JPH0682575B2 - 希土類−Fe−B系合金磁石粉末 - Google Patents

希土類−Fe−B系合金磁石粉末

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、すぐれた磁気特性を有するR−Fe−B系合
金磁石粉末に関するものである。(ただし、上記RはY
を含む希土類元素を示し、以下、RはYを含む希土類元
素を示す。) 〔従来の技術〕 R−Fe−B系合金磁石粉末は、R−Fe−B系合金がすぐ
れた磁気特性を示す永久磁石材料として注目されてか
ら、主にボンド磁石用磁石粉末として開発されている。
一般に、ボンド磁石は、含有される磁石粉末と同種の焼
結磁石等に比べて磁気特性では劣るにもかかわらず、物
理的強度にすぐれ、かつ形状の自由度が高いなどの理由
から、近年その利用範囲を急速に広げつつある。このボ
ンド磁石は、磁石粉末と有機バインダー、金属バインダ
ー等とを結合してなるもので、その磁石粉末の磁気特性
によってボンド磁石の磁気特性が左右される。
上記合金磁石粉末では、その磁気特性が上記合金磁石粉
末の組織に大きく依存しており、上記合金のすぐれた磁
気特性を生かせるような組織を有する磁石粉末の研究が
行われていた。
ボンド磁石用の上記合金磁石粉末は、以下に示すような
ものが知られている。
(1)種々の機械的粉砕法やH2化−脱H2化による崩壊粉
砕法によって、上記合金インゴット、粗粉末あるいは永
久磁石により得られるR−Fe−B系合金磁石粉末は、例
えば、特開昭59-219904号公報、特開昭60-257107号公
報、特開昭62-23903号公報にも記載されている。
第2図(a)および(b)には、この磁石粉末の粉砕と
組織に関する概略図が示されており、第2図(a)に示
される粗粉末が、上記機械的粉砕法またはH2化−脱H2
による崩壊粉砕法により粉砕され、第2図(b)のよう
な粉末となる。
第2図(a)および(b)で、1はR2Fe14B相、2はR
−rich相、3はB−rich相、5は粗粉末であり、第2図
(a)に示されたR2Fe14B相1、R−rich相2およびB
−rich相3からなる1個の粗粉末5は、上記粉砕法によ
って粉砕され、第2図(b)に示されるようなR2Fe14B
相1が粒内および粒界破壊を起した組織を有する合金磁
石粉末となる。
粉砕されるものは、第2図(a)では粗粉末を示した
が、上記粗粉末に限らず、合金インゴットあるいは永久
磁石であってもよい。
このようにして粉砕された合金磁石粉末の組織は、粉砕
前の粗粉末、合金インゴットあるいは永久磁石の組織を
そのまま維持している。そして、上記磁石粉末は、粉砕
の程度により個々の粉末粒子は、R2Fe14B相が単結晶で
あったり、多結晶であったりする。実用に供するには、
粉末の平均粒度が数μm〜数100μmで、R2Fe14B相の平
均結晶粒径が3μm〜数10μmの磁石粉末である。
また、上記合金磁石粉末は、磁気特性の保磁力を向上さ
せるために、歪とりの熱処理を行ったり、さらに上記合
金磁石粉末の集合粉末としたりする場合がある(特開昭
61-266502号公報、特開昭61-179801号公報参照)。しか
しながら、これら粉末の個々の粒子の主相であるR2Fe14
B相の組織的変化はない。
(2)液体急冷法やアトマイズ法等によって、溶融状態
の上記合金より急冷して得られたR−Fe−B系合金粉末
は、例えば、特開昭60-17905号公報または特開昭59-647
39号公報にも記載されており、必要に応じて熱処理を行
うこともある。
第3図は、溶融状態の合金から急冷して得られたR−Fe
−B系合金磁石粉末の1個の粒子およびその組織を示す
概略図が示されている。上記第3図に示すとおり、個々
の粉末粒子4は、R2Fe14B相1の多結晶組織であり、そ
の結晶粒界にはR−richアモルファス相2′が存在し、
R2Fe14B相1の周囲をとり囲んでいる。
上記液体急冷法やアトマイズ法で得られた磁石粉末は、
平均粒度が数μm〜数100μmであり、液体急性法であ
ればR2Fe14B相の平均結晶粒径が数10nm程度、アトマイ
ズ法では数μm程度である。
上記磁石粉末は、上記合金の溶融状態から急冷凝固した
組織、あるいは必要に応じた熱処理でR2Fe14B相が核生
成、成長した組織であるために、粉末中の個々のR2Fe14
B相の結晶粒の結晶方向は任意である。R2Fe14B相の結晶
磁気異方性の磁化容易軸を矢印で示せば、第3図の矢印
6で表わすことができる。したがって、1個の粉末粒子
4に結晶異方性がなく等方性となり、磁気特性において
も等方性の磁石粉末である。
他に、共還元法、気相法による合成等により得られたR
−Fe−B系合金磁石粉末があるが、これらも上記(1)
および(2)で述べた組織に類似した組織を有する。
以上のように、従来のR−Fe−B系合金粉末は、その組
織が上記合金インゴット、粗粉末あるいは永久磁石の組
織をそのまま維持したものか、溶融からの急冷凝固した
組織やそれを熱処理してなる多結晶組織であった。
〔発明が解決しようとする課題〕
一般に、R−Fe−B系合金磁石粉末において、R−Fe−
B系合金磁石の磁気特性を充分に生かす、つまり高い保
磁力を示すためには、磁石粉末の組織が以下のようであ
ることが望ましいと考えられている。すなわち、 (a)主相であるR2Fe14B相の平均結晶粒径が50μm以
下、好ましくは、単磁区粒子となりうる0.3μm以下で
あること、 (b)主相の結晶粒内、結晶粒界部に逆磁区発生時の核
となる不純物や歪が無いこと、 (c)主相であるR2Fe14B相の結晶粒界部にR−rich相
またはR−richアモルファス相が存在し、上記R2Fe14B
相の結晶粒が上記R−rich相またはR−richアモルファ
ス相で囲まれていること、 (d)磁石粉末の個々のR2Fe14B相において、結晶磁気
異方性の磁化容易軸がそろっており、磁石粉末として磁
気的異方性を有すること、 である。
ところが、上記従来の技術(1)の磁石粉末は、第2図
に示すようにR2Fe14B相が粒内破壊して粉砕されるの
で、R2Fe14B相の結晶粒がR−rich相で囲まれた組織に
ならず、R2Fe14B相1の一部にR−rich相2が一部付着
している組織となり、さらに粉砕時の歪が残留する。そ
のため、上記従来の技術(1)の磁石粉末は、粉砕した
ままでは0.5〜3kOe程度の保磁力(iHc)しか示さず、歪
とりの熱処理を施した磁石粉末やR2Fe14B相の粒径部に
R−rich相を形成させる集合粉末とした磁石粉末もある
が、これらの磁石粉末をボンド磁石用磁石粉末として使
用した場合、成形圧力の増加と共にボンド磁石の保磁力
が低下し、例えば配向磁場中で5ton/cm2の圧力成形した
ボンド磁石は、保磁力(iHc)が5kOe以下となり磁気特
性が大幅に低下してしまう。さらにバインダーの熱硬化
時にも磁気特性が低下してしまう。
また、上記従来の技術(2)の磁石粉末は、第3図の矢
印6で示すように、個々のR2Fe14B相の結晶粒の結晶方
向は任意であり、粉末の磁気特性は等方性である。この
磁石粉末をボンド磁石用磁石粉末として使用した場合、
そのボンド磁石は8〜15kOe程度の高保磁石(iHc)を示
すが、等方性であるため、着磁磁界が20〜45kOeも必要
なため、実用的には用途が制限される。
また、従来の技術(1)および(2)の磁石粉末は、主
相:R2Fe14B相の結晶粒の粒界部にR−rich相およびR
−richアモルファス相等の粒界相が存在し、この粒界相
が主相をとり囲んでいることが大きな保磁力(iHc)を
有する原因と考えられており、言わば粒界相の存在が必
須であった。このため、粒界相が存在する分、磁石粉末
中の主相:R2Fe14B相の体積分率が低下し、磁石粉末の
磁化の値が低下していた。
このような事実から、従来のR−Fe−B系合金磁石粉末
は、本来のR−Fe−B系合金の磁気特性が充分に生かさ
れていないという問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、上記問題点を解決し、一層すぐ
れた磁気特性を有するR−Fe−B系合金磁石粉末を開発
すべく研究を行った結果、R−Fe−B系合金磁石粉末に
おいて、個々の粉末の組織がR2Fe14B相を主相とする再
結晶組織を有するR−Fe−B系合金磁石粉末は、すぐれ
た磁気特性を示し、さらにボンド磁石用磁石粉末として
使用した場合に、そのボンド磁石がすぐれた磁気特性を
示すという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 粉末の平均粒度が2.0〜500μmのR−Fe−B系合金磁石
粉末において、上記粉末の個々の粉末が、実質的に平均
再結晶粒径:0.5〜50μmの正方晶構造をとるR2Fe14B相
の再結晶粒が相互に隣接して集合した再結晶集合組織を
有するR−Fe−B系合金磁石粉末に特徴を有するもので
ある。
この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末は、上記R2Fe14B
相の再結晶粒が相互に隣接してなる再結晶集合組織が、
個々の粉末粒子内に少なくとも一部存在すればよいが、
粉末粒子内全体が上記再結晶集合組織であることが最も
好ましい。
上記再結晶組織を第1−1図〜第1−4図にもとづいて
説明する。
まず、第1−1図および第1−2図でR2Fe14B相よりも
Rが多い、つまり原子百分率でRX(Fe,B)100-Xにおい
て、X>13の場合について述べる。
第1−1図(a)は、RX(Fe,B)100-XにおいてX>13の
場合のR−Fe−B系合金インゴット、粗粉末または永久
磁石を機械的に粉砕して得た磁石粉末の1個の粒子の概
略図である。
この粉末は、H2化−脱H2化による崩壊粉砕法により作製
してもよい。いずれにしても、この第1−1図(a)に
示された粉末粒子の組織は、上記合金インゴット、粗粉
末または永久磁石の組織をそのまま維持したものであ
る。
第1−1図(a)において、1はR2Fe14B相、2はR−r
ich相、4は1個の粉末粒子を示す。上記第1−1図
(a)に示される粉末粒子を、適切な条件のもとで処理
すると、第1−1図(b)で示されるようにR2Fe14B相
の再結晶粒1′が発生し、それらが成長して第1−1図
(c)で示されるような実質的にR2Fe14B相の再結晶粒
1′が相互に隣接して集合した再結晶集合組織となる。
ここで、第1−1図(a)で示される従来の製造法によ
り製造された粉末のR2Fe14B相1から、第1−1図
(b)に示されるようにR2Fe14B相の再結晶粒1′を生
成させ、それを成長させて第1−1図(c)に示される
ようなR2Fe14B相の再結晶粒1′からなる再結晶集合組
織にすると、上記第1−1図(b)および(c)におい
て形成されたR2Fe14B相の再結晶粒1′は、完全にラン
ダムな結晶方位の結晶配置ではなく、一定の方位をもっ
た組織となるのである。
R2Fe14B相の再結晶粒1′が成長して第1−1図(c)
に示される再結晶粒の平均結晶粒径:0.05μm〜数μm
の集合組織となると、上記再結晶粒1′と再結晶粒1′
の一部粒界にR−rich相が新たに析出することがあって
も、大部分はR2Fe14B相の再結晶粒が相互に隣接して集
合した再結晶集合組織となるのである。
第1−2図(a)は、RX(Fe,B)100-Xにおいてx>13の
場合のR−Fe−B系合金インゴットまたは永久磁石その
ものの組織を示す概略図である。第1−2図(a)にお
いて、1はR2Fe14B相、2はR−rich相を示す。上記第
1−2図(a)で示される上記合金インゴットまたは永
久磁石を適切な条件のもとで処理すると第1−2図
(b)で示されるようにR2Fe14B相の粒内あるいは粒界
部にR2Fe14B相の再結晶粒1′が発生し、それらが成長
して第1−2図(c)に示されるようなR2Fe14B相の再
結晶粒1′が相互に隣接した再結晶集合組織を有する上
記合金インゴットまたは永久磁石となる。
R2Fe14B相の再結晶粒1′が成長して第1−2図(c)
に示される再結晶粒の平均結晶粒径:0.05:μm〜数μm
の集合組織となると、上記再結晶粒1′と再結晶粒1′
の一部粒界にR−rich相が新たに析出することがあって
も、大部分はR2Fe14B相の再結晶粒が相互に隣接して集
合した再結晶集合組織となるのである。
この第1−2図(c)に示されるようなR2Fe14B相の再
結晶粒1′の集合組織を有する合金インゴットまたは永
久磁石を機械的に粉砕して得た磁石粉末、あるいはH2
−脱H2化による崩壊粉砕法により粉砕して得た磁石粉末
は、第1−2図(d)に示されるようなR2Fe14B相の再
結晶粒1′の集合組織を有する磁石粉末となる。
つぎに、第1−3図および第1−4図でR2Fe14B組成付
近、つまり原子百分率でRX(Fe,B)100-Xにおいて11≦X
≦13、好ましくは原子百分率でR12Fe82B6組成付近の場
合について述べる。
第1−3図(a)は、R12Fe82B6組成付近のR−Fe−B
系合金インンゴット、粗粉末または永久磁石を機械的に
粉砕して得た磁石粉末の1個の粒子の概略図である。
この粉末は、H2化−脱H2化による崩壊粉砕法により作製
してもよい。いずれにしても、この第1−3図(a)に
示された粉末粒子の組織は、上記合金インゴット、粗粉
末または永久磁石の組織をそのまま維持したものであ
る。
第1−3図(a)において、1はR2Fe14B相、2はR−r
ich相、4は1個の粉末粒子を示す。上記第1−3図
(a)に示される粉末粒子を、適切な条件のもとで処理
すると、第1−3図(b)で示されるようにR2Fe14B相
の再結晶粒1′が発生し、それらが成長して第1−3図
(c)に示されるようなR2Fe14B相の再結晶粒1′が相
互に隣接して集合した再結晶集合組織となる。
ここで、第1−3図(a)で示される従来の製造法によ
り製造される粉末のR2Fe14B相1から、第1−3図
(b)に示されるようなR2Fe14B相の再結晶1′を生成
させ、それを成長させて第1−3図(c)に示されるよ
うなR2Fe14B相の再結晶粒1′からなる再結晶集合組織
になると、上記第1−3図(b)および(c)において
形成されたR2Fe14B相の再結晶粒1′は、完全にランダ
ムな結晶方位の結晶配置ではなく、一定の方位をもった
組織となるのである。
R2Fe14B相の再結晶粒1′が生成して第1−3図(c)
に示される平均再結晶粒径:0.05μm〜数μmの再結晶
集合組織となると、上記再結晶粒1′と再結晶粒1′の
一部の粒界部分にR−rich相2が新たに析出することが
ある。しかし、大部分の粉末はR−rich相が全くな存在
しない実質的にR2Fe14B相の再結晶粒1′が相互に隣接
して集合した再結晶集合組織となる。
第1−4図(a)は、R12Fe82B6組成付近のR−Fe−B
系合金インゴットまたは永久磁石そのものの組織を示す
概略図である。第1−4図(a)において、1はR2Fe14
B相、2はR−rich相を示す。上記第1−4図(a)で
示される上記合金インゴットまたは永久磁石を適切な条
件のもとで処理すると第1−4図(b)で示されるよう
にR2Fe14B相の粒内あるいは粒界部にR2Fe14B相の再結晶
粒1′が発生し、それらが成長して第1−4図(c)に
示されるようなR2Fe14B相の再結晶粒1′の集合組織を
有する上記合金インゴットまたは永久磁石となる。
R2Fe14B相の再結晶粒1′が生成して第1−4図(c)
に示される再結晶粒1′が相互に隣接した平均再結晶粒
径:0.05μm〜数μmの再結晶集合組織となると、上記
再結晶粒1′と再結晶粒1′の一部の粒界部分にR−ri
ch相2が新たに析出することがある。しかし大部分は第
1−4図(c)に示されるように、R2Fe14B相の再結晶
粒1′が相互に隣接して集合した再結晶集合組織で構成
されている。
この第1−4図(c)に示されるようなR2Fe14B相の再
結晶粒1′の集合組織を有する合金インゴットまたは永
久磁石を機械的に粉砕して得た磁石粉末、あるいはH2
−脱H2化による崩壊粉砕法により粉砕して得た磁石粉末
は、第1−4図(d)に示されるように、組織的に第1
−3図(c)の磁石粉末と同等のものもあるが、一部の
粉末は、R−rich相が全く存在せず、100%R2Fe14B相の
再結晶粒1′の集合組織となっているものもある。
したがって、この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末は、
実質的にR2Fe14B相の再結晶粒が相互に隣接して集合し
てなる再結晶集合組織が粉末内部に100%含まれる粉末
および上記実質的にR2Fe14B相の再結晶粒が相互に隣接
して集合してなる再結晶集合組織が粉末内部に一部存在
する粉末も含まれるものであるのに対し、従来の技術
(1)および(2)で述べたR−Fe−B系合金磁石粉末
は、再結晶組織を有していない点で全く相違する。
第3図に示される液体急冷法やアトマイズ法によって、
溶融状態の上記合金を急冷して粉末としても再結晶組織
を生成することはない。
さらに、従来の技術(1)および(2)の磁石粉末で高
保磁力を有するものは、R2Fe14B相の粒界部にR−rich
相が存在し、この粒界相がR2Fe14B相をとり囲んでいる
ことが必須であったが、この発明のR−Fe−B系合金磁
石粉末は、R−rich相粒界相は必須ではなく、実質的に
R2Fe14B相の再結晶粒だけから構成されているR−Fe−
B系合金磁石粉末である点で大きく異なっている。
この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末が高い磁気特性を
示す理由は、主相であるR2Fe14B相の再結晶粒の平均結
晶粒径が50μm以下、好ましくは、単磁区粒子となり得
る0.3μmに近い0.05〜0.3μmであり、再結晶粒のため
にその粒内および粒界部に不純物や歪がないために高保
磁力を有するからである。
特に、この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末は、R2Fe14
B相の再結晶粒子がほぼ単磁区粒子となり得る0.3μmに
近い平均再結晶粒径:0.05〜3μmを有し、かつ原子百
分率でRX(Fe,B)100-Xにおいて11≦X≦13では、実質的
にR2Fe14B相だけから構成されるために、特に高い磁化
の値を示す。
この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末は、粉末の平均粒
度が2.0〜500μmが好ましく、上記平均粒度を有する粉
末の個々の粒子内のR2Fe14B相の再結晶粒の平均再結晶
粒径が0.05〜50μm、好ましくは0.05〜3μmであると
よい。
上記磁石粉末の平均粒度が2.0μmより小さいと実際の
取扱いにおいて粉末が酸化したり燃えたりして困難な場
合が多く、500μmより大きいと磁石粉末として実用的
ではない。
個々の粉末粒子のR2Fe14B相の再結晶粒の平均再結晶粒
径が0.05μmより小さいと着磁が困難となって実用的で
なく、50μmより大きいと保磁力(iHc)が5kOe以下と
なり、磁気特性が低下する。上記保磁力(iHc)が5kOe
以下では、従来の希土類−Fe−B系合金磁石粉末のもつ
範囲に入り、磁気的特性がすぐれているとは言えないか
らである。
なお、この発明のR2Fe14B相を主相とする再結晶組織を
有するR−Fe−B系磁石粉末のFeの一部をCo,Ni,V,Nb,T
a,Cu,Cr,Mo,W,Ti,Al,Ga,In,Zr,Hfの1種または2種以上
で置換してもよい。また、Bの一部をN,P,F,Si,C,Ge,S
n,Znの1種または2種以上で置換してもよい。
この発明の磁石粉末において、1個の粉末粒子内の再結
晶粒は、完全にランダムな結晶方位の結晶配置ではな
く、一定の方位をもった組織となっているために、磁石
粉末の平均粒度によって相関的に決まる平均結晶粒径よ
り小さい再結晶粒の平均結晶粒径を有する磁石粉末は、
磁気的に等方性を有し、それ以上の再結晶粒の平均結晶
粒径を有する磁石粉末は磁気的異方性を有する。
このような磁気的等方性を有する再結晶組織を有する磁
石粉末も熱間圧延、熱間押出等の塑性変形を利用するこ
とによって、全てがこの発明の顕著な磁気的異方性を有
する磁石粉末となることができる。これは、塑性変形に
より個々の再結晶粒が磁化容易軸である結晶方位をそろ
えるためである。ここで、この塑性変形は、この発明の
磁石粉末に対して行うことに限定されるものではなく、
第1−2図(c)および第1−4図(c)に示したR2Fe
14B相を主相とする再結晶の集合組織を有する上記合金
インゴット、粗粉末または永久磁石に対して上記塑性変
形を行い、それを機械的粉砕法、あるいはH2化−脱H2
による崩壊粉砕法により粉砕して得た磁石粉末に必要に
応じて歪とりの熱処理を行えば、この発明の顕著な磁気
異方性を有する磁石粉末とすることができる。
上記再結晶組織を得る方法として、一般に材料中に高密
度の転位や空孔等の歪を含ませた後、適当な熱処理を行
って再結晶を生成、成長させる方法が用いられている
が、この発明では、R2Fe14B相にH2吸蔵させて500〜1000
℃の適当な温度で脱H2処理を行なうことでR2Fe14B相とH
2との相変態を含むR2Fe14B相の再結晶を生成、成長させ
る方法を用いた。
上記方法でH2を用いた理由は、単なる歪とりや酸化防止
またはH2化−脱H2化による崩壊粉砕のためだけではな
く、上記合金インゴット、永久磁石または粉末に組織変
化をもたらし、すぐれた磁気特性を有する再結晶組織を
得ることができるためであり、従来のR−Fe−B系永久
磁石または磁石粉末の製造法である焼結法、急冷法とは
全く異なる製造法である。
この発明のR2Fe14B相を主相とする再結晶組織を有する
磁石粉末を、従来のR−Fe−B系合金磁石粉末と混合
し、全粉末量の50重量%以上をこの発明の磁石粉末とな
るように配合したR−Fe−B系合金粉末は、5kOe以上の
保磁力を示し、ボンド磁石として充分実用に耐えるもの
であった。
〔実施例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて具体的に説明す
る。
実施例1 希土類元素としてNdを用い、高周波溶解炉で溶解、鋳造
して製造したNd−Fe−B系の原子数組成でNd15.0Fe77.0
B8.0を主成分とするR2Fe14B相の平均結晶粒径が110μm
の希土類合金インゴットを、Arガス雰囲気中でスタンプ
ミルを用いて粗粉砕し、さらに振動ボールミルにて微粉
砕して、平均粒度:3.7μmのNd−Fe−B系合金微粉末と
し、この微粉末を適量ボードに装入して熱処理炉に入
れ、1.0×10-5Torrの真空に排気した後、1atmのH2ガス
を炉内に流入して、そのH2ガス圧力を維持しつつ室温か
ら850℃まで昇温し、850℃になった時点で、この温度を
保持しつつ、30分間排気を行い、再度熱処理炉内の雰囲
気を1.0×10-5Torrの真空とした。その後、炉内に1atm
になるまでArガスを流入せしめ、微粉末を急冷した。凝
集した微粉末を乳バチで解きほぐし、平均粒度:5.8μm
のNd−Fe−B系合金磁石粉末を得た。
得られた上記磁石粉末をX線回折および透過電子顕微鏡
を用いて構造回折および組織観察を行った。
第4図はX線回折結果(入射X線はCuKα線)を示す線
図、 第5図(a)は、上記磁石粉末の透過電子顕微鏡による
金属組織写真であり、第5図(b)は、上記透過電子顕
微鏡による金属組織写真を模写した組織説明図である。
上記第4図のX線回折結果に示すとおり、主たる回折ピ
ークは、正方晶構造をとるNd2Fe14B金属化合物の面指数
で指数づけされるため、この発明の磁石粉末は、Nd2Fe
14B相を主相としていることがわかり、他のいくつかの
回折ピークは、f.c.c.構造をもつNd-richの面指数で指
数づけされるため、Nd-rich相が存在していることがわ
かる。
また、第5図(a)から、この発明の磁石粉末は、単に
上記希土類合金インゴットの組織が粉砕によって破壊さ
れた組織ではなく、約2.3μmの粉末粒子中に、約0.3μ
mの新たな再結晶粒が多数存在しており、再結晶組織を
有していることがわかる。
すなわち、第5図(a)透過電子顕微鏡による金属組織
写真を一部模写した第5図(b)を用いて説明すると、
この実施例1で製造したR−Fe−B系合金磁石粉末の1
個の粉末粒子4は、Nd2Fe14B相の再結晶粒1′を有して
おり、上記Nd2Fe14B相の再結晶粒1′の粒界部のところ
どころにNd-rich相2が存在し、特に3つのNd2Fe14B相
の再結晶粒1′が接している一部の粒界部分にNd-rich
相が析出しているが、実質的にはR2Fe14B相の再結晶粒
が相互に隣接した再結晶集合組織を有していることがわ
かる。
上記磁石粉末の磁気特性を振動試料型磁束計で測定した
結果、保磁力(iHc)が11.5kOeと非常に高く、すぐれた
磁気特性を有することがわかった。
ついで、この磁石粉末を、4.5重量%のビスマレイミド
トリアジン樹脂と混合し、15kOeの磁場中、5Ton/cm2
圧力で圧縮成形し、温度:180℃、6時間保持の条件で上
記樹脂を硬化させ、ボンド磁石を作製した。得られたボ
ンド磁石の磁気特性を第1表に示した。
比較例1 実施例1で作製した原子組成でNd15.0Fe77.0B8.0を主成
分とする希土類合金インゴットを、Arガス雰囲気中でス
タンプミルを用いて粗粉砕し、さらに振動ボールミルに
て微粉砕して、平均粒度:3.8μmのNd−Fe−B系合金磁
石粉末を得た。
この磁石粉末の磁気特性を振動試料型磁束計で測定した
結果、保磁力(iHc)は2.0kOeであった。
ついで、この磁石粉末を、実施例1と同様に、4.5重量
%のビスマレイミドトリアジン樹脂と混合し、実施例1
と同じ条件でボンド磁石を作製し、得られたボンド磁石
の磁気特性を測定し、その結果を第1表に示した。
比較例2 上記比較例1で得た磁石粉末を適量ボードに注いで熱処
理炉に入れ、1.0×10-5Torrの真空に排気した後、1atm
のArガスを炉内に流入して、そのArガス圧を維持しつつ
室温から500℃まで昇温し、500℃で30分保持して粉砕時
の歪を除去して急冷した。凝集した粉末を乳バチで解き
ほぐし、平均粒度:6.6μmのNd−Fe−B系合金磁石粉末
を得た。
この磁石粉末の磁気特性を振動試料型磁束計で測定した
結果、保磁力(iHc)は3.8kOeであった。
ついで、この磁石粉末を4.5重量%のビスマレイミドト
リアジン樹脂と混合し、15kOeの磁場中、5Ton/cm2の圧
力で圧縮成形し、温度:180℃、6時間保持の条件で、上
記実施例1と同様にボンド磁石を作製し、得られたボン
ド磁石の磁気特性を測定し、その結果を第1表に示し
た。
実施例2 希土類元素としてNdとPrを用い、高周波溶解炉で溶解
し、鋳造して製造したNd−Pe−Fe−B系の原子数組成で
Nd13.6Pr0.4Fe78.1B7.9を主成分とする希土類合金イン
ゴットをArガス雰囲気中で温度:1100℃、30時間保持の
条件で均一化処理を行った後に、たて:10mm×横:10mm×
高さ:50mmの直方体に切り出した。この直方体インゴッ
ト(R2Fe14B相の平均結晶粒径は280μm)を熱処理炉に
入れ、真空度:1×10-5Torrの真空に排気した後、その真
空度を維持しつつ室温から840℃まで昇温し、840℃にな
った時点で真空度:180TorrまでH2ガスを炉内に流入し
て、そのH2ガス圧を維持しつつ10時間保持し、さらに、
840℃で排気を1.5時間行って、1×10-5Torr以下の真空
とし、炉内に1atmまでArガスを流して急冷した。上記熱
処理を行った直方体インゴットをArガス雰囲気中でスタ
ンプミルにて粉砕し、粉末の平均粒度:25μmのNd−Pr
−Fe−B系合金磁石粉末を得た。得られた磁石粉末の個
々の粒子は、全てが上記実施例1の磁石粉末と同様の再
結晶組織を有しており、その再結晶組織の平均再結晶粒
径は0.8μmであった。この磁石粉末の保磁力を振動試
料型磁束計で測定した結果、保磁力(iHc)は8.6kOeを
示した。さらに、この磁石粉末を4.0重量%のビスマレ
イミドトリアジン樹脂と混合し、15kOeの磁場中で5Ton/
cm2の圧力で圧縮成形し、温度:180℃、6時間保持の条
件で上記樹脂を硬化させ、ボンド磁石を作製し、その時
期特性を測定し、その結果を第1表に示した。
実施例3 上記実施例2で得られた磁石粉末を適量ボードに注いで
熱処理炉に入れ、1.0×10-5Torrの真空に排気した後、1
atmのArガスを炉内に流入してそのArガス圧を維持しつ
つ室温から600℃まで昇温し、600℃で10分間保持して粉
砕時の歪を除去して急冷した。凝集した粉末を乳バチで
解きほぐし、粉末の平均粒度:26μmのNd−Pr−Fe−B
系合金磁石粉末を得た。得られた磁石粉末の個々の粒子
は、全てが上記実施例1でみられたような再結晶組織を
有しており、その再結晶組織の平均再結晶粒径は0.8μ
mであった。この磁石粉末の保磁力を振動試料型磁束計
で測定した結果、保磁力(iHc)は10.3kOeを示した。さ
らに、この磁石粉末を、4.0重量%のビスマレイミドト
リアジン樹脂と混合し、15kOeの磁場中で5Ton/cm2の圧
力で圧縮成形し、温度:180℃、6時間保持の条件で上記
樹脂を硬化させボンド磁石を作製し、その磁気特性を測
定し、その結果を第1表に示した。
実施例4 上記実施例2においてH2ガス中で熱処理を行った再結晶
組織を有する直方体インゴットを熱処理炉に入れ、温
度:330℃で180TorrのH2ガス中で3時間、H2を吸蔵処理
し、上記直方体インゴットを崩壊粉砕し、排気を行いつ
つ700℃まで昇温して、温度:700℃、5分間保持し、脱
水素化して1.0×10-5Torrの真空度とし、炉内に1atmま
でArガスを流して急冷した。凝固した粉末を乳バチで解
きほぐし、粉末の平均粒度:42μmのNd−Pr−Fe−B系
合金磁石粉末を得た。得られた磁石粉末の個々の粒子
は、全てが上記実施例1の磁石粉末と同様の再結晶組織
を有しており、その再結晶組織の平均再結晶粒径は1.0
μmであった。この磁石粉末の保磁力を振動試料型磁束
計で測定した結果、保磁力(iHc)は9.2kOeを示した。
さらに、これら磁石粉末を、3.0重量%のビスマレイミ
ドトリアジン樹脂と混合し、15kOeの磁場中で5Ton/cm2
の圧力で圧縮成形し、温度:180℃、6時間保持の条件で
上記樹脂を硬化させボンド磁石を作製し、その磁気特性
を測定し、その結果を第1表に示した。
比較例3および4 上記実施例2において作製した原子数組成でNd13.6Pr
0.4Fe78.1B7.9を主成分とする希土類合金インゴットをA
rガス雰囲気中で、温度:1100℃、30時間保持の条件で均
質化処理を行った後、そのままArガス雰囲気中でスタン
プミルにて粉砕し、粉末の平均粒度:21μmのNd−Pr−F
e−B系合金磁石粉末を得た。(比較例3) さらに、比較例3で得られた磁石粉末を上記実施例3と
同様の粉砕時の歪とりを行い、粉末の平均粒度:20μm
のNd−Pr−Fe−B系合金粉末を得た。
(比較例4) 上記比較例3および4で得られた磁石粉末の磁気特性を
振動試料型磁束計で測定した結果、保磁力(iHc)は、
それぞれ0.5kOeおよび0.9kOeであった。これらの磁石粉
末をそれぞれ4.0重量%のビスマレイミドトリアジン樹
脂と混合し、15kOeの磁場中で5Ton/cm2の圧力で圧縮成
形し、温度:180℃、6時間保持の条件で上記樹脂を硬化
させ、ボンド磁石を作製し、それらの磁気置特性を測定
して、その結果も第1表に示した。
上述の実施例1〜4および比較例1〜4の磁石粉末の特
性と、それらの磁石粉末を用いて作製したボンド磁石の
磁気特性をまとめて第1表に示した。
上記第1表からも明らかなように、粉末粒子中に再結晶
組織を有するこの発明の実施例1〜4の磁石粉末は、従
来の合金インゴット組織が粉砕によって破壊された組織
を有する比較例1〜4の磁石粉末と比べて、保磁力(iH
c)が非常に高く、それらの磁石粉末を用いて作製した
ボンド磁石も、磁気特性に格段の差が生じている。
実施例5 希土類元素としてNdを用い、電子ビーム溶解炉で溶解、
鋳造して製造したNd−Fe−B系の原子数組成でNd14.9Fe
79.1B6.0を主成分とするR2Fe14B相の平均結晶粒径が150
μmの希土類合金インゴットを熱処理炉に入れ、温度:3
00℃で200TorrのH2ガス中で1時間保持してH2化により
上記合金インゴットを崩壊粉砕し、その温度を維持しつ
つ排気を30分行い、脱H2化して、1.0×10-5Torrの真空
度とし、炉内に1atmまでArガスを流入して急冷した。こ
の粉砕粉をさらに回転ボールミルで微粉砕して、平均粒
度:5.3μmのNd−Fe−B系合金粉末とし、この粉末を適
量ボードに注いで、熱処理炉に入れ、1.0×10-5Torrの
真空に排気した後、室温から800℃まで昇温し、800℃で
炉内に100TorrまでH2ガスを流入し、そのH2ガス圧を維
持しつつ5時間保持し、さらに800℃で排気を0.2時間行
って、1.0×10-5Torrの真空度とし、炉内に1atmまでAr
ガスを流して急冷した。
このようにして得られた凝集微粉末を乳バチで解きほぐ
し、平均粒度:8.1μmのNd−Fe−B系合金磁石粉末を得
た。この磁石粉末の個々の粒子の平均再結晶粒径は、0.
05μmであり、上記実施例1の磁石粉末と同様の再結晶
組織を有していた。
この磁石粉末を、4.5重量%のフェノールノボラック型
エポキシ樹脂と混合し、無磁場中、あるいは15kOeの磁
場中で5Ton/cm2の圧力で圧縮成形し、温度:100℃、10時
間保持の条件で上記樹脂を硬化させボンド磁石を作製
し、その磁気特性を第2表に示した。
実施例6〜8 上記実施例5で得た粉末の平均粒度:8.1μm、平均再結
晶粒径:0.05μmのNd−Fe−B系合金磁石粉末を、さら
に温度:600℃、真空度:1.0×10-5Torrの真空中で、2時
間保持(実施例6)、10時間保持(実施例7)および10
0時間保持(実施例8)の条件で熱処理を行い、再結晶
粒を成長させ、Arガスを流入して急冷し、それぞれ平均
再結晶粒径:0.7μm(実施例6)、1.2μm(実施例
7)および1.8μm(実施例8)のNd−Fe−B系合金磁
石粉末を得た。
これらの磁石粉末も、上記実施例1の磁石粉末と同じ再
結晶組織を有していた。
上記平均再結晶粒径:0.7μm(実施例6)、1.2μm
(実施例7)および1.8μm(実施例8)のNd−Fe−B
系合金磁石粉末をそれぞれ4.5重量%のフェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂と混合し、無磁場中、あるいは15
kOeの磁場中5Ton/cm2の圧力で圧縮成形し、上記実施例
5と同一の条件でボンド磁石を作製し、その磁気特性を
第2表に示した。
上記第2表から、この発明の磁石粉末において、粉末の
平均粒度が8.1μmの場合、平均再結晶粒径が0.7μm以
上のときに、磁場中成形の結果、顕著な異方性ボンド磁
石が得られることが明らかである。
異方性ボンド磁石が得られるということは、磁場中成形
時に、磁石粉末が磁化容易方向に配向するためであり、
この発明の磁石粉末は磁気的異方性を有することがわか
る。
また、第6図に、実施例7のボンド磁石の減磁曲線を示
した。上記第6図の減磁曲線を見てもこの発明の磁石粉
末は、磁気的異方性を有することがわかる。
実施例9 希土類元素としてNdを用い、プラズマアーク溶解炉で溶
解、鋳造して製造したNd−Fe−B系の原子数組成でNd
14.0Fe78.8B7.2を主成分とする希土類合金インゴットを
Arガス雰囲気中で1090℃、20時間保持の条件で均質化処
理を行った後に、たて:10mm×横:10mm×長さ:50mmの直
方体に切り出した。この直方体インゴット(R2Fe14B相
の平均結晶粒径は200μm)を熱処理炉に入れ、1×10
-5Torrの真空に排気した後、その真空度を維持しつつ室
温から830℃まで昇温し、830℃で30分保持後、830℃で1
atmのH2ガスを炉内に流入してそのH2ガス圧を維持しつ
つ20時間保持し、さらに排気を行いつつ850℃で昇温
し、850℃まで排気を40分行って、1.0×10-5Torr以下の
真空とし、炉内に1atmまでArガスを流して急冷した。上
記熱処理を行った直方体インゴットをArガス雰囲気中で
スタンプミルにて粉砕して得た粉末を、Arガス雰囲気中
720℃に保持した圧延用ロールのギャップに注ぎ込んで
粉末圧延を行って、粉末の平均粒度:38μmのNd−Fe−
B系合金磁石粉末を得た。この磁石粉末の個々の粒子の
平均再結晶粒径は0.5μmであり、上記実施例1の磁石
粉末と同様の再結晶組織を有していた。
得られた磁石粉末を4.0重量%のフェノールノボラック
型エポキシ樹脂と混合し、無磁場中および15kOeの磁場
中で5Ton/cm2の圧力で圧縮成形し、温度:100℃、10時間
保持の条件で上記樹脂を硬化させボンド磁石を作製し、
その磁気特性を第3表に示した。
実施例10 実施例9において上記H2ガス中の熱処理を行った直方体
インゴットをそのままArガス雰囲気中750℃に保持した
圧延用ロールのギャップに入れて、圧延率:40%になる
まで数回圧延した。
圧延後のインゴットをArガス雰囲気でスタンプミルにて
粉砕し、上記実施例3と同様にして粉砕時の歪とりを行
い、粉末の平均粒度:25μmのNd−Fe−B系合金磁石粉
末を得た。この磁石粉末の個々の粒子の平均再結晶粒径
は0.7μmであり、上記実施例1の磁石粉末と同様の再
結晶組織を有していた。得られた磁石粉末を4.0重量%
のフェノールノボラック型エポキシ樹脂と混合し、無磁
場中および15kOeの磁場中で5Ton/cm2の圧力で圧縮成形
し、温度:100℃、10時間保持の条件で上記樹脂を硬化さ
せボンド磁石を作製し、その磁気特性を第3表に示し
た。
上記第3表に示された結果から、この実施例9および10
のように、磁石粉末の製造工程において、熱間ロール圧
延を施したこの発明の磁石粉末を用いて磁場中成形して
ボンド磁石を製造すると、無磁場中成形に比べて、磁気
特性、特に最大エネルギー積(BH)maxおよび残留磁束密
度(Br)の向上が著しいことがわかる。このことは、発
明の磁石粉末は磁気異方性を有しており、磁場中成形時
に磁石粉末は磁化容易方向に配向するためである。
また、第7図に、実施例10のボンド磁石の減磁曲線を示
した。上記第7図の減磁曲線を見ても、この発明の磁石
粉末は、磁気的異方性を有することがわかる。
上記磁石粉末製造工程中の熱間加工は、熱間ロール圧延
に限定されるものではなく、熱間押出その他の熱間塑性
加工であれば、いかなる加工であってもよい。
実施例11〜16および比較例5〜7 希土類元素として、NdとDyを用い、高周波溶解炉で溶
解、鋳造して製造したNd−Dy−Fe−B系の原子数組成で
Nd13.5Dy1.5Fe77.3B7.7を主成分とするR2Fe14B相の平均
結晶粒径が70μmの希土類合金インゴットを熱処理炉に
入れ、温度:300℃で300TorrのH2ガス中で1時間保持し
てH2化により上記合金インゴットを崩壊粉砕し、その温
度を維持しつつ排気を1時間行い、脱H2化して1.0×10
-5Torrの真空度とし、炉内に1atmまでArガスを流入して
急冷し、粉末の平均粒度:120μmのNd−Dy−Fe−B系合
金粉末を得、さらにこの粉末を適量ボードに注いで熱処
理炉に入れ、1.0×10-5Torrの真空に排気した後、1atm
のH2ガスを炉内に流入して、そのH2ガス圧を維持しつつ
室温から850℃まで昇温し、1atmのH2ガスを流入して850
℃で1時間保持し、その後700℃まで降温させ700℃を保
持しつつ排気を第4表に示される時間をかけて再結晶粒
を成長させながら行い、1.0×10-5Torrの真空度に至ら
しめ、炉内に1atmまでArガスを流入して粉末を急冷し、
粉末の平均粒度:150μmのNd−Dy−Fe−B系合金磁石粉
末を得た。
得られた上記磁石粉末は、(Nd Dy)2Fe14B相を主相とす
る再結晶組織を有し、個々の粉末粒子の平均再結晶粒径
は第4表に示す通りであった。
これら磁石粉末の保磁力を振動試料型磁束計で測定した
結果も第4表に示した。
上記第4表に示された結果を、たて軸に保磁力(iH
c)、横軸に平均再結晶粒径(μm)をとり、横軸を対
数目盛として第8図のグラフに表わした。
上記第8図のグラフから、平均再結晶粒径:50μm以下
の場合に、この発明の磁石粉末は、少くとも保磁力(iH
c)が5kOe以上となり、すぐれた磁気特性を有すること
がわかる。好ましくは、上記平均再結晶粒径は3μm以
下であることもわかる。
実施例17 希土類元素としてNdを用い、高周波溶解炉で溶解、鋳造
して製造したNd−Fe−B系の原子数組成でNd12.1Fe82.1
B5.8を主成分とする希土類合金インゴットを、Arガス雰
囲気中で温度:1090℃、40時間保持の条件で均質化処理
を行った。この希土類合金インゴットのR2Fe14B相の平
均結晶粒径は150μmであった。その後、その希土類合
金インゴットをインゴットのまま適量ボードに装入して
熱処理炉に入れ、1.0×10-5Torrの真空に排気した後、1
atmのH2ガスを炉内に流入して、そのH2ガス圧力を維持
しつつ室温から830℃まで昇温し、830℃で1atmのH2ガス
中で1時間保持し、さらに830℃で200TorrのH2ガス中で
6時間保持し、さらにこの温度を保持しつつ40分間排気
を行ない、再度熱処理炉内の雰囲気を1.0×10-5Torrの
真空とした。その後、炉内に1atmになるまでArガスを流
入せしめ、上記希土類合金インゴットを急冷した。かか
る処理される希土類合金インゴットは崩壊しており、こ
れを乳バチで解きほぐし、平均粒度:40μmのNd−Fe−
B系合金磁石粉末を得た。
得られた上記磁石粉末をX線回折および透過電子顕微鏡
を用いて構造回折および組織観察を行った。X線回折の
結果、回折ピークは正方晶構造をとるNd2Fe14B金属間化
合物の面指数で指数づけされた。またNd2Fe14相以外の
他の相のピークは、ほとんど観察されなかった。
第9図(a)は、上記磁石粉末の透過電子顕微鏡による
金属組織写真であり、第9図(b)は、上記透過電子顕
微鏡による金属組織写真を模写した組織説明図である。
第9図(a)から、この発明の磁石粉末は、単に上記希
土類合金インゴットの組織が粉砕によって破壊された組
織ではなく、粉末粒子中に、約0.4μmの新たな再結晶
粒が多数存在してお、再結晶組織を有していることがわ
かる。
すなわち、第9図(a)透過電子顕微鏡による金属組織
写真を一部模写した第9図(b)を用いて説明すると、
この実施例17で製造したR−Fe−B系合金磁石粉末の1
個の粉末粒子4は、Nd2Fe14B相の再結晶粒1′を有して
おり、上記Nd2Fe14B相の再結晶粒1′以外の他の相は、
3つのNd2Fe14B相の再結晶粒1′が接しているごく一部
の粒界3重点にNd−rich相2が析出しているだけで、実
質的にはNd2Fe14B相の再結晶粒だけから構成されている
のがわかる。
上記磁石粉末の磁気特性を振動試料型磁束計で測定した
結果、保磁力(iHc)が11.2kOeと非常に高く、すぐれた
磁気特性を有することがわかった。
ついで、この磁石粉末を、3.0重量%のフェノールノボ
ラック型エポキシ樹脂と混合し、無磁場中、6Ton/cm2
圧力で圧縮成形し、温度:120℃、6時間保持の条件で上
記樹脂を硬化させ、ボン度磁石を作製した。得られたボ
ンド磁石の磁気特性を第5表に示した。
比較例8 上記実施例17と同じNd12.1Fe82.1B5.8を成分組成とする
希土類合金インゴットをアルゴン雰囲気中で高周波溶解
し、直径:3mmのノズルより溶湯を落下させ、音速以下の
高速アルゴンガスをアトマイズして粉末を作製した。こ
の粉末を真空中で温度:600℃、30分間保持の熱処理をし
たのち、解砕し、平均粒度:40μmとなるようにふるい
分けし、従来の製法によるNd−Fe−B系合金磁石粉末を
得た。
上記磁石粉末の磁気特性を振動試料型磁束計で測定した
結果を第5表に示す。
ついで、この磁石粉末を3.0重量%のフェノールノボラ
ック型エポキシ樹脂と混合し、上記実施例17と同一条件
でボンド磁石を作製し、得られたボンド磁石の磁気特性
を第5表に示した。
第5表から、この発明の実施例17の磁石粉末を用いて得
られたNd−Fe−B系等方性ボンド磁石は、比較例8の従
来のNd−Fe−B系等方性ボンド磁石よりも磁気特性がす
ぐれていることがわかる。
実施例18〜21 上記実施例17において、H2ガス中で熱処理を行った崩壊
したインゴットをそれぞれ、粉末の平均粒度:32μm
(実施例18)、21μm(実施例19)、15μm(実施例2
0)、4μm(実施例21)になるまで乳バチで解きほぐ
しNd−Fe−B系合金磁石粉末を得た。
上記実施例18〜21の磁石粉末の保磁力を振動試料型磁束
計で測定した結果を第6表に示した。
また、上記実施例18,19,20および21で得られたNd−Fe−
B系合金磁石粉末を、それぞれ3.0重量%のフェノール
ノボラック型エポキシ樹脂と混合し、無磁場中、あるい
は15kOeの磁場中5Ton/cm2の圧力で圧縮成形し、上記実
施例17と同一の条件でボンド磁石を作製し、その磁気特
性を第6表に示した。
第6表から、この発明の磁石粉末において、粉末中のNd
2Fe14B相の平均再結晶粒径が0.4μmの場合、粉末の平
気粒度が15μm以下のときに磁場中成形すると残留磁束
密度Brの値が向上し、顕著な異方性ボンド磁石が得られ
ることが明らかである。
このことは、磁場中成形時に、磁石粉末が磁化容易方向
に配向するためであり、この発明の磁石粉末は磁気異方
性を有することがわかる。
実施例22 希土類元素としてNdとDyを用い、プラズマアーク溶解炉
で溶解、鋳造して製造したNd−Dy−Fe−Co−B系の原子
数組成でNd11.0Dy0.9Fe77.2Co5.2B5.7を主成分とする希
土類合金インゴットをArガス雰囲気中で1080℃−50時間
保持の条件で均質化処理を行った後、直径11.3mm、高さ
10mmの円柱に切り出した。この円柱インゴット(主相の
平均結晶粒径は120μm)を熱処理炉に入れ、1.0×10-5
Torrの真空に排気した後、その真空度を維持しつつ室温
から750℃まで昇温し、750℃でH2ガスを炉内に徐々に流
入して1atmとし、そのH2ガス圧を維持しつつ840℃まで
昇温し、1atmのH2ガス中で840℃で2時間し、さらに200
TorrのH2ガス中で840℃で10時間保持した後840℃で排気
を50分行って、1.0×10-5Torr以下の真空とし、炉内に1
atmまでArガスを流して急冷した。上記熱処理を行った
円柱インゴットを真空中730℃で高さ2mmまで塑性加工し
た。塑性加工したインゴットをArガス雰囲気でスタンプ
ミルにて粉砕し粉末の平均粒度42μmのNd−Dy−Fe−Co
−B系合金磁石粉末を得た。この磁石粉末の個々の粒子
の平均再結晶粒径は0.6μmであり、上記実施例17と同
様の(Nd,Dy)2(Fe,Co)14B相を主相とする再結晶組織を有
していた。得られた磁石粉末を3.0重量%のフェノール
ノボラック型エポキシ樹脂と混合し、無磁場中および15
kOeの磁場中で5Ton/cm2の圧力で圧縮成形し、温度:120
℃、5時間保持の条件で上記樹脂を硬化させボンド磁石
を作製し、その磁気特性を第7表に示した。
上記第7表に示された結果から、この実施例22のよう
に、磁石粉末の製造工程において、熱間塑性加工を施し
たこの発明の磁石粉末を用いて磁場中成形してボンド磁
石を製造すると、無磁場中成形に比べて、磁気特性、特
に最大エネルギー積(BH)maxおよび残留磁束密度(Br)
の向上が著しいことがわかる。このことは、この発明の
磁石粉末は磁気異方性を有しており、磁場中成形時に磁
石粉末は磁化容易方向に配向するためである。
実施例23 希土類元素としてNdとPrを用い、Arプラズマ溶解炉で溶
解し、鋳造して作製したNd−Pr−Fe−Co−B系の原子数
組成でNd12.5Pr1.0FeBalCo11.6B6.5からなる希土類合金
インゴットを、Arガス雰囲気中、温度:1140℃、10時間
保持の条件で均質化処理を行った。この均質化処理した
希土類合金インゴットのR2Fe14B相の平均結晶粒径は、2
90μmであった。その後、この希土類合金インゴットを
粉砕して15mm角のブロック体を作製し、この立方体イン
ゴットをボードに入れて熱処理炉に装入し、5×10-5To
rrの真空に排気したのち、1atmの水素ガス圧力で維持し
つつ室温から820℃まで昇温し、820℃で1atmの水素ガス
中で1時間保持し、さらにこの温度を保持しつつ50分真
空排気を行ない、再度熱処理炉内の雰囲気を1.0×10-3T
orrとした。その後、炉内に1atmのArガスを流入して希
土類合金インゴットを急冷した。かかる処理された希土
類合金インゴットを乳バチで解砕し、平均粒度:80μm
のNd−Pr−Fe−Co−B系合金磁石粉末を得た。
この磁石粉末の内部は、平均再結晶粒径:0.4μmの再結
晶粒が集合してなる再結晶集合組織を有していた。
この磁石粉末の保磁力(iHc)を振動試料型磁束計で測
定し、さらにこの磁石粉末を3重量%のエポキシ樹脂と
混合し、15kOeの磁場中で6Ton/cm2の圧力で圧縮成形
し、温度:120℃、2時間保持の条件で上記樹脂を硬化さ
せ、ボンド磁石を作製した。このボンド磁石の密度は、
6.1g/cm3であり、その磁気特性も測定した。
比較例9 実施例23で作製した15mm角のブロック体をボードに入
れ、これを冷却配管を周設した密閉できる容器内に装入
し、容器内を1×10-2Torrの真空に排気したのち、容器
内の昇温を防止するために冷却配管に冷却水を流し、容
器内に水素ガスを供給して容器内水素ガス圧を3.0atmに
保持し、水素ガス圧を上記立方体インゴットに吸収せし
め、ついで容器内を1×10-2Torrの真空にしたのち上記
立方体インゴットを乳鉢で解砕し平均粒度:80μmのNd
−Pr−Fe−Co−B系合金磁石粉末を得た。
得られたNd−Pr−Fe−Co−B系合金磁石粉末は、内部組
織は、平均結晶粒径:290μmのR2Fe14B相が粒内および
粒界破壊された組織となっていた。このようにして得ら
れたNd−Pr−Fe−Co−B系合金磁石粉末について実施例
23と同様に振動試料型磁束計により保磁力(iHc)を測
定し、さらにNd−Pr−Fe−Co−B系合金磁石粉末を用い
てボンド磁石を作製し、その磁気特性も測定した。
上記実施例23および比較例9で測定した磁石粉末の振動
試料型磁束計による保持力およびボンド磁石の磁気特性
を第8表に示した。
第8表に示される結果から、高温雰囲気において水素吸
蔵および水素排出させる水素処理を施して得られた再結
晶集合組織を有する磁石粉末は、従来の常温で水素吸蔵
および水素排出させて粒内および粒界破壊の組織を有す
る磁石粉末に比べて振動試料型磁束計による磁石粉末の
保磁力が大幅に優れており、さらにこの磁石粉末を用い
て作製したボンド磁石の磁気特性を比べてみても、この
発明の再結晶集合組成を有する磁石粉末を用いて作製し
たボンド磁石の方が大幅に優れていることがわかる。
実施例24〜50 実施例23と全く同様にして第9表および代10表の実施例
24〜50に示される成分組成を有する希土類合金インゴッ
ットを作製し、これら希土類合金インゴットの平均結晶
粒径を測定してその結果を第9表おび第10表に示したの
ち、これら希土類合金インゴットをそれぞれ粉砕して15
mm角のブロック体を作製し、 これらブロック体を実施例23と全く同じ条件で水素吸蔵
および水素排出処理したのち、Arガスを流入して急冷
し、ついで乳鉢で解砕し、平均粒度:80μmのNd−Fe−
B系合金磁石粉末を得た。これらNd−Fe−B系合金磁石
粉末内部は第9表および第10表に示される平均再結晶粒
径を有する再結晶集合組織となっていた。
これらNd−Fe−B系合金磁石粉末について振動試料型磁
束計で測定した保磁力(iHc)を第9表および第10表に
示し、さらにこれらNd−Fe−B系合金磁石粉末を用いて
実施例23と同様にボンド磁石を作製し、これらの密度お
よび磁気特性を測定し、それらの測定結果を第9表およ
び第10表に示した。
第9表および第10表に示される結果から、実施例24〜50
で得られたこの発明のNd−Fe−B系合金磁石粉末は、い
ずれも比較例9の磁石粉末に比べて優れた磁気特性を有
することがわかる。
〔発明の効果〕
上述のように、この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末
は、R2Fe14B相の再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合
組織を有するために、すぐれた磁気特性を示し、さら
に、磁気的異方性を有するために容易に配向し、R−Fe
−B系ボンド磁石に使用する磁石粉末としてすぐれた効
果を発揮し、上記この発明の磁石粉末を使用したボンド
磁石の磁気特性を従来のボンド磁石より改善している。
【図面の簡単な説明】
第1−1図(a)は、機械的粉砕により得られた1個の
粉末粒子の組織を示す概略図、 第1−1図(b)はR2F14B相の再結晶粒が発生した状態
を示す概略図、 第1−1図(c)は、上記再結晶粒子が成長したこの発
明のR−Fe−B系合金磁石粉末の再結晶集合組織を有す
る粉末粒子の概略図、 第1−2図(a)は、R−Fe−B系合金インゴットまた
は永久磁石そのものの組織を示す概略図、 第1−2図(b)は、R2Fe14B相の粒内あるいは粒界部
にR2Fe14B相の再結晶粒が発生した状態を示す概略図、 第1−2図(c)は、成長したR2Fe14B相の再結晶集合
組織を示す概略図、 第1−2図(d)は、上記第1−2図(c)の再結晶集
合組織を有するインゴットまたは永久磁石を粉砕して磁
石粉末とした状態を示す概略図、 第1−3図(a)は、もう1つの機械的粉砕により得ら
れた1個の粉末粒子の組織を示す概略図、 第1−3図(b)は、R2Fe14B相の再結晶粒が発生した
状態を示す概略図、 第1−3図(c)は、上記再結晶粒子が成長したこの発
明のR−Fe−B系合金磁石粉末の再結晶集合組織を有す
る粉末粒子の概略図、 第1−4図(a)は、もう1つのR−Fe−B系合金イン
ゴットまたは永久磁石そのものの組織を示す概略図、 第1−4図(b)は、R2Fe14B相の粒内あるいは粒界部
にR2Fe14B相の再結晶粒が発生した状態を示す概略図、 第1−4図(c)は、成長したR2Fe14B相の再結晶集合
組織を示す概略図、 第1−4図(d)は、上記第1−4図(c)の再結晶集
合組織を有するインゴットまたは永久磁石を粉砕して磁
石粉末とした状態を示す概略図、 第2図(a)は、原料粗粉末の組織を示す概略図、 第2図(b)は、上記原料粗粉末を機械的に粉砕した状
態を示す概略図、 第3図は、液体急冷法により製造されたR−Fe−B系合
金磁石粉末の組織を示す概略図、 第4図は、この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末のX線
回折した結果を示す線図、 第5図(a)は、この発明のR−Fe−B系合金磁石粉末
の透過電子顕微鏡による金属組織写真、 第5図(b)は、上記第5図(a)の透過電子顕微鏡に
よる金属組織写真の模写説明図、 第6図は、実施例7のボンド磁石の減磁曲線、 第7図は、実施例10のボンド磁石の減磁曲線、 第8図は、平均再結晶粒径と保磁力の関係を示すグラ
フ、 第9図(a)は、この発明のもう1つのR−Fe−B系合
金磁石粉末の透過電子顕微鏡による金属組織写真、 第9図(b)は、上記第9図(a)の金属組織写真の模
写説明図、 である。 1……R2Fe14B相、 1′……R2Fe14B相の再結晶粒、 2……R−rich層、 2′……R−richアモルファス相、 3……B−rich相、 4……1個の粉末粒子、 5……粗粉末粒子、 6……磁化容易軸を示す矢印。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−81607(JP,A) 特開 昭62−23902(JP,A) 特開 昭62−229803(JP,A) 特開 昭63−48805(JP,A) 特開 昭61−270316(JP,A) 特開 昭64−45103(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】Yを含む希土類元素(以下、Rで示す)と
    FeとBを主成分とするR−Fe−B系合金磁石粉末におい
    て、 上記粉末の個々の粉末は、実質的に平均再結晶粒径:0.0
    5〜50μmの正方晶構造をとるR2Fe14B金属間化合物相か
    らなる再結晶粒が相互に隣接した再結晶集合組織を有す
    る、 ことを特徴とするR−Fe−B系合金磁石粉末。
  2. 【請求項2】上記平均再結晶粒径は、好ましくは、0.05
    〜3μmであることを特徴とする請求項1記載のR−Fe
    −B系合金磁石粉末。
  3. 【請求項3】上記R−Fe−B系合金磁石粉末は、磁気的
    異方性を有することを特徴とする請求項1または2記載
    のR−Fe−B系合金磁石粉末。
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