(57)【要約】  Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末を、金属シースに充填してシールするシール工程（Ｓ１０）と、金属シースでシールされた磁石粉末に磁界を印加し、磁石粉末を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する磁界印加工程（Ｓ１２）と、金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を予備圧延し、磁場配向した磁石粉末を圧粉体とする予備圧延工程（Ｓ１４）と、金属シースでシールされた圧粉体を加圧し、圧粉体を緻密化して磁石体とする加圧工程（Ｓ１６）と、を備え、予備圧延工程（Ｓ１４）において、予備圧延は、金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、加圧工程（Ｓ１６）の加圧よりも小さい加圧力で軽圧延する。
2020075470.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末を、金属シースに充填してシールするシール工程と、
前記金属シースでシールされた磁石粉末に磁界を印加し、前記磁石粉末を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する磁界印加工程と、
前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を予備圧延し、前記磁場配向した磁石粉末を圧粉体とする予備圧延工程と、
前記金属シースでシールされた圧粉体を加圧し、前記圧粉体を緻密化して磁石体とする加圧工程と、を備え、
前記予備圧延工程において、前記予備圧延は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、前記加圧工程の加圧よりも小さい加圧力で軽圧延する、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記シール工程は、前記金属シースに充填した磁石粉末を振動させてタッピングした後にシールする、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記予備圧延工程は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、前記磁場配向方向に対して直交方向に予備圧延する、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記予備圧延工程は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、室温で予備圧延する、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記加圧工程は、前記金属シースでシールされた圧粉体を、室温または７００℃以下に加熱して加圧する、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項６】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末を金属シースに充填し、前記金属シースに充填した磁石粉末を振動させてタッピングした後にシールするシール工程と、
前記金属シースでシールされた磁石粉末に磁界を印加し、前記磁石粉末を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する磁界印加工程と、
前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を加圧し、前記磁場配向した磁石粉末を緻密化して磁石体とする加圧工程と、
を備える、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項７】
請求項６に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記加圧工程は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、室温または７００℃以下に加熱して加圧する、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記加圧工程は、前記加圧が、プレス成形または圧延である、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項９】
請求項８に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法であって、
前記加圧工程において、前記加圧は圧延であり、前記磁場配向方向に対して直交方向に圧延する、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法。
【請求項１０】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、
相対密度が５２％以上８８％以下であり、
磁気配向度が０．７２以上０．８７以下である、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石。
【請求項１１】
請求項１０に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石であって、
相対密度が、６７％以上８８％以下であり、
磁気配向度が０．７２以上０．８２以下である、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石。
【請求項１２】
請求項１１に記載のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石であって、
相対密度が、７７％以上８８％以下であり、
磁気配向度が０．７３以上０．８２以下である、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石。
【請求項１３】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、
相対密度が６８％以上７０％以下であり、
磁気配向度が０．７４以上０．７６以下である、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石。
【請求項１４】
請求項１から９のいずれか１項により製造されたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を備える、モータ。
【請求項１５】
請求項１０から１３のいずれか１項のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を備える、モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石及びＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を備えるモータに関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、磁気特性や耐食性に優れた磁石である。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を構成するＳｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物は、高温下で熱分解することが知られている。このためにＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、高温での焼結処理によりバルク磁石を製造することが困難である。そこで、焼結処理を用いないＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法として、圧延によりＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を製造する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４０２６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような圧延により製造したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、ある程度の磁気特性が得られるものの、更なる磁気特性の向上が望まれている。このようなＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、例えば、自動車や航空機等の移動体や、発電機、回転機械、産業用ロボット等のモータに適用されうる。【０００５】
そこで本開示の目的は、磁気特性をより向上させるＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石及びＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を備えるモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末を、金属シースに充填してシールするシール工程と、前記金属シースでシールされた磁石粉末に磁界を印加し、前記磁石粉末を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する磁界印加工程と、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を予備圧延し、前記磁場配向した磁石粉末を圧粉体とする予備圧延工程と、前記金属シースでシールされた圧粉体を加圧し、前記圧粉体を緻密化して磁石体とする加圧工程と、を備え、前記予備圧延工程において、前記予備圧延は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、前記加圧工程の加圧よりも小さい加圧力で軽圧延する。【０００７】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法において、前記シール工程は、前記金属シースに充填した磁石粉末を振動させてタッピングした後にシールしてもよい。【０００８】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法において、前記予備圧延工程は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、前記磁場配向方向に対して直交方向に予備圧延してもよい。【０００９】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法において、前記予備圧延工程は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、室温で予備圧延してもよい。【００１０】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法において、前記加圧工程は、前記金属シースでシールされた圧粉体を、室温または７００℃以下に加熱して加圧してもよい。【００１１】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末を金属シースに充填し、前記金属シースに充填した磁石粉末を振動させてタッピングした後にシールするシール工程と、前記金属シースでシールされた磁石粉末に磁界を印加し、前記磁石粉末を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する磁界印加工程と、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を加圧し、前記磁場配向した磁石粉末を緻密化して磁石体とする加圧工程と、を備える。【００１２】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法において、前記加圧工程は、前記金属シースでシールされた磁場配向した磁石粉末を、室温または７００℃以下に加熱して加圧してもよい。【００１３】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法において、前記加圧工程は、前記加圧が、プレス成形または圧延であってもよい。【００１４】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法は、前記加圧工程において、前記加圧は圧延であり、前記磁場配向方向に対して直交方向に圧延してもよい。【００１５】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、相対密度が５２％以上８８％以下であり、磁気配向度が０．７２以上０．８７以下である。【００１６】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、相対密度が、６７％以上８８％以下であり、磁気配向度が０．７２以上０．８２以下であってもよい。【００１７】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、相対密度が、７７％以上８８％以下であり、磁気配向度が０．７３以上０．８２以下であってもよい。【００１８】
本開示に係るＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、相対密度が６８％以上７０％以下であり、磁気配向度が０．７４以上０．７６以下である。【００１９】
本開示に係るモータは、上記のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法のいずれか１つにより製造されたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を備える。【００２０】
本開示に係るモータは、上記のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石のいずれか１つを備える。
【発明の効果】
【００２１】
上記構成によれば、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の磁気特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本開示の第一実施形態において、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法の構成を示すフローチャートである。
【図２】本開示の第一実施形態において、金属シースの構成を示す断面図である。
【図３】本開示の第一実施形態において、金属シースに磁石粉末を充填した後に、金属シースの端部をシールした状態を示す模式図である。
【図４】本開示の第一実施形態において、金属シースにおける磁石粉末が充填されている箇所を押圧してシールする方法を示す模式図である。
【図５】本開示の第一実施形態において、予備圧延工程を説明するための図である。
【図６】本開示の第一実施形態において、予備圧延の圧延方向が磁場配向方向に対して平行方向である場合を示す図である。
【図７】本開示の第一実施形態において、予備圧延の圧延方向が磁場配向方向に対して直交方向である場合を示す図である。
【図８】本開示の第一実施形態において、加圧工程後の成形品の構成を示す図である。
【図９】本開示の第一実施形態において、磁気配向度の算出方法を説明するための図である。
【図１０】本開示の第二実施形態において、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法の構成を示すフローチャートである。
【図１１】本開示の実施例において、圧延方向と磁場配向方向との関係を示す模式図である。
【図１２】本開示の実施例において、圧延方向と磁場配向方向との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［第一実施形態］
以下に本開示の第一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法の構成を示すフローチャートである。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法は、シール工程（Ｓ１０）と、磁界印加工程（Ｓ１２）と、予備圧延工程（Ｓ１４）と、加圧工程（Ｓ１６）と、を備えている。
【００２４】
シール工程（Ｓ１０）は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末を、金属シースに充填してシールする工程である。
【００２５】
磁石粉末は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として構成されている。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物は、ＳｍとＦｅとＮとを含む化合物である。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物には、例えば、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘを用いることができる。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘは、磁気特性に優れた窒化物磁石材料である。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘにおける窒素量ｘは、例えば、０＜ｘ≦６とすることが可能であり、１≦ｘ≦６でもよく、２≦ｘ≦３でもよく、２．５≦ｘ≦３でもよい。Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎｘは、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３（窒素量ｘが３）でもよい。
【００２６】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物は、Ｓｍ、Ｆｅ及びＮを含むと共に、他の元素を含んでいてもよい。他の元素は、例えば、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｚｒ、Ｃｕ、Ｔｉ，Ｈｆ、Ｚｎ，Ｂ、Ｃ等とするとよい。勿論、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物は、Ｓｍ、Ｆｅ及びＮを含み、残部が不可避的不純物から構成されていてもよい。
【００２７】
磁石粉末は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として構成されている。主成分とは、磁石粉末を構成する成分の中で最も含有率が大きい成分のことである。磁石粉末中のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物の含有率は、５０質量％以上としてもよく、７０質量％以上としてもよく、９０質量％以上としてもよい。勿論、磁石粉末は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物のみで形成されていてもよい。また、磁石粉末は、有機系の減摩剤等の添加材を含んでいてもよい。磁石粉末は、樹脂等で被覆されていてもよい。
【００２８】
磁石粉末の粒径は、５０μｍ以下とすることが可能であり、１０μｍ以下であってもよい。磁石粉末は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物等をジェットミル等で粉砕して形成した粉末を用いてもよいし、市販品等を用いてもよい。
【００２９】
磁石粉末は、金属シースに入れて充填される。図２は、金属シース１０の構成を示す断面図である。金属シース１０は、例えば、筒状のものや、有底筒状のものを用いることができる。金属シース１０の断面形状は、特に限定されないが、円形状、扁平状、矩形状等にすることが可能である。金属シース１０は、例えば、長尺のものを用いることができる。金属シース１０の材質は、特に限定されないが、アルミニウム材、ステンレス材等を用いることが可能である。ステンレス材には、オーステナイト系ステンレス鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト・フェライト系ステンレス鋼、マルテンサイト系ステンレス鋼、析出硬化型ステンレス鋼等を用いることができる。ステンレス材には、例えば、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼を用いるとよい。金属シース１０の材質がアルミニウム材またはステンレス材であると共に、金属シース１０の肉厚ｔが０．５ｍｍ以上である場合には、後述する予備圧延工程（Ｓ１４）や加圧工程（Ｓ１６）で、より均一に磁石粉末等に荷重をかけることができる。
【００３０】
金属シース１０に磁石粉末を充填した後に、金属シース１０の端部をシールする。金属シース１０のシール方法は、金属シース１０の端部を万力等の手動プレスにより潰して圧着することによりシールしてもよい。また、金属シース１０のシール方法は、金属シース１０の端部を折り返してシールしてもよい。更に、金属シース１０のシール方法は、金属シース１０の端部を溶接してシールしてもよい。
【００３１】
金属シース１０は、金属シース１０内に磁石粉末を隙間なく充填してシールするとよい。図３は、金属シース１０に磁石粉末１２を充填した後に、金属シース１０の端部をシールした状態を示す模式図である。金属シース１０内に磁石粉末１２を隙間なく充填することで、後述する予備圧延工程（Ｓ１４）で磁場配向した磁石粉末１２の磁場配向方向等への動きを抑制することができる。図３では、金属シース１０における磁石粉末１２が充填されていない箇所を万力等で押圧して圧着することにより、金属シース１０内に磁石粉末１２を隙間なく充填してシールする方法を示している。図３の矢印は、万力等で押圧するプレス位置を示している。金属シース１０における磁石粉末１２が充填されていない箇所を押圧することで、磁石粉末１２に荷重がかからないようにして金属シース１０をシールすることができる。
【００３２】
また、金属シース１０に充填された磁石粉末１２の嵩密度等に殆ど影響を及ぼさない範囲で、金属シース１０における磁石粉末１２が充填されている箇所を押圧して、金属シース１０内に磁石粉末１２を隙間なく充填してもよい。図４は、金属シース１０における磁石粉末１２が充填されている箇所を押圧してシールする方法を示す模式図である。図４では、金属シース１０における磁石粉末１２が充填されている箇所を万力等で押圧して圧着することにより、金属シース１０内に磁石粉末１２を隙間なく充填してシールする方法を示している。図４の矢印は、万力等で押圧するプレス位置を示している。このように、金属シース１０に充填された磁石粉末１２に殆ど影響を与えない範囲で、金属シース１０における磁石粉末１２が充填されている箇所を押圧して金属シース１０をシールしてもよい。
【００３３】
シール工程（Ｓ１０）は、金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動させてタッピングした後にシールしてもよい。金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動させてタッピングすることにより、磁石粉末１２と磁石粉末１２との間の空隙が減少するので、金属シース１０に充填した磁石粉末１２の相対密度をより大きくすることができる。
【００３４】
より詳細には、金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動させてタッピングしない場合には、磁石粉末１２の相対密度は約２０％程度になる。これに対して金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動させてタッピングする場合には、磁石粉末１２の相対密度を２５％以上にすることが可能となる。磁石粉末１２の相対密度は、タッピングすることにより５０％以上にするとよい。
【００３５】
金属シース１０に充填した磁石粉末１２の相対密度は、磁石粉末１２の嵩密度ρと、磁石粉末１２の理論密度Ａとの比率（ρ／Ａ×１００）で算出される。磁石粉末１２の嵩密度ρは、金属シース１０の容積をＶ、金属シース１０に充填した磁石粉末１２の質量をＭとしたとき、ρ＝Ｍ／Ｖで算出される。磁石粉末１２の理論密度Ａは、結晶構造等から計算で求めることができる。例えば、磁石粉末１２がＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３である場合には、理論密度Ａは７．６８（ｇ／ｃｍ３）である。なお、理論密度Ａは、ＰＡＵＬＩＮＧ  ＦＩＬＥ  Ｍｕｌｔｉｎａｒｉｅｓ  Ｅｄｉｔｉｏｎ−２０１２より引用した。
【００３６】
タッピング方法は、金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動可能であればよく、特に限定されない。例えば、金属シース１０に充填した磁石粉末１２を上下方向に手動で振動させてタッピングすればよい。タッピング装置を用いる場合には、例えば、ＪＩＳ  Ｚ２５１２やＡＳＴＭ  Ｂ５２７に示されているタッピング装置等を用いることができる。
【００３７】
磁界印加工程（Ｓ１２）は、金属シース１０でシールされた磁石粉末１２に磁界を印加し、磁石粉末１２を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する工程である。これにより、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石に異方性を持たせることができる。また、粉末状態で磁場配向することにより、磁石粉末１２が動きやすくなるので、磁石粉末１２の磁場配向方向を容易に一方向に揃えることができる。
【００３８】
磁石粉末１２を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えることにより、磁石粉末１２の磁化容易軸を一方向に揃えることができる。例えば、磁石粉末１２がＳｍ２Ｆｅ１７Ｎ３である場合には、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３の磁化容易軸はｃ軸である。磁石粉末１２を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えることにより着磁される。これにより磁石粉末１２の着磁方向は、磁場配向方向と同じ方向になる。
【００３９】
磁石粉末１２に磁界を印加する方法は、パルス磁場で行ってもよいし、静磁場で行ってもよい。また、磁石粉末１２に磁界を印加する方法は、直流磁場で行ってもよい。磁石粉末１２に印加する磁界は、１Ｔ（０．８０ＭＡ／ｍ）以上１５Ｔ（１１．９４ＭＡ／ｍ）以下とすることが可能であり、３Ｔ（２．３９ＭＡ／ｍ）以上８Ｔ（６．３７ＭＡ／ｍ）以下とするとよい。磁石粉末１２に印加する磁界が１５Ｔ（１１．９４ＭＡ／ｍ）より大きくなると、磁界を印加する装置上の制約が生じる可能性があるからである。磁石粉末１２への磁界の印加は、室温で行うことが可能である。
【００４０】
予備圧延工程（Ｓ１４）は、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を予備圧延し、磁場配向した磁石粉末１２を圧粉体とする工程である。
【００４１】
金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を予備圧延して、磁場配向した磁石粉末１２を圧粉体にする。予備圧延は、磁場配向した磁石粉末１２を圧粉体に成形可能な加圧力で行われる。磁場配向した磁石粉末１２を予備圧延して圧粉体とすることで、磁場配向した磁石粉末１２の動きが拘束されるので、磁場配向方向を保持することができる。また、磁場配向した磁石粉末１２を粉末状態で予備圧延することにより、予備圧延の加圧中に磁場配向した磁石粉末１２同士の間の空隙を埋めることができるので、圧粉体を密に形成することが可能となる。
【００４２】
金属シース１０内に磁場配向した磁石粉末１２が隙間なく充填されている場合には、より緻密な圧粉体を得ることができる。次に、この理由について詳細に説明する。図５は、予備圧延工程（Ｓ１４）を説明するための図である。図５では、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ説明する。このＸＹＺ座標系は、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（鉛直方向）をＺ軸方向とする。
【００４３】
図５では、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２が、一対の圧延ロール２０で予備圧延される。予備圧延の圧延方向は、矢印で示されており、Ｘ軸方向である。一対の圧延ロール２０による加圧方向は、Ｚ軸方向である。磁場配向した磁石粉末１２は、金属シース１０内に隙間なく充填されていることから、予備圧延時の磁場配向した磁石粉末１２の動きは、大半が加圧方向（Ｚ軸方向）となる。これにより加圧方向（Ｚ軸方向）に対して直交方向である圧延方向（Ｘ軸方向）と板幅方向（Ｙ軸方向）への磁場配向した磁石粉末１２の動きが抑制されるので、緻密な圧粉体を得ることができると共に、磁場配向した磁石粉末１２の乱れを抑制すること可能となる。
【００４４】
これに対して金属シース１０内に磁場配向した磁石粉末１２が隙間があるようにして充填されている場合には、磁場配向した磁石粉末１２の周囲が金属シース１０により拘束されていないので、加圧方向（Ｚ軸方向）に対して直交方向である圧延方向（Ｘ軸方向）と板幅方向（Ｙ軸方向）への磁場配向した磁石粉末１２の動きが抑制されない。また、金属シース１０の端部であるシール部近傍などに隙間がある場合には、圧延方向（Ｘ軸方向）への磁場配向した磁石粉末１２の動きが抑制されないことになる。このように、金属シース１０内に磁場配向した磁石粉末１２が隙間なく充填されている場合には、より緻密な圧粉体を得ることができる。
【００４５】
また、金属シース１０内に磁場配向した磁石粉末１２が隙間なく充填されている場合には、厚肉の磁石を製造する場合であっても、圧延装置を大型化することなく磁石を製造することが可能である。より詳細には、一般的に、粉末を直接圧延する粉末圧延では、製造可能な磁石の板厚を厚くする場合には、粉末と、圧延装置の圧延ロール２０との接触抵抗により粉末が逃げずに圧延ロール２０の間に入り込むようにするために、圧延ロール２０のロール径を大きくする必要がある。これに対して、磁場配向した磁石粉末１２は、金属シース１０内に隙間なく充填されていることから、金属シース１０内に拘束されている。これにより、磁場配向した磁石粉末１２が逃げずに圧延ロール２０の間に入り込むことが可能となり、厚肉の磁石を製造する場合でも、圧延ロール２０のロール径を大径化する必要がないので、圧延装置を大型化しなくてもよい。このように、金属シース１０に磁場配向した磁石粉末１２が隙間なく充填されている場合には、厚肉の磁石を製造する場合でも製造コストを低減することができる。
【００４６】
予備圧延工程（Ｓ１４）において、予備圧延は、後述する加圧工程（Ｓ１６）の加圧よりも小さい加圧力で軽圧延する。これにより予備圧延時における磁場配向した磁石粉末１２の乱れを抑制することができる。より詳細には、予備圧延時には、磁場配向した磁石粉末１２を粉末状態で予備圧延するために、磁場配向した磁石粉末１２同士が固着していない。このため、加圧工程（Ｓ１６）の加圧のような大きな加圧力を負荷して圧粉体にしようとすると、磁場配向した磁石粉末１２が衝撃により乱れる場合がある。この結果、磁場配向した磁石粉末１２の磁場配向方向が乱れる可能性がある。これに対して加圧工程（Ｓ１６）の加圧よりも小さい加圧力で磁場配向した磁石粉末１２を軽圧延して圧粉体を形成した場合には、磁場配向した磁石粉末１２の乱れが抑えられるので、磁場配向方向の乱れが抑制される。
【００４７】
予備圧延は、後述する加圧工程（Ｓ１６）の線荷重（加圧荷重/板幅）よりも小さい線荷重（圧延荷重/板幅）で軽圧延することができる。加圧工程（Ｓ１６）を圧延で行う場合には、予備圧延は、加圧工程（Ｓ１６）における圧延の線荷重（圧延荷重/板幅）よりも小さい線荷重（圧延荷重/板幅）で軽圧延するとよい。金属シース１０にステンレス材を用いた場合には、予備圧延の線荷重は、２４５０（Ｎ／ｃｍ）以下とするとよい。予備圧延は、例えば、スキンパス圧延等の軽圧延で行われるとよい。
【００４８】
また、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を予備圧延することにより、金属シース１０でシールされた圧粉体の表面の平滑度を向上させることができる。これにより、後述する加圧工程（Ｓ１６）において、金属シース１０でシールされた圧粉体を加圧するときに、金属シース１０でシールされた圧粉体の表面をより均一に加圧することができるので、磁場配向方向の乱れが抑制される。
【００４９】
より詳細には、例えば、金属シース１０でシールされた圧粉体の表面に凹凸がある場合には、後述する加圧工程（Ｓ１６）で金属シース１０でシールされた圧粉体の表面を加圧するときに、加圧方向に対して傾斜方向に力が作用し易くなるので、磁場配向方向の乱れが生じ易くなる。これに対して金属シース１０でシールされた圧粉体の表面が平滑である場合には、金属シース１０でシールされた圧粉体の表面を加圧するときに、このような傾斜方向の力が抑制されるので、磁場配向方向の乱れが抑制される。
【００５０】
また、金属シース１０の断面形状が円形状等の非矩形状である場合でも、予備圧延することにより、金属シース１０でシールされた圧粉体の表面を平坦面にして平板状にすることができる。これにより後述する加圧工程（Ｓ１６）において、金属シース１０でシールされた圧粉体の表面を加圧するときに、加圧方向に対して傾斜方向に作用する力を抑制して、加圧方向に均一に加圧することができる。
【００５１】
また、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を予備圧延することにより、連続して圧粉体を成形することができる。これにより、例えば、長尺の金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を予備圧延する場合でも、生産性を向上させることができる。予備圧延は、室温で冷間圧延してもよいし、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を加熱して熱間圧延してもよいが、室温で冷間圧延するとよい。室温で冷間圧延する場合には、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を加熱する必要がないので、生産性を向上させることができる。
【００５２】
予備圧延の圧延方向は、特に限定されず、例えば、磁場配向方向に対して直交方向としてもよいし、磁場配向方向に対して平行方向としてもよい。また、予備圧延の圧延方向は、磁場配向方向に対して直交方向とするとよい。すなわち、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を、磁場配向方向に対して直交方向に予備圧延するとよい。これにより、磁場配向した磁石粉末１２の磁場配向方向の乱れが抑制される。次に、この理由について詳細に説明する。図６は、予備圧延の圧延方向が磁場配向方向に対して平行方向である場合を示す図である。図６では、磁場配向方向を矢印Ａで示している。図７は、予備圧延の圧延方向が磁場配向方向に対して直交方向である場合を示す図である。図７では、磁場配向方向を矢印Ｂで示している。図６及び図７についても、図５と同様のＸＹＺ座標系を採用している。
【００５３】
予備圧延時において、磁場配向した磁石粉末１２には、圧延方向（Ｘ軸方向）に作用するせん断力と、圧延方向（Ｘ軸方向）と直交方向である加圧方向（Ｚ軸方向）に作用する圧延荷重との重ね合わせによる斜めの変形成分が作用する。例えば、図６に示すように、予備圧延の圧延方向（Ｘ軸方向）が磁場配向方向（Ｘ軸方向）に対して平行方向である場合には、磁場配向した磁石粉末１２の磁場配向方向（Ｘ軸方向）が、圧延方向（Ｘ軸方向）に沿っているので、一対の圧延ロール２０間への挿入時に斜め方向に湾曲する可能性がある。これに対して、図７に示すように、予備圧延の圧延方向（Ｘ軸方向）が磁場配向方向（Ｙ軸方向）に対して直交方向である場合には、磁場配向した磁石粉末１２の磁場配向方向（Ｙ軸方向）が、圧延方向（Ｘ軸方向）と直交しているので、一対の圧延ロール２０間への挿入時に磁場配向方向（Ｙ軸方向）の湾曲を抑制することができる。
【００５４】
予備圧延のための圧延機には、金属材料の圧延加工を行うための一般的なロール圧延機等を用いることが可能である。また、金属シース１０がステンレス鋼で形成されている場合には、適度なせん断力を磁場配向した磁石粉末１２に付与することができる。金属シース１０の圧延方向側の端部は、Ｒ面で形成されているとよい。これにより、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を、ロール圧延機等の圧延ロール間に挿入し易くすることができる。
【００５５】
加圧工程（Ｓ１６）は、金属シース１０でシールされた圧粉体を加圧し、圧粉体を緻密化して磁石体とする工程である。金属シース１０でシールされた圧粉体を加圧して、圧粉体を緻密化することにより、磁石体が形成される。圧粉体の加圧は、圧粉体を磁石体に成形可能な加圧力で行われる。
【００５６】
加圧は、プレス成形または圧延で行うことが可能である。プレス成形する場合には、金属材料等のプレス成形に用いられるプレス加工機やホットプレス等を用いることができる。圧延をする場合には、金属材料の圧延加工を行うための一般的なロール圧延機等を用いることが可能である。
【００５７】
加圧は、圧延により行われるとよい。圧延によれば連続加工が可能なので、例えば、長尺の金属シース１０でシールされた圧粉体を加圧する場合でも、生産性を向上させることができる。金属シース１０でシールされた圧粉体を圧延する場合には、圧下率を５０％以上とすることが可能であり、圧下率を７５％以上とするとよい。圧延回数は、１回でもよいし、複数回繰り返して行ってもよい。圧延を繰り返して行う場合には、例えば、１パスのロールギャップの追い込み量（減少量）を０．３ｍｍとすればよい。
【００５８】
圧延方向は、特に限定されず、例えば、磁場配向方向に対して直交方向としてもよいし、磁場配向方向に対して平行方向としてもよい。また、圧延方向は、磁場配向方向に対して直交方向とするとよい。上述した予備圧延の圧延方向と同様の理由により、磁場配向方向の乱れが抑制されるからである。
【００５９】
加圧は、金属シース１０でシールされた圧粉体を、予備圧延の加圧力よりも大きい加圧力で加圧する。金属シース１０でシールされた圧粉体を、予備圧延の加圧力よりも大きい加圧力で加圧することにより、圧粉体が緻密化されて磁石体が形成される。また、金属シース１０でシールされた圧粉体中の磁場配向した磁石粉末１２同士は固着しているので、予備圧延の加圧力よりも大きい加圧力で加圧しても、磁場配向方向の乱れが抑制される。
【００６０】
加圧は、予備圧延の線荷重（圧延荷重/板幅）よりも大きい線荷重（加圧荷重/板幅）で加圧することができる。加圧を圧延で行う場合には、圧延は、予備圧延の線荷重（圧延荷重/板幅）よりも大きい線荷重（圧延荷重/板幅）で圧延するとよい。金属シース１０をステンレス材で形成する場合には、加圧工程（Ｓ１６）の線荷重を２４５０（Ｎ／ｃｍ）より大きく１９６０００（Ｎ／ｃｍ）以下とするとよい。
【００６１】
加圧は、金属シース１０でシールされた圧粉体を、室温または７００℃以下に加熱して加圧するとよい。金属シース１０でシールされた圧粉体を室温で加圧する場合には、加熱する必要がないので生産性を向上させることができる。金属シース１０でシールされた圧粉体を７００℃以下に加熱して加圧する場合には、圧粉体をより緻密化させて磁石体を形成することができる。金属シース１０でシールされた圧粉体の加熱温度は、２００℃以上７００℃以下としてもよく、４００℃以上７００℃以下としてもよい。加圧時間は、例えば、５分間から１５分間とすることができる。このように加圧時間が短いので、４００℃以上７００℃以下に加熱した場合でも、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物のＮの分離や熱分解を抑制することができる。
【００６２】
加圧時の雰囲気は、特に限定されないが、大気中で加圧してもよいし、真空雰囲気中や、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気中で加圧してもよい。金属シース１０でシールされた圧粉体を加熱する場合において、大気中で加圧する場合でも、圧粉体は金属シース１０でシールされているので、圧粉体の酸化が抑制される。
【００６３】
金属シース１０でシールされた圧粉体を加熱する場合には、金属シース１０にはステンレスシースを用いるとよい。ステンレス鋼は、銅やアルミニウムよりも熱伝導率が小さいので、圧粉体の保温性を高めることができる。金属シース１０でシールされた圧粉体の加熱方法は、例えば、予め電気炉等に金属シース１０でシールされた圧粉体を入れて加熱しておけばよい。
【００６４】
図８は、加圧工程（Ｓ１６）後の成形品３０の構成を示す図である。成形品３０は、金属シース１０でシールされた磁石体３２で構成されている。成形品３０から金属シース１０を機械加工等により除去して磁石体３２を取り出す。このようにしてＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石が製造される。
【００６５】
次に、上記のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法により製造されるＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石について説明する。
【００６６】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されている。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、相対密度が５２％以上８８％以下、磁気配向度が０．７２以上０．８７以下により構成されている。これによりＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の残留磁束密度を０．５２Ｔ以上０．９２Ｔ以下にすることができる。
【００６７】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の相対密度は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の密度Ｐと、磁石粉末１２の理論密度Ａに対する比率（Ｐ／Ａ×１００）で算出される。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の密度Ｐは、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の寸法と、質量とを測定して算出してもよいし、アルキメデス法等で測定してもよい。磁石粉末１２の理論密度Ａは、上述したように計算で求めることができる。
【００６８】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の磁気配向度は、飽和磁束密度Ｂｓに対する残留磁束密度Ｂｒの比であるＢｒ／Ｂｓで算出される。図９は、磁気配向度の算出方法を説明するための図である。まず、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の磁化曲線であるＢ−Ｈ曲線を測定する。Ｂ−Ｈ曲線から、飽和磁束密度Ｂｓと、残留磁束密度Ｂｒとを求める。そして、磁気配向度であるＢｒ／Ｂｓを算出する。なお、磁気配向度は、結晶配向度と同様の傾向を示す。磁気配向度が高い場合には、結晶配向度も高くなる傾向がある。
【００６９】
シール工程（Ｓ１０）においてタッピングして製造されたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、相対密度が６７％以上８８％以下、磁気配向度が０．７２以上０．８２以下により構成されている。これによりＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の残留磁束密度を０．５４Ｔ以上０．９２Ｔ以下にすることができる。このようにシール工程（Ｓ１０）においてタッピングする場合には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の相対密度をより大きくすることができる。
【００７０】
更に、シール工程（Ｓ１０）においてタッピングすると共に、予備圧延工程（Ｓ１４）において磁場配向方向に対して直交方向に予備圧延して製造されたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されており、相対密度が７７％以上８８％以下、磁気配向度が０．７３以上０．８２以下により構成されている。これによりＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の残留磁束密度を０．７８Ｔ以上０．９２Ｔ以下にすることができる。このようにシール工程（Ｓ１０）においてタッピングすると共に、予備圧延工程（Ｓ１４）において磁場配向方向に対して直交方向に予備圧延した場合には、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の残留磁束密度を更に大きくすることができる。
【００７１】
以上、上記構成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法及びＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石によれば、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の磁気特性を向上させることができる。また、上記構成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、磁気特性に優れていることから、モータに備えることができる。上記構成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、自動車や航空機等の移動体や発電機、回転機械、産業用ロボット等のモータに備えられているとよい。
【００７２】
［第二実施形態］
次に、本開示の第二実施形態について図面を用いて詳細に説明する。第二実施形態は、第一実施形態に対して、主に、予備圧延工程（Ｓ１４）を備えていない点で相違している。図１０は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法の構成を示すフローチャートである。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法は、シール工程（Ｓ２０）と、磁界印加工程（Ｓ２２）と、加圧工程（Ｓ２４）と、を備えている。なお同様の構成には同じ符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００７３】
シール工程（Ｓ２０）は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分とする磁石粉末１２を金属シース１０に充填し、金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動させてタッピングした後にシールする工程である。シール工程（Ｓ２０）は、第一実施形態のシール工程（Ｓ１０）において、金属シース１０に充填した磁石粉末１２を振動させてタッピングした後にシールする場合と同様にして行うことができる。金属シース１０は、金属シース１０内に磁石粉末１２を隙間なく充填してシールするとよい。
【００７４】
磁界印加工程（Ｓ２２）は、金属シース１０でシールされた磁石粉末１２に磁界を印加し、磁石粉末１２を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する工程である。磁界印加工程（Ｓ２２）は、第一実施形態の磁界印加工程（Ｓ１２）と同様にして行うことができる。
【００７５】
加圧工程（Ｓ２４）は、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を加圧して、磁場配向した磁石粉末１２を緻密化して磁石体とする工程である。金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を粉末状態で加圧して、磁場配向した磁石粉末１２を緻密化して磁石体を形成する。金属シース１０に磁石粉末１２を充填した後に振動させてタッピングしているので、タッピングを行わない場合よりも、磁石粉末１２が金属シース１０に蜜に充填されている。これにより、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を粉末状態で加圧しても、タッピングを行わない場合よりも磁場配向方向の乱れが抑制される。また、金属シース１０内に磁場配向した磁石粉末１２が隙間なく充填されている場合には、磁場配向した磁石粉末１２の動きが金属シース１０により拘束されるので、磁場配向方向の乱れが抑制されると共に、磁石体をより緻密に形成することができる。
【００７６】
加圧は、プレス成形または圧延で行うことが可能である。加圧は、金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２を、室温または７００℃以下に加熱して加圧するとよい。金属シース１０でシールされた磁場配向した磁石粉末１２の加熱温度は、２００℃以上７００℃以下としてもよく、４００℃以上７００℃以下としてもよい。なお、加圧方法や加熱方法は、第一実施形態の加圧工程（Ｓ１６）の加圧方法や加熱方法と同様にして行うことができる。また、圧延する場合の圧延方向は、特に限定されず、例えば、磁場配向方向に対して直交方向としてもよいし、磁場配向方向に対して平行方向としてもよい。また、圧延方向は、磁場配向方向に対して直交方向とするとよい。上述した第一実施形態の予備圧延の圧延方向と同様の理由により、磁場配向した磁石粉末１２の磁場配向方向の乱れが抑制されるからである。加圧後は、成形品から金属シース１０を機械加工等により除去して磁石体を取り出せばよい。このようにしてＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石が製造される。
【００７７】
次に、上記のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法で製造されるＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石について説明する。
【００７８】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ化合物を主成分として形成されている。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、相対密度が６８％以上７０％以下、磁気配向度が０．７４以上０．７６以下により構成されている。これによりＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の残留磁束密度を０．６０Ｔ以上０．６２Ｔ以下にすることができる。Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の相対密度と磁気配向度との算出方法は、第一実施形態と同じである。
【００７９】
以上、上記構成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の製造方法及びＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石によれば、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の磁気特性を向上させることができる。また、上記構成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、磁気特性に優れていることから、モータに備えることができる。上記構成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、自動車や航空機等の移動体や発電機、回転機械、産業用ロボット等のモータに備えられているとよい。
【実施例】
【００８０】
Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石を作製して磁気特性を評価した。【００８１】
（Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の作製）
実施例１から７、比較例１の磁石の作製方法について説明する。表１は、実施例１から７、比較例１の磁石の作製方法の主な構成をまとめたものである。次に、各磁石の作製方法について詳述する。【００８２】
【表１】
2020075470.tif 000003
【００８３】
まず、実施例１の磁石の作製方法について説明する。磁石粉末を金属シースに充填した後にシース端部を手動プレスでシールしてシール処理した。磁石粉末には、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３粉末を用いた。磁石粉末の粒径は約１０μｍ以下とした。金属シースには、断面形状が扁平状のステンレスシースを用いた。ステンレスシースの材質は、ＳＵＳ３０４とした。ステンレスシースの寸法は、幅が約１５ｍｍ、長さが約６０ｍｍ、高さが約１０ｍｍとした。ステンレスシースの肉厚は、約０．５ｍｍとした。ステンレスシースの長手方向の一端側を圧着してからステンレスシースに磁石粉末を充填した後に、タッピングせずにステンレスシースの他端側を圧着してシールした。ステンレスシースのシース端部のシールは、上記の図３に示す方法と同様にして行った。ステンレスシースは、ステンレスシース内に磁石粉末を隙間なく充填してシールした。【００８４】
ステンレスシースでシールされた磁石粉末の相対密度を、磁石粉末の嵩密度ρと、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３の理論密度Ａである７．６８（ｇ／ｃｍ３）との比率（ρ／Ａ×１００）で算出した。ステンレスシースでシールされた磁石粉末の相対密度は、２０％であった。なお、磁石粉末の相対密度の算出方法は、第一実施形態で上述した磁石粉末の相対密度の算出方法と同じである。【００８５】
ステンレスシースでシールされた磁石粉末に磁界を印加し、磁石粉末を磁場配向して磁場配向方向を一方向に揃えて着磁する磁界印加処理を行った。磁場配向方向は、ステンレスシースの長手方向とした。なお、磁場配向方向と着磁方向とは、同じ方向である。磁界印加方法は、パルス磁場で行った。磁界は、室温で８Ｔ（６．３７ＭＡ／ｍ）を印加した。【００８６】
ステンレスシースでシールされた磁場配向した磁石粉末を予備圧延し、磁場配向した磁石粉末を圧粉体とする予備圧延処理を行った。予備圧延は、ロール圧延機により行った。予備圧延は、室温でスキンパス圧延により軽圧延した。予備圧延は、後述する加圧処理の加圧よりも小さい加圧力で行った。予備圧延の線荷重は、２４５０（Ｎ／ｃｍ）とした。圧延方向は、磁場配向方向に対して直交方向とした。図１１は、圧延方向と磁場配向方向との関係を示す模式図である。予備圧延は、ステンレスシースの高さが約８．５ｍｍとなるように軽圧延した。【００８７】
ステンレスシースでシールされた圧粉体を加圧し、圧粉体を緻密化して磁石体とする加圧処理を行った。加圧方法は、室温でロール圧延機により圧延した。圧延方向は、磁場配向方向に対して直交方向とした。圧延は、予備圧延処理の予備圧延よりも大きい加圧力で行った。圧延の線荷重は、９８０００（Ｎ／ｃｍ）とした。圧延は、１パスのロールギャップの追い込み量（減少量）を０．３ｍｍとし、圧下率が５０％になるまで繰り返し行った。このようにして実施例１の磁石を作製した。【００８８】
実施例２の磁石の作製方法について説明する。実施例２の磁石は、実施例１の磁石に対して、シール処理でタッピングを行っている点で相違している。実施例２の磁石の作製方法では、ステンレスシースに充填した磁石粉末を振動させてタッピングした後にシールしてシール処理した。タッピングは、ステンレスシースに充填した磁石粉末を上下方向に振って振動させることにより行った。ステンレスシースと、磁石粉末と、については実施例１の磁石と同じである。ステンレスシースでシールされた磁石粉末の相対密度は、５０％であった。磁石粉末の相対密度は、実施例１の磁石と同様の方法で測定した。また、実施例２の磁石における磁界印加処理、予備圧延処理及び加圧処理は、実施例１の磁石と同じ方法で行った。【００８９】
実施例３の磁石の作製方法について説明する。実施例３の磁石の作製方法は、実施例２の磁石の作製方法に対して、加圧処理が相違している。実施例３の磁石の作製方法では、ステンレスシースでシールされた圧粉体を電気炉で２００℃に加熱してから圧延した。その他の構成であるシール処理、磁界印加処理及び予備圧延処理等については、実施例２の磁石の作製方法と同様にして行った。【００９０】
実施例４の磁石の作製方法について説明する。実施例４の磁石の作製方法は、実施例２の磁石の作製方法に対して、加圧処理が相違している。実施例４の磁石の作製方法では、ステンレスシースでシールされた圧粉体を電気炉で４００℃に加熱してから圧延した。その他の構成であるシール処理、磁界印加処理及び予備圧延処理等については、実施例２の磁石の作製方法と同様にして行った。【００９１】
実施例５の磁石の作製方法について説明する。実施例５の磁石の作製方法は、実施例２の磁石の作製方法に対して、加圧処理が相違している。実施例５の磁石の作製方法では、ステンレスシースでシールされた圧粉体を電気炉で７００℃に加熱してから圧延した。その他の構成であるシール処理、磁界印加処理及び予備圧延処理等については、実施例２の磁石の作製方法と同様にして行った。【００９２】
実施例６の磁石の作製方法について説明する。実施例６の磁石の作製方法は、実施例２の磁石の作製方法に対して、予備圧延処理と、加圧処理とが相違している。実施例６の磁石の作製方法では、予備圧延の圧延方向と、加圧処理の圧延方向とは、磁場配向方向に対して平行方向とした。図１２は、圧延方向と磁場配向方向との関係を示す模式図である。その他の構成であるシール処理及び磁界印加処理等については、実施例２の磁石の作製方法と同様にして行った。【００９３】
実施例７の磁石の作製方法について説明する。実施例７の磁石の作製方法は、実施例２の磁石の作製方法に対して、予備圧延処理を行っていない点で相違している。より詳細には、実施例７の磁石の作製方法は、実施例２の磁石の作製方法と同様にして、シール処理と、磁界印加処理とを行った後に、予備圧延処理を行わずに加圧処理した。【００９４】
加圧処理は、ステンレスシースでシールされた磁場配向した磁石粉末を加圧し、磁場配向した磁石粉末を緻密化して磁石体とした。加圧方法は、室温でロール圧延機により圧延した。圧延方向は、磁場配向方向に対して直交方向とした。圧延は、１パスのロールギャップの追い込み量（減少量）を０．３ｍｍとし、圧下率が５０％になるまで繰り返し行った。【００９５】
比較例１の磁石の作製方法について説明する。比較例１の磁石は、実施例１の磁石の作製方法に対して、予備圧延処理を行わない点と、加圧処理の方法とが相違している。より詳細には、比較例１の磁石の作製方法では、実施例１の磁石の作製方法と同様にしてシール処理と、磁界印加処理とを行った後に、予備圧延処理を行わずに加圧処理を行った。【００９６】
加圧処理は、ステンレスシースでシールされた磁場配向した磁石粉末を加圧し、磁場配向した磁石粉末を緻密化して磁石体とした。加圧方法は、室温でロール圧延機により圧延した。圧延方向は、磁場配向方向に対して平行方向とした。圧延は、１パスのロールギャップの追い込み量（減少量）を０．３ｍｍとし、圧下率が５０％になるまで繰り返し行った。【００９７】
次に、各磁石について相対密度、磁気配向度、結晶配向度及び残留磁束密度を評価した。表２は、各磁石の特性をまとめたものである。次に、各磁石の特性について詳述する。【００９８】
【表２】
2020075470.tif 000004
【００９９】
（磁石の相対密度）
各磁石について相対密度を評価した。磁石の中央部より試験片を採取した。試験片の大きさは、縦７ｍｍ×横７ｍｍ×厚み３ｍｍとした。試験片は、磁場配向方向が試験片の縦方向となるようにした。試験片の質量と寸法とを計測して試験片の密度Ｐを算出した。そして、試験片の密度Ｐと、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３の理論密度Ａである７．６８（ｇ／ｃｍ３）との比率（Ｐ／Ａ×１００）で相対密度を算出した。なお、試験片の相対密度の算出方法は、第一実施形態で上述したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の相対密度の算出方法と同じである。【０１００】
各磁石の相対密度は、実施例１の磁石が５３％、実施例２の磁石が８７％、実施例３の磁石が７８％、実施例４の磁石が８２％、実施例５の磁石が８３％、実施例６の磁石が６８％、実施例７の磁石が６９％、比較例１の磁石が４８％であった。【０１０１】
実施例２から７の磁石は、実施例１、比較例１の磁石よりも相対密度が大きくなった。これにより、シール処理でタッピングを行うことにより、磁石の相対密度をより大きくできることがわかった。【０１０２】
（磁気配向度）
各磁石について磁気配向度を評価した。試験片は、相対密度を評価するときの試験片と同様にして作製した。パルス励磁型Ｂ−Ｈカーブトレーサ（東英工業株式会社製パルス励磁型磁気測定装置ＴＰＭ−２−０８ｓ２５ＶＴ）を用いて、磁界を試験片に印加してＢ−Ｈカーブを測定した。磁界は、室温で８Ｔ（６．３７ＭＡ／ｍ）を印加した。そして、Ｂ−Ｈカーブから飽和磁束密度Ｂｓと、残留磁束密度Ｂｒとを求めて、磁気配向度Ｂｒ／Ｂｓを算出した。なお、試験片の磁気配向度の算出方法は、第一実施形態で上述したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の磁気配向度の算出方法と同じである。【０１０３】
各磁石の磁気配向度は、実施例１の磁石が０．８６、実施例２の磁石が０．７９、実施例３の磁石が０．８１、実施例４の磁石が０．７９、実施例５の磁石が０．７４、実施例６の磁石が０．７３、実施例７の磁石が０．７５であった。【０１０４】
実施例２の磁石は、実施例６の磁石よりも磁気配向度が大きくなった。この結果から、予備圧延処理において、圧延方向を磁場配向方向に対して直交方向とすることにより、磁気配向度がより大きくなる傾向があることがわかった。【０１０５】
（結晶配向度）
各磁石について結晶配向度を評価した。磁石の中央部を切断し、磁化容易軸の配向方向（磁場配向方向）と散乱面とが垂直となるようにして磁石をセットしてＸ線回折を行った。Ｘ線回折装置には、ＳｍａｒｔＬａｂ（リガク）を使用した。Ｘ線源は、ＣｏＫα線とした。管電圧は４０ｋＶとした。管電流は１３５ｍＡとした。角度範囲は、２０°から９０°とした。サンプリングステップは０．０２°とした。【０１０６】
Ｘ線回折パターンをリートベルトフィッティングする際において精密化パラメータの選択配向関数（Ｍａｒｃｈ−Ｄｏｌｌａｓｅ関数）の選択配向パラメータを用いて、ＬｉｇｈｔＳｔｏｎｅ社製Ｘ線回折解析プログラムＪＡＤＥによるＷＰＦ（Ｗｈｏｌｅ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｆｉｔｔｉｎｇ）法で選択方位の解析を行った。選択配向パラメータは、０に近づくほど結晶配向度が高くなり、１に近づくほど結晶配向度が低くなることを示している。指定面については、（００３）面（［００１］方向）の配向性を評価した。そして各磁石の結晶配向度を、選択配向パラメータで評価した。【０１０７】
各磁石の選択配向パラメータは、実施例１の磁石が０．４０、実施例２の磁石が０．５５、実施例６の磁石が０．６６、実施例７の磁石が０．８３であった。この結果から、実施例１、２の磁石は、実施例６，７の磁石よりも結晶配向度が高くなった。また、各磁石の結晶配向度と磁気配向度とを比較すると、結晶配向度と磁気配向度とは、略同様の傾向を示すことがわかった。したがって、磁気配向度が高い磁石ほど、結晶配向度も高くなっていると考えられる。【０１０８】
（残留磁束密度）
各磁石について残留磁束密度を評価した。残留磁束密度の測定は、磁気配向度の評価と同様に、パルス励磁型Ｂ−Ｈカーブトレーサ（東英工業株式会社製パルス励磁型磁気測定装置ＴＰＭ−２−０８ｓ２５ＶＴ）を用いて、磁界を試験片に印加してＢ−Ｈカーブを測定した。磁界は、室温で８Ｔ（６．３７ＭＡ／ｍ）を印加した。そして、Ｂ−Ｈカーブと縦軸との交点を残留磁束密度とした。なお、残留磁束密度の求め方は、第一実施形態で上述したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の残留磁束密度の求め方と同じである。【０１０９】
各磁石の残留磁束密度は、実施例１の磁石が０．５３Ｔ、実施例２の磁石が０．７９Ｔ、実施例３の磁石が０．８５Ｔ、実施例４の磁石が０．９１Ｔ、実施例５の磁石が０．８６Ｔ、実施例６の磁石が０．５５Ｔ、実施例７の磁石が０．６１Ｔ、比較例１の磁石が０．４４Ｔであった。【０１１０】
実施例１から７の磁石は、比較例１の磁石よりも残留磁束密度が大きくなった。これにより、実施例１から７の磁石は、磁気特性が向上することがわかった。実施例３から５の磁石は、実施例２の磁石よりも残留磁束密度が大きくなった。この結果から、加圧処理において、圧粉体を加熱して緻密化することにより、残留磁束密度が大きくなることがわかった。また、実施例２の磁石では、残留磁束密度が０．７９Ｔであることから、加圧処理を室温で行った場合でも、磁気特性に優れた磁石が得られることがわかった。【０１１１】
シール処理と、磁界印加処理と、予備圧延処理と、加圧処理とを行った実施例１から６の磁石は、相対密度が５２％以上８８％以下、磁気配向度が０．７２以上０．８７以下で構成されており、残留磁束密度が０．５２Ｔ以上０．９２Ｔ以下となることがわかった。【０１１２】
更に、シール処理においてタッピングして作製した実施例２から６の磁石は、相対密度が６７％以上８８％以下、磁気配向度が０．７２以上０．８２以下で構成されており、残留磁束密度が０．５４Ｔ以上０．９２Ｔ以下となることがわかった。【０１１３】
また、シール処理においてタッピングすると共に、予備圧延処理において磁場配向方向に対して直交方向に予備圧延して作製した実施例２から５の磁石は、相対密度が７７％以上８８％以下、磁気配向度が０．７３以上０．８２以下で構成されており、残留磁束密度が０．７８Ｔ以上０．９２Ｔ以下となることがわかった。【０１１４】
予備圧延処理を行わずにシール処理と、磁界印加処理と、加圧処理とを行い、シール処理においてタッピングして作製した実施例７の磁石は、相対密度が６８％以上７０％以下、磁気配向度が０．７４以上０．７６以下で構成されており、残留磁束密度が０．６０Ｔ以上０．６２Ｔ以下となることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本開示のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石は、磁気特性に優れていることから、自動車や航空機等の移動体や発電機、回転機械、産業用ロボット等のモータ等に有用なものである。
【図１】
2020075470.tif 000005
【図２】
2020075470.tif 000006
【図３】
2020075470.tif 000007
【図４】
2020075470.tif 000008
【図５】
2020075470.tif 000009
【図６】
2020075470.tif 000010
【図７】
2020075470.tif 000011
【図８】
2020075470.tif 000012
【図９】
2020075470.tif 000013
【図１０】
2020075470.tif 000014
【図１１】
2020075470.tif 000015
【図１２】
2020075470.tif 000016
【国際調査報告】
2020075470.tif 000017
2020075470.tif 000018
2020075470.tif 000019
2020075470.tif 000020