JPH0574617A - 希土類−鉄−ホウ素系異方性ボンド磁石 - Google Patents

希土類−鉄−ホウ素系異方性ボンド磁石

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JPH0574617A
JPH0574617A JP3262927A JP26292791A JPH0574617A JP H0574617 A JPH0574617 A JP H0574617A JP 3262927 A JP3262927 A JP 3262927A JP 26292791 A JP26292791 A JP 26292791A JP H0574617 A JPH0574617 A JP H0574617A
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JP
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magnet
rare earth
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boron
iron
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JP3262927A
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Kouji Sezaki
好司 瀬▲ざき▼
Shogo Miki
章伍 三木
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • 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
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    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys 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
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    • H01F1/0578Alloys 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 bonded together

Abstract

(57)【要約】 【目的】 R(Rはイットリウムを含む希土類元素の少
なくとも1種)、ホウ素、T(TはFeを主体とする3
d族遷移金属元素)を主成分とする異方性合金磁石を粉
砕することによって得られる異方性磁石粉を用いた異方
性ボンド磁石の磁気特性を複雑な工程を経ることなく、
簡単且つ安価な方法で向上させることを目的とする。 【構成】 R(但し、Rはイットリウムを含む希土類元
素の少なくとも1種):10〜30原子%、ホウ素:2
〜28原子%、T(但し、TはFeを主体とする3d族
遷移金属元素):65〜82原子%からなる異方性合金
磁石を−196℃〜0℃に冷却した状態で機械的に粉砕
した希土類−鉄−ホウ素系異方性磁石粉が体積含率で4
0〜95%、残部が合成樹脂である希土類−鉄−ホウ素
系異方性ボンド磁石である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はR(Rはイットリウムを
含む希土類元素の少なくとも1種)、ホウ素、T(Tは
Feを主体とする3d族遷移金属元素)を主成分とする
異方性合金磁石を粉砕することによって得られる異方性
磁石粉を用いた磁気特性の高い希土類−鉄−ホウ素系異
方性ボンド磁石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、希土類系永久磁石材料は、エレク
トロニクス機器の軽薄短小化の傾向に呼応して大幅な伸
長を果している。これまで開発されている希土類系磁石
材料は大別して、Sm−Co系とNd−Fe−B系があ
るが、前者は全希土類中数原子%しか含まれていないS
mを使用すること、さらに原料供給が不安定なCoを多
量に含んでいることから資源上の問題を抱えている。後
者は近年精力的に研究されている永久磁石材料であり、
高価なCoを含まず、資源的にもSmより豊富なNdを
主体とした永久磁石材料であり、注目されている。これ
まで実用化されているNd−Fe−B系磁石に関するも
のは、特開昭59−46008号公報に代表されるよう
に、粉末冶金法によっていわゆる焼結磁石とした永久磁
石と、特開昭59−64739号公報に代表されるよう
に、溶融合金を急冷薄帯製造装置によってアモルファス
リボンにし、その後熱処理、粉砕することによって磁粉
として製造し、等方性のボンド磁石の材料とする態様と
が代表的なものである。さらに、アモルファスリボンに
よる方法は特開昭60−100402号公報に開示され
ているように上記の磁粉をホットプレスによって成形体
とした後に、高温下で塑性変形させる、いわゆるダイア
ップセットを施すことによって異方性のバルク磁石を得
る方法が開示されており、かかる合金磁石を粉砕するこ
とによって異方性のボンド磁石用磁粉を得ることもでき
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の技術では、異方性の磁粉は得られるものの、本来
の合金磁石の磁気特性を考えると粉砕後の磁粉の磁気特
性が粉砕によって大幅に低下し、ボンド磁石として十分
な性能が得られていないのが現状である。これらの問題
点を解決するために、上記合金を水素吸蔵法によって粉
砕する方法が提案されているが、この方法は粉砕による
磁気特性の劣化をある程度抑えられるものの、そのレベ
ルはまだ十分ではなく、かつ粉砕プロセスも水素の吸
蔵、水素の放出を実施することになるためプロセスコス
トが相当高くなり、工業レベルでは種々の問題を含んで
いる。
【0004】本発明は上記の従来技術の問題点を解決す
るもので、従来技術のように複雑な工程を経ることなく
高い磁気特性を有した希土類−鉄−ホウ素系異方性ボン
ド磁石を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は従来技術の問
題点につき研究したところ、従来の希土類−鉄−ホウ素
系異方性磁石粉の磁気特性が粉砕前の合金磁石の磁気特
性に比べて劣るのは、異方性磁石粉を得るための粉砕工
程で発生する熱に原因があることを見出し、粉砕されつ
つある異方性磁石粉が高熱に晒されないような状態が実
現できれば、粉砕後に得られる異方性磁石粉の磁気特性
を改善できるのではないかとの着想のもと、本発明を完
成させたものである。この目的を達成した本発明は、R
(但し、Rはイットリウムを含む希土類元素の少なくと
も1種):10〜30原子%、ホウ素:2〜28原子
%、T(但し、TはFeを主体とする3d族遷移金属元
素):65〜82原子%からなる異方性合金磁石を−1
96℃〜0℃に冷却した状態で機械的に粉砕した希土類
−鉄−ホウ素系異方性磁石粉が体積含率で40〜95
%、残部が合成樹脂である希土類−鉄−ホウ素系異方性
ボンド磁石であることを主要な構成要件としている。
【0006】
【作用】この構成によって、粉砕工程にある異方性磁石
粉が高熱に晒されることはなくなり、高い飽和磁束密度
とエネルギー積を有した希土類−鉄−ホウ素系異方性ボ
ンド磁石を提供することができる。
【0007】
【実施例】以下本発明の詳細を実施例に基づき説明す
る。本発明の構成要件のポイントは異方性ボンド磁石用
磁粉として、磁粉前に異方性合金磁石を低温に保持した
後に機械的粉砕法によって粉砕した磁粉を用いることに
ある。通常、合金磁石を機械的方法で粉砕する場合、破
断面の温度は数千度になると言われているが、このよう
な温度になった場合、希土類系の粉砕磁粉の表面部は熱
によって大きく影響を受けると考えられる。すなわち、
雰囲気の酸素によって容易に酸化され、特に、超急冷法
による磁粉の場合は結晶粒子の肥大化が起こる。このよ
うな現象はいずれも大幅に磁気特性を低下させることに
なり、したがって合金磁石の粉砕時の温度を極力低下さ
せることが重要なポイントになる。
【0008】本発明における粉砕前の異方性合金磁石の
温度は−196℃〜0℃であるが、より高い磁気特性を
有した粉砕を得るためには−196℃〜−40℃である
ことが望ましい。異方性合金磁石の温度が0℃より高く
なると、iHcの低下が大きくなり、かつBrの値も高
くならない。異方性磁石合金を−196℃よりさらに低
下させても本発明と同様の効果が得られるが、冷却媒体
として液体ヘリウムを用いる必要があり、工業的観点か
ら望ましい方法とは言えなくなる。
【0009】本発明における粉砕前の異方性合金磁石の
冷却方法としては、液体窒素を用いて−196°とする
ことか望ましいが、他の冷却方法、例えばドライアイス
による冷却、冷蔵庫などの冷却装置を用いてもかまわな
い。本発明における粉砕時の雰囲気はアルゴンガス又は
窒素ガス、あるいは前記両ガスの混合ガスであることが
好ましい。更に有機溶剤又は不活性液体中で本発明にか
かわる合金磁石を冷却して粉砕することも好ましい。
【0010】本発明における、機械的粉砕方法は、スタ
ンプミル、ディスクミル、ハンマーミル、ブラウンミ
ル、ジョークラッシャー、などを用いる粉砕方法が例示
できる。
【0011】本発明にかかわるボンド磁石の磁粉の含有
量は体積含率で40〜95%であることが好ましい。圧
縮成形タイプのボンド磁石の場合は体積含率が65〜9
5%であることが好ましく、射出成形タイプの場合は4
0〜70%であることが好ましい。さらに、本発明に用
いる合成樹脂はエポキシ樹脂、フェノール樹脂、ユリア
樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂などの熱
硬化性樹脂、ポリアミド樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポ
リエチレン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂など
の熱可塑性樹脂が例示できる。さらに、これらの樹脂以
外にボンド磁石の成形性、および機械的強度などを改良
するためにカップリング剤、可塑剤、滑剤などの添加剤
を加えてもかまわない。
【0012】本発明における希土類元素(R)はイット
リウム(Y)を含む希土類元素の1種以上であって、ネ
オジウム(Nd),プラセオジウム(Pr),ランタン
(La),セリウム(Ce)、サマリウム(Sm),ガ
ドリニウム(Gd),プロメシウム(Pm),ユーロピ
ウム(Eu),ルテチウム(Lu),ジスプロシウム
(Dy),テルビウム(Tb),ホルミウム(Ho)な
どが例示出来る。イットリウム(Y)は希土類元素では
ないが本発明では他の希土類元素と同様に扱える。本発
明において好ましい希土類元素(R)はNdもしくはP
rを主体とするものであるが、複合希土類であるミッシ
ュメタルやジジムあるいは他の希土類元素を含んでもか
まわない。
【0013】また、本発明おいて磁気特性を改良するた
めに添加元素を加えてもかまわない。添加元素として
は、Al、Si、Ti、V、Cr、Mn、Cu、Zn、
Ga、Ge、Zr、Nb、Mo、In、Sn、Sb、H
f、Ta、W、Pb、Bi、Cなどが例示できるが、こ
れらの添加元素はBr、iHc、角型性、などの諸特性
を向上させることを目的として1種以上添加することが
できる。
【0014】本発明にかかわる希土類−鉄−ホウ素系異
方性磁石合金は、超急冷法による磁粉をホットプレスし
た後に、ダイアップセットによって異方性を付与した磁
石合金が用いられるが、他の異方性合金磁石として粉末
冶金法による異方性焼結磁石、鋳造合金を圧延すること
によって得られる異方性磁石を粉砕前の異方性磁石合金
として用いてもかまわない。本発明にかかわる異方性磁
石粉をボンド磁石用磁粉として用いる場合はその粒子径
が1000μm以下であることが好ましい。さらに、好
ましくはプレス成形ボンド磁石の場合は700μm以
下、射出成形ボンド磁石の場合は200μm以下の粒子
径である。
【0015】以下、本発明を具体的実施例により説明す
るが、本発明はこれらにより何ら制限されるものではな
い。 (実施例1)出発原料はしてNd:13原子%、Fe:
76原子%:Co:5原子%、B:6原子%の組成に調
整した合金を高周波溶解炉によって作製した。得られた
合金を片ロール法によって急冷リボンとし、このリボン
を粉砕し等方性の磁粉を得た。ついでこのリボン粉砕磁
粉をアルゴンガス中750℃の温度下でホットプレスを
行い密度が7.5g/cm3 の合金インゴットを得た。
かかるインゴットをアルゴンガス中で750℃の温度下
でダイアップセットにより塑性変形させ、圧縮方向に異
方性を有する磁石インゴットを得た。この磁石の磁気特
性を測定した結果、Br=12.5kG、iHc=1
2.5kOe、(BH)max=37.4MGOeであ
った。この磁石インゴットを液体窒素中に浸漬し十分に
冷却した後に、窒素ガス雰囲気で機械的粉砕方によって
53〜500μmの磁粉となるように粉砕した。粉砕し
た磁粉とビスフェノールA型エポキシ樹脂とフェノール
ノボラックの混合物をメチルエチルケトンで希釈したバ
インダー樹脂とを磁粉含率が80体積%となるように混
合し、混合物を攪はんしながらメチルエチルケトンを蒸
発させ、成形前のブレンド物を得た。かかるブレンド物
を成形圧力5t/cm2 、配向磁場20kOeの条件で
プレス成形し、異方性ボンド磁石を得た。かかる異方性
ボンド磁石の磁気特性を測定した結果、Br=9.1k
G、iHc=12.3kOe、(BH)max=18.
5MGOe、ボンド磁石の密度=6.04g/cm3
あった。 (実施例2)実施例1と同一の合金磁石を用い、これを
ドライアイスを用いてメタノール中で−40℃に冷却し
た後に、窒素雰囲気中で機械的粉砕を行い、53〜50
0μmの磁粉を得た。その後、実施例1と同様の方法で
異方性ボンド磁石を作製したところ、Br=9.0k
G、iHc=12.2kOe、(BH)max=18.
0MGOe、ボンド磁石の密度=6.05g/cm3
あった。 (実施例3)実施例1と同様の方法で磁粉粒子径が53
〜106μmの異方性磁粉を得、この磁粉の含率が65
体積%なるようにナイロン−12と不活性ガス中で混練
し、その後印加磁場12kOeを有する磁場配向射出成
形機で成形し、異方性ボンド磁石を得た。このボンド磁
石の磁気特性を測定した結果、Br=7.2kG、iH
c=11.4kOe、(BH)max=11.6MGO
eであった。
【0016】(比較例1)実施例1と同一の合金磁石を
用い、それを窒素雰囲気中で室温にて機械的粉砕を行
い、53〜500μmの磁粉を得た。その後実施例1と
同様の方法で異方性のボンド磁石を作製したところ、B
r=8.7kG、iHc=11.5kOe、(BH)m
ax=16.2MGOe、ボンド磁石の密度=6.04
g/cm3 であった。 (比較例2)実施例1と同一の合金磁石を用い、それを
窒素雰囲気中で200℃に加熱し、機械的粉砕を行い、
53〜500μの磁粉を得た。その後実施例1と同様の
方法で異方性のボンド磁石を作製したところ、Br=
8.3kG、iHc=10.2kOe、(BH)max
=14.4MGOe、ボンド磁石の密度=6.04g/
cm3 であった。 (比較例3)実施例1と同一の合金磁石を400℃、1
時間の水素吸蔵処理を施した後に、650℃、30分の
脱水素処理を行い粉砕磁粉を得た。その後、実施例1と
同様の方法で異方性ボンド磁石を作製したところ、Br
=8.6kG、iHc=12.0kOe、(BH)ma
x=15.8MGOe、ボンド磁石の密度=6.02g
/cm3 であった。
【0017】実施例と比較例からわかるように、本発明
のように粉砕時に磁石合金を低温に保持することによっ
て、粉砕前の合金磁石と同等のiHcが得られ、かつボ
ンド磁石のBrも高い結果となり、(BH)maxが従
来法に比べて大幅に向上した。
【0018】
【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
希土類−鉄−ホウ素系異方性ボンド磁石において、従来
法に比較して大幅に磁気的性質を向上させた異方性ボン
ド磁石を得ることができる。しかも本発明は複雑な工程
を必要としないからプロセスコストが安価であり、工業
的価値は極めて高いということができる。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R(但し、Rはイットリウムを含む希土
    類元素の少なくとも1種):10〜30原子%、ホウ
    素:2〜28原子%、T(但し、TはFeを主体とする
    3d族遷移金属元素):65〜82原子%からなる異方
    性合金磁石を−196℃〜0℃に冷却した状態で機械的
    に粉砕した希土類−鉄−ホウ素系異方性磁石粉が体積含
    率で40〜95%、残部が合成樹脂である希土類−鉄−
    ホウ素系異方性ボンド磁石。
  2. 【請求項2】 異方性合金磁石が超急冷磁粉をホットプ
    レス後にダイアップセットにより異方性を付与した磁石
    である請求項1記載の希土類−鉄−ホウ素系異方性ボン
    ド磁石。
  3. 【請求項3】 異方性合金磁石が粉末冶金法によって作
    製された焼結磁石である請求項1記載の希土類−鉄−ホ
    ウ素系異方性ボンド磁石。
  4. 【請求項4】 粉砕後の磁粉の粒子径が1〜1000μ
    mである請求項1、2又は3記載の希土類−鉄−ホウ素
    系異方性ボンド磁石。
JP3262927A 1991-09-13 1991-09-13 希土類−鉄−ホウ素系異方性ボンド磁石 Pending JPH0574617A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11307378A (ja) * 1998-04-23 1999-11-05 Seiko Epson Corp 希土類ボンド磁石の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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