JPH0791564B2 - 希土類含有合金粉末 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は希土類Ｒ−鉄Fe−コバルトCo−ホウ素Ｂ系の永
久磁石原料としてのＲ−Fe−Co−Ｂ系合金粉末に関す
る。工業的量産規模において安価にR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ
系の合金粉末を提供しようとするものである。

〔従来の技術〕

最近サマリウム−コバルト系希土類磁石に代ってＲ−Fe
−Ｂ系希土類磁石が注目されている（特開昭59−46008
号等）。

しかし、このＲ−Fe−Ｂ合金磁石のキュリー温度は310
℃と比較的低く、常温以上の使用条件に対して安定性に
欠けるため、Feの一部をCoに置換し、キュリー温度を上
昇せしめて、温度に対する安定性の向上が計られてい
る。（特開昭59−64733号） 〔発明により解決すべき問題点〕 本出願人はさらにＲ−Fe−Co−Ｂ系磁石の改良としてNd
やPrなどの軽希土類成分をGd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybの少な
くとも１種以上の重希土類元素で５原子％以下置換する
ことによって（BH）max＝20MGOe以上の高エネルギー積
を有したまま、保磁力（iHc）を10kOe以上に飛躍的に向
上し、室温以上の100〜150℃の温度環境においても使用
可能なR₁−R₂−Fe−Co−−Ｂ系希土類磁石（ここでR₁は
Gd,Tb,Dy,Ho,Er,tm,Ybの重希土類元素のうち１種以上、
R₂はNd及び／又はPrが80原子％以上で残りがR₁以外のＹ
を含む希土類元素の少なくとも１種である）を開発して
いる。（特願昭58−141850号）。

このR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系希土類磁石を製造する出発原
料は電解法あるいは熱還元法によって作られた純度99.5
％以上の希土類金属、純度99.9％以上の電解鉄、電解コ
バルト、ボロンなどの不純物の少ない高価な金属塊が使
用される。したがっていずれの原料もあらかじめ鉱石か
ら精製された不純物の少ない高品質のもので、これらの
原料を用いた製品磁石価格は非常に高価となる。とくに
希土類金属原料の生産には高度な分類精製技術を要し、
その生産効率も悪いのでその価格はきわめて高い。

そこでR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系永久磁石はiHcが高く高性
能を有し、実用永久磁石材料として非常に有効ではある
が、その磁石価格は相当に高くなってしまう。

本発明は上述の諸問題点を解消し、希土類元素を含有し
て安価でしかも品質のすぐれた磁石材料用希土類含有Ｒ
（R₁−R₂）−Fe−Co−Ｂ系合金粉末を工業的量産規模で
安価に提供することを目的とする。

〔発明による解決手段及び作用効果〕

すなわち本発明の第１の視点においては、希土類Ｒの化
合物を含む原料の還元剤として用いられるカルシウムを
微量含有して、希土類Ｒ、Ｂ、Fe、及びCoを主成分とす
る下記組成のカルシウム還元粉であって、R:12.5〜20原
子％（ＲのうちR₁:0.05〜５原子％）、B:4〜20原子％、
Fe:45〜82原子％、及びCo:35原子％以下（但し０％を除
く）、（ここでR₁は重希土類元素Gd、Tb、Dy、Ho、Er、
Tm、Ybの内の１種以上、R₂はNd及び／又はPrが80原子％
以上で、残りがR₁以外のＹを含む希土類元素の少なくと
も１種とし、Ｒ＝R₁＋R₂（原子％）とする）、酸素含有
量10000ppm以下、炭素含有量1000ppm以下、及び、カル
シウム含有量2000ppm以下とし、かつ、主相（特定の相
が80vol％以上）が正方晶であることを特徴とする希土
類含有合金粉末である。

第２の視点においては、希土類Ｒの化合物を含む原料の
還元剤として用いられるカルシウムを微量含有して、希
土類Ｒ、Ｂ、Fe、及びCoを主成分とする下記組成のカル
シウム還元粉であって、R:12.5〜20原子％（Ｒのうち
R₁:0.05〜５原子％）、B:4〜20原子％、Fe:45〜82原子
％、及びCo:35原子％以下（但し０％を除く）、（ここ
でR₁は重希土類元素Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Ybの内の
１種以上、R₂はNd及び／又はPrが80原子％以上で、残り
がR₁以外のＹを含む希土類元素の少なくとも１種とし、
Ｒ＝R₁＋R₂（原子％）とする）、酸素含有量10000ppm以
下、炭素含有量1000ppm以下、及び、カルシウム含有量2
000ppm以下とし、かつ、主相（特定の相が80vol％以
上）が正方晶であり、前記Feに部分的に代わり、5.0原
子％以下のA1、3.0原子％以下のTi、5.5原子％以下の
Ｖ、6.0原子％以下のNi、4.5原子％以下のCr、5.0原子
％以下のMn、5.0原子％以下のBi、9.0原子％以下のNb、
7.0原子％以下のTa、5.2原子％以下のMo、5.0原子％以
下のW,1.0原子％以下のSb、3.5原子％以下のGe、1.5原
子％以下のSn、3.3原子％以下のZr、3.3原子％以下のH
f、及び5.0原子％以下のSiのうち少なくとも１種を添加
含有させることを特徴とする。

なお両視点において、上記勝カルシウム還元粉とは、希
土類酸化物等の希土類化合物を含む原料にカルシウムを
添加して、このカルシウムを還元剤として還元された希
土類Ｒを、主成分のひとつとする希土類含有合金粉末で
ある。カルシウムは単体又は化合物の状態を含む。

本発明のR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ合金粉末（本発明の第２の
視点に係る、Feに部分的に代わり所定元素を所定量含有
するものを含む）を用いることによって（BH）max20MGO
e以上、iHc10kOe以上の磁石特性を維持したままで磁石
のキュリー温度を上昇させて、残留磁束密度（Br）の温
度係数（α）を、従来のＲ−Fe−Ｂ又はR₁−R₂−Fe−Ｂ
磁石合金（α＝約0.14％／度、但し室温〜150℃）より
も改良された永久磁石がえられる。Co5原子％以上でBr
の温度係数αは約0.1％／度以下となる。

また本発明によりR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系希土類磁石を安
価に提供できる。

この合金粉末は希土類金属を製造する前段階の中間原料
である価格の安いNd₂O₃やPr₆O_{l 1}などの軽希土類酸化物
およびTb₃O₄やDy₂O₃などの重希土類酸化物とFe粉、Co
粉、および純ボロン粉、Fe−Ｂ粉またはB₂O₃粉末を出発
原料とし、還元剤として金属カルシウム及び／又は水素
化カルシウム、還元反応生成物の崩壊を容易にするため
の塩化カルシウム（CaCl₂）を用いる工程によって製造
される。そのため、種々の金属塊原料を用いるよりも安
価に品質のすぐれた合金粉末が工業的量産規模において
容易にえられる。またこの合金粉末を用いることによっ
て磁石の製造工程の短縮も可能となり、価格の安いR₁−
R₂−Fe−Co−Ｂ系希土類磁石を提供することが可能とな
ってその経済的効果が非常に大きい。

ここで希土類酸化物とFe粉やFe−Ｂ粉などの金属粉末と
の混合粉末を出発原料にして金属Caによって還元・拡散
反応させると、反応温度において溶融状態のCaで還元さ
れた希土類金属がただちにFe粉、Co粉やFe−Ｂ粉ときわ
めて容易にしかも均質に合金化して希土類酸化物からR₁
−R₂−Fe−Co−Ｂ合金粉末が歩留りよく回収され、希土
類酸化物原料を有効に利用できる。還元剤としては金属
Caの代わりに水素化カルシウムを用いることもできる。

また原料粉末中のＢ（ボロン）成分の含有はR₁−R₂−Fe
−Co−Ｂ合金粉末を生成する際の還元・拡散反応温度の
低下に有効で、本系合金粉末の還元・拡散反応を容易に
する。またCo成分の含有は、この永久磁石に不可欠な
（正方晶構造を有する）金属間化合物の一部となり、合
金粉末の耐酸化性を著しく向上させる効果がある。

したがって安価な希土類酸化物から工業的規模において
大量にR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ磁石用の原料合金粉末をうる
ためには今日大量に生産され安価なFeとＢとの合金粉末
を製造することが最も有効であるとして本発明の特定組
成範囲のR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ合金粉末を発明するに至っ
たものである。

〔好適な実施の態様〕

本発明による希土類含有合金粉末は以下の工程によって
製造される。

Nd酸化物（Nd₂O₃）やPr酸化物（Pr₆O_{l 1}）などの軽希土
類（R₂）酸化物の少なくとも１種と、Tb酸化物（Tb
₄O₇）やDy酸化物（Dy₂O₃）などの重希土類（R₁）酸化物
の少なくとも１種、鉄（Fe）粉、コバルト（Co）粉およ
び純ボロン粉，フェロボロン（Fe−Ｂ）粉，三酸化ボロ
ン（B₂O₃）粉のうち少なくとも１種の原料粉末を R :12.5〜20原子％（そのうち R₁:0.05〜５原子％）、 B :4〜20原子％、 Fe:45〜82原子％、及び Co:35原子％以下（但し、０％を除く） （ここでR₁は重希土類元素Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybのうち
１種以上、R₂はNd及び／又はPrが80原子％以上で、残り
がR₁以外のＹを含む希土類元素の少なくとも１種としＲ
＝R₁＋R₂（原子％）とする）の組成となるように配合
し、原料混合粉末とする。さらに希土類酸化物の還元剤
として金属Ca及び／又は水素化カルシウムを使用し、還
元後の反応生成物の崩壊を促進させるためにCaCl₂粉末
を添加する。Caの必要量は原料混合粉末中に含まれる酸
素を還元するのに必要な化学量論理的必要量の1.2〜3.5
倍（重量比）、好ましくは1.5〜2.5倍、さらに好ましく
は1.6〜2.0倍とし、CaCl₂の量は希土類酸化物原料の１
〜15％（重量比）（好ましくは２〜10％、さらに好まし
くは３〜６％）とする。

以上の希土類酸化物粉末,Fe粉,Co粉，フェロボロン粉な
どの各原料粉末およびCa還元剤などからなる混合粉末を
アルゴン不活性ガス雰囲気中において950〜1200℃（好
ましくは950〜1100℃）の温度範囲で所定時間（好まし
くは１〜５時間）の還元・拡散処理を行い、室温まで冷
却して還元反応生成物をえる。これを適当な粒度、好ま
しくは8mesh（2.4mm）以下に粉砕して水に接触させる
（投入する）と反応生成物中の酸化カルシウム（CaO）,
CaO・2CaCl₂および過剰なカルシウムは水酸化カルシウ
ム（Ca（OH）_２）などとなり、反応生成物は崩壊して水
との混合スラリーとなる。このスラリーを水を用いてCa
分を十分に除去して粉末粒径凡そ10〜500μｍの本発明
の希土類含有合金粉末がえられる。10μｍ以下では合金
中に酸素量が多くなり優れた磁石特性が得られない。ま
た、500μｍ以上では還元時の拡散反応が十分でないこ
とが多く、α−Fe相などが磁石中に出現するためiHcが
低下し減磁曲線の角形性を低下させる。本発明の好まし
い粒径は後続の磁石化工程における作業性および磁石特
性の点で20〜300μｍが好ましい。えられた合金粉末は R :12.5〜20原子％（Ｒのうち R₁:0.05〜５原子％）、 B :4〜20原子％、 Fe:45〜82原子％、及び Co:35原子％以下（但し、０％は除く） （ここでR₁は重希土類元素Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Ybのうち
の１種以上、R₂はNd及び／又はPrが80原子％以上（〜10
0％）で、残り（20〜０％）がR₁以外のＹを含む希土類
元素の少なくとも１種としＲ＝R₁＋R₂（原子％）とす
る）からなり、主相（合金の80vol％以上）が正方晶
で、酸素含有量10000ppm以下、炭素含有量1000ppm以
下、カルシウム含有量2000ppm以下となる。

本発明における希土類合金粉末はR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ磁
石合金を製造する際にそのまま微粉砕して、ひき続きプ
レス成形→焼結→時効処理という粉末治金的方法によっ
て永久磁石にすることができる。この微粉砕はアトライ
タ、ボールミル、ジェットミル等を用いて好ましくは１
〜20μｍ、より好ましくは２〜10μｍにする。なお、異
方性磁石を製造するためには磁界中にて粒子を配向、成
形できる。本発明の希土類合金粉末を用いれば、希土類
金属塊、鉄およびボロンなどの原料塊を原料にして永久
磁石を製造する場合よりも合金溶解→鋳造→粗粉砕など
の磁石の製造工程の省略が可能となり、かつ安い出発原
料を用いるために製品磁石の価格が安価となるという利
点を有し、実用永久磁石材料を量産規模において容易に
作りうる点から経済的効果も大きい。

本発明の合金粉末に含まれる酸素は最も酸化しやすい希
土類元素と結合して希土類酸化物を形成し、酸素含有量
が10000ppmを越えると永久磁石中に酸化物（R₂O₃）とし
て４％以上残留することになり、磁石特性とくに保磁力
が10kOe以下になるので好ましくない。

含有炭素量が1000ppmを越えると酸素の場合と同様炭化
物（RC₂等）として永久磁石中に残留し減磁曲線の角形
性を低下させ保磁力が10kOe以下となる。含有炭素量は
好ましくは600ppm以下、さらに好ましくは400ppm以下と
する。

またカルシウム含有量が2000ppmを越えると後続のこの
合金粉末を用いて磁石化する途中の焼結工程において還
元性の極めて高いCa蒸気を多量に発生し、熱処理炉をい
ちじるしく汚染することになって、場合によっては熱処
理炉の炉壁を損耗して工業的に安定な生産が不可能とな
る。また、でき上った永久磁石中に含まれるCa量も多く
なって磁石特性の劣化を生ずる。生成合金中のCa量は好
ましくは1000ppm以下とする。

本願発明の希土類合金粉末の成分範囲の限定理由は以下
による。

Ｒ（Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）は、新
規なR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系永久磁石を製造する合金粉末
として必須元素であって、12.5原子％よりも少なくなる
と本系合金化合物中にα−Feが析出して保磁力が急激に
低下し、Ｒが20原子％を越えると保磁力は10kOe以上の
大きい値を示すが残留磁束密度Brが低下して（BH）max2
0MGOe以上に必要なBrが得られなくなる。したがって希
土類元素Ｒの量は、12.5原子％〜20原子％の範囲とす
る。R₁の量は上述Ｒの一部を構成する。R₁量は僅か0.05
原子％の存在でもHcが増加しており、さらに減磁曲線の
角形性も改善され（BH）maxが増加する。そこでR₁量の
下限値はiHc増加の効果と（BH）max増大の効果を考慮し
て0.05原子％以上とする。R₁量が増加するにつれてiHc
は上昇していき、（BH）maxは0.4原子％をピークとして
わずかずつ減少するが、例えば３原子％の含有でも（B
H）maxは30MGOe以上を示す。

安定性が特に要求される用途にはiHcが高いほど、すな
わちR₁を多く含有する方が有利である。しかしR₁を構成
する元素は希土類鉱石中にもわずかしか含まれておら
ず、その酸化物も大変高価である。従ってその上限は５
原子％とする。また、R₁としてはDy,Tbが望ましい。R₂
はNdとPrの合計がR₂の80％以上で、残りがR₁以外のＹを
含む希土類元素の１種以上とする。但し、Sm,Laはでき
るだけ少ない方がよい。

Ｂ量は、４原子％以下になるとiHcが10kOe以下になる。
またＢ量の増加もＲ量の増加と同じくiHcを増加させる
が、Brが低下していく。（BH）max20MGOe以上であるた
めにはB20原子％以下が必要である。よって、Ｂ量は、
４原子％〜20原子％の範囲とする。

Coの添加はこのR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系永久磁石のキュリ
ー温度（Tc）を増加させる効果がある（第１図）。キュ
リー温度はCoの添加量の増加に伴なって連続的に上昇し
ていく。従ってCoはわずかでも有効であり下限は特に限
定されないが好ましくは0.1原子％以上とする。また、C
o量が35原子％を越えると、永久磁石の飽和磁化及び保
磁力が低下して20MGOeより低くなる。FeBR系ではBrの温
度係数は約0.13％／℃（室温〜150℃）であるがCo5原子
％以上の含有により約0.1％／℃となる。なお、Co25原
子％以下で他の特性を実質上劣化させることなくキュリ
ー温度増大に寄与し、約20原子％（17〜23原子％）では
iHcも増大させる。Co量は５〜６原子％とするのが最も
好ましい。

Fe量は、新規なR₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系永久磁石を製造す
る合金粉末として、必須元素であるが、45原子％未満で
は残留磁束密度Brが低下し、82原子％を越えると、高い
保磁力が得られないので、Fe量は60原子％〜82原子％に
限定する。Fe量はさらに好ましくは45〜80原子％とす
る。さらに、FeとCoの合計量は60原子％以上とするのが
好ましく、最も好ましくはFe量は60原子％以上とする。

また、この発明による合金粉末は、R,B,Fe,Coの他、工
業的生産上不可避的不純物の存在を許容できる。例え
ば、２原子％以下のＰ、２原子％のＳ、２原子％以下の
Cu、合計量で２原子％以下を含有してもなお実用的な磁
気特性を示し、磁石合金の製造性改善、低価格化が可能
である。但しこれらの元素は一般にBrを低下させるので
少ない方がよく（例えば0.5原子％以下、より好ましく
は0.1原子％未満）、Br9kG以上の範囲とする。さらに、
前記Ｒ・Fe・Co・Ｂ合金中のFeに部分的に代わり、 5.0原子％以下のAl, 3.0原子％以下のTi, 6.0原子％以下のNi, 5.5原子％以下のV, 4.5原子％以下のCr, 5.0原子％以下のMn, 5.0原子％以下のBi, 9.0原子％以下のNb, 7.0原子％以下のTa, 5.2原子％以下のMo, 5.0原子％以下のW, 1.0原子％以下のSb, 3.5原子％以下のGe, 1.5原子％以下のSn, 3.3原子％以下のZr, 3.3原子％以下のHf,及び 5.0原子％以下のSi のうち少なくとも１種を添加含有させることにより、永
久磁石合金の高保磁力化が可能になる。

上述の添加元素は一般にiHcを増し、減磁曲線の角形性
を増す効果があるが、一方その添加量が増すに従い、Br
が低下していく。（BH）max20MGOe以上を有するにはBr9
kG以上が必要であり、そのためBi、Ni、Mnの場合を除き
添加量の各々（及び混合添加の場合）の上限は先述の値
以下と定められる。Biについてはその高い蒸気圧、Ni、
MnについてはiHcの観点からその上限を定める。また、S
iはキュリー温度を高める効果がある。２種以上の元素
を添加する場合には添加量の合計の上限は、実際に添加
された当該元素の各上限値のうち最大値を有するものの
値以下となる。例えばTi,Ni,Nbを添加した場合には、Nb
の９％以下となる。とくに添加元素のうち、V,Nb,Ta,M
o,W,Cr,Alが好ましい。添加元素の含有量は少量が好ま
しく、一般に３原子％以下が有効である（Alの場合0.1
〜３原子％特に0.2〜２原子％）。なおこれらの添加元
素は金属粉として、または、酸化物、或いは他の構成元
素との合金ないし混合酸化物として出発原料中に配合し
ておくこともできる。

結晶相は主相（合金の80容量％以上、好ましくは90容量
％以上、さらに好ましくは95容量％以上）は正方晶であ
ることが磁石として高い磁気特性を発現するのに不可欠
である。

この磁性相はFeCoBR正方晶化合物結晶で構成され、非磁
性相により粒界を囲まれている。非磁性相は主としてＲ
リッチ相（Ｒ金属）から成る。Ｂの多い場合Ｂリッチな
相も部分的に存在しうる。非磁性相粒界域の存在は高特
性に寄与するものと考えられ、本発明合金の重要な組織
上の特徴を成す。非磁性相はほんのわずかでも有効であ
り、例えば1vol％以上は十分な量である。正方晶結晶の
格子パラメータはａ約8.8Å、ｃ約12.2Åであり、その
中心組成はR₂（Fe,Co）l₄Bであると考えられる。この合
金粉末は一般に結晶性であり、典型的には粉末粒子を構
成する結晶の粒径が、約１μｍ以上である（但し、粉末
粒子径がこれ以上の場合に限る）。正方晶相の量は、Ｘ
線回折の強度やＸ線マイクロアナライザ等を用いて測定
できる。さらに、この合金粉末を用いた焼結永久磁石は
結晶質であり、Ｒ（Fe,Co）Ｂ正方晶相の平均結晶粒径
は、１〜40μｍ（さらに好ましくは３〜20μｍ）である
ことが優れた永久磁石特性のために望ましい。

以下本発明の態様及び効果について実施例に従って説明
する。但し本発明は実施例の記載に必ずしも制限されな
い。

〔実施例〕

実施例１ Nd₂O₃粉末:54.8gr Dy₂O₃粉末: 5.6gr フェロボロン粉末（19.5wt％Ｂ−Fe合金粉末） : 6.5gr Fe粉 :42.6gr Co粉 :18.6gr 金属Ca :53.5gr （化学量論比の2.5倍） CaCl₂ : 2.6gr （希土類酸化物原料の4.3wt％） の原料粉末合計184.2grを用い、30.0％Nd−3.6％Dy−4
7.7％Fe−17.5％Co−1.12％Ｂ（重量％） ［14.0％Nd−1.5％Dy−57.5％Fe−20％Co−7.0％Ｂ（原
子％）］の組成合金を狙いにして、Ｖ型混合機を用いて
混合した。ついでこの混合原料の圧縮体をステンレス製
容器に充填し、マッフル炉中に装入後容器内をアルゴン
ガス気流中において昇温した。1150℃×3hrの恒温保持
後室温まで炉冷した。えられた還元反応生成物を8mesh
スルーに粗粉砕後10のイオン交換水中に投入し、反応
生成物中の酸化カルシウム（CaO）,CaO・2CaCl₂、未反
応の残留カルシウムを水酸化カルシウム（Ca（OH）_２）
にして反応生成物を崩壊させスラリー状にした。１時間
攪拌した後、30分間静置して水酸化カルシウム懸濁液を
すて、再び注水し、攪拌・静置・懸濁液除去の工程を複
数回くり返した。このようにして分離・採取されたNd−
Dy−Fe−Co−Ｂ系合金粉末を真空中で乾燥し、20〜300
μｍの本発明の磁石材料用希土類合金粉末84grをえた。

成分分析の結果、下記の通り Nd:30.2wt％ Dy: 3.3wt％ Fe:48.2wt％ Co:15.8wt％ B : 1.1wt％ Ca: 800ppm O₂:4100ppm C : 670ppm の所望の合金粉末がえられた。Ｘ線回折の図形の測定に
より、ａ＝8.76Å,c＝12.15Åを有する正方晶系の金属
間化合物を95％以上の主相とする合金粉末であった。

この粉末を微粉砕し、平均粒径2.50μｍの粉末にして1.
5t/dcm²の圧力で10kOeに磁界中において圧縮成型体にし
た。その後1120℃−２時間のAr気流中焼結と600℃−１
時間の時効処理を行い、永久磁石試料を作製した。

Br＝11.5kG iHc＝16.3kOe （BH）max＝31.7MGOe のすぐれた磁石特性がえられた。また、この合金磁石の
Brの温度係数α＝0.075％／℃（室温−150℃）であっ
た。

実施例２ Nd₂O₃粉末:47.0gr Dy₂O₃粉末: 1.6gr フェロボロン粉末（19.0wt％Ｂ−Fe合金粉末） : 6.4gr Fe粉 :61.2gr Co粉 : 4.4gr 金属Ca :43.3gr （化学量論比の2.5倍） CaCl₂ : 2.5gr （希土類酸化物原料の5.0wt％） の原料粉末合計166.4grを用い、30.4％Nd−1.2％Dy−6
2.7％Fe−4.5％Co−1.2％Ｂ（重量％） ［13.8Nd−0.5％Dy−73.5％Fe−５％Co−7.2％Ｂ（原子
％）］ 組成合金を狙いにして、実施例１と同様にして1070℃−
３時間の還元処理をし、20〜500μｍの本発明の磁石材
料用希土類合金粉末を79grをえた。

成分分析の結果、下記の通り Nd:29.5wt％ Dy: 1.1wt％ Fe:61.3wt％ Co: 4.1wt％ B : 1.0wt％ Ca: 490ppm O₂:3300ppm C : 480ppm の所望の合金粉末がえられた。Ｘ線回折図形の測定によ
りａ＝8.79Å,c＝12.18Åを有する正方晶系の金属間化
合物を93％以上の主相とする合金粉末であった。

実施例１と同様にして永久磁石材料を作成して Br＝12.5kG iHc＝12.1kOe （BH）max＝37.4MGOe のすぐれた磁石特性がえられた。この磁石合金の温度特
性はα＝0.09％℃であった。

実施例３ Nd₂O₃粉末:36.3gr CeO₂粉末 : 9.2gr Dy₂O₃粉末: 3.1gr Gd₂O₃粉末: 3.0gr Fe粉 :49.9gr Co粉 : 8.0gr フェロボロン粉（19.0wt％Ｂ−Fe合金粉） : 9.0gr 金属Ca :68.5gr （化学量論比の3.2倍） CaCl₂ : 5.2gr （希土類酸化物原料の10wt％） の原料粉末合計192.2grを用い、24.4％Nd−4.3％Ce−2.
5％Dy−2.4％Gd−55.7％Fe−9.0％Co−1.7％Ｂ（重量
％） ［11％Nd−２％Ce−１％Dy−１％Gd−65％Fe−10％Co−
10％Ｂ（原子％）］組成合金を狙いにして実施例１と同
様にして30〜500μｍの粉末87grをえた。

成分分析の結果、下記の通り Nd:24.1wt％ Ce: 4.0wt％ Dy: 2.3wt％ Gd: 2.2wt％ Fe:55.9wt％ Co: 8.8wt％ B : 1.6wt％ Ca:1100ppm O₂:5500ppm C : 600ppm の所望の合金粉末がえられた。Ｘ線回折図形の測定によ
りａ＝8.80Å,c＝12.24Åを有する正方晶系の金属間化
合物を87％以上の主相とする合金粉末であった。

えられた粉末を微粉砕し、平均粒度3.5μｍの粉末にし
て1.5t/cm²の圧力で10kOeの磁界中において圧縮成型体
にした。その後1100℃−２時間の焼結と600℃−１時間
の時効処理を行い永久磁石試料を作製した。

Br ＝10.7kG iHc＝10.4kOe （BH）max＝25.2MGOe のすぐれた磁石特性がえられた。

〔効果〕

詳述の通り、本発明によれば、R₁−R₂−Fe−Co−Ｂ系の
磁石を製造するための同様な組成の合金粉末が希土類酸
化物及び酸化ホウ素原料を出発原料として用いて安価に
得られ、その使用により、優れた特性のR₁−R₂−Fe−Co
−Ｂ系永久磁石が得られると共に磁石製造工程から希土
類金属の単離精製−合金の溶製−冷却（通例鋳造）−粉
砕という所定合金粉末の製造工程が省略でき、磁石製造
工程の短縮が実現する。この固定短縮は、好ましくない
成分ないし不純物（酸素等）の工程中における混入を避
ける上で極めて有用である。特に溶製から粉砕までの工
程において酸素等の混入を防止することは複雑な工程管
理を必要として困難であり、製造コストの増大の一因と
なるからである。

さらに希土類酸化物として、夫々の希土類酸化物として
分離されたものを用いる必要は必ずしもなく、目標組成
に近い酸化物混合物あるいは、部分的に不足希土類酸化
物を加えて出発原料とすることにより、希土類酸化物の
分離工程自体においても、工程の短縮・コストダウンが
可能となる。さらにCoの添加によって、永久磁石のキュ
リー温度の上昇、減磁曲線の角形性の向上並びに耐酸化
性の向上、また製造工程上の還元反応生成物の崩壊時の
歩止まり向上、微粉末の耐酸化安定性などがもたらされ
る。

また本発明の合金は、直接還元法によって直接に、磁気
特性上必須の正方晶磁性相を主相とする合金として得ら
れる点で効果大であり、しかも粉末状として得られるこ
とも大きな利点である。希土類磁石を希土類酸化物を還
元した合金粉末から得る方法はSm・コバルト磁石で知ら
れている。しかしSm・コバルト磁石は1150〜1300℃の高
い還元温度を必要とするため粒成長を起こしたり、崩壊
時に粒度の揃った粉末を得にくく、また還元時に用いる
容器と反応のために著しく損傷させる。

以上を総合して、本発明の効果は、顕著なものであると
認められる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例Fe−xCo−8B−13.8Nd−1.0Dy
の系におけるCo量とキュリー温度Tc（℃）の関係を示す
グラフである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 1/06 (72)発明者 藤村 節夫 大阪府三島郡島本町江川２丁目15―17 住 友特殊金属株式会社山崎製作所内 (56)参考文献 特開 昭59−64733（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】希土類Ｒの化合物を含む原料の還元剤とし
   て用いられるカルシウムを微量含有して、希土類Ｒ、
   Ｂ、Fe、及びCoを主成分とする下記組成のカルシウム還
   元粉であって、 R :12.5〜20原子％（Ｒのうち R₁:0.05〜５原子％）、 B :4〜20原子％、 Fe:45〜82原子％、及び Co:35原子％以下（但し０％を除く）、 （ここでR₁は重希土類元素Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb
   の内の１種以上、R₂はNd及び／又はPrが80原子％以上
   で、残りがR₁以外のＹを含む希土類元素の少なくとも１
   種とし、Ｒ＝R₁＋R₂（原子％）とする）からなる合金粉
   末であって主相（合金の80vol％以上）、 酸素含有量10000ppm以下、 炭素含有量1000ppm以下、及び、 カルシウム含有量2000ppm以下とし、かつ、 主相（特定の相が80vol％以上）が正方晶であることを
   特徴とする希土類含有合金粉末。
2. 【請求項２】希土類Ｒの化合物を含む原料の還元剤とし
   て用いられるカルシウムを微量含有して、希土類Ｒ、
   Ｂ、Fe、及びCoを主成分とする下記組成のカルシウム還
   元粉であって、 R :12.5〜20原子％（Ｒのうち R₁:0.05〜５原子％）、 B :4〜20原子％、 Fe:45〜82原子％、及び Co:35原子％以下（但し０％を除く）、 （ここでR₁は重希土類元素Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb
   の内の１種以上、R₂はNd及び／又はPrが80原子％以上
   で、残りがR₁以外のＹを含む希土類元素の少なくとも１
   種とし、Ｒ＝R₁＋R₂（原子％）とする）からなる合金粉
   末であって主相（合金の80vol％以上）、 酸素含有量10000ppm以下、 炭素含有量1000ppm以下、及び、 カルシウム含有量2000ppm以下とし、かつ、 主相（特定の相が80vol％以上）が正方晶であり、 前記Feに部分的に代わり、 5.0原子％以下のAl、 3.0原子％以下のTi、 5.5原子％以下のＶ、 6.0原子％以下のNi、 4.5原子％以下のCr、 5.0原子％以下のMn、 5.0原子％以下のBi、 9.0原子％以下のNb、 7.0原子％以下のTa、 5.2原子％以下のMo、 5.0原子％以下のＷ、 1.0原子％以下のSb、 3.5原子％以下のGe、 1.5原子％以下のSn、 3.3原子％以下のZr、 3.3原子％以下のHf、及び 5.0原子％以下のSiのうち少なくとも１種の添加含有さ
   せることを特徴とする希土類含有合金粉末。