JPH1171644A - Ferromagnetic metallic glass alloy - Google Patents

Ferromagnetic metallic glass alloy

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JPH1171644A
JPH1171644A JP9235289A JP23528997A JPH1171644A JP H1171644 A JPH1171644 A JP H1171644A JP 9235289 A JP9235289 A JP 9235289A JP 23528997 A JP23528997 A JP 23528997A JP H1171644 A JPH1171644 A JP H1171644A
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JP
Japan
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atomic
metallic glass
alloy
glass alloy
δtx
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Withdrawn
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JP9235289A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichi Fujita
浩一 藤田
Teruhiro Makino
彰宏 牧野
Akihisa Inoue
明久 井上
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ferromagnetic metallic glass alloy extremely wide in the temp. interval (δTx) in the supercoolant region, having excellent ferromagnetism at a room temp., capable of producing more thickly than the case of an amorphous alloy thin strip obtained by the conventional liquid rapid-quenching method and moreover excellent in material strength. SOLUTION: This alloy is composed in such a manner that a metallic glass alloy has a compsn. essentially consisting of Fe, and contains one or >= two kinds of elements selected from rare earth elements, one or >= two kinds of elements selected from Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W and Cu, and B. The temp. interval δTx in the supercoolant region expressed by the equation of δTx=Tx-Tg (where Tx denotes the crystallization starting temp., and Tg denotes the glass transition temp.) is regulated to >=20 deg.K, and by subjecting to heat treatment at a temp. rising rate of >=20 deg.K/min, the alloy is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、硬磁性金属ガラス
合金に関するもので、室温で優れた硬磁性を有し、バル
ク状の永久磁石成形体とすることができる硬磁性金属ガ
ラス合金に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hard magnetic metallic glass alloy, and more particularly to a hard magnetic metallic glass alloy which has excellent hard magnetism at room temperature and can be formed into a bulk permanent magnet molded body.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から多元素合金のある種のものは、
結晶化の前の過冷却液体領域の状態においてある広い過
冷却液体領域を有し、これらは、金属ガラス合金(glas
sy alloy)を構成するものとして知られている。そし
て、この種の金属ガラス合金は、従来公知の液体急冷法
で製造したアモルファス合金の薄帯に比べてはるかに厚
いバルク状の合金となることも知られている。ところ
で、従来、アモルファス合金の薄帯と言えば、1960
年代において最初に製造されたFe-P-C系のアモルフ
ァス合金、1970年代において製造された(Fe,C
o,Ni)-P-B系、(Fe,Co,Ni)-Si-B系合
金、1980年代において製造された(Fe,Co,N
i)-M(Zr,Hf,Nb)系合金、(Fe,Co,N
i)-M(Zr,Hf,Nb)-B系合金が知られている
が、これらは、いずれも、105K/sレベルの冷却速
度で急冷して製造する必要があり、製造されたものの厚
さは50μm以下の薄帯であった。そこで、厚いバルク
状のボンド磁石が考えられているが、このボンド磁石
は、Nd2Fe14B相主体の合金の溶湯を液体急冷する
ことにより作製された磁粉と、Fe3B−Nd2Fe14
1系の交換スプリング磁粉をゴムやプラスチックの結合
材と混合して圧縮成形または射出成形により成形された
ものであるので、結合材が介在するために磁気特性が低
く、また、材料強度が弱いという問題があった。 一
方、金属ガラス合金では、厚さ数mmのものが得られ、
このような種類の金属ガラス合金として、1988年〜
1991年にかけて、Ln-Al-TM、Mg-Ln-T
M、Zr-Al-TM(ただし、Lnは希土類元素、TM
は遷移金属を示す。)系等の組成のものが発見されてい
る。
2. Description of the Related Art Certain types of multi-element alloys have conventionally been
It has a large supercooled liquid region that is in the state of the supercooled liquid region before crystallization, and these are metallic glass alloys (glas
sy alloy). It is also known that this kind of metallic glass alloy becomes a bulk alloy much thicker than a thin ribbon of an amorphous alloy manufactured by a conventionally known liquid quenching method. By the way, conventionally, the thin ribbon of the amorphous alloy is 1960
Fe-PC-based amorphous alloy first produced in the 1970s, (Fe, C
o, Ni) -P-B based alloy, (Fe, Co, Ni) -Si-B based alloy, manufactured in the 1980's (Fe, Co, N)
i) -M (Zr, Hf, Nb) based alloy, (Fe, Co, N
i) -M (Zr, Hf, Nb) -B-based alloys are known, but all of these alloys need to be rapidly cooled at a cooling rate of 10 5 K / s to be produced. The thickness of the object was 50 μm or less. In view of this, a thick bulk bonded magnet has been considered. This bonded magnet is composed of a magnetic powder produced by quenching a molten metal of an alloy mainly composed of Nd 2 Fe 14 B phase, and Fe 3 B-Nd 2 Fe. 14 B
It is made by compression molding or injection molding by mixing 1st exchange spring magnetic powder with rubber or plastic binder, so the magnetic properties are low due to the presence of the binder, and the material strength is weak. There was a problem. On the other hand, in the case of a metallic glass alloy, one having a thickness of several mm is obtained,
As such kind of metallic glass alloy, since 1988
Through 1991, Ln-Al-TM, Mg-Ln-T
M, Zr-Al-TM (where Ln is a rare earth element, TM
Represents a transition metal. ) Systems and other compositions have been discovered.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来知
られているこれらの金属ガラス合金は、いずれも、室温
において磁性を持つことはなく、この点において硬磁性
材料として見た場合に工業的には大きな制約があった。
従って、従来より室温で硬磁性を有し、厚いバルク状の
ものを得ることができる金属ガラス合金の研究開発が進
められていた。
However, none of these conventionally known metallic glass alloys has magnetism at room temperature, and in this respect, when viewed as a hard magnetic material, it is industrially difficult. There were big restrictions.
Therefore, conventionally, research and development of a metallic glass alloy which has a hard magnetism at room temperature and can obtain a thick bulk material has been promoted.

【0004】ここで各種の組成の合金において、過冷却
液体領域状態を示すとしても、これらの過冷却液体領域
の温度間隔ΔTx、即ち、結晶化開始温度(Tx)と、ガ
ラス遷移温度(Tg)との差、即ち、(Tx−Tg)の値
は一般に小さく、現実的には、金属ガラス形成能に乏し
く、実用性のないものであることを考慮すると、上記の
通りの広い過冷却液体領域の温度領域を持ち、冷却によ
って金属ガラスを構成することのできる合金の存在は、
従来公知のアモルファス合金の薄帯としての厚さの制約
を克服可能なことから、冶金学的には大いに注目される
ものである。しかし、工業材料として発展できるか否か
は、室温で強磁性を示す金属ガラス合金の発見が鍵とな
っている。
Here, in the alloys of various compositions, even if the state of the supercooled liquid region is shown, the temperature interval ΔTx between these supercooled liquid regions, that is, the crystallization start temperature (Tx) and the glass transition temperature (Tg) In general, the value of (Tx-Tg) is generally small, and in reality, it is poor in metallic glass forming ability and impractical. The presence of an alloy that has a temperature range of and can form metallic glass by cooling is
It is of great interest in metallurgy since it is possible to overcome the limitation of the thickness of a conventionally known amorphous alloy as a ribbon. However, whether it can be developed as an industrial material depends on finding a metallic glass alloy that exhibits ferromagnetism at room temperature.

【0005】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、過冷却液体領域の温度間隔ΔTxが極めて広く、
室温で優れた硬磁性を有し、従来の液体急冷法で得られ
るアモルファス合金薄帯よりも厚く製造でき、しかも材
料強度が優れた硬磁性金属ガラス合金を提供することを
目的とする。
[0005] The present invention has been made in view of the above circumstances, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid region is extremely wide,
An object of the present invention is to provide a hard magnetic metallic glass alloy which has excellent hard magnetism at room temperature, can be manufactured thicker than an amorphous alloy ribbon obtained by a conventional liquid quenching method, and has excellent material strength.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明に係る硬磁性金属
ガラス合金は、Feを主成分とし、希土類元素のうちか
ら選択される1種又は2種以上の元素Rと、Ti、Z
r、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Cuのう
ちから選択される1種又は2種以上の元素Mと、Bを含
み、ΔTx=Tx−Tg(ただしTxは、結晶化開始温度、
Tgはガラス遷移温度を示す。)の式で表される過冷却
液体領域の温度間隔ΔTxが20K以上である金属ガラ
ス合金が、20K/分以上の昇温速度で熱処理されてな
ることを特徴とする。
The hard magnetic metallic glass alloy according to the present invention comprises Fe as a main component, one or more elements R selected from rare earth elements, and Ti, Z.
r, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, and Cu, containing one or more elements M and B, and ΔTx = Tx−Tg (where Tx is Starting temperature,
Tg indicates a glass transition temperature. ) Is characterized in that a metallic glass alloy having a temperature interval ΔTx of the supercooled liquid region represented by the formula of (2) of not less than 20K is heat-treated at a temperature increasing rate of not less than 20K / min.

【0007】また、本発明に係わる硬磁性金属ガラス合
金は、下記の組成式で表されることを特徴とするもので
も良い。 Fe100-x-y-z-wxyzw 但し、TはCo、Niのうちから選択される1種または
2種の元素であり、組成比を示すx、y、z、wは原子
%で、2原子%≦x≦15原子%、2原子%≦y≦20
原子%、0原子%≦z≦20原子%、10原子%≦w≦
30原子%である。
Further, the hard magnetic metallic glass alloy according to the present invention may be characterized by being represented by the following composition formula. Fe 100-xyzw R x M y T z B w where, T is one or two elements selected Co, from among Ni, x indicating the composition ratio, y, z, w in atomic% 2 atomic% ≦ x ≦ 15 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦ 20
Atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 20 atomic%, 10 atomic% ≦ w ≦
30 atomic%.

【0008】また、本発明に係わる硬磁性金属ガラス合
金は、下記の組成式で表されることを特徴とするもので
あってもよい。 Fe100-x-y-z-w-txyzwt 但し、TはCo、Niのうちから選択される1種または
2種の元素であり、組成比を示すx、y、z、w、tは
原子%で、2原子%≦x≦15原子%、2原子%≦y≦
20原子%、0原子%≦z≦20原子%、10原子%≦
w≦30原子%、0原子%≦t≦5原子%であり、元素
LはRu、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、S
i、Ge、Ga、Sn、C、Pのうちから選択される1
種又は2種以上の元素である。
Further, the hard magnetic metallic glass alloy according to the present invention may be characterized by being represented by the following composition formula. Fe 100-xyzwt R x M y T z B w L t where, T is one or two elements selected Co, from among Ni, x indicating the composition ratio, y, z, w, t Is atomic%, 2 atomic% ≦ x ≦ 15 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦
20 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 20 atomic%, 10 atomic% ≦
w ≦ 30 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 5 atomic%, and the element L is Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Al, S
1 selected from i, Ge, Ga, Sn, C, and P
A species or two or more elements.

【0009】本発明においては、上記熱処理が施された
金属ガラス合金は、α−Fe相とFe3B相の1種また
は2種からなる結晶質相と、Nd2Fe14B相からなる
結晶質相が析出していることを特徴とするものでも良
い。なお、本発明においては、製造上不可避の不純物、
例えば、希土類酸化物などが少量含有されていても、本
発明の硬磁性金属ガラス合金の技術的思想の範囲内と見
なすことができる。
In the present invention, the heat-treated metallic glass alloy includes a crystalline phase composed of one or two of an α-Fe phase and an Fe 3 B phase and a crystalline phase composed of an Nd 2 Fe 14 B phase. It may be characterized by the fact that a quality phase is precipitated. In the present invention, inevitable impurities in production,
For example, even if a small amount of a rare earth oxide or the like is contained, it can be considered as being within the technical idea of the hard magnetic metallic glass alloy of the present invention.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。本発明に係る硬磁性金属ガ
ラス合金は、Feを主成分とし、希土類元素のうちから
選択される1種又は2種以上の元素Rと、Ti、Zr、
Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Cuのうちか
ら選択される1種又は2種以上の元素Mと、Bを含み、
ΔTx=Tx−Tg(ただしTxは、結晶化開始温度、Tg
はガラス遷移温度を示す。)の式で表される過冷却液体
領域の温度間隔ΔTxが20K以上である金属ガラス合
金が、20K/分以上の昇温速度で熱処理されてなるも
のである。上記の組成系において、Crを必ず含む場合
は、ΔTxが40K以上であることが好ましい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The hard magnetic metallic glass alloy according to the present invention contains Fe as a main component, one or more elements R selected from rare earth elements, Ti, Zr,
One or more elements M selected from Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, and Cu, and B,
ΔTx = Tx−Tg (where Tx is the crystallization start temperature, Tg
Indicates a glass transition temperature. ) Is obtained by heat-treating a metallic glass alloy having a temperature interval ΔTx of 20K or more in the supercooled liquid region represented by the formula (2), at a temperature increasing rate of 20 K / min or more. In the above composition system, when Cr is always contained, ΔTx is preferably 40K or more.

【0011】本発明に係る硬磁性金属ガラス合金の1つ
は、組成式においては、 Fe100-x-y-z-wxyzw で表わすことができ、この組成式において、TはCo、
Niのうちから選択される1種または2種の元素であ
り、組成比を示すx、y、z、wは、2原子%≦x≦1
5原子%、2原子%≦y≦20原子%、0原子%≦z≦
20原子%、10原子%≦w≦30原子%なる条件を満
たすことが好ましい。
[0011] One of the hard magnetic glassy alloy according to the present invention, in the composition formula, can be represented by Fe 100-xyzw R x M y T z B w, in this composition formula, T is Co,
Ni is one or two elements selected from Ni, and x, y, z, and w indicating the composition ratio are 2 atomic% ≦ x ≦ 1
5 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦ 20 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦
It is preferable that the condition of 20 at%, 10 at% ≦ w ≦ 30 at% is satisfied.

【0012】次に本発明に係る他の硬磁性金属ガラス合
金は、組成式においては、 Fe100-x-y-z-w-txyzwt で表され、この組成式において、TはCo、Niのうち
から選択される1種または2種の元素であり、組成比を
示すx、y、z、w、tは、2原子%≦x≦15原子
%、2原子%≦y≦20原子%、0原子%≦z≦20原
子%、10原子%≦w≦30原子%、0原子%≦t≦5
原子%なる条件を満たし、元素LはRu、Rh、Pd、
Os、Ir、Pt、Al、Si、Ge、Ga、Sn、
C、Pのうちから選択される1種又は2種以上の元素で
ある。また、本発明は、上記Fe100-x-y-z-wxyz
wなる組成式または上記Fe100-x-y-z-w-txyz
wtなる組成式において、組成比を示すxは原子%
で、2原子%≦x≦12原子%の範囲であることが好ま
しく、2原子%≦x≦8原子%の範囲であるとさらに好
ましい。さらに、本発明は上記Fe100-x-y-z-wxy
zwなる組成式または上記Fe100-x-y-z-w-txy
zwtなる組成式において、組成比を示すyは原子
%で、2原子%≦y≦15原子%の範囲であることが好
ましく、2原子%≦y≦6原子%の範囲であるとさらに
好ましい。また、本発明は上記Fe100-x-y-z-wxy
zwなる組成式または上記F e 100-x-y-z-w-txy
zwtなる組成式において、組成比を示すzは原子
%で、0.1原子%≦z≦20原子%の範囲であること
が好ましく、2原子%≦z≦10原子%の範囲であると
さらに好ましい。
Next, another hard magnetic metallic glass composite according to the present invention will be described.
Gold is, in the composition formula, Fe100-xyzwtRxMyTzBwLt In this composition formula, T is Co or Ni.
One or two elements selected from the group consisting of
X, y, z, w, and t shown are 2 atomic% ≦ x ≦ 15 atoms
%, 2 atomic% ≦ y ≦ 20 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 20
%, 10 atomic% ≦ w ≦ 30 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 5
Atomic%, and the element L is composed of Ru, Rh, Pd,
Os, Ir, Pt, Al, Si, Ge, Ga, Sn,
One or more elements selected from C and P
is there. Further, the present invention relates to the above Fe100-xyzwRxMyTz
BwOr the above formula Fe100-xyzwtRxMyTz
BwLtIn the composition formula, x indicating the composition ratio is atomic%.
And it is preferable that 2 atomic% ≦ x ≦ 12 atomic%.
It is more preferable that 2 atomic% ≦ x ≦ 8 atomic%.
Good. Further, the present invention relates to the above Fe100-xyzwRxMy
TzBwOr the above formula Fe100-xyzwtRxMy
TzBwLtIn the composition formula, y representing the composition ratio is an atom
%, Preferably in the range of 2 atomic% ≦ y ≦ 15 atomic%.
More preferably, the range of 2 at% ≦ y ≦ 6 at% is more preferable.
preferable. Further, the present invention relates to the above Fe100-xyzwRxMy
TzBwOr the above formula Fe 100-xyzwtRxMy
TzBwLtIn the composition formula, z representing the composition ratio is an atom
% In the range of 0.1 atomic% ≦ z ≦ 20 atomic%
Is preferably in the range of 2 atomic% ≦ z ≦ 10 atomic%.
More preferred.

【0013】また、本発明は、上記Fe100-x-y-z-wx
yzwなる組成式または上記Fe100-x-y-z-w-tx
yzwtなる組成式において、元素Mが(Cr1-a
M'a)で表され、M'はTi、Zr、Hf、V、Nb、
Ta、Mo、W、Cuのうちから選択され る1種また
は2種以上の元素であり、0≦a≦1であることを特徴
とするものであってもよい。更に、このような組成式で
表される硬磁性金属ガラス合金においては、上記組成式
中の組成比を示すaが0≦a≦0.5の範囲であること
が好ましい。本発明において熱処理時の保持温度は、5
00〜850℃、好ましくは550〜750℃で加熱が
なされていることが、保磁力および最大磁気エネルギー
積が向上した硬磁性金属ガラス合金が得られる点で好ま
しい。熱処理が施された後(加熱された後)の硬磁性金
属ガラス合金は、例えば、水焼入れなどの手段によって
冷却される。
Further, the present invention relates to the above Fe 100-xyzw R x
M y T z B w a composition formula or the Fe 100-xyzwt R x
M y T z B w L at t a composition formula, element M (Cr 1-a
M ′ a ), where M ′ is Ti, Zr, Hf, V, Nb,
It may be one or more elements selected from Ta, Mo, W, and Cu, wherein 0 ≦ a ≦ 1. Further, in the hard magnetic metallic glass alloy represented by such a composition formula, it is preferable that a indicating the composition ratio in the above composition formula is in the range of 0 ≦ a ≦ 0.5. In the present invention, the holding temperature during the heat treatment is 5
Heating at 00 to 850 ° C, preferably 550 to 750 ° C, is preferable in that a hard magnetic metallic glass alloy having improved coercive force and maximum magnetic energy product can be obtained. The hard magnetic metallic glass alloy after the heat treatment (after being heated) is cooled by, for example, water quenching.

【0014】上記熱処理時の保持温度までの昇温速度
は、硬磁性金属ガラス合金の保磁力および最大磁気エネ
ルギー 積の向上の点から20K/分以上とされ、好ま
しくは20〜80K/分、より好ましくは40K/分〜
80K/分とされる。本発明においては、上記組成系の
金属ガラス合金に上述の熱処理を施すことにより、α−
Fe相とFe3B相の1種または2種からなる結晶質相
と、Nd2Fe 14B相からなる結晶質相を析出させるこ
とができる。この硬磁性金属ガラス合金は、α−Fe相
などが析出したソフト磁性相と、Nd2Fe14B相など
が析出したハード磁性相からなる混相状態が形成されて
いるので、ソフト磁性相とハード磁性相とを磁気的に結
合させた交換スプリング磁石特性を示すものとなる。な
お、本発明においては、上述した結晶質相が析出したも
のも金属ガラス合金と呼ぶこととする。また、ΔTxを
有するものを金属ガラスとし、ΔTxがないアモルファ
スと区別することとする。
Heating rate up to the holding temperature during the heat treatment
Is the coercive force and maximum magnetic energy of the hard magnetic metallic glass alloy.
20K / min or more from the viewpoint of improving
20 to 80 K / min, more preferably 40 K / min.
80 K / min. In the present invention, the above composition system
By performing the above-described heat treatment on the metallic glass alloy, α-
Fe phase and FeThreeCrystalline phase consisting of one or two B phases
And NdTwoFe 14To precipitate a crystalline phase consisting of phase B
Can be. This hard magnetic metallic glass alloy has an α-Fe phase
Soft magnetic phase with NdTwoFe14B phase etc.
A mixed phase consisting of the hard magnetic phase where
The magnetic phase between the soft magnetic phase and the hard magnetic phase.
The combined exchange spring magnet characteristics are shown. What
Incidentally, in the present invention, even if the above-mentioned crystalline phase is precipitated
Is also referred to as a metallic glass alloy. Also, ΔTx
Amorpha with metallic glass and no ΔTx
Will be distinguished from

【0015】「組成限定理由」本発明組成系において、
主成分であるFeや、Coは、磁性を担う元素であり、
高い飽和磁束密度と優れた硬磁気特性を得るために重要
である。また、Feを多く含む成分系においてΔTxが
大きくなり易く、Feを多く含む成分系においてCo含
有量を適正な値とすることで、ΔTxの値を大きくする
効果がある。他の元素と複合添加することにより、磁気
特性を劣化させずにΔTxの値を大きくすることがで
き、また、キュリー点を上げ、温度係数を下げる効果が
ある。具体的には、ΔTxを確実に得るためには、元素
Tの組成比を 示すzの値を0≦z≦20の範囲、20
K以上のΔTxを確実に得るためには、 Tの組成比を示
すzの値を2原子%≦z≦10原子%の範囲とすること
が好ましい。また、必要に応じて、Coの一部または全
部をNiで置換しても良い。
"Reason for limiting composition" In the composition system of the present invention,
Fe and Co as main components are elements that carry magnetism,
It is important to obtain high saturation magnetic flux density and excellent hard magnetic properties. In addition, ΔTx tends to increase in a component system containing a large amount of Fe, and setting the Co content to an appropriate value in a component system containing a large amount of Fe has an effect of increasing the value of ΔTx. The combined addition with other elements has the effect of increasing the value of ΔTx without deteriorating the magnetic properties, increasing the Curie point, and lowering the temperature coefficient. Specifically, in order to reliably obtain ΔTx, the value of z indicating the composition ratio of the element T is set in the range of 0 ≦ z ≦ 20,
In order to reliably obtain ΔTx of K or more, it is preferable that the value of z indicating the composition ratio of T be in the range of 2 atomic% ≦ z ≦ 10 atomic%. If necessary, part or all of Co may be replaced with Ni.

【0016】Rは、希土類金属(Y、La、Ce、P
r、Nd、Gd、Tb、Dy、Ho、Er)のうちから
選択される1種又は2種以上の元素である。これらの化
合物であるR2Fe14B相は一軸磁気異方性を生じさ
せ、保磁力(iHc)を増大させるために有効な元素であ
り、2原子%以上、15原子%以下の範囲であると良
い。更に、Feの含有量を減らさずに高い磁化が保てる
ようにして、保磁力(iHc)との磁気的なバランスを保
持するためには、より好ましくは2原子%以上、12原
子%以下、さらに好ましくは、2原子%以上、8原子%
以下の範囲にすると良い。
R is a rare earth metal (Y, La, Ce, P
r, Nd, Gd, Tb, Dy, Ho, Er). The R 2 Fe 14 B phase as these compounds is an element effective for generating uniaxial magnetic anisotropy and increasing the coercive force (iHc), and is in the range of 2 atomic% to 15 atomic%. And good. Further, in order to maintain a high magnetization without reducing the Fe content and maintain a magnetic balance with the coercive force (iHc), it is more preferable that the content be 2 atomic% or more and 12 atomic% or less. Preferably, 2 atomic% or more, 8 atomic%
The following range is recommended.

【0017】MはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、
Cr、Mo、W、Cuのうちから選択される1種又は2
種以上の元素である。これらは非晶質を生成させるため
に有効な元素であり、2原子%以上、20原子%以下の
範囲であると良い。更に、高い磁気特性を得るために
は、より好ましくは2原子%以上、15原子%以下、さ
らに好ましくは2原子%以上6原子%以下にすると良
い。これら元素Mのうち、特にCrが有効である。Cr
は、その一部をTi、Zr、Hf、V、Nb、Ta、M
o、W、Cuのうちから選択される1種または2種以上
の元素と置換することができるが、置換する場合の組成
比aは、0≦a≦1の範囲であると、高いΔTxを得る
ことができるが、特に高いΔTxを確実に得るためには
0≦c≦0.5の範囲が好ましい。また、元素Mのうち
Cuは、結晶化させて硬磁性とする際に、結晶の粗大化
を防止する効果があり、硬磁気特性を向上させる作用が
ある。
M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta,
One or two selected from Cr, Mo, W, and Cu
More than one kind of element. These are effective elements for forming an amorphous material, and are preferably in the range of 2 to 20 atomic%. Further, in order to obtain high magnetic properties, the content is more preferably 2 to 15 atomic%, and still more preferably 2 to 6 atomic%. Of these elements M, Cr is particularly effective. Cr
Represents a part of Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, M
It can be replaced by one or more elements selected from o, W, and Cu. When the replacement ratio is in the range of 0 ≦ a ≦ 1, a high ΔTx can be obtained. Although it can be obtained, the range of 0 ≦ c ≦ 0.5 is preferable in order to reliably obtain a particularly high ΔTx. In addition, Cu of the element M has an effect of preventing the crystal from becoming coarse when crystallized to be hard magnetic, and has an effect of improving hard magnetic characteristics.

【0018】Bは、高い非晶質生成能があり、本発明で
は10原子%以上、30原子%以下の範囲で添加する。
Bの添加量が10原子%未満であると、ΔTxが消滅す
るために好ましくなく、30原子%よりも大きくなると
磁気特性が劣化するために好ましくない。より高い非晶
質形成能と良好な磁気特性を得るためには、14原子%
以上、20原子%以下とすることがより好ましい。
B has a high amorphous forming ability, and is added in the range of 10 at% to 30 at% in the present invention.
If the addition amount of B is less than 10 atomic%, ΔTx disappears, which is not preferable. If it is more than 30 atomic%, magnetic properties deteriorate, which is not preferable. In order to obtain higher amorphous forming ability and better magnetic properties, 14 atomic%
As described above, the content is more preferably set to 20 atomic% or less.

【0019】上記の組成系に更に、Lで示される、R
u、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、Si、G
e、Ga、Sn、C、Pのうちから選択される1種又は
2種以上の元素を添加することもできる。本発明ではこ
れらの元素を0原子%以上、5原子%以下の範囲で添加
することができる。これらの元素は主に耐食性を向上さ
せる目的で添加するもので、この範囲を外れると、硬磁
気特性が低下する。また、この範囲を外れるとガラス形
成能が劣化するために好ましくない。
In the above composition system, R, represented by L,
u, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Al, Si, G
One, two or more elements selected from e, Ga, Sn, C, and P can be added. In the present invention, these elements can be added in a range of 0 atomic% to 5 atomic%. These elements are added mainly for the purpose of improving the corrosion resistance. If the content is out of this range, the hard magnetic properties deteriorate. Outside of this range, the glass forming ability is undesirably deteriorated.

【0020】上記組成系の硬磁性金属ガラス合金材を製
造するには、例えば、各成分の元素単体粉末もしくは元
素単体塊状物(予め一部合金化していても良い。)を用
意し、上記組成範囲になるようにこれらの元素単体粉末
もしくは元素単体塊状物を混合し、次いでこの混合粉末
をArガス等の不活性ガス雰囲気中において、るつぼ等
の溶解装置で溶解して所定組成の合金溶湯を得る。次に
この合金溶湯を鋳型に流し込んで徐冷したり、あるいは
単ロール法を用いて急冷することで、硬磁性金属ガラス
合金材を得ることができ、これを熱処理すれば、従来の
液体急冷法で得られるアモルファス合金薄帯よりも厚
い、バルク状の永久磁石成形体を得ることができる。こ
こでの熱処理の際の昇温速度は20K/分以上とする。
上記の単ロール法とは、回転している金属ロールに溶湯
を吹き付けて急冷し、溶湯を冷却した薄帯状のアモルフ
ァス合金を得る方法である。このようにして得られたバ
ルク状の硬磁性金属ガラス合金は、特に、上記組成系の
金属ガラス合金が20K/分以上の昇温速度で熱処理さ
れたことにより、α−Fe相などが析出したソフト磁性
相と、Nd2Fe14B相などが析出したハード磁性相か
らなる混相状態が形成され、しかもソフト磁性相とハー
ド磁性相の交換結合特性を向上させることができるの
で、保磁力および最大磁気エネルギー積が増加し、優れ
た硬磁気特性が得られる。また、このバルク状の硬磁性
金属ガラス合金は、ゴムやプラスチックなどの結合材が
介在されていないために磁気特性が良好であり、材料強
度が強いという利点がある。また、耐食性にも優れ、防
錆性も良い。
In order to produce a hard magnetic metallic glass alloy material having the above composition system, for example, a powder of elemental element or a lump of elemental element (which may be partially alloyed in advance) of each component is prepared, and the above composition is prepared. These elemental powders or elemental agglomerates are mixed so as to be in the range, and then the mixed powder is melted in a crucible or other melting device in an inert gas atmosphere such as Ar gas to form a molten alloy having a predetermined composition. obtain. Next, the molten alloy is poured into a mold and gradually cooled, or quenched using a single roll method, whereby a hard magnetic metallic glass alloy material can be obtained. , A bulk permanent magnet molded article thicker than the amorphous alloy ribbon obtained by the method can be obtained. The rate of temperature rise during the heat treatment here is 20 K / min or more.
The single roll method is a method in which a molten metal is sprayed onto a rotating metal roll to rapidly cool the molten metal roll to obtain a ribbon-shaped amorphous alloy in which the molten metal is cooled. In the bulk hard magnetic metallic glass alloy thus obtained, an α-Fe phase or the like was precipitated particularly when the metallic glass alloy having the above composition was heat-treated at a heating rate of 20 K / min or more. Since a mixed phase composed of a soft magnetic phase and a hard magnetic phase on which Nd 2 Fe 14 B phase is precipitated is formed, and the exchange coupling characteristics between the soft magnetic phase and the hard magnetic phase can be improved, the coercive force and the maximum The magnetic energy product increases, and excellent hard magnetic properties are obtained. In addition, the bulk hard magnetic metallic glass alloy has an advantage that the magnetic properties are good and the material strength is high because a binder such as rubber or plastic is not interposed. It also has excellent corrosion resistance and good rust prevention.

【0021】[0021]

【実施例】【Example】

(金属ガラス合金の製造例1)Feと、Coと、Nd
と、Cr又Zrの単体純金属と純ボロン結晶をArガス
雰囲気中において混合しアーク溶解して母合金を製造し
た。次に、この母合金をルツボで溶解し、60cmHg
のアルゴンガス雰囲気中において4000r.p.mで
回転している銅ロールにルツボ下端の0.35〜0.45
mm径のノズルから射出圧力0.50kgf/cm2で吹
き出して急冷する単ロール法を実施することにより、幅
0.4〜1mm、厚さ20〜30μmの金属ガラス合金
薄帯の試料を製造した。ここで用いた単ロール液体急冷
装置の単ロールは、その表面が#1500で仕上げされ
たものであった。また、単ロールとノズル先端とのギャ
ップは、0.30mmであった。得られた試料は、X線
回析と示差走査熱量測定(DSC)により分析し、透過
電子顕微鏡(TEM)により観察し、振動試料型磁力計
(VSM)にて15kOe、室温において磁気特性を測
定した。
(Production Example 1 of Metallic Glass Alloy) Fe, Co, and Nd
And a single pure metal of Cr or Zr and a pure boron crystal were mixed in an Ar gas atmosphere and arc-melted to produce a mother alloy. Next, this master alloy was melted with a crucible, and 60 cmHg
In an argon gas atmosphere of 4000 r. p. 0.35 to 0.45 at the bottom of the crucible on the copper roll rotating at m
A sample of a metallic glass alloy thin ribbon having a width of 0.4 to 1 mm and a thickness of 20 to 30 μm was manufactured by performing a single roll method in which the material was blown out from a nozzle having a diameter of 0.5 mm at an injection pressure of 0.50 kgf / cm 2 and rapidly cooled. . The surface of the single roll of the single roll liquid quenching device used here was finished with # 1500. The gap between the single roll and the tip of the nozzle was 0.30 mm. The obtained sample is analyzed by X-ray diffraction and differential scanning calorimetry (DSC), observed by a transmission electron microscope (TEM), and measured for magnetic properties at room temperature at 15 kOe by a vibrating sample magnetometer (VSM). did.

【0022】図1は、Fe63Co7Nd10-xZrx
20(x=0,2,4,6)なる組成の試料をそれぞれ昇
温速度0.67K/秒で127〜827℃の範囲で加熱
したときのDSC曲線を求めた結果を示すものである。
図1からFe63Co7Nd1020なる組成の金属ガラス合
金薄帯試料の場合、3つ以上の発熱ピークが観察され結
晶化は3段階以上で起こっているものと考えられ、ま
た、結晶化開始温度Tx以下においてガラス遷移温度Tg
は観察されないが、Zrを添加し、添加量を増加させる
と、Zrの添加量が4原子%以上においてTx以下の温
度においてTgに対応すると思われる吸熱反応が観察さ
れることがわかる。
FIG. 1 shows Fe 63 Co 7 Nd 10-x Zr x B
20 shows the results of DSC curves obtained when samples having compositions of 20 (x = 0, 2, 4, 6) were heated at a heating rate of 0.67 K / sec in the range of 127 to 827 ° C., respectively.
From FIG. 1, in the case of a metallic glass alloy ribbon sample having a composition of Fe 63 Co 7 Nd 10 B 20 , three or more exothermic peaks were observed, and it is considered that crystallization occurred in three or more stages. Glass transition temperature Tg below the onset temperature Tx
Is not observed, but when Zr is added and the amount added is increased, an endothermic reaction which is considered to correspond to Tg is observed at a temperature of Tx or lower when the amount of Zr added is 4 atomic% or more.

【0023】次に、Fe63Co7Nd10-xCrx20(x
=0,2,4,6)なる組成の試料を真空封入した後、
マッフル炉を用いて560℃(833K)〜900℃
(1173K)、保持時間300秒で熱処理した場合の
磁気特性の熱処理温度依存性を調べた結果を図2に示
す。
Next, Fe 63 Co 7 Nd 10-x Cr x B 20 (x
= 0,2,4,6) after vacuum-sealing a sample having the composition
560 ° C (833K) to 900 ° C using a muffle furnace
(1173K), FIG. 2 shows the results of examining the heat treatment temperature dependence of the magnetic properties when heat treatment was performed for a holding time of 300 seconds.

【0024】図2に示した結果から飽和磁化について
は、Crが添加された実施例の試料(x=2、4、6)
はCrが添加されていない比較例の試料(x=0)に比
べて大きく、1T以上の高い値を示すことがわかる。残
留磁化については、いずれの試料においても、熱処理温
度上昇に伴い増大する傾向を示しており、また、Crが
添加された実施例の試料(x=2、4、6)はCrが添
加されていない比較例の試料(x=0)に比べて大き
く、0.8T程度まで上昇し、非常に高い角型比を示し
ていることがわかる。保磁力については、Crが添加さ
れた実施例の試料(x=2、4、6)はCrの添加量お
よび熱処理温度にかかわらずCrが添加されていない比
較例の試料(x=0)に比べて低いが、最大エネルギー
積はx=4、6の試料については、大きくなっているこ
とがわかる。
From the results shown in FIG. 2, regarding the saturation magnetization, the samples of the embodiment to which Cr was added (x = 2, 4, 6)
Is larger than that of the sample of the comparative example (x = 0) to which Cr is not added, and shows a high value of 1T or more. In any of the samples, the remanent magnetization shows a tendency to increase as the heat treatment temperature increases, and the samples (x = 2, 4, 6) of the examples to which Cr is added have Cr added. It can be seen that it is larger than that of the comparative sample (x = 0), rises to about 0.8 T, and shows a very high squareness ratio. Regarding the coercive force, the sample of the example in which Cr was added (x = 2, 4, 6) was different from the sample of the comparative example in which Cr was not added (x = 0) regardless of the amount of Cr added and the heat treatment temperature. It can be seen that the maximum energy products are larger for the samples with x = 4 and 6 although they are lower.

【0025】次に、Fe63Co7Nd6Cr420なる組
成の金属ガラス合金薄帯試料を真空封入した後、マッフ
ル炉を用いて熱処理する際の昇温速度を10K/分以
上、保持温度を650℃(923K)、保持時間300
秒とした場合の磁気特性の昇温速度依存性を調べた結果
を図3および表1に示す。また、表1に単ロール法によ
り製造された急冷状態のままの金属ガラス合金薄帯試料
の密度を合わせて示す。
Next, after a metallic glass alloy ribbon sample having a composition of Fe 63 Co 7 Nd 6 Cr 4 B 20 is vacuum-sealed, the rate of temperature rise during heat treatment using a muffle furnace is maintained at 10 K / min or more. Temperature 650 ° C (923K), retention time 300
FIG. 3 and Table 1 show the results of examining the temperature rise rate dependence of the magnetic characteristics in the case of seconds. Table 1 also shows the density of the rapidly quenched metallic glass alloy ribbon sample manufactured by the single roll method.

【0026】[0026]

【表1】 [Table 1]

【0027】表1中、as−Qは熱処理していない急冷
状態のままの合金薄帯試料、aは熱処理時の昇温速度、
∞は昇温速度の最大値、Isは飽和磁化、Irは残留磁
化、Ir/Isは角形比、iHcは保磁力、(BH)maxは
最大磁気エネルギー積を示す。
In Table 1, as-Q is an alloy ribbon sample in a quenched state without heat treatment, a is a heating rate during heat treatment,
∞ indicates the maximum value of the heating rate, Is indicates the saturation magnetization, Ir indicates the residual magnetization, Ir / Is indicates the squareness ratio, iHc indicates the coercive force, and (BH) max indicates the maximum magnetic energy product.

【0028】図3及び表1に示した結果からFe63Co
7Nd6Cr420なる組成の金属ガラス合金薄帯試料を
熱処理する際の昇温速度を20K/分以上とすることに
より、飽和磁化や残留磁化についてはあまり変化はみら
れないが、保磁力および最大磁気エネルギー積が増加す
る傾向が認められ、 昇温速度が40K/分のときの保
保磁力は約400kA/m、最大磁気エネルギー積は5
4kJ/m3が得られてており、昇温速度が80K/分
のときの保磁力は約450kA/m、最大磁気エネルギ
ー積は65kJ/m3が得られていることがわかる。ま
た、昇温速度が80K/分付近で保磁力および最大磁気
エネルギー積は最大となっており、さらに昇温速度を8
0K/分を超えて速くしても、逆に磁気特性は低下して
いることから、この組成の金属ガラス合金の場合の昇温
速度の上限は80K/分付近であると思われる。
From the results shown in FIG. 3 and Table 1, Fe 63 Co
By setting the heating rate of the metallic glass alloy ribbon sample having a composition of 7 Nd 6 Cr 4 B 20 to 20 K / min or more, the saturation magnetization and the residual magnetization are not significantly changed. The magnetic force and the maximum magnetic energy product tend to increase. The coercive force at a heating rate of 40 K / min is about 400 kA / m, and the maximum magnetic energy product is 5
4 kJ / m 3 has been obtained, the coercive force at a heating rate 80K / minute to about 450kA / m, it is understood that the maximum magnetic energy product is 65 kJ / m 3 is obtained. Further, the coercive force and the maximum magnetic energy product are maximum when the heating rate is around 80 K / min.
Even if the speed is higher than 0 K / min, the magnetic properties are conversely reduced. Therefore, it is considered that the upper limit of the heating rate in the case of the metallic glass alloy of this composition is around 80 K / min.

【0029】Fe63Co7Nd6Cr420なる組成の金
属ガラス合金薄帯試料について熱処理前後のI−Hルー
プを図4に示す。また、比較のためにFe63Co7Nd10
20なる組成の金属ガラス合金薄帯試料について熱処理
前後のI−Hループを図5に示す。図4〜図5から明ら
かなように、比較例のFe63Co7Nd1020なる組成の
非晶質合金薄帯試料の場合、熱処理されていない急冷状
態のままのものは軟磁性を示し、結晶化熱処理により硬
磁性を示している。また、結晶析出初期の段階では析出
相が非常に微細であること、熱処理温度上昇に伴って保
磁力の減少、角型比の劣化が観察されることから各析出
相、特に、ソフト磁性相の粒成長が起ることがわかる。
これに対してCrが添加された実施例のFe63Co7
6Cr420なる組成の金属ガラス合金薄帯試料の場
合、熱処理されていない急冷状態のままのものは軟磁性
を示し、結晶化熱処理により硬磁性を示している。ま
た、飽和磁化、残留磁化が非常に高く、結晶析出初期の
段階から保磁力が増大し、1段階目の結晶化後に最大を
示した後、僅かに減少することがわかる。これにより、
最大エネルギー積は、比較例より大きな値を示すことが
わかる。このことから、実施例の金属ガラス合金薄帯試
料は、ソフト磁性相とハード磁性相からなる交換スプリ
ング磁石となることがわかる。
FIG. 4 shows the IH loop before and after the heat treatment of the metallic glass alloy ribbon sample having the composition of Fe 63 Co 7 Nd 6 Cr 4 B 20 . For comparison, Fe 63 Co 7 Nd 10
Heat treatment before and after I-H loop for glassy alloy ribbon sample B 20 a composition shown in FIG. As is clear from FIGS. 4 and 5, in the case of the amorphous alloy ribbon sample having the composition of Fe 63 Co 7 Nd 10 B 20 of the comparative example, the quenched state that has not been heat-treated shows soft magnetism. Shows hard magnetism by crystallization heat treatment. In addition, at the initial stage of crystal precipitation, the precipitated phase is very fine, and the coercive force decreases and the squareness deteriorates as the heat treatment temperature increases. It can be seen that grain growth occurs.
On the other hand, the Fe 63 Co 7 N
In the case of a metallic glass alloy ribbon sample having a composition of d 6 Cr 4 B 20, a quenched state that has not been heat-treated shows soft magnetism, and shows a hard magnetism by crystallization heat treatment. Further, it can be seen that the saturation magnetization and the residual magnetization are extremely high, the coercive force increases from the initial stage of crystal precipitation, and reaches a maximum after the first stage of crystallization, and then slightly decreases. This allows
It can be seen that the maximum energy product shows a larger value than the comparative example. This shows that the metallic glass alloy ribbon sample of the example is an exchange spring magnet composed of a soft magnetic phase and a hard magnetic phase.

【0030】(金属ガラス合金の製造例2)Feと、C
oと、Ndと、Crの単体純金属と純ボロン結晶をAr
ガス雰囲気中において混合しアーク溶解して母合金を製
造した。次に、この母合金をルツボで溶解し、上述の製
造例2と同様にして単ロール法を実施することにより、
幅0.4〜1mm、厚さ20〜30μmの金属ガラス合
金薄帯の試料を製造した。得られた試料は、X線回析と
示差走査熱量測定(DSC)により分析し、透過電子顕
微鏡(TEM)により観察し、振動試料型磁力計(VS
M)にて15kOe、室温において磁気特性を測定し
た。
(Production Example 2 of Metallic Glass Alloy) Fe and C
O, Nd, Cr simple pure metal and pure boron crystal are Ar
The mother alloy was manufactured by mixing and arc melting in a gas atmosphere. Next, the mother alloy was melted in a crucible, and a single roll method was performed in the same manner as in Production Example 2 described above.
Samples of metallic glass alloy ribbons having a width of 0.4 to 1 mm and a thickness of 20 to 30 μm were produced. The obtained sample was analyzed by X-ray diffraction and differential scanning calorimetry (DSC), observed with a transmission electron microscope (TEM), and then measured with a vibrating sample magnetometer (VS).
M), the magnetic properties were measured at room temperature and 15 kOe.

【0031】次に、製造したFe63Co7Nd10-xCrx
20(x=2,4,6原子%)なる組成の金属ガラス合金
薄帯試料を真空封入した後、マッフル炉を用いて585
℃(858K)〜750℃(1023K)、保持時間3
00秒で熱処理した場合の磁気特性の熱処理温度依存性
を調べた結果を表2に示す。また、比較のためにFe 63
Co7Nd1020なる組成の金属ガラス合金薄帯試料を
真空封入した後、マッフル炉を用いて660℃(933
K)〜750℃(1023K)、保持時間300秒で熱
処理した場合の磁気特性の熱処理温度依存性を調べた結
果を表2に合わせて示す。また、表2に単ロール法によ
り製造された急冷状態のままの各組成の金属ガラス合金
薄帯試料の密度を合わせて示す。
Next, the manufactured Fe63Co7Nd10-xCrxB
20(X = 2, 4, 6 atomic%)
After vacuum-sealing the ribbon sample, 585 was filled using a muffle furnace.
° C (858K)-750 ° C (1023K), retention time 3
Dependence of magnetic properties on heat treatment temperature when heat treated for 00 seconds
Are shown in Table 2. For comparison, Fe 63
Co7NdTenB20Metallic glass alloy ribbon sample of composition
After sealing in vacuum, 660 ° C. (933) using a muffle furnace.
K) ~ 750 ° C (1023K), heat for 300 seconds
Investigation of the dependence of magnetic properties on heat treatment temperature
The results are shown in Table 2. Table 2 shows the results of the single roll method.
Metallic glass alloy of each composition as-quenched
The density of the ribbon sample is also shown.

【0032】[0032]

【表2】 [Table 2]

【0033】表2中、as−Qは熱処理していない急冷
状態のままの合金薄帯試料、Taは熱処理温度、Isは飽
和磁化、Irは残留磁化、Ir/Isは角形比、iHcは保
磁力、(BH)maxは最大エネルギー積を示す。
In Table 2, as-Q is an alloy ribbon sample that has not been heat-treated and remains in a quenched state, Ta is a heat treatment temperature, Is is a saturation magnetization, Ir is a residual magnetization, Ir / Is is a squareness ratio, and iHc is a preservation temperature. The magnetic force, (BH) max, indicates the maximum energy product.

【0034】表2に示した結果から飽和磁化について
は、Crが添加された実施例の試料はCrが添加されて
いない比較例の試料に比べて大きく、1T程度以上の高
い値を示すことがわかる。残留磁化については、Crが
添加された実施例の試料は、Crが添加されていない比
較例の試料に比べて大きく、0.6〜0.9T程度まで
上昇し、非常に高い角形比を示していることがわかる。
From the results shown in Table 2, with respect to the saturation magnetization, the sample of the embodiment to which Cr was added was larger than the sample of the comparative example to which Cr was not added, and showed a high value of about 1 T or more. Recognize. Regarding the remanent magnetization, the sample of the example to which Cr was added was larger than the sample of the comparative example to which Cr was not added, and increased to about 0.6 to 0.9 T, showing a very high squareness ratio. You can see that it is.

【0035】次に、表2に示す各組成の試料をそれぞれ
昇温速度0.67K/秒で127〜827℃の範囲で加
熱したときのDSC曲線から過冷却液体領域の温度間隔
ΔTxを調べたところ、比較例のFe63Co7Nd1020
なる組成のアモルファス合金薄帯試料ではΔTxは観察
できず、Fe63Co7Nd8Cr220なる組成の金属ガ
ラス合金薄帯試料ではΔTx=51K、Fe63Co7Nd
6Cr420なる組成の金属ガラス合金薄帯試料ではΔT
x=40K、Fe63Co7Nd4Cr620なる組成の金属
ガラス合金薄帯試料ではΔTx=52K、Fe63Co7
4Zr620なる組成の金属ガラス合金薄帯試料ではΔ
Tx=35Kであり、Crが添加されている方が過冷却
液体領域の温度間隔ΔTxが広いことがわかった。
Next, the temperature interval ΔTx in the supercooled liquid region was examined from the DSC curve when the samples of each composition shown in Table 2 were heated at a heating rate of 0.67 K / sec in the range of 127 to 827 ° C. However, in the comparative example, Fe 63 Co 7 Nd 10 B 20
ΔTx could not be observed in the amorphous alloy ribbon sample having the following composition, and in the metallic glass alloy ribbon sample having the composition Fe 63 Co 7 Nd 8 Cr 2 B 20 , ΔTx = 51 K and Fe 63 Co 7 Nd
ΔT for a metallic glass alloy ribbon sample with a composition of 6 Cr 4 B 20
For a metallic glass alloy ribbon sample having a composition of x = 40K and Fe 63 Co 7 Nd 4 Cr 6 B 20 , ΔTx = 52K and Fe 63 Co 7 N
For a metallic glass alloy ribbon sample having a composition of d 4 Zr 6 B 20 , Δ
Tx = 35 K, and it was found that the temperature interval ΔTx in the supercooled liquid region was wider when Cr was added.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、Feを主
成分とし、希土類元素のうちから選択される1種又は2
種以上の元素Rと、Ti、Zr、Hf、V、Nb、T
a、Cr、Mo、W、Cuのうちから選択される1種又
は2種以上の元素Mと、Bを含み、過冷却液体領域の温
度間隔ΔTxが20K以上の金属ガラス合金を20K/
分以上の昇温速度で熱処理することにより、過冷却液体
領域の温度間隔ΔTxが広く、従来の液体急冷法で得ら
れるアモルファス合金薄帯よりも厚く製造でき、室温で
優れた強磁性を示し、しかも材料強度が優れた非晶質の
硬磁性金属ガラス合金を提供できる。
As described above, according to the present invention, one type or two or more types selected from rare earth elements containing Fe as a main component.
Or more elements R, Ti, Zr, Hf, V, Nb, T
a, a metallic glass alloy containing at least one element M selected from a, Cr, Mo, W, and Cu and B and having a temperature interval ΔTx of 20K or more in a supercooled liquid region is 20K /
By performing heat treatment at a temperature rising rate of more than one minute, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid region is wide, it can be manufactured thicker than the amorphous alloy ribbon obtained by the conventional liquid quenching method, and it shows excellent ferromagnetism at room temperature, Moreover, an amorphous hard magnetic metallic glass alloy having excellent material strength can be provided.

【0037】また、本発明は、Fe100-x-y-z-wxy
zwなる組成式で示されるものとし、TはCo、Ni
のうちから選択される1種または2種の元素であり、組
成比を示すx、y、z、wは原子%で、2原子%≦x≦
15原子%、2原子%≦y≦20原子%、0原子%≦z
≦20原子%、10原子%≦w≦30原子%の組成系と
するならば、過冷却液体領域の温度間隔ΔTxが極めて
広く、従来の液体急冷法で得られるアモルファス合金薄
帯よりも厚く製造でき、室温で優れた強磁性を示し、し
かも材料強度が優れた非晶質の硬磁性金属ガラス合金を
提供できる。また、本発明は、Fe100-x-y-z-w-tx
yzwtなる組成式で示されるものとし、TはCo、
Niのうちから選択される1種または2種の元素であ
り、組成比を示すx、y、z、w、tは原子%で、2原
子%≦x≦15原子%、2原子%≦y≦20原子%、0
原子%≦z≦20原子%、10原子%≦w≦30原子
%、0原子%≦t≦5原子%であり、元素LはRu、R
h、Pd、Os、Ir、Pt、Al、Si、Ge、G
a、Sn、C、Pのうちから選択される1種又は2種以
上の元素である組成系とするならば、上記Fe
100-x-y-z-wxyzwなる組成式で示される硬磁性
金属ガラス合金の同様の作用効果があるうえ、元素Lが
添加されたことにより、耐食性が優れた硬磁性金属ガラ
ス合金を提供できる。
Further, the present invention, Fe 100-xyzw R x M y
And those represented by T z B w a composition formula, T is Co, Ni
X, y, z, and w indicating the composition ratio are atomic%, and 2 atomic% ≦ x ≦
15 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦ 20 atomic%, 0 atomic% ≦ z
If the composition system is ≦ 20 atomic%, 10 atomic% ≦ w ≦ 30 atomic%, the temperature interval ΔTx of the supercooled liquid region is extremely wide, and it is manufactured thicker than the amorphous alloy ribbon obtained by the conventional liquid quenching method. Thus, an amorphous hard magnetic metallic glass alloy exhibiting excellent ferromagnetism at room temperature and having excellent material strength can be provided. Further, the present invention relates to Fe 100-xyzwt R x M
y T z B w L t becomes shall be represented by a composition formula, T is Co,
Ni is one or two elements selected from Ni, and x, y, z, w, and t indicating the composition ratio are atomic%, and 2 atomic% ≦ x ≦ 15 atomic% and 2 atomic% ≦ y ≦ 20 atomic%, 0
Atomic% ≦ z ≦ 20 atomic%, 10 atomic% ≦ w ≦ 30 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 5 atomic%, and the element L is Ru, R
h, Pd, Os, Ir, Pt, Al, Si, Ge, G
a, Sn, C, and P, if the composition system is one or more elements selected from the group consisting of Fe,
After there is 100-xyzw R x M y T z B w composed same effects of hard magnetic glassy alloy represented by the composition formula, by the element L is added, the hard magnetic metallic glass alloy corrosion resistance is excellent Can be provided.

【0038】本発明においては、上記組成系の金属ガラ
ス合金に上述の熱処理が施されたことにより、α−Fe
相とFe3B相の1種または2種からなる結晶質相と、
Nd2Fe14B相からなる結晶質相が析出し、α−Fe
相などが析出したソフト磁性相と、Nd2Fe14B相な
どが析出したハード磁性相からなる混相状態が形成され
ているので、ソフト磁性相とハード磁性相とを結合させ
た交換結合特性を示すものとなる。
In the present invention, since the above-mentioned heat treatment is performed on the metallic glass alloy having the above composition, α-Fe
Phase and a crystalline phase comprising one or two of Fe 3 B phases;
A crystalline phase consisting of the Nd 2 Fe 14 B phase precipitates and α-Fe
Since a mixed phase consisting of a soft magnetic phase in which a phase is precipitated and a hard magnetic phase in which an Nd 2 Fe 14 B phase is precipitated is formed, the exchange coupling characteristic in which the soft magnetic phase and the hard magnetic phase are combined is improved. It will be shown.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 単ロール法により製造した場合の急冷状態の
ままのFe63o7Nd10-xZrx20(x=0,2,4,
6原子%)なる組成の薄帯試料のDSC曲線を求めた結
果を示す図である。
FIG. 1 shows a rapidly cooled Fe 63 Co 7 Nd 10-x Zr x B 20 (x = 0, 2, 4, 4) manufactured by a single roll method.
FIG. 6 is a view showing a result of obtaining a DSC curve of a ribbon sample having a composition of 6 atomic%).

【図2】 Fe63Co7Nd10-xCrx20(x=0,
2,4,6原子%)なる組成の薄帯試料を560℃〜9
00℃、保持時間300秒で熱処理したときの磁気特性
の熱処理温度依存性を示す図である。
FIG. 2 shows Fe 63 Co 7 Nd 10-x Cr x B 20 (x = 0,
2,4,6 atomic%) from 560 ° C to 9%.
FIG. 3 is a diagram showing the heat treatment temperature dependence of magnetic properties when heat treatment is performed at 00 ° C. for a holding time of 300 seconds.

【図3】 Fe63Co7Nd6Cr420なる組成の薄帯
試料を熱処理したときの磁気特性の昇温速度依存性を示
す図である。
FIG. 3 is a diagram showing the temperature rise rate dependence of magnetic properties when a ribbon sample having a composition of Fe 63 Co 7 Nd 6 Cr 4 B 20 is heat-treated.

【図4】 Fe63Co7Nd6Cr420なる組成の薄帯
試料について熱処理前後のI−Hループを示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram showing IH loops before and after heat treatment of a ribbon sample having a composition of Fe 63 Co 7 Nd 6 Cr 4 B 20 .

【図5】 Fe63Co7Nd1020なる組成の薄帯試料に
ついて熱処理前後のI−Hループを示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing IH loops before and after heat treatment of a ribbon sample having a composition of Fe 63 Co 7 Nd 10 B 20 .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地 川 内住宅11−806 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Akihiro Makino Alps Electric Co., Ltd., 1-7 Yukitani Otsuka-cho, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Akihisa Inoue 35 Kawamoto Moto Hasekura, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture, Japan House 11-806

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Feを主成分とし、希土類元素のうちか
ら選択される1種又は2種以上の元素Rと、Ti、Z
r、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W、Cuのう
ちから選択される1種又は2種以上の元素Mと、Bを含
み、ΔTx=Tx−Tg(ただしTxは、結晶化開始温度、
Tgはガラス遷移温度を示す。)の式で表される過冷却
液体領域の温度間隔ΔTxが20K以上である金属ガラ
ス合金が、20K/分以上の昇温速度で熱処理されてな
ることを特徴とする硬磁性金属ガラス合金。
1. A method according to claim 1, wherein one or more elements R containing Fe as a main component and selected from rare earth elements, Ti, Z
r, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, and Cu, containing one or more elements M and B, and ΔTx = Tx−Tg (where Tx is Starting temperature,
Tg indicates a glass transition temperature. A hard magnetic metallic glass alloy obtained by subjecting a metallic glass alloy having a temperature interval ΔTx of a supercooled liquid region represented by the following formula of 20 K or more to a heat treatment at a heating rate of 20 K / min or more.
【請求項2】 下記の組成式で表されることを特徴とす
る請求項1に記載の硬磁性金属ガラス合金。 Fe100-x-y-z-wxyzw 但し、TはCo、Niのうちから選択される1種または
2種の元素であり、組成比を示すx、y、z、wは原子
%で、2原子%≦x≦15原子%、2原子%≦y≦20
原子%、0原子%≦z≦20原子%、10原子%≦w≦
30原子%である。
2. The hard magnetic metallic glass alloy according to claim 1, wherein the alloy is represented by the following composition formula. Fe 100-xyzw R x M y T z B w where, T is one or two elements selected Co, from among Ni, x indicating the composition ratio, y, z, w in atomic% 2 atomic% ≦ x ≦ 15 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦ 20
Atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 20 atomic%, 10 atomic% ≦ w ≦
30 atomic%.
【請求項3】 下記の組成式で表されることを特徴とす
る請求項1に記載の硬磁性金属ガラス合金。 Fe100-x-y-z-w-txyzwt 但し、TはCo、Niのうちから選択される1種または
2種の元素であり、組成比を示すx、y、z、w、tは
原子%で、2原子%≦x≦15原子%、2原子%≦y≦
20原子%、0原子%≦z≦20原子%、10原子%≦
w≦30原子%、0原子%≦t≦5原子%であり、元素
LはRu、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Al、S
i、Ge、Ga、Sn、C、Pのうちから選択される1
種又は2種以上の元素である。
3. The hard magnetic metallic glass alloy according to claim 1, wherein the alloy is represented by the following composition formula. Fe 100-xyzwt R x M y T z B w L t where, T is one or two elements selected Co, from among Ni, x indicating the composition ratio, y, z, w, t Is atomic%, 2 atomic% ≦ x ≦ 15 atomic%, 2 atomic% ≦ y ≦
20 atomic%, 0 atomic% ≦ z ≦ 20 atomic%, 10 atomic% ≦
w ≦ 30 atomic%, 0 atomic% ≦ t ≦ 5 atomic%, and the element L is Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt, Al, S
1 selected from i, Ge, Ga, Sn, C, and P
A species or two or more elements.
【請求項4】 前記熱処理が施された金属ガラス合金
は、α−Fe相とFe 3B相の1種または2種からなる
結晶質相と、Nd2Fe14B相からなる結晶質相が析出
していることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記
載の硬磁性金属ガラス合金。
4. The metallic glass alloy subjected to the heat treatment
Means that α-Fe phase and Fe ThreeConsists of one or two phases B
Crystalline phase and NdTwoFe14Crystalline phase consisting of phase B precipitates
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein
Hard magnetic metallic glass alloy mentioned.
JP9235289A 1997-08-22 1997-08-29 Ferromagnetic metallic glass alloy Withdrawn JPH1171644A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007092096A (en) * 2005-09-27 2007-04-12 Nec Tokin Corp Amorphous magnetic alloy

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