JPH03217003A

JPH03217003A - ボンド型永久磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH03217003A
Application number: JP2011908A
Authority: JP
Inventors: Isao Sakai; 勲酒井; Akihiko Tsudai; 津田井　昭彦; Masashi Sahashi; 政司佐橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-01-23
Filing date: 1990-01-23
Publication date: 1991-09-24

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明はボンド型永久磁石の製造方法に関する。

（従来の技術）樹脂により結合されているボンド型永久磁石は多様な形
状の永久磁石を作製できる等の利点があるため、高エネ
ルギー積を有する希土類鉄系の永久磁石でもボンド型永
久磁石の実現が期待され（１）ている。

しかしながら、永久磁石合金を粉砕した粉末中にはクラ
ックが残存すること及び樹脂と一体化する工定において
、樹脂との混線時及び加圧成型時に残存するクラックを
起点に磁石粉末の割れ等が生ずる。それに起因して磁石
特性の劣化を招き、また磁場配同等による異方性ボンド
磁石の製造工程においては十分な配同性が得られず、磁
石粉末自身のもつポテンシャルを十分に発現することが
できないという問題があった。

（発明が解決しようとする課題）本発明は上記課題を解決するためになされたものであり
、樹脂との混練及び加圧成型することによる特性劣化を
軽減し、配向性が良好で磁気特性の優れたボンド型永久
磁石を提供しようとするものである。

本発明はＲ−Ｆｅ−Ｂ系（ＲはＹ及び希土類元素の少な
くとも一種）のボンド型永久磁石の製（２）造方法において、磁気的異方性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系
永久磁石合金を粉砕した粉末表面に金属を被覆すること
を特徴とするボンド型永久磁石の製造である。

本発明において合金組成は原子％８〜３０％Ｒ（ＲはＹ
を含む希土類元素）、２〜２０％のＢ，残部が実質的に
Ｆｅの組成が好ましい。

Ｒが８原子％未満ではｉＨｃの増大が得られず、３０原
子％を超えるとＢｒが低下するため、いずれの場合でも
（ＢＨ）　　　が低下してしまう。しｍａｘたがって、Ｒの含有率は８〜３０原子％とする。

好ましくは１２〜２０原子％である。なお、希土類元素
のうちでもＮｄ及びＰｒは特に高い（ＢＨ）　　　を得
るのに有効な元素であり、Ｒとｍａｙしてこの２元素のうち少なくとも１種を必須元素として
含有することが好ましい。このＮｄ，ＰｒのＲ量中の割
合は７０％以上（Ｒ量全部でもよい）であることが望ま
しい。

硼素（Ｂ）が２原子％未満では角型性が劣化し、２０原
子％を超えるとＢｒの低下が顕著となる。

（３）よって、硼素の含有率は２〜２０原子％とする。

高保磁力化のためには５，０原子％以」二であることが
好ましい。なお、Ｂの一部をＣ，Ｎ，Ｓｔ，Ｐ，Ｃ等で
置換してもよい。これにより焼結性の向」二、ひいては
Ｂ　ｒ，（ＢＨ）　　　の増大を図ることが卸ａｘできる。この場合の置換量はＢの８０％程度までとする
ことが望ましい。

上記ＲおよびＢ以外の永久磁石合金の構成元素は、Ｆｅ
であるが、必要に応じてこのＦｅの一部をアルミニウム
（Ａ［　）及びガリウム（Ｇａ）やコバルト（Ｃ　ｏ）
で置換してもよい。前記Ａ，Ｑ及びＧａは、保磁力（ｉ
Ｈｃ）の向上に有効な元素である。これらの元素は、少
量の添加でも効果があるが、大きなｉＨｃを得るために
は０．１原子％以上、好ましくは０．２原子％以上とす
ることが望ましい。但し、これらの元素が１３原子％を
越えるとＢｒの低下が顕著となる。前記Ｃｏは、キュリ
ー温度、耐食性の改善に有効な元素である。

Ｃｏの添加の上限は、５０原子％であり、この上限値を
越えると（ＢＨ）　　　の低下等の特．性劣化ｍａｘ（４）の要因となる。

上記Ｆｅは、Ａρ、ＧａＳＣｏの他にＣｒ，Ｔｉ，Ｚｒ
ｓ　Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｖ，ＭｎＳＭｏ，Ｗ，Ｃｕ，Ｒ
ｕ，Ｒｈ，Ｒｅ，Ｏｓ，Ｉ　ｒ等で置換してもよい。か
かる置換元素の量は、３０重量％程度までであり、これ
を越えると（ＢＨ）ＩＩｌａｘの低下等の特性劣化の要
因となる。

次に本発明に係るボンド型永久磁石の製造工程を説明す
る。

まず、８〜３０原子％のＲ（ＲはＹ及び希土類元素から
選ばれる少なくとも一種を示す）、２〜２８原子％のＢ
及び残部が実質的にＦｅからなる永久磁石合金を調整す
る。この永久磁石合金を以下の３種類の方法で異方性永
久磁石とすることができる。

（１）永久磁石合金一粉砕一磁場中プレスー焼結（２）
永久磁石合金一熱間塑性変形処理一時効（３）永久磁石
合金→溶湯急冷一ホットプレス→熱間塑性変形処理得られた異方性永久磁石を平均粒径１０〜（５）８００μｍとなるように粉砕する。この場合、粉砕粉の
平均粒径を１０μｍ未満にすると保磁力（ｉＨｃ）の劣
化を招く恐れがあり、かといってその平均粒径が８００
μｍを越えると製造したボンド型永久磁石を所定の形状
及び密度とすることが難しく、残留磁石密度（Ｂｒ）が
低下する恐れがあるからである。

得られた異方性を有する磁石粉末表面に金属を被覆させ
る。被覆に使用する金属としてはＡｇ，Ｇａ，Ｚｎ，Ｃ
ｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔ　ｉ，Ｃｕ，Ｗ，Ｍｏ
，Ｍｎ，Ｓ　ｉ等があげられる。被覆は周知の方法、例
えば蒸着、スパッタリング及びメッキ等によって行なう
ことができる。

上記金属被覆により、粉砕粉に残存するクラックを減少
させ、加圧成型時の粉末の割れ等を防止することができ
る。

また、上記金属被覆の前後に３００〜１０００℃の温度
の範囲で０６１〜１０時間程度の熱処理を施しても良い
。被覆前に熱処理を施すことにより、磁石粉末自身の磁
気特性を向上を図ることができ、（６）また被覆後に熱処理を施すことにより粉末と被覆層の密
着性が向上し、粉末の割れ防止を促進すること及び被覆
層の金属の拡散により磁気特性の向上を図ることができ
る。

このようにして得られた磁石粉末を、エポキシ、ナイロ
ン等の樹脂と混練して、所望形状に成型し、ボンド型磁
石を得ることができる。成型の際、磁場を印加すること
により異方性化することができる。

また、磁石粉末表面を金属で被覆しているため耐酸化性
の向上も図ることができる。

（実施例）以下本発明の実施例を詳細に説明する。

実施例１まず、原子分率でＮｄ　１４％，Ｃｏｌ５％，ＡＩ　２
％，８６％，残部Ｆｅとなるような各元素を配合し、Ａ
ｒ雰囲気中で水冷銅ボートを用いてアーク溶解して磁石
合金のインゴットを作った。

つづいて、このインゴットを粗粉砕し、更にジェットミ
ルにより平均粒径が約３，０μｍに微粉砕し（７）た。ひきつづき、この微粉末を所定の押型に充填して１
５ＫＯｅの磁界を印加しつツ、１．５ｔｏｎ／ｃＪの圧
力で圧縮成型した。この成形体を１　０　−５Ｔｏｒｒ
真空中、１０８０℃で１時間焼結し、室温まで急冷した
後、これを平均粒径３００μｍまで粉砕して磁石合金粉
末とした。

得られた粉末の表面に、蒸着にょりｋｌ）を被覆し、次
いで９００℃で１時間と６００℃で１時間の２段熱処理
を施した。つづいてエポキシ樹脂３重量％と混練し、１
５ＫＯｅの磁界を印加しつつ、磁界方向と平行方向に４
ｔｏｎ／ｃシの圧力で圧縮成型した後、１２０℃、２時
間のキュア処理を施してボンド磁石を製造した。

この磁石とＡρを被覆しなかった試料（比較例）につい
て、残留磁束密度、保磁力及び最大エネルギー積を測定
した、その結果を下記第１表に示す。

第　　　１　　　　表（８）前記第１表から明らかなようにＡρを被覆した本実施例
のボンド型永久磁石は、比較例に比べて磁気特性が大幅
に向上していることがわかる。

実施例２まず、原子分率でＮｄ　１４％、Ｃｏ５％、Ｇａ１％、
Ｂ６％、残部Ｆｅとなるように各元素を配合し、Ａｒ雰
囲気中で水冷銅ボートを用いてアーク溶解して磁石合金
のインゴットを作った。つづいて、このインゴットをＡ
ｒ雰囲気中、φ３００の銅ロールを使用し、ロール回転
速度３０ｍ／ｓｅｅの条件で溶湯急冷を行なった。得ら
れた磁石合金薄片をホットプレス（温度８００℃、プレ
ス圧１．５ｔｏｎ／ｃｄ、Ａｒ雰囲気中）を行なってバ
ルク化し、加工率が７５％になるまで熱間塑性変形加工
（温度８００℃、プレス圧１．２ｔｏｎ／ｃｌ，　Ａ　
ｒ雰囲気中）を行なって異方性永久磁石合金を得た。

この永久合金を平均粒径が約４０μｍになるまで粉砕し
て磁石合金粉末とした。

得られた粉末の表面にメッキ法によりＮｉを被覆し、６
００℃で０．５時間の熱処理を施した。つ（９）づいて得られた粉末をナイロン１２に混練し、１０ＫＯ
ｅの磁界中で圧力１．２ｔｏｎ／ｃｄの条件で射出成型
することによりボンド磁石を製造した。

この磁石とＮｉを被覆しなかった試料（比較例）につい
て、残留磁束密度、保磁力及び最大エネルギー積を測定
した。その結果を第２表に示す。

第　　２　　表上記第２表から明らかなようにＮｉを被覆した本実施例
のボンド型永久磁石は比較例に比べて磁気特性が大幅に
向上していることがわかる。

実施例３まず、原子分率でＰｒｌ［ｉ．５％，８５％，　Ｃｕ１
，５％，残部Ｆｅとなるように各元素を配合し、高周波
誘導溶解炉で溶解、鋳造した。この鋳造インゴットにＡ
ｒ雰囲気中、１．５ｔｏｎ／ｃ＃、９５０℃の条件で加
工度８０％までホットプレスを用いて（ｌＯ）熱間塑性変形を施した。この永久磁石粉末を平均粒径が
約３００μｍになるまで粉砕して磁石合金粉末とした。

得られた粉末の表面にアルゴンスパッタリングによりＣ
ｏを被覆し、次いで７００℃で１時間の熱処理を施した
。つづいてエポキシ樹脂３重量％と混練し、１５ＫＯｅ
の磁界を印加しつつ、磁界方向と直角方向に４ｔｏｎ／
ｃＪの圧力で圧縮成型した後、１２０℃、２時間のキュ
ア処理を施してボンド磁石を製造した。

この磁石とＣｏを被覆しなかった試料（比較例）につい
て残留磁束密度，保磁力及び最大エネルギー積を測定し
た。その結果を第３表に示す。

第　　３　　表上記第３表から明らかなようにＣＯを被覆した本実施例
のボンド型永久磁石は比較例に比べて磁気特性が大幅に
向上していることがわかる。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明によれば磁気特性に優れた希
土類鉄系ボンド型永久磁石を提供することができ、工業
的価値は極めて大きなものである。

Claims

【特許請求の範囲】

　磁気異方性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石合金（Ｒ
はＹ及び希土類元素の少なくとも一種）の粉砕粉末の表
面に金属被覆を施した後、バインダーとともに一体化し
たことを特徴とするボンド型永久磁石の製造方法。