(57)【要約】      （修正有）【課題】低い成形圧力で相対密度の高い磁石用成形体を製造できる磁石用成形体の製造方法を提供する。【解決手段】希土類−鉄系合金１０を水素を含む雰囲気中で不均化温度以上の温度で水素化処理した水素化合金１０ｈを作製する水素化工程と、水素化合金１０ｈを機械的に粉砕して水素化粉末２０を作製する粉砕工程と、水素化粉末２０を含む磁石用粉末４０ａを圧縮成形して粉末成形体５０ａを作製する成形工程とを備える。成形工程は、磁石用粉末４０ａを２５０℃以上６００℃以下に加熱した状態で、５８８ＭＰａ以下の成形圧力で行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類−鉄系合金を水素を含む雰囲気中で不均化温度以上の温度で水素化処理した水素化合金を作製する水素化工程と、
前記水素化合金を機械的に粉砕して水素化粉末を作製する粉砕工程と、
前記水素化粉末を含む磁石用粉末を圧縮成形して粉末成形体を作製する成形工程とを備え、
前記成形工程は、前記磁石用粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱した状態で、５８８ＭＰａ以下の成形圧力で行う磁石用成形体の製造方法。
【請求項２】
前記磁石用粉末は、前記水素化粉末と、以下の構成（ａ）〜（ｃ）を満たす異方性粉末とを含む混合粉末である請求項１に記載の磁石用成形体の製造方法。
（ａ）１０体積％以上４０体積％未満の希土類元素と、鉄族元素と、Ｂ、Ｃ及びＮから選択される少なくとも１種の元素とを含む
（ｂ）平均結晶粒径が７００ｎｍ以下
（ｃ）平均粒径が３μｍ以上５００μｍ以下
【請求項３】
前記異方性粉末の結晶配向度が、７０％以上である請求項２に記載の磁石用成形体の製造方法。
【請求項４】
前記成形工程は、前記磁石用粉末に０．５Ｔ以上の磁場を印加して、前記異方性粉末の配向方向を揃えた状態で行う請求項２または請求項３に記載の磁石用成形体の製造方法。
【請求項５】
前記水素化合金は、
１０体積％以上４０体積％未満の希土類元素の水素化合物の相と、残部が鉄含有物の相とからなり、
前記希土類元素の水素化合物の相と前記鉄含有物の相とが隣接して存在しており、
前記鉄含有物の相を介して隣り合う前記希土類元素の水素化合物の相間の間隔が３μｍ以下である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の磁石用成形体の製造方法。
【請求項６】
前記希土類元素の水素化合物の相が粒状であり、
前記鉄含有物の相中に、粒状の前記希土類元素の水素化合物の相が分散して存在する請求項５に記載の磁石用成形体の製造方法。
【請求項７】
前記水素化粉末のＤ５０粒径が１００μｍ以上５００μｍ以下である請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の磁石用成形体の製造方法。
【請求項８】
前記成形工程は、酸素濃度が１体積％以下の雰囲気中で行う請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の磁石用成形体の製造方法。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の磁石用成形体の製造方法により製造され、相対密度が８０％以上である磁石用成形体。
【請求項１０】
請求項９に記載の磁石用成形体を不活性雰囲気中又は減圧雰囲気中で再結合温度以上の温度で脱水素処理した磁性部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石などに利用される希土類磁石の素材である磁石用成形体を製造する磁石用成形体の製造方法、磁石用成形体、及び磁石用成形体に熱処理を施して得られる磁性部材に関する。特に、低い成形圧力で相対密度の高い磁石用成形体が得られる製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータや発電機などの用途に、希土類元素とＦｅとを含有する希土類−鉄系化合物を主相とする希土類−鉄系合金を用いた希土類磁石が広く利用されている。希土類磁石としては、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系化合物（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を用いたネオジム磁石が代表的である。従来の希土類磁石は、希土類−鉄系合金の粉末を焼結した焼結磁石や、合金粉末をバインダー樹脂で固化したボンド磁石が主流である。また、ボンド磁石では、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系化合物（例、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３）を主相とするＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を用いることが検討されている。
【０００３】
最近では、焼結磁石やボンド磁石以外の希土類磁石として、粉末を圧縮成形した圧粉磁石が開発されている（特許文献１、２を参照）。特許文献１、２では、以下の準備工程→粉砕工程→水素化工程→成形工程→脱水素工程、を経て磁性部材を製造し、この磁性部材を希土類磁石の素材に用いている。準備工程：Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金やＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金などの希土類−鉄系合金のインゴットを準備する。粉砕工程：合金を粉砕する。水素化工程：粉砕した合金粉末を不均化温度以上で水素化（ＨＤ：Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ−Ｄｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ）処理する。成形工程：水素化処理した磁石用粉末を圧縮成形する。脱水素工程：成形した粉末成形体を再結合温度以上で脱水素（ＤＲ：Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ−Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）処理する。
【０００４】
このように、水素化工程後、脱水素工程前に、成形工程を行うことで、磁石用粉末の成形性を高められ、相対密度の高い粉末成形体（磁石用成形体）が得られる。合金粉末を水素化処理すれば、Ｆｅ含有相中に希土類元素の水素化物の相（例えば、ＮｄＨ２やＳｍＨ２）が離散して存在する組織を有する磁石用粉末が得られるからである。即ち、磁石用粉末を構成する各磁性粒子が成形性に優れる軟質部分（α‐Ｆｅなど）を多く含むからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−２３６４９８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３７２１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
更なる成形性の改善が求められている。上述の工程を経ることで、いくら成形性を高められるといっても、磁石用粉末の各磁性粒子が成形性に劣る硬質部分（例えば、ＮｄＨ２、Ｆｅ２Ｂ、ＳｍＨ２など）を含むため、相対密度の高い成形体を得るには成形圧力を高くする必要があった。成形圧力を高くすれば、金型が摩耗し易くなる。高圧で圧縮成形すると、成形後のスプリングバックが大きくなり、成形体を金型から抜き出す際、成形体と金型との摩擦力が高くなるからである。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、低い成形圧力で相対密度の高い磁石用成形体が得られる磁石用成形体の製造方法を提供することにある。
【０００８】
本発明の別の目的は、相対密度の高い磁石用成形体、及び磁石用成形体に熱処理を施した磁性部材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様に係る磁石用成形体の製造方法は、水素化工程と、粉砕工程と、成形工程とを備える。水素化工程は、希土類−鉄系合金を水素を含む雰囲気中で不均化温度以上の温度で水素化処理した水素化合金を作製する。粉砕工程は、水素化合金を機械的に粉砕して水素化粉末を作製する。成形工程は、水素化粉末を含む磁石用粉末を圧縮成形して粉末成形体を作製する。そして、成形工程は、磁石用粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱した状態で、５８８ＭＰａ以下の成形圧力で行う。
【発明の効果】
【００１０】
上記磁石用成形体の製造方法は、低い成形圧力で相対密度の高い磁石用成形体が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る磁石用成形体の製造方法を説明する工程説明図である。
【図２】実施形態２に係る磁石用成形体の製造方法を説明する工程説明図である。
【図３】従来の磁石用成形体の製造方法を説明する工程説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《本発明の実施形態の説明》
本発明者らは、低い成形圧力で相対密度の高い磁石用成形体が得られる製造方法を鋭意検討した。具体的には、成形性に劣るＮｄＨ２などの上記硬質部分に着目し、この硬質部分を柔らかくすることで成形性を高めることを試みた。しかし、十分な効果を得るには至らなかった。その原因を考察したところ、希土類−鉄系合金を粉砕した後、水素化処理する従来の磁石用粉末の製造方法では、製造した磁石用粉末において、意図しない微細な粒子が発生し、粒径にばらつきが生じることが分かった。そして、この微細な粒子が発生することで、上述のように硬質部分を柔らかくしても、低い成形圧力では微細粒子に成形圧力を十分に伝達できず、相対密度を高めるに至らなかったと考えられる。この粒径にばらつきが生じるメカニズムは、次のように考えられる。
【００１３】
従来の製造方法では、図３の下段に示すように、原料の希土類−鉄系合金１００を準備し（左から１番目の図）、合金１００を粉砕して合金粉末１２０とした後（左から２番目の図）、合金粉末１２０を水素化処理して水素化粉末（磁石用粉末）１４０を製造する（左から３番目の図）。その後、磁石用粉末１４０を圧縮成形して粉末成形体（磁石用成形体）１５０とした後（左から４番目の図）、磁石用成形体１５０を脱水素処理して磁性部材１６０を製造する（左から５番目の図）。
【００１４】
図３の上段に示すように、希土類−鉄系合金（合金粉末１２０の粒子１２１）は、希土類−鉄系化合物の結晶粒を主相１０１とし、主相１０１の結晶粒界（主相１０１同士の間）に希土類元素を多く含有する粒界相１０２が存在する。従来の製造方法では、合金粉末１２０を水素化処理した際に、粒界相１０２が水素を吸蔵することによって粒界相１０２の脆化及び体積膨張が起こり、粒界相１０２にクラック（割れ）Ｃが発生する（中央図）。そのため、合金粉末１２０を水素化処理して水素化粉末（磁石用粉末）１４０を製造した場合、水素化粉末（磁石用粉末）１４０の粒子１４１が粒界相１０２に沿って粉砕され、磁石用粉末１４０中に微細な粒子１４１が発生すると共に、粒子１４１の粒径が不均一になる。従って、従来の製造方法では、粉砕工程において合金粉末１２０の粒径を目的とする粒径に制御しても、水素化処理により粒子に割れが生じることから、微細な粒子が発生して、磁石用粉末１４０の粒径のばらつきが大きくなる。
【００１５】
微細な粒子が発生しても、磁石用粉末の粒径が圧縮成形に適した範囲内となるように、例えば、成形前に磁石用粉末をふるいにかけるなどして範囲外の粒子を除去することが考えられる。しかし、その場合は、生産性や歩留りの低下を招く。また、微細な粒子は酸化され易いため、結果的に希土類磁石の磁気特性の低下につながる虞がある。
【００１６】
そこで、発生した微細な粒子を除去するのではなく、微細な粒子の発生を抑制でき、粒径のばらつきが小さい磁石用粉末が得られる手法を種々検討した。その結果、希土類−鉄系合金を水素化処理した後、機械的に粉砕すれば、微細な粒子の発生を抑制でき、磁石用粉末の粒径のばらつきを低減できる、との知見を得た。そして、その粒径のばらつきが小さい磁石用粉末を特定の温度に加熱して圧縮成形すれば、小さい成形圧力でも相対密度の高い磁石用成形体が得られるとの知見を得た。本発明は、これらの知見に基づくものである。最初に本発明の実施態様を列記して説明する
【００１７】
（１）本発明の一態様に係る磁石用成形体の製造方法は、水素化工程と、粉砕工程と、成形工程とを備える。水素化工程は、希土類−鉄系合金を水素を含む雰囲気中で不均化温度以上の温度で水素化処理した水素化合金を作製する。粉砕工程は、水素化合金を機械的に粉砕して水素化粉末を作製する。成形工程は、水素化粉末を含む磁石用粉末を圧縮成形して粉末成形体を作製する。そして、成形工程は、磁石用粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱した状態で、５８８ＭＰａ以下の成形圧力で行う。
【００１８】
上記の構成によれば、希土類−鉄系合金を水素化処理し、その後に粉砕した水素化粉末を含む磁石用粉末を上記温度に加熱した状態で圧縮成形することで、成形性を高められ、低い成形圧力でも相対密度の高い磁石用成形体を製造できる。
【００１９】
水素化工程により、柔らかくて変形し易い純鉄（Ｆｅ）を含む水素化合金が得られる。希土類−鉄系合金を水素を含む雰囲気中で不均化温度以上の温度で熱処理（水素化処理）することで不均化反応を生じさせる。それにより、希土類−鉄系化合物が、希土類元素の水素化合物（例、ＮｄＨ２やＳｍＨ２）の相と、鉄を含有する鉄含有物（例、ＦｅやＦｅ２Ｂなどの鉄化合物）との相に分解されるからである。
【００２０】
粉砕工程で、上記水素化合金を機械的に粉砕することで、微細な粒子の発生を抑制でき、水素化粉末の粒径のばらつきを低減できる。粉砕する前の比較的サイズの大きい塊状の希土類−鉄系合金に対して水素化処理するので、従来のように合金粉末に対して水素化処理する場合に比較して、水素化処理により微細に粉砕されることを抑制でき、磁石用粉末において微細な粒子が発生することを抑制できるからである。また、水素化処理した後、機械的に粉砕することで、粒径を均一に制御し易く、目的とする粒径を安定的に得られる。
【００２１】
成形工程で、加熱温度を２５０℃以上とすることで、希土類元素の水素化合物や鉄化合物などの硬質部分を軟化させられ、磁石用粉末の成形性を高められる。成形する磁石用粉末は上述のように粒径のばらつきが小さいため、成形性を高めた磁石用粉末に成形圧力を十分に伝達できる。従って、従来よりも低い５８８ＭＰａ（６ｔｏｎ／ｃｍ２）以下の成形圧力でも相対密度の高い（例えば、８０％以上）磁石用成形体が得られる。加熱温度を６００℃以下とすることで、昇温時間や磁石用成形体の冷却時間が長くなりすぎず、生産性を向上できる。
【００２２】
（２）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、磁石用粉末は、上記水素化粉末と、以下の構成（ａ）〜（ｃ）を満たす異方性粉末とを含む混合粉末であることが挙げられる。
（ａ）１０体積％以上４０体積％未満の希土類元素と、鉄族元素と、Ｂ、Ｃ及びＮから選択される少なくとも１種の元素とを含む
（ｂ）平均結晶粒径が７００ｎｍ以下
（ｃ）平均粒径が３μｍ以上５００μｍ以下
【００２３】
上記の構成によれば、磁石用粉末は水素化粉末と異方性粉末とを含むことで、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる磁石用成形体を製造できる。磁石用成形体は、異方性粉末を水素化粉末で結合して構成される。水素化粉末が有する形状の自由度が高いという特性、即ち塑性加工性に優れるという点を利用して、成形時、塑性加工性に劣る異方性粉末の粒子同士を変形した水素化粉末によって強固に結合できるからである。そして、この磁石用成形体を脱水素処理すると結合材である水素化粉末を最終的に磁性成分に変化させられ、実質的に磁性成分のみで構成される磁性部材が得られる。従って、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。
【００２４】
上記構成（ａ）のように、希土類元素を１０体積％以上４０体積％未満とすることで、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる磁石用成形体を製造できる。
【００２５】
上記構成（ｂ）のように、異方性粉末を構成するこれらの合金の平均結晶粒径を７００ｎｍ以下とすることで、微細結晶に起因する保磁力の向上効果が期待できる。従って、磁気特性（特に残留磁束密度、保磁力）により優れる希土類磁石が得られる磁石用成形体を製造できる。
【００２６】
上記構成（ｃ）のように、平均粒径を３μｍ以上とすることで、異方性粉末の各粒子が結合材となる水素化粉末の粒子と十分に接触でき、強固な磁石用成形体が得られる。従って、強固な希土類磁石が得られる。平均粒径を５００μｍ以下とすることで、磁石用成形体の相対密度の低下を抑制できる。また、圧縮成形時、塑性加工性に劣る異方性粉末の割れを抑制できる。
【００２７】
（３）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、磁石用粉末が上記混合粉末である場合、異方性粉末の結晶配向度が、７０％以上であることが挙げられる。
【００２８】
上記の構成によれば、異方性粉末の結晶配向度が高く磁気異方性に優れるため、磁気特性に優れる希土類磁石を製造できる。
【００２９】
（４）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、磁石用粉末が上記混合粉末である場合、成形工程は、磁石用粉末に０．５Ｔ以上の磁場を印加して、前記異方性粉末の配向方向を揃えた状態で行うことが挙げられる。
【００３０】
上記の構成によれば、成形工程で磁場を印加することで、異方性粉末が磁場の印加方向に従って回転するなどして異方性粉末の配向方向を一方向に略揃えられる。そのため、配向性に優れる磁石用成形体が得られ、ひいては配向性に優れる希土類磁石を製造できる。
【００３１】
（５）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、水素化合金は以下の構成（ａ）〜（ｃ）を備えることが挙げられる。
（ａ）１０体積％以上４０体積％未満の希土類元素の水素化合物の相と、残部が鉄含有物の相とからなる。
（ｂ）希土類元素の水素化合物の相と鉄含有物の相とが隣接して存在している。
（ｃ）鉄含有物の相を介して隣り合う希土類元素の水素化合物の相間の間隔が３μｍ以下である。
【００３２】
上記の構成によれば、上記構成（ａ）のように、希土類元素の水素化合物の相を１０体積％以上４０体積％未満とすることで、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。また、希土類元素の水素化合物の相を除く残部が実質的に鉄含有物の相であり、柔らかく変形性に富む鉄含有物の相を主成分（６０体積％以上９０体積％以下）とすることで、磁石用粉末の成形性を高められる。
【００３３】
上記構成（ｂ）及び（ｃ）を備えることで、鉄含有物の相が希土類元素の水素化合物の相間に存在し、両相が上記した特定の間隔で存在する組織は、両相が均一的に存在する組織である。そのため、水素化合金を粉砕した水素化粉末（磁石用粉末）を圧縮成形すると、粒子が均一的に変形するので、成形性を高められる。なお、「希土類元素の水素化合物の相間の間隔」とは、断面において、隣り合う希土類元素の水素化合物の相同士の中心間距離のことである。
【００３４】
（６）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、希土類元素の水素化合物の相が粒状であり、鉄含有物の相中に、粒状の希土類元素の水素化合物の相が分散して存在することが挙げられる。
【００３５】
上記の構成によれば、希土類元素の水素化合物の相の周囲に鉄含有物の相が均一的に存在する分散形態とすることで、希土類元素の水素化合物の相と鉄含有物の相とが積層構造となっている層状形態よりも成形性を高められる。
【００３６】
（７）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、水素化粉末のＤ５０粒径が１００μｍ以上５００μｍ以下であることが挙げられる。
【００３７】
上記の構成によれば、Ｄ５０粒径が上記範囲であることで、微細な粒子の割合が少なく、圧縮成形に適した粒径（例えば、７５μｍ〜３５５μｍ）で、かつ、粒子の粒径が揃っているため、成形性に特に優れる。また、磁石用粉末中に含まれる微細な粒子の割合が少ないため、微細な粒子の酸化による磁気特性の低下も生じ難い。
【００３８】
（８）上記磁石用成形体の製造方法の一形態として、成形工程は、酸素濃度が１体積％以下の雰囲気中で行うことが挙げられる。
【００３９】
上記の構成によれば、磁石用粉末及び磁石用成形体の酸化を抑制できるため、酸化による磁気特性の低下が生じ難い。
【００４０】
（９）本発明の一態様に係る磁石用成形体は、上記（１）〜（８）のいずれかに記載の磁石用成形体の製造方法により製造され、相対密度が８０％以上である。
【００４１】
上記の構成によれば、磁石用成形体の相対密度が８０％以上であるので、この磁石用成形体を利用すれば、相対密度が８０％以上の磁性部材を得られ、ひいては高密度の希土類磁石が得られる。希土類磁石を高密度化すれば、磁気特性が向上する。希土類磁石の相対密度は、製造過程の中間品である磁石用成形体の相対密度に依存し、成形後の熱処理に起因する熱収縮によって若干の増加がみられるものの、この磁石用成形体の相対密度を実質的に維持する。従って、相対密度の高い磁石用成形体とすれば、希土類磁石の相対密度を高められる。なお、相対密度は、真密度に対する実際の密度（［磁石用成形体の見かけ密度／磁石用成形体の真密度］の百分率）のことである。
【００４２】
（１０）本発明の一態様に係る磁性部材は、上記磁石用成形体を不活性雰囲気中又は減圧雰囲気中で再結合温度以上の温度で脱水素処理したものである。
【００４３】
上記の構成によれば、脱水素処理により、元の希土類−鉄系化合物に再結合し、希土類−鉄系化合物の結晶粒を微細化できるので、保磁力が高い希土類磁石が得られる。
【００４４】
《本発明の実施形態の詳細》
本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００４５】
〔実施形態１〕
［磁石用成形体の製造方法］
実施形態１に係る磁石用成形体の製造方法は、磁石用粉末を準備する磁石用粉末準備工程と、磁石用粉末を圧縮成形して粉末成形体を作製する成形工程とを備える。磁石用成形体の製造方法の主たる特徴とするところは、以下の（１）と（２）とを備える点にある。（１）磁石用粉末準備工程では、希土類−鉄系合金を水素化処理した後に粉砕した水素化粉末を含む磁石用粉末を準備する。（２）成形工程では、磁石用粉末を特定の温度に加熱した状態で、低い成形圧力で圧縮成形する。この特定の工程を経ることで、詳しくは後述するが、低い成形圧力で相対密度の高い磁石用成形体を製造できる。以下、図１を適宜参照して各工程を詳細に説明する。
【００４６】
（磁石用粉末準備工程）
磁石用粉末準備工程では、水素化粉末２０を含む磁石用粉末４０ａを準備する（図１下段中央図）。磁石用粉末の準備は、希土類−鉄系合金１０（図１下段左図）を準備する原料合金準備工程と、希土類−鉄系合金１０を水素化処理した水素化合金１０ｈ（図１下段左から２番目の図）を作製する水素化工程と、水素化合金１０ｈを機械的に粉砕して水素化粉末２０を作製する粉砕工程とを経て行われる。水素化工程後に粉砕工程を行うことで、粒径のばらつきを抑制できるため、成形工程で成形性を高めるのに寄与する。
【００４７】
〈原料合金準備工程〉
希土類−鉄系合金１０は、希土類元素と鉄族元素とを含む希土類−鉄系化合物を主相とする。
【００４８】
希土類元素としては、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタノイド及びアクチノイドから選択される１種以上の元素が挙げられる。中でも、希土類元素として、ネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）、セリウム（Ｃｅ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、及びＹから選択される少なくとも１種の元素を含むと、磁気特性に優れる希土類磁石が得られて好ましい。特に、Ｎｄ又はＳｍを含むと、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。
【００４９】
希土類元素の含有量は１０質量％以上４０質量％未満であることが好ましい。例えば、Ｎｄを含む組成の場合、Ｎｄの含有量は２５質量％以上（更に２８質量％以上）３５質量％以下であることが好ましい。Ｓｍを含む組成の場合、Ｓｍの含有量は２５質量％以上２６．５質量％以下であることが好ましい。Ｎｄ又はＳｍの含有量が上記範囲内であることで、化学量論組成がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ又はＳｍ２Ｆｅ１７などの希土類−鉄系化合物（希土類−鉄系合金１０）が得られ、図１上段左図に示すように、希土類−鉄系化合物の主相１１の結晶粒界に粒界相１２が均一な厚さで薄く存在する組織が得られる。このような組織は、粒界相１２が強磁性相である主相１１同士の磁気的な結合を切る働きをして、保磁力を高められる。
【００５０】
鉄族元素は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、及びニッケル（Ｎｉ）から選択される１種以上の元素が挙げられる。代表的には、Ｆｅを希土類−鉄系合金の主体（５０質量％超）とする形態が挙げられる。その他、例えば、ＦｅとＣｏとの双方を含む形態が挙げられる。特に、添加元素としてＣｏを含む場合、酸化による希土類−鉄系化合物（主相１１）の不均化分解に起因するＦｅの析出を抑制する効果が期待でき、この効果によって保磁力の更なる向上が望める。
【００５１】
希土類−鉄系合金１０の希土類元素及び鉄族元素以外の元素としては、特にＮｄを含む組成の場合、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、及び窒素（Ｎ）から選択される少なくとも１種の元素を含むことが挙げられる。Ｂや、Ｃ、Ｎの含有量は、０．１質量％以上５．０質量％以下、更に０．５質量％以上１．５質量％以下が挙げられる。
【００５２】
希土類−鉄系合金１０におけるその他の添加元素としては、遷移金属元素、ガリウム（Ｇａ）、アルミニウム（Ａｌ）、及び珪素（Ｓｉ）から選択される１種以上の元素が挙げられる。特に、Ｇａを含む場合、粒界相１２を均質にする効果などが期待でき、この効果によって保磁力の更なる向上が望める。遷移金属元素としては、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、マンガン（Ｍｎ）及びニオブ（Ｎｂ）などが挙げられる。希土類−鉄系合金１０は、不可避不純物の含有を許容する。これらの添加元素の含有量（複数の場合には合計含有量）は、０．１質量％以上２０質量％以下、更に０．１質量％以上５質量％以下が挙げられる。これらの元素を含有すれば、例えば、保磁力の向上などの効果が望める。これらの添加元素は、例えばＦｅの一部に置換されて存在する。
【００５３】
希土類−鉄系合金１０の具体的な組成は、希土類元素がＮｄを含む場合、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系化合物（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃ系化合物（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｃ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｃ系合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系化合物（例、Ｎｄ２（Ｆｅ１３Ｃｏ１）Ｂ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃ化合物（例、Ｎｄ２（Ｆｅ１３Ｃｏ１）Ｃ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃ合金などが挙げられる。希土類元素がＳｍを含む場合、Ｓｍ−Ｆｅ系化合物（例、Ｓｍ２Ｆｅ１７、Ｓｍ１Ｔｉ１Ｆｅ１１）を主相とするＳｍ−Ｆｅ系合金が挙げられる。
【００５４】
希土類−鉄系合金１０の最大径は１００μｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。最大径が１００μｍ以上であることで、後工程の粉砕工程おいて中粒度に粉砕し易く、圧縮成形に適した粒径（７５μｍ以上３５５μｍ以下）の磁石用粉末を製造し易い。最大径が５０ｍｍ以下であることで、後工程の粉砕工程に要する時間を短縮できる。希土類−鉄系合金１０の形状は、特に問わず、例えば球状、棒状、薄片状などの種々の形状とすることができる。なお、「最大径」とは、１つの希土類−鉄系合金１０をあらゆる方向から平面視したときの希土類−鉄系合金１０の最も長い部分の長さのことである。
【００５５】
希土類−鉄系合金１０の製造方法は特に問わず、例えば、溶解鋳造法、急冷凝固法、ガスアトマイズ法などにより製造できる。希土類−鉄系合金１０を急冷凝固法の一種であるストリップキャスト法により製造すると、薄片状の合金１０が得られ、上記したサイズの合金１０が製造し易く好ましい。
【００５６】
〈水素化工程〉
水素化工程は、希土類−鉄系合金１０を水素を含む雰囲気中で不均化温度以上の温度で熱処理して水素化処理した水素化合金１０ｈを作製する（図１下段左から２番目の図）。
【００５７】
水素化合金１０ｈは、主相の希土類−鉄系化合物が希土類元素の水素化合物の相と、鉄を含有する鉄含有物の相と、に相分解した組織を有する。水素化合金１０ｈの上記組織や両相の存在形態（後述）などは、粉砕工程を経た水素化粉末２０に維持される。ここでは、上記組織などは図示せず、後述する水素化粉末２０を示す図（図１下段中央図）で示す。希土類元素の水素化合物は、ＮｄＨ２、ＳｍＨ２などが挙げられる。鉄を含有する鉄含有物は、純鉄（Ｆｅ）とＦｅ２ＢやＦｅ２Ｃなどの鉄化合物との双方を含むことが挙げられる。水素化合金１０ｈは、相分解前の希土類−鉄系化合物や希土類元素の水素化合物の相に比較して柔らかい軟質部分である純鉄（Ｆｅ）が存在することから、圧縮成形したときに変形して成形性を高められる。但し、成形性を高められるといっても、純鉄に比べて硬い希土類元素の水素化合物（ＮｄＨ２、ＳｍＨ２）や鉄化合物（Ｆｅ２Ｂ、Ｆｅ２Ｃなど）などの硬質部分が存在することから、従来は、相対密度を高くするには成形工程で成形圧力を高くしていた。これに対して、詳しくは後述するが、成形工程で特定の温度に加熱することで上記硬質部分を軟質化して成形性を高められる。
【００５８】
希土類元素の水素化合物の相と鉄含有物の相との存在形態は、希土類元素の水素化合物の相と鉄含有物の相とが積層構造となっている層状形態や、鉄含有物の相中に粒状の希土類元素の水素化合物の相が分散して存在する分散形態が挙げられる。これらの存在形態は、後述する水素化処理の際の熱処理条件（主に温度）に依存する。分散形態は、希土類元素の水素化合物の相の周囲に鉄含有物の相が均一的に存在することで、層状形態よりも成形性を高められる。そのため、円弧状、円筒状、円柱状、ポット形状といった複雑形状の粉末成形体（磁石用成形体）や、相対密度が８０％以上、更に８５％以上、９０％以上、特に９５％以上といった高密度の粉末成形体が得られ易い。
【００５９】
水素化合金１０ｈは、１０体積％以上４０体積％未満の希土類元素の水素化合物の相と、残部が鉄を含有する鉄含有物の相とからなる組織を有することが好ましい。希土類元素の水素化合物の相を除く残部が実質的に鉄含有物の相であり、鉄含有物の相を主成分（６０体積％以上９０体積％以下）とすれば、磁石用粉末の成形性を高められる。希土類元素の水素化合物の相と鉄含有物の相とは隣接して存在しており、かつ鉄含有物の相を介して隣り合う希土類元素の水素化合物の相の間隔は３μｍ以下が好ましい。鉄含有物の相が希土類元素の水素化合物の相間に存在し、両相が上記した特定の間隔で存在する組織は、両相が均一的に存在する組織であるため、圧縮成形したときに均一的に変形する。
【００６０】
上記した間隔の測定は、例えば、断面をエッチングして鉄含有物の相を除去して希土類元素の水素化合物の相を抽出したり、又は溶液の種類によっては希土類元素の水素化合物の相を除去して鉄含有物の相を抽出したり、若しくは断面をＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析装置）により組成分析することで測定できる。上記間隔が３μｍ以下であると、後で脱水素処理により、希土類元素の水素化合物の相と鉄含有物の相とが元の希土類−鉄系化合物に再結合する際に、過度なエネルギーを投入しなくて済む上に、希土類−鉄系化合物の結晶粒の粗大化による特性の低下を抑制できる。希土類元素の水素化合物の相間に鉄含有物の相が十分に存在するためには、上記間隔は０．５μｍ以上、更に１μｍ以上が好ましい。上記間隔は、例えば、原料に用いる希土類−鉄系合金の組成を調整したり、水素化処理の条件、特に熱処理温度を調整することで制御できる。例えば、希土類−鉄系合金において鉄の比率（原子比）を多くしたり、上記した温度範囲で熱処理温度を高くしたりすると、上記間隔が大きくなる傾向がある。
【００６１】
水素化合金１０ｈは、図１上段中央図に示すように、粒界相１２が水素を吸蔵することによって粒界相１２の脆化及び体積膨張が起こり、粒界相１２にクラック（割れ）Ｃが発生して粉砕されるが、比較的サイズの大きい希土類−鉄系合金１０に対して水素化処理しているので、微細に粉砕されることが少ない。つまり、図１上段右図に示すように、水素化合金１０ｈのサイズが不均一になるものの、微細な粒子が発生することは少ない。水素化合金１０ｈのサイズが不均一であっても、後工程の粉砕工程で水素化合金１０ｈを機械的に粉砕することにより、磁石用粉末の粒径が制御される。
【００６２】
水素化処理の条件は、例えば、雰囲気：Ｈ２ガス雰囲気、又はＨ２ガスとＡｒやＮ２などの不活性ガスとの混合ガス雰囲気、温度：用意した合金の水素不均化温度以上（材質にもよるが、例えば、６００℃以上１１００℃以下）、保持時間：０．５時間以上５時間以下が挙げられる。熱処理の温度を不均化温度近傍に設定すると、上記両相の存在形態は上記層状形態となり、熱処理の温度を不均化温度＋１００℃以上といった高めに設定すると、上記両相の存在形態は上記分散形態となる。
【００６３】
〈粉砕工程〉
粉砕工程は、水素化合金１０ｈを機械的に粉砕して水素化粉末２０を含む磁石用粉末４０ａを作製する（図１下段中央図）。ここでは、磁石用粉末４０ａは水素化粉末２０で構成される。
【００６４】
粉砕工程では、水素化合金１０ｈを所定の粒度に粉砕して、水素化粉末２０の粒径を目的とする粒径に制御する。粉砕工程では、機械的に粉砕するため、水素化粉末２０の粒子２１の粒径を均一に制御し易い。具体的には、水素化処理した合金１０ｈを中粒度に粉砕し、圧縮成形に適した粒径（７５μｍ以上３５５μｍ以下）の水素化粉末２０を製造することが挙げられる。
【００６５】
水素化合金１０ｈを粉砕する装置は、例えば摩砕型粉砕機又は衝突型粉砕機が挙げられる。摩砕型粉砕機は、代表的にはブラウンミルなどが挙げられ、衝突型粉砕機は、代表的にはピンミルなどが挙げられる。これら装置は、水素化合金１０ｈを中粒度に粉砕するのに適しており、粒径の制御も容易である。
【００６６】
粉砕する際の雰囲気は、水素化合金１０ｈ（水素化粉末２０）の酸化を抑制するため、酸素濃度が体積割合で５％以下とすることが好ましい。より好ましい雰囲気中の酸素濃度は体積割合で１％以下である。このような雰囲気としては、不活性雰囲気（Ａｒ雰囲気）又は減圧雰囲気（１０Ｐａ以下の真空雰囲気）が挙げられる。
【００６７】
水素化合金１０ｈを機械的に粉砕して得られた水素化粉末２０は、例えば、粒径が７５μｍ以上３５５μｍ以下の中粒度の粒子の割合が９０質量％以上（好ましくは９５質量％以上）である。水素化粉末２０は、粒径が７５μｍ未満の微細な粒子の割合が５質量％以下、更に３質量％以下であることが好ましい。また、水素化粉末２０は、５０体積％粒径（Ｄ５０）が１００μｍ以上５００μｍ以下で、かつ、９０体積％粒径（Ｄ９０）が２００μｍ以上７５０μｍ以下であることが好ましい。このような水素化粉末２０は、微細な粒子の割合が少なく、圧縮成形に適した粒径（７５μｍ〜３５５μｍ）で、かつ、粒子２１の粒径が揃っているため、成形性に特に優れる。また、水素化粉末２０中に含まれる微細な粒子の割合が少ないため、微細な粒子の酸化による磁気特性の低下も生じ難い。Ｄ５０は１００μｍ以上３００μｍ以下がより好ましく、Ｄ９０は３５０μｍ以上５５０μｍ以下がより好ましい。５０体積％粒径（Ｄ５０）とは、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定した場合において、体積基準の粒度分布の小径側から累積が５０％となる粒径値のことであり、９０体積％粒径（Ｄ９０）とは、小径側から累積が９０％となる粒径値のことである。
【００６８】
水素化粉末２０の各粒子２１は、上述した水素化合金１０ｈの上記組織や上記両相の存在形態等が実質的に維持される。即ち、水素化粉末２０の各粒子２１は、１０体積％以上４０体積％未満の希土類元素の水素化合物の相２２と、残部が鉄を含有する鉄含有物の相２３とからなる組織を有する。この希土類元素の水素化合物の相２２は粒状であり、鉄含有物の相２３中に分散して存在する分散形態である。希土類元素の水素化合物の相２２と鉄含有物の相２３とが隣接して存在しており、かつ鉄含有物の相２３を介して隣り合う希土類元素の水素化合物の相２２の間隔が３μｍ以下である。
【００６９】
（成形工程）
成形工程は、水素化粉末２０（磁石用粉末４０ａ）を圧縮成形して粉末成形体（磁石用成形体）５０ａを作製する（図１の下段左から４番目の図）。
【００７０】
成形工程では、磁石用粉末４０ａを加熱した状態で行う。加熱温度は、磁石用粉末４０ａにおける硬質部分（ＮｄＨ２、ＳｍＨ２、Ｆｅ２Ｂ、Ｆｅ２Ｃなど）を軟化させて磁石用粉末４０ａの成形性を高められる温度とする。例えば、加熱温度を２５０℃以上とすることが挙げられる。加熱温度は高いほど上記硬質部分を軟化させ易いが、加熱温度を高くしすぎると、磁石用粉末４０ａを加熱する時間や成形後に粉末成形体５０ａを冷却する時間が長くなることで生産性を低下させたりする。そこで、加熱温度を６００℃以下とする。この加熱温度は、３００℃以上が好ましい。磁石用粉末４０ａの加熱は、例えば、使用する金型を加熱することで行える。
【００７１】
磁石用粉末４０ａへの成形圧力は、上述のように磁石用粉末４０ａを加熱することで低くできる。具体的には、成形圧力は５８８ＭＰａ（６ｔｏｎ／ｃｍ２）以下にできる。成形圧力を５８８ＭＰａ以下としても、相対密度の高い粉末成形体５０ａが得られる。具体的には、相対密度を８０％以上にでき、更には８５％以上、９０％以上、特に９５％にできる。この成形圧力は、５４０ＭＰａ以下、更には４９０ＭＰａ以下にできる。成形圧力は、３９２ＭＰａ以上が好ましい。
【００７２】
圧縮成形する際の雰囲気は、磁石用粉末４０ａ（粉末成形体５０ａ）の酸化を抑制するため、粉砕工程と同様、酸素濃度が体積割合で５％以下、更には１％以下の不活性雰囲気（Ａｒ雰囲気）又は減圧雰囲気（１０Ｐａ以下の真空雰囲気）が好ましい。
【００７３】
成形には、所望の形状の金型９０を利用するとよい。金型９０は、代表的には、貫通孔を有するダイ９１と、ダイ９１の内周面と共に成形空間を形成し、上記貫通孔に挿入して磁石用粉末４０ａを圧縮成形する一対の上下パンチ９２，９３とを備える。貫通孔を有する筒状又は環状の粉末成形体を成形する場合には、ダイ９１の貫通孔に挿入配置されるロッド（図示せず）を利用する。成形工程では磁石用粉末４０ａを加熱して行うことで成形性を高められて低い成形圧力でも相対密度を高められることから、成形時及び脱型時の金型との摩擦を低減するための潤滑剤や離型剤などを用いなくてもよい。その場合、成形後に熱処理（脱水素処理）しても、潤滑剤や離型剤などの使用に伴う炭化物が生成されないので、炭化物生成に伴う磁気特性の低下を防止できる。
【００７４】
［磁石用成形体の製造方法の作用効果］
実施形態１の磁石用成形体の製造方法によれば、希土類−鉄系合金を水素化処理後に粉砕した水素化粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱することで、５８８ＭＰａ以下のような低い成形圧力で圧縮成形しても相対密度の高い磁石用成形体を製造できる。これは、（１）希土類−鉄系合金を水素化処理後に粉砕することで、粒径のばらつきの小さい水素化粉末を作製できる、（２）磁石用成形体の原料にこの水素化粉末を用いることで、粒径のばらつきが小さいことで圧縮成形時に成形圧力を水素化粉末に十分に伝達できる、（３）圧縮成形時に水素化粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱することで、水素化粉末に含まれる硬質部分（ＮｄＨ２やＦｅ２Ｂなど）を軟化させられるので、水素化粉末の成形性を高められる、からである。このように、相対密度の高い磁石用成形体を製造する際の成形圧力を低くできることで、高圧で圧縮成形する場合のような金型の摩耗を抑制できる。
【００７５】
［磁石用成形体（粉末成形体）］
磁石用成形体（粉末成形体）５０ａは、上記した磁石用粉末４０ａを圧縮成形したものである（図１の下段左から４番目の図）。磁石用粉末４０ａは粒径のばらつきが小さく成形性に優れ、上記の成形工程により成形性をより一層高められることから、圧縮成形する際の成形圧力が上述のように比較的小さくても、高密度の磁石用成形体５０ａを得られる。例えば、相対密度が８０％以上の磁石用成形体５０ａが得られる。より好ましい磁石用成形体５０ａの相対密度は８５％以上、更に９０％以上、特に９５％以上である。磁石用成形体５０ａ（後述の磁性部材６０ａ）の相対密度が高いほど、希土類磁石を高密度化でき、磁気特性が向上できる。相対密度は、真密度に対する実際の密度（［磁石用成形体の見かけ密度／磁石用成形体の真密度］の百分率）のことである。
【００７６】
［磁性部材］
磁性部材６０ａは、磁石用成形体５０ａを不活性雰囲気中又は減圧雰囲気中で再結合温度以上の温度で熱処理して脱水素処理したものである（図１下段右図）。つまり、磁性部材６０ａを製造する場合は、上述の磁石用成形体の製造工程に加えて、磁石用成形体５０ａを脱水素処理して再結合する脱水素工程を備える。磁石用成形体５０ａを利用すれば、相対密度が８０％以上の磁性部材６０ａを得られ、もって高密度の希土類磁石が得られる。また、脱水素処理における熱処理によって、磁性部材６０ａの相対密度は磁石用成形体５０ａの相対密度に比較して向上する場合がある。磁石用粉末４０ａ（磁石用成形体５０ａ）は、水素化処理により希土類元素の水素化合物の相２２と鉄含有物の相２３に相分解した状態であり（図１中央図）、脱水素処理することで、元の希土類−鉄系化合物に再結合する。即ち、磁性部材６０ａは、原料と同じ希土類−鉄系化合物を主相とする希土類−鉄系合金で形成されている。
【００７７】
（脱水素工程）
脱水素処理の条件は、例えば、雰囲気：非水素雰囲気（ＡｒやＮ２といった不活性ガス雰囲気、又は減圧雰囲気（例えば、標準の大気圧よりも圧力が低い真空雰囲気））、温度：水素化合金の再結合温度以上（材質にもよるが、例えば６００℃以上１０００℃以下）、保持時間：１０分以上６００分以下が挙げられる。特に、減圧雰囲気（例えば、真空度は１００Ｐａ以下、最終真空度は１０Ｐａ以下、更に１Ｐａ以下）は、希土類元素の水素化合物が残存し難くて好ましい。上記温度とすることで、再結合合金の結晶の成長を抑制して微細な結晶組織が得られる。脱水素処理は、磁石用成形体５０ａに強磁場（例えば、４Ｔ以上）を印加した状態で行える。そうすれば、再結合合金の配向性を高められ、ひいては磁石用成形体５０ａの配向性を高められる。
【００７８】
（窒化工程）
合金組成に応じて、磁性部材６０ａを窒素含有雰囲気中で窒化温度以上の温度で熱処理して窒化処理してもよい。この場合、上記した磁性部材の製造工程に加えて、磁性部材６０ａを窒化処理する窒化工程を備える。窒素含有雰囲気とは、窒素元素を含む雰囲気であって、例えば後述するように窒素（Ｎ２）及びアンモニア（ＮＨ３）の少なくとも一方を含む雰囲気を言う。例えば、磁性部材６０ａがＳｍ−Ｆｅ系合金で形成されている場合、窒化処理により、Ｓｍ−Ｆｅ系合金をＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金にすることができる。
【００７９】
窒化処理の条件は、例えば、窒素含有雰囲気：ＮＨ３ガス雰囲気、ＮＨ３ガスとＨ２ガスとの混合ガス雰囲気、Ｎ２ガス雰囲気、又はＮ２ガスとＨ２ガスとの混合ガス雰囲気、温度：２００℃以上５５０℃以下、好ましくは３００℃以上４５０℃以下、保持時間：１０分以上１０００分以下、好ましくは３０分以上８００分以下が挙げられる。窒化処理は、磁場を印加した状態で行える。磁場印加により、結晶格子を一方向に引き伸ばし易く、引き伸ばされた鉄原子−鉄原子間に窒素原子を優先的に侵入させて、理想的な化学量論組成（例、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３）の希土類磁石を得易い。印加する磁場の大きさは、３Ｔ以上が挙げられる。
【００８０】
［希土類磁石］
希土類磁石は、磁性部材６０ａを着磁したものである。希土類磁石は、希土類−鉄系合金で形成され、例えば相対密度が８０％以上である。希土類磁石の相対密度は、素材に用いた磁石用成形体５０ａ（磁性部材６０ａ）の相対密度に依存し、成形後の熱処理（脱水素処理）に起因する熱収縮によって若干の増加がみられるものの、磁石用成形体５０ａの相対密度を実質的に維持する。希土類磁石の相対密度は、８５％以上が好ましく、更に９０％以上、特に９５％以上が好ましい。希土類磁石を形成する希土類−鉄系合金の具体的な組成は、希土類元素がＮｄを含む場合、上述した原料の希土類−鉄系合金１０の組成と同様であり、希土類元素がＳｍを含む場合、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ合金（例、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３）、Ｓｍ−Ｔｉ−Ｆｅ−Ｎ（例、Ｓｍ１Ｔｉ１Ｆｅ１１Ｎ２）、Ｓｍ−Ｍｎ−Ｆｅ−Ｎなどが挙げられる。
【００８１】
〔実施形態２〕
［磁石用成形体の製造方法］
実施形態２として、図２を参照して、磁石用粉末４０ｂとして実施形態１の水素化粉末２０に加えて異方性粉末３０を含む混合粉末を用いて磁石用成形体５０ｂを製造する製造方法を説明する。磁石用粉末４０ｂとして、異方性粉末３０を含むと磁気特性に優れる希土類磁石が得られる磁石用成形体５０ｂを作製できる。但し、異方性粉末３０は水素化粉末２０に比べて塑性変形性に劣ることから、本形態の磁石用成形体の製造方法では、塑性変形性に優れる水素化粉末２０を異方性粉末３０の結合材として用いる。以下、実施形態１と相違する点を中心に説明する。
【００８２】
（磁石用粉末準備工程）
磁石用粉末準備工程は、水素化粉末２０と異方性粉末３０との混合粉末を含む磁石用粉末４０ｂを準備する。具体的には、水素化粉末２０を準備する水素化粉末準備工程と、異方性粉末３０を準備する異方性粉末準備工程と、水素化粉末２０と異方性粉末３０との混合粉末を含む磁石用粉末４０ｂを作製する混合工程とを備える。
【００８３】
〈水素化粉末準備工程〉
水素化粉末２０の準備は、実施形態１と同様の原料合金準備工程と水素化工程と粉砕工程とを経ることで行える。
【００８４】
〈異方性粉末準備工程〉
この工程で準備する異方性粉末３０は、結晶磁気異方性を有する粉末である。結晶磁気異方性を有するとは、異方性粉末の飽和磁化Ｊｓ（Ｔ）に対する異方性粉末の残留磁化Ｂｒ（Ｔ）の比Ｂｒ／Ｊｓの百分率を異方性粉末の結晶配向度とするとき、この異方性粉末の結晶配向度が７０％以上であることを言う。結晶配向度が高いほど磁気異方性に優れ、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。異方性粉末の結晶配向度はそれぞれ、７５％以上、８０％以上、８５％以上、更に８７％以上、更には９０％以上であることが好ましい。異方性粉末の結晶配向度は、振動試料型磁力計（東英工業株式会社製  ＶＳＭ‐５型）を用いて測定できる。例えば、振動試料型磁力計にて磁化曲線（Ｂ‐Ｈ曲線）を測定し、２３００ｋＡ／ｍの磁化を飽和磁化Ｊｓとして残留磁化Ｂｒとの比から配向度を算出できる。
【００８５】
異方性粉末３０の構成材料は、希土類元素と鉄族元素とを含む希土類−鉄系化合物を主相とする希土類−鉄系合金が挙げられる。希土類元素の種類、鉄族元素の種類及び含有量、希土類元素及び鉄族元素以外の元素の種類及び含有量、希土類−鉄系合金におけるその他の添加元素の種類及び含有量は、それぞれ実施形態１の希土類−鉄系合金１０と同様である。希土類元素の含有量は、１０体積％以上４０体積％未満が挙げられる。具体的な希土類−鉄系合金の組成は、実施形態１の希土類−鉄系合金１０と同様、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃ系合金（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｃ）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ合金（例、Ｎｄ２（Ｆｅ１３Ｃｏ１）Ｂ）、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃ合金（例、Ｎｄ２（Ｆｅ１３Ｃｏ１）Ｃ）などが挙げられる。
【００８６】
異方性粉末３０は、全てが実質的に等しい組成で構成される形態、即ち、異方性粉末を構成する異方性粒子が全て単一組成で構成される形態としたり、複数の異なる組成で構成される形態としたりできる。
【００８７】
異方性粉末３０を構成する希土類−鉄系合金の粒子３１の平均結晶粒径は、７００ｎｍ以下が挙げられる。平均結晶粒径が７００ｎｍ以下と微細であることで、微細結晶組織に起因する磁気特性（特に保磁力）の向上効果が期待できる。上記平均結晶粒径は、小さいほど単磁区粒子臨界径に近くなり磁気特性に優れる。上記平均結晶粒径は、５００ｎｍ以下、更に３００ｎｍ以下が好ましい。異方性粉末３０の平均結晶粒径は、以下のように測定する。異方性粉末３０の表面又は断面（観察面）について走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察を行い、観察像から各結晶粒の面積をそれぞれ調べ、各面積の円相当径の平均を平均結晶粒径とする。観察像を用いて算出する際、市販の画像処理ソフトを用いると容易に算出できる。
【００８８】
異方性粉末３０の平均粒径は、３μｍ以上５００μｍ以下が挙げられる。異方性粉末３０の粒子３１は、粒径が大きいと、表層酸化による磁気特性の劣化を抑えられる。そのため、比較的粒径の大きい粒子を備えると、磁気特性に優れる希土類磁石とすることができる。この平均粒径は、３０μｍ以上４００μｍ以下、更に５０μｍ以上３５０μｍ以下、特に１００μｍ以上３００μｍ以下が好ましい。異方性粉末３０の平均粒径とは、５０体積％粒径（Ｄ５０）を言う。
【００８９】
異方性粉末３０の平均粒径と水素化粉末２０の平均粒径とは、同じとすることもできるし、異ならせることもできる。両粉末２０，３０の平均粒径が同程度であると（平均粒径の差が５０μｍ以内程度）、後述する混合工程で均一的に混合し易いと考えられる。
【００９０】
異方性粉末３０は、希土類元素がＮｄを含む場合、Ｎｄを含む上記組成の希土類−鉄系合金の粉末に対して、水素圧と温度とを特定の条件とするＨＤＤＲ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ  Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ  Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）処理を施すことで製造できる。このような特定のＨＤＤＲ処理の条件は、公知の条件を利用できる。上記希土類−鉄系合金の粉末は、例えば、ストリップキャスト法やアトマイズ法などの公知の粉末の製造方法を利用して製造できる。又は、異方性粉末３０は、例えば、メルトスパン法で作製した粉末に、ホットプレスとホットフォームなどの熱間加工とを組み合わせた処理を施すことで製造できる。
【００９１】
〈混合工程〉
混合工程では、水素化粉末２０と異方性粉末３０とを混合した混合粉末を含む磁石用粉末４０ｂを作製する。混合粉末における異方性粉末３０の配合割合は、異方性粉末３０の配合割合が多いほど、異方性粉末３０の存在割合が高い磁石用成形体５０ｂ（磁性部材６０ｂ）が得られる。ひいては、異方性粉末３０の存在割合が高い希土類磁石が得られる。従って、異方性粉末３０の配合割合は、過半数、具体的には質量割合で５０％超が好ましい。異方性粉末３０の配合割合は、質量割合で、６０％以上、更に７０％以上、更には７５％以上が好ましい。異方性粉末３０の配合割合が多すぎると、結合材となる水素化粉末２０が相対的に少なくなって、異方性粉末３０の粒子３１同士が十分に結合できなくなる虞がある。従って、異方性粉末３０の配合割合は、９５％以下が好ましく、９０％以下がより好ましい。水素化粉末２０の配合割合は、質量割合で、５％以上であれば、異方性粉末３０同士を十分に結合できる。異方性粉末３０の配合割合は、得られる磁石用成形体５０ｂ（磁性部材６０ｂ）に含まれる異方性粉末３０の存在割合に維持される。
【００９２】
（成形工程）
成形工程では、磁石用粉末４０ｂを圧縮成形して磁石用成形体５０ｂを作製する。成形工程は、実施形態１と同様の加熱温度（２５０℃以上６００℃以下）に磁石用粉末４０ｂを加熱した状態で、実施形態１と同様の成形圧力（５８８ＭＰａ以下）で圧縮成形する。
【００９３】
磁石用粉末４０ｂが異方性粉末３０を含むため、成形工程は、磁石用粉末４０ｂ（異方性粉末３０）に磁場を印加した状態で行うことが好ましい。そうすれば、結晶磁気異方性を有する異方性粉末３０の各粒子３１は、磁場の印加方向に従って回転するなどして金型９０内で配列する。そのため、配向性に優れる磁石用成形体５０ｂが得られ、ひいては配向性に優れる希土類磁石（異方性磁石）を製造できる。成形時に異方性粉末３０の配向方向を一方向に略揃えると、脱水素処理時に上述したような強磁場を印加しなくても、配向性に優れる希土類磁石を製造できる。そのため、脱水素処理を行う際の制御などが容易である。また、磁場印加中で成形して配向性を高める場合には、異方性粉末３０の各粒子３１が斑なく配列し易いことから、配向性をより高め易い。即ち、磁気特性に優れる希土類磁石を生産性よく製造できる。磁場の印加の開始は、磁石用粉末４０ｂを上述の温度に加熱する前の常温の状態で行うことが好ましい。そうすれば、配向方向を一方向に略揃え易くなる。
【００９４】
印加磁場の大きさは、０．５Ｔ以上が好ましい。印加磁場が大きいほど、配向性を高められ、磁気特性に優れる希土類磁石が得られる。印加磁場の大きさは、更に１．５Ｔ以上が好ましい。印加磁場の大きさは、１０Ｔ以下程度が挙げられる。磁場の印加には、常電導コイルを備える常電導磁石、超電導コイルを備える超電導磁石のいずれも利用できる。磁場の印加方向は、適宜選択できる。図２下段左から４番目の図では、磁場の印加方向を一点鎖線矢印で示している。ここでは、磁場の印加方向は、圧縮方向（ここでは上下方向）に直交する場合を例示している。
【００９５】
成形には、実施形態１と同様、ダイ９１と一対の上下パンチ９２，９３とを備える金型９０を利用するとよい。金型９０の周囲には、磁場を印加するための磁石（図示せず）を配置する。
【００９６】
［磁石用成形体の製造方法の作用効果］
実施形態２の磁石用成形体の製造方法によれば、磁石用粉末が塑性加工性に劣る異方性粉末を含んでいながらも希土類−鉄系合金を水素化処理後に粉砕した水素化粉末を含むので、磁石用粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱することで、５８８ＭＰａ以下のような低い成形圧力で圧縮成形しても相対密度の高い磁石用成形体を製造できる。
【００９７】
［磁石用成形体（粉末成形体）］
磁石用成形体（粉末成形体）５０ｂは、上記した磁石用粉末４０ｂを圧縮成形したものであり（図２の下段左から４番目の図）、異方性粉末３０が水素化粉末２０で結合されて構成されている。磁石用粉末４０ｂの水素化粉末２０は、粒径のばらつきが小さく成形性に優れると共に異方性粉末３０を結合させられる。その上、水素化粉末２０は、上記の成形工程により成形性及び結合性をより一層高められる。従って、圧縮成形する際の成形圧力が上述のように比較的小さくても、高密度の磁石用成形体５０ｂが得られる。例えば、相対密度が８０％以上の磁石用成形体５０ｂが得られる。
【００９８】
［磁性部材］
磁性部材６０ｂは、作製した磁石用成形体５０ｂに脱水素処理を施して、水素化粉末２０を構成する水素化合金１０ｈを希土類−鉄系合金１０などの再結合合金に変化させたものである。つまり、磁性部材６０ｂを製造する場合は、上述の磁石用成形体の製造工程に加えて、磁石用成形体５０ｂを脱水素処理して再結合する脱水素工程を備える。脱水素処理の条件は、実施形態１の脱水素処理の条件と同様とすることができる。この工程を経ることで、異方性粉末３０の粒子３１が、水素化合金でなく、再結合合金によって結合された磁性部材６０ｂが得られる。この結合工程を経ることで、磁石用成形体５０ｂを構成していた水素化粉末２０が磁性成分（例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金などの再結合合金）に変化して、実質的に磁性成分のみで構成される磁性部材６０ｂが得られる。
【００９９】
〔試験例１〕
磁石用成形体の試料Ｎｏ．１−１〜１−７、１−１０１を作製し、各試料の相対密度を測定した。その後、各試料を用いて磁性部材を作製し、各試料の磁気特性を評価した。
【０１００】
［試料Ｎｏ．１−１〜１−７］
磁石用成形体の試料Ｎｏ．１−１〜１−７は、原料合金準備工程→水素化工程→粉砕工程→成形工程の手順で作製した。
【０１０１】
まず、原料合金として、粒度が０．５ｍｍ〜３０ｍｍで、３２．０質量％Ｎｄ−１．０質量％Ｂ−残部がＦｅ及び不可避不純物からなる組成を有するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金のインゴット（小片）を準備した。
【０１０２】
次に、原料合金に水素化処理を施して水素化合金を作製した。水素化処理は、真空熱処理炉を用いて、条件を、水素雰囲気中、８５０℃×３時間として行った。
【０１０３】
次に、水素化合金を粉砕して水素化粉末を作製した。この粉砕は、超硬合金製の乳鉢を用いて、水素化合金を平均粒径（Ｄ５０）が概ね１５０μｍとなるように行った。得られた水素化粉末について、レーザ回折式粒度分布測定装置により体積粒度分布を測定したところ、Ｄ１０が１００μｍ、Ｄ５０が１５０μｍ、Ｄ９０が２６０μｍであった。なお、「Ｄ１０」とは、体積粒度分布における小径側から累積が１０％となる粒径値（１０体積％粒径）のことである。また、粒径が７５μｍ未満の粒子の割合を求めたところ、その割合が２質量％であり、粒径が７５μｍ以上３５５μｍ以下の粒子の割合を求めたところ、その割合が９８質量％であった。
【０１０４】
次に、水素化粉末（磁石用粉末）を金型に充填し、圧縮成形して、直径約１０ｍｍで高さ約１０ｍｍの円柱状の粉末成形体（磁石用成形体）の試料Ｎｏ．１−１〜１−７を作製した。圧縮成形は、雰囲気を真空とし、表１に示す温度と成形圧力で行った。
【０１０５】
［試料Ｎｏ．１−１０１］
水素化工程と粉砕工程の行う順番を入れ替えた点を除き、試料Ｎｏ．１−１などと同様にして磁石用成形体の試料Ｎｏ．１−１０１を作製した。即ち、試料Ｎｏ．１−１０１の磁石用成形体は、原料合金準備工程→粉砕工程→水素化工程→成形工程を経て作製した。
【０１０６】
粉砕工程により得られた合金粉末の体積粒度分布を試料Ｎｏ．１−１などと同様にして測定したところ、Ｄ１０が１８０μｍ、Ｄ５０が３３５μｍ、Ｄ９０が４００μｍであった。
【０１０７】
水素化工程により上記合金粉末を水素化処理して得られた水素化粉末の体積粒度分布を同様にして測定したところ、Ｄ１０が９５μｍ、Ｄ５０が１３８μｍ、Ｄ９０が２７５μｍであった。また、粒径が７５μｍ未満の粒子の割合を求めたところ、その割合が７．５質量％であり、粒径が７５μｍ以上３５５μｍ以下の粒子の割合を求めたところ、その割合が９２．５質量％であった。
【０１０８】
この水素化粉末を用いて試料Ｎｏ．１−１などと同様にして同サイズの粉末成形体（磁石用成形体）の試料Ｎｏ．１−１０１を作製した。圧縮成形は、雰囲気を真空とし、表１に示す温度と成形圧力で行った。
【０１０９】
［相対密度の測定］
各試料１−１〜１−７、１−１０１の磁石用成形体の相対密度は、「磁石用成形体の見かけ密度／磁石用成形体の真密度」の百分率から求めた。磁石用成形体の見かけ密度は、サイズと質量から算出した。磁石用成形体の真密度は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の真密度（７．５ｇ／ｃｍ３）とした。各試料の密度と相対密度を表１に示す。
【０１１０】
［磁気特性の評価］
各試料１−１〜１−７、１−１０１の磁石用成形体に脱水素処理を施して磁性部材を作製した。脱水素処理は、真空熱処理炉内の雰囲気を水素雰囲気から真空雰囲気に切り換えて、条件を、真空雰囲気中、８００℃×３時間として行った。真空雰囲気の真空度は０．５Ｐａ未満に設定した。
【０１１１】
各試料の磁性部材を３．５Ｔのパルス磁界で着磁した後、磁気特性を調べた。磁気特性は、ＢＨトレーサ（理研電子株式会社製ＤＣＢＨトレーサ）を用いて、残留磁束密度Ｂｒ（Ｔ）、磁束密度Ｂと減磁界の大きさＨとの積の最大値、即ち最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（ｋＪ／ｍ３）を調べた。その結果を表１に示す。
【０１１２】
【表１】
2015220336.tif 000003
【０１１３】
表１に示すように、水素化処理した後に粉砕して作製した磁石用粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱して圧縮成形した試料Ｎｏ．１−１、１−４，１−５の磁石用成形体は、成形圧力を５８８ＭＰａ以下としながらも、相対密度が８０％以上であった。この試料Ｎｏ．１−１、１−４，１−５は、残留磁束密度Ｂｒ、及び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが高く、磁気特性に優れることが分かった。
【０１１４】
一方、水素化処理した後に粉砕して作製した磁石用粉末を加熱せず常温で圧縮成形した試料Ｎｏ．１−２は、成形圧力を試料Ｎｏ．１−１と同様に５８８ＭＰａ以下としたところ、磁石用粉末が固まらず磁石用成形体が得られなかった。試料Ｎｏ．１−２と同様に常温で圧縮成形した試料Ｎｏ．１−３は、成形圧力を従来と同程度に高く（９８０ＭＰａ）して圧縮成形したところ、相対密度が８０％程度の磁石用成形体が得られた。試料１−３は、残留磁束密度Ｂｒ、及び最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが高く、磁気特性に優れることが分かった。但し、成形圧力が高すぎるため、金型が摩耗し易くなると考えられる。この結果から、水素化処理した後に粉砕して作製した磁石用粉末を成形する際に２５０℃以上６００℃以下に加熱すると、成形圧力が６００ＭＰａ以下、更には５９０ＭＰａ以下で、金型の摩耗を抑制した上で、相対密度の高い磁石用成形体を作製できると考えられる。
【０１１５】
粉砕して得られた合金粉末に水素化処理した磁石用粉末を用い、２５０℃以上６００℃以下に加熱して磁石用成形体を作製した試料Ｎｏ．１−１０１は、相対密度が高いものの、同じ成形条件で磁石用成形体を作製した試料Ｎｏ．１−５に比べると相対密度が低かった。試料Ｎｏ．１−１０１は、粉砕後の合金粉末に水素化処理したことで、上述のように粒径が７５μｍ未満の微細な粉末の割合が試料Ｎｏ．１−５に比べて多くなったと考えられる。そのため、試料Ｎｏ．１−５に比べると、相対密度が低くなったと考えられる。このことから、原料粉末を２５０℃以上６００℃以下に加熱して成形して磁石用成形体を作製する際、この成形工程を同じ条件とすると、原料粉末には、水素化処理後に粉砕した磁石用粉末を用いる方が、粉砕後に水素化処理した磁石用粉末を用いる場合に比べて、相対密度を高くできると考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本発明の磁石用成形体の製造方法は、永久磁石などに利用される希土類磁石の素材の製造に好適に利用できる。本発明の磁石用成形体の製造法により製造される磁石用成形体、及びその磁石用成形体を用いて得られる磁性部材は、永久磁石、例えば、各種のモータ、特に、ハイブリッド自動車やハードディスクドライブなどに具備される高速モータに用いられる永久磁石の素材に好適に利用できる。
【符号の説明】
【０１１７】
１０  希土類−鉄系合金
１０ｈ  水素化合金
１１  主相  １２  粒界相  Ｃ  クラック
２０  水素化粉末  ２１  水素化粉末の粒子
２２  希土類元素の水素化合物の相  ２３  鉄含有物の相
３０  異方性粉末  ３１  異方性粉末の粒子
４０ａ、４０ｂ  磁石用粉末
５０ａ、５０ｂ  粉末成形体（磁石用成形体）
６０ａ、６０ｂ  磁性部材
９０  金型
９１  ダイ  ９２  上パンチ  ９３  下パンチ
１００  希土類−鉄系合金
１０１  主相  １０２  粒界相  Ｃ  クラック
１２０  合金粉末  １２１  合金粉末の粒子
１４０  水素化粉末（磁石用粉末）
１４１  水素化粉末（磁石用粉末）の粒子
１５０  粉末成形体（磁石用成形体）
１６０  磁性部材
【図１】
2015220336.tif 000004
【図２】
2015220336.tif 000005
【図３】
2015220336.tif 000006