JPH04293205A - 希土類焼結磁石合金 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁
石合金において、焼結後に焼結体同志、またはセッター
である高融点金属のＴａ、Ｗ、Ｍｏと全く固着を起こさ
ない希土類焼結磁石合金に関するものである。ウォッチ
、クロックのステップモーター用ローター磁石製造に利
用されるのみならず、特に近年コンピューター周辺機器
の小型化はめざましいものがあり駆動用モーターも小型
で高性能なものが要求されるようになっており、このよ
うな高性能な小型磁石の製造分野で利用されるものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石合金は４０ＭＧ
Ｏｅ以上の最大エネルギー積を有し、この応用分野には
様々な提案がなされている。また、焼結磁石部品の製造
においては、一般に焼結後は仕様寸法にするために切削
、研磨等の後加工が行われる。この場合、大きい部品で
は問題は生じないが、たとえば大きさが５ｍｍ径以下の
ローター磁石等の小物部品の量産においては焼結後に焼
結体同志、またはセッターである高融点金属のＴａ、Ｗ
、Ｍｏとの固着が起こり、そのために部品に割れ欠けが
発生したり、部品としての形状をとどめないものが発生
することがしばしばであり、生産上の歩留まりが著しく
低下するという問題があった。したがって焼結後に焼結
体同志、またはセッターである高融点金属のＴａ、Ｗ、
Ｍｏとの固着を防止することが大きな課題となっていた
。こような現象を解決する方法として、従来から行われ
ているような焼結方法では、Ａｌ２　Ｏ３　等の酸化物
に埋没させるとか、酸化物をまぶして焼結するとか、酸
化物を焼結体に混ぜ、焼結体同志の接触部を点接触に近
い状態にして、固着を防ぐ方法がとられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとしている課題】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系焼
結磁石合金に、上で述べた従来からの焼結方法で行った
場合磁石特性が低下するか、磁石特性が全く損なわれる
。すなわち、Ａｌ２　Ｏ３　等の酸化物に埋没させると
か、酸化物をまぶして焼結するとか、酸化物を焼結体に
混ぜ焼結体同志の接触部を点接触に近い状態にして、固
着を防ぐ方法では、Ｒ（希土類元素）は非常に活性であ
るために酸化物を還元し自らは酸化してしまい、焼結後
の磁石特性を損なってしまうという問題点を有している
。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明では、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ系鋳造合金を１〜２０μｍに粉砕した微粉にＭ（Ｍは
Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ
、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、
Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉのうち
少なくとも１種）の酸化物を０．０１重量％〜５重量％
という限定した範囲内で添加し、その後通常の焼結を行
うことにより、焼結後に焼結体同志、またはセッターで
ある高融点金属のＴａ、Ｗ、Ｍｏとの固着を防ぎ、しか
も磁石特性が失われないことを見い出した。ここで、添
加する酸化物の量を限定した理由は、０．０１重量％未
満では焼結体同志、またはセッターである高融点金属の
Ｔａ、Ｗ、Ｍｏとの固着防止の効果はなくなり、また５
重量％を超えると保磁力の低下を招き磁石として実用不
可能になるからである。

【０００５】このように液相焼結型であるＲ−Ｆｅ−Ｂ
系の焼結において固着防止の効果が現れる原因を調べる
ために、オージェ電子分光法による表面分析をおこなっ
た。その結果、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結においては焼結時
Ｒが液相として晶出するが、本発明において酸化物を含
有した場合、焼結過程で酸化物は一部Ｒにより還元され
、逆にＲは一部酸化され焼結体表面にＲの酸化物が形成
されるために焼結体同志、またはセッターである高融点
金属のＴａ、Ｗ、Ｍｏとの固着が防止されるもであるこ
とが見いだされた。ここで酸化物の添加量が０．０１重
量％未満では表面の酸化物の形成が十分でなく固着をお
こしてしまい、また５重量％以上では、Ｒの酸化物の生
成が多過ぎ、保磁力の効果に寄与するＲの量が少なくな
り、保磁力の低下を招き磁石特性が実用的に損なわれる
。

【０００６】したがってここで含有できる酸化物として
は、Ｒの酸化剤として機能しなければならず、１０００
℃〜１２００℃において熱力学的に生成自由エネルギー
がＮｄ２　Ｏ５　より大である酸化物から選ばれる。

【０００７】

【作用】一般に比較的小さい成形体の焼結では、量産性
の立場から、セッターである高融点金属のＴａ、Ｗ、Ｍ
ｏのボックス中に大量の成形体をランダムに入れて焼結
する。また、焼結後、焼結体にわずかな加工を施すか、
焼結体をそのままで製品とする場合が多い。したがって
焼結後の焼結体同志の固着、またはセッターである高融
点金属のＴａ、Ｗ、Ｍｏとの固着は、製品の割れ、欠け
を発生し製品の歩留りを著しく低下させる。本発明によ
り、このような固着を全く防止することが可能となり、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の小型焼結磁石の製造における生産性を
著しく向上させることができるものである。

【０００８】

【実施例１】原材料を高周波溶解炉で溶解し、Ｎｄ：３
３％、Ｂ：１．３％、Ｆｅ：残部からなる合金インゴッ
トを作製した。このインゴットをクラッシャーで１００
μｍ以下に粗粉砕したした後、ジェットミルで平均粒径
３μｍに微粉砕した。これに平均粒径０．３μｍのＡｌ
２　Ｏ３　粉末を０．００１重量％〜８重量％加え充分
分散させた後、２０ＫＯｅの磁場中で３ｔｏｎ／ｃｍ２
　の圧力で成形し、直径３ｍｍ厚さ１ｍｍの形、すなわ
ちステップモーター用ローター磁石用試料に成形した。 これらの成形体約１０００個をＴａ製ボックス中にラン
ダムに入れＡｒ雰囲気中１１００℃で１ｈｒ加熱焼結し
、その後６００℃で１ｈｒの熱処理を行ない試料を取り
出した。このようにＡｌ２　Ｏ３　の添加量を変えて得
られた試料の固着性、残留磁束密度Ｂｒ値、保磁力ｉＨ
ｃ値、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ値を表１、表２
に示す。 表１、表２から明らかなようにＡｌ２　Ｏ３　を０．０
１重量％未満添加した試料ＮＯ．１、２、３はＴａボッ
クスとの固着がおよび焼結体同志の固着が激しく製造後
に試料の割れ、欠けが発生し、特にＡｌ２　Ｏ３　を添
加しなかった試料は成形後の成形体の原形をとどめてい
ないものが多数発生する。また、Ａｌ２　Ｏ３　が５重
量％を超える試料ＮＯ．１３、１４、１５では、ｉＨｃ
が急激に低下し磁石としての特性が出ない。一方、本発
明によるＡｌ２　Ｏ３　を０．０１重量％〜５重量％添
加した試料ＮＯ．４〜１２では焼結後の固着はほとんど
無く、ｉＨｃの低下もほとんど見られず実用的に十分な
特性を有している。

【０００９】

【表１】

【００１０】

【表２】

【００１１】

【実施例２】原材料を高周波溶解炉で溶解し、Ｎｄ：３
３％、Ｂ：１．３％、Ｆｅ：残部からなる合金インゴッ
トを作製した。このインゴットをクラッシャーで１００
μｍ以下に粗粉砕したした後、ジェットミルで平均粒径
３μｍに微粉砕した。これに平均粒径０．３μｍのＳｉ
Ｏ２　　、ＴｉＯ２　、Ｖ２　Ｏ５　、Ｃｒ２　Ｏ３　
、ＭｎＯ２、Ｃｕ２　Ｏ、ＺｎＯ、Ｇａ２　Ｏ３　、Ｇ
ｅＯ２　、ＳｒＯ、ＺｒＯ２　、Ｎｂ２　Ｏ５　、Ｍｏ
Ｏ２　、Ａｇ２　Ｏ、ＣｄＯ、Ｉｎ２　Ｏ３　、ＳｎＯ
２　、Ｓｂ４　Ｏ６　、ＴｅＯ２　、ＢａＯ、ＨｆＯ２
　、ＷＯ３　、ＰｂＯ２　、Ｂｉ２　Ｏ３　の粉末を各
々１重量％加え充分分散させた後，２０ＫＯｅの磁場中
で３ｔｏｎ／ｃｍ２　の圧力で成形し、直径３ｍｍ厚さ
１ｍｍの形、すなわちステップモーター用ローター磁石
用試料に成形した。これらの成形体約１０００個をＴａ
製ボックス中にランダムに入れＡｒ雰囲気中１１００℃
で１ｈｒ加熱焼結し、その後６００℃で１ｈｒの熱処理
を行ない試料を取り出した。このように添加する酸化物
の量を変えて得られた試料の固着性、残留磁束密度Ｂｒ
値、保磁力ｉＨｃ値、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ
値を表３、表４に示す。表３、表４から明らかなように
、本発明では磁石特性は良好で、しかもＴａボックスと
の固着がおよび焼結体同志の固着が全くない。

【００１２】

【表３】

【００１３】

【表４】

【００１４】

【発明の効果】本発明は、ウォッチ、クロックのスッテ
プモーター用小型ローター磁石製造において量産性を著
しく向上させる点での効果は大きく、特に近年コンピュ
ーター周辺機器の小型化はめざましいものがあり駆動用
モーターも小型で高性能なものが要求されるようになっ
ており、このような高性能な小型磁石の製造分野で特に
効果を発揮するもである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｒ（Ｒは希土類元素のうち少なくとも
   １種）２０重量％〜４５重量％、Ｂ０．５重量％〜５重
   量％、Ｆｅ５０重量％〜７４重量％を主成分とした主相
   が正方晶からなる相に、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ
   、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｚｒ、
   Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂ
   ａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくとも１種）の酸
   化物を０．０１重量％〜５重量％を含有した相からなる
   ことを特徴とする希土類焼結磁石合金。