JPH06132107A - 複合希土類ボンド磁石 - Google Patents

複合希土類ボンド磁石

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JPH06132107A
JPH06132107A JP4303254A JP30325492A JPH06132107A JP H06132107 A JPH06132107 A JP H06132107A JP 4303254 A JP4303254 A JP 4303254A JP 30325492 A JP30325492 A JP 30325492A JP H06132107 A JPH06132107 A JP H06132107A
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weight
magnet
anisotropic
magnetic powder
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Jiyunji Satou
佐藤　　惇司
Yasusuke Sakakibara
庸介 榊原
Hidetake Hashimoto
英豪 橋本
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Citizen Watch Co Ltd
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    • 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
    • H01F1/059—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and Va elements, e.g. Sm2Fe17N2

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＮｄＦｅＢ系の異方性ボンド磁石では、磁石
合金の粉砕により磁気特性が劣化するため比較的粗な粉
体を用いている。また、ＳｍＦｅＮ系異方性ボンド磁石
では単軸粒子に依存する保磁力機構のために、数μｍの
微粉が用いられている。これらの粗粉末あるいは微粉末
の単独では圧縮成形性が悪いので充填密度が上がらず、
ボンド磁石としての磁気特性は十分でない。本発明の目
的はこれらの磁石粉末の圧縮成形性を改良して高い磁気
特性を示すボンド磁石を提供することである。 【構成】 ＮｄＦｅＢ系の５０〜５００μｍの磁石粉に
ＳｍＦｅＮ系の１０μｍ以下の磁石粉を均一混合し、コ
ンパウンド後圧縮成形することにより単独では得られな
かった充填密度を実現した。また、同様な効果がＮｄＦ
ｅＢとＳｍ2 Ｃｏ17の混合系、Ｓｍ2 Ｃｏ17とＳｍＦｅ
Ｎの混合系でも得られた。 【効果】 焼結磁石に匹敵する高い磁気特性を示すボン
ド磁石が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、異方性希土類ボンド磁
石に関するものである。近年、ＯＡ、ＡＶ機器の小型化
がめざましく、それらに使用される駆動用モーターも小
型で高性能なものが要求されており、すなわち高性能な
小型磁石が求められており、このような分野で利用され
るものである。したがって、従来焼結磁石で用いられて
いた領域でも利用可能となるものである。
【０００２】
【従来の技術】異方性希土類ボンド磁石は、Ｓｍ2 Ｃｏ
17系、ＮｄＦｅＢ系、ＳｍＦｅＮ系が存在しているが、
実用化されているのはＳｍ2 Ｃｏ17系のみである。とこ
ろが、本来のポテンシャルが比較的低いために、ボンド
磁石として使用される分野は限定されている。Ｓｍ2 Ｃ
ｏ17系圧縮ボンド磁石の最大エネルギー積は最高で１７
ＭＧＯｅである。
【０００３】また、ＮｄＦｅＢ系は焼結体を粉砕すると
保磁力が極端に低下し、磁石としての特性が損なわれる
ためいまだ実用化されるには至っていない。ここでＨＤ
ＤＲ（ Hydrogen Desorpsion Decomposition Recombina
tion）法で製造されたボンド磁石粉においても、焼結磁
石を粉砕したものに比較し保磁力の低下は少ないものの
５０μｍ以下の微粉の特性は低く、このような微粉は除
かれて使用するのが実状である。この系で圧縮ボンド磁
石のの最大エネルギー積は２０ＭＧＯｅ以下である。
【０００４】また、ＳｍＦｅＮ系は単軸粒子の保磁力機
構であり、約１０μｍ以下の粉体を用いなけばならず、
また焼結では変態してしまうので使用できず、その最大
エネルギー積は２１ＭＧｏｅの報告があるが、未だ開発
途上にあり実用化はなされていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】異方性ＮｄＦｅＢ系の
ボンド磁石粉は一般的には比較的大きな粗粉体からなる
ために圧縮成形では充填密度が上がらず、本来のポテン
シャルに基づいた特性が出ないので、さらに充点密度を
上げることが課題である。
【０００６】また、ＳｍＦｅＮ系磁石粉は、微粉体から
なるためにこれもまた圧縮成形では充填密度が上がらな
い。
【０００７】このように、単独の材料で高特性を出そう
とすると無理があった。また、いかに充填密度を上げる
かが、高特性を得るための課題となっていた。そこで密
度を上げるために静水圧プレスの手法があるがこれはす
でに公知であり、また量産性に乏しく、工業的に応用す
ることには無理があった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明では、上述した異
方性ＮｄＦｅＢ系磁石粉（粗粉）に対しては異方性Ｓｍ
ＦｅＮ系磁石粉（微粉）または、異方性Ｓｍ2 Ｃｏ17系
磁石粉（微粉）を混合した複合粉、および異方性Ｓｍ2
Ｃｏ17系磁石粉（粗粉）に対してはＳｍＦｅＮ系磁石粉
（微粉）を混合した複合粉とすることによりそれぞれ単
独で製造した磁石より特性の高いものを得ることを特徴
とするものである。なお、ここで用いるＮｄＦｅＢ系の
ボンド磁石粉は焼結磁石で最大エネルギー積が４５ＭＧ
Ｏｅのものを使用しボンド磁石としては、１９ＭＧＯｅ
を示すものである。また、Ｓｍ2Ｃｏ17系磁石合金粉の
特性としては、通常の粉体でボンド磁石として１４ＭＧ
Ｏｅ、５０〜５００μｍの粉体で１０ＭＧＯｅのものを
使用した。また、ＳｍＦｅＮ磁石粉はＴｈ2 Ｚｎ17構造
を示すもので、ボンド磁石としては１６ＭＧＯｅの特性
を示すものである。
【０００９】
【作用】このようにして得られた複合粉体で製造された
磁石は、それぞれの単独粉で製造した場合より高特性が
得られる。すなわち、
【表１】 に示すようにＮｄＦｅＢ系磁石粉とＳｍＦｅＮ系磁石粉
の混合粉の場合はＮｄＦｅＢの５０μｍ以上５００μｍ
以下の粗粉とＳｍＦｅＮの１０μｍ以下の微粉を混合す
るために最適の混合比の複合粉で充填密度を真密度の８
２％まで上げることが可能であり、最大エネルギー積で
３０ＭＧＯｅが得られた。また、ここで限定した粒度よ
り下位粒（５０μｍ以下）、または上位粒（５００μｍ
以上）の粉体が５％以下含まれても問題はなく、実際上
は篩い分けしたとしても特に下位粒はこの程度存在する
のが普通である。また、５０〜５００μｍの範囲で特定
の大きさの粒度に限定しても特に大きな効果はなく、粒
度分布にも依存しない。
【表１】
【００１０】また、
【表２】 に示すようにＮｄＦｅＢ系磁石粉とＳｍ2 Ｃｏ17系磁石
粉の混合粉の場合も同様にＮｄＦｅＢの５０μｍ以上５
００μｍ以下のの粗粉とＳｍ2 Ｃｏ17系磁石粉１００μ
ｍ以下の微粉を混合するために最適の混合比の複合粉で
充填密度を真密度の８２％まで上げることが可能であ
り、最大エネルギー積で２１ＭＧＯｅが得られた。な
お、Ｓｍ2 Ｃｏ17の粉体を１００μｍ以下に限定したの
は、
【表３】 に示すように１００μｍを超えると混合しても密度の上
昇が期待できなく、特性が向上しなくなるためであり、
好ましくは１０μｍ以下の場合に混合した効果が最も高
い。またＮｄＦｅＢの場合、ここで限定した粒度より下
位粒（５０μｍ以下）、または上位粒（５００μｍ以
上）の粉体が５％以下は含まれても問題はなく、実際上
は篩い分けしたとしても特に下位粒はこの程度存在する
のが普通である。
【表２】
【表３】
【００１１】また、
【表４】 に示すようにＳｍ2 Ｃｏ17系磁石粉とＳｍＦｅＮ系磁石
粉の混合粉の場合も同様にＳｍ2 Ｃｏ17系磁石粉の５０
μｍ以上５００μｍ以下の粗粉とＳｍＦｅＮ系磁石粉１
０μｍ以下の微粉を混合するために最適の混合比の複合
粉で充填密度を真密度の８２％まで上げることが可能で
あり、最大エネルギー積で１９ＭＧＯｅが得られた。ま
たＳｍ2 Ｃｏ1 7 の場合、ここで限定した粒度より下位
粒（５０μｍ以下）、または上位粒（５００μｍ以上）
の粉体が５％以下は含まれても問題はなく、実際上は篩
い分けしたとしても特に下位粒はこの程度存在するのが
普通である。
【表４】
【００１２】このように、複合ボンド磁石にした場合
は、単独では粒径が小さすぎるかまたは大きすぎるため
に密度が上がらず特性が十分出ないのに対し、複合ボン
ド磁石において最適な混合比にした場合、粒度の上位
粒、下位粒のそれぞれの特徴が生かされ、密度が向上す
るとともに単独では出せなかった特性が引き出せる。
【００１３】
【実施例１】ＮｄＦｅＢ系の５０〜５００μｍの異方性
ボンド磁石粉に、ＳｍＦｅＮ系の１００μｍ以下の磁石
粉の０〜１００重量％を１０重量％までは１％間隔で、
また、１０重量％以上では５重量％間隔に、Ａｒ雰囲気
中のニーダーを用いて均一混合した。この混合粉体に熱
硬化性エポキシ樹脂を１〜３部混合しコンパウンド化し
た。これを１５ＫＯｅの横磁場中で１０ｔ／ｃｍ2 のプ
レス圧で成形し５ｍｍ×５ｍｍ×３ｍｍの圧粉体とし、
不活性雰囲気中１５０〜２００℃の温度でキュアし異方
性ボンド磁石とした。これらボンド磁石の密度は比重計
で、磁石特性はＢＨトレーサーで測定した。その結果を
【表１】に示す。
【表１】はＮｄＦｅＢとＳｍＦｅＮの混合ボンド磁石に
おけるＳｍＦｅＮの全体に対する混合量（重量％）と密
度、残留磁束密度Ｂｒ（ＫＧ）、保磁力ｉＨｃ（ＫＯ
ｅ）、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（ＭＧＯｅ）の
関係を示す。なお、それぞれ単独での磁石特性はＮｄＦ
ｅＢの場合は０％、ＳｍＦｅＮの場合は１００％の項で
示され、従来の磁石との比較が可能である。これより、
１重量％以上の混合で密度が上がるとともに特性が向上
し、約３０重量％で特性はピークに達し最高で３０ＭＧ
Ｏｅの最大エネルギー積が得られた。
【００１４】
【実施例２】ＮｄＦｅＢの５０〜５００μｍ異方性ボン
ド磁石粉に、Ｓｍ2 Ｃｏ17の１００μｍ以下の異方性磁
石粉０〜１００重量％を１０重量％までは１％間隔で、
また、１０重量％以上では５重量％間隔に、Ａｒ雰囲気
中のニーダーを用いて均一混合した。この混合粉体に熱
硬化性エポキシ樹脂を１〜３部混合しコンパウンド化し
た。これを１５ＫＯｅの横磁場中で１０ｔ／ｃｍ2 のプ
レス圧で成形し５ｍｍ×５ｍｍ×３ｍｍの圧粉体とし、
不活性雰囲気中１５０〜２００℃の温度でキュアし異方
性ボンド磁石とした。これらボンド磁石の密度は比重計
で、磁石特性はＢＨトレーサーで測定した。その結果を
【表２】に示す。
【表２】はＮｄＦｅＢとＳｍ2 Ｃｏ17の混合ボンド磁石
におけるＳｍ2 Ｃｏ17の全体に対する混合量（重量％）
と密度、残留磁束密度Ｂｒ（ＫＧ）、保磁力ｉＨｃ（Ｋ
Ｏｅ）、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（ＭＧＯｅ）
の値を示す。なお、それぞれ単独での磁石特性はＮｄＦ
ｅＢの場合は０％、Ｓｍ2 Ｃｏ17の場合は１００％の項
で示される。これより、１重量％以上の混合で密度が上
がるとともに特性が向上し、約３０重量％で特性はピー
クに達し最高で２１ＭＧＯｅの最大エネルギー積が得ら
れた。
【００１５】
【実施例３】ＮｄＦｅＢの５０〜５００μｍ異方性ボン
ド磁石粉に、Ｓｍ2 Ｃｏ17の１０μｍ以下、５０μｍ以
下、１００μｍ以下、２５０μｍ以下、５００μｍ以下
の異方性磁石粉０〜１００重量％を１０重量％までは１
％間隔で、また、１０重量％以上では５重量％間隔に、
Ａｒ雰囲気中のニーダーを用いて均一混合した。この混
合粉体に熱硬化性エポキシ樹脂を１〜３部混合しコンパ
ウンド化した。これを１５ＫＯｅの横磁場中で１０ｔ／
ｃｍ2 のプレス圧で成形し５ｍｍ×５ｍｍ×３ｍｍの圧
粉体とし、不活性雰囲気中１５０〜２００℃の温度でキ
ュアし異方性ボンド磁石とした。これらの、密度および
磁石特性を
【実施例２】と同様に測定し、それぞれ最大エネルギー
積値が最大になる混合量での各値を
【表３】に示す。これより、Ｓｍ2 Ｃｏ17の２５０μｍ
以下の混合では密度の上昇が見られず、混合の効果はな
く、１００μｍ以下の粉体の混合において効果がみられ
ることが、
【請求項２】で１００μｍ以下に限定した理由である。
【００１６】
【実施例４】Ｓｍ2 Ｃｏ17の５０〜５００μｍ異方性ボ
ンド磁石粉に、ＳｍＦｅＮの１０μｍ以下の異方性磁石
粉０〜１００重量％を１０重量％までは１％間隔で、ま
た、１０重量％以上では５重量％間隔に、Ａｒ雰囲気中
のニーダーを用いて均一混合した。この混合粉体に熱硬
化性エポキシ樹脂を１〜３部混合しコンパウンド化し
た。これを１５ＫＯｅの横磁場中で１０ｔ／ｃｍ2 のプ
レス圧で成形し５ｍｍ×５ｍｍ×３ｍｍの圧粉体とし、
不活性雰囲気中１５０〜２００℃の温度でキュアし異方
性ボンド磁石とした。これらボンド磁石の密度は比重計
で、磁石特性はＢＨトレーサーで測定した。その結果を
【表４】に示す。この表はＳｍ2 Ｃｏ17とＳｍＦｅＮの
混合ボンド磁石におけるＳｍＦｅＮの全体に対する混合
量（重量％）と密度、残留磁束密度Ｂｒ（ＫＧ）、保磁
力ｉＨｃ（ＫＯｅ）、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ
（ＭＧＯｅ）の関係を示す。なお、それぞれ単独での磁
石特性はＳｍ2 Ｃｏ17の場合は０％、ＳｍＦｅＮの場合
は１００％の項で示される。これより、５重量％以上６
５重量％以下の混合で密度が上がるとともに特性が向上
し、約３０重量％で特性はピークに達し最高で１９ＭＧ
Ｏｅの最大エネルギー積が得られた。
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の異
方性複合ボンド磁石の発明は、従来の単独でのボンド磁
石の特徴を活かした画期的なものであり、通常の圧縮プ
レスで焼結磁石並みの特性を出す事に成功した。これま
での焼結磁石の置き換えが可能であり、発明の効果は非
常に大きい。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｒ（Ｒは希土類元素）２０〜４５重量
    ％、Ｆｅ５０〜７５重量％およびＢ０．５〜５重量％を
    主成分とし、主相がＮｄ2 Ｆｅ14Ｂからなり、粒度が５
    ０〜５００μｍの異方性磁石粉と、Ｓｍ３０重量％、Ｆ
    ｅ６５〜８０重量％およびＮ１〜６重量％を主成分と
    し、粒度が１０μｍ以下の異方性ＳｍＦｅＮ系磁石粉と
    を均一混合して得られる複合磁石粉をバインダーととも
    に磁場中圧縮成形して得られることを特徴とする複合希
    土類ボンド磁石。
  2. 【請求項２】 Ｒ（Ｒは希土類元素）２０〜４５重量
    ％、Ｆｅ５０〜７５重量％およびＢ０．５〜５重量％を
    主成分とし、主相がＮｄ2 Ｆｅ14Ｂからなり、粒度が５
    ０〜５００μｍの異方性磁石粉と、Ｒ（Ｒは希土類元
    素）２４〜２８重量％、Ｃｏ２２〜７３．５重量％、Ｆ
    ｅ１〜３５重量％およびＭ（ＭはＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔ
    ｉ、Ｈｆ、Ｖのうち少なくとも１種）を含有し、粒度が
    １００μｍ以下の異方性Ｓｍ2 Ｃｏ17系磁石粉とを均一
    混合して得られる複合磁石粉をバインダーとともに磁場
    中圧縮成形して得られることを特徴とする複合希土類ボ
    ンド磁石。
  3. 【請求項３】 Ｒ（Ｒは希土類元素）２４〜２８重量
    ％、Ｃｏ２２〜７３．５重量％、Ｆｅ１〜３５重量％お
    よびＭ（ＭはＺｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｖのうち
    少なくとも１種）を含有し、粒度が５０〜５００μｍの
    異方性Ｓｍ2 Ｃｏ17磁石粉と、Ｓｍ３０重量％、Ｆｅ６
    ５〜８０重量％およびＮ１〜６重量％を主成分とし、粒
    度が１０μｍ以下の異方性ＳｍＦｅＮ系磁石粉とを均一
    混合して得られる複合磁石粉をバインダーとともに磁場
    中圧縮成形することを特徴とする複合希土類ボンド磁
    石。
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