JPH01261801A

JPH01261801A - 希土類永久磁石

Info

Publication number: JPH01261801A
Application number: JP63088912A
Authority: JP
Inventors: Yasutaka Fukuda; 泰隆福田; Akira Fujita; 明藤田; Michio Shimotomai; 道夫下斗米
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1988-04-13
Filing date: 1988-04-13
Publication date: 1989-10-18

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）この発明は耐食性にすぐれ、しかも保磁力が高く、角型
性にも優れた希土類永久磁石に関するものである。

（従来の技術）現在製造されている代表的な永久磁石材料としては、ア
ルニコ磁石、フェライト磁石および希土類磁石などが挙
げられる。中でもＳｍ　−Ｃｏに代表される希土類磁石
は他の磁石に比べて磁気特性が優れていることから、小
型、高効率化が要求される電子機器の磁気回路などに広
く利用されている。

しかしながらＳｍ　−Ｃｏ磁石は、資源的に乏しいＳｍ
とＣｏを主成分としているため、高価な磁石とならざる
を得なかった。そこで高価なＳｍやＣｏを含まない、安
価で高磁気特性を有する磁石合金の開発が進められ、そ
の結果特公昭６１−３４２４２号公報に開示されている
ような焼結法による３元系で安定な合金や、特開昭５９
−６４７３９号公報に開示さているような液体急冷法に
よる保磁力の高い合金などが開発れた、これらは希土類
（Ｒｅｍ）−Ｆｅ−Ｂから成る合金で、その最大エネル
ギー積はＳｍ　−Ｃｏ系磁石のそれを大きく越える優れ
たものである。しかしながらＲｅｍ　−Ｆｅ　−Ｂ系磁
石は耐食性に劣るだけでなく、残留磁束密度の温度特性
がＳｍ　−Ｃｏ系に比べて著しく悪いという欠点があっ
た。

この点、発明者らは先に、上記の問題を解決するものと
して、特願昭６２−２５２３２０号明細書において、Ｒ
ｅｍ　−Ｆｅ−Ｂ系合金のＦｅの一部をＣｏ、　Ｎｉで
置換することによって耐食性と温度特性を改善した希土
類遷移金属磁石合金を提案した。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら玉揚組成の合金磁石を、通常の焼結法で製
造した場合に、磁気特性のばらつきが著しいという問題
があった。

（課題を解決するための手段）そこで発明者らは、ばらつきの原因について追究したと
ころ、かかるばらつきは、有機溶媒中でのボールミル粉
砕工程など焼結磁石の製造プロセスにおいて混入するＣ
の影響であることを突き止めた。

そこで次に、Ｒｅｍ　−（Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ）　−
Ｂ系磁石とＣとの関係について検討したところ、該磁石
のうち大部分の組成については、Ｃが混入すると磁気特
性とくに保磁力の低減が著しいので、Ｃの混入は極力抑
制することが望ましかったけれども、−部の組成につい
ては少量のＣの混入により、むしろ磁気特性の向上が見
られた。

そこでこの点につき、発明者らはさらに研究を重ねた結
果、Ｒｅｍ　−（Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ）　−Ｂ系合金
において、Ｓｔ、　Ｇａ＋　Ｇｅ、＾ｌ、　Ｉｎ、　Ｓ
ｎ、　Ｚｎ＋　Ｎｂ、　Ｍｏｔ　Ｗ＋Ｚｒ＋　Ｔａ＋　
ＶおよびＴｉのうちから選んだ少なくとも一種と少量の
Ｃとを複合含有させることによって、磁気特性とくに保
磁力と角型性の向上が達成されることが見出された。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、Ｃ：０．１〜Ｂ、Ｏａｔχ（以下
単に％で示す）、Ｒｅｌ１：８〜３０％ここでＲｅｍは
Ｙを含む希土類元素、Ｂ　：２〜２０％を含み、かつＳ
ｔ、　Ｇａ＋　Ｇｅ＋　Ａ１．　Ｉｎ、　Ｓｎ＋　Ｚｎ
＋　Ｎｂ、　Ｍｏｔ　ＬＺｒ、　Ｔａ、　ＶおよびＴｉ
のうちから選んだ少なくとも一種：０．２〜８．０％を
含有し、残部は実質的にＦｅ。

ＣｏおよびＮｉの遷移金属元素からなり、これらＦｅ。

Ｃｏ、　Ｎｉの配合量がそれぞれ次の範囲、Ｆｅ：　１
０％以上、９０％未満、Ｃｏ：　５０％以下、Ｎｉ：　
３０％以下、でかつ（Ｆｅ　＋　Ｃｏ　＋　Ｎｉ）　：
　５０％以上、９０％未満を満足することからなる希土
類永久磁石である。

以下、この発明を由来するに至った実験結果について説
明する。

Ｎｄ１ｓ（Ｆｅ６．４２　ＣＯｏ、ａｏ　Ｎｆｏ、　Ｉ
ｆｆ）’Ｆ’Ｆ−ｘ　ａｌ　Ｃｍなる組成および上記組
成にＮｂ、　Ｓｔを添加したＮｄ＋５（Ｆｅｏ、ｎ５Ｃ
Ｏ６，４（ｌ　Ｎｉｏ、＋ｓ　　Ｎｂａ、ａｚ　Ｓｉｏ
、ｏｔ）ｔｔ−ｘ　ＢＩ　ＣＸなる組成に合金化したイ
ンゴットを、ハンマークラッシャーにて粗粉砕したのち
、振動ボールミルにて３〜４μ−に微粉砕し、得られた
微粉を１２ｋＯｅの磁場中において２ｔｏｎ／ｃｍ”で
加圧成型したのち、１０−　’　〜１０−　”　ｔｏｒ
ｒの真空中で１０００〜１１００’Ｃ１２時間の焼結、
ついで３００〜７００°Ｃ１１時間の時効処理を施した
。

かくして得られた試料について磁気特性を測定し、その
ときの保磁力（ｉＨｃ）とＣ量との関係を第１図に示す
。

同図より明らかなように、添加元素のない場合には、Ｃ
量の増加と共に保磁力が急激に減少したのに対し、Ｎｂ
、　Ｓｉを同時添加した場合には、Ｃ量の増加により、
むしろ保磁力が増加する傾向にあった。

（作　用）この発明において、合金組成を上記の範囲に限定した理
由は、次のとおりである。

Ｃ：０．１〜８．０％Ｃは、通常磁気特性を劣化させる元素であるが、後掲す
るＳｉやＮｂなとの共存下には、逆に保磁力や角型性を
向上させる元素となる。しかしながら、０．１％未満で
は、その添加効果は少なく、一方８．０％を超えるとか
えって保磁力や角型性が劣化するので、０．１〜８．０
％の範囲に限定した。

Ｒｅｍ（Ｙを含む希土類元素）二８〜３０％Ｒｅｍは、
高保磁力を得る上で必須の元素であるが、含有量が８％
に満たないとその添加効果に乏しく、一方３０％を超え
ると残留磁束密度の低下を招くので、各種Ｒｅｍは単独
使用又は併用いずれの場合においても８〜３０％の範囲
で添加するものとした。

Ｂ：２〜２０％Ｂは、主相の形成と十分な保磁力を発現させるために不
可欠な元素であるが、２％未満では高保磁力が得られず
、一方２０％を超えると残留磁束密度が低下するので２
〜２０％の範囲で含有させる。

Ｓｔ、　Ｇａ、　Ｇｅ、　Ａ１．　Ｉｎ＋　Ｓｎ＋　Ｚ
ｎｔ　Ｎｂ、　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｗ、　Ｔｔ。

Ｖ、　Ｚｒから選んだ少なくとも１種：０．２〜８．０
％これらの元素はいずれも、Ｒｅｍ　−（Ｆｅ、　Ｃｏ
、　Ｎ１）−Ｂ系磁石の保磁力や角型性を向上させるの
に有効な元素であり、最大エネルギー積を向上させるに
不可欠な添加元素である。

しかしながら０．２％に満たないとその効果に乏しく、
一方添加量が８．０％を超えると保磁力、角型性の向上
に効果がなくなるばかりでなく、残留磁束密度の低下を
招き、結果として最大エネルギー積の低下につながる。

そこでこれらの元素の添加量は０．２〜８．０％の範囲
に限定した。なお好ましくは、ＳｉからＺｎまでの元素
から１種以上、ＮｂからＺｒまでの元素から１種以上を
選んで同時に添加すると、より一層高い保磁力が得られ
る。

Ｆｅ　：　１０％以上、９０％未満Ｆｅは、高飽和磁束密度を得るために必要不可欠である
が、１０％に満たないとその効果に乏しく、一方９０％
以上では相対的に他成分の含有量が減って保磁力が減少
するので、１０％以上、９０％未満の範囲に限定した。

Ｎｉ　：　３０％以下、　Ｃｏ　：　５０％以下Ｎｉは
、耐食性の向上に有効に寄与する元素であるが、３０％
を超えると保磁力や残留磁束密度が著しく低下するので
、３０％以下の範囲で添加する。

Ｃｏは、キュリー温度の向上従って残留磁束密度の向上
に有効に寄与する元素であるが、５０％を超えると保磁
力や残留磁束密度の著しい低下を招（ので、５０％以下
の範囲に限定した。

（Ｆｅ＋Ｎｉ＋Ｃｏ）：　５０％以上、９０％未満Ｆｅ
、　ＮｉおよびＣｏの遷移金属元素の総量が、５０％に
満たないと残留磁束密度の低下を招き、一方９０％以上
では相対的に他成分の量が少なくなって保磁力の低下を
招く、従ってこの発明では、Ｆｅ、　Ｎｉ。

ＣＯの合計量は各元素がそれぞれ上記の適合範囲を満足
した上で、かつ５０％以上、９０％未満の範囲で含有さ
せるものとした。

そして上記の好適組成に調整した合金のインゴットを、
数μ−程度の粒径に微粉砕し、得られた磁粉を好ましく
は磁場中で配向させながら、加圧成形した後、焼結つい
で時効処理を施すことにより、焼結磁石とすることがで
きる。

（実施例）第１表に示す種々の組成に調整したインゴットを、ハン
マークラッシャーにて粗粉砕したのち、振動ボールミル
にて３〜４μ−に微粉砕した。得られた微粉を１２ｋＯ
ｅの磁場中にて２ｔｏｎ／ｃｓ＋”で加圧成型した後１
０−’〜１０−’ｔｏｒｒの真空中で１０００〜１１０
０°Ｃ１２時間の焼結、ついで３００〜７００　”Ｃ，
１時間の時効処理を施した。

かくして得られた焼結磁石の磁気特性すなわち残留磁束
密度（Ｂｒ）、保磁力（ｉ）ｌｃ）　、最大エネルギー
積（（Ｂｌｌ）ｗａｘ）および角型比（ＳＲ）について
調べた結果を第１表に併記する。

なおＳＲは、第２図に示す磁化曲線の第２象限での角型
性を示すもので、次の式で定義される。

同表から明らかなように、Ｓｔ、　Ｇａ、　Ｇｅ、　Ａ
Ｉ、　Ｉｎ。

Ｓｎ、　Ｚｎ＋　Ｎｂ、　Ｍｏ、　Ｔａ、　Ｗ、　Ｔｉ
、　ＶおよびＺｒから選んだ一種以上とＣとを同時に添
加することにより、保磁力および角型性が向上し、ひい
ては高い最大エネルギー積が得られている。

（発明の効果）かくしてこの発明によれば、保磁力、角型性にすぐれた
高磁気特性の焼結永久磁石を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｒｅｍ　−（Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｎｉ）　−Ｂ
系合金中のＣ含有量と保磁力ｉＨｃとの関係を示したグ
ラフ、第２図は、減磁曲線図である。Ｃ量（ａｔ’／−）

Claims

【特許請求の範囲】

１．Ｃ：０．１〜８．０ａｔ％、Ｒｅｍ：８〜３０ａｔ％ここでＲｅｍはＹを含む希土類元素、Ｂ：２〜２０ａｔ％を含み、かつＳｉ，Ｇａ，Ｇｅ，Ａｌ，Ｉｎ，Ｓｎ，Ｚｎ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｗ，Ｚｒ，Ｔａ，ＶおよびＴｉのうちから選んだ少
なくとも一種：０．２〜８．０ａｔ％を含有し、残部は実質的にＦｅ，ＣｏおよびＮｉの遷移
金属元素からなり、これらＦｅ，Ｃｏ，Ｎｉの配合量が
それぞれ次の範囲、Ｆｅ：１０ａｔ％以上、９０ａｔ％未満、Ｃｏ：５０ａｔ％以下、Ｎｉ：３０ａｔ％以下、でかつ、（Ｆｅ＋Ｃｏ＋Ｎｉ）：５０ａｔ％以上、９０ａｔ％未
満を満足することを特徴とする希土類永久磁石。