JPH04288801A - 磁石材料およびその製造方法ならびにボンディッド磁石 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、急冷法を用いて製造さ
れた希土類磁石材料およびその製造方法と、ボンディッ
ド磁石とに関する。

【０００２】

【従来の技術】高性能希土類磁石としては、Ｓｍ−Ｃｏ
系磁石やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が知られているが、近年
、新規な希土類磁石の開発が盛んに行なわれている。

【０００３】例えば、Ｓｍ２　Ｆｅ１７とＮとの化合物
であるＳｍ２　Ｆｅ１７Ｎ２．３　付近の組成で、４π
Ｉｓ　＝１５．４ｋＧ、Ｔｃ　＝４７０℃、ＨＡ　＝１
４Ｔの基本物性が得られること、Ｚｎをバインダとする
メタルボンディッド磁石として１０．５ＭＧＯｅの（Ｂ
Ｈ）ｍａｘ　が得られること、また、Ｓｍ２　Ｆｅ１７
金属間化合物へのＮの導入により、キュリー温度が大幅
に向上して熱安定性が改良されたことが報告されている
（Ｐａｐｅｒ　Ｎｏ．Ｓ１．３　ａｔ　ｔｈｅ　Ｓｉｘ
ｔｈ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｓｙｍｐｏｓｉｕ
ｍ　ｏｎ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ　
ａｎｄ　Ｃｏｅｒｃｉｖｉｔｙ　ｉｎ　Ｒａｒｅ　Ｅａ
ｒｔｈ−Ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ　Ｍｅｔａｌ　Ａｌｌｏ
ｙｓ，Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ，Ｏｃｔｏｂｅｒ２
５，１９９０．（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ　Ｂｏｏｋ：
Ｃａｒｎｅｇｉｅ　Ｍｅｌｌｏｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔ
ｙ，Ｍｅｌｌｏｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｐｉｔｔｓｂ
ｕｒｇｈ，ＰＡ　１５２１３，ＵＳＡ）　）。

【０００４】また例えば、ＥＰ　０　３６９　０９７　
Ａ１　には、希土類金属、鉄、窒素および水素を含む磁
性材料が開示されている。この磁性材料は、合金インゴ
ットを８０〜１２０μｍ　程度に粗粉砕し、さらにアン
モニアガス中あるいはこれと水素ガス等との混合ガス中
で熱処理することにより窒化および水素化されて製造さ
れる。

【０００５】これらのように希土類金属および鉄に加え
窒素を含む磁性材料は、一般に、希土類金属−鉄からな
る合金を、窒素ガス流中、高圧窒素ガス中または高圧ア
ンモニアガス中、あるいはこれらの混合雰囲気中で熱処
理することにより製造される。このような熱処理では、
ガスを固相中に侵入させなければならないため、反応面
積を広くする必要がある。このため、上記ＥＰ　０　３
６９　０９７　Ａ１　に示されるように、合金インゴッ
トを数μｍ　から１００μｍ　程度の粒径に粗粉砕した
後に窒化させることが必要であった。

【０００６】上記報告のボンディッド磁石に用いられて
いる磁石粒子は、ほぼ単結晶粒子となる程度の粒径を有
するものであり、その保磁力発生機構はニュークリエー
ションタイプである。このため、磁気特性が粒子の表面
状態の影響を受け易い。すなわち、粉砕時の機械的衝撃
や粒子の酸化等により磁石粒子表面には欠陥が生じ、こ
の欠陥により磁壁が発生するが、ニュークリエーション
タイプの磁石では結晶粒内に磁壁のピンニングサイトが
ないため容易に磁壁移動が起こるので、保磁力が劣化し
易い。このため、上記提案に示される磁石は高い磁気特
性が得られにくい。また、加熱により磁石粒子表面が酸
化すると保磁力が著しく劣化するため、キュリー温度が
高いにもかかわらず、実際に使用する際には加熱に対す
る安定性が低い。しかも、粒子表面状態の悪化による磁
気特性劣化は不可逆的であるため、高温下で使用された
場合、回復不能なダメージを受ける恐れがある。

【０００７】なお、上記報告に示されるボンディッド磁
石は、Ｚｎをバインダとして用いたメタルボンディッド
磁石である。メタルボンディッド磁石の磁石粒子は、成
形時に高温の溶融金属と接することにより表面が溶融す
るため、粒子表面が平滑化されて磁壁の発生が抑えられ
ると考えられ、このため上記報告ではメタルボンディッ
ド磁石を用いていると推察されるが、メタルボンディッ
ド磁石は樹脂ボンディッド磁石に比べ成形性に劣り、比
重が大きいため適用分野が狭い。また、バインダとして
メタルを用いた場合でも、ボンディッド磁石とした後に
生じた磁石粒子表面の欠陥、例えば酸化による表面状態
悪化は防止することができず、磁気特性劣化は抑えるこ
とができない。

【０００８】一方、バインダとして樹脂を用いる樹脂結
合型ボンディッド磁石は、成形性に優れ、また、比重が
小さいため、各種用途に汎用されている。しかし、樹脂
結合型ボンディッド磁石では、成形時の温度が低いため
磁石粒子表面の平滑化を行なうことができず、粒子の表
面欠陥による保磁力の低下が避けられない。

【０００９】ニュークリエーションタイプの磁石には、
上記したように磁石表面状態の影響を受け易い問題があ
るが、急冷法により作製されたＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石のよ
うに極めて微細な結晶粒をもつピンニングタイプの磁石
では、磁石粒子表面で発生した磁壁が結晶粒表面でピン
ニングされて移動が阻止されるため、磁石粒子の表面欠
陥の影響を受けない。そこで、Ｓｍ２　Ｆｅ１７系合金
を急冷法により作製し、これを窒化させれば、磁石粒子
の表面欠陥の影響を受けず、しかも窒素添加により、飽
和磁化、キュリー温度、異方性エネルギーなどが改良さ
れた磁石が得られると考えられる。

【００１０】しかし、急冷法により作製されたＳｍ２　
Ｆｅ１７系合金は、組織が極めて緻密であり、合金中に
空孔が少なく密度が高い。このため、窒素ガス流中や高
圧アンモニアガス中で熱処理しても、十分に窒化するこ
とは不可能である。

【００１１】ところで、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｇ
ｎｅｔｉｓｍ　ａｎｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒ
ｉａｌｓ　６１（１９８６）２４−２８　には、Ｎｄ２
　（Ｆｅ，Ｓｉ）１７化合物が開示されている。この化
合物では、Ｓｉ添加によりキュリー温度Ｔｃ　が上昇し
ている。また、Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｍａｇｎｅｔｉ
ｓｍ　ａｎｄ　Ｍａｇｎｅｔｉｃ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ
　８８（１９９０）１−６　には、ＲＦｅ１７Ｃｘ　（
Ｒ＝Ｓｍ，Ｔｍ）化合物が開示されている。この化合物
では、Ｃ添加により結晶磁気異方性が向上し、キュリー
温度も上昇している。

【００１２】しかし、これらの化合物のキュリー温度は
高々３００℃程度であり、熱安定性が十分とはいえない
。また、結晶磁気異方性は向上しているが、実際の保磁
力は測定されていない。そして、これらの化合物は鋳造
法などで作製されているため、粒子化した場合に上記し
たような粒子表面状態の影響を受け、保磁力が劣化する
ことは免れない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、磁気特性および熱安定性が
高く、しかも酸化や粉砕による磁気特性劣化が防止され
た磁石材料およびその製造方法と、この磁石材料を用い
たボンディッド磁石とを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）の本発明により達成される。

【００１５】（１）　　Ｓｍを５〜１５原子％と、Ｎを
０．５〜２５原子％含有し、残部がＦｅ、またはＦｅお
よびＣｏであり、前記残部中におけるＦｅの含有率が２
０原子％以上であって、急冷法を用いて作製され、ピン
ニングタイプの保磁力発生機構を有することを特徴とす
る磁石材料。

【００１６】（２）　　前記Ｎの一部に換えてＣおよび
／またはＳｉを含有し、かつＮの含有率が０．５原子％
以上である上記（１）に記載の磁石材料。

【００１７】（３）　　Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種
以上であり、Ｓｍを必須として含む。）およびＴ（Ｔは
Ｆｅ、またはＦｅおよびＣｏである）を含有する溶湯状
合金を急冷した後、水素ガス雰囲気中で水素吸蔵熱処理
を施して水素を吸蔵させ、次いで、窒素ガス雰囲気中で
窒化熱処理を施して窒化する工程を有することを特徴と
する磁石材料の製造方法。

【００１８】（４）　　前記溶湯状合金がＣおよび／ま
たはＳｉを含有する上記（３）に記載の磁石材料の製造
方法。

【００１９】（５）　　前記水素吸蔵熱処理における保
持温度が３５０℃以下である上記（３）または（４）に
記載の磁石材料の製造方法。

【００２０】（６）　　前記窒化熱処理における保持温
度が、３５０〜６５０℃であってかつ前記水素吸蔵熱処
理における保持温度よりも高いものである上記（３）な
いし（５）のいずれかに記載の磁石材料の製造方法。

【００２１】（７）　　上記（１）または（２）に記載
の磁石材料の製造に用いられる上記（３）ないし（６）
のいずれかに記載の磁石材料の製造方法。

【００２２】（８）　　上記（１）または（２）に記載
の磁石材料の粉末とバインダとを含有することを特徴と
するボンディッド磁石。

【００２３】

【作用】本発明の磁石材料は、溶湯状合金の急冷により
作製されたＳｍ−（Ｆｅ，Ｃｏ）系合金またはＳｍ−（
Ｆｅ，Ｃｏ）−（Ｃ，Ｓｉ）系合金に、窒素（Ｎ）を含
有させたものである。

【００２４】この磁石材料は、Ｎを含有するためキュリ
ー温度が高く、熱安定性に優れる。また、Ｎを含有する
ことにより高い飽和磁化が得られ、異方性エネルギーも
向上して高い保磁力が得られる。磁気特性の向上は、Ｎ
の添加により侵入型の固溶体が形成され、Ｆｅ原子同士
や、Ｆｅ原子と希土類金属原子との距離が最適化される
ためであると考えられる。

【００２５】そして、本発明の磁石材料は、急冷合金を
窒化させることにより製造されるので、平均結晶粒径が
１μｍ　程度以下と極めて小さく、ほぼ単磁区に近い粒
径となっている。従って、焼結法により製造される従来
のＳｍ−（Ｆｅ，Ｃｏ）−Ｎ系磁石の単結晶磁石粒子と
同程度の粒子径にまで粉砕しても、磁石粒子内には多数
の結晶粒が含まれる。このため、磁石粒子内で磁壁がピ
ンニングされることになり、磁石粒子の表面欠陥による
逆磁区発生の影響は磁石粒子表面付近に留まる。

【００２６】このような作用により、粉砕時に生じた表
面欠陥による磁気特性劣化が抑えられ、樹脂結合型ボン
ディッド磁石に適用した場合でも高い保磁力が得られる
。また、高温環境で使用されたときの粒子表面の酸化に
よる磁気特性劣化を抑えることができるため、Ｎ添加に
よるキュリー温度の向上を有効に利用することができる
。

【００２７】さらに、保磁力発生は微細結晶粒が担うた
め、磁石粒子の径を大きくしても磁気特性が劣化するこ
とが少ない。このため、より高い耐酸化性を得ることが
でき、この意味からも熱安定性が高い。

【００２８】また、磁気特性および熱安定性は、Ｃおよ
び／またはＳｉの添加により一層向上する。ＣやＳｉは
、Ｎと同様に結晶格子間隙に固溶するため、Ｎと同様な
効果を有する。しかも、ＣやＳｉはガラス化元素である
ため、Ｃおよび／またはＳｉを含有させれば、急冷の際
の冷却速度を極端に高くしなくても微細な結晶粒が安定
して得られることになり、製造が容易となる。

【００２９】従来、合金インゴットに窒素を含有させる
ための熱処理に際しては、ガスを固相中に侵入させるの
で窒化する合金の表面積の割合を大きくする必要があり
、合金インゴットを粉砕した後、窒化している。しかし
、単ロール法などの急冷法により製造された合金は組織
が緻密であるため、粉砕しても十分に窒化することはで
きない。

【００３０】本発明では、水素ガス雰囲気中で水素吸蔵
熱処理を施して水素を吸蔵させた後、窒素ガス雰囲気中
で窒化熱処理を施すので、急冷合金を十分に窒化するこ
とが可能である。しかも、急冷合金を粉砕することなく
、薄帯状などのまま均質に窒化することができる。これ
は、水素吸蔵熱処理により急冷合金中に微細なガス通路
が形成され、続く窒化熱処理の際に、このガス通路を通
って窒素が急冷合金の深部まで侵入するためであると考
えられる。

【００３１】なお、上記したＥＰ　０　３６９　０９７
　Ａ１　には、水素吸蔵および脱水素を繰り返すことに
より磁石材料を粗粉砕する旨が記載されているが、この
磁石材料は急冷法により製造されたものではなく、また
、粒径は例えば４μｍ　と記載されているように極めて
小さいものであるので、前記記載は本発明の作用効果を
示唆するものではない。

【００３２】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成を詳細に説明
する。

【００３３】本発明の磁石材料は、Ｓｍを５〜１５原子
％、好ましくは７〜１４原子％、Ｎを０．５〜２５原子
％、好ましくは５〜２０原子％含有し、残部が実質的に
Ｆｅ、またはＦｅおよびＣｏであり、前記残部中におけ
るＦｅの含有率が２０原子％以上、好ましくは３０原子
％以上である。

【００３４】また、本発明では、Ｎの一部に換えてＣお
よび／またはＳｉを含有する構成としてもよい。この場
合、Ｎの含有率は０．５原子％以上であり、Ｎ、Ｃおよ
びＳｉの合計含有率は２５原子％以下である。

【００３５】Ｓｍの含有率が前記範囲未満であると保磁
力　ｉＨｃ　が低下し、前記範囲を超えると残留磁束密
度Ｂｒ　が低下してしまう。なお、本発明では、Ｓｍの
一部をＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ
、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ等の他の希土類
金属元素の１種以上で置換してもよい。置換量が多すぎ
ると結晶磁気異方性が低下するため、これらの元素の置
換量は、Ｓｍの７０％以下とすることが好ましい。

【００３６】Ｎの含有率が前記範囲未満となると、キュ
リー温度の上昇と飽和磁化の向上が不十分であり、Ｎ、
ＣおよびＳｉの合計含有率が前記範囲を超えるとＢｒ　
が低下する。

【００３７】Ｎの一部に換えて含有されるＣおよび／ま
たはＳｉは、飽和磁化、保磁力およびキュリー温度向上
効果を示す。また、ガラス化元素としてはたらくため、
これらを含有することにより、微細な結晶粒を形成する
ための冷却条件設定が容易となる。ＣおよびＳｉの合計
含有率の下限は特にないが、合計含有率が０．２５原子
％以上であれば、前記した効果は十分に発揮される。

【００３８】上記各元素を除いた残部がＦｅであるか、
あるいはＦｅおよびＣｏであるが、残部中のＦｅの含有
率が前記範囲未満となるとＢｒ　が低下する。なお、前
記残部中のＦｅ含有率の上限は特にないが、８０原子％
を超えるとＢｒ　が低下する傾向にある。

【００３９】なお、本発明の磁石材料中には、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｚｎ等の上記以外の元素が含有されていてもよい。 これらの元素の含有率は３重量％以下とすることが好ま
しい。また、Ｂ、Ｏ、Ｐ、Ｓ等の元素が含有されていて
もよいが、これらの元素の含有率は２重量％以下とする
ことが好ましい。

【００４０】本発明の磁石材料は、Ｒ２　Ｔ１７系の結
晶粒と結晶粒界とからなる組織構造を有する。結晶粒の
平均径は１μｍ　以下であり、通常、０．５μｍ　以下
、好ましくは０．０１５〜０．３５μｍ　、特に好まし
くは０．０２〜０．１μｍ　である。また、十分な磁気
特性を得るためには、結晶粒の平均径が０．００５μｍ
　以上であることが好ましい。結晶粒径は、透過型電子
顕微鏡等により確認することができる。

【００４１】また、本発明の磁石材料では、２ｋＯｅ　
以上、特に４〜２０ｋＯｅ　の保磁力、８ｋＧ以上、特
に１０〜１５ｋＧの飽和磁化が得られ、キュリー温度は
４３０〜４７０℃程度である。

【００４２】以下、本発明の磁石材料の製造に好適な方
法を説明する。

【００４３】本発明の製造方法では、急冷合金に水素ガ
ス雰囲気中で水素吸蔵熱処理を施して水素を吸蔵させ、
次いで、窒素ガス雰囲気中で窒化熱処理を施して窒化す
る。

【００４４】本発明では、液体急冷法により急冷合金を
製造する。すなわち、Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種以
上であり、Ｓｍを必須として含む。）およびＴ（ＴはＦ
ｅ、またはＦｅおよびＣｏである）を含有する溶湯状合
金を、１０５　℃／秒程度以上の速度で急速に冷却する
ことにより急冷合金とする。なお、Ｃおよび／またはＳ
ｉを含有する磁石材料を製造する場合、これらの元素を
含有する溶湯状合金を用いる。

【００４５】用いる液体急冷法は特に限定されず、単ロ
ール法、双ロール法、アトマイズ法等の各種方法から適
宜選択すればよいが、量産性が高く、急冷条件の再現性
が良好であることから、通常、単ロール法を用いること
が好ましい。

【００４６】急冷条件は特に限定されず、合金の組成な
どに応じて適宜設定すればよいが、通常、ロール周速は
１０〜４０ｍ／ｓ　程度である。

【００４７】単ロール法などにより得られる急冷合金は
、通常、薄帯状である。薄帯の厚さは特に限定されない
が、通常、２０〜２００μｍ　であることが好ましい。 厚さが前記範囲未満の薄帯は作製することが困難であり
、厚さが前記範囲を超える薄帯では、十分な冷却速度を
得ることが困難である。

【００４８】急冷後の合金には、通常、上記したような
結晶粒が存在するが、急冷条件によってはアモルファス
状態あるいはこれに近い状態となっていることがあり、
特にＣやＳｉを含有する合金では、冷却速度が比較的低
くてもアモルファス化し易い。この場合、急冷後に合金
を熱処理して再結晶させる。再結晶のための熱処理条件
は特に限定されず、上記したような結晶粒が出現するよ
うに適宜設定すればよいが、通常、３５０〜７５０℃に
て０．０５〜１時間程度とする。なお、熱処理は、不活
性ガス雰囲気等の非酸化性雰囲気、還元性雰囲気、真空
中等で行なうことが好ましい。

【００４９】次いで、急冷合金に水素吸蔵熱処理を施す
。水素吸蔵熱処理では、水素ガス雰囲気中で熱処理する
ことにより急冷合金に水素を吸蔵させる。この際の熱処
理温度は３５０℃以下、特に１００〜３００℃とするこ
とが好ましく、温度保持時間は０．５〜２４時間、特に
１〜１０時間とすることが好ましい。また、水素ガスの
圧力は、０．１〜１０気圧、特に０．５〜２気圧とする
ことが好ましい。

【００５０】水素吸蔵の際の雰囲気は、水素ガスだけに
限らず、水素ガスと不活性ガスとの混合雰囲気であって
もよい。この場合の不活性ガスとしては、例えばＨｅま
たはＡｒ、あるいはこれらの混合ガスが好ましい。

【００５１】水素吸蔵熱処理は、２回以上行なわないこ
とが好ましい。水素吸蔵熱処理が１回だけであれば、合
金は殆ど微粉化せずに薄帯状に保たれる。なお、薄帯状
合金を粉砕してから水素吸蔵熱処理を施してもよい。

【００５２】水素吸蔵熱処理後、急冷合金に窒化熱処理
を施して本発明の磁石材料とする。窒化熱処理では、窒
素ガス雰囲気中で熱処理することにより、磁石材料を窒
化する。窒化熱処理の際の保持温度は３５０〜６５０℃
、特に４００〜５５０℃とすることが好ましい。ただし
、この際の温度は水素吸蔵熱処理の温度よりも高いこと
が好ましい。また、温度保持時間は、０．５〜２００時
間、特に２〜１００時間程度とすることが好ましく、窒
素ガスの圧力は０．１気圧程度以上とすることが好まし
い。磁石材料中のＮ量は、ガス分析法により測定するこ
とができる。

【００５３】なお、生産性を高くするために、水素吸蔵
熱処理後、急冷合金から水素を放出させずに続いて窒化
熱処理を施すことが好ましい。この場合、急冷合金中の
水素は窒化熱処理の際の加熱により放出され、窒化後の
磁石材料中に水素は実質的に含まれない。

【００５４】ただし、水素吸蔵熱処理後、急冷合金から
水素を放出させ、次いで窒化熱処理を施してもよい。こ
の場合、水素を吸蔵している急冷合金に減圧雰囲気中で
熱処理を施すことにより水素を放出させることができる
。この場合の熱処理温度は２００〜４００℃とすること
が好ましく、温度保持時間は０．５〜２時間とすること
が好ましい。また、圧力は１×１０−２Ｔｏｒｒ以下、
特に１×１０−３Ｔｏｒｒ以下とすることが好ましく、
Ａｒガス雰囲気中で熱処理することが好ましい。

【００５５】本発明の磁石材料の形状に特に制限はなく
、薄帯状や粒状等のいずれであってもよいが、ボンディ
ッド磁石等の磁石製品に適用される場合には、所定の粒
径にまで粉砕されて磁石粒子とされる。

【００５６】ボンディッド磁石に適用する場合、磁石粒
子の平均粒子径は、通常、２μｍ　以上とすることが好
ましいが、十分な耐酸化性を得るためには、平均粒子径
を好ましくは２０μｍ　以上、より好ましくは３０μｍ
　超、さらに好ましくは３５μｍ　以上とすることがよ
い。また、この程度の粒子径とすることにより、高密度
のボンディッド磁石とすることができる。平均粒子径の
上限は特にないが、通常、１０００μｍ　程度以下であ
り、好ましくは２００μｍ　以下である。なお、この場
合の平均粒子径とは、篩別により求められた重量平均粒
子径Ｄ５０を意味する。重量平均粒子径Ｄ５０は、径の
小さな粒子から重量を加算していって、その合計重量が
全粒子の合計重量の５０％となったときの粒子径である
。

【００５７】ボンディッド磁石は、磁石粒子をバインダ
で結合して作製される。本発明の磁石材料は、プレス成
形を用いるコンプレッションボンディッド磁石、あるい
は射出成形を用いるインジェクションボンディッド磁石
のいずれにも適用することができる。バインダとしては
、各種樹脂、各種金属等のいずれであってもよい。樹脂
バインダの種類は特に限定されず、エポキシ樹脂やナイ
ロン等の各種熱硬化性樹脂や各種熱可塑性樹脂から目的
に応じて適宜選択すればよい。金属バインダの種類も特
に限定されないが、亜鉛を用いることが好ましい。また
、磁石粒子に対するバインダの含有比率や成形時の圧力
等の各種条件にも特に制限はなく、通常の範囲から適当
に選択すればよい。

【００５８】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００５９】下記表１に示される磁石材料サンプルを作
製した。まず、原料合金のインゴットをアーク溶解によ
り作製し、インゴットを石英ノズルに入れて高周波誘導
加熱により溶解して溶湯状とし、単ロール法により急冷
して、厚さ８０μｍ　、幅５ｍｍの薄帯状急冷合金とし
た。 なお、冷却ロールの周速度は２０〜３２ｍ／ｓ　の範囲
から選択した。また、サンプルＮｏ．　５〜１０の製造
に際しては、一部もしくは全体がアモルファス状態の急
冷合金が得られたため、急冷後にＡｒガス雰囲気中で４
５０〜６００℃にて０．１〜１時間の熱処理を施し、再
結晶させた。

【００６０】次いで、急冷合金に水素吸蔵熱処理を施し
た。水素吸蔵熱処理は、１気圧の水素ガス雰囲気の真空
槽中で１時間行なった。処理時の保持温度を表１に示す
。

【００６１】水素吸蔵熱処理後、降温せずに真空槽内を
１気圧の窒素ガス雰囲気に換え、表１に示す温度で５時
間加熱することにより窒化熱処理を施し、磁石材料サン
プルを得た。

【００６２】なお、比較のために、水素吸蔵熱処理を施
さずに窒化熱処理だけを施したサンプルも作製した。

【００６３】これらのサンプルの組織構造を透過型電子
顕微鏡により観察した結果、平均結晶粒径は０．０１５
〜０．３５μｍ　であった。また、Ｘ線回折の結果、こ
れらのサンプルがＲ２　Ｔ１７型の結晶構造を有してい
ることが確認された。

【００６４】次に、これらのサンプルをピンミルにより
粉砕し、平均粒径１８０μｍ　の磁石粒子とした。

【００６５】このようにして得られた各磁石粒子に対し
、組成、保磁力　ｉＨｃ　、飽和磁化４πＩｓ　および
キュリー温度Ｔｃ　の測定を行なった。

【００６６】また、各磁石材料サンプルを、８５℃、８
５％ＲＨの空気中に５００時間放置した後、保磁力　ｉ
Ｈｃ　を測定した。これを保存後の　ｉＨｃ　として表
１に示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】表１に示される結果から、本発明の効果が
明らかである。すなわち、水素吸蔵熱処理後に窒化熱処
理を施したサンプルでは、十分に窒化されており、磁気
特性が良好でキュリー温度も高い。また、ピンニングタ
イプであるため、高温保存後の不可逆的な　ｉＨｃ　低
下が極めて少ない。

【００６９】一方、水素吸蔵熱処理を施さずに窒化熱処
理した場合、窒化が不十分であり、磁気特性が低くキュ
リー温度も低い。なお、水素吸蔵熱処理を施さずに窒化
熱処理した薄帯状サンプルを切断し、断面の組成をオー
ジェ分析により測定したところ、サンプル中央付近の窒
素含有率は０．５％未満であった。また、表１に示され
るように、これらのサンプルでは、キュリー温度測定の
際の顕著な磁化減少が１３０℃付近および４５０℃付近
の２点で観察された。１３０℃付近の磁化減少は、窒化
されていない領域の存在を示すものである。

【００７０】なお、表１に示される各サンプルの組成に
おいて、Ｆｅの一部をＣｏで置換した場合、Ｔｃ　の上
昇、４πＩｓ　およびＢｒ　の向上ならびに　ｉＨｃ　
の僅かな低下が認められた。

【００７１】また、上記各磁石粒子をそれぞれエポキシ
樹脂と混合した後、プレス成形し、さらに硬化のための
熱処理を施してコンプレッションボンディッド磁石とし
た。エポキシ樹脂は磁石粒子１００重量部に対し２重量
部とした。プレス成形の圧力保持時間は１０秒間とし、
印加圧力は８０００ｋｇｆ／ｃｍ２　とした。また、樹
脂硬化のための熱処理は、１５０℃にて１時間行なった
。

【００７２】これらのボンディッド磁石では、用いた磁
石粒子に応じた磁気特性が得られた。

【００７３】

【発明の効果】本発明では、急冷合金にまず水素を吸蔵
させ、その後に窒化するので、緻密な組織をもつ急冷合
金を十分に窒化することができる。

【００７４】窒素含有によりキュリー温度が向上して優
れた熱安定性が得られ、また、高い飽和磁化が得られる
。特に、Ｃおよび／またはＳｉを含有する急冷合金では
、キュリー温度および磁気特性がさらに向上し、また、
結晶粒径の制御が容易なので、高性能な磁石材料が容易
に得られる。

【００７５】そして、急冷合金はピンニングタイプの保
磁力発生機構を有するので、粉砕時に生じた表面欠陥に
よる磁気特性劣化が抑えられる。このため、磁石粒子の
表面欠陥を改善することができない樹脂結合型ボンディ
ッド磁石に適用した場合でも、高い保磁力が得られる。 また、高温環境で使用されたときの粒子表面の酸化によ
る磁気特性劣化を抑えることができるため、窒素添加に
よるキュリー温度の向上を有効に利用することができる
。さらに、ボンディッド磁石などに適用するために粉砕
する際に、高い耐酸化性を得るために磁石粒子の径を大
きくしても保磁力が低下しない。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｓｍを５〜１５原子％と、Ｎを０．５
   〜２５原子％含有し、残部がＦｅ、またはＦｅおよびＣ
   ｏであり、前記残部中におけるＦｅの含有率が２０原子
   ％以上であって、急冷法を用いて作製され、ピンニング
   タイプの保磁力発生機構を有することを特徴とする磁石
   材料。
2. 【請求項２】　　前記Ｎの一部に換えてＣおよび／また
   はＳｉを含有し、かつＮの含有率が０．５原子％以上で
   ある請求項１に記載の磁石材料。
3. 【請求項３】　　Ｒ（Ｒは希土類金属元素の１種以上で
   あり、Ｓｍを必須として含む。）およびＴ（ＴはＦｅ、
   またはＦｅおよびＣｏである）を含有する溶湯状合金を
   急冷した後、水素ガス雰囲気中で水素吸蔵熱処理を施し
   て水素を吸蔵させ、次いで、窒素ガス雰囲気中で窒化熱
   処理を施して窒化する工程を有することを特徴とする磁
   石材料の製造方法。
4. 【請求項４】　　前記溶湯状合金がＣおよび／またはＳ
   ｉを含有する請求項３に記載の磁石材料の製造方法。
5. 【請求項５】　　前記水素吸蔵熱処理における保持温度
   が３５０℃以下である請求項３または４に記載の磁石材
   料の製造方法。
6. 【請求項６】　　前記窒化熱処理における保持温度が、
   ３５０〜６５０℃であってかつ前記水素吸蔵熱処理にお
   ける保持温度よりも高いものである請求項３ないし５の
   いずれかに記載の磁石材料の製造方法。
7. 【請求項７】　　請求項１または２に記載の磁石材料の
   製造に用いられる請求項３ないし６のいずれかに記載の
   磁石材料の製造方法。
8. 【請求項８】　　請求項１または２に記載の磁石材料の
   粉末とバインダとを含有することを特徴とするボンディ
   ッド磁石。