JPH06330109A - 異方性磁性粉の製造方法およびその異方性ボンド永久磁石 - Google Patents
異方性磁性粉の製造方法およびその異方性ボンド永久磁石Info
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- JPH06330109A JPH06330109A JP5139075A JP13907593A JPH06330109A JP H06330109 A JPH06330109 A JP H06330109A JP 5139075 A JP5139075 A JP 5139075A JP 13907593 A JP13907593 A JP 13907593A JP H06330109 A JPH06330109 A JP H06330109A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Sm2Co17系合金の異方性磁性粉の製造と異方
性ボンド永久磁石の高性能化を図る。 【構成】 Sm2Co17系合金を鋳造する際、例えばゾーン
メルト法、フローティングゾーン法、ブリッチマン法を
利用して一定の温度勾配をもたせながら冷却、凝固を行
なう。処理した合金は温度勾配方向に一軸の磁気異方性
をもち、適当な熱処理を施し、適当な粒径に粉砕し、磁
気異方性を有した磁性粉を作製し、磁場中で配向させ、
レジンボンドで固着して高性能の異方性ボンド磁石を製
造する。
性ボンド永久磁石の高性能化を図る。 【構成】 Sm2Co17系合金を鋳造する際、例えばゾーン
メルト法、フローティングゾーン法、ブリッチマン法を
利用して一定の温度勾配をもたせながら冷却、凝固を行
なう。処理した合金は温度勾配方向に一軸の磁気異方性
をもち、適当な熱処理を施し、適当な粒径に粉砕し、磁
気異方性を有した磁性粉を作製し、磁場中で配向させ、
レジンボンドで固着して高性能の異方性ボンド磁石を製
造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は優れた磁気特性を有する
Sm2Co17系異方性磁性粉の製造方法およびボンド永久磁
石に関するものである。
Sm2Co17系異方性磁性粉の製造方法およびボンド永久磁
石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術および課題】希土類ボンド磁石はSmCo
5系、Sm2Co17系、NdFeB系の３種類に大別でき、フェラ
イト系のボンド磁石と比較して大きな磁気特性を有して
いる。しかしながら各々の合金によって製造される焼結
型と比較すると、磁気特性は大きく減少してしまう。こ
こで最大の問題点は磁場配向性の問題である。３種類の
合金はともに磁場中で配向される粉末冶金法により、一
軸異方性を有し、大きな残留磁束密度が得られるが、ボ
ンド磁石に使用される合金においては磁気異方性を有し
ていない。
5系、Sm2Co17系、NdFeB系の３種類に大別でき、フェラ
イト系のボンド磁石と比較して大きな磁気特性を有して
いる。しかしながら各々の合金によって製造される焼結
型と比較すると、磁気特性は大きく減少してしまう。こ
こで最大の問題点は磁場配向性の問題である。３種類の
合金はともに磁場中で配向される粉末冶金法により、一
軸異方性を有し、大きな残留磁束密度が得られるが、ボ
ンド磁石に使用される合金においては磁気異方性を有し
ていない。
【０００３】焼結磁石を砕いてボンド磁石の原料とする
には高コストであり、特にNd系については粉砕時の歪が
保磁力を大きく低下させるため、ボンド磁石用合金とし
て不適である。Nd系ボンド磁石用合金には急冷法を用い
た等方性の磁性粉が利用される。また急冷粉をホットプ
レスして、異方性合金を作製しボンド磁石に使用する方
法があるが開発の段階である。したがって現在のボンド
磁石はほとんどが等方性である。Sm2Co17系において、
粉砕し磁場中にて配向させ形成したボンド磁石は比較的
大きな残留磁気をもつが、粉砕された合金が等方性のた
め、合金のもつ大きな磁気特性を引き出すことができな
い。
には高コストであり、特にNd系については粉砕時の歪が
保磁力を大きく低下させるため、ボンド磁石用合金とし
て不適である。Nd系ボンド磁石用合金には急冷法を用い
た等方性の磁性粉が利用される。また急冷粉をホットプ
レスして、異方性合金を作製しボンド磁石に使用する方
法があるが開発の段階である。したがって現在のボンド
磁石はほとんどが等方性である。Sm2Co17系において、
粉砕し磁場中にて配向させ形成したボンド磁石は比較的
大きな残留磁気をもつが、粉砕された合金が等方性のた
め、合金のもつ大きな磁気特性を引き出すことができな
い。
【０００４】
【課題を解決するための手段】従来技術によるボンド磁
石は磁性粉自体が磁気異方性をもたないため、完全な異
方性のボンド磁石を作製することは困難であり、高磁気
特性が得られなかった。本発明はその点を解決させ残留
磁化を高めたボンド磁石とその製造方法であり、Sm2Co
17系合金に対して鋳造時に磁気異方性をもたせ、その後
適当な粒径に粉砕し、磁性粉そのものに磁気異方性をも
たせることによって、磁場中で配向させ易くなり、完全
に配向したボンド磁石が作製可能になった。
石は磁性粉自体が磁気異方性をもたないため、完全な異
方性のボンド磁石を作製することは困難であり、高磁気
特性が得られなかった。本発明はその点を解決させ残留
磁化を高めたボンド磁石とその製造方法であり、Sm2Co
17系合金に対して鋳造時に磁気異方性をもたせ、その後
適当な粒径に粉砕し、磁性粉そのものに磁気異方性をも
たせることによって、磁場中で配向させ易くなり、完全
に配向したボンド磁石が作製可能になった。
【０００５】本発明の合金組成は、Smを10〜14atm％、F
eを10〜40atm％、Cuを3〜6atm％、Zrを1.2〜2.5atm％
で、残部はCoからなり、高周波誘導加熱もしくはアーク
溶接などで溶解する。溶解された合金は坩堝の中で凝固
されゾーンメルト装置を用い一部分を溶融する。真空も
しくは不活性ガス雰囲気中が好ましく、加熱方式は高周
波誘導加熱や外部からの放射加熱などの方式がよい。加
熱溶融部を移動していくと、加熱されない部分は次第に
冷却され凝固していき、この時溶融部と凝固部に温度差
を生じ、温度勾配をもつ状態となる。冷却凝固部は冷却
装置を使用して強制的に冷却してもかまわない。
eを10〜40atm％、Cuを3〜6atm％、Zrを1.2〜2.5atm％
で、残部はCoからなり、高周波誘導加熱もしくはアーク
溶接などで溶解する。溶解された合金は坩堝の中で凝固
されゾーンメルト装置を用い一部分を溶融する。真空も
しくは不活性ガス雰囲気中が好ましく、加熱方式は高周
波誘導加熱や外部からの放射加熱などの方式がよい。加
熱溶融部を移動していくと、加熱されない部分は次第に
冷却され凝固していき、この時溶融部と凝固部に温度差
を生じ、温度勾配をもつ状態となる。冷却凝固部は冷却
装置を使用して強制的に冷却してもかまわない。
【０００６】一定の温度勾配をもつ状態で溶融部と凝固
部の界面を移動していくと、その温度勾配方向に磁気異
方性をもつ合金が作製できる。ゾーンメルトによって鋳
造される合金には温度勾配の大きい場合と小さな場合が
あるが、同じ速度で溶融部と凝固部の界面を移動した場
合、温度勾配の大きな方が冷却速度が大きい。凝固点付
近の冷却速度は小さい方が好ましく、-300℃/minより大
きな冷却速度では異方性化の度合いが小さくなってしま
う。溶融部の温度はSm蒸発による組成ズレを生じさせな
いため1400℃以下が好ましい。
部の界面を移動していくと、その温度勾配方向に磁気異
方性をもつ合金が作製できる。ゾーンメルトによって鋳
造される合金には温度勾配の大きい場合と小さな場合が
あるが、同じ速度で溶融部と凝固部の界面を移動した場
合、温度勾配の大きな方が冷却速度が大きい。凝固点付
近の冷却速度は小さい方が好ましく、-300℃/minより大
きな冷却速度では異方性化の度合いが小さくなってしま
う。溶融部の温度はSm蒸発による組成ズレを生じさせな
いため1400℃以下が好ましい。
【０００７】鋳造された合金は真空もしくは不活性ガ
ス、好ましくは不活性ガス雰囲気中において900〜1200
℃の温度範囲において均質化処理を施し、その後400〜9
00℃の温度範囲において熱処理を施す。900℃以下で溶
体化されず1200℃以上では溶融化して異方性が失われて
しまう。400℃以下では時効が行われず、900℃以上では
溶体化してしまう。
ス、好ましくは不活性ガス雰囲気中において900〜1200
℃の温度範囲において均質化処理を施し、その後400〜9
00℃の温度範囲において熱処理を施す。900℃以下で溶
体化されず1200℃以上では溶融化して異方性が失われて
しまう。400℃以下では時効が行われず、900℃以上では
溶体化してしまう。
【０００８】２段階の熱処理を施した合金を粉砕し2〜2
00μmの範囲の粒径とする。この時好ましくは不活性ガ
ス雰囲気で行う方がよく、5〜100μmの粒径範囲が好ま
しい。5μm以下では酸化され易く、100μm以上では配向
化しにくくなってしまう。粉砕された粉体はナイロンや
ＰＥＴなどのレジンと混合して、磁場配向された射出成
形タイプのボンド磁石となり、またエポキシと混合して
磁場配向された圧縮成形タイプのボンド磁石となる。射
出成形および圧縮成形、どちらかの方式にしても、異方
性で高磁気特性のSm2Co17系ボンド磁石が可能となる。
00μmの範囲の粒径とする。この時好ましくは不活性ガ
ス雰囲気で行う方がよく、5〜100μmの粒径範囲が好ま
しい。5μm以下では酸化され易く、100μm以上では配向
化しにくくなってしまう。粉砕された粉体はナイロンや
ＰＥＴなどのレジンと混合して、磁場配向された射出成
形タイプのボンド磁石となり、またエポキシと混合して
磁場配向された圧縮成形タイプのボンド磁石となる。射
出成形および圧縮成形、どちらかの方式にしても、異方
性で高磁気特性のSm2Co17系ボンド磁石が可能となる。
【０００９】
【実施例１】組成Sm(Co0.682Fe0.24Cu0.06Zr0.018)7.4
合金を、外径20φ、内径17φ、長さ200mmの石英坩堝中
において、Arガス雰囲気中で高周波誘導加熱を用いて溶
融し、いったん冷却させて凝固させる。その後、坩堝の
下端部より誘導加熱で加熱溶融し、その溶融部分の温度
を1350℃とし、一定温度を保ったまま、溶融部を徐々に
上方部に移動させ、下端部に凝固部が作られるように
し、一定の移動速度で合金塊全体を溶融し移動するにし
たがって、凝固されるようにする。この時の移動速度は
0.6mm/minとした。
合金を、外径20φ、内径17φ、長さ200mmの石英坩堝中
において、Arガス雰囲気中で高周波誘導加熱を用いて溶
融し、いったん冷却させて凝固させる。その後、坩堝の
下端部より誘導加熱で加熱溶融し、その溶融部分の温度
を1350℃とし、一定温度を保ったまま、溶融部を徐々に
上方部に移動させ、下端部に凝固部が作られるように
し、一定の移動速度で合金塊全体を溶融し移動するにし
たがって、凝固されるようにする。この時の移動速度は
0.6mm/minとした。
【００１０】この合金をArガス雰囲気中にて、1160℃に
て50hの均質化処理を施し、その後815℃にて40hの熱処
理を施した。処理された合金は粉砕し、ふるいで100μm
以下の粒とし、１wt％のエポキシ樹脂と混合し、15ＫOe
の磁束中で配向させ、6ton/cm2の圧力と加え成形し、10
0℃にて加熱硬化させたボンド磁石を作製した。下記に6
0KOeのパルス着磁した磁気特性を図１に示す。比較例と
して同合金を単に熱処理し、同じ方法にて磁場中にて成
形したものも図１に示す。本発明により高残留磁化を有
するボンド磁石が得られた。
て50hの均質化処理を施し、その後815℃にて40hの熱処
理を施した。処理された合金は粉砕し、ふるいで100μm
以下の粒とし、１wt％のエポキシ樹脂と混合し、15ＫOe
の磁束中で配向させ、6ton/cm2の圧力と加え成形し、10
0℃にて加熱硬化させたボンド磁石を作製した。下記に6
0KOeのパルス着磁した磁気特性を図１に示す。比較例と
して同合金を単に熱処理し、同じ方法にて磁場中にて成
形したものも図１に示す。本発明により高残留磁化を有
するボンド磁石が得られた。
【００１１】
【実施例２】組成Sm0.92Ｙ0.08(Co0.713Fe0.21Cu0.055Z
r0.022)7.4合金を、実施例１と同様に外径15φ、内径12
φ、長さ200mmの石英坩堝中において、合金高さ65mmに
溶かし込み凝固させた。坩堝内の合金を誘導加熱により
加熱溶融し、下端部より徐々に冷却して凝固させ、溶融
部と凝固部の界面に移動させる。この時の溶融温度は13
60℃で一定とした。全ての合金は温度勾配をつけた状態
で凝固され、坩堝より取り出し、Arガス雰囲気中にて、
1160℃，40hの均質化処理を施し、その後830℃，30hの
熱処理を施して、粉砕し、ふるいで粒径100μm以下の粉
末とした。その中より５gとり、さらに50μm以下に粉砕
し、約0.1gをとってプラスチックカプセルに入れ、磁場
中で配向させ、瞬間接着剤で固着した。振動試料型磁力
計により配向方向とその直角方向の磁化Ｍを測定し、反
磁場補正して粉末自体の図２に示す減磁曲線を求めた。
図２により異方性をもつ磁性粉であることが判明し、ボ
ンド磁石にした場合大きな異方性をもたせることが可能
となった。
r0.022)7.4合金を、実施例１と同様に外径15φ、内径12
φ、長さ200mmの石英坩堝中において、合金高さ65mmに
溶かし込み凝固させた。坩堝内の合金を誘導加熱により
加熱溶融し、下端部より徐々に冷却して凝固させ、溶融
部と凝固部の界面に移動させる。この時の溶融温度は13
60℃で一定とした。全ての合金は温度勾配をつけた状態
で凝固され、坩堝より取り出し、Arガス雰囲気中にて、
1160℃，40hの均質化処理を施し、その後830℃，30hの
熱処理を施して、粉砕し、ふるいで粒径100μm以下の粉
末とした。その中より５gとり、さらに50μm以下に粉砕
し、約0.1gをとってプラスチックカプセルに入れ、磁場
中で配向させ、瞬間接着剤で固着した。振動試料型磁力
計により配向方向とその直角方向の磁化Ｍを測定し、反
磁場補正して粉末自体の図２に示す減磁曲線を求めた。
図２により異方性をもつ磁性粉であることが判明し、ボ
ンド磁石にした場合大きな異方性をもたせることが可能
となった。
【００１２】
【発明の効果】本発明により、より大きな残留磁化をも
ち、高磁気特性のSm2Co17系異方性ボンド磁石の製造が
可能となった。
ち、高磁気特性のSm2Co17系異方性ボンド磁石の製造が
可能となった。
【図１】本発明と比較例の減磁曲線を示す。
【図２】本発明の減磁曲線を示す。
Ａ' 本発明の永久磁石の温度勾配方向に磁界をかけた
ときの減磁曲線 Ａ" 本発明の永久磁石の温度勾配方向と直角に磁界を
かけたときの減磁曲線 Ｂ 比較例の減磁曲線 Ｃ' 本発明の永久磁石の温度勾配方向に磁界をかけた
ときの減磁曲線 Ｃ" 本発明の永久磁石の温度勾配方向と直角に磁界を
かけたときの減磁曲線
ときの減磁曲線 Ａ" 本発明の永久磁石の温度勾配方向と直角に磁界を
かけたときの減磁曲線 Ｂ 比較例の減磁曲線 Ｃ' 本発明の永久磁石の温度勾配方向に磁界をかけた
ときの減磁曲線 Ｃ" 本発明の永久磁石の温度勾配方向と直角に磁界を
かけたときの減磁曲線
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｈ０１Ｆ 7/02 Ａ Ｃ
Claims (5)
- 【請求項１】 Sm2Co17系合金の鋳造凝固時に溶融部分
と凝固部分に一定の温度勾配をもたせながら、溶融部分
と凝固部の境界を移動させて冷却凝固される合金を2〜2
00μmに粉砕して作製されることを特徴とする異方性磁
性粉の製造方法。 - 【請求項２】 冷却凝固された合金を溶体化処理および
熱処理を施こし、固有保磁力を2ＫOe以上にした合金
を、2〜200μmに粉砕して作製される異方性磁性粉の製
造方法。 - 【請求項３】 粉砕された粒子自体が、一軸方向に磁気
異方性を有することを特徴とする請求項１あるいは請求
項２記載のボンド磁石用磁性粉。 - 【請求項４】 請求項１、請求項２乃至請求項３記載の
磁性粉にバインダーを混合して結合させたことを特徴と
する異方性ボンド永久磁石。 - 【請求項５】 請求項１、請求項２乃至請求項３記載の
磁性粉にバインダーを混合して、磁場中で磁気配向させ
て成形し、結合させた磁気異方性をもつことを特徴とす
る異方性ボンド永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5139075A JPH06330109A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 異方性磁性粉の製造方法およびその異方性ボンド永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5139075A JPH06330109A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 異方性磁性粉の製造方法およびその異方性ボンド永久磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06330109A true JPH06330109A (ja) | 1994-11-29 |
Family
ID=15236908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5139075A Withdrawn JPH06330109A (ja) | 1993-05-17 | 1993-05-17 | 異方性磁性粉の製造方法およびその異方性ボンド永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06330109A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104972131A (zh) * | 2015-06-28 | 2015-10-14 | 彭晓领 | 交变磁场中金属/陶瓷梯度材料的注浆成型制备方法 |
-
1993
- 1993-05-17 JP JP5139075A patent/JPH06330109A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104972131A (zh) * | 2015-06-28 | 2015-10-14 | 彭晓领 | 交变磁场中金属/陶瓷梯度材料的注浆成型制备方法 |
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