JPS60184604A - Fe―B―R系永久磁石用合金粉末の成形改良剤 - Google Patents

Fe―B―R系永久磁石用合金粉末の成形改良剤

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JPS60184604A
JPS60184604A JP59141874A JP14187484A JPS60184604A JP S60184604 A JPS60184604 A JP S60184604A JP 59141874 A JP59141874 A JP 59141874A JP 14187484 A JP14187484 A JP 14187484A JP S60184604 A JPS60184604 A JP S60184604A
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隆樹 浜田
Michio Yamashita
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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】
刊川a用分野 この発明は、1又(但し、RはYを包含4る希十53“
I)C素のうち少イjくども14φ) 、B、 (i’
(!を主成分とづる永久磁石用合金粉末の成型改良剤に
係り、磁気特性かりくれ、かつ安定した晶質の該系永久
磁石が1゛1られるイJ機元系成型改良剤に関りる。 背珀技術 現在の代表的な永久磁石月別は、i)ルニコ、バートノ
■ライ1−J3よび箱i類−」ハルI−磁(八〇・ある
。 近年の」パル]−の原料事情の不安定化に伴ない、コバ
ルトを20ヘ−30wt%含むアルニーJ磁イコの需要
は減り、鉄の酸化物を主成分どJる安価くjバートノ■
ライ1〜が磁石月別の主流を占めるJ、うになっノこ。 −ノソ、希土Xn−]バルト磁白ばコバル1〜を50・
〜・60W1%も含むうえ、希土類鉱石中にあまり含ま
れていないSmを使用するため大変高価Cあるが、他の
(a6に比べて、611気特性が格段に高いため、主と
し°(小型でi”J 7J[I I+li値の商い磁気
回路に多用されるようになった。 そこで、出願人は先に、高価なSutやらを含有しない
シiしい高性能永久磁石どじてFe −B−R系(1り
はY ’a: Qむ弄土類冗素のうち少なくとし1種)
永久磁石を提案じたく特願昭57−145072号)。 また、さらに、Fe −B −R系の磁気異方性焼結体
からなる永久磁石の温度特性を改良するために、F。 の一部を6ぐ置換JることにJ、す、生成合金のキ1り
一点を上界さけて温度特性を改善したFe−C。 −、El −、R系異方性焼結体からなる永久flHj
を提案し ノこ (17■願昭57 16[3663F
j ) 。 −1−記の新規なFe−B−R系、 Fe−Go −E
l−fで系(1りはYを含む赤1類元系のうら少なくと
し1種)永久磁石jを、製造り゛るための出発原石の希
土類金属は、一般にCa運九法、電解法によりvJ造さ
れる金属塊Cあり、この希土類金属塊を用いて、例えば
次の」程にJ、す、上記の新規な永久磁CIが製)&さ
れる。 (u) 715旧ガ目+1どしく、純度9≦)、9%の
電解鉄、819.4%を含Tiし残部はFe及び#、 
SL、 C等の不純物からなるノー■「1ボI」ン合金
、純1i9!1.7%以上の希」」“1金属、あるいは
さらに、純度99.9%の電解らを高周波溶解し、その
後水冷銅鋳型に鋳造4る、■ スタンプミルにJ、す3
5メツシコスルーまでに粗粉砕し、次にボールミルにJ
、す、例えば粗粉砕1)300gを6詩間湿式微粉砕し
く3・〜10泊の微細粉となり、 ■ 14&界(HIKOe)中配向し−C1成形(1,
!i t4に(加圧)Jる、 ■ 焼結、1000”C−12+10°C,1+1;’
1間、Ar中の焼結後に放冷りる。。 ■ 時効処理、!i00’c−1000°0、Ar中。 上記の如く、この永久磁イ」用合金粉末は、所要組成の
vj魂を機械的粗粉砕及び微粉砕を行なって得られるが
、粉砕粉の侭°Cは、成型性が非常に悪く、成型時にダ
イス壁面等との摩擦により、ダイス面及び成形体表面に
ぎず、雀れ、vjれ等が生じ易く、品質上及び製品歩留
上に大きな問題となっていた。。 かかる成型性の改良のため、従来はパラフィンソックス
、ステアリン酸、ヒスノアマイト、あるい4、tステア
リン酸亜鉛等のバインダー、潤滑剤の添加配合が行なわ
れていた。 しかし、パラフィンワックスは成型性改良剤果が小さく
、多量にこれを使用すると合金粉末の磁場配向を阻害し
C箕り性になり!11<、また後続工程の焼結工程にお
い(、焼結体に炭素が残留し、磁気特性を劣化さける欠
点があり、スj)7リン酸の場合は、成形体の強度を低
下させる問題があり、ビスアンイドやステアリン酸亜鉛
の場合は、合金粉末中への均一分散化が困111c、合
金粉末自体のダイス面等の摩擦面への固る防止が完全で
なく、成形体及びダイス面にきす゛が発生する問題があ
つノこ。 発明の目的 この発明は、安定した品S’t C・かつりぐれた磁気
Q:i FJを右4るl’< B Fe系永久磁石を得
るための該系磁石用合金粉末の成型改良剤を目的どし、
該合金粉末中への分散性(、lりくれ、またげぐれた潤
滑性によりダイス面及び成形体のI’l IIを人fI
Jに低減し、成型性の改善効果が畠く、さらに磁石の磁
気時f1の劣化がない成型性改良剤を1」的としCいる
。 発明の構成ど効果 この発明ia、R113,l:eを主成分とηる永久磁
イj用合金の成型に使用りる成型性改良剤を種々検旧し
た結果、 特定型のポリA−Fシ」ヂレンアル1−ル:[、−ミル
、ポリA1シ丁ヂレン七)脂肪酸」ニスミル、ポリA1
シ1fレンアルキルノ1リル」−アル、から選択した少
なくとも1種が最適であることを知見しIこt)のC−
゛、 合金粉末中への分散性に−りぐれ、またづぐれた潤滑性
ににリダイス面及び成形体の摩擦を人dJに低減し、成
型性の改善効果が高く、さらに焼結磁石の磁気特性の劣
化がない利点がある。 すなわら、この発明は、 ポリオキシ−rヂレンアルキル1−デル、ポリオキシエ
チレンモノ脂肪酸]−ステル、ポリAキシJ−ヂレンア
ルキルアリルエーテル、から選択した少なくとも1種か
らなる永久磁石用合金粉末の成型改良剤にしく、 R10原J’%〜30原r% (但し、RはYを包含りる希土類元素のうら少なくと5
1種)、 132原子%〜28原子%、 FO’65原子原子82原子%、 を主成分どする合金粉末に、 上記成型改良剤を、 上記合金粉末 100重量部に対し−CO95東量部以
F添加し、混合したのら成型覆るしのである。 成型改良剤の選定理由 この発明においく、 ポリA1シIJ−1ノンノlル1ル1−ノルG!、ポリ
A1−シーー′fレンラウリル゛1−シル、ボリノ+=
1シー(ブレンレfルt −フル、ボリア11−シJf
レンスj)7リル、1−アル、ポリA−1.シIJレン
Aレイルr−フル、ポリA1ニジ1ブレン高級ノ′ルー
l−ルー−アル、dりるいはでの71,1合物など゛て
あり、アル1−ルは1題鎖の6がりfましい。 ま 1ご 、 ポリ/11シIJレンヒノ脂肪酸1スノルは、ポリ1ブ
ーレングリ−1−ルしノラウレー1−1小す1fレンク
リニ1−ルLノスフ刀7レー1・1、゛ ポリ−1ノ゛レンクリ−1−ル七ノAしr−l・、ある
いはその混合物など(あり、長鎖の脂肪酸の1スノルが
好ましく、これらの製造中に含まれる、191えはポリ
エルング刃コールジスT)7レートイiどのン1ステル
が含まれ(b使用(さるが、Eジエステルか主成分(あ
ることが好ましい、。 、1、lこ 、 ポリAキシJ−ブレンノアル−にルー1リル1−]°ル
は、ポリオキシ−!−ルンAクブルノJ−ニル■−−フ
ール、ボリア1−1=シ一丁ブレンノニルノIニル]、
−アル、あるいはぞの混合物などC゛あり、アル1ルは
長a1のbのが好11yい、。 −1−6己のポリAt−シー丁ブレンアル−1ニルに一
アル、ポリA−1−シーI−チレンしノ脂肪M、、I)
、’iル、ポリオ−1シ1−ブレジノ1ルー1ルノノリ
ル■−−jルのうち2種以上を混合しく使用(・き、会
合粉末へのω式況合の弓合、溶媒l\の溶M瓜あるい

よ分散性から、ポリ/1−j−シ]ルンノノル−1ニル
−上−フル、ポリオキシ1ブレンしノ脂11/J酸土ス
)ル、ポリA゛1シー1チレンノフル−1−ルノJリル
」−−フルのHl−、13(親水性・親油性比)は20
以下が好ましい。 この発明による、上記の成型↑j[改良剤の単独ま/、
−は複合添加の添加量は、原]′81合金粉末の粒度お
よびダイス、成形体の形状、入」法、1?擦而積、プレ
ス条f1等に応じて適宜選定すればよく、少(1)のン
全加(成型士」改善効果が大きく、添加φの増大とどし
に成型性は大幅に向−[するが、合金粉末100小吊?
51+に対しC1−↑−記改良剤の添加量が0.5手(
11部を越えると、永久磁石としての磁気特性の劣化が
人さくなるため、添加u1の」−眼顧は(1,!+小川
用とりる必要があり、好ましい添加量はo、oi車m部
・−〇、ζ(中lfi部(゛ある。。 また、この発明による、右1段系成型性改良剤の会合粉
末l\の添加は、該合金粉末が酸崇あるいは水分に対し
C反応しやりく、活性(゛あるため、湿jE’c”tJ
イr−)ことが好JLシク、使用りる溶媒どしくは、へ
1゛リン、1−ル土ン、トリク1」ルjfレン。 弗素系溶奴イにどの小話t1溶媒がグr:Lシい3.混
合前の態扛は、乾燥状態あるいはスラリー状態のいり゛
れ(゛あり(’1.>J、く、例えば、湿式粉砕L÷−
1中、あるいはぞの前後、まIどは乾燥]−稈中dりる
いはイの前後に適宜混合りることがCさる。1 この発明の成型改良剤を用いた合金粉末の成型は、通常
の粉末冶金υ、と同様に1−J’ kうことが(さ、加
)1成W!時に磁場イーjIj4j無に、J、す、5“
C方性磁I」あるいはn fj 4!L lt&仁を1
17にとがCさる。 4片石用合金粉末の成分限定理由 以下に、この発明において用いる永久磁石用合金粉末ど
し−(、希土類・鉄・小■ン系永久磁(」川原わ1合金
粉末の組成限定理由を説明覆る。。 永久磁?j用原別合金粉末に含有される希土類元素1セ
は、イットリ・ラム(Y)を包含し軽希土類及び重希土
類を包含づる希土類元素(ある−0lでとしでは、軽希
土類をもって足り、特にNd。 1−)rが好ましい1.又通例[でのうら1種をもつ−
C足りるが、実用上は24部5以上の混合物(ミツシコ
メタル、ジジlx 等)を人手−Uの便宜性σ月U!山
により用いることがて・さ、3m、y、La、Ce、(
3d。 t9は他の1く、特にN++ 、 1−)r等との混合
物どじ(用いることがCきる。なJ5、このIRは純希
土類元素Cなく ’U Gよく、■業上入手可能な範1
川′C′製迄上不司避な不純物を含有覆るものでも差支
えない。 1((Yを含む希1−類元素のうら少イρくどし1種)
(よ、新規な上記系永久!1石を製造りる合金粉末とし
く、必須元素であって、10原子%木満−Cは、8磁気
q、、’y ta、、特に高保磁ツノが得られず、30
原子%を越えると、残留磁束密度(Br )か低下し−
(、すぐれlこ特性の永久磁イiか1ジノられない。よ
つ−(、希土グ(゛1元素は、101京了%へ・30原
f%の範囲とりる。 ]−3は、新7J、!な上記系永久(6看1を製造する
合金粉末どしC1必須元素く・あつC12原r%未満で
は、高い保16カ(1lIC>はg7られず、281京
了%を越えると、残留磁束密度(B「)が低トするため
、りぐれた永久磁石がiqら札ない、、J、つ(、+3
は、2原子%−・・28原f%の範囲とり−る。 1((は、力i規な上記系永久磁イjを製造づる合金粉
末とし℃、必須元素であるが、65が;41%未満ては
残留磁束密度<13r)が低トし、82原f(に、を越
えるど、高い保磁力が1qられないのζ・、l−eは6
5原f%−821史’J’%に限足りる。 また、leの一部をCoζ゛買換りる理由は、永久(6
イ)の温石特性を白土さUる効果が得られるためてあり
、COはFe0)50%を越えると、高い保16カが1
jノられif”、tlぐれた永久磁(」が得られない。 よって、Goは50%を上限どり−る。 この弁明の成型改良剤を使用りる合金粉末におい(、高
い残留磁束密度と高い保磁力を其にイ]するづぐれた永
久磁石を得るためには、[≧10原子%・〜2525原
fB4原1%・へ−26原f%、[e 65原f%〜8
2原子%が好ましい。 また、この発明の成型改良剤を使用する合金粉末は、R
,B、Feの他、■業的生産上不可避的不純物の存在を
清音できるが、Bの 一部を、4.0原子%以F (7
) C13,5原F%u@のP、2 、 !i 1京子
%以下のS、3.5原子%以手のCLIのうち少なくと
も1種、合計量で 4.0原子%以1; T”置換Jる
ことにより、磁石i合金の製造性改善、低価格化がI]
J能Cある。 ざらに、前記R、B、r=e合金あるいはCOを含有す
るR 、13.1−e合金に、 9.5原子%以−■・のΔ愛、4.5原子%以下の1−
1.9.5原子%以下のV、8.5原子%以−1ミのO
r、8.0原子%以下のMll、5原子%以下の[3i
、12.5原子%以下のNb 、 10,5原子%以F
の−I’a、’ 9.51jTj 1% LJ 下(7
) M O19、51J?j 了% u 下(7) W
 。 2.5原子%以17のSb、7原子%以下のGe、3j
I 原子%以下のSn % J−J原子%以下の7r。 5、;】原r%以上の11[のうら少なくとも1種を添
加含有ざμることにJζす、永久磁イj合金の高検)4
力化が可能になる。 結晶相は主相が1一方品であることが、微細C均一な合
金粉末を得るのに不可欠Cある。 この発明にお()る永久磁石用合金微粉末の粒度は、平
均粒度が1077mを越えると、永久磁すの作製時にず
くれた磁気特性、とりわ()高い保磁力が1!1られり
゛、また、平均粒度が1!01未満C゛は、永久磁石の
作製上程、すなわら、プレス成形、焼結9時効処理−■
−程における酸化が茗しく、りくれた(6気fi性が得
られないため、平均粒度1−・10〃…の含金微わ)末
が最し望;Lしい。 この発明に#3 iJる永久磁CjI′11合金微粉末
を使用しC(−1られる磁気y4 ’Jj性永久磁G含
金は、保磁力111C≧1KOe、残留磁束密度13r
> 4KG、を示し、最大−1ネル4゛−積(+3 I
I ) maxはバー1ヘノ1−ライ1−とfi1等以
上となり、IrAも好ましい組成範囲では、(13if
 ) m、′lx≧1(1MGOeを示し、最大1if
iは2jIM G Oe以上に達りる。 また、この発明にA3 Ijる合金微粉末の組成が、1
で10原f%・〜・30原f%、E3 21jiミ了%
−・28原f%、Co45原子%以F% Fe 65原
f%−、8211Gj了%の場合、45jられる磁気異
方性永久磁?j合金は、」記IJ&石含金と同等の磁気
特性を示し、残留磁束密度の温度係数が、0.1%/℃
以下どなり、りくれた特性が1て1られる。 また、合金粉末の[シの主成分かでのj)0%以上を軽
希土類金属が占める場合η・、lR12原r%−20原
f%、B44!1−・・24原f%、Fe G!i原f
%〜82原子%の場合、あるい
【よさらにCo5原子原
子〜4545原f含イj!llるどき最t)りぐれた1
1n気特竹を示し、特に軽希土類金属が陶の場合には、
(1311) maxはその最大値が33M G Ge
以−1−に達づる。 実施例 以下に実施例を説明りる。 実施例1 出発原お1として、純度9 !] 、 9 %の電解鉄
、E11!1.4%を含有し残部はFe及びC%の不純
物かlうなるノ」【」小し1ン合金、I[i庭99.7
9/I以1のMを所定−一配合しくI′:肩i、1波?
H解し、その後水冷銅鋳型に鋳j肯し、+5Na 8B
77Fe (at%)なる組成の鋳塊を1!イだ。 この↓に塊を機械的粉砕にJ、す35メツシー2スルー
よ−でに粗粉砕した。ついで、ボール・ミルにJ、る微
粉砕を行41い、平均粒度3.3/71oの合金粉末を
t!1k。 この合金粉末に、 固形パラフィン、ス7ノ7リン酸、 スjう′リン酸!111労)、ビ゛スノ1ンイド、ポリ
上チレンラウリル:■−−フル、 ポリLfIノンス)−j7リル1−ミル、ポリ1fレン
グリ:1−ル土ノラrクレート、ポリ−【ヂレングリー
1−ルしノスjミル−ト、ボリア 1シーI−チレンノ
ニルノ】−ル1−ミルを、合金粉末H1(fin 、m
部ニ)(L/ ’(、各’((1,2jl” 準部、予
めトリクrl 1:、+ トリフルA[]]−タンに溶
解または分ji(llさUたものを、湿式混合したのら
、92燥さCた。 この乾燥合金粉末を用い(、)6界12KOe中(配面
し、2[イイに′(加)f成型し、幅1j)1冊×1(
さ1()I冊×高ざ701nnlの成型体10個を(り
だ。この成型時の成型体の抜きLL、圧V)密度、成型
体強電及び成型体の外観、成型状況を測定・観察し、イ
の結果を第1表に承り。 なJ3、第1表中のグリーン強度指数は、ラトラー試験
機で成型体を100回回転さけた接の重檗残%C゛示り
、。 第1表J、り明らかな如く、ごの発明の成型改良剤を使
用づ−ること、抜きIfXは小さく、江紛密瓜が高く、
潤滑性が改善され、りぐれた成型体強度が得られ(65
す、成型体外観においてt)、何らのきり−V) 3!
Jれの発生もなく、成型性が太幅に改善されたことが分
かる。 さらに、第1表に示した本発明にJ、る成型体を、真°
空1;’U’ 200℃・〜300”C,2時間の前処
理を施したのら、Ar中、1100℃、 1時間、の条
イ′1で焼結し、さらに、Ar中で600℃、 1時間
の詩効処理を施しC,永久磁tjを作製した。H,)ら
れた永久磁石の磁気1?I性を測定し第2表に示づ。 実施例2 出発原料とし゛(、純度≦)9.9%の電解鉄、B1’
9.4%を含有し残部はFo及びC等の不純物からなる
ノ■1−1ボl二1ン合金、純IJII99.7%以−
[の陽金属及びDν金金属所定量配合しく高周波溶解し
、その後水冷銅GM型ニ鋳造し、151I!l11.、
’iDy 8B 7!+、!+Fe (at%)イ^る
組成の鋳塊を得た。 この鋳塊を粗粉砕したのら、湿式微粉砕を施しく、平均
粒度3.2Bnの合金粉末スラリーを冑た。 このスラリーに、スラリー中の合金粉末10()中m部
に対しC−、 ポリA1シ土ブーレンスj7リル、t −フルを、[)
、025重n1部〜0,8重呈部を予めトリクD Ii
J lヘリノル;AIN I−タンに溶解さUたものを
添加混合し、での後にこれを乾燥さμだ。 この乾燥合金粉末を用い(、磁界12KOθ中ぐ配向し
、 1.5t、4にて加圧成型し、幅15 nun X
 Nさ16關×^さ!+ nunの成型体を、20個連
続成型したところ、成型体には何らのさfや欠(〕疵も
認められなかった11 また、上記の乾燥合金粉末を用いて、磁界12KOe中
で・配向し、214にで加圧成型し、幅15nII11
×長さ16111111×高さ10 mmの成型体を1
′、1、この成型時の成型体の抜き圧、圧粉密度を測定
した。また、前記幅15 unn X長さ161皿×高
さ!i nun (7)成型体を、真空11’r 20
0℃う=’ 3+10℃、2時間の前処理を施したのら
、Ar中、1100°0.1時間、の条件で焼結し、さ
らに、Ar中で6(1(1’c、1時間の時効処理を施
して永久磁石を作製し、その磁気特性を測定した。測定
結果は第3表に示す。 第3表より明らかな如く、この発明の成型改良剤は連続
成型においても、抜き圧は小さく、圧粉密度が高く、潤
滑性が改善され、成型体外観にd3い′Cb、何らのき
ずや割れの発生もなく、4ぐれた磁気特性が得られ−(
おり、成型性改善効果が明白C′ある。また、この発明
による有機系成型性改良剤の添加量は、磁気特性の点か
ら0.5重働部以−1・が好ましいことが分る。 以下余白 実施例3 出発原オ′31としく、純度99.9%の電解鉄、81
9.4%を含有し残部はFe及びC等の不純物からなる
]]」」ボロン合金、純度99.7%以−りのM金属及
び純度99.9%の電解6を所定量配合して高周波溶解
し、その後水冷銅鋳型にvi造し、16147B 1(
lco67Fe(at%)なる組成の鋳塊を得た、。 この鋳塊を粗粉砕した後、微粉砕して、平均粒度3Ji
lnの合金粉末を得た。。 この合金粉末100重M部に対しC、 ポリ上ヂレングリコール七ノラウレ−1・どポリJ=1
シコヂレンスjアリルニーjル、ポリΔキシエチレンラ
「クレルエーミルとポリ上ブーレンゲリコール七ノスj
アレート、ポリAキシエチレンノニルフェニル」、−チ
ルとポリエチレングリー」−ルー[ノスj−)7レート
を第4表のごどき複合添加用で、予め1−リクロロ1〜
リノルA1」」−タンに溶解さけたものを添IJ11混
合し、ぞの後にこれを乾燥させた。 この乾燥合金粉末を用いて、16界12KOe中(゛配
向し、214に(力[げ1成型し、幅1j)柵×長さ+
6+nmX 11さ5IIIllIの成型体を、30個
連続成型したどころ、成!1°1体には伺らのさヂ41
J欠+J疵も認められなかっ!、:、l また、92燥合金粉末を用い(、磁界+2KOe中(配
面し、21<’、jにで加汀成Jlニア L、、幅15
1Il111×長さ16…IIIX高さ10柵の成型イ
ホを(j、lる成lh:: ++4の成3tす休の抜さ
斤、J■粉畜屋を測定した1、Jた前記幅151111
11x長さ16uun X 、’、’iさ!+ n+I
11の成りり体を、真空中、200−C−。 300°(/ 、 2 Il’r間の前処理を施したの
ら、Ar中、1(+”に、11k>間、の条イ′1(焼
u1シ、さらに、Ar中CGOO″G、1時[1)1の
時効処理を施しく永久(イk(+を(′1胃し、での1
0気υIP1を測定し/J、、測定結束は第4表に承り
。 りi/1表J、り明らがイi如く、この5n明の成ハ゛
!改良剤t、l ;lhわ°、成型にIlメいCも、抜
さ江は小8く、月初密度か、H’H,(、潤8’l↑ノ
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Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ボリア1=1−シ[ブレレノフル1ル:iニー、−フル
    、ポリ副ヤシ1JレンL)脂肪酸1−ステル、ポリオ−
    1−シーーJレンツ?ル1−ル)ノリルxr−−フル、
    から’r’d ))I!した少なくとし1種からなるこ
    とを特徴どりる永久磁石用合金粉末の成へり改I司剤、
JP59141874A 1984-07-09 1984-07-09 Fe―B―R系永久磁石用合金粉末の成形改良剤 Expired - Lifetime JPH0649886B2 (ja)

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