(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた保磁力を有し、且つ、高い残留磁束密度をも備えたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法の提供する。【解決手段】ＨＤＤＲ（水素化−相分解−脱水素−再結合）処理によってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得る製造方法において、その原料合金は、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）、Ｔ（Ｔ：Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏ）、Ｂ（Ｂ：ホウ素）を含み、該原料合金の組成はＲ量が１２．０ａｔ．％以上１７．０ａｔ．％以下であり、Ｂ量が４．５ａｔ．％以上７．５ａｔ．％以下であり、ＨＤＤＲ処理のＤＲ工程が予備排気工程と完全排気工程とを有し、予備排気工程での排気による減圧速度を１ｋＰａ／ｍｉｎ以上３０ｋＰａ／ｍｉｎ以下としてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を製造する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＤＤＲ処理によってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得る製造方法において、その原料合金が、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）、Ｔ（Ｔ：Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏ）、Ｂ（Ｂ：ホウ素）を含み、該原料合金の組成はＲ量が１２．０ａｔ．％以上１７．０ａｔ．％以下であり、Ｂ量が４．５ａｔ．％以上７．５ａｔ．％以下であり、ＨＤＤＲ処理のＤＲ工程が予備排気工程と完全排気工程とを有し、予備排気工程での排気による減圧速度が１ｋＰａ／ｍｉｎ以上３０ｋＰａ／ｍｉｎ以下であることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法。
【請求項２】
予備排気工程において排気後の真空度を１．０ｋＰａ以上５．０ｋＰａ以下とする請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法。
【請求項３】
予備排気工程における処理温度を８００℃以上９００℃以下とする請求項１又は２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法。
【請求項４】
原料合金が、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）として少なくともＮｄとＰｒとを含み、ＰｒをＲのうち０．１ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下含む請求項１〜３のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法。
【請求項５】
原料合金がＡｌを含み、該原料合金の組成はＡｌ量が０．１ａｔ．％以上５．０ａｔ．％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法。
【請求項６】
原料合金がＧａ及びＺｒを含み、該原料合金の組成はＣｏ量が１５．０ａｔ．％以下、Ｇａ量が０．１ａｔ．％以上０．６ａｔ．％以下、Ｚｒ量が０．０５ａｔ．％以上０．１５ａｔ．％以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末。
【請求項８】
結合剤樹脂および添加剤の総量１５〜１重量％中に請求項１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末８５〜９９重量％を混合、混練させることから成るボンド磁石用樹脂組成物の製造方法。
【請求項９】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末をリン酸化合物および／またはシランカップリング剤で表面処理する工程をさらに有する請求項８に記載のボンド磁石用樹脂組成物の製造方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を用いたボンド磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は優れた磁気特性を有しており、自動車等の各種モータ用磁石として広く工業的に利用されている。しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は温度に依存した磁気特性の変化が大きいことから、高温になると保磁力が急激に低下する。そこで予め保磁力の大きな磁石粉末を製造し、高温でも保磁力を確保することが必要とされている。磁石粉末の保磁力を高めるには、微量な元素を添加して基本物性を変化させたり、結晶粒径を微細化したり結晶粒界を制御する方法がある。
【０００３】
特許文献１にはＲ−Ｔ−Ｂ系合金に微量のＤｙを添加したものをＨＤＤＲ処理（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ−Ｄｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ−Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ−Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ：水素化−相分解−脱水素−再結合）することにより保磁力に優れた磁石粉末が得られることが記載されている。
【０００４】
特許文献２では、ＲＦｅＢＨｘ粉末にＤｙ水素化物等からなる拡散粉末を混合し、拡散熱処理工程、脱水素工程を行うことにより、Ｄｙ等が表面及び内部に拡散し、保磁力に優れた磁石粉末が得られることが記載されている。
【０００５】
特許文献３では、ＨＤＤＲ処理によって作製されたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石粉末にＺｎ含有粉末を混合、混合粉砕、拡散熱処理、時効熱処理を行うことによりＺｎを粒界に拡散させた、保磁力に優れた磁石粉末を得られることが記載されている。
【０００６】
特許文献４では、ＨＤＤＲ処理によって作製されたＲ−Ｔ−Ｂ系磁石粉末に、Ｎｄ−Ｃｕ粉末を混合、熱処理拡散させ主相の粒界にＮｄ−Ｃｕを拡散させた、保磁力に優れた磁石粉末が得られることが記載されている。
【０００７】
また、特許文献５には、高価なＤｙ等の希少資源を使用せずとも、粒界相のＲ量及びＡｌ量を制御することにより、優れた保磁力を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得られることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平９−１６５６０１号公報
【特許文献２】特開２００２−０９３６１０号公報
【特許文献３】特開２０１１−０４９４４１号公報
【特許文献４】国際公開第２０１１／１４５６７４号パンフレット
【特許文献５】国際公開第２０１３／０３５６２８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来から磁石粉末の保磁力を向上させる方法は種々検討がなされてきた。しかしながら、特許文献１〜５のようにＤｙ等の添加元素の追加により保磁力を向上させようとする場合には、添加元素がＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ磁性相にも混入するため残留磁束密度が低下してしまうという課題があった。
【００１０】
本発明は優れた保磁力を有し、且つ、高い残留磁束密度をも備えたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を製造することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
すなわち、本発明は、ＨＤＤＲ処理によってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得る製造方法において、その原料合金が、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）、Ｔ（Ｔ：Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏ）、Ｂ（Ｂ：ホウ素）を含み、該原料合金の組成はＲ量が１２．０ａｔ．％以上１７．０ａｔ．％以下であり、Ｂ量が４．５ａｔ．％以上７．５ａｔ．％以下であり、ＨＤＤＲ処理のＤＲ工程が予備排気工程と完全排気工程とを有し、予備排気工程での排気による減圧速度が１ｋＰａ／ｍｉｎ以上３０ｋＰａ／ｍｉｎであることを特徴とするＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法である（本発明１）。
【００１２】
また、本発明は、予備排気工程において排気後の真空度を１．０ｋＰａ以上５．０ｋＰａ以下とする本発明１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法である（本発明２）。
【００１３】
また、本発明は、予備排気工程における処理温度を８００℃以上９００℃以下とする本発明１又は２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法である（本発明３）。
【００１４】
また、本発明は、原料合金が、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）として少なくともＮｄとＰｒとを含み、ＰｒをＲのうち０．１ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下含む本発明１〜３のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法である（本発明４）。
【００１５】
また、本発明は、原料合金がＡｌを含み、該原料合金の組成はＡｌ量が０．１ａｔ．％以上５．０ａｔ．％以下である本発明１〜４のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法である（本発明５）。
【００１６】
また、本発明は、原料合金がＧａ及びＺｒを含み、該原料合金の組成はＣｏ量が１５．０ａｔ．％以下、Ｇａ量が０．１ａｔ．％以上０．６ａｔ．％以下、Ｚｒ量が０．０５ａｔ．％以上０．１５ａｔ．％以下である本発明１〜５のいずれか１項に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法である（本発明６）。
【００１７】
また、本発明は、本発明１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末である（本発明７）。
【００１８】
また、本発明は、結合剤樹脂および添加剤の総量１５〜１重量％中に本発明１〜６のいずれか１項に記載の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末８５〜９９重量％を混合、混練させることから成るボンド磁石用樹脂組成物の製造方法である（本発明８）。
【００１９】
また、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末をリン酸化合物および／またはシランカップリング剤で表面処理する工程をさらに有する本発明８に記載のボンド磁石用樹脂組成物の製造方法である（本発明９）。
【００２０】
また、本発明は、本発明８又は９に記載の製造方法によって得られるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を用いたボンド磁石である（本発明１０）。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、ＨＤＤＲにおける予備排気工程での減圧速度を従来よりも低速に制御することで優れた残留磁束密度を有するＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得ることができる。
【００２２】
また、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を構成する希土類元素ＲにＮｄとＰｒとを用いる場合には、粉末の残留磁束密度を低下させることなく、保磁力を増大させることができる。即ち、前者の予備排気工程における減圧速度制御と後者のＰｒ使用の組み合わせにより結果として残留磁束密度と保磁力に優れる希土類系磁石粉末を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】予備排気工程における減圧を高速で行った場合と低速で行った場合の炉内圧力変化を示す図である。
【図２】予備排気工程減圧速度に対する残留磁束密度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
本発明に係るＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法を詳細に説明する。
【００２５】
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法は、原料合金粉末にＨＤＤＲ処理を行い、得られた粉末を冷却してＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得るものである。
【００２６】
まず、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金について説明する。
【００２７】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金は、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）、Ｔ（Ｔ：Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏ）、Ｂ（Ｂ：ホウ素）を含むものである。
【００２８】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金を構成する希土類元素ＲとしてはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれた１種または２種以上が利用できるが、コスト、磁気特性の理由からＮｄ及び／又はＰｒを用いることが望ましい。原料合金中のＲ量は１２．０ａｔ．％以上１７．０ａｔ．％以下である。Ｒ量が１２．０ａｔ．％より少ないと粒界に拡散する余剰のＲ成分が少なくなり、保磁力向上の効果を充分に得ることが出来ない。Ｒ量が１７．０ａｔ．％を超えると非磁性相量が多くなることから残留磁束密度が低くなる。Ｒ量は、好ましくは１２．３ａｔ．％以上１６．５ａｔ．％以下、より好ましくは１２．５ａｔ．％以上１６．０ａｔ．％以下、更に好ましくは１２．８ａｔ．％以上１５．０ａｔ．％以下、更により好ましくは１２．８ａｔ．％以上１４．０ａｔ．％以下である。
【００２９】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金は、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）として少なくともＮｄとＰｒとを含み、ＰｒをＲのうち０．１ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下含むことが好ましい。希土類元素ＲとしてＰｒを用いることで、Ｐｒ自体がＮｄとほぼ同等の飽和磁化を持つ磁性相を構成することができ、また、粒界相の融点を低下させて均一な粒界相の形成を促すため、粉末の残留磁束密度を低下させることなく、保磁力を増大させることができる。ＰｒがＲのうち８５．０ａｔ．％を超えると、粉末の耐食性が著しく劣化するため好ましくない。原料合金に含まれるＰｒ量は、好ましくはＲのうち１．０ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下、より好ましくは１０．０ａｔ．％以上７０．０ａｔ．％以下、さらに好ましくは１５．０ａｔ．％以上５０．０ａｔ．％以下である。
【００３０】
また、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金は、ＮｄをＲのうち０．１ａｔ．％以上９９．９ａｔ．％以下含むことが好ましく、Ｎｄ量は、より好ましくは１５．０ａｔ．％以上９９．０ａｔ．％以下、さらに好ましくは３０．０ａｔ．％以上９０．０ａｔ．％以下、さらにより好ましくは５０．０ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下である。
【００３１】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金を構成する元素ＴはＦｅ、またはＦｅ及びＣｏである。原料合金中のＴ量は、原料合金を構成する他の元素を除いた残部である。また、Ｆｅを置換する元素としてＣｏを添加することによりキュリー温度を上げることができるが、残留磁束密度の低下を招くことから原料合金中のＣｏ量は１５．０ａｔ．％以下とするのが好ましい。
【００３２】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金中のＢ量は４．５ａｔ．％以上７．５ａｔ．％以下である。Ｂ量が４．５ａｔ．％より少ないと、Ｒ２Ｔ１７相等が析出するために磁気特性が低下し、またＢ量が７．５ａｔ．％より多いと残留磁束密度が低くなる。Ｂ量は、好ましくは５．０ａｔ．％以上７．０ａｔ．％以下である。
【００３３】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金はＡｌを含むことが好ましい。ＡｌはＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の粒界に余剰のＲを均一に拡散させる効果がある。該原料合金の組成はＡｌ量が０．１ａｔ．％以上５．０ａｔ．％以下であることが好ましい。また、原料合金中のＡｌ量はＲ量に対してＡｌ（ａｔ．％）／｛（Ｒ（ａｔ．％）−１２）＋Ａｌ（ａｔ．％）｝＝０．１０〜０．７５を満たすものであることが好ましい。Ａｌ（ａｔ．％）／｛（Ｒ（ａｔ．％）−１２）＋Ａｌ（ａｔ．％）｝が０．１０未満の場合にはＲが溶融しにくいために拡散が均一に進行しない傾向にあり、０．７５を超えた場合には非磁性相量が多くなることから残留磁束密度が低下する場合がある。好ましくはＡｌ（ａｔ．％）／｛（Ｒ（ａｔ．％）−１２）＋Ａｌ（ａｔ．％）｝＝０．２５〜０．７０である。
【００３４】
さらに、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金はＧａ及びＺｒを含むことが好ましい。原料合金中のＧａ量は０．１ａｔ．％以上０．６ａｔ．％以下であることが好ましい。Ｇａ量が０．１ａｔ．％未満であると保磁力向上への効果が小さく、０．６ａｔ．％を超えると残留磁束密度が低下する。また、原料合金中のＺｒ量は０．０５ａｔ．％以上０．１５ａｔ．％以下であることが好ましい。Ｚｒ量が０．０５ａｔ．％未満では保磁力向上への効果が小さく、０．１５ａｔ．％を超えると残留磁束密度が低下する。
【００３５】
また、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金は、上記元素の他にＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｎのうち１種または２種以上の元素を含有していてもよい。これらの元素を添加することにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の磁気特性を上げることができる。これらの元素の含有量は合計で２．０ａｔ．％以下とすることが望ましい。これらの元素の含有量が２．０ａｔ．％を超えた場合には、残留磁束密度の低下や他相の析出を招くことがある。
【００３６】
（原料合金粉末の作製）
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金としては、ブックモールド法、遠心鋳造法で作製したインゴットやストリップキャスト法で作製したストリップを用いることができる。これらの合金は鋳造時に組成の偏析が生じる場合もあることから、ＨＤＤＲ処理の前に組成の均質化熱処理を行なっても良い。均質化熱処理は真空もしくは不活性ガス雰囲気中にて好ましくは９５０℃以上１２００℃以下、より好ましくは１０００℃以上１２００℃以下で行われる。原料の形状がインゴットである場合は粗粉砕と微粉砕を行い、ＨＤＤＲ処理用原料合金粉末とする。粗粉砕にはジョークラッシャーなどを用いることができる。その後、一般的な水素吸蔵粉砕、機械粉砕を行いＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の原料合金粉末とする。
【００３７】
次に、前記原料合金粉末を用いてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を製造する方法について説明する。
【００３８】
（ＨＤＤＲ処理）
ＨＤＤＲ処理は水素化によりＲ−Ｔ−Ｂ系原料合金をα−Ｆｅ相、ＲＨ２相、Ｆｅ２Ｂ相に分解するＨＤ工程と、減圧により、水素を排出し、前記各相からＲ２Ｔ１４Ｂを生成する逆反応を起こすＤＲ工程から成る。ＤＲ工程の排気工程は予備排気工程と完全排気工程から成る。
【００３９】
（ＨＤ工程）
ＨＤ工程における処理温度は７００℃以上８７０℃以下で行うことが好ましい。ここで処理温度を７００℃以上としたのは７００℃未満では反応が進行しないためであり、８７０℃以下としたのは、反応温度が８７０℃を超えると水素化相分解反応が進行しにくくなり、保磁力が低下してしまうためである。雰囲気は全体を大気圧として、水素分圧２０ｋＰａ以上９０ｋＰａ以下の水素ガスと不活性ガスの混合雰囲気で行うことが好ましく、水素分圧が４０ｋＰａ以上８０ｋＰａ以下であることがより好ましい。これは２０ｋＰａ未満では反応が進行せず、９０ｋＰａを超えては反応を十分に制御できなくなり、磁気特性が低下するためである。処理時間は３０分以上１０時間以下であることが好ましく、１時間以上７時間以下であることがより好ましい。
【００４０】
（雰囲気置換工程）
ＨＤ工程の終了後、すぐにＤＲ工程に移行すると多量の水素が一度に排気されるため、その中間に炉内雰囲気をＡｒに置換して保持する雰囲気置換工程を行なってもよい。雰囲気置換工程における処理温度は７００℃以上８７０℃以下で行なうことが好ましい。処理時間は１分以上３０分以下であることが好ましく、２分以上２０分以下であることがより好ましい。
【００４１】
（ＤＲ工程−予備排気工程）
予備排気工程における処理温度は８００℃以上９００℃以下で行なう。ここで処理温度を８００℃以上としたのは８００℃未満では脱水素が進行しない為であり、９００℃以下としたのは９００℃を超えては結晶粒が成長してしまい、保磁力が低下するためである。予備排気工程では真空度を１．０ｋＰａ以上５．０ｋＰａ以下として行うことが好ましく、２．５ｋＰａ以上４．０ｋＰａ以下として行なうことがより好ましい。これはＲＨ２相から水素を除去する為である。予備排気工程においてＲＨ２相から水素を除去することにより、結晶方位の揃ったＲＴＢＨ相を得ることができる。予備排気工程は脱水素反応が吸熱反応であるため、一時的な品温の低下を伴う。そのため、品温の低下及びその後の上昇が終了して１分あたりの品温の変化量が０．５℃以内になってから１分以上３００分以下保持してから予備排気工程を終了することが好ましい。
【００４２】
本発明は、予備排気工程において排気による減圧速度が１ｋＰａ／ｍｉｎ以上３０ｋＰａ／ｍｉｎ以下であることを特徴とする。減圧を低速で行うことにより、脱水素・再結合の反応が低速化され、再結合粒子の結晶方位が一方向に揃うことによって得られる磁石粉末の残留磁束密度（Ｂｒ）が高くなる。減圧速度が１ｋＰａ／ｍｉｎ未満では、残留磁束密度の増大効果が飽和する。また、処理時間が長くなり保磁力の低下が大きくなる。減圧速度が３０ｋＰａ／ｍｉｎを超える場合には、残留磁束密度を向上させる効果が十分に得られない。減圧速度は好ましくは２ｋＰａ／ｍｉｎ以上２０ｋＰａ／ｍｉｎ以下、より好ましくは２．５ｋＰａ／ｍｉｎ以上１８ｋＰａ／ｍｉｎ以下、さらに好ましくは３ｋＰａ／ｍｉｎ以上１５ｋＰａ／ｍｉｎ以下である。また、減圧速度は排気中、常に一定にしてもよく、変化させてもよい。減圧速度を変化させる場合には、前記の速度の範囲の中で変化させることが好ましい。なお、減圧速度が一定であるとは、平均減圧速度から±１０％以内増減する場合も含むものとする。一例として図１に高速で減圧を行った場合と、低速で減圧を行った場合の炉内圧力変化を比較して示す。
【００４３】
（ＤＲ工程−完全排気工程）
完全排気工程における処理温度は予備排気工程と同様に８００℃以上９００℃以下で行なう。ここで処理温度を８００℃以上としたのは８００℃未満では脱水素反応が十分に進行せず、保磁力が向上しない為である。また９００℃以下としたのは９００℃を超えては結晶粒が成長してしまい、保磁力が低下するためである。完全排気工程では、予備排気工程の雰囲気からさらに排気を行って最終的な真空度を１Ｐａ以下とする。完全排気工程は予備排気工程と同じく脱水素反応が吸熱反応であるため、一時的な品温の低下を伴う。そのため、品温の低下及びその後の上昇が終了して１分あたりの品温の変化量が０．５℃以内になってから１分以上１５０分以下保持することが好ましい。真空度は、連続的に下げても良いし、段階的に下げても良い。
【００４４】
完全排気工程終了後、冷却を行う。
【００４５】
続いて、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末について説明する。
【００４６】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は、Ｒ（Ｒ：Ｙを含む一種以上の希土類元素）、Ｔ（Ｔ：Ｆｅ、またはＦｅ及びＣｏ）、Ｂ（Ｂ：ホウ素）を含むものである。
【００４７】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を構成する希土類元素ＲとしてはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕから選ばれた１種または２種以上が利用できるが、コスト、磁気特性の理由からＮｄ及び／又はＰｒを用いることが望ましい。該粉末の平均組成はＲ量が１２．０ａｔ．％以上１７．０ａｔ．％以下である。平均組成のＲ量が１２．０ａｔ．％未満であると粒界相のＲ成分が少なくなり、保磁力向上の効果を充分に得ることが出来ない。平均組成のＲ量が１７．０ａｔ．％を超えると磁化の低い粒界相が増加するために粉末の残留磁束密度が低くなる。平均組成のＲ量は、好ましくは１２．３ａｔ．％以上１６．５ａｔ．％以下、より好ましくは１２．５ａｔ．％以上１６．０ａｔ．％以下、更に好ましくは１２．８ａｔ．％以上１５．０ａｔ．％以下、更により好ましくは１２．８ａｔ．％以上１４．０ａｔ．％以下である。
【００４８】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を構成する希土類元素Ｒには少なくともＮｄとＰｒとを用いることが好ましい。また、該粉末はＰｒをＲのうち０．１ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下含むことが好ましい。希土類元素ＲとしてＰｒを用いることで、Ｐｒ自体が磁性相を構成しており、また、粒界相の融点を低下させて均一な粒界相が形成されるため、優れた保磁力を有し、且つ、高い残留磁束密度をも備えたＲ−Ｔ―Ｂ系希土類磁石粉末を得ることができる。ＰｒがＲのうち８５．０ａｔ．％を超えると、粉末の耐食性が著しく劣化するため好ましくない。Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末に含まれるＰｒ量は、好ましくはＲのうち１．０ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下、より好ましくは１０．０ａｔ．％以上７０．０ａｔ．％以下、さらに好ましくは１５．０ａｔ．％以上５０．０ａｔ．％以下である。
【００４９】
また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末はＮｄをＲのうち０．１ａｔ．％以上９９．９ａｔ．％以下含むことが好ましく、Ｎｄ量は、より好ましくは１５．０ａｔ．％以上９９．０ａｔ．％以下、さらに好ましくは３０．０ａｔ．％以上９０．０ａｔ．％以下、さらにより好ましくは５０．０ａｔ．％以上８５．０ａｔ．％以下である。
【００５０】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を構成する元素ＴはＦｅ、またはＦｅ及びＣｏである。該粉末の平均組成のＴ量は、該粉末を構成する他の元素を除いた残部である。また、Ｆｅを置換する元素としてＣｏを添加することによりキュリー温度を上げることができるが、粉末の残留磁束密度の低下を招くことから該粉末中の平均組成のＣｏ量は１５．０ａｔ．％以下であることが好ましい。
【００５１】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の平均組成はＢ量が４．５ａｔ．％以上７．５ａｔ．％以下である。平均組成のＢ量が４．５ａｔ．％未満であると、Ｒ２Ｔ１７相等が析出するために磁気特性が低下し、また平均組成のＢ量が７．５ａｔ．％を超えると粉末の残留磁束密度が低下する。平均組成のＢ量は、好ましくは５．０ａｔ．％以上７．０ａｔ．％以下である。
【００５２】
さらに、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末はＧａ及びＺｒを含むことが好ましい。該粉末の平均組成はＧａ量が０．１ａｔ．％以上０．６ａｔ．％以下であることが好ましい。平均組成のＧａ量が０．１ａｔ．％未満であると保磁力向上への効果が小さく、０．６ａｔ．％を超えると粉末の残留磁束密度が低下する。また、該粉末の平均組成はＺｒ量が０．０５ａｔ．％以上０．１５ａｔ．％以下であることが好ましい。平均組成のＺｒ量が０．０５ａｔ．％未満では残留磁束密度向上への効果が小さく、０．１５ａｔ．％を超えると粉末の残留磁束密度が低下する。
【００５３】
さらに、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末はＡｌを含むことが好ましい。ＡｌはＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の粒界に余剰のＲを均一に拡散させる効果があると考えられる。該粉末の平均組成はＡｌ量が０．１ａｔ．％以上５．０ａｔ．％以下であることが好ましい。平均組成のＡｌ量が０．１ａｔ．％未満であると保磁力向上への効果が小さく、５．０ａｔ．％を超えると粉末の残留磁束密度が著しく低下する。
【００５４】
また、本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は、上記元素の他にＴｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗ、Ｔａ、Ｓｎのうち１種または２種以上の元素を含有していてもよい。これらの元素を添加することにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の磁気特性を上げることができる。これらの元素の含有量は合計で２．０ａｔ．％以下とすることが望ましい。これらの元素の含有量が２．０ａｔ．％を超える場合には、粉末の残留磁束密度の低下を招くことがある。
【００５５】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は、Ｒ２Ｔ１４Ｂ磁性相を含む結晶粒と、粒界相から成り、個々の結晶粒子間の磁気的な交換結合を弱めることで優れた保磁力を得ている。
【００５６】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末は優れた磁気特性を有する。Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の保磁力（ｉＨｃ）は、通常１１００ｋＡ／ｍ以上、好ましくは１２００ｋＡ／ｍ以上、最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｘ）は通常１９５ｋＪ／ｍ３以上、好ましくは２２０ｋＪ／ｍ３以上、残留磁束密度（Ｂｒ）は通常１．０５Ｔ以上、好ましくは１．２０Ｔ以上である。
【００５７】
次に、本発明に係るボンド磁石用樹脂組成物について述べる。
【００５８】
本発明に係るボンド磁石用樹脂組成物は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末を結合剤樹脂中に分散してなるものであって、当該Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末を８５〜９９重量％含有し、残部が結合剤樹脂とその他添加剤とから成り、好ましくは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末８５〜９９重量％と結合剤樹脂および添加剤１５〜１重量％、より好ましくはＲ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末８７〜９９重量％と結合剤樹脂および添加剤１３〜１重量％とから成る。
【００５９】
本発明においては、ボンド磁石に使用される磁石粉末は、粒度分布が所定の範囲に調整されていることが好ましく、前述の方法によって得られた磁石粉末を粉砕して用いてもよく、粒子径の異なる２種以上の磁石粉末を混合して用いてもよい。磁石粉末の平均粒径は、通常２０〜１５０μｍ、好ましくは３０〜１００μｍである。磁石粉末の平均粒径は粒径が小さすぎると射出成型時の成形性が悪化し、大きすぎると成形品ゲート径の制約が大きくなり、製品設計の自由度が低下して競争力や用途展開の幅が低下する。
【００６０】
ボンド磁石に使用される磁石粉末には、酸化による磁気特性の劣化、樹脂とのなじみやすさ及び成形品の強度向上のために、種々の表面処理を行うことが望ましい。表面処理可能な材料としては、一般的に使用されるリン酸化合物やシランカップリング剤等が挙げられる。
【００６１】
上記リン酸化合物としてはリン酸系化合物のオルトリン酸、リン酸水素二ナトリウム、ピロリン酸、メタリン酸、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸アルミニウムのいずれか一種以上を使用することができる。
【００６２】
シランカップリング剤としては、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−（２−アミノエチル）アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−β−（Ｎ−ビニルベンジルアミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン・塩酸塩、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、ヘキサメチレンジシラザン、γ−アニリノプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、オクタデシル［３−（トリメトキシシリル）プロピル］アンモニウムクロライド、γ−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリス（βメトキシエトキシ）シラン、ビニルトリエトキシシラン、β−（３，４エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、オレイルプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、ポリエトキシジメチルシロキサン、ポリエトキシメチルシロキサン、ビス（トリメトキシシリルプロピル）アミン、ビス（３−トリエトキシシリルプロピル）テトラスルファン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、１，３，５−Ｎ−トリス（３−トリメトキシシリルプロピル）イソシアヌレート、ｔ−ブチルカルバメートトリアルコキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β（アミノエチル）γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシランＮ−（１，３−ジメチルブチリデン）−３−（トリエトキシシリル）−１−プロパンアミン等のシランカップリング剤のいずれかを一種以上使用することができる。
【００６３】
また、用途に応じては分子末端がアルコキシシリル基で封鎖されたアルコキシオリゴマーを表面処理剤として使用しても良い。
【００６４】
前記結合剤樹脂としては、成形法に応じて適したものを種々選択することができ、例えば、射出成形、押し出し成形及びカレンダー成形の場合には熱可塑性樹脂が使用でき、圧縮成形の場合には、熱硬化性樹脂が使用できる。前記熱可塑性樹脂としては、例えば、ナイロン（ＰＡ）系、ポリプロピレン（ＰＰ）系、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）系、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）系、液晶樹脂（ＬＣＰ）系、エラストマー系、ゴム系等の樹脂が使用でき、前記熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ系、フェノール系等の樹脂を使用することができる。
【００６５】
なお、ボンド磁石用樹脂組成物を製造するに際して、流動性、成形性を改善し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の磁気特性を十分に引き出すために、必要により、結合剤樹脂の他に可塑剤、滑剤、カップリング剤など周知の添加物を使用してもよい。また、フェライト磁石粉末などの他種の磁石粉末を混合することもできる。
【００６６】
これらの添加物は、目的に応じて適切なものを選択すればよく、可塑剤としては、それぞれの使用樹脂に応じた市販品を使用することができ、その合計量は使用する結合剤樹脂に対して０．０１〜５．０重量％程度が使用できる。
【００６７】
前記滑剤としては、ステアリン酸とその誘導体、無機滑剤、オイル系等が使用でき、ボンド磁石全体に対して０．０１〜１．０重量％程度が使用できる。
【００６８】
前記カップリング剤としては、使用樹脂とフィラーに応じた市販品が使用でき、使用する結合剤樹脂に対して０．０１〜３．０重量％程度が使用できる。
【００６９】
他の磁石粉末としては、フェライト磁石粉末、アルニコ系磁石粉末、希土類系磁石粉末などが使用できる。
【００７０】
本発明に係るボンド磁石用樹脂組成物は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系磁性粒子粉末を結合剤樹脂と混合、混練してボンド磁石用樹脂組成物を得る。
【００７１】
前記混合は、ヘンシェルミキサー、Ｖ字ミキサー、ナウター等の混合機などで行うことができ、混練は一軸混練機、二軸混練機、臼型混練機、押し出し混練機などで行うことができる。
【００７２】
次に、本発明に係るボンド磁石について述べる。
【００７３】
ボンド磁石の磁気特性は目的とする用途に応じて種々変化させることができるが、残留磁束密度は３５０〜１０００ｍＴ（３．５〜１０．０ｋＧ）であり、保磁力は２３８．７〜１４２８．５ｋＡ／ｍ（３０００〜１８０００Ｏｅ）であり、最大エネルギー積は２３．９〜１９８．９ｋＪ／ｍ３（３〜２５ＭＧＯｅ）であることが好ましい。
【００７４】
ボンド磁石の成形密度は４．５〜５．５ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
【００７５】
本発明におけるボンド磁石は、前記ボンド磁石用樹脂組成物を用いて、射出成形、押出成形、圧縮成形又はカレンダー成形等の周知の成形法で成形加工した後、常法に従って電磁石着磁やパルス着磁することにより、ボンド磁石とすることができる。
【実施例】
【００７６】
以下に、本発明の磁石粉末及びボンド磁石の実施例と比較例を詳細に示す。
【００７７】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の平均組成及び原料合金の組成の分析には、Ｂ及びＡｌの分析にはＩＣＰ発光分光分析装置（サーモフィッシャーサイエンティフィック製：ｉＣＡＰ６０００）を用い、Ｂ及びＡｌ以外の分析については蛍光Ｘ線分析装置（理学電機工業株式会社製：ＲＩＸ２０１１）を用いた。
【００７８】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の磁気特性として、保磁力（ｉＨｃ）、最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｘ）、残留磁束密度（Ｂｒ）を振動試料型磁束計（ＶＳＭ：東英工業製ＶＳＭ−５型）にて測定した。
【００７９】
本発明におけるボンド磁石の磁気特性として、保磁力（ｉＨｃ）、最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｘ）、残留磁束密度（Ｂｒ）をＢ−Ｈトレーサー（東英工業製）にて測定した。
【００８０】
（原料合金粉末の作製）
表１に示す各組成の合金インゴットＡ１〜Ａ１２を作製した。これらの合金インゴットをＡｒ雰囲気下において１０００℃〜１２００℃で２０時間の熱処理をし、組成の均質化を行なった。均質化熱処理後、ジョークラッシャーを用いて粗粉砕を行い、さらに水素吸蔵させ、機械粉砕を行って、原料合金粉末Ａ１〜Ａ１２を得た。
【００８１】
【表１】
2017041624.tif 000002
【００８２】
実施例１
（ＨＤＤＲ処理−ＨＤ工程）
ＨＤ工程では５ｋｇの原料合金粉末Ａ１を炉に仕込み、水素分圧が６０ｋＰａである全圧１００ｋＰａ（大気圧）の水素−Ａｒ混合気体中で８４０℃まで昇温し３００分保持した。
【００８３】
（ＨＤＤＲ処理―雰囲気置換工程）
ＨＤ工程終了後、炉内雰囲気を１００ｋＰａのＡｒとして８４０℃で８分保持した。
【００８４】
（ＨＤＤＲ処理−予備排気工程）
雰囲気置換工程終了後、ロータリーポンプで真空排気を行い、炉内の真空度を３．２ｋＰａとする予備排気工程を行った。この際、１００ｋＰａから３．２ｋＰａへの減圧速度を１２．２ｋＰａ／ｍｉｎとした。真空排気系のバルブ開度の調整により排気後の真空度は３．２ｋＰａを維持し、処理温度は８４０℃とし、真空度が３．２ｋＰａに到達した後、１分あたりの品温の変化量が０．５℃以下になってから２０分保持した。
【００８５】
（ＨＤＤＲ処理−完全排気工程）
予備排気工程終了後、さらに、真空排気を行い、炉内の真空度を３．２ｋＰａから最終的に１Ｐａ以下となるように完全排気工程を行った。処理温度は８４０℃とし、１分あたりの品温の変化量が０．５℃以下となってから２０分保持した。得られた粉末を冷却してＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の磁気特性を表２に示す。
【００８６】
実施例２〜４、比較例１
予備排気工程の減圧速度をそれぞれ表２に記載のとおりに変更したほかは実施例１と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００８７】
実施例５
原料合金粉末Ａ２を用いたほかは実施例１と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００８８】
実施例６〜８、比較例２
予備排気工程の減圧速度をそれぞれ表２に記載のとおりに変更したほかは実施例５と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００８９】
実施例９
原料合金粉末Ａ３を用いたほかは実施例１と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９０】
実施例１０〜１２、比較例３
予備排気工程の減圧速度をそれぞれ表２に記載のとおりに変更したほかは実施例９と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９１】
実施例１３
原料合金粉末Ａ４を用いたほかは実施例１と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９２】
実施例１４〜１６、比較例４
予備排気工程の減圧速度を６．５ｋＰａ／ｍｉｎ（実施例１４）、３．３ｋＰａ／ｍｉｎ（実施例１５）、１．６ｋＰａ／ｍｉｎ（実施例１６）、３８．７ｋＰａ／ｍｉｎ（比較例４）としたほかは実施例１３と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９３】
実施例１７
原料合金粉末Ａ５を用いたほかは実施例１と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９４】
実施例１８〜２０、比較例５
予備排気工程の減圧速度をそれぞれ表２に記載のとおりに変更したほかは実施例１７と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９５】
実施例２１〜２７
原料合金粉末をそれぞれ表２に記載のとおりに変更したほかは実施例２と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９６】
実施例２８、２９
予備排気工程の排気後の真空度をそれぞれ表２に記載のとおりに変更したほかは実施例２と同様にしてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【００９７】
【表２】
2017041624.tif 000003
【００９８】
実施例３０〜３３、比較例６〜９
（ボンド磁石の作製）
表３に示すＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末をそれぞれ用いて以下の方法によりボンド磁石を作製した。
【００９９】
（磁石粉末の表面処理）
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を万能攪拌機に７０００ｇ添加した。オルトリン酸を３５ｇ（磁石粉末に対して０．５ｗｔ％）とＩＰＡを１７５ｇ（磁石粉末に対して２．５ｗｔ％）との混合溶液を添加し、万能攪拌機にてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末と混合溶液とを空気中常温で１０分間攪拌した。その後、攪拌しながら空気中・大気圧下８０℃で１時間、１２０℃で１時間加熱処理をすることでリン酸化合物被膜に覆われたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。得られたリン酸化合物被覆Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末７０００ｇに、シランカップリング剤（γ−アミノプロピルトリエトキシシラン）３５ｇ（Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末に対して０．５ｗｔ％）、ＩＰＡ１７５ｇ（Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末に対して２．５ｗｔ％）、純水７ｇ（Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末に対して０．１ｗｔ％）の混合溶液を添加し、万能攪拌機にてＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末と混合溶液とを窒素ガス中常温で１０分間撹拌した。その後、撹拌しながら窒素雰囲気中１００℃で１時間加熱処理し、冷却して磁石粉末を取り出した後、不活性ガス中・大気圧下、１２０℃で２時間加熱処理をすることでリン酸化合物被膜上にカップリング剤のＳｉが付着した表面処理Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末を得た。
【０１００】
（混練）
得られた表面処理Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末１００重量部と１２ナイロン樹脂５．０６重量部、酸化防止剤０．８０重量部及び滑剤０．２２重量部をヘンシェルミキサーを用いて混合し、二軸押出混練機により混練（混練温度１９０℃）を行い、ペレット状のボンド磁石用樹脂組成物を得た。
【０１０１】
（成形）
得られたボンド磁石用樹脂組成物を用いて射出成形し、常法に従って着磁を行ってボンド磁石を作製した。得られたボンド磁石の磁気特性を表３に示す。
【０１０２】
【表３】
2017041624.tif 000004
【０１０３】
（結果）
実施例１〜４及び比較例１を見ると予備排気工程開始時の排気による減圧速度を低速にすることで残留磁束密度が向上した磁石粉末が得られている。ここで残留磁束密度が向上する機構は、減圧速度を下げることにより脱水素再結合反応の初期駆動力が低下し、再結合粒子の結晶方位が一方向に揃うことによると考えられる。例えば予備排気工程を実施せず完全排気工程のみで排気を急速に行った場合、脱水素反応速度が極端に高くなり、再結合反応が同時多発的に起こるために再結合粒子の結晶方位の向きはランダムとなって異方化度の高い磁石粉末を得ることができない。本発明の場合はその逆に排気速度を低下させることで脱水素反応が緩やかになり、再結合結晶粒子の粒子成長が徐々に起こるため、結晶方位の配向度が一方向に揃いやすくなっていると推測している。
【０１０４】
図２には、実施例５〜８及び比較例２の予備排気工程での減圧速度と残留磁束密度の関係を示す。表２及び図２に示す通り、減圧速度を低速にするほど残留磁束密度が向上し、最大エネルギー積も大きくなる。最大エネルギー積が大きい磁石ほど同じ磁場を発生させるのにより小さい体積にすることができ、同じ体積ならばより強い磁場を発生させることができる。ただし、減圧速度を低速にするほど保磁力には低下がみられるようになる。
【０１０５】
磁石粉末の保磁力を向上させるには、ＲをＮｄ−Ｐｒの混合希土類とすることが有効である。Ｐｒを含有する実施例５〜８及び比較例２に対して、実施例では予備排気工程の減圧速度を１．６〜１２．２ｋＰａ／ｍｉｎとすることで保磁力と残留磁束密度を向上させている。
【０１０６】
また、Ａｌを添加することによっても保磁力を高めた磁石粉末を得ることができ、この系においても実施例９〜１２に示すように予備排気工程の減圧速度を１．６〜１２．２ｋＰａ／ｍｉｎとすることで残留磁束密度の向上が見られる。
【０１０７】
また、実施例１３〜１６のようにＰｒとＡｌとを含有する磁石粉末は、予備排気工程の減圧速度を１．６〜１２．２ｋＰａ／ｍｉｎとすることで残留磁束密度を向上させ、より高い保磁力も備えている。特に実施例１３、１４において得られた磁気特性はＲが純Ｎｄである比較例３に対して保磁力同等ながら残留磁束密度が上回っている。
【０１０８】
実施例１７〜２７にように、Ｒの全体量やＲのうちのＰｒ量を種々変化させた場合にも、予備排気工程の減圧速度制御による高残留磁束密度化が有効であることが読み取れる。
【０１０９】
実施例２８、２９には予備排気工程の排気後の真空度を変化させた結果を示しており、予備排気後の真空度の制御によっても残留磁束密度を高めることが可能であることを示している。
【０１１０】
実施例３０と比較例６は原料合金Ａ１を用いた同じ組成を持つ磁石粉末を用いたボンド磁石だが、比較例６では残留磁束密度の低い比較例１の磁石粉末を使用しているのに対し、実施例３０は減圧速度制御により残留磁束密度を高めた実施例３の磁石粉末を使用しているため、ボンド磁石においてもより高い残留磁束密度を持つことがわかる。
【０１１１】
実施例３１〜３３と比較例７〜９においても、同じ組成であっても残留磁束密度が異なる磁石粉末を用いたボンド磁石は、その磁石粉末の磁気特性を反映して実施例において優れた特性を示した。
【０１１２】
実施例３０、３１のボンド磁石を比べると残留磁束密度はほぼ同等だがＰｒを含有する実施例３１の方がより高い保磁力を有することがわかる。
【０１１３】
また実施例３２、３３にはＡｌを添加することにより保磁力を高めた場合のボンド磁石の磁気特性を示しており、これらのボンド磁石においてもＰｒを含有する実施例３３はより高い保磁力を有することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類磁石粉末の製造方法によれば、予備排気工程の減圧速度制御により残留磁束密度を向上させることができる。さらに、Ｒの構成元素にＰｒを加えることで残留磁束密度を低下させることなく保磁力を向上させることができ、両者を組み合わせることによって、残留磁束密度と保磁力と最大エネルギー積とがいずれも優れる希土類系磁石粉末を得ることが可能である。これにより、従来は保磁力が高くても磁力が低くて使用できなかった高温な使用環境、例えば自動車のエンジンルームなどでも使用できる可能性が得られた。また、磁力が高い為に磁石の使用量を減らすこともでき、既存品対比で軽量化できるメリットもある。
【図１】
2017041624.tif 000005
【図２】
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