(57)【要約】      （修正有）【課題】高い残留磁束密度を備えた磁石の製造方法及び磁石を提供する。【解決手段】磁粉を加圧成形して成形体を得る工程を有する磁石の製造方法であって、磁粉１１は、長径と短径の比が２未満の球状の磁気異方性の磁粉と、長径と短径の比が２以上の扁平形状の磁気等方性の磁粉１２との混合粉末よりなる。加圧時に粒子の形状が異なる磁粉の再配列が促進され、空隙の少ない密な成形体６を得られる。【選択図】図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁粉を加圧成形して成形体を得る工程を有する磁石の製造方法であって、
該磁粉は、長径と短径の比が２未満の球状の磁気異方性の磁粉と、長径と短径の比が２以上の扁平形状の磁気等方性の磁粉との混合粉末よりなることを特徴とする磁石の製造方法。
【請求項２】
前記扁平形状の磁粉及び前記球状の磁粉の平均粒径（Ｄ５０）は、２〜５μｍである請求項１記載の磁石の製造方法。
【請求項３】
前記磁粉の質量を１００％としたときに、前記扁平形状の磁粉の割合が５〜２５％である請求項１〜２のいずれか１項に記載の磁石の製造方法。
【請求項４】
前記加圧成形は、前記扁平形状の磁粉が破壊する破壊圧力以上の圧力で、複数回加圧する請求項１〜３のいずれか１項に記載の磁石の製造方法。
【請求項５】
前記磁粉は、Ｆｅ−Ｎ系化合物，Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系化合物（Ｒ：希土類元素）の一種以上から選ばれる硬磁性体よりなる請求項１〜４のいずれか１項に記載の磁石の製造方法。
【請求項６】
前記磁粉は、潤滑剤を含有する請求項１〜５のいずれか１項に記載の磁石の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の磁石の製造方法により製造されたことを特徴とする磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁石の製造方法及び磁石に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開２００５−２７２９８６号公報（特許文献１）には、希土類金属（Ｒ）と、鉄、コバルト、又はニッケルから選ばれた少なくとも１種の遷移金属（ＴＭ）と、窒素とを主要構成成分とするＲ２ＴＭ１７ＮＸ型の希土類−遷移金属−窒素系磁石合金粉末（磁粉）が記載されている。そして、磁粉は、溶解鋳造法、液体急冷法、還元拡散法等により製造される母合金を粉砕して得られる合金粉末を還元拡散法の原料として用いる製造方法が記載されている。この磁粉をボンド磁石に用いることも記載されている。
【０００３】
また、特開２０１５−８２００号公報（特許文献２）には、希土類元素をＲとして含有するＲ−Ｆｅ−Ｎ系化合物又はＦｅ−Ｎ系化合物により成形される硬磁性体の磁粉を用いて、金型により複数回加圧することにより一次成形体を形成し、一次成形体を磁粉の分解温度未満の温度で加熱して、隣接する磁粉の表面同士を接合させることにより二次成形体を形成することで、磁石を製造することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７２９８６号公報
【特許文献２】特開２０１５−８２００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の磁粉は、ボンド磁石に用いられるものであり、合成樹脂に磁粉が含まれる状態で結着する。通常のボンド磁石では、磁粉の体積を１００ｖｏｌ％としたときに、４０ｖｏｌ％以上の割合で合成樹脂が含まれる。ボンド磁石の磁気特性は、含まれる磁粉の割合（磁粉の含有割合）により決まる。磁粉の含有割合が低くなると、ボンド磁石の磁気特性が低下する。また、磁粉の含有割合が高くなると、磁石の成形性（射出成形の成形性）が大幅に低下するだけでなく、磁粉粒子の固定が不十分となりボンド磁石の形状が保持できなくなる。従って、ボンド磁石では、磁気特性の向上（残留磁束密度の低下の抑制）に限界があった。
【０００６】
このような問題に対する技術である特許文献２では、樹脂を用いないため磁気特性が向上する。しかし、特許文献２では、磁粉を加圧して成形された一次成形体に空隙が残存しやすく、製造される磁石の密度を高めることが難しかった。つまり、製造される磁石の残留磁束密度の向上にも限界があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高い残留磁束密度を得ることができる磁石の製造方法及び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】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の磁石の製造方法は、磁粉を加圧成形して成形体を得る工程を有する磁石の製造方法であって、磁粉は、長径と短径の比が２未満の球状の磁気異方性の磁粉と、長径と短径の比が２以上の扁平形状の磁気等方性の磁粉との混合粉末よりなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の磁石の製造方法では、球状の粒子からなる磁粉と、扁平形状の粒子からなる磁粉との混合粉末を加圧成形して成形体を得ている。この場合、加圧時に粒子の形状が異なる磁粉の再配列が促進され、空隙の少ない密な成形体を得られる。従って、本発明の製造方法によると、高い残留磁束密度を備えた磁石を製造できる。
【０００９】
上記課題を解決する本発明の磁石は、上記の磁石の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明の磁石は、上記した製造方法で製造されてなるものであり、残留磁束密度の高い磁石となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１の磁石の製造方法の各工程を示した図である。
【図２】実施形態１の球状の磁気異方性の磁粉の顕微鏡写真である。
【図３】実施形態１の扁平形状の等方性の磁粉の顕微鏡写真である。
【図４】実施形態１の磁粉の扁平形状の磁粉の割合と磁気特性の関係を示す図である。
【図５】実施形態１の磁粉と潤滑剤とを混合する工程を示す模式図である。
【図６】実施形態１の磁粉と潤滑剤とをさらに混合する工程を示す模式図である。
【図７】実施形態１の磁粉と結着材とが混合した状態を模式的に示す断面図である。
【図８】実施形態１の磁粉の加圧工程の加圧前の状態を示す模式図である。
【図９】実施形態１の磁粉の加圧工程の加圧時の状態を示す模式図である。
【図１０】実施形態１の磁粉の配列状態を模式的に示す拡大図である。
【図１１】実施形態１の成形体の磁粉の配列状態を模式的に示す拡大図である。
【図１２】実施形態１の磁石の構成を模式的に示す拡大図である。
【図１３】実施形態２の磁石の製造方法における各工程を示した図である。
【図１４】実施形態２の磁石の製造方法における加熱工程の温度変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
［実施形態１］
本発明の磁石の製造方法について、図１〜図１２を参照しながら、実施形態として具体的に説明する。図１は、本形態の磁石の製造方法の各工程を示した図である。
【００１２】
（ステップＳ１：磁粉の準備）
図１のステップＳ１に示すように、磁石の素材としての磁粉１を準備する。
【００１３】
磁粉１は、長径と短径の比が２未満の球状の磁気異方性の磁粉１１と、長径と短径の比が２以上の扁平形状の磁気等方性の磁粉１２と、の混合粉末よりなる。すなわち、磁気異方性の磁粉１１と、磁気等方性の磁粉１２と、をそれぞれ準備し、混合して磁粉１を得る。
【００１４】
磁粉１１は、長径と短径の比が２未満の球状の粒子よりなる。磁粉１１は、磁気異方性に優れた磁粉であるため、磁粉１１を用いて磁場配向成形によって製造された異方性磁石は、優れた磁気特性が得られる。磁粉１１を、顕微鏡写真で図２に示す。図２に示したように、磁粉１１は、角の無い略球状の粒子よりなる。
【００１５】
磁粉１１は、長径と短径の比が２未満の球状の粒子よりなることで、加圧成形するときに磁粉１１の粒子の再配列が阻害されない。また、球状の粒子よりなることで、加圧成形時に隣接する粒子同士で圧力が加わっても、部分的な圧力の集中が生じない。このため、部分的な応力の集中による粒子の破壊が生じない。磁粉１１の粒子の長径と短径の比は、磁粉１１の粒子の外形を観察することで求めることができる。磁粉１１の粒子の長径と短径の比は、２未満であればよく、１．０に近いほど好ましく、１．０であることが最も好ましい。
【００１６】
磁粉１２は、長径と短径の比が２以上の扁平形状の粒子よりなる。磁粉１２が扁平形状の粒子よりなることで、加圧成形したときに磁気等方性の磁粉１２が磁気異方性の磁粉１１の周囲に再配列されて磁粉１の空隙が減少し、製造される磁石の磁気特性が高くなる。磁粉１２を、顕微鏡写真で図３に示す。図３に示したように、磁粉１２は、角の多い略フレーク状の粒子よりなる。
【００１７】
磁気等方性の磁粉１２は、扁平形状であるため、加圧成形したときに扁平形状の粒子が破壊されて微細な粒子となる。この微細な粒子は、磁粉１１の周囲に再配列されて磁粉１の空隙がより減少し、より密な成形体が製造される。
磁粉１２の粒子の長径と短径の比は、２以上であればよく、３以上であることが好ましい。
【００１８】
磁粉１２を形成する磁気等方性の磁石は、磁粉１１の磁気異方性の磁石と比較すると、磁気特性に劣る。しかしながら、本形態では、磁粉１２は微細な粒子を形成し、この微細な粒子が磁気異方性の磁粉１１の粒子の周囲に再配列することができる。つまり、球状の磁粉１１のみの場合の成形体で空隙となる位置に、微細な粒子が配列される。この結果、より密な成形体６が製造される。そして、球状の磁粉１１のみの場合の成形体で空隙となる位置に、磁気特性を持つ磁石（微細な粒子）が配列することで、成形体６及び磁石８の磁気特性も向上する。
【００１９】
磁粉１において、磁気異方性の磁粉１１及び磁気等方性の磁粉１２の割合は、限定されない。磁粉１の質量を１００％としたときに、扁平形状の磁気等方性の磁粉１２の割合が５〜２５％であることが好ましい。磁粉１２の割合がこの範囲となることで、上記した磁気特性に優れるとともに、密な成形体６を得ることができる。磁粉１２の割合が５ｍａｓｓ％未満では、磁粉１２の含有の効果が十分に発揮されなくなる。２５ｍａｓｓ％を超えると、磁気異方性の磁粉１１の含有割合が減少し、成形体６の磁気特性が低下するようになる。平形状の磁気等方性の磁粉１２の割合は、１０〜２０ｍａｓｓ％であることがより好ましく、１５ｍａｓｓ％であることが最も好ましい。
【００２０】
図４に、磁粉１２の含有割合と、磁石８の磁気特性の関係を示した。図８において、縦軸の残留磁束密度比とは、含有割合が０％のときの磁石８の残留磁束密度を１．０としたときの比である。図４に示したように、磁粉１２の割合が５〜２５％の範囲で残留磁束密度比が１．０を超えることが確認でき、１５％程度で最も高い値となっている。つまり、上記の作用・効果が確認できる。
【００２１】
磁粉１（球状の磁気異方性の磁粉１１及び扁平形状の磁気等方性の磁粉１２）は、磁性材料の粒子の集合体である粉末が用いられる。磁粉１の磁性材料は、限定されるものではないが、硬磁性体よりなることが好ましい。硬磁性体としては、例えば、フェライト磁石，Ａｌ−Ｎｉ−Ｃｏ系磁石，希土類元素を含む希土類磁石，窒化鉄磁石を挙げることができる。
磁粉１において、磁粉１１と磁粉１２とは同じ組成の磁石を用いることが好ましい。
【００２２】
硬磁性体の磁粉１（磁粉１１，磁粉１２）としては、Ｆｅ−Ｎ系化合物，Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系化合物（Ｒ：希土類元素）の一種以上よりなる化合物を用いることが好ましい。なお、Ｒで示される希土類元素としては、いわゆる希土類元素として知られている元素（Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ａｃ，Ｔｈ，Ｐａ，Ｕ，Ｎｐ，Ｐｕ，Ａｍ，Ｃｍ，Ｂｋ，Ｃｆ，Ｅｓ，Ｆｍ，Ｍｄ，Ｎｏ，Ｌｒ）であればよく、Ｄｙ以外の希土類元素（Ｒ：Ｄｙを除く希土類元素）であることがより好ましい。これらのうち、特に軽希土類元素がさらに好ましく、その中でもＳｍが最も好適である。ここでいう軽希土類元素は、ランタノイドの中で、Ｇｄよりも原子量が小さい元素、すなわちＬａ〜Ｅｕである。Ｆｅ−Ｎ系化合物は、窒化鉄磁石に含まれる。Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系化合物は、希土類磁石に含まれる。
【００２３】
磁粉１（磁粉１１，磁粉１２）は、Ｆｅ−Ｎ系化合物，Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系化合物であれば具体的な組成は限定されない。磁粉１（磁粉１１，磁粉１２）は、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３、又はＦｅ１６Ｎ２の粉末が最も好ましい。
磁粉１（磁粉１１，磁粉１２）は、その製造方法が限定されるものではないが、液相合成で製造することが好ましい。
【００２４】
磁粉１（磁粉１１，磁粉１２）は、その粒子径（平均粒径）が限定されるものではない。平均粒径（Ｄ５０）が２〜５μｍ程度であることが好ましい。また、磁粉１には、粒子表面の全てに酸化膜が形成されていないものを用いる。
【００２５】
（ステップＳ２：潤滑剤の準備）
図１のステップＳ２に示すように、潤滑剤２を準備する。潤滑剤２は、通常の条件下（大気雰囲気下、室温）で固体の物質（固体潤滑剤）が用いられる。潤滑剤２には、粉末状の潤滑剤を用いる。
【００２６】
潤滑剤２には、金属石けん系の潤滑剤（固体潤滑剤粉末）を用いる。潤滑剤２は、例えば、ステアリン酸亜鉛などのステアリン酸系金属の粉末を用いる。潤滑剤２の粉末の平均粒径（Ｄ５０）は、１０μｍ程度である。ここで、潤滑剤２の平均粒径は、磁粉１の平均粒径より大きいことが好ましい。潤滑剤２の比重は、磁粉１の比重より小さい。そのため、潤滑剤２の初期状態の大きさをある程度大きくすることで、潤滑剤２の１粒あたりの質量を大きくすることができ、後述のステップＳ３の工程で混合する際に潤滑剤２が舞い散ることを抑制できる。
【００２７】
磁粉１と潤滑剤２の混合割合は、任意に設定できる。磁粉１と潤滑剤２の混合割合は、体積割合で、磁粉１：８０〜９０体積％、潤滑剤２：５〜１５体積％とすることが好ましい。なお、磁粉１と潤滑剤２以外に、添加剤を添加しても良い。添加剤としては、その後の加熱により消失する有機溶剤等の添加剤を挙げることができる。
【００２８】
（ステップＳ３：混合粉の製造）
図１のステップＳ３に示すように、先の２つの工程で準備した磁粉１と潤滑剤２を混合して混合粉を得る。
磁粉１と潤滑剤２の混合は、両粉末１，２をすり潰しながら混合して行う。混合粉末を形成する方法は、図５に示したように、混合用容器４にて、磁粉１と潤滑剤２をすり潰しながら混合する。すり潰しながら混合することにより、図６に示したように、結合強度の低い潤滑剤２が細分化され、潤滑剤２の粒径が全体的に小さくなる。本工程の終了時には、粒子の大きさが異なる潤滑剤２が存在している。
【００２９】
さらに、混合粉１，２は、磁粉１だけによる塊状の部分を少なくすること（磁粉１の二次粒子を解砕すること）ができ、潤滑剤２の大きさを小さくできる。つまり、磁粉１の各粒子に近接した位置に、細かくされた潤滑剤２を存在させることができる。
【００３０】
（ステップＳ４：吸着膜の生成）
続いて、図１のステップＳ４に示すように、混合粉１，２を加熱して磁粉１の表面に吸着膜３を形成する。
先の工程（ステップＳ３）で混合した磁粉１と潤滑剤２の混合粉１，２を、加熱温度Ｔ１で加熱して、磁粉１の表面に潤滑剤２の吸着膜３を形成する。このときの混合粉１，２の加熱温度Ｔ１は、磁粉１の分解温度Ｔ２未満であって、潤滑剤２の融点Ｔ３以上の温度である（Ｔ３≦Ｔ１＜Ｔ２）。
【００３１】
混合粉１，２を、加熱温度Ｔ１で加熱すると、磁粉１が分解すること無く、潤滑剤２が溶融する。溶融した潤滑剤２は、磁粉１の粒子の表面に沿って流動する。そして、磁粉１の表面層は、潤滑剤２の石けん成分が化学結合した化学的な吸着膜３と磁粉１の表面を溶融した潤滑剤２が物理的に覆う、物理的な吸着膜３と呼ぶ膜を形成（生成）する。その後、融点Ｔ３未満の温度で冷却して物理的な吸着膜３を固化する。
【００３２】
加熱温度Ｔ１での加熱時間ｔは、混合粉１，２に付与される熱量によるため、限定されるものでは無い。つまり、加熱温度Ｔ１が高温になれば、混合粉１，２に与えられる時間あたりの熱量が増加するため、加熱時間ｔを短くできる。また、加熱温度Ｔ１が比較的低い温度である場合には、加熱時間ｔを長くすることが好ましい。
【００３３】
加熱温度Ｔ１と加熱時間ｔについて、混合粉１，２に付与される熱量が大きくなるほど、磁粉１の表面に凝集した吸着膜３を生成でき、加圧工程（ステップＳ６）で被膜切れを生じなくなる。そして、高密度な成形体６及び磁石８を製造できる。
【００３４】
（ステップＳ５：結着材の混合）
続いて、図１のステップＳ５に示すように、吸着膜３が形成された磁粉１の表面に未硬化の結着材５を配する。
結着材５には、シリコーン組成物よりなる未硬化の結着材が用いられる。この結着材５は、室温でゲル状〜液体状であり、流動性をもつ。結着材５を磁粉１と混合することで、結着材５が磁粉１（の粒子）の表面に配される。この状態では、図７に断面を模式図で示したように、隣接する磁粉１の粒子同士の間に結着材５が介在する。
【００３５】
結着材５のシリコーン組成物は、シロキサン結合による主骨格を持つ組成物を用いる。シリコーン組成物は、例えば、シリコーン樹脂を用いる。シリコーン組成物は、磁粉１の表面に配されるときは未硬化（ゲル状〜液体状）で、その後の工程（本形態ではステップＳ７の加熱硬化の工程）で硬化する。
【００３６】
結着材５を硬化する方法は限定されない。例えば、加熱，紫外線の照射，水等の反応開始剤を接触させて硬化を開始する等の方法を挙げることができる。本形態では加熱により硬化する熱硬化型のシリコーン組成物を用いる。
【００３７】
熱硬化型のシリコーン組成物は、硬化温度（硬化開始温度）Ｔ４が、磁粉１の分解温度Ｔ２未満である。硬化温度（硬化開始温度）Ｔ４は、潤滑剤２の融点Ｔ３未満の温度であることがより好ましい（Ｔ４＜Ｔ３＜Ｔ２）。硬化温度（硬化開始温度）Ｔ４がこれらの範囲内になることで、磁粉１がＴ４より高い温度に曝されて、磁粉１の分解や吸着膜３の欠損が生じることを抑えられる。
【００３８】
結着材５の混合割合は、任意に設定できる。例えば、磁粉１（吸着膜３が形成された状態）の体積を１００ｖｏｌ％としたときに、５〜１５ｖｏｌ％とすることができ、８〜１２ｖｏｌ％とすることがより好ましい。
【００３９】
（ステップＳ６：加圧成形）
続いて、図１のステップＳ６に示すように、磁粉１を加圧して成形体６を形成する（図８〜図９）。本工程で加圧される磁粉１は、粒子間に結着材５が介在している。
加圧工程では、図８に模式図で示すように、加圧型７（加圧下型７１（金型））のキャビティ内に、磁粉１を配置する（投入する）。加圧型７は、非磁性鋼よりなる。加圧型７での加圧は、磁粉１に磁力線が透過する条件下（磁場配向する条件下）で行われた。
【００４０】
続いて、図９に模式図で示すように、加圧下型７１に加圧上型７２（金型）を組み付け、近接する方向に移動させることにより、加圧型７（７１，７２）により磁粉１を加圧する（加圧成形する）。このとき、加圧型７（７１，７２）による加圧力は、磁粉１が破壊する破壊圧力以上の圧力である。本形態では、１〜３ＧＰａである。
【００４１】
本形態では、加圧型７での加圧により、磁粉１のうち、扁平形状の粒子である磁粉１２の粒子が破壊する。これは、磁粉１を構成する磁粉（磁気異方性の磁粉１１と磁気等方性の磁粉１２）の一つの粒子が隣接する別の粒子に荷重（加圧力）を伝えたときに、球状粒子と扁平粒子とを比較すると、扁平粒子の方が応力集中を生じ、破壊圧力以上の荷重により優先的に破壊される。そして、磁粉１２の粒子は、微細な破砕粒を形成する。磁粉１２の微細な破砕粒は、更に加圧されたときに、変移を生じて再配列される。
【００４２】
このように、本形態では、加圧成形時に、磁粉１が破壊する破壊圧力以上の圧力で加圧されることで、磁粉１のうち扁平形状の磁粉１２の破壊及び再配列が行われ、密な成形体６が形成される。
【００４３】
加圧型７（７１，７２）による加圧は、複数回（２回以上）行う。加圧上型７２に加圧力を付加した後に、加圧上型７２に付加する加圧力を緩めて、再び加圧上型７２に加圧力を付加する。そして、この動作を繰り返す。なお、加圧上型７２に付加する加圧力を緩める際には、加圧上型７２を上側へ移動させても良いし、加圧上型７２を上側へ移動させずに加圧力のみを低減させるようにしても良い。
加圧型７（７１，７２）による加圧回数は、成形体６の密度の向上の効果が飽和する回数とすることができる。例えば、２〜３０回行うことができる。
【００４４】
さらに、吸着膜３が層でなく、膜である場合には、加圧工程において、加圧型７（７１，７２）を例えば外側面からヒータ（図示せず）などにより加熱することにより、加圧型７（７１，７２）内の磁粉１を加熱する。このときの磁粉１の加熱温度Ｔ５は、吸着膜３が溶けて液化する温度（融点Ｔ３以上の温度）であり、結着材５の硬化温度Ｔ４未満である。この加熱温度Ｔ５は、磁粉１の分解温度Ｔ２未満でもある（Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ４＜Ｔ２）。したがって、加熱が行われても磁粉１は分解されないだけでなく、結着材５も硬化しない。
【００４５】
加圧型７での加圧を繰り返すと、図１０〜図１１に模式図で示したように、磁粉１の粒子間のすき間が小さくなった成形体６が形成される。なお、図１０は、加圧型７に投入された状態の磁粉１を模式的に示した図であり、図１１は成形体６における磁粉１の構成を模式的に示した図である。図１０〜図１１に模式図で示したように、成形体６は、複数回加圧することにより、前回加圧時における磁粉１の粒子の配列状態に対して、磁粉１の粒子が再配列されるためである。
【００４６】
磁粉１の粒子の再配列では、隣接する磁粉１の粒子同士の間の当接表面（摺接表面）に潤滑剤２の吸着膜３が介在することによって、磁粉１の粒子同士が非常に滑らかに移動する。この磁粉１の粒子の再配列と吸着膜３による滑りの相乗作用によって、成形体６において磁粉１の粒子の隙間が小さくなる。
【００４７】
また、磁粉１の粒子の間には、結着材５が未硬化の状態で介在している。未硬化の状態の結着材５は、シリコーンオイルの特性を発揮し、潤滑性も発揮する。つまり、隣接する磁粉１の粒子の間に吸着膜３及び未硬化の結着材５が介在することによって、磁粉１の粒子の移動（再配列）を促進する。この作用にもより、成形体６において磁粉１の粒子の隙間が小さくなる。すなわち、磁粉１の粒子の隙間が小さな成形体６が得られる。
【００４８】
（ステップＳ７：加熱硬化）
続いて、図１のステップＳ７に示すように、成形体６を加熱して、結着材５を硬化する。
成形体６の加熱温度Ｔ６は、熱硬化型のシリコーン組成物の硬化温度（硬化開始温度）Ｔ４以上であり、磁粉１の分解温度Ｔ２未満である。この加熱温度Ｔ６は、潤滑剤２の融点Ｔ３以上の温度であることが好ましい（Ｔ４≦Ｔ３＜Ｔ６＜Ｔ２）。
【００４９】
本工程の加熱は、成形体６を加熱温度Ｔ６で加熱することで行う。例えば、先の加圧工程（ステップＳ６）の加圧型７で成形された成形体６を、加圧型７から取り出さずに、加圧型７の温度を加熱温度Ｔ６として行うことができる。
【００５０】
また、成形体６を、加圧型７から取り出し、マイクロ波による加熱炉、電気炉、プラズマ加熱炉、高周波焼入炉、赤外線ヒータによる加熱炉などの中に配置して行うこともできる。
加熱温度Ｔ６での加熱は、結着材５が硬化完了するまでの時間とする。
以上の各工程を施すことで、本形態の磁石８が製造できる。
【００５１】
（磁石）
上記の製造方法で製造された本形態の磁石８は、その構成を図１２に模式図で示したように、硬化した結着材５０が磁粉１（磁粉１１，磁粉１２）の粒子同士を結着する。磁粉１の粒子は、他の粒子と直接接合していない。
【００５２】
結着材５０は、磁粉１の粒子の当接部近傍のみに介在する。すなわち、磁粉１の粒子の表面の一部が露出している。また、粒子間に微細な空隙が残存していてもよい。この場合、磁粉１は、その表面に吸着膜３が成膜しており、磁性材料が露出することが抑えられている。つまり、雰囲気による酸化等の磁粉１の磁気特性の低下が抑えられている。
【００５３】
（本形態の効果）
（第１の効果）
本形態の製造方法では、磁粉１が、球状の磁気異方性の磁粉１１と、扁平形状の磁気等方性の磁粉１２との混合粉末よりなる。この構成によると、加圧成形を行うときに、磁粉１の粒子の再配列が促進される。そして、空隙の少ない密な成形体６を成形することができる。この結果、本形態の製造方法によると、高い残留磁束密度を備えた磁石８を製造できる。
【００５４】
（第２の効果）
本形態の製造方法では、磁粉１の平均粒径（Ｄ５０）は、２〜５μｍである。この構成によると、磁粉１の粒子同士の移動（粒子の再配列）が促進され、すき間が減少した密な成形体６が得られる。密な成形体６からは、すき間が減少した密な磁石８が得られる。
【００５５】
（第３の効果）
本形態の製造方法では、磁粉１の質量を１００％としたときに、扁平形状の磁粉１２の割合が５〜２５％である。この構成によると、磁粉１の粒子間のすき間に、扁平形状の磁粉１２の移動（粒子の再配列）が生じ、すき間が減少した密な成形体６が得られる。
【００５６】
（第４の効果）
本形態の製造方法では、加圧成形は、扁平形状の磁粉１２が破壊する破壊圧力以上の圧力で、複数回加圧する。この構成によると、磁粉１を加圧成形して成形体６を形成するときに、扁平形状の磁粉１２が破壊して微細な粒子となる。この微細な粒子は、磁粉１１の球状の粒子のすき間に移動し（粒子の再配列が生じ）、すき間が減少した密な成形体６が得られる。
【００５７】
また、磁粉１２の粒子の破壊が磁粉１１の粒子の近傍で行われる。この構成では、磁粉１２の粒子の破砕粒が生成しても、直ちに磁粉１の粒子の周りに再配列される。つまり、磁粉１２の粒子の破砕粒が凝集を生じる前に、磁粉１の粒子の再配列が行われ、すき間が減少した密な成形体６が得られる。
【００５８】
さらに、加圧成形で成形体６を形成した場合、成形体６の表面近傍と、内部と、で密度に差が生じることがある。具体的には、加圧型７１（加圧する治具）の近傍では加圧力が加わることで粒子の再配列が促進され密な成形体となる。しかし、成形体６の中心部には、表面近傍の粒子の再配列により、加圧力が伝わりにくい。このため、中心部で粒子の再配列が十分に行われず、空隙が残留しやすかった。本形態では、この中心部の空隙にも、磁粉１２の破砕粒が存在するため、粒子の再配列が成形体６の全体で行われる。この結果、成形体６が全域で密となる効果も発揮する。
【００５９】
（第５の効果）
本形態の製造方法によると、硬磁性体の磁粉１としてＦｅ−Ｎ系化合物，Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系化合物（Ｒ：希土類元素）の一種以上よりなる化合物を用いる。この構成によると、安価に磁石を製造できる。その上で、本形態の製造方法では、Ｒにジスプロシウム（Ｄｙ）を用いないようにできる。すなわち、安価に磁石を製造できる。
【００６０】
（第６の効果）
本形態の製造方法では、磁粉１が潤滑剤２を含有している。この構成によると、磁粉１の粒子の移動（粒子の再配列）が促進され、すき間が減少した密な成形体６が得られる。密な成形体６からは、すき間が減少した密な磁石８が得られる。
【００６１】
（第７の効果）
本形態の磁石８は、上記の製造方法により製造されてなる。この構成によると、上記した第１〜第６の効果を備えた磁石となる。
本形態の磁石８は、磁粉１の粒子と、粒子同士を結着する硬化した結着材５０と、を有する。この構成によると、結着材５０は磁粉１の粒子同士を結着するものであり、磁石８の形状を形成するものではない。このため、硬化した結着材５０（未硬化の結着材５）の含有割合を低減できる。結果として、磁石８は、磁気性能を発揮しない結着材５０の占める体積を低減でき、残留磁束密度に優れた磁石となる。
【００６２】
［実施形態２］
本発明の磁石の製造方法について、図１３を参照しながら、実施形態として具体的に説明する。図１３は、本形態の磁石の製造方法の各工程を示した図である。本形態で特に言及されていない構成は、実施形態１と同様の構成である。
【００６３】
（ステップＳ１：磁粉の準備）
図１３のステップＳ１に示すように、磁石の素材としての磁粉１を準備する。本工程は、実施形態１のステップＳ１と同様な工程である。
【００６４】
すなわち、磁粉１は、長径と短径の比が２未満の球状の磁気異方性の磁粉１１と、長径と短径の比が２以上の扁平形状の磁気等方性の磁粉１２と、を混合して得られた混合粉末よりなる。
【００６５】
磁気異方性の磁粉１１は、長径と短径の比が２未満の球状の粒子よりなる。磁粉１１は、磁気異方性の磁石よりなる。磁気異方性の磁石は、磁気特性に優れた磁石であり、磁粉１１を用いることで、製造される磁石の磁気特性が高くなる。
【００６６】
磁気等方性の磁粉１２は、長径と短径の比が２以上の扁平形状の粒子よりなる。磁粉１２が扁平形状の粒子よりなることで、加圧成形したときに磁気等方性の磁粉１２が磁気異方性の磁粉１１の周囲に再配列されて磁粉１の空隙が減少し、製造される磁石の磁気特性が高くなる。
磁気異方性の磁粉１１と磁気等方性の磁粉１２のその他の構成（材質や平均粒径）については、実施形態１と同様である。
【００６７】
（ステップＳ２：潤滑剤の準備）
図１３のステップＳ２に示すように、潤滑剤２を準備する。本工程は、実施形態１のステップＳ２と同様に、金属石けん系の潤滑剤２（固体潤滑剤粉末）を準備する工程である。
【００６８】
（ステップＳ３：混合粉の製造）
図１３のステップＳ３に示すように、先の２つの工程で準備した磁粉１と潤滑剤２を混合して混合粉を得る。本工程は、実施形態１のステップＳ２と同様に、両粉末１，２をすり潰しながら混合して行う工程である。
【００６９】
（ステップＳ４：吸着膜の生成）
図１３のステップＳ４に示すように、混合粉１，２を加熱して磁粉１の表面に吸着膜３を形成する。本工程は、実施形態１のステップＳ４と同様に、加熱温度Ｔ１で加熱して、磁粉１の表面に潤滑剤２の吸着膜３を形成する工程である。
【００７０】
（ステップＳ５：加圧成形）
図１３のステップＳ５に示すように、磁粉１を加圧して成形体６を形成する。本工程は、実施形態１のステップＳ６と同様に、加圧型７を用いて磁粉１を破壊圧力以上の加圧力で成形する工程である。
具体的には、加圧型７（７１，７２）のキャビティ内に磁粉１を配置し（投入し）、磁粉１が破壊する破壊圧力以上の圧力（１〜３ＧＰａ）で加圧する。
【００７１】
加圧型７での加圧により、磁粉１のうち、扁平形状の粒子である磁粉１２の粒子が破壊する。これは、磁粉１を構成する磁粉（磁気異方性の磁粉１１と磁気等方性の磁粉１２）の一つの粒子が隣接する別の粒子に荷重（加圧力）を伝えたときに、球状粒子と扁平粒子とを比較すると、扁平粒子の方が応力集中を生じ、破壊圧力以上の荷重により優先的に破壊される。そして、磁粉１２の粒子は、微細な破砕粒を形成する。磁粉１２の微細な破砕粒は、更に加圧されたときに、変移を生じて再配列される。
【００７２】
このように、本形態でも、加圧成形時に、磁粉１が破壊する破壊圧力以上の圧力で加圧されることで、磁粉１のうち扁平形状の磁粉１２の破壊及び再配列が行われ、密な成形体６が形成される。
【００７３】
（ステップＳ６：熱処理工程）
図１３のステップＳ６に示すように、成形体６を酸化性雰囲気にて加熱して、二次成形体を形成する（熱処理工程）。
酸化性雰囲気にて成形体６を熱処理（加熱）することで、磁粉１の粒子の露出面が酸素と反応し、磁粉１の表面に酸化膜が生成される。この酸化膜が隣接する磁粉１の粒子の表面同士を接合する。つまり、酸化膜は磁粉１において隙間に露出している部分に形成され、磁粉１において隙間に露出していない部分（粒子が圧接した界面）は母材そのものとなる。したがって、磁粉１の全ての表面に酸化膜が形成されることはない。
【００７４】
このようにして形成された二次成形体は、強度を十分に確保することができる。これにより、二次成形体の抗折強度を高くすることができる。さらに、加圧工程にて、成形体６において磁粉１が存在しない領域が少なくなることで、熱処理工程後の二次成形体による残留磁束密度を高くすることができる。なお、二次成形体の密度は、５〜６ｇ／ｃｍ３程度である。
【００７５】
熱処理工程は、マイクロ波による加熱炉、電気炉、プラズマ加熱炉、高周波焼入炉、赤外線ヒータによる加熱炉などの中に１次成形体を配置して行う。この熱処理工程における加熱は、限定されるものではないが、例えば、図１４に示す温度変化を経て行うことができる。
【００７６】
図１４に示すように、加熱温度Ｔ６は、磁粉１の分解温度Ｔ２未満に設定される。例えば、磁粉１としてＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３やＦｅ１６Ｎ２を用いる場合には、分解温度Ｔ２が５００℃程度であるため、加熱温度Ｔ６を５００℃未満に設定する。例えば、本工程における熱処理温度Ｔ６は、２００〜３００℃程度とする。
【００７７】
また、酸化性雰囲気の酸素濃度及び雰囲気圧力は、磁粉１を酸化することができればよく、大気中の酸素濃度程度及び大気圧程度であれば十分である。したがって、酸素濃度や気圧などを特別に管理する必要はない。そのため、大気雰囲気で加熱するとよい。そして、加熱温度Ｔ６を２００〜３００℃程度にすることで、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３又はＦｅ１６Ｎ２の磁粉のいずれの場合にも、酸化膜を形成することができる。
【００７８】
（ステップＳ７：コーティング工程）
図１３のステップＳ７に示すように、熱処理工程にて形成された二次成形体の表面をコーティング膜により囲う処理を行い、本形態の磁石８が得られる。
コーティング膜は、Ｃｒ，Ｚｎ，Ｎｉ，Ａｇ，Ｃｕなどの電気めっきにより形成されためっき被膜、無電解めっきにより形成されためっき被膜、樹脂コーティングにより形成された樹脂被膜、ガラスコーティングにより形成されたガラス被膜、Ｔｉ，ダイヤモンドライクカーボン(ＤＬＣ)などによる被膜などである。無電解めっきの例として、Ｎｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｓｎ，Ｃｏ、これらの合金や混合物などを用いた無電解めっきがある。樹脂コーティングの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂などによるコーティングがある。
【００７９】
つまり、コーティング膜は、卵の殻のように機能する。そのため、磁石８は、酸化膜とコーティング膜とが接合力を発揮することにより、抗折強度を高くすることができる。特に、無電解めっきを施すことにより、表面硬度、密着性を高くすることができ、磁粉１の接合力をより強固にすることができる。また、例えば、無電解ニッケルリンめっきなどは、耐食性も良好となる。
【００８０】
さらに、酸化膜は、上述したように、二次成形体の表面のみならず内部においても、磁粉１の粒子同士を接合している。したがって、磁石８の内部において、酸化膜の接合力により、内部の磁粉１の粒子が自由に動作することを規制している。そのため、磁粉１が回転することにより磁極が反転してしまうことを抑制できる。つまり、高い残留磁束密度を得ることができる。
【００８１】
ここで、コーティング工程において、電気めっきを適用する場合には、めっき前の二次成形体が電極として作用するため、当該二次成形体の接合強度を高くする必要がある。しかし、コーティング工程は、無電解めっき、樹脂コーティング、ガラスコーティングを適用する場合には、電気めっきに比べて、二次成形体の接合強度は高くする必要はない。つまり、酸化膜による接合力で十分である。したがって、上記のようなコーティング工程により、二次成形体の表面に確実にコーティング膜を形成できる。
【００８２】
また、コーティング工程にて無電解めっきを施す場合、二次成形体をめっき液に含浸させる。このとき、二次成形体の内部にめっき液が進入しようとするが、酸化膜が形成されているため、当該酸化膜は、めっき液の進入を抑制する効果を発揮する。つまり、めっき液が内部に進入することによる腐食などの発生の抑制することを期待できる。
【００８３】
（本形態の効果）
本形態においても、実施形態１の時と同様に、磁粉１２が磁粉１１の周りに再配列することで、すき間の減少した密な成形体６を得ることができる。そして、密な成形体６からは、密な磁石８が得られる。
【００８４】
すなわち、本形態のように、結着材５を用いない製造方法で製造された磁石８においても、実施形態１と同様に、密な磁石８を得られる効果を発揮する。すなわち、磁粉１を加圧して成形体６を形成する製造方法において、球状の磁粉１１と扁平形状の磁粉１２とからなる混合粉末を用いることで、密な成形体６及び磁石８を得られる効果を発揮することが確認できる。
【符号の説明】
【００８５】
１：磁粉、２：潤滑剤、３：吸着膜、４：混合用容器、５：結着材、６：成形体、７：加圧型、８：磁石
【図１】
2017022192.tif 000003
【図４】
2017022192.tif 000004
【図５】
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【図６】
2017022192.tif 000006
【図７】
2017022192.tif 000007
【図８】
2017022192.tif 000008
【図９】
2017022192.tif 000009
【図１０】
2017022192.tif 000010
【図１１】
2017022192.tif 000011
【図１２】
2017022192.tif 000012
【図１３】
2017022192.tif 000013
【図１４】
2017022192.tif 000014
【図２】
2017022192.tif 000015
【図３】
2017022192.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成27年7月24日(2015.7.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
混合粉１，２を、加熱温度Ｔ１で加熱すると、磁粉１が分解すること無く、潤滑剤２が溶融する。溶融した潤滑剤２は、磁粉１の粒子の表面に沿って流動する。そして、磁粉１の表面層は、潤滑剤２の石けん成分が化学結合した化学的な吸着膜３と呼ぶ層を形成する。また、磁粉１の表面層は、磁粉１の表面を溶融した潤滑剤２が物理的に覆う、物理的な吸着膜３と呼ぶ膜を形成（生成）する。その後、融点Ｔ３未満の温度で冷却して物理的な吸着膜３を固化する。