JPH05211102A - 永久磁石用粉末および永久磁石 - Google Patents

永久磁石用粉末および永久磁石

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JPH05211102A
JPH05211102A JP4277232A JP27723292A JPH05211102A JP H05211102 A JPH05211102 A JP H05211102A JP 4277232 A JP4277232 A JP 4277232A JP 27723292 A JP27723292 A JP 27723292A JP H05211102 A JPH05211102 A JP H05211102A
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JP
Japan
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powder
permanent magnet
rare earth
max
maximum energy
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JP4277232A
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Takeshi Anpo
保 武 志 安
Takashi Furuya
谷 嵩 司 古
Norio Yoshikawa
川 紀 夫 吉
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Daido Steel Co Ltd
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Daido Steel Co Ltd
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    • 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
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    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/0555Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0556Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together pressed

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  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 残留磁束密度(Br)に優れていると共に、
とくに保磁力()および最大エネルギ積
((BH)max)が大きな値を示し、磁気特性が良好
である希土類系永久磁石用粉末および永久磁石を提供す
る。 【構成】式、R1−α−β−γαβγで表わさ
れ、Rが希土類元素の1種または2種以上、MがFe,
Co,Ni,Mnの1種または2種以上、AがTi,Z
r,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wの1種また
は2種以上、XがB,C,N,Si,Pの1種または2
種以上であり、0.60≦α≦0.85、0≦β≦0.
10、γ<0.15である組成の合金溶湯を超急冷して
なる永久磁石用粉末および前記粉末を磁場中プレス成形
してなる永久磁石。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、家庭電化製品、音響
製品、時計部品、自動車部品、精密機器等々の永久磁石
を用いる広範囲な用途に使用することができる永久磁石
を製造するのに適用される永久磁石用粉末およびこれを
用いて製造された永久磁石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、永久磁石材料における最大エネル
ギ積((BH)max)の向上はかってのアルニコ系磁
石材料等のそれに比べて著しいものがあり、とくに家庭
電化電化製品、音響製品、時計部品、自動車部品、精密
機器等々の小型軽量化および高性能化等に大きく貢献し
ている。
【0003】従来、このような優れた特性の永久磁石材
料としては希土類−コバルト系磁石(SmCo系,S
Co17系等)が代表的なものであり、その最大エ
ネルギ積((BH)max)はかなり高い値を示してい
る。しかし、最大エネルギ積((BH)max)をさら
に向上させるための研究はいぜんとして続けられ、一部
では他の希土類磁石の開発も進んでおり、なかには希土
類−鉄系磁石材料についての開発も行われている。この
希土類−鉄系磁石材料としてはNd−Fe−B系のもの
もあるが、このような希土類系の永久磁石においても磁
気特性をさらに向上させることが望まれていた。
【0004】
【発明の目的】この発明は上述した従来の要望に鑑みて
なされたもので、残留磁束密度(Br)に優れていると
共に、とくに保磁力()および最大エネ
ルギ積((BH)max)が大きな値を示し、磁気特性
が良好である希土類系永久磁石用粉末および永久磁石を
提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明による永久磁石
用粉末は、一般式、R1−α−β−γαβγで表
わされ、Rが希土類元素の1種または2種以上、MがF
e,Co,Ni,Mnの1種または2種以上、AがT
i,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wの1
種または2種以上、XがB,C,N,Si,Pの1種ま
たは2種以上であり、0.60≦α≦0.85、0≦β
≦0.10、γ<0.15である組成の合金溶湯を超急
冷してなることを特徴としている。
【0006】また、この発明による永久磁石は、前記永
久磁石用粉末を磁場中プレス成形してなることを特徴と
している。
【0007】この発明が適用される永久磁石用粉末およ
び永久磁石の組成は、上記のように、一般式、 R1−α−β−γαβγ で表わされるが、式中のRはYを含む希土類元素の1種
または2種以上であることを示し、Sc,Y,La,C
e,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,D
y,Ho,Er,Tm,Yb,Luのうちの1種または
2種以上が用いられる。
【0008】また、上記一般式において、MはFe,C
o,Ni,Mnのうちの1種または2種以上が用いら
れ、0.60≦α≦0.85の範囲としている。ここ
で、Mの量が多すぎると、残留磁束密度(Br)は向上
するものの、保磁力()が減少するた
め、すぐれた最大エネルギ積((BH)max)を得が
たくなるので、α≦0.85とした。一方、Mの量が少
なすぎると残留磁束密度(Br)が低くなり、最大エネ
ルギ積((BH)max)が減少するので、0.60≦
αとした。
【0009】さらに、上記一般式において、AはTi,
Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wのうちの
1種または2種以上であり、0≦β≦0.10の範囲と
している。また、XはB,C,N,Si,Pの1種また
は2種以上であり、γ<0.15の範囲としている。こ
こで、上記Aは添加しない場合もこの発明に含まれる
が、上記X元素と複合添加することによりAの一部が硼
化物,炭化物,窒化物,珪化物,燐化物となり、保磁力
)の向上および残留磁束密度(Br)
の温度係数の向上に効果をもたらす。この場合、Aの量
が少ないと残留磁束密度(Br)の温度係数の向上は小
さいため、添加する場合は0.01≦βとするのが望ま
しく、Aの量が多すぎると前記硼化物,炭化物,窒化
物,珪化物,燐化物等の形成量が多くなり、磁気特性が
劣化するので、β≦0.10とする必要がある。また、
上記Xは希土類系磁石、たとえばNd−Fe系磁石のキ
ュリー点を常温程度から300℃以上に昇温させる効果
を有するものであるが、Xの量が多すぎると保磁力(
)および残留磁束密度(Br)が減少(特
に残留磁束密度が単調に減少)し、すぐれた最大エネル
ギ積((BH)max)が得られなくなるので、γ<
0.15とした。
【0010】そして、この発明による永久磁石用粉末
は、上記組成の合金を溶製したのち前記合金溶湯を超急
冷法によって粉末化することにより製造される。この場
合の粉末化に際しては、回転円盤上に合金溶湯を流下さ
せて遠心力によって超急冷して粉末化する遠心噴霧法
や、回転ドラム上に合金溶湯を流下させて超急冷するこ
とによりリボン状の薄帯を作成し、このリボン状の薄帯
を粉砕して粉末化する方法などが採用される。
【0011】次いで、全体が上記組成の永久磁石を製造
する場合には、上記のようにして得られた粉末を磁場中
プレス成形したのち焼結あるいは焼結後熱処理する。ま
た、上記組成の粉末を含むプラスチック磁石を製造する
場合には、前記粉末を合成樹脂と混合し、前記混合体を
成形型内に入れて磁場中プレス成形したり、前記粉末を
磁場中プレス成形したのち、得られた成形体に合成樹脂
を含浸して硬化させたりする。
【0012】
【実施例】(実施例1)Nd0.16Fe0.75Nb
0.010.070.01なる組成の合金をアルゴ
ン雰囲気中に調整したボタン溶解炉を用いて溶製した。
次いで、溶製合金をアルゴン雰囲気中に置いた回転ディ
スク上に流下して超急冷することによってリボン状の薄
帯を作成した。続いて、前記リボン状の薄帯を乳鉢内で
粗粉砕した後、ジェットミルにて平均粒径3μm程度ま
で微粉砕した。
【0013】次に、得られた粉末を15KOeの磁場中
で約2tonf/cmの圧力をかけてプレス成形した
のち、得られた成形体をアルゴン雰囲気中において10
00℃で1時間の条件で焼結を行い、室温まで急冷した
後さらに所定の熱処理を施した。
【0014】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表1のNo.1に
示す結果となった。
【0015】(比較例1)Nd0.16Fe0.75
0.010.070.01なる組成の合金をアル
ゴン雰囲気中に調整したボタン溶解炉を用いて溶製し
た。次いで、溶製合金をインゴットにして乳鉢内で粗粉
砕した後、ジェットミルにて平均粒径3μm程度まで微
粉砕した。
【0016】次に、得られた粉末を15KOeの磁場中
で約2tonf/cmの圧力をかけてプレス成形した
のち、得られた成形体をアルゴン雰囲気中において10
00℃で1時間の条件で焼結を行い、室温まで急冷した
後さらに所定の熱処理を施した。
【0017】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表1のNo.2に
示す結果となった。
【0018】(実施例2)Nd0.15Fe0.75
0.01Ta0.010.060.02なる組成
の合金をアルゴン雰囲気中に調整したボタン溶解炉を用
いて溶製した。次いで、溶製合金をアルゴン雰囲気中に
置いた回転ディスク上に流下して超急冷することによっ
てリボン状の薄帯を作成した。続いて、前記リボン状の
薄帯を乳鉢内で粗粉砕した後、ジェットミルにて平均粒
径3μm程度まで微粉砕した。
【0019】次に、得られた粉末を15KOeの磁場中
で約2tonf/cmの圧力をかけてプレス成形した
のち、得られた成形体をアルゴン雰囲気中において10
00℃で1時間の条件で焼結を行い、室温まで急冷した
後さらに所定の熱処理を施した。
【0020】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表1のNo.3に
示す結果となった。
【0021】(比較例2)Nd0.15Fe0.75
0.01Ta0.010.060.02なる組成
の合金をインゴットにして乳鉢内で粗粉砕した後、ジェ
ットミルにて平均粒径3μm程度まで微粉砕した。
【0022】次に、得られた粉末を15KOeの磁場中
で約2tonf/cmの圧力をかけてプレス成形した
のち、得られた成形体をアルゴン雰囲気中において10
00℃で1時間の条件で焼結を行い、室温まで急冷した
後さらに所定の熱処理を施した。
【0023】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表1のNo.4に
示す結果となった。
【0024】(実施例3)Nd0.17Fe0.75
0.040.04なる組成の合金をアルゴン雰囲気
中に調整したボタン溶解炉を用いて溶製した。次いで、
溶製合金をアルゴン雰囲気中に置いた回転ディスク上に
流下して超急冷することによってリボン状の薄帯を作成
した。続いて、前記リボン状の薄帯を乳鉢内で粗粉砕し
た後、ジェットミルにて平均粒径3μm程度まで微粉砕
した。
【0025】次に、得られた粉末を15KOeの磁場中
で約2tonf/cmの圧力をかけてプレス成形した
のち、得られた成形体をアルゴン雰囲気中において10
00℃で1時間の条件で焼結を行い、室温まで急冷した
後さらに所定の熱処理を施した。
【0026】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表1のNo.5に
示す結果となった。
【0027】(比較例3)Nd0.17Fe0.75
0.040.04なる組成の合金をアルゴン雰囲気
中に調整したボタン溶解炉を用いて溶製した。次いで、
溶製合金をインゴットにて乳鉢内で粗粉砕した後、ジェ
ットミルにて平均粒径3μm程度まで微粉砕した。
【0028】次に、得られた粉末を15KOeの磁場中
で約2tonf/cmの圧力をかけてプレス成形した
のち、得られた成形体をアルゴン雰囲気中において10
00℃で1時間の条件で焼結を行い、室温まで急冷した
後さらに所定の熱処理を施した。
【0029】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表1のNo.6に
示す結果となった。
【0030】
【表1】
【0031】表1に示すように、本発明例No.1,
3,5の磁石では、比較例No.2,4,6の磁石に比
べて保磁力()および最大エネルギ積
((BH)max)がより優れていることが明らかであ
る。
【0032】(実施例4)Nd0.14Pr0.02
0.75Nb0.010.070.01なる組成
の合金をアルゴン雰囲気中に調整したボタン溶解炉を用
いて溶製した。次いで、溶製合金をアルゴン雰囲気中に
置いた回転ディスク上に流下して超急冷することによっ
てリボン状の薄帯を作成した。続いて、前記リボン状の
薄帯を乳鉢内で粗粉砕した後、ジェットミルにて平均粒
径3μm程度まで微粉砕した。
【0033】次に、得られた粉末を93重量%と、ポリ
アミド(商品名:ナイロン)12を7重量%の割合で混
合し、250℃で混練したのち、250℃に加熱した金
型内に入れて15KOeの磁場中で約2tonf/cm
の圧力をかけてプレス成形してプラスチック磁石を製
造した。
【0034】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表2のNo.7に
示す結果となった。
【0035】(比較例4)Nd0.14Pr0.02
0.75Nb0.010.070.01なる組成
の合金をアルゴン雰囲気中に調整したボタン溶解炉を用
いて溶製した。次いで、溶製合金をインゴットにして乳
鉢内で粗粉砕した後、ジェットミルにて平均粒径3μm
程度まで微粉砕した。
【0036】次に、得られた粉末を93重量%と、ポリ
アミド(商品名:ナイロン)12を7重量%の割合で混
合し、250℃で混練したのち、250℃に加熱した金
型内に入れて15KOeの磁場中で約2tonf/cm
の圧力をかけてプレス成形してプラスチック磁石を製
造した。
【0037】次いで、得られた磁石の残留磁束密度(B
r),保磁力(),最大エネルギ積
((BH)max)を調べたところ、表2のNo.8に
示す結果となった。
【0038】
【表2】
【0039】表2に示すように、本発明例No.7の磁
石では、比較例No.8の磁石に比べて保磁力
)および最大エネルギ積((BH)m
ax)がより優れていることが明らかである。
【0040】
【発明の効果】以上説明してきたように、この発明によ
る永久磁石用粉末は、一般式R1−α−β−γαβ
γで表わされ、Rが希土類元素の1種または2種以
上、MがFe,Co,Ni,Mnの1種または2種以
上、AがTi,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,M
o,Wの1種または2種以上、XがB,C,N,Si,
Pの1種または2種以上であり、0.60≦α≦0.8
5、0≦β≦0.10、γ<0.15である組成の合金
溶湯を超急冷してなるものであり、また、この発明によ
る永久磁石は上記永久磁石用粉末を磁場中プレス成形し
てなるものであるから、残留磁束密度(Br)に優れて
いると共に、とくに保磁力()および最
大エネルギ積((BH)max)が大きな値を示す永久
磁石を得ることができ、家庭電化製品、音響製品、時計
部品、自動車部品、精密機器等々の小型軽量化,高性能
化ならびに低コスト化を永久磁石の面から実現すること
が可能であるという非常に優れた効果をもたらしうるも
のである。
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01F 1/053 1/08 B 7371−5E

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 式、R1−α−β−γαβγで表
    わされ、Rが希土類元素の1種または2種以上、MがF
    e,Co,Ni,Mnの1種または2種以上、AがT
    i,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wの1
    種または2種以上、XがB,C,N,Si,Pの1種ま
    たは2種以上であり、 0.60≦α≦0.85、 0≦β≦0.10、 γ<0.15 である組成の合金溶湯を超急冷してなることを特徴とす
    る永久磁石用粉末。
  2. 【請求項2】 合金溶湯を超急冷して直接粉末化してな
    る請求項1記載の永久磁石用粉末。
  3. 【請求項3】 合金溶湯を超急冷した薄帯を粉砕して粉
    末化してなる請求項1記載の永久磁石用粉末。
  4. 【請求項4】 式、R1−α−β−γαβγで表
    わされ、Rが希土類元素の1種または2種以上、MがF
    e,Co,Ni,Mnの1種または2種以上、AがT
    i,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,Wの1
    種または2種以上、XがB,C,N,Si,Pの1種ま
    たは2種以上であり、 0.60≦α≦0.85、 0≦β≦0.10、 γ<0.15 である組成の合金溶湯を超急冷して得た粉末を磁場中プ
    レス成形してなることを特徴とする永久磁石。
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