JPH0436442A

JPH0436442A - 永久磁石合金およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0436442A
Application number: JP2142372A
Authority: JP
Inventors: Minoru Endo; 実遠藤; Keisuke Nakamura; 啓介中村
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-02-06

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〕本発明は、ＶＣＭ　（ボイスコイルモータ）９回転機器
等に使用される高性能希土類永久磁石に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

Ｓｍ−Ｆｅ−Ｔｉ系は新しい永久磁石材料となる可能性
を有する組成系として注目を集めている。

）えば、特開昭６２−２４１３０２では、Ｓｍ−Ｆｅ−
Ｔｉ系焼結磁石の磁気特性として１Ｈｃ＝９．８ｋＯｅ
、（ＢＨ）ｍａｘ＝２６．５ＭＧＯｅが報告されている
。この組成系における主相はＴｈＭｎ１２型の結晶構造
を有している。しかし、実際にはこの組成系で焼結磁石
が作製された例はなく、超急冷・メカニカルアロイング
による磁気特性が報告されている。

また、特開昭６１−１０２０９には、Ｒ−Ｆｅ系にＴと
してＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
Ｍｏ、ＷおよびＧｏから選ばれた少なくとも一種と、Ｍ
としてＢ、Ｃ，Ｐ、Ｓｉ。

ＡｌおよびＧｅから選ばれた少なくとも一種を添加する
ことにより、ＲＦｅ５相を安定化させた焼結磁石の磁気
特性が報告されている。しかし、本特許に記載されてい
る磁石合金は実用化されておらず、また磁石化にも至っ
ていない。

このＳｍＦｅ１ｌＴｉ組成よりもＳｍの多いＳｍ２０Ｆ
　ｅ７０Ｔ　ｉ　１０の組成において、超急冷・メカニ
カルアロイングにより５０ｋＯｅを越える固有保磁力が
得られたと報告されている。　（Ｋ、　５ｃｈｎｉｚｋ
ｅ、　Ｌ、　５ｃｈｌｔｚ、　Ｊ、　ＷｅＣｋｅｒ　ａ
ｎｄ　Ｍ、　Ｋａｔｔｅｒ、　　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ
、　Ｌｅｔｔ、　５６．５８７（１９９０）、　Ｍ、　
Ｋａｔｔｅｒ、　Ｊ、　Ｗｅｃｋｅｒ　ａｎｄ　Ｌ、　
５ｃｈｕｌｔｚ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｌｅｔｔ
、　５６゜１３７７　（１９９０）　）この磁石の主相
は非常に不安定で、結晶構造は明かになっていない。

またＲ−Ｆｅ−Ｔｉ−Ｃｏ系でＳｉ、Ａ１等を添加して
２相分離させた希土類磁石の発明が知られている（特開
平１−２９８７０３号公報参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記Ｓｍ２０Ｆｅ７０ＴｉｌＯの永久磁石は高い固有保
磁力が得られるものの、超急冷・メカニカルアロイング
でしか磁石化できないため、Ｂｒや（ＢＨ）ｍａｘが低
い。また、これらの製造方法ではボンド磁石しか得られ
ず、緻密化したバルク状の磁石は得られないという欠点
がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明はＳｍ−Ｆｅ−Ｔｉ系において、硬質磁性化に寄
与する相を安定化させることを目的として、各種添加元
素を加えて検討した。その結果Ｃ０とＡｌもしくはＳｉ
を複合添加することにより、インゴット、焼結体でも固
有保磁力が得られることを見いだした。また、保磁力は
５５０−１１５０℃での熱処理によって大きくなること
がわかった。本発明者は、前記特開平１−２９８７０３
号公報では知られてない新規な結晶構造を有する磁石の
開発に成功したものである。

即ち、本発明に関わる永久磁石合金は、ＲａＦｅｂＣｏ
ｃＴｉｄＡＤｅＭｆ　（ここで、ＲはＹを含む全ての希
土類元素、ＡＤはＡ１もしくはＳｉのうち少なくとも１
種、ＭはＢ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ
、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ。

Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗのうち少なくとも一種で、１０≦
ａ≦４０ａｔ％、１５≦ｂ≦８５ａｔ％、０≦ｃ≦７０
．０．１≦ｄ≦２０ａｔ％、０≦ｅ≦１５　　ａｔ％）
の組成から成る永久磁石合金である。

本発明で希土類元素の量ａは１０ａｔ％以上、４０ａｔ
％以下で、好ましくは１４．５ａｔ％以上、２５ａｔ％
以下がよい。１４．５ａｔ％未満では保磁力（ｉＨｃ）
が十分でないし、２５ａｔ％を越えると飽和磁束密度（
Ｍ　ｓ　）が低下する。

Ｆｅは磁気モーメントを増大するので１５ａｔ％を越え
て添加することが好ましいが、８５ａｔ％以上になると
、保磁力が低下する。

Ｇｏはキュリー温度の向上に効果があるが、７０ａｔ％
を越えて添加すると飽和磁束密度を低下させ、かつ高価
であるから好ましくない。また、本発明においてＣｏは
耐食性の向上にも効果がある。

ＡＤはＡ１とＳｉのうち少なくとも１種であり、保磁力
の増加と相の安定化に効果がある。添加量が０．ｆａｔ
％以下では硬質磁性化に効果がなく、２０ａｔ％を越え
て使用すると飽和磁束密度を低下させ、磁気特性に好ま
しくない相が生成する。

Ｍは保磁力の増加に効果があるが、１５ａｔ％を越えて
添加すると飽和磁束密度とキュリー温度を低下させる。

本発明に係わる永久磁石合金は公知の製造方法、例えば
、溶解、鋳造、熱処理、または溶解、鋳造、粉砕、成形
、焼結、熱処理、または溶解、鋳造、超急冷、熱処理す
ることにより得られる。

本発明に係わる永久磁石合金は各種製造方法で得られた
バルクもしくはフレーク形状の試料を５５０−１１５０
℃で熱処理することにより、保磁力が著しく向上される
。

以下に本発明を実施例により説明する。

実施例　１第１ａ表に示すＳｍ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｂ。

Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ
、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｗの元素からなる組成の合金をアーク溶
解により作製した。得られたインゴットを８５０℃で６
時間、熱処理した。得られた磁気特性を第１ｂ表に示す
。

（以下余白）第１ａ表第１ｂ表以上のように、ＧｏとＡ１およびＧｏとＳｉを複合添加
した場合、熱処理後に最も高い保磁力が得られ、Ａ１と
ＳｉではＡ１添加の方が高い保磁力を示している。

実施例　２第２ａ表に示すＳｍ、Ｇｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌの元素か
らなる組成の合金をアーク溶解で作製し、得られたイン
ゴットを９００℃で１時間、熱処理した後、急冷した。

得られた磁気特性を第２ｂ表に示す。

（以下余白）第２ａ表かし、Ｔｉ量がゼロでは高保磁力は得られない。

第２ｂ表表から明かなようにＴｉが８ａｔ％の場合に最も高い保
磁力が得られたが、Ｔｉ量が４ａｔ％でも大きい保磁力
が得られた。ＣＯとＡ１の複合添加によりＴｉ量を低下
することが可能と言える。し実施例　３実施例　２におけるＳｍ２０Ｆｅ５２ｃｏ１５Ｔｉ８Ａ
１５のインゴットについて、Ｘ線回折と熱磁気分析を行
った。第１図に本組成の熱処理前と熱処理後のＸ線回折
図を示す。熱処理前のインゴットにはＳｍ　（Ｆｅ、Ｇ
ｏ、Ｔｉ）１２とＳｍ（Ｆｅ。

Ｃｏ）２に相当する回折パターンが見られるが、熱処理
後のインゴットにはＳｍ　（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）３と考
えられる結晶構造による回折パターンが見られる。熱処
理前のインゴットについて熱磁気分析を行ったところ、
Ｓｍ　（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ）１２に相当する３３４℃の
キュリー温度とＳｍ（Ｆｅ、Ｃｏ）２に相当する３９３
℃のキュリー温度が確認された。これに対して熱処理後
のインゴットは、３３２℃のキュリー温度と本組成の硬
質磁性化に寄与しているＳｍ　（Ｆｅ、　Ｇｏ、　Ｔｉ
。

Ａ１）、相と考えられる３６５℃のキュリー温度の相が
観測された。

第２図に熱処理前と熱処理後のＳＥＭ写真を示す。また
、各相の分析結果を第３表に示す。この結果から熱処理
前のインゴットにはＳｍ、（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ａｌ）
　、Ｓｍ　（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ、Ａｌ）２、Ｓｍ　（Ｆ
ｅ、Ｇｏ、Ｔｉ、Ａｌ）１２（Ｆｅ、Ｇｏ）、Ｔｉ相が
観測され、熱処理後のインゴットにはＳｍ　（Ｆｅ、　
Ｃｏ、　Ｔｉ、　Ａ１）２、Ｓｍ　（Ｆｅ、Ｃｏ、Ｔｉ
、Ａｌ）、、（Ｆｅ、Ｃｏ）、Ｔｉ、Ｓｍ２　（Ｆｅ、
Ｇｏ、Ｔｉ、Ａ１）１７の相が見られる。このような組
織変化が本組成の硬質磁性化に効果があることがわかっ
た。

（以下余、白）第３表熱処理後本　本分析はスタンダードレス法による測定結果である
。

（以下ｊら）実施例　４第４ａ表に示すＣｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｓｍ、Ｇ。

、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉの元素からなる組成の合金を
アーク溶解で作製し、得られたインゴットを９００℃で
１時間、熱処理した。このインゴットをディスクミルで
粗粉砕し、ジェットミルで微粉砕した。得られた微粉を
横磁場成形し、１１７０℃で焼結し、８５０℃で１時間
、熱処理した。

得られた磁気特性を第４ｂ表に示す。

第４ｂ表第４ａ表実施例　５第５ａ表に示すＳｍ、　Ｃｏ、　Ｆｅ、　Ｔｉ、　Ａｌ
、Ｓｉ、Ｂ、Ｖ、Ｃｒ＋　Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｗの元素
からなる組成の合金をアーク溶解で作製し、超急冷した
。得られたフレークを８５０℃で１時間、熱処理し、ボ
ンド磁石にした。得られた磁気特性を第５ｂ表に示す。

超急冷することにより非常に高い保磁力が得られている
、Ｍ＝Ｂの場合に高い保磁力が得られた。

第５ａ表第５ｂ表実施例　６第６ａ表に示すＳｍ、Ｇｏ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉの
元素からなる組成の合金をアーク溶解で作製し、得られ
たインゴットを９００℃で１時間、熱処理した。このイ
ンゴットをディスクミルで粗粉砕し、ジェットミルで微
粉砕した。得られた微粉を横磁場成形し、１１８０℃で
焼結した後、１１３０℃で４時間、溶体化処理した。試
料をさらに８００℃で２４時間熱処理し、１．　　Ｏ℃
／ｍｉｎの冷却速度で室温まで冷却した。得られた磁気
特性を第６ｂ表に示す。

（ＦＸ千床石）第６ａ表第６ｂ表聾１図（廚以上のように、Ｓｍが１５ａｔ％の少ない量であっても
焼結後、溶体化処理し、時効処理することにより、高い
磁気特性と熱安定性が得られることを見いだした。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によればＲ−Ｆｅ−Ｔｉ系磁性材
料にＣｏとＡｌもしくはＧｏとＳｉを添加することによ
り、高い保磁力と熱安定性を有する永久磁石が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はＳｍ２０Ｆｅ５２Ｃｏ１５Ｔｉ８Ａ１５合金の
熱処理前と、熱処理後におけるＣｏ−にα線によるＸ線
回折図、第２図はＳ　ｍ２０Ｆ　ｅ５２Ｃｏ１５Ｔ　１
８Ａ１５合金の熱処理前と熱処理後のＳＥＭ像を示す金
属組織写真である。第２１囚紐未標釣ゑ処理１ｔ ′シへ

Claims

【特許請求の範囲】

１．Ｒ＿ａＦｅ＿ｂＣｏ＿ｃＴｉ＿ｄＡＤ＿ｅＭ＿ｆ（
ここで、ＲはＹを含む全ての希土類元素、ＡＤはＡｌも
しくはＳｉのうち少なくとも１種、ＭはＢ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗのうち少なくとも一種で、１０≦ａ
≦４０ａｔ％，１５≦ｂ≦８５ａｔ％，０≦ｃ≦７０，
０．１≦ｄ≦２０ａｔ％，０≦ｅ≦１５ａｔ％）の組成
から成る永久磁石合金。
２．第１項記載の組成を有するインゴットを５５０−１
１５０℃で熱処理することを特徴とする永久磁石合金の
製造方法。
３．第１項記載の組成を有するインゴットを５５０−１
１５０℃で熱処理し、粉砕、成形、焼結した後、溶体化
処理し、再度５５０−１１５０℃で熱処理することを特
徴とする永久磁石合金の製造方法。
４．Ｒ＿ａＦｅ＿ｂＣｏ＿ｃＴｉ＿ｄＡＤ＿ｅＭ＿ｆ（
ここで、ＲはＹを含む全ての希土類元素、ＡＤはＡｌも
しくはＳｉのうち少なくとも１種、ＭはＢ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｎｉ，Ｍｎ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍ
ｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗのうち少なくとも一種で、１０≦ａ
≦４０ａｔ％，１５≦ｂ≦８５ａｔ％，０≦ｃ≦７０，
０．１≦ｄ≦２０ａｔ％，０≦ｅ≦１５ａｔ％）の組成
から成りＳｍ（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｔｉ）＿３相の結晶構造を
有することを特徴とする永久磁石合金。