JPH10223422A - 薄肉焼結磁石およびその製造方法 - Google Patents
薄肉焼結磁石およびその製造方法Info
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- JPH10223422A JPH10223422A JP9033191A JP3319197A JPH10223422A JP H10223422 A JPH10223422 A JP H10223422A JP 9033191 A JP9033191 A JP 9033191A JP 3319197 A JP3319197 A JP 3319197A JP H10223422 A JPH10223422 A JP H10223422A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚肉焼結磁石にくらべて磁気特性が低下せず
バラツキも少ない高精度の薄肉焼結磁石を得る。 【解決手段】少なくともＹ（イットリウム）を含む希土
類金属Ｒと、Ｆｅ（鉄）またはＦｅ−Ｃｏ（コバルト）
からなるＴと、Ｂ（ボロン）とを主に含有したニューク
リエーションタイプの保磁力機構を有する薄肉焼結磁石
において、肉厚が０．０５〜２ｍｍに成形されかつ表面
が希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相（３）を有する構成
にしている。Ｒリッチ相を表面に形成させるには、厚肉
焼結材を厚さ０．０５〜２ｍｍに薄肉成形した後、時効
処理し表面が希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相（３）を
形成する。また、薄肉成形の工程と時効処理の工程との
間に耐食性表面処理を施す工程を加えてもよい。
バラツキも少ない高精度の薄肉焼結磁石を得る。 【解決手段】少なくともＹ（イットリウム）を含む希土
類金属Ｒと、Ｆｅ（鉄）またはＦｅ−Ｃｏ（コバルト）
からなるＴと、Ｂ（ボロン）とを主に含有したニューク
リエーションタイプの保磁力機構を有する薄肉焼結磁石
において、肉厚が０．０５〜２ｍｍに成形されかつ表面
が希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相（３）を有する構成
にしている。Ｒリッチ相を表面に形成させるには、厚肉
焼結材を厚さ０．０５〜２ｍｍに薄肉成形した後、時効
処理し表面が希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相（３）を
形成する。また、薄肉成形の工程と時効処理の工程との
間に耐食性表面処理を施す工程を加えてもよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は希土類を含む薄肉焼
結磁石とその製造方法に関する。
結磁石とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高性能を有する希土類磁石としてはＳｍ
−Ｃｏ（サマリウム−コバルト）系やＲ−Ｔ−Ｂ系磁石
（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅ−Ｃｏ、Ｂはボ
ロン）が知られている。後者の代表的な材料はＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ（Ｎｄはネオジウム）である焼結磁石（特開昭５
９−４６００８号）は室温において最も高磁気特性を有
する磁石であるため、モータなど各種磁石応用製品に適
用されている。その製造方法は通常の粉末冶金プロセス
が適用される。つまり、溶解→母合金鋳造→インゴット
粗粉砕→微粉砕→成形→焼結→時効熱処理→磁石の工程
である。また、この焼結磁石の保磁力機構は結晶粒界の
Ｎｄリッチ相に依存したニュークリエーションタイプで
あることは多くの論文で示されている。従って、焼結磁
石中においてＮｄリッチ相をＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ粒のまわり
にいかに均一に分散させるかが高性能化のポイントであ
る。この分散させる工程が時効熱処理である。最近、マ
イクロマシンの研究が注目をあびており国家プロジェク
トとしても進められている。小さな機械もしくはその機
械を組み込んだ装置等により従来無かった製品を生み出
そうというものである。このような機械にはマイクロア
クチュエータが組み込まれるがそのアクチュエータが電
磁式アクチュエータの場合には磁石が使用される。当然
アクチュエータ自体が１０ミリ以下であるので磁石自体
は板厚で２ミリ程度以下の小さい形状となる。このよう
な薄肉磁石は焼結だけでは成形できないので厚肉焼結磁
石を機械加工で最終形状にする。
−Ｃｏ（サマリウム−コバルト）系やＲ−Ｔ−Ｂ系磁石
（Ｒは希土類元素、ＴはＦｅまたはＦｅ−Ｃｏ、Ｂはボ
ロン）が知られている。後者の代表的な材料はＮｄ−Ｆ
ｅ−Ｂ（Ｎｄはネオジウム）である焼結磁石（特開昭５
９−４６００８号）は室温において最も高磁気特性を有
する磁石であるため、モータなど各種磁石応用製品に適
用されている。その製造方法は通常の粉末冶金プロセス
が適用される。つまり、溶解→母合金鋳造→インゴット
粗粉砕→微粉砕→成形→焼結→時効熱処理→磁石の工程
である。また、この焼結磁石の保磁力機構は結晶粒界の
Ｎｄリッチ相に依存したニュークリエーションタイプで
あることは多くの論文で示されている。従って、焼結磁
石中においてＮｄリッチ相をＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ粒のまわり
にいかに均一に分散させるかが高性能化のポイントであ
る。この分散させる工程が時効熱処理である。最近、マ
イクロマシンの研究が注目をあびており国家プロジェク
トとしても進められている。小さな機械もしくはその機
械を組み込んだ装置等により従来無かった製品を生み出
そうというものである。このような機械にはマイクロア
クチュエータが組み込まれるがそのアクチュエータが電
磁式アクチュエータの場合には磁石が使用される。当然
アクチュエータ自体が１０ミリ以下であるので磁石自体
は板厚で２ミリ程度以下の小さい形状となる。このよう
な薄肉磁石は焼結だけでは成形できないので厚肉焼結磁
石を機械加工で最終形状にする。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、時効熱処理
後の磁石を機械加工すると、大きさが３０〜４０μｍの
Ｒ2 Ｔ14Ｂ（代表例Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ）からなる結晶粒が
加工により途中で切断される。図３に切断後の断面の組
織を模式図で示す。図３から分かるように薄肉磁石表面
はＲリッチ相（代表例Ｎｄリッチ相）で全周囲が覆われ
ていないＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ粒が形成される。この部分は磁
気特性が低下するので薄肉磁石が薄いほど全体としての
特性が低下するうえ磁石各部の磁束密度がばらつくとい
うという問題が生じる。そこで、本発明は厚肉焼結磁石
にくらべて磁気特性が低下せずバラツキも少ない高精度
の薄肉焼結磁石を提供することを目的とする。
後の磁石を機械加工すると、大きさが３０〜４０μｍの
Ｒ2 Ｔ14Ｂ（代表例Ｎｄ2 Ｆｅ14Ｂ）からなる結晶粒が
加工により途中で切断される。図３に切断後の断面の組
織を模式図で示す。図３から分かるように薄肉磁石表面
はＲリッチ相（代表例Ｎｄリッチ相）で全周囲が覆われ
ていないＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ粒が形成される。この部分は磁
気特性が低下するので薄肉磁石が薄いほど全体としての
特性が低下するうえ磁石各部の磁束密度がばらつくとい
うという問題が生じる。そこで、本発明は厚肉焼結磁石
にくらべて磁気特性が低下せずバラツキも少ない高精度
の薄肉焼結磁石を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本発明は少なくともＹ（イットリウム）を含む希土
類金属Ｒと、Ｆｅ（鉄）またはＦｅ−Ｃｏ（コバルト）
からなるＴと、Ｂ（ボロン）とを主に含有したニューク
リエーションタイプの保磁力機構を有する薄肉焼結磁石
において、肉厚が０．０５〜２ｍｍに成形されかつ表面
が前記希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相を有する構成に
している。前記希土類金属Ｒに富んだ相を表面に形成さ
せるには、前記厚肉焼結材を厚さ０．０５〜２ｍｍに薄
肉成形した後、時効処理し表面に前記希土類金属Ｒに富
んだＲリッチ相を形成する。また、前記薄肉成形の工程
と前記時効処理の工程との間に耐食性表面処理を施す工
程を加えてもよい。一般的にＲ−Ｔ−Ｂ系磁石材料は時
効熱処理することにより粒界にＲリッチ相が析出する。
従って、上記のように時効処理をする前に機械加工等に
より所定形状に成形しておくと、加工面（表面は一種の
粒界相なので）にも時効熱処理によりＲリッチ相が析出
するので、全てのＲ2 Ｔ14Ｂ粒はＲリッチ相に覆われる
事になる。その結果磁気特性は理想値どおりになる。
に、本発明は少なくともＹ（イットリウム）を含む希土
類金属Ｒと、Ｆｅ（鉄）またはＦｅ−Ｃｏ（コバルト）
からなるＴと、Ｂ（ボロン）とを主に含有したニューク
リエーションタイプの保磁力機構を有する薄肉焼結磁石
において、肉厚が０．０５〜２ｍｍに成形されかつ表面
が前記希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相を有する構成に
している。前記希土類金属Ｒに富んだ相を表面に形成さ
せるには、前記厚肉焼結材を厚さ０．０５〜２ｍｍに薄
肉成形した後、時効処理し表面に前記希土類金属Ｒに富
んだＲリッチ相を形成する。また、前記薄肉成形の工程
と前記時効処理の工程との間に耐食性表面処理を施す工
程を加えてもよい。一般的にＲ−Ｔ−Ｂ系磁石材料は時
効熱処理することにより粒界にＲリッチ相が析出する。
従って、上記のように時効処理をする前に機械加工等に
より所定形状に成形しておくと、加工面（表面は一種の
粒界相なので）にも時効熱処理によりＲリッチ相が析出
するので、全てのＲ2 Ｔ14Ｂ粒はＲリッチ相に覆われる
事になる。その結果磁気特性は理想値どおりになる。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の薄肉焼結磁石
の薄肉成形後の断面の構造を示す模式図、図２は図１の
薄肉焼結磁石を薄肉成形後時効熱処理した後の断面の構
造を示す模式図である。図において１は薄肉焼結磁石の
成形体、２はＲ2 Ｔ14Ｂの結晶粒、３はＲリッチ相であ
る。薄肉焼結磁石は平均粒径１５μｍのＮｄ15Ｆｅ77Ｂ
8 からなる粉末を磁界中で１０ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
成形し、４０×４０×５０ｍｍの成形体１を製作した。
次に、このまま温度１０５０℃、２時間焼結後の試料か
ら厚さ０．１〜２ｍｍ、直径６ｍｍの磁石を放電加工を
用いて切り出した。この後Ｎｉメッキをした試料としな
いそのままの試料について時効熱処理をした。時効熱処
理はアルゴン中６００℃で１．５時間とした。いずれも
この系の磁石で通常用いられている条件である。試料の
切り出しは通常用いられている放電加工やワイヤそうを
用いた。なお、比較のため従来例として、焼結後時効熱
処理した試料から本発明と同寸法の厚さ０．１〜２ｍ
ｍ、直径６ｍｍの磁石を切り出した。作製後の磁石につ
いて表面の磁束密度と磁石表面内での磁束密度のばらつ
きをガウスメータで測定した。その結果を表１に示す。
表面の磁束密度は計算値に対すると実測値の比率で表し
た。表１から表面の磁束密度および磁束密度のばらつき
とも本発明の方法が優れている事が分かる。データは記
載してないが、Ｎｉメッキを施したものは酸化や腐食な
どによる経年変化が少ないことが分かった。
基づいて詳細に説明する。図１は本発明の薄肉焼結磁石
の薄肉成形後の断面の構造を示す模式図、図２は図１の
薄肉焼結磁石を薄肉成形後時効熱処理した後の断面の構
造を示す模式図である。図において１は薄肉焼結磁石の
成形体、２はＲ2 Ｔ14Ｂの結晶粒、３はＲリッチ相であ
る。薄肉焼結磁石は平均粒径１５μｍのＮｄ15Ｆｅ77Ｂ
8 からなる粉末を磁界中で１０ｔｏｎ／ｃｍ2 の圧力で
成形し、４０×４０×５０ｍｍの成形体１を製作した。
次に、このまま温度１０５０℃、２時間焼結後の試料か
ら厚さ０．１〜２ｍｍ、直径６ｍｍの磁石を放電加工を
用いて切り出した。この後Ｎｉメッキをした試料としな
いそのままの試料について時効熱処理をした。時効熱処
理はアルゴン中６００℃で１．５時間とした。いずれも
この系の磁石で通常用いられている条件である。試料の
切り出しは通常用いられている放電加工やワイヤそうを
用いた。なお、比較のため従来例として、焼結後時効熱
処理した試料から本発明と同寸法の厚さ０．１〜２ｍ
ｍ、直径６ｍｍの磁石を切り出した。作製後の磁石につ
いて表面の磁束密度と磁石表面内での磁束密度のばらつ
きをガウスメータで測定した。その結果を表１に示す。
表面の磁束密度は計算値に対すると実測値の比率で表し
た。表１から表面の磁束密度および磁束密度のばらつき
とも本発明の方法が優れている事が分かる。データは記
載してないが、Ｎｉメッキを施したものは酸化や腐食な
どによる経年変化が少ないことが分かった。
【０００６】なお、本発明の実施の形態ではＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石しか示さなかったが、保磁力メカニズムがニ
ュークリエーションタイプのものであれば全ての希土類
磁石材料で同じく良好な効果を得ることができる。ま
た、耐食性メッキについては母材に拡散しにくいニッケ
ルや銅のような金属材料、セラミックスでも良いし皮膜
形成方法も電気メッキ、無電解メッキ、蒸着などのドラ
イプレーティング法でも良い。さらに、特性改善のため
にＲ−Ｔ−Ｂ系に一般に添加される元素（Ｍｏ、Ｚｒ、
Ｃｒなど）が含まれていてもニュークリエーションタイ
プであれば同じく良好な効果を得ることができる。した
がって、本発明の薄肉焼結磁石を用いれば高性能薄肉磁
石が製造できるので、高トルクマイクロモータやマイク
ロサーボモータ等の磁石応用マイクロマシンの製造に寄
与できる。
−Ｂ系磁石しか示さなかったが、保磁力メカニズムがニ
ュークリエーションタイプのものであれば全ての希土類
磁石材料で同じく良好な効果を得ることができる。ま
た、耐食性メッキについては母材に拡散しにくいニッケ
ルや銅のような金属材料、セラミックスでも良いし皮膜
形成方法も電気メッキ、無電解メッキ、蒸着などのドラ
イプレーティング法でも良い。さらに、特性改善のため
にＲ−Ｔ−Ｂ系に一般に添加される元素（Ｍｏ、Ｚｒ、
Ｃｒなど）が含まれていてもニュークリエーションタイ
プであれば同じく良好な効果を得ることができる。した
がって、本発明の薄肉焼結磁石を用いれば高性能薄肉磁
石が製造できるので、高トルクマイクロモータやマイク
ロサーボモータ等の磁石応用マイクロマシンの製造に寄
与できる。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば焼結
後薄肉成形しその後時効処理することにより希土類金属
Ｒに富んだ相を表面に形成させるので、厚肉焼結磁石と
比べて同等の磁気特性をもつ薄肉焼結磁石を得る効果が
ある。
後薄肉成形しその後時効処理することにより希土類金属
Ｒに富んだ相を表面に形成させるので、厚肉焼結磁石と
比べて同等の磁気特性をもつ薄肉焼結磁石を得る効果が
ある。
【図１】本発明の薄肉焼結磁石の薄肉成形後の断面の組
織を示す模式図である。
織を示す模式図である。
【図２】本発明の薄肉焼結磁石を時効熱処理した後の断
面の組織を示す模式図である。
面の組織を示す模式図である。
【図３】従来の焼結磁石を時効熱処理し、薄肉成形した
後の断面の組織を示す模式図である。
後の断面の組織を示す模式図である。
１：成形体 ２：結晶粒 ３：Ｒリッチ相
【表１】
フロントページの続き (72)発明者 松尾 智弘 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくともＹ（イットリウム）を含む希
土類金属Ｒと、Ｆｅ（鉄）またはＦｅ−Ｃｏ（コバル
ト）からなるＴと、Ｂ（ボロン）とを主に含有したニュ
ークリエーションタイプの保磁力機構を有する薄肉焼結
磁石において、肉厚が０．０５〜２ｍｍに成形されかつ
表面が前記希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相を有するこ
とを特徴とする薄肉焼結磁石。 - 【請求項２】 少なくともＹ（イットリウム）を含む希
土類金属Ｒと、Ｆｅ（鉄）またはＦｅ−Ｃｏ（コバル
ト）からなるＴと、Ｂ（ボロン）とを主に含有した粉末
を焼結して厚肉焼結材を作製し、その後時効処理して高
保磁力化するニュークリエーションタイプの保磁力機構
を有する焼結磁石の製造方法において、前記厚肉焼結材
を厚さ０．０５〜２ｍｍに薄肉成形した後、時効処理し
表面に前記希土類金属Ｒに富んだＲリッチ相を形成する
ことを特徴とする薄肉焼結磁石の製造方法。 - 【請求項３】 前記薄肉成形の工程と前記時効処理の工
程との間に耐食性表面処理を施す工程を加えたことを特
徴とする請求項２記載の薄肉焼結磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9033191A JPH10223422A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 薄肉焼結磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9033191A JPH10223422A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 薄肉焼結磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10223422A true JPH10223422A (ja) | 1998-08-21 |
Family
ID=12379605
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9033191A Pending JPH10223422A (ja) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | 薄肉焼結磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10223422A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138884A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Hitachi Metals Ltd | 表面改質されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造方法 |
-
1997
- 1997-01-31 JP JP9033191A patent/JPH10223422A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011138884A (ja) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Hitachi Metals Ltd | 表面改質されたＲ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石の製造方法 |
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