JP5107198B2 - PERMANENT MAGNET, PERMANENT MAGNET MANUFACTURING METHOD, AND MOTOR USING THE SAME - Google Patents

PERMANENT MAGNET, PERMANENT MAGNET MANUFACTURING METHOD, AND MOTOR USING THE SAME Download PDF

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本発明は永久磁石、特にモータ用に適した低保磁力、高角形比を具備した永久磁石およびその製造方法並びにそれを用いたモータに関する。 The present invention relates to a permanent magnet, in particular, a permanent magnet having a low coercive force and a high squareness ratio suitable for a motor, a method for manufacturing the same , and a motor using the same .

従来、永久磁石として、アルニコ磁石、フェライト磁石、Sm−Co磁石、Nd−Fe
−B磁石などが知られており、これら永久磁石は、その仕様によりVCM、スピンドルモ
ータなどの各種モータ、計測器、スピーカー、医療用MRI等の他、各種電気機器のキー
部品として、それぞれ適正な磁石が使用されている。
Conventionally, as permanent magnets, alnico magnets, ferrite magnets, Sm-Co magnets, Nd-Fe
-B magnets etc. are known, and these permanent magnets are suitable as key parts for various electric devices besides VCM, various motors such as spindle motor, measuring instrument, speaker, medical MRI, etc. A magnet is used.

これらの磁石のうち、多量のFeまたはCoと、希土類元素とを含有している。Fe,
Coは飽和磁束密度の増大に寄与し、一方、希土類元素は、結晶場中の4f電子の挙動に
由来する非常に大きな磁気異方性をもたらすため、保磁力の増大に寄与し、良好な磁石特
性を実現している。
Among these magnets, a large amount of Fe or Co and rare earth elements are contained. Fe,
Co contributes to an increase in saturation magnetic flux density, while rare earth elements bring about a very large magnetic anisotropy derived from the behavior of 4f electrons in the crystal field. Realize the characteristics.

近年、各種電気機器の小形化、省エネルギー化の要求が高まり、これら機器のキー部品
材料である永久磁石にもより高い最大エネルギー積[(BH)max]、大きな保磁力と
磁石特性の温度特性改善が求められてきた。
永久磁石の応用分野として、特にモータが省エネの観点から注目されており、これに使
用すると従来の誘導型に比べ、損失を大幅に低減できるため、車載、家電応用など、各種
用途の省エネ技術として広がってきている。
In recent years, there is a growing demand for miniaturization and energy saving of various electrical devices, and the permanent magnets that are key component materials for these devices also have a higher maximum energy product [(BH) max ], a large coercive force, and improved temperature characteristics of magnet properties. Has been demanded.
As an application field of permanent magnets, motors are especially attracting attention from the viewpoint of energy saving, and when used in this, the loss can be greatly reduced compared to conventional induction type, so as an energy saving technology for various applications such as in-vehicle and home appliance applications. It is spreading.

一般に、永久磁石モータは大きく分けて2種類のタイプがある。回転子鉄心の外周に永
久磁石を貼り付けた表面磁石型永久磁石モータと永久磁石を回転子鉄心の中に埋め込んだ
埋め込み型永久磁石モータである。可変速駆動用モータには埋め込み型永久磁石モータが
適している。
Generally, permanent magnet motors are roughly divided into two types. These are a surface magnet type permanent magnet motor in which a permanent magnet is attached to the outer periphery of a rotor core and an embedded type permanent magnet motor in which a permanent magnet is embedded in the rotor core. An embedded permanent magnet motor is suitable for the variable speed drive motor.

図1を用いて、埋め込み型永久磁石モータの回転子の構成を説明する。図1において、
11は回転子、12は回転子鉄心、14は高保磁力永久磁石を示している。回転子鉄心1
2の外周部に長方形の空洞を等配で極数の数だけ設ける。図1は4極の回転子11であり
、4個の空洞を設けて永久磁石14を挿入する。永久磁石14は回転子の半径方向、又は
、永久磁石14の断面の長方形におけるエアギャップ面に対向する辺に直角方向に磁化さ
れる。永久磁石14は負荷電流により減磁しないように保磁力の高いNdFeB永久磁石
等が主に適用される。回転子鉄心12は空洞を打抜いた電磁鋼板を積層して形成する。こ
のようなモータとして特開平11−136912号公報(特許文献1)に記載されている
永久磁石式リラクタンス型回転電機が挙げられる。
The configuration of the rotor of the embedded permanent magnet motor will be described with reference to FIG. In FIG.
Reference numeral 11 denotes a rotor, 12 denotes a rotor core, and 14 denotes a high coercive force permanent magnet. Rotor core 1
A rectangular cavity is provided in the outer periphery of 2 by the same number as the number of poles. FIG. 1 shows a four-pole rotor 11 in which four cavities are provided and a permanent magnet 14 is inserted. The permanent magnet 14 is magnetized in the radial direction of the rotor or in the direction perpendicular to the side facing the air gap surface in the rectangle of the cross section of the permanent magnet 14. The permanent magnet 14 is mainly an NdFeB permanent magnet having a high coercive force so as not to be demagnetized by a load current. The rotor core 12 is formed by laminating electromagnetic steel plates punched out of cavities. An example of such a motor is a permanent magnet type reluctance type rotating electrical machine described in JP-A-11-136912 (Patent Document 1).

永久磁石式回転電機では、永久磁石の鎖交磁束が常に一定で発生しているので永久磁石
による誘導電圧は回転速度に比例して高くなる。低速から高速まで磁化を変化させながら
運転する場合は、高速回転では永久磁石による誘導電圧が極めて高くなり、永久磁石によ
る誘導電圧がインバータの電子部品に印加し、電子部品の耐電圧以上になると部品が絶縁
破壊する。そのため、永久磁石の磁束量が耐電圧以下になるように削減された設計が行う
ことが考えられるが、永久磁石式回転電機の低速域での出力及び効率が低下する。
In the permanent magnet type rotating electrical machine, the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet is always generated at a constant value, so that the induced voltage by the permanent magnet increases in proportion to the rotational speed. When operating while changing the magnetization from low speed to high speed, the induced voltage by the permanent magnet becomes extremely high at high speed rotation, and the induced voltage by the permanent magnet is applied to the electronic components of the inverter, and the component exceeds the withstand voltage of the electronic components. Breaks down. For this reason, it is conceivable to perform a design in which the amount of magnetic flux of the permanent magnet is reduced so as to be equal to or lower than the withstand voltage, but the output and efficiency in the low speed region of the permanent magnet type rotating electrical machine are reduced.

低速から高速まで定出力に近い磁化を変化させながら運転を行う場合、永久磁石の鎖交
磁束は一定であるので、高速回転域では回転電機の電圧が電源電圧上限に達して出力に必
要な電流が流れなくなる。その結果、高速域では出力が大幅に低下し、さらには高速まで
の広範囲で駆動できなくなるため、最近では磁化を変化させながら運転する範囲を拡大す
る方法として弱め磁束制御が適用されはじめた。弱め磁束制御は、d軸電流による減磁界
を高保磁力永久磁石4に作用させ、可逆の範囲で永久磁石の磁気的な動作点を移動させて
磁束量を変化させる。このため、永久磁石は減磁界により不可逆減磁しないように高保磁
力のNdFeB磁石を適用する。
When operation is performed while changing the magnetization close to constant output from low speed to high speed, the flux linkage of the permanent magnet is constant, so in the high-speed rotation range, the voltage of the rotating electrical machine reaches the upper limit of the power supply voltage and the current required for output No longer flows. As a result, the output is greatly reduced at high speeds, and further, it becomes impossible to drive over a wide range up to high speeds. Recently, flux-weakening control has begun to be applied as a method of expanding the operating range while changing the magnetization. In the flux weakening control, a demagnetizing field due to the d-axis current is applied to the high coercive force permanent magnet 4, and the magnetic operating point of the permanent magnet is moved within a reversible range to change the amount of magnetic flux. For this reason, a NdFeB magnet having a high coercive force is applied to the permanent magnet so that it is not irreversibly demagnetized by a demagnetizing field.

d軸電流の減磁界により永久磁石の鎖交磁束が減少するので、鎖交磁束の減少分が電圧
上限値に対する電圧の余裕分をつくる。そして、電流を増加できるので高速域での出力が
増加する。また、電圧余裕分だけ回転速度を上昇させることができ、磁化を変化させなが
ら運転できる範囲が拡大される。
しかし、永久磁石に減磁界を与え続ける必要があり、出力には寄与しないd軸電流を
常時流し続けるため銅損が増加して効率は悪化する。さらに、d軸電流による減磁界は高
調波磁束を生じ、高調波磁束等で生じる電圧の増加は弱め磁束制御による電圧低減の限界
をつくる。これらより埋め込み型永久磁石式回転電機に弱め磁束制御を適用しても基底速
度の3倍以上の可変速運転は困難である。さらに、前記の高調波磁束により鉄損が増加し
、高調波磁束による電磁力で振動を発生する。
Since the interlinkage magnetic flux of the permanent magnet decreases due to the demagnetizing field of the d-axis current, the decrease of the interlinkage magnetic flux creates a voltage margin with respect to the voltage upper limit value. Since the current can be increased, the output in the high speed region increases. Further, the rotational speed can be increased by the voltage margin, and the range in which the operation can be performed while changing the magnetization is expanded.
However, it is necessary to continue to apply a demagnetizing field to the permanent magnet, and since the d-axis current that does not contribute to the output is continuously supplied, the copper loss increases and the efficiency deteriorates. Further, the demagnetizing field due to the d-axis current generates a harmonic magnetic flux, and the increase in voltage generated by the harmonic magnetic flux or the like is weakened, creating a limit of voltage reduction by the magnetic flux control. Therefore, even if the flux-weakening control is applied to the embedded permanent magnet type rotating electric machine, it is difficult to operate at a variable speed that is three times or more the base speed. Furthermore, the iron loss is increased by the harmonic magnetic flux, and vibration is generated by the electromagnetic force generated by the harmonic magnetic flux.

また、ハイブリッド自動車用駆動モータに埋め込み型永久磁石モータを適用した場合、
エンジンのみで駆動される状態ではモータは連れ回される。中・高速回転ではモータの永
久磁石による誘導電圧が電源電圧以上になり、弱め磁束制御でd軸電流を流し続ける。こ
の状態では、モータは損失のみを発生するので総合運転効率が悪化する。
このため、上述したような従来技術の問題点に対して、特開2006−280195号
公報(特許文献2)では低速から高速までの広範囲で磁化を変化させながらの運転を可能
とし、低速回転域の高トルク化と中・高速回転域での高出力化、効率の向上、信頼性向上
を提供することのできる全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができる
モータ(永久磁石式回転電機)が提案されている。
When an embedded permanent magnet motor is applied to a hybrid motor drive motor,
In the state driven only by the engine, the motor is rotated. At medium / high speed rotation, the induced voltage of the motor's permanent magnet exceeds the power supply voltage, and the d-axis current continues to flow under the flux-weakening control. In this state, since the motor generates only a loss, the overall operation efficiency is deteriorated.
For this reason, with respect to the problems of the prior art as described above, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-280195 (Patent Document 2) enables operation while changing the magnetization in a wide range from low speed to high speed. Motors that can change the magnetization state of all or part of permanent magnets that can provide higher torque and higher output in the middle / high-speed rotation range, improved efficiency, and improved reliability (permanent magnet type) Rotating electric machines) have been proposed.

すなわち、この永久磁石式モータは図2(特許文献2の図1)に示したような、固定子
巻線を設けた固定子と、回転子鉄心中に前記固定子巻線の電流で作る磁界により不可逆的
に磁束密度が変化する程度の保磁力を有する低保磁力永久磁石と前記低保磁力永久磁石の
2倍以上の保磁力を有する高保磁力永久磁石とを配置した回転子とを備えたことものであ
る。すなわち、低速から高速までの広範囲で可変速運転を可能とし、低速回転域の高トル
ク化と中・高速回転域での高出力化、効率の向上、信頼性向上を実現した永久磁石式回転
電機を提供できる。この永久磁石モータに用いられる磁石は高保磁力磁石がNdFeB磁
石であり、低保磁力磁石はアルニコ磁石、あるいはFeCrCo磁石が示されている。
That is, this permanent magnet type motor includes a stator provided with a stator winding as shown in FIG. 2 (FIG. 1 of Patent Document 2), and a magnetic field generated by a current of the stator winding in a rotor core. And a rotor in which a low coercivity permanent magnet having a coercive force with which the magnetic flux density is irreversibly changed and a high coercivity permanent magnet having a coercivity more than twice that of the low coercivity permanent magnet are provided. It is a thing. In other words, a permanent magnet rotating electrical machine that enables variable speed operation in a wide range from low speed to high speed, realizing high torque in the low-speed rotation range, high output in the medium / high-speed rotation range, improved efficiency, and improved reliability. Can provide. As the magnet used for the permanent magnet motor, a high coercive force magnet is an NdFeB magnet, and a low coercive force magnet is an alnico magnet or an FeCrCo magnet.

特許文献2に、低保磁力永久磁石としてアルニコ磁石(AlNiCo)またはFeCr
Co磁石、高保磁力永久磁石としてのNdFeB磁石を示している。アルニコ磁石の保磁
力(磁束密度が0になる磁界)は60〜120kA/mであり、NdFeB磁石の保磁力
950kA/mに対して1/15〜1/8になる。また、FeCrCo磁石の保磁力は約
60kA/mであり、NdFeB磁石の保磁力950kA/mに対して1/15になる。
アルニコ磁石とFeCrCo磁石は、NdFeBの高保磁力磁石と比較してかなり低保磁
力であり、この低保磁力を利用して、全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させる
ことができるモータを作製する。実施形態では、低保磁力永久磁石の8〜15倍の保磁力
を有する高保磁力永久磁石を適用しており、これにより優れた特性の回転電機を得ること
としている。
Patent Document 2 discloses an Alnico magnet (AlNiCo) or FeCr as a low coercive force permanent magnet.
A Co magnet and a NdFeB magnet as a high coercive force permanent magnet are shown. The coercive force of the alnico magnet (magnetic field at which the magnetic flux density becomes 0) is 60 to 120 kA / m, which is 1/15 to 1/8 of the coercive force of 950 kA / m of the NdFeB magnet. The coercive force of the FeCrCo magnet is about 60 kA / m, which is 1/15 of the coercive force of the NdFeB magnet of 950 kA / m.
Alnico magnets and FeCrCo magnets have considerably lower coercive force than NdFeB high coercive force magnets, and this low coercive force can be used to change the magnetization state of all or part of permanent magnets. Make it. In the embodiment, a high coercive force permanent magnet having a coercive force 8 to 15 times that of the low coercive force permanent magnet is applied, thereby obtaining a rotating electrical machine having excellent characteristics.

一方、高保磁力の開発を目的としたNdFeB磁石が公開されている。例えば、下記の
特許に様々な技術が開示されている。
特公昭63−65742号公報(特許文献3)は、室温以上で磁気的に安定で、磁気異
方性を有するFe−B−R三元化合物(但しRはNdとPrの一種又は二種)を含み、か
つ合金組成が原子百分率でR8〜30%、B2〜28%、及び残部実質的にFeから成る
ことを特徴とする強磁性合金に関する。また、室温以上で磁気的に安定で、磁気異方性を
有するFe−B−R三元化合物(但しRはその50原子%以上がNdとPrの一種又は二
種以上から成り、残部Dy、Ho、Tb、La、Ce、Gd、Yのうち少なくとも一種)
を含み、かつ合金組成が原子百分率でR8〜30%、B2〜28%、及び残部実質的にF
eから成ることを特徴とする強磁性合金に関するものである。R−Fe−Bからなる強磁
性合金は、300℃前後のキユリー点を示すとともに、異方性磁界が100kOe以上に
達するものがあることを見出している。
On the other hand, NdFeB magnets aimed at developing a high coercive force have been disclosed. For example, various technologies are disclosed in the following patents.
Japanese Examined Patent Publication No. 63-65742 (Patent Document 3) discloses an Fe—BR ternary compound that is magnetically stable at room temperature or higher and has magnetic anisotropy (where R is one or two of Nd and Pr). And an alloy composition of R8-30%, B2-28% and the balance substantially consisting of Fe in atomic percentage. Fe-B-R ternary compounds which are magnetically stable at room temperature or higher and have magnetic anisotropy (wherein R is 50 atom% or more of Nd and Pr, or the balance Dy, At least one of Ho, Tb, La, Ce, Gd, and Y)
And the alloy composition is R8-30% in atomic percent, B2-28%, and the balance substantially F
and a ferromagnetic alloy characterized by comprising e. It has been found that some ferromagnetic alloys composed of R—Fe—B exhibit a Curie point around 300 ° C. and an anisotropic magnetic field reaches 100 kOe or more.

特公平3−19296号公報(特許文献4)は、原子百分比で希土類元素(R)として
Nd,Pr,Dy,Ho,Tbのうち少なくとも一種8〜30%、B2〜28%及び残部
実質的にFeからなるFe−B−R系磁気異方性焼結体永久磁石において、前記Feの一
部を全組成に対して50%以下(0%を除く)のCoで置換したことを特徴とする永久磁
石である。また、原子百分比で、希土類元素(R)としてNd,Pr,Dy,Ho,Tb
のうち少なくとも一種とLa,Ce,Pm,Sm,Eu,Gd,Er,Tm,Yb,Lu
,Yのうち少なくとも一種の合計8〜30%、B2〜28%及び残部実質的にFeからな
るFe−B−R系磁気異方性焼結体永久磁石において、前記Feの一部を全組成に対して
50%以下(0%を除く)のCoで置換したことを特徴とする永久磁石である。Co置換
により、キュリー温度を高めることができ、磁石の温度特性向上、耐食性の向上に有効で
あることを報告している。
Japanese Patent Publication No. 3-19296 (Patent Document 4) discloses that at least one of Nd, Pr, Dy, Ho, and Tb is 8 to 30%, B2 to 28%, and the balance substantially as rare earth elements (R) in atomic percent. In the Fe-B-R system anisotropic magnetic permanent magnet made of Fe, a part of the Fe is substituted with Co of 50% or less (excluding 0%) with respect to the total composition. It is a permanent magnet. Also, in terms of atomic percentage, Nd, Pr, Dy, Ho, Tb as rare earth elements (R)
And at least one of La, Ce, Pm, Sm, Eu, Gd, Er, Tm, Yb, Lu
, Y, a total of 8 to 30%, B2 to 28%, and the balance substantially consisting of Fe. The permanent magnet is characterized by being substituted with 50% or less (excluding 0%) of Co. It has been reported that the substitution of Co can raise the Curie temperature and is effective in improving the temperature characteristics and corrosion resistance of the magnet.

また、近年、高保磁力化と高耐熱性に必須の元素である重希土類元素(例えばTb,D
y)を、特性を維持したまま低減する試みがなされている。
特開2006−303433号公報(特許文献5)にはR1R2FeO
組成を有する焼結磁石体であって、その構成元素であるF及びR2が磁石体中心より
磁石体表面に向かって平均的に含有濃度が濃くなるように分布し、焼結磁石体中の(R1
,R2)214A正方晶からなる主相結晶粒の周りを取り囲む結晶粒界部において、結晶
粒界に含まれるR2/(R1+R2)の濃度が主相結晶粒中のR2/(R1+R2)濃度
より平均的に濃く、結晶粒界部の磁石体表面より少なくとも20μmの深さ領域にまで結
晶粒界部に(R1,R2)の酸フッ化物が存在している希土類永久磁石について開示して
いる。すなわち、R2(TbあるいはDyから選ばれる少なくとも1種)とFからなる粉
体を焼結した磁石の表面に存在させ、熱処理により、内部に拡散させ、少量の重希土類元
素の使用で高保磁力を得るものである。
In recent years, heavy rare earth elements (for example, Tb, D, etc.), which are essential elements for increasing the coercive force and heat resistance, are used.
Attempts have been made to reduce y) while maintaining the characteristics.
JP-A-2006-303433 (Patent Document 5) R1 a R2 b T c A d FeO f
A sintered magnet body having an M g composition, F, and R2 is a constituent element thereof is distributed so that the average manner containing concentrations toward the magnet body surface than the magnet body center thickens, the sintered magnet bodies in (R1
, R2) In the grain boundary portion surrounding the main phase crystal grains composed of 2 T 14 A tetragonal crystal, the concentration of R2 / (R1 + R2) contained in the crystal grain boundary is R2 / (R1 + R2) in the main phase crystal grains. Disclosed is a rare earth permanent magnet having an (R1, R2) oxyfluoride in the grain boundary portion, which is on average higher than the concentration, and at least 20 μm deep from the surface of the magnet body at the grain boundary portion. Yes. That is, a powder composed of R2 (at least one selected from Tb or Dy) and F is present on the surface of the sintered magnet, diffused inside by heat treatment, and high coercive force is obtained by using a small amount of heavy rare earth elements. To get.

特開2006−303434号公報(特許文献6)には、R−Fe−B系焼結磁石体に
その表面からE成分及びフッ素原子を吸収させることにより得られ、R
eO組成含有焼結磁石体であり、Fが磁石体中心より磁石体表面に向かって含有濃
度が濃くなるように分布し、焼結磁石中の(R,E)214A正方晶からなる主相結晶粒
の周りを取り囲む結晶粒界部において、結晶粒界に含まれるE/(R+E)の濃度が主相
結晶粒中のE/(R+E)濃度より平均的に濃く、結晶粒界部の磁石体表面より少なくと
も20μmの深さ領域にまで(R,E)の酸フッ化物が存在し、該領域において1μm以
上の酸フッ化物粒子が1mm2当たり2,000個以上の割合で分散し、酸フッ化物が面
積分率で1%以上を占め、磁石体表層部の電気抵抗が内部より高い渦電流損失を低減した
傾斜機能性希土類永久磁石が開示されている。
特開2006−303435号公報(特許文献7)は、R1R2FeO
組成を有する焼結磁石体であって、該焼結磁石体中の(R1,R2)214A正方晶
からなる主相結晶粒の周りを取り囲む結晶粒界部において、結晶粒界に含まれるR2/(
R1+R2)の濃度が主相結晶粒中のR2/(R1+R2)濃度より平均的に濃く、しか
も、R2が磁石体中心より磁石体表面に向かって平均的にその含有濃度が濃くなるように
分布し、結晶粒界部の磁石体表面より少なくとも20μmの深さ領域にまで、結晶粒界部
に(R1,R2)の酸フッ化物が存在し、磁石体表層部の保磁力が内部より高い傾斜機能
性希土類永久磁石を開示しており、磁石体表層部の保磁力が内部よりも高い磁気的構造を
有し、効率的に耐熱性を向上させた永久磁石を提供することができるとしている。
JP-A-2006-303434 (Patent Document 6) discloses that an R-Fe-B-based sintered magnet body is obtained by absorbing an E component and a fluorine atom from its surface, and R a E b T c Ad F
eO f M g is a composition containing sintered magnet body, F is distributed such that the content level toward the magnet body surface than the magnet body center darkening, in the sintered magnet (R, E) 2 T 14 A tetragonal In the crystal grain boundary part surrounding the main phase crystal grains composed of crystals, the concentration of E / (R + E) contained in the crystal grain boundaries is on average higher than the E / (R + E) concentration in the main phase crystal grains. (R, E) oxyfluoride exists in a region at least 20 μm deep from the surface of the magnet body at the grain boundary, and in this region, oxyfluoride particles of 1 μm or more are present at a rate of 2,000 or more per 1 mm 2. Disclosed is a functionally graded rare earth permanent magnet in which the oxyfluoride occupies 1% or more of the area fraction and the surface resistance of the magnet body has a higher eddy current loss than the inside.
JP 2006-303435 (Patent Document 7), R1 a R2 b T c A d FeO f
A sintered magnet body having an M g composition, the crystal grain boundary part surrounding the periphery of the main phase crystal grains consisting of sintered magnet bodies in the (R1, R2) 2 T 14 A tetragonal crystal grain boundaries Included in R2 / (
The distribution of R1 + R2) is such that the average concentration is higher than the R2 / (R1 + R2) concentration in the main phase crystal grains, and that the concentration of R2 is higher from the center of the magnet body toward the surface of the magnet body. In the gradient function, the (R1, R2) oxyfluoride is present in the crystal grain boundary part to a depth region of at least 20 μm from the surface of the magnet body in the crystal grain boundary part, and the coercive force of the surface layer part of the magnet body is higher than the inside. It is said that a permanent magnet having a magnetic structure in which the coercive force of the surface layer portion of the magnet body is higher than that of the inside and having improved heat resistance can be provided.

特開2006−303436号公報(特許文献8)には、R1R2FeO
組成を有する焼結磁石体で、その構成元素であるF及びR2が磁石体中心より磁石
体表面に向かって平均的に含有濃度が濃くなるように分布し、R2/(R1+R2)の濃
度が(R1,R2)214A正方晶からなる主相結晶粒中のR2/(R1+R2)濃度よ
り平均的に濃い結晶粒界が磁石表面から少なくとも10μmの深さまで連続した三次元網
目状の形態をなしている希土類永久磁石が開示されている。
特開2006−66853号公報(特許文献9)には、R−Fe−B(Rは希土類元素)
系磁石の主相であるNd2Fe14B の粒界の一部に層状の粒界相が形成された希土類磁石
であって、前記粒界相はフッ素化合物を含み、該フッ素化合物の厚さが10μm以下、或
いは、該フッ素化合物の厚さが0.1μm以上10μm以下であり、該フッ素化合物の主
相粒子被覆率が平均で50%以上とした磁石が開示されている。
いずれも、上記のとおり、重希土類元素の使用量を減らした状態で、高保磁力が得られ
ることを目的としており、最近のレアメタル資源の有効な活用技術である。
JP-A-2006-303436 (Patent Document 8), R1 a R2 b T c A d FeO
a sintered magnet body having an f M g composition, F, and R2 is a constituent element thereof is distributed so that the average manner containing concentrations toward the magnet body surface than the magnet body center thickens, R2 / of (R1 + R2) A three-dimensional network in which the grain boundary, which is higher in concentration than the R2 / (R1 + R2) concentration in the main phase crystal grains composed of (R1, R2) 2 T 14 A tetragonal crystals, is continuous to the depth of at least 10 μm from the magnet surface A rare earth permanent magnet in the form of is disclosed.
JP-A 2006-66853 (Patent Document 9) discloses R-Fe-B (R is a rare earth element).
A rare earth magnet in which a layered grain boundary phase is formed in a part of a grain boundary of Nd2Fe14B which is a main phase of a system magnet, wherein the grain boundary phase contains a fluorine compound, and the thickness of the fluorine compound is 10 μm or less, Alternatively, a magnet is disclosed in which the fluorine compound has a thickness of 0.1 μm or more and 10 μm or less, and the main phase particle coverage of the fluorine compound is 50% or more on average.
As described above, both are aimed at obtaining a high coercive force in a state where the amount of heavy rare earth elements is reduced, and are effective utilization techniques of recent rare metal resources.

特開平11−136912号公報JP-A-11-136912 特開2006−280195号公報JP 2006-280195 A 特公昭63−65742号公報Japanese Patent Publication No. 63-65742 特公平3−19296号公報Japanese Patent Publication No.3-19296 特開2006−303433号公報JP 2006-303433 A 特開2006−303434号公報JP 2006-303434 A 特開2006−303435号公報JP 2006-303435 A 特開2006−303436号公報JP 2006-303436 A 特開2006−66853号公報JP 2006-66853 A

いずれの特許文献も、高保磁力化を目指したものであり、今回適用する全体または一部
の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータにおける低保磁力磁石のコンセプ
トを十分発揮できるものではない。一方、全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化さ
せることができるモータに適用する低保磁力磁石は、アルニコ磁石を用いた場合よりも、
さらに広い範囲の磁束制御による効率向上が求められていた。
None of these patent documents aims to increase the coercive force, and cannot fully demonstrate the concept of a low coercive magnet in a motor that can change the magnetization state of all or part of permanent magnets applied this time. . On the other hand, a low coercive force magnet applied to a motor that can change the magnetization state of all or part of permanent magnets is more than the case of using an alnico magnet.
Further, there has been a demand for improving efficiency by controlling the magnetic flux in a wide range.

本発明は、モータ、特に全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができ
るモータのさらなる高出力、効率向上、信頼性向上に対して、所定の動作条件での最適磁
束量の設定ができる必要があり、これに適した、特に低保磁力磁石に最適な永久磁石およ
びその製造方法を提供することを目的とする。本永久磁石モータは、洗濯機、エアコンな
どの家電用途、車載用途、電車用途など各種容量のモータの高効率化に極めて有効な永久
磁石を提供するものである。
The present invention sets an optimum amount of magnetic flux under a predetermined operating condition for further high output, improved efficiency, and improved reliability of a motor, particularly a motor capable of changing the magnetization state of the whole or a part of permanent magnets. An object of the present invention is to provide a permanent magnet suitable for this, particularly suitable for a low coercivity magnet, and a method of manufacturing the same. This permanent magnet motor provides a permanent magnet that is extremely effective for increasing the efficiency of motors of various capacities such as household appliances such as washing machines and air conditioners, in-vehicle applications, and train applications.

本発明は、主相が(希土類)Fe14B相であり、下記一般式を満たすとともに、粒界にFeおよび、R1とR2の少なくともいずれか1種、OあるいはFの少なくともいずれか1種からなる相の少なくとも1相が存在し、室温の保磁力が0.5kOe以上5kOe以下、残留磁束密度が7.9kG以上、かつ10kOeの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が80%以上であることを特徴とする永久磁石である。
一般式
(Ce1−x−yR1R2FeCo
R1:Nd,Pr,Smから選ばれる少なくとも1種
R2:Tb,Dy、あるいはR1で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも1種
M:Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo、W,Mn、Ni,Cuから選ばれる少なくとも1種
X:Ga,Si,Alから選ばれる少なくとも1種
A:F,Oから選ばれる少なくとも1種
0.1≦x≦0.5
0≦y≦0.1
0.1≦x+y≦0.5
7≦a≦18
50≦b≦80
1≦c≦30
4≦d≦18
0≦e≦6
0≦f≦6
0≦g≦5
0.01≦h≦3
a+b+c+d+e+f+g+h=100原子%
In the present invention, the main phase is a (rare earth) 2 Fe 14 B phase, satisfies the following general formula, and has Fe and at least one of R 1 and R 2, and at least one of O or F at the grain boundary. A square ratio expressed by a ratio of a residual magnetization to a magnetization in a magnetic field of 10 kOe having a coercivity at room temperature of 0.5 kOe to 5 kOe, a residual magnetic flux density of 7.9 kG to 10 kOe. Is a permanent magnet characterized in that it is 80% or more.
Formula (Ce 1-x-y R1 x R2 y) a Fe b Co c B d M e X f C g A h
R1: At least one selected from Nd, Pr, Sm R2: Tb, Dy, or at least one selected from elements not selected by R1 M: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo At least one selected from W, Mn, Ni, Cu X: at least one selected from Ga, Si, Al A: at least one selected from F, O 0.1 ≦ x ≦ 0.5
0 ≦ y ≦ 0.1
0.1 ≦ x + y ≦ 0.5
7 ≦ a ≦ 18
50 ≦ b ≦ 80
1 ≦ c ≦ 30
4 ≦ d ≦ 18
0 ≦ e ≦ 6
0 ≦ f ≦ 6
0 ≦ g ≦ 5
0.01 ≦ h ≦ 3
a + b + c + d + e + f + g + h = 100 atomic%

また、リコイル透磁率1.00〜1.08であることが好ましい。また、主相である(
希土類)Fe14B相の正方晶構造と、粒界にFeおよび、R1とR2から選ばれる少
なくとも1種とOあるいはFから選ばれる少なくとも1種からなる相、あるいはR2とF
あるいはOから選ばれる少なくとも1種からなる相の少なくとも1相が存在することが好
ましい。また、永久磁石は焼結体であることが好ましい。また、モータに搭載される永久
磁石に好適である。特に、保磁力が0.5kOe以上3.5kOe以下、10kOeの磁
場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が80%以上で、かつリコイル透磁率が
1.00〜1.08を具備する永久磁石は全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化さ
せることができるモータ用永久磁石に好適である。
また、本発明の永久磁石の製造方法は、以下の一般式を満たす合金粉末を磁場中成形す
ることにより成形体を調整する成形工程、成形体を不活性雰囲気中1000℃以上120
0℃以下の温度で10分以上10時間以下焼結することにより焼結体を得る焼結工程、焼
結体表面に(R2)あるいは(R2)Fを配置した後、300℃以上、焼結温度
の50℃下までの温度範囲で、1時間以上100時間以内の熱処理を行なう工程、400
℃以上800℃以下の温度で1時間以上、20時間以下時効する工程、この後の冷却速度
を0.1〜20℃/minで200℃まで冷却することを特徴とする。
一般式
(Ce1−x−yR1R2FeCo
R1:Nd,Pr、Sm,Laから選ばれる少なくとも1種
R2:Tb,Dy、あるいはR1で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも1種
M:Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo、W,Mn、Ni,Cuから選ば
れる少なくとも1種
X:Ga,Si,Alから選ばれる少なくとも1種
A:F,Oから選ばれる少なくとも1種
0.1≦x≦0.5
0≦y≦0.1
0.1≦x+y≦0.5
7≦a≦18
50≦b≦80
1≦c≦30
4≦d≦18
0≦e≦6
0≦f≦6
0≦g≦5
0.01≦h≦3
a+b+c+d+e+f+g+h=100原子%
The recoil permeability is preferably 1.00 to 1.08. The main phase (
Rare earth) 2 Fe 14 B phase tetragonal structure, grain boundary with Fe and at least one selected from R1 and R2 and at least one selected from O or F, or R2 and F
Or it is preferable that at least 1 phase of the phase which consists of at least 1 sort (s) chosen from O exists. The permanent magnet is preferably a sintered body. Moreover, it is suitable for the permanent magnet mounted on the motor. In particular, the squareness ratio expressed by the ratio of the residual magnetization to the magnetization in the magnetic field of 0.5 kOe or more and 3.5 kOe or less and 10 kOe is 80% or more, and the recoil permeability is 1.00 to 1.08. The permanent magnet provided is suitable for a permanent magnet for a motor that can change the magnetization state of the whole or a part of the permanent magnet.
Further, the method for producing a permanent magnet of the present invention includes a molding step of adjusting a molded body by molding an alloy powder satisfying the following general formula in a magnetic field, and the molded body in an inert atmosphere at 1000 ° C. or more and 120 ° C.
Sintering step of obtaining a sintered body by sintering at a temperature of 0 ° C. or lower for 10 minutes or longer and 10 hours or less, (R2) 2 O 3 or (R2) F 3 placed on the surface of the sintered body, then 300 ° C. The step of performing heat treatment for 1 hour or more and 100 hours or less in the temperature range up to 50 ° C. below the sintering temperature, 400
A step of aging for 1 hour or more and 20 hours or less at a temperature of from ℃ to 800 ℃, and cooling to 200 ℃ at a subsequent cooling rate of 0.1 to 20 ℃ / min.
Formula (Ce 1-x-y R1 x R2 y) a Fe b Co c B d M e X f C g A h
R1: At least one selected from Nd, Pr, Sm, La R2: Tb, Dy, or at least one selected from elements not selected by R1 M: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr , Mo, W, Mn, Ni, Cu At least one selected from X, Ga, Si, Al A: At least one selected from F, O 0.1 ≦ x ≦ 0.5
0 ≦ y ≦ 0.1
0.1 ≦ x + y ≦ 0.5
7 ≦ a ≦ 18
50 ≦ b ≦ 80
1 ≦ c ≦ 30
4 ≦ d ≦ 18
0 ≦ e ≦ 6
0 ≦ f ≦ 6
0 ≦ g ≦ 5
0.01 ≦ h ≦ 3
a + b + c + d + e + f + g + h = 100 atomic%

本発明によれば低保磁力および高角形比を具備した永久磁石を提供できるので、モータ
、特に全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータ用永久磁石
の低保磁力側磁石に好適である。また、本発明の製造方法であれば低保磁力および高角形
比の永久磁石を効率よく製造することができる。
According to the present invention, a permanent magnet having a low coercive force and a high squareness ratio can be provided. Therefore, the low coercive force side of a motor permanent magnet, particularly a motor permanent magnet capable of changing the magnetization state of the whole or part of the permanent magnet. Suitable for magnets. Moreover, if it is the manufacturing method of this invention, the low coercive force and the permanent magnet of a high squareness ratio can be manufactured efficiently.

本発明の永久磁石は以下の一般式を満たすとともに、保磁力が0.5kOe以上5kOe以下かつ10kOeの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が80%であることを特徴とするものである。
すなわち、下記一般式を満たすとともに、粒界にFeおよび、R1とR2の少なくともいずれか1種、OあるいはFの少なくともいずれか1種からなる相の少なくとも1相が存在し、室温の保磁力が0.5kOe以上5kOe以下、残留磁束密度が7.9kG以上、かつ10kOeの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が80%以上であることを特徴とする永久磁石である。
一般式
(Ce1−x−yR1R2FeCo
R1:Nd,Pr、Smから選ばれる少なくとも1種
R2:Tb,Dy、あるいはR1で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも1種
M:Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo、W,Mn、Ni,Cuから選ばれる少なくとも1種
X:Ga,Si,Alから選ばれる少なくとも1種
A:F,Oから選ばれる少なくとも1種
0.1≦x≦0.5
0≦y≦0.1
0.1≦x+y≦0.5
7≦a≦18
50≦b≦80
1≦c≦30
4≦d≦18
0≦e≦6
0≦f≦6
0≦g≦5
0.01≦h≦3
a+b+c+d+e+f+g+h=100原子%
The permanent magnet of the present invention satisfies the following general formula, and has a squareness ratio represented by a ratio of residual magnetization to magnetization in a magnetic field of 0.5 kOe to 5 kOe and 10 kOe, which is 80%. To do.
That is, the following general formula is satisfied, and at least one phase of Fe and at least one of R1 and R2, at least one of O or F exists at the grain boundary, and the coercive force at room temperature is The permanent magnet is characterized by having a residual magnetic flux density of 0.5 kOe or more and 5 kOe or less, a residual magnetic flux density of 7.9 kG or more, and a squareness ratio represented by a ratio of residual magnetization to magnetization in a magnetic field of 10 kOe is 80% or more.
Formula (Ce 1-x-y R1 x R2 y) a Fe b Co c B d M e X f C g A h
R1: At least one selected from Nd, Pr, Sm R2: Tb, Dy, or at least one selected from elements not selected by R1 M: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo At least one selected from W, Mn, Ni, Cu X: at least one selected from Ga, Si, Al A: at least one selected from F, O 0.1 ≦ x ≦ 0.5
0 ≦ y ≦ 0.1
0.1 ≦ x + y ≦ 0.5
7 ≦ a ≦ 18
50 ≦ b ≦ 80
1 ≦ c ≦ 30
4 ≦ d ≦ 18
0 ≦ e ≦ 6
0 ≦ f ≦ 6
0 ≦ g ≦ 5
0.01 ≦ h ≦ 3
a + b + c + d + e + f + g + h = 100 atomic%

まず、保磁力は0.5kOe以上5kOe以下である。保磁力が0.5kOe未満では
全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータにおける磁束制御
範囲が狭くなり、5kOeを超えるとこの磁石の磁化を反転させるのに多大な電気エネル
ギーを必要とするため、省エネ効果が大きく低減する。そのため、好ましくは1〜4kO
eである。なお、動作温度が高くなるに従い、保磁力は上記範囲内の高保磁力側が好まし
い。また、角型比は80%以上であり、80%未満では全体または一部の永久磁石の磁化
状態を変化させることができるモータにおける、磁束制御範囲が狭くなるため、高効率運
転できる範囲が狭くなる。角型比の好ましい値は90〜100%である。なお、本発明の
角型比は10kOeの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した値である。10kOe
を選択したのは本発明の永久磁石は保磁力が5kOe以下と低保磁力であるため10kO
eの磁場中ではほぼ磁気的に飽和しており、角型比の定義に適しているためである。永久
磁石の場合、通常は残留磁化の2乗を4で割った値が最大エネルギー積の理論値であり、
実際の最大エネルギー積の値をこの値で割ったものが角型比とされているが、本発明の永
久磁石は保磁力を比較的小さい値で制御しているため、角型性を表す新たな指標として、
軟磁性材料で適用する角型比を参考に用いた。
First, the coercive force is 0.5 kOe or more and 5 kOe or less. If the coercive force is less than 0.5 kOe, the magnetic flux control range in the motor that can change the magnetization state of the whole or a part of the permanent magnet is narrowed, and if it exceeds 5 kOe, a great amount of electric energy is required to reverse the magnetization of this magnet. Energy saving effect is greatly reduced. Therefore, preferably 1 to 4 kO
e. As the operating temperature increases, the coercive force is preferably on the high coercive force side within the above range. In addition, the squareness ratio is 80% or more, and if it is less than 80%, the magnetic flux control range in the motor that can change the magnetization state of the whole or a part of the permanent magnets is narrow, so the range in which high-efficiency operation can be performed is narrow. Become. A preferable value of the squareness ratio is 90 to 100%. The squareness ratio of the present invention is a value expressed by the ratio of residual magnetization to magnetization in a magnetic field of 10 kOe. 10 kOe
Was selected because the permanent magnet of the present invention has a coercive force of 5 kOe or less and a low coercive force of 10 kO.
This is because it is almost magnetically saturated in the magnetic field e and is suitable for defining the squareness ratio. In the case of a permanent magnet, the value obtained by dividing the square of the residual magnetization by 4 is usually the theoretical value of the maximum energy product,
The value obtained by dividing the actual maximum energy product value by this value is the squareness ratio. However, since the permanent magnet of the present invention controls the coercive force at a relatively small value, it represents a new squareness. As a good indicator,
The squareness ratio applied to the soft magnetic material was used as a reference.

また、リコイル透磁率1.00〜1.08であることが好ましい。リコイル透磁率は着
磁した磁石に対して、一旦磁気的に飽和させ、磁場を反転させ保磁力に相当する磁場まで
変化させた後、そこから再度反転させて磁場ゼロまで変化させたときの透磁率である。リ
コイル透磁率が1.00未満は原理的にあり得ず、1.08を超えると全体または一部の
永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータの磁束制御量が低減してしまい、高
効率運転できる範囲が狭くなる。好ましいリコイル透磁率は1.07以下である。
また、リコイル透磁率は以下の方法で求めてもよい。即ち、試料振動型磁力計を用いて
第2、3象限での磁化の磁場による変化、たとえば15kOeから磁場ゼロに至る変化か
ら求める。具体的には、パルス磁場60kOeで着磁した試料を着磁した方向とは逆に−
15kOeまで磁場を加え、そこから0まで磁場の強さを変化させて磁化測定を行なう。
この後、−14kOeまで磁場を印加したのち、同様に磁場ゼロまで変化させ、磁化を測
定する。これを、1kOeごとに繰り返し、第3象限から第2象限の範囲で測定する。リ
コイル透磁率は直線と近似し、各磁場(−15kOe、−14kOe、…)と磁場ゼロに
したときの磁化の差を磁場変化量で割った値であり、それらを平均したものが平均リコイ
ル透磁率である。
保磁力、角型比は通常の測定で、最大磁場10kOeでフルループ測定したときの保磁
力と、角型比は10kOeでの磁化に対する残留磁化である。
The recoil permeability is preferably 1.00 to 1.08. The recoil permeability is obtained when the magnetized magnet is once magnetically saturated, the magnetic field is reversed and changed to a magnetic field corresponding to the coercive force, and then reversed again to change the magnetic field to zero. Magnetic susceptibility. The recoil permeability is less than 1.00 in principle, and if it exceeds 1.08, the magnetic flux control amount of the motor that can change the magnetization state of the whole or a part of the permanent magnets is reduced. The range that can be operated efficiently is narrowed. A preferred recoil permeability is 1.07 or less.
Further, the recoil permeability may be obtained by the following method. That is, the sample vibration type magnetometer is used to determine the change in magnetization due to the magnetic field in the second and third quadrants, for example, the change from 15 kOe to zero magnetic field. Specifically, the direction opposite to the direction in which the sample magnetized with a pulse magnetic field of 60 kOe is −
Magnetization measurement is performed by applying a magnetic field up to 15 kOe and changing the strength of the magnetic field from there to 0.
Thereafter, after applying a magnetic field up to −14 kOe, the magnetic field is similarly changed to zero and the magnetization is measured. This is repeated every 1 kOe and measured in the range from the third quadrant to the second quadrant. The recoil permeability approximates a straight line, and is a value obtained by dividing each magnetic field (−15 kOe, −14 kOe,...) And the difference in magnetization when the magnetic field is zero by the amount of change in the magnetic field. Magnetic susceptibility.
The coercive force and the squareness ratio are normal measurements, and the coercivity when the full-loop measurement is performed with the maximum magnetic field of 10 kOe, and the squareness ratio is the residual magnetization with respect to the magnetization at 10 kOe.

一般式に示した各元素について説明する。
ここで、Ceは本発明の必須元素であり、Fe,Bとともに本発明の永久磁石は正方晶構造を主相とする(希土類)Fe14B相を形成する。また、Ceは保磁力を本発明の範囲の、磁石としては低い値で制御するのに必須の元素であるが、希土類元素がCeのみの場合、キュリー温度が低すぎるため、R1(すなわちPr,Nd,Smから選ばれる少なくとも1種)を置換することにより、この値を高くすることが出来る。また、R1のうちPr,Ndは磁気異方性を大きくすることが出来るため、保磁力の制御に有効である。その量は、R1はx値が0.1以上0.5以下である。x値が0.5を超えると保磁力が大きくなりすぎるため、永久磁石モータの磁束制御には不十分となる。
R2はDy,Tb、あるいはR1で選択されなかった残りの元素から選ばれる少なくとも1種であるが、(R2)F3からなる粉末を焼結体の表面に配置したのち、拡散させることにより、粒界に主に存在させることにより、保磁力の制御と、温度特性の向上に寄与する。y値は0.1以下である。R1の場合、また、同様に0.1を超えると保磁力の制御が困難となり、全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータでの磁束制御には不十分となる。なお、R1とR2元素の合計量(x+y)は0.1以上0.5以下であり、好ましくは0.2≦x+y≦0.5である。また、CeとR1とR2の希土類元素で、保磁力制御の観点から、最も含有量の多い元素はCeであることが好ましい。
さらに、希土類元素全体量a値は7at%以上18at%以下であり、この範囲で所定の保磁力と角型比、および適正なリコイル透磁率が得られる。好ましくは8at%以上17at%であり、さらに好ましくは9at%以上15at%以下である。
Each element shown in the general formula will be described.
Here, Ce is an essential element of the present invention, and together with Fe and B, the permanent magnet of the present invention forms a (rare earth) 2 Fe 14 B phase having a tetragonal structure as a main phase. Ce is an element essential for controlling the coercive force at a low value within the scope of the present invention as a magnet. However, when the rare earth element is only Ce, the Curie temperature is too low, so R1 (ie, Pr, This value can be increased by substituting (at least one selected from Nd and Sm ). In addition, Pr and Nd of R1 can increase the magnetic anisotropy and are effective in controlling the coercive force. As for the amount, R1 has an x value of 0.1 or more and 0.5 or less. If the x value exceeds 0.5, the coercive force becomes too large, which is insufficient for the magnetic flux control of the permanent magnet motor.
R2 is at least one selected from Dy, Tb, or the remaining elements not selected in R1, but (R2) after disposing the powder made of F3 on the surface of the sintered body and then diffusing it, Mainly existing in the field contributes to control of coercive force and improvement of temperature characteristics. The y value is 0.1 or less. In the case of R1, similarly, if it exceeds 0.1, it is difficult to control the coercive force, which is insufficient for the magnetic flux control in the motor that can change the magnetization state of the whole or a part of the permanent magnets. The total amount (x + y) of R1 and R2 elements is 0.1 or more and 0.5 or less, and preferably 0.2 ≦ x + y ≦ 0.5. Further, Ce, R1, and R2 are rare earth elements, and from the viewpoint of coercive force control, the element with the highest content is preferably Ce.
Furthermore, the total amount a of the rare earth element is 7 at% or more and 18 at% or less, and within this range, a predetermined coercive force and squareness ratio and an appropriate recoil permeability can be obtained. Preferably they are 8 at% or more and 17 at%, More preferably, they are 9 at% or more and 15 at% or less.

Feは希土類元素、Bとともに本磁石の基本となる必須元素であり、いわゆる(希土類
元素)Fe14磁石と同じ正方晶構造をもつ。その量50at%以上80at%以
下である。この範囲から外れると、異相が析出してしまい、高角型比が得られにくくなる
。好ましくは53at%以上、78at%以下であり、さらに好ましくは55at%以上
、75at%以下である。また、CoはFeサイトの一部を置換できるが、特に本発明で
はキュリー温度を向上させるのに有効である。その量は1at%未満では効果が少なく、
30at%を超えるとリコイル透磁率が大きくなるとともに、これを超えると高角型比が
得られなくなる。好ましくは、2at%以上、25at%以下である。
Fe is an essential element which is the basis of this magnet together with rare earth elements and B, and has the same tetragonal structure as a so-called (rare earth element) 2 Fe 14 B 1 magnet. The amount is 50 at% or more and 80 at% or less. If it is out of this range, a heterogeneous phase will precipitate, making it difficult to obtain a high squareness ratio. Preferably they are 53 at% or more and 78 at% or less, More preferably, they are 55 at% or more and 75 at% or less. Co can replace a part of the Fe site, but is particularly effective in improving the Curie temperature in the present invention. The amount is less effective at less than 1 at%,
If it exceeds 30 at%, the recoil permeability increases, and if it exceeds this, a high squareness ratio cannot be obtained. Preferably, they are 2 at% or more and 25 at% or less.

B(ホウ素)は上記の通り、本発明の磁石における基本元素の一つであり、所定の結晶
構造を形成するための必須元素である。その量は4at%以上18at%以下である。好
ましくは5at%以上16at%、さらに好ましくは5.5at%以上15at%である

C(炭素)は結晶構造におけるBのサイトを、結晶構造を保ったまま置換できる元素で
あり、磁気異方性の制御に有効である。その量は5at%以下であるが、好ましくは、0
.01at%以上、3at%以下である。Cの含有量はBの含有量を超えないことが製造
面から好ましく、超えると磁気特性のバラツキが大きくなり始める。
M元素はTi,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo、W,Mn、Ni,Cuから
選ばれる少なくとも1種であり、結晶粒制御による高角型性制御、あるいは保磁力制御に
有効である。その量e値は6at%以下であり、好ましくは5at%以下である。好まし
い元素はZr,Nb,Cuである。また、e値の下限は0.01at%以上であることが
好ましい。
As described above, B (boron) is one of the basic elements in the magnet of the present invention, and is an essential element for forming a predetermined crystal structure. The amount is 4 at% or more and 18 at% or less. Preferably they are 5 at% or more and 16 at%, More preferably, they are 5.5 at% or more and 15 at%.
C (carbon) is an element that can replace the B site in the crystal structure while maintaining the crystal structure, and is effective in controlling magnetic anisotropy. The amount is 5 at% or less, preferably 0
. It is 01 at% or more and 3 at% or less. It is preferable from the manufacturing aspect that the content of C does not exceed the content of B, and when it exceeds, the variation in magnetic properties starts to increase.
M element is at least one selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Mn, Ni, and Cu, and is effective for controlling high squareness by controlling crystal grains, or controlling coercive force. It is. The amount e value is 6 at% or less, preferably 5 at% or less. Preferred elements are Zr, Nb, and Cu. Moreover, it is preferable that the minimum of e value is 0.01 at% or more.

X元素はGa,Al,Siから選ばれる少なくとも1種であり、こちらも保磁力制御に
有効な元素である。その量は6at%以下であり、好ましくは5at%以下である。好ま
しい元素は、Ga,Alである。また、f値の下限は0.01at%以上であることが好
ましい。
The X element is at least one selected from Ga, Al, and Si, which is also an effective element for coercive force control. The amount is 6 at% or less, preferably 5 at% or less. Preferred elements are Ga and Al. Moreover, it is preferable that the minimum of f value is 0.01 at% or more.

F(フッ素)は希土類元素R2との化合物の形態で、磁石焼結体から熱処理による拡散
で、粒界に主に存在させることにより、保磁力の制御を行なう効果をもたらす。その量は
、R2量との兼ね合いで決まるが、0.01未満の場合はその効果が少なく、一方3%を
超えると保磁力が大きくなりすぎてしまう。好ましくは、0.01≦h≦2.5である。
F (fluorine) is in the form of a compound with the rare earth element R2, and is effective in controlling the coercive force by being mainly present at the grain boundary by diffusion by heat treatment from the magnet sintered body. The amount is determined in consideration of the amount of R2, but if it is less than 0.01, the effect is small, while if it exceeds 3%, the coercive force becomes too large. Preferably, 0.01 ≦ h ≦ 2.5.

O(酸素)はFと同様に希土類元素R2との化合物の形態で、磁石焼結体から熱処理に
よる拡散で、粒界に主に存在させることにより、保磁力の制御を行なう効果をもたらす。
また、プロセス上入ってしまう元素でもある。すなわち、(R2)の熱処理による
拡散に従い、これらの元素と結びつき、R2−F−Oからなる相を形成することもできる
。その量は、磁石特性の観点から3原子%以下が好ましい。さらに好ましくは2.5at
%以下である。
Like F, O (oxygen) is in the form of a compound with a rare earth element R2 and is diffused by heat treatment from a magnet sintered body to mainly exist at the grain boundary, thereby bringing about an effect of controlling the coercive force.
It is also an element that enters the process. That is, in accordance with diffusion by heat treatment of (R2) 2 F 3 , it is possible to form a phase composed of R 2 -F—O by combining with these elements. The amount is preferably 3 atomic% or less from the viewpoint of magnet characteristics. More preferably 2.5at
% Or less.

本発明における磁石の主相の結晶構造は正方晶構造であり、原子比で(希土類元素):
(FeCo):B=2:14:1で表される。また、粒界に希土類リッチの(R1、R2
)―Fe−O系からなる相に加えて、R2−F系からなる相、あるいはR2−F−O系か
らなる相が少なくとも1相存在し、さらに、酸フッ化物相、主相以外の硼化物相などが含
まれていてもよい。
The crystal structure of the main phase of the magnet in the present invention is a tetragonal structure, and is expressed in terms of atomic ratio (rare earth element):
(FeCo): B = 2: 14: 1. Also, rare earth-rich (R1, R2
) In addition to the phase composed of the Fe—O system, there is at least one phase composed of the R2-F system or the phase composed of the R2-F—O system, and further boron other than the oxyfluoride phase and the main phase. A chemical phase or the like may be contained.

本発明の磁石は、上記組成に加え、水素2000wtppm以下、窒素1000wtp
pm以下含有されていても良い。特に、水素は水素粉砕などプロセス上水素を用いる場合
に、多少残留する場合があるが、特性面には問題ない。また、上記構成成分以外の元素(
不純物含む)が0.1wt%以下含有されていても良い。
In addition to the above composition, the magnet of the present invention has hydrogen of 2000 wtppm or less and nitrogen of 1000 wtp.
You may contain below pm. In particular, when hydrogen is used in a process such as hydrogen pulverization, hydrogen may remain somewhat, but there is no problem in characteristics. In addition, elements other than the above components (
0.1 wt% or less may be contained.

この主相と隣接する粒界相には、粒界にFeおよび、R1とR2の少なくともいずれか
1種、OあるいはFの少なくともいずれか1種からなる相の少なくとも1相が存在し、粒
界全体に均一に分散していても、表面から濃度勾配があってもよい。これは、磁石厚さ(
拡散させる距離)に依存するが、粒界と主相との間に、R1とR2の濃度勾配がついてい
ることが好ましい。
この相の存在で、保磁力を0.5〜5kOeの範囲に制御することができるとともに、
温度特性の向上にも有効である。その量は面積比率で1〜20%である。好ましくは、2
〜18%である。これはEPMAとSEMの組合せ、あるいはTEMとEDXで測定でき
る。
また、「Feおよび、R1とR2の少なくともいずれか1種、OあるいはFの少なくと
もいずれか1種からなる相」とは、Fe−R1−O相、Fe−R1−F相、Fe−R2−
O相,Fe−R2−F相,Fe−R1−R2−O相,Fe−R1−R2−F相,Fe−R
1−O−F相,Fe−R2−O−F相,Fe−R1−F2−O−F相のいずれか1相以上
を示すものであり、これらの相が2相以上存在していても良い。なお、本明細書では「F
eおよび、R1とR2の少なくともいずれか1種、OあるいはFの少なくともいずれか1
種からなる相」のことを(R1,R2)−Fe−(O,F)と示す。
The grain boundary phase adjacent to the main phase includes at least one of Fe and at least one of R1 and R2 and at least one of O or F at the grain boundary. Even if it is uniformly dispersed throughout, there may be a concentration gradient from the surface. This is the magnet thickness (
Depending on the distance to be diffused), it is preferable that there is a concentration gradient of R1 and R2 between the grain boundary and the main phase.
In the presence of this phase, the coercive force can be controlled in the range of 0.5 to 5 kOe,
It is also effective for improving temperature characteristics. The amount is 1 to 20% by area ratio. Preferably 2
~ 18%. This can be measured by a combination of EPMA and SEM, or TEM and EDX.
“Fe and at least one of R1 and R2 and at least one of O or F” are Fe—R1-O, Fe—R1-F, Fe—R2—
O phase, Fe-R2-F phase, Fe-R1-R2-O phase, Fe-R1-R2-F phase, Fe-R
1-O—F phase, Fe—R 2 —O—F phase, Fe—R 1 —F 2 —O—F phase is one or more, and even if these phases are present in two or more phases good. In this specification, “F
e and at least one of R1 and R2, at least one of O or F
The “phase consisting of seeds” is indicated as (R1, R2) -Fe— (O, F).

本発明の永久磁石の母合金に関する製造方法は特に限定されるものではないが、効率よ
く得る方法として次のものが挙げられる。上記の磁石は、通常の希土類−鉄−Bからなる
磁石と同様なプロセス、すなわち合金の溶解・鋳造あるいはストリップキャスト、粉砕、
磁場中成形、焼結、熱処理の工程で、所定の磁気特性を発現することが出来る。
ここで、合金の鋳造あるいはストリップキャストについては、母合金の均質性からスト
リップキャスト法が好ましく、得られるフレークの板厚はおおよそ70μm以上2mm以
下である。好ましくは、100μm以上1mm以下が主体となることが好ましい。粗粉砕
は、ジョークラッシャー、スタンプミルなどを用いて行なう。なお、ストリップキャスト
で得られた試料の場合は、粗粉砕は不要の場合もある。また、ストリップキャストで作製
した試料は副相が均質に分散しているため、特性の安定化には有効である。
Although the manufacturing method regarding the mother alloy of the permanent magnet of this invention is not specifically limited, The following is mentioned as a method to obtain efficiently. The above-mentioned magnets are processed in the same manner as ordinary rare earth-iron-B magnets, ie, alloy melting / casting, strip casting, grinding,
Predetermined magnetic properties can be exhibited in the steps of molding, sintering, and heat treatment in a magnetic field.
Here, for the casting or strip casting of the alloy, the strip casting method is preferable from the homogeneity of the mother alloy, and the thickness of the obtained flake is approximately 70 μm or more and 2 mm or less. Preferably, the main component is 100 μm or more and 1 mm or less. Coarse grinding is performed using a jaw crusher, a stamp mill, or the like. In the case of a sample obtained by strip casting, coarse pulverization may be unnecessary. In addition, the sample produced by strip casting is effective in stabilizing the characteristics because the secondary phase is homogeneously dispersed.

また、粗粉砕後、微粉砕を行うことが好ましく、微粉砕処理はジェットミルを用いるこ
とが好ましく、その平均粒径は1〜50μmのものを用いることが好ましい。1μm以下
では十分な焼結密度が得られにくく、また処理の間に酸化が起こりやすく、特性劣化の要
因となる。一方、50μmを超えると角型性が悪くなり、また焼結後のリコイル透磁率も
大きくなってしまう。好ましくは2〜40μmであり、さらに好ましくは3〜30μmで
ある。一方、水素を用いた水素粉砕でも良いが、この手法では所定の平均粒径にまで到達
しないことがあるため、複数回水素吸蔵放出を繰り返す、あるいは水素粉砕の後、ボール
ミルのような湿式法あるいはジェットミルのような乾式法でさらに粉砕することでもよい

磁場中成形は、縦磁場あるいは横磁場でも良く、その際の磁場は配向させるためには強
い方が好ましいが10〜20kOeあればよい。また、成形圧力は高いほうが好ましいが
、これも100kg/cm以上あればよい。
Moreover, it is preferable to perform fine pulverization after coarse pulverization, and it is preferable to use a jet mill for the fine pulverization treatment, and it is preferable to use an average particle diameter of 1 to 50 μm. If the thickness is 1 μm or less, it is difficult to obtain a sufficient sintered density, and oxidation is likely to occur during processing, which causes deterioration of characteristics. On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, the squareness deteriorates and the recoil permeability after sintering also increases. Preferably it is 2-40 micrometers, More preferably, it is 3-30 micrometers. On the other hand, hydrogen pulverization using hydrogen may be used, but since this method may not reach a predetermined average particle diameter, hydrogen storage / release is repeated a plurality of times, or after hydrogen pulverization, a wet method such as a ball mill or Further pulverization may be performed by a dry method such as a jet mill.
Forming in a magnetic field may be a longitudinal magnetic field or a transverse magnetic field, and the magnetic field at that time is preferably stronger in order to be oriented, but it may be 10 to 20 kOe. Moreover, although the one where a shaping | molding pressure is higher is preferable, this should just be 100 kg / cm < 2 > or more.

焼結は1000℃から1200℃までの温度範囲で、10分〜10時間焼結する。その
後の冷却速度は、1〜100℃/min.で冷却する。1000℃未満では焼結が進まず
、高い残留磁化が得られない。一方1200℃を超えると、液相が多く出過ぎてしまい、
所定形状に成形した形態を保てなくなり、磁場中成形した効果が激減する。また、焼結時
間は10分未満では焼結が進まず、10時間を超えた場合、それ以下の時間と差はなく、
エネルギー消費の観点から10時間以下が好ましい。好ましくは、30分以上8時間以下
である。冷却速度は1℃/min未満では、磁石特性にばらつきが大きくなり、一方10
0℃/minを超えると、低融点相の析出が困難になるため、保磁力にばらつきが生じる
。また、場合によっては作製した焼結体にクラックが入ることがある。また、焼結温度は
主相の融点より20〜80℃低い温度であることが好ましい。
Sintering is performed at a temperature range of 1000 ° C. to 1200 ° C. for 10 minutes to 10 hours. Thereafter, the cooling rate is 1 to 100 ° C./min. Cool with. If it is less than 1000 ° C., sintering does not proceed and high remanent magnetization cannot be obtained. On the other hand, if it exceeds 1200 ° C., too much liquid phase will come out,
The shape molded into a predetermined shape cannot be maintained, and the effect of molding in a magnetic field is drastically reduced. In addition, when the sintering time is less than 10 minutes, the sintering does not proceed, and when it exceeds 10 hours, there is no difference from the time less than that,
10 hours or less is preferable from the viewpoint of energy consumption. Preferably, it is 30 minutes or more and 8 hours or less. When the cooling rate is less than 1 ° C./min, variation in the magnet characteristics becomes large.
If it exceeds 0 ° C./min, precipitation of the low melting point phase becomes difficult, and the coercive force varies. Moreover, a crack may enter into the produced sintered compact depending on the case. The sintering temperature is preferably 20 to 80 ° C. lower than the melting point of the main phase.

焼結体表面に(R2)あるいは(R2)Fを配置した後、300℃以上、焼結
温度の50℃下までの温度範囲で、1時間以上100時間以内の熱処理を行なう。ここで
、(R2)FはDyF、TbF,NdF,PrF が好ましい。また、(R2
は、DyTb、Nd、Prが好ましい。これらの材料
は、アルコール系に溶かしたものを塗布する、あるいは粉末を焼結体上に配置することが
出来る。熱処理は、これら酸化物、フッ化物の磁石内への拡散を目的とするものであるが
、その熱処理温度は300℃以下では拡散が起こりにくく、一方焼結温度に近づくと、拡
散が早くなりすぎ、主相中に平均的に入ってしまうため、量が少ない分通常の磁石と同じ
状況になってしまう。従って、拡散のための熱処理の上限温度は、焼結温度の50℃下ま
でである。時間は1時間〜100時間の範囲で、特性を十分制御できる酸化物、あるいは
フッ化物の拡散を行なうことが出来る。さらに、保磁力を調整するための時効処理を、4
00℃以上800℃以下の温度で1時間以上、20時間以下行なう。これは、400℃以
下では、低融点相(希土類リッチ相)が析出困難であり、保磁力の調整が困難である。一
方、800℃を超えると時効の効果が低減する。なお、この後の冷却速度を0.1〜20
℃/minで200℃まで冷却する。
After (R2) 2 O 3 or (R2) F 3 is disposed on the surface of the sintered body, heat treatment is performed for 1 hour to 100 hours in a temperature range of 300 ° C. or more and 50 ° C. below the sintering temperature. Here, (R2) F 3 is preferably DyF 3 , TbF 3 , NdF 3 , or PrF 3 . Also, (R2
) 2 O 3 is preferably Dy 2 O 3 Tb 2 O 3 , Nd 2 O 3 , or Pr 2 O 3 . These materials can be applied with an alcohol-based material or powder can be disposed on the sintered body. The heat treatment is aimed at diffusing these oxides and fluorides into the magnet, but the heat treatment temperature is less than 300 ° C., and diffusion hardly occurs. On the other hand, when the temperature approaches the sintering temperature, the diffusion becomes too fast. Since it enters the main phase on average, it becomes the same situation as a normal magnet due to the small amount. Therefore, the upper limit temperature of the heat treatment for diffusion is up to 50 ° C. below the sintering temperature. The time is in the range of 1 hour to 100 hours, and the diffusion of oxide or fluoride whose characteristics can be sufficiently controlled can be performed. Furthermore, an aging treatment for adjusting the coercive force is performed by 4
It is performed at a temperature of 00 ° C. or higher and 800 ° C. or lower for 1 hour or more and 20 hours or less. This is because it is difficult to precipitate a low melting point phase (rare earth rich phase) at 400 ° C. or lower, and it is difficult to adjust the coercive force. On the other hand, when it exceeds 800 ° C., the effect of aging is reduced. The subsequent cooling rate is 0.1-20.
Cool to 200 ° C at a rate of ° C / min.

時効処理は好ましくは、450℃以上、750℃以下である。時効時間は10分未満で
は効果が出にくく、一方20時間を超えると磁石特性の向上は見られない。このため、2
0時間以下が好ましい。さらに好ましくは、30分以上、15時間以下である。なお、時
効処理は2段以上の多段熱処理でもよいが、いずれにしても時効温度は高温側から低温側
に移動していくことが好ましく、多段処理で角型性が向上する。なお、多段処理とした場
合も熱処理時間の合計は10分〜20時間の範囲が好ましい。
また、時効処理後の冷却速度は0.1〜20℃/minであることが必要である。冷却
速度0.1℃/min未満では希土類リッチを主体とする低融点相が一部に凝集してしま
い、保磁力の制御が困難になる、20℃/minを超えると低融点相の析出が不十分とな
り、保磁力のばらつきが大となる。また、好ましい冷却速度は1〜10℃/minである
The aging treatment is preferably 450 ° C. or higher and 750 ° C. or lower. If the aging time is less than 10 minutes, it is difficult to obtain the effect, while if it exceeds 20 hours, the improvement of the magnet characteristics is not observed. For this reason, 2
0 hour or less is preferable. More preferably, it is 30 minutes or more and 15 hours or less. The aging treatment may be a multi-stage heat treatment of two or more stages, but in any case, the aging temperature is preferably moved from the high temperature side to the low temperature side, and the squareness is improved by the multi-stage treatment. In addition, also when it is set as multistage processing, the range of 10 minutes-20 hours is preferable for the total of heat processing time.
Moreover, the cooling rate after an aging treatment needs to be 0.1-20 degree-C / min. If the cooling rate is less than 0.1 ° C / min, the low melting point phase mainly composed of rare earths is partially aggregated, making it difficult to control the coercive force. If the cooling rate exceeds 20 ° C / min, the low melting point phase is precipitated. It becomes insufficient, and the variation in coercive force becomes large. Moreover, a preferable cooling rate is 1-10 degreeC / min.

また、時効処理として、多段時効処理の代りに時効処理の際に400℃から800℃未
満の温度範囲を空冷・水冷等の冷却方法により一定の冷却速度で冷却を行つてもよいが、
その際の冷却速度は1℃/minから20℃/minであることが必要である。なお、こ
れら時効処理は焼結後そのまま行つても、焼結後一旦室温まで冷却後再び昇温して行つて
もよい。
このプロセスでの雰囲気は非酸化雰囲気が好ましく、Ar、窒素、真空中での処理が好
ましい。なお、焼結密度は95%以上あればよく、好ましくは98%以上である。焼結密
度は(アルキメデス法による実測値/理論密度)×100%で求める。
In addition, as an aging treatment, a temperature range of 400 ° C. to less than 800 ° C. may be cooled at a constant cooling rate by a cooling method such as air cooling or water cooling in the aging treatment instead of the multi-stage aging treatment,
The cooling rate at that time needs to be 1 ° C./min to 20 ° C./min. These aging treatments may be performed as they are after sintering, or may be performed after cooling to room temperature and then raising the temperature again.
The atmosphere in this process is preferably a non-oxidizing atmosphere, and treatment in Ar, nitrogen and vacuum is preferred. The sintered density may be 95% or more, preferably 98% or more. The sintered density is determined by (actual measured value / theoretical density by Archimedes method) × 100%.

上記のプロセスで得られた磁石は、高磁気異方性の主相(正方晶を主とする希土類−鉄
−ホウ素相)と非磁性の粒界に希土類リッチの(R1、R2)―Fe−(O、F)からな
る相に加えて、R2−(F、O)からなる少なくとも1相存在することが好ましい。非磁
性希土類リッチ相ほかの割合は1〜20面積%以下が好ましい。これを超えると、飽和磁
束密度および残留磁束密度が低下してしまい、磁束の制御が十分でなくなってくる。一方
、1%以下になると、非磁性相が少なくなりすぎ、主相間に非磁性相が存在しない箇所が
増えるために、保磁力および角型性の制御が困難となる。
希土類リッチ相、すなわち(R1、R2)―Fe−(O、F)相は構成する希土類金属
元素が50〜90at%を主体とする。なお、その他の非磁性相である、例えば希土類酸
化物相、硼化物相などが10面積%以下で含まれていても良い。
得られた磁石は、耐酸化性を持たせるために、Niめっき、Cuめっき、Alめっきな
ど各種表面処理を行なうことにより、様々な環境下で使用することが出来る。
The magnet obtained by the above process has a main phase with high magnetic anisotropy (a rare earth-iron-boron phase mainly composed of tetragonal crystals) and a rare earth-rich (R1, R2) -Fe- In addition to the phase composed of (O, F), at least one phase composed of R2- (F, O) is preferably present. The ratio of the nonmagnetic rare earth-rich phase and the like is preferably 1 to 20 area% or less. Beyond this, the saturation magnetic flux density and the residual magnetic flux density decrease, and the control of the magnetic flux becomes insufficient. On the other hand, when it is 1% or less, the nonmagnetic phase becomes too small, and the number of places where the nonmagnetic phase does not exist between the main phases increases, making it difficult to control the coercive force and the squareness.
The rare earth-rich phase, that is, the (R1, R2) —Fe— (O, F) phase is mainly composed of 50 to 90 at% of the rare earth metal element. In addition, other nonmagnetic phases, for example, a rare earth oxide phase, a boride phase, and the like may be included at 10% by area or less.
The obtained magnet can be used in various environments by performing various surface treatments such as Ni plating, Cu plating, and Al plating in order to provide oxidation resistance.

(実施例)
(実施例1〜30)
表1に示す組成について、原料粉末を調製したのち、高周波誘導加熱炉で溶解し、そ
のままストリップキャスト法にて、板厚100〜300μmのフレーク状試料を作製した
。得られた試料を、ジェットミルで表1に示した平均粒径に微粉砕した後、磁場10kO
e、プレス圧0.5t/cm2の条件で磁場中成形した。得られた成形体を、母相の融点
より20〜80℃低い温度で3時間の条件で焼結し、50℃/minの速度で室温まで冷
却した。この後、実施例1〜15はフッ化物で奇数番号はDyFを、偶数番号はTbF
3を、実施例16〜30は酸化物で奇数番号はDy、偶数番号はTb2O3をアル
コール系溶液に溶かし、焼結体の表面に厚さ約1mmで塗布した。乾燥させた後、800
〜900℃、8時間熱処理した後、500〜550℃で10時間時効処理して、2℃/m
inの割合で冷却した。各実施例に係る永久磁石は密度98%以上の焼結体である。
いずれも、試料を100個作製し、磁石特性の評価として、残留磁束密度(Br)、保
磁力(Hc)、角型比、リコイル透磁率、Hcレンジを測定した。残留磁束密度(Br)
、保磁力(Hc)、角型比、リコイル透磁率については前述の方法を用いて測定し、10
0個の平均値とした。また、Hcレンジは保磁力のばらつきを示すもので100個測定し
た保磁力(Hc)の「最大値−最小値」から求めた。その結果を表1に示す。
(Example)
(Examples 1-30)
About the composition shown in Table 1, after preparing raw material powder, it melt | dissolved in the high frequency induction heating furnace, and produced the flake-like sample with a plate thickness of 100-300 micrometers by strip casting method as it is. The obtained sample was pulverized to an average particle size shown in Table 1 by a jet mill, and then a magnetic field of 10 kO.
e. Molding was performed in a magnetic field under the condition of a pressing pressure of 0.5 t / cm 2. The obtained molded body was sintered at a temperature 20 to 80 ° C. lower than the melting point of the matrix phase for 3 hours, and cooled to room temperature at a rate of 50 ° C./min. After this, Examples 1-15 are fluorides, odd numbers are DyF 3 and even numbers are TbF.
3 and Examples 16 to 30 were oxides, odd numbers Dy 2 O 3 and even numbers Tb 2 O 3 dissolved in an alcohol-based solution and applied to the surface of the sintered body with a thickness of about 1 mm. After drying, 800
After heat treatment at ˜900 ° C. for 8 hours, aging treatment is carried out at 500˜550 ° C. for 10 hours and 2 ° C./m
It was cooled at the rate of in. The permanent magnet according to each example is a sintered body having a density of 98% or more.
In any case, 100 samples were prepared, and the residual magnetic flux density (Br), the coercive force (Hc), the squareness ratio, the recoil permeability, and the Hc range were measured as evaluation of the magnet characteristics. Residual magnetic flux density (Br)
, Coercive force (Hc), squareness ratio, recoil permeability were measured using the methods described above, and 10
The average value was zero. The Hc range shows the variation in coercive force, and was obtained from “maximum value−minimum value” of 100 coercive forces (Hc). The results are shown in Table 1.

Figure 0005107198
Figure 0005107198

これらの実施例について、磁石特性を評価した結果、表1に示すとおり、高角型比と低
保磁力、および小さなリコイル透磁率が得られた。なお、粒界相の割合はSEM観察から
いずれも面積比で8〜15%であり、(R1、R2)−Fe−(O,F)相のいずれかか
らなる相が確認できた。
As a result of evaluating the magnet characteristics of these examples, as shown in Table 1, a high squareness ratio, a low coercive force, and a small recoil permeability were obtained. In addition, the ratio of the grain boundary phase was 8 to 15% in any area ratio by SEM observation, and a phase composed of any of (R1, R2) —Fe— (O, F) phases could be confirmed.

(比較例)
(比較例1〜7)
表1に示す比較例1〜7の組成に調合した素材を高周波溶解し、水冷鋳型に鋳造した後
、スタンプミルで35メッシュスルーまで粗粉砕し、次いでボールミルで時間を30分〜
3時間微粉砕した。平均粒径は4.8μmである。得られた粉末を、磁場10kOeで配
向させるとともに、1.5t/cmにて成形した。成形体は1150℃で1時間、Ar
雰囲気中で焼結後、放冷した。比較例1〜7はCeを含有しない組成を具備するものであ
る。
(比較例8)
表2に示す比較例8の合金につき、まず磁石原料を高周波誘導炉で溶解を行った。ルツ
ボはアルミナルツボを用い水冷銅鋳型中に鋳込み、母合金を作った。溶解で得られた母合
金を35mesh粗粉砕したのち、更にボールミルにより平均粒径8.5μmのものが得
られるように粉砕を行った。この後、粉末を磁界中で所定の圧力で成形した。成形体を1
150℃で2時間Ar雰囲気焼結を行い、その後700℃で3時間熱処理を行った。時効
熱処理後の冷却速度を100℃/minで放冷したものである。
(比較例9,10)
比較例9,10に示す合金を高周波溶解し、水冷銅鋳型に鋳造した。次に、スタンプミ
ルにより35メツシユスルーまでに粗粉砕し、次いでボールミルにより3時間微粉砕し、
平均粒径7μmとした。その後、磁界(10kOe)中配向・成形(1.5t/cm2に
て加圧)し、得られた成形体を1160℃、1時間Ar雰囲気中で焼結し、焼結後は放冷
(冷却速度200℃/min)した。
(Comparative example)
(Comparative Examples 1-7)
The materials prepared in the compositions of Comparative Examples 1 to 7 shown in Table 1 are melted by high frequency, cast into a water-cooled mold, coarsely pulverized to 35 mesh through with a stamp mill, and then time is 30 minutes with a ball mill.
Milled for 3 hours. The average particle size is 4.8 μm. The obtained powder was oriented at a magnetic field of 10 kOe and molded at 1.5 t / cm 2 . The molded body was 1150 ° C. for 1 hour, Ar
After sintering in the atmosphere, it was allowed to cool. Comparative Examples 1 to 7 have compositions that do not contain Ce.
(Comparative Example 8)
For the alloy of Comparative Example 8 shown in Table 2, the magnet raw material was first melted in a high frequency induction furnace. The crucible was an aluminum crucible and cast into a water-cooled copper mold to make a master alloy. The mother alloy obtained by dissolution was coarsely pulverized by 35 mesh, and further pulverized by a ball mill so that an average particle size of 8.5 μm was obtained. Thereafter, the powder was molded at a predetermined pressure in a magnetic field. 1 molded body
Ar atmosphere sintering was performed at 150 ° C. for 2 hours, and then heat treatment was performed at 700 ° C. for 3 hours. The cooling rate after the aging heat treatment is left to cool at 100 ° C./min.
(Comparative Examples 9 and 10)
The alloys shown in Comparative Examples 9 and 10 were melted at high frequency and cast into a water-cooled copper mold. Next, coarsely pulverized to 35 mesh through with a stamp mill, then finely pulverized with a ball mill for 3 hours,
The average particle size was 7 μm. Then, orientation and molding in a magnetic field (10 kOe) (pressurization at 1.5 t / cm 2), the obtained molded body was sintered in an Ar atmosphere at 1160 ° C. for 1 hour, and allowed to cool after cooling (cooling) Speed was 200 ° C./min).

(比較例11)
比較例11の組成を有する合金をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得た
。本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度7
μmにボール・ミルにより微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁界中で1.0ton
/cmの圧力で加圧成型した後、99.999%純度の180TorrAr中で106
0℃、2時間焼結し、焼結後は冷却速度350℃/minで室温まで冷却した。さらに6
00TorrAr中にて時効処理を725℃で2時間行なった。時効熱処理後の冷却速度
を100℃/minで放冷したものである。
(比較例12〜15)
比較例12〜15に示す合金を高周波溶解し水冷銅鋳型に鋳造した。次いで、スタンプ
ミルにより35メツシユスルーまで粗粉砕し、次いでボールミルにより3時間微粉砕し、
平均粒径5μmとした。その後、磁界(10kOe)中配向、成形(1.5t/cm
て加圧)し、成形体は1150℃×1時間Ar雰囲気中で焼結し、焼結後は放冷(200
℃/min)した。
(Comparative Example 11)
An alloy having the composition of Comparative Example 11 was melted in an Ar gas arc, and then cast into a water-cooled copper mold. This alloy was coarsely pulverized to 40 mesh or less with a stamp mill and then average particle size 7 in an organic solvent.
Finely pulverized to a μm by a ball mill. The obtained powder was 1.0 ton in a 15 kOe magnetic field.
After pressure molding at a pressure of / cm 2 , it is 106 in 99.999% pure 180 Torr Ar.
Sintering was carried out at 0 ° C. for 2 hours, and after sintering, the mixture was cooled to room temperature at a cooling rate of 350 ° C./min. 6 more
An aging treatment was performed at 725 ° C. for 2 hours in 00 TorrAr. The cooling rate after the aging heat treatment is left to cool at 100 ° C./min.
(Comparative Examples 12-15)
The alloys shown in Comparative Examples 12 to 15 were melted at high frequency and cast into water-cooled copper molds. Next, coarsely pulverized to 35 mesh through with a stamp mill, then finely pulverized with a ball mill for 3 hours,
The average particle size was 5 μm. Thereafter, orientation in a magnetic field (10 kOe) and molding (pressurization at 1.5 t / cm 2 ), the molded body was sintered in an Ar atmosphere at 1150 ° C. × 1 hour, and allowed to cool after sintering (200
° C / min).

(比較例18〜20)
比較例18〜20の組成につき、高周波溶解で母合金を作製後、単ロール法により、急
冷し、板厚20〜40μmのフレーク状試料を得た。これを、ジェットミルで粉砕後、比
較例1と同様の条件で磁場中成形した。この比較例は結晶粒がnmと小さく、この結果磁
石は等方性のみとなる。また、得られた成形体は焼結すると磁気特性が劣化するため、粉
砕状態の試料を樹脂で固めて測定した。従って、焼結磁石としての特性は不十分である。
(Comparative Examples 18-20)
About the composition of Comparative Examples 18-20, after producing a mother alloy by high frequency melt | dissolution, it rapidly_cool | quenched by the single roll method, The plate-shaped sample of 20-40 micrometers in thickness was obtained. This was pulverized by a jet mill and then molded in a magnetic field under the same conditions as in Comparative Example 1. In this comparative example, the crystal grains are as small as nm, and as a result, the magnet is only isotropic. In addition, since the magnetic properties of the molded body thus obtained deteriorated when sintered, the ground sample was solidified with a resin and measured. Therefore, the characteristics as a sintered magnet are insufficient.

(比較例21〜23)
比較例21〜23の組成について、高周波溶解炉を用いてArガス中で溶解する。該合
金をボールミルを用いて粒径2μm〜5μmの範囲の微粉末に粉砕する。この微粉末を磁
場中で圧縮成形し、その成形体を1100℃×1時間、焼結後1070℃×2時間溶体化
処理を行ない急冷し、さらには800℃×2時間時効処理した。時効熱処理後の冷却速度
を100℃/minで放冷したものである。
(比較例24,25)
比較例24,25の組成について高周波溶解炉を用いてArガス中で溶解する。該合金
をボールミルを用いて粒径2μm〜5μmの微粉末にする。この粉末を磁場中で圧縮成形
し、その成形体を1100℃×1時間焼結後、1070℃×2時間溶体化処理を行ない急
冷し、さらに800℃×4時間時効処理して永久磁石を得た。なお、時効熱処理後は冷却
速度100℃/minで放冷したものである。
(Comparative Examples 21-23)
About the composition of Comparative Examples 21-23, it melt | dissolves in Ar gas using a high frequency melting furnace. The alloy is pulverized into a fine powder having a particle size in the range of 2 μm to 5 μm using a ball mill. The fine powder was compression-molded in a magnetic field, and the compact was subjected to a solution treatment at 1100 ° C. for 1 hour and after sintering at 1070 ° C. for 2 hours, and then rapidly cooled, and further subjected to an aging treatment at 800 ° C. for 2 hours. The cooling rate after the aging heat treatment is left to cool at 100 ° C./min.
(Comparative Examples 24 and 25)
About the composition of the comparative examples 24 and 25, it melt | dissolves in Ar gas using a high frequency melting furnace. The alloy is made into a fine powder having a particle size of 2 μm to 5 μm using a ball mill. This powder is compression-molded in a magnetic field, and the compact is sintered at 1100 ° C. for 1 hour, then subjected to solution treatment at 1070 ° C. for 2 hours, rapidly cooled, and further subjected to aging treatment at 800 ° C. for 4 hours to obtain a permanent magnet. It was. In addition, after aging heat processing, it stood to cool with the cooling rate of 100 degrees C / min.

(比較例26,27,28)
比較例26〜28の組成について、高周波溶解炉を用いてArガス中で溶解する。そし
て該合金をボールミルを用いて粒径2μm〜5μmの範囲の微粉末に粉砕する。この粉末
を磁場中で圧縮成形し、その成形体を1100℃×1時間焼結後1070℃×2時間溶体
化処理を行ない急冷し、さらに800℃×2時間時効処理した。なお、時効熱処理後は冷
却速度100℃/minで放冷したものである。
(比較例29,30)
比較例29,30の組成について、高周波溶解炉を用いてArガス中で溶解する。該合
金をボールミルで粒径2μm〜5μm微粉末にする。この粉末を磁場中で圧縮成形し、そ
の成形体を1100℃×1時間焼結後、1070℃×2時間溶体化処理を行ない急冷し、
さらに800℃×4時間時効処理して永久磁石を得た。なお、時効熱処理後は冷却速度1
00℃/minで放冷したものである。
(Comparative Examples 26, 27, 28)
About the composition of Comparative Examples 26-28, it melt | dissolves in Ar gas using a high frequency melting furnace. And this alloy is grind | pulverized to the fine powder of the particle size range of 2 micrometers-5 micrometers using a ball mill. This powder was compression-molded in a magnetic field, and the compact was sintered at 1100 ° C. for 1 hour, then subjected to solution treatment at 1070 ° C. for 2 hours, quenched, and further subjected to aging treatment at 800 ° C. for 2 hours. In addition, after aging heat processing, it stood to cool with the cooling rate of 100 degrees C / min.
(Comparative Examples 29 and 30)
About the composition of the comparative examples 29 and 30, it melt | dissolves in Ar gas using a high frequency melting furnace. The alloy is made into a fine powder having a particle size of 2 μm to 5 μm by a ball mill. This powder is compression-molded in a magnetic field, the molded body is sintered at 1100 ° C. for 1 hour, and then subjected to a solution treatment for 1070 ° C. for 2 hours, followed by rapid cooling,
Further, a permanent magnet was obtained by aging treatment at 800 ° C. for 4 hours. The cooling rate is 1 after aging heat treatment.
It is cooled at 00 ° C./min.

(比較例31〜33)
表2に示す組成を有する原料粉末を調製したのち、高周波誘導加熱炉で溶解し、そのま
まストリップキャスト法にて、板厚100〜300μmのフレーク状試料を作製した。得
られた試料を、ジェットミルで平均粒径5〜8μmに微粉砕した後、磁場10kOe、プ
レス圧0.5t/cm2の条件で磁場中成形した。得られた成形体を、母相の融点より5
0℃低い温度で、3時間の条件で焼結し、50℃/minの速度で室温まで冷却した。こ
の後、700℃、3時間熱処理を行ない、10℃/minの割合で冷却した。これらの処
理は、全てAr雰囲気中で行なっている。
いずれも、試料を100個作製し、磁石特性の評価として、残留磁束密度(Br)、保
磁力(Hc)、角型比、リコイル透磁率、Hcレンジを測定した。残留磁束密度(Br)
、保磁力(Hc)、角型比、リコイル透磁率については前述の方法を用いて測定し、10
0個の平均値とした。また、Hcレンジは保磁力のばらつきを示すもので100個測定し
た保磁力(Hc)の「最大値−最小値」から求めた。その結果を表1に示す。
各比較例の磁石につき、実施例と同様の測定条件で磁石特性を評価した結果を表2に併
せて示す。いずれの比較例とも、保磁力が大きすぎたり、また小さすぎたり、さらに角型
性が劣化していることがわかる。
(Comparative Examples 31-33)
After preparing the raw material powder having the composition shown in Table 2, it was melted in a high frequency induction heating furnace, and a flake sample having a plate thickness of 100 to 300 μm was produced by the strip casting method as it was. The obtained sample was finely pulverized with a jet mill to an average particle size of 5 to 8 μm, and then molded in a magnetic field under conditions of a magnetic field of 10 kOe and a press pressure of 0.5 t / cm 2. The obtained molded body is 5 from the melting point of the parent phase.
Sintering was performed at a low temperature of 0 ° C. for 3 hours, and then cooled to room temperature at a rate of 50 ° C./min. Thereafter, heat treatment was performed at 700 ° C. for 3 hours, and cooling was performed at a rate of 10 ° C./min. These processes are all performed in an Ar atmosphere.
In any case, 100 samples were prepared, and the residual magnetic flux density (Br), the coercive force (Hc), the squareness ratio, the recoil permeability, and the Hc range were measured as evaluation of the magnet characteristics. Residual magnetic flux density (Br)
, Coercive force (Hc), squareness ratio, recoil permeability were measured using the methods described above, and 10
The average value was zero. The Hc range shows the variation in coercive force, and was obtained from “maximum value−minimum value” of 100 coercive forces (Hc). The results are shown in Table 1.
Table 2 also shows the results of evaluating the magnet characteristics under the same measurement conditions as in the examples for the magnets of each comparative example. In any of the comparative examples, it can be seen that the coercive force is too large or too small, and the squareness is deteriorated.

Figure 0005107198
Figure 0005107198

(モータへの適用)
実施例1〜30および比較例1〜20を永久磁石モータに組込んだ際の特性を室温で評
価した。モータ特性の評価として各実施例および各比較例に係る永久磁石を、図2に示す
全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化させることができるモータの低保磁力磁石部
に組み込み、また高保磁力磁石としてNdFeB磁石(Hc=21kOe、Br=12.
4kG)を用いて、モータの効率評価を行った。なお、表2に比較例34としてアルニコ
磁石を示した。
基準とする永久磁石モータは磁石として全てNdFeB磁石(比較例35:低保磁力側
も高保磁力側と同じ磁石を使用)を用いた場合の効率を基準とし、実施例、比較例の効率
を相対値として示している。評価条件は、モータの高速回転(3000rpm)、中速回
転(2000rpm)、低速回転(1000rpm)での効率の平均値である。これらの
条件は、トルクを指標とすると低トルク、中トルク、高トルクとなっており、各動作条件
での効率が反映されることになる。
結果を表1および表2に併せて示すが、本実施例に係る永久磁石を用いた場合、NdF
eB磁石のみの永久磁石モータに比べて、大幅に効率向上しており、またアルニコ磁石を
用いた場合に比べても効率が高いことがわかる。

なお、今回実施例として図2に示す構造の全体または一部の永久磁石の磁化状態を変化
させることができるモータへの適用を行ったが、保磁力の高い磁石と比較的保磁力の小さ
い磁石の組合せで構成される永久磁石モータ用磁石として本実施例の永久磁石を使用する
ものであれば、特にモータ構造に制限されるものではない。
(Application to motor)
The characteristics when Examples 1 to 30 and Comparative Examples 1 to 20 were incorporated into a permanent magnet motor were evaluated at room temperature. As an evaluation of the motor characteristics, the permanent magnets according to the respective examples and comparative examples are incorporated in the low coercive force magnet portion of the motor capable of changing the magnetization state of all or part of the permanent magnets shown in FIG. NdFeB magnet (Hc = 21 kOe, Br = 12.
4kG) was used to evaluate the efficiency of the motor. Table 2 shows an alnico magnet as Comparative Example 34.
The permanent magnet motors used as references are all based on the efficiency when using NdFeB magnets (Comparative Example 35: the same magnet as the low coercive force side is used for the low coercive force side) as the reference, and the relative efficiency of the example and the comparative example. Shown as a value. The evaluation condition is an average value of efficiency at high speed rotation (3000 rpm), medium speed rotation (2000 rpm), and low speed rotation (1000 rpm) of the motor. These conditions are low torque, medium torque, and high torque when torque is used as an index, and the efficiency under each operating condition is reflected.
The results are shown in Tables 1 and 2 together. When the permanent magnet according to this example is used, NdF
It can be seen that the efficiency is significantly improved as compared with a permanent magnet motor using only an eB magnet, and that the efficiency is higher than when an alnico magnet is used.

In addition, although applied to the motor which can change the magnetization state of the whole or a part of permanent magnet of the structure shown in FIG. 2 as an embodiment this time, a magnet having a high coercive force and a magnet having a relatively small coercive force. As long as the permanent magnet of the present embodiment is used as a permanent magnet motor magnet constituted by the combination, the motor structure is not particularly limited.

(実施例31〜36、比較例36〜37)
実施例3の永久磁石を用い製造条件を表3のように変えたものを製造した。各実施例お
よび比較例について実施例3と同様の測定を行った。以下、表3に示す。
(Examples 31-36, Comparative Examples 36-37)
The permanent magnets of Example 3 were used and the production conditions were changed as shown in Table 3. For each of the examples and comparative examples, the same measurement as in Example 3 was performed. The results are shown in Table 3 below.

Figure 0005107198
Figure 0005107198

本実施例にかかる製造条件であれば目的とする特性が得られることが分かる。   It can be seen that the desired characteristics can be obtained under the manufacturing conditions according to this example.

永久磁石モータの一例を示す図。The figure which shows an example of a permanent magnet motor. 本発明の永久磁石を用いたモータの一例を示す図。The figure which shows an example of the motor using the permanent magnet of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1… 回転子
2 … 回転子鉄心
3… 低保磁力永久磁石
3A … 高保磁力永久磁石
3B… 高保磁力永久磁石
4 … 高保磁力永久磁石
4A… 低保磁力永久磁石
4B… 高保磁力永久磁石
5 …第1の空洞
6 … 第2の空洞
7 …鉄心の磁極部
11 … スリット
12 … スリット
14 …永久磁石
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotor 2 ... Rotor core 3 ... Low coercivity permanent magnet 3A ... High coercivity permanent magnet 3B ... High coercivity permanent magnet 4 ... High coercivity permanent magnet 4A ... Low coercivity permanent magnet 4B ... High coercivity permanent magnet 5 ... First 1 cavity 6 ... 2nd cavity 7 ... magnetic pole part of iron core 11 ... slit 12 ... slit 14 ... permanent magnet

Claims (12)

下記一般式を満たすとともに、粒界にFeおよび、R1とR2の少なくともいずれか1種、OあるいはFの少なくともいずれか1種からなる相の少なくとも1相が存在し、室温の保磁力が0.5kOe以上5kOe以下、残留磁束密度が7.9kG以上、かつ10kOeの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が80%以上であることを特徴とする永久磁石。
一般式
(Ce1−x−yR1R2FeCo
R1:Nd,Pr、Smから選ばれる少なくとも1種
R2:Tb,Dy、あるいはR1で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも1種
M:Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo、W,Mn、Ni,Cuから選ばれる少なくとも1種
X:Ga,Si,Alから選ばれる少なくとも1種
A:F,Oから選ばれる少なくとも1種
0.1≦x≦0.5
0≦y≦0.1
0.1≦x+y≦0.5
7≦a≦18
50≦b≦80
1≦c≦30
4≦d≦18
0≦e≦6
0≦f≦6
0≦g≦5
0.01≦h≦3
a+b+c+d+e+f+g+h=100原子%
In addition to satisfying the following general formula, at least one of Fe and at least one of R1 and R2, or O or F is present at the grain boundary, and the coercivity at room temperature is 0. A permanent magnet having a remanent magnetic flux density of 7.9 kG or more and a squareness ratio expressed by a ratio of residual magnetization to magnetization in a magnetic field of 10 kOe is 80% or more.
Formula (Ce 1-x-y R1 x R2 y) a Fe b Co c B d M e X f C g A h
R1: At least one selected from Nd, Pr, Sm R2: Tb, Dy, or at least one selected from elements not selected by R1 M: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo At least one selected from W, Mn, Ni, Cu X: at least one selected from Ga, Si, Al A: at least one selected from F, O 0.1 ≦ x ≦ 0.5
0 ≦ y ≦ 0.1
0.1 ≦ x + y ≦ 0.5
7 ≦ a ≦ 18
50 ≦ b ≦ 80
1 ≦ c ≦ 30
4 ≦ d ≦ 18
0 ≦ e ≦ 6
0 ≦ f ≦ 6
0 ≦ g ≦ 5
0.01 ≦ h ≦ 3
a + b + c + d + e + f + g + h = 100 atomic%
Feおよび、R1とR2の少なくともいずれか1種、OあるいはFの少なくともいずれか1種からなる相は、R1とR2の合計が50原子%以上であることを特徴とする請求項1記載の永久磁石。   The permanent phase according to claim 1, wherein the phase composed of Fe and at least one of R1 and R2, and at least one of O or F has a total of R1 and R2 of 50 atomic% or more. magnet. R2−Fe−F、R2−Fe−O、R2−Fe−F−Oから選ばれる少なくとも1種が含まれることを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載の永久磁石。   The permanent magnet according to any one of claims 1 and 2, wherein at least one selected from R2-Fe-F, R2-Fe-O, and R2-Fe-FO is included. 主相は正方晶構造の(Ce、R1)Fe14を基本とすることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の永久磁石。 4. The permanent magnet according to claim 1, wherein the main phase is based on tetragonal structure (Ce, R 1 ) 2 Fe 14 B 1. 5 . 粒界に存在する相は存在比率が面積比で1〜20%であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の永久磁石。   5. The permanent magnet according to claim 1, wherein the phase existing in the grain boundary has an area ratio of 1 to 20% in terms of area ratio. リコイル透磁率が1.00〜1.08を持つことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の永久磁石。   The permanent magnet according to any one of claims 1 to 5, wherein a recoil permeability is 1.00 to 1.08. 焼結体であることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の永久磁石。   The permanent magnet according to claim 1, wherein the permanent magnet is a sintered body. モータに搭載されることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の永久磁石。   The permanent magnet according to claim 1, wherein the permanent magnet is mounted on a motor. 以下の一般式を満たす合金粉末を磁場中成形することにより成形体を調整する成形工程、成形体を不活性雰囲気中1000℃以上1200℃以下の温度で10分以上10時間以下焼結することにより焼結体を得る焼結工程、焼結体表面に(R2)あるいは(R2)Fを配置した後、300℃以上、焼結温度の50℃下までの温度範囲で、1時間以上100時間以内の熱処理を行なう工程、400℃以上800℃以下の温度で1時間以上、20時間以下時効する工程、この後の冷却速度を0.1〜20℃/minで200℃まで冷却することを特徴とする永久磁石の製造方法。
一般式
(Ce1−x−yR1R2FeCo
R1:Nd,Pr、Smから選ばれる少なくとも1種
R2:Tb,Dy、あるいはR1で選択されなかった元素から選ばれる少なくとも1種
M:Ti,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo、W,Mn、Ni,Cuから選ばれる少なくとも1種
X:Ga,Si,Alから選ばれる少なくとも1種
A:F,Oから選ばれる少なくとも1種
0.1≦x≦0.5
0≦y≦0.1
0.1≦x+y≦0.5
7≦a≦18
50≦b≦80
1≦c≦30
4≦d≦18
0≦e≦6
0≦f≦6
0≦g≦5
0.01≦h≦3
a+b+c+d+e+f+g+h=100原子%
A molding step for adjusting a molded body by molding an alloy powder satisfying the following general formula in a magnetic field, and sintering the molded body at a temperature of 1000 ° C. to 1200 ° C. for 10 minutes to 10 hours in an inert atmosphere. Sintering step to obtain a sintered body, (R2) 2 O 3 or (R2) F 3 is disposed on the surface of the sintered body, and then for 1 hour in a temperature range of 300 ° C. or more and 50 ° C. below the sintering temperature The step of performing the heat treatment within 100 hours, the step of aging at a temperature of 400 ° C. or higher and 800 ° C. or lower for 1 hour or longer and 20 hours or shorter, and then cooling to 200 ° C. at a cooling rate of 0.1 to 20 ° C./min. A method for manufacturing a permanent magnet.
Formula (Ce 1-x-y R1 x R2 y) a Fe b Co c B d M e X f C g A h
R1: At least one selected from Nd, Pr, Sm R2: Tb, Dy, or at least one selected from elements not selected by R1 M: Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo At least one selected from W, Mn, Ni, Cu X: at least one selected from Ga, Si, Al A: at least one selected from F, O 0.1 ≦ x ≦ 0.5
0 ≦ y ≦ 0.1
0.1 ≦ x + y ≦ 0.5
7 ≦ a ≦ 18
50 ≦ b ≦ 80
1 ≦ c ≦ 30
4 ≦ d ≦ 18
0 ≦ e ≦ 6
0 ≦ f ≦ 6
0 ≦ g ≦ 5
0.01 ≦ h ≦ 3
a + b + c + d + e + f + g + h = 100 atomic%
焼結体表面の少なくとも一部に(R2)あるいは(R2)Fを配置したことを特徴とする請求項9記載の永久磁石の製造方法。 At least a portion (R2) 2 O 3 or (R2) method for producing a permanent magnet according to claim 9, wherein in that a F 3 of the sintered body surface. 室温の保磁力が0.5kOe以上5kOe以下で、かつ10kOeの磁場での磁化に対する残留磁化の比で表した角型比が80%以上であることを特徴とする請求項9乃至10に記載の永久磁石の製造方法。   The coercive force at room temperature is 0.5 kOe or more and 5 kOe or less, and the squareness ratio expressed by the ratio of the residual magnetization to the magnetization in a magnetic field of 10 kOe is 80% or more. A method for manufacturing a permanent magnet. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の永久磁石を搭載したことを特徴とするモータ。A motor comprising the permanent magnet according to any one of claims 1 to 8.
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