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JP2024047520A - Manufacturing method of RTB based sintered magnet - Google Patents

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JP2024047520A
JP2024047520A JP2023027595A JP2023027595A JP2024047520A JP 2024047520 A JP2024047520 A JP 2024047520A JP 2023027595 A JP2023027595 A JP 2023027595A JP 2023027595 A JP2023027595 A JP 2023027595A JP 2024047520 A JP2024047520 A JP 2024047520A
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paraffin wax
alloy powder
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solid lubricant
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Application number
JP2023027595A
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Japanese (ja)
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倫太郎 石井
Rintaro Ishii
孝洋 加藤
Takahiro Kato
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Proterial Ltd
Original Assignee
Proterial Ltd
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  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
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Abstract

To provide a method of producing an R-T-B sintered magnet, with which, even if press-molding in a magnetic field is performed using mixed powder for sintered magnets, the mixed powder being obtained by strong stirring, an obtained molded body has sufficient strength and an obtained R-T-B sintered magnet has high magnetic characteristics.SOLUTION: A method of producing an R-T-B sintered magnet includes: a mixing/stirring step of stirring alloy powder for R-T-B sintered magnets containing R (rare earth element), T (Fe or Fe and Co) and B, a solid lubricant comprising one or both of a fatty acid ester and a fatty acid metal salt, and paraffin wax using a stirring blade to obtain mixed powder for sintered magnets; a step of press-molding in a magnetic field, in which the mixed powder for sintered magnets is press-molded in a magnetic field to obtain a molded body for R-T-B sintered magnets; and a sintering step of sintering the molded body for R-T-B sintered magnets. In the mixing/stirring step, the amount of the solid lubricant is 0.025% or more by a mass ratio with respect to the alloy powder for R-T-B sintered magnets, the amount of the paraffin wax is 0.010% or more by a mass ratio with respect to the alloy powder for R-T-B sintered magnets, the total amount of the solid lubricant and the paraffin wax is 0.150% or less by a mass ratio with respect to the alloy powder for R-T-B sintered magnets, the amount of the paraffin wax is 0.10 or more and 0.80 or less by a mass ratio with respect to the total amount of the solid lubricant and the paraffin wax, and stirring using the stirring blade is strong stirring with a circumferential velocity of 7 m/s or more.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示はR-T-B系焼結磁石の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for producing R-T-B based sintered magnets.

R-T-B系焼結磁石(Rは希土類元素、TはFeまたはFeとCo)とも称されるネオジム等の希土類元素を含む焼結磁石は、種々の実用的な磁石の中で最も高い最大磁気エネルギー積を示し、価格も比較的安いため、各種電子機器ならびに電気自動車、燃料電池自動車およびハイブリッド車に用いるモーターを含む多くの用途で用いられている。 Sintered magnets containing rare earth elements such as neodymium, also known as R-T-B sintered magnets (R is a rare earth element, and T is Fe or Fe and Co), have the highest maximum magnetic energy product among various practical magnets and are relatively inexpensive, so they are used in many applications including various electronic devices and motors for electric vehicles, fuel cell vehicles, and hybrid vehicles.

そして、R-T-B系焼結磁石には高い磁気特性、とりわけ高い残留磁束密度(以下、「B」という場合がある)と十分な保磁力(以下、「HcJ」という場合がある。)が求められている。
このような優れた磁気特性を得るために組成を調整する等の各種の方策が行われている。方策の一つとして、磁場中プレス成形において成形体を得るために用いる焼結磁石用混合粉末(合金粉末材料)を準備する工程に着目した技術が特許文献1に開示されている。具体的には特許文献1ではR-T-B系焼結磁石用合金粉末(合金粉末)と固体潤滑剤とを混合して焼結磁石用混合粉末を得る際に、R-T-B系焼結磁石用合金粉末の見掛け体積の2倍以下の見掛け体積を維持しながら撹拌することで優れた磁気特性が得られることが示されている。
Furthermore, RTB based sintered magnets are required to have high magnetic properties, in particular high residual magnetic flux density (hereinafter sometimes referred to as "B r ") and sufficient coercive force (hereinafter sometimes referred to as "H cJ ").
In order to obtain such excellent magnetic properties, various measures such as adjusting the composition have been taken. As one of the measures, a technology focusing on the process of preparing a mixed powder for sintered magnets (alloy powder material) used to obtain a compact in press molding in a magnetic field is disclosed in Patent Document 1. Specifically, Patent Document 1 discloses that when an alloy powder for R-T-B based sintered magnets (alloy powder) is mixed with a solid lubricant to obtain a mixed powder for sintered magnets, excellent magnetic properties can be obtained by stirring while maintaining an apparent volume that is no more than twice the apparent volume of the alloy powder for R-T-B based sintered magnets.

特開2005-336592号公報JP 2005-336592 A

しかし、特許文献1に記載されているような、従来の強攪拌により得た焼結磁石用混合粉末を用いて磁場中プレス成形を行うと、得られた成形体の強度が十分でなく、例えばプレス成形に用いた金型から成形体を離型する際等に成形体が割れる等の不具合が生ずるという問題があった。 However, when press molding is performed in a magnetic field using the mixed powder for sintered magnets obtained by conventional strong stirring as described in Patent Document 1, the strength of the resulting molded body is insufficient, and there is a problem that the molded body may crack when it is released from the mold used for press molding.

本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的の1つは強攪拌により得た焼結磁石用混合粉末を用いて磁場中プレス成形を行っても得られた成形体が十分な強度を有し、且つ得られたR-T-B系焼結磁石が高い磁気特性、とりわけ残留磁束密度を高めることができるR-T-B系焼結磁石の製造方法を提供することが可能である。 This disclosure has been made in light of these circumstances, and one of its objectives is to provide a method for producing R-T-B based sintered magnets that has sufficient strength when press-molded in a magnetic field using a mixed powder for sintered magnets obtained by strong stirring, and that allows the resulting R-T-B based sintered magnets to have high magnetic properties, particularly high residual magnetic flux density.

本発明の態様1は、R(希土類元素)、T(FeまたはFeとCo)およびBを含むR-T-B系焼結磁石用合金粉末と、亜リン酸、脂肪酸、亜リン酸エステル、脂肪酸エステルおよび脂肪酸金属塩の一種または複数種から成る固体潤滑剤と、パラフィンワックスとを攪拌羽を用いて攪拌し、焼結磁石用混合粉末を得る混合攪拌工程であって、
前記固体潤滑剤の量が前記R-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.025%以上であり、前記パラフィンワックスの量が前記R-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.010%以上であり、前記固体潤滑剤と前記パラフィンワックスの合計量が前記R-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.150%以下であり、
前記パラフィンワックスの量が、前記固体潤滑剤と前記パラフィンワックスの合計量に対して質量比で0.10以上、0.80以下であり、
前記攪拌羽を用いた攪拌が周速7m/秒以上の強攪拌である、混合攪拌工程と、
前記焼結磁石用混合粉末を磁場中でプレス成形してR-T-B系磁石用成形体を得る磁場中プレス成形工程と、
前記R-T-B系磁石用成形体を焼結する焼結工程と、
を含むR-T-B系焼結磁石の製造方法である。
A first aspect of the present invention is a mixing and stirring process for obtaining a mixed powder for a sintered magnet by stirring, with a stirring blade, an alloy powder for an R-T-B based sintered magnet, which contains R (a rare earth element), T (Fe or Fe and Co), and B, a solid lubricant consisting of one or more of phosphorous acid, a fatty acid, a phosphite ester, a fatty acid ester, and a fatty acid metal salt, and paraffin wax,
the amount of said solid lubricant is 0.025% or more by mass ratio relative to said alloy powder for R-T-B system magnets, the amount of said paraffin wax is 0.010% or more by mass ratio relative to said alloy powder for R-T-B system magnets, and the total amount of said solid lubricant and said paraffin wax is 0.150% or less by mass ratio relative to said alloy powder for R-T-B system magnets,
the amount of the paraffin wax is 0.10 or more and 0.80 or less in terms of mass ratio with respect to the total amount of the solid lubricant and the paraffin wax;
A mixing and stirring step in which the stirring using the stirring blade is strong stirring at a peripheral speed of 7 m/sec or more;
a magnetic field press molding step of press-molding the mixed powder for sintered magnet in a magnetic field to obtain a compact for an R-T-B magnet;
a sintering step of sintering the R-T-B magnet green body;
The present invention relates to a method for producing a sintered RTB based magnet, comprising the steps of:

本発明の態様2は、前記成形体がリング形状である態様1に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法である。 Aspect 2 of the present invention is a method for producing an R-T-B based sintered magnet according to aspect 1, in which the compact is ring-shaped.

本発明の態様3は、前記磁場中プレス成形工程において印加する磁場の強さが0.7T以下である態様2に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法である。 Aspect 3 of the present invention is a method for producing an R-T-B based sintered magnet according to aspect 2, in which the strength of the magnetic field applied in the magnetic field press molding process is 0.7 T or less.

本発明の態様4は、前記パラフィンワックスおよび前記固体潤滑剤の一部またはすべてが、前記R-T-B系焼結磁石用合金粉末よりも粒子径が大きいR-T-B系焼結磁石用粗粉砕粉末と混合された後、ジェットミルを用いて前記R-T-B系焼結磁石用粗粉砕粉末を得ることにより供給される態様1~3のいずれかに記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法である。 Aspect 4 of the present invention is a method for producing an R-T-B based sintered magnet according to any one of aspects 1 to 3, in which the paraffin wax and part or all of the solid lubricant are mixed with coarsely pulverized powder for R-T-B based sintered magnets, which has a particle size larger than that of the alloy powder for R-T-B based sintered magnets, and then the coarsely pulverized powder for R-T-B based sintered magnets is obtained using a jet mill.

本発明の実施形態によれば、強攪拌(攪拌羽を用いた攪拌が周速7m/秒以上のこと)により得た焼結磁石用混合粉末を用いて磁場中プレス成形を行っても得られた成形体が十分な強度を有し、且つ得られたR-T-B系焼結磁石が高い磁気特性、とりわけ残留磁束密度を高めることができるR-T-B系焼結磁石の製造方法を提供することが可能である。 According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing an R-T-B based sintered magnet, in which a molded body obtained by press molding in a magnetic field using a mixed powder for a sintered magnet obtained by strong stirring (stirring using a stirring blade at a peripheral speed of 7 m/sec or more) has sufficient strength, and the obtained R-T-B based sintered magnet has high magnetic properties, particularly high residual magnetic flux density.

図1は、磁場中プレス成形時に印加した磁場が0.4Tである実施例および比較例サンプルのB-HcJバランスを示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the B r -H cJ balance of the samples of the example and the comparative example in which a magnetic field of 0.4 T was applied during press molding in a magnetic field.

本発明者は、R-T-B系焼結磁石用合金粉末と固体潤滑剤を混合攪拌して焼結磁石用混合粉末を得る混合攪拌工程に注目した。
そして、(1)従来から知られているR-T-B系焼結磁石用合金粉末と固体潤滑剤に加えて、パラフィンワックスを添加すること。(2)パラフィンワックスの量をR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.010%以上とし、固体潤滑剤の量をR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.025%以上とし、且つ固体潤滑剤とパラフィンワックスの合計量をR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.150%以下とすること。(3)パラフィンワックスの量をパラフィンワックスと固体潤滑剤の合計量に対して質量比で0.10以上、0.80以下とすること。さらに(4)強攪拌は攪拌羽を用いた攪拌とし、攪拌羽の周速を7m/秒以上とすること、を満足する条件で焼結磁石用混合粉末を得る混合攪拌工程を見出した。
そして、この混合攪拌工程で得た焼結磁石用混合粉末を用いて磁場中プレス成形を行うことで得られた成形体が十分な強度有すること。さらに得られた成形体を焼結して得たR-T-B系焼結磁石が高いBと十分なHcJを有することを見出し本発明に係る実施形態に至った。
The present inventors have focused on the mixing and stirring process in which an alloy powder for an RTB based sintered magnet and a solid lubricant are mixed and stirred to obtain a mixed powder for a sintered magnet.
The inventors have found a mixing and stirring process for obtaining a mixed powder for sintered magnets under the conditions that satisfy the following: (1) adding paraffin wax to the conventionally known alloy powder for R-T-B magnets and solid lubricant; (2) making the amount of paraffin wax 0.010% or more by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets, making the amount of solid lubricant 0.025% or more by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets, and making the total amount of the solid lubricant and paraffin wax 0.150% or less by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets; (3) making the amount of paraffin wax 0.10 or more and 0.80 or less by mass relative to the total amount of the paraffin wax and solid lubricant; and (4) making the strong stirring using a stirring blade and making the peripheral speed of the stirring blade 7 m/sec or more.
The inventors also discovered that the mixed powder for sintered magnets obtained in this mixing and stirring process is used to perform press molding in a magnetic field to obtain a green body having sufficient strength, and that the R-T-B based sintered magnet obtained by sintering the green body has high B r and sufficient H cJ , which led to the embodiments of the present invention.

以下に本発明の実施形態に係るR-T-B系焼結磁石の製造方法の詳細を説明する。
1.混合攪拌工程
混合攪拌工程では、R-T-B系焼結磁石用合金粉末と、固体潤滑剤と、パラフィンワックスを強攪拌して焼結磁石用混合粉末を得る。
まず、用いるR-T-B系焼結磁石用合金粉末、固体潤滑剤およびパラフィンワックスについて説明する。
The method for producing a sintered RTB based magnet according to an embodiment of the present invention will now be described in detail.
1. Mixing and Stirring Step In the mixing and stirring step, the alloy powder for the RTB based sintered magnet, the solid lubricant, and the paraffin wax are vigorously stirred to obtain a mixed powder for the sintered magnet.
First, the alloy powder for sintered RTB based magnets, the solid lubricant and the paraffin wax used will be described.

<R-T-B系焼結磁石用合金粉末>
R-T-B系焼結磁石用合金粉末(Rは希土類元素)は、以下の組成を有してよい。
Rのうち質量比で50%以上をNdとしてよく、さらにPrを含んでよい。Prが質量比でRの50%以上になると、高温のHcJが大きく低下する虞があるためPrはRのうち質量比で50%以下とする。また、例えばCeのような、NdおよびPr以外の軽希土類元素(RL)を含んでもよい。また、Tb、DyおよびHoからなる群から選択される一種以上のような重希土類元素RHを含んでよい。ただし、RHを過剰に含むと最終的に得られたR-T-B系焼結磁石のBが低下することから、RHは合計でR-T-B系焼結磁石用合金粉末の10質量%以下であることが好ましい。
R-T-B系焼結磁石用合金粉末全体で希土類元素Rを合計して27質量%以上31質量%以下含有することが好ましく、29質量%以上31質量%以下含有することがさらに好ましい。Rが27質量%未満では焼結ができない場合があり、31質量%を超えるとBが著しく低下する場合があるためである。
なお、本明細書において「希土類元素」はYを含む概念である。
<Alloy powder for R-T-B based sintered magnets>
The alloy powder for an RTB based sintered magnet (R is a rare earth element) may have the following composition:
Nd may account for 50% or more by mass of R, and Pr may also be included. If Pr accounts for 50% or more by mass of R, there is a risk that the high-temperature H cJ will be significantly reduced, so Pr is set to 50% or less by mass of R. In addition, a light rare earth element (RL) other than Nd and Pr, such as Ce, may be included. In addition, a heavy rare earth element RH, such as one or more elements selected from the group consisting of Tb, Dy, and Ho, may be included. However, since the B r of the finally obtained R-T-B based sintered magnet decreases if RH is included in excess, it is preferable that RH is 10% or less by mass in total of the alloy powder for R-T-B based sintered magnets.
The total rare earth element R content in the alloy powder for a sintered R-T-B based magnet is preferably 27% by mass or more and 31% by mass or less, and more preferably 29% by mass or more and 31% by mass or less. If R is less than 27% by mass, sintering may not be possible, and if it exceeds 31% by mass, B r may decrease significantly.
In this specification, the term "rare earth element" includes Y.

Tは、FeまたはFeとCoである。Coを含む場合、質量比でTの50%以下をCoとしてよい。Coは温度特性の向上、耐食性の向上に有効であり、R-T-B系焼結磁石用合金粉末の10質量%以下のCoを含んでよい。
Tの含有量は、Rとボロン(B)あるいはRとBと後述するMとの残部(不可避不純物を除いた残部)を占めてよい。
T is Fe or Fe and Co. When Co is contained, Co may account for 50% or less by mass of T. Co is effective for improving temperature characteristics and corrosion resistance, and the alloy powder for an R-T-B based sintered magnet may contain Co in an amount of 10% or less by mass.
The content of T may be the balance (excluding inevitable impurities) of R and boron (B) or R, B and M described below.

ボロン(B)の含有量についても公知の含有量で差し支えなく、例えば、R-T-B系焼結磁石用合金粉末の0.9質量%~1.2質量%が好ましい範囲である。0.9質量%未満では十分なHcJが得られない場合があり、1.2質量%を超えるとBが低下する場合がある。なお、Bの一部はC(炭素)で置換することができる。 The boron (B) content may be any known content, and for example, a preferred range is 0.9% to 1.2% by mass of the alloy powder for R-T-B based sintered magnets. If it is less than 0.9% by mass, sufficient HcJ may not be obtained, and if it exceeds 1.2% by mass, Br may decrease. Note that a part of B can be replaced with C (carbon).

上記元素に加え、HcJ向上のためにM元素を添加することができる。M元素は、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、TaおよびWからなる群から選択される一種以上である。M元素の添加量は合計で2.0質量%以下が好ましい。また、例えば、OおよびNのような不可避不純物等の他の元素も許容することができる。好ましい実施形態の一つは他の元素は不可避不純物のみである。しかし、所望の特性を改善すると等の目的で意図的に他の元素を含んでもよい。他の元素は不可避不純物も含めて、好ましくは焼結磁石用合金粉末の2質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。 In addition to the above elements, M element can be added to improve HcJ . M element is one or more selected from the group consisting of Al, Si, Ti, V, Cr, Mn, Ni, Cu, Zn, Ga, Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta and W. The amount of M element added is preferably 2.0 mass% or less in total. In addition, other elements such as unavoidable impurities such as O and N can also be tolerated. In one preferred embodiment, the other elements are only unavoidable impurities. However, other elements may be intentionally included for the purpose of improving desired characteristics, etc. The other elements, including unavoidable impurities, are preferably 2 mass% or less of the alloy powder for sintered magnets, more preferably 1 mass% or less.

R-T-B系焼結磁石用合金粉末は既知の方法を用いて得てよい。このような既知の方法として以下を例示できる。
インゴット鋳造法によって作製した合金インゴットまたはストリップキャスト法に代表される急冷法によって作製した合金フレークの合金塊を、例えば水素化粉砕法および/または種々の機械的粉砕法(スタンプミル装置、ジョークラッシャー装置、ブラウンミル装置等を用いる方法)を用いて粗粉砕することによって粗粉砕粉末(R-T-B系焼結磁石用粗粉砕粉末)を得る。得られた粗粉砕粉末を例えばジェットミルを用いて微粉砕することによってR-T-B系焼結磁石用合金粉末を得てよい。
The alloy powder for RTB based sintered magnets may be obtained by using known methods, such as the following:
An alloy ingot produced by ingot casting or an alloy lump of alloy flakes produced by a quenching method typified by a strip casting method is coarsely pulverized, for example, by a hydrogen pulverization method and/or various mechanical pulverization methods (methods using a stamp mill, a jaw crusher, a Braun mill, or the like), to obtain a coarsely pulverized powder (coarsely pulverized powder for R-T-B based sintered magnets). The obtained coarsely pulverized powder may be finely pulverized, for example, by a jet mill, to obtain an alloy powder for R-T-B based sintered magnets.

粗粉砕粉末の平均粒径D50は、10μm~500μmの範囲内にあることが好ましい。磁場中プレス成形に供されるR-T-B系焼結磁石用合金粉末の平均粒径D50は、1μm以上10μm以下の範囲内にあることが好ましく、優れた圧縮性を確保するためには、R-T-B系焼結磁石用合金粉末の平均粒径D50を3μm以上とすることが好ましく、3μm以上6μm以下の範囲内にあることがさらに好ましい。プレス成形性および磁気特性の観点から上記範囲内であることが好ましい。 The average particle size D50 of the coarsely pulverized powder is preferably within the range of 10 μm to 500 μm. The average particle size D50 of the alloy powder for sintered R-T-B based magnets to be subjected to press molding in a magnetic field is preferably within the range of 1 μm or more and 10 μm or less, and in order to ensure excellent compressibility, the average particle size D50 of the alloy powder for sintered R-T-B based magnets is preferably 3 μm or more, and more preferably within the range of 3 μm or more and 6 μm or less. From the viewpoint of press moldability and magnetic properties, it is preferable that the average particle size is within the above range.

<固体潤滑剤>
固体潤滑剤は、亜リン酸、脂肪酸、亜リン酸エステル、脂肪酸エステルおよび脂肪酸金属塩の一種または複数種から成る。好ましい、脂肪酸としてステアリン酸およびラウリン酸を挙げることができる。好ましい、固体潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を例示できる。固体潤滑剤を用いることにより磁場中プレス成形の際にR-T-B系焼結磁石用合金粉末の配向性を向上でき、この結果、最終的に得られるR-T-B系焼結磁石の磁気特性を向上することができる。
なお、本明細書で規定する「固体潤滑剤」は、脂肪酸エステルおよび脂肪酸金属塩の一方または両方を揮発性溶媒中に存在させて液体の状態で供給し、磁場中プレス成形を行う際に溶媒が蒸発し潤滑剤が固体の状態となっている場合も含む概念である。この場合、「固体潤滑剤の量」は、溶媒が蒸発した後に残った固体の状態の潤滑剤の量である。
<Solid Lubricant>
The solid lubricant is composed of one or more of phosphorous acid, fatty acid, phosphite ester, fatty acid ester, and fatty acid metal salt. Preferred fatty acids include stearic acid and lauric acid. Preferred solid lubricants include zinc stearate. Use of the solid lubricant can improve the orientation of the alloy powder for R-T-B based sintered magnets during press molding in a magnetic field, and as a result, can improve the magnetic properties of the finally obtained R-T-B based sintered magnets.
In this specification, the term "solid lubricant" includes the case where one or both of a fatty acid ester and a fatty acid metal salt are provided in a liquid state in a volatile solvent, and the solvent evaporates during press molding in a magnetic field, leaving the lubricant in a solid state. In this case, the "amount of solid lubricant" refers to the amount of lubricant in a solid state remaining after the solvent has evaporated.

<パラフィンワックス>
パラフィンワックスは一般式C2n+2で表され、当該一般式中のnが20以上、40以下の鎖式飽和炭化水素である。nの値が一つの値だけである単体およびnの値が複数の値となる混合物のいずれであってもよい。パラフィンワックスの融点は、分子量および混合割合によって変化し得るが46~77℃の範囲にあってよい。また、沸点も同じく、分子量および混合割合によって変化し得るが200~400℃の範囲にあってよい。
<Paraffin wax>
Paraffin wax is a chain saturated hydrocarbon represented by the general formula C n H 2n+2 , where n is 20 or more and 40 or less. It may be either a simple substance with only one value for n or a mixture with multiple values for n. The melting point of paraffin wax may be in the range of 46 to 77°C, although this may vary depending on the molecular weight and the mixing ratio. Similarly, the boiling point may be in the range of 200 to 400°C, although this may vary depending on the molecular weight and the mixing ratio.

<R-T-B系焼結磁石用合金粉末に固体潤滑剤およびパラフィンワックスを添加>
後述する強攪拌を実施するために、R-T-B系焼結磁石用合金粉末に固体潤滑剤およびパラフィンワックスを添加する。
固体潤滑剤の添加量はR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.025%以上とする(R-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.025%添加した場合は、R-T-B系磁石用合金粉末100%に、さらに質量比で0.025%固体潤滑剤が添加されることになる)。固体潤滑剤のR-T-B系磁石用合金粉末に対する添加量が質量比で0.025%を下回ると後述の攪拌を行ってもR-T-B系磁石用合金粉末表面に固体潤滑剤をより均一に被覆することができず十分な磁気特性を得ることができないからである。
<Adding solid lubricant and paraffin wax to alloy powder for R-T-B sintered magnets>
In order to carry out the strong stirring described below, a solid lubricant and paraffin wax are added to the alloy powder for an RTB based sintered magnet.
The amount of solid lubricant added is 0.025% or more by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets (when 0.025% by mass is added to the alloy powder for R-T-B magnets, 0.025% by mass of solid lubricant is added to 100% of the alloy powder for R-T-B magnets). If the amount of solid lubricant added to the alloy powder for R-T-B magnets is less than 0.025% by mass, the solid lubricant cannot be coated more uniformly on the surface of the alloy powder for R-T-B magnets even when stirring as described below is performed, and sufficient magnetic properties cannot be obtained.

パラフィンワックスの添加量はR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.010%以上とする。パラフィンのR-T-B系磁石用合金粉末に対する添加量が質量比で0.010%を下回ると十分な成形体の強度を得ることができないからである。 The amount of paraffin wax added must be at least 0.010% by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets. If the amount of paraffin added to the alloy powder for R-T-B magnets is less than 0.010% by mass, sufficient strength cannot be obtained for the molded body.

固体潤滑剤とパラフィンワックスとの合計添加量をR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.150%以下とする。固体潤滑剤とパラフィンワックスとの合計添加量がR-T-B系磁石用合金粉末に対して質量比で0.150%を上回ると磁気特性に悪影響を与える虞があるからである。 The total amount of solid lubricant and paraffin wax added is 0.150% or less by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets. If the total amount of solid lubricant and paraffin wax added exceeds 0.150% by mass relative to the alloy powder for R-T-B magnets, there is a risk of adversely affecting the magnetic properties.

また、パラフィンワックスの添加量を、パラフィンワックスと固体潤滑剤の合計添加量に対して質量比で0.10以上、0.80以下、好ましくは0.10以上、0.60以下とする。パラフィンワックスの添加量がこの範囲内にあることで、成形体の高い強度とR-T-B系焼結磁石の優れた磁気特性を両立できる。 The amount of paraffin wax added is set to a mass ratio of 0.10 to 0.80, preferably 0.10 to 0.60, based on the total amount of paraffin wax and solid lubricant added. By keeping the amount of paraffin wax added within this range, it is possible to achieve both high strength for the compact and excellent magnetic properties for the R-T-B based sintered magnet.

固体潤滑剤の添加およびパラフィンワックスの添加は、R-T-B系磁石用合金粉末を得た後に行ってよい。これに代えて、添加する固体潤滑剤の全てまたは一部をR-T-B系磁石用合金粉末を得る前の粗粉砕粉末(R-T-B系焼結磁石用粗粉砕粉末)に添加し、その後微粉砕を行うことにより、R-T-B系磁石用合金粉末に固体潤滑剤を添加してもよい。同様に、添加するパラフィンワックスの全てまたは一部をR-T-B系磁石用合金粉末を得る前の粗粉砕粉末(R-T-B系焼結磁石用粗粉砕粉末)に添加し、その後微粉砕を行うことにより、R-T-B系磁石用合金粉末にパラフィンワックスを添加してもよい。 The addition of the solid lubricant and the paraffin wax may be performed after the alloy powder for R-T-B magnets is obtained. Alternatively, all or a part of the solid lubricant to be added may be added to the coarsely pulverized powder (coarsely pulverized powder for R-T-B sintered magnets) before the alloy powder for R-T-B magnets is obtained, and then finely pulverized to add the solid lubricant to the alloy powder for R-T-B magnets. Similarly, all or a part of the paraffin wax to be added may be added to the coarsely pulverized powder (coarsely pulverized powder for R-T-B sintered magnets) before the alloy powder for R-T-B magnets is obtained, and then finely pulverized to add the paraffin wax to the alloy powder for R-T-B magnets.

なお、好ましい実施形態の一つはR-T-B系焼結磁石用合金粉末に固体潤滑剤とパラフィンワックスのみ添加する。しかし、例えば、上述の固体潤滑剤以外の潤滑作用のある潤滑剤のように、固体潤滑剤とパラフィンワックス以外の物をR-T-B系焼結磁石用合金粉末に添加してもよい。この場合、固体潤滑剤とパラフィンワックス以外の物の添加量は、R-T-B系焼結磁石用合金粉末、固体潤滑剤およびパラフィンワックスの合計量に対して質量比で2%以下であることが好ましく、1%以下であることがより好ましい。 In one preferred embodiment, only solid lubricants and paraffin wax are added to the alloy powder for R-T-B sintered magnets. However, substances other than solid lubricants and paraffin wax may be added to the alloy powder for R-T-B sintered magnets, such as lubricants with lubricating properties other than the solid lubricants described above. In this case, the amount of substances other than solid lubricants and paraffin wax added is preferably 2% or less by mass, and more preferably 1% or less, of the total amount of the alloy powder for R-T-B sintered magnets, the solid lubricant, and the paraffin wax.

<強攪拌>
上述のようにR-T-B系焼結磁石用合金粉末に固体潤滑剤とパラフィンワックスを添加した状態、すなわち、R-T-B系焼結磁石用合金粉末、固体潤滑剤およびパラフィンワックスが混合した状態で強攪拌を行って焼結磁石用混合粉末を得る。強攪拌は攪拌羽を周速7m/秒以上、好ましくは周速10m/秒以上で回転させて行う。これによりR-T-B系焼結磁石用合金粉末、固体潤滑剤およびパラフィンワックスの混合物に十分なせん断力を付与することがで、R-T-B系焼結磁石用合金粉末の表面に均一に固体潤滑剤とパラフィンワックスとを被覆できる。この結果、成形体の高い強度と、R-T-B系焼結磁石の高い磁気特性を両立できる。強攪拌を行う設備としては、例えば、岩谷産業株式会社のミルサー、ホソカワミクロン株式会社のサイクロミックス、株式会社カワタのスーパーミキサー等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
<Strong mixing>
As described above, the alloy powder for R-T-B sintered magnets is added with the solid lubricant and the paraffin wax, that is, the alloy powder for R-T-B sintered magnets, the solid lubricant, and the paraffin wax are mixed together, and strong stirring is performed to obtain a mixed powder for sintered magnets. Strong stirring is performed by rotating the stirring blade at a peripheral speed of 7 m/sec or more, preferably 10 m/sec or more. This allows sufficient shear force to be applied to the mixture of the alloy powder for R-T-B sintered magnets, the solid lubricant, and the paraffin wax, and the surface of the alloy powder for R-T-B sintered magnets can be uniformly coated with the solid lubricant and the paraffin wax. As a result, both high strength of the compact and high magnetic properties of the R-T-B sintered magnets can be achieved. Examples of equipment for strong stirring include, but are not limited to, a miller from Iwatani Corporation, a cyclomix from Hosokawa Micron Corporation, and a super mixer from Kawata Corporation.

2.磁場中プレス成形工程
得られた焼結磁石用混合粉末を磁場中でプレス成形してR-T-B系磁石用成形体(成形体)を得る。磁場中プレス成形は既知の任意の方法を用いて行ってよい。例えば、金型のキャビティに焼結磁石用混合粉末を供給し、磁場を印加した状態で金型のキャビティの一方または両方の端部から挿入したパンチと金型により焼結磁石用混合粉末に圧縮応力を付与して成形体を得てよい。その後、得られた成形体を金型より離型してよい。本発明の実施形態に係る成形体は、十分な強度を有しているため離型時に成形体が割れるまたはクラックが入る等の問題を効果的に抑制できる。
2. Press Molding in a Magnetic Field The obtained mixed powder for sintered magnet is press molded in a magnetic field to obtain a compact for R-T-B magnet (molded body). Press molding in a magnetic field may be performed using any known method. For example, the mixed powder for sintered magnet may be supplied to a cavity of a die, and a mold and punch inserted from one or both ends of the cavity of the die may be used to apply compressive stress to the mixed powder for sintered magnet while a magnetic field is being applied to obtain a molded body. The obtained molded body may then be released from the die. The molded body according to the embodiment of the present invention has sufficient strength, so that problems such as the molded body breaking or cracking during release from the die can be effectively suppressed.

成形体の形状は、直方体等のブロック形状に限定されるものではなく、例えばリング形状(ドーナツ形状)等の任意の形状であってよい。なお、本明細書において「リング形状」は、平面視において、焼結磁石用混合粉末が存在しない空隙部分の周囲360°全体に亘って焼結磁石用混合粉末が充填された形状だけでなく、周囲360°の一部分に焼結磁石用混合粉末が充填されていない部分を含む形状(例えば、平面視した形状がランドルト環形状)も含む概念である。 The shape of the compact is not limited to a block shape such as a rectangular parallelepiped, and may be any shape, such as a ring shape (doughnut shape). In this specification, the term "ring shape" refers not only to a shape in which the sintered magnet mixed powder is filled over the entire 360° of the void portion in plan view where no sintered magnet mixed powder is present, but also to a shape that includes a portion of the 360° that is not filled with the sintered magnet mixed powder (for example, a Landolt ring shape in plan view).

印加する磁場の強さが強いほど配向度が上昇し、磁気特性が向上することから、好ましい実施形態の1つでは印加する磁場の強さは1.0T以上である。また、通常の電磁石で印加できる磁場の強さは1.5T程度までであり、これを超える磁場を印加するには特殊な装置を要する。このような観点においては印加する磁場の強さは1.5T以下が好ましい。 Since the stronger the strength of the applied magnetic field, the higher the degree of orientation and the improved magnetic properties, in one preferred embodiment the strength of the applied magnetic field is 1.0 T or more. Furthermore, the strength of a magnetic field that can be applied by a normal electromagnet is up to about 1.5 T, and applying a magnetic field exceeding this strength requires special equipment. From this perspective, it is preferable that the strength of the applied magnetic field is 1.5 T or less.

例えば、リング形状の場合、中央の空隙部は金型においてキャビティとせずに金属を配置し、この部分に焼結磁石用混合粉末が侵入しないようにして形成している。このように成形体の形状によっては特殊形状の金型を用いる必要があり、その場合、キャビティに印加できる磁場の強さは0.7T以下に制限される。しかし、このように印加する磁場の強さが制限される場合でも、本実施形態に係る製造方法を用いることで、同じ強さの磁場を印加する従来の製造方法を用いる場合と比較して、より高い磁気特性を有するR-T-B系焼結磁石を得ることができる。
従って、別の好ましい実施形態においては印加する磁場の強さは0.7T以下である。
For example, in the case of a ring shape, the central gap is not formed as a cavity in the die, but metal is placed in this portion so that the mixed powder for sintered magnets does not enter this portion. In this way, depending on the shape of the compact, it is necessary to use a specially shaped die, and in that case, the strength of the magnetic field that can be applied to the cavity is limited to 0.7 T or less. However, even when the strength of the magnetic field to be applied is limited in this way, by using the manufacturing method according to this embodiment, it is possible to obtain an R-T-B based sintered magnet with higher magnetic properties than when using a conventional manufacturing method that applies a magnetic field of the same strength.
Therefore, in another preferred embodiment, the strength of the applied magnetic field is 0.7 T or less.

なお、成形体の形状がブロック形状等であり、特殊形状の金型を用いる必要がない場合であっても印加する磁場の強度が低いと概して生産設備を簡素にできる。本発明の実施形態に係る製造方法においては、特殊形状の金型を用いる必要のない形状であっても簡素な生産設備を用いて0.7T以下のような低強度の磁場を印加して高い磁気特性を有するR-T-B系焼結磁石を得ることができる。 Even if the shape of the compact is a block shape or the like and there is no need to use a specially shaped mold, the production equipment can generally be simplified if the strength of the magnetic field applied is low. In the manufacturing method according to an embodiment of the present invention, even if the shape does not require a specially shaped mold, it is possible to obtain an R-T-B based sintered magnet with high magnetic properties by applying a low-strength magnetic field of 0.7 T or less using simple production equipment.

3.焼結工程
得られた成形体を焼結することによりR-T-B系焼結磁石を得る。
成形体の焼結は、公知のR-T-B系焼結磁石の製造方法と同様の方法を用いることができる。なお、焼結時の雰囲気による酸化を防止するために、雰囲気ガスは、ヘリウム、アルゴンなどの不活性ガスにより置換しておくことが好ましい。また真空中で焼結を行ってもよい。
焼結温度は、特に制限されないが950~1150℃であってよい。好ましくは、960℃~1100℃である。
3. Sintering Step The resulting molded body is sintered to obtain an RTB based sintered magnet.
The sintering of the compact can be performed by the same method as the known method for producing sintered R-T-B magnets. In order to prevent oxidation due to the atmosphere during sintering, it is preferable to replace the atmospheric gas with an inert gas such as helium or argon. Sintering may also be performed in a vacuum.
The sintering temperature is not particularly limited, but may be 950 to 1150° C., and is preferably 960 to 1100° C.

本発明の実施形態に係る製造方法では、必要に応じて上述した工程以外の工程を有してよい。そのような付加的な工程として、脱脂処理、表面コーティング処理、寸法調整のための切断および/または研磨処理、ならびに重希土類元素RHおよび軽希土類元素RLの一方または両方を表面から拡散させる等磁気特性他の特性を改善するための熱処理を例示できる。 The manufacturing method according to the embodiment of the present invention may include steps other than those described above as necessary. Examples of such additional steps include degreasing, surface coating, cutting and/or polishing for dimensional adjustment, and heat treatment to improve magnetic properties and other properties, such as diffusing one or both of the heavy rare earth element RH and the light rare earth element RL from the surface.

実験例1
1.サンプル作製
以下、実施例を挙げて本発明の実施形態をより具体的に説明する。本発明の実施形態は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、前述および後述する趣旨に合致し得る範囲で、適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の実施形態の技術的範囲に包含される。
Experimental Example 1
1. Sample Preparation The following will explain the embodiments of the present invention in more detail with reference to examples. The embodiments of the present invention are not limited to the following examples, and may be modified as appropriate within the scope of the above and below-described aims, and all of these are included in the technical scope of the embodiments of the present invention.

所定の組成を有する合金を用意し、粗粉砕およびジェットミルによる微粉砕を行って5種類のR-T-B系焼結磁石用合金粉末(合金粉末)を用意した。表1にこれらのR-T-B系焼結磁石用合金粉末の組成および平均粒径D50を示す。なお表1においては「TRE」として全希土類元素の合計含有量を示すとともに、個々の希土類元素Nd、PrおよびDyについても含有量を示した。 An alloy having a predetermined composition was prepared, and then coarsely crushed and finely crushed by a jet mill to prepare five types of alloy powders for sintered R-T-B magnets (alloy powders). Table 1 shows the compositions and average particle sizes D50 of these alloy powders for sintered R-T-B magnets. In Table 1, the total content of all rare earth elements is shown as "TRE," and the contents of each of the rare earth elements Nd, Pr, and Dy are also shown.

Figure 2024047520000001
Figure 2024047520000001

これらのR-T-B系焼結磁石用合金粉末と固体潤滑剤とパラフィンワックスを混合し攪拌を行って焼結磁石用混合粉末を得た。各サンプルの焼結用混合粉末の作製条件を表2に示す。
なお、表2において本発明の実施形態から外れる条件については下線を付すかまたは該当なしとして「-」を記載した。
These RTB-based sintered magnet alloy powders, solid lubricant, and paraffin wax were mixed and stirred to obtain mixed powders for sintered magnets. The preparation conditions for the mixed powders for sintering for each sample are shown in Table 2.
In Table 2, conditions that deviate from the embodiments of the present invention are underlined or marked with "-" to indicate that they are not applicable.

パラフィンワックスの添加は微粉砕を行う前、すなわち粗粉砕後の合金粉末に行った。固体潤滑剤は、微粉砕の前と微粉砕後の両方で添加した。表2に示した「微粉砕前添加」の下の「パラフィンワックス」欄と「固体潤滑剤」欄は、それぞれ、微粉砕前の合金粉末に対して加えたパラフィンワックスと固体潤滑剤の合金粉末に対する質量の比を示す。同様に、表2に示した「微粉砕後添加」の下の「固体潤滑剤」欄は、微粉砕後の合金粉末に対して加えた固体潤滑剤の合金粉末に対する質量の比を示す。「総量」の下の「パラフィンワックス」欄と「固体潤滑剤」欄は、微粉砕を行う前および微粉砕を行った後の合計の量を示し、すなわち、R-T-B系磁石用合金粉末の質量に対して、添加したパラフィンワックスおよび固体潤滑剤の質量の比を示している。また、「固体潤滑剤+パラフィンワックス合計」は、R-T-B系磁石用合金粉末の質量に対する固体潤滑剤とパラフィンワックスの合計質量の比を示している。さらに、「PWAX/(PWAX+固体潤滑剤)」は、添加したパラフィンワックスと添加した固体潤滑剤の合計量に対する添加したパラフィンワックスの量の質量比を示す。 Paraffin wax was added before fine grinding, i.e., to the alloy powder after coarse grinding. Solid lubricants were added both before and after fine grinding. The "Paraffin wax" and "Solid lubricants" columns under "Added before fine grinding" in Table 2 show the mass ratios of paraffin wax and solid lubricants added to the alloy powder before fine grinding, respectively, to the alloy powder. Similarly, the "Solid lubricants" column under "Added after fine grinding" in Table 2 shows the mass ratios of solid lubricants added to the alloy powder after fine grinding, respectively. The "Paraffin wax" and "Solid lubricants" columns under "Total amount" show the total amounts before and after fine grinding, i.e., the mass ratios of paraffin wax and solid lubricants added to the alloy powder for R-T-B magnets. Also, "Solid lubricants + paraffin wax total" shows the total mass ratio of solid lubricants and paraffin wax to the mass of alloy powder for R-T-B magnets. Furthermore, "PWAX/(PWAX+solid lubricant)" indicates the mass ratio of the amount of paraffin wax added to the total amount of paraffin wax and solid lubricant added.

固体潤滑剤はステアリン酸亜鉛を用いた。パラフィンワックスは融点が49~63℃、沸点が237~321℃のものを用いた。 Zinc stearate was used as the solid lubricant. Paraffin wax with a melting point of 49-63°C and a boiling point of 237-321°C was used.

上記のようにR-T-B系焼結磁石用合金粉末に固体潤滑剤とパラフィンワックスを添加した後、表2に示す条件で攪拌を行った。表2の「型混合」は、V型混合器を用いた従来の混合法であり、強攪拌に該当するものではない。一方、強攪拌については攪拌羽を用いて実施した。強攪拌を行ったサンプルについては表2の「V攪拌条件」の「種別」欄に「強攪拌」の記載とともに強攪拌を行った時間を記載し、「周速度」欄に攪拌羽の周速を記載している。 After adding the solid lubricant and paraffin wax to the alloy powder for R-T-B sintered magnets as described above, stirring was performed under the conditions shown in Table 2. "Mold mixing" in Table 2 is a conventional mixing method using a V-type mixer, and does not qualify as strong stirring. On the other hand, strong stirring was performed using a stirring blade. For samples that underwent strong stirring, the "Type" column of "V-stirring conditions" in Table 2 states "Strong stirring" along with the time for which strong stirring was performed, and the circumferential speed of the stirring blade is recorded in the "Circumferential speed" column.

Figure 2024047520000002
Figure 2024047520000002

このようにして得た焼結磁石用混合粉末を用いて、磁場中でプレス成形してR-T-B系磁石用成形体(成形体)を作製した。印加する磁場を0.2T、0.3T、0.4T、0.6Tと1.0T変化させてそれぞれの磁場の強さでサンプルを作製した。成形体の形状はブロック形状で焼結後の寸法が11mm×26mm×13mmとなる大きさとした。 The mixed powder for sintered magnets obtained in this way was press-molded in a magnetic field to produce R-T-B magnet compacts (green bodies). The applied magnetic field was varied from 0.2 T, 0.3 T, 0.4 T, 0.6 T, and 1.0 T, and samples were produced at each magnetic field strength. The green bodies were block-shaped, with dimensions after sintering of 11 mm x 26 mm x 13 mm.

さらに、比較例1-1、1-2および実施例1-1、1-2の4サンプルについては、焼結後の寸法が外径27mm、内径21mm、高さ17mmとなるようにリング形状の成形体を作製した。 Furthermore, for the four samples of Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Examples 1-1 and 1-2, ring-shaped compacts were produced so that the dimensions after sintering were an outer diameter of 27 mm, an inner diameter of 21 mm, and a height of 17 mm.

得られたR-T-B系磁石用成形体サンプルを用いて500Paのアルゴン雰囲気下1060℃で焼結を行いR-T-B系焼結磁石サンプルを得た。 The obtained R-T-B magnet green body sample was sintered at 1,060°C under an argon atmosphere of 500 Pa to obtain an R-T-B sintered magnet sample.

2.特性評価
1)抗折強度
各サンプルのブロック形状の成形体(印加磁場が0.4Tの成形体)について抗折試験を行って得た抗折強度を表3に示す。
抗折試験は、支点間距離22.1mmで3点曲げを行い、サンプルが破断した際の曲げ応力を抗折強度とした。成形体の抗折強度が200mN/mm以上あると通常、成形体を金型から離型する際等に割れを生じることがないため、抗折強度200mN/mm以上を合格とし、抗折強度200mN/mm未満を不合格とした。抗折強度が200mN/mm未満の場合は、表3の抗折強度の数値に下線を付している。
2. Evaluation of Characteristics 1) Flexural Strength A flexural test was carried out on a block-shaped molded product of each sample (a molded product in an applied magnetic field of 0.4 T), and the flexural strength obtained is shown in Table 3.
The flexural strength test was performed by three-point bending with a support distance of 22.1 mm, and the bending stress at which the sample broke was taken as the flexural strength. If the flexural strength of a molded product is 200 mN/ mm2 or more, the molded product will not usually crack when it is released from the mold, so a flexural strength of 200 mN/mm2 or more was considered to be pass, and a flexural strength of less than 200 mN/ mm2 was considered to be fail. When the flexural strength is less than 200 mN/mm2, the flexural strength value in Table 3 is underlined.

2)リング形状成形体の良否
上述のように、リング形状の成形体を作製した比較例1-1、1-2および実施例1-1、1-2の4サンプルについては、離型後リング形状の成形体の割れの有無を確認した。割れのあったサンプルは表3の「リング成形良否」欄に「×」を記載し、一方、割れのなかったサンプルは同欄に「〇」を記載した。また、実験および測定を行っていない場合は空欄としている。この表3の結果からも抗折強度が200mN/mm以上あると割れが生じないとの技術常識が妥当であることが読み取れる。
2) Quality of ring-shaped molded body As described above, for the four samples of Comparative Examples 1-1 and 1-2 and Examples 1-1 and 1-2 in which ring-shaped molded bodies were produced, the presence or absence of cracks in the ring-shaped molded body after demolding was confirmed. Samples with cracks were marked with "X" in the "Ring Molding Quality" column in Table 3, while samples without cracks were marked with "O" in the same column. In addition, if no experiments or measurements were performed, the column was left blank. From the results of Table 3, it can be seen that the technical common sense that cracks will not occur if the flexural strength is 200 mN/ mm2 or more is valid.

3)磁気特性
それぞれのブロック形状サンプルについて、BHトレーサを用いて、BおよびHcJを測定した。得られた値を表3に示す。なお、表3において「0.2T配向」等の記載は「配向」の前に記載した大きさの磁場を印加して磁場中プレス成形を行ったことを示す。
3) Magnetic properties For each block-shaped sample, B r and H cJ were measured using a BH tracer. The obtained values are shown in Table 3. In Table 3, descriptions such as "0.2T orientation" indicate that a magnetic field having the magnitude described before "orientation" was applied and press molding was performed in the magnetic field.

Figure 2024047520000003
Figure 2024047520000003

表3より以下のことが分かる。
実施例サンプルはいずれも成形体の抗折強度が200mN/mmと十分な強度を有し且つ得られたR-T-B系焼結磁石が高いBおよび十分なHcJを有している。
The following can be seen from Table 3.
All of the example samples had a sufficient strength, with a flexural strength of 200 mN/ mm2 , and the resulting RTB based sintered magnets had high B r and sufficient H cJ .

比較例1-1ではパラフィンワックスと固体潤滑剤の合計量に対するパラフィンワックスの量が過少であり、且つ強攪拌を実施していない。このため、同じ合金粉末を用いた実施例サンプルと比較して総じてBが低くなっている。
比較例1-2では強攪拌は実施しているが、パラフィンワックスと固体潤滑剤の合計量に対するパラフィンワックスの量が過少となっている。このため、成形体の強度が低くなっている。
In Comparative Example 1-1, the amount of paraffin wax was too small relative to the total amount of paraffin wax and solid lubricant, and strong stirring was not performed, so that the B r was generally lower than that of the example samples using the same alloy powder.
In Comparative Example 1-2, strong stirring was performed, but the amount of paraffin wax was too small relative to the total amount of paraffin wax and solid lubricant, resulting in a low strength of the compact.

比較例1-3は、固体潤滑剤の量が過少であり、さらにパラフィンワックスと固体潤滑剤の合計量に対するパラフィンワックスの量が過多となっている。このため、同じ合金粉末を用いた実施例サンプルと比べBが低くなっている。
比較例2-1、3-1および4-1は、いずれも強攪拌を実施していない。このため、このため、同じ合金粉末を用いた実施例サンプルと比べBが低くなっている。
In Comparative Example 1-3, the amount of solid lubricant is too small, and the amount of paraffin wax is too large relative to the total amount of paraffin wax and solid lubricant, resulting in a lower B r than the Example sample using the same alloy powder.
In Comparative Examples 2-1, 3-1 and 4-1, strong stirring was not performed, and therefore, the B r was lower than that of the Example samples using the same alloy powder.

比較例5-1は、パラフィンワックスを用いておらず、さらに強攪拌を実施していない。このため、同じ合金粉末を用いた実施例サンプルと比べBが低くなっている。 In Comparative Example 5-1, no paraffin wax was used and strong stirring was not performed, resulting in a lower B r than in the Example sample using the same alloy powder.

図1を用いて、実施例サンプルが十分なHcJを有していることの一例を示す。図1は、磁場中プレス成形時に印加した磁場が0.4Tである実施例および比較例サンプルのB-HcJバランスを示すグラフである。なお、抗折強度が低いサンプルは除外している。実施例サンプルは同程度のBを有する場合比較例より高いHcJを有する傾向にあることがわかる。
また、グラフの線は実施例および比較例において同じHcJに対して最も高いBを結ぶように引いたものである。これより全ての実施例サンプルは比較例サンプルの線より上、すなわち高いBを有していることが分かる。
An example showing that the example samples have sufficient HcJ is shown using Figure 1. Figure 1 is a graph showing the B r -HcJ balance of the example and comparative example samples when a magnetic field of 0.4 T was applied during press molding in a magnetic field. Samples with low flexural strength are excluded. It can be seen that the example samples tend to have higher HcJ than the comparative examples when they have the same level of B r .
The graph line is drawn to connect the highest B r for the same H cJ in the examples and comparative examples. This shows that all the examples have a higher B r than the line for the comparative samples.

実験例2
所定の組成を有する合金を用意し、粗粉砕およびジェットミルによる微粉砕を行って4種類のR-T-B系焼結磁石用合金粉末(合金粉末)を用意した。表4にこれらのR-T-B系焼結磁石用合金粉末の組成および平均粒径D50を示す。
Experimental Example 2
An alloy having a predetermined composition was prepared, and then coarsely crushed and finely crushed by a jet mill to prepare four types of alloy powders for R-T-B based sintered magnets (alloy powders). Table 4 shows the compositions and average particle sizes D50 of these alloy powders for R-T-B based sintered magnets.

Figure 2024047520000004
Figure 2024047520000004

これらのR-T-B系焼結磁石用合金粉末と固体潤滑剤とパラフィンワックスを混合し攪拌を行って焼結磁石用混合粉末を得た。各サンプルの焼結用混合粉末の作製条件を表5に示す。 These R-T-B sintered magnet alloy powders were mixed with solid lubricant and paraffin wax and stirred to obtain mixed powders for sintered magnets. The preparation conditions for the mixed powders for sintering for each sample are shown in Table 5.

パラフィンワックスの添加は微粉砕を行う前、すなわち粗粉砕後の合金粉末に行った。固体潤滑剤は、微粉砕の前と微粉砕後の両方又は微粉砕後に添加した。表5に示した「微粉砕前添加」の下の「パラフィンワックス」欄と「固体潤滑剤」欄は、それぞれ、微粉砕前の合金粉末に対して加えたパラフィンワックスと固体潤滑剤の合金粉末に対する質量の比を示す。同様に、表5に示した「微粉砕後添加」の下の「固体潤滑剤」欄は、微粉砕後の合金粉末に対して加えた固体潤滑剤の合金粉末に対する質量の比を示す。「総量」の下の「パラフィンワックス」欄と「固体潤滑剤」欄は、微粉砕を行う前および微粉砕を行った後の合計の量を示し、すなわち、R-T-B系磁石用合金粉末の質量に対して、添加したパラフィンワックスおよび固体潤滑剤の質量の比を示している。また、「固体潤滑剤+パラフィンワックス合計」は、R-T-B系磁石用合金粉末の質量に対する固体潤滑剤とパラフィンワックスの合計質量の比を示している。さらに、「PWAX/(PWAX+固体潤滑剤)」は、添加したパラフィンワックスと添加した固体潤滑剤の合計量に対する添加したパラフィンワックスの量の質量比を示す。 Paraffin wax was added before fine grinding, i.e., to the alloy powder after coarse grinding. Solid lubricants were added both before and after fine grinding, or after fine grinding. The "Paraffin wax" and "Solid lubricants" columns under "Added before fine grinding" in Table 5 show the mass ratios of paraffin wax and solid lubricants added to the alloy powder before fine grinding, respectively, to the alloy powder. Similarly, the "Solid lubricants" column under "Added after fine grinding" in Table 5 shows the mass ratios of solid lubricants added to the alloy powder after fine grinding, respectively. The "Paraffin wax" and "Solid lubricants" columns under "Total amount" show the total amount before and after fine grinding, i.e., the mass ratios of paraffin wax and solid lubricants added to the alloy powder for R-T-B magnets. Also, "Solid lubricants + paraffin wax total" shows the total mass ratio of solid lubricants and paraffin wax to the mass of alloy powder for R-T-B magnets. Furthermore, "PWAX/(PWAX+solid lubricant)" indicates the mass ratio of the amount of paraffin wax added to the total amount of paraffin wax and solid lubricant added.

固体潤滑剤はステアリン酸亜鉛を用いた。パラフィンワックスは融点が49~63℃、沸点が237~321℃のものを用いた。 Zinc stearate was used as the solid lubricant. Paraffin wax with a melting point of 49-63°C and a boiling point of 237-321°C was used.

上記のようにR-T-B系焼結磁石用合金粉末に固体潤滑剤とパラフィンワックスを添加した後、表5に示す条件で攪拌を行った。表5の「V型混合」は、V型混合器を用いた従来の混合法であり、強攪拌に該当するものではない。一方、強攪拌については攪拌羽を用いて実施した。強攪拌を行ったサンプルについては表5の「攪拌条件」の「種別」欄に「強攪拌」の記載とともに強攪拌を行った時間を記載し、「周速度」欄に攪拌羽の周速を記載している。 After adding the solid lubricant and paraffin wax to the alloy powder for R-T-B sintered magnets as described above, stirring was carried out under the conditions shown in Table 5. "V-type mixing" in Table 5 is a conventional mixing method using a V-type mixer, and does not qualify as strong stirring. On the other hand, strong stirring was carried out using a stirring blade. For samples that underwent strong stirring, the "Type" column of "Stirring conditions" in Table 5 states "Strong stirring" along with the time for which strong stirring was carried out, and the circumferential speed of the stirring blade is recorded in the "Circumferential speed" column.

Figure 2024047520000005
Figure 2024047520000005

このようにして得た焼結磁石用混合粉末を用いて、磁場中でプレス成形してR-T-B系磁石用成形体(成形体)を作製した。印加する磁場を0.2T、0.3T、0.4T、0.6Tと1.0T変化させてそれぞれの磁場の強さでサンプルを作製した。成形体の形状はブロック形状で焼結後の寸法が11mm×26mm×13mmとなる大きさとした。 The mixed powder for sintered magnets obtained in this way was press-molded in a magnetic field to produce R-T-B magnet compacts (green bodies). The applied magnetic field was varied from 0.2 T, 0.3 T, 0.4 T, 0.6 T, and 1.0 T, and samples were produced at each magnetic field strength. The green bodies were block-shaped, with dimensions after sintering of 11 mm x 26 mm x 13 mm.

さらに、比較例7-1および実施例7-1の2サンプルについては、焼結後の寸法が外径27mm、内径21mm、高さ17mmとなるようにリング形状の成形体を作製した。 Furthermore, for the two samples of Comparative Example 7-1 and Example 7-1, ring-shaped compacts were produced so that the dimensions after sintering were an outer diameter of 27 mm, an inner diameter of 21 mm, and a height of 17 mm.

得られたR-T-B系磁石用成形体サンプルを用いて500Paのアルゴン雰囲気下1060℃で焼結を行いR-T-B系焼結磁石サンプルを得た。 The obtained R-T-B magnet green body sample was sintered at 1,060°C under an argon atmosphere of 500 Pa to obtain an R-T-B sintered magnet sample.

2.特性評価
1)抗折強度
各サンプルのブロック形状の成形体(印加磁場が0.4Tの成形体)について抗折試験を行って得た抗折強度を表6に示す。
2. Evaluation of Characteristics 1) Flexural Strength A flexural test was carried out on a block-shaped molded product of each sample (a molded product in an applied magnetic field of 0.4 T), and the flexural strength obtained is shown in Table 6.

2)リング形状成形体の良否
上述のように、リング形状の成形体を作製した比較例7-1および実施例7-1の2サンプルについては、離型後リング形状の成形体の割れの有無を確認した。いずれのサンプルも割れがなかったため「〇」と記載した。
2) Quality of ring-shaped molded body As described above, for the two samples of Comparative Example 7-1 and Example 7-1 in which ring-shaped molded bodies were produced, the presence or absence of cracks in the ring-shaped molded body was confirmed after demolding. Since there were no cracks in any of the samples, they were marked as "good".

3)磁気特性
それぞれのブロック形状サンプルについて、BHトレーサを用いて、BおよびHcJを測定した。得られた値を表6に示す。
3) Magnetic Properties For each block-shaped sample, B r and H cJ were measured using a BH tracer. The obtained values are shown in Table 6.

Figure 2024047520000006
Figure 2024047520000006

表6より以下のことが分かる。
実施例サンプルはいずれも成形体の抗折強度が200mN/mmと十分な強度を有し且つ得られたR-T-B系焼結磁石が高いBおよび十分なHcJを有している。
同じ合金粉末を用いていた、比較例6-1と実施例6-1、比較例7-1と実施例7-1、比較例8-1と実施例8-1、比較例9-1と実施例9-1をそれぞれ比べると、実施例サンプルが総じてBが高くなっている。
The following can be seen from Table 6.
All of the example samples had a sufficient strength, with a flexural strength of 200 mN/ mm2 , and the resulting RTB based sintered magnets had high B r and sufficient H cJ .
Comparing Comparative Example 6-1 and Example 6-1, Comparative Example 7-1 and Example 7-1, Comparative Example 8-1 and Example 8-1, and Comparative Example 9-1 and Example 9-1, which used the same alloy powder, the example samples generally have higher B r .

Claims (4)

R(希土類元素)、T(FeまたはFeとCo)およびBを含むR-T-B系焼結磁石用合金粉末と、亜リン酸、脂肪酸、亜リン酸エステル、脂肪酸エステルおよび脂肪酸金属塩の一種または複数種から成る固体潤滑剤と、パラフィンワックスとを攪拌羽を用いて攪拌し、焼結磁石用混合粉末を得る混合攪拌工程であって、
前記固体潤滑剤の量が前記R-T-B系焼結磁石用合金粉末に対して質量比で0.025%以上であり、前記パラフィンワックスの量が前記R-T-B系焼結磁石用合金粉末に対して質量比で0.010%以上であり、前記固体潤滑剤と前記パラフィンワックスの合計量が前記R-T-B系焼結磁石用合金粉末に対して質量比で0.150%以下であり、
前記パラフィンワックスの量が、前記固体潤滑剤と前記パラフィンワックスの合計量に対して質量比で0.10以上、0.80以下であり、
前記攪拌羽を用いた攪拌が周速7m/秒以上の強攪拌である、混合攪拌工程と、
前記焼結磁石用混合粉末を磁場中でプレス成形してR-T-B系磁石用成形体を得る磁場中プレス成形工程と、
前記R-T-B系磁石用成形体を焼結する焼結工程と、
を含むR-T-B系焼結磁石の製造方法。
A mixing and stirring process for obtaining a mixed powder for a sintered magnet by stirring an alloy powder for an R-T-B based sintered magnet, which contains R (rare earth element), T (Fe or Fe and Co), and B, a solid lubricant consisting of one or more of phosphorous acid, fatty acid, phosphite ester, fatty acid ester, and fatty acid metal salt, and paraffin wax with a stirring blade,
the amount of the solid lubricant is 0.025% or more by mass ratio relative to the alloy powder for the R-T-B based sintered magnet, the amount of the paraffin wax is 0.010% or more by mass ratio relative to the alloy powder for the R-T-B based sintered magnet, and the total amount of the solid lubricant and the paraffin wax is 0.150% or less by mass ratio relative to the alloy powder for the R-T-B based sintered magnet,
the amount of the paraffin wax is 0.10 or more and 0.80 or less in terms of mass ratio with respect to the total amount of the solid lubricant and the paraffin wax;
A mixing and stirring step in which the stirring using the stirring blade is strong stirring at a peripheral speed of 7 m/sec or more;
a magnetic field press molding step of press-molding the mixed powder for sintered magnet in a magnetic field to obtain a compact for an R-T-B magnet;
a sintering step of sintering the R-T-B magnet green body;
The method for producing an RTB based sintered magnet includes the steps of:
前記成形体がリング形状である請求項1に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法。 The method for producing an R-T-B based sintered magnet according to claim 1, wherein the compact is ring-shaped. 前記磁場中プレス成形工程において印加する磁場の強さが0.7T以下である請求項2に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法。 The method for producing an R-T-B based sintered magnet according to claim 2, wherein the strength of the magnetic field applied in the magnetic field press molding process is 0.7 T or less. 前記パラフィンワックスおよび前記固体潤滑剤の一部またはすべてが、前記R-T-B系焼結磁石用合金粉末よりも平均粒径が大きいR-T-B系焼結磁石用粗粉砕粉末と混合された後、ジェットミルを用いて前記R-T-B系焼結磁石用合金粉末を得ることにより供給される請求項1~3のいずれか一項に記載のR-T-B系焼結磁石の製造方法。 The method for producing an R-T-B based sintered magnet according to any one of claims 1 to 3, in which the paraffin wax and part or all of the solid lubricant are mixed with coarsely pulverized powder for R-T-B based sintered magnets, which has a larger average particle size than the alloy powder for R-T-B based sintered magnets, and then the alloy powder for R-T-B based sintered magnets is obtained using a jet mill.
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