Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法
【課題】２合金法において、焼結時の密度不足による磁気特性の低下を防止し、製造コストの増加を招くことなく、安全性に優れる製造方法によって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を有し、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供する。
【解決手段】軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなるＲ１とＢとＦｅを含む第一合金粉末と、ＲＬとＲＨからなるＲ２とＢとＣｏとＦｅを含み、第一合金粉末よりもＲＨ及びＣｏ含有量が多い第二合金粉末とを、７０：３０〜９７：３の割合で混合し、成形、焼結する。Ｒ１の含有量とＲ２の含有量との差は１以内とする。
【解決手段】軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなるＲ１とＢとＦｅを含む第一合金粉末と、ＲＬとＲＨからなるＲ２とＢとＣｏとＦｅを含み、第一合金粉末よりもＲＨ及びＣｏ含有量が多い第二合金粉末とを、７０：３０〜９７：３の割合で混合し、成形、焼結する。Ｒ１の含有量とＲ２の含有量との差は１以内とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄを必ず含む、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種でありＦｅを必ず含む）は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハイブリッド自動車用、電気自動車用や家電製品用の各種モータ等に使用されている。
【０００３】
しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力ＨｃＪ（以下、単に「ＨｃＪ」と記載する）が低下し、不可逆熱減磁が起こる。そのため、特にハイブリッド自動車用や電気自動車用モータに使用される場合、高温下でも高いＨｃＪを維持することが要求されている。
【０００４】
従来、ＨｃＪ向上のために、Ｄｙ、Ｔｂ等の重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に多量に添加していた。しかし、重希土類元素ＲＨを多量に添加すると、ＨｃＪは向上するが、残留磁束密度Ｂｒ（以下、単に「Ｂｒ」と記載する）が低下するという問題があった。また、ＤｙやＴｂは、希少で高価な元素であり、コスト面からも多量に添加することができない。
【０００５】
前記問題を解決するため、組成が異なる２種類の合金粉末を混合した後、成形、焼結して、磁化反転の起点となる主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮することにより、単一合金から製造された同一組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に比べて、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させる技術（以下、「２合金法」と記載する）が提案されている。
【０００６】
特許文献１は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物を主成分とする第１成分粉末と、Ｒ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）およびＲ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）２（Ｒは、Ｄｙ＋Ｔｂを３０％以上含有する希土類元素であり、Ｔは遷移金属又は亜金属のうちの１種又は２種以上の混合）のうちの１種又は２種を主成分とする第２成分粉末とを混合した後、混合物を磁場中で成形し、焼結する方法が開示されている。これにより、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物の結晶粒の表面部分（外殻部）において、Ｎｄの一部をＤｙおよび／またはＴｂで置換した相が生成され、磁化反転を生じ難くなり、ＨｃＪが向上すると開示されている。
【０００７】
特許文献２は、希土類元素の全量は同じで、重希土類元素（Ｄｙ等）／軽希土類元素（Ｎｄ、Ｐｒ等）の比率が異なる以外は組成が実質的に同様な２種類以上の合金を混合し、磁場中成形、焼結する方法が開示されている。特許文献２の方法により、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも高い第一のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒と、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも低い第二のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒とを有する組織のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結型永久磁石が得られ、該永久磁石が高いＢｒおよび高い最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを示すことが開示されている。
【０００８】
特許文献３は、重希土類元素ＲＨの濃度が異なる２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末を焼結するに際し、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末の粒径を小さくすることが開示されている。特許文献３の方法により、焼結後の組織において、粒度の大きいＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末の外周部に粒度の小さいＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末が取り込まれるような結晶粒成長が起こり、主相外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織が実現され、ＨｃＪが向上すると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−９６９２８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８８２１３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／０８２４９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の方法は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物を主成分とする第１成分粉末と、Ｒ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）及びＲ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）２のうちの１種又は２種を主成分とする第２成分粉末の主成分となる化合物および組成が異なり、特に、焼結時に液相となる希土類元素の含有量が大きく異なるため、混合物を焼結する際に緻密化し難く、密度不足により磁気特性が低下するという問題があった。
【００１１】
特許文献２の方法は、Ｒに含まれる重希土類元素の濃度が異なる以外は、組成が実質的に同じ２種類のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒を混合し、焼結している。そのため、特許文献１のように、焼結時に緻密化し難いという問題は起こらない。しかし、得られる永久磁石の組織は、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも高い第一のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒と、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも低い第二のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒となっており、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素を濃縮した組織にはなっていない。従って、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させることはできない。すなわち、特許文献２による永久磁石では、特許文献３の図２に示されるような、重希土類元素の濃度が低い部分と重希土類元素の濃度が高い部分とが半々に存在する結晶粒や、重希土類元素の濃度が高い部分のまわりが重希土類元素の濃度が低い部分で覆われた結晶粒が多数存在していると考えられる。
【００１２】
特許文献３の方法は、重希土類元素ＲＨの濃度が異なる２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末のうち、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末の粒径を相対的に小さくすることで表面エネルギーを高くし、焼結時において、重希土類元素ＲＨの濃度が低い合金粉末を固相状態に維持したまま、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末を先に液相化し、液相中における重希土類元素ＲＨの濃度を高くすることができる。その結果、重希土類元素ＲＨの低い結晶粒の外周部に重希土類元素ＲＨの濃度が高い結晶粒が取り込まれるような結晶粒成長が起きる。これにより、主相外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織となる。
【００１３】
しかし、特許文献３の方法では、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末を微細化するために、気流式粉砕機による乾式粉砕において、従来の窒素ガスに替えて、高価なＡｒガスやＨｅガスを使用する必要があり、製造コストの増加が避けられないという問題があった。また、微細化された粉末は、酸化しやすく、発火する危険性があり、安全性の面で問題があった。
【００１４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、いわゆる２合金法において、焼結時の密度不足による磁気特性の低下を防止し、製造コストの増加を招くことなく、安全性に優れる製造方法によって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を有し、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石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】
【００１５】
請求項１に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
Ｇａ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｇａ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｇａ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
請求項１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が０．６質量％以上２質量％以下であり、
前記第一合金粉末におけるＲＬがＮｄであり、
前記第二合金粉末におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が６質量％以上１９質量％以下である、
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、
請求項４に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によって得られることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、
請求項５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＰｒの含有量をｘ質量％としたとき、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量が０．７ｘ質量％以上であり、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量が０．４ｘ質量％以下であり、
前記主相結晶粒の存在量が体積比率で６０％以上９５％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の本発明によれば、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨおよびＣｏが多く含有されているため、焼結時に第二合金粉末が第一合金粉末よりも先に液相化し、第一合金粉末の外殻部を第二合金粉末で取り囲むように粒成長する。これによって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。従って、第二合金粉末の微細化が不要であり、微細化のために高価なＡｒガスやＨｅガスを使用する必要がなく、製造コストの増加を招くことがない。また、微細化による合金粉末の発火の危険性も解消され、安全にしてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造することができる。また、本発明によれば、第一合金粉末に含まれるＲ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれるＲ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であり、組成が近似しているため、焼結時に緻密化し易く、密度不足による磁気特性の低下を招くことがない。
【００２２】
請求項２に記載の本発明によれば、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨ、ＣｏおよびＣｕが多く含有されているため、前記請求項１に記載の本発明による効果をさらに助長し、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００２３】
請求項３に記載の本発明によれば、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨ、Ｃｏ、ＣｕおよびＧａが多く含有されているため、前記請求項２に記載の本発明による効果をさらに助長し、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００２４】
請求項４に記載の本発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、第二合金粉末のみにＰｒが含有されているため、請求項１〜３に記載の本発明による効果をさらに助長し、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００２５】
請求項５に記載の本発明によれば、Ｂｒを低下させずに、ＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。
【００２６】
請求項６に記載の本発明によれば、請求項５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部に特定量のＤｙおよびＰｒを濃縮させるため、ＨｃＪをさらに向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真であり、（ａ）は反射電子線像、（ｂ）はＤｙの分布を示すマッピング写真である。
【図２】比較例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真であり、（ａ）は反射電子線像、（ｂ）はＤｙの分布を示すマッピング写真である。
【図３】本発明による他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真であり、（ａ）は反射電子線像、（ｂ）はＤｙの分布を示すマッピング写真であり、（ｃ）はＰｒの分布を示すマッピング写真である。
【図４】本発明による他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＦＥ−ＳＥＭによる反射電子線像を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の主たる特徴は、２合金法において、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨ及びＣｏを多く含有させること、第一合金粉末に含まれるＲ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれるＲ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であること、および、第一合金粉末と第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３の割合で混合することにある。これらの特徴によって、焼結時に、第二合金粉末が第一合金粉末よりも先に液相化し、第一合金粉末の外殻部を第二合金粉末で取り囲むように粒成長し、主相結晶粒子の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。
【００２９】
本発明において、主相結晶粒の外殻部とは、主相結晶粒の円周から円周の中心に向かって粒径の０．１〜１５％の厚さの部分のことをいい、主相結晶粒の中心部とは、前記外殻部以外の部分のことをいう。
【００３０】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石］
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、軽希土類元素ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、重希土類元素ＲＨはＤｙ）、
重希土類元素ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
【００３１】
Ｒは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒからなり、ＲＨはＤｙである。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ以外の他の希土類元素を少量含有してもよい。また、ＲＬ及びＲＨは純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し支えない。Ｒの含有量は２８質量％以上３３質量％以下とする。２８質量％未満では高いＨｃＪが得られず、３３質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００３２】
重希土類元素ＲＨの含有量は０．５質量％以上５質量％以下とする。０．５質量％未満ではＨｃＪの向上効果が少なく、５質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００３３】
Ｂ（硼素）の含有量は０．５質量％以上２質量％以下とする。０．５質量％未満ではＨｃＪが低下し、２質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００３４】
Ｃｏの含有量は０．５質量％以上２．５質量％以下とする。Ｃｏは温度特性の向上、耐食性の向上に有効であり、０．５質量％未満ではそれらの向上効果が少なく、２．５質量％を超えるとＨｃＪが低下する。
【００３５】
Ｆｅは前記元素の残部を占める。Ｆｅ、Ｃｏ以外の他の遷移金属元素を少量含有してもよい。
【００３６】
前記各元素に加え、０．０５質量％以上０．２質量％以下のＣｕ、あるいはさらに０．０５質量％以上０．２質量％以下のＧａを含有させてもよい。Ｃｕを含有させることにより、Ｃｕを含有しない場合に比べＨｃＪが向上する。また、ＣｕとＧａの両方を含有させることにより、Ｃｕのみを含有させる場合に比べＨｃＪがさらに向上する。
【００３７】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を有している。そのため、単一合金から製造した同一組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に比べ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させることができる。
【００３８】
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、特定組成からなる第一合金粉末を準備する工程、特定組成からなる第二合金粉末を準備する工程、第一合金粉末と第二合金粉末を特定割合で混合し混合粉末を得る工程、混合粉末を成形し成形体を得る工程、成形体を焼結する工程を経て製造される。以下、その製造方法について詳細に説明する。
【００３９】
［第一合金粉末を準備する工程］
本発明における第一合金粉末は、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
【００４０】
第一合金粉末は、後述する第二合金粉末よりもＲＨおよびＣｏの含有量が少なく、焼結時に、第二合金粉末よりも液相化し難い組成となっており、先に液相化した第二合金粉末が第一合金粉末の外殻部を取り囲むように粒成長するため、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織となる。
【００４１】
Ｒ１は、軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなる。すなわち、Ｒ１はＲＨが含まれない場合はＲＬのみからなり、ＲＨが含まれる場合はＲＬとＲＨとからなる。ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒであり、ＲＨはＤｙである。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ以外の他の希土類元素を少量含有してもよい。また、ＲＬおよびＲＨは純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し支えない。Ｒ１の含有量は２８質量％以上３３質量％以下とする。２８質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において高いＨｃＪが得られず、３３質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００４２】
ＲＨの含有量は４．４質量％以下（０質量％を含む）とする。４．４質量％を超えると主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になる。
【００４３】
Ｂ（硼素）の含有量は０．５質量％以上２質量％以下とする。０．５質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下し、２質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００４４】
Ｃｏの含有量は２質量％以下（０質量％を含む）とする。２質量％を超えると主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になる。
【００４５】
Ｆｅは前記元素の残部を占める。Ｆｅ、Ｃｏ以外の他の遷移金属元素を少量含有してもよい。
【００４６】
前記各元素に加え、０．２質量％以下のＣｕ、あるいはさらに０．２質量％以下のＧａを含有させてもよい。Ｃｕを含有させる場合は、第二合金粉末に第一合金粉末よりも多くＣｕを含有させる。これにより、Ｃｕを含有しない場合に比べ、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが向上する。ＣｕとＧａの両方を含有させる場合は、第二合金粉末に第一合金粉末よりも多くＣｕとＧａを含有させる。これにより、Ｃｕのみを含有する場合に比べ、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪがさらに向上する。
【００４７】
前記組成からなる第一合金粉末は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様の方法によって準備することができる。例えば、金型鋳造によるインゴット法や冷却ロールを用いて合金溶湯を急冷するストリップキャスト法等により合金を作製する。後述する混合粉末を準備する工程において、第一合金粉末と第二合金粉末を粗粉砕粉末の状態で混合した後、微粉砕を行って混合粉末を準備する場合は、第一合金粉末の合金と第二合金粉末の合金とをそれぞれ水素粉砕法等によって粗粉砕し、平均粒度が数百μｍ程度の粗粉砕粉末を準備する。また、第一合金粉末と第二合金粉末を微粉砕粉末の状態で混合する場合は、前記粗粉砕粉末をジェットミル等によって微粉砕し、平均粒径（フィッシャー法）が３〜５μｍ程度の微粉砕粉末を準備する。微粉砕は、酸化を防止するために、実質的に酸素を含有しない雰囲気中で行うことが好ましい。微粉砕中の酸化を防止することにより、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。また、微粉砕後の微粉砕粉末の酸化を防止するために、微粉砕粉末を鉱油、合成油、植物油またはそれらの混合油中に浸漬することも好ましい。浸漬は、例えば、ジェットミルの微粉砕粉末の取出口に前記油が入った容器を設置し、直接油中へ回収する等の方法により行うことができる。
【００４８】
［第二合金粉末を準備する工程］
本発明における第二合金粉末は、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
【００４９】
第二合金粉末は、前記第一合金粉末よりもＲＨ及びＣｏの含有量が多く、焼結時に、第一合金粉末よりも液相化し易い組成となっており、第二合金粉末が第一合金粉末よりも先に液相化し、第一合金粉末の外殻部を取り囲むように粒成長するため、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織となる。
【００５０】
Ｒ２は、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなる。ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒであり、ＲＨはＤｙである。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ以外の他の希土類元素を少量含有してもよい。また、ＲＬおよびＲＨは純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し支えない。Ｒ２の含有量は２８質量％以上３３質量％以下とする。２８質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において高いＨｃＪが得られず、３３質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００５１】
ＲＨの含有量は１０質量％以上２５質量％以下とする。１０質量％未満では主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になり、２５質量％を超えると、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下する。好ましくは１５質量％以上２４質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以上２３質量％以下である。
【００５２】
Ｂ（硼素）の含有量は０．５質量％以上２質量％以下とする。０．５質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下し、２質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００５３】
Ｃｏの含有量は５質量％以上２０質量％以下とする。５質量％未満では主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になり、２０質量％を超えると得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＢｒが低下する。
【００５４】
Ｆｅは前記元素の残部を占める。Ｆｅ、Ｃｏ以外の他の遷移金属元素を少量含有してもよい。
【００５５】
前記各元素に加え、０．５質量％以上２質量％以下のＣｕ、あるいはさらに０．５質量％以上２質量％以下のＧａを含有させてもよい。第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨおよびＣｏを多く含有させ、かつＣｕを多く含有させることにより、Ｃｕを含有しない場合に比べ焼結中の液相生成を促進できるため、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが向上する。さらに、ＣｕとＧａの両方を含有させることにより、Ｃｕのみを含有する場合に比べ、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪがさらに向上する。
【００５６】
前記組成からなる第二合金粉末は、前記第一合金粉末と同様の方法によって準備することができる。本発明においては、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨおよびＣｏを多く含有させることによって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができるため、前記特許文献３のように、第二合金粉末の微細化が不要であり、微細化のために高価なＡｒガスやＨｅガスを使用する必要がなく、製造コストの増加を招くことがない。また、微細化による合金粉末の発火の危険性も解消され、安全にしてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造することができる。
【００５７】
第一合金粉末に含まれるＲ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれるＲ２の含有量（質量％）との値の差が１以内とする。Ｒ１含有量とＲ２含有量の差が大きくなるにつれ、混合粉末を焼結する際に緻密化し難くなって、密度不足により得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性が低下するためである。Ｒ１含有量とＲ２含有量の差が１を超えると急に緻密化し難くなるということはないが、Ｒ１含有量とＲ２含有量の差をできるだけ小さくすることにより、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現し易くなる。
【００５８】
なお、前記１以内とは、第一合金粉末および第二合金粉末を準備する工程における、第一合金粉末中のＲ１の質量比（質量％）と第二合金粉末中のＲ２の質量比（質量％）との差であり、原料配合時の狙い組成にもとづくものである。Ｒ１およびＲ２の含有量は、溶解工程や粉砕工程において、酸化や分級などによって若干変化し、その変化量もＲＨの含有量や平均粒径等の違いによって異なるため、粉末の状態において含有量の差を規定することが難しいからである。
【００５９】
前記のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石、第一合金粉末を準備する工程および第二合金粉末を準備する工程において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、Ｐｒの含有量が０．６質量％以上２質量％以下であり、第一合金粉末におけるＲＬがＮｄであり、第二合金粉末におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、Ｐｒの含有量が６質量％以上１９質量％以下とすることにより、ＨｃＪをさらに向上させることができる。この場合、第一合金粉末には基本的にＰｒは含有されない。但し、不可避的不純物として混入する場合は許容される。
【００６０】
［混合粉末を準備する工程］
第一合金粉末と第二合金粉末の質量比は７０：３０〜９７：３とする。第一合金粉末の質量比が７０未満または９７を超えると、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になり、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下するためである。第一合金粉末と第二合金粉末は、両粉末が粗粉砕粉末の状態で混合してもよいし、微粉砕粉末の状態で混合してもよい。粗粉砕粉末の状態で混合する場合は、両粉末を上記質量比で混合後、ジェットミル等により微粉砕して混合粉末を準備する。混合には公知の混合機等を使用することができる。また、混合は、不活性ガス雰囲気中等で行ってもよいし、粗粉砕粉または微粉砕粉末を鉱油、合成油、植物油またはそれらの混合油中に浸漬し、油中で混合してもよい。
【００６１】
［成形体を準備する工程］
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。例えば、磁界中で金型を用いて加圧成形する方法等である。本工程において、酸素や炭素などの不純物の混入を最小限に抑えるため、潤滑剤や離型剤等の使用は最小限にとどめることが好ましい。また、酸化を抑制ために、混合粉末を油中に浸漬してスラリー状にして、そのスラリーを磁界中で湿式成形することも好ましい。これらの好ましい方法を用いることによって、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。
【００６２】
［成形体を焼結する工程］
前記成形体を焼結する工程は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。本発明においては、第一合金粉末と第二合金粉末の組成が近似しており、特に、Ｒ１含有量とＲ２含有量との差が１質量％以内であるため、焼結時に緻密化し易く、密度不足による磁気特性の低下を招くことがない。
【００６３】
上記の製造方法によって得られた本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対して、例えば、国際公開第２００７／１０２３９１号に代表されるような、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に重希土類元素ＲＨを含む金属、合金、化合物等を特定手段により磁石表面に供給した後、熱処理で重希土類元素ＲＨを磁石内部に拡散させる方法を適用することもできる。これにより、さらに、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮させることができ、Ｂｒの低下を抑制しつつＨｃＪを向上させることができる。
【実施例】
【００６４】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６５】
実施例１
表１に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合し、それぞれを溶解し、ストリップキャスト法によって厚さ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの板状合金を得た。前記板状合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、６００℃まで真空中で加熱後、冷却し粗粉砕粉末を得た。得られた第一合金粉末の粗粉砕粉末と第二合金粉末の粗粉砕粉末を９０：１０の質量比でＶ型混合機に投入して混合し、混合粉末を得た。前記混合粉末をジェットミルにより窒素気流中で微粉砕し、平均粒径３．０μｍの微粉砕粉末を得た。
【００６６】
前記微粉砕粉末に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．０５質量％添加混合した後、磁界中で成形し、成形体を得た。前記成形体を真空中において１０５０℃で２時間焼結し、室温まで冷却してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た。得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果を表１に示す。また得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性の測定結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１に示すように、試料Ｎｏ．１および４の第一合金粉末よりも第二合金粉末にＤｙ及びＣｏを多く含有する本発明による焼結磁石は、試料Ｎｏ．２および３の第一合金粉末よりも第二合金粉末にＤｙのみ多く含有し、第一合金粉末と第二合金粉末のＣｏ量が同じ比較例の焼結磁石に比べて、ＨｃＪが大きく向上している。なお、以下の説明においては、「第一合金粉末よりも第二合金粉末に」の「第一合金粉末よりも」を省略し、「第二合金粉末に」と記載する。
【００６９】
また、試料Ｎｏ．１および４よりも、試料Ｎｏ．５の第二合金粉末にＤｙ、ＣｏおよびＣｕを多く含有する本発明による焼結磁石の方が、ＨｃＪが向上しており、さらに、試料Ｎｏ．６の第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏ、ＣｕおよびＧａを多く含有する焼結磁石の方が、さらにＨｃＪが向上している。一方、試料Ｎｏ．７の第二合金粉末にＤｙおよびＣｕを多く含有し、第一合金粉末と第二合金粉末のＣｏ量が同じ比較例の焼結磁石のＨｃＪは、試料Ｎｏ．２の焼結磁石と同じ程度である。すなわち、ＨｃＪを向上させるためには、第二合金粉末にＤｙとＣｏを多く含有することが必要であり、ＤｙとＣｏに加えてＣｕ、あるいはさらにＧａを多くが含有することにより、さらにＨｃＪを向上させることができる。
【００７０】
表１の試料Ｎｏ．６の本発明による焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真を図１に示す。また、表１の試料Ｎｏ．３の比較例の焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真を図２に示す。図１、図２いずれも（ａ）が反射電子線像の写真、（ｂ）がＤｙの分布を示すマッピング写真であり、倍率は２０００倍である。図１（ａ）および図２（ａ）において、灰色の部分及び黒みがかった灰色の部分が主相結晶粒であり、白い部分が粒界相である。また、図１（ｂ）および図２（ｂ）において、白い部分がＤｙの濃度が高い部分、黒い部分がＤｙの濃度が低い部分である。
【００７１】
図１（ｂ）では、多数の黒い粒子状の部分（Ｄｙ濃度が低い部分）が存在し、その周りをドーナツ状に白い部分（Ｄｙ濃度が高い部分）が取り囲んでいる。これを図１（ａ）と照らし合わせると、ドーナツ状の部分（黒い粒子状の部分を含む）が一つの主相結晶粒に相当することが分かる。すなわち、図１（ａ）に示す通り、本発明による焼結磁石は、主相結晶粒の外殻部にＤｙを濃縮した組織となっていることが分かる。
【００７２】
一方、図２（ｂ）では、黒い粒子状の部分（Ｄｙ濃度が低い部分）をドーナツ状に白い部分（Ｄｙ濃度が高い部分）が取り囲んでいるものと、逆に、白い粒子状の部分（Ｄｙ濃度が高い部分）をドーナツ状に黒い部分（Ｄｙ濃度が低い部分）が取り囲んでいるものとが混在している。これを図２（ａ）と照らし合わせると、ドーナツ状の部分（黒い粒子状の部分を含む）が一つの主相結晶粒に相当することが分かる。すなわち、図２（ａ）に示すとおり、比較例の焼結磁石においては、主相結晶粒の外殻部にＤｙを濃縮した組織と、全く逆の組織が存在する。
【００７３】
これは、比較例の永久磁石においては、第一合金粉末と第二合金粉末のＣｏ含有量が同じであるため、焼結時に第一合金粉末と第二合金粉末とからほぼ同様に液相化し、第一合金粉末の外殻部を第二合金粉末で取り囲むように粒成長するものもあれば、第二合金粉末の外殻部を第一合金粉末で取り囲むように粒成長しているものもあると考えられる。このような粒成長により焼結された焼結磁石は、表１の磁気特性の結果からも明らかなようにＨｃＪは向上しない。
【００７４】
以上のように、本発明の製造方法によれば、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。
【００７５】
実施例２
表２に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合することと、表２に示す質量比にて混合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
本実施例は、質量比を９５：５から５０：５０に変化させ、同じ組成の焼結磁石を作製したものである。表２に示すように、第二合金粉末の質量比が大きくなるにつれＨｃＪが低下する傾向があり、質量比が６０：４０（試料Ｎｏ．１２）になると、ＨｃＪが大きく低下する。好ましい質量比は９０：１０である。
【００７８】
実施例３
表３に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
【００８０】
本実施例は、第二合金粉末のＤｙ含有量を変化させ、同じ組成の焼結磁石を作製したものである。表３に示すように、第二合金粉末のＤｙ含有量が１０質量％（試料Ｎｏ．１５）および２５質量％（試料Ｎｏ．１６）でＨｃＪが大きく向上している。このように、第二合金粉末におけるＤｙ含有量は、１０質量％〜２５質量％の範囲が好ましい。
【００８１】
実施例４
表４に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表４に示す。
【００８２】
【表４】
【００８３】
本実施例は、第二合金粉末のＣｏ含有量、Ｃｕ含有量、Ｇａ含有量を変化させたものである。表４の試料Ｎｏ．１８〜２２に示すように、第二合金粉末のＣｏ含有量が５質量％（試料Ｎｏ．１９）、１０質量％（試料Ｎｏ．２０）、２０質量％（試料Ｎｏ．２１）で高いＨｃＪが得られている。一方、Ｃｏ含有量が３質量％（試料Ｎｏ．１８）ではＨｃＪが低下し、３０質量％（試料Ｎｏ．２２）になるとＢｒが低下する。このように、第二合金粉末におけるＣｏ含有量は、５質量％〜２０質量％の範囲が好ましい。
【００８４】
表４の試料Ｎｏ．２３〜２６は、第二合金粉末にＤｙ、ＣｏおよびＣｕを多く含有するものである。試料Ｎｏ．１９と２３、２０と２４、２１と２５の対比から明らかなように、第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏを多く含有するとともにＣｕを含有することにより、ＨｃＪが向上している。但し、試料Ｎｏ．２５と２６の対比から明らかなように、Ｃｕ含有量が３質量％になるとＢｒが低下する。このように、第二合金粉末におけるＣｕ含有量は、２質量％以下が好ましい。
【００８５】
表４の試料Ｎｏ．２７〜３０は、第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏ、ＣｕおよびＧａを多く含有するものである。試料Ｎｏ．２３と２７、２４と２８、２５と２９の対比から明らかなように、第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏ、Ｃｕを多く含有するとともにＧａを含有することにより、ＨｃＪが向上している。但し、試料Ｎｏ．２９と３０の対比から明らかなように、Ｇａ含有量が３質量％になると、Ｂｒが低下する。このように、第二合金粉末におけるＧａ含有量は、２質量％以下が好ましい。
【００８６】
実施例５
表５の試料Ｎｏ．３１に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合し、それぞれを溶解し、ストリップキャスト法によって厚さ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの板状合金を得た。前記板状合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、６００℃まで真空中で加熱後、冷却し粗粉砕粉末を得た。得られた第一合金粉末の粗粉砕粉末と第二合金粉末の粗粉砕粉末を９０：１０の質量比でＶ型混合機に投入して混合し、混合粉末を得た。前記混合粉末を、実質的に酸素を含有しない不活性ガス中でジェットミルにより微粉砕し、平均粒径３．０μｍの微粉砕粉末を得た。
【００８７】
ジェットミルの微粉砕粉末の取出口に油が入った容器を設置し、微粉砕粉末をジェットミルから直接油中へ回収した。得られた油と微粉砕粉末からなるスラリーを磁界中で湿式成形し、成形体を得た。前記成形体を真空中において２００℃で１時間加熱する脱油処理を行い、引き続き真空中において１０５０℃で２時間焼結し、室温まで冷却してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表５に示す。
【００８８】
また、表５の試料Ｎｏ．３２に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合する以外は実施例と同様な方法（大気中で乾式成形）によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表５に示す。
【００８９】
【表５】
【００９０】
表５に示す通り、湿式成形した焼結磁石（試料Ｎｏ．３１）の含有酸素量は０．１質量％（１０００ｐｐｍ）であり、大気中で乾式成形した焼結磁石（試料Ｎｏ．３２）の含有酸素量の０．３９質量％（３９００ｐｐｍ）に比べ、大幅に低減されている。すなわち、微粉砕粉末を油中に浸漬してスラリー状となし、そのスラリーを磁場中で湿式成形することにより、微粉砕粉末の酸化が防止されている。これによって、大気中で乾式成形した焼結磁石に比べ、Ｂｒ、ＨｃＪが大きく向上している。
【００９１】
実施例６
表６に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表６に示す。
【００９２】
【表６】
【００９３】
本実施例は、第二合金粉末のみにＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３３）と第一合金粉末と第二合金粉末の両方に同量のＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３４）と、第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない組成（試料Ｎｏ．３５）で焼結磁石を製作したものである。なお、試料Ｎｏ．３３及び試料Ｎｏ．３５の第一合金粉末に含有されているＰｒ（０．１質量％）は不可避的不純物として混入したものである。
【００９４】
表６に示すように、第二合金粉末のみにＰｒを含有する試料Ｎｏ．３３の焼結磁石は、第一合金粉末と第二合金粉末の両方に同量のＰｒを含有する試料Ｎｏ．３４ならびに第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない試料Ｎｏ．３５の焼結磁石よりもＨｃＪが向上している。すなわち、第二合金粉末のみにＰｒを含有させることにより、Ｂｒを低下させずにＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００９５】
表６の試料Ｎｏ．３３の焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真を図３に示す。図３において、（ａ）が反射電子線像の写真、（ｂ）がＤｙの分布を示すマッピング写真、（ｃ）がＰｒの分布を示すマッピング写真であり、それぞれ倍率は２０００倍である。図３（ａ）において、灰色の部分及び黒みがかった灰色の部分が主相結晶粒であり、白色の部分が粒界相である。また、図３（ｂ）において、灰色の部分がＤｙの濃度が高い部分、黒色の部分がＤｙの濃度が低い部分であり、図３（ｃ）において、黒みがかった灰色の部分がＰｒの濃度が高い部分、黒い部分がＰｒの濃度が低い部分であり、灰色（黒みがかった灰色よりも白い）の部分は粒界相である。
【００９６】
図３（ｂ）、（ｃ）では、多数の黒い粒子状の部分（ＤｙまたはＰｒ濃度が低い部分）が存在し、図３（ｂ）においては灰色の部分（Ｄｙ濃度が高い部分）が、図３（ｃ）においては黒みがかった灰色の部分（Ｐｒ濃度が高い部分）が、黒い粒子状の部分の周りをドーナツ状に取り囲んでいる。これを図３（ａ）と照らしあわせると、ドーナツ状の部分（黒い粒子状の部分を含む）が一つの主相結晶粒に相当することがわかる。すなわち、第二合金粉末のみにＰｒを含有することにより、主相結晶粒の外殻部にＤｙおよびＰｒを濃縮した組織となっていることがわかる。
【００９７】
表７は、前記表６の試料Ｎｏ．３３と試料Ｎｏ．３４の焼結磁石における主相結晶粒の中心部と外殻部を下記に記載する方法により分析し、Ｒ（Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ）の組成（質量％）を求めたものである。なお、試料Ｎｏ．３３については８ヵ所を分析した。分析方法は以下の通りである、例えばＰｒを分析する場合、まず、試料表面を平滑に研磨後、ＥＰＭＡにより各元素の特性Ｘ線のラインプロファイルのカウント数（以下、Ｘ線カウント数と記載する。）を５００μｍの範囲で測定する。次に、焼結磁石全体のＰｒのＩＣＰ分析値と、同じ焼結磁石におけるＰｒのＸ線カウント数の５００μｍの範囲での平均値を、Ｐｒ組成の異なる複数の焼結磁石において求める。そして、これらのデータを元に一次関数(検量線)を作成する。この検量線を用いて、ＰｒのＸ線カウント数からＰｒの組成を分析することができる。
【００９８】
【表７】
【００９９】
表７に示すように、試料Ｎｏ．３３および試料Ｎｏ．３４は、いずれも焼結磁石におけるＤｙ含有量（２．３質量％）、Ｐｒ含有量（１．０質量％）は同じであるが、試料Ｎｏ．３３は、ＤｙおよびＰｒの濃度が主相結晶粒における中心部よりも外殻部の方が高く、主相結晶粒の外殻部にＤｙおよびＰｒが濃縮されている。これに対し、試料Ｎｏ．３４は、Ｄｙは主相結晶粒の外殻部に濃縮されているが、Ｐｒは主相結晶粒における中心部と外殻部とで濃度差がほとんどなく、主相結晶粒の外殻部にＰｒが濃縮されていないことが分かる。
【０１００】
また、表７に示すように、試料Ｎｏ．３３は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＰｒの含有量をｘ質量％としたとき、主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量は０．７ｘ質量％以上となり、また、主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量は０．４ｘ質量％以下となる。以上の通り、第二合金粉末のみにＰｒを含有させることにより、主相結晶粒の外殻部にＰｒを濃縮させることができＢｒを低下させずにＨｃＪをさらに向上させることができる。
【０１０１】
実施例７
表８に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合すること以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに１４０℃におけるＨｃＪの測定結果を表８に示す。
【０１０２】
【表８】
【０１０３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石にＰｒを多量に含有させると温度特性が悪化し、高温においてＨｃＪが大きく低下してしまう。本実施例は、焼結磁石におけるＰｒの含有量を変化させ、得られた焼結磁石を１４０℃の高温に加熱し、１４０℃におけるＨｃＪを測定したものである。表８に示すように、Ｐｒの含有量が、焼結磁石においては０．６質量％から２質量％の範囲で、第二合金粉末においては６質量％以上１９質量％の範囲で、ＨｃＪが大きく向上している。このように、Ｐｒの含有量が焼結磁石において０．６質量％未満（第二合金粉末において６質量％未満）であると、添加量が少なすぎる為、所望のＨｃＪ向上効果が得られないので好ましくない。また、Ｐｒの含有量が焼結磁石において２．０質量％を超えると（第二合金粉末において１９質量％を超えると）焼結磁石の温度特性が悪化し、高温においてＨｃＪが低下してしまうため好ましくない。
【０１０４】
実施例８
前記実施例６の試料Ｎｏ．３３の焼結磁石断面のＦＥ−ＳＥＭによる反射電子線像の写真を図４に示す。図４からわかるように、個々の主相結晶粒において、外殻部と中心部とで濃淡が異なっている。すなわち、ドーナツ状の黒みがかった灰色の部分が外殻部であり、黒い粒子状の部分が中心部である。前記実施例６の表７に示す通り、主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量は０．７ｘ質量％以上、主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量は０．４ｘ質量％以上となっている。この主相結晶粒のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石中における存在量（体積比率）を求めた。体積比率は、図４を用いて点算法により前記主相結晶粒の面積比率を求め、それを前記主相結晶粒の体積比率とした。その結果、前記主相結晶粒の存在量は体積比率で９０％であった。また、前記実施例７の試料Ｎｏ．３７、３８、３９の焼結磁石断面のＦＥ−ＳＥＭによる反射電子線像を複数個所観察し、前記と同様に前記主相結晶粒の存在量を点算法により求めた。その結果、前記主相結晶粒の存在量は体積比率で６０％〜９５％の範囲にあった。
【０１０５】
実施例９
表９に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合すること以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表９に示す。
【０１０６】
【表９】
【０１０７】
本実施例は、第二合金粉末のみにＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３３）と第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない組成（試料Ｎｏ．４１）とでＨｃＪの値が同じになるように、Ｄｙ量を調整して焼結磁石を製作したものである。
【０１０８】
表９に示すように、試料Ｎｏ．３３および試料Ｎｏ．４１は、いずれもＨｃＪの値は同じ（１４９０ｋＡ／ｍ）であるが、試料Ｎｏ．３３のＤｙの含有量は２．３質量％であるのに対し、試料Ｎｏ．４１のＤｙの含有量は２．８質量％であり、試料Ｎｏ．３３に比べてＤｙの含有量が０．５質量％多い。すなわち、第二合金粉末のみにＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３３）にすることで、第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない組成（試料Ｎｏ．４１）と比べてＤｙの使用量を０．５質量％削減させることができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素のうち少なくとも一種でありＮｄを必ず含む、Ｔは遷移金属元素のうち少なくとも一種でありＦｅを必ず含む）は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハイブリッド自動車用、電気自動車用や家電製品用の各種モータ等に使用されている。
【０００３】
しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で保磁力ＨｃＪ（以下、単に「ＨｃＪ」と記載する）が低下し、不可逆熱減磁が起こる。そのため、特にハイブリッド自動車用や電気自動車用モータに使用される場合、高温下でも高いＨｃＪを維持することが要求されている。
【０００４】
従来、ＨｃＪ向上のために、Ｄｙ、Ｔｂ等の重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に多量に添加していた。しかし、重希土類元素ＲＨを多量に添加すると、ＨｃＪは向上するが、残留磁束密度Ｂｒ（以下、単に「Ｂｒ」と記載する）が低下するという問題があった。また、ＤｙやＴｂは、希少で高価な元素であり、コスト面からも多量に添加することができない。
【０００５】
前記問題を解決するため、組成が異なる２種類の合金粉末を混合した後、成形、焼結して、磁化反転の起点となる主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮することにより、単一合金から製造された同一組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に比べて、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させる技術（以下、「２合金法」と記載する）が提案されている。
【０００６】
特許文献１は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物を主成分とする第１成分粉末と、Ｒ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）およびＲ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）２（Ｒは、Ｄｙ＋Ｔｂを３０％以上含有する希土類元素であり、Ｔは遷移金属又は亜金属のうちの１種又は２種以上の混合）のうちの１種又は２種を主成分とする第２成分粉末とを混合した後、混合物を磁場中で成形し、焼結する方法が開示されている。これにより、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物の結晶粒の表面部分（外殻部）において、Ｎｄの一部をＤｙおよび／またはＴｂで置換した相が生成され、磁化反転を生じ難くなり、ＨｃＪが向上すると開示されている。
【０００７】
特許文献２は、希土類元素の全量は同じで、重希土類元素（Ｄｙ等）／軽希土類元素（Ｎｄ、Ｐｒ等）の比率が異なる以外は組成が実質的に同様な２種類以上の合金を混合し、磁場中成形、焼結する方法が開示されている。特許文献２の方法により、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも高い第一のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒と、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも低い第二のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒とを有する組織のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結型永久磁石が得られ、該永久磁石が高いＢｒおよび高い最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを示すことが開示されている。
【０００８】
特許文献３は、重希土類元素ＲＨの濃度が異なる２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末を焼結するに際し、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末の粒径を小さくすることが開示されている。特許文献３の方法により、焼結後の組織において、粒度の大きいＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末の外周部に粒度の小さいＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末が取り込まれるような結晶粒成長が起こり、主相外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織が実現され、ＨｃＪが向上すると開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平６−９６９２８号公報
【特許文献２】特開２０００−１８８２１３号公報
【特許文献３】国際公開第２０１０／０８２４９２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１の方法は、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ金属間化合物を主成分とする第１成分粉末と、Ｒ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）及びＲ（Ｃｕ１−ｘＴｘ）２のうちの１種又は２種を主成分とする第２成分粉末の主成分となる化合物および組成が異なり、特に、焼結時に液相となる希土類元素の含有量が大きく異なるため、混合物を焼結する際に緻密化し難く、密度不足により磁気特性が低下するという問題があった。
【００１１】
特許文献２の方法は、Ｒに含まれる重希土類元素の濃度が異なる以外は、組成が実質的に同じ２種類のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒を混合し、焼結している。そのため、特許文献１のように、焼結時に緻密化し難いという問題は起こらない。しかし、得られる永久磁石の組織は、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも高い第一のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒と、重希土類元素の濃度が結晶粒界相よりも低い第二のＲ２Ｔ１４Ｂ型主相結晶粒となっており、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素を濃縮した組織にはなっていない。従って、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させることはできない。すなわち、特許文献２による永久磁石では、特許文献３の図２に示されるような、重希土類元素の濃度が低い部分と重希土類元素の濃度が高い部分とが半々に存在する結晶粒や、重希土類元素の濃度が高い部分のまわりが重希土類元素の濃度が低い部分で覆われた結晶粒が多数存在していると考えられる。
【００１２】
特許文献３の方法は、重希土類元素ＲＨの濃度が異なる２種類のＲ−Ｔ−Ｂ系合金粉末のうち、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末の粒径を相対的に小さくすることで表面エネルギーを高くし、焼結時において、重希土類元素ＲＨの濃度が低い合金粉末を固相状態に維持したまま、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末を先に液相化し、液相中における重希土類元素ＲＨの濃度を高くすることができる。その結果、重希土類元素ＲＨの低い結晶粒の外周部に重希土類元素ＲＨの濃度が高い結晶粒が取り込まれるような結晶粒成長が起きる。これにより、主相外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織となる。
【００１３】
しかし、特許文献３の方法では、重希土類元素ＲＨの濃度が高い合金粉末を微細化するために、気流式粉砕機による乾式粉砕において、従来の窒素ガスに替えて、高価なＡｒガスやＨｅガスを使用する必要があり、製造コストの増加が避けられないという問題があった。また、微細化された粉末は、酸化しやすく、発火する危険性があり、安全性の面で問題があった。
【００１４】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、いわゆる２合金法において、焼結時の密度不足による磁気特性の低下を防止し、製造コストの増加を招くことなく、安全性に優れる製造方法によって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を有し、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石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】
【００１５】
請求項１に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
Ｇａ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｇａ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｇａ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、
第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であることを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、
請求項１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が０．６質量％以上２質量％以下であり、
前記第一合金粉末におけるＲＬがＮｄであり、
前記第二合金粉末におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が６質量％以上１９質量％以下である、
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、
請求項４に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によって得られることを特徴とする。
【００２０】
請求項６に記載の本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、
請求項５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＰｒの含有量をｘ質量％としたとき、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量が０．７ｘ質量％以上であり、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量が０．４ｘ質量％以下であり、
前記主相結晶粒の存在量が体積比率で６０％以上９５％以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の本発明によれば、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨおよびＣｏが多く含有されているため、焼結時に第二合金粉末が第一合金粉末よりも先に液相化し、第一合金粉末の外殻部を第二合金粉末で取り囲むように粒成長する。これによって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。従って、第二合金粉末の微細化が不要であり、微細化のために高価なＡｒガスやＨｅガスを使用する必要がなく、製造コストの増加を招くことがない。また、微細化による合金粉末の発火の危険性も解消され、安全にしてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造することができる。また、本発明によれば、第一合金粉末に含まれるＲ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれるＲ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であり、組成が近似しているため、焼結時に緻密化し易く、密度不足による磁気特性の低下を招くことがない。
【００２２】
請求項２に記載の本発明によれば、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨ、ＣｏおよびＣｕが多く含有されているため、前記請求項１に記載の本発明による効果をさらに助長し、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００２３】
請求項３に記載の本発明によれば、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨ、Ｃｏ、ＣｕおよびＧａが多く含有されているため、前記請求項２に記載の本発明による効果をさらに助長し、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００２４】
請求項４に記載の本発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、第二合金粉末のみにＰｒが含有されているため、請求項１〜３に記載の本発明による効果をさらに助長し、ＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００２５】
請求項５に記載の本発明によれば、Ｂｒを低下させずに、ＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。
【００２６】
請求項６に記載の本発明によれば、請求項５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部に特定量のＤｙおよびＰｒを濃縮させるため、ＨｃＪをさらに向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真であり、（ａ）は反射電子線像、（ｂ）はＤｙの分布を示すマッピング写真である。
【図２】比較例によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真であり、（ａ）は反射電子線像、（ｂ）はＤｙの分布を示すマッピング写真である。
【図３】本発明による他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真であり、（ａ）は反射電子線像、（ｂ）はＤｙの分布を示すマッピング写真であり、（ｃ）はＰｒの分布を示すマッピング写真である。
【図４】本発明による他のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＦＥ−ＳＥＭによる反射電子線像を示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の主たる特徴は、２合金法において、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨ及びＣｏを多く含有させること、第一合金粉末に含まれるＲ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれるＲ２の含有量（質量％）との値の差が１以内であること、および、第一合金粉末と第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３の割合で混合することにある。これらの特徴によって、焼結時に、第二合金粉末が第一合金粉末よりも先に液相化し、第一合金粉末の外殻部を第二合金粉末で取り囲むように粒成長し、主相結晶粒子の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。
【００２９】
本発明において、主相結晶粒の外殻部とは、主相結晶粒の円周から円周の中心に向かって粒径の０．１〜１５％の厚さの部分のことをいい、主相結晶粒の中心部とは、前記外殻部以外の部分のことをいう。
【００３０】
［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石］
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、軽希土類元素ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、重希土類元素ＲＨはＤｙ）、
重希土類元素ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
【００３１】
Ｒは、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒからなり、ＲＨはＤｙである。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ以外の他の希土類元素を少量含有してもよい。また、ＲＬ及びＲＨは純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し支えない。Ｒの含有量は２８質量％以上３３質量％以下とする。２８質量％未満では高いＨｃＪが得られず、３３質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００３２】
重希土類元素ＲＨの含有量は０．５質量％以上５質量％以下とする。０．５質量％未満ではＨｃＪの向上効果が少なく、５質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００３３】
Ｂ（硼素）の含有量は０．５質量％以上２質量％以下とする。０．５質量％未満ではＨｃＪが低下し、２質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００３４】
Ｃｏの含有量は０．５質量％以上２．５質量％以下とする。Ｃｏは温度特性の向上、耐食性の向上に有効であり、０．５質量％未満ではそれらの向上効果が少なく、２．５質量％を超えるとＨｃＪが低下する。
【００３５】
Ｆｅは前記元素の残部を占める。Ｆｅ、Ｃｏ以外の他の遷移金属元素を少量含有してもよい。
【００３６】
前記各元素に加え、０．０５質量％以上０．２質量％以下のＣｕ、あるいはさらに０．０５質量％以上０．２質量％以下のＧａを含有させてもよい。Ｃｕを含有させることにより、Ｃｕを含有しない場合に比べＨｃＪが向上する。また、ＣｕとＧａの両方を含有させることにより、Ｃｕのみを含有させる場合に比べＨｃＪがさらに向上する。
【００３７】
本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を有している。そのため、単一合金から製造した同一組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に比べ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させることができる。
【００３８】
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、特定組成からなる第一合金粉末を準備する工程、特定組成からなる第二合金粉末を準備する工程、第一合金粉末と第二合金粉末を特定割合で混合し混合粉末を得る工程、混合粉末を成形し成形体を得る工程、成形体を焼結する工程を経て製造される。以下、その製造方法について詳細に説明する。
【００３９】
［第一合金粉末を準備する工程］
本発明における第一合金粉末は、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
【００４０】
第一合金粉末は、後述する第二合金粉末よりもＲＨおよびＣｏの含有量が少なく、焼結時に、第二合金粉末よりも液相化し難い組成となっており、先に液相化した第二合金粉末が第一合金粉末の外殻部を取り囲むように粒成長するため、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織となる。
【００４１】
Ｒ１は、軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなる。すなわち、Ｒ１はＲＨが含まれない場合はＲＬのみからなり、ＲＨが含まれる場合はＲＬとＲＨとからなる。ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒであり、ＲＨはＤｙである。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ以外の他の希土類元素を少量含有してもよい。また、ＲＬおよびＲＨは純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し支えない。Ｒ１の含有量は２８質量％以上３３質量％以下とする。２８質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において高いＨｃＪが得られず、３３質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００４２】
ＲＨの含有量は４．４質量％以下（０質量％を含む）とする。４．４質量％を超えると主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になる。
【００４３】
Ｂ（硼素）の含有量は０．５質量％以上２質量％以下とする。０．５質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下し、２質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００４４】
Ｃｏの含有量は２質量％以下（０質量％を含む）とする。２質量％を超えると主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になる。
【００４５】
Ｆｅは前記元素の残部を占める。Ｆｅ、Ｃｏ以外の他の遷移金属元素を少量含有してもよい。
【００４６】
前記各元素に加え、０．２質量％以下のＣｕ、あるいはさらに０．２質量％以下のＧａを含有させてもよい。Ｃｕを含有させる場合は、第二合金粉末に第一合金粉末よりも多くＣｕを含有させる。これにより、Ｃｕを含有しない場合に比べ、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが向上する。ＣｕとＧａの両方を含有させる場合は、第二合金粉末に第一合金粉末よりも多くＣｕとＧａを含有させる。これにより、Ｃｕのみを含有する場合に比べ、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪがさらに向上する。
【００４７】
前記組成からなる第一合金粉末は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様の方法によって準備することができる。例えば、金型鋳造によるインゴット法や冷却ロールを用いて合金溶湯を急冷するストリップキャスト法等により合金を作製する。後述する混合粉末を準備する工程において、第一合金粉末と第二合金粉末を粗粉砕粉末の状態で混合した後、微粉砕を行って混合粉末を準備する場合は、第一合金粉末の合金と第二合金粉末の合金とをそれぞれ水素粉砕法等によって粗粉砕し、平均粒度が数百μｍ程度の粗粉砕粉末を準備する。また、第一合金粉末と第二合金粉末を微粉砕粉末の状態で混合する場合は、前記粗粉砕粉末をジェットミル等によって微粉砕し、平均粒径（フィッシャー法）が３〜５μｍ程度の微粉砕粉末を準備する。微粉砕は、酸化を防止するために、実質的に酸素を含有しない雰囲気中で行うことが好ましい。微粉砕中の酸化を防止することにより、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。また、微粉砕後の微粉砕粉末の酸化を防止するために、微粉砕粉末を鉱油、合成油、植物油またはそれらの混合油中に浸漬することも好ましい。浸漬は、例えば、ジェットミルの微粉砕粉末の取出口に前記油が入った容器を設置し、直接油中へ回収する等の方法により行うことができる。
【００４８】
［第二合金粉末を準備する工程］
本発明における第二合金粉末は、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる。
【００４９】
第二合金粉末は、前記第一合金粉末よりもＲＨ及びＣｏの含有量が多く、焼結時に、第一合金粉末よりも液相化し易い組成となっており、第二合金粉末が第一合金粉末よりも先に液相化し、第一合金粉末の外殻部を取り囲むように粒成長するため、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織となる。
【００５０】
Ｒ２は、軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなる。ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒであり、ＲＨはＤｙである。Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ以外の他の希土類元素を少量含有してもよい。また、ＲＬおよびＲＨは純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し支えない。Ｒ２の含有量は２８質量％以上３３質量％以下とする。２８質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において高いＨｃＪが得られず、３３質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００５１】
ＲＨの含有量は１０質量％以上２５質量％以下とする。１０質量％未満では主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になり、２５質量％を超えると、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下する。好ましくは１５質量％以上２４質量％以下、さらに好ましくは２０質量％以上２３質量％以下である。
【００５２】
Ｂ（硼素）の含有量は０．５質量％以上２質量％以下とする。０．５質量％未満では得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下し、２質量％を超えるとＢｒが低下する。
【００５３】
Ｃｏの含有量は５質量％以上２０質量％以下とする。５質量％未満では主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になり、２０質量％を超えると得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＢｒが低下する。
【００５４】
Ｆｅは前記元素の残部を占める。Ｆｅ、Ｃｏ以外の他の遷移金属元素を少量含有してもよい。
【００５５】
前記各元素に加え、０．５質量％以上２質量％以下のＣｕ、あるいはさらに０．５質量％以上２質量％以下のＧａを含有させてもよい。第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨおよびＣｏを多く含有させ、かつＣｕを多く含有させることにより、Ｃｕを含有しない場合に比べ焼結中の液相生成を促進できるため、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが向上する。さらに、ＣｕとＧａの両方を含有させることにより、Ｃｕのみを含有する場合に比べ、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪがさらに向上する。
【００５６】
前記組成からなる第二合金粉末は、前記第一合金粉末と同様の方法によって準備することができる。本発明においては、第一合金粉末よりも第二合金粉末にＲＨおよびＣｏを多く含有させることによって、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができるため、前記特許文献３のように、第二合金粉末の微細化が不要であり、微細化のために高価なＡｒガスやＨｅガスを使用する必要がなく、製造コストの増加を招くことがない。また、微細化による合金粉末の発火の危険性も解消され、安全にしてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を製造することができる。
【００５７】
第一合金粉末に含まれるＲ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれるＲ２の含有量（質量％）との値の差が１以内とする。Ｒ１含有量とＲ２含有量の差が大きくなるにつれ、混合粉末を焼結する際に緻密化し難くなって、密度不足により得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性が低下するためである。Ｒ１含有量とＲ２含有量の差が１を超えると急に緻密化し難くなるということはないが、Ｒ１含有量とＲ２含有量の差をできるだけ小さくすることにより、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現し易くなる。
【００５８】
なお、前記１以内とは、第一合金粉末および第二合金粉末を準備する工程における、第一合金粉末中のＲ１の質量比（質量％）と第二合金粉末中のＲ２の質量比（質量％）との差であり、原料配合時の狙い組成にもとづくものである。Ｒ１およびＲ２の含有量は、溶解工程や粉砕工程において、酸化や分級などによって若干変化し、その変化量もＲＨの含有量や平均粒径等の違いによって異なるため、粉末の状態において含有量の差を規定することが難しいからである。
【００５９】
前記のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石、第一合金粉末を準備する工程および第二合金粉末を準備する工程において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、Ｐｒの含有量が０．６質量％以上２質量％以下であり、第一合金粉末におけるＲＬがＮｄであり、第二合金粉末におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、Ｐｒの含有量が６質量％以上１９質量％以下とすることにより、ＨｃＪをさらに向上させることができる。この場合、第一合金粉末には基本的にＰｒは含有されない。但し、不可避的不純物として混入する場合は許容される。
【００６０】
［混合粉末を準備する工程］
第一合金粉末と第二合金粉末の質量比は７０：３０〜９７：３とする。第一合金粉末の質量比が７０未満または９７を超えると、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織にすることが困難になり、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＨｃＪが低下するためである。第一合金粉末と第二合金粉末は、両粉末が粗粉砕粉末の状態で混合してもよいし、微粉砕粉末の状態で混合してもよい。粗粉砕粉末の状態で混合する場合は、両粉末を上記質量比で混合後、ジェットミル等により微粉砕して混合粉末を準備する。混合には公知の混合機等を使用することができる。また、混合は、不活性ガス雰囲気中等で行ってもよいし、粗粉砕粉または微粉砕粉末を鉱油、合成油、植物油またはそれらの混合油中に浸漬し、油中で混合してもよい。
【００６１】
［成形体を準備する工程］
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。例えば、磁界中で金型を用いて加圧成形する方法等である。本工程において、酸素や炭素などの不純物の混入を最小限に抑えるため、潤滑剤や離型剤等の使用は最小限にとどめることが好ましい。また、酸化を抑制ために、混合粉末を油中に浸漬してスラリー状にして、そのスラリーを磁界中で湿式成形することも好ましい。これらの好ましい方法を用いることによって、得られるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性を向上させることができる。
【００６２】
［成形体を焼結する工程］
前記成形体を焼結する工程は、公知のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。本発明においては、第一合金粉末と第二合金粉末の組成が近似しており、特に、Ｒ１含有量とＲ２含有量との差が１質量％以内であるため、焼結時に緻密化し易く、密度不足による磁気特性の低下を招くことがない。
【００６３】
上記の製造方法によって得られた本発明によるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に対して、例えば、国際公開第２００７／１０２３９１号に代表されるような、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石に重希土類元素ＲＨを含む金属、合金、化合物等を特定手段により磁石表面に供給した後、熱処理で重希土類元素ＲＨを磁石内部に拡散させる方法を適用することもできる。これにより、さらに、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮させることができ、Ｂｒの低下を抑制しつつＨｃＪを向上させることができる。
【実施例】
【００６４】
本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００６５】
実施例１
表１に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合し、それぞれを溶解し、ストリップキャスト法によって厚さ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの板状合金を得た。前記板状合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、６００℃まで真空中で加熱後、冷却し粗粉砕粉末を得た。得られた第一合金粉末の粗粉砕粉末と第二合金粉末の粗粉砕粉末を９０：１０の質量比でＶ型混合機に投入して混合し、混合粉末を得た。前記混合粉末をジェットミルにより窒素気流中で微粉砕し、平均粒径３．０μｍの微粉砕粉末を得た。
【００６６】
前記微粉砕粉末に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．０５質量％添加混合した後、磁界中で成形し、成形体を得た。前記成形体を真空中において１０５０℃で２時間焼結し、室温まで冷却してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た。得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果を表１に示す。また得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の磁気特性の測定結果を表１に示す。
【００６７】
【表１】
【００６８】
表１に示すように、試料Ｎｏ．１および４の第一合金粉末よりも第二合金粉末にＤｙ及びＣｏを多く含有する本発明による焼結磁石は、試料Ｎｏ．２および３の第一合金粉末よりも第二合金粉末にＤｙのみ多く含有し、第一合金粉末と第二合金粉末のＣｏ量が同じ比較例の焼結磁石に比べて、ＨｃＪが大きく向上している。なお、以下の説明においては、「第一合金粉末よりも第二合金粉末に」の「第一合金粉末よりも」を省略し、「第二合金粉末に」と記載する。
【００６９】
また、試料Ｎｏ．１および４よりも、試料Ｎｏ．５の第二合金粉末にＤｙ、ＣｏおよびＣｕを多く含有する本発明による焼結磁石の方が、ＨｃＪが向上しており、さらに、試料Ｎｏ．６の第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏ、ＣｕおよびＧａを多く含有する焼結磁石の方が、さらにＨｃＪが向上している。一方、試料Ｎｏ．７の第二合金粉末にＤｙおよびＣｕを多く含有し、第一合金粉末と第二合金粉末のＣｏ量が同じ比較例の焼結磁石のＨｃＪは、試料Ｎｏ．２の焼結磁石と同じ程度である。すなわち、ＨｃＪを向上させるためには、第二合金粉末にＤｙとＣｏを多く含有することが必要であり、ＤｙとＣｏに加えてＣｕ、あるいはさらにＧａを多くが含有することにより、さらにＨｃＪを向上させることができる。
【００７０】
表１の試料Ｎｏ．６の本発明による焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真を図１に示す。また、表１の試料Ｎｏ．３の比較例の焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真を図２に示す。図１、図２いずれも（ａ）が反射電子線像の写真、（ｂ）がＤｙの分布を示すマッピング写真であり、倍率は２０００倍である。図１（ａ）および図２（ａ）において、灰色の部分及び黒みがかった灰色の部分が主相結晶粒であり、白い部分が粒界相である。また、図１（ｂ）および図２（ｂ）において、白い部分がＤｙの濃度が高い部分、黒い部分がＤｙの濃度が低い部分である。
【００７１】
図１（ｂ）では、多数の黒い粒子状の部分（Ｄｙ濃度が低い部分）が存在し、その周りをドーナツ状に白い部分（Ｄｙ濃度が高い部分）が取り囲んでいる。これを図１（ａ）と照らし合わせると、ドーナツ状の部分（黒い粒子状の部分を含む）が一つの主相結晶粒に相当することが分かる。すなわち、図１（ａ）に示す通り、本発明による焼結磁石は、主相結晶粒の外殻部にＤｙを濃縮した組織となっていることが分かる。
【００７２】
一方、図２（ｂ）では、黒い粒子状の部分（Ｄｙ濃度が低い部分）をドーナツ状に白い部分（Ｄｙ濃度が高い部分）が取り囲んでいるものと、逆に、白い粒子状の部分（Ｄｙ濃度が高い部分）をドーナツ状に黒い部分（Ｄｙ濃度が低い部分）が取り囲んでいるものとが混在している。これを図２（ａ）と照らし合わせると、ドーナツ状の部分（黒い粒子状の部分を含む）が一つの主相結晶粒に相当することが分かる。すなわち、図２（ａ）に示すとおり、比較例の焼結磁石においては、主相結晶粒の外殻部にＤｙを濃縮した組織と、全く逆の組織が存在する。
【００７３】
これは、比較例の永久磁石においては、第一合金粉末と第二合金粉末のＣｏ含有量が同じであるため、焼結時に第一合金粉末と第二合金粉末とからほぼ同様に液相化し、第一合金粉末の外殻部を第二合金粉末で取り囲むように粒成長するものもあれば、第二合金粉末の外殻部を第一合金粉末で取り囲むように粒成長しているものもあると考えられる。このような粒成長により焼結された焼結磁石は、表１の磁気特性の結果からも明らかなようにＨｃＪは向上しない。
【００７４】
以上のように、本発明の製造方法によれば、主相結晶粒の外殻部に重希土類元素ＲＨを濃縮した組織を実現することができ、Ｂｒを低下させずにＨｃＪを向上させたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得ることができる。
【００７５】
実施例２
表２に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合することと、表２に示す質量比にて混合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表２に示す。
【００７６】
【表２】
【００７７】
本実施例は、質量比を９５：５から５０：５０に変化させ、同じ組成の焼結磁石を作製したものである。表２に示すように、第二合金粉末の質量比が大きくなるにつれＨｃＪが低下する傾向があり、質量比が６０：４０（試料Ｎｏ．１２）になると、ＨｃＪが大きく低下する。好ましい質量比は９０：１０である。
【００７８】
実施例３
表３に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
【００８０】
本実施例は、第二合金粉末のＤｙ含有量を変化させ、同じ組成の焼結磁石を作製したものである。表３に示すように、第二合金粉末のＤｙ含有量が１０質量％（試料Ｎｏ．１５）および２５質量％（試料Ｎｏ．１６）でＨｃＪが大きく向上している。このように、第二合金粉末におけるＤｙ含有量は、１０質量％〜２５質量％の範囲が好ましい。
【００８１】
実施例４
表４に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表４に示す。
【００８２】
【表４】
【００８３】
本実施例は、第二合金粉末のＣｏ含有量、Ｃｕ含有量、Ｇａ含有量を変化させたものである。表４の試料Ｎｏ．１８〜２２に示すように、第二合金粉末のＣｏ含有量が５質量％（試料Ｎｏ．１９）、１０質量％（試料Ｎｏ．２０）、２０質量％（試料Ｎｏ．２１）で高いＨｃＪが得られている。一方、Ｃｏ含有量が３質量％（試料Ｎｏ．１８）ではＨｃＪが低下し、３０質量％（試料Ｎｏ．２２）になるとＢｒが低下する。このように、第二合金粉末におけるＣｏ含有量は、５質量％〜２０質量％の範囲が好ましい。
【００８４】
表４の試料Ｎｏ．２３〜２６は、第二合金粉末にＤｙ、ＣｏおよびＣｕを多く含有するものである。試料Ｎｏ．１９と２３、２０と２４、２１と２５の対比から明らかなように、第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏを多く含有するとともにＣｕを含有することにより、ＨｃＪが向上している。但し、試料Ｎｏ．２５と２６の対比から明らかなように、Ｃｕ含有量が３質量％になるとＢｒが低下する。このように、第二合金粉末におけるＣｕ含有量は、２質量％以下が好ましい。
【００８５】
表４の試料Ｎｏ．２７〜３０は、第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏ、ＣｕおよびＧａを多く含有するものである。試料Ｎｏ．２３と２７、２４と２８、２５と２９の対比から明らかなように、第二合金粉末にＤｙ、Ｃｏ、Ｃｕを多く含有するとともにＧａを含有することにより、ＨｃＪが向上している。但し、試料Ｎｏ．２９と３０の対比から明らかなように、Ｇａ含有量が３質量％になると、Ｂｒが低下する。このように、第二合金粉末におけるＧａ含有量は、２質量％以下が好ましい。
【００８６】
実施例５
表５の試料Ｎｏ．３１に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合し、それぞれを溶解し、ストリップキャスト法によって厚さ０．２ｍｍ〜０．４ｍｍの板状合金を得た。前記板状合金を水素加圧雰囲気で水素脆化させた後、６００℃まで真空中で加熱後、冷却し粗粉砕粉末を得た。得られた第一合金粉末の粗粉砕粉末と第二合金粉末の粗粉砕粉末を９０：１０の質量比でＶ型混合機に投入して混合し、混合粉末を得た。前記混合粉末を、実質的に酸素を含有しない不活性ガス中でジェットミルにより微粉砕し、平均粒径３．０μｍの微粉砕粉末を得た。
【００８７】
ジェットミルの微粉砕粉末の取出口に油が入った容器を設置し、微粉砕粉末をジェットミルから直接油中へ回収した。得られた油と微粉砕粉末からなるスラリーを磁界中で湿式成形し、成形体を得た。前記成形体を真空中において２００℃で１時間加熱する脱油処理を行い、引き続き真空中において１０５０℃で２時間焼結し、室温まで冷却してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を得た。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表５に示す。
【００８８】
また、表５の試料Ｎｏ．３２に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合する以外は実施例と同様な方法（大気中で乾式成形）によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析および酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表５に示す。
【００８９】
【表５】
【００９０】
表５に示す通り、湿式成形した焼結磁石（試料Ｎｏ．３１）の含有酸素量は０．１質量％（１０００ｐｐｍ）であり、大気中で乾式成形した焼結磁石（試料Ｎｏ．３２）の含有酸素量の０．３９質量％（３９００ｐｐｍ）に比べ、大幅に低減されている。すなわち、微粉砕粉末を油中に浸漬してスラリー状となし、そのスラリーを磁場中で湿式成形することにより、微粉砕粉末の酸化が防止されている。これによって、大気中で乾式成形した焼結磁石に比べ、Ｂｒ、ＨｃＪが大きく向上している。
【００９１】
実施例６
表６に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料を配合する以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表６に示す。
【００９２】
【表６】
【００９３】
本実施例は、第二合金粉末のみにＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３３）と第一合金粉末と第二合金粉末の両方に同量のＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３４）と、第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない組成（試料Ｎｏ．３５）で焼結磁石を製作したものである。なお、試料Ｎｏ．３３及び試料Ｎｏ．３５の第一合金粉末に含有されているＰｒ（０．１質量％）は不可避的不純物として混入したものである。
【００９４】
表６に示すように、第二合金粉末のみにＰｒを含有する試料Ｎｏ．３３の焼結磁石は、第一合金粉末と第二合金粉末の両方に同量のＰｒを含有する試料Ｎｏ．３４ならびに第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない試料Ｎｏ．３５の焼結磁石よりもＨｃＪが向上している。すなわち、第二合金粉末のみにＰｒを含有させることにより、Ｂｒを低下させずにＨｃＪをさらに向上させることができる。
【００９５】
表６の試料Ｎｏ．３３の焼結磁石の断面ＥＰＭＡ分析結果を示す写真を図３に示す。図３において、（ａ）が反射電子線像の写真、（ｂ）がＤｙの分布を示すマッピング写真、（ｃ）がＰｒの分布を示すマッピング写真であり、それぞれ倍率は２０００倍である。図３（ａ）において、灰色の部分及び黒みがかった灰色の部分が主相結晶粒であり、白色の部分が粒界相である。また、図３（ｂ）において、灰色の部分がＤｙの濃度が高い部分、黒色の部分がＤｙの濃度が低い部分であり、図３（ｃ）において、黒みがかった灰色の部分がＰｒの濃度が高い部分、黒い部分がＰｒの濃度が低い部分であり、灰色（黒みがかった灰色よりも白い）の部分は粒界相である。
【００９６】
図３（ｂ）、（ｃ）では、多数の黒い粒子状の部分（ＤｙまたはＰｒ濃度が低い部分）が存在し、図３（ｂ）においては灰色の部分（Ｄｙ濃度が高い部分）が、図３（ｃ）においては黒みがかった灰色の部分（Ｐｒ濃度が高い部分）が、黒い粒子状の部分の周りをドーナツ状に取り囲んでいる。これを図３（ａ）と照らしあわせると、ドーナツ状の部分（黒い粒子状の部分を含む）が一つの主相結晶粒に相当することがわかる。すなわち、第二合金粉末のみにＰｒを含有することにより、主相結晶粒の外殻部にＤｙおよびＰｒを濃縮した組織となっていることがわかる。
【００９７】
表７は、前記表６の試料Ｎｏ．３３と試料Ｎｏ．３４の焼結磁石における主相結晶粒の中心部と外殻部を下記に記載する方法により分析し、Ｒ（Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ）の組成（質量％）を求めたものである。なお、試料Ｎｏ．３３については８ヵ所を分析した。分析方法は以下の通りである、例えばＰｒを分析する場合、まず、試料表面を平滑に研磨後、ＥＰＭＡにより各元素の特性Ｘ線のラインプロファイルのカウント数（以下、Ｘ線カウント数と記載する。）を５００μｍの範囲で測定する。次に、焼結磁石全体のＰｒのＩＣＰ分析値と、同じ焼結磁石におけるＰｒのＸ線カウント数の５００μｍの範囲での平均値を、Ｐｒ組成の異なる複数の焼結磁石において求める。そして、これらのデータを元に一次関数(検量線)を作成する。この検量線を用いて、ＰｒのＸ線カウント数からＰｒの組成を分析することができる。
【００９８】
【表７】
【００９９】
表７に示すように、試料Ｎｏ．３３および試料Ｎｏ．３４は、いずれも焼結磁石におけるＤｙ含有量（２．３質量％）、Ｐｒ含有量（１．０質量％）は同じであるが、試料Ｎｏ．３３は、ＤｙおよびＰｒの濃度が主相結晶粒における中心部よりも外殻部の方が高く、主相結晶粒の外殻部にＤｙおよびＰｒが濃縮されている。これに対し、試料Ｎｏ．３４は、Ｄｙは主相結晶粒の外殻部に濃縮されているが、Ｐｒは主相結晶粒における中心部と外殻部とで濃度差がほとんどなく、主相結晶粒の外殻部にＰｒが濃縮されていないことが分かる。
【０１００】
また、表７に示すように、試料Ｎｏ．３３は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＰｒの含有量をｘ質量％としたとき、主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量は０．７ｘ質量％以上となり、また、主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量は０．４ｘ質量％以下となる。以上の通り、第二合金粉末のみにＰｒを含有させることにより、主相結晶粒の外殻部にＰｒを濃縮させることができＢｒを低下させずにＨｃＪをさらに向上させることができる。
【０１０１】
実施例７
表８に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合すること以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに１４０℃におけるＨｃＪの測定結果を表８に示す。
【０１０２】
【表８】
【０１０３】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石にＰｒを多量に含有させると温度特性が悪化し、高温においてＨｃＪが大きく低下してしまう。本実施例は、焼結磁石におけるＰｒの含有量を変化させ、得られた焼結磁石を１４０℃の高温に加熱し、１４０℃におけるＨｃＪを測定したものである。表８に示すように、Ｐｒの含有量が、焼結磁石においては０．６質量％から２質量％の範囲で、第二合金粉末においては６質量％以上１９質量％の範囲で、ＨｃＪが大きく向上している。このように、Ｐｒの含有量が焼結磁石において０．６質量％未満（第二合金粉末において６質量％未満）であると、添加量が少なすぎる為、所望のＨｃＪ向上効果が得られないので好ましくない。また、Ｐｒの含有量が焼結磁石において２．０質量％を超えると（第二合金粉末において１９質量％を超えると）焼結磁石の温度特性が悪化し、高温においてＨｃＪが低下してしまうため好ましくない。
【０１０４】
実施例８
前記実施例６の試料Ｎｏ．３３の焼結磁石断面のＦＥ−ＳＥＭによる反射電子線像の写真を図４に示す。図４からわかるように、個々の主相結晶粒において、外殻部と中心部とで濃淡が異なっている。すなわち、ドーナツ状の黒みがかった灰色の部分が外殻部であり、黒い粒子状の部分が中心部である。前記実施例６の表７に示す通り、主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量は０．７ｘ質量％以上、主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量は０．４ｘ質量％以上となっている。この主相結晶粒のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石中における存在量（体積比率）を求めた。体積比率は、図４を用いて点算法により前記主相結晶粒の面積比率を求め、それを前記主相結晶粒の体積比率とした。その結果、前記主相結晶粒の存在量は体積比率で９０％であった。また、前記実施例７の試料Ｎｏ．３７、３８、３９の焼結磁石断面のＦＥ−ＳＥＭによる反射電子線像を複数個所観察し、前記と同様に前記主相結晶粒の存在量を点算法により求めた。その結果、前記主相結晶粒の存在量は体積比率で６０％〜９５％の範囲にあった。
【０１０５】
実施例９
表９に示す第一合金粉末と第二合金粉末の組成になるように各原料粉末を配合すること以外は実施例１と同様な方法によりＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を作製した。得られた焼結磁石の組成分析及び酸素分析の結果、並びに磁気特性の測定結果を表９に示す。
【０１０６】
【表９】
【０１０７】
本実施例は、第二合金粉末のみにＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３３）と第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない組成（試料Ｎｏ．４１）とでＨｃＪの値が同じになるように、Ｄｙ量を調整して焼結磁石を製作したものである。
【０１０８】
表９に示すように、試料Ｎｏ．３３および試料Ｎｏ．４１は、いずれもＨｃＪの値は同じ（１４９０ｋＡ／ｍ）であるが、試料Ｎｏ．３３のＤｙの含有量は２．３質量％であるのに対し、試料Ｎｏ．４１のＤｙの含有量は２．８質量％であり、試料Ｎｏ．３３に比べてＤｙの含有量が０．５質量％多い。すなわち、第二合金粉末のみにＰｒを含有する組成（試料Ｎｏ．３３）にすることで、第一合金粉末および第二合金粉末ともにＰｒを含有しない組成（試料Ｎｏ．４１）と比べてＤｙの使用量を０．５質量％削減させることができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を含み、第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項３】
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
Ｇａ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｇａ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｇａ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を含み、第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が０．６質量％以上２質量％以下であり、
前記第一合金粉末におけるＲＬがＮｄであり、
前記第二合金粉末におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が６質量％以上１９質量％以下である、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によって得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
【請求項６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＰｒの含有量をｘ質量％としたとき、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量が０．７ｘ質量％以上であり、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量が０．４ｘ質量％以下であり、
前記主相結晶粒の存在量が体積比率で６０％以上９５％以下である、
請求項５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
【請求項１】
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、を含み、第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項２】
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を含み、第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項３】
Ｒ２８質量％以上３３質量％以下（Ｒは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ０．５質量％以上５質量％以下、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ０．５質量％以上２．５質量％以下、
Ｃｕ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
Ｇａ０．０５質量％以上０．２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
Ｒ１２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ１は軽希土類元素ＲＬまたは軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ４．４質量％以下（０質量％を含む）、
Ｂ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｃｏ２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｃｕ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
Ｇａ０．２質量％以下（０質量％を含む）、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第一合金粉末を準備する工程と、
Ｒ２２８質量％以上３３質量％以下（Ｒ２は軽希土類元素ＲＬと重希土類元素ＲＨからなり、ＲＬはＮｄおよび／またはＰｒ、ＲＨはＤｙ）、
ＲＨ１０質量％以上２５質量％以下、
Ｂ０．５質量以上２質量％以下、
Ｃｏ５質量％以上２０質量％以下、
Ｃｕ０．５質量％以上２質量％以下、
Ｇａ０．５質量％以上２質量％以下、
残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなる第二合金粉末を準備する工程と、
前記第一合金粉末と前記第二合金粉末を質量比７０：３０〜９７：３で混合し、混合粉末を準備する工程と、
前記混合粉末を成形し、成形体を準備する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を含み、第一合金粉末に含まれる前記Ｒ１の含有量（質量％）と第二合金粉末に含まれる前記Ｒ２の含有量（質量％）との値の差が１以内である、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が０．６質量％以上２質量％以下であり、
前記第一合金粉末におけるＲＬがＮｄであり、
前記第二合金粉末におけるＲＬがＮｄおよびＰｒであるとともに、
Ｐｒの含有量が６質量％以上１９質量％以下である、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法によって得られたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
【請求項６】
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石のＰｒの含有量をｘ質量％としたとき、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の外殻部におけるＰｒの含有量が０．７ｘ質量％以上であり、
Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の主相結晶粒の中心部におけるＰｒの含有量が０．４ｘ質量％以下であり、
前記主相結晶粒の存在量が体積比率で６０％以上９５％以下である、
請求項５に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−８４８９０（Ｐ２０１３−８４８９０Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−７９３０４（Ｐ２０１２−７９３０４）
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【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２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月３０日（２０１２．３．３０）
【出願人】（０００００５０８３）日立金属株式会社 (2,051)
【Ｆターム（参考）】
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