JPH05112852A - 永久磁石合金 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】高エネルギー積を保ちながら温度特性、特に保
磁力を飛躍的に増大させた正方晶系結晶を有する磁気異
方性永久磁石合金を提供すること。 【構成】FeＢＲ系又はFeＢＲＭ系磁石合金（Ｍ添加元
素）において、希土類Ｒが重希土類Ｒ₁と軽希土類Ｒ₂と
の所定の組成比から成り、前記Feの一部をCoで置換し
た、磁気異方性を有する正方晶系結晶を主相として含む
永久磁石合金。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高価で資源希少なコバル
トを多量に使用しない、希土類・鉄系高性能永久磁石合
金に関する。

【０００２】

【従来の技術】永久磁石材料は一般家庭の各種電気製品
から、自動車や通信器部品、大型コンピュータの周辺端
末機まで、幅広い分野で使われるきわめて重要な電気・
電子材料の一つである。近年の電気、電子機器の高性能
化・小型化の要求にともない、永久磁石材料もまた高性
能化が求められている。

【０００３】現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、
ハードフェライトおよび希土類コバルト磁石である。最
近のコバルトの原料事情の不安定化にともない、コバル
トを20〜30重量％含むアルニコ磁石の需要は減り、鉄の
酸化物を主成分とする安価なハードフェライトが磁石材
料の主流を占めるようになった。一方、希土類コバルト
磁石は最大エネルギー積20MGOe以上を有する高性能磁石
であるが、コバルトを50〜65重量％も含むうえ、希土類
鉱石中にあまり含まれていないSmを多量に使用するため
大変高価である。しかし、他の磁石に比べて、磁気特性
が格段に高いため、主として小型で、付加価値の高い磁
気回路に多く使われるようになった。

【０００４】希土類コバルト磁石のような高性能磁石が
もっと広い分野で安価に、かつ多量に使われるようにな
るためには、高価なコバルトを含まず、かつ希土類金属
として、鉱石中に多量に含まれているネオジムやプラセ
オジムのような軽希土類元素を中心成分とすることが必
要である。

【０００５】このような希土類コバルト磁石に代る永久
磁石材料の試みは、まず希土類・鉄二元系化合物につい
てなされた。

【０００６】希土類・鉄系化合物は希土類コバルト系化
合物と比べて存在する化合物の種類が少なく、また一般
的にキュリー点も低い。そのため、希土類コバルト化合
物の磁石化に用いられている鋳造法や粉末冶金的手法で
は、希土類鉄系化合物においては、従来いかなる方法も
成功していない。

【０００７】クラーク(A.E. Clark)はスパッタしたアモ
ルファスTbFe₂が42°Ｋで30kOeの高い保磁力(Hc)を有す
ることを見い出し、 300〜 350℃で熱処理することによ
って、室温でHc＝ 3.4kOe 、最大エネルギー積 ((BH)ma
x)＝7MGOe を示すことを見い出した（Appl. Phys. Let
t. 23(11), 1973, 642〜645 ）。

【０００８】クロート(J. J. Croat) 等はNd，Prの軽希
土類元素を用いたNdFe及びPrFeの超急冷リボンが Hc＝
7.5 kOeを示すことを報告している。しかし、Brは５kG
以下で(BH)max は３〜４MGOeを示すにすぎない(Appl. P
hys. Lett. 37, 1980, 1096, J. Appl. Phys. 53, (3)
1982, 2402〜2406）。

【０００９】このように、予め作成したアモルファスを
熱処理する方法と超急冷法の二つが、希土類・鉄系磁石
を得る最も有望な手段として知られていた。

【００１０】しかし、これらの方法で得られる材料はい
ずれも薄膜又は薄帯であり、スピーカやモータなどの一
般の磁気回路に用いられる磁石材料ではない。さらに、
クーン(N. C. Koon)等はLaを加えることによって重希土
類元素を含有したFeＢ系合金の超急冷リボンを得て、
（Fe_0.82Ｂ_0.18）_0.9Tb_0.05La_0.05の組成のリボンを熱
処理することにより、Hc=9kOe に達することを見い出し
た(Br=５kG, Appl. Phys. Lett.39(10), 1981, 840-84
2)。

【００１１】カバコフ(L. Kabacoff) 等はFeＢ系合金で
アモルファス化が容易になることに注目し、（Fe_0.8Ｂ
_0.2）_1-xPr_x（X=０〜 0.3原子比）の組成の超急冷リボ
ンを作成したが、室温でのHcは数Oeのレベルのものしか
得られなかった（J. Appl. Phys. 53(3) 1982,2255 〜2
257）。

【００１２】これらのスパッタリングによるアモルファ
ス薄膜及び超急冷リボンから得られる磁石は、薄く、寸
法的な制約を受け、それ自体として一般の磁気回路に使
用可能な実用永久磁石ではない。即ち、従来のフェライ
トや希土類コバルト磁石のような任意の形状・寸法を有
するバルク永久磁石体を得ることができない。また、ス
パッタ薄膜及び超急冷リボンはいずれも本質上等方性で
あり、室温での磁気特性は低く、これらから高性能の磁
気異方性永久磁石を得ることは、事実上不可能である。

【００１３】最近、永久磁石はますます過酷な環境−た
とえば、磁石の薄型化にともなう強い反磁界、コイルや
他の磁石によって加えられる強い逆磁界、これらに加え
て機器の高速化、高負荷化により高温度の環境−にさら
されることが多くなり、多くの用途において、特性安定
化のために、一層の高保磁力化が必要とされる。（一般
に永久磁石の iHcは温度上昇にともない低下する。その
ため室温における iHcが小さければ、永久磁石が高温度
に露されると減磁が起こる。しかし、室温における iHc
が十分高ければ実質的にこのような減磁は起こらな
い。）

【００１４】フェライトや希土類コバルト磁石では、高
保磁力化を図るため、添加元素や異なる組成系を利用し
ているが、その場合一般に飽和磁化が低下し、(BH)max
も低い。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前述した問
題点を解消した新規な実用永久磁石合金ないし磁性材料
を提供することを基本的目的とする。

【００１６】かかる観点より、本発明者等は先にＲ−Fe
二元系をベースとして、キュリー点が高く、且つ室温付
近で安定な化合物磁石を作ることを目標とし、多数の系
を探った結果、特にFeBR系化合物及びFeBRM 系化合物が
磁石化に最適であることを見出した（特願昭57−14507
2、特願昭57− 200204)。

【００１７】ここでＲとはＹを包含する希土類元素の
内、少なくとも一種以上を示し、特にNd，Prの軽希土類
元素が望ましい。Ｂはホウ素を示す。ＭはTi，Zr，Hf，
Cr，Mn，Ni，Ta，Ge，Sn，Sb，Bi，Mo，Nb，Al，Ｖ，Ｗ
の内から選ばれた一種以上を示す。

【００１８】このFeBR系磁石は実用に十分な 300℃以上
のキュリー点を有し、且つ、Ｒ−Fe二元系では従来成功
していなかったフェライトや希土類コバルトと同じ粉末
冶金的手法によって得られる。

【００１９】またＲとしてNdやPrなどの資源的に豊富な
軽希土類元素を中心組成とし、高価なCoやSmを必ずしも
含有せず、従来の希土類コバルト磁石の最高特性((BH)m
ax＝31MGOe) をも大幅に越える(BH)max 36MGOe以上もの
特性を有する。

【００２０】さらに、本発明者等はこれらFeBR系、FeBR
M 系化合物合金が従来のアモルファス薄膜や超急冷リボ
ンとはまったく異なる結晶性のＸ線回折パターンを示
し、新規な磁気異方性を有する正方晶系結晶構造を主相
として有することを見出した（特願昭58− 94876）。こ
れらのFeBR系、FeBRM 系化合物磁石のキュリー点は一般
に 300℃前後〜 370℃であるが、さらにこれらの系にお
いてFeを置換して50原子％以下のCoを含有する永久磁石
は、より高いキュリー点を有し、同一出願人により出願
されている（FeCoBR系特願昭57−166663号、FeCoBRM 系
特願昭58−5813号）。

【００２１】本発明はさらに、前述のFeCoBR及びFeCoBR
M 系化合物磁石において得られる高いキュリー点と、こ
れらとほぼ同等以上の高い最大エネルギー積(BH)max を
保有しさらにその温度特性、特にiHc が向上された永久
磁石に用いられる磁気異方性永久磁石合金材料を実現す
ることを具体的目的とする。

【００２２】本発明によれば、ＲとしてNdやPrなどの軽
希土類を中心としたFeCoBR及びFeCoBRM 系化合物に、Ｒ
の一部として重希土類を中心としたＲ₁としてDy，Tb，G
d，Ho，Er，Tm，Ybの内一種を含有することによって、F
eCoBR系、FeCoBRM 系磁石において高い(BH)max を保有
したままiHc をさらに向上せしめた。

【００２３】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明による永久
磁石合金は次の通りである。

【００２４】下記希土類元素Ｒ₁と軽希土類元素Ｒ₂の和
をＲとしたとき、原子百分比でＲ₁0.05〜５％、Ｒ 12.5
〜20％、Ｂ ４〜20％、残部実質的にFeから成り、前記F
eの一部を全組成に対して35％以下（０％を除く）のCo
で置換した、磁気異方性を有する正方晶系結晶を主相と
して含む永久磁石合金：但し、Ｒ₁は Dy，Tb，Gd，Ho，
Er，Tm，Ybの内一種以上の、Ｒ₂はNdとPrの一種以上、
又はNdとPrの合計が80％以上で残りがＲ₁以外のＹを包
含する希土類元素の少なくとも一種。

【００２５】下記Ｒ₁とＲ₂の和をＲとしたとき、原子百
分比でＲ₁ 0.05〜５％、Ｒ 12.5〜20％、Ｂ ４〜20％、
下記の所定％以下の添加元素Ｍの一種以上（但し、Ｍと
して二種以上の前記添加元素を含む場合は、Ｍ合量は当
該添加元素のうち最大値を有するものの原子百分比以
下）、及び残部実質的にFeから成り、前記Feの一部を全
組成に対して35％以下（０％を除く）のCoで置換した、
磁気異方性を有する正方晶系結晶を主相として含む永久
磁石合金：但し、Ｒ₁はDy，Tb，Gd，Ho，Er，Tm，Ybの
内一種以上、Ｒ₂はNdとPrの一種以上、又はNdとPrの合
計が80％以上で残りがＲ₁以外のＹを包含する希土類元
素の少なくとも一種であり、添加元素Ｍは下記の通り： Ti 3％， Zr 3.3％， Hf 3.3％， Cr 4.5％， Mn 5％， Ni 6％， Ta 7％， Ge 3.5％， Sn 1.5％， Sb 1％， Bi 5％， Mo 5.2％， Nb 9％， Al 5％， Ｖ 5.5％， Ｗ 5％。

【００２６】また、最終製品中には下記の数値以下の代
表的な不純物が含有されてもよい。 Cu 2％， Ｃ 2％， Ｐ 2％， Ca 4％， Mg 4％， Ｏ 2％， Si 5％， Ｓ 2％。 但し、不純物の合計は５％以下とする。

【００２７】これらの不純物は原料または製造工程中に
混入することが予想されるが、上記限界量以上になると
特性が低下する。これらの内、Siはキュリー点を上げ、
また耐食性を向上させる効果を有するが、５％を越える
とiHcが低下する。Ca，MgはＲ原料中に多く含まれるこ
とがあり、またiHc を増す効果も有するが、製品の耐食
性を低下させるため多量に含有するのは望ましくない。

【００２８】なお、本発明においてボロン(B) は、従来
の磁性材料におけるように、例えば非晶質合金作成時の
非晶質化促進元素又は粉末冶金法における焼結促進元素
として添加されるものではなく、本発明に係るＲ−Fe(C
o)−Ｂ正方晶化合物の必須構成元素である。

【００２９】上記組成の永久磁石合金によれば、最大エ
ネルギー積(BH)max 20MGOe以上を有したまま、保磁力iH
c 10kOe 以上を有する高性能磁石が得られる。

【００３０】

【作用】以下に本発明の作用を詳述する。

【００３１】FeBR系化合物を用いた磁石は前述の通り高
い(BH)max を有するが、iHc は従来の高性能磁石の代表
である Sm₂Co₁₇型磁石と同等程度（５〜10kOe)であっ
た。

【００３２】これは強い減磁界を受けたり、温度が上昇
することによって減磁されやすいこと、即ち安定性が良
くないことを示している。磁石のiHc は一般に温度上昇
と共に低下する。例えば前述の30MGOe級のSm₂Co₁₇型磁
石やFeBR系磁石では 100℃ではおよそ5kOe程度の値しか
保有しない。（表４）

【００３３】電算機用磁気ディスクアクチュエータや自
動車用モータ等では強い減磁界や温度上昇があるため、
このようなiHc では使用できない。高温においても尚一
層の安定性を得るためには高いキュリー点を有すると共
に室温付近でのiHc の値をもっと大きくする必要があ
る。

【００３４】また、室温付近においても、磁石の時間経
過による劣化（経時変化）や衝撃や接触などの物理的な
擾乱に対しても一般的にiHc が高い方が安定であること
がよく知られている。

【００３５】以上のことから、本発明者等はFeCoBR成分
系を中心に更に詳しい検討を行った結果、希土類元素中
のDy，Tb，Gd，Ho，Er，Tm，Ybの内一種以上と、NdやPr
などの軽希土類元素等を組合わせることによって、FeBR
系、FeCoBR系磁石では得られなかった高い保磁力を得る
ことができた。

【００３６】更に、本発明よる成分系では、iHc の増大
のみならず、減磁曲線の角形性の改善、即ち(BH)max の
一層増大の効果をも具備することが判った。

【００３７】なお本発明者等はFeCoBR系化合物磁石のiH
c を増大させるために様々の検討を行った結果、以下の
方法が有効であることを既に知った。即ち、 (1) Ｒ又はＢの含有量を多くする。 (2) 添加元素Ｍを加える。（FeCoBRM 系化合物）

【００３８】しかしながら、Ｒ又はＢの含有量を増加す
る方法は、各々iHcを増大するが、含有量が多くなるに
つれてBrが低下し、その結果(BH)max の値も低くなる。

【００３９】また、添加元素ＭもiHc 増大の効果を有す
るが、添加量の増加につれて(BH)max が低下し飛躍的な
改善効果には繋がらない。

【００４０】本発明合金を用いた永久磁石においては、
重希土類を中心とする希土類元素Ｒの含有と、Ｒ₂とし
てNd、Prを主体とすることと、さらにＲ，Ｂ，Coの所定
範囲内の組成とに基づき、時効処理を施した場合のiHc
の増大が顕著である。即ち、上記特定の組成の合金から
なる磁気異方性焼結体に時効処理を施すと、Brの値を損
ねることなくiHc を増大させ、さらに減磁曲線の角形性
改善の効果もあり、(BH)max はほぼ同等かまたはそれ以
上となり、その効果は顕著である。なお、Ｒ，Ｂ，Coの
範囲と、（Nd＋Pr）の量を規定することにより、時効処
理前においてもiHc 約10kOe 以上が達成され、Ｒ内にお
けるＲ₁の所定の含有により時効処理の効果がさらに著
しく付加される。

【００４１】即ち、本発明合金によれば、(BH)max 20MG
Oe以上を保有したまま、Tc約 310〜約 640℃かつiHc 10
kOe 以上で示される十分な安定性を兼ね具え、従来の高
性能磁石よりも広範な用途に適用し得る高性能磁石が提
供される。

【００４２】(BH)max 、iHc の最大値は各々40.6MGOe
（表２、No.17）、20.0kOe （表２、No.19）を示した。
本発明の永久磁石に用いるＲは、Ｒ₁とＲ₂の和より成る
が、ＲとしてＹを包含し、Nd，Pr，La，Ce，Tb，Dy，H
o，Er，Eu，Sm，Gd，Pm，Tm，Yb，Luの希土類元素であ
る。そのうちＲ₁はDy，Tb，Gd，Ho，Er，Tm，Ybの七種
のうち少なくとも一種を用い、Ｒ₂は上記七種以外の希
土類元素を示し、特に軽希土類の内NdとPrの合計を80％
以上包含するものを用いる。（但し、Smは高価でありiH
c を降下させるのでできる限り少ない方が好ましく、La
は不純物としてよく希土類金属中に含まれるがやはり少
ない方が好ましい。）

【００４３】これらＲは純希土類元素でなくてもよく、
工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物（他の希
土類元素、Ca，Mg，Fe，Ti，C ，Ｏ等）を含有するもの
で差支えない。

【００４４】Ｂ（ホウ素）としては、純ボロン又はフェ
ロボロンを用いることができ、不純物として、Si，Ｃ等
を含むものも用いることができる。

【００４５】本発明合金を用いた永久磁石は、既述のＲ
をＲ₁とＲ₂の合計として原子百分比でＲ₁ 0.05〜５％、
Ｒ 12.5〜20％、Ｂ ４〜20％、Co 35％以下、残部Feの
組成において保磁力iHc 約10kOe 以上、残留磁束密度Br
９kG以上、最大エネルギー積(BH)max 20MGOe以上の高保
磁力・高エネルギー積を示す。

【００４６】Ｒ₁の 0.2〜３％、Ｒ 13〜19％、Ｂ ５〜1
1％、Co 23％以下、残部Feの組成は最大エネルギー積
(BH)max 29MGOe以上を示し、好ましい範囲である。

【００４７】また、Ｒ₁としてはDy，Tbが特に望まし
い。

【００４８】Ｒの量を12.5％以上としたのは、Ｒがこの
量よりも少なくなると本系合金化合物中にFeが析出して
保磁力が急激に低下するためである。Ｒの上限を20％と
したのは、20％以上でも保磁力は10kOe 以上の大きい値
を示すがBrが低下して、(BH)max 20MGOe以上に必要なBr
が得られなくなるからである。

【００４９】Ｒ₁の量は上述Ｒに置換することによって
捉えられる。Ｒ₁量は表２、No.２に示すように僅か0.2
％の置換でもHcが増加しており、さらに減磁曲線の角形
性も改善され(BH)max が増加していることが判る。Ｒ₁
量の下限値はiHc 増加の効果と(BH)max 増大の効果を考
慮して0.05％以上とする（図２参照）。Ｒ₁量が増加す
るにつれて、iHc は上昇していき（表２、No.２〜
７）、(BH)max は 0.4％をピークとしてわずかずつ減少
するが、例えば３％の置換でも(BH)max は29MGOe以上を
示している（図２参照）。

【００５０】安定性が特に要求される用途にはiHc が高
いほど、すなわちＲ₁を多く含有する方が有利である
が、しかしＲ₁を構成する元素は希土類鉱石中にもわず
かしか含まれておらず、大変高価である。従ってその上
限は５％とする。Ｂ量は、４％以下になるとiHc が10kO
e以下になる。またＢ量の増加もＲ量の増加と同じくiHc
を増加させるが、Brが低下していく。(BH)max 20MGOe
以上であるためにはＢ20％以下が必要である。

【００５１】本発明の永久磁石合金を用いた磁石では、
35％以下のCoの含有により(BH)maxを高く保持しつつ温
度特性が改善されるが、一般にFe合金にCoを添加する
と、その添加量に比較してキュリー点が上昇するものと
逆に下降するものがあり添加効果を予測することは困難
である。

【００５２】本発明の永久磁石合金においてFeBR系中の
Feの一部をCoで置換したときのキュリー点は、図１に示
す通りCoの置換量の増大に伴い徐々に増大する。Coの置
換はわずか（例えば 0.1〜１％）でもキュリー点増大に
有効であり図１に示すようにその置換量により約 310〜
約 640℃の任意のキュリー点をもつ合金が得られる。Fe
をCoで置換する場合、Co量の増大と共にiHc は減少傾向
を示すが、当初(BH)max は、減磁曲線の角形性が改善さ
れるためやや増大する。

【００５３】Co25％以下では、Coは他の磁気特性特に(B
H)max に実質上影響を与えることなくキュリー点の増大
に寄与し、特にCo23％以下では同等以上である。Co含有
量が25％を越えると(BH)max は低下していき35％を越え
るとさらに低下し、(BH)maxは20MGOeより低くなる。ま
た、Co 5％以上の含有によりBrの温度係数（室温〜140
℃の平均値）は約 0.1％／℃以下になる。本発明のFeCo
BR系磁石はまた、常温着磁後の 100℃における暴露テス
トでは、Sm₂Co₁₇磁石、或いはＲ₁成分を含まないFeBR磁
石と比べて極めて僅かな減磁率を示し、安定性が大きく
改善されている。

【００５４】なおCoに関して同様の議論はFeCoBRM 系に
ついても同様に成立ち、キュリー点増大の効果はＭの添
加元素により多少の変動があるが基本的傾向は同じであ
る。

【００５５】添加元素ＭはiHc を増し、減磁曲線の角形
性を増す効果があるが、一方その添加量が増すに従い、
Brが低下していくため、(BH)max 20MGOe以上を有するに
はBr９kG以上が必要であり、添加量の各々の上限は先述
の値以下と定められる。２種以上のＭを添加する場合の
Ｍ合計の上限は、実際に添加された当該Ｍ元素の各上限
値のうち最大値を有するものの値以下となる。例えばT
i，Ni，Nbを添加した場合には、Nbの９％以下となる。
Ｍとしては、Ｖ，Nb，Ta，Mo，Ｗ，Cr，Al，Snが好まし
い。なお、一部のＭ（Sb，Sn等）を除いて、Ｍの添加量
は凡そ３％以内が好ましくは 0.1〜３％（特に 0.2〜２
％）が好ましい。

【００５６】本発明の永久磁石合金を焼結して得られる
焼結磁石では、その平均結晶粒径は、FeCoBR系、FeCOBR
M系いずれにおいても１〜 100μm好ましくは２〜40μ
m、特に好ましくは約３〜10μmの範囲にあることが重要
である。焼結は 900〜1200℃の温度で行うことができ
る。時効処理は焼結後 350℃以上当該焼結温度以下、好
ましくは 450〜 800℃で行うことができる。焼結に供す
る合金粉末は 0.3〜80μm（好ましくは１〜40μm、特に
好ましくは２〜20μm）の平均粒度のものが適当であ
る。焼結条件等については、すでに同一出願人の出願に
係る特願昭58−88373号、58−90039号に開示されてい
る。

【００５７】

【実施例】以下、本発明の永久磁石合金を用いた磁石及
び効果について実施例に従って説明する。試料はつぎの
工程によって作成した。（純度は重量％で表示）

【００５８】(1) 下記組成の混合物を高周波溶解して合
金を溶製、水冷銅鋳型に鋳造、出発原料はFeとして純度
99.9％の電解鉄、Ｂとしてフェロボロン合金（19.38 ％
Ｂ、5.32％Al、0.74％Si、0.03％Ｃ、残部Fe）、Ｒとし
て純度99.7％以上（不純物は主として他の希土類金属）
を使用。（Coは純度99.9％の電解Coを使用）。 (2) 粉砕 スタンプミルにより35メッシュスルーまでに
粗粉砕し、次いでボールミルにより３時間微粉砕（３〜
10μm）。 (3) 磁界（10kOe）中配向・成形（1.5 t/cm²にて加
圧）。 (4) 焼結 1000〜1200℃ 1時間Ar中、焼結後放冷

【００５９】得られた試料を加工研摩後、電磁石型の磁
石特性試験器によって磁石特性を調べた。

【００６０】

【実施例１】Ｒとして、Ndと他の希土類元素とを組合わ
せた合金を作り、上記の工程により磁石化した。結果を
表１に示す。希土類元素Ｒの中でも、No.11〜14に示す
ようにDy，Tb，Ho等、iHc改善に顕著な効果を有する元
素（Ｒ₁）が存在することが判った。なお、*を付したも
のは比較例を示す。またCo５％以上の含有により、Br温
度係数は 0.1％／℃以下となることが表１から認められ
る。

【００６１】

【実施例２】Nd，Prを中心とした軽希土類元素に、実施
例１で挙げた希土類の種類及び含有量をもっと広汎に選
び、前述の方法で磁石化した。さらに、一層のiHc 増大
効果を持たせるため、 600〜 700℃×２時間、Ar中にお
いて熱処理を施した。結果を表２に示す。

【００６２】表２、No.*１は希土類としてNdだけを用い
た比較例である。No.２〜No.７はDyをNdに置換していっ
た場合を示す。Dy量の増加に伴ないiHc は次第に増大し
てゆくが(BH)max は 0.4％Dyのあたりで最高値を示す
（なお図２も参照）。

【００６３】図２によれば、Dyは0.05％から効果を示し
始め、0.1％、 0.3％と増大に併いiHcへの効果を増大す
る（図２の横軸をlogスケールに変換すると明瞭にな
る）。Gd（No.11），Ho（No.10），Tb（No.12），Er（N
o.13），Yb（No.14）等も同様の効果を有するが、Dy，T
bはHc増大に効果が特に顕著である。Ｒ₁の内、Dy，Tb以
外の元素も10kOe を十分に越えるiHc を有し、高い(BH)
max を有する。(BH)max ≧30MGOe級で、これほどの高い
iHc を有する磁石材料はこれまでにない。Ndに代えて、
Prを用いても（No.15）或いは、（Nd＋Pr）をＲ₂のうち
80％以上としても（No.16）、(BH)max 20MGOe以上を示
す。

【００６４】図３に典型的なiHc を有する 0.8％Dy（表
１、No.８）の減磁曲線を示す。Fe−Ｂ−Nd系の例（表
１、No.１）に比べてiHc が十分高くなっている様子が
判る。

【００６５】

【実施例３】添加元素Ｍとして、純度99％のTi，Mo，B
i，Mn，Sb，Ni，Ta，Sn，Ge、98％のＷ、99.9％の A
l、95％のHf、またＶとして81.2％のＶを含む フェロ
バナジウム、Nbとして67.6％のNbを含む フェロニオ
ブ、Crとして61.9％のCrを含むフェロクロムおよびZrと
して75.5％のZrを含むフェロジルコニウムを使用した。

【００６６】これらを前記と同様の方法で合金化し、さ
らに 500〜 700℃で時効処理を行なった。結果を表３に
示す。

【００６７】FeCoBR系に添加元素Ｍを加えたFeCoBRM 系
合金についても、十分に高いiHc が得られることが確か
められる。表３、No.１の減磁曲線を図３に示す。

【００６８】

【表１】

【００６９】

【表２】

【００７０】

【表３】

【００７１】

【表４】

【００７２】

【発明の効果】以上、本発明は高残留磁化、高保磁力、
高エネルギー積を有する永久磁石に用いられる、Feベー
スの安価な磁気異方性を有する永久合金で実現したもの
であり、しかも所定のＲ（Ｒ₁，Ｒ₂）を組合せることに
よりその温度特性（特に保磁力）を高エネルギー積 (B
H)maxを保持したまま一層高め、かつFeの一部をCoで置
換することによりFeBR系に対してもキュリー点を高める
ことを達成でき、従って工業的にきわめて高い価値をも
つものである。さらに、Ｒとしては工業上入手し易い希
土類元素たるNd，Pr等を主体として用いることができる
点で本発明は極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明合金の一実施例においてFeをCoで置換し
た場合のCo含有量とキュリー点Tcの関係を示すグラフ。

【図２】本発明合金の一実施例においてNdをＲ₁元素Dy
で置換した場合のDy含有量とiHc、(BH)max との関係を
示すグラフ。

【図３】代表的実施例の減磁曲線を示すグラフを夫々示
す。

【手続補正書】

【提出日】平成４年４月１５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７２】

【発明の効果】以上、本発明は高残留磁化、高保磁力、
高エネルギー積を有する永久磁石に用いられる、Ｆｅベ
ースの安価な磁気異方性を有する永久磁石合金を実現し
たものであり、しかも所定のＲ（Ｒ_１，Ｒ_２）を組合せ
ることによりその温度特性（特に保磁力）を高エネルギ
ー積 （ＢＨ）ｍａｘを保持したまま一層高め、かつＦ
ｅの一部をＣｏで置換することによりＦｅＢＲ系に対し
てもキュリー点を高めることを達成でき、従って工業的
にきわめて高い価値をもつものである。さらに、Ｒとし
ては工業上入手し易い希土類元素たるＮｄ，Ｐｒ等を主
体として用いることができる点で本発明は極めて有用で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山本 日登志 大阪府三島郡島本町江川２丁目15−17 住 友特殊金属株式会社山崎製作所内 (72)発明者 戸川 雅夫 大阪府三島郡島本町江川２丁目15−17 住 友特殊金属株式会社山崎製作所内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】下記Ｒ₁と下記Ｒ₂の和をＲ（希土類元素）
   としたとき、原子百分比でＲ₁ 0.05〜５％、Ｒ 12.5〜2
   0％、Ｂ ４〜20％、残部実質的にFeから成り、前記Feの
   一部を全組成に対して35％以下（０％を除く）のCoで置
   換した、磁気異方性を有する正方晶系結晶を主相として
   含む永久磁石合金；但し、Ｒ₁は Dy，Tb，Gd，Ho，Er，
   Tm，Ybの内一種以上、Ｒ₂はNdとPrの一種以上、又はNd
   とPrの合計が80％以上で残りがＲ₁以外のＹを包含する
   希土類元素の少なくとも一種。
2. 【請求項２】下記Ｒ₁と下記Ｒ₂の和をＲ（希土類元素）
   としたとき、原子百分比でＲ₁ 0.05〜５％、Ｒ 12.5〜2
   0％、Ｂ ４〜20％、下記の所定％以下の添加元素Ｍの一
   種以上（但し、Ｍとして二種以上の前記添加元素を含む
   場合は、Ｍ合量は当該添加元素のうち最大値を有するも
   のの原子百分比以下）、及び残部実質的にFeから成り、
   前記Feの一部を全組成に対して35％以下（０％を除く）
   のCoで置換した、磁気異方性を有する正方晶系結晶を主
   相として含む永久磁石合金；但し、Ｒ₁は Dy，Tb，Gd，
   Ho，Er，Tm，Ybの内一種以上、Ｒ₂はNdとPrの一種以
   上、又はNdとPrの合計が80％以上で残りがＲ₁以外のＹ
   を包含する希土類元素の少なくとも一種であり、添加元
   素Ｍは下記の通り： Ti 3％， Zr 3.3％， Hf 3.3％， Cr 4.5％， Mn 5％， Ni 6％， Ta 7％， Ge 3.5％， Sn 1.5％， Sb 1％， Bi 5％， Mo 5.2％， Nb 9％， Al 5％， Ｖ 5.5％， Ｗ 5％。