JPS60100402A - 磁気異方性の鉄‐希土類系永久磁石を作る方法 - 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、有用な永久磁石をつくるのに、鉄、１つ以上
の希土類金属およびホウ素から成り極端に速く固化させ
られた組成物の、ひずみを高温で焼鈍する方法に関する
ものである。更にくわしくは、この発明は、鉄、ネオジ
ムおよび／或はプラセオジムおよびホウ素を含み、有用
な、磁気的に整った永久磁石をつくるための、過急冷し
た組成物について、高温での圧密（ｃｏｎｓｏｌｊｃｊ
ａｔｊｏｎ　）と熱１１ａ’Ｊ　７０工（ｈｏｔ　ｗｏ
ｒｋｉｎｇ　）に関するものである。

高エネルギー積を有し、高い飽和保磁力の永久磁石の組
成物は、例えば、鉄、ネオジムおよび／或はプラセオジ
ムとホウ素を含み、その製法は、欧州特許出願０１０８
４７４　（ゼネラルモータ株式会社）に発表されている
。

組成物の１例は、原子比であられして ＮｄＯ，＋３　（Ｆｅ０．９５　Ｂｏ、０５　）０．８
７のものである。これは、本質的に最大の長さが約２０
から４００ｎｍのクリスタリット（ｃｒｙｓｔａｌｌｉ
　Ｌｅ　）を１ｍ成するとき、旨い飽和保磁力を有する
特異的な安定な金脣間相の組成物である。

上記組成物の溶融物は、固体物質、例えば薄いリボンを
つくるのに、メルトスピンニノグのような方法で非常に
速やかに急冷（ｑｕｅｎｃｈ　）することができる。冷
却速度が、安定な微細な結晶による微細構造（２０ｎｍ
がら４ｏυｎｍ　）をつくるよう調節されれば、その物
Ｎはすぐれた永久磁石特性を持つ。これに反して、より
速い冷却（過急冷）は、より小さなりリスタリットと、
より低い飽和保磁力を持つ拘留となる。然し、開示され
たように、このような過急冷（ｏｖｅｒ　ｑｕｅｎｃｈ
　）された物Ｔ＋Ｉｉは、焼鈍（ａｎｎｅａｌ　）によ
り、高い飽和保磁力と高いエネルギー積を有する適当な
結晶の大きさにすることができる。

（例えば）このネオジム−鉄−ホウ素の紐酸物の興味の
ある有用な特性は、それが磁気的に等方性であることで
ある。微細な粒子。

即ちメルトスピンニングされたリボンは偏平な粒子に破
砕することができる。この粒子は、室温で型の中で圧縮
して、密度が物質密度の約８５％の単一の物体にするこ
とができる。

圧密（ｃｏｍｐａｃｔｉｏｎ　）の前または後に、接着
剤を使用することができる。このような接着された磁石
の製法は、１９８４年３月６日に出願された欧州特許８
４３０１４５３．１　（ゼネラルモーターズ株式会社）
に開示されている。この接着された磁石は特定の磁気の
方向を示さないことを見出すことはとても驚くべきこ々
である。固有の飽和保磁力の値あるいは最大のエネルギ
ー積の値を有することは、印加した磁界の方向には依存
しない。リボンをとても細かい粒子に粉砕し、圧密の前
にこれらの粒子を磁気的に配列させることの利点はない
。

このような磁気的に等方性の材料はとても有用である。

吉いうのは、この材料は容易に圧縮して（磁気的に配列
させることなしに）接着された形状にすることができる
からである。成形物は最も便利な方向に磁化することが
できる。

鉄−ネオジム−ホウ素型の組成物は、もし少くともその
微細構造中の粒子筐たはクリスタリットの一部分が物理
的に配列することができ、またこのように配列したもの
が少くとも部分的に磁区の配列を生ずるならば、さらに
より高いエネルギーを鳴することとなろう。

そうすればこの材料は希望する磁化方向を持つであろう
。この材料は磁気的に異方性であり、希望する方向に、
より高い磁化とより高いエネルギーを持つであろう。こ
のことは、過急冷したメルトスビンニシグされた月別を
用いて、その材料を高温で処理することにより、それを
高い密度に固化させ、また磁気的配列を生ずる塑性流れ
をおこさせることによって達成された。同じような改良
は、もし高温処理が、過大な粒子成長を生じ最大保磁力
が減少する前に、速やかに行われるならば、微細な結晶
の、高い飽和保磁力（例えばＨ８１）＞１０００エルス
テツド）を達成できる。

充分に高密度化した微細な粒子で、異方性の永久磁石を
、鉄、ネオジムおよび／あるいはプラセオジムおよびホ
ウ素を含む適当な材料を高温処理することによりつくっ
て提供することが、本発明の一つの目的である。この異
方性の磁石は、同様の組成の等方性の磁石よりも高い残
留磁化とエネルギー積を有している。

鉄、ネオジムおよび／またはプラセオジムを適当な割合
で含む過急冷された組成物を、適当な温度と圧力におい
て処理して、この月別を充分に高密度化した固体の塊り
とし、微細な高い飽和保持力を持つクリスタリットを成
長せしめ、またこり材料に互視的な磁気異方性を生じさ
せるよう充分な流れと配向を起させる方法を提供するの
が本発明の１つの目的である。

その微細構造が無定形あるいはとても細かい結晶質であ
るため、永久磁石の特性を持っていない適当な遷移金属
−希１類金属−ホウ素の組成物を処理するとＬが５本発
明のもう一つの目的である。この処理は、高温圧縮、高
温ダイ−アップセット（ｄｉｅ　ｕｐｓｅｔ　）　、押
出し、鍛造、あるいはローラーがけのような高温処理工
程により、その材料を十分固化させ、適当な粒子成長を
促がし、その内部で塑性流れを発生させて、磁気的異方
性を持った物体を得るものである。このような高温処理
された物体の最大の磁気特性は、処理の方向に平行に配
列する（流れの方向に垂直）ことが見出された。希望す
る磁気的配列の方向においてエネルギー積は同様の組成
の等方性の磁石の特性よりもずっと大きなもの七するこ
七ができる。

本発明の望丑しい具体例によれば、これらおよびその他
の目的と利益は以下のようにして達成される。

鉄、ネオジムおよびあるいはプラセオジム。

およびホウ素を含む溶融された組成物が用意される。そ
の他の成分は、以下に開示されるように存在することが
可能である。望ましい組成物の一つの例は、原子比率で
標示すれば、ＮｄＯ，＋３　（ＦｅＱ、９５　ＢＱ、０
５　）Ｑ、８７となる。溶融された材料は、メルトスピ
ンニングによるように、非常に速やかに冷却されて、固
体材料の薄いリボンとなる。これは永久磁石の特性は持
っていない。典型的には、この月利は微細構造では無定
形である。そしてこれは結晶留の物質のＸ線回折から得
られるような、多くの明確な回折の最大を持っているＸ
線図を持ってはいない。非常に拡大されても１例えば走
査型電子顕微鏡による写真によっても、明確に区別され
た粒子（あるいはクリスタリット）は認められない。

リボンあるいはその他の薄い固体の形状のものを、必要
があれば、目的とする高温処理操作のために都合のよい
大きさのａ４（破砕する。これらの粒子は適当な高温、
好１しくは７００℃あるいはそれ以上の温度Ｖこ、アル
コ゛ン中で加熱され、高圧、できれば少くとも６８．９
７４．６ＫＰａ　（１０，０００ｐｓｉ　）で短時間高
温処理される。このような処理は、多くの知られている
高温処理の仕方の何れの方法によっても達成される。こ
の月利は丑だ型の中で高温圧縮してもよく、押出したり
、ロールをかけたり、ダイ−アップセットしたり、ある
いはハンマー処理してもよい。／４Ｊいられる高温処理
がどのような特殊の形式であっても、いくつかの個々の
粒子は圧縮され、その組成物の最大の密度になるまで、
共に流れる。７更に、高温の塊りは塑性流れをうけさせ
られる。

高温の状況下で、永久磁石でないところの微細構造は、
適当な微細な粒子の結晶性の月利に変る。高温の微細ｊ
な粒子の材料の流れは、七〇キュリ一温度以下に冷却さ
れて、望ましい磁化の方向を持つ物体となり、またすぐ
れた磁石特性を与える。

うま〈実施すると、高温加工工程は、微細な結晶あるい
は粒子状の微細構造（例えば、一番大きな寸法が約０４
から０５マイクロメーター１で）を生ずる。過大の粒子
の成長と最大保磁力の損失の発生する前に、材料を冷却
するように注意がなされる。高温加工した製品の磁化の
望ましい方向は、典型的には、圧縮の方向に平行であり
、塑性流れを横切る方向である。その物体が塑性流れの
方向を横切るよう磁化されると、有意の高いエネルギー
積を鳴するものが得られる。

前に述べたように、同様の組成の材料や同様の微細構造
は、高温処理なしでつくられている。このような材料は
、磁性的に等方性であり、低い最大エネルギー積しか持
たない。

本発明のもう一つの具体例として、出発材料は高い飽オ
ロ保磁力（＞１００００ｅ）の等方性Ｕ利であることが
可能である。この材料を適当な高温処理により十分密度
を高くし、磁気的に異方性の構造に微細な結晶を配列す
るよう塑性流れをおこさセる。然し、この高温処理は、
クリスタリットが、大きく成長して望ましい磁気的特性
を失うことがないように短かい時間でなければならない
。

この発明の方法は、適当な遷移金属成分、適当な希土類
元素成分、およびホウ素を含む組成物に適用される。

遷移金属成分は、鉄あるいは鉄と、コバルト、ニッケル
、クロムあるいはマンガン（のうちの１つまたは２つ以
上）である。コバルトは約４０原子％まで鉄と交換でき
る。クロム、マンガンおよびニッケルはそれより低い量
、望ましくは約１０原子％未満が交換町ｌｉｋである。

ジルコニウムおよび／あるいは少量のチタン（鉄の約２
原子％まで）は鉄と置換えができる。低炭素鋼が組成物
の鉄の原料であるときにｔ１炭素とケイ素の非常に小量
は許容できる。組成物は、遷移金属成分−生と１゜て鉄
−を約５０原子％がら約９０原子％含むことが望ましい
。

また組成物はまた、約１０原子％から約５０原子％の希
土類元素成分を含む。ネオジムおよび／あるいはプラセ
オジムは必須の希土類元素成分である。上に述べたよう
に、それらは代替使用可能である。サマリウム、ランタ
ン、セリウム、テルビウムおよびジスプロシウムのよう
なその他の希土類元素は相対的に小量が、望ましい磁気
特性の実費的な損失なしに、ネオジムとプラセオジムと
混合可能である。それ等は、希土類元素成分の約４０原
子％以上にならないことが望ましい。希土類元素成分に
伴う不純物元素は小量であると期待されている。

過怠冷却された組成物は約１から１０原子％のホウ族を
含む。

全体としての組成は、ＲＥｌ−Ｘ（ＴＭｌ−ＹＢＹ）ｘ
なる式で表わすことができる。希土類元素（ＲＥ）成分
は、組成物のｌＯから５０原子％（Ｘ＝０．５〜０９）
を占め、その少くとも６０原子％がネオジムおよび／あ
るいはプラセオジムである。こ＼に使用される遷移金属
（ＲＥ）は、全組成の約５０から９０原子％となり、そ
の遷移金属成分の約８０原子％が鉄である。

上記の実験式に関する限りは、コバルト、ニッケル、ク
ロムおよびマンガンのようなその他の成分は０遷移金属
’／Ｈ呼ばれる。

ホウ素は、全組成物の約１から１０原子％（Ｙ−約０．
０１〜０．１１）の量存在する。

便宜上、組成は原子比率によって表現されている。これ
らの組成は、明らかに、組成混合物の調製のために重量
比に容易に換算することができる。

例示の目的で、本発明について、は５′以下の原子比率
の組成物を用いて記述しよう。

ＮｄＯ，１３（ＦｅＯ，９５Ｂｏ、０５　）０．８７然
しなから、本発明の方法は、上述したように組成物の同
族に適用できるものと理解されるべきである。

冷却の速度により、溶融した遷移金属−希土類元素−ホ
ウ素の組成物は、以下の微細構造を持って固化すること
ができる。

ｆａ）　無定形（ガラス状）で、極端に微細な粒子の微
細構造（例えば、大きくても２０ｎｍ以下）から （ｂｌ　非常に細かい（微細な）粒子状の微細構造（例
えば、２０　ｎｍから約４０　ｎｍまで）、また ＋ＣＩ　より大きな粒子状の微細構造まで。

このように、大きな粒子状の微細−構造の材料で、有用
な永久磁石特性を持つものはつくられなかった。粒子が
約２０から４００　ｎｎ＋のｐ大の大きさを持つような
微細な粒子状の微細構造は、有用な磁石特性を持ってい
る。無定形の材料はこのような性質を持たない。然し、
ガラス状の微細構造の材料のあるものは、焼鈍して、等
方性の磁気特性を持つ微細な粒子の永久磁石に転化させ
ることができる。この発明は、このような過怠冷却した
ガラス状の材料に適用できる。また、１焼鈍された筐ま
の“高い最大保磁力の、微細な粒子状の材料が１例えば
５分より短いような短時間だけ、７００℃以上の高温で
、高温処理されるのであれば、それらの材料に適用でき
る。

適当な過急冷された組成物は、メルトスピンニングによ
りつくることができる。メルトスピンニングの実験にお
いては、材料は適当な容器、例えば石英のるつぼに入れ
られる。

組成物は、アルコ゛ン下で、るつぼの中で誘導加熱また
は抵抗加熱により溶融される。るつぼの底に、直径約５
００ミクロンの小さな円形の排出口が備っている。設備
はるつぼの上部を閉ぢるようにつくられている。その結
果によって、アルゴンを加圧して溶融物を容器から非常
に細い流れで押し出すようにすることができる。

溶融Ｃた流れは、排出口の下約６３５龍（１／４インチ
）に位置する運動しつつある冷却表面上に向けられる。

こ５に記述された実施例では、この冷却表面は、直径２
５ｃ１′ＩＬ、厚さ］、　３　ｃｍの薄い銅の円板（ｗ
ｈｅｅｌ）である。その周辺の面はクロムでメッキされ
ている。るつぼと円板は、空気を排除して代りにアルゴ
ンで満たされた箱に入れられる。実験では、円板は冷却
されない。どの作業でも、円板の上に衝突する溶融物の
量よりも円板の質量がずっと大きいので、円板の温度は
大巾に変わることはない。溶融物がその廻転する円板に
突き当ると、それは平らになり、殆んど瞬間的に固化し
、それはリボンとして押しのけられる。リボンの厚さと
冷却速度表は、円板の周辺の速度によって大凡きめられ
る。この処理で、速度をかえることにより、無定形のリ
ボン、微細な粒子状のリボン、あるいは大きな粒子状の
リボンをつくることができる。

本発明の方法の実施にあたって、冷却速度あるいは冷却
円板の速度は、無定形あるいは極端な微細結晶の構造が
つくられるようにすることが望筐しい。このような構造
は、例えば、最大の大きざが約２０　ｎｍよりも小さい
微細な結晶になるか、無定形になるかである。

実際の処、無定形の微細構造と、このような極端に微細
な結晶性の微細構造は多分区別して認識できない。要望
されているのは、Ｍ適の永久磁気特性がより小さいが、
改良された磁石特性を得るために焼鈍できる処の過急冷
された材料である。然し、発明の方法によれば、その材
料は、別々に焼鈍はされるのではない。実際上、異方性
の磁気特性を持つ磁気微細構造を生ずるよう高温処理さ
れる間に焼鈍される。

本発明の実施について、二三の実施例を次に示そう。

実施例１ 過急冷された、メルトスピンニングされたリボン状のも
のが作られた。溶融された混合物は、以下の式に一致す
るように作られた。

ＮｄＯ，１３（Ｆ２Ｏ，９５ＢＯ，Ｑ５　’　０．８７
約４．０．９の混合物は、長さ約１０Ｃ：ｒｎ、直径２
．５４ｃＩＩＬの石英管中で溶融された。石英管には底
に円形で直径約６００μｍの排出口がついている。管の
上部は密封され、加圧アルゴンカスが管内の溶融合金に
に供給された。合金は実際に誘導加熱を用いて管中で溶
融された。溶融物が１４００℃になったとき、約２０．
６８　ＫＰａ　（３ｐｓｉｇ〕のアルゴンの排出圧が加
えられた。

溶融金属の極端に細い流れが、上述した円板の縁に排出
された。円板は銅でつくられており、周辺の表面はクロ
ムでメッキされている。円板は最初は室温であり、その
上に排出される溶融金属に接触することを除いて、実験
中加熱も冷却もされなかった。円板は、毎秒約３５　ｍ
　（ｍ／ｓ　）の周辺速度で回転させられｌこ。

円板から、固化したメルトスピンニングされたリボンが
でてきた。それは厚さ約３０ｔｔｍで、巾は約１　ｍｍ
であった。

この月別は、冷却速度が大きすぎたので廟用な永久磁性
を持たなかった。換言すれば、それは過急冷された。円
板をもう少しおそく回転させれば、有用な、硬ａ磁件を
与える微細構造を持つようなリボン状のものがつくられ
るであろう。

このリボンは、小さい破片に砕かれ、第１図に示しであ
るような、円形のダイ１００円筒形の空洞１２の中にお
かれた。空洞は直径が９．５２５　ｔｎｍ　（３／８イ
ンチ）であり、旧制は上と下のポンチ（ｐｕｎｃｈ　）
　ｌ　４の間に入れられた。型は工具鋼のライナー（ｌ
ｉｎｅｒ）を持つ高温に高温用ニッケル合金からつくら
れている。

グイと内容物は、アルゴン下で、誘導コイル１６により
、最高温度７５０　’Ｃ′ｉで急速に加熱された。温度
は、空洞の隣りの型の中で熱電対（図示してない）を用
いて測定された。

上のポンチはそれから破砕されたリボン状の小片に、最
高圧力２２０６３２．３２　ＫＰａ　（３２，００（１
ｐｓｉ）を加えるために作動させられた。加熱と加圧が
止められ、この製造中の加工品（ｗｏｒｋ　ｐｉｅｃｅ
　）はダイ上で室温まで冷却された。然し、この加工品
が７００℃以上の温度にある合計時間は約５分間に過ぎ
なかった。

固化した加工品はダイから取り出された。得られた円筒
状のものは、堅く強かった。それは本質的に最大の密度
である１立方ｃｍ当り約７．５．！７の密度を持ってい
た。

この月利の磁気的性質は、円筒状のものから一部分を切
り出し、その切り出された部分から、直径約２朋の小さ
な球状のものを砥ぎ出ずことにより測定された。球状の
ものを、約４０キロガウスの強さのパルス状の磁界に入
れて、既知の方向に磁化した。それからその球状のもの
を、磁力計の陽極にその球状のものの陽極をおくように
、振動試料磁力計中においた。＋１０ＫＯｅから一２０
ＫＯｅに徐々に減少する磁界にその試料をおいた。この
磁界は、それに対応して試料磁化（４ｆｆＭ）を減少さ
せた。このやり方で、磁化の特定の方向について、第２
象限の磁化プロット（４１ｒＭ対Ｈ）が得られた。

試料は磁力計から取出され、違った方向に前のようにパ
ルス状の磁界で磁化され１次に磁力計に戻され、新しい
磁化曲線が測定された。この過程が再び繰返され、それ
ぞれの曲線を比較した。

第２図には、４ｆｆＭ対Ｈの４種の第２象限の曲線があ
る。履歴現象のループの第２象限の部分は、永久磁石特
性についての有用な情報を提供する。第２図中のこれら
の曲線のうちの三つはよい特性をあられしている。ゼロ
磁界（Ｈ＝０）での残留磁化は高く、寸だ固有の最大保
磁力即ち試料を脱磁するだめの逆の磁界（４７ｒＭ＝　
Ｏ’　）も高い。上部の曲線ｊ８は、球状の試料につい
て得られた、好ましい磁化の方向をあられす。一番下の
曲線２ｏは、高温圧縮した成形体の、配列した方向から
、比較的離れた方向がら得られたデータをあらゎす。中
央の線２２は脱磁の曲線であるが、その高温成形品がつ
くられたもとの同一のリボン状のものの等方性の配列の
振動試料磁カ計に発生する。これらのリボン状の試料は
７２７℃の温度になるまで、毎分１６０℃の速度で加熱
（焼鈍）され、次に同じ速度で室温まで冷却された。得
られたデータは１００％め試料密度に規格化された。こ
のように、曲線２２はこの実施例で得られる異方性磁石
と同一の組成の等方性磁石のものである。

履歴現象の曲線はまた、元の過急冷されたリボン状の試
料かも作られた。その第２象限の部分は、第２図中の曲
線２４としてあられされる。それは相対的に低い固有飽
和保磁力と残留磁化とを持つ。

このように、高温加圧操作は、充分に高密度化された物
体をつくり、また磁性的に異方性となるよう、微細構造
を配列させる処の流れを月利内に生ずる。（曲線１８で
あられされるよう）磁化の望ましい方向では、残留磁化
とエネルギーの有するものは、等方性の材料におけるよ
りは大きい。

高温圧縮された物体は、室温ですぐれた永久特性を持つ
ほか、空気中で高い温度にさらされている間、その特性
を保持する。この試料の高温圧縮された物体は、空気中
で、１６０℃で、１５０７時間の間、４ＫＯｅの逆磁界
内に保持された。それはたソ、永久磁石特性のうちの最
小の損失を受けただけであった。

第３ａ図は、室温で完全密度の８５％に圧縮された接着
磁石の断面の顕微鏡写真である。

元のリボン状のものの板状の部分が列んでおり、接着さ
れた磁石中に保存されているのが見られる。第３ｂ図は
本発明により十分に高密度化された高温圧縮された試料
の同一の拡大率での顕微鏡写真である。平らなリボンの
断面が接着された磁石中とはソ同じ大きさで認められる
が、この十分高密度の試料中には空隙はない。

実施例２ もう一つの過急冷した、メルトスピンニングされたリボ
ン状のものが、実施例１に記述された方法で作られた。

このリボン状のものの名目上の組成は、実験式 ＮｄＯ，＋３　（Ｆｅ０．９４　Ｂｏ、０６　）０．８
７に一致した。リボン状のものは、３２ｍ／ｓの速度で
回転する冷たい円板上で溶融物を冷却することでつくら
れた。リボン状のものの厚さはほに３０μｍであり、巾
はは’；　１　ａｍであった。この冷却速１ｆでは、磁
化しても有用な永久磁石特性をもつ磁石を生成すること
ができない微細構造しか得られなかった。

リボン状のものの小片は、ダイ中に室温で圧縮され、最
高密度の約８５％の密度の予備成形された物体となった
。次にこの予備成形品は、実施例１に記述したと同様の
、高温用合金のダイの空洞におかれた。然し、ダイには
黒鉛がライニングしてあった。炭化物のポンチがこの予
備成形品を空洞に閉ぢこめた。

このダイとその内容物は急激に、アルゴン中で７４　（
１℃に加熱され、ラム圧が６８．９４７．６ＫＰａ　（
１０ｋｐｓｉ　）で、予備成形品を押し出そうとする。

後方へ押ｊ〜出されたものの予期１−ない形状は、予備
成形品が、ポンチと、取り替えた黒鉛のダイのライナー
との間から流れ出て、コツプ４大のものとなることによ
るものである。室温まで冷却した後、このものは型から
取出され、この試別の押出された部分は、密度測定上磁
気測定が可能な大きさであった。そして押し出された部
分は充分に高密度化されていた。

この押し出された金属の部分より、２　ａｍの立方体を
砥ぎ出しく　ｂｅ　ｇｒｏｕｎｄ　）　、振動試料磁気
計で試験した。この立方体面を横ｑノって試料を磁化し
、減磁することにより、試別が磁性的に異方性を示すこ
とが観察された。三つの直交方向を、第４図に２６．２
８．３０の曲線によってあられず。磁化の方向が異なる
とこわらの第２象限のプロットが異なることは、試料中
の磁区の物理的配列によるものである。曲線の相違が大
きい程、磁気的配列の程度が大きい。押し出された試別
の配列は、第１図の試料のそれより顕著であったことが
わかる。焼鈍されたリボン状のものの減磁曲線２２と、
過急冷されたリボン状のものの曲線２４はまた第２図に
おけると同じくこの図にも含まれている。押出された試
料の飽和保磁力は、焼鈍された試料のそれよりずっと大
きいことがわかる。多分、押出しの間に、より適当な大
きさのクリスタリットが得られるからであろう。押出さ
れた試別の一番望ましい方向の磁化は、等方性の焼鈍さ
れたリボン状のものの磁化より大きく、またより大きな
エネルギー積を有することとなる。

第３Ｃ図は、押出された試料の断面の６００倍の顕微鏡
写真である。最初のリボン小片の厚さが減少しているこ
とかられかるように、押出された試料中により大きな塑
性流れの発生したことが見られる。この塑性流れは、月
利中の磁気的モーメントの配列に必須であることと、こ
の配列は一般的にこの塑性流れを横断する方向にあるこ
とが信じられている。

換言すれば、この試別について、磁気的配列は、押出さ
れたリボン（川」ち第３Ｃ図の上と下）の長手方向を横
切っている。

第５図は、押出された試料の割は目の表面をはゾ４４．
０００倍し−た走査型電子顕ｖ１．鏡写真である。これ
は微細な粒子組織を示している。

実施例１のように、附加的な高温処理試験と、実施例２
のように、変形された押出し試験が、７００〜７７０℃
の範囲の種々のダイ温度と、６８，９４７．６〜２０６
，８４２．８　ＫＰａ（１０，０００〜３０，０００ｐ
ｓｉ）の範囲の圧力で行われた。これらの試験により、
より低い圧力や温度でも、十分な高密度化が起り得るこ
とを示している。

然し、低温、低圧で調製された試別け、」、り脆いよう
に見える。リボンの破片には、第３ａ図にあられれると
同じ裂目のあることが光学顕微鏡写真で見出された。明
らかに、７５０℃以下では第３ｂ図にみられるような裂
目が無くなるにはより高い圧力が必星であり、高温で圧
縮された試別の望ましい磁化の方向は、圧縮の方向に平
行であり、塑性流れの方向に垂直である。塑性流れが大
きくなれば、押し出し試験の場合のように、より大きな
方向的な異方性が発達する。

実施例３ この実施例は、ダイアップセットの実際を示す。

実施例２の過急冷されたリボンの破片が、第１図に示さ
れたような加熱ダイ中で、最高ダイ温度が７７０℃で圧
が１０３．４２　’１．４　ＫＰａ（１５Ｋｐｓｉ　）
アルゴン下で高温圧縮された。

９．５２５　ｍ２１＋（３／８“）の円筒型の１００％
密度の物体が、成形された。この高温圧縮された円筒は
、砂でみがいて、より小さな円筒（直径ＩＩ以下）とし
、それは元の円筒の軸を横切る円筒軸を持つ。この円筒
は、その軸（元の圧縮の方向に垂直）に沿って、元の直
ｒ羊の空洞中でもう一度高温圧縮された。その結果、そ
れは、直径９．５２５１１１尻（３／８″）でより短か
い円筒に容易に変形した。（即ち。

ダイアツブセツティングする）。このダイアツブセツテ
ィングの操作は、最大温度７７０℃とＩＩＯ，３１６，
１６ＫＰａ　（１６Ｋｐｓｉ　）で行われた。前の実施
例のように、このものは型の中で冷却された。立方体の
試料はこのダイアップセットした物体から機械加工して
イＩＪられ、その磁気特性は、上述の実施例１および２
におけるように、振動試別磁気羽中で、圧縮方向に平行
と直角の二つの方向につき測定された。第２象限の、室
温の４ｆｆＭとＨの曲線がこれらの二つの方向について
第６図にボされている。曲線３２は、ダイアンプセット
出棺方向に平行な方向について得られ、曲線：３４は、
それに垂直な方向、即ち物ａの流れの方向に平行な方向
について得られたものである。

このダイアップセットの実施により、単なる高温圧縮操
作あるいは押し出し試験よりも大きな異方性が得られる
ことがわかる。即ち。

等方性のりホン状のものでは、Ｂｒ−８ＫＧと約１２Ｍ
ＧＯｅのエネルギー積を治するのにくらべて、９．２　
ＫＧ　ｏ）　Ｂｒと１８ＭＧＯｅのエネルギー積をこの
ものは持つ。

実施例４ この実施例は、実施例３七同様のダイアップセツティン
グの実際を示す。ただし十分密度の高い、高温圧縮され
た試料が、もとの高温圧縮圧と同じ方向に加えられて、
ダイアップセットされた。

実施例２の過急冷されたリボンの破片が、第１図に描か
れたように、最高温度７６０℃と圧力１０３，４２１．
４　ＫＰａ　（１５ｐｓｉ　）で、加熱されたダイ中で
、アルゴン下で高温圧縮された。９．５２５朋（３／８
“〕の円筒形の物体は、１００％高密度で生成した。こ
の高温圧縮片は、サンド処８！されて（５ａｎｄｅｄ　
）より小さな（約Ｉｃ１ｒＬより小）直径の円筒形にさ
れた。そして、最初の圧縮の方向に平行な方向で同じ直
径の空洞中でダイアップセットされた。このダイアップ
セットの操作は、最高温度７５０℃で８２，７３７．１
　ＫＰａ　（］　２　ｋｐｓＩ）の圧力で行われた。試
料はダイ中で冷却された。

立方体の試料がこのダイアップセットした物体から機械
加工で得られ、上記実施例におけるように、ダイアップ
セット圧縮の方向と平行および直角の方向につき、その
磁気特性が、振動風料磁気計中で測定された。この二つ
の方向について、第２象限の、室温の４πＭ対Ｈの曲線
が第７図に描かれている。曲線３６は、ダイアップセッ
ト圧縮の方向に平行な方向について得られ、曲線３８は
それに直角な方向について得られる。高温圧縮の後、同
じ方向でダイアツブセツティングするこのやり方では、
前記試料の何れから得られるよりも大きな異方性が得ら
れる。磁化の望捷しく・方向（曲線３６）では、残留磁
化はｌ　Ｊ　ＫＧより大きく、筐だ固有の飽＋Ｕ保磁力
はやはり７ＫＯｅより大きい。この試料の持つ最大のエ
ネルギー積は２７ＭＧＯｅである。

もつと大きな配列が、高い温度でより大きな塑性流れを
与えるような方法により得られると信じられる。配列因
子（ａｌ・ｉｇｎｍｅｎｔｆａｃｔｏｒ　）を（Ｂｒ）
　平行／　（Ｂｒ）　垂、Ｉと定義しよう。こ５で、Ｂ
ｒは圧縮方向に夫々平行と垂直に測った残留誘導（Ｈ−
０で）である。

実施例４では、配列因子は２４６であった。

１．３２の配列因子は、ダイアツブセツティング（実施
例３）によって達成された。１．１８の配列因子は押し
出しく実施例２）によって達成された。

高温による圧密（ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ　）と塑
性流れの実施は、ひずみのなまし工程と見ることができ
る１、この工程は、加工片中の粒子の磁気的配列と粒子
の成長を起させる。然し、もし粒子の成長が大きすぎる
と、飽オ■保磁力は減少する。従って、圧密（および多
分試行錯誤的試験）は、粒子の成長が起りうる温度に月
別が存在する時間に関連して、出発月利の粒子の大きさ
に与えられるに違いない。もし、望むならば、出発材料
が過急冷されたのであれば、幾分かの粒子の成長が望ま
れるのであるから加工片は長時間、比較的高い温ＵＫ保
つことかできる。もし最適の粒子の大きさの材料から出
発すれば、高１１４処理は速く行なわなければならず、
それに続く冷却は速やかにして粒子の過度の成長を抑え
ねばならない。

例えば、高温処理の実験が、ネオジム−鉄−ホウ素のメ
ルトスビンニングした組成物について行われた。用いら
れた組成物は、最高の磁性製品になるよう、最適の粒子
の大きさとなるよう、最適に急冷されたものであった。

この高温処理の間、材料は５分間以上７００℃以上の温
度となった。材料はこのような温度に長く保たれすぎた
。何故ならば飽和保磁力は、完全に除去されるまでには
至らないけれども常に低い値になったからである。従っ
て最良の結果は得られなかった。

捷だ高温圧縮の実験が、均一化された、大きな粒子の微
細構造を持つ、焼鈍した鋳塊（ｉｎｇｏｔ　）について
行われた。磁化した際、このような鋳塊は５００００ｅ
以下といった非常に低い飽オＵ保磁力を持っていた。本
発明の高温圧縮のひずみ−焼きなましの操作は、鋳塊試
料中のＢｒの著しい方向依存性を生じたが、飽和保磁力
は増加しなかった。ひずみ−焼きなましの操作は、最適
の粒子の大きさの成長をさせるような、鋳塊中の再結晶
を惹き起すであろうと期待された。これらの実験で飽和
保磁力の増加を得るのに失敗したこと、ひずみ−焼きな
ましの操作が大きな粒子の月利に有効に適用できないこ
とを示す。

このように、この高温−高圧の圧密と、適当な、遷移金
属、希土類金属、ホウ素の組成　／物の高温処理とは、
すぐれた永久磁石特性を持つ、磁気的に異方性の製品を
つくる。実例のために、本発明の操作が、ネオジム、鉄
およびホウ素の特定の組成物を用いて記述された。然し
、その他の材料に、置きかえたり、それらの適当な小量
が存在することもできる。

プラセオジムはネオジムに置きかえたり、あるいはそれ
と−緒に使用することができる。

その他の希土類金属は、ネオジムおよび／あるいはプラ
セオジム吉−緒に使用することができる。同様に、コバ
ルト、ニッケル、マンガンおよびクロムのようなその他
の月別は、適当な小量を、鉄とともに使用できる。望ま
しい組成的な範囲は上に記述されている。

本発明は、望ましい具体例によって記述されているが、
他の具体例は、当該技術に精通している者により容易に
適用できる。ｉｆって、本発明の範囲は、特許請求の範
囲のみに限定されると考えるべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一つの具体例を実施するだめの高温
圧縮のダイの断面図である。 第２図は、高温圧縮によりつくられた試Ｈについて、室
温での４１ｒＭとＨの曲線の第２象限図である。 第３ａ図は、初期の仕事による、理論密度の８５％に圧
密された試料の、６００倍の光学顕微鏡写真である。 第３ｂ図は、本発明の方法により高温圧縮された試別の
６００倍の光学顕微鏡写真である。 第３ｃ図は、本発明の方法により押し出された試別０６
００倍の顕微鏡写真である。 第４図は、押し出しによりつくられた試料の、室温での
４πＭとＨの曲線の第２象限図である。 第５図は、本発明の方法により調製された押し出し試別
の断面の表面の組織を示す４３．６００倍の走査型電子
顕微鏡写真である。 第６図は、本発明の方法により、ダイ−アップセットさ
れて得られた試別の、室温での４ｆｆＭとＩ（の曲線の
第２象限図である。 第７図は、本発明の方法により、別のダイ−アンプセッ
トのやり方によりつくられた試別の、室温での４７′ｒ
ＭとＨの曲線の第２象限図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １０・・・円形のダイ １２・・・円筒形の空洞 Ｊ４・・・ポンチ ■６・・・誘導コイル １８・・・実施例１の球状試別の曲線 ２２・・・実施例１のリボン状のものの焼鈍した曲線 ２４・・・実施例工の試別（リボン）の曲線２６・・・
実施例２の試別（立方体）の曲線２８・・・　〃 ３０　・・・　ｌ／ ３２・・・実施例３の試料の曲線 ３４　・・・　ｌ／ ３６・・・実施例４の試料の曲線 ３８　・・・　〃 Ｈ（、ｋＯｇ） 図面の浄書（内容に変更なし） 勢ダ薗 鴻３／Ｌ１目 図面の浄占（内容に変更なし） 第３０．沿 沙３ｂ爾 勾、１ＨＣＡ０．１ 手続補正書 昭−和５９年９月２７日 特許庁長官　志賀　学殿 １、事件の表示昭和５９年　特許願第１６３４８６号２
、発明の名称 ３　補正をする者 事件との関係　特許出願人 ４、代理人 ５、補正の対象　「　明　細　書　」 ６、補正の内容　別紙のとおり （１）別紙の如く印書せる明細書１通を提出致します。 上申：出願当初手書の明細書を提出致しましたので、此
度タイプ印書明細書と差替え度く上中致します。 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示昭和５９年　特許願第１６３４８６　号
３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 氏名　ゼネラル　モーターズ　コーポレーション（名称
） ４代理人 （１１明細書第６８頁第１８行目、第５９貞第１４ｊ目
及び同頁第４行目の 「試料の」の次に「金属組織の」を挿入する。 （２）同上第６９頁第９行目の 「表面の」を「金属」に訂正する。 （３）出願時提出の図面（第５ａ図、第３ｂ図、第５Ｃ
図及び第５図）を別紙添付のものと差し替える。 ８、添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　高温処理によって異方性の永久磁石を作る方法にお
   いて、永久磁石が鉄−希土類金属であり、方法が、鉄、
   ネオジムおよび／あるいはプラセオジム、およびホウ素
   を含む無定形ないし微細な結晶性の固体月利を高温処理
   し、微細な粒子の微細構造を持つ塑性的に変形された物
   体をつくり、その物体を冷却し、高温処理の継続時間と
   冷却の速度とを、得られる物体が磁性的に異方性であり
   、永久磁石特性を示すようにすることから成ることを特
   徴とする方法。 ２　高温処理が高い温度と圧力の下で、その材料が十分
   に高密度化した物体になるよう圧密するに十分な時間の
   間行なわれ、少くともその物体の一部分に塑性流れを起
   させ。 微細な粒子の、結晶性の微細構造をつくり。 上記の冷却により得られた物体が磁性的に異方性であり
   、上記の永久磁石特性をあられすような、特許請求の範
   囲第１項に記載の永久磁石をつくる方法 ３、鉄、ネオジムおよび／あるいはプラセオジム、およ
   びホウ素を含む過急冷された固体材料を、７００℃以上
   に加熱し、充分な圧力をかけて熱間加工し、もし必要で
   あれば無孔性の物体となし、物体に塑性的流れを生じさ
   せ；次に物体を直ちに冷却し、熱間加工の継続時間と程
   度および冷却の速度を、上記で得られた物体が微細粒子
   の微細構造を持ち磁性的に異方性であり飽和保磁力を示
   すようにするものである特許請求の範囲第１項に記載の
   永久磁石を作る方法。 ４　鉄、ネオジムおよび／あるいはプラセオジム、およ
   びホウ素を含む無定形ないし結晶性の材料が高い温度と
   圧力において高渦ダイアップセット処理されて、その物
   体中に塑性流れを生じさせ、微細粒子の結晶性の微細構
   造を生じさせ、その際冷却により上記の得られた物体が
   磁気的に異方性であり、永久磁石特性を有し、得られた
   物体の好ましい磁化方向がタイアンプセット圧縮方向に
   平行である特許請求の範囲第１項に記載の永久磁石を作
   る方法。 ５、本質的に鉄、ネオジムおよびホウ素から成るメルト
   スビンニングされた溶融混合物が、過急冷された、薄い
   、固体のリボン状の材料を形成するような速度で急冷さ
   れ、そのリボン状の月利の断片が、十分密度の高い物体
   に固葦るに十分な、高い温度、圧力、および時間、熱間
   加工され、該断片は十分に高密度化した物体にまで圧密
   されその物体の少くとも一部に塑性流れを起させ、微細
   な粒子状の、結晶性の微細構造をつくり、その結果上記
   の冷却により得られた物体が磁性的に異方性であり、上
   記永久磁石特性を示す特許請求の範囲第１項に記載の永
   久磁石をつくる方法。 ６、鉄、ネオジムおよび／あるいはプラセオジム、およ
   びホウ素より成る無定形あるいは微細な粒子状の材料を
   、高温圧密と熱間加工により磁石とすることを特徴とす
   る。 十分に高密度化された微細な粒子状の、異方性の永久磁
   石。 入　鉄、ネオジムおよび／あるいはプラセオジム、およ
   びホウ素より成る材料を高温ダイアップセットすること
   により磁石をつくり、得られた磁石の好ましい磁化の方
   向が、アップセット圧縮の方向に平行であることを特徴
   とする微細な粒子状の異方性の永久磁石。 ８、磁石が、本質的に原子パーセント基準で５０〜９０
   ％鉄、１０〜５０％ネオジムおよび／あるいはプラセオ
   ジム、および１〜１０％ホウ素から成る無定形あるいは
   微細な粒子状の合金を高温で塑性変形して形成され、好
   ましい磁化の方向が実質的に、上記変形の間の物質流れ
   の方向と垂直であることを％徴とする異方性の永久磁石
   。