JPH023208A - 永久磁石 - 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、希土類元素、遷移金属及びボロンを基本成分
とする永久磁石に関するものである。

［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る。

最近の電気製品の小型化、高効率化の要求に伴い、永久
磁石も益々高性能化が求められている。

現在使用されている永久６ｎ石のうち代表的なものはア
ルニコ、ハードフェライト及び希土類−遷移金属系磁石
である。特に希土類−遷移金属系磁石であるＲ−Ｃｏ系
永久６ｎ石やＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は、高い磁気性能
が得られるので従来がら多くの研究開発がなされている
。

従来、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石には、次のようなもの
がある。

（１）まず、特開昭５９−４６００８号公報には、［原
子百分比で８〜３０％のＲ（但しＲはＹを包含する希土
類元素の少なくとも一種）、２〜２８％のＢ及び残部Ｆ
ｅがら成る磁気異方性焼結体であることを特徴とする永
久磁石」 が開示されている６ またこの永久磁石は、粉末冶金法に基づく焼結により製
造される。

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）の磁石粉を得、こ
の磁石粉を成型助剤のバインダーと混練し、磁場中でプ
レス成形し、成形体とする。

次いで、成形体はアルゴン中で１１００℃前後の温度で
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ことにより、
更に保磁力を向上させ永久磁石とするものである。

（２）また、特開昭５９−２１１５４９号公報には、 「非常に微細な結晶性の磁石粉を持つ、溶融スピンニン
グされた合金リボンの微細片から形成され、接着された
永久磁石で、上記合金は、ネオジム、プラセオジム、及
びミツシュメタルよりなる群から選ばれた一つまたはそ
れ以上の希土類元素；遷移金属、鉄；及びホウ素を含む
合金である永久磁石において、上記磁石中に微細片がそ
の間に分布した接着剤により所望の５１石の形に保持さ
れ、また上記微細片が磁気的に等方性であり、また磁石
の成形物が接着された磁石を形づくるために適当な磁界
中で任意の望む方向磁化されλること、上記接着された
磁石が合金密度の少なくとも８０％の粒子成形密度を持
ち、飽和磁化において少なくとも９メガガウスエルステ
ツドの残留磁気エネルギー積を持つことを特徴とする接
着された希土類−鉄磁石」 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、その薄片を樹脂結合法で磁石にするメルトスピニン
グ法による急冷薄片を用いた樹脂結合法で製造される。

このメルトスピニング法による急冷薄片を用いた樹脂結
合法では、まず急冷薄帯製造装置の最適な回転数でＲ−
Ｆｅ−Ｂ合金の急冷薄帯を作る。

得られた厚さ３０μｍのリボン状薄帯は、直径が１００
０Ａ以下の結晶の集合体であり、脆くて割れ易く、結晶
粒は等方向に分布しているので、磁気的にも等方性であ
る。この薄帯を適当な粒度に粉砕して、樹脂と混練して
プレス成形すれば７ｔ　ｏ　ｎ　／　ｃ　ｒｎ”程度の
圧力で、約８５体積％の充填が可能となる。

（３）さらに、特開昭６０−１００４０２号公報には、 「■鉄、ネオジム及び／あるいはプラセオジム、及びホ
ウ素より成る無定形あるいは微細な粒子状の材料を、高
温圧密と熱間加工により磁石とすることを特徴とする十
分に高密度化された微細な粒子状の異方性の永久磁石。

■鉄、ネオジム及び／あるいはプラセオジム、及びホウ
素より成る材料を高温ダイアップセットすることにより
磁石を作り、得られた磁石の好ましい磁化の方向がアッ
プセット圧縮の方向に平行であることを特徴とする微細
な粒子状の異方性の永久磁石。

■磁石が、本質的に原子パーセント基準で５０〜９０％
鉄、１０〜５０％ネオジム及び／あるいはプラセオジム
、及び１〜１０％ホウ素から成る無定形あるいは微細な
粒子状の合金を高温で塑性変形して形成され、好ましい
磁化の方向が実質的に、上記変形の間の物質法れの方向
と垂直であることを特徴とする永久磁石」 が開示されている。

これらの磁石は、前記（２）におけるリボン状急冷薄帯
あるいは薄片を、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緻密で異方性を有す
るＲ−Ｆｅ−８６ｎ石を得るものである。

このプレス過程では一軸性の圧力が加太られ、磁化容易
軸がプレス方向と平行に配向して、合金は異方性化する
。

尚、最初のメルトスピニング法で作られるリボン状薄帯
の結晶粒は、それが最大の保磁力を示す時の粒径よりも
小さめにしておき、後のホットプレス中に結晶粒の粗大
化が生じて最適な粒径になるようにしておく。

（４）最後に、特開昭６２−２７６８３号公報には、 ｒＲ（但しＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種）８原子％〜３０原子％、Ｂ（ボロン）２原子％〜２
８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
る合金を溶解及び鋳造後、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） 取上の（１）〜（４）の従来のＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
は１次の如き欠点を有している。（１）の永久磁石は、
製造するに当たって合金を粉末にして、それを焼結する
ことにより再度バルク化されているのだが、この焼結時
に密度を母合金と同じにまで高めることが難しく数パー
セントの空孔ができでしまい、磁気性能もそれだけ低下
してしまう。

（２）の永久磁石は、磁石中の磁性合金の割合を９０体
積％以上にすることは難しく、また磁気的に等方性なの
で低エネルギー積の磁石である。

（３）の永久磁石はホットプレスされているので十分高
密度化されて、空孔率は１％未満であり磁気性能も十分
であるが、その保磁力機構がピニングタイプであるため
、着磁に非常に大きな磁場が必要である。

（４）の永久磁石は、保磁力機構がニュークリエイジョ
ンタイプで着磁性が良いのだが、加工条件に依っては空
孔が発生したり巣が残ったりして高密度化が不十分であ
り、磁気特性も低下していた。

本発明は、以上の従来技術の欠点を解決するものであり
、その目的とするところは、高性能がっ低コストの永久
磁石を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段１ 本発明の永久磁石は、希土類元素（Ｒ）−遷移金属（Ｍ
）−ボロン系永久磁石に関するものであり、具体的には
Ｒ（Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｂのうちか
ら選ばれた少なくとも１種以上の希土類元素）−Ｍ　（
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｒのうちがら
選ばれた少なくとも１種以上の遷移金属）−ボロンを原
料基本成分とし、空孔率が２％以下であり、その保磁力
機構がニュークリエイジョンタイプであることを特徴と
する永久磁石である。

〔作　用〕

本発明者等は、数多くのＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造合金を評価
し、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金に適当な熱処理を加えれば高
保磁力が得られることを知見し、更に、この合金を基に
、ホットプレスによる機械的配向処理、添加元素による
磁気特性の改善効果を研究した結果、本発明に至ったも
のである。

即ち、本発明は、ＲがＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄ
ｙ、Ｔｂのうちから選ばれた少なくとも１種以上の希土
類元素であり、ＭがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａ
ｕ、Ｚｒのうちから選ばれた少なくとも１種以上の遷移
金属であるＲ−Ｍ−Ｂ系合金において、鋳造−熱間加工
−熱処理という粉末工程を含まない方法で、従来法に勝
る高性能の磁石を得るものである。

空孔率は、それが多くなればなる程４πＩｓが減少し、
最大エネルギー積も減少するので出来る限り小さいこと
が望まれるのだが、従来の焼結法では２％以下にするこ
とが非常に困難であった。

本発明においては、適切な熱間加工をインゴットに施す
ことにより空孔率２％以下の磁石とし高特性が得られる
。

また磁石の保磁力機構がピニングタイプであると着磁に
おいて大きな磁場が必要となるが、ニュークリエイジョ
ンタイプの場合には小さな磁場で飽和に達するので、着
磁が容易であり高密度着磁が可能である。

［実　施　例］ （実施例１） まず、アルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いてＰｒ＋ｔ
Ｆｅｙｓ、　５Ｂｓｃｕ＋、　ａなる組成の合金を溶解
し、次いで鋳造した。この時、希土類、鉄及び銅の原料
としては、９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフ
ェロボロンを用いた。

次に、この鋳造インゴットをアルゴン雰囲気中、１００
０℃において、加工度８０％でホットプレスした。この
時のプレス圧力は０．２〜０゜８　ｔｏｎ／ｃｍ’　ｔ
’あり、歪速度は１０１〜１０−’／Ｓであった。

この後、１０００℃で２４時間の熱処理を施した後、切
断、研磨され磁気特性が測定された。

この磁石の磁気特性値を従来法（３）の永久磁石（Ｎｄ
＋　Ｊｅａｔ、　ａｈａ、　４）における値と共に第１
表に示す。

第１表に示す如（、本発明磁石は、従来法（３）の永久
磁石に比較して磁気特性に優れ、着磁が容易であること
が明らかである。

第　　１ 表 （実施例２） 組成Ｐｒ＋ＪｄｓＦｅｙｅＢｓ、　５Ｃｕ１．　ｓの合
金を実施例１と同様に、溶解・鋳造し鋳造インゴットを
得た。

次いでこの鋳造インゴットをアルゴン雰囲気中１０００
℃ｉ、＝　８　イテ、歪速度は１０−’　〜ｌ　Ｏ−’
／Ｓ、加工度８０％でホットプレスした。

この後、１０００℃で２４時間のアニールを施した後、
切断、研磨し、組成：　Ｐｒｙ、　ＪｄＪｅｓｏ、　＋
Ｂ＠、　１Ｃｕａ、　ｓの磁石を得てこの磁石の特性を
測定した。

コノ結果を第２表に、Ｐｒｅ、　５ＮｄＪｅｓｏＢａ、
　ｓの焼結磁石の特性値と共に示す。

第２表に示す如く、従来法（１）の焼結磁石より優れた
磁気特性をもつことは明らかである。

（実施例３） 第３表に示す組成の合金を実施例１〜２と同様に、溶解
・鋳造した。また用いた原料も同じものを用いた。

次に、これらの鋳造インゴットをアルゴン雰囲気中にお
いてホットプレスした後アニールを施し、切断・研磨後
、磁気特性を測定し、第４表に磁石の組成第５表にＵｎ
石の諸特性値を示す。

第３表　　合金組成 第４表 磁石の組成 ［発明の効果〕 斜上の如く本発明の永久磁石は、次の如き効果を奏する
ものである。

＜１）空孔率が低いので高磁気特性を得ることができる
。

（２）着磁性が良いので着磁が容易で高密度着磁が可能
である。

（３）製造プロセスが簡単であるので低コストである。

以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類元素（但しＹを含む）と遷移金属とボロン
   を基本成分とし、空孔率が２％以下であり、その保磁力
   機構がニュークリエイションタイプであることを特徴と
   する永久磁石。
2. （２）希土類元素がＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｄｙ
   、Ｔｂのうちから選ばれた少なくとも１種以上の元素、
   遷移金属がＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｒ
   のうちから選ばれた少なくとも１種以上の金属であるこ
   とを特徴とする請求項１記載の永久磁石。