JP2017188515A - Rare earth permanent magnet and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法に関する。 The present invention relates to a rare earth permanent magnet having excellent electrical characteristics and high electrical resistance, and a method for producing a rare earth permanent magnet.
近年、優れた磁気特性を有する希土類永久磁石が、モータなどの回転機器、一般家電製品、音響機器、医療機器及び一般産業機器など幅広い分野で応用されており、特に自動車用を代表とする車載用分野のモータでの使用が増大している。従来のモータ用磁石としては、希土類磁石材料の磁石粉末と、磁石粉末を結合させるバインダーとしての樹脂とを併用した希土類ボンド磁石が用いられている。しかしながら、希土類ボンド磁石は、有機材料である樹脂を含有するので、高温環境下となる車載用分野では使用が困難となる場合がある。 In recent years, rare earth permanent magnets with excellent magnetic properties have been applied in a wide range of fields such as rotating equipment such as motors, general household appliances, acoustic equipment, medical equipment, and general industrial equipment. Use in motors in the field is increasing. As a conventional motor magnet, a rare earth bonded magnet using a combination of a magnet powder of a rare earth magnet material and a resin as a binder for binding the magnet powder is used. However, since the rare earth bonded magnet contains a resin, which is an organic material, it may be difficult to use in a vehicle-mounted field under a high temperature environment.
樹脂を用いずに放電プラズマ焼結（ＳＰＳ：Spark Plasma Sintering）により磁石粉末同士を結合する希土類鉄系永久磁石の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この希土類鉄系永久磁石の製造方法では、磁石粉末を減圧下で所定の圧力で圧縮した後、電極に所定の直流電圧を印加して加熱して放電プラズマ焼結することにより、バインダーとしての樹脂を用いずに磁石粉末同士を結合することができる。 There has been proposed a method for producing a rare earth iron-based permanent magnet in which magnet powders are bonded together by spark plasma sintering (SPS) without using a resin (see, for example, Patent Document 1). In this rare earth iron-based permanent magnet manufacturing method, a magnet powder is compressed at a predetermined pressure under reduced pressure, and then a predetermined direct current voltage is applied to the electrode and heated to perform discharge plasma sintering, whereby a resin as a binder is obtained. Magnet powders can be bonded to each other without using.
ところで、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に代表されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁石（Ｒは、希土類元素を表す。）などの希土類焼結永久磁石は、電気抵抗が低く、モータに組み込んで使用した場合に渦電流損失が大きくなってモータの効率が低下する場合がある。このため、希土類焼結永久磁石では、希土類鉄系合金の磁石粉末に酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）及び酸化鉛（ＰｂＯ）などを含む低融点ガラスを結合剤として添加して放電プラズマ焼結することにより、希土類鉄系合金の磁石粉末のみを結合させた希土類鉄系永久磁石に比べて磁石の電気抵抗を高くする検討がなされている。 By the way, rare earth sintered permanent magnets such as R—Fe—B sintered permanent magnets (R represents a rare earth element) typified by Nd—Fe—B magnets have low electric resistance and are incorporated in motors. Eddy current loss may increase and the motor efficiency may decrease. For this reason, in rare earth sintered permanent magnets, a low melting point glass containing magnesium oxide (MgO), zirconium oxide (ZrO), lead oxide (PbO), etc. is added as a binder to rare earth iron-based alloy magnet powder, thereby generating discharge plasma. Studies have been made to increase the electric resistance of a magnet by sintering compared to a rare earth iron-based permanent magnet in which only magnet powder of a rare earth iron-based alloy is bonded.
しかしながら、従来の希土類永久磁石の製造方法では、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の超急冷磁石粉末に低融点ガラスを添加して放電プラズマ焼結した場合であっても、必ずしも十分な磁気特性を有する希土類鉄系永久磁石が得られない実情がある。 However, in the conventional method for producing a rare earth permanent magnet, even when a low melting point glass is added to an R—Fe—B ultra-quenched magnet powder and sintered by discharge plasma, the rare earth has sufficient magnetic properties. There is a situation where iron-based permanent magnets cannot be obtained.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、磁気特性に優れ、しかも、高電気抵抗の希土類永久磁石及び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。 The present invention has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a rare earth permanent magnet having excellent magnetic characteristics and high electrical resistance and a method for producing the rare earth permanent magnet.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る希土類永久磁石は、希土類鉄系磁石の磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスを含むガラス粉末との混合粉末を放電プラズマ焼結してなる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a rare earth permanent magnet according to one embodiment of the present invention discharges a mixed powder of an atomized powder of a rare earth iron-based magnet powder and a glass powder containing a low melting glass. Plasma sintered.
本発明の一態様によれば、磁気特性に優れ、しかも、高電気抵抗の希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法を実現することができる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to realize a rare earth permanent magnet having excellent magnetic characteristics and high electrical resistance, and a method for producing the rare earth permanent magnet.
以下、実施の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により何ら限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, it is not limited at all by the following embodiment.
（希土類永久磁石）
本実施の形態に係る希土類永久磁石は、希土類鉄系磁石の磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスを含むガラス粉末との混合粉末を放電プラズマ焼結してなるものである。
(Rare earth permanent magnet)
The rare earth permanent magnet according to the present embodiment is obtained by spark plasma sintering of a mixed powder of atomized powder of rare earth iron magnet magnet powder and glass powder containing low melting point glass.
本実施の形態に係る希土類永久磁石により磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石が得られる理由については定かではないが、以下のように考えられる。本実施の形態に係る希土類永久磁石においては、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスのガラス粉末との混合粉末を用いるので、希土類永久磁石の電気抵抗が向上する。さらに、希土類鉄系磁石の磁石粉末のアトマイズ粉末を用いるので、磁石粉末の形状が略球形形状になり、酸化被膜の厚さが増大する。これにより、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスを含むガラス粉末とを混合した混合粉末を放電プラズマ焼結した際に、低融点ガラスによる磁石粉末の粒子の浸食による影響を低減することができる。この結果、希土類永久磁石の相対密度が向上して高い磁気特性が得られ、しかも、高電気抵抗の希土類永久磁石を実現することが可能となると考えられる。 Although the reason why a rare earth permanent magnet having high electrical resistance and excellent magnetic properties can be obtained by the rare earth permanent magnet according to the present embodiment is not clear, it can be considered as follows. In the rare earth permanent magnet according to the present embodiment, since a mixed powder of atomized powder of magnet powder and glass powder of low melting glass is used, the electric resistance of the rare earth permanent magnet is improved. Further, since the atomized powder of the magnet powder of the rare earth iron-based magnet is used, the shape of the magnet powder becomes a substantially spherical shape, and the thickness of the oxide film increases. Thereby, when the mixed powder which mixed the atomized powder of magnet powder and the glass powder containing low melting glass is discharge plasma sintered, the influence by the erosion of the particle | grains of the magnet powder by low melting glass can be reduced. As a result, it is considered that the relative density of the rare earth permanent magnet is improved, high magnetic properties are obtained, and a high electric resistance rare earth permanent magnet can be realized.
希土類永久磁石は、相対密度が９５％以上１００％以下であることが好ましい。この構成により、希土類永久磁石は、十分に密度が高くなるので、高密度及び高電気抵抗の希土類永久磁石を実現することが可能となる。希土類永久磁石の相対密度は、９７％以上１００％以下がより好ましく、９８％以上１００％以下が更に好ましい。 The rare earth permanent magnet preferably has a relative density of 95% or more and 100% or less. With this configuration, since the density of the rare earth permanent magnet is sufficiently high, it is possible to realize a rare earth permanent magnet with high density and high electrical resistance. The relative density of the rare earth permanent magnet is more preferably 97% or more and 100% or less, and still more preferably 98% or more and 100% or less.
また、希土類永久磁石は、電気抵抗率が１×１０−６Ω・ｍ以上であることが好ましい。この構成により、希土類永久磁石は、十分に電気抵抗が高くなるので、高密度及び高電気抵抗の希土類永久磁石を実現することが可能となる。 The rare earth permanent magnet preferably has an electrical resistivity of 1 × 10 −6 Ω · m or more. With this configuration, the rare earth permanent magnet has a sufficiently high electric resistance, so that a high density and high electric resistance rare earth permanent magnet can be realized.
（希土類鉄系磁石）
磁石粉末の希土類鉄系磁石としては、従来公知の各種希土類鉄系磁石の粉末を用いることができる。希土類鉄系磁石としては、例えば、主にネオジム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）、プラセオジム（Ｐｒ）及びジスプロシウム（Ｄｙ）を含む希土類元素と、希土類元素以外の遷移元素とを組み合わせた組成を有するものを用いることができる。このような希土類鉄系磁石は、必要に応じて、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、バナジウム（Ｖ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）、ケイ素（Ｓｉ）などの他の元素を更に含む組成を有していてもよい。また、Ｆｅの一部を、例えばＣｏ、Ｎｉ、Ｇａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｍｎ及びＮｂから選択される少なくとも１種以上の元素で置換してもよい。希土類鉄系磁石は、例えば、Ｆｅの一部をＣｏで置換することで、耐熱性を改善できる。また、希土類鉄系磁石は、Ｆｅの一部を上記元素で置換する場合、置換量が過剰になることによる磁気特性の低下を防ぐ観点から、Ｆｅに対する置換量は５０原子％未満が好ましく、３５原子％以下がより好ましい。希土類鉄系磁石は、例えば、Ｆｅの一部をＣｏで置換する場合、Ｓｍ−Ｆｅ系合金におけるＣｏの含有量は６質量％以下とするが好ましい。
(Rare earth iron magnet)
As the rare earth iron-based magnet of the magnet powder, conventionally known various rare earth iron-based magnet powders can be used. As the rare earth iron-based magnet, for example, one having a composition in which rare earth elements mainly including neodymium (Nd), samarium (Sm), praseodymium (Pr), and dysprosium (Dy) are combined with transition elements other than rare earth elements. Can be used. Such rare earth iron-based magnets can be made of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), aluminum (Al), niobium (Nb), zirconium (Zr), titanium (Ti), tungsten as required. You may have a composition which further contains other elements, such as (W), molybdenum (Mo), vanadium (V), gallium (Ga), zinc (Zn), and silicon (Si). Further, a part of Fe may be substituted with at least one element selected from, for example, Co, Ni, Ga, Cu, Al, Si, Ti, Mn, and Nb. The rare earth iron-based magnet can improve heat resistance by substituting part of Fe with Co, for example. Further, in the rare earth iron-based magnet, when a part of Fe is substituted with the above element, the substitution amount with respect to Fe is preferably less than 50 atomic% from the viewpoint of preventing deterioration of magnetic properties due to an excessive substitution amount, and 35 Atomic% or less is more preferable. In the rare earth iron-based magnet, for example, when a part of Fe is replaced with Co, the content of Co in the Sm—Fe-based alloy is preferably 6% by mass or less.
これらの中でも、希土類鉄系磁石としては、希土類元素（「Ｒ」で表す）としてＮｄ、Ｐｒ及びＤｙのうちの少なくとも１種を含み、Ｂを必須元素として１原子％以上１２原子％以下を含み、かつ、残部がＦｅであるＲ−Ｆｅ−Ｂ系の組成を有するものが好ましい。このような希土類鉄系磁石としては、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系化合物（例、Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ）を主相とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を用いたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石（Ｎｄ系磁石）が代表的である。また、Ｎｄ系磁石以外では、Ｓｍ−Ｆｅ系化合物（例、Ｓｍ２Ｆｅ１７）を主相とするＳｍ−Ｆｅ系合金を原料とし、これを窒化したＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系化合物（例、Ｓｍ２Ｆｅ１７Ｎ３）を主相とするＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金を用いたＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石（Ｓｍ系鉄窒素磁石）などを用いてもよい。これらの中でも、希土類鉄系磁石としては、希土類元素としてＮｄを含むＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金を主成分とする等方性のＮｄ系磁石が好ましい。 Among these, the rare earth iron-based magnet includes at least one of Nd, Pr and Dy as a rare earth element (represented by “R”), and includes 1 atomic% or more and 12 atomic% or less with B as an essential element. And what has the composition of the R-Fe-B system whose remainder is Fe is preferable. As such a rare earth iron-based magnet, for example, an Nd-Fe-B-based magnet using an Nd-Fe-B-based alloy whose main phase is an Nd-Fe-B-based compound (eg, Nd 2 Fe 14 B). (Nd magnets) are typical. In addition to Nd magnets, Sm—Fe—N compounds (eg, Sm) obtained by nitriding an Sm—Fe alloy having a main phase of an Sm—Fe compound (eg, Sm 2 Fe 17 ) as a raw material. An Sm—Fe—N based magnet (Sm based iron nitrogen magnet) using an Sm—Fe—N based alloy having 2 Fe 17 N 3 ) as a main phase may be used. Among these, as the rare earth iron-based magnet, an isotropic Nd-based magnet mainly composed of an Nd—Fe—B alloy containing Nd as a rare earth element is preferable.
また、希土類鉄系磁石としては、希土類永久磁石中の希土類鉄系磁石の充填率を向上して電気抵抗及び相対密度が高い希土類永久磁石を得る観点から、下記一般式（１）で表されるものが好ましい。
ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ ・・・ 式（１）
（上記式（１）中、ＲＥＸはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素からなる群から選択された少なくとも１種であり、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択された少なくとも１種以上である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。）
Further, the rare earth iron-based magnet is represented by the following general formula (1) from the viewpoint of obtaining a rare earth permanent magnet having high electric resistance and high relative density by improving the filling rate of the rare earth iron-based magnet in the rare earth permanent magnet. Those are preferred.
RE x (Fe 1-u C ou ) 100-xyz B y T z Formula (1)
(In the above formula (1), RE X is at least one selected from the group consisting of rare earth elements including yttrium (Y), Fe is iron, Co is cobalt, B is boron, and T is At least one selected from the group consisting of titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W). , X, y, z are values satisfying 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100, and u is a value satisfying 0 ≦ u ≦ 1.)
上記一般式（１）におけるＲＥｘとしては、例えば、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）及びルテチウム（Ｌｕ）などが挙げられる。これらの中でも、高電気抵抗及び高密度の希土類永久磁石が得られる観点から、ネオジム（Ｎｄ）が好ましい。 Examples of RE x in the general formula (1) include scandium (Sc), yttrium (Y), lanthanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pr), neodymium (Nd), promethium (Pm), and samarium. (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), thulium (Tm), ytterbium (Yb) and lutetium (Lu) Can be mentioned. Among these, neodymium (Nd) is preferable from the viewpoint of obtaining a high-resistance and high-density rare earth permanent magnet.
上記一般式（１）において、鉄（Ｆｅ）及びコバルト（Ｃｏ）は、ともに強磁性元素であり、希土類永久磁石の組成としては略同様の役割を担う。典型的な組成としては、鉄であるが、鉄をコバルトで置換することで、キュリー温度が上昇し、製品としての希土類永久磁石における温度特性が上昇する。またＢは、ホウ素（Ｂ）である。ｘ，ｙ，ｚは、組成比を百分率で表した数値であり、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値である。ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。 In the general formula (1), iron (Fe) and cobalt (Co) are both ferromagnetic elements, and play almost the same role as the composition of the rare earth permanent magnet. A typical composition is iron, but by replacing iron with cobalt, the Curie temperature rises, and the temperature characteristics of the rare earth permanent magnet as a product rise. B is boron (B). x, y, and z are numerical values that represent the composition ratio as a percentage, and are values that satisfy 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100. u is a value satisfying 0 ≦ u ≦ 1.
Ｔは、添加元素であり、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）及びタングステン（Ｗ）からなる群から選択された少なくとも１種を用いる。これら添加元素は、高融点元素であり、結晶粒成長の抑制に寄与する。添加元素としては、これらの中でも、高電気抵抗及び高密度の希土類永久磁石が得られる観点から、タングステン（Ｗ）を用いることが好ましい。 T is an additive element and is at least selected from the group consisting of titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W). One type is used. These additive elements are refractory elements and contribute to the suppression of crystal grain growth. Among these, tungsten (W) is preferably used as the additive element from the viewpoint of obtaining a high-resistance and high-density rare earth permanent magnet.
上記一般式（１）で表される希土類鉄系磁石は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石に対して元素の置換又は元素の添加を行ったものである。なお、希土類永久磁石の原料には不可避の不純物（ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）など）が含まれており、上記組成式において、これら不可避の不純物はＴに含まれる。 The rare earth iron-based magnet represented by the general formula (1) is obtained by performing element substitution or element addition on an Nd—Fe—B based sintered magnet. The raw material of the rare earth permanent magnet contains inevitable impurities (silicon (Si), aluminum (Al), etc.), and these inevitable impurities are contained in T in the above composition formula.
上記一般式（１）で表される希土類鉄系磁石の磁石粉末としては、例えば、Ｎｄ系磁石合金の磁石粉末などを用いることができる。これらの中でも、希土類鉄系磁石の磁石粉末としては、磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石を得る観点から、等方性のＮｄ系磁石合金の磁石粉末を用いることが好ましい。 As the magnet powder of the rare earth iron-based magnet represented by the general formula (1), for example, a magnet powder of an Nd-based magnet alloy can be used. Among these, as the magnet powder of the rare earth iron-based magnet, it is preferable to use an isotropic Nd-based magnet alloy magnet powder from the viewpoint of obtaining a high electric resistance rare earth permanent magnet excellent in magnetic properties.
上記一般式（１）で表される希土類鉄系磁石としては、例えば、Ｎｄ系磁石合金の等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｓ−１１−９、マグネクウェンチ社製、平均粒径３５μｍ以上５５μｍ以下）などの市販品を用いることもできる。 The rare earth iron-based magnet represented by the general formula (1) is, for example, an isotropic magnet powder of Nd-based magnet alloy (trade name: MQP-S-11-9, manufactured by Magneque Wench, average particle size of 35 μm or more. Commercial products such as 55 μm or less can also be used.
磁石粉末の緻密化温度としては、磁石粉末の粒成長を増大して磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石を得る観点から、４００℃以上９００℃以下が好ましく、５００℃以上８００℃以下がより好ましく、６００℃以上７００℃以下が更に好ましい。なお、緻密化温度とは、磁石粉末内の低融点組成が液相へ状態変化する温度のことである。 The densification temperature of the magnet powder is preferably 400 ° C. or more and 900 ° C. or less, and preferably 500 ° C. or more and 800 ° C. or less, from the viewpoint of increasing the grain growth of the magnet powder and obtaining a high electric resistance rare earth permanent magnet excellent in magnetic properties. Is more preferable, and 600 ° C. or higher and 700 ° C. or lower is still more preferable. The densification temperature is a temperature at which the low melting point composition in the magnet powder changes to a liquid phase.
本実施の形態においては、磁石粉末としては、アトマイズ法又はストリップキャスト法によりアトマイズ処理したアトマイズ粉末を用いる。アトマイズ法としては、磁石粉末の酸化膜の膜厚を増大したものであれば特に制限はなく、例えば、ガスアトマイズ、水アトマイズ、油アトマイズ、遠心アトマイズ及びプラズマアトマイズなどが挙げられる。これらの中でも、アトマイズ粉末としては、ガスアトマイズにより得られたガスアトマイズ粉末が好ましい。 In the present embodiment, atomized powder that has been atomized by the atomizing method or the strip cast method is used as the magnet powder. The atomization method is not particularly limited as long as the thickness of the oxide film of the magnet powder is increased, and examples thereof include gas atomization, water atomization, oil atomization, centrifugal atomization, and plasma atomization. Among these, as the atomized powder, a gas atomized powder obtained by gas atomization is preferable.
前処理後の磁石粉末の平均粒径については、磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石を得る観点から、１μｍ以上１０６μｍ以下が好ましい。磁石粉末の平均粒径は、１μｍ以上であれば、磁石粉末の比表面積の増大による磁石粉末の酸化劣化を防ぐことができ、１０６μｍ以下であれば、磁石粉末の結晶粒子の粗大化を防いで磁気特性が向上する。前処理後の磁石粉末の平均粒径としては、上述した作用効果がより一層向上する観点から、２．５μｍ以上９０μｍ以下がより好ましく、５μｍ以上７５μｍ以下が更に好ましい。なお、上記平均粒径は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ８８１５のふるい分け法に準拠して測定したものである。また、２．５μｍ以下の細かい平均粒径の測定は、レーザー回折式粒度測定分布法により測定することができる。 The average particle diameter of the magnet powder after the pretreatment is preferably 1 μm or more and 106 μm or less from the viewpoint of obtaining a rare earth permanent magnet with excellent electrical characteristics and high electrical resistance. If the average particle diameter of the magnet powder is 1 μm or more, it is possible to prevent oxidative deterioration of the magnet powder due to an increase in the specific surface area of the magnet powder, and if it is 106 μm or less, the crystal grains of the magnet powder are prevented from becoming coarse. Magnetic properties are improved. The average particle size of the magnet powder after the pretreatment is more preferably 2.5 μm or more and 90 μm or less, and further preferably 5 μm or more and 75 μm or less, from the viewpoint of further improving the above-described effects. In addition, the said average particle diameter is measured based on the screening method of Japanese Industrial Standard JISZ8815. The fine average particle diameter of 2.5 μm or less can be measured by a laser diffraction particle size distribution method.
希土類永久磁石の混合粉末における磁石粉末の配合量としては、磁石粉末とガラス粉末との混合粉末の全体積に対して、磁石粉末が４０体積％以上９９体積％以下である。磁石粉末の配合量が４０体積％以上であれば、希土類永久磁石の相対密度及び磁気特性が向上する。また、磁石粉末の配合量が９９体積％以下であれば、相対密度が十分に向上して電気抵抗が向上する。磁石粉末の配合量としては、４５体積％以上９５体積％以下がより好ましく、５０体積％以上８０体積％以下がより更に好ましい。 The blending amount of the magnet powder in the rare earth permanent magnet mixed powder is 40 vol% or more and 99 vol% or less of the magnet powder with respect to the total volume of the mixed powder of the magnet powder and the glass powder. When the blending amount of the magnet powder is 40% by volume or more, the relative density and magnetic properties of the rare earth permanent magnet are improved. Moreover, if the compounding quantity of magnet powder is 99 volume% or less, a relative density will fully improve and an electrical resistance will improve. As a compounding quantity of magnet powder, 45 volume% or more and 95 volume% or less are more preferable, and 50 volume% or more and 80 volume% or less are still more preferable.
希土類永久磁石の混合粉末における磁石粉末の配合量としては、磁石粉末とガラス粉末との混合粉末の全質量に対して、磁石粉末が４０．４質量％以上９９質量％以下である。磁石粉末の配合量が４０．４質量％以上であれば、希土類永久磁石の相対密度及び磁気特性が向上する。また、磁石粉末の配合量が９９質量％以下であれば、相対密度が十分に向上して電気抵抗が向上する。磁石粉末の配合量としては、４５．４質量％以上９５．１質量％以下がより好ましく、５０．４質量％以上８０．３質量％以下が更に好ましい。 The blending amount of the magnet powder in the rare earth permanent magnet mixed powder is 40.4% by mass or more and 99% by mass or less of the magnet powder with respect to the total mass of the mixed powder of the magnet powder and the glass powder. When the blending amount of the magnet powder is 40.4% by mass or more, the relative density and magnetic properties of the rare earth permanent magnet are improved. Moreover, if the compounding quantity of magnet powder is 99 mass% or less, a relative density will fully improve and an electrical resistance will improve. As a compounding quantity of magnet powder, 45.4 mass% or more and 95.1 mass% or less are more preferable, and 50.4 mass% or more and 80.3 mass% or less are still more preferable.
（低融点ガラス）
本実施の形態において、低融点ガラスとは、６００℃以下の温度範囲において、軟化、変形及び流動するガラスである。低融点ガラスのガラス粉末としては、従来公知の各種低融点ガラスを用いることが可能である。低融点ガラスとしては、例えば、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化テルル、アルカリ金属酸化物及びフッ素などが挙げられる。これらの低融点ガラスは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。低融点ガラスとしては、磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石を得る観点から、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化テルル、アルカリ金属酸化物及びフッ素からなる群から選択された少なくとも１種が好ましく、環境への影響を低減する観点から、酸化鉛を除いた酸化ビスマス、酸化亜鉛、酸化バナジウム、酸化スズ、酸化テルル、アルカリ金属酸化物及びフッ素からなる群から選択された少なくとも１種がより好ましく、更に電気抵抗率が高い観点から、酸化ビスマスを含有するものが更に好ましい。
(Low melting glass)
In the present embodiment, the low melting point glass is glass that softens, deforms, and flows in a temperature range of 600 ° C. or lower. As the glass powder of the low-melting glass, conventionally known various low-melting glasses can be used. Examples of the low melting point glass include lead oxide, bismuth oxide, zinc oxide, vanadium oxide, tin oxide, tellurium oxide, alkali metal oxide, and fluorine. These low melting glass may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. As a low melting point glass, from the viewpoint of obtaining a rare earth permanent magnet with excellent electrical properties and high electrical resistance, a group consisting of lead oxide, bismuth oxide, zinc oxide, vanadium oxide, tin oxide, tellurium oxide, alkali metal oxide and fluorine At least one selected from the group consisting of bismuth oxide excluding lead oxide, zinc oxide, vanadium oxide, tin oxide, tellurium oxide, alkali metal oxides, and fluorine is preferable from the viewpoint of reducing environmental impact. At least one selected from the above is more preferable, and those containing bismuth oxide are further preferable from the viewpoint of high electrical resistivity.
低融点ガラスのガラス粉末の融点としては、磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石を得る観点から、１００℃以上６００℃以下が好ましく、２００℃以上５５０℃以下がより好ましく、３５０℃以上４５０℃以下が更に好ましい。 The melting point of the glass powder of the low melting point glass is preferably 100 ° C. or higher and 600 ° C. or lower, more preferably 200 ° C. or higher and 550 ° C. or lower, more preferably 350 ° C. or higher, from the viewpoint of obtaining a rare earth permanent magnet with excellent electrical properties and high electrical resistance. 450 degrees C or less is still more preferable.
低融点ガラスのガラス粉末の平均粒径については、高電気抵抗及び高密度の希土類永久磁石を得る観点から、０．１μｍ以上１００μｍ以下が好ましく、０．１μｍ以上５０μｍ以下がより好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下が更に好ましい。なお、上記平均粒径は、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ８８１５のふるい分け法に準拠して測定したものである。 The average particle size of the glass powder of the low melting point glass is preferably 0.1 μm or more and 100 μm or less, more preferably 0.1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 10 μm from the viewpoint of obtaining a high electric resistance and high density rare earth permanent magnet. The following is more preferable. In addition, the said average particle diameter is measured based on the screening method of Japanese Industrial Standard JISZ8815.
希土類永久磁石の混合粉末における低融点ガラスのガラス粉末の配合量としては、磁石粉末と低融点ガラスのガラス粉末との混合粉末の全体積に対して、低融点ガラスのガラス粉末が１体積％以上６０体積％以下である。低融点ガラスのガラス粉末の配合量が１体積％以上であれば、希土類永久磁石の相対密度及び電気抵抗が向上する。また、低融点ガラスのガラス粉末の配合量が６０体積％以下であれば、十分に磁石粉末が配合されて磁気特性が向上する。低融点ガラスのガラス粉末の配合量としては、５体積％以上５５体積％以下がより好ましく、２０体積％以上５０体積％以下が更に好ましい。 The blending amount of the glass powder of the low melting glass in the rare earth permanent magnet mixed powder is 1% by volume or more of the glass powder of the low melting glass with respect to the total volume of the mixed powder of the magnet powder and the glass powder of the low melting glass. 60% by volume or less. If the compounding quantity of the glass powder of low melting glass is 1 volume% or more, the relative density and electrical resistance of a rare earth permanent magnet will improve. Moreover, if the compounding quantity of the glass powder of low melting glass is 60 volume% or less, magnet powder will fully be mix | blended and a magnetic characteristic will improve. As a compounding quantity of the glass powder of low melting glass, 5 volume% or more and 55 volume% or less are more preferable, and 20 volume% or more and 50 volume% or less are still more preferable.
希土類永久磁石の混合粉末における低融点ガラスのガラス粉末の配合量としては、磁石粉末と低融点ガラスのガラス粉末との混合粉末の全質量に対して、低融点ガラスのガラス粉末が１質量％以上５９．５質量％以下である。低融点ガラスのガラス粉末の配合量が１質量％以上であれば、希土類永久磁石の相対密度及び磁気特性が向上する。また、低融点ガラスのガラス粉末の配合量が５９．５質量％以下であれば、相対密度が十分に向上して電気抵抗が向上する。低融点ガラスのガラス粉末の配合量としては、４．９質量％以上５４．５質量％以下がより好ましく、１９．７質量％以上５０．４質量％以下が更に好ましい。 The compounding amount of the glass powder of the low melting glass in the mixed powder of the rare earth permanent magnet is 1% by mass or more of the glass powder of the low melting glass with respect to the total mass of the mixed powder of the magnet powder and the glass powder of the low melting glass. It is 59.5 mass% or less. When the blending amount of the glass powder of the low melting glass is 1% by mass or more, the relative density and magnetic properties of the rare earth permanent magnet are improved. Moreover, if the compounding quantity of the glass powder of low melting glass is 59.5 mass% or less, a relative density will fully improve and an electrical resistance will improve. As a compounding quantity of the glass powder of low melting glass, 4.9 mass% or more and 54.5 mass% or less are more preferable, and 19.7 mass% or more and 50.4 mass% or less are still more preferable.
次に、上記実施の形態に係る希土類永久磁石の製造方法について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る希土類永久磁石の製造方法の概略を示すフロー図である。図１に示すように、本実施の形態に係る希土類永久磁石の製造方法は、希土類鉄系磁石の磁石粉末を前処理してアトマイズ粉末を得る前処理工程ＳＴ１１と、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスのガラス粉末とを混合して混合粉末を得る混合工程ＳＴ１２と、混合粉末を放電プラズマ焼結して希土類永久磁石を得る焼結工程ＳＴ１３とを含む。焼結工程ＳＴ１３後には、後処理工程を実施する。なお、本実施の形態に係る焼結磁石の製造方法は、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順に限定されるものではなく、適宜変更して実施可能である。例えば、図１に示される前処理工程ＳＴ１１の前、前処理工程ＳＴ１１と混合工程ＳＴ１２との間、混合工程ＳＴ１２と焼結工程Ｓ１３との間及び焼結工程Ｓ１３の後への新たな工程を追加して実施してもよく、複数工程の一体化及び各工程のうち一部の工程を他の工程の一部として実施してもよい。 Next, a method for manufacturing the rare earth permanent magnet according to the above embodiment will be described in detail. FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for producing a rare earth permanent magnet according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the method for manufacturing a rare earth permanent magnet according to the present embodiment includes a pretreatment step ST11 in which a magnet powder of a rare earth iron-based magnet is pretreated to obtain an atomized powder; It includes a mixing step ST12 in which glass powder of a melting point glass is mixed to obtain a mixed powder, and a sintering step ST13 in which the mixed powder is subjected to discharge plasma sintering to obtain a rare earth permanent magnet. After the sintering step ST13, a post-processing step is performed. In addition, the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on this Embodiment is not limited to the procedure of the manufacturing method of the sintered magnet shown by FIG. 1, It can implement by changing suitably. For example, before the pretreatment step ST11 shown in FIG. 1, between the pretreatment step ST11 and the mixing step ST12, between the mixing step ST12 and the sintering step S13, and after the sintering step S13, new steps are performed. You may implement in addition, and may integrate some processes and may implement some processes among some processes as some other processes.
まず、前処理工程ＳＴ１１では、まず、上述した希土類鉄系磁石の磁石原料を配合して溶解した後、アトマイズ法又はストリップキャスト法などにより希土類鉄系磁石の磁石原料を粉化した磁石粉末のアトマイズ粉末を得る。また、上述した低融点ガラスの低融点ガラス原料を配合して溶解した後、溶解した低融点ガラス原料を粉化した低融点ガラスのガラス粉末を得る。ここでは、配合した低融点ガラス原料を溶解してインゴットを作製し、作製したインゴットを粗粉砕及びジェットミル粉砕による微粉砕して低融点ガラスのガラス粉末を得てもよい。 First, in the pretreatment step ST11, first, the magnet raw material of the rare earth iron-based magnet described above is blended and dissolved, and then atomization of the magnet powder obtained by pulverizing the magnet raw material of the rare earth iron-based magnet by the atomizing method or the strip casting method. Obtain a powder. Moreover, after mix | blending and melt | dissolving the low melting glass raw material of the low melting glass mentioned above, the glass powder of the low melting glass which pulverized the melted low melting glass raw material is obtained. Here, the blended low melting point glass raw material may be dissolved to produce an ingot, and the produced ingot may be finely pulverized by coarse pulverization and jet mill pulverization to obtain a glass powder of low melting point glass.
混合工程ＳＴ１２では、得られた磁石粉末のアトマイズ粉末及び低融点ガラスのガラス粉末を混合することにより、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスのガラス粉末との混合粉末を得る。ここでは、必要に応じて、平均粒径が所定範囲となるように、選別して粉化した磁石粉末及び低融点ガラスのガラス粉末を分級処理した後、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスのガラス粉末とを混合してよい。 In the mixing step ST12, a mixed powder of the atomized powder of the magnet powder and the glass powder of the low-melting glass is obtained by mixing the atomized powder of the obtained magnet powder and the glass powder of the low-melting glass. Here, if necessary, after classifying the magnet powder and low melting point glass powder that have been selected and pulverized so that the average particle diameter is within a predetermined range, the atomized powder of the magnet powder and the low melting point glass Glass powder may be mixed.
次に、焼結工程ＳＴ１３では、磁石粉末と低融点ガラスのガラス粉末との混合粉末を放電プラズマ焼結装置のキャビティに充填する。次に、充填した混合粉末を減圧下で所定の圧力（例えば、１ＭＰａ以上７０ＭＰａ以下）で圧縮した後、電流密度３００Ａ／ｃｍ２に設定し、所定温度（例えば、３００℃以上６００℃以下）に加熱して所定時間（例えば、３０秒以上３０分以下）放電プラズマ焼結を実施する。これにより、希土類永久磁石の製造方法は、低融点ガラスのガラス粉末による磁石粉末の浸食を防ぎつつ、磁石粉末が十分に充填された焼結体となる。 Next, in the sintering step ST13, a mixed powder of magnet powder and glass powder of low melting glass is filled in the cavity of the discharge plasma sintering apparatus. Next, after compressing the filled mixed powder at a predetermined pressure (for example, 1 MPa or more and 70 MPa or less) under reduced pressure, the current density is set to 300 A / cm 2 and is set to a predetermined temperature (for example, 300 ° C. or more and 600 ° C. or less). The plasma plasma sintering is carried out for a predetermined time (for example, 30 seconds or more and 30 minutes or less) after heating. Thereby, the manufacturing method of the rare earth permanent magnet becomes a sintered body sufficiently filled with the magnet powder while preventing the erosion of the magnet powder by the glass powder of the low melting point glass.
次に、後処理工程では、必要に応じて、焼結体をアニール処理する。このアニール処理では、アルゴン及び窒素などの不活性ガスで満たした熱処理炉内に焼結体を配置し、熱処理炉内温度を所定温度（例えば、５００℃以上７００℃以下）まで昇温した状態で所定時間（例えば、０．５時間以上５時間以下）維持する。このアニール処理により、放電プラズマ焼結によって得られた焼結体の微細な磁区組織が最適化されて磁気特性が向上する。最後に、焼結後の焼結体の磁気特性を振動試料型磁力計（ＶＳＭ：Vibrating Sample Magnetometer）やＢＨトレーサーなどにより検出する。ＶＳＭは、試料を振動させ、試料の磁化によって生じる磁束の時間変化を傍らに置いたコイルに生じる誘導起電力として検出するものである。また、ＢＨトレーサーは、試料にコイルを巻いて、外部磁界を付与した時に生じるコイルの誘導起電力を測定することで試料のＢＨ曲線を得るものである。次に、焼結後の焼結体を切削加工ないし研磨加工し、焼結体の寸法を製品寸法に仕上げた後、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）などのめっき処理、アルミ（Ａｌ）蒸着、及び樹脂塗装などの表面処理を実施する。次に、磁石粉末の焼結体に着磁を行い、希土類永久磁石を得る。 Next, in the post-processing step, the sintered body is annealed as necessary. In this annealing treatment, the sintered body is placed in a heat treatment furnace filled with an inert gas such as argon and nitrogen, and the temperature in the heat treatment furnace is raised to a predetermined temperature (eg, 500 ° C. or more and 700 ° C. or less). Maintain for a predetermined time (for example, 0.5 hours or more and 5 hours or less). By this annealing treatment, the fine magnetic domain structure of the sintered body obtained by the discharge plasma sintering is optimized, and the magnetic characteristics are improved. Finally, the magnetic properties of the sintered body after the sintering are detected by a vibrating sample magnetometer (VSM: Vibrating Sample Magnetometer) or a BH tracer. VSM vibrates a sample and detects a time change of magnetic flux generated by the magnetization of the sample as an induced electromotive force generated in a coil placed beside it. Further, the BH tracer obtains a BH curve of a sample by measuring a coil induced electromotive force generated when a coil is wound around the sample and an external magnetic field is applied. Next, the sintered body after sintering is cut or polished, and after finishing the dimensions of the sintered body to product dimensions, plating treatment of nickel (Ni), tin (Sn), zinc (Zn), etc., Carry out surface treatment such as aluminum (Al) deposition and resin coating. Next, the sintered body of magnet powder is magnetized to obtain a rare earth permanent magnet.
以上説明したように、上記実施の形態に係る希土類永久磁石によれば、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスのガラス粉末との混合粉末を用いるので、希土類鉄系永久磁石の電気抵抗が向上する。そして、希土類鉄系磁石の磁石粉末のアトマイズ粉末を用いるので、磁石粉末の形状が略球形形状になると共に、酸化被膜の厚さが増大するので、磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスと混合した混合粉末を放電プラズマ焼結した際に、低融点ガラスによる磁石粉末の粒子の浸食による影響を低減することができる。この結果、希土類永久磁石の相対密度が向上して高い磁気特性が得られ、しかも、高い電気抵抗を有する希土類永久磁石を実現することが可能となると考えられる。 As described above, according to the rare earth permanent magnet according to the above embodiment, since the mixed powder of the atomized powder of the magnet powder and the glass powder of the low melting point glass is used, the electric resistance of the rare earth iron-based permanent magnet is improved. . And since the atomized powder of the magnet powder of the rare earth iron-based magnet is used, the magnet powder has a substantially spherical shape and the thickness of the oxide film increases, so the atomized powder of the magnet powder and the low melting glass are mixed. When the mixed powder is subjected to discharge plasma sintering, it is possible to reduce the influence of the erosion of the particles of the magnet powder by the low melting point glass. As a result, it is considered that the relative density of the rare earth permanent magnet is improved, high magnetic properties are obtained, and a rare earth permanent magnet having high electric resistance can be realized.
以下、上記実施の形態による効果を明確にするために行った実施例に基づいて上記実施の形態をより詳細に説明する。なお、上記実施の形態は、以下の実施例及び比較例によって何ら制限されるものではない。 Hereinafter, the above-described embodiment will be described in more detail based on examples carried out in order to clarify the effects of the above-described embodiment. In addition, the said embodiment is not restrict | limited at all by the following examples and comparative examples.
（実施例１）
希土類鉄系磁石の磁石粉末としては、Ｎｄ系磁石合金をアトマイズ処理した等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｓ−１１−９、マグネクウェンチ社製、平均粒径３０μｍ）を使用した。低融点ガラスのガラス粉末としては、主要組成がＢｉ２Ｏ３・Ｂ２Ｏ３の粉末ガラス（商品名：ＢＧ−０７００、日本電気硝子社製、軟化点４１０℃）を使用した。磁石粉末が６０体積％となり、ガラス粉末が４０体積％となるようにして混合して混合粉末とし、混合した混合粉末を放電プラズマ焼結装置のキャビティに充填した。次に、キャビティに充填した混合粉末を減圧下、圧力３０ＭＰａで圧縮した後、電流密度３００Ａ／ｃｍ２に設定し、緻密化温度として４００℃まで加熱して放電プラズマ焼結を行って希土類永久磁石を得た。得られた希土類永久磁石の相対密度は９８％であり、残留磁化は、０．４２Ｔであり、電気抵抗率は、１．５×１０−４Ω・ｍであった。結果を下記表１に示す。
Example 1
As the magnet powder of the rare earth iron-based magnet, an isotropic magnet powder (trade name: MQP-S-11-9, manufactured by Magnequench, average particle size of 30 μm) obtained by atomizing an Nd-based magnet alloy was used. The glass powder of low melting point glass, powdered glass of the main composition Bi 2 O 3 · B 2 O 3: Using (trade name BG-0700, manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., softening point 410 ° C.). The mixed powder was mixed so that the magnet powder was 60% by volume and the glass powder was 40% by volume, and the mixed powder was filled in the cavity of the discharge plasma sintering apparatus. Next, after the mixed powder filled in the cavity is compressed at a pressure of 30 MPa under reduced pressure, the current density is set to 300 A / cm 2 , the temperature is increased to 400 ° C. as the densification temperature, and discharge plasma sintering is performed to perform rare earth permanent magnet Got. The relative density of the obtained rare earth permanent magnet was 98%, the residual magnetization was 0.42 T, and the electrical resistivity was 1.5 × 10 −4 Ω · m. The results are shown in Table 1 below.
図２は、実施例１で使用したガスアトマイズ処理後の希土類鉄系磁石の磁石粉末の走査型電子顕微鏡写真である。図２に示すように、実施例１で用いた磁石粉末は、平均粒径が３０μｍの略真球形状となっていた。 FIG. 2 is a scanning electron micrograph of the magnet powder of the rare earth iron-based magnet after the gas atomization treatment used in Example 1. As shown in FIG. 2, the magnet powder used in Example 1 had a substantially true spherical shape with an average particle size of 30 μm.
（比較例１）
磁石粉末として、超急冷磁石粉末のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクウェンチ社製）を１００体積％使用したこと、ガラス粉末を用いなかったこと、及び放電プラズマ焼結の温度を７００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして希土類永久磁石を作製した。得られた希土類永久磁石の相対密度は、９８％であり、残留磁化は、０．８６Ｔであり、電気抵抗率は、３．６×１０−６Ω・ｍであった。結果を下記表１に示す。
(Comparative Example 1)
As magnet powder, 100% by volume of ultra-cooled magnet powder Nd 2 Fe 14 B isotropic magnet powder (trade name: MQP-C, manufactured by Magnequench) was used, glass powder was not used, and discharge plasma A rare earth permanent magnet was produced in the same manner as in Example 1 except that the sintering temperature was 700 ° C. The relative density of the obtained rare earth permanent magnet was 98%, the residual magnetization was 0.86 T, and the electrical resistivity was 3.6 × 10 −6 Ω · m. The results are shown in Table 1 below.
図３は、比較例１で使用した希土類鉄系磁石の磁石粉末の走査型電子顕微鏡写真である。図３に示すように、比較例１で用いた磁石粉末は、粒径及び形状が不均一な多角形形状を有していた。 FIG. 3 is a scanning electron micrograph of the magnet powder of the rare earth iron-based magnet used in Comparative Example 1. As shown in FIG. 3, the magnet powder used in Comparative Example 1 had a polygonal shape with nonuniform particle sizes and shapes.
（比較例２）
磁石粉末として、超急冷磁石粉末のＮｄ２Ｆｅ１４Ｂ等方性磁石粉末（商品名：ＭＱＰ−Ｃ、マグネクウェンチ社製）を使用したこと、磁石粉末を９０体積％とし、ガラス粉末を１０体積％として混合粉末を作成したこと、及び放電プラズマ焼結の温度を７００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして希土類永久磁石を作製した。得られた希土類永久磁石の相対密度は、９８％であり、残留磁化は、０．６Ｔであり、電気抵抗率は、３．０×１０−５Ω・ｍであった。結果を下記表１に示す。なお、比較例２では、放電プラズマ焼結の温度を４００℃とした場合には、磁石が緻密化せずに空孔が多く残り、磁石の相対密度が著しく低下した。
(Comparative Example 2)
As the magnet powder, ultra-cooled magnet powder Nd 2 Fe 14 B isotropic magnet powder (trade name: MQP-C, manufactured by Magnequench) was used, the magnet powder was 90% by volume, and the glass powder was 10% by volume. A rare earth permanent magnet was produced in the same manner as in Example 1 except that a mixed powder was prepared and the temperature of discharge plasma sintering was set to 700 ° C. The relative density of the obtained rare earth permanent magnet was 98%, the residual magnetization was 0.6 T, and the electrical resistivity was 3.0 × 10 −5 Ω · m. The results are shown in Table 1 below. In Comparative Example 2, when the discharge plasma sintering temperature was 400 ° C., the magnet was not densified and many holes remained, and the relative density of the magnet was significantly reduced.
図４は、実施例及び比較例に係る希土類永久磁石の減磁曲線を示す図である。なお、図４においては、横軸に磁場Ｂを示し、縦軸に磁化Ｊを示している。図４に示すように、低融点ガラスのガラス粉末を配合した希土類永久磁石（比較例２：一点鎖線Ｌ２参照）の磁気特性は、超急冷磁石粉末のみを用いた希土類永久磁石（比較例１：二点鎖線Ｌ３参照）に対して保磁力が大きく低下していることが分かる。これに対して、ガスアトマイズ処理した磁石粉末を用いた希土類永久磁石（実施例１：実線Ｌ１参照）は、低融点ガラスのガラス粉末を配合しても、保磁力の低下が小さいことが分かる。この結果から、ガスアトマイズ処理した磁石粉末を用いることにより、希土類永久磁石中の相対密度が増大して磁気特性が向上するので、ガラス粉末を配合しても保磁力の低下を低減できることが分かる。 FIG. 4 is a diagram illustrating a demagnetization curve of the rare earth permanent magnet according to the example and the comparative example. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the magnetic field B and the vertical axis indicates the magnetization J. As shown in FIG. 4, the magnetic properties of the rare earth permanent magnet (Comparative Example 2: see the alternate long and short dash line L2) blended with the glass powder of the low melting point glass are rare earth permanent magnets using only the ultra-quenched magnet powder (Comparative Example 1: It can be seen that the coercive force is greatly reduced with respect to the two-dot chain line L3). On the other hand, it is understood that the rare earth permanent magnet (see Example 1: solid line L1) using the gas powder subjected to gas atomization has a small decrease in coercive force even when glass powder of low melting point glass is blended. From this result, it can be seen that the use of the gas atomized magnet powder increases the relative density in the rare earth permanent magnet and improves the magnetic properties, so that the reduction in coercive force can be reduced even if glass powder is blended.
また、表１から分かるように、アトマイズ処理した磁石粉末及び低融点ガラスを含有するガラス粉末との混合粉末を放電プラズマ焼結した場合には、保磁力が変化しても、相対密度が高く、残留磁化が高い磁気特性に優れた高電気抵抗の希土類永久磁石が得られることが分かる（実施例１）。これに対して、アトマイズ処理をせず、ガラス粉末を用いずに磁石粉末のみを放電プラズマ焼結した場合には、電気抵抗が著しく低下することが分かる（比較例１）。この結果は、ガラス粉末が含まれなかったために、希土類永久磁石内に絶縁成分がないためと考えられる。また、磁石粉末及びガラス粉末を混合した混合粉末を用いた場合であっても、アトマイズ処理していない磁石粉末を用いた場合には、相対密度が低下して残留磁化が悪化することが分かる（比較例２）。この結果は、磁石粉末の酸化膜の厚さが増大しなかったために、低融点ガラスと磁石粉末とが反応して相対密度が低下したためと考えられる。 Further, as can be seen from Table 1, when the plasma powder sintering of the mixed powder of the atomized magnet powder and the glass powder containing the low melting point glass, even if the coercive force is changed, the relative density is high, It can be seen that a rare earth permanent magnet with high electrical resistance and high remanent magnetization and excellent magnetic properties can be obtained (Example 1). On the other hand, when the atomization process is not performed and only the magnet powder is sintered by the discharge plasma without using the glass powder, it can be seen that the electrical resistance is remarkably reduced (Comparative Example 1). This result is considered to be because there was no insulating component in the rare earth permanent magnet because the glass powder was not included. Moreover, even when the mixed powder obtained by mixing the magnet powder and the glass powder is used, it can be seen that when the magnet powder that is not atomized is used, the relative density is lowered and the residual magnetization is deteriorated ( Comparative Example 2). This result is considered to be because the relative density was lowered by the reaction between the low melting point glass and the magnet powder because the thickness of the oxide film of the magnet powder did not increase.
以上、本発明の実施の形態について説明したが、上記実施の形態により本発明が限定されるものではない。上述した各構成素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。また、さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。よって、本発明のより広範な態様は、上記実施の形態に限定されるものではなく、様々な変更が可能である。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment. What comprised suitably combining each component mentioned above is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art. Therefore, the broader aspect of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
Claims (14)
ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ ・・・ 式（１）
（上記式（１）中、ＲＥＸはイットリウムを包含する希土類元素からなる群から選択された少なくとも１種であり、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素であり、Ｔは、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、及びタングステンからなる群から選択された少なくとも１種以上である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。） The rare earth permanent magnet according to claim 1 or 2, wherein the rare earth iron-based magnet is represented by the following general formula (1).
RE x (Fe 1-u C ou ) 100-xyz B y T z Formula (1)
(In the above formula (1), RE X is at least one selected from the group consisting of rare earth elements including yttrium, Fe is iron, Co is cobalt, B is boron, and T is titanium, zirconium. , Niobium, molybdenum, hafnium, tantalum, and tungsten, and x, y, z are 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100. (U is a value that satisfies 0 ≦ u ≦ 1.)
前記磁石粉末のアトマイズ粉末と低融点ガラスのガラス粉末とを混合して混合粉末を得る混合工程と、
前記混合粉末を放電プラズマ焼結して希土類永久磁石を得る焼結工程とを含む、希土類永久磁石の製造方法。 A pretreatment step of pretreating magnet powder of a rare earth iron-based magnet to obtain an atomized powder;
Mixing step of obtaining a mixed powder by mixing the atomized powder of the magnet powder and the glass powder of the low melting glass;
And a sintering step of obtaining the rare earth permanent magnet by discharge plasma sintering the mixed powder.
ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ ・・・ 式（１）
（上記式（１）中、ＲＥＸはイットリウムを包含する希土類元素からなる群から選択された少なくとも１種であり、Ｆｅは鉄、Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素であり、Ｔは、チタン、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ハフニウム、タンタル、及びタングステンからなる群から選択された少なくとも１種である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。） The method for producing a rare earth permanent magnet according to claim 8 or 9, wherein the rare earth iron-based magnet is represented by the following general formula (1).
RE x (Fe 1-u C ou ) 100-xyz B y T z Formula (1)
(In the above formula (1), RE X is at least one selected from the group consisting of rare earth elements including yttrium, Fe is iron, Co is cobalt, B is boron, and T is titanium, zirconium. , Niobium, molybdenum, hafnium, tantalum, and tungsten, and x, y, and z satisfy 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100. And u is a value satisfying 0 ≦ u ≦ 1.)
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