JP2655835B2 - 永久磁石合金およびその製造方法 - Google Patents
永久磁石合金およびその製造方法Info
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Landscapes
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はＲ−Ｂ−Fe系合金に結晶粒微細化元素Ｍを添
加し（但しＭはTi,Zr,Hf,AlVの少くとも１種）さらに塑
性加工方法により保磁力を付与した永久磁石合金および
その製造方法に関するものである。
加し（但しＭはTi,Zr,Hf,AlVの少くとも１種）さらに塑
性加工方法により保磁力を付与した永久磁石合金および
その製造方法に関するものである。
（従来の技術） 近年、従来のSm−Co系永久磁石合金に代り高価なSmお
よびCoを含まないでかつ高特性なNd−Ｂ−Fe系永久磁石
合金が発明された。（特開昭59−46008号公報参照） 該公報によれば溶解、鋳造、時効処理の方法によって
は保磁力が全く出現せず溶解、鋳造、粉砕、成形、焼結
の方法によって、実用磁石が得られたと開示している。
また特開昭59−66739号公報ではNd−Ｂ−Fe系合金を溶
融急冷後、焼鈍によって磁石化できると述べている。
よびCoを含まないでかつ高特性なNd−Ｂ−Fe系永久磁石
合金が発明された。（特開昭59−46008号公報参照） 該公報によれば溶解、鋳造、時効処理の方法によって
は保磁力が全く出現せず溶解、鋳造、粉砕、成形、焼結
の方法によって、実用磁石が得られたと開示している。
また特開昭59−66739号公報ではNd−Ｂ−Fe系合金を溶
融急冷後、焼鈍によって磁石化できると述べている。
（発明の解決しようとする問題点） しかし、これら従来の製造方法は上述の如く、粉末−
焼結法あるいは超急冷−焼鈍という方法に限定したもの
である。
焼結法あるいは超急冷−焼鈍という方法に限定したもの
である。
本発明は従来方法にない新規な製造方法と鋳造永久磁
石合金を提供することを目的とするものである。
石合金を提供することを目的とするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は、原子百分比で８〜30％のＲ（ＲはＹを含む
希土類元素の１種以上）,2〜28％のＢ、総量で、0.3〜
9.5％の下記元素Ｍの少くとも１種（ただしＭは0.3〜4.
5％のTi0.3〜5.5％のZr,Hf,0.3〜9.5％のAl,V）、残部
として、不可避の不純物を含むFeからなる合金を溶解、
鋳造し塑性加工後、熱処理し、さらに必要に応じて１回
以上の塑性加工処理および熱処理することを特徴とする
ものである。
希土類元素の１種以上）,2〜28％のＢ、総量で、0.3〜
9.5％の下記元素Ｍの少くとも１種（ただしＭは0.3〜4.
5％のTi0.3〜5.5％のZr,Hf,0.3〜9.5％のAl,V）、残部
として、不可避の不純物を含むFeからなる合金を溶解、
鋳造し塑性加工後、熱処理し、さらに必要に応じて１回
以上の塑性加工処理および熱処理することを特徴とする
ものである。
（作用） 以下、本発明を詳述すると、所定成分となるように配
合し、真空中あるいは、非酸化性ガス雰囲気中（例えば
不活性ガスあるいは還元性ガス）で、溶解、鋳造し、合
金インゴットを得る。
合し、真空中あるいは、非酸化性ガス雰囲気中（例えば
不活性ガスあるいは還元性ガス）で、溶解、鋳造し、合
金インゴットを得る。
次いで得られたインゴットに対し、鍛造、圧延、押し
出しなどの塑性加工を行う。その目的は、結晶粒の微細
化と保磁力の向上にある。塑性加工の具体的方法として
はインゴットを800〜1100℃、0.5〜20Hr加熱した後に鍛
造、圧延、押し出しのいずれかの方法又は組み合せの方
法で行うと良い。また塑性加工を行う場合のインゴット
温度は800〜1000℃が好ましい。
出しなどの塑性加工を行う。その目的は、結晶粒の微細
化と保磁力の向上にある。塑性加工の具体的方法として
はインゴットを800〜1100℃、0.5〜20Hr加熱した後に鍛
造、圧延、押し出しのいずれかの方法又は組み合せの方
法で行うと良い。また塑性加工を行う場合のインゴット
温度は800〜1000℃が好ましい。
前記塑性加工中に、加工硬化した場合には歪み取りの
ための焼鈍を行うと良い。焼鈍は真空中あるいは非酸化
性ガス雰囲気中で結晶粒の成長が生じない範囲（400〜1
000℃,0.5〜20H）で行えばよい。
ための焼鈍を行うと良い。焼鈍は真空中あるいは非酸化
性ガス雰囲気中で結晶粒の成長が生じない範囲（400〜1
000℃,0.5〜20H）で行えばよい。
前記塑性加工後、磁気特性を向上するための熱処理を
行う。この熱処理は焼鈍と同様な雰囲気中で500〜800℃
を一定保持温度とする昇温−保持−冷却処理を１回以上
行えば良い。冷却は段階的に冷却する多段処理あるい
は、一定速度で冷却する連続冷却処理で良く平均的冷却
速度は、0.5℃／分から30℃／秒の範囲で良い。２回以
上昇温、保持、冷却を行う場合には１回目の冷却後、室
温（RT）まで冷却しても良くあるいはRTまで冷却せずに
２回目の昇温へと連続的に行っても良い。また、保持時
間は0.5〜10Hで良い。0.5H未満では本処理の硬化が不十
分で10Hを越えると結晶粒が成長し、磁気特性が低下す
るためである。また必要に応じて１回目の塑性加工熱処
理後、さらに１回以上の塑性加工熱処理を行うことによ
り一層，磁気特性は向上する。本発明の成分限定理由を
下記する。以下％は原子百分率を示す。Ｒ（Ｙを含む希
土類元素の１種以上）は８％末満では十分な保磁力（iH
c）が得られず、30％を越えると残留磁束密度（Br）が
低下するためである。またＢは２％末満では良好な磁気
特性を示さず、28％を越えるとBrが低下するためであ
る。なおＲとしてはNd,Pr,La,Ce,Tb,Dy,Ho,Er,Eu,Sm,G
d,Pm,Tm,Yb,LuおよびＹが包含されるが、特にNd,Prが好
ましい。またＲとして二種以上の混合物（ミッシュ・メ
タル，ジジム等）を用いても良い。Ti、Zr、Hf、Al,V,
は結晶粒の微細化のため不可欠であり、総量で0.3〜9.5
％とされる。ただしそれぞれの量は0.3〜4.5％Ti,0.3〜
5.5％Zr,Hf,0.3〜9.5％Al、V,である。総量で0.3％末満
では保磁力（iHc）が出現せず9.5％を越えるとBrの低下
が著しいためである。なおAlおよびＶは上限を9.5％と
するがTiおよびZrの場合にはそれぞれ4.5％および5.5％
を越えると、Brが低下するため4.5％および5.5％とし
た。HfについてはZrと同様である。さらに、Ni8％以
下、Bi5％以下、Cu3.5％以下、S2.0％以下、C4％以下Ca
8％以下Mg8％以下Si8％以下O1％以下、P,3.5％ Ta10.5
％以下Cr8.5％以下、Mo9.5％以下、W9.5％以下、Mn8％
以下、Sb2.5％以下Ge7％以下、Sn3.5％以下、Nb9.5％以
下で総量が10.5％以下であれば上記元素が含有しても本
発明の本来の効果は失なわれない。また、CoはFeと置換
し50％以下であれば、キューリー温度を上昇するために
良い。
行う。この熱処理は焼鈍と同様な雰囲気中で500〜800℃
を一定保持温度とする昇温−保持−冷却処理を１回以上
行えば良い。冷却は段階的に冷却する多段処理あるい
は、一定速度で冷却する連続冷却処理で良く平均的冷却
速度は、0.5℃／分から30℃／秒の範囲で良い。２回以
上昇温、保持、冷却を行う場合には１回目の冷却後、室
温（RT）まで冷却しても良くあるいはRTまで冷却せずに
２回目の昇温へと連続的に行っても良い。また、保持時
間は0.5〜10Hで良い。0.5H未満では本処理の硬化が不十
分で10Hを越えると結晶粒が成長し、磁気特性が低下す
るためである。また必要に応じて１回目の塑性加工熱処
理後、さらに１回以上の塑性加工熱処理を行うことによ
り一層，磁気特性は向上する。本発明の成分限定理由を
下記する。以下％は原子百分率を示す。Ｒ（Ｙを含む希
土類元素の１種以上）は８％末満では十分な保磁力（iH
c）が得られず、30％を越えると残留磁束密度（Br）が
低下するためである。またＢは２％末満では良好な磁気
特性を示さず、28％を越えるとBrが低下するためであ
る。なおＲとしてはNd,Pr,La,Ce,Tb,Dy,Ho,Er,Eu,Sm,G
d,Pm,Tm,Yb,LuおよびＹが包含されるが、特にNd,Prが好
ましい。またＲとして二種以上の混合物（ミッシュ・メ
タル，ジジム等）を用いても良い。Ti、Zr、Hf、Al,V,
は結晶粒の微細化のため不可欠であり、総量で0.3〜9.5
％とされる。ただしそれぞれの量は0.3〜4.5％Ti,0.3〜
5.5％Zr,Hf,0.3〜9.5％Al、V,である。総量で0.3％末満
では保磁力（iHc）が出現せず9.5％を越えるとBrの低下
が著しいためである。なおAlおよびＶは上限を9.5％と
するがTiおよびZrの場合にはそれぞれ4.5％および5.5％
を越えると、Brが低下するため4.5％および5.5％とし
た。HfについてはZrと同様である。さらに、Ni8％以
下、Bi5％以下、Cu3.5％以下、S2.0％以下、C4％以下Ca
8％以下Mg8％以下Si8％以下O1％以下、P,3.5％ Ta10.5
％以下Cr8.5％以下、Mo9.5％以下、W9.5％以下、Mn8％
以下、Sb2.5％以下Ge7％以下、Sn3.5％以下、Nb9.5％以
下で総量が10.5％以下であれば上記元素が含有しても本
発明の本来の効果は失なわれない。また、CoはFeと置換
し50％以下であれば、キューリー温度を上昇するために
良い。
本発明は溶解−鋳造−塑性加工−熱処理により永久磁
石するものであるが、さらに本発明の成果を他の材料に
発展しうるものである。すなわち上記方法により得られ
た永久磁石を粉末化し、該粉末と合成樹脂（例えばポリ
アミド、EVA,EEA,ポリイミド，ポリエステル，フェノー
ル樹脂，フッ素樹脂，ケイ素樹脂，エポキシ樹脂など）
あるいはCu,AlあるいはSn、Pbなどのハンダ合金とを均
一混合し成形したいわゆる複合磁石材料とすることも可
能である。
石するものであるが、さらに本発明の成果を他の材料に
発展しうるものである。すなわち上記方法により得られ
た永久磁石を粉末化し、該粉末と合成樹脂（例えばポリ
アミド、EVA,EEA,ポリイミド，ポリエステル，フェノー
ル樹脂，フッ素樹脂，ケイ素樹脂，エポキシ樹脂など）
あるいはCu,AlあるいはSn、Pbなどのハンダ合金とを均
一混合し成形したいわゆる複合磁石材料とすることも可
能である。
（実施例） 以下実施例を説明するが本発明は下記実施例に限定さ
れるものではない。
れるものではない。
実施例 １ 第１表（原子百分率）に示す合金をArガス中で溶解，
鋳造し100mmのインゴットを作成した。これを1100℃
に加熱し1100〜800℃間で熱間鍛造し40mm角に仕上げさ
らに1050〜800℃間で熱間圧延を行い40mm角を20mm角に
仕上げた。次に焼鈍をArガス中で880℃×1Hrを行い、水
冷した後、Arガス中で、650℃×1Hrの保持後、水冷しこ
の線材から試料（10×10×15mm）を採取し磁気測定に供
した。
鋳造し100mmのインゴットを作成した。これを1100℃
に加熱し1100〜800℃間で熱間鍛造し40mm角に仕上げさ
らに1050〜800℃間で熱間圧延を行い40mm角を20mm角に
仕上げた。次に焼鈍をArガス中で880℃×1Hrを行い、水
冷した後、Arガス中で、650℃×1Hrの保持後、水冷しこ
の線材から試料（10×10×15mm）を採取し磁気測定に供
した。
結果を第１表に示す第１表においてNo.1、５、９は比
較例である。
較例である。
第１表においてわかるように比較例であるNo.1は、Nd
−Ｂ−Fe系であるが、TiやZrが添加されていない為、鋳
造、塑性加工、熱処理手段を講じても保磁力は得られな
かった。また、比較例であるNo.5、９のように、Ti、Zr
の所定割合以上の添加は、保磁力が500Oe以下と低く、
実用に供さない。故にTiあるいはZrの所定割合の添加と
塑性加工、熱処理の手段により、保磁力（iHc）が500Oe
を越えるいわゆる永久磁石が得られる。試料No.3の組成
で、塑性加工を行わない場合、即ち溶解、鋳造、熱処理
のみの磁気特性を測定したところBr＝5800G、iHc＝500O
eと低く、塑性加工の有効性がわかった。また試料No.3
について第１回目の熱処理後２回目の塑性加工、熱処理
を行った後、磁気特性の評価を行ったところ、Br＝9800
G、iHc＝2300Oeと向上することが分った。
−Ｂ−Fe系であるが、TiやZrが添加されていない為、鋳
造、塑性加工、熱処理手段を講じても保磁力は得られな
かった。また、比較例であるNo.5、９のように、Ti、Zr
の所定割合以上の添加は、保磁力が500Oe以下と低く、
実用に供さない。故にTiあるいはZrの所定割合の添加と
塑性加工、熱処理の手段により、保磁力（iHc）が500Oe
を越えるいわゆる永久磁石が得られる。試料No.3の組成
で、塑性加工を行わない場合、即ち溶解、鋳造、熱処理
のみの磁気特性を測定したところBr＝5800G、iHc＝500O
eと低く、塑性加工の有効性がわかった。また試料No.3
について第１回目の熱処理後２回目の塑性加工、熱処理
を行った後、磁気特性の評価を行ったところ、Br＝9800
G、iHc＝2300Oeと向上することが分った。
実施例 ２ 第２表（原子百分率）に示す合金を実施例１と同様に
行い磁気特性の評価を行った。結果を第２表に示す。第
２表においてNo.16、23、28は比較例である。表２よりA
l,VおよびHfの内、少くとも１種を添加することによ
り、永久磁石化することが認められる。比較例であるN
o.16、23、28のようにAl、Ｖ、Hfが所定割合以上添加さ
れたものは、保磁力（iHc）が500Oe以下であり、永久磁
石として実用に供さないのである。
行い磁気特性の評価を行った。結果を第２表に示す。第
２表においてNo.16、23、28は比較例である。表２よりA
l,VおよびHfの内、少くとも１種を添加することによ
り、永久磁石化することが認められる。比較例であるN
o.16、23、28のようにAl、Ｖ、Hfが所定割合以上添加さ
れたものは、保磁力（iHc）が500Oe以下であり、永久磁
石として実用に供さないのである。
（発明の効果） 本発明は従来方法である粉末を使用する焼結，熱処理
法あるいは急冷固化・焼鈍法と全く異なり、鋳造，塑性
加工，熱処理法により保磁力を得る永久磁石合金および
その製造方法であり、その工業的価値は極めて高い。
法あるいは急冷固化・焼鈍法と全く異なり、鋳造，塑性
加工，熱処理法により保磁力を得る永久磁石合金および
その製造方法であり、その工業的価値は極めて高い。
Claims (3)
- 【請求項１】原子百分比で８〜30％のＲ（但しＲはＹを
含む希土類元素の１種以上）２〜28％のB,総量で0.3〜
9.5％の下記元素Ｍの少くとも１種（ただしＭは0.3〜4.
5％のTi,0.3〜5.5％のZr,Hf,0.3〜9.5％のAl,V）、残部
として不可避の不純物を含むFeからなる合金を溶解、鋳
造し、塑性加工後、熱処理することを特徴とする永久磁
石合金の製造方法。」 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載の熱処理後、さ
らに１回以上の塑性加工処理および熱処理することを特
徴とするＲ−Ｂ−Fe系永久磁石合金の製造方法。 - 【請求項３】「原子百分比で８〜30％のＲ（但しＲはＹ
を含む希土類元素の１種以上）２〜28％のB,総量で0.3
〜9.5％の下記元素Ｍの少くとも１種（ただしＭは0.3〜
4.5％のTi,0.3〜5.5％のZr,Hf,0.3〜9.5％のAl,V）、残
部として不可避の不純物を含むFeからなることを特徴と
する鋳造永久磁石合金。」
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60080651A JP2655835B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 永久磁石合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60080651A JP2655835B2 (ja) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | 永久磁石合金およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61238915A JPS61238915A (ja) | 1986-10-24 |
| JP2655835B2 true JP2655835B2 (ja) | 1997-09-24 |
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