(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏ）系焼結磁石の製造方法であって、
所定組成の原料合金に水素を吸蔵させた後に所定温度に加熱して水素を排出させる水素処理工程と、
前記水素処理工程で得られた合金粉末を、有機物を構成要素とし、沸点または分解温度が３００℃以上の潤滑剤が添加された状態でさらに微細に粉砕する微粉砕工程と、
前記微粉砕工程で得られた粉砕粉末を磁場中成形する工程と、
磁場中成形により得られた成形体を、前記潤滑剤の沸点または分解温度よりも低い温度領域にて、少なくともその一部の過程において水素（Ｈ２）を含む雰囲気ガス下で加熱処理することにより前記潤滑剤を除去する工程と、
前記潤滑剤が除去された前記成形体を焼結する工程と、を備え、
前記潤滑剤を除去する工程において、前記雰囲気ガスに含まれる水素濃度および加熱処理温度のうち、少なくとも加熱処理温度を変動させることを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
前記潤滑剤を除去する工程の後、前記温度領域よりも高い温度で前記成形体を加熱処理することにより、前記潤滑剤をさらに除去する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の希土類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、希土類焼結磁石の製造方法に関し、特に磁場中成形時の成形性、配向性を確保するために添加される潤滑剤を効率よく除去することのできる希土類焼結磁石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
希土類元素（Ｒ）、Ｆｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする少なくとも１種以上の遷移金属元素（Ｔ）及びホウ素（Ｂ）を主成分とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、所定粒度を有する合金粉末を磁場中成形した後に、焼結して製造される。磁気特性の高いＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得るために、磁場中成形により得られる成形体の配向性を向上することが求められる。また、磁場中成形に供される合金粉末は、例えばジェットミルによって平均粒径２〜６μｍ程度まで微粉砕して得られるが、このときの粉砕性が高いことが求められる。これらの要望に応えるために、従来、微粉砕の前に脂肪酸や炭化水素系等の有機物を構成要素とする潤滑剤を添加することが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。添加された潤滑剤は、真空あるいは不活性ガス雰囲気中において、１００〜５００℃で成形体を加熱することにより除去する（以下、この処理を潤滑剤除去処理と称す）ことが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、真空あるいは不活性ガス雰囲気中の加熱処理を行っても潤滑剤を十分に除去することができず、十分に除去するためには加熱処理を長時間行わなければならない。潤滑剤が成形体に多量に残留していると、焼結時に希土類元素と反応して希土類炭化物を形成することにより、磁気特性を低下させる。あるいは、成形体の収縮率が不均一になり、成形体、ひいては焼結体に変形が生ずることがある。このような問題を解決するためには、水素を含む雰囲気にて潤滑剤除去処理を行うことが有効である（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２４０３２９号公報
【特許文献２】特開平８−１１１３０８号公報
【特許文献３】特開２００３−３１３６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明者等は、水素を含む雰囲気にて潤滑剤除去処理を行ったところ、希土類焼結磁石にクラックが発生することを経験した。そこで本発明は、成形体から効率よく潤滑剤を除去し、かつ焼結後の変形及びクラックの発生を抑制しつつ、高い磁気特性を得ることのできる希土類焼結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】
【０００６】
本発明者等は水素を含む雰囲気にて潤滑剤除去処理を行う場合、希土類焼結磁石に発生するクラックを防止するには、なるべく高い温度で加熱処理を行うのが好ましいことを見出した。しかしながら、高温で加熱処理を行うと、潤滑剤に含まれる有機物が成形体中に残留し、最終的な焼結体における残留炭素濃度が高くなってしまうことも判明した。
そこで、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏ）系焼結磁石の製造方法であって、所定組成の原料合金に水素を吸蔵させた後に所定温度に加熱して水素を排出させる水素処理工程と、水素処理工程で得られた合金粉末を、有機物を構成要素とする潤滑剤が添加された状態でさらに微細に粉砕する微粉砕工程と、微粉砕工程で得られた粉砕粉末を磁場中成形する工程と、磁場中成形により得られた成形体を、潤滑剤の沸点または分解温度よりも低い温度領域にて、少なくともその一部の過程において水素（Ｈ２）を含む雰囲気ガス下で加熱処理することにより潤滑剤を除去する工程と、潤滑剤が除去された成形体を焼結する工程と、を備えることを特徴とする。
このようにすることで、加熱処理において潤滑剤が熱分解するのを防ぐことができ、潤滑剤を構成する有機物の残留を抑えることができる。
この場合、成形体へのクラックの発生を抑えるため、潤滑剤に、沸点または分解温度が３００℃以上のものを用い、加熱処理をなるべく高い温度で行う。
また、潤滑剤の除去効果を高めるため、潤滑剤を除去する工程において、雰囲気ガスに含まれる水素濃度および加熱処理温度のうち、少なくとも加熱処理温度を変動させる。加熱処理温度を変動させる場合、加熱処理の少なくとも一部の過程で前記の温度領域内に温度を維持するようにすれば良い。
潤滑剤を除去する工程の後、前記の温度領域よりも高い温度で成形体を加熱処理することにより、潤滑剤をさらに除去する工程をさらに含むこともできる。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、効率よく潤滑剤を除去することができ、水素を含む雰囲気ガスの下で潤滑剤除去処理を行う場合でも、残留炭素量を抑えて磁気特性を向上させることができ、しかも希土類焼結磁石等の焼結体のクラック発生を抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を実施の形態を希土類焼結磁石の製造方法を例にして詳細に説明する。
希土類焼結磁石は、通常、原料合金作製、原料合金の粉砕、粉砕された粉末の磁場中成形、成形体の焼結という基本的な工程を経て作製される。以下、本発明の特徴部分である潤滑剤除去処理工程を含め、工程順にその製造方法を説明する。
【００１０】
原料合金は、真空又は不活性ガス、好ましくはＡｒ雰囲気中でストリップキャスト法、その他公知の溶解法により作製することができる。ストリップキャスト法は、原料金属をＡｒガス雰囲気などの非酸化性雰囲気中で溶解して得た溶湯を回転するロールの表面に噴出させる。ロールで急冷された溶湯は、薄板または薄片（鱗片）状に急冷凝固される。この急冷凝固された合金は、結晶粒径が１〜５０μｍの均質な組織を有している。原料合金は、ストリップキャスト法に限らず、高周波誘導溶解等の溶解法によって得ることができる。
【００１１】
原料合金は粉砕工程に供される。粉砕工程には、粗粉砕工程と微粉砕工程とがある。まず、原料合金を、粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕する。粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行なうことが好ましい。粗粉砕に先立って、原料合金に水素を吸蔵させた後に排出させることにより粉砕を行なうことが効果的である。この水素粉砕を粗粉砕と位置付けて、機械的な粗粉砕を省略することもできる。この場合、例えばストリップキャスト法で得られた原料合金は、数ｍｍ〜数十ｍｍのサイズに切断された状態で水素粉砕に供される。
【００１２】
原料合金には水素が不純物として不可避的に含まれる。したがって、粗粉砕として機械的な粉砕手法を採用したとしても粗粉砕粉末には１０〜３０ｐｐｍ程度の水素が含まれる。一方、粗粉砕として水素粉砕を適用すると、粗粉砕粉末には３５００〜５０００ｐｐｍ程度の水素が含まれる。粉砕だけを目的とする場合水素吸蔵のみを行えば足りる。しかし、このように大量に水素を吸蔵した状態の粗粉砕粉末は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金の磁気特性を悪化させる酸素との親和力が大きい状態となっているため、従来、水素吸蔵の後に、水素排出を行っていた。ただし、後の微粉砕における粉砕性を考慮すると粗粉砕粉末に水素が含まれていることが好ましいため、水素排出を行ったとしても、１０００〜２０００ｐｐｍ程度の水素を残存させることが好ましい。また、この程度の水素量であれば、後の潤滑剤除去処理工程、あるいは焼結工程で希土類焼結磁石にとって問題のない程度まで低減することができる。
【００１３】
粗粉砕工程後、微粉砕工程に移る。微粉砕には主にジェットミルが用いられ、粒径数百μｍ程度の粗粉砕粉末を、平均粒径２．５〜６μｍ、好ましくは３〜５μｍとする。ジェットミルは、高圧の不活性ガスを狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲットあるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。
微粉砕前後又はその両方にて、有機物を構成要素とする潤滑剤を０．０１〜０．５ｗｔ％程度添加することにより、次の磁場中成形時に配向性の高い微粉を得ることができる。また、微粉砕前に潤滑剤を添加した場合には、微粉砕工程において所望の粒径の微粉末を効率よく製造することができる。この潤滑剤としては、脂肪酸又は脂肪酸の誘導体、例えばステアリン酸系やオレイン酸系であるステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサデカン、オクタデカン、エイコサン、テトラコサン、オクタコサン、ドトリアコンタン、ヘキサトリアコンタン、テトラコンタン、テトラテトラコンタン、ペンタコンタン等を用いることができる。
【００１４】
以上のようにして得られた微粉末は磁場中成形に供される。この磁場中成形は、８００〜１３６０ｋＡ／ｍ（１０〜１７ｋＯｅ）の磁場中で、５０〜２００ＭＰａ（０．５〜２ｔｏｎ／ｃｍ２）前後の圧力で行なえばよい。また、印加する磁場は、静磁場に限らずパルス状の磁場を用いることができる。さらに、印加する磁場の方向は、加圧方向と平行な方向、加圧方向と直交する方向のいずれであってもよい。
【００１５】
以上で得られた成形体は、前述した潤滑剤を含んでいる。この潤滑剤は、前述したように、希土類元素であるＮｄと反応するために、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石として希土類元素の量が不足することにより磁気特性の劣化を招く。また、潤滑剤を多く含んでいると焼結時の収縮が焼結体中で不均一となり焼結後に変形するおそれがある。
そこで、本発明では、水素（Ｈ２）を含む雰囲気ガスの下で潤滑剤の除去のための潤滑剤除去処理を、加熱処理によって行う。水素を含む雰囲気ガスの下で潤滑剤除去処理を成形体に施すと、真空下又は不活性ガス雰囲気下における潤滑剤除去処理に比べて成形体に残留する炭素の量を迅速に低減することができる。
【００１６】
潤滑剤除去処理のための加熱処理の上限温度は、潤滑剤の沸点または分解温度よりも低くなるように設定するのが好ましい。加熱処理温度が、潤滑剤の沸点、分解温度より高くなりすぎると、潤滑剤を構成する有機物が除去されずに成形体中に残存してしまうからである。そこで、加熱処理の上限温度は、潤滑剤の沸点または分解温度のいずれか低い方の温度に対し、５℃低い温度とするのが好ましい。好ましい加熱処理の上限温度は、潤滑剤の沸点または分解温度のいずれか低い方の温度に対し１０℃低い温度、さらに好ましい加熱処理の下限温度は、潤滑剤の沸点または分解温度のいずれか低い方の温度に対し２０℃低い温度である。このようにすることで、有機物の成形体中への残存を抑え、残留炭素量を抑えることが可能となる。
加熱処理は、下限を少なくとも１００℃とした温度範囲に保持することが好ましい。１００℃未満では潤滑剤除去の効果を十分得ることができないためである。好ましい加熱処理の下限温度は、１５０℃、さらに好ましい加熱処理の下限温度は２００℃である。
また、加熱処理の温度を、上記の温度範囲内で、なるべく高めに設定するのが好ましい。加熱温度が高温であるほど、成形体に含まれる水素量を低い状態に保つことができ、焼結体にクラックが発生しにくくなるからである。したがって、加熱処理の下限温度は、潤滑剤の沸点または分解温度のいずれか低い方の温度に対し、５０℃以内、より好ましくは３０℃以内に設定するのが好ましい。さらに、同様の理由から、潤滑剤には、沸点または分解温度が高いものを用いるのが好ましく、前記した中では、ヘキサデカン（沸点または分解温度：２８７℃）、オクタデカン（同：３１７℃）、エイコサン（同：３４４℃）、テトラコサン（同：３９２℃）、オクタコサン（同：４３０℃）、ドトリアコンタン（同：４６８℃）、ヘキサトリアコンタン（同：４９７℃）、テトラコンタン（同：５２３℃）、テトラテトラコンタン（同：５４８℃）、ペンタコンタン（同：５６８℃）等が好ましい。
ここで、前記したような温度範囲に保持する、とは当該温度範囲の一定温度に成形体を保持する場合に限らず、所定時間だけ当該温度範囲のいずれかの温度に成形体が加熱されていればよい。したがって、設定した温度範囲の下限から上限にかけて連続的に昇温する形態、設定した温度範囲において段階的に温度を上昇させる形態等、種々の形態を包含する。
【００１７】
潤滑剤除去処理の間、水素濃度は、９５％以上を維持するのが好ましいが、水素濃度を変動させることも有効である。例えば、水素濃度を１％未満にした後、９５％以上にしたり、その逆に、水素濃度を９５％以上とした後、１％未満としたりすることができる。さらに、このような水素濃度の変動操作を複数回繰り返しても良い。なお、水素濃度を１％未満とする場合には、前記したような不活性ガスに置換したり、真空引きすればよい。このような操作を行うことで、水素とともに潤滑剤を除去することができ、その除去効率を高めることができる。
【００１８】
また、潤滑剤除去処理の間、温度を、上記の温度範囲内で変動させる。さらに、このような温度の変動操作を複数回繰り返しても良い。このような操作を行うことでも、水素とともに潤滑剤を除去することができ、その除去効率を高めることができる。
【００１９】
潤滑剤除去処理のための加熱処理の保持時間が短いと潤滑剤除去の効果が不十分であり、一方保持時間が長すぎても潤滑剤除去の効果が飽和してしまう。したがって、加熱処理の保持時間は、０．５〜１０時間とすることが好ましく、さらには１〜７時間とすることが好ましい。
【００２０】
さらにこの後、図１に示すように、潤滑剤除去処理の効果をさらに高めるため、第二の加熱処理を行うのが好ましい。この第二の加熱処理では、雰囲気ガスを、主に不活性ガスとするか、もしくは真空引きした状態とし、６００〜６５０℃の温度範囲に保持することが好ましい。これにより、成形体中の潤滑剤の更なる除去およびＲ成分（希土類成分）の水素化物を有効に除去することができる。ここで、第二の加熱処理の好ましい温度は、６１０〜６４０℃、さらに好ましい加熱処理の温度は６２０〜６３０℃である。
【００２１】
以上の潤滑剤除去処理が施された成形体は、焼結に供される。焼結は、真空又は不活性ガス雰囲気中、好ましくは真空中で行われる。焼結条件は、組成、粉砕方法、平均粒径と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、１０００〜１１００℃の温度で１〜１０時間程度保持すれば緻密な焼結体を得ることができる。
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。この工程は、保磁力を制御する重要な工程である。時効処理を２段に分けて行なう場合には、７５０〜９５０℃、５００〜７００℃での所定時間の保持が有効である。また、５００〜７００℃の熱処理で保磁力が大きく増加するため、時効処理を１段で行なう場合には５００〜７００℃の時効処理を施すとよい。
【００２２】
本発明を適用した希土類焼結磁石の製造方法において、潤滑剤除去処理を焼結と独立して行うことができる。また、本発明において、潤滑剤除去処理を焼結の昇温過程で行うこともできる。後者の形態を図１に示す。図１に示すように、潤滑剤除去のために焼結の昇温過程の所定の温度域で焼結炉内の雰囲気を、Ｈ２を含む雰囲気ガスとすればよい。所定時間経過した後に、焼結炉から雰囲気ガスを排出し、かつ焼結炉内を減圧して所定の真空度にする。この真空度を維持しながら焼結温度まで昇温し、かつ所定時間保持する。なお、図２は潤滑剤除去を一定の温度に保持する例を示しているが、前述したように、図３に示すように連続的に昇温してもよいし、図４に示すように段階的に昇温してもよい。
【００２３】
本発明はＲ−Ｔ−Ｂ（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏ）で示されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石について適用する。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、希土類元素（Ｒ）を２５〜３７ｗｔ％含有する。ここで、ＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕの１種又は２種以上から選択される。Ｒの量が２５ｗｔ％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相となるＲ２Ｔ１４Ｂ相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Ｆｅなどが析出し、保磁力が著しく低下する。一方、Ｒが３７ｗｔ％を超えると主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。またＲが酸素と反応し、含有する酸素量が増え、これに伴い保磁力発生に有効なＲリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。したがって、Ｒの量は２５〜３７ｗｔ％とする。好ましいＲの量は２８〜３５ｗｔ％である。
【００２４】
また、本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、ホウ素（Ｂ）を０．５〜４．５ｗｔ％含有する。Ｂが０．５ｗｔ％未満の場合には高い保磁力を得ることができない。一方で、Ｂが４．５ｗｔ％を超えると残留磁束密度が低下する傾向がある。したがって、Ｂの上限を４．５ｗｔ％とする。好ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに好ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｃｏを５．０ｗｔ％以下（０を含まず）、好ましくは０．１〜３．０ｗｔ％含有することができる。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、キュリー温度の向上、粒界相の耐食性向上などに効果がある。
【００２５】
本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、他の元素の含有を許容する。例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが好ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を８０００ｐｐｍ以下、さらには５０００ｐｐｍ以下とすることが好ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。
【００２６】
以上、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石について説明したが、本発明は他の希土類焼結磁石、さらには磁石以外の他の焼結体に適用することができることは、当業者であれば、以上の説明あるいは以下の実施例の説明から明らかである。
【実施例】
【００２７】
ストリップキャスト法により、次に示す２種類の原料合金を作製した。
合金（１）２８．０ｗｔ％Ｎｄ−０．２ｗｔ％Ａｌ−１．０ｗｔ％Ｂ−０．２ｗｔ％Ｚｒ−ｂａｌ．Ｆｅ
合金（２）３２．０ｗｔ％Ｎｄ−１０．０ｗｔ％Ｃｏ−１．０ｗｔ％Ｃｕ−０．２ｗｔ％Ａｌ−ｂａｌ．Ｆｅ
【００２８】
ついで、得られた合金（１）、（２）のそれぞれに室温で水素を吸蔵させた後にＡｒ雰囲気中で６００℃×１時間の脱水素処理を行い、粗粉砕粉末を得た。
【００２９】
以上の粗粉砕粉末を、高圧窒素ガスを用いた気流式のジェットミルにより微粉砕を行って平均粒径３〜６μｍの微粉砕粉末を得た。なお、ジェットミルによる微粉砕を行う際に、潤滑剤として、オレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサデカン、エイコサン、テトラコサン、オクタコサン、ドトリアコンタン、ヘキサトリアコンタン、テトラコンタン、テトラテトラコンタン、ペンタコンタンを、０．１５ｗｔ％添加した。
【００３０】
得られた合金（１）、（２）の微粉末を、所望の最終組成：２８．４ｗｔ％Ｎｄ−１．０ｗｔ％Ｃｏ−０．１ｗｔ％Ｃｕ−０．２ｗｔ％Ａｌ−１．０ｗｔ％Ｂ−０．２ｗｔ％Ｚｒ−ｂａｌ．Ｆｅとなるように配合、混合した。
【００３１】
得られた微粉砕粉末を印加磁場：１２００ｋＡ/ｍ、成形圧力：１２０ＭＰａの条件で磁場中成形して、７０×１０×５０ｍｍの寸法の成形体を得た。なお、この成形体の配向方向（磁場印加方向）は、７０ｍｍの方向である。以上の成形体を、１８０ｍｍ×１８０ｍｍ×１８０ｍｍのサイズのトレーに１８個載置した状態で潤滑剤除去処理を行った。なお、成形体は、１０ｍｍ×５０ｍｍの面が底面になるようにトレーに載置された。
【００３２】
潤滑剤除去処理の条件は、表１に示す所定温度に到達した後、６時間、水素を９５％以上含む雰囲気ガス中に保持するというものである。なお、所定温度に到達するまでは、真空とした。
続いて、真空中で６００〜６５０℃で３時間加熱処理した。
また、潤滑剤としてオレイン酸アミドを用いたものについては、比較のため、この真空中、６００〜６５０℃で３時間の加熱処理（第２の加熱処理）を行わないものも用意した（実施例１−３、１−４）。
【００３３】
また潤滑剤除去後の成形体を焼結及び時効処理を行って焼結体を得た。焼結は真空中で１０３０〜１０９０℃で４時間保持する条件とし、時効処理はＡｒ雰囲気中で９００℃で１時間保持後、５３０℃で１時間保持する２段時効処理とした。
また、比較のため、潤滑剤除去処理を行わず、成形体を焼結および時効処理することで得た焼結体を用意した。
【００３４】
得られた焼結体について、残留炭素量と、残留磁束密度Ｂｒを測定した。また、得られた焼結体のクラック発生状況を、目視により確認した。
その結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】
0004798357.tif 000002
【００３６】
表１に示すように、いずれの潤滑剤においても、潤滑剤除去処理における加熱処理温度が低いほど、残留炭素量の低減、残留磁束密度Ｂｒの向上が図れることがわかる。特に、用いた潤滑剤の沸点または分解温度よりも低い温度で加熱処理を行った場合、特に残留炭素量が顕著に低減している。
一方、クラック発生率は、加熱処理温度が低すぎると、クラック発生率が増加する傾向にある。
したがって、潤滑剤除去のための加熱処理は、用いる潤滑剤の沸点または分解温度よりも低く、かつなるべく高い温度で行うのが好ましいと言える。
【００３７】
また、潤滑剤の種類ごとに比較すると、沸点または分解温度が高い潤滑剤ほど、上記の加熱処理の条件、すなわち潤滑剤の沸点または分解温度よりも低く、かつなるべく高い温度を高くできるので、クラック発生率も低く、特に沸点または分解温度が３００℃を超える潤滑剤であるエイコサンを用いた場合の実施例４−１（加熱温度３００℃）、テトラコンサンを用いた場合の実施例５−１、５−２（加熱温度３７５℃、３００℃）、オクタコサンを用いた場合の実施例６−１（加熱温度４００℃）、ドトリアコンタンを用いた場合の実施例７−１（加熱温度４５０℃）、ヘキサトリアコンタンを用いた場合の実施例８−１（加熱温度４５０℃）においては、残留炭素量も５５０ｐｐｍ以下、残留磁束密度Ｂｒも１５ｋＧ以上となる。同様に、沸点または分解温度が５００℃を超えるテトラコンタン、テトラテトラコンタン、ペンタコンタンの場合も、低いクラック発生率、高い残留磁束密度Ｂｒを得ることができるが、残留炭素量が若干増加する傾向がわかる。
【００３８】
さらに、オレイン酸アミドを用いた場合の実施例１−１、１−３、１−４、比較例１−１を比較すると、潤滑剤処理のための加熱処理を行うことで残留炭素量の低減、残留磁束密度Ｂｒの向上を図ることができ、さらに潤滑剤処理のための加熱処理と第２の加熱処理の双方を行うことで残留炭素量が一層低減されることがわかる。
【００３９】
続いて、潤滑剤除去のための加熱処理において、水素濃度を変化させることの効果を検討した。
このため、上記と同様の工程で成形体を形成した。このとき、微粉砕工程で用いる潤滑剤は、オレイン酸アミド、オクタデカンとし、それぞれ０．１５ｗｔ％を混合した。
そして、この後の潤滑剤除去のための加熱処理においては、表２に示す所定温度に到達した後、水素ガスの濃度を表２のような条件とし、トータルで６時間の加熱を行った。このとき、比較のため、水素ガスを用いず、真空中での加熱処理も行った。
【００４０】
【表２】
0004798357.tif 000003
【００４１】
その結果、表２に示すように、潤滑剤としてオレイン酸アミドを用いた場合、加熱処理中の雰囲気に水素ガスを存在させることで、残留炭素量の低減、残留磁束密度Ｂｒの向上が図れることがわかる（実施例２０−１、２０−２、比較例２０−１、２０−２）。また、実施例２０−１と実施例１−１との比較から、水素濃度が高いほど、特に残留炭素量が大幅に低減することが確認できる。
さらに、実施例２０−３〜実施例２０−１０のように、水素濃度を変動させることで、残留炭素量の低減、残留磁束密度Ｂｒの向上が図れる。このとき、実施例２０−３と実施例２０−５、実施例２０−４と実施例２０−６との比較から、水素ガス濃度の低い状態から高い状態に移行させるよりも、水素ガス濃度の高い状態から低い状態に移行させる方が、残留炭素量の低減、残留磁束密度Ｂｒの向上効果は顕著なものとなる。これは、水素ガス濃度が高い状態から低い状態に移行するときに成形体から抜け出る水素ガスとともに、潤滑剤成分が抜け出ていくためだと思われる。
この傾向は、水素ガス濃度の変動を複数回行った実施例２０−７〜実施例２０−１０においても同様であり、複数回の変動により、その効果はさらに顕著となっている。
また、潤滑剤としてオクタデカンを用いた実施例２１−１〜２１−１０においても、オレイン酸アミドを用いた場合と同様の傾向が確認でき、さらに、オレイン酸アミドよりもオクタデカンを用いた場合の方が、残留炭素量、残留磁束密度Ｂｒ、クラック発生率とも、より優れた特性を得ることができるのがわかる。特に残留炭素量は、オレイン酸アミドを用いた場合に比較して大幅に低減されており、潤滑剤除去のための加熱処理温度をなるべく高めるのが好ましいことが確認できる。
【００４２】
次に、潤滑剤除去のための加熱処理において、温度を変化させることの効果を検討した。
このため、上記と同様の工程で成形体を形成した。このとき、微粉砕工程で用いる潤滑剤は、オレイン酸アミド、オクタデカンとし、それぞれ０．１５ｗｔ％を混合した。
そして、この後の潤滑剤除去のための加熱処理においては、表３に示す温度条件となるようにした。なお、このとき、水素ガスの濃度は表３の通りとし、トータルで６時間の加熱を行った。
【００４３】
【表３】
0004798357.tif 000004
【００４４】
その結果、表３に示すように、加熱処理中に温度を変動させることでも、水素ガス濃度を変動させた場合と同様、クラック発生率、残留炭素量、残留磁束密度Ｂｒが変化することがわかる。
これは、加熱処理温度を変動させることで成形体から抜け出る水素ガスとともに、潤滑剤成分が抜け出ていくためだと思われる。
そして、加熱処理の初期の段階で、上記したような、使用する潤滑剤の沸点または分解温度以下に温度を維持した後、温度を変動させた場合（実施例３０−１〜実施例３０−３、実施例３０−７〜１０）、特に残留炭素量の低減効果が確認できる。また、実施例３０−３〜実施例３０−１０のように、加熱処理の間に、潤滑剤の沸点または分解温度以上としても、加熱処理の少なくとも一部の過程で潤滑剤の沸点または分解温度以下に温度を維持することで、残留炭素量の低減効果は確保できる。しかしながら、その場合も、加熱処理中の平均温度がなるべく低くなるようにするのが好ましく、それによって残留炭素量の低減効果を確実なものとできることがわかる。
また、潤滑剤としてオクタデカンを用いた実施例３１−１〜３１−１３においても、オレイン酸アミドを用いた場合と同様の傾向が確認でき、さらに、オレイン酸アミドよりもオクタデカンを用いた場合の方が、残留炭素量、残留磁束密度Ｂｒ、クラック発生率とも、より優れた特性を得ることができるのがわかる。特に残留炭素量は、オレイン酸アミドを用いた場合に比較して大幅に低減されており、潤滑剤除去のための加熱処理温度をなるべく高めるのが好ましいことが確認できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】潤滑剤除去処理の一形態を示す図である。
【図２】焼結の昇温過程に本発明の潤滑剤除去処理を行う一形態を示す図である。
【図３】焼結の昇温過程に本発明の潤滑剤除去処理を行う他の形態を示す図である。
【図４】焼結の昇温過程に本発明の潤滑剤除去処理を行う他の形態を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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