(57)【要約】【課題】磁性粉末を高度に磁場配向させることが可能であり、これにより生産性及び経済性に優れる金属焼結磁石の製造方法を提供する。【解決手段】金属原料を準備し、それを粉砕して得た磁性粉体を一旦攪拌して攪拌物を作製する（攪拌工程Ｓ１３）。このとき、磁性粉体中で凝集した２次粒子が１次粒子へと解砕される。次いで、その攪拌物に第１の溶媒を添加して混練し混練物を作製する（混練工程Ｓ１４）。この混練物をもとにスラリーを作製し（スラリー化工程Ｓ１５）、それから、スラリーの湿式成形を行い（湿式成形工程Ｓ１６）、その成形体から第１の溶媒を除去（溶媒除去工程Ｓ１７）してから焼結を行い（焼結工程Ｓ１８）、その後、更に時効処理（時効処理工程Ｓ１９）を施して金属焼結磁石を得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性粉末を攪拌して攪拌物を作製する攪拌工程、及び、該攪拌物に第１の溶媒を添加して混練し混練物を作製する混練工程を含む工程と、
前記混練物に第２の溶媒を添加してスラリーを作製するスラリー化工程と、
前記スラリーに磁場を印加した状態で該スラリーを加圧成形して成形体を得る成形工程と、
前記成形体を焼結する焼結工程と、
を有する金属焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
前記混練工程においては、前記混練物として固形分濃度が８５〜９５質量％のものを作製する、
請求項１に記載の金属焼結磁石の製造方法。
【請求項３】
前記混練工程においては、前記攪拌工程における攪拌を引き続き行ないながら、前記第１の溶媒を添加する、
請求項１又は２に記載の金属焼結磁石の製造方法。
【請求項４】
前記スラリー化工程においては、前記スラリーとして固形分濃度が６０〜８０質量％のものを作製する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の金属焼結磁石の製造方法。
【請求項５】
前記攪拌工程においては、前記磁性粉末として、平均粒径が１〜１０μｍのものを用いる、
請求項１から４のいずれか１項に記載の金属焼結磁石の製造方法。
【請求項６】
前記攪拌工程においては、前記磁性粉末として、粉砕助剤を０．０１〜０．３質量％含むものを用いる、
請求項１から５のいずれか１項に記載の金属焼結磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属焼結磁石の製造方法に関し、特に希土類金属を含む焼結磁石を湿式成形する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、金属焼結磁石の製造方法として、金属焼結磁石の原料合金を粗粉砕及び微粉砕して平均粒径が数μｍ程度の微粉末を作製し、この微粉末を成形機の金型キャビティ内に供給し磁場配向させた状態でプレス成形する手法が広く知られている。このようにして得られる金属焼結磁石の残留磁束密度は、プレス成形時の微粉末の磁場配向度にほぼ比例する傾向にあることから、より高い残留磁束密度を有する高性能の金属焼結磁石を実現すべく、その磁場配向度を高める種々の試みがなされている。
【０００３】
かかる試みとしては、例えば、原料合金に潤滑剤を添加して微粉砕し、得られた潤滑剤被覆微粉末を成形機の金型キャビティ内に供給し、磁場配向させた状態で乾式プレス成形する手法、或いは、金型キャビティ内に設けられた転動翼の回転により潤滑剤被覆微粉末を転動させ、さらに有機液体を添加して混練することにより潤滑剤の分散性を高め、その後、有機液体を揮発させて得られた微粉末を、磁場配向させた状態で乾式プレス成形する手法、等が提案されている。
【０００４】
一方、金属焼結磁石の磁性粉末、特に希土類金属を含む原料粉末は、その粉砕表面が化学的に非常に活性な物質であり、例えば、大気中の酸素により容易に酸化され易く、それにより磁気特性が劣化し易いといった特徴を有している。
【０００５】
この問題を解決するために、特許文献１には、低酸素濃度下において微粉砕工程を行うとともに、得られた微粉末を酸素に曝すことなく、鉱物油、合成油或いは植物油等の溶存酸素量の少ない油性溶媒と混合してスラリーを作製し、このスラリーを成形機の金型キャビティ内に供給し、磁場配向させた状態で湿式プレス成形する方法が記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−２８９１２７号広報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
一般に、磁石の磁気特性は、残留磁束密度（Ｂｒ）と保磁力（Ｈｃ）との積である最大エネルギー積（ＢＨ）の極大値によって示され、この値が大きいほど強力な磁石とされる。したがって、高磁気特性を得るには、残留磁束密度と保磁力の双方を高めることが望ましく、特に、残留磁束密度を向上させることが、磁石の高磁気特性化にとって重要であり、上述した従来の製造方法によって得られる希土類磁石に対しても、更なる高磁気特性が得られるように、より一層の高残留磁束密度化が求められている。
【０００８】
しかしながら、乾式プレス成形を用いた場合、高い残留磁束密度を実現するには、強力な外部磁場発生源を導入したり、或いは、原材料として極めて高度に分級された微粉末を使用したりする必要がある等、意図する性能向上に対して過剰な製造コストの増大を伴い、特に量産において、生産性及び経済性が悪化してしまうといった不都合があった。一方、湿式プレス成形を用いる場合、高い残留磁束密度を実現可能であり且つ生産性及び経済性に優れる安定した製法が確立されていないのが現状である。
【０００９】
そこで、本発明はかかる実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、金属原料の粉体（粉末）を高度に磁場配向させることが可能であり、これにより生産性及び経済性に優れる金属焼結磁石の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、湿式プレス成形において使用するスラリー中の磁性粉末の分散状態及びその２次粒子の存在が、磁場配向性と有意な相関関係にあることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明による金属焼結磁石の製造方法は、磁性粉末を攪拌して攪拌物を作製する攪拌工程、及び、攪拌物に第１の溶媒を添加して混練し混練物を作製する混練工程を含む工程と、混練物に第２の溶媒を添加してスラリーを作製するスラリー化工程と、スラリーに磁場を印加した状態でそのスラリーを加圧成形して成形体を得る成形工程と、成形体を焼結（焼成）する焼結工程と、を有する。
【００１２】
本発明者らが、このように構成された製造方法を実施したところ、意図する性能向上に対し生産性及び経済性を過度に損なうことなく、磁性粉末を格別に高度に磁場配向させることができ、その結果、従来に比して、残留磁束密度が向上されることが判明した。かかる効果が奏される作用機構の詳細は、未だ明らかではないものの、例えば、以下のとおり推定される。
【００１３】
すなわち、磁性粉末、特に希土類元素を含む粉体は、その表面が化学的に非常に活性であるため、微粉化した１次粒子の他に、複数の１次粒子が可逆的に凝集した２次粒子を含む集合体であると考えられる。従来は、この状態で磁性粉末のスラリー化が行なわれていた。ところが、２次粒子は、１次粒子に比して磁場による運動性が低いため磁場配向性に劣るものであり、磁場配向度を悪化させる要因となり得る。
【００１４】
これに対し、本発明では、磁性粉末を攪拌して（つまり、溶媒等を加える前に磁性粉末のみを攪拌することで）攪拌物を作製する際に、可逆的に凝集した２次粒子に強いせん断力が与えられ、これにより１次粒子の凝集体である２次粒子がばらばらにされて凝集前の１次粒子へと変化（回復）する。（以下、この２次粒子をばらばらの１次粒子にすること、すなわち凝集体を解離させることを、「解砕」という。）その結果、得られる攪拌物は、磁場配向性に劣る２次粒子の割合が十分に低減されたものとなる。さらには、攪拌時のせん断力の印加により、攪拌物中に含まれる１次粒子は、その大きさが凝集前よりもさらに小さくされ得る。
【００１５】
また、この攪拌物に第１の溶媒を添加して混練し混練物を作製するので、２次粒子を解砕して得られる１次粒子の活性な表面が、添加した第１の溶媒により被覆される。これにより、１次粒子の再凝集による２次粒子の再形成を抑制でき、混練物中の磁性粉末の分散性を向上させることができる。しかも、この混練時においても、微粉体同士の衝突或いは流動応力等によるせん断力が磁性粉末に印加され、混練物中に残存する２次粒子は１次粒子へとより解砕され得る。さらには、混練時のせん断力の印加により、混練物中に含まれる１次粒子は、その大きさが凝集前よりもさらに小さくされ得る。そして、この混練物を用いてスラリーを作製し、そのスラリーを成形工程で湿式プレス成形し、得られた成形体を焼結工程で焼結することにより、従来に比して、磁性粉末を高度に磁場配向させた金属焼結磁石が得られる。ただし、作用はこれに限定されない。
【００１６】
また、混練工程において、混練物として固形分濃度が８５〜９５質量％（質量％：混練物全量の質量に対する磁性粉末の質量）のものを作製することが好適である。このようにすれば、混練物の混練時において、可逆的に凝集した２次粒子により強いせん断力を作用させることができ、１次粒子への解砕効果が更に高められ、２次粒子の割合が一層低減される。
【００１７】
さらに、混練工程においては、攪拌工程における攪拌を引き続き行ないながら、第１の溶媒を添加するとより好適である。こうすれば、２次粒子が解砕されて得られる１次粒子の活性な表面を迅速に被覆することができるので、１次粒子の再凝集による２次粒子の再形成が一層抑制され、第１の溶媒中における磁性粉末の分散性をより向上させることができる。また、工数が短縮されて、金属焼結磁石の生産効率が高められる。
【００１８】
また、スラリー化工程においては、スラリーとして固形分濃度が６０〜８０質量％のものを作製することが好適である。このように構成すれば、スラリーの流動性が高められ、次工程への供給性が向上される。
【００１９】
さらに、攪拌工程においては、磁性粉末として、平均粒径が１〜１０μｍのものを用いることが好適である。平均粒径がこの範囲内の磁性粉末を用いることにより、磁場配向時の配向性が格別に高められるとともに、焼結工程における焼結性及び焼結体密度もより高められる。
【００２０】
また、攪拌工程においては、磁性粉末として、粉砕助剤を０．０１〜０．３質量％含むものを用いることが好適である。このような割合で粉砕助剤を用いることにより、凝集した２次粒子がより一層解砕され易くなるので、成形及び焼結して得られる金属焼結磁石の磁場配向性が更に一層向上される。
【００２１】
さらに、第１の溶媒及び／又は第２の溶媒としては、磁石の湿式成形におけるスラリーに用いられる溶媒を特に制限無く適用でき、例えば、鉱物油、合成油、植物油等の油や、アセトン、アルコールといった有機溶媒等が挙げられる。これらのなかでは、磁性粉末の酸化を防ぐために油を用いることが好ましい。
【００２２】
ここで、磁性粉末として、希土類元素を含むものを用いた場合、本発明による金属焼結磁石の製造方法は殊に有効である。すなわち、希土類元素を含む磁性材料は、その破断面（磁性粉末の粉砕表面）が化学的に非常に活性であり反応性が高いため、磁性粉同士の凝集が生じ易いので、本発明の作用が極めて有効に働く傾向にある。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の金属焼結磁石の製造方法によれば、磁性粉末において磁場配向性の悪化要因となる２次粒子の存在割合を格段に減少させることができ、且つ、磁性粉末の分散性を向上させることができるので、磁性粉末を高度に磁場配向させることが可能であり、これにより残留磁束密度（Ｂｒ）がより一層高められた金属焼結磁石の生産性及び経済性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。
【００２５】
（第１実施形態）
図１は、本発明による希土類金属焼結磁石の製造方法の好適な一実施形態を用いて希土類金属焼結磁石を製造する手順を示すフローチャート（工程図）である。本実施形態の製造方法は、原料合金の準備工程Ｓ１１、粉砕工程Ｓ１２、攪拌（解砕）工程Ｓ１３、混練工程Ｓ１４、スラリー化工程Ｓ１５、湿式成形工程Ｓ１６、溶媒除去工程Ｓ１７、焼結工程Ｓ１８及び時効処理工程Ｓ１９を含んでおり、攪拌工程Ｓ１３及び混練工程Ｓ１４から混合工程Ｓ１が構成されている。以下、各工程につき詳述する。
【００２６】
＜原料合金の準備工程Ｓ１１＞
希土類磁石の製造においては、まず、所望の組成を有する希土類磁石が得られるような合金を準備する。この工程では、例えば、希土類磁石の組成に対応する金属等の元素を含む単体、合金や化合物等を、真空又はアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で溶解した後、これを用いて鋳造法やストリップキャスト法等の合金製造プロセスを行うことによって所望の組成を有する合金を作製する。
【００２７】
ここで、希土類磁石としては、希土類元素と、希土類元素以外の遷移元素とを組み合わせた組成を有するものが好適である。具体的には、希土類元素（「Ｒ」で表す）としてＮｄ、Ｐｒ及びＤｙのうちの少なくとも１種を含み、Ｂを必須元素として１〜１２原子％含み、且つ残部がＦｅであるＲ−Ｆｅ−Ｂ系の組成を有するものが好ましい。このような希土類磁石は、必要に応じて、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｓｉ等の他の元素を更に含む組成を有していてもよい。なお、希土類磁石は、ＳｍとＣｏとを含むＳｍ−Ｃｏ系の組成を有するものであってもよい。
【００２８】
＜粉砕工程Ｓ１２＞
次に、得られた合金を粗粉砕して、数百μｍ程度の粒径を有する粒子（粗粉体）とする。合金の粗粉砕は、例えば、ジョークラッシャー、ブラウンミル、スタンプミル等の粗粉砕機を用いるか、または、合金に水素を吸蔵させた後、異なる相間の水素吸蔵量の相違に基づく自己崩壊的な粉砕を生じさせる（水素吸蔵粉砕）ことによって行うことができる。
【００２９】
続いて、粗粉砕により得られた粉末を更に微粉砕することで、１０μｍ以下、好ましくは１〜１０μｍの粒径を有する希土類磁石の微粉体（以下、単に「磁性粉末」とも言う。）を得る。微粉砕は、粗粉砕された粗粉体に対し、粉砕時間等の条件を適宜調整しながら、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、湿式アトライター等の微粉砕機を用いて更なる粉砕を行うことによって実施する。ここで、粉砕性、分散時の分散性並びに成形時の配向性及び潤滑性を向上させるため、潤滑剤或いは分散剤等の粉砕助剤を添加し攪拌してもよい（粉砕助剤添加工程Ａ１２）。ここで用いられる粉砕助剤としては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪酸又は脂肪酸の誘導体、炭化水素等を挙げることができる。粉砕助剤の添加量は、特に限定されるものではなく、粗粉体の好ましくは０．０１〜０．０３質量％程度とされる。
【００３０】
＜攪拌工程Ｓ１３及び混練工程Ｓ１４：混合工程Ｓ１＞
次いで、粉砕工程Ｓ１２で得た磁性粉末としての微粉体を、攪拌（解砕）工程Ｓ１３及び混練工程１４へと供する。攪拌（解砕）工程Ｓ１３は、例えば、混練手段として混練翼等を有する所謂混練機により粉砕工程Ｓ１２で得た磁性粉末を攪拌する工程であり、磁性粉末を攪拌することにより攪拌物が作製される。この攪拌により２次粒子が１次粒子に解砕される。混練工程１４は、この攪拌物を混練するために溶媒を加えることから、磁性粉体の表面が第１の溶媒により被覆される状態、さらに十分な量の第１の溶媒が供給され磁性粉末と溶媒の混合物が混練される状態を含む。攪拌（解砕）工程Ｓ１３と混練工程１４は、連続して行なっても、攪拌（解砕）工程Ｓ１３の攪拌を一旦止めて所定時間経過後に混練工程１４を行なってもよい。攪拌（解砕）工程Ｓ１３にて解砕された１次粒子の再凝集を防ぐ観点から、攪拌（解砕）工程Ｓ１３における攪拌を引き続き行ないながら第１の溶媒を添加して、攪拌（解砕）工程Ｓ１３と混練工程Ｓ１４を連続して行なうことが好ましい。これら攪拌（解砕）工程Ｓ１３と混練工程Ｓ１４は、例えば、混練手段として混練翼等を有する所謂混練機を用いることで、簡易に且つ連続して実施することができる。この場合、攪拌（解砕）工程Ｓ１３では、混練機の容器（チャンバ）内に磁性粉末を投入し、その容器内に設けられた混練翼にて磁性粉末を攪拌し、攪拌物を作製する。このとき、攪拌により２次粒子が１次粒子に解砕される。さらに、引き続き攪拌を行ないながら混練機の容器内に第１の溶媒を供給し、攪拌物及び溶媒を混練翼にて混練して混練工程Ｓ１４を実施し、混練物を作製する。なお、これら攪拌（解砕）工程Ｓ１３及び混練工程Ｓ１４に先立ち、容器内或いは磁性粉末の空隙に存在する大気によって磁性粉末が酸化することを防止するため、容器内を真空脱気し酸素濃度が５００ｐｐｍ以下の窒素等の不活性ガス雰囲気に置換することが好ましい。
【００３１】
混練機は、少なくとも、磁性粉末が投入される容器及びその容器内に混練手段として混練翼（攪拌羽）を備え、容器内に投入され堆積した磁性粉末をその混練翼で攪拌でき、且つ、混練工程Ｓ１４において、磁性粉末と溶媒とを混練し得るものであれば、所謂混練機、混合機或いは攪拌機を区別することなく用いることができる。この種の代表的な混練機としては、例えば、プラネタリーミキサーやヘンシェルミキサー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００３２】
ここで、図２は、本発明による金属焼結磁石を製造するためのシステムの一例を示す概略構成図である。製造装置１は、混練機２０及び成形機３０を有する。混練機２０は、圧送ポンプＰ１及び送管２０ａを介して成形機３０と接続され、バルブ２０ｂの開閉操作及び圧送ポンプＰ１の圧送操作により、成形機３０の図示しない金型キャビティ内へのスラリーの送液が可能とされている。
【００３３】
混練機２０は、磁性粉末が投入される容器２２と、容器２２内を攪拌及び混練する混練手段としての混練翼２３，２４とを備えている。また、容器２２は、開閉可能な蓋２２ａを備えており、蓋２２ａ及びバルブ２０ｂを閉じた状態で容器２２内が気密に封止されるように構成されている。そして、容器２２は、図示しない真空ポンプ及び窒素ガスボンベと接続され、容器２２内を真空脱気し酸素濃度が例えば５００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気に置換可能とされている。
【００３４】
混練翼２３，２４は、自転軸２３ａ，２４ａの下端部に翼部材２３ｂ，２４ｂが一体に設けられたものであり、それらの自転軸２３ａ，２４ａの上端部に、ギアやタイミングベルト等の駆動伝達機構（いずれも図示せず）を介して、図示しない駆動モータが接続されている。そして、その駆動モータの駆動により、混練翼２３，２４が遊星運動するように構成されている。すなわち、混練翼２３，２４は、公転軸Ｚ（図示Ｚ）を軸中心として容器２２内の周壁に沿うように公転するとともに、各々がその自転軸２３ａ，２４ａを中心として自転する。
【００３５】
容器２２には、微粉体を収容する収容タンクとしての微粉体タンク２５が、配管２５ａを介して着脱自在に接続されている。微粉体タンク２５は、図示しない真空ポンプ及び窒素ガスボンベと接続され、微粉体タンク２５内が真空脱気されて例えば５００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気に置換可能とされている。そして、微粉体タンク２５は、容器２２と図示しないバルブを介して連通しており、そのバルブの開閉動作により、容器２２内へ微粉体が投入される。
【００３６】
また、容器２２には、第１の溶媒を貯留する溶媒供給部としての溶媒タンク２６が、配管２６ａを介して着脱自在に接続されている。溶媒タンク２６は、図示しない真空ポンプ及び窒素ガスボンベと接続され、溶媒タンク２６内が真空脱気されて例えば５００ｐｐｍ以下の窒素雰囲気に置換可能となっている。そして、溶媒タンク２６は、容器２２と図示しないバルブを介して連通しており、そのバルブの開閉動作により、容器２２内に第１の溶媒が供給される。
【００３７】
さらに、混練翼２３，２４、微粉体タンク２５及び溶媒タンク２６には、制御部としての制御装置５０が接続され、各々の動作が制御されている。具体的には、制御装置５０は、混練機２０の混練翼２３，２４の攪拌、微粉体タンク２５から容器２２内への微粉体の投入、及び、溶媒タンク２６から容器２２内への溶媒の供給等の統合制御を行う。すなわち、制御装置５０は、容器２２内に溶媒タンク２６から第１の溶媒を供給する前に混練翼２３，２４を運転して微粉体を攪拌することにより攪拌物を作製するように、且つ、攪拌物に第１の溶媒が供給された後に、再び混練翼２３，２４を運転して微粉体と第１の溶媒とを混練することにより混練物を作製するような運転制御を行なうものである。なお、以下に説明する制御装置による運転制御は、操作者の手動操作によって行ってもよいし、予めプログラミング等された連続シーケンスによる自動操作によって行なってもよい。
【００３８】
より具体的には、まず、窒素パージした状態で微粉体を収容した微粉体タンク２５及び窒素パージした状態で第１の溶媒を貯留した溶媒タンク２６を容器２２に取り付ける。それから、制御装置５０からの制御指令（制御信号等）により、容器２２内を真空脱気するとともに窒素ガスを導入し、容器２２内を５００ｐｐｍ以下に窒素パージする。
【００３９】
次に、制御装置５０からの制御指令により、混練翼２３，２４を運転しながら、微粉体タンク２５の図示しないバルブを開き、容器２２内に所定量の微粉体を投入する。この操作により、容器２２内に堆積された微粉体は、混練翼２３，２４の遊星運動により攪拌され、微粉体の攪拌物が作製される。なお、この攪拌操作は、微粉体の投入と同時であっても、投入から所定時間経過後であっても構わない。このとき、混練翼２３，２４による攪拌時間は、特に制限されず、混練翼２３，２４の回転速度、回転トルク、混練翼２３，２４の重量・形状等に応じ適宜設定すればよく、生産性及びコストを考慮すると、好ましくは２〜６０分程度、より好ましくは３〜３０分である。これら一連の操作により、微粉体と混練翼２３，２４との衝突、微粉体と容器２２内壁との衝突、微粉体同士の衝突等により、微粉体にせん断力が印加され、微粉体に含まれる凝集２次粒子が１次粒子の状態へと解砕される。
【００４０】
それから、制御装置５０からの制御指令により、引き続き混練翼２３，２４を運転しながら、溶媒タンク２６の図示しないバルブを開き、容器２２内に所定量の第１の溶媒を供給する（溶媒添加工程Ａ１４）。このように、本実施形態では、攪拌工程Ｓ１３と混練工程Ｓ１４とを、混練機２０内にてこの順に実施する
【００４１】
なお、混練翼２３，２４の運転を一旦停止した状態で第１の溶媒を供給してもよいが、解砕されて生じた１次粒子の再凝集を抑制し第１の溶媒への分散性を向上させる観点からは、混練翼２３，２４を駆動させた状態で、つまり、微粉体を攪拌しながら第１の溶媒を供給することが好ましい。第１の溶媒の供給方法は、混練に必要な量を一度に供給するものであっても、複数回に分けて供給するものであってもよく、さらには、所定量の第１の溶媒を、連続的、断続的或いは間欠的に、徐々に添加するものであってもよい。磁性粉末と溶媒との濡れ性がよくない場合、磁性粉末のだま（塊）が生じ、その部分の再凝集が発生するおそれがあるため、第１の溶媒を徐々に供給するか、又は、複数回に分けて供給することが好ましい。
【００４２】
ここで用いられる第１の溶媒は、既述のとおり、磁石の湿式成形におけるスラリーに用いられる溶媒を特に制限無く適用できる。また、解砕性、分散時の分散性、並びに成形時の配向性及び潤滑性の向上ため、潤滑剤或いは分散剤等を添加し攪拌してもよい。ここで用いられるものとしては、特に限定されるものではないが、例えば、脂肪酸又は脂肪酸の誘導体（例えばステアリン酸、オレイン酸、ベヘン酸、ラウリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、ベヘン酸アミド、カプリル酸アミド、カブリン酸アミド、ラウリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド等）、炭化水素であるパラフィン、ナフタレン、ショウノウ等を挙げることができる。
【００４３】
第１の溶媒の添加量は、特に限定されるものではないが、好ましくは、得られる混練物の固形分濃度が８５〜９５質量％となるように調節され、より好ましくは、得られる混練物の固形分濃度が８８〜９４質量％となるように調節される。混練物の固形分濃度が９５質量％を超えると、混練時の第１の溶媒による微粉体の被覆が不十分となり、１次粒子の均一分散が困難となる傾向にある。一方、混練物の固形分濃度が８５質量％未満であると、混練時の負荷が低下し、微粉体同士の摩擦或いは混練操作等による凝集２次粒子のせん断力が不都合に弱まってしまう傾向にある。
【００４４】
更に引き続き、制御装置５０からの制御指令により、混練工程Ｓ１４を実施し、容器２２内に堆積された攪拌物と第１の溶媒とを混練翼２３，２４によって十分に混練し、混練物を作製する。このときの混練時間は、混練物の粘度、混練翼２３，２４の回転速度、回転トルク等に応じ適宜設定すれば良く、生産性及びコストを考慮すると好ましくは５分〜２時間程度、より好ましくは１０分〜１時間程度である。これら一連の操作により、解砕されて生じた１次粒子の活性表面が第１の溶媒により被覆され、１次粒子がより均一に分散した混練物が得られる。
【００４５】
＜スラリー化工程Ｓ１５＞
ここでは、以降の湿式成形工程Ｓ１６へ供する前に、上記のようにして得られた固形分濃度が８５〜９５質量％の混練物に、所定量の第２の溶媒を添加して（溶媒添加工程Ａ１６）混練し固形分濃度が６０〜８０質量％のスラリーを作製するスラリー化工程Ｓ１５を行う。スラリーの固形分濃度が８０質量％を超えると、スラリーの供給性が低下し、後述する磁場配向させて湿式プレス成形する際の磁性粉末の配向性が不都合な程度に悪化し易く、最終的に得られる金属焼結磁石の残留磁束密度が低下してしまう傾向にある。一方、スラリーの固形分濃度が６０質量％未満であると、磁性粉末が溶媒で沈降する等、スラリー中の磁性粉末の分散状態が不均一となり易く、一定濃度のスラリーを供給することが困難となる傾向にある。
【００４６】
本実施形態では、第２の溶媒として、前述した第１の溶媒と同じものを用いている。したがって、このスラリー化工程Ｓ１５では、制御装置５０からの制御指令により、引き続き混練翼２３，２４を運転しながら、第２の溶媒を貯留する溶媒タンク２６の図示しないバルブを開き、容器２２内に所定量の第２（第１）の溶媒を供給する。それから、混練翼２３，２４の運転を続けることにより、混練物と第２の溶媒を十分に混練し、固形分濃度が６０〜８０質量％に希釈されたスラリーを得る。
【００４７】
なお、第２の溶媒として、第１の溶媒と異なるものを用いても構わない。この場合には、前述の溶媒添加工程Ａ１４後に、溶媒タンク２６内の第１の溶媒を第２の溶媒に入れ替えるか、溶媒タンク２６そのものを第２の溶媒を貯留する溶媒タンク２６に交換する等して、前記の溶媒添加工程Ａ１６を行えばよい。この際に用いられる第２の溶媒は、特に限定されるものではなく、前述した第１の溶媒で例示したものの中から適宜選択することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、混練物を作製した混練機２０内でそのスラリーを作製する手順を例示したが、混練機２０とは別に、スラリー作製用の別の混合機を用いてスラリー化工程Ｓ１５を行ってもよい。さらに、必要に応じホモジナイザー等の分散機を用いて分散処理を行っても構わない。この場合、混練機２０と成形機３０との間に分散機を接続し、混練物（スラリー）を分散機及び成形機３０へと順次送出して連続工程とすることも可能である。
【００４９】
＜湿式成形工程Ｓ１６＞
次いで、上記のようにして作製されたスラリーを、磁場を印加した状態で加圧成形して成形体を得る。より具体的には、まず、バルブ２０ｂを開くとともに圧送ポンプＰ１を駆動することにより、混練機２０内で作製されたスラリーを、送管２０ａを通して成形機３０へと圧送し、成形機３０の図示しない金型キャビティへと供給する。そして、金型キャビティ内に所定の磁場を印加し磁性粉末を磁場配向させた状態で加圧し、スラリー中の溶媒を濾過しながら加圧成形する。
【００５０】
加圧成形の際におけるスラリー中の溶媒の濾過は、所謂湿式成形の常法にしたがって行うことができ、例えば、金型キャビティの一部に溶媒を排出する流路を形成しその流路を布製或いは紙製のフィルタでカバーしたり、金型キャビティの一部を多孔質フィルタ材料で形成したりすることが挙げられる。
【００５１】
また、印加する磁場の大きさとしては、例えば、１２〜２０ｋＯｅ（９６０〜１６００ｋＡ／ｍ）程度が挙げられ、さらに、印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状の磁場とすることもでき、静磁場とパルス状磁場を併用することも可能である。
【００５２】
またさらに、成形圧力としては、例えば、０．３〜３ｔｏｎ／ｃｍ3（３０〜３００ＭＰａ）が挙げられ、成形開始から終了まで一定であっても良く、漸増又は漸減しても良く、或いは不規則（ランダム）に変化してもよい。成形圧力が低いほど配向度は良好となるが、成形圧力が低すぎると得られる成形体の強度が不足してハンドリング性が低下する傾向にあるので、この点を考慮して上記圧力範囲から成形圧力を適宜選択することができる。なお、磁場中成形で得られる成形体の最終的な相対密度は、通常、５０〜６０％とされる。また、得られた成形体は、Ａｒや窒素等の不活性ガス雰囲気で置換され且つ酸素濃度が１０００ｐｐｍ以下とされた容器内で保管することが好ましい。
【００５３】
＜溶媒除去工程Ｓ１７＞
次に、得られた成形体中に含まれる溶媒の除去を行う。ここでは、残留する炭素による磁気特性の低下を防止する観点から、成形体中に含まれる溶媒、粉砕助剤、潤滑剤及び分散剤等を略完全に除去することが望ましい。より具体的には、真空度が１Ｔｏｒｒ以下の真空中で、成形体を好ましくは１００〜２５０℃、より好ましくは１２０〜２００℃に３０分以上保持する。このとき、真空ポンプによって減圧排気しつつＡｒや窒素等の不活性ガス、或いは還元性ガス雰囲気中で行うこともできる。
【００５４】
＜焼結工程Ｓ１８＞
さらに、溶媒が除去された成形体を、図示しない焼結機を用い、真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結条件は、磁性粉末の組成、原料合金の粉砕方法、磁性粉末の平均粒径及び粒度分布の相違等、諸条件を考慮して適宜調整され、例えば、１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度の焼結が挙げられる。焼結温度が１２００℃を超えると結晶粒が異常成長し保持力が低下することがあり、１０００℃未満であると焼結体の残留磁束密度が不都合な程度に低下してしまう傾向にある。
【００５５】
＜時効処理工程Ｓ１９＞
それから、得られた焼結体に時効処理を施す。この時効処理工程Ｓ１９は、保磁力（ＨｃＪ）を制御する重要な工程であり、常法にしたがって、焼結体を真空又は不活性ガス雰囲気中で熱処理する。時効処理工程Ｓ１９は、２段時効処理とすることが好ましい。２段に分けて行う場合、８００℃近傍、６００℃近傍での所定時間の保持が有効である。例えば、１段目の時効処理工程では、焼結体を７００〜９００℃で１〜３時間保持し、その後室温〜２００℃の範囲内にまで急冷する第１急冷工程を設けることが好ましい。また、２段目の時効処理工程では、焼結体を５００〜７００℃で１〜３時間保持し、その後室温まで急冷する第２急冷工程を設けることが好ましい。６００℃近傍の熱処理で保磁力が大きく増加するので、時効処理を１段で行なう場合には、６００℃近傍の時効処理を施すと好適である。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を、低Ｒ合金と高Ｒ合金とを用いる混合法にて作製する場合は、８００℃近傍での熱処理を焼結後に行うと、保磁力が増大するので、特に有効である。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５７】
（実施例１）
Ｎｄ：３０％，Ｄｙ：１．８％，Ａｌ：０．２％，Ｃｏ：０．５％，Ｂ：１．０％残部Ｆｅからなるインゴットを粗粉砕し、平均粒径が１００μｍの粗粉体を得た。次に、その粗粉体を、窒素雰囲気下でジェットミルを用いて微粉砕し、磁性粉末としての平均粒径が４μｍの微粉体を得た。得られた微粉体は、窒素パージしたコンテナに回収した。
【００５８】
微粉体を収容したコンテナ及び合成油を貯留した溶媒タンクを混練機（プラネタリーディスパー：浅田鐵工（株）製）に取り付けた後、混練機の容器（チャンバ）内を真空脱気してから窒素ガスを供給して窒素パージし、容器内の酸素濃度を１００ｐｐｍ以下とした。
【００５９】
続いて、回収タンクと混練機を連結する配管の弁を開け、微粉体を混練機の容器内に投入するとともに、混練機の攪拌翼を駆動して微粉体の攪拌を開始した。３分経過後、攪拌翼を運転し微粉体を攪拌したままの状態で、溶媒タンクから、分留点が２００〜２５０℃の合成油（出光興産（株）製：出光スーパーゾルＦＰ−３０）及び分散剤（ソルビタンモノオレート）を、これらの混合物の固形分濃度が９２質量％となるように容器内に供給した。その後、引き続き攪拌翼を運転して１時間混練し、固形分濃度９２質量％の混練物を作製した。
【００６０】
１時間経過後、引き続き攪拌翼を駆動したまま、固形分濃度が７０質量％となる量の前記合成油をさらに容器内に供給し、固形分濃度が７０質量％に希釈されたスラリーを作製した。
【００６１】
得られた固形分濃度が７０質量％のスラリーを、ポンプを用いて送液して湿式プレス成形機の金型キャビティ内に充填し、１５ｋＯｅで磁場配向させながら圧力２．０ｔｏｎで湿式プレス成形し、成形物を作製した。
【００６２】
得られた成形体を、真空中１５０℃で保持して溶媒（合成油）を除去した後、真空中１１００℃で５時間の焼結処理を行い、さらに、５００℃及び１時間の時効処理を行い、実施例１の希土類金属焼結磁石を得た。得られた希土類金属焼結磁石の主たる作製条件及び磁気特性としての配向度を表１に示す。なお、配向度に関しては、下記式（１）；
Ｂｒ＝Ｍｓ×主相体積比率×相対密度×配向度  …（１）、
で表される関係から求めた。ここで、式（１）中、Ｍｓは、得られた希土類磁石における主相の飽和磁化を示す。
【００６３】
（実施例２〜５及び比較例１）
攪拌翼の攪拌による攪拌（解砕）の有無及び攪拌時間並びに混練の固形分濃度を、表１に示すとおりに変更したこと以外は、実施例１と同様にして実施例２〜５及び比較例１の希土類金属焼結磁石を得た。得られた各希土類金属焼結磁石の磁気特性を表１に併せて示す。
【００６４】
【表１】
2008251778.tif 000003
【００６５】
表１に示す結果より、本発明による実施例１〜５の希土類金属焼結磁石は、比較例１の希土類金属焼結磁石に比して、配向度が有意に高められており、このことから、本発明による金属焼結磁石では、スラリーを作製する前に磁性粉末の攪拌（解砕）処理を行うことにより、高度に磁場配向性が高度に高められ、残留磁束密度を向上できることが確認された。
【００６６】
なお、上述したとおり、本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
以上説明した通り、本発明による金属焼結磁石の製造方法によれば、生産性及び経済性を過剰に損なうことなく、微粉体を格別に高度に磁場配向させることが可能であり、残留磁束密度が向上された金属焼結磁石を簡便に製造でき、これらにより、生産性及び経済性をも向上させることができるので、例えば、車載用モータやハードディスク等の特に軽量化、小型化、及び高出力が求められる永久磁石用途、それらを備える機器、装置、システム等において、広く且つ有効に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明による希土類金属焼結磁石の製造方法の好適な一実施形態の製造手順を示すフローチャート（工程図）である。
【図２】本発明による金属焼結磁石を製造するためのシステムの一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
Ｓ１…混合工程、Ｓ１１…原料合金の準備工程、Ｓ１２…粉砕工程、Ｓ１３…攪拌（解砕）工程、Ｓ１４…混練工程、Ｓ１５…スラリー化工程、Ｓ１６…湿式成形工程、Ｓ１７…溶媒除去工程、Ｓ１８…焼結工程、Ｓ１９…時効処理工程、Ａ１２…粉砕助剤添加工程、Ａ１４，Ａ１６…溶媒添加工程、Ｐ１…圧送ポンプ、１…製造装置、２０…混練機、２０ａ…送管、２０ｂ…バルブ、２２…容器、２３，２４…混練翼、２５…微粉体タンク、２６…溶媒タンク、３０…成形機、５０…制御装置。
【図１】
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【図２】
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