JPS5919979B2 - 永久磁石合金 - Google Patents
永久磁石合金Info
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- JPS5919979B2 JPS5919979B2 JP51013601A JP1360176A JPS5919979B2 JP S5919979 B2 JPS5919979 B2 JP S5919979B2 JP 51013601 A JP51013601 A JP 51013601A JP 1360176 A JP1360176 A JP 1360176A JP S5919979 B2 JPS5919979 B2 JP S5919979B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、すぐれた磁気特性を有するCuあるいはCu
とFeを添加したR2CO、7系永久磁石合金(ただし
、Rは希土類金属)の改良に関する。
とFeを添加したR2CO、7系永久磁石合金(ただし
、Rは希土類金属)の改良に関する。
すなわち、本発明は特に低Cu量において、結晶粒の内
部に均一層、結晶粒の表面、す゜なわち結晶粒界近傍に
2相混在相という2重構造結晶粒を有することを特徴と
する永久磁石合金に関する。希土類コバルト磁石は、大
別して、RCo5系磁石(特にR=5m)とCu添加R
2C017系磁石(特にR=5m)とに分類される。R
Co5磁石は、微粒子化しなければ保磁力の発生しない
微粒子型磁石であり、磁壁ないし逆磁壁の発生によつて
、保磁力が支配されるゆえ、保磁力を上げるためには、
磁壁の導入を阻止するため、いかに欠陥のない均一な相
の粒子を作るかに主眼がおかれるものである。一方、C
u添加R2C0l7系のものは、微粒子化せずにバルク
の状態でも保磁力が発生するものであり、微粒子型磁石
と異なり、熱処理による相変態を利用し、内部に2相分
離による異相を出現させ、この微細構造による磁壁のピ
ンニングにより保磁力が発生する2相分離ないし析出硬
化型磁石であり、保磁力を上げるためには、磁壁をピン
ニングするピンニングサイトをいかに上手に導入するか
に主眼がおかれる。
部に均一層、結晶粒の表面、す゜なわち結晶粒界近傍に
2相混在相という2重構造結晶粒を有することを特徴と
する永久磁石合金に関する。希土類コバルト磁石は、大
別して、RCo5系磁石(特にR=5m)とCu添加R
2C017系磁石(特にR=5m)とに分類される。R
Co5磁石は、微粒子化しなければ保磁力の発生しない
微粒子型磁石であり、磁壁ないし逆磁壁の発生によつて
、保磁力が支配されるゆえ、保磁力を上げるためには、
磁壁の導入を阻止するため、いかに欠陥のない均一な相
の粒子を作るかに主眼がおかれるものである。一方、C
u添加R2C0l7系のものは、微粒子化せずにバルク
の状態でも保磁力が発生するものであり、微粒子型磁石
と異なり、熱処理による相変態を利用し、内部に2相分
離による異相を出現させ、この微細構造による磁壁のピ
ンニングにより保磁力が発生する2相分離ないし析出硬
化型磁石であり、保磁力を上げるためには、磁壁をピン
ニングするピンニングサイトをいかに上手に導入するか
に主眼がおかれる。
従来、sm2co17で表わされる金属間化合物は、こ
れまでの高性能磁石の基礎となるsmco5の金属間化
合物に比べ、飽和磁束密度が12KG、キューリー温度
が926℃と大きく、かつ結晶磁気異方性も5×107
erg/mlとかなり大きな値を有するため、磁石材料
として有望視されていた。
れまでの高性能磁石の基礎となるsmco5の金属間化
合物に比べ、飽和磁束密度が12KG、キューリー温度
が926℃と大きく、かつ結晶磁気異方性も5×107
erg/mlとかなり大きな値を有するため、磁石材料
として有望視されていた。
そして、永久磁石としての特性を向上させるため、Co
の一部をCuあるいはCuとFeで置換し、この組成物
を溶体化し、その後時効処理を行うことにより、結晶粒
中にCuに富む微細な非磁性又は弱磁性相を析出させて
高保磁力を得て、その結果、高エネルギー積を得ている
。たとえば、26.5wt%Sm−12wt%Cu−4
wt%Fe一残部COの組成でBr=9KG,IHC=
7K0e,(B−H)Max=20MG・0eの値を得
ており(第74回、日本金属学会講演概要、175ペー
ジ、1974年)、工業的に有用な材料となつている。
の一部をCuあるいはCuとFeで置換し、この組成物
を溶体化し、その後時効処理を行うことにより、結晶粒
中にCuに富む微細な非磁性又は弱磁性相を析出させて
高保磁力を得て、その結果、高エネルギー積を得ている
。たとえば、26.5wt%Sm−12wt%Cu−4
wt%Fe一残部COの組成でBr=9KG,IHC=
7K0e,(B−H)Max=20MG・0eの値を得
ており(第74回、日本金属学会講演概要、175ペー
ジ、1974年)、工業的に有用な材料となつている。
このように、COの一部をCuで置換することにより、
高保磁力が得られるが、一般的にCu添加量の効果に関
しては、Cu量の増加は保磁力を増加させるが、他方残
留磁束密度を支配する自発磁化を減小させるという欠点
がある。そして、逆にCu量の減少は、自発磁化を増加
させるが、保磁力を低下させるという欠点がある。たと
えば、Cu添加Sm2cOl7系磁石合金のCu量につ
いては、10wt%Cu以下では保磁力が急激に低下し
、その保磁力は2K0e以下の値のものしか得られてい
ない。しかしながら、高エネルギー積を得るためには、
保磁力および自発磁化とも高いことが必要である。すな
わち、高い自発磁化を有する低Cu量においても高保磁
力を得ることが必要なのであるが、低Cu量において従
来と同じ構造、すなわち、結晶粒内部に一様にCuを析
出させたのでは、保磁力の低下を招くことは明白である
。本発明者らは、そこでこうした問題点にとりくみ、低
Cu量添加Sm2cO,7系合金磁石において、高自発
磁化および高保磁力を得ることを目的として鋭意研究を
重ねた結果、本発明に到達したものである。
高保磁力が得られるが、一般的にCu添加量の効果に関
しては、Cu量の増加は保磁力を増加させるが、他方残
留磁束密度を支配する自発磁化を減小させるという欠点
がある。そして、逆にCu量の減少は、自発磁化を増加
させるが、保磁力を低下させるという欠点がある。たと
えば、Cu添加Sm2cOl7系磁石合金のCu量につ
いては、10wt%Cu以下では保磁力が急激に低下し
、その保磁力は2K0e以下の値のものしか得られてい
ない。しかしながら、高エネルギー積を得るためには、
保磁力および自発磁化とも高いことが必要である。すな
わち、高い自発磁化を有する低Cu量においても高保磁
力を得ることが必要なのであるが、低Cu量において従
来と同じ構造、すなわち、結晶粒内部に一様にCuを析
出させたのでは、保磁力の低下を招くことは明白である
。本発明者らは、そこでこうした問題点にとりくみ、低
Cu量添加Sm2cO,7系合金磁石において、高自発
磁化および高保磁力を得ることを目的として鋭意研究を
重ねた結果、本発明に到達したものである。
すなわち、本発明は、合金の結晶粒内部が均一層で、結
晶粒界近傍が2相混合相であることを特徴とするCuあ
るいはCuとFe等の3d遷移金属を添加したR2C:
017系永久磁石合金を要旨とする。
晶粒界近傍が2相混合相であることを特徴とするCuあ
るいはCuとFe等の3d遷移金属を添加したR2C:
017系永久磁石合金を要旨とする。
本発明による永久磁石合金の内部構造の拡大模式図を第
1図に示す。第1図において、AlBlCはそれぞれS
mCO合金の結晶粒であり、AlB,.Cの境界、すな
わち結晶粒界近傍は、Cuに富む非磁性または弱磁性相
、およびSm−CO合金の強磁性相からなる2相混在相
になつており、結晶粒内部は強磁性相の均一相になつて
いる。
1図に示す。第1図において、AlBlCはそれぞれS
mCO合金の結晶粒であり、AlB,.Cの境界、すな
わち結晶粒界近傍は、Cuに富む非磁性または弱磁性相
、およびSm−CO合金の強磁性相からなる2相混在相
になつており、結晶粒内部は強磁性相の均一相になつて
いる。
゛すなわち、本発明は上述のような2重構造結晶粒を有
しており、結晶粒内部の強磁性相からなる均一相に高い
自発磁化を持たせ、結晶粒界近傍の2相混在相に、高保
磁力を持たせることにより、低Cu量においても極めて
高い保磁力を得ることができたものである。Fe等の3
d遷移金属の添加は必ずしも必要ではないが、後に実施
例で詳しく説明するように、3d遷移金属の含有量が1
2wt%以下であれば、本発明に基づく保磁力の向上が
顕著に認められる。なお、以下の実施例においては、希
土類金属としてSmを用いたものを挙げたが、本発明は
Smに限定するものではなく、Smと同等の化学的特性
を有する希土類金属、すなわち、Y,La,Ce,Pr
,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,HO,Er,
Tm,Yb,Luを用いても、本発明と同等の効果が得
られる。次に、実施例をあげて、本発明を更に詳しく説
明する。
しており、結晶粒内部の強磁性相からなる均一相に高い
自発磁化を持たせ、結晶粒界近傍の2相混在相に、高保
磁力を持たせることにより、低Cu量においても極めて
高い保磁力を得ることができたものである。Fe等の3
d遷移金属の添加は必ずしも必要ではないが、後に実施
例で詳しく説明するように、3d遷移金属の含有量が1
2wt%以下であれば、本発明に基づく保磁力の向上が
顕著に認められる。なお、以下の実施例においては、希
土類金属としてSmを用いたものを挙げたが、本発明は
Smに限定するものではなく、Smと同等の化学的特性
を有する希土類金属、すなわち、Y,La,Ce,Pr
,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,HO,Er,
Tm,Yb,Luを用いても、本発明と同等の効果が得
られる。次に、実施例をあげて、本発明を更に詳しく説
明する。
実施例 1
27.5wt%Sm,残部COよりなる組成の合金とな
るように原料を調合し、この混合物をアルゴン中で高周
波加熱により溶解し、鉄皿に鋳造し、インゴツトを得る
。
るように原料を調合し、この混合物をアルゴン中で高周
波加熱により溶解し、鉄皿に鋳造し、インゴツトを得る
。
これを母合金とし、鉄乳鉢中で粗粉砕し、振動式ミルを
用い、トルエン中にて平均粒径3〜4μに微粉砕した。
この粉末をCahlll,McCOrnelの浴中(硝
酸銅15g/11,炭酸ナトリウム10g/1,酒石酸
カリウムナトリウム30g/1,Na0H20g/1,
37%ホルマリン溶液100m1/lからなる)に分散
させ、粒子の表面に銅メツキを施した。銅メツキ後の重
量比は、25.3wt%Sm,8wt%Cu,残部C。
である。この銅メツキを施した粉末を100000eの
磁場中でプレス成型し、成型体を1150℃の温度で約
10分焼結し、表面のCu層が母合金粒子の表面に富む
ように拡散させた。
用い、トルエン中にて平均粒径3〜4μに微粉砕した。
この粉末をCahlll,McCOrnelの浴中(硝
酸銅15g/11,炭酸ナトリウム10g/1,酒石酸
カリウムナトリウム30g/1,Na0H20g/1,
37%ホルマリン溶液100m1/lからなる)に分散
させ、粒子の表面に銅メツキを施した。銅メツキ後の重
量比は、25.3wt%Sm,8wt%Cu,残部C。
である。この銅メツキを施した粉末を100000eの
磁場中でプレス成型し、成型体を1150℃の温度で約
10分焼結し、表面のCu層が母合金粒子の表面に富む
ように拡散させた。
この後、3Vsecの速度で500℃まで冷却し、その
後は空冷とし、2重構造を有する合金を得た。このよう
にして得られた合金の保磁力は、15K0eであつた。
実施例 2実施例1と同様に母合金を作成し、粗粉砕後
、Cu粉末(200mesh以下のもの)を混合し、重
量比で、25.3wt%Sm,8wt%Cu,残部CO
の組成となるように調合した。
後は空冷とし、2重構造を有する合金を得た。このよう
にして得られた合金の保磁力は、15K0eであつた。
実施例 2実施例1と同様に母合金を作成し、粗粉砕後
、Cu粉末(200mesh以下のもの)を混合し、重
量比で、25.3wt%Sm,8wt%Cu,残部CO
の組成となるように調合した。
その後、振動式ミルを用い、混合しながら、トルエン中
にて、3〜4μに微粉砕した。この粉末を実施例1と同
様の方法で成型体とし、同様の熱処理を施した。こうし
て得られた合金の保磁力は16K0eであつた。実施例
3 実施例2と同様な方法で、25.5wt%Sm,4〜1
0wt%Cu,残部COよりなる組成の粉末を作製し、
これを実施例1と同様な方法で成型体とし、同様の熱処
理を施し、本発明の2重構造組織を有する永久磁石合金
を作成した。
にて、3〜4μに微粉砕した。この粉末を実施例1と同
様の方法で成型体とし、同様の熱処理を施した。こうし
て得られた合金の保磁力は16K0eであつた。実施例
3 実施例2と同様な方法で、25.5wt%Sm,4〜1
0wt%Cu,残部COよりなる組成の粉末を作製し、
これを実施例1と同様な方法で成型体とし、同様の熱処
理を施し、本発明の2重構造組織を有する永久磁石合金
を作成した。
このようにして得られた合金の保磁力を第2図に示す。
第2図は横軸にCu含有量をWt%で目盛つてあり、た
て軸は保磁力の大きさである。第2図において、(イ)
が本発明によるものであり、比較例として、同様に作成
した成型体を、従来のような溶体化→時効処理(すなわ
ち、1230〜1250℃で焼結兼溶体化後、約1『C
/Secの速度で冷却し、800℃で1hr,続いて5
00℃で2hr時効処理)を行なつて得られた均一析出
組織を有する合金の保磁力を、([I])として示す。
第2図より、本発明による合金は、8wt%という低C
u含有量において、従来にはない最大値18K0eとい
う値を示し、4wt%Cuにおいてもなお、5K0eと
いう高い保磁力が得られる。なお、本発明による(イ)
曲線は約8wt%Cuにおいて最大値を示すが、従来の
(ロ)曲線は極値を示さず、Cu量の増加にともなつて
、保磁力がわずかに上昇するが、その値はきわめて低い
。実施例 4 8wt%Cu,23〜28wt%Sm,残部COよりな
る組成の磁石合金を実施例2と同様にして作成した。
て軸は保磁力の大きさである。第2図において、(イ)
が本発明によるものであり、比較例として、同様に作成
した成型体を、従来のような溶体化→時効処理(すなわ
ち、1230〜1250℃で焼結兼溶体化後、約1『C
/Secの速度で冷却し、800℃で1hr,続いて5
00℃で2hr時効処理)を行なつて得られた均一析出
組織を有する合金の保磁力を、([I])として示す。
第2図より、本発明による合金は、8wt%という低C
u含有量において、従来にはない最大値18K0eとい
う値を示し、4wt%Cuにおいてもなお、5K0eと
いう高い保磁力が得られる。なお、本発明による(イ)
曲線は約8wt%Cuにおいて最大値を示すが、従来の
(ロ)曲線は極値を示さず、Cu量の増加にともなつて
、保磁力がわずかに上昇するが、その値はきわめて低い
。実施例 4 8wt%Cu,23〜28wt%Sm,残部COよりな
る組成の磁石合金を実施例2と同様にして作成した。
こうして得られた合金の保磁力を第3図に示す。第3図
に゛おいて、横軸は、Sm量をWt%でとつてある。第
3図より、Sm量は25〜26wt%において最大値を
示し、24〜28wt%の間で、約5K0e以上の値を
示している。実施例 5 25.5wt%Sm,8wt%Cu,O〜16wt%F
e,残部COよりなる組成の磁石合金を実施例2と同様
にして作製した。
に゛おいて、横軸は、Sm量をWt%でとつてある。第
3図より、Sm量は25〜26wt%において最大値を
示し、24〜28wt%の間で、約5K0e以上の値を
示している。実施例 5 25.5wt%Sm,8wt%Cu,O〜16wt%F
e,残部COよりなる組成の磁石合金を実施例2と同様
にして作製した。
こうして得られた合金の保磁力を第4図に示す。第4図
においで、横軸はFewt%含有量である。第4図より
、Fe含有量が増加するにしたがつて保磁力が徐々に減
少していくが、Fe含有量が12wt%以下であれば、
7K0e以上の高い保磁力が得られる。なお、Fe添加
に限らず、Feと同様の化学的特性を有する3d遷移金
属、すなわち、Tl,V,Cr,Mn,Fe,Niのグ
ループの中から少くとも一種を添加しても同等の効果が
得られる。本発明は以上のような構成よりなり、特に合
金磁石の結晶粒内部が均一相で、結晶粒界近傍が2相混
在相であるような2種構造組織を有する合金磁石である
ため、低Cu添加量、および低CuおよびFe添加量に
おいて、従来よりはるかに保磁力を向上させ、その結果
、高エネルギー積を得ることができたものである。
においで、横軸はFewt%含有量である。第4図より
、Fe含有量が増加するにしたがつて保磁力が徐々に減
少していくが、Fe含有量が12wt%以下であれば、
7K0e以上の高い保磁力が得られる。なお、Fe添加
に限らず、Feと同様の化学的特性を有する3d遷移金
属、すなわち、Tl,V,Cr,Mn,Fe,Niのグ
ループの中から少くとも一種を添加しても同等の効果が
得られる。本発明は以上のような構成よりなり、特に合
金磁石の結晶粒内部が均一相で、結晶粒界近傍が2相混
在相であるような2種構造組織を有する合金磁石である
ため、低Cu添加量、および低CuおよびFe添加量に
おいて、従来よりはるかに保磁力を向上させ、その結果
、高エネルギー積を得ることができたものである。
第1図は、本発明による永久磁石合金の内部構造を示す
拡大模式図である。
拡大模式図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量百分比で、24〜28%R(ただし、RはY、
La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、Luの少くとも一種)、
4〜10%Cu、62〜72%Coの組成からなる合金
において、該合金の結晶粒内部が均一相、結晶粒界近傍
が2相混在相である2重構造組織を有することを特徴と
する永久磁石合金。 2 重量百分比で、24〜28%R(ただし、RはY、
La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、D
y、Ho、Er、Tm、Yb、Luの少くとも一種)、
4〜10%Cu、62〜72%Coよりなる組成におい
て前記Coを12%以下のM(ただし、Mは、Ti、V
、Cr、Mn、Fe、Niの少くとも一種)で置換して
なる合金において、該合金の結晶粒内部が均一相、結晶
粒界近傍が2相混在相である2重構造組織を有すること
を特徴とする永久磁石合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51013601A JPS5919979B2 (ja) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | 永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP51013601A JPS5919979B2 (ja) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | 永久磁石合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5296923A JPS5296923A (en) | 1977-08-15 |
JPS5919979B2 true JPS5919979B2 (ja) | 1984-05-10 |
Family
ID=11837723
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP51013601A Expired JPS5919979B2 (ja) | 1976-02-10 | 1976-02-10 | 永久磁石合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5919979B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9690243B2 (en) | 2012-02-09 | 2017-06-27 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus including a fixing device that includes a radiant heat heating source and a fixing member that rotates before an abnormality solved |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5386625A (en) * | 1977-09-14 | 1978-07-31 | Hitachi Metals Ltd | Permanent magnet alloy |
JP5259351B2 (ja) | 2008-11-19 | 2013-08-07 | 株式会社東芝 | 永久磁石とそれを用いた永久磁石モータおよび発電機 |
JP5331885B2 (ja) | 2009-08-06 | 2013-10-30 | 株式会社東芝 | 永久磁石とそれを用いた可変磁束モータおよび発電機 |
WO2017158645A1 (ja) | 2016-03-17 | 2017-09-21 | 株式会社 東芝 | 永久磁石、回転電機、および車両 |
-
1976
- 1976-02-10 JP JP51013601A patent/JPS5919979B2/ja not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9690243B2 (en) | 2012-02-09 | 2017-06-27 | Ricoh Company, Ltd. | Image forming apparatus including a fixing device that includes a radiant heat heating source and a fixing member that rotates before an abnormality solved |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5296923A (en) | 1977-08-15 |
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