(57)【要約】【課題】ダイスの中空がシンプルな形状を有することで製作コストが高価なものとならず、かつ磁気特性に優れた希土類磁石を製造できる前方押出し鍛造装置と前方押出し鍛造方法を提供する。【解決手段】前方押出し鍛造装置１０を構成するダイス１は、パンチ６が摺動する第１の領域２、屈曲部３、および第２の領域４から構成され、第１の領域２内でパンチ６が摺動してワークＷが第２の領域４に押出されて鍛造されるようになっており、第１の領域２と第２の領域４の押出し方向に直交する断面の形状はともに矩形であり、第１の領域２の矩形断面を構成する２辺を第１の辺２ａ（長さt1）、第２の辺２ｂ（長さt2）とし、第２の領域４の矩形断面を構成する２辺のうち、第１の辺２ａに対応する辺を第３の辺４ａ（長さt3）、第２の辺２ｂに対応する辺を第４の辺４ｂ（長さt4）とした際に、t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしている。【選択図】図１
2015123463.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空を有して屈曲するダイスと、ダイス内を摺動するパンチとから構成される前方押出し鍛造装置であって、
ダイスは、パンチが摺動する第１の領域と、屈曲部を介して第１の領域よりも押出し方向前方に位置する第２の領域とから構成され、第１の領域内にワークが収容され、該第１の領域内でパンチが摺動してワークが第２の領域に押出されて鍛造されるようになっており、
第１の領域と第２の領域の押出し方向に直交する断面の形状はともに矩形であり、
第１の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺をそれぞれ第１の辺（長さt1）、第２の辺（長さt2）とし、
第２の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺のうち、第１の辺に対応する辺を第３の辺（長さt3）、第２の辺に対応する辺を第４の辺（長さt4）とした際に、
t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしている前方押出し鍛造装置。
【請求項２】
第２の領域において長さが相対的に長くなる辺に対応する第１の領域の辺が、第１の領域の途中位置から屈曲部にかけて漸増している請求項１に記載の前方押出し鍛造装置。
【請求項３】
t3＞t1、t4=t2である請求項１に記載の前方押出し鍛造装置。
【請求項４】
前方押出し鍛造装置を使用して鍛造品を製造する前方押出し鍛造方法であって、
中空を有して屈曲するダイスと、ダイス内を摺動するパンチとからなる前方押出し鍛造装置であり、ダイスは、パンチが摺動する第１の領域と、屈曲部を介して第１の領域よりも押出し方向前方に位置する第２の領域とから構成され、第１の領域内にワークが収容され、該第１の領域内でパンチが摺動してワークが第２の領域に押出されて鍛造されるようになっており、第１の領域と第２の領域の押出し方向に直交する断面の形状はともに矩形であり、第１の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺をそれぞれ第１の辺（長さt1）、第２の辺（長さt2）とし、第２の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺のうち、第１の辺に対応する辺を第３の辺（長さt3）、第２の辺に対応する辺を第４の辺（長さt4）とした際に、t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしている前方押出し鍛造装置を用意する第１のステップ、
ワークをダイスに収容し、パンチを摺動させてワークを鍛造して鍛造品を製造する第２のステップからなる前方押出し鍛造方法。
【請求項５】
前記ワークは、希土類磁石材料となる粉末であって、RE-Fe-B系の主相（RE:Nd、Prの少なくとも一種）と、該主相の周りにあるRE-X合金（X:金属元素）の粒界相からなる粉末を加圧成形して得られた焼結体であり、
前記前方押出し鍛造により、前記焼結体に異方性を与える熱間塑性加工が施されて鍛造品である希土類磁石が製造される請求項４に記載の前方押出し鍛造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、前方押出し鍛造装置と前方押出し鍛造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱間鍛造加工には、大きく２つの加工形態がある。その一つの加工方法は、ダイスに収容物を収容し、中空を有する押出しパンチで収容物を加圧してその厚みを減じながら押出しパンチの中空に収容物の一部を押出して成形体を製造する加工方法であり、いわゆる後方押出し加工（パンチの押出し方向と逆の方向に収容物を押出しながら成形体を製造する方法）によるものである。一方、他の一つの加工方法は、中空を有するダイスに収容物を収容し、中空を具備しないパンチで収容物を加圧して収容物の厚みを減じながらダイスの中空から収容物の一部を押出して成形体を製造する加工方法であり、いわゆる前方押出し加工（パンチの押出し方向に収容物を押出しながら成形体を製造する方法）によるものである。
【０００３】
ところで、ランタノイド等の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。
【０００４】
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磁気特性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。
【０００５】
希土類磁石としては、組織を構成する結晶粒（主相）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が、中でも、上記する結晶粒の微細化を図りながら高価な重希土類元素の添加量を低減したり、重希土類元素の添加を無くすことのできるナノ結晶磁石が現在注目されている。
【０００６】
希土類磁石の製造方法の一例を概説すると、たとえばNd-Fe-B系の金属溶湯を急冷凝固して得られた微粉末を加圧成形しながら希土類磁石前駆体（焼結体）とし、この焼結体に磁気的異方性を付与するべく熱間塑性加工を施して希土類磁石（配向磁石）を製造する方法が一般に適用されている。
【０００７】
この熱間塑性加工において、上記する前方押出し加工や後方押出し加工が適用されている。より具体的には、後方押出し加工においては、ダイスに焼結体を収容し、中空を有する押出しパンチで押出して加圧し、押出し方向と逆の方向に焼結体を押出しながら希土類磁石を製造する。一方、前方押出し加工においては、ダイスに収容された焼結体を中空を具備しないパンチで加圧し、ダイスの中空から焼結体の一部を押出して希土類磁石を製造する。そして、いずれの押出し加工方法を適用した場合でも、パンチにて加圧されてできた希土類磁石において、このパンチによる加圧方向と垂直な方向に異方性が生じてくる。
【０００８】
このように複数種類の押出し加工方法が存在する中で、前方押出し加工方法を取り上げてその従来の加工方法における課題を説明する。
【０００９】
従来の前方押出し加工装置は、その構成要素であるダイスが一つの押出し方向に延びる中空を有しており、この中空に収容された焼結体がパンチにて一方向に押し出されることで鍛造されるようになっている。またこの前方押出し加工の変形例として、押出し方向が途中で直角に転換し、しかも断面寸法の変化がない中空内をワークが押し出されてせん断変形を与える加工方法があり、これを一般に、E-CAP法と称している。
【００１０】
一方、特許文献１には、ダイスの中空に収容された焼結体をパンチにて一方向に押し出すことで鍛造する前方押出し加工装置の開示があるが、ここで開示される中空の断面形状は、直交する一方の断面幅（Ｙ方向の断面幅）が広がり、他方の断面幅（Ｘ方向の断面幅）は逆に曲線的に絞られて狭くなる形状を呈している。すなわち、中空の断面寸法が途中で変化する装置である。
【００１１】
このように特許文献１で開示される前方押出し加工装置のダイスの開口断面は、その中空断面の一部が曲線的に絞られて狭くなる複雑な形状を呈していることから、装置の製作が困難であり、装置製作コストが嵩むことは理解に易い。また、初期の焼結体の厚さに対して前方押出し加工後の希土類磁石の厚さが変化するに際し、中空の断面が３次元的に複雑な形状ゆえに焼結体の厚さの変化も３次元的に複雑に変化することから、焼結体から希土類磁石へ変化する際の厚みの変化や加工率などの設計が極めて難しい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開２００８−９１８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、ダイスに開設された中空がシンプルな断面形状を有し、よって製作コストが高価なものとならず、かつ磁気特性に優れた希土類磁石を製造することのできる前方押出し鍛造装置とこの鍛造装置を使用してなる前方押出し鍛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】
【００１４】
前記目的を達成すべく、本発明による前方押出し鍛造装置は、中空を有して屈曲するダイスと、ダイス内を摺動するパンチとから構成される前方押出し鍛造装置であって、ダイスは、パンチが摺動する第１の領域と、屈曲部を介して第１の領域よりも押出し方向前方に位置する第２の領域とから構成され、第１の領域内にワークが収容され、該第１の領域内でパンチが摺動してワークが第２の領域に押出されて鍛造されるようになっており、第１の領域と第２の領域の押出し方向に直交する断面の形状はともに矩形であり、第１の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺をそれぞれ第１の辺（長さt1）、第２の辺（長さt2）とし、第２の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺のうち、第１の辺に対応する辺を第３の辺（長さt3）、第２の辺に対応する辺を第４の辺（長さt4）とした際に、
t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしているものである。
【００１５】
本発明の前方押出し鍛造装置は、主として２つの特徴を有している。第１の特徴点は、従来の装置と異なり、その構成要素であるダイスが屈曲していることであり、パンチが摺動する第１の領域と、屈曲部を介して第１の領域よりも押出し方向前方に位置する第２の領域とからダイスが構成されている点である。また、第２の特徴点は、ダイスの第１の領域、第２の領域の断面形状がともにシンプルな矩形であることに加えて、第１の領域の矩形断面を構成する直交する２辺を第１の辺（長さt1）および第２の辺（長さt2）とし、第２の領域の矩形断面を構成する直交する２辺を第３の辺（長さt3）および第４の辺（長さt4）とした際に、t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしている点である。このような２つの特徴構成を備えたダイスを構成要素とする鍛造装置によれば、ダイスに開設された開口の断面形状がシンプルな矩形であることから装置製作コストが高騰することはない。さらに、ダイス内に収容されるワークが希土類磁石前駆体となる焼結体の場合には、開口の屈曲部を通過する過程で焼結体にはせん断力が付与されてせん断歪みが導入され、屈曲部より押出し方向前方にあるダイスの第２の領域では、第１の領域に比して少なくとも一部が相対的に広がっていることで押し出された焼結体の各結晶は高い配向度を有して揃うこととなる。そのため、磁気特性、中でも残留磁化の高い希土類磁石を製造することができる。
【００１６】
本明細書において「断面が矩形」とは、第１の領域、第２の領域の押出し方向に直交する断面の形状が長方形の他、正方形も含む意味である。
【００１７】
また、「t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしている」とは、t3＞t1でt4＞t2の形態、t3＞t1でt4=t2の形態、t3＞t1でt4＜t2の形態を包含する意味である。すなわち、対応する第３、第１の辺の長さの大小関係がt3＞t1を満たす場合には、他の対応する第４、第２の辺の長さの大小関係が逆にt4＜t2の関係となってもよい。
【００１８】
たとえば、ダイスの第２の領域の水平方向に延びる辺を第３の辺、これに直交して鉛直方向に延びる辺を第４の辺とした際に、第３の辺の長さt3がこれに対応する第１の領域の第１の辺の長さt1より長く（t3＞t1）、かつ、第２の辺の長さt2と第４の辺の長さt4が同じ（t4=t2）場合は、第１の領域から第２の領域に前方押出しされた焼結体の高さ方向の長さ（すなわち厚み）は変化せず、幅方向のみ長さt1から長さt3に変化する。このため、屈曲部でせん断力を受けてせん断歪みが導入されて第２の領域に移行した焼結体を構成する扁平状の結晶は第２の領域の断面内において水平方向に並び、したがって各結晶は鉛直方向に配向が揃った状態となる。この実施の形態の場合には、前方押出し加工によって焼結体から希土類磁石が製造される際に、焼結体と希土類磁石の厚さは変化せず、幅のみが変化して結晶配向が揃うことから、製品設計に必要なパラメータが少なくなり、製品設計が容易となることから好ましい。
【００１９】
また、ダイスの「屈曲」に関し、第１の領域における押出し方向に対する第２の領域における押出し方向は0度より大きく、180度未満の範囲を包含するものであるが、好ましくは90度以下であり、望ましくは10〜30度でたとえば20度程度がよい。
【００２０】
第１の領域内をパンチが摺動して第１の領域内に収容されたワークを押し出すに当たり、この押出しはモータやシリンダ機構等のアクチュエータのほか、手動による形態であってもよい。
【００２１】
また、本発明による前方押出し鍛造装置の好ましい実施の形態は、第２の領域において長さが相対的に長くなる辺に対応する第１の領域の辺が、第１の領域の途中位置から屈曲部にかけて漸増しているものである。
【００２２】
ワークが焼結体の場合において、たとえば第１の領域の第１の辺から第２の領域の第３の辺にかけて屈曲部を介して急激に長さt1から長さt3に長くなった際に、屈曲部にてせん断力を受けた焼結体の各結晶の配向が所望に揃うことが実際には難しくなることが想定される。
【００２３】
そこで、たとえば第２の辺と第４の辺の長さt2、t4が変化せず、第１の辺から第３の辺の長さのみが変化する場合を例示した場合に、第１の領域の途中位置から第１の辺が屈曲部にかけて漸増し、屈曲部にて第３の辺の長さt3と同じ長さとなるようにダイスを設計しておく。このことにより、第１の領域から第２の領域に焼結体が移行した際に、焼結体は第１の領域の途中から徐々に第１の辺に沿う方向で幅が広がり、屈曲部にてせん断力を受けてせん断歪みが導入され、第３の辺の長さt3を既に備えた状態で焼結体が第２の領域に移行することにより、各結晶の配向がスムーズに実行されることになる。
【００２４】
仮に、t3＞t1、t4＞t2の場合には、第１の領域において、第１の辺、第２の辺ともに屈曲部に向かって漸増する形態となる。また、仮に、t3＞t1でt4＜t2の場合には、第１の領域において、第１の辺は屈曲部に向かって漸増し、第２の辺は屈曲部に向かって漸減する形態となる。
【００２５】
また、本発明は前方押出し鍛造方法にも及ぶものであり、この鍛造方法は、前方押出し鍛造装置を使用して鍛造品を製造する前方押出し鍛造方法であって、中空を有して屈曲するダイスと、ダイス内を摺動するパンチとからなる前方押出し鍛造装置であり、ダイスは、パンチが摺動する第１の領域と、屈曲部を介して第１の領域よりも押出し方向前方に位置する第２の領域とから構成され、第１の領域内にワークが収容され、該第１の領域内でパンチが摺動してワークが第２の領域に押出されて鍛造されるようになっており、第１の領域と第２の領域の押出し方向に直交する断面の形状はともに矩形であり、第１の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺をそれぞれ第１の辺（長さt1）、第２の辺（長さt2）とし、第２の領域の前記断面の矩形を構成する直交する２辺のうち、第１の辺に対応する辺を第３の辺（長さt3）、第２の辺に対応する辺を第４の辺（長さt4）とした際に、t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしている前方押出し鍛造装置を用意する第１のステップ、ワークをダイスに収容し、パンチを摺動させてワークを鍛造して鍛造品を製造する第２のステップからなるものである。
【００２６】
本発明の前方押出し鍛造方法は、既述する前方押出し鍛造装置を使用した鍛造方法であり、屈曲部を備え、屈曲前後の断面形状がともに矩形であり、t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしているダイスを備えた前方押出し鍛造装置を使用して押出し鍛造をおこなうことにより、ワークが希土類磁石前駆体の焼結体の場合には、高い配向度に起因して磁気特性に優れた希土類磁石を製造することができる。
【００２７】
ここで、本発明の鍛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200nm以下程度のナノ結晶磁石は勿論のこと、粒径が300nm以上のもの、さらには粒径が1μm以上の焼結磁石や樹脂バインダーで結晶粒が結合されたボンド磁石などが包含される。中でも、最終的に製造される希土類磁石の主相の平均最大寸法（平均最大粒径）が300〜400nm程度かそれ以下となるように熱間塑性加工前の段階の磁粉の主相の寸法が調整されているのが望ましい。
【００２８】
希土類磁石の製造方法の一例を挙げると、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し、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で等方性の焼結体を得る。
【００２９】
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いる。
【００３０】
第２のステップにおいて、上記する焼結体を装置内に収容し、磁気的異方性を与える熱間押出し鍛造（熱間塑性加工）を施すことによって配向磁石である希土類磁石が製造される。
【発明の効果】
【００３１】
以上の説明から理解できるように、本発明の前方押出し鍛造装置と前方押出し鍛造方法によれば、装置を構成するダイスの屈曲部でワークとして収容された希土類磁石前駆体である焼結体にせん断力を付与し、屈曲部より押出し方向前方にあるダイスの第２の領域では押し出された焼結体を構成する各結晶が高い配向度を有して揃うことから、残留磁化の高い希土類磁石を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）は本発明の前方押出し鍛造装置の実施の形態１を示した縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図２】（ａ）は前方押出し鍛造装置の実施の形態１にてワークである焼結体が前方押出し鍛造されている状況を示した縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のｂ−ｂ矢視図である。
【図３】（ａ）、（ｂ）ともに、前方押出し鍛造装置の実施の形態２，３を示した縦断面図である。
【図４】（ａ）は焼結体のミクロ構造を説明した図であり、（ｂ）は希土類磁石のミクロ構造を説明した図である。
【図５】第１の領域から第２の領域にワークが移行した際の寸法変化を特定したCAE解析結果を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、図面を参照して本発明の前方押出し鍛造装置と前方押出し鍛造方法の実施の形態を説明する。
【００３４】
（前方押出し鍛造装置の実施の形態）
図１ａ，ｂは本発明の前方押出し鍛造装置の実施の形態１を示した縦断面図である。図示する鍛造装置１０は、中空５を有するダイス１と、ダイス１の第１の領域２の中空５内で摺動自在（Ｘ１方向）なパンチ６と、パンチ６を摺動させる不図示のアクチュエータや鍛造時にダイス１を加熱する不図示の加熱手段から大略構成されている。
【００３５】
ダイス１は、鉛直方向に長手方向Ｌ１（ワーク押出し方向）を有する第１の領域２と、この第１の領域２に対して角度θ１(=90度)で屈曲して水平方向に長手方向Ｌ２（ワーク押出し方向）を有する第２の領域４と、第１の領域２と第２の領域４を繋ぐ屈曲部３とから構成されている。
【００３６】
中空５内に収容された不図示のワークは、その後方に位置して第１の領域２の内周面に沿って中空５内を摺動するパンチ６にて中空５の前方へ押し出され、屈曲部３を経て第２の領域４に押し出されて鍛造されるようになっている。
【００３７】
第１の領域２、第２の領域４ともにその長手方向に直交する断面形状は矩形であり、図１ａで示すダイス１を側方から見た縦断面図において、第１の領域２の矩形断面を構成する一方の辺（第２の辺２ｂ）は長さがt2、第２の領域４の矩形断面を構成する一方の辺（第４の辺４ｂ）は長さがt4である。また、図１ｂで示すダイス１を正面から見た縦断面図において、第１の領域２の矩形断面を構成する他方の辺（第１の辺２ａ）は長さがt1、第２の領域４の矩形断面を構成する他方の辺（第３の辺４ａ）は長さがt3である。
そして、図示例においては、t3＞t1、t4=t2の関係を有している。
【００３８】
ただし、本発明の鍛造装置においては、第１の辺２ａに対応する第３の辺４ａ、第２の辺２ｂに対応する第４の辺４ｂにおいて、t3＞t1、t4＞t2の少なくとも一方を満たしていれば本発明の鍛造装置による効果が奏される。したがって、t3＞t1でt4＞t2の形態、t3＞t1でt4=t2の形態、t3＞t1でt4＜t2の形態などであってもよい。
【００３９】
尤も、図示例のようにt3＞t1、t4=t2の関係を有している形態では、たとえば押出し鍛造されるワークが希土類磁石前駆体である焼結体の場合において、前方押出し加工によって焼結体が第１の領域から屈曲部を経て第２の領域に押し出されるに当たり、焼結体と希土類磁石の幅は変化せず（t4=t2のため）、厚さのみが変化して結晶配向が揃うことになる。したがって、製品設計に必要なパラメータが少なくなり、製品設計が容易となることから好ましい実施の形態と言える。
【００４０】
また、図示例のダイス１では、第２の領域４において長さが相対的に長くなる第３の辺４ａに対応する第１の領域２における第１の辺２ａが、第１の領域２の途中位置２’から屈曲部３にかけて漸増している漸増部２”を有している。
【００４１】
図２で示すように、たとえばワークＷが焼結体の場合において、たとえば第１の領域２の第１の辺２ａから第２の領域４の第３の辺４ａにかけて屈曲部３を介して急激に長さt1から長さt3に長くなった際に、屈曲部３にてせん断力Ｓを受けた焼結体の各結晶の配向が所望に揃うことが実際には難しくなることが想定される。そこで、第１の領域２の途中位置２’から第１の辺２ａが屈曲部３にかけて漸増し、屈曲部３にて第３の辺４ａの長さt3と同じ長さとなるようにダイス１を設計しておく。このことにより、第１の領域２から第２の領域４に焼結体が移行した際に、焼結体は第１の領域２の途中から徐々に第１の辺２ａに沿う方向で幅が広がり、屈曲部３にてせん断力を受けてせん断歪みが導入され、第３の辺４ａの長さt3を既に備えた状態で焼結体が第２の領域４に移行することにより、各結晶の配向がスムーズに実行されることになる。
【００４２】
なお、図２ｂにおいて、前方押出し鍛造されて第２の領域に押し出された希土類磁石を構成する横長扁平状の各結晶は、それらの長手方向が第３の辺４ａに沿う方向に揃い、したがって配向は第４の辺４ｂ方向に揃うことになる。
【００４３】
図３ａ，ｂは、前方押出し鍛造装置の実施の形態２，３を示した縦断面図である。図３ａで示す鍛造装置１０Ａは、屈曲部３を経た第２の領域４Ａの第１の領域２に対する角度θ２が90度未満のダイス１Ａを具備するものであり、図３ｂで示す鍛造装置１０Ｂは、屈曲部３を経た第２の領域４Ｂの第１の領域２に対する角度θ３が90度より大きく、180度未満のダイス１Ｂを具備するものである。
【００４４】
このように、本発明の前方押出し鍛造装置は、その構成要素であるダイスがその途中位置で0度より大きく180度未満の角度で屈曲していることにより、ワークが屈曲部を通過する際にせん断力をワークに付与し、せん断歪を導入することができる。さらに、第１の領域の矩形断面を構成する２つの辺に対応する第２の領域の２つの辺のうちの少なくとも１つの辺が長くなるように構成されていることで、ワークが希土類磁石前駆体の焼結体の場合には、焼結体を構成する各結晶の配向を促進することができる。
【００４５】
ワークが希土類磁石前駆体の焼結体の場合に、この焼結体のミクロ構造を図４ａに、焼結体が図示する鍛造装置１０にて押出し鍛造（熱間塑性加工）されてなる希土類磁石のミクロ構造を図４ｂにそれぞれ示す。
【００４６】
図４ａで示すように、焼結体はナノ結晶粒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。
【００４７】
これに対し、図４ｂで示すように、ナノ結晶粒ＭＰが扁平形状をなし、異方軸とほぼ平行な界面は湾曲したり屈曲していて、磁気的異方性の高い希土類磁石となっている。
【００４８】
（希土類磁石の製造方法および前方押出し鍛造方法の実施の形態）
次に、希土類磁石の製造方法を前方押出し鍛造方法と合わせて概説する。
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（急冷リボン）を製作し、これを粗粉砕する。
【００４９】
粗粉砕された急冷薄帯のうち、最大寸法が200nm程度かそれ以下の寸法の急冷薄帯を選別し、これを超硬ダイスとこの中空内を摺動する超硬パンチで画成されたキャビティ内に充填する。そして、超硬パンチで加圧しながら加圧方向に電流を流して通電加熱することにより、ナノ結晶組織のNd-Fe-B系の主相（50nm〜200nm程度の結晶粒径）と、主相の周りにあるNd-X合金（X:金属元素）の粒界相からなる四角柱状の焼結体を製作する。
【００５０】
ここで、粒界相を構成するNd-X合金は、Ndと、Co、Fe、Ga等のうちの少なくとも１種以上の合金からなり、たとえば、Nd-Co、Nd-Fe、Nd-Ga、Nd-Co-Fe、Nd-Co-Fe-Gaのうちのいずれか一種、もしくはこれらの二種以上が混在したものであって、Ndリッチな状態となっている。
【００５１】
焼結体は図４ａで示すように、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。
【００５２】
四角柱状の焼結体が製造されたら、図１で示す前方押出し装置１０を構成するダイス１の第１の領域２に収容し、ここで前方押出し鍛造（熱間塑性加工）をおこなうことで、焼結体に磁気的異方性が付与されて希土類磁石（配向磁石）が製造される。押出し鍛造加工からなる熱間塑性加工によって、製造された希土類磁石は、図４ｂで示すように、ナノ結晶粒ＭＰが扁平形状をなし、異方軸とほぼ平行な界面は湾曲したり屈曲していて、磁気的異方性に優れた希土類磁石となっている。
【００５３】
製造された希土類磁石に関し、RE-Fe-B系の主相（RE:Nd、Prの少なくとも一種）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、REの含有割合が29質量%≦RE≦32質量%であり、製造された希土類磁石の主相の平均粒径は300nmとなっているのがよい。REの含有割合が上記範囲にあることで、熱間塑性加工時の割れの発生抑止効果が一層高く、高い配向度を保証することができる。また、REの含有割合が上記範囲であることで、高い残留磁束密度を保証できる主相の大きさが確保できる。
【００５４】
なお、製造された希土類磁石（配向磁石）に対し、Dy等の重希土類金属のほか、Nd-Cu合金、Nd-Al合金、Pr-Cu合金、Pr-Al合金等の重希土類金属を含まない改質合金を粒界拡散し、保磁力が一層高められた希土類磁石としてもよい。たとえば、Nd-Cu合金の共晶温度は520℃程度、Pr-Cu合金の共晶温度は480℃程度、Nd-Al合金の共晶温度は640℃程度、Pr-Al合金の共晶温度は650℃程度であり、これらの改質合金はナノ結晶磁石を構成する結晶粒の粗大化を齎す700℃〜1000℃を大きく下回っていることから、希土類磁石がナノ結晶磁石の場合に特に好適である。  
【００５５】
（磁気特性の向上を検証したCAE解析とその結果）
本発明者等は、以下の方法でCAE解析を実施した。すなわち、磁石原料（合金組成は、質量％で、Fe-30Nd-0.93B-4Co-0.4Ga）を所定量配合し、Ar雰囲気中で溶解した後、その溶湯をるつぼのオリフィスからCu製の回転ロールに射出して急冷し、急冷薄帯を製造した。
【００５６】
この急冷薄帯をAr雰囲気中でカッターミルで粉砕し、0.2mm以下の希土類合金粉末を得た後、希土類合金粉末を20×20×40mmのサイズを持つ金型に入れ、上下を超硬ポンチで封止した。そしてチャンバーにセットし、10-2Paに減圧し、400MPaを負荷してすぐに高周波コイルで650℃まで加熱し、プレスした。プレス後、60秒保持した後に型からバルク体を取り出し、熱間加工用の試験片とした。この試験片を750℃、0.01〜1/ sec の歪速度で圧縮試験を実施した。また、得られた材料物性データをINPUTとし、従来のE-CAP工法（ただし、本発明の鍛造装置と同様に屈曲した装置を適用している）と本発明の前方押出し鍛造方法に関してCAE解析を実施した。また、CAE解析によって得られた歪分布から磁気特性を評価した。さらに、本発明の前方押出し鍛造方法の場合の寸法変化も併せて特定した。磁気特性および寸法変化に関する解析結果を以下の表１に示し、寸法変化に関してはさらに図５にも示す。
【００５７】
【表１】
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【００５８】
まず、残留磁化(Br)に関しては、相当塑性歪と第２の領域の第３の辺の長さ方向への伸び量により、およそ残留磁化が予測できることがこれまでの実験と本CAE解析の比較によって分かっている。今回比較する工法の相当塑性歪と第２の領域の第３の辺の長さ方向への伸び量から、従来のE-CAP工法では1.25T、本発明の鍛造方法では1.32Tと予測される。
【００５９】
次に、保磁力(Hc)に関しては、相当塑性歪のみにほぼ相関することが分かっており、今回比較する工法の相当塑性歪と第２の領域の第３の辺の長さ方向への伸び量から、従来のE-CAP工法では15kOe、本発明の鍛造方法では16kOeと予測される。
【００６０】
また、寸法変化に関しては、従来のE-CAP工法では第１の領域から屈曲部を経て第２の領域に移行しても断面寸法の変化はないことから、第１の領域の第１の辺の長さも第２の領域の第３の辺の長さもともに5mmである。
【００６１】
これに対し、図５で示すように、本発明の鍛造方法では、第２の領域の第３の辺の長さを高さ方向で上方からP1、P2、P3の３箇所で実施し、その平均値7mmを得た。
【００６２】
したがって、従来のE-CAP工法の場合の5mmを正規化した場合、本発明の鍛造方法による寸法変化率は1.4と特定された。
【００６３】
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】
【００６４】
１，１Ａ，１Ｂ…ダイス、２…第１の領域、３… 屈曲部、４，４Ａ，４Ｂ…第２の領域、５…中空、６…パンチ、１０，１０Ａ，１０Ｂ…鍛造装置（前方押出し鍛造装置）、Ｗ…ワーク（焼結体）、ＭＰ…主相（ナノ結晶粒、結晶粒、結晶）、ＢＰ…粒界相
【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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