JPH04165012A - 希土類異方性焼結永久磁石の製造方法 - Google Patents
希土類異方性焼結永久磁石の製造方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
焼結永久磁石(以下、単にNd系磁石とする)の製造に
関するものであり、より詳しくは水素雰囲気中で熱処理
して優れた磁気特性を有する希土類異方性焼結磁石の製
造方法に関する。
表以来、その潜在的な磁気特性の高さが注目され、より
高特性の永久磁石を製造するため、これに種々の改良が
加えられてきた。
)を上げることが必須条件となる。Nd系磁石は、通常
Nd2Fe□4B1、NdH(EFe、B、。
が混在した状態であるが、磁性を担うのは主相であるN
d、 F e14B 1相のみであるため、Brを上昇
させるには、Nd系磁石中に存在する主相の体積率を上
げればよい、すなわち磁石組成をより主相の組成に近づ
ければよいことになる。
〜10μmの微粉末にまで粉砕し、磁場中で成型、焼結
、時効する粉末冶金法によって製造されるが、希土類元
素を含む合金であるため微粉にする時の酸化が問題とな
る。特に、Ndリッチ相は酸化され易いことがよく知ら
れている。そのため磁石組成を主相の組成に近づけると
、焼結、時効処理時に液相となり、焼結を促進し、焼結
粒の肥大を抑制して粒界をクリーニングする等、Nd系
磁石の磁気性能の発現に重要な役割をもつが、磁気特性
に重要な役割を果たすNdリッチ相が酸化され、焼結が
次第に困難になるばかりでなく、保磁力(iHe)が急
激に減少して、わずか数百Oeにまでなってしまい、B
rは上昇しても実用磁石として好ましくない。そこで、
保磁力を向上させる手段として、Dy、 Tb、 A1
.−Ga、 Nb、Mo、Snなどの元素を添加するこ
とが提唱されている。ところが、どの元素を添加した場
合にも残留磁束密度を下げ、また実用上十分な保磁力を
得ることができず、エネルギー積を向上させる結果とな
らない。Ndリッチ相の酸化を極限まで(約1100p
pm、通常は4000〜6000ppm)抑制すること
などによって50.6MGOeのエネルギー積を有する
Nd系磁石を実験室スケールで作成したとの発表(平成
2年度第2回研究会資料主催 日本電子材料工業会、新
機能複合電子材料研究会)がなされたが、これは保磁力
が9.2koe程度と低いため実用には好ましくない。
特性は、現時点において40MGOe程度である。
系鋳造合金を水素化、脱水素化した粉末を用いた樹脂磁
石の発表(日本金属学会1990年秋季学会)がなされ
たが、そのBH7y+axは17MGOeであり、完全
に異方性化された状態とはいえず、また焼結磁石に比べ
て高特性とはいえない。
き、Ndリッチ相が酸化により減少するため、従来から
これがより高特性なNd系磁石を製造する上での大きな
障害となっていた。
石組成を主相の組成に近づけることにより、Brの上昇
と高い保磁力を得て、高エネルギー積を有するNd系磁
石の製造を可能とする方法を開発することにある。
ろ、組成式R1(Fe、−yco y) 1oo−X−
Z−aB 2M6 ただしRは、Ndを主体として、Pr、 Dy、Tbを
含む希土類元素であり、MはSi、 Ga、Sn、Ti
、V、Zr、Nb、Mo、HfおよびZnのうち1種も
しくは2種以上の組合せである、 で表わされ、X、y、zおよびaは、11.5≦X≦1
5;0≦y≦0.4 ; 5.5≦Z≦8 ; 0≦a
≦4であるNd系異方性焼結永久磁石合金を、600〜
1100’Cの水素雰囲気中で熱処理し、引き続き高真
空中で熱処理し、その後急冷却することを特徴とする希
土類異方性焼結永久磁石の製造方法により前記課題を解
決できることを見出し本発明にいたった。
法について詳しく述べる。
−X−Z−aB z M Bは、原子百分率で表わした
とき、11.5〜15好ましくは11.5〜13.5の
R(Rは前記と同様)と、5.5〜8好ましくは5.5
〜6.5のBと、0〜4好ましくは0.1〜2のM(M
はSi、Ga、Sn、Ti、V、Zr、Nb、Mo、H
fおよびZnのうち1種もしくは2種以上の組合せであ
る)と、残りのすべてはFeもしくはCoで。
置換することができる。上記組成範囲で各元素を所定量
秤量し、これを高周波溶解炉で溶解してできた合金を、
均一化のため溶体化処理を必要により行なってから冷却
後粉砕し、ついでジェットミルなどでこれを1〜Low
に微粉砕した後、約1t/aiの圧力下で約15kOe
の磁場中で成形し、微粉末の結晶軸が一定方向にそろっ
た成形体を得る。得られた成形体は、まず1000℃か
ら1140℃の範囲の高真空中あるいは不活性雰囲気中
にて15分から10時間焼結を行う。つぎに600〜1
100℃の範囲の水素雰囲気中にて30分から10時間
熱処理を施し、引き続き高真空中で10分から10時間
熱処理を行い、不活性ガスを吹き付けるなどして急冷す
る。この場合従来必要であった時効処理は特に必要では
ないが施してもよい。
い残留磁束密度と保磁力を有する。これは水素雰囲気中
で熱処理することにより水素化された磁石合金が、引き
続いて行われる高真空中での熱処理により脱水素化され
る時に、主相が以前の結晶軸の方向を履歴したまま再結
晶を起し、10〜200μであった平均粒径が0.01
〜1μ近くまで微細化されるためであると考えられる。
石として適さなかった低レアアース、低ボロン組成にお
いても本発明によりいちじるしい効果が得られる。この
複雑な反応を制御するために処理温度、処理時間は管理
されなければならない。
て、その温度が600℃より低い場合、水素化、脱水素
化反応が容易に進行せず、また磁石合金にクラックが生
じ、逆にその温度が1100℃より高い場合、反応が非
常に激しく制御が困難になるのでいずれも好ましくない
。引き続き行われる高真空中の熱処理では、その前の処
理と同じ温度で行われるか、600℃から1100℃の
範囲内のそれより少し低い温度が好ましい。処理時間は
水素雰囲気中処理の場合30分以上必要で、それ以下で
は十分に水素化することができないし、また10時間以
上では、再結晶後にそれぞれの結晶が以前の結晶軸の方
向を履歴しなくなる傾向を示すためどちらの場合も好ま
しくない。引き続く高真空中の熱処理では、10分未満
では十分な脱水素化が完了せず、10時間を越えると再
結晶化した組織が粒成長により肥大化し保磁力が低下す
るため、いずれの場合も好ましくない。
明に制限するものではない。
G axで示される合金となるように原料を調製し、
この混合物をアルゴン雰囲気中で高周波加熱溶解炉にて
溶解してから粗砕し、ジェットミルで微粉砕した。この
粉末を磁場中プレスで成形し、ついでこれを不活性雰囲
気中、1100℃で焼結して焼結体を得た。この焼結体
を800℃の水素雰囲気中で3時間熱処理した後、引き
続き同一温度の高真空中にて1時間熱処理を行って、保
磁力15.2kOeを有するNd系異方性焼結永久磁石
を得た。
囲気中で熱処理することなく、従来磁気硬化のために行
われているような600℃で2時間の時効処理を施して
磁気硬化させ永久磁石を作成した。この保磁力は0.2
kOeであった。
B &INb、、 Ti、、で示される合金となるよう
に原料を調製し、この混合物をアルゴン雰囲気中で高周
波加熱溶解炉にて溶解してから粗砕し、ジェットミルで
微粉砕した。
雰囲気中、1110”Cで焼結して焼結体を得た。この
焼結体を850℃の水素雰囲気中で4時間熱処理した後
、引き続き同一温度の高真空中にて2時間熱処理を行っ
て、保磁力14.8koeを有するNd系異方性焼結永
久磁石を得た。
囲気中で熱処理することなく、従来磁気硬化のために行
われているような630℃で2時間の時効処理を施して
磁気硬化させ永久磁石を作成した。この保磁力は0.4
kOeであった。
B 、 Hf、、 V、、で示される合金となるように
原料を調製し、この混合物をアルゴン雰囲気中で高周波
加熱溶解炉にて溶解してから粗砕し、ジェットミルで微
粉砕した。
雰囲気中、1110℃で焼結して焼結体を得た。この焼
結体を900℃の水素雰囲気中で2時間熱処理した後、
引き続き同一温度の高真空中にて1時間熱処理を行って
、保磁力13.2koeを有するNd系異方性焼結永久
磁石を得た。
囲気中で熱処理することなく、従来磁気硬化のために行
われているような620℃で2時間の時効処理を施して
磁気硬化させ永久磁石を作成した。この保磁力は0.3
kOeであった。
、2Z n1lsで示される合金となるように原料を調
製し、この混合物をアルゴン雰囲気中で高周波加熱溶解
炉にて溶解してから粗砕し、ジェットミルで微粉砕した
。この粉末を磁場中プレスで成形し、ついでこれを不活
性雰囲気中、1080℃で焼結して焼結体を得た。この
焼結体を700℃の水素雰囲気中で5時間熱処理した後
、引き続き同一温度の高真空中にて1時間熱処理を行っ
て、保磁力13゜7kOeを有するNd系異方性焼結永
久磁石を得た。
囲気中で熱処理することなく、従来磁気硬化のために行
われているような580℃で2時間の時効処理を施して
磁気硬化させ永久磁石を作成した。この保磁力は0.5
kOeであった。
5B6 Six Nb lLxで示される合金となるよ
うに原料を調製し、この混合物をアルゴン雰囲気中で高
周波加熱溶解炉にて溶解してから粗砕し、ジェットミル
で微粉砕した。この粉末を磁場中プレスで成形し、つい
でこれを不活性雰囲気中、1120℃で焼結して焼結体
を得た。この焼結体を900℃の水素雰囲気中で3時間
熱処理した後、引き続き同一温度の高真空中にて2時間
熱処理を行って、保磁力14.2kOeを有するNd系
異方性焼結永久磁石を得た。
囲気中で熱処理することなく、従来磁気硬化のために行
われているような600℃で2時間の時効処理を施して
磁気硬化させ永久磁石を作成した。この保磁力は0.4
kOeであった。
永久磁石合金は、焼結後に存在する結晶粒界内に新たに
微細な主相が析出した形態をもち、同組成にて従来得ら
れていた保磁力を遥かに凌ぐ高い保磁力をもち、きわめ
て高いBHTnaxを示す希土類永久磁石の製造が可能
になった。本発明による希土類永久磁石を用いることに
より、低いパーミアンスの動作点での使用や、軽量化、
高特性化、高温での使用範囲などが改善される。
金 川 千 尋 4、代理人 住所 〒103東京都中央区日本橋本町4丁目4番11
号6、補正の内容 1)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおりに補正する
。
rMはA1、Si、Ga、Jと補正する。
「MはA1、Si、 Ga、」と補正する。
−1−BBzただしRは、Ndを主体として、 Pr、
Dy。
Znのうち1種もしくは2種以上の組合せである、 で表わされ、X、y、Zおよびaは、11.5≦X≦1
5;0≦y≦0.4;5.5≦Z≦8;。
0〜1100℃の水素雰囲気中で熱処理し、引き続き高
真空中で熱処理し、その後急冷却することを特徴とする
希土類異方性焼結永久磁石の製造方法。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 組成式R_X(Fe_1_−_yCo_y)_1_0_
0_−_X_−_Z_−_aB_ZM_aただしRは、
Ndを主体として、Pr、Dy、Tbを含む希土類元素
であり、MはSi、Ga、Sn、Ti、V、Zr、Nb
、Mo、HfおよびZnのうち1種もしくは2種以上の
組合せである、 で表わされ、X、y、Zおよびaは、11.5≦X≦1
5;0≦y≦0.4;5.5≦Z≦8;0≦a≦4であ
るNd系異方性焼結永久磁石合金を、600〜1100
℃の水素雰囲気中で熱処理し、引き続き高真空中で熱処
理し、その後急冷却することを特徴とする希土類異方性
焼結永久磁石の製造方法。
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