JPH02102504A

JPH02102504A - 希土類−鉄−ほう素系異方性磁石粉の製造方法

Info

Publication number: JPH02102504A
Application number: JP63256550A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Sakamoto; 広明坂本; Yukio Sasaki; 行雄佐々木
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1990-04-16

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、Ｆｅ−Ｒ−Ｂ系（ＲはＮｄまたはＰｒの少な
くとも一種を含む希土類元素）を基本成分とする永久磁
石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得た粉体に塑性加工
を施して異方性化する希土類−鉄一ほう素系異方性磁石
粉の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年開発された高磁石特性を有する希土類−鉄−はう素
糸磁石は、Ｃ軸が磁化容易軸であるＲｚＦｅ、、Ｂの正
方品化合物を主相としており液体急冷法または粉末冶金
法によって製造される。粉末冶金法は、インゴットを粉
砕によって３〜５μｍまで微粉砕し、個々の粒子を単結
晶の大きさまで粉砕した後、磁場中プレスによってそれ
らの粒子の磁化容易軸を配向させ、焼結・熱処理を施し
て異方性化磁石を得る方法である（特開昭５９−４６０
０８号公報）。

しかし、この粉末冶金法による製法では焼結後の結晶粒
径が約１０μＩと大きいためにこれをボンド磁石用粉と
して粉砕すると個々の粒子の表面酸化やひずみなどの影
響によって保磁力が著しく低下しボンド磁石用粉の製造
方法としては適さない。

一方、液体２、話法においては、例えば単ロール法を用
いると２０〜３０μｍの厚さの永久磁石薄帯が得られ、
その結晶粒径は数百オングストロームの微細粒であり、
またそれらは結晶学的に等方的に配置している。これら
の永久磁石薄帯は結晶粒径が非常に小さいために粉砕に
よる保磁力の低下はほとんどない。従って、ボンド磁石
用粉にはなり得るが、等方性であるために、得られる磁
気特性は低い。

そこで、この等方性の永久磁石薄帯を粉砕し、その粉砕
粉をＡｒ中で約７００℃のホットプレスによって密度を
１００％近くまで上げた後、さらにＡｒ中で約７００℃
１５０％のダイアップセットを施して得られる加工集合
組織を用いて異方性化し、次にそれ、を粉砕することに
よって異方性磁石粉を得る方法（ＩＥＥ［！　Ｔｒａｎ
ｓ、　Ｍａｇ、ｖｏｌ、　ＭＡＧ−２１＋　Ｎｏ、５１
９５８（１９８５））　、及び、液体急冷法によって製
造した薄帯を粉砕し、室温でプレス成形した後容器に充
填し、容器を密封し容器内の充填物を塑性変形して異方
性化する方法（特開昭６３−５３２３８号公報）が報告
されている。

また、特開昭６３−１４９３０４号公報には、金属管内
に充填したアモルファス粉粒物を特性保持温度以下で圧
延しバルク化する方法が開示されているが、これは希土
類−鉄−はう素糸合金の場合の酸化防止に重要な該金属
管内の雰囲気を限定しておらず、また、アモルファス粉
粒物の表面を互いに結合させてバルク化することが目的
であり、該粉粒物自体を塑性変形させることを目的とす
るものではない。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述の異方性化の方法（ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　Ｍａ
ｇ、　ｖｏｌ。

ＭＡＧ−２１，Ｎｏ、５．１９５８（１９８５））は、
単ロールによって得られた粉体をいったんバルク状とし
、さらにそれを粉砕すると言う煩雑な工程を必要とする
。従って、高温に保持される時間が長くなり結晶粒の粗
大化が起こりやすい。また、量産的見地から見た場合、
この方法は非効率的な方法である。もう一つの方法（特
開昭６３−５３２３８号公報）は、液体急冷法によって
得られた薄帯を一旦粉砕し、その粉砕粉を室温でプレス
形成したものを容器に充填する煩雑な工程を必要とする
。また、この特開昭６３−５３２３８号公報はバルク状
の異方性磁石の開発について開示しているもので、異方
性磁石粉についてまでは言及していない。

本発明は、液体急冷法によって得られた永久磁石薄帯、
もしくは該薄帯を粉砕して得た粉体に直接塑性加工を施
こすと言う簡単な工程よって高性能異方性磁石粉を提供
しようとするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の要旨とするところは下記のとおりである。

（１）Ｆｅ　−Ｒ−Ｂ系合金材（ＲはＮｄまたはＰｒの
少なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によ
って製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して
得た粉体を金属製の容器に詰めて、容器内を真空または
不活性雰囲気で置換し密閉した後、５００〜９００℃の
温度で該容器を圧延することを特徴とする希土類−鉄−
ほう素系異方性磁石粉の製造方法。

（２）Ｆｅ　−Ｒ−Ｂ系合金材（ＲはＮｄまたはＰｒの
少なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によ
って製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して
得た粉体を金属製の容器に詰めて、容器内を真空または
不活性雰囲気で置換し密閉した後、該容器を８００℃よ
り低温で塑性加工し、さらに引き続いて５００〜９００
℃の温度で圧延することを特徴とする希土類−鉄一ほう
素系異方性磁石粉の製造方法。

（３）Ｆｅ−Ｒ−Ｂ系合金材（ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を予備成形した後、金属製の容器に詰めて、容器
を真空または不活性雰囲気で置換し密閉した後、５００
〜９００℃の温度で圧延することを特徴とする希土類−
鉄一ほう素系異方性磁石粉の製造方法。

以下、本発明の詳細について説明する。

本発明系磁石は、Ｃ軸が磁化容易軸であるＮｄｚＦｅ＋
Ｊ　（正方品）を主相としており、室温では非常に脆い
材料である。液体急冷法によって高保磁力を得るために
は、その結晶粒径が約２００〜数百オングストローム程
度であることが必要である。従って、異方性磁石粉を得
るためには高温における塑性変形領域で本発明系磁石薄
帯、もしくは該薄帯を粉砕して得た粉体に塑性変形を施
してＣ軸をある特定の方向に配向させると同時に、結晶
粒を最適な大きさに制御しなければならない。

次に、本発明における製造条件の限定理由について説明
する。

使用する永久磁石薄帯は単ロール法、双ロール法などに
よって製造する。得られた薄帯はそのまま使用しても良
く、また、該薄帯を粉砕して使用しても良い。該薄帯の
冷却条件は最適冷却から過冷却側で製造したものが望ま
しい。これは、５００〜９００℃の塑性変形においであ
る程度結晶粒が成長するため、予め結晶粒を微細にして
おくためである。

これらの永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得た
粉体を塑性変形するためにはせん断応力を有効に作用さ
せなければならない。そのためには塑性加工させるため
の外部応力に対して該薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して
得た粉体がその位置を移動することを抑制するための拘
束力が必要である。この拘束力を与えた塑性加工方法と
して金属製の容器に該薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して
得た粉体を詰めて行う方法が有効である。この場合、金
属調容器の強度が内容物の強度と同程度−もしくはそれ
よりも大きい方が望ましい。塑性加工の手段としては、
圧延法が他の方法よりも量産性に富み有効である。

金属製の容器に該薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得た
粉体を詰める際の充填密度および圧延の際の圧延圧下率
は次のようにして決めることができる。すなわち、高磁
石特性を持つ異方性磁石粉を得るためには該薄帯、もし
くは該粉体自身が少なくとも４０％以上塑性変形しなけ
ればならない。

金属製の容器に該薄帯、もしくは該粉体を充填した場合
の密度は該薄帯、もしくは該粉体自身と空隙との平均値
である。このような内容物が充填された容器を圧延する
と最初優先的に空隙が押しつぶされた後、該薄帯、もし
くは該粉体自身が塑性変形をうける。従って、圧延圧下
率は、任意の充填密度に対して空隙を押しつぶすために
必要な圧下率に該薄帯、もしくは該粉体自身に対して与
える圧下率（高磁石特性を得るために４０％以上）を加
え合わせて求めることができる。

本発明系磁石は非常に酸化しやすいために、高温処理を
行う場合には真空または不活性雰囲気中で行わなければ
ならない。本発明では、金属製容器に該薄帯、もしくは
該薄帯を粉砕して得た粉体を詰めた後、容器内を真空ま
たは不活性雰囲気で置換し密閉するだけで良く簡単に行
うことができる。

塑性加工を行う温度は５００〜９００℃の範囲が望まし
い。これは、５００℃より低温側では原子の拡散が不十
分でありすべり変形、結晶回転などが起こり難いためＣ
軸を配向させることが難しくなり、また、９００℃より
高温側では結晶粒の粗大化が著しく保磁力が低下するた
めである。この５００〜９００℃の範囲における塑性変
形をより有効に施すためには金属製容器内の内容物の密
度が高い方が望ましい。これには５００〜９００℃の範
囲の塑性変形を行う前に予め８００℃より低温の温度範
囲において塑性加工を施して密度を上げておく方法が有
効である。ここで、８００℃より低温に限定した理由は
、８００℃以上の温度では結晶粒の粗大化が起こり次の
５００〜・９００℃の範囲の塑性加工処理の効果が減少
するためである。また、この効果は金属製容器に永久磁
石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得た粉体を詰める際
、内容物としての該薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体の密度を冷間ブレス等によって高めたものを使用
しても有効である。

以上の理由により本発明の製造条件を限定した。

本発明によって優れたＦｅ−Ｒ−Ｂ系（ＲはＮｄまたは
Ｐｒの少なくとも一種を含む希土類元素）を基本成分と
する異方性永久磁石粉を製造することができる。

〔実施例１〕純度９９．９％の金属ネオジウム、９９．９％の電解鉄
、および９９．５％のボロンを静中で高周波溶解し、３
５ｍ１ｓで高速回転している水冷回転銅ロールへ溶湯を
噴射して幅１〜２＋ｒ＋ｍ、長さ１０〜３０価、厚さ２
０〜２５μｍの永久磁石薄帯を得た。その薄帯の分析組
成はＮｄｌ：１．１１　Ｆｅ１１０．３　ＢＳ、９であ
る。それを３５５μｍ以下に粉砕し、内容積が４０ｍｍ
Ｘ４０繭Ｘ３５ｍｍ、肉厚６　ｍｍの鉄製の容器に挿入
した後、容器内部を１０−３〜１０−’ｔｏｒｒに減圧
し密封した。

これを種々の温度において９２％圧延した。磁気測定は
圧延後の試料を１５０μＩ以下に粉砕し、それを６画φ
Ｘ２ｍｍｈの容器に入れてエポキシ樹脂で固定し、エポ
キシ樹脂が硬化する前に磁場を印加して粒子を配向させ
た試料を使用した。測定機種はＶＳＭを用い、測定前に
各試料を６Ｔでパルス着磁した。結果を第１表に示す。

なお、各値は反磁界の補正を行っていない。

第１表第２表〔実施例２〕実施例１と同様な方法でＮｄＩａ、ｒ　Ｆｅｆｆ９．３
Ｂｂの組成の永久磁石薄帯に対して得られた結果を第２
表に示す。

〔実施例３〕実施例１と同様に純度９９．９％の金属ネオジウム、９
９．９％の電解鉄、および９９．５％のボロンをＡｒ中
で高周波溶解し、３５ｍ／ｓで高速回転している水冷回
転銅ロールへ溶湯を噴射して幅１〜２ｍｍ、長さ１０〜
３０ｍｍ、厚さ２０〜２５μｍの永久磁石薄帯を得た。

その薄帯の分析組成はＮｄ＋ｚ、ａ　Ｆｅａｏ、ｉ　Ｂ
ｓ、＋＋である。

それを３５５μｍ以下に粉砕し、内容積が４０胴×４０
ｍｍＸ３５胴、肉厚６ＩＤＩ１１の鉄製の容器に挿入し
た後、容器内部を１０−３〜１０−’ｔｏｒｒに減圧し
密封した。その後、４００℃で６２％圧延し、さらに７
００　”Ｃで８０％圧延した。磁気測定法は実施例１と
同じである。結果を第３表に示す。

第３表〔実施例４〕実施例３と同様な方法でＮｄ１ａ、＋　Ｆｅｙ＋＋、＋
　Ｂｂの組成の永久磁石薄帯に対して得られた結果を第
４表に示す。

１０−３〜１０−’ｔｏｒｒに減圧し密封シタ。°ソノ
後、７００℃で８５％圧延した。

磁気測定法は実施例１と同じである。結果を第５表に示
す。

第５表〔実施例６〕実施例５と同様な方法でＮｄ１４．？　Ｆｅｑｑ、ｓ　
８６の組成の永久磁石薄帯に対して得られた結果を第６
表に示す。

第４表〔実施例５〕実施例１と同様に純度９９．９％の金属ネオジウム、９
９．９％の電解鉄、および９９．５％のボロンをＡｒ中
で高周波溶解し、３５ｍ／ｓで高速回転している水冷回
転銅ロールへ溶湯を噴射して幅１〜２ａｍ、長さ１０〜
３０ｍｎ＋、厚さ２０〜２５ｎの永久磁石薄帯を得た。

その薄帯の分析組成はＮｄＩ３．ａ　ｐｅａｏ、３　Ｂ
Ｓ、９である。

それを３５５ＪＩｍ以下に粉砕し、４０ｍｍＸ４０ｍｍ
の金型で１トン／Ｃｌｌ１の圧力をかけて成形した後、
等方静水圧プレス（ＣＩＰ）によって７トン／ｃｒＡの
静水圧中で高密度化した（プレス温度は室温である）。

それを鉄製の容器に挿入し、容器内部を第６表〔実施例７〕純度９９．９％の金属ネオジウム、９９．９％の金属プ
ラセオジウム、９９．９％の電解鉄、および９９．５％
のボロンをＡｒ中で高周波溶解し、３５ｍ／ｓで高速回
転している水冷回転銅ロールへ溶湯を噴射して幅１〜２
ｍｍ　、長さ１０〜３０ＩＩＩＩ１１．厚さ２０〜２５
μｍの永久磁石薄帯を得た。その薄帯の分析組成はＮｄ
＋：＋、ｇＰｒｏ、ｙＦｅｇ。、　３８５．１＋である
。それを３５５μｍ以下に粉砕し。

内容積が４０　Ｘ　４０　Ｘ　３５ｍｎの鉄製の容器に
挿入した後、容器内部を１０−３〜１０−　’　ｔｏｒ
ｒに減圧し密閉した。これを７００℃において９２％圧
延した。磁気測定法は実施例１と同じである。結果を第
７表に示す。

第７表なお、実施例１〜実施例７において圧下率は、永久磁石
薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得た粉体を金属製容器
に詰めた後の該容器内の空隙率を考慮して該薄帯、もし
くは該粉体自身に施す圧下率がほぼ同程度になるように
選定した。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明に従って永久磁石を製造する
場合、従来煩雑な工程を経て得られていたＦｅ　−Ｒ−
Ｂ光異方性磁石粉を非常に簡略化された工程で製造する
ことを可能にしたことは工業的価値が高い。

手続補正書　（自発）昭和６３年１２月９日特許庁長官　吉　１）文　毅　殿１、事件の表示昭和６３年特許願第２５６５５０号２、発明の名称希土類−鉄−ほう素系異方性磁石粉の製造方法３、補正
をする者事件との関係　特許出願人東京都千代田区大手町二丁目６番３号（６６５）新日本製鐵株式會社代表者　齋　　藤　　　　裕４、代理人〒１００東京都千代田区丸の内二丁目４番１号６、補正の対象（１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。

（２）明細書３頁６〜７行「異方性化磁石」を「異方性
磁石Ｊに補正する。

（３）同５頁１４行「プレス形成」を「プレス成形」に
補正する。

（４）同６頁６行「系合金材」を「系合金」に補正する
。

（５）同６頁１４行「系合金材」を「系合金」に補正す
る。

（６）同７頁３行「系合金材」を「系合金」に補正する
。

（７）同７頁１３行「Ｎｄ２Ｆｅ＋４Ｂ　Ｊを「Ｒ２Ｆ
Ｉ１１４　Ｂ　Ｊに補正する。

（８）同１６頁下から４〜３行「等方静水圧プレス」を
「冷間静水圧プレス」に補正する。

特許請求の範囲（１）Ｐｅ　−Ｒ−Ｂ基金ム＜ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を金属製の容器に詰めて、容器内を真空または不
活性雰囲気で置換し密閉した後、５００〜９００℃の温
度で該容器を圧延することを特徴とする希土類−鉄一ほ
う素系異方性磁石粉の製造方法。

（２）Ｆｅ　−Ｒ−Ｂ系合金（ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を金属製の容器に詰めて、容器内を真空または不
活性雰囲気で置換し密閉した後、該容器をｓ　ｏ　ｏ　
’ｃより低温で塑性加工し、さらに引き続いて５００〜
９００℃の温度で圧延することを特徴とする希土類−鉄
一ほう素系異方性磁石粉の製造方法。

（３）Ｆｅ　−Ｒ−Ｂ系合金（ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を予備成形した後、金属製の容器に詰めて、容器
を真空または不活性雰囲気で置換し密閉した後、５００
〜９００℃の温度で圧延することを特徴とする希土類−
鉄−ほう素系異方性磁石粉の製造方法。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｆｅ−Ｒ−Ｂ系合金材（ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を金属製の容器に詰めて、容器内を真空または不
活性雰囲気で置換し密閉した後、５００〜９００℃の温
度で該容器を圧延することを特徴とする希土類−鉄−ほ
う素系異方性磁石粉の製造方法。
（２）Ｆｅ−Ｒ−Ｂ系合金材（ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を金属製の容器に詰めて、容器内を真空または不
活性雰囲気で置換し密閉した後、該容器を８００℃より
低温で塑性加工し、さらに引き続いて５００〜９００℃
の温度で圧延することを特徴とする希土類−鉄−ほう素
系異方性磁石粉の製造方法。
（３）Ｆｅ−Ｒ−Ｂ系合金材（ＲはＮｄまたはＰｒの少
なくとも一種を含む希土類元素）を溶解し、急冷によっ
て製造した永久磁石薄帯、もしくは該薄帯を粉砕して得
た粉体を予備成形した後、金属製の容器に詰めて、容器
を真空または不活性雰囲気で置換し密閉した後、５００
〜９００℃の温度で圧延することを特徴とする希土類−
鉄−ほう素系異方性磁石粉の製造方法。