JPH03244106A

JPH03244106A - 永久磁石

Info

Publication number: JPH03244106A
Application number: JP2041745A
Authority: JP
Inventors: Akihiko Tsudai; 津田井　昭彦; Isao Sakai; 勲酒井; Masashi Sahashi; 政司佐橋
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-02-22
Filing date: 1990-02-22
Publication date: 1991-10-30
Anticipated expiration: 2015-08-07
Also published as: JP3072742B2

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）本発明は永久磁石に関する。

（従来の技術）従来、高性能永久磁石としては、Ｓｍ−Ｃ。

系、ＮｄＦｅＢ系のものが知られている。これらの永久
磁石には、Ｓｍ、Ｎｄ等の希土類元素が多量に含まれて
いる。磁性体中の希土類元素は、結晶中の４ｆ電子に起
因する非常に大きな磁気異方性をもたらし、高保磁力化
が図られ高性能な永久磁石が実現されている。しかしな
がら、希土類元素は非常に高価であるために、この永久
磁石は高価格となる問題がある。

最近、Ｍｉｔｒａ　Ｇｈｅｍａｖａｔらにより、１９８
９年にＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓ、　ｏｎ　Ｍａｇｎ、　Ｈ
ＡＧ−２２５ｐ３３１２において、Ｃ０８ｔ）Ｚｒ１６
Ｂ４およびＣｏ８０Ｚ　ｒ　）Ｂ　Ｂ２の組成の超急冷
合金で約３ｋＯｅの保磁力が得られることが報告されて
いる。しかしながら、この超急冷合金は磁束密度の低下
の要因となるＢを必須成分として含むと共に、このＺｒ
の含有量では有意な保磁力が得られないことが報告され
ている。

（発明が解決しようとする課題）従来の永久磁石は、希土類を多量に含むために高価格と
なり、価格、性能（高保磁力、高磁束密度）の両面で満
足することができない。

本発明の目的は、わずかな希土類元素を含有するだけで
、高保磁力、高磁束密度を有する永久磁石を提供するこ
とにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段および作用）本発明は、原
子分率で、１％〜１６％のＭ（ＭはＴ　Ｉ　％　Ｚ　ｒ
　％　Ｈｆの内の少なくとも１種）、０．１〜１０％の
Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素の内の少なくとも１種）、
および残部が実質的にＣｏからなることを特徴とする永
久磁石である。

本発明の永久磁石を構成する各元素の含有量を限定した
理由は、Ｍ　（ＭはＴ　１　ｓ　Ｚ　ｒ　％　Ｈｆの内
の少なくとも１種）の含有量が１原子％未満であると保
磁力の低下を招き、一方、１６原子％を超えると磁束密
度が低下してしまう。また、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元
素の内の少なくとも１種）の含有量が０．↓原子％未満
では十分な保磁力増大効果が得られず、１０原子％を超
えると永久磁石の高価格化を招き好ましくない。さらに
、高保磁力を得るためにはＭ　（ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ
の内の少なくとも１柿）とＲ（ＲはＹを含む希土類元素
の内の少なくとも１種）との含有量の合計は、６原子％
以上であることが望ましく、高磁束密度を得るためには
この含有量の合計は２５原子％以下であることが望まし
い。

上記Ｒとしての希土類元素のうち、ＳｍおよびＥｒが保
磁力改善効果が著しく、希土類元素の含有量の５０原子
％以上がこのＳｍまたはＥｒの１種以上であることが望
ましい。

保磁力および磁石のヒステリシス曲線の角型性等を改善
するために、上記Ｍ（ＭはＴｉ、Ｚｒ。

Ｈｆの内の少なくとも１種）の一部をＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ
、Ｗで、また、Ｃｏの一部をＶ、Ｃｒ、Ｍｎ。

Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ５Ａ、Ｑ　、ＧａＸＢ、Ｓ　ｉ、Ｐ。

Ｓｎで、夫々置換することかできる。これらの元素の置
換量は、６原子％以下にとどめることが望ましい。また
、磁束密度を向上させるために、Ｃｏの一部をＦｅで置
換しても良い。

本発明の永久磁石は主相の平均結晶粒径が０．０１〜２
０μｍの範囲内にあると、極めて大きな保磁力が得られ
るので、この範囲の平均結晶粒径を有することが望まし
い。

本発明の永久磁石は完全に結晶化している必要はなく、
例えば、急冷法で磁石を製造した場合には部分的に非晶
質であっても良い。

本発明の永久磁石は、例えば、以下の方法により、製造
される。まず、所定の組成を有する合金素材を溶融させ
た後、急冷する。この急冷手段としては、例えば、単ロ
ール法、双ロール法等の他にガスアトマイズ法、回転円
板上に溶融合金を噴射させるＲ　Ｄ　Ｐ　（Ｒｏｔａｔ
ｉｎｇ　Ｄｉｓｋ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　）法等を採用する
ことができる。

得られた急冷材をＡ　ｒ　％　Ｈｅ　％　Ｎ　２等の不
活性ガス雰囲気下または真空（実質的な酸素分圧が０．
１　ｔｏｒｒ以下）雰囲気で、３００〜１０００℃で熱
処理を施し、保磁力を増加させる。この熱処理工程を省
略しても良いが、高い磁気特性を有する磁石を得るため
には、この熱処理工程を行うことが望ましい。いずれの
場合でも、主相の平均結晶粒径が０．０１〜２０μｍの
範囲となるように処理条件を制御することにより、非常
に大きな保磁力を有する磁石とすることができる。

次いで、この急冷祠を用いて、以下の各種の永久磁石を
製造する。

（１）急冷材を平均粒径１〜８００μｍ程度に粉砕して
粉末状とし、エポキシ樹脂、ナイロン等の樹脂と混合成
形してボンド型永久磁石を製造する。

この成形方法としては、射出成形法、圧縮成形法等が採
用される。

（２）急冷材をそのまま、あるいは平均粒径（〜８００
μｍ程度に粉砕して粉末状とし、これを金型に充填した
後、温度５００〜１２００℃、圧力（１，１〜５ｔｏｎ
／ｃＪにて加熱加圧成形して、永久磁石を製造する。

本発明の永久磁石は、上記以外の粉末冶金法による焼結
磁石、スパッタ等の方法による薄膜磁石とすることもで
きる。

本発明によれば、原子分率で、１％〜１６％のＭ（Ｍは
Ｔｉ、Ｚｒ、、Ｉｆの内の少なくとも１種）、０．１〜
１０％のＲ（ＲはＹを含む希土類元素の内の少なくとも
１種）、および残部が実質的にＣｏから永久磁石を構成
することにより、多量の希土類を含有させることなく、
低価格で、高保磁力、高磁束密度等の優れた磁気特性を
有する永久磁石が得られる。

（実施例）以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１）まず、ＩＯ原子％のＺｒ、４原子％のＳｍ、残部がＣｏ
となるように配合し、Ａｒ雰囲気中で水冷銅ボートを用
いてアーク溶解した。得られた合金をＡｒ雰囲気下にて
３０ｍ／　ｓｅｃで高速回転する直径３００則の銅ロー
ルを用いた単ロール法により超急冷を行って超急冷リボ
ン状合金を作製した。

この合金をＴＥＭおよびＳＥＭを用いて測定したところ
、主相の平均結晶粒径は約０．１μｍであった。また、
振動試料型磁力計で保磁力（ｉＨｃ）を測定したところ
、２．２ｋ　Ｏｅであった。また、残留磁束密度（Ｂｒ
）は９．４ｋＧ、最大エネルギー積（ＢＨ）は１３．３
Ｍ　Ｇ　Ｏｅであった。このａｘ実施例の磁石は、高保磁力、高磁束密度を有する優れた
ものである。

（実施例２〜８）第１表に示す組成の合金を実施例１と同様な方法により
超急冷した後、真空中において温度５００〜７００°Ｃ
１１０分間の熱処理を施すことにより、リボン状合金を
作製した。引き続いて、これらの合金を平均粒径６０μ
ｍまで粉砕して合金粉末とした。これらの合金粉末をエ
ポキシ樹脂にそれぞれ２．５重量％添加して混合した後
、圧力８　ｔｏｎ／ｃＪで圧綿成形し、さらに、１２０
℃で１．５時間キュア処理を施して、７種類のボンド磁
石とした。

各ボンド磁石について、合金粉末の主相の平均結晶粒径
、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ｉＨｃ）、最大エネ
ルギー積（ＢＨ）を実施例１ａｘと同様な方法で測定した。その結果を第１表に併記した
。

（以下余白）第１表から明らかな様に、実施例２〜８の永久磁石は、
いずれも高保磁力、高磁束密度を有する優れたものであ
る。

［発明の効果］以上の様に、本発明によれば、わずかな希土類元素を含
有するだけで、高保磁力、高磁束密度を有する永久磁石
を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

　原子分率で、１％〜１６％のＭ（ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆの内の少なくとも１種）、０．１〜１０％のＲ（Ｒは
Ｙを含む希土類元素の内の少なくとも１種）、および残
部が実質的にＣｏからなることを特徴とする永久磁石。