JPH09139305A - 高強度希土類磁石とその製造方法 - Google Patents
高強度希土類磁石とその製造方法Info
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- JPH09139305A JPH09139305A JP7298765A JP29876595A JPH09139305A JP H09139305 A JPH09139305 A JP H09139305A JP 7298765 A JP7298765 A JP 7298765A JP 29876595 A JP29876595 A JP 29876595A JP H09139305 A JPH09139305 A JP H09139305A
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- H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高速回転、高負荷等の部位への使用に有用
な、高強度のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表される希土類磁石
を提供する。 【解決手段】 希土類元素、鉄族元素並びにホウ素を含
有する希土類磁石であって、磁石構成元素からなる合金
粉末に、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末５重
量％以下の少くともいずれかが混合されてホットプレス
され、必要に応じて熱間塑性加工された磁石。
な、高強度のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表される希土類磁石
を提供する。 【解決手段】 希土類元素、鉄族元素並びにホウ素を含
有する希土類磁石であって、磁石構成元素からなる合金
粉末に、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末５重
量％以下の少くともいずれかが混合されてホットプレス
され、必要に応じて熱間塑性加工された磁石。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高強度希土類磁
石に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
発電機、電動工具等の高速回転、あるいは高負荷状態で
使用されるマグネットロータ等において有用な、高強度
の、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表される希土類磁石に関する
ものである。
石に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
発電機、電動工具等の高速回転、あるいは高負荷状態で
使用されるマグネットロータ等において有用な、高強度
の、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表される希土類磁石に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術とその課題】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表され
る希土類永久磁石は、その優れた磁気特性から、様々な
分野においてその利用が広がってきている。このような
特徴のある希土類磁石は、通常は、溶解した合金を鋳造
し、得られたインゴットを粉砕した後に、磁場中で配向
しつつ成形して焼結し、さらに所要の熱処理を施してか
ら磁化することによって製造されている。
る希土類永久磁石は、その優れた磁気特性から、様々な
分野においてその利用が広がってきている。このような
特徴のある希土類磁石は、通常は、溶解した合金を鋳造
し、得られたインゴットを粉砕した後に、磁場中で配向
しつつ成形して焼結し、さらに所要の熱処理を施してか
ら磁化することによって製造されている。
【０００３】また、特に高い磁気特性の磁石は、溶解し
た合金を超急冷して薄帯とし、これを粉砕して得た粉末
をホットプレスして成形し、これを磁化して等方性磁石
とすることや、あるいは、ホットプレス後に、熱間加工
した後に磁化して、最大エネルギー種の極めて大きな異
方性磁石とすることにより製造されている。しかしなが
ら、これまでのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希土類磁石の場合
には、いずれの製造方法によるものでも、発電機や電動
工具のマグネットロータ等の高速回転、高負荷部位に使
用するためには、その物理的強度が充分でなく、必ずし
も実用的なものでないという欠点があった。
た合金を超急冷して薄帯とし、これを粉砕して得た粉末
をホットプレスして成形し、これを磁化して等方性磁石
とすることや、あるいは、ホットプレス後に、熱間加工
した後に磁化して、最大エネルギー種の極めて大きな異
方性磁石とすることにより製造されている。しかしなが
ら、これまでのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希土類磁石の場合
には、いずれの製造方法によるものでも、発電機や電動
工具のマグネットロータ等の高速回転、高負荷部位に使
用するためには、その物理的強度が充分でなく、必ずし
も実用的なものでないという欠点があった。
【０００４】このことは、特に優れた磁気特性を持つ、
超急冷薄帯からの粉末から磁石を製造する場合にとっ
て、その優れた磁気特性を利用することにおいて、大き
な課題であった。そこで、この発明は、以上の通りの従
来技術の課題を解決し、優れた磁気特性の利用が可能で
あって、しかも、高速回転、高負荷部位等への使用が可
能な、高強度の希土類磁石を提供することを目的として
いる。
超急冷薄帯からの粉末から磁石を製造する場合にとっ
て、その優れた磁気特性を利用することにおいて、大き
な課題であった。そこで、この発明は、以上の通りの従
来技術の課題を解決し、優れた磁気特性の利用が可能で
あって、しかも、高速回転、高負荷部位等への使用が可
能な、高強度の希土類磁石を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、希土類元素、鉄族元素並びにホ
ウ素を含有する希土類磁石であって、磁石構成元素から
なる合金粉末に、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ3
粉末５重量％以下の少くともいずれかが混合されてホッ
トプレスされた磁石であることを特徴とする高強度希土
類磁石を提供する。
を解決するものとして、希土類元素、鉄族元素並びにホ
ウ素を含有する希土類磁石であって、磁石構成元素から
なる合金粉末に、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ3
粉末５重量％以下の少くともいずれかが混合されてホッ
トプレスされた磁石であることを特徴とする高強度希土
類磁石を提供する。
【０００６】また、この発明は、上記のホットプレス後
の磁石を熱間塑性加工したことを特徴とする高強度希土
類磁石を提供する。
の磁石を熱間塑性加工したことを特徴とする高強度希土
類磁石を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記の通り、この発明の高強度希
土類磁石は、 １）希土類元素、鉄族元素、そしてホウ素（Ｂ）を含有
する組成を有していること、 ２）磁石構成元素からなる合金粉末にＦｅ粉末３０重量
％以下、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末５重量％以下の少くともいずれ
かが混合されて用いられていること、 ３）ホットプレス、さらにはホットプレスに続いて熱間
塑性加工されたものであること を特徴としている。
土類磁石は、 １）希土類元素、鉄族元素、そしてホウ素（Ｂ）を含有
する組成を有していること、 ２）磁石構成元素からなる合金粉末にＦｅ粉末３０重量
％以下、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末５重量％以下の少くともいずれ
かが混合されて用いられていること、 ３）ホットプレス、さらにはホットプレスに続いて熱間
塑性加工されたものであること を特徴としている。
【０００８】ここでまずその組成については、希土類元
素は、Ｎｄ（ネオジウム）に代表されるものであって、
Ｃｅ、Ｄｙ、Ｐｒ等の他の希土類の各種のものである。
なかでも、Ｎｄ、もしくは、このＮｄにＣｅ、Ｐｒ等が
加えられたものとして考慮される。鉄族元素について
は、代表的にはＦｅ、もしくはＣｏであって、その両者
からなる系も例示される。希土類元素−鉄族元素−ホウ
素の組成比については、従来より知られている範囲であ
ってよい。また、磁気性能の向上だけでなく、耐食性、
加工性、耐熱性等の改善のために、Ｇａ、Ｎｂ、Ｎｉ、
Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｌ等の元素をさらに含有させてもよい。
素は、Ｎｄ（ネオジウム）に代表されるものであって、
Ｃｅ、Ｄｙ、Ｐｒ等の他の希土類の各種のものである。
なかでも、Ｎｄ、もしくは、このＮｄにＣｅ、Ｐｒ等が
加えられたものとして考慮される。鉄族元素について
は、代表的にはＦｅ、もしくはＣｏであって、その両者
からなる系も例示される。希土類元素−鉄族元素−ホウ
素の組成比については、従来より知られている範囲であ
ってよい。また、磁気性能の向上だけでなく、耐食性、
加工性、耐熱性等の改善のために、Ｇａ、Ｎｂ、Ｎｉ、
Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｌ等の元素をさらに含有させてもよい。
【０００９】これら組成の合金粉末は、焼結性、磁気特
性等の観点からは、一般的には、その粒径が１０００μ
ｍ以下程度のもの、さらには１００〜８００μｍ程度の
ものとして用いられるのが好ましい。合金粉末は、各種
の方法によって製造されてよく、たとえば、合金の溶
解、鋳造により得られたインゴットから、あるいは溶融
合金の超急冷により得られた薄帯からのものであってよ
い。
性等の観点からは、一般的には、その粒径が１０００μ
ｍ以下程度のもの、さらには１００〜８００μｍ程度の
ものとして用いられるのが好ましい。合金粉末は、各種
の方法によって製造されてよく、たとえば、合金の溶
解、鋳造により得られたインゴットから、あるいは溶融
合金の超急冷により得られた薄帯からのものであってよ
い。
【００１０】そして、これらの合金粉末には、この発明
においては、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末
５重量％以下の割合で混合される。このうちのＦｅ
（鉄）粉末については、その混合比の増大とともに磁石
の強度は増大するが、全体量に対し３０重量％を超えて
用いられる場合には、磁石の磁気特性が低下することか
ら好ましくない。また、Ｄｙ2 Ｏ3 については、５重量
％を超える場合は強大増大にあまり寄与せず、特にホッ
トプレス後の磁石の最大エネルギー種（ＢＨ）maxを低
下させるため好ましくない。
においては、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末
５重量％以下の割合で混合される。このうちのＦｅ
（鉄）粉末については、その混合比の増大とともに磁石
の強度は増大するが、全体量に対し３０重量％を超えて
用いられる場合には、磁石の磁気特性が低下することか
ら好ましくない。また、Ｄｙ2 Ｏ3 については、５重量
％を超える場合は強大増大にあまり寄与せず、特にホッ
トプレス後の磁石の最大エネルギー種（ＢＨ）maxを低
下させるため好ましくない。
【００１１】Ｆｅ粉末、そしてＤｙ2 Ｏ3 粉末の混合
は、磁石の強度向上にとって極めて有効であるが、これ
らは単独で、もしくは共存させて磁石合金粉末に混合す
ることができる。なお、Ｆｅ粉末の混合については、磁
石合金構成元素としてＦｅを用いる場合には、あらかじ
め、構成元素としてのＦｅの割合を大きくしておくこと
が考えられるが、このようなことは磁石の磁気特性はも
ちろんのこと、磁石の強度の増大に何ら寄与しないばか
りか、かえって、これら特性を損う原因となる。
は、磁石の強度向上にとって極めて有効であるが、これ
らは単独で、もしくは共存させて磁石合金粉末に混合す
ることができる。なお、Ｆｅ粉末の混合については、磁
石合金構成元素としてＦｅを用いる場合には、あらかじ
め、構成元素としてのＦｅの割合を大きくしておくこと
が考えられるが、このようなことは磁石の磁気特性はも
ちろんのこと、磁石の強度の増大に何ら寄与しないばか
りか、かえって、これら特性を損う原因となる。
【００１２】Ｆｅ粉末およびＤｙ2 Ｏ3 粉末の粒径は均
一に分散させるため少なくとも１０００μｍ以下が望ま
しい。これらのＦｅ粉末、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末と前記の磁石
合金粉末との混合粉末は、この発明においてはまずホッ
トプレスして成形する。たとえば、１×１０-3Ｔｏｒｒ
より低圧の真空下、あるいはＡｒ（アルゴン）等の不活
性ガス雰囲気下において、５００〜９００℃程度の温度
に加熱して、０．５〜１０トン／ｃｍ2 の圧力によりプ
レスすることができる。なお、ホットプレスに先立っ
て、混合粉末を冷間で圧粉成形しておいてもよい。ホッ
トプレスした後は、次いで、必要に応じて熱間において
押出しプレス等の塑性加工を行う。この塑性加工により
ラジアル異方性の高いリング状磁石を得ることができ
る。
一に分散させるため少なくとも１０００μｍ以下が望ま
しい。これらのＦｅ粉末、Ｄｙ2 Ｏ3 粉末と前記の磁石
合金粉末との混合粉末は、この発明においてはまずホッ
トプレスして成形する。たとえば、１×１０-3Ｔｏｒｒ
より低圧の真空下、あるいはＡｒ（アルゴン）等の不活
性ガス雰囲気下において、５００〜９００℃程度の温度
に加熱して、０．５〜１０トン／ｃｍ2 の圧力によりプ
レスすることができる。なお、ホットプレスに先立っ
て、混合粉末を冷間で圧粉成形しておいてもよい。ホッ
トプレスした後は、次いで、必要に応じて熱間において
押出しプレス等の塑性加工を行う。この塑性加工により
ラジアル異方性の高いリング状磁石を得ることができ
る。
【００１３】もちろん、この発明の以上の通りのホット
プレス、そして熱間塑性加工については、各種の公知の
手法、装置を適宜に用いることができる。以下、実施例
を示し、さらに詳しくこの発明の実施の形態について説
明する。
プレス、そして熱間塑性加工については、各種の公知の
手法、装置を適宜に用いることができる。以下、実施例
を示し、さらに詳しくこの発明の実施の形態について説
明する。
【００１４】
【実施例】実施例１ 比較例１ Ｎｄ２７ｗｔ％、Ｄｙ３ｗｔ％、Ｃｏ５ｗｔ％、Ｂ０．
９ｗｔ％、Ｇａ０．６ｗｔ％、Ｆｅ６３．５ｗｔ％から
なる組成の磁石合金を溶解し、単ロール法によって超急
冷してリボン状の粉末を作製した。その粉末を３００μ
ｍ以下に粉砕し、表１に示した通りの割合のＦｅ粉末、
Ｄｙ2 Ｏ3 粉末を混合した。この混合粉末を冷間プレス
成形した後、Ａｒ雰囲気中８００℃でホットプレスし、
リング形状（φ２５×φ２０×２５Ｌ）の等方性磁石を
作製した。このリング状の磁石合金の強度を圧環強度で
評価した。図１は、その結果を、磁気特性とともに示し
たものである。
９ｗｔ％、Ｇａ０．６ｗｔ％、Ｆｅ６３．５ｗｔ％から
なる組成の磁石合金を溶解し、単ロール法によって超急
冷してリボン状の粉末を作製した。その粉末を３００μ
ｍ以下に粉砕し、表１に示した通りの割合のＦｅ粉末、
Ｄｙ2 Ｏ3 粉末を混合した。この混合粉末を冷間プレス
成形した後、Ａｒ雰囲気中８００℃でホットプレスし、
リング形状（φ２５×φ２０×２５Ｌ）の等方性磁石を
作製した。このリング状の磁石合金の強度を圧環強度で
評価した。図１は、その結果を、磁気特性とともに示し
たものである。
【００１５】
【表１】
【００１６】図１より明らかなように、この発明のＦｅ
粉末を混合する実施例１−１〜１−４の場合、圧環強度
は、混合しない場合（比較例１−１）に比べて２倍以上
まで増大している。磁気特性としては、減少はしている
ものの最大エネルギー種（ＢＨ）max の減少はあまり大
きくない。混合割合が３５ｗｔ％の場合（比較例１−
２）では、強度は増大するが、（ＢＨ）max 、保磁力ｉ
Ｈｃともにかなり減少する。
粉末を混合する実施例１−１〜１−４の場合、圧環強度
は、混合しない場合（比較例１−１）に比べて２倍以上
まで増大している。磁気特性としては、減少はしている
ものの最大エネルギー種（ＢＨ）max の減少はあまり大
きくない。混合割合が３５ｗｔ％の場合（比較例１−
２）では、強度は増大するが、（ＢＨ）max 、保磁力ｉ
Ｈｃともにかなり減少する。
【００１７】一方、Ｄｙ2 Ｏ3 の混合では、５ｗｔ％ま
で（実施例１−５〜１−７）は強度が増大しているが、
１０ｗｔ％（比較例１−３）では、かえって強度を損う
ことがわかる。磁気特性の低下も大きなものとなる。Ｆ
ｅ粉末とＤｙ2 Ｏ3 粉末を共存させる場合（実施例１−
８）にも、大きな磁気特性の低下をともなうことなし
に、強度が増大されていることがわかる。
で（実施例１−５〜１−７）は強度が増大しているが、
１０ｗｔ％（比較例１−３）では、かえって強度を損う
ことがわかる。磁気特性の低下も大きなものとなる。Ｆ
ｅ粉末とＤｙ2 Ｏ3 粉末を共存させる場合（実施例１−
８）にも、大きな磁気特性の低下をともなうことなし
に、強度が増大されていることがわかる。
【００１８】実施例２ 比較例２ 実施例１および比較例１のホットプレスした磁石合金を
Ａｒ雰囲気中８００℃で押出し加工を行い、ラジアル異
方性のリング磁石を作製した。この磁石についても、磁
気特性と圧環強度を調べた。その結果を図２に示した。
Ａｒ雰囲気中８００℃で押出し加工を行い、ラジアル異
方性のリング磁石を作製した。この磁石についても、磁
気特性と圧環強度を調べた。その結果を図２に示した。
【００１９】図２より明らかなように、実施例１−１〜
１−８の試料について熱間押出し加工した磁石は、強度
増大効果に優れ、磁気特性についてもその減少は大きく
ないことがわかる。比較例３ 実施例１−２（Ｆｅ粉末１０ｗｔ％添加）と、全体とし
ての組成が同一となるように、最初から、Ｎｄ２４．５
ｗｔ％、Ｄｙ２．７ｗｔ％、Ｃｏ４．５ｗｔ％、Ｂ０．
８２ｗｔ％、Ｇａ０．５５ｗｔ％、Ｆｅ６６．９３ｗｔ
％の組成の合金を溶解し、単ロール法によって超急冷し
てリボン状の粉末を作製した。その粉末を３００μｍ以
下に粉砕し、実施例１および実施例２と同様にして、圧
環強度および磁気特性を評価した。その結果を表２に示
した。
１−８の試料について熱間押出し加工した磁石は、強度
増大効果に優れ、磁気特性についてもその減少は大きく
ないことがわかる。比較例３ 実施例１−２（Ｆｅ粉末１０ｗｔ％添加）と、全体とし
ての組成が同一となるように、最初から、Ｎｄ２４．５
ｗｔ％、Ｄｙ２．７ｗｔ％、Ｃｏ４．５ｗｔ％、Ｂ０．
８２ｗｔ％、Ｇａ０．５５ｗｔ％、Ｆｅ６６．９３ｗｔ
％の組成の合金を溶解し、単ロール法によって超急冷し
てリボン状の粉末を作製した。その粉末を３００μｍ以
下に粉砕し、実施例１および実施例２と同様にして、圧
環強度および磁気特性を評価した。その結果を表２に示
した。
【００２０】
【表２】
【００２１】この表２より明らかなように、ホットプレ
ス磁石、熱間押出し加工磁石のいずれのものも、強度は
小さく、磁気特性においても、大きく劣っていることが
わかる。
ス磁石、熱間押出し加工磁石のいずれのものも、強度は
小さく、磁気特性においても、大きく劣っていることが
わかる。
【００２２】
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明した通
り、磁気特性を大きく損うことなく、高強度の希土類磁
石が提供される。この磁石は、高速回転、高負荷の部位
に使用できる磁石としてその有用性は大きなものとな
る。
り、磁気特性を大きく損うことなく、高強度の希土類磁
石が提供される。この磁石は、高速回転、高負荷の部位
に使用できる磁石としてその有用性は大きなものとな
る。
【図１】ホットプレス磁石の圧環強度並びに磁気特性と
添加粉量との関係を示した図である。
添加粉量との関係を示した図である。
【図２】熱間押出し加工 磁石の圧環強度 並びに磁気特性と添加粉量との関係を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 俊雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 平野 弘之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 金子 雄太郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 木下 繁則 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 遠藤 研二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 常盤 信行 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 葛西 靖正 愛知県名古屋市緑区鳴海町丸内22 グロー リアス鳴海401 (72)発明者 山田 日吉 愛知県岩倉市東町東市場屋敷121 (72)発明者 吉川 紀夫 愛知県名古屋市中川区草平町１−109−１
Claims (3)
- 【請求項１】 希土類元素、鉄族元素並びにホウ素を含
有する希土類磁石であって、磁石構成元素からなる合金
粉末に、Ｆｅ粉末３０重量％以下、Ｄｙ2 Ｏ 3 粉末５重
量％以下の少くともいずれかが混合されてホットプレス
された磁石であることを特徴とする高強度希土類磁石。 - 【請求項２】 合金粉末にＦｅ粉末２０重量％以下およ
び／またはＤｙ2 Ｏ 3 粉末５重量％以下が混合された請
求項１の高強度希土類磁石。 - 【請求項３】 請求項１または２のいずれかの磁石が熱
間塑性加工されたことを特徴とする高強度希土類磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298765A JPH09139305A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高強度希土類磁石とその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298765A JPH09139305A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高強度希土類磁石とその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139305A true JPH09139305A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17863938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7298765A Pending JPH09139305A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高強度希土類磁石とその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139305A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008172037A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Daido Steel Co Ltd | 希土類磁石及びその製造方法 |
| CN101640087A (zh) * | 2008-07-04 | 2010-02-03 | 大同特殊钢株式会社 | 稀土磁体及其制造方法 |
| CN105489335A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-04-13 | 北京科技大学 | 一种晶界扩散提高烧结钕铁硼磁性能的方法 |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP7298765A patent/JPH09139305A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008172037A (ja) * | 2007-01-12 | 2008-07-24 | Daido Steel Co Ltd | 希土類磁石及びその製造方法 |
| CN101640087A (zh) * | 2008-07-04 | 2010-02-03 | 大同特殊钢株式会社 | 稀土磁体及其制造方法 |
| JP2010263172A (ja) * | 2008-07-04 | 2010-11-18 | Daido Steel Co Ltd | 希土類磁石およびその製造方法 |
| CN105489335A (zh) * | 2016-01-14 | 2016-04-13 | 北京科技大学 | 一种晶界扩散提高烧结钕铁硼磁性能的方法 |
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