(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素を含み、加圧成形される金属粉末に対する潤滑剤であって、
一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが２種類以上で８０ｗｔ％以上を占めることを特徴とする粉末成形用潤滑剤。
【請求項２】
前記潤滑剤は、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１４以下の脂肪酸アミドが２種類以上で７０ｗｔ％以上を占めることを特徴とする請求項１に記載の粉末成形用潤滑剤。
【請求項３】
前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１２以下の脂肪酸アミドが２種類以上で５０ｗｔ％以上を占めることを特徴とする請求項１に記載の粉末成形用潤滑剤。
【請求項４】
一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが２種類以上で８０ｗｔ％以上を占める前記潤滑剤が溶媒中に溶解されたものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の粉末成形用潤滑剤。
【請求項５】
加圧成形に供される組成物であって、
金属粉末と、
前記金属粉末に対して０．０５〜０．２５ｗｔ％の比率で含まれる潤滑剤とを含み、
前記潤滑剤は、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドを２種類以上含み、かつ前記一般式における炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが８０ｗｔ％以上を占めることを特徴とする成形用組成物。
【請求項６】
前記金属粉末は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（ＲはＹ（イットリウム）を含む希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする１種又は２種以上の遷移金属元素、Ｂはホウ素）系焼結磁石の原料粉末であることを特徴とする請求項５に記載の成形用組成物。
【請求項７】
前記潤滑剤は、前記金属粉末に対して０．０８〜０．２ｗｔ％含まれることを特徴とする請求項６に記載の成形用組成物。
【請求項８】
Ｒ２Ｔ１４Ｂ化合物（ＲはＹ（イットリウム）を含む希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする１種又は２種以上の遷移金属元素、Ｂはホウ素）からなる結晶粒を主相とする焼結体からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、
前記Ｒ２Ｔ１４Ｂ化合物を含む合金粉末と潤滑剤との混合物からなる成形用組成物を磁場中で加圧成形して成形体を得る工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を備え、
前記潤滑剤は、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドを２種類以上含み、かつ前記一般式における炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが８０ｗｔ％以上を占めることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項９】
前記合金粉末は、原料合金を粉砕して得られるものであり、前記潤滑剤は前記原料合金が粉砕される工程で添加され、
前記原料合金が粉砕される工程から前記成形体を焼結する工程までの雰囲気の酸素量が２００ｐｐｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記磁場中で加圧成形を行う金型の壁面に前記潤滑剤を溶質として含む液状潤滑剤を塗布することを特徴とする請求項８又は９に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系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、Ｒ−Ｔ−Ｂ（ＲはＹ（イットリウム）を含む希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする１種又は２種以上の遷移金属元素、Ｂはホウ素）系の焼結磁石の製造に好適な潤滑剤、当該潤滑剤を含む成形用組成物及びＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
希土類焼結磁石の中でもＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であることから、各種電気機器に使用されている。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の高性能化のために種々の研究がなされているが、より高性能なものにするためには、焼結体中の希土類元素量を低減し、主相であるＲ２Ｆｅ１４Ｂ相の割合を増やすことが有効である。しかし、希土類元素は、焼結時の液相成分であり、また焼結後の粒界成分ともなることから、十分な量を確保しないと焼結性、磁気特性の低下を生じる。そのため、希土類元素量の低減に伴い、酸素、炭素などの不純物、特に酸素量の低減が必要となる。
【０００３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は以下のようにして製造される。原料合金を粗粉砕及び微粉砕し、数μｍの微粉砕粉を得る。このようにして得られた微粉砕粉を静磁場中で磁場配向させ、磁場が印加された状態のままプレス成形を行う。この場合、粉砕粉末だけでは成形時の粉末同士の摩擦や粉末と金型壁面との摩擦により配向性が上がらず、磁気特性の向上を十分に図ることができない。また、金型壁面及び成形体表面に傷、はがれ、割れ等が生じやすく、品質上及び製品歩留まり上好ましくなく、この解決策として、微粉砕粉に潤滑剤を添加し、潤滑剤を磁石粉末表面へ被覆することが行われている。微粉砕粉への潤滑剤の添加方法としては、潤滑剤を添加した後に微粉砕を行う方法が知られている（特許文献１）。また、金型への微粉砕粉の付着を防止する他の方法として、金型（ダイ）の壁面に潤滑剤を塗布する方法も知られている（特許文献２）。潤滑剤としては、通常、ステアリン酸亜鉛などの有機系材料が用いられている。
【０００４】
焼結体の酸素量の低下は、粉砕から成形、焼結までの工程における酸素濃度を非常に低く、例えば２００ｐｐｍ以下に管理することにより実現可能である。しかし、低酸素濃度に管理された成形工程において、原料粉末の金型付着が顕著になるという問題がある。すなわち、低酸素濃度で管理された工程で作製された原料粉末は、非常に活性であり従来よりも金型への付着が起こりやすく、これまでの潤滑剤添加の手法では不十分である。潤滑剤を原料粉末に多量に混合することにより金型付着を抑制することも可能ではあるが、潤滑剤に由来する炭素が多量に焼結体に残留し、焼結性、磁気特性の低下を招いてしまう。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４０３３０号公報
【特許文献２】特開２０００−１９７９９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、低酸素濃度で管理された工程で金属粉末を成形する際に、潤滑剤を多量に添加することなく金型への粉末の付着を防止することを目的とする。本発明はさらに、また焼結体中の残留炭素量を低減できるような成形用粉末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】
【０００７】
かかる目的のもと、本発明者らは、希土類元素を含み、加圧成形される金属粉末に対する潤滑剤として、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが２種類以上で８０ｗｔ％以上を占めるものが、低酸素濃度で管理された工程で金属粉末を成形する工程において、潤滑剤を多量に添加することなく金型への粉末の付着を防止することができることを知見した。
【０００８】
焼結体中の残留炭素を低減するためには、炭素数の小さい脂肪酸アミドを用いることが好ましく、本発明では、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１４以下の脂肪酸アミドが２種類以上で７０ｗｔ％以上を占めること、さらには、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１２以下の脂肪酸アミドが２種類以上で５０ｗｔ％以上を占めることが推奨される。
【０００９】
以上の本発明による潤滑剤は、通常は固体、より具体的には粉体の形態で使用されるが、溶媒中に溶解して液状の潤滑剤として用いることができる。つまり本発明は、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが２種類以上で８０ｗｔ％以上を占める潤滑剤が溶媒中に溶解されたものとすることができる。
【００１０】
本発明の潤滑剤は、加圧成形に供される金属粉末と混合された組成物として使用される。すなわち本発明は、加圧成形に供される組成物であって、金属粉末と、金属粉末に対して０．０５〜０．２５ｗｔ％の比率で含まれる潤滑剤とを含み、この潤滑剤は、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドを２種類以上含み、かつ前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが８０ｗｔ％以上を占めることを特徴とする。
【００１１】
この金属粉末としては、Ｒ−Ｔ−Ｂ（ＲはＹ（イットリウム）を含む希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする１種又は２種以上の遷移金属元素、Ｂはホウ素）系焼結磁石の原料粉末が掲げられる。この原料粉末は、活性な元素であるＲを含むために、酸素量が少ない場合の金型付着が顕著となる。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合には、金型付着のみならず、潤滑剤に由来する炭素の残留を考慮して潤滑剤の添加量を特定する必要があり、潤滑剤は、金属粉末に対して０．０８〜０．２ｗｔ％含まれることが好ましい。
【００１２】
本発明による潤滑剤を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する方法は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ化合物（ＲはＹ（イットリウム）を含む希土類元素の１種又は２種以上、ＴはＦｅ又はＦｅ及びＣｏを必須とする１種又は２種以上の遷移金属元素、Ｂはホウ素）からなる結晶粒を主相とする焼結体からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法であって、Ｒ２Ｔ１４Ｂ化合物を含む合金粉末と潤滑剤との混合物からなる成形用組成物を磁場中で加圧成形して成形体を得る工程と、成形体を焼結する工程と、を備え、潤滑剤は、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示され、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドを２種類以上含み、かつ前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが８０ｗｔ％以上を占めることを特徴とする。
【００１３】
加圧成形に供される合金粉末は、原料合金を粉砕して得られるものであるが、潤滑剤は原料合金が粉砕される工程で添加することが、その分散状態を高めるために好ましい。ここで、原料合金の粉砕を複数段階に分けて行う場合、いずれの粉砕の段階で潤滑剤を添加してもよい。そして本発明は、原料合金が粉砕される工程から成形体を焼結する工程までの一連の雰囲気の酸素濃度が２００ｐｐｍ以下と、低酸素雰囲気での製造を行う場合に特に有効である。磁場中成形の雰囲気の酸素濃度が低く、かつそれまでの工程における雰囲気の酸素濃度が低いと、合金粉末は金型付着が非常に発生しやすい状況にあるからである。
磁場中成形において、使用する金型の壁面に潤滑剤を溶質として含む液状潤滑剤を塗布することにより、金型付着の防止効果をより発揮させることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、本発明によれば、低酸素濃度で管理された工程で金属粉末を成形する際に、潤滑剤を多量に添加することなく金型への粉末の付着を防止することができる。本発明によればさらに、焼結体中の残留炭素量を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜潤滑剤＞
本発明は、潤滑剤として、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２で示される化合物である脂肪酸アミドを使用する。ここで、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している。特に本発明では、添加される潤滑剤のうち８０ｗｔ％以上を、前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドが２種類以上で占められることを特徴としている。なお、以下では前記一般式における総炭素数（ｎ＋１）を、総炭素数（ｎ＋１）と略記する。
総炭素数（ｎ＋１）を１６以下とするのは、総炭素数（ｎ＋１）が１６を超えると焼結後に残留する炭素の量（残留Ｃ量）が多くなるためである。したがって、残留Ｃ量を考慮すると、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の範囲内で総炭素数（ｎ＋１）の小さい脂肪酸アミドを用いることが好ましい。ここで、本発明の潤滑剤として添加した一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２以外の残りの部分の潤滑剤としては、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２以外で表される脂肪酸アミドを含んでもよい。
【００１６】
総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドであっても、１種類では粉末の金型付着の防止には効果が不十分である。本発明のように、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドを２種類以上用いることにより、金型付着を防止することができる。しかも、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドを２種類以上用いることにより、残留Ｃ量を低減することができる。
本発明においては、潤滑剤の全量を総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドで占めることが好ましい。しかし、潤滑剤の８０ｗｔ％以上を、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の脂肪酸アミドで占めることにすれば、本発明の効果を得ることができる。好ましくは、総炭素数（ｎ＋１）が１４以下の脂肪酸アミドが潤滑剤添加量の７０％以上、さらに好ましくは、総炭素数（ｎ＋１）が１２以下の脂肪酸アミドが潤滑剤添加量の５０％以上とする。
【００１７】
本発明の潤滑剤は、総炭素数（ｎ＋１）が異なる２種類以上の脂肪酸アミドを含んでいる。したがって、焼結工程の昇温時において、総炭素数（ｎ＋１）が異なる２種類以上の脂肪酸アミドが順次に系外に放出することができるものと推測される。そのために、１種類の脂肪酸アミドを用いた場合には所定温度で一度に系外に放出されるのと比べて、放出が容易になるものと解される。その結果、焼結体中の残留Ｃ量が低減されている可能性が高い。加えて、本発明の潤滑剤によれば、総炭素数（ｎ＋１）が異なる２種類以上の脂肪酸アミドを含んでいるため、急激な分解反応を起こさないため、炭化や焼結体中へのクラックや空孔の発生を抑制できるものと解される。
【００１８】
炭素数による脂肪酸アミドの名称は以下に示す通りであり、本発明では添加される潤滑剤のうち８０ｗｔ％以上が、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の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等の中から２種類以上の脂肪酸アミドを用いることができる。なお、以下の脂肪酸アミドの名称の括弧書きされた名称はＩＵＰＡＣ（国際純正・応用化学連合:International Union of Pure and Applied Chemistry）に基づく名称である。
【００１９】
総炭素数（ｎ＋１）４：ブチル酸アミド（ｎ−ブタン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）５：バレリアン酸アミド（ｎ−ペンタン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）６：カプロン酸アミド（ｎ−ヘキサン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）７：エナント酸アミド（ｎ−ヘプタン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）８：カプリル酸アミド（ｎ−オクタン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）９：ペラルゴン酸アミド（ｎ−ノナン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１０：カプリン酸アミド（ｎ−デカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１２：ラウリン酸アミド（ｎ−ドデカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１４：ミリスチン酸アミド（ｎ−テトラデカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１５：ペンタデシル酸アミド（ｎ−ペンタデカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１６：パルミチン酸アミド（ｎ−ヘキサデカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１７：マーガリン酸アミド（ｎ−ヘプタデカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）１８：ステアリン酸アミド（ｎ−オクタデカン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）２０：アラキジン酸アミド（ｎ−イコサン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）２２：ベヘン酸アミド（ｎ−ドコサン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）２４：リグノセリン酸アミド（ｎ−テトラコサン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）２６：セロチン酸アミド（ｎ−ヘキサコサン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）２８：モンタン酸アミド（ｎ−オクタコサン酸アミド）
総炭素数（ｎ＋１）３０：メリシン酸アミド（ｎ−トリアコンタン酸アミド）
【００２０】
成形される粉末に対する潤滑剤の添加量は、金型付着を回避する点からすれば、なるべく多くするのがよい。しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合には、磁気特性、焼結性を考慮すると、潤滑剤の添加量はなるべく少ない方が好ましい。したがって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合には０．０５〜０．２５ｗｔ％とすることが好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合には、好ましくは０．０８〜０．２ｗｔ％、さらに好ましくは０．１〜０．１８ｗｔ％とする。
【００２１】
＜潤滑剤の添加方法＞
成形用粉末に対する潤滑剤の添加方法は問われないが、成形用粉末と固体である潤滑剤とが均一に分散されていることが潤滑剤の添加効果を得る上で好ましい。そのためには、成形用粉末に潤滑剤を添加した上で、粉砕又は混合処理を施すことが好ましい。例えば、成形用粉末を得る過程で、原料合金を粉砕する工程が存在するのであれば、その粉砕工程で潤滑剤を添加することが好ましい。本発明の潤滑剤として用いられる脂肪酸アミドは固体物質であり、通常は成形用粉末に対して粒子の形態として添加されるが、溶剤に溶解して添加することもできる。
【００２２】
また、この溶剤に溶解された本発明の潤滑剤は、成形用粉末に添加する他、成形用の金型の壁面に塗布することにより、成形用粉末の金型付着の防止に寄与することができる。金型壁面に塗布する場合には、エタノールその他の溶媒に本発明による潤滑剤を溶解した液状潤滑剤を作製し、この液状潤滑剤を金型壁面に塗布すればよい。液状潤滑剤における潤滑剤の濃度は特に限定されないが、５〜５０ｗｔ％程度の濃度とすれば本発明の効果を享受することができる。
【００２３】
＜対象材料＞
本発明の潤滑剤が添加される対象である成形用粉末の材質は問わない。金型を用いた加圧成形において金型への付着が危惧される金属粉末を広く包含する。もっとも、金型への付着は、成形用粉末が活性である場合に発生しやすいため、金属粉末、しかも希土類元素を含む金属粉末に対して本発明を適用することにより、金型付着低減の効果を顕著に享受することができる。また、希土類元素を含む金属粉末の場合、その酸素量が低いほどその表面が活性であり、金型付着が発生しやすい。したがって、本発明は、原料合金が粉砕される工程から粉砕する工程までの一連の雰囲気の酸素濃度が２００ｐｐｍ以下で作製した成形用粉末に対して有効である。また、成形用粉末に添加される潤滑剤は、金型付着を防止する機能の他に、成形用粉末を構成する各粒子同士の滑りをよくする機能を有しているため、磁場中で成形される粉末に対して適用することが好ましい。このような粉末として、上述したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石がある。この他に、希土類元素を含み、磁場中成形に供されるものとして超磁歪材料があり、その成形用粉末に対して本発明の潤滑剤を添加することが好ましい。
【００２４】
＜成形雰囲気＞
本発明による潤滑剤を含む成形用粉末は、低酸素雰囲気で成形を行う場合に有効である。低酸素雰囲気での成形は、金型への成形用粉末の付着が発生しやすいからである。低酸素雰囲気での成形は、最終的に得たい焼結体の酸素量を低減することを目的に行われる。具体的には酸素量が２０００ｐｐｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造するには、原料合金の粉砕から焼結に至るまでの各工程、各工程間の酸素濃度を２００ｐｐｍ以下、好ましくは１５０ｐｐｍ、さらに好ましくは１００ｐｐｍ以下にする。このような低酸素雰囲気での成形に対して、本発明の潤滑剤は金型への成形用粉末の付着防止に効果を発揮する。
【００２５】
以下本発明の潤滑剤を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する方法について説明する。
＜化学組成＞
はじめに、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の望ましい化学組成について説明する。ここでいう化学組成は、焼結後における化学組成をいう。
本発明が適用される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（イットリウム）を含む概念を有している。したがって本発明におけるＲは、Ｙ（イットリウム）、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。望ましいＲの量は２８〜３５ｗｔ％、さらに望ましいＲの量は２９〜３３ｗｔ％である。
【００２６】
また、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、上限を４．５ｗｔ％とする。望ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに望ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
【００２７】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｃｏを４．０ｗｔ％以下（０を含まず）、望ましくは０．１〜２．０ｗｔ％、さらに望ましくは、０．３〜１．０ｗｔ％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に効果がある。
【００２８】
本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ａｌ及びＣｕの１種又は２種を０．０２〜０．５ｗｔ％の範囲で含有することができる。この範囲でＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有させることにより、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度特性の改善が可能となる。Ａｌを添加する場合において、望ましいＡｌの量は０．０３〜０．３ｗｔ％、さらに望ましいＡｌの量は、０．０５〜０．２５ｗｔ％である。また、Ｃｕを添加する場合において、望ましいＣｕの量は０．１５ｗｔ％以下（０を含まず）、さらに望ましいＣｕの量は０．０３〜０．１２ｗｔ％である。
【００２９】
また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、他の元素の含有を許容する。例えば、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。
【００３０】
本発明が適用されるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、その酸素量を２０００ｐｐｍ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酸化物相が増大して、磁気特性を低下させる。そこで焼結体中に含まれる酸素量は、２０００ｐｐｍ以下、好ましくは１５００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは１０００ｐｐｍ以下とする。
【００３１】
＜製造方法＞
以下、本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法について説明する。
原料合金は、真空又は不活性ガス、望ましくはアルゴン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、原料金属をアルゴン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、薄板又は薄片（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、高周波誘導溶解などの溶解法によって得ることができる。なお、得られた合金に凝固偏析がある場合は必要に応じて溶体化処理を行う。その条件は真空又はアルゴン雰囲気下で７００〜１５００℃の温度で１時間以上保持すれば良い。
【００３２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得る場合、Ｒ２Ｔ１４Ｂ相を主体とする合金（主相系合金）と、Ｒ２Ｔ１４Ｂを含まない合金（粒界相系合金）とを用いる所謂混合法を本発明に適用することもできる。
【００３３】
原料合金は粉砕工程に供される。混合法の場合は、各合金は別々に又は一緒に粉砕される。粉砕工程は、一般に粗粉砕程と微粉砕工程とに分けられる。
まず、粗粉砕において原料合金は、粒径数百μｍ程度になるまで粉砕される。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望ましい。粗粉砕性を向上させるために、水素の吸蔵させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。また、水素吸蔵を行った後に、水素を放出させ、さらに粗粉砕を行なうこともできる。
粗粉砕工程後、微粉砕工程に移る。粒径数百μｍ程度の粗粉砕粉は、平均粒径３〜８μｍになるまで微粉砕される。なお、微粉砕にはジェットミルを用いることができる。
【００３４】
このとき、微粉砕工程において原料合金粉に潤滑剤を添加する。潤滑剤は微粉砕工程の開始前に原料合金粉へ添加することが好ましいが、微粉砕工程において粉砕中に添加してもよく、微粉砕工程の終了後であってもよい。このようにして、微粉砕粉と潤滑剤を含む成形用組成物を得る。
次いで、この成形用組成物を磁場中成形する。この磁場中成形は、１２．０〜２０．０ｋＯｅ（９５５〜１６００ｋＡ／ｍ）の磁場中で、０．３〜３．０ｔｏｎ／ｃｍ２（３０〜３００ＭＰａ）程度の圧力で行なえばよい。
【００３５】
磁場中成形後、その成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調節する必要があるが、１０００〜１１５０℃で１〜５時間程度焼結すればよい。
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、保磁力を制御する上で重要な工程である。時効処理を２段に分けて行なう場合には、８００℃近傍、６００℃近傍での所定時間の保持が有効である。８００℃近傍での熱処理を焼結後に行なうと、保磁力が増大するため、混合法においては特に有効である。また、６００℃近傍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、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。
【００３６】
以上、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石について説明したが、本発明の適用はこれに限定されない。例えば、ＲＴｙ（ｙは１＜ｙ＜４を表す。）で示す組成の焼結体からなる超磁歪材料にも適用することができる。
ここで、ＲはＹ（イットリウム）を含む希土類元素の１種又は２種以上を表している。これらの中で、Ｒとしては、特に、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏの希土類金属が望ましく、Ｔｂ、Ｄｙがより一層望ましく、これらを複合して用いることができる。Ｔは、１種以上の遷移金属を表している。これらの中で、Ｔとしては、特に、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｍｏ等の遷移金属が望ましく、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉが一層望ましく、これらを複合して用いることができる。
【実施例】
【００３７】
以下本発明をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に関する実施例に基づいて説明する。
原料合金を、Ａｒ雰囲気中高周波溶解により作製した。なお、この実施例はＲ２Ｔ１４Ｂ相を主体とする合金（主相系合金）と、Ｒ２Ｔ１４Ｂを含まない合金（粒界相系合金）とを用いる混合法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造した。
主相系合金の組成を以下に示す。
Ｎｄ：２６ｗｔ％、Ｄｙ：４ｗｔ％、Ａｌ：０．２ｗｔ％、Ｂ：１．１ｗｔ％、Ｚｒ：０．２ｗｔ％、残部：Ｆｅ及び不可避不純物
粒界相系合金の組成を以下に示す。
Ｄｙ：３２ｗｔ％、Ｃｏ：１０ｗｔ％、Ｃｕ：１ｗｔ％、Ａｌ：０．２ｗｔ％、残部：Ｆｅ及び不可避不純物
【００３８】
以上により作製した原料合金を重量比で主相系合金：粒界相系合金＝９０：１０にて混合後、室温にて水素を吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中で６００℃×１時間の脱水素を行う水素粉砕処理を施した。高磁気特性のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得るために、本実施例では焼結体酸素量を２０００ｐｐｍ以下に抑えるべく、水素粉砕処理（粉砕処理後の回収）から焼結（焼結炉に投入する）までの各工程の雰囲気を、１００ｐｐｍ未満の酸素濃度に抑える。以後、この一連の工程を低酸素プロセスと称す。
【００３９】
ついで、水素粉砕処理が施された原料合金を微粉砕した。なお、通常、水素粉砕処理の後に粗粉砕と微粉砕による２段階の粉砕を行っているが、粗粉砕工程を低酸素プロセスで行うことが困難なため、本実施例では粗粉砕工程を省いた。
ただし、微粉砕を行う前に潤滑剤を添加混合した。潤滑剤は、総炭素数（ｎ＋１）の異なる各種の脂肪酸アミドを表１に示す割合（ｗｔ％）で添加し、混合した。添加量は、原料合金に対し０．１５ｗｔ％とした。脂肪酸アミドは、前述したように、一般式Ｒ１−ＣＯＮＨ２（ただし、Ｒ１はＣｎＨ２ｎ＋１で表され、ｎはＲ１における炭素数を示している）で示される。混合は、例えばナウタ−ミキサー等により５〜３０分間ほど行えばよい。
潤滑剤の添加、混合後、ジェットミルを用いて原料合金が平均粒径３〜６μｍ程度の成形用粉末になるまで微粉砕を行った。本実施例では、平均粒径が４μｍの粉砕粉を作製した。
【００４０】
【表１】
0004753044.tif 000002
【００４１】
得られた微粉砕粉（成形用組成物）を、直径１０ｍｍの金型に１ｇの微粉砕粉を投入し、１．５ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力にて成形を行った後、金型壁面への微粉砕粉の付着を確認した。結果を表２に示す。表中のマークは、壁面への付着が無い場合を「○」、付着がある場合を「×」とした。
【００４２】
また、得られた微粉砕粉を磁場中にて成形した。具体的には、１５ｋＯｅの磁場中で１．２ｔｏｎ／ｃｍ２の圧力で成形して成形体を得た。この成形体を真空中において、１０９０℃で４時間焼結した後に、急冷した。次いで得られた焼結体に８００℃×１時間と５５０℃×１時間（ともにＡｒ雰囲気中）の２段時効処理を施した。
得られた焼結体に残留するＣ量、磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＨｃＪ））を測定し、その結果を表２に示す。なお、表２には、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の物質の種類（数）及び総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の物質が潤滑剤に占める比率（ｗｔ％）を記載している。
【００４３】
【表２】
0004753044.tif 000003
【００４４】
表２に示すように、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の潤滑剤が２種類以上で、全潤滑剤の８０ｗｔ％以上を占める実施例１〜５は、金型付着の発生がなく、焼結体に残留するＣ量も低い。そのため、磁気特性、特に保磁力（ＨｃＪ）も高い値となっている。
これに対して、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の潤滑剤が２種類以上含むが、全潤滑剤の８０ｗｔ％未満しかない比較例１、２は、金型付着が発生するとともに、残留するＣ量も高い値となっている。さらに、総炭素数（ｎ＋１）が１６を超える潤滑剤のみからなる比較例３は、金型付着が発生するとともに、残留するＣ量は比較例１、２よりも高い値となっている。また、総炭素数（ｎ＋１）が１６以下の潤滑剤が８０％ｗｔ以上（１００ｗｔ％）を占めるが、１種類しか含まれない比較例４は残留するＣ量、磁気特性は実施例１〜５と同等であるが、金型付着が発生した。
【００４５】
実施例１の潤滑剤を使用し、潤滑剤の添加量を０．０３、０．１、０．１５、０．２及び０．３ｗｔ％と変えて、以上と同様の検討を行った。その結果を表３に示す。なお、表３に実施例１（添加量：０．１５ｗｔ％）の結果も示している。
【００４６】
【表３】
0004753044.tif 000004
【００４７】
表３に示すように、潤滑剤の添加量が少ないと金型付着の防止に効果がない。逆に、潤滑剤の添加量が多いと金型付着の防止効果は得られるものの、焼結体に残留するＣ量が多くなり、磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））が劣化する。以上の結果より、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造する場合には、潤滑剤の添加量は０．０５〜０．２５ｗｔ％の範囲とすることが好ましく、さらには０．１〜０．２ｗｔ％とすることがより好ましいことがわかる。
比較例１に用いた潤滑剤の添加量を増やして以上と同様の検討を行ったところ、潤滑剤の添加量を増やすことにより金型付着を防止することはできたものの、焼結体に残留するＣ量が多くなり、磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））が顕著に低下した。
【００４８】
次に、実施例１で用いた潤滑剤をエタノールに溶解して液状潤滑剤を作製した。液状潤滑剤における実施例１の潤滑剤の溶解量は１０ｗｔ％である。この液状潤滑剤を、金型壁面に塗布した後に、以上と同様にして加圧成形を行って、金型付着の有無を確認した。
また、磁場中成形の金型壁面にも液状潤滑剤を塗布した後に磁場中成形を上記と同様に行って、さらに得られた成形体を上記と同様に焼結、時効処理を行った。得られた焼結体について、残留するＣ量、磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＨｃＪ））を測定した。その結果を表４に示す。なお、微粉砕粉にも実施例１で用いた潤滑剤を、表４に示す量だけ添加した。
【００４９】
【表４】
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【００５０】
表４に示すように、液状潤滑剤を金型壁面に塗布することにより、微粉砕粉末に添加する潤滑剤の量を少なくしても、金型付着を防止することができる。金型付着防止だけを考慮した場合には、液状潤滑剤を金型に塗布することが好ましい。ただし、微粉砕粉に潤滑剤を添加しないと、磁場中成形における磁石粉末の配向が不十分となり、磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））が低下する。
【００５１】
次に、原料合金として以下の組成の主相系合金及び粒界相系合金を用意した。
主相系合金：Ｎｄ；２２ｗｔ％、Ｐｒ；６ｗｔ％、Ｄｙ；２ｗｔ％、Ａｌ；０．２ｗｔ％、Ｃｕ；０．０１ｗｔ％、Ｂ；１．１ｗｔ％、残部；Ｆｅ及び不可避不純物
粒界相系合金：Ｎｄ；４０ｗｔ％、Ｃｏ；５ｗｔ％、Ｃｕ；１ｗｔ％、Ａｌ；０．２ｗｔ％、残部：Ｆｅ及び不可避不純物
上記主相系合金及び粒界相系合金を用い、微粉砕時の酸素濃度を表５に示すように調整した以外は、実施例１と同様の手順、条件で焼結、２段時効処理まで行った。微粉砕時の酸素濃度の調整は、ジェットミル内で高速気流を形成する不活性ガスに含まれる酸素濃度を調整することにより行った。また、微粉砕処理を除いて、水素粉砕処理（粉砕処理後の回収）から焼結（焼結炉に投入する）までの各工程の雰囲気を、１００ｐｐｍ未満の酸素濃度に抑えた。
磁場中成形時の金型壁面への微粉砕粉の付着の確認、焼結体の酸素量、磁気特性の評価を行った。その結果を表５に併せて示す。なお、得られた焼結体に残留するＣ量はいずれも７００ｐｐｍ以下であった。
【００５２】
【表５】
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【００５３】
表５に示すように、いずれの場合も金型付着の発生は見られなかった。しかし、粉砕時の酸素濃度の増加に伴い焼結体酸素量が増加した。さらに焼結体の磁気特性は、残留磁束密度（Ｂｒ）に差異は見られなかったが、保磁力（ＨｃＪ）は粉砕時の酸素濃度が高くなるにつれて低下する傾向を示した。この保磁力（ＨｃＪ）の低下は焼結体酸素量の増加のためと考えられる。この実験では、調整が容易な微粉砕時の酸素濃度を調整したが、微粉砕時に限らず、焼結体の酸素量を増加させうる各工程の雰囲気の酸素濃度は低く、具体的には２００ｐｐｍ以下とすることが高い保磁力（ＨｃＪ）を得る上で効果的である。