JPH0152469B2 - - Google Patents

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JPH0152469B2
JPH0152469B2 JP55051288A JP5128880A JPH0152469B2 JP H0152469 B2 JPH0152469 B2 JP H0152469B2 JP 55051288 A JP55051288 A JP 55051288A JP 5128880 A JP5128880 A JP 5128880A JP H0152469 B2 JPH0152469 B2 JP H0152469B2
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JP
Japan
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magnets
amount
alloy
coercive force
present
Prior art date
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Expired
Application number
JP55051288A
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English (en)
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JPS56150152A (en
Inventor
Itaru Okonogi
Tatsuya Shimoda
Katsuhiro Teraishi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPS56150152A publication Critical patent/JPS56150152A/ja
Publication of JPH0152469B2 publication Critical patent/JPH0152469B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、サマリウム(Sm)、コバルト
(Co)、銅(Cu)、鉄(Fe)およびジルコニウム
(Zr)からなるSm2Co17化合物を主体とした永久
磁石材料の製造方法に関する。 希土類金属(R)とコバルトとは種々の金属間
化合物を形成する。その中で、最初に永久磁石材
料として用いられたのは、RCo5であり、特に
SmCo5は従来のアルニコ磁石、フエライト磁石
に比べてはるかに大きいエネルギー積を出すこと
ができた。現在ではRCo5系の磁石材料はすでに
工業的に定着して、需要の方も年を追つて伸びて
いる。 従つて、希土類磁石の次の課題は、より高いエ
ネルギー積を実現することと、より安価な永久磁
石を造ることとなつた。そこで着目されたのが、
Coに対しRの割合が少なく、飽和磁化の高い
R2Co17化合物であつた。その中でもSm2Co17
磁気異方性が大きく、最も有望な化合物である。 Sm2Co17化合物の磁石化は、現在Cuを添加し
合金中に析出を起こさせ、保磁力を得る方法で行
なわれるのが主流である。非磁性のCuを入れる
ことは、飽和磁化4πIsの低下を招くので、Feを
導入して4πIsを上昇させ、高性能磁石を作製する
試みが続けられていた。その結果、Sm−Co−Cu
−Fe系にZrを代表する一連の遷移金属を添加す
ると、Feの量を多くしても、かつCuの量を減ら
してもかなり満足した保磁力が得られることが分
り、高性能磁石作製への道が開けた。しかし、実
際に磁石化された合金の組成は、Smと遷移金属
の比が1:7の合金で2:17ではなかつた。 具体的に例を挙げて説明すると、従来磁石化さ
れているSm2(CoFe)17を主体とした数種の合金
群の代表組成は、Sm:25.5wt%、Cu:8wt%、
Fe:15wt%、Zr:1.5wt%、残りはCo(Ojima
他:IEEE Trans.Magn.,MAG−13(1977)
1317)あるいは、Sm:27.5wt%、Cu:10.9wt
%、Fe:8.2wt%、Ti:0.6wt%、残りはCo
(Inomata他:Appl.Phys.Letter,30,(1977)
669)あるいは、Sm:25.9wt%、Cu:7.9wt%、
Fe:15.3wt%、Hf(ハフニウム):1.3wt%、残り
はCo(Nezu他:Proc.4th Int.work.R−Co Mag
(1979)437)である。これら3種類の合金を、原
子比を用いた組成比で表わすと、最初のZr入り
のものはSm(Co0.67Cu0.1Fe0.21Zr0.0137.4、次のTi
入りのものはSm(Co0.73Cu0.14Fe0.12Ti0.016.7、さ
らに3番目のHf入りのものはSm(Co0.674Fe0.22
Cu0.1Hf0.0067.25となる。 以上から分るように、これらの合金はSmと遷
移金属との比が1:7付近であり、資源が乏しく
て非常に高価な原料であるSmの割合がまだ比較
的高いため、あまり安価にならないという欠点が
ある。これを解決するために、特開昭55−8455号
公報あるいは特開昭55−21521号公報において、
Smと遷移金属との比が2:17付近でも6KOe以
上の保磁力を有する永久磁石材料が提案されてい
る。これらの合金は、Smの含有量が1:7の合
金に比べてより少なくなるため、より安価な永久
磁石が実現できるという利点を有しているが、保
磁力が6〜7KOe程度でまだ充分な値とはいえな
いという欠点がある。 また、周知のように、CoもSmとならんで非常
に高価な原料であるため、Coの割合も少なくす
ることが、より安価な永久磁石を提供するうえで
望ましく、Feを添加すると4πIsが上昇するため、
Coの割合の低減と特性の向上に有益であるが、
あまりFeの量を多くすると保磁力が著しく低下
するため、18wt%程度が限界であり、また15wt
%程度が最適な量であると言われていた。 本発明者らは、種々の研究を重ねた結果、この
ようなSm2Co17化合物を主体とした合金に対し
て、磁気的に硬化させるための時効処理の条件を
適切に制御することにより、Feの量が従来のも
のより多くなつても、8KOe以上という充分高い
保磁力が得られることを見出し、本発明に至つた
ものである。 すなわち本発明は、いずれも重量百分率で 22.0≦Sm<24.0 4.0≦Cu≦10.0 14.0≦Fe≦35.0 0.5≦Zr≦5.0 残部はCo なる組成の合金に対して、24時間以上時効処理す
ることを特徴とするものである。 これにより、従来と同じ程度のFeを含有する
合金はもちろんのこと、Feの量がさらに増大し
ても、8KOe以上の保磁力が得られ、安価で高性
能の永久磁石を実現することが可能となつた。 請求範囲における組成範囲限定の理由を述べ
る。 Smの量を、22.0Sm<24.0としたのは、高保
磁力を得るためにはzが8.5付近にしなければな
らず、wt%に変換すると該範囲が該当する。Fe
の量は高飽和磁化を得るために、多い方がよい
が、多すぎるとSm2(CoFe)17の一軸易方性が消
滅するので、上限は35wt%が限度であり、また
下限は、請求範囲における組成範囲内でCu量、
Zr量を多くしても、9KG以上の飽和磁化を得ら
れ、充分実用材料として供せられる合金となるよ
う14wt%と定めた。また、Cu量とZr量は、該4
次元空間内に入るように、それぞれ4.0Cu
10.0,0.5Zr5.0と定めた。 以下、実施例に基づいて本発明を詳細に説明す
る。 実施例 第1表に示される組成の合金を高周波溶解炉を
用いて得た。表中の数字はwt%を示す。
【表】
【表】 ガス雰囲気中で均質化処理した。
【表】 均質化処理後、インゴツトはアルゴン気流中で
室温まで急冷された。続いてインゴツトを800℃
×2時間、8時間、24時間の時効処理を施した。
次にこれらのインゴツトを粉砕して、平均粒度
15μ(ミクロン)の粉末にした。得られた粉末は
エポキシ系の熱硬化樹脂を2.2wt%混合し、乳鉢
中で混ぜ合わせられる。磁石粉末と樹脂の混合粉
末を20KOeの磁場中で成形し、型より取り出し
た後、150℃×1時間加熱硬化させて樹脂結合型
磁石を得た。このようにして得られた磁石の磁気
特性の4πIS及びiHcの値を第1図及び第2図に示
す。本例からもわかるように、鉄の高い領域で
も、すぐれた磁気特性が得られた。次に合金No.1
と5のインゴツトを第2表に示した条件で均質化
処理後、時効処理を800℃で1時間〜100時間につ
いて行なつた試料の磁石化後の磁気特性を第3図
に示す。第3図から明らかなように、Feの量に
かかわらず24時間以上時効処理することにより、
保磁力8KOe以上が得られた。 なお、実施例では樹脂結合型磁石の場合を例に
とつて説明したが、本発明は焼結磁石の製造にも
適用できることは言うまでもない。その場合に
は、たいへん性能が高く、これをモーター用に使
つたら、極めて低消費電流のモーターが得られ
た。すなわち、従来のフエライト使用のものよ
り、同じ大きさで約4倍のトルクが得られること
が可能となつた。また樹脂結合型磁石は、焼結の
ものと較べて性能は低いが、切削性・機械的強度
がすぐれているので、複雑な形状の磁石や小型の
磁石あるいは極めて薄い磁石の作製が容易であ
る。磁気的性質も、希土類磁石以外と比較すれば
圧倒的にすぐれている。この型の磁石を腕時計の
ロータ磁石に使用すると、ローター磁石のコスト
は焼結磁石使用のものより半分近く減る。これは
加工性のよい理由による。 本発明により、従来より高性能な磁石と加工性
のよい磁石が得られたことは、各業界にとつて大
変有意義なことである。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図および第3図は、いずれも本発
明の実施例で得られた永久磁石材料の磁気特性を
示す。第1図…本発明合金のV(Fe)のモル比と
飽和磁化(4πIS)の変化を示す。保磁力を高め
るための時効処理は800℃×2H,800℃×8H,
800℃×24Hで行なつた。第2図…本発明合金の
V(Fe)のモル比と保磁力(iHc)の変化を示す。
時効処理は、第1図のデータと同一で行なつた。
第3図…本発明合金の時効処理時間と4πIS,iHc
の変化を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 いずれも重量百分率で 22.0≦Sm<24.0 4.0≦Cu≦10.0 14.0≦Fe≦35.0 0.5≦Zr≦5.0 残部はCo なる組成の永久磁石材料に24時間以上時効処理を
    施すことを特徴する永久磁石材料の製造方法。
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