JPS61246302A - 希土類磁石の製法 - 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】 〔技術分野〕 この発明は、希土類磁石の製法に関するものである。

〔背景技術〕

Ｓ　ｍ　Ｃｏ　５をはじめとする希土類磁石は、高い飽
和磁化、高保磁力を有する高性能磁石として、最近、需
要の増加が著しい磁石である。特に、小型化、軽量化が
進められているスピーカやモータなどに積極的に採用さ
れるようになった。

希土類磁石の一般的な製法は、つぎのようなものである
。希土類元素を含有する合金を粉砕して微粉化し、これ
を磁場中において加圧成形する。

ついで、この成形体を１２００℃前後で焼結したのち急
冷する。そして、８００℃前後で２〜１０時間時効処理
を行い、徐冷することによって高性能希土類磁石が得ら
れる。

ところで、モータのロータなどには、薄板状のリング磁
石が用いられる。通常、このような薄板状磁石を製造す
るには、同じ断面形状を持つ厚物を焼結し、これをスラ
イスすることによって薄板状物を作る方法を用いている
。この方法では、スライスするのに切り代を必要とする
ため、材料のロスが生じる。そこで、最初から薄板状物
を成形し、これを焼結する手法が試みられている。とこ
ろが、薄板状物（成形体）を焼結すると、反りが発生し
やすいため、薄板状の成形体を基台上に置き、さらにそ
の成形体の上に金泥あるいはセラミックの押え板を置い
て焼結しなければならない。

このように、基台と押え板で薄板状の成形体を挟み、最
適焼結温度で焼結すると、希土類金属は非常に活性度が
高いので、焼結体と基台および／または押え板との間で
焼付きが発生する場合がある。いったん焼付きが発生す
ると、均一な収縮を妨げるため、焼結体が異常に変形し
て所望の寸法精度が得られない。また、基台や押え板か
ら焼結体を離脱させることができないという問題点も生
じる。

〔発明の目的〕

この発明は、以上の問題にかんがみ、成形体と基台との
焼付きを防止し、さらに、必要に応じ、成形体と押え板
との焼付きをも防止して歩留まりおよび寸法精度良く成
形体を焼結させる工程を含む希土類磁石の製法を提供す
ることを目的とする〔発明の開示〕 上記目的を達成するため、この発明は、希土類元素を含
む粉末の成形体を基台の上に置いて焼結する工程を含む
希土類磁石の製法において、前記成形体が、最終焼結温
度よりいくぶん低い温度下で、ある程度、前焼結された
のちに、最終焼結温度下で焼結されるようにしたことを
特徴とする希土類磁石の製法を要旨とする。

以下に、この発明について、特にその特徴部分を中心に
詳しく説明する。

この発明で用いられる磁石用の粉末としては、希土類元
素を含む粉末が用いられ、一般に、Ｓｍ、Ｃｅをはじめ
とする希土類金属およびコバルトを含む希土類磁性化合
物粉末が用いられるが、この限りではない。磁石用の粉
末は通常の製法に従って作られたものが用いられる。こ
の粉末は通常微粉化されている。この磁石用の粉末は、
一般に、加圧方向と平行な方向に磁場をかけながら薄板
状に圧縮成形されるが、必ずしもこれに限らない。この
成形体は、高融点金属、ステンレス、またはセラミック
製の基台上に置かれて焼結される。

この基台としては、台状のものに限定されず板状体、シ
ート状体など種々用いられ、その材質も、金属、セラミ
ックなどをはじめ焼結に用いられるものであれば何でも
よい。なお、薄板状成形体を焼結する場合、反りの発生
を防いだりするために、上記したように、その成形体を
基台の上に置き、さらに、この成形体の上に押え板を置
いたりして、成形体を基台と押え板とで挟むようにする
ことが好ましい。押え板も、その材質など特に限定はな
く、金属、セラミックなどをはじめ焼結に用いられうる
ちのであればよく、たとえば、基台と同じ材質であって
もよい。

基台と押え板との間で、薄板の成形体を挟んで焼結がお
こなわれる場合に、まず、成形体が最終焼結温度より、
いくぶん低い温度下で、一定期間部焼結される。この時
の温度は、ふつう、１１４０℃から１２００℃の間に設
定される。ついで、この前焼結の温度よりも、いくぶん
高目の最終焼結温度下で焼結される。この最終焼結温度
は、ふつう１１９０℃から１２２０℃の間で、前焼結の
温度よりも２０℃〜５０℃はど高目に設定されるこのよ
うにすれば、薄板状の成形体が、基台や押え板との間に
、はとんど焼き付きを生ずることなく、焼結ができるこ
とを見い出したのである。

このことによって、この発明が完成された。

この二段階の温度下での焼結をおこなうようにすれば、
焼き付きが阻止できるということの理論的根拠は、つま
びらかではないが、つぎのような理由によるものと推察
される。

成形体を目視（マクロ）的にみれば、その組成は均一に
なっているといえるけれども、例えば、希土類磁性化合
物粉末１個の表面というような微視（ミクロ）的にみれ
ば均一になっているとはいえない。例えば、サマリウム
濃度の低い領域と高い領域とがあるといったように、わ
ずかに組成の異なっている個所が混ざりあった状態とな
っているのである。このように組成が異なった個所同士
では、当然それぞれの融点も異なってくる。つまり、成
形体表面を微視的にみれば個々の領域で融点が異なると
いうことになる。したがって、従来のように、室温から
最終焼結温度まで連続して昇温すると、まず、融点の低
い個所が液相に変わりはじめ、これが核となって、基台
や押え板に焼き付くと考えられる。

しかし、最終焼結温度よりも２０℃〜５０℃程の低い温
度で一定時間保持すると、組成の異なる領域間で拡散反
応が進行する。そのため、微視的な領域においても、組
成の均一化が進んで、相対的に融点の低い領域がなくな
るので、焼き付きが阻止できるのである。最終焼結温度
よりもいくぶん低い温度下での焼結時間は、ふつう、３
０分程度であればよい。なお、成形体の成分等によって
、この焼結の最適時間あるいは温度は、ある程度の巾が
ある。

なお、以上の説明では、成形体が押え板と基台とで、挟
まれるようになっていたが、焼結する成形体の形状等に
よっては、必ずしも押え板の方は必要でない。

以下に、この発明のいくつかの具体的な実施例を詳述す
ることによって、この発明の詳細な説明する。

（実施例１） Ｓｍ２４．９ｗｔ％、Ｃｏ５０．９ｗｔ％、Ｃｕ７，６
ｗｔ％、Ｆｅ１５．２ｗｔ％、Ｚｒ１．４ｗｔ％の組成
の希土類磁性化合物粉末を、次に示すような成形条件で
磁場中成形した。

成形圧カー　１．３　ｔｏｎ／ｃ＋（ 加圧方向に平行な磁場・・・２０ＫＯｅリング成形体寸
法・・・厚さ２鶴、外径３８Ｎ、内径２０鶴 基台および押え板の材質および寸法はつぎのとおりであ
る。

基台−（ＳＵＳ３０４　４３　ｍＸ　４３　ｍＸ　ｔ　
１　ｍ）押え板−（ＳＵＳ３０４　４３　ｎ＋Ｘ　４３
　ｍＸ　ｔ　１　ｍ）次に、成形体を基台および押え板
で挟み、密閉のタンタル容器中に入れて焼結した。密閉
容器中に入れて焼結するのは、成形体のサマリウムの蒸
発、酸化を軽減させるためである。タンタル容器中の焼
結雰囲気は、アルゴンガス圧１００　ｔｏｒｒである。

この容器中に成形体を入れて、真空排気をしながら、約
３０分間のあいだに８００℃まで昇温する。タンタル容
器中の真空度が１０−６ｔｏｒｒまで到達したら、ガス
圧が１００　ｔｏｒｒとなるようにアルゴンガスを導入
する。ついで、約４０分のあいだに１１８５℃まで昇温
し、この状態を３０分間保持する。ついで、約１０分の
あいだに１２０５℃まで昇温し、この状態を約１時間保
持して成形体の焼結をおこなう。このようにして１０個
の成形体を焼結した。比較のため、途中の１１８５℃で
の焼結をおこなわずに、直接１２０５℃まで昇温するよ
うにして１０個の成形体を焼結した。焼き付きの発生結
果は第１表に示した通りである。

第１表 （実施例２） 実施例１における条件のうち、はじめの３０分間の焼結
温度が１１８５°Ｃであったのを１１５５℃とした以外
は全く同じ条件にして、１０個の成形体を焼結した。焼
き付きの発生結果は第２表に示した通りである。

第２表 （実施例３） 実施例１における条件のうち、基台および押え板の材質
をＳＵＳ　３０４からタンタルとした以外は、全く同じ
条件にして、１０個の成形体を焼結した。焼き付きの発
生結果は第３表に示した通りである。

この結果からすると、基台や押え板は、タンタル材より
もＳＵＳ材で形成した方が、焼き付きの発生が少ない。

第３表 〔発明の効果〕 以上詳述したように、この発明方法では、成形体が最終
焼結温度よりいくぶん低い温度下で、ある程度、前焼結
されたのちに、最終焼結温度下で焼結されるようにした
ので、焼結の際の焼き付きが減少し、歩留りが向上する
とともに、焼結の際の成形体の収縮も円滑になされるた
め、変形せず寸法精度も向上する。

代理人　弁理士　　松　本　武　彦 手続補正書（眺 昭和６０年　９月１４日 特許庁長官　殿　　　　　　　　　　　　　　　−パＡ
１．１材牛の耘 昭和６０年特許願第０８９４２１号 ３、補正をする者 事件との園系　　　　　特許出願人 任　　所　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地名　
称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　イ侭嘘役藤井　貞　夫 ４、代理人 ６、補正の対象 明細書 ７、補正の内容 （１）　　明細書第９頁第６行ないし同頁第７行に「タ
ンタル容器中の」とあるを削除する。

（２）明細書第９頁第１１行に「タンタル容器中の」と
あるを削除する。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類元素を含む粉末の成形体を基台の上に置い
   て焼結する工程を含む希土類磁石の製法において、前記
   成形体が、最終焼結温度よりいくぶん低い温度下で、あ
   る程度、前焼結されたのちに、最終焼結温度下で焼結さ
   れるようにしたことを特徴とする希土類磁石の製法。
2. （２）前焼結の温度が、１１４０℃から１２００℃の間
   の温度であり、最終焼結温度が、この前焼結の温度より
   も２０℃〜５０℃高く、かつ、１１９０℃から１２２０
   ℃の間の温度である特許請求の範囲第１項記載の希土類
   磁石の製法。
3. （３）焼結が、基台と押え板とで成形体を挟んでおこな
   われる特許請求の範囲第１項または第２項記載の希土類
   磁石の製法。
4. （４）成形体が薄板である特許請求の範囲第１項から第
   ３項までのいずれかに記載の希土類磁石の製法。