JPH0757909A - 希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法 - Google Patents
希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法Info
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- JPH0757909A JPH0757909A JP6123965A JP12396594A JPH0757909A JP H0757909 A JPH0757909 A JP H0757909A JP 6123965 A JP6123965 A JP 6123965A JP 12396594 A JP12396594 A JP 12396594A JP H0757909 A JPH0757909 A JP H0757909A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】希土類元素と遷移金属を主成分とする有用な希
土類永久磁石用鋳造インゴットを得ることを目的とす
る。 【構成】希土類元素と遷移金属を主成分とする合金を溶
解、鋳造によって作成した後熱処理ｉＨｃが５ｋＯｅ以
上となる希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法に
おいて、空冷あるいは水冷の鋳型により、前記鋳造イン
ゴットのマクロ組織をチル晶及び等軸晶よりも柱状晶組
織の割合を多くしたことを特徴とする希土類永久磁石用
鋳造インゴットの製造方法。
土類永久磁石用鋳造インゴットを得ることを目的とす
る。 【構成】希土類元素と遷移金属を主成分とする合金を溶
解、鋳造によって作成した後熱処理ｉＨｃが５ｋＯｅ以
上となる希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法に
おいて、空冷あるいは水冷の鋳型により、前記鋳造イン
ゴットのマクロ組織をチル晶及び等軸晶よりも柱状晶組
織の割合を多くしたことを特徴とする希土類永久磁石用
鋳造インゴットの製造方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類元素と遷移金属
を主成分とする希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造
方法に関する。
を主成分とする希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造
方法に関する。
【０００２】
【０００３】
【０００４】
【課題を解決するための手段】一般に溶融金属が、るつ
ぼから鋳型に注入されると、まず融液は鋳壁と接触して
おびただしい核生成が起こる程度まで急冷され、図３に
示すようなチル晶帯Ａを生じる。その後は鋳壁へ熱が流
れるために、鋳壁と垂直な内部に向かって柱状晶帯Ｂが
成長する。しだいに熱の流れがなくなると、筆軸晶帯Ｃ
が現れ、凝固が完了する。
ぼから鋳型に注入されると、まず融液は鋳壁と接触して
おびただしい核生成が起こる程度まで急冷され、図３に
示すようなチル晶帯Ａを生じる。その後は鋳壁へ熱が流
れるために、鋳壁と垂直な内部に向かって柱状晶帯Ｂが
成長する。しだいに熱の流れがなくなると、筆軸晶帯Ｃ
が現れ、凝固が完了する。
【０００５】本発明者らが、鋳込まれた磁性合金を用
い、上述の三種類の組成について種々の実験を行ったと
ころ、柱状晶組織を有するものが最も磁気性能がすぐれ
ていることを見い出した。
い、上述の三種類の組成について種々の実験を行ったと
ころ、柱状晶組織を有するものが最も磁気性能がすぐれ
ていることを見い出した。
【０００６】希土類元素と遷移金属を主成分とする合金
のうちでも、希土類元素としてＳｍを、遷移金属として
Ｃｏを用いた。Ｓｍ2Ｃｏ17型の結晶構造を主体とする
合金を使用した磁石は、析出硬化型あるいは２相分離型
磁石と呼ばれている。これは、合金を鋳造した後に、熱
処理（溶体化処理および時効処理）によって磁気硬化さ
せるためである。この種の磁石の製造方法には、大別す
れば焼結法と微粉末結合法の２つがあり、後者の方法に
ついては、バインダーとして有機物樹脂を用いた樹脂結
合法として工業的に実施されている。その製造方法を図
１に示す。
のうちでも、希土類元素としてＳｍを、遷移金属として
Ｃｏを用いた。Ｓｍ2Ｃｏ17型の結晶構造を主体とする
合金を使用した磁石は、析出硬化型あるいは２相分離型
磁石と呼ばれている。これは、合金を鋳造した後に、熱
処理（溶体化処理および時効処理）によって磁気硬化さ
せるためである。この種の磁石の製造方法には、大別す
れば焼結法と微粉末結合法の２つがあり、後者の方法に
ついては、バインダーとして有機物樹脂を用いた樹脂結
合法として工業的に実施されている。その製造方法を図
１に示す。
【０００７】この磁石の磁気性能は、合金組成、熱処理
の条件、粉末の粒度ならびに形状、バインダーの種類、
磁場中プレス時の磁場の強さおよびプレス圧、そして成
形方法により左右されることが以前から知られていた
が、今回新たに、インゴットの鋳造粗織によって磁気性
能が大きく変化し、インゴットのマクロ組織を柱状晶組
織とすることにより、最もすぐれた磁気性能が得られる
ことを見い出した。これは、柱状晶組織が、該合金を熱
処理する時に有効に作用するためであると考えられる。
すなわち、柱状晶によって、熱処理時にマトリックス中
に析出する異相の析出物の分布の均一化を促進するもの
と考えられ、同時に析出物の結晶構造、形態もｉＨｃを
高める方向に形成する作用も及ぼすものと考えられ、そ
の結晶磁気性能が向上する。
の条件、粉末の粒度ならびに形状、バインダーの種類、
磁場中プレス時の磁場の強さおよびプレス圧、そして成
形方法により左右されることが以前から知られていた
が、今回新たに、インゴットの鋳造粗織によって磁気性
能が大きく変化し、インゴットのマクロ組織を柱状晶組
織とすることにより、最もすぐれた磁気性能が得られる
ことを見い出した。これは、柱状晶組織が、該合金を熱
処理する時に有効に作用するためであると考えられる。
すなわち、柱状晶によって、熱処理時にマトリックス中
に析出する異相の析出物の分布の均一化を促進するもの
と考えられ、同時に析出物の結晶構造、形態もｉＨｃを
高める方向に形成する作用も及ぼすものと考えられ、そ
の結晶磁気性能が向上する。
【０００８】したがって、すぐれた磁気性能を有する磁
石を得るためには、鋳造インゴットのマクロ組織に占め
る柱状晶組織の比率を高めるように鋳造することが重要
である。
石を得るためには、鋳造インゴットのマクロ組織に占め
る柱状晶組織の比率を高めるように鋳造することが重要
である。
【０００９】また、組成的に柱状晶化によって最も顕著
な効果が期待されるのは、Ｓｍの含有量が２１〜２８ｗ
ｔ％のＳｍ2Ｃｏ17 型結晶を主体とする、Ｓｍ−Ｃｏ−
Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｒの５元素の合金である。Ｓｍの含有量
が２１％未満および２８％を越えると、Ｓｍ2Ｃｏ17 型
とは異なる相が多くなり、性能が著しく低下する。
な効果が期待されるのは、Ｓｍの含有量が２１〜２８ｗ
ｔ％のＳｍ2Ｃｏ17 型結晶を主体とする、Ｓｍ−Ｃｏ−
Ｃｕ−Ｆｅ−Ｚｒの５元素の合金である。Ｓｍの含有量
が２１％未満および２８％を越えると、Ｓｍ2Ｃｏ17 型
とは異なる相が多くなり、性能が著しく低下する。
【００１０】
【実施例】実施例１
【００１１】
【表１】
【００１２】ただし、単位はｗｔ％ 表１の合金１の組成を有する合金を高周波溶解炉を用い
て、ｌｋｇをアルミナるつぼ中で溶解し、肉厚１０ｍｍ
の図２に示すような鉄製の金型に１５００℃の温度で鋳
込んだ。その時、図３に示すような、組織の形態を取つ
た。図３はインゴットを中心で切断したときの組織を示
す。これらの部分のうちで、チル晶帯をＡ、柱状晶帯を
Ｂ、そして等軸晶帯をＣとする。本実施例では合金１の
鋳造塊をＡ，Ｂ，Ｃからそれぞれインゴットを切り出
し、それを１１４０〜１１８０℃の間の最適な温度で溶
体化処理を行い、続いて８００℃で時効処理をし、磁気
硬化させた。それを、砕いて粉末にした後、有機バイン
ダーと混練した。その混練した混合物を磁場中でプレス
成形し、成形体の中の樹脂を適度な熱を加えて硬化させ
（キュア処理）て、磁石を完成させた。磁気性能と合金
の組織との関係を図４と図５に示す。図４は、保磁力ｉ
Ｈｃと８００℃における時効時間との関係を示し、図中
のＡ，Ｂ，Ｃの記号はそれぞれチル晶帯、柱状晶帯、筆
軸晶帯の部分を示す。図５は、飽和磁化Ｍｓと時効時間
の関係を示す。図４、図５から分かるように柱状晶の部
分が他の部分よりも高い磁気性能が得られた。
て、ｌｋｇをアルミナるつぼ中で溶解し、肉厚１０ｍｍ
の図２に示すような鉄製の金型に１５００℃の温度で鋳
込んだ。その時、図３に示すような、組織の形態を取つ
た。図３はインゴットを中心で切断したときの組織を示
す。これらの部分のうちで、チル晶帯をＡ、柱状晶帯を
Ｂ、そして等軸晶帯をＣとする。本実施例では合金１の
鋳造塊をＡ，Ｂ，Ｃからそれぞれインゴットを切り出
し、それを１１４０〜１１８０℃の間の最適な温度で溶
体化処理を行い、続いて８００℃で時効処理をし、磁気
硬化させた。それを、砕いて粉末にした後、有機バイン
ダーと混練した。その混練した混合物を磁場中でプレス
成形し、成形体の中の樹脂を適度な熱を加えて硬化させ
（キュア処理）て、磁石を完成させた。磁気性能と合金
の組織との関係を図４と図５に示す。図４は、保磁力ｉ
Ｈｃと８００℃における時効時間との関係を示し、図中
のＡ，Ｂ，Ｃの記号はそれぞれチル晶帯、柱状晶帯、筆
軸晶帯の部分を示す。図５は、飽和磁化Ｍｓと時効時間
の関係を示す。図４、図５から分かるように柱状晶の部
分が他の部分よりも高い磁気性能が得られた。
【００１３】実施例２ 表１に示される、合金２，３を実施例１と同じ方法で溶
解し、図６に示す鉄製の鋳型に１５００℃の温度で鋳込
んだ。図６のｂは、鋳型を水冷できるように外側に銅パ
イプをまいてある。図６ａは空冷の鋳型である。両鋳型
は水冷装置を除けば、大きさも形も材質も同じものであ
る。また合金２，３を実施例１と同じ方法で溶解し、る
つぼ中でそのまま除冷させたインゴットも得た。これら
３種類の冷却速度の異なったインゴットの組織を観察す
ると、合金２，３ともに水冷のものは殆ど全体がチル晶
で、空冷のものは９０ｖｏｌ％以上が柱状晶で、るつぼ
内除冷のものは粗大化した等軸晶であった。合金２，３
について、それぞれ３種のインゴットを１１４０〜１１
８０℃の間で最適の条件で溶体化処理し、続いて８００
℃で２時間、加えて７００℃で４時間時効処理した。そ
して、実施例１と同様な方法で樹脂結合磁石を製造し
た。その結果を表２と表３に示す。表２は合金２につい
て、表３は合金３についての結果である。
解し、図６に示す鉄製の鋳型に１５００℃の温度で鋳込
んだ。図６のｂは、鋳型を水冷できるように外側に銅パ
イプをまいてある。図６ａは空冷の鋳型である。両鋳型
は水冷装置を除けば、大きさも形も材質も同じものであ
る。また合金２，３を実施例１と同じ方法で溶解し、る
つぼ中でそのまま除冷させたインゴットも得た。これら
３種類の冷却速度の異なったインゴットの組織を観察す
ると、合金２，３ともに水冷のものは殆ど全体がチル晶
で、空冷のものは９０ｖｏｌ％以上が柱状晶で、るつぼ
内除冷のものは粗大化した等軸晶であった。合金２，３
について、それぞれ３種のインゴットを１１４０〜１１
８０℃の間で最適の条件で溶体化処理し、続いて８００
℃で２時間、加えて７００℃で４時間時効処理した。そ
して、実施例１と同様な方法で樹脂結合磁石を製造し
た。その結果を表２と表３に示す。表２は合金２につい
て、表３は合金３についての結果である。
【００１４】
【表２】
【００１５】
【表３】
【００１６】表２、表３により分かるように、合金２も
３も柱状晶のできている空冷型のインゴットが最も磁気
性能がすぐれているということができる。
３も柱状晶のできている空冷型のインゴットが最も磁気
性能がすぐれているということができる。
【００１７】以上述べたように、本発明によれば、マク
ロ組織が主に柱状晶組織である合金を用いることによ
り、磁石の磁気性能を従来よりも高めることができ、特
に従来磁気性能が低いために用途が限られていた樹脂結
合型磁石に適用することにより顕著な効果が得られるも
のであり、当業界にとって極めて有益なものである。
ロ組織が主に柱状晶組織である合金を用いることによ
り、磁石の磁気性能を従来よりも高めることができ、特
に従来磁気性能が低いために用途が限られていた樹脂結
合型磁石に適用することにより顕著な効果が得られるも
のであり、当業界にとって極めて有益なものである。
【図１】樹脂結合型磁石の製造工程を示す図。
【図２】鉄製の丸型の鋳型を示す図。肉厚は全て１０ｍ
ｍである。長さの単位はｍｍである。
ｍである。長さの単位はｍｍである。
【図３】図２で示された鋳型に鋳込んだインゴットの中
心を縦方向に切断したときの断面図。Ａ，ＢそしてＣ
は、それぞれチル晶帯、柱状晶帯そして等軸晶帯を示
す。Ｄは金型の断面である。
心を縦方向に切断したときの断面図。Ａ，ＢそしてＣ
は、それぞれチル晶帯、柱状晶帯そして等軸晶帯を示
す。Ｄは金型の断面である。
【図４】チル晶帯Ａ、柱状晶Ｂ、等軸晶Ｃのインゴット
から得た磁石の磁気性能で時効時間と保磁力ｉＨｃの関
係を示す図。
から得た磁石の磁気性能で時効時間と保磁力ｉＨｃの関
係を示す図。
【図５】図４と同様の磁石における時効時間と飽和磁化
Ｍｓとの関係を示す図。
Ｍｓとの関係を示す図。
【図６】角型の鉄鋳型を示す図。Ａは鉄、Ｂは水冷の銅
パイプ。図中の単位な全てｍｍである。
パイプ。図中の単位な全てｍｍである。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年６月２１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【従来の技術】従来の希土類永久磁石の製造方法におい
ては、熱処理等による組成の均質化にある程度の時間を
必要としていた。このため、熱処理等による希土類金属
の酸化、蒸発を完全に防ぐことは困難であった。
ては、熱処理等による組成の均質化にある程度の時間を
必要としていた。このため、熱処理等による希土類金属
の酸化、蒸発を完全に防ぐことは困難であった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本願発明は、希土類元
素と遷移金属を主成分とする有用な希土類永久磁石用鋳
造インゴットを得ることを目的とする。すなわち、永久
磁石の製造方法における熱処理、時効、析出の均質化を
し易くし、容易に粉砕し易い希土類永久磁石用鋳造イン
ゴットを得ることを目的とする。
素と遷移金属を主成分とする有用な希土類永久磁石用鋳
造インゴットを得ることを目的とする。すなわち、永久
磁石の製造方法における熱処理、時効、析出の均質化を
し易くし、容易に粉砕し易い希土類永久磁石用鋳造イン
ゴットを得ることを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】
【課題を解決するための手段】一般に溶融金属が、るつ
ぼから鋳型に注入されると、まず融液は鋳壁と接触して
おびただしい核生成が起こる程度まで急冷され、図３に
示すようなチル晶帯Ａを生じる。その後は鋳壁へ熱が流
れるために、鋳壁と垂直な内部に向かって柱状晶帯Ｂが
成長する。しだいに熱の流れがなくなると、等軸晶帯Ｃ
が現れ、凝固が完了する。
ぼから鋳型に注入されると、まず融液は鋳壁と接触して
おびただしい核生成が起こる程度まで急冷され、図３に
示すようなチル晶帯Ａを生じる。その後は鋳壁へ熱が流
れるために、鋳壁と垂直な内部に向かって柱状晶帯Ｂが
成長する。しだいに熱の流れがなくなると、等軸晶帯Ｃ
が現れ、凝固が完了する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、マ
クロ組織が主に柱状晶組織である合金を用いることによ
り、磁石の磁気性能を従来よりも高めることができ、特
に従来磁気性能が低いために用途が限られていた樹脂結
合型磁石に適用することにより顕著な効果が得られるも
のであり、当業界にとって極めて有益なものである。
クロ組織が主に柱状晶組織である合金を用いることによ
り、磁石の磁気性能を従来よりも高めることができ、特
に従来磁気性能が低いために用途が限られていた樹脂結
合型磁石に適用することにより顕著な効果が得られるも
のであり、当業界にとって極めて有益なものである。
Claims (1)
- 【請求項１】希土類元素と遷移金属を主成分とする合金
を溶解、鋳造によって作成した後熱処理ｉＨｃが５ｋＯ
ｅ以上となる希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方
法において、 空冷あるいは水冷の鋳型により、前記鋳造インゴットの
マクロ組織をチル晶及び等軸晶よりも柱状晶組織の割合
を多くしたことを特徴とする希土類永久磁石用鋳造イン
ゴットの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6123965A JPH0757909A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6123965A JPH0757909A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63290596A Division JPH01164015A (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0757909A true JPH0757909A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=14873712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6123965A Pending JPH0757909A (ja) | 1994-06-06 | 1994-06-06 | 希土類永久磁石用鋳造インゴットの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0757909A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6793742B2 (en) | 2001-05-29 | 2004-09-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of bonded rare earth magnet-forming alloy and bonded rare earth magnet composition |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150146A (en) * | 1980-04-22 | 1981-11-20 | Seiko Epson Corp | Production of rare earth-cobalt permanent magnet alloy |
-
1994
- 1994-06-06 JP JP6123965A patent/JPH0757909A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56150146A (en) * | 1980-04-22 | 1981-11-20 | Seiko Epson Corp | Production of rare earth-cobalt permanent magnet alloy |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6793742B2 (en) | 2001-05-29 | 2004-09-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Preparation of bonded rare earth magnet-forming alloy and bonded rare earth magnet composition |
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