JPS60149745A - Ｆｅ―Ｃｒ―Ｃｏ系焼結磁石合金 - 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】 この発明は、高密度、高磁石特性を有するＦｅ　−Ｃｒ
−Ｇｏ系焼結磁石合金に関する。

Ｆ６−ＣｒＣｏ系磁石合金は、アルニコ５磁石合金に匹
敵するすぐれた磁石特性を有し、かつ熱間並びに冷間に
おける加工が可能な材料として開発され、多方面に利用
されている。

この磁性材料を工業的に製造する方法としては、圧延法
、鋳造法、焼結法が考えられる。まず圧延法は、アルニ
コ系やフェライト系磁石合金では不可能な方法であり、
ｐｅ−Ｃｒ　−Ｃ，系の特有の性質を利用した方法とし
て、多種の製造方法並びに添加成分の提案がなされてき
た。通常圧延法では鍛造、圧延、焼鈍等の複雑な工程を
経て製造するため量産性に欠はコスト高となりやすく、
一般に板状、線状等の特殊な形状目的に主として適用さ
れている。さらに製造工程中の溶解時におけるＣｒの酸
化、窒化を防止するために各種の添加成分を必要とする
。この圧延法として次の技術が知られている。特公昭５
３−３５５３６　、特開昭５０−１０１２１７゜特公昭
５４−２０９３４．特開昭５１−３８２２１゜次に鋳造
法は、一般にアルニコ系のように材質の硬く脆いものに
対して適用されており、Ｆｅ　−ｃｒ−Ｃｏ系の場合に
はその高い加工性のため湯道から鋳物をはずすのが困難
な問題があり、鋳造欠陥も避けがたい問題となっている
。また、作業性、能率の点さらには溶解時におけるＣｒ
の酸化、窒化を防止するための各種添加成分の選定等に
より経済性にも問題がある。例えば特開昭５２−４９９
２５のように添加成分の選定によりすぐれた磁石特性を
示す場合でも上記の問題点を含んでいる。

一方、焼結法は上述の圧延法、鋳造法の問題点はなく、
工業的に大量のｐｅ−ｃｒ−ｃｏ系磁石を製造するには
適している。しかし、焼結密度と磁石特性に問題がある
ことが知られている。例えば特開昭５４−３３２０５、
特開昭５３−４３００６に見られるように、Ｂ、Ｓｉ、
Ｃ等を添加することにより密度は同上させることができ
るが、磁石特性は（ＢＨ）ｍ　５．０　ＭＧＯ以下の値
を得るのみである。又従来の焼結法におｔ）ではＣｏ含
有量は押並べて２０％以上で価格も高くついていた。

この発明は、工業的量産に適した低廉なＦｅ−ｃｒ−Ｃ
ｏ系焼結磁石合金を提案することを目的とし、焼結磁石
であっても高密度な焼結体を有し、かつ（ＢＨ）ｍ　５
．０　ＭＧＯ以上の磁石特性をもつＦｅ−ｃｒ−Ｃｏ系
焼結磁石合金を提案することを目的とする。

この発明は、Ｃｒ２２〜３０％、００６〜１５％、残部
Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、理論密度比９７％
以上、（ＢＨ）ｍ　５．０　ＭＧＯ以上の磁石特性を有
するＦｅ−ｃｒ−ｃｏ系焼結磁石合金である。

合金成分においてＣｒ２２〜３０％としたのは、２２％
未満、３０％を超える場合のいずれも磁石合金として要
求される磁束密度と保磁力を得ることができないためで
ある。

またＣｏ　６〜１５％としたのは、６％未満では磁石合
金として必要な磁束密度と保磁力が得られないためであ
り、１５％を超えると必要とする磁石特性を得るための
熱処理条件、例えば溶体化処理等が困難となり、高密度
化も図ることができず、さらには価格も勢い高価となり
実用的でないからである。

残部はＦｅであり、この発明合金では理論密度比９７％
以上、（ＢＨ）ｍ　５．０　ＭＧＯ以上を得るのには何
んらの添加成分を必要としない。

次に、この発明合金を製造する場合の原料粉末について
説明する。

焼結法によってＦｅ−Ｃｒ−Ｇｏ系合金を得る場合にそ
の原料粉として、アトマイズ法で作製したＦｅＣｒＣｏ
系合金粉末があるが、２００メツシユ以下の微粉を得る
ことが困難である上、粉末が酸化する。さらには目的と
する高密度の焼結体を得るには、Ｃ，Ｂ等の添加元素を
必要とするために原料粉として好ましくない。

原料粉として機械的に粉砕したＦｅ　Ｃｒ　Ｃｏ系合金
粉末を用いることができるが、微粉末化するために多大
のコストを要し実用的な方法ではない。

又、機械的に粉砕したフェロクロム粉（約６０％がＣｒ
Ｆｅ）をコバルト粉末、鉄粉と混合して用いる場合があ
る。しかしこの場合も上述した原料粉と同様の問題点も
含んでいる。

次に機械的に粉砕したシグマ粉を用いる場合は、シグマ
粉はＦｅＣｒ系あるいはＦｅ−Ｃｒ−ｃｏ系合金で４５
％Ｃｒを中心に幅広いＣｒの含有量で生成する脆いσ相
を主体とする合金で例えば４５％Ｃ，−Ｆｅ、　４５％
Ｃｒ−ｃｏ−Ｆｅであるため、容易に機械的な微粉砕が
でき、上記他の原料粉に（らべて酸化が少なく、高密度
の焼結体を得るのに添加元素を全く必要としない。

さらにシグマ粉に鉄粉、必要に応じ”Ｃコバルト粉を混
合した混合粉を原料粉とすると、その成形性、圧縮性、
流動性のいずれもがすぐれており、実用上高能率でプレ
ス成形することができる。

ここで混合する鉄粉には、アトマイズ鉄粉、還元鉄粉、
電解鉄粉、カーボニル鉄粉が考えられるが、このうちカ
ーボニル鉄粉が最もよ（、容易に高密度の焼結体を得る
ことができ、しかも原料粉のうち半量をカーボニル鉄粉
とする場合も高密度を容易に得ることができる。

またカーボニル鉄粉と前記したフェロクロム粉との混合
粉を原料粉とする場合も、シグマ粉とカーボニル鉄粉と
の混合粉を原料とする場合と同様に高密度化が容易であ
る。

すなわち、Ｃｒ２２〜３０％、００６〜１５％とするこ
とにより他制法ｌこおいて必要な脱酸、脱窒あるいは熱
処理を容易にするための添加元素を全く必要とせず、ま
た製造において微粉砕の容易なシグマ粉あるいはこれを
主体とする混合粉、カーボニル鉄粉とフェロクロム粉と
の混合粉を用いるため真空中又は非酸化性雰囲気中で焼
結し高密度の焼結体を得るのに何らの添加元素を必要と
しない。

焼結条件は酸化を防ぐため真空中又は不活性ガスや馬等
の雰囲気中のような非酸化性雰囲気中で焼結するものと
し、真空度は１０”−８Ｔｏｒｒ程度でよい。焼結温度
は高密度、高磁石特性を得るために１２５０〜１４５０
”（！が好ましい。

以下にこの発明による実施例を示しその効果を明らかに
する。

実施例Ｉ Ｃ４４８％、００１８％、残部Ｆｅよりなるシグマ粉を
機械的粉砕により２００メツシユ以下とし、これに１０
０メツシユ以下のアトマイズ鉄粉、４００メツシユ以下
のＣｏ粉とを混合し、Ｃｒ２５％、Ｃｏ　９．５％、残
部Ｆｅの組成に調整した混合粉末を、５０００ｋｆ／−
の圧力で１３＄１Ｘ１０朋の形状に加圧成形した。次に
これを１０−”　Ｔａｒｔの真空中にて１３８０°Ｃで
２時間の焼結を施した。得られた焼結体を１２５０”Ｃ
で３０分間の溶体化処理したのち、６４０”Ｃ１３００
０ｏｅで１時間の磁場中等温処理し、さらに６２０℃よ
り５００℃まで３℃／ｈｒの速度で冷却保持した。この
ようにして得られた磁石の特性を調べた結果を下記第１
表に示す。

第１表 以上の結果から明らかなように、−切の添加元高密度で
あることがわかる。

実施例２ 実施例１と同様のシグマ粉、Ｃｏ粉に平均粒度５μのカ
ーボニル鉄粉を加え混合粉末とし、やはりＣｒ　２５％
、Ｃｏ　９．５％、Ｆｅ残りの組成に調整し、１０”−
’　Ｔｏｒｒの真空中にて１２８０〜１３８０’Ｏｒ２
時間焼結したのち、実施例１と同様の熱処理を施した。

各試料の磁石特性は第２表に示す。

（以下余白） 第２表 造法による従来同系合金と比較して、理論密度比９８％
以上、磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍ　５．５　ＭＧＯ以
上の著しい高密度と高特性のＦｅ−ｃｒ−ｃｏ系焼結磁
石合金が得られた。

比較例１ 実施例２と同じ混合粉末を原料粉とし、これにＴｉＨ，
粉末（２５０メツシユ以Ｆ）を添加し実施例１と同じ条
件で焼結並びに熱処理を施し焼結磁石合金とした。磁石
特性は第３表に示す。なおＴｉ量は０．８％であった。

第　３　表 さらに、得られた試料の組織分析を行った。すなわち、
Ｃｒ２５％、Ｃｏ９．５％、Ｔｉ　０．８％、Ｆｅ残部
の組成からなる試料のＸ線マイクロアナライザーによる
顕微鏡組織写真によりＦｅ　−Ｃｒ　−Ｃｏ系焼結磁石
合金の場合、Ｔｉの添加の効果は酸化物を一部形成する
ものの窒化物は形成せず、はとんどＴｉ単独で存在する
ことがわかる。

このため、この発明合金である実施黒２の試料にＴｌ添
加を行なった実施／＆５の試料は、第３表にも明らかな
ように、特性は向上せずかえって大きく低下する原因と
なったと考えられる。

実施例３ 実施例１．２と同方法によって第４表に示す原料粉を用
いＣｒ２５％、Ｃｏ　９．５％、Ｆｅ残部の混合粉末と
し、加圧成形し、焼結雰囲気をＨ３中とし１３３０℃の
温度で焼結させた。さらに実施例１と同方法により熱処
理を施した。得られた試料の磁石特性は第４表に示す。

（以下余白） この発明により得たＦｅ−ｃｒ　−Ｃｏ系焼結磁石合金
（７６６，７，８）はＨ６中の非酸化性雰囲気中におけ
る焼結によって高密度かつ高特性か得られている。

実施例４ 機械的粉砕によって製造した２００メツシユ以下のシグ
マ粉（Ｃｒ　４８％、Ｃｏ１８％、Ｆｅ残部）あるいは
フェロクロム粉（Ｃｒ６２％、Ｆｅ　残部）　（！：　
下記第５表に示す種々の鉄粉、Ｃｏ粉とを混合し、Ｃｒ
２５％、Ｃｏ　９．５％、Ｆｅ　’Ａ邪の組成に調整シ
、実施例１と同方法で成形したのち、１０−”Ｔｏｒｒ
の真空中において、１２８０−０，１３３０°０，１３
８０°ｃテ２時間の焼結を行い、やはり実施例１の熱処
理を施した。得られた試料の理論密度比（％）を第５表
に示す。

（以下余白） 第　５　表 第５表から明らかなように、この発明におい゛Ｃ原料粉
の組合せによる混合粉末を成形後焼結し、得られた焼結
体に熱処理を施しＦｅ−Ｃｒ−ｃｏ系焼結磁石合金とし
たものは（実施Ａ９．１０．１１　）、理論密度比が９
７％以上の高密度化が達成されている。

すなわちこの発明は以上の実施例に示したごとく、従来
の圧延法、鋳造法、焼結法において必要とされた脱酸、
脱窒、熱処理の容易化等のための添加元素を全く必要と
しないｐｅ−ｃｒ−ｃｏ系焼結磁石合金である。

出願人　住友特殊金属株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ【２２〜３０％、００６〜１５％、残部Ｆｅおよび不
   可避的不純物からなり、理論密度比９７％以上、（ＢＨ
   ）ｍ　５．０　ＭＧＯ以上の磁石特性を有することを特
   徴とするＦｅ−ｃｒ−ｃｏ系焼結磁石合金。