JP2001244105A - 磁石粉末および等方性ボンド磁石 - Google Patents

磁石粉末および等方性ボンド磁石

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JP2001244105A JP2000051368A JP2000051368A JP2001244105A JP 2001244105 A JP2001244105 A JP 2001244105A JP 2000051368 A JP2000051368 A JP 2000051368A JP 2000051368 A JP2000051368 A JP 2000051368A JP 2001244105 A JP2001244105 A JP 2001244105A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性および磁気特性に優れた磁石を提供す
ることができる磁石粉末および等方性ボンド磁石を提供
すること。 【解決手段】 本発明の磁石粉末は、Ｒx（Ｆｅ1-yＣｏ
y）100-x-z-wＢzＡｌw（ただし、Ｒは、少なくとも１種
の希土類元素、ｘ：７．１〜９．９原子％、ｙ：０〜
０．３０、ｚ：４．６〜６．９原子％、ｗ：０．０２〜
１．５原子％）で表される合金組成の溶湯を噴霧急冷す
ることにより得られる磁石粉末であって、その構成組織
が主相としてのハード磁性相と、ソフト磁性相とを有す
る複合組織である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁石粉末および等
方性ボンド磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ボンド磁石は、磁石粉末と結合樹脂（有
機バインダー）との混合物（コンパウンド）を所望の形
状に加圧形成して製造されるものであるが、その成形方
法には、圧縮成形法、押出成形法、射出成形法等が利用
されている。
【０００３】その中でも、射出成形法、押出成形法（特
に、射出成形法）は、形状選択の自由度が高く、生産性
が高いという利点がある。
【０００４】これらの成形方法を用いてボンド磁石を製
造する場合、成形機内におけるコンパウンドの流動性を
十分に高める必要がある。従来、コンパウンドの流動性
を高めるために、アトマイズ法等により製造された磁石
粉末が用いられていた。
【０００５】しかし、アトマイズ法により得られる磁石
粉末の磁気特性は、他の製造方法により得られる磁石粉
末と比較して低く、その用途等によっては、満足できる
ものではなかった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
性および磁気特性に優れた磁石を提供することができる
磁石粉末および等方性ボンド磁石を提供することにあ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（９）の本発明により達成される。
【０００８】（１） Ｒx（Ｆｅ1-yＣｏy）100-x-z-wＢ
zＡｌw（ただし、Ｒは、少なくとも１種の希土類元素、
ｘ：７．１〜９．９原子％、ｙ：０〜０．３０、ｚ：
４．６〜６．９原子％、ｗ：０．０２〜１．５原子％）
で表される合金組成の溶湯を噴霧急冷することにより得
られる磁石粉末であって、その構成組織が主相としての
ハード磁性相と、ソフト磁性相とを有する複合組織であ
ることを特微とする磁石粉末。
【０００９】（２） 前記複合組織は、ナノコンポジッ
ト組織である上記（１）に記載の磁石粉末。
【００１０】（３） 磁石粉末は、ガスまたは液体を用
いたアトマイズ法により製造されたものである上記
（１）または（２）に記載の磁石粉末。
【００１１】（４） 平均結晶粒径が５〜５００ｎｍで
ある上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の磁石粉
末。
【００１２】（５） 平均粒径が１〜１５０μｍである
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の磁石粉末。
【００１３】（６） 磁石粉末は、少なくとも１回熱処
理が施されたものである上記（１）ないし（５）のいず
れかに記載の磁石粉末。
【００１４】（７） 上記（１）ないし（６）のいずれ
かに記載の磁石粉末を結合樹脂で結合してなることを特
徴とする等方性ボンド磁石。
【００１５】（８） 上記（１）ないし（６）のいずれ
かに記載の磁石粉末と、熱可塑性樹脂とを混合してなる
組成物を射出成形または押出成形して得られることを特
徴とする等方性ボンド磁石。
【００１６】（９） Ａｌを含有する合金溶湯を噴霧急
冷することにより得られ、その構成組織が主相としての
ハード磁性相と、ソフト磁性相とを有する複合組織であ
る磁石粉末を結合樹脂で結合してなることを特徴とする
等方性ボンド磁石。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の磁石粉末および等
方性ボンド磁石の実施の形態について、詳細に説明す
る。
【００１８】［磁石粉末の合金組成］本発明の磁石粉末
は、Ｒx（Ｆｅ1-yＣｏy）100-x-z-wＢzＡｌw（ただし、
Ｒは少なくとも１種の希土類元素、ｘ：７．１〜９．９
原子％、ｙ：０〜０．３０、ｚ：４．６〜６．９原子
％、ｗ：０．０２〜１．５原子％）で表される合金組成
からなるものである。
【００１９】Ｒ（希土類元素）としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ
ｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、ミッシュメタルが
挙げられ、これらを１種または２種以上含むことができ
る。
【００２０】Ｒの含有量（含有率）は、７．１〜９．９
原子％とされる。Ｒが７．１原子％未満では、十分な保
磁力が得られず、Ａｌを添加しても保磁力の向上が少な
い。一方、Ｒが９．９原子％を超えると、磁化のポテン
シャルが下がるため、十分な磁束密度が得られなくな
る。
【００２１】ここで、ＲはＮｄおよび／またはＰｒを主
とする希土類元素であるのが好ましい。その理由は、こ
れらの希土類元素は、複合組織（特にナノコンポジット
組織）を構成するハード磁性相の飽和磁化を高め、また
磁石として良好な保磁力を実現するために有効だからで
ある。
【００２２】また、Ｒは、Ｐｒを含み、その割合がＲ全
体に対し５〜７５％であるのが好ましく、２０〜６０％
であるのがより好ましい。この範囲であると、残留磁束
密度の低下をほとんど生じることなく、保磁力および角
型性を向上させることができるためである。
【００２３】また、Ｒは、Ｄｙを含み、その割合がＲ全
体に対し１４％以下であるのが好ましい。この範囲であ
ると、残留磁束密度の著しい低下を生じることなく、保
磁力を向上させることができると共に、温度特性（熱的
安定性）の向上も可能となるからである。
【００２４】Ｃｏは、Ｆｅと同様の特性を有する遷移金
属である。このＣｏを添加すること（Ｆｅの一部を置換
すること）により、キュリー温度が高くなり、温度特性
が向上するが、Ｆｅに対するＣｏの置換比率が０．３０
を超えると、保磁力、磁束密度は共に低下する傾向を示
す。Ｆｅに対するＣｏの置換比率が０．０５〜０．２０
の範囲では、温度特性の向上のみならず、磁束密度自体
も向上するので、さらに好ましい。
【００２５】Ｂ（ボロン）は、高い磁気特性を得るのに
有効な元素であり、その含有量は、４．６〜６．９原子
％とされる。Ｂが４．６原子％未満であると、Ｂ−Ｈ
（Ｊ−Ｈ）ループにおける角型性が悪くなる。一方、Ｂ
が６．９原子％を超えると、非磁性相が多くなり、磁束
密度が急減する。
【００２６】Ａｌは、保磁力向上にとって有利な元素で
あり、特に、０．０２〜１．５原子％の範囲で保磁力向
上の効果が顕著に現れる。また、この範囲では、保磁力
向上に追随して、角型性および最大磁気エネルギー積も
向上する。さらに、耐熱性および耐食性についても良好
となる。ただし、上述したように、Ｒが７．１原子％未
満では、Ａｌ添加によるこのような効果は非常に小さ
い。また、Ａｌが１．５原子％を超えると、磁化の低下
が生じる。
【００２７】なお、Ａｌ自体は新規な物質ではないが、
本発明では、実験、研究を重ねた結果、ソフト磁性相と
ハード磁性相を有する複合組織で構成される磁石粉末に
おいて、Ａｌを０．０２〜１．５原子％の範囲で含有せ
しめることにより、優れた角型性、最大磁気エネルギ
ー積を確保しつつ保磁力の向上が図れる、不可逆減磁
率の改善（絶対値の低減）が図れる、良好な耐食性を
保持できる、という３つの効果が得られること、特にこ
れらの効果が同時に得られることを見出したものであ
り、この点に本発明の意義がある。
【００２８】このように、本発明では、Ａｌを微量また
は少量含有せしめることにその特徴を見出したものであ
り、１．５原子％を超える量を添加することは、むしろ
逆効果であり、本発明の意図するところではない。
【００２９】なお、Ａｌ含有量の好ましい範囲は、前述
したように０．０２〜１．５原子％であるが、この範囲
の上限値は、１．０原子％であるのがより好ましく、
０．８原子％であるのがさらに好ましい。
【００３０】また、磁気特性をさらに向上させる等の目
的で、磁石粉末を構成する合金中には、必要に応じ、Ｃ
ｕ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｔｉ、Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
Ｈｆ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｐ、Ｇｅ、Ｃｒ、Ｗよりなる群（以
下この群を「Ｑ」で表す）から選択される少なくとも１
種の元素を含有することもできる。Ｑに属する元素を含
有する場合、その含有量は、２原子％以下であるのが好
ましく、０．１〜１．５原子％であるのがより好まし
く、０．２〜１．０原子％であるのがさらに好ましい。
【００３１】Ｑに属する元素の含有は、その種類に応じ
た固有の効果を発揮する。例えば、Ｃｕ、Ｓｉ、Ｇａ、
Ｖ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｎｂは、耐食性を向上させる効
果がある。
【００３２】［複合組織］また、磁石粉末は、主相とし
てのハード磁性相と、ソフト磁性相とを有する複合組織
で構成されている。
【００３３】この複合組織（ナノコンポジット組織）
は、ソフト磁性相１０とハード磁性相１１とが、例え
ば、図１、図２または図３に示すようなパターン（モデ
ル）で存在しており、各相の厚さや粒径がナノメーター
レベルで存在している。そして、ソフト磁性相１０とハ
ード磁性相１１とが相隣接し（粒界相を介して隣接する
場合も含む）、磁気的な交換相互作用を生じる。
【００３４】この複合組織の主相は、ハード磁性相であ
る。これにより、保磁力および角型性に優れた磁気特性
が得られる。
【００３５】各相の平均結晶粒径は、５〜５００ｎｍで
あるのが好ましく、１０〜２００ｎｍであるのがより好
ましい。各相の平均結晶粒径が下限値未満であると、結
晶粒間の交換相互作用の影響が強くなり過ぎて、磁化反
転が容易になり、保磁力が劣化する場合がある。
【００３６】一方、各相の平均結晶粒径が上限値を超え
ると、結晶粒径の粗大化と、結晶粒間の交換相互作用の
影響が弱くなることから、磁束密度、保磁力、角型性、
最大エネルギー積が劣化する場合がある。
【００３７】なお、図１〜図３に示すパターンは、一例
であって、これらに限られるものではない。
【００３８】ソフト磁性相の磁化は、外部磁界の作用に
より容易にその向きを変えるので、主相であるハード磁
性相に混在すると、系全体の磁化曲線は、Ｂ−Ｈ図の第
二象現で段のある「へび型曲線」となる。しかし、ソフ
ト磁性相のサイズが十分小さい場合には、ソフト磁性体
の磁化が周囲のハード磁性体の磁化との結合によって十
分強く拘束され、系全体がハード磁性体として振舞うよ
うになる。
【００３９】このような複合組織（ナノコンポジット組
織）を持つ磁石は、主に、以下に挙げる特徴１）〜５）
を有している。
【００４０】１）Ｂ−Ｈ図（Ｊ−Ｈ図）の第二象現で、
磁化が可逆的にスプリングバックする（この意味で「ス
プリング磁石」とも言う）。 ２）着磁性が良く、比較的低い磁場で着磁できる。 ３）磁気特性の温度依存性がハード磁性相単独の場合に
比べて小さい。 ４）磁気特性の経時変化が小さい。 ５）微粉砕しても磁気特性が劣化しない。
【００４１】前述した合金組成において、ハード磁性相
およびソフト磁性相は、例えば次のようなものとなる。
【００４２】ハード磁性相：Ｒ2ＴＭ14Ｂ系（ただし、
ＴＭは、ＦｅまたはＦｅとＣｏ）、またはＲ2（ＴＭ，
Ａｌ）14Ｂ系（あるいは、Ｒ2（ＴＭ，Ｑ）14Ｂ系、Ｒ2
（ＴＭ，Ａｌ，Ｑ）14Ｂ系） ソフト磁性相：ＴＭ（特にα−Ｆｅ，α−（Ｆｅ，Ｃ
ｏ））、またはＴＭとＡｌとの合金相、ＴＭとＢとの化
合物相、ＴＭとＢとＡｌとの化合物相（あるいは、これ
らのＱを含む相）
【００４３】［磁石粉末の製造方法］本発明の磁石粉末
は、噴霧法を用いて、前述した合金組成の溶湯を噴霧急
冷することにより製造されたものである。噴霧法として
は、例えば、水、液体窒素、液体アルゴン等の液体を用
いた液体急冷アトマイズ法や、アルゴンガス、ヘリウム
ガス、窒素ガス等の不活性ガスを用いたガスアトマイズ
法等が挙げられる。
【００４４】このような方法を用いることにより、製造
条件の設定等により、略球形状等の磁石粉末を容易に製
造することができる。
【００４５】また、粉砕等の工程を経ることなく、磁石
粉末が直接得られるので、製造工程が簡略化され、低コ
スト化が可能となる。
【００４６】以下、ガスアトマイズ法の一例について説
明する。ガスアトマイズ法により、磁石粉末を製造する
装置（磁石粉末製造装置）は、磁石材料を収納しうる筒
体と、不活性ガスを噴射するガス噴射ノズルとで構成さ
れている。
【００４７】筒体の下端には、磁石材料（合金）の溶湯
を射出するノズル（オリフィス）が形成されている。
【００４８】また、筒体のノズル近傍の外周には、加熱
用のコイルが配置され、このコイルに例えば、高周波を
印加することにより、筒体内を加熱し、筒体内の磁石材
料を溶解状態にする。合金溶湯が流出するノズルの直下
には、ガス噴射ノズルが設けられている。
【００４９】このような磁石粉末製造装置は、チャンバ
ー内に設置され、該チャンバー内に、好ましくは不活性
ガスやその他の雰囲気ガスが充填された状態で作動す
る。特に、磁石粉末の酸化を防止するために、雰囲気ガ
スは、例えばアルゴンガス、ヘリウムガス、窒素ガス等
の不活性ガスであるのが好ましい。
【００５０】磁石粉末製造装置では、筒体内に磁石材料
（合金）を入れ、コイルにより加熱して溶融し、その溶
湯をノズルから吐出すると、ノズルの直下に設けられた
ガス噴射ノズルから、アルゴンガス、ヘリウムガス、窒
素ガス等の不活性ガスが噴射され、合金溶湯は、急冷さ
れ磁石粉末が得られる。
【００５１】このとき、ノズル（オリフィス）から流出
させる合金溶湯の温度は、合金組成等により若干異なる
が、１２００〜１６００℃であるのが好ましく、１３０
０〜１５００℃であるのがより好ましい。
【００５２】また、ガス噴射ノズルから噴射される不活
性ガスの圧力は、特に限定されないが、１０〜２００ｋ
ｇｆ／ｃｍ2であるのが好ましく、１５〜１００ｋｇｆ
／ｃｍ2であるのがより好ましい。
【００５３】また、磁石粉末の平均粒径は、１〜１５０
μｍであるのが好ましく、５〜８０μｍであるのがより
好ましい。磁石粉末の平均粒径が、下限値未満である
と、磁石粉末表面の酸化している部分の体積率が粉末の
全体積に比べて無視できなくなり、結果として低い磁気
特性しか得られない場合がある。また発火の恐れがある
など取扱上の問題も生じる。一方、磁石粉末の平均粒径
が、上限値を超えると、磁石粉末がボンド磁石の製造に
用いられる場合、ボンド磁石の成形時における磁石用組
成物（コンパウンド）の流動性が十分に得られない可能
性がある。
【００５４】また、ボンド磁石の成形時のより良好な成
形性を得るために、得られる磁石粉末の粒径分布は、あ
る程度分散されている（バラツキがある）のが好まし
い。これにより、得られたボンド磁石の空孔率を低減す
ることができ、その結果、ボンド磁石中の磁石粉末の含
有量を同じとしたときに、ボンド磁石の密度や機械的強
度をより高めることができ、磁気特性をさらに向上する
ことができる。
【００５５】なお、得られた磁石粉末に対しては、例え
ば、非晶質組織の再結晶化の促進、組織の均質化等を目
的として、少なくとも１回熱処理を施すこともできる。
この熱処理の条件としては、例えば、４００〜９００℃
で、０．５〜３００分程度とすることができる。
【００５６】また、この熱処理は、酸化を防止するため
に、真空または減圧状態下（例えば１×１０-1〜１×１
０-6Ｔｏｒｒ）、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、ヘ
リウムガス等の不活性ガス中のような、非酸化性雰囲気
中で行うのが好ましい。
【００５７】以上のような磁石粉末を用いてボンド磁石
を製造した場合、そのような磁石粉末は、結合樹脂との
結合性（結合樹脂の濡れ性）が良く、そのため、このボ
ンド磁石は、機械的強度が高く、熱安定性（耐熱性）、
耐食性が優れたものとなる。従って、当該磁石粉末は、
ボンド磁石の製造に適している。
【００５８】［ボンド磁石およびその製造］次に、本発
明の等方性ボンド磁石（以下、単に「ボンド磁石」とも
言う）について説明する。
【００５９】本発明のボンド磁石は、好ましくは、前述
の磁石粉末を結合樹脂で結合してなるものである。
【００６０】結合樹脂（バインダー）としては、熱可塑
性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。
【００６１】熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミ
ド（例：ナイロン６、ナイロン４６、ナイロン６６、ナ
イロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロ
ン１２、ナイロン６−１２、ナイロン６−６６）、熱可
塑性ポリイミド、芳香族ポリエステル等の液晶ポリマ
ー、ポリフェニレンオキシド、ポリフェニレンサルファ
イド、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸
ビニル共重合体等のポリオレフィン、変性ポリオレフィ
ン、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート、ポ
リエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレー
ト等のポリエステル、ポリエーテル、ポリエーテルエー
テルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール等、
またはこれらを主とする共重合体、ブレンド体、ポリマ
ーアロイ等が挙げられ、これらのうちの１種または２種
以上を混合して用いることができる。
【００６２】これらのうちでも、成形性が特に優れてお
り、機械的強度が高いことから、ポリアミド、耐熱性向
上の点から、液晶ポリマー、ポリフェニレンサルファイ
ドを主とするものが好ましい。また、これらの熱可塑性
樹脂は、磁石粉末との混練性にも優れている。
【００６３】このような熱可塑性樹脂は、その種類、共
重合化等により、例えば成形性を重視したものや、耐熱
性、機械的強度を重視したものというように、広範囲の
選択が可能となるという利点がある。
【００６４】一方、熱硬化性樹脂としては、例えば、ビ
スフェノール型、ノボラック型、ナフタレン系等の各種
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン
樹脂、ポリエステル（不飽和ポリエステル）樹脂、ポリ
イミド樹脂、シリコーン樹脂、ポリウレタン樹脂等が挙
げられ、これらのうちの１種または２種以上を混合して
用いることができる。
【００６５】これらのうちでも、成形性が特に優れてお
り、機械的強度が高く、耐熱性に優れるという点から、
エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、シリ
コーン樹脂が好ましく、エポキシ樹脂が特に好ましい。
また、これらの熱硬化性樹脂は、磁石粉末との混練性、
混練の均一性にも優れている。
【００６６】なお、使用される熱硬化性樹脂（未硬化）
は、室温で液状のものでも、固形（粉末状）のものでも
よい。
【００６７】このような本発明のボンド磁石は、例えば
次のようにして製造される。磁石粉末と、結合樹脂と、
必要に応じ添加剤（酸化防止剤、潤滑剤等）とを混合、
混練（例えば、温間混練）してボンド磁石用組成物（コ
ンパウンド）を製造し、このボンド磁石用組成物を用い
て、射出成形、押出成形、圧縮成形（プレス成形）等の
成形方法により、無磁場中で所望の磁石形状に成形す
る。結合樹脂が熱硬化性樹脂の場合には、成形後、加熱
等によりそれを硬化する。
【００６８】射出成形は、磁石の形状に対する自由度が
大きく、特に複雑な形状の磁石をも容易に製造できると
いう利点を有している。また、押出成形は、射出成形と
同様に、磁石の形状に対する自由度が大きく、生産性も
高いという利点を有している。
【００６９】本発明の磁石粉末は、高い流動性を有して
おり、ボンド磁石を押出成形または射出成形により製造
するのに適している。したがって、押出成形または射出
成形により製造されたボンド磁石であるのが好ましい。
【００７０】ボンド磁石中の磁石粉末の含有量（含有
率）は、特に限定されず、通常は、成形方法や、成形性
と高磁気特性との両立を考慮して決定される。具体的に
は、７５〜９９．５ｗｔ％程度であるのが好ましく、８
５〜９７．５ｗｔ％程度であるのがより好ましい。
【００７１】特に、ボンド磁石が押出成形または射出成
形により製造されたものの場合には、磁石粉末の含有量
は、７５〜９８ｗｔ％程度であるのが好ましく、８５〜
９７ｗｔ％程度であるのがより好ましい。
【００７２】この場合、用いられる結合樹脂は、混練
時、成形時におけるコンパウンドの流動性の点で、前述
した熱可塑性樹脂であるのが好ましい。
【００７３】また、ボンド磁石が圧縮成形により製造さ
れたものの場合には、磁石粉末の含有量は、９０〜９
９．５ｗｔ％程度であるのが好ましく、９３〜９８．５
ｗｔ％程度であるのがより好ましい。
【００７４】本発明では、磁石粉末の磁束密度、保磁力
が大きいので、ボンド磁石に成形した場合に、磁石粉末
の含有量が多い場合はもちろんのこと、含有量が比較的
少ない場合でも、優れた磁気特性（特に、高い最大磁気
エネルギー積（ＢＨ）max）が得られる。したがって、
射出成形や押出成形のように、圧縮成形に比べ磁石粉末
の含有量（含有率）を高くすることのできない方法でボ
ンド磁石が製造される場合でも、優れた磁気特性が得ら
れる。
【００７５】本発明のボンド磁石の形状、寸法等は特に
限定されず、例えば、形状に関しては、例えば、円柱
状、角柱状、円筒状（リング状）、円弧状、平板状、湾
曲板状等のあらゆる形状のものが可能であり、その大き
さも、大型のものから超小型のものまであらゆる大きさ
のものが可能である。
【００７６】
【実施例】次に、本発明の具体的実施例について説明す
る。
【００７７】（実施例１）以下に述べるような方法で合
金組成が（Ｎｄ0.7Ｐｒ0.25Ｄｙ0.05）8.6Ｆｅba lＣｏ
7.0Ｂ5.4Ａｌwで表される磁石粉末（Ａｌ含有量ｗを種
々変化させた７種の磁石粉末）を得た。
【００７８】まず、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｂ、Ａｌの各原料を秤量して母合金インゴットを鋳造し
た。
【００７９】不活性ガス雰囲気中で、底部に直径３ｍｍ
のオリフィスが設けられたるつぼ内で前記母合金を溶解
し、合金溶湯を得た。この合金溶湯の温度を１３５０℃
としたところで、オリフィスからこの合金溶湯を流出さ
せた。このとき、オリフィスの直下にあるガス噴射ノズ
ルからアルゴンガスを５０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で噴射
して、合金溶湯を急冷することにより磁石粉末を得た。
このようにして得られた各磁石粉末の平均粒径を表１に
示す。
【００８０】得られた各磁石粉末に対して、アルゴンガ
ス雰囲気中、７００℃×６００秒の熱処理を施した。
【００８１】この熱処理の施された磁石粉末について、
その相構成を分析するため、Ｃｕ−Ｋαを用い回折角２
０°〜６０°にてＸ線回折を行った。回折パターンか
ら、主相として、Ｒ2（Ｆｅ・Ｃｏ）14Ｂ型相（ハード
磁性相）が存在し、また、それとともに、α−（Ｆｅ，
Ｃｏ）型相（ソフト磁性相）が存在することが確認され
た。さらに、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結
果から、いずれも、複合組織（ナノコンポジット組織）
を形成していることが確認された。各磁石粉末につい
て、各相の平均結晶粒径を表１に示す。
【００８２】この磁石粉末に、ポリアミド樹脂（ナイロ
ン１２）と、少量のヒドラジン系酸化防止剤および潤滑
剤とを混合し、これらを２２５℃×１５分間、混練して
ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。この
とき、磁石粉末とポリアミド樹脂（ナイロン１２）との
配合比率（重量比）は、各ボンド磁石についてほぼ等し
い値とした。すなわち、各ボンド磁石中の磁石粉末の含
有量（含有率）は、約９３ｗｔ％であった。
【００８３】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を射出成形機（（株）日本製鋼所製、
Ｊ５０−Ｅ２）を用いて射出成形し、直径１０ｍｍ×高
さ７ｍｍの円柱状の等方性ボンド磁石を得た。成形時の
金型温度は、９０℃、射出シリンダー内温度は、２２５
℃であった。
【００８４】これらのボンド磁石について、磁場強度
３．２ＭＡ／ｍのパルス着磁を施した後、直流自記磁束
計（東英工業（株）製、ＴＲＦ−５ＢＨ）にて最大印加
磁場２．０ＭＡ／ｍで磁気特性（磁束密度Ｂｒ、保磁力
ＨcJおよび最大磁気エネルギー積（ＢＨ）max）を測定
した。測定時の温度は、２３℃（室温）であった。
【００８５】各ボンド磁石について、Ａｌ含有量ｗ、磁
束密度Ｂｒ、保磁力ＨcJ、および最大磁気エネルギー積
（ＢＨ）maxの値を表１に示す。
【００８６】
【表１】
【００８７】表１から明らかなように、サンプルＮｏ．
２〜Ｎｏ．６（本発明）のボンド磁石は、いずれも、優
れた磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、最大磁気エネルギー
積（ＢＨ）maxおよび保磁力ＨcJ）を有しているのに対
し、サンプルＮｏ．１、Ｎｏ．７（比較例）のボンド磁
石は、磁気特性が劣っている。
【００８８】（実施例２）以下に述べるような方法で合
金組成が（Ｎｄ0.65Ｐｒ0.25Ｄｙ0.1）8.6Ｆｅba lＣｏ
7.0Ｂ5.5Ａｌwで表される磁石粉末（Ａｌ含有量ｗを種
々変化させた７種の磁石粉末）を得た。
【００８９】まず、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｂ、Ａｌの各原料を秤量して母合金インゴットを鋳造し
た。
【００９０】不活性ガス雰囲気中で、底部に直径３ｍｍ
のオリフィスが設けられたるつぼ内で前記母合金を溶解
し、合金溶湯を得た。この合金溶湯の温度を１３５０℃
としたところで、オリフィスからこの合金溶湯を流出さ
せた。このとき、オリフィスの直下にあるガス噴射ノズ
ルからアルゴンガスを６０ｋｇｆ／ｃｍ2の圧力で噴射
して、合金溶湯を急冷することにより磁石粉末を得た。
このようにして得られた各磁石粉末の平均粒径を表２に
示す。
【００９１】得られた各磁石粉末に対して、アルゴンガ
ス雰囲気中、７００℃×６００秒の熱処理を施した。
【００９２】この熱処理の施された磁石粉末について、
その相構成を分析するため、Ｃｕ−Ｋαを用い回折角２
０°〜６０°にてＸ線回折を行った。回折パターンか
ら、主相として、Ｒ2（Ｆｅ・Ｃｏ）14Ｂ型相（ハード
磁性相）が存在し、また、それとともに、α−（Ｆｅ，
Ｃｏ）型相（ソフト磁性相）が存在することが確認され
た。さらに、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）による観察結
果から、いずれも、複合組織（ナノコンポジット組織）
を形成していることが確認された。各磁石粉末につい
て、各相の平均結晶粒径を表２に示す。
【００９３】この磁石粉末に、ポリアミド樹脂（ナイロ
ン１２）と、少量のヒドラジン系酸化防止剤および潤滑
剤とを混合し、これらを２２５℃×１５分間、混練して
ボンド磁石用組成物（コンパウンド）を作製した。この
とき、磁石粉末とポリアミド樹脂（ナイロン１２）との
配合比率（重量比）は、各ボンド磁石についてほぼ等し
い値とした。すなわち、各ボンド磁石中の磁石粉末の含
有量（含有率）は、約９５ｗｔ％であった。
【００９４】次いで、このコンパウンドを粉砕して粒状
とし、この粒状物を押出成形機を用いて押出成形し、所
定長さに切断して、直径１０ｍｍ×高さ７ｍｍの円柱状
の等方性ボンド磁石を得た。成形時の金型温度は、１５
０℃であった。
【００９５】これらのボンド磁石について、磁場強度
３．２ＭＡ／ｍのパルス着磁を施した後、直流自記磁束
計（東英工業（株）製、ＴＲＦ−５ＢＨ）にて最大印加
磁場２．０ＭＡ／ｍで磁気特性（磁束密度Ｂｒ、保磁力
ＨcJおよび最大磁気エネルギー積（ＢＨ）max）を測定
した。測定時の温度は、２３℃（室温）であった。
【００９６】各ボンド磁石について、Ａｌ含有量ｗ、磁
束密度Ｂｒ、保磁力ＨcJ、および最大磁気エネルギー積
（ＢＨ）maxの値を表２に示す。
【００９７】
【表２】
【００９８】表２から明らかなように、サンプルＮｏ．
９〜Ｎｏ．１３（本発明）のボンド磁石は、いずれも、
優れた磁気特性（残留磁束密度Ｂｒ、最大磁気エネルギ
ー積（ＢＨ）maxおよび保磁力ＨcJ）を有しているのに
対し、サンプルＮｏ．８、Ｎｏ．１４（比較例）のボン
ド磁石は、磁気特性が劣っている。
【００９９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果が得られる。
【０１００】・磁石粉末が主相としてのハード磁性相
と、ソフト磁性相とを有する複合組織で構成されている
ため、高い磁化が得られるとともに、適度な保磁力を有
し、また着磁性にも優れている。 ・射出成形法、押出成形法等の形状選択の自由度が高く
生産性が高い製造方法によりボンド磁石を製造するのに
適している。 ・磁石粉末は、合金溶湯を噴霧急冷することにより、粉
砕等の工程を経ることなく直接得られるので、製造工程
が簡略化され、低コスト化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁石粉末における複合組織（ナノコン
ポジット組織）の一例を模式的に示す図である。
【図２】本発明の磁石粉末における複合組織（ナノコン
ポジット組織）の一例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の磁石粉末における複合組織（ナノコン
ポジット組織）の一例を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０ ソフト磁性相 １１ ハード磁性相
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 33/02 Ｃ２２Ｃ 33/02 Ｄ 38/00 ３０３Ｄ 38/00 ３０３ Ｈ０１Ｆ 1/08 Ａ Ｈ０１Ｆ 1/08 1/06 Ａ Ｆターム(参考） 4K017 AA06 BA06 BB06 BB12 BB13 CA07 DA04 EB05 EK01 FA05 FA07 FA11 FA15 4K018 AA27 BA18 BD01 GA04 KA46 KA62 5E040 AA04 AA19 AC05 BB04 BD00 CA01 HB07 HB11 HB17 NN01 NN06

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｒx（Ｆｅ1-yＣｏy）100-x-z-wＢzＡｌw
    （ただし、Ｒは、少なくとも１種の希土類元素、ｘ：
    ７．１〜９．９原子％、ｙ：０〜０．３０、ｚ：４．６
    〜６．９原子％、ｗ：０．０２〜１．５原子％）で表さ
    れる合金組成の溶湯を噴霧急冷することにより得られる
    磁石粉末であって、 その構成組織が主相としてのハード磁性相と、ソフト磁
    性相とを有する複合組織であることを特微とする磁石粉
    末。
  2. 【請求項２】 前記複合組織は、ナノコンポジット組織
    である請求項１に記載の磁石粉末。
  3. 【請求項３】 磁石粉末は、ガスまたは液体を用いたア
    トマイズ法により製造されたものである請求項１または
    ２に記載の磁石粉末。
  4. 【請求項４】 平均結晶粒径が５〜５００ｎｍである請
    求項１ないし３のいずれかに記載の磁石粉末。
  5. 【請求項５】 平均粒径が１〜１５０μｍである請求項
    １ないし４のいずれかに記載の磁石粉末。
  6. 【請求項６】 磁石粉末は、少なくとも１回熱処理が施
    されたものである請求項１ないし５のいずれかに記載の
    磁石粉末。
  7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載の磁
    石粉末を結合樹脂で結合してなることを特徴とする等方
    性ボンド磁石。
  8. 【請求項８】 請求項１ないし６のいずれかに記載の磁
    石粉末と、熱可塑性樹脂とを混合してなる組成物を射出
    成形または押出成形して得られることを特徴とする等方
    性ボンド磁石。
  9. 【請求項９】 Ａｌを含有する合金溶湯を噴霧急冷する
    ことにより得られ、その構成組織が主相としてのハード
    磁性相と、ソフト磁性相とを有する複合組織である磁石
    粉末を結合樹脂で結合してなることを特徴とする等方性
    ボンド磁石。
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