JP6503078B2 - 永久磁石、回転電機、および車 - Google Patents
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Description
本実施形態の永久磁石について以下に説明する。
本実施形態の永久磁石は、組成式:RpFeqMrCutCo100−p−q−r−t(式中、Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素、MはZr、Ti、およびHfからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、pは10.5≦p≦12.4原子%を満足する数、qは28≦q≦40原子%を満足する数、rは0.88≦r≦4.3原子%を満足する数、tは3.5≦t≦13.5原子%を満足する数である)で表される組成を備える。
(BH)max(理論値)=Mr 2/4μ0・・・(1)
角型比は、測定で得られる(BH)maxと(BH)max(理論値)の比により評価され、下記式(2)により求められる。
(BH)max(実測値)/(BH)max(理論値)×100・・・(2)
次に、永久磁石の製造方法例について説明する。まず、永久磁石の合成に必要な所定の元素を含む合金粉末を調製する。次に、電磁石の中に設置した金型内に合金粉末を充填し、磁場を印加しながら加圧成形することにより結晶軸を配向させた圧粉体を製造する。
第1の実施形態の永久磁石は、各種モータや発電機等の回転電機に使用することができる。また、可変磁束モータや可変磁束発電機の固定磁石や可変磁石として使用することも可能である。第1の実施形態の永久磁石を用いることによって、各種のモータや発電機が構成される。第1の実施形態の永久磁石を可変磁束モータに適用する場合、可変磁束モータの構成やドライブシステムには、例えば特開2008−29148号公報や特開2008−43172号公報に開示されている技術を適用することができる。
永久磁石に用いられる各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気でアーク溶解して合金インゴットを作製した。上記合金インゴットを1170℃で12時間保持して熱処理を行った後、合金インゴットに対して粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。得られた合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1170℃、12時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1180℃、10時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1150℃、24時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを実施し、磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
各原料を所定の比率で秤量して混合した後、Arガス雰囲気中で高周波溶解して合金インゴットを作製した。上記合金インゴットに対し粗粉砕を実施した後に1170℃、12時間の熱処理を施し、急冷することにより室温まで冷却した。さらに、粗粉砕とジェットミルによる粉砕とを磁石の原料粉末としての合金粉末を調製した。さらに上記合金粉末を磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。
実施例8と同組成の合金粉末を原料に用い、磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。次に、合金粉末の圧縮成形体を焼結炉のチャンバ内に配置し、チャンバ内を9.0×10−3Paの真空状態にした後に1170℃まで昇温させ、到達温度で10分間保持した後、チャンバ内にArガスを導入した。Ar雰囲気中としたチャンバ内の温度を1190℃まで昇温させ、上記到達温度で3時間保持することにより焼結を行った。次に、1155℃まで冷却し、到達温度で8時間保持することにより高質化処理を行った。次に、1135℃まで徐冷を行い、到達温度で12時間保持して溶体化処理を行い、その後室温まで冷却を行った。なお、溶体化処理後の冷却速度を200℃/分とした。
表1に示す組成を有する磁石を、実施例1および実施例2のそれぞれと同一の方法で作製した。また、実施例と同様にTh2Zn17型結晶相のFe濃度、Cuリッチ相の平均長さ、Cuリッチ相のCu濃度、さらに角型比、保磁力、および残留磁化を測定した。さらに角型比、保磁力、および残留磁化を測定した。その結果を表3に示す。
実施例8と同組成の合金粉末を原料に用い、磁界中でプレス成形して圧縮成形体を作製した。次に、合金粉末の圧縮成形体を焼結炉のチャンバ内に配置し、チャンバ内を9.0×10−3Paの真空状態にした後に1170℃まで昇温させ、到達温度で10分間保持した後、チャンバ内にArガスを導入した。Ar雰囲気中としたチャンバ内の温度を1190℃まで昇温させ、上記到達温度で3時間保持することにより焼結を行った。次に、1155℃まで冷却し、到達温度で8時間保持することにより高質化処理を行った。次に、1135℃まで徐冷を行い、到達温度で12時間保持して溶体化処理を行い、その後室温まで冷却を行った。なお、溶体化処理後の冷却速度を200℃/分とした。
Claims (10)
- 組成式:RpFeqMrCutCo100−p−q−r−t
(式中、Rは希土類元素から選ばれる少なくとも1つの元素、MはZr、Ti、およびHfからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素、pは10.5≦p≦12.4原子%を満足する数、qは28≦q≦40原子%を満足する数、rは0.88≦r≦4.3原子%を満足する数、tは3.5≦t≦13.5原子%を満足する数である)
で表される永久磁石であって、
Th2Zn17型結晶相を有するセル相と、前記セル相を区切るように設けられ、前記Th2Zn17型結晶相よりも高いCu濃度を有するCuリッチ相と、を含む金属組織を具備し、
前記Th2Zn17型結晶相のFe濃度が30原子%以上45原子%以下であり、
前記Cuリッチ相の平均長さが30nm以上250nm以下であり、
前記Th 2 Zn 17 型結晶相のc軸を含む前記金属組織の1μm 2 の断面領域において、前記Cuリッチ相の数が20以上である、永久磁石。 - 前記Cuリッチ相の幅が50μm以下である、請求項1に記載の永久磁石。
- 前記Cuリッチ相のCu濃度が30原子%以上である、請求項1または請求項2に記載の永久磁石。
- 前記組成式における元素Rの50原子%以上がSmであり、
前記組成式における元素Mの50原子%以上がZrである、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の永久磁石。 - 前記組成式におけるCoの20原子%以下が、Ni、V、Cr、Mn、Al、Ga、Nb、Ta、およびWから選ばれる少なくとも一つの元素で置換されている、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の永久磁石。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか一項に記載の永久磁石を具備する、回転電機。
- 前記回転電機は、ステータと、ロータと、を有し、
前記ステータまたはロータは、前記永久磁石を有する、請求項6に記載の回転電機。 - 前記回転電機の一端に設けられたタービンに前記ロータがシャフトを介して接続されている、請求項7に記載の回転電機。
- 請求項6または請求項7に記載の回転電機を具備する、車。
- 請求項7に記載の回転電機を具備し、
前記ロータはシャフトに接続されており、前記シャフトに回転が伝達される、車。
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