JP2546988B2 - 耐酸化性に優れた永久磁石 - Google Patents
耐酸化性に優れた永久磁石Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はＹを含む希土類元素（以下Ｒと略記する）と
Fe,Bより成る金属間化合物及び非磁性元素ＭよりなるR2
Fe14B−Ｍ系磁石材料において，その耐酸化性を改善し
たR2Fe14B−Ｍ系磁石材料に関するものである。
Fe,Bより成る金属間化合物及び非磁性元素ＭよりなるR2
Fe14B−Ｍ系磁石材料において，その耐酸化性を改善し
たR2Fe14B−Ｍ系磁石材料に関するものである。
Ｒ−Fe−Ｂ系永久磁石については，特開昭59−46008
公報や，日本応用磁気学会第35回研究資料（昭和59年５
月）に述べられている。
公報や，日本応用磁気学会第35回研究資料（昭和59年５
月）に述べられている。
これら文献には,R2Fe14B相を主相とするＲ−Fe−Ｂ系
合金粉末を，常圧焼結法により永久磁石を製造する方法
が示されているが，そこでの焼結法はSm−Co系永久磁石
の製造で確立した技術を適用したものである。
合金粉末を，常圧焼結法により永久磁石を製造する方法
が示されているが，そこでの焼結法はSm−Co系永久磁石
の製造で確立した技術を適用したものである。
この常圧焼結法によりＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を製造す
る場合，その緻密化は，高Nd相（液相）の出現に伴う液
相焼結によって成される。それ故，焼結体中には，磁性
相である主相であるR2Fe14B相，非磁性相であるＢ富裕
相，酸化物相の他に液相成分相であるNd富裕相が存在す
る。一般に本系磁石合金では，これら各相の存在比に対
応して，磁石特性（特にBr,（BH）max）は，変化する。
現状のプロセスにより得られる焼結体中におけるこれら
非磁性相の体積構成比は約10％以上である。
る場合，その緻密化は，高Nd相（液相）の出現に伴う液
相焼結によって成される。それ故，焼結体中には，磁性
相である主相であるR2Fe14B相，非磁性相であるＢ富裕
相，酸化物相の他に液相成分相であるNd富裕相が存在す
る。一般に本系磁石合金では，これら各相の存在比に対
応して，磁石特性（特にBr,（BH）max）は，変化する。
現状のプロセスにより得られる焼結体中におけるこれら
非磁性相の体積構成比は約10％以上である。
また常圧焼結の場合には，充分な緻密化を得るために
は，液相成分を体積構成比で５％以上必要とするため，
常圧焼結により得られる磁石特性には，限界があった。
さらにＲ−Fe−Ｂ系磁石の常圧焼結は900〜1200℃とい
う高温で行なわれるため収縮率が大きく，焼結体表面に
変質相を生ずるため，寸法精度による歩留りにも限界が
ある。
は，液相成分を体積構成比で５％以上必要とするため，
常圧焼結により得られる磁石特性には，限界があった。
さらにＲ−Fe−Ｂ系磁石の常圧焼結は900〜1200℃とい
う高温で行なわれるため収縮率が大きく，焼結体表面に
変質相を生ずるため，寸法精度による歩留りにも限界が
ある。
一方，超急冷（メルトスピニング法による）物質の焼
純法による方法（特開昭60−100402）により作製したＲ
−Fe−Ｂ薄帯は，磁気的に等方性を有するため焼結磁石
に比べ磁石特性が，格段に低く，またこの薄帯を用いて
塑性変形により異方性化しても薄帯中の結晶組織が，本
質的に等方的であるため，焼結磁石と同等の特性は望め
ない。
純法による方法（特開昭60−100402）により作製したＲ
−Fe−Ｂ薄帯は，磁気的に等方性を有するため焼結磁石
に比べ磁石特性が，格段に低く，またこの薄帯を用いて
塑性変形により異方性化しても薄帯中の結晶組織が，本
質的に等方的であるため，焼結磁石と同等の特性は望め
ない。
また，射出成形法及びボンド磁石法（特開昭59−2199
04）の場合，磁性粉末間の空隙を埋める非磁性バインダ
ーの量が体積構成比で少なくとも20％以上を必要とする
ため，特性は他法に比べ極めて低い。
04）の場合，磁性粉末間の空隙を埋める非磁性バインダ
ーの量が体積構成比で少なくとも20％以上を必要とする
ため，特性は他法に比べ極めて低い。
これらＲ−Fe−Ｂ系磁石の耐食性に関しては，特に焼
結法により得られたＲ−Fe−Ｂ系磁石の耐食性が悪い。
これは大気中で極めて酸化し易い希土類元素,Feを含有
するためであり，特に組成比率でほとんどＲのみである
液相成分相のＲ富裕相の耐食性の低さに起因している。
それ故，このＲ−Fe−Ｂ系磁石を磁気回路などの装置に
組込んだ場合，磁石の酸化による特性の劣化，バラツキ
が生ずる。又，磁石より発生する酸化物の飛散による周
辺部品の汚染の問題があった。
結法により得られたＲ−Fe−Ｂ系磁石の耐食性が悪い。
これは大気中で極めて酸化し易い希土類元素,Feを含有
するためであり，特に組成比率でほとんどＲのみである
液相成分相のＲ富裕相の耐食性の低さに起因している。
それ故，このＲ−Fe−Ｂ系磁石を磁気回路などの装置に
組込んだ場合，磁石の酸化による特性の劣化，バラツキ
が生ずる。又，磁石より発生する酸化物の飛散による周
辺部品の汚染の問題があった。
これら耐酸化性改善については，特開昭60−54406号
公報に示されている。しかしながら，該公報に示される
耐酸化性改善方法においても，その処理工程中に多量の
水を使用するため，処理工程中に特にＲ−富裕相が酸化
する恐れがあり，耐酸化性が充分とは言い難い。すなわ
ちメッキの持つ耐酸化性をＲ−Fe−Ｂ系磁石に付与する
ことは極めて困難であった。
公報に示されている。しかしながら，該公報に示される
耐酸化性改善方法においても，その処理工程中に多量の
水を使用するため，処理工程中に特にＲ−富裕相が酸化
する恐れがあり，耐酸化性が充分とは言い難い。すなわ
ちメッキの持つ耐酸化性をＲ−Fe−Ｂ系磁石に付与する
ことは極めて困難であった。
本発明は，これら問題点を解決するもので，その目的
は， （１）非磁性金属相量の低減による特性向上 （２）製品寸法精度向上による歩留り改善 （３）磁石中のＲ富裕相を低減させることにより， 本来メッキの持つ耐酸化性を付与することによる耐食
性の向上 を実現した磁石材料を提供することにある。
は， （１）非磁性金属相量の低減による特性向上 （２）製品寸法精度向上による歩留り改善 （３）磁石中のＲ富裕相を低減させることにより， 本来メッキの持つ耐酸化性を付与することによる耐食
性の向上 を実現した磁石材料を提供することにある。
上記目的を達成するため，本発明は原子百分率で10〜
20％のＲ（ここでＲはＹを含む希土類元素）,5〜15％の
B,残部Feよりなる磁性合金粉末と，体積構成比で０〜10
％（０は含まず）の非磁性金属Ｍ（ここでＭは,Al,Zn,
S,In,Ga,Ge,Sn,Te,Cu,Pbの内の少なくとも一種の元素，
これらの元素間の化合物，これら元素と希土類の合金，
及び又はこれらの元素とＢとの合金）の粉末との混合粉
末，又はその成形体を300〜1100℃の温度下で熱間加圧
成形して得られる永久磁石であって，前記非磁性金属Ｍ
からなるマトリックス中に前記磁性合金R2Fe14Bの結晶
粒が分散されたR2T14B−Ｍ系永久磁石と，前記R2T14B−
Ｍ系永久磁石の表面に被覆された耐酸化メッキ層とを有
することを特徴とする。ここで非磁性金属はZn、Al、
Ｓ、In、Ga、Ge、Sn、Te、Cu、Pbの少なくとも一種の元
素、これら元素間の化合物、これら元素と希土類元素と
の合金、及びまたはこれら元素とＢとの合金で，粉末，
あるいは磁性粉末への物理的及び化学的表面被覆層のい
ずれでもよい。また熱間加圧成形はいわゆるホットプレ
ス，熱間静水圧プレス，押し出し，のいずれでも可能で
あるが，製品寸法精度の点から，ホットプレス，押し出
しが適している。
20％のＲ（ここでＲはＹを含む希土類元素）,5〜15％の
B,残部Feよりなる磁性合金粉末と，体積構成比で０〜10
％（０は含まず）の非磁性金属Ｍ（ここでＭは,Al,Zn,
S,In,Ga,Ge,Sn,Te,Cu,Pbの内の少なくとも一種の元素，
これらの元素間の化合物，これら元素と希土類の合金，
及び又はこれらの元素とＢとの合金）の粉末との混合粉
末，又はその成形体を300〜1100℃の温度下で熱間加圧
成形して得られる永久磁石であって，前記非磁性金属Ｍ
からなるマトリックス中に前記磁性合金R2Fe14Bの結晶
粒が分散されたR2T14B−Ｍ系永久磁石と，前記R2T14B−
Ｍ系永久磁石の表面に被覆された耐酸化メッキ層とを有
することを特徴とする。ここで非磁性金属はZn、Al、
Ｓ、In、Ga、Ge、Sn、Te、Cu、Pbの少なくとも一種の元
素、これら元素間の化合物、これら元素と希土類元素と
の合金、及びまたはこれら元素とＢとの合金で，粉末，
あるいは磁性粉末への物理的及び化学的表面被覆層のい
ずれでもよい。また熱間加圧成形はいわゆるホットプレ
ス，熱間静水圧プレス，押し出し，のいずれでも可能で
あるが，製品寸法精度の点から，ホットプレス，押し出
しが適している。
この熱間加圧成形体の表面に耐酸化性メッキ層を形成
する。
する。
すなわち，本発明では， １） 非磁性金属を用いて加圧成形することによる緻密
化の促進 ２） 磁性粒子を滑らかな，界面で包み込むことによる
磁石の高保磁力化 ３） 熱間加圧成形を用いることにより，非磁性相の流
動及び磁性相の塑性変形を利用した非磁性相の減少，及
び短時間の緻密化による非磁性金属と磁性相との反応の
抑制を両者に起因するBrの向上 ４） 磁石中のＲ富裕相を低減させることによりメッキ
本来の持つ耐酸化性を，磁石製品に付与することによる
耐食性の向上。
化の促進 ２） 磁性粒子を滑らかな，界面で包み込むことによる
磁石の高保磁力化 ３） 熱間加圧成形を用いることにより，非磁性相の流
動及び磁性相の塑性変形を利用した非磁性相の減少，及
び短時間の緻密化による非磁性金属と磁性相との反応の
抑制を両者に起因するBrの向上 ４） 磁石中のＲ富裕相を低減させることによりメッキ
本来の持つ耐酸化性を，磁石製品に付与することによる
耐食性の向上。
以上の機能により製品寸法精度が高く，高い磁石特性
を有し，しかも耐酸化性に優れた磁石材料を提供するこ
とができる。
を有し，しかも耐酸化性に優れた磁石材料を提供するこ
とができる。
本発明が適用される永久磁石材料は，一般式 （R1-x-yFexBy）1-tMt …（１） で示されるが，ここで式中のＲはＹを含む希土類元素の
うち一種又は二種以上が，用いられる。また（１）式に
おいて x,yは原子分率で0.65≦ｘ≦0.85,0.05≦ｙ≦0.15,tは体
積構成比で０＜ｔ≦0.1 である。Feの量が多すぎるとBrは向上するもののHcは極
端に低下し、少なすぎるとBrの低下により（BH）maxが
減少するため，原子分率で0.65≦ｘ≦0.85とした。Ｂは
磁石特性の向上に著しい効果をもたらすが，原子分率で
0.15を越えると，特性劣化を生ずるため,0.05≦ｙ≦0.1
5とした。
うち一種又は二種以上が，用いられる。また（１）式に
おいて x,yは原子分率で0.65≦ｘ≦0.85,0.05≦ｙ≦0.15,tは体
積構成比で０＜ｔ≦0.1 である。Feの量が多すぎるとBrは向上するもののHcは極
端に低下し、少なすぎるとBrの低下により（BH）maxが
減少するため，原子分率で0.65≦ｘ≦0.85とした。Ｂは
磁石特性の向上に著しい効果をもたらすが，原子分率で
0.15を越えると，特性劣化を生ずるため,0.05≦ｙ≦0.1
5とした。
また非磁性金属Ｍは，量が多すぎるとBrの低下が著し
く，本発明の目的に合わないため，体積構成比で０＜ｔ
≦0.1とする。
く，本発明の目的に合わないため，体積構成比で０＜ｔ
≦0.1とする。
（１）で示される磁石材料はR1-x-yFexByの組成を有
する粉末と非磁性金属元素及び合金Ｍ粉末の混合粉末，
又は圧粉体を300〜1100℃の温度範囲にて,5〜5000kg/cm
2の圧力化で熱間加圧成形を行うことにより製造され
る。
する粉末と非磁性金属元素及び合金Ｍ粉末の混合粉末，
又は圧粉体を300〜1100℃の温度範囲にて,5〜5000kg/cm
2の圧力化で熱間加圧成形を行うことにより製造され
る。
ここで熱間加圧成形時の温度を300〜1100℃としたの
は,300℃未満では成形体の充分な緻密化が図れず,1100
℃以上では,R−Fe−Ｂ磁性粒子の粒成長，及びこの磁性
相と非磁性元素又は合金との反応が，顕著となり良好な
磁石特性が得られないためである。
は,300℃未満では成形体の充分な緻密化が図れず,1100
℃以上では,R−Fe−Ｂ磁性粒子の粒成長，及びこの磁性
相と非磁性元素又は合金との反応が，顕著となり良好な
磁石特性が得られないためである。
また熱間加圧成形圧力は5kg/cm2未満では，成形体の
充分な，緻密化が図れないため5kg/cm2以上とする必要
がある。
充分な，緻密化が図れないため5kg/cm2以上とする必要
がある。
さらに，上記製法により製造された磁石材料に，耐酸
化性を付与するためにメッキ処理を行う。このメッキ処
理は、通常行なわれているメッキ処理方法を用いればよ
く,Ni,Cr,Zn等の耐酸化性を有する金属又は合金メッ
キ，あるいはNiとCr等の複合メッキであればよい。その
処理方法は，無電解又は電解メッキ等で行なわれ，通常
Fe系材料に適用されるCu下地メッキ等を用いることもで
きる。
化性を付与するためにメッキ処理を行う。このメッキ処
理は、通常行なわれているメッキ処理方法を用いればよ
く,Ni,Cr,Zn等の耐酸化性を有する金属又は合金メッ
キ，あるいはNiとCr等の複合メッキであればよい。その
処理方法は，無電解又は電解メッキ等で行なわれ，通常
Fe系材料に適用されるCu下地メッキ等を用いることもで
きる。
またその膜厚は寸法精度，コスト面，耐酸化性の面よ
り25μｍ以下が好ましい。
り25μｍ以下が好ましい。
以下その実施例について述べる。
＜実施例−１＞ 純度95％以上のNd−Fe−Ｂを用いて，アルゴン雰囲気
中で高周波加熱によりNd13Fe81B6の組成を有するNd2Fe
14B相を主相とするインゴットを得た。次にこのインゴ
ットを，粗粉砕した後，ボールミルを用いて，平均粒径
約４μｍに湿式粉砕した。次にこの得られた微粉末を混
合比で,95vol％とし、残部5vol％を純度99.9％以上のZ
n,Al,S,In,Ga,Ge,Te,Cu,Pb粉末のうちの一種類とした混
合物を調整し，この混合粉末をボールミルにて均一分散
混合して,9種類の,Nd13Fe81B6と非磁性粉末の混合粉末
を得た。これら，粉末を,20KOe磁界中にて1.0t/cm2の圧
力で成形した後真空中600℃前後の温度下で1.0t/cm2の
圧力を加え,15分間ホットプレスした。次に得られた磁
石材料を,Cuの下地メッキをした後，電解Niメッキをほ
どこした。このCu＋Niのメッキ膜厚を測定したところ最
小で５μｍ最大で15μｍであった。これらメッキ処理を
された試験片，及び比較のためメッキ処理をしていない
ホットプレスより得られた磁石材料，及び上記と同様メ
ッキ処理を施したNd15Fe8B7の組成を有する焼結磁石の
磁石特性を第一表に示す。またこれら磁石を48時間塩水
噴霧試験（JIS−Ｚ−2371）を行った結果，本発明によ
るホットプレスにて得られた磁石に耐酸化性のCu下地メ
ッキ＋Niメッキ処理したものは何ら変化を生じていなか
った。しかし，メッキ処理を施していないホットプレス
にて得られた磁石表面には全面に赤さびを生じていた。
またさらに焼結法により得られたNd15Fe78B7の組成を有
する焼結磁石にCu＋Niメッキした試料も赤さびが生じメ
ッキ膜のはく離が生じていた。
中で高周波加熱によりNd13Fe81B6の組成を有するNd2Fe
14B相を主相とするインゴットを得た。次にこのインゴ
ットを，粗粉砕した後，ボールミルを用いて，平均粒径
約４μｍに湿式粉砕した。次にこの得られた微粉末を混
合比で,95vol％とし、残部5vol％を純度99.9％以上のZ
n,Al,S,In,Ga,Ge,Te,Cu,Pb粉末のうちの一種類とした混
合物を調整し，この混合粉末をボールミルにて均一分散
混合して,9種類の,Nd13Fe81B6と非磁性粉末の混合粉末
を得た。これら，粉末を,20KOe磁界中にて1.0t/cm2の圧
力で成形した後真空中600℃前後の温度下で1.0t/cm2の
圧力を加え,15分間ホットプレスした。次に得られた磁
石材料を,Cuの下地メッキをした後，電解Niメッキをほ
どこした。このCu＋Niのメッキ膜厚を測定したところ最
小で５μｍ最大で15μｍであった。これらメッキ処理を
された試験片，及び比較のためメッキ処理をしていない
ホットプレスより得られた磁石材料，及び上記と同様メ
ッキ処理を施したNd15Fe8B7の組成を有する焼結磁石の
磁石特性を第一表に示す。またこれら磁石を48時間塩水
噴霧試験（JIS−Ｚ−2371）を行った結果，本発明によ
るホットプレスにて得られた磁石に耐酸化性のCu下地メ
ッキ＋Niメッキ処理したものは何ら変化を生じていなか
った。しかし，メッキ処理を施していないホットプレス
にて得られた磁石表面には全面に赤さびを生じていた。
またさらに焼結法により得られたNd15Fe78B7の組成を有
する焼結磁石にCu＋Niメッキした試料も赤さびが生じメ
ッキ膜のはく離が生じていた。
〔発明の効果〕 以上述べたように本発明によればR2Fe14B相を主相と
する磁性粉末と，非磁性金属粉末より得られる混合粉末
又は圧粉末体を熱間加圧成形を行うことにより得られる
永久磁石に耐酸化性に優れた金属メッキ処理を行うこと
により従来の焼結法により得られるＲ−Fe−Ｂ系磁石よ
りも，高い磁石特性を有し，耐酸化性に優れた永久磁石
を得ることができ，さらに従来の焼結法に比べ低温で成
形体の緻密化が図れ，製品寸法精度向上が実現できるた
め，工業上きわめて有益である。
する磁性粉末と，非磁性金属粉末より得られる混合粉末
又は圧粉末体を熱間加圧成形を行うことにより得られる
永久磁石に耐酸化性に優れた金属メッキ処理を行うこと
により従来の焼結法により得られるＲ−Fe−Ｂ系磁石よ
りも，高い磁石特性を有し，耐酸化性に優れた永久磁石
を得ることができ，さらに従来の焼結法に比べ低温で成
形体の緻密化が図れ，製品寸法精度向上が実現できるた
め，工業上きわめて有益である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐々木 欣也 仙台市郡山６丁目７番１号 東北金属工 業株式会社内 (72)発明者 藤原 照彦 仙台市郡山６丁目７番１号 東北金属工 業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−54406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−100402（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】原子百分率で10〜20％のＲ（ここでＲはＹ
を含む希土類元素）,5〜15％のB,残部Feよりなる磁性合
金粉末と，体積構成比で０〜10％（０は含まず）の非磁
性金属Ｍ（ここでＭは,Al,Zn,S,In,Ga,Ge,Sn,Te,Cu,Pb
の内の少なくとも一種の元素，これらの元素間の化合
物，これら元素と希土類元素との合金，及び又はこれら
の元素とＢとの合金）の粉末との混合粉末，又はその成
形体を300〜1100℃の温度下で熱間加圧成形して得られ
る永久磁石であって，前記非磁性金属Ｍからなるマトリ
ックス中に前記磁性合金R2Fe14Bの結晶粒が分散されたR
2T14B−Ｍ系永久磁石と，前記R2T14B−Ｍ系永久磁石の
表面に被覆された耐酸化性メッキ層とを有することを特
徴とする耐酸化性に優れた永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61099752A JP2546988B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 耐酸化性に優れた永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61099752A JP2546988B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 耐酸化性に優れた永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62256411A JPS62256411A (ja) | 1987-11-09 |
| JP2546988B2 true JP2546988B2 (ja) | 1996-10-23 |
Family
ID=14255721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61099752A Expired - Fee Related JP2546988B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | 耐酸化性に優れた永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2546988B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7045923B2 (en) | 2003-07-01 | 2006-05-16 | Nidec Corporation | Magnetizing method and permanent magnet magnetized thereby |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2643267B2 (ja) * | 1988-03-29 | 1997-08-20 | 大同特殊鋼株式会社 | Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁石の製造方法 |
| JP2520450B2 (ja) * | 1988-06-02 | 1996-07-31 | 信越化学工業株式会社 | 耐食性希土類磁石の製造方法 |
| CN108109834A (zh) * | 2017-12-20 | 2018-06-01 | 宁波市鄞州智伴信息科技有限公司 | 一种耐腐蚀性能强的永磁材质配方及其制备方法 |
| CN113724956B (zh) * | 2021-08-27 | 2023-11-24 | 安徽吉华新材料有限公司 | 一种双主相稀土永磁材料及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1236381A (en) * | 1983-08-04 | 1988-05-10 | Robert W. Lee | Iron-rare earth-boron permanent magnets by hot working |
| JPS6054406A (ja) * | 1983-09-03 | 1985-03-28 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 耐酸化性のすぐれた永久磁石 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61099752A patent/JP2546988B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7045923B2 (en) | 2003-07-01 | 2006-05-16 | Nidec Corporation | Magnetizing method and permanent magnet magnetized thereby |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62256411A (ja) | 1987-11-09 |
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