JPH0298104A - 永久磁石 - Google Patents
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Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
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。
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Ｒ２Ｃｏ、７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。
素）の磁気特性の改良に関するものである。
２相分離型Ｒ，Ｃｏ、、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の一
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（ＢＨ）ｍを高めた磁石合金が提案され
ている。
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の一
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（ＢＨ）ｍ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象限の角型性を太
き（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
、、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°Ｃ近傍まで多段
時効する方法が、特開昭５３−１０６６２４には７００
〜９００°Ｃ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５７−１６１０４
４４．：は４ｏｏ〜７５゜°Ｃの温度で等温処理し、次
いで６００〜１０００°Ｃを開始温度として３００〜６
００°Ｃまで冷却する方法が、特開昭５９−１５３８７
３には７５０〜９５０°Ｃの温度から７００°Ｃ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。
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象限の角型性を太
き（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
、、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°Ｃ近傍まで多段
時効する方法が、特開昭５３−１０６６２４には７００
〜９００°Ｃ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５７−１６１０４
４４．：は４ｏｏ〜７５゜°Ｃの温度で等温処理し、次
いで６００〜１０００°Ｃを開始温度として３００〜６
００°Ｃまで冷却する方法が、特開昭５９−１５３８７
３には７５０〜９５０°Ｃの温度から７００°Ｃ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。
ところがこのようなＲ，Ｃｏ、、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（ＯＨ）ｍの水準がかなり低下するという問題
があった。このクニックは保磁力、１１ｃが大きくなる
ほど顕著になる傾向がある。
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（ＯＨ）ｍの水準がかなり低下するという問題
があった。このクニックは保磁力、１１ｃが大きくなる
ほど顕著になる傾向がある。
従ってこのクニックは時効条件を変更し保磁力、Ｈｃを
抑制することでその程度を緩和することは可能である。
抑制することでその程度を緩和することは可能である。
しかし時効条件の変更のみでは完全に解消することはで
きない。
きない。
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
Ｒ１Ｃ０，７系永久磁石を提供することにある。
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
Ｒ１Ｃ０，７系永久磁石を提供することにある。
本発明者等はＲ２Ｃ０１７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
合金に特定の高融点金属元素を特定量添加することによ
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。
角型性を改良する方法について種々検討した結果、本系
合金に特定の高融点金属元素を特定量添加することによ
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Ｒ２Ｃ０ＩＴ系
永久磁石の磁気特性が焼結温度のわづかな変化に対して
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、Ｓｍ２５．５ｗｔ％、Ｆｅ
１４．Ｏｗｔ％＋ Ｃｕ ４．４ ｗ ｔ％、Ｚｒ２．
７ｗｔ％、残部Ｃｏの永久磁石合金の焼結温度と第２象
限の磁化的Ｂ（４πＩ−８曲線）の関係を示す。
永久磁石の磁気特性が焼結温度のわづかな変化に対して
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、Ｓｍ２５．５ｗｔ％、Ｆｅ
１４．Ｏｗｔ％＋ Ｃｕ ４．４ ｗ ｔ％、Ｚｒ２．
７ｗｔ％、残部Ｃｏの永久磁石合金の焼結温度と第２象
限の磁化的Ｂ（４πＩ−８曲線）の関係を示す。
本発明のＲ２Ｃｏ、７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
実験は同じ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１Ｈｃの水準と第２象限の角型性が
焼結温度の５°Ｃというわづかな変化に対して大きく変
化することがわかる。一方間時に、いづれの焼結温度に
おいても第２象限のクニックは完全には解消されていな
いことがわかる。光学顕微鏡による永久磁石焼結体の組
織観察によって、焼結体の結晶粒の大きさは焼結温度の
上昇に伴って大きくなり粗大化していることを確認した
。以上の実験結果は、ＲＺＣｏ、７系永久磁石の保磁力
、ｌｌｃの水準や第２象限の角型性が時効処理によって
一義的に決まるのではなく、焼結体の結晶粒の状況とも
密接な関係があることを示している。焼結条件の変化に
よって粒界をも含めた結晶粒のミクロ的な状況がどの様
に変化しているのかは今のところ明確ではない。しかし
それが時効処理過程で析出する析出物の亜酸状態に大き
く影響していることは先の実験結果からも容易に推定で
きる。
法については後で詳細な説明を加えるが、この第１図の
実験は同じ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１Ｈｃの水準と第２象限の角型性が
焼結温度の５°Ｃというわづかな変化に対して大きく変
化することがわかる。一方間時に、いづれの焼結温度に
おいても第２象限のクニックは完全には解消されていな
いことがわかる。光学顕微鏡による永久磁石焼結体の組
織観察によって、焼結体の結晶粒の大きさは焼結温度の
上昇に伴って大きくなり粗大化していることを確認した
。以上の実験結果は、ＲＺＣｏ、７系永久磁石の保磁力
、ｌｌｃの水準や第２象限の角型性が時効処理によって
一義的に決まるのではなく、焼結体の結晶粒の状況とも
密接な関係があることを示している。焼結条件の変化に
よって粒界をも含めた結晶粒のミクロ的な状況がどの様
に変化しているのかは今のところ明確ではない。しかし
それが時効処理過程で析出する析出物の亜酸状態に大き
く影響していることは先の実験結果からも容易に推定で
きる。
本発明者等は以上の実験結果をふまえ、添加物の添加に
よって結晶粒のミクロ的な状況が変化しそれによってＲ
ＺＣＯＩ７系永久磁石の第２象限の角型性が変化すると
いう見通しのちとに種々の添加物に関して研究を行なっ
た。その結果、高融点金属元素のうちＣｒの添加が第２
象限の角型性の改善に有効であることが判明した。
よって結晶粒のミクロ的な状況が変化しそれによってＲ
ＺＣＯＩ７系永久磁石の第２象限の角型性が変化すると
いう見通しのちとに種々の添加物に関して研究を行なっ
た。その結果、高融点金属元素のうちＣｒの添加が第２
象限の角型性の改善に有効であることが判明した。
即ち本発明におけるＲ２Ｃｏ□７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） 、 Ｆｅｌ Ｏ〜２５％、 Ｃｕ１
〜５％未満、Ｍｏ、２〜５％（ただしＭはＺｒ、Ｉｆｆ
の内の少なくとも１種）、Ｃｒ０．０５〜０．５％、残
部が実質的にＣｏからなる組成である。第２図に、実験
結果の１例としてＳｍ２５．５ｗｔ％、Ｆｅ１４．０ｗ
ｔ％Ｃｕ４．４ｗｔ％＋ Ｚｒ ２．７ ｗ ｔ％＋
Ｃｒ Ｏ−１０ｗｔ％、残部Ｃｏの永久磁石合金の第２
象限の磁化曲線を示す。
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） 、 Ｆｅｌ Ｏ〜２５％、 Ｃｕ１
〜５％未満、Ｍｏ、２〜５％（ただしＭはＺｒ、Ｉｆｆ
の内の少なくとも１種）、Ｃｒ０．０５〜０．５％、残
部が実質的にＣｏからなる組成である。第２図に、実験
結果の１例としてＳｍ２５．５ｗｔ％、Ｆｅ１４．０ｗ
ｔ％Ｃｕ４．４ｗｔ％＋ Ｚｒ ２．７ ｗ ｔ％＋
Ｃｒ Ｏ−１０ｗｔ％、残部Ｃｏの永久磁石合金の第２
象限の磁化曲線を示す。
第２図から、Ｃｒの添加によって第２象限のクニックが
消滅し角型性が改善されることがわかる。またその改善
効果は、０．０５ｗｔ％以上の添加量で顕著であること
がわかる。一方、５ｗｔ％より多い添加量では残留磁束
密度の低下が大きく添加のメリットが得られない。従っ
て、Ｃｒの添加量は０．０５〜５ｗｔ％の範囲に限定さ
れる。第３図にＳｍ２５．５ｗｔ％、Ｆｅ１４．Ｏｗｔ
％＋ Ｃｕ ４．４ ｗｔ％＋ Ｚｒ２．７ｗｔ％。
消滅し角型性が改善されることがわかる。またその改善
効果は、０．０５ｗｔ％以上の添加量で顕著であること
がわかる。一方、５ｗｔ％より多い添加量では残留磁束
密度の低下が大きく添加のメリットが得られない。従っ
て、Ｃｒの添加量は０．０５〜５ｗｔ％の範囲に限定さ
れる。第３図にＳｍ２５．５ｗｔ％、Ｆｅ１４．Ｏｗｔ
％＋ Ｃｕ ４．４ ｗｔ％＋ Ｚｒ２．７ｗｔ％。
Ｃｒ１．０ｗｔ％、残部Ｃｏの永久磁石合金の焼結温度
と第２象限の磁化曲線の関係を示す。第３図を第１図と
比較することによって、Ｃｒの添加によって磁気特性の
焼結温度依存性が緩和されることがわかる。
と第２象限の磁化曲線の関係を示す。第３図を第１図と
比較することによって、Ｃｒの添加によって磁気特性の
焼結温度依存性が緩和されることがわかる。
ここでＣｒ以外の他の元素の組成限定理由を説明する。
希土類元素Ｒは２２〜２８ｗｔ％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２８−ｔ％よ
り多い場合には残留磁束密度が低下する。Ｆｅは１０〜
２５ｗ（％とされる。１０−ｔ％未満では残留磁束密度
が低下する。２５−ｔ％より多い場合には保磁力および
角型性が低下する。Ｃｕは１〜５ｗｔ％未満とされる。
が得られない。また希土類元素の含有量が２８−ｔ％よ
り多い場合には残留磁束密度が低下する。Ｆｅは１０〜
２５ｗ（％とされる。１０−ｔ％未満では残留磁束密度
が低下する。２５−ｔ％より多い場合には保磁力および
角型性が低下する。Ｃｕは１〜５ｗｔ％未満とされる。
１ｗｔ％未満では十分な保磁力が得られない。５ｗｔ％
以上の場合には残留磁束密度が低下する。Ｍ元素（Ｚｒ
、Ｈｆの内の少くとも１種）は０．２〜５ｗｔ％とされ
る。０．２ｗｔχ未満では十分な保磁力が得られず、５
ｅｖｔ％より多い場合には残留磁束密度が低下する。
以上の場合には残留磁束密度が低下する。Ｍ元素（Ｚｒ
、Ｈｆの内の少くとも１種）は０．２〜５ｗｔ％とされ
る。０．２ｗｔχ未満では十分な保磁力が得られず、５
ｅｖｔ％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Ｒ２Ｃｏ、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。
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℃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６５０〜９０
０°Ｃの温度で一定の時間保持した後４００°Ｃ以下の
温度まで多段冷却または連続冷却して時効処理する。
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℃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６５０〜９０
０°Ｃの温度で一定の時間保持した後４００°Ｃ以下の
温度まで多段冷却または連続冷却して時効処理する。
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。
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Ｎα１−Ｎｏ、５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。これを各各ショー
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／ｃｔｌｌの条件下で成形して成形体とした。成
形体は１１□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°ＣＸ４Ｈの条件
で溶体化処理し水中に急冷した。最後ムこ８００°ＣＸ
８ Ｈの等温処理をおこなった後１°Ｃ／ｍｉｎの冷却
速度で常温まで徐冷するという時効処理を施した。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ｈはＢｒＸ０．９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１１１［／ Ｉ
ＩＩＣＸ １００ （％）で定義した。表２から、Ｃｒ
の添加によって６０％以上という良好な角型比が得られ
ることがわかる。
金を高周波誘導溶解により作製した。これを各各ショー
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／ｃｔｌｌの条件下で成形して成形体とした。成
形体は１１□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°ＣＸ４Ｈの条件
で溶体化処理し水中に急冷した。最後ムこ８００°ＣＸ
８ Ｈの等温処理をおこなった後１°Ｃ／ｍｉｎの冷却
速度で常温まで徐冷するという時効処理を施した。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ｈはＢｒＸ０．９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１１１［／ Ｉ
ＩＩＣＸ １００ （％）で定義した。表２から、Ｃｒ
の添加によって６０％以上という良好な角型比が得られ
ることがわかる。
（比較例１）
表３のＮα６〜Ｎｏ、 １０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。これを実施例
１と同一の条件で処理して永久磁石化しその磁気特性を
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、Ｃｒが添加されていない合金
ではそれらが添加されている合金に比べて角型比が悪く
最大エネルギー積（Ｂｌｌ）ｍが小さいことがわかる。
の合金を高周波誘導溶解により作製した。これを実施例
１と同一の条件で処理して永久磁石化しその磁気特性を
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、Ｃｒが添加されていない合金
ではそれらが添加されている合金に比べて角型比が悪く
最大エネルギー積（Ｂｌｌ）ｍが小さいことがわかる。
表
表
〔発明の効果〕
以上述べたように、高融点金属元素であるＣｒを適当量
添加することによってＲ２Ｃｏ□、系永久磁石の第２象
限の角型性が改善され、かつ磁気特性の焼結温度依存性
が緩和される。これによって高性能のＲ２Ｃ０，、系永
久磁石を安定に製造することが可能となった。
添加することによってＲ２Ｃｏ□、系永久磁石の第２象
限の角型性が改善され、かつ磁気特性の焼結温度依存性
が緩和される。これによって高性能のＲ２Ｃ０，、系永
久磁石を安定に製造することが可能となった。
第１図は従来組成における焼結温度と磁気特性の関係を
示す図。 第２図はＣｒ添加量と磁気特性の関係を示す図。 第３図は本発明の組成における焼結温度と磁気特性の関
係を示す図。 Ｈ（に○ｅ） 第 図 第 図
示す図。 第２図はＣｒ添加量と磁気特性の関係を示す図。 第３図は本発明の組成における焼結温度と磁気特性の関
係を示す図。 Ｈ（に○ｅ） 第 図 第 図
Claims (1)
- 重量百分比でＲ２２〜２８％（ただしＲは希土類元素
），Ｆｅ１０〜２５％，Ｃｕ１〜５％未満，Ｍ０．２〜
５％（ただしＭはＺｒ，Ｈｆの内の少なくとも１種），
Ｃｒ０．０５〜５％，残部が実質的にＣｏからなる希土
類含有永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250447A JPH0298104A (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63250447A JPH0298104A (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 永久磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0298104A true JPH0298104A (ja) | 1990-04-10 |
Family
ID=17208011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63250447A Pending JPH0298104A (ja) | 1988-10-04 | 1988-10-04 | 永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0298104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10072859B2 (en) | 2014-06-18 | 2018-09-11 | Amazontechnologies, Inc. | Inverted exhaust plenum module |
-
1988
- 1988-10-04 JP JP63250447A patent/JPH0298104A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10072859B2 (en) | 2014-06-18 | 2018-09-11 | Amazontechnologies, Inc. | Inverted exhaust plenum module |
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