JP2011216705A - 永久磁石及び永久磁石の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】粗粉砕された磁石粉末を、M−(OR)x(式中、MはV、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbであり、Rは炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)に該当する有機金属化合物とともに溶媒中でビーズミルにより粉砕し、磁石粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。その後、乾燥した磁石粉末を低酸素雰囲気下において600℃〜1000℃で数時間保持することにより、磁石粉末43を構成する各磁石粒子の再生処理を行う。更に、再生された磁石粉末を成形し、800℃〜1180℃で焼成を行うことによって永久磁石1を製造する。
【選択図】図5
Description
また、請求項1に記載の永久磁石によれば、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbを磁石の粒界に対して効率よく偏在配置することが可能となる。その結果、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制することができるとともに、磁石粒子間での交換相互作用を分断することによって各磁石粒子の磁化反転を妨げ、磁気性能を向上させることが可能となる。また、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbの添加量を少量にできるので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
更に、請求項5に記載の永久磁石の製造方法によれば、少量のV、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbを磁石の粒界に対して効率よく偏在させた永久磁石を製造することが可能となる。その結果、製造された永久磁石において、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制することができるとともに、磁石粒子間での交換相互作用を分断することによって各磁石粒子の磁化反転を妨げ、磁気性能を向上させることが可能となる。また、V、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbの添加量を従来に比べて少量にできるので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
先ず、本発明に係る永久磁石1の構成について説明する。図1は本発明に係る永久磁石1を示した全体図である。尚、図1に示す永久磁石1は円柱形状を備えるが、永久磁石1の形状は成形に用いるキャビティの形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石1としては例えばNd−Fe−B系磁石を用いる。また、永久磁石1を形成する各結晶粒子の界面(粒界)には、永久磁石1の保磁力を高める為のNb(ニオブ)、V(バナジウム)、Mo(モリブデン)、Zr(ジルコニウム)、Ta(タンタル)、Ti(チタン)又はW(タングステン)が偏在する。尚、各成分の含有量はNd:25〜37wt%、Nb、V、Mo、Zr、Ta、Ti、Wのいずれか(以下、Nb等という):0.01〜5wt%、B:1〜2wt%、Fe(電解鉄):60〜75wt%とする。また、磁気特性向上の為、Co、Cu、Al、Si等の他元素を少量含んでも良い。
次に、本発明に係る永久磁石1の製造方法について図5を用いて説明する。図5は本発明に係る永久磁石1の製造方法における製造工程を示した説明図である。
尚、詳細な分散条件は以下の通りである。
・分散装置:ビーズミル
・分散メディア:ジルコニアビーズ
また、成形装置50には一対の磁界発生コイル55、56がキャビティ54の上下位置に配置されており、磁力線をキャビティ54に充填された磁石粉末44に印加する。印加させる磁場は例えば1MA/mとする。
また、湿式法を用いる場合には、キャビティ54に磁場を印加しながらスラリーを注入し、注入途中又は注入終了後に、当初の磁場より強い磁場を印加して湿式成形しても良い。また、加圧方向に対して印加方向が垂直となるように磁界発生コイル55、56を配置しても良い。
また、粒子再生の為の加熱処理では、酸素分圧が10Pa以下の雰囲気において600℃〜1000℃の温度範囲で磁石粉末を加熱するので、磁石粒子の表面を適切に再生することができる。
また、ビーズミルによる湿式粉砕時において、磁石粉末に対してM−(OR)x(式中、MはV、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbであり、Rは炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)で示される有機金属化合物を湿式状態で添加することによって、磁石粒子表面に対して均一に有機金属化合物を付着させる。それにより、Nb等の添加する量を少量としたとしても、添加されたNb等を磁石の粒界に効率よく偏在させることができる。その結果、焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制することができるとともに、焼結後の結晶粒子間での交換相互作用を分断することによって各結晶粒子の磁化反転を妨げ、磁気性能を向上させることが可能となる。また、他の有機金属化合物を添加する場合と比較して脱カーボンを容易に行うことが可能であり、焼結後の磁石内に含まれる炭素によって保磁力が低下する虞が無く、また、磁石全体を緻密に焼結することが可能となる。
更に、高融点金属であるNb等が焼結後に磁石の粒界に偏在するので、粒界に偏在されたNb等が焼結時の磁石粒子の粒成長を抑制するとともに、焼結後の結晶粒子間での交換相互作用を分断することによって各結晶粒子の磁化反転を妨げ、磁気性能を向上させることが可能となる。また、Nb等の添加量が従来に比べて少ないので、残留磁束密度の低下を抑制することができる。
また、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、粒子再生の為の加熱条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。
11 Nd結晶粒子
12 高融点金属層
13 高融点金属粒
Claims (7)
- 構造式M−(OR)x
(式中、MはV、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbであり、Rは炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)
で表わされる有機金属化合物を磁石原料と共に溶媒中でビーズミルにより粉砕し、前記磁石原料を粉砕した磁石粉末を得るとともに前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を加熱することによって粒子表面を再生する工程と、
前記粒子表面が再生された磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
により製造されることを特徴とする永久磁石。 - 前記粒子表面を再生する工程は、酸素分圧が10Pa以下の雰囲気において600℃〜1000℃の温度範囲で前記磁石粉末を所定時間保持することを特徴とする請求項1に記載の永久磁石。
- 前記磁石原料をビーズミルにより粉砕する工程では、前記磁石原料を単磁区粒子径の磁石粉末を含む磁石粉末に粉砕することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の永久磁石。
- 前記有機金属化合物を形成する金属が、焼結後に前記永久磁石の粒界に偏在していることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の永久磁石。
- 構造式M−(OR)x
(式中、MはV、Mo、Zr、Ta、Ti、W又はNbであり、Rは炭素数2〜6のアルキル基のいずれかであり、直鎖でも分枝でも良い。xは任意の整数である。)
で表わされる有機金属化合物を磁石原料と共に溶媒中でビーズミルにより粉砕し、前記磁石原料を粉砕した磁石粉末を得るとともに前記磁石粉末の粒子表面に前記有機金属化合物を付着させる工程と、
前記有機金属化合物が粒子表面に付着された前記磁石粉末を加熱することによって粒子表面を再生する工程と、
前記粒子表面が再生された磁石粉末を成形することにより成形体を形成する工程と、
前記成形体を焼結する工程と、
を有することを特徴とする永久磁石の製造方法。 - 前記粒子表面を再生する工程は、酸素分圧が10Pa以下の雰囲気において600℃〜1000℃の温度範囲で前記磁石粉末を所定時間保持することを特徴とする請求項5に記載の永久磁石の製造方法。
- 前記磁石原料をビーズミルにより粉砕する工程では、前記磁石原料を単磁区粒子径の磁石粉末を含む磁石粉末に粉砕することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載の永久磁石の製造方法。
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