JPH02252219A - 希土類磁石の製造方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂを基本成分とする希土類磁石の
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

永久磁石は、一般家庭の各種電気製品から大型コンピュ
ーターの周辺端末機器まで、幅広い分野で使用されてい
る重要な電気・電子材料の一つであり、最近の電気製品
の小型化、高効率化の要求にともない、永久磁石も益々
高性能化が求められている。

永久磁石は、外部から電気的エネルギーを供給しないで
磁界を発生するための材料であり、保磁力が大きく、ま
た残留磁束密度も高いものが適している。

現在使用されている永久磁石のうち代表的なものはアル
ニコ系鋳造磁石、フェライト磁石及び希土類−遷移金属
系磁石であり、特に希土類−遷移金属系磁石であるＲ−
Ｃｏ系永久磁石やＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、極めて高
い保磁力とエネルギー積を持つ永久磁石として、従来か
ら多くの研究開発がなされている。

従来、これらＲ−Ｆｅ−Ｂ系の高性能異方性永久磁石の
製造方法には、次のようなものがある。

（１）まず、特開昭５９−４６００８号公報やＭ。

Ｓａｇａｖａ、Ｓ、ＦｕｊｌＩｌｕｒａ、Ｎ、Ｔｏｇａ
ｖａ、１１．Ｙａａ＋ａａ＋ｏｔｏ　ａｎｄＹ、Ｍａｔ
ｓｕｕｒａ：Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｂｙｓ、ＶｏｌＪ５（６
）、１５　　Ｍａｒｃｈ　　１９８４；ｐ２０８３等に
は、原子百分比で８〜３０％のＲ（ただしＲはＹを含む
希土類元素の少なくとも１種）、２〜２８％のＢ及び残
部Ｆｅからなる磁気異方性焼結体であることを特徴とす
る永久磁石が粉末冶金法に基づく焼結によって製造され
ることが開示されている。

この焼結法では、溶解・鋳造により合金インゴットを作
製し、粉砕して適当な粒度（数μｍ）の磁性粉を得る。

磁性粉は成形助剤のバインダーと混練され、磁場中でプ
レス成形されて成形体が出来上がる。成形体はアルゴン
中で１１００℃前後の温度１時間焼結され、その後室温
まで急冷される。焼結後、６００℃前後の温度で熱処理
する事により永久磁石はさらに保磁力を向上させる。

また、この焼結磁石の熱処理に関しては特開昭６１−２
１７５４０号公報、特開昭６２−１６５３０５号公報等
に、多段熱処理の効果が開示されている。

（２）特開昭５９−２１１５４９号公報やＲ，Ｗ、Ｌｅ
ｅ：　Ａｌ）ｐｌ、Ｐｈｙｓ、１．ｅｔｔ、Ｖｏｌ、４
ｆｔ（８）、１５＾ｐｒｉｌ　１９８５．ｐ７９０には
、非常に微細な結晶性の磁性相を持つ、メルトスピニン
グされた合金リボンの微細片が樹脂によって接着された
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ磁石が開示されている。

この永久磁石は、アモルファス合金を製造するに用いる
急冷薄帯製造装置で、厚さ３０μｍ程度の急冷薄片を作
り、その薄片を樹脂と混練してプレス成形することによ
り製造される。

（３）特開昭６０−１００４０２号公報やＲ，Ｗ、ｌ、
ｅｅ：　　Ａｐｐｌ、Ｐｌ＋ｙｓ、Ｉ、ｅｔＬ、Ｖｏｌ
、４８（８）、１５　Ａｐｒｉｌ　　１９８５．ｐ７９
０には、前記（２）の方法で使用した急冷薄片を、真空
中あるいは不活性雰囲気中で２段階ホットプレス法と呼
ばれる方法で密で異方性を有するＲＦｅ−Ｂ磁石を得る
ことが開示されている。

（４）特開昭６２−２７６８０３号公報には、Ｒ（ただ
しＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）８〜
３０原子％、８２〜２８原子％、Ｃｏ５０原子％以下、
Ａ１１５原子％以下、及び残部が鉄及びその他の製造上
不可避な不純物からなる合金を溶解・鋳造後、該鋳造イ
ンゴットを５００℃以上の温度で熱間加工することによ
り結晶粒を微細化しまたその結晶軸を特定の方向に配向
せしめて、該鋳造合金を磁気的に異方性化することを特
徴とする希土類−鉄系永久磁石が開示されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

枝上の（１）　〜（４）の従来のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁
石の製造方法は、次のごとき欠点を有している。

（１）の永久磁石の製造方法は、合金を粉末にすること
を必須とするものであるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金はたい
へん酸素に大して活性を有するので、粉末化すると余計
酸化が激しくなり、焼結体中の酸素濃度はどうしても高
くなってしまう。

また粉末を成形するときに、例えばステアリン酸亜鉛の
様な成形助剤を使用しなければならず、これは焼結工程
で前もって取り除かれるのであるが、成形助剤中の数刻
は、磁石体の中に炭素の形で残ってしまい、この炭素は
著しくＲ−Ｆｅ−Ｂ磁石の磁気性能を低下させ好ましく
ない。

成形助剤を加えてプレス成形した後の成形体はグリーン
体と言われ、これは大変脆く、ハンドリングが難しい。

従って焼結炉にきれいに並べて人れるのには、相当の手
間が掛かることも大きな欠点である。

これらの欠点があるので、−膜内に言ってＲ−Ｆｅ−Ｂ
系の焼結磁石の製造には、高価な設備が必要になるばか
りでなく、その製造方法は生産効率が悪く、結局磁石の
製造コストが高くなってしまう。従って、比較的原料費
の安いＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の長所を活かすことが出来な
い。

次に（２）並びに（３）の永久磁石の製造方法は、真空
メルトスピニング装置を使用するが、この装置は、現在
では大変生産性か悪くしかも高価である。

（２）の永久磁石は、原理的に等方性であるので低エネ
ルギー積であり、ヒステリシスループの角形性も悪く、
温度特性に対しても、使用する面においても不利である
。

（３）の永久磁石を製造する方法は、ホットプレスを二
段階に使うというユニークな方法であるが、実際に量産
を考えると非効率であることは否めないであろう。

更にこの方法では、高温例えば８００℃以上では結晶粒
の粗大化が著しく、それによって保磁力ｉＨｃが極端に
低下し、実用的な永久磁石にはならない。

これに対し、（４）の永久磁石を製造する方法は、磁石
合金のそのものの製造に関しては、最も簡略な製造工程
で製造できるため、最も安価なＲ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁
石合金を提供できる方法であるが、この方法によって得
られた合金を所望の形状の永久磁石に成形するために、
切削、研削等の工程を必要とし、これがコストアップの
要因となっており、またこの合金は非常に硬く脆いため
、切削、研削等の工程において割れたり欠けたりして歩
留りが低下するという欠点を有している。

本発明は、このような従来技術のうち特に（４）の永久
磁石の製造方法における欠点を解消し、高性能かつ低コ
ストの希土類磁石の製造方法を提供することを目的とす
るものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の希土類磁石の製造方法は、希土類元素、鉄およ
びボロンを基本成分とする永久磁石を、半溶融状態にて
プレス成形もしくは切断することを特徴とする。

〔作　用〕

一般に希土類磁石は金属間化合物よりなっているので、
非常に脆く、加工しにくいと言われていた。

ところが、本発明を適用しようとする希土類磁石（Ｒ−
Ｆｅ−Ｂ）は、単相はでなく高融点の金属間化合物相で
あるＲ、Ｆｅ、４Ｂ相と、低融点の合金相Ｒ−リッチ相
の２相からなっている。

よって、この系の磁石の広範囲な温度範囲で半溶融状態
にある。

一般に半溶融状態は、著しく合金の特性に影響を及ぼす
事が知られている。

本発明者らは、詳細な実験の結果Ｒ−Ｆｅ−Ｂ合金が４
００〜８００℃の広範囲に於て、プレス加工できる事を
発見した。

以下、本発明を実施例に基ずき詳細に説明する。

〔実　施　例〕

所望（本実験では、Ｐ　ｒＩｔＦ　ｅｙｓＢｓ及びＰ　
ｒ　１７Ｆ　ｅ７６．５”５　Ｃｕ　１．５　　（数字
は原子％））の組成を、高周波炉にて溶解しこれを鋳造
した。

このインゴットを切断して鋼製のシースに挿入後、脱気
しつつ封入する。

できあがったビレットを圧延機にて９５０℃、加工度３
０％ずつ４回の圧延を行い、合計７６％の加工度で加工
した。

これを４７５℃で２時間熱処理をした後、シースをはぎ
取り、アルゴンガス雰囲気の連続炉中に設置した第１図
に示すようなプレス機を用い３００℃から１００℃ごと
に１０００℃まで炉中の温度を変えてプレス切断した。

第１図において、１はパンチ、２はグイ、３は切断材で
ある永久磁石合金であり、４は過度の温度上昇を防止す
るための冷却水である。パンチ１およびダイ２は焼結材
（超硬材、セラミック）で構成した。

切断時の温度ごとに、切断後の寸法、外観、磁気性能の
劣化の度合について検査した。その結果を第１表に示す
。

第１表 表中、寸法については所望の寸法に切断できたものを○
、所望の寸法に切断できなかったものをＸとし、外観に
ついては異常のなかったものを０１切断面のダレや欠け
、表面に亀裂の発生が認められたものを×とした。また
磁気性能については、切断前の性能に比べて（ＢＨ）ｍ
ａｘの値の低下量が２０％未満のものを０，２０％以上
のものを×とした。

いずれの組成も５００℃、６００℃、７００℃では、亀
裂もなく切断面もシャープでしかも磁石性能低下もなく
良好であった。

４００℃以下では割れてしまい、品質面で問題となるが
ＰＲ，７Ｆｅ７６．５Ｂ５　Ｃｕｌ、、の組成のものが
４００℃で外観を除いて良い結果が得られたのは、Ｃｕ
を添加したことによりＲ−リッチ相の融点が低下したこ
とによると考えられる。

また８００℃以上では主相が軟化するため、切断面がダ
してしまい、所定の形状にたらなかった。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように本発明によれば、非常に脆い材料
である希土類磁石を、磁気性能を損なわずに任意の所望
の形状に成形もしくは切断することができ、広い用途に
適用可能な高性能の永久磁石を低コストで提供すること
ができる。

第１図は本発明の実施例におけるプレス切断に用いたプ
レス機の概略図である。

一パンチ ・ダイ ・切断材 ・冷却水 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　希土類元素、鉄およびボロンを基本成分とする永久磁
   石を、半溶融状態にてプレス成型もしくは切断する事を
   特徴とする希土類磁石の製造方法。