JPH0123923B2 - - Google Patents
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- JPH0123923B2 JPH0123923B2 JP56015932A JP1593281A JPH0123923B2 JP H0123923 B2 JPH0123923 B2 JP H0123923B2 JP 56015932 A JP56015932 A JP 56015932A JP 1593281 A JP1593281 A JP 1593281A JP H0123923 B2 JPH0123923 B2 JP H0123923B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/086—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together sintered
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Fe―Cr―Co系合金の焼結による永
久磁石の改良に関する。本発明に従えば高密度の
焼結体が得られ、すぐれた磁気特性を有する永久
磁石が製造できる。 Fe―Cr―Co系磁石はアルニコ５磁石とほぼ同
等の磁気特性を有し、しかもアルニコ磁石ではで
きない塑性加工や機械加工ができるため、種々の
用途がひらけつつある。 この合金系の磁石の製造には、鋳造と焼結の二
つの手段がある。前者によるときは、合金を溶製
して鋳造し、熱間加工を行なつて、棒、線、板な
どの素材とした上で加工するか、製品の形状に近
い鋳造物をつくつて研磨仕上げをするといつた工
程が一般にとられる。最終製品に要求される形状
が複雑であるほど、鋳造後の切削や穴あけなどの
機械加工を多く必要とする。機械加工が可能とは
いうものの、炭素鋼のような材料にくらべれば難
加工性であつて、塑性加工に際しても注意を払わ
ないと割れを生じやすい。 そこで、Fe―Co―Cr系合金の粉末を用意し、
粉末冶金技術によつて最終製品を得るか、または
それに近い形状のものとして仕上加工を施すこと
が有力な手段となる。 一般に、焼結により製造された磁性材料におい
ては、密度と磁気特性との間には密接な関係があ
り、たとえば残留磁束密度Brは密度に比例する。 従つて、焼結による磁石においてすぐれた磁気
特性を実現するには、焼結密度をできるだけ理論
密度に近づけることが肝要である。これまで、
Fe―Cr―Co系合金の粉末冶金により高密度の焼
結体を得ようとすると、1350℃またはそれ以上の
高温度での焼結を必要とし、しかも到達できる密
度には限界があつた。 本発明者らは、Fe―Cr―Co系合金の粉末冶金
による永久磁石の製造において、焼結体の密度を
理論密度に近づける手段を追求し、さきに、適量
のＳを合金に添加しておいて噴霧し粉末化するこ
とにより、粉末が従来より微細に得られ、これが
より高い焼結密度をもたらすことを見出して、す
でに提案した（特願昭54−172968号）。一般にＳ
は磁気特性にとつては好ましくない成分と考えら
れているので、従来はその含量を極力低くする努
力がなされており、これを積極的に利用したの
は、本発明者らの試みがはじめてである。さきに
開示したように、粉末の微細粒化がもたらす焼結
密度向上の利益は、Ｓの存在が磁気特性に与える
わずかな影響を補つて余りある。 さらに研究を重ねた結果、本発明者らは今回、
イオウを、Fe―Cr―Co系合金の粉末に対して、
焼結時に混合しても有効であること、むしろその
方が効果的であることを見出して本発明に至つ
た。 イオウを合金成分として含有する粉末を用いる
場合は、Fe―Cr―Co系合金の溶湯にイオウを添
加したものを噴霧して粉末化する工程が必要であ
るが、本発明によれば、入手しやすい通常のFe
―Cr―Co系合金粉末を使用して改良された焼結
磁石が得られるので、好都合である。 本発明の永久磁石は、基本的には、Cr：15〜
40％およびCo：５〜30％を含有し残部がFeおよ
び不純物であるFe―Cr―Co系合金の焼結による
永久磁石において、合金の粉末にイオウを0.01〜
1.0％の量混合し、成形し焼結してなるものであ
る。 Fe―Cr―Co系合金における上記のCrおよびCo
成分の量は、一般にこの種の合金において採用さ
れているところである。Crが15％未満では所定
の磁気特性が得られないし、一方で40％を超える
と飽和磁化の値が小さくなり、やはり磁気特性は
劣つたものとなる。Coは５％に足らないときは
保磁力が低く、30％を超すと溶体化処理に要する
温度が高くなるし、価格も高騰して実用的といえ
ない。 イオウは、粉末として合金粉末に均一に混合で
きるものであれば、単体であつても、また、たと
えばFeSのような化合物ないし合金であつてもよ
い。添加量は、Ｓとして0.01〜1.0％の範囲から
えらぶ。少なくとも0.01％ないと期待したが効果
が得られない。0.5％を超えると磁気特性へのマ
イナスが大きくなり、許容できる限度が1.0％で
ある。通常は、0.05〜0.5％程度が好適である。 イオウの添加が有効な理由について、本発明者
らは、十分解明したわけではないが、焼結温度で
粉末の接触点において低融点のFe―Ｓ共晶合金
が生成し、それにより液相焼結が進行してより高
い焼結密度がもたらされる、という機構を考えて
いる。さらにＳ粉末を添加することにより、被削
性が向上することも確認している。 本発明の永久磁石は、Fe―Cr―Co系合金が、
前記組成に加えて、0.05〜3.0％のSiを含んでいて
もよい。Siは脱酸元素として有効であるほかα相
形成元素であるから、溶体化処理を容易にする効
果をもつ。添加量が3.0％を超えると、磁気特性
を損うおそれがある。 本発明の好ましい実施態様は、Fe―Cr―Co系
合金の粉末に、イオウまたはイオウ化合物の粉末
に加えて、ホウ素またはホウ素化合物の粉末を、
Ｂとして0.03〜0.5％の量混合して、成形および
焼結したものである。 ホウ素は、イオウとともに、Fe―Ｓ―Ｂ共晶
合金をつくつて液相焼結をひきおこし、焼結密度
をさらに向上させる。このほか粉末粒子表面の酸
化物が成形性の向上に有効に働くSiO2とB2O3の
複合系となり、Ｓ粉末を混合させることによる成
形性の劣化を補完できる効果も確認している。 この効果は少なくとも0.03％の添加によつて得
られるが、0.5％を上回つて添加すると、Ｂそれ
自体の存在による磁気特性へのマイナスが問題に
なる。 本発明において所望であれば、上記した各種の
Fe―Cr―Co系合金に対して、脱酸を目的として
Ｃを添加することができる。その際、最終製品に
含有するＣ量が0.1％以下であれば、磁気特性お
よび被削性にあまり影響を与えない。また、熱処
理を容易にしたり、磁気特性を向上させる目的
で、Ti、Nb、Al、Ｖ、MoおよびＷの１種また
は２種以上を適量添加することができる。 本発明の永久磁石を製造する以後の工程は、慣
用技術に従えばよい。すなわち、上記の合金粉末
をプレス成形し、真空中で焼結する。焼結は
1200°〜1300℃程度の通常採用される温度で行な
えばよく、1350℃とか、それを上回る高温で焼結
する必要はない。これに続く、溶体化処理、磁場
中熱処理および時効処理といつた、永久磁石製品
とするために必要な一連の工程も、当業者にとつ
て既知の技術が利用できる。 実施例 Cr：25.0％およびCo：15.0％、またはこれらに
加えてSi：0.5％を含有し、残部がFeおよび不純
物である溶湯をつくり、水噴霧法により粉末化し
た。 100メツシユを通過する粒子を分級し、それに
100メツシユを通過した、Fe−28％Ｓ合金粉末ま
たはこれとFe―10％Ｂ合金粉末とを、表に示す
種々の量で配合した。 プレスを用い、５トン／cm2の圧力をかけ、径11
mm×長さ15mmの円柱状圧粉体を成形した。 圧粉体を真空中で1300℃×２時間焼結し、さら
に1200℃で溶体化処理後、650℃において１時間、
3000゜Oeの磁場中で熱処理し、続いて620℃から
540℃まで20℃間隔で多段時効処理を行なつた。 得られた永久磁石について、その焼結密度と磁
気特性とを測定した。 以上の結果をまとめて表に示す。表から、イオ
ウの添加による焼結密度が向上し、その結果、す
ぐれた磁気特性を得られることが明らかである。
また、イオウに加えてホウ素を配合することによ
り、一層の向上が認められる。 【表】
久磁石の改良に関する。本発明に従えば高密度の
焼結体が得られ、すぐれた磁気特性を有する永久
磁石が製造できる。 Fe―Cr―Co系磁石はアルニコ５磁石とほぼ同
等の磁気特性を有し、しかもアルニコ磁石ではで
きない塑性加工や機械加工ができるため、種々の
用途がひらけつつある。 この合金系の磁石の製造には、鋳造と焼結の二
つの手段がある。前者によるときは、合金を溶製
して鋳造し、熱間加工を行なつて、棒、線、板な
どの素材とした上で加工するか、製品の形状に近
い鋳造物をつくつて研磨仕上げをするといつた工
程が一般にとられる。最終製品に要求される形状
が複雑であるほど、鋳造後の切削や穴あけなどの
機械加工を多く必要とする。機械加工が可能とは
いうものの、炭素鋼のような材料にくらべれば難
加工性であつて、塑性加工に際しても注意を払わ
ないと割れを生じやすい。 そこで、Fe―Co―Cr系合金の粉末を用意し、
粉末冶金技術によつて最終製品を得るか、または
それに近い形状のものとして仕上加工を施すこと
が有力な手段となる。 一般に、焼結により製造された磁性材料におい
ては、密度と磁気特性との間には密接な関係があ
り、たとえば残留磁束密度Brは密度に比例する。 従つて、焼結による磁石においてすぐれた磁気
特性を実現するには、焼結密度をできるだけ理論
密度に近づけることが肝要である。これまで、
Fe―Cr―Co系合金の粉末冶金により高密度の焼
結体を得ようとすると、1350℃またはそれ以上の
高温度での焼結を必要とし、しかも到達できる密
度には限界があつた。 本発明者らは、Fe―Cr―Co系合金の粉末冶金
による永久磁石の製造において、焼結体の密度を
理論密度に近づける手段を追求し、さきに、適量
のＳを合金に添加しておいて噴霧し粉末化するこ
とにより、粉末が従来より微細に得られ、これが
より高い焼結密度をもたらすことを見出して、す
でに提案した（特願昭54−172968号）。一般にＳ
は磁気特性にとつては好ましくない成分と考えら
れているので、従来はその含量を極力低くする努
力がなされており、これを積極的に利用したの
は、本発明者らの試みがはじめてである。さきに
開示したように、粉末の微細粒化がもたらす焼結
密度向上の利益は、Ｓの存在が磁気特性に与える
わずかな影響を補つて余りある。 さらに研究を重ねた結果、本発明者らは今回、
イオウを、Fe―Cr―Co系合金の粉末に対して、
焼結時に混合しても有効であること、むしろその
方が効果的であることを見出して本発明に至つ
た。 イオウを合金成分として含有する粉末を用いる
場合は、Fe―Cr―Co系合金の溶湯にイオウを添
加したものを噴霧して粉末化する工程が必要であ
るが、本発明によれば、入手しやすい通常のFe
―Cr―Co系合金粉末を使用して改良された焼結
磁石が得られるので、好都合である。 本発明の永久磁石は、基本的には、Cr：15〜
40％およびCo：５〜30％を含有し残部がFeおよ
び不純物であるFe―Cr―Co系合金の焼結による
永久磁石において、合金の粉末にイオウを0.01〜
1.0％の量混合し、成形し焼結してなるものであ
る。 Fe―Cr―Co系合金における上記のCrおよびCo
成分の量は、一般にこの種の合金において採用さ
れているところである。Crが15％未満では所定
の磁気特性が得られないし、一方で40％を超える
と飽和磁化の値が小さくなり、やはり磁気特性は
劣つたものとなる。Coは５％に足らないときは
保磁力が低く、30％を超すと溶体化処理に要する
温度が高くなるし、価格も高騰して実用的といえ
ない。 イオウは、粉末として合金粉末に均一に混合で
きるものであれば、単体であつても、また、たと
えばFeSのような化合物ないし合金であつてもよ
い。添加量は、Ｓとして0.01〜1.0％の範囲から
えらぶ。少なくとも0.01％ないと期待したが効果
が得られない。0.5％を超えると磁気特性へのマ
イナスが大きくなり、許容できる限度が1.0％で
ある。通常は、0.05〜0.5％程度が好適である。 イオウの添加が有効な理由について、本発明者
らは、十分解明したわけではないが、焼結温度で
粉末の接触点において低融点のFe―Ｓ共晶合金
が生成し、それにより液相焼結が進行してより高
い焼結密度がもたらされる、という機構を考えて
いる。さらにＳ粉末を添加することにより、被削
性が向上することも確認している。 本発明の永久磁石は、Fe―Cr―Co系合金が、
前記組成に加えて、0.05〜3.0％のSiを含んでいて
もよい。Siは脱酸元素として有効であるほかα相
形成元素であるから、溶体化処理を容易にする効
果をもつ。添加量が3.0％を超えると、磁気特性
を損うおそれがある。 本発明の好ましい実施態様は、Fe―Cr―Co系
合金の粉末に、イオウまたはイオウ化合物の粉末
に加えて、ホウ素またはホウ素化合物の粉末を、
Ｂとして0.03〜0.5％の量混合して、成形および
焼結したものである。 ホウ素は、イオウとともに、Fe―Ｓ―Ｂ共晶
合金をつくつて液相焼結をひきおこし、焼結密度
をさらに向上させる。このほか粉末粒子表面の酸
化物が成形性の向上に有効に働くSiO2とB2O3の
複合系となり、Ｓ粉末を混合させることによる成
形性の劣化を補完できる効果も確認している。 この効果は少なくとも0.03％の添加によつて得
られるが、0.5％を上回つて添加すると、Ｂそれ
自体の存在による磁気特性へのマイナスが問題に
なる。 本発明において所望であれば、上記した各種の
Fe―Cr―Co系合金に対して、脱酸を目的として
Ｃを添加することができる。その際、最終製品に
含有するＣ量が0.1％以下であれば、磁気特性お
よび被削性にあまり影響を与えない。また、熱処
理を容易にしたり、磁気特性を向上させる目的
で、Ti、Nb、Al、Ｖ、MoおよびＷの１種また
は２種以上を適量添加することができる。 本発明の永久磁石を製造する以後の工程は、慣
用技術に従えばよい。すなわち、上記の合金粉末
をプレス成形し、真空中で焼結する。焼結は
1200°〜1300℃程度の通常採用される温度で行な
えばよく、1350℃とか、それを上回る高温で焼結
する必要はない。これに続く、溶体化処理、磁場
中熱処理および時効処理といつた、永久磁石製品
とするために必要な一連の工程も、当業者にとつ
て既知の技術が利用できる。 実施例 Cr：25.0％およびCo：15.0％、またはこれらに
加えてSi：0.5％を含有し、残部がFeおよび不純
物である溶湯をつくり、水噴霧法により粉末化し
た。 100メツシユを通過する粒子を分級し、それに
100メツシユを通過した、Fe−28％Ｓ合金粉末ま
たはこれとFe―10％Ｂ合金粉末とを、表に示す
種々の量で配合した。 プレスを用い、５トン／cm2の圧力をかけ、径11
mm×長さ15mmの円柱状圧粉体を成形した。 圧粉体を真空中で1300℃×２時間焼結し、さら
に1200℃で溶体化処理後、650℃において１時間、
3000゜Oeの磁場中で熱処理し、続いて620℃から
540℃まで20℃間隔で多段時効処理を行なつた。 得られた永久磁石について、その焼結密度と磁
気特性とを測定した。 以上の結果をまとめて表に示す。表から、イオ
ウの添加による焼結密度が向上し、その結果、す
ぐれた磁気特性を得られることが明らかである。
また、イオウに加えてホウ素を配合することによ
り、一層の向上が認められる。 【表】
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Cr：15〜40％およびCo：５〜30％を含有し
残部がFeおよび不純物であるFe―Cr―Co系合金
の焼結による永久磁石において、合金の粉末にイ
オウまたはイオウ化合物の粉末を、Ｓとして0.01
〜1.0％の量混合し、成形して焼結したことを特
徴とする永久磁石。 ２ 合金にさらにSi：0.05〜3.0％を添加した特許
請求の範囲第１項の永久磁石。 ３ 合金の粉末に、イオウまたはイオウ化合物の
粉末に加えて、ホウ素またはホウ素化合物の粉末
を、Ｂとして0.03〜0.5％の量混合し、成形して
焼結した特許請求の範囲第１項または第２項の永
久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56015932A JPS57130404A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Permanent magnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56015932A JPS57130404A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Permanent magnet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57130404A JPS57130404A (en) | 1982-08-12 |
| JPH0123923B2 true JPH0123923B2 (ja) | 1989-05-09 |
Family
ID=11902540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56015932A Granted JPS57130404A (en) | 1981-02-04 | 1981-02-04 | Permanent magnet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57130404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112519A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 保温兼用湯沸かし器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015068401A1 (ja) * | 2013-11-07 | 2015-05-14 | 株式会社 東芝 | 磁石材料、永久磁石、モータ、および発電機 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534638A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-11 | Hitachi Metals Ltd | Fe-cr-co type magnet alloy |
| JPS5576047A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-07 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | Sintered fe-cr-co type magnet alloy |
-
1981
- 1981-02-04 JP JP56015932A patent/JPS57130404A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5534638A (en) * | 1978-08-30 | 1980-03-11 | Hitachi Metals Ltd | Fe-cr-co type magnet alloy |
| JPS5576047A (en) * | 1978-12-05 | 1980-06-07 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | Sintered fe-cr-co type magnet alloy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03112519A (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 保温兼用湯沸かし器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57130404A (en) | 1982-08-12 |
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