JPH0369981B2

JPH0369981B2 -

Info

Publication number: JPH0369981B2
Application number: JP60035292A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Okada; Kazuhiro Yamamoto
Original assignee: Santoku Corp
Current assignee: Santoku Corp
Priority date: 1985-02-26
Filing date: 1985-02-26
Publication date: 1991-11-06
Also published as: JPS61195954A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は永久磁石合金、更に詳細にはネオジ
ム、プラセオジム、鉄、コバルト、ホウ素、セリ
ウムを含む永久磁石合金に関する。（従来の技術及び問題点）従来より希土類元素−鉄−ホウ素系永久磁石合
金としてはNd−Fe−Ｂ系焼結体が公知であり、
この合金材料はSm−Co系永久磁石合金に比較し
て原料が入手しやすく、比較的安価で且つ磁気特
性が優れていることから特に注目を集めている。
ところが、Nd−Fe−Ｂ系焼結体はそのキユーリ
ー温度Tcが310℃であり、Sm−Co系永久磁石合
金のキユーリー温度Tc747℃に比較して温度特性
が著しく劣るという欠点がある。この温度特性を
改善するためNd−Fe−Ｂ系合金にコバルトを添
加する試みがなされているが、コバルトの添加に
よりキユーリー温度Tcは向上するが、磁気特性
が低下してしまうという欠点がある。（発明の目的）本発明によれば、Nd−Fe−Ｂ系焼結体永久磁
石合金より更に安価で高磁気特性を有し、しかも
優れた温度特性を兼ね備えた永久磁石合金を提供
することを目的とする。（問題点を解決するための手段）本発明の永久磁石合金は、下記の一般式 R_XFe_YCo_ZB_ECe_F （式中、Ｒはネオジム65〜95重量％及びプラセオ
ジム35〜５重量％からなる希土類元素混合物、
Feは鉄、Coはコバルト、Ｂはホウ素、Ceはセリ
ウムを各々表わし、Ｘは11.5〜20.0原子％、Ｚは
5.0〜35.0原子％、Ｅは5.5〜12.0原子％、Ｆは0.1
〜3.0原子％及びＹが残部を示す）で表わされる
磁気異方性焼結体であることを特徴とする。以下、本発明を更に詳細に説明する。本発明では永久磁石合金成分としてネオジム
（Nd）65〜95重量％及びプラセオジム（Pr）35
〜５重量％からなる希土類元素混合物を用いる。
かような希土類元素混合物は、天然に存在する希
土類元素よりセリウム（Co）、ランタン（La）、
サマリウム（Sm）等を各方面の用途に応じて分
離した後に副生する、酸化ネオジム65〜95重量
％、酸化プラセオジム35〜５重量％からなる混合
物を利用して酸化物溶融塩電解法により得ること
ができるので、ネオジムを単体として含む従来の
Nd−Fe−Ｂ系永久磁石合金材料に比して大幅に
安価であり、工業的規模での生産が可能である。
前記希土類元素混合物中にはネオジム、プラセオ
ジム以外に不可避不純物として微量の、たとえば
0.5重量％程度の他の希土類元素が含まれていて
もよい。本発明にて用い上記希土類元素混合物中
のネオジムの量が65重量％未満になると相対的に
プラセオジムの量が35重量％を越え、飽和磁化Is
が低くなり磁気特性が低下する。また一方ネオジ
ムの量が95重量％を越える希土類元素混合物を得
ようとすると、必然的に分離工程が必要となる。
好ましい組成の副生混合物として存在するものを
わざわざ分離すると製造コストが高くなり工業的
に生産するには適さない。本発明ではネオジム−プラセオジム−鉄−ホウ
素の系にコバルト（Co）及びセリウム（Ce）を
併用添加する点に大きな特徴を有する。コバルト
単独の添加では磁束密度の温度特性は改善される
が、磁気特性は低下してしまうことが知られてお
り、一方セリウムは磁石材料としては悪い影響を
与えるというのが従来の常識であつた。更に詳細
には、Co−Fe−Ｂ系合金材料はNd−Fe−Ｂ系
合金材料に比して飽和磁化Isが前者の場合1.16テ
スラ（Ｔ）、後者の場合1.57テスラ（Ｔ）、または
異方性磁場Haが前者では3.7MA／ｍ、後者では
12MA／ｍと極端に差があるため、セリウムを永
久磁石材料中に含ませると飽和磁化、保磁力が低
くなり、高磁気特性が得られないと推測されてい
た。故に、磁石材料中にはセリウムをできる限り
除去することが常識とされていた。しかしなが
ら、驚くべきことに特許請求の範囲に記載する特
定範囲の量のセリウムを、特定範囲の量のコバル
トと併合することによりキユーリー温度を高く保
持し得ると共に焼結性が著しく改善された高密度
の焼結体が得られ、しかも保磁力が大きく従つて
最大エネルギー積が大きい高磁気特性と温度特性
とを兼ね備えた永久磁石合金が得られることが今
般本発明により明らかとなつた。本発明にて用いるコバルトは電解法で製造され
たものを用いることができ、市販品としては日鉱
ニツケル・コバルト精練(株)製の純度99.9％のもの
がある。また、本発明にて用いるセリウムは酸化セリウ
ムから溶融塩電解法にて製造されたものを用いる
ことができ、市販品としては三徳金属工業(株)製純
度99.5％のものがある。本発明に用いるホウ素としては純ボロン、フエ
ロボロン等を用いることができ、不純物としてケ
イ素、アルミニウム、炭素等を含んでいてもよ
い。また鉄としては電解鉄、純鉄、低炭素軟鉄等
を用いることができる。本発明では上述の希土類元素混合物11.5〜20.0
原子％、コバルト5.0〜35.0原子％、ホウ素5.5〜
12.0原子％、セリウム0.1〜3.0原子％、残部が鉄
の範囲の組成とする。希土類元素混合物が11.0原
子％未満ではα−Feの初晶がでてくるので強磁
性体が得られず、一方20.0原子％を越えると
R₂Fe₁₄Bの強磁性相の量が減少し、高磁気特性が
発現しない。また、コバルトが5.0原子％未満で
はキユーリー温度の上昇が認められず、一方35.0
原子％を越えると、磁気特性の低下が著しい。更
に、またホウ素が5.5原子％未満では安定な強磁
性相が得られない。また、ホウ素量の増加に伴い
飽和磁化Isが低下し、12.0原子％以上では高特性
が得られない。セリウムが0.1原子％未満では焼
結性が悪くなり、高磁気特性が得られず、また
3.0原子％を越えると、磁気特性が低下する。本発明の永久磁石合金を製造するにあたつて原
料金属を1500℃程度にて溶解し、鋳造して合金イ
ンゴツトを調製し、これを粉砕した後、得られた
粉末を10KOe程度の磁界中で圧縮成形し、次い
で1000°〜1100℃程度で１時間焼結することによ
り焼結体として得ることができる。（実施例）以下、本発明を実施例につき説明する。実施例１酸化物溶融塩電解法にてネオジム75wt％、プ
ラセオジム25wt％を含む希土類元素混合物318ｇ
を製造し、鉄として電解鉄525ｇ、コバルト130
ｇ、ホウ素10ｇ、セリウム17ｇと共にアルミナル
ツボに入れ、10KVAの高周波真空溶解炉中にて
アルゴン気中1500℃にて溶解して合金インゴツト
を製造した。この合金インゴツトを鉄乳鉢中で粗粉砕した
後、ヘキサン中ボールミルで粉砕し、平均粒径３
〜5μｍの微粉末を得た。次いて、この微粉末を
10KOeの磁界中で1.5Tor／cm²の圧力にて金型を
用いて圧縮成形した。この成形体を1040〜1100
℃、１時間焼結後、400〜600℃にて１時間熱処理
し、本発明の永久磁石合金を得た。磁気特性を測定した結果を表に記載する。実施例２〜４、比較例１〜３実施例１の手法に従つて、表に記載の組成の各
種合金を製造した。その磁気特性を表に記載す
る。

【表】表の結果から、実施例１〜４ではいずれも焼結
性（密度）、磁気特性及びキユーリー温度のバラ
ンスがとれていることが判るが、比較例１ではコ
バルト及びセリウムが添加されていないため、キ
ユーリー温度が低く、また焼結性も悪い。比較例
２ではセリウムが多すぎるため、磁気特性が悪
く、また比較例３ではコバルトが多すぎるためキ
ユーリー温度は著しく高くなるが、磁気特性が著
しく低下することが判る。

Claims

【特許請求の範囲】１下記の一般式 R_XFe_YCo_ZB_ECe_F （式中、Ｒはネオジム65〜95重量％及びプラセオ
ジム35〜５重量％からなる希土類元素混合物、
Feは鉄、Coはコバルト、Ｂはホウ素、Ceはセリ
ウムを各々表わし、Ｘは11.5〜20.0原子％、Ｚは
5.0〜35.0原子％、Ｅは5.5〜12.0原子％、Ｆは0.1
〜3.0原子％及びＹが残部を示す）で表わされる
磁気異方性焼結体であることを特徴とする永久磁
石合金。