JPH04245403A - 希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石 - Google Patents
希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石Info
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- JPH04245403A JPH04245403A JP3060833A JP6083391A JPH04245403A JP H04245403 A JPH04245403 A JP H04245403A JP 3060833 A JP3060833 A JP 3060833A JP 6083391 A JP6083391 A JP 6083391A JP H04245403 A JPH04245403 A JP H04245403A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
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- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
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- H01F1/0573—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes obtained by reduction or by hydrogen decrepitation or embrittlement
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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、優れた磁気的異方性
を有し、かつ保磁力温度係数の小さいＲ（但し、Ｒは、
Ｙを含む希土類元素のうち少くとも１種を示す），Ｆｅ
，Ｃｏ，およびＢを主成分とするＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系
異方性磁石に関するものである。さらに詳細には、上記
異方性磁石はホットプレス成形体または熱間静水圧プレ
ス（以下、ＨＩＰと記す）成形体からなるＲ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｂ系異方性磁石に関するものである。
を有し、かつ保磁力温度係数の小さいＲ（但し、Ｒは、
Ｙを含む希土類元素のうち少くとも１種を示す），Ｆｅ
，Ｃｏ，およびＢを主成分とするＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系
異方性磁石に関するものである。さらに詳細には、上記
異方性磁石はホットプレス成形体または熱間静水圧プレ
ス（以下、ＨＩＰと記す）成形体からなるＲ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｂ系異方性磁石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】特開平１−１３２１０６号公報には、Ｒ
−Ｆｅ−Ｂ系に代表されるＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金
を水素処理することにより得られたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
系永久磁石粉末が記載されている。
−Ｆｅ−Ｂ系に代表されるＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金
を水素処理することにより得られたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
系永久磁石粉末が記載されている。
【０００３】このＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末は
、強磁性相であるＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間
化合物相（以下、Ｒ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相とい
う）を主相とするＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金を原料と
し、この母合金原料を所定の温度範囲のＨ２ 雰囲気中
で熱処理してＲＨｘ と（Ｆｅ，Ｃｏ）２ Ｂと残部Ｆ
ｅの各相に相変態を促した後、脱Ｈ２ 工程でＨ２ を
原料から取り去ることにより再び強磁性相であるＲ２
（Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相を生成させたもので、その結
果得られたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末の組織は
、平均粒径：０．０５〜３μｍの極めて微細なＲ２ （
Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相の再結晶組織を主相とした集合
組織となっている。
、強磁性相であるＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間
化合物相（以下、Ｒ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相とい
う）を主相とするＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金を原料と
し、この母合金原料を所定の温度範囲のＨ２ 雰囲気中
で熱処理してＲＨｘ と（Ｆｅ，Ｃｏ）２ Ｂと残部Ｆ
ｅの各相に相変態を促した後、脱Ｈ２ 工程でＨ２ を
原料から取り去ることにより再び強磁性相であるＲ２
（Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相を生成させたもので、その結
果得られたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末の組織は
、平均粒径：０．０５〜３μｍの極めて微細なＲ２ （
Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相の再結晶組織を主相とした集合
組織となっている。
【０００４】上記Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末は
、ホットプレスしてホットプレス成形体としただけでは
十分な磁気的異方性が得られないために、特開平２−３
９５０３号公報に記載されているように、上記ホットプ
レス成形体をさらに熱間圧延などの熱間圧延加工を施し
て、Ｒ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ相の結晶粒のＣ軸を配
向せしめた圧延組織とすることにより磁気的異方性を向
上させていた。
、ホットプレスしてホットプレス成形体としただけでは
十分な磁気的異方性が得られないために、特開平２−３
９５０３号公報に記載されているように、上記ホットプ
レス成形体をさらに熱間圧延などの熱間圧延加工を施し
て、Ｒ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ相の結晶粒のＣ軸を配
向せしめた圧延組織とすることにより磁気的異方性を向
上させていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ホ
ットプレス成形体をさらに熱間圧延して得られたＲ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系熱延磁石は優れた磁気的異方性を有する
ものの、上記永久磁石粉末をホットプレスしたままの磁
石に比べて保磁力の温度係数が増大し、このＲ−Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｂ系熱延磁石をモータ等に組み込んだ場合に、温
度の変化によってモータ等の性能が変化し、安定性に欠
けるなどの課題があった。
ットプレス成形体をさらに熱間圧延して得られたＲ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系熱延磁石は優れた磁気的異方性を有する
ものの、上記永久磁石粉末をホットプレスしたままの磁
石に比べて保磁力の温度係数が増大し、このＲ−Ｆｅ−
Ｃｏ−Ｂ系熱延磁石をモータ等に組み込んだ場合に、温
度の変化によってモータ等の性能が変化し、安定性に欠
けるなどの課題があった。
【０００６】また、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系圧延磁石は、
場所による加工率のばらつきが磁気異方性のばらつきを
もたらし、それを防止するために、熱間塑性加工の工程
が複雑にならざるを得なかった。
場所による加工率のばらつきが磁気異方性のばらつきを
もたらし、それを防止するために、熱間塑性加工の工程
が複雑にならざるを得なかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上記保磁力の温度係数の増大はホットプレス成形体を熱
間圧延することにより発生するものであるから、上記熱
間圧延することなく磁気的異方性の優れた磁石が得られ
るならば、上記保磁力の温度係数の増大は発生しないと
の認識のもとに研究を行った結果、（１）Ｒ：１０〜２
０％、 Ｃｏ：０．１〜５０％
、Ｂ： ３〜２０％、を含有し、Ｇａ，ＺｒおよびＨ
ｆのうち１種または２種以上の合計量：０．００１〜５
．０％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成と、平均結晶粒径：０．０５〜２０μｍの寸法お
よび個々の結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａ
の値が２より小さい形状を有する結晶粒で構成され、正
方晶構造をとるＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化
合物相を主相とする結晶粒集合組織と、からなるホット
プレス成形体またはＨＩＰ成形体（２）Ｒ：１０〜２０
％、 Ｃｏ：０．１〜５０％、
Ｂ： ３〜２０％、を含有し、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆ
のうち１種または２種以上の合計量：０．００１〜５．
０％を含有し、さらに、Ａｌ，ＶおよびＳｉのうち１種
または２種以上の合計量：０．０１〜２．０％を含有し
、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成と、平均
結晶粒径：０．０５〜２０μｍの寸法および個々の結晶
粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａの値が２より小
さい形状を有する結晶粒で構成され、正方晶構造をとる
Ｒ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化合物相を主相と
する結晶粒集合組織と、からなるホットプレス成形体ま
たはＨＩＰ成形体で構成されたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異
方性磁石は、保磁力の温度係数の増大をもたらすことな
く優れた磁気的異方性を示すという知見を得たのである
。
上記保磁力の温度係数の増大はホットプレス成形体を熱
間圧延することにより発生するものであるから、上記熱
間圧延することなく磁気的異方性の優れた磁石が得られ
るならば、上記保磁力の温度係数の増大は発生しないと
の認識のもとに研究を行った結果、（１）Ｒ：１０〜２
０％、 Ｃｏ：０．１〜５０％
、Ｂ： ３〜２０％、を含有し、Ｇａ，ＺｒおよびＨ
ｆのうち１種または２種以上の合計量：０．００１〜５
．０％を含有し、残りがＦｅおよび不可避不純物からな
る組成と、平均結晶粒径：０．０５〜２０μｍの寸法お
よび個々の結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａ
の値が２より小さい形状を有する結晶粒で構成され、正
方晶構造をとるＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化
合物相を主相とする結晶粒集合組織と、からなるホット
プレス成形体またはＨＩＰ成形体（２）Ｒ：１０〜２０
％、 Ｃｏ：０．１〜５０％、
Ｂ： ３〜２０％、を含有し、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆ
のうち１種または２種以上の合計量：０．００１〜５．
０％を含有し、さらに、Ａｌ，ＶおよびＳｉのうち１種
または２種以上の合計量：０．０１〜２．０％を含有し
、残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成と、平均
結晶粒径：０．０５〜２０μｍの寸法および個々の結晶
粒の最短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａの値が２より小
さい形状を有する結晶粒で構成され、正方晶構造をとる
Ｒ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化合物相を主相と
する結晶粒集合組織と、からなるホットプレス成形体ま
たはＨＩＰ成形体で構成されたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異
方性磁石は、保磁力の温度係数の増大をもたらすことな
く優れた磁気的異方性を示すという知見を得たのである
。
【０００８】この発明はかかる知見にもとづいてなされ
たものであって、上記組成および結晶粒集合組織を有す
るホットプレス成形体またはＨＩＰ成形体からなる保磁
力の温度係数が小さいＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石
に特徴を有するものである。
たものであって、上記組成および結晶粒集合組織を有す
るホットプレス成形体またはＨＩＰ成形体からなる保磁
力の温度係数が小さいＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石
に特徴を有するものである。
【０００９】この発明の保磁力の温度係数が小さいＲ−
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁力は、従来の圧延磁石に比べ
て、場所による磁気異方性のばらつきもほとんどなく耐
食性も優れている。
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁力は、従来の圧延磁石に比べ
て、場所による磁気異方性のばらつきもほとんどなく耐
食性も優れている。
【００１０】また、この発明のＲ−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁
石は、結晶粒集合組織を有するために、Ｒ２ （Ｆ，Ｃ
ｏ）１４Ｂ型化合物組成付近、すなわちＲ１１．８Ｆｅ
ｂａｌ Ｂ５．９ 組成付近でもすぐれた磁気異方性と
高保磁力を有する。
石は、結晶粒集合組織を有するために、Ｒ２ （Ｆ，Ｃ
ｏ）１４Ｂ型化合物組成付近、すなわちＲ１１．８Ｆｅ
ｂａｌ Ｂ５．９ 組成付近でもすぐれた磁気異方性と
高保磁力を有する。
【００１１】つぎに、この発明のＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系
異方性磁石の製造法を説明する。
異方性磁石の製造法を説明する。
【００１２】この発明のＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁
石を製造するための原料粉末は、溶解鋳造してＧａ，Ｚ
ｒ，Ｈｆのうち１種または２種以上を所定の成分組成と
なるように含有したＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金および
この合金にさらに、Ａｌ，Ｖ，Ｓｉのうち１種または２
種以上を所定の成分組成となるように含有したＲ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系母合金を製造し、このＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
系母合金を水素ガス雰囲気中で昇温し、温度：５００〜
１０００℃、水素ガス雰囲気中または水素ガスと不活性
ガスの混合ガス雰囲気中で熱処理し、ついで、温度：５
００〜１０００℃、水素ガス圧力：１Ｔｏｒｒ以下の真
空雰囲気または水素ガス分圧：１Ｔｏｒｒ以下の不活性
ガス雰囲気になるまで脱水素処理したのち、冷却するこ
とにより製造される。
石を製造するための原料粉末は、溶解鋳造してＧａ，Ｚ
ｒ，Ｈｆのうち１種または２種以上を所定の成分組成と
なるように含有したＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金および
この合金にさらに、Ａｌ，Ｖ，Ｓｉのうち１種または２
種以上を所定の成分組成となるように含有したＲ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系母合金を製造し、このＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
系母合金を水素ガス雰囲気中で昇温し、温度：５００〜
１０００℃、水素ガス雰囲気中または水素ガスと不活性
ガスの混合ガス雰囲気中で熱処理し、ついで、温度：５
００〜１０００℃、水素ガス圧力：１Ｔｏｒｒ以下の真
空雰囲気または水素ガス分圧：１Ｔｏｒｒ以下の不活性
ガス雰囲気になるまで脱水素処理したのち、冷却するこ
とにより製造される。
【００１３】上記Ｇａ，Ｚｒ，Ｈｆのうち１種または２
種以上を所定量含有したＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金を
温度：６００〜１２００℃で均質化処理する工程および
上記脱水素処理したのち温度：３００〜１０００℃で熱
処理する工程を付加することにより一層優れた磁気的異
方性を有するＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を製造
することができる。
種以上を所定量含有したＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系母合金を
温度：６００〜１２００℃で均質化処理する工程および
上記脱水素処理したのち温度：３００〜１０００℃で熱
処理する工程を付加することにより一層優れた磁気的異
方性を有するＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を製造
することができる。
【００１４】上記Ｇａ，Ｚｒ，Ｈｆのうち１種または２
種以上を所定量含有し、さらにＡｌ，Ｖ，Ｓｉのうち１
種または２種以上を所定量含有したＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
系母合金を温度：６００〜１２００℃で均質化処理する
工程および上記脱水素処理したのち温度：３００〜１０
００℃で熱処理する工程を付加することにより得られた
Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末は、優れた磁気的異
方性のほかに、一層優れた最大エネルギー積をもつよう
になる。
種以上を所定量含有し、さらにＡｌ，Ｖ，Ｓｉのうち１
種または２種以上を所定量含有したＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ
系母合金を温度：６００〜１２００℃で均質化処理する
工程および上記脱水素処理したのち温度：３００〜１０
００℃で熱処理する工程を付加することにより得られた
Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末は、優れた磁気的異
方性のほかに、一層優れた最大エネルギー積をもつよう
になる。
【００１５】このようにして製造されたＲ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ系永久磁石粉末の組織は、粒内および粒界部に不純
物や歪がないＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化合
物相の再結晶粒が集合した再結晶集合組織から構成され
ている。
−Ｂ系永久磁石粉末の組織は、粒内および粒界部に不純
物や歪がないＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化合
物相の再結晶粒が集合した再結晶集合組織から構成され
ている。
【００１６】この再結晶集合組織を構成する再結晶粒の
平均再結晶粒径は０．０５〜２０μｍの範囲内にあれば
十分であるが、単磁区粒径の寸法（約０．３μｍ）に近
い０．０５〜３μｍの範囲内にあることが一層好ましい
。
平均再結晶粒径は０．０５〜２０μｍの範囲内にあれば
十分であるが、単磁区粒径の寸法（約０．３μｍ）に近
い０．０５〜３μｍの範囲内にあることが一層好ましい
。
【００１７】上記寸法を有する個々の再結晶粒は、最短
粒径ａと最長粒径ｂの比がｂ／ａ＜２の形状を有するこ
とが好ましく、この形状を有する再結晶粒は、全再結晶
粒の５０容量％以上存在することが必要である。上記最
短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａが２より小さい再結晶
粒の形状を有することにより、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永
久磁石粉末の保磁力が改善されるとともに耐食性も向上
し、保磁力の２５〜１００℃における保磁力温度係数α
ｉＨｃが０．６％／℃より小さくなる。
粒径ａと最長粒径ｂの比がｂ／ａ＜２の形状を有するこ
とが好ましく、この形状を有する再結晶粒は、全再結晶
粒の５０容量％以上存在することが必要である。上記最
短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａが２より小さい再結晶
粒の形状を有することにより、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永
久磁石粉末の保磁力が改善されるとともに耐食性も向上
し、保磁力の２５〜１００℃における保磁力温度係数α
ｉＨｃが０．６％／℃より小さくなる。
【００１８】さらに、このようにして製造されたＲ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末の再結晶組織は、粒界相が
ほとんど存在しない実質的にＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４
Ｂ型金属間化合物相だけから構成された再結晶集合組織
を有しているために、粒界相のない分だけ磁化の値を高
めることができるとともに、粒界相を介して進行する腐
食を抑止し、さらに熱間塑性加工による応力歪も存在し
ないことから応力腐食の可能性も少なく、耐食性が向上
する。
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末の再結晶組織は、粒界相が
ほとんど存在しない実質的にＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４
Ｂ型金属間化合物相だけから構成された再結晶集合組織
を有しているために、粒界相のない分だけ磁化の値を高
めることができるとともに、粒界相を介して進行する腐
食を抑止し、さらに熱間塑性加工による応力歪も存在し
ないことから応力腐食の可能性も少なく、耐食性が向上
する。
【００１９】上記再結晶集合組織を有するＲ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ−Ｂ系永久磁石粉末を磁場中プレス成形して圧粉体と
し、この圧粉体を温度：６００〜９００℃でホットプレ
スまたは熱間静水圧プレスすると、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ系永久磁石粉末の組織がほぼそのまま保持されたこ
の発明のＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石を製造するこ
とができ、また必要に応じて３００〜１０００℃で熱処
理することにより保磁力を向上させることができる。そ
の際、上記圧粉体を通常の真空または非酸化性雰囲気中
で焼結すると、焼結温度が高すぎて上記再結晶粒が成長
し、大きな結晶粒となり、磁気特性、特に保磁力が低下
するので好ましくない。また磁気的異方性の付与は磁場
中成形で行うため、ホットプレス、ＨＩＰの後に熱間塑
性加工を行う必要はない。
ｏ−Ｂ系永久磁石粉末を磁場中プレス成形して圧粉体と
し、この圧粉体を温度：６００〜９００℃でホットプレ
スまたは熱間静水圧プレスすると、上記Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ系永久磁石粉末の組織がほぼそのまま保持されたこ
の発明のＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石を製造するこ
とができ、また必要に応じて３００〜１０００℃で熱処
理することにより保磁力を向上させることができる。そ
の際、上記圧粉体を通常の真空または非酸化性雰囲気中
で焼結すると、焼結温度が高すぎて上記再結晶粒が成長
し、大きな結晶粒となり、磁気特性、特に保磁力が低下
するので好ましくない。また磁気的異方性の付与は磁場
中成形で行うため、ホットプレス、ＨＩＰの後に熱間塑
性加工を行う必要はない。
【００２０】つぎに、この発明のＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系
異方性磁石の成分組成、結晶粒径および結晶粒形状を上
記の如く限定した理由について説明する。
異方性磁石の成分組成、結晶粒径および結晶粒形状を上
記の如く限定した理由について説明する。
【００２１】（ａ）Ｒ
Ｒは、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｈｏ，Ｅ
ｒ，Ｅｕ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｍ，Ｙｂ，ＬｕおよびＹのう
ち１種または２種以上であり、一般にＮｄを主体とし、
これにその他の希土類元素を添加して用いられるが、特
にＴｂ，ＤｙおよびＰｒは保磁力ｉＨｃを向上させる効
果があり、Ｒの含有量が１０％より低くても、また２０
％より高くても異方性磁石の保磁力が低下し、優れた磁
気特性が得られない。したがって、Ｒの含有量は１０〜
２０％に定めた。
ｒ，Ｅｕ，Ｓｍ，Ｇｄ，Ｔｍ，Ｙｂ，ＬｕおよびＹのう
ち１種または２種以上であり、一般にＮｄを主体とし、
これにその他の希土類元素を添加して用いられるが、特
にＴｂ，ＤｙおよびＰｒは保磁力ｉＨｃを向上させる効
果があり、Ｒの含有量が１０％より低くても、また２０
％より高くても異方性磁石の保磁力が低下し、優れた磁
気特性が得られない。したがって、Ｒの含有量は１０〜
２０％に定めた。
【００２２】（ｂ）Ｂ
Ｂの含有量が３％より低くても、また２０％より高くて
も異方性磁石の保磁力が低下し、優れた磁気特性が得ら
れないので、Ｂ含有量は３〜２０％と定めた。またＢの
一部をＣ，Ｎ，Ｏ，Ｆで置換してもよい。
も異方性磁石の保磁力が低下し、優れた磁気特性が得ら
れないので、Ｂ含有量は３〜２０％と定めた。またＢの
一部をＣ，Ｎ，Ｏ，Ｆで置換してもよい。
【００２３】（ｃ）Ｃｏ
Ｃｏを添加することにより異方性磁石の保磁力および磁
気的温度特性（例えば、キュリー点）が向上し、さらに
耐食性を向上させる効果があるが、その含有量が０．１
％未満では所望の効果が得られず、一方、５０％を超え
て含有してもかえって磁気特性が低下するので好ましく
ない。したがって、Ｃｏの含有量は０．１〜５０％に定
めた。Ｃｏの含有量は、０．１〜２０％の間では、最も
保磁力が高くなるのでＣｏ：０．１〜２０％とするのが
一層好ましい。
気的温度特性（例えば、キュリー点）が向上し、さらに
耐食性を向上させる効果があるが、その含有量が０．１
％未満では所望の効果が得られず、一方、５０％を超え
て含有してもかえって磁気特性が低下するので好ましく
ない。したがって、Ｃｏの含有量は０．１〜５０％に定
めた。Ｃｏの含有量は、０．１〜２０％の間では、最も
保磁力が高くなるのでＣｏ：０．１〜２０％とするのが
一層好ましい。
【００２４】（ｄ）Ｇａ，ＺｒおよびＨｆこれらの成分
は、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石の成分として含有
し、保磁力を向上させるとともに優れた磁気的異方性お
よび耐食性を安定的に付与する作用を有するが、その含
有量が０．００１％未満では所望の効果が得られず、一
方、５．０％を超えて含有すると磁気特性が低下する。 したがって、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆのうち１種または２
種以上の合計は０．００１〜５．０％に定めた。
は、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石の成分として含有
し、保磁力を向上させるとともに優れた磁気的異方性お
よび耐食性を安定的に付与する作用を有するが、その含
有量が０．００１％未満では所望の効果が得られず、一
方、５．０％を超えて含有すると磁気特性が低下する。 したがって、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆのうち１種または２
種以上の合計は０．００１〜５．０％に定めた。
【００２５】（ｅ）Ａｌ，ＶおよびＳｉＧａ，Ｚｒ，Ｈ
ｆのうち１種または２種以上：０．００１〜５．０％含
有するＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石合金に、Ａｌ，Ｖ
およびＳｉのうち１種または２種以上を添加することに
より最大エネルギー積を安定して高めることができるが
、その含有量が０．０１％未満では所望の効果が得られ
ず、一方、２．０％を超えて添加しても、磁化の値を高
めることができないので好ましくない。
ｆのうち１種または２種以上：０．００１〜５．０％含
有するＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石合金に、Ａｌ，Ｖ
およびＳｉのうち１種または２種以上を添加することに
より最大エネルギー積を安定して高めることができるが
、その含有量が０．０１％未満では所望の効果が得られ
ず、一方、２．０％を超えて添加しても、磁化の値を高
めることができないので好ましくない。
【００２６】したがって、Ａｌ，ＶおよびＳｉのうち１
種または２種以上は合計量で０．０１〜２．０％に定め
た。
種または２種以上は合計量で０．０１〜２．０％に定め
た。
【００２７】（ｆ）平均結晶粒径およびその形状Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石の組織を構成するＲ２ （Ｆ
ｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相結晶粒の平均結晶粒径が０．０５
μｍより小さいと着磁が困難になるので好ましくなく、
一方、２０μｍより大きいと保磁力や角型性が低下し、
高磁気特性が得られないので好ましくない。
ｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石の組織を構成するＲ２ （Ｆ
ｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型相結晶粒の平均結晶粒径が０．０５
μｍより小さいと着磁が困難になるので好ましくなく、
一方、２０μｍより大きいと保磁力や角型性が低下し、
高磁気特性が得られないので好ましくない。
【００２８】したがって、平均結晶粒径は０．０５〜２
０μｍに定めた。この場合、平均結晶粒径は単磁区粒径
の寸法（０．３μｍ）に近い０．０５〜３μｍとする方
が一層好ましい。上記寸法を有する個々の結晶粒は、最
短粒径ａと最長粒径ｂの比が（ｂ／ａ）＜２の形状を有
することが好ましく、この形状を有する再結晶粒は、全
結晶粒の５０容量％以上存在することが必要である。
０μｍに定めた。この場合、平均結晶粒径は単磁区粒径
の寸法（０．３μｍ）に近い０．０５〜３μｍとする方
が一層好ましい。上記寸法を有する個々の結晶粒は、最
短粒径ａと最長粒径ｂの比が（ｂ／ａ）＜２の形状を有
することが好ましく、この形状を有する再結晶粒は、全
結晶粒の５０容量％以上存在することが必要である。
【００２９】上記最短粒径ａと最長粒径ｂの比ｂ／ａが
２より小さい結晶粒形状を有することにより、Ｒ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石の保磁力が改善されると共に耐
食性も向上し、さらに保磁力の温度係数も小さくなる。 したがって上記個々の結晶粒のｂ／ａの値は２未満に定
めた。
２より小さい結晶粒形状を有することにより、Ｒ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石の保磁力が改善されると共に耐
食性も向上し、さらに保磁力の温度係数も小さくなる。 したがって上記個々の結晶粒のｂ／ａの値は２未満に定
めた。
【００３０】
【実施例】この発明を実施例および比較例にもとづいて
具体的に説明する。
具体的に説明する。
【００３１】プラズマ溶解し鋳造して得られたＣｏ並び
にＧａ，ＺｒおよびＨｆのうち１種または２種以上含ま
れるＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系各種合金インゴット、さらに
、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆを全く含まないＲ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ系合金インゴットを用意し、これら合金インゴット
をそれぞれアルゴンガス雰囲気中、温度：１１２０℃、
４０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化
処理インゴットを約２０ｍｍ角まで砕いて原料合金とし
た。この原料合金を１気圧の水素雰囲気中で室温から８
３０℃まで昇温し、８３０℃で４時間保持の水素雰囲気
中熱処理を施し、ついで、８３０℃、真空度：１×１０
−１Ｔｏｒｒ以下になるまで脱水素を行った後、直ちに
アルゴンガスを流入して急冷した。
にＧａ，ＺｒおよびＨｆのうち１種または２種以上含ま
れるＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系各種合金インゴット、さらに
、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆを全く含まないＲ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ系合金インゴットを用意し、これら合金インゴット
をそれぞれアルゴンガス雰囲気中、温度：１１２０℃、
４０時間保持の条件で均質化処理したのち、この均質化
処理インゴットを約２０ｍｍ角まで砕いて原料合金とし
た。この原料合金を１気圧の水素雰囲気中で室温から８
３０℃まで昇温し、８３０℃で４時間保持の水素雰囲気
中熱処理を施し、ついで、８３０℃、真空度：１×１０
−１Ｔｏｒｒ以下になるまで脱水素を行った後、直ちに
アルゴンガスを流入して急冷した。
【００３２】このような処理を施した各種合金インゴッ
トは崩壊しやすい状態にあるので乳鉢で軽く解砕し、平
均粒度：５０μｍの各種Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石
粉末を得た。これら各種Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石
粉末を、２５ＫＯｅの磁場中でプレス成形して圧粉体を
作製し、これら圧粉体を温度：７００℃、圧力：１．５
Ｔｏｎ／ｃｍ２ の条件でホットプレスした。なお、
磁場中成形した圧粉体は、配向方向がホットプレスのと
きのプレス方向と一致するように配置してホットプレス
した。さらにこの成形体を６２０℃、２時間真空中で熱
処理した。表１〜４に示される成分組成の本発明異方性
磁石１〜３６および比較異方性磁石１〜１０の密度はす
べて７．５〜７．６ｇ／ｃｍ３で充分緻密化していた。
トは崩壊しやすい状態にあるので乳鉢で軽く解砕し、平
均粒度：５０μｍの各種Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石
粉末を得た。これら各種Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石
粉末を、２５ＫＯｅの磁場中でプレス成形して圧粉体を
作製し、これら圧粉体を温度：７００℃、圧力：１．５
Ｔｏｎ／ｃｍ２ の条件でホットプレスした。なお、
磁場中成形した圧粉体は、配向方向がホットプレスのと
きのプレス方向と一致するように配置してホットプレス
した。さらにこの成形体を６２０℃、２時間真空中で熱
処理した。表１〜４に示される成分組成の本発明異方性
磁石１〜３６および比較異方性磁石１〜１０の密度はす
べて７．５〜７．６ｇ／ｃｍ３で充分緻密化していた。
【００３３】さらに比較のために、Ｇａ，Ｚｒ，Ｈｆの
いずれをも含まない合金インゴットから製造されたＲ−
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を銅製缶に真空中で充填
封入し、７００℃に加熱して圧延率８０％になるまで数
回圧延を行い、表４に示される従来異方性磁石を作製し
た。
いずれをも含まない合金インゴットから製造されたＲ−
Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を銅製缶に真空中で充填
封入し、７００℃に加熱して圧延率８０％になるまで数
回圧延を行い、表４に示される従来異方性磁石を作製し
た。
【００３４】表１〜４の本発明異方性磁石１〜３１、比
較異方性磁石１〜１０および従来異方性磁石の組織を走
査電子顕微鏡により観察し、平均結晶粒径、個々の結晶
粒の最長粒径／最短粒径の値が２より小さい結晶粒の存
在量（容量％）、保磁力温度係数αｉＨｃ、磁場中プレ
スにより得られた圧粉体をホットプレスした磁石の磁気
特性を測定し、これらの測定値を表５〜８に示した。
較異方性磁石１〜１０および従来異方性磁石の組織を走
査電子顕微鏡により観察し、平均結晶粒径、個々の結晶
粒の最長粒径／最短粒径の値が２より小さい結晶粒の存
在量（容量％）、保磁力温度係数αｉＨｃ、磁場中プレ
スにより得られた圧粉体をホットプレスした磁石の磁気
特性を測定し、これらの測定値を表５〜８に示した。
【００３５】上記保磁力温度係数αｉＨｃは、２５℃に
おける保磁力ｉＨｃ２５および１００℃における保磁力
αｉＨｃ１００ を測定し、上記保磁力の差の割合（ｉ
Ｈｃ２５−ｉＨｃ１００ ）／ｉＨｃ２５を温度差７５
℃で割った値である。
おける保磁力ｉＨｃ２５および１００℃における保磁力
αｉＨｃ１００ を測定し、上記保磁力の差の割合（ｉ
Ｈｃ２５−ｉＨｃ１００ ）／ｉＨｃ２５を温度差７５
℃で割った値である。
【００３６】表１〜８の結果から、この発明のＧａ，Ｚ
ｒ，Ｈｆのうち１種または２種以上含む本発明異方性磁
石１〜３６は磁気特性、特に最大エネルギー積（ＢＨ）
ｍａｘ および残留磁束密度がすぐれており、磁気異方
性にすぐれていることがわかる。Ｇａ，Ｚｒ，Ｈｆを全
く含まない圧延磁石である従来異方性磁石と比べて磁気
特性はほぼ同等であるが、保磁力温度係数はαｉＨｃは
−０．５％／℃程度と格段に小さく、さらに、Ｇａ，Ｚ
ｒ，Ｈｆを全く含まないもの、また含有量がこの発明の
条件から外れた比較異方性磁石は、磁気特性および磁気
的異方性が低下していることがわかる。
ｒ，Ｈｆのうち１種または２種以上含む本発明異方性磁
石１〜３６は磁気特性、特に最大エネルギー積（ＢＨ）
ｍａｘ および残留磁束密度がすぐれており、磁気異方
性にすぐれていることがわかる。Ｇａ，Ｚｒ，Ｈｆを全
く含まない圧延磁石である従来異方性磁石と比べて磁気
特性はほぼ同等であるが、保磁力温度係数はαｉＨｃは
−０．５％／℃程度と格段に小さく、さらに、Ｇａ，Ｚ
ｒ，Ｈｆを全く含まないもの、また含有量がこの発明の
条件から外れた比較異方性磁石は、磁気特性および磁気
的異方性が低下していることがわかる。
【００３７】
【表１】
【００３８】
【表２】
【００３９】
【表３】
【００４０】
【表４】
【００４１】
【表５】
【００４２】
【表６】
【００４３】
【表７】
【００４４】
【表８】
【００４５】高周波溶解し鋳造して得られたＧａ，Ｚｒ
およびＨｆのうち１種または２種以上含まれるＲ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系合金に、さらにＡｌ，Ｖ，Ｓｉのうち１種
または２種以上含有する成分組成の各種合金インゴット
を作製し、これらインゴットを先の本発明焼結合金１〜
３１および比較焼結合金１〜１０と全く同じ条件で平均
粒径：４０μｍのＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を
製造し、このＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を磁場
中および無磁場中でプレス成形して圧粉体を作製し、こ
れら圧粉体を温度：７１０℃、圧力：１．７ Ｔｏｎ／
ｃｍ２ の条件で熱間静水圧プレスし、表９に示される
成分組成の本発明異方性磁石３２〜４１および比較異方
性磁石１１〜１３を作製した。
およびＨｆのうち１種または２種以上含まれるＲ−Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｂ系合金に、さらにＡｌ，Ｖ，Ｓｉのうち１種
または２種以上含有する成分組成の各種合金インゴット
を作製し、これらインゴットを先の本発明焼結合金１〜
３１および比較焼結合金１〜１０と全く同じ条件で平均
粒径：４０μｍのＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を
製造し、このＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系永久磁石粉末を磁場
中および無磁場中でプレス成形して圧粉体を作製し、こ
れら圧粉体を温度：７１０℃、圧力：１．７ Ｔｏｎ／
ｃｍ２ の条件で熱間静水圧プレスし、表９に示される
成分組成の本発明異方性磁石３２〜４１および比較異方
性磁石１１〜１３を作製した。
【００４６】これら異方性磁石について、前述のように
して平均結晶粒径、個々の結晶粒の最長粒径／最短粒径
の値が２より小さい結晶粒の存在量（容量％）および保
磁力温度係数αｉＨｃを測定し、さらに磁気特性も測定
し、それらの測定値を表１０に示した。
して平均結晶粒径、個々の結晶粒の最長粒径／最短粒径
の値が２より小さい結晶粒の存在量（容量％）および保
磁力温度係数αｉＨｃを測定し、さらに磁気特性も測定
し、それらの測定値を表１０に示した。
【００４７】表９および表１０の結果から、Ｇａ，Ｚｒ
およびＨｆのうち１種または２種以上：０．００１〜５
．０原子％に、さらにＡｌ，ＶおよびＳｉのうち１種ま
たは２種以上を０．０１〜２．０原子％添加することに
より最大エネルギー積がさらに向上し、保磁力温度係数
αｉＨｃが小さくなり、結晶粒の寸法および形状も保磁
力温度係数を小さくすることに大きな影響を与えている
ことがわかる。
およびＨｆのうち１種または２種以上：０．００１〜５
．０原子％に、さらにＡｌ，ＶおよびＳｉのうち１種ま
たは２種以上を０．０１〜２．０原子％添加することに
より最大エネルギー積がさらに向上し、保磁力温度係数
αｉＨｃが小さくなり、結晶粒の寸法および形状も保磁
力温度係数を小さくすることに大きな影響を与えている
ことがわかる。
【００４８】
【表９】
【００４９】
【表１０】
【００５０】
【発明の効果】この発明は、ＣｏとともにＧａ，Ｚｒ，
Ｈｆのうち１種または２種以上を含有せしめることによ
り熱間塑性加工を施すことなく水素処理粉末を用いるだ
けで顕著な磁気的異方性を示すとともに保磁力温度係数
の小さなＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系磁石を得ることができ、
モータ等の電動機器の性能および安定性の向上に優れた
効果をもたらすものである。
Ｈｆのうち１種または２種以上を含有せしめることによ
り熱間塑性加工を施すことなく水素処理粉末を用いるだ
けで顕著な磁気的異方性を示すとともに保磁力温度係数
の小さなＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系磁石を得ることができ、
モータ等の電動機器の性能および安定性の向上に優れた
効果をもたらすものである。
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも
１種（以下、Ｒで示す）とＦｅとＣｏとＢを主成分とす
るＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石であって、この異方
性磁石は、原子百分率で、Ｒ：１０〜２０％、
Ｃｏ：０．１〜５０％、Ｂ： ３〜２０
％、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆのうち１種または２種以上の
合計：０．００１〜５．０％、を含有し、残りがＦｅお
よび不可避不純物からなる組成と、正方晶構造をとるＲ
２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化合物相を主相とす
る結晶粒が集合した結晶粒集合組織とを有し、上記結晶
粒集合組織は、個々の結晶粒の最短粒径ａと最長粒径ｂ
の比ｂ／ａの値が２未満である形状の結晶粒が全結晶粒
の５０容量％以上存在し、かつ上記結晶集合組織を構成
する結晶粒の平均結晶粒径が０．０５〜２０μｍの寸法
を有するホットプレス成形体または熱間静水圧プレス成
形体であることを特徴とする希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系
異方性磁石。 - 【請求項２】 上記ＲとＦｅとＣｏとＢを主成分とす
るＲ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石は、原子百分率で、
Ｒ：１０〜２０％、 Ｃｏ：０．１
〜５０％、Ｂ： ３〜２０％、Ｇａ，ＺｒおよびＨｆ
のうち１種または２種以上の合計：０．００１〜５．０
％、を含有し、さらに、Ａｌ，ＶおよびＳｉのうち１種
または２種以上の合計：０．０１〜２．０％を含有し、
残りがＦｅおよび不可避不純物からなる組成を有するホ
ットプレス成形体または熱間静水圧プレス成形体である
ことを特徴とする請求項１記載の希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｂ系異方性磁石。 - 【請求項３】 上記結晶粒が集合した結晶粒集合組織
は、実質的にＲ２ （Ｆｅ，Ｃｏ）１４Ｂ型金属間化合
物相だけからなるホットプレス成形体または熱間静水圧
プレス成形体であることを特徴とする請求項１または２
記載の希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石。 - 【請求項４】 上記平均結晶粒径は、０．０５〜３μ
ｍであることを特徴とする請求項１，２または３記載の
希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03060833A JP3092672B2 (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石 |
| CA 2079223 CA2079223A1 (en) | 1991-01-28 | 1992-01-28 | Anisotropic rare earth-fe-b system and rare earth-fe-co-b system magnet |
| PCT/JP1992/000073 WO1992013353A1 (fr) | 1991-01-28 | 1992-01-28 | Aimant a base de terres rares, de fer et de bore et a base de terres rares de fer, de cobalt et de bore ayant des proprietes anisotropes |
| DE69203405T DE69203405T3 (de) | 1991-01-28 | 1992-01-28 | Anisotroper Seltenerd-Magnet. |
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