JPS59126602A - 永久磁石の製造方法 - Google Patents

永久磁石の製造方法

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JPS59126602A
JPS59126602A JP58002051A JP205183A JPS59126602A JP S59126602 A JPS59126602 A JP S59126602A JP 58002051 A JP58002051 A JP 58002051A JP 205183 A JP205183 A JP 205183A JP S59126602 A JPS59126602 A JP S59126602A
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JP
Japan
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degreasing
temperature
permanent magnet
binder
magnet material
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JP58002051A
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English (en)
Inventor
Kazunori Tawara
田原 一憲
Norio Toyosaki
豊崎 則男
Masao Ogata
正男 緒方
Koichi Oda
光一 小田
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/08Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/086Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together sintered

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は粉末冶金法によって得られるFe Cr C□
糸永久磁石相料に係るものであり、史に詳しくは該永久
磁石粉末とバインダーとから成る混練物を射出成形法に
より高寸法精度の成形体となし、特定の元素を含有させ
て高密度の焼結性を得ると共に、優れた磁気特性を有す
る永久磁石材料の製造法に関する。
一般にFe Cr Co系永久研石材料は、アルニコ磁
石とほぼ同等の磁気特性を有するだけでなく、塑性加工
および機械加工が容易であるという特性を有しているた
め、磁性材料とし1種々の用途が注目されている。
一力、一般金属部品の製造法とし又粉床冶金技術が開発
され、自動車部品、電機部品、機械部品等に広く適用さ
れており、その効果は周知の通りである。Fe Cr 
Co系合金(以下本系合金と記す)は、一般的には原材
料を溶解、鋳造した後必喪に応じて約1000℃以上で
の熱間加工後、約1000℃以上でa相均−化処理(溶
体化処理)をおこない急冷後必要に応じて切削穴明は等
の機械加工を施し、最後に磁気特性を付与するため、6
40℃付近で等温磁場処理を、更に520〜620℃程
度の適宜な温度で時効処理をおこなう。
このように、杢糸合金は、一般的製造工程によってもア
ルニコ磁石等に求められない特長乞有するが、更に本系
合金に粉末冶金法すなわち焼結法を適用するならば、溶
解材の溶体化処理1での工程が粉末混合、成形、焼結の
極めて簡単な工程となり、所望の形状をした磁石材料ン
得ることができるか、!!たけそれに近い形状のものと
して仕上げ加工を施すことができる。
しかしながら、本系合金の永久磁石材料を溶解鋳造法は
勿論のこと、通常のプレス成形法による焼結法を用いた
場合でも形状の複雑な製品や高度な寸法精度が要求され
る製品を製造する場合には素材を仕上げ加工する必要が
ある。
本発明の永久磁石材料の製造方法には、かかる形状の複
雑な製品および高度な寸法精度が要求される製品とする
ために、成形工程に創出成形法を適用することが特徴の
ひとつである。周知のように、!11出成形法はプラス
チックの成形分野において、その威力を発揮しており、
公差±0.01m程度の成形精度を得ることができる。
本系合金に射出成形法を適用し又いくためには、金楓粉
の含有率の高いモールティングミククス(フンパウンド
)を作成することが肝要であり、このためには以下の知
見が必要である。すなわち、(1)理論密度に対して6
5〜85%の高充填を有する金属粉末の作成、(2)良
好な流動性、成形強度、脱脂性に1ツチしたバインダー
の選定、および(6)これらの条件を満足させる−その
他添加物の選定について種々検討をおこない射出成形に
適したフンバウンドを得ることができた。
また、本系合金を永久磁石材料とするためには射出成形
法による高度な寸法精度等を得るだけでなく、磁気特性
的にも優れていることが必要である。一般に、焼結法に
より製造された磁性材料においては、見掛は密度と磁気
特性との間には密接な関係があり、例えは残留磁束密度
(Br )は密度に比例する。従って優れた磁気特性を
もつ材料を得るためには、密度をできるだけ理論密度に
近づけることが肝要である。
Fe Cr Co系永久磁石材料にTi 、Nb 、A
t、V、Mo 。
W、Siおよび希土類元素を添加することにょ9、巻体
化処理が容易となり、史に磁気特性の向上が期待される
。この場合、これらの元素を添加し1本系合金を用いて
、高密度の焼結体を得るためには、略1550℃以゛上
の焼結温度を必要とする。本発明においては、焼結密度
の向上ン図る目的で、Si及び/′又はB及び/′又は
C006〜30重量%添加する。その理由は、相図上で
Fe −84およびFe −Bは、それぞれ1200℃
及び1174℃の共晶点ケ有するため(例えは、日本金
属学会編、金属便覧参照)。
これら化合物による液相焼結を利用して高密度化を図る
ことにある。捷た、Cン単独に又は他の元素と初会して
添加した場合の焼結密度の向上に対する効果については
1例えは特開昭5!l−430015K示される如く公
知である。
ところ℃、本系合金に躬出成形法!適用する場合、前記
(1) 、 (2)および(6)で述べた他にも脱脂工
程を含めた七e拐料の選定が極めて重要である。
射出成形に用いられる有機材料としては、ポリスチレン
などが多用されてはいるが、しかしながら殆んどの合成
樹脂が用いられており、いずれも一長一短かある。該成
形用に添加する有機材料は。
熱可塑性樹脂、滑剤、可塑剤の組合せが一般的であるが
、熱硬化性樹脂、天然樹脂、ゴム、エラストマーなとも
用いることができる。これらの内、主材となる熱可塑性
樹脂の選定は特に1景でbつ樹脂のコスト、本系合金と
の親和性(濡れ)、加熱流動性(成形性)、熱分解性お
よび分解残渣成分等が該成形法の特に重要な点である。
本願発明においては、本系合金に適用する有機材料につ
き種々検討ケおこなった結果、下記方法により好適な永
久磁石材料ケ得ることができた。
(1)本系合金材料°粉末をバインダーと共に混合ない
しは混練したのち、射出成形をおこない、脱バインダー
及び焼結を施して永久磁石材料を得る場合、有機材料と
して少なく共2禰類の有機材料を用いる。
(2)有機材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
、天然樹脂、ゴム、エラスト前−1清剤、可塑剤の内か
ら少なくとも2種類を組合わせて用いる。
1−なわち、用いるバインダーは、脱バインp−−(脱
脂)工程において分解ないしけ揮散する必要があり、そ
のために有機化合物ン用いる。バインダーは一種類でも
飼いが、脱バインダ一工程を円滑におこなうためには、
結合剤、消削、可塑剤としての役割ン果丁バインダーケ
複数準備して、第1図に示すように予め水差熱分析装置
等により、加熱減量曲線の測定をおこない、然る後、こ
れら複数のバインダーを適宜組合わせることにより、加
熱温度の勾配に対して第2図に示すように詳細は実施例
で述べるが略一定量類脱脂するように混合することが望
ましい。1k、バインダーの種類によっては、杢糸合金
との濡’i性ン改善するために表面改質材を添加し又も
よい。更には、特殊な場合には混合媒体を用いる場合も
ある。
本発明で称1−ろバインダーとは、上記の各機能を分担
する有機化合物および有機シリゲート、1機チクネート
などの有機無機錯化合物をも含むものでおる。
本合金系によろ永久磁石の製造は、焼結後浴体化処理、
磁場中熱処理おまひ時効処理といった従来の技術か利用
できる。勿論、焼結後にできる限り高い焼結密度か得ら
れるよう適切な粒子形状および粒度分布を有する合金粉
末を選択使用jることは必要である。そのためには、ア
ンドリアセンの式)’= (X/’D )m(ここでP
はおる粒子径X以下の含有率、Dは存在する最大の粒子
径、m−/2〜1/λ)K近い粒度分布ン取ることか望
ましい。また、脱脂速度は、成形体の肉厚、雰囲気およ
びバインダーの種類にもよるが、バインダーの分解ない
しは揮散開始温度から終了する温度までの範囲において
、略2℃/′hないし10℃/′h程度が好適でおる。
脱脂速度すなわち昇温速度が急激すきると成形体の表面
・内部に発泡、キレツー割れが生じ製品とはならない。
焼結一度については、F”e−8i。
Fe−B等の共晶合金の融点を利用した液相焼結乞おこ
なう場合には、融点を越える温度でbればよいが、焼結
を速やかに進めるためには、1200〜1600℃程度
が好ましく、液相焼結を利用しない場合には1650〜
1400℃程度で焼結ケおこなう。以下本発明を実施例
により詳細に説明する。
実施例1 重量%でCo 1o、o 、Cr255. Si o4
. Ti O,1、MOo、2 。
AtO,1、Bo、1よ+7成る100メノシニ以下の
合金粉末と)IDPE、APP (高分子量)及びAP
P(低分子匍)とから成るバインダーとを配合比粉末:
HDPE:APP (冒分子):APP(低分子ノー9
B:5:9:3の比率で加熱混合し、スクリーータイプ
の射出成形機により、’220−1Ot+m  の円柱
状成形体を得た。次いで14[1℃より6℃/′hの昇
温速度で脱脂をおこなつ1こ。第2図に本実施例で用い
た有機相料の腑脂状態を温度に対する加熱減量%て示テ
。図中の○印は第1図に示1昇温2℃/′閣での各ポリ
マーの熱分解曲線より得た計算値である。図のe印は実
際の成形品の脱脂した実地目的である。
第2図から脱脂量は、脱脂温度に対して略負組的に策化
していることか分る。これに対して、APP(高分子量
) i6よひパラフィンワックス(68/66)をそれ
ぞれ単一に用いて成形体を作成し脱脂をおこなつ1こ場
合、第1図からも予想されるように、それぞれ220〜
260℃およびiso〜210℃で急激に脱脂が進行し
、成形体にキレツおよび発泡の発生を伴った。脱脂条件
について種々検討した結果、成形体の肉厚および形状等
にもよるか略以下の結果を得た。すなわち熱可塑性樹脂
、消削および可塑剤の内から選択さfl−た複数の有機
材料ケ適宜組み合せることによって、これら有機材料の
脱脂開始温度から終了温度筐での全脱脂温度範囲のなか
で、成る特定した温度ないしは仏)度巾における脱脂量
の最大価が加熱減量比率で最小値の略10倍以下幻まし
くは略10倍以下となるように制御する必要がある。該
加熱減量比率が20倍以上になると昇温速度2℃/’h
程度の低速昇温の場合にも少なく共キレツの発生を伴っ
たが、10倍以下では上記昇温度でキレツ、発泡l伴う
ことなく脱脂することができた。
次いで、真空中1100℃×601斗1600℃X2h
で焼結をおこなった。この時の真空度は10−’ to
rr程度以下でめった。1100℃X30M+61の保
持は粉末中にごく微量残存すると考えられるバインダー
からのCと粉末中のり、との反応を促進除去するためで
ある。焼結後1100℃で溶体化処理を施した後、64
0℃X 1 h 40000eの磁場中で熱処理をおこ
ない、次いで615℃X1hの保持後100℃7’24
hの冷却速度で500℃まで連続時効処理をおこなった
。得られた磁気特性は、Br=12. Hc=s1oO
e。
G GUe (B)])m=4.8    であり焼結密度は7.5
2f/cc。
20個の試料数に対する寸法精度は±0.05m以下で
めった。
実施例2 重量比でCo15.0%、Cr25.0%、 Bo、1
. C0,2、V2.5 。
Titoおよび残部がFeより成る合金粉末を実施例1
とほぼ同一条件で処理して得た磁石材料の磁気kG  
    Oe 特性は、Hr:13.1   、 HC=600   
、 (BH)m=a、q 7 MCx(Je、焼結密y
l 7.54 t 7′cc 、 2o h (D E
料に対する寸法?#度は±0.05m以下でhっだ。
以上の実施例から明らかなように、不発明材は。
焼結性寸法精度および磁気特性か共に優れた磁石材料で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、高分子材料、滑剤、可塑剤の示差熱分析装置
による熱分解曲線である。 第2図は、複数の有機化合物を用いた本糸合金コンパウ
ンドの脱脂曲線である。 第1菌 第2,1!] 手続補正書(方式) 1′n  (7)  ’t<“ (4°  永久磁石の
製造方法、1.をすると

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. Fe Cr Co系永久磁石材料において、該磁石材料
    から成る粉末を有機材料と混合ないしは混練したのち、
    射出成形をおこない、次いで脱脂、焼結および熱処理を
    施してなる永久磁石材料の製造方法において、熱可塑性
    樹脂、渭剤および可塑剤の内から選択さシまた複数の有
    機拐料を適宜組み合せることによって、該有機材料の脱
    脂開始温度から終了渦度捷での全脱脂温度範囲のなかで
    、成る特定した温度ないしは温度1〕にJ6ける脱脂量
    の最大値が加熱減邦比率で最小値の略10倍以下である
    ことを%徴とする永久磁石材料の製造方法。
JP58002051A 1983-01-10 1983-01-10 永久磁石の製造方法 Pending JPS59126602A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61220315A (ja) * 1985-03-26 1986-09-30 Japan Steel Works Ltd:The 磁性成形体の製造方法
WO2015121917A1 (ja) * 2014-02-12 2015-08-20 日東電工株式会社 Spmモータ用リング磁石、spmモータ用リング磁石の製造方法、spmモータ及びspmモータの製造方法
JP2017128790A (ja) * 2016-01-18 2017-07-27 ミネベアミツミ株式会社 焼結磁石の製造方法

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WO2015121917A1 (ja) * 2014-02-12 2015-08-20 日東電工株式会社 Spmモータ用リング磁石、spmモータ用リング磁石の製造方法、spmモータ及びspmモータの製造方法
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