JPH0527241B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0527241B2 JPH0527241B2 JP59036923A JP3692384A JPH0527241B2 JP H0527241 B2 JPH0527241 B2 JP H0527241B2 JP 59036923 A JP59036923 A JP 59036923A JP 3692384 A JP3692384 A JP 3692384A JP H0527241 B2 JPH0527241 B2 JP H0527241B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sintering
- temperature
- heat treatment
- cooling
- permanent magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 40
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims description 34
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 29
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 23
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 15
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 7
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 44
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 24
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 23
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 21
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 15
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 9
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 8
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 7
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 7
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 6
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 6
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 5
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001047 Hard ferrite Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N copper;5,10,15,20-tetraphenylporphyrin-22,24-diide Chemical group [Cu+2].C1=CC(C(=C2C=CC([N-]2)=C(C=2C=CC=CC=2)C=2C=CC(N=2)=C(C=2C=CC=CC=2)C2=CC=C3[N-]2)C=2C=CC=CC=2)=NC1=C3C1=CC=CC=C1 RKTYLMNFRDHKIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013590 bulk material Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 239000003562 lightweight material Substances 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000010583 slow cooling Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- 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
- H01F1/032—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
- 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
- H01F1/0577—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 sintered
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
［技術分野］
本発明は高価で資源希少なコバルトを必ずしも
使用しなくてもよい希土類鉄系永久磁石材料の製
造方法に関する。 ［技術的背景］ 永久磁石材料は一般家庭の各種電気製品から大
型コンピユータの周辺機器まで幅広い分野で使用
される極めて重要な電気、電子材料の一つであ
る。近年の電気、電子機器の小型化、高効率化の
要求に伴ない永久磁石材料は増々高性能化が求め
られている。 現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、ハー
ドフエ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伴ないコ
バルトを20〜30重量％含むアルニコ磁石の需要は
減少し安価なハードフエライトが磁石材料の主流
を占めるようになつた。一方希土類コバルト磁石
はコバルトを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を使用するため非
常に高価である。しかし他の磁石に比べて磁石特
性が格段に高いため主として小型で付加価値の高
い磁気回路に使用されている。希土類磁石がもつ
と広い分野で安価にかつ多量に使用されるには高
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軽希土類を主成分とする
ことが必要である。このような永久磁石材料への
試みはなされている。例えばクラーク（A.E.
Clark）はスパツタリングにより作つた非晶質
TbFe2は4.2〓で29.5MGOeのエネルギー積をも
ち、これを300〜500℃で熱処理すると室温で保磁
力iHcが3.4kOe、最大エネルギー積（BH）max
は7MGOeを示すことに見い出した。同様な研究
はSmFe2についても行われ77〓で9.2MGOeのエ
ネルギー積を示すことが報告されている。しかし
これらの材料はどれもスパツタリングにより作成
された薄膜であり実用できる磁石とはならない。
またPrFe系合金の超急冷により作つたリボンは
保磁力iHcが2.8kOeを示すことが報告された。更
にクーン等は（FeB）0.9Tb0.05La0.05の超急冷によ
る非晶質リボンを627℃で焼鈍すると保磁力iHc
は9kOeにも達し残留磁束密度Brは5kGであるこ
とを見い出した。しかしこの場合磁化曲線の角形
性が悪いためその（BH）maxは低い（N.C.
Koon他、Appl.Phys.Lett.39(10)、1981、840〜842
頁）、又カバコフ（L.Kabacoff）等は（FeB）1-x
Prx（ｘ＝０〜0.3原子比）の組成を有するリボン
を超急冷により作製しFe−Pr二成分系が室温で
kOeレベルの保磁力をもつものがあると報告して
いる。しかしこれらの超急冷リボン又はスパツタ
薄膜はそれ自体として使用可能な実用永久磁石
（体）ではないのでリボンや薄膜から実用永久磁
石を得ることはできない。即ち従来のFe−Ｂ−
Ｒ系超急冷リボン又はRFe系スパツタ薄膜からは
任意の形状、寸法を有するバルク磁石（体）を得
ることができない。これまでに報告されたFe−
Ｂ−Ｒ系リボンの磁化曲線は角形性が悪く、従来
慣用の磁石に対抗できる実用永久磁石材料とはな
り得ない。又上記スパツ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これらから磁気異
方性の実用永久磁石を得ることは事実上不可能で
ある。 ［目的］ 本発明の目的は上述の従来法の欠点を排除し
た、Co等の高価な物質を含まない新規な実用永
久磁石材料を得ることにある。また本発明は室温
以上で良好な磁気特性を有し、任意の形状実用寸
法に成形でき磁化曲線の角形性が高くしかもＲと
して必ずしもSm等の稀少資源を用いる必要がな
く資源的に豊富な軽希土類元素を有効に使用でき
るものを得ることを目的とするものである。 ［発明の構成概要］ 本発明者等は先にSm、Coを必ずしも用いる必
要のないFeBR系永久磁石材料を発明した（特願
昭57−145072）。このFeBR系永久磁石材料は、
従来知られているRCo5やR2Co17化合物とは異な
る新しい化合物を基礎とし、特にボロンＢは、従
来の、たとえば非晶質合金作成時の非晶質促進元
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、このFeBR系永久磁石材
料の実体的内容を構成する磁気的に安定で高い磁
気異方性定数を有するＲ−Fe−Ｂ化合物の必須
構成元素であることを明らかにした（なお、上記
FeBR系永久磁石材料に基づき、適当なミクロ組
織を形成することによつて磁気異方性焼結永久磁
石が得られることも明らかにした）。更に、こう
したFeBR系永久磁石材料が、所定の組成を有す
る平均粒度0.3〜80μｍの合金粉末（組成物）を成
形し、非酸化性雰囲気において900〜1200℃で焼
結することによつて製造できること、更に焼結後
に特定の条件下で熱処理を施すことにより焼結後
の磁気特性を改善できることも発明し、別途出願
した（特願昭58−88372、同58−90801）。 本発明者等は前記目的を達成するためFeBr三
元化合物に基づく結晶質の永久磁石材料の製造方
法について更に詳細な検討の結果熱処理工程に於
て特定の条件からなる２段熱処理を施すとさらに
保磁力ならびに減磁曲線の角形性が著しく改善さ
れ磁石特性のバラツキも減少できることを見出し
たものである。即ち本発明は原子百分率として８
〜30％のＲ（但しＲはＹを包含する希土類元素の
少くとも一種）、２〜28％のＢ、および残部Feお
よび不可避の不純物からなる平均粒度0.3〜80μｍ
の合金粉末を成形する工程、還元性又は非酸化性
雰囲気中にて900〜1200℃で焼結する工程、焼結
後750〜1000℃の温度で0.5時間以上１次熱処理し
た後10℃／minを超え2000℃／min以下の冷却速
度で750〜700℃の温度域を冷却し、さらに480〜
700℃の温度で２次熱処理する工程からなる永久
磁石材料の製造方法である。所定の２段熱処理に
よつて、同一組成の焼結体につちいて熱処理を施
していないものに対してはもちろんのこと１段熱
処理を施したものに対しても保磁力及び減磁曲線
の角形性のより一層の改善効果が認められる。こ
の点、例えば希土類元素Ｒの増加による保磁力の
増大の場合残留磁束密度の減少をもたらすこと
（特願昭57−145072号参照）に対比するとその意
義は極めて大きい。 ［発明の好適な実施の態様］ 以下本発明について詳述する。 本発明により得られる永久磁石材料においてＢ
は保磁力iHcが3kOe以上を満たすために２％
（以下％は合金中の原子百分率を示す）以上であ
り、残留磁束密度Brがハードフエライトよりは
るかに高い約6kG以上を得るために28％以上が必
要である。又Ｒは保磁力3kOe以上のために８％
が必要である。しかしＲは燃えやすく工業的取
扱、製造上の困難のため、また高価でもあるため
30％以下とする。 Ｒとしては資源的に豊富な軽希土類を用いるこ
とができ、必ずしもSmを必要とせず或いはSmを
主体とする必要もないので安価でありきわめて有
用である。 本発明で用いる希土類元素ＲはＹを包含し、軽
希土類及び重希土類を包含する希土類元素であり
そのうちの１種以上を用いる。即ちＲとしては
Nd、Pr、La、Ce、Tb、Dy、Ho、Er、Eu、
Sm、Gd、Pm、Tm、Yb、Lu、Ｙが包含され
る。Ｒとしては特にNd、Prが好ましい。また通
例ＲとしてNd、Pr、Dy、Tb、Ho等のうち１種
をもつて足りるが実用上は２種以上の混合物（ミ
ツシユメタル、ジジム等）を入手上の便宜等の理
由により用いることができる。Sm、Ｙ、La、
Ce、Gd等は他のＲ特に、Nd、Pr、Dy、Tb、
Ho等の混合物として用いることができる。Smは
含まないか又はできるだけ少ない方がよく、La
も多く含むことは好ましくない。従つてSm、La
は夫々２％以下（より好ましくは１％以下）が好
ましい。なおＲは純希土類元素でなくともよく工
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）
を含有するものでも用いることが出来る。なおＲ
としては、R1としてDy、Tb、Gd、Ho、Er、
Tm、ybの一以上、R2としてNdとPrの合計80％
以上残部R1以外のＹを包含する希土類元素の一
以上の組合せがiHcの増大の効果に最も好まし
い。 ホウ素Ｂとしては純ボロン又はフエロボロンを
用いることが出来、不純物としてAl、Si、Ｃ等
を含むものも用いることが出来る。本発明の磁石
材料にはこれらのＢおよびＲの他はFeが残部を
しめるが製造に際し不可避の不純物が含まれるこ
とは差し支えない。 本発明により得られる永久磁石材料の磁気特性
は８〜30％のＲ、２〜28％のＢ、残部Feの場合
最大エネルギー積（BH）maxはハードフエライ
トの4MGOeをはるかにしのぐ値を示す。 また軽希土類元素（Nd、Pr）を全Ｒ中の50％
以上を含有し、かつ12〜24％のＲ、３〜27％のＢ
および残部Feの場合は（BH）maxが10MGOe以
上を示し好ましい組成範囲である。更には軽希土
類元素（Nd、Pr）を全Ｒ中の50％以上を含有
し、かつ12〜20％のＲ、４〜24％のＢおよび残部
がFeの場合（BH）maxが15MGOe以上で最高
35MGOeにも達する磁気特性を発現する極めて
好ましい組成範囲である。前記R10.05〜５％、
R12.5〜20％、B4〜20％、残部Feの場合、最大エ
ネルギー積（BH）max20MGOe以上を維持しか
つiHc10kOe以上を実現するが、本発明の時効処
理の効果がさらに付加される。さらにR10.2〜３
％、R13〜19％、B5〜11％、残部Feの組成は最
大エネルギー積（BH）max30MGOe以上を示
す。 さらに好ましい範囲について以下に示す。Ｒに
関する限り、Nd＋Prの和が全Ｒ中50％以上（好
ましくは80％以上）あることが高い磁気特性を確
実かつ低コストで実現する上で好ましい。12.5〜
20％Ｒ、５〜15％Ｂ、65〜82.5％Feは（BH）
max20MGOe以上を示す。ここでＲ＞20％、Fe
＜65％ではBrが低下し、Fe＞82.5％ではiHcが低
下する傾向を示す。13〜18％Ｒ、５〜15％Ｂ、57
〜82％Feでは（BH）max25MGOe以上となり、
ここで５〜11Bでは30MGOe以上となる。６〜11
％Ｂ、13〜16％Ｒ、残部Feでは（BH）
max35MGOe以上となり、さらに6.5〜７％Ｂ、
13.5〜14％Ｒ、残部Feの場合（BH）
max40MGOe以上、最高44MGOeにも達する。 本発明により得られる永久磁石材料は上記の組
成合金を粉砕し成形し焼結し更に熱処理して得ら
れるものである。この合金はFeBR三元系正方晶
構造の強磁性相を主相とし、非磁性相（主として
Ｒリツチ相）が主相結晶粒界を囲むものであり、
正方晶は、中心組成R2Fe14Bで表わされるａ軸約
8.8Å、ｃ軸約12.2Åである。非磁性相はわずか
でよく1vol％ですでに十分有効である。 焼結後ないし時効処理後の平均結晶粒径は１〜
80μｍでiHc1kOe以上を示し好ましくは２〜40μ
ｍである。またこの合金のキユリー温度Tcは
Ce160℃〜Tb370℃に亘り、通例300℃以上（Pr、
Nd、Dy、Ho等）である。 以下本発明の製造方法を磁気異方性永久磁石材
料を溶解して製造する場合を例に述べる。 出発原料としてFeは純度99.0％以上の電解鉄、
Ｂは純度99.0％以上の純ボロン及び純度90.0％以
上のフエロボロン、Ｒは純度95％以上のものを使
用した。これらの原料を上記の範囲内で配合調整
して真空ないし、不活性ガス雰囲気中で高周波溶
解、アーク溶解などで溶解し合金化する。これを
冷却して得られた合金をスタンプミル、ジヨーク
ラツシヤーなどで粗粉砕後更にジエツトミル、ボ
ールミル等により微粉砕する。微粉砕は不活性ガ
ス雰囲気中で行なう乾式粉砕もしくはアセトン、
トルエン等を用いる有機溶媒中で行なう湿式粉砕
のいずれも用いることが出来る。微粉砕によつて
得られる合金粉末を平均粒径0.3〜80μｍとする。
平均粒径0.3μｍ未満のものでは微粉砕中ないしそ
の後の工程で粉末の酸化が著しくなり焼結後の密
度が上らず、得られる磁石特性も低い。平均粒度
80μｍをこえるとすぐれた磁石特性とりわけ高い
保磁力が得られない。優れた磁石特性を発現させ
るためには微粉末の平均粒度は１〜40μｍが好ま
しく特に２〜20μｍが最も好ましい。平均粒度0.3
〜80μｍの粉末を磁界中（例えば5kOe以上）で加
圧成形する。成形に用いる圧力は0.5〜3.0トン／
cm2が好ましい。磁界中の加圧成形には粉末をその
まま成形する方法、アセトン、トルエン等有機溶
媒中で成形する方法のいずれも用いることが出来
る。得られた成形体を還元性又は非酸化性雰囲気
中、例えば10-2Torr以下の真空中あるいは１〜
760Torrの圧力下で99.9％以上の不活性ガスない
し還元性ガスの雰囲気中（好ましくは不活性ガス
中）で900〜1200℃の温度で所定時間焼結する。
焼結温度が900℃未満では十分な焼結密度が得ら
れず、また高い残留磁束密度も得られない。また
1200℃をこえると焼結体が変化し結晶粒の配向が
くずれるため残留磁束密度の低下と減磁曲線の角
形性が低下する。また焼結時間は５分以上であれ
ばよいがあまり長時間では量産性の点で問題であ
るので磁石特性の発現性等から0.5〜４時間が好
ましい。なお焼結雰囲気は組成分中のＲが高温で
極めて酸化されやすいので非酸化性雰囲気である
高真空、不活性ガス又は還元性ガス等の雰囲気を
高度に確保することが好ましい。不活性ガスを用
いる場合には高い焼結密度を得るため１〜
760Torr未満の減圧雰囲気下で行なうことも出来
る。 焼結時の昇温速度は特に規定する必要はないが
湿式成形方式を用いた有機溶媒の溶媒除去のため
40℃／分以下で昇温を行なうかあるいは昇温途中
200〜800℃の温度範囲で0.5時間以上保持するこ
とが好ましい。焼結後冷却する場合の冷却速度は
20℃／分以上が製品のバラツキを少くするために
好ましく、引き続く熱処理の時効処理による磁石
特性を高めるためには焼結後の冷却速度は100
℃／分以上が好ましい（但し焼結に続いて直ちに
熱処理工程に入ることもできる）。 焼結後の熱処理は以下の工程から成る。先ず焼
結体を750〜1000℃の温度で0.5時間以上１段目の
熱処理した後、10℃／minを超え2000℃／min以
下の冷却速度で750〜700℃の温度域を冷却した後
さらに480〜700℃の温度で２段目の熱処理をする
ことから成る。 １段目の熱処理温度は、750℃未満では１段目
の熱処理が有効とならず、得られる保磁力の増大
量が低く、1000℃を越えると焼結体の結晶が粒成
長を起こし保磁力が低下する。 磁石特性の保磁力および減磁曲線の角形性を高
め、バラツキを軽減するためには１段目の熱処理
温度として770〜950℃が望ましく、さらに790〜
920℃が最も好ましい。 １段目の熱処理後の冷却における冷却速度は、
冷却速度10℃／min以下では保磁力および減磁曲
線の角形性が低下し、2000℃／minを越えると焼
結体にマイクロ・クラツクが発生し保磁力が低下
する。この所定冷却速度を保つべき温度範囲は、
１段目の熱処理温度から680℃以下までの範囲と
することが好ましい。680℃以下の冷却速度は徐
冷、急冷いずれも可能である。所定冷却速度での
冷却温度範囲下限値が680℃を越えると保磁力が
低下する傾向がある。磁石特性を低下させずバラ
ツキを減少させるには、所定速度での冷却温度範
囲下限値は650℃以下が望ましい。保磁力および
減磁曲線の角形性を高め磁石特性のバラツキを軽
減しかつマイクロ・クラツクを少くするためには
冷却速度は10℃／minを超え1500℃／minが望ま
しくさらに20〜1000℃／minが最も望ましい。 本２段熱処理の特徴の１つは750〜1000℃の温
度で0.5時間以上１次熱処理を施した後好ましく
は680℃以下まで冷却して750℃から700℃の間を
所定の冷却速度により通過させた後さらに低温域
たる480〜700℃の温度範囲にて２次熱処理を行う
ことにあり、１次熱処理を施した後炉冷等の冷却
により、そのまま引続いて２次熱処理を行つた場
合には得られる磁石特性の増大幅は低い。即ち、
750〜700℃の間に磁石特性を劣化させるなんらか
の結晶構造ないし金属相的不安定領域が存在する
と推察されその影響が冷却速度を制御することに
よりカツトされるものと考えられる。なお２次熱
処理は１次熱処理後の所定冷却の後引続き又は放
置の後行うことができる。 ２段目の熱処理温度は480〜700℃に限定する。
480℃未満あるいは700℃を越えると保磁力および
減磁曲線の角形性の改善幅が低下する。保磁力お
よび減磁曲線の角形性を高め、磁石特性のバラツ
キを軽減するためには２段目熱処理の温度範囲と
して520〜670℃が望ましく、550〜650が最も好ま
しい。 １段目の熱処理時間は、短時間では温度制御し
にくく、長時間では工業的メリツトが低下するの
で0.5〜8.0hrが望ましい。 ２段目の熱処理時間は特に限定しないが同様に
短時間では温度制御しにくく、長時間では工業的
メリツトが低下するので0.5〜12.0hrが望ましい。 時効処理の雰囲気は合金組成分中のＲが高温で
酸素又は水分と急激に反応するので真空の場合は
真空度10-3Torr以下、不活性ガス、還元性ガス
の雰囲気の場合は雰囲気の純度99.99％以上が望
ましい。なお焼結温度は永久磁石材料の組成によ
り前記範囲内で選択され、時効処理温度は当該焼
結温度以下で選択される。 なおこれら１段及び２段の熱処理を含む時効処
理は焼結に引き続いて行うか又は焼結後一旦室温
まで冷却後再び昇温して行うこともできる。 本発明は磁気異方性永久磁石の場合に限らず磁
気等方性永久磁石の場合にも工程中成形を磁界を
かけずに行なうことにより全く同様方法を採用す
ることが出来、すぐれた磁石特性を発現させるこ
とが出来る。なお、等方性の場合には、R10〜25
％、B3〜23％、残部Fe及び不可避の不純物から
成る組成において、（BH）max3MGOe以上が得
られる。等方性磁石は元来異方性磁石の磁気特性
の1/4〜1/6の低い特性のものであるが、本発明に
よれば、それにもかかわらず、等方性としては極
めて有用な高い特性が得られる。Ｒ量が増加する
に従つてiHcは増加するが、Brは最大値を経た後
減少するため（BH）max3MGOe以上を満足す
るＲ量は10％以上でかつ25％以下である。 またＢ量が増大するに従いiHcは増大するがBr
は最大値を経た後減少するため（BH）
max3MGOe以上を得るにはB3〜23％の範囲でな
ければならない。 好ましくは軽希土類をＲの主成分（全Ｒ中軽希
土類が50原子％以上）とし12〜20％のＲ、５〜18
％のＢ、残部Feの組成で（BH）max4MGOe以
上の高い磁気特性を示す。最も好ましい範囲とし
てNd、Pr等の軽希土類をＲの主成分とし12〜16
％のＲ、６〜18％のＢ、残部Feの組成では
（BH）maxが7MGOe以上で等方性永久磁石材料
ではかつて無い高い特性が得られる。 結合剤、滑剤は、異方性の場合には、成形の際
の配向を妨げるため一般には用いられないことも
あるが、等方性磁石の場合には、結合剤滑剤等を
含むことによりブレス効率の改善、成形体の強度
増大等が可能である。 本発明により得られる永久磁石材料は工業的製
造上不可避な不純物の存在を許容できる。即ち所
定範囲内でCa、Mg、Ｏ、Si、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Cu等
が含有されることもでき、これらの合計５％以下
は許容できる。Ｃは有機結合剤から、Ca、Mg、
Si、Ｓ、Ｐ、Cu等は原料、製造工程からも含有
されることがある。 以上本発明はCoを必須としないFeベースの安
価で、高残留磁束密度、高保磁力及び高エネルギ
ー積を有する高性能な永久磁石材料を特にバルク
体としても簡便に製造することができ、工業的に
きわめて高い価値を有するものである。特に、所
定の二段時効処理を施すことによつて、FeBR三
元化合物に基づく結晶質のFeBR系永久磁石材料
について、時効処理を施していないものに対して
は勿論のこと一段時効処理を施したものに対して
も、他の磁気特性を何ら阻害することなく保磁力
及び減磁曲線の角形性をより一層改善し得たもの
である。 実施例 １ 原子百分率組成77Fe9B14Ndなる合金をArガ
ス中高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得た。
本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下に粗
粉砕後、Ar雰囲気中で平均粒度8μｍにボール・
ミルに微粉砕した。得られた粉末を10kOe磁界中
で2.2ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％
純度の760Torr Ar中で1120℃、２時間焼結し、
焼結後は冷却速度500℃／minで室温まで冷却し
た。さらに時効処理をAr雰囲気中820℃、各時間
行つた後冷却速度250℃／minで650℃以下まで冷
却した後さらに600℃、2hr時効処理を行ない本発
明に係る磁石を得た。磁石特性結果を比較例とし
て820℃１段処理のみの値と共に表１に示す。
使用しなくてもよい希土類鉄系永久磁石材料の製
造方法に関する。 ［技術的背景］ 永久磁石材料は一般家庭の各種電気製品から大
型コンピユータの周辺機器まで幅広い分野で使用
される極めて重要な電気、電子材料の一つであ
る。近年の電気、電子機器の小型化、高効率化の
要求に伴ない永久磁石材料は増々高性能化が求め
られている。 現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、ハー
ドフエ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伴ないコ
バルトを20〜30重量％含むアルニコ磁石の需要は
減少し安価なハードフエライトが磁石材料の主流
を占めるようになつた。一方希土類コバルト磁石
はコバルトを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を使用するため非
常に高価である。しかし他の磁石に比べて磁石特
性が格段に高いため主として小型で付加価値の高
い磁気回路に使用されている。希土類磁石がもつ
と広い分野で安価にかつ多量に使用されるには高
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軽希土類を主成分とする
ことが必要である。このような永久磁石材料への
試みはなされている。例えばクラーク（A.E.
Clark）はスパツタリングにより作つた非晶質
TbFe2は4.2〓で29.5MGOeのエネルギー積をも
ち、これを300〜500℃で熱処理すると室温で保磁
力iHcが3.4kOe、最大エネルギー積（BH）max
は7MGOeを示すことに見い出した。同様な研究
はSmFe2についても行われ77〓で9.2MGOeのエ
ネルギー積を示すことが報告されている。しかし
これらの材料はどれもスパツタリングにより作成
された薄膜であり実用できる磁石とはならない。
またPrFe系合金の超急冷により作つたリボンは
保磁力iHcが2.8kOeを示すことが報告された。更
にクーン等は（FeB）0.9Tb0.05La0.05の超急冷によ
る非晶質リボンを627℃で焼鈍すると保磁力iHc
は9kOeにも達し残留磁束密度Brは5kGであるこ
とを見い出した。しかしこの場合磁化曲線の角形
性が悪いためその（BH）maxは低い（N.C.
Koon他、Appl.Phys.Lett.39(10)、1981、840〜842
頁）、又カバコフ（L.Kabacoff）等は（FeB）1-x
Prx（ｘ＝０〜0.3原子比）の組成を有するリボン
を超急冷により作製しFe−Pr二成分系が室温で
kOeレベルの保磁力をもつものがあると報告して
いる。しかしこれらの超急冷リボン又はスパツタ
薄膜はそれ自体として使用可能な実用永久磁石
（体）ではないのでリボンや薄膜から実用永久磁
石を得ることはできない。即ち従来のFe−Ｂ−
Ｒ系超急冷リボン又はRFe系スパツタ薄膜からは
任意の形状、寸法を有するバルク磁石（体）を得
ることができない。これまでに報告されたFe−
Ｂ−Ｒ系リボンの磁化曲線は角形性が悪く、従来
慣用の磁石に対抗できる実用永久磁石材料とはな
り得ない。又上記スパツ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これらから磁気異
方性の実用永久磁石を得ることは事実上不可能で
ある。 ［目的］ 本発明の目的は上述の従来法の欠点を排除し
た、Co等の高価な物質を含まない新規な実用永
久磁石材料を得ることにある。また本発明は室温
以上で良好な磁気特性を有し、任意の形状実用寸
法に成形でき磁化曲線の角形性が高くしかもＲと
して必ずしもSm等の稀少資源を用いる必要がな
く資源的に豊富な軽希土類元素を有効に使用でき
るものを得ることを目的とするものである。 ［発明の構成概要］ 本発明者等は先にSm、Coを必ずしも用いる必
要のないFeBR系永久磁石材料を発明した（特願
昭57−145072）。このFeBR系永久磁石材料は、
従来知られているRCo5やR2Co17化合物とは異な
る新しい化合物を基礎とし、特にボロンＢは、従
来の、たとえば非晶質合金作成時の非晶質促進元
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、このFeBR系永久磁石材
料の実体的内容を構成する磁気的に安定で高い磁
気異方性定数を有するＲ−Fe−Ｂ化合物の必須
構成元素であることを明らかにした（なお、上記
FeBR系永久磁石材料に基づき、適当なミクロ組
織を形成することによつて磁気異方性焼結永久磁
石が得られることも明らかにした）。更に、こう
したFeBR系永久磁石材料が、所定の組成を有す
る平均粒度0.3〜80μｍの合金粉末（組成物）を成
形し、非酸化性雰囲気において900〜1200℃で焼
結することによつて製造できること、更に焼結後
に特定の条件下で熱処理を施すことにより焼結後
の磁気特性を改善できることも発明し、別途出願
した（特願昭58−88372、同58−90801）。 本発明者等は前記目的を達成するためFeBr三
元化合物に基づく結晶質の永久磁石材料の製造方
法について更に詳細な検討の結果熱処理工程に於
て特定の条件からなる２段熱処理を施すとさらに
保磁力ならびに減磁曲線の角形性が著しく改善さ
れ磁石特性のバラツキも減少できることを見出し
たものである。即ち本発明は原子百分率として８
〜30％のＲ（但しＲはＹを包含する希土類元素の
少くとも一種）、２〜28％のＢ、および残部Feお
よび不可避の不純物からなる平均粒度0.3〜80μｍ
の合金粉末を成形する工程、還元性又は非酸化性
雰囲気中にて900〜1200℃で焼結する工程、焼結
後750〜1000℃の温度で0.5時間以上１次熱処理し
た後10℃／minを超え2000℃／min以下の冷却速
度で750〜700℃の温度域を冷却し、さらに480〜
700℃の温度で２次熱処理する工程からなる永久
磁石材料の製造方法である。所定の２段熱処理に
よつて、同一組成の焼結体につちいて熱処理を施
していないものに対してはもちろんのこと１段熱
処理を施したものに対しても保磁力及び減磁曲線
の角形性のより一層の改善効果が認められる。こ
の点、例えば希土類元素Ｒの増加による保磁力の
増大の場合残留磁束密度の減少をもたらすこと
（特願昭57−145072号参照）に対比するとその意
義は極めて大きい。 ［発明の好適な実施の態様］ 以下本発明について詳述する。 本発明により得られる永久磁石材料においてＢ
は保磁力iHcが3kOe以上を満たすために２％
（以下％は合金中の原子百分率を示す）以上であ
り、残留磁束密度Brがハードフエライトよりは
るかに高い約6kG以上を得るために28％以上が必
要である。又Ｒは保磁力3kOe以上のために８％
が必要である。しかしＲは燃えやすく工業的取
扱、製造上の困難のため、また高価でもあるため
30％以下とする。 Ｒとしては資源的に豊富な軽希土類を用いるこ
とができ、必ずしもSmを必要とせず或いはSmを
主体とする必要もないので安価でありきわめて有
用である。 本発明で用いる希土類元素ＲはＹを包含し、軽
希土類及び重希土類を包含する希土類元素であり
そのうちの１種以上を用いる。即ちＲとしては
Nd、Pr、La、Ce、Tb、Dy、Ho、Er、Eu、
Sm、Gd、Pm、Tm、Yb、Lu、Ｙが包含され
る。Ｒとしては特にNd、Prが好ましい。また通
例ＲとしてNd、Pr、Dy、Tb、Ho等のうち１種
をもつて足りるが実用上は２種以上の混合物（ミ
ツシユメタル、ジジム等）を入手上の便宜等の理
由により用いることができる。Sm、Ｙ、La、
Ce、Gd等は他のＲ特に、Nd、Pr、Dy、Tb、
Ho等の混合物として用いることができる。Smは
含まないか又はできるだけ少ない方がよく、La
も多く含むことは好ましくない。従つてSm、La
は夫々２％以下（より好ましくは１％以下）が好
ましい。なおＲは純希土類元素でなくともよく工
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）
を含有するものでも用いることが出来る。なおＲ
としては、R1としてDy、Tb、Gd、Ho、Er、
Tm、ybの一以上、R2としてNdとPrの合計80％
以上残部R1以外のＹを包含する希土類元素の一
以上の組合せがiHcの増大の効果に最も好まし
い。 ホウ素Ｂとしては純ボロン又はフエロボロンを
用いることが出来、不純物としてAl、Si、Ｃ等
を含むものも用いることが出来る。本発明の磁石
材料にはこれらのＢおよびＲの他はFeが残部を
しめるが製造に際し不可避の不純物が含まれるこ
とは差し支えない。 本発明により得られる永久磁石材料の磁気特性
は８〜30％のＲ、２〜28％のＢ、残部Feの場合
最大エネルギー積（BH）maxはハードフエライ
トの4MGOeをはるかにしのぐ値を示す。 また軽希土類元素（Nd、Pr）を全Ｒ中の50％
以上を含有し、かつ12〜24％のＲ、３〜27％のＢ
および残部Feの場合は（BH）maxが10MGOe以
上を示し好ましい組成範囲である。更には軽希土
類元素（Nd、Pr）を全Ｒ中の50％以上を含有
し、かつ12〜20％のＲ、４〜24％のＢおよび残部
がFeの場合（BH）maxが15MGOe以上で最高
35MGOeにも達する磁気特性を発現する極めて
好ましい組成範囲である。前記R10.05〜５％、
R12.5〜20％、B4〜20％、残部Feの場合、最大エ
ネルギー積（BH）max20MGOe以上を維持しか
つiHc10kOe以上を実現するが、本発明の時効処
理の効果がさらに付加される。さらにR10.2〜３
％、R13〜19％、B5〜11％、残部Feの組成は最
大エネルギー積（BH）max30MGOe以上を示
す。 さらに好ましい範囲について以下に示す。Ｒに
関する限り、Nd＋Prの和が全Ｒ中50％以上（好
ましくは80％以上）あることが高い磁気特性を確
実かつ低コストで実現する上で好ましい。12.5〜
20％Ｒ、５〜15％Ｂ、65〜82.5％Feは（BH）
max20MGOe以上を示す。ここでＲ＞20％、Fe
＜65％ではBrが低下し、Fe＞82.5％ではiHcが低
下する傾向を示す。13〜18％Ｒ、５〜15％Ｂ、57
〜82％Feでは（BH）max25MGOe以上となり、
ここで５〜11Bでは30MGOe以上となる。６〜11
％Ｂ、13〜16％Ｒ、残部Feでは（BH）
max35MGOe以上となり、さらに6.5〜７％Ｂ、
13.5〜14％Ｒ、残部Feの場合（BH）
max40MGOe以上、最高44MGOeにも達する。 本発明により得られる永久磁石材料は上記の組
成合金を粉砕し成形し焼結し更に熱処理して得ら
れるものである。この合金はFeBR三元系正方晶
構造の強磁性相を主相とし、非磁性相（主として
Ｒリツチ相）が主相結晶粒界を囲むものであり、
正方晶は、中心組成R2Fe14Bで表わされるａ軸約
8.8Å、ｃ軸約12.2Åである。非磁性相はわずか
でよく1vol％ですでに十分有効である。 焼結後ないし時効処理後の平均結晶粒径は１〜
80μｍでiHc1kOe以上を示し好ましくは２〜40μ
ｍである。またこの合金のキユリー温度Tcは
Ce160℃〜Tb370℃に亘り、通例300℃以上（Pr、
Nd、Dy、Ho等）である。 以下本発明の製造方法を磁気異方性永久磁石材
料を溶解して製造する場合を例に述べる。 出発原料としてFeは純度99.0％以上の電解鉄、
Ｂは純度99.0％以上の純ボロン及び純度90.0％以
上のフエロボロン、Ｒは純度95％以上のものを使
用した。これらの原料を上記の範囲内で配合調整
して真空ないし、不活性ガス雰囲気中で高周波溶
解、アーク溶解などで溶解し合金化する。これを
冷却して得られた合金をスタンプミル、ジヨーク
ラツシヤーなどで粗粉砕後更にジエツトミル、ボ
ールミル等により微粉砕する。微粉砕は不活性ガ
ス雰囲気中で行なう乾式粉砕もしくはアセトン、
トルエン等を用いる有機溶媒中で行なう湿式粉砕
のいずれも用いることが出来る。微粉砕によつて
得られる合金粉末を平均粒径0.3〜80μｍとする。
平均粒径0.3μｍ未満のものでは微粉砕中ないしそ
の後の工程で粉末の酸化が著しくなり焼結後の密
度が上らず、得られる磁石特性も低い。平均粒度
80μｍをこえるとすぐれた磁石特性とりわけ高い
保磁力が得られない。優れた磁石特性を発現させ
るためには微粉末の平均粒度は１〜40μｍが好ま
しく特に２〜20μｍが最も好ましい。平均粒度0.3
〜80μｍの粉末を磁界中（例えば5kOe以上）で加
圧成形する。成形に用いる圧力は0.5〜3.0トン／
cm2が好ましい。磁界中の加圧成形には粉末をその
まま成形する方法、アセトン、トルエン等有機溶
媒中で成形する方法のいずれも用いることが出来
る。得られた成形体を還元性又は非酸化性雰囲気
中、例えば10-2Torr以下の真空中あるいは１〜
760Torrの圧力下で99.9％以上の不活性ガスない
し還元性ガスの雰囲気中（好ましくは不活性ガス
中）で900〜1200℃の温度で所定時間焼結する。
焼結温度が900℃未満では十分な焼結密度が得ら
れず、また高い残留磁束密度も得られない。また
1200℃をこえると焼結体が変化し結晶粒の配向が
くずれるため残留磁束密度の低下と減磁曲線の角
形性が低下する。また焼結時間は５分以上であれ
ばよいがあまり長時間では量産性の点で問題であ
るので磁石特性の発現性等から0.5〜４時間が好
ましい。なお焼結雰囲気は組成分中のＲが高温で
極めて酸化されやすいので非酸化性雰囲気である
高真空、不活性ガス又は還元性ガス等の雰囲気を
高度に確保することが好ましい。不活性ガスを用
いる場合には高い焼結密度を得るため１〜
760Torr未満の減圧雰囲気下で行なうことも出来
る。 焼結時の昇温速度は特に規定する必要はないが
湿式成形方式を用いた有機溶媒の溶媒除去のため
40℃／分以下で昇温を行なうかあるいは昇温途中
200〜800℃の温度範囲で0.5時間以上保持するこ
とが好ましい。焼結後冷却する場合の冷却速度は
20℃／分以上が製品のバラツキを少くするために
好ましく、引き続く熱処理の時効処理による磁石
特性を高めるためには焼結後の冷却速度は100
℃／分以上が好ましい（但し焼結に続いて直ちに
熱処理工程に入ることもできる）。 焼結後の熱処理は以下の工程から成る。先ず焼
結体を750〜1000℃の温度で0.5時間以上１段目の
熱処理した後、10℃／minを超え2000℃／min以
下の冷却速度で750〜700℃の温度域を冷却した後
さらに480〜700℃の温度で２段目の熱処理をする
ことから成る。 １段目の熱処理温度は、750℃未満では１段目
の熱処理が有効とならず、得られる保磁力の増大
量が低く、1000℃を越えると焼結体の結晶が粒成
長を起こし保磁力が低下する。 磁石特性の保磁力および減磁曲線の角形性を高
め、バラツキを軽減するためには１段目の熱処理
温度として770〜950℃が望ましく、さらに790〜
920℃が最も好ましい。 １段目の熱処理後の冷却における冷却速度は、
冷却速度10℃／min以下では保磁力および減磁曲
線の角形性が低下し、2000℃／minを越えると焼
結体にマイクロ・クラツクが発生し保磁力が低下
する。この所定冷却速度を保つべき温度範囲は、
１段目の熱処理温度から680℃以下までの範囲と
することが好ましい。680℃以下の冷却速度は徐
冷、急冷いずれも可能である。所定冷却速度での
冷却温度範囲下限値が680℃を越えると保磁力が
低下する傾向がある。磁石特性を低下させずバラ
ツキを減少させるには、所定速度での冷却温度範
囲下限値は650℃以下が望ましい。保磁力および
減磁曲線の角形性を高め磁石特性のバラツキを軽
減しかつマイクロ・クラツクを少くするためには
冷却速度は10℃／minを超え1500℃／minが望ま
しくさらに20〜1000℃／minが最も望ましい。 本２段熱処理の特徴の１つは750〜1000℃の温
度で0.5時間以上１次熱処理を施した後好ましく
は680℃以下まで冷却して750℃から700℃の間を
所定の冷却速度により通過させた後さらに低温域
たる480〜700℃の温度範囲にて２次熱処理を行う
ことにあり、１次熱処理を施した後炉冷等の冷却
により、そのまま引続いて２次熱処理を行つた場
合には得られる磁石特性の増大幅は低い。即ち、
750〜700℃の間に磁石特性を劣化させるなんらか
の結晶構造ないし金属相的不安定領域が存在する
と推察されその影響が冷却速度を制御することに
よりカツトされるものと考えられる。なお２次熱
処理は１次熱処理後の所定冷却の後引続き又は放
置の後行うことができる。 ２段目の熱処理温度は480〜700℃に限定する。
480℃未満あるいは700℃を越えると保磁力および
減磁曲線の角形性の改善幅が低下する。保磁力お
よび減磁曲線の角形性を高め、磁石特性のバラツ
キを軽減するためには２段目熱処理の温度範囲と
して520〜670℃が望ましく、550〜650が最も好ま
しい。 １段目の熱処理時間は、短時間では温度制御し
にくく、長時間では工業的メリツトが低下するの
で0.5〜8.0hrが望ましい。 ２段目の熱処理時間は特に限定しないが同様に
短時間では温度制御しにくく、長時間では工業的
メリツトが低下するので0.5〜12.0hrが望ましい。 時効処理の雰囲気は合金組成分中のＲが高温で
酸素又は水分と急激に反応するので真空の場合は
真空度10-3Torr以下、不活性ガス、還元性ガス
の雰囲気の場合は雰囲気の純度99.99％以上が望
ましい。なお焼結温度は永久磁石材料の組成によ
り前記範囲内で選択され、時効処理温度は当該焼
結温度以下で選択される。 なおこれら１段及び２段の熱処理を含む時効処
理は焼結に引き続いて行うか又は焼結後一旦室温
まで冷却後再び昇温して行うこともできる。 本発明は磁気異方性永久磁石の場合に限らず磁
気等方性永久磁石の場合にも工程中成形を磁界を
かけずに行なうことにより全く同様方法を採用す
ることが出来、すぐれた磁石特性を発現させるこ
とが出来る。なお、等方性の場合には、R10〜25
％、B3〜23％、残部Fe及び不可避の不純物から
成る組成において、（BH）max3MGOe以上が得
られる。等方性磁石は元来異方性磁石の磁気特性
の1/4〜1/6の低い特性のものであるが、本発明に
よれば、それにもかかわらず、等方性としては極
めて有用な高い特性が得られる。Ｒ量が増加する
に従つてiHcは増加するが、Brは最大値を経た後
減少するため（BH）max3MGOe以上を満足す
るＲ量は10％以上でかつ25％以下である。 またＢ量が増大するに従いiHcは増大するがBr
は最大値を経た後減少するため（BH）
max3MGOe以上を得るにはB3〜23％の範囲でな
ければならない。 好ましくは軽希土類をＲの主成分（全Ｒ中軽希
土類が50原子％以上）とし12〜20％のＲ、５〜18
％のＢ、残部Feの組成で（BH）max4MGOe以
上の高い磁気特性を示す。最も好ましい範囲とし
てNd、Pr等の軽希土類をＲの主成分とし12〜16
％のＲ、６〜18％のＢ、残部Feの組成では
（BH）maxが7MGOe以上で等方性永久磁石材料
ではかつて無い高い特性が得られる。 結合剤、滑剤は、異方性の場合には、成形の際
の配向を妨げるため一般には用いられないことも
あるが、等方性磁石の場合には、結合剤滑剤等を
含むことによりブレス効率の改善、成形体の強度
増大等が可能である。 本発明により得られる永久磁石材料は工業的製
造上不可避な不純物の存在を許容できる。即ち所
定範囲内でCa、Mg、Ｏ、Si、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Cu等
が含有されることもでき、これらの合計５％以下
は許容できる。Ｃは有機結合剤から、Ca、Mg、
Si、Ｓ、Ｐ、Cu等は原料、製造工程からも含有
されることがある。 以上本発明はCoを必須としないFeベースの安
価で、高残留磁束密度、高保磁力及び高エネルギ
ー積を有する高性能な永久磁石材料を特にバルク
体としても簡便に製造することができ、工業的に
きわめて高い価値を有するものである。特に、所
定の二段時効処理を施すことによつて、FeBR三
元化合物に基づく結晶質のFeBR系永久磁石材料
について、時効処理を施していないものに対して
は勿論のこと一段時効処理を施したものに対して
も、他の磁気特性を何ら阻害することなく保磁力
及び減磁曲線の角形性をより一層改善し得たもの
である。 実施例 １ 原子百分率組成77Fe9B14Ndなる合金をArガ
ス中高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得た。
本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下に粗
粉砕後、Ar雰囲気中で平均粒度8μｍにボール・
ミルに微粉砕した。得られた粉末を10kOe磁界中
で2.2ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％
純度の760Torr Ar中で1120℃、２時間焼結し、
焼結後は冷却速度500℃／minで室温まで冷却し
た。さらに時効処理をAr雰囲気中820℃、各時間
行つた後冷却速度250℃／minで650℃以下まで冷
却した後さらに600℃、2hr時効処理を行ない本発
明に係る磁石を得た。磁石特性結果を比較例とし
て820℃１段処理のみの値と共に表１に示す。
【表】
実施例 ２
原子百分率組成70Fe13B9Nd8Prなる合金をAr
ガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得
た。本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下
に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度3μｍにボー
ル・ミルに微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁
界中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、
99.999％純度の250Torr Ar中で1140℃、２時間
焼結し、焼結後は冷却速度150℃／minで室温ま
で冷却した。さらに３×10-5Torr真空中にて１
段目の時効処理を表２に示す各温度にて２時間行
ない、冷却速度300℃／minで600℃以下まで冷却
した後さらに２段目の時効処理を640℃、8hr行な
い本発明に係る磁石を得た。磁石特性結果を比較
例（１段時効処理後）とともに表２に示す。
ガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得
た。本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下
に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度3μｍにボー
ル・ミルに微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁
界中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、
99.999％純度の250Torr Ar中で1140℃、２時間
焼結し、焼結後は冷却速度150℃／minで室温ま
で冷却した。さらに３×10-5Torr真空中にて１
段目の時効処理を表２に示す各温度にて２時間行
ない、冷却速度300℃／minで600℃以下まで冷却
した後さらに２段目の時効処理を640℃、8hr行な
い本発明に係る磁石を得た。磁石特性結果を比較
例（１段時効処理後）とともに表２に示す。
【表】
実施例 ３
表３に示す原子百分率組成を有するFe−Ｂ−
Ｒ合金をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に
鋳造して得た。本合金をスタンプ・ミルにより
50mesh以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度
5μｍにボール・ミル微粉砕した。得られた粉末
を12kOe磁界中で2.0ton／cm2の圧力で加圧成形し
た後、99.999％純度の150Torr Ar中で1080℃、
２時間焼結し、焼結後は冷却速度600℃／minで
室温まで冷却した。さらに500Torr高純度Ar中
にて１段目の時効処理を800℃で２時間行ない、
300℃／minで630℃以下まで冷却した後620℃、
4hrの２段目の時効処理を行ない本発明に係る合
金磁石を得た。磁石特性結果を比較例（１段時効
処理後）とともに表３に示す。
Ｒ合金をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に
鋳造して得た。本合金をスタンプ・ミルにより
50mesh以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度
5μｍにボール・ミル微粉砕した。得られた粉末
を12kOe磁界中で2.0ton／cm2の圧力で加圧成形し
た後、99.999％純度の150Torr Ar中で1080℃、
２時間焼結し、焼結後は冷却速度600℃／minで
室温まで冷却した。さらに500Torr高純度Ar中
にて１段目の時効処理を800℃で２時間行ない、
300℃／minで630℃以下まで冷却した後620℃、
4hrの２段目の時効処理を行ない本発明に係る合
金磁石を得た。磁石特性結果を比較例（１段時効
処理後）とともに表３に示す。
【表】
実施例 ４
下記原子百分率組成を有するFe−Ｂ−Ｒ合金
をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造し
て得た。本合金をスタンプ・ミルにより35mesh
以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度4μｍに
ボール・ミル微粉砕した。得られた粉末を無磁界
中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99
％純度の180Torr Ar中で1090℃、２時間焼結
し、焼結後は冷却速度400℃／minで室温まで急
冷却した。さらに650Torr高純度Arにて１段目
の時効処理を840℃で３時間行ない、180℃／min
の冷却速度で600℃以下まで冷却した後さらに２
段目の時効処理を630℃、2hr行ない本発明に係る
磁石を得た。磁石特性を結果を１段時効処理のみ
の試料（比較例）とともに表４に示す。
をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造し
て得た。本合金をスタンプ・ミルにより35mesh
以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度4μｍに
ボール・ミル微粉砕した。得られた粉末を無磁界
中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99
％純度の180Torr Ar中で1090℃、２時間焼結
し、焼結後は冷却速度400℃／minで室温まで急
冷却した。さらに650Torr高純度Arにて１段目
の時効処理を840℃で３時間行ない、180℃／min
の冷却速度で600℃以下まで冷却した後さらに２
段目の時効処理を630℃、2hr行ない本発明に係る
磁石を得た。磁石特性を結果を１段時効処理のみ
の試料（比較例）とともに表４に示す。
【表】
実施例 ５
下記原子百分率組成を有するFe−Ｂ−Ｒ合金
をArガス高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して
得た。 本合金をスタンプ・ミルにより35mesh以下に
粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度3μｍにボール
ミル微粉砕した。得られた粉末を12kOe磁界中で
1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％純
度の200Torr Ar中で1080℃、２時間焼結を行な
い焼結後は冷却速度500℃／minで室温まで急速
冷却した。 さらに760Torr Ar中にて800℃、１時間の時
効処理を行ない300℃／minの冷却速度で室温ま
で冷却した後、さらに620℃、３時間の時効処理
を行ない本発明に係る磁石を得た。磁石特性結果
を比較例（焼結後）とともに表５に示す。
をArガス高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して
得た。 本合金をスタンプ・ミルにより35mesh以下に
粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度3μｍにボール
ミル微粉砕した。得られた粉末を12kOe磁界中で
1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％純
度の200Torr Ar中で1080℃、２時間焼結を行な
い焼結後は冷却速度500℃／minで室温まで急速
冷却した。 さらに760Torr Ar中にて800℃、１時間の時
効処理を行ない300℃／minの冷却速度で室温ま
で冷却した後、さらに620℃、３時間の時効処理
を行ない本発明に係る磁石を得た。磁石特性結果
を比較例（焼結後）とともに表５に示す。
Claims (1)
- １ 原子百分率として８〜30％のＲ（但しＲはＹ
を包含する希土類元素の少くとも一種）、２〜28
％のＢ、および残部Feおよび不可避の不純物か
らなる平均粒度0.3〜80μｍの合金粉末を成形する
工程、還元性又は非酸化性雰囲気中にて900〜
1200℃で焼結する工程、焼結後750〜1000℃の温
度で0.5時間以上１次熱処理した後10℃／minを
超え2000℃／min以下の冷却速度で750〜700℃の
温度域を冷却し、さらに480〜700℃の温度で２次
熱処理する工程からなることを特徴とする永久磁
石材料の製造方法。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036923A JPS60182104A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 永久磁石材料の製造方法 |
| DE8585102200T DE3575231D1 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-27 | Verfahren zur herstellung von permanenten magneten. |
| DE3587977T DE3587977T2 (de) | 1984-02-28 | 1985-02-27 | Dauermagnete. |
| CA000475333A CA1235631A (en) | 1984-02-28 | 1985-02-27 | Process for producing permanent magnets and products thereof |
| EP85102200A EP0153744B1 (en) | 1984-02-28 | 1985-02-27 | Process for producing permanent magnets |
| EP89111005A EP0338597B1 (en) | 1984-02-28 | 1985-02-27 | Permanent magnets |
| US07/085,226 US4826546A (en) | 1984-02-28 | 1987-08-13 | Process for producing permanent magnets and products thereof |
| US07/523,338 US5110377A (en) | 1984-02-28 | 1990-05-14 | Process for producing permanent magnets and products thereof |
| SG49190A SG49190G (en) | 1984-02-28 | 1990-07-04 | Process for producing permanent magnets |
| HK688/90A HK68890A (en) | 1984-02-28 | 1990-08-30 | Process for producing permanent magnets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59036923A JPS60182104A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 永久磁石材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60182104A JPS60182104A (ja) | 1985-09-17 |
| JPH0527241B2 true JPH0527241B2 (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=12483277
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59036923A Granted JPS60182104A (ja) | 1984-02-28 | 1984-02-28 | 永久磁石材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60182104A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2597660A2 (en) | 2004-07-01 | 2013-05-29 | Intermetallics Co., Ltd. | Method and system for manufacturing sintered rare-earth magnet having magnetic anisotropy |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293908A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-30 | Tohoku Metal Ind Ltd | 希土類磁石の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144909A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
-
1984
- 1984-02-28 JP JP59036923A patent/JPS60182104A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60144909A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2597660A2 (en) | 2004-07-01 | 2013-05-29 | Intermetallics Co., Ltd. | Method and system for manufacturing sintered rare-earth magnet having magnetic anisotropy |
| EP2597659A2 (en) | 2004-07-01 | 2013-05-29 | Intermetallics Co., Ltd. | Method and system for manufacturing sintered rare-earth magnet having magnetic anisotropy |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60182104A (ja) | 1985-09-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4975130A (en) | Permanent magnet materials | |
| EP0126802B1 (en) | Process for producing of a permanent magnet | |
| JP3143156B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
| US4859255A (en) | Permanent magnets | |
| JPS6134242B2 (ja) | ||
| JPH06340902A (ja) | 希土類焼結永久磁石の製造方法 | |
| JP2853838B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
| JPH01219143A (ja) | 焼結永久磁石材料とその製造方法 | |
| JPH0320046B2 (ja) | ||
| US5230749A (en) | Permanent magnets | |
| JPH045740B2 (ja) | ||
| JP2853839B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
| JPH061726B2 (ja) | 永久磁石材料の製造方法 | |
| JPH045739B2 (ja) | ||
| JPH0461042B2 (ja) | ||
| KR900006533B1 (ko) | 이방성 자성분말과 이의 자석 및 이의 제조방법 | |
| JPH0549737B2 (ja) | ||
| JPH03170643A (ja) | 永久磁石用合金 | |
| JPH0320048B2 (ja) | ||
| JPH045738B2 (ja) | ||
| JPH0527241B2 (ja) | ||
| JP3178848B2 (ja) | 永久磁石の製造方法 | |
| JPH0316763B2 (ja) | ||
| JPH045737B2 (ja) | ||
| JPH044383B2 (ja) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |