JPH0817613A - 希土類磁石粉末を製造するための原料合金およびその製造方法 - Google Patents

希土類磁石粉末を製造するための原料合金およびその製造方法

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JPH0817613A
JPH0817613A JP6173717A JP17371794A JPH0817613A JP H0817613 A JPH0817613 A JP H0817613A JP 6173717 A JP6173717 A JP 6173717A JP 17371794 A JP17371794 A JP 17371794A JP H0817613 A JPH0817613 A JP H0817613A
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亮治 中山
Yoshiyuki Nagatomo
義幸 長友
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紀一 駒田
Takuo Takeshita
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    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 脱水素処理するだけで希土類磁石粉末を製造
することのできる原料合金およびその製造方法を提供す
る。 【構成】(1) RとTからなる合金、またはRとTと
Mからなる合金の素地中に平均粒径:0.002〜20
μmの粒状のRの水素化物が分散している組織を有する
希土類磁石粉末を製造するための原料合金。 (2) RとTからなる合金、またはRとTとMからな
る合金を、水素雰囲気中または水素と不活性ガスの混合
ガス雰囲気中、750〜1000℃の範囲内の所定の温
度に保持して水素吸蔵処理したのち、前記水素吸蔵処理
温度よりも低い100〜700℃の範囲内の所定の温度
に保持し、引き続いて室温に冷却する希土類磁石粉末を
製造するための原料合金の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、脱水素処理するだけ
で希土類磁石粉末を製造することのできる原料合金およ
びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】R(Yを含む希土類元素)、T(遷移金
属)、D(B、Cなどの半金属)、さらにM(Si、G
a、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、W、Al、Ti、
Vのうち1種または2種以上)とすると、RとT、Rと
TとDまたはRとTとDとMを主成分とする希土類磁石
粉末は知られており、例えば、RとTを主成分とする希
土類磁石粉末にはR2 17、RT12、RT5 、RT3
RT2 などの金属間化合物相を主相とする希土類磁石粉
末などがあり、RとTとDを主成分とする希土類磁石粉
末にはR2 14B金属間化合物相を主相とする希土類磁
石粉末などがあり、さらに、RとTとDとMを主成分と
する希土類磁石粉末にはR2 (T、M)14B金属間化合
物相を主相とする希土類磁石粉末などがあることも知ら
れている。
【0003】前記RとTとDを主成分とする希土類磁石
粉末またはRとTとDとMを主成分とする希土類磁石粉
末は、R−T−D合金またはR−T−D−M合金をAr
ガス雰囲気中、温度:600〜1200℃に保持して均
質化処理し、または均質化処理せずに、R−T−D合金
またはR−T−D−M合金をH2 ガスまたはH2 ガスと
不活性ガスの混合雰囲気中で室温から昇温し、温度:5
00〜1000℃に保持してH2 吸蔵処理したのち、真
空雰囲気中または不活性ガス雰囲気中、温度:500〜
1000℃に保持して脱H2 処理し、ついで冷却し、粉
砕して製造される。この様にして得られた希土類磁石粉
末の内部組織は、微細で均一な希土類金属間化合物の再
結晶集合組織となり、その磁気特性が大幅に向上するこ
とも知られている。
【0004】内部組織が微細で均一な希土類金属間化合
物の再結晶集合組織となる過程において、例えば、R−
Fe−B合金をH2 ガスまたはH2 ガスと不活性ガスの
混合雰囲気中で温度:500〜1000℃に保持してH
2 吸蔵処理すると、 R2 Fe14B(Hx )→RH2 +Fe+Fe2 B に相変態し、続けて同じ温度領域で脱H2 処理すると、 RH2 +Fe+Fe2 B→R2 Fe14B(Hx ) に再変態し、微細な希土類金属間化合物相の再結晶の集
合組織が形成されることも知られている(特開平3−1
29702号公報、特開平3−129703号公報、特
開平4−253304号公報、特開平4−245403
号公報など参照)。 前記のようなH2 吸蔵処理および
脱H2 処理による相変態を行って微細な希土類金属間化
合物相の再結晶の集合組織が形成されることはR2 Fe
17、R(Fe,Ti)12系磁石材料についても示されて
いる(特開平4−260302号公報、特開平4−34
8002号公報など参照)。
【0005】また、Nd−Fe−B合金をH2 ガスまた
はH2 ガスと不活性ガスの混合雰囲気中で温度:500
〜1000℃に保持してH2 吸蔵すると、マトリックス
中に0.2〜0.5μmのNdH2 が分散している組織
となることも確認されている(日本金属学会秋季大会一
般講演概要19891,P367参照)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の温度:
500〜1000℃に保持してH2 吸蔵処理したのち、
引き続いて同じ温度に保持して脱H2 処理する製造方法
では、(a) 同一容器内の雰囲気をH2 ガスまたはH
2 ガスと不活性ガスの混合雰囲気中から真空雰囲気に変
換しなければならず、真空雰囲気に切り換える際に、高
温の水素とロータリポンプなどの機内に残留する空気と
が反応して、爆発する危険性がある、(b) H2 吸蔵
処理工程では相分解は発熱反応であり、脱H2 処理工程
での再結合は吸熱反応であるために、連続的な熱処理を
行うと熱変化により希土類金属間化合物の再結晶組織が
制御できず、異常粒成長が起こるなどして均一で微細な
再結晶集合組織が得られない、などの課題があった。
【0007】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
かかる課題を解決すべく研究を行った結果、R−T合
金、またはR−T−M合金をH2 ガスまたはH2 ガスと
不活性ガスの混合雰囲気中で室温から昇温し、温度:7
50〜1000℃に保持してH2 吸蔵処理しのち、さら
に水素吸蔵処理温度よりも相対的に低い100〜700
℃の範囲内の所定の温度に保持し、引き続いて室温まで
冷却した合金は、合金素地中に平均粒径:0.002〜
20μmの粒状のRの水素化物が分散している組織が生
成し、かかる組織を有する合金は耐酸化性も向上するの
で原料合金として保存することができ、この原料合金を
予め作製して貯蔵しておき、所定量取り出して別の真空
炉に装入し、温度:500〜1000℃に昇温保持して
脱H2 処理すると、前記雰囲気の変換に伴う危険、並び
にH2 吸蔵処理工程での相分解による発熱反応および脱
2 処理工程での再結合による吸熱反応に伴う希土類金
属間化合物の再結晶組織の異常粒成長を防止することが
でき、従来よりも磁気特性の優れた希土類磁石粉末を製
造することができるという知見を得たのである。
【0008】この発明は、かかる知見に基づいて成され
たものであって、(1) RとTからなる合金、または
RとTとMからなる合金の素地中に平均粒径:0.00
2〜20μmの粒状のRの水素化物が存在している組織
を有する希土類磁石粉末を製造するための原料合金、
(2) RとTからなる合金、またはRとTとMからな
る合金を、水素雰囲気中または水素と不活性ガスの混合
ガス雰囲気中、750〜1000℃の範囲内の所定の温
度に保持したのち、さらに水素吸蔵処理温度よりも低い
100〜700℃の範囲内の所定の温度に保持し、引き
続いて室温に冷却する希土類磁石粉末を製造するための
原料合金の製造方法、に特徴を有するものである。
【0009】原料合金素地中に分散している粒状のRの
水素化物の平均粒径は0.002〜20μmの範囲内に
あることが好ましく、一層好ましい範囲は0.002〜
3μm、さらに好ましい範囲は0.002〜1μmであ
る。なお、粒状のRの水素化物の析出量は多いほど好ま
しく、素地中に50Vol%以上あるのが好ましい。
【0010】RとTからなる合金、またはRとTとMか
らなる合金を、水素雰囲気中または水素と不活性ガスの
混合ガス雰囲気中、750〜1000℃の範囲内の所定
の温度に保持して水素吸蔵処理しのち、さらに水素吸蔵
処理温度よりも低い100〜700℃の範囲内の所定の
温度に保持する。水素吸蔵処理後の保持温度が100℃
未満または700℃を越えると、Rの水素化物が粒状に
ならない場合や分散した組織にならない場合があり、こ
れを脱水素しても優れた磁気特性が得られないので好ま
しくない。したがって、水素吸蔵処理後の保持温度は1
00〜700℃の範囲内の所定の温度に定めた。750
〜900℃の範囲内の所定の温度に保持して水素吸蔵処
理しのち、さらに水素吸蔵処理温度よりも低い400〜
700℃の範囲内の所定の温度に保持することが一層好
ましい。この発明の原料合金を製造するための出発原料
としては鋳造合金、焼結合金、超急冷合金、アトマイズ
合金、一部または全部非晶質合金、メカニカルアロイ合
金、共還元粉末などいずれの合金を用いても良い。この
中でも鋳造合金、一部または全部非晶質合金、メカニカ
ルアロイ合金を用いることが特に好ましい。
【0011】
【実施例】
実施例1〜9および比較例1〜4 Arガス雰囲気中、プラズマアーク溶解炉を用いて、表
1に示される成分組成の合金を溶解し、鋳造して鋳塊A
〜Iを製造した。
【0012】
【表1】
【0013】表1の鋳塊A〜Iをアルゴン雰囲気中で表
2に示される条件で均質化処理し、またはすることなく
表2に示される大きさに粉砕し、ついで1気圧の水素雰
囲気中で表2に示される温度および時間保持して水素吸
蔵処理の第一処理を施したのち、さらに1気圧の水素雰
囲気中で水素吸蔵処理温度よりも低い表2に示される温
度および時間保持の条件で第二処理を施し、引き続いて
表2に示される条件で室温に冷却し、本発明原料合金1
〜9および比較原料合金1〜4を作製した。これら原料
合金を走査電子顕微鏡または透過電子顕微鏡で組織観察
を行い、原料合金素地中に分散している粒状のRの水素
化物の平均粒径を測定し、その結果を表2に示した。比
較例原料合金3は粒状のRの水素化物が40%、比較例
原料合金4は粒状のRの水素化物が凝集し、平均粒径の
測定が不可であった。なお、実施例5で得られた本発明
原料合金5を透過電子顕微鏡で組織観察を行い、透過電
子顕微鏡による金属組織写真を図1に、透過電子顕微鏡
で組織観察を行った時の金属組織の写生図を図2に示し
た。
【0014】
【表2】
【0015】これら本発明原料合金1〜9および比較原
料合金1〜4を別の真空炉に装入し、表3に示される温
度および時間保持することにより脱水素処理したのち、
必要に応じて表3に示される条件で窒化処理し、ついで
粉砕し、均一で微細な希土類金属間化合物の再結晶集合
組織を有する希土類磁石粉末を作製した。この磁石粉末
の残留磁化および保磁力を振動試料型磁束計で測定し、
これらの測定結果を表3に示した。
【0016】
【表3】
【0017】従来例1〜3 表1の鋳塊E、G、Iを実施例5、7、9と同じ条件で
均質化処理し、またはすることなく表4に示される大き
さに粉砕し、ついで水素雰囲気中で表4に示される温度
および時間保持することにより水素吸蔵処理の第一処理
を施し、そのまま同じ容器内に保持しながら第二処理を
施すこと無く室温まで冷却し、引き続いて同じ容器内で
表5に示される温度に表5に示される時間保持すること
により脱水素処理したのち、必要に応じて表5に示され
る条件で窒化処理し、ついで粉砕し、希土類金属間化合
物の再結晶集合組織を有する希土類磁石粉末を作製し
た。この希土類磁石粉末の残留磁化および保磁力を振動
試料型磁束計で測定し、これらの測定結果を表5に示し
た。
【0018】
【表4】
【0019】
【表5】
【0020】実施例1〜9、比較例1〜4および従来例
1〜3を対比すると、実施例1〜9で得られた本発明原
料合金1〜9を原料合金として使用し、これを脱水素処
理することにより得られた希土類磁石粉末の残留磁化お
よび保磁力は、従来例1〜3で得られた希土類磁石粉末
の残留磁化および保磁力に比べて優れていることが分か
る。しかし、原料合金素地中に分散している粒状のRの
水素化物の平均粒径が0.002〜20μmの範囲から
外れている比較例1〜2または第二処理温度が100〜
700℃から外れている比較例3〜4で得られた原料合
金を使用して得られた希土類磁石粉末は十分な残留磁化
および保磁力が得られないことが分かる。
【0021】実施例10〜12 Arガス雰囲気中、プラズマアーク溶解炉を用いて、表
6に示される成分組成の合金を作製し、この合金を溶解
して得られた溶湯を単ロール式の液体急冷装置にて超急
冷を行い、アモルファスリボンを作製し、このアモルフ
ァスリボンを粉砕して表6に示される平均粒径の粉末J
〜Lを製造した。
【0022】
【表6】
【0023】この粉末J〜Lを水素雰囲気中で表7に示
される圧力および温度に表7に示される時間保持するこ
とにより水素吸蔵処理の第一処理を施し、水素吸蔵処理
たのち、さらに水素吸蔵処理温度よりも相対的に低い表
7に示される圧力、温度および時間保持の条件で保持の
第二処理を施し、引き続いて表7に示される条件で室温
に冷却し、本発明原料合金粉末10〜12を作製した。
これら原料合金粉末を走査電子顕微鏡または透過電子顕
微鏡で組織観察を行い、原料合金粉末素地中に分散して
いる粒状のRの水素化物の平均粒径を測定し、その結果
を表8に示した。
【0024】これら本発明原料合金粉末10〜12を別
の真空炉に装入し、表8に示される圧力および温度に表
8に示される時間保持することにより脱水素処理し、均
一で微細な希土類金属間化合物の再結晶集合組織を有す
る希土類磁石粉末を作製した。なお、実施例10につい
ては引き続き450℃で50時間窒素ガス中で窒化処理
を行った。この希土類磁石粉末の残留磁化および保磁力
を振動試料型磁束計で測定し、これらの測定結果を表8
に示した。
【0025】従来例10〜12 表6の粉末J〜Lを実施例10〜12と同じ条件で第二
処理を施すこと無く第一処理を施し、そのまま同じ容器
内に保持しながら水素吸蔵処理温度から室温まで冷却
し、引き続いて表7に示される圧力、温度および時間保
持することにより脱水素処理し、ついで粉砕し、均一で
微細な希土類金属間化合物の再結晶集合組織を有する希
土類磁石粉末を作製した。なお、従来例10については
引き続き450℃で50時間窒素ガス中で窒化処理を行
った。この希土類磁石粉末の残留磁化および保磁力を振
動試料型磁束計で測定し、これらの測定結果を表8に示
した。
【0026】
【表7】
【0027】
【表8】
【0028】
【発明の効果】実施例10〜12および従来例10〜1
2を対比すると、実施例10〜12で得られた本発明原
料合金粉末10〜12を別の真空炉に移して脱水素処理
することにより得られた希土類磁石粉末の残留磁化およ
び保磁力は、従来例10〜12で得られた希土類磁石粉
末の残留磁化および保磁力に比べて優れていることが分
かる。
【0029】上述のように、この発明によると、R−T
合金、またはR−T−M合金をH2ガスまたはH2 ガス
と不活性ガスの混合雰囲気中で室温から昇温し、温度:
750〜1000℃に保持してH2 吸蔵処理しのち前記
水素吸蔵処理温度よりも低い100〜700℃の範囲内
の所定の温度に保持し、引き続いて室温まで冷却して、
合金素地中に平均粒径:0.002〜20μmの粒状の
Rの水素化物が分散している組織を有する原料合金を予
め作製して貯蔵しておき、原料合金を所定量取り出して
別の真空炉に装入し、温度:500〜1000℃に昇温
保持して脱H2処理すると、従来よりも磁気特性の優れ
た希土類磁石粉末を製造することができ、産業上すぐれ
た効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明原料合金の透過電子顕微鏡による金属組
織写真である。
【図2】透過電子顕微鏡で組織観察を行った時の金属組
織の写生図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武下 拓夫 埼玉県大宮市北袋町1−297 三菱マテリ アル株式会社中央研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R(Yを含む希土類元素)、T(遷移金
    属)とすると、RとTからなる合金素地中に平均粒径:
    0.002〜20μmの粒状のRの水素化物が分散して
    いる組織を有することを特徴とする希土類磁石粉末を製
    造するための原料合金。
  2. 【請求項2】 R(Yを含む希土類元素)、T(遷移金
    属)、さらにM(Si、Ga、Zr、Nb、Mo、H
    f、Ta、W、Al、Ti、Vのうち1種または2種以
    上)とすると、 RとTとMからなる合金素地中に平均粒径:0.002
    〜20μmの粒状のRの水素化物が分散している組織を
    有することを特徴とする希土類磁石粉末を製造するため
    の原料合金。
  3. 【請求項3】 RおよびTからなる合金、またはR、T
    およびMからなる合金を、水素雰囲気中または水素と不
    活性ガスの混合ガス雰囲気中、750〜1000℃の範
    囲内の所定の温度に保持して水素吸蔵処理したのち前記
    水素吸蔵処理温度よりも低い100〜700℃の範囲内
    の所定の温度に保持し、引き続いて室温に冷却すること
    を特徴とする希土類磁石粉末を製造するための原料合金
    の製造方法。
JP6173717A 1994-07-01 1994-07-01 希土類磁石粉末を製造するための原料合金およびその製造方法 Withdrawn JPH0817613A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN107739949A (zh) * 2017-10-20 2018-02-27 江西金力永磁科技股份有限公司 一种用于磁体废料循环利用的富相合金及废旧磁体循环再利用的方法

Cited By (2)

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CN107739949A (zh) * 2017-10-20 2018-02-27 江西金力永磁科技股份有限公司 一种用于磁体废料循环利用的富相合金及废旧磁体循环再利用的方法
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