JPH1012472A

JPH1012472A - 希土類ボンド磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH1012472A
Application number: JP8161274A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Ikuma; 健井熊; Takatomo Shinohara; 孝友篠原; Kiyoshi Shiobara; 清塩原
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-06-21
Filing date: 1996-06-21
Publication date: 1998-01-16
Anticipated expiration: 2016-06-21
Also published as: JP3658868B2

Abstract

(57)【要約】【課題】空孔率が低く、寸法精度が高く、成形性、磁気
特性に優れた希土類ボンド磁石を提供すること。【解決手段】本発明の希土類ボンド磁石の製造方法は、
まず、希土類磁石粉末と、熱可塑性樹脂よりなる結合樹
脂と、酸化防止剤とを所定の比率で混合し、これを前記
熱可塑性樹脂の熱変形温度以上の温度で混練し、次い
で、該混練物を造粒または整粒し、得られた粒状物を用
いて、前記熱可塑性樹脂が軟化または溶融状態となる第
１の温度で加圧成形を行い、その後、少なくとも前記第
１の温度未満である第２の温度まで加圧状態で冷却し、
熱可塑性樹脂を固化することにより希土類ボンド磁石を
製造するものである。第２の温度は、用いる熱可塑性樹
脂の融点以下または熱変形温度以下であるのが好まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、希土類ボンド磁石
の製造方法および希土類ボンド磁石用組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】希土類ボンド磁石は、希土類磁石粉末と
結合樹脂（有機バインダー）との混合物（コンパウン
ド）を所望の磁石形状に加圧成形して製造されるもので
ある。この加圧成形による成形方法には、大別して、圧
縮成形法、射出成形法および押出成形法がある。

【０００３】圧縮成形法は、前記コンパウンドをプレス
金型中に充填し、これを所定温度で圧縮成形して成形体
を得、その後、結合樹脂が熱硬化性樹脂である場合には
それを硬化させて磁石とする方法である。この方法は、
他の方法に比べ、結合樹脂の量が少なくても成形が可能
であるため、得られた磁石中の樹脂量が少なくなり、磁
気特性の向上にとって有利である。

【０００４】押出成形法は、加熱溶融された前記コンパ
ウンドを押出成形機の金型から押し出すとともに冷却固
化し、所望の長さに切断して、磁石とする方法である。
この方法では、磁石の形状に対する自由度が大きく、薄
肉、長尺の磁石をも容易に製造できるという利点がある
が、成形時における溶融物の流動性を確保するために、
結合樹脂の添加量を圧縮成形法のそれに比べて多くする
必要があり、従って、得られた磁石中の樹脂量が多く、
磁気特性が低下する傾向があるという欠点がある。

【０００５】射出成形法は、前記コンパウンドを加熱溶
融し、十分な流動性を持たせた状態で該溶融物を金型内
に注入し、所定の磁石形状に成形する方法である。この
方法では、磁石の形状に対する自由度は、押出成形法に
比べさらに大きく、特に、異形状の磁石をも容易に製造
できるという利点がある。しかし、成形時における溶融
物の流動性は、前記押出成形法より高いレベルが要求さ
れるので、結合樹脂の添加量は、押出成形法のそれに比
べてさらに多くする必要があり、従って、得られた磁石
中の樹脂量が多く、磁気特性が低下する傾向があるとい
う欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上のよう
な各方法の内、最も磁気性能の高い磁石を成形可能な圧
縮成形には、次にような欠点がある。

【０００７】第１に、製造された希土類ボンド磁石は、
成形体の密度は高いものの空孔率が高くなる傾向を示す
ため、機械的強度が弱く、耐食性に劣る。そのため、特
に圧縮成形法においては、成形圧力を７０kgf/mm² 以上
と高圧にする高圧成形を活用したり、成形後に防食用コ
ーティング処理を施す等の方法で対処していた。しかし
ながら、高圧成形は、成形機のへの負担が大きく、ま
た、防食用コーティング処理を行う場合には、そのため
の工程が追加され、製造工程の複雑化による生産性の低
下、製造コストの上昇を招く。

【０００８】第２に、熱硬化性樹脂を使用したコンパウ
ンドは、樹脂が未硬化状態であるため、樹脂の硬化によ
る物性の変化や吸水による物性の変化が生じ、コンパウ
ンドの成形性が経時的に変化する。これにより、同一条
件で成形した場合でも成形体の寸法や密度が変わり、安
定に成形を行うことが困難となる。また、熱硬化性樹脂
を使用した場合には、キュアリング（硬化）工程が必要
になり、これによって工程の増加やコストアップにつな
がるだけでなく、キュアリング時の樹脂の反応による寸
法の変化が生じ、目標寸法を確保するためには、金型寸
法の補正が必要になり、寸法確保が容易でない。

【０００９】また、従来の圧縮成形の場合、熱硬化性樹
脂として室温で固体のものと液状のものの両者が使用さ
れる。このうち、前者の固体樹脂を用いたときには、給
材性は比較的良好ではあるが成形性が悪く、より空孔率
が高くなる傾向を示す。また、樹脂と磁石粉末の分散性
が悪く、その結果、機械的強度が低下する。一方、後者
の液状樹脂を用いたときには、高密度の成形体を得るこ
とは可能であるが、成形時の環境（温度、湿度）による
影響で敏感に樹脂の物性が変化し、金型への充填性が低
下する。

【００１０】そのため、磁石の目標寸法に対しバラツキ
が生じ、すなわち寸法精度が悪く、成形の安定性に欠け
る。特に、小型の磁石の場合には、この欠点は顕著とな
る。このように寸法のバラツキが大きいことから、最終
磁石製品の目標寸法を確保するために、目標寸法よりも
大きく成形した後、切削・研磨等の二次加工により寸法
を調整する必要がある。これにより、工程の増加を招
き、加工により不良材料が発生するので、生産性が低下
し、製造コストが増加する。また、このような欠点を解
消するためには、成形機の構造や成形工程に特殊な工夫
を施さねばならず、成形機の消耗も著しく、成形のサイ
クルタイムも長くなる。

【００１１】さらに、以上のような第１および第２の欠
点は、コンパウンドの製造方法、製造条件、成形時の温
度条件、成形後の冷却条件等が不適切であるのも原因の
一つとなっている。

【００１２】従って、本発明の目的は、成形性、磁気特
性、寸法安定性に優れた低空孔率の希土類ボンド磁石を
容易に製造することができる希土類ボンド磁石の製造方
法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（17）の本発明により達成される。

【００１４】（１）希土類磁石粉末を熱可塑性樹脂よ
りなる結合樹脂により結合してなる希土類ボンド磁石の
製造方法であって、前記希土類磁石粉末と前記結合樹脂
とを混合・混練して混練物を製造する工程と、前記混練
物を造粒または整粒して粒状物とする工程と、前記粒状
物を用いて前記結合樹脂が軟化または溶融状態となる第
１の温度で加圧成形する工程と、少なくとも前記第１の
温度未満である第２の温度まで加圧状態で冷却する工程
とを有することを特徴とする希土類ボンド磁石の製造方
法。

【００１５】（２）前記混練は、前記結合樹脂の熱変
形温度以上の温度で、かつ前記希土類磁石粉末の表面が
溶融または軟化した結合樹脂成分により覆われた状態と
なるように行われる上記（１）に記載の希土類ボンド磁
石の製造方法。

【００１６】（３）前記混練物中の前記希土類磁石粉
末の含有量が９０〜９９wt％である上記１または２に記
載の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００１７】（４）前記混練物中に、酸化防止剤を含
有する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の希土
類ボンド磁石の製造方法。

【００１８】（５）前記混練物中の前記酸化防止剤の
含有量が０．１〜２wt％である上記（４）に記載の希土
類ボンド磁石の製造方法。

【００１９】（６）前記造粒または整粒は、粉砕によ
り行われる上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の
希土類ボンド磁石の製造方法。

【００２０】（７）前記粒状物の平均粒径が１０μm
〜２mmである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載
の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００２１】（８）前記加圧成形は、圧縮成形である
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の希土類ボン
ド磁石の製造方法。

【００２２】（９）前記第２の温度は、前記結合樹脂
の融点である上記（１）ないし（８）のいずれかに記載
の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００２３】（10）前記第２の温度は、前記結合樹脂
の熱変形温度である上記（１）ないし（８）のいずれか
に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００２４】（11）前記第１の温度と前記第２の温度
との差が、２０℃以上である上記（１）ないし（10）の
いずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００２５】（12）前記加圧状態での冷却は、前記加
圧成形の際の加圧を解除することなく連続して行われる
上記（１）ないし（11）のいずれかに記載の希土類ボン
ド磁石の製造方法。

【００２６】（13）前記加圧成形時の成形圧力に対
し、前記加圧状態での冷却時の圧力が同等またはそれ以
下である上記（１）ないし（12）のいずれかに記載の希
土類ボンド磁石の製造方法。

【００２７】（14）前記加圧状態での冷却時の圧力
は、少なくとも前記結合樹脂の融点まで一定に保持され
ている上記（１）ないし（13）のいずれかに記載の希土
類ボンド磁石の製造方法。

【００２８】（15）前記加圧状態での冷却時の圧力
は、少なくとも前記第１の温度と第２の温度の間の温度
まで一定に保持されている上記（１）ないし（13）のい
ずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００２９】（16）前記加圧状態での冷却時の冷却速
度は、０．５〜１００℃／秒である上記（１）ないし
（15）のいずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造方
法。

【００３０】（17）前記加圧成形時の成形圧力は、６
０kgf/mm² 以下である上記（１）ないし（16）のいずれ
かに記載の希土類ボンド磁石の製造方法。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の希土類ボンド磁石
の製造方法について詳細に説明する。

【００３２】本発明の希土類ボンド磁石の製造方法は、
主に、以下の工程を有している。

【００３３】＜１＞希土類ボンド磁石用組成物の混練物
の製造まず、希土類ボンド磁石用組成物（以下単に「組成物」
と言う）を調整する。この組成物は、主に、希土類磁石
粉末と、結合樹脂（バインダー）とで構成される。ま
た、好ましくは酸化防止剤を含有し、必要に応じその他
の添加剤が添加される。これらの各構成成分は、例え
ば、ヘンシェルミキサー等の混合機や撹拌機を用いて混
合され、さらに、後述するように混練されて混練物を得
る。

【００３４】以下、これらの各構成成分について説明す
る。

【００３５】１．希土類磁石粉末希土類磁石粉末としては、希土類元素と遷移金属とを含
む合金よりなるものが好ましく、特に、次の［１］〜
［４］が好ましい。

【００３６】［１］Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｃ
ｏを主とする遷移金属とを基本成分とするもの（以下、
Ｓｍ−Ｃｏ系合金と言う）。

【００３７】［２］Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類
元素のうち少なくとも１種）と、Ｆｅを主とする遷移金
属と、Ｂとを基本成分とするもの（以下、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ
系合金と言う）。

【００３８】［３］Ｓｍを主とする希土類元素と、Ｆ
ｅを主とする遷移金属と、Ｎを主とする格子間元素とを
基本成分とするもの（以下、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金と言
う）。

【００３９】［４］Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類
元素のうち少なくとも１種）とＦｅ等の遷移金属とを基
本成分とし、ナノメーターレベルで磁性相を有するもの
（以下、「ナノ結晶磁石」と言う）。

【００４０】［５］前記［１］〜［４］の組成のもの
のうち、少なくとも２種を混合したもの。この場合、混
合する各磁石粉末の利点を併有することができ、より優
れた磁気特性を容易に得ることができる。

【００４１】Ｓｍ−Ｃｏ系合金の代表的なものとして
は、ＳｍＣｏ₅ 、Ｓｍ₂ ＴＭ₁₇（ただしＴＭは、遷移金
属）が挙げられる。

【００４２】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金の代表的なものとして
は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｎ
ｄ−Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金、Ｃｅ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合
金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金、これらにおけ
るＦｅの一部をＣｏ、Ｎｉ等の他の遷移金属で置換した
もの等が挙げられる。

【００４３】Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系合金の代表的なものとし
ては、Ｓｍ₂ Ｆｅ₁₇合金を窒化して作製したＳｍ₂ Ｆｅ
₁₇Ｎ₃ が挙げられる。

【００４４】磁石粉末における前記希土類元素として
は、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、
Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミ
ッシュメタルが挙げられ、これらを１種または２種以上
含むことができる。また、前記遷移金属としては、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ等が挙げられ、これらを１種または２種
以上含むことができる。また、磁気特性を向上させるた
めに、磁石粉末中には、必要に応じ、Ｂ、Ａｌ、Ｍｏ、
Ｃｕ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ａｇ、Ｚ
ｎ等を含有することもできる。

【００４５】また、磁石粉末の平均粒径は、特に限定さ
れないが、０．５〜１００μm 程度が好ましく、１〜５
０μm 程度がより好ましい。なお、磁石粉末等の粒径
は、例えば、F.S.S.S.（ Fischer Sub-Sieve Sizer）法
により測定することができる。

【００４６】また、磁石粉末の粒径分布は、均一でも、
ある程度分散されていても（バラツキがある）よいが、
後述するような少量の結合樹脂で成形時の良好な成形性
を得るために、後者の方が好ましい。これにより、得ら
れたボンド磁石の空孔率をより低減することもできる。
なお、前記［５］の場合、混合する磁石粉末の組成毎
に、その平均粒径が異なっていてもよい。

【００４７】磁石粉末の製造方法は、特に限定されず、
例えば、溶解・鋳造により合金インゴットを作製し、こ
の合金インゴットを適度な粒度に粉砕し（さらに分級
し）て得られたもの、アモルファス合金を製造するのに
用いる急冷薄帯製造装置で、リボン状の急冷薄片（微細
な多結晶が集合）を製造し、この薄片（薄帯）を適度な
粒度に粉砕し（さらに分級し）て得られたもの等、いず
れでもよい。

【００４８】以上のような磁石粉末の混練物中での含有
量は、９０〜９９wt％程度であるのが好ましく、９３〜
９９wt％程度であるのがより好ましく、９５〜９９wt％
程度であるのがより好ましい。磁石粉末の含有量が少な
過ぎると、磁気特性（特に磁気エネルギー積）の向上が
図れず、また、磁石粉末の含有量が多過ぎると、相対的
に結合樹脂の含有量が少なくなり、成形性が低下する。

【００４９】２．結合樹脂（バインダー）結合樹脂（バインダー）としては、熱可塑性樹脂が用い
られる。結合樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合に
は、熱硬化性樹脂を用いた場合に比べ、低空孔率の磁石
を得る上で有利であるが、本発明では、後述する成形時
の温度条件、冷却条件と相まって、より低い空孔率を実
現することができる。

【００５０】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミ
ド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナ
イロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可
塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル系樹脂等の液晶ポ
リマー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサル
ファイド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−
酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレ
フィン、ポリエーテル、ポリアセタール等、またはこれ
らを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマーアロイ等
が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合
して用いることができる。

【００５１】これらのうちでも、成形性に優れ、また機
械的強度が強いことから、ポリアミドまたはその共重合
体、耐熱性向上の点から、液晶ポリマー、ポリフェニレ
ンサルファイドを主とするもの、成形の容易性や低コス
トの点で、ポリオレフィンを主とするものが好ましい。
また、これらの熱可塑性樹脂は、磁石粉末との混練性に
も優れている。

【００５２】用いられる熱可塑性樹脂は、融点が１２０
℃以上のものであるのが好ましく、１２２℃〜４００℃
のものであるのがより好ましく、１２５℃〜３５０℃の
ものであるのがさらに好ましい。融点が前記下限値未満
のものであると、磁石成形体の耐熱性が低下し、十分な
温度特性（磁気的または機械的）を確保することが困難
となる。また、融点が前記上限値を超えるものである
と、成形時の温度が上昇し、磁石粉末等の酸化が生じ易
くなる。

【００５３】また、成形性をより向上させるために、用
いられる熱可塑性樹脂の平均分子量（重合度）は、１０
０００〜６００００程度であるのが好ましく、１０００
０〜３５０００程度であるのがより好ましい。

【００５４】以上のような結合樹脂の混練物中での含有
量は、１〜１０wt％程度であるのが好ましく、１〜８wt
％程度であるのが好ましく、１〜５wt％程度であるのが
さらに好ましい。結合樹脂の含有量が多過ぎると、磁気
特性（特に最大磁気エネルギー積）の向上が図れず、ま
た、寸法精度が低下する傾向を示す。また、結合樹脂の
含有量が少な過ぎると、成形性が低下する。

【００５５】３．酸化防止剤酸化防止剤は、混練物の製造の際等に、希土類磁石粉末
の酸化劣化や結合樹脂の酸化による変質（希土類磁石粉
末の金属成分が触媒として働くことにより生じる）を防
止するために該組成物中に添加される添加剤である。こ
の酸化防止剤の添加は、希土類磁石粉末の酸化を防止
し、磁石の磁気特性の向上を図るのに寄与するととも
に、希土類ボンド磁石用組成物の混練時、成形時におけ
る熱的安定性の向上に寄与し、少ない結合樹脂量で良好
な成形性を確保する上で重要な役割を果たしている。

【００５６】この酸化防止剤は、混練時や磁石への成形
時等において揮発したり、変質したりするので、製造さ
れた希土類ボンド磁石中には、その一部が残留した状態
で存在する。

【００５７】酸化防止剤としては、希土類磁石粉末等の
酸化を防止または抑制し得るものであればいかなるもの
でもよく、例えば、アミン系化合物、アミノ酸系化合
物、ニトロカルボン酸類、ヒドラジン化合物、シアン化
合物、硫化物等の、金属イオン、特にＦｅ成分に対しキ
レート化合物を生成するキレート化剤が好適に使用され
る。なお、酸化防止剤の種類、組成等については、これ
らのものに限定されないことは言うまでもない。

【００５８】このような酸化防止剤を添加する場合、混
練物中の酸化防止剤の含有量は、０．１〜２wt％程度と
するのが好ましく、０．５〜１．５wt％程度とするのが
より好ましい。この場合、酸化防止剤の含有量は、結合
樹脂の含有量に対し２〜１５０％程度であるのが好まし
く、３０〜１００％程度であるのがより好ましい。

【００５９】なお、本発明では、酸化防止剤の添加量
は、前記範囲の下限値以下であってもよく、また、無添
加であってもよいことは、言うまでもない。

【００６０】前記結合樹脂と酸化防止剤との添加量は、
次のようなことに留意して決定される。

【００６１】すなわち、結合樹脂が少ないときには、相
対的に磁石粉末量が増加して、混練の際の混練物の粘度
が高くなり、混練トルクが増大し、発熱により樹脂の酸
化が促進される傾向となる。この時、酸化防止剤量が少
ないと、樹脂の酸化を十分に抑制することができなくな
り、混練物（樹脂溶融物）の粘度上昇が生じて混練性、
成形性が低下し、低空孔率、高機械的強度で寸法安定性
に優れた磁石が得られない。また、酸化防止剤量が多い
と、相対的に樹脂量が減少し、成形体の機械的強度が低
下する傾向を示す。

【００６２】一方、結合樹脂が多いときには、相対的に
磁石粉末量が減少して、磁石粉末の樹脂に対する影響が
低下して樹脂の酸化が起こりにくくなる。そのため、酸
化防止剤が少なくても樹脂の酸化を抑制することが可能
となる。

【００６３】このように、結合樹脂の含有量が比較的多
ければ、酸化防止剤の含有量を少なくすることができ、
逆に、結合樹脂の含有量が少なければ、酸化防止剤の含
有量を多くする必要がある。

【００６４】従って、混練物中の結合樹脂と酸化防止剤
との合計含有量は、１．０〜８．０wt％であるのが好ま
しく、２．０〜６．０wt％であるのがより好ましい。こ
のような範囲とすることにより、成形時における成形
性、成形の容易性、磁石粉末等の酸化防止の向上に寄与
し、低空孔率、高機械的強度、高磁気特性の磁石が得ら
れる。

【００６５】４．その他の添加剤また、混練物中には、必要に応じ、例えば、可塑剤（例
えば、ステアリン酸亜鉛等の脂肪酸塩、脂肪酸）、潤滑
剤（例えば、シリコーンオイル、各種ワックス、脂肪
酸、アルミナ、シリカ、チタニア等の各種無機潤滑
剤）、その他成形助剤等の各種添加剤が添加されていて
もよい。

【００６６】可塑剤の添加は、成形時の流動性を向上さ
せるので、より少ない結合樹脂の添加量で同様の特性を
得ることができ、また、より低い成形圧で圧縮成形する
ことを可能とする。潤滑剤の添加についても同様であ
る。可塑剤の添加量は、０．０１〜０．２wt％程度であ
るのが好ましく、潤滑剤の添加量は、０．０５〜０．５
wt％程度であるのが好ましい。

【００６７】以上のような希土類磁石粉末と、結合樹脂
と、好ましくは酸化防止剤と、必要に応じその他の添加
剤とを混合し、さらに混練して混練物を製造する。

【００６８】混合は、例えば、ヘンシェルミキサー等の
混合機や撹拌機を用いて行われる。

【００６９】混練は、例えば２軸押出混練機、ロール式
混練機、ニーダー等の混練機を用いて行われる。

【００７０】この混練は、好ましくは用いる結合樹脂の
熱変形温度（ASTM D648 による方法で測定）以上の温
度、より好ましくは用いる結合樹脂の融点以上の温度で
行われる。

【００７１】例えば、結合樹脂としてポリアミド（熱変
形温度１４５℃、融点１７８℃）を用いた場合には、好
ましい混練温度は、１５０〜２８０℃程度である。ま
た、混練時間は、結合樹脂の種類や、混練温度等の諸条
件により異なるが、通常は、５〜４０分程度とされる。

【００７２】また、この混練は、希土類磁石粉末の表面
が溶融または軟化した結合樹脂成分により覆われた状態
となるように、十分に行われる。前記混練温度で混練し
た場合、このような状態を得るための混練時間は、結合
樹脂の種類や使用する混練機、混練温度等の諸条件によ
り異なるが、通常５〜９０分程度とするのが好ましく、
５〜６０分程度とするのがより好ましい。

【００７３】このような条件で混練することにより、混
練の効率が向上し、常温で混練する場合に比べてより短
時間で均一に混練することができるとともに、結合樹脂
の粘度が下がった状態で混練されるので、希土類磁石粉
末の周囲を結合樹脂が均一に覆った状態となり、混練物
中の空孔率の減少、すなわち製造された磁石中の空孔率
の減少に寄与する。

【００７４】なお、結合樹脂として、ｎ種類の熱可塑性
樹脂を混合して用いる場合、前記「用いる結合樹脂の熱
変形温度（または融点）」は、例えば、次のようにして
換算することができる。

【００７５】熱可塑性樹脂の合計を１重量部としたとき
の各熱可塑性樹脂の量をそれぞれＡ₁ 、Ａ₂ ・・・Ａn
重量部、各熱可塑性樹脂の熱変形温度（または融点）を
それぞれＴ₁ 、Ｔ₂ ・・・Ｔn としたとき、用いる熱可
塑性樹脂の熱変形温度（または融点）は、Ａ₁ Ｔ₁ ＋Ａ
₂ Ｔ₂ ＋・・・Ａn Ｔn で表される。なお、この換算
は、以下の工程において、ｎ種類の熱可塑性樹脂を混合
して用いる場合にも同様とする。

【００７６】＜２＞造粒物の製造前記＜１＞で製造された混練物を造粒または整粒し、所
定の粒径の粒状物を製造する。

【００７７】造粒または整粒の方法は、特に限定されな
いが、混練物を粉砕することによりなされるのが好まし
い。この粉砕は、例えば、ボールミル、振動ミル、破砕
機、ジェットミル、ピンミル等を用いて行われる。

【００７８】また、例えば押出式造粒機のような造粒機
を用いて行うこともでき、さらには、造粒機による造粒
と、前記粉砕とを組み合わせて行うこともできる。

【００７９】また、粒状物の粒径の調整は、篩い等を用
いて分級することにより行うことができる。

【００８０】粒状物の平均粒径は、１０μm 〜２mm程度
であるのが好ましく、２０μm 〜２mm程度であるのがよ
り好ましく、５０μm 〜２mm程度であるのがさらに好ま
しい。粒状物の平均粒径が２mm以上では、特に成形され
る磁石の寸法が小さい場合に、すなわち成形金型のギャ
ップの寸法が小さい場合に、粒状物の金型への充填量を
微妙に調整することが困難となり、定量性が劣るので、
ボンド磁石の寸法精度の向上が図れない。一方、平均粒
径１０μm 以下の粒状物は、製造（造粒）が困難かまた
は手間がかかる場合があり、また、平均粒径が小さ過ぎ
ると、得られたボンド磁石の空孔率が上昇する傾向を示
す。

【００８１】このような粒状物は、粒径にある程度のバ
ラツキがあるものでもよいが、粒径が均一なものが好ま
しい。これにより、金型への充填密度が増大し、低空孔
率で寸法精度の高いボンド磁石が得られる。

【００８２】なお、ここで言う粒状物は、粒径の大きい
ペレット（塊状物）とは区別される。

【００８３】＜３＞加圧成形前記＜２＞で得られた粒状物を用いて加圧成形を行う。
以下、代表的な圧縮成形について説明する。

【００８４】造粒物を圧縮成形機の金型内（ギャップ）
に充填し、磁場中（配向磁場が例えば５〜２０kOe 、配
向方向は、縦、横、ラジアル方向のいずれも可）または
無磁場中で圧縮成形する。

【００８５】この圧縮成形は、温間成形で行われる。す
なわち、成形金型を加熱する等により、成形時の材料温
度を、用いる熱可塑性樹脂（結合樹脂）が軟化または溶
融状態となる所定の温度（第１の温度）とする。

【００８６】この第１の温度は、用いる熱可塑性樹脂の
熱変形温度以上の温度とされる。さらには、用いる熱可
塑性樹脂の融点以上の温度とされるのが好ましく、融点
から（融点＋２００）℃程度までの範囲の所定の温度と
されるのがより好ましく、融点から（融点＋１３０）℃
程度までの範囲の所定の温度とされるのがさらに好まし
い。

【００８７】例えば、用いる熱可塑性樹脂がポリアミド
（融点：１７８℃）である場合、成形時における特に好
ましい材料温度（第１の温度）は、１８０〜３００℃程
度とされる。

【００８８】このような温度で成形することにより、金
型内での成形材料の流動性が向上し、円柱状、ブロック
状のものは勿論のこと、円筒状（リング状）、平板状、
湾曲板状等の薄肉部を有する形状のもの、小型のもの、
長尺なものでも、低空孔率で、機械的強度が高く、良好
かつ安定した形状、寸法のものを量産することができ
る。

【００８９】圧縮成形における成形圧力は、好ましくは
６０kgf/mm² 以下、より好ましくは２〜５０kgf/mm² 程
度、さらに好ましくは５〜４０kgf/mm² 程度とされる。
本発明では、前述したような第１の温度で成形を行うた
め、このような比較的低い成形圧力でも、前述したよう
な長所を持つボンド磁石を成形（賦形）することができ
る。

【００９０】＜４＞冷却加圧成形後、成形体を冷却する。この冷却は、少なくと
も前記第１の温度未満である所定の温度（第２の温度）
まで加圧状態で行う。以下、これを「加圧下冷却」と言
う。

【００９１】このような加圧下冷却を行うことにより、
成形時の低空孔率な状態がそのまま維持されるので、低
空孔率で寸法精度が高く、磁気特性に優れる希土類ボン
ド磁石が得られる。

【００９２】第２の温度（除圧温度）は、得られたボン
ド磁石の空孔率の低減および寸法精度の向上にとって、
できるだけ低い温度であるのが好ましく、本発明では、
用いる熱可塑性樹脂の融点またはそれ以下の温度である
のが好ましく、用いる熱可塑性樹脂の熱変形温度（軟化
点）またはそれ以下の温度であるのがより好ましい。

【００９３】また、前記第１の温度と第２の温度との差
は、２０℃以上であるのが好ましく、５０℃以上である
のがより好ましい。この温度差が大きい程、空孔率の低
減および寸法精度の向上の効果が大きい。

【００９４】なお、磁石粉末の含有量が比較的多い場合
には、第２の温度をより高く設定しても低空孔率のボン
ド磁石を得易い。従って、例えば、混練物中の磁石粉末
の含有量が例えば９４wt％以上の場合には、第２の温度
を、用いる熱可塑性樹脂の融点付近の温度または融点以
上の温度（〜融点＋１０℃程度）としても、空孔率を低
く（４．５％以下または４．０％以下）することができ
る。

【００９５】また、加圧下冷却は、加圧成形時の加圧を
一旦解除または緩和した後、行ってもよいが、加圧成形
時の加圧を解除することなく連続して行われるのが、工
程の簡素化および寸法精度の向上等のために好ましい。

【００９６】また、加圧下冷却の際の圧力は、一定でも
変化してもよいが、少なくとも用いる熱可塑性樹脂の融
点（特に熱変形温度）までは一定に保持されているのが
好ましい。加圧下冷却の際の圧力が変化する場合、例え
ば、圧力が連続的または段階的に増加または減少するよ
うなパターンを含んでいてもよい。

【００９７】また、加圧下冷却の際の圧力（該圧力が経
時変化する場合にはその平均圧力）は、加圧成形時の成
形圧力と同等またはそれ以下であるのが好ましく、少な
くとも用いる熱可塑性樹脂の融点までは加圧成形時の成
形圧力と同等であるのがより好ましい。用いる熱可塑性
樹脂の融点から熱変形温度までの間も加圧下で冷却する
場合は、その間の圧力は、加圧成形時の成形圧力の４０
〜１００％程度とするのが好ましく、５０〜８０％程度
とするのがより好ましい。

【００９８】なお、本発明では、加圧下冷却の後（除圧
後）に、非加圧下（常圧下）で冷却を続行してもよいこ
とは、言うまでもない。また、非加圧下冷却を行った
後、再度加圧下冷却を行ってもよい。

【００９９】加圧下冷却の際の冷却速度（冷却速度が経
時変化する場合にはその平均値）は、特に限定されない
が、０．５〜１００℃／秒であるのが好ましく、１〜８
０℃／秒であるのがより好ましい。冷却速度が速過ぎる
と、冷却に伴う急速な収縮により、成形体内部に微細な
クラックが発生し、機械的強度の低下を招くおそれがあ
り、また、冷却により内部応力が増大し、金型からの除
材時に応力緩和によるひずみや変形が生じて、寸法精度
が低下することがある。一方、冷却速度が遅過ぎると、
成形のサイクルタイムが増加し、生産性が低下する。

【０１００】また、除圧後にも冷却を続行する場合、そ
の冷却速度は特に限定されず、前記と同様の冷却速度と
することができる。

【０１０１】なお、加圧下冷却の際および除圧後の冷却
の際の冷却速度は、それぞれ、一定でも変化してもよ
い。

【０１０２】なお、本工程において、冷却の方法は、例
えば自然空冷、強制空冷、水冷、油冷、水冷と空冷の組
み合わせ等、いかなる方法を採用してもよい。

【０１０３】以上のような本発明の方法で製造された希
土類ボンド磁石は、次のような優れた特性を有する。す
なわち、空孔率が低く、好ましくは４．５％（ vol％）
以下、より好ましくは３．５％以下、さらに好ましくは
２．０％以下とすることができる。このように、空孔率
が低い（＝密度が高い）ので、機械的強度が高く、耐食
性に優れ、また、寸法精度が高く、量産した場合にも寸
法のバラツキが少なく、寸法安定性に優れている。

【０１０４】さらに、磁気特性に優れており、特に、磁
石粉末の組成、磁石粉末の含有量の多さ等から、等方性
磁石であっても、優れた磁気特性を有する。

【０１０５】すなわち、無磁場中で成形された希土類ボ
ンド磁石の場合、最大磁気エネルギー積(BH)max が好ま
しくは６MGOe以上、より好ましくは８MGOe以上であり、
磁場中で成形された希土類ボンド磁石の場合、最大磁気
エネルギー積(BH)max が１２MGOe以上、より好ましくは
１３MGOe以上である。

【０１０６】なお、本発明により得られた希土類ボンド
磁石の形状、寸法等は特に限定されず、例えば、形状に
関しては、例えば、円柱状、角柱状、円筒状、円弧状
（かわら状）、平板状、湾曲板状等のあらゆる形状のも
のが可能であり、その大きさも、大型のものから超小型
のものまであらゆる大きさのものが可能である。

【０１０７】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例について説明す
る。

【０１０８】（実施例１）下記の磁石粉末と結合樹脂
（熱可塑性樹脂）と添加剤とを混合し、該混合物を混練
し、該混練物を造粒（整粒）して粒状物を得、該粒状物
を成形機の金型内に充填して無磁場中で圧縮成形（温間
成形）し、成形時の加圧状態を同圧で維持しつつ冷却し
て、結合樹脂の固化により磁石粉末同士が結合された希
土類ボンド磁石（サンプルNo. １〜９）を製造した。な
お、各物質の含有量は、いずれも混練物中の量を示す。

【０１０９】・構成Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末：Ｎｄ_12.0Ｆｅ_77.8Ｃｏ_4.3
Ｂ_5.9 、９６．０wt％熱可塑性樹脂：表１中に記載のＡ〜Ｇ、各々２．８wt％酸化防止剤：ヒドラジン系酸化防止剤、１．２wt％混合：ヘンシェルミキサーを用いて混合。

【０１１０】混練：２軸押出混練機により混練。混練温
度は表２参照。

【０１１１】スクリュー回転数１００〜３００rpm 。混
練時間５〜１５分造粒（整粒）：混練物を粉砕と分級により平均粒径０．
８mmの粒に調整。

【０１１２】成形：粒状物を金型に投入し、所定の成形
温度（第１の温度）に加熱したところで加圧成形した。

【０１１３】成形温度、成形圧力は表２を参照。

【０１１４】冷却：加圧状態を維持しつつ除圧温度（第
２の温度）まで冷却し、除圧後さらに常温まで冷却し
て、サンプルを取り出した。

【０１１５】冷却方法は空冷とした。除圧温度は表２参
照。

【０１１６】加圧下冷却での冷却速度は１℃／秒。

【０１１７】成形品形状：円筒形状（外径φ３０mm×内
径φ２８mm×高さ７mm）平板形状（２０mm角×厚さ３mm）（機械的強度測定用）得られた希土類ボンド磁石について、磁気性能（磁束密
度Br、保磁力iHc 、最大磁気エネルギー積(BH)max ）、
密度、空孔率、機械的強度、耐食性を調べたところ、下
記表３に示す通りであった。

【０１１８】なお、表３中の各測定項目の評価は、以下
の方法に従った。

【０１１９】磁気性能：４０kOe でパルス着磁した後、
最大印加磁場２５kOe で直流磁気測定機により測定。ま
たは、成形サンプルから５mm角×厚さ１mmの磁石片を切
り出した後、ＶＳＭで測定。

【０１２０】密度：アルキメデス法（水中法）により測
定。

【０１２１】空孔率：秤量組成と成形体の密度の測定値
から算出。

【０１２２】機械的強度：打ち抜きせん断試験により測
定。試験機は（株）島津製作所製オートグラフを用い、
円形ポンチ（外径３mm）により剪断速度１．０mm/minで
行った。

【０１２３】試料には平板形状の磁石を使用。

【０１２４】耐食性：温度８０℃、湿度９０％の恒温恒
湿槽に、成形磁石を投入し、磁石表面に錆が発生するま
での時間を測定。表面観察は５０時間毎に槽から取り出
して光学顕微鏡（×１０倍）で観察。５００時間後は、
５００時間おきに観察を行った。

【０１２５】

【表１】

【０１２６】

【表２】

【０１２７】

【表３】

【０１２８】表３から明らかなように、熱可塑性樹脂を
結合樹脂として用いた本発明による希土類ボンド磁石
（サンプルNo. １〜９）は、いずれも、低い成形圧力で
あるにもかかわらず、空孔率が１％以下と低く、ほぼ理
論密度通りの高密度のボンド磁石が得られ、この結果、
非常に機械的強度の高い磁石を得ることができた。

【０１２９】また、磁石表面にコーティングを施さない
状態でも、十分な耐食性を有していた。この理由は、空
孔が少ないことにより、結合樹脂が磁石粉末表面を均一
に覆っているためであると推定される。

【０１３０】サンプルNo. １〜９の各磁石について、そ
の切断面の電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を撮影し、観察を
行ったところ、空孔はほとんど観察されず、磁石粉末の
周辺を結合樹脂成分が均一に分散しているのが確認され
た。

【０１３１】さらに、磁束密度Br、保磁力iHc 最大磁気
エネルギー積(BH)max が高く、優れた磁気特性であるこ
とがわかる。

【０１３２】（比較例１）下記の磁石粉末と結合樹脂
（熱硬化性樹脂）とを混合し、該混合物を混練し、該混
練物を造粒（整粒）して粒状物を得、該粒状物を成形機
の金型内に充填して無磁場中で圧縮成形（冷間成形また
は温間成形）し、その後、結合樹脂を硬化させて、希土
類ボンド磁石（サンプルNo. １０〜１５）を製造した。
なお、各物質の含有量は、いずれも混練物中の量を示
す。

【０１３３】・構成Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末：Ｎｄ_12.0Ｆｅ_77.8Ｃｏ_4.3
Ｂ_5.9 、９６．０wt％熱硬化性樹脂：表４中に記載のもの、４．０wt％（硬化
剤を含む）混合：室温で固体の樹脂を用いた場合は、Ｖ型混合機で
混合。

【０１３４】室温で液状の樹脂を用いた場合は、撹拌機
で混合。

【０１３５】混練：ニーダーを用いて混練。混練温度は
表５を参照。

【０１３６】ニーダー回転数５０〜２５０rpm 。混練時
間３０分。

【０１３７】造粒（整粒）：混練物を粉砕と分級により
平均粒径０．８mm以下の粒に調整。

【０１３８】成形：粒状物を金型に投入し、所定の成形
温度で加圧成形した。

【０１３９】成形温度、成形圧力は表５を参照。

【０１４０】冷却：除圧温度まで冷却し（サンプルNo.
１０、１１を除く）、除圧後さらに常温まで冷却して、
サンプルを取り出した。

【０１４１】冷却方法は空冷とした。除圧温度は表５参
照。

【０１４２】冷却速度は２℃／秒。

【０１４３】熱処理：仮成形品を恒温槽に入れ、熱硬化
性樹脂の硬化を行う。

【０１４４】硬化条件は表４を参照。

【０１４５】成形品形状：円筒形状（外径φ３０mm×内
径φ２８mm×高さ７mm）平板形状（２０mm角×厚さ３mm）（機械的強度測定用）得られた希土類ボンド磁石について、磁気性能（最大磁
気エネルギー積(BH)max ）、密度、空孔率、機械的強
度、耐食性を調べたところ、下記表６に示す通りであっ
た。なお、各項目の評価方法は、実施例１と同様であ
る。

【０１４６】

【表４】

【０１４７】

【表５】

【０１４８】

【表６】

【０１４９】表６から明らかなように、結合樹脂として
熱硬化性樹脂を用いた比較例の磁石（サンプルNo. １０
〜１５）では、成形圧力を２０kgf/mm² としたときは勿
論のこと、成形圧力を７０kgf/mm² としたときでも、空
孔率が高く、磁石成形体の密度が低い。この結果、磁石
の機械的強度が低く、また耐食性も低い。

【０１５０】サンプルNo. １０〜１５の各磁石につい
て、その切断面の電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を撮影し、
観察を行ったところ、内部に空孔が多く存在していた。
また、その空孔の分布は、加圧成形時の圧力伝達の関係
で、中心部に空孔が多く、表面付近に少ないと言うよう
に不均一な状態となっていた。また、樹脂成分が偏析し
ているのが観察された。

【０１５１】また、成形圧力を２０kgf/mm² としたとき
には、サンプル内での機械的強度のバラツキが大きく、
そのため円形ポンチによって荷重をかけた場所以外のと
ころで割れやクラックを生じたため、正確な機械的強度
の測定ができなかった。一方、成形圧力を７０kgf/mm²
としたときには、混練物中の樹脂成分が漏れ、これによ
るバリが発生した。

【０１５２】（実施例２）下記の磁石粉末と結合樹脂
（熱可塑性樹脂）と添加剤とを混合し、該混合物を混練
し、該混練物を造粒（整粒）して粒状物を得、該粒状物
を成形機の金型内に充填して磁場中で圧縮成形（温間成
形）し、成形時の加圧状態を同圧で維持しつつ冷却し
て、希土類ボンド磁石（サンプルNo. １６〜１９）を製
造した。なお、各物質の含有量は、いずれも混練物中の
量を示す。

【０１５３】・構成Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末：Ｓｍ（Ｃｏ_bal.Ｆｅ_0.32Ｃｕ
_0.06Ｚｒ_0.016 ）_7. ₈ 、９５．０wt％熱可塑性樹脂：ＰＰＳ樹脂、４．２wt％酸化防止剤：ヒドラジン系酸化防止剤、０．８wt％混合：Ｖ型混合機を用いて混合。

【０１５４】混練：各種混練機を使用。混練条件は表７
を参照。

【０１５５】造粒（整粒）：混練物を粉砕と分級により
平均粒径０．８mmの粒に調整。

【０１５６】成形：粒状物を金型に投入し、所定の成形
温度（第１の温度）に加熱したところで、横磁場（１５
kOe ）を印加しながら加圧成形した。

【０１５７】成形温度は３２０℃、成形圧力は２０kgf/
mm² とした。

【０１５８】冷却：加圧状態を維持しつつ除圧温度（第
２の温度）１５０℃まで冷却し、除圧後さらに常温まで
冷却して、サンプルを取り出した。

【０１５９】冷却方法は空冷とした。

【０１６０】加圧下冷却での冷却速度は５℃／秒。

【０１６１】成形品形状：直方体（縦１１mm×横８mm×
高さ７mm、高さ方向が配向方向。）平板形状（２０mm角×厚さ３mm）（機械的強度測定用）得られた希土類ボンド磁石について、磁気性能（最大磁
気エネルギー積(BH)max ）、密度、空孔率、機械的強
度、耐食性を調べたところ、下記表８に示す通りであっ
た。なお、各項目の評価方法は、実施例１と同様であ
る。

【０１６２】

【表７】

【０１６３】

【表８】

【０１６４】表８から明らかなように、本発明による希
土類ボンド磁石（サンプルNo. １６〜１９）は、いずれ
も、空孔率が１％以下と低く、高密度のボンド磁石が得
られ、この結果、機械的強度および耐食性が高いもので
あった。

【０１６５】また、サンプルNo. １６〜１９の各磁石に
ついて、前記と同様に電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を撮影
し、観察を行ったところ、空孔はほとんど観察されず、
磁石粉末の周辺を結合樹脂成分が均一に分散しているの
が確認された。

【０１６６】さらに、最大磁気エネルギー積(BH)max が
高く、優れた磁気特性であることがわかる。

【０１６７】（比較例２）下記の磁石粉末と結合樹脂
（熱可塑性樹脂）と添加剤とを混合し、該混合物を成形
機の金型内に充填して磁場中で圧縮成形（温間成形）
し、希土類ボンド磁石（サンプルNo. ２０、２１）を製
造した。なお、各物質の含有量は、いずれも混合物中の
量を示す。

【０１６８】・構成Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末：Ｓｍ（Ｃｏ_bal.Ｆｅ_0.32Ｃｕ
_0.06Ｚｒ_0.016 ）_7. ₈ 、９５．０wt％（サンプルNo. ２
０）、９６．０wt％（サンプルNo. ２１）熱可塑性樹脂：ＰＰＳ樹脂、４．２wt％（サンプルNo.
２０）、３．２wt％（サンプルNo. ２１）酸化防止剤：ヒドラジン系酸化防止剤、０．８wt％混合：Ｖ型混合機を用いて混合。

【０１６９】成形：混合物を金型に投入し、所定の成形
温度に加熱したところで、横磁場（１５kOe ）を印加し
ながら加圧成形した。

【０１７０】成形温度は３２０℃、成形圧力は２０kgf/
mm² とした。

【０１７１】冷却：温度１５０℃まで冷却し、サンプル
を取り出した。

【０１７２】冷却方法は空冷とした。

【０１７３】冷却速度は５℃／秒。

【０１７４】成形品形状：直方体（縦１１mm×横８mm×
高さ７mm、高さ方向が配向方向。）平板形状（２０mm角×厚さ３mm）（機械的強度測定用）サンプルNo. ２０および２１の磁石は、いずれも、成形
時に樹脂漏れが生じ、成形品のエッジや端面部が成形機
のパンチに付着することにより、成形品のえぐれが生じ
たり、エッジ等のかけが生じて、所望の形状を得ること
ができかった。

【０１７５】成形された部分の電子顕微鏡写真（ＳＥ
Ｍ）を撮影し、観察を行ったところ、結合樹脂成分の分
散は不均一となっており、磁石粉末部分と結合樹脂部分
が混在した状態であった。

【０１７６】また、上述したように、サンプルNo. ２０
および２１の磁石は、いずれも、不良品であったため、
機械的強度等の有効な測定はできなかった。

【０１７７】（実施例３）下記の磁石粉末（２種）と結
合樹脂（熱可塑性樹脂）と添加剤とを混合し、該混合物
を混練し、該混練物を造粒（整粒）して粒状物を得、該
粒状物を成形機の金型内に充填して磁場中で圧縮成形
（温間成形）し、成形時の加圧状態を同圧で維持しつつ
冷却して、希土類ボンド磁石（サンプルNo. ２２〜３
０）を製造した。なお、各物質の含有量は、いずれも混
練物中の量を示す。

【０１７８】・構成Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末：Ｓｍ（Ｃｏ_0.672 Ｆｅ_0.22Ｃｕ
_0.08Ｚｒ_0.028 ）_8.35、７０．５wt％Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石粉末：Ｓｍ₂ Ｆｅ₁₇Ｎ₃ 、２３．
５wt％熱可塑性樹脂：ポリアミド樹脂（ナイロン１２）、５．
０wt％酸化防止剤：フェノール系酸化防止剤、１．０wt％混合：ヘンシェルミキサーを用いて混合。

【０１７９】混練：２軸押出混練機により混練。混練温
度は１５０〜３００℃。

【０１８０】スクリュー回転数１００〜３００rpm 。混
練時間１０分造粒（整粒）：混練物を粉砕と分級により表９に示す粒
度に調整。

【０１８１】成形：粒状物をすり切り方式で金型に投入
し、２２０℃（第１の温度）に加熱したところで、横磁
場（１５kOe ）を印加しながら加圧成形した。成形圧力
は１０kgf/mm² とした。

【０１８２】冷却：加圧状態を維持しつつ除圧温度（第
２の温度）１００℃まで冷却し、サンプルを取り出し
た。

【０１８３】冷却方法は水冷とした。

【０１８４】加圧下冷却での冷却速度は２０℃／秒。

【０１８５】成形品形状：平板形状（幅１５mm×厚さ
２．５mm×高さ５mm、高さ方向が配向方向）得られた希土類ボンド磁石について、磁石の重量、密
度、空孔率、高さを測定したところ、下記表９に示す通
りであった。

【０１８６】

【表９】

【０１８７】表９から明らかなように、粒状物の粒径の
設定により、優れた定量性が得られ、低空孔率でかつ寸
法精度の高いボンド磁石が得られる。特に、粒状物の粒
径が０．０１〜２mmの範囲である場合には、超低空孔率
（１％以下）と、高い寸法精度（寸法誤差が±５／１０
０mm以内）と両立することができた。

【０１８８】（実施例４、比較例３）下記の磁石粉末と
結合樹脂（熱可塑性樹脂）と添加剤とを混合し、該混合
物を混練し、該混練物を造粒（整粒）して粒状物を得、
該粒状物を成形機の金型内に充填して磁場中で圧縮成形
（温間成形）し、成形時の加圧状態を同圧で維持しつつ
冷却して、希土類ボンド磁石（サンプルNo. ３１〜４
２）を製造した。なお、各物質の含有量は、いずれも混
練物中の量を示す。

【０１８９】・構成Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末：Ｎｄ_12.6Ｆｅ_69.3Ｃｏ_12.0
Ｂ_6.0 Ｚｒ_0.1 、９７．０wt％熱可塑性樹脂：表１中のＡまたはＦ、各々１．５wt％酸化防止剤：ヒドラジン系酸化防止剤、１．４wt％潤滑剤：ステアリン酸亜鉛、０．１wt％混合：ヘンシェルミキサーを用いて混合。

【０１９０】混練：２軸押出混練機により混練。混練温
度は１５０〜３５０℃。

【０１９１】スクリュー回転数１００〜３００rpm 。混
練時間５分造粒（整粒）：混練物を粉砕と分級により平均粒径０．
３mmの粒に調整。

【０１９２】成形：粒状物を金型に投入し、表１０に示
す成形温度（第１の温度）に加熱したところで、ラジア
ル磁場（１５kOe ）を印加しながら加圧成形した。成形
圧力は１５kgf/mm² とした。

【０１９３】冷却：加圧状態を維持しつつ除圧温度（第
２の温度）１００℃まで冷却し、除圧後さらに常温まで
冷却して、サンプルを取り出した。

【０１９４】冷却方法は水冷とした。

【０１９５】加圧下冷却での冷却速度は３０℃／秒。

【０１９６】成形品形状：円筒形状（外径φ２０mm×内
径φ１８mm×高さ５mm、高さ方向に加圧）平板形状（２０mm角×厚さ３mm）（機械的強度測定用）得られた希土類ボンド磁石（実施例４：サンプルNo. ３
２〜３６、３８〜４２、比較例３：サンプルNo. ３１、
３７）について、磁気性能（最大磁気エネルギー積(BH)
max ）、密度、空孔率、機械的強度を調べたところ、下
記表１０に示す通りであった。なお、各項目の評価方法
は、実施例１と同様である。

【０１９７】

【表１０】

【０１９８】表１０中のサンプルNo. ３２〜３６、３８
〜４２（実施例４）のように、成形温度が結合樹脂の熱
変形温度以上のときには、成形時に結合樹脂が軟化また
は溶融状態となり、成形が可能であった。

【０１９９】特に、サンプルNo. ３３〜３６、４０、４
２のように、成形温度が結合樹脂の融点以上のときに
は、得られた磁石の空孔率がさらに低減し、磁気性能も
より高くなる。

【０２００】これに対し、サンプルNo. ３１、３７（比
較例３）のように、成形温度が結合樹脂の熱変形温度未
満のときには、成形時に結合樹脂が軟化しないため、粒
状物が互いに固着せず、そのため、形状を保持すること
ができず、成形不能または成形不良であった。従って、
各測定項目についても、測定不能であった。

【０２０１】（実施例５、比較例４）下記の磁石粉末と
結合樹脂（熱可塑性樹脂）と添加剤とを混合し、該混合
物を混練し、該混練物を造粒（整粒）して粒状物を得、
該粒状物を成形機の金型内に充填して無磁場中で圧縮成
形（温間成形）し、成形時の加圧状態を同圧で維持しつ
つ冷却して、希土類ボンド磁石（サンプルNo. ４３〜５
２）を製造した。なお、各物質の含有量は、いずれも混
練物中の量を示す。

【０２０２】・構成ナノ結晶Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末：Ｎｄ_5.5 Ｆｅ₆₆Ｂ
_18.5Ｃｏ₅ Ｃｒ₅、９８．０wt％熱可塑性樹脂：表１中のＡまたはＧ、各々１．０wt％酸化防止剤：ヒドラジン系酸化防止剤１．０wt％混合：ヘンシェルミキサーを用いて混合。

【０２０３】混練：２軸押出混練機により混練。混練温
度は１５０〜３５０℃。

【０２０４】スクリュー回転数１００〜３００rpm 。混
練時間１０分造粒（整粒）：混練物を粉砕と分級により平均粒径０．
１mmの粒に調整。

【０２０５】成形：粒状物を金型に投入し、所定の成形
温度（第１の温度）に加熱したところで、加圧成形し
た。成形温度は、２００℃（樹脂Ａ）および３００℃
（樹脂Ｇ）、成形圧力は２５kgf/mm² とした。

【０２０６】冷却：加圧状態を維持しつつ、表１１に示
す除圧温度（第２の温度）まで冷却し、サンプルを取り
出した。冷却方法は水冷とした。

【０２０７】加圧下冷却での冷却速度は５０℃／秒。

【０２０８】成形品形状：円筒形状（外径φ１０mm×内
径φ７mm×高さ７mm、高さ方向に加圧）得られた希土類ボンド磁石（実施例５：サンプルNo. ４
４〜４７、４９〜５２、比較例４：サンプルNo. ４３、
４８）について、磁気性能（最大磁気エネルギー積(BH)
max ）、密度、空孔率、外径を調べたところ、下記表１
１に示す通りであった。なお、各項目の評価方法は、実
施例１と同様である。

【０２０９】

【表１１】

【０２１０】表１１中のサンプルNo. ４４〜４７、４９
〜５２（実施例５）のように、除圧温度が結合樹脂の融
点以下または除圧温度と成形温度との差が２０℃以上の
ときには、得られた磁石の空孔率が低く、密度が高く、
磁気性能が高く、寸法精度が高い（寸法誤差が±５／１
００mm以内）。このような特性は、除圧温度が低いほ
ど、向上している。

【０２１１】特に、サンプルNo. ４６、４７、５０、５
１のように、除圧温度が結合樹脂の熱変形温度以下のと
きには、ほぼ理論密度に近い密度を達成することがで
き、磁石粉末の特性を十分に発揮させることが可能な極
めて優れた磁気性能の磁石となる。

【０２１２】これに対し、サンプルNo. ４３、４８（比
較例４）のように、除圧温度と成形温度が同一である場
合、寸法精度が低く、空孔率も前記サンプルNo. ４４〜
４７、４９〜５２に比べて高い。

【０２１３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、混
練物の粒状物を用いて温間成形により加圧成形を行うこ
と、さらには、温間成形の後、所定温度まで加圧状態で
冷却を行うことにより、少ない結合樹脂量でも成形性に
優れ、低空孔率で、機械的強度が高く、また、寸法安定
性（寸法精度）が高く、磁気特性に優れた希土類ボンド
磁石を提供することができる。

【０２１４】この場合、粒状体の粒径が所望の範囲であ
る場合には、空孔率が極めて低く、しかも、寸法安定性
がさらに向上する。

【０２１５】また、熱可塑性樹脂を軟化または溶融状態
として加圧成形するので、比較的低い成形圧力で上記特
性の希土類ボンド磁石を製造することができ、製造が容
易である。

【０２１６】特に、冷却時における第２の温度（除圧温
度）が、用いる熱可塑性樹脂の融点以下の温度、さらに
は熱変形温度以下の温度である場合や、第１の温度と所
定温度以上乖離している場合には、空孔率が極めて低く
かつ寸法安定性が極めて高い希土類ボンド磁石を提供す
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類磁石粉末を熱可塑性樹脂よりなる
結合樹脂により結合してなる希土類ボンド磁石の製造方
法であって、前記希土類磁石粉末と前記結合樹脂とを混合・混練して
混練物を製造する工程と、前記混練物を造粒または整粒して粒状物とする工程と、前記粒状物を用いて前記結合樹脂が軟化または溶融状態
となる第１の温度で加圧成形する工程と、少なくとも前記第１の温度未満である第２の温度まで加
圧状態で冷却する工程とを有することを特徴とする希土
類ボンド磁石の製造方法。
【請求項２】前記混練は、前記結合樹脂の熱変形温度
以上の温度で、かつ前記希土類磁石粉末の表面が溶融ま
たは軟化した結合樹脂成分により覆われた状態となるよ
うに行われる請求項１に記載の希土類ボンド磁石の製造
方法。
【請求項３】前記混練物中の前記希土類磁石粉末の含
有量が９０〜９９wt％である請求項１または２に記載の
希土類ボンド磁石の製造方法。
【請求項４】前記混練物中に、酸化防止剤を含有する
請求項１ないし３のいずれかに記載の希土類ボンド磁石
の製造方法。
【請求項５】前記混練物中の前記酸化防止剤の含有量
が０．１〜２wt％である請求項４に記載の希土類ボンド
磁石の製造方法。
【請求項６】前記造粒または整粒は、粉砕により行わ
れる請求項１ないし５のいずれかに記載の希土類ボンド
磁石の製造方法。
【請求項７】前記粒状物の平均粒径が１０μm 〜２mm
である請求項１ないし６のいずれかに記載の希土類ボン
ド磁石の製造方法。
【請求項８】前記加圧成形は、圧縮成形である請求項
１ないし７のいずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造
方法。
【請求項９】前記第２の温度は、前記結合樹脂の融点
である請求項１ないし８のいずれかに記載の希土類ボン
ド磁石の製造方法。
【請求項１０】前記第２の温度は、前記結合樹脂の熱
変形温度である請求項１ないし８のいずれかに記載の希
土類ボンド磁石の製造方法。
【請求項１１】前記第１の温度と前記第２の温度との
差が、２０℃以上である請求項１ないし１０のいずれか
に記載の希土類ボンド磁石の製造方法。
【請求項１２】前記加圧状態での冷却は、前記加圧成
形の際の加圧を解除することなく連続して行われる請求
項１ないし１１のいずれかに記載の希土類ボンド磁石の
製造方法。
【請求項１３】前記加圧成形時の成形圧力に対し、前
記加圧状態での冷却時の圧力が同等またはそれ以下であ
る請求項１ないし１２のいずれかに記載の希土類ボンド
磁石の製造方法。
【請求項１４】前記加圧状態での冷却時の圧力は、少
なくとも前記結合樹脂の融点まで一定に保持されている
請求項１ないし１３のいずれかに記載の希土類ボンド磁
石の製造方法。
【請求項１５】前記加圧状態での冷却時の圧力は、少
なくとも前記第１の温度と第２の温度の間の温度まで一
定に保持されている請求項１ないし１３のいずれかに記
載の希土類ボンド磁石の製造方法。
【請求項１６】前記加圧状態での冷却時の冷却速度
は、０．５〜１００℃／秒である請求項１ないし１５の
いずれかに記載の希土類ボンド磁石の製造方法。
【請求項１７】前記加圧成形時の成形圧力は、６０kg
f/mm² 以下である請求項１ないし１６のいずれかに記載
の希土類ボンド磁石の製造方法。