JP3247839B2 - 希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents
希土類永久磁石の製造方法Info
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- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0579—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B with exchange spin coupling between hard and soft nanophases, e.g. nanocomposite spring magnets
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、優れた磁気特性を
有する希土類永久磁石の製造方法に関する。
有する希土類永久磁石の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｎd-Ｆe-Ｂ系焼結磁石は45MGOeを超える
高い磁気特性を有し、またＳm 系磁石に比較して低原料
コストであることから需要が増大している。さらにより
高性能な次世代磁石の探索が行われている中で、近年ナ
ノコンポジット磁石が注目を集めている（IEEE Trans.
Magn. 27 (1991),p.3588他）。これはハード磁性相中に
数十nmオーダーのソフト磁性相が微細に分散した組織か
らなり、両相の磁化が交換相互作用で結び付くことによ
ってソフト相の磁化は容易に反転せず、全体として単一
相のように振る舞うものであり、既存原料の組み合わせ
によっても保磁力を損なうことなく、より高い飽和磁化
が得られる可能性があり、計算ではＳm2Ｃo17 Ｎ3 ／Ｆ
e-Ｃo においてBHmax ＝137MGOe の値が報告（J. Phys.
Rev. 48(1993),p.15812）されている。これまで実際に
Ｎd2Ｆe14 Ｂ／Ｆe3Ｂ（J. de Phys. 49(1988),C8-669
）やＳm2Ｃo17 Ｎ3 ／Ｆe （J. Magn, Magn. Mater. 1
24(1993),L1）等の組合せが実験報告されてきた。これ
らの研究で行われている微細分散組織の作製方法として
は、メトルスパン法やメカニカルアロイング（ＭＡ）法
により得られた合金薄帯や粉末を熱処理して微結晶化す
る手段がとられている。しかしこれらの方法では、熱処
理条件により結晶粒径が制御できる半面、磁気的に等方
性のものしか得られず、異方性Ｎd-Ｆe-Ｂ焼結磁石の磁
気特性には及ばない。また高温焼結すると粒径が粗大化
して磁気特性が劣化するために、現在のところボンド磁
石としての用途しか期待できないという問題点があっ
た。
高い磁気特性を有し、またＳm 系磁石に比較して低原料
コストであることから需要が増大している。さらにより
高性能な次世代磁石の探索が行われている中で、近年ナ
ノコンポジット磁石が注目を集めている（IEEE Trans.
Magn. 27 (1991),p.3588他）。これはハード磁性相中に
数十nmオーダーのソフト磁性相が微細に分散した組織か
らなり、両相の磁化が交換相互作用で結び付くことによ
ってソフト相の磁化は容易に反転せず、全体として単一
相のように振る舞うものであり、既存原料の組み合わせ
によっても保磁力を損なうことなく、より高い飽和磁化
が得られる可能性があり、計算ではＳm2Ｃo17 Ｎ3 ／Ｆ
e-Ｃo においてBHmax ＝137MGOe の値が報告（J. Phys.
Rev. 48(1993),p.15812）されている。これまで実際に
Ｎd2Ｆe14 Ｂ／Ｆe3Ｂ（J. de Phys. 49(1988),C8-669
）やＳm2Ｃo17 Ｎ3 ／Ｆe （J. Magn, Magn. Mater. 1
24(1993),L1）等の組合せが実験報告されてきた。これ
らの研究で行われている微細分散組織の作製方法として
は、メトルスパン法やメカニカルアロイング（ＭＡ）法
により得られた合金薄帯や粉末を熱処理して微結晶化す
る手段がとられている。しかしこれらの方法では、熱処
理条件により結晶粒径が制御できる半面、磁気的に等方
性のものしか得られず、異方性Ｎd-Ｆe-Ｂ焼結磁石の磁
気特性には及ばない。また高温焼結すると粒径が粗大化
して磁気特性が劣化するために、現在のところボンド磁
石としての用途しか期待できないという問題点があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の作製
方法では、Ｎd-Ｆe-Ｂ焼結磁石を超える磁気特性を得る
ことは難しい。本発明は従来と異なる新規な方法を用
い、磁気的異方性を有するナノコンポジット組織を作製
することにより、より磁気特性の高いＮd-Ｆe-Ｂ系希土
類永久磁石を提供しようとするものである。
方法では、Ｎd-Ｆe-Ｂ焼結磁石を超える磁気特性を得る
ことは難しい。本発明は従来と異なる新規な方法を用
い、磁気的異方性を有するナノコンポジット組織を作製
することにより、より磁気特性の高いＮd-Ｆe-Ｂ系希土
類永久磁石を提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、かかる課
題を解決するために微細分散析出方法を種々検討した結
果、ＮｄとＦｅから成る金属間化合物を出発原料とし、
この相にＢ元素を拡散させると共に、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相
生成反応を行わせることによって微細分散組織が得られ
ることを見出し、諸条件を確立して本発明を完成させ
た。その要旨は、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂの元素から成り、かつ
その主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相中にＦｅまたはＦｅを
含む合金もしくは金属間化合物が微細に分散した組織を
主体相とする希土類永久磁石の製造方法において、Ｂ、
Ｂ2Ｏ3または硼酸の内の１種以上、金属間化合物Ｎｄ2
Ｆｅ17および金属Ｃａから成る混合粉体を熱処理して、
ＢをＮｄ−Ｆｅ金属間化合物中に拡散させて、磁気的異
方性を有する主体相粉末を得る工程を含むことを特徴と
する希土類永久磁石の製造方法である。請求項２は、Ｎ
ｄ2Ｆｅ14Ｂ主相中にＦｅ またはＦｅ を含む合金もし
くは金属間化合物が微細に分散した組織を主体相とする
希土類永久磁石が、磁気的異方性を有していることを特
徴とする希土類永久磁石の製造方法である。
題を解決するために微細分散析出方法を種々検討した結
果、ＮｄとＦｅから成る金属間化合物を出発原料とし、
この相にＢ元素を拡散させると共に、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相
生成反応を行わせることによって微細分散組織が得られ
ることを見出し、諸条件を確立して本発明を完成させ
た。その要旨は、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂの元素から成り、かつ
その主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相中にＦｅまたはＦｅを
含む合金もしくは金属間化合物が微細に分散した組織を
主体相とする希土類永久磁石の製造方法において、Ｂ、
Ｂ2Ｏ3または硼酸の内の１種以上、金属間化合物Ｎｄ2
Ｆｅ17および金属Ｃａから成る混合粉体を熱処理して、
ＢをＮｄ−Ｆｅ金属間化合物中に拡散させて、磁気的異
方性を有する主体相粉末を得る工程を含むことを特徴と
する希土類永久磁石の製造方法である。請求項２は、Ｎ
ｄ2Ｆｅ14Ｂ主相中にＦｅ またはＦｅ を含む合金もし
くは金属間化合物が微細に分散した組織を主体相とする
希土類永久磁石が、磁気的異方性を有していることを特
徴とする希土類永久磁石の製造方法である。
【０００５】請求項３は、希土類元素Ｒ（ＲはＹを含む
希土類元素の内１種以上４種以下）、元素Ｍ（ＭはＣ
ｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎおよび
Ｉｎから選択される１種以上５種以下の元素で、少なく
ともＦｅを含む）およびＢを含む３種以上の元素から成
り、かつその主相であるＲ2Ｍ14Ｂ相中にＭまたはＭを
含む合金もしくは金属間化合物が微細に分散した組織を
主相とする希土類永久磁石の製造方法において、Ｂ、Ｂ
2Ｏ3または硼酸の内１種以上、金属間化合物ＲmＭn（こ
こにｍ、ｎ は正の整数で、原子比ｎ／ｍ＞７．０とす
る）および金属Ｃａから成る混合粉体を熱処理して、Ｂ
をＲとＭから成る金属間化合物中に拡散させて、磁気的
異方性を有する主体相を得る工程を含むことを特徴とす
る希土類永久磁石の製造方法である。請求項４は、Ｒ2
Ｍ14Ｂ主相中にＭまたはＭを含む合金もしくは金属間化
合物が微細に分散した組織から成る希土類永久磁石が、
磁気的異方性を有していることを特徴とする希土類永久
磁石の製造方法である。
希土類元素の内１種以上４種以下）、元素Ｍ（ＭはＣ
ｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、
Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎ
ｂ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎおよび
Ｉｎから選択される１種以上５種以下の元素で、少なく
ともＦｅを含む）およびＢを含む３種以上の元素から成
り、かつその主相であるＲ2Ｍ14Ｂ相中にＭまたはＭを
含む合金もしくは金属間化合物が微細に分散した組織を
主相とする希土類永久磁石の製造方法において、Ｂ、Ｂ
2Ｏ3または硼酸の内１種以上、金属間化合物ＲmＭn（こ
こにｍ、ｎ は正の整数で、原子比ｎ／ｍ＞７．０とす
る）および金属Ｃａから成る混合粉体を熱処理して、Ｂ
をＲとＭから成る金属間化合物中に拡散させて、磁気的
異方性を有する主体相を得る工程を含むことを特徴とす
る希土類永久磁石の製造方法である。請求項４は、Ｒ2
Ｍ14Ｂ主相中にＭまたはＭを含む合金もしくは金属間化
合物が微細に分散した組織から成る希土類永久磁石が、
磁気的異方性を有していることを特徴とする希土類永久
磁石の製造方法である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を詳細
に説明する。本発明のＮd-Ｆe-Ｂ系希土類永久磁石は、
ハード磁性相の主相中にソフト磁性相が極めて微細に分
散した組織から成っている。一般に母相中に析出物が微
細分散した組織を得るためによく用いられるのは、過飽
和固溶体の熱処理による析出である。アモルファス急冷
薄帯やＭＡ粉体からの微結晶化もこの方法の一種と見做
せる。しかしこれらの方法では磁化容易軸が特定方向に
向かないため等方性のものしか得られない。もしＮd2Ｆ
e14 Ｂ相（以下、Ｎd2Ｆe14 Ｂ相またはＲ2 Ｍ14Ｂ相を
2-14-1相という）にＦe の固溶域があるならば、結晶方
位を揃えたままＦe を析出させることも可能であるが、
報告されている状態図から明らかなように、Ｆe はほと
んど固溶しない。そこで本発明では新たな製造方法を種
々検討した結果、Ｎd2Ｆe17 もしくは原子比が n/m＞7.
0 なるＲm Ｍn 金属間化合物を原料とし、この金属間化
合物相にＢ元素を拡散させると共に、2-14-1相生成反応
を行わせることによって上記微細分散組織が得られるこ
とを見出した。
に説明する。本発明のＮd-Ｆe-Ｂ系希土類永久磁石は、
ハード磁性相の主相中にソフト磁性相が極めて微細に分
散した組織から成っている。一般に母相中に析出物が微
細分散した組織を得るためによく用いられるのは、過飽
和固溶体の熱処理による析出である。アモルファス急冷
薄帯やＭＡ粉体からの微結晶化もこの方法の一種と見做
せる。しかしこれらの方法では磁化容易軸が特定方向に
向かないため等方性のものしか得られない。もしＮd2Ｆ
e14 Ｂ相（以下、Ｎd2Ｆe14 Ｂ相またはＲ2 Ｍ14Ｂ相を
2-14-1相という）にＦe の固溶域があるならば、結晶方
位を揃えたままＦe を析出させることも可能であるが、
報告されている状態図から明らかなように、Ｆe はほと
んど固溶しない。そこで本発明では新たな製造方法を種
々検討した結果、Ｎd2Ｆe17 もしくは原子比が n/m＞7.
0 なるＲm Ｍn 金属間化合物を原料とし、この金属間化
合物相にＢ元素を拡散させると共に、2-14-1相生成反応
を行わせることによって上記微細分散組織が得られるこ
とを見出した。
【０００７】Ｎｄ2Ｆｅ17金属間化合物を原料とした場
合、この反応は以下のように表せる。 Ｎｄ2Ｆｅ17＋Ｂ─→Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋３Ｆｅ また、ＲmＭn金属間化合物の一例として、ＮｄＦｅ11Ｔ
ｉを用いた場合は、次のように示される。 ２ＮｄＦｅ11Ｔｉ＋５Ｂ─→ Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋８Ｆｅ＋２ＴｉＢ2 Ｎｄ原子とＦｅ原子はＮｄ2Ｆｅ17もしくはＲmＭn相内
で元々均質に存在しているので、Ｂが均一に拡散すれば
２−１４−１相も相内で均一に反応生成し、同時に余剰
のＦｅないしＭが極めて微細に分散して析出される。熱
処理条件を最適化することによって、これらの余剰のＦ
ｅないしＭが数十ｎｍ以下の粒径で２−１４−１相中に
分散した組織を得ることができる。このとき２−１４−
１相がハード磁性相、Ｆｅがソフト磁性相に対応する。
このような反応をさせるには、出発原料のＲmＭn金属間
化合物がｎ／ｍ＞７．０である必要がある。ｎ／ｍが
７．０以下のときは、余剰のＦｅないしＭが形成されな
いために、このような分散析出は起こらない。またこの
反応は出発原料であるＮｄ2Ｆｅ17もしくはＲmＭn相へ
のＢの拡散によって行われるため、形成される２−１４
−１相の結晶方位はＢの拡散方向に束縛され、磁化容易
軸が一方向に揃っている。
合、この反応は以下のように表せる。 Ｎｄ2Ｆｅ17＋Ｂ─→Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋３Ｆｅ また、ＲmＭn金属間化合物の一例として、ＮｄＦｅ11Ｔ
ｉを用いた場合は、次のように示される。 ２ＮｄＦｅ11Ｔｉ＋５Ｂ─→ Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ＋８Ｆｅ＋２ＴｉＢ2 Ｎｄ原子とＦｅ原子はＮｄ2Ｆｅ17もしくはＲmＭn相内
で元々均質に存在しているので、Ｂが均一に拡散すれば
２−１４−１相も相内で均一に反応生成し、同時に余剰
のＦｅないしＭが極めて微細に分散して析出される。熱
処理条件を最適化することによって、これらの余剰のＦ
ｅないしＭが数十ｎｍ以下の粒径で２−１４−１相中に
分散した組織を得ることができる。このとき２−１４−
１相がハード磁性相、Ｆｅがソフト磁性相に対応する。
このような反応をさせるには、出発原料のＲmＭn金属間
化合物がｎ／ｍ＞７．０である必要がある。ｎ／ｍが
７．０以下のときは、余剰のＦｅないしＭが形成されな
いために、このような分散析出は起こらない。またこの
反応は出発原料であるＮｄ2Ｆｅ17もしくはＲmＭn相へ
のＢの拡散によって行われるため、形成される２−１４
−１相の結晶方位はＢの拡散方向に束縛され、磁化容易
軸が一方向に揃っている。
【０００８】ｎ／ｍ＞７．０なるＲmＭn金属間化合物と
は、例えばＮｄ2Ｆｅ17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ）17、Ｎｄ
2（Ｆｅ，Ａｌ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｓｉ）17、Ｎｄ
2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｇａ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔａ）
17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｒ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｂ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｈｆ）17、（Ｎ
ｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔａ）17、（Ｎｄ，
Ｐｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｒ）17、（Ｎｄ，Ｐ
ｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｂ）17、（Ｎｄ，Ｐｒ、
Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｈｆ）17、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄ
ｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）17、（Ｎｄ，Ｐｒ、Ｄｙ）2
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｖ）17等一般に２−１７相と呼ばれてい
るＴｈ2Ｚｎ17型化合物や、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｔｉ）12、Ｎ
ｄ（Ｆｅ，Ｃｒ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｍｏ）12、Ｎｄ（Ｆ
ｅ，Ｗ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｓｉ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｖ）
12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｃｒ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｗ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）12、Ｎｄ（Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｖ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｔｉ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｒ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍ
ｏ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｗ）12、
（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）12、（Ｎ
ｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｖ）12等の１−１２金
属間化合物、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｔｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃ
ｒ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｍｏ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，
Ｗ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｓｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，
Ｖ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｃｒ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ）29、Ｎｄ3
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｗ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓ
ｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｖ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，
Ｄｙ）3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄ
ｙ）3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3（Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｗ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3（Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｓｉ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3（Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｖ）29等の３−２９金属間化合物が挙げられるが、これ
らに限定されるものではない。
は、例えばＮｄ2Ｆｅ17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ）17、Ｎｄ
2（Ｆｅ，Ａｌ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｓｉ）17、Ｎｄ
2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｇａ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔａ）
17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｒ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｎｂ）17、Ｎｄ2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｈｆ）17、（Ｎ
ｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔａ）17、（Ｎｄ，
Ｐｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｚｒ）17、（Ｎｄ，Ｐ
ｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｂ）17、（Ｎｄ，Ｐｒ、
Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｈｆ）17、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄ
ｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）17、（Ｎｄ，Ｐｒ、Ｄｙ）2
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｖ）17等一般に２−１７相と呼ばれてい
るＴｈ2Ｚｎ17型化合物や、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｔｉ）12、Ｎ
ｄ（Ｆｅ，Ｃｒ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｍｏ）12、Ｎｄ（Ｆ
ｅ，Ｗ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｓｉ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｖ）
12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｃｒ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｗ）12、Ｎｄ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）12、Ｎｄ（Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｖ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｔｉ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃ
ｒ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍ
ｏ）12、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｗ）12、
（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）12、（Ｎ
ｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｖ）12等の１−１２金
属間化合物、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｔｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃ
ｒ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｍｏ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，
Ｗ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｓｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，
Ｖ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，
Ｃｏ，Ｃｒ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ）29、Ｎｄ3
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｗ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓ
ｉ）29、Ｎｄ3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｖ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，
Ｄｙ）3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄ
ｙ）3（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｏ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3（Ｆ
ｅ，Ｃｏ，Ｗ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3（Ｆｅ，Ｃ
ｏ，Ｓｉ）29、（Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ）3（Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｖ）29等の３−２９金属間化合物が挙げられるが、これ
らに限定されるものではない。
【０００９】また磁気特性や相安定性をさらに向上させ
るために、上記以外にもＮｄの一部または全部をＹを含
む他の希土類元素、即ちＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂおよび
Ｌｕから成る群から選択される１種以上３種以下の元素
で置換してもよい。具体的には、例えば、Ｐｒ、Ｐｒ−
Ｄｙ、Ｃｅ−Ｄｙ、Ｐｒ−Ｔｂ、Ｃｅ−Ｔｂ、Ｐｒ−Ｔ
ｂ−Ｄｙ、Ｐｒ−Ｃｅ−Ｄｙ等の組み合わせが例示され
る。また、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚ
ｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｉｎその他１種以上４種以下の
元素で置換してもよい。具体的には、例えば、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｏ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｇ
ａ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｖ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｍｎ、
Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｔｉ、Ｃｏ−Ｈｆ、Ｃｏ
−Ｔａ、Ｃｏ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−
Ｔｉ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｓｉ、Ｃ
ｏ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｈ
ｆ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｍｏ
−Ｇａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｚｒ、Ｃｏ−
Ｍｏ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｈｆ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔａ、Ｃ
ｏ−Ｔｉ−Ａｌ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ａｌ−Ｚｒ、Ｃｏ
−Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ａｌ−Ｈｆ、Ｃｏ−
Ｔｉ−Ａｌ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｍ
ｏ−Ａｌ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｍｏ
−Ａｌ−Ｈｆ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｔｉ−
Ｓｉ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｓｉ−Ｚｒ等の組み合わせが
例示される。
るために、上記以外にもＮｄの一部または全部をＹを含
む他の希土類元素、即ちＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅ
ｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂおよび
Ｌｕから成る群から選択される１種以上３種以下の元素
で置換してもよい。具体的には、例えば、Ｐｒ、Ｐｒ−
Ｄｙ、Ｃｅ−Ｄｙ、Ｐｒ−Ｔｂ、Ｃｅ−Ｔｂ、Ｐｒ−Ｔ
ｂ−Ｄｙ、Ｐｒ−Ｃｅ−Ｄｙ等の組み合わせが例示され
る。また、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇ
ａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｓｃ、Ｍｏ、
Ｗ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｚ
ｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｉｎその他１種以上４種以下の
元素で置換してもよい。具体的には、例えば、Ｃｏ、Ｎ
ｉ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｏ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｇ
ａ、Ｃｏ−Ｃｕ、Ｃｏ−Ｖ、Ｃｏ−Ｃｒ、Ｃｏ−Ｍｎ、
Ｃｏ−Ｍｏ、Ｃｏ−Ｗ、Ｃｏ−Ｔｉ、Ｃｏ−Ｈｆ、Ｃｏ
−Ｔａ、Ｃｏ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｎｉ、Ｃｏ−
Ｔｉ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｓｉ、Ｃ
ｏ−Ｔｉ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｈ
ｆ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ、Ｃｏ−Ｍｏ
−Ｇａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｓｉ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｚｒ、Ｃｏ−
Ｍｏ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｈｆ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｔａ、Ｃ
ｏ−Ｔｉ−Ａｌ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ａｌ−Ｚｒ、Ｃｏ
−Ｔｉ−Ａｌ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｔｉ−Ａｌ−Ｈｆ、Ｃｏ−
Ｔｉ−Ａｌ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｍ
ｏ−Ａｌ−Ｚｒ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｎｂ、Ｃｏ−Ｍｏ
−Ａｌ−Ｈｆ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ａｌ−Ｔａ、Ｃｏ−Ｔｉ−
Ｓｉ−Ｇａ、Ｃｏ−Ｍｏ−Ｓｉ−Ｚｒ等の組み合わせが
例示される。
【００１０】この時、形成されるハード相はＮｄ2Ｆｅ
14Ｂに限定されず、（Ｎｄ，Ｐｒ）2（Ｆｅ，Ｃｏ）14
Ｂ、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ａｌ）14Ｂ、（Ｎｄ，Ｐ
ｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）14Ｂ等Ｎｄ、Ｆｅの
各々が他元素で置換され得るし、ソフト相もＦｅに限ら
ずＦｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆ
ｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｇａ、Ｆｅ−Ａｇ、Ｆｅ−Ａｕ、Ｆｅ
−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｖ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｍｏ、Ｆｅ−
Ｗ、Ｆｅ−Ｔｉ、その他の組合せからなるＦｅ基合金や
金属間化合物であってよい。ただし、ソフト相の条件と
しては、飽和磁化がハード相よりも大きいことが必要で
ある。ソフト相の飽和磁化は大きい程好ましいので、よ
り望ましくはＦｅ、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆ
ｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉ等の金属、合金や金
属間化合物がよい。ＲmＭn化合物のｎ／ｍの比は７．０
を超えるのがよく、７．０以下では２−１４−１相の生
成反応において余剰のＦｅまたはＭが析出されないた
め、本発明の目的である微細分散組織が形成されない。
またこの時、同時にＴｉＢ2、ＭｏＢ、ＣｒＢ2等の非磁
性第３相が析出する場合もある。これは単位体積当りの
磁化を減少させるものの、耐食性を向上させる等の効果
も考えられ、少量ならば特に問題はない。
14Ｂに限定されず、（Ｎｄ，Ｐｒ）2（Ｆｅ，Ｃｏ）14
Ｂ、（Ｎｄ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ａｌ）14Ｂ、（Ｎｄ，Ｐ
ｒ，Ｄｙ）2（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｓｉ）14Ｂ等Ｎｄ、Ｆｅの
各々が他元素で置換され得るし、ソフト相もＦｅに限ら
ずＦｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｎｉ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆ
ｅ−Ｓｉ、Ｆｅ−Ｇａ、Ｆｅ−Ａｇ、Ｆｅ−Ａｕ、Ｆｅ
−Ｃｕ、Ｆｅ−Ｖ、Ｆｅ−Ｃｒ、Ｆｅ−Ｍｏ、Ｆｅ−
Ｗ、Ｆｅ−Ｔｉ、その他の組合せからなるＦｅ基合金や
金属間化合物であってよい。ただし、ソフト相の条件と
しては、飽和磁化がハード相よりも大きいことが必要で
ある。ソフト相の飽和磁化は大きい程好ましいので、よ
り望ましくはＦｅ、Ｆｅ−Ｃ、Ｆｅ−Ｂ、Ｆｅ−Ｎ、Ｆ
ｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉ等の金属、合金や金
属間化合物がよい。ＲmＭn化合物のｎ／ｍの比は７．０
を超えるのがよく、７．０以下では２−１４−１相の生
成反応において余剰のＦｅまたはＭが析出されないた
め、本発明の目的である微細分散組織が形成されない。
またこの時、同時にＴｉＢ2、ＭｏＢ、ＣｒＢ2等の非磁
性第３相が析出する場合もある。これは単位体積当りの
磁化を減少させるものの、耐食性を向上させる等の効果
も考えられ、少量ならば特に問題はない。
【００１１】以上のような反応を行わせるためには、ま
ずＮｄ2Ｆｅ17やＲmＭn化合物中にＢを均一に拡散させ
る工程が必要である。拡散が不十分な場合は、局所的に
未反応部分が残ったり、Ｂ過剰な相が形成されたりして
磁気特性が劣化する。この拡散方法として、例えばＣａ
を用いた還元拡散法を応用する。還元拡散法については
いくつかの提案（特開昭５９−２１９４０４号、特開昭
６２−２６０００８号参照）がなされているが、従来よ
り提案されてきた還元拡散法の要点は、原料として希土
類の酸化物を用いることにある。一方、本発明がＣａを
採択した理由は、Ｎｄ2Ｆｅ17やＲmＭn金属間化合物中
へのＢ拡散を促進させるためにＣａ液相を利用している
点にある。従って本発明では原料として希土類酸化物で
はなく、希土類−Ｆｅ金属間化合物ないし希土類−Ｍ金
属間化合物を使用しており、従来の還元拡散法とは根本
的に異なる方法である。
ずＮｄ2Ｆｅ17やＲmＭn化合物中にＢを均一に拡散させ
る工程が必要である。拡散が不十分な場合は、局所的に
未反応部分が残ったり、Ｂ過剰な相が形成されたりして
磁気特性が劣化する。この拡散方法として、例えばＣａ
を用いた還元拡散法を応用する。還元拡散法については
いくつかの提案（特開昭５９−２１９４０４号、特開昭
６２−２６０００８号参照）がなされているが、従来よ
り提案されてきた還元拡散法の要点は、原料として希土
類の酸化物を用いることにある。一方、本発明がＣａを
採択した理由は、Ｎｄ2Ｆｅ17やＲmＭn金属間化合物中
へのＢ拡散を促進させるためにＣａ液相を利用している
点にある。従って本発明では原料として希土類酸化物で
はなく、希土類−Ｆｅ金属間化合物ないし希土類−Ｍ金
属間化合物を使用しており、従来の還元拡散法とは根本
的に異なる方法である。
【００１２】以下、Ｎｄ2Ｆｅ17を例に説明すると、本
発明の希土類永久磁石の製造工程は、粗粉砕されたＮｄ
2Ｆｅ17化合物、Ｂ2Ｏ3粉末、金属Ｃａ粒を混合・プレ
スして不活性ガス雰囲気中で熱処理する。Ｂ2Ｏ3の代わ
りに金属Ｂや硼酸等の粉末を用いてもよい。Ｂ2Ｏ3のＮ
ｄ2Ｆｅ17合金に対する混合比は、生成するソフト相の
種類によって異なるが、例としてＦｅを生成する場合
は、Ｎｄ2Ｆｅ17のＮｄが全て２−１４−１相を形成す
るのに必要なＢ当量の０．８倍から１．５倍、Ｆｅ2Ｂ
を生成する場合は２−１４−１相とＦｅ2Ｂ相を形成す
るのに必要なＢ当量を供給するだけのＢ2Ｏ3量の０．８
倍から１．５倍、とすればよい。また金属Ｃａの混合比
は、Ｂ2Ｏ3を還元する必要当量のままでは全てのＣａが
ＣａＯとなって液相がなくなってしまうので、必要量の
１．５〜５倍、好ましくは２〜４倍当量とする。Ｂ2Ｏ3
から還元されたＢは、溶融Ｃａを通ってＮｄ2Ｆｅ17相
中へ拡散する。液相を媒介とするので迅速かつ均一な拡
散が行える。またＣａはＮｄ2Ｆｅ17粉末表面で酸化さ
れたＮｄを還元する役割も果たす。熱処理温度の上限は
２−１４−１相の融点（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの場合１１５５
℃、Ｎｄ2Ｆｅ17相の場合１１８５℃）の内低い方の温
度とする。この温度を超えると溶融反応を生じてＦｅ等
の粗大粒が形成され、数十ｎｍ以下の微細分散組織とす
ることが難しい。熱処理下限温度はＣａ融点（８３９
℃）であるが、添加元素により融点が低下した場合はそ
の温度まで下げることが可能である。熱処理後は、通常
の還元拡散法と同様、Ｃａの水洗、乾燥を行うことによ
り目的とする主相中にＦｅまたはＦｅを含む合金もしく
は金属間化合物が微細に分散した組織から成る主体相合
金が得られる。ＲmＭn金属間化合物を用いる場合も、同
様にして行えばよい。
発明の希土類永久磁石の製造工程は、粗粉砕されたＮｄ
2Ｆｅ17化合物、Ｂ2Ｏ3粉末、金属Ｃａ粒を混合・プレ
スして不活性ガス雰囲気中で熱処理する。Ｂ2Ｏ3の代わ
りに金属Ｂや硼酸等の粉末を用いてもよい。Ｂ2Ｏ3のＮ
ｄ2Ｆｅ17合金に対する混合比は、生成するソフト相の
種類によって異なるが、例としてＦｅを生成する場合
は、Ｎｄ2Ｆｅ17のＮｄが全て２−１４−１相を形成す
るのに必要なＢ当量の０．８倍から１．５倍、Ｆｅ2Ｂ
を生成する場合は２−１４−１相とＦｅ2Ｂ相を形成す
るのに必要なＢ当量を供給するだけのＢ2Ｏ3量の０．８
倍から１．５倍、とすればよい。また金属Ｃａの混合比
は、Ｂ2Ｏ3を還元する必要当量のままでは全てのＣａが
ＣａＯとなって液相がなくなってしまうので、必要量の
１．５〜５倍、好ましくは２〜４倍当量とする。Ｂ2Ｏ3
から還元されたＢは、溶融Ｃａを通ってＮｄ2Ｆｅ17相
中へ拡散する。液相を媒介とするので迅速かつ均一な拡
散が行える。またＣａはＮｄ2Ｆｅ17粉末表面で酸化さ
れたＮｄを還元する役割も果たす。熱処理温度の上限は
２−１４−１相の融点（Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂの場合１１５５
℃、Ｎｄ2Ｆｅ17相の場合１１８５℃）の内低い方の温
度とする。この温度を超えると溶融反応を生じてＦｅ等
の粗大粒が形成され、数十ｎｍ以下の微細分散組織とす
ることが難しい。熱処理下限温度はＣａ融点（８３９
℃）であるが、添加元素により融点が低下した場合はそ
の温度まで下げることが可能である。熱処理後は、通常
の還元拡散法と同様、Ｃａの水洗、乾燥を行うことによ
り目的とする主相中にＦｅまたはＦｅを含む合金もしく
は金属間化合物が微細に分散した組織から成る主体相合
金が得られる。ＲmＭn金属間化合物を用いる場合も、同
様にして行えばよい。
【００１３】従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石は、２−１
４−１主相、Ｎｄ−ｒｉｃｈ相、Ｂ−ｒｉｃｈ相の３相
からなり、低融点Ｎｄ−ｒｉｃｈ相が液相焼結の焼結助
剤として必要不可欠である。このため溶融時の組成は３
相共存域内にある。本発明においては、２−１４−１単
相の代わりに、上記方法によって作製した、主相中にＦ
ｅまたはＦｅを含む合金もしくは金属間化合物が微細に
分散した組織から成る主体相合金粉体を用いるが、これ
だけではＮｄ−ｒｉｃｈ相、Ｂ−ｒｉｃｈ相が得られな
いため、これらの後２相に相当する組成粉末を別途用意
しておき、主体相合金粉体と混合する。後２相に相当す
る合金は、希土類元素：２０〜４０ａｔ％、Ｂ：０〜１
０ａｔ％、残部がＦｅまたはＭなる組成範囲からなり、
鋳造法、液体急冷法、Ｒ＆Ｄ法等を用いて製造する。そ
の後の工程は、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石と同様
に、該混合粉体を微粉砕した後、磁場中配向プレス、焼
結する。焼結工程においてＮｄ−ｒｉｃｈ相は液化して
主相表面をクリーニングすると共に粒成長、高密度化を
促進し、保磁力を増大させる。前述のように１１００℃
程度の焼結温度においても、分散したソフト相は２−１
４−１相内を拡散し難いため、上記微細分散組織はその
構造を保持している。
４−１主相、Ｎｄ−ｒｉｃｈ相、Ｂ−ｒｉｃｈ相の３相
からなり、低融点Ｎｄ−ｒｉｃｈ相が液相焼結の焼結助
剤として必要不可欠である。このため溶融時の組成は３
相共存域内にある。本発明においては、２−１４−１単
相の代わりに、上記方法によって作製した、主相中にＦ
ｅまたはＦｅを含む合金もしくは金属間化合物が微細に
分散した組織から成る主体相合金粉体を用いるが、これ
だけではＮｄ−ｒｉｃｈ相、Ｂ−ｒｉｃｈ相が得られな
いため、これらの後２相に相当する組成粉末を別途用意
しておき、主体相合金粉体と混合する。後２相に相当す
る合金は、希土類元素：２０〜４０ａｔ％、Ｂ：０〜１
０ａｔ％、残部がＦｅまたはＭなる組成範囲からなり、
鋳造法、液体急冷法、Ｒ＆Ｄ法等を用いて製造する。そ
の後の工程は、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石と同様
に、該混合粉体を微粉砕した後、磁場中配向プレス、焼
結する。焼結工程においてＮｄ−ｒｉｃｈ相は液化して
主相表面をクリーニングすると共に粒成長、高密度化を
促進し、保磁力を増大させる。前述のように１１００℃
程度の焼結温度においても、分散したソフト相は２−１
４−１相内を拡散し難いため、上記微細分散組織はその
構造を保持している。
【００１４】本発明の作用は、Ｎｄ2Ｆｅ17もしくはＲm
Ｍn化合物中へのＢの還元拡散にＣａ液相を使用するこ
とによって、拡散が促進され、かつ均一微細分散組織を
発達させたことにある。
Ｍn化合物中へのＢの還元拡散にＣａ液相を使用するこ
とによって、拡散が促進され、かつ均一微細分散組織を
発達させたことにある。
【実施例】以下、本発明の実施の形態を実施例を挙げて
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 （実施例１） Ｎｄメタル、Ｆｅメタルを原子百分比で２：１７になる
ように秤量し、高周波溶解炉にてＡｒ雰囲気下に溶解し
た。得られた試料を１１００℃×１０ｈｒ加熱して溶体
化処理を行ったのち、粗粉砕して、粒径４０ｍｅｓｈ以
下のＮｄ2Ｆｅ17原料粉末を得た。上記原料粉を粒径１
５０ｍｅｓｈ以下のＢ2Ｏ3とＶミキサーにて混合した
後、さらに金属Ｃａ粒を加えて混合し、プレスした。Ｎ
ｄ2Ｆｅ17：Ｂ2Ｏ3：Ｃａの秤量割合は、分子モル比で
２：１：９とした。Ｂ2Ｏ3は還元後のＢがＮｄ2Ｆｅ17
全てをＮｄ2Ｆｅ14Ｂとするのに必要な量、ＣａはＢ2Ｏ
3をすべてＢに還元するのに必要な量の３倍に相当す
る。プレスした試料をＡｒ雰囲気下熱処理炉内で９００
℃×１ｈｒ熱処理し冷却した。炉から取り出した試料は
１００μｍ程度に粉砕した後、弱アルカリ水中で水洗
し、Ｃａ及びＣａＯを除去してから真空乾燥した。以上
の工程により目的とするＮｄ2Ｆｅ14Ｂ／Ｆｅ微細分散
組織を有する主体相粉体が得られた。これとは別にＮｄ
−３０−Ｆｅ−２０−Ｃｏ−１０−Ｂ−４０原子％なる
平均組成を持つ合金粉末を高周波溶解により作製した。
これを上記主体相粉体とともにＶミキサーにて混合後、
ジェットミルで平均粒径３〜４μｍまで微粉砕した。さ
らにこの粉末を１５ｋＯｅ磁場中で磁場方向に配向させ
ながら圧力０．７Ｔｏｎ／ｃｍ2でプレス成形した。成
形体をＡｒ雰囲気中で１１００℃×１ｈｒ焼結し、室温
冷却してから５００〜６５０℃×１ｈｒの時効処理を行
った。上記工程により作製された焼結磁石の磁気特性を
表１に示す。
具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるもの
ではない。 （実施例１） Ｎｄメタル、Ｆｅメタルを原子百分比で２：１７になる
ように秤量し、高周波溶解炉にてＡｒ雰囲気下に溶解し
た。得られた試料を１１００℃×１０ｈｒ加熱して溶体
化処理を行ったのち、粗粉砕して、粒径４０ｍｅｓｈ以
下のＮｄ2Ｆｅ17原料粉末を得た。上記原料粉を粒径１
５０ｍｅｓｈ以下のＢ2Ｏ3とＶミキサーにて混合した
後、さらに金属Ｃａ粒を加えて混合し、プレスした。Ｎ
ｄ2Ｆｅ17：Ｂ2Ｏ3：Ｃａの秤量割合は、分子モル比で
２：１：９とした。Ｂ2Ｏ3は還元後のＢがＮｄ2Ｆｅ17
全てをＮｄ2Ｆｅ14Ｂとするのに必要な量、ＣａはＢ2Ｏ
3をすべてＢに還元するのに必要な量の３倍に相当す
る。プレスした試料をＡｒ雰囲気下熱処理炉内で９００
℃×１ｈｒ熱処理し冷却した。炉から取り出した試料は
１００μｍ程度に粉砕した後、弱アルカリ水中で水洗
し、Ｃａ及びＣａＯを除去してから真空乾燥した。以上
の工程により目的とするＮｄ2Ｆｅ14Ｂ／Ｆｅ微細分散
組織を有する主体相粉体が得られた。これとは別にＮｄ
−３０−Ｆｅ−２０−Ｃｏ−１０−Ｂ−４０原子％なる
平均組成を持つ合金粉末を高周波溶解により作製した。
これを上記主体相粉体とともにＶミキサーにて混合後、
ジェットミルで平均粒径３〜４μｍまで微粉砕した。さ
らにこの粉末を１５ｋＯｅ磁場中で磁場方向に配向させ
ながら圧力０．７Ｔｏｎ／ｃｍ2でプレス成形した。成
形体をＡｒ雰囲気中で１１００℃×１ｈｒ焼結し、室温
冷却してから５００〜６５０℃×１ｈｒの時効処理を行
った。上記工程により作製された焼結磁石の磁気特性を
表１に示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】（実施例２）Ｂ2 Ｏ3 の代わりに粒径325m
esh 以下のＢ粉末を用い、混合比をモル比でＮd2 Ｆe17:
Ｂ: Ｃa ＝１: １: ９とした他は実施例１と同様の条件
で作製し、磁気特性を表１に併記した。
esh 以下のＢ粉末を用い、混合比をモル比でＮd2 Ｆe17:
Ｂ: Ｃa ＝１: １: ９とした他は実施例１と同様の条件
で作製し、磁気特性を表１に併記した。
【００１７】（実施例３） Ｂ2Ｏ3の代わりに硼酸Ｈ3ＢＯ3を用い、混合比をＮｄ2
Ｆｅ17：Ｈ3ＢＯ3：Ｃａ＝１：１：９とした他は実施例
１と同様の条件で作製し、磁気特性を表１に併記した。
Ｆｅ17：Ｈ3ＢＯ3：Ｃａ＝１：１：９とした他は実施例
１と同様の条件で作製し、磁気特性を表１に併記した。
【００１８】（実施例４）Ｎd メタル、Ｆe メタル、Ｃ
o メタルを原子百分率で２:12:５となるように秤量し溶
解した他は実施例１と同様の条件で作製し、磁気特性を
表１に併記した。
o メタルを原子百分率で２:12:５となるように秤量し溶
解した他は実施例１と同様の条件で作製し、磁気特性を
表１に併記した。
【００１９】（実施例５）Ｎd メタル、Ｐr メタル、Ｆ
e メタルを原子百分率（以下、同じ）で1.5:0.5:17とな
るように秤量し溶解した他は実施例１と同様の条件で作
製し、磁気特性を表１に併記した。
e メタルを原子百分率（以下、同じ）で1.5:0.5:17とな
るように秤量し溶解した他は実施例１と同様の条件で作
製し、磁気特性を表１に併記した。
【００２０】（実施例６）Ｎd メタル、Ｆe メタル、Ｔ
i メタルを１:11:１となるように秤量し溶解したＮd Ｆ
e11 Ｔi 原料粉を用い、Ｎd Ｆe11 Ｔi:Ｂ: Ｃa ＝２：
５：９とした他は実施例２と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
i メタルを１:11:１となるように秤量し溶解したＮd Ｆ
e11 Ｔi 原料粉を用い、Ｎd Ｆe11 Ｔi:Ｂ: Ｃa ＝２：
５：９とした他は実施例２と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
【００２１】（実施例７）Ｎd メタル、Ｆe メタル、Ｃ
o メタル、Ｔi メタルを１：９：２：１となるように秤
量し溶解した他は実施例６と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
o メタル、Ｔi メタルを１：９：２：１となるように秤
量し溶解した他は実施例６と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
【００２２】（実施例８）Ｎd メタル、Ｆe メタル、Ｍ
o メタルを１：11.5：0.5 となるように秤量し溶解した
原料粉を用い、Ｎd Ｆe11.5 Ｍo0.5 :Ｂ: Ｃa ＝２：
５：９とした他は実施例２と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
o メタルを１：11.5：0.5 となるように秤量し溶解した
原料粉を用い、Ｎd Ｆe11.5 Ｍo0.5 :Ｂ: Ｃa ＝２：
５：９とした他は実施例２と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
【００２３】（実施例９）Ｎd メタル、Ｆe メタル、Ｃ
o メタル、Ｍo メタルを１:9.4:2.1:0.5となるように秤
量し溶解した他は実施例８と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
o メタル、Ｍo メタルを１:9.4:2.1:0.5となるように秤
量し溶解した他は実施例８と同様の条件で作製し、磁気
特性を表１に併記した。
【００２４】（実施例１０）混合比をＮd2Ｆe17:Ｂ2 Ｏ
3:Ｃa ＝２：1.5 ：９とした他は実施例１と同様の条件
で作製し、磁気特性を表１に併記した。
3:Ｃa ＝２：1.5 ：９とした他は実施例１と同様の条件
で作製し、磁気特性を表１に併記した。
【００２５】（実施例１１）混合比をＮd2Ｆe17:Ｂ: Ｃ
a ＝１：1.3 ：９とした他は実施例２と同様の条件で作
製し、磁気特性を表１に併記した。
a ＝１：1.3 ：９とした他は実施例２と同様の条件で作
製し、磁気特性を表１に併記した。
【００２６】（比較例）Ｎd メタル、Ｆe メタル及びＦ
e-Ｂ合金を原子比でＮd:Ｆe:Ｂ＝15：77：８となるよう
に秤量し、高周波溶解炉にてＡr 雰囲気下に溶解した。
得られた試料を1100℃×10hr加熱して溶体化処理を行っ
た後、粒径３μｍ以下に粉砕した。さらにこの粉末を15
kOe 磁場中で磁場方向に配向させながら圧力 0.7ton/cm
2 でプレス成形した。成形体をＡr 雰囲気中で1100℃×
１hr焼結し、室温まで冷却してから 600℃×１hrの時効
処理を行った。作製された焼結磁石の磁気特性を表１に
併記する。
e-Ｂ合金を原子比でＮd:Ｆe:Ｂ＝15：77：８となるよう
に秤量し、高周波溶解炉にてＡr 雰囲気下に溶解した。
得られた試料を1100℃×10hr加熱して溶体化処理を行っ
た後、粒径３μｍ以下に粉砕した。さらにこの粉末を15
kOe 磁場中で磁場方向に配向させながら圧力 0.7ton/cm
2 でプレス成形した。成形体をＡr 雰囲気中で1100℃×
１hr焼結し、室温まで冷却してから 600℃×１hrの時効
処理を行った。作製された焼結磁石の磁気特性を表１に
併記する。
【００２７】
【発明の効果】本発明によれば、最大エネルギー積ＢＨ
max が大きく、磁気的異方性を持つＮd-Ｆe-Ｂ系希土類
永久磁石が得られ、かつ還元拡散剤に金属Ｃa を使用す
るので原料コストの低減が図れる等、産業上その利用価
値は極めて高い。
max が大きく、磁気的異方性を持つＮd-Ｆe-Ｂ系希土類
永久磁石が得られ、かつ還元拡散剤に金属Ｃa を使用す
るので原料コストの低減が図れる等、産業上その利用価
値は極めて高い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳永 勝志 神奈川県川崎市高津区坂戸３丁目２番１ 号 信越化学工業株式会社 コーポレー トリサーチセンター内 (72)発明者 伊藤 卓 福井県武生市北府２丁目１番５号 信越 化学工業株式会社 磁性材料研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−35602（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01F 1/032 - 1/08 C22C 38/00 303
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂの元素から成り、かつそ
の主相であるＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相中にＦｅまたはＦｅを含
む合金もしくは金属間化合物が微細に分散した組織を主
体相とする希土類永久磁石の製造方法において、Ｂ、Ｂ
2 Ｏ 3 または硼酸の内の１種以上、金属間化合物Ｎｄ 2 Ｆ
ｅ 17 および金属Ｃａから成る混合粉体を熱処理して、Ｂ
をＮｄ−Ｆｅ金属間化合物中に拡散させて、磁気的異方
性を有する主体相粉末を得る工程を含むことを特徴とす
る希土類永久磁石の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の製造方法により作製し
た、Ｎｄ 2Ｆｅ14Ｂ主相中にＦｅまたはＦｅを含む合金
もしくは金属間化合物が微細に分散した組織を主体相と
する希土類永久磁石が、磁気的異方性を有していること
を特徴とする希土類永久磁石の製造方法。 - 【請求項３】 希土類元素Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素
の内１種以上４種以下）、元素Ｍ（ＭはＣｏ、Ｎｉ、Ａ
ｌ、Ｓｉ、Ｇａ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｓｃ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｐ
ｄ、Ｐｔ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｓｂ、ＳｎおよびＩｎから選択
される１種以上５種以下の元素で、少なくともＦｅを含
む）およびＢを含む３種以上の元素から成り、かつその
主相であるＲ2Ｍ14Ｂ相中にＭまたはＭを含む合金もし
くは金属間化合物が微細に分散した組織を主体相とする
希土類永久磁石の製造方法において、Ｂ、Ｂ 2 Ｏ 3 または
硼酸の内１種以上、金属間化合物Ｒ m Ｍ n （ここにｍ、ｎ
は正の整数で、原子比ｎ／ｍ＞７．０とする）および金
属Ｃａから成る混合粉体を熱処理して、ＢをＲとＭから
成る金属間化合物中に拡散させて、磁気的異方性を有す
る主体相を得る工程を含むことを特徴とする希土類永久
磁石の製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載の製造方法により作製し
た、Ｒ 2Ｍ14Ｂ主相中にＭまたはＭを含む合金もしくは
金属間化合物が微細に分散した組織を主体相とする希土
類永久磁石が、磁気的異方性を有していることを特徴と
する希土類永久磁石の製造方法。
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|---|---|---|---|
| JP24610496A JP3247839B2 (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 希土類永久磁石の製造方法 |
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| JP24610496A JP3247839B2 (ja) | 1996-09-18 | 1996-09-18 | 希土類永久磁石の製造方法 |
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| JPH1092616A JPH1092616A (ja) | 1998-04-10 |
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