JPH1116715A

JPH1116715A - 積層永久磁石の製造方法

Info

Publication number: JPH1116715A
Application number: JP9187823A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Kanekiyo; 裕和金清; Satoru Hirozawa; 哲広沢
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1997-06-26
Filing date: 1997-06-26
Publication date: 1999-01-22
Anticipated expiration: 2017-06-26
Also published as: JP3643214B2

Abstract

(57)【要約】【課題】粉砕、ボンド磁石化の方法を用いることな
く、また成形後、切削加工を施す必要のない、任意の肉
厚、所望形状を有する高性能な永久磁石の提供。【解決手段】６ａｔ％以下の希土類元素と１５ａｔ％
〜３０ａｔ％のホウ素を含む特定組成の合金溶湯を特定
の溶湯急冷条件により、高靭性を有し、加工が容易な平
均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファス組織からな
る急冷合金薄帯を作製した後、この急冷合金薄帯の表面
に５５０℃以下の融点をもつ金属層を鍍金もしくは蒸着
により形成し、その後、所望形状になるよう切断もしく
は打ち抜き加工した後、任意の厚みになるよう急冷合金
薄帯を二枚以上積層し、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋ
Ｇの硬磁気特性を得られる平均結晶粒径１０ｎｍ〜５０
ｎｍになる温度５５０℃〜７５０℃にて結晶化熱処理を
施こすことで、同時に急冷合金薄帯表面に設けた金属層
が溶融させてこの薄帯同士を強固に結合する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種小型モータ
ー、アクチュエーター、磁気センサー用磁気回路に最適
な永久磁石の製造方法に係り、６ａｔ％以下の希土類元
素と１５ａｔ％〜３０ａｔ％のホウ素を含む特定組成の
溶湯を、特定の溶湯急冷条件により、高靭性を有し、加
工が容易な平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファ
ス薄帯を作製し、この薄帯の表面にはんだなどの金属層
を設けた後、このアモルファス薄帯をそのままあるいは
所望形状になるよう切断もしくは打ち抜き加工した後、
任意の肉厚となるように積層して、平均結晶粒径が１０
ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こすことによっ
て、金属層を溶融させて一体化し、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ，
Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有し、２０μｍ以上の任意
の肉厚を有する所望形状の永久磁石を製造する積層永久
磁石の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、家電用機器、ＯＡ機器、電装品等
において、一層の高性能化と小型化が要求される用途に
おいては、従来のハードフェライト磁石に代わり、磁気
特性に優れる希土類焼結磁石を所望の形状に切断、研削
加工するか、あるいは希土類ボンド磁石を所望形状に成
形するなどして対応している。

【０００３】切削・加工法にて作製された真密度の永久
磁石は高性能であるものの、材料の種類を問わず、既存
のハードフェライト磁石に対して著しく高価となる欠点
がある。さらに、加工肉厚は０．２ｍｍ程度が限度であ
り、それ以下のものは製造困難である。

【０００４】一方、ボンド磁石においては、直径３ｍ
ｍ、肉厚０．３ｍｍ程度の扁平磁石が成形され、時計用
小型ステッピングモータ用永久磁石として用いられてい
るが、粉末粒径が５０μｍ〜３００μｍ程度の磁粉を樹
脂と共に加圧成形するため、極薄い、例えば０．１ｍｍ
以下の肉厚を有す成形品を得ることは困難である。特に
リング磁石では肉厚と直角方向にパンチで圧縮する方法
では肉厚０．８ｍｍ程度が限界である。

【０００５】また、圧縮方向に長い寸法の磁石を成形す
る場合は、磁粉とダイス表面との摩擦抵抗のために圧力
が均一に伝わらなくなり、薄肉の長尺品の成形は困難で
ある。最近、ボンド磁石を押し出し成形法により、肉厚
０．５ｎｍ厚の長尺リング磁石の製造が可能となったと
の報告があるが、樹脂比率の分だけ磁気特性は低下し、
最高でも残留磁束密度Ｂｒは７ｋＧ、最大エネルギー積
（ＢＨ）ｍａｘは９．９ＭＧＯｅ程度である。

【０００６】ボンド磁石用磁粉としては、従来から２：
１７系Ｓｍ−Ｃｏ合金粉末が用いられているが、最近で
はＨＤＤＲ法により製造されるＮｄ‐Ｆｅ‐Ｂ系の合金
粉末もボンド磁石用磁粉として用いられつつある。これ
らは、いずれもボンド磁石用として開発された磁粉であ
り、これら自体に加工を施し、永久磁石とすることはで
きない。

【０００７】また、現在、ボンド磁石粉としては溶湯急
冷法にて製造されるＮｄ‐Ｆｅ‐Ｂ系の等方性磁粉が多
く使用されているが、この材料は溶湯急冷により結晶質
からなる薄片（フレーク）として得られるため、極めて
脆く、弾性的に曲げる、打ち抜き加工を施すなどして任
意の形状とすることは不可能であり、ボンド磁石磁粉と
しての用途に限られる。

【０００８】また、ボンド磁石は焼結磁石に必要な切削
加工なしに任意形状を得られるため低コスト化を計れる
が、樹脂を介して平均粒径１５０μｍ程度のＮｄ−Ｆｅ
‐Ｂ磁粉が結合しているため、磁粉が脱粉しやすく、例
えば、ＨＤＤ用モーターに使用した場合は、脱粉により
記録媒体を損傷する危険性が高く、表面塗装など脱粉防
止のための対策をとる必要がある。

【０００９】さらに、Ｎｄ‐Ｆｅ‐Ｂ磁粉の急冷合金薄
帯を粉砕した粉砕粉であるため、粉砕粉の破断面は急冷
薄帯面に比べ活性で酸化しやすく、酸化防止のための表
面塗装を施さなければ、８０℃、相対湿度９０％の環境
下では１０００時間放置すると、酸化の影響により、パ
ーミアンス係数Ｐｅが１の磁石の場合、磁束密度が２％
程度低下するだけでなく、表面に赤錆が発生し脱粉の原
因となる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、Ｎｄ‐Ｆｅ‐Ｂ
系磁石において、近年、Ｎｄ₄Ｆｅ₇₇Ｂ₁₉（ａｔ％）近
傍組成でＦｅ₃Ｂ型化合物を主相とする磁石材料が提案
（Ｒ．Ｃｏｅｈｏｏｒｎ等、Ｊ．ｄｅＰｈｙｓ，Ｃ
８，１９８８，６６９〜６７０頁）され、その技術内容
は米国特許４，９３５，０７４号等に開示されている。
また、Ｋｏｏｎはそれよりも以前に、Ｌａを必須元素と
して含むＬａ‐Ｒ‐Ｂ‐Ｆｅアモルファス合金に結晶化
熱処理を施すことによる、微細結晶からなる永久磁石の
製造方法を米国特許４，４０２，７７０号にて提案して
いる。

【０００１１】最近ではＲｉｃｈｔｅｎらによってＥＰ
Ｐａｔｅｎｔ５５８６９１Ｂ１に開示されているよ
うに、Ｎｄを３．８ａｔ％〜３．９ａｔ％含有するＮｄ
‐Ｆｅ‐Ｂ‐Ｖ‐Ｓｉ合金溶湯を回転するＣｕロール上
に噴射して得られたアモルファスフレークを７００℃で
熱処理することにより、硬磁気特性を有す薄片が得られ
ることを報告している。これらの永久磁石材料は、厚み
２０μｍ〜６０μｍのアモルファスフレークに結晶化熱
処理を施すことによって得られる、軟磁性であるＦｅ₃
Ｂ相と硬磁性であるＲ₂Ｆｅ₁₄Ｂ相が混在する結晶集合
組織を有する準安定構造の永久磁石材料である。

【００１２】かかる永久磁石材料は、１０ｋＧ程度のＢ
ｒと２ｋＯｅ〜３ｋＯｅのｉＨｃを有し、高価なＮｄの
合有濃度が４ａｔ％程度と低いため、配合原料価格はＮ
ｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂを主相とするＮｄ‐Ｆｅ‐Ｂ磁石より安価
であり、価格対性能比の点で従来の希土類磁石より優
れ、ハードフェライト磁石の代替材料として提案された
が、従来のＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂを主相とするＮｄ−Ｆｅ‐Ｂ
ボンド磁石同様、ボンド磁石としての用途に限られてき
た。

【００１３】しかしながら、ボンド磁石は磁気特性の高
い磁粉を用いても、磁粉の充填率を８０％以上にするこ
とは困難なため、ボンド磁石として高い磁気特性は期待
できず、特に小型のボンド磁石の場合は等方性で１０Ｍ
ＧＯｅ程度が最高である。

【００１４】この発明は特定組成の合金溶湯を特定の溶
湯急冷条件により得られたアモルファス薄帯に、平均結
晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処理を施こ
すことによって、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋＧの硬
磁気特性を有する微細結晶型永久磁石を製造できること
に着目し、ボンド磁石より高い磁気特性を有効に利用で
きるよう、これを任意の肉厚を有する所望形状、例え
ば、加速度センサー用磁気回路に最適な小型、薄肉形状
の永久磁石を容易に製造できる永久磁石の製造方法の提
供を目的としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】発明者らは、ボンド磁石
より高い磁気特性を有し、任意の肉厚を有する所望形状
に加工できる永久磁石を目的に種々検討した結果、６ａ
ｔ％以下の希土類元素と１５ａｔ％〜３０ａｔ％のホウ
素を含む特定組成の合金溶湯より、特定の溶湯急冷条件
ににて得られた平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモル
ファス組織からなる急冷合金薄帯が優れた靭性および弾
性変形能を有することに注目して、この薄帯の表面には
んだなどの金属層を設けた後、急冷合金薄帯をそのまま
あるいは所定の長さに切断または任意形状に打ち抜き加
工した後、これを二枚以上積層して所要厚みとなし、結
晶化熱処理による磁気的硬化処理を行い、ｉＨｃ≧２ｋ
Ｏｅ，Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を有する永久磁石とな
すと同時に溶融させたはんだで永久磁石薄帯同士を密
着、一体化することで、粉砕、ボンド磁石化の方法を用
いることなく、任意の肉厚、所望形状を有する積層永久
磁石を得られることを知見し、この発明を完成した。

【００１６】すなわち、この発明は、組成式をＦｅ_100-x-yＲ_xＡ_y （Ｆｅ_1-mＣｏ_m）_100-x-yＲ_xＡ_y Ｆｅ_100-x-y-zＲ_xＡ_yＭ_z （Ｆｅ_1-mＣｏ_m）_100-x-y-zＲ_xＡ_yＭ_z （但しＲはＰｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｂの１種または２種以
上、ＡはＣ、Ｂの１種または２種、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂの１種
または２種以上）のいずれかで表し、組成範囲を限定す
る記号ｘ、ｙ、ｚ、ｍが下記値を満足する合金溶湯を、
３０ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気中において、回転ロ
ールを用いた溶湯急冷法により得られる、９０％以上ア
モルファス組織からなる、優れた靭性および弾性変形能
を有す、平均厚みが１０μｍ〜１００μｍの急冷合金薄
帯を作製した後、急冷合金薄帯の表面に２００℃〜５５
０℃の融点を有する金属を鍍金もしくは蒸着し、そのま
まあるいは切断または打ち抜き加工により所定形状とし
た後、これを任意の厚みになるよう二枚以上積層し、そ
の後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化
熱処温度５５０℃〜７５０℃にて結晶化熱処理を施こす
際、同時に薄帯表面に鍍金もしくは蒸着した金属が溶融
し、薄帯同士が密着することにより、２０μｍ以上の任
意の肉厚を有する積層永久磁石の製造方法を提案するも
のである。１≦ｘ＜６ａｔ％１５≦ｙ≦３０ａｔ％０．０１≦ｚ≦７ａｔ％０．００１≦ｍ≦０．５

【００１７】

【発明の実施の形態】

組成の限定理由希土類元素Ｒは、Ｐｒ、ＮｄまたはＤｙ、Ｔｂの１種ま
たは２種を特定量含有のときのみ、高い磁気特性が得ら
れ、他の希土類、例えばＣｅ、ＬａではｉＨｃが２ｋＯ
ｅ以上の特性が得られず、また、ＴｂおよびＤｙを除く
Ｓｍ以降の中希土類元素、重希土類元素は磁気特性の劣
化を招来するため好ましくない。Ｒは、１ａｔ％未満で
は２ｋＯｅ以上のｉＨｃが得られず、また６ａｔ％を越
えると８ｋＧ以上のＢｒが得られないため、１ａｔ％以
上、６ａｔ％未満の範囲とする。好ましくは、２ａｔ％
〜５．５ａｔ％が良い。

【００１８】Ａは、ＣまたはＢの１種または２種の合計
が１５ａｔ％未満では液体急冷後の金属組織において、
α‐Ｆｅの析出が著しく、保磁力の発現に必須であるＮ
ｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂ型結晶構造を有する化合物の析出が阻害さ
れるため、１ｋＯｅ未満のｉＨｃしか得られず、また、
３０ａｔ％を越えると減磁曲線の角形性が著しく低下す
るため、１５ａｔ％〜３０ａｔ％の範囲とする。好まし
くは、１５ａｔ％〜２０ａｔ％が良い。

【００１９】Ｆｅは、上述の元素の含有残余を占め、Ｆ
ｅの一部をＣｏで置換することにより金属組織が微細化
され、滅磁曲線の角形性が改善され、最大エネルギー積
（ＢＨ）ｍａｘの向上、並びに耐熱性の向上が得られる
が、Ｆｅに対する置換量が０．１％未満ではかかる効果
が得られず、また、５０％を越えると８ｋＧ以上のＢｒ
が得られないため、ＣｏのＦｅに対する置換量は０．１
％〜５０％の範囲とする。好ましくは、０．５％〜１０
％の置換量が良い。

【００２０】添加元素ＭのＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａ
ｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂは、微細結晶永久磁石の微細組織
化に寄与し、保磁力を改善すると共に、減磁曲線の角形
性を改善し、Ｂｒおよび（ＢＨ）ｍａｘを増大する効果
が得られるが、０．０１ａｔ％未満ではかかる効果が得
られず、７ａｔ％以上では、Ｂｒ≧８ｋＧの磁気特性を
得られないため、０．０１ａｔ％〜７ａｔ％の範囲とす
る。好ましくは、０．０５ａｔ％〜５ａｔ％である。

【００２１】製造条件の限定理由この発明において、上述の特定組成の合金溶湯を３０ｋ
Ｐａ以下の不活性ガス雰囲気中、回転ロールを用いた溶
湯急冷法にて、優れた靭性および弾性変形能を有す、平
均厚みが１０μｍ〜１００μｍであるアモルファス薄帯
を作製し、このアモルファス薄帯を任意の形状に加工し
た後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化
熱処理を施こすことによって、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ，Ｂｒ
≧８ｋＧの硬磁気特性を有し、平均厚み１０μｍ〜１０
０μｍの肉厚である任意形状の薄肉の永久磁石を得るこ
とが最も重要である。

【００２２】すなわち、合金溶湯の急冷雰囲気が３０ｋ
Ｐａ以上の場合は、回転ロールと合金溶湯の間に巻き込
まれる雰囲気ガスの影響が顕著になるため、実質９０％
以上アモルファスからなる均一組織とならないため、優
れた靭性および弾性変形能が得られず、任意の形状に急
冷合金薄帯の加工できないため、好ましくない。雰囲気
ガスは、合金溶湯の酸化防止のため、不活性ガス雰囲気
とする。好ましくは、Ａｒ雰囲気中が良い。

【００２３】合金溶湯の溶湯急冷に用いる回転ロールの
材質は、熱伝導度の点からアルミニウム合金、純銅およ
び銅合金、鉄、真鍮、タングステン、青銅を採用できる
が、機械的強度および経済性の点から、ＣｕもしくはＦ
ｅ（但しＣｕ、Ｆｅを含む合金でもよい）が好ましく、
上記以外の材質では熱伝導が悪いため、充分合金溶湯を
冷却できず、実質９０％以上アモルファスからなる均一
組織を得られないため好ましくない。

【００２４】回転ロールを用いた溶湯急冷法としては、
単ロール急冷法、および双ロール急冷法が挙げられる
が、優れた靭性および弾性変形能を有す、平均厚みが１
０μｍ〜１００μｍのアモルファス薄帯を作製できれ
ば、いずれの急冷方法を採用しても良い。

【００２５】例えば、回転ロールに中心線粗さＲａ≦
０．８μｍ、最大高さＲｍａｘ≦８．２μｍ、１０点の
平均粗さＲｚ≦３．２μｍの表面粗度を有するＣｕ製ロ
ールを用いた単ロール急冷法を採用した場合、ロール周
速度が１０ｍ／ｓ以下の場合、破損せずに曲げることの
できる臨界半径が１０ｍｍ以下である優れた靭性および
弾性変形能を有す平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモ
ルファス薄帯が得られないため、ロール周速度は１０ｍ
／ｓ以上が好ましい。好ましいロール周速度は１５ｍ／
ｓ〜５０ｍ／ｓである。

【００２６】この発明において、２０μｍ以上の任意の
肉厚を有する永久磁石は以下の製造工程による。上述の
溶湯急冷条件により得られた優れた靭性および弾性変形
能を有する平均厚みが１０μｍ〜１００μｍのアモルフ
ァス組織からなる急冷合金薄帯に、この薄帯の結晶化温
度である５５０℃〜６００℃以下にて溶融する金属を鍍
金もしくは蒸着した後、この急冷合金薄帯を任意の厚み
になるよう二枚以上積層し、その後、平均結晶粒径が１
０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処温度５５０℃〜７５
０℃にて結晶化熱処理を施こす際、同時に薄帯表面に鍍
金もしくは蒸着した金属層が溶融することによって、こ
の薄帯同士を密着、一体化させることによって得られ
る。

【００２７】急冷合金薄帯に鍍金もしくは蒸着する金属
は、このアモルファス薄帯の結晶化温度である５５０℃
〜６００℃以下の融点を有す金属であればよいが、人体
および環境に対する影響、取り扱いの容易さを鑑み、Ｚ
ｎ、はんだが好ましい。また、鍍金もしくは蒸着する金
属量は、永久磁石に占める割合が１０ｗｔ％以上の場
合、８ｋＧ以上のＢｒが得られないため好ましくなく、
また、０．０１ｗｔ％以下では積層した永久磁石薄帯を
密着できないため、金属量は０．０１ｖｔ％〜１０ｗｔ
％に限定する。好ましくは０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％が良
い。

【００２８】所望形状の積層永久磁石は、上述の鍍金も
しくは蒸着した急冷合金薄帯を切断あるいは打ち抜き加
工した後、任意の厚みになるよう二枚以上積層し、その
後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱
処理を施こす際、同時に鍍金もしくは蒸着した金属層が
溶融し、加工済みの急冷合金薄帯を同士を密着、一体化
させることによって得られる。

【００２９】アモルファス薄帯を切断あるいは打ち抜き
加工により任意形状とする際は、結晶化熱処理後の薄帯
では靭性および弾性変形能が失われるため、パンチ等を
用いた機械的打ち抜き加工は、薄帯が破断し任意形状に
打ち抜けないため、優れた靭性および弾性変形能を有し
ているアモルファス薄帯を任意形状に打ち抜き加工した
後、結晶化熱処理を行う方法が好ましい。なお、超音波
加工などの機械的打ち抜き、加工以外の方法であれば、
結晶化後熱処理を加えた後でも破断等の問題なく加工を
行える。

【００３０】前述の９０％以上がアモルファス組織から
なる急冷合金薄帯は、ｉＨｃ≧２ｋＯｅ、Ｂｒ≧８ｋＧ
の硬磁気特性を発現し得る平均結晶粒径１０ｎｍ〜５０
ｎｍの微細結晶金属組織となるよう、結晶化熱処理を行
なう必要があるが、熱処理温度が５５０℃未満では保磁
力の発現に必須なＮｄ₂Ｆｅ₁₄Ｂが析出しないため１ｋ
Ｏｅ未満のｉＨｃしか得られない、また７５０℃を越え
ると粒成長が著しく、平均結晶粒径が５０ｎｍ以上とな
るためｉＨｃ、Ｂｒおよび減磁曲線の角形性が劣化し、
上述の磁気特性が得られないため、熱処理温度は５５０
℃〜７５０℃が好ましい。ただし、５５０℃〜７５０℃
の熱処理にて得られる微細結晶組織において、平均結晶
粒径は細かいほど好ましいが、１０ｎｍ未満ではｉＨｃ
の低下を引き起こすため、下限を１０ｎｍとする。

【００３１】熱処理において、雰囲気は酸化を防ぐため
Ａｒガス、Ｎ₂ガスなどの不活性ガス雰囲気中もしくは
１．３３Ｐａ以下の真空中が好ましい。磁気特性は熱処
理時間には依存しないが、６時間を越えるような場合、
若干時間の経過とともにＢｒが低下する傾向があるた
め、好ましくは６時間未満が良い。

【００３２】

【実施例】表１のＮｏ．１〜２０の組成となるように、
純度９９．５％以上のＦｅ、Ｃｏ、Ｃ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂ、Ｂ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｄ
ｙ、Ｔｂの金属を用い、総量が３０ｇとなるように秤量
し、底部に０．３ｍｍ×８ｍｍのスリットを有する石英
るつぼ内に投入し、表１の急冷雰囲気圧に保持したＡｒ
雰囲気中で高周波加熱により溶解した。

【００３３】合金の溶解温度を１３００℃にした後、合
金湯面をＡｒガスにより加圧して室温にて、表１に示す
急冷雰囲気およびロール周速度にて回転するＣｕ製ロー
ルの外周面に０．７ｍｍの高さから溶湯を連続して鋳込
み、幅８ｍｍ、平均厚み１０μｍ〜１００μｍの連続し
た急冷合金薄帯を作製した。得られた急冷合金薄帯は、
粉末ＸＲＤ回折の結果、いずれもアモルファスであるこ
とを確認した。表２に得られた急冷合金薄帯の平均厚み
を示す。

【００３４】この連続した急冷合金薄帯を切断し、幅８
ｍｍ、長さ５０ｍｍの急冷薄帯にした後、純度９９．９
％のＺｎを０．１５μｍ／ｍｉｎの成膜速度にて、厚み
４μｍになるよう急冷薄帯に蒸着した。その後、このＺ
ｎを蒸着した急冷薄帯を５ｍｍ×５ｍｍのパンチによる
打ち抜き加工により、５ｍｍ×５ｍｍの面を有す急冷合
金薄片とした後、平均厚み０．２ｍｍとなるように積層
し、その後、Ａｒ流気中、表１に示す熱処理温度で１０
分間保持した後、室温まで冷却し、薄帯同士が溶融した
Ｚｎにより密着した５ｍｍ×５ｍｍ×０．２ｍｍの永久
磁石を作製した。

【００３５】磁石の磁気特性は永久磁石の高さ方向（５
ｍｍ×５ｍｍ面に対して垂直）に６０ｋＯｅのパルス着
磁磁界で着磁した後、ＢＨトレーサーにて閉磁路で評価
した。表３に磁石特性を示す。なお、Ｎｏ．３〜Ｎｏ．
２０において、Ｃｏ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍ
ｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｐ
ｔ、Ａｕ、Ｐｂは各構成相のＦｅの一部を置換している
ことを確認した。図１にＮｏ．２の結晶化熱処理前後の
粉末Ｘ線回折パターンを示す。

【００３６】

【表１】

【００３７】

【表２】

【００３８】

【表３】

【００３９】

【発明の効果】この発明は、６ａｔ％以下の希土類元素
と１５ａｔ％〜３０ａｔ％のホウ素を含む特定組成の合
金溶湯を特定の溶湯急冷条件により、高靭性を有し、加
工が容易な平均厚み１０μｍ〜１００μｍのアモルファ
ス組織からなる急冷合金薄帯を作製した後、この急冷合
金薄帯の表面に５５０℃以下の融点をもつ金属層を鍍金
もしくは蒸着により形成し、その後、所望形状になるよ
う切断もしくは打ち抜き加工した後、任意の厚みになる
よう急冷合金薄帯を二枚以上積層し、ｉＨｃ≧２ｋＯ
ｅ、Ｂｒ≧８ｋＧの硬磁気特性を得られる平均結晶粒径
１０ｎｍ〜５０ｎｍになる温度５５０℃〜７５０℃にて
結晶化熱処理を施こすことで、同時に急冷合金薄帯表面
に設けた金属層が溶融させてこの薄帯同士を強固に結合
することで、粉砕、ボンド磁石化の方法を用いることな
く、また成形後、切削加工を施す必要のない、任意の肉
厚、所望形状を有する高性能な積層永久磁石を容易に提
供できる。

【００４０】また、この発明によって得られた積層磁石
は、急冷合金薄帯を粉砕せずに用いるため、既存のＮｄ
‐Ｆｅ‐Ｂ系ボンド磁石の問題点であった酸化、および
脱粉の問題を改善できるだけでなく、ボンド磁石以上の
密度が得られることから高い磁気特性を有し、家電用機
器、ＯＡ機器、電装品等の小型高性能化に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】急冷合金薄帯の結晶化熱処理前後の粉末Ｘ線回
折パターンを示すグラフである。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年７月１３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】００１１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１１】最近ではＲｉｃｈｔｅｒらによってＥＰ
Ｐａｔｅｎｔ５５８６９１Ｂ１に開示されているよう
に、Ｎｄを３．８ａｔ％〜３．９ａｔ％含有するＮｄ‐
Ｆｅ‐Ｂ‐Ｖ‐Ｓｉ合金溶湯を回転するＣｕロール上に
噴射して得られたアモルファスフレークを７００℃で熱
処理することにより、硬磁気特性を有す薄片が得られる
ことを報告している。これらの永久磁石材料は、厚み２
０μｍ〜６０μｍのアモルファスフレークに結晶化熱処
理を施すことによって得られる、軟磁性であるＦｅ₃Ｂ
相と硬磁性であるＲ₂Ｆｅ₁₄Ｂ相が混在する結晶集合組
織を有する準安定構造の永久磁石材料である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１６】すなわち、この発明は、組成式をＦｅ_100-x-yＲ_xＡ_y （Ｆｅ_1-mＣｏ_m）_100-x-yＲ_xＡ_y Ｆｅ_100-x-y-zＲ_xＡ_yＭ_z （Ｆｅ_1-mＣｏ_m）_100-x-y-zＲ_xＡ_yＭ_z （但しＲはＰｒ、Ｎｄ、Ｄｙ、Ｔｂの１種または２種以
上、ＡはＣ、Ｂの１種または２種、ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｎｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、
Ｍｏ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂの１種
または２種以上）のいずれかで表し、組成範囲を限定す
る記号ｘ、ｙ、ｚ、ｍが下記値を満足する合金溶湯を、
３０ｋＰａ以下の不活性ガス雰囲気中において、回転ロ
ールを用いた溶湯急冷法により得られる、９０％以上ア
モルファス組織からなる、優れた靭性および弾性変形能
を有す、平均厚みが１０μｍ〜１００μｍの急冷合金薄
帯を作製した後、急冷合金薄帯の表面に２００℃〜５５
０℃の融点を有する金属を鍍金もしくは蒸着し、そのま
まあるいは切断または打ち抜き加工により所定形状とし
た後、これを任意の厚みになるよう二枚以上積層し、そ
の後、平均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化
熱処温度５５０℃〜７５０℃にて結晶化熱処理を施こす
際、同時に薄帯表面に鍍金もしくは蒸着した金属が溶融
し、薄帯同士が密着することにより、２０μｍ以上の任
意の肉厚を有する積層永久磁石の製造方法を提案するも
のである。１≦ｘ＜６ａｔ％１５≦ｙ≦３０ａｔ％０．０１≦ｚ≦７ａｔ％０．０１ ≦ｍ≦０．５

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１９】Ｆｅは、上述の元素の含有残余を占め、Ｆ
ｅの一部をＣｏで置換することにより金属組織が微細化
され、減磁曲線の角形性が改善され、最大エネルギー積
（ＢＨ）ｍａｘの向上、並びに耐熱性の向上が得られる
が、Ｆｅに対する置換量が０．１％未満ではかかる効果
が得られず、また、５０％を越えると８ｋＧ以上のＢｒ
が得られないため、ＣｏのＦｅに対する置換量は０．１
％〜５０％の範囲とする。好ましくは、０．５％〜１０
％の置換量が良い。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】添加元素ＭのＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａ
ｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｐｂは、微細結晶永
久磁石の微細組織化に寄与し、保磁力を改善すると共
に、減磁曲線の角形性を改善し、Ｂｒおよび（ＢＨ）ｍ
ａｘを増大する効果が得られるが、０．０１ａｔ％未満
ではかかる効果が得られず、７ａｔ％以上では、Ｂｒ≧
８ｋＧの磁気特性を得られないため、０．０１ａｔ％〜
７ａｔ％の範囲とする。好ましくは、０．０５ａｔ％〜
５ａｔ％である。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２６】この発明において、２０μｍ以上の任意の
肉厚を有する永久磁石は以下の製造工程による。上述の
溶湯急冷条件により得られた優れた靭性および弾性変形
能を有する平均厚みが１０μｍ〜１００μｍのアモルフ
ァス組織からなる急冷合金薄帯に、５５０℃以下にて溶
融する金属を鍍金もしくは蒸着した後、この急冷合金薄
帯を任意の厚みになるよう二枚以上積層し、その後、平
均結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍになる結晶化熱処温度
５５０℃〜７５０℃にて結晶化熱処理を施こす際、同時
に薄帯表面に鍍金もしくは蒸着した金属層が溶融するこ
とによって、この薄帯同士を密着、一体化させることに
よって得られる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２７】急冷合金薄帯に鍍金もしくは蒸着する金属
は、このアモルファス薄帯の結晶化温度である５５０℃
〜６００℃以下の融点を有する金属であればよいが、人
体および環境に対する影響、取り扱いの容易さを鑑み、
Ｚｎ、はんだが好ましい。また、鍍金もしくは蒸着する
金属量は、永久磁石に占める割合が１０ｗｔ％以上の場
合、８ｋＧ以上のＢｒが得られないため好ましくなく、
また、０．０１ｗｔ％以下では積層した永久磁石薄帯を
密着できないため、金属量は０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ
％に限定する。好ましくは０．５ｗｔ％〜５ｗｔ％が良
い。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組成式をＦｅ_100-x-yＲ_xＡ_y （但しＲ
はＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、Ａは
Ｃ，Ｂの１種または２種）と表し、組成範囲を限定する
記号ｘ，ｙが下記値を満足する合金溶湯を、３０ｋＰａ
以下の不活性ガス雰囲気中で回転ロールを用いた溶湯急
冷法で処理し、９０％以上がアモルファス組織からなる
急冷合金薄帯を作製し、得られた平均厚みが１０μｍ〜
１００μｍの急冷合金薄帯の表面に２００℃〜５５０℃
の融点を有する金属を鍍金または蒸着し、この急冷薄帯
をそのままあるいは所定形状に加工した後に所定肉厚み
となるように積層し、さらにアモルファス組織から平均
結晶粒径が１０ｎｍ〜５０ｎｍの微細結晶組織に結晶化
する５５０℃〜７５０℃の熱処理を施し、同時に表面の
金属層を溶融させて一体化した永久磁石となす積層永久
磁石の製造方法。１≦ｘ＜６ａｔ％１５≦ｙ≦３０ａｔ％
【請求項２】組成式を（Ｆｅ_1-mＣｏ_m）_100-x-yＲ_xＡ
_y （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種
以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種）と表し、組成範囲を
限定する記号ｘ，ｙ，ｍが下記値を満足する合金溶湯を
永久磁石化する請求項１に記載の積層永久磁石の製造方
法。１≦ｘ＜６ａｔ％１５≦ｙ≦３０ａｔ％０．００１≦ｍ≦０．５
【請求項３】組成式をＦｅ_100-x-y-zＲ_xＡ_yＭ_z （但
しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は２種以上、Ａ
はＣ，Ｂの１種又は２種、ＭはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｖ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａ
ｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂの１種又は２種
以上）と表し、組成範囲を限定する記号ｘ，ｙ，ｚが下
記値を満足する合金溶湯を永久磁石化する請求項１に記
載の積層永久磁石の製造方法。１≦ｘ＜６ａｔ％１５≦ｙ≦３０ａｔ％０．０１≦ｚ≦７ａｔ％
【請求項４】組成式を（Ｆｅ_1-mＣｏ_m）_100-x-y-zＲ_x
Ａ_yＭ_z （但しＲはＰｒ，Ｎｄ，Ｄｙ，Ｔｂの１種又は
２種以上、ＡはＣ，Ｂの１種又は２種、ＭはＡｌ，Ｓ
ｉ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｇａ，Ｚｒ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｐｔ，Ａｕ，Ｐｂ
の１種又は２種以上）と表し、組成範囲を限定する記号
ｘ，ｙ，ｚ，ｍが下記値を満足する合金溶湯を永久磁石
化する請求項１に記載の積層永久磁石の製造方法。１≦ｘ＜６ａｔ％１５≦ｙ≦３０ａｔ％０．０１≦ｚ≦７ａｔ％０．０１≦ｍ≦０．５