JPS59218705A - 永久磁石材料の製造方法 - Google Patents

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】 本発明は新規な希土類磁石に係り、ＦｅＢＲをベースと
して添加元素Ｍを含み特にＳｓなどの希少希土類金属を
必ずしも必要とせず資源的に豊富で力１つ用途が少ない
ＮｄやＰｒを中心とする軽希土類とＦｅを主成分とする
高性能な永久磁石材料及びその製造方法番ζ関する。

永久磁石材料は一般家庭の各種電気製品から大型コンピ
ューターの周辺端末機器まで１１広い分野で使用されて
いる極めて重要な電気・電子材料の一つである。近年電
気機器の小型化、高効率化の要求にともない、永久磁石
材料はますます高性能化が求められている。また実用的
にはモーター用発電機用磁気カップリング用など極めて
大きい逆磁界のかかる用途も多く高保磁力を有する磁石
材料も求められている。

現在使用されている永久磁石のうち代表的なものはアル
ニコ、ハードフェライト、および希土類コバルト磁石で
ある。最近の高い磁石特性を満たす永久磁石としては希
土類コバルト磁石である。

しかしｎ土類コバルト磁石は資源的に希少なＳｍを必要
とし供給が不安定なＧｏを多量に使用するため非常に高
価である。

希土類磁石がもっと広い分野でかつ多量に使用されるよ
うになるためには高価なコバルトを多量に含まず希土類
金属として鉱石中に多量に含まれている軽希土類を主成
分とすることが必要である。そのような永久磁石材料へ
の一つの試みとしてＲＦｅ２系化合物（但しＲは希土類
金属の少なくとも１種）が提案された。クラーク（Ａ、
　Ｅ、　Ｃ１ａｒｋ）はスパッタリングにより得られた
非晶質ＴｂＦｅ、Ｌは４．２　°にで２９．５ＭＧＯｅ
（７）　エネルギー積をもち、コレを３００〜５００°
Ｃで熱処理すると室温で保磁力は３．４ＫＯｅ、最大エ
ネルギー積は７ＭＧＯｅを示すことを見い出した。同様
な研究はＳｍＦｅ、Ｌについても行われ７７°にで９．
２ＭＧＯｅを示すことが報告されている。

しかしこれらのものはどれもスパッタリングにより作成
された薄膜であり一般のスピーカーやモーターに使用で
きる磁石ではない。またＰｒＦｅ系合金の超急冷により
作製したリボンが２．８ＫＯｅ　　の高保磁力を示すこ
とが報告されている。さらにクーン等は（Ｆｅ、Ｂ）ｏ
、ｇＴｂ＝、ｏ５　Ｌ”０．０！／）超急冷により得ら
れた非晶質リボンを６２７°Ｃで焼鈍すると保磁力が９
ＫＯｅにも達することを見い出した（Ｂｒは５ＫＧ）。

しかしこの場合磁化曲線の角形性が悪いため最大エネル
ギー積は低い（Ｎ、　Ｇ、　Ｋｏｏｎ他Ａｐｐ１．　Ｐ
ｈｙｓ。

Ｌｅｔｔ、　３９（１０）　１９８１．８４０〜８４２
頁）。

またカバコア　（Ｌ、　Ｋａｂａｃｏｆｆ）等は（Ｆｅ
Ｂ）　１−ｘＰｒｘ（×・０〜０．３原子比）の組成の
超急冷で作成したＩＪ　ホンハＦｅ＊Ｐｒ２成分系で室
温でＫＯｅレベルの保磁力をもつものがあると報告して
いる。これらの超急冷でのリボン又はスパッタリングに
よる薄膜はそれ自体として使用可能な実用永久磁石（体
）ではなく、これらのリボンや薄膜から実用永久磁石を
得ることは出来ない。即ち従来提案されているＦ　ｅＢ
Ｒ系のリボン又はＲＦｅ系の薄膜からは任意の形状・寸
法を有するバルク永久磁石体を得ることは出来ない。又
これまでに報告されたＦｅＢＲ系のリボンの磁化曲線は
角形性が悪〈従来慣用されている磁石に対抗できる実用
永久磁石材料とはみなされない。更には超急冷でのリボ
ン、スパッタリングによる薄膜はいずれも木質上等方性
であり、これから磁気異方性の実用永久磁石を得ること
は本実上不可能であった。

本発明の目的は従来の欠点を除去した９ｍ等の希少な希
土類を必ずしも用いる必要がなくまた００等資源的に問
題のある成分を多く含まない新規な永久磁石材料を得る
ことを基本目的とする。さらに、本発明は、室温で良好
な磁石特性を有し任意の形状・実用寸法に成形でき、磁
化曲線の角形性が高いものであり、資源的に豊富な軽希
土類元素を有効に使用可能な永久磁石材料及びその製造
方法を提供せんとするものである。

本発明者らはかかる目的を達成するための永久磁石材料
について鋭意研究したところＦ　ｅＢＲ系をベースとし
Ｆｅの一部をＣＯで置換し、添加元素Ｘ（Ｖ、　Ｎｂ、
　Ｔａ、　Ｎｏ、　Ｗ、　Ｃｒ、　ＡＩ）を含むＦｅ＊
Ｃｏ＊Ｂ番Ｒ−Ｍ系の一定の組成範囲の合金粉末を成形
し、焼結し、更に゛熱処理することにより磁石特性、特
に保磁力を角形性が著しく優れた永久磁石材料が得られ
・ることを見い出し・本願発明に至ったものである。

即ち、本発明によれば原子百分率で８〜３０駕のＲ（但
しＲはＹを包含する希土類元素の少なくとも１種）、　
２〜２８ＸのＢ　、５０　％以下ノｃｏ（但しＣｏ　　
０％を除く）、所定％以下の添加元素にの１種又は２種
以上 （但しＭＯ％を除き、Ｘは Ｖ　　　Ｌ５％以下、　　Ｎｂ　　ｉ２．５　Ｘ以下、
Ｔａ　　１０．５　％以下、　　Ｍｏ　　　Ｌ５％以下
、Ｗ　　９．５％以下、　　Ｃｒ　　　８．５％以下、
及び　　ＡＩ　　　Ｌ５Ｘ以下であり、２種以北のとを
含む場合Ｘの含量は含有するにの当該各元素のうち最大
値を有するものの所定２以下）、及び残部実質上Ｆｅ（
製造ト不可避の不純物を含む）からなる組Ｉ＆（ＦｅＣ
ｏＢＲＭ組成）を有し、平均粒度０．３〜８０Ｊｉ、ｍ
の合金粉末を成形し、９００〜１２００℃で非酸化性又
は還元性雰囲気下において焼結し、３５０°Ｃ〜当該焼
結温度以下で熱処理することにより、　ＦｅＣｏＢＲＭ
系永久磁石材料が製造できる。この永久磁石材料は、上
記ＦｅＣｏＢＲＭ組成において異方性の場合特に優れた
磁気特性を示す。

本発明は、従来のＦｅＢＲ系アモルファスリボンと異な
り磁気異方性の永久磁石体が得られる点で特徴的である
が、等方性のものも従来の等方性永久磁石に比して優れ
たものが得られる。以下、まず主として異方性の場合を
基本として説明する。

本発明の永久磁石材料は、ＦｅＢＲ系磁石材料において
ＦｅをＧＯにより一部置換することにより磁石材料の温
度特性を改善するものであるが更には希土類元素Ｒとし
て資源的に豊富なＮｄやＰｒなとの軽希土類を用いて高
い磁気特性を発現させるものである。

一般にＦｅ合金へのＣＯの添加は添加量の増大によリキ
ュリ一点Ｔｃが上昇するものと下降するものがあり、一
般的に添加効果を予測することは困難である。本発明に
おいてＦｅのＣＯによる置換の結果はＣＯの置換量の増
大に伴いＴｃは徐々に増大することが明らかとなった。

又磁石材料組成のＨの種類番こよらず同様な傾向が確認
される。ＣＯの置換量はわずかでもＴｃ増大に有効であ
り、　Ｇｏの置換量により３５０〜７５０℃の任意のＴ
ｃをもつ合金が得られるがＧｏ量は５０ｚ（以下％は合
金中の原子百分率を示す）以下で十分効果が得られる。

Ｂは保磁力がＩ　ＫＯｅ以上を満たすために２％以上と
し、ハードフェライトの残留磁束密度Ｂｒ約４ＫＧ以上
とするためには２８　％以下である。希土類元素Ｒは保
磁力ＩＫＯｅ以上とするため８鬼以」−必要であり、ま
た燃え易く工業的取扱争製造上の困難のため、また高価
であることから３０％以下とする。　Ｂとしては純ボロ
ン又ハフェロボロンを用いることが出来、不純物として
ＡＩ、　Ｓｉ、　Ｃなどを含むものを用いることが出来
る。

Ｒとしては資源的に豊富な軽希土類を用いることができ
必ずしもＳｍを必要とせず或いはＳｍを主体とする必要
もないので原料が安価でありきわめて有用である。本発
明の永久磁石は従来のＲφＣｏ磁石に比べ資源的、価格
的いずれの点においても有利であり磁気特性の−Ｌから
も一層優れたものが得）られる。本発明で用いる希土類
元素ＲはＹを包含し軽希土類及び重希土類を包含するん
上類元素であり、そのうち一種以上を用いる。即ちこの
ＲとしてはＮｄ、　Ｐｒ、　Ｌａ、　Ｃｅ、　Ｔｂ、　
Ｄｙ、　Ｈｏ、　Ｅｒ、　Ｅｕ。

Ｓｍ、　Ｇｄ、　Ｐ’ｍ、　Ｔｍ、　Ｙｂ、　Ｌｕ及び
Ｙが包含される。Ｒとしては軽希土類をもって足り、特
にＮｄ、　Ｐｒ力く女子ましい。また通例Ｒとして１種
をもって足りる力く実用車は２種以上の混合物（ミ・ン
シュメタル、ジジム等）を入手上の便宜等の理由により
用１．Ｘることができ、Ｓｒｎ、　Ｙ、　Ｌａ、　Ｃｅ
、　Ｇｄ等は他のＲ１特にＮｄ、　Ｐｒ等との混合物と
して用いることができる。

なおＲとしては純希土類元素でなくともよく工業上入手
可能な範囲で製造上下Ｏｆ避な不純物を含有するもので
も用いることが出来る。

本発明の永久磁石材料において添加元素Ｎは保磁力を増
大させる効果をもっている。保磁力の増大は磁石の安定
性を増し、その用途が拡大される。しかしＸはその増大
につれてＢｒが低下してｌ、）き、そのため最大エネル
ギー積（ＢＨ）ｍａｗが減少する。（ＢＨ）ｍａｘは少
し低くなっても高い保磁力ＨＣＣ力感必要される用途は
最近ことに多くなってきたため阿を含む合金は大変有用
であるが（ＢＨ）ｍａｘ　Ｌ＊４ＭＧＯｅ以上の範囲で
有用である。

添加元素Ｘの夫々の添加によるＢｒへの及ぼす効果を明
らかにするためその添加量を変化させてＢｒの変化を測
定しハードフェライトのＢｒ約４ＫＧと同等具」二をそ
の範囲とする。また／＼−ドフェライトの（Ｂ）Ｉ）ｗ
ａｘ約４ＭＧＯｅと同等以上の範囲を考慮しＸの添加量
の上限は Ｖ　　　９．５％、　　Ｎｂ　　１２．５ｚ、Ｔａ　　
　１０．５％。

Ｎｏ　　９．５Ｘ、　　Ｗ　　　９．５Ｘ、　　Ｃｒ　
　　８．５ｚ。

ＡＩ　　Ｌ５％である。Ｈは０％を含まずまた１種もし
くは２種以上を添加することが出来る。２種以上含有す
る場合には各添加元素の特性の中間の値を一般に示し夫
々の含有量は上記２の範囲内でかつその含量が各元素に
対する上記％の最大値以下とする。

前記ＦｅＣｏＢＲＭ組成の範囲内の場合、最大エネルギ
ー積（ＢＨ）ｍａｗはハードフェライト磁石（〜４ＭＧ
Ｏｅ）と同等あるいはそれ以上となる。また軽希土類元
素を全Ｒ中の５０％以上含有し、かつ１１〜２４％　（
７）Ｒ１３〜２７％　ｃｙ）１３　、　Ｇｏ　５０　％
以下（但しＧｏ　０％を除く）、添加元素にはＶ　８．
０％以下、Ｎｂ　］、００．５％以下Ｔａ　９．５％以
下、Ｎｏ　７．５％以下、Ｗ　７．５％以下、Ｃｒ　６
．５％以下、及びＡＩ　　７．５Ｘ以下であり、Ｎの含
量は含有するＸの当該各元素のうち最大値を有するもの
の原子百分率以下、残部は実質的にＦｅの組成範囲の場
合、（ＢＨ）ｗａｘは７ＭＧＯｅ以上と好ましい範囲と
なる。さらに最も好ましい範囲は軽希土類元素を全Ｒ中
の５０ｔ７以上含有し、かツ１２〜２０％　（７）Ｒ２
４〜２４％　（ＤＢ　、　Ｇｏ　５０＄以下（但しＣｏ
　Ｏ寛を除く）、添加元素にはＶ　Ｂ、５Ｘ　　以下、
Ｎｂ　８．５％以下、Ｔａ　８．５％以下、Ｎｏ　５．
５％以下、Ｗ　５．５％以下、Ｃｒ　４．５％　以下、
及ヒ’ＡＩ　　５．５％以下テあり、Ｘの含量は含有す
るＮの当該各元素の、うち最大値を有するものの原子百
分率以下、残部は実質的にＦｅの組成範囲の場合、残留
磁束密度（Ｂｒ）の温度係数（α）はα≦０．ｉ　％／
’Ｏとなり、温度特性が良好であるとともに（ＢＨ）ｍ
ａｘは１０ＭＧＯｅ以上十分可能であり、最高の最大エ
ネルギー積は３３ＭＧＯｅ以上に達する。また本発明の
Ｆｅ−Ｇｏ−Ｂ−Ｒ−）［合金はＣａを含有しないＦｅ
−Ｂ−Ｒ合金に比較して良好な温度特性を有するのみな
らず、Ｇｏ添加により減磁曲線線の角形性が改善される
ため、最大エネルギー積の向上がはかれる。また、ＣＯ
はＦｅに比べて耐蝕性を有するので、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ合金
にＣＯを添加することにより耐蝕性を付与することが可
能である。

本発明のＦｅＣｏＢＲＭ系焼結体から成る永久磁石は、
Ｆｅ、　Ｃｏ、　Ｂ、　Ｒ，Ｍの外工業的製造上不可避
な不純物の存在を許容できる。

また本発明の永久磁石材料はＣｕ、　Ｃ，Ｓ、　Ｐ等を
少量含有することも可能であり、製造性改善、低価格化
が可能となる。即ち、Ｃｕ　３．５％以下、Ｓ２゜Ｏｚ
以下、Ｃ４，０％以下、Ｐ　３．５Ｂｔ下（７）含有（
但シソの含量は当該各元素の最大値以下）は、なお／＼
−ドフェライトと同程度のＢｒ　（４ＫＧ程度）以上で
あり、有用である。Ｃｕ、Ｐは安価な原料から、Ｃは有
機成形助剤等から、Ｓは製造工程から混入することがあ
る。

本発明の製造方法は０．３〜８０）ｔｍの平均粒度を有
する前記Ｆｅ拳ＣｏｅＢφＲΦＭ組成の合金粉末をプレ
ス成形後、還元性または非酸化性雰囲気中（真空ないし
不活性ガス雰囲気中）で８００〜１２００　’Ｃの温度
で焼結を行い、さらに３５０℃から当該焼結温度以下の
温度範囲で熱処理を施すことを特徴とする。

以下本発明の製造方法を磁気異方性永久磁石の場合につ
いて説明する。

まず出発原料となる前記Ｆｅ−Ｃｏ・Ｂ−Ｒ−Ｍ組成の
合金粉末を得る。これは通常の合金溶解・鋳造で得た合
金鋳塊を粉砕して分級、配合等により供してもよく、あ
るいはＣａ等の還元剤を用いて酸化物から還元法によっ
て得てもよいが、Ｆｅ−Ｃ０・Ｂ−Ｒ・Ｍ合金粉末の平
均粒度０．３〜８ＱＩＬｍのものが用いられる。平均粒
度８す」をこえるとすぐれた磁石特性が得られない。平
均粒度０．３ｐｎ＋より下では、微粉砕中ないし、その
後の製造工程において、粉末の酸化が著しくなり、焼結
後の密度が上がらず得られる磁石特性も低い。平均粒度
４０〜８０７１ｍの範囲では磁石特性のうち保磁力がや
や低い。優れた磁石特性を得るためには合金粉末の平均
粒度として、１．０〜２０ｐｍが最も望ましい。

粉砕は湿式で行うことが好ましく、アルコール系溶媒、
ヘキサン、］リクロルエタン、トリクロルエチレン、キ
シレン、トルエン、フッ素系溶媒、パラフィン系溶媒な
どを用いることができる。

次に合金粉末を成形する。成形は通例の粉末冶金法と同
様に行うことができ、加圧成形が好ましく、異方性とす
るためには、磁界中でプレスする。例えば、合金粉末を
、５ＫＯｅ以上の磁界中で０．５〜３．０Ｔｏｎ／　ｃ
ｒｒｉ”の圧力で加圧することにより成形体と成す。こ
の磁界中加圧成形は粉末をそのまま成形する方法、アセ
トン、トルエン等有機溶媒中成形する方法いずれも可能
である。

次に、この成形体を還元性ないし非酸化性雰囲気中で所
定温度（８００〜１２００°Ｃ）にて焼結する。例えば
、この成形体を１０　Ｔｏｒｒ以下の真空中ないし、　
１〜７８０　Ｔｏｒｒ、純度９Ｌ１１％以上の不活性ガ
スないし還元性ガス雰囲気中で８００〜１２００°Ｃの
温度範囲で０．５〜４時間焼結する。焼結温度８００°
Ｃより下では十分な焼結密度が得られず、高い残留磁束
密度も得られない。また１２００℃より上では焼結体が
変形し結晶粒の配向がくずれるため残留磁束密度の低下
と減磁曲線の角形性が低下する。また焼結時間は５分以
上あればよいが余り長時間になると量産性に問題がある
ので、磁石特性の再現性を考慮すると０．５〜４時間の
焼結時間が望ましい。

焼結雰囲気は本合金中の成分であるＲが高温で極めて酸
化しやすいので、非酸化性雰囲気である高真空中あるい
は不活性ガス、還元性ガス雰囲気中にて行うが、不活性
ガス、還・元性ガ、スの純度は高い方がよい。不活性ガ
スを用いる場合は高い焼結密度を得る方法として１〜７
８０　Ｔｏｒｒ未渦の減圧雰囲気中で行うことも可能で
ある。

焼結時の昇温速度は特に規定しないが、前記湿式プレス
方式の場合には有機溶媒の溶媒除去をおこなうため昇温
速度４０℃／ｗｉｎ以下で昇温を行うか或いは昇温途中
で２００〜ａｏｏ’ｃの温度範囲で０．５時間以上保持
して溶媒除去をおこなうことが望ましい。

焼結後、室温までの冷却速度は２０℃／ｓｉｎ以上が製
品のバラツキを少なくするために好ましく、引続く時効
処理により磁石特性を高めるためには冷却速度として１
００℃／ｗｉｎ以上が望ましい（但し、焼結に続いて直
ちに熱処理工程に入ることもできる。）。

時効処理は真空ないし不活性ガスないし還元性ガス雰囲
気中で３５０℃から焼結温度以下の温度範囲で、凡そ５
分から４０時間おこなう。時効処理の雰囲気としては合
金中の主成分のＲが高温で酸素或いは水分と急激に反応
するので、真空の場合は真空度１０　Ｔｏｒｒ以下、不
活性ガス、還元性ガス雰囲気の場合は雰囲気の純度９９
．Ｈ％以上が望ましい。

本発明合金の最適焼結温度は組成により異なり、時効処
理は本発明磁石材料の各焼結温度以下で行う必要がある
。例えば８８ＦｅｌＯＣ０８Ｂ１２Ｎｄ２Ｗ合金、５８
Ｆｅ２０Ｃｏ５８１８ＮｄｌＡ１合金では時効処理の上
限温度は各々８２０℃、１０３０℃である。一般にＦｅ
に富むあるいはＢが少ない、あるいはＲが少ない組成は
ど上限時効処理温度を高くできる。しかし、時効処理温
度が高すぎると、本発明合金の結晶粒が過剰成長し、磁
石特性とりわけ保磁力の低下をもたらすとともに、最適
時効処理時間が極めて短時間となり製造条件の制御が困
難となり実用的でない。また３　５０　’Ｃより下では
時効処理時間に極めて長時間を要するため実用的でなく
、かつ減時曲線の角形性が低下し優れた永久磁石になら
ない。本発明の永久磁石材料の結晶粒の過剰成長を起さ
ずに優れた磁石特性を実用的に得るには時効処理温度と
して４５０°Ｃから８００°Ｃが最も望ましい。時効処
理は５分から４０時間おこなうが、時効処理時間が５分
未満では時効処理の効果はほとんど現れず、また得ら、
れる磁石特性のバラツキも大きい。

一方、時効処理が４０時間をこえると工業的に長時間を
要しすぎるため実用的とはいいがたい。優れた磁石特性
を実用的に再現性良く得るには時効処理時間として３０
分から８時間が望ましい。

また本磁石合金の時効処理の手法として２段以上の多段
時効処理も有効であ、す、例えば１０５０’Ｏで焼結し
たｅ８Ｆｅ−１０Ｇｏ−７Ｂ−１３Ｎｄ−ＩＭｏ−ＩＮ
ｂ合金ではｌ段目として８２０°Ｃ〜９２０℃の温度範
囲で３０分から６時間の初段時効処理を行ったのち、２
段目以降は４００〜７５０°Ｃの温度範囲で２時間から
３０時間の１段以上の時効処理を行うことにより、残留
磁束密度、保磁力、減磁曲線の角形性のともに高い優れ
た磁石特性が得られる。とりわけ２段目以降の時効処理
は保磁力の著しい向上に効果がある。また時効処理の別
手法として多段時効処理の代りに時効処理時４００℃か
ら８００℃の温度範囲を空冷含水冷等の冷却方法により
一定の冷却速度で冷却を行っても同等の磁石特性が得ら
れるが、その際の冷却速度は０．２℃／ｗｉｎ　　から
２０°Ｏ／ｍｉｎであることが必要である。なおこれら
時効処理は焼結後そのまま行っても、焼結後一旦室温ま
で冷却後再び昇温して行っても同等の磁石特性が得られ
る。

また本発明の製造方法は磁気異方性永久磁石のみならず
１等方性永久形石にも適用できる。なお等方性永久磁石
の製造方法においては合金粉末を磁界中でなく成形する
ほか他工程はそのまま利用することが出来る。

等方性の場合には、Ｒ１０〜２５％、８３〜２３％、５
０％以下のＣＯ２所定２のＸ、残部Ｆｅ及び不可避の不
純物から成る組成において、（ＢＨ）ｗａｘ　２ＭＧＯ
ｅ以上が得られる。等方性磁石は元来異方性磁石の磁気
特性の１／４〜１／６の低い特性のものであるが、本発
明によれば、それにもかかわらず、等方性としては極め
て有用な高い特性が得られる。

等方性の場合も、Ｒ量が増加するに従ってｉＨｃは増加
するが、Ｂｒは最大値を経た後減少する（第１図参照）
。かくて（ＢＨ）ｍａｗ　２ＭＧＯｅ以上を満足するＲ
量は１０％以上でかつ２５％以下である。

またＢ量が増大するに従いｉＨｃは増大するがＢｒは最
大値を経た後減少する（第２図参照）。かくて（ＢＨ）
ＩＩｌａｘ　２ＭＧＯｅ以上を得るには８３〜２３％　
（７）範囲でなければならない。

好ましくは軽希土類をＲの主成分（全Ｒ中軽希土類が５
０原子％以ｌｘ、）　トＬ１２〜２０％　（７）Ｒ、５
〜１８％のＢ、残部Ｆｅの組成で（ＢＨ）ｗａｘ　４Ｍ
ＧＯｅ以上の高い磁気特性を示す。最も好ましい範囲と
してＮｄ。

Ｐｒ等の軽希土類をＲの主成分とし１２〜１６＄のＲ１
８〜１８％のＢ残部Ｆｅの組成では（ＢＨ）ｎ＋ａｘが
７以上で等方性永久磁石ではかつて無い特性が得られる
。

Ｘとしては、下記の外は異方性の場合と同じ範囲が好ま
しイ（Ｖ　ｔｏ、５％以下、Ｗ　８．８Ｘ以下）。イず
れのＭ成分も等方性の場合、その添加量の増大と共にＢ
ｒは減少傾向を示し、Ｂｒ　３ＫＧ以上（等方性ハード
フェライトの（ＢＨ）ｗａｘ　２ＭＧＯｅのレベルと同
等以上とするため）をこの範囲内で示す。

結合剤、滑剤は、異方性の場合には、成形の際の配向を
妨げるため一般には用いられないが、等方性磁石の場合
には、結合剤、滑剤等を含むことによりプレス効率の改
善、成形体の強度増大等が可能である。

等方性の場合も工業的製造上不可避な不純物の存在を許
容できる。即ちＲ，Ｂ、　Ｆｅの他に所定範囲内でＣ，
Ｐ、　Ｓ、　Ｃｕが含有されることもでき、Ｃ４，０％
以下、ｐ　３．３Ｘ以下、ｓ　２．５ｘ以下、Ｃｕ　３
．３％以下、但しこれらの合計は、各成分のうち最大値
以下では実用可能である。

以上詳述の通り本発明の永久磁石材料およびその製造方
法は新規なＦｅｅＣ：ｏ争ＢｅＲ＊Ｍ系の高保磁力・高
エネルギー積を備える優れた磁石特性を有する永久磁石
を提供するものである。又ＲとしてＮｄ、　Ｐｒ等の軽
希土類元素を用いることにより資源的争価格的などの点
においても優れた永久磁石であり工業的利用性の高いも
のである。

以下本発明の態様及び効果について、さらに実施例に従
って説明する。但し実施例及び記載の態様は、本発明を
これらに限定するものではない。

表１〜４は、つぎの工程によって作製した種々のＦｅ＊
Ｃｏ・Ｂ−Ｒ・Ｍ系組成から成る永久磁石体の特性を示
す。

（１）出発原料はＦｅとして純度９９．９％　（重量％
、以下原料純度について同じ）の電解鉄、ＢとＬ　テア
　ｚ　ｏ　ホ＊　ｙ合金（１９，３８％　Ｂ、　５．３
２％　ＡＩ。

０．７４％Ｓｉ、　０．０３％Ｃ９残部Ｆｅ）　、　Ｒ
として純度９８％以上（不純物は主として他の希土類金
属）を使用。

Ｃｏは純度９９．８　％の電解ＧＯを使用した。Ｍとし
ては純度９８％　（７）Ｔａ、　９８％　ノｗ　、　１
３８．９％　（７）Ａ１、またＶとして８１．２％のＶ
を含むフェロバナジウム、Ｎｂとして８７．６％のＮｂ
を含むフェロニオブ、Ｏｒとして６１．８％のＣｒを含
むフェロクロムを使用した。

（２）磁石原料を高周波誘導を用いて溶解を行った。そ
の際ルツボとしてはアルミナルツボを用、い水冷銅鋳型
中に鋳込みインゴットを使った。

（３）溶解で得られたインゴットを搗砕し一３５ｍｅｓ
ｈにしたのち更にボールミルにより所定の平均粒度のも
のが得られるように粉砕を行った。

（４）粉末を磁界中で所定の圧力で成形した（但し等方
性磁石を製造する場合は磁界をかけないで成形した。）
。

（５）成形体は８００〜１２００℃の範囲内の所定の雰
囲気焼結を行い、その後所定の熱処理を行った。

原子百分率組成６１Ｆｅ　拳１４Ｇｏ　・７Ｂ　ＩＩＩ
ＥｉＮｄ　参２Ｍｏなる平均粒度５ｇｍの合金粉末をＩ
ＱＫＯｅ磁界中で１．５７ｏｎ／　ｃｍ’の圧力で加圧
成形した後、９９．９９％純度の２００　Ｔｏｒｒ　Ａ
ｒ中で１１００℃、２時間焼結し、焼結後は冷却速度７
００℃／ｍｉｎで室温まで冷却した。さらに時効処理を
６５０°Ｃで２０分、１２０分、２４０分、３０００分
行い、本発明に係る磁石を得た。

磁石特性結果および本合金磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）
の温度α（％／°Ｃ）を比較例（焼結後）とともに表１
に示す。

表　　　１ 実施例　２ 原子百分率組成５５Ｆｅ−１５Ｇｏ−１２Ｂ−１４Ｎｄ
−２Ｙ−２Ｎｂ、平均粒度３７Ｌｍなる合金粉末を１５
ＫＯｅ磁界中で１、ＯＴｏｎ／ｃｒｎ’の圧力で加圧成
形した後、８！３．！９９ｅ％純度の５００　Ｔｏｒｒ
　Ａｒ中で１１８０℃、２時間焼結し、焼結後は冷却速
度４５０°Ｏ／＋ｏｉｎで室温まで冷却した。さらに２
　Ｘ１Ｏ−５Ｔｏｒｒ真空中にて時効処理を表２に示−
す各温度にて３時間行い、本発明磁石を得た。磁石特性
結果および残留磁束密度（Ｂｒ）の温度係数α（％／°
Ｏ）を比較例（焼結後等）とともに表２に示す。

衷　　２ 実施例　３ 平均粒度２〜１５ＪＬＩ１１、表３に示す原子百分率組
成を有するＦｅ−ｃｏ−Ｂ−Ｒ−Ｍ合金粉末を１０ＫＯ
ｅ磁界中で　１．８７ｏｎ／ｃｒｎ’の圧力で加圧成形
した後、９９．９９Ｂ２純度の２５０　Ｔｏｒｒ　Ａｒ
中で１０８０℃、２時間焼結し、焼結後は冷却速度７０
０°０／＋ｏｉｎで室温まで急速冷却した。さらにｆｉ
ｏｏ　ＴｏｒｒのＡｒ中にて時効処理を７００°Ｃで４
時間行い、本発明磁石を得た。磁石特性およびＢｒの温
度係数α（Ｘ／”０）の値をＣＯを含有しない比較例と
ともに表３に示す。

表　　　３ 実施例　４ 平均粒度１〜１０ルｍを有する下記原子百分率組成のＦ
ｅ−Ｇｏ−Ｂ−Ｒ−Ｍ合金粉末を無磁界中で１．０７ｏ
ｎ／ｃｍ”の圧力で加圧成形した後、８３．８％純度の
１５０Ｔｏｒｒ　Ａｒ中で１０２０℃、１時間焼結し、
焼結後は冷却速度５５０’Ｏ／ｗｉｎで室温まで急速冷
却した。さらに８５０　Ｔｏｒｒ　Ａｒ中にて時効処理
を８００°Ｃで４時間行い、本発明磁石を得た。磁石特
性の結果を時効処理なしの焼結後の試料（比較例）とと
もに表４に示す。

（以１　＃ｕン 表　　　４ 出願人　　　住友特殊金属株式会社 代理人　　　弁理士　加藤朝道 手続補正書（自発） 昭禾Ｊ５９年２月２８日 １　事件の表示 昭和５８年特許願第９２２３８号 （昭和５８年５月２７日出願） ２　発明の名称 永久磁石材料及びその製造方法 ３　補正をする者 事件との関係　　出願人 ５　補正命令の日＋１　　　自発 ６　補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 ７　補正の内容 別紙の通り １、明細書の発明の詳細な説明の欄を次の通り補正する
。

（１）第８頁第２０行目に「３５０〜７５０℃」とある
を［約３１０〜約７５０℃」に補正する。

（２）第２１頁第１行目にｒ　（ＢＨ）ｍａｘが７以上
」とあるをｒ（ＢＨ）ｍａｘが７ＭＧＯｅ以上」に補正
する。

（３）第２４頁第１Ｏ行目、「温度」を「温度係数」に
補正する。

（４）第１２頁第１４〜１６行目、「残留・＄拳ととも
に」を削除する。

（５）第１２頁第１８行〜１３頁４行、「また本発明・
・・可能である。」を削除し、欧文を挿入する。

「また本発明ｃ７）Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｒ−Ｍ合金はＣｏ
５％以上で残留磁束密度（Ｂｒ）の温度係数（α）はα
≦Ｏ１１％／°Ｃとなり、温度特性が良好となり、ＣＯ
を含有しないＦｅ−Ｂ−Ｒ合金に比較して良好な温度特
性を有するのみならず、ＣＯ添加により減磁曲線の角形
性が改善されるため、最大エネルギー積の向上がはかれ
る。Ｇ。

２５％以下において、他の磁気特性（特にエネルギー積
）は実質上悪影響を受けない。ＣＯが２５％をこえると
、（Ｂ　Ｈ）　ｍ　ａ　ｘは減少する。また、ＣｏはＦ
ｅに比べて耐食性を有するので、Ｆａ−Ｂ−Ｒ合金にＣ
Ｏを添加することにより耐食性を付与することが可能で
ある。」 Ｃ８）第１３頁８行、ｒ等」の前に「、Ｃａ。

Ｍｇ、０．ＳｉＪを加入する。

（７）同頁ｉｔ行、「の含有」の前にｒＣａ。

Ｍｇ、各４％以下、０２％以下、Ｓｔ　　５％以下」を
加入する。

（８）第１０頁１０行、「不純物」のり聚に［（他の希
土類元素、Ｃａ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ　、Ｃ，０等）を加
入する。

以上 手続補ｊＥ書（自発） 昭和５９年５月２３日 特許庁長官　若杉和夫　殿 １　事件の表示 昭和５８年特許願第９２２３８号 （昭和５８年５月２７日出願） ２　発明の名称 永久磁石材料及びその製造方法 ３　補正をする者 事件との関係　　出願人 氏名　　住友特殊金属株式会社 ５　補正命令の日付　　　自発 ６　補正により増加する発明の数　　なし７　補１の対
象 明細書の発明の詳細な説明の欄を次のように補正する。

１）第１２頁第２０行目の「減磁曲線線」を「減磁曲線
」に補正する。

２）第１９頁第１２行目の「０．２℃／　ｍ　ｉ　ｎか
ら２０℃／ｍ１ｎＪを［０，２℃／　ｍ　ｉ　ｎ　〜２
０℃／５ｅａｌに補正する。

３）第２０頁第９行目から第１０行目の「（＄１図参照
）」を削除する。

４）同頁部１３行目の「（第２図参照）」を削除する。

以上 ３９

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）原子百分率で８〜３０％のＲ（但しＲはＹを包含
   する希土類元素の少なくとも１種）、２〜２８％（７）
   Ｂ、５ｏｚ以下（７）ＧＯ（但し　Ｃｏ　　０％を除く
   ）、所定２以下の添加元素Ｍの１種又は２種以上（但し
   Ｍ　ＯＸを除き、Ｘは Ｖ　　　９．５　％　以下、　　Ｎｂ　　１２．５％以
   下、Ｔａ　　１０．５　％以下、　　Ｍｏ　　　９．５
   ％以下、Ｗ　　　９．ｊ％％以下　　Ｃｒ　　　８．５
   　％以’Ｔ、及びＡＩ　　　９．５を以下であり、 ２種以上のＸを含む場合に合量は含有するＮの当該各元
   素のうち最大値を有するものの所定２以下）、及び残部
   実質上Ｆｅからなる平均粒度０．３〜８０４ｍの合金粉
   末を成形し８００〜１２００℃で焼結し、焼結後３５０
   °Ｃ〜当該焼結温度以下で熱処理して成る永久磁石材料
   。
2. （２）原子百分率で８〜３０％のＲ（但しＲはＹを包含
   する希土類元素の少なくとも１種、２〜２８％（７）Ｂ
   、５０ｚ以下（ＤＯｏ　（但シＣｏ　　Ｏ％ヲ除く）、
   所定％以下の添加元素りの１種又（±２種以上（但しＭ
   　（１％を除き、Ｘは ｙ　　　Ｌ５％以下、　　Ｎ’ｂ　　１２．５　％以下
   、Ｔａ　　１０．５　％以下、　　Ｍｏ　　　９．５％
   以下、ｗ　　　９．５％以下、　　Ｃｒ　　　８．５％
   以下、及びＡＩ　　　９．５　％以下であり、Ｍ　０％
   を除き２種以上のＭを含む場合Ｍ合量Ｃ±含有するＭの
   当該各元素のうち・最大（ｉを有するものの所定％以下
   ）、及び残部実買上Ｆｅ力）らなる平均粒度０．３〜８
   ０１の合金粉末を成形する工程、非酸化性又は還元性雰
   囲気下８００〜１２００°ｑで焼結する工程、更に３５
   ０℃ないし当該焼結温度以下で熱処理する工程からなる
   ことを特徴とする永久磁石材料の製造方法。