JPS60176203A - 焼結磁石材料 - Google Patents

焼結磁石材料

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JPS60176203A
JPS60176203A JP59031740A JP3174084A JPS60176203A JP S60176203 A JPS60176203 A JP S60176203A JP 59031740 A JP59031740 A JP 59031740A JP 3174084 A JP3174084 A JP 3174084A JP S60176203 A JPS60176203 A JP S60176203A
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裕 松浦
Setsuo Fujimura
藤村 節夫
Masato Sagawa
佐川 真人
Hitoshi Yamamoto
日登志 山本
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    • 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
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    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
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    • H01F1/0577Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded 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】 この発明は、R(RはYを含む希土類元素のうち少なく
とも1種)、B、Feを主成分とする永久磁石に係り、
添加元素により保磁力を向上させた希土類・鉄・ボロン
系焼結磁石材料に関する。
永久磁石材料は、一般家庭の各種電気製品から、大型コ
ンビーユタの周辺端末器まで、幅広い分野で使用される
極めて重要な電気・電子材料の一つである。近年の電気
・電子機器の小形化、高効率化の要求にともない、永久
磁石材料は益々高性能化がめられるようになった。
現在の代表的な永久磁石材料は、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。
近年のコバルトの原料事情の不安定化に伴ない、コバル
トを20〜30wt%含むアルニコ磁石の需要は減り、
鉄の酸化物を主成分とする安価なハードフェライトが磁
石材料の主流を占めるようになった。
一方、希土類コバルト磁石はコバルトを50〜60wt
%も含むうえ、希土類鉱石中にあまり含まれていないS
mを使用するため大変高価であるが、他の磁石に比べて
、磁気特性が格段に高いため、主として小型で付加価値
め高い磁気回路に多用されるようになった。
そこで、本発明者は先に、高価な餉やもを含有しない新
しい高性能永久磁石としてFa−B−R系(RはYを含
む希土類元素のうち少なくとも1種)永久磁石を提案し
た(特願昭57−145072号)。この永久磁石は、
Rとして陶や円を中心とする資源的に豊富な軽希土類を
用い、Feを主成分として25MGOe以上の極めて高
いエネルギー積を示す、すぐれた永久磁石である。
この発明は、上述した新規な希土類・ボロン・鉄を主成
分とする永久磁石材料の保磁力を改善することを目的と
している。
すなわち、この発明は、 R8原子%〜30原子% (但しRはYを含む希土類元素のうち少なくとも1種)
、 B 2原子%〜28原子%、 Fe65原子%〜82原子%を主成分とし、添加元素(
A)として、 Te 2.0原子%以下、zn 2.5原子%以下、S
e 2.0原子%以下、 のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
総量の上限値とする)を含有したことを特徴とする焼結
磁石材料であり、また、必須のFCの一部にかえて25
原子%未渦のQoを含有および/または下記添加元素(
M)のうち少なくとも1種を含有するこ゛とを特徴とす
る永久磁石材料である。
TL 4.5原子%以下、NL a、6原子%以下、B
L5.0原子%以下、■ 9.5原子%以下、14 1
2.5原子%以下、Ta 10.5原子%以下、Cr’
 8.5原子%以下、−9,5原子%以下、W 9.5
原子%以下、Inn 8.0原子%以下、N 9.5原
子%以下、Sb 2.5原子%以下、C117,0原子
%以下、S+r 3.5原子−以下、Zr 5.5原子
%以下、HP 5 、5原子%以下、添加元素A及びM
は、上述のR−B−Fe系永久磁石に対してその保磁力
を改善する効果があり、永久磁石として実用上十分な保
磁力を示し、特に添加元素Aは減磁曲線の角型性を著し
く向上させ、好ましい態様においては、Sm −Co系
永久磁石と同等以上の保磁力を示す。この発明による永
久磁石は保磁力が強く、逆磁界や強い反磁界の加えられ
る個所への用途だけでなく、高温環境下での用途にも適
した永久磁石である。
従って、この発明の組成とした焼結磁石材料は、Rとし
て陶や円を中心とする資源的に豊富な軽希土類を主に用
い、Feを主成分とすることにより、25MGOθ以上
の極めて高いエネルギー栢並びに、高残留磁束密度、高
保持力を有し、かつすぐれた残留磁束密度の温度特性を
有する永久磁石を安価に得ることができる。
以下に、この発明による永久磁石の組成限定理由を説明
する。
この発明の永久磁石に用いる希土類元素Rは、イツトリ
ウム(Y)を包含し軽希土類及び重希土類を包含する希
土類元素であり、これらのうち少なくとも1種、好まし
くはNcl 、Pr等の軽希土類を主体として、あるい
はNd 、Pr等との混合物を用いる。
又、通例Rのうち1種をもって足りるが、実用上は2種
以上の混合物(ミツシュメタル、ジジム等)を入手上の
便宜等の理由により用いることができ、5l11.Y、
La、 Ce、Qd、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、このRはll1Ii希土類元素でなくてもよく、
工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有す
るものでも差支えない。
R(Yを含む希土類元素のうち少なくとも1種)は、新
規な上記系永久磁石における、必須元素であって、8原
子%未満では、高磁気特性、特に高保磁力が得られず、
30原子%を越えると、工業的取扱や製造が困難であり
、残留磁束密度(Sr )が低下して、すぐれた特性の
永久磁石が得られない。よって、希土類元素は、8原子
%〜30原子%の範囲とする。
Bは、新規な上記系永久磁石における、必須元素であっ
て、2原子%未渦では、高い保磁力(1l−lc )は
得られず、28原子%を越えると、残留磁束密度(Br
 )が低下するため、すぐれた永久磁石が得られない。
よって、Bは、2原子%〜28原子%の範囲とする。
COは、水系永久磁石の温度特性を改善するため、Fe
の一部を置換するもので、置換置の増大に伴ない生成合
金のキュリ一点を上昇せしめ温度特性を改善できるが、
Co@換量の増大に伴ないキュリ一点はRによらず急激
に増大するため、Q置換量に応じて任意の温度特性の改
善が得られる。らの含有量はFeの下限値により規定さ
れ、25原子%未満では、他の磁気特性に悪影響を与え
ることなくキュリ一点を増大させ、例えば5原子%以上
でBrの温度係数的0.1%/℃となり、また、0.1
〜1原子%程度の少量であっても有効である。
添加元素A及びMは、R−B−Fe系永久磁石に対して
その保磁力を改善する効果があるため添加する。しかし
、添加元素Mの添加に伴ない残留磁束密度(Br )の
低下が招来されるため、従来のハードフェライト磁石の
残留磁束密度と同等以上となる範囲でA及びMの添加が
望ましい。
したがって、添加元素Aは、Te 2,0原子%、Zn
 2.5原子%、Se 2.O原子%を各々越えると残
留磁束密度および保磁力が低下するため好ましくない。
また、添加元素MのTL 、Ni 、BL 、V 、N
b 、Ta 。
Cr 、Mo 、W 、MI+ 、/V 、Sb 、Q
l 、Sn 、Zr、の各元素の添加上限値は、残留磁
束密度が4KG以上となる範囲とし、それぞれ、 TL 4.5原子%以下、NL 8.0原子%以下、B
L 5.0原子%以下、■ 9.5原子%以下、74 
12.5原子%以下、Ta 10,5原子%以下、Cr
 8..5原子%以下、−9,5原子%以下、W 9.
5原子%以下、比8.0原子%以下、M 9.5原子%
以下、Sb 2.5原子%以下、ce7,0原子%以下
、Sn 3.5原子%以下、Zr 5,5原子%以下、
H115,5原子%以下、また、添加元素A及びMにお
い゛(,2種以上を含有する場合は、残留磁束密度が4
KG以上を有するためには、当該元素の上限のうち、最
大値以下とする必要がある。
Feは、新規な上記系永久磁石において、必須元素であ
り、上記成分を含有した残余を占める。
しかし、65原子%未満では残留磁束密度(Br )が
低下し、82原子%を越えると、高い保磁力が得られな
いので、Feは65原子%〜82原子%の範囲とする。
また、この発明による永久磁石は、R,B。
Feの他、工業的生産上不可避的不純物の存在を許容で
き、 4.0原子%以下のC,3,5原子%以下のP12.5
原子%以下のS、3.5原子%以下のCu14.0原子
%以下のCa、4.0原子%以下のMO12,0原子%
以下の0,5.0原子%以下のSl、の含有であればハ
ードフェライトと同等以上の特性が得られ、永久磁石の
製造性改善、低価格化が可能である。
結晶相は主相が正方晶であることが、微細で均一な合金
粉末より、すぐれた磁気特性を有する焼結永久磁石を作
製するのに不可欠である。
この発明による永久磁石は、保磁力+HC≧1KOa、
残留磁束密度Br > 4KG、ヲ示シ、最大エネルギ
ー積(BH)maxはハードフェライトと同等以上とな
り、最も好ましい組成範囲では、(BH)max≧10
MGOeを示し、最大値は25M 308以上に達する
この発明において、高い残留磁束密度と高い保磁力を共
に有するすぐれた永久磁石を得るためには、軽希土類元
素が全部R中の50%以上であり、R11原子%〜24
原子%、B33原子〜21原子%、Fe6B原子%〜8
0原□子%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1 出発原料として、耗麿99.9%の電解鉄、819.4
%を含有し残部はFe及び/V、Sj、C等の不純物か
らなるフェロボロン合金、純度99.7%以上の陶、を
使用し、添加元素として、純度99.9%のCo 、I
i[!度99%のZn 、So 、Ta、純度98%の
W、Zrとして15.5%のZrを含むブエロジルコニ
ウム及び陶として61.6%の陶を含むフェロニオブを
使用し、第1表の各組成となるようにF¥吊したのち、
これらを高周波溶解し、その後水冷銅鋳型に鋳造した。
その後インゴットを、スタンプミルにより40メツシユ
スルーまでに粗粉砕し、次にボールミルにより3時間粉
砕し、粒度2〜5通の微粉末を得た。
この微粉末を金型に装入し、15 K Oeの磁界中で
配向し、1.2 t4の圧力で成形した。
得られた成形体を、1000℃〜1200℃、2時間。
k中、の条件で焼結し、その後放冷し、さらに、650
℃、2時間の時効処理を施してこの発明による永久磁石
を作製した。
作製した永久磁石の磁気特性を測定したところ、第1表
に示す結果を得た。第1表中、試料NQ14−11はこ
の発明の組成外及び比較のRBFe系であり、添加元素
の効果により磁気特性が向上したことが分る。
以下余白

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 IR8原子%〜30原子%(但しRはYを含む希土類元
    素のうち少なくとも1種)、B 2原子%〜28原子%
    、 Fe65原子%〜82原子%を主成分とし、添加元素と
    して、 Te 2.0原子%以下、Zn 2,5原子%以下、3
    e 2.0原子%以下、 のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
    有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
    総量の上限値とする)を含有したことを特徴とする焼結
    磁石材料。 2R8原子%〜30原子%(但しRはYを含む希土類元
    素のうち少なくとも1種)、B 2原子%〜28原子%
    、 C025原子%未満、 Fe 65原子%〜82原子%、を主成分とし、添加元
    素として、 Te 2.0原子%以下1,7n 2.5原子%以下、
    3e 2.0原子%以下、 のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
    有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
    総量の上限値とする)を含有したことを特徴とする焼結
    磁石材料。 3R8原子%〜30原子%(但しRはYを含む希土類元
    素のうち少なくとも1種)、B 2原子%〜28原子%
    、 Fe65原子%〜82原子%を主成分とし、添加元素と
    して、 Te 2.0原子%以下、Zn 2,5原子%以下、3
    e 2,0原子%以下、 のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
    有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
    総量の上限値とする)を含有し、さらに下記の添加元素
    のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
    有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
    総量の上限値とする)を含有することを特徴とする焼結
    磁石材料。 TL 4.5原子%以下、NL 8,0原子%以下、B
    i 5.0原子%以下、■ 9.5原子%以下、14 
    ’12.5原子%以下、Ta、10.5原子%以下、C
    r 8.5原子%以下、比9.5原子%以下、W 9.
    5原子%以下、I′III g、o原子%以下、N 9
    .5原子%以下、Sb 2.5原子%以下、67.0原
    子%以下、Sn 3.5原子%以下、Zr 5.5原子
    %以下、HF2.5原子%以下、4R8原子%〜30原
    子%(但し、RはYを含む希土類元素のうち少なくとも
    1種)、B 2原子%〜28原子%、 Go25原子%未渦、 ゛ Fe65原子%〜82原子%、゛を主成分とし、添
    加元素として、 Te 2.0原子%以下、7n 2,5原子%゛□以下
    、3e 2.0原子%以下、 のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
    有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
    総量の上限値とする)を含有し、さらに下記の添加元素
    のうち少なくとも1種(但し、2種以上の添加元素を含
    有する場合は、当該添加元素の上限のうち最大値を添加
    総量の上限値とする)を含有することを特徴とする焼結
    磁石材料。 TL 4.5原子%以下、NL 8.0原子%以下、B
    i 5.0原子%以下、■ 9.5原子%以下、Nb1
    2.5原子%以下、Ta 10.5原子%以下、Cr 
    8,5原子%以下、I’に、9.5原子%以下、W 9
    .5原子%以下、r′In 8.0原子%以下、M 9
    .5原子%以下、Sb 2.5原子%以下、co7.0
    原子%以下、Sn 3.5原子%以下、。 zr 5..5原子%IX下、)−1115,5ffl
    子96以下、
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7485193B2 (en) 2004-06-22 2009-02-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd R-FE-B based rare earth permanent magnet material

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US7485193B2 (en) 2004-06-22 2009-02-03 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd R-FE-B based rare earth permanent magnet material

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