は、（Ａ）の永久磁石についての保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフである。
【図１４】本発明に係る第３実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。
【図１５】熱影響の定義について説明するための図である。
【図１６】保磁力向上値の定義について説明するための図である。
【図１７】本発明の実施例で得られた保磁力向上値と熱影響との関係を示すグラフである。
【図１８】従来技術による永久磁石の製造方法を表す工程図である。
【図１９】従来の手法１による永久磁石の製造方法の各工程での生成物を表し、（Ａ）は磁性粉末と希土類元素含有物と混合後の状態の概略構成図、（Ｂ）は永久磁石での希土類元素の添加状態の概略構成図である。
【図２０】従来の手法２による永久磁石の製造方法の各工程での生成物を表し、（Ａ）は磁性粉末と希土類元素含有物と混合後の状態の概略構成図、（Ｂ）は永久磁石での希土類元素の添加状態の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
（１）第１実施形態
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る第１実施形態の永久磁石の製造方法を表す工程図である。図１に示すように、まず、ステップＳ１１において、磁性粉末、および、高保磁力化のための希土類元素含有物を準備する。
【００２６】
磁性粉末は、結晶あるいは結晶とアモルファス相との混相を有するとともに内部に粒界が存在し、希土類元素含有物よりも硬度が高い粉末である。磁性粉末は、たとえば板状等の扁平状をなしている。具体的には、磁性粉末の各粉末の断面の大きさは、たとえば長さが２００μm、厚さが３０μmであり、その各粉末のなかには、たとえば数十nm程度の微細な結晶粒が多数含まれている。結晶粒の磁化容易軸は、ランダムな方向に向いている。磁性粉末は、たとえば、希土類元素、鉄族元素、およびホウ素を含有する希土類磁性粉末（Ｎｄ-Ｆｅ-Ｂの磁性粉末）である。
【００２７】
希土類元素含有物としては、希土類元素の単体金属、合金、および、化合物の少なくとも１つを含有する希土類元素粉末や、ゾル状や液体状の希土類元素化合物等の希土類元素ゾルや希土類元素液体があげられる。具体的には、希土類元素粉末としては、Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｓｃ，あるいは，Ｙを含有する酸化物からなる粉末や、フッ化物からなる粉末、それらの混合物からなる粉末等があげられる。また、希土類元素ゾルや希土類元素液体としては、Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｓｃ，あるいは，Ｙを含有するゾル状フッ化物や、ゾル状コロイド状フッ化物、それら混合物からなるフッ化物等があげられる。
【００２８】
次いで、ステップＳ１２において、たとえば図２に示す装置１００を用いて、扁平状の磁性粉末の表面に希土類元素含有物を被覆する被覆処理を行う。まず、容器１０４において、希土類元素含有物、磁性粉末、および、液体を混合することによりスラリーＳを作製する。液体としては、たとえば有機溶剤が用いられる。有機溶剤としては、たとえばエタノール、アセトン、あるいは、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）が用いられる。スラリーの作製では、磁性粉末は、希土類元素含有物より混合重量比を大きくすることが好適である。
【００２９】
次に、容器１０４を振動液槽１０２の振動液１０３中に配置する。続いて、超音波発振器１０１により超音波を発振し、その超音波が、振動液槽１０２中の振動液１０３を通じて容器１０４中のスラリーＳに照射される。超音波の周波数は、たとえば１００ｋＨｚ以下である。
【００３０】
ここで、第１実施形態では、スラリーＳにおいて、扁平状の磁性粉末は、希土類元素含有物に対する微粒子化メディアとして機能する。図３（Ａ）に示すように、初期状態では１次粒子の凝集体である（すなわち、２次粒子からなる）希土類元素含有物Ｐ１は、超音波照射による振動で扁平状の磁性粉末Ｐ２に衝突することにより、その凝集が解かれるだけではなく、その１次粒子が破砕されるまでに至る。なお、ここでいう１次粒子とは、ＴＥＭ等の電子顕微鏡による観察で、単結晶であると認められる粒子のことである。粉砕とは、１次粒子の破砕のことである。
【００３１】
この場合、衝突は、液体中に超音波の照射により形成されるキャビテーション（小さな気泡）の破裂エネルギーによっても引き起こされる。一方、スラリーＳにおいて、図３（Ｂ）に示すように、希土類元素含有物Ｐ１は、拡散の作用によって、液体中に分散する。このような希土類元素含有物Ｐ１の粉砕・分散は、磁性粉末Ｐ２の表面の全ての領域で局所的に繰り返されることにより、希土類元素含有物Ｐ１はスラリーＳ中に均一に分散することができる。なお、図３（Ａ），（Ｂ）において、液体の図示は省略している。
【００３２】
装置１００では、以上のようにして磁性粉末Ｐ２を粉砕することなく、希土類元素含有物Ｐ１のみを選択的に微粒子化することができるとともに、希土類元素含有物Ｐ１をスラリーＳ中に均一に分散させることができる。次いで、超音波を照射しながら、減圧下にて液体を乾燥させる。すると、微粒子化された希土類元素含有物Ｐ１は、液体中を均一に分散した状態が維持されるので凝集することなく、乾燥時の液体の表面張力により磁性粉末Ｐ２の表面上に付着される。その結果、微粒子化された希土類元素含有物Ｐ１は、図４（Ａ）に示すように、磁性粉末Ｐ２の表面に均一に被覆される。なお、ステップＳ１２の被覆処理において、液体状の希土類元素含有物を用いる場合、スラリーの作製で用いられる液体が不要となり、かつスラリーへの超音波照射が不要となる。この場合、スラリーへの超音波照射を行わなくても、希土類元素含有物の磁性粉末表面への被覆が均一に行われる。
【００３３】
続いて、ステップＳ１３において、希土類元素含有物Ｐ１が磁性粉末Ｐ２の表面に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、熱間圧縮成形を行うことにより、表面被覆磁性粉末の結晶化および真密度化を行う。これにより成形体を作製する。このとき成形体を構成する磁性粉末Ｐ２の界面間の距離は、たとえば３０μmである。磁性粉末中の結晶粒の磁化容易軸は、ランダムな方向に向いている。
【００３４】
次に、ステップＳ１４において、成形体に熱間塑性加工を行うことにより、成形体に異方性を付与する。これにより、成形体を構成する磁性粉末Ｐ２中の結晶粒の磁化容易軸（図中の各粒子中の矢印方向）は、同一方向に向く。また、希土類元素含有物Ｐ１のなかの希土類元素は、図４（Ｂ）に示すように、扁平状の磁性粉末Ｐ２の界面からその内部へ向かって、結晶粒界（矢印方向Ｉ）に沿って選択的に拡散して、希土類元素の濃化が粒界近傍で行われる。このとき、希土類元素の扁平状の磁性粉末Ｐ２への拡散は、扁平状の磁性粉末Ｐ２の全ての界面から内部へ向かって行われるから、その拡散距離は、磁性粉末Ｐ２の厚み（磁性粉末の界面間の距離）の半分程度となる。この場合、成形体を構成する磁性粉末の界面間の距離は、たとえば１０μmである。なお、図４（Ｂ）中で希土類元素含有物Ｐ１が図示されている部分は、磁性粉末Ｐ２の粉末界面である。
【００３５】
ここで、本実施形態の永久磁石の製造方法では、熱間圧縮成形および熱間塑性加工での時間と温度は次のように設定している。ステップＳ１３の熱間圧縮成形において成形温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（成形温度−粒界液相化温度）（℃）と、その時間（min）との積分値を第１熱影響とし、ステップＳ１４の熱間塑性加工において加工温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（加工温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第２熱影響としたとき、第１熱影響と第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定している。これにより、希土類元素による磁性粉末Ｐ２の結晶粒界を通じた拡散を効果的に行うことができるから、保磁力向上値と熱影響との関係において、保磁力向上値のピーク値を得ることができる。
【００３６】
この場合、熱間圧縮成形による第１熱影響を熱間塑性加工による第２熱影響よりも小さく設定することが好適である。これについて図５〜７，１２，１３を参照して説明する。
なお、図６，７，１２，１３に示す磁性粉末の界面部分について、界面部分で隣接する磁性粉末の一方のみを図示している。保磁力向上元素量と保磁力との関係を表すグラフについて、保磁力向上元素量とは、希土類元素含有物Ｐ１を用いて添加したもの（＝保磁力向上に寄与する）希土類元素の重量ことである。図５（Ａ）に示す表面被覆磁性粉末において、磁性粉末Ｐ２には複数の結晶粒Ｐ２１が存在し、その粒界Ｐ２２の間にはアモルファス相Ｐ２３が存在する。表面被覆磁性粉末では、図５（Ｂ）に示すように、添加した希土類元素の重量に関係なく、保磁力は一定である。次いで、表面被覆磁性粉末に熱間圧縮成形を行い、成形体を作製する。この場合、磁性粉末Ｐ２同士が密となり（高密度化）、磁性粉末Ｐ２内では、粒界Ｐ２２の間のアモルファス相Ｐ２３が結晶化し、粒界２２以外は全て結晶粒Ｐ２１となる。
【００３７】
ここで第１熱影響を従来通りに設定した場合、図１２（Ａ）に示すように、希土類元素含有物Ｐ１のなかの希土類元素が粒界Ｐ２２を通じて拡散する。この場合、図１２（Ｂ）に示すように、添加した希土類元素の重量が大きくなるに従い、保磁力が向上し、希土類元素の添加による効果が得られる。しかしながら、従来技術では、第１熱影響および第２熱影響の大きさが考慮されておらず、第１熱影響を大きく設定している場合、添加した希土類元素の拡散は過度に進行する。続いて、第２熱影響を従来通りに設定して熱間塑性加工を行うと、結晶粒が粗大化する。この場合、第２熱影響を大きく設定している場合、結晶粒Ｐ２１の粗大化に従い、添加した希土類元素が結晶粒Ｐ２１のなかに取り込まれ、図１３（Ａ）に示すように、その希土類元素が結晶粒Ｐ２１の中心部にまで拡散してしまう。このため、図１３（Ｂ）に示すように、希土類元素の添加による効果が得られなくなる。
【００３８】
これに対して、第１熱影響を第２熱影響よりも小さく設定する（たとえば熱間圧縮成形を高速で行う）ことにより、熱間圧縮成形での熱影響が小さくなり、図６（Ａ）に示すように、添加した希土類元素の拡散が抑制され、磁性粉末Ｐ２の表面に希土類元素含有物Ｐ１の大部分が残存する。この場合、図６（Ｂ）に示すように、熱間圧縮成形前と同様に、添加した希土類元素の重量に関係なく、保磁力は一定である。次いで、熱間塑性加工を行うと、結晶粒Ｐ２１の粗大化が開始するが、本実施形態の態様では、熱間塑性加工前には磁性粉末Ｐ２の表面に希土類元素含有物Ｐ１の大部分が残存しているから、熱間塑性加工による結晶粒Ｐ２１の粗大化後に形成された粒界Ｐ２２を通じて希土類元素が拡散する傾向が強くなる。これにより、図７（Ａ）に示すように、希土類元素の結晶粒Ｐ２１の中心部への拡散を抑制することができるから、図７（Ｂ）に示すように、添加した希土類元素の重量が大きくなるに従い、保磁力が向上し、希土類元素の添加による効果が得られる。
【００３９】
続いて、ステップＳ１５において、異方性が付与された成形体に機械加工を行うことにより、所望の形状に加工する。次いで、必要に応じて、所望の形状に加工された成形体に熱処理を行う。
【００４０】
以上のように第１実施形態では、内部に粒界が存在する磁性粉末Ｐ２の表面に希土類元素含有物Ｐ１を被覆して作製した表面被覆磁性粉末を用いているので、添加した希土類元素の濃化を粒界近傍で行うことができるから、希土類元素の添加量の低減化および高保磁力化の両立を図ることができる。また、結晶粒径が単磁区粒子径より僅かに大きくなるので、従来の手法２と同様に保磁力増大効果を得ることができるから、高保磁力化をさらに図ることができる。さらに、添加した希土類元素の磁性粉末への拡散距離は短くなるから、加熱時間を短縮することができ、その結果、製造時間の短縮を図ることができる。また、磁石内部へ向かうに従い希土類元素の濃度が小さくなるという濃度分布の発生を防止することができるから、磁石が大型の場合でも、保磁力特性を均一とすることができる。
【００４１】
ここで第１実施形態では、熱間圧縮成形による第１熱影響および熱間塑性加工による第２熱影響との総計を１０００（℃・min）以上に設定しているので、添加した希土類元素による磁性粉末Ｐ１の結晶粒界を通じた拡散を効果的に行うことができるから、高保磁力化をさらに図ることができる。
【００４２】
特に、第１熱影響を第２熱影響よりも小さく設定することにより、添加した希土類元素の結晶粒Ｐ２１の中心部への拡散を抑制することができるから、高保磁力化をさらに図ることができる。さらに、磁性粉末Ｐ２の表面への希土類元素含有物Ｐ１の被覆を超音波分散により行うことにより、その被覆を均一に行うことができる。また、希土類元素の添加量を低減することができるので、表面被覆磁性粉末を上記永久磁石の製造方法に適用した場合、製造された永久磁石では、磁化の低下を防止することができる。
【００４３】
（２）第２実施形態
第２実施形態では、熱間圧縮成形Ｓ１３による第１熱影響および熱間塑性加工Ｓ１４による第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満とし、図８に示すように、熱間塑性加工Ｓ１４後に行う熱処理Ｓ２１を必須としていることが、第１実施形態と異なっている。第２実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、第１実施形態と同様な作用を有する構成要素の説明は省略している。
【００４４】
第２実施形態では、熱間圧縮成形Ｓ１３による第１熱影響および熱間塑性加工Ｓ１４による第２熱影響との総計を１０００（℃・min）未満に設定しているので、第１熱影響を小さく設定する（たとえば熱間圧縮成形を高速で行う）ことができ、これにより、図９（Ａ）に示すように、磁性粉末Ｐ２の表面に希土類元素含有物Ｐ１の大部分が残存する。この場合、図９（Ｂ）に示すように、添加した希土類元素の重量に関係なく、保磁力は一定である。
【００４５】
次いで、熱間塑性加工Ｓ１４では、第１熱影響との熱影響の総計が１０００（℃・min）未満となるようにしているから、第２熱影響を小さく設定する（たとえば熱間塑性加工を高速で行う）ことができ、これにより図１０（Ａ）に示すように、希土類元素の拡散が抑制され、磁性粉末Ｐ２の表面に希土類元素含有物Ｐ１の大部分が残存する。この場合、第２熱影響を小さく設定しているから、結晶粒Ｐ２１の粗大化が抑制される。また、この場合、図１０（Ｂ）に示すように、添加した希土類元素の重量に関係なく、保磁力は一定である。次いで、熱処理Ｓ２１を行うことにより、添加した希土類元素が粒界Ｐ２２を通じて最適に拡散することができる。これにより、図１１（Ａ）に示すように、希土類元素の結晶粒Ｐ２１の中心部への拡散を抑制することができるから、図１１（Ｂ）に示すように、添加した希土類元素の重量が大きくなるに従い、保磁力が向上し、希土類元素の添加による効果が得られる。
【００４６】
以上のように第２実施形態では、第１実施形態による効果を得ることができるに加えて、希土類元素は結晶粒Ｐ２１の粒界Ｐ２２を通じて最適に拡散することができるから、高保磁力化をさらに図ることができる。
【００４７】
（３）第３実施形態
第３実施形態では、ステップＳ１２とステップＳ１５の間にステップＳ３１，Ｓ３２を行うことが第１実施形態とは異なっている。第３実施形態では、第１実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、第１実施形態と同様な作用を有する構成要素の説明は省略している。この場合、磁性粉末としてＨＤＤＲ粉（Hydrogenation-Decomposition-Desorption-Recombination粉）を用いることが好適である。ＨＤＤＲ粉は、１つの粉末内部に多数の結晶粒を有し、各結晶粒は１方向に配向されて構成されているものである。
【００４８】
第３実施形態では、ステップＳ１１において、ＨＤＤＲ粉および希土類元素含有物を準備し、ステップＳ１２において、第２実施形態と同様な手法で、ＨＤＤＲ粉Ｐ２の表面に希土類元素含有物Ｐ１を被覆する被覆処理を行う。この場合、ＨＤＤＲ粉Ｐ２では、予め結晶の磁化容易軸が同一方向に配向されている。続いて、ステップＳ３１において、希土類元素含有物Ｐ１がＨＤＤＲ粉Ｐ２の表面に付着されてなる表面被覆磁性粉末に、磁場中で圧縮成形を行う。これにより異方性を有する成形体を作製する。 
【００４９】
続いて、ステップＳ３２において、成形体に焼結を行い、焼結体を得る。ステップＳ３２では、添加した希土類元素は、第１実施形態と同様に、磁性粉末Ｐ２の界面からその内部へ結晶粒界（矢印方向Ｉ）に沿って選択的に拡散して、希土類元素の濃化が粒界近傍で行われる。このような燒結において燒結温度（℃）が粒界液相化温度以上である場合に、（燒結温度−粒界液相化温度）（℃）とその時間（min）との積分値を第３熱影響としたとき、第３熱影響を１０００（℃・min）以上に設定する。
【００５０】
次いで、第１実施形態と同様に、ステップＳ１５において、焼結体に機械加工を行うことにより、所望の形状に加工する。次に、必要に応じて、所望の形状に加工された成形体あるいは焼結体に熱処理を行う。
【００５１】
以上のように第３実施形態では、第３熱影響を１０００（℃・min）以上に設定しているので、第１実施形態と同様な作用・効果を得ることができる。
【実施例】
【００５２】
以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。実施例では、添加Ｄｙ量を変更して永久磁石の保磁力向上値と熱影響の関係について調べた。
【００５３】
試料作製では、希土類元素含有物としてＤｙＦ３粉末、希土類元素含有物よりも硬度が高い扁平状の磁性粉末としてＮｄ-Ｆｅ-Ｂの磁性粉末を準備した。次いで、磁性粉末の表面への希土類元素含有物の被覆処理を行った。被覆処理では、実施形態と同様な手法を用いて、磁性粉末および希土類元素含有物を有機溶剤に混合してスラリーを作製した。スラリーに超音波照射を行うことにより、希土類元素含有物を微粒子化するとともにスラリー中に均一に分散させた。そして、スラリーを乾燥させることにより、微粒子化された希土類元素含有物を磁性粉末の表面に被覆した。この場合、被覆した希土類元素含有物から換算したＤｙの添加量が０．５wt.％、１．０wt.％、３．０wt.％、５．０wt.％の表面被覆磁性粉末を作製した。なお、Ｄｙの添加量の分析は、ＩＣＰ（高周波誘導結合プラズマ）分析を用いた。
【００５４】
続いて、このような被覆処理の後、希土類元素含有物が表面に被覆された磁性粉末に熱間圧縮成形を行うことにより、成形体を作製した。次に、成形体に熱間塑性加工を行うことにより、成形体に異方性を付与した。 
【００５５】
熱間圧縮成形時および熱間塑性加工時の印加圧力は５０ＭＰａとした。熱間圧縮成形時および熱間塑性加工時の各加熱では、所定の昇温速度で保持温度まで昇温させる昇温領域、保持温度で所定時間保持する保持温度領域、所定の冷却速度で保持温度から冷却させる冷却領域を設定した。熱間圧縮成形では、保持温度を６００〜８５０℃、昇温速度を２０〜１００℃／min、保持時間を０〜６０min、冷却速度を２０〜１００℃／minの範囲内で適宜設定し、第１熱影響（℃・min）を変更した。熱間塑性加工では、保持温度を７００〜９００℃、昇温速度を２０〜１００℃／min、保持時間を０〜２０min、冷却速度を２０〜１００℃／minの範囲内で適宜設定し、第２熱影響（℃・min）を変更した。第１熱影響および第２熱影響について、粒界液相化温度は６００℃とし、図１５を用いて説明した手法で第１熱影響および第２熱影響の総計を算出した。
【００５６】
このようにして試料として、Ｄｙの添加量が０．５wt.％、１．０wt.％、３．０wt.％、５．０wt.％である永久磁石を製造し、それら永久磁石について、ＶＳＭ（振動試料型磁力計）を用いて保磁力の測定を行い、図１７に示すように、永久磁石の保磁力向上値（ｋＯｅ）と熱影響（＝第１熱影響および第２熱影響の総計）（℃・min）の関係について得た。図１７のプロット●で示されるデータは、Ｄｙの添加量が０．５wt.％である永久磁石についてのデータ、プロット▲で示されるデータは、Ｄｙの添加量が１．０wt.％である永久磁石についてのデータ、プロット■で示されるデータは、Ｄｙの添加量が３．０wt.％である永久磁石についてのデータ、プロット◆で示されるデータは、Ｄｙの添加量が５．０wt.％である永久磁石についてのデータである。
【００５７】
保磁力向上値は次のように算出した。保磁力は、熱によるＤｙ拡散の効果によって上昇し、結晶粒粗大化の影響によって減少する。実施例では、熱によるＤｙ拡散の効果のみを評価するために、実施例の各試料の保磁力向上値について、下記式に示すように、試料の保磁力と、同条件で作製したＤｙ添加無しの比較試料（＝希土類元素含有物を用いたＤｙ添加を行わなかった比較試料）の保磁力との差として得た。そして、保磁力向上値と熱影響との関係において、図１６に示すように、保磁力向上値のピーク値が得られる熱影響の範囲を高保磁力化に必要な範囲として決定した。
保磁力向上値＝Ｄｙ添加の試料の保磁力−Ｄｙ無添加の試料の保磁力
【００５８】
図１７に示すように、Ｄｙの添加量が０．５wt.％、１．０wt.％、３．０wt.％、５．０wt.％である永久磁石について、Ｄｙの添加量が大きくなるに従い、保磁力向上値のピーク値は、いずれのピークについても、第１熱影響および第２熱影響の総計が１０００（℃・min）以上に位置していることを確認した。これにより、第１熱影響および第２熱影響の総計を１０００（℃・min）以上に設定することにより、高保磁力化を図ることができることが判った。
【符号の説明】
【００５９】
Ｐ１…希土類元素含有物、Ｐ２…磁性粉末、Ｐ２１…結晶粒、Ｐ２２…粒界、Ｐ２３…アモルファス相、Ｓ…スラリー
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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