JP7528437B2

JP7528437B2 - Ｒ－ｔ－ｂ系焼結磁石の製造方法

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Publication number: JP7528437B2
Application number: JP2019231381A
Authority: JP
Inventors: 大介山道; 修嗣三野; 大関根
Original assignee: Proterial Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2024-08-06
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: JP2020107888A

Description

本開示は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法に関する。

Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ型化合物を主相とするＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏ）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）、電気自動車用（ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶなど）モータ、産業機器用モータなどの各種モータや家電製品等に使用されている。

Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、主としてＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ型化合物からなる主相と、この主相の粒界部分に位置する粒界相とから構成されている。主相であるＲ_２Ｆｅ_１４Ｂ型化合物は高い飽和磁化と異方性磁界を持つ強磁性材料であり、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の特性の根幹をなしている。

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」という）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Ｈ_ｃＪを維持することが要求されている。

Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、Ｒ_２Ｆｅ_１４Ｂ型化合物相中のＲの一部を重希土類元素ＲＨ（Ｄｙ、Ｔｂ等）で置換すると、Ｈ_ｃＪが向上することが知られている。高温で高いＨ_ｃＪ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、Ｈ_ｃＪが向上する一方、残留磁束密度Ｂ_ｒ（以下、単に「Ｂ_ｒ」という）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。これらの理由により重希土類元素ＲＨの使用量を削減することが求められている。

そこで、近年、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Ｈ_ｃＪを向上させるために、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石表面にＴｂ、Ｄｙ等の重希土類元素ＲＨを供給し、その重希土類元素ＲＨを磁石内部に拡散させることが提案されている。これにより、主相外殻部（粒界近傍）に重希土類元素ＲＨを多く分布させることができる。主相外殻部（粒界近傍）に重希土類元素ＲＨの薄いシェル層（ＲＨ濃化層）を分布させることによりＢ_ｒの低下を抑制することができ、さらに、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石のＨ_ｃＪ発生機構は核生成型（ニュークリエーション型）であるため、主相外殻部（粒界近傍）に重希土類元素ＲＨの薄いシェル層を分布させることにより結晶粒全体の結晶磁気異方性が高められ、逆磁区の核生成が妨げられ、その結果、Ｈ_ｃＪが向上する。

特許文献１には、ＤｙおよびＴｂ等を含有する粉末を焼結体表面に存在させた状態で焼結温度よりも低い温度で加熱することで、前記粉末からＤｙおよびＴｂ等を焼結体に拡散させる方法が記載されている。

特許文献２および特許文献３には、焼結磁石（特許文献３は焼結体）とＤｙ等を含有する蒸発材料（特許文献３はバルク体）とを網を介して離間して配置し、焼結磁石と蒸発材料とを所定温度に加熱することにより、蒸発材料からＤｙ等を焼結磁石に拡散させる方法が記載されている。

特許文献４には、複数個のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石体とＤｙ等を含有する複数個のＲＨ拡散源とを相対的に移動可能かつ近接又は接触可能に処理室内に挿入し、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石体と前期ＲＨ拡散源とを前記処理室内にて連続的に又は断続的に移動させながら加熱することによって、前記ＲＨ拡散源からＤｙ等をＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石体に拡散させる方法が記載されている。

特開２００８－１４７６３４号公報特開２００８－１７１９９５号公報国際公開第２００７／１０２３９１号国際公開第２０１１／００７７５８号

しかし、特許文献１に記載の方法によれば、焼結体表面に蓄積された重希土類元素ＲＨが一気に焼結体内部に拡散するため、焼結体の表層領域において主相の中央部分に近いところまでも重希土類元素ＲＨが拡散する。これによりＢ_ｒの低下を招く。また、焼結体の表層領域において多くの重希土類元素ＲＨが消費されるため、磁石体の表層領域からさらに奥の領域（磁石の中央部分）にまで十分な重希土類元素ＲＨを拡散させることが困難となる。

また、特許文献２～４に記載の方法によれば、重希土類元素ＲＨが表面に衝突したあと焼結磁石内部に速やかに拡散する。しかし、重希土類元素ＲＨの供給が磁石表面に逐次行われるため、焼結磁石の表層領域からさらに奥の領域（磁石の中央部分）にまで十分な重希土類元素ＲＨを拡散しようとすると、焼結磁石の表層領域の主相において比較的厚い重希土類元素ＲＨのシェル層が形成されてしまう場合がある。

このように、特許文献１～４に記載の方法では、焼結磁石の表層領域において、重希土類元素ＲＨが主相外殻部（粒界近傍）のみならず主相内部にまで拡散したり、比較的厚い重希土類元素ＲＨのシェル層が形成される場合があるため、必ずしも十分にＢ_ｒの低下を抑制しつつ、Ｈ_ｃＪを向上させているとは言い難い。

本開示の様々な実施形態は、重希土類ＲＨの使用量を低減し、Ｂ_ｒの低下を抑制しつつ高いＨ_ｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供する。

本開示のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法は、例示的な実施形態において、軽希土類元素ＲＬ（ＲＬはＮｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１種）を主たる希土類元素Ｒとして含有するＲ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型化合物結晶粒を主相として有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏ）を用意する工程と、重希土類元素ＲＨ（ＲＨはＴｂ、ＤｙおよびＨｏからなる群から選択された少なくとも１種）を含む合金または化合物の粉末から形成した拡散源粉末を用意する工程と、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、前記拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる工程と、前記拡散源粉末が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、８００℃以上前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度で３０時間以上加熱する熱処理をして、前記拡散源粉末に含まれる重希土類元素ＲＨを前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面から内部に拡散する拡散工程と、を含む。

ある実施形態は、前記拡散工程において、前記拡散源粉末が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度で３０時間以上４５時間以下加熱する熱処理をする。

ある実施形態は、前記拡散工程において、前記拡散源粉末が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度で３５時間以上４０時間以下加熱する熱処理をする。

ある実施形態において、前記拡散源粉末は、ＲＨＭ合金粉末（ＭはＮｄ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＡｌからなる群から選択された少なくとも１種）である。

ある実施形態において、前記拡散源粉末は、Ｃｕを含む。

ある実施形態において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の厚さ方向の寸法は１ｍｍ以上５ｍｍ以下である。

ある実施形態において、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、前記拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる工程は、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、前記拡散源粉末の少なくとも一部を付着させる工程である。

本開示により、重希土類ＲＨの使用量を低減し、Ｂ_ｒの低下を抑制しつつ高いＨ_ｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法を提供することができる。

本発明者らは、特許文献１に記載の方法、例えば、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面に重希土類元素ＲＨを含む拡散源粉末を接触させ、拡散源粉末を接触させた状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を加熱する熱処理をして重希土類元素ＲＨをＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材内部に拡散させる場合に、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の表層領域において、重希土類元素ＲＨを主相外殻部（粒界近傍）に拡散させることができないかの検討を行った。

通常、拡散工程における加熱時間は、加熱時間を長くしていくと（例えば５時間から１０時間）磁石の表層領域において主相内部への重希土類元素ＲＨの拡散が進んでいく。よって、従来、加熱時間を長くすればするほど、磁石の表層領域において主相内部へ重希土類元素ＲＨが拡散され、これによりＢ_ｒの低下を招き、さらに表層領域において多くの重希土類元素ＲＨが消費されることで磁石の中央部分にまで十分な重希土類元素ＲＨを拡散させることが困難となりＨ_ｃＪの向上が妨げられると考えられてきた。しかし、検討の結果、全く意外なことに、加熱時間を３０時間以上行うと、主相内部に重希土類元素ＲＨが拡散されず、重希土類元素ＲＨを主相外殻部（粒界近傍）に拡散させることができることが分かった。また、磁石の表層領域からさらに奥の領域（磁石の中央部分）にまで重希土類元素ＲＨを拡散させることができることが分かった。詳しいメカニズムは不明であるが、一度主相内部へ拡散された重希土類元素ＲＨが長時間の加熱を行うことにより、今度は粒界へ逆に拡散され、逆に拡散された重希土類元素ＲＨが粒界をとおって磁石の表層領域からさらに奥の領域へ拡散されたと考えられる。これによりＢ_ｒの低下を抑制しつつ高いＨ_ｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を得ることができたと考えられる。また、この現象は、特許文献２～４のような方法においては起こらないことが分かった。これは、特許文献１とは異なり重希土類元素ＲＨが磁石表面に逐次新たに導入されるからだと考えられる。

特許文献１には、拡散時間として１分～１００時間と非常に広い範囲で記載されているが、実施例は５時間～２０時間の範囲であり、好ましい範囲として５分～８時間、特に１０分～６時間であると記載されている。また、特許文献２には、拡散時間として４８時間及び６０時間の記載があるが、上述したように、特許文献２に記載の方法では重希土類元素ＲＨが磁石表面に逐次新たに導入されており、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の表層領域において、重希土類元素ＲＨを主相外殻部（粒界近傍）に拡散させることができない。

なお、本開示において、拡散工程前および拡散工程中のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を「Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材」と称し、拡散工程後のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を単に「Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石」と称する。また、本開示において「表層領域」とは、磁石表面から深さでおよそ２０μｍ程度までの領域のことをいう。

（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を用意する工程）
軽希土類元素ＲＬ（ＲＬはＮｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１種）を主たる希土類元素Ｒとして含有するＲ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型化合物結晶粒を主相として有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏ）を用意する。

Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材は公知のものが使用できる。例えば、以下の組成を有する。
希土類元素Ｒ：２７．５～３５．０質量％、
Ｂ（Ｂ（ボロン）の一部はＣ（カーボン）で置換されていてもよい）：０．８０～１．２０質量％、
Ｇａ：０～０．８質量％、
添加元素Ｍ（Ａｌ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂからなる群から選択された少なくとも１種）：０～２質量％、
Ｔ（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏ）及び不可避不純物：残部。

希土類元素Ｒは主として軽希土類元素ＲＬを含有するが、重希土類元素ＲＨ（ＲＨはＴｂ、ＤｙおよびＨｏからなる群から選択された少なくとも１種）を含有していてもよい。

上記組成のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材は、公知の任意の製造方法によって製造される。Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材は焼結上がりでもよいし、切削加工や研磨加工が施されていてもよい。

また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材は、その厚さ方向の寸法が１ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが好ましい。厚さ方向とは、例えば、磁石が矩形状で、４ｍｍ×４ｍｍ×２ｍｍの場合は、２ｍｍが厚さ方向となる。また、寸法が同じ場合、例えば、２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍの場合は、２ｍｍが厚さ方向となる。厚さ方向の寸法が１ｍｍ未満になると強度不足によるひびや割れが発生する可能性があり、５ｍｍを超えると、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の中央部分にまで十分な重希土類元素ＲＨを拡散させることが困難になる可能性がある。また、必ずしも厚さ方向が磁化方向である必要はなく、厚さ方向と異なる方向が磁化方向であってもよい。

（拡散源粉末を用意する工程）
重希土類元素ＲＨ（ＲＨはＴｂ、ＤｙおよびＨｏからなる群から選択された少なくとも１種）を含む合金または化合物の粉末から形成した拡散源粉末を用意する。

拡散源粉末は、例えばＲＨＭ合金粉末（ＭはＮｄ、Ｐｒ、Ｃｅ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、およびＡｌからなる群から選択された少なくとも１種）である。

ＲＨＭ合金粉末の作製方法は、特に限定されない。ロール急冷法によって合金薄帯を作製し、この合金薄帯を粉砕する方法で作製してもよいし、遠心アトマイズ法、回転電極法、ガスアトマイズ法、プラズマアトマイズ法などの公知のアトマイズ法で作製してもよい
。鋳造法で作製したインゴットを粉砕してもよい。ＲＨＭ合金粉末の典型例は、ＤｙＦｅ合金粉末、ＤｙＡｌ合金粉末、ＤｙＣｕ合金粉末、ＴｂＦｅ合金粉末、ＴｂＡｌ合金粉末、ＴｂＣｕ合金粉末、ＤｙＦｅＣｕ合金粉末、ＴｂＣｕＡｌ合金粉末、ＴｂＮｄＰｒＣｕ合金粉末、ＴｂＮｄＣｅＰｒＣｕ合金粉末、ＴｂＮｄＧａ合金粉末、ＴｂＮｄＰｒＧａＣｕ合金粉末などである。また、ＲＨＭ合金粉末は、好ましくはＣｕを含む。Ｃｕを含むことにより、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表層領域からさらに奥の領域（磁石の中央部分）にまで十分な重希土類元素ＲＨを拡散させることができる。ＲＨＭ合金粉末の粒度は、例えば５００μｍ以下であり、小さいものは１０μｍ程度である。

重希土類元素ＲＨの化合物は、ＲＨフッ化物、ＲＨ酸フッ化物、ＲＨ酸化物から選ばれる１種以上であり、これらを総称してＲＨ化合物と称する。ＲＨ酸フッ化物は、ＲＨフッ化物の製造工程における中間物質としてＲＨフッ化物に含まれるものであってもよい。入手可能な多くのＲＨ化合物の粉末の粒度は、凝集した２次粒子の大きさにおいて、２０μｍ以下、典型的には１０μｍ以下、小さいものは１次粒子で数μｍ程度である。

（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる工程）
前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、前記拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる。Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面に拡散源粉末を接触させる方法は特に問わない。Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、拡散源粉末の少なくとも一部を付着させることができればどのような方法でも良い。例えば、スプレー法、浸漬法、ディスペンサーによる塗布などがあげられる。また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面に粘着剤を塗布し、粘着剤が付着したＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面に拡散源粉末を散布する方法により付着させてもよい。例えば、流動させた拡散源粉末の中に粘着剤が塗布されたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を浸漬させる方法いわゆる流動浸漬法(fluidized bed coating process)を用いてもよい。以下、流動浸漬法を応用する例について説明する。

流動浸漬法は、従来、粉体塗装の分野で広く行われている方法であり、流動させた熱可塑性の粉体塗料の中に加熱した被塗物を浸漬し被塗物表面の熱によって塗料を融着させる方法である。この例では流動浸漬法を磁石に応用するために、熱可塑性の粉体塗料の代わりに上述の拡散源粉末を用い、加熱した塗布物の代わりに粘着剤が塗布されたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を用いる。拡散源粉末を流動させる方法はどのような方法でも良い。例えば、１つの具体例として、下部に多孔質の隔壁を設けた容器を用いる方法を説明する。この例では、容器内に拡散源粉末を入れ、隔壁の下部から大気又は不活性ガスなどの気体に圧力をかけて容器内に注入し、その圧力又は気流で隔壁上方の拡散源粉末を浮かせて流動させることができる。

容器の内部で流動する拡散源粉末に粘着剤が塗布されたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を浸漬させる（あるいは配置する又は通過させる）ことで拡散源粉末をＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材に付着させる。粘着剤が塗布されたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を浸漬する時間は、例えば０．５～５．０秒程度である。流動浸漬法を用いることで、容器内に拡散源粉末が流動（撹拌）されるため、比較的大きい粉末粒子が偏って磁石表面に付着したり、逆に比較的小さい粉末粒子が隔たって磁石表面に付着したりすることが抑制される。そのため、より均一にＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材に拡散源粉末を付着させることができる。

（拡散工程）
拡散源粉末が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、８００℃以上Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度で３０時間以上加熱する熱処理をして、前記拡散源粉末に含まれる重希土類元素ＲＨを前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面から内部に拡散させる。加熱温度が８００℃以下であると、重希土類元素ＲＨを含む液相量が少なすぎてＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の内部への拡散が不十分となり高いＨ_ｃＪを得ることが出来ない可能性があり、焼結温度を超えると異常粒成長が発生し、Ｂ_ｒ及びＨ_ｃＪが大きく低下する可能性がある。加熱温度は、好ましくは８５０℃以上９５０℃以下である。より高いＨ_ｃＪを得ることができる。また、熱処理は、公知の熱処理装置を用いて行うことができる。

上述したように、加熱時間を３０時間以上行うことにより、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の表層領域において、重希土類元素ＲＨを主相外殻部（粒界近傍）に拡散させることができ、磁石の表層領域からさらに奥の領域（磁石の中央部分）にまで重希土類元素ＲＨを拡散させることができる。これにより、Ｂ_ｒの低下を抑制しつつ高いＨ_ｃＪを有するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石を得ることができる。

本開示の拡散工程における加熱時間は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の温度が設定温度になった時（例えば設定温度が９２０℃の場合は９２０℃になった時）を開始点とし、設定温度よりも２０℃を超えて低くなった時（例えば設定温度が９２０℃の場合は９００℃未満になった時）を終了点とする。熱処理を２回以上に分けて行う場合は、合計時間が３０時間以上になればよい。また、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の温度は、例えば、磁石素材に熱電対をとりつけることにより測定することができる。加熱時間は、好ましくは３０時間以上４５時間以下であり、より好ましくは３５時間以上４０時間以下である。

拡散工程を行った後のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、磁気特性を向上させることを目的とした第二の熱処理を行ってもよい。第二の熱処理における温度、時間などの条件は、焼結磁石の熱処理条件として公知の条件（例えば、５００℃で３時間）を採用することができる。また、最終的な磁石寸法の調整を研削などの機械加工等により行ってもよい。この場合、第二の熱処理の前に行っても、後に行ってもよい。

本開示を実施例によりさらに詳細に説明するが、本開示はそれらに限定されるものではない。

実験例１
（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を用意する工程）
Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材がおよそ表１の符号１－Ａの組成となるよう各元素を秤量しストリップキャスト法により鋳造し、厚み０．２～０．４ｍｍのフレーク状の原料合金を得た。得られたフレーク状の原料合金を水素粉砕した後、５５０℃まで真空中で加熱後冷却する脱水素処理を施し粗粉砕粉を得た。次に、得られた粗粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を粗粉砕粉１００質量％に対して０．０４質量％添加、混合した後、気流式粉砕機（ジェットミル装置）を用いて、窒素気流中で乾式粉砕し、粒径Ｄ_５０が４μｍの微粉砕粉（合金粉末）を得た。なお、粒径Ｄ_５０は、気流分散法によるレーザー回折法で得られた体積中心値（体積基準メジアン径）である。

前記微粉砕粉に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を微粉砕粉１００質量％に対して０．０５質量％添加、混合した後磁界中で成形し成形体を得た。なお、成形装置には、磁界印加方向と加圧方向とが直交するいわゆる直角磁界成形装置（横磁界成形装置）を用いた。

得られた成形体を４時間焼結（焼結による緻密化が十分起こる温度を選定）し、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材（Ｎｏ．１－Ａ）を複数個用意した。得られたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の密度は７．５Ｍｇ／ｍ^３以上であった。得られたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の成分の結果を表１に示す。なお、表１における各成分は、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法（ＩＣＰ－ＯＥＳ）を使用して測定した。なお、焼結体の酸素量をガス融解－赤外線
吸収法で測定した結果、０．１質量％前後であることを確認した。また、Ｎｏ．１－ＡのＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を切断、切削加工し、４．４ｍｍ×１０．０ｍｍ×１１．０ｍｍの直方体（１０．０ｍｍ×１１．０ｍｍの面が配向方向と垂直な面、４．４ｍｍ方向が厚み方向であり、配向方向）とした。

（拡散源粉末を用意する工程）
表２のＮｏ．１－ａに示す組成の合金粉末をアトマイズ法により作成することにより、拡散源粉末を用意した。得られた拡散源粉末の粒度は１０６μｍ以下であった。

（Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる工程）
次に、表１のＮｏ．１－ＡのＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材表面全面に粘着剤を塗布した。塗布方法は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材をホットプレート上で６０℃に加熱後、スプレー法でＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材に粘着剤を塗布した。粘着剤としてＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）を用いた。

次に、粘着剤を塗布したＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材（Ｎｏ．１－Ａ）に対して、表２のＮｏ．１－ａの拡散源粉末を付着させた。付着方法は、容器に拡散源粉末を広げ、容器内で拡散源粉末を、粘着剤を塗布したＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材全面にまぶすように付着させた。

（拡散工程）
管状流気炉を用いて、２００Ｐａに制御した減圧アルゴン中で、拡散源粉末（Ｎｏ．１－ａ）が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、９２０℃で３６時間加熱する熱処理（拡散処理）を行った。更に拡散処理後のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石に対し、４９０℃で６時間加熱する第二の熱処理を行いＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｎｏ．１－１）を得た。また、拡散処理における加熱時間を３６時間から１０時間に変更する以外はＮｏ．１－１のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石と同様にしてＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｎｏ．１－２）を作製した。得られたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｎｏ．１－１及びＮｏ．１－２）の磁気特性をＢ－Ｈトレーサによって測定した。各試料のＢ_ｒ及びＨ_ｃＪを測定した。結果を表３に示す。

表３に示すように、加熱時間を３６時間行うことにより、Ｂ_ｒの低下を抑制しつつ、高いＨ_ｃＪが得られている。

Ｎｏ．１－１（本発明例）およびＮｏ．１－２（比較例）の磁石表面近傍の断面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：日本電子製ＪＣＭ－６０００）で観察し、主相結晶粒におけるＴｂの濃化層を確認した。その結果、本発明例（Ｎｏ．１－１）は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の表層領域において、主相外殻部に重希土類元素ＲＨ（Ｔｂ）の薄いシャル相（ＲＨ濃化層）が分布しているのを確認できたのに対し、比較例（Ｎｏ．２－１）は、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の表層領域において、主相の中央部分に近いところまでも重希土類元素ＲＨ（Ｔｂ）が拡散していることを確認した。

また、Ｎｏ．１－１及びＮｏ．１－２の磁石中央部におけるＴｂの量を測定した所、Ｎｏ．１－１はＴｂが測定されたのに対し、Ｎｏ．１－２はＴｂが測定されなかった。

実験例２
実施例１のＮｏ．1-ＡのＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を準備した。そして、表３のＮｏ．２－ａ～２－ｅに示す組成の合金粉末をアトマイズ法により作成することにより、拡散源粉末を用意した。得られた拡散源粉末の粒度は１０６μｍ以下であった。

次に、表５の加熱時間にて行う以外は、実施例１と同様にして熱処理（拡散処理）を行った。更に拡散処理後のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石に対し、実施例１と同様にして第二の熱処理を行いＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｎｏ．２－１～２－１１）を得た。得られたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石（Ｎｏ．２－１～２－１１）の磁気特性をＢ－ＨトレーサによってＢ_ｒ及びＨ_ｃＪを測定した。結果を表５に示す。

表５に示すように、同じＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材および拡散源粉末を用いた本発明例と比較例（Ｎｏ．２－１および２－２、Ｎｏ．２－３および２－４、Ｎｏ．２－５および２－６、Ｎｏ．２－７および２－８、Ｎｏ．２－９および２－１０）をそれぞ比べると、いずれも本発明例の方がＢ_ｒの低下を抑制しつつ、高いＨ_ｃＪが得られている。また、Ｎｏ．２－９（加熱時間：３８時間）とＮｏ．２－１１（加熱時間：４５時間）の本発明例を比べると同等の磁気特性レベルである。そのため、加熱する時間は３０時間以上４５時間以下が好ましく、３０時間以上４０時間以下がさらに好ましい。

本開示により得られたＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石は、ハードディスクドライブのボイスコイルモータ（ＶＣＭ）や、電気自動車用（ＥＶ、ＨＶ、ＰＨＶなど）モータ、産業機器用モータなどの各種モータや家電製品等などに好適に利用することができる。

Claims

軽希土類元素ＲＬ（ＲＬはＮｄ、ＰｒおよびＣｅからなる群から選択された少なくとも１種）を主たる希土類元素Ｒとして含有するＲ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型化合物結晶粒を主相として有
するＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材（ＴはＦｅ又はＦｅとＣｏ）を用意する工程と、
Ｔｂ、Ｎｄ、Ｐｒ、およびＣｕを含む合金の粉末から形成した拡散源粉末を用意する工程と、
前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面の少なくとも一部に、前記拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる工程と、
前記拡散源粉末が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、９００℃超９５０℃以下の温度で３０時間以上４５時間以下加熱する熱処理をして、前記拡散源粉末に含まれる重希土類元素ＲＨを前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面から内部に拡散する拡散工程と、
を含み、
前記拡散源粉末の少なくとも一部を接触させる工程は、
前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の表面に粘着剤を塗布する工程と、
前記粘着剤に前記拡散源粉末を接触させる工程と、
を含み、
前記熱処理の時間は、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の温度が設定温度になった時を開始点として計測される、Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。
前記拡散工程において、前記拡散源粉末が接触した状態のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材を、前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の焼結温度以下の温度で３５時間以上４０時間以下加熱する熱処理をする、請求項１に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。
前記Ｒ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石素材の厚さ方向の寸法は１ｍｍ以上５ｍｍ以下である、請求項１または２に記載のＲ－Ｔ－Ｂ系焼結磁石の製造方法。