JP3795056B2 - 鉄基ボンド磁石及びボンド磁石用鉄基永久磁石合金粉末 - Google Patents
鉄基ボンド磁石及びボンド磁石用鉄基永久磁石合金粉末 Download PDFInfo
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Description
この発明のボンド磁石を構成する磁性粉の結晶相は、α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが同一粉末中に共存しており、後者の硬磁性相の存在がiHc発現には不可欠である。しかし、iHcの向上およびヒステリシスループの良好な角型性を発現のためには、軟磁性相と硬磁性相が共存するだけでは不十分であり、両者が相互に分散し、両者の平均結晶粒径が1nm〜30nmであることが必要である。両者の平均結晶粒径が30nmを越えると、Brおよび減磁曲線の第2象限の角形性が劣化して、永久磁石としては動作点において十分な磁束を取り出すことができない。また、平均結晶粒径は細かいほど好ましいが、1nm未満の平均結晶粒径を得ることは工業生産上困難であるため、平均結晶粒径を1nm〜30nmに限定する。
この発明において、上述の特定組成の合金溶湯を超急冷法にてアモルファス組織あるいは少量の微細結晶とアモルファスが混在する組織となし、結晶化が開始する温度付近から600℃〜750℃の処理温度までの昇温速度が10℃/分〜50℃/秒になる結晶化熱処理を施すことにより、α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが相互に分散・共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微結晶集合体を得ることが最も重要である。
特定組成の合金溶湯を超急冷法にてアモルファス組織あるいは少量の微細結晶がアモルファスのマトリックス中に分散した組織となし、結晶化が開始する温度付近から600℃〜750℃の処理温度までの昇温速度が10℃/分〜50℃/秒の結晶化熱処理を施すことにより、平均粉末粒径が1nm〜30nmの微細結晶集合体として得た鉄基永久磁石合金粉末を3μm〜500μmの磁性粉に粉砕した後、公知のバインダーと混合して所要のボンド磁石となすことにより、ボンド磁石中の磁粉充填率を約80%とし、5.5kG以上の残留磁束密度Brを有するボンド磁石を得ることができる。
表1のNo.1〜18の組成となるように、純度99.5%以上のFe、Co、Cr、B、Nd、Pr、Al、Si、S、Ni、Cu、Zn、Ga、Ag、Pt、Au、Pbの金属を用いて、総量が30grとなるように秤量し、底部に直径0.8mmのオリフィスを有する石英るつぼ内に投入し、圧力56cmHgのAr雰囲気中で高周波加熱により溶解し、溶解温度を1400℃にした後、湯面をArガスにより加圧して室温にてロール周速度20m/秒にて高速回転するCu製ロールの外周面に0.7mmの高さから溶湯を噴出させて、幅2mm〜4mm、厚み20μm〜40μmの超急冷薄帯を作製した。得られた超急冷薄帯をCuKαの特性X線によりアモルファスであることを確認した。
表1のNo.19〜24の組成となるように純度99.5%以上のFe、Co、Cr、B、Nd、Pr、Niを用いて実施例1と同条件で超急冷薄帯を作製した。この超急冷薄帯を実施例1と同様、Arガス中で、結晶化が始まる580℃〜600℃以上を表1に示す昇温速度で昇温し、表1に示す熱処理温度で7分間保持し、その後室温まで冷却して薄帯を取り出し、幅2mm〜4mm、厚み20μm〜40μm、長さ3mm〜5mmの試料を作製し、VSMを用いて磁気特性を測定した。測定結果を表2に示す。
表2の磁気特性を有する、No.3の試料のキュリー温度を熱磁気天秤で測定したところ、849℃のキュリー温度をもつ主たる強磁性相と、さらに388℃のキュリー温度をもつ従たる強磁性相が存在することが判った。X線解析結果と照合すると前者はCoを固溶したα−Fe、後者はNd2Fe14B型化合物(Feの一部をCoで置換したもの)と考えられる。
表2の磁気特性を有するNo.20の試料のキュリー温度を熱磁気天秤で測定したところ、主たる強磁性相は762℃、従たる強磁性相は308℃であった。各相のキュリー温度ともCoを加えたNo.3の試料に比べ、80℃程低い値を示した。
表3の磁気特性を有する、No.3のボンド磁石をパーミアンス係数が1になるよう加工した後、2kOe〜50kOeの範囲で低磁界からパルス着磁し、そのつど開磁路で残留磁束密度を測定し、50kOeでの残留磁束密度を着磁率100%として、各着磁磁界の着磁率を残留磁束密度の相対比として評価した着磁特性曲線を図1に示す。90%着磁に要する磁界は約13kOeであった。
Claims (8)
- 組成式をFe100−x−y−z−aCrxByRzCoa(但しRはPrまたはNdの1種または2種)と表し、組成範囲を限定する記号x、y、z、aが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦30at%
3≦z≦6at%
0.01≦a≦30at%、
α−鉄及び
鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微細結晶集合体からなる鉄基ボンド磁石。 - 請求項1の組成範囲を限定する記号x、y、z、aが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦20at%
4≦z≦5.5at%
1≦a≦10at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にあり、磁気特性が5≦iHc≦6.5kOe、Br>10kG、(BH)max>12MGOeである鉄基ボンド磁石。 - 組成式をFe100−x−y−z−a−bCrxByRzCoaMb(但しRはPrまたはNdの1種または2種、MはAl,Si,S,Ni,Cu,Zn,Ga,Ag,Pt,Au,Pbの1種または2種以上)と表し、組成範囲を限定する記号x、y、z、a、bが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦30at%
3≦z≦6at%
0.01≦a≦30at%
0.01≦b≦10at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微細結晶集合体からなる鉄基ボンド磁石。 - 請求項3の組成範囲を限定する記号x、y、z、a、bが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦20at%
4≦z≦5.5at%
1≦a≦10at%
0.5≦b≦3at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にあり、磁気特性が5≦iHc≦6.5kOe、Br>10.2kG、(BH)max>12.5MGOeである鉄基ボンド磁石。 - 組成式をFe100−x−y−z−aCrxByRzCoa(但しRはPrまたはNdの1種または2種)と表し、組成範囲を限定する記号x、y、z、aが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦30at%
3≦z≦6at%
0.01≦a≦30at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが同一粉末粒子中に相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微細結晶集合体からなり、平均粒径が3μm〜500μmで、iHc≧5kOe、Br≧7.0kG、(BH)max≧8MGOeの磁気特性をもつ磁性粉であるボンド磁石用鉄基永久磁石合金粉末。 - 組成式をFe100−x−y−z−a−bCrxByRzCoaMb(但しRはPrまたはNdの1種または2種、MはAl,Si,S,Ni,Cu,Zn,Ga,Ag,Pt,Au,Pbの1種または2種以上)と表し、組成範囲を限定する記号x、y、z、a、bが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦30at%
3≦z≦6at%
0.01≦a≦30at%
0.01≦b≦10at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが同一粉末粒子中に相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微細結晶集合体からなり、平均粒径が3μm〜500μmで、iHc≧5kOe、Br≧7.2kG、(BH)max≧8.4MGOeの磁気特性をもつ磁性粉であるボンド磁石用鉄基永久磁石合金粉末。 - 組成式をFe100−x−y−z−aCrxByRzCoa(但しRはPrまたはNdの1種または2種)と表し、組成範囲を限定する記号x、y、z、aが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦30at%
3≦z≦6at%
0.01≦a≦30at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが同一粉末粒子中に相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微細結晶集合体からなり、平均粒径が3μm〜500μmである鉄基永久磁石合金粉末を樹脂にて結合し、iHc≧5kOe、Br≧5.5kG、(BH)max≧6MGOeの磁気特性をもつ鉄基ボンド磁石。 - 組成式をFe100−x−y−z−a−bCrxByRzCoaMb(但しRはPrまたはNdの1種または2種、MはAl,Si,S,Ni,Cu,Zn,Ga,Ag,Pt,Au,Pbの1種または2種以上)と表し、組成範囲を限定する記号x、y、z、a、bが下記値を満足し、
0.01≦x≦3at%
15<y≦30at%
3≦z≦6at%
0.01≦a≦30at%
0.01≦b≦10at%、
α−鉄及び鉄基の金属間化合物を主成分とする強磁性合金からなる軟磁性相と、Nd2Fe14B型結晶構造を有する硬磁性相とが同一粉末粒子中に相互に分散して共存し、各構成相の平均結晶粒径が1nm〜30nmの範囲にある微細結晶集合体からなり、平均粒径が3μm〜500μmである鉄基永久磁石合金粉末を樹脂にて結合し、iHc≧5kOe、Br≧5.5kG、(BH)max≧6MGOeの磁気特性をもつ鉄基ボンド磁石。
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