JPH0423404A - 熱間圧延による異方性永久磁石の製造方法 - Google Patents
熱間圧延による異方性永久磁石の製造方法Info
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- JPH0423404A JPH0423404A JP2128754A JP12875490A JPH0423404A JP H0423404 A JPH0423404 A JP H0423404A JP 2128754 A JP2128754 A JP 2128754A JP 12875490 A JP12875490 A JP 12875490A JP H0423404 A JPH0423404 A JP H0423404A
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Landscapes
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
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。
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］
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。
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。
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。
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
ては焼結による方法や急冷薄帯を利用する方法が知られ
ているが、これらの方法より量産性に優れた方法として
特開昭６２−２０３３０２号公報や特開昭６２−２７６
８０３号公報で開示されたような方法が提案されている
。
ては焼結による方法や急冷薄帯を利用する方法が知られ
ているが、これらの方法より量産性に優れた方法として
特開昭６２−２０３３０２号公報や特開昭６２−２７６
８０３号公報で開示されたような方法が提案されている
。
この方法は希土類、鉄、ボロンを基本成分とする溶湯を
鋳型に流し込んで、鋳造することを基本とする磁石の製
造方法である。この方法によれば粉末工程を含まない為
、危険な金属粉末のハンドリングをする事もなく、また
、磁石中の酸素濃度も低くすることが可能である。さら
に、所望の形状に成形すること、および、該インゴット
の結晶粒の微細化および結晶軸を特定の方向に配向せし
めて磁気的に異方性化することを目的に、該鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度で熱間加工を施すことも提案
されている。
鋳型に流し込んで、鋳造することを基本とする磁石の製
造方法である。この方法によれば粉末工程を含まない為
、危険な金属粉末のハンドリングをする事もなく、また
、磁石中の酸素濃度も低くすることが可能である。さら
に、所望の形状に成形すること、および、該インゴット
の結晶粒の微細化および結晶軸を特定の方向に配向せし
めて磁気的に異方性化することを目的に、該鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度で熱間加工を施すことも提案
されている。
また、特開平１−１７１２０４号公報や特開平１−１７
１２０５号公報に開示されているように、インゴットを
金属で覆い、多数回加工する方法も提案されれている。
１２０５号公報に開示されているように、インゴットを
金属で覆い、多数回加工する方法も提案されれている。
［発明が解決しようとする課題］
上記の方法では粉末工程を含まず、最も製造工程を簡略
化できる製造方法であり、さらに、熱間加工に、現在鉄
鋼業で使用されている熱間圧延法、熱間鍛造法が利用で
き優れた量産性があるが、磁気性能的にはやや劣るとい
う問題があった。
化できる製造方法であり、さらに、熱間加工に、現在鉄
鋼業で使用されている熱間圧延法、熱間鍛造法が利用で
き優れた量産性があるが、磁気性能的にはやや劣るとい
う問題があった。
本発明は以上の従来技術の欠点、特に熱間圧延法による
永久磁石の性能面での欠点をを解決し、さらに生産性の
一層の向上をはかるものであり、その目的とするところ
は、高性能、低コストなＲ−ＴＭ−Ｂ系永久磁石の製造
法を提供するところにある。
永久磁石の性能面での欠点をを解決し、さらに生産性の
一層の向上をはかるものであり、その目的とするところ
は、高性能、低コストなＲ−ＴＭ−Ｂ系永久磁石の製造
法を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
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・鋳造し、つ
いで鋳造インゴットを金属製シースに封入し、５００℃
以上の温度にて、所望の厚みとするために２回以上熱間
圧延を行い磁気異方性を付与する永久磁石の製造法にお
いて、上記熱間圧延中、中立点位置とロール出口とのロ
ール中心角をφ、上記金属シースの中立点位置での圧延
方向の厚みをＳ ｄ （ｍｍ）としたとき、上記熱間圧
延の各パスにおける圧延中、常にＳ ｄ （ｍｍ）／
ｓｉｎφの値が８００以上となるように熱間圧延圧下量
を制御す事を特徴とする異方性永久磁石の製造方法であ
る。
、及びボロンを基本成分とする合金を溶解・鋳造し、つ
いで鋳造インゴットを金属製シースに封入し、５００℃
以上の温度にて、所望の厚みとするために２回以上熱間
圧延を行い磁気異方性を付与する永久磁石の製造法にお
いて、上記熱間圧延中、中立点位置とロール出口とのロ
ール中心角をφ、上記金属シースの中立点位置での圧延
方向の厚みをＳ ｄ （ｍｍ）としたとき、上記熱間圧
延の各パスにおける圧延中、常にＳ ｄ （ｍｍ）／
ｓｉｎφの値が８００以上となるように熱間圧延圧下量
を制御す事を特徴とする異方性永久磁石の製造方法であ
る。
［作用コ
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
に機械的配向処理により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。本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。そのため、熱間加工方法は非常に重要な工程であり
、より均一な変形をする事が必要である。
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
に機械的配向処理により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。本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。そのため、熱間加工方法は非常に重要な工程であり
、より均一な変形をする事が必要である。
圧延法においてはそのロール半径、ロール速度、圧下量
等数多くのパラメータがある。さらに、本発明における
熱間圧延法では磁石インゴットを金属シースで覆い圧延
を行なうために、このシース形状と内部の磁石形状が、
高性能の磁石を製造するためには重要なパラメータとな
る。
等数多くのパラメータがある。さらに、本発明における
熱間圧延法では磁石インゴットを金属シースで覆い圧延
を行なうために、このシース形状と内部の磁石形状が、
高性能の磁石を製造するためには重要なパラメータとな
る。
本発明者らは上記各種パラメータを調査した結果、中立
点位置とロール出口とのロール中心角をφとし、金属シ
ースの中立点位置での圧延方向の厚みをＳ ｄ （ｍｍ
）としたとき、ｓｉｎφとＳ ｄ （ｍｍ）の比と磁気
特性の間に、ある関係が成り立つことを事を知見した。
点位置とロール出口とのロール中心角をφとし、金属シ
ースの中立点位置での圧延方向の厚みをＳ ｄ （ｍｍ
）としたとき、ｓｉｎφとＳ ｄ （ｍｍ）の比と磁気
特性の間に、ある関係が成り立つことを事を知見した。
本発明に於ける磁石の磁気特性の向上は、圧縮応力によ
る変形により、圧縮された方向に磁気的に配向する事に
依るものである。この圧縮変形に圧延法を用いるわけだ
が、第２図に示した様に圧延法は２つのロールの間で材
料を連続的に変形させるもので、圧縮応力は圧延機の構
造上１００％板厚方向にはかからず、材料の圧延方向に
ある角度と分布をもっている。この圧縮応力は圧延材の
圧延速度とロールの周速度が一致する中立点（中心角φ
）で最大の応力が得られる。この中立点の中心角は材料
の噛み込み角（α）とロールと圧延材の摩擦係数（μ）
で決まるものであり、次の関係が知られている。
る変形により、圧縮された方向に磁気的に配向する事に
依るものである。この圧縮変形に圧延法を用いるわけだ
が、第２図に示した様に圧延法は２つのロールの間で材
料を連続的に変形させるもので、圧縮応力は圧延機の構
造上１００％板厚方向にはかからず、材料の圧延方向に
ある角度と分布をもっている。この圧縮応力は圧延材の
圧延速度とロールの周速度が一致する中立点（中心角φ
）で最大の応力が得られる。この中立点の中心角は材料
の噛み込み角（α）とロールと圧延材の摩擦係数（μ）
で決まるものであり、次の関係が知られている。
ｔａｎρ＝ μ
５ｉｎ（α／２）＝ （ａ／８Ｒ）’□２ａ＝△Ｈ／２
ここで、△Ｈは圧延前後での圧延材厚みの変化量、Ｒは
ロール半径である。
ロール半径である。
圧下方向のずれ角度φは、圧縮応力をできるだけ磁石イ
ンゴットに対して、板厚方向にかけることを考えるとで
きるだけ小さい方が望ましい。摩擦係数μは高温での熱
間圧延の場合、加工温度が決まると大きく変化させるこ
とは困難なため、φを小さくするためには圧下量ａを小
さくするか、ロール半径を大きくする必要がある。しが
し、量産を考えると無限に大きなロール半径の圧延機を
使用することは限界がある。
ンゴットに対して、板厚方向にかけることを考えるとで
きるだけ小さい方が望ましい。摩擦係数μは高温での熱
間圧延の場合、加工温度が決まると大きく変化させるこ
とは困難なため、φを小さくするためには圧下量ａを小
さくするか、ロール半径を大きくする必要がある。しが
し、量産を考えると無限に大きなロール半径の圧延機を
使用することは限界がある。
本発明者らは磁石インゴットを覆う金属シースが、圧縮
応力の厚み方向からのずれの影響を緩和する事を知見し
た。即ち、中立点位置での圧延方向の厚みと中立点の中
心角の比Ｓ ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφの値が８００以
上であれば、磁石インゴット板厚方向の応力のずれは金
属シースに緩和され、十分な配向が得られるものである
。反対にこれ以下では圧縮応力の板厚方向からのずれに
より、磁気的配向が乱されてしまう。
応力の厚み方向からのずれの影響を緩和する事を知見し
た。即ち、中立点位置での圧延方向の厚みと中立点の中
心角の比Ｓ ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφの値が８００以
上であれば、磁石インゴット板厚方向の応力のずれは金
属シースに緩和され、十分な配向が得られるものである
。反対にこれ以下では圧縮応力の板厚方向からのずれに
より、磁気的配向が乱されてしまう。
ここで中立点位置での圧延方向の厚みＳ ｄ （ｍｍ）
はφが十分小さい時は以下の式で近似される。
はφが十分小さい時は以下の式で近似される。
Ｓ ｄ ＝ （Ｒ２５ｉｎ２φ＋２ Ｒｂ ＋ｂ ２）
”２−Ｒｓｉｎφここでｂは圧延後の金属シースの厚
みである。
”２−Ｒｓｉｎφここでｂは圧延後の金属シースの厚
みである。
以上のことから、圧延中シース中立点位置での圧延方向
の厚みＳ ｄ （ｍｍ）に合うように中立点位置の中心
角φを小さくするように圧下量ａを調整したパススケジ
ュールで圧延することにより、十分に磁気的配向が得ら
れることになる。
の厚みＳ ｄ （ｍｍ）に合うように中立点位置の中心
角φを小さくするように圧下量ａを調整したパススケジ
ュールで圧延することにより、十分に磁気的配向が得ら
れることになる。
以下、実施例で詳細に述べる。
［実施例１］
第１表Ｎｏｌに示すような組成となるように希土類、鉄
、コバルト、ボロンおよびその他の金属を秤量し、真空
溶解炉にて溶解し水冷金型に鋳造した。得られた鋳造イ
ンゴットを切り出し、金属シース（ＳＳ４１）に真空封
入し圧延材とする。インゴットの寸法は長さ６０ｍｍ、
幅２０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、圧延材の外寸は、長さ１５
０ｍｍ、 幅９０Ｍ１ 高さ１００ｍｍである。上
記のビレットを加工温度９５０℃で圧延を施した。圧延
機は２段ロールでロール半径は３００ｍｍである。摩擦
係数はほぼ０．３であった。加工後シースを除去し磁気
特性を測定する。
、コバルト、ボロンおよびその他の金属を秤量し、真空
溶解炉にて溶解し水冷金型に鋳造した。得られた鋳造イ
ンゴットを切り出し、金属シース（ＳＳ４１）に真空封
入し圧延材とする。インゴットの寸法は長さ６０ｍｍ、
幅２０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、圧延材の外寸は、長さ１５
０ｍｍ、 幅９０Ｍ１ 高さ１００ｍｍである。上
記のビレットを加工温度９５０℃で圧延を施した。圧延
機は２段ロールでロール半径は３００ｍｍである。摩擦
係数はほぼ０．３であった。加工後シースを除去し磁気
特性を測定する。
圧下量を変化させ圧延を行い、ｓｉｎφをそれぞれ計算
した。圧延中金属シースも加工されることで薄くなって
いくので、加工後の金属シースの厚みを測定し、Ｓ ｄ
（ｍｍ）を計算した。Ｓ ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφ
と圧延前後でのＢｒ変化の関係を第１図に示す。
した。圧延中金属シースも加工されることで薄くなって
いくので、加工後の金属シースの厚みを測定し、Ｓ ｄ
（ｍｍ）を計算した。Ｓ ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφ
と圧延前後でのＢｒ変化の関係を第１図に示す。
Ｓ ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφの値がが８００以下では
圧延の前後でＢｒの変化が負になり、圧延による磁気的
配向の乱れが生じていることがわかる。
圧延の前後でＢｒの変化が負になり、圧延による磁気的
配向の乱れが生じていることがわかる。
第１表
［実施例２］
第１表にある様な組成となるように、溶解鋳造し、実施
例１と同様にビレットを作成した。ロール半径３００ｍ
ｍの２段ロール圧延機で加工を施した。全加工量が７５
％となるように数回圧延を施した。この時圧延後の温度
を測定し、９３０℃以下にはビレットの温度が下がらな
いように加熱を繰り返した。第２表に磁気測定の結果を
示す。圧延中シースの上下厚も加工されることで薄くな
っていく。そのため、浮下量も下記の条件で調整ながら
圧延を行った。
例１と同様にビレットを作成した。ロール半径３００ｍ
ｍの２段ロール圧延機で加工を施した。全加工量が７５
％となるように数回圧延を施した。この時圧延後の温度
を測定し、９３０℃以下にはビレットの温度が下がらな
いように加熱を繰り返した。第２表に磁気測定の結果を
示す。圧延中シースの上下厚も加工されることで薄くな
っていく。そのため、浮下量も下記の条件で調整ながら
圧延を行った。
１０□
第２表
条件１：常にＳ ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφの値が８０
０以上となるように圧延。
０以上となるように圧延。
条件２： 最終パスまでは条件１と同じ、最終パスのＳ
ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφの値を１０００で圧延。
ｄ （ｍｍ）／ ｓｉｎφの値を１０００で圧延。
［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、圧延法という大量生産に適した方法で生産できる
磁石を、高性能かつ、安定した磁石にすることが出来、
従来の磁石の生産性を大幅に高めるという効果を有する
。
れば、圧延法という大量生産に適した方法で生産できる
磁石を、高性能かつ、安定した磁石にすることが出来、
従来の磁石の生産性を大幅に高めるという効果を有する
。
第１図は圧延材中立点位置での圧延方向の厚み８ ｄ
（ｍｍ）と中立点の中心角φとのＳ ｄ （ｍｍ）／
ｓｉｎφの値と、圧延の前後でのＢｒの差の関係を示す
図である。 第２図は本発明における圧延の概念図である。 １・・・圧延ロール ２・・・金属シース ３・・・磁石インゴット ４・・・中立点 α・・・噛み込み角 φ・・・中立点中心角 ａ・・・圧下量 Ｓｄ・・・シース上下厚 Ｒ・・・ロール半径 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 銘木 喜三部 他１名？００ １功Ｑ Ｉぶつ Ｓ’４ ／ｓｉ ｎφ 侘 図 仔 第 、２− 図
（ｍｍ）と中立点の中心角φとのＳ ｄ （ｍｍ）／
ｓｉｎφの値と、圧延の前後でのＢｒの差の関係を示す
図である。 第２図は本発明における圧延の概念図である。 １・・・圧延ロール ２・・・金属シース ３・・・磁石インゴット ４・・・中立点 α・・・噛み込み角 φ・・・中立点中心角 ａ・・・圧下量 Ｓｄ・・・シース上下厚 Ｒ・・・ロール半径 以 上 出願人 セイコーエプソン株式会社 代理人 弁理士 銘木 喜三部 他１名？００ １功Ｑ Ｉぶつ Ｓ’４ ／ｓｉ ｎφ 侘 図 仔 第 、２− 図
Claims (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合金を溶解・鋳造し、つ
いで鋳造インゴットを金属製シースに封入し、５００℃
以上の温度にて、所望の厚みとするために２回以上熱間
圧延を行い磁気異方性を付与する永久磁石の製造法にお
いて、上記熱間圧延中、中立点位置とロール出口とのロ
ール中心角をφ、上記金属シースの中立点位置での圧延
方向の厚みをＳｄ（ｍｍ）としたとき、上記熱間圧延の
各パスにおける圧延中、常にＳｄ（ｍｍ）／ｓｉｎφの
値が８００以上となるように熱間圧延圧下量を制御する
事を特徴とする熱間圧延による異方性永久磁石の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2128754A JPH0423404A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 熱間圧延による異方性永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2128754A JPH0423404A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 熱間圧延による異方性永久磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0423404A true JPH0423404A (ja) | 1992-01-27 |
Family
ID=14992641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2128754A Pending JPH0423404A (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 熱間圧延による異方性永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0423404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006204007A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性磁石モータ |
| JP2007089244A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性多極磁石の製造方法 |
-
1990
- 1990-05-18 JP JP2128754A patent/JPH0423404A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006204007A (ja) * | 2005-01-20 | 2006-08-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性磁石モータ |
| JP4622536B2 (ja) * | 2005-01-20 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | ラジアル磁気異方性磁石モータ |
| JP2007089244A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性多極磁石の製造方法 |
| JP4622767B2 (ja) * | 2005-09-20 | 2011-02-02 | パナソニック株式会社 | ラジアル磁気異方性多極磁石の製造方法 |
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