(57)【要約】【課題】  希土類合金粉末の配向度を改善し、残留磁束密度等の磁気特性に優れた希土類永久磁石を製造可能とする。【解決手段】  微粉砕した希土類合金粉末を磁場中成形した後、焼結する。磁場中成形に先立って、微粉砕した希土類合金粉末を加熱処理する。加熱処理温度は６００℃〜９００℃とすることが好ましい。また、加熱処理した後、潤滑剤を後添加する。加熱処理後、希土類合金粉末を再粉砕してもよい。加熱処理前に予め着磁や脱脂（潤滑剤除去）してもよい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料合金を潤滑剤とともに微粉砕して希土類合金粉末を作製し、前記希土類合金粉末を磁場中成形した後、焼結する希土類永久磁石の製造方法であって、
前記微粉砕した希土類合金粉末を加熱処理した後、潤滑剤を加えて磁場中成形することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
【請求項２】
前記加熱処理した希土類合金粉末を再粉砕した後、磁場中成形することを特徴とする請求項１記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項３】
前記再粉砕の後に前記潤滑剤を加えることを特徴とする請求項２記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項４】
前記再粉砕の前に前記潤滑剤を加えることを特徴とする請求項２記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項５】
前記加熱処理する前に希土類合金粉末に含まれる潤滑剤を除去する工程を行うことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記潤滑剤を除去する工程は、水素を含む雰囲気下で加熱処理する工程を含むことを特徴とする請求項５記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項７】
前記加熱処理する前に希土類合金粉末を着磁することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項８】
前記加熱処理する前に希土類合金粉末を着磁することを特徴とする請求項５または６記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項９】
前記着磁の後に前記潤滑剤を除去する工程を行うことを特徴とする請求項８記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１０】
前記着磁の前に前記潤滑剤を除去する工程を行うことを特徴とする請求項８記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項１１】
前記加熱処理の温度を６００℃以上とすることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の希土類永久磁石の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類合金粉末の成形体を焼結して希土類永久磁石とする希土類永久磁石の製造方法に関し、特に、配向度の向上による磁気特性の向上を実現するための新規技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばハードディスクドライブ用ボイスコイルモータや自動車駆動用モータ等の幅広い分野において、モータの小型化及び高性能化が要求されている。モータの小型化及び高性能化を図るためには、モータに組み込まれる磁石の性能向上が重要であり、近年では非常に高い磁気特性を示す例えばネオジム鉄ボロン系焼結磁石等の希土類永久磁石が広く使用されている。
【０００３】
希土類永久磁石の製造方法としては、粉末冶金法が知られており、具体的には、所望組成の原料合金を用い、粗粉砕工程、微粉砕工程、成形工程、焼結工程といった工程を経て製造されている。すなわち、前記希土類永久磁石を作製するには、粗粉砕及び微粉砕した希土類合金粉末を成形装置の金型キャビティ内に充填して所定の形状の成形体に磁場中成形し、これを焼結して焼結体とする。
【０００４】
前述の粉末冶金法により作製される希土類永久磁石においては、磁気特性の向上が課題になっており、種々の試みがなされている。その中でも、磁場中配向しながら成形することで形成される成形体において、希土類合金粉末の配向性を向上させることが有効であると考えられる。
【０００５】
ここで、希土類合金粉末の配向度を向上させるためには、例えば成形に際して多量の潤滑剤を加えることが効果的であるが、潤滑剤の量を増やしすぎると製品（焼結体）中の炭素量が増加して磁気特性が却って損なわれるおそれがある。このような状況から、少量の添加でも十分な潤滑性を発揮する潤滑剤の使用が検討されている（例えば、特許文献１等を参照）。
【特許文献１】特開２００６−４１５０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、潤滑剤による改善はほぼ限界に達しており、例えば潤滑剤の種類や添加量の変更だけで潤滑性をこれ以上改善することは難しいのが実情である。
【０００７】
希土類合金粉末の配向度を向上するための方法としては、潤滑剤の使用の他、例えば磁場中成形時に印加する磁場の強さを強くすることも考えられる。磁場発生設備の大電流化や磁束密度の高効率化等により、印加する磁場の強さを強くすることができ、希土類合金粉末の配向度が向上する。しかしながら、磁場発生設備において、これ以上の大電流化は、設備投資の増加を招くばかりか、敷地面積が膨大になる等の問題がある。また、磁束密度の高効率化にも限度がある。
【０００８】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、希土類合金粉末の一層の配向度の改善を実現することができ、例えば残留磁束密度等の磁気特性に優れた希土類永久磁石を製造し得る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】
【０００９】
前述の目的を達成するために、本発明の希土類永久磁石の製造方法は、原料合金を潤滑剤とともに微粉砕して希土類合金粉末を作製し、前記希土類合金粉末を磁場中成形した後、焼結する希土類永久磁石の製造方法であって、前記微粉砕した希土類合金粉末を加熱処理した後、潤滑剤を加えて磁場中成形することを特徴とする。
【００１０】
微粉砕した希土類合金粉末は角張った形状をしており、そのまま磁場中配向した場合、摩擦力や立体的な障害等により自由な配向が阻害され、配向度が思うように向上しない。これに対して、微粉砕した希土類合金粉末を磁場中成形に先立って加熱処理すると、球状化により丸みを帯びた形状となり、磁場中配向の際の摩擦力や立体障害が低減され、速やかに配向して配向度が改善される。
【００１１】
ただし、前記加熱処理した場合、希土類合金粉末を微粉砕する際に添加した潤滑剤が当該加熱処理によって分解してしまい、本来の潤滑性を十分に発揮できなくなってしまう。微粉砕工程において添加した潤滑剤は、通常は磁場中成形の際にもその潤滑性が利用され、円滑な成形に寄与している。加熱処理によって潤滑剤が分解されてしまうと、円滑な磁場中成形が難しい。そこで本発明においては、前記加熱処理の後に潤滑剤を再度添加し、潤滑性を回復することとする。この加熱処理後の潤滑剤の添加（後添加）によって希土類合金粉末の潤滑性が回復し、希土類合金粉末の球状化と相俟って、磁場中成形の際により高い配向度が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、磁場中成形の際に配向度を大幅に向上することができ、残留磁束密度等の磁気特性に優れた希土類永久磁石を製造することが可能である。また、前記配向度の改善に際して、潤滑剤を過度に加える必要もなく、磁場発生設備を大電流化する必要もないことから、不純物量増加による磁気特性の低下や設備投資の増加による製造コストの増加等を招くこともない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した希土類永久磁石の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
希土類永久磁石（希土類焼結磁石）は、例えば希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素を主成分とするものであるが、磁石組成は特に限定されず、用途等に応じて任意に選択すればよい。例えば、希土類元素Ｒとは、具体的にはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ又はＬｕのことをいい、これらから１種又は２種以上を用いることができる。中でも、資源的に豊富で比較的安価であることから、希土類元素Ｒの主成分をＮｄとすることが好ましい。また、遷移金属元素Ｔは、従来から用いられている遷移金属元素をいずれも用いることができ、例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等から１種又は２種以上を用いることができる。これらの中では、磁気特性の点からＦｅを主体とすることが好ましく、これに加えてキュリー温度の向上、粒界相の耐蝕性向上等に効果があるＣｏを添加することが好ましい。また、前記希土類元素Ｒ、遷移金属元素Ｔ及びホウ素Ｂのみならず、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望ましい。特に、磁気特性を害する酸素は、その量を７０００ｐｐｍ以下、さらには５０００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。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。
【００１５】
合金化工程では、原料となる金属、あるいは合金を所望の希土類合金粉末の組成に応じて配合し、真空あるいは不活性ガス、例えばＡｒ雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、任意の方法を採用し得るが、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法（連続鋳造法）が生産性等の観点から好適であり、得られる合金の形態の点でも好適である。
【００１６】
前記合金化の際に用いる原料金属（合金）としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。合金は、ほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても良いし、最終磁石組成になるように、組成の異なる複数種類の合金を用意し、これを例えば微粉砕工程後に混合しても良い。
【００１７】
粗粉砕工程では、先に鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等を、粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕する。粉砕手段としては、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ることができ、通常は不活性ガス雰囲気中にて行う。粗粉砕に先立って、水素吸蔵粉砕を併せて行うことが効果的である。水素吸蔵粉砕は、原料合金に水素を吸蔵させた後に放出させることにより行うものであり、この水素吸蔵粉砕の後には、希土類永久磁石において不純物となる水素を減少させることを目的として、脱水素処理を行うことが好ましい。水素吸蔵粉砕は、室温から２００℃程度の温度で３０分以上、好ましくは１時間以上行い、脱水素処理は、真空中又はアルゴンガス雰囲気下にて、３５０℃〜６５０℃で行う。なお、前記水素吸蔵処理や脱水素処理は必須の処理ではない。また、この水素吸蔵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可能である。
【００１８】
前述の粗粉砕工程が終了した後、必要に応じて粗粉砕した原料合金粉に潤滑剤を添加する。これが、いわゆる前添加工程である。添加する潤滑剤の種類は問わないが、入手容易性等の観点から、脂肪酸系化合物を用いることが好ましい。脂肪酸系化合物としては、ステアリン酸やカプリル酸等の脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸の金属セッケン、脂肪酸アミドまたは脂肪酸ビスアミド等が好ましく、その中でも脂肪酸アミドが特に好ましい。脂肪酸アミドの中でも、特にカプリル酸アミド、カプリン酸アミド、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、ベヘン酸アミドの１種又は２種以上を用いることが好ましい。あるいは、潤滑剤としてショウノウ又はパラフィンを用いることも可能である。さらには、液体状の潤滑剤を用いることもできる。液体状の潤滑剤としては、ケトン、アルコール、ステアリン酸やカプリル酸等の脂肪酸、脂肪酸エステル、パラフィン類、トルエンやキシレン等の芳香族化合物等を用いることができる。これらの中で、脂肪酸エステルは、その潤滑性、入手容易性等の観点から好ましい。脂肪酸エステルの中でも、カプリル酸エチル、カプリル酸ブチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチルの１種又は２種以上を用いることが好ましい。
【００１９】
添加する際の潤滑剤の粒径についても特に制約はないが、粗粉砕粉と同等以下の粒径を有していることが好ましい。潤滑剤の添加量は、粉砕性を向上させるという点からすれば、なるべく多くするのが好ましいが、磁気特性及び成形体の強度の観点からすれば、なるべく少なくするのが好ましい。したがって、後述する後添加工程の潤滑剤との合計で０．０１〜１質量％の範囲で添加することができる。
【００２０】
前添加において、潤滑剤添加後の混合工程は必須のものではないが、潤滑剤を添加後、あるいは添加中に、粗粉砕粉と潤滑剤とを混合することが好ましい。これにより、後述する微粉砕の際に、粗粉砕粉に対する潤滑剤の分散性を向上する効果が期待される。なお、前記混合は、スクリュー式の混合装置等により５〜３０分間程度行えばよい。
【００２１】
粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行うが、この微粉砕工程には主にジェットミル（気流式粉砕機）を用い、平均粒径２．５〜６μｍ、望ましくは３〜５μｍの希土類合金粉末（粉砕粉）を得る。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を加速し、粗粉砕粉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。
【００２２】
微粉砕工程の後、通常は、磁場中成形工程において希土類合金粉末を磁場中にて成形する。ただし、前記微粉砕工程後の希土類合金粉末は、図１（ａ）に示すように、角張った形状を有しており、立体的な障害や摩擦力等により自由に動くことができず、配向度を高める上で障害となる。
【００２３】
そこで、本発明においては、微粉砕した希土類合金粉末を加熱処理することでその形状を丸みを帯びたものとし、磁場中成形の際の立体的な障害を極力排除するとともに摩擦力を低減し、配向し易くする。
【００２４】
図１（ｂ）は、前記加熱処理後の希土類合金粉末の形状を模式的に示すものである。図１（ｂ）に示すように、適切な加熱処理を行うことによって粒子（希土類合金粉末）の表面に溶融した液相が形成される。この液相を利用し、複数の粒子が緻密化を開始する前の状態で冷却凝固することで、ネック成長以前の球状化した粒子の集合体が得られる。得られる粒子の集合体は非常に脆く、例えばジェットミルによる粉砕等、特別な粉砕工程を経ることなく磁場中成形工程に使用することが可能である。加熱処理した希土類合金粉末は、前記球状化により配向がし易くなり、これを成形して希土類永久磁石を作製することで、配向度が向上し残留磁束密度等の磁気特性が向上する。
【００２５】
前記加熱処理においては、加熱温度を適正に設定することが望ましい。例えば、加熱温度があまり低すぎると、前記液相による球状化が進まず、目的を達成できなくなるおそれがある。逆に、加熱処理温度が高すぎると、緻密化が進みすぎ、粒子の集合体を解砕することが難しくなるおそれがある。このような観点から、前記加熱温度は６００℃以上とすることが好ましく、７００℃〜９００℃とすることがより好ましい。また、加熱処理の際の保持時間は、１時間以内とすることが好ましい。前記加熱処理時の雰囲気は、減圧雰囲気（真空）、あるいは不活性ガス雰囲気とすることが好ましく、不活性ガス雰囲気とする場合には、不活性ガスとしてＡｒガスを用いることが望ましい。
【００２６】
前述の加熱処理は、例えば主相系合金の粉末と粒界相系合金の粉末を混合使用する場合、主相系合金に対してのみ行うことでも効果は得られるが、粒界相系合金とともに処理する方が好ましく、球状化の効果が高い。
【００２７】
また、前述の加熱処理を行った場合、前添加工程で添加した潤滑剤は、前記加熱処理によって分解されてしまい、磁場中成形の際に十分な潤滑性が得られなくなるおそれがある。そこで、本発明では、前記加熱処理の後に、潤滑剤を添加することとする(後添加工程)。
【００２８】
前記後添加工程で添加する潤滑剤としては、前添加工程で添加する潤滑剤と同一の種類のものを用いてもよいし、異なる種類のものを用いてもよい。
【００２９】
前述の後添加工程においても、潤滑剤添加後の混合工程は必須のものではないが、潤滑剤を添加後、または添加中に混合することが好ましい。例えば、後添加工程の後、解砕のための再粉砕工程を組み合わせる場合に、希土類合金粉末に対する潤滑剤の分散性を向上する効果が期待される。この混合は、回転羽根式の混合装置等により２〜１０分間程度行えばよい。
【００３０】
なお、前記後添加工程、あるいは前記前添加工程のいずれにおいても、混合工程を行う場合には、低酸素雰囲気で行うことが好ましい。希土類合金粉末を構成する希土類元素Ｒ及びＦｅは酸化しやすい元素であり、加熱により酸化は助長される。したがって、加熱を伴う撹拌による混合工程は、酸素量が１００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下の雰囲気下で行うことが好ましい。また、この工程に限らず、高い磁気特性の希土類永久磁石を得るためには、他の工程、すなわち粗粉砕工程から焼結工程に至るまで、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気とすることが好ましい。このような低酸素雰囲気で各工程を実施することにより、酸素量が２０００ｐｐｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得ることができる。
【００３１】
微粉砕した希土類合金粉末に前述の加熱処理を行う場合には、加熱処理の前、あるいは加熱処理の後に種々の工程を追加することも可能である。以下、これら工程について説明する。
【００３２】
先ず、前記加熱処理した希土類合金粉末を再粉砕して使用することが可能である。前述の通り、加熱処理した希土類合金粉末は球状化した粒子の集合体となり、この粒子の集合体は非常に脆いものであるが、ジェットミル等により粉砕処理を再び施すことで、より一層配向度が改善され残留磁束密度が向上する。前記粒子の集合体は非常に脆いものであるが、一部、液相により複数の粒子が緻密化を開始している粒子も存在する。ランダムに配向した複数の粒子が液相により緻密化してしまうと、互いに自由に動くことができず、配向度向上の妨げになるおそれがある。そこで、このような粒子を再粉砕することで、図１（ｃ）に示すように、単一の配向軸を持つ粒子に分離することができ、前記不都合を解消することができる。
【００３３】
この場合、前記加熱処理の後に前記再粉砕工程を行うことになるが、この再粉砕工程は、前記後添加工程の前に行ってもよいし、後添加工程の後に行ってもよい。前者の場合には、微粉砕した希土類合金粉末を加熱処理し、再粉砕を行った後に潤滑剤を後添加し、磁場中成形工程に供する。後者の場合には、微粉砕した希土類合金粉末を加熱処理し、潤滑剤を後添加した後に再粉砕し、磁場中成形工程に供する。
【００３４】
また、前記加熱処理の前に、予め潤滑剤除去工程（脱脂工程）や着磁工程を行うことも可能である。前述のように、前添加工程で添加した潤滑剤は加熱処理により分解し、潤滑性が失われる。この潤滑剤が分解した有機不純物は、潤滑に寄与せずに残留し、焼結工程において希土類成分とともに炭化物を生成し、不純物量を増加させるという問題をもたらす可能性がある。希土類永久磁石に含まれる不純物量が増加すると、配向度が高くても残留磁束密度が十分に向上しなくなる。
【００３５】
そこで、加熱処理の前に希土類合金粉末に含まれる有機化合物（潤滑剤）を除去すれば、前記不純物量を抑えることができ、加熱処理後に潤滑剤を後添加すれば、高い配向度と低い不純物量とを両立し、残留磁束密度を向上させることが可能になる。
【００３６】
潤滑剤除去工程では、潤滑剤を微粉砕工程の後に除去するが、この工程は不活性ガス若しくは水素ガス雰囲気中で行なってもよいし、水素ガスを含む不活性ガス雰囲気中で行なってもよい。また、潤滑剤除去に際しては、炉内にガスを留めずに一定方向に導入排出することが望ましい。潤滑剤除去の際の圧力は１０−４Ｐａ〜１０＋６Ｐａであればよく、温度は１００℃〜５００℃、処理時間は１〜１２時間とすることが好ましい。
【００３７】
前記潤滑剤除去工程は、対象が粉末の場合には、液体により洗浄することで行うこともできる。対象が成形体であると、液体が粒子間空隙に浸入して保形力を失い、破壊されるおそれがあることから好ましくなく、したがって後述の磁場中成形後の成形体に含まれる潤滑剤を除去する場合には、液体による洗浄は避けることが好ましい。前記液体により洗浄する場合、使用する液体は潤滑剤を溶解するものであればよく、例えばエタノール、トルエン、キシレン、アセトン等、一般的な有機溶剤を用いることができ、回収蒸留再利用も考慮して適切なものを選べばよい。洗浄は、例えば液体に希土類合金粉末を投入し、撹拌分散した後、デカンテーションを数回繰り返すことで、十分な除去を行うことができる。線上に使用する液体の粘性が高く比較的沈降速度が遅い場合には、遠心分離や磁気分離を行なってもよい。
【００３８】
一方、前記加熱処理の前に予め着磁を施すことで、配向度をより一層高めることが可能である。加熱処理をする前に、希土類合金粉末を予め磁場配向させておき、着磁された状態のまま加熱処理することで配向度がさらに改善され、残留磁束密度等の磁気特性が向上する。これは、加熱処理後に一部緻密化が始まった粒子において、各粒子がランダムに配向した状態とするのではなく、配向方向が一致した状態とすることで、全体の配向度を高い状態にすることができるからである。
【００３９】
図２（ａ）は希土類合金粉末を加熱処理前に着磁した状態を示し、図２（ｂ）はこれを加熱処理した状態を示す。図２（ａ）に示すように、着磁により各粒子の配向軸が一方向に揃った状態となる。図２（ｂ）に示すように、この状態は加熱処理後にも維持される。このように希土類合金粉末の状態で配向軸が揃った状態にしておけば、成形後にもこの状態が反映され、配向度が高いものとなる。なお、着磁の条件としては、例えば印加する磁場の強さを３９８ｋＡ／ｍ以上とすればよい。
【００４０】
なお、加熱処理前に着磁を施した場合にも、加熱処理後に再粉砕を行うようにしてもよい。図２（ｃ）に示すように、再粉砕してもなお単一の配向軸を持つ粒子に分離することができない粒子が存在する可能性があるが、このような極少数の粒子についても、予め配向しておくことで粒子内の配向を揃えておけば、より高い配向度を得ることができる。また、前記潤滑剤除去工程と着磁工程は、どちらを先に行ってもよい。例えば潤滑剤除去工程を行った後に着磁を行い、次いで加熱処理を行ってもよい。あるいは、着磁を行った後に潤滑剤除去工程を行い、次いで加熱処理を行ってもよい。
【００４１】
以上のように、本発明においては、微粉砕した希土類合金粉末を磁場中成形する前に加熱処理し、さらに潤滑剤を加熱処理後に後添加するというのが基本的な考えであり、これら工程に加えて再粉砕や潤滑剤除去、着磁を組み合わせることが可能である。
【００４２】
図３乃至図５に潤滑剤の前添加工程（工程Ａ）から磁場中成形（工程Ｄ）までのプロセス例を示す。先ず、図３は、加熱処理及び潤滑剤の後添加、再粉砕をプロセスにおける構成要素とした例である。前述の通り、本発明においては、図３（ａ）に示すように、粗粉砕粉に潤滑剤を前添加（工程Ａ）し、微粉砕（工程Ｂ）した後、希土類合金粉末に加熱処理（工程Ｃ−１）を行い、加熱処理後の希土類合金粉末に潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）して磁場中成形（工程Ｄ）を行う。あるいは、図３（ｂ）に示すように、微粉砕（工程Ｂ）の後、希土類合金粉末に加熱処理（工程Ｃ−１）を行い、加熱処理後の希土類合金粉末に潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）した後、再粉砕（工程Ｃ−３）してから希土類合金粉末を磁場中成形（工程Ｄ）に供する。
【００４３】
図４は、加熱処理の前に着磁工程や潤滑剤除去工程（脱脂工程）を組み合わせた例である。図４（ａ）に示すプロセス例では、粗粉砕粉に潤滑剤を前添加（工程Ａ）し、微粉砕（工程Ｂ）した後、希土類合金粉末に着磁を施す（工程Ｃ−４）。次いで、希土類合金粉末に加熱処理（工程Ｃ−１）を行い、加熱処理後の希土類合金粉末に潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）して磁場中成形（工程Ｄ）を行う。図４（ｂ）に示すプロセス例では、図４（ａ）に示す工程に加えて、潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）した後、再粉砕（工程Ｃ−３）を行う。図４（ｃ）に示すプロセス例では、粗粉砕粉に潤滑剤を前添加（工程Ａ）し、微粉砕（工程Ｂ）した後、希土類合金粉末から前添加した潤滑剤を除去する（工程Ｃ−５）。次いで、希土類合金粉末に加熱処理（工程Ｃ−１）を行い、加熱処理後の希土類合金粉末に潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）して磁場中成形（工程Ｄ）を行う。図４（ｄ）に示すプロセス例では、図４（ｃ）に示す工程に加えて、潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）した後、再粉砕（工程Ｃ−３）を行う。
【００４４】
図５は、加熱処理の前に着磁工程及び潤滑剤除去工程（脱脂工程）を組み合わせた例である。図５（ａ）に示すプロセス例では、粗粉砕粉に潤滑剤を前添加（工程Ａ）し、微粉砕（工程Ｂ）した後、希土類合金粉末から前添加した潤滑剤を除去し（工程Ｃ−５）、さらに希土類合金粉末に着磁を施す（工程Ｃ−４）。次いで、希土類合金粉末に加熱処理（工程Ｃ−１）を行い、加熱処理後の希土類合金粉末に潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）して磁場中成形（工程Ｄ）を行う。図５（ｂ）に示すプロセス例では、図５（ａ）に示す工程に加えて、潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）した後、再粉砕（工程Ｃ−３）を行う。図５（ｃ）に示すプロセス例では、粗粉砕粉に潤滑剤を前添加（工程Ａ）し、微粉砕（工程Ｂ）した後、希土類合金粉末に着磁を施し（工程Ｃ−４）、さらに希土類合金粉末から前添加した潤滑剤を除去する（工程Ｃ−５）。次いで、希土類合金粉末に加熱処理（工程Ｃ−１）を行い、加熱処理後の希土類合金粉末に潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）して磁場中成形（工程Ｄ）を行う。図５（ｄ）に示すプロセス例では、図５（ｃ）に示す工程に加えて、潤滑剤を後添加（工程Ｃ−２）した後、再粉砕（工程Ｃ−３）を行う。
【００４５】
なお、図３から図５に示すいずれのプロセス例においても、潤滑剤の後添加工程（工程Ｃ−２）と再粉砕工程（Ｃ−３）は、順序が逆であってもよい。
【００４６】
磁場中成形工程では、具体的には、前記加熱処理後の希土類合金粉末を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。前記磁場中成形は、成形圧力と磁界方向が平行な平行磁界成形、成形圧力と磁界方向が直交する直行磁界成形のいずれであってもよい。さらに、磁界印加手段として、パルス電源と空芯コイルも採用することができる。この磁場中成形は、例えば８００〜１３００ｋＡ／ｍの磁場中で、１００〜１６０ＭＰａ前後の圧力で行えばよい。
【００４７】
前記磁場中成形工程により成形した成形体に対し、焼結工程において焼結処理（本焼成）を実施するが、焼結の前に成形体に含まれる潤滑剤（後添加した潤滑剤）を除去することも可能である。潤滑剤の除去は、希土類合金粉末を加熱処理する前に行う潤滑剤除去工程と同様に行えばよいが、前記の通り、液体による洗浄は成形体を破壊してしまうおそれがあるので好ましくない。
【００４８】
焼結処理では、前記成形体を真空または不活性ガス雰囲気中（Ａｒガス雰囲気中等）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、諸条件により調整する必要があるが、例えば１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度焼結すればよく、焼結後、急冷することが好ましい。なお、焼結工程においては、必要に応じて、焼結に先立って脱脂処理を行うことが好ましい。また、高特性化を目的とした不純物減量、特に酸素量低減のために水素粉砕から焼結炉入れまでの酸素濃度を１００ｐｐｍ程度に制御して製造しても良い。
【００４９】
前記焼結処理後には、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効処理は、得られる希土類磁石の保磁力Ｈｃｊを制御する上で重要な工程であり、例えば真空中又は不活性ガス雰囲気中で行う。時効処理としては、２段時効処理が好ましい。２段時効処理は、１段目の時効処理工程においては８００℃前後の温度で１時間〜３時間保持し、２段目の時効処理工程においては６００℃前後の温度で１時間〜３時間保持して行えばよい。６００℃近傍の熱処理で保磁力Ｈｃｊが大きく増加するため、時効処理を１段で行う場合には、６００℃近傍で時効処理を施すとよい。
【００５０】
前記焼結工程の後、機械加工工程や被膜形成工程を行い、希土類永久磁石を完成する。機械加工工程は、所望の形状に機械的に加工する工程である。被膜形成工程は、得られた希土類永久磁石の酸化を抑えること等を目的に行う工程であり、例えばめっき被膜や樹脂被膜を希土類永久磁石の表面に形成する工程である。
【００５１】
以上のような希土類永久磁石の製造方法によれば、製造される希土類永久磁石において、配向度を向上して残留磁束密度等の磁気特性を向上することができる。特に、高い配向度と低い不純物量を両立することができることから、残留磁束密度を大幅に向上することが可能である。さらに、前記製造方法によれば、例えば磁場発生設備を大電流化する必要がないことから、設備投資の増加等を招くこともなく、製造コストを抑えることが可能である。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明を具体的な実験結果に基づいて説明する。
【００５３】
実験１
先ず、ストリップキャスト法により下記の組成を有する２種類の合金を作製した。
合金１：Ｎｄ２８．１質量％、Ａｌ０．２質量％、Ｂ１．１質量％、Ｚｒ０．２質量％、残部Ｆｅ
合金２：Ｎｄ３２．１質量％、Ｃｏ１０．０質量％、Ｃｕ１．０質量％、Ａｌ０．２質量％、残部Ｆｅ
【００５４】
次に、前記各合金に対して水素粉砕工程（粗粉砕工程）及び微粉砕工程を行った。ここで、水素粉砕工程では、室温にて水素を吸蔵させた後、Ａｒ雰囲気中で６００℃、１時間の脱水素を行った。微粉砕工程では、粉砕時に潤滑剤としてオレイン酸アミドを０．１５質量％混合し、高圧窒素ガスを用いた気流式粉砕機（ジェットミル）を用いて平均粒径３μｍ〜６μｍとなるように微粉砕を行った。
【００５５】
続いて、微粉砕した各合金の微粉末を下記最終組成となるように配合し混合した。
最終組成：Ｎｄ２８．５質量％、Ｃｏ１．０質量％、Ｃｕ０．１質量％、Ａｌ０．２質量％、Ｂ１．０質量％、Ｚｒ０．２質量％、残部Ｆｅ
【００５６】
そして、この混合した希土類合金粉末に対して、着磁工程、潤滑剤除去工程、加熱処理工程、潤滑剤の後添加工程、再粉砕工程の各工程を適宜組み合わせて処理を行った。なお、前記工程の組み合わせにおいては、加熱処理工程と潤滑剤の後添加工程を必須の工程とした。
【００５７】
ここで、着磁工程では、希土類合金粉末を蓋付き容器に入れ、１１９４ｋＡ／ｍの磁場中で着磁を行った。潤滑剤除去工程では、前添加した潤滑剤を含む希土類合金粉末をＡｒガス雰囲気下、４００℃まで昇温し、水素ガスに置換した後、３時間保持した。加熱処理工程では、１Ｐａ以下の真空下で温度を上昇させ、８００℃に到達した直後に冷却を開始した。潤滑剤の後添加工程では、潤滑剤としてカプリル酸を０．０５質量％添加し、ミキサーにて混合した。再粉砕工程では、高圧窒素ガスを用いた気流粉砕機（ジェットミル）を用いて平均粒径３μｍ〜６μｍとなるように再粉砕を行った。
【００５８】
次いで、得られた希土類合金粉末を磁場中にて成形した。具体的には、電磁石に抱かれた金型内に希土類合金粉末を充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で成形した。成形条件としては、印加磁場の強さを１１９４ｋＡ／ｍ、圧力を１１７．６ＭＰａとした。
【００５９】
成形した成形体は、焼結・時効工程を行い、希土類永久磁石とした。焼結・時効工程は、成形体を真空中に置き、１０３０℃〜１０９０℃で４時間焼結した後、急冷した。得られた焼結体に対して、Ａｒ雰囲気中で２段時効を行った。なお、前述の粉砕から焼結・時効までの各工程は、酸素濃度を１００ｐｐｍ以下に制御して行った。
【００６０】
以上により作製された希土類永久磁石（例１〜例１０）について、残留する炭素量及び磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ）の測定を行った。結果を表１に示す。なお、この表１において、例１は、加熱処理を行っていない希土類合金粉末を成形に使用した場合であり、比較例に相当する。
【００６１】
【表１】
2007266038.tif 000003
【００６２】
この表１から明らかなように、加熱処理工程及び潤滑剤の後添加工程を行うことで残留磁束密度の向上が見られる。これは、前記加熱処理により希土類合金粉末が球状化し、配向度が向上したことによるものと考えられる。また、着磁工程や潤滑剤除去工程、再粉砕工程の各工程については、いずれの工程も追加することでより一層の磁気特性の向上が見られる。
【００６３】
実験２
本実験では、加熱処理の温度を変えて希土類永久磁石の作製を行った（例１１〜例１６）。加熱処理の温度が８００℃の場合は、先の実験１の例１０に相当する。希土類永久磁石作製のためのプロセス及び各工程については先の実験１と同様であり、いずれの例においても着磁、潤滑剤除去、及び再粉砕は「有り」である。結果を表２に示す。
【００６４】
【表２】
2007266038.tif 000004
【００６５】
加熱処理温度については、これを６００℃から９００℃に設定することで、残留磁束密度の値が高くなっており、５００℃、あるいは１０００℃においては、若干の特性の低下が見られる。したがって、前記加熱処理に際しては、加熱処理温度を６００℃〜９００℃とすることが好ましいと言える。前記温度範囲とすることで、確実に磁気特性を向上することが可能である。また、加熱処理温度が１１００℃の場合には、加熱処理後の集合体を解砕することができず、成形体を作製することができなかった。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】加熱処理による希土類合金粉末の球状化の様子を示す模式図であり、（ａ）は加熱処理前の状態、（ｂ）は加熱処理後の状態、（ｃ）は再粉砕後の状態をそれぞれ示す。
【図２】着磁した場合の希土類合金粉末の様子を示す模式図であり、（ａ）は着磁した状態、（ｂ）は加熱処理後の状態、（ｃ）は再粉砕後の状態をそれぞれ示す。
【図３】本発明を適用した場合の前添加工程から磁場中成形工程までのプロセス例を示す工程図であり、（ａ）は加熱処理工程及び潤滑剤の後添加工程を行う場合、（ｂ）は加熱処理工程、潤滑剤の後添加工程及び再粉砕を行う場合を示す。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、着磁工程または潤滑剤除去工程を組み合わせた場合のプロセス例を示す工程図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は、着磁工程及び潤滑剤除去工程を組み合わせた場合のプロセス例を示す工程図である。
【符号の説明】
【００６７】
Ａ  前添加工程、Ｂ  微粉砕工程、Ｃ−１  加熱処理工程、Ｃ−２  後添加工程、Ｃ−３  再粉砕工程、Ｃ−４  着磁工程、Ｃ−５  潤滑剤除去工程、Ｄ  磁場中成形工程
【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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