JPH01175208A - 永久滋石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、希土類元素と鉄のボロンを基本成分とする永
久磁石の製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

永久磁石は、一般家庭の各種電気製品から大型コンピュ
ーターの周辺端末機器まで幅広い分野で使用されている
重要な電気、電子材料の一つである。

最近の電気製品の小型化、高効率化の要求にともない、
永久磁石も益々高性能化が求められている。現在使用さ
れている永久磁石のうち代表的なものはアルニコ・ハー
ドフェライト及び希土類−遷移金属磁石である。特に希
土類−遷移金属系磁石であるＲ−Ｃｏ系永久磁石やＲ−
Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、高い磁気性能が得られるので従
来から多くの研究開発が成されている。

従来、これらＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法に関し
ては、以下の文献に示すような方法がある。

（１）粉末冶金法に基づく焼結による方法、（文献１、
文献２） （２）アモルファス合金を製造するのに用いる急冷薄帯
製造装置で、厚さ３０μｍ程度の急冷薄片を作り、その
薄片を樹脂結合法で磁石にするメルトスピニング法によ
る急冷薄片を用いた樹脂結合方法。（文献３、文献４） （３）上述の（２）の方法で使用した急冷薄片を２段階
のホットプレス法で、機械的配向処理を行う方法、（文
献４、文献５） ここで、 文献１：特開昭５９−４６００８号公報；文献２　：　
Ｍ　、　Ｓａｑａｗａ、　Ｓ　、　Ｆｕｊｉｌｌｕｒａ
、　Ｎ　、　Ｔｏａａｗａ、　　　Ｈ，Ｙａｎａｉｏｔ
ｏ　　　ａｎｄ　　　　Ｙ、　　　Ｈａｔｕｕｒａ；Ｊ
　　、　　　＾ｐｐｌ。

Ｐｈｙｓ、Ｖａｔ　　、５５（６）１５　　Ｍａｒｃｈ
　　１９８４．Ｐ２Ｏ８３文献３：特開昭５９−２１１
５４９号公報；文献４　：　Ｒ，Ｗ、　Ｌｅｅ；　ＡＤ
Ｉ）１．　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、Ｖｏｌ。

４６（８）、１５　Ａｐｒｉｌ　１９８５．　Ｐ７９０
；文献５：特開昭６０−１００４０２号公報次に上記の
従来方法について説明する。

先ず（１）の焼結法では、溶解・鋳造により合金インゴ
ットを作製し、このインゴットを３μｍ位の粒径にまで
粉砕し、バインダーと混練し、磁場中でプレス成形され
て成形体が出来上がる。

この成形体はアルゴン中で、１１００℃前後の温度で１
時間焼結され、その後６００℃前後の温度で熱処理する
ことにより、保磁力が向上される。

（２）のメルトスピニング法による急冷薄片を用いた樹
脂結合方法では、先ず急冷薄帯製造装置の回転数を最適
化して、直径が１００ＯＡ以下の他結晶の集合体となっ
ているようなＲ−Ｆｅ−Ｂ合金の厚さ３０μｍのリボン
状薄片を作製する。この薄片中の結晶粒の結晶軸は等友
釣に分布し磁気的にも等方性であり、適度な粒度に粉砕
して樹脂と混練してプレス成形すれば等方性の磁石が得
られる。

（３）の二段階ホットプレスによる製造方法は、（２）
で用いられたリボン状の急冷薄片が、真空中あるいは不
活性ガス中７００℃付近で圧力〜１゜４　ｔｏｎ／−で
プレスされる０次に同様の７００℃で０．７ｔｏｎ／−
で数秒間プレスしてその厚さを初めの１７２にすると合
金は異方性化して、緻密で異方性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ
磁石が製造できる。

又、Ｌｉｑｕｉｄ　ｄｙｎａｎｒｃ　Ｃ０ｆｆ１ｐａＣ
ｔｉＯｎ法（以下、ＬＤＣ法と言う）によってバルク状
態で保磁力を有する合金も作られている。（文献６） 文献６　：　Ｔ、　Ｓ、　Ｃｈｉｎ　　他、Ｊ、＾ＤＤ
１．　Ｐｈｙｓ。

５９（４）、１５　Ｆｅｂｕｒａｒｙ　１９８６．　ｐ
１２９７〔発明が解決しよ、うとする問題点〕 蒸上の従来技術で一応希土類元素と鉄とボロンを基本成
分とする永久磁石は製造出来るが、これらの製造方法に
は次の如き欠点を有している。

〈１〉の焼結法では、合金を粉末にするのが必須である
が、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金においてその粉末は、酸素
に対して大変活性であるので、焼結法に用いられる粉末
は厳重に管理される必要があり、不活性ガス雰囲気等の
高価な設（ｉｌｉｉが必要となる。

又焼結法においては、バインダーの炭素か磁気性能に悪
影響を与える問題やグリーン体と呼ばれる成形体のハン
ドリングが錐しいといった生産効率を悪くする問題があ
り、Ｒ−Ｆｅ−Ｆ３系磁石の原料費の安さを十分に引き
出すことが出来る方法とは言い誼い。

又、（２）並びに（３）の方法は、従来の永久磁石製造
の概念を変える興味深いものであるか約１０６℃／ｓｅ
ｃといった非常に急速な冷却を必要ヒしその組織中には
結晶質相だけでなく、非晶質相をも倉有することから、
熱安定性に乏しく、異方性化のための熱間加工も結晶化
させないために短時間で行なわねばならないといった生
産性に関する問題が大きな欠点となっている。

本発明は、以上の従来技術の欠点を解決するものであり
、その目的とするところは高性能且つ低コストな希土類
−鉄系永久磁石の製造方法を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の永久磁石の製造方法の第１は、希土類元素（但
しＹを含む）と鉄とボロンを基本成分とする永久磁石の
製造方法において、その結晶平均粒径が０．０１μｍ以
上１μｍ以下となるようにｎ遺し、次に５００℃以上の
温度で熱間加工することにより異方性化することを特徴
とする永久磁石の製造方法であり第２の方法は、第１の
方法の熱間加工の後、２５０℃以上の温度で熱処理を施
すことを特徴とする永久磁石の製造方法であり、第３の
方法は、第１の方法の熱間加工の後、熱処理、粉砕、有
機バインダーとの混練、成形という工程により樹脂ボン
ド磁石とすることを特徴とする永久磁石の製造方法であ
る。

〔作　用〕

本発明において用いられる、希土類元素と鉄とボロンを
基本成分とする永久磁石の好ましい組成は、希土類元素
８〜３０原子％、ボロン２〜２８原子％、残部が鉄とい
うものである。

希土類元素としては、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐ
ｍ５５ｍ、、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄ３／、Ｈｏ、Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕが用いられるが特にＮｄ、Ｐｒが好ま
しい。又これらの希土類元素が２種以上含まれててもよ
い。又、前記の基本成分以外に製造工程上不可避な不純
物が含まれてもよいし、キュリー温度及び温度特性の改
善のためにコバルトが、そして保磁力向上のために、Ａ
Ｉ、Ｃｒ、　　　Ｍｏ　　、　　Ｗ、　　　Ｎｂ　　、
　　’ｒ”ａ、Ｚｒ　　、　　Ｈｆ、Ｔｉ　　、Ｃｕ、
Ｎｉ、Ｇａ等含まれてもよい。

本発明のＩ！！！！遣方法における熱間加工によって、
合金は異方性化されるのであるが、この加工時に均一な
加工、変形ができないと磁気特性が合金内でばらつくこ
とがあり、角形性の悪い磁石となってしまう、そこで、
結晶平均粒系を１μｍ以下にすることによって加工、変
形が均一にできるようにする。また、０．０１μｍ以下
の結晶ができるような鋳造ではアモルファス相がほとん
どとなり、磁気特性が大巾に低下する。また熱処理する
ことにより鋳造合金中に初晶として存在するＦｅ相を、
すなわち磁気的にソフトな相をなくすのに効果がある。

樹脂ボンド磁石においては、樹脂ボンド磁石用粉末の粒
径（数〜数１０μｍ）にしても保磁力を有する粉末の作
成が可能となり、ニュークリエイジョンモデルに従う樹
脂ボンド磁石の作成が可能となる。

次に本発明の実施例について述べる。

〔実　施　例〕

〔実施例１〕 第１表に本実施例で用いた合金の組成を示す。

原料として希土類金属は純度９５％のもの（不純物は主
として他の希土類金属）を使用し、遷移金属としては９
９．９％以上の純度のものを、ボロンに関してはフェロ
ボロン合金が用いられた。

これらを溶解して、連続ｇ速決によって結晶平均粒径が
０．５〜１μｍの鋳造物を得た。これらの合金に９００
℃、加工度７０％、歪速度１０−〜１０１７秒のホット
プレスを施して磁石とした。

この磁石の磁気特性と９００℃×２時間の熱処理後の磁
気特性を第２表に示す。

第　　１　　表 第　　２　　表 〔実施例２〕 Ｐ　ｒ　＋。Ｎｄｓ　Ｆｅｓ。Ｂ、の組成の合金を実施
例１と同様の連続鋳造法において、ロール回転数を変化
させることにより結晶平均粒径を変化させた。

このとき、０．０１μｍ以下の結晶粒を得ようとすると
アモルファス相になってしまい、結晶相はほとんど得ら
れなかった。こうして得られた合金をホットプレスし、
８００℃×４時間の熱処理を施して磁気特性を評価した
。この結果を第３表に示す。

第　　３　　表 この結果から、結晶平均粒径が０．０１〜１μｍのもの
を熱間加工すると角形性を示すＳＱ値が改善され大幅な
（ＢＨ）ｍａｘの上昇につながることがわかる。

〔実施例３〕 ＰｒｒｔＦｅ７ｏＣＯｂ　Ｂ４　Ｃｕ２Ｎ１という組成
の合金を溶解して前述のＬＤＣ法によってｎ遺し、結晶
平均粒径１μｍの合金を得た。この合金を８５０℃にお
いて８０％の加工度で熱間圧延を維した後、８００℃×
４時間のアニール処理をして磁石とした。

この磁石を平均粒径２０μｍにまでスタンプミルとボー
ルミルを用いて粉砕し、エポキシ樹脂２ｗｔ％を加え、
１５ＫＯｅで磁場成形後、１５０℃の温度でキュア処理
を行ない樹脂ボンド磁石とした。粉末として市販の焼結
磁石を同様に機械粉砕したものを使用したものを比較例
として、本発明の場合と共に第４表に示す。

第　　４　　表 比較例では保磁力が激減しているが、本発明によれば十
分な保磁力が得られ異方性樹脂ボンド磁石の製造が可能
となる。

〔発明の効果〕

蒸上の如く、本発明の永久磁石の製造方法によれば、希
土類元素等を結晶平均粒径が０．０１〜１μｍとなるよ
うに鋳造した後、熱間加工することにより次の如き効果
を奏するものである。

（１）Ｃ軸配向率を著しく高めることができ、残留磁束
密度Ｂｒを著しく改善することができた。

（２）又、結晶粒がＲＩｓＩであることにより、保磁力
ｉＨｃを著しく高めることができた。

（３）加工が均一になされ、角形性が非常に向上する。

（４）（１）（２）及び、（３）の相乗効果により、最
大エンルギー積（ＢＨ）ｍａｘを各段に高めることがで
きた。

以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類元素（但しＹを含む）と鉄とボロンを基本
   成分とする永久磁石の製造方法において、その結晶平均
   粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下となるように鋳造し
   、次に５００℃以上の温度で熱間加工することにより異
   方性化することを特徴とする永久磁石の製造方法。
2. （２）希土類元素（但しＹを含む）と鉄とボロンを基本
   成分とする永久磁石の製造方法において、その結晶平均
   粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下となるように鋳造し
   、次に５００℃以上の温度で熱間加工することにより異
   方性化した後、次に２５０℃以上の熱処理を施すことを
   特徴とする永久磁石の製造方法。
3. （３）希土類元素（但しＹを含む）と鉄とボロンを基本
   成分とする永久磁石の製造方法において、その結晶平均
   粒径が０．０１μｍ以上１μｍ以下となるように鋳造し
   、次に５００℃以上の温度で熱間加工することにより異
   方性化した後、熱処理、粉砕、有機バインダーとの混練
   、成形という工程により樹脂ボンド磁石とすることを特
   徴とする永久磁石の製造方法。