JPH04116143A - 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR‐Fe‐B‐C系永久磁石合金 - Google Patents
不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR‐Fe‐B‐C系永久磁石合金Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
土類元素)−Fe−B−C系の永久磁石合金に関する。
としてR−F e−B系磁石が俵用等によって発表され
て以来、当該磁石について多くの報告がなされてきた。
熱安定性及び耐酸化性が著しく劣るという欠点を有する
。特に耐酸化性に係わる欠点は1重要な改善課題であり
、上述報告の多くはその改善方法を開示している。
石は環境温度が上昇すると残留磁束密度(Br)および
保磁力(iHc)が5s−Co系磁石に比較して著しく
低下するという性質がある。すなわち熱安定性に劣ると
いう欠点がある。
安定化を図る手段としては、一般に残留磁束密度の温度
依存係数を小さくすること及び室温における保磁力を十
分に高くすることが提案されている。前者の改善法とし
ては、磁石のキューリー温度を高める方法が一般的であ
り1例えば特開昭59−64733号公報では、Feの
一部をCOで置換することによりキューリー温度を高め
、残留磁束密度の温度依存係数を小さくすることを提案
している。他方3 環境温度の上昇に伴って、保磁力が
急激に低下することは既に述べたところだが、この保磁
力の低下がもたらす重大な欠点は、大きな不可逆減磁を
招くということである。不可逆減磁nとは、高温時低下
したBrが、室温に戻した時に元に回復しない現象であ
り、一般に磁石形状の薄型化に伴ってその劣化が顕著に
なる。この不可逆減磁の劣化は、たとえFeの一部をC
o T:W換して残留磁束密度の温度依存係数を小さく
しても、抜本的な改善には至らない。このため、実使用
に際しては環境温度及び形状が厳しく制限され1例えば
自動車関係、高速機器等の過酷な用途への適用は困難と
なる。この不可逆減磁の改善法としては専ら室温におけ
るiHcを高める方法に転っているのが実状である。つ
まり、高温時のiHcの低下を見込んで、室温でのiH
cを十分に高くすることによって不可逆fs、磁を小さ
くする方法であるが1例えば特開昭59−89401号
公報は、 Ti、Ni、Bi、V。
るHlcを高め、不可逆減磁率を小さくすることを教示
し、又、特開昭60−32306号公報は、希土類元素
成分として、軽希土類元素に加え、 Dy、Tb。
特定し、これによりiHcを高め、不可逆減磁率を改善
することを教示している。
可逆減磁は改善されるものの、従来法では例えば160
℃の高温にもなると1 たとえ室温時のi tl cが
15〜20kOeと十分高くても急激に劣化すると言う
問題点が残る。この場合、更にHlcを高くすることに
なる。一方、このようにiHcが高くなると、着磁の問
題が新たに発生する。即ち、磁石の磁力を最大に引き出
すためにはその磁力が飽和するまで十分大きな磁界で着
磁する必要があり9着磁率が低いと磁気特性の不安定を
招くが1通常。
4倍の磁界が必要とされることから、従来法のように極
端なiHcの増加は5着・脱磁の操作を困難にし、又、
設備の大型化を招くことになる。したがって、従来にお
いては上記高温時の不可逆減磁の劣化と共にこれらの問
題を避けることはできなかった。
温度での不可逆減磁に対して、十分な改善効果を得るに
至っておらず、Sm−Co系に比べて優れた磁力を有す
るにも拘らず、特に高温時の熱安定性及び実用レベルで
の高jII c化に伴う着磁の問題が、依然として存在
し、上記メリットが大きく損なわれているのが実状であ
る。
B)系磁石は,R2Fe、aB C又はR2(Fe、
Co)14B )型の正方晶と、RFeaBa (R(
Fe、Co)aB4)型のBリッチ相、Rリッチ相及び
B20.相を含む非磁性相とから構成され(尚、R−F
e−Co−B系磁石ではR(Fe、Co)zで代表され
るラーベス相も存在するとされている)、その保磁力発
生の原理は。
tlcが低下することから、核発生型磁石の保磁力は構
造敏感型となり正方晶と粒界相、Rリッチ相、Bリッチ
相及びその他不純物相に支配されることになる。
粒界相の欠陥、軟質な磁性相、その他不純物相において
発生し、これらの欠陥、異物の存在により容易に成長す
る。このように、磁石の組織が不均質であったり不純物
及び種々の欠陥を含むと、iHcは容易に低下し、これ
に伴い実用レベルで重要となる残留磁気の不可逆減磁は
大きくなる。
策としては、るイ1石組織の観点から次のことが言える
。(1)正方晶の均質化、(2)粒界相の均質・均一化
、(3)軟質な磁性相の除去、(4)その他不純物相の
除去、である。これらの改善がなされた後に、1llc
を適正化することにより抜本的な不可逆減磁の改善に至
ると考えられる。
ば前出の特開昭59−89401号公報及び特開昭60
−32306号公報は5室温におけるiHcを十分高め
ることにより改善する方法を開示していることを既に述
べたが、これらの方法では磁石の組織に対しては何ら改
善がなされておらず、単に添加物により異方性磁界を大
きくすることによって3室温における1llcを極めて
高くシ、その結果、不可逆fi[を改善するという、高
温時の1llcの低下を犠牲にした消極的な改善方法で
ある。このためより高温時の改善効果は少な(、又着磁
等の問題が残ることは、既に既述した。
させる方法も数多く報告されており、一般には磁石合金
を熱処理することが提案されている。
50°C以上の温度で熱処理することにより、 t)I
cが改善されることを教示している。該法によれば、熱
処理することにより磁石組成の均質化は改善されるもの
の、依然としてBリッチ相やB、0.相等の不純物相が
存在していることから1組織の構造上は何ら変化がなく
逆磁区核の発生点及びその成長に対しては、抜本的に解
決されていない。このため該法により1tlcを高めて
も高温時の不可逆減磁の改善効果は小さいと判断される
。
&ll織の構造に何ら対策手段を講じていないのが実状
である。
その成長を抑制する方法としては1例えば酸化物相及び
Bリッチ相等の生成を抑制することが考えられ、酸化物
については磁石中の酸素を低減することにより抑制する
ことが可能である。
の大きさは正方晶と同程度にもなることから、不純物相
としての欠陥だけでなく1場合によっては大きな磁気的
空間となり減磁界形成の要因にもなる。しかしながら、
従来より実用レベルの高い磁気特性を得るためには、B
の含有量を高くせざるを得ないのが実状であり5例えば
特開昭5946008号公報及び前摘の特開昭59−6
4733号公報では+1kOB以上の1tlcを確保す
るためには、B含有量を2〜28原子%に特定しており
、 iHcを3 koeにするためには、B含有量は少
なくとも4原子%必要であるとし、更に実用レベルの高
いiHcを得るためには、Bの含有量をさらに高くする
ことを教示している。
が析出しやすくなりこれに伴いi II cは急、激に
低下するので、 iHcを高めるためにB含有量を多く
することから、Bリッチ相の生成を抑制することはでき
なかった。従ってこのようにBを多く含み、不純物相と
して多くのBリッチ相を含有する従来材を実用化するた
めには、高温時の不可逆減磁対策として、前述のごとく
極めて高いiHcが必要となる。
問題、とりわけ、不可逆減磁の問題点を解決することに
あり、従来材のように+ 1f(cを極めて高くするこ
となく比較的低いiHcでも不可逆減磁が小さく熱安定
性に優れた永久磁石合金を提供することにある。
して、磁石合金の組織構造による抜本的な不可逆減磁の
改善を鋭意検討した結果、正方晶構造を有する磁性結晶
粒及びRリッチ粒界相を均質にし、且つ磁性結晶粒の各
々を該粒界相で被覆することにより、従来材に比べて著
しく不可逆減磁が改善されることを見い出し、更には、
これらの効果を一層高めるために、Bリッチ相を除去す
るという従来技術では、予想すら困難であった新規技術
を見出すに至り、従来材より低いHlcでも高温に於け
る不可逆減磁が極めて小さく、且つ同等以上の最大エネ
ルギー積を有する新規な永久磁石合金の提供を可能とし
た。即ち、従来技術ではもはや高い磁気特性が得られず
実用範囲外とされていたB含有量2原子%未/1!領域
でも実用に耐え得る良好な磁気特性を付与し得る新規な
技術を見出したことにより9画期的な不可逆減磁の改善
に至ったのである。
(但しRはR=R1若しくはR= R、+ Rzであっ
て+R1はNd、Pr、Ce、La、Y、Smより選ば
れる少なくとも1種、R2はTb、 Dy、 ca、
Ho、 ErTm、Ybより選ばれる少なくとも1種)
において該合金中、前記の磁性結晶粒の各々が1粒界相
で覆われており、この粒界相は、16重量%以下(0重
量%を含まず)のC1又は16重量%以下(0重量%を
含まず)のC及び5帽!jt%以下(0重量%を含まず
)のR2を含むことを特徴とする不可逆減磁の小さい熱
安定性に優れたR−Fe−B−C系永久磁石合金を提供
する。
0μmの範囲にあり、この粒径の各結晶粒を覆っている
粒界相の厚みは0.001〜30μmの範囲である。
の組成)は、原子百分比で、 R(RはR=R,若しく
はR=R,+Rzであって、R3はNdP r + C
e + L a + Y + S wlより選ばれる少
なくとも1種。
より選ばれる少なくとも1種);10〜30%、 R
z : 0〜20%B:2%未満(0原子%を含まず)
、C:0.1〜20%、残部がFe及び製造上−不可避
的な不純物からなる。
2%以上でも十分発揮されるものではあるが、特にBが
2%未満と少ない場合には、不可逆減磁が顕著に良好と
なり、しかも磁気特性は従来材と同等以上である。
磁は著しく小さくなるが,R2を0.04〜20原子%
含有せしめることにより、−層効果的に小さくできる。
Hcを極めて高くしなくても、高温時の不可逆減磁が小
さいことであり9例えば、パーミアンス係数(P、)が
3.1llcが13kOeの磁石を環境温度160°C
で30分放置した後、室温に戻した時、その不可逆減磁
率は一3%である。他方、同じ<pc3でiHc 19
kOeの従来材を上記と同一の方法で測定した不可逆減
磁率が一8%であり、 iHcが十分高いにも拘らず大
きな劣化を示す。従ってこのような高温の環境下でも本
発明磁石の不可逆減磁特性は、従来材に比べて十分低い
1)Icでも極めて良好であり、この点でまったく新規
な永久磁石であるといえる。
の第2図に示すが9図から明らかのように上記同様、従
来材に比べて本発明による永久磁石合金では高温時の特
性劣化が少なく、この点においても熱安定性に優れた新
規な永久磁石であるといえる。但し該温度依存性の評価
は、不可逆K1ff率とは異なり、設定加熱温度におけ
る測定値を示す。
石では、Br4000C (BH)max≧4 (MGOe)、異方性焼結磁石で
は、 Br4000C であり、従来のR−Fe−B系永久磁石と同等以上の値
を有する。
している各磁性結晶粒の周囲を適切なC又はCとR2含
有量をもつ非磁性相で覆ったことによって得られたもの
である。即ち1本発明者等は非磁性相である粒界相にC
(炭素)の所定量を含有せしめることにより、つまり咳
相の16重量%以下がCとなるように、好ましくは0.
05〜16重量%の範囲になるように含有させることに
より、この非磁性相をより均質にし、不可逆減磁特性を
改善できることを見い出した。更には該相の50重量%
以下、好ましくは0.04〜50重量%がR2となるよ
うに該相にR1を含をさせることにより、−層効果的と
なることを見出した。R2の含有は該粒界相の融点を高
め1例えば磁石合金が、焼結体であれば、焼結時の急速
な液相焼結に伴う空隙等の発生又は粒界相の不均一分布
を抑制することができることがわかった。つまり、この
ようなJIl性相で各磁性結晶粒を被覆すれば、従来材
と同等のB含有量でも不可逆減磁を改善することができ
ること、更にはこのC含有粒界相の形成下、Bを2原子
%未満に低減することにより、るn気持性は従来の同等
レベル以上でありながら不可逆減磁が画期的に改善され
、更に、この非磁性粒界相に前記R2を共存させるとそ
の効果は一層良好となることが明らかとなった。
ので先ずこの点がら説明する。
混入する不純物元素とされており、特別のことがない限
り積極的に添加する合金元素とは扱われていなかった。
の一部を置換することを開示するが、これは磁石中のB
の含有量を2〜28原子%と規定し2原子%未満のBi
lでは保磁力iHcが1 koe未満になるので2原子
%のB量を必要とするが、Bの多量の含有ではコストが
高くなるのでコストダウンのメリットから5 この場合
にはBの一部をCで置換することが可能であると述べら
れているに過ぎない、更に特開昭59−163803号
公報にはR−Fe−Co−B−C系磁石が開示され、磁
石中のBの含有量を2〜28原子%、Cの含有量を4原
子%以下と規定し、BとCの具体的な併用を開示してい
るが、Cの併用にも拘らずBの含有量を2原子%以上を
必須とし、2原子%未滴のBIでは上記特開昭59−4
6008号公報と同様にi It cが1 koe未満
となると説明されている。すなわち、該公報が指摘する
ように、Cは磁気特性を低下させる不純物であると把握
されており9例えば粉末の成形時に用いる滑剤等からの
Cの混入は不可避であり又、これを完全に取り除(操作
はコストアップを招くという理由からハードフェライト
磁石相当のBr4000C;までなら、Cの含有量とし
て4原子%以下を許容できると提案するものであり、C
は磁気特性については消極的な作用をもつものであり必
ずしもCを必須とはしていない。またC含有の粒界相(
非磁性相)の形成、さらにはCと前記R2含有の粒界相
(非磁性相)の形成についてはこれらの公報では全く示
唆されていない。
。
量が多いと良くないと教示し、Cの含有量を0.05重
璽%(原子百分比で約0.3%)以下に抑制することを
提案し、更に他の出願人による特開昭63−77103
号公報でも同じ目的からCを11000pp以下にする
ことを提案している。このように従来においてCは磁気
特性および耐酸化性について消極的元素とされており、
必須の添加元素とはされていなかった。
るのではなく、磁性結晶粒を包囲する非磁性相(粒界)
中にCを積極的に含有させるという添加の仕方をするな
らば、従来の常識に反してCは磁石の不可逆減磁の改善
に大きく寄与できることを見い出したものであり、更に
はCと共にR1をこの相に含有させることによって一層
これらの効果が有利に発現することを見出した。即ち1
このような非磁性相へのCの含有によって、Bの含有
量が公知の通常範囲であっても従来に比べて低いi t
l cで不可逆減磁が改善されるのであるが、特に2原
子%未溝のB量の場合にはその効果が更に著しいものに
なることがわかった。尚、従来ではBの含有量が2原子
%未満ではiHcが1 koe以下になるとされていた
のであるが9本発明では2原子%未溝のB量であっても
iHcは4 koe以上となる。このような本発明によ
る新規な効果は磁性結晶粒の各々を包囲するC又はC及
びR2含有粒界相の形成によってもたらされ、このこと
から、これまでの磁気特性の低下及び耐酸化の劣化をも
たらしていたCを消極元素とする従来磁石とは全く異な
り、Cを必須とする新規な磁石の発明を完成することが
できた。
2含有粒界相は、C又はC及びR2以外に磁石を構成し
ている合金元素の少なくとも1種以上を含むものである
。このような不可逆減磁の改善をもたらす粒界相の形成
は、硝石中における磁性結晶間に存在する粒界相にC又
はC及びR2を含有せしめることにより可能となる。
なくとも1種以上を含むことは既に述べたが、このうち
Feはα−Fe等の軟質な磁性相の生成を招きやすく、
これらの相が僅かに生成しても逆磁区核の発生及びその
成長を促進し、不可逆Kmの劣化をもたらす。これに対
して3 本発明による永久磁石合金の粒界相では、不定
比なR−FeC系の金属間化合物が生成していると推定
され。
れる。このことは、該粒界相が均質な非磁性相であると
いうことであり、これにより逆磁区核の発生が抑制され
ると推定される。又、一般にRtは磁性結晶粒の異方性
磁界を高め+ iHcを向上させる効果を有し、これに
より不可逆減磁は改善される。加えて、磁石合金が焼結
体であれば、その焼結に際して粒界相が先ず液相となる
。いわゆる液相焼結の形をとるが、該粒界相におけるR
2の共存は粒界相の融点を高めることから、加熱に伴う
急、激な液相移動が緩和され、その結果、該粒界相が磁
性結晶粒子の周囲を比較的均一に覆い又空隙等の粒界相
欠陥が抑制されると推定される。
の発生及びその成長が抑制されると考えられる。
は著しく改善されるが、これは従来材では必ず存在する
Bリッチ相が抑制されたことによると推定される。
となっていたと考えられる。尚、従来においてはBを2
%未満にすると α−Feの生成が容品となり磁気特性
の著しい劣化が生じると報告されているが1本発明によ
る永久磁石合金ではC含有粒界相によりα−Feの生成
が抑制され、従来材と同等以上の特性レヘルが可能とな
る。
及びR2含有粒界相で被覆することにより、従来材に比
べて低いiHcでも不可逆減磁を著しく改善せしめ、特
に高温での改善効果が大きく更にB含有量の低減により
一層その効果が著しくなることを見出し、公知の技術で
は困難であった熱安定性の良好な永久磁石を発明するに
至った。
C及びR2以外に、11石を構成している合金元素の少
なくとも1種以上を含んでいるがそのC含有量は粒界相
組成において16重量%以下(0重量%を含まず)であ
ることが必要である。
するだけでなく、Bの減少に伴う1llcの低下を抑制
する効果をもたらすことから、その含有量は粒界相の組
成において好ましくは0.05〜16重量%、更に好ま
しくは0.1〜16重量%を必須とする。Cの含有量が
0.05重量%未満では粒界相を均質な非磁性相にする
ことが不十分でi Hcが4 Koe未満となることも
ある。一方1粒界相中のC量が16重量%を超えると磁
石のBrの低下が著しくもはや実用が困難となる。又、
咳粒界相組成においてR2が0でも従来技術に比べて不
可逆減磁は改善され2本発明の前記目的が達成されるの
であるが、好ましくは0.04〜50重量%の範囲の共
存においてより一層の効果がある。粒界相中のR,量が
50重量%を超えると、不可逆K1ffは更に改善され
るものの、Brの著しい低下を招く。
ることが重要であるが、その厚みは0.001μm未満
ではiHcの低下が著しく、又30μmを超えるとBr
がもはや本発明で意図する値を満足しなくなるので0.
001μm〜30μmの範囲、好ましくは0.005μ
m〜15μmの範囲とするのがよい。なおこの厚みは粒
界三重点も含むものである。この厚みはTEMを用いて
測定することができる (後記の実施例でもこの測定に
よった) 一方、この粒界相で囲われる各磁性結晶自身は周知のR
−Fe−B−(C)系永久磁石と同様の組成であっても
よい。しかしBが低量であっても本発明磁石の場合には
良好な磁気特性を発現できる。
せた全体の組成)は、好ましくは原子百分比でR:10
〜30%、R2:0〜20%、B:2%未満(0原子%
を含まず) 、 C:o、t 〜20%、残部Fe及
び製造上不可避な不純物からなる。更に好ましくは原子
百分比で、R:10〜30%、R,:0.04〜20%
、B:2%未満(0原子%を含まず)。C:0.1〜2
0%、残部:Fe及び製造上不可避的な不純物からなる
。
1〜20原子%である。磁石中の総C含有量が20原子
%を超えるとBrの低下が著しく1本発明で目的とする
等方性焼結磁石としてのBr≧4KG、 並びに異方
性焼結磁石としてのBr≧7KGの値を満足しなくなる
。一方、0.1原子%未満ではもはや不可逆Kmを改善
することが困難となる。
1〜20原子%とするが、前述の粒界相中のCは不可逆
i4 (5tを改善するだけでなく、Bの減少に伴うi
II cの低下を抑制する効果をもたらすことから、
その含有量は粒界相の組成において16重量%以下 (
0重量%は含まず)、好ましくは0.05〜16重量%
、更に好ましくは0.1〜16重量%を必須とする。C
の原料としては、カーボンブラック、高純度カーボン又
はNd−C,Fe−C等の合金を用いることができる。
でR1はY、La、Ce、Nd、Pr及びSmのうち1
種又は2種以上が用いられる。なお2種以上の混合物で
あるミツシュメタル、ジジム等も用いることができる。
を好ましくは、 10〜30原子%とするのは、この範
囲内ではBrが実用上非常に優れるためである。又R2
をO〜20原子%とするのは、R2は無添加でも従来技
術に比べて不可逆減磁は改善されるが、好ましくは0.
04〜20%でより一層の効果があり、他方20原子%
を超えるとBrが著しく低下するためである。
でき5その含有量は公知の範囲である2原子%以上でも
従来材に比べて不可逆減磁は改善され1本発明の前記目
的は達成されるのであるが好ましくはBは2原子%未満
、更に好ましくは1.8原子%以下においてより一層の
効果がある。他方B無添加ではiHcが極端に低下し本
発明の目的を達成できなくなる。フェロボロンとしては
AI、Si等の不純物を含有するものでも用いることが
できる。
1〜30μ鍋、好ましくは0.001〜15μmの範囲
のC含有粒界相で各々の磁性結晶粒が覆われているもの
であるが、その磁性結晶粒の粒径は0.3〜150μm
、好ましくは0.5〜50μmの範囲にある。磁性結晶
粒の粒径が0.3μm未満になるとiHcが4 KOe
未満となり、また150μmを超えるとiHcの低下が
著しくなり1本発明磁石の特徴が損なわれる。なおこの
結晶粒の粒径の測定はSEHによって、また組成分析は
EPMAを用いて正確に行うことができる (後記実施
例でもこれらの測定を行った)。
結体の場合には、溶解・鋳造・粉砕・成形・焼結、若し
くは溶解・鋳造・粉砕・成形・焼結・熱処理の一連の工
程からなる従来同様の方法でも作製可能であるが、好ま
しくは上記製造プロセスにおいて、鋳造後に該鋳造合金
を熱処理する工程を導入するか、または粉砕時若しくは
粉砕後にC原料の一部若しくは全量を二次添加する工程
を導入すること、さらにはこの二つの工程を組合わせて
導入することによって、有利に製造することができる。
方、該永久磁石合金が鋳造合金である場合には、熱間塑
性加工法を用いることによって、前述の効果を発揮する
良好な本発明の永久磁石合金を作製することができる。
優れたものであるが、一方耐酸化性についても従来材に
比べて画期的に改善されていることから、従来のように
磁石の最外表面を耐酸化性の保護被覆で被覆しなくても
、磁石自身が極めて優れた耐酸化性を存するので、場合
によっては前記保護被覆の形成は不要となる。なお1本
発明による永久磁石合金から調整された合金粉末は、従
来材に比べて熱安定性および耐酸化ヤ1の良好なボンド
磁石を提イ共することができる。
比べて熱安定性及び耐酸化性が著しく儲れ、又5良好な
磁気特性を有することから種々の磁石応用製品に好適に
用いられる。磁石応用製品としては1例えば次の製品が
挙げられる。
ター;駆動用アクチュエーター、光学ピンクアンプ用F
/Tアクチュエーター等の各種アクチュエーター;スピ
ーカー、ヘッドホン、イヤホン等の各種音響機器;回転
センサー、磁気センサー等の各種センサー、 MRI等
の電磁石代替製品;リードリレー、有極リレー等の各種
リレー;ブレーキ、クラッチ等の各種磁気カンプリング
;ブザチャイム等の各種振動発振機;マグネットセパレ
ーター、マグネットチャック等の各種吸着用機器;電磁
開閉器、マイクロスイッチ、ロッドレスエアーシリンダ
ー等の各種開閉制御機器;光アイソレータ−、クライス
トロン、マグネトロン等の各種マイクロ波機器;マグネ
ット発電器;健康器具1 玩具等である。なお、このよ
うな磁石応用製品は一例であり、これらに限定されるも
のではない。
れ、錆にくいことであり高い環境温度で使用しても、従
来材よりも特性の劣化は少なく又従来材のように磁石品
の最外露出表面に耐酸化性保護被膜を形成しなくても高
い磁気特性を保持しながら該磁石自身に優れた耐酸化性
が付与されていることから、保護被膜が不要となること
はもとより、特殊な環境用として保護被膜の必要が生じ
た場合でも、磁石内部からの錆の発生がないので、保護
被膜を形成するさいの接着性が良好であると共に、被膜
の剥離や被膜厚みの変動による寸法精度の問題等が解消
され、熱安定性及び耐酸化性を必要とする用途には最適
な永久磁石を提供できる。
。
.32%のフェロボロン合金、純度99.5%のカボン
ブラック、及び純度98.5%(不純物として他の希土
類金属を含有する)のネオジウム金属を使用し1Mi成
比 (原子比)として18Nd−74Fe−IBO02
Cとなるように計量・配合し9貫空中、高周波誘導炉で
溶解した後、水冷銅鋳型中に鋳込み合金塊を得た。この
ようにして得られた合金塊を680°Cで15時間加熱
後、炉内放冷した。次いで該合金塊をショークラッシャ
ーで破砕した後、アルゴンガス中でスタンプミルを用い
て一100mcshまで粗砕した後1組成比(原子比)
が18 N d−74F eIB−7Cとなるように、
更に純度99.5%のカーボンブラックを該粗砕粉に添
加し1次いで1振動ミルを用いて平均粒子径5μmまで
粉砕した。このようにして得られた合金粉末を10KO
eの磁界中1ton/cm2の圧力で成形した後、アル
ゴンガス中で1120’cに1時間保持した後、急冷し
、焼結体を得た。
上記実施例1と同一とじ5組成比が18Nd76 F
e−6Bとなるように計量・配合し、実施例1と同様に
(但しカーボンブラックは無添加)溶解後、in砕、微
粉砕、磁場成形し1次いで焼結、急冷して焼結体を得た
。
クスメーターを用いて次の手順で測定した。
調整した上記焼結体試料を5QKOeで着磁後、室温(
25°C)でフラックスを測定する。この時のフラック
ス値をAoとする。
分間加熱処理した後、室温まで冷却し、再びフラックス
を測定する。この時のフラックス値をA、とする。
に基づく焼結体の不可逆減磁率の評価として、加熱処理
温度40.60,80,100,120.140及び1
60°Cにおける測定値を第1図に、又160″Cにお
ける値を表1に示した。
結体(C含有粒界相で各磁性結晶粒を被覆してなる焼結
体)では、比較例1 (C含有の粒界相を持たない焼
結体)に比較して室温(25°C)における保磁力(i
Hc)が0.8KOe低いにも拘らず。
例1の焼結体の160°Cにおける不可逆減磁率は−2
1,5%であるのに対して、比較例1のものでは−31
,5%であり1本発明の実施例1に比べて10.0%も
劣化している。
熱温度における最大エネルギー積(BH)maxの温度
依存性を評価した。
にある焼結体をVSHにより測定する方法であるが、そ
の評価として加熱処理温度を25(室温)、9o、t4
o及び160°Cとした場合の(BH)maxを第2図
に示した。
施例工の焼結体では比較例1に比べて室温(25°C)
における(BH)+maxが1.6(MGOe)低いに
も拘らず、高温時の(BH)maxは高<、160°C
での値は15.0(MGOe)であるのに対して、比較
例1では10.3(MGOe)であり1本発明の実施例
1に比べて5.3(MGOe) も劣化しテイル。
PMAを用いて測定した結果は4.1重量%であった。
ら100個を測定したところ、その範囲は1.2〜30
μmであった。一方、 TEHにより測定した粒界相の
厚みは0.013〜6.2μmであった。これらの値を
後記表1に示した。又室ffl (25°C)における
磁気特性として、 VSMを用いて測定したBrHlc
及び(B H)maxの値を表1に示した。
知のものに比べてi II cが低いにも拘らず熱安定
性に優れていることがわかる。
て、温度60°C1湿度90%の恒温・恒温下6t月間
(5040時間)放置した時のBr、 1)lcの減少
率を測定したところ、Br: −1,05%+ +Hc
’ニー0.91%と極めて小さ(、また外観観察では錆
がほとんど認められず、耐酸化性が著しく向上している
ことが明らかになった。これに対して比較例1の焼結体
ではわずか1ケ月(720時間)後の減少率がBr:
−8,9%、 1t(c ニー3.7%となり、これ以
上の放置時間では、原形を留めないほど錆が激しく測定
不能であった。
に比べて耐酸化性にも優れていることがわかる。
ブランクを微粉砕時に追撚した以外は実施例1と同様の
操作を行い焼結体を得た。尚実施例2は溶解時にカーボ
ンブラックを添加せず微粉砕時の添加のみである。
、又比較例3として18 N d−81F e−I
Bとなるように、計量・配合した後、比較例1と同様な
操作を行い焼結体を得た。
可逆減磁率1粒界相におけるC量、磁性結晶粒径9粒界
相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一の方法で評価し
、その結果を表1に示した。
cとの関係を第3図に示した。図中−ム−のラインが本
発明による実施例であり、−〇−のラインが比較例(但
し比較例3を除く)である0図から明らかなように2本
発明に従う合金組成(原子百分率)並びに粒界相の要件
を備えた焼結体はいずれも比較例2のものに比べてiH
cが低いにも拘らず不可逆減磁率が小さいことがわかる
。
磁気特性は低い値となった。
、&[ジスプロニウム(Dy)Iになるように計量、配
合し、更にはカーボン量も表2に示す組成比になるよう
にカーボンブラックを微粉砕時に追撚した以外は、全て
実施例1と同一の操作を行い焼結体を得た。なお、実施
例6は溶解時にカーボンブラックを添加せず微粉砕時の
添加のみである。
−76F e6B、比較例5として17.5 N d−
0,5D y−81F e−I B 。
Fe−IB23Cとなるように計量・配合した後、比較
例1と同様な操作を行い焼結体を得た。
%(不純物として、他の希土類を含有する)のジスプロ
ニウム金属を用いた。
逆減磁率1粒界相におけるC1及びDyl。
同一の方法で評価しその結果を表2に示した。
llcとの関係を第3図に示した0図中−・−のライン
が本発明による実施例であり、−〇−のラインが比較例
(但し比較例5.6を除く)である。
分率)並びに粒界相の要件を備えた焼結体は、いずれも
比較例4のものに比べて、 iHcが低いにも拘らず不
可逆減磁率が小さいことがわかる。
fIim率が小さくなっていることがわかる。
施例1と同一の方法で評価し、その結果を第2図に示し
た。第2図から明らかのように9本発明による実施例8
の焼結体では、比較例4に比べて室温における(BH)
+mayが、はぼ同等であるにも拘らず、高温時の(B
H)mayは高<、160℃での値は20.3(MGO
e)であるのに対して、比較例4では11.2(MGO
e)と著しく劣化しティる。
のに比べてiHcが低いにも拘らず熱安定性に著しく優
れ、又室温における磁石特性も同等レベルにあることが
わかる。
、磁気特性は低い値となった。一方比較例6では粒界相
中のC含有量が過大なためにBr値が低くなっている。
として、実施例1と同一の方法で評価したBr及びiH
cの減少率が、 Br ; −1,12%+ +l1
ciO189%と極めて小さく、又外観観察でも鯖がほ
とんど認められず、耐酸化性が著しく向上していること
が明らかになった。これに対して比較例4の焼結体では
、1か月収上放置すると原形を留めないほど鯖が激しく
測定不能であった。
なものに比べて耐酸化性にも研れていることがわかる。
計量・配合し、更にはカーボン量も同じく表3に示す組
成比になるようにカーボンブラックを微粉砕時に全量添
加した以外は、全て実施例1と同様の操作を行い焼結体
を得た。
り、ボロンを配合しなかった以外は上記と同様な操作を
行い焼結体を得たものである。
可逆減磁率1粒界相におけるC量、磁性結晶粒径1粒界
相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一の方法で評価し
、その結果を表3に示した。
cとの関係を第3図に示した。図中の一ムーーマーのラ
インが本発明による実施例であり、このうち−ム−のラ
インはボロン含有量B<2.0原子%、他方−マーのラ
インはボロン含有量B≧2.0原子%に対応している。
Oであった0本発明に従う合金組成(原子百分率)並び
に粒界相の要件を備えた焼結体は、比較例(但し、比較
例7を除く)のラインー〇−のものと比べると、いずれ
の場合もiHcが低いにも拘らず、不可逆減磁率が小さ
いことがわかる。特にボロン含有量B<2.0原子%で
は、B≧2.0原子%よりも不可逆減磁率は小さい。
うに計量・配合した以外は9全で実施例1と同様の操作
を行い焼結体を得た。
可逆減磁率1粒界相におけるC量及びDyftt磁性結
晶磁性結晶粒径1厚界相び磁気特性を実施例1と同一の
方法で評価し、その結果を表4に示した。
Hcとの関係を第3図に併記した0図中−・−◎−のラ
インが本発明による実施例であり、このうち−・−のラ
インはボロン含有量B<2.0原子%、他方−◎−のラ
インはボロン含有IB≧2.0原子%に対応している0
本発明に従う合金組成(原子百分率)並びに粒界相の要
件を備えた焼結体を比較例ラインーO−のものと比べる
と、いずれの場合もIHcが低いにも拘らず、不可逆に
磁率が小さいことがわかる。この不可逆減磁率の改善効
果は、B−3原子%の実施例18及びB=5原子%の実
施例19でも十分大きいが、特に2原子%未滴において
顕著である。
プロニウム (D y) Iになるように計量・配合し
た以外は、全て実施例1と同様の操作を行い焼結体を得
た。
(Dy)量になるように計量・配合した以外は。
可逆減磁率1粒界相におけるCIおよびDy量、磁性結
晶粒径1粒界相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一の
方法で評価し、その結果を表5に示した。
Hcとの関係を第3図に示した0図中、−・のラインが
本発明による実施例であり、−〇−のラインが比較例で
ある。
分率)並びに粒界相の要件を備えた焼結体は、いずれも
比較例8〜10のものに比べてiHcが低いにも拘らず
不可逆減磁率が小さいことがわかる。
減磁率として、加熱処理温度が40.60.80.12
0゜140及び160°Cにおける測定値を第1図に示
した。
焼結体では、比較例10に比較して室温におけるHlc
が4.9kOe低いにも拘らず各所定温度における不可
逆減磁率は全て小さく、又加熱処理温度が高温になって
も、その劣化は僅かである。一方。
る不可逆減磁率が実施例21で−2,8%であるのに対
して、比較例10では−15,3%と本発明に比べて1
2.5%も劣化している。
に比べてiHcが低いにも拘らず熱安定性に優れており
、又磁石特性も同等以上であることがわかる。
ジスプロニウム (Dy)量になるように計量・配合し
た以外は、全て実施例1と同様の操作を行い焼結体を得
た。
可逆減磁率9粒界相におけるClおよびDy量、磁性結
晶粒径3粒界相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一の
方法で評価し、その結果を表6に示した。
Hcとの関係を第3図に示した0図中、−・のラインが
本発明による実施例であり、−〇−のラインが比較例で
ある。
分率)並びに粒界相の要件を備えた焼結体は、いずれも
比較例のものに比べて、 iHcが低いにも拘らず不可
逆$i磁率が小さいことがわかる。
希土類元素を添加し、又ボロン(B)量が表7に示す組
成比になるようにした以外は、全て実施例1と同様の操
作を行い焼結体を得た。
添加せず微粉砕時の添加のみである。
可逆減磁率1粒界相におけるC量、およびDy量、磁性
結晶粒径1粒界相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一
の方法で評価し、その結果を表7に示した。
けるiHcとの関係を第3図に示した。図中、−・のラ
インが本発明による実施例であり、−〇〜のラインが比
較例である。
分率)並びに粒界相の要件を備えた焼結体は、いずれも
比較例のものに比べて、 iHcが低いにも拘らず不可
逆減磁率が小さいことがわかる。
プロニウム (Dy)量になるように計量・配合し、更
には合金微粉末を無磁場中で成形した以外は、全て実施
例1と同様の操作を行い焼結体を得た。
可逆減磁率9粒界相におけるC量およびDy量、磁性結
晶粒径9粒界相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一の
方法で評価し、その結果を表8に示した。
lcとの関係を第3図に示した。図中、−・のラインが
本発明による実施例であり、−〇−のラインが比較例で
ある。
分率)並びに粒界相の要件を備えた焼結体は、いずれも
比較例の公知なものに比べて、 iHCが低いにも拘ら
ず不可逆減磁率が小さいことがわかる。
プロニウム(Dy)量になるように計量・配合し、又、
カーボン量が表8に示す組成比となるようにした以外は
、全て実施例1と同様の操作を行い焼結体を得た。なお
、実施例40.42は熔解時にカーボンブラックを添加
せず微粉砕時の添加のみである。
可逆減磁率1粒界相におけるC量およびDy量、磁性結
晶粒径9粒界相の厚み及び磁気特性を実施例1と同一の
方法で評価し、その結果を表8に示した。
けるiHcとの関係を第3図に示した。図中、−・及び
−ム−のラインが本発明による実施例であり〇−のライ
ンが比較例である。
分率)並びに粒界相の要件を備えた焼結体は、いずれも
比較例のものに比べて、 iHcが低いにも拘らず不可
逆減磁率が小さいことがわかる。
を被覆してなる本発明の焼結体磁石(実施例1,21)
の40.60,80.100.120.1.10及
び160°Cにおける不可逆減磁率の変化を、該粒界相
をもたない比較例(1,10)のものと対比して示した
図第2図は1本発明の焼結体磁石(実施例1,8)の室
温(25°C)及び90.140.160°Cに加熱状
態で測定した(BH)IRaxの変化を比較例(1,4
)のものと対比して示した図。 第3図は1本発明の焼結体磁石の不可逆Ml率と室温(
25°C)におけるiHcとの関係を比較例のものと対
比して示した図である。
Claims (7)
- (1)R−Fe−B−C系合金磁石(但し,RはR=R
_1若しくはR=R_1+R_2であって,R_1はN
d,Pr,Ce,La,Y,Smより選ばれる少なくと
も1種,R_2はTb,Dy,Gd,Ho,Er,Tm
,Ybより選ばれる少なくとも1種)において,該合金
の磁性結晶粒の各々が,16重量%以下(0重量%を含
まず)のCを含む粒界相で覆われていることを特徴とす
る不可逆減磁の小さい熱安定性に優れた永久磁石合金。 - (2)粒界相は16重量%以下(0重量%を含まず)の
Cと50重量%以下(0重量%を含まず)のR_2を含
む請求項1に記載の永久磁石合金。 - (3)磁性結晶粒は,粒径が0.3〜150μmの範囲
にあり,粒界相の厚みが0.001〜30μmの範囲に
ある請求項1又は2に記載の永久磁石合金。 - (4)粒界相の0.05〜16重量%がCである請求項
1,2又は3に記載の永久磁石合金。 - (5)粒界相の0.05〜16重量%がCであり,粒界
相の0.04〜50重量%がR_2である請求項2又は
3に記載の永久磁石合金。 - (6)該磁性合金の組成(磁性結晶粒と粒界相とを併せ
た全体の組成)が原子百分比で,R:10〜30%,R
_2:0〜20%,B:2%未満(0原子%を含まず)
,C:0.1〜20%,残部がFe及び製造上不可避的
な不純物からなる請求項1,2,3,4又は5に記載の
永久磁石合金。 - (7)該磁性合金の組成(磁性結晶粒と粒界相とを併せ
た全体の組成)が,原子百分比で,R:10〜30%,
R_2:0.04〜20%,B:2%未満(0原子%を
含まず),C:0.1〜20%,残部がFe及び製造上
不可避的な不純物からなる請求項1,2,3,4又は5
に記載の永久磁石合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2234370A JP2743114B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR‐Fe‐B‐C系永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2234370A JP2743114B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR‐Fe‐B‐C系永久磁石合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04116143A true JPH04116143A (ja) | 1992-04-16 |
JP2743114B2 JP2743114B2 (ja) | 1998-04-22 |
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ID=16969946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2234370A Expired - Fee Related JP2743114B2 (ja) | 1990-09-06 | 1990-09-06 | 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR‐Fe‐B‐C系永久磁石合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2743114B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010114371A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Sm−R−T−B(−M)系焼結磁石 |
-
1990
- 1990-09-06 JP JP2234370A patent/JP2743114B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010114371A (ja) * | 2008-11-10 | 2010-05-20 | Shin-Etsu Chemical Co Ltd | Sm−R−T−B(−M)系焼結磁石 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP2743114B2 (ja) | 1998-04-22 |
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