JPH0444301A - 希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents
希土類永久磁石の製造方法Info
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- JPH0444301A JPH0444301A JP2151690A JP15169090A JPH0444301A JP H0444301 A JPH0444301 A JP H0444301A JP 2151690 A JP2151690 A JP 2151690A JP 15169090 A JP15169090 A JP 15169090A JP H0444301 A JPH0444301 A JP H0444301A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—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
- H01F1/0575—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 pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0576—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 pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
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、希土類永久磁石の製造方法特に新規な熱間加
工(鍛造)による磁気異方性を有する希土類永久磁石の
製造方法に関し、特にR(ただしRはYを含む希土類元
素のうち少なくとも1種)。
工(鍛造)による磁気異方性を有する希土類永久磁石の
製造方法に関し、特にR(ただしRはYを含む希土類元
素のうち少なくとも1種)。
M(ただし遷移金属元素のうち少なくともIFJf)及
びX(ただしIIIb族元素のうち少なくとも1種)か
らなる希土類永久磁石の製造方法に関するものである。
びX(ただしIIIb族元素のうち少なくとも1種)か
らなる希土類永久磁石の製造方法に関するものである。
L従来の技術]
永久磁石は、外部から電気的エネルギーを供給しないで
磁界を発生するための材料であり、高透磁率材料とは逆
に保磁力が大きく、また残留磁束密度も高いものが適し
、一般家庭の各種電気製品から大型コンピューターの周
辺端末機器まで、幅広い分野で使用されている重要な電
気・電子材料の1つである。
磁界を発生するための材料であり、高透磁率材料とは逆
に保磁力が大きく、また残留磁束密度も高いものが適し
、一般家庭の各種電気製品から大型コンピューターの周
辺端末機器まで、幅広い分野で使用されている重要な電
気・電子材料の1つである。
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
ニコ系鋳造磁石、Baフェライト磁石及び希土類−遷移
金属系磁石である。
ニコ系鋳造磁石、Baフェライト磁石及び希土類−遷移
金属系磁石である。
特に、希土類−遷移金属系磁石であるR−C。
系永久磁石やR−Fe−B系永久磁石は、極めて高い保
磁力とエネルギー積を持つ永久磁石として、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なされて
いる。
磁力とエネルギー積を持つ永久磁石として、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なされて
いる。
従来、これら希土類−鉄(遷移金属)系の高性能異方性
永久磁石の製造方法には、次のようなものがある。
永久磁石の製造方法には、次のようなものがある。
(1)まず、特開昭59−46008号公報やM、Sa
gava、 S。
gava、 S。
Pujlmura、 N、Togawa、 H,Y
amamoto and Y、Matsuura;
J、Appl、Phys、Vol、55(6)15Ma
roh 19g4.p2083.等には、原子百分比で
8〜30%のR(但しRはYを包含する希土類元素の少
なくとも一種)、2〜28%のB及び残部Feから成る
磁気異方性焼結体であることを特徴とする永久磁石及び
それが粉末冶金法に基づく焼結によって製造されること
が開示されている。
amamoto and Y、Matsuura;
J、Appl、Phys、Vol、55(6)15Ma
roh 19g4.p2083.等には、原子百分比で
8〜30%のR(但しRはYを包含する希土類元素の少
なくとも一種)、2〜28%のB及び残部Feから成る
磁気異方性焼結体であることを特徴とする永久磁石及び
それが粉末冶金法に基づく焼結によって製造されること
が開示されている。
(2)また、特開昭59−211549号公報やR,W
、Lee;Appl、Phys、Lett、 Vol、
4B(8) 、 15 April 1985゜p79
0には、アモルファス合金を製造するに用いる急冷薄帯
製造装置で、厚さaOwa程度の急冷薄片を作り、その
薄片を樹脂結合法で磁石にするメルトスピニング法によ
る急冷薄片を用いた樹脂結合方法で希土類−鉄磁石が製
造されることが開示されている。
、Lee;Appl、Phys、Lett、 Vol、
4B(8) 、 15 April 1985゜p79
0には、アモルファス合金を製造するに用いる急冷薄帯
製造装置で、厚さaOwa程度の急冷薄片を作り、その
薄片を樹脂結合法で磁石にするメルトスピニング法によ
る急冷薄片を用いた樹脂結合方法で希土類−鉄磁石が製
造されることが開示されている。
(3)さらに、特開昭80−100402号公報や前述
のRJ、Leeの論文には、高温処理によって異方性の
永久磁石を作る方法において、永久磁石が鉄−希土類金
属であり、方法が、鉄、ネオジムおよび/あるいはプラ
セオジムおよびホウ素を含む無定形ないし微細な結晶性
の固体材料を高温処理し、微細な粒子の微細構造を持つ
塑性的に変形された物体を作り、その物体を冷却し、得
られる物体が磁性的に異方性であり、永久磁石特性を示
すようにすることからなることを特徴とする永久磁石の
製造方法が開示されている。
のRJ、Leeの論文には、高温処理によって異方性の
永久磁石を作る方法において、永久磁石が鉄−希土類金
属であり、方法が、鉄、ネオジムおよび/あるいはプラ
セオジムおよびホウ素を含む無定形ないし微細な結晶性
の固体材料を高温処理し、微細な粒子の微細構造を持つ
塑性的に変形された物体を作り、その物体を冷却し、得
られる物体が磁性的に異方性であり、永久磁石特性を示
すようにすることからなることを特徴とする永久磁石の
製造方法が開示されている。
この磁石の製造方法は、前記(2)におけるリボン状急
冷薄帯あるいは薄帯の片を、真空中あるいはネ活性雰囲
気中で約700℃で一軸性圧力が加えられる。次のホッ
トプレスは、大面積を有する型で行われる。最も一般的
には、700℃で0.7t/ cシで数秒間プレスする
と、試料は最初の厚みのl/2になりプレス方向と平行
に配向して、合金は異方性化する。これらの工程による
方法は2段階ホットプレス法と呼ばれる方法で緻密で異
方性を有するR−Fe−B磁石を得るものである。
冷薄帯あるいは薄帯の片を、真空中あるいはネ活性雰囲
気中で約700℃で一軸性圧力が加えられる。次のホッ
トプレスは、大面積を有する型で行われる。最も一般的
には、700℃で0.7t/ cシで数秒間プレスする
と、試料は最初の厚みのl/2になりプレス方向と平行
に配向して、合金は異方性化する。これらの工程による
方法は2段階ホットプレス法と呼ばれる方法で緻密で異
方性を有するR−Fe−B磁石を得るものである。
(4)又、特開昭81−411904号公報には、R−
re−B系永久磁石、すなわち、Bを含む希土類金属と
Feからなる金属間化合物の合金を溶解し、粗粉砕後微
粉砕した粉末を磁場中で圧縮成形し、本成形体をキャン
ニングしたものを600〜1150℃の温度範囲で又押
出比3〜20で熱間押出加工することを特徴とする永久
磁石の製造方法が開示されている。
re−B系永久磁石、すなわち、Bを含む希土類金属と
Feからなる金属間化合物の合金を溶解し、粗粉砕後微
粉砕した粉末を磁場中で圧縮成形し、本成形体をキャン
ニングしたものを600〜1150℃の温度範囲で又押
出比3〜20で熱間押出加工することを特徴とする永久
磁石の製造方法が開示されている。
(5)また、特開昭82−278803号・公報には、
R(ただしRはYを含む希土類元素のうち少なくとも1
種)8原子%〜30原子%、B2原子%〜28原子%。
R(ただしRはYを含む希土類元素のうち少なくとも1
種)8原子%〜30原子%、B2原子%〜28原子%。
Co50原子%以下、l!15原子%以下、及び残部が
鉄及びその他の製造上不可避な不純物からなる合金を溶
解および鋳造後、該鋳造合金13を夫々500℃以上の
温度で、第4図に示す油圧プレス11のダイ12に装入
し磁化する押出し加工、また第5図に示すロール14に
より圧延し磁化する圧延加工、さらに第6図に示す基板
15の上に載置しスタンプ1Bにより磁化するスタンプ
加工等の熱間加工を行うことにより、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ことを特徴とする希土類−鉄
系永久磁石が開示されている。
鉄及びその他の製造上不可避な不純物からなる合金を溶
解および鋳造後、該鋳造合金13を夫々500℃以上の
温度で、第4図に示す油圧プレス11のダイ12に装入
し磁化する押出し加工、また第5図に示すロール14に
より圧延し磁化する圧延加工、さらに第6図に示す基板
15の上に載置しスタンプ1Bにより磁化するスタンプ
加工等の熱間加工を行うことにより、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ことを特徴とする希土類−鉄
系永久磁石が開示されている。
(6)特開昭63−53238号公報には、Nd −F
e −B系合金を急冷凝固させて得られた薄帯を粉砕し
、得られた粉末を、所望により室温でプレス成形した後
、容器に充填し、容器を密封し、容器内の充填物を10
0〜900℃で30%の変形量になるように塑性変形し
て異方性化させることを特徴とする永久磁石材料の製造
方法が開示されている。
e −B系合金を急冷凝固させて得られた薄帯を粉砕し
、得られた粉末を、所望により室温でプレス成形した後
、容器に充填し、容器を密封し、容器内の充填物を10
0〜900℃で30%の変形量になるように塑性変形し
て異方性化させることを特徴とする永久磁石材料の製造
方法が開示されている。
(7)特開昭63−286515号公報には、希土類元
素(但しYを含む)、遷移金属及びボロンを基本成分と
する永久磁石の製造方法において、少なくとも、前記基
本成分から合金を溶解及び鋳造する工程、鋳造後歪速度
が、1O−4〜1/秒の範囲で熱間加工する工程とから
なることを特徴とする永久磁石の製造方法が開示されて
いる。
素(但しYを含む)、遷移金属及びボロンを基本成分と
する永久磁石の製造方法において、少なくとも、前記基
本成分から合金を溶解及び鋳造する工程、鋳造後歪速度
が、1O−4〜1/秒の範囲で熱間加工する工程とから
なることを特徴とする永久磁石の製造方法が開示されて
いる。
(8)特開平1−171204号公報には、希土類元素
と鉄とボロンとを基本成分とする合金の鋳塊を熱間加工
する工程を含む希土類−re −B系磁石において、炭
素量が0.25vt%以下で融点が600℃以上の金属
材料で鋳塊を囲繞すると共に密封した上で熱間加工を行
うことを特徴とする希土類−Pe−B系磁石の製造方法
が開示されている。
と鉄とボロンとを基本成分とする合金の鋳塊を熱間加工
する工程を含む希土類−re −B系磁石において、炭
素量が0.25vt%以下で融点が600℃以上の金属
材料で鋳塊を囲繞すると共に密封した上で熱間加工を行
うことを特徴とする希土類−Pe−B系磁石の製造方法
が開示されている。
(9)特開平1−175207号公報には、前述の (
7)の永久磁石の製造方法の改良として、合金を溶解及
び鋳造する工程、鋳造後歪速度が、1O−4〜102/
秒の範囲で熱間加工する工程、或いは熱間加工後熱処理
する工程、或いは熱間加工する工程と前記鋳造合金を熱
処理後粉砕する工程と、次いで粉砕された合金の粉末を
有機バインダーと共に混練し加圧成形する工程とからな
ることを特徴とする永久磁石の製造方法が開示されてい
る。
7)の永久磁石の製造方法の改良として、合金を溶解及
び鋳造する工程、鋳造後歪速度が、1O−4〜102/
秒の範囲で熱間加工する工程、或いは熱間加工後熱処理
する工程、或いは熱間加工する工程と前記鋳造合金を熱
処理後粉砕する工程と、次いで粉砕された合金の粉末を
有機バインダーと共に混練し加圧成形する工程とからな
ることを特徴とする永久磁石の製造方法が開示されてい
る。
(10)最後に、特開平1−248503号公報には、
R−Pe−B光異方性磁石の製造方法として、イ)R−
Pe−B系磁石合金の粉末を缶内に充填し、真空吸引下
に気密にする工程、 口)磁石合金の粉末を封入した缶を加熱し、熱間押出し
プレスにより押出し成形し、それによって結晶異方性を
付与する工程及びハ)押出し成形体から所定の形状の磁
石材料を切り出し、缶材料を除去して磁化する工程、か
らなる方法を開示されている。
R−Pe−B光異方性磁石の製造方法として、イ)R−
Pe−B系磁石合金の粉末を缶内に充填し、真空吸引下
に気密にする工程、 口)磁石合金の粉末を封入した缶を加熱し、熱間押出し
プレスにより押出し成形し、それによって結晶異方性を
付与する工程及びハ)押出し成形体から所定の形状の磁
石材料を切り出し、缶材料を除去して磁化する工程、か
らなる方法を開示されている。
[発明が解決しようとする課題]
叙上の (1) 〜(10)の従来のR−re −B系
永久磁石の製造方法は、次の如き欠点を有している。
永久磁石の製造方法は、次の如き欠点を有している。
(1)の永久磁石の製造方法は、合金を粉末にすること
を必須とするものであるが、R−Fe −B系合金は大
変酸素に対して活性を有するので、粉末化すると余計酸
化が激しくなり、焼結体中の酸素濃度はどうしても高く
なってしまう。
を必須とするものであるが、R−Fe −B系合金は大
変酸素に対して活性を有するので、粉末化すると余計酸
化が激しくなり、焼結体中の酸素濃度はどうしても高く
なってしまう。
又粉末を成形するときに、例えばステアリン酸亜鉛のよ
うな成形助剤を使用しなければならず、これは焼結工程
で前もって取り除かれるのであるが、成形助剤中の数刻
は、磁石体の中に炭素の形で残ってしまい、この炭素は
著しくR−Pe−Bの磁気性能を低下させ好ましくない
。
うな成形助剤を使用しなければならず、これは焼結工程
で前もって取り除かれるのであるが、成形助剤中の数刻
は、磁石体の中に炭素の形で残ってしまい、この炭素は
著しくR−Pe−Bの磁気性能を低下させ好ましくない
。
成形助剤を加えてプレス成形した後の成形体はグリーン
体と言われ、これは大変脆く、ハンドリングが難しい。
体と言われ、これは大変脆く、ハンドリングが難しい。
従って焼結炉にきれいに並べて入れるのには、相当の手
間が掛かることも大きな欠点である。
間が掛かることも大きな欠点である。
これらの欠点があるので、−船釣に言ってR−Fe−B
系の焼結磁石の製造には、高価な設備が必要になるばか
りでなく、その製造方法は生産効率が悪く、結局磁石の
製造コストが高くなってしまう。従って、比較的原料費
の安いR−re −B系磁石の長所を活かすことが出来
ない。
系の焼結磁石の製造には、高価な設備が必要になるばか
りでなく、その製造方法は生産効率が悪く、結局磁石の
製造コストが高くなってしまう。従って、比較的原料費
の安いR−re −B系磁石の長所を活かすことが出来
ない。
次に (2)並びに (3)の永久磁石の製造方法は、
真空メルトスピニング装置を使用するが、この装置は、
現在では大変生産性が悪くしかも高価である。(2)の
永久磁石は、原理的に等方性であるので低エネルギー積
であり、ヒステリシスループの角形性もよくないので、
温度特性に対しても、使用する面においても不利である
。
真空メルトスピニング装置を使用するが、この装置は、
現在では大変生産性が悪くしかも高価である。(2)の
永久磁石は、原理的に等方性であるので低エネルギー積
であり、ヒステリシスループの角形性もよくないので、
温度特性に対しても、使用する面においても不利である
。
(3)の永久磁石を製造する方法は、ホットプレスを二
段階に使うというユニークな方法であるが、実際に量産
を考えると非能率であることは否めないであろう。更に
この方法では、高温例えば800℃以上では結晶粒の粗
大化が著しく、それによって保磁力IHcが極端に低下
し、実用的な永久磁石にはならない。
段階に使うというユニークな方法であるが、実際に量産
を考えると非能率であることは否めないであろう。更に
この方法では、高温例えば800℃以上では結晶粒の粗
大化が著しく、それによって保磁力IHcが極端に低下
し、実用的な永久磁石にはならない。
(4)の永久磁石の製造方法においては、粗→微粉砕し
た粉末を圧縮成形し、これをキャンニングし熱間押出加
工することにより薄肉アーク形状磁石を製造するもので
あるが、(1)の製造方法と同様に粉末工程を含むため
、雰囲気管理をする高価な設備が必要で製造コストが高
くなる問題があった。
た粉末を圧縮成形し、これをキャンニングし熱間押出加
工することにより薄肉アーク形状磁石を製造するもので
あるが、(1)の製造方法と同様に粉末工程を含むため
、雰囲気管理をする高価な設備が必要で製造コストが高
くなる問題があった。
(5)、(7)及び(9)の永久磁石を製造する方法は
、粉末工程を含まず、ホットプレスも一段階でよいため
に、最も製造工程を簡略化されるが、性能的には(1)
−(3)に比してやや劣るという問題があった。
、粉末工程を含まず、ホットプレスも一段階でよいため
に、最も製造工程を簡略化されるが、性能的には(1)
−(3)に比してやや劣るという問題があった。
(6)の永久磁石は、容器内に密封し30%塑性変形さ
せるものであるが、(2)並びに(3)の製造方法と同
様に真空メルトスピニング装置を使用するので生産性が
悪く、設備コストも高くなってしまう。
せるものであるが、(2)並びに(3)の製造方法と同
様に真空メルトスピニング装置を使用するので生産性が
悪く、設備コストも高くなってしまう。
さらに、(1) 、 (3)の磁石に比して磁気特性が
やや劣るという問題があった。
やや劣るという問題があった。
(8)の永久磁石を製造する方法は磁石合金をカプセル
に密封して熱間加工するもので大気中で加工できるので
加工時の雰囲気制御が不要で、磁石の割れを防ぐことが
できるのだが、(1)(3)の磁石に比して磁気特性が
やや劣るという問題があった。
に密封して熱間加工するもので大気中で加工できるので
加工時の雰囲気制御が不要で、磁石の割れを防ぐことが
できるのだが、(1)(3)の磁石に比して磁気特性が
やや劣るという問題があった。
(10)の永久磁石の製造方法においては、(1)の製
造法と同様に粉末工程を含むため、雰囲気管理をする高
価な設備が必要で製造コストが高くなり、(1)、(3
)の磁石に比して磁気特性がやや劣るという問題があっ
た。
造法と同様に粉末工程を含むため、雰囲気管理をする高
価な設備が必要で製造コストが高くなり、(1)、(3
)の磁石に比して磁気特性が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(4)〜(10
)の永久磁石の性能面での欠点を解決するものであり、
その目的とするところは、高性能かつ低コストの永久磁
石の製造方法を提供することにある。
)の永久磁石の性能面での欠点を解決するものであり、
その目的とするところは、高性能かつ低コストの永久磁
石の製造方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段]
本発明の永久磁石の製造方法は、希土類元素(R)−遷
移金属元素(M)−nI b族元素系(X)系永久磁石
の製造方法に関するものであり、具体的にはR(Pr、
Nd、Dy、Ce、La、Y、Tbのうちから選ばれた
少なくとも1種以上の希土類元素) −M (Pe、C
o、Cu。
移金属元素(M)−nI b族元素系(X)系永久磁石
の製造方法に関するものであり、具体的にはR(Pr、
Nd、Dy、Ce、La、Y、Tbのうちから選ばれた
少なくとも1種以上の希土類元素) −M (Pe、C
o、Cu。
Ag、^u、NI、Zrのうちから選ばれた少なくとも
1種以上の遷移金属)〜X (B、Ga、^1のうちか
ら選ばれた少なくとも1種以上のIIIb族元素)を原
料基本成分とする合金をカプセル内に装入し、該カプセ
ルを500℃以上の温度にて歪速度10−2〜102/
秒の加工速度で熱間加工し、カプセルを取出し、250
〜1100℃にて熱処理することにより磁気異方性を付
与することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法であ
る。
1種以上の遷移金属)〜X (B、Ga、^1のうちか
ら選ばれた少なくとも1種以上のIIIb族元素)を原
料基本成分とする合金をカプセル内に装入し、該カプセ
ルを500℃以上の温度にて歪速度10−2〜102/
秒の加工速度で熱間加工し、カプセルを取出し、250
〜1100℃にて熱処理することにより磁気異方性を付
与することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法であ
る。
さらに、具体的には、原子百分比で12〜25%のR1
65〜85%のM、及び3〜10%のXを原料基本成分
とするものであり、 また前記カプセル表面に窒化硼素BN、ガラス潤滑潤滑
剤用アルミナリカ、二酸化モリブデン。
65〜85%のM、及び3〜10%のXを原料基本成分
とするものであり、 また前記カプセル表面に窒化硼素BN、ガラス潤滑潤滑
剤用アルミナリカ、二酸化モリブデン。
グラファイト・カーボンから選ばれた1種以上を塗布す
ることを特徴とし、 更に、前記カプセルを熱間加工後、700℃〜1100
℃の温度にて0,5〜24時間9次いで冷却後、250
〜700℃にて0.5〜12時間熱処理することを特徴
とする上記の希土類永久磁石の製造方法である。
ることを特徴とし、 更に、前記カプセルを熱間加工後、700℃〜1100
℃の温度にて0,5〜24時間9次いで冷却後、250
〜700℃にて0.5〜12時間熱処理することを特徴
とする上記の希土類永久磁石の製造方法である。
[作用]
本発明を等は、数多くの17−Pc−B系鋳造合金を評
価し、Pr−Fc−B系合金に適当な熱処理を加えれば
高保磁力が得られることを見知[7、更に、この合金を
基に、ホットプレス及び圧延等の熱【千丁加工による機
械的配向処理、添加元素による磁気特性の改善効果を研
究した結果、本発明に至ったものである。
価し、Pr−Fc−B系合金に適当な熱処理を加えれば
高保磁力が得られることを見知[7、更に、この合金を
基に、ホットプレス及び圧延等の熱【千丁加工による機
械的配向処理、添加元素による磁気特性の改善効果を研
究した結果、本発明に至ったものである。
即ち、本発明は、前記原料基本成分からなる合金をカプ
セル内に装入し、500”C以上の温度で、鍛造機にて
歪速度l0−2〜102/秒の加工速度で熱間加工し、
該カプセルを冷却し、次いで250〜1100℃に好ま
しくは前述のごとく2段にて熱処理することにより磁気
異方性を付与することを特徴とする希土類永久磁石の製
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、従来のホットプレス及び焼結法に比
肩する高性能の磁石が得られるものである。
セル内に装入し、500”C以上の温度で、鍛造機にて
歪速度l0−2〜102/秒の加工速度で熱間加工し、
該カプセルを冷却し、次いで250〜1100℃に好ま
しくは前述のごとく2段にて熱処理することにより磁気
異方性を付与することを特徴とする希土類永久磁石の製
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、従来のホットプレス及び焼結法に比
肩する高性能の磁石が得られるものである。
本発明においては、後述する実施例の第1図〜第3図に
示す如き過程をたどり、本発明の永久磁石が製造される
ものである。
示す如き過程をたどり、本発明の永久磁石が製造される
ものである。
第1図のカプセル封入時において、カプセル内を脱気し
ておくことは酸化を防ぎ磁石の特性を向上させるために
好ましい。
ておくことは酸化を防ぎ磁石の特性を向上させるために
好ましい。
また、500℃以上の熱間加工において、サンプルをこ
の温度に保つためには予熱(ブレヒート)させれば十分
であるが、加工前にパンチ、ダイ等も予熱しておくこと
や、加工時にヒーターによりサンプルを保温することは
加工性の向上や、磁気特性の向上につながる。
の温度に保つためには予熱(ブレヒート)させれば十分
であるが、加工前にパンチ、ダイ等も予熱しておくこと
や、加工時にヒーターによりサンプルを保温することは
加工性の向上や、磁気特性の向上につながる。
第2図(a)、 (b)=(c)に示すごとく前記原料
の鋳造合金1をカプセル2内に封入し、鍛造プレス3に
より、歪速度を1O−2〜102/秒の加工速度にて5
00℃以上の温度で熱間加工することにより、通常のホ
ットプレス法による場合より、加工速度が速いため大き
な保磁力IHcが得られ、又結晶粒を微細化することに
より、保磁力IHc及び最大エネルギー積(BH)
を格段に高めることができIa! る。
の鋳造合金1をカプセル2内に封入し、鍛造プレス3に
より、歪速度を1O−2〜102/秒の加工速度にて5
00℃以上の温度で熱間加工することにより、通常のホ
ットプレス法による場合より、加工速度が速いため大き
な保磁力IHcが得られ、又結晶粒を微細化することに
より、保磁力IHc及び最大エネルギー積(BH)
を格段に高めることができIa! る。
又、通常の圧延法による場合より、残留磁化Br。
及び最大エネルギー積(BH) が大きな磁石が騙
ax 得られる。
ax 得られる。
更に、コンテナに詰められて、大気中で加工できるのと
加工速度が速いため製造能率が高く、コストが低減でき
、磁石中の02濃度が低いので酸素に対して活性が少な
く、耐候性を向上せしめることができる等の作用効果が
期待できる。
加工速度が速いため製造能率が高く、コストが低減でき
、磁石中の02濃度が低いので酸素に対して活性が少な
く、耐候性を向上せしめることができる等の作用効果が
期待できる。
次に加工速度の限定並びに温度の限定について述べる。
加工速度;歪速度が10−2/ see未満であると十
分な保磁力IHcが得られず、かつ生産効率が著しく低
下する。また102/secを越えると加工時に割れが
起こりやすく、かつ十分な残留磁化B「を得られなくな
り、最大エネルギー積(BH) waxも低くなるので
、歪速度が10−2〜1o2/secとした。
分な保磁力IHcが得られず、かつ生産効率が著しく低
下する。また102/secを越えると加工時に割れが
起こりやすく、かつ十分な残留磁化B「を得られなくな
り、最大エネルギー積(BH) waxも低くなるので
、歪速度が10−2〜1o2/secとした。
加工温度;500℃未満では、割れが加工時に起こりや
すく、かつ十分な残留磁化Brを得られなくなり、最大
エネルギー積(BH) も低くなる。
すく、かつ十分な残留磁化Brを得られなくなり、最大
エネルギー積(BH) も低くなる。
■ax
また融点近く例えば1100℃を越えると結晶粒が著し
く粗大化し保磁力IHcが激減してしまうので、加工温
度は500℃以上融点程度迄が好ましい。
く粗大化し保磁力IHcが激減してしまうので、加工温
度は500℃以上融点程度迄が好ましい。
また、次に本発明における原料基本成分のRlM及びX
の限定理由について述べる。
の限定理由について述べる。
R:12〜25%
12%未満だとR−リッチ相の量が少く割れやすくなっ
て熱間加工が困難となる。また25%を越えると非磁性
相の量が増え過ぎて磁性相の濃縮が不十分となり、性能
が低下するので上記の如く定めた。
て熱間加工が困難となる。また25%を越えると非磁性
相の量が増え過ぎて磁性相の濃縮が不十分となり、性能
が低下するので上記の如く定めた。
M:65〜85%
85%を越えるとR−リッチ相の量が少く熱間加工が困
難となり、85%未満だと非磁性相の量が増え過ぎて、
性能が低下するので上記の如く定めた。
難となり、85%未満だと非磁性相の量が増え過ぎて、
性能が低下するので上記の如く定めた。
X : 3〜10%
3%未満だと磁性相の量が少くなり高性能が得られない
。また10%を越えると非磁性相の量が増し、熱間加工
がしにくくなるので上記の如く定めた。
。また10%を越えると非磁性相の量が増し、熱間加工
がしにくくなるので上記の如く定めた。
次に本発明の実施例について述べる。
[実施例]
第1図は本発明による製造法の工程図、第2図は、本発
明における鋳造サンプルをカプセル内に密封した状態の
一部破断斜視図で、第2図(a)は角柱、第2図(b)
及び(c)はリング状円筒又は円柱の場合の説明図、第
3図は本発明による鍛造工程を示す説明図である。
明における鋳造サンプルをカプセル内に密封した状態の
一部破断斜視図で、第2図(a)は角柱、第2図(b)
及び(c)はリング状円筒又は円柱の場合の説明図、第
3図は本発明による鍛造工程を示す説明図である。
図において、1は鋳造サンプル、2はカプセル、3は油
圧プレス、4はベース、5は潤滑剤である。
圧プレス、4はベース、5は潤滑剤である。
[実施例1]
先ず第1図に示す製造工程に従い、アルゴン雰囲気中で
誘導加熱炉を用いて、 Pr Fe B Cu 17 7B、5 5 1.5 なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶の平均
粒径15.の組織のHam角X高70■■の鋳造サンプ
ル1を得た。
誘導加熱炉を用いて、 Pr Fe B Cu 17 7B、5 5 1.5 なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶の平均
粒径15.の組織のHam角X高70■■の鋳造サンプ
ル1を得た。
この時、希土類、鉄及び銅の原料としては99.9%の
純度のものを用い、ボロンはフェロボロンを用いた。
純度のものを用い、ボロンはフェロボロンを用いた。
次に、第2図(a)に示す如く、この鋳造サンプル1を
5IOC製の88鰭角×高さ90+nのカプセル2内に
、隙間に離型剤として窒化硼素BNを詰めて密封し、こ
のカプセル2を900℃×1時間予熱する。
5IOC製の88鰭角×高さ90+nのカプセル2内に
、隙間に離型剤として窒化硼素BNを詰めて密封し、こ
のカプセル2を900℃×1時間予熱する。
次に、この予熱したカプセル2を油圧eootブレス3
(鍛造機)のベース4に載置して、かつカプセル2の上
下表面に潤滑剤5として窒化硼素BNを塗布し、次の加
工条件で第3図に示すように鍛造した。
(鍛造機)のベース4に載置して、かつカプセル2の上
下表面に潤滑剤5として窒化硼素BNを塗布し、次の加
工条件で第3図に示すように鍛造した。
10wn/秒の加工速度。
歪速度: 0.11〜0.29/秒、
加工度二60%
この後、鋳造サンプル1をカプセル2から取出し、冷却
後、950℃×20時間のアニール処理を施した後、−
度冷却し、さらに475℃×2時間の熱処理を行い、所
望の形状に切断、研磨し、磁気特性を測定した。この磁
石の磁気特性は、次のような値を示した。
後、950℃×20時間のアニール処理を施した後、−
度冷却し、さらに475℃×2時間の熱処理を行い、所
望の形状に切断、研磨し、磁気特性を測定した。この磁
石の磁気特性は、次のような値を示した。
(BH) 二 33MGOe。
■ax
Or : 11.1lkG
f)lc : 15.7 ko e(BH)、a
x値、及びB「は、通常の圧延法の場合より大きく、I
Hc値は通常のホットプレス法の場合より大きい値が得
られた。
x値、及びB「は、通常の圧延法の場合より大きく、I
Hc値は通常のホットプレス法の場合より大きい値が得
られた。
なお、磁気特性はすべて最大印加磁界25kOeでB−
H)レーサーを用いて測定した。
H)レーサーを用いて測定した。
[実施例2]
実施例1と同様に、第1図に示す製造工程に従い、アル
ゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、次の第1表に示す
ような組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶組織
の19mnφX高5(1+nの鋳造サンプル魔1〜No
、8を得た。
ゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、次の第1表に示す
ような組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶組織
の19mnφX高5(1+nの鋳造サンプル魔1〜No
、8を得た。
次に、この鋳造サンプル胤1〜NQ、8を第2図(c)
に示す如< 、5S41製の73關φX高さ80■lの
カプセル2内の隙間に離型剤BNを詰めて密封し、ロー
タリポンプで脱気し、このカプセル2を900 ”CX
40〜60分間予熱した。次にこのカプセル2を実施例
2と同様に油圧600tブレス3のベース4上に載置し
て、かつカプセル2の上下表面に潤滑剤5として窒化硼
素BNを塗布し、次に示す加工条件で第3図に示すよう
に鍛造した。
に示す如< 、5S41製の73關φX高さ80■lの
カプセル2内の隙間に離型剤BNを詰めて密封し、ロー
タリポンプで脱気し、このカプセル2を900 ”CX
40〜60分間予熱した。次にこのカプセル2を実施例
2と同様に油圧600tブレス3のベース4上に載置し
て、かつカプセル2の上下表面に潤滑剤5として窒化硼
素BNを塗布し、次に示す加工条件で第3図に示すよう
に鍛造した。
10■■/秒の加工速度。
歪 速 度: 0.12〜0.H/秒、加 工
度 = 70% この後、鋳造サンプルNQ、1〜漱8をカプセル2から
取出し、冷却後950℃X20時間のアニール処理を施
した後、−度冷却し、さらに第1表に示す熱処理温度T
2℃×2時間の熱処理を行い、所望の形状に切断、研磨
し、磁気特性を測定した。次の第2表に磁気特性を示す
。
度 = 70% この後、鋳造サンプルNQ、1〜漱8をカプセル2から
取出し、冷却後950℃X20時間のアニール処理を施
した後、−度冷却し、さらに第1表に示す熱処理温度T
2℃×2時間の熱処理を行い、所望の形状に切断、研磨
し、磁気特性を測定した。次の第2表に磁気特性を示す
。
第1表 合金組成
第2表 磁石の諸特性
第2表に示す如く、熱処理温度450〜660℃におい
ては、残留磁化Brは11.9〜13.1(KG)、保
磁力iHcは13.4〜17.3 (KOe)に最大エ
ネルギー積(BN) は31.4〜4064と大きい
値を示している。
ては、残留磁化Brは11.9〜13.1(KG)、保
磁力iHcは13.4〜17.3 (KOe)に最大エ
ネルギー積(BN) は31.4〜4064と大きい
値を示している。
aX
[実施例3]
次に加工速度による影響を調べるために実施例1と同様
に誘導加熱炉を用いて、 Pr Fe B Cu 15 7B 5.5 1.5 なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶の平均
粒径15tm組織の36龍角×高70II11の鋳造サ
ンプル磁9〜磁18を得た。
に誘導加熱炉を用いて、 Pr Fe B Cu 15 7B 5.5 1.5 なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶の平均
粒径15tm組織の36龍角×高70II11の鋳造サ
ンプル磁9〜磁18を得た。
次に、この鋳造サンプル磁9〜Nn、13を第2図(a
)に示す如< 、8341製の88龍角×高さ90龍の
カプセル2内の隙間に離型剤を詰めて、密封脱気し、こ
のカプセル2を900℃×1時間予熱する。
)に示す如< 、8341製の88龍角×高さ90龍の
カプセル2内の隙間に離型剤を詰めて、密封脱気し、こ
のカプセル2を900℃×1時間予熱する。
次に、この予熱したカプセル2を油圧600tブレス3
(鍛造機)のベース4に載置して、かつカプセル2の上
下表面に潤滑剤5として窒化硼素BNを塗布し、次の加
工条件で第3図に示すように鍛造した。
(鍛造機)のベース4に載置して、かつカプセル2の上
下表面に潤滑剤5として窒化硼素BNを塗布し、次の加
工条件で第3図に示すように鍛造した。
加工速度
歪速度 二鎖3表に示す、
加工度 :55%
この後、鋳造サンプルNo、9〜Na13をカプセル2
から取出し、冷却後、1000℃×24時間の熱処理を
施した後、さらに500℃×2時間の熱処理を行い、所
望の形状に切断、研磨し、磁気特性を測定した。
から取出し、冷却後、1000℃×24時間の熱処理を
施した後、さらに500℃×2時間の熱処理を行い、所
望の形状に切断、研磨し、磁気特性を測定した。
この磁石の磁気特性は、次の第3表に示すような値を示
した。
した。
加工速度0.OI〜787secの範囲においては、残
留磁化Br、保磁力!)Ic 、最大エネルギー積(B
H)、axも通常のホットプレス法及び圧延法の場合よ
りも大きな値が示された。
留磁化Br、保磁力!)Ic 、最大エネルギー積(B
H)、axも通常のホットプレス法及び圧延法の場合よ
りも大きな値が示された。
[実施例4コ
次にカプセル2の予熱温度の影響を調べるために実施例
1と同様に誘導加熱炉を用いて、Pr Nd
Pe B Cu AN3.8
12.2 77 5.1 1.4
0.5なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶
組織の1hosφ×高50■嘗の鋳造サンプルk14〜
漱20を得た。
1と同様に誘導加熱炉を用いて、Pr Nd
Pe B Cu AN3.8
12.2 77 5.1 1.4
0.5なる組成の合金を溶解し、次いで鋳造し、柱状晶
組織の1hosφ×高50■嘗の鋳造サンプルk14〜
漱20を得た。
次に、この鋳造サンプル&14〜阻20を、実施例2と
同様の73龍φX高さ80m■のカプセル2内に密封脱
気し、次にこのカプセル2を第4表に示す予熱温度T
h ℃に予熱した。
同様の73龍φX高さ80m■のカプセル2内に密封脱
気し、次にこのカプセル2を第4表に示す予熱温度T
h ℃に予熱した。
このカプセル2を油圧&01)tブレス3のベース4上
に載置して、かつカプセル2の上下表面に潤滑剤5とし
て硼化窒素BNを塗布し、次の加工条件で第3図に示す
ように鍛造した。
に載置して、かつカプセル2の上下表面に潤滑剤5とし
て硼化窒素BNを塗布し、次の加工条件で第3図に示す
ように鍛造した。
加工速度、
歪 速 度 : 0.12〜0.54/see
。
。
加 工 度 = 77%
次に、鋳造サンプルNa14〜No、20を950℃X
IO時間のアニール処理を施した後、冷却し、さらに5
20℃×1時間の熱処理を行い、所望の形状に切断、研
磨し、磁気特性を測定した。このU石の磁気特性は、第
4表に示すような値を示した。
IO時間のアニール処理を施した後、冷却し、さらに5
20℃×1時間の熱処理を行い、所望の形状に切断、研
磨し、磁気特性を測定した。このU石の磁気特性は、第
4表に示すような値を示した。
第4表 磁石の諸特性
予熱温度700〜1050℃においては、Br、 iH
c 。
c 。
(BH) とも通常の圧延・ホットプレス法の場合
厘ax より高い値を示すが、予熱温度を1050℃を越えた場
合はIHcが低下する傾向を示した。
厘ax より高い値を示すが、予熱温度を1050℃を越えた場
合はIHcが低下する傾向を示した。
[発明の効果]
叙上の如く本発明の希土類永久磁石の製造方法は、次の
如き効果を奏するものである。
如き効果を奏するものである。
(1)通常のホットプレス法による場合より、加工速度
が速いため大きな保磁力IHcが得られる。又結晶粒を
微細化することにより、保磁力IHc及び最大エネルギ
ー積(BH) を格段に高めることaX ができた。
が速いため大きな保磁力IHcが得られる。又結晶粒を
微細化することにより、保磁力IHc及び最大エネルギ
ー積(BH) を格段に高めることaX ができた。
(2)又、通常の圧延法による場合より、残留磁化Br
及び最大エネルギー積(BH) が大きな磁石aX が得られる。
及び最大エネルギー積(BH) が大きな磁石aX が得られる。
(3)又カプセルに詰められて、大気中で加工できるの
と加工速度が速いため製造能率が高く、コストが低減で
きる。
と加工速度が速いため製造能率が高く、コストが低減で
きる。
(4)磁石中の02濃度が低いので酸素に対して活性が
少なく、耐候性を向上せしめることができる。
少なく、耐候性を向上せしめることができる。
(5)従来の焼結法と比較し、加工工数及び生産設備投
資額を著しく低減させることができる。
資額を著しく低減させることができる。
(6)従来のメルトスピニング法による磁石の製造方法
と比較し、高性能でしかも低コストの磁石を作ることが
できる。
と比較し、高性能でしかも低コストの磁石を作ることが
できる。
第1図は本発明の実施例における製造法の工程図、第2
図(a)、第2図(b)及び(c)は、本発明における
鋳造サンプルをカプセル内に密封した状態の一部破断斜
視図で、夫々角柱1円筒又は円柱の場合の説明図、第3
図は本発明による鍛造工程を示す説明図、第4図は押出
しによる熱間加工についての説明図、第5図は圧延によ
る熱間加工についての説明図、第6図はスタンプ加工に
よる熱間加工についての説明図である。 図において、1:鋳造サンプル、2:カプセル、3:油
圧プレス、4:ベース、5:潤滑剤。
図(a)、第2図(b)及び(c)は、本発明における
鋳造サンプルをカプセル内に密封した状態の一部破断斜
視図で、夫々角柱1円筒又は円柱の場合の説明図、第3
図は本発明による鍛造工程を示す説明図、第4図は押出
しによる熱間加工についての説明図、第5図は圧延によ
る熱間加工についての説明図、第6図はスタンプ加工に
よる熱間加工についての説明図である。 図において、1:鋳造サンプル、2:カプセル、3:油
圧プレス、4:ベース、5:潤滑剤。
Claims (5)
- (1)(a)R(ただしRはYを含む希土類元素のうち
少なくとも1種),M(ただし遷移金属元素のうち少な
くとも1種)及びX(ただしIIIb族元素のうち少なく
とも1種)を原料基本成分とする合金を溶融・鋳造し、 (b)前記鋳造合金をカプセル内に装入し、 (c)該カプセルを500℃以上の温度で、歪速度10
^−^2〜10^2/secの加工速度で熱間加工し、 (d)前記鋳造合金を取出し、250〜1100℃にて
熱処理し、 (e)次いで所望の形状に切断・研磨する、上記(a)
〜(e)工程からなり、該合金を磁気的に異方性化する
ことを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。 - (2)RがPr,Nd,Dy,Ce,La,Y,Tbの
うちから選ばれた少なくとも1種以上の希土類元素、M
がFe,Co,Cu,Ag,Au,Ni,Zrのうちか
ら選ばれた少なくと1種以上の遷移金属元素、XがB,
Ga,Alのうちから選ばれた少なくとも1種以上のI
IIb族元素であることを特徴とする請求項1記載の希土
類永久磁石の製造方法。 - (3)前記原料が原子百分比で12〜25%のR,65
〜85%のM,及び3〜10%のXを原料基本成分とす
ることを特徴とする請求項1記載の希土類永久磁石の製
造方法。 - (4)前記カプセルを鍛造機にて熱間加工するに当り、
該カプセル表面に窒化硼素BN,ガラス潤滑剤,アルミ
ナ,シリカ,二酸化モリブデン,グラフアィト・カーボ
ンから選ばれた1種以上を塗布することを特徴とする請
求項1記載の希土類永久磁石の製造方法。 - (5)前記鋳造合金を熱処理するに当り、700℃〜1
100℃の温度にて0.5〜24時間,次いで冷却後、
250〜700℃にて0.5〜12時間熱処理すること
を特徴とする請求項1記載の希土類永久磁石の製造方法
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2151690A JPH0444301A (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 希土類永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2151690A JPH0444301A (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 希土類永久磁石の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0444301A true JPH0444301A (ja) | 1992-02-14 |
Family
ID=15524136
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2151690A Pending JPH0444301A (ja) | 1990-06-12 | 1990-06-12 | 希土類永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0444301A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07118818A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kobe Steel Ltd | 難加工性Co合金の低透磁率化方法 |
JPH097871A (ja) * | 1995-06-19 | 1997-01-10 | Mando Mach Co Ltd | 永久磁石製造方法 |
WO2014065188A1 (ja) | 2012-10-23 | 2014-05-01 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
US9859055B2 (en) | 2012-10-18 | 2018-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for rare-earth magnet |
CN107622854A (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-23 | Tdk株式会社 | R‑t‑b系稀土类永久磁铁 |
US10062504B2 (en) | 2014-08-25 | 2018-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of rare-earth magnet |
-
1990
- 1990-06-12 JP JP2151690A patent/JPH0444301A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07118818A (ja) * | 1993-10-25 | 1995-05-09 | Kobe Steel Ltd | 難加工性Co合金の低透磁率化方法 |
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US9859055B2 (en) | 2012-10-18 | 2018-01-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method for rare-earth magnet |
DE112013005052B4 (de) | 2012-10-18 | 2023-04-06 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Herstellungsverfahren für einen magnet aus seltenen erden |
WO2014065188A1 (ja) | 2012-10-23 | 2014-05-01 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法 |
US9905362B2 (en) | 2012-10-23 | 2018-02-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rare-earth magnet production method |
US10062504B2 (en) | 2014-08-25 | 2018-08-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of rare-earth magnet |
CN107622854A (zh) * | 2016-07-15 | 2018-01-23 | Tdk株式会社 | R‑t‑b系稀土类永久磁铁 |
CN107622854B (zh) * | 2016-07-15 | 2019-09-20 | Tdk株式会社 | R-t-b系稀土类永久磁铁 |
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