JPH11233323A - 異方性磁石材料の製造方法とそれを使用するボンド磁石の製造方法 - Google Patents
異方性磁石材料の製造方法とそれを使用するボンド磁石の製造方法Info
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- JPH11233323A JPH11233323A JP10031876A JP3187698A JPH11233323A JP H11233323 A JPH11233323 A JP H11233323A JP 10031876 A JP10031876 A JP 10031876A JP 3187698 A JP3187698 A JP 3187698A JP H11233323 A JPH11233323 A JP H11233323A
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類−鉄−ボロン系の磁石合金の粉末を樹
脂バインダーで結合してなるボンド樹脂の製造に用いる
磁石粉末において、異方性化により高性能の磁石を与え
るものを、より簡単な工程で、従って低減されたコスト
で製造する方法を提供する。 【解決手段】 磁石合金の超急冷リボンから得た粉末を
金属筒内に充填して雰囲気制御可能な加熱プレス内に置
き、非酸化性雰囲気下に、温度６５０〜９００℃で、こ
の金属筒ごと、上下のパンチでその軸方向に一軸圧縮し
て潰すことにより磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせ
たのち、このようにして異方性化した磁石粉末の塊を取
り出して粉砕することからなる。 ボンド磁石は、この
磁石粉末を樹脂バインダーと混合し、磁場を印加して異
方性化した粉末を配向させた状態で成形する。
脂バインダーで結合してなるボンド樹脂の製造に用いる
磁石粉末において、異方性化により高性能の磁石を与え
るものを、より簡単な工程で、従って低減されたコスト
で製造する方法を提供する。 【解決手段】 磁石合金の超急冷リボンから得た粉末を
金属筒内に充填して雰囲気制御可能な加熱プレス内に置
き、非酸化性雰囲気下に、温度６５０〜９００℃で、こ
の金属筒ごと、上下のパンチでその軸方向に一軸圧縮し
て潰すことにより磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせ
たのち、このようにして異方性化した磁石粉末の塊を取
り出して粉砕することからなる。 ボンド磁石は、この
磁石粉末を樹脂バインダーと混合し、磁場を印加して異
方性化した粉末を配向させた状態で成形する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類−鉄−ボロ
ン系磁石合金の粉末であって、異方性を有するものの製
造方法に関する。 本発明はまた、この異方性を有する
磁石粉末を使用するボンド磁石の製造方法にも関する。
ン系磁石合金の粉末であって、異方性を有するものの製
造方法に関する。 本発明はまた、この異方性を有する
磁石粉末を使用するボンド磁石の製造方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類−鉄−ボロン系磁石は、高い磁気
特性を有するため、各種のＯＡ機器やＡＶ装置を構成す
るモーターの部品として、広く使用されている。 よく
知られているように、希土類−鉄−ボロン系磁石は、そ
の使用の態様によって、焼結磁石、熱間加工磁石および
ボンド磁石に大別される。
特性を有するため、各種のＯＡ機器やＡＶ装置を構成す
るモーターの部品として、広く使用されている。 よく
知られているように、希土類−鉄−ボロン系磁石は、そ
の使用の態様によって、焼結磁石、熱間加工磁石および
ボンド磁石に大別される。
【０００３】焼結磁石は、磁場プレス装置を用い、磁場
を印加しながら磁石粉末をプレスすることにより、グリ
ーン成形体を得る。 希土類−鉄−ボロン系磁石は合金
結晶のｃ軸が磁化容易軸であるから、これを一方向に揃
えることにより、強い磁気異方性を生じさせることがで
きる。 続いて、グリーン成形体を高温で焼結して高密
度化することにより、強力な異方性磁石を製造すること
ができる。
を印加しながら磁石粉末をプレスすることにより、グリ
ーン成形体を得る。 希土類−鉄−ボロン系磁石は合金
結晶のｃ軸が磁化容易軸であるから、これを一方向に揃
えることにより、強い磁気異方性を生じさせることがで
きる。 続いて、グリーン成形体を高温で焼結して高密
度化することにより、強力な異方性磁石を製造すること
ができる。
【０００４】熱間加工磁石は、ホットプレスや押出し成
形などの熱間加工工程をへて高密度化された磁石であ
る。 これもｃ軸が一方向に揃っていて強力であるが、
ｃ軸が揃うメカニズムが上記の焼結磁石とは異なってい
る。 すなわち、希土類−鉄−ボロン系磁石は、熱間で
塑性加工を加えると、結晶の方向が歪みの加わる方向に
揃うという特殊な性質がある。 これを利用して、所定
の方向に磁気異方性をもつように塑性変形させて製造し
たのが、熱間加工磁石である。 この磁石は、磁場を印
加することなく異方性化できることが特徴である。
形などの熱間加工工程をへて高密度化された磁石であ
る。 これもｃ軸が一方向に揃っていて強力であるが、
ｃ軸が揃うメカニズムが上記の焼結磁石とは異なってい
る。 すなわち、希土類−鉄−ボロン系磁石は、熱間で
塑性加工を加えると、結晶の方向が歪みの加わる方向に
揃うという特殊な性質がある。 これを利用して、所定
の方向に磁気異方性をもつように塑性変形させて製造し
たのが、熱間加工磁石である。 この磁石は、磁場を印
加することなく異方性化できることが特徴である。
【０００５】これら２種の磁石はエネルギー積がとくに
大きいのが特徴であり、高い磁束密度が要求される用途
に向けられる。
大きいのが特徴であり、高い磁束密度が要求される用途
に向けられる。
【０００６】一方、ボンド磁石は、磁石粉末と樹脂バイ
ンダーとを混合して成形するという工程にしたがって製
造されるため、形状の自由度が大きく、寸法精度の高い
製品が得られるのが利点である。 上記したＯＡ機器・
ＡＶ装置用のモーターの部品は、薄肉かつ精密なもので
なければならないので、ボンド磁石がよく用いられてい
る。 しかし、現在のボンド磁石は結晶の方向がランダ
ムな等方性磁石が主流であるから、異方性の磁石にくら
べて、磁石成分自体のエネルギー積が小さい。それに加
え、ボンド磁石はバインダーの介在により磁性相の体積
占有率が低くなることもあって、磁石としてのエネルギ
ー積は、焼結磁石や熱間加工磁石の２０〜３０％程度に
止まっているのが現状である。
ンダーとを混合して成形するという工程にしたがって製
造されるため、形状の自由度が大きく、寸法精度の高い
製品が得られるのが利点である。 上記したＯＡ機器・
ＡＶ装置用のモーターの部品は、薄肉かつ精密なもので
なければならないので、ボンド磁石がよく用いられてい
る。 しかし、現在のボンド磁石は結晶の方向がランダ
ムな等方性磁石が主流であるから、異方性の磁石にくら
べて、磁石成分自体のエネルギー積が小さい。それに加
え、ボンド磁石はバインダーの介在により磁性相の体積
占有率が低くなることもあって、磁石としてのエネルギ
ー積は、焼結磁石や熱間加工磁石の２０〜３０％程度に
止まっているのが現状である。
【０００７】そこで、ボンド磁石のエネルギー積を高め
ることが求められ、そのための方法が、種々検討されて
いる。 一例を挙げれば、希土類−鉄−ボロン系の熱間
加工磁石を粉砕して粉末としたものを、ボンド磁石の材
料として使用することである（J. Appl. Phys., 64, 1
0,5293−5295）。 この方法は、まず希土類−鉄−ボロ
ン系磁石合金の急冷リボンの粉末をプレスして高密度化
した素材を用意し、この素材を熱間で塑性変形させて、
磁気異方性が生じた合金塊とする。 これを再度粉砕
し、バインダーと混合して磁場中で成形する。 このよ
うにして、在来の等方性ボンド磁石よりも高いエネルギ
ー積をもつボンド磁石が得られるが、この方法は工程が
複雑で、コストがかかるのが難点である。
ることが求められ、そのための方法が、種々検討されて
いる。 一例を挙げれば、希土類−鉄−ボロン系の熱間
加工磁石を粉砕して粉末としたものを、ボンド磁石の材
料として使用することである（J. Appl. Phys., 64, 1
0,5293−5295）。 この方法は、まず希土類−鉄−ボロ
ン系磁石合金の急冷リボンの粉末をプレスして高密度化
した素材を用意し、この素材を熱間で塑性変形させて、
磁気異方性が生じた合金塊とする。 これを再度粉砕
し、バインダーと混合して磁場中で成形する。 このよ
うにして、在来の等方性ボンド磁石よりも高いエネルギ
ー積をもつボンド磁石が得られるが、この方法は工程が
複雑で、コストがかかるのが難点である。
【０００８】発明者らは、希土類−鉄−ボロン系磁石合
金が、熱間で塑性変形させると磁気異方性を生じるとい
う特徴を利用し、かつ工程を単純にしてコストを低減し
たボンド磁石の製造方法を提供することを意図して研究
し、さきに、希土類−鉄−ボロン系磁石合金の急冷リボ
ンから得た粉末を金属の容器に充填し、内部を真空にす
るか、または不活性ガス雰囲気にして密閉したものを、
温度６５０〜９００℃で一軸方向に圧縮することにより
塑性変形を起こさせ、後に容器を開いて異方性をもった
磁石合金粉末を製造する方法を確立し、すでに提案した
（特願平８−３５９８５５）。
金が、熱間で塑性変形させると磁気異方性を生じるとい
う特徴を利用し、かつ工程を単純にしてコストを低減し
たボンド磁石の製造方法を提供することを意図して研究
し、さきに、希土類−鉄−ボロン系磁石合金の急冷リボ
ンから得た粉末を金属の容器に充填し、内部を真空にす
るか、または不活性ガス雰囲気にして密閉したものを、
温度６５０〜９００℃で一軸方向に圧縮することにより
塑性変形を起こさせ、後に容器を開いて異方性をもった
磁石合金粉末を製造する方法を確立し、すでに提案した
（特願平８−３５９８５５）。
【０００９】この方法は、上記した既知の方法のよう
に、いったん高密度化した素材を経ることがないので、
工程が単純になったという点で改良されているばかり
か、塑性変形後の磁石合金の粉末の集合体が、既知の方
法に従ったときに得られる合金塊よりも、容易に破砕で
きるという点でも有利である。 しかし、工業的実施に
当って、金属容器への粉末の充填−真空吸引−密閉の工
程を一層簡単にすること、およびワンバッチの生産量を
大きくすることが、次の課題として登場してきた。
に、いったん高密度化した素材を経ることがないので、
工程が単純になったという点で改良されているばかり
か、塑性変形後の磁石合金の粉末の集合体が、既知の方
法に従ったときに得られる合金塊よりも、容易に破砕で
きるという点でも有利である。 しかし、工業的実施に
当って、金属容器への粉末の充填−真空吸引−密閉の工
程を一層簡単にすること、およびワンバッチの生産量を
大きくすることが、次の課題として登場してきた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、上述の、発明者らが提案したボンド磁石用の異方
性磁石合金粉末を製造する方法を改良し、より低コスト
であって、かつ量産に好都合な製造方法を提供すること
にある。 その磁石合金の粉末を使用するボンド磁石の
製造方法を提供することもまた、本発明の目的に含まれ
る。
的は、上述の、発明者らが提案したボンド磁石用の異方
性磁石合金粉末を製造する方法を改良し、より低コスト
であって、かつ量産に好都合な製造方法を提供すること
にある。 その磁石合金の粉末を使用するボンド磁石の
製造方法を提供することもまた、本発明の目的に含まれ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のボンド磁石用の
異方性磁石材料の製造方法は、図１に示すように、希土
類−鉄−ボロン系磁石合金の超急冷リボンから得た粉末
（１）を金属筒（３）内に充填して雰囲気制御可能な加
熱プレス内に置き、非酸化性雰囲気下に、温度６５０〜
９００℃で、この金属筒ごと、上下のパンチ（４，５）
でその軸方向に一軸圧縮して、図２のように潰すことに
より磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせたのち、この
ようにして異方性化した磁石粉末の塊（２）を取り出し
て粉砕することからなる。
異方性磁石材料の製造方法は、図１に示すように、希土
類−鉄−ボロン系磁石合金の超急冷リボンから得た粉末
（１）を金属筒（３）内に充填して雰囲気制御可能な加
熱プレス内に置き、非酸化性雰囲気下に、温度６５０〜
９００℃で、この金属筒ごと、上下のパンチ（４，５）
でその軸方向に一軸圧縮して、図２のように潰すことに
より磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせたのち、この
ようにして異方性化した磁石粉末の塊（２）を取り出し
て粉砕することからなる。
【００１２】本発明のボンド磁石の製造方法は、上記の
ようにして製造した異方性磁石材料の粉末を、樹脂バイ
ンダーと混合し、この混合物に磁場を印加して磁石材料
の粉末を配向させた状態で成形することからなる。
ようにして製造した異方性磁石材料の粉末を、樹脂バイ
ンダーと混合し、この混合物に磁場を印加して磁石材料
の粉末を配向させた状態で成形することからなる。
【００１３】
【発明の実施形態】本発明の対象とする希土類−鉄−ボ
ロン系磁石合金として好適なものは、下式であらわされ
る組成の磁石合金である。
ロン系磁石合金として好適なものは、下式であらわされ
る組成の磁石合金である。
【００１４】ＲxＦｅ(100-x-y-z-w)ＣｏyＢzＴw （式中、ＲはＹを含む希土類元素であり、ＴはＧａ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｎｂ，
ＴａおよびＴｉから選ばれる１種または２種以上の元素
である。 ｘ＝１２．５〜１６，ｙ＝０〜１０，ｚ＝
４．８〜６．５，ｗ＝０〜１） 上記の合金組成の限定理由を、以下に説明する。
ｉ，Ａｌ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｎｂ，
ＴａおよびＴｉから選ばれる１種または２種以上の元素
である。 ｘ＝１２．５〜１６，ｙ＝０〜１０，ｚ＝
４．８〜６．５，ｗ＝０〜１） 上記の合金組成の限定理由を、以下に説明する。
【００１５】Ｒは、１２．５に満たないと塑性加工工程
における加工性が著しく低くなり、そのため異方性化の
度合いが小さい上に、磁石の保磁力が小さくなって実用
的でない。 １６を超えると磁化が減少し、その結果、
エネルギー積が低下してしまう。 ｚの値つまりＢの量
は、４．８〜６．５の範囲にあることが好ましい。４．
８未満では保磁力が低く、実用的でないし、６．５を超
えると、塑性加工が困難になる。
における加工性が著しく低くなり、そのため異方性化の
度合いが小さい上に、磁石の保磁力が小さくなって実用
的でない。 １６を超えると磁化が減少し、その結果、
エネルギー積が低下してしまう。 ｚの値つまりＢの量
は、４．８〜６．５の範囲にあることが好ましい。４．
８未満では保磁力が低く、実用的でないし、６．５を超
えると、塑性加工が困難になる。
【００１６】Ｃｏを添加すると、つまりｙがゼロより大
きい合金組成を選ぶと、キュリー温度が上昇するので、
磁石の耐熱性が向上するという利点がある。 しかし、
ｙが１０を超えると、磁化が減少するので好ましくな
い。
きい合金組成を選ぶと、キュリー温度が上昇するので、
磁石の耐熱性が向上するという利点がある。 しかし、
ｙが１０を超えると、磁化が減少するので好ましくな
い。
【００１７】保磁力、残留磁化または最大エネルギー積
のいずれかの磁気特性を改善するためには、元素“Ｔ”
すなわちＧａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉ
ｎ，Ｍｎ，Ｎｂ，ＴａおよびＴｉから選ばれる１種また
は２種以上を、微量添加することが効果的である。 １
％を超えるＴの添加は、磁化の低下が大きくなるので好
ましくない。 添加効果は、元素の種類によって異な
り、Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌは残留磁化を向上させ、Ｃｕ，Ｚ
ｎは保磁力を高める。 したがって、製品とする磁石に
要求される特性に応じて、任意添加元素の種類と添加量
を選択すべきである。 なお、製造工程においてＮ，
Ｆ，Ｍｇ，Ｐ，Ｓ，Ｃａなどの不純物が不可避的に混入
してくるが、磁気特性への影響は小さい。
のいずれかの磁気特性を改善するためには、元素“Ｔ”
すなわちＧａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉ
ｎ，Ｍｎ，Ｎｂ，ＴａおよびＴｉから選ばれる１種また
は２種以上を、微量添加することが効果的である。 １
％を超えるＴの添加は、磁化の低下が大きくなるので好
ましくない。 添加効果は、元素の種類によって異な
り、Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌは残留磁化を向上させ、Ｃｕ，Ｚ
ｎは保磁力を高める。 したがって、製品とする磁石に
要求される特性に応じて、任意添加元素の種類と添加量
を選択すべきである。 なお、製造工程においてＮ，
Ｆ，Ｍｇ，Ｐ，Ｓ，Ｃａなどの不純物が不可避的に混入
してくるが、磁気特性への影響は小さい。
【００１８】本発明の異方性磁石材料の製造は、高周波
溶解による磁石合金の製造、回転ロールによる溶湯の超
急冷および得られた超急冷リボンの粉砕から始まる。
これらの工程は、既知の技術にしたがって実施すること
ができるが、塑性加工による異方性の発現を効果的に行
なわせるには、超急冷リボンの結晶粒径を０．１nm〜１
μm程度に細かくすることが望ましい。 このような結
晶粒度を得るためには、ロール周速を１５〜３５ｍ／秒
とするのが適当である。
溶解による磁石合金の製造、回転ロールによる溶湯の超
急冷および得られた超急冷リボンの粉砕から始まる。
これらの工程は、既知の技術にしたがって実施すること
ができるが、塑性加工による異方性の発現を効果的に行
なわせるには、超急冷リボンの結晶粒径を０．１nm〜１
μm程度に細かくすることが望ましい。 このような結
晶粒度を得るためには、ロール周速を１５〜３５ｍ／秒
とするのが適当である。
【００１９】合金磁石の粉末を充填する金属の筒の材料
は、熱間の組成加工の温度６５０〜９００℃において溶
融しない金属であれば、とくに制限はないが、一般に、
軟鋼やステンレス鋼、またはＣｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏなどの金属またはこれらの合金が適当
である。 筒の形状は、任意であって、角筒でもよい
が、圧縮によっていずれは円筒に近い形に変形してしま
うので、もともと円筒であるものを使用するのが有利で
ある。 金属筒の圧縮前の高さをｈとし、横断面の相当
直径をｄとしたとき、ｈ／ｄが０．１〜４．５の範囲に
あるものが好ましい。 この値が０．１より小さいと、
一軸圧縮による塑性加工の加工率が不足となって、異方
性化が十分に行なえない。 一方、あまり大きいと圧縮
を受けて座屈しやすく、通常４．５が限界である。 こ
こで「相当直径」ｄとは、金属筒が円筒でない場合に、
同じ断面積をもつ円の直径に換算した値を意味する。
は、熱間の組成加工の温度６５０〜９００℃において溶
融しない金属であれば、とくに制限はないが、一般に、
軟鋼やステンレス鋼、またはＣｕ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｔｉ，
Ｃｒ，Ｍｎ，Ｃｏなどの金属またはこれらの合金が適当
である。 筒の形状は、任意であって、角筒でもよい
が、圧縮によっていずれは円筒に近い形に変形してしま
うので、もともと円筒であるものを使用するのが有利で
ある。 金属筒の圧縮前の高さをｈとし、横断面の相当
直径をｄとしたとき、ｈ／ｄが０．１〜４．５の範囲に
あるものが好ましい。 この値が０．１より小さいと、
一軸圧縮による塑性加工の加工率が不足となって、異方
性化が十分に行なえない。 一方、あまり大きいと圧縮
を受けて座屈しやすく、通常４．５が限界である。 こ
こで「相当直径」ｄとは、金属筒が円筒でない場合に、
同じ断面積をもつ円の直径に換算した値を意味する。
【００２０】筒は有底であっても、無底であってもよ
い。 ただし、無底では粉末の充填と熱プレスへのセッ
トに不便であるから、筒の一方の底に、熱間塑性加工の
条件で燃え尽きて影響のない材料、たとえば紙やプラス
チックで一時的な底を設けるとよい。
い。 ただし、無底では粉末の充填と熱プレスへのセッ
トに不便であるから、筒の一方の底に、熱間塑性加工の
条件で燃え尽きて影響のない材料、たとえば紙やプラス
チックで一時的な底を設けるとよい。
【００２１】金属筒への磁石合金粉末の充填は、カサ密
度にして１〜４g／cm3となるように行なうのが適当であ
る。 低すぎては有効な圧縮ができないし、他方、高い
充填密度を実現することは容易でなく、手数をかけるほ
どの意味もない。
度にして１〜４g／cm3となるように行なうのが適当であ
る。 低すぎては有効な圧縮ができないし、他方、高い
充填密度を実現することは容易でなく、手数をかけるほ
どの意味もない。
【００２２】粉末を充填した金属筒は、制御された雰囲
気下に加熱加圧可能なプレスのダイの間に置き、周囲の
雰囲気を非酸化性にする。 非酸化性の雰囲気は、真空
吸引によるか、またはアルゴンや窒素のような不活性ガ
スで雰囲気を置き換えることのよって実現する。 雰囲
気を非酸化性にしたのち、温度を６５０〜９００℃に高
めて、プレスを行なう。 ６５０℃に至らない低温で
は、異方性化が十分に行なわれず、高いエネルギー積が
得られない。 一方、温度が９００℃を超えると、合金
の保磁力が低くなってしまう。 加熱方法は、電気抵
抗、高周波加熱など種々の方法が可能である。
気下に加熱加圧可能なプレスのダイの間に置き、周囲の
雰囲気を非酸化性にする。 非酸化性の雰囲気は、真空
吸引によるか、またはアルゴンや窒素のような不活性ガ
スで雰囲気を置き換えることのよって実現する。 雰囲
気を非酸化性にしたのち、温度を６５０〜９００℃に高
めて、プレスを行なう。 ６５０℃に至らない低温で
は、異方性化が十分に行なわれず、高いエネルギー積が
得られない。 一方、温度が９００℃を超えると、合金
の保磁力が低くなってしまう。 加熱方法は、電気抵
抗、高周波加熱など種々の方法が可能である。
【００２３】圧縮の度合いは、金属筒の圧縮前の高さを
ｈとし、圧縮後の高さをｈ’としたとき、圧縮比ｈ／
ｈ’が３．３〜２０の範囲内で、できるだけ高いことが
好ましい。 この比が３．３未満では異方性化が不十分
に終わり、また２０を超える圧縮は、通常の装置では実
現困難である。
ｈとし、圧縮後の高さをｈ’としたとき、圧縮比ｈ／
ｈ’が３．３〜２０の範囲内で、できるだけ高いことが
好ましい。 この比が３．３未満では異方性化が不十分
に終わり、また２０を超える圧縮は、通常の装置では実
現困難である。
【００２４】一軸圧縮により、粉末を充填した金属筒は
ソロバン玉状に変形し、粉末は半径方向の塑性変形を受
ける。 冷却後取り出し、金属筒を切り開いて、粉末の
集合体を得る。 この粉末集合体は、前述のように、比
較的少ない力で粉砕することができる。
ソロバン玉状に変形し、粉末は半径方向の塑性変形を受
ける。 冷却後取り出し、金属筒を切り開いて、粉末の
集合体を得る。 この粉末集合体は、前述のように、比
較的少ない力で粉砕することができる。
【００２５】金属筒の圧縮前の高さｈおよび圧縮後の高
さｈ’と、加工率ｒとの関係は、次の式で表される： ｒ＝（ｈ−ｈ’）／ｈ 加工率が高いほど、磁気異方性の発現が顕著になり、従
って製品磁石の性能が向上する。 加工率ｒと最大エネ
ルギー積[ＢＨ]max とのの関係の一例をグラフに示せ
ば、図３のとおりである。
さｈ’と、加工率ｒとの関係は、次の式で表される： ｒ＝（ｈ−ｈ’）／ｈ 加工率が高いほど、磁気異方性の発現が顕著になり、従
って製品磁石の性能が向上する。 加工率ｒと最大エネ
ルギー積[ＢＨ]max とのの関係の一例をグラフに示せ
ば、図３のとおりである。
【００２６】上述のようにして得た異方性磁石合金粉末
は、樹脂バインダーと混合し、磁場中で粉末を配向させ
て成形することにより、ボンド磁石とすることができ
る。このときに使用する樹脂バインダーには、とくに制
限はなく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のような熱硬
化性樹脂、ナイロンのような、常用の熱可塑性樹脂を使
用することができる。 エポキシ樹脂は圧縮成形に好適
であり、良好な磁気特性を得るためには、磁石粉末に対
し１〜５重量％のエポキシ樹脂が適切である。ナイロン
は、射出成形や押出し成形に好適であって、適切な樹脂
量は、磁石粉末に対し４〜８重量％である。 どちらの
場合も、シラン系またはチタン系のカップリング剤や、
ステアリン酸塩のような滑剤を添加することができる。
は、樹脂バインダーと混合し、磁場中で粉末を配向させ
て成形することにより、ボンド磁石とすることができ
る。このときに使用する樹脂バインダーには、とくに制
限はなく、エポキシ樹脂、フェノール樹脂のような熱硬
化性樹脂、ナイロンのような、常用の熱可塑性樹脂を使
用することができる。 エポキシ樹脂は圧縮成形に好適
であり、良好な磁気特性を得るためには、磁石粉末に対
し１〜５重量％のエポキシ樹脂が適切である。ナイロン
は、射出成形や押出し成形に好適であって、適切な樹脂
量は、磁石粉末に対し４〜８重量％である。 どちらの
場合も、シラン系またはチタン系のカップリング剤や、
ステアリン酸塩のような滑剤を添加することができる。
【００２７】磁場中で成形するに当たり、磁石粉末を十
分に配向させるには、８ｋOe以上、好ましくは１０ｋOe
以上の磁場を与える。 圧縮成形の場合は、成形後に１
５０℃前後の温度に加熱して、熱硬化性樹脂のキュア処
理を行なうなど、この分野で既知の技術にしたがってボ
ンド樹脂を製造すればよい。
分に配向させるには、８ｋOe以上、好ましくは１０ｋOe
以上の磁場を与える。 圧縮成形の場合は、成形後に１
５０℃前後の温度に加熱して、熱硬化性樹脂のキュア処
理を行なうなど、この分野で既知の技術にしたがってボ
ンド樹脂を製造すればよい。
【００２８】
【実施例】［実施例１］原子％で、Ｎｄ：１３．３３
％、Ｆｅ：７４．９６％、Ｃｏ：６．０６％およびＢ：
５．６５％からなる組成の合金を、高周波加熱により１
５００℃の溶湯とし、これを周速２４ｍ／秒で回転して
いる銅製単ロール上に注ぎ、超急冷リボンとした。 こ
のリボンを粒径３００μm以下に粉砕して、磁化容易軸
および困難軸の磁気特性を、振動試料型磁力計（ＶＳ
Ｍ）を用いて測定した。 結果は、次のとおりであっ
て、 磁気等方性で特性の低いものに止まっている。
％、Ｆｅ：７４．９６％、Ｃｏ：６．０６％およびＢ：
５．６５％からなる組成の合金を、高周波加熱により１
５００℃の溶湯とし、これを周速２４ｍ／秒で回転して
いる銅製単ロール上に注ぎ、超急冷リボンとした。 こ
のリボンを粒径３００μm以下に粉砕して、磁化容易軸
および困難軸の磁気特性を、振動試料型磁力計（ＶＳ
Ｍ）を用いて測定した。 結果は、次のとおりであっ
て、 磁気等方性で特性の低いものに止まっている。
【００２９】上記のリボンの粉末２０ｇを、肉厚２mm、
内径２０mm、高さ５０mmのコップ状の容器に充填した。
この容器を真空ホットプレスにセットし、５ｘ１０-2
Torrまで真空吸引してからアルゴンガスを導入し、プレ
ス内の圧力を再び１気圧とした。 高周波加熱により、
上記の軟鋼容器とその中の粉末を加熱して８００℃とし
たのち、圧縮比が２．５となるようにプレスした。 室
温まで冷却して容器を開いて異方性化Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ磁石合金を取り出し、３００μm以下に粉砕した。
内径２０mm、高さ５０mmのコップ状の容器に充填した。
この容器を真空ホットプレスにセットし、５ｘ１０-2
Torrまで真空吸引してからアルゴンガスを導入し、プレ
ス内の圧力を再び１気圧とした。 高周波加熱により、
上記の軟鋼容器とその中の粉末を加熱して８００℃とし
たのち、圧縮比が２．５となるようにプレスした。 室
温まで冷却して容器を開いて異方性化Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ
−Ｂ磁石合金を取り出し、３００μm以下に粉砕した。
【００３０】得られた粉末を１５ｋOeの磁場で配向させ
ながら、ワックスで固めて磁気特性測定用の試料を得
た。 この試料の磁気特性は、下記のとおりである： 次に、この磁石粉末に対しエポキシ樹脂を２重量％の割
合で混合し、混合物を金型に充填して磁場プレスにセッ
トした。 １５ｋOeの磁場を印加して磁石粉末を配向さ
せながら、１０ton／cm2の圧力でプレスすることによ
り、圧縮成形体とした。 この成形体をアルゴン雰囲気
中１５０℃で１時間加熱してエポキシ樹脂を硬化させ、
ボンド磁石を得た。 得られたボンド磁石の特性をＢＨ
トレーサーにより測定して、次の結果を得た： 残留磁化Ｂｒ 保磁力ｉＨｃ 最大エネルギー積[ＢＨ]max ８．８ｋＧ １５．２ｋOe １７．０ＭＧOe。
ながら、ワックスで固めて磁気特性測定用の試料を得
た。 この試料の磁気特性は、下記のとおりである： 次に、この磁石粉末に対しエポキシ樹脂を２重量％の割
合で混合し、混合物を金型に充填して磁場プレスにセッ
トした。 １５ｋOeの磁場を印加して磁石粉末を配向さ
せながら、１０ton／cm2の圧力でプレスすることによ
り、圧縮成形体とした。 この成形体をアルゴン雰囲気
中１５０℃で１時間加熱してエポキシ樹脂を硬化させ、
ボンド磁石を得た。 得られたボンド磁石の特性をＢＨ
トレーサーにより測定して、次の結果を得た： 残留磁化Ｂｒ 保磁力ｉＨｃ 最大エネルギー積[ＢＨ]max ８．８ｋＧ １５．２ｋOe １７．０ＭＧOe。
【００３１】［実施例２］実施例１で製造した超急冷リ
ボンの粉末を表１に示す条件で一軸圧縮し、塑性加工に
より得たものを粉砕して、異方性化磁石粉末とした。
この粉末を実施例１と同様に加工して、ボンド磁石を製
造した。 製品ボンド磁石の磁気特性を、あわせて表１
に示す。
ボンの粉末を表１に示す条件で一軸圧縮し、塑性加工に
より得たものを粉砕して、異方性化磁石粉末とした。
この粉末を実施例１と同様に加工して、ボンド磁石を製
造した。 製品ボンド磁石の磁気特性を、あわせて表１
に示す。
【００３２】 表 １ No. 一軸圧縮条 件 磁 気特性 容器へのリボン ｈ/ｓ ｈ/ｈ’ 温度 Ｂｒ ｉＨｃ [ＢＨ]max 充填率（g/cm3） (℃) (ｋＧ) (kOe) (ＭＧOe) １ １．２８ １．６ ５ ６５０ ７．５ １７．６ １５．０ ２ １．２８ １．６ ５ ７５０ ８．８ １６．９ １７．２ ３ １．２８ １．６ ５ ８５０ ８．６ １５．０ １６．０ ４ １．２８ １．６ ５ ９００ ８．０ １３．２ １５．５ ５ １．２８ １．６ ３．４ ８００ ９．０ １５．６ １７．１ ６ １．２８ １．６ ８ ８００ ９．４ １５．３ １８．０ ７ １．２８ １．６ １０ ８００ ９．６ １５．０ １９．０ ８ １．２８ １．６ ２０ ８００ ９．７ １４．７ １９．５ ９ １．２８ ０．１ ５ ８００ ７．８ １７．０ １６．２ １０ １．２８ ０．８ ５ ８００ ８．２ １６．６ １６．６ １１ １．２８ ３．０ ５ ８００ ８．９ １６．０ １７．１ １２ １．２８ ５．０ ５ ８００ ９．２ １５．６ １８．０ １３ １．０ １．６ ５ ８００ ８．７ １６．３ １６．７ １４ ２．６ １．６ ５ ８００ ９．０ １５．１ １７．９ １５ ４．１ １．６ ５ ８００ ９．３ １４．９ １９．１。
【００３３】［実施例３］表２に記載する合金組成の超
急冷リボンを、実施例１と同様にして用意し、実施例１
と同じ条件で塑性加工およびボンド磁石の製造を行なっ
た。 得られたボンド磁石の磁気特性を、表２に示す。
急冷リボンを、実施例１と同様にして用意し、実施例１
と同じ条件で塑性加工およびボンド磁石の製造を行なっ
た。 得られたボンド磁石の磁気特性を、表２に示す。
【００３４】 表 ２ No. 合金組成 磁気特性 Ｒ Ｆｅ Ｃｏ Ｂ その他 Br iHc [BH]max (kG) (kOe) (MGOe) 21 Nd 13.58 80.17 − 6.25 − 8.6 14.0 15.7 22 Nd 14.10 80.96 − 4.94 − 8.0 15.3 13.6 23 Nd 12.84 74.96 6.53 5.73 − 8.9 13.4 16.3 24 Nd 14.21 73.66 7.74 5.39 − 8.2 16.5 14.0 25 Nd 15.39 72.37 6.82 5.42 − 7.6 18.3 12.5 26 Pr 14.20 76.60 3.84 5.36 − 7.9 15.3 14.0 27 Nd 7.65, Pr 14.20 72.35 6.54 5.63 − 8.1 17.5 14.1 28 Nd 10.77, Ce 4.64 72.06 6.84 5.69 − 8.0 16.9 14.3 29 Nd 13.65, Dy 1.49 72.49 6.81 5.56 − 7.5 19.3 12.5 30 Nd 13.90 73.46 6.66 5.37 Ga 0.61 9.8 15.1 20.1 31 Nd 13.81 73.16 6.66 5.33 Ga 1.00 9.6 15.5 19.5 32 Nd 13.77 73.23 6.68 5.37 Si 0.96 8.3 16.7 15.0 33 Nd 13.76 73.36 6.73 5.32 Al 0.83 8.8 15.3 15.1 34 Nd 13.81 73.24 6.85 5.38 C 0.72 8.7 15.0 17.0 35 Nd 13.80 73.62 6.78 5.35 Ni 0.45 8.5 13.5 14.3 36 Nd 13.86 73.86 6.76 5.32 Cu 0.20 7.7 16.5 12.9 37 Nd 13.67 73.73 6.72 5.33 Zn 0.55 7.6 17.3 12.3 38 Nd 13.64 74.02 6.84 5.29 In 0.21 8.6 13.9 15.0 39 Nd 13.84 73.83 6.79 5.25 Mn 0.29 8.4 16.5 15.3 40 Nd 13.77 74.02 6.79 5.28 Nb 0.14 8.3 17.3 15.9 41 Nd 13.90 73.79 6.81 5.32 Ta 0.16 8.3 15.1 15.3 42 Nd 13.82 73.65 6.88 5.39 Ti 0.26 8.0 14.9 15.0
【００３５】
【発明の効果】本発明に従って異方性磁石粉末を製造す
れば、さきに提案した製造方法のもつ利益、すなわち従
来の技術よりも簡略化された工程で異方性の高い磁気特
性を持った磁石粉末が得られるという利益を享受した上
で、密閉容器の使用が不必要になり、大きなバッチで作
業をすることができるという効果を奏する。 これによ
り、高い性能を持ったボンド磁石が容易に製造でき、か
つそのコストを一層低減することができる。
れば、さきに提案した製造方法のもつ利益、すなわち従
来の技術よりも簡略化された工程で異方性の高い磁気特
性を持った磁石粉末が得られるという利益を享受した上
で、密閉容器の使用が不必要になり、大きなバッチで作
業をすることができるという効果を奏する。 これによ
り、高い性能を持ったボンド磁石が容易に製造でき、か
つそのコストを一層低減することができる。
【図１】 本発明のボンド磁石用の異方性磁石材料の製
造方法を説明するための、装置の主要部を示した断面図
である。
造方法を説明するための、装置の主要部を示した断面図
である。
【図２】 図１の装置によるプレスで得た、潰れた金属
筒とその中の、異方性化された磁石粉末の塊を示す断面
図。
筒とその中の、異方性化された磁石粉末の塊を示す断面
図。
【図３】 金属筒に充填した磁石粉末の加工率と磁石性
能向上の度合いとの関係を示すグラフ。
能向上の度合いとの関係を示すグラフ。
１ 磁石合金の超急冷リボンから得た粉末 ２ 異方性化した磁石粉末の塊 ３ 金属筒 ４，５ パンチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 1/08 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３Ｄ // Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３ Ｈ０１Ｆ 1/08 Ａ
Claims (5)
- 【請求項１】 希土類−鉄−ボロン系磁石合金の超急冷
リボンから得た粉末を金属筒内に充填して雰囲気制御可
能な加熱プレス内に置き、非酸化性雰囲気下に、温度６
５０〜９００℃で、この金属筒ごと、その軸方向に一軸
圧縮して磁石合金の粒子に塑性変形を生じさせたのち、
取り出して粉砕することからなるボンド磁石用の異方性
磁石材料の製造方法。 - 【請求項２】 希土類−鉄−ボロン系磁石合金として、
下式であらわされる組成の合金を使用する請求項１の異
方性磁石材料の製造方法 ＲxＦｅ(100-x-y-z-w)ＣｏyＢzＴw （式中、ＲはＹを含む希土類元素であり、ＴはＧａ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｃ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｉｎ，Ｍｎ，Ｎｂ，
ＴａおよびＴｉから選ばれる１種または２種以上の元素
である。 ｘ＝１２．５〜１６，ｙ＝０〜１０，ｚ＝
４．８〜６．５，ｗ＝０〜１） - 【請求項３】 金属筒の圧縮前の高さをｈとし、横断面
の相当直径をｄとしたとき、ｈ／ｄを０．１〜４．５の
範囲にえらんで実施する請求項１の異方性磁石材料の製
造方法。 - 【請求項４】 金属筒の圧縮前の高さをｈとし、圧縮後
の高さをｈ’としたとき、ｈ／ｈ’を３．３〜２０の範
囲にえらんで実施する請求項１の異方性磁石材料の製造
方法。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の方
法により製造された異方性磁石材料を、樹脂バインダー
と混合し、この混合物に磁場を印加して磁石材料の粉末
を配向させた状態で成形することからなるボンド磁石の
製造方法。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10031876A JPH11233323A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 異方性磁石材料の製造方法とそれを使用するボンド磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10031876A JPH11233323A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 異方性磁石材料の製造方法とそれを使用するボンド磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233323A true JPH11233323A (ja) | 1999-08-27 |
Family
ID=12343250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10031876A Withdrawn JPH11233323A (ja) | 1998-02-13 | 1998-02-13 | 異方性磁石材料の製造方法とそれを使用するボンド磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233323A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088451A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-03-27 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類磁石およびその製造方法 |
| CN110753978A (zh) * | 2017-05-19 | 2020-02-04 | 罗伯特·博世有限公司 | 热变形磁体以及制备所述热变形磁体的方法 |
-
1998
- 1998-02-13 JP JP10031876A patent/JPH11233323A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002088451A (ja) * | 2000-07-10 | 2002-03-27 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類磁石およびその製造方法 |
| CN110753978A (zh) * | 2017-05-19 | 2020-02-04 | 罗伯特·博世有限公司 | 热变形磁体以及制备所述热变形磁体的方法 |
| JP2020520414A (ja) * | 2017-05-19 | 2020-07-09 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 熱間加工磁石、および前記熱間加工磁石の製造方法 |
| CN110753978B (zh) * | 2017-05-19 | 2021-09-28 | 罗伯特·博世有限公司 | 热变形磁体以及制备所述热变形磁体的方法 |
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