JP2006295140A - 希土類永久磁石 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 R:25wt%〜35wt%(Rは希土類元素から選ばれる1種又は2種以上である。)、Co:0〜4wt%(ただし0は含まず。)、B:0.5wt%〜4.5wt%、Cu及びAlから選ばれる1種又は2種以上:0.02wt%〜0.6wt%、Zr:0.03〜0.25wt%、Ga:0.05wt%〜0.25wt%、O:0.03wt%〜0.2wt%、Fe及び不可避不純物:残部からなる組成を有する。
【選択図】 なし
Description
先ず、本発明を適用した希土類永久磁石の化学組成について説明する。ここで、化学組成とは、焼結後の希土類永久磁石における化学組成をいう。
R:25wt%〜35wt%(Rは希土類元素から選ばれる1種又は2種以上である。)
Co:0〜4wt%(ただし0は含まず。)
B:0.5wt%〜4.5wt%
Cu及びAlから選ばれる1種又は2種以上:0.02wt%〜0.6wt%
Zr:0.03〜0.25wt%
Ga:0.05wt%〜0.25wt%
O:0.03wt%〜0.2wt%
Fe及び不可避不純物:残部
本実施の形態では、R2T14B(TはFe、又はCo及びFeである。)相を主体とする主相系合金の粉末と、Bを含まずR及びTを主体とする粒界相系合金の粉末とを用いて本発明に係る希土類永久磁石を製造する方法について説明する。
(1)原料合金
ストリップキャスティング法により、表1に示すa1〜a4、b1〜b4の8種類の合金を作製した。
室温にて水素を吸蔵させた後、Ar雰囲気中で600℃×1時間の脱水素を行う、水素粉砕処理を行った。
本実施例では、焼結体酸素量を0.03wt%〜0.2wt%とするために、水素処理(粉砕処理後の回収)から焼結(焼結炉に投入する)までの各工程の雰囲気を、100ppm未満の酸素濃度に抑えてある。以後、これを低酸素プロセスと称する。
微粉砕を行う前に粉砕助剤を混合した。なお、水素粉砕工程の次に粗粉砕工程を行う場合があるが、本実施例においては省略した。粉砕助剤は、特に限定はないが、本実施例ではステアリン酸亜鉛を0.05%〜0.1%混合した。粉砕助剤の混合は、例えばナウターミキサー等により5分間〜30分間ほど行う程度でよい。
その後、気流式粉砕機を用いて微粉砕を行う。本実験ではジェットミルを用いて微粉砕を行った。気流式粉砕機により、合金粉末が平均粒径3μm〜6μm程度になるまで微粉砕を行った。本実験では、平均粒径が4μmの粉砕粉を作製した。
当然ながら、粉砕助剤の混合工程及び微粉砕工程は、ともに低酸素プロセスで行った。
実験を効率よく行うために、数種類の微粉砕粉を調合し、所望の組成となるように混合する場合がある。この場合の混合も、例えばナウターミキサー等により5分間〜30分間ほど行う程度でよい。
配合工程も低酸素プロセスで行うことが望ましいが、焼結体酸素量を微増させる場合は、本工程にて、成形用微粉末の酸素量を調整する。例えば、組成や平均粒径が同一の微粉末を用意し、100ppm以上の含酸素雰囲気に数分〜数時間放置することで、数千ppmの微粉末が得られる。これら2種類の微粉末を低酸素プロセス中で混合することで、酸素量の調整を行っている。
本実施例では、表1に示す組成の合金のうちa1,a2,b1,b2を表2に示す最終組成となるように配合した。表2の上段は、Gaを粒界相合金から添加した例であり、下段はGaを主相系合金から添加した例である。配合後、水素粉砕処理を行い、その後ジェットミルにて平均粒径4μmとなるように微粉砕した。
得られた微粉末を磁場中にて成形する。具体的には、電磁石に抱かれた金型内に微粉末を充填し、磁場印加によってその結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。この磁場中成形は、12kOe〜17kOeの磁場中で、0.7t/cm2〜1.5t/cm2前後の圧力で行えばよい。本実験では、15kOeの磁場中で1.2t/cm2の圧力で成形を行い、成形体を得た。本工程も低酸素プロセスにて行った。
この成形体を真空中において1070℃〜1130℃で4時間焼結した後、急冷した。次いで得られた焼結体に2段時効処理を施した。なお、表3及び表4に示す希土類永久磁石の2段時効処理は、850℃で1時間、570℃で2.5時間(ともにAr雰囲気中)とした。
Gaを主相系合金から添加した場合(表4)であって、且つ、焼結温度を一定(1090℃)とした条件で、2段時効処理における時効温度を表5に示す組み合わせに設定した。その他は、実施例1に準じて希土類永久磁石を作製した。得られた希土類永久磁石の保磁力(HcJ)及び角形比(Hk/HcJ)の結果を、表5に示す。
表1に示す組成の合金のうちa3、a4、b3、b4を用いて、表6に示す最終組成となるように配合した。その後の工程は実施例1に準じてR−T−B系希土類永久磁石を得た。いずれも、Gaを主相系合金から添加した例である。なお、最終組成A(No.37〜No.39)の永久磁石は合金a3と合金b3を97:3の重量比で配合し、また、最終組成B(No.40〜No.42)の永久磁石は合金a4とb4を80:20の重量比で配合した。
表7に示した組成A(No.37〜No.39)及び組成B(No.40〜No.42)の組成の永久磁石について、焼結温度を一定(それぞれ1100℃、1020℃)とした条件で、2段時効処理における時効温度を表8に示す組み合わせに設定した。その他は、実施例1に準じて希土類永久磁石を作製した。得られた希土類永久磁石の保磁力(HcJ)及び角形比(Hk/HcJ)の結果を、表8に示す。
したがって、実施例4の結果より、前記組成中のGa量を適正な量とすることによって、希土類永久磁石において高い保磁力を実現するとともに、広い時効温度幅を確保できることがわかる。
Claims (3)
- R:25wt%〜35wt%(Rは希土類元素から選ばれる1種又は2種以上である。)、Co:0〜4wt%(ただし0は含まず。)、B:0.5wt%〜4.5wt%、Cu及びAlから選ばれる1種又は2種以上:0.02wt%〜0.6wt%、Zr:0.03〜0.25wt%、Ga:0.05wt%〜0.25wt%、O:0.03wt%〜0.2wt%、Fe及び不可避不純物:残部からなる組成を有することを特徴とする希土類永久磁石。
- C:0.03wt%〜0.1wt%であることを特徴とする請求項1記載の希土類永久磁石。
- N:0.02wt%〜0.05wt%であることを特徴とする請求項1又は2記載の希土類永久磁石。
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