JP3489741B2 - 希土類焼結磁石およびその製造方法 - Google Patents
希土類焼結磁石およびその製造方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希
土類磁石およびその製造方法に関する。
土類磁石およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の希土
類元素Ｒとしては、主にＮｄおよび／またはＰｒが用い
られてきた。その理由は、これらの希土類元素が特に優
れた磁気特性をもたらすためである。
類元素Ｒとしては、主にＮｄおよび／またはＰｒが用い
られてきた。その理由は、これらの希土類元素が特に優
れた磁気特性をもたらすためである。
【０００３】最近、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の用途が益々拡
大し、ＮｄやＰｒの消費量が急激に増加しているため、
貴重な資源であるＮｄやＰｒの効率的利用を図るととも
に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の材料コストを低く抑えること
が強く求められている。
大し、ＮｄやＰｒの消費量が急激に増加しているため、
貴重な資源であるＮｄやＰｒの効率的利用を図るととも
に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の材料コストを低く抑えること
が強く求められている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ＮｄやＰｒの消費量を
減らす最も簡単な方法は、ＮｄやＰｒと同様の働きをす
る希土類元素でＮｄやＰｒを置換することである。しか
しながら、ＮｄやＰｒ以外の希土類元素をＲ−Ｆｅ−Ｂ
系希土類磁石に添加すると、磁化などの磁気特性が劣化
してしまうことが知られており、今まで、ＮｄやＰｒ以
外の希土類元素がＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の製造に用
いられることはほとんど無かった。
減らす最も簡単な方法は、ＮｄやＰｒと同様の働きをす
る希土類元素でＮｄやＰｒを置換することである。しか
しながら、ＮｄやＰｒ以外の希土類元素をＲ−Ｆｅ−Ｂ
系希土類磁石に添加すると、磁化などの磁気特性が劣化
してしまうことが知られており、今まで、ＮｄやＰｒ以
外の希土類元素がＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の製造に用
いられることはほとんど無かった。
【０００５】例えば、希土類元素の一つであるイットリ
ウム（Ｙ）をＮｄとともに原料に添加し、その原料を溶
解・凝固してＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金を作製すると、Ｙは合
金主相の中に取り込まれる。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の主相
は、本来、正方晶のＲ2Ｆｅ1 4Ｂ型結晶構造を有してお
り、そのＲがＮｄやＰｒ（およびこれらと置換するＤｙ
やＴｂなど）で構成されているときに最も高い磁化を示
すことが知られている。このような主相を構成するＲ2
Ｆｅ14Ｂ型結晶構造のＲがＹなどの希土類元素で一部ま
たは全部置換されると、磁化が大きく低下してしまう。
ウム（Ｙ）をＮｄとともに原料に添加し、その原料を溶
解・凝固してＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金を作製すると、Ｙは合
金主相の中に取り込まれる。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の主相
は、本来、正方晶のＲ2Ｆｅ1 4Ｂ型結晶構造を有してお
り、そのＲがＮｄやＰｒ（およびこれらと置換するＤｙ
やＴｂなど）で構成されているときに最も高い磁化を示
すことが知られている。このような主相を構成するＲ2
Ｆｅ14Ｂ型結晶構造のＲがＹなどの希土類元素で一部ま
たは全部置換されると、磁化が大きく低下してしまう。
【０００６】ＮｄやＰｒとともに希土類元素のひとつで
あるＣｅを添加したＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石がProc. 16th I
nter. Workshop on Rare Earth Magnets and their App
lications, 2000. P99に報告されている。この報告によ
れば、Ｃｅの添加により残留磁束密度Ｂrが単調に減少
している。
あるＣｅを添加したＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石がProc. 16th I
nter. Workshop on Rare Earth Magnets and their App
lications, 2000. P99に報告されている。この報告によ
れば、Ｃｅの添加により残留磁束密度Ｂrが単調に減少
している。
【０００７】以上のことから、ＮｄやＰｒ（および、こ
れらと置換するＤｙやＴｂなど）以外の磁化を低下させ
る希土類元素Ｒを原料に添加することは、できるかぎり
避けなければならないことと考えられている。
れらと置換するＤｙやＴｂなど）以外の磁化を低下させ
る希土類元素Ｒを原料に添加することは、できるかぎり
避けなければならないことと考えられている。
【０００８】一方、ＮｄやＰｒは主相を構成するだけで
はなく、粒界相にも存在し、焼結過程に際して液相を形
成するという重要な働きをしている。しかし、粒界相に
存在するＮｄやＰｒは焼結過程で重要な働きをするとし
ても、粒界相では非磁性相を形成し、磁化の向上には何
ら寄与していない。言いかえると、原料として投入した
ＮｄやＰｒのある部分は常に非磁性相の形成に消費さ
れ、磁石特性には直接的に寄与していないことになる。
はなく、粒界相にも存在し、焼結過程に際して液相を形
成するという重要な働きをしている。しかし、粒界相に
存在するＮｄやＰｒは焼結過程で重要な働きをするとし
ても、粒界相では非磁性相を形成し、磁化の向上には何
ら寄与していない。言いかえると、原料として投入した
ＮｄやＰｒのある部分は常に非磁性相の形成に消費さ
れ、磁石特性には直接的に寄与していないことになる。
【０００９】ＮｄやＰｒを有効に利用し、優れた磁気特
性を効果的に発揮させるには、ＮｄやＰｒのほとんどを
Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶相内に取り込むことが好ましい。し
かしながら、従来、これを実現する技術は存在していな
かった。
性を効果的に発揮させるには、ＮｄやＰｒのほとんどを
Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶相内に取り込むことが好ましい。し
かしながら、従来、これを実現する技術は存在していな
かった。
【００１０】一方、従来より、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁
石の耐熱性を改善するため、原料合金にＣｏを添加する
ことにより、正方晶のＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する
主相中におけるＦｅの一部をＣｏで置換することが行な
われている。Ｆｅの一部がＣｏで置換されると、主相の
キュリー温度が上昇するため、より高い温度環境下で
も、優れた磁石特性を発揮することが可能になる。
石の耐熱性を改善するため、原料合金にＣｏを添加する
ことにより、正方晶のＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する
主相中におけるＦｅの一部をＣｏで置換することが行な
われている。Ｆｅの一部がＣｏで置換されると、主相の
キュリー温度が上昇するため、より高い温度環境下で
も、優れた磁石特性を発揮することが可能になる。
【００１１】近年、自動車用モータなどの分野では、よ
り高性能の磁石が必要とされるようになり、フェライト
磁石よりも高い性能を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石
を用いることが求められつつある。しかしながら、Ｒ−
Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の耐熱性は、自動車用モータのよ
うに高温環境下で使用するには不充分であり、その耐熱
性を更に向上させることが強く要求されている。
り高性能の磁石が必要とされるようになり、フェライト
磁石よりも高い性能を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石
を用いることが求められつつある。しかしながら、Ｒ−
Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の耐熱性は、自動車用モータのよ
うに高温環境下で使用するには不充分であり、その耐熱
性を更に向上させることが強く要求されている。
【００１２】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の耐熱性を更に
向上させるには、より多くのＣｏを添加することが好ま
しいと考えられる。しかし、原料合金に添加されたＣｏ
は、焼結磁石の主相中においてＦｅと置換するだけでは
なく、粒界相にも存在し、そこでＮｄＣｏ2化合物（ま
たはＰｒＣｏ2化合物）を形成する。すなわち、添加し
たＣｏの一部は、Ｆｅの置換に用いられることなく、粒
界相において無駄に消費されることになる。更には、こ
のＮｄＣｏ2化合物が強磁性体であるため、焼結磁石の
保磁力を低下させるという問題も発生する。このため、
Ｃｏ添加量を単純に増加させるだけでは、主相における
ＦｅをＣｏで効率的に置換できず、また、上記化合物の
増加によってＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の保磁力を大き
く低下させてしまうことになる。
向上させるには、より多くのＣｏを添加することが好ま
しいと考えられる。しかし、原料合金に添加されたＣｏ
は、焼結磁石の主相中においてＦｅと置換するだけでは
なく、粒界相にも存在し、そこでＮｄＣｏ2化合物（ま
たはＰｒＣｏ2化合物）を形成する。すなわち、添加し
たＣｏの一部は、Ｆｅの置換に用いられることなく、粒
界相において無駄に消費されることになる。更には、こ
のＮｄＣｏ2化合物が強磁性体であるため、焼結磁石の
保磁力を低下させるという問題も発生する。このため、
Ｃｏ添加量を単純に増加させるだけでは、主相における
ＦｅをＣｏで効率的に置換できず、また、上記化合物の
増加によってＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石の保磁力を大き
く低下させてしまうことになる。
【００１３】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、粒界相で非磁性相を
構成するＮｄやＰｒの量が低減され、しかも、優れた磁
気特性を示す希土類焼結磁石およびその製造方法を提供
することにある。
であり、その目的とするところは、粒界相で非磁性相を
構成するＮｄやＰｒの量が低減され、しかも、優れた磁
気特性を示す希土類焼結磁石およびその製造方法を提供
することにある。
【００１４】本発明の他の目的は、添加したＣｏを効率
良く主相に取り込むことにより、優れた磁気特性を発揮
する希土類焼結磁石およびその製造方法を提供すること
にある。
良く主相に取り込むことにより、優れた磁気特性を発揮
する希土類焼結磁石およびその製造方法を提供すること
にある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明の希土類焼結磁石
は、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100-x-y-zＱzで表現さ
れ（Ｒ１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イットリウム）およ
びＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土類元素からな
る群から選択された少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬ
ａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択された少なくと
も１種の元素、Ｔは全ての遷移元素からなる群から選択
された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣからなる
群から選択された少なくとも１種の元素）、Ｎｄ2Ｆｅ
14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒を主相として含む希土類
焼結磁石であって、組成比率ｘ、ｙ、およびｚが、それ
ぞれ、８≦ｘ≦１８ａｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａｔ
％、および３≦ｚ≦２０ａｔ％を満足し、Ｒ２の濃度が
前記結晶粒中よりも粒界相中において高い。
は、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100-x-y-zＱzで表現さ
れ（Ｒ１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イットリウム）およ
びＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土類元素からな
る群から選択された少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬ
ａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択された少なくと
も１種の元素、Ｔは全ての遷移元素からなる群から選択
された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣからなる
群から選択された少なくとも１種の元素）、Ｎｄ2Ｆｅ
14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒を主相として含む希土類
焼結磁石であって、組成比率ｘ、ｙ、およびｚが、それ
ぞれ、８≦ｘ≦１８ａｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａｔ
％、および３≦ｚ≦２０ａｔ％を満足し、Ｒ２の濃度が
前記結晶粒中よりも粒界相中において高い。
【００１６】組成比率ｘおよびｙは、０．０１≦ｙ／
（ｘ＋ｙ）≦０．２３の関係式を満足することが好まし
い。
（ｘ＋ｙ）≦０．２３の関係式を満足することが好まし
い。
【００１７】Ｒ２はＹ（イットリウム）を必ず含むこと
が好ましい。
が好ましい。
【００１８】酸素量は重量比率で２０００ｐｐｍ以上８
０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００１９】本発明による希土類焼結磁石の製造方法
は、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100- x-y-zＱzで表現さ
れる希土類合金（Ｒ１はＬａ、Ｙ、およびＳｃを除く全
ての希土類元素からなる群から選択された少なくとも１
種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から
選択された少なくとも１種の元素、Ｔは全ての遷移元素
からなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｑは
ＢおよびＣからなる群から選択された少なくとも１種の
元素）の粉末であって、組成比率ｘ、ｙ、およびｚが、
それぞれ、８≦ｘ≦１８ａｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａ
ｔ％、および３≦ｚ≦２０ａｔ％を満足する合金の粉末
を用意する工程と、前記希土類合金の粉末を焼結する工
程とを包含し、焼結前においては前記希土類合金中のＮ
ｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する主相結晶粒中に存在し
ていたＲ２を焼結過程中に粒界相へ拡散させ、それによ
って、Ｒ２の濃度を前記結晶粒中よりも粒界相の少なく
とも一部において高くする。
は、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100- x-y-zＱzで表現さ
れる希土類合金（Ｒ１はＬａ、Ｙ、およびＳｃを除く全
ての希土類元素からなる群から選択された少なくとも１
種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から
選択された少なくとも１種の元素、Ｔは全ての遷移元素
からなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｑは
ＢおよびＣからなる群から選択された少なくとも１種の
元素）の粉末であって、組成比率ｘ、ｙ、およびｚが、
それぞれ、８≦ｘ≦１８ａｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａ
ｔ％、および３≦ｚ≦２０ａｔ％を満足する合金の粉末
を用意する工程と、前記希土類合金の粉末を焼結する工
程とを包含し、焼結前においては前記希土類合金中のＮ
ｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する主相結晶粒中に存在し
ていたＲ２を焼結過程中に粒界相へ拡散させ、それによ
って、Ｒ２の濃度を前記結晶粒中よりも粒界相の少なく
とも一部において高くする。
【００２０】前記希土類合金の粉末に含まれる酸素量は
重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下であ
ることが好ましい。
重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下であ
ることが好ましい。
【００２１】前記焼結工程は、焼結前においては前記希
土類合金中の粒界相中に存在していたＲ１を焼結過程中
に前記主相結晶粒中へ拡散させる働きをしている。ま
た、前記焼結工程は、前記粒界相中においてＲ２の酸化
物を形成する。
土類合金中の粒界相中に存在していたＲ１を焼結過程中
に前記主相結晶粒中へ拡散させる働きをしている。ま
た、前記焼結工程は、前記粒界相中においてＲ２の酸化
物を形成する。
【００２２】前記焼結工程は、６５０〜１０００℃の範
囲内の温度で１０〜２４０分間保持する第１の工程と、
前記第１の工程における保持温度よりも高い温度で焼結
を更に進める第２の工程とを包含することが好ましい。
囲内の温度で１０〜２４０分間保持する第１の工程と、
前記第１の工程における保持温度よりも高い温度で焼結
を更に進める第２の工程とを包含することが好ましい。
【００２３】前記希土類合金の粉末は、酸素濃度の管理
されたガス中で粉砕されたものであることが好ましい。
されたガス中で粉砕されたものであることが好ましい。
【００２４】前記希土類合金の粉末は、酸素濃度が２０
０００ｐｐｍ以下に管理されたガス中で粉砕されたもの
であることが好ましい。
０００ｐｐｍ以下に管理されたガス中で粉砕されたもの
であることが好ましい。
【００２５】前記希土類合金の粉末の平均粒径（ＦＳＳ
Ｓ粒度）は５μｍ以下であることが好ましい。
Ｓ粒度）は５μｍ以下であることが好ましい。
【００２６】更に、前記希土類合金の粉末の粒子表面に
は、酸化層が薄く形成されていることが好ましい。
は、酸化層が薄く形成されていることが好ましい。
【００２７】本発明の希土類焼結磁石は、組成式が（Ｒ
１x＋Ｒ２y）（Ｔ１p＋Ｔ２q）100- x-y-z-rＱzＭrで表
現され（Ｒ１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イットリウム）
およびＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土類元素か
らなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｒ２は
Ｌａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択された少なく
とも１種の元素、Ｔ１はＦｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての
遷移元素からなる群から選択された少なくとも１種の元
素、ＱはＢおよびＣからなる群から選択された少なくと
も１種の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｓｎ、およびＩｎから
なる群から選択された少なくとも１種の元素）、Ｎｄ2
Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒を主相として含む希
土類焼結磁石であって、組成比率ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、
およびｒが、それぞれ、 ８≦ｘ＋ｙ≦１８ａｔ％、 ０＜ｙ≦４ａｔ％、 ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ≦２０ａｔ％、 ０≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、および ０≦ｒ≦３ａｔ％、 を満足し、Ｒ２の濃度が前記結晶粒中よりも粒界相の少
なくとも一部において高い。
１x＋Ｒ２y）（Ｔ１p＋Ｔ２q）100- x-y-z-rＱzＭrで表
現され（Ｒ１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イットリウム）
およびＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土類元素か
らなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｒ２は
Ｌａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択された少なく
とも１種の元素、Ｔ１はＦｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての
遷移元素からなる群から選択された少なくとも１種の元
素、ＱはＢおよびＣからなる群から選択された少なくと
も１種の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｓｎ、およびＩｎから
なる群から選択された少なくとも１種の元素）、Ｎｄ2
Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒を主相として含む希
土類焼結磁石であって、組成比率ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、
およびｒが、それぞれ、 ８≦ｘ＋ｙ≦１８ａｔ％、 ０＜ｙ≦４ａｔ％、 ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ≦２０ａｔ％、 ０≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、および ０≦ｒ≦３ａｔ％、 を満足し、Ｒ２の濃度が前記結晶粒中よりも粒界相の少
なくとも一部において高い。
【００２８】組成比率ｙが、０．５≦ｙ≦３ａｔ％の関
係式を満足することが好ましい。
係式を満足することが好ましい。
【００２９】Ｒ２はＹ（イットリウム）を必ず含むこと
が好ましい。
が好ましい。
【００３０】Ｔ２はＣｏ（コバルト）を必ず含むことが
好ましい。
好ましい。
【００３１】酸素量は重量比率で２０００ｐｐｍ以上８
０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
０００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３２】本発明による希土類焼結磁石の製造方法
は、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）（Ｔ１ p＋Ｔ２q）
100-x-y-z-rＱzＭrで表現され（Ｒ１はＬａ（ランタ
ン）、Ｙ（イットリウム）およびＳｃ（スカンジウム）
を除く全ての希土類元素からなる群から選択された少な
くとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからな
る群から選択された少なくとも１種の元素、Ｔ１はＦ
ｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての遷移元素からなる群から選
択された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣからな
る群から選択された少なくとも１種の元素、ＭはＡｌ、
Ｇａ、Ｓｎ、およびＩｎからなる群から選択された少な
くとも１種の元素）、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有す
る結晶粒を主相として含む希土類焼結磁石であって、組
成比率ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、およびｒが、それぞれ、 ８≦ｘ＋ｙ≦１８ａｔ％、 ０＜ｙ≦４ａｔ％、 ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ≦２０ａｔ％、 ０≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、および ０≦ｒ≦３ａｔ％、 を満足する合金の粉末を用意する工程と、前記希土類合
金の粉末を焼結する工程とを包含し、焼結前においては
前記希土類合金中のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する
主相結晶粒中に存在していたＲ２を焼結過程中に粒界相
へ拡散させ、それによって、Ｒ２の濃度を前記結晶粒中
よりも粒界相の少なくとも一部において高くする。
は、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）（Ｔ１ p＋Ｔ２q）
100-x-y-z-rＱzＭrで表現され（Ｒ１はＬａ（ランタ
ン）、Ｙ（イットリウム）およびＳｃ（スカンジウム）
を除く全ての希土類元素からなる群から選択された少な
くとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからな
る群から選択された少なくとも１種の元素、Ｔ１はＦ
ｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての遷移元素からなる群から選
択された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣからな
る群から選択された少なくとも１種の元素、ＭはＡｌ、
Ｇａ、Ｓｎ、およびＩｎからなる群から選択された少な
くとも１種の元素）、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有す
る結晶粒を主相として含む希土類焼結磁石であって、組
成比率ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、およびｒが、それぞれ、 ８≦ｘ＋ｙ≦１８ａｔ％、 ０＜ｙ≦４ａｔ％、 ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ≦２０ａｔ％、 ０≦ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、および ０≦ｒ≦３ａｔ％、 を満足する合金の粉末を用意する工程と、前記希土類合
金の粉末を焼結する工程とを包含し、焼結前においては
前記希土類合金中のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する
主相結晶粒中に存在していたＲ２を焼結過程中に粒界相
へ拡散させ、それによって、Ｒ２の濃度を前記結晶粒中
よりも粒界相の少なくとも一部において高くする。
【００３３】前記希土類合金の粉末に含まれる酸素量は
重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下であ
ることが好ましい。
重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下であ
ることが好ましい。
【００３４】好ましい実施形態において、前記焼結工程
は、焼結前においては前記希土類合金中の粒界相中に存
在していたＲ１を焼結過程中に前記主相結晶粒中へ拡散
させる。
は、焼結前においては前記希土類合金中の粒界相中に存
在していたＲ１を焼結過程中に前記主相結晶粒中へ拡散
させる。
【００３５】好ましい実施形態において、前記焼結工程
は、前記粒界相中においてＲ２の酸化物を形成する。
は、前記粒界相中においてＲ２の酸化物を形成する。
【００３６】前記焼結工程は、６５０〜１０００℃の範
囲内の温度で１０〜２４０分間保持する第１の工程と、
前記第１の工程における保持温度よりも高い温度で焼結
を更に進める第２の工程とを包含することが好ましい。
囲内の温度で１０〜２４０分間保持する第１の工程と、
前記第１の工程における保持温度よりも高い温度で焼結
を更に進める第２の工程とを包含することが好ましい。
【００３７】前記希土類合金の粉末は、酸素濃度の管理
されたガス中で粉砕されたものであることが好ましい。
されたガス中で粉砕されたものであることが好ましい。
【００３８】前記希土類合金の粉末は、酸素濃度が２０
０００ｐｐｍ以下に管理されたガス中で粉砕されたもの
であることが好ましい。
０００ｐｐｍ以下に管理されたガス中で粉砕されたもの
であることが好ましい。
【００３９】前記希土類合金の粉末の平均粒径（ＦＳＳ
Ｓ粒度）は５μｍ以下であることが好ましい。
Ｓ粒度）は５μｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
【発明の実施の形態】（実施形態１）本発明の第１の実
施形態では、Ｎｄ以外にＹ、Ｌａ、Ｓｃを添加し、これ
らを粒界相に濃縮させることにより、Ｙなどの添加がな
ければ粒界相で非磁性相の生成に消費されたであろうＮ
ｄを粒界相から主相結晶粒内に拡散させ、ハード磁性を
担う主相（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相）の構成元素として有効に
活用する。なお、ここでいうＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相とは、Ｎ
ｄの一部がＰｒ、Ｄｙ、および／またはＴｂで置換され
ている相を含むものとする。
施形態では、Ｎｄ以外にＹ、Ｌａ、Ｓｃを添加し、これ
らを粒界相に濃縮させることにより、Ｙなどの添加がな
ければ粒界相で非磁性相の生成に消費されたであろうＮ
ｄを粒界相から主相結晶粒内に拡散させ、ハード磁性を
担う主相（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相）の構成元素として有効に
活用する。なお、ここでいうＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相とは、Ｎ
ｄの一部がＰｒ、Ｄｙ、および／またはＴｂで置換され
ている相を含むものとする。
【００４１】本発明の希土類磁石によれば、Ｎｄの多く
は主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相内に存在し、粒界相で
は、Ｙ、Ｌａ、ＳｃがＮｄに代わってＮｄの役割を果た
している。このため、磁化をほとんど低下させることな
く、Ｎｄ（Ｐｒ）の使用量を減少させることが可能にな
る。
は主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相内に存在し、粒界相で
は、Ｙ、Ｌａ、ＳｃがＮｄに代わってＮｄの役割を果た
している。このため、磁化をほとんど低下させることな
く、Ｎｄ（Ｐｒ）の使用量を減少させることが可能にな
る。
【００４２】本発明者の実験によれば、Ｙはインゴット
鋳造合金やストリップキャスト合金などの原料合金の段
階では、主として主相中に存在し、磁化を低下させる。
本発明は、このような原料合金の粉末を形成した後、焼
結する際に主相中のＹを粒界相に濃縮させる点に特徴を
有している。なお、インゴット鋳造法（冷却速度：１０
2℃／秒未満）で合金溶湯を冷却する方が、Ｙを高い濃
度で主相中に存在させることができる。なお、ストリッ
プキャスト法などの急冷法での冷却速度は１０ 2℃／秒
以上である。
鋳造合金やストリップキャスト合金などの原料合金の段
階では、主として主相中に存在し、磁化を低下させる。
本発明は、このような原料合金の粉末を形成した後、焼
結する際に主相中のＹを粒界相に濃縮させる点に特徴を
有している。なお、インゴット鋳造法（冷却速度：１０
2℃／秒未満）で合金溶湯を冷却する方が、Ｙを高い濃
度で主相中に存在させることができる。なお、ストリッ
プキャスト法などの急冷法での冷却速度は１０ 2℃／秒
以上である。
【００４３】まず、図１を参照しながら、本発明の特徴
を説明する。
を説明する。
【００４４】図１は、主相結晶粒と粒界相を模式的に示
す図であり、ＮｄやＹが原料合金の段階から焼結過程を
経てどのように拡散し分布するのかを示している。
す図であり、ＮｄやＹが原料合金の段階から焼結過程を
経てどのように拡散し分布するのかを示している。
【００４５】まず、図１（ａ）に示すように、母合金の
段階では、ＹはＮｄとともに主相結晶粒内に取り込まれ
ており、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相を構成している。
インゴット合金では、粒界相におけるＹ濃度は粒内にお
けるＹ濃度よりも低い状態にあり、粒界相にはＮｄ−ｒ
ｉｃｈ相が形成されている。
段階では、ＹはＮｄとともに主相結晶粒内に取り込まれ
ており、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相を構成している。
インゴット合金では、粒界相におけるＹ濃度は粒内にお
けるＹ濃度よりも低い状態にあり、粒界相にはＮｄ−ｒ
ｉｃｈ相が形成されている。
【００４６】ストリップキャスト合金では、Ｙ等のＲ２
は粒界にも存在するが、これは非平衡のためである。粒
界に存在するＲ２も以下の工程において主相に存在する
Ｒ２と同一の効果を有する。
は粒界にも存在するが、これは非平衡のためである。粒
界に存在するＲ２も以下の工程において主相に存在する
Ｒ２と同一の効果を有する。
【００４７】本発明によれば、図１（ｂ）に示すように
焼結過程においてＹを主相結晶粒内から粒界相に拡散さ
せ、Ｙの酸化物を粒界相で生成する。そのとき、逆方向
にＮｄを拡散させる。その結果、図１（ｃ）に示すよう
に、粒界相におけるＹ濃度を主相結晶粒内におけるＹ濃
度よりも高くし、主相に含まれるＹを減少させ、磁化を
増大させることができる。
焼結過程においてＹを主相結晶粒内から粒界相に拡散さ
せ、Ｙの酸化物を粒界相で生成する。そのとき、逆方向
にＮｄを拡散させる。その結果、図１（ｃ）に示すよう
に、粒界相におけるＹ濃度を主相結晶粒内におけるＹ濃
度よりも高くし、主相に含まれるＹを減少させ、磁化を
増大させることができる。
【００４８】このように、ＹおよびＮｄの相互拡散を実
現するには、焼結過程に際して、適切な量の酸素を粒界
相に存在させておく必要があると考えられる。すなわ
ち、本発明では、上記拡散を引き起こすために、Ｎｄよ
りもＹの方が酸素と安定して結合し、酸化物を形成する
という性質を利用しているからである。このような酸素
を粒界相に導入するには、例えば粉砕工程で粉末表面を
薄く酸化することが好ましい。
現するには、焼結過程に際して、適切な量の酸素を粒界
相に存在させておく必要があると考えられる。すなわ
ち、本発明では、上記拡散を引き起こすために、Ｎｄよ
りもＹの方が酸素と安定して結合し、酸化物を形成する
という性質を利用しているからである。このような酸素
を粒界相に導入するには、例えば粉砕工程で粉末表面を
薄く酸化することが好ましい。
【００４９】以下、本発明による第１の実施形態をより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００５０】［原料合金］まず、組成式が（Ｒ１x＋Ｒ
２y）Ｔ100-x-y-zＱzで表現される希土類合金を用意す
る。ここで、Ｒ１はＹ（イットリウム）、Ｌａ（ランタ
ン）およびＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土類元
素からなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｒ
２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択された少
なくとも１種の元素、Ｔは全ての遷移元素からなる群か
ら選択された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣか
らなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、
組成比率ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ、８≦ｘ≦１８ａ
ｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａｔ％、および３≦ｚ≦２０
ａｔ％を満足する。
２y）Ｔ100-x-y-zＱzで表現される希土類合金を用意す
る。ここで、Ｒ１はＹ（イットリウム）、Ｌａ（ランタ
ン）およびＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土類元
素からなる群から選択された少なくとも１種の元素、Ｒ
２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択された少
なくとも１種の元素、Ｔは全ての遷移元素からなる群か
ら選択された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣか
らなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、
組成比率ｘ、ｙおよびｚは、それぞれ、８≦ｘ≦１８ａ
ｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａｔ％、および３≦ｚ≦２０
ａｔ％を満足する。
【００５１】このような合金を作製するには、例えば、
インゴット鋳造法や急冷法（ストリップキャスティング
法や遠心鋳造法など）を用いることができる。以下、ス
トリップキャスティング法を用いる場合を例にとって、
原料合金の作製方法を説明する。
インゴット鋳造法や急冷法（ストリップキャスティング
法や遠心鋳造法など）を用いることができる。以下、ス
トリップキャスティング法を用いる場合を例にとって、
原料合金の作製方法を説明する。
【００５２】まず、上記組成を有する合金をアルゴン雰
囲気中において高周波溶解によって溶融し、合金溶湯を
形成する。次に、この合金溶湯を１３５０℃に保持した
後、単ロール法によって合金溶湯を急冷し、例えば厚さ
約０．３ｍｍのフレーク状合金鋳塊を得る。このときの
急冷条件は、例えばロール周速度約１ｍ／秒、冷却速度
５００℃／秒、過冷却２００℃とする。こうして作製し
た急冷合金鋳片を、次の水素粉砕前に、１〜１０ｍｍの
大きさのフレーク状に粉砕する。なお、ストリップキャ
スト法による原料合金の製造方法は、例えば、米国特許
第５，３８３，９７８号明細書に開示されている。
囲気中において高周波溶解によって溶融し、合金溶湯を
形成する。次に、この合金溶湯を１３５０℃に保持した
後、単ロール法によって合金溶湯を急冷し、例えば厚さ
約０．３ｍｍのフレーク状合金鋳塊を得る。このときの
急冷条件は、例えばロール周速度約１ｍ／秒、冷却速度
５００℃／秒、過冷却２００℃とする。こうして作製し
た急冷合金鋳片を、次の水素粉砕前に、１〜１０ｍｍの
大きさのフレーク状に粉砕する。なお、ストリップキャ
スト法による原料合金の製造方法は、例えば、米国特許
第５，３８３，９７８号明細書に開示されている。
【００５３】前述のように、このような原料合金の段階
において、Ｙは主としてＮｄ2Ｆｅ1 4Ｂの主相中に存在
している。
において、Ｙは主としてＮｄ2Ｆｅ1 4Ｂの主相中に存在
している。
【００５４】［第１粉砕工程］上記のフレーク状に粗く
粉砕された原料合金鋳片を複数の原料パック（例えばス
テンレス鋼製）に充填し、ラックに搭載する。この後、
原料パックが搭載されたラックを水素炉の内部へ挿入す
る。次に、水素炉の蓋体を閉じ、水素脆化処理（以下、
「水素粉砕処理」と称する場合がある）工程を開始す
る。水素粉砕処理は、例えば図２に示す温度プロファイ
ルに従って実行する。図２の例では、まず真空引き過程
Ｉを０．５時間実行した後、水素吸蔵過程IIを２．５時
間実行する。水素吸蔵過程IIでは、炉内に水素ガスを供
給し、炉内を水素雰囲気にする。そのときの水素圧力
は、２００〜４００ｋＰａ程度が好ましい。
粉砕された原料合金鋳片を複数の原料パック（例えばス
テンレス鋼製）に充填し、ラックに搭載する。この後、
原料パックが搭載されたラックを水素炉の内部へ挿入す
る。次に、水素炉の蓋体を閉じ、水素脆化処理（以下、
「水素粉砕処理」と称する場合がある）工程を開始す
る。水素粉砕処理は、例えば図２に示す温度プロファイ
ルに従って実行する。図２の例では、まず真空引き過程
Ｉを０．５時間実行した後、水素吸蔵過程IIを２．５時
間実行する。水素吸蔵過程IIでは、炉内に水素ガスを供
給し、炉内を水素雰囲気にする。そのときの水素圧力
は、２００〜４００ｋＰａ程度が好ましい。
【００５５】続いて、０〜３Ｐａ程度の減圧下で加熱
し、脱水素過程IIIを５．０時間実行した後、アルゴン
ガスを炉内に供給しつつ、原料合金の冷却過程IVを５．
０時間実行する。
し、脱水素過程IIIを５．０時間実行した後、アルゴン
ガスを炉内に供給しつつ、原料合金の冷却過程IVを５．
０時間実行する。
【００５６】冷却過程IVにおいて炉内の雰囲気温度が比
較的に高い段階（例えば、１００℃を超えるとき）で
は、常温の不活性ガスを水素炉の内部に供給し、冷却す
る。その後、原料合金温度が比較的低いレベルに低下し
た段階（例えば、１００℃以下のとき）で、常温よりも
低い温度（例えば室温マイナス１０℃程度）に冷却した
不活性ガスを水素炉内部に供給することが冷却効率の観
点から好ましい。アルゴンガスの供給量は、１０〜１０
０Ｎｍ3／ｍｉｎ程度にすればよい。
較的に高い段階（例えば、１００℃を超えるとき）で
は、常温の不活性ガスを水素炉の内部に供給し、冷却す
る。その後、原料合金温度が比較的低いレベルに低下し
た段階（例えば、１００℃以下のとき）で、常温よりも
低い温度（例えば室温マイナス１０℃程度）に冷却した
不活性ガスを水素炉内部に供給することが冷却効率の観
点から好ましい。アルゴンガスの供給量は、１０〜１０
０Ｎｍ3／ｍｉｎ程度にすればよい。
【００５７】原料合金の温度が２０〜２５℃程度にまで
低下したら、ほぼ常温（室温よりも低いが、室温との差
が５℃以下の範囲の温度）の不活性ガスを水素炉内部に
送風し、原料の温度が常温レベルに達するのを待つこと
が好ましい。こうすることによって、水素炉の蓋体を開
放した際に、炉内部で結露が生じる事態を避けることが
できる。結露によって炉内部に水分が存在していると、
次に行う真空引き工程でその水分が気化するため、真空
度を上昇させにくくなり、真空引き過程Iに要する時間
が長くなってしまうので好ましくない。
低下したら、ほぼ常温（室温よりも低いが、室温との差
が５℃以下の範囲の温度）の不活性ガスを水素炉内部に
送風し、原料の温度が常温レベルに達するのを待つこと
が好ましい。こうすることによって、水素炉の蓋体を開
放した際に、炉内部で結露が生じる事態を避けることが
できる。結露によって炉内部に水分が存在していると、
次に行う真空引き工程でその水分が気化するため、真空
度を上昇させにくくなり、真空引き過程Iに要する時間
が長くなってしまうので好ましくない。
【００５８】水素粉砕後の粗粉砕合金粉末を水素炉から
取り出す際、粗粉砕粉が大気と接触しないように、不活
性雰囲気下で取り出し動作を実行することが好ましい。
そうすれば、粗粉砕粉が酸化・発熱することが防止さ
れ、磁石の磁気特性が向上するからである。次に、粗粉
砕された原料合金は複数の原料パックに充填され、ラッ
クに搭載される。
取り出す際、粗粉砕粉が大気と接触しないように、不活
性雰囲気下で取り出し動作を実行することが好ましい。
そうすれば、粗粉砕粉が酸化・発熱することが防止さ
れ、磁石の磁気特性が向上するからである。次に、粗粉
砕された原料合金は複数の原料パックに充填され、ラッ
クに搭載される。
【００５９】水素粉砕によって、希土類合金は０．１ｍ
ｍ〜数ｍｍ程度の大きさに粉砕され、その平均粒径は５
００μｍ以下となる。水素粉砕後、脆化した原料合金を
ロータリクーラ等の冷却装置によって、より細かく解砕
するともに冷却することが好ましい。比較的高い温度状
態のまま原料を取り出す場合は、ロータリクーラ等によ
る冷却処理の時間を相対的に長くすれば良い。
ｍ〜数ｍｍ程度の大きさに粉砕され、その平均粒径は５
００μｍ以下となる。水素粉砕後、脆化した原料合金を
ロータリクーラ等の冷却装置によって、より細かく解砕
するともに冷却することが好ましい。比較的高い温度状
態のまま原料を取り出す場合は、ロータリクーラ等によ
る冷却処理の時間を相対的に長くすれば良い。
【００６０】水素粉砕によると、原料合金のＲリッチ部
分が水素を多く吸蔵し、その部分からクラックが形成さ
れるため、作製した粗粉砕粉の表面には、Ｎｄが多く露
出しており、非常に酸化されやすい状態にある。
分が水素を多く吸蔵し、その部分からクラックが形成さ
れるため、作製した粗粉砕粉の表面には、Ｎｄが多く露
出しており、非常に酸化されやすい状態にある。
【００６１】［第２粉砕工程］次に、第１粉砕工程で作
製された粗粉砕粉に対してジェットミル粉砕装置を用い
て微粉砕を実行する。本実施形態で使用するジェットミ
ル粉砕装置にはサイクロン分級機が接続されている。
製された粗粉砕粉に対してジェットミル粉砕装置を用い
て微粉砕を実行する。本実施形態で使用するジェットミ
ル粉砕装置にはサイクロン分級機が接続されている。
【００６２】ジェットミル粉砕装置は、第１粉砕工程で
粗く粉砕された希土類合金（粗粉砕粉）の供給を受け、
粉砕機内で粉砕する。粉砕機内で粉砕された粉末はサイ
クロン分級機を経て回収タンクに集められる。
粗く粉砕された希土類合金（粗粉砕粉）の供給を受け、
粉砕機内で粉砕する。粉砕機内で粉砕された粉末はサイ
クロン分級機を経て回収タンクに集められる。
【００６３】以下、より詳細に説明する。
【００６４】粉砕機内に導入された粗粉砕粉は、内部の
ノズルから高速噴射された不活性ガスによって粉砕機内
に巻き上げられ、粉砕機内で高速気流とともに旋回す
る。そして、被粉砕物同士の相互衝突によって細かく粉
砕される。
ノズルから高速噴射された不活性ガスによって粉砕機内
に巻き上げられ、粉砕機内で高速気流とともに旋回す
る。そして、被粉砕物同士の相互衝突によって細かく粉
砕される。
【００６５】このようにして微粉砕された粉末粒子は上
昇気流に乗って分級ロータに導かれて分級ロータで分級
され、粗い粉体は分級ロータを通り抜けられず、再度粉
砕されることになる。所定粒径以下に粉砕された粉体
は、サイクロン分級機の分級機本体内に導入される。分
級機本体内では、所定粒径以上の相対的な大きな粉末粒
子が下部に設置された回収タンクに堆積されるが、超微
粉は不活性ガス気流とともに排気パイプから外部に排出
される。
昇気流に乗って分級ロータに導かれて分級ロータで分級
され、粗い粉体は分級ロータを通り抜けられず、再度粉
砕されることになる。所定粒径以下に粉砕された粉体
は、サイクロン分級機の分級機本体内に導入される。分
級機本体内では、所定粒径以上の相対的な大きな粉末粒
子が下部に設置された回収タンクに堆積されるが、超微
粉は不活性ガス気流とともに排気パイプから外部に排出
される。
【００６６】本実施形態では、ジェットミル粉砕装置内
に導入する不活性ガス中に僅かに酸素（２００００ｐｐ
ｍ以下、例えば１００００ｐｐｍ程度）を混入する。こ
れにより、微粉砕粉の表面を適度に酸化し、微粉砕粉が
大気雰囲気と接触したときに急激な酸化・発熱が生じな
いようにしている。
に導入する不活性ガス中に僅かに酸素（２００００ｐｐ
ｍ以下、例えば１００００ｐｐｍ程度）を混入する。こ
れにより、微粉砕粉の表面を適度に酸化し、微粉砕粉が
大気雰囲気と接触したときに急激な酸化・発熱が生じな
いようにしている。
【００６７】焼結工程でＹを主相から粒界相中に拡散さ
せるには、粉末表面の酸化が重要な役割を果たしている
と考えられる。本発明者の検討によれば、粉末中の酸素
量が重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下
の範囲内に調節することが好ましい。
せるには、粉末表面の酸化が重要な役割を果たしている
と考えられる。本発明者の検討によれば、粉末中の酸素
量が重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下
の範囲内に調節することが好ましい。
【００６８】前述のように、水素粉砕によって得られる
粗粉砕粉は、その表面が酸化されやすいため、水素粉砕
は、焼結工程でＹを主相から粒界相中に拡散させるのに
好ましい効果をもたらす。
粗粉砕粉は、その表面が酸化されやすいため、水素粉砕
は、焼結工程でＹを主相から粒界相中に拡散させるのに
好ましい効果をもたらす。
【００６９】また、Ｙを粒内から粒界相へ拡散させるた
め、粉末の平均粒径（ＦＳＳＳ粒度）を５μｍ以下、よ
り好ましくは４μｍ以下にすることが好ましい。これ
は、粒径が５μｍを超えて大きくなると、Ｙの拡散距離
が長くなり過ぎるため、結晶粒（主相）内に残存するＹ
の量が増え、磁化が低下してしまうためである。
め、粉末の平均粒径（ＦＳＳＳ粒度）を５μｍ以下、よ
り好ましくは４μｍ以下にすることが好ましい。これ
は、粒径が５μｍを超えて大きくなると、Ｙの拡散距離
が長くなり過ぎるため、結晶粒（主相）内に残存するＹ
の量が増え、磁化が低下してしまうためである。
【００７０】なお、粉砕装置は、ジェットミルに限定さ
れず、アトライタやボールミルであってもよい。
れず、アトライタやボールミルであってもよい。
【００７１】［プレス成形］本実施形態では、上記方法
で作製された磁性粉末に対し、ロッキングミキサー内で
潤滑剤を例えば０．３ｗｔ％添加・混合し、潤滑剤で合
金粉末粒子の表面を被覆する。潤滑剤としては、脂肪酸
エステルを石油系溶剤で希釈したものを用いることがで
きる。本実施形態では、脂肪酸エステルとしてカプロン
酸メチルを用い、石油系溶剤としてはイソパラフィンを
用いる。カプロン酸メチルとイソパラフィンの重量比
は、例えば１：９とする。このような液体潤滑剤は、粉
末粒子の表面を被覆し、粒子の酸化防止効果を発揮する
とともに、プレス時の配向性および粉末成形性を向上さ
せる機能（成形体の密度が均一となり、ワレ・ヒビなど
の欠陥を無くすこと）を発揮する。
で作製された磁性粉末に対し、ロッキングミキサー内で
潤滑剤を例えば０．３ｗｔ％添加・混合し、潤滑剤で合
金粉末粒子の表面を被覆する。潤滑剤としては、脂肪酸
エステルを石油系溶剤で希釈したものを用いることがで
きる。本実施形態では、脂肪酸エステルとしてカプロン
酸メチルを用い、石油系溶剤としてはイソパラフィンを
用いる。カプロン酸メチルとイソパラフィンの重量比
は、例えば１：９とする。このような液体潤滑剤は、粉
末粒子の表面を被覆し、粒子の酸化防止効果を発揮する
とともに、プレス時の配向性および粉末成形性を向上さ
せる機能（成形体の密度が均一となり、ワレ・ヒビなど
の欠陥を無くすこと）を発揮する。
【００７２】なお、潤滑剤の種類は上記のものに限定さ
れるわけではない。脂肪酸エステルとしては、カプロン
酸メチル以外に、例えば、カプリル酸メチル、ラウリル
酸メチル、ラウリン酸メチルなどを用いても良い。溶剤
としては、イソパラフィンに代表される石油系溶剤やナ
フテン系溶剤等を用いることができる。潤滑剤添加のタ
イミングは任意であり、例えばジェットミル粉砕装置に
よる微粉砕前、微粉砕中、微粉砕後のいずれであっても
良い。液体潤滑剤に代えて、あるいは液体潤滑剤ととも
に、ステアリン酸亜鉛などの固体（乾式）潤滑剤を用い
ても良い。
れるわけではない。脂肪酸エステルとしては、カプロン
酸メチル以外に、例えば、カプリル酸メチル、ラウリル
酸メチル、ラウリン酸メチルなどを用いても良い。溶剤
としては、イソパラフィンに代表される石油系溶剤やナ
フテン系溶剤等を用いることができる。潤滑剤添加のタ
イミングは任意であり、例えばジェットミル粉砕装置に
よる微粉砕前、微粉砕中、微粉砕後のいずれであっても
良い。液体潤滑剤に代えて、あるいは液体潤滑剤ととも
に、ステアリン酸亜鉛などの固体（乾式）潤滑剤を用い
ても良い。
【００７３】次に、上述の方法で作製した磁性粉末を公
知のプレス装置を用いて配向磁界中で成形する。
知のプレス装置を用いて配向磁界中で成形する。
【００７４】［焼結工程］上記の粉末成形体に対して、
６５０〜１０００℃の範囲内の温度で１０〜２４０分間
保持する工程と、この後、上記の保持温度よりも高い温
度（例えば１０００〜１１００℃）で焼結を更に進める
工程とを順次行うことが好ましい。焼結時、特に液相が
生成されるとき（温度が６５０〜１０００℃の範囲内に
あるとき）、粒界相中のＮｄが融け始めると、主相結晶
粒内に多く存在するＹと粒界相において多く存在するＮ
ｄとの間で相互拡散が生じる。すなわち、Ｙは主相結晶
粒内部と粒界相との間における濃度勾配（「主相および
液相中でのＹ濃度差」に相当）に比例する拡散駆動力を
受けて主相から粒界相へと拡散し、これとは逆にＮｄは
粒界相から主相中へと拡散してゆくことになる。
６５０〜１０００℃の範囲内の温度で１０〜２４０分間
保持する工程と、この後、上記の保持温度よりも高い温
度（例えば１０００〜１１００℃）で焼結を更に進める
工程とを順次行うことが好ましい。焼結時、特に液相が
生成されるとき（温度が６５０〜１０００℃の範囲内に
あるとき）、粒界相中のＮｄが融け始めると、主相結晶
粒内に多く存在するＹと粒界相において多く存在するＮ
ｄとの間で相互拡散が生じる。すなわち、Ｙは主相結晶
粒内部と粒界相との間における濃度勾配（「主相および
液相中でのＹ濃度差」に相当）に比例する拡散駆動力を
受けて主相から粒界相へと拡散し、これとは逆にＮｄは
粒界相から主相中へと拡散してゆくことになる。
【００７５】粒界相に拡散したＹは、粒界相に存在して
いる酸素と結合し、酸化物となって消費されるため、拡
散駆動力となるＹの濃度勾配は維持される。Ｎｄに比較
してＹの方が酸化物を安定して生成しやすいため、主相
中から液相中へのＹの拡散が進行する一方で、液相のＮ
ｄは主相へと拡散する。
いる酸素と結合し、酸化物となって消費されるため、拡
散駆動力となるＹの濃度勾配は維持される。Ｎｄに比較
してＹの方が酸化物を安定して生成しやすいため、主相
中から液相中へのＹの拡散が進行する一方で、液相のＮ
ｄは主相へと拡散する。
【００７６】なお、Ｙを粒界相へ充分に拡散させ、粒界
相に存在するＮｄを主相中に多く取り込むためには、前
述のように粉末中の酸素量が重量比率で２０００ｐｐｍ
以上８０００ｐｐｍ以下の範囲内に制御されることが好
ましい。酸素量が２０００ｐｐｍを下回ると、Ｙの粒界
相への拡散が充分に行なわれず、主相中にＹが多く残存
し、磁化が低下してしまうからである。逆に、酸素量が
８０００ｐｐｍを超えて多くなりすぎると、希土類元素
が酸化物の生成に消費されてしまうため、液相生成に寄
与する希土類元素の量が減少してしまい、その結果、焼
結密度が低下したり、磁石特性が劣化してしまうことに
なるので好ましくない。このように、酸素濃度が制御さ
れた粉末を用いて形成した焼結磁石には、最終的に重量
比率で２０００〜８０００ｐｐｍの酸素が含まれてい
る。
相に存在するＮｄを主相中に多く取り込むためには、前
述のように粉末中の酸素量が重量比率で２０００ｐｐｍ
以上８０００ｐｐｍ以下の範囲内に制御されることが好
ましい。酸素量が２０００ｐｐｍを下回ると、Ｙの粒界
相への拡散が充分に行なわれず、主相中にＹが多く残存
し、磁化が低下してしまうからである。逆に、酸素量が
８０００ｐｐｍを超えて多くなりすぎると、希土類元素
が酸化物の生成に消費されてしまうため、液相生成に寄
与する希土類元素の量が減少してしまい、その結果、焼
結密度が低下したり、磁石特性が劣化してしまうことに
なるので好ましくない。このように、酸素濃度が制御さ
れた粉末を用いて形成した焼結磁石には、最終的に重量
比率で２０００〜８０００ｐｐｍの酸素が含まれてい
る。
【００７７】なお、水素粉砕工程後に合金中に残存する
水素が多すぎると、焼結工程が適切に進行しない可能性
があるが、本実施形態によれば、６５０〜１０００℃の
範囲内の温度で行う熱処理工程中に水素が合金から離脱
するため、磁気特性に優れた焼結磁石が得られる。最終
的な焼結磁石中に含まれる水素濃度は、重量比率で５〜
１００ｐｐｍである。
水素が多すぎると、焼結工程が適切に進行しない可能性
があるが、本実施形態によれば、６５０〜１０００℃の
範囲内の温度で行う熱処理工程中に水素が合金から離脱
するため、磁気特性に優れた焼結磁石が得られる。最終
的な焼結磁石中に含まれる水素濃度は、重量比率で５〜
１００ｐｐｍである。
【００７８】なお、ＬａやＳｃを添加した場合でも、Ｎ
ｄやＰｒなどの主相に不可欠な希土類元素が粒界相で消
費されることを抑制でき、主相の磁化を高く維持し、優
れた磁気特性を発揮する希土類焼結磁石を提供すること
が可能になる。
ｄやＰｒなどの主相に不可欠な希土類元素が粒界相で消
費されることを抑制でき、主相の磁化を高く維持し、優
れた磁気特性を発揮する希土類焼結磁石を提供すること
が可能になる。
【００７９】（実施例）上述した本発明の製造方法を用
いて、Ｙ、Ｌａ、およびＣｅの各々をＮｄとともに希土
類元素として添加した原料合金から焼結磁石を作製し
た。ただし、原料合金はインゴット鋳造法（溶湯冷却速
度：１０2℃／秒未満）で作製した。
いて、Ｙ、Ｌａ、およびＣｅの各々をＮｄとともに希土
類元素として添加した原料合金から焼結磁石を作製し
た。ただし、原料合金はインゴット鋳造法（溶湯冷却速
度：１０2℃／秒未満）で作製した。
【００８０】図３は、Ｙ、Ｌａ、およびＣｅの添加量と
残留磁束密度Ｂrとの関係を示している。各焼結磁石の
組成式は、Ｎｄ11.8ＲＥ’2.4Ｆｅ79.7Ｂ6.1で表され
る。ここで、ＲＥ’は、Ｙ、Ｌａ、またはＣｅである。
残留磁束密度Ｂrとの関係を示している。各焼結磁石の
組成式は、Ｎｄ11.8ＲＥ’2.4Ｆｅ79.7Ｂ6.1で表され
る。ここで、ＲＥ’は、Ｙ、Ｌａ、またはＣｅである。
【００８１】図３からわかるように、ＲＥ’としてＣｅ
を添加した場合、その添加量が増加するに従い、Ｂrは
単調に低下している。これに対し、ＲＥ’としてＹまた
はＬａを添加した場合は、Ｃｅを添加した場合と比較し
て、添加量が約３．５ａｔ％以下の領域でＢrの低下は
極めて小さかった。特にＹを添加した場合、Ｂrの低下
する割合は極めて小さく、ＬａよりもＹの方が添加元素
として好ましいことがわかる。
を添加した場合、その添加量が増加するに従い、Ｂrは
単調に低下している。これに対し、ＲＥ’としてＹまた
はＬａを添加した場合は、Ｃｅを添加した場合と比較し
て、添加量が約３．５ａｔ％以下の領域でＢrの低下は
極めて小さかった。特にＹを添加した場合、Ｂrの低下
する割合は極めて小さく、ＬａよりもＹの方が添加元素
として好ましいことがわかる。
【００８２】図３のグラフから、次のことが推定され
る。すなわち、添加量が３．５ａｔ％以下の場合はＹや
Ｌａが粒界相に存在し、主相にほとんど入らないため、
磁化の低下が生じないが、添加量が３．５ａｔ％を超え
る場合は、過剰なＹやＬａが粒界相に拡散することがで
きず、主相に多く含まれる結果、磁化の低下が明瞭に観
察されるようになる。一方のＣｅは、添加量の増加に応
じて磁化が単調に低下しているが、これは添加されたＣ
ｅが最初から主相中に取り込まれてゆくためと考えられ
る。
る。すなわち、添加量が３．５ａｔ％以下の場合はＹや
Ｌａが粒界相に存在し、主相にほとんど入らないため、
磁化の低下が生じないが、添加量が３．５ａｔ％を超え
る場合は、過剰なＹやＬａが粒界相に拡散することがで
きず、主相に多く含まれる結果、磁化の低下が明瞭に観
察されるようになる。一方のＣｅは、添加量の増加に応
じて磁化が単調に低下しているが、これは添加されたＣ
ｅが最初から主相中に取り込まれてゆくためと考えられ
る。
【００８３】次に、以下の組成を有する焼結磁石Ａ〜Ｃ
について、それらの組織をＥＰＭＡ（電子線プローブ・
マイクロアナライザ）を用いて観察した。
について、それらの組織をＥＰＭＡ（電子線プローブ・
マイクロアナライザ）を用いて観察した。
【００８４】
焼結磁石Ａ： Ｎｄ11.8Ｙ2.4Ｆｅ79.7Ｂ6.1
焼結磁石Ｂ： Ｎｄ11.8Ｌａ2.4Ｆｅ79.7Ｂ6.1
焼結磁石Ｃ： Ｎｄ11.8Ｃｅ2.4Ｆｅ79.7Ｂ6.1
【００８５】上記各磁石の組織の組成像写真（後方散乱
電子像）、元素マッピング写真（蛍光Ｘ線像）、および
模式図を、図４〜図６に示す。図４（ａ）、図５（ａ）
および図６（ａ）に示す組成像写真においては、明るい
部分が粒界相を示し、暗い部分が主相結晶粒内を示して
いる。図４（ｂ）および図５（ｂ）の元素マッピング写
真からわかるように、ＹやＬａは粒界相にほぼ均等に多
く存在し、主相から粒界相に偏析・濃縮していることが
確認された。これに対して、Ｃｅは、図６（ｂ）からわ
かるように焼結磁石内にほぼ均一に存在しており、Ｃｅ
が粒界相に濃縮されるような現象は観察されなかった。
電子像）、元素マッピング写真（蛍光Ｘ線像）、および
模式図を、図４〜図６に示す。図４（ａ）、図５（ａ）
および図６（ａ）に示す組成像写真においては、明るい
部分が粒界相を示し、暗い部分が主相結晶粒内を示して
いる。図４（ｂ）および図５（ｂ）の元素マッピング写
真からわかるように、ＹやＬａは粒界相にほぼ均等に多
く存在し、主相から粒界相に偏析・濃縮していることが
確認された。これに対して、Ｃｅは、図６（ｂ）からわ
かるように焼結磁石内にほぼ均一に存在しており、Ｃｅ
が粒界相に濃縮されるような現象は観察されなかった。
【００８６】なお、本発明者の種々の実験によると、
（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100-x-y-zＱzの組成式における組成
比率ｘおよびｙは、０．０１≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．２
３の関係式を満足することが好ましい。
（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100-x-y-zＱzの組成式における組成
比率ｘおよびｙは、０．０１≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．２
３の関係式を満足することが好ましい。
【００８７】（実施形態２）以下、本発明の第２の実施
形態を説明する。本実施形態では、ＮｄやＰｒなどの希
土類元素以外にＹ、Ｌａ、Ｓｃを添加し、これらの元素
を粒界相に濃縮させることにより、Ｙなどの添加がなけ
れば粒界相で強磁性化合物の生成に消費されたであろう
Ｃｏなどの遷移金属を主相結晶粒内に取り込み、ハード
磁性を担う主相（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相）のＦｅをＣｏなど
と有効に置換させる。なお、ここでいうＮｄ2Ｆｅ14Ｂ
相とは、Ｎｄの一部がＰｒやＤｙやＴｂで置換されてい
る相を含むものとする。
形態を説明する。本実施形態では、ＮｄやＰｒなどの希
土類元素以外にＹ、Ｌａ、Ｓｃを添加し、これらの元素
を粒界相に濃縮させることにより、Ｙなどの添加がなけ
れば粒界相で強磁性化合物の生成に消費されたであろう
Ｃｏなどの遷移金属を主相結晶粒内に取り込み、ハード
磁性を担う主相（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相）のＦｅをＣｏなど
と有効に置換させる。なお、ここでいうＮｄ2Ｆｅ14Ｂ
相とは、Ｎｄの一部がＰｒやＤｙやＴｂで置換されてい
る相を含むものとする。
【００８８】本実施形態においてＣｏを添加した場合、
Ｃｏの多くは焼結磁石の主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相内
に存在する。これに対し、従来のようにＹ、Ｌａ、また
はＳｃを添加しない場合において、Ｃｏを多量に添加す
ると、Ｃｏは粒界相にも多く存在し、粒界相中で強磁性
化合物を生成する。前述したように、粒界相中にＮｄＣ
ｏ2などの強磁性化合物が多く形成されると、主相中で
キュリー温度上昇に寄与するＣｏの量が減るだけでな
く、磁石全体の保磁力が低下してしまう。
Ｃｏの多くは焼結磁石の主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相内
に存在する。これに対し、従来のようにＹ、Ｌａ、また
はＳｃを添加しない場合において、Ｃｏを多量に添加す
ると、Ｃｏは粒界相にも多く存在し、粒界相中で強磁性
化合物を生成する。前述したように、粒界相中にＮｄＣ
ｏ2などの強磁性化合物が多く形成されると、主相中で
キュリー温度上昇に寄与するＣｏの量が減るだけでな
く、磁石全体の保磁力が低下してしまう。
【００８９】本実施形態では、Ｙ、Ｌａ、Ｓｃが粒界相
に濃縮されるため、粒界相におけるＣｏ濃度が低下し、
ＮｄＣｏ2よりもＮｄ3Ｃｏが生成されやすくなる。Ｎｄ
3Ｃｏは非磁性化合物であるため、焼結磁石の保磁力低
下を引き起こすことはない。
に濃縮されるため、粒界相におけるＣｏ濃度が低下し、
ＮｄＣｏ2よりもＮｄ3Ｃｏが生成されやすくなる。Ｎｄ
3Ｃｏは非磁性化合物であるため、焼結磁石の保磁力低
下を引き起こすことはない。
【００９０】また、本発明の場合、Ｙ、Ｌａ、Ｓｃが粒
界相に濃縮される結果、Ｎｄ（Ｐｒ）の多くが主相内に
効率的に取り込まれるため、磁化をほとんど低下させる
ことなく、Ｎｄ（Ｐｒ）の使用量を減少させることも可
能になる。
界相に濃縮される結果、Ｎｄ（Ｐｒ）の多くが主相内に
効率的に取り込まれるため、磁化をほとんど低下させる
ことなく、Ｎｄ（Ｐｒ）の使用量を減少させることも可
能になる。
【００９１】本発明者の実験によれば、Ｙはインゴット
鋳造合金や急冷合金（ストリップキャスト合金）などの
原料合金の段階では、主に主相中に存在し、磁化を低下
させる。本実施形態は、このような原料合金の粉末を形
成した後、焼結する際に主相中のＹを粒界相に濃縮させ
る点に特徴を有している。
鋳造合金や急冷合金（ストリップキャスト合金）などの
原料合金の段階では、主に主相中に存在し、磁化を低下
させる。本実施形態は、このような原料合金の粉末を形
成した後、焼結する際に主相中のＹを粒界相に濃縮させ
る点に特徴を有している。
【００９２】次に、図７を参照しながら、本実施形態に
おける磁石の特徴を説明する。
おける磁石の特徴を説明する。
【００９３】図７は、主相結晶粒と粒界相を模式的に示
す図であり、Ｎｄ、Ｙ、およびＣｏが原料合金の段階か
ら焼結過程を経てどのように拡散し、分布するのかを示
している。
す図であり、Ｎｄ、Ｙ、およびＣｏが原料合金の段階か
ら焼結過程を経てどのように拡散し、分布するのかを示
している。
【００９４】まず、図７（ａ）に示すように、母合金の
段階では、ＹはＮｄとともに主相結晶粒内に取り込まれ
ており、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相を構成している。
粒界相におけるＹ濃度は粒内におけるＹ濃度よりも低い
状態にあり、粒界相にはＮｄ−ｒｉｃｈ相が形成されて
いる。Ｃｏは、主相および粒界相に存在している。
段階では、ＹはＮｄとともに主相結晶粒内に取り込まれ
ており、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相を構成している。
粒界相におけるＹ濃度は粒内におけるＹ濃度よりも低い
状態にあり、粒界相にはＮｄ−ｒｉｃｈ相が形成されて
いる。Ｃｏは、主相および粒界相に存在している。
【００９５】ストリップキャスト合金や遠心鋳造合金等
の急冷合金では、Ｙ等のＲ２は粒界相にも存在するが、
これは非平衡状態のためである。粒界に存在するＲ２も
以下の工程において主相に存在するＹと同一の効果を発
揮する。
の急冷合金では、Ｙ等のＲ２は粒界相にも存在するが、
これは非平衡状態のためである。粒界に存在するＲ２も
以下の工程において主相に存在するＹと同一の効果を発
揮する。
【００９６】本発明によれば、図７（ｂ）に示すように
焼結過程においてＹを主相結晶粒内から粒界相に拡散さ
せ、Ｙの酸化物を粒界相で生成する。そのとき、逆方向
にＮｄを拡散させる。その結果、図７（ｃ）に示すよう
に、粒界相におけるＹ濃度が主相結晶粒内におけるＹ濃
度よりも高くなり、主相に含まれるＹが減少し、磁化が
増大する。このようなＹおよびＮｄの相互拡散の結果、
粒界相はＹ主体の相に変化するため、Ｃｏも主相に移動
する。
焼結過程においてＹを主相結晶粒内から粒界相に拡散さ
せ、Ｙの酸化物を粒界相で生成する。そのとき、逆方向
にＮｄを拡散させる。その結果、図７（ｃ）に示すよう
に、粒界相におけるＹ濃度が主相結晶粒内におけるＹ濃
度よりも高くなり、主相に含まれるＹが減少し、磁化が
増大する。このようなＹおよびＮｄの相互拡散の結果、
粒界相はＹ主体の相に変化するため、Ｃｏも主相に移動
する。
【００９７】このように、ＹとＮｄ（およびＣｏ）との
相互拡散を実現するには、焼結過程に際して、適切な量
の酸素を粒界相に存在させておく必要があると考えられ
る。すなわち、本発明では、上記拡散を引き起こすため
に、ＮｄよりもＹの方が酸素と安定して結合し、酸化物
を形成するという性質を利用しているからである。この
ような酸素を粒界相に導入するには、例えば粉砕工程で
粉末表面を薄く酸化することが好ましい。
相互拡散を実現するには、焼結過程に際して、適切な量
の酸素を粒界相に存在させておく必要があると考えられ
る。すなわち、本発明では、上記拡散を引き起こすため
に、ＮｄよりもＹの方が酸素と安定して結合し、酸化物
を形成するという性質を利用しているからである。この
ような酸素を粒界相に導入するには、例えば粉砕工程で
粉末表面を薄く酸化することが好ましい。
【００９８】以下、本発明による第２の実施形態をより
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００９９】［原料合金］
まず、（Ｒ１x＋Ｒ２y）（Ｔ１p＋Ｔ２q）100-x-y-z-r
ＱzＭrで表現される希土類合金を用意する。ここで、Ｒ
１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イットリウム）およびＳｃ
（スカンジウム）を除く全ての希土類元素からなる群か
ら選択された少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、
およびＳｃからなる群から選択された少なくとも１種の
元素、Ｔ１はＦｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての遷移元素か
らなる群から選択された少なくとも１種の元素、ＱはＢ
およびＣからなる群から選択された少なくとも１種の元
素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｓｎ、およびＩｎからなる群から
選択された少なくとも１種の元素であり、組成比率ｘ、
ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、およびｒが、それぞれ、８≦ｘ＋ｙ≦
１８ａｔ％、０＜ｙ≦４ａｔ％、３≦ｚ≦２０ａｔ％、
０＜ｑ≦２０ａｔ％、０＜ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、お
よび０≦ｒ≦３ａｔ％を満足する。なお、ｐ＋ｑ＝１０
０−ｘ−ｙ−ｚ−ｒが成立している。
ＱzＭrで表現される希土類合金を用意する。ここで、Ｒ
１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イットリウム）およびＳｃ
（スカンジウム）を除く全ての希土類元素からなる群か
ら選択された少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、
およびＳｃからなる群から選択された少なくとも１種の
元素、Ｔ１はＦｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての遷移元素か
らなる群から選択された少なくとも１種の元素、ＱはＢ
およびＣからなる群から選択された少なくとも１種の元
素、ＭはＡｌ、Ｇａ、Ｓｎ、およびＩｎからなる群から
選択された少なくとも１種の元素であり、組成比率ｘ、
ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、およびｒが、それぞれ、８≦ｘ＋ｙ≦
１８ａｔ％、０＜ｙ≦４ａｔ％、３≦ｚ≦２０ａｔ％、
０＜ｑ≦２０ａｔ％、０＜ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、お
よび０≦ｒ≦３ａｔ％を満足する。なお、ｐ＋ｑ＝１０
０−ｘ−ｙ−ｚ−ｒが成立している。
【０１００】このような合金を作製するには、例えばイ
ンゴット鋳造法やストリップキャスティング法を用いる
ことができる。以下、ストリップキャスティング法を用
いる場合を例にとり、原料合金の作製方法を説明する。
ンゴット鋳造法やストリップキャスティング法を用いる
ことができる。以下、ストリップキャスティング法を用
いる場合を例にとり、原料合金の作製方法を説明する。
【０１０１】まず、上記組成を有する合金をアルゴン雰
囲気中において高周波溶解によって溶融し、合金溶湯を
形成する。次に、この合金溶湯を１３５０℃に保持した
後、単ロール法によって合金溶湯を急冷し、例えば厚さ
約０．３ｍｍのフレーク状合金鋳塊を得る。このときの
急冷条件は、例えばロール周速度約１ｍ／秒、冷却速度
５００℃／秒、過冷却２００℃とする。こうして作製し
た急冷合金鋳片を、次の水素粉砕前に、１〜１０ｍｍの
大きさのフレーク状に粉砕する。なお、ストリップキャ
スト法による原料合金の製造方法は、例えば、米国特許
第５，３８３，９７８号明細書に開示されている。
囲気中において高周波溶解によって溶融し、合金溶湯を
形成する。次に、この合金溶湯を１３５０℃に保持した
後、単ロール法によって合金溶湯を急冷し、例えば厚さ
約０．３ｍｍのフレーク状合金鋳塊を得る。このときの
急冷条件は、例えばロール周速度約１ｍ／秒、冷却速度
５００℃／秒、過冷却２００℃とする。こうして作製し
た急冷合金鋳片を、次の水素粉砕前に、１〜１０ｍｍの
大きさのフレーク状に粉砕する。なお、ストリップキャ
スト法による原料合金の製造方法は、例えば、米国特許
第５，３８３，９７８号明細書に開示されている。
【０１０２】前述のように、このような原料合金の段階
において、ＹはＮｄ2Ｆｅ14Ｂの主相中に存在してい
る。
において、ＹはＮｄ2Ｆｅ14Ｂの主相中に存在してい
る。
【０１０３】［第１粉砕工程］上記のフレーク状に粗く
粉砕された原料合金鋳片を複数の原料パック（例えばス
テンレス鋼製）に充填し、ラックに搭載する。この後、
原料パックが搭載されたラックを水素炉の内部へ挿入す
る。次に、水素炉の蓋体を閉じ、水素脆化処理（以下、
「水素粉砕処理」と称する場合がある）工程を開始す
る。水素粉砕処理は、例えば図２に示す温度プロファイ
ルに従って実行する。図２の例では、まず真空引き過程
Ｉを０．５時間実行した後、水素吸蔵過程IIを２．５時
間実行する。水素吸蔵過程IIでは、炉内に水素ガスを供
給し、炉内を水素雰囲気にする。そのときの水素圧力
は、２００〜４００ｋＰａ程度が好ましい。
粉砕された原料合金鋳片を複数の原料パック（例えばス
テンレス鋼製）に充填し、ラックに搭載する。この後、
原料パックが搭載されたラックを水素炉の内部へ挿入す
る。次に、水素炉の蓋体を閉じ、水素脆化処理（以下、
「水素粉砕処理」と称する場合がある）工程を開始す
る。水素粉砕処理は、例えば図２に示す温度プロファイ
ルに従って実行する。図２の例では、まず真空引き過程
Ｉを０．５時間実行した後、水素吸蔵過程IIを２．５時
間実行する。水素吸蔵過程IIでは、炉内に水素ガスを供
給し、炉内を水素雰囲気にする。そのときの水素圧力
は、２００〜４００ｋＰａ程度が好ましい。
【０１０４】続いて、０〜３Ｐａ程度の減圧下で脱水素
過程IIIを５．０時間実行した後、アルゴンガスを炉内
に供給しつつ、原料合金の冷却過程IVを５．０時間実行
する。
過程IIIを５．０時間実行した後、アルゴンガスを炉内
に供給しつつ、原料合金の冷却過程IVを５．０時間実行
する。
【０１０５】冷却過程IVにおいて炉内の雰囲気温度が比
較的に高い段階（例えば、１００℃を超えるとき）で
は、常温の不活性ガスを水素炉の内部に供給し、冷却す
る。その後、原料合金温度が比較的低いレベルに低下し
た段階（例えば、１００℃以下のとき）で、常温よりも
低い温度（例えば室温マイナス１０℃程度）に冷却した
不活性ガスを水素炉１０内部に供給することが冷却効率
の観点から好ましい。アルゴンガスの供給量は、１０〜
１００Ｎｍ3／ｍｉｎ程度にすればよい。
較的に高い段階（例えば、１００℃を超えるとき）で
は、常温の不活性ガスを水素炉の内部に供給し、冷却す
る。その後、原料合金温度が比較的低いレベルに低下し
た段階（例えば、１００℃以下のとき）で、常温よりも
低い温度（例えば室温マイナス１０℃程度）に冷却した
不活性ガスを水素炉１０内部に供給することが冷却効率
の観点から好ましい。アルゴンガスの供給量は、１０〜
１００Ｎｍ3／ｍｉｎ程度にすればよい。
【０１０６】原料合金の温度が２０〜２５℃程度にまで
低下したら、ほぼ常温（室温よりも低いが、室温との差
が５℃以下の範囲の温度）の不活性ガスを水素炉内部に
送風し、原料の温度が常温レベルに達するのを待つこと
が好ましい。こうすることによって、水素炉の蓋体を開
放した際に、炉内部で結露が生じる事態を避けることが
できる。結露によって炉内部に水分が存在していると、
真空引き工程でその水分が凍結・気化するため、真空度
を上昇させにくくなり、真空引き過程Iに要する時間が
長くなってしまうので好ましくない。
低下したら、ほぼ常温（室温よりも低いが、室温との差
が５℃以下の範囲の温度）の不活性ガスを水素炉内部に
送風し、原料の温度が常温レベルに達するのを待つこと
が好ましい。こうすることによって、水素炉の蓋体を開
放した際に、炉内部で結露が生じる事態を避けることが
できる。結露によって炉内部に水分が存在していると、
真空引き工程でその水分が凍結・気化するため、真空度
を上昇させにくくなり、真空引き過程Iに要する時間が
長くなってしまうので好ましくない。
【０１０７】水素粉砕後の粗粉砕合金粉末を水素炉から
取り出す際、粗粉砕粉が大気と接触しないように、不活
性雰囲気下で取り出し動作を実行することが好ましい。
そうすれば、粗粉砕粉が酸化・発熱することが防止さ
れ、磁石の磁気特性が向上するからである。次に、粗粉
砕された原料合金は複数の原料パックに充填され、ラッ
クに搭載される。
取り出す際、粗粉砕粉が大気と接触しないように、不活
性雰囲気下で取り出し動作を実行することが好ましい。
そうすれば、粗粉砕粉が酸化・発熱することが防止さ
れ、磁石の磁気特性が向上するからである。次に、粗粉
砕された原料合金は複数の原料パックに充填され、ラッ
クに搭載される。
【０１０８】水素粉砕によって、希土類合金は０．１ｍ
ｍ〜数ｍｍ程度の大きさに粉砕され、その平均粒径は５
００μｍ以下となる。水素粉砕後、脆化した原料合金を
ロータリクーラ等の冷却装置によって、より細かく解砕
するともに冷却することが好ましい。比較的高い温度状
態のまま原料を取り出す場合は、ロータリクーラ等によ
る冷却処理の時間を相対的に長くすれば良い。
ｍ〜数ｍｍ程度の大きさに粉砕され、その平均粒径は５
００μｍ以下となる。水素粉砕後、脆化した原料合金を
ロータリクーラ等の冷却装置によって、より細かく解砕
するともに冷却することが好ましい。比較的高い温度状
態のまま原料を取り出す場合は、ロータリクーラ等によ
る冷却処理の時間を相対的に長くすれば良い。
【０１０９】水素粉砕により作製した粗粉砕粉の表面に
は、Ｎｄが多く露出しており、非常に酸化されやすい状
態にある。
は、Ｎｄが多く露出しており、非常に酸化されやすい状
態にある。
【０１１０】［第２粉砕工程］次に、第１粉砕工程で作
製された粗粉砕粉に対してジェットミル粉砕装置を用い
て微粉砕を実行する。本実施形態で使用するジェットミ
ル粉砕装置にはサイクロン分級機が接続されている。
製された粗粉砕粉に対してジェットミル粉砕装置を用い
て微粉砕を実行する。本実施形態で使用するジェットミ
ル粉砕装置にはサイクロン分級機が接続されている。
【０１１１】ジェットミル粉砕装置は、第１粉砕工程で
粗く粉砕された希土類合金（粗粉砕粉）の供給を受け、
粉砕機内で粉砕する。粉砕機内で粉砕された粉末はサイ
クロン分級機を経て回収タンクに集められる。
粗く粉砕された希土類合金（粗粉砕粉）の供給を受け、
粉砕機内で粉砕する。粉砕機内で粉砕された粉末はサイ
クロン分級機を経て回収タンクに集められる。
【０１１２】以下、より詳細に説明する。
【０１１３】粉砕機内に導入された粗粉砕粉は、内部の
ノズルから高速噴射された不活性ガスによって粉砕機内
に巻き上げられ、粉砕機内で高速気流とともに旋回す
る。そして、被粉砕物同士の相互衝突によって細かく粉
砕される。
ノズルから高速噴射された不活性ガスによって粉砕機内
に巻き上げられ、粉砕機内で高速気流とともに旋回す
る。そして、被粉砕物同士の相互衝突によって細かく粉
砕される。
【０１１４】このようにして微粉砕された粉末粒子は上
昇気流に乗って分級ロータに導かれて分級ロータで分級
され、粗い粉体は再度粉砕されることになる。所定粒径
以下に粉砕された粉体は、サイクロン分級機の分級機本
体内に導入される。分級機本体内では、所定粒径以上の
相対的な大きな粉末粒子が下部に設置された回収タンク
に堆積されるが、超微粉は不活性ガス気流とともに排気
パイプから外部に排出される。
昇気流に乗って分級ロータに導かれて分級ロータで分級
され、粗い粉体は再度粉砕されることになる。所定粒径
以下に粉砕された粉体は、サイクロン分級機の分級機本
体内に導入される。分級機本体内では、所定粒径以上の
相対的な大きな粉末粒子が下部に設置された回収タンク
に堆積されるが、超微粉は不活性ガス気流とともに排気
パイプから外部に排出される。
【０１１５】本実施形態では、ジェットミル粉砕装置内
に導入する不活性ガス中に僅かに酸素（２００００ｐｐ
ｍ以下、例えば１００００ｐｐｍ程度）を混入する。こ
れにより、微粉砕粉の表面を適度に酸化し、微粉砕粉が
大気雰囲気と接触したときに急激な酸化・発熱が生じな
いようにしている。
に導入する不活性ガス中に僅かに酸素（２００００ｐｐ
ｍ以下、例えば１００００ｐｐｍ程度）を混入する。こ
れにより、微粉砕粉の表面を適度に酸化し、微粉砕粉が
大気雰囲気と接触したときに急激な酸化・発熱が生じな
いようにしている。
【０１１６】焼結工程でＹを主相から粒界相中に拡散さ
せるには、粉末表面の酸化が重要な役割を果たしている
と考えられる。本発明者の検討によれば、粉末中の酸素
量が重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下
の範囲内に調節することが好ましい。
せるには、粉末表面の酸化が重要な役割を果たしている
と考えられる。本発明者の検討によれば、粉末中の酸素
量が重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下
の範囲内に調節することが好ましい。
【０１１７】また、Ｙを粒内から粒界相へ拡散させるた
め、粉末の平均粒径（ＦＳＳＳ粒度）を５μｍ以下、よ
り好ましくは４μｍ以下にすることが好ましい。これ
は、粒径が５μｍを超えて大きくなると、Ｙの拡散距離
が長くなり過ぎるため、結晶粒（主相）内に残存するＹ
の量が増え、磁化が低下してしまうためである。
め、粉末の平均粒径（ＦＳＳＳ粒度）を５μｍ以下、よ
り好ましくは４μｍ以下にすることが好ましい。これ
は、粒径が５μｍを超えて大きくなると、Ｙの拡散距離
が長くなり過ぎるため、結晶粒（主相）内に残存するＹ
の量が増え、磁化が低下してしまうためである。
【０１１８】［プレス成形］本実施形態では、上記方法
で作製された磁性粉末に対し、ロッキングミキサー内で
潤滑剤を例えば０．３ｗｔ％添加・混合し、潤滑剤で合
金粉末粒子の表面を被覆する。潤滑剤としては、脂肪酸
エステルを石油系溶剤で希釈したものを用いることがで
きる。本実施例では、脂肪酸エステルとしてカプロン酸
メチルを用い、石油系溶剤としてはイソパラフィンを用
いる。カプロン酸メチルとイソパラフィンの重量比は、
例えば１：９とする。このような液体潤滑剤は、粉末粒
子の表面を被覆し、粒子の酸化防止効果を発揮するとと
もに、プレス時の配向性および粉末成形性を向上させる
機能（成形体の密度が均一となり、ワレ・ヒビなどの欠
陥を無くすこと）を発揮する。
で作製された磁性粉末に対し、ロッキングミキサー内で
潤滑剤を例えば０．３ｗｔ％添加・混合し、潤滑剤で合
金粉末粒子の表面を被覆する。潤滑剤としては、脂肪酸
エステルを石油系溶剤で希釈したものを用いることがで
きる。本実施例では、脂肪酸エステルとしてカプロン酸
メチルを用い、石油系溶剤としてはイソパラフィンを用
いる。カプロン酸メチルとイソパラフィンの重量比は、
例えば１：９とする。このような液体潤滑剤は、粉末粒
子の表面を被覆し、粒子の酸化防止効果を発揮するとと
もに、プレス時の配向性および粉末成形性を向上させる
機能（成形体の密度が均一となり、ワレ・ヒビなどの欠
陥を無くすこと）を発揮する。
【０１１９】なお、潤滑剤の種類は上記のものに限定さ
れるわけではない。脂肪酸エステルとしては、カプロン
酸メチル以外に、例えば、カプリル酸メチル、ラウリル
酸メチル、ラウリン酸メチルなどを用いても良い。溶剤
としては、イソパラフィンに代表される石油系溶剤やナ
フテン系溶剤等を用いることができる。潤滑剤添加のタ
イミングは任意であり、例えばジェットミル粉砕装置に
よる微粉砕前、微粉砕中、微粉砕後のいずれであっても
良い。液体潤滑剤に代えて、あるいは液体潤滑剤ととも
に、ステアリン酸亜鉛などの固体（乾式）潤滑剤を用い
ても良い。
れるわけではない。脂肪酸エステルとしては、カプロン
酸メチル以外に、例えば、カプリル酸メチル、ラウリル
酸メチル、ラウリン酸メチルなどを用いても良い。溶剤
としては、イソパラフィンに代表される石油系溶剤やナ
フテン系溶剤等を用いることができる。潤滑剤添加のタ
イミングは任意であり、例えばジェットミル粉砕装置に
よる微粉砕前、微粉砕中、微粉砕後のいずれであっても
良い。液体潤滑剤に代えて、あるいは液体潤滑剤ととも
に、ステアリン酸亜鉛などの固体（乾式）潤滑剤を用い
ても良い。
【０１２０】次に、上述の方法で作製した磁性粉末を公
知のプレス装置を用いて配向磁界中で成形する。
知のプレス装置を用いて配向磁界中で成形する。
【０１２１】［焼結工程］上記の粉末成形体に対して、
６５０〜１０００℃の範囲内の温度で１０〜２４０分間
保持する工程と、この後、上記の保持温度よりも高い温
度（例えば１０００〜１１００℃）で焼結を更に進める
工程とを順次行う。焼結時、特に液相が生成されるとき
（温度が６５０〜１０００℃の範囲内にあるとき）、粒
界相中のＮｄが融け始めると、主相結晶粒内に多く存在
するＹと粒界相において多く存在するＮｄとの間で相互
拡散が生じる。すなわち、Ｙは主相結晶粒内部と粒界相
との間における濃度勾配（「主相および液相中でのＹ濃
度差」に相当）に比例する拡散駆動力を受けて主相から
粒界相へと拡散し、これとは逆にＮｄは粒界相から主相
中へと拡散してゆくことになる。
６５０〜１０００℃の範囲内の温度で１０〜２４０分間
保持する工程と、この後、上記の保持温度よりも高い温
度（例えば１０００〜１１００℃）で焼結を更に進める
工程とを順次行う。焼結時、特に液相が生成されるとき
（温度が６５０〜１０００℃の範囲内にあるとき）、粒
界相中のＮｄが融け始めると、主相結晶粒内に多く存在
するＹと粒界相において多く存在するＮｄとの間で相互
拡散が生じる。すなわち、Ｙは主相結晶粒内部と粒界相
との間における濃度勾配（「主相および液相中でのＹ濃
度差」に相当）に比例する拡散駆動力を受けて主相から
粒界相へと拡散し、これとは逆にＮｄは粒界相から主相
中へと拡散してゆくことになる。
【０１２２】本実施形態では、酸素量が重量比率で２０
００〜８０００ｐｐｍの焼結体を得ることができる。ま
た、６５０〜１０００℃の範囲で行う熱処理で含有水素
量が減少するため、最終的な焼結体中の水素量は重量比
率で５〜１００ｐｐｍの範囲内に抑えられる。
００〜８０００ｐｐｍの焼結体を得ることができる。ま
た、６５０〜１０００℃の範囲で行う熱処理で含有水素
量が減少するため、最終的な焼結体中の水素量は重量比
率で５〜１００ｐｐｍの範囲内に抑えられる。
【０１２３】粒界相に拡散したＹは、粒界相に存在して
いる酸素と結合し、酸化物となって消費されるため、拡
散駆動力となるＹの濃度勾配は維持される。Ｎｄに比較
してＹの方が酸化物を安定して生成しやすいため、主相
中から液相中へのＹの拡散が進行する一方で、液相のＮ
ｄは主相へと拡散する。このとき、粒界相はＹ主体の相
となるため、体積比率の関係から、Ｃｏは主相に移動
し、主相のＦｅと一部置換する。
いる酸素と結合し、酸化物となって消費されるため、拡
散駆動力となるＹの濃度勾配は維持される。Ｎｄに比較
してＹの方が酸化物を安定して生成しやすいため、主相
中から液相中へのＹの拡散が進行する一方で、液相のＮ
ｄは主相へと拡散する。このとき、粒界相はＹ主体の相
となるため、体積比率の関係から、Ｃｏは主相に移動
し、主相のＦｅと一部置換する。
【０１２４】なお、Ｙを粒界相へ充分に拡散させ、粒界
相に存在するＮｄやＣｏなどを主相中に多く取り込むた
めには、前述のように粉末中の酸素量が重量比率で２０
００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下の範囲内に制御され
ることが好ましい。酸素量が２０００ｐｐｍを下回る
と、Ｙの粒界相への拡散が充分に行なわれず、主相中に
Ｙが多く残存し、磁化が低下してしまうからである。逆
に、酸素量が８０００ｐｐｍを超えて多くなりすぎる
と、希土類元素が酸化物の生成に消費されてしまうた
め、液相生成に寄与する希土類元素の量が減少してしま
い、その結果、焼結密度が低下したり、主相比率の減少
によって磁石特性が劣化してしまうことになるので好ま
しくない。
相に存在するＮｄやＣｏなどを主相中に多く取り込むた
めには、前述のように粉末中の酸素量が重量比率で２０
００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下の範囲内に制御され
ることが好ましい。酸素量が２０００ｐｐｍを下回る
と、Ｙの粒界相への拡散が充分に行なわれず、主相中に
Ｙが多く残存し、磁化が低下してしまうからである。逆
に、酸素量が８０００ｐｐｍを超えて多くなりすぎる
と、希土類元素が酸化物の生成に消費されてしまうた
め、液相生成に寄与する希土類元素の量が減少してしま
い、その結果、焼結密度が低下したり、主相比率の減少
によって磁石特性が劣化してしまうことになるので好ま
しくない。
【０１２５】なお、ＬａやＳｃを添加した場合でも、こ
れらの元素を粒界相に濃縮することにより、Ｃｏなどの
遷移金属元素、ならびにＮｄやＰｒなどの主相に不可欠
な希土類元素が粒界相で消費されることを抑制すること
が可能である。
れらの元素を粒界相に濃縮することにより、Ｃｏなどの
遷移金属元素、ならびにＮｄやＰｒなどの主相に不可欠
な希土類元素が粒界相で消費されることを抑制すること
が可能である。
【０１２６】［組成限定理由］希土類元素Ｒ１として
は、具体的には、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕの少なくとも一種類の元素
を用いることができる。充分な磁化を得るには、希土類
元素Ｒ１のうちの５０ａｔ％以上がＰｒまたはＮｄのい
ずれかまたは両方によって占められることが好ましい。
は、具体的には、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｌｕの少なくとも一種類の元素
を用いることができる。充分な磁化を得るには、希土類
元素Ｒ１のうちの５０ａｔ％以上がＰｒまたはＮｄのい
ずれかまたは両方によって占められることが好ましい。
【０１２７】希土類元素（Ｒ１＋Ｒ２）の合計が８ａｔ
％を下回ると、α−Ｆｅ相の析出によって保磁力が低下
するおそれがある。また、希土類元素（Ｒ１＋Ｒ２）の
合計が１８ａｔ％を超えると、目的とする正方晶Ｎｄ２
Ｆｅ１４Ｂ型化合物以外にＲリッチの第２相が多く析出
し、磁化が低下するおそれがある。このため、希土類元
素（Ｒ１＋Ｒ２）の合計は、全体の８〜１８ａｔ％の範
囲内にあることが好ましい。
％を下回ると、α−Ｆｅ相の析出によって保磁力が低下
するおそれがある。また、希土類元素（Ｒ１＋Ｒ２）の
合計が１８ａｔ％を超えると、目的とする正方晶Ｎｄ２
Ｆｅ１４Ｂ型化合物以外にＲリッチの第２相が多く析出
し、磁化が低下するおそれがある。このため、希土類元
素（Ｒ１＋Ｒ２）の合計は、全体の８〜１８ａｔ％の範
囲内にあることが好ましい。
【０１２８】Ｔ２としては、Ｃｏ以外にも、Ｎｉ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏなどの遷移金属元
素が好適に用いられる。遷移金属元素（Ｔ１＋Ｔ２）の
うち、Ｔ１、すなわちＦｅの占める割合は５０ａｔ％以
上であることが好ましい。Ｆｅの割合が５０ａｔ％を下
回ると、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型化合物の飽和磁化そのもの
が減少するからである。本発明では、Ｒ２が粒界相に集
まる結果、添加したＴ２が効率良く主相内に取り込まれ
る。Ｒ２が粒界相で望ましくない化合物を多く形成する
ことがなくなるため、Ｒ２の添加量を従来よりも多くす
ることが可能になる。本発明では、Ｔ２の添加量を２０
ａｔ％まで増大させることが可能である。
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏなどの遷移金属元
素が好適に用いられる。遷移金属元素（Ｔ１＋Ｔ２）の
うち、Ｔ１、すなわちＦｅの占める割合は５０ａｔ％以
上であることが好ましい。Ｆｅの割合が５０ａｔ％を下
回ると、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型化合物の飽和磁化そのもの
が減少するからである。本発明では、Ｒ２が粒界相に集
まる結果、添加したＴ２が効率良く主相内に取り込まれ
る。Ｒ２が粒界相で望ましくない化合物を多く形成する
ことがなくなるため、Ｒ２の添加量を従来よりも多くす
ることが可能になる。本発明では、Ｔ２の添加量を２０
ａｔ％まで増大させることが可能である。
【０１２９】Ｑは、Ｂおよび／またはＣであり、正方晶
Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型結晶構造を安定的に析出するために
必須である。Ｑの添加量が３ａｔ％未満ではＲ２Ｔ１７
相が析出するため保磁力が低下し、減磁曲線の角型性が
著しく損なわれる。また、Ｑの添加量が２０ａｔ％を超
えると、磁化の小さな第２相が析出してしまう。従っ
て、Ｑの含有量は３〜２０ａｔ％の範囲であることが好
ましい。
Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ型結晶構造を安定的に析出するために
必須である。Ｑの添加量が３ａｔ％未満ではＲ２Ｔ１７
相が析出するため保磁力が低下し、減磁曲線の角型性が
著しく損なわれる。また、Ｑの添加量が２０ａｔ％を超
えると、磁化の小さな第２相が析出してしまう。従っ
て、Ｑの含有量は３〜２０ａｔ％の範囲であることが好
ましい。
【０１３０】粉末の磁気的な異方性をより高めるために
は、他の添加元素Ｍを付与してもよい。添加元素Ｍとし
ては、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、およひＩｎからなる群から選
択された少なくとも１種類の元素が好適に使用される。
このような添加元素Ｍは全く添加されなくても良い。添
加する場合は、添加量を３ａｔ％以下にすることが好ま
しい。添加量が３ａｔ％を超えると、強磁性相ではなく
第２相が析出して磁化が低下するからである。なお、磁
気的に等方性の磁粉を得るには添加元素Ｍは不要だが、
固有保磁力を高めるためにＡｌ、Ｃｕ、Ｇａ等を添加し
てもよい。
は、他の添加元素Ｍを付与してもよい。添加元素Ｍとし
ては、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｎ、およひＩｎからなる群から選
択された少なくとも１種類の元素が好適に使用される。
このような添加元素Ｍは全く添加されなくても良い。添
加する場合は、添加量を３ａｔ％以下にすることが好ま
しい。添加量が３ａｔ％を超えると、強磁性相ではなく
第２相が析出して磁化が低下するからである。なお、磁
気的に等方性の磁粉を得るには添加元素Ｍは不要だが、
固有保磁力を高めるためにＡｌ、Ｃｕ、Ｇａ等を添加し
てもよい。
【０１３１】（実施例）以下において、本発明による第
２の実施形態の実施例を説明する。
２の実施形態の実施例を説明する。
【０１３２】本実施例では、まず、（Ｒ１x＋Ｒ２y）
（Ｔ１p＋Ｔ２q）100-x-y-zＱzＭrの組成式において、
Ｒ１がＮｄおよびＤｙ、Ｒ２がＹ（イットリウム）、Ｔ
１がＦｅ、Ｔ２がＣｏ、ＱがＢ（ホウ素）、ＭがＣｕお
よびＡｌとなる種々の組成を有する原料合金を用意し
た。各元素の組成比率は、Ｎｄが５〜１０ａｔ％、Ｄｙ
が４ａｔ％、Ｙが０〜５ａｔ％、Ｃｏが０〜６ａｔ％、
Ｂが６ａｔ％、Ｃｕが０．２ａｔ％、Ａｌが０．４ａｔ
％、Ｆｅが残余となるように調節した。
（Ｔ１p＋Ｔ２q）100-x-y-zＱzＭrの組成式において、
Ｒ１がＮｄおよびＤｙ、Ｒ２がＹ（イットリウム）、Ｔ
１がＦｅ、Ｔ２がＣｏ、ＱがＢ（ホウ素）、ＭがＣｕお
よびＡｌとなる種々の組成を有する原料合金を用意し
た。各元素の組成比率は、Ｎｄが５〜１０ａｔ％、Ｄｙ
が４ａｔ％、Ｙが０〜５ａｔ％、Ｃｏが０〜６ａｔ％、
Ｂが６ａｔ％、Ｃｕが０．２ａｔ％、Ａｌが０．４ａｔ
％、Ｆｅが残余となるように調節した。
【０１３３】上記合金をＡｒ雰囲気中で約１４００℃に
加熱することによって合金の溶湯を作製し、その合金溶
湯を水冷鋳型に注ぎ込んだ。合金溶湯は冷却され、厚さ
５ｍｍ程度の合金鋳片が得られた。
加熱することによって合金の溶湯を作製し、その合金溶
湯を水冷鋳型に注ぎ込んだ。合金溶湯は冷却され、厚さ
５ｍｍ程度の合金鋳片が得られた。
【０１３４】この合金鋳片に水素を吸蔵させた後、真空
排気しながら６００℃程度に加熱することによって脆化
させた（水素処理）。この水素処理によって合金から粗
粉砕粉が得られた。その粗粉砕粉をジェットミルで微粉
砕し、平均粒径（ＦＳＳＳ粒度）が約３．５μｍの粉末
を作製した。ジェットミルの粉砕雰囲気は酸素を１００
００体積ｐｐｍ程度含む窒素ガスとした。
排気しながら６００℃程度に加熱することによって脆化
させた（水素処理）。この水素処理によって合金から粗
粉砕粉が得られた。その粗粉砕粉をジェットミルで微粉
砕し、平均粒径（ＦＳＳＳ粒度）が約３．５μｍの粉末
を作製した。ジェットミルの粉砕雰囲気は酸素を１００
００体積ｐｐｍ程度含む窒素ガスとした。
【０１３５】このようにして作製した粉末を１００ＭＰ
ａ（メガパスカル）でプレスし、５５ｍｍ×２５ｍｍ×
２０ｍｍのサイズを有する成形体を作製した。プレスに
際して、プレス方向に垂直な方向に配向磁界を印加し、
粉末を配向させた。
ａ（メガパスカル）でプレスし、５５ｍｍ×２５ｍｍ×
２０ｍｍのサイズを有する成形体を作製した。プレスに
際して、プレス方向に垂直な方向に配向磁界を印加し、
粉末を配向させた。
【０１３６】次に、この粉末形成体をＡｒ雰囲気中で焼
結した。焼結温度は１０６０℃、焼結時間は約４時間と
した。
結した。焼結温度は１０６０℃、焼結時間は約４時間と
した。
【０１３７】こうして得られた焼結磁石について、キュ
リー点と保磁力を評価した。
リー点と保磁力を評価した。
【０１３８】図８は、Ｃｏ添加量が３ａｔ％の場合と６
ａｔ％の場合におけるキュリー温度（キュリー点）とＹ
添加量との関係を示すグラフである。図９は、Ｙ添加量
が０ａｔ％、１ａｔ％、３ａｔ％、および５ａｔ％の場
合における保磁力ＨcjとＣｏ添加量との関係を示すグラ
フである。
ａｔ％の場合におけるキュリー温度（キュリー点）とＹ
添加量との関係を示すグラフである。図９は、Ｙ添加量
が０ａｔ％、１ａｔ％、３ａｔ％、および５ａｔ％の場
合における保磁力ＨcjとＣｏ添加量との関係を示すグラ
フである。
【０１３９】まず、図８からわかるように、Ｙ添加量を
０ａｔ％から増加させるに連れてキュリー温度は上昇す
るが、あるレベルでほぼ飽和している。この飽和レベル
は、Ｃｏ添加量が多いほど高い。図８から、Ｃｏのキュ
リー温度上昇効果がＹ添加によって増大することが確認
できる。
０ａｔ％から増加させるに連れてキュリー温度は上昇す
るが、あるレベルでほぼ飽和している。この飽和レベル
は、Ｃｏ添加量が多いほど高い。図８から、Ｃｏのキュ
リー温度上昇効果がＹ添加によって増大することが確認
できる。
【０１４０】一方、図９からは、次のことがわかる。
【０１４１】すなわち、Ｙを添加しない場合、Ｃｏ添加
量が増加すると、保磁力は急激に低下してゆくのに対し
て、適量のＹを添加した場合、保磁力低下を招くことな
く、Ｃｏ添加量を増大させることができる。言いかえる
と、Ｙ添加により、保磁力の大幅低下を避けながら、Ｃ
ｏ添加量を増加させて、それによってキュリー温度を充
分に向上させることが可能になる。
量が増加すると、保磁力は急激に低下してゆくのに対し
て、適量のＹを添加した場合、保磁力低下を招くことな
く、Ｃｏ添加量を増大させることができる。言いかえる
と、Ｙ添加により、保磁力の大幅低下を避けながら、Ｃ
ｏ添加量を増加させて、それによってキュリー温度を充
分に向上させることが可能になる。
【０１４２】図９によると、Ｙを全く添加しない場合、
Ｃｏ添加量が約２ａｔ％を超えると、保磁力の低下が大
きくなってくる。これは、Ｙを全く添加しない場合、Ｃ
ｏ添加量を多くするほど、粒界相中に形成されるＮｄＣ
ｏ2（強磁性化合物）の量が増大するためと考えられ
る。
Ｃｏ添加量が約２ａｔ％を超えると、保磁力の低下が大
きくなってくる。これは、Ｙを全く添加しない場合、Ｃ
ｏ添加量を多くするほど、粒界相中に形成されるＮｄＣ
ｏ2（強磁性化合物）の量が増大するためと考えられ
る。
【０１４３】Ｃｏ添加量が少ない場合、Ｙを添加しない
場合とＹ添加量が１ａｔ％の場合との間に保磁力の大き
な差異は観察されない。しかし、Ｃｏ添加量が約３ａｔ
％程度以上になると、Ｙを添加しない場合の保磁力はＣ
ｏ添加量の増加にしたがって大きく低下して行くのに対
して、Ｙを添加した場合の保磁力は、Ｃｏ添加量によら
ず、ほぼ一定の大きさを保持している。これは、Ｙ添加
の効果として、粒界相に形成されるＮｄＣｏ2（強磁性
化合物）の量が低く抑えられるからである。ただし、Ｙ
添加量が大きくなり過ぎると（例えば５ａｔ％以上にな
ると）、粒界相中のＹ酸化物が増加し、保磁力が低下す
る。発明者の実験によると、Ｙ添加量の好ましい範囲
は、０＜ｙ≦４ａｔ％、更に好ましい範囲は０．５＜ｙ
≦３ａｔ％である。なお、保磁力の低下をできる限り避
けるという観点から、Ｙ添加量の上限を更に低く制限す
ると、それは約２ａｔ％となる。
場合とＹ添加量が１ａｔ％の場合との間に保磁力の大き
な差異は観察されない。しかし、Ｃｏ添加量が約３ａｔ
％程度以上になると、Ｙを添加しない場合の保磁力はＣ
ｏ添加量の増加にしたがって大きく低下して行くのに対
して、Ｙを添加した場合の保磁力は、Ｃｏ添加量によら
ず、ほぼ一定の大きさを保持している。これは、Ｙ添加
の効果として、粒界相に形成されるＮｄＣｏ2（強磁性
化合物）の量が低く抑えられるからである。ただし、Ｙ
添加量が大きくなり過ぎると（例えば５ａｔ％以上にな
ると）、粒界相中のＹ酸化物が増加し、保磁力が低下す
る。発明者の実験によると、Ｙ添加量の好ましい範囲
は、０＜ｙ≦４ａｔ％、更に好ましい範囲は０．５＜ｙ
≦３ａｔ％である。なお、保磁力の低下をできる限り避
けるという観点から、Ｙ添加量の上限を更に低く制限す
ると、それは約２ａｔ％となる。
【０１４４】Ｙの添加量が最適化されているとき、Ｃｏ
添加量を２０ａｔ％まで引き上げることが可能になる。
本発明の場合、Ｃｏ添加量の好ましい範囲は、０＜ｑ≦
２０ａｔ％であり、より好ましい範囲は０＜ｑ≦１５ａ
ｔ％である。
添加量を２０ａｔ％まで引き上げることが可能になる。
本発明の場合、Ｃｏ添加量の好ましい範囲は、０＜ｑ≦
２０ａｔ％であり、より好ましい範囲は０＜ｑ≦１５ａ
ｔ％である。
【０１４５】次に、Ｎｄ10Ｄｙ4Ｙ2Ｆｅ71Ｃｏ7Ｂ6の組
成を有するインゴット合金および焼結磁石について、そ
れらの組織をＥＰＭＡ（電子線プローブ・マイクロアナ
ライザ）を用いて観察した。
成を有するインゴット合金および焼結磁石について、そ
れらの組織をＥＰＭＡ（電子線プローブ・マイクロアナ
ライザ）を用いて観察した。
【０１４６】図１０はインゴット合金の組成像写真およ
び元素マッピング写真を示し、図１１は焼結磁石の組成
像写真および元素マッピング写真を示す。
び元素マッピング写真を示し、図１１は焼結磁石の組成
像写真および元素マッピング写真を示す。
【０１４７】図１０（ａ）および図１１（ａ）に示す組
成像写真においては、明るい部分が粒界相を示し、暗い
部分が主相結晶粒内を示している。
成像写真においては、明るい部分が粒界相を示し、暗い
部分が主相結晶粒内を示している。
【０１４８】図１０および図１１において、（ｂ）〜
（ｆ）は、それぞれ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、および
Ｙのマッピング写真を示している。
（ｆ）は、それぞれ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、および
Ｙのマッピング写真を示している。
【０１４９】図１０（ａ）および（ｂ）を比較してわか
るようにインゴット合金の段階では、Ｎｄは粒界相中に
多く存在している。また、図１０（ａ）および（ｄ）を
比較してわかるように、この段階ではＣｏも粒界相に多
く存在している。これに対し、Ｙは、図１０（ａ）およ
び（ｆ）を比較してわかるように、主相中に多く存在し
ている。
るようにインゴット合金の段階では、Ｎｄは粒界相中に
多く存在している。また、図１０（ａ）および（ｄ）を
比較してわかるように、この段階ではＣｏも粒界相に多
く存在している。これに対し、Ｙは、図１０（ａ）およ
び（ｆ）を比較してわかるように、主相中に多く存在し
ている。
【０１５０】焼結磁石の段階では、Ｙは、図１１（ｆ）
からわかるように粒界相中に多く存在し（粒界相中に濃
縮され）、Ｃｏは、図１１（ａ）および（ｄ）を比較し
てわかるように主相中に多く取り込まれている。
からわかるように粒界相中に多く存在し（粒界相中に濃
縮され）、Ｃｏは、図１１（ａ）および（ｄ）を比較し
てわかるように主相中に多く取り込まれている。
【０１５１】このように、焼結によってＹが粒界相に濃
縮する結果、Ｃｏが粒界相から主相中に移動することが
わかった。そして、主相では、ＣｏがＦｅと置換し、キ
ュリー温度上昇に寄与する。従来のように粒界相中にＣ
ｏが多く存在する場合は、焼結後に強磁性のＮｄＣｏ2
が多く形成されるのに対して、本発明ではＹの働きによ
り粒界相内のＣｏ濃度が大きく低下する結果、粒界相で
は強磁性のＮｄＣｏ2がほとんど形成されず、保磁力低
下が抑制される。
縮する結果、Ｃｏが粒界相から主相中に移動することが
わかった。そして、主相では、ＣｏがＦｅと置換し、キ
ュリー温度上昇に寄与する。従来のように粒界相中にＣ
ｏが多く存在する場合は、焼結後に強磁性のＮｄＣｏ2
が多く形成されるのに対して、本発明ではＹの働きによ
り粒界相内のＣｏ濃度が大きく低下する結果、粒界相で
は強磁性のＮｄＣｏ2がほとんど形成されず、保磁力低
下が抑制される。
【０１５２】なお、（Ｒ１x＋Ｒ２y）（Ｔ１p＋Ｔ２q）
100-x-y-zＱzＭrの組成式における組成比率ｘおよびｙ
は、０．０１≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．２３の関係式を満
足することが好ましい。
100-x-y-zＱzＭrの組成式における組成比率ｘおよびｙ
は、０．０１≦ｙ／（ｘ＋ｙ）≦０．２３の関係式を満
足することが好ましい。
【０１５３】なお、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石においては、希
土類元素Ｒが酸化しやすいために耐食性が低く、その結
果として磁気特性が劣化するという問題がある。Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石の耐食性が低い理由は、次のように考えら
れる。すなわち、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石中の粒界に存在し
ているＮｄやＰｒが大気中の水分と反応して水酸化物を
構成する。この水酸化物の形成に伴って粒界で体積膨張
が生じるため、強い応力が局所的に発生し、磁石の一部
に脱粒が発生する。このような脱粉が発生した部位から
酸化や腐食が進行しやすくなる。
土類元素Ｒが酸化しやすいために耐食性が低く、その結
果として磁気特性が劣化するという問題がある。Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石の耐食性が低い理由は、次のように考えら
れる。すなわち、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石中の粒界に存在し
ているＮｄやＰｒが大気中の水分と反応して水酸化物を
構成する。この水酸化物の形成に伴って粒界で体積膨張
が生じるため、強い応力が局所的に発生し、磁石の一部
に脱粒が発生する。このような脱粉が発生した部位から
酸化や腐食が進行しやすくなる。
【０１５４】本発明者らは、本発明による希土類焼結磁
石について、その耐食性を評価した。この耐食性評価に
用いた試料の組成（ａｔ％）は、以下の表１に示すとお
りである。
石について、その耐食性を評価した。この耐食性評価に
用いた試料の組成（ａｔ％）は、以下の表１に示すとお
りである。
【０１５５】
【表１】
【０１５６】上記試料１〜４の磁石に対して、２気圧、
１２５℃、相対湿度８５％の加速試験環境下で２４時間
保持する耐食性テストを行った。なお、耐食性の程度
は、腐食によって発生する脱粒量によって評価した。
１２５℃、相対湿度８５％の加速試験環境下で２４時間
保持する耐食性テストを行った。なお、耐食性の程度
は、腐食によって発生する脱粒量によって評価した。
【０１５７】テストの結果、試料１および２の間では、
有意の差は認められなかった。しかし、試料３では、脱
粒量が試料１の１／２程度となり、試料４では脱粉量が
試料１の１／５程度となった。
有意の差は認められなかった。しかし、試料３では、脱
粒量が試料１の１／２程度となり、試料４では脱粉量が
試料１の１／５程度となった。
【０１５８】上記試料に添加したＹは、酸素との結合力
が強く、水酸化物を構成することなく酸化物として安定
に存在する。このため、Ｙが粒界に存在すると、水酸化
物の形成に伴う体積膨張が生じにくく、脱粉も生じにく
くなると考えられる。これは、Ｙ添加による特殊な効果
であり、Ｙに代えてＬａを添加した場合には得られな
い。
が強く、水酸化物を構成することなく酸化物として安定
に存在する。このため、Ｙが粒界に存在すると、水酸化
物の形成に伴う体積膨張が生じにくく、脱粉も生じにく
くなると考えられる。これは、Ｙ添加による特殊な効果
であり、Ｙに代えてＬａを添加した場合には得られな
い。
【０１５９】
【発明の効果】本発明によれば、Ｙなどを粒界相に拡散
することにより、ＮｄやＰｒなどの主相に不可欠な希土
類元素を粒界相で消費することなく効率的に利用し、主
相の磁化を高く維持し、優れた磁気特性を発揮する希土
類焼結磁石を提供することが可能になる。
することにより、ＮｄやＰｒなどの主相に不可欠な希土
類元素を粒界相で消費することなく効率的に利用し、主
相の磁化を高く維持し、優れた磁気特性を発揮する希土
類焼結磁石を提供することが可能になる。
【０１６０】また、本発明の他の態様によれば、Ｙなど
の希土類元素Ｒ２を粒界相に集めることにより、主相に
おいて磁気特性向上に寄与する元素（ＣｏやＮｉなど）
を粒界相で無駄に消費することなく主相中に効率的に取
り込むことができる。また、ＮｄやＰｒなどの主相に不
可欠な希土類元素をも主相に取り込むことができる。こ
のため、これらの元素の効率的利用を図りながら、耐熱
性などの磁石性能を更に高めることが可能になる。
の希土類元素Ｒ２を粒界相に集めることにより、主相に
おいて磁気特性向上に寄与する元素（ＣｏやＮｉなど）
を粒界相で無駄に消費することなく主相中に効率的に取
り込むことができる。また、ＮｄやＰｒなどの主相に不
可欠な希土類元素をも主相に取り込むことができる。こ
のため、これらの元素の効率的利用を図りながら、耐熱
性などの磁石性能を更に高めることが可能になる。
【図１】主相と粒界相を模式的に示す図であり、（ａ）
は、原料合金の段階における組織構造を示し、（ｂ）は
焼結過程における組織構造を示し、（ｃ）は焼結磁石の
組織構造を示している。
は、原料合金の段階における組織構造を示し、（ｂ）は
焼結過程における組織構造を示し、（ｃ）は焼結磁石の
組織構造を示している。
【図２】本発明で好適に用いられ得る水素粉砕処理にお
ける温度プロファイルの一例を示すグラフである。
ける温度プロファイルの一例を示すグラフである。
【図３】Ｎｄ11.8ＲＥ’2.4Ｆｅ79.7Ｂ6.1（ＲＥ’は、
Ｙ、Ｌａ、またはＣｅ）の組成式で表される焼結磁石に
おいて、Ｙ、Ｌａ、およびＣｅの添加量と残留磁束密度
Ｂrとの関係を示すグラフである。
Ｙ、Ｌａ、またはＣｅ）の組成式で表される焼結磁石に
おいて、Ｙ、Ｌａ、およびＣｅの添加量と残留磁束密度
Ｂrとの関係を示すグラフである。
【図４】（ａ）は焼結磁石Ａ（Ｎｄ11.8Ｙ2.4Ｆｅ79.7
Ｂ6.1）の組成像写真、（ｂ）は、焼結磁石ＡのＹマッ
ピング写真、（ｃ）は焼結磁石Ａの組織を模式的に示す
図である。
Ｂ6.1）の組成像写真、（ｂ）は、焼結磁石ＡのＹマッ
ピング写真、（ｃ）は焼結磁石Ａの組織を模式的に示す
図である。
【図５】（ａ）は焼結磁石Ｂ（Ｎｄ11.8Ｌａ2.4Ｆｅ
79.7Ｂ6.1）の組成像写真、（ｂ）は、焼結磁石ＢのＬ
ａマッピング写真、（ｃ）は焼結磁石Ｂの組織を模式的
に示す図である。
79.7Ｂ6.1）の組成像写真、（ｂ）は、焼結磁石ＢのＬ
ａマッピング写真、（ｃ）は焼結磁石Ｂの組織を模式的
に示す図である。
【図６】（ａ）は焼結磁石Ｃ（Ｎｄ11.8Ｃｅ2.4Ｆｅ
79.7Ｂ6.1）の組成像写真、（ｂ）は、焼結磁石ＣのＣ
ｅマッピング写真、（ｃ）は焼結磁石Ｃの組織を模式的
に示す図である。
79.7Ｂ6.1）の組成像写真、（ｂ）は、焼結磁石ＣのＣ
ｅマッピング写真、（ｃ）は焼結磁石Ｃの組織を模式的
に示す図である。
【図７】主相と粒界相を模式的に示す図であり、（ａ）
は原料合金の段階における組織構造を示し、（ｂ）およ
び（ｃ）は焼結過程における組織構造を示し、（ｄ）は
焼結磁石の組織構造を示している。
は原料合金の段階における組織構造を示し、（ｂ）およ
び（ｃ）は焼結過程における組織構造を示し、（ｄ）は
焼結磁石の組織構造を示している。
【図８】キュリー点（キュリー温度）、Ｙ添加量、およ
びＣｏ添加量の関係を示すグラフでりある。グラフの縦
軸がキュリー温度、横軸がＹ添加量である。
びＣｏ添加量の関係を示すグラフでりある。グラフの縦
軸がキュリー温度、横軸がＹ添加量である。
【図９】保磁力Ｈcj、Ｙ添加量、およびＣｏ添加量の関
係を示すグラフである。グラフの縦軸が保磁力、横軸が
Ｃｏ添加量である。
係を示すグラフである。グラフの縦軸が保磁力、横軸が
Ｃｏ添加量である。
【図１０】原料合金の組成像写真および元素マッピング
写真を示し、（ａ）は、組成像写真、（ｂ）〜（ｆ）
は、それぞれ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、およびＹのマ
ッピング写真である。
写真を示し、（ａ）は、組成像写真、（ｂ）〜（ｆ）
は、それぞれ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、およびＹのマ
ッピング写真である。
【図１１】焼結磁石の組成像写真および元素マッピング
写真を示し、（ａ）は、組成像写真、（ｂ）〜（ｆ）
は、それぞれ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、およびＹのマ
ッピング写真である。
写真を示し、（ａ）は、組成像写真、（ｂ）〜（ｆ）
は、それぞれ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、およびＹのマ
ッピング写真である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｈ０１Ｆ 1/04 Ｈ
(56)参考文献 特開 平７−11306（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−155902（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−107034（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−268048（ＪＰ，Ａ)
特開2000−82610（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01F 1/08
B22F 3/00
B22F 9/04
C22C 38/00 303
H01F 1/053
H01F 41/02
Claims (14)
- 【請求項１】 組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100-x-y-z
Ｑzで表現され（Ｒ１はＬａ（ランタン）、Ｙ（イット
リウム）およびＳｃ（スカンジウム）を除く全ての希土
類元素からなる群から選択された少なくとも１種の元
素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃからなる群から選択さ
れた少なくとも１種の元素であり、Ｙを必ず含み、Ｔは
全ての遷移元素からなる群から選択された少なくとも１
種の元素、ＱはＢおよびＣからなる群から選択された少
なくとも１種の元素）、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有
する結晶粒を主相として含む希土類焼結磁石であって、 組成比率ｘ、ｙ、およびｚが、それぞれ、 ８≦ｘ≦１８ａｔ％、 ０．１≦ｙ≦３．５ａｔ％、および ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 を満足し、 酸素量が重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ
以下であり、Ｒ２の濃度が前記結晶粒中よりも粒界相の
少なくとも一部において高い希土類焼結磁石。 - 【請求項２】 組成比率ｘおよびｙが、０．０１≦ｙ／
（ｘ＋ｙ）≦０．２３の関係式を満足する請求項１に記
載の希土類焼結磁石。 - 【請求項３】 組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）Ｔ100-x-y-z
Ｑzで表現される希土類合金（Ｒ１はＬａ、Ｙ、および
Ｓｃを除く全ての希土類元素からなる群から選択された
少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃか
らなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、
Ｙを必ず含み、Ｔは全ての遷移元素からなる群から選択
された少なくとも１種の元素、ＱはＢおよびＣからなる
群から選択された少なくとも１種の元素）の粉末であっ
て、組成比率ｘ、ｙ、およびｚが、それぞれ、８≦ｘ≦
１８ａｔ％、０．１≦ｙ≦３．５ａｔ％、および３≦ｚ
≦２０ａｔ％を満足する合金を用意する工程と、酸素を含み、かつ酸素濃度が２００００ｐｐｍ以下に管
理されたガス中で前記合金を粉砕する ことによって前記
合金の粉末を作製する工程と、 前記希土類合金の粉末を焼結する工程と、を包含し、 前記焼結工程は、６５０〜１０００℃の範囲内の温度で
１０〜２４０分間保持する第１の工程と、前記第１の工
程における保持温度よりも高い温度で焼結を更に進める
第２の工程とを包含し、 焼結前においては前記希土類合金中のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ型
結晶構造を有する主相結晶粒中に存在していたＲ２を焼
結過程中に粒界相へ拡散させ、それによって、Ｒ２の濃
度を前記結晶粒中よりも粒界相の少なくとも一部におい
て高くする希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項４】 前記希土類合金の粉末に含まれる酸素量
は重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下で
ある請求項３に記載の希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項５】 前記焼結工程は、焼結前においては前記
希土類合金中の粒界相中に存在していたＲ１を焼結過程
中に前記主相結晶粒中へ拡散させる請求項３または４に
記載の希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項６】 前記焼結工程は、前記粒界相中において
Ｒ２の酸化物を形成する請求項３から５のいずれかに記
載の希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項７】 前記希土類合金の粉末の平均粒径（ＦＳ
ＳＳ粒度）は５μｍ以下である請求項３から６のいずれ
かに記載の希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項８】 組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）（Ｔ１p＋Ｔ
２q）100-x-y-z-rＱzＭrで表現され（Ｒ１はＬａ（ラン
タン）、Ｙ（イットリウム）およびＳｃ（スカンジウ
ム）を除く全ての希土類元素からなる群から選択された
少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃか
らなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、
Ｙを必ず含み、Ｔ１はＦｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての遷
移元素からなる群から選択された少なくとも１種の元素
であり、必ずＣｏを含み、ＱはＢおよびＣからなる群か
ら選択された少なくとも１種の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、
Ｓｎ、およびＩｎからなる群から選択された少なくとも
１種の元素）、 Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒を主相として
含む希土類焼結磁石であって、 組成比率ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、およびｒが、それぞれ、 ８≦ｘ＋ｙ≦１８ａｔ％、 ０＜ｙ≦４ａｔ％、 ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、および ０≦ｒ≦３ａｔ％、 を満足し、 酸素量が重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ
以下であり、Ｒ２の濃度が前記結晶粒中よりも粒界相の
少なくとも一部において高い希土類焼結磁石。 - 【請求項９】 組成比率ｙが、０．５≦ｙ≦３ａｔ％の
関係式を満足する請求項８に記載の希土類焼結磁石。 - 【請求項１０】組成式が（Ｒ１x＋Ｒ２y）（Ｔ１p＋Ｔ
２q）100-x-y-z-rＱzＭrで表現され（Ｒ１はＬａ（ラン
タン）、Ｙ（イットリウム）およびＳｃ（スカンジウ
ム）を除く全ての希土類元素からなる群から選択された
少なくとも１種の元素、Ｒ２はＬａ、Ｙ、およびＳｃか
らなる群から選択された少なくとも１種の元素であり、
Ｙを必ず含み、Ｔ１はＦｅ、Ｔ２はＦｅを除く全ての遷
移元素からなる群から選択された少なくとも１種の元素
であり、必ずＣｏを含み、ＱはＢおよびＣからなる群か
ら選択された少なくとも１種の元素、ＭはＡｌ、Ｇａ、
Ｓｎ、およびＩｎからなる群から選択された少なくとも
１種の元素）、 Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する結晶粒を主相として
含む希土類焼結磁石の製造方法であって、 組成比率ｘ、ｙ、ｚ、ｐ、ｑ、およびｒが、それぞれ、 ８≦ｘ＋ｙ≦１８ａｔ％、 ０＜ｙ≦４ａｔ％、 ３≦ｚ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ≦２０ａｔ％、 ０＜ｑ／（ｐ＋ｑ）≦０．３、および ０≦ｒ≦３ａｔ％、 を満足する合金を用意する工程と、酸素を含み、かつ酸素濃度が２００００ｐｐｍ以下に管
理されたガス中で前記合金を粉砕する ことによって前記
合金の粉末を作製する工程と、 前記希土類合金の粉末を焼結する工程と、を包含し、 前記焼結工程は、６５０〜１０００℃の範囲内の温度で
１０〜２４０分間保持する第１の工程と、前記第１の工
程における保持温度よりも高い温度で焼結を更に進める
第２の工程とを包含し、 焼結前においては前記希土類合金中のＮｄ2Ｆｅ14Ｂ型
結晶構造を有する主相結晶粒中に存在していたＲ２を焼
結過程中に粒界相へ拡散させ、それによって、Ｒ２の濃
度を前記結晶粒中よりも粒界相の少なくとも一部におい
て高くする希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項１１】 前記希土類合金の粉末に含まれる酸素
量は重量比率で２０００ｐｐｍ以上８０００ｐｐｍ以下
である請求項１０に記載の希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項１２】 前記焼結工程は、焼結前においては前
記希土類合金中の粒界相中に存在していたＲ１を焼結過
程中に前記主相結晶粒中へ拡散させる請求項１０に記載
の希土類焼結磁石の製造方法。 - 【請求項１３】 前記焼結工程は、前記粒界相中におい
てＲ２の酸化物を形成する請求項１０に記載の希土類焼
結磁石の製造方法。 - 【請求項１４】 前記希土類合金の粉末の平均粒径（Ｆ
ＳＳＳ粒度）は５μｍ以下である請求項１０に記載の希
土類焼結磁石の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP2001300511A JP3489741B2 (ja) | 2000-10-04 | 2001-09-28 | 希土類焼結磁石およびその製造方法 |
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| JP2000305121 | 2000-10-04 | ||
| JP2000-305121 | 2000-10-12 | ||
| JP2000312540 | 2000-10-12 | ||
| JP2000-312540 | 2000-10-12 | ||
| JP2001300511A JP3489741B2 (ja) | 2000-10-04 | 2001-09-28 | 希土類焼結磁石およびその製造方法 |
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|---|---|---|---|
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| JP4742228B2 (ja) * | 2006-03-17 | 2011-08-10 | 日産自動車株式会社 | 希土類磁石用合金薄帯及び製造方法、希土類磁石用合金 |
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