JP2008130802A - 鉄基希土類永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の鉄基希土類永久磁石は、硬磁性相の平均粒径が300nm以下のナノ結晶からなり、その組成式は(Fe1-nCon)100-x-y-z-k-l-mNikQxRyCrzTilMm(但し、QはBおよびCからなる群から選択された元素、Rは一種以上の希土類元素、MはZr、Mo、Cu、Zn、Sn、Pb、In、Nb、Hf、TaおよびWからなる群から選択された少なくとも一種の元素)で表現される。組成比率x、y、z、k、l、mおよびnは、それぞれ、4≦x≦14原子%、5≦y≦9原子%、4≦z≦10原子%、0.5≦k≦5原子%、3.5≦l≦8原子%、0≦m≦5原子%、および0≦n≦1を満足する。
【選択図】図3
Description
2.測定面積: 0.5×0.5cm2(露出部分以外をテフロン(登録商標)などの絶縁膜で覆う)
3.参照電極: 飽和カロメル電極
本発明では、まず、組成式が(Fe1-nCon)100-x-y-z-k-l-mNikQxRyCrzTilMmで表現された合金の溶湯を用意する。前述したように、QはBおよびCからなる群から選択された元素、Rは一種以上の希土類元素、MはZr、Mo、Cu、Zn、Sn、Pb、In、Nb、Hf、TaおよびWからなる群から選択された少なくとも一種の元素である。組成比率x、y、z、l、mおよびnは、それぞれ、4≦x≦14原子%、5≦y≦9原子%、4≦z≦10原子%、0.5≦k≦5原子%、3.5≦l≦8原子%、0≦m≦5原子%、0≦n≦1の関係を満足する。
Crは合金の耐食性を向上させる上で必須の元素である。本系合金の錆は「赤錆」であり、Feが優先的に錆びていると考えられる。CrはFeと置換し、FeとCrが合金化することにより、Feを錆びにくくしていると推定される。添加量zが4原子%未満では、Cr添加の効果が十分発揮できず、添加量が10原子%を超えると磁気特性(飽和磁化)が著しく低下する。好ましい範囲は5≦z≦8原子%である。
本発明では、上記原料合金の溶湯を作製し、公知のメルトスピニング法やストリップキャスト法を用いて、この合金溶湯を急冷して急冷凝固合金を製造する。
熱処理はアルゴンなどの不活性雰囲気または真空中で実行することが好ましい。昇温速度は例えば1℃/秒〜20℃/秒に設定し、550℃以上850℃以下の温度で1秒以上1時間以下の時間保持した後、室温まで冷却することが好ましい。この熱処理によって、残存するアモルファス相中に準安定相の微細結晶が析出・成長し、ナノあるいはサブミクロン結晶組織が形成される。熱処理工程は必須ではないが、急冷合金組織中にアモルファス相を残存させ、熱処理することにより、金属組織が均質微細化され、良好な磁気特性が得られやすい。
こうして得られた合金を粉砕し、平均粒径が300μm以下の粉末を作製する。粉砕は、公知の粉砕装置を用いて任意の方法で実施することができる。粉砕後の磁石粉末は圧縮成形用、射出成形用に好適に用いられる。
塩水環境で使用する場合、磁石合金の自然電極電位より卑な電位となる金属と混合することで、金属に犠牲防食作用を働かせ磁石の耐食性を保つことが有効である。低融点金属(例えば融点Tm≦500℃)を添加した磁石粉末の圧粉体を作製し、低融点金属の融点近傍温度で熱処理することで低融点金属をバインダとして機能させ成形する。このようにして作製した低融点金属結合型磁石を塩水環境下に放置すると、自然電極電位が磁石粉末より卑な金属が優先的に錆びることで磁石の錆を最小限に抑制することが可能になる。
実施形態について説明したストリップキャスト法により、表1に示す合金組成を有する試料No.1〜No.9の急冷合金を作製した。この急冷合金を850μm以下に粉末に粗粉砕した後、720℃のアルゴン雰囲気中で結晶化のための熱処理を施した。熱処理後の磁石粉末について、VSMを用いて磁気特性を測定した。測定結果を表2に示す。
実施例と同様の方法により、表1に示す組成を有する試料No.10〜15の急冷合金を作製するとともに、Sm−Fe−N系磁石粉末(磁石組成=Sm8.8La0.3Fe85.5B1.2Ti2.5N1.8(原子%))(試料No.16)を用意した。これら比較例のサンプルについても、上述の湿潤環境試験、塩水噴霧試験を行った。
1a ガス排気口
1b 雰囲気ガス供給口
2 急冷室
2aガス排気口
2b 雰囲気ガス供給口
3 溶解炉
4 貯湯容器
5 出湯ノズル
6 ロート
7 冷却ロール
8a ガス排気口
8b 雰囲気ガス供給口
11 溶解坩堝
12 合金溶湯
13 回転冷却ロール
14 シュート
15 急冷合金薄帯
21 溶湯
Claims (14)
- 組成式が(Fe1-nCon)100-x-y-z-k-l-mNikQxRyCrzTilMm(但し、QはBおよびCからなる群から選択された元素、Rは一種以上の希土類元素、MはZr、Mo、Cu、Zn、Sn、Pb、In、Nb、Hf、TaおよびWからなる群から選択された少なくとも一種の元素)で表現され、組成比率x、y、z、k、l、mおよびnがそれぞれ、
4≦x≦14原子%、
5≦y≦9原子%、
4≦z≦10原子%、
0.5≦k≦5原子%、
3.5≦l≦8原子%、
0≦m≦5原子%、および
0≦n≦1
を満足し、
硬磁性相の平均粒径が300nm以下のナノ結晶からなる鉄基希土類永久磁石。 - 35℃、5%NaCl水溶液中の自然電極電位(対SCE飽和カロメル電極)が−650mV以上である請求項1に記載の鉄基希土類永久磁石。
- 保磁力が900kA/m以下である請求項2に記載の鉄基希土類永久磁石。
- JIS Z2371塩水噴霧試験1000時間後の減磁率が4%以内である請求項1から3のいずれかに記載の鉄基希土類永久磁石。
- 粉末状態の請求項1から4のいずれかに記載の鉄基希土類永久磁石。
- 請求項5に記載の粉末状態の鉄基希土類永久磁石が樹脂バインダによって結合している樹脂結合型永久磁石。
- 請求項5に記載の粉末状態の鉄基希土類永久磁石が低融点金属バインダによって結合している低融点金属結合型永久磁石。
- 組成式が(Fe1-nCon)100-x-y-z-k-l-mNikQxRyCrzTilMm(但し、QはBおよびCからなる群から選択された元素、Rは一種以上の希土類元素、MはZr、Mo、Cu、Zn、Sn、Pb、In、Nb、Hf、TaおよびWからなる群から選択された少なくとも一種の元素)で表現され、組成比率x、y、z、k、l、mおよびnがそれぞれ、
4≦x≦14原子%、
5≦y≦9原子%、
4≦z≦10原子%、
0.5≦k≦5原子%、
3.5≦l≦8原子%、
0≦m≦5原子%、および
0≦n≦1
を満足する合金の溶湯を用意する工程と、
前記合金の溶湯を冷却して急冷凝固合金を形成する工程と、
を含む鉄基希土類永久磁石の製造方法。 - 前記急冷凝固合金を粉砕する工程を含む、請求項8に記載の鉄基希土類永久磁石の製造方法。
- 請求項9に記載の製造方法によって作製された粉末状態の鉄基希土類永久磁石を用意する工程と、
前記粉末状態の鉄基希土類永久磁石に樹脂バインダを加えて成形する工程と、
を含む樹脂結合型永久磁石の製造方法。 - 請求項9に記載の製造方法によって作製された粉末状態の鉄基希土類永久磁石を用意する工程と、
前記粉末状態の鉄基希土類永久磁石に低融点金属を加えて成形し、熱処理を施す工程と、
を含む低融点金属結合型永久磁石の製造方法。 - 前記低融点金属は、Zn、Sn、In、およびPbからなる群から選択された一種類以上の金属を含む請求項11に記載の低融点金属結合型永久磁石の製造方法。
- 前記低融点金属は、Al、Mg、Cu、Zn、Ag、In、Sn、Pb、Biからなる群から選択された二種類以上の金属からなる合金を含む、請求項11に記載の低融点金属結合型永久磁石の製造方法。
- 前記熱処理は、低融点金属の融点Tmに対してTm−40℃〜Tm+10℃の温度範囲で施される請求項11から13のいずれかに記載の低融点金属結合型永久磁石の製造方法。
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