JP3422490B1 - 希土類永久磁石 - Google Patents
希土類永久磁石Info
- Publication number
- JP3422490B1 JP3422490B1 JP2002191495A JP2002191495A JP3422490B1 JP 3422490 B1 JP3422490 B1 JP 3422490B1 JP 2002191495 A JP2002191495 A JP 2002191495A JP 2002191495 A JP2002191495 A JP 2002191495A JP 3422490 B1 JP3422490 B1 JP 3422490B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- comparative example
- coercive force
- rare earth
- amount
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Abstract
土類永久磁石を提供する。 【解決手段】 希土類元素R:20〜40wt%、ホウ
素B:0.5〜4.5wt%、M(Al,Cu,Sn,
Gaの1種または2種以上):0.03〜0.5wt
%、Bi:0.01〜0.2wt%、遷移金属元素T:
残部、とすることによって、高い磁気特性を有する希土
類永久磁石を得ることができる。
Description
金属元素T、ホウ素Bを主成分とする磁気特性に優れた
希土類永久磁石に関するものである。
石は、磁気特性に優れていること、主成分であるNdが
資源的に豊富で比較的安価であることから、需要は年
々、増大している。Nd−Fe−B系磁石の磁気特性を
向上するための研究開発も精力的に行われており、近年
では、高性能なNd−Fe−B系磁石を製造する場合、
各種金属粉体や組成の異なる合金粉末を混合、焼結する
混合法が主流となっている。
リー温度が低いために、温度上昇に伴って保磁力が低下
してしまうという問題がある。この問題を解決すべく、
様々な試みがなされている。例えば、特公平5−108
06号公報では、Dy、Tb等の重希土類元素を添加す
ることによりNd−Fe−B系磁石の保磁力を高めるこ
とを提案している。また特開平6−283318号公報
および特開平7−50205号公報では、R2T14B系
金属間化合物(RはYを含む希土類元素の1種または2
種以上、Tは遷移金属元素の1種または2種以上)を主
体とする主相とRリッチ相を主構成相とする混合法を用
いたR−T−B系希土類永久磁石の製造方法において、
R−T−B系合金粉末に対するR−T系合金粉末の配合
量を適宜変更することにより磁石の特性を向上させるこ
とを提案している。さらにまた、特公平2−32761
号公報、特開昭62−116756号公報および特公平
3−16761号公報では、希土類永久磁石の磁気特性
を向上させるためにTi,Ni,Bi,V,Nb,T
a,Cr,Mo,W,Mn,Al,Sb,Ge,Sn,
Zr,Hf,Cu,Si,Pのうち1種または2種以上
(以下、Ti等と記す)を添加することが提案されてい
る。
5−10806号公報記載の方法によれば、Dy、Tb
等の重希土類元素を添加することにより保磁力が向上す
る一方で残留磁束密度が低下してしまう。また重希土類
元素は他の元素と比較してコストが高い。よって、希土
類永久磁石の製造コストを低減するためには、重希土類
元素の添加量をいかにして低減するかということが鍵と
なる。さらに特開平6−283318号公報および特開
平7−50205号公報記載の方法により製造された希
土類永久磁石は、高い残留磁束密度を呈するものの保磁
力が低いという問題があった。また特公平2−3276
1号公報、特開昭62−116756号公報および特公
平3−16761号公報では、Ti等種々の添加元素が
提案されているが、良好な保磁力および残留磁束密度を
兼備するための元素は特定されていない。そこで、本発
明は、保磁力および残留磁束密度がともに優れた希土類
永久磁石を提供することを課題とする。
気特性を得るために様々な検討を行った。その結果、B
iが希土類永久磁石の磁気特性を向上させる上で有効で
あることを知見した。特に、焼結後の磁石にBiが0.
01〜0.2wt%含まれる場合には、高い磁気特性、
つまり良好な保磁力および残留磁束密度を有する希土類
永久磁石を得ることができる。したがって本発明は、希
土類元素R:20〜40wt%、ホウ素B:0.5〜
4.5wt%、M(Al,Cu,Sn,Gaの1種また
は2種以上):0.03〜0.5wt%、Bi:0.0
1〜0.2wt%、遷移金属元素T:残部、とすること
を特徴とする希土類永久磁石を提供する。本発明の希土
類永久磁石において、Nd+Dy:31〜32.5wt
%、ホウ素B:0.5〜1.5wt%、Cu:0.15
wt%以下(0を含まず)、Al:0.15〜0.3w
t%、Co:2wt%以下(0を含まず)、Bi:0.
01〜0.2wt%、Fe:残部の組成を有することが
望ましい。また、Biの含有量については0.02〜
0.1wt%とすることが望ましい。さらに、Dyの含
有量については、2〜15wt%とすることが望まし
い。本発明の希土類永久磁石によれば、残留磁束密度が
1.25T以上であり、かつ保磁力が1650kA/m
以上という優れた磁気特性を得ることができる。本発明
において、Biは粒界相に散在することが望ましい。
n,Gaの1種または2種以上)を0.03〜0.5w
t%とし、かつBiを0.01〜0.2wt%とするこ
とを提案しているが、Biを0.01〜0.2wt%と
することのみでも有効である。したがって、本発明は、
希土類元素R:20〜40wt%、ホウ素B:0.5〜
4.5wt%、Bi:0.01〜0.2wt%、遷移金
属元素T:残部、とすることを特徴とする希土類永久磁
石を提供する。本発明の希土類永久磁石は、残留磁束密
度Brと保磁力Hcjの積(Br×Hcj)が2100
(T×kA/m)以上という優れた磁気特性を呈すると
ともに、保磁力Hcjを重希土類元素の重量百分率で割
った値(Hcj/重希土類元素の重量百分率)が230
(kA/m×1/wt%)以上となる。よって、本発明
によれば、コストが高い重希土類元素の添加量を低減し
つつ、優れた磁気特性を有する希土類永久磁石を得るこ
とができる。ここで、重希土類元素とは、Gd、Tb、
Dy、Ho、Er、YbおよびLuのグループから選択
される1種または2種以上を言う。また、本発明は極微
量のBi添加による保磁力Hcjの向上という効果に着
目したものであり、本発明の希土類永久磁石によれば、
保磁力HcjをBiの重量百分率で割った値(Hcj/
Biの重量百分率)が8000(kA/m×1/wt
%)以上となる。以上の本発明による希土類永久磁石
は、焼結磁石に適用することが望ましい。
しい製造方法について説明する。本発明の希土類永久磁
石は、希土類元素Rを20〜40wt%含有する。ここ
で、希土類元素Rは、Yを含む希土類元素(La,C
e,Pr,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,H
o,Er,YbおよびLu)の1種または2種以上であ
る。ここで、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Ybおよ
びLuのグループから選択される1種または2種以上が
重希土類元素を構成する。希土類元素Rの量が20wt
%未満であると、希土類永久磁石の主相となるR2Fe
14B相の生成が十分ではなく軟磁性を持つα−Feなど
が析出し、保磁力Hcjが著しく低下する。一方、希土
類元素Rが40wt%を超えると主相であるR2Fe14
B相の体積比率が低下し、残留磁束密度Brが低下す
る。また希土類元素Rが酸素と反応し、含有する酸素量
が増え、これに伴い保磁力発生に有効なR−rich相
が減少し、保磁力Hcjの低下を招くため、希土類元素
Rの量は20〜40wt%とする。Ndは資源的に豊富
で比較的安価であることから、希土類元素Rとしての主
成分をNdとすることが好ましい。またDyは異方性磁
界が大きく、保磁力Hcjを向上させる上で有効であ
る。よって、希土類元素RとしてNdおよびDyを選択
し、NdおよびDyの合計を31〜32.5wt%とす
ることが望ましい。そして、この範囲において、Dyの
量は2〜15wt%が望ましい。より望ましいDyの量
は2〜12wt%、さらに望ましいDyの量は4〜9w
t%である。また、本発明の希土類永久磁石は、ホウ素
Bを0.5〜4.5wt%含有する。ホウ素Bが0.5
wt%未満の場合には高い保磁力Hcjを得ることがで
きない。但し、ホウ素Bが4.5wt%を超えると残留
磁束密度Brが低下する傾向がある。したがって、上限
を4.5wt%とする。望ましいホウ素Bの量は0.5
〜1.5wt%、さらに望ましいホウ素Bの量は0.8
〜1.2wt%である。本発明の希土類永久磁石は、焼
結磁石にBiを所定量含めることによって残留磁束密度
Brの低下を防止しつつ、保磁力Hcjを向上させるこ
とができることに着目したものであり、0.01〜0.
2wt%の範囲でBiを含有する。Biが0.01wt
%未満では、保磁力Hcjの向上効果が小さい。一方、
Biが0.2wt%を超えると、残留磁束密度Brが著
しく低下してしまう。望ましいBiの量は0.02〜
0.15wt%、さらに望ましいBiの量は0.025
〜0.10wt%である。
l,Cu,Sn,Gaの中から1種または2種以上を選
択し、かつ0.03〜0.5wt%の範囲で含有するこ
とができる。この範囲でMを添加含有させることによ
り、得られる永久磁石の高保磁力化、高耐食性化、温度
特性の改善が可能となる。MとしてAlを選択する場合
において、望ましいAlの量は0.15〜0.3wt
%、さらに望ましいAlの量は0.15〜0.25wt
%である。また、MとしてCuを選択する場合におい
て、望ましいCuの量は0.15wt%以下(0を含ま
ず)、さらに望ましいCuの量は0.05〜0.1wt
%である。MとしてSnを選択する場合において、望ま
しいSnの量は0.03〜0.20wt%、さらに望ま
しいSnの量は0.05〜0.15wt%である。また
MとしてGaを選択する場合において、望ましいGaの
量は0.03〜0.20wt%、さらに望ましいGaの
量は0.05〜0.18wt%である。本発明の希土類
永久磁石において、遷移金属元素Tとしては従来から用
いられているFe、Co、Niを用いることができる。
これらの中では、焼結性の点からFe、Coが望まし
く、特に磁気特性の点からFeを主体とすることが望ま
しい。但し、Coを2wt%以下(0を含まず)、望ま
しくは0.1〜1.0wt%、さらに望ましくは0.3
〜0.7wt%含有することによって、キュリー温度が
高くなり、温度特性が向上する。
ための望ましい製造方法について説明する。なお、いわ
ゆる混合法を用いて本発明に係る希土類永久磁石を製造
する場合について以下に説明するが、混合法に限らず、
いわゆるシングル法を用いて本発明に係る希土類永久磁
石を製造することももちろん可能である。本実施の形態
では、R2T14Bを主体とするa合金粉末(主相用合金
粉末)と、Biを含みRTを主体とするb合金粉末(粒
界相用合金)と、Biを含まずRTを主体とするc合金
粉末(粒界相用合金)とを用いて本発明に係る希土類永
久磁石を製造する方法について示す。但し、c合金粉末
を用いずに、所望の磁石組成とすることも可能である。
なお、本明細書において、「RT」とは、RとTとが
1:1であることを意味するものではなく、RとTとを
主成分とする合金であることを意味する。なお、Biは
a合金粉末に含有させることも可能である。
ス、好ましくはAr雰囲気中で溶解し鋳造することによ
り、a合金、b合金およびc合金を得る。原料金属とし
ては、希土類金属あるいは希土類合金、純鉄、フェロボ
ロン、さらにはこれらの合金等を使用することができ
る。得られたインゴットは、凝固偏析がある場合は必要
に応じて溶体化処理を行う。その条件は真空またはAr
雰囲気下、700〜1500℃の領域で1時間以上保持
すれば良い。
た後、各母合金は別々に粉砕される。粉砕工程には、粗
粉砕工程と微粉砕工程とがある。まず、各母合金の鋳塊
を、それぞれ粒径数百μm程度になるまで粗粉砕する。
粗粉砕は、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウ
ンミル等を用い、不活性ガス雰囲気中にて行うことが望
ましい。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵させ
た後、粗粉砕を行うことが効果的である。粗粉砕工程
後、微粉砕工程に移る。微粉砕は、主にジェットミルが
用いられ、粒径数百μm程度の粗粉砕粉末が、平均粒径
3〜5μmになるまで行われる。ジェットミルは、高圧
の不活性ガス(例えば窒素ガス)を狭いノズルより開放
して高速のガス流を発生させ、この高速のガス流により
粗粉砕粉末を加速し、粗粉砕粉末同士の衝突やターゲッ
トあるいは容器壁との衝突を発生させて粉砕する方法で
ある。
a合金粉末、b合金粉末およびc合金粉末とを、窒素雰
囲気中で混合する。a合金粉末、b合金粉末およびc合
金粉末の混合比率は、重量比で80(a合金粉末):2
0(b合金粉末およびc合金粉末との合計)〜97(a
合金粉末):3(b合金粉末およびc合金粉末との合
計)程度とすればよい。但し、c合金粉末の混合比率が
0の組み合わせをも含む。好ましい混合比率は、重量比
で90:10〜97:3である。微粉砕時に、ステアリ
ン酸亜鉛等の添加剤を0.01〜0.3wt%程度添加
することにより、成形時に配向性の高い微粉を得ること
ができる。次いで、a合金粉末、b合金粉末およびc合
金粉末からなる混合粉末を、電磁石に抱かれた金型内に
充填し、磁場印加によってその結晶軸を配向させた状態
で磁場中成形する。この磁場中成形は、800〜150
0kA/mの磁場中で、130〜160MPa前後の圧
力で行えばよい。
活性ガス雰囲気中で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕
方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する
必要があるが、1050〜1130℃で1〜5時間程度
焼結すればよい。焼結後、得られた焼結体に時効処理を
施すことができる。この工程は、保磁力Hcjを制御す
る重要な工程である。時効処理を二段に分けて行う場合
には、800℃近傍、600℃近傍での所定時間の保持
が有効である。800℃近傍での熱処理を焼結後に行う
と、保磁力Hcjが増大するため、混合法においては特
に有効である。また、600℃近傍の熱処理で保磁力H
cjが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合
には、600℃近傍の時効処理を施すとよい。以上の組
成および製造方法による本発明の希土類永久磁石は、
1.25T以上の残留磁束密度Brおよび1650kA
/m以上の保磁力Hcjを有することができ、さらには
1.25T以上の残留磁束密度Brおよび1670kA
/m以上の保磁力Hcjを有することもできる。また、
焼結磁石の組成および焼結・時効条件を調整することに
よって、1.29T以上の残留磁束密度Brおよび17
50kA/m以上の保磁力Hcj、さらには1.3T以
上の残留磁束密度Brおよび1780kA/m以上の保
磁力Hcjを有することも可能である。そして、残留磁
束密度Brと保磁力Hcjの積(Br×Hcj)につい
ては2100(T×kA/m)以上、保磁力Hcjを重
希土類元素の重量百分率で割った値(Hcj/重希土類
元素の重量百分率)については230(kA/m×1/
wt%)以上という良好な値を得ることができる。
詳細に説明する。 (実施例1)原料金属をAr雰囲気中で高周波溶解する
ことにより、 a合金:(20〜30)wt%Nd-(2〜10)wt
%Dy- (1〜1.3)wt%B-(0.1〜0.3)wt%A
l-bal.Fe b合金:(20〜40)wt%Nd-(10〜50)w
t%Dy- (3〜12)wt%Co-(0.5〜2)wt%Cu- (0.1〜0.5)wt%Al-3wt%以下(0は含
まず)Bi- bal.Fe c合金:(20〜40)wt%Nd-(10〜50)w
t%Dy- (3〜12)wt%Co-(0.5〜2)wt%Cu- (0.1〜0.5)wt%Al-bal.Fe として調整した。なお、NdとDyの合計量は30〜6
0wt%である。
下の条件にて粉砕することにより、微粉砕後の粒径を3
〜5μmとし、a合金粉末、b合金粉末およびc合金粉
末の3種類の合金粉末を得た。なお、a合金、b合金お
よびc合金の組成は、a合金粉末:(b+c)合金粉末
の混合比率(重量比)が90:10〜97:3程度で磁
石組成となるよう適宜製作した。得られた合金粉末を窒
素雰囲気のグローブボックス内にて混合し、磁場中成形
および焼結を以下の条件にて行った。次いで以下の条件
で二段時効処理を施し、試料No.1〜試料No.7お
よび比較例1〜比較例5の12種類の焼結磁石を得た。
焼結後の磁石の組成(以下、単に組成ということがあ
る)は表1に示す通りである。なお、試料No.1、試
料No.2および比較例1、比較例4による磁石はBi
の含有の点を除くと基本的に同一の組成を有している。
試料No.3および比較例2、試料No.4〜試料N
o.7および比較例3、比較例5も、試料No.1、試
料No.2および比較例1、比較例4と同様の関係にあ
る。また、試料No.1〜試料No.7および比較例1
〜比較例5は、Nd+Dyの合計量が31.8wt%で
一致するが、NdおよびDyの含有比率が相違してい
る。
Paの圧力で横磁場成形(プレス方向と磁場方向が直
交) 二段時効処理: 試料No.1、試料No.2=750℃×1時間、54
0℃×1時間 比較例1、比較例4=750℃×1時間、540℃×1
時間 試料No.3=800℃×1時間、570℃×1時間 比較例2=800℃×1時間、570℃×1時間 試料No.4〜試料No.7=800℃×1時間、54
0℃×1時間 比較例3、比較例5=800℃×1時間、540℃×1
時間
1〜比較例3について、B−Hトレーサーおよびパルス
励磁型磁気特性測定装置(最大発生磁界7960kA/
m)を用いて室温および100℃における残留磁束密度
Br、保磁力Hcjを測定した。その結果を表2に示
す。なお表2には、室温における最大エネルギー積(B
H)maxについても示してある。
o.2および比較例1は、比較例1がBiを含有してい
ない点を除けば、焼結磁石における組成は等しい。ここ
で、表2を用いて試料No.1、試料No.2と比較例
1の室温における磁気特性の比較を行う。試料No.
1、試料No.2および比較例1の室温における保磁力
Hcjに着目すると、Biを含まない比較例1の保磁力
Hcjは2380kA/mであるのに対し、Bi量が
0.06wt%の試料No.1の保磁力Hcjは246
8kA/m、Bi量が0.15wt%の試料No.2は
2420kA/mという良好な保磁力Hcjを示す。つ
まり、Biを含有せしめることにより、保磁力Hcjが
向上することがわかる。ただし、試料No.1と試料N
o.2の保磁力Hcjを比較すれば、Biにより保磁力
Hcjは向上するが、その量には適切な値があろうこと
が推察される。
と、Biを含まない比較例1は1.17T、試料No.
1(Bi量:0.06wt%)の残留磁束密度Brは
1.16T、試料No.2(Bi量:0.15wt%)
の残留磁束密度Brは1.15Tである。つまり、Bi
量の増加に伴う残留磁束密度Brの低下はわずかであ
る。したがって、Biは、残留磁束密度Brの低下を最
小限に抑えつつ保磁力Hcjの向上効果を最大限に享受
できるような範囲で含有せしめることができることがわ
かる。また同様に、試料No.3と比較例2とを比較す
ると、焼結磁石にBiを所定量含有する試料No.3
(Bi量:0.05wt%)の方が焼結磁石にBiを含
有していない比較例2よりも高い保磁力Hcjを示すこ
とがわかる。
い試料No.4〜試料No.7と比較例3の室温におけ
る保磁力Hcjを比較すると、比較例3の保磁力Hcj
が1592kA/mであるのに対し、試料No.4〜試
料No.7の保磁力Hcjは1767〜1783kA/
mとなっており、試料No.4〜試料No.7の保磁力
Hcjは比較例3の保磁力Hcjよりも150kA/m
以上高い値を示していることが注目される。また、試料
No.4〜試料No.7の保磁力Hcjを比較する限
り、試料No.4〜試料No.7の保磁力Hcjは試料
No.1〜試料No.2よりもBi含有量の変動の影響
を受けにくいことがわかる。一方、室温における残留磁
束密度Brを比較すると、試料No.4〜試料No.7
の残留磁束密度Brは1.30〜1.31Tであり、比
較例3の残留磁束密度Brである1.31Tとほぼ同等
であるといえる。したがって、試料No.4〜試料N
o.7と比較例3の比較からも、Biは残留磁束密度B
rを低下させることなく保磁力Hcjを向上させること
のできる有効な元素であることがわかる。
び比較例1〜比較例3について室温における磁気特性の
比較を行ったが、表2中の100℃における磁気特性の
欄を参照すればわかるように、100℃においても試料
No.1〜試料No.7は、比較例1〜比較例3と同等
の残留磁束密度Brを保ちつつ、比較例1〜比較例3よ
りも良好な保磁力Hcjを示している。以上の結果か
ら、焼結磁石にBiを所定量含有することで、保磁力H
cjを向上させることができることがわかった。
比較例1、比較例4に基づいてBi量の望ましい範囲を
確認する。なお、表1に示したように、試料No.1、
試料No.2および比較例1、比較例4は、Bi量が異
なる以外は同一の条件で製造されたものである。試料N
o.1、試料No.2および比較例1、比較例4につい
て、室温および100℃における保磁力Hcjと残留磁
束密度Brの測定結果を表3にまとめた。また、試料N
o.1、試料No.2および比較例1、比較例4におけ
るBi量と磁気特性の変化との関係について、図1に示
す。図1中、(a)はBi量と保磁力Hcjとの関係
(室温における保磁力Hcj)、(b)はBi量と残留
磁束密度Br(室温における残留磁束密度Br)との関
係を示したものである。
量が0wt%(比較例1)から0.06wt%(試料N
o.1)になると、保磁力Hcjが約80kA/m向上
するが、Bi量0.07wt%前後をピークとして保磁
力Hcjは徐々に低下する。そして、Bi量が0.20
wt%を超えるとBi量が0wt%の場合(比較例1)
と同等の保磁力Hcjまで低下し、Bi量が0.30w
t%の場合(比較例4)には保磁力Hcjは2285k
A/mまで低下した。次に図1(b)を見ると、Bi量
が0wt%(比較例1)から0.06wt%(試料N
o.1)、0.15wt%(試料No.2)とBi量が
増加すると若干残留磁束密度Brが低下する。但し、B
i量が0.15wt%の場合(試料No.2)とBi量
が0.30wt%の場合(比較例4)には1.15Tと
いう同一の残留磁束密度Brを示しており、Bi量が増
加してもそれほど残留磁束密度Brに影響を及ぼさない
といえる。したがって、焼結磁石におけるBi量を0.
01〜0.20wt%程度とすることにより、残留磁束
密度Brの低下を抑制しつつ保磁力Hcjを向上させる
ことができることがわかった。そして、試料No.1、
試料No.2の磁石組成においては、Bi量を0.01
〜0.20wt%とすることにより、室温において24
00kA/m以上という良好な保磁力Hcjを得ること
ができる。
び比較例1、比較例4とは組成が異なる試料No.4〜
試料No.7および比較例3、比較例5に基づいてBi
量の望ましい範囲を確認する。なお、表1に示したよう
に、試料No.4〜試料No.7および比較例3、比較
例5は、焼結磁石におけるBi量が異なる以外は同一の
条件で作製されたものである。試料No.4〜試料N
o.7および比較例3、比較例5について、室温および
100℃における保磁力Hcjと残留磁束密度Brの測
定結果を表4にまとめた。また、試料No.4〜試料N
o.7、比較例3、比較例5のBi量と磁気特性の変化
との関係について、図2に示す。図2中、(a)はBi
量と保磁力Hcjとの関係(室温における保磁力Hc
j)、(b)はBi量と残留磁束密度Br(室温におけ
る残留磁束密度Br)との関係を示したものである。
れていない場合(比較例3)には1.31Tという良好
な残留磁束密度Brを示す一方で、保磁力Hcjは15
92kA/mと低い値を示している。これに対し、Bi
量が0.025wt%の場合(試料No.4)における
残留磁束密度Brは1.31T、保磁力Hcjは178
3kA/mとなっており、ともに良好な値を示してい
る。Bi量が0.05wt%の場合(試料No.5)、
Bi量が0.075wt%の場合(試料No.6)に
は、試料No.4(Bi量:0.025wt%)と同等
の残留磁束密度Brおよび保磁力Hcjを示す。これを
ピークに保磁力Hcjは徐々に減少し、Bi量が0.3
0wt%の場合(比較例5)の保磁力Hcjは1550
kA/mと、Biが含まれていない場合(比較例3)の
保磁力Hcjよりも低い値まで低下してしまう。以上の
結果から、試料No.1、試料No.2および比較例
1、比較例4とは組成が異なる試料No.4〜試料N
o.7および比較例3、比較例5においても、Bi量を
0.01〜0.20wt%とすることにより、残留磁束
密度Brの低下を抑制しつつ保磁力Hcjを向上させる
ことができることがわかった。Bi量のより望ましい範
囲は0.02〜0.15wt%、さらに望ましくは0.
025〜0.10wt%であるといえる。試料No.4
〜試料No.7の磁石組成においては、Bi量を0.0
1〜0.20wt%とすることにより、室温において1
700kA/m以上の保磁力Hcjおよび1.29Tの
良好な磁気特性を得ることができる。
性の変動を確認するために行った実験を、実施例2とし
て説明する。上述の通り、実施例1で得た試料No.4
〜試料No.6および比較例3は、磁場中成形後の成形
体を1070℃でそれぞれ4時間焼結した後、二段時効
処理を施したものである。表5に示す通り、本実施例で
は、試料No.4(Bi量:0.025wt%)と焼結
条件のみが異なる試料No.8、試料No.9、試料N
o.5(Bi量:0.05wt%)と焼結条件のみが異
なる試料No.10、試料No.11、試料No.6
(Bi量:0.075wt%)と焼結条件のみが異なる
試料No.12、試料No.13、比較例3(Bi含有
せず)と焼結条件のみが異なる比較例6、比較例7を作
製した。試料No.8〜試料No.13、比較例6、比
較例7の焼結条件および二段時効処理の条件は以下に示
す通りである。
50℃×4時間 比較例6=1050℃×4時間 試料No.9、試料No.11、試料No.13=10
90℃×4時間 比較例7=1090℃×4時間 二段時効処理: 試料No.8〜試料No.13=800℃×1時間、5
40℃×1時間 比較例6、比較例7=800℃×1時間、540℃×1
時間
8〜試料No.13、比較例3、比較例6、比較例7の
保磁力Hcjおよび残留磁束密度Brの関係図を図3に
示す。図3において、曲線aはBi量が0.025wt
%である試料(試料No.4、試料No.8、試料N
o.9)の磁気特性の傾向を示しており、同様に曲線b
はBi量が0.05wt%(試料No.5、試料No.
10、試料No.11)、曲線cはBi量が0.075
wt%(試料No.6、試料No.12、試料No.1
3)、曲線dは焼結磁石にBiを含有しない試料(比較
例3、比較例6、比較例7)の磁気特性をそれぞれ示し
ている。
に位置している。つまり、Bi量が0.025wt%で
ある曲線aは、焼結温度1050℃、1070℃、10
90℃のいずれにおいても曲線d(Biを含有せず)よ
りも良好な保磁力Hcjおよび残留磁束密度Brを示し
ていることがわかる。また曲線a〜曲線dは、焼結温度
が上昇するにつれて保磁力Hcjが低下し、その一方で
残留磁束密度Brが向上する傾向を示している。ところ
が、焼結磁石にBiを所定量含む曲線a〜曲線cは、焼
結温度が1090℃である場合においても約1750k
A/mという良好な保磁力Hcjを示していることが注
目される。一方、Biを含有しない曲線dにおいて、焼
結温度が1090℃である場合には保磁力Hcjは約1
590kA/mという低い値となってしまう。
5wt%)、曲線b(Bi量:0.05wt%)、曲線
c(Bi量:0.075wt%)とを比較すると、この
中で最も安定して高い磁気特性を示しているのは曲線a
である。曲線aでは、焼結温度1050℃、1070
℃、1090℃のいずれの場合においても残留磁束密度
Brが1.29T以上および保磁力Hcjが約1750
kA/mという良好な磁気特性を示す。以上の結果よ
り、Biを所定量含めることにより磁気特性が向上し、
かつ焼結温度が上昇した場合の保磁力Hcjの低下を抑
制することができることがわかった。より具体的には、
Biを所定量含む本発明によれば、残留磁束密度Brが
1.25T以上、かつ保磁力Hcjが1670kA/m
以上の希土類永久磁石を得ることができる。
化と、焼結磁石におけるGa量(以下、「Ga量」とい
う)に対する磁気特性の変化とを比較確認するために行
った実験を、実施例3として説明する。実施例1と同様
の条件でa合金粉末、b合金粉末およびc合金粉末を調
整し、粉砕、混合、磁場中成形を行った。但し、焼結磁
石にGaを含む場合、実施例1のb合金について、「3
wt%以下(0は含まず)Bi」を含む合金の代わり
に、「5wt%以下(0は含まず)Ga」を含む合金を
用いた。磁場中成形後の成形体を1090℃で4時間焼
結した後、以下の条件で二段時効処理を施し、焼結磁石
にBiを含む試料No.14〜試料No.16と焼結磁
石にGaを含む比較例8〜比較例10を得た。
540℃×1時間 比較例8〜比較例10=750℃×1時間、540℃×
1時間
比較例8〜比較例10の磁石組成は表6に示す通りであ
る。試料No.14〜試料No.16および比較例8〜
比較例10について、100℃における保磁力Hcjの
測定結果を図4に示す。なお、焼結磁石にGa、Biの
いずれも含有していないものを「M−free」として
図4に示している。
%の場合(試料No.14)の保磁力Hcjは約157
0kA/mである。一方、これと同等の保磁力Hcjを
得るためにはGaを約0.16wt%添加する必要があ
る。つまり、Biによれば、Ga添加量のおよそ1/3
の添加量で高い保磁力Hcjを得ることができることが
わかった。よって、Biを用いることによって磁石の製
造コストを低減することができるといえる。
単独添加した場合におけるDy量と磁気特性の関係を確
認するために行った実験を、実施例4として説明する。
実施例1と同様の条件でa合金粉末、b合金粉末および
c合金粉末を調整し、粉砕、混合、磁場中成形を行っ
た。但し、焼結磁石にGaを含む場合、実施例1のb合
金について、「3wt%以下(0は含まず)Bi」を含
む合金の代わりに、「5wt%以下(0は含まず)G
a」を含む合金を用いた。また、焼結磁石にSnを含む
場合には、実施例1のb合金について、「3wt%以下
(0は含まず)Bi」を含む合金の代わりに、「10w
t%以下(0は含まず)Sn」を含む合金を用いた。磁
場中成形後の成形体を1090℃で4時間焼結した後、
以下の条件で二段時効処理を施し、Biを含む試料N
o.17〜試料No.19(Bi量:0.05wt
%)、Gaを含む比較例11〜比較例13(Ga量:
0.16wt%)、Snを含む比較例14〜比較例16
(Sn量:0.12wt%)、およびBi,Ga,Sn
のいずれも含まない比較例17を得た。
570℃×1時間 比較例11〜比較例13、比較例17=800℃×1時
間、570℃×1時間 比較例14〜比較例16=750℃×1時間、540℃
×1時間
11〜比較例17の磁石組成は表7に示す通りである。
なお、表7に示すように、試料No.17〜試料No.
19、比較例11〜比較例17はいずれもCu,Alを
同量ずつ含んでいる。よって、比較例17についてもC
u,Alを含有しているが、本実施例においては説明の
便宜上、比較例17については適宜「Mを含まない(後
述する図5においてはM−free)」という表現を用
いる。表7に示すように、試料No.17〜試料No.
19および比較例11〜比較例17のDy量は以下の通
りである。 Dy量5.0wt%:比較例14 Dy量6.0wt%:比較例15 Dy量6.3wt%:試料No.17、比較例11 Dy量7.2wt%:試料No.18、比較例12 Dy量8.1wt%:試料No.19、比較例13、比
較例16、比較例17 試料No.17〜試料No.19および比較例11〜比
較例17について、100℃における保磁力Hcjおよ
び残留磁束密度Brの測定結果を図5に示す。
%、6.0wt%、6.3wt%、7.2wt%、8.
1wt%と増加するにつれて保磁力Hcjが向上し、そ
の一方で残留磁束密度Brが低下する傾向がある。つま
り、高い保磁力Hcjを得るためにはDy量を増加させ
ればよく、逆に高い残留磁束密度Brを得るためにはD
y量を減少させることが有効である。ここでDy量が
6.3wt%である試料No.17と比較例11とを比
較すると、両者の残留磁束密度Brは1.22〜1.2
3Tとほぼ等しい。ところが保磁力HcjについてはB
iを含む試料No.17の方が高い値を示している。ま
た、Dy量が7.2wt%である試料No.18と比較
例12とを比較すると、試料No.18は残留磁束密度
Brおよび保磁力Hcjともに比較例12よりも高い値
を示す。したがって、添加元素MとしてBiを選択する
ことにより高い磁気特性を得ることができるといえる。
o.19、比較例13、比較例16、比較例17に着目
すると、これらはいずれも1.18〜1.20Tの残留
磁束密度Brを示している。ところが保磁力Hcjにつ
いては試料No.19が約1550kA/mという最も
良好な値を示し、次いで比較例13(保磁力Hcj:約
1500kA/m)、比較例17(保磁力Hcj:約1
420kA/m)、比較例16(保磁力Hcj:約14
10kA/m)という順になっている。つまり、本実施
例で添加元素Mとして用いたBi,Ga,Snにおい
て、磁気特性向上の効果が高いのはBi,Ga,Snの
順であるといえる。また、Biの添加量は0.05wt
%、Gaの添加量は0.16wt%、Snの添加量は
0.12wt%であることから、上述の実施例1〜3で
立証済みのようにBiは少ない添加量で高い効果を発揮
する。
16、比較例17とDy量が7.2wt%である試料N
o.18とを比較すると、試料No.18は比較例1
6、比較例17と同等の保磁力Hcjを保ちながらより
高い残留磁束密度Brを示す。つまり、一般的には上述
の通り、Dy量が減少するにつれて保磁力Hcjが低下
する傾向があるのに対し、Biをわずか0.05wt%
含むことにより、コストの高いDyの量を低減しつつ、
磁気特性を向上させることができる。以上の結果から、
Biを選択した場合には、Bi,Ga,Snのいずれも
含まない場合、添加元素MとしてGaまたはSnを含む
場合よりも磁気特性向上、特に保磁力Hcjの向上に有
効であることがわかった。
合、BiとSnを複合添加した場合の効果を確認するた
めに行った実験を、実施例5として説明する。実施例1
と同様の条件でa合金粉末、b合金粉末およびc合金粉
末を調整し、粉砕、混合、磁場中成形を行った。但し、
GaまたはSnについてもb合金粉末から供給すること
とした。よって、BiとGaを複合添加した場合には実
施例1のb合金組成にさらに「5wt%以下(0は含ま
ず)Ga」を含む合金を用いた。またBiとSnを複合
添加した場合には実施例1のb合金組成にさらに「10
wt%以下(0は含まず)Sn」を含む合金を用いた。
磁場中成形後の成形体を1090℃で4時間焼結した
後、以下の条件で二段時効処理を施し、焼結磁石にBi
およびGaを含む試料No.20、比較例18および焼
結磁石にBiおよびSnを含む試料No.21、比較例
19を得た。
例18の組成は上記実施例4で用いた比較例13とほぼ
同じであり、また試料No.21、比較例19の組成は
上記実施例4で用いた試料No.19、比較例16とほ
ぼ同じである。本実施例では、これらの試料No.1
9、比較例13、比較例16を適宜参照しながら、添加
元素MとしてBiとGaを複合添加した場合および添加
元素MとしてBiとSnを複合添加した場合の効果とに
ついて検討を行う。焼結磁石にBiおよびGaを含む試
料No.20、比較例18および焼結磁石にBiおよび
Snを含む試料No.21、比較例19の保磁力Hcj
および残留磁束密度Brを図6に示す。
5wt%+Ga:0.16wt%)と比較例13(G
a:0.16wt%)との比較を行う。ここで、比較例
13と試料No.20は、試料No.20がBiを0.
05wt%含有している点を除けば、磁石組成が同一で
ある。図6を見ると、BiとGaを複合添加している試
料No.20は、Gaを単独添加した比較例13よりも
右側に位置しており、試料No.20は比較例13より
もおよそ50kA/m高い保磁力Hcjを示している。
よって、Gaと所定量のBiを複合添加することによ
り、Gaを単独添加した場合よりも高い保磁力Hcjが
得られることがわかった。但し、Biを0.30wt%
含有している比較例18(Bi:0.30wt%+G
a:0.16wt%)は、比較例13よりもおよそ10
0kA/m低い値の保磁力Hcjを示しており、残留磁
束密度Brについても比較例18の方が比較例13より
も低い値を示した。以上の結果から、所定量のBiとG
aを複合添加することによって保磁力Hcjを向上させ
ることができるが、この場合においてもBiの望ましい
添加量は0.01〜0.2wt%の範囲であると推測さ
れる。
wt%+Sn:0.12wt%)と比較例16(Sn:
0.12wt%)との比較を行う。ここで、比較例16
と試料No.21は、試料No.21がBiを0.05
wt%含有している点を除けば、磁石組成が同一であ
る。図6を見ると、BiとSnを複合添加している試料
No.21は、Snを単独添加した比較例16よりもお
よそ100kA/m高い保磁力Hcjを示している。と
ころが、比較例19(Bi:0.35wt%+Sn:
0.12wt%)に着目すると、比較例19の保磁力H
cjは約1360kA/mである。つまり、比較例19
は、Snを単独添加した比較例16(保磁力Hcj:約
1420kA/m)よりも低い保磁力Hcjを示し、試
料No.21(保磁力Hcj:約1520kA/m)と
比較した場合には150kA/m以上も低い保磁力Hc
jを示した。また、比較例19(Bi:0.35wt%
+Sn:0.12wt%)は比較例13(Ga:0.1
6wt%)および試料No.21(Bi:0.05wt
%+Sn:0.12wt%)の左下に位置しており、B
iを0.35wt%含有する比較例19は、比較例13
および試料No.21よりも低い残留磁束密度Brを呈
していることがわかる。以上の結果から、所定量のBi
とSnを複合添加することによって保磁力Hcjを向上
させることができるが、この場合においてもBi量が所
定量を超えるとSnを単独添加した場合よりも低い磁気
特性を示すことが確認された。したがって、BiとSn
を複合添加する場合についても、Biの望ましい添加量
は0.01〜0.2wt%の範囲であるといえる。
た試料No.19の磁気特性についても示してある。こ
こで、試料No.19(Bi:0.05wt%)、試料
No.20(Bi:0.05wt%+Ga:0.16w
t%)、試料No.21(Bi:0.05wt%+S
n:0.12wt%)に着目すると、試料No.19、
試料No.20、試料No.21の順に良好な磁気特性
を示していることがわかる。つまり、本実施例の結果を
まとめると(但し、Biを含有する場合にはBi量を
0.01〜0.2wt%の範囲とする)、最も良好な磁
気特性を示したのがBi単独添加(試料No.19)、
次いでBiとGaの複合添加(試料No.20)、Bi
とSnの複合添加(試料No.21)、Ga単独添加
(比較例13)、Sn単独添加(比較例16)であっ
た。この結果から、本願発明で推奨する範囲、すなわち
0.01〜0.2wt%というごく微量のBiを焼結磁
石に含有せしめることが、焼結磁石の磁気特性を改善す
る上できわめて効果的であることが明らかとなった。
れも焼結磁石に所定量のAl,Cuを含むものであっ
た。本実施例は、焼結磁石にAl,Cuを含まない場合
においてもBiを所定量添加することによって焼結磁石
の磁気特性を改善することができるか否かを確認するた
めに行ったものである。原料金属をAr雰囲気中で高周
波溶解することにより、 a'合金:(20〜30)wt%Nd-(2〜10)wt
%Dy- (1〜1.3)wt%B-bal.Fe b'合金:(20〜40)wt%Nd-(10〜50)w
t%Dy- (3〜12)wt%Co-3wt%以下(0は含まず)
Bi- bal.Fe c'合金:(20〜40)wt%Nd-(10〜50)w
t%Dy- (3〜12)wt%Co-bal.Fe として調整した。なお、NdとDyの合計量は30〜6
0wt%である。
を以下の条件にて粉砕することにより、微粉砕後の粒径
を3〜5μmとし、a'合金粉末、b'合金粉末および
c'合金粉末の3種類の合金粉末を得た。なお、a'合
金、b'合金およびc'合金の組成は、a'合金粉末:
(b'+ c')合金粉末の混合比率(重量比)が90:
10〜97:3程度で磁石組成となるよう適宜製作し
た。得られた合金粉末を窒素雰囲気のグローブボックス
内にて混合し、磁場中成形および焼結を以下の条件にて
行った。次いで以下の条件で二段時効処理を施し、試料
No.22、試料No.23および比較例20、比較例
21の4種類の焼結磁石を得た。焼結後の磁石の組成は
表9に示す通りである。なお、試料No.22、試料N
o.23、比較例20、比較例21による磁石はBiの
含有の点を除くと基本的に同一の組成を有している。ま
た、比較の便宜のために実施例1で作製した試料No.
1、試料No.2、および比較例1、比較例4の組成に
ついても表9に示してある。試料No.22がCu,A
lを含有していない点を除けば、試料No.22と試料
No.1は同一の組成を有している。また、試料No.
23と試料No.2、比較例20と比較例1、比較例2
1と比較例4についても、試料No.22と試料No.
1と同様の関係にある。
窒素雰囲気中にて行った。) 微粉砕:ジェットミル使用(高圧窒素ガス雰囲気中にて
行った。) 粉砕時添加剤:ステアリン酸亜鉛0.1wt% 焼結条件:試料No.22、試料No.23=1090
℃×4時間 比較例20、比較例21=1090℃×4時間 磁場中成形条件:1200kA/mの磁場中で147M
Paの圧力で横磁場成形(プレス方向と磁場方向が直
交) 二段時効処理: 試料No.22、試料No.23=750℃×1時間、
540℃×1時間 比較例20、比較例21=750℃×1時間、540℃
×1時間
較例20、比較例21について、B−Hトレーサーおよ
びパルス励磁型磁気特性測定装置(最大発生磁界796
0kA/m)を用いて室温および100℃における残留
磁束密度Br、保磁力Hcjを測定した。その結果を表
10に示す。なお表10には、室温における最大エネル
ギー積(BH)maxについても示してある。また、比
較の便宜のために、表10には試料No.1、試料N
o.2、比較例1、比較例4の室温および100℃にお
ける残留磁束密度Br、保磁力Hcj、室温における最
大エネルギー積(BH)maxについても示している。
No.23、比較例20および比較例21は、比較例2
0がBiを含有していない点を除けば、焼結磁石におけ
る組成は等しい。ここで、表10を用いて試料No.2
2、試料No.23、比較例20および比較例21の室
温における磁気特性の比較を行う。
o.23、比較例20および比較例21の室温における
保磁力Hcjに着目すると、Biを含まない比較例20
の保磁力Hcjは2352kA/mであるのに対し、B
i量が0.06wt%の試料No.22の保磁力Hcj
は2452kA/m、Bi量が0.15wt%の試料N
o.23は2408kA/mという良好な保磁力Hcj
を示す。ところが、Bi量が0.30wt%の比較例2
1の保磁力Hcjは2260kA/mとなっており、B
iを含まない比較例20よりも保磁力Hcjが低下し
た。つまり、Biを含有せしめることにより、保磁力H
cjが向上するが、Biの含有量が所定量を超えると再
び保磁力Hcjが低下することがわかった。
23、比較例20、比較例21がCuおよびAlを含ん
でいない点を除けば、これらの焼結磁石における組成は
それぞれ試料No.1、試料No.2、比較例1、比較
例4に対応している。ここで、上述した表10の結果、
すなわち試料No.22、試料No.23、比較例20
および比較例21の室温における保磁力Hcjを図7に
示す。なお、図7における曲線は図1(a)に示した曲
線と同一のものである。図7に示したように、曲線に沿
って試料No.22、試料No.23、比較例20、比
較例21がプロットされている。したがって、焼結磁石
にCuおよびAlを含まない場合においてもBi量を所
定量添加することによって保磁力Hcjを向上させるこ
とができることが明らかとなった。
料No.23、比較例20および比較例21の室温にお
ける残留磁束密度Brに注目する。Biを含まない比較
例20の残留磁束密度Brは1.17T、試料No.2
2(Bi量:0.06wt%)の残留磁束密度Brは
1.17T、試料No.23(Bi量:0.15wt
%)の残留磁束密度Brは1.16T、比較例21(B
i量:0.30wt%)の残留磁束密度Brは1.15
Tとなっている。つまり、本発明が推奨する範囲、すな
わち、Biを0.01〜0.2wt%の範囲で添加した
場合には、残留磁束密度Brの低下をほとんど招いてい
ないといえる。以上説明の通り、焼結磁石にCuおよび
Alを含まない場合、すなわちMとしてCu,Al,S
n,Gaのいずれも含有していない場合においても、B
iを所定量添加することにより、実施例1とほぼ同様の
傾向が得られた。つまり、本願発明で推奨する範囲、す
なわち焼結磁石にBiを0.01〜0.2wt%の範囲
で含有せしめることによって、Mとして他の元素を含ま
ずとも残留磁束密度Brの低下を抑えつつ保磁力Hcj
を向上させることができることがわかった。この範囲で
Biを添加した場合には、2400kA/m以上の保磁
力Hcjおよび1.16T以上の残留磁束密度Brを得
ることができる。
に0.01〜0.2wt%のBiを含有させることによ
り、残留磁束密度Brの低下を抑制しつつ保磁力Hcj
を向上させることができることが明らかとなった。ここ
で、実施例1および実施例6において作製した試料N
o.1〜試料No.7、試料No.22、試料No.2
3の残留磁束密度Brと保磁力Hcjの積(Br×Hc
j)、および保磁力Hcjを重希土類元素の重量百分率
で割った値(Hcj/重希土類元素の重量百分率)を表
11に示す。なお、試料No.1〜試料No.7、試料
No.22、試料No.23に含まれる重希土類元素は
Dyのみであるため、保磁力Hcjを重希土類元素の重
量百分率で割った値(Hcj/重希土類元素の重量百分
率)については表11中にてHcj/Dy量として示し
ている。
の積(Br×Hcj)の欄を見ると、試料No.1〜試
料No.7、試料No.22、試料No.23はいずれ
も2200(T×kA/m)以上という良好な値を示し
ている。また、Hcj/Dy量の欄を見ると、試料N
o.1〜試料No.7、試料No.22、試料No.2
3はいずれも260(kA/m×1/wt%)以上の値
を示しており、試料No.3〜試料No.7については
290(kA/m×1/wt%)以上の値を示してい
る。ここで、Dy量が4.6wt%である試料No.4
〜試料No.7については、384〜388(kA/m
×1/wt%)という非常に優れた値を示していること
が注目される。つまり、焼結磁石中にBiを所定量含有
する本発明によれば、コストが高い重希土類元素の添加
量を低減しつつ、優れた磁気特性を有する希土類永久磁
石を得ることができるのである。
製した試料No.1〜試料No.7、試料No.22、
試料No.23、比較例4、比較例5、比較例21の保
磁力HcjをBiの重量百分率で割った値(Hcj/B
iの重量百分率)を表12に示す。
である比較例4、比較例5、比較例21は、保磁力Hc
jをBiの重量百分率で割った値が5167〜7615
(kA/m×1/wt%)である。一方、Bi量が本願
発明で推奨する範囲、すなわちBi量が0.01〜0.
2wt%である試料No.1〜試料No.7、試料N
o.22、試料No.23は、保磁力HcjをBiの重
量百分率で割った値がいずれも10000以上の値を示
している。特に、Bi量が0.1wt%以下である試料
No.1、試料No.3〜試料No.6、試料No.2
2についてはいずれも20000(kA/m×1/wt
%)以上の値を示していることが注目される。つまり、
焼結磁石中に含有されるBi量を本発明で推奨する範
囲、すなわち0.01〜0.2wt%とすることによっ
て、Bi添加による保磁力Hcjの向上という効果を最
大限に享受することができるといえる。
金を原料とした、いわゆる混合法による焼結磁石につい
て説明したが、1種類の合金を原料とする、いわゆるシ
ングル法による焼結磁石の磁気特性の確認を行った。焼
結磁石に含まれる、全ての構成元素を含む合金を製造工
程中での組成変動を勘案した組成に作製した。この合金
をa"合金とする。a"合金を原料として、試料No.1
と同様の条件で粉砕から磁場中成形、焼結、二段時効処
理を施し、試料No.24を得た。試料No.24の組
成および磁気特性を表13に示す。なお、表13には試
料No.1の組成および磁気特性を併せて示している。
o.24とは、組成がほぼ同一であるとともに、その磁
気特性は同等である。したがって、原料合金が単数(シ
ングル法)であるか複数(混合法)であるかの違いは、
磁気特性に影響を及ぼさないことがわかった。混合法は
所望組成を調整するのが容易である利点を有し、シング
ル法は混合工程がないためにコスト面で有利である。
の焼結磁石中における存在位置を確認するため、EPM
A(電子線プローブマイクロアナライザー)による線分
分析を行った結果を実施例8として示す。図8に、EP
MAによるBi,Nd,Cu,Al,Feの定量線分分
析の結果を示す。なお、図8は、図9中の矢印で示すよ
うに焼結磁石の粒界相を含む部分についての線分分析結
果である。図8に示すように、Biの高濃度ピークとN
dの高濃度ピークとが一致していること、さらにFeの
低濃度ピークとが一致していることから、BiはNd−
rich相と呼ばれる非磁性粒界相に存在しているもの
と判断される。しかし、他の粒界相を分析したところ、
Biが検知されないこともあった。一方で、結晶粒内を
線分分析した結果の範囲内では、Biを含有する結晶粒
が見出せなかった。したがって、Biは焼結磁石中の粒
界相に散在、つまりRリッチな粒界相内に、粒界相の厚
みより小さい長径を有する状態で、独立したR−Fe−
Bi化合物として、非連続に存在する。この化合物をよ
り詳細に解析したところ、正方晶系の結晶構造を有する
R6Fe13Bi1(Nd6Fe13Bi1等)化合物として存
在するものがあることがわかった。そして、この粒界相
にBiが含まれることが、本発明の効果、すなわち残留
磁束密度Brの低下を招くことなく高い保磁力Hcjを
得ることができるものと推測される。
ころ、3〜10μmの範囲であった。よって、焼結体の
平均結晶粒径を3〜10μm、好ましくは5〜8μmと
することが望ましいと推測される。さらに、焼結体中に
おいて10μm以上の粗大な粒子の存在する割合が15
%以下となることが好ましい。
コストを低減しつつ、保磁力および残留磁束密度がとも
に優れた希土類永久磁石を得ることができる。
1、比較例4のBi量と保磁力Hcjとの関係(室温に
おける保磁力Hcj)、(b)は試料No.1、試料N
o.2、比較例1、比較例4のBi量と残留磁束密度B
r(室温における残留磁束密度Br)との関係を示すグ
ラフである。
例3、比較例5のBi量と保磁力Hcjとの関係(室温
における保磁力Hcj)、(b)は試料No.4〜試料
No.7、比較例3、比較例5のBi量と残留磁束密度
Br(室温における残留磁束密度Br)との関係を示す
グラフである。
〜試料No.13、比較例3、比較例6、比較例7の保
磁力Hcjおよび残留磁束密度Brの関係図である。
〜比較例10の保磁力Hcj(100℃における保磁力
Hcj)を示すグラフである。
1〜比較例17の保磁力Hcjおよび残留磁束密度Br
の測定結果を示すグラフである。
3、比較例16、比較例18、比較例19の保磁力Hc
jおよび残留磁束密度Brの測定結果を示すグラフであ
る。
比較例20、比較例21の室温における保磁力Hcj、
(b)は試料No.22、試料No.23、比較例2
0、比較例21の室温における残留磁束密度Brを示す
グラフである。
の結果を示すグラフである。
である。
Claims (9)
- 【請求項1】 希土類元素R:20〜40wt%、ホウ
素B:0.5〜4.5wt%、M(Al,Cu,Sn,
Gaの1種または2種以上):0.03〜0.5wt
%、Bi:0.01〜0.2wt%、遷移金属元素T:
残部、とすることを特徴とする希土類永久磁石。 - 【請求項2】 Nd+Dy:31〜32.5wt%、ホ
ウ素B:0.5〜1.5wt%、Cu:0.15wt%
以下(0を含まず)、Al:0.15〜0.3wt%、
Co:2wt%以下(0を含まず)、Bi:0.01〜
0.2wt%、Fe:残部の組成を有することを特徴と
する請求項1に記載の希土類永久磁石。 - 【請求項3】 Biを0.02〜0.1wt%含むこと
を特徴とする請求項1または2に記載の希土類永久磁
石。 - 【請求項4】 Dyを2〜15wt%含むことを特徴と
する請求項1〜3のいずれかに記載の希土類永久磁石。 - 【請求項5】 残留磁束密度が1.25T以上であり、
かつ保磁力が1650kA/m以上であることを特徴と
する請求項1〜4のいずれかに記載の希土類永久磁石。 - 【請求項6】 Biが粒界相に散在することを特徴とす
る請求項1〜5のいずれかに記載の希土類永久磁石。 - 【請求項7】 希土類元素R:20〜40wt%、ホウ
素B:0.5〜4.5wt%、Bi:0.01〜0.2
wt%、遷移金属元素T:残部、とすることを特徴とす
る希土類永久磁石。 - 【請求項8】 残留磁束密度Brと保磁力Hcjの積
(Br×Hcj)が2100(T×kA/m)以上であ
り、かつ保磁力Hcjを重希土類元素の重量百分率で割
った値(Hcj/重希土類元素の重量百分率)が230
(kA/m×1/wt%)以上であることを特徴とする
請求項1〜7のいずれかに記載の希土類永久磁石。 - 【請求項9】 保磁力HcjをBiの重量百分率で割っ
た値(Hcj/Biの重量百分率)が8000(kA/
m×1/wt%)以上であることを特徴とする請求項1
〜8のいずれかに記載の希土類永久磁石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002191495A JP3422490B1 (ja) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | 希土類永久磁石 |
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001-200150 | 2001-06-29 | ||
JP2001200150 | 2001-06-29 | ||
JP2001329866 | 2001-10-26 | ||
JP2001-329866 | 2001-10-26 | ||
JP2002191495A JP3422490B1 (ja) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | 希土類永久磁石 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003005060A Division JP2003243210A (ja) | 2001-06-29 | 2003-01-10 | 希土類永久磁石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP3422490B1 true JP3422490B1 (ja) | 2003-06-30 |
JP2003203807A JP2003203807A (ja) | 2003-07-18 |
Family
ID=27347064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002191495A Expired - Fee Related JP3422490B1 (ja) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | 希土類永久磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3422490B1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112007003091T5 (de) * | 2006-12-21 | 2009-11-05 | ULVAC, Inc., Chigasaki | Permanetmagnet und Verfahren zu dessen Herstellung |
JP4900085B2 (ja) * | 2007-06-29 | 2012-03-21 | Tdk株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
-
2002
- 2002-06-28 JP JP2002191495A patent/JP3422490B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003203807A (ja) | 2003-07-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5303738B2 (ja) | 希土類焼結磁石 | |
JP4645855B2 (ja) | R−t−b系焼結磁石 | |
JP4648192B2 (ja) | R−t−b系希土類永久磁石 | |
WO2013191276A1 (ja) | 焼結磁石 | |
JP4076177B2 (ja) | R−t−b系希土類永久磁石の製造方法 | |
JP6541038B2 (ja) | R−t−b系焼結磁石 | |
JP4821128B2 (ja) | R−Fe−B系希土類永久磁石 | |
US6833036B2 (en) | Rare earth permanent magnet | |
JP4900085B2 (ja) | 希土類磁石の製造方法 | |
US11915861B2 (en) | Method for manufacturing rare earth permanent magnet | |
JP2006295139A (ja) | 希土類永久磁石 | |
JP4870274B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
JP2017045828A (ja) | R−t−b系焼結磁石 | |
JP3422490B1 (ja) | 希土類永久磁石 | |
JP2747236B2 (ja) | 希土類鉄系永久磁石 | |
JP2004303909A (ja) | 希土類永久磁石の製造方法、希土類永久磁石 | |
JP4556727B2 (ja) | 希土類焼結磁石の製造方法 | |
JP2018060997A (ja) | R−t−b系焼結磁石の製造方法 | |
JP2003243210A (ja) | 希土類永久磁石 | |
JP4534553B2 (ja) | R−t−b系焼結磁石及びその製造方法 | |
JP2005281795A (ja) | Dy、Tbを含有するR−T−B系焼結磁石合金およびその製造方法 | |
JP2005286174A (ja) | R−t−b系焼結磁石 | |
JP2005286173A (ja) | R−t−b系焼結磁石 | |
JP2006100434A (ja) | R−t−b系希土類永久磁石の製造方法 | |
JP6627555B2 (ja) | R−t−b系焼結磁石 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20030318 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3422490 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080425 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090425 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090425 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100425 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110425 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120425 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130425 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140425 Year of fee payment: 11 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |