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JP2020169389A - Manufacturing method of anisotropic magnetic powder - Google Patents

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JP2020169389A
JP2020169389A JP2020100128A JP2020100128A JP2020169389A JP 2020169389 A JP2020169389 A JP 2020169389A JP 2020100128 A JP2020100128 A JP 2020100128A JP 2020100128 A JP2020100128 A JP 2020100128A JP 2020169389 A JP2020169389 A JP 2020169389A
Authority
JP
Japan
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temperature
magnetic powder
anisotropic magnetic
heat treatment
oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP2020100128A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
永 前原
Hisashi Maehara
永 前原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
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Publication date
Application filed by Nichia Chemical Industries Ltd filed Critical Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

To provide a manufacturing method of an anisotropic magnetic powder excellent in magnetic property.SOLUTION: There is related to a manufacturing method of an anisotropic magnetic powder including a pretreatment process for obtaining partial oxide by a heat treatment of oxide containing Sm and Fe under reductive gas atmosphere, a process for obtaining an alloy particle by a heat treatment of the partial oxide under a reductant at a first temperature of 1000°C to 1090°C, then a heat treatment at a second temperature of 980°C to 1070°C, which is lower than the first temperature, and a process for obtaining the anisotropic magnetic powder by nitriding the alloy particle.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、異方性磁性粉末の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing an anisotropic magnetic powder.

特許文献1には、原料粉末と還元剤を混合した後、希土類酸化物粉末を還元して鉄に拡散させる希土類−鉄−窒素系異方性磁性粉末の製造方法が開示されている。しかしながら、磁気特性は充分ではなく、改善の余地のあるものであった。 Patent Document 1 discloses a method for producing a rare earth-iron-nitrogen anisotropic magnetic powder in which a raw material powder and a reducing agent are mixed and then the rare earth oxide powder is reduced and diffused into iron. However, the magnetic properties were not sufficient and there was room for improvement.

特許文献2には、希土類金属酸化物を初期還元拡散した後に、第2の還元拡散を行う希土類金属を含む合金粉末の製造方法が開示されている。しかしながら、ネオジウム系の磁性体を対象とし、還元拡散の温度も非常に低いものであって、ネオジウム系の磁性体の作製にあたり、低融点の合金成分の一部が反応容器の下部に垂れ落ちることを抑制することを目的とするものであった。 Patent Document 2 discloses a method for producing an alloy powder containing a rare earth metal, which performs a second reduction diffusion after the initial reduction diffusion of the rare earth metal oxide. However, for neodymium-based magnetic materials, the temperature of reduction and diffusion is also very low, and when producing neodymium-based magnetic materials, some of the low melting point alloy components hang down to the bottom of the reaction vessel. The purpose was to suppress.

特開2008−171868号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-171868 特開平05−78715号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-78715

本発明は、磁気特性に優れた異方性磁性粉末の製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for producing an anisotropic magnetic powder having excellent magnetic properties.

本発明者は、磁気特性の向上を目的に、熱処理温度のプロファイルを種々検討したところ、部分酸化物を、還元剤の存在下、第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い第二温度で熱処理することにより、異方性磁性粉末の磁気特性が改善できることを見出し、本発明を完成した。 The present inventor examined various heat treatment temperature profiles for the purpose of improving the magnetic properties. As a result, the partial oxide was heat-treated at the first temperature in the presence of a reducing agent, and then the second temperature was lower than the first temperature. We have found that the magnetic properties of the anisotropic magnetic powder can be improved by heat treatment at temperature, and completed the present invention.

すなわち、本発明は、SmとFeを含む酸化物を、還元性ガス雰囲気下で熱処理することにより、部分酸化物を得る前処理工程、
前記部分酸化物を、還元剤の存在下、1000℃以上1090℃以下の第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い980℃以上1070℃以下の第二温度で熱処理することにより、合金粒子を得る工程、および、
前記合金粒子を窒化することにより、異方性磁性粉末を得る工程
を含む異方性磁性粉末の製造方法に関する。
That is, the present invention is a pretreatment step of obtaining a partial oxide by heat-treating an oxide containing Sm and Fe in a reducing gas atmosphere.
The partial oxide is heat-treated at a first temperature of 1000 ° C. or higher and 1090 ° C. or lower in the presence of a reducing agent, and then heat-treated at a second temperature of 980 ° C. or higher and 1070 ° C. or lower, which is lower than the first temperature. The process of obtaining particles, and
The present invention relates to a method for producing an anisotropic magnetic powder, which comprises a step of obtaining an anisotropic magnetic powder by nitriding the alloy particles.

本発明の異方性磁性粉末の製造方法では、部分酸化物を、還元剤の存在下、第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い第二温度で熱処理するため、磁気特性、特に保磁力に優れた磁性粉末を製造することができる。 In the method for producing an anisotropic magnetic powder of the present invention, the partial oxide is heat-treated at the first temperature in the presence of a reducing agent and then at a second temperature lower than the first temperature. A magnetic powder having an excellent coercive force can be produced.

以下、本発明の実施形態について詳述する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための一例であり、本発明を以下のものに限定するものではない。なお、本明細書において「工程」との語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。また「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the embodiments shown below are examples for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following. In this specification, the term "process" is used not only as an independent process but also as a term as long as the intended purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes. included. Further, the numerical range indicated by using "~" indicates a range including the numerical values before and after "~" as the minimum value and the maximum value, respectively.

本実施形態の異方性磁性粉末の製造方法は、SmとFeを含む酸化物を、還元性ガス雰囲気下で熱処理することにより、部分酸化物を得る前処理工程、
前記部分酸化物を、還元剤の存在下、1000℃以上1090℃以下の第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い980℃以上1070℃以下の第二温度で熱処理することにより、合金粒子を得る工程、および、
前記合金粒子を窒化することにより、異方性磁性粉末を得る工程
を含むことを特徴とする。
The method for producing an anisotropic magnetic powder of the present embodiment is a pretreatment step of obtaining a partial oxide by heat-treating an oxide containing Sm and Fe in a reducing gas atmosphere.
The partial oxide is heat-treated at a first temperature of 1000 ° C. or higher and 1090 ° C. or lower in the presence of a reducing agent, and then heat-treated at a second temperature of 980 ° C. or higher and 1070 ° C. or lower, which is lower than the first temperature. The process of obtaining particles, and
It is characterized by including a step of obtaining an anisotropic magnetic powder by nitriding the alloy particles.

一般的にSmFeN粉末の平均粒径が3μm付近の時に保磁力が最も高くなることが知られている。還元剤の存在下、第一温度での熱処理のみを行うと、熱処理が不十分となり、粒子同士が強固に結合した(ネッキング)粒子が多数存在する。ネッキングした粒子は、磁場をかけられた際に、その強固な結合により個々の粒子が回転しないため、磁場配向性が悪くなり保磁力が低下する。例えばこれらネッキングの対策として第一温度での熱処理時間を延長すると、粒子同士が融合することによりネッキングは解消するものの、3μmを超える粗大粒子が生成するため保磁力が低下する。一方、本実施形態のように第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い第二温度で熱処理した場合、ネッキングした粒子は、個々の粒子が融合せずに分かれるため、粗大粒子が生成することを抑制しつつネッキングを解消することができ、異方性磁性粉末の保磁力が向上すると考えらえる。 It is generally known that the coercive force is highest when the average particle size of the SmFeN powder is around 3 μm. If only the heat treatment at the first temperature is performed in the presence of the reducing agent, the heat treatment becomes insufficient, and there are many particles in which the particles are strongly bonded (necking). When a magnetic field is applied to the necked particles, the individual particles do not rotate due to their strong bond, so that the magnetic field orientation deteriorates and the coercive force decreases. For example, if the heat treatment time at the first temperature is extended as a countermeasure against these neckings, the necking is eliminated by fusing the particles, but the coercive force is lowered because coarse particles exceeding 3 μm are generated. On the other hand, when the heat treatment is performed at the first temperature and then at the second temperature lower than the first temperature as in the present embodiment, the necked particles are separated without being fused, so that coarse particles are generated. It is considered that the necking can be eliminated while suppressing the occurrence of the particles, and the coercive force of the anisotropic magnetic powder is improved.

前処理工程で使用するSmとFeを含む酸化物は、Sm酸化物とFe酸化物を混合することにより得られるが、例えばSmとFeを含む溶液と沈殿剤を混合し、SmとFeとを含む沈殿物を得る工程(沈殿工程)、および、前記沈殿物を焼成することにより、SmとFeを含む酸化物を得る工程(酸化工程)によって、製造することができる。 The oxide containing Sm and Fe used in the pretreatment step can be obtained by mixing Sm oxide and Fe oxide. For example, a solution containing Sm and Fe and a precipitant are mixed to mix Sm and Fe. It can be produced by a step of obtaining a precipitate containing Sm (precipitation step) and a step of obtaining an oxide containing Sm and Fe by firing the precipitate (oxidation step).

[沈殿工程]
沈殿工程では、強酸性の溶液にSm原料、Fe原料を溶解して、SmとFeを含む溶液を調製する。SmFe17を主相として得る場合、SmおよびFeのモル比(Sm:Fe)は1.5:17〜3.0:17が好ましく、2.0:17〜2.5:17がより好ましい。La、W、Co、Ti、Sc、Y、Pr、Nd、Pm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Luなどの原料を加えても良い。残留磁束密度の点で、Laを含むことが好ましく、保磁力と角型比の点で、Wを含むことが好ましく、温度特性の点で、Coを含むことが好ましい。
[Precipitation process]
In the precipitation step, the Sm raw material and the Fe raw material are dissolved in a strongly acidic solution to prepare a solution containing Sm and Fe. When Sm 2 Fe 17 N 3 is obtained as the main phase, the molar ratio of Sm and Fe (Sm: Fe) is preferably 1.5:17 to 3.0:17, and 2.0:17 to 2.5:17. Is more preferable. Raw materials such as La, W, Co, Ti, Sc, Y, Pr, Nd, Pm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Lu may be added. La is preferably contained in terms of residual magnetic flux density, W is preferably contained in terms of coercive force and square ratio, and Co is preferably contained in terms of temperature characteristics.

Sm原料、Fe原料としては、強酸性の溶液に溶解できるものであれば限定されない。例えば、入手のしやすさの点で、Sm原料としてはSmの酸化物が、Fe原料としてはFeSOが挙げられる。SmとFeを含む溶液の濃度は、Sm原料とFe原料が実質的に酸性溶液に溶解する範囲で適宜調整することができる。酸性溶液としては溶解性の点で硫酸が挙げられる。 The Sm raw material and Fe raw material are not limited as long as they can be dissolved in a strongly acidic solution. For example, in terms of availability, Sm oxide is used as the Sm raw material, and FeSO 4 is used as the Fe raw material. The concentration of the solution containing Sm and Fe can be appropriately adjusted within a range in which the Sm raw material and the Fe raw material are substantially dissolved in the acidic solution. Examples of the acidic solution include sulfuric acid in terms of solubility.

SmとFeを含む溶液と沈殿剤を反応させることにより、SmとFeを含む不溶性の沈殿物を得る。ここで、SmとFeを含む溶液は、沈殿剤との反応時にSmとFeを含む溶液となっていればよく、たとえばSmとFeを含む原料を別々の溶液として調製し、各々の溶液を滴下して沈殿剤と反応させても良い。別々の溶液として調製する場合も各原料が実質的に酸性溶液に溶解する範囲で適宜調整する。沈殿剤としては、アルカリ性の溶液でSmとFeを含む溶液と反応して沈殿物が得られるものであれば限定されず、アンモニア水、苛性ソーダなどが挙げられ、苛性ソーダが好ましい。 By reacting the solution containing Sm and Fe with the precipitant, an insoluble precipitate containing Sm and Fe is obtained. Here, the solution containing Sm and Fe may be a solution containing Sm and Fe at the time of reaction with the precipitant. For example, raw materials containing Sm and Fe are prepared as separate solutions, and each solution is added dropwise. And react with the precipitant. Even when they are prepared as separate solutions, they are appropriately adjusted within a range in which each raw material is substantially dissolved in an acidic solution. The precipitant is not limited as long as it is an alkaline solution that reacts with a solution containing Sm and Fe to obtain a precipitate, and examples thereof include aqueous ammonia and caustic soda, and caustic soda is preferable.

沈殿反応は、沈殿物の粒子の性状を容易に調整できる点から、SmとFeを含む溶液と、沈殿剤とを、それぞれ水などの溶媒に滴下する方法が好ましい。SmとFeを含む溶液と沈殿剤との供給速度、反応温度、反応液濃度、反応時のpH等を適宜制御することにより、構成元素の分布が均質で、粒度分布のシャープな、粉末形状の整った沈殿物が得られる。このような沈殿物を使用することによって、最終製品である磁性粉末の磁気特性が向上する。反応温度は、0〜50℃とすることができ、35〜45℃であることが好ましい。反応液濃度は、金属イオンの総濃度として0.65mol/L〜0.85mol/Lとすることが好ましく、0.7mol/L〜0.85mol/Lとすることがより好ましい。反応pHは、5〜9とすることが好ましく、6.5〜8とすることがより好ましい。 In the precipitation reaction, a method of dropping a solution containing Sm and Fe and a precipitant into a solvent such as water is preferable because the properties of the particles of the precipitate can be easily adjusted. By appropriately controlling the supply rate of the solution containing Sm and Fe and the precipitant, the reaction temperature, the concentration of the reaction solution, the pH at the time of reaction, etc., the distribution of the constituent elements is homogeneous, the particle size distribution is sharp, and the powder shape is formed. A well-organized precipitate is obtained. By using such a precipitate, the magnetic properties of the final product, the magnetic powder, are improved. The reaction temperature can be 0 to 50 ° C., preferably 35 to 45 ° C. The reaction solution concentration is preferably 0.65 mol / L to 0.85 mol / L, more preferably 0.7 mol / L to 0.85 mol / L, as the total concentration of metal ions. The reaction pH is preferably 5-9, more preferably 6.5-8.

SmとFeを含む溶液は、磁気特性の点で、さらにLa、Wおよび/またはCoを含むことが好ましい。La原料としては、強酸性の溶液に溶解できるものであれば限定されず、例えば、入手のしやすさの点で、LaClが挙げられる。Sm原料とFe原料ととともに、La原料、W原料、Co原料が実質的に酸性溶液に溶解する範囲で適宜調整し、酸性溶液としては溶解性の点で硫酸が挙げられる。W原料としては、タングステン酸アンモニウムが挙げられ、Co原料としては、硫酸コバルトが挙げられる。SmとFeを含む溶液とは別に、水に実質的に溶解する範囲で調製することが好ましい。 The solution containing Sm and Fe preferably further contains La, W and / or Co in terms of magnetic properties. The La raw material is not limited as long as it can be dissolved in a strongly acidic solution, and examples thereof include LaCl 3 in terms of availability. Along with the Sm raw material and the Fe raw material, the La raw material, the W raw material, and the Co raw material are appropriately adjusted within a range in which they are substantially dissolved in an acidic solution, and examples of the acidic solution include sulfuric acid in terms of solubility. Examples of the W raw material include ammonium tungstate, and examples of the Co raw material include cobalt sulfate. It is preferable to prepare the solution separately from the solution containing Sm and Fe in a range that is substantially soluble in water.

SmとFeを含む溶液が、さらにLa、Wおよび/またはCoを含む場合、Sm、Feと、La、Wおよび/またはCoを含む不溶性の沈殿物を得る。ここで、該溶液は、沈殿剤との反応時にSm、Feと、La、Wおよび/またはCoとなっていればよく、例えば各原料を別々の溶液として調製し、各々の溶液を滴下して沈殿剤と反応させても良いし、SmとFeを含む溶液と一緒に調製しても良い。 If the solution containing Sm and Fe further contains La, W and / or Co, an insoluble precipitate containing Sm, Fe and La, W and / or Co is obtained. Here, the solution may be Sm, Fe, La, W and / or Co at the time of reaction with the precipitant. For example, each raw material is prepared as a separate solution, and each solution is added dropwise. It may be reacted with a precipitant or prepared with a solution containing Sm and Fe.

沈殿工程で得られた異方性磁性粉末粒子により、最終的に得られる磁性粉末の粉末粒径、粉末形状、粒度分布がおよそ決定される。得られた粒子の粒径をレーザー回折式湿式粒度分布計により測定した場合、全粉末が、0.05〜20μm、好ましくは0.1〜10μmの範囲にほぼ入るような大きさと分布であることが好ましい。また、平均粒径は、粒度分布における小粒径側からの体積累積50%に相当する粒径として測定され、0.1〜10μmの範囲内にあることが好ましい。 The anisotropic magnetic powder particles obtained in the precipitation step roughly determine the powder particle size, powder shape, and particle size distribution of the finally obtained magnetic powder. When the particle size of the obtained particles is measured by a laser diffraction type wet particle size distribution meter, the size and distribution of the total powder should be within the range of 0.05 to 20 μm, preferably 0.1 to 10 μm. Is preferable. The average particle size is measured as a particle size corresponding to a cumulative volume of 50% from the small particle size side in the particle size distribution, and is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.

沈殿物を分離した後は、続く酸化工程の熱処理において残存する溶媒に沈殿物が再溶解して、溶媒が蒸発する際に沈殿物が凝集したり、粒度分布、粉末径等が変化したりすることを抑制するために、脱溶媒しておくことが好ましい。脱溶媒する方法として具体的には、例えば溶媒として水を使用する場合、70〜200℃のオーブン中で5〜12時間乾燥する方法が挙げられる。 After separating the precipitate, the precipitate is redissolved in the remaining solvent in the heat treatment of the subsequent oxidation step, and when the solvent evaporates, the precipitate aggregates and the particle size distribution, powder diameter, etc. change. In order to suppress this, it is preferable to remove the solvent. Specific examples of the method for removing the solvent include, for example, when water is used as the solvent, a method of drying in an oven at 70 to 200 ° C. for 5 to 12 hours can be mentioned.

沈殿工程の後に、得られる沈殿物を分離洗浄する工程を含んでもよい。洗浄する工程は上澄み溶液の導電率が5mS/m以下となるまで適宜行う。沈殿物を分離する工程としては、例えば、得られた沈殿物に溶媒(好ましくは水)を加えて混合した後、濾過法、デカンテーション法等を用いることができる。 After the precipitation step, a step of separating and washing the obtained precipitate may be included. The washing step is appropriately performed until the conductivity of the supernatant solution becomes 5 mS / m 2 or less. As a step of separating the precipitate, for example, a filtration method, a decantation method, or the like can be used after adding a solvent (preferably water) to the obtained precipitate and mixing them.

[酸化工程]
酸化工程とは、沈殿工程で形成された沈殿物を焼成することにより、SmとFeとを含む酸化物を得る工程である。例えば、熱処理により沈殿物を酸化物に変換することができる。沈殿物を熱処理する場合、酸素の存在下で行われる必要があり、例えば、大気雰囲気下で行うことができる。また、酸素存在下で行われる必要があるため、沈殿物中の非金属部分に酸素原子を含むことが好ましい。
[Oxidation process]
The oxidation step is a step of obtaining an oxide containing Sm and Fe by calcining the precipitate formed in the precipitation step. For example, the precipitate can be converted to an oxide by heat treatment. When the precipitate is heat-treated, it must be carried out in the presence of oxygen, for example, in the air atmosphere. Moreover, since it is necessary to carry out in the presence of oxygen, it is preferable that the non-metal portion in the precipitate contains an oxygen atom.

酸化工程における熱処理温度(以下、酸化温度)は特に限定されないが、700〜1300℃が好ましく、900〜1200℃がより好ましい。700℃未満では酸化が不十分となり、1300℃を超えると、目的とする磁性粉末の形状、平均粒径および粒度分布が得られない傾向にある。熱処理時間も特に限定されないが、1〜3時間が好ましい。 The heat treatment temperature (hereinafter, oxidation temperature) in the oxidation step is not particularly limited, but is preferably 700 to 1300 ° C, more preferably 900 to 1200 ° C. If the temperature is lower than 700 ° C., the oxidation becomes insufficient, and if the temperature exceeds 1300 ° C., the desired shape, average particle size and particle size distribution of the magnetic powder tend not to be obtained. The heat treatment time is also not particularly limited, but 1 to 3 hours is preferable.

得られる酸化物は、酸化物粒子内においてSmとFeの微視的な混合が充分になされ、沈殿物の形状、粒度分布等が反映された酸化物粒子である。 The obtained oxide is an oxide particle in which Sm and Fe are sufficiently microscopically mixed in the oxide particle, and the shape, particle size distribution, etc. of the precipitate are reflected.

[前処理工程]
前処理工程とは、SmとFeを含む酸化物を、還元性ガス雰囲気下で熱処理することにより、酸化物の一部が還元された部分酸化物を得る工程である。ここで、部分酸化物とは、Feに結合している酸素の一部が還元されたものをいう。部分酸化物の酸素濃度は10質量%以下が好ましく、8質量%以下が好ましい。酸素濃度は非分散赤外吸収法(ND−IR)により測定することができる。
[Pretreatment process]
The pretreatment step is a step of obtaining a partial oxide in which a part of the oxide is reduced by heat-treating the oxide containing Sm and Fe in a reducing gas atmosphere. Here, the partial oxide means that a part of oxygen bonded to Fe is reduced. The oxygen concentration of the partial oxide is preferably 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less. The oxygen concentration can be measured by the non-dispersed infrared absorption method (ND-IR).

還元性ガスは水素(H)、一酸化炭素(CO)、メタン(CH)等の炭化水素ガス、及びこれらの組合せなどから適宜選択されるが、コストの点で水素ガスが好ましく、ガスの流量は、酸化物が飛散しない範囲で適宜調整される。前処理工程における熱処理温度(以下、前処理温度)は、300℃以上950℃以下の範囲とし、好ましくは400℃以上、より好ましくは750℃以上であり、好ましくは900℃未満である。前処理温度が300℃以上であるとSmとFeを含む酸化物の還元が効率的に進行する。また950℃以下であると酸化物粒子が粒子成長、偏析することが抑制され、所望の粒径を維持することができる。また、還元性ガスとして水素を用いる場合、使用する酸化物層の厚みを20mm以下に調整し、更に反応炉内の露点を−10℃以下に調整することが好ましい。 The reducing gas is appropriately selected from hydrocarbon gases such as hydrogen (H 2 ), carbon monoxide (CO), and methane (CH 4 ), and combinations thereof, but hydrogen gas is preferable in terms of cost, and the gas is preferable. The flow rate of the above is appropriately adjusted as long as the oxide does not scatter. The heat treatment temperature (hereinafter, pretreatment temperature) in the pretreatment step is in the range of 300 ° C. or higher and 950 ° C. or lower, preferably 400 ° C. or higher, more preferably 750 ° C. or higher, and preferably less than 900 ° C. When the pretreatment temperature is 300 ° C. or higher, the reduction of oxides containing Sm and Fe proceeds efficiently. Further, when the temperature is 950 ° C. or lower, the oxide particles are suppressed from growing and segregating, and the desired particle size can be maintained. When hydrogen is used as the reducing gas, it is preferable to adjust the thickness of the oxide layer to be used to 20 mm or less, and further adjust the dew point in the reaction furnace to −10 ° C. or less.

[還元工程]
還元工程とは、前記部分酸化物を、還元剤の存在下、1000℃以上1090℃以下の第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い980℃以上1070℃以下の第二温度で熱処理することにより、合金粒子を得る工程である。
[Reduction process]
In the reduction step, the partial oxide is heat-treated at a first temperature of 1000 ° C. or higher and 1090 ° C. or lower in the presence of a reducing agent, and then heat-treated at a second temperature of 980 ° C. or higher and 1070 ° C. or lower, which is lower than the first temperature. This is a step of obtaining alloy particles.

酸化物がカルシウム融体またはカルシウムの蒸気と接触することで還元が行われる。第一温度は1000℃以上1090℃以下であるが、1010℃以上1080℃以下が好ましい。1000℃未満では、還元不十分となり、1090℃を超えると、粗大粒子が生成し保磁力が低下する。熱処理時間は、還元反応をより均一に行う観点から、120分未満が好ましく、90分未満がより好ましい。熱処理時間の下限は特に限定されないが、10分以上が好ましく、30分以上がより好ましい。 Reduction occurs when the oxide comes into contact with a calcium melt or calcium vapor. The first temperature is 1000 ° C. or higher and 1090 ° C. or lower, but preferably 1010 ° C. or higher and 1080 ° C. or lower. If it is less than 1000 ° C., the reduction becomes insufficient, and if it exceeds 1090 ° C., coarse particles are generated and the coercive force is lowered. The heat treatment time is preferably less than 120 minutes, more preferably less than 90 minutes, from the viewpoint of more uniform reduction reaction. The lower limit of the heat treatment time is not particularly limited, but 10 minutes or more is preferable, and 30 minutes or more is more preferable.

第二温度は980℃以上1070℃以下であるが、990℃以上1060℃以下が好ましい。980℃未満では、ネッキングが解消されないため十分な保磁力が得られず、1070℃を超えると、粗大粒子が生成し保磁力が低下する。熱処理時間は、粗大粒子の生成を抑制し、ネッキングを解消する点から、10分以上が好ましく、30分以上がより好ましい。熱処理時間の上限は特に限定されないが、120分未満が好ましく、90分未満がより好ましい。 The second temperature is 980 ° C. or higher and 1070 ° C. or lower, but is preferably 990 ° C. or higher and 1060 ° C. or lower. If the temperature is lower than 980 ° C., the necking is not eliminated and a sufficient coercive force cannot be obtained. If the temperature exceeds 1070 ° C., coarse particles are generated and the coercive force is lowered. The heat treatment time is preferably 10 minutes or longer, more preferably 30 minutes or longer, from the viewpoint of suppressing the formation of coarse particles and eliminating necking. The upper limit of the heat treatment time is not particularly limited, but is preferably less than 120 minutes, more preferably less than 90 minutes.

第一温度と第二温度の温度差は特に限定されないが、第二温度が第一温度よりも15℃以上60℃以下の範囲で低いことが好ましく、15℃以上30℃以下の範囲で低いことがより好ましい。15℃未満では、粗大粒子が生成し保磁力が低下し、60℃を超えると、ネッキングが解消されないため十分な保磁力が得られない。 The temperature difference between the first temperature and the second temperature is not particularly limited, but the second temperature is preferably lower in the range of 15 ° C. or higher and 60 ° C. or lower than the first temperature, and lower in the range of 15 ° C. or higher and 30 ° C. or lower. Is more preferable. If the temperature is lower than 15 ° C., coarse particles are generated and the coercive force is lowered. If the temperature exceeds 60 ° C., necking is not eliminated and a sufficient coercive force cannot be obtained.

第一温度による熱処理と第二温度による熱処理は連続で行っても良く、これらの熱処理間において、第二温度の温度範囲より低い熱処理温度での熱処理を含むこともできるが、生産性の点で、連続で行うことが好ましい。 The heat treatment at the first temperature and the heat treatment at the second temperature may be performed continuously, and between these heat treatments, a heat treatment at a heat treatment temperature lower than the temperature range of the second temperature may be included, but in terms of productivity. , It is preferable to carry out continuously.

還元工程では、還元剤である金属カルシウムとともに、必要に応じて崩壊促進剤を使用することができる。この崩壊促進剤は、後述する水洗工程に際して、生成物の崩壊、粒状化を促進させるために適宜使用されるものであり、例えば、塩化カルシウム等のアルカリ土類金属塩、酸化カルシウム等のアルカリ土類酸化物などが挙げられる。これらの崩壊促進剤は、希土類源として使用される希土類酸化物当り1〜30質量%、好ましくは5〜30質量%の割合で使用される。 In the reduction step, a disintegration accelerator can be used, if necessary, together with the metallic calcium which is the reducing agent. This disintegration accelerator is appropriately used to promote the disintegration and granulation of the product in the washing step described later. For example, alkaline earth metal salts such as calcium chloride and alkaline soil such as calcium oxide. Examples include oxides. These disintegration accelerators are used in a proportion of 1 to 30% by mass, preferably 5 to 30% by mass, per rare earth oxide used as a rare earth source.

金属カルシウムは、粒状又は粉末状の形で使用されるが、その平均粒径は10mm以下が好ましい。これにより還元反応時における凝集をより効果的に抑制することができる。ここで、平均粒径は、光学顕微鏡にて10個の粒子の粒径を測定し、その算術平均によって算出する。また、金属カルシウムは、反応当量(希土類酸化物を還元するのに必要な化学量論量であり、Feが酸化物の形である場合には、これを還元するに必要な分を含む)の1.1〜3.0倍量の割合で添加することができ、1.5〜2.0倍量が好ましい。 Metallic calcium is used in the form of granules or powder, and the average particle size thereof is preferably 10 mm or less. As a result, aggregation during the reduction reaction can be suppressed more effectively. Here, the average particle size is calculated by measuring the particle size of 10 particles with an optical microscope and using the arithmetic mean thereof. In addition, metallic calcium is the reaction equivalent (a stoichiometric amount required to reduce rare earth oxides, and when Fe is in the form of an oxide, it includes the amount required to reduce it). It can be added in an amount of 1.1 to 3.0 times, preferably 1.5 to 2.0 times.

[窒化工程]
窒化工程とは、還元工程で得られた合金粒子を窒化処理することにより、異方性の磁性粒子を得る工程である。金属同士を溶融させているのではなく、沈殿工程で得られる粒子状の沈殿物を用いているため、還元工程にて多孔質塊状の合金粒子が得られる。これにより、粉砕処理を行うことなく直ちに窒素雰囲気中で熱処理して窒化することができるため、窒化を均一に行うことができる。
[Nitriding process]
The nitriding step is a step of obtaining anisotropic magnetic particles by nitriding the alloy particles obtained in the reduction step. Since the particulate precipitate obtained in the precipitation step is used instead of melting the metals together, porous massive alloy particles can be obtained in the reduction step. As a result, nitriding can be performed uniformly by heat treatment in a nitrogen atmosphere immediately without performing pulverization treatment.

合金粒子の窒化処理における熱処理温度(以下、窒化温度)は、好ましくは300〜600℃、特に好ましくは400〜550℃の温度とし、この温度範囲で雰囲気を窒素雰囲気に置換することにより行われる。熱処理時間は、合金粒子の窒化が充分に均一に行われる程度に設定されればよい。 The heat treatment temperature (hereinafter referred to as the nitriding temperature) in the nitriding treatment of the alloy particles is preferably a temperature of 300 to 600 ° C., particularly preferably 400 to 550 ° C., and is carried out by substituting the atmosphere with a nitrogen atmosphere in this temperature range. The heat treatment time may be set so that the nitriding of the alloy particles is sufficiently uniform.

窒化工程後に得られる生成物には、磁性粒子に加えて、副生するCaO、未反応の金属カルシウム等が含まれ、これらが複合した焼結塊状態となっている場合がある。そこで、その場合は、この生成物を冷却水中に投入して、CaO及び金属カルシウムを水酸化カルシウム(Ca(OH))懸濁物として磁性粒子から分離することができる。さらに残留する水酸化カルシウムは、磁性粒子を酢酸等で洗浄して充分に除去してもよい。次に表面処理のため表面処理剤としてリン酸溶液を窒化工程で得られた磁性粒子固形分に対してPOとして0.10〜10wt%の範囲で投入する。適宜溶液から分離し乾燥することで異方性の磁性粉末が得られる。 The product obtained after the nitriding step contains CaO produced as a by-product, unreacted metallic calcium, and the like in addition to the magnetic particles, and may be in a sintered mass state in which these are combined. Therefore, in that case, this product can be put into cooling water to separate CaO and metallic calcium from the magnetic particles as calcium hydroxide (Ca (OH) 2 ) suspension. Further, the residual calcium hydroxide may be sufficiently removed by washing the magnetic particles with acetic acid or the like. Next, for surface treatment, a phosphoric acid solution is added as a surface treatment agent in the range of 0.10 to 10 wt% as PO 4 with respect to the magnetic particle solid content obtained in the nitriding step. Anisotropic magnetic powder can be obtained by appropriately separating from the solution and drying.

以上のようにして得られた異方性磁性粉末は、典型的には下記一般式
SmFe(100−v―w−x−y−z)LaCo
(式中、3≦v≦30、5≦w≦15、0≦x≦0.3、0≦y≦2.5、0≦z≦2.5である。)
で表される。
The anisotropic magnetic powder obtained as described above typically has the following general formula Sm v Fe (100-v-w-x-y-z) N w La x W y Co z.
(In the formula, 3 ≦ v ≦ 30, 5 ≦ w ≦ 15, 0 ≦ x ≦ 0.3, 0 ≦ y ≦ 2.5, 0 ≦ z ≦ 2.5).
It is represented by.

一般式において、vを3以上30以下と規定するのは、3未満では鉄成分の未反応部分(α−Fe相)が分離して窒化物の保磁力が低下し、実用的な磁石ではなくなり、30を超えると、Smの元素が析出し、磁性粉末が大気中で不安定になり、残留磁束密度が低下するからである。また、wを5以上15以下と規定するのは、5未満では、ほとんど保磁力が発現できず、15を超えるとSmの元素や、鉄自体の窒化物が生成するからである。 In the general formula, v is defined as 3 or more and 30 or less because if it is less than 3, the unreacted portion (α-Fe phase) of the iron component is separated and the coercive force of the nitride is lowered, so that it is no longer a practical magnet. If it exceeds 30, the element of Sm is precipitated, the magnetic powder becomes unstable in the atmosphere, and the residual magnetic flux density decreases. Further, the reason why w is defined as 5 or more and 15 or less is that when it is less than 5, coercive force can hardly be exhibited, and when it exceeds 15, elements of Sm and nitrides of iron itself are generated.

磁気特性の点より、xは0≦x≦0.3であるが、0.11≦x≦0.22が好ましく、yは0≦y≦2.5であり、zは0≦z≦2.5である。 From the viewpoint of magnetic characteristics, x is 0 ≦ x ≦ 0.3, but 0.11 ≦ x ≦ 0.22 is preferable, y is 0 ≦ y ≦ 2.5, and z is 0 ≦ z ≦ 2. It is .5.

<複合材料>
以下、複合材料およびボンド磁石について説明する。
<Composite material>
Hereinafter, the composite material and the bonded magnet will be described.

複合材料は、先に説明した異方性磁性粉末と、樹脂より作製される。この異方性磁性粉末を含むことで、高い磁気特性を有する複合材料を構成することができる。 The composite material is made of the anisotropic magnetic powder described above and a resin. By including this anisotropic magnetic powder, a composite material having high magnetic properties can be constructed.

複合材料に含まれる樹脂は、熱硬化性樹脂であっても、熱可塑性樹脂であってもよいが、熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂として、具体的には、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、液晶ポリマー(LCP)、ポリアミド(PA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等を挙げることができる。 The resin contained in the composite material may be a thermosetting resin or a thermoplastic resin, but is preferably a thermoplastic resin. Specific examples of the thermoplastic resin include polyphenylene sulfide resin (PPS), polyetheretherketone (PEEK), liquid crystal polymer (LCP), polyamide (PA), polypropylene (PP), polyethylene (PE) and the like. it can.

複合材料を得る際の異方性磁性粉末と樹脂の重量比(樹脂/磁性粉末)は、0.10〜0.15であることが好ましく、0.11〜0.14であることがより好ましい。 The weight ratio (resin / magnetic powder) of the anisotropic magnetic powder to the resin when obtaining the composite material is preferably 0.10 to 0.15, more preferably 0.11 to 0.14. ..

複合材料は、例えば、混練機を用いて、280〜330℃で異方性磁性粉末と樹脂とを混合することにより得ることができる。 The composite material can be obtained, for example, by mixing the anisotropic magnetic powder and the resin at 280 to 330 ° C. using a kneader.

<ボンド磁石>
複合材料を用いることにより、ボンド磁石を製造することができる。具体的には例えば、複合材料を熱処理しながら配向磁場で磁化容易磁区を揃え(配向工程)、次いで着磁磁場でパルス着磁する(着磁工程)ことにより、ボンド磁石を得ることができる。
<Bond magnet>
By using a composite material, a bonded magnet can be manufactured. Specifically, for example, a bonded magnet can be obtained by aligning magnetic domains that are easily magnetized with an alignment magnetic field (alignment step) while heat-treating the composite material, and then pulse magnetizing with a magnetizing magnetic field (magnetization step).

配向工程における熱処理温度は、例えば90〜200℃であることが好ましく、100〜150℃であることがより好ましい。配向工程における配向磁場の大きさは、例えば720kA/mとすることができる。また、着磁工程における着磁磁場の大きさは、例えば1500〜2500kA/mとすることができる。 The heat treatment temperature in the alignment step is preferably, for example, 90 to 200 ° C, more preferably 100 to 150 ° C. The magnitude of the alignment magnetic field in the alignment step can be, for example, 720 kA / m. The magnitude of the magnetizing magnetic field in the magnetizing step can be, for example, 1500 to 2500 kA / m.

以下、実施例について説明する。なお、特に断りのない限り、「%」は質量基準である。 Hereinafter, examples will be described. Unless otherwise specified, "%" is based on mass.

製造例1(Fe−Sm硫酸溶液)
純水20.0kgにFeSO・7HO 5.0kgを混合溶解した。さらにSm 0.49kgと70%硫酸0.74kgとを加えてよく攪拌し、完全に溶解させた。次に、得られた溶液に純水を加え、最終的にFe濃度が0.726mol/l、Sm濃度が0.112mol/lとなるように調整し、Fe−Sm硫酸溶液とした。
Production Example 1 (Fe-Sm sulfuric acid solution)
It was mixed and dissolved FeSO 4 · 7H 2 O 5.0kg of pure water 20.0 kg. Further, 0.49 kg of Sm 2 O 3 and 0.74 kg of 70% sulfuric acid were added and stirred well to completely dissolve the mixture. Next, pure water was added to the obtained solution to adjust the Fe concentration to 0.726 mol / l and the Sm concentration to 0.112 mol / l to prepare a Fe-Sm sulfuric acid solution.

製造例2(Fe−Sm−La硫酸溶液)
純水20.0kgにFeSO・7HO 5.0kgを混合溶解した。さらにSm 0.48kg、31.8%のLaCl0.071kgと70%硫酸0.72kgとを加えてよく攪拌し、完全に溶解する。次に、得られた溶液に純水を加え、最終的にFe濃度が0.726mol/l、Sm濃度が0.109mol/l、La濃度が0.0063mol/lとなるように調整し、Fe−Sm−La硫酸溶液とした。
Production Example 2 (Fe-Sm-La sulfuric acid solution)
It was mixed and dissolved FeSO 4 · 7H 2 O 5.0kg of pure water 20.0 kg. Further, 0.48 kg of Sm 2 O 3, 0.071 kg of LaCl 3 of 31.8% and 0.72 kg of 70% sulfuric acid are added and stirred well to completely dissolve. Next, pure water was added to the obtained solution to adjust the Fe concentration to 0.726 mol / l, the Sm concentration to 0.109 mol / l, and the La concentration to 0.0063 mol / l. It was prepared as a −Sm—La sulfuric acid solution.

製造例3(Fe−Sm−La−Co硫酸溶液)
純水20.0kgにFeSO・7HO 5.0kgを混合溶解した。さらにSm 0.48kg、31.8%のLaCl0.071kgと、20.8%の硫酸コバルト0.015kgと、70%硫酸0.72kgとを加えてよく攪拌し、完全に溶解する。次に、得られた溶液に純水を加え、最終的にFe濃度が0.726mol/l、Sm濃度が0.109mol/l、La濃度が0.0063mol/l、Co濃度が0.002mol/lとなるように調整し、Fe−Sm−La−Co硫酸溶液とした。
Production Example 3 (Fe-Sm-La-Co sulfuric acid solution)
It was mixed and dissolved FeSO 4 · 7H 2 O 5.0kg of pure water 20.0 kg. Further, 0.48 kg of Sm 2 O 3, 0.071 kg of LaCl 3 of 31.8%, 0.015 kg of cobalt sulfate of 20.8%, and 0.72 kg of 70% sulfuric acid were added and stirred well to completely dissolve. To do. Next, pure water was added to the obtained solution, and finally the Fe concentration was 0.726 mol / l, the Sm concentration was 0.109 mol / l, the La concentration was 0.0063 mol / l, and the Co concentration was 0.002 mol / l. The concentration was adjusted to 1 l, and a Fe-Sm-La-Co sulfuric acid solution was prepared.

実施例1(Fe−Sm)
[沈殿工程]
温度が40℃に保たれた純水20kg中に、製造例1で調製したFe−Sm硫酸溶液全量を反応開始から70分間で攪拌しながら滴下し、同時に15%アンモニア液を滴下させ、pHを7〜8に調整した。これにより、Fe−Sm水酸化物を含むスラリーを得た。得られたスラリーをデカンテーションにより純水で洗浄した後、水酸化物を固液分離した。分離した水酸化物を100℃のオーブン中で10時間乾燥した。
Example 1 (Fe-Sm)
[Precipitation process]
The entire amount of the Fe-Sm sulfuric acid solution prepared in Production Example 1 was added dropwise to 20 kg of pure water maintained at a temperature of 40 ° C. with stirring for 70 minutes from the start of the reaction, and at the same time, a 15% ammonia solution was added dropwise to adjust the pH. Adjusted to 7-8. As a result, a slurry containing Fe-Sm hydroxide was obtained. The obtained slurry was washed with pure water by decantation, and then the hydroxide was solid-liquid separated. The separated hydroxide was dried in an oven at 100 ° C. for 10 hours.

[酸化工程]
沈殿工程で得られた水酸化物を大気中900℃で1時間、焼成処理した。冷却後、原料粉末として赤色のFe−Sm酸化物を得た。
[Oxidation process]
The hydroxide obtained in the precipitation step was calcined in the air at 900 ° C. for 1 hour. After cooling, a red Fe-Sm oxide was obtained as a raw material powder.

[前処理工程]
上記で得られたFe−Sm酸化物100gを、嵩厚10mmとなるように鋼製容器に入れた。容器を炉内に入れ、100Paまで減圧した後、水素ガスを導入しながら、前処理温度の850℃まで昇温し、そのまま15時間保持した。非分散赤外吸収法(ND−IR)(株式会社堀場製作所製のEMGA−820)により酸素濃度を測定したところ、5質量%であった。これにより、Smと結合している酸素は還元されず、Feと結合している酸素のうち、95%が還元される黒色の部分酸化物を得たことがわかった。
[Pretreatment process]
100 g of the Fe-Sm oxide obtained above was placed in a steel container so as to have a bulk thickness of 10 mm. The container was placed in a furnace, the pressure was reduced to 100 Pa, and then the temperature was raised to the pretreatment temperature of 850 ° C. while introducing hydrogen gas, and the temperature was maintained for 15 hours. The oxygen concentration was measured by the non-dispersed infrared absorption method (ND-IR) (EMGA-820 manufactured by HORIBA, Ltd.) and found to be 5% by mass. As a result, it was found that the oxygen bound to Sm was not reduced, and 95% of the oxygen bound to Fe was reduced to obtain a black partial oxide.

[還元工程]
前処理工程で得られた部分酸化物60gと平均粒径約6mmの金属カルシウム19.2gとを混合して炉内に入れた。炉内を真空排気した後、アルゴンガス(Arガス)を導入した。1045℃の第一温度まで上昇させて、45分間保持し、その後、1000℃の第二温度に冷却して30分間保持することにより、Fe−Sm合金粒子を得た。
[Reduction process]
60 g of the partial oxide obtained in the pretreatment step and 19.2 g of metallic calcium having an average particle size of about 6 mm were mixed and placed in a furnace. After evacuating the inside of the furnace, argon gas (Ar gas) was introduced. Fe—Sm alloy particles were obtained by raising to a first temperature of 1045 ° C. and holding for 45 minutes, then cooling to a second temperature of 1000 ° C. and holding for 30 minutes.

[窒化工程]
引き続き、炉内温度を100℃まで冷却した後、真空排気を行い、窒素ガスを導入しながら、温度を450℃まで上昇させて、そのまま23時間保持して、磁性粒子を含む塊状生成物を得た。
[Nitriding process]
Subsequently, after cooling the temperature inside the furnace to 100 ° C., vacuum exhaust was performed, the temperature was raised to 450 ° C. while introducing nitrogen gas, and the temperature was maintained as it was for 23 hours to obtain a massive product containing magnetic particles. It was.

[水洗−表面処理工程]
窒化工程で得られた塊状の生成物を純水3kgに投入し、30分間攪拌した。静置した後、デカンテーションにより上澄みを排水した。純水への投入、攪拌及びデカンテーションを10回繰り返した。次いで99.9%酢酸2.5gを投入して15分間攪拌する。静置した後、デカンテーションにより上澄みを排水した。純水への投入、攪拌及びデカンテーションを2回繰り返した。
[Washing-Surface treatment process]
The massive product obtained in the nitriding step was put into 3 kg of pure water and stirred for 30 minutes. After allowing to stand, the supernatant was drained by decantation. Addition to pure water, stirring and decantation were repeated 10 times. Then 2.5 g of 99.9% acetic acid is added and stirred for 15 minutes. After allowing to stand, the supernatant was drained by decantation. Addition to pure water, stirring and decantation were repeated twice.

得られたスラリーに対して、リン酸溶液を加えた。リン酸溶液を、磁性粒子固形分に対してPOとして1wt%分投入した。5分攪拌後、固液分離した後80℃で真空乾燥を3時間行い、磁性粉末を得た。得られた磁性粉末はSm9.50Fe76.92N13.58で表された。 A phosphoric acid solution was added to the obtained slurry. The phosphoric acid solution was added in an amount of 1 wt% as PO 4 with respect to the solid content of the magnetic particles. After stirring for 5 minutes, solid-liquid separation was performed, and then vacuum drying was performed at 80 ° C. for 3 hours to obtain a magnetic powder. The obtained magnetic powder was represented by Sm9.50Fe76.92N13.58.

実施例2〜10および比較例1〜3
第一温度と保持時間、および、第二温度と保持時間を表1に示した温度と時間に変更した点以外は、実施例1と同様に操作し、磁性粉末を得た。
Examples 2-10 and Comparative Examples 1-3
A magnetic powder was obtained in the same manner as in Example 1 except that the first temperature and holding time and the second temperature and holding time were changed to the temperatures and times shown in Table 1.

[評価]
<磁気特性>
各実施例の製造方法によって得られた磁性粒子を、パラフィンワックスと共に試料容器に詰め、ドライヤーにてパラフィンワックスを溶融した後、16kA/mの配向磁場にてその磁化容易磁区を揃えた。この磁場配向した試料を32kA/mの着磁磁場でパルス着磁し、最大磁場16kA/mのVSM(振動試料型磁力計)を用いて保磁力(iHc)を測定した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation]
<Magnetic characteristics>
The magnetic particles obtained by the production methods of each example were packed in a sample container together with paraffin wax, the paraffin wax was melted with a dryer, and then the magnetic domains that were easily magnetized were aligned with an orientation magnetic field of 16 kA / m. This magnetic field oriented sample was pulse-magnetized with a magnetizing magnetic field of 32 kA / m, and the coercive force (iHc) was measured using a VSM (vibrating sample magnetometer) with a maximum magnetic field of 16 kA / m. The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2020169389
Figure 2020169389

表1の結果から、一つの温度でしか還元させない場合、比較例1〜3に示すように、保磁力iHcは小さくなる。一方、実施例1〜10に示すように、第一温度よりも低い第二温度でも熱処理すると、保磁力iHcが大きく向上する。 From the results in Table 1, when the reduction is performed at only one temperature, the coercive force iHc becomes small as shown in Comparative Examples 1 to 3. On the other hand, as shown in Examples 1 to 10, when the heat treatment is performed even at the second temperature lower than the first temperature, the coercive force iHc is greatly improved.

実施例11および比較例4〜5
製造例2で作製したFe−Sm−La硫酸溶液を使用し、第一温度と保持時間、および、第二温度と保持時間を表2に示した温度と時間に変更した点以外は、実施例1と同様に操作し、磁性粉末を得た。得られた磁性粉末はSm9.08Fe77.2N13.63La0.09で表された。得られた磁性粉末の保磁力(iHc)を測定した結果を表2に示す。
Example 11 and Comparative Examples 4-5
Examples except that the Fe-Sm-La sulfuric acid solution prepared in Production Example 2 was used and the first temperature and holding time and the second temperature and holding time were changed to the temperatures and times shown in Table 2. The same operation as in 1 was carried out to obtain a magnetic powder. The obtained magnetic powder was represented by Sm9.08Fe77.2N13.63La0.09. Table 2 shows the results of measuring the coercive force (iHc) of the obtained magnetic powder.

Figure 2020169389
Figure 2020169389

表2の結果から、Laを含む異方性磁性粉末であっても、一つの温度でしか還元させない場合、比較例4、5に示すように保磁力iHcは小さくなる。一方、実施例11に示すように、第一温度よりも低い第二温度でも熱処理すると、保磁力iHcが大きく向上する。 From the results in Table 2, even if the anisotropic magnetic powder containing La is reduced at only one temperature, the coercive force iHc becomes small as shown in Comparative Examples 4 and 5. On the other hand, as shown in Example 11, when the heat treatment is performed even at the second temperature lower than the first temperature, the coercive force iHc is greatly improved.

実施例12〜19および比較例6〜7
[沈殿工程]
温度が40℃に保たれた純水20kg中に、製造例2で調製したFe−Sm−La硫酸溶液全量を反応開始から70分間で攪拌しながら滴下し、同時に15%アンモニア液と、12.5%のタングステン酸アンモニウム溶液50gを滴下させ、pHを7〜8に調整した。これにより、Fe−Sm−La−W水酸化物を含むスラリーを得た。得られたスラリーをデカンテーションにより純水で洗浄した後、水酸化物を固液分離した。分離した水酸化物を100℃のオーブン中で10時間乾燥した。沈殿工程以降の工程は第一温度と保持時間、および、第二温度と保持時間を表3に示した温度と時間に変更した点以外は、実施例1と同様に操作し、磁性粉末を得た。得られた磁性粉末はSm9.49Fe76.8N13.55La0.09W0.07で表された。得られた磁性粉末の保磁力(iHc)を測定した結果を表3に示す。
Examples 12-19 and Comparative Examples 6-7
[Precipitation process]
The entire amount of the Fe-Sm-La sulfuric acid solution prepared in Production Example 2 was added dropwise to 20 kg of pure water maintained at a temperature of 40 ° C. with stirring for 70 minutes from the start of the reaction, and at the same time, a 15% ammonia solution and 12. 50 g of a 5% ammonium tungstate solution was added dropwise to adjust the pH to 7-8. As a result, a slurry containing Fe-Sm-La-W hydroxide was obtained. The obtained slurry was washed with pure water by decantation, and then the hydroxide was solid-liquid separated. The separated hydroxide was dried in an oven at 100 ° C. for 10 hours. The steps after the precipitation step were carried out in the same manner as in Example 1 except that the first temperature and holding time and the second temperature and holding time were changed to the temperatures and times shown in Table 3 to obtain a magnetic powder. It was. The obtained magnetic powder was represented by Sm9.49Fe76.8N13.55La0.09W0.07. Table 3 shows the results of measuring the coercive force (iHc) of the obtained magnetic powder.

Figure 2020169389
Figure 2020169389

表3の結果から、LaおよびWを含む異方性磁性粉末であっても、一つの温度でしか還元させない場合、比較例6、7に示すように保磁力iHcは小さくなる。一方、実施例12〜19に示すように、第一温度よりも低い第二温度でも熱処理すると、保磁力iHcが大きく向上する。 From the results in Table 3, even if the anisotropic magnetic powder containing La and W is reduced at only one temperature, the coercive force iHc becomes small as shown in Comparative Examples 6 and 7. On the other hand, as shown in Examples 12 to 19, when the heat treatment is performed even at the second temperature lower than the first temperature, the coercive force iHc is greatly improved.

実施例20〜21および比較例8〜9
製造例3で作製したFe−Sm−La−Co硫酸溶液を使用し、第一温度と保持時間、および、第二温度と保持時間を表4に示した温度と時間に変更した点以外は、実施例12〜19と同様に操作し、磁性粉末を得た。得られた磁性粉末はSm9.06Fe76.98N13.58La0.09W0.06Co0.23で表された。得られた磁性粉末の保磁力(iHc)を測定した結果を表4に示す。
Examples 20-21 and Comparative Examples 8-9
The Fe-Sm-La-Co sulfuric acid solution prepared in Production Example 3 was used, except that the first temperature and holding time and the second temperature and holding time were changed to the temperatures and times shown in Table 4. The same operation as in Examples 12 to 19 was carried out to obtain a magnetic powder. The obtained magnetic powder was represented by Sm9.06Fe76.98N13.58La0.09W0.06Co0.23. Table 4 shows the results of measuring the coercive force (iHc) of the obtained magnetic powder.

Figure 2020169389
Figure 2020169389

表4の結果から、La、WおよびCoを含む異方性磁性粉末であっても、一つの温度でしか還元させない場合、比較例8、9に示すように保磁力iHcは小さくなる。一方、実施例20〜21に示すように、第一温度よりも低い第二温度でも熱処理すると、保磁力iHcが大きく向上する。 From the results in Table 4, even if the anisotropic magnetic powder containing La, W and Co is reduced at only one temperature, the coercive force iHc becomes small as shown in Comparative Examples 8 and 9. On the other hand, as shown in Examples 20 to 21, when the heat treatment is performed even at the second temperature lower than the first temperature, the coercive force iHc is greatly improved.

本発明の製造方法によって得られた異方性磁性粉末は、高い磁気特性を有することから、複合材料及びボンド磁石として、モーター等の用途に好適に適用することができる。
Since the anisotropic magnetic powder obtained by the production method of the present invention has high magnetic properties, it can be suitably applied to applications such as motors as a composite material and a bond magnet.

Claims (8)

SmとFeを含む酸化物を、還元性ガス雰囲気下で熱処理することにより、部分酸化物を得る前処理工程、
前記部分酸化物を、還元剤の存在下、1000℃以上1090℃以下の第一温度で熱処理した後、第一温度よりも低い980℃以上1070℃以下の第二温度で熱処理することにより、合金粒子を得る工程、および、
前記合金粒子を窒化することにより、異方性磁性粉末を得る工程
を含む異方性磁性粉末の製造方法。
A pretreatment step of obtaining a partial oxide by heat-treating an oxide containing Sm and Fe in a reducing gas atmosphere.
The partial oxide is heat-treated at a first temperature of 1000 ° C. or higher and 1090 ° C. or lower in the presence of a reducing agent, and then heat-treated at a second temperature of 980 ° C. or higher and 1070 ° C. or lower, which is lower than the first temperature. The process of obtaining particles, and
A method for producing an anisotropic magnetic powder, which comprises a step of obtaining an anisotropic magnetic powder by nitriding the alloy particles.
第二温度が、第一温度よりも15℃以上60℃以下の範囲で低い請求項1に記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to claim 1, wherein the second temperature is lower than the first temperature in the range of 15 ° C. or higher and 60 ° C. or lower. 第一温度での熱処理と、第二温度での熱処理を連続して行う請求項1または2に記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment at the first temperature and the heat treatment at the second temperature are continuously performed. 第一温度で熱処理する時間が120分未満である請求項1〜3のいずれかに記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment at the first temperature takes less than 120 minutes. 第二温度で熱処理する時間が10分以上である請求項1〜4のいずれかに記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to any one of claims 1 to 4, wherein the heat treatment at the second temperature takes 10 minutes or more. SmとFeを含む酸化物が、さらにLaを含む請求項1〜5のいずれかに記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to any one of claims 1 to 5, wherein the oxide containing Sm and Fe further contains La. SmとFeを含む酸化物が、さらにWを含む請求項1〜6のいずれかに記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to any one of claims 1 to 6, wherein the oxide containing Sm and Fe further contains W. SmとFeを含む酸化物が、さらにCoを含む請求項1〜7のいずれかに記載の異方性磁性粉末の製造方法。 The method for producing an anisotropic magnetic powder according to any one of claims 1 to 7, wherein the oxide containing Sm and Fe further contains Co.
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