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JP5906876B2 - Manufacturing method of RTB-based permanent magnet - Google Patents
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Description

本発明は、HDDR法によって作製される多孔質構造を有するR−T−B系永久磁石、および前記R−T−B系永久磁石を熱間圧縮することによって作製されるR−T−B系高密度磁石の製造方法に関する。   The present invention relates to an RTB system permanent magnet having a porous structure manufactured by the HDDR method, and an RTB system manufactured by hot compressing the RTB system permanent magnet. The present invention relates to a method for manufacturing a high-density magnet.

高性能永久磁石として代表的なR−T−B系焼結磁石(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)は、三元系正方晶化合物であるR214B相を主相として含む組織を有し、優れた磁気特性を発揮する。R−T−B系永久磁石においては、主相であるR214B相の結晶粒径を小さくすることにより保磁力が向上することが知られている。1μm以下の平均結晶粒径を有するR−T−B系永久磁石を得る方法として、HDDR(Hydrogenation−Disproportionation−Desorption−Recombination)処理法が知られている。 R-T-B system sintered magnets (R is a rare earth element containing 50 atomic% or more of Nd and / or Pr, T is Fe, or Fe and Co), which is a typical high performance permanent magnet, is a ternary tetragonal crystal. It has a structure containing a compound R 2 T 14 B phase as a main phase, and exhibits excellent magnetic properties. In R-T-B permanent magnets, it is known that the coercive force is improved by reducing the crystal grain size of the R 2 T 14 B phase, which is the main phase. As a method for obtaining an RTB-based permanent magnet having an average crystal grain size of 1 μm or less, an HDDR (Hydrogenation-Disposition-Desorption-Recombination) processing method is known.

「HDDR」は水素化(Hydrogenation)および不均化(Disproportionation)と、脱水素(Desorption)および再結合(Recombination)とを順次実行するプロセスを意味している。公知のHDDR処理は、例えば、R−T−B系合金のインゴットまたは粉末を、水素雰囲気または水素ガスと不活性ガスとの混合雰囲気中で温度500℃〜1000℃に保持し、それによって上記インゴットまたは粉末に水素を吸蔵(水素吸蔵処理)させた後、例えば水素圧力が13Pa以下の真空雰囲気、または水素分圧が13Pa以下の不活性雰囲気になるまで温度500℃〜1000℃で脱水素処理し、次いで冷却する。   “HDDR” means a process of sequentially performing hydrogenation and disproportionation, dehydrogenation and recombination. The known HDDR treatment is performed, for example, by holding an R-T-B alloy ingot or powder at a temperature of 500 ° C. to 1000 ° C. in a hydrogen atmosphere or a mixed atmosphere of a hydrogen gas and an inert gas. Alternatively, after hydrogen is occluded in the powder (hydrogen occlusion treatment), dehydrogenation treatment is performed at a temperature of 500 ° C. to 1000 ° C. until, for example, a vacuum atmosphere with a hydrogen pressure of 13 Pa or less, or an inert atmosphere with a hydrogen partial pressure of 13 Pa or less. And then cooled.

上記処理において、典型的には次のような反応が進行する。すなわち、前記水素吸蔵処理によって、水素化ならびに不均化反応(双方を合わせて「HD反応」と呼ぶ。反応式の例:Nd2Fe14B+2H2→2NdH2+12Fe+Fe2B)が進行し、微細組織が形成される。次いで脱水素処理を行うことにより、脱水素ならびに再結合反応(双方をあわせて「DR反応」と呼ぶ。反応式の例:2NdH2+12Fe+Fe2B→Nd2Fe14B+2H2)が起こり、微細なR2Fe14B相を含む合金が得られる。 In the above treatment, the following reaction typically proceeds. That is, by the hydrogen storage treatment, hydrogenation and disproportionation reaction (both are referred to as “HD reaction”. Example of reaction formula: Nd 2 Fe 14 B + 2H 2 → 2NdH 2 + 12Fe + Fe 2 B) progresses and is fine. An organization is formed. Next, dehydrogenation treatment causes dehydrogenation and recombination reaction (both are referred to as “DR reaction”. Example of reaction formula: 2NdH 2 + 12Fe + Fe 2 B → Nd 2 Fe 14 B + 2H 2 ) An alloy containing the R 2 Fe 14 B phase is obtained.

HDDR処理を施して製造されたR−T−B系合金粉末(以下、HDDR磁粉と称する)は、大きな保磁力を有し、磁気的異方性を示している。HDDR処理によってR−T−B系合金粉末を製造する方法は、例えば、特許文献1や特許文献2に開示されている。HDDR処理によれば、0.1μm〜1μmの非常に微細な結晶粒径を有する永久磁石粉末が得られる。   An RTB-based alloy powder (hereinafter referred to as HDDR magnetic powder) produced by performing the HDDR process has a large coercive force and exhibits magnetic anisotropy. A method for producing an RTB-based alloy powder by HDDR processing is disclosed in, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2. According to the HDDR treatment, a permanent magnet powder having a very fine crystal grain size of 0.1 μm to 1 μm can be obtained.

さらに、近年、平均粒径10μm未満に微粉砕したR−T−B系合金粉末を成型して圧粉体を作製し、その圧粉体に対してHDDR処理を施すことにより作製した多孔質のバルク磁石(以下、多孔質磁石と称する)が開発され、特許文献3に開示されている。この多孔質磁石は、平均粒径が10μm未満の微粉末に対してHDDR処理を施しているために、HDDR反応を短時間で進行させることができ、結果としてHDDR反応を均一に進行させることができるため、減磁曲線の角型性に優れている。特許文献3では、HDDR処理において、昇温時の反応速度制御の困難性に起因する磁気特性低下を抑制するために、HD反応のための昇温工程を真空または不活性雰囲気で行うことが望ましいと記載されている。   Furthermore, in recent years, an R-T-B alloy powder finely pulverized to an average particle size of less than 10 μm is molded to produce a green compact, and a porous material produced by subjecting the green compact to HDDR treatment. A bulk magnet (hereinafter referred to as a porous magnet) has been developed and disclosed in Patent Document 3. Since this porous magnet is subjected to HDDR treatment on fine powder having an average particle size of less than 10 μm, the HDDR reaction can proceed in a short time, and as a result, the HDDR reaction can proceed uniformly. Therefore, the squareness of the demagnetization curve is excellent. In Patent Document 3, in the HDDR process, it is desirable to perform the temperature rising process for the HD reaction in a vacuum or an inert atmosphere in order to suppress a decrease in magnetic characteristics due to difficulty in controlling the reaction rate at the time of temperature rising. It is described.

また、特許文献4には、HDDR処理によって得られた永久磁石粉末をホットプレスなどの熱間成型法によって、バルク化することができることが開示されている。   Patent Document 4 discloses that the permanent magnet powder obtained by the HDDR process can be bulked by a hot molding method such as hot pressing.

特許文献5には、HDDR処理によって磁石粉末を得る際、R−T−B系合金粉末に対してHD処理を行う前に、30kPa(0.3atm)以上100kPa(1.0atm)以下の水素雰囲気下で、600℃以下の温度で保持することが開示されている。この方法によれば、HD反応が起きない温度で、R214B相中に水素を含有させてR2Fe14BHx(xは水素量を表す)とし、その後、20kPa(0.2atm)以上60kPa(0.6atm)以下の水素雰囲気下でHD反応温度まで昇温され、その状態に保持される。このとき、水素化および不均化させることによって、その後のDR反応後に高い異方化度を有する永久磁石粉末が得られる。 In Patent Document 5, when magnet powder is obtained by HDDR treatment, a hydrogen atmosphere of 30 kPa (0.3 atm) or more and 100 kPa (1.0 atm) or less is required before performing HD treatment on the RTB-based alloy powder. Below, it is disclosed to hold at temperatures below 600 ° C. According to this method, hydrogen is contained in the R 2 T 14 B phase at a temperature at which no HD reaction occurs to obtain R 2 Fe 14 BH x (x represents the amount of hydrogen), and then 20 kPa (0.2 atm). ) The temperature is raised to the HD reaction temperature in a hydrogen atmosphere of 60 kPa (0.6 atm) or less and maintained in that state. At this time, by performing hydrogenation and disproportionation, a permanent magnet powder having a high degree of anisotropy after the subsequent DR reaction is obtained.

また、HDDR磁粉とNd−Cu合金粉末を混合し、熱処理することによってHDDR磁粉の保磁力をさらに高めることができることが、たとえば非特許文献1などに示されている。非特許文献1によれば、上記HDDR磁粉の保磁力向上は、熱処理温度がNd−Cu合金の融点よりも高い時、融解したNd−Cu合金がR214B相の結晶粒間に拡散することによって、R214B相の結晶粒間における磁気的な結合が切断されたためであるとされている。 Further, for example, Non-Patent Document 1 shows that the HDDR magnetic powder can be further increased in coercive force by mixing and heat-treating the HDDR magnetic powder and the Nd—Cu alloy powder. According to Non-Patent Document 1, the improvement in the coercive force of the HDDR magnetic powder is that when the heat treatment temperature is higher than the melting point of the Nd—Cu alloy, the melted Nd—Cu alloy diffuses between the R 2 T 14 B phase grains. This is because the magnetic coupling between crystal grains of the R 2 T 14 B phase is broken.

特開平1−132106号公報JP-A-1-132106 特開平2−4901号公報JP-A-2-4901 国際公開第2007/135981号公報International Publication No. 2007/135981 特開平4−253304号公報JP-A-4-253304 特開2001−76917号公報JP 2001-76917 A

H.Sepehri−Amin,T.Ohkubo,T.Nishiuchi,S.Hirosawa,K.Hono,Scripta Materialia vol.63 pp.1124−1127(2010)H. Sephri-Amin, T .; Ohkubo, T .; Nishiuchi, S .; Hirosawa, K .; Hono, Scripta Materialia vol. 63 pp. 1124-1127 (2010)

非特許文献1に記載されているように、HDDR磁粉とNd−Cu合金粉末を混合し熱処理することによって、Nd−Cu合金がR214B相の結晶粒界に拡散し、保磁力が向上する。しかしながら、この磁粉は減磁曲線の角型性が悪いという問題がある。 As described in Non-Patent Document 1, by mixing and heat-treating HDDR magnetic powder and Nd—Cu alloy powder, the Nd—Cu alloy diffuses into the R 2 T 14 B phase grain boundary, and the coercive force is improves. However, this magnetic powder has a problem that the squareness of the demagnetization curve is poor.

そこで、本発明者らは、前述した背景技術を踏まえ、特許文献3によって製造される角型性に優れる多孔質磁石に対してNd−Cu合金を拡散させ、角型性に優れ、かつ保磁力の高い磁石を作製しようと試みた。しかしながら、多孔質磁石はバルク体であるために、大きな磁石に対してNd−Cu合金などの希土類合金を内部まで拡散させることは困難であり、磁石の内部と外部で磁気特性のばらつきが生じるという問題があった。   Therefore, based on the background art described above, the present inventors diffuse an Nd—Cu alloy into a porous magnet with excellent squareness manufactured according to Patent Document 3, and have excellent squareness and coercive force. An attempt was made to make a magnet with high height. However, since a porous magnet is a bulk body, it is difficult to diffuse a rare earth alloy such as an Nd-Cu alloy to the inside of a large magnet, resulting in variations in magnetic properties inside and outside the magnet. There was a problem.

特許文献3には、磁気特性の向上などを目的として、HDDR処理前の圧粉体に別の合金を混合してもよいと記述されている。このため、本発明者らは、R−T−B系合金粉末とNd−Cu合金粉末の混合粉を磁界中で成型し、R214B相のc軸方向を所定方向に揃えた成型体に対して、特許文献3に開示されているHDDR処理を施すことを試みた。しかしながら、得られた多孔質磁石は、Nd−Cu合金粉末を混合していない多孔質磁石と比べて配向度および角型性が大きく劣っていた。 Patent Document 3 describes that another alloy may be mixed with the green compact before the HDDR treatment for the purpose of improving magnetic characteristics. For this reason, the present inventors molded a mixed powder of R—T—B alloy powder and Nd—Cu alloy powder in a magnetic field, and aligned the c-axis direction of the R 2 T 14 B phase in a predetermined direction. An attempt was made to subject the body to the HDDR process disclosed in Patent Document 3. However, the obtained porous magnet was greatly inferior in orientation and squareness as compared with the porous magnet not mixed with the Nd—Cu alloy powder.

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、本発明の主たる目的は、従来のHDDR磁粉にNd−Cu合金を拡散させた磁粉に比べて良好な角型性を示し、かつ従来の多孔質磁石に比べて高い保磁力を有するR−T−B系永久磁石を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and the main object of the present invention is to show better squareness as compared with magnetic powder obtained by diffusing an Nd-Cu alloy in conventional HDDR magnetic powder, And it is providing the RTB type permanent magnet which has a high coercive force compared with the conventional porous magnet.

本発明のR−T−B系永久磁石の製造方法は、50%体積中心粒径が1μm以上10μm未満であり、R214B相を含むR−T−B系合金粉末(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)と、粒径75μm未満のR’金属(R’はNd、Pr、Dy、Tbから選ばれる1種以上)またはR’−M系合金(MはAl、Ga、Cu、Co、Ni、Cr、Fe、Si、Geから選ばれる1種以上)の粉末との混合粉末を用意する工程と、前記混合粉末を成型して圧粉体を作製する工程と、前記圧粉体を200℃以上600℃以下の温度の水素雰囲気中で熱処理を施す第一熱処理工程と、前記第一熱処理工程の後、前記圧粉体に対し、650℃以上1000℃以下の水素雰囲気中で熱処理を施す第二熱処理工程と、前記第二熱処理工程の後、前記圧粉体に対し、650℃以上1000℃以下の真空または不活性雰囲気中で熱処理を施す第三熱処理工程とを含み、前記第一熱処理工程終了時から前記第二熱処理工程の開始時までの昇温を、真空または不活性雰囲気中で行う。 The manufacturing method of the RTB-based permanent magnet of the present invention is an RTB-based alloy powder having a 50% volume center particle size of 1 μm or more and less than 10 μm and containing an R 2 T 14 B phase (R is Nd And / or a rare earth element containing 50 atomic% or more of Pr, T is Fe, or Fe and Co) and an R ′ metal having a particle size of less than 75 μm (R ′ is one or more selected from Nd, Pr, Dy, and Tb) Or a step of preparing a mixed powder with a powder of an R′-M-based alloy (M is one or more selected from Al, Ga, Cu, Co, Ni, Cr, Fe, Si, Ge), and the mixed powder A step of forming a green compact by molding, a first heat treatment step of heat-treating the green compact in a hydrogen atmosphere at a temperature of 200 ° C. to 600 ° C., and after the first heat treatment step, the green compact The second heat that heat-treats the body in a hydrogen atmosphere at 650 ° C or higher and 1000 ° C or lower A first heat treatment step, comprising: a treatment step; and a third heat treatment step in which heat treatment is performed on the green compact in a vacuum of 650 ° C. to 1000 ° C. or in an inert atmosphere after the second heat treatment step. The temperature is raised from time to the start of the second heat treatment step in a vacuum or an inert atmosphere.

ある好ましい実施形態では、前記第一熱処理工程における水素雰囲気の水素分圧は10kPa以上500kPa以下である。   In a preferred embodiment, the hydrogen partial pressure in the hydrogen atmosphere in the first heat treatment step is 10 kPa or more and 500 kPa or less.

ある好ましい実施形態では、前記第一熱処理工程終了後、前記第二熱処理工程の開始までの時間を60分以下とする。   In a preferred embodiment, the time from the end of the first heat treatment step to the start of the second heat treatment step is 60 minutes or less.

ある好ましい実施形態では、前記第二熱処理工程における水素雰囲気の水素分圧は20kPa以上500kPa以下である。   In a preferred embodiment, the hydrogen partial pressure in the hydrogen atmosphere in the second heat treatment step is 20 kPa or more and 500 kPa or less.

ある好ましい実施形態では、前記R’−M系合金におけるR’含有量は、25原子%以上100原子%未満である。   In a preferred embodiment, the R ′ content in the R′-M alloy is 25 atomic% or more and less than 100 atomic%.

ある好ましい実施形態では、前記混合粉末における前記R−T−B系合金粉末と前記R’金属またはR’−M系合金の粉末との混合比率は、重量比で(R−T−B系合金粉末):(R’またはR’−M系合金粉末)=m:1(5≦m≦100)である。   In a preferred embodiment, a mixing ratio of the RTB-based alloy powder and the R ′ metal or R′-M-based alloy powder in the mixed powder is a weight ratio (RTB-based alloy). Powder): (R ′ or R′-M alloy powder) = m: 1 (5 ≦ m ≦ 100).

ある好ましい実施形態において、前記混合粉末を用意する工程は、前記R−T−B系合金粉末を準備する工程と、前記R’金属またはR’−M系合金の粉末を準備する工程と、前記R−T−B系合金粉末と前記R’金属またはR’−M系合金の前記粉末とを混合する工程とを含む。   In a preferred embodiment, the step of preparing the mixed powder includes the step of preparing the RTB-based alloy powder, the step of preparing the R ′ metal or R′-M-based alloy powder, Mixing the RTB-based alloy powder and the R ′ metal or the R′-M-based alloy powder.

ある好ましい実施形態において、前記混合粉末を用意する工程は、R−T−B系合金とR’金属またはR’−M系合金との混合物を、50%体積中心粒径が1μm以上10μm以下の粉末に粉砕する工程を含む。   In a preferred embodiment, the step of preparing the mixed powder includes the step of preparing an RTB-based alloy and an R ′ metal or an R′-M-based alloy with a 50% volume center particle size of 1 μm to 10 μm. Crushing to powder.

ある好ましい実施形態において、前記混合粉末を用意する工程は、前記R’金属またはR’−M系合金の粉末に水素を吸蔵させる工程の後、前記R−T−B系合金と前記水素を吸蔵させた前記R’金属またはR’−M系合金の混合物を微粉砕する工程を含む。   In a preferred embodiment, the step of preparing the mixed powder includes the step of occluding hydrogen in the R ′ metal or R′-M alloy powder, and then occluding the RTB alloy and the hydrogen. A step of pulverizing the mixture of the R ′ metal or the R′-M based alloy.

ある好ましい実施形態において、前記第二熱処理工程および前記第三熱処理工程における熱処理の温度は950℃以下である。   In a preferred embodiment, the temperature of the heat treatment in the second heat treatment step and the third heat treatment step is 950 ° C. or lower.

ある好ましい実施形態において、前記第一熱処理工程、前記第二熱処理工程、および、前記第三熱処理工程の間、前記圧粉体は成形容器内に保持されている。   In a preferred embodiment, the green compact is held in a molded container during the first heat treatment step, the second heat treatment step, and the third heat treatment step.

本発明のR−T−B系高密度磁石の製造方法は、上記のいずれかに記載の製造方法によって製造されたR−T−B系永久磁石を準備する工程と、熱間圧縮成型によって前記R−T−B系永久磁石の密度を高める工程とを含む。   The manufacturing method of the RTB system high-density magnet of the present invention includes the steps of preparing an RTB system permanent magnet manufactured by any of the manufacturing methods described above, and hot compression molding. And increasing the density of the R-T-B permanent magnet.

本発明によれば、50%体積中心粒径1μm以上10μm未満のR−T−B系合金粉末と粒度75μm未満のR’金属またはR’−M系合金の粉末の混合粉末を成型した圧粉体に対して、まず200℃以上600℃以下の水素雰囲気で熱処理を行う。このとき、R−T−B系希土類合金中の希土類リッチ相およびR’金属またはR’−M系合金に水素を吸蔵させることができる。その結果、後のHDDR処理における反応の不均一性に伴う角型性および配向度の低下を抑制し、優れた磁気特性を有する磁石を製造することが可能となる。   According to the present invention, a green compact obtained by molding a mixed powder of an RTB-based alloy powder having a 50% volume center particle size of 1 μm or more and less than 10 μm and an R ′ metal or R′-M alloy powder having a particle size of less than 75 μm. The body is first heat-treated in a hydrogen atmosphere of 200 ° C. or more and 600 ° C. or less. At this time, hydrogen can be occluded in the rare earth-rich phase and the R ′ metal or R′-M alloy in the RTB-based rare earth alloy. As a result, it is possible to manufacture a magnet having excellent magnetic properties by suppressing a decrease in squareness and orientation degree due to non-uniformity of reaction in the subsequent HDDR treatment.

本発明の実施形態で好適に使用され得るホットプレス装置を示す図である。It is a figure which shows the hot press apparatus which can be used suitably by embodiment of this invention. 第一熱処理工程の温度T1と残留磁束密度Brとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between temperature T1 of a 1st heat treatment process, and residual magnetic flux density Br . 第一熱処理工程の温度T1と保磁力HcJとの関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between temperature T1 of a 1st heat treatment process, and coercive force HcJ . 第一熱処理工程の温度T1と配向度(Br/Jmax)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between temperature T1 of a 1st heat treatment process, and orientation degree ( Br / Jmax ). 第一熱処理工程の温度T1と角型比(Hk/HcJ)との関係を示すグラフである。It is a graph showing the relationship between the temperatures T 1 and squareness ratio of the first heat-treatment step (H k / H cJ). 第一熱処理工程の温度T1と最大エネルギー積((BH)max)との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between temperature T1 of a 1st heat treatment process, and maximum energy product ((BH) max ). 本発明の実施例において、T1=300℃で作製したサンプルの破断面を示す電子顕微鏡像を示す図である。In an embodiment of the present invention, it is a diagram showing an electron microscope image showing the fracture surface of the samples produced in T 1 = 300 ℃. 実施例および比較例の減磁曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the demagnetization curve of an Example and a comparative example. 多孔質磁石および高密度磁石の減磁曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the demagnetization curve of a porous magnet and a high-density magnet. M71の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(1000倍)である。It is a reflected-electron image (1000 time) by the scanning electron microscope of the grinding | polishing surface of M71. M76の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(1000倍)である。It is a backscattered electron image (1000 times) of the polished surface of M76 by a scanning electron microscope. M81の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(1000倍)である。It is a backscattered electron image (1000 times) of the polished surface of M81 by a scanning electron microscope. M71の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(10000倍)である。It is a backscattered electron image (10000 time) with the scanning electron microscope of the grinding | polishing surface of M71. M76の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(10000倍)である。It is a backscattered electron image (10000 time) with the scanning electron microscope of the grinding | polishing surface of M76. M81の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(10000倍)である。It is a reflected-electron image (10000 time) with the scanning electron microscope of the grinding | polishing surface of M81. M96のS1の試料の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(10000倍)である。It is a backscattered electron image (10000 time) by the scanning electron microscope of the grinding | polishing surface of the sample of M96 S1. M96のS3の試料の研磨面の走査型電子顕微鏡による反射電子像(10000倍)である。It is a backscattered electron image (10000 time) of the grinding | polishing surface of the sample of M96 S3 by the scanning electron microscope. 圧粉体の作製に使用され得る成形容器およびプレス治具の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the shaping | molding container and press jig which can be used for preparation of a green compact.

本発明者らは、R−T−B系合金粉末とR’−M系合金粉末の混合粉末の成型体に対して特許文献3記載のHDDR処理を行った磁石の配向度および角型性が劣る原因について詳細な考察を行った。   The inventors of the present invention have a degree of orientation and squareness of a magnet obtained by performing HDDR processing described in Patent Document 3 on a molded body of a mixed powder of an R-T-B alloy powder and an R′-M alloy powder. A detailed discussion was made on the cause of inferiority.

HDDR処理によって磁気的異方性が得られたR−T−B系磁石におけるR214B相の磁化容易軸であるc軸は、HDDR処理前のR214B相のc軸とほぼ同一の方位となることが知られている。このようにR214B相の方位を記憶するメカニズムについては、さまざまな考察がなされている。HD処理後に得られる組織中には、典型的にはRH2相やα−Fe相、Fe2B相などが存在する。この組織を、以下「不均化組織」と呼ぶ。この組織に、HDDR処理前のR214B相のc軸の向きを伝承している領域が存在すると考えられる。これは、特許文献3の多孔質磁石でも同様であると考えられる。 The c-axis that is the easy axis of magnetization of the R 2 T 14 B phase in the R-T-B magnet having magnetic anisotropy obtained by the HDDR process is the same as the c axis of the R 2 T 14 B phase before the HDDR process. It is known that the directions are almost the same. Thus, various considerations have been made on the mechanism for storing the orientation of the R 2 T 14 B phase. In the structure obtained after the HD treatment, there are typically RH 2 phase, α-Fe phase, Fe 2 B phase and the like. This structure is hereinafter referred to as “disproportionated structure”. In this organization, it is considered that there is a region where the direction of the c-axis of the R 2 T 14 B phase before HDDR processing is passed. This is considered to be the same for the porous magnet of Patent Document 3.

上述したように、特許文献3では、R−T−B系合金粉末を成型して圧粉体を作製し、その圧粉体に対して施すHDDR処理において、昇温時の反応速度制御の困難性に起因する磁気特性低下を抑制するために、HD反応のための昇温工程を真空または不活性雰囲気で行うことが望ましいと記載されている。しかしながら、R−T−B系合金粉末とR’−M系合金粉末を混合し、成型した成型体の加熱を真空または不活性雰囲気で行うと、昇温中に液相を生成する温度の低いR’−M系合金の一部あるいは全部が溶解することが分かった。その際に生成した液相中の希土類量がR214B相と平衡する液相の希土類量よりも多いと、液相が平衡組成となるまでR214B相を溶解してしまう可能性がある。 As described above, in Patent Document 3, it is difficult to control the reaction rate at the time of temperature rise in the HDDR process in which an R-T-B alloy powder is molded to produce a green compact and applied to the green compact. It describes that it is desirable to perform the temperature raising step for the HD reaction in a vacuum or in an inert atmosphere in order to suppress the deterioration of the magnetic characteristics due to the property. However, when the RTB-based alloy powder and the R′-M-based alloy powder are mixed and the molded body is heated in a vacuum or an inert atmosphere, the temperature at which the liquid phase is generated during the temperature rise is low. It was found that part or all of the R′-M alloy was dissolved. When the rare earth content of the liquid phase generated at that time R 2 T 14 B phase and greater than rare earth content of the liquid phase in equilibrium, thus dissolving the R 2 T 14 B phase to the liquid phase becomes equilibrium composition there is a possibility.

その後、従来技術における通常のHD反応においては、R214B相、液相のいずれも水素と反応し、RH2相、α−Fe相、Fe2B相に分解するなどして不均化組織を形成する。しかしながら、上記R−T−B系合金粉末とR’−M系合金粉末を混合し、成型した圧粉体に対してHDDR処理を行った場合、液相中の少なくとも昇温中にR214B相が溶解した成分と、水素との反応で生成する組織は、磁界中成型によりR214B相のc軸方向を揃えた方向とは無関係な方向に生成するため、次いで行うDR反応によって再結合したR214B相のc軸方向は、磁界中成型によってR214B相のc軸方向を揃えた方向とは無関係な方向に向いてしまい、全体としてHDDR処理前の状態よりも配向度が低下してしまう可能性がある。 Thereafter, in the ordinary HD reaction in the prior art, both the R 2 T 14 B phase and the liquid phase react with hydrogen and decompose into RH 2 phase, α-Fe phase, Fe 2 B phase, etc. Form a chemical structure. However, when the above-mentioned RTB-based alloy powder and R′-M-based alloy powder are mixed and the molded green compact is subjected to HDDR treatment, the R 2 T during the temperature rise at least in the liquid phase. The structure formed by the reaction between the component in which the 14 B phase is dissolved and hydrogen is generated in a direction irrelevant to the direction in which the c-axis directions of the R 2 T 14 B phase are aligned by molding in a magnetic field. The c-axis direction of the R 2 T 14 B phase recombined by the reaction is directed in a direction irrelevant to the direction in which the c-axis directions of the R 2 T 14 B phase are aligned by magnetic field molding, and as a whole, before HDDR processing. There is a possibility that the degree of orientation will be lower than in this state.

また、このようにR214B相、液相のいずれからもRH2相、α−Fe相、Fe2B相が分解して生成すると、HD反応により形成した組織は不均一なものとなり、結果として保磁力のばらつきが大きくなって角型性がR’−M系合金粉末を混合していない場合に比べて悪化するのではないかと考えられる。さらに、M元素がR214B相に固溶する場合は、真空または不活性雰囲気での昇温の過程でR’−M系合金から生成した液相からの拡散によってM元素がR214B相の表面近傍に固溶し、その結果HDDR反応がR214B相の内部と外部で不均一となることも角型性が悪化する一因になるのではないかと考えられる。 In addition, when the RH 2 phase, α-Fe phase, and Fe 2 B phase are decomposed and produced from any of the R 2 T 14 B phase and the liquid phase, the structure formed by the HD reaction becomes uneven. As a result, it is considered that the variation in coercive force is increased, and the squareness is deteriorated as compared with the case where the R′-M alloy powder is not mixed. Further, the element M is R 2 T 14 when the solid solution in the B-phase, vacuum or M element by diffusion from the liquid phase generated from R'-M alloy in the course of raising the temperature in an inert atmosphere R 2 The solid solution in the vicinity of the surface of the T 14 B phase and, as a result, the HDDR reaction is not uniform inside and outside the R 2 T 14 B phase, which may contribute to the deterioration of the squareness. .

R−T−B系合金粉末とR’−M系合金粉末の混合粉末の圧粉体をHDDR処理することによって生じる配向度および角型性の悪化は、上述のようにHD反応前の昇温過程においてR’−M系合金が溶解することによって生成する液相が主原因であり、この生成を抑制することができれば、配向度、角型性の悪化は阻止できると考えられる。そこで本発明者らは、これを解決するためにHD反応の前に水素雰囲気で600℃以下の温度において熱処理をする第一熱処理工程を導入し、HDDR反応の前にR−T−B系合金粉末中の希土類リッチ相および/またはR’金属またはR’−M系合金を水素化させることによって上記液相の生成を抑制し、その後HDDR反応させることによって配向度、角型性に優れるR−T−B系多孔質磁石が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   Deterioration of the degree of orientation and squareness caused by HDDR treatment of a green compact of a mixed powder of RTB-based alloy powder and R′-M-based alloy powder is caused by the temperature rise before the HD reaction as described above. The liquid phase produced by the dissolution of the R′-M alloy in the process is the main cause, and if this production can be suppressed, it is considered that the deterioration of the orientation degree and the squareness can be prevented. In order to solve this problem, the present inventors introduced a first heat treatment step in which heat treatment is performed at a temperature of 600 ° C. or less in a hydrogen atmosphere before the HD reaction, and the R—T—B system alloy is introduced before the HDDR reaction. R- having excellent orientation and squareness by suppressing the formation of the liquid phase by hydrogenating the rare earth-rich phase and / or R 'metal or R'-M alloy in the powder and then subjecting it to HDDR reaction. The inventors have found that a TB porous magnet can be obtained, and have completed the present invention.

以下、本発明によるR−T−B系永久磁石の製造方法について、望ましい実施形態を詳細に説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the method for producing an R-T-B permanent magnet according to the present invention will be described in detail.

<原料合金>
まず、主たる相として硬磁性相であるR214B相および希土類リッチ相を含むR−T−B系合金(原料合金)を用意する。ここで、「R」は希土類元素であり、Ndおよび/またはPrを50原子%以上含む。本明細書における希土類元素Rはイットリウム(Y)を含んでもよい。TはFeまたはFeとCoである。このR−T−B系合金(原料合金)は、R214B相を体積比率で50%以上含んでいることが望ましい。原料合金に含まれる希土類元素Rの大部分は、R214B相および希土類リッチ相を構成しているが、一部はR23やその他の相を構成している。
<Raw material alloy>
First, an R—T—B system alloy (raw material alloy) including an R 2 T 14 B phase, which is a hard magnetic phase, and a rare earth-rich phase as a main phase is prepared. Here, “R” is a rare earth element and contains Nd and / or Pr by 50 atomic% or more. The rare earth element R in this specification may contain yttrium (Y). T is Fe or Fe and Co. This RTB-based alloy (raw material alloy) preferably contains 50% or more of the R 2 T 14 B phase by volume. Most of the rare earth element R contained in the raw material alloy constitutes the R 2 T 14 B phase and the rare earth rich phase, but a part constitutes R 2 O 3 and other phases.

希土類元素Rの組成比率は原料合金全体の10原子%以上30原子%以下であることが望ましく、12原子%以上17原子%以下であることがより望ましい。さらに12原子%以上14原子%以下であると、HDDR処理後の組織において1μm以上の希土類リッチ相(非磁性)の塊を減らすことができる。また、HDDR処理中のR214B相の粒成長を抑制でき、同時にR214B相の構成比率を高められる。その結果HcJや減磁曲線の角型性の向上が期待できる。さらに、熱間圧縮成形までおこなった際の磁化の向上も図れる。また、Rの一部をDyおよび/またはTbとすることで、保磁力を向上させることができる。 The composition ratio of the rare earth element R is preferably 10 atomic percent or more and 30 atomic percent or less, and more preferably 12 atomic percent or more and 17 atomic percent or less of the entire raw material alloy. Further, when the content is 12 atomic% or more and 14 atomic% or less, the mass of the rare earth-rich phase (non-magnetic) of 1 μm or more can be reduced in the structure after the HDDR treatment. Moreover, the grain growth of the R 2 T 14 B phase during HDDR treatment can be suppressed, and at the same time, the constituent ratio of the R 2 T 14 B phase can be increased. As a result, improvement in the squareness of H cJ and demagnetization curve can be expected. Furthermore, it is possible to improve the magnetization when hot compression molding is performed. Moreover, the coercive force can be improved by setting a part of R to Dy and / or Tb.

Bの組成比率は原料合金全体の3原子%以上15原子%以下が望ましく、5原子%以上8原子%以下がより望ましく、5.5原子%以上7.5原子%以下がさらに望ましい。Bはその一部をCで置換してもよいが、その置換量は置換前のBの量に対して10原子%以下であることが望ましい。   The composition ratio of B is preferably 3 atomic percent or more and 15 atomic percent or less, more preferably 5 atomic percent or more and 8 atomic percent or less, and further preferably 5.5 atomic percent or more and 7.5 atomic percent or less. A part of B may be substituted with C, but the amount of substitution is preferably 10 atomic% or less with respect to the amount of B before substitution.

「T」は残余を占め、Fe、またはFeおよびFeの一部を置換したCoである。その置換量はT全体の量に対して50原子%以下であることが望ましい。また、原料合金全体に対するCoの総量は、コストなどの観点から、20原子%以下であることが望ましく、5原子%以下であることがさらに望ましい。Coを全く含有しない場合でも高い磁気特性は得られるが、0.5原子%以上のCoを含有すると、より安定した磁気特性を得ることができる。   “T” occupies the remainder and is Fe or Co substituted for Fe and part of Fe. The amount of substitution is desirably 50 atomic% or less with respect to the total amount of T. Further, the total amount of Co with respect to the entire raw material alloy is preferably 20 atomic% or less, and more preferably 5 atomic% or less from the viewpoint of cost and the like. High magnetic properties can be obtained even when Co is not contained at all, but more stable magnetic properties can be obtained when Co of 0.5 atomic% or more is contained.

磁気特性向上などの効果を得るため、Al、Ti、V、Cr、Ga、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、W、Cu、Si、Zr、Niなどの元素を適宜添加してもよい。ただし、添加量の増加は、特に飽和磁化の低下を招くため、総量で全体の10原子%以下とすることが望ましい。原料合金には不可避の不純物を含有していてもよい。   In order to obtain effects such as improvement of magnetic characteristics, elements such as Al, Ti, V, Cr, Ga, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta, W, Cu, Si, Zr, and Ni may be added as appropriate. Good. However, since an increase in the amount of addition causes a decrease in saturation magnetization in particular, the total amount is preferably 10 atomic% or less. The raw material alloy may contain inevitable impurities.

原料合金は、磁気特性に悪影響を及ぼすα−Fe相の量を低減することのできるストリップキャスト法により作製することが望ましいが、ブックモールド法、遠心鋳造法、アトマイズ法などによっても作製することができる。原料合金における組織均質化などを目的として、粉砕前の原料合金に対して熱処理を施してもよい。このような熱処理は、真空または不活性ガス雰囲気において、典型的には1000℃以上の温度で実行され得る。   The raw material alloy is preferably produced by a strip casting method that can reduce the amount of α-Fe phase that adversely affects magnetic properties, but can also be produced by a book mold method, a centrifugal casting method, an atomizing method, or the like. it can. For the purpose of homogenizing the structure of the raw material alloy, heat treatment may be performed on the raw material alloy before pulverization. Such heat treatment can be performed in a vacuum or inert gas atmosphere, typically at a temperature of 1000 ° C. or higher.

<拡散材>
拡散材としてR’の金属またはR’−M系合金を用意する。これらの拡散材は、「拡散金属」と称してもよいが、本明細書では「拡散材」と総称する。ここで、「R’」は希土類元素であり、Nd、Pr、Dy、Tbからなる群から選択された少なくとも1種の希土類元素である。また、「M」は、Al、Ga、Cu、Co、Ni、Cr、Fe、Si、Geからなる群から選択された少なくとも1種の元素である。R’−M系合金は、後に記載する第一熱処理工程においてR’の水素化物(R’Hx)とR’−M化合物(R’M、R’M2など)とに分解するが、このとき生成するR’−M化合物の融点が、後に記載する第二熱処理工程(HD工程)の熱処理温度よりも高くなるように、「M」を選ぶことが望ましい。拡散材は、不可避の不純物を含有していてもよい。
<Diffusion material>
An R ′ metal or an R′-M alloy is prepared as a diffusion material. These diffusing materials may be referred to as “diffusing metals”, but are collectively referred to as “diffusing materials” in this specification. Here, “R ′” is a rare earth element, and is at least one rare earth element selected from the group consisting of Nd, Pr, Dy, and Tb. “M” is at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, Cu, Co, Ni, Cr, Fe, Si, and Ge. The R′-M alloy is decomposed into R ′ hydride (R′H x ) and R′-M compounds (R′M, R′M 2, etc.) in the first heat treatment step described later. It is desirable to select “M” so that the melting point of the R′-M compound produced at this time is higher than the heat treatment temperature of the second heat treatment step (HD step) described later. The diffusing material may contain inevitable impurities.

R’−M系合金における希土類元素R’の組成比率は25原子%以上100原子%未満であることが望ましく、30原子%以上80原子%以下であることがより望ましく、40原子%以上70原子%以下であることがさらに望ましい。   The composition ratio of the rare earth element R ′ in the R′-M alloy is preferably 25 atomic% or more and less than 100 atomic%, more preferably 30 atomic% or more and 80 atomic% or less, and 40 atomic% or more and 70 atoms or less. It is further desirable that it is not more than%.

また、R’−M系合金をあらかじめ10kPa以上の水素雰囲気において600℃以下の温度で水素吸蔵させたものを使用してもよい。水素吸蔵後のR’−M系合金は、R’の水素化物とR’−M化合物に分解してもよい。特にR’の組成比率が80原子%以上となると、後に記載するHDDR処理の第一熱処理工程において、R’−M系合金が水素吸蔵することによって体積が膨張するため圧粉体に割れが発生することから、あらかじめ水素吸蔵させたR’−M系合金を使用することが望ましい。   Alternatively, an R′-M alloy that has been occluded with hydrogen at a temperature of 600 ° C. or lower in a hydrogen atmosphere of 10 kPa or higher may be used. The R′-M alloy after hydrogen storage may be decomposed into a hydride of R ′ and an R′-M compound. In particular, when the composition ratio of R ′ is 80 atomic% or more, in the first heat treatment step of HDDR processing, which will be described later, the R′-M alloy expands in volume due to hydrogen storage, and cracks occur in the green compact. Therefore, it is desirable to use an R′-M alloy that has been previously occluded with hydrogen.

拡散材は、ブックモールド法、遠心鋳造法、アトマイズ法、ストリップキャスト法、液体超急冷法などの公知の方法によって作製することができる。   The diffusing material can be produced by a known method such as a book mold method, a centrifugal casting method, an atomizing method, a strip casting method, or a liquid ultra-quenching method.

<混合粉末>
次に、上記原料合金と拡散材を混合した混合粉末を作製する。その際、原料合金と拡散材を別々に粉砕した後に混合しても、原料合金と拡散材の混合物を粉砕してもよい。
<Mixed powder>
Next, a mixed powder in which the raw material alloy and the diffusion material are mixed is prepared. At that time, the raw material alloy and the diffusing material may be separately pulverized and mixed, or the raw material alloy and diffusing material mixture may be pulverized.

原料合金と拡散材を別々に粉砕する場合には、まず原料合金をジョークラッシャーなどの機械的粉砕法や水素吸蔵粉砕法などを用いて粗粉砕し、大きさ50μm〜1000μm程度の粗粉砕粉末を作製する。この粗粉砕粉末に対してジェットミルなどによる微粉砕を行い、典型的には50%体積中心粒径が1μm以上10μm未満の原料合金粉末を作製する。   When the raw material alloy and the diffusion material are pulverized separately, the raw material alloy is first coarsely pulverized using a mechanical pulverization method such as a jaw crusher or a hydrogen storage pulverization method, and coarsely pulverized powder having a size of about 50 μm to 1000 μm Make it. The coarsely pulverized powder is finely pulverized by a jet mill or the like to produce a raw material alloy powder typically having a 50% volume center particle size of 1 μm or more and less than 10 μm.

なお、50%体積中心粒径(D50)は気流分散型レーザー回折法により測定できる。50%体積中心粒径が明らかに所望の範囲内であることを確認できるレベルである場合には、任意抽出の粉末の粒径を電子顕微鏡観察によって簡易に確認してもよい。 The 50% volume center particle size (D 50 ) can be measured by a gas flow dispersion type laser diffraction method. When the 50% volume center particle size is at a level where it can be clearly confirmed that it is within the desired range, the particle size of the arbitrarily extracted powder may be easily confirmed by observation with an electron microscope.

一方、拡散材を機械的粉砕法や水素吸蔵粉砕法などを用いて粗粉砕し、例えば大きさ75μm未満の拡散材粉末を作製する。拡散材の粉砕時には、粉砕性の向上などを目的として固体潤滑剤および/または液体潤滑剤を添加してもよい。拡散材粉末の大きさは、JIS Z 2510記載の方法によってJIS Z 8801−1に規定のふるいを用いて分級し、所望の粒度の範囲に調整すればよいが、拡散材粉末も50%体積中心粒径は気流分散型レーザー回折法によって測定して求めるか、電子顕微鏡によって確認する。   On the other hand, the diffusing material is coarsely pulverized using a mechanical pulverization method, a hydrogen occlusion pulverization method, or the like to produce a diffusing material powder having a size of less than 75 μm, for example. When the diffusing material is pulverized, a solid lubricant and / or a liquid lubricant may be added for the purpose of improving the pulverization property. The size of the diffusing material powder may be classified by the method described in JIS Z 2510 using a sieve specified in JIS Z 8801-1, and adjusted to a desired particle size range. The particle diameter is determined by measuring by an air current dispersion type laser diffraction method or confirmed by an electron microscope.

作製した原料合金粉末と拡散材粉末を公知の粉末混合法によって混合し混合粉末を得る。   The produced raw material alloy powder and diffusing material powder are mixed by a known powder mixing method to obtain a mixed powder.

取り扱いの観点から、原料合金粉末および拡散材粉末の50%体積中心粒径はそれぞれ1μm以上であることが望ましい。50%体積中心粒径が1μm未満になると、混合粉末が大気雰囲気中の酸素と反応しやすくなり、酸化による発熱・発火の危険性が高まるからである。取り扱いをより容易にするためには、50%体積中心粒径を3μm以上に設定することが望ましい。拡散材粉末の50%体積中心粒径は、酸化抑制の観点から10μm以上であることが好ましい。成型体の機械的強度向上という観点から、原料合金粉末の50%体積中心粒径の望ましい上限は9μmであり、さらに望ましい上限は8μmである。また、HDDR反応の均一性という観点から、拡散材粉末の粒径は75μm未満である。   From the viewpoint of handling, it is desirable that the 50% volume center particle size of the raw material alloy powder and the diffusing material powder is 1 μm or more, respectively. This is because when the 50% volume center particle size is less than 1 μm, the mixed powder easily reacts with oxygen in the air atmosphere, increasing the risk of heat generation and ignition due to oxidation. In order to make the handling easier, it is desirable to set the 50% volume center particle size to 3 μm or more. The 50% volume center particle size of the diffusing material powder is preferably 10 μm or more from the viewpoint of suppressing oxidation. From the viewpoint of improving the mechanical strength of the molded body, the desirable upper limit of the 50% volume center particle size of the raw material alloy powder is 9 μm, and the more desirable upper limit is 8 μm. From the viewpoint of the uniformity of the HDDR reaction, the particle size of the diffusing material powder is less than 75 μm.

原料合金と拡散材を別々に粉砕することにより、原料合金粉末の50%体積中心粒径を1μm以上10μm未満、拡散材粉末の50%体積中心粒径を10μm以上とすることができ、特に酸素と反応しやすい拡散材の酸化を抑制することができる。   By separately pulverizing the raw material alloy and the diffusion material, the 50% volume center particle size of the raw material alloy powder can be set to 1 μm or more and less than 10 μm, and the 50% volume center particle size of the diffusion material powder can be set to 10 μm or more. Oxidation of a diffusing material that easily reacts with can be suppressed.

また、原料合金と拡散材の混合物を粉砕する場合においては、まず原料合金と拡散材の混合物をジョークラッシャーなどの機械的粉砕法や水素吸蔵粉砕法などを用いて粗粉砕し、大きさ50μm〜1000μm程度の粗粉砕粉末を作製する。この粗粉砕粉末に対してジェットミルなどによる微粉砕を行い、50%体積中心粒径が1μm以上10μm未満の混合粉末を作製する。原料合金と拡散材をそれぞれ大きさ50μm〜1000μm程度の粗粉砕粉末としてから混合し、混合した粗粉砕粉を微粉砕してもよい。   When the mixture of the raw material alloy and the diffusing material is pulverized, first, the mixture of the raw material alloy and the diffusing material is roughly pulverized using a mechanical pulverization method such as a jaw crusher or a hydrogen storage pulverization method, and the size is 50 μm to A roughly pulverized powder of about 1000 μm is prepared. The coarsely pulverized powder is finely pulverized by a jet mill or the like to produce a mixed powder having a 50% volume center particle size of 1 μm or more and less than 10 μm. The raw material alloy and the diffusion material may be mixed as coarsely pulverized powder having a size of about 50 μm to 1000 μm, respectively, and the mixed coarsely pulverized powder may be finely pulverized.

混合粉末の50%体積中心粒径が1μm未満になると、混合粉末が大気雰囲気中の酸素と反応しやすくなり、酸化による発熱・発火の危険性が高まる。取り扱いをより容易にするためには、50%体積中心粒径を3μm以上に設定することが望ましい。圧粉体の機械的強度向上という観点から、50%体積中心粒径の望ましい上限は9μmであり、さらに望ましい上限は8μmである。   When the 50% volume center particle size of the mixed powder is less than 1 μm, the mixed powder easily reacts with oxygen in the air atmosphere, increasing the risk of heat generation and ignition due to oxidation. In order to make the handling easier, it is desirable to set the 50% volume center particle size to 3 μm or more. From the viewpoint of improving the mechanical strength of the green compact, a desirable upper limit of 50% volume center particle size is 9 μm, and a more desirable upper limit is 8 μm.

原料合金と拡散材の混合物を粉砕することによって、原料合金と拡散材が均一に混合された混合粉末を容易に作製することができる。   By pulverizing the mixture of the raw material alloy and the diffusion material, a mixed powder in which the raw material alloy and the diffusion material are uniformly mixed can be easily produced.

原料合金と拡散材の混合比は、重量比で(原料合金):(拡散材)=m:1(5≦m≦100)であることが望ましい。mが5未満であると、拡散材の割合が多くなりすぎるために、主相であるR214B相の体積率の低下を招き、結果として残留磁束密度の低下を招く可能性がある。また、mが100を超えると拡散材を添加した効果がほとんど得られなくなる可能性がある。 The mixing ratio of the raw material alloy and the diffusing material is preferably (raw material alloy) :( diffusing material) = m: 1 (5 ≦ m ≦ 100) in weight ratio. When m is less than 5, the proportion of the diffusing material is excessively increased, leading to a decrease in the volume ratio of the main phase R 2 T 14 B phase, which may result in a decrease in residual magnetic flux density. . On the other hand, if m exceeds 100, the effect of adding the diffusing material may be hardly obtained.

混合粉末における希土類元素RおよびR’の総量は、混合粉末全体の10原子%以上30原子%以下であることが望ましく、12原子%以上17原子%以下であることがより望ましい。また、混合粉末における希土類元素RおよびR’の総量は、混合粉末全体の15原子%以下であると、ホットプレス後に金型から取り出しやすいのでより望ましい。   The total amount of rare earth elements R and R ′ in the mixed powder is preferably 10 atomic percent or more and 30 atomic percent or less, and more preferably 12 atomic percent or more and 17 atomic percent or less of the entire mixed powder. In addition, the total amount of rare earth elements R and R ′ in the mixed powder is more preferably 15 atomic% or less of the entire mixed powder because it is easy to remove from the mold after hot pressing.

<圧粉体>
次に、上記の混合粉末を成型し、圧粉体を作製する。圧粉体を成型する工程は、10MPa〜200MPaの圧力を付加し、0.4MA/m〜16MA/mの磁界中(静磁界、パルス磁界など)で行うことが望ましい。成型は公知の粉末プレス装置によって行うことができる。粉末プレス装置から取り出し時の圧粉体密度(成型体密度)は、3.5g/cm3〜5.2g/cm3程度である。
<Green compact>
Next, the mixed powder is molded to produce a green compact. The step of molding the green compact is desirably performed in a magnetic field (such as a static magnetic field or a pulsed magnetic field) of 0.4 MA / m to 16 MA / m by applying a pressure of 10 MPa to 200 MPa. Molding can be performed by a known powder press apparatus. Compact density (compact density) when removed from the powder press device is 3.5g / cm 3 ~5.2g / cm 3 order.

また、成形は例えば図18や特開平7−153612号公報に記載のような容器内に混合粉末を充填した後に、0.05MPa〜10MPaの圧力を付加して圧粉体を作製してもよい。この場合は、容器に圧粉体を入れたまま後のHDDR処理を行う。容器内で成形することによって、圧粉体密度が低い場合においても取り扱いが容易となる。圧粉体密度を低くすることにより、後のHDDR処理において、水素吸蔵に伴う体積膨張によって生じる内部応力を圧粉体内部で緩和することができるため、クラックの発生を抑制することができる。この場合の圧粉体密度は3.0g/cm3〜4.0g/cm3程度である。 Further, the compacting may be performed by, for example, filling a mixed powder in a container as shown in FIG. 18 or JP-A-7-153612 and applying a pressure of 0.05 MPa to 10 MPa. . In this case, the subsequent HDDR process is performed with the green compact in the container. By forming in a container, handling becomes easy even when the green compact density is low. By reducing the density of the green compact, internal stress generated by volume expansion accompanying hydrogen occlusion can be relieved in the green compact in subsequent HDDR processing, so that the occurrence of cracks can be suppressed. Compact density in this case is about 3.0g / cm 3 ~4.0g / cm 3 .

上記の成型工程は、磁界を印加することなく実行してもよい。磁界配向を行わない場合、最終的には等方性の多孔質磁石が得られることになる。しかし、より高い磁気特性を得るためには、磁界配向を行いながら成型工程を実行し、最終的に異方性の多孔質磁石を得ることが望ましい。   You may perform said shaping | molding process, without applying a magnetic field. When magnetic field orientation is not performed, an isotropic porous magnet is finally obtained. However, in order to obtain higher magnetic characteristics, it is desirable to execute a molding process while performing magnetic field orientation and finally obtain an anisotropic porous magnet.

原料合金および拡散材の粉砕工程、および上記圧粉体の成型工程は、原料合金および拡散材の酸化を抑制しながら行うことが望ましい。原料合金および拡散材の酸化を抑制するには、各工程および各工程間のハンドリングをできる限り酸素量を抑制した不活性雰囲気で行うことが望ましい。DR処理前の圧粉体の酸素量は1質量%以下に抑制することが望ましく、0.6質量%以下に抑制することがより望ましい。   The pulverizing step of the raw material alloy and the diffusion material and the compacting step of the green compact are desirably performed while suppressing the oxidation of the raw material alloy and the diffusing material. In order to suppress the oxidation of the raw material alloy and the diffusion material, it is desirable to perform each process and the handling between the processes in an inert atmosphere in which the oxygen amount is suppressed as much as possible. The amount of oxygen in the green compact before the DR treatment is preferably suppressed to 1% by mass or less, and more preferably to 0.6% by mass or less.

本発明では、混合粉末を圧縮して成型した圧粉体に対してHDDR処理を行う。この圧粉体の内部には、水素ガスが移動・拡散可能な隙間が粉末粒子の間に十分な大きさで存在している。また、本発明では、50%体積中心粒径が1μm以上10μm未満の原料粉末を使用しているため、水素が粉末粒子内の全体を移動することが容易である。これらのHD反応およびDR反応を短時間で進行させることができる。こうして、HDDR後の組織が均質化されるため、高い磁気特性、特に良好な角型性が得られるとともに、HDDR工程に要する時間を短縮できるという利点が得られる。   In the present invention, the HDDR process is performed on the green compact obtained by compressing and molding the mixed powder. Inside the green compact, a gap through which hydrogen gas can move and diffuse exists between the powder particles with a sufficient size. Moreover, in this invention, since the raw material powder whose 50% volume center particle size is 1 micrometer or more and less than 10 micrometers is used, it is easy for hydrogen to move the whole in a powder particle. These HD and DR reactions can proceed in a short time. Thus, since the structure after HDDR is homogenized, it is possible to obtain an advantage that high magnetic properties, particularly good squareness can be obtained, and the time required for the HDDR process can be shortened.

<HDDR処理>
次に上記成型工程によって得られた圧粉体に対し、HDDR処理を施す。本実施形態において、HDDR処理は第一熱処理工程、第二熱処理工程、第三熱処理工程の3工程を含む。
<HDDR processing>
Next, the HDDR process is performed on the green compact obtained by the molding step. In the present embodiment, the HDDR process includes three steps of a first heat treatment step, a second heat treatment step, and a third heat treatment step.

第一熱処理工程は、混合粉末を用いて成型した圧粉体に対し、水素雰囲気中、200℃以上600℃以下の温度で熱処理を施す工程である。第一熱処理工程では、R214B相のHD反応は起こらないが、R214B相の結晶格子間に水素が吸蔵される。また、R214B相の結晶粒間に存在する希土類リッチ相は水素化され、主にRの水素化物として存在する。また、拡散材はR’の水素化物とR’−M化合物に分解される。RおよびR’の水素化物の融点は、第二熱処理工程の熱処理温度よりも高いため、第二熱処理工程の前に生成する液相量を低減することができる。そのため、第一熱処理工程を行うことにより、第二熱処理工程の前に液相が生成して、R214B相と反応し、磁気特性、特に配向度および角型性が悪化することを抑制する。 The first heat treatment step is a step of heat-treating the green compact molded using the mixed powder in a hydrogen atmosphere at a temperature of 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower. In the first heat treatment step, but does not occur HD reaction R 2 T 14 B phase, hydrogen is occluded between the crystal lattice of the R 2 T 14 B phase. Further, the rare earth-rich phase existing between the crystal grains of the R 2 T 14 B phase is hydrogenated and exists mainly as a hydride of R. Further, the diffusing material is decomposed into R 'hydride and R'-M compound. Since the melting points of the hydrides of R and R ′ are higher than the heat treatment temperature in the second heat treatment step, the amount of liquid phase generated before the second heat treatment step can be reduced. Therefore, by performing the first heat treatment step, the liquid phase is generated before the second heat treatment step, reacts with the R 2 T 14 B phase, and the magnetic properties, particularly the degree of orientation and the squareness deteriorate. Suppress.

第一熱処理工程においては、R214B相の結晶格子間に水素が吸蔵され、R214B相の体積が約2%膨張することを、粉末X線回折測定より求めた格子定数から確認している。このことから、圧粉体の寸法や形状によっては、体積膨張によって生じる内部応力により圧粉体にクラックが生じてしまう可能性がある。このクラックの抑制のため、例えば、水素が通気可能な程度に密閉された容器など、圧粉体の体積膨張を抑制する拘束治具を用いてHDDR処理を行ってもよい。 In the first heat treatment step, hydrogen is occluded between the crystal lattice of the R 2 T 14 B phase, that the volume of the R 2 T 14 B phase expands approximately 2%, the lattice constant determined from X-ray powder diffraction measurement Confirmed from. Therefore, depending on the size and shape of the green compact, there is a possibility that the green compact may crack due to internal stress caused by volume expansion. In order to suppress this crack, for example, the HDDR process may be performed using a restraining jig that suppresses the volume expansion of the green compact, such as a container hermetically sealed to allow hydrogen to pass through.

一例として拡散材としてNd90Al10合金(原子%)を使用した場合について具体的に説明する。 As an example, a case where an Nd 90 Al 10 alloy (atomic%) is used as the diffusion material will be specifically described.

原料合金とNd90Al10合金を混合し、第一熱処理工程を行わない場合、つまり真空または不活性雰囲気で第二熱処理工程の熱処理温度まで昇温した場合、Nd90Al10合金はNdとNd2Alの共晶温度である630℃以上で液相を生成する。この温度は、第二熱処理工程の熱処理温度よりは低いため、第二熱処理工程の前に、生成した液相とR214B相が反応してしまい、前述の理由で配向度および角型性が悪化する。 When the raw material alloy and the Nd 90 Al 10 alloy are mixed and the first heat treatment step is not performed, that is, when the temperature is raised to the heat treatment temperature of the second heat treatment step in a vacuum or an inert atmosphere, the Nd 90 Al 10 alloy has Nd and Nd 2 A liquid phase is generated at 630 ° C. or higher which is the eutectic temperature of Al. Since this temperature is lower than the heat treatment temperature in the second heat treatment step, the generated liquid phase reacts with the R 2 T 14 B phase before the second heat treatment step. Sex worsens.

一方、第一熱処理工程を行った場合、Nd90Al10合金はNdHxとNdAl2に分解することをX線回折測定により確認した。これらの融点は、いずれも後の第二熱処理工程の熱処理温度より高いため、NdHxから脱水素反応が起こらない限り、第二熱処理工程の熱処理温度以下では液相は生成しない。そのため、液相生成に起因する配向度および角型性の悪化を抑制することができる。 On the other hand, when the first heat treatment step was performed, it was confirmed by X-ray diffraction measurement that the Nd 90 Al 10 alloy was decomposed into NdH x and NdAl 2 . Since these melting points are both higher than the heat treatment temperature of the subsequent second heat treatment step, no liquid phase is generated below the heat treatment temperature of the second heat treatment step unless a dehydrogenation reaction occurs from NdH x . Therefore, the deterioration of the degree of orientation and the squareness due to the liquid phase generation can be suppressed.

第一熱処理工程の熱処理温度は、R214B相のHD反応が起こってしまうと、反応速度制御の困難性から配向度が悪化するため、R214B相のHD反応が起こる温度以下で行う必要がある。 The heat treatment temperature of the first heat treatment step, the thus occurred HD reaction R 2 T 14 B phase, because the degree of orientation deteriorates the difficulty of reaction rate control, the temperature at which HD reaction R 2 T 14 B phase will occur You need to do the following:

R−T−B系合金粉末の圧粉体を100kPaの水素雰囲気中で昇温しながら水素吸収挙動を調査したところ、610℃〜700℃において急激に水素を吸収することが確認された。そこで、700℃においてR−T−B系合金粉末の圧粉体を水素化させた後にX線回折測定によって構成相を調査したところ、R214B相は不均化し、RHx相とα−Fe相とFe2B相に分解していることが確認された。したがって、この水素の吸収はR214B相のHD反応によるものと考えられる。また、前記反応温度より低い600℃においてR−T−B系合金粉末の圧粉体を水素化させた後にX線回折測定によって構成相を調査したところ、R214B相のHD反応は起こっておらず、希土類リッチ相は主にRHx相となっていることが確認された。したがって、R214B相を不均化させることなく、希土類リッチ相を高融点化合物である希土類水素化物RHxとするための第一熱処理工程の熱処理温度は、600℃以下である。 When the hydrogen absorption behavior was investigated while raising the green compact of the RTB-based alloy powder in a hydrogen atmosphere of 100 kPa, it was confirmed that hydrogen was rapidly absorbed at 610 ° C to 700 ° C. Therefore, when the constituent phase was investigated by X-ray diffraction measurement after hydrogenating the green compact of the RTB-based alloy powder at 700 ° C., the R 2 T 14 B phase was disproportionated and the RH x phase It was confirmed that it was decomposed into an α-Fe phase and an Fe 2 B phase. Therefore, this hydrogen absorption is considered to be due to the HD reaction of the R 2 T 14 B phase. Further, when the constituent phase was investigated by X-ray diffraction measurement after hydrogenating the green compact of the RTB-based alloy powder at 600 ° C. lower than the reaction temperature, the HD reaction of the R 2 T 14 B phase was It was confirmed that the rare earth-rich phase was mainly the RH x phase. Therefore, the heat treatment temperature in the first heat treatment step for converting the rare earth-rich phase to the rare earth hydride RH x that is a high melting point compound without disproportionating the R 2 T 14 B phase is 600 ° C. or less.

水素化の反応速度を向上させるため、熱処理温度は200℃以上であり、400℃以上であることが望ましい。また、水素化を十分進行させるために、600℃以下の所定の温度まで昇温した後に所定時間保持してもよく、その保持時間は120分以下であることが望ましい。120分を超えて熱処理を行っても、それ以上の効果は見られず、生産性の悪化を招く。   In order to improve the reaction rate of hydrogenation, the heat treatment temperature is 200 ° C. or higher, and preferably 400 ° C. or higher. Moreover, in order to fully advance hydrogenation, you may hold | maintain for a predetermined time, after heating up to the predetermined temperature of 600 degrees C or less, and it is desirable that the holding time is 120 minutes or less. Even if the heat treatment is carried out for more than 120 minutes, no further effect is seen and the productivity is deteriorated.

また、第一熱処理工程における雰囲気の水素分圧は、10kPa以上が好ましい。また、50kPa以上であれば希土類リッチ相および拡散材の水素化が十分に進行するのでより好ましい。また、500kPaを超える水素分圧では、処理に特殊な装置が必要となるため、500kPa以下であることが望ましい。なお、より好ましい水素分圧は150kPa以下である。水素分圧が150kPaを超えると水素吸蔵が急激に起こってしまい、水素吸蔵に伴う体積膨張によって圧粉体にクラックが入ってしまう可能性がある。   Moreover, the hydrogen partial pressure of the atmosphere in the first heat treatment step is preferably 10 kPa or more. Moreover, if it is 50 kPa or more, since hydrogenation of a rare earth rich phase and a diffusion material will fully advance, it is more preferable. In addition, when the hydrogen partial pressure exceeds 500 kPa, a special apparatus is required for the treatment, and therefore, it is preferably 500 kPa or less. A more preferable hydrogen partial pressure is 150 kPa or less. When the hydrogen partial pressure exceeds 150 kPa, hydrogen occlusion occurs abruptly, and the green compact may crack due to volume expansion accompanying hydrogen occlusion.

次に、雰囲気を真空(1.3Pa以下)または不活性雰囲気に切り替えて、第二熱処理工程の熱処理温度まで昇温する。昇温中の雰囲気に水素ガスが存在すると、R214B相のHD反応が進行してしまうため、反応速度制御が困難となり、結果として磁気特性の低下を招く可能性があるが、特許文献5などの従来のHDDR磁粉(原料合金粉末の平均粒子径が50μm〜10mm)の製造においては、水素ガスが存在することによって生じるHD反応で不均化する領域はごく一部であり、適切な昇温速度の下では、一定量の水素が存在しても表面のごくわずかな領域のみが昇温中に水素化および不均化するにとどまり、HDDR処理後の配向度への影響はそれほど顕在化しない。一方、本発明の製造方法では、50%体積中心粒径が10μm未満の微粉末を対象としており、表面積は従来のHDDR磁粉よりも100倍以上も大きく、昇温中の雰囲気に水素が存在することによって起こるHD反応の進行が、従来のHDDR磁粉の製造に比べて顕著であり、結果HDDR処理後の配向度の低下が顕在化する。 Next, the atmosphere is switched to a vacuum (1.3 Pa or less) or an inert atmosphere, and the temperature is raised to the heat treatment temperature of the second heat treatment step. If hydrogen gas is present in the temperature-raising atmosphere, the HD reaction of the R 2 T 14 B phase proceeds, so that it is difficult to control the reaction rate, and as a result, the magnetic properties may be deteriorated. In the production of conventional HDDR magnetic powders (the average particle diameter of the raw material alloy powder is 50 μm to 10 mm) as in Reference 5, there is only a small part of the region disproportionated by the HD reaction caused by the presence of hydrogen gas. Under a high temperature increase rate, even if a certain amount of hydrogen is present, only a very small area of the surface is hydrogenated and disproportionated during the temperature increase, and the influence on the degree of orientation after HDDR treatment is not so much. It does not appear. On the other hand, in the production method of the present invention, a fine powder having a 50% volume center particle size of less than 10 μm is targeted, the surface area is more than 100 times larger than that of the conventional HDDR magnetic powder, and hydrogen exists in the atmosphere during temperature rise. The progress of the HD reaction caused by this is remarkable as compared with the production of conventional HDDR magnetic powder, and as a result, a decrease in the degree of orientation after the HDDR treatment becomes obvious.

なお、本明細書において、不活性ガスとはアルゴンおよび/またはヘリウムなどの希土類元素と反応しないガスを意味する。昇温工程を窒素雰囲気で行うと、希土類元素と窒素ガスが反応して希土類窒化物(NdN3など)を生成する可能性がある。 In the present specification, an inert gas means a gas that does not react with rare earth elements such as argon and / or helium. When the temperature raising step is performed in a nitrogen atmosphere, the rare earth element and the nitrogen gas may react to generate a rare earth nitride (NdN 3 or the like).

また、昇温時間が長すぎると、第一熱処理工程により生成したRおよびR’の水素化物の脱水素反応が生じ、その結果新たに液相が生成されて、主相であるR214B相と反応し、得られる磁石の配向度および角型性を悪化させる可能性があるため、昇温時間(第一熱処理工程終了時から、第二熱処理工程の開始時までの時間)は60分以下とすることが望ましく、30分以下とすることがより望ましく、10分以下とすることがさらに望ましい。なお、雰囲気ガスの置換に要する時間や装置の昇温能力等を考慮すると、昇温時間は通常1分以上である。 On the other hand, if the temperature rising time is too long, a dehydrogenation reaction of the hydride of R and R ′ generated in the first heat treatment step occurs, and as a result, a new liquid phase is generated, and R 2 T 14 which is the main phase. The temperature rise time (time from the end of the first heat treatment step to the start of the second heat treatment step) is 60 because it may react with the B phase and deteriorate the degree of orientation and squareness of the resulting magnet. It is desirable that the time be less than or equal to 30 minutes, more desirably 30 minutes or less, and even more desirably 10 minutes or less. In consideration of the time required for replacement of the atmospheric gas, the temperature rising capability of the apparatus, and the like, the temperature rising time is usually 1 minute or longer.

次いで行う第二熱処理工程は、水素雰囲気中においてR214B相をHD反応させて不均化組織を得る工程である。この時、第二熱処理工程の温度および水素分圧を適正に制御することによって最終的に得られる磁石の磁気的異方性を高めることができる。この時、第一熱処理工程で水素化された拡散材の形態は変化しない。 Next, the second heat treatment step to be performed is a step of obtaining a disproportionated structure by HD reaction of the R 2 T 14 B phase in a hydrogen atmosphere. At this time, the magnetic anisotropy of the finally obtained magnet can be increased by appropriately controlling the temperature and the hydrogen partial pressure in the second heat treatment step. At this time, the form of the diffusion material hydrogenated in the first heat treatment step does not change.

第二熱処理工程の温度は650℃以上1000℃以下である。650℃未満では不均化が十分に進むまでに時間がかかりすぎる。また、1000℃を超えると不均化組織が粗大化するため、後の第三熱処理工程によって得られるR214B相の集合組織が粗大となり、磁気特性、特に保磁力の低下を招く。粒成長を抑制するという観点から、第二処理工程の温度を950℃以下に設定することが好ましく、900℃以下に設定することがより好ましい。 The temperature of the second heat treatment step is 650 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. If it is less than 650 degreeC, it will take time for disproportionation to fully advance. Further, when the temperature exceeds 1000 ° C., the disproportionated structure becomes coarse, and the texture of the R 2 T 14 B phase obtained by the subsequent third heat treatment step becomes coarse, resulting in a decrease in magnetic properties, particularly coercive force. From the viewpoint of suppressing grain growth, the temperature of the second treatment step is preferably set to 950 ° C. or lower, and more preferably set to 900 ° C. or lower.

第二熱処理工程の水素分圧は20kPa以上であることが望ましい。水素分圧が20kPa未満ではR214B相の不均化が十分に進むまでに時間がかかりすぎるため、生産性の低下を招く可能性がある。また、500kPaを超える水素分圧では、処理に特殊な装置が必要となるため、500kPa以下であることが望ましい。なお、より好ましい水素分圧は150kPa以下である。水素分圧が150kPaを超えると水素吸蔵が急激に起こってしまい、水素吸蔵に伴う体積膨張によって圧粉体にクラックが入ってしまう可能性がある。 The hydrogen partial pressure in the second heat treatment step is desirably 20 kPa or more. When the hydrogen partial pressure is less than 20 kPa, it takes too much time for the disproportionation of the R 2 T 14 B phase to proceed sufficiently, which may lead to a decrease in productivity. In addition, when the hydrogen partial pressure exceeds 500 kPa, a special apparatus is required for the treatment, and therefore, it is preferably 500 kPa or less. A more preferable hydrogen partial pressure is 150 kPa or less. When the hydrogen partial pressure exceeds 150 kPa, hydrogen occlusion occurs abruptly, and the green compact may crack due to volume expansion accompanying hydrogen occlusion.

第二熱処理工程に要する時間は、10分以上5時間以下であることが望ましい。10分未満では、R214B相の不均化が十分に進まない可能性がある。また、5時間を超えると不均化組織が粗大化するため、第三熱処理工程後の再結合組織が粗大となり、磁気特性、特に保磁力の低下を招く可能性がある。より望ましくは15分以上2時間以下である。 The time required for the second heat treatment step is desirably 10 minutes or more and 5 hours or less. If it is less than 10 minutes, disproportionation of the R 2 T 14 B phase may not proceed sufficiently. Further, when the time exceeds 5 hours, the disproportionated structure becomes coarse, and the recombination structure after the third heat treatment step becomes coarse, which may cause a decrease in magnetic properties, particularly coercive force. More desirably, it is 15 minutes or more and 2 hours or less.

次いで行う第三熱処理工程では、真空(1.3Pa以下)または不活性雰囲気において650℃以上1000℃以下で保持することにより、RおよびR’の水素化物の脱水素反応を起こし、R214B相を再結合反応により生成させる。なお、第三熱処理工程の雰囲気を段階的に変化させることで脱水素反応の過程を制御することもできる。例えば、絶対圧または水素分圧が1kPa〜20kPaの雰囲気に5分以上300分以下の時間で制御したのち、真空または不活性雰囲気において650℃以上1000℃以下で保持することでHcJを制御することができる。 Next, in the third heat treatment step to be performed, a hydride of R and R ′ is dehydrogenated by holding at 650 ° C. or more and 1000 ° C. or less in a vacuum (1.3 Pa or less) or an inert atmosphere, and R 2 T 14 Phase B is generated by a recombination reaction. In addition, the process of a dehydrogenation reaction can also be controlled by changing the atmosphere of a 3rd heat treatment process in steps. For example, after controlling the absolute pressure or the hydrogen partial pressure in an atmosphere of 1 kPa to 20 kPa for a time of 5 minutes or more and 300 minutes or less, the H cJ is controlled by holding at 650 ° C. or more and 1000 ° C. or less in a vacuum or an inert atmosphere. be able to.

第三熱処理工程で生成したR214B相は典型的には0.1μm以上1.0μm以下の平均結晶粒径を有する集合組織を形成する。また、再結合に使用されなかったRおよびR’の水素化物の脱水素反応が起こるとともに、Rに富む液相が生成し、R214B相の結晶粒界に粒界相(希土類リッチ相)が形成されて保磁力が発現する。このとき、液相中にR’−M化合物が溶解するため、M元素がR214B相内および/またはR214B相の結晶粒界に拡散することによって、保磁力が向上する。さらに、焼結反応も同時に起こり、多孔質の永久磁石となる。粒成長を抑制するという観点から、第三処理工程の温度を950℃以下に設定することが好ましく、900℃以下に設定してもよい。 The R 2 T 14 B phase generated in the third heat treatment step typically forms a texture having an average crystal grain size of 0.1 μm or more and 1.0 μm or less. Further, the dehydrogenation reaction of hydride was used in recombination R and R 'occur, the liquid phase rich in R is generated, the grain boundary phase to the grain boundary of the R 2 T 14 B phase (rare earth rich Phase) is formed and coercive force is developed. In this case, to dissolve the R'-M compound in a liquid phase, by the M element is diffused into the grain boundaries of the R 2 T 14 B Aiuchi and / or R 2 T 14 B phase, improving the coercive force To do. Furthermore, a sintering reaction also occurs at the same time, resulting in a porous permanent magnet. From the viewpoint of suppressing grain growth, the temperature of the third treatment step is preferably set to 950 ° C. or lower, and may be set to 900 ° C. or lower.

第三熱処理工程の温度は650℃以上1000℃以下である。650℃未満では脱水素反応が実質的に起こらない。また、1000℃を超えると再結合したR214B相が結晶粒成長してしまうため、磁気特性、特に保磁力の低下を招く。また、第三熱処理工程に要する時間は、5分以上10時間以下が望ましく、10分以上2時間以下がより望ましい。 The temperature of the third heat treatment step is 650 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower. If it is less than 650 degreeC, dehydrogenation reaction does not occur substantially. Further, when the temperature exceeds 1000 ° C., the recombined R 2 T 14 B phase grows in crystal grains, leading to a decrease in magnetic characteristics, particularly coercive force. The time required for the third heat treatment step is preferably 5 minutes or more and 10 hours or less, and more preferably 10 minutes or more and 2 hours or less.

<多孔質磁石>
上記HDDR処理によって、3.5g/cm3以上7.0g/cm3以下の密度を有する多孔質磁石が得られる。この多孔質磁石においては、第二熱処理工程より前に粉末粒子の磁化容易軸を所定方向に配向させておくことにより、HDDR処理で形成する集合組織内の微細なNd2Fe14B型結晶相の磁化容易軸を磁石全体にわたって所定方向に配向することができる。
<Porous magnet>
By the HDDR treatment, a porous magnet having a density of 3.5 g / cm 3 or more and 7.0 g / cm 3 or less is obtained. In this porous magnet, the easy magnetization axis of the powder particles is oriented in a predetermined direction before the second heat treatment step, so that the fine Nd 2 Fe 14 B type crystal phase in the texture formed by the HDDR process is obtained. Can be oriented in a predetermined direction throughout the magnet.

この多孔質磁石には、HDDR処理工程で相互に結合した粉末粒子の間に、三次元網状に連通する長径10μm程度の空隙が存在している。圧粉体を構成していた個々の粉末粒子は、HDDR処理により隣接する粉末粒子と結合し、剛性を発揮する三次元構造を形成するとともに、個々の粉末粒子内では微細なNd2Fe14B型結晶相の集合組織が形成されている。 In this porous magnet, there is a void having a major axis of about 10 μm communicating with the three-dimensional network between the powder particles bonded to each other in the HDDR processing step. The individual powder particles constituting the green compact are combined with the adjacent powder particles by the HDDR process to form a three-dimensional structure exhibiting rigidity, and fine Nd 2 Fe 14 B in each powder particle. A texture of the type crystal phase is formed.

本発明のR−T−B系多孔質磁石の密度は、3.5g/cm3以上7.0g/cm3以下であるが、粉末粒子間の隙間が存在した状態でも、粒子同士が結合し、十分な機械的強度と優れた磁気特性とを発揮する。 The density of the R-T-B type porous magnet of the present invention is 3.5 g / cm 3 or more and 7.0 g / cm 3 or less, but the particles are bonded to each other even when there are gaps between the powder particles. Demonstrate sufficient mechanical strength and excellent magnetic properties.

本実施形態では、成型工程後に圧粉体に対してHDDR処理を施すため、HDDR処理後には粉末成型を行わない。このため、成型のための加圧によって磁粉が粉砕されて磁気特性が劣化するようなことがHDDR処理後に生じず、HDDR粉末を圧縮するボンド磁石に比べて高い磁気特性を得ることができる。   In this embodiment, since the HDDR process is performed on the green compact after the molding process, the powder molding is not performed after the HDDR process. For this reason, it does not occur after HDDR processing that the magnetic powder is pulverized by pressurization for molding, and high magnetic characteristics can be obtained as compared with a bonded magnet that compresses HDDR powder.

<多孔質磁石の熱間圧縮成型>
上記の方法によって得られた多孔質磁石は、そのままの状態でバルク永久磁石として利用することができるが、さらにホットプレス法などの熱間圧縮成型を用いることによって、高密度化を行い、平均結晶粒径0.1μm以上1μm以下のR214B相の集合組織を有する高密度磁石を得ることができる。以下に熱間圧縮成型による高密度化について、具体的な実施形態の一例を示す。多孔質磁石に対する熱間圧縮は、公知の熱間圧縮技術を用いて行うことができる。例えば、ホットプレス、SPS(spark plasma sintering)、HIP、熱間圧延などの熱間圧縮成型を行うことが可能である。なかでも、所望の形状を得やすいホットプレスやSPSが好適に用いられ得る。以下、ホットプレスを行う手順について説明する。
<Hot compression molding of porous magnet>
The porous magnet obtained by the above method can be used as a bulk permanent magnet as it is, but it is further densified by using hot compression molding such as a hot press method, and the average crystal A high-density magnet having a texture of R 2 T 14 B phase with a particle size of 0.1 μm or more and 1 μm or less can be obtained. An example of a specific embodiment will be shown below for densification by hot compression molding. Hot compression on the porous magnet can be performed using a known hot compression technique. For example, hot compression molding such as hot pressing, SPS (spark plasma sintering), HIP, and hot rolling can be performed. Especially, the hot press and SPS which are easy to obtain a desired shape can be used suitably. Hereinafter, a procedure for performing hot pressing will be described.

本実施形態では、図1に示す構成を有するホットプレス装置を用いる。この装置は、中央に開口部を有する金型(ダイ)27と多孔質磁石を加圧するための上パンチ28aおよび下パンチ28bと、これらのパンチ28a、28bを昇降する駆動部30a、30bとを備えている。   In the present embodiment, a hot press apparatus having the configuration shown in FIG. 1 is used. This apparatus includes a die (die) 27 having an opening in the center, an upper punch 28a and a lower punch 28b for pressurizing a porous magnet, and drive units 30a and 30b for raising and lowering these punches 28a and 28b. I have.

上述した方法によって作製した多孔質磁石(図1では参照符号「10」と付している)を、図1に示す金型27に装填する。このとき、配向方向とプレス方向とが一致するように装填を行うことが望ましい。金型27およびパンチ28a、28bは、使用する雰囲気ガス中で加熱温度および印加圧力に耐えうる材料から形成される。このような材料としては、カーボンや、タングステンカーバイドなどの超硬合金が望ましい。なお、多孔質磁石10の外形寸法は金型27の開口部寸法よりも小さく設定しておくことにより、異方性を高められる。次に、多孔質磁石10を装填した金型27をホットプレス装置にセットする。ホットプレス装置は、真空(1.3Pa以下)または不活性雰囲気に制御することが可能なチャンバ26を備えていることが望ましい。チャンバ26内には、例えば抵抗加熱によるカーボンヒーターなどの加熱装置と、多孔質磁石を加圧して圧縮するためのシリンダーとが備え付けられている。   A porous magnet (indicated by reference numeral “10” in FIG. 1) produced by the method described above is loaded into the mold 27 shown in FIG. At this time, it is desirable to perform loading so that the orientation direction and the pressing direction coincide. The mold 27 and the punches 28a and 28b are formed of a material that can withstand the heating temperature and the applied pressure in the atmosphere gas to be used. As such a material, carbon or cemented carbide such as tungsten carbide is desirable. In addition, the anisotropy can be increased by setting the outer dimension of the porous magnet 10 to be smaller than the opening dimension of the mold 27. Next, the mold 27 loaded with the porous magnet 10 is set in a hot press apparatus. The hot press apparatus preferably includes a chamber 26 that can be controlled to a vacuum (1.3 Pa or less) or an inert atmosphere. In the chamber 26, for example, a heating device such as a carbon heater by resistance heating and a cylinder for pressurizing and compressing the porous magnet are provided.

チャンバ26内を真空または不活性ガス雰囲気で満たした後、加熱装置により金型27を加熱し、金型27に装填された多孔質磁石10の温度を600℃〜900℃に高め、9.8〜294MPaの圧力Pで多孔質磁石10を加圧する。多孔質磁石10に対する加圧は、金型27の温度が設定レベルに到達してから開始することが望ましい。金型の温度が十分に高くない場合には、加圧時に多孔質磁石に割れが生じたり、得られる高密度磁石の配向度が悪化してしまう可能性がある。加圧しながら600℃〜900℃の温度で10分以上保持した後、冷却する。加熱圧縮により高密度化された磁石が大気と接触して酸化しない程度の低い温度(100℃以下程度)まで冷却が進んだ後、本実施例の磁石をチャンバから取り出す。こうして、上記の多孔質磁石から本実施形態のR−T−B系高密度磁石を得ることができる。   After filling the chamber 26 with a vacuum or an inert gas atmosphere, the mold 27 is heated by a heating device, and the temperature of the porous magnet 10 loaded in the mold 27 is increased to 600 ° C. to 900 ° C., 9.8 The porous magnet 10 is pressurized with a pressure P of ˜294 MPa. It is desirable that the pressurization to the porous magnet 10 is started after the temperature of the mold 27 reaches a set level. If the mold temperature is not sufficiently high, the porous magnet may be cracked during pressurization, or the degree of orientation of the resulting high-density magnet may deteriorate. While maintaining the pressure at 600 ° C. to 900 ° C. for 10 minutes or more while cooling, it is cooled. After the magnet, which has been densified by heat compression, is cooled to a low temperature (about 100 ° C. or less) that does not oxidize due to contact with the atmosphere, the magnet of this embodiment is taken out of the chamber. Thus, the RTB-based high density magnet of the present embodiment can be obtained from the porous magnet.

こうして得られた磁石の密度は真密度の90%以上に達する。また、本実施形態によれば、最終的な結晶相集合組織において、個々の結晶粒の最短粒径aと最長粒径bの比b/aが2未満である結晶粒が全結晶粒の50体積%以上存在する。この点において、本実施形態の磁石は、例えば特開平02−39503号公報などに記載の従来の熱間塑性加工による異方性バルク磁石と大きく異なっている。このような磁石の結晶組織においては最短粒径aと最長粒径bの比b/aが2を超えた扁平な結晶粒が支配的である。   The density of the magnet thus obtained reaches 90% or more of the true density. In addition, according to the present embodiment, in the final crystal phase texture, the crystal grains in which the ratio b / a of the shortest particle diameter a to the longest particle diameter b of each crystal grain is less than 2 are 50 of the total crystal grains. It exists by volume% or more. In this respect, the magnet of the present embodiment is greatly different from the conventional anisotropic bulk magnet by hot plastic working described in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 02-39503. In such a crystal structure of a magnet, flat crystal grains in which the ratio b / a between the shortest particle diameter a and the longest particle diameter b exceeds 2 are dominant.

下の表1に示す組成の原料合金、および表2に示す組成の拡散材を用意し、上述した実施形態の製造方法により、多孔質磁石を作製した。以下、本実験例における多孔質磁石の作製方法を説明する。   A raw material alloy having the composition shown in Table 1 below and a diffusion material having the composition shown in Table 2 were prepared, and a porous magnet was produced by the manufacturing method of the above-described embodiment. Hereinafter, a method for producing a porous magnet in this experimental example will be described.

(実験例1)
まず、表1の組成を有する急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粉末に粗粉砕した後、ジェットミルを用いて粗粉末を微粉砕し、50%体積中心粒径4.2〜4.5μmの微粉末を得た。なお、50%体積中心粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(Sympatec社製、HEROS/RODOS、以下すべて同じ装置で測定)によって測定した。
(Experimental example 1)
First, a rapidly solidified alloy having the composition shown in Table 1 was produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized into a powder having a particle size of 425 μm or less by the hydrogen occlusion / disintegration method, and then the coarse powder was finely pulverized using a jet mill to obtain a 50% volume center particle size of 4.2 to 4.5 μm. A fine powder was obtained. The 50% volume center particle size was measured by a laser diffraction particle size distribution measuring device (manufactured by Sympatec, HEROS / RODOS, hereinafter all measured by the same device).

また、表2の組成を有する急冷凝固合金をメルトスピニング法で作製した。具体的には、オリフィス径0.8mmφの石英ノズル中で合金を溶解し、ロール周速度20m/sで回転する銅ロールに噴射し、リボン状の合金を得た。この合金を機械粉砕により粉砕し、目開き25μmのふるいを用いて分級し、大きさが25μm以下の拡散材粉末を得た。なお、得られた拡散材粉末の粒径は明らかに1μm以上であることを、電子顕微鏡観察によって確認した。   Moreover, a rapidly solidified alloy having the composition shown in Table 2 was produced by a melt spinning method. Specifically, the alloy was melted in a quartz nozzle having an orifice diameter of 0.8 mmφ and sprayed onto a copper roll rotating at a roll peripheral speed of 20 m / s to obtain a ribbon-like alloy. This alloy was pulverized by mechanical pulverization and classified using a sieve having an opening of 25 μm to obtain a diffusing material powder having a size of 25 μm or less. In addition, it confirmed by observation with an electron microscope that the particle size of the obtained diffusing material powder was clearly 1 μm or more.

得られた原料合金粉末および拡散材粉末を、メノウ乳鉢を用い表3に示す混合比で混合し、混合粉末M1〜M5を得た。   The obtained raw material alloy powder and diffusing material powder were mixed at a mixing ratio shown in Table 3 using an agate mortar to obtain mixed powders M1 to M5.

次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、0.64MA/mの磁界中において、磁界と平行方向に76MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 76 MPa in a direction parallel to the magnetic field in a magnetic field of 0.64 MA / m. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

次に、圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で温度T1=200、250、300、400、600、700(℃)まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。 Next, HDDR processing was performed on the green compact. Specifically, the green compact is heated to a temperature T 1 = 200, 250, 300, 400, 600, 700 (° C.) at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa for 30 minutes. The first heat treatment step was performed. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルの寸法と重量から密度を計算すると、5.8〜6.6g/cm3であった。 When the density was calculated from the size and weight of the prepared sample, it was 5.8 to 6.6 g / cm 3 .

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。図2は第一熱処理工程の温度T1と残留磁束密度Br、図3はT1と保磁力HcJ、図4はT1と配向度(Br/Jmax)、図5はT1と角型比(Hk/HcJ)、図6はT1と最大エネルギー積((BH)max)の関係を示す。なお,Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に1.6MA/mまで外部磁界を印加した時のサンプルの磁化の最大測定値であり、Br/Jmaxが大きいほど配向度に優れている。また、Hkは磁化が減磁曲線上でBr×0.9となる時の外部磁界の値であり、Hk/HcJが大きいほど減磁曲線の角型性に優れている。 The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). Figure 2 is temperatures T 1 and remanence B r of the first heat-treatment step, Figure 3 is T 1 and the coercivity H cJ, 4 T 1 and the degree of orientation (B r / J max), 5 T 1 And the squareness ratio (H k / H cJ ), FIG. 6 shows the relationship between T 1 and the maximum energy product ((BH) max ). Note that J max is the maximum measured value of the magnetization of the sample when an external magnetic field is applied up to 1.6 MA / m in the magnetization direction of the magnetized sample. The larger the B r / J max is, the better the degree of orientation is. ing. H k is the value of the external magnetic field when the magnetization is B r × 0.9 on the demagnetization curve, and the squareness of the demagnetization curve is more excellent as H k / H cJ is larger.

図2〜6には、比較例として第一熱処理工程無しの結果も示している。なお、第一熱処理工程無しのサンプルは、100kPaのアルゴン流気中で840℃まで14℃/minで昇温した後に、雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えて840℃で2時間保持して第二熱処理工程を行い、次いで雰囲気を100kPaのアルゴン流気中で840℃を1時間保持して第三熱処理工程を行い、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却して作製した。   2 to 6 also show the result without the first heat treatment step as a comparative example. The sample without the first heat treatment step was heated up to 840 ° C./min in a 100 kPa argon flow at 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to a 100 kPa hydrogen flow and held at 840 ° C. for 2 hours. A second heat treatment step was performed, and then the atmosphere was maintained at 840 ° C. for 1 hour in a 100 kPa argon flow to perform a third heat treatment step, and then cooled to room temperature in a 100 kPa argon flow.

図4および図5より明らかなように、T1が200℃以上600℃以下で作製したサンプルは、第一熱処理工程無しのサンプルに比べて、配向度および角型性に優れており、T1が400℃以上600℃以下で作製したサンプルにおいては、配向度および角型性に特に優れている。T1が700℃で作製したサンプルでは、水素流気中における700℃までの昇温過程でR214B相のHD反応が進行してしまうため、配向度および角型性のいずれも小さな値を示している。 4 and 5 As is apparent, the sample T 1 is prepared in 200 ° C. or higher 600 ° C. or less, compared to the sample without first heat-treatment step, is excellent in orientation and squareness, T 1 However, the sample produced at 400 ° C. or higher and 600 ° C. or lower is particularly excellent in the degree of orientation and squareness. In the sample prepared at T 1 of 700 ° C., the HD reaction of the R 2 T 14 B phase proceeds in the process of raising the temperature to 700 ° C. in a hydrogen stream, so both the degree of orientation and the squareness are small. The value is shown.

図7は、混合粉M2について、上記作製方法においてT1=300℃で作製したサンプルの破断面を示す電子顕微鏡写真である。図7において見られる、点在している約25μm程度の比較的大きな空隙Aは、HDDR処理前に拡散材が存在していた場所であると考えられる。すなわち、拡散材はDR処理後に生成した微細なR214B相の結晶粒間へ拡散し、これによって大きな保磁力が得られたと考えられる。 FIG. 7 is an electron micrograph showing a fracture surface of the sample produced at T 1 = 300 ° C. in the above production method for the mixed powder M2. The relatively large gaps A of about 25 μm scattered in FIG. 7 are considered to be places where the diffusing material was present before the HDDR process. That is, it is considered that the diffusing material diffused between the crystal grains of the fine R 2 T 14 B phase generated after the DR treatment, thereby obtaining a large coercive force.

また、作製したサンプルの減磁曲線の一例として、図8に混合粉M3について、上記作製方法においてT1=600℃で作製したサンプルの減磁曲線を示す。また、比較例として、上記作製方法で作製した第一熱処理工程無しのサンプルの減磁曲線もあわせて示す。図8から明らかなように、比較例のサンプルの減磁曲線は角型性が非常に悪いが、本発明の第一熱処理工程を行うことにより、減磁曲線の角型性に優れる磁石を作製することができる。 As an example of the demagnetization curve of the prepared sample, FIG. 8 shows the demagnetization curve of the sample prepared at T 1 = 600 ° C. in the above preparation method for the mixed powder M3. As a comparative example, a demagnetization curve of a sample without the first heat treatment step manufactured by the above manufacturing method is also shown. As is clear from FIG. 8, the demagnetization curve of the sample of the comparative example has very poor squareness, but a magnet having excellent squareness of the demagnetization curve is produced by performing the first heat treatment step of the present invention. can do.

(実験例2)
原料合金B1,B2の急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粗粉砕粉末を得た。また、拡散材D1,D4の急冷合金をメルトスピニング法で作製した。具体的には、オリフィス径0.8mmφの石英ノズル中で合金を溶解し、ロール周速度20m/sで回転する銅ロールに噴射し、リボン状の合金を得た。この合金を機械粉砕により粉砕し、粒径425μm以下の粗粉砕粉末を得た。また、拡散材D7の合金を高周波加熱により溶解した後に凝固させ、インゴットを得た。得られたインゴットを機械粉砕により425μm以下に粉砕し、拡散材粗粉末を得た。
(Experimental example 2)
Rapidly solidified alloys of the raw material alloys B1 and B2 were produced by strip casting. A coarsely pulverized powder having a particle size of 425 μm or less was obtained from the obtained rapidly solidified alloy by a hydrogen storage and collapse method. In addition, quenching alloys of diffusion materials D1 and D4 were produced by a melt spinning method. Specifically, the alloy was melted in a quartz nozzle having an orifice diameter of 0.8 mmφ and sprayed onto a copper roll rotating at a roll peripheral speed of 20 m / s to obtain a ribbon-like alloy. This alloy was pulverized by mechanical pulverization to obtain a coarsely pulverized powder having a particle size of 425 μm or less. Moreover, the alloy of the diffusing material D7 was melted by high frequency heating and then solidified to obtain an ingot. The obtained ingot was pulverized to 425 μm or less by mechanical pulverization to obtain a diffusing material coarse powder.

原料合金の粗粉末と拡散材の粗粉末を表4に示す混合比で混合した後、ジェットミル法により微粉砕することによって、50%体積中心粒径4.5〜6.8μmの混合粉末M6〜M8を得た。   After mixing the raw material alloy coarse powder and the diffusing material coarse powder at the mixing ratio shown in Table 4, the mixed powder M6 having a 50% volume center particle size of 4.5 to 6.8 μm is pulverized by the jet mill method. ~ M8 was obtained.

得られた混合粉末をプレス装置の金型に充填し、0.64MA/mの磁界中において、磁界と平行方向に76MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 The obtained mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 76 MPa in a direction parallel to the magnetic field in a magnetic field of 0.64 MA / m. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

得られた混合粉末の圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。   The green compact of the obtained mixed powder was subjected to HDDR treatment. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。なお,Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に1.6MA/mまで外部磁界を印加した時のサンプルの磁化の最大測定値であり、Hkは減磁曲線上で磁化がBr×0.9となる時の外部磁界の値である。 The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). Incidentally, J max is the maximum measurement value of the magnetization of the sample when an external magnetic field is applied to the magnetizing direction of the sample magnetized to 1.6 MA / m, H k is the magnetization at demagnetization curve B r This is the value of the external magnetic field when × 0.9.

測定結果を表5に示す。表からわかるように、原料合金と拡散材の粗粉末を混合してから微粉砕して混合粉末を作製しても、良好な磁気特性が得られることが分かった。   Table 5 shows the measurement results. As can be seen from the table, even when the raw material alloy and the diffusing material coarse powder were mixed and then finely pulverized to produce a mixed powder, it was found that good magnetic properties could be obtained.

(実験例3)
実験例1で説明した混合粉末M2の圧粉体、および実験例2で説明した混合粉末M6〜8の圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、全圧が100kPaで、水素分圧がP1=0、10、20、50、100kPaである水素/アルゴン混合ガス流気雰囲気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。
(Experimental example 3)
The HDDR process was performed on the green compact of the mixed powder M2 described in Experimental Example 1 and the green compact of the mixed powder M6-8 described in Experimental Example 2. Specifically, the heating rate is 14 ° C./min up to 600 ° C. in a flowing atmosphere of hydrogen / argon mixed gas in which the total pressure is 100 kPa and the hydrogen partial pressure is P 1 = 0, 10, 20, 50, 100 kPa. The temperature was raised and maintained for 30 minutes, and the first heat treatment step was performed. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。   The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)).

測定結果を表6に示す。表6よりわかるように、第一熱処理工程において流気するガス中の水素分圧が10kPa以上において良好な磁気特性が得られる。   Table 6 shows the measurement results. As can be seen from Table 6, good magnetic properties can be obtained when the hydrogen partial pressure in the gas flowing in the first heat treatment step is 10 kPa or more.

(実験例4)
実験例1で説明した混合粉末M2の圧粉体、および実験例2で説明した混合粉末M6〜8の圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を表7に記載の雰囲気ガス流気(全圧が100kPaのアルゴンガス流気、または全圧が100kPaで水素分圧が50kPaの水素/アルゴン混合ガス流気)に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温した。次いで雰囲気を全圧が100kPaの水素流気に切り替えた後840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。また、第一熱処理工程終了時から第二熱処理工程開始時までの雰囲気を水素分圧が50kPaの水素/アルゴン混合ガス流気で行ったものについては、そのままの雰囲気で第二熱処理工程を行うサンプルも作製した。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを作製した。
(Experimental example 4)
The HDDR process was performed on the green compact of the mixed powder M2 described in Experimental Example 1 and the green compact of the mixed powder M6-8 described in Experimental Example 2. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to the atmospheric gas flow shown in Table 7 (Argon gas flow with a total pressure of 100 kPa, or a hydrogen / argon mixed gas flow with a total pressure of 100 kPa and a hydrogen partial pressure of 50 kPa), 840 The temperature was raised to 14 ° C. at a rate of 14 ° C./min. Next, after the atmosphere was switched to a hydrogen flow with a total pressure of 100 kPa, the second heat treatment step was performed while maintaining 840 ° C. for 2 hours. In addition, in the case where the atmosphere from the end of the first heat treatment step to the start of the second heat treatment step is performed with a hydrogen / argon mixed gas flow with a hydrogen partial pressure of 50 kPa, the sample in which the second heat treatment step is performed as it is Also made. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, the sample was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to prepare a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。   The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)).

測定結果を表7に示す。表7よりわかるように、第一熱処理工程終了時から第二熱処理工程開始時までにおいて流気するガスの水素分圧P2が0kPaにおいては良好な磁気特性が得られるが、P2が50kPaでは配向度および角型性が悪化する。これは、第一熱処理工程終了時から第二熱処理工程開始時までの昇温中において一部HD反応が起こっているためであると考えられる。 Table 7 shows the measurement results. As can be seen from Table 7, good magnetic properties can be obtained when the hydrogen partial pressure P 2 of the gas flowing from the end of the first heat treatment step to the start of the second heat treatment step is 0 kPa, but when P 2 is 50 kPa, Degree of orientation and squareness deteriorate. This is presumably because part of the HD reaction occurred during the temperature increase from the end of the first heat treatment step to the start of the second heat treatment step.

ここで、P2は、第一熱処理工程終了時から第二熱処理工程開始時までにおいて流気するガスの水素分圧であり、P3は、第二熱処理工程における水素分圧である。   Here, P2 is the hydrogen partial pressure of gas flowing from the end of the first heat treatment step to the start of the second heat treatment step, and P3 is the hydrogen partial pressure in the second heat treatment step.

(実験例5)
実験例1で説明した混合粉末M2の圧粉体、および実験例2で説明した混合粉末M6〜8の圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、表8のt1の時間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで表8のr2の昇温速度で昇温した。次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。
(Experimental example 5)
The HDDR process was performed on the green compact of the mixed powder M2 described in Experimental Example 1 and the green compact of the mixed powder M6-8 described in Experimental Example 2. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for t 1 in Table 8 to perform the first heat treatment step. Thereafter, the atmosphere was switched to an argon flow of 100 kPa, and then the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of temperature rise of r 2 in Table 8. Next, after the atmosphere was switched to a hydrogen flow of 100 kPa, the second heat treatment step was performed while maintaining 840 ° C. for 2 hours. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。   The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)).

測定結果を表8に示す。表8よりわかるように、いずれの条件においても良好な磁気特性が得られる。   Table 8 shows the measurement results. As can be seen from Table 8, good magnetic properties can be obtained under any conditions.

(実験例6)
原料合金B2の急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。作製した急冷凝固合金を実験例1で説明した方法と同様の方法で粉砕し、50%体積中心粒径4.2〜4.5μmの微粉末を作製した。
(Experimental example 6)
A rapidly solidified alloy of the raw material alloy B2 was produced by strip casting. The prepared rapidly solidified alloy was pulverized in the same manner as described in Experimental Example 1 to produce a fine powder having a 50% volume center particle size of 4.2 to 4.5 μm.

また、拡散材D2、D3、D4、D5、D6、D7、D8、D9、D10、D11の組成を有する粉末を実験例1で説明した方法と同様の方法で作製した。得られた拡散材粉末の粒径は明らかに1μm以上であることを、電子顕微鏡観察によって確認した。   Further, powders having compositions of the diffusing materials D2, D3, D4, D5, D6, D7, D8, D9, D10, and D11 were produced in the same manner as described in Experimental Example 1. It was confirmed by electron microscope observation that the particle size of the obtained diffusing material powder was clearly 1 μm or more.

作製した原料合金粉末および拡散材粉末を用い、実験例1で説明した方法と同様の方法で混合し、表9に示す混合粉末M9〜M31を得た。実験例1で説明した方法と同様の方法で圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 Using the produced raw material alloy powder and the diffusing material powder, the mixed powders M9 to M31 shown in Table 9 were obtained by mixing in the same manner as described in Experimental Example 1. A green compact was produced by the same method as described in Experimental Example 1. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

作製した圧粉体に対して実験例1で説明した方法と同様の方法でHDDR処理を行った。また、比較例として原料合金B2のみの圧粉体を作製し、圧粉体に対して同様のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。   The HDDR process was performed with respect to the produced green compact by the method similar to the method demonstrated in Experimental example 1. FIG. Further, as a comparative example, a green compact made only of the raw material alloy B2 was produced, and the same HDDR treatment was performed on the green compact. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。   The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)).

測定結果を表10に示す。表からわかるように、拡散材を混合していないサンプルに対し、拡散材を混合しているサンプルはいずれも高い保磁力を有することが分かる。また、拡散材の混合量が多くなるほど保磁力は高くなる傾向がみられる。特に、保磁力は拡散材組成がNd80Al20〜Nd50Al50において、また配向度および角型比は拡散材組成がNd50Al50〜Nd35Al65において良好な結果を示した。 Table 10 shows the measurement results. As can be seen from the table, it can be seen that any sample mixed with the diffusing material has a higher coercive force than the sample not mixed with the diffusing material. Further, the coercive force tends to increase as the mixing amount of the diffusing material increases. In particular, the coercive force diffusing material composition Nd 80 Al 20 ~Nd 50 Al 50 , also the degree of orientation and squareness ratio is diffusion material composition showed good results in Nd 50 Al 50 ~Nd 35 Al 65 .

(実験例7)
原料合金B2の急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粉末に粗粉砕した後、ジェットミルを用いて粗粉末を微粉砕し、50%体積中心粒径4.2〜4.5μmの微粉末を得た。
(Experimental example 7)
A rapidly solidified alloy of the raw material alloy B2 was produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized into a powder having a particle size of 425 μm or less by the hydrogen occlusion / disintegration method, and then the coarse powder was finely pulverized using a jet mill to obtain a 50% volume center particle size of 4.2 to 4.5 μm. A fine powder was obtained.

また、拡散材D7の急冷凝固合金をメルトスピニング法で作製した。具体的には、オリフィス径0.8mmφの石英ノズル中で合金を溶解し、ロール周速度20m/sで回転する銅ロールに噴射し、リボン状の合金を得た。この合金を機械粉砕により粉砕し、ふるいを用いて表11に示す拡散材粒度に分級し、拡散材粉末を得た。得られた拡散材粉末の粒径は、電子顕微鏡観察によって、明らかに1μm以上であることを確認した。   Further, a rapidly solidified alloy of the diffusion material D7 was produced by a melt spinning method. Specifically, the alloy was melted in a quartz nozzle having an orifice diameter of 0.8 mmφ and sprayed onto a copper roll rotating at a roll peripheral speed of 20 m / s to obtain a ribbon-like alloy. This alloy was pulverized by mechanical pulverization and classified into the diffusing material particle size shown in Table 11 using a sieve to obtain diffusing material powder. The particle size of the obtained diffusing material powder was clearly confirmed to be 1 μm or more by observation with an electron microscope.

得られた原料合金粉末および拡散材粉末を、メノウ乳鉢を用い表11に示す混合比で混合し、混合粉末を得た。   The obtained raw material alloy powder and diffusing material powder were mixed at a mixing ratio shown in Table 11 using an agate mortar to obtain a mixed powder.

次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、0.8テスラ(T)の磁界中において、磁界と平行方向に76MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 76 MPa in a direction parallel to the magnetic field in a magnetic field of 0.8 Tesla (T). The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

作製した圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。   The HDDR process was performed with respect to the produced green compact. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。測定結果を表12に示す。表からわかるように、様々な拡散材の粒径に対して、いずれも良好な磁気特性を示した。   The produced sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Giken)). Table 12 shows the measurement results. As can be seen from the table, the magnetic properties of the various diffusion materials were all good.

(実験例8)
原料合金B2の急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。作製した急冷凝固合金を実験例1で説明した方法と同様の方法で粉砕し、50%体積中心粒径4.2〜4.5μmの微粉末を作製した。
(Experimental example 8)
A rapidly solidified alloy of the raw material alloy B2 was produced by strip casting. The prepared rapidly solidified alloy was pulverized in the same manner as described in Experimental Example 1 to produce a fine powder having a 50% volume center particle size of 4.2 to 4.5 μm.

また、拡散材D12、D13、D14、D15、D16、D17、D19、D20、D21、D22、D23、D24、D25、D26、D27の組成を有する急冷凝固合金を実験例1で説明した方法と同様の方法で作製した。作製した拡散材粉末の粒径は明らかに1μm以上であることを、電子顕微鏡観察によって確認した。   Further, the rapidly solidified alloy having the composition of the diffusing material D12, D13, D14, D15, D16, D17, D19, D20, D21, D22, D23, D24, D25, D26, D27 is the same as the method described in Experimental Example 1. It was produced by the method. It was confirmed by electron microscope observation that the particle size of the produced diffusion material powder was clearly 1 μm or more.

作製した原料合金粉末および拡散材粉末を用い、実験例1で説明した方法と同様の方法で表13に示す混合粉末の圧粉体を作製した。   Using the produced raw material alloy powder and the diffusing material powder, a green compact of the mixed powder shown in Table 13 was produced in the same manner as described in Experimental Example 1.

圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

得られた圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。   The obtained green compact was subjected to HDDR treatment. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。なお,Jmaxは、着磁したサンプルの着磁方向に1.6MA/mまで外部磁界を印加した時のサンプルの磁化の最大測定値であり、Hkは磁化がBr×0.9となる時の外部磁界の値である。 The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). J max is the maximum measured value of the magnetization of the sample when an external magnetic field is applied up to 1.6 MA / m in the magnetization direction of the magnetized sample, and H k is the magnetization B r × 0.9. Is the value of the external magnetic field.

測定結果を表13に示す。表よりわかるように、様々な拡散材に対して良好な磁気特性を示した。   Table 13 shows the measurement results. As can be seen from the table, good magnetic properties were shown for various diffusion materials.

(実験例9)
原料合金B2の急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粉末に粗粉砕した後、ジェットミルを用いて粗粉末を微粉砕し、50%体積中心粒径4.2〜4.5μmの微粉末を得た。
(Experimental example 9)
A rapidly solidified alloy of the raw material alloy B2 was produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized into a powder having a particle size of 425 μm or less by the hydrogen occlusion / disintegration method, and then the coarse powder was finely pulverized using a jet mill to obtain a 50% volume center particle size of 4.2 to 4.5 μm. A fine powder was obtained.

また、拡散材D1、D2、D5、D18の組成を有する急冷凝固合金をメルトスピニング法で作製した。具体的には、オリフィス径0.8mmφの石英ノズル中で合金を溶解し、ロール周速度20m/sで回転する銅ロールに噴射し、リボン状の合金を得た。この合金を水素ガス流気中で400℃まで昇温し水素を吸蔵させた後、機械粉砕により粉砕し、目開き25μmのメッシュを用いて分級し、大きさが25μm以下の拡散材粉末を得た。なお、得られた拡散材粉末の粒径は明らかに1μm以上であることを、電子顕微鏡観察によって確認した。   In addition, rapidly solidified alloys having compositions of the diffusing materials D1, D2, D5, and D18 were produced by a melt spinning method. Specifically, the alloy was melted in a quartz nozzle having an orifice diameter of 0.8 mmφ and sprayed onto a copper roll rotating at a roll peripheral speed of 20 m / s to obtain a ribbon-like alloy. This alloy was heated to 400 ° C. in a hydrogen gas stream, occluded with hydrogen, pulverized by mechanical pulverization, and classified using a mesh having an opening of 25 μm to obtain a diffusing material powder having a size of 25 μm or less. It was. In addition, it confirmed by observation with an electron microscope that the particle size of the obtained diffusing material powder was clearly 1 μm or more.

得られた原料合金粉末および拡散材粉末を、メノウ乳鉢を用い表14に示す混合比で混合し、混合粉末を得た。   The obtained raw material alloy powder and diffusing material powder were mixed at a mixing ratio shown in Table 14 using an agate mortar to obtain a mixed powder.

次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、0.64MA/mの磁界中において、磁界と平行方向に76MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 76 MPa in a direction parallel to the magnetic field in a magnetic field of 0.64 MA / m. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

作製した圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを得た。   The HDDR process was performed with respect to the produced green compact. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a hydrogen gas of 100 kPa and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to 100 kPa argon flow, the temperature was raised to 840 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 840 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 1 hour in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 840 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, it was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to obtain a sample.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。   The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)).

測定結果を表14に示す。表よりわかるように、水素を吸蔵させた拡散材を混合した場合においても良好な磁気特性を示した。   Table 14 shows the measurement results. As can be seen from the table, good magnetic properties were exhibited even when a diffusion material storing hydrogen was mixed.

(実験例10)
実験例1で説明した方法と同一の方法で混合粉末M4の圧粉体を作製し、圧粉体に対してHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で420℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し第一熱処理工程を行い、420℃で保持することなく雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替え、840℃まで14℃/minの昇温速度で昇温した。その後、雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、840℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、840℃のまま100kPa(大気圧)のアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った後、室温まで冷却し、多孔質磁石を得た。
(Experimental example 10)
A green compact of mixed powder M4 was produced by the same method as described in Experimental Example 1, and the green compact was subjected to HDDR treatment. Specifically, the green compact is heated up to 420 ° C. at a heating rate of 14 ° C./min in a 100 kPa hydrogen flow to perform a first heat treatment step, and the atmosphere is maintained at 420 ° C. with an argon atmosphere of 100 kPa. It switched to flowing air and heated up to 840 degreeC with the temperature increase rate of 14 degrees C / min. Thereafter, the atmosphere was switched to a hydrogen flow of 100 kPa, and then the second heat treatment step was performed while maintaining 840 ° C. for 2 hours. Then, it maintained at 840 degreeC in 100 kPa (atmospheric pressure) argon stream for 1 hour, and after performing the 3rd heat treatment process, it cooled to room temperature and obtained the porous magnet.

また、得られた多孔質磁石を、超硬合金製の金型中で750℃に加熱し、196MPaの圧力で10分間の熱間圧縮処理(ホットプレス)を行うことにより、密度7.21g/cm3の高密度磁石を得た。 Further, the obtained porous magnet was heated to 750 ° C. in a cemented carbide mold and subjected to hot compression treatment (hot press) for 10 minutes at a pressure of 196 MPa, whereby a density of 7.21 g / A high density magnet of cm 3 was obtained.

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。得られた結果を図9に示す。図からわかるように、多孔質磁石および高密度磁石ともに、良好な磁気特性が得られる。また、ホットプレスによって保磁力はほとんど変化しないのに対し、減磁曲線の角型性が改善していることも確認された。   The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The obtained results are shown in FIG. As can be seen from the figure, good magnetic properties can be obtained for both the porous magnet and the high-density magnet. It was also confirmed that the squareness of the demagnetization curve was improved while the coercive force hardly changed by hot pressing.

(実験例11)
まず、表15の組成を有する急冷凝固合金をストリップキャスト法で作製した。得られた急冷凝固合金を水素吸蔵崩壊法によって粒径425μm以下の粉末に粗粉砕した後、ジェットミルを用いて粗粉末を微粉砕し、50%体積中心粒径4.2〜4.5μmの微粉末を作製した。
(Experimental example 11)
First, a rapidly solidified alloy having the composition shown in Table 15 was produced by strip casting. The obtained rapidly solidified alloy was coarsely pulverized into a powder having a particle size of 425 μm or less by the hydrogen occlusion / disintegration method, and then the coarse powder was finely pulverized using a jet mill to obtain a 50% volume center particle size of 4.2 to 4.5 μm. A fine powder was prepared.

また、拡散材D4の組成を有する急冷凝固合金をメルトスピニング法で作製した。具体的には、オリフィス径0.8mmφの石英ノズル中で合金を溶解し、ロール周速度20m/sで回転する銅ロールに噴射し、リボン状の合金を作製した。この合金を水素流気中で400℃まで昇温し水素を吸蔵させた後、機械粉砕により粉砕し、目開き53μmのメッシュを用いて分級し、大きさが53μm以下の拡散材粉末を作製した。なお、作製した拡散材粉末の粒径は明らかに1μm以上であることを、電子顕微鏡観察によって確認した。   Further, a rapidly solidified alloy having the composition of the diffusing material D4 was produced by a melt spinning method. Specifically, the alloy was melted in a quartz nozzle having an orifice diameter of 0.8 mmφ and sprayed onto a copper roll rotating at a roll peripheral speed of 20 m / s to produce a ribbon-like alloy. This alloy was heated to 400 ° C. in a hydrogen stream and occluded with hydrogen, then pulverized by mechanical pulverization, and classified using a mesh having a mesh size of 53 μm to produce a diffusing material powder having a size of 53 μm or less. . In addition, it confirmed by observation with an electron microscope that the particle diameter of the produced diffusing material powder was clearly 1 μm or more.

作製した原料合金粉末および拡散材粉末を、メノウ乳鉢を用い表16に示す混合比で混合し、混合粉末を作製した。   The produced raw material alloy powder and diffusing material powder were mixed at a mixing ratio shown in Table 16 using an agate mortar to produce a mixed powder.

次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、1.2MA/mの磁界中において、磁界と直角方向に32MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 32 MPa in a direction perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 1.2 MA / m. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

次に、圧粉体に対して前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で温度T1=600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、860℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、860℃を120分保持して第二熱処理工程を行った。その後、860℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で60分保持し、第三熱処理工程を行った。次に、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを作製した。 Next, the above-mentioned HDDR process was performed on the green compact. Specifically, the green compact was heated to a temperature T 1 = 600 ° C. at a temperature increase rate of 14 ° C./min in a 100 kPa hydrogen stream and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to a 100 kPa argon flow, the temperature was increased to 860 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to a 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 860 ° C. for 120 minutes. The second heat treatment step was performed. Then, it hold | maintained for 60 minutes in the argon air pressure-reduced to 5.3 kPa with 860 degreeC, and performed the 3rd heat treatment process. Next, the sample was cooled to room temperature in a 100 kPa argon stream to prepare a sample.

作製したサンプルの寸法と重量から密度を計算すると、5.8〜6.7g/cm3であった。 When the density was calculated from the size and weight of the prepared sample, it was 5.8 to 6.7 g / cm 3 .

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表17に示す。表17からわかるようにいずれのサンプルも良好な磁気特性が得られている。特に、原料合金B6、B7、B8を使用したサンプルを比較すると、原料合金の希土類量が少なくなるほどBr7.6(真密度を7.6g/cm3と仮定してBrと密度から計算した値)と角型性が向上することがわかる。図10〜図12にM71、M76、M81の研磨面の走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製:S−800)による反射電子像(1000倍)を示す。M71からM81にむかって原料合金の希土類量が少なくなるにしたがって明るいコントラストで示される希土類リッチ相(希土類リッチ相のなかには相対的に明るいコントラストで示される金属相と暗いコントラストで示される酸化物相が存在する)の1μm以上の塊が減少していることがわかる。また、図13〜図15に図10〜図12に比べて倍率をあげたM71、M76、M81の研磨面の走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製:S−4300)による反射電子像(10000倍)を示す。M71からM81にむかって原料合金の希土類量が少なくなるにしたがって暗いコントラストで示されるR214B相の結晶粒径が小さくなっていくことがわかる。 The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The results are shown in Table 17. As can be seen from Table 17, all the samples have good magnetic properties. In particular, a comparison of samples using the material alloy B6, B7, B8, as a rare earth content of the raw material alloy is less B R7.6 (true density assuming 7.6 g / cm 3 was calculated from the B r and density Value) and squareness are improved. 10 to 12 show reflected electron images (1000 times) of the polished surfaces of M71, M76, and M81 using a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies: S-800). As the amount of rare earth of the raw material alloy decreases from M71 to M81, a rare earth-rich phase that shows a bright contrast (a rare earth-rich phase includes a metal phase that shows a relatively bright contrast and an oxide phase that shows a dark contrast) It can be seen that the lump of 1 μm or more is present. 13 to 15 are backscattered electron images (10000 times magnification) of the polished surfaces of M71, M76, and M81 whose magnifications are higher than those of FIGS. 10 to 12 by a scanning electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies: S-4300). ). From M71 to M81, it can be seen that the crystal grain size of the R 2 T 14 B phase, which is shown in dark contrast, decreases as the amount of rare earth in the raw material alloy decreases.

(実験例12)
まず、実験例11で作製した原料合金B6〜B10の原料合金粉末と拡散材D4の拡散材粉末を、メノウ乳鉢を用い表18に示す混合比で混合し、混合粉末を作製した。
(Experimental example 12)
First, the raw material alloy powders of the raw material alloys B6 to B10 prepared in Experimental Example 11 and the diffusing material powder of the diffusing material D4 were mixed at a mixing ratio shown in Table 18 using an agate mortar to prepare a mixed powder.

次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、1.2MA/mの磁界中において、磁界と直角方向に32MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。 Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 32 MPa in a direction perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 1.2 MA / m. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

次に、圧粉体に対して前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で温度T1=600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、860℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、860℃を120分保持して第二熱処理工程を行った。その後、860℃に保持したまま表19に示すように炉内の水素分圧を2.0〜10.0kPaに調整しながら60分保持し、次いで860℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で60分保持し、第三熱処理工程を行った。その後、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを作製した。 Next, the above-mentioned HDDR process was performed on the green compact. Specifically, the green compact was heated to a temperature T 1 = 600 ° C. at a temperature increase rate of 14 ° C./min in a 100 kPa hydrogen stream and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to a 100 kPa argon flow, the temperature was increased to 860 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to a 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 860 ° C. for 120 minutes. The second heat treatment step was performed. Thereafter, while maintaining the temperature at 860 ° C., as shown in Table 19, the hydrogen partial pressure in the furnace was maintained for 60 minutes while adjusting the pressure to 2.0 to 10.0 kPa, and then the argon flow reduced to 5.3 kPa while maintaining the temperature at 860 ° C. Holding in the air for 60 minutes, a third heat treatment step was performed. Then, it cooled to room temperature in 100 kPa argon flow, and the sample was produced.

作製したサンプルの寸法と重量から密度を計算すると、6.1〜6.7g/cm3であった。 When the density was calculated from the size and weight of the prepared sample, it was 6.1 to 6.7 g / cm 3 .

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表20に示す。表20からわかるようにいずれのサンプルも良好な磁気特性が得られている。特に、条件S2〜S5のように第3熱処理工程の1段目に水素分圧2kPa〜6kPaで処理した場合に高いHcJが得られていることがわかる。図16、図17にM96のS1とS3の試料の研磨面の走査型電子顕微鏡(日本電子製:JSM−7001FA)による反射電子像を示す。S3の場合にはS1に比べてR214B相内に存在する微細なFe相が減少していることが分かる。 The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The results are shown in Table 20. As can be seen from Table 20, all the samples have good magnetic properties. In particular, it can be seen that high H cJ is obtained when treatment is performed at a hydrogen partial pressure of 2 kPa to 6 kPa in the first stage of the third heat treatment step as in the conditions S2 to S5. FIGS. 16 and 17 show reflected electron images of the polished surfaces of the M96 S1 and S3 samples by a scanning electron microscope (manufactured by JEOL: JSM-7001FA). In the case of S3, it can be seen that the fine Fe phase present in the R 2 T 14 B phase is reduced compared to S1.

(実験例13)
実験例12で作製した混合粉末M92〜M96と同様の混合粉末を作製した。次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、1.2MA/mの磁界中において、磁界と直角方向に32MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.2〜4.5g/cm3であった。
(Experimental example 13)
Mixed powders similar to the mixed powders M92 to M96 produced in Experimental Example 12 were produced. Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 32 MPa in a direction perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 1.2 MA / m. The density of the green compact was calculated to be 4.2 to 4.5 g / cm 3 based on the size and weight.

次に、圧粉体に対して前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で温度T1=600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、860℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、860℃を120分保持して第二熱処理工程を行った。その後、860℃に保持したまま表21に示すように炉内の水素分圧を4.0kPaに調整しながら15分〜180分保持し、次いで860℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で60分保持し、第三熱処理工程を行った。その後、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、サンプルを作製した。 Next, the above-mentioned HDDR process was performed on the green compact. Specifically, the green compact was heated to a temperature T 1 = 600 ° C. at a temperature increase rate of 14 ° C./min in a 100 kPa hydrogen stream and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to a 100 kPa argon flow, the temperature was increased to 860 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to a 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 860 ° C. for 120 minutes. The second heat treatment step was performed. Thereafter, while maintaining the temperature at 860 ° C., as shown in Table 21, the hydrogen partial pressure in the furnace was maintained at 15 to 180 minutes while adjusting the hydrogen partial pressure to 4.0 kPa, and then reduced to 5.3 kPa at 860 ° C. The mixture was held for 60 minutes, and a third heat treatment step was performed. Then, it cooled to room temperature in 100 kPa argon flow, and the sample was produced.

作製したサンプルの寸法と重量から密度を計算すると、6.0〜6.4g/cm3であった。 When the density was calculated from the size and weight of the prepared sample, it was 6.0 to 6.4 g / cm 3 .

作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表22に示す。表22からわかるようにいずれのサンプルも良好な磁気特性が得られている。特に、条件S8〜S10のように第3熱処理工程の1段目に45〜120分間処理した場合に高いHcJが得られていることがわかる。 The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The results are shown in Table 22. As can be seen from Table 22, good magnetic properties were obtained for all the samples. In particular, it can be seen that high H cJ is obtained when treatment is performed for 45 to 120 minutes in the first stage of the third heat treatment step as in conditions S8 to S10.

(実験例14)
実験例11で作製した混合粉末M80と同様の混合粉末を作製した。次に、この混合粉末をプレス装置の金型に充填し、1.2MA/mの磁界中において、磁界と直角方向に32MPaの圧力を印加して圧粉体を作製した。圧粉体の密度は、寸法と重量に基づいて計算すると、4.3g/cm3であった。
(Experimental example 14)
A mixed powder similar to the mixed powder M80 prepared in Experimental Example 11 was prepared. Next, this mixed powder was filled in a mold of a press machine, and a green compact was produced by applying a pressure of 32 MPa in a direction perpendicular to the magnetic field in a magnetic field of 1.2 MA / m. The density of the green compact was 4.3 g / cm 3 when calculated based on the dimensions and weight.

次に、圧粉体に対して前述のHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で温度T1=600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、30分間保持し、第一熱処理工程を行った。その後、雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替えた後、860℃まで14℃/minの昇温速度で昇温し、次いで雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、860℃を2時間保持して第二熱処理工程を行った。その後、860℃のまま炉内の水素分圧を4.0kPaに調整しながら1時間保持し、次いで860℃のまま5.3kPaに減圧したアルゴン流気中で10分間保持し、第三熱処理工程を行った。その後、100kPaのアルゴン流気中で室温まで冷却し、多孔質磁石を作製した。作製した多孔質磁石の寸法と重量から密度を計算すると、5.49g/cm3であった。 Next, the above-mentioned HDDR process was performed on the green compact. Specifically, the green compact was heated to a temperature T 1 = 600 ° C. at a temperature increase rate of 14 ° C./min in a 100 kPa hydrogen stream and held for 30 minutes to perform the first heat treatment step. Then, after switching the atmosphere to a 100 kPa argon flow, the temperature was increased to 860 ° C. at a rate of 14 ° C./min, and then the atmosphere was switched to a 100 kPa hydrogen flow, and then maintained at 860 ° C. for 2 hours. The second heat treatment step was performed. Then, the hydrogen partial pressure in the furnace was maintained at 860 ° C. while maintaining the pressure at 4.0 kPa for 1 hour, and then maintained at 860 ° C. for 10 minutes in an argon flow reduced to 5.3 kPa. Went. Then, it cooled to room temperature in 100 kPa argon flow, and produced the porous magnet. When the density was calculated from the size and weight of the produced porous magnet, it was 5.49 g / cm 3 .

作製した多孔質磁石に対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表23に示す。   After magnetizing the produced porous magnet with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The results are shown in Table 23.

さらに多孔質磁石を超硬合金製の金型中で800℃に加熱し、50MPaの圧力で20分間の熱間圧縮処理(ホットプレス)を行うことにより、密度7.48g/cm3の高密度磁石を得た。作製した高密度磁石に対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。結果を表23に示す。表23からわかるようにいずれのサンプルも良好な磁気特性が得られ、特にホットプレスによってHDDR処理後に比べさらに磁気特性が向上していることが分かる。 Further, the porous magnet is heated to 800 ° C. in a cemented carbide mold and subjected to hot compression treatment (hot pressing) at a pressure of 50 MPa for 20 minutes, thereby obtaining a high density of 7.48 g / cm 3 . A magnet was obtained. After magnetizing the produced high-density magnet with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (Metron Giken Co., Ltd.)). The results are shown in Table 23. As can be seen from Table 23, it can be seen that good magnetic properties were obtained for all the samples, and that the magnetic properties were further improved by hot pressing as compared with the HDDR treatment.

(実験例15)
実験例11で作製した混合粉末M80と同様の混合粉末1を作製した。次に、図18に示すような成形容器2およびプレス治具3を用意した。この実験例における成形容器2は、非磁性ステンレスから形成されている。混合粉末1を、内側の寸法が12mm×20mmで高さが20mmの角型の成形容器2に充填した。次に、成形容器2の内側寸法よりもわずかに小さい角型のプレス治具3で成形容器2の解放面に蓋をした。プレス方向と垂直方向(20mmの方向)に1.2MA/mの磁界を印加しながら、プレス治具3を手で押しつけた。このとき、約0.1MPaの圧力を付加して成形容器2内の粉末1を成形して圧粉体を作製した。圧粉体の密度はおよそ3.6g/cm3であった。
(Experimental example 15)
A mixed powder 1 similar to the mixed powder M80 prepared in Experimental Example 11 was prepared. Next, a forming container 2 and a pressing jig 3 as shown in FIG. 18 were prepared. The molded container 2 in this experimental example is made of nonmagnetic stainless steel. The mixed powder 1 was filled into a rectangular shaped container 2 having an inner dimension of 12 mm × 20 mm and a height of 20 mm. Next, the release surface of the molded container 2 was covered with a square press jig 3 slightly smaller than the inner dimension of the molded container 2. The press jig 3 was pressed by hand while applying a magnetic field of 1.2 MA / m in the direction perpendicular to the press direction (20 mm direction). At this time, a pressure of about 0.1 MPa was applied to mold the powder 1 in the molding container 2 to produce a green compact. The density of the green compact was approximately 3.6 g / cm 3 .

その後、プレス治具3を成形容器2から取り外し、成形容器2ごとHDDR処理を行った。具体的には、圧粉体を100kPaの水素流気中で600℃まで14℃/minの昇温速度で昇温した。そして、第一熱処理工程を行い、600℃で保持することなく雰囲気を100kPaのアルゴン流気に切り替え、860℃まで14℃/minの昇温速度で昇温した。次に雰囲気を100kPaの水素流気に切り替えた後、860℃を3時間保持して第二熱処理工程を行った。次に860℃のまま100kPaのアルゴン流気中で1時間保持し、第三熱処理工程を行った後、室温まで冷却し、多孔質磁石を作製した。作製した多孔質磁石の密度は約4.7g/cm3であった。 Thereafter, the press jig 3 was removed from the molding container 2 and the entire molding container 2 was subjected to HDDR processing. Specifically, the green compact was heated to 600 ° C. at a rate of 14 ° C./min in a 100 kPa hydrogen flow. Then, the first heat treatment step was performed, the atmosphere was switched to an argon flow of 100 kPa without maintaining at 600 ° C., and the temperature was increased to 860 ° C. at a temperature increase rate of 14 ° C./min. Next, after the atmosphere was switched to a hydrogen flow of 100 kPa, the second heat treatment step was performed while maintaining 860 ° C. for 3 hours. Next, it kept at 860 degreeC in 100 kPa argon stream for 1 hour, and after performing the 3rd heat treatment process, it cooled to room temperature and produced the porous magnet. The density of the produced porous magnet was about 4.7 g / cm 3 .

このように、本明細書における「圧粉体」とは、低圧の圧縮に起因して密度が低いために、それ自体では機械的強度が足りず、自立できない状態の粉末を含むものとする。なお、成形容器2は、図示される形状を有する容器に限定されない。特開平7−153612号公報に開示されている充填容器およびその改変例を、圧粉体の形成行程および/またはHDDR処理工程において成形容器として使用することもできる。   As described above, the “green compact” in the present specification includes a powder in a state where the mechanical strength is insufficient by itself due to low density due to low-pressure compression, and the powder cannot be self-supported. In addition, the shaping | molding container 2 is not limited to the container which has the shape shown in figure. The filling container disclosed in JP-A-7-153612 and a modified example thereof can also be used as a forming container in the green compact forming process and / or HDDR processing step.

次に、多孔質磁石を超硬合金製の金型中で800℃に加熱し、50MPaの圧力で15分間の熱間圧縮処理(ホットプレス)を行うことにより、密度が7.47g/cm3の高密度磁石を作製した。作製したサンプルに対して3.2MA/mのパルス磁界で着磁した後、磁気特性をBHトレーサー(装置名:MTR−1412(メトロン技研社製))で測定した。得られた結果を表24に示す。表24からわかるように、成形容器を用いて成形し、成形容器ごとHDDR処理を行っても、良好な磁気特性が得られる。 Next, the density is 7.47 g / cm 3 by heating the porous magnet to 800 ° C. in a cemented carbide mold and performing hot compression (hot pressing) for 15 minutes at a pressure of 50 MPa. A high-density magnet was prepared. The prepared sample was magnetized with a pulse magnetic field of 3.2 MA / m, and then the magnetic properties were measured with a BH tracer (device name: MTR-1412 (manufactured by Metron Engineering Co., Ltd.)). The results obtained are shown in Table 24. As can be seen from Table 24, good magnetic properties can be obtained even when molding is performed using a molded container and the entire container is subjected to HDDR treatment.

本発明により作製された磁石は、従来のHDDR磁粉にNd−Cu合金を拡散させた磁石に比べて良好な角型性を示し、かつ従来の多孔質磁石に比べて高い保磁力を有するため、これらの特性が求められる様々な用途に好適に用いられる。   The magnet produced according to the present invention shows a better squareness than a magnet obtained by diffusing an Nd-Cu alloy in a conventional HDDR magnetic powder, and has a higher coercive force than a conventional porous magnet, It is suitably used for various applications that require these characteristics.

10 多孔質磁石
27 金型(ダイ)
28a 上パンチ
28b 下パンチ
30a 駆動部
30b 駆動部
26 チャンバ
10 Porous magnet 27 Mold (die)
28a Upper punch 28b Lower punch 30a Driving unit 30b Driving unit 26 Chamber

Claims (12)

50%体積中心粒径が1μm以上10μm未満であり、R214B相を含むR−T−B系合金粉末(RはNdおよび/またはPrを50原子%以上含む希土類元素、TはFe、またはFeとCo)と、粒径75μm未満のR’金属(R’はNd、Pr、Dy、Tbから選ばれる1種以上)またはR’−M系合金(MはAl、Ga、Cu、Co、Ni、Cr、Fe、Si、Geから選ばれる1種以上)の粉末との混合粉末を用意する工程と、
前記混合粉末を成型して圧粉体を作製する工程と、
前記圧粉体を200℃以上600℃以下の温度の水素雰囲気中で熱処理を施す第一熱処理工程と、
前記第一熱処理工程の後、前記圧粉体に対し、650℃以上1000℃以下の水素雰囲気中で熱処理を施す第二熱処理工程と、
前記第二熱処理工程の後、前記圧粉体に対し、650℃以上1000℃以下の真空または不活性雰囲気中で熱処理を施す第三熱処理工程と、
を含み、
前記第一熱処理工程終了時から前記第二熱処理工程の開始時までの昇温を、真空または不活性雰囲気中で行う、R−T−B系永久磁石の製造方法。
An RTB-based alloy powder having a 50% volume center particle size of 1 μm or more and less than 10 μm and containing an R 2 T 14 B phase (R is a rare earth element containing 50 atomic% or more of Nd and / or Pr, T is Fe Or Fe and Co) and an R ′ metal (R ′ is one or more selected from Nd, Pr, Dy, Tb) having a particle size of less than 75 μm or an R′-M alloy (M is Al, Ga, Cu, A step of preparing a mixed powder with one or more powders selected from Co, Ni, Cr, Fe, Si, and Ge;
Forming the green compact by molding the mixed powder;
A first heat treatment step of heat-treating the green compact in a hydrogen atmosphere at a temperature of 200 ° C. or higher and 600 ° C. or lower;
After the first heat treatment step, a second heat treatment step of performing heat treatment on the green compact in a hydrogen atmosphere at 650 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower;
After the second heat treatment step, a third heat treatment step of performing heat treatment on the green compact in a vacuum of 650 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower or an inert atmosphere;
Including
The manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet which heats up from the time of completion | finish of said 1st heat processing process to the time of the start of said 2nd heat processing process in a vacuum or inert atmosphere.
前記第一熱処理工程における水素雰囲気の水素分圧は10kPa以上500kPa以下である、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   The manufacturing method of the RTB system permanent magnet according to claim 1 whose hydrogen partial pressure of hydrogen atmosphere in said 1st heat treatment process is 10 kPa or more and 500 kPa or less. 前記第一熱処理工程終了後、前記第二熱処理工程の開始までの時間を60分以下とする、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   The manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet of Claim 1 which makes time from the completion | finish of said 1st heat treatment process to the start of said 2nd heat treatment process 60 minutes or less. 前記第二熱処理工程における水素雰囲気の水素分圧は20kPa以上500kPa以下である、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   The manufacturing method of the RTB system permanent magnet according to claim 1 whose hydrogen partial pressure of hydrogen atmosphere in said 2nd heat treatment process is 20 kPa or more and 500 kPa or less. 前記R’−M系合金におけるR’含有量は、25原子%以上100原子%未満である、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   2. The method for producing an RTB-based permanent magnet according to claim 1, wherein an R ′ content in the R′-M alloy is 25 atomic% or more and less than 100 atomic%. 前記混合粉末における前記R−T−B系合金粉末と前記R’金属またはR’−M系合金の粉末との混合比率は、重量比で(R−T−B系合金粉末):(R’またはR’−M系合金粉末)=m:1(5≦m≦100)である、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   The mixing ratio of the RTB-based alloy powder and the R ′ metal or R′-M-based alloy powder in the mixed powder is a weight ratio (RTB-based alloy powder): (R ′ Or the manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet of Claim 1 which is R'-M type | system | group alloy powder) = m: 1 (5 <= m <= 100). 前記混合粉末を用意する工程は、
前記R−T−B系合金粉末を準備する工程と、
前記R’金属またはR’−M系合金の粉末を準備する工程と、
前記R−T−B系合金粉末と前記R’金属またはR’−M系合金の前記粉末とを混合する工程と、
を含む、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。
The step of preparing the mixed powder includes
Preparing the RTB-based alloy powder;
Preparing a powder of the R ′ metal or R′-M alloy;
Mixing the RTB-based alloy powder and the R ′ metal or R′-M alloy powder;
The manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet of Claim 1 containing this.
前記混合粉末を用意する工程は、
R−T−B系合金とR’金属またはR’−M系合金との混合物を、50%体積中心粒径が1μm以上10μm以下の粉末に粉砕する工程を含む、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。
The step of preparing the mixed powder includes
2. The R according to claim 1, comprising a step of pulverizing a mixture of an RTB alloy and an R ′ metal or an R′-M alloy into a powder having a 50% volume center particle size of 1 μm to 10 μm. -Manufacturing method of TB permanent magnet.
前記混合粉末を用意する工程は、
前記R’金属またはR’−M系合金の粉末に水素を吸蔵させる工程の後、前記R−T−B系合金と前記水素を吸蔵させた前記R’金属またはR’−M系合金の混合物を微粉砕する工程を含む、請求項1に記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。
The step of preparing the mixed powder includes
After the step of occluding hydrogen in the R ′ metal or R′-M alloy powder, the R—T—B alloy and the R ′ metal or R′-M alloy mixed with the hydrogen are mixed. The manufacturing method of the RTB type | system | group permanent magnet of Claim 1 including the process of finely pulverizing.
前記第二熱処理工程および前記第三熱処理工程における熱処理の温度は950℃以下である、請求項1から9のいずれかに記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   The manufacturing method of the RTB system permanent magnet in any one of Claim 1 to 9 whose temperature of the heat processing in said 2nd heat treatment process and said 3rd heat treatment process is 950 degrees C or less. 前記第一熱処理工程、前記第二熱処理工程、および、前記第三熱処理工程の間、前記圧粉体は成形容器内に保持されている、請求項1から9のいずれかに記載のR−T−B系永久磁石の製造方法。   The RT according to any one of claims 1 to 9, wherein the green compact is held in a molded container during the first heat treatment step, the second heat treatment step, and the third heat treatment step. -Manufacturing method of B type permanent magnet. 請求項1から11のいずれかに記載の製造方法によって製造されたR−T−B系永久磁石を準備する工程と、
熱間圧縮成型によって前記R−T−B系永久磁石の密度を高める工程と、
を含む、R−T−B系高密度磁石の製造方法。
A step of preparing an R-T-B system permanent magnet manufactured by the manufacturing method according to claim 1;
Increasing the density of the R-T-B permanent magnet by hot compression molding;
The manufacturing method of the RTB type | system | group high density magnet containing this.
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