JP2002030378A - Method for producing iron-based permanent magnet alloy by control of crystallization heat generating temperature - Google Patents

Method for producing iron-based permanent magnet alloy by control of crystallization heat generating temperature

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JP2002030378A
JP2002030378A JP2000215414A JP2000215414A JP2002030378A JP 2002030378 A JP2002030378 A JP 2002030378A JP 2000215414 A JP2000215414 A JP 2000215414A JP 2000215414 A JP2000215414 A JP 2000215414A JP 2002030378 A JP2002030378 A JP 2002030378A
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JP
Japan
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iron
phase
crystallization
temperature
rare earth
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JP2000215414A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshio Mitsugi
敏夫 三次
Hirokazu Kanekiyo
裕和 金清
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Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To decide the combination and ratios of rare earth elements to be added to an iron-based alloy magnet by a systematic means and to impart excellent magnet characteristics thereto. SOLUTION: In this method for producing a fine crystal type iron-based alloy magnet having two or more metastable phases including hard magnetic phase, a stage in which an iron-based alloy containing a rare earth element R (R is Pr or Nd), a rare earth element R' having an atomic number A larger than that of the rare earth element R and a rare earth element R" having an atomic number A smaller than that of the rare earth element R is prepared, a stage in which the molten metal of the iron- based alloy is rapidly cooled, by which a rapidly cooled alloy in which the volume ratio of an amorphous phase occupies >=90% of the whole is prepared and a heat treating stage in which the rapidly cooled alloy is heated to progress the growth of the crystals in the iron-based alloy are included. Then, by regulating the compositional ratios of R, R' and R", the crystallization heat generating temperature of one crystal phase is controlled to 585 to 615 deg.C, and further, the crystallization heat generating temperature of the other crystal phase is controlled to 610 to 640 deg.C, so that a fine and uniform crystal structure is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、各種モータやアク
チュエータに好適に使用される微細結晶型鉄基合金磁石
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a microcrystalline iron-based alloy magnet suitably used for various motors and actuators.

【0002】[0002]

【従来の技術】少なくとも硬磁性相を含む2以上の準安
定相を有する微細結晶型合金磁石の研究開発が進められ
ている。例えばFe3B/Nd2Fe14B系微細結晶型磁
石の場合、軟磁性相であるFe3B微結晶と硬磁性相で
あるNd2Fe14B微結晶が均一に分布し、交換相互作
用によって両者が磁気的に結合している。これらの微結
晶はナノメートル(nm)オーダーのサイズを持ち、両
微結晶相が複合化した組織(ナノコンポジット組織)を
構成していることから、「ナノコンポジット磁石」と呼
ばれる場合がある。
2. Description of the Related Art Research and development of microcrystalline alloy magnets having two or more metastable phases including at least a hard magnetic phase have been conducted. For example, in the case of a Fe 3 B / Nd 2 Fe 14 B-based fine crystal type magnet, Fe 3 B microcrystals as a soft magnetic phase and Nd 2 Fe 14 B microcrystals as a hard magnetic phase are uniformly distributed, and exchange interaction Thus, the two are magnetically coupled. These microcrystals have a size on the order of nanometers (nm), and constitute a composite structure (nanocomposite structure) of both microcrystalline phases, and thus may be referred to as a “nanocomposite magnet”.

【0003】このような微細結晶型の鉄基合金磁石は、
軟磁性相を含んでいても、硬磁性相との磁気的結合(交
換相互作用)によって優れた磁石特性を発揮することが
できる。また、Nd等の希土類元素を含まない軟磁性相
が存在する結果、全体として希土類元素の含有量が低く
抑えられる。このことは、磁石の製造コストを低減し、
磁石を安定に供給するうえでも好都合である。
[0003] Such a microcrystalline iron-based alloy magnet is
Even if a soft magnetic phase is included, excellent magnetic properties can be exhibited by magnetic coupling (exchange interaction) with the hard magnetic phase. In addition, as a result of the presence of the soft magnetic phase containing no rare earth element such as Nd, the content of the rare earth element can be kept low as a whole. This reduces the cost of manufacturing magnets,
This is also advantageous in providing a stable supply of magnets.

【0004】微細結晶型鉄基合金磁石は、溶融した原料
合金を急冷してアモルファス化した後、熱処理によって
微結晶を析出・成長させる(結晶化する)という方法を
用いて製造される。
[0004] The microcrystalline iron-based alloy magnet is manufactured using a method in which a molten raw material alloy is rapidly cooled to be amorphous, and then microcrystals are precipitated and grown (crystallized) by heat treatment.

【0005】アモルファス状態の急冷凝固合金は片ロー
ル法などの超急冷法を用いて作製されるのが一般的であ
る。急冷法は、例えば、回転する冷却ロールの外周表面
上に溶湯状原料合金を流下し、溶湯原料合金を冷却ロー
ルと短時間だけ接触させることによって原料合金を急冷
・凝固させるものである。この方法による場合、冷却速
度の制御は冷却ロールの回転周速度を調節することによ
って行われる。
[0005] A rapidly solidified alloy in an amorphous state is generally produced by a super-quenching method such as a single roll method. In the quenching method, for example, a molten raw material alloy flows down on the outer peripheral surface of a rotating cooling roll, and the raw material alloy is rapidly cooled and solidified by bringing the molten raw material alloy into contact with the cooling roll for a short time. In this method, the cooling speed is controlled by adjusting the peripheral speed of the cooling roll.

【0006】急冷によって凝固し、冷却ロールから離れ
た合金は、周速度方向に薄く且つ長く延びたリボン(薄
帯)形状になる。このような急冷凝固合金の薄帯は破断
機によって破砕され薄片化したのち、粉砕機によってよ
り細かいサイズに粉砕されて粉末化される。
The alloy solidified by quenching and separated from the chill roll becomes a ribbon (thin strip) that is thin and long in the peripheral speed direction. Such a strip of the rapidly solidified alloy is crushed by a breaker to be flaked, and then crushed to a finer size by a crusher and powdered.

【0007】その後、結晶化のための熱処理が行われ
る。この熱処理によって、Fe3B等の鉄系硼化物やN
2Fe14Bの微結晶相が生成され、磁石特性が付与さ
れる。
After that, heat treatment for crystallization is performed. By this heat treatment, iron-based borides such as Fe 3 B and N
A microcrystalline phase of d 2 Fe 14 B is generated, giving magnet properties.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来、微細結晶型鉄基
合金磁石の性能を向上させる目的で、種々の添加元素を
組み合わせ、それらの組成比率を最適化しようとする試
みが行われてきた。しかしながら、添加元素の組み合わ
せや組成比率を決定する系統的な方法は知られておら
ず、これらの決定は試行錯誤的に行われていた。このた
め、新規な組成を持つ高性能の鉄基合金磁石を開発する
ためには、非常に多くの時間と労力が必要であった。
Heretofore, attempts have been made to combine various additive elements and optimize their composition ratio in order to improve the performance of the microcrystalline iron-based alloy magnet. However, no systematic method for determining the combination or composition ratio of the added elements has been known, and these determinations have been made by trial and error. Therefore, in order to develop a high-performance iron-based alloy magnet having a novel composition, a great deal of time and labor was required.

【0009】本発明は、かかる諸点に鑑みてなされたも
のであり、その主な目的は、系統的な手法で添加元素の
組み合わせや組成比率を決定し、それによって優れた磁
石特性を発揮する鉄基永久磁石合金の製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made in view of the above points, and a main object of the present invention is to determine the combination and composition ratio of additive elements by a systematic method, and thereby to provide an iron having excellent magnet properties. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a base permanent magnet alloy.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明による鉄基永久磁
石合金の製造方法は、組成式がRx(100-x-y-l-m) y
M1lM2m(at%)で表現され(R=La、Ce、P
r、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、H
o、Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択
された2以上の元素、T=Fe、Co、およびNiから
なる群から選択された少なくとも一つの元素、Q=Bお
よびCからなる群から選択された少なくとも一つの元
素、M1=Cu、Ga、Si、Al、およびPbからな
る群から選択された少なくとも一つの元素、M2=N
b、Mo、Ti、およびZrからなる群から選択された
少なくとも一つの元素)、組成範囲を限定する記号x、
y、l、mが、それぞれ、1≦x≦6、15≦y≦2
5、0.01≦l≦0.4、および0.05≦m≦5の
関係を満足し、少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶
相が混在する鉄基永久磁石合金を製造する方法であっ
て、元素R、M1、およびM2の組み合わせと組成比率
とを調節することによって、1つの結晶相の結晶化発熱
温度を585℃〜615℃に制御するとともに、他の結
晶相の結晶化発熱温度を610℃〜640℃に制御する
ことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An iron-based permanent magnet according to the present invention.
The method for producing a stone alloy is as follows.xT(100-xylm)Q y
M1lM2m(At%) (R = La, Ce, P
r, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, H
Select from the group consisting of o, Er, Tm, Yb, and Lu
From two or more elements, T = Fe, Co, and Ni
At least one element selected from the group consisting of Q = B and
At least one element selected from the group consisting of
Element, M1 = Cu, Ga, Si, Al, and Pb
At least one element selected from the group
selected from the group consisting of b, Mo, Ti, and Zr
At least one element), a symbol x for limiting the composition range,
y, l, m are respectively 1 ≦ x ≦ 6, 15 ≦ y ≦ 2
5, 0.01 ≦ l ≦ 0.4, and 0.05 ≦ m ≦ 5
Two or more crystals satisfying the relationship and containing at least a hard magnetic phase
This is a method for producing iron-based permanent magnet alloys with mixed phases.
And the composition and composition ratio of the elements R, M1, and M2
By adjusting the crystallization exotherm of one crystal phase
While controlling the temperature between 585 ° C and 615 ° C,
Control crystallization exothermic temperature of crystal phase to 610 ° C-640 ° C
It is characterized by the following.

【0011】本発明による鉄基永久磁石合金の製造方法
は、組成式が(Ndx-x'R’x')T (100-x-y-l-m)y
lM2m(at%)で表現され(R’=Pm、Sm、E
u、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およ
びLuからなる群から選択された少なくとも一つの元
素、T=Fe、Co、およびNiからなる群から選択さ
れた少なくとも一つの元素、Q=BおよびCからなる群
から選択された少なくとも一つの元素、M1=Cu、G
a、Si、Al、およびPbからなる群から選択された
少なくとも一つの元素、M2=Nb、Mo、Ti、およ
びZrからなる群から選択された少なくとも一つの元
素)、組成範囲を限定する記号x、x’、y、l、m
が、1≦x≦6、0<x’≦4.5、15≦y≦25、
0.01≦l≦0.4、および0.05≦m≦5の関係
を満足し、少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が
混在する鉄基永久磁石合金を製造する方法であって、N
dの少なくとも一部をNdよりも原子番号の大きな希土
類元素R’によって置換することによって前記各結晶相
の結晶化発熱温度を上昇させ、それによって1つの結晶
相の結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御すると
ともに、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜64
0℃に制御することを特徴とする。
[0011] A method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention.
Means that the composition formula is (Ndx-x 'R 'x ') T (100-xylm)QyM
1lM2m(R '= Pm, Sm, E)
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and
At least one element selected from the group consisting of
Element, T = selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni
Group consisting of at least one selected element, Q = B and C
At least one element selected from: M1 = Cu, G
a, selected from the group consisting of Si, Al, and Pb
At least one element, M2 = Nb, Mo, Ti, and
At least one element selected from the group consisting of
Element), symbols x, x ', y, l, m for limiting the composition range
Is 1 ≦ x ≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25,
0.01 ≦ l ≦ 0.4 and 0.05 ≦ m ≦ 5
And at least two crystal phases including the hard magnetic phase
A method for producing a mixed iron-based permanent magnet alloy, comprising:
at least a part of d is a rare earth having an atomic number greater than Nd
Each crystal phase by substituting with a similar element R '
Increase the exothermic temperature of the crystallization of
When the exothermic temperature of crystallization of the phase is controlled between 585 ° C and 615 ° C,
In both cases, the exothermic crystallization temperature of the other crystal phases is 610 ° C. to 64 ° C.
It is characterized in that it is controlled at 0 ° C.

【0012】本発明による鉄基永久磁石合金の製造方法
は、組成式が(Ndx-x'R”x')T (100-x-y-l-m)y
lM2m(at%)で表現され(R”=La、Ce、お
よびPrからなる群から選択された少なくとも一つの元
素、T=Fe、Co、およびNiからなる群から選択さ
れた少なくとも一つの元素、Q=BおよびCからなる群
から選択された少なくとも一つの元素、M1=Cu、G
a、Si、Al、およびPbからなる群から選択された
少なくとも一つの元素、M2=Nb、Mo、Ti、およ
びZrからなる群から選択された少なくとも一つの元
素)、組成範囲を限定する記号x、x’、y、l、m
が、1≦x≦6、0<x’≦4.5、15≦y≦25、
0.01≦l≦0.4、および0.05≦m≦5の関係
を満足し、少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が
混在する鉄基永久磁石合金を製造する方法であって、N
dの少なくとも一部をNdよりも原子番号の小さな希土
類元素R”によって置換することによって前記各結晶相
の結晶化発熱温度を低下させ、それによって1つの結晶
相の結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御すると
ともに、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜64
0℃に制御することを特徴とする。
A method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention.
Means that the composition formula is (Ndx-x 'R "x ') T (100-xylm)QyM
1lM2m(At%) (R ″ = La, Ce, and
At least one element selected from the group consisting of
Element, T = selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni
Group consisting of at least one selected element, Q = B and C
At least one element selected from: M1 = Cu, G
a, selected from the group consisting of Si, Al, and Pb
At least one element, M2 = Nb, Mo, Ti, and
At least one element selected from the group consisting of
Element), symbols x, x ', y, l, m for limiting the composition range
Is 1 ≦ x ≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25,
0.01 ≦ l ≦ 0.4 and 0.05 ≦ m ≦ 5
And at least two crystal phases including the hard magnetic phase
A method for producing a mixed iron-based permanent magnet alloy, comprising:
at least a part of d is a rare earth having an atomic number smaller than Nd
Each crystal phase by substituting with a similar element R ″
Lowers the exothermic temperature of the crystallization of one crystal
When the exothermic temperature of crystallization of the phase is controlled between 585 ° C and 615 ° C,
In both cases, the exothermic crystallization temperature of the other crystal phases is 610 ° C. to 64 ° C.
It is characterized in that it is controlled at 0 ° C.

【0013】好ましい実施形態において、前記2以上の
結晶相として鉄系硼化物相とR21 4B型化合物相とを
含有し、前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前
記R214B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Ndと
置換される希土類元素の原子番号をA、x’が0at%
における前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1(x'
=0)、x’が0at%における前記R214B型化合物相
の結晶化発熱温度をT2( x'=0)とした場合に、 T1=α1(A−60)+T1(x'=0) (0<α1≦1
0)、 T2=α2(A−60)+T2(x'=0) (0<α2≦2
0) を満足する。
In a preferred embodiment, it contains an iron-based boride phase and R 2 T 1 4 B type compound phase as the two or more crystalline phases, T 1 a crystallization exotherm temperature of the iron-based boride phase, The exothermic crystallization temperature of the R 2 T 14 B type compound phase is T 2 , the atomic number of the rare earth element substituted with Nd is A, and x ′ is 0 at%.
The crystallization exothermic temperature of the iron-based boride phase at T 1 (x ′
= 0) , and T 1 = α 1 (A−60) + T 1 , where T 2 ( x ′ = 0) is the crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase when x ′ is 0 at %. (x '= 0) (0 <α 1 ≦ 1
0), T 2 = α 2 (A−60) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α 2 ≦ 2
0) is satisfied.

【0014】好ましい実施形態において、前記2以上の
結晶相として鉄系硼化物相とR21 4B型化合物相とを
含有し、前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前
記R214B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Ndと
置換されるN個の希土類元素のうちのi番(1<i≦
N)の元素の原子番号をAi、x’が0at%における
前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1(x'=0)、x’
が0at%における前記R214B型化合物相の結晶化
発熱温度をT2(x'=0)とした場合に、 T1=Σαi1(Ai−60)+T1(x'=0) (0<α
i1≦10) T2=Σαi2(Ai−60)+T2(x'=0) (0<α
i2≦20) を満足する。
In a preferred embodiment, it contains an iron-based boride phase and R 2 T 1 4 B type compound phase as the two or more crystalline phases, T 1 a crystallization exotherm temperature of the iron-based boride phase, The crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase is set to the i-th (1 <i ≦ 1) of N rare earth elements substituted with T 2 and Nd.
The atomic number of the element (N) is A i , the heat of crystallization of the iron-based boride phase when x ′ is 0 at% is T 1 (x ′ = 0) , x ′
When the crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase at 0 at% is T 2 (x ′ = 0) , T 1 = Σα i1 (A i −60) + T 1 (x ′ = 0) ) (0 <α
i1 ≦ 10) T 2 = Σα i2 (A i −60) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α
i2 ≦ 20).

【0015】本発明による鉄基永久磁石合金の製造方法
は、組成式が(Prx-x'R’x')T (100-x-y-l-m)y
lM2m(at%)で表現され(R’=Nd、Sm、E
u、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、およ
びLuからなる群から選択された少なくとも一つの元
素、T=Fe、Co、およびNiからなる群から選択さ
れた少なくとも一つの元素、Q=BおよびCからなる群
から選択された少なくとも一つの元素、M1=Cu、G
a、Si、Al、およびPbからなる群から選択された
少なくとも一つの元素、M2=Nb、Mo、Ti、およ
びZrからなる群から選択された少なくとも一つの元
素)、組成範囲を限定する記号x、x’、y、l、m
が、1≦x≦6、0<x’≦4.5、15≦y≦25、
0.01≦l≦0.4、および0.05≦m≦5の関係
を満足し、少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が
混在する鉄基永久磁石合金を製造する方法であって、P
rの少なくとも一部をPrよりも原子番号の大きな希土
類元素R’を用いて置換することによって前記各結晶相
の結晶化発熱温度を上昇させ、それによって1つの結晶
相の結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御すると
ともに、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜64
0℃に制御する。
[0015] A method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention.
Means that the composition formula is (Prx-x 'R 'x ') T (100-xylm)QyM
1lM2m(At%) (R ′ = Nd, Sm, E
u, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, and
At least one element selected from the group consisting of
Element, T = selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni
Group consisting of at least one selected element, Q = B and C
At least one element selected from: M1 = Cu, G
a, selected from the group consisting of Si, Al, and Pb
At least one element, M2 = Nb, Mo, Ti, and
At least one element selected from the group consisting of
Element), symbols x, x ', y, l, m for limiting the composition range
Is 1 ≦ x ≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25,
0.01 ≦ l ≦ 0.4 and 0.05 ≦ m ≦ 5
And at least two crystal phases including the hard magnetic phase
A method for producing a mixed iron-based permanent magnet alloy, comprising:
at least a part of r is a rare earth having an atomic number greater than Pr
Each of the crystalline phases by substituting with a similar element R '
Increase the exothermic temperature of the crystallization of
When the exothermic temperature of crystallization of the phase is controlled between 585 ° C and 615 ° C,
In both cases, the exothermic crystallization temperature of the other crystal phases is 610 ° C. to 64 ° C.
Control at 0 ° C.

【0016】本発明による鉄基永久磁石合金の製造方法
は、組成式が(Prx-x'R”x')T (100-x-y-l-m)y
lM2m(at%)で表現され(R”=LaおよびCe
からなる群から選択された少なくとも一つの元素、T=
Fe、Co、およびNiからなる群から選択された少な
くとも一つの元素、Q=BおよびCからなる群から選択
された少なくとも一つの元素、M1=Cu、Ga、S
i、Al、およびPbからなる群から選択された少なく
とも一つの元素、M2=Nb、Mo、Ti、およびZr
からなる群から選択された少なくとも一つの元素)、組
成範囲を限定する記号x、x’、y、l、mが、1≦x
≦6、0<x’≦4.5、15≦y≦25、0.01≦
l≦0.4、および0.05≦m≦5の関係を満足し、
少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が混在する鉄
基永久磁石合金を製造する方法であって、Prの少なく
とも一部をPrよりも原子番号の小さな希土類元素R”
を用いて置換することによって前記各結晶相の結晶化発
熱温度を低下させ、それによって1つの結晶相の結晶化
発熱温度を585℃〜615℃に制御するとともに、他
の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜640℃に制御
することを特徴とする。
A method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention
Means that the composition formula is (Prx-x 'R "x ') T (100-xylm)QyM
1lM2m(R% = La and Ce)
At least one element selected from the group consisting of:
A small number selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni.
At least one element, selected from the group consisting of Q = B and C
At least one element, M1 = Cu, Ga, S
at least one selected from the group consisting of i, Al, and Pb
And one element, M2 = Nb, Mo, Ti, and Zr
At least one element selected from the group consisting of
Symbols x, x ', y, l, and m that limit the composition range are 1 ≦ x
≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25, 0.01 ≦
satisfying the relationship of l ≦ 0.4 and 0.05 ≦ m ≦ 5,
Iron containing at least two crystalline phases including at least a hard magnetic phase
A method for producing a base permanent magnet alloy, wherein Pr is reduced.
A part of which is a rare earth element R having a smaller atomic number than Pr
Crystallization of each crystal phase
Lowering the thermal temperature, thereby crystallizing one crystalline phase
The exothermic temperature is controlled between 585 ° C and 615 ° C.
Exothermic temperature of crystallization of crystalline phase of 610 to 640 ° C
It is characterized by doing.

【0017】好ましい実施形態において、前記2以上の
結晶相として鉄系硼化物相とR21 4B型化合物相とを
含有し、前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前
記R214B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Prと
置換される希土類元素の原子番号をA、x’が0at%
における前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1(x'
=0)、x’が0at%における前記R214B型化合物相
の結晶化発熱温度をT2( x'=0)とした場合に、 T1=α1(A−59)+T1(x'=0) (0<α1≦1
0) T2=α2(A−59)+T2(x'=0) (0<α2≦2
0) を満足する。
In a preferred embodiment, it contains an iron-based boride phase and R 2 T 1 4 B type compound phase as the two or more crystalline phases, T 1 a crystallization exotherm temperature of the iron-based boride phase, The exothermic crystallization temperature of the R 2 T 14 B type compound phase is T 2 , the atomic number of the rare earth element substituted with Pr is A, and x ′ is 0 at%.
The crystallization exothermic temperature of the iron-based boride phase at T 1 (x ′
= 0) , and T 1 = α 1 (A−59) + T 1 , where T 2 ( x ′ = 0) is the crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase when x ′ is 0 at %. (x '= 0) (0 <α 1 ≦ 1
0) T 2 = α 2 (A−59) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α 2 ≦ 2
0) is satisfied.

【0018】好ましい実施形態において、前記2以上の
結晶相として鉄系硼化物相とR21 4B型化合物相とを
含有し、前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前
記R214B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Prと
置換されるN個の希土類元素のうちのi番(1<i≦
N)の元素の原子番号をAi、x’が0at%における
前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1(x'=0)、x’
が0at%における前記R214B型化合物相の結晶化
発熱温度をT2(x'=0)とした場合に、 T1=Σαi1(Ai−59)+T1(x'=0) (0<α
i1≦10) T2=Σαi2(Ai−59)+T2(x'=0) (0<α
i2≦20) を満足する。
In a preferred embodiment, it contains an iron-based boride phase and R 2 T 1 4 B type compound phase as the two or more crystalline phases, T 1 a crystallization exotherm temperature of the iron-based boride phase, The crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase is the i-th (1 <i ≦ 1) of the N rare earth elements substituted with T 2 and Pr.
The atomic number of the element (N) is A i , the heat of crystallization of the iron-based boride phase when x ′ is 0 at% is T 1 (x ′ = 0) , x ′
Is 0 at%, the crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase is T 2 (x ′ = 0), and T 1 = Σα i1 (A i −59) + T 1 (x ′ = 0) ) (0 <α
i1 ≦ 10) T 2 = Σα i2 (A i −59) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α
i2 ≦ 20).

【0019】本発明による鉄基永久磁石合金の製造方法
は、体積比率で90%以上がアモルファス組織である鉄
基急冷凝固合金に対して結晶化のための熱処理を施すこ
とによって硬磁気特性が発現しうる合金組織を形成する
鉄基永久磁石合金の製造方法であって、合金組成を構成
する希土類元素R、添加元素M1、およびM2の組み合
わせ、ならびに含有濃度を変えることによって前記急冷
凝固合金の結晶化発熱温度を制御することを特徴とす
る。
In the method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention, a hard magnetic property is exhibited by subjecting an iron-based rapidly solidified alloy having an amorphous structure of at least 90% by volume to a heat treatment for crystallization. A method for producing an iron-based permanent magnet alloy that forms a possible alloy structure, comprising: changing the combination of the rare earth element R, the additional elements M1 and M2, and the content of the alloy composition to form the crystal of the rapidly solidified alloy. The heat generation temperature is controlled.

【0020】本発明による鉄基永久磁石合金の製造方法
は、硬磁性相を含む2以上の準安定相を有する微細結晶
型鉄基合金磁石を製造する方法であって、希土類元素R
(RはPrまたはNd)と、希土類元素Rよりも原子番
号の大きな希土類元素R’と、希土類元素Rよりも原子
番号の小さな希土類元素R”とを含有する鉄基合金を用
意する工程と、前記鉄基合金の溶湯を急冷し、それによ
って、アモルファス相が体積比率で全体の90%以上を
占める急冷合金を作製する工程と、前記急冷合金を加熱
して、前記鉄基合金中で結晶成長を進行させる熱処理工
程とを包含し、希土類元素R、希土類元素R’、および
希土類元素R”の組成比率を調節することによって、前
記熱処理工程後における結晶粒径の平均が1nm以上5
0nm以下の微細組織を形成する。
The method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention is a method for producing a microcrystalline iron-based alloy magnet having two or more metastable phases including a hard magnetic phase, wherein the rare-earth element R
A step of preparing an iron-based alloy containing (R is Pr or Nd), a rare earth element R ′ having a larger atomic number than the rare earth element R, and a rare earth element R ″ having a smaller atomic number than the rare earth element R; Quenching the melt of the iron-based alloy, thereby producing a quenched alloy in which the amorphous phase accounts for 90% or more of the whole by volume; and heating the quenched alloy to grow crystals in the iron-based alloy. And adjusting the composition ratio of the rare earth element R, the rare earth element R ′, and the rare earth element R ″, so that the average crystal grain size after the heat treatment step is 1 nm or more.
A fine structure of 0 nm or less is formed.

【0021】好ましい実施形態において、希土類元素
R、希土類元素R’、および希土類元素R”の組成比率
は、前記準安定相のうち最も結晶化発熱温度が低い相の
結晶化発熱温度と最も結晶化発熱温度が高い相の結晶化
発熱温度との差異を5℃以上25℃以下にするように調
節されている。
In a preferred embodiment, the composition ratio of the rare earth element R, the rare earth element R ′, and the rare earth element R ″ is such that the phase of the metastable phase having the lowest crystallization exothermic temperature is the maximum crystallization exotherm temperature. The phase is adjusted so that the difference from the crystallization heating temperature of the phase having a high heating temperature is 5 ° C. or more and 25 ° C. or less.

【0022】本発明のボンド磁石は、上記何れかの製造
方法によって作製された鉄基永久磁石合金の粉末を用い
て形成されていることを特徴とする。
A bonded magnet according to the present invention is characterized in that it is formed using an iron-based permanent magnet alloy powder produced by any one of the above-mentioned production methods.

【0023】本発明の回転機は、上記ボンド磁石を備え
ていることを特徴とする。
A rotating machine according to the present invention is provided with the above-mentioned bonded magnet.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】急冷法によって高性能R−T−B
系磁石を製造するための有効な手段として、急冷合金中
に生成するべき或る結晶相(例えば硼化物相)の結晶化
発熱温度を例えば585℃〜615℃にし、他の結晶相
(例えばR214B型化合物相)の結晶化発熱温度を例
えば610℃〜640℃に制御する方法がある。このよ
うな範囲に各構成相の結晶化発熱温度を調節すれば、再
結晶化熱処理によって均一で微細な組織を形成すること
ができ、磁気特性に優れた鉄基合金磁石を得ることがで
きる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS High-performance RTB by the quenching method
As an effective means for producing a system-based magnet, the exothermic temperature of crystallization of one crystal phase (for example, boride phase) to be formed in a quenched alloy is set to, for example, 585 ° C. to 615 ° C., and another crystal phase (for example, R there are 2 T 14 B compound phase) method for controlling the crystallization exotherm temperature, for example to 610 ° C. to 640 ° C. for. By adjusting the crystallization heating temperature of each constituent phase to such a range, a uniform and fine structure can be formed by the recrystallization heat treatment, and an iron-based alloy magnet having excellent magnetic properties can be obtained.

【0025】本発明者は、R−T−B系鉄基永久磁石合
金を急冷法によって製造する場合において、希土類元素
Rの少なくとも一部を希土類元素Rよりも原子番号の大
きな希土類元素R’や希土類元素Rよりも原子番号の小
さな希土類元素R”を用いて置換することによって構成
相の結晶化発熱温度を高い精度で制御できることを見出
し、本発明を想到するに至った。
The present inventor has found that when an RTB-based iron-based permanent magnet alloy is manufactured by a quenching method, at least a part of the rare earth element R is a rare earth element R ′ having a larger atomic number than the rare earth element R or The present inventors have found that the crystallization heat generation temperature of the constituent phase can be controlled with high accuracy by substituting with a rare earth element R ″ having a smaller atomic number than the rare earth element R, and have arrived at the present invention.

【0026】具体的には、本発明者の種々の実験によ
り、以下の知見が得られた。
Specifically, the following findings were obtained through various experiments by the present inventors.

【0027】(1) 希土類元素Rの0.1at%以上
を希土類元素Rよりも原子番号の大きな希土類元素R’
で置換することによって、軟磁性相および硬磁性相の結
晶化発熱温度を0.1℃以上上昇させることができる。
(1) 0.1 at% or more of the rare earth element R is a rare earth element R 'having an atomic number larger than that of the rare earth element R
Can increase the heat of crystallization of the soft magnetic phase and the hard magnetic phase by 0.1 ° C. or more.

【0028】(2) 希土類元素Rの0.1at%以上
を希土類元素Rよりも原子番号の小さな希土類元素R”
で置換することによって、軟磁性相および硬磁性相の結
晶化発熱温度を0.1℃以上低下させることができる。
(2) 0.1 at% or more of the rare-earth element R is a rare-earth element R having a smaller atomic number than the rare-earth element R.
Can reduce the crystallization exothermic temperature of the soft magnetic phase and the hard magnetic phase by 0.1 ° C. or more.

【0029】(3) 希土類元素Rの少なくとも一部を
希土類元素R’および希土類元素R”で複合的に置換す
ることによって、軟磁性相および硬磁性相の結晶化発熱
温度を最適化することが容易に行えるようになる。
(3) It is possible to optimize the crystallization exothermic temperature of the soft magnetic phase and the hard magnetic phase by complexly substituting at least a part of the rare earth element R with the rare earth element R ′ and the rare earth element R ″. It will be easy to do.

【0030】図1は、希土類元素RとしてNdを含むR
−T−B系急冷合金について、Ndの原子番号よりも大
きな原子番号Aを持つ希土類元素R’または小さな原子
番号を持つ希土類元素R”を添加した場合の、添加希土
類元素の原子番号AとFe3B相(FeやBの一部が他
の元素で置換された化合物を含むものとする)の結晶化
発熱温度との関係を示している。Ndの原子番号Aは6
0である。図1には、希土類元素の添加量x’が0.1
at%、1.0at%、2.0at%、および4.5a
t%の場合の結晶化発熱温度が示されている。また、F
3B相の結晶化発熱温度として好ましい領域を図1中
において破線で囲んでいる。
FIG. 1 is a graph showing R containing Rd as a rare earth element.
The atomic numbers A and Fe of the added rare earth element when a rare earth element R 'having an atomic number A larger than the atomic number of Nd or a rare earth element R "having an atomic number smaller than that of Nd are added to the -TB series quenched alloy. 3 shows the relationship with the crystallization exothermic temperature of the B phase (assuming a compound in which a part of Fe or B is substituted by another element), and the atomic number A of Nd is 6
0. FIG. 1 shows that the added amount x ′ of the rare earth element is 0.1
at%, 1.0 at%, 2.0 at%, and 4.5a
The exothermic crystallization temperature at t% is shown. Also, F
A region that is preferable as the crystallization heating temperature of the e 3 B phase is surrounded by a broken line in FIG.

【0031】これに対し、図2は、図1と同様の条件の
もとで、添加希土類元素の原子番号AとR2Fe14B相
(FeやBの一部が他の元素で置換された化合物を含む
ものとする)の結晶化発熱温度との関係を示している。
なお、R2Fe14B相の結晶化発熱温度として好ましい
領域を図2のグラフ中において破線で囲んでいる。
On the other hand, FIG. 2 shows that, under the same conditions as in FIG. 1, the atomic number A of the added rare earth element and the R 2 Fe 14 B phase (Fe or B is partially replaced by another element). ) Of the compound (including the compound).
Note that a region preferable as the crystallization heat generation temperature of the R 2 Fe 14 B phase is surrounded by a broken line in the graph of FIG.

【0032】上記の図1および図2からわかるように、
NdをNdよりも原子番号Aの大きな希土類元素で置換
することによって、Fe3BおよびR2Fe14Bの何れの
相についても、結晶化発熱温度を上昇させることができ
る。同様に、NdをNdよりも原子番号Aの小さな希土
類元素で置換することによって、Fe3BおよびR2Fe
14Bの何れの相についても、結晶化発熱温度を低下させ
ることができる。
As can be seen from FIGS. 1 and 2 above,
By substituting Nd with a rare earth element having an atomic number A larger than that of Nd, the heat of crystallization can be increased for any of Fe 3 B and R 2 Fe 14 B phases. Similarly, by substituting Nd with a rare earth element having an atomic number A smaller than that of Nd, Fe 3 B and R 2 Fe
The crystallization exothermic temperature can be lowered for any phase of 14B .

【0033】なお、添加する希土類元素の原子番号と結
晶化発熱温度の増加量との間には、図示されるように線
形的な関係がある。したがって、複数種類の希土類元素
を組み合わせて添加する場合、選択する希土類元素の原
子番号と添加量(置換量)とを計算し、所望の結晶化発
熱温度を得ることが可能になる。
It should be noted that there is a linear relationship between the atomic number of the rare earth element to be added and the increase in the crystallization heating temperature as shown in the figure. Therefore, when a plurality of types of rare earth elements are added in combination, it is possible to calculate the atomic number of the selected rare earth element and the amount of addition (substitution amount) to obtain a desired crystallization heating temperature.

【0034】例えば、Ndを希土類元素として含み、鉄
系硼化物相およびR2Fe14B型化合物相の微細結晶組
織を持つ鉄基合金磁石を製造する場合を考える。この場
合において、鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、R2
Fe14B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Ndと置
換される希土類元素の原子番号をAとする。また、Nd
以外の希土類元素を添加しない場合(添加量x’=0a
t%の場合)における鉄系硼化物相の結晶化発熱温度を
1(x'=0)、R2Fe14B型化合物相の結晶化発熱温度を
2(x'=0)とする。このとき、下記2式がほぼ成立す
る。
For example, consider a case where an iron-based alloy magnet containing Nd as a rare earth element and having a fine crystal structure of an iron-based boride phase and an R 2 Fe 14 B type compound phase is manufactured. In this case, the crystallization exothermic temperature of the iron-based boride phase is T 1 , R 2
The crystallization exothermic temperature of the Fe 14 B-type compound phase is represented by T 2 , and the atomic number of the rare earth element substituted with Nd is represented by A. Also, Nd
When no other rare earth element is added (addition amount x '= 0a
(in the case of t%), the crystallization exotherm temperature of the iron-based boride phase is T 1 (x ′ = 0) , and the crystallization exotherm temperature of the R 2 Fe 14 B type compound phase is T 2 (x ′ = 0) . . At this time, the following two equations are substantially established.

【0035】T1=α1(A−60)+T1(x'=0)
(0<α1≦10) T2=α2(A−60)+T2(x'=0) (0<α2≦2
0) ここで、α1およびα2は、添加量x’に依存するが、
原子番号Aには依存しない係数である。α1およびα2
は、実験により求められる。
T 1 = α 1 (A−60) + T 1 (x ′ = 0)
(0 <α 1 ≦ 10) T 2 = α 2 (A−60) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α 2 ≦ 2
0) Here, α1 and α2 depend on the addition amount x ′,
This coefficient does not depend on the atomic number A. α1 and α2
Is determined by experiment.

【0036】また、N種類の異なる希土類元素でNdの
一部を置換する場合、置換する希土類元素のうち、i番
(1<i≦N)目の希土類元素の原子番号をAiとする
と、下記の2式がほぼ成立することになる。
When a part of Nd is replaced with N kinds of different rare earth elements, among the rare earth elements to be replaced, the atomic number of the i-th (1 <i ≦ N) rare earth element is represented by A i . The following two equations are almost satisfied.

【0037】T1=Σαi1(Ai−60)+T1(x'=0)
(0<αi1≦10) T2=Σαi2(Ai−60)+T2(x'=0) (0<α
i2≦20) ここで、αi1およびαi2は、1<i≦Nを満足するi番
目の希土類元素を単独で添加し、Ndと置換した場合の
係数である。これらの係数は、前述したように、添加量
に依存する。
T 1 = Σα i1 (A i −60) + T 1 (x ′ = 0)
(0 <α i1 ≦ 10) T 2 = Σα i2 (A i −60) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α
i2 ≦ 20) Here, α i1 and α i2 are coefficients when the i-th rare earth element satisfying 1 <i ≦ N is independently added and replaced with Nd. These coefficients depend on the amount of addition, as described above.

【0038】上記の式を利用することによって、従来の
試行錯誤的な方法に比べて大幅に短縮された時間で、磁
石の各構成相が目的とする結晶化発熱温度を示す最適な
組成を決定することが可能になる。
By using the above equation, the optimum composition which shows the desired crystallization exothermic temperature of each constituent phase of the magnet can be determined in a time greatly reduced in comparison with the conventional trial and error method. It becomes possible to do.

【0039】以下、本発明による鉄基永久磁石合金の製
造方法を説明する。
Hereinafter, a method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to the present invention will be described.

【0040】本発明では、まず、組成式がRx
(100-x'-y-l-m)yM1lM2m(at%)で表現される
鉄基合金の溶湯を作製する。ここで、Rは、La、C
e、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、およびLuからなる群か
ら選択された少なくとも一つの元素であり、Tは、F
e、Co、およびNiからなる群から選択された少なく
とも一つの元素である。Qは、B(硼素)および(炭
素)からなる群から選択された少なくとも一つの元素で
ある。また、M1は、Cu、Ga、Si、Al、および
Pbからなる群から選択された少なくとも一つの元素で
あり、M2は、Nb、Mo、Ti、およびZrからなる
群から選択された少なくとも一つの元素である。
In the present invention, first, the composition formula is R x T
(100-x'-ylm) Q y M1 l M2 m (at%) to produce a melt of iron-base alloy represented by. Here, R is La, C
e, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, D
at least one element selected from the group consisting of y, Ho, Er, Tm, Yb, and Lu;
e, at least one element selected from the group consisting of Co, and Ni. Q is at least one element selected from the group consisting of B (boron) and (carbon). M1 is at least one element selected from the group consisting of Cu, Ga, Si, Al, and Pb, and M2 is at least one element selected from the group consisting of Nb, Mo, Ti, and Zr. Element.

【0041】組成範囲を限定する記号x、y、l、およ
びmは、それぞれ、1≦x≦6、15≦y≦25、0.
01≦l≦0.4、および0.05≦m≦5の関係を満
足する。
The symbols x, y, l, and m that limit the composition range are 1 ≦ x ≦ 6, 15 ≦ y ≦ 25, 0.
The relationship of 01 ≦ l ≦ 0.4 and 0.05 ≦ m ≦ 5 is satisfied.

【0042】ここでは、図1および図2に示される線形
的な関係に基づき、希土類元素の組み合わせを選択し、
鉄系硼化物相の結晶化発熱温度を585℃〜615℃に
制御するとともに、R2Fe14B相の結晶化発熱温度を
610℃〜640℃に制御している。
Here, based on the linear relationship shown in FIGS. 1 and 2, a combination of rare earth elements is selected,
The exothermic crystallization temperature of the iron-based boride phase is controlled at 585 ° C to 615 ° C, and the exothermic crystallization temperature of the R 2 Fe 14 B phase is controlled at 610 ° C to 640 ° C.

【0043】次に、上記合金溶湯を急冷することによっ
て、体積比率で90%以上のアモルファス相を含む急冷
凝固合金を作製する。その後、この急冷凝固合金に対し
て、結晶化のための熱処理を施し、鉄系硼化物相とR2
Fe14B相を生成し、成長させる。平均粒径が1〜50
nmの微細組織を形成する。こうして、2種以上の微細
結晶相が混在する鉄基永久磁石合金が作製される。
Next, by rapidly cooling the molten alloy, a rapidly solidified alloy containing 90% or more by volume of an amorphous phase is produced. Thereafter, a heat treatment for crystallization is performed on the rapidly solidified alloy, and the iron-based boride phase and R 2
Generate and grow the Fe 14 B phase. Average particle size is 1 to 50
A nanostructure of nm is formed. Thus, an iron-based permanent magnet alloy in which two or more kinds of fine crystal phases are mixed is produced.

【0044】本発明によれば、希土類元素の組み合わせ
および組成比率を調節することによって、各構成相の結
晶化発熱温度を最適化することができ、その結果、熱処
理後の結晶組織を均一に微細化し、磁石特性を向上させ
ることが可能になる。
According to the present invention, the crystallization exothermic temperature of each constituent phase can be optimized by adjusting the combination and composition ratio of the rare earth elements, and as a result, the crystal structure after the heat treatment can be uniformly refined. And the magnet characteristics can be improved.

【0045】次に、本発明における組成範囲の限定理由
を説明する。
Next, the reasons for limiting the composition range in the present invention will be described.

【0046】[組成限定理由]希土類元素Rは硬磁性相
(例えばR2Fe14B)の生成に必要な元素である。本
発明における希土類元素Rは、PrおよびNdの一方ま
たは両方の元素を90原子%以上含有し、残部が他のラ
ンタン系列元素またはYの一種以上の元素を0%以上1
0%未満含有することが好ましい。PrおよびNdの何
れか一方の元素は、一軸結晶磁気異方性を持つR2Fe
14B型結晶構造を持つ化合物相の生成に寄与するからで
ある。希土類元素の組成比率が1原子%を下回ると、保
磁力発生の効果が少なすぎるので好ましくない。一方、
希土類元素Rの組成比率が6原子%を超えると、Fe3
B相およびNd2Fe14B相が生成されず、軟磁性相で
あるNd2Fe233相が主相となってしまうため、保磁
力が著しく低下してしまう。以上のことから、希土類元
素Rの組成比率xは、1≦x≦6であることが好まし
い。また、希土類元素Rの組成比率xのより好ましい範
囲は、1≦x≦5.5である。
[Reason for Limiting Composition] The rare earth element R is an element necessary for forming a hard magnetic phase (for example, R 2 Fe 14 B). The rare earth element R in the present invention contains at least 90 atomic% of one or both elements of Pr and Nd, and the remainder contains 0% or more of other lanthanum series element or one or more elements of Y.
It is preferable to contain less than 0%. One of the elements Pr and Nd is R 2 Fe having uniaxial crystal magnetic anisotropy.
This is because it contributes to the generation of a compound phase having a 14B- type crystal structure. If the composition ratio of the rare earth element is less than 1 atomic%, the effect of generating a coercive force is too small, which is not preferable. on the other hand,
If the composition ratio of the rare earth element R exceeds 6 atomic%, Fe 3
Since the B phase and the Nd 2 Fe 14 B phase are not generated and the Nd 2 Fe 23 B 3 phase, which is a soft magnetic phase, becomes the main phase, the coercive force is significantly reduced. From the above, the composition ratio x of the rare earth element R is preferably 1 ≦ x ≦ 6. Further, a more preferable range of the composition ratio x of the rare earth element R is 1 ≦ x ≦ 5.5.

【0047】希土類元素R’および/またはR”は、急
冷合金の結晶化発熱温度を制御するために必須の元素で
あり、希土類元素の原子番号が増加するにつれて一次関
数的に結晶化発熱温度が増加する。希土類元素Rに対す
るR’の含有量が増加するにつれて、上記一次関数の傾
きが増加する。このため、希土類元素の合計含有量に占
める希土類元素R’および/またはR”の組成比率が
4.5原子%より多くなると、上記一次関数の傾き(結
晶化発熱温度の変化量)が大きくなりすぎるため、良好
な磁気特性が得られなくなる。希土類元素R’および/
またはR”の量は4.5原子%以下であることが好まし
く、0.1原子%以上2原子%以下であることが更に好
ましい。
The rare earth elements R ′ and / or R ″ are essential elements for controlling the crystallization exothermic temperature of the quenched alloy, and the crystallization exothermic temperature increases linearly as the rare earth element atomic number increases. As the content of R ′ with respect to the rare earth element R increases, the slope of the linear function increases.Therefore, the composition ratio of the rare earth element R ′ and / or R ″ in the total content of the rare earth element increases. If it exceeds 4.5 atomic%, the gradient of the linear function (the amount of change in the crystallization heating temperature) becomes too large, so that good magnetic properties cannot be obtained. Rare earth elements R 'and / or
Alternatively, the amount of R ″ is preferably 4.5 atomic% or less, more preferably 0.1 atomic% or more and 2 atomic% or less.

【0048】元素M1は、急冷合金の結晶化発熱温度を
下げるのに寄与する。元素M1の組成比率lが0.01
原子%を下回ると、結晶化発熱温度低下の効果が少なく
なるので好ましくない。一方、元素M1の組成比率lが
0.4原子%を上回ると、硼化物相の結晶化発熱温度と
2Fe14B型化合物の結晶化発熱温度とが重なりあ
い、良好な磁気特性が得られなくなる。このため、元素
M1の組成比率lの好ましい範囲は0.01≦l≦0.
4である。
The element M1 contributes to lowering the crystallization heating temperature of the quenched alloy. The composition ratio 1 of the element M1 is 0.01
If it is less than atomic%, the effect of lowering the crystallization heat generation temperature is reduced, which is not preferable. On the other hand, if the composition ratio 1 of the element M1 exceeds 0.4 atomic%, the crystallization exothermic temperature of the boride phase and the crystallization exothermic temperature of the R 2 Fe 14 B-type compound overlap to obtain good magnetic properties. Can not be. Therefore, the preferable range of the composition ratio 1 of the element M1 is 0.01 ≦ l ≦ 0.
4.

【0049】元素M2は、急冷合金の結晶化発熱温度を
上げるのに寄与する。元素M2の組成比率mが0.05
原子%以上5原子%以下の範囲から外れると、結晶化発
熱温度上昇の効果が少なくなる。元素M2の組成比率m
の好ましい範囲は0.05≦m≦5である。
The element M2 contributes to raising the crystallization heating temperature of the quenched alloy. The composition ratio m of the element M2 is 0.05
If it is out of the range of at least 5 atomic%, the effect of increasing the crystallization heating temperature is reduced. Composition ratio m of element M2
Is preferably in a range of 0.05 ≦ m ≦ 5.

【0050】他の金属元素として、Cr、V、Mn、お
よびTiからなる群から選択された少なくとも一つの元
素M3を添加しても良い。この元素M3は、保磁力向上
に寄与する。ただし、元素M3の組成比率nが0.01
原子%より少ないと、保磁力向上効果が充分に発揮され
ず、7原子%を超えて多くなりすぎると残留磁束密度B
rが低下し、減磁曲線の角形性も劣化してしまう。この
ため、元素M2の組成比率mは0.01≦n≦7である
ことが好ましく、0.05≦n≦5であることが更に好
ましい。
As another metal element, at least one element M3 selected from the group consisting of Cr, V, Mn, and Ti may be added. This element M3 contributes to improvement of the coercive force. However, the composition ratio n of the element M3 is 0.01
If the content is less than 7 atomic%, the effect of improving the coercive force is not sufficiently exhibited, and if the content exceeds 7 atomic%, the residual magnetic flux density B
r decreases, and the squareness of the demagnetization curve also deteriorates. Therefore, the composition ratio m of the element M2 is preferably 0.01 ≦ n ≦ 7, and more preferably 0.05 ≦ n ≦ 5.

【0051】Qは、B(硼素)および、Bの一部を置換
したC(炭素)から構成される。Bは、軟磁性相(例え
ばFe3B)および硬磁性相(例えばR2Fe14B)の両
方にとって必要な元素である。Qの組成比yが15〜2
5原子%の範囲から外れると、所望の永久磁石特性が発
揮されないため、Qの組成比率yについては15≦y≦
25であることが好ましい。更に、Qがこの組成範囲を
外れると、融点が上昇し、溶解温度および貯湯容器の保
温温度を高める必要が生じ、アモルファス生成能も低下
するので所望の急冷合金組織が得られにくくなる。Qの
組成比率yのより好ましい範囲は17≦z≦20であ
る。
Q is composed of B (boron) and C (carbon) obtained by partially substituting B. B is an element necessary for both the soft magnetic phase (for example, Fe 3 B) and the hard magnetic phase (for example, R 2 Fe 14 B). The composition ratio y of Q is 15 to 2
If the content is out of the range of 5 atomic%, desired permanent magnet properties are not exhibited.
It is preferably 25. Further, if Q is out of this composition range, the melting point will increase, and it will be necessary to increase the melting temperature and the heat retention temperature of the hot water storage container, and the amorphous forming ability will also decrease, making it difficult to obtain the desired rapidly quenched alloy structure. A more preferable range of the composition ratio y of Q is 17 ≦ z ≦ 20.

【0052】上記元素の残余は、T、すなわち、Fe、
CoおよびNiからなる群から選択された少なくとも一
つの元素である。Coは、Feの一部と置換し、キュリ
ー温度を向上させる。キュリー温度の上昇は、磁気特性
の温度変化依存性を減少させ、磁気特性を安定化させ
る。また、CoによるFeの一部置換は、合金溶湯の粘
性を改善するという機能もあり、溶湯流下レートの安定
化にも寄与する。Coに代えて、あるいはCoとともに
NiでFeの一部を置換してもよい。Tの全体に対する
CoやNiの存在比率は、0原子%以上50原子%であ
ることが好ましく、0.01原子%以上30原子%以下
であることがより好ましい。
The balance of the above elements is T, ie, Fe,
At least one element selected from the group consisting of Co and Ni. Co substitutes for a part of Fe to improve the Curie temperature. The rise in the Curie temperature reduces the dependence of the magnetic properties on temperature change, and stabilizes the magnetic properties. Partial replacement of Fe with Co also has the function of improving the viscosity of the molten alloy and contributes to the stabilization of the molten metal falling rate. A part of Fe may be replaced by Ni instead of or together with Co. The proportion of Co or Ni to the entire T is preferably 0 to 50 atomic%, and more preferably 0.01 to 30 atomic%.

【0053】次に、図面を参照しながら、本発明の好ま
しい実施形態を説明する。
Next, a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0054】本実施形態では、例えば、図3に示す急冷
装置を用いて原料合金を製造する。酸化しやすい希土類
元素RやFeを含む原料合金の酸化を防ぐため、不活性
ガス雰囲気中で合金製造工程を実行する。不活性ガスと
しては、ヘリウムまたはアルゴン等の希ガスや窒素を用
いることができる。なお、窒素は希土類元素Rと比較的
に反応しやすいため、ヘリウムまたはアルゴンなどの希
ガスを用いることが好ましい。
In the present embodiment, for example, a raw material alloy is manufactured using a quenching device shown in FIG. In order to prevent oxidation of the raw material alloy containing the rare-earth elements R and Fe that are easily oxidized, the alloy manufacturing process is performed in an inert gas atmosphere. As the inert gas, a rare gas such as helium or argon or nitrogen can be used. Note that since nitrogen easily reacts with the rare earth element R, a rare gas such as helium or argon is preferably used.

【0055】[急冷装置]図3の装置は、真空または不
活性ガス雰囲気を保持し、その圧力を調整することが可
能な原料合金の溶解室1および急冷室2を備えている。
[Quenching Apparatus] The apparatus shown in FIG. 3 is provided with a raw alloy melting chamber 1 and a quenching chamber 2 capable of maintaining a vacuum or inert gas atmosphere and adjusting the pressure.

【0056】溶解室1は、前述の磁石合金組成になるよ
うに配合された原料20を高温にて溶解する溶解炉3
と、底部に出湯ノズル5を有する貯湯容器4と、大気の
進入を抑制しつつ配合原料を溶解炉3内に供給するため
の配合原料供給装置8とを備えている。貯湯容器4は原
料合金の溶湯21を貯え、その出湯温度を所定のレベル
に維持できる加熱装置(不図示)を有している。
The melting chamber 1 is a melting furnace 3 for melting the raw material 20 blended to have the above-described magnet alloy composition at a high temperature.
And a hot water storage container 4 having a tapping nozzle 5 at the bottom, and a compounding material supply device 8 for supplying the compounding material into the melting furnace 3 while suppressing the entry of the atmosphere. The hot water storage container 4 has a heating device (not shown) that stores the molten metal 21 of the raw material alloy and can maintain the temperature of the molten metal at a predetermined level.

【0057】急冷室2は、出湯ノズル5から出た溶湯2
1を急冷凝固するための回転冷却ロール7を備えてい
る。
The quenching chamber 2 contains the molten metal 2 discharged from the tapping nozzle 5.
1 is provided with a rotary cooling roll 7 for rapidly cooling and solidifying 1.

【0058】この装置においては、溶解室1および急冷
室2内の雰囲気およびその圧力が所定の範囲に制御され
る。そのために、雰囲気ガス供給口1b、2b、および
8bとガス排気口1a、2a、および8aとが装置の適
切な箇所に設けられている。特にガス排気口2aは、急
冷室2内の絶対圧を真空〜50kPaの範囲内に制御す
るため、ポンプに接続されている。
In this apparatus, the atmosphere and the pressure in the melting chamber 1 and the quenching chamber 2 are controlled within a predetermined range. For this purpose, the atmosphere gas supply ports 1b, 2b, and 8b and the gas exhaust ports 1a, 2a, and 8a are provided at appropriate locations in the apparatus. In particular, the gas exhaust port 2a is connected to a pump in order to control the absolute pressure in the quenching chamber 2 within a range from vacuum to 50 kPa.

【0059】溶解炉3は傾動可能であり、ロート6を介
して溶湯21を貯湯容器4内に適宜注ぎ込む。溶湯21
は貯湯容器4内において不図示の加熱装置によって加熱
される。
The melting furnace 3 can be tilted, and the molten metal 21 is appropriately poured into the hot water storage container 4 via the funnel 6. Molten 21
Is heated in the hot water storage container 4 by a heating device (not shown).

【0060】貯湯容器4の出湯ノズル5は、溶解室1と
急冷室2との隔壁に配置され、貯湯容器4内の溶湯21
を下方に位置する冷却ロール7の表面に流下させる。出
湯ノズル5のオリフィス径は、例えば0.5〜2.0m
mである。溶湯21の粘性が大きい場合、溶湯21は出
湯ノズル5内を流れにくくなるが、本実施形態では急冷
室2を溶解室1よりも低い圧力状態に保持するため、溶
解室1と急冷室2との間に圧力差が形成され、溶湯21
の出湯がスムーズに実行される。
The hot water outlet nozzle 5 of the hot water storage container 4 is disposed on the partition wall between the melting chamber 1 and the quenching chamber 2.
Flow down to the surface of the cooling roll 7 located below. The orifice diameter of the tapping nozzle 5 is, for example, 0.5 to 2.0 m.
m. When the viscosity of the molten metal 21 is large, the molten metal 21 does not easily flow in the tapping nozzle 5. However, in this embodiment, since the quenching chamber 2 is maintained at a lower pressure state than the melting chamber 1, the melting chamber 1 and the quenching chamber 2 A pressure difference is formed between the
The hot water is run smoothly.

【0061】冷却ロール7は、Cu、Fe、またはCu
やFeを含む合金から形成することが好ましい。Cuや
Fe以外の材料で冷却ロールを作製すると、急冷合金の
冷却ロールに対する剥離性が悪くなるため、急冷合金が
ロールに巻き付くおそれがあり好ましくない。冷却ロー
ル7の直径は例えば300〜500mmである。冷却ロ
ール7内に設けた水冷装置の水冷能力は、単位時間あた
りの凝固潜熱と出湯量とに応じて算出し、調節される。
The cooling roll 7 is made of Cu, Fe, or Cu.
It is preferably formed from an alloy containing Fe or Fe. If the cooling roll is made of a material other than Cu or Fe, the releasability of the quenched alloy from the cooling roll deteriorates, and the quenched alloy may be wound around the roll, which is not preferable. The diameter of the cooling roll 7 is, for example, 300 to 500 mm. The water cooling capacity of the water cooling device provided in the cooling roll 7 is calculated and adjusted according to the solidification latent heat and the amount of hot water per unit time.

【0062】図3に示す装置によれば、例えば合計10
kgの原料合金を10〜20分間で急冷凝固させること
ができる。こうして形成した急冷合金は、例えば、厚
さ:20〜40μm、幅:2mm〜3mmの合金薄帯
(合金リボン)22となる。
According to the apparatus shown in FIG.
kg of the raw material alloy can be rapidly solidified in 10 to 20 minutes. The quenched alloy thus formed is, for example, an alloy ribbon (alloy ribbon) 22 having a thickness of 20 to 40 μm and a width of 2 to 3 mm.

【0063】[急冷方法]まず、前述の組成式で表現さ
れる原料合金の溶湯21を作製し、図1の溶解室1の貯
湯容器4に貯える。次に、この溶湯21は出湯ノズル5
から減圧Ar雰囲気中の水冷ロール7上に出湯され、水
冷ロール7との接触によって急冷され、凝固する。急冷
凝固方法としては、冷却速度の高精度の制御が可能な方
法を用いる必要がある。
[Quenching Method] First, a molten metal 21 of a raw material alloy represented by the above-described composition formula is prepared and stored in the hot-water storage container 4 of the melting chamber 1 in FIG. Next, the molten metal 21 is supplied to the tapping nozzle 5.
From the water-cooled roll 7 in a reduced-pressure Ar atmosphere, is rapidly cooled by contact with the water-cooled roll 7, and solidifies. As the rapid solidification method, it is necessary to use a method capable of controlling the cooling rate with high accuracy.

【0064】本実施形態では、溶湯21の冷却凝固に際
して、冷却速度を102〜107℃/秒とすることが好ま
しい。
In the present embodiment, when cooling and solidifying the molten metal 21, the cooling rate is preferably set to 10 2 to 10 7 ° C / sec.

【0065】合金の溶湯21が冷却ロール7によって冷
却される時間は、回転する冷却ロール7の外周表面に合
金が接触してから離れるまでの時間に相当し、その間
に、合金の温度は低下し、凝固する。その後、凝固した
合金は冷却ロール7から離れ、不活性雰囲気中を飛行す
る。合金は薄帯状で飛行している間に雰囲気ガスに熱を
奪われる結果、その温度は更に低下する。
The time during which the molten alloy 21 is cooled by the cooling roll 7 corresponds to the time from contact of the alloy with the outer peripheral surface of the rotating cooling roll 7 until the alloy is separated, during which time the temperature of the alloy decreases. , Coagulates. Thereafter, the solidified alloy leaves the cooling roll 7 and flies in an inert atmosphere. The alloy is deprived of heat by the ambient gas while flying in the form of a ribbon, which further reduces its temperature.

【0066】本実施形態では、ロール表面速度を7m/
秒以上30m/秒以下の範囲内に調節することによっ
て、ほぼアモルファス状態にある急冷合金薄帯を作製す
る。ロール表面周速度が7m/秒未満では、結晶相が発
生・成長するため、目的とするナノコンポジット磁石特
性が得られなくなるので好ましくない。一方、ロール表
面周速度が30m/秒を超えると、急冷凝固合金の全体
がアモルファス相となってしまうため、後の結晶化熱処
理工程を行う場合、結晶化プロセスが急激に進行し、組
織の制御が困難になるため好ましくない。
In this embodiment, the roll surface speed is set to 7 m /
The quenched alloy ribbon in an almost amorphous state is produced by adjusting the thickness within a range of not less than second and not more than 30 m / sec. If the roll surface peripheral speed is less than 7 m / sec, a crystal phase is generated and grown, and the desired nanocomposite magnet characteristics cannot be obtained, which is not preferable. On the other hand, if the roll surface peripheral speed exceeds 30 m / sec, the entire rapidly solidified alloy becomes an amorphous phase. Therefore, when a subsequent crystallization heat treatment step is performed, the crystallization process proceeds rapidly, and the structure is controlled. Is not preferable because it becomes difficult.

【0067】なお、本発明で用いる合金溶湯の急冷法
は、上述の片ロール法に限定されず、双ロール法、ガス
アトマイズ法、ストリップキャスト法、更には、ロール
法とガスアトマイズ法とを組み合わせた冷却法などであ
ってもよい。
The quenching method of the molten alloy used in the present invention is not limited to the above-described single roll method, but may be a twin roll method, a gas atomizing method, a strip casting method, or a cooling method combining a roll method and a gas atomizing method. It may be a law.

【0068】[熱処理]本実施形態では、熱処理をアル
ゴン雰囲気中で実行する。好ましくは、昇温速度を5℃
/秒〜20℃/秒として、550℃以上850℃以下の
温度で30秒以上20分以下の時間保持した後、室温ま
で冷却する。この熱処理によって、アモルファス相中に
準安定相の微細結晶が析出・成長し、ナノコンポジット
組織構造が形成される。本発明によれば、M1やM2の
働きによって、Fe3B相やR2Fe23B型結晶構造を持
つ化合物相の結晶成長温度が制御され、高い磁気特性を
発揮する上で好適な均質微細結晶が成長する。
[Heat Treatment] In this embodiment, the heat treatment is performed in an argon atmosphere. Preferably, the heating rate is 5 ° C.
After holding at a temperature of 550 ° C. or more and 850 ° C. or less for 30 seconds or more and 20 minutes or less, the temperature is cooled to room temperature. By this heat treatment, fine crystals of the metastable phase precipitate and grow in the amorphous phase, and a nanocomposite structure is formed. According to the present invention, the crystal growth temperature of the Fe 3 B phase or the compound phase having the R 2 Fe 23 B type crystal structure is controlled by the action of M 1 or M 2, and a uniform fine particle suitable for exhibiting high magnetic properties is obtained. Crystals grow.

【0069】熱処理雰囲気は、合金の酸化を防止するた
め、50kPa以下のArガスやN 2ガスなどの不活性
ガスが好ましい。0.1kPa以下の真空中で熱処理を
行っても良い。
The heat treatment atmosphere is used to prevent oxidation of the alloy.
Ar gas or N under 50 kPa TwoInert such as gas
Gas is preferred. Heat treatment in a vacuum of 0.1 kPa or less
You may go.

【0070】熱処理前の急冷合金中には、アモルファス
相以外に、Fe3B相、Fe236、R2Fe14B相、お
よびR2Fe233相等の準安定相が僅かに含まれていて
も良い。本実施形態の場合、熱処理によって、R2Fe
233相は消失し、R2Fe14B相とFe3B相が結晶成
長する。そして、最終的な結晶粒径の平均が1nm以上
50nm以下、標準偏差σが10nm程度以下の均質微
細組織(ナノコンポジット構造)が得られる。なお、磁
気特性向上の観点から、結晶粒径の平均は1nm以上2
1nm以下の範囲にあることがより好ましい。
The quenched alloy before the heat treatment slightly contains metastable phases such as Fe 3 B phase, Fe 23 B 6 , R 2 Fe 14 B phase and R 2 Fe 23 B 3 phase in addition to the amorphous phase. It may be. In the case of the present embodiment, R 2 Fe
The 23 B 3 phase disappears and the R 2 Fe 14 B phase and the Fe 3 B phase grow. Then, a homogeneous microstructure (nanocomposite structure) having a final average crystal grain size of 1 nm or more and 50 nm or less and a standard deviation σ of about 10 nm or less is obtained. From the viewpoint of improving the magnetic properties, the average of the crystal grain size is 1 nm or more and 2
More preferably, it is within a range of 1 nm or less.

【0071】本実施形態の場合、α−Feのような軟磁
性相が存在していても、軟磁性相と硬磁性相とが交換相
互作用によって磁気的に結合するため、優れた磁気特性
が発揮される。
In the case of this embodiment, even when a soft magnetic phase such as α-Fe is present, the soft magnetic phase and the hard magnetic phase are magnetically coupled by the exchange interaction, so that excellent magnetic properties are obtained. Be demonstrated.

【0072】なお、熱処理前に急冷合金の薄帯を粗く切
断または粉砕しておいてもよい。
Before the heat treatment, the quenched alloy ribbon may be roughly cut or pulverized.

【0073】熱処理後、得られた磁石合金を微粉砕し、
磁石粉末(磁粉)を作製すれば、その磁粉から公知の工
程によって種々のボンド磁石を製造することができる。
ボンド磁石を作製する場合、合金磁粉はエポキシ樹脂や
ナイロン樹脂と混合され、所望の形状に成形される。こ
のとき、合金磁粉に他の種類の磁粉、例えばSm−Fe
−N系磁粉や硬フェライト磁粉を混合してもよい。
After the heat treatment, the obtained magnet alloy is pulverized,
If magnet powder (magnetic powder) is produced, various bond magnets can be produced from the magnetic powder by a known process.
When producing a bonded magnet, the alloy magnetic powder is mixed with an epoxy resin or a nylon resin and molded into a desired shape. At this time, another type of magnetic powder, for example, Sm-Fe
-N-based magnetic powder or hard ferrite magnetic powder may be mixed.

【0074】上述のボンド磁石を用いてモータやアクチ
ュエータなどの各種の回転機を製造することができる。
Various rotating machines such as motors and actuators can be manufactured using the above-described bonded magnets.

【0075】本発明の鉄基永久磁石合金の粉末を射出成
形ボンド磁石用に用いる場合は、粒度が150μm以下
になるように粉砕することが好ましく、より好ましい粉
末の平均粒径は1μm以上100μm以下である。ま
た、圧縮成形ボンド磁石用に用いる場合は、粒度が30
0μm以下になるように粉砕することが好ましく、より
好ましい粉末の平均粒径は50μm以上200μm以下
である。さらに好ましい範囲は50μm以上150μm
以下である。
When the iron-based permanent magnet alloy powder of the present invention is used for an injection-molded bonded magnet, it is preferable to pulverize the powder so as to have a particle size of 150 μm or less, more preferably 1 μm or more and 100 μm or less. It is. When used for compression-molded bonded magnets, the particle size is 30.
It is preferable that the powder is pulverized so as to have a particle size of 0 μm or less. A more preferred range is 50 μm or more and 150 μm.
It is as follows.

【0076】(実施例と比較例)以下、本発明の実施例
と比較例とを詳細に説明する。
(Examples and Comparative Examples) Hereinafter, Examples and Comparative Examples of the present invention will be described in detail.

【0077】試料No.1〜No.6の各々について、
純度99.5%以上のNd、Fe、Co、Bの材料を用
いて総量が15gとなるように秤量し、石英るつぼ内に
投入した。試料No.1〜No.6の組成は表1に示す
通りとした。ここで、試料No.1〜No.4は、本発
明の実施例に相当し、試料No.5〜6は、比較例に相
当する。
Sample No. 1 to No. For each of 6,
Using materials of Nd, Fe, Co, and B having a purity of 99.5% or more, the materials were weighed so that the total amount was 15 g, and then they were put into a quartz crucible. Sample No. 1 to No. The composition of No. 6 was as shown in Table 1. Here, the sample No. 1 to No. Sample No. 4 corresponds to an example of the present invention, and 5 to 6 correspond to comparative examples.

【0078】[0078]

【表1】 [Table 1]

【0079】表1において、例えば「R」と表示してい
る欄の「Nd3.5Tb1」は3.5原子%のNdおよ
び1.0原子%のTbを添加したことを示し、「B」と
表示している欄の「18.5」は18.5原子%のB
(硼素)を添加したことを示している。
In Table 1, for example, “Nd3.5Tb1” in the column labeled “R” indicates that 3.5 atomic% of Nd and 1.0 atomic% of Tb were added, and “B” “18.5” in the displayed column is 18.5 atomic% of B
(Boron) was added.

【0080】溶湯作製に用いた石英るつぼは、底部に直
径0.8mmのオリフィスを有しているため、上記原料
は石英るつぼ内で溶解された後、合金溶湯となってオリ
フィスから下方に滴下することになる。原料の溶解は、
圧力が1〜3kPaのアルゴン雰囲気下において高周波
加熱法を用いて行った。本実施例では、溶湯温度を13
50℃に設定した。
Since the quartz crucible used for producing the molten metal has an orifice having a diameter of 0.8 mm at the bottom, the above-mentioned raw material is melted in the quartz crucible and then becomes a molten alloy and is dropped from the orifice downward. Will be. Dissolution of raw materials
The high-frequency heating method was used in an argon atmosphere at a pressure of 1 to 3 kPa. In this embodiment, the molten metal temperature is set to 13
The temperature was set at 50 ° C.

【0081】合金溶湯の湯面をArガスで加圧すること
によって、オリフィスの下方0.7mmの位置にある純
銅製ロールの外周面に対し溶湯を噴出させた。ロール
は、その外周面の温度が室温程度に維持されるように内
部が冷却されながら高速で回転する。このため、オリフ
ィスから滴下した合金溶湯はロール周面に接触して熱を
奪われつつ、周速度方向に飛ばされることになる。合金
溶湯はオリフィスを介して連続的にロール周面上に滴下
されるため、急冷によって凝固した合金は薄帯状に長く
延びたリボン(幅:2〜3mm、厚さ:20〜30μ
m)の形態を持つことになった。
By pressurizing the surface of the molten alloy with Ar gas, the molten metal was jetted to the outer peripheral surface of a pure copper roll located 0.7 mm below the orifice. The roll rotates at high speed while cooling the inside so that the temperature of the outer peripheral surface is maintained at about room temperature. For this reason, the molten alloy dropped from the orifice is blown in the peripheral speed direction while being in contact with the roll peripheral surface and removing heat. Since the molten alloy is continuously dropped on the roll peripheral surface through the orifice, the alloy solidified by quenching is a ribbon (width: 2 to 3 mm, thickness: 20 to 30 μ) elongated in a thin strip shape.
m).

【0082】本実施例で採用する回転ロール法(単ロー
ル法)の場合、冷却速度はロール周速度および単位時間
当たりの溶湯流下量によって規定される。なお、流下量
はオリフィス径(断面積)と溶湯圧力とに依存し、実施
例ではオリフィスは直径0.8mm、溶湯噴射圧は13
〜33kPaとし、流下レートは約0.5〜1kg/分
であった。本実施例ではロール表面速度Vsを20m/
秒に設定した。
In the case of the rotating roll method (single roll method) employed in this embodiment, the cooling rate is defined by the roll peripheral speed and the amount of molten metal flowing down per unit time. The amount of flow depends on the orifice diameter (cross-sectional area) and the pressure of the molten metal. In the embodiment, the diameter of the orifice is 0.8 mm, and the injection pressure of the molten metal is 13 mm.
The flow rate was about 0.5 to 1 kg / min. In this embodiment, the roll surface speed Vs is set to 20 m /
Set to seconds.

【0083】アモルファス相が50体積%以上を占める
急冷凝固合金とするためには、冷却速度は102〜107
℃/秒であることが好ましく、この範囲の冷却速度を達
成するには、ロール周速度を9m/秒以上に設定するこ
とが好ましい。
In order to obtain a rapidly solidified alloy in which the amorphous phase accounts for 50% by volume or more, the cooling rate should be 10 2 to 10 7.
C./sec is preferable, and in order to achieve a cooling rate in this range, the roll peripheral speed is preferably set to 9 m / sec or more.

【0084】こうして得た急冷合金の薄帯に対し、結晶
化発熱温度ピークを示すDSCプロファイルを測定し
た。図4は、本発明の実施例である試料No.1〜2、
および比較例である試料No.5についてのDSCプロ
ファイルを示すグラフである。曲線の低温側ピークはF
3Bの結晶化発熱温度ピークを示し、高温側のピーク
はR2Fe14Bの結晶化発熱温度ピーク(グラフ中にて
「矢印」を付記している。)を示している。
The DSC profile showing the crystallization exothermic temperature peak was measured for the quenched alloy ribbon thus obtained. FIG. 4 shows a sample No. which is an example of the present invention. 1-2,
And Sample No. as a comparative example. 5 is a graph showing a DSC profile of Sample No. 5; The low temperature peak of the curve is F
The exothermic temperature peak of crystallization of e 3 B is shown, and the peak on the higher temperature side is the exothermic temperature peak of crystallization of R 2 Fe 14 B (indicated by “arrow” in the graph).

【0085】図4からわかるように、比較例では、Fe
3B相の結晶化発熱温度が高くなりすぎたため、Fe3
相およびR2Fe14B相の結晶化発熱温度ピークが近接
しすぎ、両ピークの分離が不充分である。そのため、比
較例ではFe3B相の結晶化が完了する前にR2Fe14
相の結晶化が進行し、組織の微細化および均一化を充分
に達成することができなくなる。
As can be seen from FIG. 4, in the comparative example,
Since the crystallization exothermic temperature of the 3B phase was too high, Fe 3 B
The crystallization exothermic temperature peaks of the phase and the R 2 Fe 14 B phase are too close to each other, and the separation of both peaks is insufficient. For this reason, in the comparative example, R 2 Fe 14 B before crystallization of the Fe 3 B phase is completed.
The crystallization of the phase progresses, and it becomes impossible to sufficiently achieve the refinement and uniformization of the structure.

【0086】次に、試料No.1〜6の急冷凝固合金に
対して、表1に示す温度で6〜10分間保持する熱処理
工程を行い、室温まで冷却した後、磁気特性を測定し
た。測定は、熱処理済みの合金薄帯を長さ3〜5mmに
切断した後、VSMを用いて行った。測定結果を表2に
示す。
Next, the sample No. The heat treatment step of holding the rapidly solidified alloys 1 to 6 at the temperature shown in Table 1 for 6 to 10 minutes was performed, and after cooling to room temperature, the magnetic properties were measured. The measurement was performed using a VSM after cutting the heat-treated alloy ribbon into a length of 3 to 5 mm. Table 2 shows the measurement results.

【0087】[0087]

【表2】 [Table 2]

【0088】表2からわかるように、実施例(No.1
〜4)は、比較例(No.5〜6)に比べて優れた磁気
特性を示している。
As can be seen from Table 2, the embodiment (No. 1)
To 4) show superior magnetic properties as compared with the comparative examples (Nos. 5 to 6).

【0089】透過型電子顕微鏡を用いて結晶化熱処理後
の合金組織を観察した。この観察によって求めた平均結
晶粒径Dを表2に示す。表2からわかるように、比較例
における平均結晶粒径Dが80nmを越えているのに対
し、実施例における平均結晶粒径Dは何れも50nmを
下回っている。
The structure of the alloy after the crystallization heat treatment was observed using a transmission electron microscope. Table 2 shows the average crystal grain size D obtained by this observation. As can be seen from Table 2, the average crystal grain size D in the comparative example exceeds 80 nm, whereas the average crystal grain size D in the examples is less than 50 nm.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明によれば、従来知られていなかっ
た新しい合金設計手法に基づき、各構成相の結晶化発熱
温度を所望の温度範囲内に制御することが可能となるた
め、結晶組織を均質に微細化し、それによって特性の優
れた鉄基合金磁石を提供することができる。
According to the present invention, the crystallization exothermic temperature of each constituent phase can be controlled within a desired temperature range on the basis of a new alloy design technique which has not been known so far. Can be uniformly refined, thereby providing an iron-based alloy magnet having excellent characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】Nd(原子番号A=60)の一部を他の希土類
元素(原子番号A=57〜59、61〜71)で置換し
た場合において、希土類元素の添加量x’とFe3B相
の結晶化発熱温度との関係を示すグラフである。
FIG. 1 shows a case where a part of Nd (atomic number A = 60) is replaced by another rare earth element (atomic number A = 57 to 59, 61 to 71), and the added amount x ′ of the rare earth element and Fe 3 B 4 is a graph showing a relationship between a phase and a crystallization exothermic temperature.

【図2】Nd(原子番号A=60)の一部を他の希土類
元素(原子番号A=57〜59、61〜71)で置換し
た場合において、希土類元素の添加量x’とR2Fe14
B相の結晶化発熱温度との関係を示すグラフである。
FIG. 2 shows a case where a part of Nd (atomic number A = 60) is replaced with another rare earth element (atomic number A = 57 to 59, 61 to 71), and the added amount x ′ of the rare earth element and R 2 Fe 14
4 is a graph showing the relationship between the B phase and the crystallization heat generation temperature.

【図3】(a)は、本発明による微細結晶型鉄基合金磁
石のための急冷合金を製造する方法に用いる装置の全体
構成例を示す断面図であり、(b)は急冷凝固が行われ
る部分の拡大図である。
FIG. 3 (a) is a cross-sectional view showing an example of the entire configuration of an apparatus used in a method for producing a quenched alloy for a microcrystalline iron-based alloy magnet according to the present invention, and FIG. FIG.

【図4】実施例(試料No.1〜2)および比較例(試
料No.5)のDSC曲線を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing DSC curves of an example (sample Nos. 1 and 2) and a comparative example (sample No. 5).

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1b、2b、8b、および9b 雰囲気ガス供給口 1a、2a、8a、および9a ガス排気口 1 溶解室 2 急冷室 3 溶解炉 4 貯湯容器 5 出湯ノズル 6 ロート 7 回転冷却ロール 21 溶湯 22 合金薄帯 1b, 2b, 8b, and 9b Atmospheric gas supply ports 1a, 2a, 8a, and 9a Gas exhaust ports 1 Melting chamber 2 Quenching chamber 3 Melting furnace 4 Hot water storage tank 5 Hot water nozzle 6 Roth 7 Rotary cooling roll 21 Melt 22 Alloy ribbon

───────────────────────────────────────────────────── 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) H01F 1/053 H02K 15/03 C H02K 15/03 H01F 1/04 H A Fターム(参考) 4K018 AA27 BA18 BB07 BC01 BD01 KA46 5E040 AA03 AA04 AA19 BD03 CA01 HB11 NN01 NN06 NN18 5H622 AA03 DD04 DD06 QA02 QA03──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01F 1/053 H02K 15/03 C H02K 15/03 H01F 1/04 HAF term (Reference) 4K018 AA27 BA18 BB07 BC01 BD01 KA46 5E040 AA03 AA04 AA19 BD03 CA01 HB11 NN01 NN06 NN18 5H622 AA03 DD04 DD06 QA02 QA03

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 組成式がRx(100-x-y-l-m)yM1l
m(at%)で表現され(R=La、Ce、Pr、N
d、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択された
2以上の元素、T=Fe、Co、およびNiからなる群
から選択された少なくとも一つの元素、Q=BおよびC
からなる群から選択された少なくとも一つの元素、M1
=Cu、Ga、Si、Al、およびPbからなる群から
選択された少なくとも一つの元素、M2=Nb、Mo、
Ti、およびZrからなる群から選択された少なくとも
一つの元素)、組成範囲を限定する記号x、y、l、m
が以下の関係を満足し、 1≦x≦6、 15≦y≦25、 0.01≦l≦0.4、および 0.05≦m≦5、 少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が混在する鉄
基永久磁石合金を製造する方法であって、 元素R、M1、およびM2の組み合わせと組成比率とを
調節することによって、1つの結晶相の結晶化発熱温度
を585℃〜615℃に制御するとともに、他の結晶相
の結晶化発熱温度を610℃〜640℃に制御する鉄基
永久磁石合金の製造方法。
1. A composition formula R x T (100-xylm) Q y M1 l M
2 m (at%) (R = La, Ce, Pr, N
d, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, E
two or more elements selected from the group consisting of r, Tm, Yb, and Lu, T = at least one element selected from the group consisting of Fe, Co, and Ni, Q = B and C
At least one element selected from the group consisting of
= At least one element selected from the group consisting of Cu, Ga, Si, Al, and Pb, M2 = Nb, Mo,
At least one element selected from the group consisting of Ti and Zr), symbols x, y, l, and m defining the composition range
Satisfies the following relationship: 1 ≦ x ≦ 6, 15 ≦ y ≦ 25, 0.01 ≦ l ≦ 0.4, and 0.05 ≦ m ≦ 5, at least two crystal phases including at least a hard magnetic phase Is a method for producing an iron-based permanent magnet alloy containing a mixture of the elements R, M1, and M2, and adjusting the composition ratio and the crystallization exothermic temperature of one crystal phase to 585 ° C. to 615 ° C. And a method for producing an iron-based permanent magnet alloy in which the crystallization exothermic temperature of another crystal phase is controlled to 610 ° C. to 640 ° C.
【請求項2】 組成式が(Ndx-x'R’x')T
(100-x-y-l-m)yM1lM2m(at%)で表現され
(R’=Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、
Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択され
た少なくとも一つの元素、T=Fe、Co、およびNi
からなる群から選択された少なくとも一つの元素、Q=
BおよびCからなる群から選択された少なくとも一つの
元素、M1=Cu、Ga、Si、Al、およびPbから
なる群から選択された少なくとも一つの元素、M2=N
b、Mo、Ti、およびZrからなる群から選択された
少なくとも一つの元素)、組成範囲を限定する記号x、
x’、y、l、mが以下の関係を満足し、 1≦x≦6、 0<x’≦4.5、 15≦y≦25、 0.01≦l≦0.4、および 0.05≦m≦5、 少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が混在する鉄
基永久磁石合金を製造する方法であって、 Ndの少なくとも一部をNdよりも原子番号の大きな希
土類元素R’によって置換することによって前記各結晶
相の結晶化発熱温度を上昇させ、それによって1つの結
晶相の結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御する
とともに、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜6
40℃に制御する鉄基永久磁石合金の製造方法。
2. The composition formula is (Nd x−x ′ R ′ x ′ ) T
(100-xylm) Q y M1 l M2 m is represented by (at%) (R '= Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho,
At least one element selected from the group consisting of Er, Tm, Yb, and Lu, T = Fe, Co, and Ni
At least one element selected from the group consisting of:
At least one element selected from the group consisting of B and C; M1 = at least one element selected from the group consisting of Cu, Ga, Si, Al, and Pb; M2 = N
b, Mo, Ti, and at least one element selected from the group consisting of Zr), a symbol x for limiting the composition range,
x ′, y, l, and m satisfy the following relationships: 1 ≦ x ≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25, 0.01 ≦ l ≦ 0.4, and 0. 05 ≦ m ≦ 5, a method for producing an iron-based permanent magnet alloy in which two or more crystal phases including at least a hard magnetic phase are mixed, wherein at least a part of Nd is a rare earth element R ′ having an atomic number larger than Nd. The crystallization exothermic temperature of each of the crystal phases is increased by substituting, thereby controlling the crystallization exothermic temperature of one crystal phase to 585 ° C. to 615 ° C. and the crystallization exothermic temperature of the other crystal phases. 610 ° C-6
A method for producing an iron-based permanent magnet alloy controlled at 40 ° C.
【請求項3】 組成式が(Ndx-x'R”x')T
(100-x-y-l-m)yM1lM2m(at%)で表現され
(R”=La、Ce、およびPrからなる群から選択さ
れた少なくとも一つの元素、T=Fe、Co、およびN
iからなる群から選択された少なくとも一つの元素、Q
=BおよびCからなる群から選択された少なくとも一つ
の元素、M1=Cu、Ga、Si、Al、およびPbか
らなる群から選択された少なくとも一つの元素、M2=
Nb、Mo、Ti、およびZrからなる群から選択され
た少なくとも一つの元素)、組成範囲を限定する記号
x、x’、y、l、mが以下の関係を満足し、 1≦x≦6、 0<x’≦4.5、 15≦y≦25、 0.01≦l≦0.4、および 0.05≦m≦5、 少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が混在する鉄
基永久磁石合金を製造する方法であって、 Ndの少なくとも一部をNdよりも原子番号の小さな希
土類元素R”によって置換することによって前記各結晶
相の結晶化発熱温度を低下させ、それによって1つの結
晶相の結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御する
とともに、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜6
40℃に制御する鉄基永久磁石合金の製造方法。
3. The composition formula is (Nd x−x ′ R ″ x ′ ) T
(100-xylm) Q y M1 l M2 m (at%) (R ″ = at least one element selected from the group consisting of La, Ce, and Pr, T = Fe, Co, and N
at least one element selected from the group consisting of i, Q
= At least one element selected from the group consisting of B and C, M1 = at least one element selected from the group consisting of Cu, Ga, Si, Al, and Pb, M2 =
At least one element selected from the group consisting of Nb, Mo, Ti, and Zr), and the symbols x, x ', y, l, and m that limit the composition range satisfy the following relationship: 1 ≦ x ≦ 6 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25, 0.01 ≦ l ≦ 0.4, and 0.05 ≦ m ≦ 5, iron in which two or more crystal phases including at least a hard magnetic phase are mixed A method for producing a base permanent magnet alloy, comprising reducing at least a portion of Nd with a rare earth element R ″ having a smaller atomic number than Nd, thereby lowering the crystallization exothermic temperature of each of the crystal phases. The exothermic crystallization temperature of one crystal phase is controlled at 585 ° C. to 615 ° C., and the exothermic crystallization temperature of the other crystal phase is 610 ° C. to 6 ° C.
A method for producing an iron-based permanent magnet alloy controlled at 40 ° C.
【請求項4】 前記2以上の結晶相として鉄系硼化物相
とR214B型化合物相とを含有し、 前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前記R214
B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Ndと置換され
る希土類元素の原子番号をA、X’が0at%における
前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1(x'=0)、x’
が0at%における前記R214B型化合物相の結晶化
発熱温度をT2(x'=0)とした場合に、 T1=α1(A−60)+T1(x'=0) (0<α1≦1
0) T2=α2(A−60)+T2(x'=0) (0<α2≦2
0) を満足する請求項2または3に記載の鉄基永久磁石合金
の製造方法。
4. An iron-based boride phase and an R 2 T 14 B-type compound phase as the two or more crystal phases, wherein the iron-based boride phase has a crystallization exothermic temperature of T 1 , and the R 2 T 14
The exothermic crystallization temperature of the B-type compound phase is T 2 , the atomic number of the rare earth element substituted with Nd is A, and the exothermic crystallization temperature of the iron-based boride phase when X ′ is 0 at% is T 1 (x ′ = 0) , x '
Is 0 at%, the crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase is T 2 (x ′ = 0), and T 1 = α 1 (A−60) + T 1 (x ′ = 0) (0 <α 1 ≦ 1
0) T 2 = α 2 (A−60) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α 2 ≦ 2
The method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to claim 2 or 3, which satisfies 0).
【請求項5】 前記2以上の結晶相として鉄系硼化物相
とR214B型化合物相とを含有し、 前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前記R214
B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Ndと置換され
るN個の希土類元素のうちのi番(1<i≦N)の元素
の原子番号をAi、x’が0at%における前記鉄系硼
化物相の結晶化発熱温度をT1(x'=0)、x’が0at%
における前記R214B型化合物相の結晶化発熱温度を
2(x'=0)とした場合に、 T1=Σαi1(Ai−60)+T1(x'=0) (0<α
i1≦10) T2=Σαi2(Ai−60)+T2(x'=0) (0<α
i2≦20) を満足する請求項2または3に記載の鉄基永久磁石合金
の製造方法。
5. An iron-based boride phase and an R 2 T 14 B-type compound phase as the two or more crystal phases, wherein the iron-based boride phase has a crystallization exothermic temperature of T 1 and an R 2 T. 14
The crystallization exothermic temperature of the B-type compound phase is T 2 , the atomic number of the i-th element (1 <i ≦ N) of the N rare earth elements substituted with Nd is A i , and x ′ is 0 at%. The exothermic crystallization temperature of the iron-based boride phase is T 1 (x ′ = 0) , and x ′ is 0 at%.
T 1 = Σα i1 (A i −60) + T 1 (x ′ = 0) (0 ) where T 2 (x ′ = 0) is the heat of crystallization of the R 2 T 14 B-type compound phase at <Α
i1 ≦ 10) T 2 = Σα i2 (A i −60) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α
4. The method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to claim 2, wherein i2 ≦ 20) is satisfied.
【請求項6】 組成式が(Prx-x'R’x')T
(100-x-y-l-m)yM1lM2m(at%)で表現され
(R’=Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、
Er、Tm、Yb、およびLuからなる群から選択され
た少なくとも一つの元素、T=Fe、Co、およびNi
からなる群から選択された少なくとも一つの元素、Q=
BおよびCからなる群から選択された少なくとも一つの
元素、M1=Cu、Ga、Si、Al、およびPbから
なる群から選択された少なくとも一つの元素、M2=N
b、Mo、Ti、およびZrからなる群から選択された
少なくとも一つの元素)、組成範囲を限定する記号x、
x’、y、l、mが以下の関係を満足し、 1≦x≦6、 0<x’≦4.5、 15≦y≦25、 0.01≦l≦0.4、および 0.05≦m≦5、 少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が混在する鉄
基永久磁石合金を製造する方法であって、 Prの少なくとも一部をPrよりも原子番号の大きな希
土類元素R’で置換することによって前記各結晶相の結
晶化発熱温度を上昇させ、それによって1つの結晶相の
結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御するととも
に、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜640℃
に制御する鉄基永久磁石合金の製造方法。
6. The composition formula is (Pr x-x ′ R ′ x ′ ) T
(100-xylm) Q y M1 l M2 m (at%) (R ′ = Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho,
At least one element selected from the group consisting of Er, Tm, Yb, and Lu, T = Fe, Co, and Ni
At least one element selected from the group consisting of:
At least one element selected from the group consisting of B and C; M1 = at least one element selected from the group consisting of Cu, Ga, Si, Al, and Pb; M2 = N
b, Mo, Ti, and at least one element selected from the group consisting of Zr), a symbol x for limiting the composition range,
x ′, y, l, and m satisfy the following relationships: 1 ≦ x ≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25, 0.01 ≦ l ≦ 0.4, and 0. 05 ≦ m ≦ 5, a method for producing an iron-based permanent magnet alloy in which two or more crystal phases including at least a hard magnetic phase are mixed, wherein at least part of Pr is a rare earth element R ′ having an atomic number larger than Pr. The crystallization exothermic temperature of each of the crystal phases is increased by substituting with each other, whereby the crystallization exothermic temperature of one crystal phase is controlled to 585 ° C. to 615 ° C., and the crystallization exothermic temperature of the other crystal phases is decreased. 610 ° C-640 ° C
Production method of iron-based permanent magnet alloy controlled in a controlled manner.
【請求項7】 組成式が(Prx-x'R”x')T
(100-x-y-l-m)yM1lM2m(at%)で表現され
(R”=LaおよびCeからなる群から選択された少な
くとも一つの元素、T=Fe、Co、およびNiからな
る群から選択された少なくとも一つの元素、Q=Bおよ
びCからなる群から選択された少なくとも一つの元素、
M1=Cu、Ga、Si、Al、およびPbからなる群
から選択された少なくとも一つの元素、M2=Nb、M
o、Ti、およびZrからなる群から選択された少なく
とも一つの元素)、組成範囲を限定する記号x、x’、
y、l、mが以下の関係を満足し、 1≦x≦6、 0<x’≦4.5、 15≦y≦25、 0.01≦l≦0.4、および 0.05≦m≦5、 少なくとも硬磁性相を含む2以上の結晶相が混在する鉄
基永久磁石合金を製造する方法であって、 Prの少なくとも一部をPrよりも原子番号の小さな希
土類元素R”で置換することによって前記各結晶相の結
晶化発熱温度を低下させ、それによって1つの結晶相の
結晶化発熱温度を585℃〜615℃に制御するととも
に、他の結晶相の結晶化発熱温度を610℃〜640℃
に制御する鉄基永久磁石合金の製造方法。
7. The composition formula is (Pr x-x ′ R ″ x ′ ) T
Selected from the (100-xylm) Q y M1 l M2 m is represented by (at%) (R "= La and at least one element selected from the group consisting of Ce, T = Fe, the group consisting of Co, and Ni At least one element selected from the group consisting of: Q = B and C;
M1 = at least one element selected from the group consisting of Cu, Ga, Si, Al, and Pb, M2 = Nb, M
o, at least one element selected from the group consisting of Ti, and Zr), symbols x, x ', which limit the composition range
y, l, and m satisfy the following relationship: 1 ≦ x ≦ 6, 0 <x ′ ≦ 4.5, 15 ≦ y ≦ 25, 0.01 ≦ l ≦ 0.4, and 0.05 ≦ m ≦ 5, a method for producing an iron-based permanent magnet alloy in which two or more crystal phases including at least a hard magnetic phase are mixed, wherein at least a part of Pr is replaced by a rare earth element R ″ having an atomic number smaller than Pr. This lowers the crystallization exothermic temperature of each of the crystal phases, thereby controlling the crystallization exothermic temperature of one crystal phase to 585 ° C. to 615 ° C. and the crystallization exothermic temperature of the other crystal phases to 610 ° C. to 610 ° C. 640 ° C
Production method of iron-based permanent magnet alloy controlled in a controlled manner.
【請求項8】 前記2以上の結晶相として鉄系硼化物相
とR214B型化合物相とを含有し、 前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前記R214
B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Prと置換され
る希土類元素の原子番号をA、x’が0at%における
前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1(x'=0)、x’
が0at%における前記R214B型化合物相の結晶化
発熱温度をT2(x'=0)とした場合に、 T1=α1(A−59)+T1(x'=0) (0<α1≦1
0) T2=α2(A−59)+T2(x'=0) (0<α2≦2
0) を満足する請求項6または7に記載の鉄基永久磁石合金
の製造方法。
8. An iron-based boride phase and an R 2 T 14 B-type compound phase as the two or more crystal phases, wherein the iron-based boride phase has a crystallization exothermic temperature of T 1 and an R 2 T. 14
The exothermic crystallization temperature of the B-type compound phase is T 2 , the atomic number of the rare earth element substituted with Pr is A, and the exothermic crystallization temperature of the iron-based boride phase when x ′ is 0 at% is T 1 (x ′ = 0) , x '
When the crystallization exothermic temperature of the R 2 T 14 B type compound phase at 0 at% is T 2 (x ′ = 0) , T 1 = α 1 (A−59) + T 1 (x ′ = 0) (0 <α 1 ≦ 1
0) T 2 = α 2 (A−59) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α 2 ≦ 2
The method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to claim 6 or 7, which satisfies 0).
【請求項9】 前記2以上の結晶相として鉄系硼化物相
とR214B型化合物相とを含有し、 前記鉄系硼化物相の結晶化発熱温度をT1、前記R214
B型化合物相の結晶化発熱温度をT2、Prと置換され
るN個の希土類元素のうちのi番(1<i≦N)の元素
の原子番号をAi、x’が0at%における前記鉄系硼
化物相の結晶化発熱温度をT1(x'=0)、x’が0at%
における前記R214B型化合物相の結晶化発熱温度を
2(x'=0)とした場合に、 T1=Σαi1(Ai−59)+T1(x'=0) (0<α
i1≦10) T2=Σαi2(Ai−59)+T2(x'=0) (0<α
i2≦20) を満足する請求項6または7に記載の鉄基永久磁石合金
の製造方法。
9. An iron-based boride phase and an R 2 T 14 B-type compound phase as the two or more crystal phases, wherein the iron-based boride phase has a crystallization exothermic temperature of T 1 and an R 2 T. 14
The crystallization exothermic temperature of the B-type compound phase is T 2 , the atomic number of the i-th element (1 <i ≦ N) of the N rare earth elements substituted with Pr is A i , and x ′ is 0 at%. The exothermic crystallization temperature of the iron-based boride phase is T 1 (x ′ = 0) , and x ′ is 0 at%.
T 1 = Σα i1 (A i −59) + T 1 (x ′ = 0) (0 ) where T 2 (x ′ = 0) is the heat of crystallization of the R 2 T 14 B type compound phase at <Α
i1 ≦ 10) T 2 = Σα i2 (A i −59) + T 2 (x ′ = 0) (0 <α
8. The method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to claim 6, wherein i2 ≦ 20) is satisfied.
【請求項10】 体積比率で90%以上がアモルファス
組織である鉄基急冷凝固合金に対して結晶化のための熱
処理を施すことによって硬磁気特性が発現しうる合金組
織を形成する鉄基永久磁石合金の製造方法であって、 合金組成を構成する希土類元素R、添加元素M1、およ
びM2の組み合わせ、ならびに含有濃度を変えることに
よって前記急冷凝固合金の結晶化発熱温度を制御する鉄
基永久磁石合金の製造方法。
10. An iron-based permanent magnet that forms an alloy structure capable of exhibiting hard magnetic properties by subjecting an iron-based rapidly solidified alloy whose volume ratio is at least 90% to an amorphous structure to a heat treatment for crystallization. An iron-based permanent magnet alloy for controlling the crystallization exothermic temperature of the rapidly solidified alloy by changing the combination of the rare earth element R, the additional elements M1 and M2, and the content of the alloy composition. Manufacturing method.
【請求項11】 硬磁性相を含む2以上の準安定相を有
する微細結晶型鉄基合金磁石を製造する方法であって、 希土類元素R(RはPrまたはNd)と、希土類元素R
よりも原子番号の大きな希土類元素R’と、希土類元素
Rよりも原子番号の小さな希土類元素R”とを含有する
鉄基合金を用意する工程と、 前記鉄基合金の溶湯を急冷し、それによって、アモルフ
ァス相が体積比率で全体の90%以上を占める急冷合金
を作製する工程と、 前記急冷合金を加熱して、前記鉄基合金中で結晶成長を
進行させる熱処理工程とを包含し、 希土類元素R、希土類元素R’、および希土類元素R”
の組成比率を調節することによって、前記熱処理工程後
における結晶粒径の平均が1nm以上50nm以下の微
細組織を形成する鉄基永久磁石合金の製造方法。
11. A method for producing a microcrystalline iron-based alloy magnet having two or more metastable phases including a hard magnetic phase, comprising: a rare earth element R (R is Pr or Nd);
Preparing an iron-based alloy containing a rare-earth element R ′ having a larger atomic number than R ′ and a rare-earth element R ″ having a smaller atomic number than the rare-earth element R; and quenching the molten iron-based alloy, Producing a quenched alloy in which the amorphous phase occupies 90% or more of the whole by volume; and a heat treatment step of heating the quenched alloy to promote crystal growth in the iron-based alloy. R, rare earth element R ′, and rare earth element R ″
A method for producing an iron-based permanent magnet alloy which forms a microstructure having an average crystal grain size of 1 nm or more and 50 nm or less after the heat treatment step by adjusting the composition ratio of the iron-based permanent magnet alloy.
【請求項12】 希土類元素R、希土類元素R’、およ
び希土類元素R”の組成比率は、前記準安定相のうち最
も結晶化発熱温度が低い相の結晶化発熱温度と最も結晶
化発熱温度が高い相の結晶化発熱温度との差異を5℃以
上25℃以下にするように調節されている請求項11に
記載の鉄基永久磁石合金の製造方法。
12. The composition ratio of the rare earth element R, the rare earth element R ′, and the rare earth element R ″ is such that the crystallization exotherm temperature of the phase having the lowest crystallization exotherm temperature and the crystallization exotherm temperature of the metastable phase are the lowest. The method for producing an iron-based permanent magnet alloy according to claim 11, wherein the difference from the crystallization heating temperature of the high phase is adjusted to 5 ° C. or more and 25 ° C. or less.
【請求項13】 請求項1から12の何れかに記載の製
造方法によって作製された鉄基永久磁石合金の粉末を用
いて形成されたボンド磁石。
13. A bonded magnet formed by using a powder of an iron-based permanent magnet alloy produced by the production method according to claim 1.
【請求項14】 請求項13に記載のボンド磁石を備え
た回転機。
14. A rotating machine provided with the bonded magnet according to claim 13.
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