DE3808234A1

DE3808234A1 - Nd-fe-b-gruppen-permanentmagnetmaterialien

Info

Publication number: DE3808234A1
Application number: DE19883808234
Authority: DE
Inventors: Naomasa Kimura
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1987-03-18
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1988-10-06
Also published as: JPS63230852A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe, die ausgezeichnete magnetische Eigen schaften aufweisen.

Legierungen der Sm-Co-Gruppe weisen eine große Koerzitiv kraft H _c (Oe : Oersted, 1 Oe=80 A/m) und ein großes maxi males Energieprodukt (BH) _max (wobei B die magnetische Flußdichte (G) und H die magnetische Feldstärke (Oe) ist) auf, und diese Materialien sind als ausgezeichnete Perma nentmagnetmaterialien bekannt. In den vergangenen Jahren sind Legierungen der Nd-Fe-B-Gruppe vorgeschlagen worden, die magnetische Eigenschaften aufweisen, die weitaus besser als diejenigen der ersterwähnten magnetischen Materialien sind. Das maximale Energieprodukt (BH) _max dieser Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe erreicht einen Wert in der Größe von 45 MGOe (Megagauß-Oersted bzw. 360 000 AVs/m³). Aus der Tatsache, daß die höchste Leistung der Permanentmagnetmaterialien der Sm-Co-Gruppe gemäß Stand der Technik in der Größe von 30 MGOe (240 000 AVs/m³) liegt, ist erkennbar, von welch hoher Qualität die magne tische Funktion bzw. Leistung ist.

Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe werden über einen pulvermetallurgischen Prozeß ähnlich wie die Permanentmagnetmaterialien der Sm-Co-Gruppe erhalten, und sie erhalten eine gewünschte hochmagnetische Funktion durch eine Härtungswärmebehandlung nach dem Sintern.

Für die Zukunft besteht ein technisches Problem darin, die magnetischen Eigenschaften der entwickelten Permanent magnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe mit großer Leistung weiter zu verbessern.

Die Erfindung ist bezüglich dieses Standes der Technik ausgeführt worden und die zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, die magnetischen Eigenschaften der Permanentmag netmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe zu verbessern.

Diese Aufgabe ist bei Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B- Gruppe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Eine bevorzugte Variante dieser Permanentmagnetmaterialien ist Gegenstand des Anspruchs 2.

Erfindungsgemäß sind somit Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe vorgesehen worden, bei denen 1,8 ∼ 6,5 Gew.-% Kupfer (Cu) zu Legierungen der Nd-Fe-B-Gruppe zugefügt sind und deren atomares Verhältnis durch die folgende Gleichung (1) dargestellt ist:

Cu : Nd : Fe : B = x : (15 - x) : 77 : 8 (1)

wobei x=2 ∼ 6 ist.

Ein besonders bevorzugter Bereich für den Zusatz von Kupfer ist 2,7 ∼ 5,5 Gew.-% (x=3 ∼ 5).

Während es bekannt war, daß die magnetischen Eigenschaften von Legierungen der Nd-Fe-B-Gruppe etwas dadurch verbessert werden können, daß Niobium (Nb) zugefügt wird, ist im Ver lauf der Erfindung festgestellt worden, daß die magnetischen Eigenschaften dieser Legierungen durch den Zusatz einer kleinen Kupfermenge stark verbessert werden können.

Die Erfindung wird im folgenden weiter an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Abschreckvor richtung für geschmolzenes Metall, die zur Vorbe reitung eines Testbandes einer Nd-Fe-B-Legierung mit Kupferzusatz vorgesehen ist,

Fig. 2 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Kupferzusatzmenge in einer Cu-Nd-Fe-B-Legierung und der remanenten Magnetflußdichte (Br) dar stellt,

Fig. 3 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Kupferzusatzmenge in einer Cu-Nd-Fe-B-Legierung und der Koerzitivkraft ( _i H _c ) darstellt, und

Fig. 4 ein Diagramm, das die Beziehung zwischen der Kupferzusatzmenge in einer Cu-Nd-Fe-B-Legierung und dem Produkt _i H _c×Br und die Beziehung zwischen der Nb-Zusatzmenge in einer Nb-Nd-Fe-B-Legierung und dem Produkt darstellt.

Untersuchungsbeispiel

1. Als Objektmaterialien für Untersuchungen wurde Cu_x Nd₁₅_-x Fe₇₇ B₈ (x=0, 2,3, 4, 5, 6) ausgewählt.
2. Ein Band dieser Untersuchungsmaterialien wurde mittels eines Abschreckprozesses für geschmolzenes Metall mittels der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung vorbereitet. Unter suchungsmaterial 1, das im Inneren eines Quarzrohres 2 mit einer um dieses gewickelten Hochfrequenzwicklung 4 ge schmolzen wurde, wurde mittels Gasdruck durch eine Düse 3 auf eine Umfangsfläche einer sich drehenden Kupferwalze 5 ausgestoßen und von dieser in Form eines Bandes 6 abge nommen. Die Bedingungen zur Bildung des Bandes sind fol gende: Düsendurchmesser0,7 mm ⌀ atmosphärisches GasArgon
(50 cmHg bzw.
66 500 Pa) Ausstoßdruck
für geschmolzenes Metall0,1 kgf/cm²
(0,1/9,81 N/cm²) Außendurchmesser
der Kupferwalze250 mm ⌀ Drehzahl der Kupferwalze500 U/min
3. Die remanente Magnetflußdichte (Br) und Koerzitivkraft ( _i H _e ) wurden bezüglich Bändern mit verschiedenen Zusam mensetzungen untersucht. Die Ergebnisse sind in Fig. 2 und 3 dargestellt. Außerdem wurde das Produkt _i H _c×Br (MGOe) der erhaltenen remanenten Magnetflußdichte (Br) und Koerzi tivkraft ( _i H _e ) berechnet und die Ergebnisse sind in Fig. 4 veranschaulicht. Zu Vergleichszwecken ist in Fig. 4 eben falls das Produkt _i H _c×Br von Materialien dargestellt, die mittels eines ähnlichen Prozesses wie die oben beschrie benen Untersuchungsmaterialien vorbereitet worden und durch Nb_y Nd₁₅_-y Fe₇₇ B₈ dargestellt sind.

Auswertung der Untersuchungsergebnisse

1. Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, wird durch Ersetzen eines Teils von Nd in Nd₁₅ Fe₇₇ B₈ durch Kupfer die re manente Magnetflußdichte (Br) beachtlich erhöht und ihr Maximum liegt bei einem Kupfergehalt von 4,1 Gew.-%.
2. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, wird nach Austausch eines Teils des Nd in Nd₁₅ Fe₇₇ B₈ durch Kupfer die Koerzitiv kraft ( _i H _c ) bei einem Kupfergehalt von 3 Gew.-% oder mehr erhöht und sie wird bei einem Kupfergehalt von 4,1 Gew.-% maximal.
3. Wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, wird nach Austausch eines Teils von Nd in Nd₁₅ Fe₇₇ B₈ durch Nb das Produkt _i H _c×Br bei einem Nb-Zusatzgehalt von 5,9 Gew.-% oder mehr etwas erhöht. Des weiteren geht aus Fig. 4 hervor, daß im Gegensatz hierzu bei obigem Fall durch Austausch eines Teils von Nd durch Kupfer das Produkt _i H _c×Br bei einem Kupfergehalt von 1,8 ∼ 6,5 Gew.-% erhöht wird und die Größe der Zunahme von _i H _c×Br bei einem Kupfergehalt von 2,7 ∼ 5,5 Gew.-% groß ist. Das Produkt _i H _c×Br wird bei einem Kupfergehalt von 4,1 Gew.-% maximal.

Wie aus obiger Beschreibung offensichtlich ist, sind durch die Erfindung somit Permanentmagnetmaterialien der Gruppe Nd-Fe-B mit einem Kupfergehalt von 1,8 ∼ 6,5 Gew.-% vorge schlagen worden, deren atomares Verhältnis durch die folgende Gleichung dargestellt ist:

Cu : Nd : Fe : B = x : (15 - x) : 77 : 8

wobei x = 2 ∼ 6 ist.

Die vorgeschlagenen Permanentmagnetmaterialien weisen aus gezeichnete magnetische Eigenschaften im Vergleich zu Nd₁₅ Fe₇₇ B₈ auf. Die remanente Magnetflußdichte (Br) beim Maximum ist 3,2mal so groß wie diejenige des Vergleichs permanentmagnetmaterials. Die restliche bzw. Koerzitivkraft ist beim Maximum 3,6mal so groß und das Produkt _i H _c×Br ist beim Maximum 11,5mal so groß.

Durch Ersetzen eines Teils von Nd in Permanentmagnet materialien der Nd-Fe-B-Gruppe durch Kupfer können somit die magnetischen Eigenschaften der Materialien außerordentlich stark verbessert werden.

Im Vorstehenden steht "∼" für den Ausdruck "bis" (z. B.: 2 ∼ 6 gleichbedeutend mit 2 bis 6).

Claims

1. Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe, deren Kupfergehalt 1,8 ∼ 6,5 Gew.-% ist und deren atomares Verhältnis durch die Gleichung Cu : Nd : Fe : B = x : (15 - x) : 77 : 8dargestellt ist, wobei x = 2 ∼ 6 ist.

2. Permanentmagnetmaterialien der Nd-Fe-B-Gruppe nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupfergehalt 2,7 ∼ 5,5 Gew.-% und x=3 ∼ 5 ist.