JPH05205914A - 希土類−鉄−硼素系永久磁石用材料の製造方法 - Google Patents

希土類−鉄−硼素系永久磁石用材料の製造方法

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JPH05205914A
JPH05205914A JP4032968A JP3296892A JPH05205914A JP H05205914 A JPH05205914 A JP H05205914A JP 4032968 A JP4032968 A JP 4032968A JP 3296892 A JP3296892 A JP 3296892A JP H05205914 A JPH05205914 A JP H05205914A
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iron
permanent magnet
boron
powder
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JP4032968A
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Yoshihiro Tsuboi
義博 坪井
Koichiro Maki
孝一郎 槙
Katsuhiko Shiotani
克彦 塩谷
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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Sumitomo Metal Mining Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 結晶軸が一定方向に十分配向されかつ結晶粒
が微細である永久磁石用材料として最適な希土類−鉄−
硼素系粉を、簡単な装置で、しかも少ないエネルギー消
費で、容易にかつ安定して製造する方法を提供すること
を目的とする。 【構成】 希土類金属、鉄および硼素を主原料とする混
合物を振動ミルで粉砕し、かつ合金化させることを特徴
とする希土類−鉄−硼素系永久磁石用材料の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気特性に優れた希土
類−鉄−硼素系永久磁石用材料の新規な製造方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】その優れた磁気特性ゆえに、希土類−鉄
−硼素系永久磁石は、家庭用電化製品から、通信用機
器、音響用機器、医療用機器、一般産業用機器等の広い
分野にわたって利用されている。この希土類−鉄−硼素
系永久磁石は、焼結磁石と樹脂磁石とに大別される。
【0003】焼結磁石は、特定量の磁石材料粉体を成形
用の金型中に挿入して加圧成形し、さらに、この成形体
を真空または還元雰囲気下で加熱処理することによって
得られる。焼結磁石は樹脂磁石と異なり成型のためのバ
インダーが不要であるため、その密度を高くすることが
容易であるという長所がある反面、成形時の機械的強度
が弱いため、複雑な形状や薄肉の形状の製品の製造は容
易でないという欠点を有している。
【0004】一方樹脂磁石は、磁石材料粉体と、例えば
エポキシ系の熱硬化性樹脂とを混練し、この混練物を磁
場中で加圧成形することによって、該材料の容易磁化結
晶軸を特定方向に配向させながら硬化させる方法や、磁
石材料粉体と、例えばナイロン系の熱可塑性樹脂とを混
練し、この混練物を射出成形する方法で得られている。
このようにして得られた樹脂磁石は、焼結磁石と比較し
て磁気特性は若干劣るが、成形性に極めて優れているた
め、高い寸法精度を要求される製品や、複雑形状の製品
の量産に適している。
【0005】希土類−鉄−硼素系永久磁石の製造におい
ては、焼結磁石用の材料粉には還元拡散法、または溶解
法によって得られる材料粉が、樹脂磁石用の材料粉には
ロール急冷法によって得られる材料粉が、それぞれ従来
より利用されている。
【0006】還元拡散法は、希土類酸化物粉と他の金属
粉とを原料とする混合物を加熱し、原料に同時に添加さ
れた金属カルシウムによって希土類酸化物を金属に還元
し、これと同時に希土類金属を他の金属粉の各粒子中に
拡散させて合金化して、所定組成の合金粉を生成させる
ものである。この方法は、材料費が安く、しかも均一な
組成の製品が得られるという長所を有している。
【0007】一方溶解法は、所定組成に配合された希土
類金属及び他の金属またはこれらの合金を原料とし、こ
の原料を溶解、鋳造して合金塊を得、さらにこの合金塊
を粉砕して、所定組成の合金粉とする方法である。この
方法は、合金中の酸素量を低減できるという長所を有し
ている。
【0008】また、ロール急冷法は、内部を水冷した銅
製のロールを高速回転させ、このロールの表面に溶解し
た所定組成の合金を射出して急速に冷却固化させて、薄
帯状の合金片を得る方法である。この方法は、極めて微
細な結晶構造を持った合金片が得られることを長所とす
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
還元拡散法や溶解法で得られた合金粉材料を用いて永久
磁石を製造した場合、合金粉を構成する結晶粒内のそれ
ぞれの結晶方位が特定の方向に配向され難いため、磁気
特性として必要とされる残留磁束密度が、特定方向に完
全に配向された場合の理論値の8〜9割しか得られな
い。また、合金粉を構成する結晶粒の大きさは、還元拡
散法で得られる合金粉では数μm、溶解法で得られる合
金粉では数十μmと比較的大きいため、磁気特性として
必要とされる保磁力も十分でないという欠点がある。
【0010】一方、ロール急冷法で得られる合金粉は、
合金粉を構成する結晶粒が微細であるため、永久磁石を
製造した場合保磁力が十分得られるが、この方法は比較
的複雑な装置を必要とし、また合金を溶解、射出するた
めに多量のエネルギーを消費する。さらに、製造条件が
微妙であるため、均一な製品を安定的に供給することが
困難であるという欠点がある。
【0011】本発明は、上記欠点を解消し、結晶粒の結
晶方位が一定方向に十分配向されかつ結晶粒が微細であ
る永久磁石用材料として最適な希土類−鉄−硼素系合金
粉を、簡単な装置で、しかも少ないエネルギー消費で、
容易にかつ安定して製造する方法を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の方法は、希土類金属、鉄および硼素を主原料と
する混合物を振動ミルで粉砕し、かつ合金化させる点に
特徴がある。
【0013】本発明に使用する原料は所定の比で混合す
るが、いずれも純度が高い方が良く、また、塊状、粒
状、粉状いずれの形状でも良い。ただし、粉砕、合金化
を速やかに進行させるため、形状はできるだけ細かいも
のが望ましく、粒径5mm以下が最適である。また、上
記主原料の他に、磁石の特性を向上させるための他の添
加元素を、単体でまたは合金として用いてもよい。
【0014】本発明に用いる振動ミルは、機械的振動を
利用するものであり、使用する容器は密閉型、またはガ
スを流せる型であることが必要である。振動ミル容器内
部の雰囲気は、合金粉の酸化を防止するため、真空また
は不活性ガス雰囲気が望ましい。
【0015】混合物を粉砕にかける時間は用いる振動ミ
ルによって異なるが、例えば内容量1000ml、直径
10mmの鋼製ロッドを8本を使用したロッドミルで
は、500時間以上が必要であり、これ以下では合金化
が不完全となる。望ましくは、700時間以上である。
【0016】
【作用】本発明によって得られる合金粉は、Nd2Fe1
4B1相、Nd−rich相及びB−rich相を含むも
のであり、磁石の特性を左右するこれらの相の存在割合
は、出発原料比で調整できる。
【0017】振動ミルで長時間粉砕することにより、混
合原料は粉砕されると同時に、振動の衝撃によって次第
に合金化していく。この時、生成した合金は連続する衝
撃によって次第に薄く延ばされ、幾重にも積み重なり、
また延ばされることを繰り返して、次第に結晶粒が微細
になる。
【0018】さらに、磁石の主相であるNd2Fe14B1
相の結晶構造の特徴から、合金が衝撃により延ばされる
方向が配向させるべき容易磁化方向に垂直な面と一致
し、この面が選択的に薄く延ばされるため、結果として
特定方向に配向されかつ微細な結晶粒を有する合金粉が
得られることとなる。
【0019】本発明による製造方法で必要とする装置
は、通常の振動ミルのみであり、還元拡散法や、溶解法
で必要とするエネルギーを多量に消費する高温加熱装置
や、溶解法で必要とする粗粉砕装置や、ロール急冷法で
必要とする急冷薄帯製造装置等が不要である。そのた
め、本発明の方法では製造コストを低減できる。具体的
には、合金粉1kg当たりの製造に必要とする総電気量
は、ロール急冷法では約200kWhであるのに対し、
本発明による方法では約70kWhである。
【0020】
【実施例】
実施例1 ・・・ 純度99.9重量%以上、平均粒径
5μm以下の電解鉄粉31.3gと、純度99重量%以
上、粒度150メッシュアンダー(タイラーによる。以
下同じ。)の金属Nd微粉17.2gと、純度99重量
%以上、粒度2mm以下の粒状硼素0.5gとの混合物
を原料とした。この混合原料を、内容量1000mlの
蓋付きの円筒形容器に、直径10mm、長さ120mm
のステンレス製ロッド8本とともに充填し、内部をAr
雰囲気にして密閉した。この容器を、回転速度345r
pmで700時間回転させた。
【0021】回転停止後容器を開け、合金粉を回収し
た。得られた合金粉の組成は、Nd34.4重量%、F
e64.5重量%、B1.0重量%、酸素0.1重量%
であった。得られた合金粉を偏光顕微鏡で観察したとこ
ろ、粒径100A以下の極めて微細な結晶粒が容易磁化
方向に良く揃っていることが確認された。
【0022】次に、得られた合金粉と、エポキシ系樹脂
とを重量比100対1の割合で混合し、15kOeの磁
界中で、5.4kg/cm2の圧力で加圧成形して樹脂
磁石を得た。Cioffi型自記磁束計で測定したこの
磁石の磁気特性は、残留磁束密度(Br)が8.7k
G、保磁力(iHc)が13.5kOeであり、優れた
磁気特性であった。
【0023】実施例2 ・・・ 実施例1と同じ電解鉄
粉、金属Nd微粉、粒状硼素を各28.0g、15.2
g、0.8gと、純度99.9重量%以上、粒度150
メッシュアンダーの金属Dy微粉2.0gとの混合物を
原料とした。この混合原料から実施例1と同様の方法で
Nd−Dy−Fe−B系合金粉を得た。
【0024】得られた合金粉の組成は、Nd30.4重
量%、Dy4.0重量%、Fe64.5重量%、B1.
0重量%、酸素0.1重量%であった。この合金粉を偏
光顕微鏡で観察したところ、粒径100A以下の極めて
微細な結晶粒が、容易磁化方向に良く揃っていることが
確認された。
【0025】次に、得られた合金粉を実施例1と同じ方
法で樹脂磁石とした。この磁石の磁気特性は、残留磁束
密度(Br)が8.2kG、保磁力(iHc)が16.
6kOeであり、優れた磁気特性であった。
【0026】
【発明の効果】本発明法によれば、一定方向に十分に配
向されかつ微細な結晶粒を有する永久磁石用材料として
最適な希土類−鉄−硼素系合金粉を、容易にかつ安定し
て製造することが可能であり、特にますます小型化、軽
量化が望まれる各種装置用高性能モーターの性能向上に
大きく貢献する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/00 303 D 7325−4K

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 希土類金属、鉄および硼素を主原料とす
    る混合物を振動ミルで粉砕し、かつ合金化させることを
    特徴とする希土類−鉄−硼素系永久磁石用材料の製造方
    法。
JP4032968A 1992-01-24 1992-01-24 希土類−鉄−硼素系永久磁石用材料の製造方法 Pending JPH05205914A (ja)

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JP4032968A JPH05205914A (ja) 1992-01-24 1992-01-24 希土類−鉄−硼素系永久磁石用材料の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108257752A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 北京中科三环高技术股份有限公司 一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108257752A (zh) * 2016-12-29 2018-07-06 北京中科三环高技术股份有限公司 一种制备细晶粒稀土类烧结磁体用合金铸片

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