JPH01297807A - 永久磁石の製造方法 - 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】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、磁気特性の優れた永久磁石を製造するのに
利用される永久磁石の製造方法に関するものである。 （従来の技術） 近年、従来のアルニコ系磁石や希土類−コバルト系磁石
よりもさらに磁気特性に優れている磁石として、希土類
−鉄系の永久磁石が注目を集めるようになっている。 このような希土類−鉄系の永久磁石において、例えばリ
ング状をなす永久磁石を製造するに際しては、希土類−
鉄系の永久磁石合金を溶製したのち合金インゴットとじ
、この合金インゴットを微粉砕して合金粉末を得たあと
、ラジアル配向するように磁場中プレス成形して焼結す
る方法（焼結法、粉末冶金法〕や、ガスアＩ・マイズ法
や遠心ア）・マイズ法等により急冷して得た粉末をホン
トプレスや熱間等静水圧成形などにより成形したのち、
あるいは前記粉末のまま、前方押出しや後方押出しなど
の塑性変形を加えて圧縮歪が伺与された方向に異方性を
もたせることによって製造する方法（ｔｌｉｌ変性変形
法あった。 上記のような製造方法により製造されたリング状をなす
希土類−鉄系の永久磁石において、磁気特性に関しては
、前者の焼結法では粉末の配向が十分なものにできない
ため、すぐれた特性のものを得ることが困難であるが、
後者の塑性変形法では、異方性をもつ結晶軸の配向が十
分良好なものとなりやすいため、最大工ネルキー積（（
ＢＨ）ｍａｘ）が２０−４０２０−４Ｏというすぐれた
特性のものを得ることができる。 （発明が解決しようとする課題） この種の希土類−鉄系の永久磁石において、前者の焼結
法で製造されたものと、後者の塑性変形法で製造された
ものとでは、各々の保磁力機構が異なるといわれており
、焼結法で製造された希土類−鉄系の永久磁石はニュー
クリエーション型であり、塑性変形法で製造された希土
類−鉄系の永久磁石はピンニング型であるとされている
。 これらのうち、前者のニュークリエーション型のものは
、動磁化曲線の立」二がりが早く、着磁が容易であって
磁気飽和しやすいという特徴を有している。 他方、後者のピンニング型のものは、立」；がりが遅く
、着磁が困難であって磁気飽和しにくいという特徴を有
している。そして、ピンニング型のものにおいては、と
くに保磁力がｉｏ　、ｏｏ。 （Ｏｅ）以」二になると、Ｍ磁磁界が２０．０００（Ｏ
ｅ）以上必要となり、着磁が困難となってくる。また、
例えば８極以」二となるような多極着磁を行う場合には
、着磁磁界はせいぜいｉｏ、ｏｏｏ（Ｏｅ）程度しかか
けられないため、高磁気特性の永久磁石は磁気飽和せず
、その性能を十分に発揮することができないという課題
があった。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみ、そして
、着磁に際して温度を上げると真の保磁力が低下して着
磁しやすくなること、および塑性変形法によって製造し
た永久磁石は焼結法（粉末冶金法）によって製造した永
久磁石に比較して大気中で加熱したときに生ずる永久劣
化が少ないこと、などに着目してなされたもので、塑性
変形法によって製造した永久磁石であっても、磁気特性
の著しく優れた永久磁石を得ることが可能である永久磁
石の製造ブ〕法を提供することを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） この発明に係る永久磁石の製造方法は、急冷法によって
製造した希土類−鉄系合金の粉体を用いて塑性変形法に
よって磁石素材を作製したのち前記磁石素材を着磁する
に際し、前記磁石素材を５０°Ｃ以上、より望ましくは
１００℃以上キュリー点以下の温度でＭ磁するようにし
たことを特徴としている。 この発明に係る永久磁石の製造方法において、その素材
として用いられる希土類−鉄系合金の粉体は、急冷法に
よって製造したものであるが、この場合、例えば、希土
類−鉄系合金の溶湯を、スパークエロージョン法、ガス
アトマイズ法、真空アトマイズ法、遠心アトマイズ法２
回転電極法などによって急冷して粉体としたものが用い
られ、また、希土類−鉄系合金の溶湯を高速回転する冷
却用ドラムの内壁にノズルを通して噴射して急冷凝固さ
せる遠心急冷法や、合金の溶湯を回転ドラムの外壁に噴
射して凝固させる片ロール法や、合金の溶湯を相互に接
触して高速回転する２個のドラムの接触面に噴射して急
冷凝固させる双ロール法などによって薄帯としたのち、
この薄帯を粉砕して粉体としたものが用いられる。 そして、このような希土類−鉄系合金の粉体を用いて塑
性変形法によって磁石素材を作製するが、この場合の塑
性変形法としては、例えば、圧延加工、押し出し加工、
アプセット加工などが用いられ、塑性変形が容易である
ように、適宜温度を高めた状態で行われる。そして、例
えば押し出し法による場合に、押し出し装置に装入する
ためには、前記粉体の予備成形体を作製しておく必要の
ある場合もあるが、このような場合には、この予備成形
体の作製にあたっては、コールドプレスやホットプレス
などが用いられる。また、プレスによって予備成形体と
することなく、容器内に粉体を収容して容器ごと塑性変
形させるようになすこともできる。 このようにして得た磁石素材を着磁するに際しては、こ
の磁石素材を５０°Ｃ以上キュリー点以下の温度で着磁
を行う。すなわち、着磁の際の温度が５０°Ｃよりも低
いときには十分に磁気飽和せず、すぐれた磁気特性の永
久磁石を得ることができないためであり、キュリー点よ
りも高いと着磁そのものができないためである。 この発明に係る永久磁石の製造方法において適用される
希土類−鉄系合金としては、Ｒ，−（ｘ−β−ｙ−δ（
Ｆｅ　（Ｎｉ　、Ｍｎ　、Ｃｏ））αＸβＭｙＡ　８で
表わされ、Ｒが希土類元素のうちの１種または２種以上
、ＸがＢ、Ｃ，Ｎ。 Ｓｉ、Ｐのうちの１種または２種以上、ＭがＴｉ　、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。 Ｍｏ、Ｗ、ＡｓＬ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｉｎ、ＴＪＩのうちの
１種または２種以上、ＡがＲｕ　、　Ｒｈ　、　Ｐｄ　
。 Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔのうちの１種または２種以上であるも
のを用いることがより望ましい。 上記のうち、Ｆｅ　（Ｎｉ　、Ｍｎ　、Ｃｏ）は、残留
磁束密度（Ｂｒ）を向上させるのに有効な元素群であり
、Ｆｅのうちの一部、より望ましくは原子比で０．１０
以下のＦｅをＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏで置換することが可能で
あり、Ｎｉ、Ｍｎの適量添加によって保磁力（ＢＨＣ，
ＩＨＣ）を向上させ、ＣＯの適量添加によってキュリー
点を上昇させることが可能であって、良好な最大エネル
ギー積（（ＢＨ）ｍａｘ）を得るためには０．６０≦α
≦０．８５とすることがより望ましい。 また、Ｘ元素は磁気特性の向上に寄与する元素であり、
Ｘ元素を添加した場合にこれらの一部と結合して硼化物
、炭化物、窒化物、珪化物、′燐化物などを形成するこ
とにより磁気特性を向上させることが可能であって、０
くβ≦０．１５．０≦γ≦０．０５とすることがとくに
望ましい。 さらに、Ａ元素である白金族元素群は耐食性を向上させ
るのに寄与するので、必要に応じてＯ≦δ≦０．０２の
範囲で添加するのもよい。 （作用） この発明に係る永久磁石の製造方法は、急冷法によって
製造した希土類−鉄系合金の粉体な用いて塑性変形法に
よって磁石素材を作製したのち前記磁石素材を着磁する
に際し、前記磁石素材を５０°Ｃ以上キュリー点以下の
温度で着磁するようにしているので、着磁の際において
着磁が容易なものとなり、したがって、着磁率の高い永
久磁石となり、着磁磁界を大きなものに出来にくい多極
着磁を行う場合においても着磁率の高いものとなり、磁
気特性の優れた永久磁石となる。 （実施例） 高周波誘導溶解炉を使用して、３０重量％Ｎｄ−２重量
％Ｐｒ−５重量％Ｃｏ−１，０重量％Ｂ−０．１重量％
Ｇａ−残部Ｆｅよりなる希土類−鉄系の合金をＡｒ雰囲
気中で溶製したのち、この合金溶湯をロール周速が４２
ｍ／ｓｅｃで回転している銅製ロール上に噴射すること
によって、リボン状の薄帯を作製した。 次に、前記リボン状の薄帯を６０メツシユのふるいを通
過する大きさに粉砕して粉体としたのち、真空中におい
て７００°０で２ｔｏｎｆ／Ｃｍ２の圧力でホットプレ
ス加工を行うことによって仮成形体を得た。 次いで、前記仮成形体に対し、温度７００　℃。 押し出し比３の条件で後方押し出しを行って塑性変形さ
せることにより、第１図に示すような筒状をなす磁石素
材１を得た。 続いて、前記磁石素材１から、第１図に破線で示すブロ
ック２を取り出し、ラジアル方向（第１のγ方向）に常
温において着磁して、この永久磁石のγ方向の磁気特性
を測定したところ、最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｙ
）は３０ＭＧｅ０ｅ、保磁力（ＩＨＣ）は１２１００（
Ｏｅ）であった。 一方、比較のために、上記と同じ組成よりなる希土類−
鉄系合金の粉体な用いて、焼結法（粉末冶金法）により
第１図に示した筒状をなす磁石素材１を作製し、同様に
してラジアル方向（第１図のγ方向）の磁気特性が最大
エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｘ）　で１６ＭＧ−Ｏｅ　
、保磁力（ＩＨＣ）　で１２６００　（Ｏｅ）（７）永
久磁石を作製した。 次に、塑性変形法により作製した筒状をなす磁石素材と
、焼結法により作製した筒状をなす磁石素材とを用い、
着磁磁界を８０００（Ｏｅ）にし、温度を室温、５０°
Ｃ２７５℃、１００℃。 １２５℃、１５０℃、　２００　℃　、２５０　℃にし
て、大気中において、第２図（ａ）（ｂ）に示すような
８極となる多極着磁を行って各々の永久磁石３を得た。 この場合の青磁に際しては、第３図に示すように着磁ヨ
ーク４の内部に、Ｃｕ線５で外部電源に接続される８つ
のコイル６を有し、ヨーク４の外周は水冷構造となって
おり、Ｃｕ線５を介してパルス電源を供給する着磁装置
を使用した。 そして、着磁後に室温になったあと各永久磁石３の磁石
表面ガウスをガウスメータにより測定し、磁気飽和した
ときの値を１００％として、各着磁温度における着磁率
を求めたところ、第４図に示す結果であった。 第４図に示すように、塑性変形磁石の場合には、密度が
理論値に近いものとなっており、着磁温度を高めること
によって着磁率が増大しており、着磁温度が５０°Ｃで
およそ８０％近くの着磁率が得られ、１００°Ｃ以上で
は９５％を超える着磁率が得られ、磁気特性の著しく優
れた永久磁石となることが確められた。 これに対して、同じ塑性変形磁石であっても、着磁が常
温でなされた場合には着磁率が６０％未満のかなり低い
値となっており、また、焼結磁石では塑性変形磁石に比
べて密度が低いものとなっており、大気中加熱した場合
に酸化等のために永久劣化が生じ、温度を上昇させて着
磁したときには磁気特性が逆に大幅に低下することが認
められた。

【発明の効果】

以上説明してきたように、この発明に係る永久磁石の製
造方法は、急冷法によって製造した希土類−鉄系合金の
粉体を用いて塑性変形法によって磁石素材を作製したの
ち前記磁石素材を着磁するに際し、前記磁石素材を５０
℃以上キュリー点以下の温度で着磁するようにしたから
、塑性変形法によって作製した永久磁石において、着磁
を容易になすことができるようになり、磁気特性の著し
く優れたものとすることが可能であり、とくに多極着磁
を行うような場合においても着磁率を高めて高磁気特性
の永久磁石を製造することが可能であり、永久磁石を使
用する機器類の特性向上ならびに小型化を実現すること
が可能になるという著大なる効果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例において採用した磁石素材の
形状を例示する斜面図、第２図（ａ）（ｂ）は磁石素材
に対する８極着磁要領を示す各々平面説明図および正面
説明図、第３図は磁石素材に対する着磁装置の概要を例
示する斜視図、第４図は塑性変形磁石と焼結磁石とにお
いて、着磁温度による着磁率への影響を調べた結果を例
示するグラフである。 特許出願人　　　大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士　　小　　塩　　　豊

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）急冷法によって製造した希土類−鉄系合金の粉体
   を用いて塑性変形法によって磁石素材を作製したのち前
   記磁石素材を着磁するに際し、前記磁石素材を５０℃以
   上キュリー点以下の温度で着磁することを特徴とする永
   久磁石の製造方法。
2. （２）希土類−鉄系合金が、Ｒ＿１＿−＿α＿−＿β＿
   −＿γ＿−＿δ｛Ｆｅ（Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｏ）｝＿αＸ＿
   βＭ＿γＡ＿δで表わされ、Ｒが希土類元素のうちの１
   種または２種以上、ＸがＢ，Ｃ，Ｎ，Ｓｉ，Ｐのうちの
   １種または２種以上、ＭがＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ
   ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｔ
   ｌのうちの１種または２種以上、 ＡがＲｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔのうちの１種
   または２種以上であって、０．６０≦α≦０．８５，０
   ＜β≦０．１５，０≦γ≦０．０５，０≦δ≦０．０２
   からなるものであることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項に記載の永久磁石の製造方法。
3. （３）磁石素材がリング状をなし、５０℃以上キュリー
   点以下の温度で円周方向に多極に着磁することを特徴と
   する特許請求の範囲第（１）項または第（２）項に記載
   の永久磁石の製造方法。
4. （４）磁石素材が１０，０００（Ｏｅ）以上の真の保磁
   力を有していることを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項，第（２）項または第（３）項のいずれかに記載の
   永久磁石の製造方法。