JP2004149851A - 永久磁石合金 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】原子百分率(at.%)で,R:8〜20 at.% ( Rは, Nd,Pr,Ce,La,Y,Gd,Tb,Ho,ErおよびTmの群から選ばれた少なくとも1種の元素を表す), Dy:2.0 at.%以下 (0%を含まず),Co:3.0 at.%未満 (0%を含む),B:1.0 〜6.0 at.%,C:0.1 〜5.0 at.%,Cu:3.0 at.%以下 (0%を含まず),残部:Feおよび不可避的不純物からなる永久磁石合金である。
【選択図】 なし
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,Co量が比較的低量であっても高いBHmax (最大エネルギー積)と iHc(保磁力) を具備する希土類磁石合金に関する。
【0002】
【従来の技術】
耐酸化性や耐熱性に優れた希土類磁石としてSm−Co磁石が知られているがこの磁石は高価である。より安価な希土類磁石として,R−Fe(Co)−B系の希土類焼結磁石合金が知られている。Rは希土類元素の1種または2種以上を表し,(Co)はCoを含んでいてもよいことを表す。このものは,一般に表面が酸化し易いので磁石表面に対し,メッキ法,スパッタ法,蒸着法,有機物皮膜法等によって耐酸化性の保護被膜を形成することが行われたりしている。
【0003】
より安価で且つ耐酸化性や耐熱性を改善した希土類磁石として,例えば特許第2789364号等に提案されたR−Fe(Co)−B−C系の希土類焼結磁石合金がある。このものは,C(炭素)を合金元素の必須成分として含有し,磁性結晶粒の周囲にC濃度の高い非磁性相が存在することによって,高い最大エネルギー積を保持しながら優れた耐酸化性が得られると説明されている。この系統の永久磁石合金として,例えば特開平4−116144号公報, 特開平4−268045号公報および PCT/JP99/04048 号公報等に記載されたものが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
R−Fe−(Co)−B系の希土類焼結磁石合金の表面に耐酸化性の保護被膜を形成させる場合には,合金の外表面に数10μm以上の強固且つ均質な膜層を形成させることが必要とされる。R−Fe(Co)−B−C系の希土類焼結磁石合金の場合には,前者よりも耐酸化性に優れるが,十分な耐熱性や耐候性を得るには,特開平4−268045号公報や PCT/JP99/04048 号公報に記載されているようにCoやDyを比較的多量に含有させることが必要であり,また同公報に記載されているように,CoやDyは磁気特性の改善にとって有益に機能することも知られている。
【0005】
しかし,CoやDyは高価な元素であるために,価格の面からは,できるだけ使用量を低減することが望まれる。
【0006】
したがって本発明の課題は,従来のR−Fe(Co)−B−C系の希土類磁石合金において,CoやDyを低減しても,十分な磁気特性, 特に高いエネルギー積 (BHmax)および保磁力 (iHc)を同時に具備する希土類磁石合金を得ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは,前記課題を解決するために,種々の試験研究を重ねてきたが,この系統の希土類磁石合金においては iHc とBHmax は添加元素によりトレードオフの関係にあり,両者を両立させることは困難であるが,適量のCuを添加すると,DyおよびCoが少ないところでも,BrおよびBHmax を低下させずに iHc を向上させることができることを見い出した。またCuのほかに,AlとCrは iHc を向上させる効果があり,Cuの一部をこれらの元素で置換できることがわかった。
【0008】
本発明は,このような知見事実に基づいてなされたものであり,
原子百分率(at.%)で,
R:8〜20 at.% ( Rは, Nd,Pr,Ce,La,Y,Gd,Tb,Ho,ErおよびTmの群から選ばれた少なくとも1種の元素を表す),
Dy:2.0 at.%以下 (0%を含まず),
Co:3.0 at.%未満 (0%を含む),
B: 1.0〜6.0 at.%,
C: 0.1〜5.0 at.%,
Cu:3.0 at.%以下 (0%を含まず),
AlまたはCr:2.0 at.%以下 (0%を含む),
残部:Feおよび不可避的不純物,
からなる永久磁石合金を提供する。
【0009】
ここで,B:2.0 at.%以上で,C+B:4.0 〜8.0 at.%であるのが好ましく,CoはCo:3.0 at.%未満 (0%を含まず)であることができる。この永久磁石は,最大エネルギー積(BHmax ):45MGOe以上,好ましくは47MGOe以上で,且つ保磁力(iHc):10kOe以上,好ましくは12kOe以上を具備することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
本発明の磁石合金の成分組成は,前記した範囲に特定されるものであるが,各成分含有量を前記の範囲に特定する理由の概略と本発明に従う合金磁石の製造法について,以下に説明する。
【0011】
〔R:8〜20at.%〕
Dy以外の希土類元素として,Nd,Pr,Ce,La,Y,Gd,Tb,Ho,Er,Tmの一種または二種以上を8〜20at.%含有することにより,Fe(Co)およびBとの共存のもとで,焼結体において磁性相と粒界相を形成し,高い iHc とBrを維持することができる。R元素のうち,特に好ましい元素はNdであり,NdとPrまたはTbの組合せである。Rが8at.%未満では十分なBrが得られず,20at.%を超えても十分なBrが得られない。好ましいR元素の含有量は13〜18at.%である。
【0012】
〔Dy:2.0 at.%以下〕
Dyは保磁力の維持および耐熱性の向上に寄与し,とくに不可逆減磁率を低下させるのに寄与する。しかし,5at.%を超えても耐熱性向上効果は飽和し,かえって磁気特性を劣化させることがある。加えて,Dyは高価であるために,できるだけ少量で必要な磁気特性が発現できることが好ましい。このため,本発明ではDyの上限を2.0 at.%とする。
【0013】
〔B:1.5〜6.at.%〕
Bは磁性相形成のために必要であり,このためには少なくとも0.5at.%を必要とするが,高い iHc とBHmax を得るには1.5at.%以上,好ましくは2.0at.%以上であることが望ましい。しかし,過剰の添加はかえって磁気特性を劣化させる。このため,1.5〜8at.%,好ましくは1.5〜6at.%,さらに好ましくは2.0〜6at.%のB量を含有させるが,好ましいB量は3.0〜5.0at.%の範囲である。
【0014】
〔C:0.1〜5at.%〕
Cは,特開平4−116144号公報に記載のとおり,本磁石合金の磁気特性を良好に維持しながら希土類磁石の欠点である酸化し易い性質を改質し,耐酸化性を向上させる作用を供する。また不可逆減磁率の低下にも寄与する。Cの耐酸化性および耐熱性向上効果は0.1at.%未満では十分ではない。しかし5at.%を超えると磁気特性が低下する場合がある。このため,0.1〜5at.%のC量を含有させるが,好ましいC量は0.1〜3.5at.%の範囲,さらに好ましいC量は0.1〜3at.%の範囲である。
【0015】
〔B:2.0 at.%以上で,C+B:4.0 〜8.0 at.%〕
Bを2.0 at.%以上としたうえで,C+Bを4at.%以上含有させるのが iHc とBHmax の両者を高めるうえで好ましい。しかし,C+Bが8at.%を超えると磁気特性を劣化させることがあるので,C+Bを4〜8at.%とするのがよい。
【0016】
〔Co:3at.%以下〕
Coは高い磁気特性を維持しながらキューリー点を高める作用がある。また耐熱性および耐候性を高めるのにも有効に寄与する。しかしCoは高価な元素であるのでその添加量を低減することが望ましい。本発明においては,他の元素の含有量の規制およびCu(さらにはAlまたはCr)の添加によって,Coを低減しても高い iHc とBHmax を確保できることを見い出したものであり,Coの含有量は3at.%までであればよい。
【0017】
〔Cu:3.0 at.%以下〕
Cuは一般に保磁力を高める作用を供するが,反面,Brを低下させる。ところが,Co含有量が低い領域では,CuはBrやBHmax の低下を招くことなくiHc を高めることができることがわかった。このためには,Cuは少なくとも0.01at.%以上,好ましくは0.05at.%以上を必要とする。しかし,多量にCuを添加すると磁力が低下するので,3at.%以下とするのがよい。好ましいCuの含有量は0.05〜1.5at.%である。
【0018】
〔AlまたはCr:2at.%以下〕
AlまたはCrは,一般に保磁力を高めるのに寄与するが,BrやBHmax を低下させる。この点でCuと類似の作用を供するが,Coの低い領域でも,BrやBHmax を低下させることがある。このために,AlまたはCrは,添加する場合には,2at.%以下,好ましくは1.5at.%以下とするのがよい。
【0019】
〔残部:Feおよび不可避的不純物〕
FeはR−B(C)と共に磁性相を形成するために必須の元素であり,前記の成分の含有量の残りは実質的にFe量とするが,製造上不可避的に含有してくる不純物はある程度許容できる。不純物としての総量は1.0at.%以下であるのが望ましい。
【0020】
以上の理由により,原子百分率(at.%)で,
R:8〜20 at.% ( Rは, Nd,Pr,Ce,La,Y,Gd,Tb,Ho,ErおよびTmの群から選ばれた少なくとも1種の元素を表す),
Dy:2.0 at.%以下 (0%を含まず),
Co:3.0 at.%未満 (0%を含む),
B :1.0 〜6.0 at.%,
C :0.1 〜5.0 at.%,
好ましくはB:2.0 at.%以上で,C+B:4.0 〜8.0 at.%,
Cu:3.0 at.%以下 (0%を含まず),
AlまたはCr:2at.%以下(0%を含む),
残部:Feおよび不可避的不純物,
からなる本発明の永久磁石合金は,高価なCoを3at.%以下,Dyを2at.%以下に低減しながら,保磁力とBHmax を同時に高く維持することができる。例えば最大エネルギー積(BHmax ):45MGOe以上,好ましくは47MGOe以上で,保磁力(iHc):10kOe以上,好ましくは12kOeを示すことができる。
【0021】
本発明の永久磁石合金を製造するには,溶解,鋳造,粉砕,成形,焼結という一連の工程で焼結磁石合金とすることができる。溶解鋳造法としては,真空溶解・鋳造法,不活性ガス雰囲気溶解・鋳造法,急冷ロール法,アトマイズ法等が採用できる。磁気特性と耐熱性に優れた焼結磁石とするには,鋳造工程と粉砕工程の間に熱処理工程を挿入し,粉砕前のものを不活性ガス雰囲気中で600℃以上の温度で熱処理するのが好ましく,これにより一層磁気特性を向上させることができる。また,焼結工程では不活性ガス中で1000〜1200℃の温度で焼結し,この焼結温度から600〜900℃まで徐冷し,次いでその温度から急冷するのが好ましい。この焼結後の急冷によっても磁気特性を向上させることができる。
【0022】
本発明の磁石合金の製造法の概要を説明すると次のとおりである。
【0023】
まず,合金組成となるように秤量した各成分の原料を真空溶解炉で1500℃以上で溶解し,水冷鋳型に急冷鋳造する。得られた鋳塊を前記のように600℃以上でAr雰囲気中で熱処理したあと,ロールクラッシャーで粗粉砕する。得られた粗粉をディスクミルで100μm程度に破砕し,さらに振動ボールミルで微粉砕し,平均粒径1〜5μmの粉末にする。これらの粉砕工程もAr雰囲気中で行う。この粉砕工程において,C原料の一部を添加することができる。すなわちC原料の一部は真空溶解炉に投入するが,残部はこの微粉砕工程で添加する。このC原料としてはカーボンブラックが適切であるが,脂肪族炭化水素,高級脂肪酸系アルコール,高級脂肪酸,脂肪酸アマイド,金属石けん,脂肪酸エステル等のCを含有する有機物質も使用可能である。好ましい添加剤は,ステアリン酸系の粉砕助剤(潤滑剤)である。
【0024】
次いで該粉体を外部磁場中で成形する。成形圧としては0.3〜5t/cm2の範囲,外部磁場としては15KOe 以上が適切である。この成形工程も望ましくはAr雰囲気中で行う。この成形品をAr雰囲気中1000〜1200℃で約2時間の焼結を行う。そして,前記のように焼結温度から600〜900℃まで徐冷し,次いでその温度から急冷する。600〜900℃から急冷を開始させるには,その温度から低温の不活性ガスを吹付ける方法,水または油またはこれに類する液中に浸漬する方法で行うことができるが,この急冷開始温度600〜900℃から400℃まで,またはそれ以下まで−50℃/min 以上, 好ましくは−100℃/min 以上の冷却速度で急冷するのがよい。
【0025】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明する。
【0026】
【実施例】
〔例1〕
原料として純度99.9%の電解鉄,ボロン含有量19.6%のフェロボロン合金,純度 99.3%のネオジム金属, 純度99.1%のジスプロシウム, 純度99.6%のコバルト金属を使用し,原子百分率(at.%)で,
Nd:11.8at.%,
Dy:2.4 at.%,
Co:9.0 at.%,
B :3.0 at.%,
残部:Fe,
となるように計量,配合した。
【0027】
前記の配合に対し, 純度99.9%の金属銅(銅フレーク)を無添加の場合(No.1)と0.1at.%添加した場合 (No.2)について,いずれも高周波誘導炉で真空中で1600℃で溶解した後,ブックモールド型鋳型に鋳込み,合金塊を得た。これらの合金塊の分析値を表1に示した。
【0028】
各合金塊を横型真空炉からなる熱処理炉に入れ,800℃×14時間の熱処理のあと,アルゴン気流中で冷却した。ついで,ロールクラッシャーにて1mm程度に粉砕し,ディスクミルにて100μm程度に粉砕し,さらに振動ボールミルにて2.5μm程度まで微粉砕した。
【0029】
この粉砕処理にあたっては,ステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)を予め添加して粉砕処理した。その添加量は,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして3at.%に相当するように調整した。ステアリン酸中のC量は最終磁石合金にほとんど残存する。
【0030】
得られた合金微粉末を20t横磁場(垂直磁場)成形機にて成形した。形成圧力は500kg/cm2である。次いで,この成形品を焼結炉に装入し,ほぼ1050℃で120分のアルゴン雰囲気中で焼結のあと,アルゴン気流中で焼結温度から冷却した。得られた焼結体の組成比を表2に示した。また,焼結体から試験片を切り出し,その試験片を用いてVSMで磁気特性を測定した。その測定結果を表3に示した。
【0031】
【表1】
【0032】
【表2】
【0033】
【表3】
【0034】
表3の結果から,Cuの添加により iHc が向上していることがわかる。
【0035】
〔例2〕
例1と同じ原料配合のもの(銅粉無添加)を,例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。得られた合金塊を分析したところ,原子百分率で,
Nd:11.8 at.%,
Dy: 2.4 at.%,
Co: 9.0 at.%,
B : 3.0 at.% ,
C : 0.1 at.%,
Al: 0.7 at.%,
Si: 0.1 at.%,
Cu: 0.0 at.%
残部:Feであった。
【0036】
この合金塊を例1と同じ条件で熱処理したあと,例1と同じ条件で粉砕した。そして,最終の振動ボールミルで微粉砕したあと,その微粉体に,ステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)と,粒径がほぼ1μmの銅微粉を添加した。潤滑剤の添加量は,いずれも,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして3at.%に相当するように調整した。銅粉の添加量については,合金中のCu量が0at.%(No.3),0.1at.%(No.4)または1.0at.%(No.5)とした。
【0037】
得られた合金微粉末を例1と同じ条件で磁場成形し,成形品を例1と同じ条件で焼結した。得られた焼結体の組成比を表4に示し,焼結体の磁気特性を表5に示した。
【0038】
【表4】
【0039】
【表5】
【0040】
表5の結果から,粉砕後成形前にCuを添加した場合にも, iHc が向上していることがわかる。
【0041】
〔例3〕
本例は,例1〜2よりもCo量を低減した領域において,Cu添加による磁気特性の影響を示すものである。
【0042】
例1と同じ原料を用いて,原子百分率(at.%)で,
Nd:15 at.%,
Dy:0.5 at.%,
Co:1.2 at.%,
B :3.0 at.%,
残部:Fe,
となるように計量,配合した。
【0043】
この配合に対し, 例1と同じ金属銅を無添加の場合(No.6), 0.1 at.% 添加した場合 (No.7)または 0.5 at.% 添加した場合(No.8)について,いずれも例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。各合金塊の分析値を表6に示した。
【0044】
各合金塊を例1と同じ条件で粉砕した。粉砕に当たっては,例1と同じステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)を,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして3at.%となるように,添加した。次いで,例1と同じ条件で磁場成形し,成形品を例1と同じ条件で焼結した。得られた焼結体の組成比を表7に示し,焼結体の磁気特性を表8に示した。
【0045】
【表6】
【0046】
【表7】
【0047】
【表8】
【0048】
表8の結果から,Co含有量が低い場合に,少量のCuの添加で iHc が向上することがわかる。そのさい,BrおよびBHmax の低下は見られない。
【0049】
〔例4〕
本例は,Cuの代わりにAlを添加した以外は,例3と殆ど同じ条件とした例である。
【0050】
例3と同じ原料配合のものに対し,純度99.9%の金属Alを,0.7at.%(No.9),1.4at.%(No.10)または2.2at.%(No.11)添加し,いずれも例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。各合金塊の分析値を表9に示した。
【0051】
各合金塊を例1と同じ条件で粉砕した。粉砕に当たっては,例1と同じステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)を,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして3at.%となるように,添加した。次いで,例1と同じ条件じ磁場成形し,成形品を例1と同じ条件で焼結した。得られた焼結体の組成比を表10に示し,焼結体の磁気特性を表11に示した。
【0052】
【表9】
【0053】
【表10】
【0054】
【表11】
【0055】
表11の結果から,Alを添加するとその添加量が多くなるほど iHc が向上するが,あまり添加量が多いとその効果は飽和することがわかる。またAl添加量が増加するにつれてBrおよびBHmax が減少するようになる。
【0056】
〔例5〕
本例は,Cu添加量は一定にしてCo添加量を変えた場合の磁気特性の変化を見たものである。
【0057】
例1と同じ原料を用いて,原子百分率(at.%)で,
Nd:15 at.%,
Dy:0.5 at.%,
B :3.0 at.%,
Cu:0.1 at.%,
残部:Fe,
となるように計量,配合した。
【0058】
この配合に対し, コバルト金属を, 1.2 at.% 添加した場合 (No.12),3.0 at.%添加した場合 (No.13), 5.8 at.% 添加した場合 (No.14),について,いずれも例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。各合金塊の分析値を表12に示した。
【0059】
各合金塊を例1と同じ条件で粉砕した。粉砕に当たっては,例1と同じステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)を,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして3at.%となるように,添加した。次いで,例1と同じ条件じ磁場成形し,成形品を例1と同じ条件で焼結した。得られた焼結体の組成比を表13に示し,焼結体の磁気特性を表14に示した。
【0060】
【表12】
【0061】
【表13】
【0062】
【表14】
【0063】
表14の結果から,Cu=0.1at.%において,Coの添加量が増加するにつれてBHmax が大きくなる傾向が見られるが, iHc は低下する傾向にあることがわかる。
【0064】
〔例6〕
本例は,合金溶製時にCu=0.1at.%を添加したうえで,B量とC量は変化させたが「B+C」の総量を3at.%の一定とした場合の磁気特性の変化を見たものである。
【0065】
例1と同じ原料を用いて,原子百分率(at.%)で,
Nd:14.5 at.%,
Dy:0.5 at.%,
Co:1.1 at.%,
Cu:0.1 at.%,
B+C:3.0 at.%,
残部:Fe,
となるように計量,配合した。
【0066】
この配合において,「B+C」=「1.1 +2.1 」at.%とした場合(No.15),=「2.0 +1.0 」at.%(No.16),=「3.1 +0.1 」とした場合(No.17)について,いずれも例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。各合金塊の分析値を表15に示した。
【0067】
各合金塊を例1と同じ条件で粉砕した。粉砕に当たっては,例1と同じステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)を,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとしてNo.15では5at.%となるように,No.16では4at.%となるように,No.17では3at.%となるように,調整した。次いで,例1と同じ条件じ磁場成形し,成形品を例1と同じ条件で焼結した。得られた焼結体の組成比を表16に示し,焼結体の磁気特性を表17に示した。
【0068】
【表15】
【0069】
【表16】
【0070】
【表17】
【0071】
表17の結果から,B+Cが同量でもB量が多い方が, iHc およびBHmax が高くなることがわかる。
【0072】
〔例7〕
本例は,Co=1.0 at.%において,B=3.5 at.%,Nd+Dy=14.5at.%としたうえで,粉砕後成形前に銅粉を添加した例であり,焼結温度は1035℃としたものである。
【0073】
例1と同じ原料を用いて,原子百分率(at.%)で,
Nd:14.0 at.%,
Dy:0.5 at.%,
Co:1.0 at.%,
B :3.5 at.%,
残部:Fe,
となるように計量,配合した。
【0074】
この配合のものを例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。得られた合金塊を分析したところ,原子百分率で,
Nd:14.0 at.%,
Dy: 0.5 at.%,
Co: 1.0 at.%,
B : 3.5 at.% ,
C : 0.1 at.%,
Al: 1.0 at.%,
Si: 0.1 at.%,
Cu: 0.0 at.%
残部:Feであった。
【0075】
この合金塊を例1と同じ条件で熱処理したあと,例1と同じ条件で粉砕した。そして,最終の振動ボールミルで微粉砕したあと,その微粉体に,ステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)と,例1で用いたの同じ銅粉を添加した。潤滑剤の添加量は,いずれも,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして2.5 at.%に相当するように調整した。銅粉の添加量については,合金中のCu量が0at.%(No.18),0.04at.%(No.19),0.1at.%(No.20)または0.2at.%(No.21)となるように調整した。
【0076】
得られた合金微粉末を例1と同じ条件で磁場成形し,成形品を例1と同じように焼結したが,焼結温度は1035℃とした。得られた焼結体の組成比を表18に示し,焼結体の磁気特性を表19に示した。
【0077】
【表18】
【0078】
【表19】
【0079】
表19の結果から,Cuの添加により iHc が一層高くなること,Cuを添加してもBrおよびBHmax の低下は殆ど起きないことがわかる。
【0080】
〔例8〕
本例は,Co=1.0 at.%において,B=3.5 at.%,Nd+Dy=14.5at.%としたうえで,粉砕後成形前に銅粉を添加した例であり,焼結温度は1070℃としたものである。
【0081】
焼結温度を1035℃から1070℃に変更した以外は,例7を繰り返した。CとCuは例7と同じく粉砕後成形前に添加し,潤滑剤の添加量は,ステアリン酸中のC量が合金中のCとして2.5 at.%に相当するように調整し,銅粉の添加量については合金中のCu量が0at.%(No.22),0.04at.%(No.23),0.1at.%(No.24)または0.2at.%(No.25)となるように調整した。得られた焼結体の組成比を表20に示し,焼結体の磁気特性を表21に示した。
【0082】
【表20】
【0083】
【表21】
【0084】
表21の結果から,Cuの添加により iHc が一層高くなること,Cuを添加してもBrは同じレベルを維持し,BHmax は若干向上し,No.25では iHc =12kOe,BHmax =48MGOeの磁気特性が得られている。
【0085】
〔例9〕
本例は,Co=1.0 at.%において,B=3.5 at.%,Nd+Dy=15.0at.%としたうえで,粉砕後成形前に銅粉を添加した例であり,焼結温度は1035℃としたものである。
【0086】
例1と同じ原料を用いて,原子百分率(at.%)で,
Nd:14.5 at.%,
Dy:0.5 at.%,
Co:1.0 at.%,
B :3.5 at.%,
残部:Fe,
となるように計量,配合した。
【0087】
この配合のものを例1と同じ条件で溶解し鋳造して合金塊を得た。得られた合金塊を分析したところ,原子百分率で,
Nd:14.6 at.%,
Dy: 0.6 at.%,
Co: 1.0 at.%,
B : 3.5 at.% ,
C : 0.1 at.%,
Al: 1.0 at.%,
Si: 0.1 at.%,
Cu: 0.0 at.%
残部:Feであった。
【0088】
この合金塊を例1と同じ条件で熱処理したあと,例1と同じ条件で粉砕した。そして,最終の振動ボールミルで微粉砕したあと,その微粉体に,ステアリン酸系粉砕助剤(潤滑剤)と,例1で用いたの同じ銅粉を添加した。潤滑剤の添加量は,いずれも,ステアリン酸中のC量が,合金中のCとして2.5 at.%に相当するように調整した。銅粉の添加量については,合金中のCu量が0at.%(No.26),0.04at.%(No.27),0.1at.%(No.28)または0.2at.%(No.29)となるように調整した。
【0089】
得られた合金微粉末を例1と同じ条件で磁場成形し,成形品を例1と同じように焼結したが,焼結温度は1035℃とした。得られた焼結体の組成比を表22に示し,焼結体の磁気特性を表23に示した。
【0090】
【表22】
【0091】
【表23】
【0092】
表23の結果から,Cuの添加により iHc が一層高くなること,Cuを添加してもBrおよびBHmax の低下は起きないことがわかる。
【0093】
〔例10〕
本例は,Co=1.0 at.%において,B=3.5 at.%,Nd+Dy=15.0at.%としたうえで,粉砕後成形前に銅粉を添加した例であり,焼結温度は1070℃としたものである。
【0094】
焼結温度を1035℃から1070℃に変更した以外は,例9を繰り返した。CとCuは例9と同じく粉砕後成形前に添加し,潤滑剤の添加量は,ステアリン酸中のC量が合金中のCとして2.5 at.%に相当するように調整し,銅粉の添加量については合金中のCu量が0at.%(No.30),0.04at.%(No.31),0.1at.%(No.32)または0.2at.%(No.33)となるように調整した。得られた焼結体の組成比を表24に示し,焼結体の磁気特性を表25に示した。
【0095】
【表24】
【0096】
【表25】
【0097】
表25の結果から,Cuの添加により iHc が一層高くなること,Cuを添加してもBrは同じレベルを維持し,BHmax は向上し,No.32〜No.33のものでは iHc =13 kOe,BHmax =47.4MGOeレベルの磁気特性が得られている。
【0098】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明によると,Coを低域レベルに低下させても,高い保磁力と最大エネルギー積の希土類磁石合金が得られるので,安価な強力永久磁石を提供できる。
Claims (5)
- 原子百分率(at.%)で,
R:8〜20 at.% ( Rは, Nd,Pr,Ce,La,Y,Gd,Tb,Ho,ErおよびTmの群から選ばれた少なくとも1種の元素を表す),
Dy:2.0 at.%以下 (0%を含まず),
Co:3.0 at.%未満 (0%を含む),
B :1.0 〜6.0 at.%,
C :0.1 〜5.0 at.%,
Cu:3.0 at.%以下 (0%を含まず),
残部:Feおよび不可避的不純物,
からなる永久磁石合金。 - B:2.0 at.%以上で,C+B:4.0 〜8.0 at.%である請求項1に記載の永久磁石合金。
- AlまたはCrの少なくとも1種:2.0 at.%以下をさらに含有する請求項1または2に記載の永久磁石合金。
- Co:3.0 at.%未満 (0%を含まず)である請求項1,2または3に記載の永久磁石合金。
- 最大エネルギー積(BHmax ):45MGOe以上,保磁力(iHc):10kOe以上を示す請求項1,2,3または4に記載の永久磁石合金。
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