JPS60106905A - 永久磁石合金粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＣｕ＠換型多元系希土類金属間化合物永久磁石
合金の製造方法に係るものである。

従来Ｒ−Ｇｏ　−Ｆｅ−Ｃｕなる合金系に５ｉ１Ｔｉ　
、　Ｚｒ、Ｍｎ、　Ｃｒ、Ｈ（等の遷移金属元素を添加
することにより優れた磁気特性が得られることが知られ
ており、特にＳｓ　−Ｇｏ　−Ｆｅ　−Ｃｕ−１ｙｌ系
にＪ３いては、最大エネルギー積３０ＭＧＱｅ以上の特
性が得られることが報告されている。

（例えば特公昭５５−５０１００号公報参照）このよう
な高特性を得るためにはＣＯの一部を）”ｅ　ＳＣｕ　
。

Ｍ（Ｓｉ、−ｒｉ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｖ、、ＮｉＭｏ。

１−１ｒ等）で置換することが必須の条件となることは
公知の事実である。

このような多元系希土類金属間金属化合物永久磁石合金
の製造方法としては、希土類金属、コバルト、鉄、その
他の合金構成成分の純金属（＃１．密には純金属に近い
もの）を原料としてへ周波溶解しついで鋳造したインゴ
ットを粉砕づる方法が最も一般的である。しかしながら
、希土類金属は一般に高価であり、溶解法では原料コス
トが高く、製造コストを上げる原因となっている。

一方溶解法の上記欠点を改善する方法としては、安価な
希土類酸化物を原料として還元剤（Ｃａ　。

Ｃａ　Ｈ２、Ｍ（＋等）を用いて還元し、コバルト、鉄
その他の合金成分と拡散反応により合金化させる直接還
元拡散法が知られている。（例えば特公昭４９−７２９
６号、同５３−１６７９８号、同５５−３０５７５号お
よび同５５−２７６０２号の各公報参照）しかしながら
、直接還元拡散法においては、従来高周波溶解法による
ものより、磁気特性が劣っているという問題点があった
。その理由は次の通りである。

従来の直接還元拡散法においては、希土類酸化物と、他
の構成元素の金属粉あるいは酸化物をＣａ　ＳＣａ　Ｈ
２、ＭＯ等により還元拡散して得た反応生成物から、不
純物であるＣａ　Ｏ，１ｖｌｏ　ＯをＣａ　（ＯＨ）２
、ｔＶｌｇ　（ＯＨ）２に変換し、Ｃａ（ＯＨ）２　、
Ｍｌｌ　（Ｏｌ−１）２を繰り返し水洗することにより
、排出する方法（デカンテーション）が一般的である。

しかしながら、Ｃａ（ＯＨ）２、Ｍ（Ｊ（Ｏｆ−１）２
はいずれも難溶性の化合物であり、その分離には多量の
水と、労力を必要とし、ロストアツプとなる。しかも、
このようにして分離回収した磁石合金粉末中には、通常
０，２ｗｔ％以上のＣａおよびＣが不純物として残存し
ているため、この磁石合金粉末を材料として、粉末冶金
法により作製した永久磁石は、残存ＣａＯによる残留磁
束密度（Ｂｒ　）の低下が生ずると共に、残存Ｃが焼結
時に、本合金系において適切な保磁力付与のため必須の
構成元素であるＭ　（Ｓｉ　、１川、Ｚｒ、■、Ｎｂ　
１Ｃｒ　、ＭＯ、Ｈｆ等あるいはＳｌ）と炭化物を形成
するため磁石合金中の実質的に有効な重量比率が低下し
、その結果保磁力が低下してしまうという欠点を有して
いる。一方、この保磁力の低下を防止するために、あら
かじめＭ元素の配合量を目標組成に対して過剰に配合す
るかあるいはＱｕを過剰に添加することにより、保磁力
を目的とする値に回復させることは可能ぐある。しかし
ながら、このような手段によっても、炭化物および酸化
物による若干の３ｒの低下は避けられないため、溶解法
に近い磁気特性は得られるものの、残存ｃａ　、ｃａｉ
のばらつきにより、溶解法によるもののと比較して磁気
特性のばらつきが大きいという欠点を有する。

本発明は、従来の直接還元拡散法における上記欠点を改
善し、磁気特性が優れかっ、安定で生産効率の優れたＣ
ＬＩ置換型多元系希土類金属間化合物永久磁石合金粉末
を得ることのできる製造方法を提供することを目的とす
る。

本発明の永久磁石合金粉末の製造方法は、希土類酸化物
とＦｅ　、Ｇｏ　ＳＭ等の金属粉あるいは一部または全
酸化物ど混合して、ｉ　ｏｏｏ〜１３００’Ｃの温度範
囲で、アルゴン好ましくは水素ガスを含む還元性雰囲気
中で還元拡散反応させた後、反応生成物をＰＨ２〜５の
酸性水溶液中で酸洗した後、水洗により中和、乾燥して
得た合金粉末を乾式微粉砕して平均粒径２〜５μ−とし
、微粉砕粉中の残以下本発明をより詳細に説明づる。

直接還元拡散法により生成する還元副生成物Ｃａ　Ｏ，
Ｃａ　Ｃｏ　３は、水に対する溶解度が各々０．１３ｇ
Ｃａ　Ｏ／　１００１１１　（２０℃）、１．４ｉ　ｇ
　Ｃａ　Ｃ。

３／　１００（Ｊ　（２０℃）と小さく、従って従来性
われている、水洗によるデカンテーションによると、多
本発明に係る還元反応副生成物ｃａ　ｏ、　ｃａ　ｃＯ
３のデカンテーションにおいては、予め、ＰＨ２〜５の
酸性水溶液中で酸洗し、水に対して難溶性のＣａ　Ｏ，
Ｃａ　Ｃｏ　３をＣａ　ｃｌ　２、Ｃａ　（ｃト１３Ｃ
ｏｏ）２等の水に対して溶解度の大きいカルシウム塩に
変換する。その後、水洗によりデカンテーションを行な
い、ＰＨ６〜８に調整することにより、乾燥後の永久磁
石合金粉末中の不純物Ｃａ量およびＣ量を容易に共に０
．２重重％以下に制御することが可能となる。

更に、このようにして得られた合金粉末を原料として粉
末冶金法により永久磁石化するに際しては、合金粉末を
湿式あるいは乾式法により微粉砕する必要があるが、本
発明においては、この微粉砕工程において、不活性ガス
雰囲気中にて、乾式微粉砕、好ましくはジェットミル粉
砕することを特徴とする。乾式微粉砕が本発明の必須構
成要件となるのは、次の理由による。

本発明に係る合金粉末を湿式ボールミル、振動ミル、ア
トライター等により、微粉砕を行なう際には、活性な希
土類化合物の酸化、さらには着化防止のために、トルエ
ン、アセ１〜ン等の粉砕媒体中で、粉砕を行なうのが一
般的である。

しかしながら、トルエン、アセトン等の媒体中で湿式粉
砕を行なうと、粉砕時、媒体と希土類金属粉末とがメカ
ノケミカル反応により反応し媒体中のＣが、合金粉末表
面に吸着反応し、合金粉末中のＣ量を増加させたり、極
端な場合粉砕時にＳｓ　Ｃ＋Ｔｉ　Ｃ，Ｚｒ　Ｃ等の炭
化物を形成し焼結後の磁気特性を低下させる。ただし溶
解法による合金粉末の場合には、粉末前のＣ量が通常０
．１ｗｔ％以下であるので、湿式微粉砕により、Ｃ扮が
多少増加しても、微粉砕後のＣ量が０．２ＷＬ％を越え
ることはなく、そのため磁気特性に与える影響は小さく
、湿式微粉砕が可能である。一方、還元拡散法による合
金粉末においては、通常粉砕後の粉末中に０．２重量％
以上、本発明に係る洗浄方法を用いたとしても、通常０
．０８〜０．２重量％以上のＣが含まれるため、粉砕時
のメカノケミカル反応による、Ｃ量の増加は、最終磁気
特性に対して、無視出来ない影響を与える。

そこで、本発明においては、微粉砕を、乾式ボールミル
、乾式アトライター、ジェットミル等を用いることによ
り、粉砕後の不純物ＣＩを０．２魁％以下に制御するこ
とを特徴としている。乾式粉砕の中でもＡｒ　、Ｎ２中
等でのジェットミル粉砕が特に有効であり、ジェットミ
ル粉砕を行なうことにより、Ｃａ量、Ｃ量を微粉砕前に
比較して、低下させることが可能となり、Ｃａｆｆ１を
０．１５重　。

ｍ％以下、Ｃ量を０．１重量％以下とすることも可能と
なる。この理由は、ＣａＯ１Ｃａ　ＣＯ３を含む希土類
金属問永久磁石合金粉末が、ジェットミル粉砕される際
、サイクロン内でその比重差により分離され比重の小さ
い不純物ｃａ　ｏ、ｃａ　ｃ。

３はフィルター側へ濃縮されるためである。

以下、本発明の詳細な説明をする。

実施例１ 最終目標組成が３１１１２５，４ｗｔ％、Ｃｏ　４９．
８ｗｔ％、Ｃｕ７，５ｗｔ％、Ｆ　ｅ１５．０ｗｔ％、
Ｈｆ２．３ｗｔ％となるように、５ｉｌｌ　２０３、Ｃ
ａ　１Ｆｅ　％　Ｃｏ　ｓ　Ｃｕ　ＳＨｆ粉末を秤量し
、Ｖ型混合機中で３０分間混合して得られた原料粉を、
鉄製反応容器中で、Ｈ２ガス中で１２００℃にて３＠間
還元拡散反応し、約２０ｋｇの反応ケーキを得ｌＣ０ 上記反応ケーキを二分し、一方（試料Ａ）は、約５０Ω
の水を満たした洗浄バケツ中に投じ、一時間スターラー
で混合した後、水洗を５時間連続的に繰り返した後、水
のＰＨが１０以下となるのを確認した後、乾燥し、不純
物Ｃａ量とＣ量の分析を行った。

他方（試料Ｂ）は、約３０αの水を満たした洗浄バケツ
中に投じた後、酸性水溶液を排出し、数回水洗を行った
のち乾燥し、試料Ａと同様にＣａ。

ＣＩの分析を行ったところ、第１表に示り−ように、試
料Ｂにおいては、’ｃａ　、ｃ量が０．２重量％以下で
あるのに対して、試料Ｂにおいては、０．２重量％以上
の残存Ｃａ、Ｃｆｆ１認められた。

実施例２ 実施例１で得た、磁石合金粉末の１部を、乾式ボールミ
ル中にて、Ｎ２雰囲気中で、ジャケットを水金しながら
、４時間微粉砕を行った。粉砕後の平均粒径はＡ、Ｂ試
料共に約４μ―であった。

このようにして得た微粉砕粉を磁場中にて、２ＦＯＮ／
ａｍ２の成形圧力で成形した。得られた成形体を１１９
０℃で２時間真空中で焼結後熱処理を施ししかる後、磁
気特性を測定したところ、第２表に示すように、Ｂ試料
においては、Ａ試料に較べて残留磁束密度、保磁力とも
＾い特性が得られた。

第２表 実施例３ 実施例１で得た、試１ｐＡＢを１ｋｏ、湿式振動ミルに
よりトルエン中で３時間微粉砕し、平均粒径３．３μｍ
とし試ｎｃとした。一方、試料Ｂを別に１ｋｉｌｌ、Ｎ
２ガス中でジェットミルにて微粉砕を行ない、平均粒径
３．１μｍとし試料りとした。

試料〆およびＤ中の不純物ｃａ　、ｃｍを分析したとこ
ろ第３表に示覆ように試料ＣにＪ３いてはＣｍが微粉砕
前と比較して増加したが、試料りにおいてはＣａ　、　
Ｃｆｆ１とも微粉砕前に比較し−Ｃ低下した。

これ等微粉砕粉を各々、実施例２と同様に成形、焼結、
熱処理を施して、磁気特性を測定比較したところ、第４
表に示すように、Ｃ試料においては、Ｃ試料に比較して
高い保磁力が得られた。

以上記述の如く、本発明によれば、不純物の少い、多元
系希土類磁石合金粉末の製造が、容易に旬間となる。

なお、本実施例においては、８ｌ−ＣＯ−Ｆｅ−Ｃｕ−
Ｈｒ系について説明したが、本発明は、本実施例の範囲
に限定されるものではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　、　Ｒ（ＧＯ＋　−Ｘ−ｙ−ＺＦｅＸＣＬＩｙＭＺ
   　）　Ａ　（ここでＲは５ＩＩｌ、Ｃｅ１Ｐｒを中心と
   した希土類金属の１種または２種以上の組み合せであり
   、Ｍは５ｉ１Ｔ＋　ＳＺ＋’　１Ｍ１ｌ　、Ｖ、Ｎｂ　
   、　Ｃｒ　、Ｍｏ　、Ｈｆの１種または２種以上の組み
   合ゼ、０．０１≦Ｘ≦０．４０．、　０，０２≦ｙ≦０
   ．２５、ｏ、ｏｏｉ≦ｌ≦０．１５．５．０≦Ａ≦８．
   ０）で示される組成を有する永久磁石合金粉末を、希土
   類酸化物を出発材料として還元拡散法により製造する方
   法において、還元拡散反応生成物をＰＨ２〜５の酸性水
   溶液中で洗浄した後水洗乾燥し、乾式微粉砕して平均粒
   径２〜５μ川とし、微粉砕中の不純物Ｃａ量が０．２重
   量％以下でかつ不純物Ｃ旧が０．２重量％以下としたこ
   とを特徴とＪる永久磁石合金粉末の製造方法。 ２、微粉砕中のＣａｍを０．１５重量％以下でかつＣＩ
   を０．２型録％以下としたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の永久磁石合金粉末の製造方法。