希土類永久磁石の製造方法及び原料粉末と潤滑剤の混合方法
【課題】より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮できる希土類永久磁石の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造方法であって、原料合金を粗粉砕する粗粉砕工程と、粗粉砕工程で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する工程と、潤滑剤が添加された粗粉砕粉末を微粉砕する微粉砕工程と、微粉砕工程で得られた微粉砕粉末と潤滑剤との混合物を、３０℃以上潤滑剤の融点未満の温度域で撹拌する混合工程と、混合工程を経た微粉砕粉末を磁場中で成形する成形工程と、成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、を備える。
【解決手段】Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造方法であって、原料合金を粗粉砕する粗粉砕工程と、粗粉砕工程で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する工程と、潤滑剤が添加された粗粉砕粉末を微粉砕する微粉砕工程と、微粉砕工程で得られた微粉砕粉末と潤滑剤との混合物を、３０℃以上潤滑剤の融点未満の温度域で撹拌する混合工程と、混合工程を経た微粉砕粉末を磁場中で成形する成形工程と、成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類永久磁石の製造方法に関し、高い磁気特性、特に残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができる希土類永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上であり、ＴはＦｅ、又はＦｅ及びＣｏ）は、磁気特性に優れていることや、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であることから、各種モータ等の電気機器に使用されている。
【０００３】
希土類永久磁石の製造方法の一例として粉末冶金法がある。粉末冶金法は低コストでの製造が可能なことから広く用いられている。粉末冶金法では、原料合金を粗粉砕及び微粉砕し、数μｍの微粉砕粉末を得る。このようにして得られた微粉砕粉末を静磁場中で磁場配向させ、磁場がかかった状態のままプレス成形を行う。このとき、成形時の粉末同士の摩擦や粉末と金型壁面との摩擦により磁気的な配向度が上がらず、磁気特性の向上を十分に図ることができない。また、金型面及び成形体表面に損傷が生じやすく、品質上及び製品歩留まり上好ましくない。そのために、潤滑剤を添加し、潤滑剤を微粉砕粉末表面へ被覆することが行われている。つまり、潤滑剤は、磁場中成形時の合金粉末の流動性を確保することにより配向度を向上し、かつ金型からの離型を容易にする、等を目的として添加されるものであり、通常、ステアリン酸亜鉛などの有機系材料が用いられる。
【０００４】
前述の潤滑剤は凝集性が極めて高い。したがって、長時間撹拌した後にも凝集粒子として存在する。そして、潤滑剤は焼結により蒸発するため、潤滑剤の凝集粒子が存在していたところは、焼結後に巨大な空孔となってしまう。また、潤滑剤が凝集粒子として存在すると、所定の配向度向上効果及び離型効果を得るために、理想的な量よりも多量の潤滑剤を添加しなければならず、焼結後の残留炭素の影響で希土類永久磁石の保磁力低下を招くといった問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、潤滑剤の分散性を上げるために潤滑剤を添加するタイミングを工夫している。例えば、特許文献１では、粗粉砕後かつ微粉砕前に潤滑剤を添加している。
【０００６】
【特許文献１】特許第２９１５５６０号公報
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１においては、潤滑剤による潤滑性が十分発揮できる量を添加した場合には、粉砕機の配管などの損耗が激しくなってしまうという問題が生じる。
そこで本発明者等は、潤滑剤添加による配向度の向上等の効果を享受しつつ、粉砕機器の損耗を低減する手法として、特許文献２及び特許文献３において、比較的少量の固体状の潤滑剤を微粉砕前に添加し、液体状の潤滑剤又は潤滑剤を溶解する溶剤を微粉砕後に添加することにより、少ない潤滑剤で潤滑効果を得ることができることを開示している。
【０００８】
【特許文献２】特開２００４−６７６１号公報
【特許文献３】特開２００３−６８５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２及び特許文献３では、微粉砕後に液体状の潤滑剤又は潤滑剤を溶解する溶剤を添加することにより、潤滑剤添加による配向性の向上等の効果を享受しつつ、粉砕機器の損耗を低減することができる。しかし、例えば特許文献２において、微粉砕前に脂肪酸アミドを０．３ｗｔ％添加し、さらに微粉砕後に脂肪酸エステルを０．２ｗｔ％添加しているように、最終的に添加される潤滑剤の量を低減するまでには至っていない。希土類永久磁石の磁気特性を考えると、全体として添加される潤滑剤の量は少ないほど好ましい。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮できる希土類永久磁石の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮できる、微粉砕粉末と潤滑剤の混合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
微粉砕後の状態における潤滑剤の分散性を確保するためには、特許文献１にも示されるように粗粉砕後に潤滑剤を添加して微粉砕を行うことが好ましい。しかし、この微粉砕のみでは、微粉砕粉末における潤滑剤の分散性は未だ十分とはいえない。そこで本発明者等は、微粉砕粉末における潤滑剤の分散性を極限まで高めるべく微粉砕後の微粉砕粉末と潤滑剤の混合物をさらに撹拌して混合処理する検討を行った。その結果、詳しくは後述するが、ある種の混合機を用いて処理したところ、非処理物の温度が上昇、具体的には３０℃以上の温度となり、このようにして得られた微粉砕粉末を用いて作製された希土類永久磁石は残留磁束密度（Ｂｒ）が向上した。
【００１１】
以上の検討結果に基づいてなされた本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造方法であって、原料合金を粗粉砕する粗粉砕工程と、粗粉砕工程で得られる粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する工程と、潤滑剤が添加された粗粉砕粉末を微粉砕する微粉砕工程と、微粉砕工程で得られた微粉砕粉末と潤滑剤との混合物を、３０℃以上潤滑剤の融点未満の温度域で撹拌する混合工程と、混合工程を経た微粉砕粉末を磁場中で成形する成形工程と、成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、を備えることを特徴とする。
本発明の希土類永久磁石の製造方法において、混合工程は、混合物を３５〜７０℃の温度域で撹拌することが高い残留磁束密度（Ｂｒ）を得るために好ましい。
【００１２】
混合物を上記温度域に加熱する手法としては、混合工程において、堆積状態にある微粉砕粉末同士の摩擦により微粉砕粉末を加熱することが好ましい。撹拌により微粉砕粉末を自発的に発熱させる手法である。外部の加熱手段により微粉砕粉末を加熱することも本発明は許容するが、自発的な発熱を利用する方が、エネルギー消費の観点から好ましい。
【００１３】
本発明の希土類永久磁石の製造方法は、潤滑剤の添加量が、０．０１〜０．２ｗｔ％と少ない量で高い配向度を得ることを可能にし、ひいては高い残留磁束密度（Ｂｒ）を有する希土類永久磁石を得ることができる。また、本発明によれば、固体状の潤滑剤のみを用いて、以上のような少ない量で高い残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができるという利点がある。
なお、本発明において、添加すべき潤滑剤の一部を微粉砕後に添加してから混合工程を行うこともできる。微粉砕時の粉砕機器の損耗の防止に有効である。
【００１４】
本発明は以上のように潤滑剤が添加された微粉砕粉末を混合する際の温度域を特定するものであるが、この温度域に微粉砕粉末を加熱するために、撹拌による微粉砕粉末同士の摩擦を利用することが好ましい。すなわち、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造に用いる原料粉末と固体状態の潤滑剤を撹拌して混合する方法であって、原料粉末と潤滑剤とを含む混合物を所定の容器に堆積状態で収容し、堆積状態にある混合物の一部の領域に、回転体による回転力を作用させることで混合物を撹拌しつつ、微粉砕粉末同士の摩擦により混合物を加熱することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、潤滑剤は、混合の過程において、固体状態を維持することが好ましい。潤滑剤が溶融してしまうと、凝固過程で微粉砕粉末を凝集させるおそれがあるからである。
また本発明において、混合は、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気下で行われることが好ましい。微粉砕粉末同士の摩擦による発熱によって、微粉砕粉末は酸化しやすい状態となっているためである。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮して、高い残留磁束密度（Ｂｒ）の希土類永久磁石を製造することができる。しかも、本発明によれば、潤滑剤の添加量を抑制できるから、微粉砕における粉砕機の損耗を防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本実施の形態は、粉末冶金法を用いた希土類永久磁石の製造方法であり、微粉砕前に固体の潤滑剤を添加し、かつ微粉砕後に潤滑剤と微粉砕粉末を所定温度域において撹拌、混合することを特徴とする。以下、本発明による製造方法を詳述する。
図１に示すように、本実施の形態による希土類永久磁石の製造方法は、原料合金作製工程、粗粉砕工程、潤滑剤添加工程、混合工程、微粉砕工程、加熱撹拌・混合工程、磁場中成形工程、焼結工程及び時効熱処理工程とを含む。
＜原料合金作製工程＞
原料合金は、真空又は不活性ガス、望ましくはアルゴン雰囲気中でストリップキャスト法、その他公知の溶解法により作製することができる。ストリップキャスト法は、原料金属をアルゴンガス雰囲気などの非酸化雰囲気中で溶解して得た溶湯を回転するロールの表面に噴出させる。ロールで急冷された溶湯は、薄板又は薄片（鱗片）状に急冷凝固される。原料合金は、ストリップキャスト法に限らず、高周波誘導溶解等の他の溶解法によって得ることもできる。また、還元拡散法によって得られた合金を原料合金として用いることもできる。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得る場合、Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶粒を主体とする合金（低Ｒ合金）と、低Ｒ合金よりＲを多く含む合金（高Ｒ合金）とを用いる所謂混合法を本発明に適用することもできる。
【００１８】
＜粗粉砕工程＞
粗粉砕工程では、原料合金を、粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕し、粗粉砕粉末を得る。粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行うことが望ましい。粗粉砕に先立って、原料合金に水素を吸蔵させた後に放出させることにより粉砕を行うことが効果的である。水素放出処理は、希土類永久磁石として不純物となる水素を減少させることを目的として行われる。水素吸蔵は室温から２００℃で３０分以上、好ましくは１時間以上行い、脱水素処理は、真空中又はアルゴンガスフローにて、３５０〜６５０℃で行う。なお、水素吸蔵処理、脱水素処理は必須の処理ではない。この水素粉砕を粗粉砕と位置付けて、機械的な粗粉砕を省略することもできる。
【００１９】
＜潤滑剤添加工程＞
粗粉砕工程で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する。本発明における潤滑剤の種類は問わないが、入手容易性等の観点から、脂肪酸系化合物を用いることが好ましい。脂肪酸系化合物としては、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸の金属セッケン、脂肪酸アミドなどが好ましく、その中でも脂肪酸アミドが特に好ましい。脂肪酸アミドの中でも、特にカプリル酸アミド、カプリン酸アミド、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、ベヘン酸アミドの１種又は２種以上を用いることが好ましい。潤滑剤としてショウノウ又はパラフィンを用いることも可能である。
添加する潤滑剤の形態は特に制約はないが、効率よく均一な分散を行うためには粉末状の潤滑剤が好ましい。また、添加する際の潤滑剤の粒径についても特に制約はないが、粗粉砕粉末と同等以下の粒径を有していることが好ましい。
【００２０】
潤滑剤の添加量は、粉砕性を向上させるという点からすれば、なるべく多くするのが好ましいが、磁気特性及び成形体の強度の観点からすれば、なるべく少なくするのが好ましい。したがって、０．０１〜１ｗｔ％の範囲で潤滑剤を添加することができる。特に、本発明では少ない量の潤滑剤であっても、配向度向上という効果を最大限発揮させることができるので、潤滑剤の添加量は、０．０１〜０．２ｗｔ％とすることができ、さらには０．０１〜０．１５ｗｔ％とすることができる。
＜混合工程＞
潤滑剤添加後の混合工程は必須のものではないが、潤滑剤を添加後に、粗粉砕粉末と潤滑剤とを混合することが好ましい。後述する微粉砕の際に粗粉砕粉末に対する潤滑剤の分散性を向上する効果が期待される。この混合は、スクリュ式の混合装置（例えば、ホソカワミクロン（株）製のナウタミキサ）等により５〜３０分間ほど行なう程度でよい。
【００２１】
＜微粉砕工程＞
さて、潤滑剤が添加された粗粉砕粉末の微粉砕には主にジェットミル（気流式粉砕機）を用い、平均粒径２．５〜６μｍ、望ましくは３〜５μｍの微粉砕粉末（粉砕粉）を得る。ジェットミルは、高圧の不活性ガスを狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲットあるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。この微粉砕工程において、粗粉砕粉末のみならず、固体状態の潤滑剤も粉砕される。さらに、得られる微粉砕粉末と潤滑剤との混合物において、微粉砕粉末に対する潤滑剤の分散状態は、微粉砕前に比べて格段に向上する。しかし、より少ない量の潤滑剤で高い配向度を得るためには、微粉砕粉末に対する潤滑剤の分散状態をさらに上げるのが本発明の趣旨である。
【００２２】
＜加熱撹拌・混合工程＞
本発明は、微粉砕粉末と潤滑剤の混合物を撹拌する。微粉砕粉末に対する潤滑剤の分散状態を上げるためである。本発明では、この撹拌を３０℃以上の温度域で行う。後述する実施例に示すように、３０℃以上の温度域で撹拌を行うことにより、高い残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができる。ただし、撹拌の温度が高すぎて潤滑剤が溶融すると、その凝固過程で潤滑剤同士又は微粉砕粉末を凝集させてしまうので好ましくない。したがって、この工程における温度は、潤滑剤の溶融温度未満とする。撹拌のさらに好ましい温度域は３５〜７０℃、さらに好ましい温度域は４０〜６０℃である。なお、いくつかの潤滑剤の融点を以下に示しておく。
ステアリン酸：７２℃
ステアリン酸亜鉛：１４０℃
カプリル酸アミド：１１０℃
カプリン酸アミド：１００℃
ラウリン酸アミド：１１０℃
ステアリン酸アミド：１０８℃
オレイン酸アミド：７５℃
ベヘン酸アミド：１１１℃
ベヘン酸：８１℃
【００２３】
撹拌を以上の温度域で行うために、本発明では撹拌による微粉砕粉末同士の摩擦熱を利用することができる。このように摩擦を利用して加熱するための装置の構成概要を図２に示す。この撹拌装置１０は、微粉砕粉末Ｐを収容する容器１と、微粉砕粉末Ｐを撹拌する撹拌翼２と、撹拌翼２を回転駆動するモータ３とを備えている。所定量の微粉砕粉末Ｐを容器１に堆積状態で収容し、堆積状態にある微粉砕粉末Ｐの一部の領域に、撹拌翼２による回転力を作用させる。微粉砕粉末Ｐの一部の領域に、撹拌翼２による回転力を作用させると、堆積されている微粉砕粉末Ｐの一部の領域及び他の領域は流動状態となり、微粉砕粉末Ｐ同士に摩擦が生じて、微粉砕粉末Ｐは外部からの加熱を行うことなく、自発的に発熱する。この撹拌による混合は、高速流動型混合方式と称することができる。粉末の流動状態が維持される範囲であれば、この撹拌翼２の回転数が速ければ速いほど摩擦による加熱を迅速に行える。撹拌翼２の回転数は、処理する微粉砕粉末Ｐの量によって変わるが、数百〜数千ｒｐｍ程度とすれば数分で本発明が要求する温度に微粉砕粉末Ｐを加熱することができる。なお、本発明者等の検討によれば、公知の混合あるいは粉砕方法の中で、ボールミル、スクリュ式の混合装置では、相当長時間処理しなければ、微粉砕粉末Ｐの自己発熱によって３０℃以上の温度に加熱することは困難であった。
【００２４】
撹拌を上記温度域で行うためには、微粉砕粉末同士の摩擦による自己発熱を利用する以外に、加熱手段を用いることもできることはいうまでもない。例えば、上記温度範囲に加熱された雰囲気中で微粉砕粉末と潤滑剤の混合物を撹拌してもよい。
また、本発明の撹拌による混合工程は、低酸素雰囲気で行うことが好ましい。微粉砕粉末を構成するＲ及びＦｅは酸化しやすい元素であり、加熱により酸化は助長される。したがって、加熱を伴う撹拌による混合工程は、酸素量が１００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下の雰囲気下で行うことが好ましい。なお、この工程に限らず、高い磁気特性の希土類永久磁石を得るためには、他の工程、つまり粗粉砕工程から焼結工程に至るまで、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気とすることが好ましい。このような低酸素雰囲気で各工程を実施することにより、酸素量が２０００ｐｐｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得ることができる。
【００２５】
本発明は、微粉砕前に潤滑剤を添加することを前提としているが、添加する潤滑剤の全量を微粉砕前に添加することを必須とするものではない。例えば、添加すべき潤滑剤の５０％を微粉砕前に添加し、残りの５０％を微粉砕後に行われる加熱撹拌・混合工程の際に添加してもよい。この場合、微粉砕前に添加する潤滑剤と微粉砕後に添加する潤滑剤の種類を変えることもできる。これは、微粉砕前に固体状態の潤滑剤を添加し、微粉砕後に液体状の潤滑剤を添加することを包含する。液体状の潤滑剤としては、脂肪酸エステルが好ましく、その中ではカプリル酸エチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチルを用いるのが好ましい。微粉砕前に固体状態の潤滑剤を添加し、微粉砕後にも固体状の潤滑剤を添加することももちろん可能である。
【００２６】
＜磁場中成形工程＞
以上のようにして得られた微粉砕粉末は、金型キャビティに充填され、磁場中成形に供される。磁場中成形における成形圧力は０．３〜３ｔｏｎ／ｃｍ２の範囲とすればよい。成形圧力は成形開始から終了まで一定であってもよく、漸増又は漸減してもよく、あるいは不規則変化してもよい。成形圧力が低いほど配向度は良好となるが、成形圧力が低すぎると成形体の強度が不足してハンドリングに問題が生じるので、この点を考慮して上記範囲から成形圧力を選択する。磁場中成形で得られる成形体の最終的な相対密度は、通常、５０〜６０％である。
また、印加する磁場は、１２〜２０ｋＯｅ程度とすればよい。また、印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状の磁場とすることもできる。また、静磁場とパルス状磁場を併用することもできる。
【００２７】
本発明は、磁場中成形に先立つ加熱撹拌・混合工程において、潤滑剤が微粉砕粉末中に十分に分散しているため、潤滑剤の添加量が少量であっても、磁場中成形で高い配向度を得ることができる。高い配向度は、希土類永久磁石としての残留磁束密度（Ｂｒ）の値から判断できる。また、潤滑剤が微粉砕粉末中に十分に分散しているため、成形体が金型壁面に付着したりするおそれもなく、安定した磁場中成形を実施することができる。
【００２８】
＜焼結工程＞
磁場中成形により得られた成形体には、潤滑剤除去処理が施される。炭素残留による磁気特性低下を防止するためである。潤滑剤除去処理は、真空中あるいは水素雰囲気中で、所定の熱処理条件で行うのが好ましい。潤滑剤除去処理は、焼結の昇温過程で行うことが効率的である。
潤滑剤除去処理後、成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、平均粒径と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、真空中で、１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度焼結すればよい。
【００２９】
＜時効熱処理工程＞
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。この工程は、保磁力（ＨｃＪ）を制御する重要な工程であり、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施すことが好ましい。この時効処理としては、２段時効処理が好ましい。１段目の時効処理工程では、７００〜９００℃の範囲内に１〜３時間保持する。次いで、室温〜２００℃の範囲内にまで急冷する第１急冷工程を設ける。２段目の時効処理工程では、５００〜７００℃の範囲内に１〜３時間保持する。次いで、室温まで急冷する第２急冷工程を設ける。６００℃近傍の熱処理で保磁力（ＨｃＪ）が大きく増加するため、時効処理を１段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。
【００３０】
＜磁石組成＞
本発明は、例えば、希土類永久磁石、特にＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石に適用することができる。
このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、希土類元素（Ｒ）を２５〜３７ｗｔ％含有する。ここで、本発明におけるＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕの１種又は２種以上から選択される。Ｒの量が２５ｗｔ％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の主相となるＲ２Ｔ１４Ｂ相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Ｆｅなどが析出し、保磁力が著しく低下する。一方、Ｒが３７ｗｔ％を超えると主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。またＲが酸素と反応し、含有する酸素量が増え、これに伴い保磁力発生に有効なＲリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。したがって、Ｒの量は２５〜３７ｗｔ％とする。望ましいＲの量は２８〜３５ｗｔ％、さらに望ましいＲの量は２８．５〜３３ｗｔ％である。
【００３１】
また、このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、ホウ素（Ｂ）を０．５〜４．５ｗｔ％含有する。Ｂが０．５ｗｔ％未満の場合には高い保磁力を得ることができない。一方で、Ｂが４．５ｗｔ％を超えると残留磁束密度が低下する傾向がある。したがって、Ｂの上限を４．５ｗｔ％とする。望ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに望ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、Ｃｏを３ｗｔ％以下（０を含まず）、望ましくは０．１〜２ｗｔ％、さらに望ましくは、０．３〜１．５ｗｔ％含有することができる。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、キュリー温度の向上、粒界相の耐食性向上に効果がある。
【００３２】
また、このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、Ａｌ及びＣｕの１種又は２種を０．０２〜０．５ｗｔ％の範囲で含有することができる。この範囲でＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有させることにより、得られる永久磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度特性の改善が可能となる。Ａｌを添加する場合において、望ましいＡｌの量は０．０３〜０．３ｗｔ％、さらに望ましいＡｌの量は、０．０５〜０．２５ｗｔ％である。また、Ｃｕを添加する場合において、望ましいＣｕの量は０．１５ｗｔ％以下（０を含まず）、さらに望ましいＣｕの量は０．０３〜０．１２ｗｔ％である。
さらに、このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、他の元素の含有を許容する。例えば、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。特に、低酸素量のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を作製する場合には、結晶粒の粗大化防止のために、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＴａの１種又は２種以上を添加することが好ましい。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を２０００ｐｐｍ以下、さらには１５００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。また、本発明では、潤滑剤の添加量を低減することができるので、炭素量を１５００ｐｐｍ以下、さらには１０００ｐｐｍ以下に規制することができる。
【実施例１】
【００３３】
ストリップキャスト法により、２８．１ｗｔ％Ｎｄ−０．０６ｗｔ％Ｃｕ−０．１２ｗｔ％Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｚｒ−１．１ｗｔ％Ｂ−Ｆｅ．ｂａｌの組成を有する低Ｒ合金と、３５ｗｔ％Ｎｄ−０．５ｗｔ％Ｃｕ−０．１ｗｔ％Ａｌ−１０ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ．ｂａｌの組成を有する高Ｒ合金を作製した。
次いで、低Ｒ合金及び高Ｒ合金を９０：１０の重量比で配合した後に、室温にて水素を吸蔵させた。その後、Ａｒ雰囲気中で６００℃×１時間保持する脱水素処理を行った。脱水素処理により低Ｒ合金及び高Ｒ合金は数百μｍ程度に粗粉砕された。なお、この水素粉砕処理の工程から後述する焼結の工程までは、酸素量が１００ｐｐｍ以下の雰囲気下で各工程が実施された。もちろん、各工程間の雰囲気も酸素量が１００ｐｐｍ以下に規制されている。
【００３４】
水素粉砕処理で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤としてオレイン酸アミドを０．１ｗｔ％添加した。なお、オレイン酸アミドの融点は７５℃である。オレイン酸アミドが添加された粗粉砕粉末をジェットミルにて平均粒径が３．５〜４μｍになるまで微粉砕した。
【００３５】
ジェットミルにより得られた潤滑剤を含む微粉砕粉末を、図２に示す高速流動型の撹拌装置１０を用いて混合処理した。なお、回転翼２の回転数を１００００ｒｐｍ（実施例Ａ）と４０００ｒｐｍ（実施例Ｂ）の２種類とした。また、前述したスクリュ式の混合機を用いてジェットミルにより得られた潤滑剤を含む微粉砕粉末を撹拌・混合処理した（比較例Ａ）。なお、種々の時間で処理を終了した。
【００３６】
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、微粉砕粉末を磁場中成形した。なお、磁場中成形は、成形圧力：１．４ｔｏｎ／ｃｍ２、印加磁場：１７ｋＯｅの条件で行った。
磁場中成形で得られた成形体を焼結した。焼結は、真空中、１０９０℃で４時間保持する条件とした。次いで得られた焼結体に８００℃×１時間と５４０℃×１時間（ともにＡｒ雰囲気中）の２段時効処理を施した。
【００３７】
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の組成分析を行ったところ、以下の通りであった。
２８．７ｗｔ％Ｎｄ−０．１ｗｔ％Ｃｕ−０．１２ｗｔ％Ａｌ−０．１８ｗｔ％Ｚｒ−１ｗｔ％Ｂ−１ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ．ｂａｌ
また、これらＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の酸素量、窒素量及び炭素量は以下の通りであった。
酸素量：８９０〜１０２０ｐｐｍ
窒素量：３２０〜３８０ｐｐｍ
炭素量：６８０〜８２０ｐｐｍ
【００３８】
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。微粉砕後の撹拌による混合の処理時間と磁気特性の関係を図３（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図４（保磁力（ＨｃＪ））に示す。図３及び図４に示すように、混合時間によって残留磁束密度（Ｂｒ）が変動することがわかった。ただし、保磁力（ＨｃＪ）は、混合時間によって、また混合の方式によって変動していない。これは、水素粉砕処理以降の各工程を１００ｐｐｍ以下の酸素量の雰囲気で行うことにより、酸化を抑制できたからである。
【００３９】
本発明者等は、磁気特性が混合処理時間によって変動する理由を確認すべく、撹拌処理時間毎の微粉砕粉末の温度を測定した。その結果を図５に示す。図５に示すように、混合処理時間が長くなるにつれて微粉砕粉末の温度が上昇することがわかる。特に、１００００ｒｐｍの高速流動型の混合機を用いた場合の温度上昇が顕著である。
【００４０】
以上の結果に基づき、混合処理時の到達温度と希土類永久磁石の磁気特性の関係を図６及び図７に示した。図６及び図７に示すように、保磁力（ＨｃＪ）は温度によって変動しないが、残留磁束密度（Ｂｒ）は混合処理における到達温度によって変動する。本実施例で用いたオレイン酸アミドの場合、混合処理における温度が３０〜７５℃の範囲で１００〜２００Ｇも残留磁束密度（Ｂｒ）が向上することがわかる。
【実施例２】
【００４１】
潤滑剤としてラウリン酸アミド（融点：１１０℃）を用いる以外は実施例１と同様にしてジェットミルにより微粉砕粉末を得た。なお、ラウリン酸アミドの添加量を種々変えた。
ジェットミルにより得られた潤滑剤を含む微粉砕粉末を、図２に示す高速流動型の撹拌装置１０を用いて７００ｓｅｃ混合処理（到達温度：６０℃）した。なお、回転翼２の回転数を４０００ｒｐｍ（実施例Ｃ）とした。
【００４２】
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、実施例１と同様にして磁場中成形、焼結を行ってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得た。
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。なお、高速流動型の撹拌装置１０を用いた混合処理を行わない以外は実施例Ｃと同様にして得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（比較例Ｃ）についても磁気特性を測定した。
【００４３】
潤滑剤の添加量と磁気特性の関係を図８（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図９（保磁力（ＨｃＪ））に示す。図８に示すように、撹拌装置１０を用いた混合処理を行った実施例Ｃの方が当該処理を行わない比較例Ｃよりも高い残留磁束密度（Ｂｒ）が得られることがわかる。また、図８及び図９より、潤滑剤の添加量が少ないと高い保磁力（ＨｃＪ）が得られ、逆に潤滑剤の添加量が多いほど高い残留磁束密度（Ｂｒ）が得られることがわかる。これは、潤滑剤に起因するＣの残留量に起因するものと解される。
なお、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の組成を確認したところ、実施例１と同様であった。
またＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の酸素量、窒素量及び炭素量についても実施例１と同様であった。
【実施例３】
【００４４】
実施例１と同様にしてジェットミルにより微粉砕粉末を得た。得られた微粉砕粉末を実施例１の比較例Ａで用いたスクリュ式混合機を用いて撹拌・混合処理した。ただし、スクリュ式混合機の容器の外周に熱媒体（加熱された油）を循環させることにより、処理されている微粉砕粉末を加熱した。なお、種々の時間で処理を終了した。
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、実施例１と同様にして磁場中成形、焼結を行ってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得た。得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。
【００４５】
撹拌・混合処理の過程で微粉砕粉末が加熱された温度と磁気特性の関係を図１０（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図１１（保磁力（ＨｃＪ））に示す。なお、図１０及び図１１には、前述した実施例１の結果を併せて示している。図１０及び図１１に示すように、専ら外部から加熱を加えつつ撹拌・混合処理した場合にも、残留磁束密度（Ｂｒ）の向上効果が得られる。
【実施例４】
【００４６】
第１の潤滑剤としてオレイン酸アミド（融点：７５℃）を用い、実施例１と同様にしてジェットミルにより微粉砕粉末を得た。ジェットミルにより得られた第１の潤滑剤を含む微粉砕粉末に、第２の潤滑剤としてステアリン酸（融点：７２℃）を添加し、図２に示す高速流動型の撹拌装置１０を用い、７００ｓｅｃ混合処理（到達温度：６０℃）を行った。その際、回転翼２の回転数を４０００ｒｐｍとした。なお、オレイン酸アミドの添加量を０．１ｗｔ％に固定したが、ステアリン酸の添加量は表１に示すように種々変えた。
【００４７】
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、実施例１と同様にして磁場中成形、焼結を行ってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（試料Ｎｏ．１〜３）を得た。
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。なお、第２の潤滑剤を添加しない以外は上記と同様にして得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（試料Ｎｏ．４）についても磁気特性を測定した。また、オレイン酸アミドの添加量を０．１２５ｗｔ％、０．１５ｗｔ％、０．１７５ｗｔ％と変動させた以外は試料Ｎｏ．４と同様に作製したＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（試料Ｎｏ．５〜７）についても磁気特性を測定した。これらの結果を表１に示す。また、試料Ｎｏ．１〜４について、潤滑剤の合計添加量（第１の潤滑剤及び第２の潤滑剤との合計添加量）と磁気特性の関係を図１２（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図１３（保磁力（ＨｃＪ））に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
図１２及び図１３より、実施例３と同様の傾向が確認できた。つまり、第２の潤滑剤を微粉砕後に添加した場合にも、潤滑剤の合計添加量が少ないと高い保磁力（ＨｃＪ）が得られ、逆に潤滑剤の合計添加量が多いほど高い残留磁束密度（Ｂｒ）が得られた。但し、潤滑剤の合計添加量が０．１５ｗｔ％の場合と０．１７５ｗｔ％の場合とでは、残留磁束密度（Ｂｒ）が同等であることから、潤滑剤添加による残留磁束密度（Ｂｒ）向上という効果を享受するためには適切な添加量があるといえる。
【００５０】
次に、試料Ｎｏ．１〜７をそれぞれ所定数作製した後の粉砕機の磨耗状態を調べた。その結果を表１に併せて示す。粉砕機の磨耗状態の調査にあたっては、粉砕機配管内において最も磨耗が生じやすい屈曲部を観察した。表１の「粉砕機の磨耗状態」の欄において、「○」、「×」の基準は以下の通りである。
【００５１】
○（粉砕機の磨耗が軽微）：５００ｋｇの原料を粉砕した際に粉砕機配管内の屈曲部の肉厚の磨耗が３％未満である。
×（粉砕機の磨耗が著しい）：５００ｋｇの原料を粉砕した際に粉砕機配管内の屈曲部の肉厚の磨耗が３％以上減少している。
【００５２】
表１に示すように、微粉砕前ならびに微粉砕後の２回に分けて潤滑剤を添加した試料Ｎｏ．１〜３の場合、いずれも粉砕機の磨耗が軽微であった。これに対し、潤滑剤を微粉砕前にまとめて添加した試料Ｎｏ．４〜７の場合、試料Ｎｏ．４（潤滑剤添加量：０．１ｗｔ％）および試料Ｎｏ．５（潤滑剤添加量：０．１２５ｗｔ％）については粉砕機の磨耗が軽微であったが、潤滑剤の合計添加量がそれぞれ０．１５ｗｔ％、０．１７５ｗｔ％である試料Ｎｏ．６、７については粉砕機の磨耗が著しかった。
また潤滑剤の合計添加量が同じである試料Ｎｏ．２と試料Ｎｏ．６とを比較すると、前者は粉砕機の磨耗が軽微であるのに対し、後者では粉砕機の磨耗が著しかった。同様に、試料Ｎｏ．３と試料Ｎｏ．７とを比較すると、やはり前者は粉砕機の磨耗が軽微であるのに対し、後者では粉砕機の磨耗が著しかった。
以上の結果から、添加すべき潤滑剤の一部を微粉砕後の混合工程にて添加することは微粉砕時の粉砕機の磨耗の防止に有効であるといえる。また、潤滑剤の添加量が０．１５ｗｔ％以上の場合には、潤滑剤の一部を微粉砕後に添加した方がよいことがわかった。
なお、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の組成を確認したところ、実施例１と同様であった。またＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の酸素量、窒素量及び炭素量についても実施例１と同様であった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の製造工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明に適用できる撹拌装置の構成概要を示す断面図である。
【図３】実施例１における混合処理時間と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図４】実施例１における混合処理時間と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図５】実施例１における混合処理時間と微粉砕粉末の温度の関係を示すグラフである。
【図６】実施例１における混合処理時の到達温度と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図７】実施例１における混合処理時の到達温度と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図８】実施例２における潤滑剤添加量と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図９】実施例２における潤滑剤添加量と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図１０】実施例３における混合処理時の到達温度と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例３における混合処理時の到達温度と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例４における潤滑剤の合計添加量と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図１３】実施例４における潤滑剤の合計添加量と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１…容器、２…撹拌翼、３…モータ、１０…撹拌装置、Ｐ…微粉砕粉末
【技術分野】
【０００１】
本発明は、希土類永久磁石の製造方法に関し、高い磁気特性、特に残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができる希土類永久磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（Ｒは希土類元素の１種又は２種以上であり、ＴはＦｅ、又はＦｅ及びＣｏ）は、磁気特性に優れていることや、主成分であるＮｄが資源的に豊富で比較的安価であることから、各種モータ等の電気機器に使用されている。
【０００３】
希土類永久磁石の製造方法の一例として粉末冶金法がある。粉末冶金法は低コストでの製造が可能なことから広く用いられている。粉末冶金法では、原料合金を粗粉砕及び微粉砕し、数μｍの微粉砕粉末を得る。このようにして得られた微粉砕粉末を静磁場中で磁場配向させ、磁場がかかった状態のままプレス成形を行う。このとき、成形時の粉末同士の摩擦や粉末と金型壁面との摩擦により磁気的な配向度が上がらず、磁気特性の向上を十分に図ることができない。また、金型面及び成形体表面に損傷が生じやすく、品質上及び製品歩留まり上好ましくない。そのために、潤滑剤を添加し、潤滑剤を微粉砕粉末表面へ被覆することが行われている。つまり、潤滑剤は、磁場中成形時の合金粉末の流動性を確保することにより配向度を向上し、かつ金型からの離型を容易にする、等を目的として添加されるものであり、通常、ステアリン酸亜鉛などの有機系材料が用いられる。
【０００４】
前述の潤滑剤は凝集性が極めて高い。したがって、長時間撹拌した後にも凝集粒子として存在する。そして、潤滑剤は焼結により蒸発するため、潤滑剤の凝集粒子が存在していたところは、焼結後に巨大な空孔となってしまう。また、潤滑剤が凝集粒子として存在すると、所定の配向度向上効果及び離型効果を得るために、理想的な量よりも多量の潤滑剤を添加しなければならず、焼結後の残留炭素の影響で希土類永久磁石の保磁力低下を招くといった問題がある。
【０００５】
このような問題を解決するために、潤滑剤の分散性を上げるために潤滑剤を添加するタイミングを工夫している。例えば、特許文献１では、粗粉砕後かつ微粉砕前に潤滑剤を添加している。
【０００６】
【特許文献１】特許第２９１５５６０号公報
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１においては、潤滑剤による潤滑性が十分発揮できる量を添加した場合には、粉砕機の配管などの損耗が激しくなってしまうという問題が生じる。
そこで本発明者等は、潤滑剤添加による配向度の向上等の効果を享受しつつ、粉砕機器の損耗を低減する手法として、特許文献２及び特許文献３において、比較的少量の固体状の潤滑剤を微粉砕前に添加し、液体状の潤滑剤又は潤滑剤を溶解する溶剤を微粉砕後に添加することにより、少ない潤滑剤で潤滑効果を得ることができることを開示している。
【０００８】
【特許文献２】特開２００４−６７６１号公報
【特許文献３】特開２００３−６８５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献２及び特許文献３では、微粉砕後に液体状の潤滑剤又は潤滑剤を溶解する溶剤を添加することにより、潤滑剤添加による配向性の向上等の効果を享受しつつ、粉砕機器の損耗を低減することができる。しかし、例えば特許文献２において、微粉砕前に脂肪酸アミドを０．３ｗｔ％添加し、さらに微粉砕後に脂肪酸エステルを０．２ｗｔ％添加しているように、最終的に添加される潤滑剤の量を低減するまでには至っていない。希土類永久磁石の磁気特性を考えると、全体として添加される潤滑剤の量は少ないほど好ましい。
本発明は、このような技術的課題に基づいてなされたもので、より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮できる希土類永久磁石の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮できる、微粉砕粉末と潤滑剤の混合方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
微粉砕後の状態における潤滑剤の分散性を確保するためには、特許文献１にも示されるように粗粉砕後に潤滑剤を添加して微粉砕を行うことが好ましい。しかし、この微粉砕のみでは、微粉砕粉末における潤滑剤の分散性は未だ十分とはいえない。そこで本発明者等は、微粉砕粉末における潤滑剤の分散性を極限まで高めるべく微粉砕後の微粉砕粉末と潤滑剤の混合物をさらに撹拌して混合処理する検討を行った。その結果、詳しくは後述するが、ある種の混合機を用いて処理したところ、非処理物の温度が上昇、具体的には３０℃以上の温度となり、このようにして得られた微粉砕粉末を用いて作製された希土類永久磁石は残留磁束密度（Ｂｒ）が向上した。
【００１１】
以上の検討結果に基づいてなされた本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造方法であって、原料合金を粗粉砕する粗粉砕工程と、粗粉砕工程で得られる粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する工程と、潤滑剤が添加された粗粉砕粉末を微粉砕する微粉砕工程と、微粉砕工程で得られた微粉砕粉末と潤滑剤との混合物を、３０℃以上潤滑剤の融点未満の温度域で撹拌する混合工程と、混合工程を経た微粉砕粉末を磁場中で成形する成形工程と、成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、を備えることを特徴とする。
本発明の希土類永久磁石の製造方法において、混合工程は、混合物を３５〜７０℃の温度域で撹拌することが高い残留磁束密度（Ｂｒ）を得るために好ましい。
【００１２】
混合物を上記温度域に加熱する手法としては、混合工程において、堆積状態にある微粉砕粉末同士の摩擦により微粉砕粉末を加熱することが好ましい。撹拌により微粉砕粉末を自発的に発熱させる手法である。外部の加熱手段により微粉砕粉末を加熱することも本発明は許容するが、自発的な発熱を利用する方が、エネルギー消費の観点から好ましい。
【００１３】
本発明の希土類永久磁石の製造方法は、潤滑剤の添加量が、０．０１〜０．２ｗｔ％と少ない量で高い配向度を得ることを可能にし、ひいては高い残留磁束密度（Ｂｒ）を有する希土類永久磁石を得ることができる。また、本発明によれば、固体状の潤滑剤のみを用いて、以上のような少ない量で高い残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができるという利点がある。
なお、本発明において、添加すべき潤滑剤の一部を微粉砕後に添加してから混合工程を行うこともできる。微粉砕時の粉砕機器の損耗の防止に有効である。
【００１４】
本発明は以上のように潤滑剤が添加された微粉砕粉末を混合する際の温度域を特定するものであるが、この温度域に微粉砕粉末を加熱するために、撹拌による微粉砕粉末同士の摩擦を利用することが好ましい。すなわち、本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造に用いる原料粉末と固体状態の潤滑剤を撹拌して混合する方法であって、原料粉末と潤滑剤とを含む混合物を所定の容器に堆積状態で収容し、堆積状態にある混合物の一部の領域に、回転体による回転力を作用させることで混合物を撹拌しつつ、微粉砕粉末同士の摩擦により混合物を加熱することを特徴とする。
【００１５】
本発明において、潤滑剤は、混合の過程において、固体状態を維持することが好ましい。潤滑剤が溶融してしまうと、凝固過程で微粉砕粉末を凝集させるおそれがあるからである。
また本発明において、混合は、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気下で行われることが好ましい。微粉砕粉末同士の摩擦による発熱によって、微粉砕粉末は酸化しやすい状態となっているためである。
【発明の効果】
【００１６】
以上説明したように、本発明によれば、より少ない量の潤滑剤の添加であっても潤滑剤としての効果を十分に発揮して、高い残留磁束密度（Ｂｒ）の希土類永久磁石を製造することができる。しかも、本発明によれば、潤滑剤の添加量を抑制できるから、微粉砕における粉砕機の損耗を防止することもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本実施の形態は、粉末冶金法を用いた希土類永久磁石の製造方法であり、微粉砕前に固体の潤滑剤を添加し、かつ微粉砕後に潤滑剤と微粉砕粉末を所定温度域において撹拌、混合することを特徴とする。以下、本発明による製造方法を詳述する。
図１に示すように、本実施の形態による希土類永久磁石の製造方法は、原料合金作製工程、粗粉砕工程、潤滑剤添加工程、混合工程、微粉砕工程、加熱撹拌・混合工程、磁場中成形工程、焼結工程及び時効熱処理工程とを含む。
＜原料合金作製工程＞
原料合金は、真空又は不活性ガス、望ましくはアルゴン雰囲気中でストリップキャスト法、その他公知の溶解法により作製することができる。ストリップキャスト法は、原料金属をアルゴンガス雰囲気などの非酸化雰囲気中で溶解して得た溶湯を回転するロールの表面に噴出させる。ロールで急冷された溶湯は、薄板又は薄片（鱗片）状に急冷凝固される。原料合金は、ストリップキャスト法に限らず、高周波誘導溶解等の他の溶解法によって得ることもできる。また、還元拡散法によって得られた合金を原料合金として用いることもできる。
Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得る場合、Ｒ２Ｔ１４Ｂ結晶粒を主体とする合金（低Ｒ合金）と、低Ｒ合金よりＲを多く含む合金（高Ｒ合金）とを用いる所謂混合法を本発明に適用することもできる。
【００１８】
＜粗粉砕工程＞
粗粉砕工程では、原料合金を、粒径数百μｍ程度になるまで粗粉砕し、粗粉砕粉末を得る。粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行うことが望ましい。粗粉砕に先立って、原料合金に水素を吸蔵させた後に放出させることにより粉砕を行うことが効果的である。水素放出処理は、希土類永久磁石として不純物となる水素を減少させることを目的として行われる。水素吸蔵は室温から２００℃で３０分以上、好ましくは１時間以上行い、脱水素処理は、真空中又はアルゴンガスフローにて、３５０〜６５０℃で行う。なお、水素吸蔵処理、脱水素処理は必須の処理ではない。この水素粉砕を粗粉砕と位置付けて、機械的な粗粉砕を省略することもできる。
【００１９】
＜潤滑剤添加工程＞
粗粉砕工程で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する。本発明における潤滑剤の種類は問わないが、入手容易性等の観点から、脂肪酸系化合物を用いることが好ましい。脂肪酸系化合物としては、ステアリン酸等の脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸の金属セッケン、脂肪酸アミドなどが好ましく、その中でも脂肪酸アミドが特に好ましい。脂肪酸アミドの中でも、特にカプリル酸アミド、カプリン酸アミド、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、ベヘン酸アミドの１種又は２種以上を用いることが好ましい。潤滑剤としてショウノウ又はパラフィンを用いることも可能である。
添加する潤滑剤の形態は特に制約はないが、効率よく均一な分散を行うためには粉末状の潤滑剤が好ましい。また、添加する際の潤滑剤の粒径についても特に制約はないが、粗粉砕粉末と同等以下の粒径を有していることが好ましい。
【００２０】
潤滑剤の添加量は、粉砕性を向上させるという点からすれば、なるべく多くするのが好ましいが、磁気特性及び成形体の強度の観点からすれば、なるべく少なくするのが好ましい。したがって、０．０１〜１ｗｔ％の範囲で潤滑剤を添加することができる。特に、本発明では少ない量の潤滑剤であっても、配向度向上という効果を最大限発揮させることができるので、潤滑剤の添加量は、０．０１〜０．２ｗｔ％とすることができ、さらには０．０１〜０．１５ｗｔ％とすることができる。
＜混合工程＞
潤滑剤添加後の混合工程は必須のものではないが、潤滑剤を添加後に、粗粉砕粉末と潤滑剤とを混合することが好ましい。後述する微粉砕の際に粗粉砕粉末に対する潤滑剤の分散性を向上する効果が期待される。この混合は、スクリュ式の混合装置（例えば、ホソカワミクロン（株）製のナウタミキサ）等により５〜３０分間ほど行なう程度でよい。
【００２１】
＜微粉砕工程＞
さて、潤滑剤が添加された粗粉砕粉末の微粉砕には主にジェットミル（気流式粉砕機）を用い、平均粒径２．５〜６μｍ、望ましくは３〜５μｍの微粉砕粉末（粉砕粉）を得る。ジェットミルは、高圧の不活性ガスを狭いノズルより開放して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲットあるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法である。この微粉砕工程において、粗粉砕粉末のみならず、固体状態の潤滑剤も粉砕される。さらに、得られる微粉砕粉末と潤滑剤との混合物において、微粉砕粉末に対する潤滑剤の分散状態は、微粉砕前に比べて格段に向上する。しかし、より少ない量の潤滑剤で高い配向度を得るためには、微粉砕粉末に対する潤滑剤の分散状態をさらに上げるのが本発明の趣旨である。
【００２２】
＜加熱撹拌・混合工程＞
本発明は、微粉砕粉末と潤滑剤の混合物を撹拌する。微粉砕粉末に対する潤滑剤の分散状態を上げるためである。本発明では、この撹拌を３０℃以上の温度域で行う。後述する実施例に示すように、３０℃以上の温度域で撹拌を行うことにより、高い残留磁束密度（Ｂｒ）を得ることができる。ただし、撹拌の温度が高すぎて潤滑剤が溶融すると、その凝固過程で潤滑剤同士又は微粉砕粉末を凝集させてしまうので好ましくない。したがって、この工程における温度は、潤滑剤の溶融温度未満とする。撹拌のさらに好ましい温度域は３５〜７０℃、さらに好ましい温度域は４０〜６０℃である。なお、いくつかの潤滑剤の融点を以下に示しておく。
ステアリン酸：７２℃
ステアリン酸亜鉛：１４０℃
カプリル酸アミド：１１０℃
カプリン酸アミド：１００℃
ラウリン酸アミド：１１０℃
ステアリン酸アミド：１０８℃
オレイン酸アミド：７５℃
ベヘン酸アミド：１１１℃
ベヘン酸：８１℃
【００２３】
撹拌を以上の温度域で行うために、本発明では撹拌による微粉砕粉末同士の摩擦熱を利用することができる。このように摩擦を利用して加熱するための装置の構成概要を図２に示す。この撹拌装置１０は、微粉砕粉末Ｐを収容する容器１と、微粉砕粉末Ｐを撹拌する撹拌翼２と、撹拌翼２を回転駆動するモータ３とを備えている。所定量の微粉砕粉末Ｐを容器１に堆積状態で収容し、堆積状態にある微粉砕粉末Ｐの一部の領域に、撹拌翼２による回転力を作用させる。微粉砕粉末Ｐの一部の領域に、撹拌翼２による回転力を作用させると、堆積されている微粉砕粉末Ｐの一部の領域及び他の領域は流動状態となり、微粉砕粉末Ｐ同士に摩擦が生じて、微粉砕粉末Ｐは外部からの加熱を行うことなく、自発的に発熱する。この撹拌による混合は、高速流動型混合方式と称することができる。粉末の流動状態が維持される範囲であれば、この撹拌翼２の回転数が速ければ速いほど摩擦による加熱を迅速に行える。撹拌翼２の回転数は、処理する微粉砕粉末Ｐの量によって変わるが、数百〜数千ｒｐｍ程度とすれば数分で本発明が要求する温度に微粉砕粉末Ｐを加熱することができる。なお、本発明者等の検討によれば、公知の混合あるいは粉砕方法の中で、ボールミル、スクリュ式の混合装置では、相当長時間処理しなければ、微粉砕粉末Ｐの自己発熱によって３０℃以上の温度に加熱することは困難であった。
【００２４】
撹拌を上記温度域で行うためには、微粉砕粉末同士の摩擦による自己発熱を利用する以外に、加熱手段を用いることもできることはいうまでもない。例えば、上記温度範囲に加熱された雰囲気中で微粉砕粉末と潤滑剤の混合物を撹拌してもよい。
また、本発明の撹拌による混合工程は、低酸素雰囲気で行うことが好ましい。微粉砕粉末を構成するＲ及びＦｅは酸化しやすい元素であり、加熱により酸化は助長される。したがって、加熱を伴う撹拌による混合工程は、酸素量が１００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは５０ｐｐｍ以下の雰囲気下で行うことが好ましい。なお、この工程に限らず、高い磁気特性の希土類永久磁石を得るためには、他の工程、つまり粗粉砕工程から焼結工程に至るまで、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気とすることが好ましい。このような低酸素雰囲気で各工程を実施することにより、酸素量が２０００ｐｐｍ以下のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得ることができる。
【００２５】
本発明は、微粉砕前に潤滑剤を添加することを前提としているが、添加する潤滑剤の全量を微粉砕前に添加することを必須とするものではない。例えば、添加すべき潤滑剤の５０％を微粉砕前に添加し、残りの５０％を微粉砕後に行われる加熱撹拌・混合工程の際に添加してもよい。この場合、微粉砕前に添加する潤滑剤と微粉砕後に添加する潤滑剤の種類を変えることもできる。これは、微粉砕前に固体状態の潤滑剤を添加し、微粉砕後に液体状の潤滑剤を添加することを包含する。液体状の潤滑剤としては、脂肪酸エステルが好ましく、その中ではカプリル酸エチル、ラウリン酸エチル、ラウリン酸ブチル、オレイン酸メチル、オレイン酸エチル、オレイン酸ブチルを用いるのが好ましい。微粉砕前に固体状態の潤滑剤を添加し、微粉砕後にも固体状の潤滑剤を添加することももちろん可能である。
【００２６】
＜磁場中成形工程＞
以上のようにして得られた微粉砕粉末は、金型キャビティに充填され、磁場中成形に供される。磁場中成形における成形圧力は０．３〜３ｔｏｎ／ｃｍ２の範囲とすればよい。成形圧力は成形開始から終了まで一定であってもよく、漸増又は漸減してもよく、あるいは不規則変化してもよい。成形圧力が低いほど配向度は良好となるが、成形圧力が低すぎると成形体の強度が不足してハンドリングに問題が生じるので、この点を考慮して上記範囲から成形圧力を選択する。磁場中成形で得られる成形体の最終的な相対密度は、通常、５０〜６０％である。
また、印加する磁場は、１２〜２０ｋＯｅ程度とすればよい。また、印加する磁場は静磁場に限定されず、パルス状の磁場とすることもできる。また、静磁場とパルス状磁場を併用することもできる。
【００２７】
本発明は、磁場中成形に先立つ加熱撹拌・混合工程において、潤滑剤が微粉砕粉末中に十分に分散しているため、潤滑剤の添加量が少量であっても、磁場中成形で高い配向度を得ることができる。高い配向度は、希土類永久磁石としての残留磁束密度（Ｂｒ）の値から判断できる。また、潤滑剤が微粉砕粉末中に十分に分散しているため、成形体が金型壁面に付着したりするおそれもなく、安定した磁場中成形を実施することができる。
【００２８】
＜焼結工程＞
磁場中成形により得られた成形体には、潤滑剤除去処理が施される。炭素残留による磁気特性低下を防止するためである。潤滑剤除去処理は、真空中あるいは水素雰囲気中で、所定の熱処理条件で行うのが好ましい。潤滑剤除去処理は、焼結の昇温過程で行うことが効率的である。
潤滑剤除去処理後、成形体を真空又は不活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、平均粒径と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、真空中で、１０００〜１２００℃で１〜１０時間程度焼結すればよい。
【００２９】
＜時効熱処理工程＞
焼結後、得られた焼結体に時効処理を施すことができる。この工程は、保磁力（ＨｃＪ）を制御する重要な工程であり、不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施すことが好ましい。この時効処理としては、２段時効処理が好ましい。１段目の時効処理工程では、７００〜９００℃の範囲内に１〜３時間保持する。次いで、室温〜２００℃の範囲内にまで急冷する第１急冷工程を設ける。２段目の時効処理工程では、５００〜７００℃の範囲内に１〜３時間保持する。次いで、室温まで急冷する第２急冷工程を設ける。６００℃近傍の熱処理で保磁力（ＨｃＪ）が大きく増加するため、時効処理を１段で行う場合には、６００℃近傍の時効処理を施すとよい。
【００３０】
＜磁石組成＞
本発明は、例えば、希土類永久磁石、特にＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石に適用することができる。
このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、希土類元素（Ｒ）を２５〜３７ｗｔ％含有する。ここで、本発明におけるＲはＹを含む概念を有しており、したがってＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ及びＬｕの１種又は２種以上から選択される。Ｒの量が２５ｗｔ％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の主相となるＲ２Ｔ１４Ｂ相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Ｆｅなどが析出し、保磁力が著しく低下する。一方、Ｒが３７ｗｔ％を超えると主相であるＲ２Ｔ１４Ｂ相の体積比率が低下し、残留磁束密度が低下する。またＲが酸素と反応し、含有する酸素量が増え、これに伴い保磁力発生に有効なＲリッチ相が減少し、保磁力の低下を招く。したがって、Ｒの量は２５〜３７ｗｔ％とする。望ましいＲの量は２８〜３５ｗｔ％、さらに望ましいＲの量は２８．５〜３３ｗｔ％である。
【００３１】
また、このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、ホウ素（Ｂ）を０．５〜４．５ｗｔ％含有する。Ｂが０．５ｗｔ％未満の場合には高い保磁力を得ることができない。一方で、Ｂが４．５ｗｔ％を超えると残留磁束密度が低下する傾向がある。したがって、Ｂの上限を４．５ｗｔ％とする。望ましいＢの量は０．５〜１．５ｗｔ％、さらに望ましいＢの量は０．８〜１．２ｗｔ％である。
このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、Ｃｏを３ｗｔ％以下（０を含まず）、望ましくは０．１〜２ｗｔ％、さらに望ましくは、０．３〜１．５ｗｔ％含有することができる。ＣｏはＦｅと同様の相を形成するが、キュリー温度の向上、粒界相の耐食性向上に効果がある。
【００３２】
また、このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、Ａｌ及びＣｕの１種又は２種を０．０２〜０．５ｗｔ％の範囲で含有することができる。この範囲でＡｌ及びＣｕの１種又は２種を含有させることにより、得られる永久磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度特性の改善が可能となる。Ａｌを添加する場合において、望ましいＡｌの量は０．０３〜０．３ｗｔ％、さらに望ましいＡｌの量は、０．０５〜０．２５ｗｔ％である。また、Ｃｕを添加する場合において、望ましいＣｕの量は０．１５ｗｔ％以下（０を含まず）、さらに望ましいＣｕの量は０．０３〜０．１２ｗｔ％である。
さらに、このＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石は、他の元素の含有を許容する。例えば、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｂｉ、Ｓｎ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｓｉ、Ｖ、Ａｇ、Ｇｅ等の元素を適宜含有させることができる。特に、低酸素量のＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を作製する場合には、結晶粒の粗大化防止のために、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｎｂ及びＴａの１種又は２種以上を添加することが好ましい。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を２０００ｐｐｍ以下、さらには１５００ｐｐｍ以下とすることが望ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。また、本発明では、潤滑剤の添加量を低減することができるので、炭素量を１５００ｐｐｍ以下、さらには１０００ｐｐｍ以下に規制することができる。
【実施例１】
【００３３】
ストリップキャスト法により、２８．１ｗｔ％Ｎｄ−０．０６ｗｔ％Ｃｕ−０．１２ｗｔ％Ａｌ−０．２ｗｔ％Ｚｒ−１．１ｗｔ％Ｂ−Ｆｅ．ｂａｌの組成を有する低Ｒ合金と、３５ｗｔ％Ｎｄ−０．５ｗｔ％Ｃｕ−０．１ｗｔ％Ａｌ−１０ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ．ｂａｌの組成を有する高Ｒ合金を作製した。
次いで、低Ｒ合金及び高Ｒ合金を９０：１０の重量比で配合した後に、室温にて水素を吸蔵させた。その後、Ａｒ雰囲気中で６００℃×１時間保持する脱水素処理を行った。脱水素処理により低Ｒ合金及び高Ｒ合金は数百μｍ程度に粗粉砕された。なお、この水素粉砕処理の工程から後述する焼結の工程までは、酸素量が１００ｐｐｍ以下の雰囲気下で各工程が実施された。もちろん、各工程間の雰囲気も酸素量が１００ｐｐｍ以下に規制されている。
【００３４】
水素粉砕処理で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤としてオレイン酸アミドを０．１ｗｔ％添加した。なお、オレイン酸アミドの融点は７５℃である。オレイン酸アミドが添加された粗粉砕粉末をジェットミルにて平均粒径が３．５〜４μｍになるまで微粉砕した。
【００３５】
ジェットミルにより得られた潤滑剤を含む微粉砕粉末を、図２に示す高速流動型の撹拌装置１０を用いて混合処理した。なお、回転翼２の回転数を１００００ｒｐｍ（実施例Ａ）と４０００ｒｐｍ（実施例Ｂ）の２種類とした。また、前述したスクリュ式の混合機を用いてジェットミルにより得られた潤滑剤を含む微粉砕粉末を撹拌・混合処理した（比較例Ａ）。なお、種々の時間で処理を終了した。
【００３６】
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、微粉砕粉末を磁場中成形した。なお、磁場中成形は、成形圧力：１．４ｔｏｎ／ｃｍ２、印加磁場：１７ｋＯｅの条件で行った。
磁場中成形で得られた成形体を焼結した。焼結は、真空中、１０９０℃で４時間保持する条件とした。次いで得られた焼結体に８００℃×１時間と５４０℃×１時間（ともにＡｒ雰囲気中）の２段時効処理を施した。
【００３７】
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の組成分析を行ったところ、以下の通りであった。
２８．７ｗｔ％Ｎｄ−０．１ｗｔ％Ｃｕ−０．１２ｗｔ％Ａｌ−０．１８ｗｔ％Ｚｒ−１ｗｔ％Ｂ−１ｗｔ％Ｃｏ−Ｆｅ．ｂａｌ
また、これらＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の酸素量、窒素量及び炭素量は以下の通りであった。
酸素量：８９０〜１０２０ｐｐｍ
窒素量：３２０〜３８０ｐｐｍ
炭素量：６８０〜８２０ｐｐｍ
【００３８】
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。微粉砕後の撹拌による混合の処理時間と磁気特性の関係を図３（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図４（保磁力（ＨｃＪ））に示す。図３及び図４に示すように、混合時間によって残留磁束密度（Ｂｒ）が変動することがわかった。ただし、保磁力（ＨｃＪ）は、混合時間によって、また混合の方式によって変動していない。これは、水素粉砕処理以降の各工程を１００ｐｐｍ以下の酸素量の雰囲気で行うことにより、酸化を抑制できたからである。
【００３９】
本発明者等は、磁気特性が混合処理時間によって変動する理由を確認すべく、撹拌処理時間毎の微粉砕粉末の温度を測定した。その結果を図５に示す。図５に示すように、混合処理時間が長くなるにつれて微粉砕粉末の温度が上昇することがわかる。特に、１００００ｒｐｍの高速流動型の混合機を用いた場合の温度上昇が顕著である。
【００４０】
以上の結果に基づき、混合処理時の到達温度と希土類永久磁石の磁気特性の関係を図６及び図７に示した。図６及び図７に示すように、保磁力（ＨｃＪ）は温度によって変動しないが、残留磁束密度（Ｂｒ）は混合処理における到達温度によって変動する。本実施例で用いたオレイン酸アミドの場合、混合処理における温度が３０〜７５℃の範囲で１００〜２００Ｇも残留磁束密度（Ｂｒ）が向上することがわかる。
【実施例２】
【００４１】
潤滑剤としてラウリン酸アミド（融点：１１０℃）を用いる以外は実施例１と同様にしてジェットミルにより微粉砕粉末を得た。なお、ラウリン酸アミドの添加量を種々変えた。
ジェットミルにより得られた潤滑剤を含む微粉砕粉末を、図２に示す高速流動型の撹拌装置１０を用いて７００ｓｅｃ混合処理（到達温度：６０℃）した。なお、回転翼２の回転数を４０００ｒｐｍ（実施例Ｃ）とした。
【００４２】
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、実施例１と同様にして磁場中成形、焼結を行ってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得た。
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。なお、高速流動型の撹拌装置１０を用いた混合処理を行わない以外は実施例Ｃと同様にして得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（比較例Ｃ）についても磁気特性を測定した。
【００４３】
潤滑剤の添加量と磁気特性の関係を図８（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図９（保磁力（ＨｃＪ））に示す。図８に示すように、撹拌装置１０を用いた混合処理を行った実施例Ｃの方が当該処理を行わない比較例Ｃよりも高い残留磁束密度（Ｂｒ）が得られることがわかる。また、図８及び図９より、潤滑剤の添加量が少ないと高い保磁力（ＨｃＪ）が得られ、逆に潤滑剤の添加量が多いほど高い残留磁束密度（Ｂｒ）が得られることがわかる。これは、潤滑剤に起因するＣの残留量に起因するものと解される。
なお、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の組成を確認したところ、実施例１と同様であった。
またＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の酸素量、窒素量及び炭素量についても実施例１と同様であった。
【実施例３】
【００４４】
実施例１と同様にしてジェットミルにより微粉砕粉末を得た。得られた微粉砕粉末を実施例１の比較例Ａで用いたスクリュ式混合機を用いて撹拌・混合処理した。ただし、スクリュ式混合機の容器の外周に熱媒体（加熱された油）を循環させることにより、処理されている微粉砕粉末を加熱した。なお、種々の時間で処理を終了した。
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、実施例１と同様にして磁場中成形、焼結を行ってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石を得た。得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。
【００４５】
撹拌・混合処理の過程で微粉砕粉末が加熱された温度と磁気特性の関係を図１０（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図１１（保磁力（ＨｃＪ））に示す。なお、図１０及び図１１には、前述した実施例１の結果を併せて示している。図１０及び図１１に示すように、専ら外部から加熱を加えつつ撹拌・混合処理した場合にも、残留磁束密度（Ｂｒ）の向上効果が得られる。
【実施例４】
【００４６】
第１の潤滑剤としてオレイン酸アミド（融点：７５℃）を用い、実施例１と同様にしてジェットミルにより微粉砕粉末を得た。ジェットミルにより得られた第１の潤滑剤を含む微粉砕粉末に、第２の潤滑剤としてステアリン酸（融点：７２℃）を添加し、図２に示す高速流動型の撹拌装置１０を用い、７００ｓｅｃ混合処理（到達温度：６０℃）を行った。その際、回転翼２の回転数を４０００ｒｐｍとした。なお、オレイン酸アミドの添加量を０．１ｗｔ％に固定したが、ステアリン酸の添加量は表１に示すように種々変えた。
【００４７】
以上の処理を施して十分に時間が経過した後に、実施例１と同様にして磁場中成形、焼結を行ってＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（試料Ｎｏ．１〜３）を得た。
得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の磁気特性を測定した。なお、第２の潤滑剤を添加しない以外は上記と同様にして得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（試料Ｎｏ．４）についても磁気特性を測定した。また、オレイン酸アミドの添加量を０．１２５ｗｔ％、０．１５ｗｔ％、０．１７５ｗｔ％と変動させた以外は試料Ｎｏ．４と同様に作製したＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石（試料Ｎｏ．５〜７）についても磁気特性を測定した。これらの結果を表１に示す。また、試料Ｎｏ．１〜４について、潤滑剤の合計添加量（第１の潤滑剤及び第２の潤滑剤との合計添加量）と磁気特性の関係を図１２（残留磁束密度（Ｂｒ））及び図１３（保磁力（ＨｃＪ））に示す。
【００４８】
【表１】
【００４９】
図１２及び図１３より、実施例３と同様の傾向が確認できた。つまり、第２の潤滑剤を微粉砕後に添加した場合にも、潤滑剤の合計添加量が少ないと高い保磁力（ＨｃＪ）が得られ、逆に潤滑剤の合計添加量が多いほど高い残留磁束密度（Ｂｒ）が得られた。但し、潤滑剤の合計添加量が０．１５ｗｔ％の場合と０．１７５ｗｔ％の場合とでは、残留磁束密度（Ｂｒ）が同等であることから、潤滑剤添加による残留磁束密度（Ｂｒ）向上という効果を享受するためには適切な添加量があるといえる。
【００５０】
次に、試料Ｎｏ．１〜７をそれぞれ所定数作製した後の粉砕機の磨耗状態を調べた。その結果を表１に併せて示す。粉砕機の磨耗状態の調査にあたっては、粉砕機配管内において最も磨耗が生じやすい屈曲部を観察した。表１の「粉砕機の磨耗状態」の欄において、「○」、「×」の基準は以下の通りである。
【００５１】
○（粉砕機の磨耗が軽微）：５００ｋｇの原料を粉砕した際に粉砕機配管内の屈曲部の肉厚の磨耗が３％未満である。
×（粉砕機の磨耗が著しい）：５００ｋｇの原料を粉砕した際に粉砕機配管内の屈曲部の肉厚の磨耗が３％以上減少している。
【００５２】
表１に示すように、微粉砕前ならびに微粉砕後の２回に分けて潤滑剤を添加した試料Ｎｏ．１〜３の場合、いずれも粉砕機の磨耗が軽微であった。これに対し、潤滑剤を微粉砕前にまとめて添加した試料Ｎｏ．４〜７の場合、試料Ｎｏ．４（潤滑剤添加量：０．１ｗｔ％）および試料Ｎｏ．５（潤滑剤添加量：０．１２５ｗｔ％）については粉砕機の磨耗が軽微であったが、潤滑剤の合計添加量がそれぞれ０．１５ｗｔ％、０．１７５ｗｔ％である試料Ｎｏ．６、７については粉砕機の磨耗が著しかった。
また潤滑剤の合計添加量が同じである試料Ｎｏ．２と試料Ｎｏ．６とを比較すると、前者は粉砕機の磨耗が軽微であるのに対し、後者では粉砕機の磨耗が著しかった。同様に、試料Ｎｏ．３と試料Ｎｏ．７とを比較すると、やはり前者は粉砕機の磨耗が軽微であるのに対し、後者では粉砕機の磨耗が著しかった。
以上の結果から、添加すべき潤滑剤の一部を微粉砕後の混合工程にて添加することは微粉砕時の粉砕機の磨耗の防止に有効であるといえる。また、潤滑剤の添加量が０．１５ｗｔ％以上の場合には、潤滑剤の一部を微粉砕後に添加した方がよいことがわかった。
なお、得られたＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の組成を確認したところ、実施例１と同様であった。またＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の酸素量、窒素量及び炭素量についても実施例１と同様であった。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系希土類永久磁石の製造工程を示すフローチャートである。
【図２】本発明に適用できる撹拌装置の構成概要を示す断面図である。
【図３】実施例１における混合処理時間と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図４】実施例１における混合処理時間と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図５】実施例１における混合処理時間と微粉砕粉末の温度の関係を示すグラフである。
【図６】実施例１における混合処理時の到達温度と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図７】実施例１における混合処理時の到達温度と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図８】実施例２における潤滑剤添加量と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図９】実施例２における潤滑剤添加量と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図１０】実施例３における混合処理時の到達温度と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図１１】実施例３における混合処理時の到達温度と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【図１２】実施例４における潤滑剤の合計添加量と磁気特性（残留磁束密度（Ｂｒ））の関係を示すグラフである。
【図１３】実施例４における潤滑剤の合計添加量と磁気特性（保磁力（ＨｃＪ））の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１…容器、２…撹拌翼、３…モータ、１０…撹拌装置、Ｐ…微粉砕粉末
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造方法であって、
原料合金を粗粉砕する粗粉砕工程と、
前記粗粉砕工程で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する工程と、
前記潤滑剤が添加された前記粗粉砕粉末を微粉砕する微粉砕工程と、
前記微粉砕工程で得られた微粉砕粉末と前記潤滑剤との混合物を、３０℃以上前記潤滑剤の融点未満の温度域で撹拌する混合工程と、
前記混合工程を経た前記微粉砕粉末を磁場中で成形する成形工程と、
前記成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、
を備えることを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
【請求項２】
前記混合工程は、前記混合物を３５〜７０℃の温度域で撹拌することを特徴とする請求項１に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項３】
前記混合工程において、堆積状態にある前記微粉砕粉末同士の摩擦により前記微粉砕粉末が加熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項４】
前記潤滑剤の添加量が、０．０１〜０．２ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項５】
前記潤滑剤は、固体状の潤滑剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記混合工程において、前記潤滑剤を所定量添加することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項７】
Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造に用いる原料粉末と固体状態の潤滑剤を撹拌して混合する方法であって、
前記原料粉末と前記潤滑剤とを含む混合物を所定の容器に堆積状態で収容し、
堆積状態にある前記混合物の一部の領域に、回転体による回転力を作用させることで前記混合物を撹拌しつつ、前記原料粉末同士の摩擦により前記混合物を加熱することを特徴とする原料粉末と潤滑剤の混合方法。
【請求項８】
前記潤滑剤は、前記混合の過程において、固体状態を維持することを特徴とする請求項７に記載の原料粉末と潤滑剤の混合方法。
【請求項９】
前記混合が、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気下で行われることを特徴とする請求項７又は８に記載の原料粉末と潤滑剤の混合方法。
【請求項１】
Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造方法であって、
原料合金を粗粉砕する粗粉砕工程と、
前記粗粉砕工程で得られた粗粉砕粉末に潤滑剤を添加する工程と、
前記潤滑剤が添加された前記粗粉砕粉末を微粉砕する微粉砕工程と、
前記微粉砕工程で得られた微粉砕粉末と前記潤滑剤との混合物を、３０℃以上前記潤滑剤の融点未満の温度域で撹拌する混合工程と、
前記混合工程を経た前記微粉砕粉末を磁場中で成形する成形工程と、
前記成形工程で得られた成形体を焼結する焼結工程と、
を備えることを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
【請求項２】
前記混合工程は、前記混合物を３５〜７０℃の温度域で撹拌することを特徴とする請求項１に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項３】
前記混合工程において、堆積状態にある前記微粉砕粉末同士の摩擦により前記微粉砕粉末が加熱されることを特徴とする請求項１又は２に記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項４】
前記潤滑剤の添加量が、０．０１〜０．２ｗｔ％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項５】
前記潤滑剤は、固体状の潤滑剤であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項６】
前記混合工程において、前記潤滑剤を所定量添加することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の希土類永久磁石の製造方法。
【請求項７】
Ｒ−Ｔ−Ｂ（Ｒ：希土類元素の１種又は２種以上、Ｔ：Ｆｅ、又はＦｅ及びＣｏ、Ｂ：ホウ素）系希土類永久磁石の製造に用いる原料粉末と固体状態の潤滑剤を撹拌して混合する方法であって、
前記原料粉末と前記潤滑剤とを含む混合物を所定の容器に堆積状態で収容し、
堆積状態にある前記混合物の一部の領域に、回転体による回転力を作用させることで前記混合物を撹拌しつつ、前記原料粉末同士の摩擦により前記混合物を加熱することを特徴とする原料粉末と潤滑剤の混合方法。
【請求項８】
前記潤滑剤は、前記混合の過程において、固体状態を維持することを特徴とする請求項７に記載の原料粉末と潤滑剤の混合方法。
【請求項９】
前記混合が、酸素量が１００ｐｐｍ以下の低酸素雰囲気下で行われることを特徴とする請求項７又は８に記載の原料粉末と潤滑剤の混合方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−３１０７８６（Ｐ２００６−３１０７８６Ａ）
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−６３２５４（Ｐ２００６−６３２５４）
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月９日（２００６．１１．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月８日（２００６．３．８）
【出願人】（０００００３０６７）ＴＤＫ株式会社 (7,238)
【Ｆターム（参考）】
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