JPH05234733A - 焼結磁石 - Google Patents
焼結磁石Info
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- JPH05234733A JPH05234733A JP4070368A JP7036892A JPH05234733A JP H05234733 A JPH05234733 A JP H05234733A JP 4070368 A JP4070368 A JP 4070368A JP 7036892 A JP7036892 A JP 7036892A JP H05234733 A JPH05234733 A JP H05234733A
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- sintered magnet
- coercive force
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 R(Yを含む希土類元素の少なくとも1
種)、T(Fe、またはFeおよびCo)およびBを主
成分とし、Cu:0.1〜0.5重量%およびAl:
0.2〜0.6重量%を含有する焼結磁石。 【効果】 CuおよびAlの複合添加により保磁力が著
しく向上する。また、特性向上のためにCoを添加する
と保磁力が減少するが、Coに加えCuおよびAlを複
合添加すると保磁力が著しく向上し、Coを添加しない
でCuおよびAlを複合添加した場合よりも高い保磁力
が得られる。しかも、Coの効果である熱安定性、温度
特性、耐食性等の向上効果も実現する。
種)、T(Fe、またはFeおよびCo)およびBを主
成分とし、Cu:0.1〜0.5重量%およびAl:
0.2〜0.6重量%を含有する焼結磁石。 【効果】 CuおよびAlの複合添加により保磁力が著
しく向上する。また、特性向上のためにCoを添加する
と保磁力が減少するが、Coに加えCuおよびAlを複
合添加すると保磁力が著しく向上し、Coを添加しない
でCuおよびAlを複合添加した場合よりも高い保磁力
が得られる。しかも、Coの効果である熱安定性、温度
特性、耐食性等の向上効果も実現する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類焼結磁石に関す
る。
る。
【0002】
【従来の技術】高性能を有する希土類磁石としては、粉
末冶金法によるSm−Co系磁石でエネルギー積32M
GOeのものが量産されている。しかし、このものは、
Sm、Coの原料価格が高いという欠点を有する。希土
類元素の中では原子量の小さい元素、例えば、CeやP
r、Ndは、Smよりも豊富にあり価格が安い。また、
FeはCoに比べ安価である。そこで、近年Nd−Fe
−B磁石やNd−Fe−Co−B磁石等のR−T−B系
磁石(TはFe、またはFeおよびCo)が開発され、
特開昭59−46008号公報には焼結磁石が開示され
ている。焼結法による磁石では、従来のSm−Co系の
粉末冶金プロセス(溶解→鋳造→インゴット粗粉砕→微
粉砕→成形→焼結→磁石)を適用でき、また、高い磁気
特性を得ることも容易である。
末冶金法によるSm−Co系磁石でエネルギー積32M
GOeのものが量産されている。しかし、このものは、
Sm、Coの原料価格が高いという欠点を有する。希土
類元素の中では原子量の小さい元素、例えば、CeやP
r、Ndは、Smよりも豊富にあり価格が安い。また、
FeはCoに比べ安価である。そこで、近年Nd−Fe
−B磁石やNd−Fe−Co−B磁石等のR−T−B系
磁石(TはFe、またはFeおよびCo)が開発され、
特開昭59−46008号公報には焼結磁石が開示され
ている。焼結法による磁石では、従来のSm−Co系の
粉末冶金プロセス(溶解→鋳造→インゴット粗粉砕→微
粉砕→成形→焼結→磁石)を適用でき、また、高い磁気
特性を得ることも容易である。
【0003】R−T−B系磁石では、Co添加により熱
安定性や、温度特性、耐食性などを改善している。しか
し、Coを添加すると、保磁力が著しく減少し、高い角
形比が得られなくなる。また、最適熱処理条件の範囲が
狭くなるため、生産性が悪くなる。
安定性や、温度特性、耐食性などを改善している。しか
し、Coを添加すると、保磁力が著しく減少し、高い角
形比が得られなくなる。また、最適熱処理条件の範囲が
狭くなるため、生産性が悪くなる。
【0004】このため、特開平1−219143号公報
では、保磁力および角形性を改善するために、Cuを
0.02〜0.5原子%添加することが提案されてい
る。しかし、Cuを添加しても保磁力改善効果は十分で
はない。
では、保磁力および角形性を改善するために、Cuを
0.02〜0.5原子%添加することが提案されてい
る。しかし、Cuを添加しても保磁力改善効果は十分で
はない。
【0005】また、R−T−B系磁石の保磁力を改善す
るために、Alを添加することが知られている。しか
し、Alの添加による保磁力向上効果も不十分である。
るために、Alを添加することが知られている。しか
し、Alの添加による保磁力向上効果も不十分である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、R−T−B系焼結磁石の保
磁力を向上させることを目的とし、特に、Coを添加し
た場合の保磁力低下を防ぐことを目的とする。
情からなされたものであり、R−T−B系焼結磁石の保
磁力を向上させることを目的とし、特に、Coを添加し
た場合の保磁力低下を防ぐことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
(1)〜(4)の本発明により達成される。 (1)R(Rは、Yを含む希土類元素の少なくとも1種
である。)、T(Tは、Fe、またはFeおよびCoで
ある。)およびBを主成分とする焼結磁石であって、C
u:0.1〜0.5重量%およびAl:0.2〜0.6
重量%を含有することを特徴とする焼結磁石。
(1)〜(4)の本発明により達成される。 (1)R(Rは、Yを含む希土類元素の少なくとも1種
である。)、T(Tは、Fe、またはFeおよびCoで
ある。)およびBを主成分とする焼結磁石であって、C
u:0.1〜0.5重量%およびAl:0.2〜0.6
重量%を含有することを特徴とする焼結磁石。
【0008】(2)Coの含有量が3重量%以下である
上記(1)に記載の焼結磁石。
上記(1)に記載の焼結磁石。
【0009】(3)M(Mは、Ag、Ga、Mn、S
n、Mg、V、Ti、Cr、Nb、ZrおよびMoの少
なくとも1種である)が含有される上記(1)または
(2)に記載の焼結磁石。 (4)R含有量が31重量%以下である上記(1)ない
し(3)のいずれかに記載の焼結磁石。
n、Mg、V、Ti、Cr、Nb、ZrおよびMoの少
なくとも1種である)が含有される上記(1)または
(2)に記載の焼結磁石。 (4)R含有量が31重量%以下である上記(1)ない
し(3)のいずれかに記載の焼結磁石。
【0010】
【作用および効果】本発明のR−T−B系焼結磁石は、
CuおよびAlを所定量含有する。CuおよびAlを複
合添加することにより、Cuを単独添加した場合および
Alを単独添加した場合のいずれよりも高い保磁力が得
られる。
CuおよびAlを所定量含有する。CuおよびAlを複
合添加することにより、Cuを単独添加した場合および
Alを単独添加した場合のいずれよりも高い保磁力が得
られる。
【0011】また、従来、熱安定性や、温度特性、耐食
性等の向上のために添加するCoにより、保磁力が低下
することが報告されていたが、Co、CuおよびAl
を、それぞれ上記範囲にて添加することにより、保磁力
が著しく改善され、Coを添加せずにCuおよびAlを
複合添加した場合よりも高い保磁力が得られる。R−T
−B系焼結磁石製造の際に用いる母合金インゴットは、
強磁性のR2 Fe14B相(主相)と、非磁性でRに富む
相(Rリッチ相)とを有し、結晶粒を構成する主相を、
結晶粒界を構成するRリッチ相が被覆している組織構造
をもっている。Rリッチ相は、焼結時に液相化すること
により焼結を促進する作用を有し、また、焼結後に磁石
の保磁力発生に重要な働きを果たす。このため、高い残
留磁束密度を得ようとしてR含有量を少なくすると、高
保磁力が得られなくなってしまうが、CuおよびAlの
複合添加により、R含有量の少ない、例えばR含有量が
31重量%以下である磁石の保磁力を著しく改善するこ
とができる。
性等の向上のために添加するCoにより、保磁力が低下
することが報告されていたが、Co、CuおよびAl
を、それぞれ上記範囲にて添加することにより、保磁力
が著しく改善され、Coを添加せずにCuおよびAlを
複合添加した場合よりも高い保磁力が得られる。R−T
−B系焼結磁石製造の際に用いる母合金インゴットは、
強磁性のR2 Fe14B相(主相)と、非磁性でRに富む
相(Rリッチ相)とを有し、結晶粒を構成する主相を、
結晶粒界を構成するRリッチ相が被覆している組織構造
をもっている。Rリッチ相は、焼結時に液相化すること
により焼結を促進する作用を有し、また、焼結後に磁石
の保磁力発生に重要な働きを果たす。このため、高い残
留磁束密度を得ようとしてR含有量を少なくすると、高
保磁力が得られなくなってしまうが、CuおよびAlの
複合添加により、R含有量の少ない、例えばR含有量が
31重量%以下である磁石の保磁力を著しく改善するこ
とができる。
【0012】
【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。
に説明する。
【0013】<磁石組成>本発明の焼結磁石は、R(R
はYを含む希土類元素のうち少なくとも1種であ
る。)、T(Tは、Fe、またはFeおよびCoであ
る。)およびBを主成分とし、さらにCu:0.1〜
0.5重量%およびAl:0.2〜0.6重量%を含有
する。CuおよびAlの好ましい含有量は、Cu:0.
15〜0.25重量%およびAl:0.3〜0.5重量
%である。
はYを含む希土類元素のうち少なくとも1種であ
る。)、T(Tは、Fe、またはFeおよびCoであ
る。)およびBを主成分とし、さらにCu:0.1〜
0.5重量%およびAl:0.2〜0.6重量%を含有
する。CuおよびAlの好ましい含有量は、Cu:0.
15〜0.25重量%およびAl:0.3〜0.5重量
%である。
【0014】Cuの含有量およびAlの含有量の少なく
とも一方が前記範囲未満となると、保磁力向上効果が臨
界的に減少し、少なくとも一方が前記範囲を超えると、
残留磁束密度が低くなってしまう。
とも一方が前記範囲未満となると、保磁力向上効果が臨
界的に減少し、少なくとも一方が前記範囲を超えると、
残留磁束密度が低くなってしまう。
【0015】磁石中のCo含有量は、3重量%以下、好
ましくは1.5重量%以下とする。Co含有量が前記範
囲を超えると、CuおよびAlを添加しても保磁力低下
が生じてしまう。なお、CuおよびAlを添加した上で
Coの含有量を1.0重量%以上とすることにより、保
磁力はさらに向上し、また、熱安定性、温度特性、耐食
性も改善される。
ましくは1.5重量%以下とする。Co含有量が前記範
囲を超えると、CuおよびAlを添加しても保磁力低下
が生じてしまう。なお、CuおよびAlを添加した上で
Coの含有量を1.0重量%以上とすることにより、保
磁力はさらに向上し、また、熱安定性、温度特性、耐食
性も改善される。
【0016】また、CuおよびAlの他、M(Mは、A
g、Ga、Mn、Sn、Mg、V、Ti、Cr、Nb、
ZrおよびMoの少なくとも1種である)が含有されて
いてもよいが、残留磁束密度の低下を防ぐために、これ
らの合計添加量は2.0重量%以下とすることが好まし
い。これらは、保磁力の温度係数や不可逆減磁等を改善
するために添加される。
g、Ga、Mn、Sn、Mg、V、Ti、Cr、Nb、
ZrおよびMoの少なくとも1種である)が含有されて
いてもよいが、残留磁束密度の低下を防ぐために、これ
らの合計添加量は2.0重量%以下とすることが好まし
い。これらは、保磁力の温度係数や不可逆減磁等を改善
するために添加される。
【0017】Co、CuおよびAl以外の組成は特に限
定されないが、Rを27〜38重量%、Tを51〜72
重量%、Bを0.5〜4.5重量%を含有することが好
ましい。R含有量が少なすぎると、鉄に富む相が析出し
て高保磁力が得られなくなり、R含有量が多すぎると、
高残留磁束密度が得られなくなる。B含有量が少なすぎ
ると高保磁力が得られなくなり、B含有量が多すぎると
高残留磁束密度が得られなくなる。
定されないが、Rを27〜38重量%、Tを51〜72
重量%、Bを0.5〜4.5重量%を含有することが好
ましい。R含有量が少なすぎると、鉄に富む相が析出し
て高保磁力が得られなくなり、R含有量が多すぎると、
高残留磁束密度が得られなくなる。B含有量が少なすぎ
ると高保磁力が得られなくなり、B含有量が多すぎると
高残留磁束密度が得られなくなる。
【0018】磁石中には、これらの元素の他、不可避的
不純物あるいは微量添加物として、例えば炭素や酸素が
含有されていてもよい。
不純物あるいは微量添加物として、例えば炭素や酸素が
含有されていてもよい。
【0019】このような組成を有する本発明の焼結磁石
は、実質的に正方晶系の結晶構造の主相を有する。そし
て、通常、体積比で0.5〜10%程度の非磁性相を含
むものである。また、平均結晶粒径は、5〜20μm 程
度である。
は、実質的に正方晶系の結晶構造の主相を有する。そし
て、通常、体積比で0.5〜10%程度の非磁性相を含
むものである。また、平均結晶粒径は、5〜20μm 程
度である。
【0020】<製造方法>本発明の磁石は、焼結法によ
り製造される。用いる焼結法に特に制限はないが、例え
ば下記の方法を用いることが好ましい。
り製造される。用いる焼結法に特に制限はないが、例え
ば下記の方法を用いることが好ましい。
【0021】まず、目的とする組成の合金を鋳造し、合
金インゴットを得る。
金インゴットを得る。
【0022】次に、好ましくは合金インゴットに水素を
吸蔵させ、さらに水素を放出させて脆化させた後、合金
インゴットをスタンプミル等により粒径10〜500μ
m 程度まで粗粉砕し、次いで、ボールミル、ジェットミ
ル等により0.5〜10μm、特に2〜5μm 程度の粒
径にまで微粉砕する。
吸蔵させ、さらに水素を放出させて脆化させた後、合金
インゴットをスタンプミル等により粒径10〜500μ
m 程度まで粗粉砕し、次いで、ボールミル、ジェットミ
ル等により0.5〜10μm、特に2〜5μm 程度の粒
径にまで微粉砕する。
【0023】微粉砕後、成形する。成形圧力に特に制限
はないが、例えば1〜5ton/cm2 程度とすることが好ま
しい。成形は磁場中にて行なわれることが好ましい。磁
場強度に特に制限はないが、例えば10kOe 以上とする
ことが好ましい。
はないが、例えば1〜5ton/cm2 程度とすることが好ま
しい。成形は磁場中にて行なわれることが好ましい。磁
場強度に特に制限はないが、例えば10kOe 以上とする
ことが好ましい。
【0024】得られた成形体を、焼結する。焼結時の各
種条件に特に制限はないが、例えば1000〜1200
℃で0.5〜12時間、特に1〜5時間程度焼結し、そ
の後、急冷することが好ましい。なお、焼結雰囲気は、
真空中またはArガス等の非酸化性ガス雰囲気であるこ
とが好ましい。
種条件に特に制限はないが、例えば1000〜1200
℃で0.5〜12時間、特に1〜5時間程度焼結し、そ
の後、急冷することが好ましい。なお、焼結雰囲気は、
真空中またはArガス等の非酸化性ガス雰囲気であるこ
とが好ましい。
【0025】焼結後、時効処理を施す。本発明では、2
段時効処理を施すことが好ましい。1段目の時効処理工
程では、700〜900℃の範囲内に1〜3時間保持す
る。次いで、室温〜200℃の範囲内にまで急冷する第
1急冷工程を設ける。2段目の時効処理工程では、50
0〜700℃の範囲内に1〜3時間保持する。次いで、
室温まで急冷する第2急冷工程を設ける。第1急冷工程
および第2急冷工程における冷却速度は、それぞれ10
℃/min以上、特に10〜30℃/minとすることが好まし
い。また、各時効処理工程における保持温度にまで昇温
する速度は特に限定されないが、通常、2〜10℃/min
程度とすればよい。なお、時効処理は、真空中または非
酸化性雰囲気中で施されることが好ましい。
段時効処理を施すことが好ましい。1段目の時効処理工
程では、700〜900℃の範囲内に1〜3時間保持す
る。次いで、室温〜200℃の範囲内にまで急冷する第
1急冷工程を設ける。2段目の時効処理工程では、50
0〜700℃の範囲内に1〜3時間保持する。次いで、
室温まで急冷する第2急冷工程を設ける。第1急冷工程
および第2急冷工程における冷却速度は、それぞれ10
℃/min以上、特に10〜30℃/minとすることが好まし
い。また、各時効処理工程における保持温度にまで昇温
する速度は特に限定されないが、通常、2〜10℃/min
程度とすればよい。なお、時効処理は、真空中または非
酸化性雰囲気中で施されることが好ましい。
【0026】時効処理後、必要に応じて着磁される。
【0027】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。
をさらに詳細に説明する。
【0028】鋳造により合金インゴットを作製した。こ
の合金インゴットをジョークラッシャおよびブラウンミ
ルにより−#32にまで粗粉砕し、次いで、ジェットミ
ルにより微粉砕した。得られた微粉砕粉を、15kOe の
磁場中にて1.5ton/cm2 の圧力で加圧して成形し、得
られた成形体をAr雰囲気中で1100℃にて2時間焼
結し、これを急冷後、Ar雰囲気中で2段時効処理を行
なって、下記表1に示される焼結磁石サンプルを得た。
なお、1段目の時効処理は850℃で1時間行ない、2
段目の時効処理はそれぞれの組成における最適時効温度
で行なった。
の合金インゴットをジョークラッシャおよびブラウンミ
ルにより−#32にまで粗粉砕し、次いで、ジェットミ
ルにより微粉砕した。得られた微粉砕粉を、15kOe の
磁場中にて1.5ton/cm2 の圧力で加圧して成形し、得
られた成形体をAr雰囲気中で1100℃にて2時間焼
結し、これを急冷後、Ar雰囲気中で2段時効処理を行
なって、下記表1に示される焼結磁石サンプルを得た。
なお、1段目の時効処理は850℃で1時間行ない、2
段目の時効処理はそれぞれの組成における最適時効温度
で行なった。
【0029】これらのサンプルについて、保磁力( iH
c )および残留磁束密度(Br )を測定した。結果を表
1に示す。
c )および残留磁束密度(Br )を測定した。結果を表
1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】表1に示される結果から本発明の効果が明
らかである。
らかである。
【0032】すなわち、CuおよびAlを添加したサン
プルNo. 7では、Al単独添加のサンプルNo. 8に比べ
iHc が向上している。
プルNo. 7では、Al単独添加のサンプルNo. 8に比べ
iHc が向上している。
【0033】また、Coだけを添加したサンプルNo. 2
では iHc が著しく低いが、Coに加え、AlおよびC
uを複合添加したサンプルNo. 5では、 iHc が著増し
ており、Coを添加せずにCuおよびAlを複合添加し
たサンプルNo. 6および7よりも iHc が高くなってい
る。これに対し、Coに加え、CuまたはAlを単独添
加したサンプルNo. 3および4では、 iHc は僅かしか
改善されていない。表1に示されるように、本発明では
R含有量が30.5重量%と少ない場合でも、15kOe
を超える高い保磁力が得られる。
では iHc が著しく低いが、Coに加え、AlおよびC
uを複合添加したサンプルNo. 5では、 iHc が著増し
ており、Coを添加せずにCuおよびAlを複合添加し
たサンプルNo. 6および7よりも iHc が高くなってい
る。これに対し、Coに加え、CuまたはAlを単独添
加したサンプルNo. 3および4では、 iHc は僅かしか
改善されていない。表1に示されるように、本発明では
R含有量が30.5重量%と少ない場合でも、15kOe
を超える高い保磁力が得られる。
Claims (4)
- 【請求項1】 R(Rは、Yを含む希土類元素の少なく
とも1種である。)、T(Tは、Fe、またはFeおよ
びCoである。)およびBを主成分とする焼結磁石であ
って、 Cu:0.1〜0.5重量%およびAl:0.2〜0.
6重量%を含有することを特徴とする焼結磁石。 - 【請求項2】 Coの含有量が3重量%以下である請求
項1に記載の焼結磁石。 - 【請求項3】 M(Mは、Ag、Ga、Mn、Sn、M
g、V、Ti、Cr、Nb、ZrおよびMoの少なくと
も1種である)が含有される請求項1または2に記載の
焼結磁石。 - 【請求項4】 R含有量が31重量%以下である請求項
1ないし3のいずれかに記載の焼結磁石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4070368A JPH05234733A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 焼結磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4070368A JPH05234733A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 焼結磁石 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05234733A true JPH05234733A (ja) | 1993-09-10 |
Family
ID=13429433
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4070368A Pending JPH05234733A (ja) | 1992-02-20 | 1992-02-20 | 焼結磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05234733A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112006000070T5 (de) | 2005-07-15 | 2008-08-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Seltenerdmetall-Sintermagnet und Verfahren zu seiner Herstellung |
US8182618B2 (en) | 2005-12-02 | 2012-05-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Rare earth sintered magnet and method for producing same |
-
1992
- 1992-02-20 JP JP4070368A patent/JPH05234733A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112006000070T5 (de) | 2005-07-15 | 2008-08-14 | Hitachi Metals, Ltd. | Seltenerdmetall-Sintermagnet und Verfahren zu seiner Herstellung |
US9551052B2 (en) | 2005-07-15 | 2017-01-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Rare earth sintered magnet and method for production thereof |
US8182618B2 (en) | 2005-12-02 | 2012-05-22 | Hitachi Metals, Ltd. | Rare earth sintered magnet and method for producing same |
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