JPH0974036A - 希土類系焼結永久磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 希土類系合金粉末とバインダーとの反応を抑
制し、焼結体の残留酸素量、残留炭素量を低減させると
ともに、成形時の粉体の流動性、潤滑性を向上させて、
さらに、１次粒子のＣ軸の十分な配向が得られ、磁気特
性が高く、寸法精度のすぐれた薄肉形状や小型、複雑形
状の希土類系焼結永久磁石の製造方法の提供。 【解決手段】 Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類系合金粉末
に少なくとも１種以上のポリマーと水からなるバインダ
ー、あるいは有機溶剤と該有機溶剤に可溶なポリマー、
および必要に応じて可塑剤からなるバインダーを添加混
練してスラリーとなし、これをスプレードライヤー装置
により球形状の造粒粉となして成形時の流動性、潤滑性
を向上させ、この造粒粉を使用するに際し、圧縮成形時
の磁場中での配向度を向上させるために、成形時に静磁
場および／またはパルス磁場印加して一次粒子を配向さ
せた後、さらに静磁場中で圧縮成形することにより、磁
気特性の高い、寸法精度のすぐれた薄肉形状品や小型、
複雑形状品を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気特性がすぐ
れかつ流動性の高い球形状の造粒粉を用いて、粉末冶金
法によりＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金やＲ−Ｃｏ系合金などの希
土類系焼結永久磁石を得る製造方法に係り、該希土類含
有合金粉末にポリマーと水または有機溶剤とからなるバ
インダーを添加混練してスラリーとなし、これをスプレ
ードライヤー装置により球形状の造粒粉となして、成形
時の流動性、潤滑性を向上させ、さらに、圧縮成形時の
磁場中での配向度を向上させるために、成形時にパルス
磁場印加して造粒粉末を一次粒子に崩壊させかつ一次粒
子を配向させた後、静磁場中で圧縮成形することによ
り、磁気特性が高く寸法精度のすぐれた薄肉形状品や小
型、複雑形状品を提供することができる希土類系焼結永
久磁石の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、家電製品を初めコンピュータの周
辺機器や自動車等用途に用いられる小型モーターやアク
チュエータ等には、小型化、軽量化とともに高性能化が
求められており、その磁石材料も小型化、軽量化、薄肉
化が要求されている。

【０００３】現在の代表的な永久磁石材料としては、ア
ルニコ磁石、フェライト磁石、希土類コバルト磁石、そ
して、出願人の一人が先に提案したＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
（特公昭６１−３４２４２号等）が挙げられる。上記の
中でも、特に、Ｒ−Ｃｏ系磁石やＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石等
の希土類系磁石は、他の磁石材料に比べて磁気特性が格
段にすぐれるために、各種用途に多用されている。

【０００４】上記の希土類系磁石、例えばＲ−Ｆｅ−Ｂ
系焼結永久磁石は、最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａ
ｘ）が４０ＭＧＯｅを超え、最大では５０ＭＧＯｅを超
える極めて優れた磁気特性を有するが、その優れた磁気
特性を発現させるためには、所要組成からなる合金を１
〜１０μｍ程度の平均粒度に粉砕することが必要とな
る。合金粉末の粒度を小さくすると、成形時の粉末の流
動性が悪くなり、成形体密度のバラツキや成形機の寿命
を低下させるとともに、焼結後の寸法精度にもバラツキ
を生じることとなり、特に薄肉形状や小型形状の製品を
得るのが困難であった。

【０００５】また、希土類系磁石は、希土類元素や鉄を
主成分として大気中で酸化し易い合金組織などを含有す
るため、合金粉末の粒度を小さくすると、酸化により磁
気特性が劣化する問題があり、特にＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結
永久磁石は、従来から知られる希土類コバルト磁石等に
比べ極めて優れた磁気特性を発現するという特徴を有す
るが、その磁気特性の発源となる希土類やＢとの新たな
組織の特定の化合物や化合物相が活性なため、合金粉末
の粒度を小さくすると、酸化により磁気特性が劣化する
問題もあった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そのため、特に成形性
を改良するために、成形前の合金粉末に、ポリオキシエ
チレンアルキルエーテル等を添加したもの（特公平４−
８０９６１号）、それらにさらにパラフィンやステアリ
ン酸塩を添加したもの（特公平４−８０９６２号、特公
平５−５３８４２号）、またオレイン酸を添加したもの
（特公昭６２−３６３６５号）などが提案された。しか
し、ある程度の成形性は向上できるものの、その改善効
果にも限界があり、近年要求される薄肉形状や小型形状
の成形は依然困難であった。

【０００７】また、上記のバインダーや潤滑剤の添加と
ともに、さらに成形性を改良し、薄肉形状品や小型形状
品を製造する方法として、成形前の合金粉末に飽和脂肪
族カルボン酸や不飽和脂肪族カルボン酸にミリスチル酸
エチルやオレイン酸からなる滑剤を添加して混練した
後、造粒を行なって成形する方法（特開昭６２−２４５
６０４号）、あるいはパラフィン混合物に飽和脂肪族カ
ルボン酸や不飽和脂肪族カルボン酸等を添加、混練後、
造粒した後成形する方法（特開昭６３−２３７４０２
号）も提案されている。

【０００８】しかし、上記の方法では、粉末粒子の結合
力が十分でなく、造粒粉が壊れやすいために、十分な粉
末の流動性を実現することが困難であった。また、上記
の方法により得られる造粒粉はいずれも磁気的に等方性
であるために磁気特性の高い異方性の焼結体は得られな
い。成形性を向上させたり、粉末粒子の結合力を高める
ためには、種々バインダーや潤滑剤の添加量を増やすこ
とが考えられるが、多量に添加すると、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系
合金粉末中のＲ成分とバインダーとの反応により、焼結
後の焼結体の残留酸素量、残留炭素量が増加し、磁気特
性の劣化を招くことになるので、添加量にも制限があっ
た。

【０００９】また、希土類系合金粉末を対象とするもの
ではないが、Ｃｏ系スーパーアロイ粉末を対象とした圧
縮成形用のバインダーとして、対象合金粉末に対して、
１．５〜３．５ｗｔ％のメチルセルロースとさらに所定
量の添加物であるグリセリンとほう酸を混合した組成が
提案（ＵＳＰ４，１１８，４８０）され、また、工具用
合金粉末の射出成形用のバインダーとして、特殊組成か
らなり、対象合金粉末に対して０．５〜２．５ｗｔ％の
メチルセルロースに水、グリセリン等の可塑剤、ワック
スエマルジョン等の滑剤、離型剤を添加した組成が提案
（特開昭６２−３７３０２）されている。

【００１０】しかし、それらはいずれも所定の流動性と
成形体強度を確保するため、いずれも対象合金粉末に対
して、上記のように例えば０．５ｗｔ％以上もの比較的
多量のバインダーを使用するもので、しかも種々のバイ
ンダー添加剤の添加、例えばグリセリン等の可塑剤をメ
チルセルロースと同量程度添加することが不可欠である
ため、射出成形や圧縮成形後、脱脂した後、焼結後でも
かなりの炭素と酸素が残留し、特にこの発明の対象とす
るＲ−Ｆｅ−Ｂ系などの希土類系焼結磁石の場合、磁気
の劣化を招くので、容易には適用できない。

【００１１】また、フェライトなどの酸化物粉末を対象
として、平均粒度１μｍ以下粉末に、バインダーとして
０．６〜１．０ｗｔ％のポリビニルアルコールを添加し
たのち、スプレードライヤー装置により造粒粉を製造
し、該造粒粉を成形、焼結する方法が知られている。し
かし、それらはいずれも酸化物粉末に対して０．６ｗｔ
％以上もの多量のバインダーを使用するもので、脱脂処
理を施したのちの焼結体にもかなりの炭素及び酸素が残
留するため、非常に酸化及び炭化しやすい性質を有し、
少しの酸化あるいは炭化によっても極端に磁気特性が劣
化するこの発明の対象とする希土類含有合金粉末に、上
記のような酸化物を対象とした方法をそのまま適用する
ことはできない。

【００１２】特に、酸化物の場合は比較的多量のバイン
ダーを用いても大気中で脱脂、焼結できるため、脱脂、
焼結時にバインダーが燃焼してある程度の残留炭素の抑
制を図ることができるが、この発明の対象とする希土類
含有合金粉末の場合は、酸化により磁気特性が劣化する
ため大気中で脱脂、焼結することができないので、多量
のバインダー添加は得られる焼結磁石の磁気特性に致命
的な悪影響を及ぼすこととなる。

【００１３】このように、希土類系焼結永久磁石の製造
方法において、成形前の合金粉末に、種々のバインダー
や潤滑剤を添加したり、さらに造粒を行なって、成形性
を改良する試みが種々提案されてはいるが、いずれの方
法によっても、近年要求されるような、磁気特性が高
く、寸法精度のすぐれた薄肉形状や小型、複雑形状の希
土類系焼結永久磁石を製造するのは困難であった。

【００１４】この発明は、粉末冶金法により希土類系焼
結永久磁石を製造する方法において、合金粉末とバイン
ダーとの反応を抑制し、焼結体の残留酸素量、残留炭素
量を低減させるとともに、成形時の粉体の流動性、潤滑
性を向上させて、さらに、１次粒子のＣ軸の十分な配向
が得られ、磁気特性が高く、寸法精度のすぐれた薄肉形
状や小型、複雑形状のＲ−Ｆｅ−Ｂ系や、Ｒ−Ｃｏ系な
どの希土類系焼結永久磁石の製造方法の提供を目的とす
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】発明者らは、上記の製造
方法において、特に希土類含有合金粉末との反応を抑制
でき、焼結体の残留酸素量、残留炭素量を低減させるバ
インダーについて種々検討した結果、少なくとも１種以
上のポリマーと水からなるバインダー、あるいは少なく
とも１種以上の溶剤系ポリマーと有機溶剤からなるバイ
ンダーを用いることにより、焼結前の工程における希土
類系合金粉末とバインダーとの反応を抑制することがで
き、次いで通常の粉末冶金方法を適用することにより、
焼結後の焼結体の残留酸素量、残留炭素量を大幅に低減
できることを見い出した。

【００１６】また、発明者らは、希土類系合金粉末との
反応を抑制でき、焼結体の残留炭素量、残留酸素量を低
減させる上記のバインダーを用い、スプレードライヤー
装置にて造粒した所要の平均粒径の造粒粉は粉体の流動
性が格段に向上して、焼結後の寸法精度にもすぐれ、薄
肉形状や複雑形状の焼結磁石が得られるが、さらに、優
れた磁気特性を有する焼結磁石を得る方法を種々検討し
た結果、圧縮成形前にパルス磁場を印加して一次粒子に
崩壊させるとともに配向した後、さらに静磁場中および
／またはパルス磁場中で圧縮成形することにより、該造
粒粉の一次粒子のＣ軸の十分な配向が得られるととも
に、バインダー自体のすぐれた潤滑性とも相まって、粉
体の流動性が格段に向上し、成形体密度のバラツキや成
形機の寿命を低下させることもなく、焼結後の寸法精度
にもすぐれる、薄肉形状や小型形状でかつ優れた磁気特
性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石が効率よく得られる
ことを知見し、この発明を完成した。

【００１７】すなわち、この発明は希土類系合金粉末
に、バインダーを添加、混練してスラリー状となし、該
スラリーをスプレードライヤー装置により造粒粉となし
た後、該造粒粉にパルス磁場を印加して一次粒子に崩壊
させかつ配向させた後、磁場中で圧縮成形し、焼結する
粉末冶金法により焼結永久磁石を得ることを特徴とする
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結永久磁石の製造方法である。

【００１８】

【発明の実施の形態】

希土類系合金粉末 この発明において、対象とする希土類含有合金粉末は、
希土類元素Ｒを含有するいずれの組成のものも適用可能
であるが、中でもＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末や、Ｒ−Ｃｏ
系合金粉末あるいはそれらの合金粉末中の希土類元素以
外の元素を別の元素で置換したもの、例えば、Ｒ−Ｆｅ
−Ｂ系のＦｅをＣｏ等の遷移金属で、ＢをＣやＳｉ等の
半金属で置換したものなどが最も適している。

【００１９】特に希土類含有合金粉末としては、所要組
成からなる単一の合金を粉砕した粉末や、異なる組成の
合金を粉砕した後、混合して所要組成に調整した粉末、
保磁力の向上や製造性を改善するために添加元素を加え
たものなど、公知のＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末、Ｒ−Ｃｏ
系合金粉末を用いることができる。また、その製造方法
も、溶解・粉化法、超急冷法、直接還元拡散法、水素含
有崩壊法、アトマイズ法などの公知の方法を適宜選定す
ることができる。

【００２０】希土類系合金粉末の粒度は特に限定しない
が、合金粉末の平均粒度が１μｍ未満では大気中の酸素
あるいはバインダー内の水と反応して酸化しやすくな
り、焼結後の磁気特性を低下させる恐れがあるため好ま
しくなく、また、１０μｍを超える平均粒径では粒径が
大きすぎて焼結密度が９５％程度で飽和し、該密度の向
上が望めないため好ましくない。よって１〜１０μｍの
平均粒度が好ましい範囲である。特に好ましくは１〜６
μｍの範囲である。

【００２１】バインダー成分 この発明において、合金粉末をスラリー状にするために
添加するバインダーのひとつはポリマーと水からなるも
ので、水に溶解するポリマー成分には、ポリビニルアル
コール、ポリアクリルアミド、水溶性セルロースエーテ
ル、ポリエチレンオキサイド、水溶性ポリビニルアセタ
ール、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸誘導体から選ば
れた少なくとも１種が選定される。

【００２２】上記ポリビニルアルコール、ポリアクリル
アミド、水溶性セルロースエーテル、ポリエチレンオキ
サイド、水溶性ポリビニルアセタール、ポリアクリル
酸、ポリアクリル酸誘導体から選ばれたポリマーは、そ
の添加量を合金粉末１００重量部に対して０．５重量部
以下としても、成形時に金型へ粉末を供給するためのフ
ィーダー内における振動にも充分耐えられる程度の一次
粒子の粒子間結合力と、充分な流動性および成形体強度
を得ることができる。また、少量の添加で均一なスラリ
ーとなし、しかも該スラリー粘度をスプレー造粒を行う
ために好適な粘度に調整することが容易であるととも
に、乾燥後においても高い結合力を保持することがで
き、また添加量が少量でよいため、粉末中の残留酸素
量、残留炭素量を低減することができる。

【００２３】この発明で用いるポリマーにおいて、ポリ
ビニルアルコールは水に容易に溶解し、かつ強力な接着
力を有し、化学的安定性、熱分解性にも優れ、圧縮成形
時の潤滑性にも優れ、工業的に安価に入手できることか
ら、この発明に用いるポリマーとして好適である。これ
らの特性を充分に活かすためには、重合度の目安とし
て、２０℃、４％水溶液濃度が３〜７０ｃｐｓのポリマ
ーを用いるのが好ましい。３ｃｐｓ未満の重合度ではポ
リマー自体の破断強度が低くなり、得られる造粒粉の粒
子間結合力が低下し、完全に造粒化せず、一次粒子の微
粉のまま残存することになる。また、７０ｃｐｓを越え
る重合度においてはスラリー粘度が著しく上昇し、スプ
レードライヤーへの定常的な供給が困難となり生産性が
著しく低下する。

【００２４】また、用いるポリマーの鹸化度は７０〜９
９モル％が好適である。７０モル％未満の鹸化度では、
残存するアセチル基が多いためポリビニルアルコールが
本来有する特性が充分得られず、逆に９９モル％を越え
る鹸化度を有するポリマーを工業的に入手することは困
難である。

【００２５】この発明で用いるポリマーにおいて、ポリ
アクリルアミドは水に容易に溶解し、かつ強力な接着力
を有し、高い破断強度を有し、化学的安定性にも優れ、
熱分解性にも優れ、圧縮成形時の潤滑性にも優れ、工業
的に安価に入手できることから、この発明に用いるポリ
マーとして好適である。これらの特性を充分に活すため
には、平均分子量数千〜百万程度のポリマーが好まし
い。数千程度以下の重合度では、ポリマー自体の破断強
度が低くなり、得られる造粒粉の粒子間結合力が低下
し、完全に造粒化せず、一次粒子の微粉のまま残存する
ことになる。また、百万程度以上の重合度においてはス
ラリー粘度が著しく上昇し、スプレードライヤーへの定
常的な供給が困難となり生産性が著しく低下する。

【００２６】この発明で用いるセルロースエーテル誘導
体は、セルース骨格中、１グルコースユニットあたり有
する３個の−ＯＨ基をエーテル化剤により一部エーテル
化した水溶性ポリマーである。用いるエーテル化剤によ
り種々のセルロースエーテルが得られるが、例えば、メ
チルセルロース、エチルセルロース、ベンジルセルロー
ス、シアンエチルセルロース、トリチルセルロース、カ
ルボキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロ
ース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等が挙げら
れる。

【００２７】これらのセルロースエーテルは、水溶性に
優れ、増粘性を備え、界面活性を有し、化学的安定性に
優れることから好適である。用いるポリマーの重合度
は、エーテル化の種類、置換度によって異なるが、目安
として２０℃、２％水溶液粘度が、１０〜３００００ｃ
ｐｓ程度が好ましい。１０ｃｐｓ未満の重合度ではポリ
マー自体の破断強度が低くなり、得られる造粒粉の粒子
間結合力が低下し、完全に造粒化せず、一次粒子の微紛
のまま残存することになる。また、３００００ｃｐｓを
越える重合度においてはスラリー粘度が著しく上昇し、
スプレードライヤーへの定常的な供給が困難となり生産
性が著しく低下する。

【００２８】この発明で用いるポリマーにおいて、ポリ
エチレンオキサイドは、水に容易に溶解し、加温しても
ぜゲル化せず、熱分解性も良好であり、スラリー作製時
の粉末の分散性にも優れ、プレス成形時の潤滑性にも優
れていることから、この発明に用いるポリマーとして好
適である。これらの特性を充分に活すためには、その平
均分子量が２万〜数百万のものが好ましい。分子量が２
万以下であると、ポリマー自体がロウ状固体から液体と
なり、ポリマー自体の強度が充分でなく、その結果、造
粒工程において乾燥後の合金粒子に対する結合力が不足
し、完全に造粒せず、微粉のまま残存することがある。
また、その分子量が数百万を超えると、結合力は向上す
るが、水溶液粘度が著しく上昇し、スラリー作製時に少
量の添加でもスラリー粘度が高くなるため、回転ディス
クへの供給安定性が悪くなり、得られる造粒粉の粒度分
布が乱れることがある。またこれ以上の分子量のもの
は、工業的に汎用的には製造されておらず、経済的にも
不利である。

【００２９】この発明で用いるポリマーにおいて、水溶
性ポリビニルアセタールはポリビニルアルコールとアル
デヒドの縮合反応で得られるポリマーであり、この反応
で得られるポリマーの特性は、出発原料のポリビニルア
ルコールの分子量、鹸化度、およびアセタール化度等に
より大きく異なる。この発明においては、目的とする結
合力を有するとともに適当なスラリー粘度とスラリー分
散性を得ることができれば、これらの値に制限されるも
のではないが、一般的には鹸化度７０〜９９モル％、重
合度数百から数千程度のポリビニルアルコールを用い、
数モル％から数十モル％程度をアセタール化したポリマ
ーが好適である。

【００３０】この発明で用いるポリマーにおいて、ポリ
アクリル酸、およびポリアクリル酸誘導体は、水溶性の
ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびこれらの金
属塩、アンモニウム塩等である。ポリアクリル酸、ポリ
メタクリル酸は無定形であり、非常に硬いポリマーであ
ることから、合金粒子に対して充分な結合力を与え、そ
の結果、少量の添加で造粒性を付与することが可能であ
る。また、それらの塩は、強度的には上記の２種のポリ
マーに比べて劣るものの、解膠作用を有することから、
スラリーの作製工程においてスラリーの均一性を向上さ
せるのに好適である。

【００３１】この発明においては、合金粉末に上記ポリ
マーおよび溶媒である水を添加し、攪拌、混練すること
によりスラリーを作製するが、スラリー濃度はスラリー
粘度、合金粉末の分散性、スプレー造粒工程における処
理量等の観点から適宜選択することができるが、一般的
にはスラリー中の合金粉末濃度を４０〜８０重量％とす
ることが望ましい。４０重量％未満では、攪拌混練工程
において固液分離が生じ、スラリーの分散性が低下し、
不均一なスラリーとなるのみならず、攪拌混練槽からス
プレードライヤー装置への供給中に供給パイプ内で沈降
が起こり、得られる造粒粉に造粒化されていない微紛が
混入したり、球状でない造粒になったりする。また、逆
に８０重量％を超えるとスラリー粘度が著しく上昇し、
均一な攪拌混練ができないのみならず、攪拌混練槽から
スプレードライヤー装置まで該スラリーを供給できな
い。

【００３２】この発明において、スプレードライヤーに
供給するスラリーは、少なくとも合金粉末、上記ポリマ
ーを含むポリマー類、溶媒である水からなるが、この時
添加するポリマー類の添加量は、該合金粉末１００重量
部に対して、０．０５重量部〜０．７重量部好ましくは
０．０５〜０．５重量部である。添加量が０．０５重量
部未満では造粒粉内の粒子間の結合力が弱く、粉末中に
未造粒の微紛が混入したり、成形前の給紛時に造粒粉が
壊れるとともに紛体の流動性が著しく低下する。また、
０．７重量部を超えると、焼結体における残留酸素量と
残留炭素量が増加して保磁力が低下し磁気特性が劣化す
るためである。

【００３３】この発明で用いる溶媒である水は、Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系合金粉末のＲ成分との反応を極力抑制するため
に、脱溶存酸素処理した純水、あるいは窒素等の不活性
ガスでバブリング置換した水を用いることが望ましい。

【００３４】この発明において、合金粉末へのバインダ
ーの添加、該スラリーの攪拌は、０℃〜３０℃の温度範
囲で行うことが好ましく、合金粉末と水との酸化反応を
より抑制することができる。逆に３０℃を超える温度範
囲の攪拌は、合金粉末と水との酸化反応を促進させ、そ
の結果得られる焼結体中の残存酸素量が増加し、磁気特
性が劣ることになる。従って、撹拌は０℃〜３０℃の温
度範囲に保持する必要があり、そのためには予め該温度
に冷却した水を用いたり、攪拌槽を冷却水で保冷するな
どの手段などを採用することができる。

【００３５】また、上記スラリーに可塑剤を添加するこ
とが好ましい。可塑剤は、造粒化した粉末を用いてプレ
ス成形する際に、少しの力で粉末の形態を永久変形する
ために添加するものである。この発明におけるポリマー
類は、造粒化を容易にするために高い粒子間結合力を有
するため、保形性は優れているものの、プレス成形時に
おいて一定加圧下でも、その保形性を保持するため、圧
粉体密度が下がったり、時には磁場中成形時において印
加磁場に対して、その優れた粒子間結合力のため完全に
配向せず、その結果得られる焼結体の残留磁束密度が低
下し、磁気特性が劣化する原因となる。

【００３６】そこで、ポリマー鎖の分子間相互作用を低
下させ、ガラス転移温度を低くするために可塑剤を添加
する。用いる可塑剤は、その可塑効果、ポリマーとの相
溶性、化学的安定性、物理特性（沸点，蒸気圧等）、合
金粉末との反応性などを考慮して、一般の公知の可塑剤
を用いることができ、この発明の如く水溶性ポリマーを
用いた水系スラリーの場合には、エチレングリコール、
トリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、
ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコー
ル、プロピレングリコール、グリセリン、ブタンジオー
ル、ジエチレングリコール、トリエチレングリコールな
どを用いることができる。

【００３７】水溶性スラリーへの可塑剤の添加量は、可
塑剤の上記特性により適宜選択できるが、通常スラリー
に添加するポリマー１００重量部に対して、２〜１００
重量部、好ましくは５〜７０重量部である。添加量が２
重量部未満では、可塑効果が充分でなく、磁場中での配
向性が向上せず得られる焼結体の磁気特性（残留磁束密
度）が低下する。一方、１００重量部を越える添加で
は、粒子間結合力が低下し、造粒性が低下し流動性が低
下するのみならず、これら水溶性可塑剤は一般的に吸湿
性が高いため、造粒工程での乾燥性が低下し粉末中の残
留水分が増加し酸化の原因になったり、粉末の保管中に
吸湿するといった問題を生じる。さらに必要に応じて、
解膠剤（分散剤）、滑剤、消泡剤、表面処理剤などの添
加剤を、焼結体の残留炭素濃度が大きく増加しない範囲
で添加することが可能である。

【００３８】この発明において、合金粉末をスラリー状
にするために添加する有機溶媒系バインダー成分は、１
種以上の有機溶剤と該有機溶剤に可溶な１種以上のポリ
マーおよび必要に応じ１種以上の可塑剤からなるものを
用いる。この発明のバインダーにおいて用いるポリマー
は、その化学構造、分子量等は特に限定されるものでは
ないが、次のような特性が必要となる。

【００３９】１）化学的安定性 用いる合金粉末に対して化学的に安定であり、スラリー
混練時および造粒粉末の状態で合金粉末と容易に反応し
ないのみならず、用いる有機溶剤や、可塑剤等の添加剤
に対して、酸化、分解、架橋等の化学反応を起こし物理
的、化学的物性に変化をきたさないことが必要である。

【００４０】２）有機溶剤可溶性 有機溶剤に対して容易に溶解し、しかも造粒工程におい
てスラリーをスプレードライヤーに供給する過程におい
て、安定に供給するために必要な粘度範囲であることが
必要である。例えば、２０℃、１重量％濃度において、
その溶液の粘度が１００ｃｐｓ以下程度が好適である。
この粘度を越えるポリマーを用いた場合、スラリーの供
給が不安定となり、安定に供給するためにはスラリー濃
度を著しく低減する必要が生じて非効率的である。

【００４１】３）高い粒子間結合力 合金粉末の造粒化を容易に行うためには、ポリマー自身
が合金粉末に対して高い粒子間結合力を有することが必
要である。すなわち、ポリマー自体が強靭な機械的性質
を有すると同時に、合金粉末に対して高い密着性を有す
ることが必要である。

【００４２】この粒子間結合力を直接定量的に測定する
ことは困難であるが、その目安として、ポリマー単体を
熱プレス、溶媒キャスト等の方法でフィルム化し、その
ポリマー単体フィルムの破断強度を測定することにより
ある程度把握することが可能である。このようにして測
定される破断強度としては、２０℃において、０．５ｋ
ｇｆ／ｍｍ²以上であることが好まく、かかる強度未満
では、造粒性が不十分で未造粒の原料微粉が混入した
り、造粒性を向上させるためにはポリマー添加量を増大
させる必要があり、その結果得られる焼結体に大量の炭
素が残存し、磁気特性の低下を招く。

【００４３】４）軟化温度 上述の粒子間結合力とも関連するが、得られる造粒粉末
は、通常室温で保管し、さらに室温においてプレス成形
するため、室温において必要とする粒子間結合力を保持
するには、その軟化温度が室温以上であることが必要で
ある。実際には、後述のごとく磁場配合性を向上させる
ために、可塑剤を添加する場合には、その添加効果によ
り、若干軟化温度が低下することを考慮に入れると、フ
ィルム単体の軟化温度は３０℃以上、さらに好ましくは
５０℃以上である。軟化温度の上限は特にないが、プレ
ス成形工程において、超音波を印加して成形する場合、
超音波印加により造粒粉末を熱的エネルギーにより軟化
させて、磁場配合性を向上させる観点から、２００℃以
下であることが好ましい。

【００４４】この発明において用いるポリマーは、上述
の必要特性を満たしていれば、その化学構造、分子量等
は特に制限されるものではないが、上述の観点から具体
的に好適なポリマーを例示すると、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリメタクリル酸ブチル、アクリル酸シクロヘキ
シル等のアクリル系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ酢酸
ビニル樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、ポリビニルブ
チラール樹脂、メチルセルロース、ヒドロキシプロピル
セルロース等のセルロースエーテル類、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリアリレート樹脂等のホモポリマーの他、エ
チレン酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリレート共
重合体、スチレン−メチルタクリレート共重合体等のコ
ポリマーを挙げることができる。

【００４５】この発明において用いる有機溶剤は、上述
から選択された１種以上のポリマーに対して、適宜選択
することができる。すなわち、用いるポリマーに対して
充分な溶解性を有し、かつポリマーおよび合金粉末に対
して化学的に安定であれば、特に制限されるものではな
い。しかしながら、工業的に安定に造粒粉を製造するた
めには、常圧での沸点が３０℃〜１５０℃程度の有機溶
剤を選択することが好ましい。

【００４６】すなわち、沸点が３０℃未満では、スラリ
ーの混練中における有機溶剤の揮発が著しく、スラリー
濃度を一定に保つのが困難であるのみならず、不均一な
スラリーとなりやすい。また、逆に１５０℃を越える沸
点を有する有機溶剤を用いた場合、スプレードライ工程
において、造粒粉末を乾燥するためには非常に高温の雰
囲気に保持する必要があり、また乾燥に長時間要するた
め、造粒の処理能力が著しく低下することになる。

【００４７】この発明において、上記バインダーに可塑
剤を添加することが好ましい。可塑剤は、造粒化した粉
末を用いてプレス成形する際に、少しの力で粉末の形態
を永久変形するために添加するものである。この発明に
おけるポリマー類は、造粒化を容易にするために高い粒
子間結合力を有するため、保形性は優れているものの、
プレス成形時において一定加圧下でも、その保形性を保
持するため、圧粉体密度が下がったり、時には磁場中成
形時において印加磁場に対して、その優れた粒子間結合
力のため完全に配向せず、その結果得られる焼結体の残
留磁束密度が低下し、磁気特性が劣化する原因となる。
そこで、ポリマー鎖の分子間相互作用を低下させ、ガラ
ス転移温度を低くするために可塑剤を添加する。

【００４８】用いる可塑剤は、ポリマーに対する可塑効
果、ポリマーとの相溶性、化学的安定性、物理特性（沸
点、蒸気圧等）、合金粉末との反応性等を考慮して、一
般に公知の可塑剤を用いることができ、本発明のごとく
有機溶剤系スラリーの場合には、ジブチルフタレート、
ジオクチルフタレート、ジデシルフタレート、ブチルベ
ンジルフタレート等のフタル酸エステル系可塑剤、トリ
クレジルホスフェート、トリオクチルホスフェート、ト
リフェニルホスフェート、オクチルジジフェニルホスフ
ェート、クレジルジフェニルホスフェート等のリン酸エ
ステル系可塑剤、ジオクチルアジペート、ジイソデシル
アジペート等のアジピン酸エステル系可塑剤、ジブチル
セバケート、ジオクチルセバケート等のセバチン酸エス
テル系可塑剤、ジオクチルアゼレート、ジヘキシルアゼ
レート等のアゼライン酸エステル系可塑剤、クエン酸ト
リエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリ
ブチル等のクエン酸エステル系可塑剤、メチルフタリル
エチルグリコレート、エチルフタリルエチルグリコレー
ト、ブチルフタリルブチルグリコレート等のグリコール
酸エステル系可塑剤、トリブチルトリメリテート、トリ
オクチルトリメリテート等のトリメリット酸エステル系
可塑剤等を採用することができる。

【００４９】これら可塑剤の添加量は、可塑剤の上記特
性により適宜選択できるが、通常スラリーに添加するポ
リマー１００重量部に対して、２〜１００重量部、好ま
しくは５〜７０重量部である。添加量が２重量部未満で
は可塑効果が充分でなく、磁場を印加中成形における粉
末の配合性が充分に向上せず、得られる焼結体の磁気特
性（残留磁束密度）が低下する。一方、１００重量部を
越える添加では、得られる造粒粉末の粒子間結合力が低
下し、造粒性が低下するため良好な流動性が得られな
い。

【００５０】この発明において、合金粉末に上記ポリマ
ーおよび有機溶剤、必要に応じて可塑剤からなるバイン
ダーを添加し、撹拌、混練することによりスラリーを作
製するが、この際、スラリー濃度はスラリー粘度、合金
粉末の分散性、スプレー造粒工程における処理量等の観
点から適宜選択することができる。

【００５１】スラリー中の合金粉末濃度を４０〜８０重
量％とすることが望ましく、４０重量％未満では、撹拌
混練工程において固液分離が生じ、スラリーの分散性が
低下し、不均一なスラリーとなるのみならず、撹拌混練
槽からスプレードライヤー装置への供給中に供給パイプ
内で沈降が起こり、得られる造粒粉に造粒化されていな
い微粉が混入したり、球状でない造粒になり、また、８
０重量％を越えるとスラリー粘度が著しく上昇し、均一
な撹拌混練ができないのみならず、撹拌混練槽からスプ
レードライヤー装置まで該スラリーを供給できない。

【００５２】この発明において、スプレードライヤーに
供給するスラリーは、少なくとも合金粉末、上記ポリマ
ー類、有機溶剤、および必要に応じて添加する可塑剤か
らなるが、添加するポリマー類の添加量は、該合金粉末
１００重量部に対して、０．０５重量部〜０．７重量
部、好ましくは０．０５〜０．５重量部である。

【００５３】添加量が０．０５重量部未満では得られる
造粒粉中の合金粉末の粒子間の結合力が弱く、得られる
造粒粉末中に未造粒の原料微粉が混入したり、成形前の
給粉時に造粒粉が壊れるとともに粉体の流動性が著しく
低下する。また、０．７重量部を越えると、得られる焼
結体中の残留酸素量と残留炭素量が増加して保磁力が低
下し磁気特性が劣化する。さらに必要に応じて、解膠剤
（分散剤）、滑剤、消泡剤、表面処理剤等の添加剤を、
焼結体の残留炭素濃度が大きく増加しない範囲で添加す
ることが可能である。

【００５４】造粒方法 この発明において、合金粉末に上述したバインダーを添
加、混練したスラリーは、スプレードライヤー装置によ
って造粒粉にする。まず、スプレードライヤー装置を用
いた造粒粉の製造方法を説明すると、スラリー撹拌機か
らスラリーをスプレードライヤー装置に供給する、例え
ば、回転ディスクの遠心力で噴霧したり、加圧ノズル先
端部で霧状に噴霧され、噴霧された液滴は、加熱された
不活性ガスの熱風によって瞬時に乾燥されて造粒粉とな
り、回収部内の下部に自然落下する。

【００５５】スプレードライヤー装置の構成としては、
上記のディスク回転型、加圧ノズル型のいずれでもよい
が、造粒する希土類系合金粉末は非常に酸化し易いため
に、装置のスラリー収納部内あるいは造粒粉の回収部内
を不活性ガスなどで置換でき、かつその酸素濃度を常時
３％以下に保持できる密閉構造であることが好ましい。
また、スプレードライヤー装置の回収部内の構成として
は、回転ディスクあるいは加圧ノズルより噴霧された液
滴を瞬時に乾燥させるために、回転ディスクの近傍ある
いは加圧ノズルの上方に加熱された不活性ガスを噴射す
る噴射口を配置し、また回収部内の下部に、噴射された
ガスを回収部外へ排出する排出口を設けるが、その際、
予め装置外部あるいは装置に付属された加熱器で所要温
度に加熱された不活性ガスの温度を低下させないよう
に、上記噴射口を不活性ガスの温度に応じた温度、例え
ば６０〜１５０℃に保持することが好ましい。

【００５６】すなわち、不活性ガスの温度が低下する
と、噴霧された液滴を短時間で十分乾燥することができ
なくなるため、スラリーの供給量を減少させなければな
らず能率が低下してしまう。また、比較的大きな粒径の
造粒粉を作る場合は、回転ディスクの回転数あるいは加
圧ノズルの圧力を低下させるが、その際に不活性ガスの
温度が低下していると、噴霧された液滴を十分乾燥する
ことができないので、結果としてスラリーの供給量を減
少させることにより、大きな粒径の造粒粉を得る場合に
は極端に能率が低下することになる。従って、予め加熱
された不活性ガスの温度をそのまま維持しながら回収部
内へ送り込むには、噴射口の温度を６０〜１５０℃に保
持することが好ましく、特に１００℃前後が最も好まし
い。

【００５７】また、不活性ガスの噴射口と排出口の温度
差が小さい場合も処理能率が低下する傾向があるので、
排出口の温度は５０℃以下、好ましくは４０℃以下、特
に好ましくは常温に設定することが望ましい。不活性ガ
スとしては、窒素ガスやアルゴンガスが好ましく、加熱
温度は６０〜１５０℃が好ましい。

【００５８】造粒粉の粒度は、スプレードライヤー装置
へ供給するスラリーの濃度や、その供給量、あるいは回
転ディスクの回転数または加圧ノズルの圧力によって制
御することができるが、平均粒径が２０μｍ未満では、
造粒粉の流動性がほとんど向上せず、また、平均粒径が
４００μｍを超えると、粒径が大きすぎて成形時の金型
内への充填密度が低下するとともに成形体密度も低下
し、ひいては、焼結後の焼結体密度の低下をきたすこと
となるため好ましくなく、よって、造粒粉の平均粒径は
２０〜４００μｍが好ましい。特に好ましくは５０〜２
００μｍである。また、ふるいによりアンダーカット、
オーバーカットを行なうことにより、さらに極めて流動
性に富んだ造粒粉を得ることができる。さらに、得られ
た造粒粉にステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウ
ム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸アルミニウ
ム、ポリエチレングリコール等の潤滑剤を少量添加する
と、さらに流動性を向上させることができ有効である。

【００５９】スプレー造粒粉は、バインダー添加量を増
やすに従い粉体の流動性はよくなるが、１次粒子同士の
結合力は高まり、２次粒子である造粒粉は硬いものにな
る。この２次粒子は磁気的には等方性であるためにプレ
スの圧縮応力若しくは磁場強度の高い磁場でこれを壊し
て１次粒子のＣ軸を揃えなければ、高い磁気特性の焼結
体は得られない。従って、バインダー添加量の比較的多
い、０．３ｗｔ％〜０．５ｗｔ％のバインダー添加量
で、すぐれた磁気特性の焼結体を得るには、磁場強度１
５ｋＯｅ以上の磁場中で圧縮成形することが望ましい
が、１５ｋＯｅ以上の大きさの磁場強度の発生は量産レ
ベルでは非常に難しい。

【００６０】パルス磁場 そこでこの発明では、圧縮成形時に瞬間的に１５ｋＯｅ
以上のパルス磁場で磁場配向させた後、８ｋＯｅ〜１５
ｋＯｅ静磁場中および／または１５ｋＯｅ以上のパルス
磁場中で圧縮成形して成形体の配向度を向上させるもの
で、かかる方法によれば配向度は向上し、また、工業的
な量産規模に最適な工程である。

【００６１】該造粒粉末を金型に充填した後、印加する
パルス磁場としては、１５ｋＯｅ以上の強度を有する磁
場パルスを１回以上印加することが好ましい。磁場強度
が１５ｋＯｅ未満では、造粒粉を破砕して１次粒子のＣ
軸を揃える効果が十分でないため、得られる焼結体の残
留磁束密度の大幅な向上は期待できない。又、好ましい
パルス磁場強度は、１５ｋＯｅ〜４０ｋＯｅである。

【００６２】パルス磁場の印加回数は、１回以上であれ
ば特に制限されるものではないが、回数を増すことによ
り、造粒粉の破砕効果は向上するが、極端に回数を増す
ことは、合計のプレス成形時間が長くなり成形の効率が
劣る。このような観点から、印加回数は１〜５回が好適
である。この時、印加するパルスパターンは、パルス磁
場単独、あるいは８ｋＯｅ〜１５ｋＯｅの静磁場にパル
ス磁場を上乗せした複合磁場であってもよい。

【００６３】この発明では、上述のごとく、造粒粉を金
型に充填した後、パルス磁場の印加により、造粒粉末を
一次粒子に破砕した後静磁場および／またはパルス磁場
中で圧縮成形する。この時の、静磁場強度は、８〜１５
ｋＯｅが好ましい。また、さらに、圧縮成形時の一次粒
子の配向度を向上させるため、造粒粉の予備破砕に用い
た１５ｋＯｅ以上のパルス磁場を用いることも可能であ
る。圧縮成形時の印加磁場パターンとしては、静磁場単
独、パルス磁場単独の他、静磁場にパルスを上乗せした
複合パターン、あるいは、パルス磁場と静磁場印加を交
互に連続して印加するパターン等も可能である。

【００６４】粉末冶金法 焼結前には、真空中で加熱する一般的な方法や、水素流
気中で１００〜２００℃／時間で昇温し、３００〜６０
０℃で１〜２時間程度保持する方法などにより脱バイン
ダー処理を行なうことが好ましい。脱バインダー処理を
施すことにより、バインダー中のほぼ全炭素が脱炭さ
れ、磁気特性の向上に繋がる。なお、Ｒ元素を含む合金
粉末は、水素を吸蔵しやすいために、水素流気中での脱
バインダー処理後には脱水素処理を行なうことが好まし
い。脱水素処理は、真空中で昇温速度は、５０〜２００
℃／時間で昇温し、５００〜８００℃で１〜２時間程度
保持することにより、吸蔵されていた水素はほぼ完全に
除去される。また、脱水素処理後は、引き続いて昇温加
熱して焼結を行うことが好ましく、５００℃を超えてか
らの昇温速度は任意に選定すればよく、例えば１００〜
３００℃／時間など、焼結に際して取られる公知の昇温
方法を採用できる。

【００６５】脱バインダー処理後の成形品の焼結並びに
焼結後の熱処理条件は、選定した合金粉末組成に応じて
適宜選定されるが、焼結並びに焼結後の熱処理条件とし
ては、１０００〜１１８０℃、１〜２時間保持する焼結
工程、４５０〜８００℃、１〜８時間保持する時効処理
工程などが好ましい。

【００６６】この発明は、希土類系合金粉末に、バイン
ダーを添加、混練してスラリー状となし、該スラリーを
スプレードライヤー装置により造粒粉となし、該造粒粉
をパルス磁場中で一次粒子に破砕し磁場配向した後、静
磁場中および／またはパルス磁場中で成形し、焼結、熱
処理することにより、該造粒粉の一次粒子のＣ軸の十分
な配向が可能となり、磁気特性が向上するとともにバイ
ンダー自体の優れた潤滑性とも相まって、粉体の流動性
が格段に向上し、成形サイクルが向上するとともに、成
形体密度のバラツキや成形機の寿命を低下させることも
なく、焼結後の寸法精度にも優れる、薄肉形状や小型形
状でかつ優れた磁気特性を有する希土類系焼結永久磁石
が得られる。なお、この発明における造粒粉は、バイン
ダーによって被覆されているため、大気中において酸化
し難いので、成形工程における作業性が向上するという
利点も有する。

【００６７】

【実施例】

実施例１〜７ Ｒとして、Ｎｄ１３．３原子％、Ｐｒ０．３１原子％、
Ｄｙ０．２８原子％、Ｃｏ３．４原子％、Ｂ６．５原子
％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる原料を、Ａｒ
ガス雰囲気中で高周波溶解して、ボタン状溶製合金を得
た。次に、該合金を粗粉砕した後、ジョークラッシャー
などにより平均粒度約１５μｍに粉砕し、さらに、ジェ
ットミルにより平均粒度３μｍの粉末を得た。該粉末に
表１に示す種類及び添加量のバインダー、水、滑剤を添
加して室温で混練してスラリー状となし、該スラリーを
ディスク回転型スプレードライヤー装置により、不活性
ガスを窒素で、熱風入口温度を１００℃、出口温度を４
０℃に設定して造粒を行った。

【００６８】該造粒粉を金型に充填した後、造粒粉に３
０ｋＯｅのパルス磁場を印加し、さらに１０ｋＯｅの静
磁場中で、圧力１ｔｏｎ／ｃｍ²で１０ｍｍ×１５ｍｍ
×厚み１０ｍｍの形状に圧縮成形した後、水素雰囲気中
で室温から３００℃までを昇温速度１００℃／時で加熱
する脱バインダー処理を行ない、引き続いて真空中で１
１００℃まで昇温し１時間保持する焼結を行ない、さら
に焼結完了後、Ａｒガスを導入して７℃／分の速度で８
００℃まで冷却し、その後１００℃／時の速度で冷却し
て５５０℃で２時間保持して時効処理を施して異方性の
焼結体を得た。成形時の造粒粉の成形体の寸法及び密度
並びに得られた焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁
気特性を表２のＮｏ．１〜７に示す。なお、流動性は、
内径５ｍｍのロートの管を５０ｇの原料粉が自然落下し
通過するまでに要した時間で測定した。また、得られた
全ての焼結体には、ワレ、ヒビ、変形などは全く見られ
なかった。

【００６９】比較例１〜３ 実施例１の造粒粉を、そのまま１０ｋＯｅと１５ｋＯｅ
の静磁場中で圧力１ｔｏｎ／ｃｍ²で１０ｍｍ×１５ｍ
ｍ×厚み１０ｍｍの形状に圧縮成形した。成形後の処理
条件は実施例１の条件と同一である。焼結後の残留酸素
量、残留炭素量、磁気特性を表２のＮｏ．１〜３に示
す。この時の測定方法は実施例１と同一条件である。ま
た、得られた焼結体には、ワレ、ヒビ、変形などはまっ
たく見られなかった。

【００７０】

【表１】

【００７１】

【表２】

【００７２】実施例８ 実施例１で用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末に、バインダ
ー中のポリマー成分として、ポリエチレンオキサイド
（平均分子量：５０万）を用い、表３に示す組成で配合
しスラリーを作製し、造粒粉末を得た後、表４に示す条
件で成形し、実施例１と同様に脱バインダー処理、焼結
し、時効処理を行った。成形時の造粒粉の流動性、およ
び得られた焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特
性を表３、４に示す。

【００７３】実施例９ 実施例１で用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末に、バインダ
ー中のポリマー成分として、水溶性ポリビニルアセター
ル（平均分子量：３万、アセタール基：１０ｍｏｌ％、
アセチル基：５ｍｏｌ％、水酸基：８５ｍｏｌ％）を用
い、表３に示す組成で配合しスラリーを作製し、造粒粉
末を得た後、表４に示す条件で成形し、実施例１と同様
に脱バインダー処理、焼結し、時効処理を行った。成形
時の造粒粉の流動性、および得られた焼結磁石の残留酸
素量、残留炭素量、磁気特性を表３、４に示す。

【００７４】実施例１０ 実施例１で用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末に、バインダ
ー中のポリマー成分として、ポリアクリル酸（平均分子
量：１万）を用い、表３に示す組成で配合しスラリーを
作製し、造粒粉末を得た後、表４に示す条件で成形し、
実施例１と同様に脱バインダー処理、焼結し、時効処理
を行った。成形時の造粒粉の流動性、および得られた焼
結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性を表３、４
に示す。

【００７５】実施例１１ 実施例１で用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末に、バインダ
ー中のポリマー成分として、ポリアクリル酸アンモニウ
ム（平均分子量：２万）を用い、表３に示す組成で配合
しスラリーを作製し、造粒粉末を得た後、表４に示す条
件で成形し、実施例１と同様に脱バインダー処理、焼結
し、時効処理を行った。成形時の造粒粉の流動性、およ
び得られた焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特
性を表３、４に示す。

【００７６】実施例１２ 実施例１で用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末に、バインダ
ー中のポリマー成分として、カルボキシメチルセルロー
スアンモニウム塩を用い、表３に示す組成で配合しスラ
リーを作製し、造粒粉末を得た後、表４に示す条件で成
形し、実施例１と同様に脱バインダー処理、焼結し、時
効処理を行った。成形時の造粒粉の流動性、および得ら
れた焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性を表
３、４に示す。

【００７７】実施例１３〜２１ 実施例８で得られた造粒粉末を用い、表４に示す条件で
成形し、実施例８と同様に脱バインダー処理、焼結し、
時効処理を行った。得られた焼結磁石の残留酸素量、残
留炭素量、磁気特性を表４に示す。

【００７８】比較例４〜１０ 実施例８で得られた造粒粉末を用い、表４に示す条件で
成形し、実施例８と同様に脱バインダー処理、焼結し、
時効処理を行った。得られた焼結磁石の残留酸素量、残
留炭素量、磁気特性を表５に示す。

【００７９】

【表３】

【００８０】

【表４】

【００８１】

【表５】

【００８２】実施例２２ Ｎｄ：１３．３原子％、Ｐｒ：０．３１原子％、Ｄｙ：
０．２８原子％、Ｃｏ：３．４原子％、Ｂ：６．５原子
％、残部：Ｆｅおよび不可避的不純物、からなる原料を
Ａｒガス雰囲気中で高周波溶解して、ボタン状溶製合金
を得た。次に、該合金を粗粉砕した後、ジョークラッシ
ャーなどにより平均粒度１５μｍに粉砕し、さらにジェ
ットミルにより平均粒度３μｍの粉末を得た。

【００８３】得られた粉末に、ポリマーとして、ポリメ
チルメタクリレート（破断強度：０．６５ｋｇｆ／ｍｍ
²）を用い、有機溶剤としてジオキサンを用い、合金粉
末１００重量部に対して表４に示す組成で配合し、室温
で撹拌混練を行うことによりスラリー濃度６０％のスラ
リーを作製し、該スラリーをディスク回転型スプレード
ライヤー装置により、不活性ガスとして窒素を用い、熱
風入口温度を１００℃、出口温度を４０℃に設定して造
粒を行った。得られた造粒粉の流動性を表７に示す。な
お、流動性は、内径５ｍｍのロートの管を５０ｇの粉末
が自然落下し通過するまでに要した時間で測定した。

【００８４】上記造粒粉を実施例１と同様の圧縮磁場成
形機を用いて、表７に示す成形条件で、圧力１ｔｏｎ／
ｃｍ²で１０ｍｍ×１５ｍｍ×１０ｍｍの形状に成形し
た後、水素雰囲気中で１００℃／時間の昇温速度で、室
温から３００℃まで加熱し脱バインダー処理を行った。
引き続いて真空中で１１００℃まで昇温し１時間保持す
る焼結を行い、さらに焼結完了後、Ａｒガスを導入して
７℃／分の速度で８００℃まで冷却し、その後１００℃
／時間の速度で冷却して５５０℃で２時間保持すること
により時効処理を施し、異方性の焼結体を得た。得られ
た焼結磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性を表７
に示す。

【００８５】実施例２３ ポリマーとしてポリメチルメタクリレートにかえて、ポ
リビニルアセタール（破断強度：１．０ｋｇｆ／ｍ
ｍ²）を用い、また有機溶剤としてトルエンにかえてジ
オキサンを用いた点を除いて実施例２２と同様に造粒粉
を作製し、この造粒粉を用いて焼結体を得た。実施例２
２と同様の試験結果を表６、７に示す。

【００８６】実施例２４ ポリマーとしてエチレン−メチルメタクリレート共重合
体（破断強度：０．５５ｋｇｆ／ｍｍ²）を用い、有機
溶剤としてジクロロエタンとキシレンの混合溶剤（１／
１：重量比）を用い、合金粉末１００重量部に対して表
６に示す組成で配合した以外は実施例２２と同様に造粒
粉を作製し、この造粒粉を用いて焼結体を得た。実施例
２２と同様の試験結果を表６、７に示す。

【００８７】実施例２５ ポリマーとしてポリカーボネート（破断強度：３．５ｋ
ｇｆ／ｍｍ²）、有機溶剤としてジクロロエタンを用
い、また、可塑剤としてジブチルフタレートを用い、合
金粉末１００重量部に対して表６に示す組成で配合した
以外は実施例２２と同様に造粒粉を作製し、この造粒粉
を用いて焼結体を得た。実施例２２と同様の試験結果を
表６、７に示す。

【００８８】実施例２６ ポリマーとしてポリビニルブチラール（破断強度：４．
０ｋｇｆ／ｍｍ²）、有機溶剤としてジオキサンを用
い、また、可塑剤としてジオクチルアジペートを用い、
合金粉末１００重量部に対して表６に示す組成で配合し
た以外は実施例２２と同様に造粒粉を作製し、この造粒
粉を用いて焼結体を得た。実施例２２と同様の試験結果
を表６、７に示す。

【００８９】実施例２７ ポリマーとしてポリアリレート（破断強度：４．５ｋｇ
ｆ／ｍｍ²）、有機溶剤としてベンゼンを用い、また、
可塑剤としてブチルフタリルブチルグリコールを用い、
合金粉末１００重量部に対して表６に示す組成で配合し
た以外は実施例２２と同様に造粒粉を作製し、この造粒
粉を用いて焼結体を得た。実施例２２と同様の試験結果
を表６、７に示す。

【００９０】実施例２８〜３６ 実施例２６で得られた造粒粉を用い、表７に示す種々の
条件で実施例２２と同様に成形、脱バインダー処理、焼
結、時効処理を行い焼結体を得た。得られた焼結体の残
留炭素量、残留酸素量、磁気特性を表７に示す。

【００９１】比較例１１〜１７ 実施例２６で製造した造粒粉末を用いて、表８に示す条
件で成形し、脱バインダー処理、焼結し、時効処理を行
った。試験結果を表８に示す。

【００９２】

【表６】

【００９３】

【表７】

【００９４】

【表８】

【００９５】実施例３７〜実施例３９ Ｓｍ１１．９ａｔ％、Ｃｕ８．８ａｔ％、Ｆｅ１２．６
ａｔ％、Ｚｒ１．２ａｔ％、残部Ｃｏ及び不可避的不純
物からなる原料を、Ａｒガス雰囲気中で高周波溶解し
て、ボタン状溶製合金を得た。次に、該合金を粗粉砕し
た後、ジョークラッシャーなどにより平均粒度約１５μ
ｍに粉砕し、さらにジェットミルにより平均粒度３μｍ
の粉末を得た。得られた粉末に表９に示す添加量のポリ
マー、水、有機溶媒、可塑剤を添加して室温で混練、撹
拌してスラリー状となし、該スラリーをディスク回転型
スプレードライヤー装置により、不活性ガスに窒素を用
い、熱風入口温度を１００℃、出口温度を４０℃に設定
して造粒を行なった。

【００９６】上記造粒粉を実施例１と同様の圧縮磁場プ
レス機を用いて、表９に示す成形条件で、圧力１ｔｏｎ
／ｃｍ²で１０ｍｍ×１５ｍｍ×厚み１０ｍｍの形状に
成形した後、水素雰囲気中で室温から３００℃までを昇
温速度１００℃／時で加熱する脱バインダー処理を行な
い、引き続いて真空中で１２００℃まで昇温し１時間保
持する焼結を行ない、さらに焼結完了後、１１６０℃に
て溶体化処理を施し、Ａｒガスを導入して８００℃から
４００℃まで多段時効処理を施して焼結磁石を得た。成
形時の造粒粉の流動性を表９に、また得られた焼結磁石
の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性を表１０に示す。
なお、流動性は、内径５ｍｍのロートの管を５０ｇの原
料粉が自然落下し通過するまでに要した時間で測定し
た。また、得られた焼結体には、ワレ、ヒビ、変形など
は全く見られなかった。

【００９７】実施例４０〜実施例４２ 実施例３８で製造した造粒粉末を用いて、表１０に示す
条件で成形し、脱バインダー処理、焼結し、時効処理を
行った。試験結果を表１０に示す。

【００９８】比較例１８〜２４ 実施例３８で得られた造粒粉を用い、表１０に示す条件
で成形し、脱バインダー処理、焼結し、時効処理を行い
焼結磁石を得た。得られた焼結磁石の残留酸素量、残留
炭素量、磁気特性を表１０に示す。

【００９９】

【表９】

【０１００】

【表１０】

【０１０１】実施例４３〜４６ Ｓｍ１１．９ａｔ％、Ｃｕ８．８ａｔ％、Ｆｅ１２．６
ａｔ％、Ｚｒ１．２ａｔ％、残部Ｃｏ及び不可避的不純
物からなる原料を、Ａｒガス雰囲気中で高周波溶解し
て、ボタン状溶製合金を得た。次に、該合金を粗粉砕し
た後、ジョークラッシャーなどにより平均粒度約１５μ
ｍに粉砕し、さらにジェットミルにより平均粒度３μｍ
の粉末を得た。得られた粉末に表１１に示す添加量のポ
リマー、水、可塑剤を添加して室温で混練、撹拌してス
ラリー状となし、該スラリーをディスク回転型スプレー
ドライヤー装置により、不活性ガスに窒素を用い、熱風
入口温度を１００℃、出口温度を４０℃に設定して造粒
を行なった。

【０１０２】上記造粒粉を実施例１と同様の圧縮磁場プ
レス機を用いて、表１２に示す成形条件で、圧力１ｔｏ
ｎ／ｃｍ²で１０ｍｍ×１５ｍｍ×厚み１０ｍｍの形状
に成形した後、水素雰囲気中で室温から３００℃までを
昇温速度１００℃／時で加熱する脱バインダー処理を行
ない、引き続いて真空中で１２００℃まで昇温し１時間
保持する焼結を行ない、さらに焼結完了後、１１６０℃
にて溶体化処理を施し、Ａｒガスを導入して８００℃か
ら４００℃まで多段時効処理を施して焼結磁石を得た。
成形時の造粒粉の流動性を表１１に、また得られた焼結
磁石の残留酸素量、残留炭素量、磁気特性を表１２に示
す。なお、流動性は、内径５ｍｍのロートの管を５０ｇ
の原料粉が自然落下し通過するまでに要した時間で測定
した。また、得られた焼結体には、ワレ、ヒビ、変形な
どは全く見られなかった。

【０１０３】比較例２５〜３１ 実施例４３で得られた造粒粉末を用いて、表１２に示す
条件で成形し、脱バインダー処理、焼結し、時効処理を
行った。試験結果を表１２に示す。

【０１０４】

【表１１】

【０１０５】

【表１２】

【０１０６】表１〜１０から明らかなように、この発明
によれば、スプレー造粒により流動性に優れた造粒粉末
を用いて、圧縮成形前に該造粒粉にパルス磁場を印加し
て一次粒子に崩壊させ、かつ配向させた後、静磁場およ
び／またはパルス磁場中で圧縮成形することにより、成
形後の一次粒子のＣ軸の十分な配向が得られることか
ら、優れた流動性により連続プレス成形性に優れるとと
もに、寸法精度が向上し、焼結後の磁気特性にも優れた
焼結磁石を得ることができる。また、表１〜１０に示す
比較例から明らかなように、成形前にパルス磁場を印加
しない場合、および印加磁場強度が本発明の範囲以下で
ある場合には、造粒粉を崩壊させ、一次粒子のＣ軸の配
向が十分でなく、その結果得られる焼結体の残留磁束密
度が本発明の実施例に比べ劣っていることが分かる。

【０１０７】

【発明の効果】この発明による希土類系焼結永久磁石の
製造方法は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末またはＲ−Ｃｏ系
合金粉末などの希土類含有合金粉末に、少なくとも１種
以上のポリマーと水からなるバインダー、あるいは有機
溶剤と該有機溶剤に可溶なポリマー、および必要に応じ
て可塑剤からなるバインダーを添加、混練してスラリー
状となし、該スラリーをスプレードライヤー装置により
流動性の高い球状の造粒粉となし、該造粒粉を用いて、
圧縮成形前に該造粒粉にパルス磁場を印加して一次粒子
に崩壊させかつ配向させた後、静磁場および／またはパ
ルス磁場中で圧縮成形し、さらに焼結、熱処理するた
め、造粒粉のバインダー自体の優れた流動性とも相まっ
て、粉体の流動性が格段に向上し、成形サイクルが向上
するとともに、成形体の密度のばらつきや成形機の寿命
を低下させることもなく、さらにパルス磁場の印加効果
により、成形体中の一次粒子の磁化容易方向が印加磁場
に対して揃い易くなり、磁場配向性が向上する結果、焼
結後の焼結体の残留酸素量、残留炭素量が少なくかつ寸
法精度にも優れる複雑形状や薄肉形状でかつ優れた磁気
特性を有する希土類系焼結磁石が効率よく得られる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 希土類系合金粉末に、バインダーを添
   加、混練してスラリー状となし、該スラリーをスプレー
   ドライヤー装置により造粒粉となした後、該造粒粉の圧
   縮成形前に、該造粒粉にパルス磁場を印加して一次粒子
   に崩壊させかつ配向させた後、静磁場および／または、
   パルス磁場中で圧縮成形し、その後焼結する粉末冶金法
   により焼結永久磁石を得ることを特徴とする希土類系焼
   結永久磁石の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、１５ｋＯｅ以上のパ
   ルス磁場で磁場配向させた後、８ｋＯｅ〜１５ｋＯｅの
   静磁場および／または１５ｋＯｅ以上のパルス磁場で圧
   縮成形する希土類系焼結永久磁石の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項１または請求項２において、バイ
   ンダーが少なくとも１種以上のポリマーと水からなる希
   土類系焼結永久磁石の製造方法。
4. 【請求項４】 請求項１または請求項２において、バイ
   ンダーが有機溶剤と少なくとも１種以上のポリマーから
   なる希土類系焼結永久磁石の製造方法。