JP2753429B2 - ボンド磁石 - Google Patents

ボンド磁石

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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、高保磁力を有する永久
磁石粉末を用いた硬質磁性材料、特に合成樹脂や非磁性
金属等と混合したボンド磁石に関する。 【0002】 【従来の技術】従来、鉄族遷移金属と半金属元素よりな
る例えばFe8020に代表されるような組成の非晶質合
金は軟質磁性材料として公知である。又、鉄族遷移金属
とランタニド元素を基本組成とする結晶質合金は硬質磁
性材料としてよく知られているところである。 【0003】ところで、上記従来の硬質磁性材料はラン
タニド元素と鉄族遷移金属の組成が原子比で1:5から
2:17までの合金である。かかる合金をつくるには、
各元素を所定の配合組成としたのち、溶解法あるいは直
接還元法等により得ていたが、2:17系合金は組成が
複雑であり、直接還元法による製造は困難である。その
ため、現在では、各組成元素を高純度金属として用意
し、不活性ガス中の高周波炉で溶解して得る場合が多
い。しかし、この方法では溶解の途中での組成のずれが
しばしば問題となる。経験的に組成がずれ易い元素は配
合の段階でそのずれを補正すべく配慮しなければならな
い。 【0004】そして、溶解によって得られたインゴット
をもって永久磁石をつくるに当っては、焼結法による場
合には、粉砕−磁界中成形−焼結−時効という工程をと
るが、ボンド磁石用の永久磁石粉末を得るには、インゴ
ットから、溶体化処理−時効−粉砕という工程をとる。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】いずれにしても、焼結
法の場合は焼結後、ボンド磁石用の場合は溶体化処理後
に、室温まで急冷することが必要であり、試料もしくは
インゴットが大型の場合には均一急冷ということが問題
となる。 【0006】本発明は、非晶質合金を出発材料として硬
質磁性材料を得るもので、上記製造上の問題を解決し、
高保磁力を有する安定した永久磁石粉末を用いたボンド
磁石である。 【0007】 【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、遷
移金属(T)、半金属元素(M)および希土類元素
(R)が下記組成式: T:Feに、Ni及びCrからなる群から選択された1
種以上の元素を組み合わせたもの、 M:B,Si及びCからなる群から選択された1種以上
の元素、 R:Nd及び/又はPrに、La,Sm及びTbからな
る群から選択された1種以上の元素より成り、且つ、 非晶質再結晶粒径の大きさの結晶粒を有する高保持力の
永久磁石粉末を合成樹脂又は非磁性金属で結合したこと
を特徴とするボンド永久磁石である。 【0008】上記において、半金属元素(M)は、非晶
質合金を得るのに有効な元素である。しかし、この半金
属元素(M)は磁気特性の上からは合金の飽和磁束密度
(自発磁化σも同様)を低下させる傾向があるので総量
を25%以下に抑える事が望まれ、その範囲で、上記の
ようにxおよびzの数値を決定する。 【0009】すなわち、後述の実施例、比較例を含む多
くの実験の結果、希土類元素(R)の含有量を規定する
係数1−zとしては、自発磁化σが高く、かつ、高い保
磁力iHcを有する永久磁石材料を得るためには、0.
65≧1−z≧0.11の範囲が望ましい。すなわち、
還移金属(T)+半金属元素(M)の含有量を規定する
係数zは、0.35≦z≦0.89の範囲が望ましいこ
とがわかった。 【0010】そして、半金属元素(M)の総量は、本発
明の組成式においては、(x)×(z)であるから、こ
の値が0.25以下になるように(M)の係数xの上限
を規定した。すなわち、xの上限は0.25÷0.89
=0.28の式から得られる0.28とした。又、xの
下限の0.01はその有効性の限界を示すものである。 【0011】本発明の永久磁石をつくるには、非晶質合
金材料が用いられる。合金を非晶質化するには、目的と
する組成の合金を溶融状態から高速急冷もしくはスパッ
タ法により、イオンを基板上に到達せしめて急冷する。
こうして得た非晶質合金は、良く溶体化処理されたイン
ゴットと殆ど類似の状態にあり、非常に均一な状態であ
り、上述のように大型インゴットの場合の問題点である
急冷におけるばらつきの心配はない。 【0012】本発明は、かかる非晶質合金材料を適当な
温度で熱処理し、再結晶化して得られる微細な結晶粒を
有する高保磁力永久磁石粉末を、合成樹脂または非磁性
金属で結合したボンド磁石である。 【0013】非晶質合金材料を再結晶化して得た永久磁
石粉末は従来のようにインゴットを粉砕して得た粉末に
比べて、結晶粒の大きさが格段に小さく判然としてい
る。そのため、本発明の永久磁石粉末は実施例でも示す
ように、安定した高保磁力永久磁石粉末であり、また、
耐酸化性にすぐれており、ボンド磁石製造時の粉砕や樹
脂との混練がやり易いという特徴がある。 【0014】本発明は、容易に、しかも安定した特性の
下で提供される永久磁石粉末よりなるボンド磁石であ
る。 【0015】 【実施例】つぎに実施例について説明する。 【0016】実施例1 (Fe0.60Ni0.250.150.70La0.10Pr0.20 なる組成の試料をアルゴンガス雰囲気に置換された遠心
急冷法による非晶質製造装置(銅製中空円筒で外径20
0mm、内径180mm、長さ600mm、回転速度2
500〜4000rpm)中に噴射し、非晶質の微粉末
を得た。この非晶質微粉末を石英管中にアルゴンととも
に封入し、10KOeの磁界中で500℃で20時間熱
処理した。熱処理後室温で振動型時速計により、その磁
性値を測定したところσ(emu/g)は105、IC
(KOe)は3であった。 【0017】実施例2 (Co0.55Fe0.15Ni0.15Si0.150.65Nd0.10Tb0.25 なる組成の試料を実施例1と同様にして非晶質の粉末と
した。これを実施例1と同じく石英管にアルゴンと共に
封入し、10KOeの磁界中で650℃で15時間熱処
理した。この磁性値は、σ(emu/g)は70、IC
(KOe)は8であった。 【0018】実施例3 (Fe0.81Co0.04Ni0.030.120.80Nd0.10Pr0.10 なる組成の試料をアーク溶解炉でアルゴンガス中で溶解
し、アルゴンガス雰囲気に置換された遠心急冷法による
非晶質製造装置中に噴射し、非晶質の微粉末を得た。こ
の非晶質微粉末を石英管中にアルゴンと共に封入し、6
50℃で1時間熱処理し、永久磁石粉末を得た。この磁
性値は、σ(emu/g)は85、IC(KOe)は
5.5であった。 【0019】次に、この粉末を8t/cm2の圧力で圧
縮成形を行い、その後真空中でエポキシ樹脂を含浸さ
せ、熱硬化を行いボンド磁石を作製し、その磁気特性を
測定したところ、Br(KG)は4.9、bc(KO
e)は4.5、(BH)max(MGOe)は4.4であ
った。 【0020】実施例4 (Fe0.81Co0.04Cr0.030.10Si0.010.010.80Nd0.18Sm0.02 なる組成の試料をアーク溶解炉でアルゴンガス中で溶解
し、アルゴンガス雰囲気に置換された遠心急冷法による
非晶質製造装置中に噴射し、非晶質の微粉末を得た。こ
の非晶質微粉末を石英管中にアルゴンと共に封入し、6
50℃で1時間熱処理し、永久磁石粉末を得た。この磁
性値は、σ(emu/g)は83、IC(KOe)は
4.5であった。 【0021】次に、この粉末を8t/cm2の圧力で圧
縮成形を行い、その後真空中でエポキシ樹脂を含浸さ
せ、熱硬化を行いボンド磁石を作製し、その磁気特性を
測定したところ、Br(KG)は4.7、bc(KO
e)は4.1、(BH)max(MGOe)は4.2であ
った。 【0022】実施例5 (Fe0.60Ni0.250.150.70La0.10Pr0.20 なる組成の試料を高周波溶解炉でアルゴンガス中で溶解
し、アルゴンガス雰囲気に置換された遠心急冷法による
非晶質製造装置中に噴射し、非晶質の微粉末を得た。こ
の非晶質微粉末を石英管中にアルゴンと共に封入し、1
0KOeの磁界中で500℃で20時間熱処理し、熱処
理後室温で振動磁束計によりその磁性値を測定したとこ
ろ、σ(emu/g)は105、IC(KOe)は3で
あった。 【0023】次に、この粉末とナイロン粉末を重量比で
90:10になるように混合し、1軸混合機により混練
した。混練したペレットを射出成形法によって成形して
ボンド磁石を作製し、その磁気特性を測定したところ、
Br(KG)は4.5、bc(KOe)は、2.5、
(BH)max(MGOe)は3.8であった。 【0024】実施例6 (Co0.55Fe0.15Ni0.15Si0.150.65Nd0.10Tb0.25 なる組成の試料を高周波溶解炉でアルゴンガス中で溶解
し、アルゴンガス雰囲気に置換された遠心急冷法による
非晶質製造装置中に噴射し、非晶質の微粉末を得た。こ
の非晶質微粉末を石英管中にアルゴンと共に封入し、1
0KOeの磁界中で650℃15時間熱処理し、熱処理
後室温で振動磁束計によりその磁性値を測定したとこ
ろ、σ(emu/g)は70、IC(KOe)は8であ
った。 【0025】次に、この粉末とナイロン粉末を重量比で
93:7になるように混合し、1軸混合機により混練し
た。混練したペレットを射出成形法によって成形してボ
ンド磁石を作製し、その磁気特性を測定したところ、B
r(KG)は3.0、bc(KOe)は、2.8、(B
H)max(MGOe)は2.0であった。 【0026】 【0027】 【0028】 【0029】 【0030】 【0031】 【0032】 【0033】 【0034】 【0035】 【発明の効果】本発明は、高保磁力を有する永久磁石粉
末を合成樹脂や非磁性金属等と混合して得られたボンド
磁石である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01F 1/04 H (56)参考文献 特開 平6−124821(JP,A) 特開 昭56−116844(JP,A) 特開 昭64−7502(JP,A) 特開 昭64−7501(JP,A) 特開 平2−71506(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01F 1/00 - 1/08 C22C 19/07 C22C 38/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.遷移金属(T)、半金属元素(M)および希土類元
    素(R)が下記組成式: T:Feに、Ni及びCrからなる群から選択された1
    種以上の元素を組み合わせたもの、 M:B,Si及びCからなる群から選択された1種以上
    の元素、 R:Nd及び/又はPrに、La,Sm及びTbからな
    る群から選択された1種以上の元素より成り、且つ、 非晶質再結晶粒径の大きさの結晶粒を有する高保持力の
    永久磁石粉末を合成樹脂又は非磁性金属で結合したこと
    を特徴とするボンド永久磁石。 2.構成成分の半金属元素(M)がBであることを特徴
    とする請求項1に記載のボンド永久磁石。 3.構成成分の希土類元素(R)がNd及び/又はPr
    であることを特徴とする請求項1に記載のボンド永久磁
    石。 4.構成成分の半金属元素(M)がBであり、構成成分
    の希土類元素(R)がNd及び/又はPrであることを
    特徴とする請求項1に記載のボンド永久磁石。
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