JPH08276291A

JPH08276291A - 希土類合金ろう材

Info

Publication number: JPH08276291A
Application number: JP1985496A
Authority: JP
Inventors: Mitsuya Hosoe; 光矢細江; Katsutoshi Nozaki; 勝敏野崎; Naomasa Kimura; 直正木村
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1996-02-06
Publication date: 1996-10-22
Anticipated expiration: 2016-02-06
Also published as: JP3592425B2

Abstract

(57)【要約】【目的】各種被接合部材の接合材として好適な希土類
合金ろう材を提供する。【構成】希土類合金ろう材においては、希土類元素Ｒ
Ｅの含有量がＲＥ≧５０原子％、Ｃｕの含有量が１８原
子％≦Ｃｕ＜４０原子％および他の合金元素ＡＥの含有
量がＡＥ≦２０原子％に設定される。合金元素ＡＥはＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐ
ｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｓ
ｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、ＳｂおよびＢｉから選択さ
れる少なくとも一種である。希土類合金ろう材より生じ
た液相は各種被接合部材に対して良好な濡れ性を発揮し
て拡散現象を現出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は希土類合金ろう材、
例えば永久磁石素材、超磁歪合金部材等の接合材として
好適な、希土類合金よりなるろう材に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、希土類元素を含む永久磁石素材
は、非常に脆いため機械加工性が悪く、また高温下に曝
されると、金属組織が変化するためそれに伴い磁石特性
が影響を受ける、といった性質を有する。

【０００３】そのため、例えば永久磁石素材をモータの
ロータ用鉄心に取付ける場合、あり差し構造、ねじ止
め、溶接等の取付手段を採用することができないので、
従来は接着剤が用いられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、接着剤
を用いると、永久磁石素材の濡れ性が悪いため接合強度
が低く、また温度上昇に伴いその接合強度が著しく低下
する、といった問題を生ずる。このような状況下ではモ
ータの高速回転化の要請に到底対応することはできな
い。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は前記に鑑み、比
較的液相発生温度が低く、永久磁石素材等の各種被接合
部材の接合材として好適な前記希土類合金ろう材を提供
することを目的とする。

【０００６】前記目的を達成するため本発明によれば、
希土類元素ＲＥの含有量がＲＥ≧５０原子％、Ｃｕの含
有量が１８原子％≦Ｃｕ＜４０原子％および他の合金元
素ＡＥの含有量がＡＥ≦２０原子％であり、前記合金元
素ＡＥはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、
Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉ
ｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、ＳｂおよびＢｉ
から選択される少なくとも一種である希土類合金ろう材
が提供される。

【０００７】希土類元素ＲＥ、Ｃｕおよび合金元素ＡＥ
の含有量を前記のように特定すると、加熱下において希
土類元素ＲＥと、Ｃｕおよび合金元素ＡＥとが共晶反応
を行うため、希土類合金ろう材の液相発生温度Ｔｍは比
較的低くなる、つまり易融化が達成される。そして、希
土類合金ろう材より生じた液相は高活性であることか
ら、液相状態または固液共存状態の希土類合金ろう材は
種々の材質の被接合部材に対し良好な濡れ性を発揮して
拡散現象を現出する。また希土類合金ろう材は、加熱下
において固相状態でも種々の材質の被接合部材に対して
良好な拡散性を発揮する。このような希土類合金ろう材
を用いることによって、比較的低温下で両被接合部材を
強固にろう接することが可能であり、したがって、この
ろう材は永久磁石用素材等の各種被接合部材の接合材と
して好適である。

【０００８】Ｃｕを含有する希土類合金は、例えば液体
急冷法の適用下で非晶質化する。この希土類合金に前記
合金元素ＡＥを特定量含有させると、その非晶質化が促
進されると共に薄帯状に成形する場合の連続性が改善さ
れるので、単ロール法の適用下で、肉厚が約１０〜約１
００μｍで、且つ均質化を達成された、非晶質合金より
なる薄帯を容易に得ることができる。

【０００９】このような薄帯より希土類合金ろう材を得
ることが可能である。この場合、前記薄帯は高靱性であ
るから、それに打抜き加工等の切り出し加工を施してろ
う材を所望形状に形成することができる。またろう材
は、それに酸化の起点となる粒界層がないので優れた耐
酸化性を有する。その上、ろう接に当っては、ろう材と
しての必要厚さの調節を、単に薄片を積層することによ
って行うことが可能であり、またろう接中に、不純物と
なる酸化物が、ろう材より形成された接合層内に混在す
ることもない。

【００１０】薄帯の厚さは、冷却ロールの周速、溶湯の
噴射圧、その溶湯温度等によって調節され、その厚さ
は、インゴットから切出す場合の１／２〜１／１０であ
る。

【００１１】ただし、希土類合金ろう材において、希土
類元素ＲＥの含有量がＲＥ＜５０原子％では液相発生温
度Ｔｍが上昇傾向となり、また接合強度が低下する。Ｃ
ｕの含有量がＣｕ＜１８原子％では非晶質化を達成する
ことが困難となり、一方、Ｃｕ≧４０原子％では液相発
生温度Ｔｍが上昇する。合金元素ＡＥの含有量がＡＥ＞
２０原子％では、非晶質合金よりなる薄帯の連続性およ
び均質性が悪化する。

【００１２】

【発明の実施の形態】希土類合金ろう材は希土類元素Ｒ
Ｅ、Ｃｕおよび他の合金元素ＡＥより構成される。希土
類元素ＲＥの含有量はＲＥ≧５０原子％に、Ｃｕの含有
量は１８原子％≦Ｃｕ＜４０原子％に、合金元素ＡＥの
含有量はＡＥ≦２０原子％にそれぞれ設定される。

【００１３】希土類元素ＲＥはＳｃ、Ｙおよびランタノ
イド、つまり１７種の元素から選択される少なくとも一
種であり、それらは単体、または混合物であるＭｍ（ミ
ッシュメタル）若しくはＤｉ（ジジミウム）の形態で用
いられる。また合金元素ＡＥはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚ
ｎ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐ
ｂ、Ｐ、ＳｂおよびＢｉから選択される少なくとも一種
である。〔実施例１〕この実施例ではＮｄ−Ｃｕ−ＡＥ系希土類
合金ろう材について述べる。

【００１４】純度９９．９％のＮｄと、純度９９．９％
のＣｕと、純度９９．９％のＣとを、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₀Ｃ₁₀
合金（数値の単位は原子％、以下の例において同じ）が
得られるように秤量し、次いでその秤量物を真空溶解炉
を用いて溶解し、その後鋳造を行ってインゴットを得
た。

【００１５】このインゴットから約５０ｇの原料を採取
し、これを石英ノズルで高周波溶解して溶湯を調製し、
次いで溶湯を石英ノズルのスリットから、その下方で高
速回転するＣｕ製冷却ロール外周面にアルゴンガス圧に
より噴出させて超急冷し、幅３０mm、厚さ２０μｍのＮ
ｄ₇₀Ｃｕ₂₀Ｃ₁₀合金よりなる薄帯を得た。この薄帯は均
質であると共に連続性も良く、したがって前記組成の合
金は薄帯形成性が良好である。

【００１６】この場合の製造条件は次の通りである。即
ち、石英ノズルの内径４０mm、スリットの寸法幅
０．２５mm、長さ３０mm、アルゴンガス圧１．０kg
ｆ／cm²、溶湯温度８００℃、スリットと冷却ロール
との距離１．０mm、冷却ロールの周速３３ｍ／sec
、溶湯の冷却速度約１０⁵Ｋ／sec である。

【００１７】図１は薄帯のＸ線回折結果を示し、この薄
帯においては２θ≒３１°に幅広のハローパターンが観
察され、このことから薄帯の金属組織は非晶質単相組織
であることが判明した。このＮｄ₇₀Ｃｕ₂₀Ｃ₁₀合金の結
晶化温度Ｔｘは１９０．７℃であった。また薄帯の液相
発生温度Ｔｍは５４０．３℃であって易融化が図られて
いた。さらに薄帯は、高い靱性を有するので、１８０°
密着曲げが可能であり、また変色もなく優れた耐酸化性
を備えていた。さらにまた前記製造条件において、冷却
ロールの周速のみを変えて薄帯の厚さを２０μｍから４
００μｍまで変化させ、非晶質単相組織が得られる薄帯
の臨界厚さを求めたところ、その臨界厚さは２７０μｍ
であることが判明した。

【００１８】次に、厚さ１００μｍの薄帯に打抜き加工
を施して、図２に示すように縦１０mm、横１０mmで非晶
質の薄片状ろう材１を作製し、このろう材１を用いて次
のような方法でろう接を行った。

【００１９】一方の被接合部材として、縦１０mm、横１
０mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久磁石素材（住友特殊
金属社製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２８ＵＨ、キュリー点
３１０℃）２を選定し、また他方の被接合部材として、
厚さ０．３mmの冷間圧延鋼板４を積層してなり、且つ縦
１０mm、横１０mm、長さ１５mmの直方体状の積層体３を
選定した。この場合、各鋼板４の接合にはかしめ手段５
が用いられている。

【００２０】図２に示すように、１つの積層体３の鋼板
端面よりなる接合面６上に１つのろう材１を、またろう
材１の上に永久磁石素材２を、さらに永久磁石素材２の
上にもう１つのろう材１を、さらにまたろう材１の上に
もう１つの積層体３をその接合面６を下向きにしてそれ
ぞれ重ね合わせて重ね合せ物を作製した。次いで、その
重ね合せ物を真空加熱炉内に設置し、加熱温度Ｔ＝５５
０℃、加熱時間１５分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よ
りなる冷却工程を行って、図３に示すように２つの積層
体３により永久磁石素材２を挟むようにそれら２，３を
ろう材１より形成された結晶質の接合層７を介しろう接
した接合体８を得た。このろう接においては、加熱温度
ＴがＴ＝５５０℃であって、ろう材１の液相発生温度Ｔ
ｍ＝５４０．３℃を超えているので、ろう材１は固液共
存状態となる。なお、両積層体３に存する貫通孔９は引
張り試験においてチャックとの連結に用いられる。

【００２１】比較のため、前記同様の永久磁石素材２と
前記同様の２つの積層体３とをエポキシ樹脂系接着剤
（日本チバガイギ社製、商品名アラルダイト）を介し重
ね合せて前記同様の重ね合せ物を作製した。次いで、そ
の重ね合せ物を乾燥炉内に設置して、加熱温度２００
℃、加熱時間６０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷より
なる接合処理を行って、２つの積層体３と永久磁石素材
２とをエポキシ樹脂系接着剤を介して接合した前記同様
の接合体を得た。

【００２２】ろう材１を用いた接合体８、およびエポキ
シ樹脂系接着剤を用いた接合体について室温下で引張り
試験を行ったところ、表１の結果を得た。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１から明らかなように、ろう材１を用い
た接合体８は、エポキシ樹脂系接着剤を用いた接合体に
比べて接合強度が高く、またそのばらつきも小さかっ
た。この接合強度の向上には、非晶質のろう材１が優れ
た耐酸化性を有すると共に均質であること、接合層内に
酸化物が混在しないこと等も寄与している。

【００２５】ＮｄＦｅＢ系永久磁石素材、ＳｍＣｏ系永
久磁石素材等の希土類元素を含む永久磁石素材２は、ろ
う接時の加熱温度ＴがＴ＞６５０℃になると、その磁石
特性、特に保磁力_IＨ_C（磁化の強さＩ＝０）が低下傾
向となる。ただし、残留磁束密度Ｂｒおよび保磁力_BＨ
_C（磁束密度Ｂ＝０）は殆ど変わらず、したがって最大
磁気エネルギ積（ＢＨ）ｍａｘは略一定である。前記ろ
う接においては、その加熱温度ＴがＴ＝５５０℃であっ
てＴ≦６５０℃であるから、永久磁石素材２の磁石特性
を変化させるようなことはない。

【００２６】また前記永久磁石素材２の濡れ性の悪さ
は、その結晶粒界に希土類元素濃度、この実施例ではＮ
ｄ濃度の高い相が存在していることに起因する。前記ろ
う接において、そのろう材１は液相状態となっており、
そのＮｄを主成分とするＮｄ₇₀Ｃｕ₂₀Ｃ₁₀合金より生じ
た液相は、高活性であると共に前記結晶粒界に存するＮ
ｄ濃度の高い相と主成分を共通にすることから永久磁石
素材２に対して優れた濡れ性を発揮し、また前記高活性
化に伴い鋼板４よりなる積層体３に対する濡れ性も極め
て良好である。

【００２７】したがって、前記のようなろう材１を用い
ることによって、永久磁石素材２の磁石特性に影響を与
えることなく、その永久磁石素材２と積層体３とを強固
に接合することができる。

【００２８】前記接合技術は、回転電機としてのモータ
において、ロータ用成層鉄心に対する永久磁石素材２の
ろう接に適用され、回転数が１００００rpm 以上である
高速回転モータの実現を可能にするものである。

【００２９】次に、前記同様の単ロール法を採用して各
種組成を持つ非晶質の薄帯を製造し、また各薄帯につい
てＸ線回折等を行い、さらに前記同様のろう接および接
合体に関する引張り試験を行った。表２は、その結果を
示す。この場合、ろう接時の加熱温度Ｔは前記同様に５
５０℃に設定され、したがってろう材１は液相状態また
は固液共存状態となる。表２には、前記Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₀Ｃ
₁₀合金よりなる薄帯およびろう材１に関するデータも例
（２０）として記載されている。

【００３０】

【表２】

【００３１】表２において、ろう材１の液相発生温度Ｔ
ｍは４２２．４℃≦Ｔｍ≦５４０．３℃であり、このこ
とから各例において易融化が図られていることが判る。

【００３２】また結晶化温度Ｔｘは非晶質相が結晶質相
に変化する温度であるから、この結晶化温度Ｔｘが高い
程非晶質相が安定して存在する、と言える。

【００３３】さらに臨界厚さは希土類合金の非晶質相形
成能の程度を示し、この臨界厚さが大きい程非晶質相形
成能が高く、したがって非晶質薄帯を安定して製造する
ことが可能である。〔実施例２〕この実施例ではＮｄ−Ｃｕ−Ａｌ系希土類
合金ろう材について述べる。

【００３４】純度９９．９％のＮｄと、純度９９．９％
のＣｕと、純度９９．９％のＡｌとを、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａ
ｌ₅合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を
真空溶解炉を用いて溶解し、その後鋳造を行ってインゴ
ットを得た。

【００３５】このインゴットから約５０ｇの原料を採取
し、これを石英ノズル内で高周波溶解して溶湯を調製
し、次いで溶湯を石英ノズルのスリットから、その下方
で高速回転するＣｕ製冷却ロール外周面にアルゴンガス
圧により噴出させて超急冷し、幅３０mm、厚さ１００μ
ｍのＮｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａｌ₅合金よりなる薄帯を得た。

【００３６】この場合の製造条件は次の通りである。即
ち、石英ノズルの内径４０mm、スリットの寸法幅
０．２５mm、長さ３０mm、アルゴンガス圧１．０kg
ｆ／cm²、溶湯温度６７０℃、スリットと冷却ロール
との距離１．０mm、冷却ロールの周速１３ｍ／sec
、溶湯の冷却速度約１０⁵Ｋ／sec である。

【００３７】図４は薄帯のＸ線回折結果を示し、この薄
帯においては２θ≒３２°に幅広のハローパターンが観
察され、このことから薄帯の金属組織は非晶質単相組織
であることが判明した。また薄帯は高い靱性を有し、１
８０°密着曲げが可能であった。

【００３８】Ｎｄ、ＣｕおよびＡｌの配合量を種々変更
し、前記と同様の方法で各種組成の薄帯を製造した。

【００３９】各薄帯について、その８０％以上が液相と
なる溶融温度、金属組織、薄帯形成性および耐酸化性の
有無を調べたところ、表３の結果を得た。表３には前記
Ｎｄ ₇₀Ｃｕ₂₅Ａｌ₅合金よりなる薄帯に関するデータも
例（１１）として記載されている。金属組織の欄におい
て、「Ａ」は非晶質単相組織であることを示し、これは
以下同じである。また「Ａ＋Ｃ」は非晶質相Ａと結晶質
相Ｃとの混相組織であることを示す。

【００４０】

【表３】

【００４１】表３から明らかなように、Ｎｄ−Ｃｕ−Ａ
ｌ系希土類合金薄帯において、易融化を図り、また非晶
質化を達成し、さらに薄帯形成性および耐酸化性を良好
にするためには、図５にも示すごとく例（４）〜（１
３）のように、Ｎｄの含有量を６８原子％≦Ｎｄ≦７０
原子％に、Ｃｕの含有量を２２原子％≦Ｃｕ≦３０原子
％に、Ａｌの含有量を２原子％≦Ａｌ≦８原子％にそれ
ぞれ設定すれば良い。

【００４２】次に、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａｌ₅合金よりなる非
晶質の薄帯の例（１１）に打抜き加工を施して、図２に
示すように縦１０mm、横１０mm、厚さ１００μｍで非晶
質の薄片状ろう材１を作製し、このろう材１を用いて次
のような方法でろう接を行った。

【００４３】一方の被接合部材として、実施例１と同様
に、縦１０mm、横１０mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久
磁石素材（住友特殊金属社製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２
８ＵＨ、キュリー点３１０℃）２を選定し、また他方の
被接合部材として、実施例１と同様に、厚さ０．３mmの
冷間圧延鋼板４を積層してなり、且つ縦１０mm、横１０
mm、長さ１５mmの直方体状の積層体３を選定した。

【００４４】図２に示すように、１つの積層体３の鋼板
端面よりなる接合面６上に１つのろう材１を、またろう
材１の上に永久磁石素材２を、さらに永久磁石素材２の
上にもう１つのろう材１を、さらにまたろう材１の上に
もう１つの積層体３をその接合面６を下向きにしてそれ
ぞれ重ね合わせて重ね合せ物を作製した。次いで、その
重ね合せ物を真空加熱炉内に設置し、加熱温度Ｔ＝５１
０℃、加熱時間３０分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よ
りなる冷却工程を行って、図３に示すように２つの積層
体３により永久磁石素材２を挟むようにそれら２，３を
ろう材１より形成された結晶質の接合層７を介しろう接
した接合体８を得た。このろう接においては、加熱温度
Ｔが５１０℃であって、ろう材１の前記溶融温度５０
６．７℃を超えているので、ろう材１は液相状態とな
る。

【００４５】比較のため、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₃₀合金よりなる厚
さ１００μｍの非晶質の薄帯に打抜き加工を施して縦１
０mm、横１０mmのろう材を作製し、このろう材を用いて
前記と同様の方法で図３に示す接合体８と同一構造の接
合体を得た。この場合、Ｎｄ ₇₀Ｃｕ₃₀合金は共晶合金で
あり、その共晶点は５２０℃であることから、加熱温度
Ｔは５３０℃に設定された。

【００４６】Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａｌ₅合金ろう材１を用いた
接合体８およびＮｄ₇₀Ｃｕ₃₀合金ろう材を用いた接合体
について室温下および１５０℃の加熱下で引張り試験を
行ったところ、表４の結果を得た。

【００４７】

【表４】

【００４８】表４から明らかなように、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａ
ｌ₅合金ろう材１を用いた接合体８は、ろう接時の加熱
温度Ｔが５１０℃であって、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₃₀合金ろう材を
用いた場合の５３０℃に比べて２０℃も低く設定されて
いるにも拘らず、室温下および１５０℃の加熱下におい
て、Ｎｄ₇₀Ｃｕ₃₀合金ろう材を用いた場合と略同等の接
合強度を有する。これはＮｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａｌ₅合金におい
て易融化が図られていることに因る。〔実施例３〕この実施例ではＲＥ−Ｃｕ−Ａｌ系希土類
合金について述べる。（１）純度９９．９％のＰｒと、純度９９．９％のＣ
ｕと、純度９９．９％のＡｌとを、Ｐｒ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅
合金が得られるように秤量し、次いでその秤量物を真空
溶解炉を用いて溶解し、その後鋳造を行ってインゴット
を得た。

【００４９】このインゴットから約５０ｇの原料を採取
し、これを石英ノズル内で高周波溶解して溶湯を調製
し、次いで溶湯を石英ノズルのスリットから、その下方
で高速回転するＣｕ製冷却ロール外周面にアルゴンガス
圧により噴出させて超急冷し、幅３０mm、厚さ１００μ
ｍのＰｒ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅合金よりなる薄帯を得た。

【００５０】この場合の製造条件は次の通りである。即
ち、石英ノズルの内径４０mm、スリットの寸法幅
０．２５mm、長さ３０mm、アルゴンガス圧１．０kg
ｆ／cm²、溶湯温度５８０℃、スリットと冷却ロール
との距離１．０mm、冷却ロールの周速１３ｍ／sec
、溶湯の冷却速度約１０⁵Ｋ／sec である。

【００５１】図６は薄帯のＸ線回折結果を示し、この薄
帯においては２θ≒３２°に幅広のハローパターンが観
察され、このことから薄帯の金属組織は非晶質単相組織
であることが判明した。また薄帯は高い靱性を有し、１
８０°密着曲げが可能であった。

【００５２】Ｐｒ、ＣｕおよびＡｌの配合量を変更し
て、前記と同様の方法で各種組成を有し、且つ前記と同
一寸法の非晶質薄帯を製造した。

【００５３】各薄帯について、その８０％以上が液相と
なる溶融温度、金属組織、薄帯形成性および耐酸化性の
有無を調べたところ、表５の結果を得た。表５には前記
Ｐｒ ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅合金よりなる薄帯に関するデータも
例（４）として記載されている。

【００５４】

【表５】

【００５５】またＭｍ（５８原子％Ｃｅ、２４原子％Ｌ
ａ、１３原子％Ｎｄ、５原子％Ｐｒ）、ＣｕおよびＡｌ
の配合量を変更して、前記と同様の方法で各種組成を有
し、且つ前記と同一寸法の非晶質薄帯を製造した。

【００５６】各薄帯について、その８０％以上が液相と
なる溶融温度、金属組織、薄帯形成性および耐酸化性の
有無を調べたところ、表６の結果を得た。

【００５７】

【表６】

【００５８】さらにＡｌの配合量を５原子％（一定）と
し、また希土類元素ＲＥの種類およびその配合量ならび
にＣｕの配合量を変更して、前記と同様の方法で各種組
成を有し、且つ前記と同一寸法の非晶質薄帯を製造し
た。

【００５９】各薄帯について、その液相発生温度Ｔｍ、
金属組織、薄帯形成性および耐酸化性の有無を調べたと
ころ、表７の結果を得た。

【００６０】

【表７】

【００６１】表５〜７から明らかなように、各薄帯、し
たがってＲＥ−Ｃｕ−Ａｌ合金において液相発生温度Ｔ
ｍは３８０℃≦Ｔｍ≦６００℃の範囲にあって易融化が
図られている。この易融化達成のためには、希土類元素
ＲＥの含有量を５７原子％≦ＲＥ＜８０原子％に、Ｃｕ
の含有量を１８原子％≦Ｃｕ＜４０原子％に、Ａｌの含
有量をＡｌ≦２０原子％にそれぞれ設定し、希土類元素
ＲＥとしてＬａ、Ｃｅ、Ｐｒ、ＮｄおよびＳｍから選択
される少なくとも一種を用いればよい。なお、Ｎｄを含
む薄帯は表３の例（１１）に示されている。

【００６２】特に、Ｐｒ−Ｃｕ−Ａｌ系希土類合金薄帯
において、易融化を図り、また非晶質化を達成し、さら
に薄帯形成性および耐酸化性を良好にするためには、表
５に示すように、Ｐｒの含有量を６０原子％≦Ｐｒ≦７
０原子％に、Ｃｕの含有量を２０原子％≦Ｃｕ≦３０原
子％に、Ａｌの含有量を５原子％≦Ａｌ≦２０原子％に
それぞれ設定すれば良い。（２）−１．表５に示した、Ｐｒ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅合金よ
りなる非晶質の薄帯の例（４）に打抜き加工を施して、
図２に示すように縦１０mm、横１０mm、厚さ１００μｍ
で非晶質の薄片状ろう材１を作製し、このろう材１を用
いて次のような方法でろう接を行った。

【００６３】一方の被接合部材として、実施例１と同様
に、縦１０mm、横１０mm、厚さ３mmのＮｄＦｅＢ系永久
磁石素材（住友特殊金属社製、商品名ＮＥＯＭＡＸ−２
８ＵＨ、キュリー点３１０℃）２を選定し、また他方の
被接合部材として、実施例１と同様に、厚さ０．３mmの
冷間圧延鋼板４を積層してなり、且つ縦１０mm、横１０
mm、長さ１５mmの直方体状の積層体３を選定した。

【００６４】図２に示すように、１つの積層体３の鋼板
端面よりなる接合面６上に１つのろう材１を、またろう
材１の上に永久磁石素材２を、さらに永久磁石素材２の
上にもう１つのろう材１を、さらにまたろう材１の上に
もう１つの積層体３をその接合面６を下向きにしてそれ
ぞれ重ね合わせて重ね合せ物を作製した。次いで、その
重ね合せ物を真空加熱炉内に設置し、加熱温度Ｔ＝４４
０℃、加熱時間１５分間の加熱工程、それに次ぐ炉冷よ
りなる冷却工程を行って、図３に示すように２つの積層
体３により永久磁石素材２を挟むようにそれら２，３を
ろう材１より形成された結晶質の接合層７を介しろう接
した接合体８の例（１）を得た。このろう接において
は、加熱温度Ｔが４４０℃であって、ろう材１の前記溶
融温度４２７．３℃を超えているので、ろう材１は液相
状態となる。

【００６５】比較のため、永久磁石素材２に代えて、そ
れと同一寸法の各種被接合部材を用い前記同様のろう接
を行って接合体８の例（２）〜（６）を得た。さらに永
久磁石素材２に代えて、縦１０mm、横１０mm、厚さ２５
μｍのＦｅＳｉＢ系非晶質薄片（アライド社製、商品名
２６０ＳＳ−２）を用いると共に前記ろう材１として
厚さ２０μｍのもの（Ｐｒ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅合金）を用い
前記同様のろう接を行って接合体８の例（７）を得た。

【００６６】各接合体８の例（１）〜（７）について室
温下にて引張り試験を行ったところ、表８の結果を得
た。

【００６７】

【表８】

【００６８】表８において、例（２）〜（５），（７）
の場合は接合層７にて破断を生じていたが、例（１）の
場合は永久磁石素材２が破断し、また例（６）の場合は
超磁歪合金部材が破断していた。表８より、加熱温度Ｔ
が４４０℃といったように低いにも拘らず、大きな接合
強度が得られることが判る。

【００６９】炭素鋼、合金鋼およびステンレス鋼より構
成された部材は焼入処理により硬化されるが、７５０℃
〜９００℃に加熱されると焼なまされて軟化し、また希
土類系超磁歪合金部材の場合、９００℃以上に加熱され
ると金属組織が変化するため磁気特性が影響を受ける、
といった不具合を生じるが、前記ろう材１によるろう接
では加熱温度Ｔが低いので、前記不具合の発生を回避す
ることができる。（２）−２．表６に示したＭｍ₇₂Ｃｕ₂₃Ａｌ₅合金より
なる非晶質の薄帯の例（５）より前記同様の方法でろう
材１を作製し、このろう材１を用い前記同様のろう接を
行って、前記同様の接合体８の例（１）〜（６）を得
た。また前記同様の方法で前記同様の接合体８の例
（７）を得た。ただし、加熱温度Ｔは４２０℃に設定さ
れた。

【００７０】表９は各接合体８の例（１）〜（７）に関
する引張り試験結果を示す。

【００７１】

【表９】

【００７２】表９において、前記同様に例（２）〜
（５），（７）の場合は接合層７にて破断を生じていた
が、例（１）の場合は永久磁石素材２が破断し、また例
（６）の場合は超磁歪合金部材が破断していた。表９よ
り、加熱温度Ｔが４２０℃といったように低いにも拘ら
ず、大きな接合強度が得られることが判る。（２）−３．表５に示した、Ｐｒ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅合金よ
りなる非晶質の薄帯の例（４）に打抜き加工を施して、
図７に示すように直径６mm、厚さ１００μｍで非晶質の
薄片状ろう材１を作製し、このろう材１を用いて次のよ
うな方法でろう接を行った。

【００７３】一方の被接合部材として、直径６mm、長さ
２０mmの超磁歪合金（Ｆｅ₆₆Ｓｍ₃₃Ｙｂ₁合金）部材１
０を選定し、また他方の被接合部材として、直径６mm、
長さ２０mmのステンレス鋼（ＪＩＳＳＵＳ４１０）部
材１１を選定した。

【００７４】超磁歪合金部材１０とステンレス鋼部材１
１との間にろう材１を介在させて、それら１，１０，１
１を所定の治具により固定した。次いで、このように固
定された２０個の組合せ物を真空加熱炉内に設置し、加
熱温度Ｔ＝４４５℃、加熱時間５分間の加熱工程、それ
に次ぐ炉冷よりなる冷却工程を行って、図８に示すよう
に超磁歪合金部材１０とステンレス鋼部材１１とをろう
材１より形成された結晶質の接合層７を介しろう接した
２０個の接合体８を得た。このろう接においては、加熱
温度Ｔが４４５℃であって、ろう材１の前記溶融温度４
２７．３℃を超えているので、ろう材１は液相状態とな
る。

【００７５】次いで、各接合体８についてＪＩＳＲ１
６０１に則って４点曲げ試験を行った。即ち、接合体８
の両端部をそれぞれ支点で支え、また接合層７の両側に
それぞれ荷重点を設け、クロスヘッド速度０．５mm／mi
n にて荷重を付与した。その結果、各接合体８はその超
磁歪合金部材１０において破断し、平均曲げ強さは６．
５kgｆ／mm²であった。これにより加熱温度Ｔが４４５
℃といったように低いにも拘らず、大きな接合強度が得
られることが判る。

【００７６】

【発明の効果】本発明によれば、特定の希土類元素Ｒ
Ｅ、Ｃｕおよび特定の合金元素ＡＥを特定量含有させる
ことにより、易融化を達成され、各種被接合部材の接合
材として好適な希土類合金ろう材を提供することができ
る。

【００７７】また市販の軟ろうは融点が３９０℃以下で
あり、一方、硬ろうは融点が５７０℃以上である。本発
明によれば、このような軟ろうおよび硬ろうでは達成し
得ない温度範囲、つまり３９０〜５７０℃においてろう
接を行うことが可能な希土類合金ろう材を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₀Ｃ₁₀合金のＸ線回折図である。

【図２】ろう材、永久磁石素材および積層体の重ね合せ
関係を示す斜視図である。

【図３】接合体の一例を示す斜視図である。

【図４】Ｎｄ₇₀Ｃｕ₂₅Ａｌ₅合金のＸ線回折図である。

【図５】Ｎｄ−Ｃｕ−Ａｌ系合金の組成図である。

【図６】Ｐｒ₆₈Ｃｕ₂₇Ａｌ₅合金のＸ線回折図である。

【図７】ろう材、超磁歪合金部材およびステンレス鋼部
材の重ね合せ関係を示す斜視図である。

【図８】接合体の他例を示す正面図である。

【符号の説明】１ろう材２永久磁石３積層体８接合体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】希土類元素ＲＥの含有量がＲＥ≧５０原
子％、Ｃｕの含有量が１８原子％≦Ｃｕ＜４０原子％お
よび他の合金元素ＡＥの含有量がＡＥ≦２０原子％であ
り、前記合金元素ＡＥはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒ
ｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｂ、
Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、
ＳｂおよびＢｉから選択される少なくとも一種であるこ
とを特徴とする希土類合金ろう材。
【請求項２】前記希土類元素ＲＥの含有量が５７原子
％≦ＲＥ＜８０原子％であり、また前記合金元素ＡＥが
Ａｌである、請求項１記載の希土類合金ろう材。
【請求項３】前記希土類元素ＲＥはＮｄであって、Ｎ
ｄの含有量が６８原子％≦Ｎｄ≦７０原子％、Ｃｕの含
有量が２２原子％≦Ｃｕ≦３０原子％およびＡｌの含有
量が２原子％≦Ａｌ≦８原子％である、請求項２記載の
希土類合金ろう材。
【請求項４】前記希土類元素ＲＥはＰｒであって、Ｐ
ｒの含有量が６０原子％≦Ｐｒ≦７０原子％、Ｃｕの含
有量が２０原子％≦Ｃｕ≦３０原子％およびＡｌの含有
量が５原子％≦Ａｌ≦２０原子％である、請求項２記載
の希土類合金ろう材。
【請求項５】液相発生温度Ｔｍが３８０℃≦Ｔｍ≦６
００℃である、請求項１，２，３または４記載の希土類
合金ろう材。
【請求項６】非晶質合金である、請求項１，２，３，
４または５記載の希土類合金ろう材。
【請求項７】永久磁石素材の接合に用いられる、請求
項１，２，３，４，５または６記載の希土類合金ろう
材。
【請求項８】超磁歪合金部材の接合に用いられる、請
求項１，２，３，４，５または６記載の希土類合金ろう
材。