(57)【要約】      （修正有）【課題】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末を含む等方性ボンド磁石そのものの着磁特性を高めて、生産性を損なうことなく狭いピッチでの着磁を容易にできる希土類等方性ボンド磁石を提供する。【解決手段】希土類等方性ボンド磁石は、希土類元素（Ｓｍ又はＳｍとＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、窒素とを主構成成分としＴｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末Ａと、希土類元素（Ｎｄ、Ｐｒ、又は、Ｎｄ若しくはＰｒを主体としたＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、硼素とを主構成成分としＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する等方性磁性粉末Ｂとを含有する。そして、全磁性粉末の質量に対する異方性磁性粉末Ａとの質量の比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が１０％以上６０％以下である。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
希土類元素（Ｓｍ、又は、ＳｍとＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、窒素とを主構成成分としＴｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末Ａと、
希土類元素（Ｎｄ、又は、Ｐｒ、又は、Ｎｄ若しくはＰｒを主体としたＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、硼素とを主構成成分としＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する等方性磁性粉末Ｂと
を含有し、
全磁性粉末の質量に対する前記異方性磁性粉末Ａの質量の比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が１０％以上６０％以下であることを特徴とする希土類等方性ボンド磁石。
【請求項２】
前記異方性磁性粉末Ａの５０％粒子径が１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の希土類等方性ボンド磁石。
【請求項３】
前記等方性磁性粉末Ｂの５０％粒子径が３０μｍ以上であることを特徴とする請求項１又は２に記載の希土類等方性ボンド磁石。
【請求項４】
直交する３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）で測定された残留磁束密度Ｂｒの最大値と最小値との差（ΔＢｒ）が該３方向のＢｒの平均値（Ｂｒａｖｇ）に対して５％以内であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の希土類等方性ボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着磁特性に優れた希土類等方性ボンド磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石にはさまざまな種類のものがあるが、その中には磁性粉末を樹脂バインダーで結合したボンド磁石がある。磁性粉末としては、Ｂａフェライト、Ｓｒフェライト、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３、Ｓｍ２（Ｃｏ，Ｆｅ，Ｃｕ，Ｚｒ）１７等の材料が用いられる。また、樹脂バインダーとしては、ポリアミド６、ポリアミド１２、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂や、エボキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂が用いられる。
【０００３】
このようなボンド磁石は、磁性粉末と樹脂バインダーとの混合物（組成物やコンパウンドと呼ばれる）を、射出成形、押出成形、圧縮成形等の樹脂成形技術で成形し、着磁して使用される。
【０００４】
ところで、磁性粉末には、粒子の特定方向に着磁して使用される異方性粉末と、粒子のどの方向にも着磁できる等方性粉末がある。同様に、ボンド磁石にも異方性と等方性があり、異方性磁石は成形した磁石成形品の特定方向にしか着磁できないが、等方性磁石はどの方向にも着磁して使用することができる。
【０００５】
異方性ボンド磁石は、異方性の磁性粉末と樹脂バインダーとにより構成され、例外もあるが、成形時に金型に磁界をかけて個々の磁性粉末を磁界方向に揃えることによって製造される。一方、等方性のボンド磁石は、多くの場合、等方性粉末と樹脂バインダーとから製造されるが、異方性粉末と樹脂バインダーとからなる組成物を金型に磁界をかけずに成形することによっても製造することができる。
【０００６】
ボンド磁石の中でも希土類磁性粉末を使用したものは、磁気特性が高く、主用途である小型モータのさらなる小型化、軽量化、省エネルギーのために今後も応用分野が拡大していくと見込まれている。ここで、異方性の希土類ボンド磁石は、その残留磁束密度Ｂｒが同じ材料の等方性磁石に比べて高く、磁性粉末の持つ固有磁気特性を十分生かせるため、これら小型化、軽量化、省エネルギーの観点で好ましい。
【０００７】
ところが、小型モータへの応用では、小径円筒状で、その径方向に多極に着磁されたロータ磁石としてボンド磁石が利用され、そして、着磁ピッチは数ｍｍから１ｍｍ以下で用いられることも少なくない。このような磁石を異方性磁石として製造するうえでは、金型に磁界をかけるための磁気回路の構成やモータのコギングトルク等の課題があり、簡単ではない。そのため、このような応用例では、磁性粉末の固有磁気特性が損なわれても、等方性の磁石が選択され、そのほとんどがＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ型結晶構造の化合物を主相とし液体急冷法で製造される等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末を使用したものである。
【０００８】
さらに、等方性の磁石を選択したとして、上述のような狭いピッチで着磁して使用される場合には、着磁するための磁気ヨークのピッチも狭くなり、十分な着磁磁界が得られないこともあり、等方性Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系ボンド磁石としての磁気特性も十分発揮されないまま使用されることがある。
【０００９】
このような着磁性の問題を解決する手段として、特開２０１３−１５７５０６号公報（特許文献１）、特開２０１４−０４５０４４号公報（特許文献２）では、着磁装置に加熱冷却機構を設け、その磁性材料のキュリー温度以上に加熱した状態で着磁磁界をかけ、その磁界をかけ続けてキュリー温度未満の温度まで冷却する方法を開示している。一方、特開２００４−１３４６９８号公報（特許文献３）では、成形工程の金型キャビティー内に組成物が高温で充填されている状態で着磁を施す方法が開示されている。
【００１０】
しかしながら、前者の方法では、高温で着磁されるために不可逆減磁した状態で着磁されることになり、また着磁装置の中で昇降温するために着磁のタクトタイムが長くなり生産性を損なうとういう問題がある。また、後者の方法では、金型内に着磁のための磁気回路を設けることになり、狭いピッチの着磁が必要になる場合には金型の構造が複雑になるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１３−１５７５０６号公報
【特許文献２】特開２０１４−０４５０４４号公報
【特許文献３】特開２００４−１３４６９８号公報
【特許文献４】特開平０５−１５２１１６号公報
【特許文献５】特開平０６−０１３２１２号公報
【特許文献６】特開平０６−０６１０２３号公報
【特許文献７】特開平０６−１３２１０７号公報
【特許文献８】特開平０６−２０８９１３号公報
【特許文献９】特開平０８−０３１６２６号公報
【特許文献１０】特開平０９−１７１９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、このような実情を考慮してなされたものであり、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末を含む等方性ボンド磁石そのものの着磁特性を高めて、それによって生産性を損なうことなく狭いピッチでの着磁も容易にすることができる希土類等方性ボンド磁石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】
【００１３】
本発明者らは、上述した課題を解決するために鋭意検討を重ねた。その結果、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末に対して着磁特性の良好な他の磁性粉末の混合を検討したところ、いわゆるニュークリエーション型の磁性粉末として知られる、Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有するＲ−Ｆｅ−Ｎ系異方性磁性粉末（ＲはＹを含むランタノイド元素）、特にＲとしてＳｍを用いたＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３磁性粉末を特定量混合することによって着磁性が向上することを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下のものを提供する。
【００１４】
（１）本発明の第１の発明は、希土類元素（Ｓｍ、又は、ＳｍとＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、窒素とを主構成成分としＴｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末Ａと、希土類元素（Ｎｄ、又は、Ｐｒ、又は、Ｎｄ若しくはＰｒを主体としたＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、硼素とを主構成成分としＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する等方性磁性粉末Ｂとを含有し、全磁性粉末の質量に対する前記異方性磁性粉末Ａの質量の比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が１０％以上６０％以下であることを特徴とする希土類等方性ボンド磁石である。
【００１５】
（２）本発明の第２の発明は、上述した第１の発明において、前記異方性磁性粉末Ａの５０％粒子径が１０μｍ以下である希土類等方性ボンド磁石である。
【００１６】
（３）本発明の第３の発明は、上述した第１又は第２の発明において、前記等方性磁性粉末Ｂの５０％粒子径が３０μｍ以上である希土類等方性ボンド磁石である。
【００１７】
（４）本発明の第４の発明は、上述した第１乃至第３のいずれか発明において、直交する３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）で測定された残留磁束密度Ｂｒの最大値と最小値との差（ΔＢｒ）が該３方向のＢｒの平均値（Ｂｒａｖｇ）に対して５％以内である希土類等方性ボンド磁石である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、磁石自体の着磁特性を高めることができ、その結果として小型モータ用ロータ磁石等のさらなる小型化とそれによる狭い着磁ピッチにも対応することが可能となり、生産性を損なうこともなく、その工業的価値は極めて大きい。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る希土類等方性ボンド磁石の具体的な実施形態（以下、「本実施の形態」という）について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲で種々の変更が可能である。
【００２０】
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石は、希土類元素（Ｓｍ、又は、ＳｍとＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、窒素とを主構成成分とし、Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末Ａ（第１の磁性粉末）と、希土類元素（Ｎｄ、又は、Ｐｒ、又は、Ｎｄ若しくはＰｒを主体としたＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上）と、鉄と、硼素とを主構成成分とし、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する等方性磁性粉末Ｂ（第２の磁性粉末）とを混合して構成される。
【００２１】
そして、この希土類等方性ボンド磁石では、全磁性粉末の質量に対する異方性磁性粉末Ａの質量の比率が特定の割合となるように混合して構成されている。具体的には、異方性磁性粉末Ａの全磁性粉末の質量に対する比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が１０％以上６０％以下であることを特徴としている。
【００２２】
このような本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石によれば、磁石自体の着磁特性を向上させることができ、生産性を損なうことなく狭いピッチでの着磁も容易にすることができる。
【００２３】
＜第１の磁性粉末（異方性磁性粉末）＞
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石において、第１の磁性粉末は、希土類元素と、鉄（Ｆｅ）と、窒素（Ｎ）とを主構成成分とし、Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末（適宜「異方性磁性粉末Ａ」ともいう）である。この磁性粉末では、そのほとんどが単結晶粒子であり、結晶のｃ軸が磁化容易方向である。
【００２４】
異方性磁性粉末を構成する希土類元素としては、サマリウム（Ｓｍ）、又は、Ｓｍとイットリウム（Ｙ）を含むランタノイド元素のいずれか１種以上である。Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する代表的な主相はＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３の窒化化合物であるため、この磁性粉末は、Ｓｍを含む全希土類元素が２０質量％〜２５質量％、Ｎが２．９質量％〜４．０質量％、そして残部がＦｅとなる組成を有する。
【００２５】
また、この磁性粉末の温度特性や耐食性を改善するために、Ｆｅの２０質量％以下の割合を、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎにより置換することができる。
【００２６】
異方性磁性粉末の粒子径としては、特に限定されないが、５０％粒子径が１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがより好ましく、３μｍ以下であることがさらに好ましい。異方性磁性粉末の５０％粒子径が１０μｍを超えると、その磁性粉末の保磁力や角形性が低下する可能性がある。
【００２７】
なお、希土類元素と、鉄と、窒素とを主構成成分とし、Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する磁性粉末としては、例えば特開平１１−２９７５１８号公報に開示されているような等方性の磁性粉末がある、しかしながら、その文献に記載の磁性粉末を、本実施の形態のように用いても着磁特性を高めることはできず、その目的を達するには異方性の磁性粉末でなければならない。上述したように、成形時に金型に磁界をかけなければ異方性の希土類磁性粉末を使ったボンド磁石は等方性ボンド磁石となるが、高価な異方性の希土類磁性粉末をこのように使用することはほとんどなく、特に、希土類元素と、鉄と、窒素とを主構成成分として、Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末を等方性ボンド磁石として使用する例はこれまでにない。
【００２８】
この第１の磁性粉末である異方性磁性粉末の製造方法について、希土類元素がＳｍである場合を例として説明すると、Ｓｍ２Ｆｅ１７合金粉末を、窒素ガス、アンモニアガス等の窒素Ｎを含む雰囲気下において３５０℃〜５５０℃の温度範囲で熱処理（窒化熱処理）を施し、粉末の内部に窒素を拡散させてＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３粉末を作製する。そして、その粉末の５０％粒子径が好ましくは１０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下となるように粉砕・分級等の粒度調整を行うことによって製造することができる。
【００２９】
なお、Ｓｍ２Ｆｅ１７合金粉末を作成する方法としては、酸化サマリウムと鉄粉等に対して金属カルシウム等の還元剤を加えて熱処理する還元拡散法と、金属サマリウムと鉄とを溶解して合金塊を作製し機械粉砕する溶解法とがある。しかしながら、溶解法で作製されるＳｍ２Ｆｅ１７合金粉末の粒度分布は広く、粒度の均一性が還元拡散法に比べて劣ってしまう。そのため、最終的に得られる異方性磁性粉末の磁気特性が低くなり、等方性Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末と混合した等方性ボンド磁石の残留磁束密度Ｂｒの低下が大きくなる。このことから、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する異方性磁性粉末は、還元拡散法により作製されたＳｍ２Ｆｅ１７合金粒子に基づいて製造されたものであることが好ましい。
【００３０】
＜第２の磁性粉末（等方性磁性粉末）＞
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石において、第２の磁性粉末は、希土類元素と、鉄と、硼素とを主構成成分とし、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型結晶構造の金属間化合物を主相とする等方性磁性粉末（等方性Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末、適宜「等方性磁性粉末Ｂ」ともいう）である。この等方性磁性粉末は、１００ｎｍ以下の主相結晶粒径を有する多結晶粉末であり、磁化容易軸である結晶のｃ軸の方向がそれぞれの結晶粒でランダムである。このような磁性粉末としては、液体急冷法で製造されるものが知られている。
【００３１】
等方性磁性粉末を構成する希土類元素（Ｒ）としては、ネオジム（Ｎｄ）、又は、プラセオジム（Ｐｒ）、又は、これらを主体としてＬａ、Ｃｅ等のＹを含むランタノイド元素のいずれか１種以上である。なお、ここでの主体とは、Ｎｄ又はＰｒが５０質量％を超える割合で含むことをいう。
【００３２】
また、この磁性粉末の温度特性や耐食性を改善するために、Ｆｅの一部を、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｍｎ、Ｐｄ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎにより置換することができる。
【００３３】
また、この磁性粉末中に、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する相に、αＦｅやＦｅ−Ｂ化合物相を生成させたナノコンポジット粉と呼ばれる粉末を加えることもできる。
【００３４】
等方性磁性粉末の粒子径としては、特に限定されないが、５０％粒子径が３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましい。等方性磁性粉末の５０％粒子径が３０μｍ未満であると、その磁性粉末の保磁力や角形性が低下する可能性がある。なお、この等方性磁性粉末の粒子径の上限値については特に限定されないが、ボンド磁石の表面平滑性の観点から、５０％粒子径が１００μｍ以下であることが好ましい。
【００３５】
なお、上述した液体急冷法による製造以外に、ＨＤＤＲ法と呼ばれる水素化・脱水素化の熱処理工程を経て製造されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末であっても、製造条件によってＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する等方性の磁性粉末を得ることができる。本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する等方性磁性粉末としては、このようなＨＤＤＲ法により製造された等方性磁性粉末を用いてもよい。
【００３６】
ここで、この第２の磁性粉末である等方性磁性粉末では、結晶粒径が主相の単磁区臨界粒径より小さいことから、初磁化曲線がピンニング型に近く、比較的大きな着磁磁界が必要とされる。これに対して、第１の磁性粉末である異方性磁性粉末は、ニュークリエーション型の保磁力機構を有し、粒子内の磁壁移動で磁化反転が進むため、着磁しやすいと考えられる。このような第１の磁性粉末が第２の磁性粉末の一部を置換し、それらの間に静磁気的な相互作用が働くことによって、磁石の着磁性が改善すると考えられる。
【００３７】
ただし、全磁性粉末の質量に対する第１の磁性粉末の比率が重要になるものと考えられる。具体的に本実施の形態では、異方性磁性粉末Ａと等方性磁性粉末Ｂとを備える希土類等方性ボンド磁石において、全磁性粉末の質量に対する第１の磁性粉末である異方性磁性粉末Ａの質量の比（Ａ／Ａ＋Ｂ）が１０％以上６０％以下であることを特徴としている。
【００３８】
全磁性粉末の質量に対する第１の磁性粉末の比率が６０％を超えると、着磁性が逆に低下してしまう。このことのメカニズムは明らかではないが、着磁磁界の方向に対して磁化容易方向が非平行な粒子では、磁壁にかかる磁気圧が弱く、着磁で逆磁区の芽を十分消しきれない割合が増えることによると推測される。一方で、第１の磁性粉末の比率が１０％未満であると、磁石の着磁特性の改善効果が十分に得られない。
【００３９】
＜樹脂バインダー、添加剤＞
上述した磁性粉末を結合する樹脂バインダーとしては、特に限定されず、ボンド磁石の製造に一般的に用いられるものを用いることができる。例えば、ポリアミド系、ポリフェニレンサルファイド系等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂を用いることができる。
【００４０】
さらに、成形加工性を向上させるため、あるいは樹脂の劣化を防止するために、滑剤、樹脂安定化剤等の添加剤を使用することもできる。
【００４１】
上述した磁性粉末と、樹脂バインダーと、添加剤との混合方法としては、特に限定されない。例えば、第１の磁性粉末である異方性磁性粉末と、第２の磁性粉末である等方性磁性粉末とを先にミキサーやブレンダー等を用いて混合し、続いて樹脂バインダーを添加して、熱可塑性樹脂であれば溶融混練を行い、熱硬化性樹脂であれば溶剤で希釈して混合して、溶剤を揮発除去することができる。ただし、混練あるいは混合が不均一となって第１の磁性粉末と第２の磁性粉末の相互の分散状態が悪くなると、着磁特性の改善度が低下する可能性があるので、混合度を均一にすることが好ましい。
【００４２】
なお、第１の磁性粉末（異方性磁性粉末Ａ）と、第２の磁性粉末（等方性磁性粉末Ｂ）との混合比については、上述したように、全磁性粉末の質量に対する異方性磁性粉末Ａの質量の比Ａ／（Ａ＋Ｂ）が１０％以上６０％以下となるようにする。上述したように、異方性磁性粉末Ａの比率が１０％未満あるいは６０％を超えてしまうと、着磁特性の改善効果を十分に得ることができない。特に、異方性磁性粉末Ａが単独であると、着磁特性が極めて低下してしまう。
【００４３】
＜希土類等方性ボンド磁石の製造方法＞
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石は、射出成形、押出成形、圧縮成形、カレンダーロール成形等の公知の成形方法により成形することによって製造できる。ここで、「等方性ボンド磁石」であるためには、成形時において金型に残留磁気を含む磁界がかかっていない状態で成形することが重要となる。
【００４４】
本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する異方性磁性粉末は、成形時の磁界配向性が高いため、金型に０．１Ｔ程度の磁界がかかっていても得られるボンド磁石の残留磁束密度Ｂｒが磁石の方向によってばらつくことになる。そして、そのようなばらつきが生じると、例えば小型モータ用のロータ磁石としたときにコギングトルクが大きくなり、着磁性の改善効果が低下する。したがって、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石においては、任意の直交する３方向（Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向）について測定されたＢｒ（Ｂｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚ）の最大値と最小値との差（ΔＢｒ）が、その３方向のＢｒの平均値（Ｂｒａｖｇ）に対して５％以内であることが好ましい。
【００４５】
＜従来のボンド磁石＞
ここで、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末と、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁性粉末とを混合したボンド磁石として、例えば特開平０５−１５２１１６号公報（特許文献４）には、Ｒ２Ｔ１４Ｂ系合金粉末と、Ｒ２Ｔ１７Ｎ系合金粉末（ＲはＹを含む希土類元素、ＴはＣ及び遷移金属の少なくとも一種）とを混合して磁場成形する技術が開示されている。この技術で製造されるボンド磁石は、磁場成形することから異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、この特許文献４には、Ｒ２Ｔ１４Ｂ系合金粉末が非晶質であるとされているが、本実施の形態におけるＲ２Ｔ１４Ｂ系合金粉末は、結晶粒径が１００ｎｍ以下の多結晶質であり、それぞれの結晶のｃ軸がランダムな方向になっているものである。また、特許文献４の記載によれば、アモルファスリボンを粉砕してホットプレスで成形後熱間加工させて粉砕することにより異方化した粉末と説明されており、この点においても本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する等方性磁性粉末とは異なる。さらに、Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系磁性粉末としては、組成がＲ２Ｔ１７Ｎ系合金粉末であるとされており、本実施の形態におけるＲ２Ｔ１７Ｎ３よりも窒素Ｎが少ない組成のものである。またさらに、その製造にあたっては、高周波溶解等で製造したインゴットを用いており、還元拡散法によるものとは異なる。
【００４６】
また、特開平０６−０１３２１２号公報（特許文献５）には、Ｒ２Ｆｅ１７Ｎｘ系磁性粉末と、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ系磁性粉末とを混合させて用いた希土類ボンド磁石が開示されている。しかしながら、そのＲ２Ｆｅ１７Ｎｘ系磁性粉末は、磁気的にほぼ等方性であることを特徴とするものであって、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石を構成する異方性の磁性粉末とは異なる。また、磁性粉末の製造法についても、メルトスパン法、メカニカルアロイング法、水素処理法、ガスアトマイズ法等が例示されており、還元拡散法によるものとは異なる。
【００４７】
また、特開平０６−０６１０２３号公報（特許文献６）には、基本組成がＳｍ、Ｆｅ窒化物からなる磁性粉末と、基本組成がＮｄ、Ｆｅ、Ｂからなる磁性粉末との混合物を用いてなる希土類ボンド磁石が開示されている。特許文献６によれば、そのボンド磁石は圧縮磁場成形機を用いて製造されていることから、異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、特許文献６には、配向性が乱れて磁気特性の向上が得にくくなるために基本組成がＳｍ、Ｆｅ窒化物からなる磁性粉末の平均粒径は１０μｍ以下であると記載されていることからしても、磁場成形して磁性粉末を配向させて製造する異方性ボンド磁石を前提としている。
【００４８】
また、特開平０６−１３２１０７号公報（特許文献７）には、主相がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂからなる異方性磁石粉と、異方性ＳｍＦｅＮ系磁石粉とを均一混合して得られる複合磁石粉をバインダーと共に磁場中圧縮成形して得られるボンド磁石が開示されている。本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石では、主相がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂからなる磁性粉末により構成されており、これは等方性磁性粉末であり、また磁場をかけずに成形して等方性ボンド磁石としており、特許文献７に記載のボンド磁石とは全く異なる。
【００４９】
また、特開平０６−２０８９１３号公報（特許文献８）には、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ系の磁性粉末と、Ｒ２Ｆｅ１７ＮＸ系磁性粉末（ＲはＹを含む希土類元素のうち１種又は２種以上）とを混合させたボンド磁石が開示されている。この特許文献８に記載の技術では、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂ系の等方性磁性粉末が使用されているが、ボンド磁石は１５ｋＯｅの磁場中で圧縮成形された異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、この特許文献８に記載のＲ２Ｆｅ１７ＮＸ系磁性粉末は、高周波溶解炉で溶解鋳造したインゴットから作製されたものであり、還元拡散法によるものとは全く異なる。
【００５０】
また、特開平０８−０３１６２６号公報（特許文献９）には、特定の関係を有する残留磁束密度と保磁力を有する磁性粉末２種類以上の混合粉末と、それから製造されるボンド磁石等が開示されている。この特許文献９では、Ｒ２ＴＭ１７（ＮＣＨ）Ｘ系磁性粉末と、Ｒ２ＴＭ１４Ｂ系の磁性粉末（ＲはＹを含む希土類元素のうち１種又は２種以上、ＴＭは主としてＦｅ及び／又はＣｏからなる）とを混合したボンド磁石が例示されているが、ボンド磁石は１５ｋＯｅの磁場中で圧縮成形された異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、この特許文献９に記載の技術で使用されているＲ２ＴＭ１７（ＮＣＨ）Ｘ系磁性粉末は、高周波溶解炉で溶解鋳造したインゴットから作製されたものであり、またＲ２ＴＭ１４Ｂ系の磁性粉末は異方性のものであり、還元拡散法によるＲ２ＴＭ１７ＮＸ系磁性粉末と、等方性のＲ２ＴＭ１４Ｂ系磁性粉末とを用いた本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは全く異なる。
【００５１】
また、特開平０９−１７１９１６号公報（特許文献１０）には、水素処理を施したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ化合物を主相として含むＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末と、急冷法により得た希土類合金粉末との混合粉末を、バインダーと共に磁場成形して得られるボンド磁石が開示されている。しかしながら、このボンド磁石は異方性ボンド磁石であり、本実施の形態に係る希土類等方性ボンド磁石とは異なる。また、水素処理を施したＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ化合物を主相として含むＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末は異方性の磁石粉末であり、等方性ではない。さらには、扱われているＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金粉末は急冷法で製造された等方性の粉末である。
【実施例】
【００５２】
以下、本発明の実施例を示して本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５３】
［実施例１〜６、従来例１、比較例１〜２］
５０％粒子径ｄ５０が２．３μｍとなるように粉砕した、サマリウム（Ｓｍ）と、鉄（Ｆｅ）と、窒素（Ｎ）とを主構成成分とし、Ｔｈ２Ｚｎ１７型の結晶構造を有する異方性磁性粉末（商品名：ＳＦＮ−Ｃ，住友金属鉱山株式会社製、以下「異方性磁性粉末Ａ」とする）と、５０％粒子径ｄ５０が４２μｍとなるように粉砕した、ネオジム（Ｎｄ）と、鉄（Ｆｅ）と、硼素（Ｂ）とを主構成成分とし、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型の結晶構造を有する等方性磁性粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｂ，モリコープマグネクエンチ社製、以下「等方性磁性粉末Ｂ」とする）とを用意した。それぞれの磁性粉末について透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、異方性磁性粉末Ａは単結晶粒子であり、等方性磁性粉末Ｂは主相結晶粒径が１０ｎｍ〜３０ｎｍであることが確認された。
【００５４】
これらの磁性粉末と、重量平均分子量Ｍｗが５，３００（ＧＰＣ、ポリメチルメタクリレート換算法）であるポリアミド１２（表１中の「樹脂１」）粉末と、エチレンビスステアリン酸アミド粉末（表１中の「添加剤」）とを、下記表１に示す配合割合で混合し、アルゴンガス雰囲気中でバッチ式ニーダーにより２２０℃で３０分間溶融混練した。なお、下記表１には、磁性粉末全体に対する異方性磁性粉末Ａの混合比も質量％で示した。
【００５５】
次に、混練した後に回収した組成物をプラスチック粉砕機で５ｍｍ以下に粉砕し、これを５０ｔの無磁界射出成形機により、シリンダー温度２３０℃、金型温度１１０℃で、一辺が１０ｍｍの立方体に射出成形した。金型に磁界がかかっていないので、得られた射出成形品は等方性磁石である。
【００５６】
そして、得られた立方体射出成形磁石について、射出方向をＺ方向とし、それに直交する方向をＸ、Ｙ方向として、それぞれの方向の残留磁束密度Ｂｒを、ピーク磁界４Ｔのパルス着磁機で着磁した後、最大磁界２．４ＴのＢ−Ｈカーブトレーサーで測定した。Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のＢｒをそれぞれ、Ｂｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚとし、それらの最大値と最小値の差の平均値に対する割合をΔＢｒ／Ｂｒａｖｇ（％）とした。下記表２に測定結果を示す。
【００５７】
また、射出成形磁石を、ピーク磁界１．５Ｔと４Ｔとでそれぞれ着磁し、デジタル磁束計を用いて引き抜き法により総磁束を測定した。ピーク磁界１．５Ｔで着磁したときの総磁束をΦ１．５、完全着磁となる４Ｔで着磁したときの総磁束をΦ４とし、その比Φ１．５／Φ４（％）を算出して着磁性を評価した。その着磁性についての結果も、表２に併せて示す。なお、この比率が１００％に近いほど着磁性が良好であるといえる。
【００５８】
［実施例７〜１２、従来例２、比較例３〜４］
樹脂バインダーとして、重量平均分子量Ｍｗが６５，０００（超高温ＧＰＣ、標準ポリスチレン換算法）であるポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ、表１中の「樹脂２」）粉末のみを使用し、ニーダー混練温度を３００℃として溶融混練し、混練後、シリンダー温度３００℃、金型温度１３０℃として射出成形したこと以外は、実施例１と同様にして等方性射出成形磁石を得た。下記表１に配合条件を、下記表２にＢｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚ、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇ、Φ１．５／Φ４の測定結果を示す。
【００５９】
［実施例１３〜１８、従来例３、比較例５〜６］
実施例１で用いた磁性粉末Ａ、磁性粉末Ｂの混合粉末（実施例、比較例）、あるいは磁性粉末Ａのみの単独粉末（従来例）に対して、主剤であるビスフェノールＡ型エポキシ樹脂（表１中の「樹脂３」）と硬化剤であるジシアンジアミド（表１中の「樹脂４」）とをアセトンで１０倍希釈したものを配合し、ミキサーにて攪拌しながら３０℃減圧下においてアセトンを揮散させた。下記表１にそれらの配合を示す。
【００６０】
得られた組成物を解砕し、プレス金型中に供給して面圧４９０ＭＰａで無磁界中圧縮成形した。この成形体を真空中１８０℃で１時間熱処理してエポキシ樹脂を硬化させ、一辺が１０ｍｍの立方体を得た。得られた立方体圧縮成形磁石のプレス方向をＺ方向とし、それに直交する方向をＸ、Ｙ方向として、実施例１と同様にして、Ｂｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚ、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇ、Φ１．５／Φ４を測定した。下記表２に測定結果を示す。
【００６１】
［実施例１９］
磁性粉末Ａと、磁性粉末Ｂの配合割合を下記表１に示すようにしたこと以外は、実施例１と同様にして等方性射出成形磁石を作製した。下記表２にＢｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚ、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇ、Φ１．５／Φ４の測定結果を示す。
【００６２】
［実施例２０］
磁性粉末Ａと、磁性粉末Ｂの配合割合を下記表１に示すようにしたこと以外は、実施例７と同様にして等方性射出成形磁石を作製した。下記表２にＢｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚ、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇ、Φ１．５／Φ４の測定結果を示す。
【００６３】
［実施例２１］
磁性粉末Ａと、磁性粉末Ｂの配合割合を下記表１に示すようにしたこと以外は、実施例１３と同様にして等方性射出成形磁石を作製した。下記表２にＢｒｘ、Ｂｒｙ、Ｂｒｚ、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇ、Φ１．５／Φ４の測定結果を示す。
【００６４】
【表１】
2016066675.tif 000002
【００６５】
【表２】
2016066675.tif 000003
【００６６】
実施例１〜６にて得られた磁石は、樹脂バインダーとしてポリアミド１２を使用した等方性射出成形磁石であり、Φ１．５／Φ４が８８％〜９１％であって、高い着磁特性を示した。等方性磁性粉末だけの従来例１に示した磁石が８２％であり、異方性磁性粉末の混合量が６０％を超える磁石では８４％以下であったことから、これらと比較しても実施例１〜６にて得られた磁石の着磁特性は高いものであることが分かる。また、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇについても５％以内の等方性磁石となった。
【００６７】
また、実施例７〜１２にて得られた磁石は、樹脂バインダーとしてポリフェニレンサルファイドを使用した等方性射出成形磁石であり、Φ１．５／Φ４が８６％〜９４％であって、高い着磁特性を示した。等方性磁性粉末だけの従来例２に示した磁石が８０％、異方性磁性粉末の混合量が６０％を超える磁石では８５．５％以下であったことから、これらと比較しても実施例７〜１２にて得られた磁石の着磁特性は高いものであることが分かる。また、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇについても５％以内の等方性磁石になった。
【００６８】
また、実施例１３〜１８にて得られた磁石は、樹脂バインダーとしてエポキシ樹脂を使用した等方性圧縮成形磁石であり、Φ１．５／Φ４が８６％〜９４．５％であって、高い着磁特性を示した。等方性磁性粉末だけの従来例３に示した磁石が８６％、異方性磁性粉末の混合量が６０％を超える磁石では８３％以下であったことから、これらと比較しても実施例１３〜１８にて得られた磁石の着磁特性は高いものであることが分かる。また、ΔＢｒ／Ｂｒａｖｇについても５％以内の等方性磁石になった。
【００６９】
実施例１９にて得られた磁石は、実施例３における磁性粉末の総量を高めた水準であり、Φ１．５／Φ４が９１．３％となって実施例３の磁石と同等の優れた着磁特性が得られた。また、実施例２０にて得られた磁石は、実施例９における磁性粉末の総量を高めた水準であり、Φ１．５／Φ４が９４．２％となって実施例９の磁石と同等の優れた着磁特性が得られた。さらに、実施例２１にて得られた磁石は、実施例１５における磁性粉末の総量を高めた水準であり、Φ１．５／Φ４が９４．４％となって実施例１５の磁石と同等の優れた着磁性が得られた。