JP2018093109A - Rare earth cobalt-based permanent magnet and manufacturing method thereof - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rare earth cobalt-based permanent magnet which can be manufactured easily, and has a good mechanical strength.SOLUTION: A rare earth cobalt-based permanent magnet (10) contains R:23-27%, Cu:3-6% (excepting 6%), Fe:10-25%, Zr:1.5-4.0%, and the reminder consisting of Co and inevitable impurities, where the element R is a rare earth element including at least Sm. The rare earth cobalt-based permanent magnet (10) has a base layer (1) including a first cell phase, and a surface oxide layer (2) covering the base layer (1).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は希土類コバルト系永久磁石及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a rare earth cobalt permanent magnet and a method for producing the same.

特許文献1には、めっきが施されたサマリウムコバルト磁石の製造方法が開示されている。具体的には、サマリウムコバルト磁石合金の粉末を圧力で成形して、圧粉体を得た後、この圧粉体をアルゴンガス中の雰囲気中において所定の温度で焼結を行う。続いて、アルカリ脱脂、水洗、中和、水洗、活性化、水洗、ニッケル(Ni)めっき、水洗の工程により所定の厚さのニッケルめっきを施し、アルゴンガス中の雰囲気中において所定の熱処理を加える。これらの工程を経ることによって、上記したサマリウムコバルト磁石が製造される。このようなサマリウムコバルト磁石は、良好な機械的強度を有する。   Patent Document 1 discloses a method for producing a plated samarium cobalt magnet. Specifically, a samarium-cobalt magnet alloy powder is molded under pressure to obtain a green compact, and then the green compact is sintered at a predetermined temperature in an atmosphere of argon gas. Subsequently, nickel plating of a predetermined thickness is performed by the steps of alkali degreasing, water washing, neutralization, water washing, activation, water washing, nickel (Ni) plating, water washing, and a predetermined heat treatment is performed in an atmosphere of argon gas. . The samarium cobalt magnet described above is manufactured through these steps. Such a samarium cobalt magnet has good mechanical strength.

特開平08−181016号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-181016

このようなサマリウムコバルト磁石の製造方法は、ニッケルめっきやアルゴンガス等の不活性ガス中の雰囲気中における加熱を必要としており、製造の容易さに改良の余地が有った。   Such a method for producing a samarium cobalt magnet requires heating in an atmosphere in an inert gas such as nickel plating or argon gas, and there is room for improvement in ease of production.

本発明は、容易に製造できるとともに、良好な機械的強度を有する希土類コバルト系永久磁石を提供するものとする。   The present invention provides a rare earth cobalt-based permanent magnet that can be easily manufactured and has good mechanical strength.

本発明にかかる希土類コバルト系永久磁石は、
元素Rを、少なくともSmを含む希土類元素とすると、
質量%で、R:23〜27%、Cu:3〜6%(但し、6%は含まず)、Fe:10〜25%、Zr:1.5〜4.0%を含み、残部がCo及び不可避的不純物からなる希土類コバルト系永久磁石であって、
第1のセル相を含むベース層と、
前記ベース層を覆う表面酸化物層と、を備える。
このような構成は、酸素を備える雰囲気中において加熱することによって、製造することができる。そのため、めっき工程や不活性ガス雰囲気中の加熱工程を必要することなく、容易に製造することができる。しかも、酸化物層を表面に形成することができ、微小クラックを起点とする破壊の進展を抑制することができ、良好な機械的強度を有する。
さらに、前記表面酸化物層のFeの含有量は、前記ベース層のFeの含有量と比較して高いことを特徴としてもよい。前記表面酸化物層の厚みは、50〜500nmの範囲内にあることを特徴としてもよい。
また、前記ベース層は、前記表面酸化物層と接触している縞状層を備え、前記縞状層は、前記表面酸化物層との界面に沿うように延びる複数の第1の線状部を含むことを特徴としてもよい。さらに、前記線状部のFeの含有量は、前記ベース層のFeの含有量と比較して高いことを特徴としてもよい。
また、亀裂が前記ベース層に生じており、前記ベース層は、前記亀裂を覆う内部酸化物層をさらに備えることを特徴としてもよい。さらに、前記内部酸化物層が前記亀裂を埋め尽くしていることを特徴としてもよい。
また、前記ベース層は、前記縞状層と接触している遷移層を備え、前記遷移層は、前記縞状層との界面に沿うように延びる複数の第2の線状部と、第2のセル相と、を備えることを特徴としてもよい。
Rare earth cobalt permanent magnet according to the present invention,
When the element R is a rare earth element containing at least Sm,
In mass%, R: 23-27%, Cu: 3-6% (excluding 6%), Fe: 10-25%, Zr: 1.5-4.0%, the balance being Co And a rare earth cobalt-based permanent magnet comprising inevitable impurities,
A base layer comprising a first cell phase;
A surface oxide layer covering the base layer.
Such a configuration can be manufactured by heating in an atmosphere containing oxygen. Therefore, it can manufacture easily, without requiring a plating process or the heating process in inert gas atmosphere. In addition, an oxide layer can be formed on the surface, the progress of fracture starting from microcracks can be suppressed, and good mechanical strength is achieved.
Furthermore, the Fe content in the surface oxide layer may be higher than the Fe content in the base layer. The surface oxide layer may have a thickness in the range of 50 to 500 nm.
In addition, the base layer includes a striped layer in contact with the surface oxide layer, and the striped layer extends along the interface with the surface oxide layer. May be included. Further, the Fe content in the linear portion may be higher than the Fe content in the base layer.
In addition, a crack may be generated in the base layer, and the base layer may further include an internal oxide layer that covers the crack. Furthermore, the inner oxide layer may fill the crack.
The base layer includes a transition layer in contact with the striped layer, and the transition layer includes a plurality of second linear portions extending along an interface with the striped layer, and a second layer The cell phase may be provided.

他方、本発明にかかる希土類コバルト系永久磁石の製造方法は、
元素Rを、少なくともSmを含む希土類元素とすると、
質量%で、R:23〜27%、Cu:3〜6%(但し、6%は含まず)、Fe:10〜25%、Zr:1.5〜4.0%を含み、残部がCo及び不可避的不純物からなる永久磁石体を、用いた希土類コバルト系永久磁石の製造方法であって、
前記永久磁石体を酸素分圧1〜100%の雰囲気中において熱処理温度200〜600℃で加熱保持することによって、表面酸化物層を前記永久磁石体に形成する工程を備える。
このような構成によれば、酸素分圧1%以上の雰囲気中において加熱することによって、良好な機械的強度を有する希土類コバルト系永久磁石を製造できる。そのため、めっき工程や不活性ガス雰囲気中の加熱工程を必要するとことなく、容易に製造することができる。
さらに、前記表面酸化物層を前記永久磁石体に形成する工程では、前記永久磁石体を大気雰囲気中において加熱保持することを特徴としてもよい。また、前記表面酸化物層を前記永久磁石体に形成する工程では、前記熱処理温度は300〜510℃であることを特徴としてもよい。
On the other hand, the method for producing a rare earth cobalt-based permanent magnet according to the present invention is as follows.
When the element R is a rare earth element containing at least Sm,
In mass%, R: 23-27%, Cu: 3-6% (excluding 6%), Fe: 10-25%, Zr: 1.5-4.0%, the balance being Co And a method for producing a rare earth cobalt based permanent magnet using a permanent magnet body made of inevitable impurities,
A step of forming a surface oxide layer on the permanent magnet body by heating and holding the permanent magnet body at a heat treatment temperature of 200 to 600 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 1 to 100%.
According to such a configuration, a rare earth cobalt permanent magnet having good mechanical strength can be manufactured by heating in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 1% or more. Therefore, it can manufacture easily, without requiring a plating process and the heating process in inert gas atmosphere.
Furthermore, in the step of forming the surface oxide layer on the permanent magnet body, the permanent magnet body may be heated and held in an air atmosphere. In the step of forming the surface oxide layer on the permanent magnet body, the heat treatment temperature may be 300 to 510 ° C.

本発明によれば、容易に製造できるとともに、良好な機械的強度を有する希土類コバルト系永久磁石を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being easy to manufacture, the rare earth cobalt permanent magnet which has favorable mechanical strength can be provided.

実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の表面近傍の断面を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section near the surface of the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment. 実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の変更例の表面近傍の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the surface vicinity of the example of a change of the rare earth cobalt permanent magnet concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の変更例の表面近傍の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the surface vicinity of the example of a change of the rare earth cobalt permanent magnet concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の変更例の表面近傍の断面を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the cross section of the surface vicinity of the example of a change of the rare earth cobalt permanent magnet concerning Embodiment 1. FIG. 実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の製造方法のフローチャートである。3 is a flowchart of a method for manufacturing the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment. 実施例1の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。2 is a photograph showing a microstructure of a cross section near the surface of the permanent magnet of Example 1. FIG. 実施例2の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。4 is a photograph showing a microstructure of a cross section near the surface of a permanent magnet of Example 2. FIG. 実施例3の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。6 is a photograph showing a microstructure of a cross section in the vicinity of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石のDF−STEMによる像である。It is an image by the DF-STEM of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。It is the image by the elemental mapping of the surface of the permanent magnet of Example 3. 実施例3の表面近傍における断面のミクロ組織、及び、化学組成を測定した各部位を示す断面写真である。It is a cross-sectional photograph which shows each part which measured the microstructure of the cross section in the surface vicinity of Example 3, and chemical composition. 比較例1の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。4 is a photograph showing a cross-sectional microstructure in the vicinity of the surface of the permanent magnet of Comparative Example 1;

本発明者らは、サマリウムコバルト磁石を製品形状に加工する際の機械加工により微小クラックが発生し、曲げ圧縮応力が加わるとそれらの微小クラックが起点となって容易に破壊する現象に着目した。さらに、サマリウムコバルト磁石の機械的強度を改善するために、これらの微小クラックに起因する当該機械的強度への影響を除去することを想起した。本発明者らは、雰囲気、加熱温度等の熱処理条件の製造方法、サマリウムコバルト磁石の構成等について鋭意研究を重ね、本発明を想到するに至った。   The present inventors paid attention to a phenomenon in which microcracks are generated by machining when processing a samarium-cobalt magnet into a product shape, and when the bending compressive stress is applied, the microcracks start and break easily. Furthermore, in order to improve the mechanical strength of the samarium-cobalt magnet, it was recalled that the influence on the mechanical strength caused by these microcracks was removed. The inventors of the present invention have intensively studied the manufacturing method of the heat treatment conditions such as the atmosphere and the heating temperature, the configuration of the samarium cobalt magnet, etc., and have come up with the present invention.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments. In addition, for clarity of explanation, the following description and drawings are simplified as appropriate.

(実施の形態1)
図1を参照して、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石について説明する。図1は、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の表面近傍の断面を示す模式図である。なお、分かり易くするために、図1では、ハッチングの図示を省略した。
(Embodiment 1)
With reference to FIG. 1, the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a cross section near the surface of a rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment. For the sake of clarity, hatching is not shown in FIG.

図1に示す希土類コバルト系永久磁石10は、質量%で、R:23〜27%、Cu:3〜6%(但し、6%は含まず)、Fe:10〜25%、Zr:1.5〜4.0%を含み、残部がCo及び不可避的不純物からなる。ここで、Rは希土類元素であって、希土類元素のうち、少なくともSmを含む。Sm以外の希土類元素として、例えば、Pr、Nd、Ce、Laが挙げられる。また、希土類コバルト系永久磁石10は、希土類コバルトを主体とする金属間化合物を含有する。このような金属間化合物は、例えば、SmCo、SmCo17が挙げられる。希土類コバルト系永久磁石10は、結晶粒を含む金属組織を有する。 The rare earth cobalt-based permanent magnet 10 shown in FIG. 1 is in mass%, R: 23 to 27%, Cu: 3 to 6% (excluding 6%), Fe: 10 to 25%, Zr: 1. It contains 5 to 4.0%, and the balance consists of Co and inevitable impurities. Here, R is a rare earth element, and includes at least Sm among the rare earth elements. Examples of rare earth elements other than Sm include Pr, Nd, Ce, and La. The rare earth cobalt permanent magnet 10 contains an intermetallic compound mainly composed of rare earth cobalt. Examples of such intermetallic compounds include SmCo 5 and Sm 2 Co 17 . The rare earth cobalt permanent magnet 10 has a metal structure including crystal grains.

また、希土類コバルト系永久磁石10は、ベース層1と、表面酸化物層2とを備える。ベース層1は、結晶粒を備え、当該結晶粒は、SmCo17を含むセル相を備える。結晶粒は、さらに、このセル相を囲み、SmCoを含むセル壁と、Zr含有板状相とを含んでもよい。 The rare earth cobalt-based permanent magnet 10 includes a base layer 1 and a surface oxide layer 2. The base layer 1 includes crystal grains, and the crystal grains include a cell phase containing Sm 2 Co 17 . The crystal grains may further include a cell wall containing SmCo 5 and a Zr-containing plate-like phase surrounding the cell phase.

表面酸化物層2は、ベース層1を覆う。表面酸化物層2は、ベース層1の表面上の微小クラックを埋めるとよい。表面酸化物層2の厚みは、例えば、50nm〜500nmの範囲内にある。なお、後述する実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の製造方法で得られる表面酸化物層2の厚みは、少なくとも50nm〜500nmの範囲内にあることが確認されている。また、表面酸化物層2は、CoやCu等の特定の元素が濃縮した濃縮部21を備えてもよい。Coが濃縮した濃縮部21のCoの含有量は、表面酸化物層2のCoの含有量と比較して高く、例えば、質量%で、90〜99%である。表面酸化物層2のFeの含有量は、ベース層1のFeの含有量と比較して高い。   The surface oxide layer 2 covers the base layer 1. The surface oxide layer 2 is preferably filled with microcracks on the surface of the base layer 1. The thickness of the surface oxide layer 2 is in the range of 50 nm to 500 nm, for example. In addition, it is confirmed that the thickness of the surface oxide layer 2 obtained by the method for manufacturing the rare earth cobalt based permanent magnet according to the first embodiment to be described later is at least in the range of 50 nm to 500 nm. Further, the surface oxide layer 2 may include a concentrating part 21 in which a specific element such as Co or Cu is concentrated. The Co content in the concentrated portion 21 where Co is concentrated is higher than the Co content in the surface oxide layer 2, and is, for example, 90% to 99% in mass%. The Fe content of the surface oxide layer 2 is higher than the Fe content of the base layer 1.

希土類コバルト系永久磁石10は、良好な機械的特性を有する。この一因として、表面酸化物層2がベース層1を覆っているため、ベース層1の表面酸化物層2と接触面11における微小クラックを埋めて、この微小クラックを起点とした破壊を抑制するためと考えられる。   The rare earth cobalt permanent magnet 10 has good mechanical properties. One reason for this is that since the surface oxide layer 2 covers the base layer 1, the surface oxide layer 2 of the base layer 1 and the contact surface 11 are filled with minute cracks, and the destruction starting from the minute cracks is suppressed. It is thought to do.

希土類コバルト系永久磁石10は、時計、電動モータ、計器、通信機、コンピューター端末機、スピーカー、ビデオディスク、センサ、その他機器の各種部品として広く利用することができる。また、希土類コバルト系永久磁石は、良好な機械的強度を有するため、他の利用品と比較して、厚みが薄くなる傾向にあるイグニッションコイルへの適用が特に期待される。   The rare earth cobalt permanent magnet 10 can be widely used as various parts of a timepiece, an electric motor, an instrument, a communication device, a computer terminal, a speaker, a video disk, a sensor, and other devices. In addition, since the rare earth cobalt permanent magnet has good mechanical strength, it is particularly expected to be applied to an ignition coil that tends to be thinner than other products.

(変更例)
次に、図2〜図4を参照して、希土類コバルト系永久磁石10の各変更例について説明する。図2〜図4は、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の変更例の表面近傍の断面を示す模式図である。分かり易くするために、図2〜図4では、ハッチングの図示を省略した。
(Example of change)
Next, each modified example of the rare earth cobalt permanent magnet 10 will be described with reference to FIGS. 2 to 4 are schematic views showing a cross section near the surface of a modified example of the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment. For the sake of clarity, hatching is not shown in FIGS.

(変更例1)
図2に示す希土類コバルト系永久磁石20は、希土類コバルト系永久磁石10の変更例である。希土類コバルト系永久磁石20は、縞状層3を備えるところを除いて、希土類コバルト系永久磁石10と同じ構成を有する。縞状層3は、表面酸化物層2と直接接触している。縞状層3は、表面酸化物層2との界面に沿うように延びる複数の線状部31と、ベース層1に含まれるセル相と同じ構成を有するセル相とを含む。複数の線状部31は、希土類コバルト系永久磁石20の断面において、縞模様を示す。なお、線状部31は、希土類コバルト系永久磁石20の内部において、膜状体又はそれに近い形状を有すると考えられる。線状部31は、酸化物である。線状部31のFeの含有量は、ベース層1のFeの含有量と比較して高い。
(Modification 1)
A rare earth cobalt based permanent magnet 20 shown in FIG. 2 is a modification of the rare earth cobalt based permanent magnet 10. The rare earth cobalt permanent magnet 20 has the same configuration as the rare earth cobalt permanent magnet 10 except that the striped layer 3 is provided. The striped layer 3 is in direct contact with the surface oxide layer 2. Striped layer 3 includes a plurality of linear portions 31 extending along the interface with surface oxide layer 2 and a cell phase having the same configuration as the cell phase included in base layer 1. The plurality of linear portions 31 show a striped pattern in the cross section of the rare earth cobalt permanent magnet 20. The linear portion 31 is considered to have a film-like body or a shape close thereto in the rare earth cobalt-based permanent magnet 20. The linear part 31 is an oxide. The Fe content of the linear portion 31 is higher than the Fe content of the base layer 1.

希土類コバルト系永久磁石20は、希土類コバルト系永久磁石10と同様に、表面酸化物層2を備えるため、良好な機械的強度を有する。希土類コバルト系永久磁石20は、縞状層3を備えるため、希土類コバルト系永久磁石10と比較してさらに高い機械的強度を有し得る。   Since the rare earth cobalt permanent magnet 20 includes the surface oxide layer 2 similarly to the rare earth cobalt permanent magnet 10, it has good mechanical strength. Since the rare earth cobalt permanent magnet 20 includes the striped layer 3, it can have higher mechanical strength than the rare earth cobalt permanent magnet 10.

(変更例2)
図3に示す希土類コバルト系永久磁石30は、希土類コバルト系永久磁石10、20の変更例である。希土類コバルト系永久磁石30は、内部酸化物層6を備えるところを除いて、希土類コバルト系永久磁石20と同じ構成を有する。希土類コバルト系永久磁石30には亀裂5が生じている。亀裂5は、希土類コバルト系永久磁石30の表面又は内側、ベース層1、表面酸化物層2、又は縞状層3にあってもよく、その数は、複数であってもよい。亀裂5のサイズ、形状及び方向は、多種多様である。希土類コバルト系永久磁石30は、縞状層3、及び内部酸化物層6を備え、内部酸化物層6は、亀裂5を覆う。内部酸化物層6は、亀裂5の表面の微小クラックを埋めるとよい。また、内部酸化物層6は、亀裂5を埋め尽くすと好ましい。言い換えると、内部酸化物層6は、亀裂5を満たすように埋めると好ましい。
(Modification 2)
A rare earth cobalt based permanent magnet 30 shown in FIG. 3 is a modified example of the rare earth cobalt based permanent magnets 10 and 20. The rare earth cobalt based permanent magnet 30 has the same configuration as the rare earth cobalt based permanent magnet 20 except that the inner oxide layer 6 is provided. The rare earth cobalt based permanent magnet 30 has a crack 5. The crack 5 may be on the surface or inside of the rare earth cobalt-based permanent magnet 30, the base layer 1, the surface oxide layer 2, or the striped layer 3, and the number thereof may be plural. The size, shape and direction of the crack 5 are various. The rare earth cobalt-based permanent magnet 30 includes a striped layer 3 and an internal oxide layer 6, and the internal oxide layer 6 covers the crack 5. The internal oxide layer 6 is preferably filled with microcracks on the surface of the crack 5. The internal oxide layer 6 is preferably filled with the cracks 5. In other words, the inner oxide layer 6 is preferably filled to fill the crack 5.

希土類コバルト系永久磁石30は、上記した構成を有することにより、良好な機械的強度を有する。ここで、希土類コバルト系永久磁石30は、亀裂5が生じているため、機械的強度が低減しているおそれがあるとも考えられるが、希土類コバルト系永久磁石30は、内部酸化物層6を備えるため、亀裂5により低減した機械的強度を十分に回復させる、又は補強することができる。また、希土類コバルト系永久磁石30は、希土類コバルト系永久磁石20と同様に、表面酸化物層2及び縞状層3を備えるため、良好な機械的強度を有する。   The rare earth cobalt permanent magnet 30 has good mechanical strength due to the above-described configuration. Here, it is considered that the rare earth cobalt-based permanent magnet 30 has a crack 5 and may have a reduced mechanical strength. However, the rare earth cobalt-based permanent magnet 30 includes the inner oxide layer 6. Therefore, the mechanical strength reduced by the crack 5 can be sufficiently recovered or reinforced. Moreover, since the rare earth cobalt-based permanent magnet 30 includes the surface oxide layer 2 and the striped layer 3 similarly to the rare earth cobalt-based permanent magnet 20, it has good mechanical strength.

(変更例3)
図4に示す希土類コバルト系永久磁石40は、希土類コバルト系永久磁石10、20、30の変更例である。希土類コバルト系永久磁石40は、遷移層4を備えるところを除いて、希土類コバルト系永久磁石30と同じ構成を有する。遷移層4は、縞状層3と接触しており、縞状層3との界面に沿うように延びる複数の線状部31と、ベース層1に含まれるセル相と同じ構成を有するセル相とを含む。遷移層4が含む線状部31の量は、縞状層3が含む線状部31の量と比較して少ない。遷移層4は、縞状層3とベース層1との間に位置しており、遷移層4における線状部31の量は、縞状層3側からベース層1側へ向かって減じるように遷移する傾向にある。ベース層1は、セル相を含む一方で、線状部31をほとんど含んでいない。
(Modification 3)
A rare earth cobalt permanent magnet 40 shown in FIG. 4 is a modification of the rare earth cobalt permanent magnets 10, 20, and 30. The rare earth cobalt-based permanent magnet 40 has the same configuration as the rare earth cobalt-based permanent magnet 30 except that the transition layer 4 is provided. The transition layer 4 is in contact with the striped layer 3, a plurality of linear portions 31 extending along the interface with the striped layer 3, and a cell phase having the same configuration as the cell phase included in the base layer 1 Including. The amount of the linear portion 31 included in the transition layer 4 is smaller than the amount of the linear portion 31 included in the striped layer 3. The transition layer 4 is located between the striped layer 3 and the base layer 1 so that the amount of the linear portion 31 in the transition layer 4 decreases from the striped layer 3 side toward the base layer 1 side. It tends to transition. While the base layer 1 includes the cell phase, the base layer 1 hardly includes the linear portion 31.

希土類コバルト系永久磁石40は、希土類コバルト系永久磁石30と同様に、内部酸化物層6を備えるため、亀裂5により低減した機械的強度を十分に回復させる、又は補強することができる。希土類コバルト系永久磁石40は、表面酸化物層2及び縞状層3を備えるため、希土類コバルト系永久磁石20と同様に、良好な機械的強度を有する。希土類コバルト系永久磁石40は、遷移層4を備えるため、希土類コバルト系永久磁石30と比較して、高い機械的強度を有し得る。   Since the rare earth cobalt-based permanent magnet 40 includes the inner oxide layer 6 similarly to the rare earth cobalt-based permanent magnet 30, the mechanical strength reduced by the crack 5 can be sufficiently recovered or reinforced. Since the rare earth cobalt based permanent magnet 40 includes the surface oxide layer 2 and the striped layer 3, the rare earth cobalt based permanent magnet 40 has good mechanical strength like the rare earth cobalt based permanent magnet 20. Since the rare earth cobalt permanent magnet 40 includes the transition layer 4, it can have higher mechanical strength than the rare earth cobalt permanent magnet 30.

(製造方法)
次に、図5を参照して実施形態1にかかる永久磁石の製造方法について説明する。図5は、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の製造方法のフローチャートである。
(Production method)
Next, with reference to FIG. 5, the manufacturing method of the permanent magnet concerning Embodiment 1 is demonstrated. FIG. 5 is a flowchart of the method for manufacturing the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment.

まず、原料として、希土類元素と、純Feと、純Cuと、純Coと、純Zrとを準備し、これらを上記した所定の組成となるように配合する(原料配合ステップS1)。ここで、純Zrの代わりにZrを含む母合金を使用してもよい。母合金とは、通常2種類の金属元素からなる2元系合金であって、溶解原料として用いられるものである。また、Zrを含む母合金は、純Zrの融点1852℃より低い融点を有するような成分組成を有する。Zrを含む母合金の融点は、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石を溶解させる温度以下、つまり、1600℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは1000℃以下である。   First, rare earth elements, pure Fe, pure Cu, pure Co, and pure Zr are prepared as raw materials, and these are blended so as to have the above-described predetermined composition (raw material blending step S1). Here, a mother alloy containing Zr may be used instead of pure Zr. The mother alloy is a binary alloy usually made of two kinds of metal elements and used as a melting raw material. Further, the mother alloy containing Zr has a component composition that has a melting point lower than the melting point of pure Zr of 1852 ° C. The melting point of the master alloy containing Zr is preferably equal to or lower than the temperature at which the rare earth cobalt permanent magnet according to the first embodiment is melted, that is, 1600 ° C. or lower, more preferably 1000 ° C. or lower.

Zrを含む母合金として、例えば、FeZr合金やCuZr合金が挙げられる。FeZr合金及びCuZr合金は、低い融点を有するため、後述するインゴットの組織中にZrを均一に分散させて好ましい。従って、FeZr合金及びCuZr合金は共晶組成又はこれに近い近傍の組成を有すると、融点が1000℃以下に抑制されて好ましい。具体的には、FeZr合金は、例えば、Fe20%Zr80%合金である。Fe20%Zr80%合金は、質量%で、Zrを75〜85%含み、残部がFe及び不可避的不純物からなる。また、CuZr合金は、例えば、Cu50%Zr50%合金である。Cu50%Zr50%合金は、質量%で、Zrを45〜55%含み、残部がCu及び不可避的不純物からなる。   Examples of the mother alloy containing Zr include FeZr alloy and CuZr alloy. Since the FeZr alloy and the CuZr alloy have a low melting point, Zr is preferably uniformly dispersed in the structure of the ingot described later. Therefore, it is preferable that the FeZr alloy and the CuZr alloy have a eutectic composition or a composition close to the eutectic composition because the melting point is suppressed to 1000 ° C. or lower. Specifically, the FeZr alloy is, for example, an Fe 20% Zr 80% alloy. The Fe 20% Zr 80% alloy is mass% and contains 75 to 85% of Zr, with the balance being Fe and inevitable impurities. The CuZr alloy is, for example, a Cu 50% Zr 50% alloy. The Cu 50% Zr 50% alloy is mass% and contains 45 to 55% of Zr, with the balance being Cu and unavoidable impurities.

次いで、配合した原料をアルミナ製の坩堝に装入し、1×10−2Torr以下の真空雰囲気下又は不活性ガス雰囲気下において、高周波溶解炉により溶解し、金型に鋳造することにより、インゴットを得る(インゴット鋳造ステップS2)。鋳造方法は、例えば、ブックモールド法と呼ばれる金型鋳造方法である。なお、得られたインゴットを溶体化温度で1〜20時間程度熱処理してもよい。この熱処理を行うと、インゴットの組織をより均一化させて好ましい。 Then, the blended raw material is charged into an alumina crucible, melted in a high-frequency melting furnace in a vacuum atmosphere of 1 × 10 −2 Torr or less or an inert gas atmosphere, and cast into a mold. (Ingot casting step S2). The casting method is, for example, a mold casting method called a book mold method. In addition, you may heat-process the obtained ingot for about 1 to 20 hours at solution temperature. It is preferable to perform this heat treatment because the ingot structure is made more uniform.

次いで、得られたインゴットを粉砕し、所定の平均粒径を有する粉末を得る(粉末生成ステップS3)。典型的には、まず、得られたインゴットを粗粉砕し、さらに、この粗粉砕したインゴットをジェットミルなどを用いて不活性雰囲気中で微粉砕し、粉末化させる。粉末の平均粒径(d50)は、例えば、1〜10μmである。なお、平均粒径(d50)は、レーザー回折・散乱法によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径である。   Next, the obtained ingot is pulverized to obtain a powder having a predetermined average particle size (powder generation step S3). Typically, first, the obtained ingot is coarsely pulverized, and the coarsely pulverized ingot is finely pulverized in an inert atmosphere using a jet mill or the like to be powdered. The average particle diameter (d50) of the powder is, for example, 1 to 10 μm. The average particle size (d50) is the particle size at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the laser diffraction / scattering method.

次いで、得られた粉末を、所定の磁場中において、さらに、この粉末を磁場方向に垂直に加圧してプレス成形し、成形体を得る(プレス成形ステップS4)。ここで、プレス成形条件として、磁場は、例えば、15kOe以上であり、プレス成形の圧力値は、例えば、0.5〜2.0ton/cm(=49〜196MPa)である。なお、製品に応じて、磁場は15kOe(=1193.7kA/m)以下であっても、上記した粉末を磁場方向に平行に加圧してプレス成形してもよい。非SI単位とSI単位との換算は、例えば、以下の換算式1〜4を用いて、行なうとよい。
1[kOe]=10/4π[kA/m] (…換算式1)
1[MGOe]=10/4π[kJ/m] (…換算式2)
1.0[ton/cm]=98.0665[MPa] (…換算式3)
1.0[Torr]=133.32[Pa] (…換算式4)
Next, the obtained powder is press-molded by pressing the powder perpendicularly to the magnetic field direction in a predetermined magnetic field to obtain a compact (press molding step S4). Here, as press molding conditions, a magnetic field is 15 kOe or more, for example, and the pressure value of press molding is 0.5-2.0 ton / cm < 2 > (= 49-196 MPa), for example. Depending on the product, even if the magnetic field is 15 kOe (= 1193.7 kA / m) or less, the above-described powder may be pressed in parallel to the magnetic field direction and press-molded. The conversion between the non-SI unit and the SI unit may be performed using the following conversion formulas 1 to 4, for example.
1 [kOe] = 10 3 / 4π [kA / m] (... Conversion formula 1)
1 [MGOe] = 10 2 / 4π [kJ / m 3 ] (... conversion formula 2)
1.0 [ton / cm 2 ] = 98.0665 [MPa] (... Conversion formula 3)
1.0 [Torr] = 133.32 [Pa] (... Conversion formula 4)

次いで、成形体を1×10−2(=1.3332Pa)Torr以下の真空雰囲気下、若しくは不活性雰囲気下、又は1×10−2Torr以下の真空及び不活性雰囲気下において焼結温度に加熱し、焼結する(焼結ステップS5)。焼結温度は、例えば、1150〜1250℃である。 Next, the compact is heated to a sintering temperature in a vacuum atmosphere of 1 × 10 −2 (= 1.332 Pa) Torr or less, or in an inert atmosphere, or in a vacuum and inert atmosphere of 1 × 10 −2 Torr or less. And sintering (sintering step S5). The sintering temperature is, for example, 1150 to 1250 ° C.

次いで、引き続き同じ雰囲気条件のまま、成形体を焼結温度よりも20℃〜50℃低い溶体化温度で溶体化処理を行う(溶体化処理ステップS6)。溶体化時間は、例えば、2〜10時間である。なお、得られた成形体の組織と、目標とする磁気特性とに応じて、適宜変更してもよい。溶体化時間が下限値となる時間よりも長いと、成分組成が十分に均一化する。一方、溶体化時間が上限値となる時間よりも短いと、成形体に含まれるSmの揮発量が抑制される。これにより、成形体の内部と表面との成分組成に差が生じることを抑制し、永久磁石としての磁気特性の劣化を抑制することができる。   Subsequently, the compact is subjected to a solution treatment at a solution temperature lower by 20 ° C. to 50 ° C. than the sintering temperature under the same atmospheric conditions (solution treatment step S6). The solution time is, for example, 2 to 10 hours. In addition, you may change suitably according to the structure | tissue of the obtained molded object, and the target magnetic characteristic. When the solution treatment time is longer than the lower limit time, the component composition becomes sufficiently uniform. On the other hand, if the solution treatment time is shorter than the upper limit time, the volatilization amount of Sm contained in the compact is suppressed. Thereby, it can suppress that a difference arises in the component composition of the inside of a molded object, and the surface, and can suppress the deterioration of the magnetic characteristic as a permanent magnet.

なお、焼結ステップS5と溶体化処理ステップS6とを連続して行うと、量産性が向上して好ましい。焼結ステップS5と溶体化処理ステップS6とを連続して行う場合、焼結温度から溶体化温度まで、低い降温速度、例えば、0.2〜5℃/minで降温させる。この降温速度が遅いと、Zrが成形体の金属組織中において、より確実に分散し、均一に分布し得て好ましい。   Note that it is preferable to perform the sintering step S5 and the solution treatment step S6 in succession because mass productivity is improved. When the sintering step S5 and the solution treatment step S6 are performed continuously, the temperature is lowered from the sintering temperature to the solution treatment temperature at a low temperature decrease rate, for example, 0.2 to 5 ° C./min. It is preferable that the rate of temperature decrease is low because Zr can be more reliably dispersed and uniformly distributed in the metal structure of the compact.

次いで、溶体化処理された焼結体を、例えば、100℃/minの冷却速度で急冷する(急冷ステップS7)。さらに、引き続き同じ雰囲気条件のまま、700〜870℃の温度に1時間以上加熱保持し、引き続いて、少なくとも600℃に降下するまで、好ましくは400℃以下に降下するまで、0.2〜5℃/minの冷却速度で冷却させる(時効処理ステップS8)。なお、時効処理された焼結体が着磁すると、永久磁石体が形成される。   Next, the solution-treated sintered body is rapidly cooled, for example, at a cooling rate of 100 ° C./min (rapid cooling step S7). Further, while maintaining the same atmospheric conditions, heat and hold at a temperature of 700 to 870 ° C. for 1 hour or longer, and subsequently 0.2 to 5 ° C. until it drops to at least 600 ° C., preferably to 400 ° C. or less. Cooling is performed at a cooling rate of / min (aging process step S8). When the aging-treated sintered body is magnetized, a permanent magnet body is formed.

次いで、この形成された永久磁石体を製品形状に加工する(製品形状加工ステップS9)。具体的には、必要に応じて、研磨、切断等の加工を永久磁石体に施すことによって、この永久磁石体を製品形状に変化させる。ここで、本ステップでは、永久磁石体が研磨されたり、切断されたりするとき、チッピングや微小なクラックが永久磁石体の表面及び内部に生ずることが多い。永久磁石体の機械的強度は、このようなチッピングや微小なクラックによって、低下する。   Next, the formed permanent magnet body is processed into a product shape (product shape processing step S9). Specifically, the permanent magnet body is changed to a product shape by performing processing such as polishing and cutting on the permanent magnet body as necessary. Here, in this step, when the permanent magnet body is polished or cut, chipping and minute cracks often occur on the surface and inside of the permanent magnet body. The mechanical strength of the permanent magnet body decreases due to such chipping and minute cracks.

最後に、永久磁石体を、大気中、又は酸素分圧1〜100%の雰囲気中において、熱処理温度200〜600℃の範囲内で加熱保持する(酸化物層形成熱処理ステップS10)。なお、本ステップにおいて、雰囲気における酸素以外の気体は、例えば、窒素ガス、アルゴンガス等が挙げられる。大気中における酸素分圧が、例えば、20〜22%である。加熱温度は、300〜510℃の範囲以内であると好ましく、さらに好ましくは350〜450℃の範囲以内である。本ステップを経ることによって、永久磁石体の表面近傍には、表面酸化物層を形成することができる。また、同様に、本ステップの各種条件に応じて、縞状層、内部酸化物層、及び遷移層の少なくとも1つを永久磁石体の表面近傍に形成することができる。   Finally, the permanent magnet body is heated and held within the range of the heat treatment temperature of 200 to 600 ° C. in the atmosphere or in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 1 to 100% (oxide layer formation heat treatment step S10). In this step, examples of the gas other than oxygen in the atmosphere include nitrogen gas and argon gas. The oxygen partial pressure in the atmosphere is, for example, 20 to 22%. The heating temperature is preferably in the range of 300 to 510 ° C, more preferably in the range of 350 to 450 ° C. By passing through this step, a surface oxide layer can be formed near the surface of the permanent magnet body. Similarly, at least one of a striped layer, an internal oxide layer, and a transition layer can be formed in the vicinity of the surface of the permanent magnet body according to various conditions of this step.

以上の工程を経ると、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石が得られる。本工程の、酸化物層形成熱処理ステップS10では、永久磁石体を大気中、又は酸素分圧1〜100%の雰囲気中で所定の熱処理温度で加熱保持することによって、酸化物層を形成する。これによって、製品形状加工ステップS9において永久磁石体を加工することで低下する機械的強度を回復、又は補強することができる。すなわち、永久磁石体を不活性ガス雰囲気下において加熱保持する必要がなく、より簡易な装置を用いて、良好な機械的強度を有する永久磁石を製造することができる。   Through the above steps, the rare earth cobalt based permanent magnet according to the first embodiment is obtained. In the oxide layer forming heat treatment step S10 of this step, the permanent magnet body is heated and held at a predetermined heat treatment temperature in the atmosphere or in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 1 to 100%, thereby forming an oxide layer. As a result, the mechanical strength, which is reduced by processing the permanent magnet body in the product shape processing step S9, can be recovered or reinforced. That is, it is not necessary to heat and hold the permanent magnet body in an inert gas atmosphere, and a permanent magnet having good mechanical strength can be manufactured using a simpler apparatus.

なお、上記した製造方法では、インゴット鋳造ステップS2において、金型を用いて鋳造したが、ストリップキャスト法を用いて鋳造することもできる。ストリップキャスト法は、溶湯を銅ロールに滴下することによって、例えば、厚み1mmのフレーク状体を形成する。上記した製造方法、つまり、インゴット鋳造ステップS2を用いて製造した希土類コバルト系永久磁石は、ストリップキャスト法を用いて製造した希土類コバルト系永久磁石と比較して、飽和磁束密度Brが良好であり、減磁曲線から示される角形性も良好である。   In the above-described manufacturing method, casting is performed using a mold in the ingot casting step S2. However, casting can also be performed using a strip casting method. In the strip casting method, a molten metal is dropped onto a copper roll to form, for example, a flake-like body having a thickness of 1 mm. The rare earth cobalt-based permanent magnet manufactured using the above-described manufacturing method, that is, the ingot casting step S2, has a better saturation magnetic flux density Br than the rare earth cobalt-based permanent magnet manufactured using the strip cast method. The squareness shown by the demagnetization curve is also good.

(化学組成)
次に、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の化学組成を決定した理由について説明する。
(Chemical composition)
Next, the reason for determining the chemical composition of the rare earth cobalt permanent magnet according to the first embodiment will be described.

この実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石において、元素Rの含有量が、質量%で、23%以上であれば、減磁曲線において一定の角形性を確保することができ、磁気特性を確保するためである。また、元素Rの含有量が、質量%で、27%以下であると、一定の飽和磁束密度Brを確保する。そのため、元素Rの含有量は、質量%で、23%以上、27%以下の範囲内とした。   In the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment, if the content of the element R is 23% by mass or more, a certain squareness can be ensured in the demagnetization curve, and the magnetic characteristics can be improved. This is to ensure. Further, when the content of the element R is 27% by mass or less, a certain saturation magnetic flux density Br is ensured. Therefore, the content of the element R is in the range of 23% or more and 27% or less in mass%.

Cuの含有量が、質量%で、3%以上であれば、一定の保磁力iHcを確保することができ、6%未満であれば、キュリー点と一定の飽和磁束密度Brとを確保する。そのため、Cuの含有量は、質量%で、3%以上、6%未満の範囲内とした。   If the Cu content is 3% by mass or more, a constant coercive force iHc can be secured, and if it is less than 6%, a Curie point and a constant saturation magnetic flux density Br are secured. Therefore, the Cu content is within a range of 3% or more and less than 6% by mass%.

Feの含有量が、質量%で、10%以上であれば、一定の飽和磁束密度Brを確保することができ、25%以下であれば、一定の保磁力iHcを確保することができる。そのため、Feの含有量は、質量%で、10%以上、25%以下の範囲内とした。   If the Fe content is 10% by mass or more, a constant saturation magnetic flux density Br can be secured, and if it is 25% or less, a constant coercive force iHc can be secured. Therefore, the content of Fe is in a range of 10% to 25% in mass%.

Zrの含有量が、質量%で、1.5%以上、4%以下であれば、一定の保磁力iHc及びエネルギー積(BH)mを確保し得る。そのため、Zrの含有量は、質量%で、1.5%以上、4%以下の範囲内とした。   When the content of Zr is 1.5% or more and 4% or less in terms of mass%, a certain coercive force iHc and energy product (BH) m can be secured. Therefore, the content of Zr is in the range of 1.5% to 4% by mass.

ところで、上記したように、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の製造方法では、酸化物層形成熱処理ステップS10(図5参照)において、表面酸化物層が形成される。この形成した表面酸化物層が少なくともベース層の表面上の微小クラックを埋めることにより、製品形状加工ステップS9において永久磁石体を加工することで低下した機械的強度を回復することができる、又は補強することができる。これらは、上記した化学組成を有する実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石において、特有の現象であると考えられる。   By the way, as described above, in the method for manufacturing the rare earth cobalt permanent magnet according to the first embodiment, the surface oxide layer is formed in the oxide layer forming heat treatment step S10 (see FIG. 5). The formed surface oxide layer fills at least micro cracks on the surface of the base layer, so that the mechanical strength reduced by processing the permanent magnet body in the product shape processing step S9 can be recovered or reinforced. can do. These are considered to be unique phenomena in the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment having the above-described chemical composition.

また、上記したように、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石の製造方法では、さらに、ベース層1(図1参照)の結晶粒のセル相に相当するセル相と、縞状層3(図2参照)に相当する縞状層とを形成する。これも、上記した化学組成を有する実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石において、特有の現象であると考えられる。   Further, as described above, in the method of manufacturing the rare earth cobalt based permanent magnet according to the first embodiment, the cell phase corresponding to the cell phase of the crystal grains of the base layer 1 (see FIG. 1) and the striped layer 3 A striped layer corresponding to (see FIG. 2) is formed. This is also considered to be a unique phenomenon in the rare earth cobalt-based permanent magnet according to the first embodiment having the above-described chemical composition.

(実施例1〜5)
次に、実施の形態1にかかる希土類コバルト系永久磁石についての実施例1〜5及び比較例1〜5について行った実験について説明する。
(Examples 1-5)
Next, experiments conducted for Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 5 for the rare earth cobalt permanent magnet according to the first embodiment will be described.

実施例1〜5は、上記した製造方法と同じ製造方法を用いて、製造した。詳細には、原料配合ステップS1(図5参照)では、目標組成は、質量%で、Sm:25.0%、Cu:4.5%、Fe:20.0%、Zr:2.4%として、残部がCoとした。Zrを含む母合金として、Fe20%Zr80%合金を使用した。また、インゴット鋳造ステップS2では、雰囲気条件は、1×10−2Torr以下の真空雰囲気下とした。また、インゴット鋳造ステップS2で得られたインゴットを1170℃で15時間加熱保持して、熱処理を施した。また、粉末生成ステップS3では、ジェットミルを用いて、粗粉砕したインゴットを不活性雰囲気中で微粉砕し、平均粒径(d50)6μmの粉末を生成した。また、プレス成形ステップS4では、磁場15kOe、プレス成形の圧力1.0ton/cmの条件で、金型を用いてプレス成形を行ない、粉末を長さ100mm、幅50mm、高さ50mmの直方体に成形した。また、焼結ステップS5では、1×10−2Torr以下の真空雰囲気下において焼結温度1200℃で焼結を行なった。また、溶体化処理ステップS6では、降温速度1℃/minで溶体化温度まで降温させて、溶体化温度1170℃、4時間の条件で溶体化処理を行った。また、急冷ステップS7では、冷却速度は100℃/minとした。時効処理ステップS8では、焼結体を不活性雰囲気中で850℃の温度で10時間加熱保持して等温時効処理を行い、その後0.5℃/minの冷却速度で350℃まで連続時効処理を行い、永久磁石体を得た。 Examples 1 to 5 were manufactured using the same manufacturing method as that described above. Specifically, in the raw material blending step S1 (see FIG. 5), the target composition is mass%, Sm: 25.0%, Cu: 4.5%, Fe: 20.0%, Zr: 2.4% The balance was Co. As a mother alloy containing Zr, an Fe 20% Zr 80% alloy was used. In the ingot casting step S2, the atmospheric condition was a vacuum atmosphere of 1 × 10 −2 Torr or less. Further, the ingot obtained in the ingot casting step S2 was heated and held at 1170 ° C. for 15 hours to perform heat treatment. In the powder generation step S3, the coarsely pulverized ingot was finely pulverized in an inert atmosphere using a jet mill to generate a powder having an average particle diameter (d50) of 6 μm. In press molding step S4, press molding is performed using a mold under the conditions of a magnetic field of 15 kOe and a press molding pressure of 1.0 ton / cm 2 , and the powder is formed into a rectangular parallelepiped having a length of 100 mm, a width of 50 mm, and a height of 50 mm. Molded. In the sintering step S5, sintering was performed at a sintering temperature of 1200 ° C. in a vacuum atmosphere of 1 × 10 −2 Torr or less. Moreover, in solution treatment step S6, the temperature was lowered to the solution temperature at a temperature drop rate of 1 ° C./min, and the solution treatment was performed under the conditions of a solution temperature of 1170 ° C. for 4 hours. In the rapid cooling step S7, the cooling rate was set to 100 ° C./min. In the aging treatment step S8, the sintered body is heated and held in an inert atmosphere at a temperature of 850 ° C. for 10 hours to perform an isothermal aging treatment, and then a continuous aging treatment is performed to 350 ° C. at a cooling rate of 0.5 ° C./min. And a permanent magnet body was obtained.

次いで、製品形状加工ステップS9では、得られた永久磁石体を切断して、曲げ圧縮強度の測定用試験片の形状に加工した。曲げ圧縮強度の測定用試験片の形状は、長さ16.2mm、幅12.6mm、高さ0.75mmの直方体であり、磁化容易軸は、磁化方向である。   Next, in the product shape processing step S9, the obtained permanent magnet body was cut and processed into the shape of a test piece for measuring the bending compressive strength. The shape of the test piece for measuring the bending compressive strength is a rectangular parallelepiped having a length of 16.2 mm, a width of 12.6 mm, and a height of 0.75 mm, and the easy axis of magnetization is the magnetization direction.

最後に、酸化物層形成熱処理ステップS10では、雰囲気条件は大気中とし、熱処理温度条件は表1に示す熱処理温度とした。各熱処理温度条件のn数は、5とした。   Finally, in the oxide layer formation heat treatment step S10, the atmospheric conditions were set to the atmosphere, and the heat treatment temperature conditions were set to the heat treatment temperatures shown in Table 1. The number of n in each heat treatment temperature condition was 5.

以上の工程を経ることによって、実施例1〜5及び比較例1〜5に係る磁石片を得た。得られた磁石片を熱処理後にパルス着磁機を用いて着磁し、フラックスメーターを用いて表面磁束Φmを測定した。測定した磁石片について曲げ圧縮強度試験を行い、3点曲げ圧縮強度を測定した。その測定結果を表1に示す。
表面磁束Φm[×10-5Wb・T]の良好な値は、445以上とし、曲げ圧縮強度[N]の良好な値は、50以上とした。表1に示すように、熱処理温度が310℃以上である場合、曲げ圧縮強度が顕著に改善され、良好な値に到達する。また、熱処理温度が510℃を越えると、曲げ圧縮強度がさらに向上することなく、表面磁束Φmが低下し、良好な値に該当しなくなることが観察された。従って大気中で熱処理する場合は、少なくとも熱処理温度310℃〜510℃の範囲内で熱処理することによって、良好な曲げ圧縮強度を備え磁気特性の劣化の小さい磁石が得られた。
By passing through the above process, the magnet piece which concerns on Examples 1-5 and Comparative Examples 1-5 was obtained. The obtained magnet piece was magnetized using a pulse magnetizer after heat treatment, and the surface magnetic flux Φm was measured using a flux meter. The measured magnet piece was subjected to a bending compressive strength test, and the three-point bending compressive strength was measured. The measurement results are shown in Table 1.
A good value of the surface magnetic flux Φm [× 10 −5 Wb · T] was set to 445 or more, and a good value of the bending compressive strength [N] was set to 50 or more. As shown in Table 1, when the heat treatment temperature is 310 ° C. or higher, the bending compression strength is remarkably improved and reaches a good value. Further, it was observed that when the heat treatment temperature exceeds 510 ° C., the flexural compressive strength is not further improved, and the surface magnetic flux Φm is lowered and does not correspond to a good value. Therefore, when heat-treating in the air, a magnet having good bending compressive strength and small deterioration in magnetic properties was obtained by heat-treating at least within a heat treatment temperature range of 310 ° C to 510 ° C.

(SEM断面組織観察)
続いて、SEM(Scanning Electron Microscope)を用いて、実施例1〜3及び比較例1について断面組織観察を行った。断面組織観察による写真を図6〜8、図18に示す。図6は、実施例1の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。図7は、実施例2の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。図8は、実施例3の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。図18は、比較例1の永久磁石の表面近傍における断面のミクロ組織を示す写真である。
(SEM cross-sectional structure observation)
Then, cross-sectional structure | tissue observation was performed about Examples 1-3 and the comparative example 1 using SEM (Scanning Electron Microscope). The photograph by cross-sectional structure | tissue observation is shown to FIGS. FIG. 6 is a photograph showing a microstructure of a cross section in the vicinity of the surface of the permanent magnet of Example 1. FIG. 7 is a photograph showing a microstructure of a cross section in the vicinity of the surface of the permanent magnet of Example 2. FIG. 8 is a photograph showing the microstructure of a cross section near the surface of the permanent magnet of Example 3. FIG. 18 is a photograph showing a cross-sectional microstructure in the vicinity of the surface of the permanent magnet of Comparative Example 1.

図6に示すように、実施例1の永久磁石のミクロ組織断面では、ベース層1aと、表面酸化物層2aと、亀裂5aと、内部酸化物層6aとが観察された。表面酸化物層2aの厚みT2aは、50〜100nm(=0.05〜0.10μm)であった。表面酸化物層2aは、ベース層1aを覆い、内部酸化物層6aは、亀裂5aを埋めている。   As shown in FIG. 6, in the microstructure cross section of the permanent magnet of Example 1, the base layer 1a, the surface oxide layer 2a, the crack 5a, and the internal oxide layer 6a were observed. The thickness T2a of the surface oxide layer 2a was 50 to 100 nm (= 0.05 to 0.10 μm). The surface oxide layer 2a covers the base layer 1a, and the inner oxide layer 6a fills the crack 5a.

なお、図6に示される保護膜P9は、断面組織観察を行うために、実施例1の永久磁石の表面を保護することを目的として、形成されたものである。保護膜P9は、表面酸化物層2aと直接接触するカーボン保護膜と、当該カーボン保護膜を覆うPt保護膜とを備える。図7、図8及び図18に示される保護膜P9も、同様の構成を備える。   Note that the protective film P9 shown in FIG. 6 is formed for the purpose of protecting the surface of the permanent magnet of Example 1 in order to perform cross-sectional structure observation. The protective film P9 includes a carbon protective film that is in direct contact with the surface oxide layer 2a and a Pt protective film that covers the carbon protective film. The protective film P9 shown in FIGS. 7, 8, and 18 also has the same configuration.

また、図7に示すように、実施例2の永久磁石のミクロ組織断面でも、ベース層1bと、表面酸化物層2bと、亀裂5bと、内部酸化物層6bとが観察された。表面酸化物層2bの厚みT2bは、100〜200nm(=0.10〜0.20μm)であった。表面酸化物層2bは、ベース層1bを覆い、内部酸化物層6bは、亀裂5bを埋めている。   Further, as shown in FIG. 7, the base layer 1b, the surface oxide layer 2b, the crack 5b, and the internal oxide layer 6b were also observed in the microstructure cross section of the permanent magnet of Example 2. The thickness T2b of the surface oxide layer 2b was 100 to 200 nm (= 0.10 to 0.20 μm). The surface oxide layer 2b covers the base layer 1b, and the inner oxide layer 6b fills the crack 5b.

また、図8に示すように、実施例3の永久磁石のミクロ組織断面でも、ベース層1cと、表面酸化物層2cと、亀裂5cと、内部酸化物層6cとが観察された。表面酸化物層2cの厚みT2cは、200〜300nm(=0.20〜0.30μm)であった。表面酸化物層2cは、ベース層1cを覆い、内部酸化物層6cは、亀裂5cを埋めている。   Further, as shown in FIG. 8, the base layer 1c, the surface oxide layer 2c, the crack 5c, and the internal oxide layer 6c were also observed in the microstructure cross section of the permanent magnet of Example 3. The thickness T2c of the surface oxide layer 2c was 200 to 300 nm (= 0.20 to 0.30 μm). The surface oxide layer 2c covers the base layer 1c, and the inner oxide layer 6c fills the crack 5c.

一方、図18に示すように、比較例1では、ベース層91dと、亀裂95dとが観察された。しかし、ベース層91dを覆う表面酸化物層や、亀裂95dを埋める内部酸化物層を確認することができなかった。実施例1〜3の曲げ圧縮強度が、比較例1の曲げ圧縮強度と比較して高い理由の一つとして、実施例1〜3が、比較例1と異なり、表面酸化物層や内部酸化物層を備えることが挙げられる。   On the other hand, as shown in FIG. 18, in Comparative Example 1, a base layer 91d and a crack 95d were observed. However, the surface oxide layer covering the base layer 91d and the internal oxide layer filling the crack 95d could not be confirmed. As one of the reasons why the bending compressive strength of Examples 1 to 3 is higher than that of Comparative Example 1, Examples 1 to 3 are different from Comparative Example 1 in that the surface oxide layer and the internal oxide And providing a layer.

(DF−STEM/EDX断面組織観察)
次に、実施例3の永久磁石について、DF−STEM/EDX(Dark Field - Scanning Transmission Electron Microscope / Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)を用いて、これらの断面組織における各元素の組成(含有量)を計測し、元素マッピングを行なった。これらの計測した断面組織及びその元素マッピングによる像を図9〜図16に示す。図9は、実施例3の永久磁石のDF−STEMによる像である。図10〜図16は、実施例3の永久磁石の表面の元素マッピングによる像である。
(DF-STEM / EDX cross-sectional structure observation)
Next, for the permanent magnet of Example 3, the composition (content) of each element in these cross-sectional structures was determined using DF-STEM / EDX (Dark Field-Scanning Transmission Electron Microscope / Energy Dispersive X-ray Spectroscopy). Measurement and element mapping were performed. FIGS. 9 to 16 show images of these measured cross-sectional structures and element mapping thereof. FIG. 9 is an image obtained by DF-STEM of the permanent magnet of Example 3. 10 to 16 are images obtained by element mapping on the surface of the permanent magnet of Example 3. FIG.

図9に示すように、実施例3の永久磁石の表面近傍のミクロ断面組織では、縞状層3eと、縞状層3eを覆う表面酸化物層2eとが観察された。縞状層3eは、表面酸化物層2eとの境界面に沿って延びる縞状模様を示す。縞状層3eには、亀裂5eが生じている。亀裂5eは、内部酸化物層6eによって埋められている。
なお、カーボン保護膜P92は、保護膜P9(図6参照)に含まれる一構成要素であり、断面組織観察のために形成したものである。
As shown in FIG. 9, in the micro cross-sectional structure near the surface of the permanent magnet of Example 3, a striped layer 3e and a surface oxide layer 2e covering the striped layer 3e were observed. The striped layer 3e shows a striped pattern extending along the boundary surface with the surface oxide layer 2e. The stripe layer 3e has a crack 5e. The crack 5e is filled with the internal oxide layer 6e.
The carbon protective film P92 is a constituent element included in the protective film P9 (see FIG. 6), and is formed for observing the cross-sectional structure.

(元素マッピング)
図10〜図16を用いて、図9に示す断面において、C(炭素)、O(酸素)、Fe、Co、Cu、Zr及びSm、についてそれぞれ元素マッピングした結果について説明する。なお、O(酸素)とC(炭素)は、製造する上で、含有することを避けることのできない不可避的不純物である。図10〜図16に示す像において、濃淡が、元素マッピングの対象となった元素について濃度の高低を示し、淡いほど、その元素について濃度が高いことを示す。
(Element mapping)
The results of element mapping for C (carbon), O (oxygen), Fe, Co, Cu, Zr, and Sm in the cross section shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS. O (oxygen) and C (carbon) are unavoidable impurities that cannot be avoided in the production. In the images shown in FIGS. 10 to 16, the density indicates the level of the concentration of the element subjected to element mapping, and the lighter the level, the higher the concentration of the element.

図10に示すように、カーボン保護膜P92におけるC(炭素)の濃度は、他の部位におけるC(炭素)の濃度と比較して高い。   As shown in FIG. 10, the concentration of C (carbon) in the carbon protective film P92 is higher than the concentration of C (carbon) in other parts.

図11に示すように、亀裂5e、内部酸化物層6e及び表面酸化物層2eにおけるO(酸素)の濃度は、他の部位におけるOの濃度と比較して高い。また、図12に示すように、FeもOと同様の傾向が見られる。つまり、亀裂5e、内部酸化物層6e及び表面酸化物層2eにおけるFeの濃度は、他の部位におけるFeの濃度と比較して高い。   As shown in FIG. 11, the concentration of O (oxygen) in the crack 5e, the internal oxide layer 6e, and the surface oxide layer 2e is higher than the concentration of O in other portions. In addition, as shown in FIG. 12, Fe has the same tendency as O. That is, the Fe concentration in the crack 5e, the internal oxide layer 6e, and the surface oxide layer 2e is higher than the Fe concentration in other parts.

図13に示すように、亀裂5e、内部酸化物層6e及び表面酸化物層2eの内部において、Coについて高い濃度を有する粒子状の濃縮部21aが観察された。また、図14に示すように、亀裂5e、内部酸化物層6e及び表面酸化物層2eの内部において、Cuについて高い濃度を有する粒子状の濃縮部21bが観察された。表面酸化物層2e直下からCuの規則的な格子状模様が観察され、この上記した化学組成を備える永久磁石に特有のセル構造が縞状層3eに形成されていることがわかる。セル構造とは、希土類コバルト系永久磁石10のベース層1(図1参照)と同様に、結晶粒を備え、当該結晶粒は、SmCo17を含むセル相を備える構造である。この結晶粒は、さらに、このセル相を囲み、SmCoを含むセル壁と、Zr含有板状相とを含む。 As shown in FIG. 13, in the crack 5e, the internal oxide layer 6e, and the surface oxide layer 2e, particulate concentrated portions 21a having a high concentration of Co were observed. Further, as shown in FIG. 14, particulate concentrated portions 21b having a high concentration of Cu were observed inside the crack 5e, the internal oxide layer 6e, and the surface oxide layer 2e. A regular lattice pattern of Cu is observed from directly under the surface oxide layer 2e, and it can be seen that a cell structure peculiar to the permanent magnet having the above-described chemical composition is formed in the striped layer 3e. Similar to the base layer 1 (see FIG. 1) of the rare earth cobalt-based permanent magnet 10, the cell structure includes a crystal grain, and the crystal grain includes a cell phase containing Sm 2 Co 17 . The crystal grains further surround the cell phase and include a cell wall containing SmCo 5 and a Zr-containing plate phase.

図15に示すように、試料表面、つまり表面酸化物層2eに略平行でかつ規則的な、Zr濃度の高い縞状模様が観察され、これも上記した化学組成を備える永久磁石に特有のZrリッチ層である。図12を再び参照すると、Zrリッチ層と同じ方位でそれよりは間隔の広い縞状模様が見られるが、STEM像の縞状模様及びO(酸素)マッピングの縞状模様と一致しており、縞状模様はFeの酸化物層であることが分かる。図16に示すように、縞状層3eは、他の部位、例えば、表面酸化物層2e、亀裂5e、内部酸化物層6eと比較して、高いSm濃度を有する。   As shown in FIG. 15, a striped pattern having a high Zr concentration, which is substantially parallel and regular to the sample surface, that is, the surface oxide layer 2e, is observed. This is also a Zr characteristic of a permanent magnet having the above-described chemical composition. It is a rich layer. Referring to FIG. 12 again, a striped pattern with the same orientation as the Zr-rich layer and a wider interval is seen, which matches the striped pattern of the STEM image and the striped pattern of O (oxygen) mapping, It can be seen that the striped pattern is an oxide layer of Fe. As shown in FIG. 16, the striped layer 3e has a higher Sm concentration than other portions, for example, the surface oxide layer 2e, the crack 5e, and the inner oxide layer 6e.

(各部位の化学組成分析)
次に、図17を参照して、実施例3の表面近傍における断面のミクロ組織において、各部位の各組成分析の結果について説明する。図17は、実施例3の表面近傍における断面のミクロ組織、及び、化学組成を測定した各部位を示す断面写真である。
(Chemical composition analysis of each part)
Next, with reference to FIG. 17, the result of each composition analysis of each part in the microstructure of the cross section in the vicinity of the surface of Example 3 will be described. FIG. 17 is a cross-sectional photograph showing the microstructure of the cross section in the vicinity of the surface of Example 3 and each site where the chemical composition was measured.

表2に、図17に示された各分析位置の化学組成分析の測定結果を示す。
Table 2 shows the measurement results of the chemical composition analysis at each analysis position shown in FIG.

図17に示すように、ベース層1fと、表面酸化物層2fと、縞状層3fと、遷移層4fとが観察された。ベース層1f、遷移層4f、縞状層3f、及び表面酸化物層2fは、希土類系コバルト永久磁石の内側から外側に向かって、この順に積層するよう形成されている。これらは、希土類系コバルト永久磁石の内側から外側に向かってなだらかに遷移している。   As shown in FIG. 17, a base layer 1f, a surface oxide layer 2f, a striped layer 3f, and a transition layer 4f were observed. The base layer 1f, the transition layer 4f, the striped layer 3f, and the surface oxide layer 2f are formed so as to be laminated in this order from the inside to the outside of the rare earth-based cobalt permanent magnet. These transition smoothly from the inside to the outside of the rare earth-based cobalt permanent magnet.

表面酸化物層2fは、FeとCoとOとを主成分として含有している。表面酸化物層2fは、分析位置004及び005を備える。両方の分析位置における分析結果は、大きく異なった。分析位置004において、Fe及びOの含有量が高く、分析位置005において、Coの含有量が高い。表面酸化物層2fは、特定の化学組成を有する化合物からなるものではなく、例えば、Coの含有量が高い粒状の濃縮部を備える。   The surface oxide layer 2f contains Fe, Co, and O as main components. The surface oxide layer 2f includes analysis positions 004 and 005. The analysis results at both analysis locations were very different. At the analysis position 004, the content of Fe and O is high, and at the analysis position 005, the content of Co is high. The surface oxide layer 2f is not made of a compound having a specific chemical composition, and includes, for example, a granular concentrated portion having a high Co content.

縞状層3fは、分析位置006、007及び012を備える。分析位置006及び007には、縞状組織が位置しており、分析位置012には、縞、つまり、線状部が位置する。縞状組織は、線状部とセル構造とを備え、線状部とセル構造とは、当該縞状組織が示す縞模様を構成する。分析位置012における分析結果は、O及びFeの含有量が高かったため、線状部は、酸化物層と考えられる。分析位置006、007における分析結果は、分析位置012における分析結果と比較して、合金組成に近く、酸素濃度も低い。   The striped layer 3f includes analysis positions 006, 007, and 012. Striped structures are located at the analysis positions 006 and 007, and stripes, that is, linear portions are located at the analysis position 012. The striped structure includes a linear part and a cell structure, and the linear part and the cell structure constitute a striped pattern indicated by the striped structure. As a result of analysis at the analysis position 012, since the contents of O and Fe are high, the linear portion is considered to be an oxide layer. The analysis results at the analysis positions 006 and 007 are close to the alloy composition and have a lower oxygen concentration than the analysis results at the analysis position 012.

遷移層4fは、縞状層3fと接触しており、縞状層3fとの界面に沿うように延びる複数の線状部と、ベース層1fに含まれるセル相と同じ構成を有するセル相とを含む。遷移層4fが含む線状部の量は、縞状層3fが含む線状部の量と比較して少ない。遷移層4fは、縞状層3fとベース層1fとの間に位置しており、遷移層4fにおける線状部の量は、縞状層3f側からベース層1f側へ向かって減じるように遷移する傾向にある。また、隣り合う線状部同士の間隔は、広い。   The transition layer 4f is in contact with the striped layer 3f, a plurality of linear portions extending along the interface with the striped layer 3f, and a cell phase having the same configuration as the cell phase included in the base layer 1f including. The amount of the linear portion included in the transition layer 4f is smaller than the amount of the linear portion included in the striped layer 3f. The transition layer 4f is located between the striped layer 3f and the base layer 1f, and the amount of the linear portion in the transition layer 4f transitions so as to decrease from the striped layer 3f side toward the base layer 1f side. Tend to. Moreover, the space | interval of adjacent linear parts is wide.

ベース層1fでは、希土類コバルト系永久磁石10のベース層1(図1参照)と同じ構成のセル構造が観察された。   In the base layer 1f, a cell structure having the same configuration as that of the base layer 1 (see FIG. 1) of the rare earth cobalt-based permanent magnet 10 was observed.

表面酸化物層2fの厚みが0.3μm程度、縞状層3fの厚みが0.7μm程度、遷移層4fの厚みが2μm程度であった。   The thickness of the surface oxide layer 2f was about 0.3 μm, the thickness of the striped layer 3f was about 0.7 μm, and the thickness of the transition layer 4f was about 2 μm.

(実施例6〜11)
次に、実施例6〜11の磁気特性及び機械的強度などを測定した結果について説明する。
(Examples 6 to 11)
Next, the results of measuring the magnetic characteristics and mechanical strength of Examples 6 to 11 will be described.

実施例6〜11は、実施例1〜5と同様に、上記した製造方法と同じ製造方法を用いて、製造した。詳細には、原料配合ステップS1(図5参照)では、目標組成は、質量%で、Sm:25.9%、Cu:4.5%、Fe:15.0%、Zr:3.1%として、残部がCoとした。Zrを含む母合金として、Fe20%Zr80%合金を使用した。また、インゴット鋳造ステップS2、及び粉末生成ステップS3では、実施例1〜5と同じ条件を用いた。また、プレス成形ステップS4では、磁場15kOe、プレス成形の圧力1.0ton/cmの条件で、金型を用いてプレス成形を行なった。また、焼結ステップS5では、1×10−2Torr以下の真空及び不活性雰囲気下において焼結温度1210℃で焼結を行なった。また、溶体化処理ステップS6では、降温速度1℃/minで溶体化温度まで降温させて、溶体化温度1180℃で溶体化処理を行った。また、急冷ステップS7では、冷却速度は100℃/minとした。時効処理ステップS8では、焼結体を不活性雰囲気中で800℃の温度で5時間加熱保持して等温時効処理を行い、その後1℃/minの冷却速度で350℃まで連続時効処理を行い、永久磁石体を得た。 Examples 6 to 11 were manufactured using the same manufacturing method as that described above, as in Examples 1 to 5. Specifically, in the raw material blending step S1 (see FIG. 5), the target composition is mass%, Sm: 25.9%, Cu: 4.5%, Fe: 15.0%, Zr: 3.1% The balance was Co. As a mother alloy containing Zr, an Fe 20% Zr 80% alloy was used. Moreover, in ingot casting step S2 and powder production | generation step S3, the same conditions as Examples 1-5 were used. In press molding step S4, press molding was performed using a mold under the conditions of a magnetic field of 15 kOe and a press molding pressure of 1.0 ton / cm 2 . In the sintering step S5, sintering was performed at a sintering temperature of 1210 ° C. in a vacuum of 1 × 10 −2 Torr or less and an inert atmosphere. Further, in the solution treatment step S6, the temperature was lowered to the solution temperature at a temperature drop rate of 1 ° C./min, and the solution treatment was performed at the solution temperature of 1180 ° C. In the rapid cooling step S7, the cooling rate was set to 100 ° C./min. In the aging treatment step S8, the sintered body is heated and held in an inert atmosphere at a temperature of 800 ° C. for 5 hours to perform an isothermal aging treatment, and then a continuous aging treatment is performed to 350 ° C. at a cooling rate of 1 ° C./min. A permanent magnet body was obtained.

次いで、製品形状加工ステップS9では、実施例1〜5と同じ製造条件を用いて、得られた永久磁石体を切断して、曲げ圧縮強度の測定用試験片の形状に加工した。   Next, in the product shape processing step S9, the obtained permanent magnet body was cut using the same manufacturing conditions as in Examples 1 to 5, and processed into the shape of a test piece for measuring the bending compressive strength.

最後に、酸化物層形成熱処理ステップS10では、雰囲気条件は、表3に示す酸素分圧とし、熱処理温度条件は、表3に示す熱処理温度とした。   Finally, in the oxide layer forming heat treatment step S10, the atmospheric conditions were the oxygen partial pressures shown in Table 3, and the heat treatment temperature conditions were the heat treatment temperatures shown in Table 3.

以上の工程を経ることによって、実施例6〜11及び比較例6〜9に係る磁石片を得た。実施例1〜5と同じ方法を用いて、表面磁束Φm及び3点曲げ圧縮強度を測定した。その結果を表3に示す。
By passing through the above process, the magnet piece which concerns on Examples 6-11 and Comparative Examples 6-9 was obtained. Using the same method as in Examples 1 to 5, the surface magnetic flux Φm and the three-point bending compressive strength were measured. The results are shown in Table 3.

表3に示すように、実施例6〜10では、表面磁束Φm及び曲げ圧縮強度がいずれも良好な値であった。実施例6では、酸化物層形成熱処理ステップS10において酸素分圧100%であったのにもかかわらず、表面磁束Φm及び曲げ圧縮強度がいずれも良好な値であった。したがって、酸化物層形成熱処理ステップS10において、酸素分圧の上限値は、100%である。   As shown in Table 3, in Examples 6 to 10, the surface magnetic flux Φm and the bending compressive strength were both good values. In Example 6, although the oxygen partial pressure was 100% in the oxide layer forming heat treatment step S10, the surface magnetic flux Φm and the bending compressive strength were both good values. Therefore, in the oxide layer forming heat treatment step S10, the upper limit value of the oxygen partial pressure is 100%.

一方、比較例6では、表面磁束Φmが良好な値(445×10-5Wb・T以上)であるものの、曲げ圧縮強度が小さく、良好な値(50N以上)に該当しなかった。この一因として、比較例6では、酸化物層形成熱処理ステップS10が無く、酸化物層が形成されないためと考えられる。 On the other hand, in Comparative Example 6, although the surface magnetic flux Φm was a good value (445 × 10 −5 Wb · T or more), the bending compressive strength was small and did not correspond to a good value (50 N or more). One possible reason for this is that in Comparative Example 6, there is no oxide layer formation heat treatment step S10, and no oxide layer is formed.

また、比較例7では、表面磁束Φmが良好な値であるものの、曲げ圧縮強度が小さく、良好な値に該当しなかった。この一因として、比較例7では、酸化物層形成熱処理ステップS10において熱処理温度180℃が、実施例6の同ステップにおける熱処理温度200℃よりも小さいことが考えられる。酸化物層形成熱処理ステップS10において、熱処理温度は200℃以上であると好ましい。   Further, in Comparative Example 7, although the surface magnetic flux Φm was a good value, the bending compressive strength was small and did not correspond to a good value. One possible reason for this is that in Comparative Example 7, the heat treatment temperature of 180 ° C. in the oxide layer forming heat treatment step S10 is lower than the heat treatment temperature of 200 ° C. in the same step of Example 6. In the oxide layer forming heat treatment step S10, the heat treatment temperature is preferably 200 ° C. or higher.

また、比較例8では、曲げ圧縮強度が低下し、良好な値に該当しなかった。この一因として、比較例8では、酸化物層形成熱処理ステップS10ステップにおける酸素分圧が0.8%と、実施例11の同ステップにおける酸素分圧1%と比較して低いことが考えられる。そのため、酸化物層形成熱処理ステップS10において、酸素分圧が1%以上であることが好ましい。   Moreover, in the comparative example 8, the bending compressive strength fell and it did not correspond to a favorable value. One reason for this is that in Comparative Example 8, the oxygen partial pressure in the oxide layer forming heat treatment step S10 is 0.8%, which is lower than the oxygen partial pressure in the same step of Example 11 of 1%. . Therefore, in the oxide layer forming heat treatment step S10, the oxygen partial pressure is preferably 1% or more.

また、比較例9では、表面磁束Φmが低下し、良好な値に該当しなかった。この一因として、比較例9では、酸化物層形成熱処理ステップS10における熱処理温度が620℃と、実施例11の同ステップにおける熱処理温度600℃と比較して高いことが考えられる。そのため、熱処理温度が600℃以下であることが好ましい。   Moreover, in the comparative example 9, the surface magnetic flux (PHI) m fell and it did not correspond to a favorable value. One reason for this is that in Comparative Example 9, the heat treatment temperature in the oxide layer forming heat treatment step S10 is 620 ° C., which is higher than the heat treatment temperature 600 ° C. in the same step of Example 11. Therefore, the heat treatment temperature is preferably 600 ° C. or lower.

以上より、酸化物層形成熱処理ステップS10では、酸素分圧が1%以上、100%以下であることが好ましく、熱処理温度が200℃以上、600℃以下の範囲内にあることが好ましい。   As described above, in the oxide layer forming heat treatment step S10, the oxygen partial pressure is preferably 1% or more and 100% or less, and the heat treatment temperature is preferably in the range of 200 ° C. or more and 600 ° C. or less.

なお、実施例6〜10のミクロ組織断面を観察したが、実施例1〜5と同じ構成を有することを確認した。   In addition, although the microstructure cross section of Examples 6-10 was observed, it confirmed that it had the same structure as Examples 1-5.

以上、本発明を上記実施の形態および実施例に即して説明したが、上記実施の形態および実施例の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。   The present invention has been described with reference to the above-described embodiment and examples. However, the present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment and examples, and the scope of the invention of the claims of the claims of this application Of course, various changes, modifications, and combinations that can be made by those skilled in the art are included.

10、20、30、40 希土類コバルト系永久磁石
1、1a、1b、1c、1f ベース層 11 接触面
2 表面酸化物層 21、21a、21b 濃縮部
2a、2b、2c、2e、2f 表面酸化物層
3、3e、3f 縞状層 31 線状部
4、4f 遷移層
5、5a、5b、5c、5e 亀裂
6、6a、6b、6c、6e 内部酸化物層
S9 製品形状加工ステップ S10 酸化物層形成熱処理ステップ
10, 20, 30, 40 Rare earth cobalt-based permanent magnet 1, 1a, 1b, 1c, 1f Base layer 11 Contact surface 2 Surface oxide layer 21, 21a, 21b Concentrated portion 2a, 2b, 2c, 2e, 2f Surface oxide Layer 3, 3e, 3f Stripe layer 31 Linear portion 4, 4f Transition layer 5, 5a, 5b, 5c, 5e Crack 6, 6a, 6b, 6c, 6e Internal oxide layer S9 Product shape processing step S10 Oxide layer Formation heat treatment step

Claims (11)

元素Rを、少なくともSmを含む希土類元素とすると、
質量%で、R:23〜27%、Cu:3〜6%(但し、6%は含まず)、Fe:10〜25%、Zr:1.5〜4.0%を含み、残部がCo及び不可避的不純物からなる希土類コバルト系永久磁石であって、
第1のセル相を含むベース層と、
前記ベース層を覆う表面酸化物層と、を備える、
希土類コバルト系永久磁石。
When the element R is a rare earth element containing at least Sm,
In mass%, R: 23-27%, Cu: 3-6% (excluding 6%), Fe: 10-25%, Zr: 1.5-4.0%, the balance being Co And a rare earth cobalt-based permanent magnet comprising inevitable impurities,
A base layer comprising a first cell phase;
A surface oxide layer covering the base layer,
Rare earth cobalt permanent magnet.
前記表面酸化物層のFeの含有量は、前記ベース層のFeの含有量と比較して高い、
ことを特徴とする請求項1に記載の希土類コバルト系永久磁石。
The Fe content of the surface oxide layer is higher than the Fe content of the base layer,
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 1.
前記表面酸化物層の厚みは、50〜500nmの範囲内にある、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の希土類コバルト系永久磁石。
The surface oxide layer has a thickness in the range of 50 to 500 nm.
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 1 or 2.
前記ベース層は、前記表面酸化物層と接触している縞状層を備え、
前記縞状層は、前記表面酸化物層との界面に沿うように延びる複数の第1の線状部を含む、
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載される希土類コバルト系永久磁石。
The base layer comprises a striped layer in contact with the surface oxide layer;
The striped layer includes a plurality of first linear portions extending along an interface with the surface oxide layer.
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to any one of claims 1 to 3.
前記線状部のFeの含有量は、前記ベース層のFeの含有量と比較して高い、
ことを特徴とする請求項4に記載の希土類コバルト系永久磁石。
The Fe content of the linear portion is higher than the Fe content of the base layer,
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 4.
亀裂が前記ベース層に生じており、
前記ベース層は、前記亀裂を覆う内部酸化物層をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載される希土類コバルト系永久磁石。
Cracks have occurred in the base layer,
The base layer further comprises an inner oxide layer covering the cracks.
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to any one of claims 1 to 5, wherein:
前記内部酸化物層が前記亀裂を埋め尽くしている、
ことを特徴とする請求項6に記載される希土類コバルト系永久磁石。
The inner oxide layer fills the crack;
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 6.
前記ベース層は、前記縞状層と接触している遷移層を備え、
前記遷移層は、前記縞状層との界面に沿うように延びる複数の第2の線状部と、第2のセル相と、を備える、
ことを特徴とする請求項4、又は、請求項4を引用する請求項5〜7のいずれか1項に記載される希土類コバルト系永久磁石。
The base layer comprises a transition layer in contact with the striped layer;
The transition layer includes a plurality of second linear portions extending along the interface with the striped layer, and a second cell phase.
The rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 4, wherein the rare earth cobalt-based permanent magnet is cited.
元素Rを、少なくともSmを含む希土類元素とすると、
質量%で、R:23〜27%、Cu:3〜6%(但し、6%は含まず)、Fe:10〜25%、Zr:1.5〜4.0%を含み、残部がCo及び不可避的不純物からなる永久磁石体を、用いた希土類コバルト系永久磁石の製造方法であって、
前記永久磁石体を酸素分圧1〜100%の雰囲気中において熱処理温度200〜600℃で加熱保持することによって、表面酸化物層を前記永久磁石体に形成する工程を備える、
希土類コバルト系永久磁石の製造方法。
When the element R is a rare earth element containing at least Sm,
In mass%, R: 23-27%, Cu: 3-6% (excluding 6%), Fe: 10-25%, Zr: 1.5-4.0%, the balance being Co And a method for producing a rare earth cobalt based permanent magnet using a permanent magnet body made of inevitable impurities,
A step of forming a surface oxide layer on the permanent magnet body by heating and holding the permanent magnet body at a heat treatment temperature of 200 to 600 ° C. in an atmosphere having an oxygen partial pressure of 1 to 100%.
A method for producing a rare earth cobalt-based permanent magnet.
前記表面酸化物層を前記永久磁石体に形成する工程では、
前記永久磁石体を大気雰囲気中において加熱保持する、
ことを特徴とする請求項9に記載される希土類コバルト系永久磁石の製造方法。
In the step of forming the surface oxide layer on the permanent magnet body,
Holding the permanent magnet body heated in an air atmosphere,
A method for producing a rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 9.
前記表面酸化物層を前記永久磁石体に形成する工程では、
前記熱処理温度は300〜510℃である、
ことを特徴とする請求項10に記載される希土類コバルト系永久磁石の製造方法。
In the step of forming the surface oxide layer on the permanent magnet body,
The heat treatment temperature is 300 to 510 ° C.
The method for producing a rare earth cobalt-based permanent magnet according to claim 10.
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