JPH07211566A - 異方性磁石の製造方法 - Google Patents
異方性磁石の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁場プレスなどを用いることなく磁気特性に
優れ、かつ成形性及び離型性の向上した磁石を製造す
る。 【構成】 希土類磁石用の合金粉末に、該粉末より粒径
の小さい非磁性酸素化合物の粉末を混入し、これを成形
型内に充填して加圧と加熱を同時に行って成形固化して
希土類磁石を製造する。
優れ、かつ成形性及び離型性の向上した磁石を製造す
る。 【構成】 希土類磁石用の合金粉末に、該粉末より粒径
の小さい非磁性酸素化合物の粉末を混入し、これを成形
型内に充填して加圧と加熱を同時に行って成形固化して
希土類磁石を製造する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類を含む合金磁石
の製造方法に係り、特に所定合金組成に調整した粉末に
酸素化合物を混入して成形固化する異方性磁石の製造方
法に関するものである。
の製造方法に係り、特に所定合金組成に調整した粉末に
酸素化合物を混入して成形固化する異方性磁石の製造方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、希土類を含む合金の異方性磁石
は、その多くがＯＡ機器のモータや磁界発生に用いられ
ており、目的とする希土類磁石用の原料である所定組成
の合金を溶解調整してインゴットにした後、これを粉砕
して粉末にし、この粉末を、圧縮成形後焼結したり、プ
ラスチックスや低融点金属と混合して形成したりして製
造されてきた。
は、その多くがＯＡ機器のモータや磁界発生に用いられ
ており、目的とする希土類磁石用の原料である所定組成
の合金を溶解調整してインゴットにした後、これを粉砕
して粉末にし、この粉末を、圧縮成形後焼結したり、プ
ラスチックスや低融点金属と混合して形成したりして製
造されてきた。
【０００３】焼結方法は、成分調整された材料粉を、所
定の金型内に充填して加圧し所望の形状に圧縮成形す
る。その際、磁場プレス等を用いて磁化方向に磁界を与
える。そしてこの磁場中圧縮成形された成形体を真空・
イナートガス置換炉において前記原料粉の融点以下の温
度で焼き固める方法である。出来上った焼成体は、粉末
の磁場中圧縮で、その磁化異方性が決定される。
定の金型内に充填して加圧し所望の形状に圧縮成形す
る。その際、磁場プレス等を用いて磁化方向に磁界を与
える。そしてこの磁場中圧縮成形された成形体を真空・
イナートガス置換炉において前記原料粉の融点以下の温
度で焼き固める方法である。出来上った焼成体は、粉末
の磁場中圧縮で、その磁化異方性が決定される。
【０００４】また、プラスチックス等の結合材を用いて
固められる磁石は、結合材と磁石粉を混合した粉体を加
熱された型内で圧縮成形、冷却固化させる。加熱冷却の
サイクル中に型に磁路を作り、この磁路にそって磁化の
異方性を決定させる。
固められる磁石は、結合材と磁石粉を混合した粉体を加
熱された型内で圧縮成形、冷却固化させる。加熱冷却の
サイクル中に型に磁路を作り、この磁路にそって磁化の
異方性を決定させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述の異方
性磁石の製造方法では、優れた磁気特性を得るためには
磁場プレスや磁路を有する型などを用いて磁界を与えな
ければならず、磁場プレスなどの特別の部材が必要とな
る。
性磁石の製造方法では、優れた磁気特性を得るためには
磁場プレスや磁路を有する型などを用いて磁界を与えな
ければならず、磁場プレスなどの特別の部材が必要とな
る。
【０００６】また、圧縮成形時、圧力分布を均一化し、
成形性を向上させるために、原料粉にステアリン酸等の
滑材及びワックス等の滑材・バインダ材を混入するが、
圧縮成形後、これらの樹脂分を所定の温度で処理・除去
しなければならず、製造時間が掛かる。また、それらの
樹脂分を処理・除去すると、収縮率の形状効果により所
望の形状が得られず、その形状修正のための後加工を要
するという課題があった。
成形性を向上させるために、原料粉にステアリン酸等の
滑材及びワックス等の滑材・バインダ材を混入するが、
圧縮成形後、これらの樹脂分を所定の温度で処理・除去
しなければならず、製造時間が掛かる。また、それらの
樹脂分を処理・除去すると、収縮率の形状効果により所
望の形状が得られず、その形状修正のための後加工を要
するという課題があった。
【０００７】さらに、前記圧縮成形と焼結との工程をホ
ットプレス法により同時に行って熱間成形を行う方法も
あるが、この場合、金型を使用すると、焼結温度によっ
て金型と原料粉とが反応接合していわゆる焼付きを生じ
るため、離型性が劣るという問題があった。なお、離型
性を向上させるべくカーボン型を使用することも考えら
れるが、この場合は焼結体の表面が炭化してしまう。
ットプレス法により同時に行って熱間成形を行う方法も
あるが、この場合、金型を使用すると、焼結温度によっ
て金型と原料粉とが反応接合していわゆる焼付きを生じ
るため、離型性が劣るという問題があった。なお、離型
性を向上させるべくカーボン型を使用することも考えら
れるが、この場合は焼結体の表面が炭化してしまう。
【０００８】本発明の目的は、前記課題に鑑み、磁場プ
レスなどを用いることなく磁気特性に優れ、かつ成形性
及び離型性の向上した磁石を製造することができる異方
性磁石の製造方法を提供することにある。
レスなどを用いることなく磁気特性に優れ、かつ成形性
及び離型性の向上した磁石を製造することができる異方
性磁石の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成すべく本
発明の希土類磁石の製造方法は、希土類磁石用の合金粉
末に、該粉末より粒径の小さい非磁性酸素化合物の粉末
を混入し、これを成形型内に充填して加圧と加熱を同時
に行って成形固化するものである。
発明の希土類磁石の製造方法は、希土類磁石用の合金粉
末に、該粉末より粒径の小さい非磁性酸素化合物の粉末
を混入し、これを成形型内に充填して加圧と加熱を同時
に行って成形固化するものである。
【００１０】
【作用】合金粉末に、合金粉末より粒径の小さい非磁性
酸素化合物の粉末を混入することで、合金粉末の周囲に
非磁性酸素化合物の粉末が介在する。これを、加圧と加
熱を同時に行って成形固化することで、合金粉末が加熱
圧縮されて塑性変形しようとするが、非磁性酸素化合物
の粉末がアンカー的作用となり、合金内部の変形を起こ
らしめる。これにより、内部に発生する歪エネルギーは
合金内部の組成を歪方向に異方化することになり、磁気
異方性化した磁石が製造されることになる。従って、磁
場プレスなどを用いることなく、磁気特性に優れた異方
性磁石を製造することが可能となる。
酸素化合物の粉末を混入することで、合金粉末の周囲に
非磁性酸素化合物の粉末が介在する。これを、加圧と加
熱を同時に行って成形固化することで、合金粉末が加熱
圧縮されて塑性変形しようとするが、非磁性酸素化合物
の粉末がアンカー的作用となり、合金内部の変形を起こ
らしめる。これにより、内部に発生する歪エネルギーは
合金内部の組成を歪方向に異方化することになり、磁気
異方性化した磁石が製造されることになる。従って、磁
場プレスなどを用いることなく、磁気特性に優れた異方
性磁石を製造することが可能となる。
【００１１】その成形固化時、非磁性酸素化合物粉末が
還元されてガスが発生し、この発生ガスは流体滑性作用
を有し、これにより粒子間の滑性が高められる。また、
この流体滑性作用による成形固化時のずれ応力により、
粒内の再結晶速度が高められると共に、成形固化の均一
性も高められる。これによって、成形性を向上させるこ
とが可能となる。
還元されてガスが発生し、この発生ガスは流体滑性作用
を有し、これにより粒子間の滑性が高められる。また、
この流体滑性作用による成形固化時のずれ応力により、
粒内の再結晶速度が高められると共に、成形固化の均一
性も高められる。これによって、成形性を向上させるこ
とが可能となる。
【００１２】また、還元された非磁性酸素化合物粉末
は、加圧による粒界拡散によって成形型内で焼結体を覆
い込むような状態で存在することにもなるため、合金粉
末と成形型との反応を抑制し、成形型からの離型性が向
上する。
は、加圧による粒界拡散によって成形型内で焼結体を覆
い込むような状態で存在することにもなるため、合金粉
末と成形型との反応を抑制し、成形型からの離型性が向
上する。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳述する。
【００１４】まず、希土類磁性合金粉末に非磁性酸素化
合物粉末を混入する。希土類磁性合金粉末としては、下
記の組成で粒径が 3〜500 μｍの粉末を用いる。
合物粉末を混入する。希土類磁性合金粉末としては、下
記の組成で粒径が 3〜500 μｍの粉末を用いる。
【００１５】（Ｎｄ1-X ＲX ）11〜18 （Ｆｅ1-Y Ｃｏ
Y ）残 Ｂ4〜11ＭZ 但し、０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦0.3 ，０≦Ｚ≦３ ＲはＤｙ，Ｐｒ，Ｔｂ，Ｃｅのうち１種又は２種以上 ＭはＧａ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃｕ
のうち１種又は２種以上 非磁性酸素化合物粉末としては、粒径が合金粉末の 1／
3 〜 1／50の粉末で、反磁性もしくは反強磁性を示すも
のか、ＣｕＯ，ＦｅＯ，ＴｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ
2 ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＭｏＯ2 ，Ｃａ2 Ｏ3 ，ＺｎＯ，ＷＯ
2 などの絶縁体を用い、その混合割合は合金粉末に対し
て0.01〜5.0 重量％の範囲とする。酸素化合物粉末を非
磁性とするのは、この粉末を合金粉末の周囲に介在させ
るためだからであり、磁性を有するものを使用すると、
磁性粉末の周囲でＮ−Ｓ回路が閉じた状態となり、磁石
機能が低下するからである。
Y ）残 Ｂ4〜11ＭZ 但し、０≦Ｘ≦１，０≦Ｙ≦0.3 ，０≦Ｚ≦３ ＲはＤｙ，Ｐｒ，Ｔｂ，Ｃｅのうち１種又は２種以上 ＭはＧａ，Ｚｎ，Ａｌ，Ｔａ，Ｈｆ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｃｕ
のうち１種又は２種以上 非磁性酸素化合物粉末としては、粒径が合金粉末の 1／
3 〜 1／50の粉末で、反磁性もしくは反強磁性を示すも
のか、ＣｕＯ，ＦｅＯ，ＴｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ3 ，ＺｒＯ
2 ，Ｂｉ2 Ｏ3 ，ＭｏＯ2 ，Ｃａ2 Ｏ3 ，ＺｎＯ，ＷＯ
2 などの絶縁体を用い、その混合割合は合金粉末に対し
て0.01〜5.0 重量％の範囲とする。酸素化合物粉末を非
磁性とするのは、この粉末を合金粉末の周囲に介在させ
るためだからであり、磁性を有するものを使用すると、
磁性粉末の周囲でＮ−Ｓ回路が閉じた状態となり、磁石
機能が低下するからである。
【００１６】非磁性酸素化合物粉末の混入は、できるだ
け合金粉末と酸素化合物粉末が隣り合うように均一化す
るのがよく、乳バチ等を用いて行うか、機械的に分散混
合化させたり、スパッタなど放電を用いたり、湿式法で
合金粉末の周辺に最終的に酸素化合物として晶出させた
りしてもよい。
け合金粉末と酸素化合物粉末が隣り合うように均一化す
るのがよく、乳バチ等を用いて行うか、機械的に分散混
合化させたり、スパッタなど放電を用いたり、湿式法で
合金粉末の周辺に最終的に酸素化合物として晶出させた
りしてもよい。
【００１７】そして、酸素化合物粉末を混入した合金粉
末を、所定の成形型内に充填して、加圧と加熱（例えば
放電を含む通電によっての加熱）を同時に行って成形固
化する。加圧は、油圧力、機械的発生圧力等を用いて行
う。加熱は、高周波による加熱又は電気ヒータ等を用い
て間接的に加熱してもよい。
末を、所定の成形型内に充填して、加圧と加熱（例えば
放電を含む通電によっての加熱）を同時に行って成形固
化する。加圧は、油圧力、機械的発生圧力等を用いて行
う。加熱は、高周波による加熱又は電気ヒータ等を用い
て間接的に加熱してもよい。
【００１８】加圧力は、50〜10000kg/cm2 の範囲で可能
である。この場合、低圧力域では型にＷＣ−Ｃｏ合金等
の金属やカーボンを使用し、高圧力域では型に超合金等
を使用することが好ましい。このように、圧力に応じて
型の材質を変える場合、発熱熱伝導が異なるが試料の温
度管理において所定の温度が得られるべく電力調整を行
うようにする。
である。この場合、低圧力域では型にＷＣ−Ｃｏ合金等
の金属やカーボンを使用し、高圧力域では型に超合金等
を使用することが好ましい。このように、圧力に応じて
型の材質を変える場合、発熱熱伝導が異なるが試料の温
度管理において所定の温度が得られるべく電力調整を行
うようにする。
【００１９】そして、成形固化後、離型すれば異方性磁
石としての焼結体を得られる。
石としての焼結体を得られる。
【００２０】これは、酸素化合物粉末を混入した合金粉
末に加圧と加熱を同時に行うことで、合金粉末が加熱圧
縮されて塑性変形しようとするが、合金粉末の周囲に介
在している非磁性酸素化合物粉末が、塑性変形しようと
する合金粉末のアンカー的作用となり、主として介在物
で流動せず、合金内部の変形を起こらしめるからであ
る。これにより、内部に発生する歪エネルギーは合金内
部の組成を歪方向に異方化することになり、磁気異方性
化した高性能の異方性磁石が製造されることになる。
末に加圧と加熱を同時に行うことで、合金粉末が加熱圧
縮されて塑性変形しようとするが、合金粉末の周囲に介
在している非磁性酸素化合物粉末が、塑性変形しようと
する合金粉末のアンカー的作用となり、主として介在物
で流動せず、合金内部の変形を起こらしめるからであ
る。これにより、内部に発生する歪エネルギーは合金内
部の組成を歪方向に異方化することになり、磁気異方性
化した高性能の異方性磁石が製造されることになる。
【００２１】具体的には、合金粉末としてＮｄ12.5Ｆｅ
65.6Ｃｏ16.5Ｂ5.4 の組成のもの（Ａ）とＮｄ12.5Ｄｙ
1.5 Ｆｅ63.6Ｃｏ16.9Ｂ5.5 の組成のもの（Ｂ）を、非
磁性酸素化合物粉末としてＣｕＯ，ＴｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＺｒＯ2 をそれぞれ用いて下記の条件で焼結体を製
造した。
65.6Ｃｏ16.5Ｂ5.4 の組成のもの（Ａ）とＮｄ12.5Ｄｙ
1.5 Ｆｅ63.6Ｃｏ16.9Ｂ5.5 の組成のもの（Ｂ）を、非
磁性酸素化合物粉末としてＣｕＯ，ＴｉＯ2 ，Ａｌ2 Ｏ
3 ，ＺｒＯ2 をそれぞれ用いて下記の条件で焼結体を製
造した。
【００２２】粉末の粒径は合金粉末が 200μｍ、酸素化
合物粉末が平均 5μｍで、酸素化合物粉末を 2重量％の
割合で混合した。
合物粉末が平均 5μｍで、酸素化合物粉末を 2重量％の
割合で混合した。
【００２３】成形固化は、加圧力を300kg/cm2 、通放電
電力を18KW、処理時間を2min、最大加熱温度を 750℃で
行った。
電力を18KW、処理時間を2min、最大加熱温度を 750℃で
行った。
【００２４】このようにして製造した各種焼結体の残留
磁束密度、保持力及び最大エネルギー積を測定し、その
結果を表１に示す。尚、表２は、合金粉末ＡとＢの単体
で焼結体を製造した際の残留磁束密度、保持力及び最大
エネルギー積を測定した結果を示す。
磁束密度、保持力及び最大エネルギー積を測定し、その
結果を表１に示す。尚、表２は、合金粉末ＡとＢの単体
で焼結体を製造した際の残留磁束密度、保持力及び最大
エネルギー積を測定した結果を示す。
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】表１及び表２からも明らかなように、合金
粉末に非磁性酸素化合物粉末を混入することで、残留磁
束密度、保持力及び最大エネルギー積の３つの磁気特性
がいずれも向上した。
粉末に非磁性酸素化合物粉末を混入することで、残留磁
束密度、保持力及び最大エネルギー積の３つの磁気特性
がいずれも向上した。
【００２８】従って、合金粉末に非磁性酸素化合物粉末
を混入し、これを加圧と加熱を同時に行って成形固化し
て焼結体を製造することにより、磁気特性に優れた異方
性磁石を製造することができる。
を混入し、これを加圧と加熱を同時に行って成形固化し
て焼結体を製造することにより、磁気特性に優れた異方
性磁石を製造することができる。
【００２９】その成形固化時に、混入した非磁性酸素化
合物が還元され、この還元による金属質の生成を利用し
て、粒子間の滑性が高められる。すなわち、非磁性酸素
化合物が還元されるとガス（酸素）が発生し、この発生
ガスは流体滑性作用を有しており、これにより粒子間の
滑性が高められる。また、この流体滑性作用による成形
固化時のずれ応力により、粒内の再結晶速度が高められ
ると共に、成形固化の均一性も高められる。これによっ
て、成形性を向上させることができる。
合物が還元され、この還元による金属質の生成を利用し
て、粒子間の滑性が高められる。すなわち、非磁性酸素
化合物が還元されるとガス（酸素）が発生し、この発生
ガスは流体滑性作用を有しており、これにより粒子間の
滑性が高められる。また、この流体滑性作用による成形
固化時のずれ応力により、粒内の再結晶速度が高められ
ると共に、成形固化の均一性も高められる。これによっ
て、成形性を向上させることができる。
【００３０】また、還元された非磁性酸素化合物は、加
圧による粒界拡散によって成形型内で焼結体を覆い込む
ような状態で存在することにもなる。このように焼結体
と成形型との間に還元された非磁性酸素化合物が介在す
ると、焼結体と成形型との間には成形固化時に放電（通
電）がなく、エネルギ密度の高い部分は発生しないの
で、各素成分で安定した介在をすることになる。すなわ
ち、成形型側の安定被膜も存在し、相互の拡散は非常に
弱いものとなるので、焼結体と成形型との反応が抑制さ
れ、成形型として金属型を使用しても、容易に離型する
ことができるのである。そして、成形型としてカーボン
型を使用しても、この金属被膜によって焼結体の表面が
炭化するのが防止されるものである。
圧による粒界拡散によって成形型内で焼結体を覆い込む
ような状態で存在することにもなる。このように焼結体
と成形型との間に還元された非磁性酸素化合物が介在す
ると、焼結体と成形型との間には成形固化時に放電（通
電）がなく、エネルギ密度の高い部分は発生しないの
で、各素成分で安定した介在をすることになる。すなわ
ち、成形型側の安定被膜も存在し、相互の拡散は非常に
弱いものとなるので、焼結体と成形型との反応が抑制さ
れ、成形型として金属型を使用しても、容易に離型する
ことができるのである。そして、成形型としてカーボン
型を使用しても、この金属被膜によって焼結体の表面が
炭化するのが防止されるものである。
【００３１】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、磁場
プレスなどを用いることなく磁気特性に優れ、かつ成形
性及び離型性の向上した磁石を製造できるという優れた
効果を奏する。
プレスなどを用いることなく磁気特性に優れ、かつ成形
性及び離型性の向上した磁石を製造できるという優れた
効果を奏する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石山 日出夫 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 加藤 雅之 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内 (72)発明者 小川 誠 神奈川県藤沢市土棚８番地 株式会社い すゞ中央研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 希土類磁石用の合金粉末に、該粉末より
粒径の小さい非磁性酸素化合物の粉末を混入し、これを
成形型内に充填して加圧と加熱を同時に行って成形固化
することを特徴とする異方性磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6003056A JPH07211566A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 異方性磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6003056A JPH07211566A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 異方性磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07211566A true JPH07211566A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11546675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6003056A Pending JPH07211566A (ja) | 1994-01-17 | 1994-01-17 | 異方性磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07211566A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004079922A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Hitachi Ltd | 磁石およびそれを用いたモータ |
| JP2005209821A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石及びその製造方法 |
| JP2005260210A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-09-22 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石及び希土類焼結磁石の機械的強度及び耐食性の改善方法 |
| JP2020057792A (ja) * | 2019-11-26 | 2020-04-09 | 日亜化学工業株式会社 | ボンド磁石 |
-
1994
- 1994-01-17 JP JP6003056A patent/JPH07211566A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004079922A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Hitachi Ltd | 磁石およびそれを用いたモータ |
| JP2005209821A (ja) * | 2004-01-21 | 2005-08-04 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石及びその製造方法 |
| JP2005260210A (ja) * | 2004-02-10 | 2005-09-22 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石及び希土類焼結磁石の機械的強度及び耐食性の改善方法 |
| JP2020057792A (ja) * | 2019-11-26 | 2020-04-09 | 日亜化学工業株式会社 | ボンド磁石 |
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