JP5501836B2

JP5501836B2 - Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石

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Publication number: JP5501836B2
Application number: JP2010084463A
Authority: JP
Inventors: 出光尾関; 克也久米; 敬祐平野; 智弘大牟礼; 啓介太白
Original assignee: Nitto Denko Corp
Current assignee: Nitto Denko Corp
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2010-03-31
Publication date: 2014-05-28
Anticipated expiration: 2030-03-31
Also published as: JP2011216736A

Description

本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石に関する。

今日、高性能永久磁石として代表的なＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石（特開昭５９−４６００８号）は、三元系正方晶化合物の主相とＲリッチ相を有する組織にて高磁石特性を発現し、ｉＨｃが２５ｋＯｅ以上、（ＢＨ）ｍａｘが４５ＭＧＯｅ以上と、従来の高性能希土類コバルト磁石と比較しても格段の高性能を発揮する。また、用途に応じて選定された種々の磁石特性を発揮するよう、種々組成のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石が提案されている。

上記種々の組成のＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁石を製造するには、所要組成の磁石用の合金粉末を製造する必要があり、電解により還元された希土類原料を用いて、溶解して鋳型に鋳造し所要磁石組成の合金塊を作成し、これを粉砕して所要粒度の合金粉末としたり、合金塊を水素吸蔵させて崩壊させたり、前記溶解金属を噴霧して粉末化する溶解・粉化法（特開昭６０−６３３０４号、特開昭６０−１１９０７０１号、特開昭６０−１８９９０１号）と、希土類酸化物、Ｆｅ粉等を用い直接磁石組成合金粉を作成する直接還元拡散法（特開昭５９−２１９４０４号、特開昭６０−７７９４３号）がある。

溶解・粉化法は、鋳造時にＦｅ初晶が発生し易くＲリッチ相が大きく偏析するが、鋳塊の粗粉砕工程で容易に酸化防止が可能な工程で粉砕ができるため、比較的低含有酸素量の合金粉末が得られる。

直接還元拡散法は、上記の溶解・粉化法と比較して磁石用原料粉末を作成する時に溶解・粗粉砕等の工程を省略することができることが利点であるが、Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ主相の周囲にＲリッチ相がとり囲んだ状態で作成され、また、Ｒリッチ相の大きさは前者と比較して小さく良く分散されるため、製造時に酸化され易く含有酸素量が多く、磁石組成によっては希土類元素が消耗されて磁石特性のバラツキ等の発生原因となる問題がある。

特開昭６０−６３３０４号公報特開昭６０−１１９０７０１号公報特開昭６０−１８９９０１号公報特開昭５９−２１９４０４号公報特開昭６０−７７９４３号公報

上述の如く、直接還元拡散法によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用原料粉末を使用した永久磁石の製造において、溶解・粗粉砕等の工程を省略でき、生産性が向上するが、原料粉末の特徴としてＲリッチ相が小さく良く分散されるので酸化され易く、溶解・粉化法原料と比較して含有酸素量が多く磁石製造工程中によるわずかな酸化で磁石特性のバラツキを発生する。

そこで、ＣｏやＮｉ等の元素を添加することで、Ｒリッチ相を酸化に対して比較的安定な金属間化合物にすることで酸素量を低減できるが、これらの添加元素を最も有効に所定の組成にするため最適量に添加し制御することは不可能である。

すなわち、所定の磁石特性を得るためには添加する１種又は複数の希土類元素量をそれぞれ所要値に変化させる必要性があり、例えば、Ｃｏ元素を添加して、酸素量の低減を図る際、Ｒリッチ相にのみＣｏ元素を拡散させ所要相とすることは不可能で、添加したＣｏ元素は主相中のＦｅとも置換されてしまう。また、ＣｏやＮｉ等の元素は、添加量によっては当該磁石の保磁力を低下させる問題もあり、容易に酸素量の低減を図ることができない。

従来、溶解・粉化法あるいは直接還元拡散法によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用原料粉末の製造に関しては、溶解時あるいは還元拡散時に要求される磁石特性に応じた目的組成となるよう、予め組成を調整する。

しかし、溶解・粉化法の場合には、Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ相以外に初晶としてα−Ｆｅが晶出し、組成の均一性が損なわれる。一方、直接還元拡散法によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石用原料粉末の場合、Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ相の主相の周囲にＲリッチ相が存在する組織からなるため、Ｒリッチ相が原料粉末の製造に際して優先的に酸化して含有酸素量が増加することや、磁石特性に応じた特定の組成に調整するためには特定の元素が主相に入り易いか、Ｒリッチ相に入り易いかなど合金組成と組成比を常に考慮する必要があり、所要磁石特性を目的とする場合、特定の極狭い範囲の組成を狙って合金粉末を製造しなければならない。

すなわち、溶解・粉化法あるいは直接還元拡散法のいずれの製法においても、目的とする目標組成になるようにＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ相及びＲリッチ相などの存在比率を調整することは困難であり、しかも溶解・粉化法ではα−Ｆｅ相の晶出が避け難く、直接還元拡散法では含有酸素量の増加等の問題を有している。

本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造に使用する原料粉末のかかる現状に鑑み、溶解・粉化法及び直接還元拡散法における原料粉末製造時の問題解消並びに該製法による原料粉末を使用した本系永久磁石の品質の向上を目的とし、また、要求される種々の磁石特性に応じた各原料の配合比で製造されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の提供を目的としている。

前記目的を達成するため本願の請求項１に係るＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ相（但しＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）を主相とする磁石粉末に以下の構造式Ｃｏ−（ＯＲ）_ｘ（式中、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形前又は成形後であって焼結前に水素雰囲気で仮焼する工程と、前記成形体を焼結する工程と、により製造されることを特徴とする。

また、請求項２に係るＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、請求項１に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石において、前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする。

前記構成を有する請求項１に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石によれば、添加されたＣｏを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。その結果、Ｃｏの使用量を減少させ、残留磁束密度の低下を抑制できるとともに、ＣｏによるＲリッチ相の酸素量の低減を図ることができる。また、Ｃｏを最も有効な所定の組成にするための最適量で添加し、制御することについても可能となる。更に、他の有機金属化合物を添加する場合と比較して脱カーボンを容易に行うことが可能であり、焼結後の磁石内に含まれる炭素によって磁石特性が低下する虞が無く、また、磁石全体を緻密に焼結することが可能となる。

また、請求項２に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石によれば、Ｃｏが焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたＣｏがＲリッチ相を酸化に対して比較的安定な金属間化合物にすることができ、酸素量を低減することができる。それによって、残留磁束密度の低下を抑制することができる。

本発明に係る永久磁石を示した全体図である。本発明に係る永久磁石の粒界付近を拡大して示した模式図である。本発明に係る永久磁石の第１の製造方法における製造工程を示した説明図である。本発明に係る永久磁石の第２の製造方法における製造工程を示した説明図である。

以下、本発明に係る永久磁石及び永久磁石の製造方法について具体化した実施形態について以下に図面を参照しつつ詳細に説明する。

［永久磁石の構成］
先ず、本発明に係る永久磁石１の構成について説明する。図１は本発明に係る永久磁石１を示した全体図である。尚、図１に示す永久磁石１は円柱形状を備えるが、永久磁石１の形状は成形に用いるキャビティの形状によって変化する。

本発明に係る永久磁石１としてはＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を用いる。本発明に用いる希土類元素Ｒは、Ｙを包含し軽希土類及び重希土類を包含する希土類元素であり、これらのうち少なくとも１種、好ましくはＮｄ、Ｐｒ等の軽希土類を主体として、あるいはＮｄ、Ｐｒ等との混合物を用いる。すなわち、Ｒとしては、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｐｍ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｙを用いることができる。このＲは純希土類元素でなくてもよく、工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有するものでも差支えない。

また、図２に示すように、永久磁石１は磁化作用に寄与する磁性相である主相１１と、非磁性で希土類元素の濃縮した低融点のＲリッチ相１２とが共存する合金である。図２は永久磁石１を構成する磁石粒子を拡大して示した図である。

ここで、主相１１は化学量論組成であるＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。一方、Ｒリッチ相１２は同じく化学量論組成であるＲ_２Ｆｅ_１４ＢよりＲの組成比率が多い金属間化合物相（例えば、Ｒ_{２．０〜３．０}Ｆｅ_１４Ｂ金属間化合物相）からなる。また、Ｒリッチ相１２には磁気特性向上の為、Ｃｏを含む。

そして、永久磁石１において、Ｒリッチ相１２は、以下のような役割を担っている。
（１）融点が低く（約６００℃）、焼結時に液相となり、磁石の高密度化、即ち磁化の向上に寄与する。（２）粒界の凹凸を無くし、逆磁区のニュークリエーションサイトを減少させ保磁力を高める。（３）主相を磁気的に絶縁し保磁力を増加する。
従って、焼結後の永久磁石１中におけるＲリッチ相１２の分散状態が悪いと、局部的な焼結不良、磁性の低下をまねくため、焼結後の永久磁石１中にはＲリッチ相１２が均一に分散していることが重要となる。また、Ｒリッチ相１２の酸化量を低減することも重要となる。

また、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の製造において生じる問題として、焼結された合金中にα−Ｆｅが生成することが挙げられる。原因としては、化学量論組成に基づく含有量からなる磁石原料合金を用いて永久磁石を製造した場合に、製造過程で希土類元素が酸素と結び付き、化学量論組成に対して希土類元素が不足する状態となることが挙げられる。さらに、α−Ｆｅが、焼結後も磁石中に残存すれば、磁石の磁気特性の低下をもたらす。

そして、上述した永久磁石１におけるＲの含有量は、上記化学量論組成に基づく含有量（２６．７ｗｔ％）よりも０．１ｗｔ％〜１０．０ｗｔ％、より好ましくは０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％多い範囲内であることが望ましい。具体的には、各成分の含有量はＲ：２５〜３７ｗｔ％、Ｂ：１〜２ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６０〜７５ｗｔ％、Ｃｏ：０．１〜１０ｗｔ％とする。永久磁石１中の希土類元素の含有量を上記範囲とすることによって、焼結後の永久磁石１中にＲリッチ相１２を均一に分散することが可能となる。また、製造過程で希土類元素が酸素と結び付いたとしても、化学量論組成に対して希土類元素が不足することなく、焼結後の永久磁石１中にα−Ｆｅが生成されることを抑制することが可能となる。

尚、永久磁石１中の希土類元素の含有量が上記範囲よりも少ない場合には、Ｒリッチ相１２が形成され難くなる。また、α−Ｆｅの生成を十分に抑制することができない。一方、永久磁石１中の希土類元素の組成が上記範囲より多い場合には、保磁力の増加が鈍化し、かつ残留磁束密度が低下してしまい、実用的ではない。

また、本発明では、Ｒリッチ相１２に対してＣｏが含まれているので、Ｒリッチ相１２を酸化に対して比較的安定な金属間化合物にすることで酸素量を低減できる。

ここで、本発明ではＲリッチ相１２へのＣｏの添加は、Ｃｏを粉砕対象とする磁石原料に予め含めるのではなく、後述のように粉砕された磁石粉末を成形する前にＣｏを含む有機金属化合物が添加されることにより行われる。具体的には、Ｃｏを含む有機金属化合物が添加されることによって、湿式分散により磁石粒子の粒子表面に該有機金属化合物中のＣｏが均一付着される。その状態で磁石粉末を焼結することによって、磁石粒子の粒子表面に均一付着された該有機金属化合物中のＣｏが、主相１１の粒界、即ちＲリッチ相１２に偏在化される。それによって、本発明ではＣｏを最も有効な所定の組成にするための最適量で添加し、制御することが可能となる。

また、本発明では、特に後述のようにＣｏ−（ＯＲ）_ｘ（式中、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で表わされるＣｏを含む有機金属化合物（例えば、コバルトエトキシド、コバルトイソプロポキシド）を有機溶媒に添加し、湿式状態で磁石粉末に混合する。それにより、Ｃｏを含む有機金属化合物を有機溶媒中で分散させ、磁石粒子の粒子表面にＣｏを含む有機金属化合物を効率よく付着することが可能となる。

ここで、上記Ｃｏ−（ＯＲ）_ｘ（式中、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）の構造式を満たす有機金属化合物として金属アルコキシドがある。金属アルコキシドは、一般式Ｍ−（ＯＲ）_ｎ（Ｍ：金属元素、Ｒ：有機基、ｎ：金属又は半金属の価数）で表される。また、金属アルコキシドを形成する金属又は半金属としては、Ｗ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｉｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｙ、ｌａｎｔｈａｎｉｄｅなどが挙げられる。但し、本発明では特に、Ｃｏを用いる。

また、アルコキシドの種類は特に限定されることなく、例えば、メトキシド、エトキシド、プロポキシド、イソプロポキシド、ブトキシド、炭素数４以上のアルコキシド等が挙げられる。但し、本発明では後述のように低温分解で残炭を抑制する目的から、低分子量のものを用いる。また、炭素数１のメトキシドについては分解し易く、取扱いが困難であるので、特に炭素数が２〜６のアルコキシドであるエトキシド、メトキシド、イソプロポキシド、プロポキシド、ブトキシドなどを用いることが好ましい。

また、主相１１の結晶粒径Ｄは０．１μｍ〜５．０μｍとすることが望ましい。また、Ｒリッチ相１２の厚さｄは１ｎｍ〜５００ｎｍ、好ましくは２ｎｍ〜２００ｎｍとする。その結果、結晶粒全体としては（すなわち、焼結磁石全体としては）、コアのＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ金属間化合物相が高い体積割合を占めた状態となる。それにより、その磁石の残留磁束密度（外部磁場の強さを０にしたときの磁束密度）の低下を抑制することができる。尚、主相１１とＲリッチ相１２の構成は、例えばＳＥＭやＴＥＭや３次元アトムプローブ法により確認することができる。

［永久磁石の製造方法１］
次に、本発明に係る永久磁石１の第１の製造方法について図３を用いて説明する。図３は本発明に係る永久磁石１の第１の製造方法における製造工程を示した説明図である。

先ず、所定分率のＲ−Ｆｅ−Ｂ（例えばＮｄ：３２．７ｗｔ％、Ｆｅ（電解鉄）：６５．９６ｗｔ％、Ｂ：１．３４ｗｔ％）からなる、インゴットを製造する。その後、インゴットをスタンプミルやクラッシャー等によって２００μｍ程度の大きさに粗粉砕する。若しくは、インゴットを溶解し、ストリップキャスト法でフレークを作製し、水素解砕法で粗粉化する。

次いで、粗粉砕した磁石粉末を、（ａ）酸素含有量が実質的に０％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中、又は（ｂ）酸素含有量が０．０００１〜０．５％の窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気中で、ジェットミル４１により微粉砕し、所定サイズ以下（例えば０．１μｍ〜５．０μｍ）の平均粒径を有する微粉末とする。尚、酸素濃度が実質的に０％とは、酸素濃度が完全に０％である場合に限定されず、微粉の表面にごく僅かに酸化被膜を形成する程度の量の酸素を含有しても良いことを意味する。

一方で、ジェットミル４１で微粉砕された微粉末に添加する有機金属化合物溶液を作製する。ここで、有機金属化合物溶液には予めＣｏを含む有機金属化合物を添加し、溶解させる。尚、溶解させる有機金属化合物としては、Ｃｏ−（ＯＲ）_ｘ（式中、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）に該当する有機金属化合物（例えば、コバルトエトキシド、コバルトイソプロポキシドなど）を用いる。また、溶解させるＣｏを含む有機金属化合物の量は特に制限されないが、前記したように焼結後の磁石に対するＣｏの含有量が０．１ｗｔ％〜１０ｗｔ％、好ましくは０．１ｗｔ％〜５ｗｔ％となる量とするのが好ましい。

続いて、ジェットミル４１にて分級された微粉末に対して上記有機金属化合物溶液を添加する。それによって、磁石原料の微粉末と有機金属化合物溶液とが混合されたスラリー４２を生成する。尚、有機金属化合物溶液の添加は、窒素ガス、Ａｒガス、Ｈｅガスなど不活性ガスからなる雰囲気で行う。

その後、生成したスラリー４２を成形前に真空乾燥などで事前に乾燥させ、乾燥した磁石粉末４３を取り出す。その後、乾燥した磁石粉末を成形装置５０により所定形状に圧粉成形する。尚、圧粉成形には、上記の乾燥した微粉末をキャビティに充填する乾式法と、溶媒などでスラリー状にしてからキャビティに充填する湿式法があるが、本発明では乾式法を用いる場合を例示する。また、有機金属化合物溶液は成形後の焼成段階で揮発させることも可能である。

図５に示すように、成形装置５０は、円筒状のモールド５１と、モールド５１に対して上下方向に摺動する下パンチ５２と、同じくモールド５１に対して上下方向に摺動する上パンチ５３とを有し、これらに囲まれた空間がキャビティ５４を構成する。
また、成形装置５０には一対の磁界発生コイル５５、５６がキャビティ５４の上下位置に配置されており、磁力線をキャビティ５４に充填された磁石粉末４３に印加する。印加させる磁場は例えば１ＭＡ／ｍとする。

そして、圧粉成形を行う際には、先ず乾燥した磁石粉末４３をキャビティ５４に充填する。その後、下パンチ５２及び上パンチ５３を駆動し、キャビティ５４に充填された磁石粉末４３に対して矢印６１方向に圧力を加え、成形する。また、加圧と同時にキャビティ５４に充填された磁石粉末４３に対して、加圧方向と平行な矢印６２方向に磁界発生コイル５５、５６によってパルス磁場を印加する。それによって、所望の方向に磁場を配向させる。尚、磁場を配向させる方向は、磁石粉末４３から成形される永久磁石１に求められる磁場方向を考慮して決定する必要がある。
また、湿式法を用いる場合には、キャビティ５４に磁場を印加しながらスラリーを注入し、注入途中又は注入終了後に、当初の磁場より強い磁場を印加して湿式成形しても良い。また、加圧方向に対して印加方向が垂直となるように磁界発生コイル５５、５６を配置しても良い。

次に、圧粉成形により成形された成形体７１を水素雰囲気において２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜９００℃（例えば６００℃）で数時間（例えば５時間）保持することにより水素中仮焼処理を行う。仮焼中の水素の供給量は５Ｌ／ｍｉｎとする。この水素中仮焼処理では、有機金属化合物を熱分解させて、仮焼体中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われる。また、水素中仮焼処理は、仮焼体中の炭素量が１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石１全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。

ここで、上述した水素中仮焼処理によって仮焼された成形体７１には、ＮｄＨ_３やＮｄＨ_２が存在し、酸素と結び付きやすくなる問題があるが、第１の製造方法では、成形体７１は水素仮焼後に外気と触れさせることなく、後述の真空焼成に移るため脱水素工程は不要となる。焼成中に成形体中の水素は抜けることとなる。

続いて、水素中仮焼処理によって仮焼された成形体７１を焼結する焼結処理を行う。焼結処理では、所定の昇温速度で８００℃〜１１８０℃程度まで昇温し、２時間程度保持する。この間は真空焼成となるが真空度としては１０^−４Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。その後冷却し、再び６００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。

［永久磁石の製造方法２］
次に、本発明に係る永久磁石１の他の製造方法である第２の製造方法について図４を用いて説明する。図４は本発明に係る永久磁石１の第２の製造方法における製造工程を示した説明図である。

尚、スラリー４２を生成するまでの工程は、図３を用いて既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。

先ず、生成したスラリー４２を成形前に真空乾燥などで事前に乾燥させ、乾燥した磁石粉末４３を取り出す。その後、乾燥した磁石粉末４３を水素雰囲気において２００℃〜９００℃、より好ましくは４００℃〜９００℃（例えば６００℃）で数時間（例えば５時間）保持することにより水素中仮焼処理を行う。仮焼中の水素の供給量は５Ｌ／ｍｉｎとする。この水素中仮焼処理では、有機金属化合物を熱分解させて、仮焼体中の炭素量を低減させる所謂脱カーボンが行われる。また、水素中仮焼処理は、仮焼体中の炭素量が１０００ｐｐｍ以下、より好ましくは５００ｐｐｍ以下とする条件で行うこととする。それによって、その後の焼結処理で永久磁石１全体を緻密に焼結させることが可能となり、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。

次に、水素中仮焼処理によって仮焼された粉末状の仮焼体８２を真空雰囲気で２００℃〜６００℃、より好ましくは４００℃〜６００℃で１〜３時間保持することにより脱水素処理を行う。尚、真空度としては０．１Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。

ここで、上述した水素中仮焼処理によって仮焼された仮焼体８２には、ＮｄＨ_３が存在し、酸素と結び付きやすくなる問題がある。
そこで、上記脱水素処理では、水素中仮焼処理によって生成された仮焼体８２中のＮｄＨ_３（活性度大）を、ＮｄＨ_３（活性度大）→ＮｄＨ_２（活性度小）へと段階的に変化させることによって、水素仮焼中処理により活性化された仮焼体８２の活性度を低下させる。それによって、水素中仮焼処理によって仮焼された仮焼体８２をその後に大気中へと移動させた場合であっても、Ｎｄが酸素と結び付くことを防止し、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。

その後、脱水素処理が行われた粉末状の仮焼体８２を成形装置５０により所定形状に圧粉成形する。成形装置５０の詳細については図３を用いて既に説明した第１の製造方法における製造工程と同様であるので説明は省略する。

その後、成形された仮焼体８２を焼結する焼結処理を行う。焼結処理では、所定の昇温速度で８００℃〜１１８０℃程度まで昇温し、２時間程度保持する。この間は真空焼成となるが真空度としては１０^−４Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましい。その後冷却し、再び６００℃で２時間熱処理を行う。そして、焼結の結果、永久磁石１が製造される。

尚、上述した第２の製造方法では、粉末状の磁石粒子に対して水素中仮焼処理を行うので、成形後の磁石粒子に対して水素中仮焼処理を行う前記第１の製造方法と比較して、有機金属化合物の熱分解を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる利点がある。即ち、前記第１の製造方法と比較して仮焼体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。
一方、第１の製造方法では、成形体７１は水素仮焼後に外気と触れさせることなく、後述の真空焼成に移るため脱水素工程は不要となる。従って、前記第２の製造方法と比較して製造工程を簡略化することが可能となる。但し、前記第２の製造方法においても、水素仮焼後に外気と触れさせることがなく焼成を行う場合には、脱水素工程は不要となる。

以上説明したように、本実施形態に係る永久磁石１及び永久磁石１の製造方法では、粉砕された磁石粉末に対してＣｏ−（ＯＲ）_ｘ（式中、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）で示される有機金属化合物が添加された有機金属化合物溶液を加え、磁石粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。その後、圧粉成形した成形体を水素雰囲気において２００℃〜９００℃で数時間保持することにより水素中仮焼処理を行う。その後、８００℃〜１１８０℃で焼成を行うことによって永久磁石１を製造する。それにより、従来に比べてＣｏの添加する量を少量としたとしても、添加されたＣｏを磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。その結果、Ｃｏの使用量を減少させ、残留磁束密度の低下を抑制できるとともに、ＣｏによるＲリッチ相の酸素量の低減を図ることができる。また、Ｃｏを最も有効な所定の組成にするための最適量で添加し、制御することについても可能となる。更に、他の有機金属化合物を添加する場合と比較して脱カーボンを容易に行うことが可能であり、焼結後の磁石内に含まれる炭素によって保磁力が低下する虞が無く、また、磁石全体を緻密に焼結することが可能となる。
また、Ｃｏが焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたＣｏがＲリッチ相を酸化に対して比較的安定な金属間化合物にすることができ、酸素量を低減することができる。それによって、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
また、有機金属化合物が添加された磁石を、焼結前に水素雰囲気で仮焼することにより、有機金属化合物を熱分解させて磁石粒子中に含有する炭素を予め焼失（炭素量を低減）させることができ、焼結工程でカーバイドがほとんど形成されることがない。その結果、焼結後の磁石の主相と粒界相との間に空隙を生じさせることなく、また、磁石全体を緻密に焼結することが可能となり、保磁力が低下することを防止できる。また、焼結後の磁石の主相内にαＦｅが析出することなく、磁石特性を大きく低下させることがない。
また、特に第２の製造方法では、粉末状の磁石粒子に対して仮焼を行うので、成形後の磁石粒子に対して仮焼を行う場合と比較して、有機金属化合物の熱分解を磁石粒子全体に対してより容易に行うことができる。即ち、仮焼体中の炭素量をより確実に低減させることが可能となる。また、仮焼処理後に脱水素処理を行うことによって、仮焼処理により活性化された仮焼体の活性度を低下させることができる。それにより、その後に磁石粒子が酸素と結び付くことを防止し、残留磁束密度や保磁力を低下させることが無い。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変形が可能であることは勿論である。
また、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、仮焼条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。
また、水素中仮焼処理や脱水素工程については省略しても良い。

また、上述した製造方法では、Ｃｏについて、磁石粉末にＣｏ−（ＯＲ）_ｘで示される有機金属化合物を添加することによって添加する構成としているが、一部については予めインゴットに含める構成としても良い。

１永久磁石
１１主相
１２Ｒリッチ相

Claims

Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ相（但しＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）を主相とする磁石粉末に以下の構造式
Ｃｏ−（ＯＲ）_ｘ
（式中、Ｒは炭素数２〜６のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。ｘは任意の整数である。）
で表わされる有機金属化合物を添加することにより、前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を成形前又は成形後であって焼結前に水素雰囲気で仮焼する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
により製造されることを特徴とするＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石。
前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする請求項１に記載のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石。