JPH02122503A - 希土類コバルト系磁石 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気特性並びに熱安定性に富み、電気・電子
機器産業分野で重用される樹脂結合による希土類コバル
ト系磁石に関する。

（従来の技術） 永久磁石を電気・電子機器のモーターやスピーカー等に
組み込む場合、小型・軽量化の為個々の永久磁石が保有
する磁気特性が高いことが重要な選択基準点とされる。

更に、上記機器の使用時に不可避の温度上昇に伴う磁気
特性の劣化、特に磁気磁束の温度変化の増大も重要な選
択基準点の一つとされており、これら磁気特性及び熱安
定性を向上する為の数々の提案もなされている。

ところで、電気・電子機器業界で多く利用されている従
来の永久磁石に於ける磁束の温度係数は第１表の如くで
あるが、これは上記選択基準を十分に満足するものでは
なく、また近時需要が増大している希土類磁石の温度係
数もこれを必ずしも満足するものではなかった。（以下
余白）裏」嘗改 これらを改菩するものとして、重希土類金属とＳｍとＣ
Ｏとを組み合わせた磁性金属合金が提案されているが（
例えば、特公昭５７−２４０５８号公報）、これとても
磁束の温度係数に関する限り上記市場の要求を満足する
には至っていないのが実状である。

（発明が解決しようとする課題） 従来報告されている希土類磁石のうち、重希土類金属と
軽希土類金属とコバルトから成る永久磁石は、焼結工程
により生産されており、磁気特性は高い性能を示すもの
の、後加工を要する点や組成的に脆性を示すものである
点から、取扱出欠は割れ現象を生じ易く、加工性にも問
題があって、コストの上昇をまねき易かった。更に磁石
の性能面からみても磁束の温度係数により表示される熱
安定性は市場の要求に対して充分でなかった。

本発明は、上記課題を解消すべくなされたもので、成形
性、磁気特性に優れると共に熱安定性に富む磁石を低廉
な価格で市場に供給することを目的とするものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明者等は、希土類金属、Ｇｏ及びその他の金属より
なる合金粉末を合成樹脂にて結合し、更に該合金粉末の
適正組成、及び合金粉末と樹脂との適正配合を検討した
結果、上記課題を一掃する希土類コバルト系磁石を完成
するに至った。以下その詳細を説明する。

即ち、本発明の第１態様に係る希土類コバルト系磁石は
、Ｎｄ、Ｐｒ及びＳｍから選ばれたいずれか１種又は複
数種の軽希土類金属（ＬＲＥ）と、重希土類金属である
Ｇｄと、Ｃｏと、Ｆｅと、ＣＵと、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨｆ
より選ばれたいずれか１の置換金属（Ｍ）とより成る合
金粉末を熱硬化性樹脂で結合した希土類コバルト系磁石
であって、上記合金粉末の組成が、一般式 ％式％） によって表されること、及び、該合金粉末と前記熱硬化
性合成樹脂との配合割合が、９８．５〜９６．０重量％
対１．５〜４．０重量％であること、を要旨とするもの
である。

亦、第２態様に係る希土類コバルト系磁石は、上記熱硬
化性樹脂に代えて熱可塑性樹脂とし、上記組成の合金粉
末と該熱可塑性樹脂との配合割合を９５〜９０重量％対
５〜１０重量％とじたことを要旨とするものである。

上記熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フエノール
樹脂、アクリル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂より選
ばれた１種以上の樹脂が、一方、熱可塑性樹脂としては
、ポリアミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリロニ
トリルブタジェンスチレン共重合体樹脂、ポリブチレン
テレフタレート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂
及びポリフェニレンサルファイド樹脂から選ばれた１種
以上の樹脂が、夫々好ましく採用される。

ここで、本発明磁石の製造方法について略述する。先ず
、上記一般式で示された合金組成の鋳塊を溶製し、該鋳
塊を１０００〜１２００℃で３〜２４時間溶時間先理す
ることにより鋳塊の組織をＲＥ、Ｃｏ□７（但し、ＲＥ
は希土類金属を表す）相の単相とする。その後、７００
〜９００℃で２〜５０時間の時効処理を施し、ＲＥ、Ｃ
０，７相中に微細なＲＥ　Ｃｏ　、相を分散析出させる
ことにより磁石の保磁力を高める。更にＲＥ、Ｇｏ、、
相中にＲＥＣｏ、を分散析出させた鋳塊を粉砕工程にて
３〜５０μｍの粒径に粉砕して得られた磁性合金粉末を
、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂と混合後１５〜２０　
ｋ　Ｏｅの磁場中で成形することにより磁気特性に富む
樹脂ボンド磁石が得られる。

（作用） 本発明の希土類コバルト系磁石は、下記によって理由付
けられる各成分の組成範囲を遵守する限り以下の作用を
奏する。

即ち、重希土類金属Ｇｄの存在により熱安定性が優れ且
つ磁化能力及び保磁力が大となる。また、軽希土類金属
の存在により保磁力が大きくなり、Ｆｅ、Ｃｕは熱安定
性を一層向上させると共に磁化能力及び保磁力の増大を
助長する。更に、Ｇｄの置換金属であるＴｉ、Ｚｒ及び
Ｈｆのいずれかの存在により保磁力及び磁化力が向上す
る。

一方、上記合金粉末は熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂に
よって結合されているから、自由な形状への成形が可能
で且つ寸法精度が高くなる。また、靭性に富み、製品の
欠けや割れの発生が著減される。

而して、Ｇｄの組成比であるＸを０．２〜０゜５とした
のは、０．２未満では磁石の温度特性の向上が少なく、
０．５を超えると磁石の磁化力及び保磁力が低下する傾
向となるからである。

Ｆｅの組成比であるｔを０．２〜０．５としたのは、０
．２未満では磁石の磁化力の向上が認められず、０．５
を超えると上記温度特性及び保磁力が低下する傾向とな
るからである。

Ｃｕ（７１組成比であるｕをｏ、０２〜ｏ、ｏ６とした
のは、０．０２未満では保磁力が低下し、０゜０６を超
えると磁化力が低下する傾向となるからである。

Ｇｄの置換金属であるＴｉ、Ｚｒ及びＨｆのいずれか１
種の組成比であるＷを０．００５〜０゜１としたのは、
０．００５未満では保持力の向上が見られず、０．１を
超えると磁化力が低下する傾向となるからである。

更に、希土類金属を除く金属の組成合計比である２を７
．４〜８．２としたのは、７．４未満では磁化力が低下
し、８．２を超えると保磁力が低下する傾向となるから
である。

上記合金粉末を結合する樹脂のうち、熱硬化性樹脂を全
体量の１．５〜４．０重量％とじたのは。

１．５重量％未満の場合樹脂分が不足して磁石の機械的
強度が低下し、取扱が困難となるからであり、４．０重
量％を超えると樹脂分が過剰となり。

磁気特性が低下する傾向となるからである。一方熱可塑
性樹脂を５〜１０重量％とじたのは、５重量％未満の場
合樹脂分が不足して射出成形加工時に射出不能現象を生
じたり、また磁石としての機械的強度が低下するからで
あり、１０重量％を超えると磁石中の樹脂の占有率が高
くなり磁気特性が充分に得られなくなる傾向となるから
である。

尚、上述の樹脂は、いずれもその熱変形温度が１５０℃
以上であり、従って本発明による磁石を組み込んだ機器
が使用中に温度上昇しても、これにより実用上付等支障
を来すことはない。

（実施例） 次に実施例について述べる。

（実施例−１） 金属Ｓｍ、金属Ｇｄ、金属ＣＯ１金属Ｆｅ、金属Ｃｕ及
び金属Ｚｒを秤量し、高周波溶解後鋳造して合金インゴ
ットを得た。該合金インゴットをアルゴンガス中で１１
８０℃１０時間溶体化熱処理をした後、室温まで急冷し
、再度８５０℃まで昇温し２４時間保持後室温まで炉冷
した。

この熱処理インゴットを、ショークラッシャーで６０メ
ツシユ（Ｊ　Ｉ　Ｓ’）以下に粗粉砕し、更にジェット
ミルで平均粒径１５μｍ（フィシャー・サブ・シーブ・
サイザー測定）まで微粉砕した。

得られた微粉末９８．５重量部にエポキシ樹脂１．５重
量部を混合した後、１５ｋＯｅの磁場中５ｔｏｎ／ａ＃
の圧力で成形し１２０℃２時間加熱して樹脂を硬化させ
ボンド磁石を得た。

上記によって得た合金粉末中の組成について測定した結
果を第２表に示す。

上記ボンド磁石の残留磁束密度（Ｂ　ｒ）、保磁力（ｉ
　Ｈｃ　）、最大磁気エネルギー積（（ＢＨ）ｗａｘ）
及び磁束の温度係数を測定した。その結果を第３表に示
す。尚、該磁気特性及び温度係数は、振動試料型磁束計
で測定した。

匿λム 尚、 串印は本発明の範囲外を示す（以下、 同様）。

（以下余白） 箪旦煮 第３表から、本発明の範囲内の磁石は、磁束の温度係数
が極めて低く熱安定性に優れたものであり、且つ磁気特
性でも優れていることが理解される。−六本発明の範囲
外である試料Ｎα１．２，７乃至１４は°゛印の点で劣
る。

（実施例−２） 第４表に示す組成の合金粉末を実施例−１と同要領で調
製し、これを実施例−１と同様にエポキシ樹脂で結合し
てボンド磁石を得た。このボンド磁石について上記同様
磁気特性及び磁束の温度係数について測定した。その結
果を第５表に示す。

（遣 尚、ｘ、を及びＵは夫々Ｇｄ、Ｆｅ及びＣｕの組成量を
、１−ｔ−ｕ−ｗはＣＯの組成量を、２は希土類金属以
外の組成量を表すことは上記と同様である。

の磁気特性全てに於いて優れた性能を示す。また、Ｓｍ
の一部をＰｒ、Ｎｄに置き換えたもの、或いは置換金属
としてＺｒ以外のＴｉ、Ｈｆを採用した場合でも等しく
高レベルの性能を有することが理解される。

（実施例−３） 実施例−１で用いた試料Ｎα４の合金粉末に対し、熱可
塑性樹脂を第６表に示す如く配合し、■ブレンダーにて
３０分間混合した。次に、この混合物を２５０℃に加熱
された２軸混練ニーダ−で１５分間混練し、室温まで冷
却後クラッシャーで１６メツシユ（Ｊ　Ｉ　Ｓ篩）以下
まで粗粉砕した。更に２５０℃に加熱された射出成形用
シリンダーに該混線物を供給し、１５ｋＯｅの磁場が印
加された金型中に射出成形してボンド磁石を得た。この
ボンド磁石について上記と同様の方法で磁気特性、温度
係数及び機械強度（最大曲げ応力）を測定した。

その結果を第７表に示す。尚１機械強度はオートグラフ
（島津製作所製）によった。

第７表から、本発明の範囲内の磁石は、磁気特性、磁束
温度係数及び曲げ応力の全てに於いて優れた性能を示す
が、本発明の範囲外である試料Ｎａ１９．２１は°°印
の点に於いて難点があることが理解される。

尚、上記合金粉末と前記熱硬化性樹脂とを本発明の範囲
内配合で混練して得たボンド磁石の場合も上記と同様の
優れた性能を保有することが確認された。亦、上記磁束
の温度係数は、試料を高真空下に保持した後、所望の温
度まで加熱又は冷却して検出コイルにより磁束の変化を
測定したものであり、更に詳しくは試料を磁場と垂直に
一定の振動数で振動させ、ピックアップコイルでその振
動数の交流の誘導シグナルを検出して行なう振動型磁力
計によって行なったものである。

（発明の効果） 救出の如く、本発明の希土類コバルト系磁石は、高レベ
ルの磁気特性を保有する上に熱安定性に優れ、しかも樹
脂によって結合されたものであるから所望形状への成形
加工性に富み且つ安価に供給することが出来、製品の小
型化、軽量化、高性能化が強く要求される電子・電気機
器業界に寄与するところ大である。

一以上一

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．Ｎｄ、Ｐｒ及びＳｍから選ばれたいずれか１種又は
   複数種の軽希土類金属（ＬＲＥ）と、重希土類金属であ
   るＧｄと、Ｃｏと、Ｆｅと、Ｃｕと、Ｔｉ、Ｚｒ及びＨ
   ｆより選ばれたいずれか１の置換金属（Ｍ）とより成る
   合金粉末を熱硬化性樹脂で結合した希土類コバルト系磁
   石であって、 上記合金粉末の組成が、一般式 ＬＲＥ＿１＿−＿ｘＧｄ＿ｘ（Ｃｏ＿１＿−＿ｔ＿−＿
   ｕ＿−＿ｗＦｅ＿ｔＣｕ＿ｕＭ＿ｗ）＿ｚ但し、　０．
   ２≦ｘ≦０．５ ０．２≦ｔ≦０．５ ０．０２≦ｕ≦０．０６ ０．００５≦ｗ≦０．１ ７．４≦ｚ≦８．２ によって表されること、 及び、合金粉末と前記熱硬化性合成樹脂との配合割合が
   、９８．５〜９６．０重量％対１．５〜４．０重量％で
   あること、 を特徴とする希土類コバルト系磁石。 ２．上記熱硬化性樹脂が、エポキシ樹脂、フェノール樹
   脂、アクリル樹脂及び不飽和ポリエステル樹脂より選ば
   れた１種以上の樹脂から成る請求項１記載の希土類コバ
   ルト系磁石。 ３．請求項１記載の組成の合金粉末を熱可塑性樹脂で結
   合した希土類コバルト系磁石であって、該合金粉末と上
   記熱可塑性樹脂との配合割合が、９５〜９０重量％対５
   〜１０重量％であることを特徴とする希土類コバルト系
   磁石。 ４．上記熱可塑性樹脂が、ポリアミド樹脂、ポリカーボ
   ネート樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン共重
   合体樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエチ
   レンテレフタレート樹脂及びポリフェニレンサルファイ
   ド樹脂から選ばれた１種以上の樹脂から成る請求項３記
   載の希土類コバルト系磁石。