特許 5880448 Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5880448

(24)【登録日】2016年2月12日

(45)【発行日】2016年3月9日

(54)【発明の名称】Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01F 41/02 20060101AFI20160225BHJP

   H01F 1/057 20060101ALI20160225BHJP

   B22F 3/24 20060101ALI20160225BHJP

   H01F 1/08 20060101ALI20160225BHJP

   H01F 7/02 20060101ALI20160225BHJP

   C22C 38/00 20060101ALN20160225BHJP

【ＦＩ】

   H01F41/02 G

   H01F1/04 H

   B22F3/24 K

   H01F1/08 B

   H01F7/02 E

   !C22C38/00 303D

【請求項の数】9

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2012-553761(P2012-553761)

(86)(22)【出願日】2012年1月19日

(86)【国際出願番号】JP2012051032

(87)【国際公開番号】WO2012099186

(87)【国際公開日】20120726

【審査請求日】2014年9月18日

(31)【優先権主張番号】特願2011-9186(P2011-9186)

(32)【優先日】2011年1月19日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101683

【弁理士】

【氏名又は名称】奥田 誠司

(74)【代理人】

【識別番号】100155000

【弁理士】

【氏名又は名称】喜多 修市

(72)【発明者】

【氏名】國吉 太

【審査官】 堀 拓也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２００７／１０２３９１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００８／０３２４２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００６／０６４８４８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−３０３１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−１９２２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１０３７９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｆ ４１／０２

Ｂ２２Ｆ ３／２４

Ｈ０１Ｆ １／０５７

Ｈ０１Ｆ １／０８

Ｈ０１Ｆ ７／０２

Ｃ２２Ｃ ３８／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

少なくとも１つのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）を準備する工程と、
重希土類元素ＲＨ（Ｄｙおよび／またはＴｂ）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有し、各々の粒径が５３μｍ超５６００μｍ以下の複数のＲＨ拡散源を準備する工程と、
前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、および、前記複数のＲＨ拡散源を処理容器内に配置する配置工程であって、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかを前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触させる配置工程と、
前記処理容器内において、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかが接触した状態の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ならびに、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触するＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触していないＲＨ拡散源に対して、圧力５０００Ｐａ以下の不活性雰囲気下、８００℃以上１０００℃以下の温度で熱処理を行うＲＨ拡散工程と、
前記ＲＨ拡散工程後に、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材から前記複数のＲＨ拡散源を離間させる分離工程と、
を含む、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項2】

前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の少なくとも一部を埋設するように配置する工程である、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項3】

前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の全体を埋設するように配置する工程である、請求項２に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項4】

前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に複数の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の少なくとも一部を埋設するように配置する工程である、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項5】

前記配置工程は、複数の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置した後、前記複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の間隙を埋めるように前記複数のＲＨ拡散源を配置させる工程を含む、請求項１に記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項6】

前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置するための治具を用いて前記複数のＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置した後、前記複数のＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を前記治具とともに前記処理室内に移動させる工程を含む、請求項１から４のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項7】

前記ＲＨ拡散工程の雰囲気圧力は０．１Ｐａ以上である請求項１から６のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項8】

前記分離工程は、前記ＲＨ拡散工程で使用した前記複数のＲＨ拡散源を回収する工程を含む、請求項１から７のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【請求項9】

前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材のうち、前記ＲＨ拡散工程で使用されなかったＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と、前記分離工程で回収された前記複数のＲＨ拡散源を前記処理容器または他の処理容器内に配置する配置工程であって、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかを前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触させる第２の配置工程と、
前記処理容器または前記他の処理容器内において、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかが接触した状態の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ならびに、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触するＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触していないＲＨ拡散源に対して、圧力５０００Ｐａ以下の不活性雰囲気下、８００℃以上１０００℃以下の温度で熱処理を行う第２のＲＨ拡散工程と、
前記ＲＨ拡散工程後に、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材から前記複数のＲＨ拡散源を離間させる第２の分離工程と、
を含む、請求項１から８のいずれかに記載のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ型化合物を主相として有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ型化合物を主相とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、永久磁石の中で最も高性能な磁石として知られており、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、ハイブリッド車搭載用モータ等の各種モータや家電製品等に使用されている。

【0003】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、高温で固有保磁力Ｈ_cJ（以下、単に「Ｈ_cJ」と表記する）が低下するため、不可逆熱減磁が起こる。不可逆熱減磁を回避するため、モータ用等に使用する場合、高温下でも高い保磁力を維持することが要求されている。

【0004】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石は、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ型化合物相中のＲの一部を重希土類元素ＲＨ（Ｄｙ、Ｔｂ）で置換すると、保磁力が向上することが知られている。高温で高い保磁力を得るためには、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石中に重希土類元素ＲＨを多く添加することが有効である。しかし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石において、Ｒとして軽希土類元素ＲＬ（Ｎｄ、Ｐｒ）を重希土類元素ＲＨで置換すると、保磁力が向上する一方、残留磁束密度Ｂ_r（以下、単に「Ｂ_r」と表記する）が低下してしまうという問題がある。また、重希土類元素ＲＨは希少資源であるため、その使用量を削減することが求められている。

【0005】

そこで、近年、Ｂ_rを低下させないように、より少ない重希土類元素ＲＨによってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の保磁力を向上させることが検討されている。本出願人は、既に特許文献１において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体表面にＤｙ等の重希土類元素ＲＨを供給しつつ、該表面から重希土類元素ＲＨを焼結磁石体の内部に拡散させる方法（「蒸着拡散法」）を開示している。

【0006】

また、本出願人は、特許文献２において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面にＲＨ拡散源としてＲＨを含有する箔または粉末を接触させた状態で熱処理を行うことにより、前記箔または粉末からＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に拡散させる方法を提案した。特許文献２の方法によれば、ＲＨ供給源が箔の場合は厚さ１〜５０μｍのものを用い、ＲＨ拡散源が粉末の場合は粒径が１〜５０μｍの粉末によって磁石表面上に厚さ１〜５０μｍの粉末層を形成する。こうして、少ない量のＲＨを効率よく活用し、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の内部に拡散させることが可能となる。実施例においては、ＲＨ拡散源として純Ｄｙを使用している。

【0007】

一方、特許文献３には、ＲＨ拡散源として平均粒径が１００ｎｍ〜５０μｍであるＲＨ−Ｆｅ化合物の微粉末を用い、これを溶媒に分散させたスラリーをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に塗布して熱処理する方法が開示されている。特許文献３の方法によれば、ＲＨ拡散源として鉄化合物を用いることにより、Ｈ_cJを大きく向上させることができる。さらに、共晶点付近で融点が低下するため、熱処理温度を低くすることができ、熱処理時の温度ばらつきの影響を受けにくくなる。また、平均粒径が１００ｎｍ〜５０μｍのＲＨ化合物の微粉末が溶媒に分散されたスラリーを用いることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に対して均一にＲＨ化合物を付着させることができ、熱処理によるＲＨの拡散をより均一に生じさせることが可能となる。

【0008】

特許文献４には、希土類と希土類以外の元素の合金であるＲＨ拡散源の粉末をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に存在させた状態で熱処理を施す方法が記載されている。前記粉末中には、希土類、Ｆｅ、Ｃｏ以外の元素である種々のＭ元素が必須で含有される。特許文献４においても、ＲＨ拡散源の粉末は有機溶媒または水中に分散させてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に塗布される。粉末の平均粒径は小さいほど拡散効率が高くなるとされている。

【0009】

特許文献５には、ＲＨ拡散源として粒径１０μｍ以下のＲＨと鉄族遷移元素を含有する合金の粉末を用い、バレルペインティング法などによってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面に塗布して熱処理する方法が開示されている。

【0010】

特許文献６には、熱処理用容器内面にＲＨ酸化物の層を形成し、この熱処理容器内にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体を配置して熱処理することにより、熱処理容器内面と焼結磁石体が接触していても両者は融着、付着することがなく、さらに、ＲＨ酸化物層のＲＨが還元されて焼結磁石内部に拡散侵入するためＨ_cJの増加が得られることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0011】

【特許文献1】国際公開第２００７／１０２３９１号

【特許文献2】特開２００７−２５８４５５号公報

【特許文献3】特開２００９−２８９９９４号公報

【特許文献4】特開２００８−２６３１７９号公報

【特許文献5】国際公開第２００８／０３２４２６号

【特許文献6】特開昭６３−２１９５４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0012】

特許文献１および特許文献２に記載の方法は、どちらも有機溶媒、粘着剤などを使用することなく、ＲＨを効率的に拡散させることができる。また、スパッタ法などに比べ、熱処理炉内壁に付着するなどのＲＨの無駄な消費がない。特許文献１および特許文献２に記載の方法は、ＲＨが磁石表層部分の主相内部に拡散しにくいため、Ｂ_rの低下が極力抑制できる優れた方法である。

【0013】

しかしながら、特許文献１に記載の方法では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨバルク体を離間配置する必要があり、配置の為の工程に非常に手間がかかるという問題があった。

【0014】

また、特許文献２に記載の方法においては、ＲＨ拡散源として純Ｄｙの箔や粉末を使用しているため、熱処理によって磁石表面に溶着しやすい。このため、ＲＨ拡散源は、熱処理後の分離が困難であるので再利用できず、完全に磁石内部に拡散させてしまう必要がある。

【0015】

特許文献３〜５に記載の方法においては、いずれも有機溶媒、粘着剤などの有機成分を使用してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体の表面にＲＨ拡散源の粉末を塗布している。粉末の塗布方法はいずれも簡易なものであるが、湿式の塗布工程が別途必要となり、生産効率がその分どうしても低くなってしまう。また、ＲＨ拡散源として粒径１０μｍ以下の微粉末を用いている為、ＲＨ拡散源はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と反応して変質、および／または、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に溶着しやすく、熱処理後の分離が困難であるので再利用できず、完全に磁石内部に拡散させてしまう必要がある。

【0016】

特許文献６の方法は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体と融着、付着させないために、ＲＨ拡散源として、ＲＨの酸化物を用いているため、拡散効率が悪く、Ｈ_cJの増加はわずかである。

【0017】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、Ｂ_rを低下させることなくＤｙやＴｂの重希土類元素ＲＨをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面から内部に拡散させることで高いＨ_cJを得るＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法において、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を、煩雑な配置工程や、溶媒、粘着剤などを使用した塗布工程を経ることなく簡易な方法で接触配置させ、また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源が溶着することなくＲＨ拡散源を繰り返し使用でき、かつ効果的にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部に拡散させることで、高いＨ_cJを有するＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石を高い生産効率で製造する方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0018】

本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、少なくとも１つのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅとＣｏ）を準備する工程と、重希土類元素ＲＨ（Ｄｙおよび／またはＴｂ）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有し、各々の粒径が５３μｍ超５６００μｍ以下の複数のＲＨ拡散源を準備する工程と、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、および、前記複数のＲＨ拡散源を処理容器内に配置する配置工程であって、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかを前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触させる配置工程と、前記処理容器内において、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかが接触した状態の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ならびに、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触するＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触していないＲＨ拡散源に対して、圧力５０００Ｐａ以下の不活性雰囲気下、８００℃以上１０００℃以下の温度で熱処理を行うＲＨ拡散工程と、前記ＲＨ拡散工程後に、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材から前記複数のＲＨ拡散源を離間させる分離工程とを含む。

【0019】

ある実施形態において、前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の少なくとも一部を埋設するように配置する工程である。

【0020】

ある実施形態において、前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の全体を埋設するように配置する工程である。

【0021】

ある実施形態において、前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に複数の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の少なくとも一部を埋設するように配置する工程である。

【0022】

ある実施形態において、前記配置工程は、複数の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置した後、前記複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の間隙を埋めるように前記複数のＲＨ拡散源を配置させる工程を含む。

【0023】

ある実施形態において、前記配置工程は、前記複数のＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置するための治具を用いて前記複数のＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置した後、前記複数のＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を前記治具とともに前記処理室内に移動させる工程を含む。

【0024】

ある実施形態において、前記ＲＨ拡散工程の雰囲気圧力は０．１Ｐａ以上である。

【0025】

ある実施形態において、前記分離工程は、前記ＲＨ拡散工程で使用した前記複数のＲＨ拡散源を回収する工程を含む。

【0026】

ある実施形態において、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材のうち、前記ＲＨ拡散工程で使用されなかったＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と、前記分離工程で回収された前記複数のＲＨ拡散源を前記処理容器または他の処理容器内に配置する配置工程であって、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかを前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触させる第２の配置工程と、前記処理容器または前記他の処理容器内において、前記複数のＲＨ拡散源の幾つかが接触した状態の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ならびに、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触するＲＨ拡散源および前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触していないＲＨ拡散源に対して、圧力５０００Ｐａ以下の不活性雰囲気下、８００℃以上１０００℃以下の温度で熱処理を行う第２のＲＨ拡散工程と、前記ＲＨ拡散工程後に、前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材から前記複数のＲＨ拡散源を離間させる第２の分離工程とを含む。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、粒径が５３μｍ超と比較的大きく、かつ、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方からなる重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとを含有する複数のＲＨ拡散源を用いるため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を、煩雑な配置工程や、溶媒、粘着剤などを使用した塗布工程を経ることなく簡易な方法で接触配置させることができる。このため、配置の手間や余分な工程がかからず、生産効率が高い。

【0028】

また、上述したＲＨ拡散源は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と溶着しにくい。このため、ＲＨ拡散工程後に、ＲＨ拡散源をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体から容易に分離して回収できる。また、個々のＲＨ拡散源のサイズが５３μｍを超える大きさを有しているため、１回のＲＨ拡散工程によってＲＨ拡散源の全てが消費されることを避けられる。このため、ＲＨ拡散源を繰り返して使用することができる。

【0029】

さらに、上記のＲＨ拡散源を用いたＲＨ拡散工程を、圧力５０００Ｐａ以下の不活性雰囲気下、８００℃以上１０００℃以下の熱処理条件で行うことにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源の接触点からの拡散（接触拡散）と、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体に接触していないＲＨ拡散源からのＲＨの気化・昇華による拡散（非接触拡散）の両方を同時に行うことができる。この結果、ＲＨの供給不足および過剰を避けて、重希土類元素ＲＨを磁石内に適切に導入しやすくなる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の好ましい実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の配置例を示す図である。

【図2】本発明の好ましい実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の他の配置例を示す図である。

【図3】本発明の好ましい実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の更に他の配置例を示す図である。

【図4】本発明の好ましい実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の更に他の配置例を示す図である。

【図5】本発明の好ましい実施形態におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の更に他の配置例を示す図である。

【図6A】本発明の好ましい実施形態で使用可能な治具の構成例を示す図である。

【図6B】本発明の好ましい実施形態における治具とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とＲＨ拡散源の配置例を示す図である。

【図7】サンプル３〜５，６，８，１０，１４〜１６において、ＲＨ拡散源の大きさ、ＲＨ拡散処理の温度とＨ_cJの変化量との関係を示すグラフである。

【図8】サンプル７〜９において、雰囲気ガスの圧力とＨ_cJの変化量との関係を示すグラフである。

【図9】ＲＨ拡散処理の繰り返し回数とＨ_cJの変化量との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0031】

本発明のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の製造方法は、少なくとも１つのＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅ、またはＦｅとＣｏ）を準備する工程と、重希土類元素ＲＨ（Ｄｙおよび／またはＴＢ）および３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有し、各々の粒径が５３μｍ超５６００μｍ以下の複数のＲＨ拡散源を準備する工程とを行う。そして、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、および、複数のＲＨ拡散源を処理容器内に配置する配置工程を行う。この配置工程では、複数のＲＨ拡散源の幾つかをＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触させる。

【0032】

次に、処理容器内において、複数のＲＨ拡散源の幾つかが接触した状態のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ならびに、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触するＲＨ拡散源およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触していないＲＨ拡散源に対して熱処理を行い、ＲＨ拡散源からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に重希土類元素ＲＨを拡散させる（ＲＨ拡散工程）。このＲＨ拡散工程は、圧力５０００Ｐａ以下の不活性雰囲気下、８００℃以上１０００℃以下の温度で熱処理を行う。

【0033】

上記のＲＨ拡散工程後に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材から複数のＲＨ拡散源を離間させる分離工程を行う。離間された複数のＲＨ拡散源は、再利用が可能であるため、好ましい実施形態では、回収され、次のＲＨ拡散工程に使用され得る。

【0034】

本発明によれば、複数のＲＨ拡散源のうちの幾つかがＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触し、複数のＲＨ拡散源の残りは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に接触していない状態でＲＨ拡散源からＲＨがＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給されるとともに、磁石素材内部に拡散される。ここでの「接触」とは、ＲＨ拡散源の微粉末を磁石素材の表面に塗布した状態とは異なり、磁石素材からＲＨ拡散源を容易に分離できるように一時的に接している状態である。従来の塗布によれば、粉末が素材表面に付着または固着しており、分離は容易ではない。

【0035】

上記の配置工程は、複数のＲＨ拡散源の集合体の内部に１つまたは複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の少なくとも一部を埋設するように配置する工程であってもよい。また、この配置工程は、複数の前記Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置した後、複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の間隙を埋めるように複数のＲＨ拡散源を配置させる工程であってもよい。更に、この配置工程は、複数のＲＨ拡散源およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置するための治具を用いて複数のＲＨ拡散源およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置した後、この治具とともに処理室内に移動させるようにしてもよい。

【0036】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と前記組成および大きさのＲＨ拡散源をこのような関係に配置して上記熱処理条件で加熱することにより、重希土類元素ＲＨが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の接触点から直接、および、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と接触していない部分のＲＨ拡散源から気化・昇華して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給される。また、重希土類元素ＲＨはＲＨ拡散源からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給されると同時にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部への拡散が実行される（ＲＨ拡散工程）。

【0037】

なお、本明細書においては、ＲＨ拡散工程を行う前の磁石体をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材、ＲＨ拡散工程を行った後の磁石体をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と呼ぶこととする。

【0038】

本発明によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材表面にＲＨ粉末が分散した溶媒や粘着剤をＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材表面に塗布するような手間のかかる工程が不要になる。したがって、従来技術に比べて簡易な方法でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を配置してＲＨ拡散工程を行うことができる。このため、工程が短縮できる。また、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を所定位置に並べる必要もないので生産性が高い。

【0039】

本発明における複数のＲＨ拡散源は、各々が比較的大きな粒径を有し、かつ、ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有する希土類鉄合金であるので、ＲＨ拡散工程においてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石と溶着しにくく、また、繰り返し再利用が可能である。

【0040】

また、本発明のＲＨ拡散源は重希土類元素ＲＨと鉄との化合物を多く含むことから、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と反応しにくい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源との接触点も少ないため、８００℃以上１０００℃以下の温度でＲＨ拡散処理を行っても、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の表面に供給される重希土類元素ＲＨ（ＤｙまたはＴｂの少なくとも一方）が供給過多とならない。これにより、ＲＨ拡散後のＢ_rの低下を抑えながら、充分に高いＨ_cJを得ることができる。

【0041】

以下、本発明の製造方法の実施形態をさらに詳細に説明する。

【0042】

［Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材］
まず、本発明では、重希土類元素ＲＨの拡散の対象とするＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を準備する。このＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材は公知のものが使用でき、例えば以下の組成からなる。
希土類元素Ｒ：１２〜１７原子％
Ｂ（Ｂの一部はＣで置換されていてもよい）：５〜８原子％
添加元素Ｍ（Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、およびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種）：０〜２原子％
Ｔ（Ｆｅを主とする遷移金属であって、Ｃｏを含んでもよい）および不可避不純物：残部
ここで、希土類元素Ｒは、主として軽希土類元素ＲＬ（Ｎｄ、Ｐｒ）から選択される少なくとも１種の元素であるが、重希土類元素を含有していてもよい。なお、重希土類元素を含有する場合は、ＤｙおよびＴｂの少なくとも一方を含むことが好ましい。

【0043】

上記組成のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材は、任意の製造方法によって製造される。

【0044】

[ＲＨ拡散源]
本発明のＲＨ拡散源は、重希土類元素ＲＨ（Ｄｙ及びＴｂの少なくとも１種）と３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有する希土類鉄合金である。この組成範囲であれば、ＲＨ拡散源はＲＨＦｅ₂などの重希土類元素ＲＨと鉄との化合物を主に含有する。

【0045】

ＲＨ拡散源のＦｅの含有量が３０質量％未満であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に溶着しやすくなり、ＲＨの供給量が安定しなくなったり、ＲＨ拡散源が再利用しにくくなったりする恐れがある。

【0046】

また、ＲＨ拡散源のＦｅの含有量が８０質量％を超えるとＲＨの含有量が２０質量％よりも少なくなるため、ＲＨ拡散源からの重希土類元素ＲＨの供給量が小さくなり、所望の保磁力向上効果を得るためには処理時間が非常に長くなる為、量産には適しない。

【0047】

本発明のＲＨ拡散源に含まれるＦｅの質量比率は、変質しにくい組成範囲であるという観点から、好ましくは４０質量％以上６０質量％以下である。好ましい範囲では、ＲＨ拡散源中に含まれるＤｙＦｅ₂等のＲＨＦｅ₂化合物および／またはＤｙＦｅ₃等のＲＨＦｅ₃化合物の体積比率が両者の合計で９０％以上となる。これらの化合物の体積比率が合計で９０％以上になると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体とほとんど反応しなくなるため、より溶着が発生しにくくなる。

【0048】

ＲＨ拡散源は、Ｄｙ、Ｔｂ、Ｆｅ以外に、本発明の効果を損なわない限りにおいて、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ、Ｃｅ、およびＣｏからなる群から選択された少なくとも１種を含有してもよい。また、不可避不純物などとして、例えば、５質量％以下の、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｂ、ＳｉおよびＢｉからなる群から選択された少なくとも１種を含んでいてもよい。

【0049】

本発明のＲＨ拡散源は粒径が大きいので、一回のＲＨ拡散工程を経てもその組成、粒径はほとんど変わらない。ＲＨ拡散源を繰り返し再利用する場合は、それらは、各々の粒径が５３μｍ超５６００μｍ以下の範囲に管理されていることが好ましい。

【0050】

本発明におけるＲＨ拡散源の形態は、例えば、球状、線状、リン片状、塊状、粉末など任意であるが、その大きさは、粒径が５３μｍ超５６００μｍ以下である。ＲＨ拡散源の粒径は、ＪＩＳ Ｚ ２５１０記載の方法によって、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１に規定のふるいを用いて分級して所望の粒径に調整する。分級時にふるいきれなかったり、５３μｍ超５６００μｍ以下の粒子に付着するなどの不可避の理由で少量（例えば１０ｍａｓｓ％以下）の微粉が含まれていても良い。ＲＨ拡散源の作製方法は任意であるが、例えば、所定組成のＲＨ−Ｆｅ合金のインゴット、鋳片、ワイヤーなどを切断したり、粉砕したりすることによって得ることができる。

【0051】

ＲＨ拡散源の粒径が５３μｍ以下であると、本発明のＲＨ拡散源の組成であってもＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材との溶着が起こりやすく、ＲＨ拡散源再利用の面から好ましくない。ＲＨ拡散源の粒径が５６００μｍ超であると、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石体表面に均一に接触しにくくなる。ＲＨ拡散源の粒径は１００μｍ超４７５０μｍ以下であることが好ましく、５００μｍ超４０００μｍ以下であることがより好ましい。

【0052】

[配置工程]
好ましい実施形態では、以上に説明したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の少なくとも一部に複数のＲＨ拡散源の幾つかが接触するように配置する。このとき、ＲＨ拡散源同士間、およびＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材との間に、有機溶媒や粘着剤などの有機物質が存在することのないように配置することが好ましい。その後、所定の雰囲気圧力および温度で熱処理してＲＨ拡散工程を行う。

【0053】

ここで、図１を参照しながら、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材およびＲＨ拡散源の配置方法を説明する。

【0054】

図１に示す容器１００は、上部に開口部を有する容器本体１０と蓋体２０とを備える耐熱性容器である。この容器１００の内部は、本体１０と蓋体２０との間隙を介して外部と通気可能である。図１の例では、容器１００の底部に、容器１００とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０が接しない程度の厚さになるように多数のＲＨ拡散源４０を入れている。複数のＲＨ拡散源４０の集合体の上に、間隔をあけて複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を並べている。さらにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０が隠れる程度にＲＨ拡散源４０を入れることによって、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の全体をＲＨ拡散源４０の集合体中に埋設させている。

【0055】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の全表面からＲＨを拡散させてＨ_cJを向上させる場合に、図１に示すように、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の全体が多数のＲＨ拡散源４０の集合体によって覆われていることが好ましい。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の少なくとも一部（例えば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面積の５０％以上）がＲＨ拡散源４０の集合体によって覆われていれば、本発明の効果を得ることが可能である。具体的には、処理容器１００の内壁とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０が接していたり、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０同士が接触したりして、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の一部領域がＲＨ拡散源４０と直接接していなくとも本発明の効果は発揮される。

【0056】

本発明におけるＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０とＲＨ拡散源４０の配置形態は、図１の例に限定されない。図２に示すように、処理容器１００内にＲＨ拡散源４０を配置し、その上にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を乗せていてもよい。

【0057】

図３に示すように、処理容器１００の中にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を配列した後、その隙間を埋めるように多数のＲＨ拡散源４０を流し込んでもよい。

【0058】

図４に示すように、処理容器１００の底面にＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を配列した後、それらをＲＨ拡散源４０の集合体で覆ってもよい。

【0059】

図５に示すように、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の上部にＲＨ拡散源４０を配置してから、その上にさらにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０とＲＨ拡散源４０を配置するなどして、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を上下方向に重なり合うように配置してもよい。

【0060】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の配置方向は任意であり、例えば板状磁石の場合、横方向に並べても、縦方向に並べてもよいし、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０が小型の場合にはランダムに配置しても良い。

【0061】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を所定の間隔に並べる場合には、処理容器１００内に、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０とＲＨ拡散源４０のほか、配置作業を補助する治具が存在していてもよい。例えば、補助治具を使用してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を好適な間隔に並べてからＲＨ拡散源４０を入れてもよい。図６Ａは、治具５０によってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を好適な間隔に並べた状態を模式的に示す図である。治具は、耐熱性を有していれば、図示される構成を有するものに限定されず、種々の構成を採用し得る。図６Ｂは、治具５０およびＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０が置かれた処理容器１００内に多数のＲＨ拡散源４０を投入した状態を示す図である。

【0062】

本発明によれば、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の表面に粘着剤等を存在させることなくＲＨ拡散源４０を安定して接触させることができる。

【0063】

処理容器１００はＳＵＳ材、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｎｂ、ＦｅＣｒＡｌ合金、ＦｅＣｏＣｒ合金などの耐熱性金属または合金によって形成され得る。処理容器１００の形状は、任意であり、箱型、筒型などであってもよい。熱処理炉全体をそのまま処理容器１００として用いてもよい。作業効率を考えると、熱処理装置の外部でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０とＲＨ拡散源４０とを配置した処理容器１００を熱処理炉内に挿入することが好ましい。処理容器１００は、その内部の雰囲気制御が可能なように、内部と外部と通気可能にする構成を有している。

【0064】

本発明の好ましい実施形態では、ＲＨ拡散源４０を溶媒に分散させたり溶解させたりすることなくそのまま使用する。溶媒や粘着剤を使用しないので、ＲＨ拡散源４０同士間、およびＲＨ拡散源４０とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０との間には、常にＲＨ拡散源４０と雰囲気ガス以外の物質が存在しない。このため、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０と接触していないＲＨ拡散源４０から気化・昇華したＲＨが、阻害されることなく、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０の表面に供給される。

【0065】

ここで、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０に接触するＲＨ拡散源４０の集合体の厚さは、５００μｍ以上、さらには１０００μｍ以上であることが好ましい。複数のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を配置する場合は、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材が対向する面における前記ＲＨ拡散源４０の集合体の厚さは、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材間の距離によって定義され得る。

【0066】

このように、有機物質を使用せずに、厚いＲＨ拡散源４０の集合体でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０を覆うことにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０と接触するＲＨ拡散源４０の接触点からの拡散とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材３０に接触していないＲＨ拡散源４０からの拡散の両方の効果を得やすくなる。また、配置作業が容易で効率的であり、生産性が高い。

【0067】

[雰囲気]
ＲＨ拡散工程時の雰囲気は不活性ガス雰囲気が好ましく、雰囲気ガスの圧力は５０００Ｐａ以下とする。本発明ではＲＨ拡散源の大きさを比較的大きくしてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材との接触点を少なくしたことから、ＲＨ拡散源の接触点から直接Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部に拡散するＲＨの量は比較的少ないが、ＲＨ拡散工程における雰囲気ガスの圧力を５０００Ｐａ以下とすることにより、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と接触していない部分のＲＨ拡散源からＲＨが気化・昇華して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給されＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部に拡散し、接触点からの拡散との両方の効果により、効率の高いＲＨ拡散処理を行うことが可能となる。雰囲気ガス圧力の下限は、例えば１０^-3Ｐａ程度でＲＨ拡散処理を行うことができるが、雰囲気ガス圧力が低いとＲＨ拡散源とＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材が溶着しやすくなることがあるため、雰囲気ガス圧力の下限は０．１Ｐａであることが好ましく、５Ｐａであることがより好ましい。

【0068】

[熱処理温度]
ＲＨ拡散工程時の熱処理温度は８００℃以上１０００℃以下とする。この温度範囲は、重希土類元素ＲＨがＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の粒界相を伝って内部へ拡散するのに好ましい温度領域である。

【0069】

ＲＨ拡散源は重希土類元素ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅとからなり、８００℃以上１０００℃以下でＲＨ金属が供給過多にならない。

【0070】

熱処理温度が８００℃未満では、気化・昇華するＲＨ元素が少ないため拡散が起こりにくく、所望の保磁力向上効果を得ることができないか、もしくは所望の保磁力向上効果を得るためのＲＨ拡散処理に長時間を要し、好ましくない。また、１０００℃を超えるとＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源が溶着してしまう問題が生じやすくなる。

【0071】

熱処理の時間は、ＲＨ拡散処理をする際のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材およびＲＨ拡散源の投入量の比率、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の形状、ＲＨ拡散源の形状、および、ＲＨ拡散処理によってＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に拡散されるべき重希土類元素ＲＨの量（拡散量）などを考慮して決められ、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。

【0072】

［第１熱処理］
ＲＨ拡散工程後に、拡散された重希土類元素ＲＨをより均質化する目的でＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材に対する第１熱処理を行っても良い。第１熱処理は、例えばＲＨ拡散源を回収した後、重希土類元素ＲＨが実質的に拡散し得る７００℃以上１０００℃以下の範囲で行い、より好ましくは８５０℃以上９５０℃以下の温度で実行される。この第１熱処理では、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材内部において重希土類元素ＲＨの拡散が生じ、焼結磁石の表面付近に拡散導入された重希土類元素ＲＨがさらに奥深くに拡散し、磁石全体としてＨ_cJを高めることが可能になる。第１熱処理の時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。

【0073】

ここで、第１熱処理を行なう熱処理炉の雰囲気は真空または不活性ガス雰囲気中で、雰囲気ガス圧力は、大気圧以下が好ましい。

【0074】

［第２熱処理］
また、必要に応じてさらに第２熱処理（４００℃以上７００℃以下）を行うが、第１熱処理と第２熱処理（４００℃以上７００℃以下）の両方を行う場合は、第２熱処理は第１熱処理（７００℃以上１０００℃以下）の後に行うことが好ましい。ＲＨ拡散処理、第１熱処理（７００℃以上１０００℃以下）および第２熱処理（４００℃以上７００℃以下）は、同じ処理室内で行っても良い。第２熱処理の時間は、例えば１０分から７２時間である。好ましくは１時間から１２時間である。なお、第１熱処理を行わず、第２熱処理のみを行ってもよい。

【0075】

ここで、第２熱処理を行なう熱処理炉の雰囲気は真空または不活性ガス雰囲気中で、雰囲気ガス圧力は、大気圧以下が好ましい。

【0076】

このように、ＲＨ拡散源の組成、大きさ、ＲＨ拡散工程時の雰囲気ガスの圧力、熱処理温度を適正な範囲とし、上述のようなＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の配置でＲＨ拡散工程を行うことにより、ＲＨが、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源の接触点から直接、および、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と接触していない部分のＲＨ拡散源から気化・昇華して、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の表面に供給と拡散を高い効率で行うことができる。

【0077】

［ＲＨ拡散源の再利用］
本発明におけるＲＨ拡散源は、比較的大きな粒径を有し、かつ、ＲＨと３０質量％以上８０質量％以下のＦｅを含有する希土類鉄合金であるので、ＲＨ拡散工程においてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と溶着しにくく、容易に分離して回収可能である。また、ＲＨ拡散工程を経てもＲＨ拡散源の組成、粒径はほとんど変わらないので、例えば、ＲＨ拡散工程で使用されていない、すなわち、ＲＨ拡散処理が施されていないＲ−Ｔ−Ｂ焼結磁石素材に対して、繰り返し再利用が可能である。ＲＨ拡散源は特別な処理を施すことなくそのまま再利用することができるので、希少なＲＨを無駄なく利用することができる。なお、ＲＨ拡散工程で使用したことのない新たなＲＨ拡散源を混合して用いてもよい。

【実施例】

【0078】

（実験例１）
まず、組成比Ｎｄ＝３０．０、Ｄｙ＝０．５、Ｂ＝１．０、Ｃｏ＝０．９、Ａｌ＝０．１、Ｃｕ＝０．１、残部＝Ｆｅ（質量％）のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を作製した。これを機械加工することにより、３０ｍｍ×３０ｍｍ×３ｍｍの板状のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を得た。作製したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材の磁気特性をＢ−Ｈトレーサによって測定したところ、Ｈ_cJは１０５０ｋＡ／ｍ、Ｂ_rは１．４０Ｔであった。なお、磁気特性の測定は、後述の第２熱処理に相当する５００℃、３時間の熱処理を行った後測定した。

【0079】

次に、表１に示す組成、大きさのＲＨ拡散源を用意した。ＲＨ拡散源は、急冷法によって作製したＲＨ−Ｆｅ合金の鋳片をピンミルで粉砕した後、分級により、表１に示す粒径を有するものを選別した。分級は、自動ふるい振とう機を用い、ＪＩＳ Ｚ ２５１０記載の方法によって行った。具体的には、ＪＩＳ Ｚ ８８０１−１に規定の目開きがそれぞれ５３μｍ、３００μｍ、５００μｍ、８５０μｍ、２０００μｍ、５６００μｍのふるいを用いて分級した。

【0080】

【表1】

【0081】

上記のＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材およびＲＨ拡散源を用意した後、図１の例に示すようにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源とを処理容器内に配置した。具体的には、大きさ３００ｍｍ×１５０ｍｍ×１００ｍｍのＳＵＳ製箱型処理容器の底部に１〜５ｍｍの厚さにＲＨ拡散源を入れ、その上に間隔をあけてＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を１０個並べ、さらにＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材が隠れる程度にＲＨ拡散源を入れてから蓋をした。Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を配置した処理容器を熱処理炉に収容し、Ａｒ雰囲気中、表１に示す雰囲気圧力、拡散温度、拡散時間で熱処理を行った。

【0082】

熱処理は、室温から真空排気しながら昇温し、雰囲気圧力および温度が、表１に示す圧力、拡散温度に達してから、表１に示す拡散時間および拡散温度の条件でＲＨ拡散処理を行った。その後、いったん室温まで降温してから処理容器を取り出してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を分離して回収した。ここで、サンプル１〜２３、２８においては、Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源は容易に分離できたが、サンプル２４〜２７、２９はＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材表面にＲＨ拡散源が溶着しており、分離できなかった。

【0083】

回収したＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を処理容器内に戻し、再び熱処理炉に収容した。その後、ＲＨ拡散処理を行う場合と同様に真空排気しながら昇温し、第１熱処理温度に達してから所定時間その温度に保持して第１熱処理を行った。続いて、いったん室温まで降温してから第２熱処理温度まで昇温し、第２熱処理温度に達してから所定時間その温度に保持して第２熱処理を行った。なお、第１熱処理条件は９００℃、３時間とし、第２熱処理条件は５００℃、３時間とした。サンプル２３は第１熱処理を行わずに第２熱処理のみを行った。なお、第１熱処理条件および第２熱処理条件は、これらの例に限定されない。

【0084】

Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源が分離回収できたサンプル１〜２３、２８について、磁気特性をＢ−Ｈトレーサによって測定し、Ｈ_cJおよびＢ_rの変化量を求めた。結果を表１に示す。

【0085】

サンプル１〜１９およびサンプル２１〜２３より、ＲＨ拡散源のＦｅ含有量が３０質量％以上８０質量％以下、ＲＨ拡散処理の温度が８００℃以上１０００℃以下の場合において、Ｂ_rが大きく低下することなく、Ｈ_cJは５０ｋＡ／ｍ以上増加しているのが確認された。

【0086】

図７は、サンプル３〜５，６，８，１０，１４〜１６において、ＲＨ拡散源の大きさ、ＲＨ拡散処理の温度とＨ_cJの変化量との関係を示したものである。いずれの場合においても、Ｂ_rが大きく低下することなく、Ｈ_cJは５０ｋＡ／ｍ以上増加しているのが確認された。

【0087】

図８は、サンプル７〜９において、雰囲気ガスの圧力とＨ_cJの変化量との関係を示したものである。いずれの場合においても、Ｂ_rが大きく低下することなく、Ｈ_cJは５０ｋＡ／ｍ以上増加しているのが確認された。

【0088】

（実験例２）
実験例１のサンプル１〜２３と同様にしてＲＨ拡散処理を行った後、処理容器からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を取り出してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を分離して回収した。実験例１で最初に用意したものと同じＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と、回収したＲＨ拡散源を用い、実験例１と同じ方法でＲＨ拡散処理を行った後、実験例１と同じ方法で磁気特性を測定したところ、全てのサンプルにおいて、Ｂ_rが大きく低下することなく、Ｈ_cJは実験例１と同程度増加しているのが確認された。

【0089】

（実験例３）
実験例１のサンプル１０と同様にしてＲＨ拡散処理を行った後、処理容器からＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材を取り出してＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材とＲＨ拡散源を分離して回収した。実験例１で最初に用意したものと同じＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材と、回収したＲＨ拡散源とを用い、実験例１と同じ方法でＲＨ拡散処理を行った。同様に１１回ＲＨ拡散処理を繰り返し、合計１３回ＲＨ拡散処理を行った。図９はＲＨ拡散処理の繰り返し回数とＨ_cJの変化量との関係を示すグラフである。ＲＨ拡散源を回収して繰り返し使用しても、Ｈ_cJは実験例１と同程度増加しているのが確認された。

【産業上の利用可能性】

【0090】

本発明は、希少な重希土類元素を効率的に利用するため、磁石特性に優れたＲ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石の量産に好適に使用され得る。

【符号の説明】

【0091】

１０ 処理容器
２０ 蓋体
３０ Ｒ−Ｔ−Ｂ系焼結磁石素材
４０ ＲＨ拡散源
１００ 処理容器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】