JPH02285606A - 永久磁石の製造方法 - Google Patents

永久磁石の製造方法

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JPH02285606A
JPH02285606A JP1106506A JP10650689A JPH02285606A JP H02285606 A JPH02285606 A JP H02285606A JP 1106506 A JP1106506 A JP 1106506A JP 10650689 A JP10650689 A JP 10650689A JP H02285606 A JPH02285606 A JP H02285606A
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JP
Japan
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temperature
heat treatment
permanent magnet
conducted
coercive force
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JP1106506A
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English (en)
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Kimio Uchida
内田 公穂
Masaaki Tokunaga
徳永 雅亮
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/0555Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0557Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together sintered

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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〕 本発明はRZCO17系永久磁石(ただしRは希土類元
素)の磁気特性の改良に関するものである。
〔従来の技術〕
2相分離型RZCOI7系永久磁石(ただしRは希土類
元素)の保磁力発生機構は微細な強磁性の2つの相を共
存させることにより磁壁の移動が妨げられることに起因
している。この2つの相を共存させるためにはCuの存
在が不可欠であり、また残留磁束密度を高めるためには
Feの添加が有効であることから、−船釣にはCoめ一
部をCuとFeで置換したものが実用化されている。ま
た近年、これにさらにZr (特開昭52−11500
0)あるいはHf (特開昭53106326)などの
遷移元素を微量添加することによって保磁力+Hcと最
大エネルギー積(B+I)fflを高めた磁石合金が提
案されている。
この2相分離型のR2Co、7系永久磁石では、熱処理
である時効処理によってマトリクスに析出する微細な析
出相の状態がその保磁力の水準や第2象限の角型性を大
きく左右するため、この時効処理を最適な条件下で実施
することが製造上のポイントとなる。このためR,Co
、7系永久磁石の磁気特性の改良は時効処理を中心に行
なわれてきた。例えば特開昭50−133106には7
00〜900°Cの温度から400℃近傍まで多段時効
する方法が、特開昭53406624には700〜90
0℃の温度から400°C近傍の温度まで徐冷する方法
が示されている。また、特開昭57−161044には
400〜750℃の温度で等温処理し、次いで600〜
1000°Cを開始温度として300〜600°Cまで
冷却する方法が、特開昭59〜153873には750
〜950℃の温度から700℃以下の温度まで冷却する
熱処理を2回以上くり返す方法が示されている。その結
果今日では、合金組成に応じた適切な時効処理を施すこ
とによって、10kOe以上の高い保磁力 +Hcが得
られるようになっている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところがこのようなR2Co、7系永久磁石の磁化曲線
の第2象限にはクニックが存在し、このため残留磁束密
度の値から期待される水準に比較して得られる最大エネ
ルギー積(BH)。の水準がかなり低下するという問題
があった。
本発明の目的は、上記問題点を解消し、高い保磁力とエ
ネルギー積を有する磁化曲線の第2象限の角型性の良い
R2Co、7系永久磁石を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等はR2Co、、系永久磁石に関し第2象限の
角型性を改良する方法について種々検討した結果、本系
合金に特定の条件の熱処理を施こすことによって前記目
的を達成できることを見い出し、本発明を完成させるに
至ったものである。
即ちまず、本発明者等は研究の過程で本R2C0,7系
永久磁石の減磁曲線の角型性が熱処理条件によって大き
く変化することを見い出しこれに注目した。第1図に、
実験結果の1例として、Sm 25.5ivt%、 F
e 18.0wt%、 Cu 5.0iyt%、Zr2
.7wt%、残部Coの永久磁石合金を一定の温度で等
温保持した後300°以下まで連続冷却した場合の熱処
理条件と第2象限の磁化曲線(4πI −H曲線)の関
係を示す。本発明のR2C017系永久磁石合金の具体
的な製造方法については後で詳細な説明を加えるが、こ
の第1図の実験は同し製造方法によっている。第1図か
ら、磁気特性のうち特に保磁力+Hcの水準と第2象限
の角型性の熱処理温度依存性が大きいことがわかる。第
2象限の角型性は熱処理温度が低いほど良好である。特
に750°Cより低温が好ましい。しかしその場合保磁
力+Hcの水準が低いという欠点を有している。発明者
らはさらに研究を進めた結果、第1図に示したような等
温保持した後低温まで冷却するという熱処理を施した試
料にさらに等温保持した後低温まで冷却するという追加
熱処理を施した場合(以降前者を予備熱処理後者を追加
熱処理と呼ぶ)、低温の予備熱処理で得られる良好な第
2象限の角型性が追加熱処理後も維持されたまま保磁力
1Hcの水準が向上し、結果として大きな保磁力、Il
cを有しかつ角型性の良い磁気特性が得られることを見
い出した。図2には実験結果の1例として試料の予備熱
処理後と追加熱処理後の各々の保磁力、Hcを示す。図
2から、追加熱処理による保磁力、Hcの増加は予備熱
処理の温度が750℃より低い場合に顕著であることが
わかる。一方、予備熱処理の温度が400°Cよりも低
い場合は追加熱処理による保磁力、Hc水準は予備熱処
理がない場合と変わらない。以上の結果から予備熱処理
の温度(等温保持の温度)は400°C以上750℃未
満とされる。
図3には実験結果の1例として追加熱処理の温度(等温
保持の温度)と追加熱処理後の保磁力、HcO値を示す
。600℃より低い温度では高い保磁力、Hcが得られ
ない。1000℃より高い温度では高い保磁力、Hcが
得られるものの第2象限の角型性が悪くなる。従って追
加時効処理の温度は600℃以上1000°C以下とさ
れる。以上述べたように特定の条件の予備熱処理と追加
熱処理を施こすことによって高い保磁力、Hcを有しか
つ第2象限の角型性が良好なR2C017系永久磁石を
製造することができる。
本発明におけるRZCOI7系永久磁石は、重量百分比
でR22〜28%(ただしRは希土類元素の1種もしく
は2種以上)、Fe1O〜25%、Cu1〜10%、M
o、2〜5%(ただしMはZr、 Iff。
T+、 Nb+ Ta、 Mnの少なくとも1種)、残
部が実質的にCoからなる組成である。ここで各元素の
組成限定理由を説明する。希土類元素Rは22〜28w
t%とされる。希土類元素の含有量が22wt%未満で
は十分な保磁力が得られない。また希土類元素の含有量
が28wt%より多い場合には残留磁束密度が低下する
。Feは10〜25wt%とされる。
10wt%以下では残留磁束密度が低下する。25wt
%より多い場合には保磁力および角型性が低下する。C
uは1〜10wt%未満とされる。1wt%未満では十
分な保磁力が得られない。10wt%より多い場合には
残留磁束密度が低下する。M元素(Zr、訂、 Ti、
 Nb、 Ta、 MnO内の少くとも1種)は0.2
〜5wt%とされる。0.2wt%未満では十分な保磁
力が得られず、5i%より多い場合には残留磁束密度が
低下する。
最後に、本発明のRzCo+7系永久磁石の製造方法を
特徴する特許請求の範囲に示す組成を有する永久磁石合
金は、通常の溶解法あるいはいわゆる還元拡散法によっ
て作製することが可能である。
この合金をジェットミル、ボールミル等によって3〜7
μの粒度に粉砕し、粉砕粉を磁場中で成形して成形体と
する。成形体は真空中あるいは非酸化性の雰囲気中で1
100〜1250°Cの温度で焼結する。次に焼結体を
非酸化性の雰囲気中で焼結温度より10〜50°C低い
温度に保持し、次いで時効処理開始温度以下の温度まで
急冷して溶体化処理を行なう。最後に試料を400℃以
上750℃未満の温度で一定の時間保持した後300℃
以下の温度まで多段冷却または連続冷却する予備熱処理
をおこない、次いで600°C以上1000°C以下の
温度で一定の時間保持した後300℃以下の温度まで多
段冷却または連続冷却する追加熱処理をおこなう。
以下本発明の実施例と比較例を説明するがこれによって
本発明の範囲が制限されるものではない。
〔実施例〕
(実施例1) 表1の陽1〜隘3に示す組成(重量百分比)の合金を高
周波誘導溶解により作製した。これを各々ショークラッ
シャーで粗粉砕し、次いでジェットミルで微粉砕した。
微粉の粒度は約4.0μ(F・S −S −S)であっ
た。微粉を配向磁界強度10kOe、成形圧3 ton
/c−の条件下で成形して成形体とした。成形体はH2
ガス雰囲気中で1180°CX2Hの条件で焼結した。
次いで焼結体を1160℃×411の条件で溶体化処理
し水中に急冷した。最後に同じく表1に示すような条件
の予備熱処理と追加熱処理を施した。
以上の処理によって永久磁石合金を永久磁石化しその磁
気特性を測定したところ表2に示すような結果を得た。
ここでHkは4πIr X 0.9の点でのI −H曲
線上のHの値である。また角型性の程度を表わす角型比
はHh/ +HcX 100 (%)で定義した。表2
から、60%以上という良好な角型比と10kOe以上
の高い保磁力+Hcが得られることがわかる。
(比較例1) 表1の11kll〜No、 3の合金と同一組成の合金
を高周波誘導溶解により各々作製した。これらを溶体化
処理までは実施例1と同一の条件で処理した。
次に各々の合金に表3に示すような条件の熱処理を施し
た。その磁気特性を測定したところ表4に示すような結
果を得た。表4の磁気特性と表2に記載の対応する組成
の合金の磁気特性とを比較することによって予備熱処理
を施こさない場合には得られる保磁力+Hcの水準が低
くがっ角型比も悪いことがわかる。
〔発明の効果〕
以上述べたように特定の予備熱処理と追加熱処理を施こ
すことによって高性能のR2Co、7系永久磁石を安定
に製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は熱処理条件と磁化曲線の変化の関係を示す図、 第2図は予備熱処理温度と保磁力、Hcの関係を示す図
、 第3図は追加熱処理温度と保磁力、11cの関係を示す
図である。 追加熱処理温度TじC) 第 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  重量百分比でR22〜28%(ただしRは希土類元素
    ),Fe10〜25%,Cu1〜10%,M0.2〜5
    %(ただしMはZr,Hf,Ti,Nb,Ta,Mnの
    内の少なくとも1種)残部が実質的にCoである金属粉
    末を磁界中で成形し、次いで得られた成形体を焼結し、
    さらに溶体化処理をおこなった後、400℃以上750
    ℃未満の温度で等温保持した後300℃以下の温度まで
    連続冷却または多段冷却する予備熱処理を施こし次に6
    00℃以上1000℃以下の温度で等温保持した後30
    0℃以下の温度まで連続冷却または多段冷却する熱処理
    を施こすことを特徴とする永久磁石の製造方法。
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