JPH01305504A - 耐食性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁石の製造法 - Google Patents

耐食性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁石の製造法

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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、同時に磁気特性の劣化の
ない、Yを含む希土類元素のうち少なくとも1種(以下
、Rで示す)、BおよびFeを必須成分とする焼結磁石
の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、従来のSm−Co系磁石に比較し、より高い磁気
特性を有し、かつ資源的にも高価なS+n−?Coを必
ずしも含まないNd−B−Fe系永久磁石が発見された
。このNd−B−Fe系永久磁石の製造方法は、まず原
料粉末を溶解、鋳造し、得られた合金インゴットを粉砕
し、必要に応じて磁界を印加しながらプレス成形し、さ
らに焼結するものである。
し〃・シ、とのNd −B−Fe系永久磁石は、その優
れた磁気特性の一方で、非常に腐食され易く、それに伴
う磁気特性の劣化が大きいという欠点を合わせ持ってい
る。
これらの対策として、特開昭f31−185910号公
報では、R−B −Fe系永久磁石の表面にZnの薄膜
全拡散形成する方法、特開昭61−2’70308号公
報ではR−B−Fe系永久磁石の表面層を除去したのち
1Alの薄膜層を被着させる方法が示されている。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記従来の技術で述べられているNd−B−
Fe系永久磁石の防食方法は、いずれも上記永久磁石の
表面1cZnやM等の耐食性のある保護膜を被着させる
もので、磁石の製造工程とは別の工程が必要となり、工
程が複雑化する上にコスト高となる。また上記防食方法
は、上記永久磁石の外部を腐食等に対して保護するにす
ぎず、上記保護膜がはく離したりまたは亀裂が生じたり
した場合には、それらの個所から内部に腐食が浸透し、
内部的な腐食は防止できず、それに伴って磁気特性も劣
化するという問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで1本発明者等は、耐食性にすぐれたR−B −F
e系焼結磁石を開発すべく研究上行なった結果、 Alの酸化物粉末:O,0O05〜2.5重量*、また
は。
Alの酸化物粉末と、 Zr、 CrおよびTiの酸化
物粉末の1種または2種以上との総量二〇、0O05〜
2.5重量チを、 R−B−Fe系合金粉末に配合し混合したのち、成形し
、焼結し、必要に応じて熱処理することにより優れた耐
食性を有するR −B −Fe系焼結磁石を得ることが
できるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、この発明のR−B −Fe系焼結磁石の製造方法
をさらに詳述すると以下の通りである。
fl)  一定の組成を有するR−B−Fe系合金粉末
が用意される。このR−B−Fe系合金粉末は1例えば
、溶解、鋳造し、インゴットを粉砕する方法。
溶解しアトマイズする方法、または希土類酸化物を出発
原料とする還元拡散法等で作成される。
上記R−B−Fe系合金粉末に、Alの酸化物粉末を単
独で、または1Alの酸化物粉末と、Zr、Crおよび
Tiの酸化物粉末のうち1種または2種以上の総量が0
.0005〜2.5重量%となるように配合されるが、
その理由は、a0005重量%未満でFi耐食性の効果
が十分でなく、一方、2.5重量%を越えると磁気特性
が不十分となることによるもので= 6− ある。
(2)上記方法で得られた混合粉末を圧縮プレスなどに
て成形、圧密化を行なう。この時の圧力は0.5〜10
t/L:X2の成形圧力が良好で、必要に応じて成形時
に磁界(5KOe以上)を印加することによシ磁気特性
は向上する。一連の成形、圧密化は湿式あるいは乾式で
もよく、雰囲気は非酸化性雰囲気がよシ望ましく2例え
ば、真空中、不活性ガス中あるいは還元性ガス中にて行
うとよい。成形時において、必要であれば成形助剤(結
合剤。
潤滑剤等)を加えてもよい。これらには、パラフィン、
障脳、ステアリン酸、ステアリン酸アミド。
ステアリン酸塩等が使用でき、その添加量は0.○o1
〜2重蓋チが好ましい。上記成形助剤の添加量が000
1重量−未満では成形時に必要な潤滑性等が不十分で好
捷しくなく、一方、2重量%を越えると焼結後、焼結体
の磁気特性の劣化が著しい。
(3)得られた成形体を温度二900〜1200℃にて
焼結する。温度:900℃未満では残留磁束密度(以下
Brと記す)が十分でなく、温度二1200℃を越える
とBrと角型性が低下するため好甘しくない。焼結は酸
化防止のだめ非酸化性雰囲気中にて行なうことが望まし
い。すなわち真空。
不活性ガスまたは還元性ガスの雰囲気がよい。焼結時の
昇温速度は、1〜b ればよい。甘た成形助剤を用いた場合は、昇温速度を1
〜l、 5℃/臓程度に小さくシ、昇温中に上記成形助
剤を取シ除いた方が磁気特性的に望ブしい。焼結時の保
持時間は、0.5〜20時間の間でよ<、0.5時間よ
り短い時間では焼結密度にバラツキを生じ、20時間よ
シ長い時間では結晶粒の粗大化等の問題が生ずるためで
ある。焼結後の冷却速度は、1〜b 1)早すぎると焼結体中に亀裂を生じたシする可能性が
高く、逆にゆつくシだと工業生産的な効率の面で問題が
あるので上記範囲に定めた。
(4)  以上の焼結後、さらに磁気特性を向上せしめ
るために、温度:400〜700℃で熱処理を行なう。
上記熱処理は焼結と同じく非酸化性雰囲気が望ましい。
この熱処理の昇温速度は10〜b ℃で0.5〜10時間保持し、冷却速度=10〜200
0℃/臓で行なうとよい。上記熱処理は基本的には昇温
、保持、冷却というパターンでよいが、必要に応じてこ
れをくり返えすことや段階的に温度を変化させるパター
ンでも同様の効果を得ることができる。
次に、この発明に適用するR −B −Fe系焼結磁石
の成分組成およびその限定理由について説明する。
この発明で製造する磁石は、R,BおよびFeを必須元
素とする。Rとしては、 Nd 、 Prまたはそれら
の混合物が好ましく、その他にTb、 Dy、 La 
、 Ce 。
Ho、Er、Eu、SmhGd、Tm、Yb5Lnおよ
びYなどの希土類元素を含んでよく、総量で8〜30i
子チとされる。8原子チ未満では十分な保磁力(以下i
Hcと記す)が得られず、30原子tIbを越えるとB
rが低下するためである。
Bは2〜28原子チとされる。2原子−未満では十分な
iHcは得られず、28原子−を越えるとBrが低下し
、優れた磁気特性が得られないためである。
上記R,B、およびFeを必須元素とし、 R−B−F
e系焼結磁石は作成されるが、 Feの一部を他の元素
で置換することや不純物を含んでもこの発明の効果は失
なわれない。
すなわち、 Feの代りに50原子−以下のCoで代替
してもよい。COが50原子チを越えると高い1f(c
が得られないためである。上記以外の元素として下記の
所定の原子−以下の元素の1種以上(但し、2種以上含
む場合の元素の総量はこれらの元素のうち最大値を有す
るものの値以下)をFe元素と置換してもこの発明の効
果は失なわれない。
これら元素を下記する(単位は原子−)。
Ti :  4、7.   Ni:   8.0.  
 Bi  二  50 、  W 二  881Zr:
 5.5. Ta:lO,6,Mo: 8.7. Ca
: 8.0゜Hf:5゜5. Gθ: 6. O、Nb
:12.5 、 Mg: 8. O。
Cr: 8.5. Sn: 3.5.A! : 9.5
. Sr: 7.5゜Mn: 8.0.  Sb: 2
.5. V :10.5. Be: 3.5゜Ba:2
.5.Cu:3.5.S二2.5.P:3.3゜C: 
  4,0.   O:   1,0  、  Ga 
 二  6.O。
この発明の酸化物添加による耐食性の向上の原因として
は、焼結中において発生したRリッチの液相により、こ
れらの酸化物の一部が還元され。
これらが結晶粒界に金属状態で析出することにょシ、本
来、これらの金属自身が耐食性があることから、磁石の
耐食性向上に寄与していることが考えられる。
〔実施例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
るが、この発明は、これら実施例に限定されるものでは
ない。なお、この実施例で焼結体表面の錆の状況の判定
は、耐食試験した焼結体を切断し、目視によシ、切断面
周囲に錆が認められないものを「錆なし」、切断面周囲
に錆が認められるものを「錆あシ」、さらに切断面周囲
に錆が認められ且つ錆が内部に浸透しているものを「著
しい錆あシ」とした。
まず、13.5%Nd −1,5%Dy −8%B−残
Fe(但しチは、原子S)となるように溶解し、合金イ
ンボッ]・を得た。
上記合金インゴット・を粉砕し、XF均粒径:35μ雇
の微粉末を得、これに平均粒径:12μmのAt203
粉末、ZrO2粉末、 Cr2O,5粉末、 TlO2
粉末をそれぞれ第1表の実施例]〜40および比較例1
〜17に示される如く配合し、混合して原料粉末とした
。得られた原料粉末を大気中で、成形圧:1、5 t/
C!!L2で磁場中(14KOe)で成形し、たて:1
2鵡×横:lOmX高さ:lomの成形体をそれぞれ作
成し、これら成形体を真空中(10torr)で、昇温
速度:5℃/l1IILで昇温し、温度: 1100℃
1時間保持の条件で焼結後、50℃/mの速度で冷却し
た。
つき゛に、これら焼結体をArガス中にて、昇温速度二
10℃/IIIILで昇温し、温度二620℃に2時間
保持したのち、降温速度: 100℃/mの速度で冷却
し熱処理を行なった。
これら熱処理した焼結体の磁気特性を測定した後、耐食
試験を行なった。耐食試験は、大気中2温度二60℃、
湿度:90%にて、650時間放帛 置して行った。上記耐食試験を行った後、再び磁気特性
を測定し、錆の発生状況を観察し、これらの結果を第]
−表に示した。
〔発明の効果〕
上記第1表の結果から、R−B−Fe系合金粉末を成形
し、焼結して製造した焼結磁石は、耐食試験後に表面に
錆が発生し、その錆は内部に浸透して著しい腐食を生じ
、耐食試験後の磁気特性の劣化も著しいが、上記R−B
 −Fe系合金粉末に。
M2O3粉末:0,0005〜2.5重量−を加えるか
1だけ、  ta2o3粉末とZr、 CrおよびTi
の酸化物粉末のうち少なくとも1種を総量で0.000
5〜2.5重量チ加えた粉末を原料粉末として焼結磁石
を製造すると、耐食性のすぐれたR −B −Fe系焼
結磁石を製造することができ、しかも、耐食試験後の磁
気特性の劣化を抑えることができることがわかる。
上記酸化物が合計で2.5重量%を越えて添加されたR
−B−Fe系合金粉末によ#)製造された焼結磁石は1
表面に錆の発生はみられないが、製造された焼結磁石自
体の磁気特性が低くなり、さらに上記酸化物の添加量が
O,OOO5重量%未満の原料粉末を用いると焼結磁石
の表面に錆が生じ、耐食試験後の磁気特性の劣化も著し
くなる。
上述のように、R−B−Fe系合金粉末に上記酸化物粉
末の1種または2種以上を合計で0.0005〜2.5
重量チ添加した原料粉末を用いて製造したR−B−Fe
系焼結磁石は、耐食性に優れ、磁気特性の劣化が改善さ
れるので、この発明の製造方法で製造されたR−B−F
e系焼結磁石には表面処理する必要がなく、また焼結磁
石の磁気特性の劣化が少ないので、この磁石を組み込ん
だ装置の性能の低下が防止されるという産業上すぐれた
効果を奏するものである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)R(Rは、Yを含む希土類元素のうち少なくとも
    1種)、BおよびFeを必須成分とするR−B−Fe系
    合金粉末(以下、R−B−Fe系合金粉末という)にA
    lの酸化物粉末を0.0005〜2.5重量%配合し混
    合して得られた粉末を、成形し、焼結することを特徴と
    する耐食性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁石の製造
    法。
  2. (2)上記R−B−Fe系合金粉末にAlの酸化物粉末
    およびZrの酸化物粉末を総量で0.0005〜2.5
    重量%配合し混合して得られた粉末を、成形し、焼結す
    ることを特徴とする耐食性に優れた希土類−B−Fe系
    焼結磁石の製造法。
  3. (3)上記R−B−Fe系合金粉末にAlの酸化物粉末
    およびCrの酸化物粉末を総量で0.0005〜2.5
    重量%配合し混合して得られた粉末を、成形し、焼結す
    ることを特徴とする耐食性に優れた希土類−B−Fe系
    焼結磁石の製造法。
  4. (4)上記R−B−Fe系合金粉末にAlの酸化物粉末
    およびTiの酸化物粉末を総量で0.0005〜2.5
    重量%配合し混合して得られた粉末を、成形し、焼結す
    ることを特徴とする耐食性に優れた希土類−B−Fe系
    焼結磁石の製造法。
  5. (5)上記R−B−Fe系合金粉末にMの酸化物粉末、
    Zrの酸化物粉末およびCrの酸化物粉末を総量で0.
    0005〜2.5重量%配合し混合して得られた粉末を
    、成形し、焼結することを特徴とする耐食性に優れた希
    土類−B−Fe系焼結磁石の製造法。
  6. (6)上記R−B−Fe系合金粉末にAlの酸化物粉末
    、Zrの酸化物粉末およびTiの酸化物粉末を総量で0
    .0005〜2.5重量%配合し混合して得られた粉末
    を、成形し、焼結することを特徴とする耐食性に優れた
    希土類−B−Fe系焼結磁石の製造法。
  7. (7)上記R−B−Fe系合金粉末にMの酸化物粉末、
    Crの酸化物粉末およびTiの酸化物粉末を総量で0.
    0005〜2.5重量%配合し混合して得られた粉末を
    、成形し、焼結することを特徴とする耐食性に優れた希
    土類−B−Fe系焼結磁石の製造法。
  8. (8)上記R−B−Fe系合金粉末にAlの酸化物粉末
    、Zrの酸化物粉末、Crの酸化物粉末およびTiの酸
    化物粉末を総量で0.0005〜2.5重量%配合し混
    合して得られた粉末を、成形し、焼結することを特徴と
    する耐食性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁石の製造
    法。
  9. (9)請求項1〜8において得られた希土類−B−Fe
    系焼結磁石を熱処理することを特徴とする耐食性に優れ
    た希土類−B−Fe系焼結磁石の製造法。
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