JPH0423403A - 傾斜配向リング状永久磁石およびその製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ ■− 本発明は希土類元素と遷移金属元素、及びボロンを基本
成分とする永久磁石とその製造法に関するものである。

［従来の技術］ 磁性合金は、永久磁石を始め一般家庭の各種電気製品か
ら大型コンピューターの周辺末端機器まで幅広い分野で
使用されている重要な電気、電子材料の一つである。最
近の電気製品の小型化、高効率化の要求にともない、永
久磁石も益々高性能化が求められている。

現在使用されている永久磁石のうち代表的なものはアル
ニコ、ハードフェライト及び希土類−遷移金属系磁石で
ある。特に、希土類（以下、Ｒと略す。）−遷移金属（
以下、ＴＭと略す。）系磁石であるＲ−Ｃｏ系永久磁石
や、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は高い磁気性能が得られる
ので従来から多くの研究開発が行なわれている。

従来、Ｒ−ＴＭ−Ｂ系異方性化永久磁石の製造法に関し
ては以下の文献に示すような方法がある。

一 （１）特開昭５９−４６００８号公報やＭ、　Ｓａｇａ
ｗａ、　　Ｓ。

Ｆｕｊｉｍｕｒａ、　　Ｎ、　　Ｔｏｇａｗａ、　　Ｈ
，Ｙａｍａｍｏｔｏ　ａｎｄ　Ｙ。

Ｍａｔｕｕｒａ；　　Ｊ、　　Ａｐｐｌ、　　Ｐｈｙｓ
、　　Ｖｏｌ、　　５５（６）１５　Ｍａｒｃｈ１９８
４　ｐ２０８３に見られるような粉末冶金に基づく焼結
による方法。

（２）特開昭５９−２１１５４９号公報やＲ，Ｗ、　Ｌ
ｅｅ　；Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ、　Ｖｏｌ
、　４６　　（８）１５　Ａｐｒｉｌ　１９８５　ｐ７
９０や特開昭６０−１００４０２号公報等に見られる様
な非晶質合金を製造するのに用いる急冷薄体装置で、厚
さ３０μｍ程度の急冷薄片を２段階のホットプレスで機
械的配向処理を行なう方法。

（３）特開昭６２−２７６８０３号公報で開示されたよ
うな鋳造インゴットを５００℃以上の温度で熱間加工を
する事により結晶粒を微細化し、またその結晶軸を特定
の方向に配向せしめて該鋳造合金を磁気的に異方性化す
る方法。

一方、磁石の応用製品の一つとしてＰＭ型ステッピング
モータがある。一般にリング形状の磁石が利用されてお
り、上記の異方性磁石の製造方法においても種々の方法
によりリング形状の磁石が作成されている。このリング
状の磁石の場合、高い磁気特性と薄肉化の要請から、等
方的磁石より高い表面磁束密度が期待される、半径方向
に異方性をもつ磁石が利用されている。現在、さらに小
型化、高分割化のＰＭ型ステッピングモーターの需要が
高待っている。そのためリング磁石に数多くの極を着磁
する必要が出てきた。

ここで、着磁のために働く着磁ヨークから発生する磁力
線は、ヨークに巻装された電線を中心にだ円を描くよう
に発生する。このことは永久磁石の半径方向に異方化さ
れた磁石内で、がならずしもすべての部・分で磁力線が
磁化容易軸方向と一致しないことを意味する。このため
十分な着磁がなされず、磁石のもつ高いポテンシャルか
ら期待される高い表面磁束密度を取り出すことはできな
かった。

そこで樹脂結合型磁石ではあるが、実開昭６４−０１６
６０４に開示されたような、内側に等方性磁石、外側に
半径方向に異方性化した磁石を貼り合わせた磁石が考案
されている。すなわち磁力線が磁石の半径方向に並ぶ部
分は異方性磁石を使用し、磁力線が半径方向からずれ、
周方向に傾く部分は等方性磁石を使用するものである。

［発明が解決しようとする課題］ 上記の複合型磁石でも一応、多極着磁磁石で高い表面磁
束を得ることはできるが、磁力線のカーブは連続的だが
、貼り合わせによる異方性−等方性の変化は階段状にな
らざるをえず、まだ十分に磁石のポテンシャルを引出し
ているとは言い難い。

さらに、貼り合わせによる磁気回路の乱れも起こる等の
問題がある。

本発明は上記の問題点を解決するためのもので、その目
的とするところは多極着磁を行なっても高い表面磁束密
度を取り出せる磁石を提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 半径方向に磁気異方性が連続的に変化することを特徴と
する傾斜配向リング状永久磁石であり、その製造方法と
しては希土類元素（但しイツトリウムを含む）と遷移金
属元素、及びボロンを基本成分とする合金を溶解・鋳造
する工程、ついで鋳造インゴットを５００℃以上の温度
にて押出成形することを特徴とする異方性永久磁石の製
造法である。

［作用］ 本発明者等は、数多くのＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造合金を評価
し、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金に適当な熱処理を加えれば高
い保磁力が得られることを知見し、更に、この合金を基
にホットプレスによる機械的配向処理、添加元素による
磁気特性の改善効果を研究し、高性能の永久磁石の製造
方法を知見した。

即ち、希土類元素（但しイツトリウムを含む）と遷移金
属、及びボロンを基本成分とし、該基本成分から成る合
金を溶解・鋳造し、次いで、鋳造インゴットを５００℃
以上の温度にて熱間加工し、磁気異方性を付与すること
を特徴とする永久磁石の製造方法であり、鋳造−熱間加
工−熱処理という粉末工程を含まない方法で、従来法に
比肩する高性能の磁石が得られるものである。

この方法で作成される異方性永久磁石は、熱間加工法に
より配向、異方性化される。異方性の方向は加圧方向で
ある。そこで、リング状インゴットをシースで覆い、５
００℃以上の温度で熱間押出加工を施す。押出加工の場
合表面の部分が強加工され、中心部分の方が加工されす
らい。そのため、インゴット表面がより配向され、中心
部分は等方性のままという状態が存在することになる。

以下、実施例で詳細に述べる。

［実施例１］ 表１に示した組成となるように、希土類、遷移金属およ
びボロンを秤量し、アルゴンガス雰囲気下で、セラミッ
クるつぼ中で誘導加熱炉により溶解し、水冷銅ハース上
にリング状に鋳造する。

表１ 鋳造インゴットを適当な大きさに切り出し、金属シース
（ｓｓ４１）で覆い９００℃に加熱し、熱間押出加工を
施す。断面減少率は７０％である。

第１図に半径方向の配向度を示す。配向度（ＭＡ）は以
下の式で算出した。

ＭＡ　”　Ｂｒｘ／（Ｂｒｘ２＋　Ｂｒ、２＋Ｂｒｚ２
）　”２ここでＸ方向は半径方向、Ｚ方向は押しだし方
向、ｙ方向は周方向である。ＭＡ＝１で１００ｚ配向。

Ｍ　Ａ　＝　０．５７７で等方性である。

この図から外側はど配向度が良いことがわかる。

［実施例２］ 第１表ａ組成のインゴットを実施例１と同様に作成した
。リング状磁石を内径２２ｍｍ、外径３０ｍｍ、長さ５
ｍｍの大きさに研磨し、２４極の多極着磁を行った。比
較例として、同組成の磁石で等方性を内側に、異方性を
外側に貼合わせて同様の大きさにした、リング磁石も同
様に着磁を行った。この時の異方性磁石は熱間圧延法で
作成した磁石から、瓦状に切り出し貼合わせたものであ
る。

第２表にガウスメータで測定したピークの表面磁束密度
を示す。

第２表 この表から従来の異方性磁石より高い表面磁束が得られ
る事がわかる。

［発明の効果］ 以上のように本発明の異方性化永久磁石の製造方法によ
れば、希土類磁石に期待される高い表面磁束密度を、高
分割多極着磁をしても取り出せることができ、さらに、
貼合わせ等の作業もなくなり、リング磁石の生産性を大
幅に向上させる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の傾斜配向磁石の半径方向の異方性変化
を示す図である。 中心からの距離 Ｒ１・ ・磁石内径 Ｒ２・ ・磁石外径 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金
   属元素、及びボロンを基本成分とするリング状永久磁石
   において、半径方向に磁気異方性が連続的に変化するこ
   とを特徴とする傾斜配向リング状永久磁石。
2. （２）希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金
   属元素、及びボロンを基本成分とする合金を溶解・鋳造
   する工程、ついで鋳造インゴットを５００℃以上の温度
   にて押出成形することを特徴とする請求項１記載の傾斜
   配向リング状永久磁石の製造方法。