JPH02185002A

JPH02185002A - ボンディッド磁石

Info

Publication number: JPH02185002A
Application number: JP1005564A
Authority: JP
Inventors: Osamu Kawamoto; 修河本; Osamu Onizuka; 理鬼塚; Hideo Kato; 秀雄加藤
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-01-12
Filing date: 1989-01-12
Publication date: 1990-07-19

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、Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の一種
以上）、ＦｅおよびＢを含有するボンディッド磁石に関
する。

〈従来の技術〉Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、他の希土類磁石と比較して
、高価なコバルト等を必須成分とせず、安価な鉄を多量
に用いて優れた磁気特性が得られることが知られている
。

このようなことから、従来の一般的な永久磁石であるコ
バルト永久磁石やフェライト永久磁石に代替できるよう
な磁気特性、さらには加工性の向上や低コスト化を実現
するため、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系高性能永久磁石についての研
究がなされている。

このようなＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の製造方法としては
、高速急冷法を用いて薄帯あるいは薄片状の永久磁石材
料を得る旨が特開昭５９−６４７３９号公報に開示され
ている。

また、高速急冷により得られた永久磁石材料をより高性
能化するために異方性化する試みが種々なされている（
特開昭６１−１０２０８号、同６１−２６８００６号、
同６３−２１８０４号等）。

上記の高速急冷法によって得られた合金薄片は、通常、
粉砕されて、ホットプレスされた成型磁石、あるいは樹
脂等のバインダによって結合されたボンディッド磁石と
して用いられている。

このなかで、ボンディッド磁石は、一般に焼結磁石が硬
（てもろいという欠点を有するのに対して、軽く、弾性
があり、欠けや割れがなく、複雑形状の成型が容易であ
り、量産性に優れ、用途は拡大の傾向にある。

このようなボンディッド磁石は、合金粉末、特にその薄
片とバインダとカップリング剤、可塑剤、滑剤、酸化防
止剤等の添加剤とを混合ないし混練したものを成型して
得られる。

この場合の成型方法は、バインダの種類によって異るが
、射出成型により磁石を製造する場合は、ナイロン等の
熱可塑性樹脂がバインダとして用いられる。

〈発明が解決しようとする課題〉しかし、従来のバインダを用いると、上記の永久磁石材
料の粉末、特にその薄片とバインダを混合ないし混練す
るには大きなトルクを必要とし、混合ないし混線中に急
冷粉が砕け、それによりトルクが増大し、混合ないし混
線を進行させることが困難となる。　また、相当大きな
トルクを必要とするため、混合ないし混線の際に永久磁
石材料の粉末、特にその薄片が折れてしまい微粉末化し
てしまうという問題がある。

この結果、得られるボンディッド磁石の強度、特に抗折
強度や耐食性等が十分でなかったり、良好な磁気特性が
得られないという問題がある。　また、射出成型する場
合に得られるスプルー　ランナー等の廃材部分を再利用
できず、コスト的にも不利となる。

従って、永久磁石材料の粉末と、バインダとを混合ない
し混練する際のトルクを低減できるバインダを用いた磁
石が望まれている。

本発明の目的は、永久磁石材料の粉末と、バインダとを
混合ないし混練する際のトルクを低減できるバインダを
用いることにより、良好な特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系
のボンディッド磁石を提供することにある。

く課題を解決するための手段〉このような目的は、下記の本発明（１）（２）によって
達成される。

（１）　Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の一種以
上）、ＦｅおよびＢを含有する永久磁石材料の粉末をバ
インダで結合したボンディッド磁石において、前記バインダが、ナイロン６．６とナイロン１２とを含
有し、ナイロン６．６／ナイロン１２のモル比が、２／８〜８
／２であることを特徴とするボンディッド磁石。

（２）上記永久磁石材料の粉末の平均アスペクト比が、
３〜１０、平均厚さが、２０〜８０）ＩＪｌｌである上
記（１）に記載のボンディッド磁石。

〈作用〉本発明では、ナイロン６．６と、ナイロン１２とを含有
するバインダを用いるため、永久磁石材料の粉末とバイ
ンダとを混合ないし混練する際のトルクが小さく、混合
ないし混線がスムーズに進行する。

従って、製造が容易となる。

また、トルクが大きいことによる永久磁石材料の粉末の
微粉末化が防止でき、磁石の強度、特に抗折強度が十分
となり、耐食性も優れ、磁気特性も良好である。

さらに、ランナーやスプルーの再利用が可能となり、コ
スト面でも有利となる。

〈発明の具体的構成〉本発明のボンディッド磁石は、永久磁石材料の粉末、あ
るいは、その薄片をバインダにより結合して製造する。

本発明において、用いられる永久磁石材料の粉末は、Ｒ
（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の１種以上）とＦｅ
とＢとを含む。　そして、特性上、合金溶湯を高速急冷
して得られる永久磁石合金薄片を用いたものであること
が好ましい。

このような粉末は、永久磁石を薄片ないし薄帯等の形で
得て粉砕しても、また製造条件を選定することによって
直接粉末として得てもよい。

また、このようにして得られる永久磁石材料は、熱処理
、塑性加工等を施してもよく、これらによって磁気特性
を向上させることができる。

上記において、合金溶湯を高速急冷する方法としては液
体急冷法が好ましい。

液体急冷法は、アーク溶解、高周波誘導加熱等により溶
湯とされた原料金属、合金等を水冷等により冷却された
金属製の回転体（ロール）の表面にノズルから射出して
高速で急冷凝固させ、薄帯状の金属、合金等を得る方法
である。

液体急冷法には、ディスク法、片ロール法、双ロール法
等があるが、いずれを適用してもよい。

また、アトマイズ法を適用してもよい。

さらには、必要に応じ、焼結法により、永久磁石材料を
粉砕して用いてもよい。

上記永久磁石材料の粉末の平均アスペクト比は、３〜１
３、好ましくは、５〜８である。

平均厚さは、２０〜８０−１好ましくは、３０〜６０μ
ｍである。

上記範囲とすると、永久磁石材料の粉末と、バインダと
を混合ないし混練する際のトルクはいっそう減少する。

合金溶湯は上記の組成を有するものであれば特に制限は
ないが、より高い磁気特性を得るためには、下記の組成
の合金の溶湯を用いることが好ましい。

すなわち、本発明では、合金組成が、Ｒ：５．５〜２０
ａｔ％、特に８〜１９ａｔ％、Ｂ：４〜２０ａｔ％、残
部が実質的にＦｅであることが好ましい。

なお、Ｒが９〜１８ａｔ％であると、さらに好ましい結
果を得る。

Ｒついてさらに説明すれば、ＲはＹを含む希土類元素の
１種以上であるが、高い磁気特性を得るためにＲとして
特にＮｄおよび／またはＰｒを含むことが好ましい。　
Ｎｄおよび／またはＰｒの含有量は、Ｒ全体の６０％以
上であることが好ましい。

なお、Ｒの一部を、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａｓ　
Ｗ％Ｔｆ、Ｖ、Ｍｎ％ＡＩ２およびＣｒの１種以上で置
換してもよい（以下、これらの置換元素なＭと略記する
）。　置換量は、１０％以下、特に２〜８％であること
が好ましい、　これらを置換することにより保磁力が高
くなる他、結晶成長が抑制され、高温、長時間でも保磁
力が劣化せず高い保磁力が得られる。

Ｂが上記範囲未満となると保磁力が低下し、上記範囲を
こえると残留磁化が低下する。　Ｂが５〜１５ａｔ％で
あると、さらに好ましい結果を得る。

なお、Ｂの一部を、Ｃ，Ｎ、ＳＬ％Ｐ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓ
で置換してもよい。　また、置換量は、Ｂの５０％以下
であることが好ましい。

また、上記組成においてＦｅは一部Ｃｏで置換していて
もよい。　置換量は５０％未満とすることが好ましい。

ＣＯは、キュリー点の上昇および耐食性の向上のために
添加されるが、Ｃｏの含有量が５０％以上となると、保
磁力および異方性化度が低下する。

このような組成は、原子吸光法、蛍光Ｘ線法、ガス分析
法等によって容易に測定できる。

上記組成の永久磁石°ゞ材料は、実質的に正方晶系の結
晶構成の主相のみを有するか、このような主相と、非晶
質および／または結晶質のＲリッチな副相とを有する。

Ｒ−Ｔ−Ｂ化合物（ただし、ＴはＦｅまたはＣｏを添加
するときはＦｅおよびＣｏ）として安定な正方晶化合物
はＲ＊　Ｔ、、Ｂ　（Ｒ＝１１．７６ａｔ％、Ｔ＝８２
．３６ａｔ％、Ｂ＝５．８８ａｔ％）であり、主相は実
質的にこの化合物から形成される。

本発明において用いられる永久磁石材料の実質的に正方
晶系の結晶構造の主相は、Ｍが含有される場合、過飽和
にＭが固溶した準安定なＲ，Ｔ、、Ｂ相であり、その平
均結晶粒径は０．０１〜３−１好ましくは０．０１〜０
．３−未満である。　このような粒径とするのは、０．
０１μｓ未満では結晶の不完全性のために保磁力ｉＨｃ
がほとんど発生しな（なり、３−をこえると、保磁力ｉ
Ｈｃが低下するからである。

また、本発明においては、このような主相のみならず、
さらに非晶質および／または結晶質のＲリッチである副
相を有してもよく、副相を有する方が好ましい。

副相は主相の粒界層として存在する。

副相の組成は、Ｒが約７０ａｔ％、鉄が約３０ａｔ％等
の非晶質または結晶質等が挙げられる。

この場合副相の粒界層の平均中は０．３μ以下であると
よい。

０．３μをこえると、保磁力ｉＨｃが低下するからであ
る。

本発明のバインダとしては、ナイロン６．６と、ナイロ
ン１２との混合物および／またはこれらのコポリマーを
用いる。

ナイロン６．６は、ホモポリマーとして用いる場合、数
平均分子量が、３０００〜８０００、特に、３０００〜
５ｏｏｏ程度テするものが好ましい。

ナイロン１２は、ホモポリマーとして用いる場合、数平
均分子量が、３０００〜５ｏｏｏ。

特に、４０００〜６ｏｏｏ程度であるものが好ましい。

ナイロン６．６と、ナイロン１２との割合は、ナイロン
６．６／ナイロン１２のモル比で、２／８〜８／２、好
ましくは３７７〜７／３、より好ましくは、４／６〜６
／４である。

上記範囲以外では、永久磁石材料の粉末と、バインダと
を混合ないし混練する際のトルクが大きくなる傾向にあ
る。

また、ナイロン６．６と、ナイロン１２とのコポリマー
を用いる場合、コポリマーのナイロン６．６／ナイロン
１２のモル比は、２／８〜８／２、より好ましくは２／
８〜４７６であり、その数平均分子量は、３０００〜５
ｏｏｏ、特に、４０００〜６ｏｏｏ程度であることが好
ましい。

バインダには、ナイロン６．６と、ナイロン１２との混
合物のみ、あるいは、コポリマーのみ、あるいは双方を
用いて、もよい。

上記範囲とすることにより、混合ないし混線の際のトル
クはいっそう減少する。

上記バインダ中には、その他、ナイロン６、ナイロン６
１０等や、これらのコポリマーが３０モル％以下含まれ
ていてもよい。

本発明のボンディッド磁石は、上記の永久磁石材料の粉
末と、バインダと、その他必要に応じて後述する添加物
とを混合ないし混練し、好ましくはその後造粒して成型
する。

この場合、混合または混練は、公知のニダ、エクストル
ーダ等を用いて、１９０〜２３０℃の温度で５〜６０分
間行えばよい。

ニーダの場合、回転数は、１０〜１００　ｒｐａ＋程度
でよ（、上記バインダを用いると、トルクを大きくしな
くても混合ないし混線をスムーズに進行させることがで
きる。　従って、合金薄片が砕けて微粉末化するのが防
止され、本発明の効果が得られる。

成型は、射出成型、押出成型、圧延成型等のいずれによ
ってもよいが、一般に射出成型が適用される。

この成型に際しては、公知の射出成型機や押出機等を用
いればよい。

また、本発明において永久磁石材料の粉末とバインダと
の混合割合は、バインダを永久磁石材料の粉末に対して
７〜１２ｗｔ％、好ましくは７〜１０ｗｔ％とするのが
よい。

このような混合割合とすることにより磁石としての磁気
特性が十分となる。

本発明においては、前述のように、その他、可塑剤、カ
ップリング剤、滑剤、酸化防止剤等を添加してもよい。

可塑剤としては、フタル酸系、スルホン酸系、リン酸系
、エポキシ系等が具体的に挙げられるが、特に縮合リン
酸アミノトリアジン化合物が好ましい。

カップリング剤としては、シラン系、チタネート系、ア
ルミネート系等が具体的に挙げられる。

滑剤としては、ステアリン酸およびステアリン酸塩、脂
肪酸アミド、ワックス類等が具体的に挙げられる。

酸化防止剤としては、ヒンダードフェノール系、硫黄系
、リン系等が具体的に挙げられる。

上記の添加剤は、永久磁石材料の粉末とバインダとの混
合物に対して、可塑剤の場合は０．１〜２ｗｔ％、カッ
プリング剤の場合は０．０５〜０．３ｗｔ％、滑剤の場
合は０．０５〜０．２ｗｔ％、酸化防止剤の場合は０．
０５〜０．２ｗｔ％程度とすればよい。

このようにして得られたボンディッド磁石は、残留磁化
（Ｂｒ）８〜１０ｋＧ、保磁力（ｉＨｃ）５〜１０ｋＯ
ｅ程度の高特性を有するものである。

また、抗折強度は６〜８　ｋｇｆ／ｍＨ″となる。

本発明においては、製品としてのボンディッド磁石を取
り出すとき、永久磁石材料の粉末が微粉末化することが
ないため、ランナーやスプルーは再利用することができ
る。

再利用に際しては、通常、造粒工程等にリサイクルさせ
ればよい。

なお、本発明において、永久磁石材料の粉末やボンディ
ッド磁石には表面コーティングを行ってもよい。

〈実施例〉以下、本発明を実施例によって具体的に説明する。

実施例ＩＮ　ｄ　１４Ｆ　ｅ　ｔｓＢ　ｓの組成の合金組成とな
るように各元素を秤量して溶解し、合成インゴットを得
た。　得られた合金インゴット５ｋｇを、外径３０　ｍ
ｍ、ノズル先端穴径１　ｍｍの石英ノズルに入れ、高周
波誘導加熱により溶湯とした。　この合金溶湯をアルゴ
ンガス圧（噴出圧カニ０．２　ｋｇ／ｍ”）で冷却ロー
ル表面に射出し、薄片を得た。

このようにして得られた薄片をスタンプミルにより粉砕
し、平均アスペクト比６、平均厚さ５０−の粉末を得た
。

この粉末に７００℃、１０分間の熱処理を施し、シラン
系カップリング剤で粉末表面をコーティングした後、こ
の粉末を１００重量部、ナイロン６．６（数平均分子量
４０００）３重量部、ナイロン１２（数平均分子量５０００）３重量部、ナイロン６．６とナイロン１２とのコポリマー（数平均
分子量５０００）２重量部を混合し、その後、ラボブラストミルにより、２００℃
で６０分間加熱混練した。

その後造粒し、射出成型し、磁石Ｎｏ、１を得た。

なお、ナイロン６．６／ナイロン１２のモル比は１／１
である。

この磁石Ｎ００１を得るに際しての混線トルクを測定し
た。

混線トルクは上記のような混合割合の混合物を４０ｍ１
投入し、上記の混線温度で回転速度５０　ｒｐｍにて混
練し、混線開始より６０分後に測定した。

また、磁石Ｎ０１１について抗折強度を調べた。

抗折強度は磁石Ｎｏ、１の両端を固定し、中央部分に力
を加え、この磁石が折れるときの力を測定することによ
って調べた。

さらに、磁石Ｎｏ、１について耐食性を調べた。

耐食性は、７０℃、９０％ＲＨの高温高湿下に磁石Ｎｏ
、１を１０００時間放置したときのさびの発生状況を目
視により観察した。

さびの発生が全くないものを０、はとんどないものをＯ
１少々発生したものをΔ、多量に発生したものを×とし
た。

また、磁石Ｎｏ、１に５０　ｋＯｅでパルス着磁を施し
たものに対して磁気特性を調べた。

結果を表１に示す。

実施例２、比較例１．２実施例１においてナイロン６．６、ナイロン１２および
コポリマーを、ナイロン６．６とナイロン１２とのコポリマー（数平均
分子量５０００）８重量部とする他は同様にして磁石Ｎ
ｏ、２を得、ナイロン６．６（数平均分子量４０００）８重量部とす
る他は同様にして磁石Ｎｏ、３を得、ナイロン１２（数平均分子量５０００）８重量部とする
他は同様にして磁石Ｎｏ、４を得た。

そして、磁石Ｎｏ、２．３．４についても実施例１と同
様の測定を行った。

結果を表１に示す。

表１より本発明の効果は明らかである。

一方、射出成型後におい、て、スプルー、ランナーの再
利用を試みたところ、磁石Ｎｏ、１．２を取り出したも
のについては永久磁石材料の薄片粉末が微粉末化しない
ために、再利用することができた。　しかし、磁石Ｎｏ
、４では、混線トルクが磁石Ｎｏ、１．２に比べて大き
いため、一部微粉末化しており、再利用に供することが
できなかった。　また、磁石Ｎｏ、３は耐食性が良くな
かった。

〈発明の効果〉本発明では、ナイロン６．６と、ナイロン１２との混合
物および／またはこれらのコポリマーを含有するバイン
ダを用いるため、永久磁石材料の粉末と、バインダとを
混合ないし混練する際、トルクの低減が図れ、永久磁石
材料の粉末が微粉末化することを防止できる。

従って、本発明のＲ−Ｆｅ−Ｂ系ボンディッド磁石は、
強度、特に抗折強度が十分となり、耐食性にも優れる。

また、良好な磁気特性も得られ、製造も容易である。

さらには、ランナーやスプルー等の廃材部分の再利用が
可能となり、コスト面でも有利となる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｒ（ただし、ＲはＹを含む希土類元素の一種以上
）、ＦｅおよびＢを含有する永久磁石材料の粉末をバイ
ンダで結合したボンディッド磁石において、前記バインダが、ナイロン６，６とナイロン１２とを含
有し、ナイロン６，６／ナイロン１２のモル比が、２／８〜８
／２であることを特徴とするボンディッド磁石。
（２）上記永久磁石材料の粉末の平均アスペクト比が、
３〜１０、平均厚さが、２０〜８０μｍである請求項１
に記載のボンディッド磁石。