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JP7589402B2 - Manufacturing method for samarium-iron-nitrogen magnets - Google Patents
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JP7589402B2 - Manufacturing method for samarium-iron-nitrogen magnets - Google Patents

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Description

本発明は、サマリウム-鉄-窒素系磁石の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing samarium-iron-nitrogen magnets.

サマリウム-鉄-窒素系磁石は、保磁力の理論値が高く、高性能な永久磁石として有望視されている。 Samarium-iron-nitrogen magnets have a high theoretical coercive force and are considered promising as high-performance permanent magnets.

サマリウム-鉄-窒素系磁石を製造する場合、サマリウム-鉄-窒素系磁石粉末を固形化するプロセスが必要となる。しかしながら、サマリウム-鉄-窒素系磁石粉末は、熱分解温度が600℃程度であるため、粉末を600℃以上の温度で焼結させると、磁気特性が低下するという問題がある。 When manufacturing samarium-iron-nitrogen magnets, a process is required to solidify the samarium-iron-nitrogen magnet powder. However, because the thermal decomposition temperature of samarium-iron-nitrogen magnet powder is around 600°C, there is a problem in that the magnetic properties deteriorate when the powder is sintered at a temperature above 600°C.

このような背景から、特許文献1には、サマリウム-鉄-窒素系磁石粉末を焼結させる代わりに圧密成形し、これにより磁石成形体を製造する方法が記載されている。 In light of this background, Patent Document 1 describes a method for producing a magnet compact by compacting samarium-iron-nitrogen magnet powder instead of sintering it.

国際公開WO2015/199096号International Publication No. WO2015/199096

特許文献1に記載の製造方法で得られる磁石成形体は、粒子同士が焼結されていないため、強度が低く、磁石成形体を加工することが難しいという問題がある。例えば、磁石成形体を切断したり、形状を変えようとすると、磁石成形体は、比較的容易に崩れてしまう。 The magnetic compact obtained by the manufacturing method described in Patent Document 1 has a problem in that the particles are not sintered together, so the magnetic compact has low strength and is difficult to process. For example, if an attempt is made to cut or change the shape of the magnetic compact, the magnetic compact crumbles relatively easily.

なお、この問題に対処するため、磁石粉末の成形時に樹脂バインダを添加して、磁石粒子同士の結合を高めることが考えられる。しかしながら、磁石成形体に樹脂バインダを添加した場合、有効磁石体積が減少し、磁石の磁気特性が低下してしまうという問題がある。 To address this issue, it is possible to add a resin binder when molding the magnet powder to increase the bonding between the magnet particles. However, adding a resin binder to a magnet molding reduces the effective magnet volume, which can lead to problems with the magnetic properties of the magnet.

本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、良好な加工性を有する上、保磁力の低下が有意に抑制されたサマリウム-鉄-窒素系磁石の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of this background, and aims to provide a method for producing a samarium-iron-nitrogen magnet that has good processability and significantly suppresses the decrease in coercive force.

本発明では、
サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石の製造方法であって、
(1)Sm-Fe-N系の磁石粉末を準備する工程であって、
前記磁石粉末は、残留酸素量が1質量%以下であり、アスペクト比が1以上2以下の粒子の累計分布が90%以上であり、ThZn17型結晶構造を有する、工程と、
(2)前記磁石粉末を加圧焼結する工程であって、
前記磁石粉末は、所定の時間、最大温度Tmaxに保持され、前記磁石粉末が前記最大温度Tmaxにある少なくとも一部の期間の間、1.0GPa~1.8GPaの範囲の最大圧力で加圧され、前記最大温度Tmaxは、400℃以上、600℃未満であり、前記所定の時間は、1分から10分の範囲である、工程と、
を有し、
前記磁石粉末が100℃未満、および600℃以上では、前記磁石粉末に実質的に圧力が印加されない、製造方法が提供される。
In the present invention,
A method for producing a samarium-iron-nitrogen (Sm—Fe—N) based magnet, comprising the steps of:
(1) A step of preparing Sm—Fe—N based magnet powder,
the magnet powder has a residual oxygen content of 1 mass % or less, a cumulative distribution of particles having an aspect ratio of 1 to 2 of 90% or more, and a Th2Zn17 type crystal structure ;
(2) A step of pressure sintering the magnet powder,
the magnet powder is held at a maximum temperature Tmax for a predetermined time and compressed at a maximum pressure in the range of 1.0 GPa to 1.8 GPa during at least a portion of the time that the magnet powder is at the maximum temperature Tmax , the maximum temperature Tmax being equal to or greater than 400°C and less than 600°C, and the predetermined time being in the range of 1 minute to 10 minutes;
having
A method is provided in which substantially no pressure is applied to the magnet powder when the magnet powder is below 100°C and above 600°C.

本発明では、良好な加工性を有する上、保磁力の低下が有意に抑制されたサマリウム-鉄-窒素系磁石の製造方法を提供することができる。 The present invention provides a method for producing samarium-iron-nitrogen magnets that have good processability and significantly suppress the decrease in coercivity.

焼結工程を経てSm-Fe-N系磁石が製造される際の、磁石粉末の温度と保磁力の間の想定される関係を模式的に示した図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic diagram of an expected relationship between the temperature and coercivity of magnet powder when a Sm—Fe—N magnet is manufactured through a sintering process. 本発明の一実施形態による磁石の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。2 is a diagram showing an example of a flow of a method for manufacturing a magnet according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の一実施形態による磁石の製造方法における、磁石粉末の製造方法のフローの一例を模式的に示した図である。FIG. 2 is a diagram showing a schematic diagram of an example of a flow of a method for producing magnet powder in a magnet production method according to an embodiment of the present invention. 図2に示した磁石の製造方法において、磁石粉末の加圧焼結工程で用いられ得る、温度および圧力のプロファイルの一例を模式的に示した図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of a temperature and pressure profile that can be used in the pressure sintering step of the magnet powder in the magnet manufacturing method shown in FIG. 2 . 本発明の別の実施形態による磁石の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。5A to 5C are diagrams illustrating an example of a flow of a method for manufacturing a magnet according to another embodiment of the present invention. 図5に示した磁石の製造方法において、磁場印加成形工程に適用され得る、磁石粉末の温度および圧力プロファイルの一例を模式的に示した図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a temperature and pressure profile of magnet powder that can be applied to a magnetic field application compaction step in the magnet manufacturing method shown in FIG. 5 . 本発明のさらに別の実施形態による磁石の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。11 is a diagram showing an example of a flow of a magnet manufacturing method according to yet another embodiment of the present invention. FIG. 図7に示した磁石の製造方法において用いられ得る、温度および圧力のプロファイルの例を模式的に示した図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing an example of a temperature and pressure profile that can be used in the manufacturing method of the magnet shown in FIG. 実施例における加圧焼結処理に使用された温度および圧力プロファイルを示した図である。FIG. 2 shows the temperature and pressure profiles used in the pressure sintering process in the examples.

以下、本発明の一実施形態について説明する。 One embodiment of the present invention is described below.

サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石粉末には、TbCu型とThZn17型の2種類の結晶構造が存在する。ただし、本願では、サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石粉末として、ThZn17型結晶構造を有するSm-Fe-N系磁石粉末を対象とする。これは、TbCu型に比べて、ThZn17型は、より高い保磁力が発現できるためである。 Samarium-iron-nitrogen (Sm-Fe-N) magnet powder has two types of crystal structure, TbCu 7 type and Th 2 Zn 17 type. However, the present application targets Sm-Fe-N magnet powder having Th 2 Zn 17 type crystal structure as samarium-iron-nitrogen (Sm-Fe-N) magnet powder. This is because Th 2 Zn 17 type can exhibit higher coercive force than TbCu 7 type.

前述のように、特許文献1に記載の製造方法で得られる磁石成形体は、強度が低く、加工が難しいという問題がある。また、この問題に対処するため、磁石粉末の成形時に樹脂バインダを添加した場合、磁石の磁気特性が低下してしまうという問題がある。 As mentioned above, the magnet molding obtained by the manufacturing method described in Patent Document 1 has the problem that it has low strength and is difficult to process. In addition, if a resin binder is added when molding the magnet powder to address this problem, the magnetic properties of the magnet will be reduced.

なお、磁石成形体の強度の低下を抑制するため、磁石粉末を焼結させることが考えられる。しかしながら、本願発明者らによれば、以下の図1に示すように、Sm-Fe-N系磁石において、Sm-Fe-N磁石粉末を焼結させて磁石を製造した場合、保磁力が低下することが認められている。 In order to prevent the strength of the magnet compact from decreasing, it is possible to sinter the magnet powder. However, according to the present inventors, as shown in Figure 1 below, it has been recognized that in Sm-Fe-N magnets, when magnets are manufactured by sintering Sm-Fe-N magnet powder, the coercive force decreases.

図1には、焼結工程を経てSm-Fe-N系磁石が製造される際の、磁石粉末の温度と保磁力の間の想定される関係を模式的に示す。なお、ここでは、磁石の製造方法は、Sm-Fe-N系磁石粉末を磁場成形する工程(第1工程)、およびその後の加圧焼結工程(第2工程)を有するものと仮定している。また、縦軸の保磁力の値は、室温での値である。 Figure 1 shows a schematic diagram of the expected relationship between the temperature of magnetic powder and the coercive force when an Sm-Fe-N magnet is manufactured through a sintering process. Note that it is assumed here that the manufacturing method of the magnet includes a step (first step) of magnetically compacting the Sm-Fe-N magnetic powder, followed by a pressure sintering step (second step). The coercive force value on the vertical axis is the value at room temperature.

まず、第1工程では、磁石粉末に磁場および圧力が印加され、磁石粉末が成形される。この際に、図1における領域Iに示すように、粉末の保磁力が低下する。 In the first step, a magnetic field and pressure are applied to the magnetic powder to form the magnetic powder. During this process, the coercive force of the powder decreases, as shown in region I in Figure 1.

この第1工程は、通常、室温のような低い温度で実施される。このため、圧力印加により、各粒子の内部に歪みが発生することが、粉末の保磁力の低下の要因であると考えられる。 This first step is usually carried out at a low temperature, such as room temperature. For this reason, it is believed that the application of pressure causes distortion inside each particle, which is the cause of the decrease in the coercive force of the powder.

特に、粒子が微細で球状に近い形状(本願では、アスペクト比が1以上2以下の粒子として規定される)を有する場合、加圧時に粒子がさらなる微粒子に破砕されることが生じ難くなり、粒子の内部に歪みが蓄積され易くなる。従って、その場合、領域Iにおいて、より大きな保磁力の低下が生じ得ると考えられる。 In particular, when the particles are fine and have a shape close to spherical (defined in this application as particles with an aspect ratio of 1 to 2), the particles are less likely to be broken down into finer particles when pressure is applied, and distortion is more likely to accumulate inside the particles. Therefore, in this case, it is believed that a greater decrease in coercivity may occur in region I.

次に、磁石粉末が加圧焼結される第2工程では、図1において、領域IIに示すように、粉末の保磁力がさらに低下する。 Next, in the second process where the magnet powder is pressure sintered, the coercivity of the powder is further reduced, as shown in region II in Figure 1.

なお、この領域IIにおける保磁力の低下は、各粒子の表面に存在する酸化鉄に起因するものと考えられる。 The decrease in coercivity in region II is believed to be due to iron oxide present on the surface of each particle.

すなわち、高温高圧下では、以下の反応式(1)に示すように、粒子表面の酸化鉄に含まれる酸素が分離する。また酸素は、粒内のSmと結合する。

2Fe+2SmFe17 → 19Fe+2Sm+3N↑ (1)

このような分解反応が生じると、磁石粉末に含まれるSm-Fe-N組成物の量が減少し、その結果、保磁力が低下する。
That is, under high temperature and pressure, oxygen contained in the iron oxide on the particle surface is separated as shown in the following reaction formula (1), and the oxygen is bonded to Sm inside the particle.

2Fe 2 O 3 +2Sm 2 Fe 17 N 3 → 19Fe+2Sm 2 O 3 +3N 2 ↑ (1)

When such a decomposition reaction occurs, the amount of Sm--Fe--N composition contained in the magnet powder decreases, resulting in a decrease in coercive force.

ただし、粒子の表面に存在する酸化鉄が枯渇すると、反応式(1)は生じなくなると考えられる。従って、領域IIにおける保磁力の低下は、いずれ飽和すると考えられる。図1の領域IIにおいて、保磁力のプラトー部分が生じるのは、上記理由によるものと考えられる。 However, it is believed that once the iron oxide present on the surface of the particles is depleted, reaction (1) will no longer occur. Therefore, it is believed that the decrease in coercivity in region II will eventually saturate. It is believed that the plateau portion of coercivity occurs in region II in Figure 1 for the above reasons.

また、図1において、その後の領域IIIにおける保磁力の低下は、磁石粉末の熱分解によるものである。 Also, in Figure 1, the subsequent decrease in coercivity in region III is due to thermal decomposition of the magnet powder.

このように、Sm-Fe-N系磁石粉末を焼結させてSm-Fe-N系磁石を製造する方法では、得られる磁石が所望の保磁力を示さない可能性が高くなる。 As such, when Sm-Fe-N magnets are manufactured by sintering Sm-Fe-N magnet powder, there is a high possibility that the resulting magnet will not exhibit the desired coercive force.

なお、上記例では、加圧焼結工程(第2工程)の前に、磁場成形工程(第1工程)が実施されるものと仮定した。ただし、通常の製造プロセスでは、しばしば、第1工程が省略される場合も存在する。しかしながら、そのような製造プロセスにおいても、図1に示した挙動と同様の保磁力の変化挙動が得られるものと考えられる。製造プロセスが第1工程を含まない場合であっても、第2工程では、磁石粉末が室温または比較的低温の段階から、加圧が開始されるためである。 In the above example, it is assumed that the magnetic field molding process (first step) is carried out before the pressure sintering process (second step). However, in normal manufacturing processes, the first step is often omitted. However, even in such manufacturing processes, it is believed that the same behavior of change in coercivity as that shown in Figure 1 can be obtained. This is because, even if the manufacturing process does not include the first step, in the second step, pressure is applied when the magnet powder is at room temperature or a relatively low temperature.

本願発明者らは、このような問題に対処するため、鋭意研究を重ねてきた。そして、本願発明者らは、Sm-Fe-N系磁石の製造過程に焼結工程が含まれる場合であっても、磁石粉末に印加される圧力および温度のプロファイルを最適化することにより、製造される磁石の保磁力の低下を有意に抑制できることを見出した。 The inventors of the present application have conducted extensive research to address these issues. They have discovered that even when the manufacturing process for Sm-Fe-N magnets includes a sintering process, the decrease in the coercivity of the manufactured magnets can be significantly suppressed by optimizing the pressure and temperature profile applied to the magnet powder.

すなわち、本発明の一実施形態では、
サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石の製造方法であって、
(1)Sm-Fe-N系の磁石粉末を準備する工程であって、
前記磁石粉末は、残留酸素量が1質量%以下であり、アスペクト比が1以上2以下の粒子の累計分布が90%以上であり、ThZn17型結晶構造を有する、工程と、
(2)前記磁石粉末を加圧焼結する工程であって、
前記磁石粉末は、所定の時間、最大温度Tmaxに保持され、前記磁石粉末が前記最大温度Tmaxにある少なくとも一部の期間の間、1.0GPa~1.8GPaの範囲の最大圧力で加圧され、前記最大温度Tmaxは、400℃以上、600℃未満であり、前記所定の時間は、1分から10分の範囲である、工程と、
を有し、
前記磁石粉末が100℃未満、および600℃以上では、前記磁石粉末に実質的に圧力が印加されない、製造方法が提供される。
That is, in one embodiment of the present invention,
A method for producing a samarium-iron-nitrogen (Sm—Fe—N) based magnet, comprising the steps of:
(1) A step of preparing Sm—Fe—N based magnet powder,
the magnet powder has a residual oxygen content of 1 mass % or less, a cumulative distribution of particles having an aspect ratio of 1 to 2 of 90% or more, and a Th2Zn17 type crystal structure ;
(2) A step of pressure sintering the magnet powder,
the magnet powder is held at a maximum temperature Tmax for a predetermined time and compressed at a maximum pressure in the range of 1.0 GPa to 1.8 GPa during at least a portion of the time that the magnet powder is at the maximum temperature Tmax , the maximum temperature Tmax being equal to or greater than 400°C and less than 600°C, and the predetermined time being in the range of 1 minute to 10 minutes;
having
A method is provided in which substantially no pressure is applied to the magnet powder when the magnet powder is below 100°C and above 600°C.

本発明の一実施形態による製造方法では、磁石粉末として、ThZn17型結晶構造を有するSm-Fe-N系磁石粉末が使用される。前述のように、ThZn17型結晶構造を有するSm-Fe-N系磁石粉末では、高い保磁力を発現させることができる。 In the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, Sm-Fe-N based magnet powder having a Th 2 Zn 17 type crystal structure is used as the magnet powder. As described above, Sm-Fe-N based magnet powder having a Th 2 Zn 17 type crystal structure can exhibit high coercive force.

また、磁石粉末は、残留酸素量が1wt%以下であり、アスペクト比が1以上2以下の粒子の累計分布が90%以上であるという特徴を有する。 The magnet powder is also characterized by a residual oxygen content of 1 wt% or less and a cumulative distribution of particles with an aspect ratio of 1 to 2 of 90% or more.

磁石粉末の残留酸素は、本発明における作製方法の場合、各粒子の表面に多く存在する傾向にある。また、表面に存在する酸素は、前述のように、粉末の加圧焼結工程(第2工程)において、反応式(1)により、粒子内のSmを酸化させるため、磁石の保磁力を低下させる要因となる。 When the manufacturing method of the present invention is used, residual oxygen in the magnet powder tends to be present in large amounts on the surface of each particle. Furthermore, as described above, the oxygen present on the surface oxidizes the Sm within the particles during the pressure sintering process (second process) of the powder according to reaction formula (1), which causes a decrease in the coercive force of the magnet.

しかしながら、本発明の一実施形態による製造方法では、磁石粉末の残留酸素量が1wt%以下に抑制されているため、領域IIにおける保磁力の低下を有意に抑制することができる。 However, in the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the amount of residual oxygen in the magnet powder is suppressed to 1 wt% or less, so the decrease in coercivity in region II can be significantly suppressed.

また、本発明の一実施形態による製造方法では、使用される磁石粉末において、アスペクト比が1以上2以下の粒子の累計分布が90%以上であるという特徴を有する。これは、磁石粒子において、略球状の粒子が大部分を占めることを意味する。 The manufacturing method according to one embodiment of the present invention is characterized in that the cumulative distribution of particles with an aspect ratio of 1 to 2 in the magnet powder used is 90% or more. This means that the majority of the magnet particles are roughly spherical.

一般に、球状の粒子で構成された磁石粉末は、非球状の粒子で構成された磁石粉末に比べて、保磁力を高めることができることが知られている。従って、アスペクト比が1以上2以下の略球状の粒子が大部分を占める磁石粉末を使用することにより、保磁力をより高めることができる。 It is generally known that magnetic powders made up of spherical particles can have a higher coercive force than magnetic powders made up of non-spherical particles. Therefore, by using magnetic powders in which the majority of particles are roughly spherical and have an aspect ratio of 1 or more and 2 or less, the coercive force can be further increased.

また、本発明の一実施形態による製造方法は、磁石粉末が100℃未満の温度域では、磁石粉末に実質的に圧力が印加されないという特徴を有する。 The manufacturing method according to one embodiment of the present invention is characterized in that substantially no pressure is applied to the magnetic powder when the magnetic powder is in a temperature range below 100°C.

この場合、前述の第1工程において、粒子内に生じる歪みが有意に抑制される。従って、領域Iにおいて生じ得る、磁石粉末における保磁力の低下を有意に抑制できる。 In this case, the distortion occurring within the particles in the first step described above is significantly suppressed. Therefore, the decrease in coercivity of the magnet powder that may occur in region I can be significantly suppressed.

また、本発明の一実施形態による製造方法では、磁石粉末の加圧焼結工程において、最大の圧力(最大圧力Pmax)の印加期間の少なくとも一部は、磁石粉末が最大温度Tmaxにある期間の少なくとも一部と重なるように印加される。また、磁石粉末が最大温度Tmaxに保持される時間は、1分から10分の範囲である。 In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, in the pressure sintering step of the magnetic powder, the maximum pressure (maximum pressure Pmax ) is applied so that at least a part of the application period overlaps with at least a part of the period during which the magnetic powder is at the maximum temperature Tmax . The time during which the magnetic powder is held at the maximum temperature Tmax ranges from 1 minute to 10 minutes.

このように、磁石粉末が最大温度Tmaxかつ最大圧力Pmaxに保持される時間を比較的短くすることにより、前述の図1に示した領域IIにおいて、反応式(1)で示した反応を有意に抑制できる。その結果、領域IIにおいて生じ得る、磁石粉末における保磁力の低下を有意に抑制できる。 In this way, by relatively shortening the time during which the magnetic powder is held at the maximum temperature Tmax and the maximum pressure Pmax , the reaction shown in reaction formula (1) can be significantly suppressed in region II shown in Fig. 1. As a result, the decrease in coercivity of the magnetic powder that may occur in region II can be significantly suppressed.

また、本発明の一実施形態による製造方法では、加圧焼結工程は、最大温度Tmaxが400℃以上、600℃未満の温度域で実施される。さらに、本発明の一実施形態による製造方法は、磁石粉末が600℃以上の温度域では、磁石粉末に実質的に圧力が印加されないという特徴を有する。 In addition, in the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the pressure sintering step is carried out in a temperature range in which the maximum temperature Tmax is equal to or higher than 400° C. and lower than 600° C. Furthermore, the manufacturing method according to one embodiment of the present invention has a feature in that substantially no pressure is applied to the magnet powder when the magnet powder is in a temperature range of 600° C. or higher.

この場合、磁石粉末の熱分解を有意に抑制できる。従って、前述の図1の領域IIIに示したような、磁石粉末の保磁力の低下を有意に抑制できる。 In this case, the thermal decomposition of the magnet powder can be significantly suppressed. Therefore, the decrease in the coercive force of the magnet powder, as shown in region III of Figure 1 above, can be significantly suppressed.

これらの効果により、本発明の一実施形態による製造方法では、磁石粉末の加圧焼結工程が含まれるものの、プロセス全体にわたって、保磁力の低下を有意に抑制することができる。 Due to these effects, the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, although it includes a pressure sintering process of the magnet powder, can significantly suppress the decrease in coercivity throughout the entire process.

さらに、本発明の一実施形態による製造方法では、磁石粉末が焼結される。このため、得られる磁石は、前述の特許文献1に記載のような磁石成形体とは異なり、良好な強度および良好な加工性を有する。 Furthermore, in the manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the magnet powder is sintered. Therefore, unlike the magnet moldings described in the aforementioned Patent Document 1, the resulting magnet has good strength and good processability.

以上の効果により、本発明の一実施形態では、良好な加工性を有するとともに、保磁力の低下が有意に抑制されたサマリウム-鉄-窒素系磁石の製造方法を提供することができる。 As a result of the above effects, one embodiment of the present invention can provide a method for producing a samarium-iron-nitrogen magnet that has good processability and significantly suppresses the decrease in coercivity.

(本発明の一実施形態による磁石の製造方法)
以下、図2を参照して、本発明の一実施形態による磁石の製造方法について、より詳しく説明する。
(Method of manufacturing a magnet according to one embodiment of the present invention)
The method for manufacturing a magnet according to an embodiment of the present invention will now be described in more detail with reference to FIG.

図2には、本発明の一実施形態による磁石の製造方法(以下、「第1の方法」と称する)のフローの一例を概略的に示す。 Figure 2 shows an example of the flow of a magnet manufacturing method according to one embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "first method").

図2に示すように、第1の方法は、
Sm-Fe-N系の磁石粉末を準備する工程(工程S110)と、
前記磁石粉末を加圧焼結する工程(工程S120)と、
を有する。
As shown in FIG. 2, the first method is as follows:
A step of preparing Sm—Fe—N based magnet powder (step S110);
A step of pressure sintering the magnet powder (step S120);
has.

以下、各工程について説明する。 Each step is explained below.

(工程S110)
まず、Sm-Fe-N系の磁石粉末が準備される。
(Step S110)
First, Sm--Fe--N based magnet powder is prepared.

磁石粉末は、残留酸素量が1wt%以下であり、大部分が略球状の粒子で占められた、ThZn17型のSm-Fe-N系の磁石粉末である。 The magnet powder is a Th 2 Zn 17 type Sm-Fe-N magnet powder with a residual oxygen content of 1 wt % or less and mostly made up of roughly spherical particles.

なお、磁石粉末の製造方法は、そのような磁石粉末が得られる限り、特に限られない。 The manufacturing method of the magnetic powder is not particularly limited as long as such magnetic powder can be obtained.

以下、図3を用いて、磁石粉末の製造方法の一例について説明する。 Below, an example of a method for manufacturing magnet powder is explained using Figure 3.

図3には、Sm-Fe-N系の磁石粉末の製造方法のフローを模式的に示す。 Figure 3 shows a schematic flow of the manufacturing method for Sm-Fe-N magnetic powder.

図3に示すように、この磁石粉末の製造方法は、
Sm-Fe系合金の前駆体粉末を作製する工程(S10)と、
前記前駆体粉末を不活性ガス雰囲気下で還元拡散して、Sm-Fe系合金粉末を作製する工程(S20)と、
Sm-Fe系合金粉末を窒化して、Sm-Fe-N系合金粉末を作製する工程(S30)と、
Sm-Fe-N系合金粉末を洗浄する工程(S40)と、
を有する。
As shown in FIG. 3, the method for producing the magnetic powder includes the following steps:
A step (S10) of preparing a precursor powder of an Sm—Fe based alloy;
A step (S20) of reducing and diffusing the precursor powder in an inert gas atmosphere to prepare a Sm—Fe based alloy powder;
A step (S30) of nitriding the Sm—Fe-based alloy powder to prepare a Sm—Fe—N-based alloy powder;
A step (S40) of washing the Sm—Fe—N based alloy powder;
has.

以下、各工程について、簡単に説明する。 Each process is briefly explained below.

(工程S10)
まず、Sm-Fe系合金の前駆体粉末が作製される。
(Step S10)
First, a precursor powder of an Sm--Fe alloy is prepared.

前駆体粉末は、例えば、Sm-Fe系酸化物粉末、またはSm-Fe系水酸化物粉末であってもよい。なお、以下、Sm-Fe系酸化物粉末およびSm-Fe系系水酸化物粉末を、まとめてSm-Fe系(水)酸化物粉末とも称する。 The precursor powder may be, for example, Sm-Fe oxide powder or Sm-Fe hydroxide powder. In the following, Sm-Fe oxide powder and Sm-Fe hydroxide powder are collectively referred to as Sm-Fe (hydr)oxide powder.

前駆体粉末は、例えば、共沈法により作製されてもよい。この方法では、まず、サマリウム塩、鉄塩を含む溶液にアルカリ等の沈澱剤を添加して、沈澱させた後、ろ過、遠心分離等により沈殿物が回収される。次に、沈殿物を洗浄、乾燥後、沈殿物を粉砕することにより、Sm-Fe系(水)酸化物粉末が得られる。 The precursor powder may be produced, for example, by a coprecipitation method. In this method, a precipitant such as an alkali is first added to a solution containing a samarium salt and an iron salt to cause precipitation, and the precipitate is then collected by filtration, centrifugation, or the like. The precipitate is then washed and dried, and then pulverized to obtain a Sm-Fe-based (hydr)oxide powder.

なお、Sm-Fe-N系磁石粉末は、金属鉄を含むと、磁気特性が低下する。このため、前駆体粉末の製造の際には、サマリウムを量論比よりも過剰に加えることが好ましい。 The magnetic properties of Sm-Fe-N magnet powder deteriorate when it contains metallic iron. For this reason, it is preferable to add samarium in excess of the stoichiometric ratio when producing the precursor powder.

サマリウム塩および鉄塩における対イオンは、塩化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン等の無機イオンであっても、アルコキシド等の有機イオンであってもよい。 The counter ions in the samarium salts and iron salts may be inorganic ions such as chloride ions, sulfate ions, and nitrate ions, or organic ions such as alkoxides.

サマリウム塩、鉄塩を含む溶液に含まれる溶媒としては、水を用いることができるが、エタノール等の有機溶媒を用いてもよい。 Water can be used as the solvent in the solution containing samarium salts and iron salts, but organic solvents such as ethanol can also be used.

アルカリとしては、アルカリ金属およびアルカリ土類金属の水酸化物、アンモニアを用いることができる。また、尿素等の熱等の外的作用で分解して沈澱剤としての作用を示す化合物を用いてもよい。 As the alkali, hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals, and ammonia can be used. In addition, compounds such as urea that decompose under external influences such as heat and act as a precipitant can also be used.

得られた前駆体粉末は、その後、Sm-Fe-N系磁石粉末が製造されるまで、グローブボックスのような、大気を遮断した環境下で取り扱われてもよい。不活性ガス雰囲気を使用する場合、酸素濃度は、1ppm以下にすることが好ましい。 The obtained precursor powder may then be handled in an atmosphere-tight environment, such as a glove box, until the Sm-Fe-N magnet powder is produced. When using an inert gas atmosphere, it is preferable that the oxygen concentration be 1 ppm or less.

得られた前駆体粉末は、還元性雰囲気中で予還元することが好ましい。これにより、後の還元拡散工程(工程S20)で使用されるカルシウムの量を低減することができるとともに、粗大なSm-Fe系合金粒子の発生を抑制することができる。 The obtained precursor powder is preferably pre-reduced in a reducing atmosphere. This reduces the amount of calcium used in the subsequent reduction and diffusion step (step S20) and also suppresses the generation of coarse Sm-Fe alloy particles.

前駆体粉末の予還元は、例えば、水素雰囲気中で前駆体粉末を400℃以上に加熱することにより、実施されてもよい。処理温度は、500℃~800℃の範囲が好ましい。この温度範囲で予還元を実施した場合、粒径が揃ったSm-Fe系合金の粉末を得ることができる。 Pre-reduction of the precursor powder may be carried out, for example, by heating the precursor powder to 400°C or higher in a hydrogen atmosphere. The treatment temperature is preferably in the range of 500°C to 800°C. When pre-reduction is carried out in this temperature range, it is possible to obtain Sm-Fe alloy powder with a uniform particle size.

(工程S20)
次に、前駆体粉末が不活性ガス雰囲気下で還元拡散処理される。
(Step S20)
Next, the precursor powder is subjected to a reduction diffusion treatment under an inert gas atmosphere.

前駆体粉末を還元拡散する方法としては、例えば、前駆体粉末をカルシウム(Ca)または水素化カルシウム(CaH)と混合した後、Caの融点以上の温度(約850℃)に加熱する方法等が挙げられる。 Examples of methods for reducing and diffusing the precursor powder include a method in which the precursor powder is mixed with calcium (Ca) or calcium hydride (CaH 2 ) and then heated to a temperature (about 850° C.) equal to or higher than the melting point of Ca.

この処理の際に、Caにより還元されたSmがCa融液中を拡散し、Feと反応することにより、Sm-Fe系合金粉末が形成される。 During this process, Sm reduced by Ca diffuses through the Ca melt and reacts with Fe to form Sm-Fe alloy powder.

還元拡散処理の温度と、Sm-Fe系合金粉末の結晶の粒径との間には相関があり、還元拡散の温度が高い程、Sm-Fe系合金粉末の粒径が大きくなる。 There is a correlation between the temperature of the reduction diffusion process and the grain size of the crystals in the Sm-Fe alloy powder; the higher the temperature of the reduction diffusion, the larger the grain size of the Sm-Fe alloy powder.

結晶粒の平均粒径は、2.0μm以下であることが好ましい。結晶粒の平均粒径が2.
0μm以下であると、磁石の保磁力がさらに高くなる。結晶粒の平均粒径は、さらに、0.6μm~2.0μmの範囲が好ましい。
The average grain size of the crystal grains is preferably 2.0 μm or less.
When the average grain size of the crystal grains is 0.0 μm or less, the coercive force of the magnet is further increased. The average grain size of the crystal grains is further preferably in the range of 0.6 μm to 2.0 μm.

なお、粒径の揃ったSm-Fe系合金粉末を得るためには、前駆体粉末を、不活性ガス雰囲気下、850℃~1050℃で1分間~2時間程度還元拡散処理することが好ましい。 In order to obtain Sm-Fe alloy powder with uniform particle size, it is preferable to subject the precursor powder to reduction and diffusion treatment in an inert gas atmosphere at 850°C to 1050°C for about 1 minute to 2 hours.

前駆体における還元拡散の進行に伴って結晶化が進行し、Sm-Fe系合金粉末が形成される。得られるSm-Fe系合金粉末において、また、各粒子の表面の少なくとも一部には、Smリッチ相が形成される。 As reduction and diffusion in the precursor progresses, crystallization progresses and Sm-Fe alloy powder is formed. In the resulting Sm-Fe alloy powder, an Sm-rich phase is also formed on at least a portion of the surface of each particle.

Sm-Fe系合金粉末において、アスペクト比が2.0以上である粒子の個数の割合は、10%以下であることが好ましく、8%以下であることがさらに好ましい。アスペクト比が2.0以上である粒子の割合が10%以下であると、磁石粉末の保磁力がさらに高くなる。 In Sm-Fe alloy powder, the percentage of particles with an aspect ratio of 2.0 or more is preferably 10% or less, and more preferably 8% or less. If the percentage of particles with an aspect ratio of 2.0 or more is 10% or less, the coercive force of the magnetic powder will be even higher.

工程S20後に得られるSm-Fe系合金粉末における残留酸素量は、1.0質量%未満であることが好ましい。Sm-Fe系合金粉末の残留酸素量が1.0質量%未満であると、磁石の保磁力がさらに高くなる。 The amount of residual oxygen in the Sm-Fe alloy powder obtained after step S20 is preferably less than 1.0% by mass. If the amount of residual oxygen in the Sm-Fe alloy powder is less than 1.0% by mass, the coercive force of the magnet will be even higher.

(工程S30)
次に、得られたSm-Fe系合金粉末が窒化処理される。
(Step S30)
Next, the obtained Sm--Fe alloy powder is subjected to a nitriding treatment.

Sm-Fe系合金粉末を窒化する方法としては、アンモニア、アンモニアと水素の混合ガス、窒素、または窒素と水素の混合ガス等の雰囲気下、300℃~500℃で、Sm-Fe系合金粉末を熱処理する方法等が挙げられる。 Methods for nitriding Sm-Fe alloy powder include heat treating the Sm-Fe alloy powder at 300°C to 500°C in an atmosphere of ammonia, a mixed gas of ammonia and hydrogen, nitrogen, or a mixed gas of nitrogen and hydrogen.

アンモニアを用いた場合、Sm-Fe系合金粉末を短時間で窒化することが可能である。ただし、Sm-Fe-N系磁石粉末中の窒素含有量が最適値よりも高くなる可能性がある。この場合、Sm-Fe系合金粉末を窒化した後に、水素中でアニールすることが好ましい。これにより、過剰な窒素を結晶格子から排出させることができる。 When ammonia is used, it is possible to nitride Sm-Fe alloy powder in a short time. However, there is a possibility that the nitrogen content in the Sm-Fe-N magnet powder will be higher than the optimum value. In this case, it is preferable to anneal the Sm-Fe alloy powder in hydrogen after nitriding it. This allows the excess nitrogen to be expelled from the crystal lattice.

窒化処理により、Sm-Fe-N系合金粉末が形成される。 The nitriding process produces Sm-Fe-N alloy powder.

Sm-Fe-N系合金粉末に含まれる粒子の組成は、SmFe17であることが好ましい。 The composition of the particles contained in the Sm-Fe-N alloy powder is preferably Sm 2 Fe 17 N 3 .

例えば、アンモニア-水素混合雰囲気下、Sm-Fe系合金粉末を350℃~450℃で10分~2時間熱処理した後、水素雰囲気下、350℃~450℃で30分~2時間アニールする。これにより、Sm-Fe-N系磁石粉末中の窒素含有量を適正化することができる。 For example, Sm-Fe alloy powder is heat treated at 350°C to 450°C for 10 minutes to 2 hours in an ammonia-hydrogen mixed atmosphere, and then annealed at 350°C to 450°C for 30 minutes to 2 hours in a hydrogen atmosphere. This allows the nitrogen content in the Sm-Fe-N magnet powder to be optimized.

(工程S40)
次に、工程S30で形成されたSm-Fe-N系合金粉末が洗浄される。
(Step S40)
Next, the Sm--Fe--N alloy powder formed in step S30 is washed.

工程S30で形成されたSm-Fe-N系合金粉末は、カルシウム化合物を含む。洗浄処理は、そのようなカルシウム化合物を除去するために実施される。 The Sm-Fe-N alloy powder formed in step S30 contains calcium compounds. The cleaning process is carried out to remove such calcium compounds.

洗浄処理は、例えば、水、および/またはアルコールのような洗浄液を用いて実施される。あるいは、洗浄液は、アミド硫酸のような酸であってもよい。あるいは、水および/またはアルコール用いて、Sm-Fe-N系合金粉末を洗浄してから、さらにアミド硫酸を用いて洗浄を行ってもよい。 The cleaning process is carried out using a cleaning solution such as water and/or alcohol. Alternatively, the cleaning solution may be an acid such as amidosulfuric acid. Alternatively, the Sm-Fe-N alloy powder may be cleaned using water and/or alcohol, followed by further cleaning using amidosulfuric acid.

なお、洗浄工程は、窒化処理の前に実施してもよい。 The cleaning process may be carried out before the nitriding process.

洗浄されたSm-Fe-N系合金粉末は、その後乾燥させることが好ましい。 The washed Sm-Fe-N alloy powder is then preferably dried.

乾燥温度は、特に限られないが、常温~100℃であることが好ましい。乾燥温度を100℃以下とすることにより、Sm-Fe-N系合金粉末の酸化を抑制することができる。 The drying temperature is not particularly limited, but is preferably between room temperature and 100°C. By keeping the drying temperature at 100°C or less, oxidation of the Sm-Fe-N alloy powder can be suppressed.

また、Sm-Fe-N系合金粉末に対して、脱水素処理を実施してもよい。脱水素処理により、洗浄処理の際に結晶格子間に進入した水素を除去することができる。 The Sm-Fe-N alloy powder may also be subjected to a dehydrogenation process. This process removes hydrogen that has entered between the crystal lattices during the cleaning process.

脱水素処理の方法は、特に限定されない。例えば、真空下または不活性ガス雰囲気下で、Sm-Fe-N系合金粉末を加熱することにより、脱水素処理を行ってもよい。例えば、真空雰囲気下において、150℃~250℃でSm-Fe-N系合金粉末を1時間熱処理することにより、脱水素処理を行ってもよい。 The method of dehydrogenation is not particularly limited. For example, the dehydrogenation may be performed by heating the Sm-Fe-N alloy powder in a vacuum or in an inert gas atmosphere. For example, the dehydrogenation may be performed by heat treating the Sm-Fe-N alloy powder at 150°C to 250°C for 1 hour in a vacuum atmosphere.

以上の工程により、Sm-Fe-N系合金粉末を製造することができる。合金粉末における残留酸素量は、1質量%以下である。 By using the above process, Sm-Fe-N alloy powder can be produced. The amount of residual oxygen in the alloy powder is 1 mass% or less.

なお、得られるSm-Fe-N系合金粉末の平均粒子径は、0.6μm~2.0μmの範囲であることが好ましい。 The average particle size of the resulting Sm-Fe-N alloy powder is preferably in the range of 0.6 μm to 2.0 μm.

また、磁石粉末を解砕してもよい。 The magnet powder may also be crushed.

ここで、「解砕」とは、「粉砕」とは異なる用語であることに注意する必要がある。すなわち、「解砕」は、複数の粒子が集合体として凝集している際に、これらの集合体から、一つ以上の粒子を分離することを意味する。一方、「粉砕」は、一つの粒子を、より小さな複数の小片に分割することを意味する。 It is important to note that "disintegration" is a different term from "pulverization." That is, "disintegration" refers to the separation of one or more particles from an aggregate of multiple particles that are clumped together. On the other hand, "pulverization" refers to the division of a single particle into multiple smaller pieces.

以下、解砕処理について説明する。 The crushing process is explained below.

(解砕処理)
解砕処理は、湿式で実施されてもよい。
(Crushing process)
The crushing process may be carried out in a wet manner.

湿式解砕は、Sm-Fe-N系合金粉末を有機溶媒中で解砕することにより実施される。湿式解砕には、ボールミル、振動ミル、媒体撹拌ミルおよびビーズミル等を用いることができる。 Wet milling is performed by milling the Sm-Fe-N alloy powder in an organic solvent. A ball mill, a vibration mill, a media stirring mill, a bead mill, etc. can be used for wet milling.

解砕処理を実施することにより、より確実に、略「球状」の粒子を得ることができる。 By carrying out the crushing process, it is possible to more reliably obtain particles that are roughly "spherical."

以上のような処理により、工程S110では、残留酸素量が1.0質量%未満であるSm-Fe-N系の磁石粉末が調製される。 Through the above process, in step S110, Sm-Fe-N magnet powder with a residual oxygen content of less than 1.0 mass% is prepared.

残留酸素量は、0.9質量%以下であることが好ましく、0.8質量%以下であることがより好ましい。 The residual oxygen content is preferably 0.9% by mass or less, and more preferably 0.8% by mass or less.

(工程S120)
次に、磁石粉末が加圧焼結処理される。
(Step S120)
Next, the magnet powder is subjected to a pressure sintering process.

加圧焼結処理は、例えば、放電プラズマ法、ホットプレス法、または通電加圧焼結法により、実施されてもよい。これらの中では、高速加熱および短時間焼結により低熱負荷焼結が実現できる、通電加圧焼結法が好ましい。 The pressure sintering process may be carried out, for example, by a discharge plasma method, a hot press method, or a current pressure sintering method. Among these, the current pressure sintering method is preferred, which can achieve low thermal load sintering by rapid heating and short sintering time.

通電加圧焼結法では、加圧下で磁石粉末に通電させることにより、磁石粉末を加熱することができる。 In the electric current pressure sintering method, the magnet powder can be heated by passing an electric current through the magnet powder under pressure.

以下、図4を参照して、工程S120の加圧焼結処理において利用され得る、温度および圧力のプロファイルの一例について説明する。 Below, with reference to Figure 4, an example of a temperature and pressure profile that can be used in the pressure sintering process of step S120 is described.

図4には、加圧焼結工程における、磁石粉末の温度および圧力の時間変化を模式的に示す。図4において、横軸は時間であり、左の縦軸は磁石粉末の温度であり、右の縦軸は磁石粉末に印加される圧力である。 Figure 4 shows a schematic diagram of the temperature and pressure changes over time of the magnetic powder during the pressure sintering process. In Figure 4, the horizontal axis is time, the left vertical axis is the temperature of the magnetic powder, and the right vertical axis is the pressure applied to the magnetic powder.

図4に示すように、この例では、磁石粉末の温度は、時間tで100℃に達し、その後時間tで最大温度Tmaxに到達する。さらに、磁石粉末は、時間tまで最大温度Tmaxに維持され、その後室温まで降温される。従って、最大温度Tmaxでの保持時間は、(t-t)である。 4, in this example, the temperature of the magnet powder reaches 100° C. at time t C , and then reaches the maximum temperature T max at time t S. Furthermore, the magnet powder is maintained at the maximum temperature T max until time t E , and then cooled down to room temperature. Therefore, the retention time at the maximum temperature T max is (t E - t S ).

最大温度Tmaxは、400℃以上、600℃未満の範囲である。最大温度Tmaxが400℃未満では、焼結反応が進行しない。また、最大温度Tmaxが600℃以上になると、磁石粉末に熱分解が生じる。最大温度Tmaxは、550℃以下であることが好ましい。 The maximum temperature Tmax is in the range of 400° C. or more and less than 600° C. If the maximum temperature Tmax is less than 400° C., the sintering reaction does not proceed. If the maximum temperature Tmax is 600° C. or more, thermal decomposition occurs in the magnet powder. The maximum temperature Tmax is preferably 550° C. or less.

最大温度Tmaxでの保持時間(t-t)は、例えば、1分~10分の範囲である。 The retention time (t E -t S ) at the maximum temperature T max ranges, for example, from 1 minute to 10 minutes.

一方、磁石粉末に印加される圧力は、時間tまで「実質的に」0(ゼロ)である。ここで、時間t>時間tである。 On the other hand, the pressure applied to the magnet powder is "substantially" 0 (zero) until time t1 , where time t1 > time tC .

なお、一般に、通電加圧装置を用いた加圧焼結処理において、磁石粉末には、予備的に、最大3.5×10-2GPaの圧力が印加される場合がある。このような予備加圧は、被処理粉末の粒子同士を接触させ、確実に通電を行うために実施される。予備加圧は、加圧焼結工程において、粒子同士を焼結させるために用いられる圧力とは、目的もその大きさも異なる。そのため、本願では、予備加圧において使用される圧力を、加圧焼結処理において本来の焼結のために印加される処理圧力とは区別することとする。 Generally, in the pressure sintering process using an electric current pressurizing device, a preliminarily pressure of up to 3.5×10 −2 GPa may be applied to the magnet powder. Such preliminarily pressurizing is performed to bring the particles of the powder to be processed into contact with each other and ensure current flow. The preliminarily pressurizing has a different purpose and magnitude from the pressure used to sinter the particles in the pressure sintering process. Therefore, in this application, the pressure used in the preliminarily pressurizing is distinguished from the processing pressure applied for the actual sintering in the pressure sintering process.

換言すれば、本願では、100℃未満の温度において、磁石粉末が予備加圧されてもよい。すなわち、本願において、「印加圧力が実質的に0である」とは、磁石粉末に印加される圧力が完全に0である場合の他、予備加圧されている場合も含むことに留意する必要がある。換言すれば、「印加圧力が実質的に0である」とは、印加圧力が予備加圧を超えないことを意味する。 In other words, in this application, the magnet powder may be pre-pressurized at a temperature of less than 100°C. In other words, it should be noted that in this application, "the applied pressure is substantially zero" includes cases where the pressure applied to the magnet powder is completely zero, as well as cases where the powder is pre-pressurized. In other words, "the applied pressure is substantially zero" means that the applied pressure does not exceed the pre-pressurization.

次に、時間t~時間tの間、磁石粉末に最大圧力Pmaxが印加される。最大圧力Pmaxは、1.0GPa~1.8GPaの範囲である。 Next, a maximum pressure P max is applied to the magnet powder from time t 1 to time t 2. The maximum pressure P max is in the range of 1.0 GPa to 1.8 GPa.

最大圧力Pmaxが1.0GPa未満では、磁石粉末を焼結させることが難しくなる。また、最大圧力Pmaxが1.8GPaを超えると、金型の寿命が短くなる。 If the maximum pressure Pmax is less than 1.0 GPa, it becomes difficult to sinter the magnet powder, and if the maximum pressure Pmax exceeds 1.8 GPa, the life of the mold becomes shorter.

時間tの後、磁石粉末に印加される圧力が解除される。 After time t2 , the pressure applied to the magnet powder is released.

なお、図4に示した例では、時間t>時間tである。また、時間t<時間tとなっている。 In the example shown in Fig. 4, time t1 is greater than time tS , and time t2 is less than time tE .

しかしながら、時間tと時間tの関係は、特に限られず、時間t≦時間tであってもよい。ただし、時間t≧時間tであることが好ましい。同様に、時間tと時間tの関係は、特に限られず、時間t≧時間tであってもよい。ただし、時間t≦時間tであることが好ましい。 However, the relationship between time t1 and time tS is not particularly limited, and may be time t1 ≦ time tS . However, it is preferable that time t1 ≧ time tS . Similarly, the relationship between time t2 and time tE is not particularly limited, and may be time t2 ≧ time tE . However, it is preferable that time t2 ≦ time tE .

工程S120において、磁石粉末に対してこのような温度および圧力プロファイルを適用した場合、前述の図1に示したような、領域I~領域IIにおける保磁力の低下を抑制することが可能となる。 When such a temperature and pressure profile is applied to the magnet powder in step S120, it is possible to suppress the decrease in coercivity in regions I and II as shown in FIG. 1 above.

また、第1の方法では、最大温度Tmaxは、400℃以上、600℃未満の範囲に制御である。また、600℃以上の温度域では、磁石粉末には実質的に圧力が印加されない。従って、第1の方法では、前述の領域IIIに示したような熱分解による保磁力の低下も、有意に抑制される。 Moreover, in the first method, the maximum temperature Tmax is controlled to be in the range of 400° C. or more and less than 600° C. Moreover, in the temperature range of 600° C. or more, substantially no pressure is applied to the magnet powder. Therefore, in the first method, the decrease in coercivity due to thermal decomposition as shown in the above-mentioned region III is also significantly suppressed.

その結果、第1の方法では、磁石粉末の保磁力の低下をある程度抑制したまま、磁石粉末を焼結させることができ、高い保磁力を有するSm-Fe-N系磁石を製造することができる。 As a result, the first method makes it possible to sinter the magnet powder while suppressing the decrease in the magnet powder's coercivity to some extent, and to produce a Sm-Fe-N magnet with high coercivity.

また、第1の方法で製造されたSm-Fe-N系磁石は、焼結工程を経ているため、強度が高く、切断などの加工を十分に行うことができる。 In addition, the Sm-Fe-N magnets produced by the first method have high strength because they have undergone a sintering process, making them suitable for processing such as cutting.

なお、図4に示した温度および圧力プロファイルでは、時間tまで、磁石粉末に処理圧力は印加されない。しかしながら、これは単なる一例であり、時間t以降であれば、磁石粉末に圧力が印加されてもよい。例えば、100℃以上の温度域で、時間tsまでの間、磁石粉末には、0.1GPa~最大圧力Pmaxの範囲の圧力が印加されてもよい。 In the temperature and pressure profile shown in Fig. 4, no processing pressure is applied to the magnet powder until time t1 . However, this is merely an example, and pressure may be applied to the magnet powder after time tC . For example, in a temperature range of 100°C or higher, a pressure in the range of 0.1 GPa to the maximum pressure Pmax may be applied to the magnet powder until time ts.

(本発明の別の実施形態による磁石の製造方法)
次に、図5を参照して、本発明の別の実施形態による磁石の製造方法について説明する。
(Method of manufacturing a magnet according to another embodiment of the present invention)
Next, a method for manufacturing a magnet according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図5には、本発明の別の実施形態による磁石の製造方法(以下、「第2の方法」と称する)のフローの一例を概略的に示す。 Figure 5 shows an example of the flow of a magnet manufacturing method according to another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "second method").

図5に示すように、第2の方法は、
Sm-Fe-N系の磁石粉末を準備する工程(工程S210)と、
前記磁石粉末に磁場を印加して、前記磁石粉末を成形し、成形体を形成する工程(工程S220)と、
得られた成形体を加圧焼結する工程(工程S230)と、
を有する。
As shown in FIG. 5, the second method is as follows:
A step of preparing Sm—Fe—N based magnet powder (step S210);
A step of applying a magnetic field to the magnet powder to mold the magnet powder into a molded body (step S220);
A step of pressure sintering the obtained compact (step S230);
has.

なお、第2の方法は、前述の第1の方法に比べて、磁場印加成形工程(工程S220)を有する点が異なっている。すなわち、第2の方法において、工程S210および工程S230は、それぞれ、第1の方法における工程S110および工程S120と同様である。 The second method is different from the first method described above in that it includes a magnetic field application molding step (step S220). That is, in the second method, steps S210 and S230 are similar to steps S110 and S120, respectively, in the first method.

従って、ここでは、工程S220について、詳しく説明する。 Therefore, step S220 will be explained in detail here.

(工程S220)
第2の方法では、工程S210において製造された磁石粉末に対して、磁場印加成形工程が実施される。
(Step S220)
In the second method, a magnetic field application compaction step is performed on the magnet powder produced in step S210.

磁場印加成形工程は、磁石粉末を焼結させる前に、磁性が特定の方向に配向された成形体を形成するために実施される。磁場印加成形工程を実施した場合、工程S230後に、磁気特性の高い異方性磁石が得られる。 The magnetic field application molding process is carried out to form a compact in which the magnetic properties are oriented in a specific direction before sintering the magnet powder. When the magnetic field application molding process is carried out, an anisotropic magnet with high magnetic properties is obtained after step S230.

図6には、磁場印加成形工程に適用され得る、磁石粉末の温度および圧力プロファイルの一例を模式的に示す。 Figure 6 shows a schematic example of a temperature and pressure profile of magnet powder that can be applied to a magnetic field application molding process.

図6において、横軸は時間であり、左の縦軸は磁石粉末の温度であり、右の縦軸は磁石粉末に印加される圧力である。 In Figure 6, the horizontal axis is time, the left vertical axis is the temperature of the magnet powder, and the right vertical axis is the pressure applied to the magnet powder.

図6に示すように、この例では、磁石粉末の温度は、時間tで100℃に達し、その後時間tで成形温度Tに到達する。さらに、磁石粉末は、時間tまで成形温度Tに維持され、その後室温まで降温される。従って、成形温度Tでの保持時間は、(t-t)である。 6, in this example, the temperature of the magnet powder reaches 100°C at time tC , and then reaches the molding temperature T1 at time tA . Furthermore, the magnet powder is maintained at the molding temperature T1 until time tB , and then cooled down to room temperature. Therefore, the retention time at the molding temperature T1 is ( tB - tA ).

一方、磁石粉末には、時間t~時間tの間、成形圧力Pが印加される。すなわち、成形圧力Pの印加時間は、(t-t)である。 On the other hand, compacting pressure P1 is applied to the magnet powder from time t3 to time t4 . That is, the application time of compacting pressure P1 is ( t4 - t3 ).

また、図6には示されていないが、磁石粉末に成形圧力Pが印加されている間、磁石粉末に磁場が印加される。 Although not shown in FIG. 6, a magnetic field is applied to the magnet powder while the compacting pressure P1 is being applied to the magnet powder.

印加される磁場は、例えば、10kOe以上であってもよい。 The applied magnetic field may be, for example, 10 kOe or more.

これにより、磁性が特定の方向に配向された成形体が形成される。 This results in a molded body with magnetic properties oriented in a specific direction.

図6において、成形温度Tは、例えば、100℃~400℃の範囲である。成形温度Tは、100℃~200℃の範囲であることが好ましい。 6, the molding temperature T1 is, for example, in the range of 100° C. to 400° C. The molding temperature T1 is preferably in the range of 100° C. to 200° C.

成形圧力Pは、例えば、0.1GPa~1.8GPaの範囲である。成形圧力Pは、例えば、0.1GPa~1.2GPaの範囲であることが好ましい。 The molding pressure P1 is, for example, in the range of 0.1 GPa to 1.8 GPa. It is preferable that the molding pressure P1 is, for example, in the range of 0.1 GPa to 1.2 GPa.

ここで、成形圧力Pの印加が開始される時間tは、t≧tを満たす。従って、磁場印加成形工程では、前述の図1において領域Iで示したような、保磁力の低下が有意に抑制される。 Here, the time t3 at which application of the compacting pressure P1 starts satisfies t3tC . Therefore, in the magnetic field application compaction process, the decrease in coercivity as shown in region I in Fig. 1 is significantly suppressed.

なお、図6に示した例では、t>tおよびt<tとなっている。しかしながら、これは単なる一例にすぎない。例えば、t≦tであってもよく、t≧tであってもよい。 In the example shown in Fig. 6, t3 > tA and t4 < tB . However, this is merely an example. For example, t3 < tA and t4 > tB may be satisfied.

その後、工程S230において、前述の第1の方法の工程S120に記載したような、磁石粉末の加圧焼結工程が実施され、Sm-Fe-N系磁石が製造される。 Then, in step S230, the magnetic powder is pressure sintered as described in step S120 of the first method above, to produce a Sm-Fe-N magnet.

このような第2の方法においても、前述の第1の方法と同様の効果を得ることができる。 This second method can achieve the same effect as the first method described above.

すなわち、第2の方法では、磁石粉末の保磁力の低下を抑制したまま、磁石粉末を焼結させることができ、高い保磁力を有するSm-Fe-N系磁石を製造することができる。また、第2の方法で製造されたSm-Fe-N系磁石は、焼結工程を経ているため、強度が高く、切断などの加工を十分に行うことができる。 In other words, the second method makes it possible to sinter the magnet powder while suppressing a decrease in the coercive force of the magnet powder, and to produce a Sm-Fe-N magnet with high coercive force. In addition, the Sm-Fe-N magnet produced by the second method has high strength because it has been through a sintering process, and can be adequately processed, such as by cutting.

(本発明のさらに別の実施形態による磁石の製造方法)
次に、図7を参照して、本発明のさらに別の実施形態による磁石の製造方法について説明する。
(Method of manufacturing a magnet according to yet another embodiment of the present invention)
Next, a method for manufacturing a magnet according to yet another embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

図7には、本発明のさらに別の実施形態による磁石の製造方法(以下、「第3の方法」と称する)のフローの一例を概略的に示す。 Figure 7 shows an example of the flow of a magnet manufacturing method according to yet another embodiment of the present invention (hereinafter referred to as the "third method").

図7に示すように、第3の方法は、
Sm-Fe-N系の磁石粉末を準備する工程(工程S310)と、
前記磁石粉末に磁場を印加した状態で、前記磁石粉末を成形して成形体を形成した後、引き続き前記成形体を加圧焼結する工程(工程S320)と、
を有する。
As shown in FIG. 7, the third method is as follows:
A step of preparing Sm—Fe—N based magnet powder (step S310);
A step of forming a compact by molding the magnetic powder while applying a magnetic field to the magnetic powder (step S320), and subsequently pressure sintering the compact;
has.

なお、第3の方法は、前述の第2の方法における磁場成形工程(工程S220)と、加圧焼結工程(工程230)とが、連続的に実施される点が、前述の第2の方法とは異なっている。 The third method differs from the second method described above in that the magnetic field molding step (step S220) and the pressure sintering step (step S230) in the second method described above are carried out consecutively.

従って、ここでは、工程S320について、詳しく説明する。 Therefore, step S320 will be explained in detail here.

(工程S320)
第3の方法では、工程S310で得られた磁石粉末に対して、磁場成形処理と、加圧焼結処理とが連続的に実施される。例えば、磁場成形処理と、加圧焼結処理とは、同一の装置内で実施されてもよい。この場合、磁石の迅速な製造が可能となる。
(Step S320)
In the third method, the magnetic field compaction process and the pressure sintering process are successively performed on the magnet powder obtained in step S310. For example, the magnetic field compaction process and the pressure sintering process may be performed in the same device. In this case, the magnet can be rapidly manufactured.

図8には、工程S320に適用され得る、磁石粉末の温度および圧力プロファイルの一例を模式的に示す。 Figure 8 shows a schematic example of a temperature and pressure profile of magnet powder that can be applied in step S320.

図8において、横軸は時間であり、左の縦軸は磁石粉末の温度であり、右の縦軸は磁石粉末に印加される圧力である。 In Figure 8, the horizontal axis is time, the left vertical axis is the temperature of the magnetic powder, and the right vertical axis is the pressure applied to the magnetic powder.

図8に示すように、この例では、磁石粉末の温度は、時間tで100℃に達し、その後時間tで成形温度Tに到達する。さらに、磁石粉末は、時間tまで成形温度Tに維持される。従って、成形温度Tでの保持時間は、(t-t)である。 8, in this example, the temperature of the magnet powder reaches 100° C. at time t C , and then reaches the molding temperature T 1 at time t A. Furthermore, the magnet powder is maintained at the molding temperature T 1 until time t B. Therefore, the holding time at the molding temperature T 1 is (t B -t A ).

さらに、磁石粉末は、時間t~時間tの間、昇温され、時間tにおいて、最大温度Tmaxに達する。さらに、磁石粉末は、時間tまで最大温度Tmaxに維持され、その後室温まで降温される。従って、最大温度Tmaxでの保持時間は、(t-t)である。 Furthermore, the temperature of the magnet powder is increased from time t B to time t S , and reaches a maximum temperature T max at time t S. Furthermore, the magnet powder is maintained at the maximum temperature T max until time t E , and then cooled down to room temperature. Therefore, the retention time at the maximum temperature T max is (t E - t S ).

一方、磁石粉末に印加される圧力は、時間tまで実質的に0である。ここで、時間t≧時間tである。従って、磁石粉末は、100℃未満の温度では、加圧されない。 On the other hand, the pressure applied to the magnet powder is substantially 0 until time t3 , where time t3 ≥ time tC . Therefore, the magnet powder is not pressurized at a temperature below 100°C.

その後、時間t~時間tの間、磁石粉末には、成形圧力Pが印加される。よって、成形圧力Pによる加圧時間は、(t-t)である。 Thereafter, compacting pressure P1 is applied to the magnet powder from time t3 to time t4 . Therefore, the pressurizing time by compacting pressure P1 is ( t4 - t3 ).

また、図8には示されていないが、磁石粉末に成形圧力Pが印加されている間、磁石粉末には磁場が印加される。 Although not shown in FIG. 8, a magnetic field is applied to the magnet powder while the compacting pressure P1 is being applied to the magnet powder.

これにより、特定の方向に磁化された成形体が形成される。 This results in a compact that is magnetized in a specific direction.

その後、時間t~時間tの間、磁石粉末に対する圧力が解除される。 Thereafter, the pressure on the magnet powder is released during the period from time t 4 to time t 1 .

さらに、時間t~時間tの間、磁石粉末に最大圧力Pmaxが印加される。最大圧力Pmaxは、前述のように、1.0GPa~1.8GPaの範囲である。 Furthermore, a maximum pressure P max is applied to the magnet powder between time t 1 and time t 2. As described above, the maximum pressure P max is in the range of 1.0 GPa to 1.8 GPa.

時間tの後、磁石粉末に印加される圧力が解除される。 After time t2 , the pressure applied to the magnet powder is released.

ここで、図8の例では、時間t=時間tであり、時間t=時間tである。また、時間t=時間tであり、時間t=時間tである。 8, time t3 = time tA , time t4 = time tB , time t1 = time tS , and time t2 = time tE .

しかしながら、これは、単なる一例に過ぎない。前述のように、時間tと時間tの関係、および時間tと時間tの関係は、特に限られない。 However, this is merely an example. As described above, the relationship between time t1 and time tE , and the relationship between time t2 and time tE are not particularly limited.

また、時間tと時間tAの関係は、特に限られず、時間t>時間tであっても、時間t<時間tであってもよい。時間tと時間tBにおいても同様である。ただし、時間t≧時間tである。また、時間t≦時間tである。 The relationship between time t3 and time tA is not particularly limited, and may be time t3 > time tA or time t3 < time tA . The same is true for time t4 and time tB . However, time t3 ≧ time tC . Also, time t4 ≦ time t1 .

図8に示した例では、成形温度Tは、例えば、100℃~400℃の範囲である。成形温度Tは、100℃~200℃の範囲であることが好ましい。 8, the molding temperature T1 is, for example, in the range of 100° C. to 400° C. The molding temperature T1 is preferably in the range of 100° C. to 200° C.

成形圧力Pは、例えば、0.1GPa~1.8GPaの範囲である。成形圧力Pは、例えば、0.1GPa~1.2GPaの範囲であることが好ましい。 The molding pressure P1 is, for example, in the range of 0.1 GPa to 1.8 GPa. It is preferable that the molding pressure P1 is, for example, in the range of 0.1 GPa to 1.2 GPa.

また、最大温度Tmaxは、400℃以上、600℃未満の範囲である。また、保持時間(t-t)は、1分~10分の範囲である。保持時間(t-t)は、5分以下であることが好ましい。 The maximum temperature T max is in the range of 400° C. or higher and lower than 600° C. The holding time (t E -t S ) is in the range of 1 minute to 10 minutes. The holding time (t E -t S ) is preferably 5 minutes or shorter.

なお、図8に示した例では、時間t~時間tの間、磁石粉末には、実質的に圧力は印加されていない。しかしながら、これとは別に、時間t~時間tの間も、磁石粉末に対して、圧力を印加し続けてもよい。 8, substantially no pressure is applied to the magnetic powder during the period from time t4 to time t1 . However, alternatively, pressure may be applied to the magnetic powder continuously during the period from time t4 to time t1 .

磁石粉末に対してこのような温度および圧力プロファイルを適用した場合も、前述の図1に示したような、領域I~領域IIにおける保磁力の低下を抑制することが可能となる。 When such a temperature and pressure profile is applied to the magnetic powder, it is possible to suppress the decrease in coercivity in regions I and II, as shown in Figure 1 above.

また、第3の方法においても、前述の領域IIIに示したような熱分解による保磁力の低下は、有意に抑制される。 In addition, in the third method, the decrease in coercivity due to thermal decomposition as shown in region III above is also significantly suppressed.

その結果、第3の方法では、磁石粉末の保磁力の低下を抑制したまま、磁石粉末を焼結させることができ、高い保磁力を有するSm-Fe-N系磁石を製造することができる。 As a result, the third method makes it possible to sinter the magnet powder while suppressing a decrease in the magnet powder's coercivity, and to produce a Sm-Fe-N magnet with high coercivity.

また、第3の方法で製造されたSm-Fe-N系磁石は、焼結工程を経ているため、強度が高く、切断などの加工を十分に行うことが可能となる。 In addition, the Sm-Fe-N magnets produced using the third method have high strength because they have undergone a sintering process, making them suitable for processing such as cutting.

以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下の説明において、例1~例14は、実施例であり、例21~例25は、比較例である。 Below, examples of the present invention will be described. In the following description, Examples 1 to 14 are examples, and Examples 21 to 25 are comparative examples.

(例1)
以下の方法により、焼結磁石を作製した。
(Example 1)
A sintered magnet was produced by the following method.

(磁石粉末の作製)
まず、以下の方法により、Sm-Fe-N系磁石粉末を作製した。
(Magnetic powder production)
First, Sm--Fe--N based magnet powder was prepared by the following method.

(Sm-Fe-(水)酸化物粉末の作製)
硝酸鉄九水和物64.64g、硝酸サマリウム六水和物12.93gを水800mlに溶解させた後、撹拌しながら、2mol/L水酸化カリウム水溶液120mlを滴下した後、室温下で一晩撹拌し、懸濁液を作製した。次に、懸濁液をろ過し、濾物を洗浄した後、熱風オーブンを用いて、空気雰囲気下、120℃で一晩乾燥させた。次に、濾物を、ブレードミルにより粗粉砕した後、ステンレスボールを用いる回転ミルにより、エタノール中で微粉砕した。次に、エタノール中で微粉砕した濾物を遠心分離した後、真空乾燥させ、Sm-Fe-(水)酸化物粉末を作製した。
(Preparation of Sm-Fe-(hydr)oxide powder)
64.64 g of iron nitrate nonahydrate and 12.93 g of samarium nitrate hexahydrate were dissolved in 800 ml of water, and then 120 ml of 2 mol/L potassium hydroxide aqueous solution was dropped while stirring, and then stirred overnight at room temperature to prepare a suspension. Next, the suspension was filtered, and the filtered product was washed, and then dried overnight at 120°C in an air atmosphere using a hot air oven. Next, the filtered product was coarsely ground with a blade mill, and then finely ground in ethanol with a rotary mill using stainless steel balls. Next, the filtered product finely ground in ethanol was centrifuged and then vacuum dried to prepare Sm-Fe-(hydr)oxide powder.

(予還元)
Sm-Fe-(水)酸化物粉末を、水素雰囲気下、600℃で6時間熱処理することにより予還元し、粉末(粉末Aと称する)を作製した。
(Pre-reduction)
The Sm-Fe-(hydr)oxide powder was pre-reduced by heat treatment at 600° C. for 6 hours in a hydrogen atmosphere to produce a powder (referred to as Powder A).

(還元拡散)
粉末Aを5gと、カルシウム粉末2.5gとを鉄製るつぼに入れた後、950℃で1時間加熱することにより還元拡散し、粉末(粉末Bと称する)を作製した。
(Reduction and diffusion)
5 g of Powder A and 2.5 g of calcium powder were placed in an iron crucible, and then heated at 950° C. for 1 hour for reduction and diffusion to produce a powder (referred to as Powder B).

(窒化)
粉末Bを常温まで冷却した後、水素雰囲気下、380℃まで昇温した。次に、体積比が1:2のアンモニア-水素混合雰囲気下、420℃まで昇温し、1時間保持することにより、粉末Bを窒化した。
(nitridation)
Powder B was cooled to room temperature, and then heated to 380° C. in a hydrogen atmosphere. Next, the temperature was raised to 420° C. in an atmosphere of ammonia-hydrogen mixture with a volume ratio of 1:2, and maintained for 1 hour, thereby nitriding Powder B.

次に、水素雰囲気下、420℃で1時間アニールした後、アルゴン雰囲気下、420℃で0.5時間アニールすることにより、粉末中の窒素含有量を適正化した。これにより、粉末Cが得られた。 The powder was then annealed at 420°C for 1 hour in a hydrogen atmosphere, and then annealed at 420°C for 0.5 hour in an argon atmosphere to optimize the nitrogen content in the powder. This resulted in powder C.

(洗浄)
粉末Cを純水で5回洗浄した。洗浄後の粉末Cとアミド硫酸水溶液を加えてpHを5として、15分間保持することにより、カルシウム化合物を除去した。次に、粉末Cを純水で洗浄し、アミド硫酸を除去した。これにより、粉末Dが得られた。
(Washing)
Powder C was washed five times with pure water. The washed Powder C and an aqueous solution of amidosulfuric acid were added to adjust the pH to 5, and the mixture was maintained for 15 minutes to remove calcium compounds. Powder C was then washed with pure water to remove amidosulfuric acid. Powder D was thus obtained.

(真空乾燥)
粉末Dに残留した水を2-プロパノールで置換した後、常温で真空乾燥させた。
(Vacuum drying)
The water remaining in Powder D was replaced with 2-propanol, and then the powder was vacuum dried at room temperature.

真空乾燥した粉末Dを、真空下、200℃で3時間脱水素した。 The vacuum-dried powder D was dehydrogenated under vacuum at 200°C for 3 hours.

なお、予還元以降の工程は、グローブボックスの中で、アルゴン雰囲気下、大気に曝すことなく、実施した。 The steps after pre-reduction were carried out in a glove box under an argon atmosphere without exposure to the atmosphere.

以上の工程により、Sm-Fe-N系磁石粉末が得られた。作製された磁石粉末を、「磁石粉末1」と称する。 Through the above process, Sm-Fe-N magnet powder was obtained. The magnet powder produced is referred to as "Magnet Powder 1."

(磁石の作製)
次に、以下の方法で、磁石粉末1を加圧焼結し、焼結磁石を作製した。
(Magnetic production)
Next, the magnet powder 1 was pressure sintered to produce a sintered magnet by the following method.

加圧焼結処理には、サーボ制御型プレス装置による加圧機構を備えた通電焼結装置を使用した。この装置は、パルス通電が可能な、5.5mm角の超硬合金製筒形金型を有する。従って、磁石粉末1(0.5g)を金型に充填した状態で、金型に通電し、上下方向から金型を加圧することにより、磁石粉末1を加圧焼結することができる。 For the pressure sintering process, an electric current sintering device equipped with a pressure mechanism using a servo-controlled press device was used. This device has a 5.5 mm square cylindrical mold made of cemented carbide that can be pulsed with electricity. Therefore, with magnet powder 1 (0.5 g) filled into the mold, electricity is passed through the mold and pressure is applied to the mold from above and below, allowing the magnet powder 1 to be pressure sintered.

図9には、加圧焼結処理において使用された温度および圧力プロファイルを示す。図9において、横軸は時間であり、左縦軸は温度であり、右縦軸は圧力である。 Figure 9 shows the temperature and pressure profile used in the pressure sintering process. In Figure 9, the horizontal axis is time, the left vertical axis is temperature, and the right vertical axis is pressure.

まず、装置内を10Pa以下の真空雰囲気とした後、金型に1.4×10-2GPaの予備加圧を印加した。なお、図9において、圧力の値に、予備加圧は含まれていない。 First, the inside of the apparatus was evacuated to a vacuum atmosphere of 10 Pa or less, and then a preliminary pressure of 1.4×10 −2 GPa was applied to the mold. Note that the pressure value in FIG. 9 does not include the preliminary pressure.

この状態で、磁石粉末1を加熱した。 In this state, magnet powder 1 was heated.

磁石粉末1の昇温は、3段階で行った。第1昇温段階は、室温~250℃の温度領域であり、昇温速度は、125℃/分とした。第2昇温段階は、250℃~(最大温度Tmax-30℃)の温度領域であり、昇温速度は、66.7℃/分とした。第3昇温段階は、(最大温度Tmax-30℃)~最大温度Tmaxの温度領域であり、昇温速度は、10℃/分とした。図9において、時間t=2分である。 The temperature of the magnet powder 1 was increased in three stages. The first temperature increase stage was in the temperature range of room temperature to 250° C., and the temperature increase rate was 125° C./min. The second temperature increase stage was in the temperature range of 250° C. to (maximum temperature T max -30° C.), and the temperature increase rate was 66.7° C./min. The third temperature increase stage was in the temperature range of (maximum temperature T max -30° C.) to maximum temperature T max , and the temperature increase rate was 10° C./min. In FIG. 9, the time t Q =2 minutes.

最大温度Tmaxに達した後、磁石粉末1をその温度に所定の時間保持し、その後、急冷した。前述のように、最大温度Tmaxに到達した時間をtとし、降温を開始した時間をtとすると、最大温度Tmaxでの保持時間は、(t-t)である。 After reaching the maximum temperature Tmax , the magnet powder 1 was held at that temperature for a predetermined time and then rapidly cooled. As described above, if the time when the maximum temperature Tmax was reached is tS and the time when cooling started is tE , the holding time at the maximum temperature Tmax is ( tE - tS ).

この例1では、最大温度Tmaxは、500℃とし、最大温度Tmaxでの保持時間(t-t)は、1分とした。なお、時間t=5.3分であり、時間t=9.3分である。 In this Example 1, the maximum temperature T max was set to 500° C., and the holding time (t E −t S ) at the maximum temperature T max was set to 1 minute, where t R =5.3 minutes and t E =9.3 minutes.

一方、圧力は、時間t~時間tの間、最大圧力Pmaxとして印加される。時間tの後、磁石粉末1に印加される圧力が解除される。時間t=時間tとした。 On the other hand, pressure is applied as maximum pressure Pmax from time t1 to time t2 . After time t2 , the pressure applied to the magnet powder 1 is released. Time t2 is set to time tE .

例1では、最大圧力の印加開始時間tは、磁石粉末1の温度が100℃となる時間(すなわちt)とした。ここで、時間t=t=0.8分である。また、最大圧力Pmaxは、1.2GPaとした。従って、最大圧力の印加時間(t-t)は、8.5分である。 In Example 1, the time t 1 when the application of the maximum pressure started was set to the time when the temperature of the magnet powder 1 reached 100° C. (i.e., t C ). Here, the time t 1 = t C = 0.8 minutes. The maximum pressure P max was set to 1.2 GPa. Therefore, the application time of the maximum pressure (t 2 - t 1 ) was 8.5 minutes.

これにより、焼結磁石が得られた。得られた焼結磁石を、「磁石1」と称する。 As a result, a sintered magnet was obtained. The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 1."

(例2)
例1と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例2では、例1とは異なり、最大圧力の印加開始温度(時間tの温度。以下同じ)を400℃とした。従って、最大圧力の印加開始時間t=4.25分であり、最大圧力の印加時間(t-t)は、約5分である。
(Example 2)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 1. However, in Example 2, unlike Example 1, the temperature at which maximum pressure application began (the temperature at time t1 ; the same applies below) was set to 400° C. Therefore, the time t1 at which maximum pressure application began was 4.25 minutes, and the application time of maximum pressure ( t2t1 ) was approximately 5 minutes.

得られた焼結磁石を、「磁石2」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 2."

(例3)
例1と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例3では、例1とは異なり、最大圧力の印加開始温度を500℃とした。従って、最大圧力の印加開始時間t=8.3分であり、最大圧力の印加時間(t-t)は、1分である。
(Example 3)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 1. However, in Example 3, unlike Example 1, the temperature at which the application of maximum pressure began was set to 500° C. Therefore, the time t 1 at which the application of maximum pressure began was 8.3 minutes, and the application time of maximum pressure (t 2 −t 1 ) was 1 minute.

得られた焼結磁石を、「磁石3」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 3."

(例4)
例1と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例4では、例1とは異なり、最大温度Tmaxを550℃とした。
(Example 4)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 1. However, in Example 4, unlike Example 1, the maximum temperature T max was set to 550°C.

また、最大圧力の印加開始温度を550℃とした。従って、最大圧力の印加開始時間t=9分であり、最大圧力の印加時間(t-t)は、1分である。 The application start temperature of the maximum pressure was set to 550° C. Therefore, the application start time of the maximum pressure, t 1 =9 minutes, and the application time of the maximum pressure (t 2 - t 1 ) was 1 minute.

得られた焼結磁石を、「磁石4」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 4."

(例5)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例5では、例3とは異なり、最大圧力Pmaxを1.0GPaとした。
(Example 5)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, in Example 5, unlike Example 3, the maximum pressure P max was set to 1.0 GPa.

得られた焼結磁石を、「磁石5」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 5."

(例6)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例6では、例3とは異なり、最大圧力Pmaxを1.8GPaとした。
(Example 6)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, Example 6 differed from Example 3 in that the maximum pressure P max was set to 1.8 GPa.

得られた焼結磁石を、「磁石6」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 6."

(例7)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例7では、例3とは異なる磁石粉末(「磁石粉末2」と称する)を使用して、焼結磁石を作製した。
(Example 7)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, in Example 7, a magnet powder different from that in Example 3 (referred to as "magnet powder 2") was used to produce the sintered magnet.

磁石粉末2は、以下のように作製した。 Magnetic powder 2 was prepared as follows:

前述の例1に示した(磁石粉末の作製)工程において、粉末Aの還元拡散処理の温度を900℃とし、粉末B'を作製した。その後は、粉末Bの場合と同様の工程を経て、Sm-Fe-N系磁石粉末(磁石粉末2)を作製した。 In the process (Magnetic Powder Production) shown in Example 1 above, the temperature of the reduction and diffusion treatment of Powder A was set to 900°C to produce Powder B'. Thereafter, the same process as for Powder B was carried out to produce Sm-Fe-N based magnetic powder (Magnetic Powder 2).

得られた焼結磁石を、「磁石7」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 7."

(例8)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例8では、例3とは異なる磁石粉末(「磁石粉末3」と称する)を使用して、焼結磁石を作製した。
(Example 8)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, in Example 8, a magnet powder different from that in Example 3 (referred to as "magnet powder 3") was used to produce the sintered magnet.

前述の例1に示した(磁石粉末の作製)工程において、粉末Aの還元拡散処理の温度を1050℃とし、粉末B''を作製した。その後は、粉末Bの場合と同様の工程を経て、Sm-Fe-N系磁石粉末(磁石粉末3)を作製した。 In the process (production of magnet powder) shown in Example 1 above, the temperature of the reduction and diffusion treatment of powder A was set to 1050°C to produce powder B''. After that, the same process as for powder B was carried out to produce Sm-Fe-N magnet powder (magnet powder 3).

得られた焼結磁石を、「磁石8」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 8."

(例9)
例1と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例9では、例1とは異なり、前述の第3の方法により、焼結磁石を作製した。
(Example 9)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 1. However, in Example 9, unlike Example 1, the sintered magnet was produced by the above-mentioned third method.

すなわち、磁石粉末1を加圧焼結する前に、通電焼結装置内で磁場成形処理を実施し、その後、同じ装置内で加圧焼結処理を実施した。 That is, before pressure sintering the magnet powder 1, a magnetic field molding process was performed in an electric current sintering device, and then pressure sintering was performed in the same device.

磁場成形処理には、図8の左側部分に示した温度および圧力プロファイルを使用した。具体的には、磁石粉末1を40℃/分の昇温速度で成形温度Tにまで加熱し、所定の時間(t-t)保持した。成形温度Tは、100℃とし、保持時間(t-t)は、5分とした。その後、温度を下げることなく、そのまま、次の加圧焼結工程を実施した。 The magnetic field compaction process used the temperature and pressure profile shown on the left side of Fig. 8. Specifically, magnet powder 1 was heated to compaction temperature T1 at a temperature increase rate of 40°C/min and held for a predetermined time ( tB - tA ). The compaction temperature T1 was 100°C, and the holding time ( tB - tA ) was 5 minutes. Thereafter, the next pressure sintering process was carried out without lowering the temperature.

一方、圧力は、図8において、時間tで成形圧力Pを印加し、時間(t-t)の間、成形圧力Pに保持するプロファイルとした。その後、時間tにおいて、いったん圧力を解放した。成形圧力Pは、0.1GPaとし、時間(t-t)は、5分とした。なお、時間t=時間tであり、時間t=時間tである。 On the other hand, the pressure profile was such that molding pressure P1 was applied at time t3 and maintained at molding pressure P1 for time ( t4 - t3 ) in Fig. 8. Then, at time t4 , the pressure was released once. The molding pressure P1 was 0.1 GPa, and the time ( t4 - t3 ) was 5 minutes. Note that time t3 = time tA , and time t4 = time tB .

加圧焼結処理の条件は、例1の場合と同様である。 The conditions for the pressure sintering process are the same as in Example 1.

得られた焼結磁石を、「磁石9」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 9."

(例10)
例9と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例10では、例9とは異なる磁場成形条件を採用して、焼結磁石を作製した。具体的には、磁場成形処理において、成形温度Tを150℃とした。
(Example 10)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 9. However, in Example 10, the sintered magnet was produced using magnetic field compaction conditions different from those in Example 9. Specifically, in the magnetic field compaction process, the compaction temperature T1 was set to 150°C.

従って、図8において、時間t=t=3.8分、時間t=t=8.8分である。 Thus, in FIG. 8, time t A =t 3 =3.8 minutes, and time t B =t 4 =8.8 minutes.

得られた焼結磁石を、「磁石10」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 10."

(例11)
例9と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例11では、例9とは異なる磁場成形条件を採用して、焼結磁石を作製した。具体的には、磁場成形処理において、成形温度Tを200℃とした。
(Example 11)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 9. However, in Example 11, the sintered magnet was produced using magnetic field compaction conditions different from those in Example 9. Specifically, in the magnetic field compaction process, the compaction temperature T1 was set to 200°C.

従って、図8において、時間t=t=5分、時間t=t=10分である
得られた焼結磁石を、「磁石11」と称する。
Therefore, in FIG. 8, time t A =t 3 =5 minutes, and time t B =t 4 =10 minutes. The obtained sintered magnet is referred to as "magnet 11."

(例12)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例12では、例3とは異なり、最大温度Tmaxにおける保持時間(t-t)を2分とした。なお、最大圧力Pmaxの印加終了時間tは、降温開始時間tとした。
(Example 12)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, in Example 12, unlike Example 3, the holding time (t S - t E ) at the maximum temperature T max was set to 2 minutes. The end time t 2 of application of the maximum pressure P max was set to the start time t E of the temperature drop.

得られた焼結磁石を、「磁石12」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 12."

(例13)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例13では、例3とは異なり、最大温度Tmaxにおける保持時間(t-t)を5分とした。なお、最大圧力Pmaxの印加終了時間tは、降温開始時間tとした。
(Example 13)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, in Example 13, unlike Example 3, the holding time (t S - t E ) at the maximum temperature T max was set to 5 minutes. The end time t 2 of application of the maximum pressure P max was set to the start time t E of the temperature drop.

得られた焼結磁石を、「磁石13」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 13."

(例14)
例3と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例14では、例3とは異なり、最大温度Tmaxにおける保持時間(t-t)を10分とした。なお、最大圧力Pmaxの印加終了時間tは、降温開始時間tとした。
(Example 14)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 3. However, in Example 14, unlike Example 3, the holding time (t S - t E ) at the maximum temperature T max was set to 10 minutes. The end time t 2 of the application of the maximum pressure P max was set to the start time t E of the temperature drop.

得られた焼結磁石を、「磁石14」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 14."

(例21)
例1と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例21では、例1とは異なり、最大圧力の印加開始温度を25℃(室温)とした。従って、最大圧力の印加開始時間t=0分であり、最大圧力の印加時間(t-t)は、9.3分である。
(Example 21)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 1. However, in Example 21, unlike Example 1, the temperature at which the application of maximum pressure began was 25° C. (room temperature). Therefore, the time at which the application of maximum pressure began was t 1 =0 minutes, and the application time of maximum pressure (t 2 - t 1 ) was 9.3 minutes.

得られた焼結磁石を、「磁石21」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 21."

(例22)
例21と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例22では、例21とは異なり、最大温度Tmaxを600℃とした。
(Example 22)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 21. However, in Example 22, unlike Example 21, the maximum temperature T max was set to 600°C.

得られた焼結磁石を、「磁石22」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "magnet 22."

(例23)
例1と同様の方法で、焼結磁石の作製を試みた。ただし、この例23では、例1とは異なり、最大温度Tmaxを300℃とし、最大圧力の印加開始温度を300℃とした。
(Example 23)
An attempt was made to produce a sintered magnet in the same manner as in Example 1. However, in Example 23, unlike Example 1, the maximum temperature Tmax was set to 300°C, and the temperature at which application of the maximum pressure began was also set to 300°C.

従って、最大圧力の印加開始時間t=5.3分であり、最大圧力の印加時間(t-t)は、1分である。 Therefore, the application start time of maximum pressure is t 1 =5.3 minutes, and the application time of maximum pressure (t 2 -t 1 ) is 1 minute.

得られた磁石(以下、「磁石23」と称する)を金型から取り出してみたところ、離型の際に崩壊した。従って、例23では、焼結磁石は得られなかった。 When the obtained magnet (hereinafter referred to as "Magnet 23") was removed from the mold, it disintegrated during demolding. Therefore, a sintered magnet was not obtained in Example 23.

(例24)
例3と同様の方法で、焼結磁石の作製を試みた。ただし、この例24では、例3とは異なり、最大圧力Pmaxを2.5GPaとした。
(Example 24)
An attempt was made to produce a sintered magnet in the same manner as in Example 3. However, in Example 24, unlike Example 3, the maximum pressure P max was set to 2.5 GPa.

処理後に金型を確認したところ、金型は破損していることがわかった。そのため、焼結磁石は得られなかった。 After processing, the mold was inspected and found to be damaged. As a result, no sintered magnets were obtained.

得られた処理体を、以下「磁石24」と称する。 The resulting treated body is hereinafter referred to as "magnet 24."

(例25)
例4と同様の方法で、焼結磁石を作製した。ただし、この例25では、例4とは異なり、最大温度Tmaxにおける保持時間(t-t)を20分とした。なお、最大圧力Pmaxの印加終了時間tは、降温開始時間tとした。
(Example 25)
A sintered magnet was produced in the same manner as in Example 4. However, in Example 25, unlike Example 4, the holding time (t S - t E ) at the maximum temperature T max was set to 20 minutes. The end time t 2 of application of the maximum pressure P max was set to the start time t E of the temperature drop.

得られた焼結磁石を、「磁石25」と称する。 The resulting sintered magnet is referred to as "Magnet 25."

以下の表1には、各磁石の製造条件をまとめて示す。 The manufacturing conditions for each magnet are summarized in Table 1 below.

Figure 0007589402000001

(評価)
磁石粉末1~磁石14、および磁石21、磁石22および磁石25を用いて、以下の評価を行った。
Figure 0007589402000001

(evaluation)
The following evaluations were carried out using magnet powders 1 to 14, as well as magnets 21, 22 and 25.

(磁石粉末の特性評価)
各磁石粉末1~磁石粉末3を用いて、平均粒子径およびアスペクト比の測定、残留酸素量の測定、ならびに保磁力の測定を行った。
(Evaluation of magnetic powder properties)
Using each of the magnet powders 1 to 3, the average particle size and aspect ratio, the amount of residual oxygen, and the coercive force were measured.

(平均粒子径およびアスペクト比の測定)
磁石粉末と、熱硬化性エポキシ樹脂とを混錬し、熱硬化させた後、集束イオンビーム(FIB)を照射してエッチング加工することにより、断面を露出させ、試料を作製した。
(Measurement of average particle size and aspect ratio)
The magnet powder and thermosetting epoxy resin were mixed and thermally cured, and then the mixture was irradiated with a focused ion beam (FIB) and etched to expose the cross section, thereby preparing the sample.

走査型電子顕微鏡(FE-SEM)を用いて、試料の断面を観察し、無作為に選択した200個以上の粒子に輪郭線を引いた。 Using a scanning electron microscope (FE-SEM), the cross section of the sample was observed and outlines were drawn on more than 200 randomly selected particles.

輪郭線は、粒子の表面および/または接触している粒子の表面に対応する。ただし、FE-SEM反射電子像またはエネルギー分散型X線分光法(EDS)のマッピングにより、接触している粒子を区別することができる。 The contour lines correspond to the surfaces of particles and/or surfaces of touching particles, although touching particles can be distinguished by FE-SEM backscattered electron imaging or energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) mapping.

次に、輪郭線で囲まれている領域と同一の面積の円の直径を、粒子の粒子径と定める。この粒子の粒子径を算術平均することにより、平均粒径を算定した。 Next, the diameter of a circle with the same area as the region enclosed by the outline is defined as the particle diameter of the particle. The average particle diameter was calculated by taking the arithmetic average of the particle diameters of these particles.

また、各粒子において、輪郭線に外接し、面積が最小となる四角形を定めた。得られた四角形の長辺の長さを短辺の長さで除算することにより、各粒子のアスペクト比を算定した。さらに、アスペクト比が1以上、2以下である粒子の割合を評価した。 For each particle, a rectangle was determined that circumscribed the outline and had the smallest area. The aspect ratio of each particle was calculated by dividing the length of the long side of the resulting rectangle by the length of the short side. Furthermore, the proportion of particles with aspect ratios of 1 or more and 2 or less was evaluated.

(残留酸素量の測定)
各磁石粉末1~磁石粉末3において、不活性ガス融解-非分散型赤外線吸収法により、残留酸素量を評価した。
(Measurement of Residual Oxygen Amount)
The amount of residual oxygen in each of the magnet powders 1 to 3 was evaluated by inert gas fusion-non-dispersive infrared absorption method.

(保磁力の測定)
磁石粉末と、熱可塑性樹脂を混合した後、20kOeの磁場中で配向させ、保磁力測定用試料を作製した。
(Measurement of coercive force)
After mixing the magnet powder with a thermoplastic resin, the mixture was oriented in a magnetic field of 20 kOe to prepare a sample for measuring the coercive force.

振動試料型磁力計(VSM)を用いて、各保磁力測定用試料の保磁力P1を測定した。 The coercivity P1 of each coercivity measurement sample was measured using a vibrating sample magnetometer (VSM).

測定温度は、27℃とし、最大印加磁場は、90kOeとした。 The measurement temperature was 27°C and the maximum applied magnetic field was 90 kOe.

以下の表2には、各磁石粉末1~3において得られた特性評価結果をまとめて示した。 The characteristic evaluation results obtained for each of the magnet powders 1 to 3 are summarized in Table 2 below.

Figure 0007589402000002

(磁石の特性評価)
磁石1~磁石14、および磁石21、磁石22および磁石25に対して、以下の評価を行った。
Figure 0007589402000002

(Magnetic property evaluation)
Magnets 1 to 14, 21, 22 and 25 were evaluated as follows.

(保磁力の測定)
振動試料型磁力計(VSM)を用いて、各磁石の保磁力P2を測定した。
(Measurement of coercive force)
The coercive force P2 of each magnet was measured using a vibrating sample magnetometer (VSM).

測定温度は、27℃とし、最大印加磁場は、90kOeとした。 The measurement temperature was 27°C and the maximum applied magnetic field was 90 kOe.

また、得られた結果から、以下の式により、保磁力低下率Pを求めた:

保磁力低下率P(%)=(1-(磁石の保磁力P2/保磁力測定用試料の保磁力P1))×100 (2)式

ここで、(2)式の右辺の分子の「保磁力P2」の磁石に含まれる磁石粉末は、分母の「保磁力P1」を有する測定用試料に含まれる磁石粉末に対応する。すなわち、(2)式は、保磁力測定用試料が磁石粉末1を含む場合、磁石粉末1に対する磁石1の保磁力の低下率Pを表す。他の磁石についても同様である。
From the obtained results, the coercive force reduction rate P was calculated according to the following formula:

Coercive force reduction rate P (%) = (1 - (coercive force P2 of magnet / coercive force measurement sample P1)) x 100 (2)

Here, the magnetic powder contained in the magnet with "coercive force P2" in the numerator of the right-hand side of formula (2) corresponds to the magnetic powder contained in the measurement sample with "coercive force P1" in the denominator. In other words, when the coercive force measurement sample contains magnetic powder 1, formula (2) represents the reduction rate P of the coercive force of magnet 1 relative to magnetic powder 1. The same applies to other magnets.

以下の表3には、各磁石における保磁力P2および保磁力低下率Pをまとめて示した。 The coercive force P2 and coercive force reduction rate P for each magnet are summarized in Table 3 below.

Figure 0007589402000003

表3から、磁石21、磁石22および磁石25では、保磁力低下率Pが最小でも51%(磁石21)であり、焼結処理により、保磁力が大きく低下することがわかる。これに対して、磁石1~磁石14では、保磁力低下率Pは、いずれも46%以下となっており、焼結処理による保磁力の低下が抑制されていることがわかる。
Figure 0007589402000003

From Table 3, it can be seen that the coercivity reduction rate P for Magnets 21, 22, and 25 is at least 51% (Magnet 21), and that the sintering process reduces the coercivity significantly. In contrast, the coercivity reduction rate P for Magnets 1 to 14 is all 46% or less, and it can be seen that the reduction in coercivity due to the sintering process is suppressed.

このように、磁石粉末の温度および圧力プロファイルを最適化して、加圧焼結処理等を行うことにより、保磁力低下率Pを有意に抑制できることがわかった。 In this way, it was found that the coercivity loss rate P can be significantly suppressed by optimizing the temperature and pressure profile of the magnet powder and performing pressure sintering or other processes.

Claims (7)

サマリウム-鉄-窒素(Sm-Fe-N)系磁石の製造方法であって、
(1)Sm-Fe-N系の磁石粉末を準備する工程であって、
前記磁石粉末は、残留酸素量が1質量%以下であり、アスペクト比が1以上2以下の粒子の累計分布が90%以上であり、ThZn17型結晶構造を有する、工程と、
(2)前記磁石粉末を加圧焼結する工程であって、
前記磁石粉末は、所定の時間、最大温度Tmaxに保持され、前記磁石粉末が前記最大温度Tmaxにある少なくとも一部の期間の間、1.0GPa~1.8GPaの範囲の最大圧力で加圧され、前記最大温度Tmaxは、400℃以上、600℃未満であり、前記所定の時間は、1分から10分の範囲である、工程と、
を有し、
前記(1)および(2)の工程では、前記磁石粉末が100℃未満、および600℃以上では、前記磁石粉末に実質的に圧力が印加されず、
さらに、前記(1)の工程の後であって、前記(2)の工程の前に、
(3)100℃~400℃の範囲の温度域において、前記磁石粉末に磁場を印加した状態で成形圧力を印加する工程
を有し、前記磁石粉末が100℃未満では、前記成形圧力が印加されない、製造方法。
A method for producing a samarium-iron-nitrogen (Sm—Fe—N) based magnet, comprising the steps of:
(1) A step of preparing Sm—Fe—N based magnet powder,
the magnet powder has a residual oxygen content of 1 mass % or less, a cumulative distribution of particles having an aspect ratio of 1 to 2 of 90% or more, and a Th2Zn17 type crystal structure ;
(2) A step of pressure sintering the magnet powder,
the magnet powder is held at a maximum temperature Tmax for a predetermined time and compressed at a maximum pressure in the range of 1.0 GPa to 1.8 GPa during at least a portion of the time that the magnet powder is at the maximum temperature Tmax , the maximum temperature Tmax being equal to or greater than 400°C and less than 600°C, and the predetermined time being in the range of 1 minute to 10 minutes;
having
In the steps (1) and (2), substantially no pressure is applied to the magnetic powder when the magnetic powder is at a temperature below 100° C. and at a temperature above 600° C.;
Furthermore, after the step (1) and before the step (2),
(3) applying a molding pressure to the magnet powder while applying a magnetic field in a temperature range of 100°C to 400°C;
and when the temperature of the magnet powder is below 100° C., the molding pressure is not applied .
前記(1)の工程は、
前記磁石粉末を湿式解砕する工程
を有する、請求項1に記載の製造方法。
The step (1) comprises:
The method according to claim 1 , further comprising the step of wet-grinding the magnet powder.
前記磁場は、10kOe以上である、請求項に記載の製造方法。 The method of claim 1 , wherein the magnetic field is 10 kOe or greater. 前記(3)の工程では、0.1GPa~1.8GPaの範囲の成形圧力が印加される、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 3 , wherein in the step (3), a molding pressure in the range of 0.1 GPa to 1.8 GPa is applied. 前記(2)の工程は、前記(3)の工程の後に、前記(3)の工程で使用される装置と同一の装置内で連続的に実施される、請求項に記載の製造方法。 The method according to claim 4 , wherein the step (2) is carried out continuously after the step (3) in the same apparatus as that used in the step (3). 前記磁石粉末に対して前記最大圧力の印加が開始される際の前記磁石粉末の温度は、前記最大温度Tmaxである、請求項1乃至のいずれか一項に記載の製造方法。 The method according to claim 1 , wherein the temperature of the magnetic powder when the application of the maximum pressure to the magnetic powder starts is the maximum temperature T max . 前記磁石粉末に対して前記最大圧力の印加が開始される際の前記磁石粉末の温度は、前記最大温度Tmax未満である、請求項1乃至のいずれか一項に記載の製造方法。 The method according to claim 1 , wherein the temperature of the magnetic powder when application of the maximum pressure to the magnetic powder starts is lower than the maximum temperature T max .
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001191387A (en) 2000-01-12 2001-07-17 C I Kasei Co Ltd Magnetic molded body
JP2005286235A (en) 2004-03-30 2005-10-13 Mg:Kk Polar anisotropic bonded magnet and manufacturing method therefor
JP2010062326A (en) 2008-09-03 2010-03-18 Toshiba Corp Bond magnet
WO2015199096A1 (en) 2014-06-24 2015-12-30 日産自動車株式会社 Method for manufacturing rare earth magnetic mold
JP2017055072A (en) 2015-09-11 2017-03-16 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Samarium-iron-nitrogen based sintered magnet, and manufacturing method of samarium-iron-nitrogen based sintered magnet
JP2019186368A (en) 2018-04-09 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of rare-earth magnet and manufacturing installation for use therein
JP2020053437A (en) 2018-09-21 2020-04-02 トヨタ自動車株式会社 Rare earth magnet and manufacturing method therefor

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0831677A (en) * 1994-07-13 1996-02-02 Aichi Steel Works Ltd Manufacture of magnetic anisotropy resin bonding type magnet and magnetic anisotropy resin type magnet
JPH08181015A (en) * 1994-12-26 1996-07-12 Aichi Steel Works Ltd Magnetic anisotropic rubber coupling type magnet and its manufacturing method

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001191387A (en) 2000-01-12 2001-07-17 C I Kasei Co Ltd Magnetic molded body
JP2005286235A (en) 2004-03-30 2005-10-13 Mg:Kk Polar anisotropic bonded magnet and manufacturing method therefor
JP2010062326A (en) 2008-09-03 2010-03-18 Toshiba Corp Bond magnet
WO2015199096A1 (en) 2014-06-24 2015-12-30 日産自動車株式会社 Method for manufacturing rare earth magnetic mold
JP2017055072A (en) 2015-09-11 2017-03-16 国立研究開発法人産業技術総合研究所 Samarium-iron-nitrogen based sintered magnet, and manufacturing method of samarium-iron-nitrogen based sintered magnet
JP2019186368A (en) 2018-04-09 2019-10-24 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of rare-earth magnet and manufacturing installation for use therein
JP2020053437A (en) 2018-09-21 2020-04-02 トヨタ自動車株式会社 Rare earth magnet and manufacturing method therefor

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