JPH0369981B2 - - Google Patents
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- JPH0369981B2 JPH0369981B2 JP60035292A JP3529285A JPH0369981B2 JP H0369981 B2 JPH0369981 B2 JP H0369981B2 JP 60035292 A JP60035292 A JP 60035292A JP 3529285 A JP3529285 A JP 3529285A JP H0369981 B2 JPH0369981 B2 JP H0369981B2
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Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
(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 RXFeYCoZBECeF (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。
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 RXFeYCoZBECeF (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。
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 (1)
- 【特許請求の範囲】 1 下記の一般式 RXFeYCoZBECeF (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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60035292A JPS61195954A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60035292A JPS61195954A (ja) | 1985-02-26 | 1985-02-26 | 永久磁石合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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- 1985-02-26 JP JP60035292A patent/JPS61195954A/ja active Granted
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