JPH056321B2 - - Google Patents
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- JPH056321B2 JPH056321B2 JP58175663A JP17566383A JPH056321B2 JP H056321 B2 JPH056321 B2 JP H056321B2 JP 58175663 A JP58175663 A JP 58175663A JP 17566383 A JP17566383 A JP 17566383A JP H056321 B2 JPH056321 B2 JP H056321B2
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- Japan
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- coercive force
- permanent magnet
- maximum energy
- magnetic flux
- flux density
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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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
(産業上の利用分野)
この発明は、家庭電化製品、時計部品、自動車
部品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材料に関し、とくに、
サマリウム(Sm)とコバルト(Co)を主とする
3d遷移金属からなるSm2Co17型金属により構成さ
れるSm2Co17型金属間化合物を主体とするSm−
Co−Cu−Fe系の永久磁石材料の改良に関するも
のである。 (従来技術) 従来、希土類−コバルト系の磁石材料として
は、RCo5系のものとR2Co17系のものが主として
あげられるが、一般に、R2Co17系のものは、
RCo5系のものに比べて理論的な最大エネルギー
積((BH)max)が極めて大きいため、有望な
磁石材料とされている。しかしながら、現在開発
されているR2Co17系磁石材料の最大エネルギー
積は、理論値に比べてかなり低い値のものである
うえ、BCo5よりも結晶磁気異方性が小さく、保
磁力(IHc)が小さいため薄物の磁石材料などに
はあまり適していないという問題があつた。しか
しながら、R2Co17系磁石材料の残留磁束密度
(Br)はRCo5系磁石材料のそれよりも優れてい
るため、保磁力を改善することによつて優れた最
大エネルギー積を得ることが期待される。 このような観点から、R2Co17系磁石材料にお
いて保磁力におよぼす各種添加元素の影響を調査
し、なかでもとくにBの添加が有効であることを
見出して先に特願昭54−22039号として出願した。 (発明の目的) この発明は、上記出願に係る永久磁石材料にお
いて、残留磁束密度(Br)および最大エネルギ
ー積((BH)max)の改善をはかると同時に、
特に保磁力(IHc)をさらに改善させた永久磁石
材料を提供することを目的とするものである。 (発明の構成) この発明による永久磁石材料は、重量%で、
Sm:20〜30%、Cu:2〜6%、Fe:15〜25%、
Zr:1〜5%、B:0.001〜0.5%、およびTi:3
%以下、V:3%以下のうちの1種または2種、
かつ0.001≦B/(Zr+Ti+V)<0.1、残部実質
的にCoよりなることを特徴としている。 すなわち、この発明の永久磁石材料は、先に出
願した発明の永久磁石材料の残留磁束密度(Br)
および最大エネルギー積((BH)max)を改善
すると共にとくに保磁力(IHc)をさらに高めた
ものである。つまり、Sm−Co−Cu−Fe系の永
久磁石材料においてCu含有量を多くした場合に
は保磁力は向上するが、残留磁束密度が低下し、
そのため最大エネルギー積を増大させることがで
きなくなるため、Cu含有量を先に出願した発明
のCu値よりも低目に設定し、Cu含有量を低下さ
せたことによる保磁力の低下を防止するためにB
およびZrを複合で適量添加して、Bの添加効果
をZrの添加によつて助長することにより保磁力
をより一層向上させるようにしたものである。 次に、この発明の永久磁石材料の成分範囲(重
量%)の限定理由について説明する。 Sm:20〜30% SmはSm−Co−Cu×Fe系の永久磁石材料にお
ける基本成分をなす元素であり、永久磁石材料の
最大エネルギー積を高い値で確保するために有効
な元素であつて、このためには20%以上含有させ
ることが必要である。しかし、多量に含有させた
場合には残留磁束密度が低下し、最大エネルギー
積が減少するだけでなく、高価な元素であるため
経済的にも不利となるので30%以下に限定した。 Cu:2〜6% CuはSm−Co−Cu−Fe系の永久磁石材料にお
いてその保磁力を高めるのに有効な元素であるた
め、先願発明の場合にはCu含有量を5%以上と
し、反対にCu含有量が多くなると残留磁束密度
が低下して最大エネルギー積が低くなるので15%
以下としていたが、この発明ではCuの上限を6
%として優れた残留磁束密度を確保し、高い最大
エネルギー積が得られるようにすると共に、保磁
力の低下を防ぐためにCu含有量を2%以上とし、
さらに保磁力を従来のCu含有量の場合よりもさ
らに高めるために、後述するように、Bおよび
Zrを複合添加しかつB/Zr量をコントロールす
ることによつて、保磁力、残留磁束密度および最
大エネルギー積のいずれもが著しく優れた永久磁
石材料を得たものである。 Fe:15〜25% FeはSm−Co−Cu−Fe系の永久磁石材料にお
いて優れた残留磁束密度を得るのに有効な元素で
あつて、このような効果を得るために15%以上含
有させる必要がある。しかし、多量に含有すると
保磁力が急激に低下するため25%以下に限定し
た。 B:0.001〜0.5% BはSm−Co−Cu−Fe系の永久磁石材料にお
いて少量の添加で保磁力を著しく向上させること
ができる元素である。そして、Sm−Co−Cu−
Fe系の永久磁石材料においては0.001%以上の添
加で保磁力増大の効果が認められるので、0.001
%以上含有させる。しかし、多量に添加すると非
磁性である硼化物の占有率が著しく大きくなり、
残留磁束密度および保磁力が低下するため、0.5
%以下とする必要がある。 このBの添加に際してCo、Cu、Feなどとの低
融点共晶化による液相焼結を利用するときには、
この発明における成分の組成範囲内では共晶組成
の粉末量が多いほど生成する液相も多くなり、焼
結体の高密度化が期待できるので、共晶組成の粉
末を用いることがより望ましい。 さらに、Bは溶解時に脱酸剤として作用すると
共に焼結磁石の製造においては粉砕時に粉末を粉
砕しやすくし、均一でかつ微細な粉末が得られる
と同時に、焼結を促進するため磁気特性の向上を
もたらすのに有効である。 Zr:1〜5%でかつ0.001≦B/Zr<0.1 ZrはBと金属間化合物を形成し、前記したB
の添加効果をより一層高める作用を有する元素で
あつて、CU含有量を低減した場合における保磁
力の改善に著しく有効な元素であり、このような
効果を得るためには1%以上含有させる必要があ
る。しかし、多量に添加する残留磁束密度を低下
させ、最大エネルギー積を減少させるので5%以
下とし、かつB含有量との関係では、Bの添加効
果をより一層高めるためにB/Zr<0.1となるよ
うにすると共に、保磁力、残留磁束密度および最
大エネルギー積への悪影響を回避するためにB/
Zr≧0.001となるようにした。 Ti:3%以下、V:3%以下のうちの1種また
は2種、かつ0.001≦B/(Zr+Ti+V)<0.1 TiおよびVはBと金属間化合物を形成し、B
の添加効果を助長する作用があり、保磁力の改善
に有効な元素であるので、Zrの一部をTiおよ
び/またはVで置換しても良い。しかし、Zrの
すべてをTiおよび/またはVで置換しても上記
Zr添加の場合ほど保磁力改善の効果は得られな
いので、それぞれ3%以下とし、B含有量との関
係では、Bの添加効果を助長するためにZr+Ti
+Vの合計量でB/(Zr+Ti+V)<0.1となるよ
うにすると共に、保磁力、残留磁束密度および最
大エネルギー積への悪影響を回避するためにZr
+Ti+Vの合計量でB/(Zr+Ti+V)≧0.001
となるようにした。 (実施例) アルゴン雰囲気に調整したボタン溶解炉を使用
して、26%Sm−4.5%Cu−20%Fe−(0.2)%Zr−
(0、0.6、1.2、1.6、2)%Ti−(0、0.6、1.2、
1.6、2)%V−0.05%B−Coよりなる第1表に
示す6種類の合金を溶製した。次に、これら各合
金を乳鉢中で粗粉砕した後、ジエツトミルにより
平均粒径4μ程度まで微粉砕した。 次いで、上記各粉末を10KOeの磁場中で約
1tonf/cm2の圧力をかけてプレス成形したのち、
各成形体をアルゴン雰囲気中で1220℃×1時間の
焼結を行い、続いて、溶体化処理を施したのち
800℃で時効処理した。次に、各々得られた焼結
体の磁気特性を調べた。この結果を第1表に示
す。
部品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材料に関し、とくに、
サマリウム(Sm)とコバルト(Co)を主とする
3d遷移金属からなるSm2Co17型金属により構成さ
れるSm2Co17型金属間化合物を主体とするSm−
Co−Cu−Fe系の永久磁石材料の改良に関するも
のである。 (従来技術) 従来、希土類−コバルト系の磁石材料として
は、RCo5系のものとR2Co17系のものが主として
あげられるが、一般に、R2Co17系のものは、
RCo5系のものに比べて理論的な最大エネルギー
積((BH)max)が極めて大きいため、有望な
磁石材料とされている。しかしながら、現在開発
されているR2Co17系磁石材料の最大エネルギー
積は、理論値に比べてかなり低い値のものである
うえ、BCo5よりも結晶磁気異方性が小さく、保
磁力(IHc)が小さいため薄物の磁石材料などに
はあまり適していないという問題があつた。しか
しながら、R2Co17系磁石材料の残留磁束密度
(Br)はRCo5系磁石材料のそれよりも優れてい
るため、保磁力を改善することによつて優れた最
大エネルギー積を得ることが期待される。 このような観点から、R2Co17系磁石材料にお
いて保磁力におよぼす各種添加元素の影響を調査
し、なかでもとくにBの添加が有効であることを
見出して先に特願昭54−22039号として出願した。 (発明の目的) この発明は、上記出願に係る永久磁石材料にお
いて、残留磁束密度(Br)および最大エネルギ
ー積((BH)max)の改善をはかると同時に、
特に保磁力(IHc)をさらに改善させた永久磁石
材料を提供することを目的とするものである。 (発明の構成) この発明による永久磁石材料は、重量%で、
Sm:20〜30%、Cu:2〜6%、Fe:15〜25%、
Zr:1〜5%、B:0.001〜0.5%、およびTi:3
%以下、V:3%以下のうちの1種または2種、
かつ0.001≦B/(Zr+Ti+V)<0.1、残部実質
的にCoよりなることを特徴としている。 すなわち、この発明の永久磁石材料は、先に出
願した発明の永久磁石材料の残留磁束密度(Br)
および最大エネルギー積((BH)max)を改善
すると共にとくに保磁力(IHc)をさらに高めた
ものである。つまり、Sm−Co−Cu−Fe系の永
久磁石材料においてCu含有量を多くした場合に
は保磁力は向上するが、残留磁束密度が低下し、
そのため最大エネルギー積を増大させることがで
きなくなるため、Cu含有量を先に出願した発明
のCu値よりも低目に設定し、Cu含有量を低下さ
せたことによる保磁力の低下を防止するためにB
およびZrを複合で適量添加して、Bの添加効果
をZrの添加によつて助長することにより保磁力
をより一層向上させるようにしたものである。 次に、この発明の永久磁石材料の成分範囲(重
量%)の限定理由について説明する。 Sm:20〜30% SmはSm−Co−Cu×Fe系の永久磁石材料にお
ける基本成分をなす元素であり、永久磁石材料の
最大エネルギー積を高い値で確保するために有効
な元素であつて、このためには20%以上含有させ
ることが必要である。しかし、多量に含有させた
場合には残留磁束密度が低下し、最大エネルギー
積が減少するだけでなく、高価な元素であるため
経済的にも不利となるので30%以下に限定した。 Cu:2〜6% CuはSm−Co−Cu−Fe系の永久磁石材料にお
いてその保磁力を高めるのに有効な元素であるた
め、先願発明の場合にはCu含有量を5%以上と
し、反対にCu含有量が多くなると残留磁束密度
が低下して最大エネルギー積が低くなるので15%
以下としていたが、この発明ではCuの上限を6
%として優れた残留磁束密度を確保し、高い最大
エネルギー積が得られるようにすると共に、保磁
力の低下を防ぐためにCu含有量を2%以上とし、
さらに保磁力を従来のCu含有量の場合よりもさ
らに高めるために、後述するように、Bおよび
Zrを複合添加しかつB/Zr量をコントロールす
ることによつて、保磁力、残留磁束密度および最
大エネルギー積のいずれもが著しく優れた永久磁
石材料を得たものである。 Fe:15〜25% FeはSm−Co−Cu−Fe系の永久磁石材料にお
いて優れた残留磁束密度を得るのに有効な元素で
あつて、このような効果を得るために15%以上含
有させる必要がある。しかし、多量に含有すると
保磁力が急激に低下するため25%以下に限定し
た。 B:0.001〜0.5% BはSm−Co−Cu−Fe系の永久磁石材料にお
いて少量の添加で保磁力を著しく向上させること
ができる元素である。そして、Sm−Co−Cu−
Fe系の永久磁石材料においては0.001%以上の添
加で保磁力増大の効果が認められるので、0.001
%以上含有させる。しかし、多量に添加すると非
磁性である硼化物の占有率が著しく大きくなり、
残留磁束密度および保磁力が低下するため、0.5
%以下とする必要がある。 このBの添加に際してCo、Cu、Feなどとの低
融点共晶化による液相焼結を利用するときには、
この発明における成分の組成範囲内では共晶組成
の粉末量が多いほど生成する液相も多くなり、焼
結体の高密度化が期待できるので、共晶組成の粉
末を用いることがより望ましい。 さらに、Bは溶解時に脱酸剤として作用すると
共に焼結磁石の製造においては粉砕時に粉末を粉
砕しやすくし、均一でかつ微細な粉末が得られる
と同時に、焼結を促進するため磁気特性の向上を
もたらすのに有効である。 Zr:1〜5%でかつ0.001≦B/Zr<0.1 ZrはBと金属間化合物を形成し、前記したB
の添加効果をより一層高める作用を有する元素で
あつて、CU含有量を低減した場合における保磁
力の改善に著しく有効な元素であり、このような
効果を得るためには1%以上含有させる必要があ
る。しかし、多量に添加する残留磁束密度を低下
させ、最大エネルギー積を減少させるので5%以
下とし、かつB含有量との関係では、Bの添加効
果をより一層高めるためにB/Zr<0.1となるよ
うにすると共に、保磁力、残留磁束密度および最
大エネルギー積への悪影響を回避するためにB/
Zr≧0.001となるようにした。 Ti:3%以下、V:3%以下のうちの1種また
は2種、かつ0.001≦B/(Zr+Ti+V)<0.1 TiおよびVはBと金属間化合物を形成し、B
の添加効果を助長する作用があり、保磁力の改善
に有効な元素であるので、Zrの一部をTiおよ
び/またはVで置換しても良い。しかし、Zrの
すべてをTiおよび/またはVで置換しても上記
Zr添加の場合ほど保磁力改善の効果は得られな
いので、それぞれ3%以下とし、B含有量との関
係では、Bの添加効果を助長するためにZr+Ti
+Vの合計量でB/(Zr+Ti+V)<0.1となるよ
うにすると共に、保磁力、残留磁束密度および最
大エネルギー積への悪影響を回避するためにZr
+Ti+Vの合計量でB/(Zr+Ti+V)≧0.001
となるようにした。 (実施例) アルゴン雰囲気に調整したボタン溶解炉を使用
して、26%Sm−4.5%Cu−20%Fe−(0.2)%Zr−
(0、0.6、1.2、1.6、2)%Ti−(0、0.6、1.2、
1.6、2)%V−0.05%B−Coよりなる第1表に
示す6種類の合金を溶製した。次に、これら各合
金を乳鉢中で粗粉砕した後、ジエツトミルにより
平均粒径4μ程度まで微粉砕した。 次いで、上記各粉末を10KOeの磁場中で約
1tonf/cm2の圧力をかけてプレス成形したのち、
各成形体をアルゴン雰囲気中で1220℃×1時間の
焼結を行い、続いて、溶体化処理を施したのち
800℃で時効処理した。次に、各々得られた焼結
体の磁気特性を調べた。この結果を第1表に示
す。
【表】
第1表に示すように、Sm、Cu、Fe、Zr、Bを
各々の上限および下限の範囲内とし、さらにTi
およびVの両方(No.11)または一方(No.12、13)
を添加した場合には、保磁力(IHc)、残留磁束
密度(Br)および最大エネルギー積((BH)
max)がいずれもかなり高い値となつているの
に対して、Zrを添加しないでTiおよびVのいず
れか一方(No.14、No.15)または両方(No.16)を添
加した場合には、とくに保磁力(IHc)がかなり
低い値となつており、残留磁束密度(Br)およ
び最大エネルギー積((BH)max)も低い値と
なつている。 なお、B添加に際しては、Sm2Co17系合金を粗
粉砕あるいは微粉砕した後B粉末あるいはFe2B
粉末などの形でおこなつても良好な磁気特性が得
られる。 (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
磁石材料は、重量%で、Sm:20〜30%、Cu:2
〜6%、Fe:15〜25%、Zr:1〜5%、B:
0.001〜0.5%、およびTi:3%以下、V:3%以
下のうちの1種または2種、かつ0.001≦B/
(Zr+Ti+V)<0.1、残部実質的にCoよりなるも
のであるから、従来の永久磁石材料の残留磁束密
度(Br)および最大エネルギー積((BH)max)
を改善すると共に、とくに保磁力(IHc)を著し
く高めることが可能であり、薄物の磁石材料にも
適しており、家庭電化製品、時計部品、自動車部
品等々の永久磁石を用いる広範囲な用途に使用す
ることができるという非常にすぐれた効果を有す
る。
各々の上限および下限の範囲内とし、さらにTi
およびVの両方(No.11)または一方(No.12、13)
を添加した場合には、保磁力(IHc)、残留磁束
密度(Br)および最大エネルギー積((BH)
max)がいずれもかなり高い値となつているの
に対して、Zrを添加しないでTiおよびVのいず
れか一方(No.14、No.15)または両方(No.16)を添
加した場合には、とくに保磁力(IHc)がかなり
低い値となつており、残留磁束密度(Br)およ
び最大エネルギー積((BH)max)も低い値と
なつている。 なお、B添加に際しては、Sm2Co17系合金を粗
粉砕あるいは微粉砕した後B粉末あるいはFe2B
粉末などの形でおこなつても良好な磁気特性が得
られる。 (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
磁石材料は、重量%で、Sm:20〜30%、Cu:2
〜6%、Fe:15〜25%、Zr:1〜5%、B:
0.001〜0.5%、およびTi:3%以下、V:3%以
下のうちの1種または2種、かつ0.001≦B/
(Zr+Ti+V)<0.1、残部実質的にCoよりなるも
のであるから、従来の永久磁石材料の残留磁束密
度(Br)および最大エネルギー積((BH)max)
を改善すると共に、とくに保磁力(IHc)を著し
く高めることが可能であり、薄物の磁石材料にも
適しており、家庭電化製品、時計部品、自動車部
品等々の永久磁石を用いる広範囲な用途に使用す
ることができるという非常にすぐれた効果を有す
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量%で、Sm:20〜30%、Cu:2〜6%、
Fe:15〜25%、Zr:1〜5%、B:0.001〜0.5
%、およびTi:3%以下、V:3%以下のうち
の1種または2種、 かつ0.001≦B/(Zr+Ti+V)<0.1、残部実
質的にCoよりなることを特徴とする永久磁石材
料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58175663A JPS6066802A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 永久磁石材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58175663A JPS6066802A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 永久磁石材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6066802A JPS6066802A (ja) | 1985-04-17 |
JPH056321B2 true JPH056321B2 (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=16000042
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58175663A Granted JPS6066802A (ja) | 1983-09-22 | 1983-09-22 | 永久磁石材料 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6066802A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR900010031A (ko) * | 1988-12-26 | 1990-07-06 | 아마노 마스오 | 희토류 자석합금 |
JP3901259B2 (ja) * | 1996-09-30 | 2007-04-04 | 本田技研工業株式会社 | SmFe系磁歪材料 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55132004A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of rare earth metal and cobalt magnet |
JPS5647540A (en) * | 1979-09-27 | 1981-04-30 | Hitachi Metals Ltd | Alloy for permanent magnet |
JPS57141901A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-02 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | Permanent magnet powder |
JPS59204212A (ja) * | 1983-05-06 | 1984-11-19 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 等方性永久磁石材料 |
JPS59211559A (ja) * | 1983-05-14 | 1984-11-30 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料 |
-
1983
- 1983-09-22 JP JP58175663A patent/JPS6066802A/ja active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS55132004A (en) * | 1979-04-02 | 1980-10-14 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of rare earth metal and cobalt magnet |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6066802A (ja) | 1985-04-17 |
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