希土類磁石の製造方法
【課題】ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる希土類磁石の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の希土類磁石の製造方法は、ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程と、圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で５００℃〜９００℃の範囲内の所定の温度に加熱する工程と、圧粉体が上記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２〜０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように圧粉体を２０〜３０００ＭＰａの圧力で加圧することによって密度７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程と、バルク体を所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程と、バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程とを包含する。
【解決手段】本発明の希土類磁石の製造方法は、ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程と、圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で５００℃〜９００℃の範囲内の所定の温度に加熱する工程と、圧粉体が上記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２〜０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように圧粉体を２０〜３０００ＭＰａの圧力で加圧することによって密度７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程と、バルク体を所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程と、バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程とを包含する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は希土類磁石の製造方法、特に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能永久磁石として代表的なＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石（Ｒは希土類元素、Ｆｅは鉄、Ｂはホウ素）は、三元系正方晶化合物であるＲ2Ｆｅ14Ｂ相を主相として含む組織を有し、優れた磁気特性を発揮する。
【０００３】
特に代表的なＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、一般的な粉末冶金法によって作製される。具体的には、原料合金を磁化容易軸が一方向に揃った粉末に粉砕した後、磁界中成形によって磁化容易軸の揃った成形体を得て、その成形体を焼結することで作製される。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、磁化容易軸の揃った結晶粒径数μｍの組織を有し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石のなかでも比較的高い残留磁束密度Ｂrと保磁力ＨcJを有している。
【０００４】
しかし、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、温度上昇による保磁力ＨcJの低下が大きく、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の場合１００℃以上の環境で使用し難いという問題がある。耐熱性を改善するためには保磁力を向上させる必要があり、結晶粒径を単磁区臨界粒径（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相では理論的に約０．２μｍと計算される）以下に微細化すれば保磁力を向上させられることが知られている。しかし、粉末冶金法では原料合金の粉砕粒径が磁石の結晶粒径を決める大きな要因となり、機械粉砕で合金原料を約１μｍより細かくすることは困難である。
【０００５】
一方、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の結晶粒を、元の磁化容易軸を保ちつつサブミクロンのサイズに微細化する方法として、ＨＤＤＲ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ−Ｄｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ−Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ−Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）処理法が知られている。「ＨＤＤＲ」は水素化（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）および不均化（Ｄｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ）と、脱水素（Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）および再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）とを順次実行するプロセスを意味している。公知のＨＤＤＲ処理によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金のインゴットまたは粉末を、Ｈ2ガス雰囲気またはＨ2ガスと不活性ガスとの混合雰囲気中で温度５００℃〜１０００℃に保持し、それによって上記インゴットまたは粉末に水素を吸蔵させた後、例えばＨ2圧力が１３Ｐａ以下の真空雰囲気、またはＨ2分圧が１３Ｐａ以下の不活性雰囲気になるまで温度５００℃〜１０００℃で脱水素処理し、次いで冷却することを特徴としている。
【０００６】
上記処理において、典型的には、次のような反応が進行する。すなわち、上記水素吸蔵を起こすための熱処理によって、水素化ならびに不均化反応（双方を合わせて「ＨＤ反応」と呼ぶ。反応式の例：Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋２Ｈ2→２ＮｄＨ2＋１２Ｆｅ＋Ｆｅ2Ｂ）が進行し微細組織が形成される。次いで脱水素処理をおこすための熱処理を行うことにより、脱水素ならびに再結合反応（双方を合わせて「ＤＲ反応」と呼ぶ。反応式の例：２ＮｄＨ2＋１２Ｆｅ＋Ｆｅ2Ｂ→Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋２Ｈ2）が起こり、微細なＲ2Ｆｅ14Ｂ結晶相を含む合金が得られる。
【０００７】
ＨＤＤＲ処理によって高い磁気特性を得るためには、Ｈ2ガスとの反応を均質に起こすことが好ましく、一般的には約１ｍｍ以下の合金粉末に適用することが好ましい。そのために、現在は異方性ボンド磁石用の希土類磁石粉末の製造方法として用いられている。
【０００８】
ＨＤＤＲ処理を施して製造されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末（以下、「ＨＤＤＲ粉末」と称する）は、大きな保磁力を有し、磁気的な異方性を有している。このような性質を有する理由は、金属組織が実質的に０．１μｍ〜１μｍと非常に微細で、かつ、反応条件や組成を適切に選択することによって、容易磁化軸が一方向にそろった結晶の集合体となるためである。より詳細には、ＨＤＤＲ処理によって得られる極微細結晶の粒径が正方晶Ｒ2Ｆｅ14Ｂ系化合物の単磁区臨界粒径に近いために高い保磁力を発揮する。ＨＤＤＲ処理を施すことによって、再結合集合組織をもつＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末を製造する方法は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００９】
また、ＨＤＤＲ粉末を磁界配向した後、ホットプレスや熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）などの熱間成形法を用いてバルク化する技術が提案されており、例えば、特許文献３に開示されている。熱間成形法を用いることにより、低温で緻密化することができるため、ＨＤＤＲ粉末が有する微細な再結晶集合組織を保ったままバルク磁石を作製することができる。
【００１０】
特許文献４〜６には、Ｃｏ，Ｇａ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ａｌ，Ｓｉなどの添加物によってＨＤＤＲ粉末の異方性を高め、磁界中成形とホットプレス法のみで高い特性をもつ異方性バルク磁石が得られることが開示されている。
【００１１】
特許文献７では、ＨＤＤＲ粉末を缶封入し粉末の流出を防いだ後、焼結磁石の焼結温度に比べ低温で熱間塑性加工を行うか、もしくはホットプレス法によってバルク化した後、熱間塑性加工を焼結磁石の焼結温度に比べ低温で行うことにより、微細結晶粒を保ったまま異方性バルク磁石を作製できることが開示されている。
【００１２】
特許文献８には、磁界中成形の磁界方向と磁界中成形のプレス方向を直角にし、磁界中成形の磁界方向とホットプレスのプレス方向を平行方向にすることでより異方性の高いバルク磁石が得られることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１−１３２１０６号公報
【特許文献２】特開平２−４９０１号公報
【特許文献３】特開平４−２５３３０４号公報
【特許文献４】特開平４−２４５４０３号公報
【特許文献５】特開平４−２４６８０３号公報
【特許文献６】特開平４−２４７６０４号公報
【特許文献７】特開平２−３９５０３号公報
【特許文献８】特開平１１−１９５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、磁気特性の優れた異方性バルク磁石を得るために種々の検討がなされているが、ＨＤＤＲ粉末を用いてバルク磁石を量産する技術は、確立されたとは言い難い状況にある。
【００１５】
例えば、熱間成形に用いられる従来の一般的なホットプレス装置や熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）装置では、昇温速度が１０℃/分程度で、冷却速度も−１０℃/分程度であり、ＨＤＤＲ粉末をバルク化するためには１００分以上の長いサイクルタイムを必要としていた。従来のホットプレス装置では、ヒーターによる抵抗加熱式が一般的であり、昇温速度は１０℃/分程度が限界であった。また、冷却は、窒素またはアルゴンガスで空冷するのが一般的で、冷却速度は−１０℃/分程度が限界であった。そのため、ＨＤＤＲ粉末をバルク化するために、１００分以上のサイクルタイムを必要としていた。
【００１６】
また、ＳＰＳ（Ｓｐａｒｋ-Ｐｌａｓｍａ-Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）法も知られているが、この方法は、５℃/秒程度と昇温速度は速いものの、圧粉体に直接電流を流して加熱するので、圧粉体（磁石）を均一に加熱することが難しく、安定した品質の磁石を量産することは難しい。
【００１７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる希土類磁石の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の希土類磁石の製造方法は、ＨＤＤＲ粉末を用意する工程（ａ）と、前記ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程（ｂ）と、前記圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する工程（ｃ）と、前記圧粉体が前記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように前記圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程（ｄ）と、前記バルク体を前記所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程（ｅ）と、前記バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程（ｆ）とを包含する。
【００１９】
ある実施形態において、前記工程（ｃ）の後に前記圧粉体の加圧を開始する。
【００２０】
ある実施形態において、前記工程（ｅ）の後に、前記工程（ｆ）を行なう。
【００２１】
ある実施形態において、前記工程（ｄ）の後、前記バルク体に対する加圧を終了した後に、前記工程（ｅ）を開始する。
【００２２】
ある実施形態において、前記工程（ｄ）の後、かつ、前記工程（ｅ）の前に、前記工程（ｆ）を行なう。
【００２３】
ある実施形態において、前記工程（ｅ）は、前記バルク体を５℃/秒以上の降温速度で冷却する工程を含む。
【００２４】
ある実施形態において、前記工程（ｆ）の後に、４００℃以上かつ前記第１温度よりも低い第２温度で、１分以上１２０分未満の時間にわたって熱処理を行う工程（ｇ）をさらに含む。
【００２５】
ある実施形態において、前記工程（ｂ）は、磁界中で前記ＨＤＤＲ粉末を成形する工程を含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる希土類磁石の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法に用いることができるホットプレス装置を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法における試料（金型）温度およびプレス圧力の時間変化を模式的に示す図であり、（ｂ）は試料の寸法変化と寸法変化の傾きの時間変化の一例とを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を参照して本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法を説明する。
【００２９】
まず、図１に、本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法に用いることができるホットプレス装置を模式的に示す。このホットプレス装置は、高周波加熱による高速加熱（昇温速度５℃／秒以上）と、ヘリウムガスによる高速冷却（降温速度５℃／秒以上）とが可能であり、ＨＤＤＲ粉末を１５分以内でバルク化することができる。
【００３０】
図１のホットプレス装置は、一軸プレス装置であり、ＨＤＤＲ粉末またはその圧粉体を受容する開口部（キャビティ）を中央に有する金型（ダイ）２と、ＨＤＤＲ粉末またはＨＤＤＲ粉末の圧粉体を加圧するための上パンチ３ａおよび下パンチ３ｂと、上パンチ３ａを昇降させる加圧シリンダー５とを備えている。加圧シリンダー５には加圧機構７から圧力が与えられる。加圧シリンダー５は下パンチ３ｂを昇降させるように設けても良い。
【００３１】
金型２およびパンチ３ａ、３ｂは、チャンバ１内に配置されており、チャンバ１内は真空装置８で真空に引くことによって真空状態するか、またはヘリウムガス供給源（例えばボンベ）９から供給されるヘリウムガスによって充たされる。チャンバ１内を真空状態にする、またはヘリウムガスやアルゴンガスなどの不活性ガスで充たすことによって、ＨＤＤＲ粉末が酸化されることを防止することができる。また、ヘリウムガスを供給することによって、チャンバ１内の雰囲気の温度を高速（降温速度５℃/秒以上）で低下させることもできる。
【００３２】
金型２の周囲には高周波コイル４が設けられており、高周波電源６から供給される高周波電力によって金型２および金型２内のＨＤＤＲ粉末の圧粉体を高速加熱（昇温速度５℃/秒以上）することができる。
【００３３】
金型２およびパンチ３ａ、３ｂは、使用する雰囲気ガス中で、最高到達温度（５００℃〜９００℃）および最高印加圧力（２０ＭＰａ〜３０００ＭＰａ）に耐えうる材料、例えばカーボンまたは超硬合金で形成されている。カーボン製の金型は比較的安価で高温強度にも優れるが、最高印加圧力は５０ＭＰａ程度であることから、これより高い圧力を印加してホットプレスを行う場合には、例えば超硬合金製の金型を用いることが好ましい。
【００３４】
また、変位計１０は、上パンチ３ａの変位および変位の時間変化を測定することができる。上パンチ３ａの変位および変位の時間変化から、加圧方向における圧粉体の寸法および加圧方向における寸法変化、さらには寸法変化の時間微分の値を求めることが出来る。寸法変化の時間微分の値は、ホットプレス中における試料の寸法変化の挙動（寸法変化の有無）の指標となる値で、寸法変化の時間微分の値が０であるということは、試料の寸法変化がまったく無いことを示している。なお、ホットプレスによって試料が緻密化し、上記の微分値が０に収束した後、金型や加圧シリンダーの熱膨張により微分値が−０．１２までの範囲でマイナスの値になる場合がある。したがって、後述の工程（ｄ）における圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値は−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下とする。変位計１０は、実際の量産装置には必ずしも必要でなく、後述する条件を求めた後は、ホットプレス装置の温度と圧力とを所定の範囲内で制御さえすれば、本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法を行うことが出来る。
【００３５】
上述のホットプレス装置を用いて、ＨＤＤＲ粉末を用いてバルク磁石を短時間（例えば１５分以下）で製造するプレス条件を種々検討したところ、ホットプレス条件によっては、結晶粒径はホットプレス前とほとんど変化していないにも拘わらず、バルク磁石の保磁力が粉末の保磁力よりも低下する（再着磁しても戻らない、材料そのものの保磁力の低下）という、特異な現象が見られた。この保磁力の低下は、真密度の９８％未満、すなわち十分に緻密化していないほとんどの試料で見られ、また真密度の９８％以上まで緻密化したバルク磁石でも見られた。このようなホットプレス時の緻密化過程における保磁力の低下はＨＤＤＲ粉末以外の、例えば急冷磁石粉末等をホットプレスした場合には見られないため、ＨＤＤＲ粉末の熱間成形に特有の現象と考えられる。
【００３６】
従来からＨＤＤＲ粉末を用いてバルク磁石を製造する方法が種々検討されているにも拘わらず、上記の現象が見出されていなかった理由としては、まず第１に、従来はバルク化するために長いサイクルタイム（１００分以上）を必要としていたので、短い時間範囲におけるホットプレス条件がバルク磁石の磁気特性に影響することを示す実験結果が得られなかったことが考えられる。そのため、従来は、バルク磁石の磁気特性はもっぱらホットプレスの温度および圧力によって決まると考えられていた。また、ＨＤＤＲ粉末を用いる最大の目的が異方性を有するバルク磁石を得る点にあり、バルク磁石の磁気特性として、残留磁束密度（Ｂr）に注目されていたこともその理由として考えられる。少なくとも本発明者は、ホットプレスの条件、緻密化過程がバルク磁石の保磁力に影響し、しかも、バルク磁石の保磁力が粉末の保磁力よりも低下する場合があるとは全く予想していなかった。
【００３７】
以上の知見に基づき、本出願人は、ＨＤＤＲ粉末の圧粉体を急速に昇温した後、圧粉体が所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が所定の値となる時間ホットプレスを行なうことにより、粉末の保磁力以上の保磁力を有するバルク磁石を熱間成形によって短時間に製造できることを特願２００９−０７８０７１号に開示した。
【００３８】
本発明者がさらなる検討を行なった結果、熱間成形とその後の熱処理とを組み合わせることによっても、ＨＤＤＲ粉末の保磁力以上の保磁力を有するバルク磁石を製造できることを見出し、本発明に想到した。
【００３９】
後に示す実験例から理解されるように、本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法は、ＨＤＤＲ粉末を用意する工程（ａ）と、前記ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程（ｂ）と、前記圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する工程（ｃ）と、前記圧粉体が前記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように前記圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、密度７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程（ｄ）と、前記バルク体を前記所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程（ｅ）と、前記バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程（ｆ）とを包含する。
【００４０】
以下、工程ごとに説明する。
【００４１】
工程（ａ）：ＨＤＤＲ粉末は、公知の方法で作製したものを広く用いることができる（例えば、上記特許文献１および２参照）。平均粒径は例えば１００μｍ〜２００μｍの範囲内にあることが好ましい。ＨＤＤＲ粉末の組成は特に限定されない。ＨＤＤＲ粉末は、例えば、以下の組成を有する合金を用いて作製される。
【００４２】
原料合金は、Ｒ（希土類元素）とＴ（Ｆｅを５０原子％以上含む遷移金属）とＢ（ほう素）を含む。典型的にはＲの総量を１０原子％以上２０原子％未満、Ｂの総量を３原子％以上１５原子％未満とする。なお、Ｂ（ほう素）の一部をＣ（炭素）で置換してもよい。ＲとしてはＮｄおよび／またはＰｒを主体とすることが望ましく、Ｒ全体の７０％以上とすることが好ましい。また、ＲはＤｙやＴｂを含んでいてもよい。ここでは希土類元素はＹ（イットリウム）を含むものとする。遷移金属Ｔは、Ｃｏを含むことが好ましく、Ｃｏ量は１原子％以上２０原子％以下であることが好ましい。また、０．０１原子％以上１原子％以下のＧａを含むことが好ましい。Ｇａの添加によって、残留磁束密度Ｂrおよび保磁力ＨcJを増大させることができる。Ｇａ添加量は０．１原子％以上０．７原子％以下がより好ましい。また、これらの元素の他に、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉなどの元素を適宜添加してもよい。ただし、これらの元素の添加総量が５原子％を超えると、磁気特性の低下を招くため、総添加量は５原子％以下に調整することが好ましい。なお、上記の原子％は、合金全体に対する比率を示す。
【００４３】
工程（ｂ）：ＨＤＤＲ粉末を用いて圧粉体（コンパクト）を作製する。異方性バルク磁石を製造するためには、磁界中でＨＤＤＲ粉末をプレス成形した圧粉体を用いる。例えば、１０ＭＰａ〜２００ＭＰａの圧力を印加し、０．５Ｔ〜２０Ｔ（０．４ＭＡ/ｍ〜１．６ＭＡ/ｍ）の磁界中（静磁界、パルス磁界など）でプレス成形する。成形は、公知の粉末プレス装置によって行うことができる。粉末プレス装置から取り出したときの圧粉体密度（成形体密度）は、例えば３．５ｇ／ｃｍ3〜５．２ｇ／ｃｍ3（真密度（７．６ｇ／ｃｍ3）の４６％〜６８％）程度である。このとき、圧粉体の外形寸法を、次の熱間成形工程で用いるホットプレス装置の金型の開口部の寸法よりも数％以上小さくしておくと、熱間塑性変形が起こることにより異方性のより高いバルク磁石を得ることができる。
【００４４】
なお、上記の圧粉体の作製工程は、ＨＤＤＲ粉末に磁界を印加することなく実行しても良い。但し、この場合には、等方性のバルク磁石が得られることになる。また、圧粉体は、図１に示したホットプレス装置で作製して、同じ装置内で引き続いて、加熱工程（工程（ｃ））および熱間成形（工程（ｄ））を行っても良い。
【００４５】
工程（ｃ）：圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する。この高速加熱工程は、図１に示したホットプレス装置では、高周波を用いて行う。
【００４６】
例えば、予め作製した圧粉体をホットプレス装置の金型２の開口部にセットした後、圧粉体を５００℃未満の温度で２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧した状態を維持したままで高速加熱する。ホットプレス装置を用いて圧粉体を作製する場合には、圧粉体を作製する前または圧粉体の作製途中から加熱を開始しても良い。また、ＨＤＤＲ粉末または圧粉体が６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に到達した後で、加圧を開始してもよい。
【００４７】
工程（ｄ）：圧粉体が６００℃以上９００℃以下の所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る。７．５２ｇ／ｃｍ3は、真密度を７．６０ｇ／ｃｍ3としたときの相対密度９９％以上に相当する。本発明によれば、前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値を９０秒未満とするので、熱間成形工程に要する時間を短くでき、高効率で優れた磁気特性を有するバルク磁石を得ることができる。なお、前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値がゼロであっても、圧粉体の密度が７．５２ｇ／ｃｍ3以上であればよい。
【００４８】
以下、図２（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明による実施形態における熱間加圧成形時の各工程について説明する。なお、図２（ａ）および（ｂ）は例示であり、本発明による実施形態を限定するものではない。
【００４９】
図２（ａ）に、試料（金型）温度およびプレス圧力の時間変化を示し、図２（ｂ）に試料の寸法変化と寸法変化の傾き（寸法変化の時間微分）の時間変化とを示す。図２（ａ）および（ｂ）の横軸は、ホットプレスの金型内に試料がセットされて、真空引きが完了してからの時間である。寸法変化は圧粉体の加圧方向におけるホットプレス開始位置からの寸法変化を意味しており、実用上はホットプレス装置のシリンダーの変位で代用する。また、圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値を単に寸法変化の傾きということにする。
【００５０】
後述する実験例では、ホットプレス処理中の試料（金型）温度、プレス圧力、寸法変化を１ｓｅｃの間隔でモニターした。また、寸法変化は、位置センサー（ソニーマニュファクチュアリングシステムズ社製マグネスケール（登録商標））で測定したシリンダーの変位として求められ、後述の実験例では０．０１ｍｍ刻みで計測されている。寸法変化の傾きとしては、１秒毎の寸法変化の差分の１０秒間の単純移動平均値を用いた。すなわち、ある時刻ｔ（秒）の寸法変化の傾き（時間微分（１０ｓｅｃ平均値））は、１秒間隔でモニターしている寸法変化（ｘ）から１秒毎の差分（△ｘ、△ｘ(t)＝ｘ(t)−ｘ(t-1)）を求め，（ｔ−９）秒からｔ秒までの１０個の△ｘの平均値（△ｘ(t-9)から△ｘ(t)までの１０個の△ｘの平均値）とした。
【００５１】
図２（ａ）および（ｂ）に示す例では、昇温前に所定の圧力（約２００ＭＰａ）を試料に付与してから、昇温（工程（ｃ））を開始し、７００℃で温度を保持している間に熱間加圧（工程（ｄ））を行なった後、加圧を解除し、その後、冷却（工程（ｅ））を行なっている。昇温は高周波加熱を用いて１分程度で行なっており、また、冷却にはＨｅガスを用いることにより、４００℃未満まで１分未満で冷却している。
【００５２】
図２（ｂ）に注目すると、昇温（工程（ｃ））の途中、具体的には試料温度が５００℃を超えた後に試料は大きく変形し、それに伴って、寸法変化の時間微分は大きな正の値を取る。その後、緻密化の進行に伴って寸法変化の時間微分の値は徐々に０に近づき、約１．７分以降は−０．１２ｍｍ／分から０．０ｍｍ／分の範囲内で安定する。そして、圧力の付与を解除する（すなわち工程（ｄ）が完了する）直後には、シリンダー間の距離が離れることになるので、寸法変化の時間微分の値は見かけ上、負の値を取る。「寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下となる時間」は、このようにして求められ、この例では、約１．７分から圧力付与を解除する２．５分までの約０．８分となる。
【００５３】
なお、実際の加工では処理ロット毎にばらつきが存在するが、このときには複数回（例えば５回）同一条件で処理を行い、寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下となる時間の最大値を求めればよい。
【００５４】
なお、異方性バルク磁石を作製する場合には、ホットプレスを行うときのプレス方向を、圧粉体中のＨＤＤＲ粉末の磁化容易軸の配向方向（圧粉体の形成する際に印加した磁界の方向）と一致させることが好ましい。
【００５５】
工程（ｅ）：得られたバルク体を所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する。上記のホットプレス装置では、ヘリウムガスによってバルク体を５℃/秒以上の降温速度で冷却することができる。
【００５６】
この冷却工程は、工程（ｄ）の後であればいつ開始してもよく、加圧を終了した後に開始してもよいし、加圧中に所定の時間（１分以上１５分以下）が経過した後に開始してもよいが、冷却を開始する前に加圧を終了することにより、金型とバルク体の熱膨張差や残留応力などに起因するバルク体の割れなどの問題を回避することができる。また、ホットプレス装置を効率よく利用するためには、冷却工程はホットプレス装置からバルク体を取り出して、他の場所（例えばヘリウムガスが満たされた電気炉）で行うことが好ましい。ホットプレス装置からバルク体を取り出して他の場所に移動する際の取り扱いを容易にするために、また、その間のバルク体の酸化を抑制するために、ホットプレス装置内でバルク体を概ね２００℃以下の温度まで冷却することが好ましく、１００℃以下の温度まで冷却することがさらに好ましい。ホットプレス装置から取り出したバルク体を室温まで冷却する速度は量産性に影響を与えないので、酸化を防止した雰囲気で、歪みが発生しないような降温速度で冷却すればよい。バルク体の温度が１００℃以下であれば大気と接触させても急激な酸化は起こらない。さらに工程（ｅ）は、後述する工程（ｆ）や工程（ｇ）の熱処理を適用して保磁力を向上させた後で行なっても構わない。
【００５７】
工程（ｃ）から（ｅ）は、図１に示したホットプレス装置を用いて、例えば、以下のようにして行うことができる。
【００５８】
用意した圧粉体を金型２の開口部にセットする。チャンバ１内を不活性ガス雰囲気または１×１０-1Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ）以下の真空にする。
【００５９】
その後、高周波電源６から高周波コイル４に高周波電力（例えば９．９ｋＨｚ、１０ｋＷ）を供給し、金型２の開口部にセットされた圧粉体の温度を６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する。所定の温度に保持された状態において、加圧方向を正としたときの圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように、加圧機構７によって加圧シリンダー５を降下させ、上パンチ３ａと下パンチ３ｂとの間で圧粉体に２０〜３０００ＭＰａの圧力を印加する。加圧された圧粉体は真密度近くまで緻密化され、ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石が得られる。加圧を開始するタイミングは昇温過程開始前から昇温過程終了後の間のいつでもよい。
【００６０】
その後、ヘリウムガスをチャンバ１内に導入し、金型２および得られたバルク体を冷却する。バルク体（希土類磁石）が大気と接触しても、酸化しない程度の低い温度（例えば１００℃以下程度）まで冷却が進んだ後、バルク体をチャンバ１から取り出す。
【００６１】
工程（ｄ）までのプロセスでは、バルク体の保磁力は磁粉の保磁力と同等以下に留まってしまう。しかし、その後、所定の温度および時間で熱処理を行なう工程（ｆ）を行うことにより、バルク体の保磁力を増大させることができる。また、この熱処理は、例えば電気炉を用いて、一度に大量のバルク体に対して行うことができる。従って、比較的生産性の悪いホットプレスの工程に要する時間を短くすることができ、効率的に高い保磁力を有するバルク磁石を製造することができる。
【００６２】
工程（ｆ）：バルク体を加圧することなく、真空またはアルゴンやヘリウムなどの不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう。なお、この工程（ｆ）は、工程（ｅ）の後に限られず、工程（ｄ）の後、かつ、工程（ｅ）の前に行ってもよい。後者の場合には、ホットプレス装置からバルク体を取り出して、他の場所（例えば第１温度の不活性ガスで満たされた電気炉）で行うことが好ましい。このようにすることで、ホットプレス工程のスループットを増大させることができる。さらに、予め第１温度の所定の雰囲気を準備しておけば、昇温するための待ち時間が必要ないので、さらに生産性を向上させることができる。もちろん、ホットプレス後に金型内で圧力を付与せずに熱処理だけ行なっても同様の保磁力向上の効果を得ることができる。
【００６３】
熱処理の温度（第１温度）は、５００℃以上９００℃以下が好ましい。第１温度が５００℃未満では熱処理による保磁力の増大効果が得られない、あるいは、保磁力が低下することがある。一方、第１温度が９００℃を超えると、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相の粒成長が顕在化し、保磁力が低下することがある。第１温度は、５５０℃以上８５０℃以下であることがさらに好ましい。また、熱処理温度（第１温度）が５００℃の場合は合金組成あるいはバルク体の緻密化の程度によって効果が得られる保持時間が異なるが、容易に適切な保持時間を求めることができる。
【００６４】
熱処理の雰囲気は、真空またはアルゴンなどの不活性雰囲気が好ましい。熱処理の時間は熱処理温度によって適宜選定されるが、１分未満では保磁力の向上効果が十分得られない場合がある。また，熱処理時間が３時間を超えると生産性が低下する、あるいは、結晶粒が粗大化し、保磁力が低下することがある。熱処理時間は、１分以上３時間以下が好ましく、５分以上１時間以下がより好ましい。
【００６５】
工程（ｇ）：工程（ｆ）の後に、必要に応じて、４００℃以上かつ第１温度よりも低い第２温度で、１分以上１２０分未満の時間にわたって熱処理を行う。この熱処理を行うことによって、さらに保磁力を高めることができる。第２温度は、４５０℃以上６５０℃以下が好ましく、５００℃以上６００℃以下がより好ましい。熱処理時間が１分未満では保磁力の向上効果が十分得られない。長時間の熱処理では性能には悪影響を及ぼさないが、生産性の低下を招くため、熱処理時間は１２０分以下であることが好ましい。なお、工程（ｇ）は、工程（ｆ）に連続的に実施してもよいし、工程（ｆ）の後で工程（ｅ）を行った後に工程（ｇ）を行ってもよい。
【００６６】
なお、得られたバルク体（希土類磁石）を粉砕し、粉末化した後、ボンド磁石などの原料粉末として利用することもできる。
【００６７】
以下に、実験例を示して、本発明による実施形態をより詳細に説明する。
【００６８】
表１に示す組成を有する鋳造合金を作製し、１１１０℃、１６時間の均質化熱処理を行なった。得られた合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径３００μｍ以下の粉末に粗粉砕した後、ＨＤＤＲ処理した。具体的には、粗粉砕した合金を１００ｋＰａ（大気圧）のアルゴン流気中で所定温度まで加熱し、その後、雰囲気を１００ｋＰａ（大気圧）の水素流気に切り替えた後、その温度で保時して水素化・不均化処理（ＨＤ処理）を４時間行った。次に、温度を変えることなく５．３ｋＰａに減圧したアルゴン流気中で保時し、脱水素・再結合処理（ＤＲ処理）を行った。各試料のＨＤＤＲ処理時間を表１に示す。得られたＨＤＤＲ粉末をパラフィンで固定し、４．８ＭＡ／ｍのパルス磁界で着磁したのち振動試料型磁力計（ＶＳＭ：装置名ＶＳＭ５（東英工業社製））で磁気特性を測定した。結果を表２に示す。なお、表２において「磁界配向あり」は、パラフィンで磁粉を固定する際に、０．８ＭＡ／ｍの静磁界を付与して磁粉を配向させたものであり、「磁界配向なし」は、磁界を付与することなく、パラフィンで固定することにより、磁化容易方向を等方的にしたものである。また、表２に示すＶＳＭ測定結果は反磁界補正を行なっていない。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
次に、表１および２に示すＨＤＤＲ粉末ＡからＤをホットプレス装置の金型に充填し、ホットプレス装置内で表３に示す圧力を付与して圧粉体を作製した。その後引き続き１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表３に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表３に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表３に示す）。表３に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を解除し、保持時間経過後直ちにチャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク体（希土類磁石）の試料を作製した。なお、別の実験として保持温度における金型温度と試料近傍の到達温度の差を測定したところ、両者における温度差は最大でも１０℃以下であった。以下、作製したバルク体を表３に示すように、条件毎にＡ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ｂ−１、Ｃ−１、Ｄ−１、Ｄ−２とよぶ。
【００７２】
表４に、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間（表中では「緻密化完了からのホットプレス保持時間」と記載）は、それぞれの条件で５回ずつバルク体を作製し、５回の内の最大値を示している。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表４に示す。Ｎｄ量が少なく、熱間成形の圧力が小さかったＤ−２の密度は、他の試料の密度よりも小さく、７．５２ｇ／ｃｍ3未満（真密度を７．６０ｇ／ｃｍ3とすると、相対密度９９％未満）であった。
【００７３】
【表３】
【００７４】
【表４】
【００７５】
これらのバルク試料を用いて、以下の実験例に示す実験を行なった。
【００７６】
［実験例１］
バルク体Ａ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表５に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表５に示す。保持時間１分で保磁力（ＨcJ）が増大すること、および、保持時間を５分以上とすることにより保磁力がさらに増大することがわかった。また、保持時間が６０分において、保磁力の増大効果は飽和傾向にあることがわかった。
【００７７】
【表５】
【００７８】
［実験例２］
バルク体Ａ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表６に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表６に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。
【００７９】
【表６】
【００８０】
［実験例３］
バルク体Ａ−２を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表７に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表７に示す。バルク体Ａ−１よりもさらに緻密化されたバルク体Ａ−２を５００℃以上の保持温度で熱処理すると、さらに大きな保磁力が得られることが分かった。
【００８１】
【表７】
【００８２】
［実験例４］
バルク体Ａ−３を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表８に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表８に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。
【００８３】
【表８】
【００８４】
［実験例５］
バルク体Ｂ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表９に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表９に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。５００℃のときは３０分以上保持することが好ましい。ホットプレス圧力が比較的小さく、且つ、ホットプレス温度が比較的低かったために、バルク体Ｂ−１の緻密化の程度が、バルク体Ａ−１、Ａ−２およびＡ−３よりも低かったためと考えられる。
【００８５】
【表９】
【００８６】
［実験例６］
バルク体Ｃ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１０に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１０に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。
【００８７】
【表１０】
【００８８】
［実験例７］
バルク体Ｄ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１１に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１１に示す。十分に緻密化されたバルク体を６００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大することがわかった。
【００８９】
【表１１】
【００９０】
［実験例８］（比較例）
バルク体Ｄ−２を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１２に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１２に示す。バルク体Ｄ−２（密度：７．４８５ｇ／ｃｍ3）のように、十分に緻密化されていないバルク体を熱処理しても保磁力が向上しないことがわかった。表１２の結果からわかるように、熱処理温度に拘わらず、保磁力は低下した。
【００９１】
【表１２】
【００９２】
［実験例９］
表１および２に示すＨＤＤＲ粉末Ａをプレス装置の金型に充填し、１．２ＭＡ/ｍの磁界中において、磁界と垂直方向に６０ＭＰａの圧力を印加して圧粉体を作製した。得られた圧粉体をホットプレス装置の金型に充填し、その後金型をホットプレス装置内に設置して、１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表１３に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表１３に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表１３に示す）。表１３に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を解除し、保持時間経過後直ちにチャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク試料を作製した。以下、作製したバルク体を表１３に示すように、Ａ−４とよぶ。なお、本条件で作製したバルク体について、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間の最大値を表１４に示す。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表１４に示す。
【００９３】
【表１３】
【００９４】
【表１４】
【００９５】
次に、バルク体Ａ−４を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１５に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１５に示す。磁界中配向を行なわなかった場合（表６）と比較すると、得られた試料は磁界配向により残留磁束密度（Ｂr）が増大していることがわかった。また、５００℃以上９００℃以下の熱処理を行なうことにより保磁力が増大し、６００℃以上８５０℃以下の温度で特に高い保磁力が得られることがわかった。
【００９６】
【表１５】
【００９７】
［実験例１０］
表１および２に示すＨＤＤＲ粉末Ｃをホットプレス装置の金型に充填し、ホットプレス装置内で表１６に示す圧力を付与して圧粉体を作製した。その後引き続き１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表１６に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表１６に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表１６に示す）。表１６に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を除荷し、保持時間経過後直ちにチャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク試料を作製した。以下、作製したバルク体を表１６に示すように、Ｃ−２とよぶ。なお、それぞれの条件で作製したバルク体について、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間の最大値を表１７に示す。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表１７に示す。
【００９８】
【表１６】
【００９９】
【表１７】
【０１００】
次に、バルク体Ｃ−２を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１８に示す温度・時間で保持して第１の熱処理を行なった後、石英管ごと水中で急冷した。その後、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管中で、表１８に示す温度・時間で保持することにより，第２の熱処理を行ない、その後冷却することにより、一連の試料を得た。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１８に示す。いずれの試料においても、保磁力が向上していることを確認した。さらに、５５０℃から６００℃で第２の熱処理を行なうことにより、高い保磁力が得られることがわかった。
【０１０１】
【表１８】
【０１０２】
［実験例１１］
表１および２に示すＨＤＤＲ粉末Ｃをホットプレス装置の金型に充填し、ホットプレス装置内で２００ＭＰａの圧力を付与して圧粉体を作製した。その後引き続き１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表１９に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表１９に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表１９に示す）。表１９に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を除荷し、保持時間経過後直ちホットプレスの加熱温度を表１９に示す温度まで低下させ、その温度でさらに１５分間圧力を付与せずに熱処理を行なった後、チャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク試料（以下Ｃ−３と呼ぶ）を作製した。作製したバルク体について、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間の最大値を表２０に示す。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表２０に示す。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表２１に示す。本検討の処理パターンは、ホットプレスの後、室温まで一旦冷却することなく、圧力を付与しない状態で熱処理を行なうことに相当しているが、このような処理においても、高い保磁力が得られることがわかった。
【０１０３】
【表１９】
【０１０４】
【表２０】
【０１０５】
【表２１】
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明によるとＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１ チャンバ
２ 金型（ダイ）
３ａ 上パンチ
３ｂ 下パンチ
４ 高周波コイル
５ 加圧シリンダー
６ 高周波電源
７ 加圧機構
８ 真空装置
９ ヘリウムガス供給源
１０ 変位計
【技術分野】
【０００１】
本発明は希土類磁石の製造方法、特に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に関する。
【背景技術】
【０００２】
高性能永久磁石として代表的なＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石（Ｒは希土類元素、Ｆｅは鉄、Ｂはホウ素）は、三元系正方晶化合物であるＲ2Ｆｅ14Ｂ相を主相として含む組織を有し、優れた磁気特性を発揮する。
【０００３】
特に代表的なＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、一般的な粉末冶金法によって作製される。具体的には、原料合金を磁化容易軸が一方向に揃った粉末に粉砕した後、磁界中成形によって磁化容易軸の揃った成形体を得て、その成形体を焼結することで作製される。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石は、磁化容易軸の揃った結晶粒径数μｍの組織を有し、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石のなかでも比較的高い残留磁束密度Ｂrと保磁力ＨcJを有している。
【０００４】
しかし、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石は、温度上昇による保磁力ＨcJの低下が大きく、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の場合１００℃以上の環境で使用し難いという問題がある。耐熱性を改善するためには保磁力を向上させる必要があり、結晶粒径を単磁区臨界粒径（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相では理論的に約０．２μｍと計算される）以下に微細化すれば保磁力を向上させられることが知られている。しかし、粉末冶金法では原料合金の粉砕粒径が磁石の結晶粒径を決める大きな要因となり、機械粉砕で合金原料を約１μｍより細かくすることは困難である。
【０００５】
一方、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の結晶粒を、元の磁化容易軸を保ちつつサブミクロンのサイズに微細化する方法として、ＨＤＤＲ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ−Ｄｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ−Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ−Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）処理法が知られている。「ＨＤＤＲ」は水素化（Ｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）および不均化（Ｄｉｓｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｔｉｏｎ）と、脱水素（Ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）および再結合（Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）とを順次実行するプロセスを意味している。公知のＨＤＤＲ処理によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金のインゴットまたは粉末を、Ｈ2ガス雰囲気またはＨ2ガスと不活性ガスとの混合雰囲気中で温度５００℃〜１０００℃に保持し、それによって上記インゴットまたは粉末に水素を吸蔵させた後、例えばＨ2圧力が１３Ｐａ以下の真空雰囲気、またはＨ2分圧が１３Ｐａ以下の不活性雰囲気になるまで温度５００℃〜１０００℃で脱水素処理し、次いで冷却することを特徴としている。
【０００６】
上記処理において、典型的には、次のような反応が進行する。すなわち、上記水素吸蔵を起こすための熱処理によって、水素化ならびに不均化反応（双方を合わせて「ＨＤ反応」と呼ぶ。反応式の例：Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋２Ｈ2→２ＮｄＨ2＋１２Ｆｅ＋Ｆｅ2Ｂ）が進行し微細組織が形成される。次いで脱水素処理をおこすための熱処理を行うことにより、脱水素ならびに再結合反応（双方を合わせて「ＤＲ反応」と呼ぶ。反応式の例：２ＮｄＨ2＋１２Ｆｅ＋Ｆｅ2Ｂ→Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋２Ｈ2）が起こり、微細なＲ2Ｆｅ14Ｂ結晶相を含む合金が得られる。
【０００７】
ＨＤＤＲ処理によって高い磁気特性を得るためには、Ｈ2ガスとの反応を均質に起こすことが好ましく、一般的には約１ｍｍ以下の合金粉末に適用することが好ましい。そのために、現在は異方性ボンド磁石用の希土類磁石粉末の製造方法として用いられている。
【０００８】
ＨＤＤＲ処理を施して製造されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末（以下、「ＨＤＤＲ粉末」と称する）は、大きな保磁力を有し、磁気的な異方性を有している。このような性質を有する理由は、金属組織が実質的に０．１μｍ〜１μｍと非常に微細で、かつ、反応条件や組成を適切に選択することによって、容易磁化軸が一方向にそろった結晶の集合体となるためである。より詳細には、ＨＤＤＲ処理によって得られる極微細結晶の粒径が正方晶Ｒ2Ｆｅ14Ｂ系化合物の単磁区臨界粒径に近いために高い保磁力を発揮する。ＨＤＤＲ処理を施すことによって、再結合集合組織をもつＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末を製造する方法は、例えば、特許文献１や特許文献２に開示されている。
【０００９】
また、ＨＤＤＲ粉末を磁界配向した後、ホットプレスや熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）などの熱間成形法を用いてバルク化する技術が提案されており、例えば、特許文献３に開示されている。熱間成形法を用いることにより、低温で緻密化することができるため、ＨＤＤＲ粉末が有する微細な再結晶集合組織を保ったままバルク磁石を作製することができる。
【００１０】
特許文献４〜６には、Ｃｏ，Ｇａ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ａｌ，Ｓｉなどの添加物によってＨＤＤＲ粉末の異方性を高め、磁界中成形とホットプレス法のみで高い特性をもつ異方性バルク磁石が得られることが開示されている。
【００１１】
特許文献７では、ＨＤＤＲ粉末を缶封入し粉末の流出を防いだ後、焼結磁石の焼結温度に比べ低温で熱間塑性加工を行うか、もしくはホットプレス法によってバルク化した後、熱間塑性加工を焼結磁石の焼結温度に比べ低温で行うことにより、微細結晶粒を保ったまま異方性バルク磁石を作製できることが開示されている。
【００１２】
特許文献８には、磁界中成形の磁界方向と磁界中成形のプレス方向を直角にし、磁界中成形の磁界方向とホットプレスのプレス方向を平行方向にすることでより異方性の高いバルク磁石が得られることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開平１−１３２１０６号公報
【特許文献２】特開平２−４９０１号公報
【特許文献３】特開平４−２５３３０４号公報
【特許文献４】特開平４−２４５４０３号公報
【特許文献５】特開平４−２４６８０３号公報
【特許文献６】特開平４−２４７６０４号公報
【特許文献７】特開平２−３９５０３号公報
【特許文献８】特開平１１−１９５５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、磁気特性の優れた異方性バルク磁石を得るために種々の検討がなされているが、ＨＤＤＲ粉末を用いてバルク磁石を量産する技術は、確立されたとは言い難い状況にある。
【００１５】
例えば、熱間成形に用いられる従来の一般的なホットプレス装置や熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）装置では、昇温速度が１０℃/分程度で、冷却速度も−１０℃/分程度であり、ＨＤＤＲ粉末をバルク化するためには１００分以上の長いサイクルタイムを必要としていた。従来のホットプレス装置では、ヒーターによる抵抗加熱式が一般的であり、昇温速度は１０℃/分程度が限界であった。また、冷却は、窒素またはアルゴンガスで空冷するのが一般的で、冷却速度は−１０℃/分程度が限界であった。そのため、ＨＤＤＲ粉末をバルク化するために、１００分以上のサイクルタイムを必要としていた。
【００１６】
また、ＳＰＳ（Ｓｐａｒｋ-Ｐｌａｓｍａ-Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）法も知られているが、この方法は、５℃/秒程度と昇温速度は速いものの、圧粉体に直接電流を流して加熱するので、圧粉体（磁石）を均一に加熱することが難しく、安定した品質の磁石を量産することは難しい。
【００１７】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その主な目的は、ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる希土類磁石の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の希土類磁石の製造方法は、ＨＤＤＲ粉末を用意する工程（ａ）と、前記ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程（ｂ）と、前記圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する工程（ｃ）と、前記圧粉体が前記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように前記圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程（ｄ）と、前記バルク体を前記所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程（ｅ）と、前記バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程（ｆ）とを包含する。
【００１９】
ある実施形態において、前記工程（ｃ）の後に前記圧粉体の加圧を開始する。
【００２０】
ある実施形態において、前記工程（ｅ）の後に、前記工程（ｆ）を行なう。
【００２１】
ある実施形態において、前記工程（ｄ）の後、前記バルク体に対する加圧を終了した後に、前記工程（ｅ）を開始する。
【００２２】
ある実施形態において、前記工程（ｄ）の後、かつ、前記工程（ｅ）の前に、前記工程（ｆ）を行なう。
【００２３】
ある実施形態において、前記工程（ｅ）は、前記バルク体を５℃/秒以上の降温速度で冷却する工程を含む。
【００２４】
ある実施形態において、前記工程（ｆ）の後に、４００℃以上かつ前記第１温度よりも低い第２温度で、１分以上１２０分未満の時間にわたって熱処理を行う工程（ｇ）をさらに含む。
【００２５】
ある実施形態において、前記工程（ｂ）は、磁界中で前記ＨＤＤＲ粉末を成形する工程を含む。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によると、ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる希土類磁石の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法に用いることができるホットプレス装置を模式的に示す図である。
【図２】（ａ）は本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法における試料（金型）温度およびプレス圧力の時間変化を模式的に示す図であり、（ｂ）は試料の寸法変化と寸法変化の傾きの時間変化の一例とを模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に、図面を参照して本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法を説明する。
【００２９】
まず、図１に、本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法に用いることができるホットプレス装置を模式的に示す。このホットプレス装置は、高周波加熱による高速加熱（昇温速度５℃／秒以上）と、ヘリウムガスによる高速冷却（降温速度５℃／秒以上）とが可能であり、ＨＤＤＲ粉末を１５分以内でバルク化することができる。
【００３０】
図１のホットプレス装置は、一軸プレス装置であり、ＨＤＤＲ粉末またはその圧粉体を受容する開口部（キャビティ）を中央に有する金型（ダイ）２と、ＨＤＤＲ粉末またはＨＤＤＲ粉末の圧粉体を加圧するための上パンチ３ａおよび下パンチ３ｂと、上パンチ３ａを昇降させる加圧シリンダー５とを備えている。加圧シリンダー５には加圧機構７から圧力が与えられる。加圧シリンダー５は下パンチ３ｂを昇降させるように設けても良い。
【００３１】
金型２およびパンチ３ａ、３ｂは、チャンバ１内に配置されており、チャンバ１内は真空装置８で真空に引くことによって真空状態するか、またはヘリウムガス供給源（例えばボンベ）９から供給されるヘリウムガスによって充たされる。チャンバ１内を真空状態にする、またはヘリウムガスやアルゴンガスなどの不活性ガスで充たすことによって、ＨＤＤＲ粉末が酸化されることを防止することができる。また、ヘリウムガスを供給することによって、チャンバ１内の雰囲気の温度を高速（降温速度５℃/秒以上）で低下させることもできる。
【００３２】
金型２の周囲には高周波コイル４が設けられており、高周波電源６から供給される高周波電力によって金型２および金型２内のＨＤＤＲ粉末の圧粉体を高速加熱（昇温速度５℃/秒以上）することができる。
【００３３】
金型２およびパンチ３ａ、３ｂは、使用する雰囲気ガス中で、最高到達温度（５００℃〜９００℃）および最高印加圧力（２０ＭＰａ〜３０００ＭＰａ）に耐えうる材料、例えばカーボンまたは超硬合金で形成されている。カーボン製の金型は比較的安価で高温強度にも優れるが、最高印加圧力は５０ＭＰａ程度であることから、これより高い圧力を印加してホットプレスを行う場合には、例えば超硬合金製の金型を用いることが好ましい。
【００３４】
また、変位計１０は、上パンチ３ａの変位および変位の時間変化を測定することができる。上パンチ３ａの変位および変位の時間変化から、加圧方向における圧粉体の寸法および加圧方向における寸法変化、さらには寸法変化の時間微分の値を求めることが出来る。寸法変化の時間微分の値は、ホットプレス中における試料の寸法変化の挙動（寸法変化の有無）の指標となる値で、寸法変化の時間微分の値が０であるということは、試料の寸法変化がまったく無いことを示している。なお、ホットプレスによって試料が緻密化し、上記の微分値が０に収束した後、金型や加圧シリンダーの熱膨張により微分値が−０．１２までの範囲でマイナスの値になる場合がある。したがって、後述の工程（ｄ）における圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値は−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下とする。変位計１０は、実際の量産装置には必ずしも必要でなく、後述する条件を求めた後は、ホットプレス装置の温度と圧力とを所定の範囲内で制御さえすれば、本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法を行うことが出来る。
【００３５】
上述のホットプレス装置を用いて、ＨＤＤＲ粉末を用いてバルク磁石を短時間（例えば１５分以下）で製造するプレス条件を種々検討したところ、ホットプレス条件によっては、結晶粒径はホットプレス前とほとんど変化していないにも拘わらず、バルク磁石の保磁力が粉末の保磁力よりも低下する（再着磁しても戻らない、材料そのものの保磁力の低下）という、特異な現象が見られた。この保磁力の低下は、真密度の９８％未満、すなわち十分に緻密化していないほとんどの試料で見られ、また真密度の９８％以上まで緻密化したバルク磁石でも見られた。このようなホットプレス時の緻密化過程における保磁力の低下はＨＤＤＲ粉末以外の、例えば急冷磁石粉末等をホットプレスした場合には見られないため、ＨＤＤＲ粉末の熱間成形に特有の現象と考えられる。
【００３６】
従来からＨＤＤＲ粉末を用いてバルク磁石を製造する方法が種々検討されているにも拘わらず、上記の現象が見出されていなかった理由としては、まず第１に、従来はバルク化するために長いサイクルタイム（１００分以上）を必要としていたので、短い時間範囲におけるホットプレス条件がバルク磁石の磁気特性に影響することを示す実験結果が得られなかったことが考えられる。そのため、従来は、バルク磁石の磁気特性はもっぱらホットプレスの温度および圧力によって決まると考えられていた。また、ＨＤＤＲ粉末を用いる最大の目的が異方性を有するバルク磁石を得る点にあり、バルク磁石の磁気特性として、残留磁束密度（Ｂr）に注目されていたこともその理由として考えられる。少なくとも本発明者は、ホットプレスの条件、緻密化過程がバルク磁石の保磁力に影響し、しかも、バルク磁石の保磁力が粉末の保磁力よりも低下する場合があるとは全く予想していなかった。
【００３７】
以上の知見に基づき、本出願人は、ＨＤＤＲ粉末の圧粉体を急速に昇温した後、圧粉体が所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が所定の値となる時間ホットプレスを行なうことにより、粉末の保磁力以上の保磁力を有するバルク磁石を熱間成形によって短時間に製造できることを特願２００９−０７８０７１号に開示した。
【００３８】
本発明者がさらなる検討を行なった結果、熱間成形とその後の熱処理とを組み合わせることによっても、ＨＤＤＲ粉末の保磁力以上の保磁力を有するバルク磁石を製造できることを見出し、本発明に想到した。
【００３９】
後に示す実験例から理解されるように、本発明による実施形態の希土類磁石の製造方法は、ＨＤＤＲ粉末を用意する工程（ａ）と、前記ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程（ｂ）と、前記圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する工程（ｃ）と、前記圧粉体が前記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように前記圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、密度７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程（ｄ）と、前記バルク体を前記所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程（ｅ）と、前記バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程（ｆ）とを包含する。
【００４０】
以下、工程ごとに説明する。
【００４１】
工程（ａ）：ＨＤＤＲ粉末は、公知の方法で作製したものを広く用いることができる（例えば、上記特許文献１および２参照）。平均粒径は例えば１００μｍ〜２００μｍの範囲内にあることが好ましい。ＨＤＤＲ粉末の組成は特に限定されない。ＨＤＤＲ粉末は、例えば、以下の組成を有する合金を用いて作製される。
【００４２】
原料合金は、Ｒ（希土類元素）とＴ（Ｆｅを５０原子％以上含む遷移金属）とＢ（ほう素）を含む。典型的にはＲの総量を１０原子％以上２０原子％未満、Ｂの総量を３原子％以上１５原子％未満とする。なお、Ｂ（ほう素）の一部をＣ（炭素）で置換してもよい。ＲとしてはＮｄおよび／またはＰｒを主体とすることが望ましく、Ｒ全体の７０％以上とすることが好ましい。また、ＲはＤｙやＴｂを含んでいてもよい。ここでは希土類元素はＹ（イットリウム）を含むものとする。遷移金属Ｔは、Ｃｏを含むことが好ましく、Ｃｏ量は１原子％以上２０原子％以下であることが好ましい。また、０．０１原子％以上１原子％以下のＧａを含むことが好ましい。Ｇａの添加によって、残留磁束密度Ｂrおよび保磁力ＨcJを増大させることができる。Ｇａ添加量は０．１原子％以上０．７原子％以下がより好ましい。また、これらの元素の他に、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｗ、Ｂｉなどの元素を適宜添加してもよい。ただし、これらの元素の添加総量が５原子％を超えると、磁気特性の低下を招くため、総添加量は５原子％以下に調整することが好ましい。なお、上記の原子％は、合金全体に対する比率を示す。
【００４３】
工程（ｂ）：ＨＤＤＲ粉末を用いて圧粉体（コンパクト）を作製する。異方性バルク磁石を製造するためには、磁界中でＨＤＤＲ粉末をプレス成形した圧粉体を用いる。例えば、１０ＭＰａ〜２００ＭＰａの圧力を印加し、０．５Ｔ〜２０Ｔ（０．４ＭＡ/ｍ〜１．６ＭＡ/ｍ）の磁界中（静磁界、パルス磁界など）でプレス成形する。成形は、公知の粉末プレス装置によって行うことができる。粉末プレス装置から取り出したときの圧粉体密度（成形体密度）は、例えば３．５ｇ／ｃｍ3〜５．２ｇ／ｃｍ3（真密度（７．６ｇ／ｃｍ3）の４６％〜６８％）程度である。このとき、圧粉体の外形寸法を、次の熱間成形工程で用いるホットプレス装置の金型の開口部の寸法よりも数％以上小さくしておくと、熱間塑性変形が起こることにより異方性のより高いバルク磁石を得ることができる。
【００４４】
なお、上記の圧粉体の作製工程は、ＨＤＤＲ粉末に磁界を印加することなく実行しても良い。但し、この場合には、等方性のバルク磁石が得られることになる。また、圧粉体は、図１に示したホットプレス装置で作製して、同じ装置内で引き続いて、加熱工程（工程（ｃ））および熱間成形（工程（ｄ））を行っても良い。
【００４５】
工程（ｃ）：圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する。この高速加熱工程は、図１に示したホットプレス装置では、高周波を用いて行う。
【００４６】
例えば、予め作製した圧粉体をホットプレス装置の金型２の開口部にセットした後、圧粉体を５００℃未満の温度で２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧した状態を維持したままで高速加熱する。ホットプレス装置を用いて圧粉体を作製する場合には、圧粉体を作製する前または圧粉体の作製途中から加熱を開始しても良い。また、ＨＤＤＲ粉末または圧粉体が６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に到達した後で、加圧を開始してもよい。
【００４７】
工程（ｄ）：圧粉体が６００℃以上９００℃以下の所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る。７．５２ｇ／ｃｍ3は、真密度を７．６０ｇ／ｃｍ3としたときの相対密度９９％以上に相当する。本発明によれば、前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値を９０秒未満とするので、熱間成形工程に要する時間を短くでき、高効率で優れた磁気特性を有するバルク磁石を得ることができる。なお、前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値がゼロであっても、圧粉体の密度が７．５２ｇ／ｃｍ3以上であればよい。
【００４８】
以下、図２（ａ）および（ｂ）を参照して、本発明による実施形態における熱間加圧成形時の各工程について説明する。なお、図２（ａ）および（ｂ）は例示であり、本発明による実施形態を限定するものではない。
【００４９】
図２（ａ）に、試料（金型）温度およびプレス圧力の時間変化を示し、図２（ｂ）に試料の寸法変化と寸法変化の傾き（寸法変化の時間微分）の時間変化とを示す。図２（ａ）および（ｂ）の横軸は、ホットプレスの金型内に試料がセットされて、真空引きが完了してからの時間である。寸法変化は圧粉体の加圧方向におけるホットプレス開始位置からの寸法変化を意味しており、実用上はホットプレス装置のシリンダーの変位で代用する。また、圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値を単に寸法変化の傾きということにする。
【００５０】
後述する実験例では、ホットプレス処理中の試料（金型）温度、プレス圧力、寸法変化を１ｓｅｃの間隔でモニターした。また、寸法変化は、位置センサー（ソニーマニュファクチュアリングシステムズ社製マグネスケール（登録商標））で測定したシリンダーの変位として求められ、後述の実験例では０．０１ｍｍ刻みで計測されている。寸法変化の傾きとしては、１秒毎の寸法変化の差分の１０秒間の単純移動平均値を用いた。すなわち、ある時刻ｔ（秒）の寸法変化の傾き（時間微分（１０ｓｅｃ平均値））は、１秒間隔でモニターしている寸法変化（ｘ）から１秒毎の差分（△ｘ、△ｘ(t)＝ｘ(t)−ｘ(t-1)）を求め，（ｔ−９）秒からｔ秒までの１０個の△ｘの平均値（△ｘ(t-9)から△ｘ(t)までの１０個の△ｘの平均値）とした。
【００５１】
図２（ａ）および（ｂ）に示す例では、昇温前に所定の圧力（約２００ＭＰａ）を試料に付与してから、昇温（工程（ｃ））を開始し、７００℃で温度を保持している間に熱間加圧（工程（ｄ））を行なった後、加圧を解除し、その後、冷却（工程（ｅ））を行なっている。昇温は高周波加熱を用いて１分程度で行なっており、また、冷却にはＨｅガスを用いることにより、４００℃未満まで１分未満で冷却している。
【００５２】
図２（ｂ）に注目すると、昇温（工程（ｃ））の途中、具体的には試料温度が５００℃を超えた後に試料は大きく変形し、それに伴って、寸法変化の時間微分は大きな正の値を取る。その後、緻密化の進行に伴って寸法変化の時間微分の値は徐々に０に近づき、約１．７分以降は−０．１２ｍｍ／分から０．０ｍｍ／分の範囲内で安定する。そして、圧力の付与を解除する（すなわち工程（ｄ）が完了する）直後には、シリンダー間の距離が離れることになるので、寸法変化の時間微分の値は見かけ上、負の値を取る。「寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下となる時間」は、このようにして求められ、この例では、約１．７分から圧力付与を解除する２．５分までの約０．８分となる。
【００５３】
なお、実際の加工では処理ロット毎にばらつきが存在するが、このときには複数回（例えば５回）同一条件で処理を行い、寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下となる時間の最大値を求めればよい。
【００５４】
なお、異方性バルク磁石を作製する場合には、ホットプレスを行うときのプレス方向を、圧粉体中のＨＤＤＲ粉末の磁化容易軸の配向方向（圧粉体の形成する際に印加した磁界の方向）と一致させることが好ましい。
【００５５】
工程（ｅ）：得られたバルク体を所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する。上記のホットプレス装置では、ヘリウムガスによってバルク体を５℃/秒以上の降温速度で冷却することができる。
【００５６】
この冷却工程は、工程（ｄ）の後であればいつ開始してもよく、加圧を終了した後に開始してもよいし、加圧中に所定の時間（１分以上１５分以下）が経過した後に開始してもよいが、冷却を開始する前に加圧を終了することにより、金型とバルク体の熱膨張差や残留応力などに起因するバルク体の割れなどの問題を回避することができる。また、ホットプレス装置を効率よく利用するためには、冷却工程はホットプレス装置からバルク体を取り出して、他の場所（例えばヘリウムガスが満たされた電気炉）で行うことが好ましい。ホットプレス装置からバルク体を取り出して他の場所に移動する際の取り扱いを容易にするために、また、その間のバルク体の酸化を抑制するために、ホットプレス装置内でバルク体を概ね２００℃以下の温度まで冷却することが好ましく、１００℃以下の温度まで冷却することがさらに好ましい。ホットプレス装置から取り出したバルク体を室温まで冷却する速度は量産性に影響を与えないので、酸化を防止した雰囲気で、歪みが発生しないような降温速度で冷却すればよい。バルク体の温度が１００℃以下であれば大気と接触させても急激な酸化は起こらない。さらに工程（ｅ）は、後述する工程（ｆ）や工程（ｇ）の熱処理を適用して保磁力を向上させた後で行なっても構わない。
【００５７】
工程（ｃ）から（ｅ）は、図１に示したホットプレス装置を用いて、例えば、以下のようにして行うことができる。
【００５８】
用意した圧粉体を金型２の開口部にセットする。チャンバ１内を不活性ガス雰囲気または１×１０-1Ｔｏｒｒ（１３．３Ｐａ）以下の真空にする。
【００５９】
その後、高周波電源６から高周波コイル４に高周波電力（例えば９．９ｋＨｚ、１０ｋＷ）を供給し、金型２の開口部にセットされた圧粉体の温度を６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する。所定の温度に保持された状態において、加圧方向を正としたときの圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように、加圧機構７によって加圧シリンダー５を降下させ、上パンチ３ａと下パンチ３ｂとの間で圧粉体に２０〜３０００ＭＰａの圧力を印加する。加圧された圧粉体は真密度近くまで緻密化され、ＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石が得られる。加圧を開始するタイミングは昇温過程開始前から昇温過程終了後の間のいつでもよい。
【００６０】
その後、ヘリウムガスをチャンバ１内に導入し、金型２および得られたバルク体を冷却する。バルク体（希土類磁石）が大気と接触しても、酸化しない程度の低い温度（例えば１００℃以下程度）まで冷却が進んだ後、バルク体をチャンバ１から取り出す。
【００６１】
工程（ｄ）までのプロセスでは、バルク体の保磁力は磁粉の保磁力と同等以下に留まってしまう。しかし、その後、所定の温度および時間で熱処理を行なう工程（ｆ）を行うことにより、バルク体の保磁力を増大させることができる。また、この熱処理は、例えば電気炉を用いて、一度に大量のバルク体に対して行うことができる。従って、比較的生産性の悪いホットプレスの工程に要する時間を短くすることができ、効率的に高い保磁力を有するバルク磁石を製造することができる。
【００６２】
工程（ｆ）：バルク体を加圧することなく、真空またはアルゴンやヘリウムなどの不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう。なお、この工程（ｆ）は、工程（ｅ）の後に限られず、工程（ｄ）の後、かつ、工程（ｅ）の前に行ってもよい。後者の場合には、ホットプレス装置からバルク体を取り出して、他の場所（例えば第１温度の不活性ガスで満たされた電気炉）で行うことが好ましい。このようにすることで、ホットプレス工程のスループットを増大させることができる。さらに、予め第１温度の所定の雰囲気を準備しておけば、昇温するための待ち時間が必要ないので、さらに生産性を向上させることができる。もちろん、ホットプレス後に金型内で圧力を付与せずに熱処理だけ行なっても同様の保磁力向上の効果を得ることができる。
【００６３】
熱処理の温度（第１温度）は、５００℃以上９００℃以下が好ましい。第１温度が５００℃未満では熱処理による保磁力の増大効果が得られない、あるいは、保磁力が低下することがある。一方、第１温度が９００℃を超えると、主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相の粒成長が顕在化し、保磁力が低下することがある。第１温度は、５５０℃以上８５０℃以下であることがさらに好ましい。また、熱処理温度（第１温度）が５００℃の場合は合金組成あるいはバルク体の緻密化の程度によって効果が得られる保持時間が異なるが、容易に適切な保持時間を求めることができる。
【００６４】
熱処理の雰囲気は、真空またはアルゴンなどの不活性雰囲気が好ましい。熱処理の時間は熱処理温度によって適宜選定されるが、１分未満では保磁力の向上効果が十分得られない場合がある。また，熱処理時間が３時間を超えると生産性が低下する、あるいは、結晶粒が粗大化し、保磁力が低下することがある。熱処理時間は、１分以上３時間以下が好ましく、５分以上１時間以下がより好ましい。
【００６５】
工程（ｇ）：工程（ｆ）の後に、必要に応じて、４００℃以上かつ第１温度よりも低い第２温度で、１分以上１２０分未満の時間にわたって熱処理を行う。この熱処理を行うことによって、さらに保磁力を高めることができる。第２温度は、４５０℃以上６５０℃以下が好ましく、５００℃以上６００℃以下がより好ましい。熱処理時間が１分未満では保磁力の向上効果が十分得られない。長時間の熱処理では性能には悪影響を及ぼさないが、生産性の低下を招くため、熱処理時間は１２０分以下であることが好ましい。なお、工程（ｇ）は、工程（ｆ）に連続的に実施してもよいし、工程（ｆ）の後で工程（ｅ）を行った後に工程（ｇ）を行ってもよい。
【００６６】
なお、得られたバルク体（希土類磁石）を粉砕し、粉末化した後、ボンド磁石などの原料粉末として利用することもできる。
【００６７】
以下に、実験例を示して、本発明による実施形態をより詳細に説明する。
【００６８】
表１に示す組成を有する鋳造合金を作製し、１１１０℃、１６時間の均質化熱処理を行なった。得られた合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径３００μｍ以下の粉末に粗粉砕した後、ＨＤＤＲ処理した。具体的には、粗粉砕した合金を１００ｋＰａ（大気圧）のアルゴン流気中で所定温度まで加熱し、その後、雰囲気を１００ｋＰａ（大気圧）の水素流気に切り替えた後、その温度で保時して水素化・不均化処理（ＨＤ処理）を４時間行った。次に、温度を変えることなく５．３ｋＰａに減圧したアルゴン流気中で保時し、脱水素・再結合処理（ＤＲ処理）を行った。各試料のＨＤＤＲ処理時間を表１に示す。得られたＨＤＤＲ粉末をパラフィンで固定し、４．８ＭＡ／ｍのパルス磁界で着磁したのち振動試料型磁力計（ＶＳＭ：装置名ＶＳＭ５（東英工業社製））で磁気特性を測定した。結果を表２に示す。なお、表２において「磁界配向あり」は、パラフィンで磁粉を固定する際に、０．８ＭＡ／ｍの静磁界を付与して磁粉を配向させたものであり、「磁界配向なし」は、磁界を付与することなく、パラフィンで固定することにより、磁化容易方向を等方的にしたものである。また、表２に示すＶＳＭ測定結果は反磁界補正を行なっていない。
【００６９】
【表１】
【００７０】
【表２】
【００７１】
次に、表１および２に示すＨＤＤＲ粉末ＡからＤをホットプレス装置の金型に充填し、ホットプレス装置内で表３に示す圧力を付与して圧粉体を作製した。その後引き続き１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表３に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表３に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表３に示す）。表３に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を解除し、保持時間経過後直ちにチャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク体（希土類磁石）の試料を作製した。なお、別の実験として保持温度における金型温度と試料近傍の到達温度の差を測定したところ、両者における温度差は最大でも１０℃以下であった。以下、作製したバルク体を表３に示すように、条件毎にＡ−１、Ａ−２、Ａ−３、Ｂ−１、Ｃ−１、Ｄ−１、Ｄ−２とよぶ。
【００７２】
表４に、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間（表中では「緻密化完了からのホットプレス保持時間」と記載）は、それぞれの条件で５回ずつバルク体を作製し、５回の内の最大値を示している。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表４に示す。Ｎｄ量が少なく、熱間成形の圧力が小さかったＤ−２の密度は、他の試料の密度よりも小さく、７．５２ｇ／ｃｍ3未満（真密度を７．６０ｇ／ｃｍ3とすると、相対密度９９％未満）であった。
【００７３】
【表３】
【００７４】
【表４】
【００７５】
これらのバルク試料を用いて、以下の実験例に示す実験を行なった。
【００７６】
［実験例１］
バルク体Ａ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表５に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表５に示す。保持時間１分で保磁力（ＨcJ）が増大すること、および、保持時間を５分以上とすることにより保磁力がさらに増大することがわかった。また、保持時間が６０分において、保磁力の増大効果は飽和傾向にあることがわかった。
【００７７】
【表５】
【００７８】
［実験例２］
バルク体Ａ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表６に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表６に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。
【００７９】
【表６】
【００８０】
［実験例３］
バルク体Ａ−２を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表７に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表７に示す。バルク体Ａ−１よりもさらに緻密化されたバルク体Ａ−２を５００℃以上の保持温度で熱処理すると、さらに大きな保磁力が得られることが分かった。
【００８１】
【表７】
【００８２】
［実験例４］
バルク体Ａ−３を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表８に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表８に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。
【００８３】
【表８】
【００８４】
［実験例５］
バルク体Ｂ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表９に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表９に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。５００℃のときは３０分以上保持することが好ましい。ホットプレス圧力が比較的小さく、且つ、ホットプレス温度が比較的低かったために、バルク体Ｂ−１の緻密化の程度が、バルク体Ａ−１、Ａ−２およびＡ−３よりも低かったためと考えられる。
【００８５】
【表９】
【００８６】
［実験例６］
バルク体Ｃ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１０に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１０に示す。十分に緻密化されたバルク体を５００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大すること、および、保持温度は６００℃以上において、保磁力の増大効果が大きいことがわかった。
【００８７】
【表１０】
【００８８】
［実験例７］
バルク体Ｄ−１を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１１に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１１に示す。十分に緻密化されたバルク体を６００℃以上の保持温度で熱処理することにより保磁力が増大することがわかった。
【００８９】
【表１１】
【００９０】
［実験例８］（比較例）
バルク体Ｄ−２を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１２に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１２に示す。バルク体Ｄ−２（密度：７．４８５ｇ／ｃｍ3）のように、十分に緻密化されていないバルク体を熱処理しても保磁力が向上しないことがわかった。表１２の結果からわかるように、熱処理温度に拘わらず、保磁力は低下した。
【００９１】
【表１２】
【００９２】
［実験例９］
表１および２に示すＨＤＤＲ粉末Ａをプレス装置の金型に充填し、１．２ＭＡ/ｍの磁界中において、磁界と垂直方向に６０ＭＰａの圧力を印加して圧粉体を作製した。得られた圧粉体をホットプレス装置の金型に充填し、その後金型をホットプレス装置内に設置して、１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表１３に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表１３に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表１３に示す）。表１３に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を解除し、保持時間経過後直ちにチャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク試料を作製した。以下、作製したバルク体を表１３に示すように、Ａ−４とよぶ。なお、本条件で作製したバルク体について、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間の最大値を表１４に示す。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表１４に示す。
【００９３】
【表１３】
【００９４】
【表１４】
【００９５】
次に、バルク体Ａ−４を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１５に示す温度・時間で保持した後、石英管ごと水中で急冷して各試料を作製した。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１５に示す。磁界中配向を行なわなかった場合（表６）と比較すると、得られた試料は磁界配向により残留磁束密度（Ｂr）が増大していることがわかった。また、５００℃以上９００℃以下の熱処理を行なうことにより保磁力が増大し、６００℃以上８５０℃以下の温度で特に高い保磁力が得られることがわかった。
【００９６】
【表１５】
【００９７】
［実験例１０］
表１および２に示すＨＤＤＲ粉末Ｃをホットプレス装置の金型に充填し、ホットプレス装置内で表１６に示す圧力を付与して圧粉体を作製した。その後引き続き１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表１６に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表１６に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表１６に示す）。表１６に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を除荷し、保持時間経過後直ちにチャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク試料を作製した。以下、作製したバルク体を表１６に示すように、Ｃ−２とよぶ。なお、それぞれの条件で作製したバルク体について、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間の最大値を表１７に示す。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表１７に示す。
【００９８】
【表１６】
【００９９】
【表１７】
【０１００】
次に、バルク体Ｃ−２を、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管に投入し、表１８に示す温度・時間で保持して第１の熱処理を行なった後、石英管ごと水中で急冷した。その後、アルゴンガスで雰囲気を置換した石英管中で、表１８に示す温度・時間で保持することにより，第２の熱処理を行ない、その後冷却することにより、一連の試料を得た。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表１８に示す。いずれの試料においても、保磁力が向上していることを確認した。さらに、５５０℃から６００℃で第２の熱処理を行なうことにより、高い保磁力が得られることがわかった。
【０１０１】
【表１８】
【０１０２】
［実験例１１］
表１および２に示すＨＤＤＲ粉末Ｃをホットプレス装置の金型に充填し、ホットプレス装置内で２００ＭＰａの圧力を付与して圧粉体を作製した。その後引き続き１×１０-2Ｐａ以下の真空中で表１９に示す圧力を印加しながら、高周波加熱により金型を表１９に示す温度まで加熱した。保持温度までの昇温時間は６０秒とした（昇温速度を表１９に示す）。表１９に示す時間保持し、保持時間経過の１０秒前にプレス圧力を除荷し、保持時間経過後直ちホットプレスの加熱温度を表１９に示す温度まで低下させ、その温度でさらに１５分間圧力を付与せずに熱処理を行なった後、チャンバ内にヘリウムガスを導入して冷却して、実験に必要な数のバルク試料（以下Ｃ−３と呼ぶ）を作製した。作製したバルク体について、ホットプレスにおける加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間の最大値を表２０に示す。また、得られた各試料の密度をアルキメデス法で測定した値の平均値をあわせて表２０に示す。得られた試料の磁気特性をＢＨトレーサ（装置名：ＭＴＲ−１４１２（メトロン技研社製））で測定を行なった結果を表２１に示す。本検討の処理パターンは、ホットプレスの後、室温まで一旦冷却することなく、圧力を付与しない状態で熱処理を行なうことに相当しているが、このような処理においても、高い保磁力が得られることがわかった。
【０１０３】
【表１９】
【０１０４】
【表２０】
【０１０５】
【表２１】
【産業上の利用可能性】
【０１０６】
本発明によるとＨＤＤＲ粉末を用いたバルク磁石を従来よりも高い効率で製造できる。
【符号の説明】
【０１０７】
１ チャンバ
２ 金型（ダイ）
３ａ 上パンチ
３ｂ 下パンチ
４ 高周波コイル
５ 加圧シリンダー
６ 高周波電源
７ 加圧機構
８ 真空装置
９ ヘリウムガス供給源
１０ 変位計
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＨＤＤＲ粉末を用意する工程（ａ）と、
前記ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程（ｂ）と、
前記圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する工程（ｃ）と、
前記圧粉体が前記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように前記圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、密度７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程（ｄ）と、
前記バルク体を前記所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程（ｅ）と、
前記バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程（ｆ）と
を包含する、希土類磁石の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）の後に前記圧粉体の加圧を開始する、請求項１に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｅ）の後に、前記工程（ｆ）を行なう、請求項１または２に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｄ）の後、前記バルク体に対する加圧を終了した後に、前記工程（ｅ）を開始する、請求項１から３のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）の後、かつ、前記工程（ｅ）の前に、前記工程（ｆ）を行なう、請求項１または２に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）は、前記バルク体を５℃/秒以上の降温速度で冷却する工程を含む、請求項１から５のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｆ）の後に、４００℃以上かつ前記第１温度よりも低い第２温度で、１分以上１２０分未満の時間にわたって熱処理を行う工程（ｇ）をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）は、磁界中で前記ＨＤＤＲ粉末を成形する工程を含む、請求項１から７のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項１】
ＨＤＤＲ粉末を用意する工程（ａ）と、
前記ＨＤＤＲ粉末を成形して圧粉体を作製する工程（ｂ）と、
前記圧粉体を５℃/秒以上の昇温速度で６００℃以上９００℃以下の範囲内の所定の温度に加熱する工程（ｃ）と、
前記圧粉体が前記所定の温度にある間に、加圧方向を正としたときの前記圧粉体の加圧方向における寸法変化の時間微分の値が−０．１２ｍｍ／分以上０．０ｍｍ／分以下の値である期間が９０秒未満となるように前記圧粉体を２０ＭＰａ以上３０００ＭＰａ以下の圧力で加圧することによって、密度７．５２ｇ／ｃｍ3以上の密度を有するバルク体を得る工程（ｄ）と、
前記バルク体を前記所定の温度から４００℃未満の温度に冷却する工程（ｅ）と、
前記バルク体を加圧することなく、真空または不活性雰囲気下で５００℃以上９００℃以下の第１温度で１分以上６０分未満の時間にわたって熱処理を行なう工程（ｆ）と
を包含する、希土類磁石の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｃ）の後に前記圧粉体の加圧を開始する、請求項１に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｅ）の後に、前記工程（ｆ）を行なう、請求項１または２に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｄ）の後、前記バルク体に対する加圧を終了した後に、前記工程（ｅ）を開始する、請求項１から３のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項５】
前記工程（ｄ）の後、かつ、前記工程（ｅ）の前に、前記工程（ｆ）を行なう、請求項１または２に記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項６】
前記工程（ｅ）は、前記バルク体を５℃/秒以上の降温速度で冷却する工程を含む、請求項１から５のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項７】
前記工程（ｆ）の後に、４００℃以上かつ前記第１温度よりも低い第２温度で、１分以上１２０分未満の時間にわたって熱処理を行う工程（ｇ）をさらに含む、請求項１から６のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【請求項８】
前記工程（ｂ）は、磁界中で前記ＨＤＤＲ粉末を成形する工程を含む、請求項１から７のいずれかに記載の希土類磁石の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−２１０８７９（Ｐ２０１１−２１０８７９Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−７６００３（Ｐ２０１０−７６００３）
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、文部科学省科学技術試験研究委託事業元素戦略プロジェクトの委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２９日（２０１０．３．２９）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成２１年度、文部科学省科学技術試験研究委託事業元素戦略プロジェクトの委託研究、産業技術力強化法第１９条の適用を受ける特許出願
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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