高性能バルク磁石のための強加工技術開発

＜磁石プロの視点＞
　現在、産総研で研究開発を行っているSmFeN系材料は非常に酸化し易く、不安定な材料です。そのため、永久永久磁石にするための過去の実用化開発ではボンド磁石としてのアプローチをメインに考えられてきました。しかし、ボンド磁石では焼結型ネオジム磁石に匹敵するような磁気性能を得ることは到底無理であり、焼結型ネオジム磁石のような高密度化したバルクのSmFeN系磁石の出現が望まれています。
　そこで、Sm₂Fe₁₇N₃磁石の実用化を目指す産総研の開発プロジェクトは、まず第一に焼結型Sm₂Fe₁₇N₃磁石でバルク化を計ろうとしています。そのための克服しなければならない技術課題をいくつか取り上げ、そのための開発プロジェクトを複数立ち上げています。
　本稿ですでにご紹介してきましたが、例えば「高品質なサブミクロンサイズ希土類磁石粉末の合成」、「熱プラズマ法による金属ナノ粉末合成技術の開発」、「低酸素微粉砕技術の開発」、「粉末コーティング技術の開発」、「低酸素粉末冶金技術の開発」などがあります。これら各工程に共通して求められる技術は、いずれも「極低酸素雰囲気中で稼働」させるという難しい技術です。
　
　一方、産総研は焼結型ではない別のアプローチでバルクのSm₂Fe₁₇N₃磁石の実用化も試みています。
以下にそのプロジェクト「高性能バルク磁石のための強加工技術開発」をご紹介します。
　この技術は、すでにネオジム磁石でダイドー電子が実用化している「熱間加工ネオジム磁石」と類似している技術になるようです。この熱間加工ネオジム磁石は、ネオジムボンド磁石の材料と同様、超急冷法によって作られたネオジム・鉄・ボロン(NdFeB)粉末をホットプレスしたのち、特殊な熱間加工により成形して異方性磁石にする製法で製造されます。微細結晶組織を保ったままホットプレス、熱間押出し成形を行い、理論密度に近い高密度と高いラジアル配向度を実現して、焼結磁石に近い性能を得られというネオジム磁石です。
　今回の表題の技術が「熱間加工ネオジム磁石」どれほど近い技術かの詳細は不明ですが、高密度バルク型SmFeN系磁石の実現を目指す方策として、ひとつの有力な技術であることは間違いありません。

【産総研の永久磁石研究開発－8】＊産総研ホームページより
＜高性能バルク磁石のための強加工技術開発＞
　強加工法はプレス加工のように材料をたたいたり引き伸ばしたりする事で任意形状を得るために使われる手法ですが、実は材料内部の結晶粒を微細化し、結晶方位を揃える事 (集合組織化 texturing) にも利用する事ができます。永久磁石において、結晶粒の微細化と集合組織化は高性能を引き出す上でも重要です (図参照)。当グループでは高圧ねじり加工や熱間据込加工を活用し、次世代磁石材料候補の筆頭であるナノコンポジット磁石ナノ組織の最適化に取り組んできており、現在も研究を進めています。これと並行して、難焼結材であるSm-Fe-N磁石のバルク化を目指し、粉末圧延法の改良にも取り組んでいます。