(57)【要約】【課題】焼結体を有する工業製品の製造において、無機粉末から形成される成形体の成形不良を抑制することができる工業製品の製造方法が提供される。【解決手段】工業製品の製造方法は、焼結体を有する工業製品の製造方法であって、ダイ３内に供給された無機粉末１０をパンチ４で加圧して、成形体１０ｂを形成する成形工程と、成形体１０ｂを焼結させて、焼結体を得る焼結工程と、を備え、成形工程では、無機粉末１０をパンチ４で加圧した後、パンチ４を引き戻し、再び無機粉末（１０，１０ｂ）をパンチ４又は別のパンチ４aで加圧する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結体を有する工業製品の製造方法であって、
ダイ内に供給された無機粉末をパンチで加圧して、成形体を形成する成形工程と、
前記成形体を焼結させて、前記焼結体を得る焼結工程と、
を備え、
前記成形工程では、前記無機粉末を前記パンチで加圧した後、前記パンチを引き戻し、再び前記無機粉末を前記パンチ又は別のパンチで加圧する、
焼結体を有する工業製品の製造方法。
【請求項２】
前記無機粉末の真密度が、Ｄ［ｇ／ｃｍ３］と表され、
前記成形体の嵩密度が、ｄ［ｇ／ｃｍ３］と表され、
前記成形体の相対密度が、１００・ｄ／Ｄ［％］と定義され、
前記成形工程において、前記相対密度が４０％以上６０％以下に調整される、
請求項１に記載の工業製品の製造方法。
【請求項３】
前記パンチが前記無機粉末に及ぼす圧力を、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整する、
請求項１又は２に記載の工業製品の製造方法。
【請求項４】
前記無機粉末が顆粒である、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の工業製品の製造方法。
【請求項５】
前記パンチと前記ダイによって保持された前記成形体に磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記無機粉末を配向させる配向工程を更に備え、
前記配向工程後に前記焼結工程が実施され、
前記無機粉末が、磁性粉末であり、
前記パンチの少なくとも一部が絶縁性であり、
前記ダイの少なくとも一部が絶縁性であり、
前記焼結体を有する前記工業製品が、焼結磁石である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の工業製品の製造方法。
【請求項６】
前記磁性粉末が、希土類元素を含む金属粉末であり、
前記焼結磁石が、希土類磁石である、
請求項５に記載の工業製品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼結体を有する工業製品の製造方法の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
希土類磁石、フェライト磁石、誘電体、及び圧電体等の焼結体は、モータ、アクチュエータ、インダクタ、コンデンサ、絶縁材、アイソレータ、センサ及び共振器等の様々な工業製品に用いられる。これらの焼結体の製造では、型を用いた無機粉末の成形によって成形体を形成し、成形体の焼結によって焼結体を得る。例えば、下記特許文献１に記載の焼結磁石の製造方法は、希土類元素を含む合金粉末を型で加圧して成形体を作製する成形工程と、型中の成形体に磁場を印加して、成形体中の合金粉末を配向させる配向工程と、配向工程を経た成形体を焼結させる焼結工程と、を備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／０４７５９３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】
【０００４】
型を用いて無機粉末から成形体を形成する場合、成形不良（ｓｈａｐｅ  ｄｅｆｅｃｔｓ）が生じることがある。成形不良とは、例えば、バリ（ｂｕｒｒ）、成形体の表面の凹凸、成形体の歪み、又は成形体の亀裂等である。成形体の成形不良は焼結体の欠陥の原因となる。例えば、焼結体がバリを有する場合、焼結体のバリは成形体のバリよりも硬く丈夫であるため、バリを焼結体から除去し難く、バリの除去に伴って焼結体自体が破損することもある。したがって、焼結前に成形体の成形不良を解消することが望ましい。例えば、バリは、切削又は研磨等の加工によって成形体から除去される。しかし、成形不良を解消する加工に伴って、成形体自体が破損することがある。例えば、バリと共に、成形体の一部も除去されてしまう。特に、成形工程において型が無機粉末に及ぼす圧力が低い場合、成形体は十分な機械的強度を有していないため、成形不良を解消する加工に伴って、成形体自体が容易に破損する。
【０００５】
本発明は、焼結体を有する工業製品の製造において、無機粉末から形成される成形体の成形不良を抑制することができる工業製品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】
本発明の一側面に係る工業製品の製造方法は、焼結体を有する工業製品の製造方法であって、ダイ内に供給された無機粉末をパンチで加圧して、成形体を形成する成形工程と、成形体を焼結させて、焼結体を得る焼結工程と、を備え、成形工程では、無機粉末をパンチで加圧した後、パンチを引き戻し、再び無機粉末を上記パンチ又は別のパンチで加圧する。
【０００７】
無機粉末の真密度が、Ｄ［ｇ／ｃｍ３］と表されてよく、成形体の嵩密度が、ｄ［ｇ／ｃｍ３］と表されてよく、成形体の相対密度が、１００・ｄ／Ｄ［％］と定義されてよく、成形工程において、相対密度が４０％以上６０％以下に調整されてよい。
【０００８】
パンチが無機粉末に及ぼす圧力を、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整してよい。
【０００９】
無機粉末が顆粒であってよい。
【００１０】
本発明の一側面に係る工業製品の製造方法は、パンチとダイによって保持された成形体に磁場を印加して、成形体に含まれる無機粉末を配向させる配向工程を更に備えてよく、配向工程後に焼結工程が実施されてよく、無機粉末が、磁性粉末であってよく、パンチの少なくとも一部が絶縁性であってよく、ダイの少なくとも一部が絶縁性であってよく、焼結体を有する工業製品が、焼結磁石であってよい。
【００１１】
磁性粉末が、希土類元素を含む金属粉末であってよく、焼結磁石が、希土類磁石であってよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、焼結体を有する工業製品の製造において、無機粉末から形成される成形体の成形不良を抑制することができる工業製品の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】成形工程に用いる型（パンチ及びダイ）の模式的な斜視図である。
【図２】図２中の（ａ）及び図２中の（ｂ）は、型及び無機粉末（成形体）の模式的な断面図であり、成形工程の一例を示す。
【図３】図３中の（ａ）、図３中の（ｂ）及び図３中の（ｃ）は、型及び無機粉末（成形体）の模式的な断面図であり、成形工程の一例を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について説明する。図面において、同等の構成要素には同等の符号を付す。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。各図に示すＸ，Ｙ及びＺは、互いに直交する３つの座標軸を意味する。各座標軸が示す方向は、全図に共通する。Ｚ軸は鉛直方向に対応する。ＸＹ面は水平方向に対応する。
【００１５】
（本実施形態の概要）
本実施形態に係る工業製品の製造方法は、焼結体を有する工業製品の製造方法である。本実施形態に係る工業製品の製造方法は、ダイ内に供給された無機粉末をパンチで加圧して、成形体を形成する成形工程と、成形体を焼結させて、焼結体を得る焼結工程と、を備る。成形工程では、無機粉末をパンチで加圧した後、パンチを引き戻し、再び無機粉末を上記パンチ又は別のパンチで加圧する。つまり、成形工程では、無機粉末をパンチで少なくとも二回加圧する。成形工程の詳細は後述される。
【００１６】
焼結体の原料である無機粉末は、特に限定されない。無機粉末は、例えば、希土類元素を含む金属粉末（合金粉末）、フェライト粉末、アルニコ合金の粉末（Ａｌ，Ｎｉ及びＣｏを含む合金粉末）、及び誘電体の粉末からなる群より選ばれる一種であってよい。誘電体の粉末は、例えば、炭化ケイ素粉末、酸化アルミニウム粉末、酸化ジルコニウム粉末、及びムライト粉末からなる群より選ばれる一種であってよい。誘電体とは、圧電体、焦電体、及び強誘電体を含意する。希土類元素を含む金属粉末の詳細は後述される。
【００１７】
無機粉末は、顆粒であっても良い。顆粒であると、無機粉末の流動性が高くなるため、焼結前の粉末層における密度のバラツキ及び焼結体の欠けをより抑制できる場合がある。
【００１８】
顆粒は、無機粉末と顆粒形成剤とを用いて、公知の造粒法を適用すれば得ることができる。造粒法の例は、転動造粒、スプレー造粒、振動造粒等である。具体的には、特許４６６２０４６号公報に記載された方法を使用することができる。
【００１９】
顆粒形成剤の例は、炭化水素系化合物、アルコール系化合物、エーテル系（グリコールエーテル系を含む）化合物、エステル系（グリコールエステル系を含む）化合物、ケトン系化合物、脂肪酸系化合物、テルペン系化合物である。炭化水素系化合物としては、トルエン、キシレン、アルコール系化合物としては、ターピネオール、エタノール、エーテル系化合物としては、ブチルセロソルブ、セロソルブ、カルビトール、ブチルカルビトール、エステル系化合物としては、酢酸エチル、ケトン系化合物としては、アセトン（ジメチルケトン）、メチルイソブチルケトン、メチルエチルケトン等が挙がられる。これら以外にも、例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール等や、グリセリン等、他の有機液体を用いることも可能である。また、顆粒形成剤として、ポリマー等のバインダーを用いてもよい。
【００２０】
顆粒の粒径は、レーザー回折法による体積基準の粒度分布におけるＤ５０において、２０〜１０００μｍとすることができる。
【００２１】
本実施形態において製造される焼結体は、特に限定されない。焼結体は、例えば、焼結磁石であってよい。焼結磁石は、例えば、希土類磁石、フェライト磁石、及びアルニコ磁石らなる群より選ばれる一種であってよい。希土類磁石の詳細は後述される。焼結体は、誘電体であってよい。誘電体の焼結体は、例えば、チタン酸バリウム、チタン酸カルシウム、チタン酸鉛、チタン酸ジルコン酸鉛、ニオブ酸カリウム、ニオブ酸リチウム、ニオブ酸マグネシウム酸バリウム、ニオブ酸ナトリウムカリウム、ビスマスフェライト、チタン酸ビスマス、チタン酸ネオジウム酸バリウム、チタン酸ビスマスナトリウム、タングステン酸ナトリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、コージェライト、ステアライト、酸化イットリウム、酸化鉄、ガーネット、ムライト又はフォルステライト等のセラミックスであってよい。
【００２２】
上記の焼結体を有する工業製品は、例えば、希土類磁石、フェライト磁石、アルニコ磁石、モータ、発電機、アクチュエータ、インダクタ、トランス、コンデンサ、インスレータ、アイソレータ、ＭＩＣ、電磁波フィルタ、圧力センサ、共振器、研磨材、カッター、ミラー、又は各種のセラミック基板であってよい。希土類磁石の詳細は後述される。
【００２３】
焼結体の寸法及び形状は、焼結体の用途に応じて様々であり、特に限定されない。焼結体の形状は、例えば、直方体状、立方体状、多角柱状、セグメント状、扇状、矩形状、板状、球状、円板状、円柱状、リング状、又はカプセル状であってよい。焼結体の断面の形状は、例えば、多角形状、円弦状、弓状、又は円状であってよい。
【００２４】
成形工程に用いる型の一例は、図１に示される。図１に示される型を用いた成形工程の手順は、図２中の（ａ）、（ｂ）、図３中の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される。
【００２５】
型２は、パンチ４（上型）とダイ３とを備える。ダイ３は、下型８と、下型８の上に配置される筒状の側型６と、を備える。側型６は下型８から分離可能である。ただし、側型６と下型８は、互いに分離されずに連続してよい。成形体の形状及び寸法に対応する空間が、側型６を鉛直方向に貫通している。側型６は、型の側壁（ダイの側壁）と言い換えてよい。下型８は板状であってよい。パンチ４は、ダイ３（側型６を貫通する空間）に嵌合する形状を有する。図３中の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される別のパンチ４a（第二のパンチ）の寸法及び形状は、図１、図２中の（ａ）及び（ｂ）に示されるパンチ４（第一のパンチ）の寸法及び形状とほぼ同じであってよい。型２の寸法及び形状は、焼結体の寸法及び形状に対応するものであり、限定されない。
【００２６】
パンチ４，４ａ、側型６及び下型８其々は、例えば、鉄、ケイ素鋼、ステンレス鋼、パーマロイ、アルミニウム、アルミニウム合金、モリブデン、タングステン、セラミックス（例えばアルミナ）、カーボン、ガラス、及び樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種から形成されていてよい。
【００２７】
図１に示される下型８、側型６及びパンチ４の相対的な位置関係が維持されている限り、成形工程では、下型８、側型６、及びパンチ４が鉛直方向に対して傾いていてよい。換言すると、パンチ４が側型６の上に位置し、且つ側型６が下型８の上に位置している限り、成形工程では、型２の全体が鉛直方向に対して傾いていてよい。例えば、成形工程では、型２の全体が鉛直方向（Ｚ軸方向）に対してなす角度は、０度以上４５度以下であってよい。同様に、図３中の（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示される下型８、側型６及びパンチ４ａの相対的な位置関係が維持されている限り、下型８、側型６、及びパンチ４ａが鉛直方向に対して傾いていてよい。
【００２８】
図２中の（ｂ）、図３中の（ｂ）及び（Ｃ）に示されるように、パンチ４（又はパンチ４）がダイ３に嵌合された状態において、パンチ４（又はパンチ４）の側面とダイ３（側型６）の内壁との間にクリアランスが設けられている。クリアランスにより、パンチ４，４ａ及びダイ３の摩耗、変形及び損傷が抑制される。特にパンチ４，４ａ及びダイ３の一部又は全体が、金属等の硬い素材に比べて機械的強度に劣る素材から形成されている場合、クリアランスによってパンチ４，４ａ及びダイ３の摩耗、変形及び損傷を抑制することが望ましい。例えば、パンチ４，４ａ及びダイ３の一部又は全体が樹脂から形成されている場合、パンチ４，４ａ及びダイ３間の摩擦、摩擦による発熱、発熱に因る樹脂の劣化、型２の変形及び破損を抑制することが望まれる。成形工程において、パンチ４，４ａの位置が固定され、ダイ３をパンチ４，４ａの直下に移動させる必要がある場合、ダイ３の位置決めの精度には限界がある。したがって、ダイ３の位置のずれのｔｏｌｅｒａｎｃｅとして、パンチ４の側面とダイ３の内壁との間にクリアランスを設けることにより、パンチ４，４ａ及びダイ３間の過度の摩擦が抑制される。
【００２９】
図１及び図２中の（ａ）に示されるように、成形工程では、側型６を下型８の上に載置して、側型６の下面側の開口部（穴）を下型８で塞ぐ。このような配置により、側型６及び下型８がダイ３を構成する。続いて、無機粉末１０を、側型６の上面側の開口部からダイ３（側型６を貫通する空間）内へ供給する。無機粉末１０を、ダイ３へ充填してよい。つまり、ダイ３の内側を無機粉末１０で満たしてよい。
【００３０】
図２中の（ｂ）に示されるように、成形工程では、パンチ４をダイ３内へ挿入して、ダイ３内の無機粉末１０をパンチ４で加圧する。その結果、無機粉末１０がダイ３の内側の形状及び寸法に対応するように成形され、成形体１０ｂが得られる。ただし、パンチ４による無機粉末１０の加圧に伴い、成形体１０ｂの成形不良が生じることがある。例えば、パンチ４の側面とダイ３の内壁との間のクリアランスに無機粉末１０が入り込み、バリ１０ａが形成されることがある。クリアランスが大きいほど、バリ１０ａは形成され易い。このバリ１０ａは以下の方法によって解消される。
【００３１】
図２中の（ｂ）及び図３中の（ａ）に示されるように、無機粉末１０をパンチ４で加圧した後、パンチ４を引き戻す。パンチ４を引き戻すことにより、ダイ３の内側（キャビティ）の気圧が負圧になり、バリ１０ａが成形体１０ｂの表面に向かって倒れ易い。続いて、図３中の（ｂ）に示されるように、再び無機粉末１０（成形体１０ｂ）をパンチ４ａで加圧することにより、バリ１０ａが成形体１０ｂの表面に押し当てられ、バリ１０ａが成形体１０ｂの表面と一体化する。その結果、図３中の（ｃ）に示されるように、バリ１０ａが解消され、平坦な表面を有する成形体１０ｂが得られる。
【００３２】
バリ１０ａ以外の成形不良も上記の成形工程によって抑制又は解消される。例えば、パンチ４による無機粉末１０の加圧により、成形体１０ｂの表面の凹凸が形成された場合、パンチ４を引き戻し、再び無機粉末１０（成形体１０ｂ）をパンチ４aで加圧することにより、凹凸が解消して成形体１０ｂの表面が平坦になる。パンチ４による無機粉末１０の加圧により、歪んだ成形体１０ｂが形成された場合、パンチ４を引き戻し、再び無機粉末１０（成形体１０ｂ）をパンチ４aで加圧することにより、成形体１０ｂの歪みが解消される。パンチ４による無機粉末１０の加圧により、亀裂がある成形体１０ｂが形成された場合、パンチ４を引き戻し、再び無機粉末１０（成形体１０ｂ）をパンチ４aで加圧することにより、亀裂が解消される。
【００３３】
以上のように、本実施形態では、成形体１０ｂの一部を切削及び研磨することなく、バリ１０ａ等の成形不良を抑制及び解消することができる。したがって、成形不良を解消するための加工に伴う成形体１０ｂの質量の変化（減少）が起き難い。つまり、成形不良を解消するための加工に伴う屑（成形体１０ｂから除去される無機粉末１０）が殆ど生じない。その結果、所望の特性（例えば磁気特性）を有する焼結体（例えば焼結磁石）を高い歩留まり率で製造することができる。
【００３４】
無機粉末２０をパンチ４で加圧してパンチ４を引き戻した後、無機粉末１０をダイ３内へ追加することなく、無機粉末１０をパンチ４ａで再び加圧したほうがよい。無機粉末１０をパンチ４ａで再び加圧する前に無機粉末１０をダイ３内へ追加する場合、成形不良が再度の加圧によって抑制及び解消され難く、再度の加圧によって成形不良が更に生じることもある。
【００３５】
無機粉末１０をパンチ４で加圧した後、パンチ４を引き戻す場合、パンチ４の端面を無機粉末１０の一部又は全体から離してよい。パンチ４の端面をバリ１０ａの先端よりも上方へ引き戻してもよい。パンチ４の端面をバリ１０ａの先端よりも上方へ引き戻す場合、パンチ４aでの再度の加圧により、バリ１０ａが成形体１０ｂの表面に押し当てられ易い。無機粉末１０をパンチ４で加圧した後、パンチ４の全体をダイ３から完全に引き抜かなくてもよい。つまり、パンチ４が引き戻された状態において、パンチ４の先端はダイ３の内側に位置してよい。
【００３６】
二度目の加圧に用いるパンチ４ａは、一回目の加圧に用いるパンチ４と同じであってよい。つまり、一つのパンチ４を用いて無機粉末１０を少なくとも二回加圧してよい。無機粉末を第一のパンチ（パンチ４）で加圧した後、第一のパンチ（パンチ４）とは異なる第二のパンチ（パンチ４ａ）で無機粉末を再び加圧してよい。その結果、第一のパンチ（４）のみを用いる場合に比べて、第一のパンチ（パンチ４）及び第二のパンチ（パンチ４ａ）其々の摩耗が抑制される。ダイ３に対する第一のパンチ（パンチ４）の相対的な位置及びストロークは、ダイ３に対する第二のパンチ（パンチ４ａ）の相対的な位置及びストロークと同じであってよい。第二のパンチ（パンチ４ａ）は、第一のパンチ（パンチ４）よりも太くてよい。第二のパンチ（パンチ４ａ）が太いほど、第二のパンチ（パンチ４ａ）が、ダイ３の内側に貼り付いたバリ１０ａと確実に接触し易く、バリ１０ａが解消され易い。
【００３７】
無機粉末１０の真密度は、Ｄ［ｇ／ｃｍ３］と表される。成形体１０ｂの嵩密度は、ｄ［ｇ／ｃｍ３］と表される。成形体１０ｂの相対密度は、１００・ｄ／Ｄ［％］と定義される。成形工程において、相対密度が４０％以上６０％以下に調整されてよい。相対密度が低い場合、成形体１０ｂ及びバリ１０ａのいずれも過度に圧縮されておらず、バリ１０ａが軟らかく脆いので、バリ１０ａが成形体１０ｂと一体化され易い。したがって、相対密度が６０％以下である場合、パンチ４ａによる二回目以降の加圧により、バリ１０ａが解消され易い。相対密度が６０％以下である場合、バリ１０ａ以外の成形不良も解消され易い。相対密度が４０％以上である場合、成形体１０ｂが十分な機械的強度を有し易く、成形工程に続く後工程において成形体が破損し難い。
【００３８】
成形工程では、パンチ４，４aが無機粉末１０（成形体１０ｂ）に及ぼす圧力が、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整されてよい。成形圧力が０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である場合、成形体１０ｂ及びバリ１０ａのいずれも過度に圧縮されていないため、バリ１０ａが脆く、バリ１０ａが成形体１０ｂと一体化され易い。つまり、成形圧力が０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である場合、パンチ４ａによる二回目以降の加圧により、バリ１０ａが解消され易い。成形圧力が０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下である場合、バリ１０ａ以外の成形不良も解消され易い。ただし、パンチ４，４aが無機粉末１０（成形体１０ｂ）に及ぼす圧力は限定されない。例えば、パンチ４，４aが無機粉末１０（成形体１０ｂ）に及ぼす圧力は、５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下の範囲の高圧であってもよい。このような高圧での無機粉末１０の成形によって成形体１０ｂを形成する場合であっても、本実施形態によれば成形不良を抑制及び解消することができる。
【００３９】
無機粉末１０が磁性粉末であり、磁性粉末から焼結磁石を作製する場合、成形工程後に以下の配向工程が実施され、配向工程後に焼結工程が実施される。配向工程では、パンチ（４又は４ａ）とダイ３によって保持された成形体１０ｂに磁場を印加して、成形体１０ｂに含まれる磁性粉末を配向させてよい。例えば、図３中の（ｃ）に示されるように、配向工程では、パンチ４ａとダイ３によって保持された成形体１０ｂに磁場が印加されてよい。配向工程に用いるパンチ（４又は４ａ）及びダイ３の一部又は全部は絶縁性であることが好ましい。パンチ（４又は４ａ）及びダイ３の一部又は全部が絶縁性である場合、配向工程においてパンチ（４又は４ａ）及びダイ３における渦電流が抑制され、成形体１０ｂ中の磁性粉末の配向度が向上する。
【００４０】
成形工程から配向工程に至るまで、一つのパンチ４（第一のパンチ）を用いる場合、パンチ４（第一のパンチ）の少なくとも一部が絶縁性であることが好ましく、パンチ４（第一のパンチ）の全体が絶縁性であることがより好ましい。配向工程において、第二のパンチ（パンチ４ａ）とダイ３によって成形体１０ｂを保持する場合、第二のパンチ（パンチ４ａ）の少なくとも一部が絶縁性であることが好ましく、第二のパンチ（パンチ４ａ）のの全体が絶縁性であることがより好ましい。配向工程において、第二のパンチ（パンチ４ａ）とダイ３によって成形体１０ｂを保持する場合、第一のパンチ（パンチ４）は、例えば、金属であってよい。配向工程に用いられるダイ３の少なくとも一部が絶縁性であってよく、ダイ３の全体が絶縁性であることが好ましい。
【００４１】
図１に示されるように、側型６には継ぎ目がなくてよい。つまり、側型６はシームレス（ｓｅａｍｌｅｓｓ）であってよい。仮に側型６に継ぎ目がある場合（例えば、側型６が複数の部材へ分解可能である場合）、成形工程又は配向工程において、金属粉末１０が、側型６の継ぎ目（隙間）から型２の外へ漏れ出ることがある。その結果、成形体１０ｂの保形性が損なわれ、例えばバリが成形体１０ｂに形成されることがある。側型６を複数の部材へ分解することによって側型６を成形体１０ｂから分離する場合、誤って力が成形体１０ｂへ作用して、成形体１０ｂが破損することがある。無機粉末１０が側型６の継ぎ目から型２の外へ漏れ出た場合、成形体１０ｂの寸法、密度及び形状がばらつき、最終的に得られる焼結体の寸法、形状、及び特性もばらつくこともある。これらの問題は、継ぎ目がない側型６を用いることにより、抑制され易い。
【００４２】
焼結工程における成形体の温度は、成形体を構成する無機粉末の組成に応じて、適宜調整されてよい。
【００４３】
（従来の希土類磁石の製造方法）
希土類磁石は、モータ又はアクチュエータ等の部品であり、例えば、ハードディスクドライブ、ハイブリッド自動車、電気自動車、磁気共鳴画像装置（ＭＲＩ）、スマートフォン、デジタルカメラ、薄型ＴＶ、スキャナー、エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫、掃除機、洗濯乾燥機、エレベーター及び風力発電機等の様々な分野で利用されている。これらの多様な用途に応じて、希土類磁石に要求される寸法及び形状は異なる。したがって、多品種の希土類磁石を効率的に製造するためには、希土類磁石の寸法及び形状を容易に変更することが可能な成形方法が望まれる。
【００４４】
従来の希土類磁石の製造では、希土類元素を含む金属粉末（例えば合金粉末）を高圧(例えば、５０ＭＰａ以上２００ＭＰａ以下)で加圧しながら、磁場を金属粉末へ印加する。その結果、磁場に沿って配向した金属粉末から成形体が形成される。このような成形方法を、以下では「高圧磁場プレス法」と記す。高圧磁場プレス法によれば、金属粉末が配向し易く、高い残留磁束密度Ｂｒと優れた保形性とを有する成形体を得ることが可能である。この成形体の焼結によって焼結体を得て、焼結体を所望の形状に加工することにより、磁石製品が完成する。
【００４５】
しかし、高圧磁場プレス法では、磁場中で高い圧力を金属粉末へ及ぼす必要があるため、大規模で複雑な成形装置が必要であり、成形用の金型の寸法及び形状が制限される。この制限のために、高圧磁場プレス法によって得られる一般的な成形体の形状は、粗大なブロックに限られる。したがって、従来の方法によって多品種の磁石製品を製造する場合、ブロック状の成形体を焼結させて焼結体を得た後、磁石製品に要求される寸法及び形状に応じて焼結体を加工する必要がある。焼結体の加工では、焼結体を切削したり、研磨したりするため、高価な希土類元素を含む屑が生じてしまう。その結果、磁石製品の歩留まり率が低下する。また、高圧磁場プレス法では、金型同士のカジリ（ｇａｌｌｉｎｇ）、又は金型と成形体との間におけるカジリによって、金型又は成形体が破損し易い。例えば、高圧磁場プレス法で得られた成形体には亀裂（ｃｒａｃｋ）が発生することがある。
【００４６】
上記のような理由のため、従来の高圧磁場プレス法を用いた製造方法は、多品種又は少量の磁石製品の製造に適していない。
【００４７】
（本実施形態に係る希土類磁石の製造方法）
上記の高圧磁場プレス法に関する問題を解決するために、本実施形態の成形工程では、型２が金属粉末（無機粉末）に及ぼす圧力が、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下（０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下）に調整されてよい。このような低圧で金属粉末を成形する場合、高圧に対する耐久性が金型に要求されず、大規模で複雑な成形装置も不要である。したがって、低圧で金属粉末を成形する場合、金型の材質、寸法及び形状が制限されず、多様な寸法及び形状を有する型を用いて、多品種の希土類磁石を比較的容易に製造することができる。また、高圧磁場プレス法では、金属粉末の成形及び配向に長時間を要するが、低圧で金属粉末を成形することにより、成形及び配向に要する時間が大幅に短縮され、希土類磁石の生産性が向上する。
【００４８】
本実施形態に係る希土類磁石の製造方法の詳細は以下の通りである。
【００４９】
希土類磁石（焼結磁石）の製造方法では、まず原料合金を鋳造する。鋳造方法は、例えば、ストリップキャスト法であってよい。原料合金はフレーク状であってよく、インゴット状であってもよい。原料合金は、希土類元素Ｒを含む。希土類元素Ｒは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ及びＬｕからなる群より選ばれる少なくとも一種であればよい。原料合金は、希土類元素Ｒに加えて、Ｂ，Ｎ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｕ，Ｎｉ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｓｉ及びＢｉからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含んでよい。原料合金の化学組成は、最終的に得たい希土類磁石の主相及び粒界相の化学組成に応じて調整すればよい。つまり、目的とする希土類磁石の組成に応じて上記元素を含む各出発原料を秤量・配合して、原料合金の原料を調製すればよい。希土類磁石は、例えば、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、サマリウム‐鉄‐窒素磁石、又はプラセオジム磁石であってよい。希土類磁石の主相は、例えば、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ，ＳｍＣｏ５，Ｓｍ２Ｃｏ１７，Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３，Ｓｍ１Ｆｅ７Ｎｘ，又はＰｒＣｏ５であってよい。粒界相は、例えば、主相に比べて希土類元素Ｒの含有量が大きい相（Ｒリッチ相）であってよい。粒界相は、遷移金属リッチ相、Ｂリッチ相、酸化物相又は炭化物相を含んでもよい。
【００５０】
上記の原料合金の粗粉砕により、粗大粉末を得る。粗粉砕では、例えば、水素を合金の粒界（Ｒリッチ相）に吸蔵させることより、原料合金を粉砕してよい。原料合金の粗粉砕では、ディスクミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル又はスタンプミル等の機械的な粉砕方法を用いてもよい。粗粉砕によって得られた粗大粉末の粒径は、例えば、１０μｍ以上１００μｍ以下であってよい。
【００５１】
上記の粗大粉末の微粉砕により、微粉末を得る。微粉砕では、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、又は湿式アトライター等により、粗大粉末を粉砕してよい。微粉砕によって得られた微粉末の粒径は、例えば、０．５μｍ以上５μｍ以下であってよい。
【００５２】
粗粉砕で得た粗大粉末へ有機物を添加してよい。微粉砕で得た微粉末へ有機物を添加してもよい。つまり、微粉砕の前後いずれかにおいて、有機物を原料合金の粉末と混ぜてよい。有機物は、例えば、潤滑剤として機能する。潤滑剤を原料合金の粉末へ添加することにより、原料合金の粉末の凝集が抑制される。また、潤滑剤を原料合金の粉末へ添加するにより、後工程において型と原料合金の粉末との摩擦が抑制され易い。その結果、配向工程において原料合金の粉末が配向し易く、原料合金の粉末から得られる成形体の表面又は型の表面における傷を抑制し易い。有機物は、例えば、脂肪酸又は脂肪酸の誘導体であってよい。有機物は、例えば、オレイン酸アミド、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ペンタデシル酸アミド、ミリスチン酸アミド、ラウリン酸アミド、カプリン酸アミド、ペラルゴン酸アミド、カプリル酸アミド、エナント酸アミド、カプロン酸アミド、バレリアン酸アミド及びブチル酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。潤滑剤は、粉末状の有機物であってよい。潤滑剤は、液状の有機物であってもよい。粉末状の潤滑剤が溶解した有機溶媒を原料合金の粉末へ添加してもよい。
【００５３】
上記の手順で得られた原料合金の粉末は、以下では「金属粉末」と表記される。金属粉末とは、「本実施形態の概要」に記載の「無機粉末」及び「磁性粉末」に相当する。
【００５４】
「本実施形態の概要」に記載の成形工程により、金属粉末から成形体を形成する。
【００５５】
成形工程では、型２が金属粉末１０に及ぼす圧力が、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下（０．５ｋｇｆ／ｃｍ２以上２００ｋｇｆ／ｃｍ２以下）に調整されてよい。圧力とは、例えば、パンチ４，４aの端面が金属粉末１０に及ぼす圧力であってよい。このように、従来の高圧磁場プレス法よりも低圧で、金属粉末１０から成形体１０ｂを形成することにより、型２と成形体１０ｂとの摩擦が抑制され易く、型２又は成形体１０ｂの破損（例えば成形体１０ｂの亀裂）が抑制され易い。圧力が高過ぎる場合、型２が撓んでしまい、目的のキャビティの容量を確保し難く、目的の成形体１０ｂの密度が得られ難い。従来の高圧磁場プレス法では、高圧下で金属粉末の成形及び配向を同時に行う必要があった。一方、本実施形態では、成形及び配向を同時に行う必要がないので、成形工程後に、配向工程を行うことができる。成形工程と配向工程とを分けることにより、従来よりも小型で安価な装置（例えば、プレス成形装置、及び磁場印加装置）を各工程に用いることができる。成形工程及び配向工程を略同時に行ってもよい。
【００５６】
配向工程では、型２内に保持された成形体１０ｂに磁場を印加して、成形体１０ｂを構成する金属粉末１０を型２内で磁場に沿って配向させる。磁場は、パルス磁場又は静磁場であってよい。例えば、型２内に保持された成形体１０ｂを、型２と共に、空芯コイル（ソレノイドコイル）の内側に配置して、空芯コイルに電流（交流）を流すことにより、型２内の成形体１０ｂに磁場を印加してよい。ダブルコイル又はヘルムホルツコイルに電流を流すことにより、型２内の成形体１０ｂに磁場を印加してよい。ダブルコイルとは、二つのコイルが同一の中心軸を持つように配置された磁場発生装置である。ダブルコイル又はヘルムホルツコイルを用いることにより、空芯コイルを用いる場合に比べて、より均質な磁場を成形体１０ｂに印加することができる。その結果、成形体１０ｂにおける金属粉末１０の配向性が向上し易く、最終的に得られる希土類磁石（焼結体）の磁気特性が向上し易い。着磁ヨークを用いて、型２内の成形体１０ｂに磁場を印加してもよい。型２内の成形体１０ｂに印加する磁場の強度は、例えば、７９６ｋＡ／ｍ以上５１７３ｋＡ／ｍ以下（１０ｋＯｅ以上６５ｋＯｅ以下）であってよい。配向工程後、成形体１０ｂを脱磁してもよい。型２内の成形体１０ｂに印加する磁場の強度は、必ずしも上記の範囲に限定されない。
【００５７】
成形体１０ｂに印加される磁場はパルス磁場であることが好ましい。パルス磁場は、従来の高圧磁場プレス法で多用された静磁場に比べ、高い磁場強度を有しており、短時間で成形体１０ｂへ印加される。したがって、パルス磁場を用いた配向工程により、静磁場を用いる場合に比べて、短時間で配向度の高い成形体１０ｂが得られ、結果的に残留磁束密度の高い希土類磁石を製造される。しかし、仮に電気伝導体（例えば金属）から構成される型２内に保持された成形体１０ｂにパルス磁場が印加されると、静磁場が印加される場合に比べて、型２に作用する磁場の強度が短時間で急激に変化するため、電磁誘導によって渦電流が型２に流れ易く、逆磁場が生じ易い。しかし型２の一部又は全部が絶縁性の物質（例えば絶縁性の樹脂）から形成されている場合、型２において渦電流が流れ難く、逆磁場も発生し難い。したがって、成形体１０ｂを構成する金属粉末１０が逆磁場によって型２の表面に引き寄せられる現象が抑制される。その結果、成形体１０ｂの密度が均一になり易く、焼結工程において焼結体（希土類磁石）に亀裂が発生し難くなる。また配向工程において渦電流及び逆磁場を抑制することにより、金属粉末１０の配向性が向上し、結果的に希土類磁石の磁気特性も向上する。さらに型２の一部又は全部が絶縁性の物質（例えば絶縁性の樹脂）から形成されている場合、配向工程おいて、渦電流損に起因する型２の温度上昇が抑制され、型２自体に瞬間的に衝撃（磁力）が作用し難い。その結果、型２が消耗し難くなる。
【００５８】
型２の一部又は全部を構成する絶縁性の物質は、樹脂であってよい。型２の一部又は全部を構成する樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン（高密度ポリエチレンなど）、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチルセルロース、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、アタクチック・ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸共重合体、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド（ポリアミド６、ポリアミド４６、ポリアミド６６、ポリアミド６．６６）、ポリイミド、ポリアリレート、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、パラフィンワックス及びシリコン樹脂ならなる群より選ばれる一種又は複数種であってよい。下型８、側型６、及びパンチ４ａの全てが上記の樹脂から形成されていてよい。下型８、側型６、及びパンチ４ａのうち、側型６のみが上記の樹脂から形成されていてよい。下型８、側型６、及びパンチ４ａのうち、下型８のみが上記の樹脂から形成されていてもよい。下型８、側型６、及びパンチ４ａのうち、パンチ４ａのみが樹脂から形成されていてもよい。
【００５９】
仮に金型内に保持された成形体１０ｂにパルス磁場を印加する場合、金型を構成する金属（例えば鉄）の飽和磁束密度が限られているため、金型内の成形体１０ｂに実効的に作用する磁場の強度は、金型外のパルス磁場の強度よりも低い。一方、型２が樹脂から形成されている場合、強いパルス磁場を型２内の成形体１０ｂへ印加することが可能であり、金属粉末１０の配向性が向上する。
【００６０】
型２において渦電流が流れる部分と成形体１０ｂとの接触面積が広い程、渦電流に起因する焼結体の亀裂、及び磁気特性の劣化が起き易い。下型８、側型６、及びパンチ４ａのうち、側型６と成形体１０ｂとの接触面積が、下型８及びパンチ４ａ其々と成形体１０ｂとの接触面積よりも広い。したがって、下型８、側型６、及びパンチ４ａのうち、少なくとも側型６が樹脂から形成されていてよい。成形体１０ｂと接触する面積が広い側型６を樹脂から形成することにより、側型６における渦電流及び逆磁場の発生が効果的に抑制され、渦電流及び逆磁場に起因する希土類磁石の亀裂及び磁気特性の劣化が抑制され易くなる。
【００６１】
型２のうち、樹脂から形成される部分の位置は限定されない。型２の寸法及び形状、又はパルス磁場の方向に応じて、型２のうち渦電流を抑制する必要がある部分を樹脂から形成すればよい。例えば、型２のうち、金属粉末１０を配向させるパルス磁場の方向に対して周回する回路を形成する部分において、渦電流及び逆磁場が生じ易い。すなわち、側型６の貫通部（側型６の内壁）がパルス磁場の方向と平行となる場合において、渦電流及び逆磁場が生じ易い。したがって、型２のうち、金属粉末１０を配向させるパルス磁場の方向に対して、周回する回路を形成する部分である側型６が樹脂から形成される場合、渦電流及び逆磁場が抑制され易い。
【００６２】
仮に、下型８、側型６、及びパンチ４ａの全てが金属から形成されている場合、成形工程において側型６とパンチ４ａとの摩擦により、金属屑が側型６又はパンチ４ａの表面から脱離して、成形体１０ｂに混入する場合がある。成形体１０ｂに混入した金属屑（例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金）は、最終的に得られる希土類磁石の磁気特性を損なう場合がある。対照的に、型２の一部又は全部が樹脂から形成されて場合、型２が金属のみから構成されている場合に比べて、型２の摩耗屑（樹脂）が希土類磁石の磁気特性に及ぼす影響が抑制される。例えば、成形工程において摩擦し合う側型６及びパンチ４ａのうち、一方（例えば、側型６）が樹脂であり、他方（例えば、パンチ４ａ）が金属である場合、側型６とパンチ４ａとの摩擦により、金属屑の代わりに、金属よりも硬度が低い樹脂屑が型の生じ易い。樹脂屑は、金属屑に比べて、希土類磁石の磁気特性を損ない難い。例えば、側型６のみが樹脂から形成され、下型８及びパンチ４ａが、金属（例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金）から形成されていてよい。
【００６３】
焼結過程における希土類磁石（例えばネオジム磁石）の収縮率には異方性があるため、収縮後の希土類磁石（焼結体）の形状（特に複雑な形状）を精密に予測することは困難である。したがって、ネットシェイプのためには、型２の寸法及び形状を調整するための試行錯誤が必要であり、型２の材料としては、切削し易い樹脂が適している。つまり、多様な用途に応じた多品種の希土類磁石を効率的に製造するためには、樹脂から形成された型２が適している。従来の金型は、加工し難く、高価であるため、多様な用途に応じた多品種の希土類磁石の製造に適していない。
【００６４】
同一の型２を用いた成形工程及び配向工程を繰り返す場合、成形及び配向の度に型２内を清掃してよい。例えば、型２内に残った余分な金属粉末１０を磁場で吸引することによって、型２内を清掃してよい。成形及び配向の度に型２内を清掃することにより、型２内で成形される金属粉末１０の秤量の精度が向上し、得られる成形体１０ｂの密度及び寸法のばらつきが抑制される。その結果、最終的に得られる希土類磁石の密度、寸法及び磁気特性のばらつきが抑制される。仮に、型２が強磁性を有する金属（例えば鉄）から形成されている場合、型２内を清掃する際に、型２自体が磁場によって吸引されるので、型２を清掃し難い。しかし、型２が、強磁性を有しない樹脂から形成されている場合、型２自体が磁場によって吸引されないので、型２内を清掃し易い。仮に、型２が強磁性を有する金属（例えば鉄）から形成されている場合、配向工程において型２自体が着磁して、金属粉末１０が型２に付着してしまうため、金属粉末１０の配向性が乱れたり、成形体１０ｂの保形性が損なわれたりする。しかし、樹脂から構成される型２を用いることにより、型２自体の着磁が抑制される。
【００６５】
上述の成形工程では、金属粉末１０を型２内へ供給しながら、型２内で成形される金属粉末１０の質量を、型２の質量と合わせて、測定してもよい。型２内で成形される金属粉末１０の質量と、型２の質量と、を同時に測定する場合、型２の質量が重い程、秤の精度が低下して、金属粉末１０自体の質量の測定の精度も低下する。しかし、従来の金属粉末１０よりも比重が軽い樹脂から構成される型２を用いることにより、金属粉末１０の質量を型２自体の質量と共に高い精度で測定することができる。
【００６６】
配向工程では、ダイ３の金属粉末１０をパンチ４ａ（第二のパンチ）で加圧しながら、金属粉末１０へ磁場を印加してもよい。つまり、配向工程においても、型２内の成形体１０ｂを圧縮してよい。型２が成形体１０ｂに及ぼす圧力は、上記の理由により、０．０４９ＭＰａ以上２０ＭＰａ以下に調整してよい。
【００６７】
成形工程及び配向工程を経た成形体１０ｂ（焼結工程前の成形体１０ｂ）の密度は、例えば、３．０ｇ／ｃｍ３以上４．４ｇ／ｃｍ３以下、好ましくは３．２ｇ／ｃｍ３以上４．２ｇ／ｃｍ３以下、より好ましくは３．４ｇ／ｃｍ３以上４．０ｇ／ｃｍ３以下に調整されていてよい。
【００６８】
分離工程では、型２の少なくとも一部を、成形体１０ｂから分離する。例えば、分離工程では、パンチ４ａ及び側型６を成形体１０ｂから分離・除去することにより、成形体１０ｂを下型８の上に載置してよい。例えば、鉛直方向（Ｚ軸方向）におけるパンチ４ａの位置を固定した状態で、側型６を上へ移動させてよい。その結果、側型６内へ挿入されていたパンチ４ａが側型６を貫通して、パンチ４ａの端面が成形体１０ｂを側型６の下方へ押し出す。つまり、側型６内に保持されていた成形体１０ｂが、側型６の下面から抜き出される。分離工程では、成形体１０ｂを保持した側型６及びパンチ４ａを下型８から分離して、成形体１０ｂを保持した側型６及びパンチ４ａを加熱工程用トレイの上に載置してもよい。そして、側型６及びパンチ４ａを成形体１０ｂから分離して、成形体１０ｂを加熱工程用トレイに載置してもよい。側型６は、分解及び組立てが可能であってよい。分離工程において、側型６を分解することにより、パンチ４ａ及び側型６を成形体１０ｂから外してよい。
【００６９】
分離工程に続いて、以下の加熱工程を行ってよい。ただし、加熱工程は必須ではない。
【００７０】
加熱工程では、成形体１０ｂを加熱して、成形体１０ｂの温度を２００℃以上４５０℃以下に調整してよい。加熱工程では、成形体１０ｂの温度を２００℃以上４００℃以下、又は２００℃以上３５０℃以下に調整してもよい。成形工程では、金属粉末１０にかかる圧力が、従来の高圧磁場プレス法よりも低いため、金属粉末１０が押し固まり難く、得られる成形体１０ｂが崩れ易い。しかし、加熱工程によって、成形体１０ｂの機械的強度及び保形性が向上し易い。
【００７１】
加熱工程では、成形体１０ｂの温度が２００℃以上になると、成形体１０ｂが固まり始めて、成形体１０ｂの保形性が向上する。換言すると、成形体１０ｂの温度が２００℃以上になると、成形体１０ｂの機械的強度が向上する。成形体１０ｂの保形性が向上するため、成形体１０ｂの搬送、又は後工程における成形体１０ｂのハンドリングの際に、成形体１０ｂが破損し難い。例えば、成形体１０ｂを搬送用チャック（ｃｈｕｃｋ）等により掴んで焼結用トレイ上に並べる際に、成形体１０ｂが崩れ難い。その結果、最終的に得られる希土類磁石の欠陥が抑制される。
【００７２】
仮に加熱工程において成形体１０ｂの温度が４５０℃を超えた場合、加熱工程後に実施される焼結工程において、成形体１０ｂに亀裂が形成され易い。亀裂が形成される原因は定かでない。例えば、加熱工程における成形体の急激な温度上昇により、成形体１０ｂ中に残存する水素が、ガスとして成形体１０ｂ外へ吹き出すことで、成形体１０ｂに亀裂が形成される可能性がある。しかし、加熱工程において成形体の温度を４５０℃以下に調整することにより、焼結工程における成形体１０ｂの亀裂が抑制される。その結果、最終的に得られる希土類磁石における亀裂も抑制され易い。また、加熱工程において成形体１０ｂの温度を４５０℃以下に調整するため、成形体１０ｂの昇温又は冷却に要する時間が抑制され、希土類磁石の生産性が向上する。また、加熱工程における成形体１０ｂの温度が４５０℃以下であり、一般的な焼結温度よりも低いため、型２の一部（例えば下型）とともに成形体１０ｂを加熱したとしても、型２の劣化又は成形体と型との化学反応が起き難い。したがって、必ずしも耐熱性が高くない組成物（樹脂）から構成される型であっても利用することができる。
【００７３】
成形体１０ｂの温度を２００℃以上４５０℃以下に調整することにより、成形体１０ｂの保形性が向上するメカニズムは明らかではない。例えば、金属粉末１０に添加されている潤滑剤が、加熱工程において炭素になり、金属粉末１０を構成する金属粒子同士が炭素を介して結着される可能性がある。その結果、成形体１０ｂの保形性が向上するのかもしれない。仮に加熱工程において成形体１０ｂの温度が４５０℃を超えた場合、金属粉末１０を構成する金属の炭化物が生成したり、金属粒子同士が直接焼結したりする可能性がある。一方、成形体１０ｂの温度が２００℃以上４５０℃以下に調整される場合、金属の炭化物は必ずしも生成せず、金属粒子同士は必ずしも直接焼結しない。
【００７４】
加熱工程において成形体１０ｂの温度を２００℃以上４５０℃以下に維持する時間は、特に限定されず、成形体１０ｂの寸法及び形状に応じて適宜調整すればよい。
【００７５】
加熱工程では、赤外線を成形体１０ｂへ照射することにより、成形体１０ｂを加熱してよい。赤外線の照射（つまり輻射熱）によって成形体１０ｂを直接加熱することにより、伝導又は対流による加熱の場合に比べて、成形体１０ｂの昇温に要する時間が短縮され、生産効率及びエネルギー効率が高まる。ただし、加熱工程では、加熱炉内の熱伝導又は対流により、成形体１０ｂを加熱してもよい。赤外線の波長は、例えば、０．７５μｍ以上１０００μｍ以下、好ましくは０．７５μｍ以上３０μｍ以下であってよい。赤外線は、近赤外線、短波長赤外線、中波長赤外線、長波長赤外線（熱赤外線）、及び遠赤外線からなる群より選ばれる少なくとも一つであってよい。上記の赤外線のうち近赤外線は比較的金属に吸収され易い。したがって、近赤外線を成形体１０ｂへ照射する場合、短時間で金属（金属粉末１０）を昇温し易い。一方、上記の赤外線のうち遠赤外線は比較的有機物に吸収され易く、金属（金属粉末１０）によって反射され易い。したがって、遠赤外線を成形体へ照射する場合、上述した潤滑剤が選択的に加熱され易く、潤滑剤に起因する上記のメカニズムによって成形体１０ｂが硬化し易い。赤外線を成形体１０ｂへ照射する場合、例えば、赤外線ヒーター（セラミックヒーター等）又は赤外線ランプを用いてよい。
【００７６】
型２の一部又は全部と分離された成形体１０ｂを加熱工程において加熱する場合、加熱による型２の劣化（例えば、型の変形、硬化又は摩耗）が抑制され易く、成形体１０ｂと型２との焼き付きも抑制され易い。また型２の一部又は全部と分離された成形体１０ｂを加熱する場合、型２が熱を断熱し難く、成形体１０ｂが加熱され易い。その結果、成形体１０ｂの保形性が向上する。型２の一部又は全部と分離された成形体１０ｂを加熱する場合、型１が成形体１０ｂと化学的に反応する可能性が低い。そのため、必ずしも型２に耐熱性が要求されるわけではなく、型１の材質が制限され難い。したがって、型２の原料として、所望の寸法及び形状に加工し易く、且つ安価な材料を選定し易い。仮に、加熱工程において成形体１０ｂと型２の全部とを一括して加熱した場合、成形体１０ｂと型２との間の熱膨張率の差に起因して、成形体１０ｂに応力が作用し易く、成形体１０ｂが変形したり、破損したりする。また、加熱工程において成形体１０ｂと型２の全部とを一括して加熱した場合、加熱対象全体の体積・熱容量が大きい。その結果、一括して加熱される成形体の数量が制限され、加熱工程に要する時間が長くなり、エネルギーが浪費され、希土類磁石の生産性が低下する。
【００７７】
加熱工程では、例えば、下型の上に載置された成形体１０ｂを加熱してよい。加熱工程では、加熱工程用トレイに載置された成形体１０ｂを加熱してもよい。加熱工程では、成形体１０ｂの酸化を抑制するために、不活性ガス又は真空中で成形体１０ｂを加熱してよい。不活性ガスは、アルゴン等の希ガスであってよい。
【００７８】
加熱工程において、成形体１０ｂの温度を２００℃以上４５０℃以下に調整した後、成形体１０ｂを１００℃以下に冷却してよい。加熱工程後の成形体１０ｂの搬送に用いるチャックの表面が樹脂から構成されている場合、１０ｂの冷却により、チャックの表面と成形体１０ｂとの化学反応が抑制され、チャックの劣化、及び成形体１０ｂ表面の汚染が抑制される。冷却方法は、例えば、自然冷却であってよい。
【００７９】
配向工程後、焼結工程を行う。配向工程後、上記の加熱工程を経ることなく、焼結工程を行ってよい。配向工程後、上記の加熱工程を経て、焼結工程を行ってよい。焼結工程では、型２の全部から分離された成形体１０ｂを焼結させる。焼結工程では、成形体１０ｂ中の金属粉末１０同士が焼結して、焼結体（希土類磁石）が得られる。
【００８０】
焼結工程において焼結させる成形体１０ｂの密度（焼結工程直前の成形体１０ｂの密度）は、例えば、３．０ｇ／ｃｍ３以上４．４ｇ／ｃｍ３以下、３．２ｇ／ｃｍ３以上４．２ｇ／ｃｍ３以下、３．４ｇ／ｃｍ３以上４．０ｇ／ｃｍ３以下、又は３．７ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下に調整されていてよい。成形工程及び配向工程において型が成形体１０ｂ（金属粉末１０）に及ぼす圧力が低いほど、焼結工程直前の成形体１０ｂの密度が低い傾向がある。また、成形工程及び配向工程において型が成形体１０ｂ（金属粉末１０）に及ぼす圧力が低いほど、成形体１０ｂを構成する金属粉末１０が自由に回転し易く、磁場に沿って配向し易い。その結果、最終的に得られる希土類磁石の残留磁束密度が高まり易い。したがって、焼結工程直前の成形体１０ｂの密度が低いほど、希土類磁石の残留磁束密度が高まり易い、といえる。ただし、成形工程及び配向工程において型２が成形体１０ｂ（金属粉末１０）に及ぼす圧力が低過ぎる場合、成形体１０ｂの保形性（機械的強度）が不十分であり、分離工程に伴う成形体１０ｂと型２との摩擦により、成形体１０ｂの表面に位置する金属粉末１０の配向性が乱れる。その結果、最終的に得られる希土類磁石の残留磁束密度が低下する。したがって、焼結工程直前の成形体１０ｂの密度が低過ぎる場合、希土類磁石の残留磁束密度が低い、といえる。一方、成形工程から焼結工程に至るまでの間に成形体１０ｂ（金属粉末１０）に及ぶ圧力が高いほど、焼結工程直前の成形体１０ｂの密度が高く、成形体１０ｂの保形性（機械的強度）が高い。その結果、最終的に得られる希土類磁石における亀裂が抑制され易い。したがって、焼結工程直前の成形体１０ｂの密度が高いほど、希土類磁石における亀裂が抑制され易い、といえる。ただし、成形工程及び配向工程において型２が成形体１０ｂ（金属粉末１０）に及ぼす圧力が高過ぎる場合、スプリングバックに因り、成形体１０ｂに亀裂が形成され易く、成形体１０ｂから得られる希土類磁石に亀裂が残ってしまう。なお、スプリングバックとは、金属粉末１０を加圧して成形した後、圧力を解除した時に、成形体１０ｂが膨張する現象である。以上の通り、焼結工程直前の成形体１０ｂの密度は、希土類磁石の残留磁束密度及び亀裂に相関している。焼結工程直前の成形体１０ｂの密度が上記の範囲内に調整されることにより、希土類磁石の残留磁束密度が高まり易く、且つ希土類磁石における亀裂が抑制され易い。
【００８１】
焼結工程では、下型に載置された成形体１０ｂを、焼結用トレイの上に移してよい。焼結工程では、加熱工程用に載置された成形体１０ｂを、焼結用トレイの上に移してもよい。加熱工程において成形体１０ｂの保形性が向上しているため、成形体１０ｂを搬送用チャックで掴んで焼結用トレイ上に並べる際に、成形体１０ｂの破損が抑制される。
【００８２】
焼結工程では、複数の成形体１０ｂを焼結用トレイ上に載置してよく、焼結用トレイ上に載置された複数の成形体１０ｂを一括して加熱してよい。多数の成形体１０ｂを狭い間隔で焼結用トレイ上に並べて、多数の成形体１０ｂを一括して加熱することにより、希土類磁石の生産性が向上する。
【００８３】
焼結用トレイの組成は、焼結時に成形体１０ｂと反応し難く、且つ成形体１０ｂを汚染する物質を生成し難い組成物であればよい。例えば、焼結用トレイは、モリブデン又はモリブデン合金から構成されていてよい。
【００８４】
焼結温度は、例えば９００℃以上１２００℃以下であればよい。焼結時間は、例えば０．１時間以上１００時間以下であればよい。焼結工程を繰り返してもよい。焼結工程では、不活性ガス又は真空中で成形体１０ｂを加熱してよい。不活性ガスは、アルゴン等の希ガスであってよい。
【００８５】
焼結体に対して時効処理を施してよい。時効処理では、焼結体を例えば４５０℃以上９５０℃以下で熱処理してよい。時効処理では、焼結体を例えば０．１時間以上１００時間以下の間、熱処理してよい。時効処理は不活性ガス又は真空中で行えばよい。時効処理は、温度の異なる多段階の熱処理から構成されてもよい。
【００８６】
焼結体を切削又は研磨してもよい。焼結体の表面に保護層を形成してもよい。保護層は、例えば、樹脂層、又は無機物層（例えば、金属層若しくは酸化物層）であってよい。保護層の形成方法は、例えば、めっき法、塗布法、蒸着重合法、気相法、又は化成処理法であってよい。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明によれば、希土類磁石等の工業製品の製造過程において、無機粉末から形成される成形体の成形不良を抑制することができる。
【符号の説明】
【００８８】
２…型、３…ダイ、４，４ａ…パンチ、６…筒状の側型、８…下型、１０…無機粉末、１０ａ…バリ、１０ｂ…成形体。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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