JPH10177911A

JPH10177911A - 希土類ボンド磁石

Info

Publication number: JPH10177911A
Application number: JP8354297A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Hamano; 正昭浜野; Minoru Yamazaki; 実山崎; Yuji Omote; 祐治表
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 1996-12-18
Filing date: 1996-12-18
Publication date: 1998-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】経済的で高性能である希土類ボンド磁石を提
供する。【解決手段】下記磁粉（Ａ）、（Ｂ）及び結合用樹脂
からなり、Ｂｒが８kG以上、ｉＨｃが５kOe 以上、（Ｂ
Ｈ）ｍａｘが１１MGOe以上の磁気特性を有する希土類ボ
ンド磁石。（Ａ）Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶を含む希土類系磁石材料で
あって、希土類元素の含有率が８〜１１at.%、ｉＨｃが
７kOe 以上の急冷薄帯の粉砕粉で平均粒径が１００μｍ
以上の磁粉、（Ｂ）希土類元素の含有率が８at.%以下、ｉＨｃが３．
５〜６．０kOe で、Ｂｒが１０kG以上の、結晶粒径が１
０〜１００μｍに制御されたソフト磁性相とハード磁性
相及び１０面積％以下のアモルファス相とから構成され
る交換スプリング磁石薄帯の粉砕粉で平均粒径５０μｍ
以下の磁粉。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高性能でかつ経済
的な希土類ボンド磁石に関し、更に詳しくは、希土類元
素低含有量であるにも拘らず、残留磁束密度Ｂｒが８kG
以上、保磁力ｉＨｃが５kOe 以上であり、エネルギー積
（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上と高い性能を有する希土
類系ボンド磁石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、希土類系ボンド磁石は、Ｎｄ系等
方性圧縮成形磁石を中心に、電子電気部品としてモータ
用磁石の形で多用されている。特にコンピュータ搭載機
器であるハードディスクドライブ（ＨＤＤ）、ＣＤ−Ｒ
ＯＭ、同周辺機器であるプリンタ、スキャナ、及び携帯
通信機器であるページャ、セルラなどに大量に使用され
ている。

【０００３】しかしながら、これらの機器の小型軽量化
に伴い、より強力でかつ経済的な磁石の要求が近年特に
高まっている。希土類系焼結磁石（Ｎｄ系、Ｓｍ系）や
Ｓｍ系異方性ボンド磁石は、Ｎｄ系等方性ボンド磁石よ
りも高エネルギー積を有する強力磁石であるが、経済性
に劣るため上記機器のモーター用途には殆ど使用されて
いない。

【０００４】Ｎｄ系等方性ボンド磁石の原料磁粉として
は、現在のところ、米国ＧＭ社が開発したＭＱＰ（商品
名）磁粉（ＭＱＩ社製）が唯一工業規模で供給されてお
り、このＭＱＰ磁粉の内でも、特にＭＱＰ−Ｂグレード
が主体的に使用されている。このＭＱＰ−Ｂ磁粉の一般
的な組成はＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶構造の化学量論組成付
近のＮｄ₁₂Ｆｅ_76.5Ｃｏ_5.5Ｂ₆であり、磁気特性は、
公称でＢｒ＝８．２kG、ｉＨｃ＝９．０kOe 、（ＢＨ）
ｍａｘ＝１２．０MGOeであり、この磁粉を使用した圧縮
成形ボンド磁石（ＭＱＩ−Ｂ１０）の磁気特性は、Ｂｒ
＝６．９kG、ｉＨｃ＝９．０kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１
０．０MGOeである（ＭＱＩ社カタログによる。）。

【０００５】また、特開平８−１２４７３０には、Ｎｄ
₂Ｆｅ₁₄Ｂ化学量論組成付近のＮｄ₁₂±０．５at.%、保
磁力ｉＨｃ＝１０kOe の急冷粉体と、結晶粒が２０〜５
０nmに制御されたソフト磁性相とハード磁性相から構成
される交換スプリング磁石粉体とを混合し、これを樹脂
で固めた保磁力４〜１０kOe の低保磁力希土類樹脂磁石
が記載されている。しかし、上記発明の目的は、要約に
記載されている通り、多極着磁性に優れた希土類樹脂磁
石を提供することにあり、このため、粉体混合により保
磁力を低下させることが主眼となっている。したがっ
て、実施例に記載された磁気特性も、上記ＭＱＩ−Ｂ１
０の磁気特性を越えるものではない。以上の如く、近年
ますます高磁力でかつ経済的な磁石の要求が高まってい
るにも拘らず、性能及び経済性の両面で十分に満足し得
る磁石は未だ提案されていないのが実情である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記実情に
鑑み、現行のＭＱＩ−Ｂ１０より高いＢｒを有し、角形
性を損なわない程度のｉＨｃを有し、結果としてＭＱＩ
−Ｂ１０よりも高い（ＢＨ）ｍａｘを有するボンド磁石
を経済的に提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】一般に永久磁石の理論的
なエネルギー積は、（ＢＨ）ｍａｘ＝０．２５×Ｂｒ²
で表される。したがって、ＭＱＩ−Ｂ１０よりも高エネ
ルギー積を有するボンド磁石を得るためには、より高い
Ｂｒを有する磁粉を使用することが不可欠となる。この
際に、ｉＨｃは理論的には、ｉＨｃ＞０．５×Ｂｒを満
足すれば、角形性を損なわず、したがってエネルギー積
を低下せしめることはないので、この条件を満足する限
りは、上記のＭＱＰ−Ｂ磁粉よりも低いｉＨｃを有する
磁粉を用いることができる。

【０００８】このような磁粉の一つとして、近年特に研
究開発が盛んな交換スプリング磁石がある。交換スプリ
ング磁石は、鉄もしくは鉄化合物とＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型正
方晶化合物との交換相互作用により、磁気的なスプリン
グ現象を示すもので、その特徴は、低希土類元素量と高
い残留磁束密度Ｂｒを有することであり、コストパフォ
ーマンスに優れた磁石となる可能性が高い。

【０００９】即ち、Ｎｄ等の希土類元素量が１０原子％
未満の希土類−鉄−ボロン系交換スプリング磁石合金
は、例えば、米ＧＭ社が開発した市販の“ＭＱＰ”（商
品名）のようにＮｄ等の希土類量が化学量論組成に近い
１１〜１５原子％の希土類−鉄−ボロン系磁石合金に比
べ、磁気特性上のボテンシャルが高く、また、高価な希
土類の量を低減できるため経済的であるという特徴を有
する。

【００１０】このＮｄ等の希土類元素量が１０原子％未
満の希土類−鉄−ボロン系交換スプリング磁石合金に
は、軟磁性相として上記のαＦｅやｂｃｃＦｅを含む系
と、Ｆｅ₃ＢやＦｅ₂Ｂを含む系とがある。学術文献等
によると、前者は、一般に残留磁束密度Ｂｒが１０〜１
３kGと高いが保磁力ｉＨｃは高々３．５kOe 未満と低い
ものであり、後者は、一般に保磁力ｉＨｃが３．５〜
７．７kOe と比較的高いが、残留磁束密度Ｂｒが１０kG
程度以下であるため、上記ＭＱＰ−Ｂ（Ｂｒ＝８．２）
と比べると残留磁束密度Ｂｒは高いが、前者のαＦｅ主
体系に比べて低いものであった。

【００１１】そこで、本発明では、２種類の磁粉（Ａ）
と（Ｂ）を混合し、これを用いてボンド磁石の磁気特性
を改良することを着想した。すなわち、一方の磁粉とし
て、より高いＢｒを有し、残存非晶質相が１０面積％以
下存在するαＦｅ−ＮｄＦｅＢ系交換スプリング磁石粉
末（Ｂ）を選択し、もう一方の磁粉として、上記ＭＱＰ
−Ｂ磁粉よりも希土類含有量が少なく経済性に富み、磁
粉（Ｂ）に比してＢｒは低いがｉＨｃが７kOe 以上と高
い既知の磁粉（Ａ）を選択し、種々実験を行った結果、
ボンド磁石の磁気特性として、Ｂｒ≧８kG、ｉＨｃ≧５
kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ≧１１MGOeを実現したものであ
る。すなわち、上記のボンド磁石ＭＱＩ−Ｂ１０に比し
て、ｉＨｃは低いもののＢｒと（ＢＨ）ｍａｘに優れ、
かつ経済性に優れた磁石を提供し得ることを見出し、本
発明を完成するに至った。

【００１２】すなわち、本発明は下記磁粉（Ａ）と
（Ｂ）との混合磁粉及び結合用樹脂を主たる構成成分と
し、残留磁束密度Ｂｒが８kG以上、保磁力ｉＨｃが５kO
e 以上、エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上の
磁気特性を有することを特徴とする希土類ボンド磁石を
内容とするものである。（Ａ）Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶を
含む希土類系磁石材料であって、希土類元素の含有率が
８〜１１at.%、保磁力ｉＨｃが７kOe 以上の急冷薄帯の
粉砕粉で平均粒径が１００μｍ以上の磁粉、（Ｂ）希土
類元素の含有率が８at.%以下、保磁力ｉＨｃが３．５〜
６．０kOeで、残留磁束密度Ｂｒが１０kG以上の、結晶
粒径が１０〜１００nmに制御されたソフト磁性相とハー
ド磁性相及び１０面積％以下のアモルファス相とから構
成される交換スプリング磁石薄帯の粉砕粉で平均粒径５
０μｍ以下の磁粉。

【００１３】本発明に使用される磁粉（Ｂ）としては、
本発明者らによって先に開発され特許出願中（特願平８
−２２６０２１）のものが好適であり、具体的には、式
Ｒ_XＦｅ_100-x-y-z-wＣｏ_yＭ_ZＢ_w〔但し、Ｒは、Ｎ
ｄ、Ｐｒ、Ｄｙ、Ｔｂ及びＣｅから選ばれた希土類元素
の一種又は二種以上、Ｍは、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｚｒ、Ｎ
ｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｎ、
Ｉｎ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ａｇ及びＳｉから選ばれた元素の一
種又は二種以上、ｘ、ｙ、ｚ及びｗは、それぞれ原子比
で５≦ｘ１０、１．０≦ｙ≦９．０、０．１≦ｚ≦５、
２≦ｗ≦７、かつ、９≦（ｘ＋ｗ）、５＜（ｙ＋ｚ）〕
で表わされる組成を有し、且つ、αＦｅ、ｂｃｃＦｅ及
びこれらと上記Ｍとの固溶体を含む軟磁性結晶相とＮｄ
₂Ｆｅ₁₄Ｂ₁型正方晶系結晶からなる硬磁性結晶相との
それぞれが、軟磁性非晶質相中に析出している合金組織
を有しており、前記軟磁性非晶質相が全合金組織に対し
１０面積％以下であって、残部が前記軟磁性結晶相と前
記硬磁性結晶相であり、且つ、前記軟磁性結晶相が全結
晶組織に対し少なくとも５０面積％であって、残部が前
記硬磁性結晶相であることを特徴とする希土類−鉄−ボ
ロン系磁石合金である。上記技術によれば、本発明に用
いられる磁粉（Ｂ）、すなわち、希土類元素の含有率が
８at.%以下、保磁力ｉＨｃが３．５〜６．０kOe で、残
留磁束密度Ｂｒが１０kG以上の、結晶粒径が１０〜１０
０nmに制御されたソフト磁性相とハード磁性相及び１０
面積％以下のアモルファス相とから構成される交換スプ
リング磁石薄帯の粉砕粉で平均粒径５０μｍ以下の磁粉
を容易に調製することができる。

【００１４】磁粉（Ｂ）の希土類元素の含有率が８at.%
を越えると、相対的に鉄属の含有量が低下するため本発
明の磁粉（Ｂ）の要件である１０kG以上の高Ｂｒが得難
くなり、一方、下限は特に制限されないが、ｉＨｃを
３．５kOe 以上に保つためには、希土類元素含有率は５
at.%以上であることが好ましい。また、保磁力ｉＨｃが
３．５kOe 未満では、混合磁粉によるＢｒの上昇効果よ
りも、ｉＨｃの比例的低下の度合が大きくなり、結果と
して（ＢＨ）ｍａｘ≧１１MGOeを達成できず、一方、
６．０kOe を越えると、一般に相対的にＢｒが低下する
ことが多くなり、磁粉（Ｂ）の要件である１０kG以上の
高Ｂｒが得難くなる。好ましくは５．５kOeである。更
に、残留磁束密度Ｂｒが１０kG未満ではＢｒが小さす
ぎ、結果として、本発明の目的とする高性能のボンド磁
石が得られず、一方、上限は特に制限されないが、ｉＨ
ｃを３．５kOe 以上というバランスを考慮すると、１５
kG以下となるのが通常である。磁粉（Ｂ）は、合金組織
がナノコンポジット構造になっており、ハード磁性相で
あるＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶の大きさは１０〜１００nmで
あり、ソフト磁性相であるαＦｅや鉄化合物の結晶粒径
も１０〜１００nmである。これらの結晶粒径が１０nm未
満では一般に超常磁性的ふるまいが多くなり、Ｂｒの低
下を招き、一方、１００nmを越えると保磁力の低下が著
しくなる。また、１０面積％以下、好ましくは１０〜１
面積％を占める残部のアモルファス相がこれらの結晶相
を取り囲んでいるので、合金を粉砕し、例えば平均粒径
５０μｍ以下の粉体としても、著しく磁気特性を劣化さ
せることはない。残部のアモルファス相が１０面積％を
越えると、軟磁性結晶相と硬磁性結晶相との磁気的交換
相互作用を弱め、保磁力の低下や減磁曲線上に変曲点を
もたらす。また、１面積％未満となると、磁粉とする粉
砕時に歪を受けやすくなり、保磁力ｉＨｃの大巾低下を
招く傾向がある。更に、軟磁性結晶相が全結晶組織に対
し５０面積％未満となると１０kG以上の高Ｂｒが得難く
なり、一方、上限は特に制限されないが、ｉＨｃが３．
５kOe 以上となるためには硬磁性結晶相が１０面積％以
上は必要なため、差引すると８０面積％が一般的な上限
となる。

【００１５】本発明に用いられる磁粉（Ａ）は、希土類
元素を８〜１１at.%含み、ｉＨｃが７kOe 以上の既知の
磁石材料からなり、主として液体急冷法と熱処理（最適
急冷を施した場合は、熱処理工程を省略できることもあ
る）によって製造される。磁粉（Ａ）の合金組成に関し
ては、本発明においては、経済性の観点から希土類元素
量を限定するだけでよく、他の限定は特に設ける必要が
ない。特に、遷移金属側の組成は、次に例示するよう
に、種々の有効な添加元素を含んでいてもよい。

【００１６】例えば、特開昭６４−７０３号には、種々
の合金が開示されており、例えば、Ｎｄ₁₁Ｆｅ₇₉Ｎｂ₂
Ｔａ₂Ｂ₆の組成の急冷リボンの磁気特性は、Ｂｒ＝
８．３kG、ｉＨｃ＝１４．９kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１
４．０MGOeと記載されている（第１表・No２４）。ま
た、特開昭６４−７５０２号には、Ｎｄ₈Ｆｅ₇₀Ｃｏ₁₀
Ｚｒ₃Ｔｉ₁Ｂ₈の合金リボンの磁気特性が、Ｂｒ＝
８．６kG、ｉＨｃ＝１１．１kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１
５．２MGOeと記載されている（第２表・No５）。

【００１７】更に、特公平４−４７０２４号にも種々の
合金が開示されており、例えば、Ｎｄ₁₁Ｆｅ₇₂Ｃｏ₈Ｖ
_1.5Ｂ_7.5の組成の合金は、急冷薄帯でＢｒ＝９．７k
G、ｉＨｃ＝１２．９kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝２０．１M
GOeの磁気特性を有すると記載されている（第１表・No
４）。これらの合金は本発明における磁粉（Ａ）として
使用できる。

【００１８】ここで、磁粉（Ａ）の希土類元素含有率を
８〜１１at.%に限定した理由は、上記ＭＱＰ−Ｂ磁粉に
比べて、高価な希土類元素の使用量を少なくするという
経済的な理由のみならず、上記の明細書に記載されてい
るごとく、ｉＨｃが十分高い上に（ＢＨ）ｍａｘもより
大きい上、着磁性にも優れた磁粉を得ることができるか
らである。さらに、ｉＨｃを７kOe 以上とした理由は、
磁粉（Ｂ）の保磁力が低く一般的には６kOe 程度が上限
のため、磁粉混合効果によりボンド磁石の減磁曲線の角
形性を損なわない程度に十分な保磁力を確保するためで
ある。ｉＨｃの上限は特に制限されないが、ボンド磁石
の着磁性を考慮すると１７kOe 以下が好ましい。

【００１９】磁粉（Ａ）は、一般的にＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型
結晶単一相もしくは該主相と微量粒界相との混合相と言
われているが、結晶粒径は数１０nm大である。しかし、
これらの合金は粉砕による歪みの影響を受けやすいた
め、粉砕粒度を下げると保磁力が徐々に低下するので、
実用上は１００μｍ前後が粉砕粉体粒径の限界とされて
いる。

【００２０】

【作用】本発明は、磁粉（Ｂ）を平均粒径５０μｍ以下
に調整し、磁粉（Ａ）を平均粒径１００μｍ以上に調整
し、（Ａ）対（Ｂ）の混合比率を重量比で１対９から９
対１の間に設定した混合磁粉を用いて圧縮成形により樹
脂ボンド磁石を作製したところ、磁石の減磁曲線がほぼ
くびれのない、すなわち、減磁曲線上に目立った変曲点
のないスムーズな曲線となることを知見し、そして、こ
のスムーズ減磁曲線により、磁気エネルギー積に優れた
ボンド磁石を実現したものである。

【００２１】粒径分布の異なる磁粉を混合し圧縮成形し
て、良好な特性を異方性ボンド磁石を得る例として、日
本応用磁気学会誌、２０，２２１−２２４（１９９６）
に、北沢らによりＳｍ₂Ｃｏ₁₇系磁粉（粒径大）と、Ｓ
ｍ₂Ｆｅ₁₇Ｎ₃系磁粉（粒径小）との混合組合せが報告
されている。該報告によれば、混合比率全域にわたって
ほぼくびれのないスムーズな減磁曲線を得ており、原因
として、磁粉間に静磁気的な磁気的相互作用が働いたも
のと考察している。また、ある混合比のところで、粒度
分布の差に起因して、ボンド磁石中に占める全磁粉の体
積比率が上がるため、Ｂｒ（ＢＨ）ｍａｘの高い良好な
磁気特性が実現することも報告されている。

【００２２】したがって、本発明のＮｄ系合金を用いた
等方性ボンド磁石においても、実験結果から磁粉間の磁
気的相互作用が働いてスムーズな減磁曲線が得られたも
のと推察される。さらに、２種類の磁粉の粒径に依存す
るが、以下の実施例に示すように、ある混合比率のとこ
ろで全磁粉の体積比率（磁粉の充填率）が極大値を有
し、等方性ボンド磁石の磁気特性、特にＢｒと（ＢＨ）
ｍａｘが単純平均の値よりも向上することも確認され
た。

【００２３】

【発明の実施の形態】磁粉（Ｂ）は、本発明者らが先に
特許出願した交換スプリング磁石の粉末が好適であり、
一般には、目的組成の合金を溶解法で作製し、液体急冷
法などでアモルファス状態にしたのち、熱処理すること
により、軟磁性非晶質相から硬磁性結晶相と軟磁性結晶
相を適度な大きさで析出させ、その結果として、これら
３つの相が共存した状態にし、これを粉砕して得られる
粉末である。なお、熱処理と粉砕の順序は前後してもよ
い。

【００２４】磁粉（Ａ）は、既知の急冷薄帯合金の粉末
でよいが、前記の理由で希土類元素の含有率が８〜１１
at.%で、保磁力ｉＨｃが７kOe 以上の条件を有する必要
がある。この粉末も一般には、目的組成の合金を溶解法
で作製し、液体急冷法などでアモルファス状態にしたの
ち、熱処理し粉砕することにより得られる。この場合
も、熱処理と粉砕の順序は前後してもよい。しかし、こ
の合金は希土類含有率の範囲などの組成上の制限が主因
で、一般に単一相もしくは主相と微量粒界相との混合相
からなっており、上記の磁粉（Ｂ）のごとく、軟磁性結
晶相や軟磁性非晶質相は基本的な構成相とはなっていな
い。ただし、後者の２つの相が粒界相や不純物相として
ごく微量の存在は許されることは言うまでもない。

【００２５】混合磁粉（Ａ＋Ｂ）は、磁粉（Ａ）の粉体
粒径を磁粉（Ｂ）の粒径よりも大きく設定して混合する
ことにより、ボンド磁石中の磁粉の充填密度を高める必
要がある。磁粉（Ａ）の粉体粒径は、平均値が１００μ
ｍ以上に設定すると高特性ボンド磁石が得られる。より
好適には、１００〜２００μｍである。磁粉（Ｂ）の平
均粒径は、５０μｍ以下に設定する。より好適には、２
０〜５０μｍである。これら磁粉の粉砕と混合は一般的
な手法で行うことができる。例えば、ボールミルやアト
ライタミルによる粉砕、振動ふるいによる分級、リボン
ブレンダーやプラネタリブレンダーによる攪拌混合であ
る。磁粉（Ａ）と（Ｂ）の混合比率は、最も高いエネル
ギー積（ＢＨ）ｍａｘが得られるように設定する。この
比率は、両磁粉の有する磁気特性と平均粒径によって、
最適な数値が変動するので、予め実験により良く把握し
ておく必要がある。次に、上記の攪拌混合の前もしくは
後に結合用樹脂（バインダーポリマー）等を付加し、成
形用材料とするためのコンパウンディングを行うことが
できる。

【００２６】結合用樹脂としては、圧縮成形磁石を作製
する場合は、エポキシ系やフェノール系の熱硬化性樹脂
が一般的であり、射出成形磁石を作製する場合は、ポリ
アミド（ナイロン）系、ポリフェニレンサルファイド
（ＰＰＳ）系や液晶樹脂系の熱可塑性樹脂が一般的であ
る。さらに、押出成形やカレンダロール成形も適切なバ
インダーを選択すれば実施可能である。本発明の希土類
ボンド磁石は、前記の作用に記載した効果をより効率的
に発揮でき、高磁気特性を得られる点で特に圧縮成形に
より製造するのが好ましい。

【００２７】以下、圧縮成形磁石を主体として詳細に説
明する。圧縮成形用コンパウンドには、成形を容易にし
たり、磁気特性を十分に引き出す目的で、必要により、
バインダーポリマーの他に、可塑剤、滑剤、カップリン
グ剤など周知の添加物を少量含めることができる。

【００２８】圧縮成形は、従来の等方性ボンド磁石を作
製する方法により行うことができる。すなわち市販のプ
レス成形機を用いて製造することができるが、特に、プ
レス圧力は、工業的に可能な限り高めに設定する方が充
填密度が上がり、等方性ボンド磁石の高Ｂｒ化、ひいて
は高（ＢＨ）ｍａｘ化をもたらすので有利である。

【００２９】圧縮成形された磁石は、次の熱処理工程に
より樹脂硬化され、次いで着磁されるのが通常である。
しかし、場合によっては、樹脂硬化のあと他部品と一体
化されたのちに着磁されることもある。いずれの場合も
パルス電流で着磁されるのが一般的である。作製された
ボンド磁石の磁気特性は、一般的には、Ｂ−Ｈカーブト
レーサで測定される。磁石の安定性評価に必要な不可逆
損失率などは、磁束計で測定される。

【００３０】次に、本発明の代表的な実施態様について
具体例を挙げて説明する。高保磁力磁粉である磁粉
（Ａ）として、Ｎｄ₁₁Ｆｅ₇₂Ｃｏ₈Ｖ_1.5Ｂ_7.5なる組
成を選択し、その急冷薄帯を作製したのち、６５０℃、
５分間の熱処理を施し、粉砕し粉末を作製した。この合
金の粉砕前のリボンの磁気特性は、Ｂｒ＝９．７kG、ｉ
Ｈｃ＝１２．９kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝２０．１MGOeで
あった。一方、交換スプリング磁石の粉末である磁粉
（Ｂ）として、Ｎｄ_7.5Ｆｅ₈₃Ｃｏ_4.5Ｎｂ₁Ｂ₄なる
組成の合金を選んだ。この合金を液体急冷法によりアモ
ルファスとしたのち、７４０℃、３分間の熱処理を施し
た。結晶粒径は１０〜５０nm、軟磁性アモルファス相は
約８面積％、軟磁性結晶相は約６０面積％であった。こ
の合金の粉砕前のリボンの磁気特性は、Ｂｒ＝１１．９
kG、ｉＨｃ＝４．８kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１８．８MG
Oeであった。

【００３１】磁粉（Ｂ）を粉体粒度１０μｍ以上、７０
μｍ以下（平均粒径５０μｍ）にふるい、磁粉（Ａ）を
粉体粒度１００μｍ以上、２００μｍ以下（平均粒径１
５０μｍ）にふるって粒度調整した。次に、磁粉（Ａ）
と磁粉（Ｂ）をよく混合し、全体の磁粉量に占める磁粉
（Ｂ）の重量比率が、０、１０、２０、３０、４０、５
０、６０、７０、８０、９０、１００％となるよう設定
した。次にエポキシ樹脂約２重量％をバインダーとして
用い、７ｔ／cm²の圧力をかけ圧縮成形ボンド磁石を作
製し、室温の磁気特性をＢＨカーブトレーサで測定し
た。磁粉の充填率は、ボンド磁石の体積と密度から算出
した。なお、磁粉（Ａ）単独使用〔磁粉（Ｂ）：０％〕
の圧縮成形ボンド磁石の磁気特性は、Ｂｒ＝７．７kG、
ｉＨｃ＝１２．５kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１２．２MGOe
であった。また、磁粉（Ｂ）単独使用〔磁粉（Ｂ）：１
００％〕の圧縮成形ボンド磁石の磁気特性は、Ｂｒ＝
９．２kG、ｉＨｃ＝４．５kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１
１．１MGOeであった。

【００３２】図１に磁粉（Ａ）と磁粉（Ｂ）との混合比
率が各５０％の場合の減磁曲線を示す。この図１から、
磁気特性の異なる磁粉を混合した場合でも、粉体粒度を
適切に調整すれば、減磁曲線上に目立った変曲点のない
比較的スムーズな曲線が得られ、本発明においても、異
種磁粉間に磁気的相互作用が働いていることが分かる。
このようなほぼ変曲点のない減磁曲線は、上記総ての混
合比率のボンド磁石において得られた。

【００３３】次に、図２に各混合比の磁粉を使用したボ
ンド磁石の磁気特性と磁粉充填率を示す。図２から、充
填率は磁粉（Ｂ）が２０％付近で極大値をとることが分
かる。これに伴い、残留磁束密度Ｂｒも同様に平均値よ
りも大きくなるが、磁粉（Ｂ）のＢｒが磁粉（Ａ）のＢ
ｒよりも大きいため、５０％以上からは少しずつ上昇す
る。保磁力ｉＨｃはほぼ平均値直線に従う傾向を示し
た。結果として、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは磁
粉（Ｂ）が２０％付近で極大値をとるが、その後もＢｒ
の変化に影響され急激に落ちることなく、磁粉（Ｂ）が
７０％程度まではゆるやかな低下を示す。したがって、
本発明の目的とする、Ｂｒが８kG以上、ｉＨｃが５kOe
以上、（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上を満足する磁粉
（Ｂ）の混合比率は、本実施態様の場合は１０〜９０％
の範囲となる。また、最高のエネルギー積は、２０％付
近の１３．０MGOeであった。

【００３４】

【実施例】次に、実施例および比較例を挙げて更に詳細
に説明するが、これらは本発明の範囲を何ら制限するも
のではない。実施例１高保磁力磁粉である磁粉（Ａ）として、Ｎｄ_8.5Ｆｅ₇₀
Ｃｏ₁₀Ｚｒ₃Ｔｉ_0.5Ｂ₈なる組成合金を選び、その急
冷薄帯を作製した。この薄帯の熱処理後の磁気特性は、
Ｂｒ＝８．６kG、ｉＨｃ＝１１．１kOe 、（ＢＨ）ｍａ
ｘ＝１５．２MGOeであった。一方の交換スプリング磁石
の粉末である磁粉（Ｂ）として、Ｎｄ₆Ｐｒ₁Ｆｅ_83.5
Ｃｏ₄Ｔｉ₁Ｇａ_0.5Ｂ₄なる組成の合金を選んだ。こ
の合金の薄帯リボンの熱処理後の磁気特性は、Ｂｒ＝１
１．６kG、ｉＨｃ＝４．７kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１
８．６MGOeであった。また結晶粒径は２０〜６０nm、軟
磁性アモルファス相は約９面積％、軟磁性結晶相は約６
５面積％であった。

【００３５】磁粉（Ｂ）の粉体粒度を５０μｍ以下（平
均粒径３５μｍ）にふるい、磁粉（Ａ）の粉体粒度を１
００μｍ以上、２５０μｍ以下（平均粒径１７５μｍ）
にふるって粒度調整した。その後は、前記実施の態様と
同様に混合磁粉によるボンド磁石を作製し、磁気特性等
を測定した。なお、磁粉（Ａ）単独使用の圧縮成形ボン
ド磁石の磁気特性は、Ｂｒ＝６．７kG、ｉＨｃ＝１０．
７kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝９．３MGOeであった。また、
磁粉（Ｂ）を単独使用した圧縮成形ボンド磁石の磁気特
性は、Ｂｒ＝９．０kG、ｉＨｃ＝４．５kOe 、（ＢＨ）
ｍａｘ＝１０．８MGOeであった。

【００３６】図３に各混合比の磁粉を使用したボンド磁
石の磁気特性と磁粉充填率を示す。図３から、充填率は
磁粉（Ｂ）が３０％付近で極大値を取ることが分かる。
したがって、本発明の目的とするＢｒが８kG以上、ｉＨ
ｃが５kOe 以上、（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上を満足
する磁粉（Ｂ）の混合比率は、本実施例の場合は、２０
〜４０％の範囲となる。また、最高のエネルギー積は３
０％付近の１２．０MGOeであった。

【００３７】実施例２高保磁力側の磁粉（Ａ）として、Ｎｄ₉Ｄｙ_0.5Ｆｅ
_70.5Ｃｏ₁₀Ｎｉ₁Ｎｂ₃Ｂ₆なる組成を選び、その急冷
薄帯を作製した。この薄帯の熱処理後の磁気特性は、Ｂ
ｒ＝８．４kG、ｉＨｃ＝１２．９kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ
＝１４．７MGOeであった。この薄帯を粉砕し、粉体粒度
を１００μｍ以上、３００μｍ以下（平均粒径２００μ
ｍ）にふるい、粒度調整した粉末を作製した。磁粉
（Ａ）のみ使用の圧縮成形ボンド磁石の磁気特性は、Ｂ
ｒ＝６．５kG、ｉＨｃ＝１２．４kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ
＝９．０MGOeであった。一方の交換スプリング磁石の組
成として、Ｎｄ₈Ｆｅ₇₈Ｃｏ₇Ｖ₂Ｂ₅なる組成を選
び、急冷薄帯を作製した。この薄帯の熱処理後の磁気特
性はＢｒ＝１２．１kG、ｉＨｃ＝５．０kOe 、（ＢＨ）
ｍａｘ＝１９．７MGOeであった。また薄帯の結晶粒径は
１０〜４０nm、軟磁性アモルファス相は約７．５面積
％、軟磁性結晶相は約６０面積％であった。この薄帯を
粉砕して、粉体粒度を４０μｍ以下（平均粒径３０μ
ｍ）にふるい、磁粉（Ｂ）を作製した。磁粉（Ｂ）のみ
使用の圧縮成形ボンド磁石の磁気特性は、Ｂｒ＝９．３
kG、ｉＨｃ＝４．６kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１１．５MG
Oeであった。磁粉の混合比を変化させ、前記と同様の方
法でボンド磁石を作製し、その磁気特性と磁粉充填率を
測定した。その結果を図４に示す。この図４から、充填
率は磁粉（Ｂ）が４０％付近で極大値をとることが分か
る。また、本発明の目的とする、Ｂｒが８kG以上、ｉＨ
ｃが５kOe 以上、（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上を満足
する磁粉（Ｂ）の混合比率は、本実施例の場合は、３０
〜７０％の範囲となる。さらに、最高のエネルギー積は
４０％付近の１２．３MGOeであった。

【００３８】比較例１実施例１と同じ磁粉の組合せであるが、粉体粒度を同一
レベルに、すなわち磁粉（Ａ）と（Ｂ）とを共に５０〜
１５０μｍの間に設定し、平均粒径を１００μｍとし
て、実施例１と同様にボンド磁石を作製し、磁気特性等
を測定した。この場合、磁粉（Ｂ）の混合比率１０％の
減磁曲線から既に目立った変曲点（クニック）が生じは
じめ、５０％においては、図５に例示するように、最大
のクニックを生じ、９０％においてもクニックの大きさ
は減少するものの明かに認められた。また、充填率は混
合比率に関わらず７９％前後とほぼ一定であり、ｉＨｃ
は当然ながら、Ｂｒも混合比率に比例する平均的な変化
を示した。かかる場合、（ＢＨ）ｍａｘの値は、クニッ
クの存在により算出の意味を有さず、ボンド磁石も実用
に供し難いものである。

【００３９】比較例２実施例１の磁粉（Ｂ）（交換スプリング磁石磁粉）を残
存アモルファス相を有しないものに変更、すなわち磁粉
（Ｂ）をＮｄ₄Ｄｙ₁Ｆｅ_72.5Ｃｏ₃Ｇａ₁Ｂ_18.5なる
組成の残存アモルファス相を有しないタイプのＦｅ₃Ｂ
−Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型交換スプリング磁石として、熱処理
済み急冷薄帯の磁気特性を測定したところ、Ｂｒ＝１
１．９kG、ｉＨｃ＝５．０kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１
７．８MGOeであった。磁粉（Ａ）は実施例１と同様に選
び、磁粉（Ａ）を１００〜２５０μｍ（平均粒径１７５
μｍ）の間に粒度調整し、磁粉（Ｂ）を５０μｍ以下
（平均粒径４０μｍ）に調整した。磁粉（Ｂ）が１００
％の単一組成のボンド磁石を作製したところ、Ｂｒ＝
９．２kGであったが、ｉＨｃ＝１．７kOe と急冷薄帯の
値に比して大幅に低下し、（ＢＨ）ｍａｘ＝４．２MGOe
と低い値となった。一方、磁粉（Ｂ）の粒度を１００〜
２５０μｍ（平均粒径１７５μｍ）の間に粒度調整した
場合の単一組成のボンド磁石は、Ｂｒ＝９．３kG、ｉＨ
ｃ＝４．８kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１０．１MGOeの優れ
た磁気特性を有するので、磁粉（Ｂ）は残存アモルファ
ス相を有しないため、粉砕粒度が小さくなると、粉砕歪
みの影響を大きくうけるため、磁気特性が大きく低下す
るものと考えられる。平均粒径４０μｍの磁粉（Ｂ）を
用いて、実施例１と同様な方法で磁粉（Ａ）との混合磁
粉によるボンド磁石を作製し、その磁気特性等を測定し
たところ、図６に示す如く、磁粉（Ｂ）の比率が３０％
付近において充填率の平均値以上への向上と、それに伴
うＢｒの向上は見られたが、ｉＨｃの低下が大きいた
め、この点における（ＢＨ）ｍａｘの値は、平均値的直
線を越えるものではなく、７．７MGOeと本発明の範囲外
の低い値であった。

【００４０】比較例３実施例２の磁粉（Ｂ）（交換スプリング磁石）を残存ア
モルファス相は有するが、ｉＨｃが３．５kOe 未満のも
のに変更し、すなわち磁粉（Ｂ）をＮｄ₇Ｆｅ₈₅Ｃｏ₄
Ｂ₄なる組成の残存アモルファス相を有するαＦｅ−Ｎ
ｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型交換スプリング磁石として、熱処理済み
急冷薄帯の磁気特性を測定したところ、Ｂｒ＝１２．１
kG、ｉＨｃ＝３．２kOe 、（ＢＨ）ｍａｘ＝１１．９MG
Oeであった。また結晶粒径は１０〜５０nm、軟磁性アモ
ルファス相は約９．５面積％、軟磁性結晶相は約７５面
積％であった。磁粉（Ａ）は実施例２と同様に選び、磁
粉（Ａ）を１００〜２５０μｍ（平均粒径１７５μｍ）
の間に粒度調整し、磁粉（Ｂ）を５０μｍ以下（平均粒
径３５μｍ）に調整した。磁粉（Ｂ）が１００％の単一
組成のボンド磁石を作製したところ、Ｂｒ＝９．７kG、
ｉＨｃ＝３．０kOe、（ＢＨ）ｍａｘ＝７．０MGOeであ
った。実施例２と同様な方法で磁粉（Ａ）と（Ｂ）との
混合磁粉によるボンド磁石を作製し、その磁気特性等を
測定したところ、図７に示す如く、磁粉（Ｂ）の比率が
４０％付近において充填率の平均値以上への向上と、そ
れに伴うＢｒの向上は見られたが、混合平均的変化を示
すｉＨｃの低下が著しく、該４０％の点においても（Ｂ
Ｈ）ｍａｘは９．８MGOeと本発明の範囲外の低い値であ
った。

【００４１】実施例１、２及び比較例１〜３に用いた磁
粉（Ａ）及び（Ｂ）の特性を表１に示す。尚、前記した
実施態様として示した例についても併せて示す。

【００４２】

【表１】

【００４３】

【発明の効果】叙上のとおり、本発明は、特定の磁粉の
組合せによる複合効果により、希土類元素が低含有量で
あるにも拘らず、Ｂｒが８kG以上、ｉＨｃが５kOe 以
上、（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上を満足する、高性能
Ｎｄ系ボンド磁石を経済的に安価に提供するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施態様における磁粉（Ａ）／（Ｂ）＝５０／
５０の場合の希土類ボンド磁石の減磁曲線である。

【図２】実施態様における希土類ボンド磁石の磁気特性
と磁粉充填率を示すグラフである。

【図３】実施例１における希土類ボンド磁石の磁気特性
と磁粉充填率を示すグラフである。

【図４】実施例２における希土類ボンド磁石の磁気特性
と磁粉充填率を示すグラフである。

【図５】比較例１における磁粉（Ａ）／（Ｂ）＝５０／
５０の場合の希土類ボンド磁石の減磁極線である。

【図６】比較例２における希土類ボンド磁石の磁気特性
と磁粉充填率を示すグラフである。

【図７】比較例３における希土類ボンド磁石の磁気特性
と磁粉充填率を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下記磁粉（Ａ）と（Ｂ）との混合磁粉及
び結合用樹脂を主たる構成成分とし、残留磁束密度Ｂｒ
が８kG以上、保磁力ｉＨｃが５kOe 以上、エネルギー積
（ＢＨ）ｍａｘが１１MGOe以上の磁気特性を有すること
を特徴とする希土類ボンド磁石。（Ａ）Ｎｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶を含む希土類系磁石材料で
あって、希土類元素の含有率が８〜１１at.%、保磁力ｉ
Ｈｃが７kOe 以上の急冷薄帯の粉砕粉で平均粒径が１０
０μｍ以上の磁粉、（Ｂ）希土類元素の含有率が８at.%以下、保磁力ｉＨｃ
が３．５〜６．０kOeで、残留磁束密度Ｂｒが１０kG以
上の、結晶粒径が１０〜１００nmに制御されたソフト磁
性相とハード磁性相及び１０面積％以下のアモルファス
相とから構成される交換スプリング磁石薄帯の粉砕粉で
平均粒径５０μｍ以下の磁粉。
【請求項２】圧縮成形により得られた請求項１記載の
希土類ボンド磁石。