JPH0559572B2 - - Google Patents

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JPH0559572B2
JPH0559572B2 JP57038979A JP3897982A JPH0559572B2 JP H0559572 B2 JPH0559572 B2 JP H0559572B2 JP 57038979 A JP57038979 A JP 57038979A JP 3897982 A JP3897982 A JP 3897982A JP H0559572 B2 JPH0559572 B2 JP H0559572B2
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resin
alloy
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    • 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
    • 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
    • H01F1/0558Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together bonded together

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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、樹脂結合型希土類コバルト磁石の製
造方法の改良に関するものである。
[従来の技術] 一般に磁石は、外部から電気的エネルギーを供
給しないで磁界を発生するための材料であり、高
透磁率材料とは逆に保磁力が大きく、また残留磁
束密度の高いものが適している。
現在使用されている永久磁石のうち代表的なも
のは、アルニコ系鋳造磁石、Baフエライト磁石、
希土類磁石(希土類−遷移金属磁石等)である。
中でも希土類−遷移金属(コバルト等)磁石
は、フエライト磁石やアルニコ磁石に比して非常
に高性能を示すので従来から多くの研究がなされ
ている。
これら磁石の製造方法としては、主に焼結法及
び樹脂結合法によることが知られている。
そのうち樹脂結合法によるものは、焼結法のも
のに比べて、加工性の良さ、製品の均質性、低コ
スト、低比重、機械的強度の強さなどの利点を持
つている。
しかし一方では、磁性粉以外のもの(樹脂)を
少くとも8容積%含む結果、従来の樹脂結合法に
よる製造方法である場合、磁気性能(BH)max
は焼結法によるものの半分程度になつてしまうと
いう欠点があつた。
第6図は、希土類をR、コバルトを主体とした
遷移金属をTMとした、R2TM17系磁石の焼結法
及び樹脂結合法に別けて製造工程を図示したもの
である。
第6図aは、R2TM17系磁石の焼結法による製
造工程を図示したものである。
その製造工程は、原料合金を溶解鋳造する工程
11と、その合金を粗粉砕する工程14、微粉砕
する工程15、粉砕したR2TM17系磁石粉末を成
形型を用いて磁場中で圧縮成形する磁場成形工程
17、次いで圧縮成形粉末を焼結する焼結工程1
0、更に磁石の性能を向上させるために行う溶体
化処理工程12及び時効処理工程13と最後に着
磁工程19とから成つている。
又第6図Bは樹脂結合法による製造工程を図示
したものである。
その製造工程は、原料合金を溶解鋳造する工程
11と、磁石の性能を向上させるために行う溶体
化処理工程12及び時効処理工程13、合金を粗
粉砕する工程14、微粉砕する工程15、できあ
がつた粉末を樹脂と混練する工程16、粉砕、混
練したR2TM17系磁石粉末を成形型を用いて、磁
場中で圧縮成形する磁場成形工程17、圧縮成形
粉末にキユアリングを施し、樹脂を硬化させる工
程18、最後に着磁する工程19とから成つてい
る。
第6図から磁場成形時において、樹脂結合法で
は時効処理を終えているが、焼結法では未だ終え
ていないことが示されている。
[発明が解決しようとする課題] 第7図は第6図の製造工程によつて製造した磁
石のヒステリシス曲線を示したものである。
即ち、第7図aは、第6図aの磁場成形工程1
7におけるヒステリシス曲線、第7図bは、第6
図bの磁場成形工程17におけるヒステリシス曲
線を示したものである。第7図から両者がヒステ
リシス曲線の形状の点で大きく異つていることが
わかる。
つまり、時効処理というのは、本来の保持力
iHcを得るための工程であるから、磁場成形時に
おいてすでに時効処理工程13を終えている樹脂
結合法のものは、大きな保持力iHcを持つヒステ
リシス曲線になつているわけである。
一般に、磁場成形時に配向を充分に行うには、
保持力iHcの3〜5倍程度の磁場が必要と言われ
ている。
つまり第7図より焼結法によるものは、5k〜
10kOeの磁場で充分なのに対し、樹脂結合法のも
のでは、30k〜50kOeもの磁場が必要となる。こ
のことを配向度との関係で示したのが第8図であ
る。(尚第8図では、配向度30kOeの磁場のもの
を1としている。) 第9図に従来の磁場成形機の模式図を示す。図
において、1及び1aは磁場発生用コイル、2は
成形型、3はシリンダー、4は成形パンチであ
る。
しかし、第9図に示す従来の磁場成形機によれ
ば、磁場発生用コイル1及び1a間のギヤツプが
成形型2をセツトするために、余り小さくできな
い。そのため20kOe以上の磁場を出すのは困難で
あつた。それゆえに、焼結法によるものなら、従
来の磁場成形機で充分な配向が可能であつたが、
樹脂結合法によるものでは、不完全な配向しかで
きないため、磁石粉末本来の性能が発揮できなか
つた。
本発明は、前述の従来技術の欠点を解消するた
めの改良された樹脂結合法による希土類コバルト
磁石の製造方法を提供することを目的とするもの
である。
[課題を解決するための手段] 本発明は、希土類をRとし、コバルトを主体と
した遷移金属をTMとしたR2TM17系又はRTM5
系合金を溶解する工程、前記合金に不活性雰囲気
中で溶体化処理と時効処理とを施す工程、前記溶
体化処理と前記時効処理とが施された前記合金を
粉砕し磁石粉末を形成する工程、前記磁石粉末と
樹脂とを混練し混合粉末を形成する工程、前記混
合粉末又は前記磁石粉末に第1の磁場を印加し前
記合金粉末を着磁する工程、前記着磁された磁石
粉末からなる前記混合粉末を成形型に挿入し、前
記第1の磁場より小さい第2の磁場を印加し、前
記磁石粉末を磁場配向させながら圧縮成形するこ
とを特徴とする樹脂結合型希土類コバルト磁石の
製造方法である。
[作用] 本発明は、樹脂結合型磁石の製造工程におい
て、第1図に示す如く、樹脂混練後、あるいは、
混練前にあらかじめ成形磁場より高い磁場で予備
着磁を行う工程20を加えるような製造工程にす
れば、比較的低い配向磁場でも充分、磁石粉末を
配向させることができ、従来の製造方法の欠点を
解消し得るものである。
本発明によれば、工業的に可能な成形磁場で
も、高い配向度を有する樹脂結合型希土類コバル
ト磁石の製造が可能となる。
磁石粉末を着磁してから成形することによる作
用効果は、 (1) 磁場中で成形して異方性磁石にする場合。
成形時に磁場を印加するのは、磁石粉末の磁化
容易方向を一定方向に揃える(配向させる)ため
であるが、完全に配向させるためには、かなりの
強度の磁場を印加する必要がある。
しかし、特に磁石のサイズが小さくなると、磁
束が飽和してしまい、充分な強度の磁場を印加す
るのは極めて難しい。
予め粉末を着磁しておくと、低い磁場でも粉末
を配向させることが出来、高い性能の異方性磁石
が容易にえられる。
(2) 磁場を印加せずに等方性磁石にする場合。
樹脂結合型の場合、成形密度を大きくしないと
高性能にはならない。そのためには圧縮成形時に
射出時の圧力を大きくする必要があるが、そうす
ると磁石が割れたり、成形型が摩耗し易くなる等
の問題が生ずる。一方粉末を予備着磁すると、粉
末同士が磁力によつて引付け合うため、低い圧力
でも密度を向上させることが出来る。
また本発明は、RTM5系にても効果があるが
R2TM17系の希土類コバルト磁石粉末に使用した
場合、その効果はより大きなものとなる。
第2図は、RTM5系とR2TM17系の樹脂結合型
希土類コバルト磁石のヒステリシス曲線と初磁化
曲線を示したものである。
R2TM17系では、初磁化曲線の立ち上がりが
RTM5系に比して非常に遅い。つまり図に示すよ
うにR2TM17系の初磁化曲線が立ち上がる直前の
磁場H1を与えた場合、4πIの値が両系で大きな差
を生ずるのである。言いかえればRTM5系のもの
は、わずかな磁場で配向しやすく、R2TM17系の
ものは、かなりの磁場を配向に必要とする。
そのため、あらかじめ磁石粉末を着磁して配向
を高めるので本発明の製造法による効果は大きい
のである。
そして遷移金属TMとしてCo以外にFeを加え
ることにより、飽和磁束密度Brの上昇が、また
Cuを加えることにより、R2TM17系希土類コバル
ト磁石の保持力の根本となるRTM5系化合物が得
られ、Zr,Hf,Nb,Tiなどを加えることによ
り、RTM5系化合物の析出が助長されることが確
かめられており、これらをうまく組み合わせて、
より高性能なR2TM17系磁石を生み出すことがで
きる。
また、希土類Rの中でもRとして、Smを使用
したものが工業的に量産されており、R2TM17
磁石のほとんどをしめている。これは、一般に
R2TM17系はRTM5系に比して飽和磁化4πISが高
く、高性能磁石の製造に有利なわけだが、その中
でもRとしてSmを使用したものは、4πISが高い
だけでなく、室温での一軸異方性が大きく、異方
性エネルギーもR2TM17系の中では大きいからで
ある。
次に本発明を効果的に利用するにあたつては、
予備着磁の着磁磁場を15kOe以上とするものであ
るが、その理由は次の通りである。
希土類磁石の粉末は、一般的に少なくとも
5kOe以上の保磁力を有している。一般に磁石を
充分に着磁するためには、保磁力の3倍以上の磁
場を印加する必要があるため、着磁磁場は15kOe
以上とする必要がある。
前述したように、従来の磁場成形機では、約
20kOeが限界磁場であるが、樹脂結合型希土類コ
バルト磁石の場合には、充分な配向に30k〜
50kOeの磁場が必要であつた。
粉末を着磁する場合、成形機と異なり、成形型
をセツトする必要がないので、磁場発生コイルの
ポールピース間のギヤツプを少なくでき、発生磁
場を高めることができる。
本発明の製造法は、成形磁場より高い磁場で着
磁することにより、粉末の配向度を高めるもので
あるから、予備着磁に当たつてはできるだけ着磁
磁場を高めなければならない。このとき、少なく
とも15kOe以上の磁場があれば、30kOe以上で着
磁したときの98%程度の磁気性能を得ることがで
きるため、本発明を効果的に利用できる。
次に実施例について述べる。
[実施例] [実施例 1] 第1図に本発明の製造方法を実施するための製
造工程を態様例を示す。図示する如く、第1図の
製造工程は、第6図bの製造工程において、樹脂
混練工程16の後に予備着磁工程20を設けたも
のである。
まず組成Sm(Co0.672Cu0.08Fe0.22Zr0.0288.3の合
金とSm(Co0.602Cu0.078Fe0.3Zr0.027.8の合金と
(Sm0.7Pr0.3)、Co5の合金の3種類の合金を第
1図に示すように溶解する。
次に溶体処理工程12において、合金,を
1150〜1190℃の温度範囲でAr雰囲気のもとで溶
体化処理を行い、800〜850℃の温度範囲で同じく
Ar雰囲気のもとで時効処理工程13に従つて、
多段時効処理を行う。
そして合金,,を粗粉砕工程14、微粉
砕工程15、粒度調整を経て樹脂混練工程16で
エポキシ樹脂と混練する。
出来上がつた混練粉末を新たに粉末,,
と名付ける。
粉末,,を予備着磁工程20において、
15〜30kOeの種々の磁場で着磁し、それを磁場成
形17にて成形磁場15kOeで成形したときの最大
エネルギー積(BH)maxの値の変化を第3図に
示す。
第3図からわかるように、着磁磁場が増すに従
つてR2TM17系粉末,の(BH)maxは大き
く増加しているが、RTM5系粉末は前述したよ
うに、本発明の効果が少ない。
次いで、磁場成形後、従来の樹脂結合法と同様
にキユアリング処理18にて樹脂を硬化させた後
着磁工程19にて最後に着磁し製品とする。
なお本実施例では、樹脂混練工程16の後に予
備着磁工程20を設けたが、予備着磁工程20を
樹脂混練工程16の前に設けても良い。
[実施例 2] 実施例1で作製された粉末を着磁磁場30kOe
で予備着磁し、それを20kOe未満の種々の磁場で
成形したときと、予備着磁しないで同様の磁場で
成形したときの、残留磁束密度Brの変化を第4
図に示す。
第4図から予備着磁を行えば成形磁場が少なく
とも、大きな残留磁束密度Brが得られることが
わかる。つまり残留磁束密度Brは配向度の目安
となるものであるから、予備着磁を行えば、少な
い磁場でも大きな配向度を持つ磁石が得られるわ
けである。
[実施例 3] 実施例1で作製された粉末,を実施例1と
同様の条件で成形したときの角形性[SQ=
(Hk/iHc)、Hkは4πIがBrの90%の大きさを示
すときの減磁界の強さを示す。]の変化を第5図
に示す。
R2TM17系粉末の場合は、実施例1で示した
(BH)maxだけでなく、SQ値も、着磁磁場が増
すと増加している。
しかしRTM5系粉末は、(BH)max、SQ値
とも着磁の効果が少ない。
[発明の効果] 以上のように、本発明の製造方法によれば、希
土類コバルト磁石粉末と樹脂を混合した後、最初
に成形磁場より高い磁場で予備着磁し、次いで磁
場成形を行うようにした製造方法であるため、従
来の樹脂結合型希土類コバルト磁石の欠点を解消
し、低成形磁場でも高配向度の磁石を得ることが
可能となつた。
現在、本発明の製造方法による磁石は、プリン
ターやモーターなどの大型磁石のみならず、ウオ
ツチ用ロータ磁石などの小形磁石にも応用され、
好成績を得るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施態様例である樹脂結合型
磁石の製造工程図、第2図a,bは夫々RTM5
とR2TM17系の樹脂結合型希土類コバルト磁石の
ヒステリシス曲線と初磁化曲線を示すグラフ、第
3図は、着磁磁場を変化させて成形磁場を15kOe
にしたときの(BH)maxの変化を示したグラ
フ、第4図は30kOeで着磁したときと着磁しない
ときで、成形磁場の変化によつて、残留磁束密度
Brがいかに変化するかを示したグラフ、第5図
は着磁磁場を変化させて成形磁場を15kOeにした
ときのSQ値の変化を示したグラフ、第6図a,
bは夫々R2TM17系磁石の焼結法a樹脂結合法b
による製造工程図、第7図a,bは第6図a,b
における磁場成形時の各々ヒステリシス曲線、第
8図は製造方法のちがいによる成形磁場と配向度
の関係を示したグラフ、第9図は磁場成形機の模
式説明図である。 図において、1,1a……磁場発生用コイル、
2……成形型、3……シリンダー、4……成形パ
ンチ、10……焼結工程、20……予備着磁工
程。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 希土類をRとし、コバルトを主体とした遷移
    金属をTMとしたR2TM17系又はRTM5系合金を
    溶解する工程、前記合金に不活性雰囲気中で溶体
    化処理と時効処理とを施す工程、前記溶体化処理
    と前記時効処理とが施された前記合金を粉砕し、
    磁石粉末を形成する工程、前記磁石粉末と樹脂と
    を混練し混合粉末を形成する工程、前記混合粉末
    又は前記磁石粉末に第1の磁場を印加し前記合金
    粉末を着磁する工程及び前記着磁された磁石粉末
    からなる前記混合粉末を成形型に挿入し、前記第
    1の磁場より小さい第2の磁場を印加し、前記磁
    石粉末を磁場配向させながら圧縮成形することを
    特徴とする樹脂結合型希土類コバルト磁石の製造
    方法。
JP3897982A 1982-03-12 1982-03-12 樹脂結合型希土類コバルト磁石の製造方法 Granted JPS58157118A (ja)

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