JPS60254709A - 永久磁石 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、家庭電化製品、音響製品、時計部品、自動
車部品、精密機器等々の永久磁石を用いる広範囲な用途
に使用することができる永久磁石に関し、とくに希土類
系の永久磁石に関するもののである。

（従来技術） 近年、永久磁石材料における最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ
）　ｗａｘ　）の向上はかってのアルニコ系磁石材料等
のそれに比べて著しいものがあり、とくに家庭電化製品
、音響製品、時計部品、自動車部品、精密機器等々の小
型軽量化および高性能化等に大きく貢献している。

従来、このような優れた特性の永久磁石材料としては希
土類−コバルト系磁石が代表的なものであり、その最大
エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　−ａｗ　）はかなり高い値を
示している。しかし、最大エネルギ積（（ＢＨ）　ｗａ
ｘ　）をさらに向上させるための研究はいぜんとして続
けられ、一部では他の希土類磁石の開発も進んでおり、
なかには希土類−鉄系磁石材料についての開発も行われ
ている。この希土類−鉄系磁石材料としてはＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ系のものもあるが、このような希土類系の永久磁石
においても磁気特性をさらに改善することが望まれてい
た。

（発明の目的） この発明は上述した従来の要望に着目してなされたもの
で、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＢＨＣ、Ｚ　Ｈａ
）および最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）が優
れており、とくに保磁力（Ｈｃ）を改善した希土類系の
永久磁石を提供することを目的としている。

（発明の構成） この発明による永久磁石は、一般式、 Ｒ１−ａ−１３−ｙＭｃｔＡβｘｙで表わされ、Ｒが希
土類元素の１種または２種以上、ＭがＦｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの１種または２種以上、ＡがＴｉ　、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗｃ７）１種マタは２種以上、ｘがＢ、Ｃ。

Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、０．６０≦
α≦０．８５． ０≦β≦０．１０、 γ＜０．１５ であって、最終結晶粒径が２０ｐｍ以上のものが１０％
以下であることを特徴としている。

この発明による永久磁石は、上記のように、一般式、Ｒ
１−ａ−β−アＭ、ＡβＸアで表わされるが、式中のＲ
はＹを含む希土類元素の１種または２Ｍ！以上であるこ
とを示し、Ｓｃ、Ｙ、Ｌａ＋Ｃｅ　、’　Ｐｒ　、Ｎｄ
　、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ　、Ｇｄ　。

Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕのうちの１
種または２種以上が用いられる。

また、上記一般式において、ＭはＦｅ　、　Ｃｏ　。

Ｎｉ、Ｍｎのうちの１種または２種以上が用いられ、０
．６０≦α≦０．８５の範囲としている。

ここで１Ｍの量が多すぎると、残留磁束密度（Ｂｒ）は
向上するものの、保磁力（ＢＨＩＯ。

ＩＨＣ）が減少するため、すぐれた最大エネルギ積（（
Ｂ　Ｈ）　ｍａｔ　）を得がたくなるので、α≦０．８
５とした。一方、Ｍの量が少なすぎると残留磁束密度（
Ｂｒ）が低くなり、最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａ
ｘ　）が減少するので、０．６０≦αとした。

さらに、上記一般式において、ＡはＴｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの
１種または２種以上であり、０≦β≦０．１０の範囲と
している。また、ＸはＢ、Ｃ。

Ｎ、Ｓｔ、Ｐの１種または２種以上であり、γ＜０．１
５の範囲としている、ここで、上記Ａは添加しない場合
もこの発明に含まれるが、上記Ｘ元素と複合添加するこ
とによりＡ元素の一部が硼化物、炭化物、窒化物、珪化
物、燐化物となり、保磁力（ＢＨＣ、ＩＨａ）の向上お
よび残留磁束密度（Ｂ　ｒ）の温度係数の向上に効果を
もたらす、この場合、Ａの量が少ないと残留磁束密度（
Ｂｒ）の温度係数の向上は小さいため、添加する場合は
０．０１≦βとするのが望ましい。しかし、Ａの量が多
すぎると前記硼化物、炭化物、窒化物、珪化物、燐化物
等の形成量が多くなり、磁気特性が劣化するので、β≦
０．１０とする必要がある。また、上記Ｘは希土類系磁
石、たとえばＮｄ−Ｆｅ系磁石のキュリ一点を常温程度
から３００℃以上に昇温させる効果を有するものである
が、Ｘの量が多すぎると保磁力（ＢＨＣ、ｒＨｃ）およ
び残留磁束密度（Ｂ　ｒ）が減少し、すぐれた最大エネ
ルギ積（（ＢＨ）　ｗａｘ　）が得られなくなるので、
γ＜０．１５とした。

このような組成の永久磁石を製造するに際しては、上記
組成の合金を溶製したのち造塊し、得らられたインゴッ
トを粗粉砕および微粉砕して磁石用粉末を製造し、次い
でこの磁石用粉末を磁場中プレス成形したのち焼結ある
いは焼結後熱処理する。また、焼結後に熱処理せず、こ
の熱処理を前記インゴットの段階で行うこともできる。

そして、上記したインゴット→（熱処理）→粉砕→磁場
中成形→焼結→（熱処理）の工程を経て、最終結晶粒径
が２０７’Ｉｌ１以上のものが１０％以下となるように
前記工程における条件を定める。ここで、最終結晶粒径
において、１５ｐｍ以上のものか１０％以下となるよう
にしたのは、残留°磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＢＨＣ
、ＩＨＣ）および最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｍａｘ
）を改善し、とくに保磁力（ＢＨｃ　、　ＩＨｃ）を向
上させるためである。

（実施例１） ＮｄＯ，１８Ｆ６０．７４０００．０２ＢＯ，０４Ｓｉ
Ｏ，０２ｃｏ、。２なる組成の合金をアルゴン雰囲気中
に調整したボタン溶解炉を用いて溶製した。次いで、溶
製合金を乳鉢内で粗粉砕した後、ジェットミルにて平均
粒径３ＩＬｍ程度まで微粉砕した。

次に、得られた粉末を１５ＫＯｅの磁場中で約２ｔｏｎ
ｆ／ｃｍ２の圧力をかけてプレス成形して３組の成形体
を作製したのち、各成形体をアルゴン雰囲気中において
１０７０℃、１０８０°０゜１０９０℃で各々１時間の
条件で焼結を行い、室温まで急冷した後さらに所定の熱
処理を施した。

次いで、得られた各永久磁石の結晶粒径を調べるために
、光学顕微鏡を使用して倍率を４００として平均粒径を
測定し、２０＃Ｉｌ１以上の結晶粒径のものの面積比を
算出した。さらに、各永久磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）
、保磁力（ＢＨＣ。

ＩＨｃ）、最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ａ＋ａｘ　）
を調べた。これらの結果を第１表に示す。

第１表に示すように、最終結晶粒径において２０ｐｍ以
上のものが１０％以下であるように−したこの発明によ
る永久磁石Ｎｏ、　１　、２では、残留磁束密度（Ｂｒ
）、保磁力（ＢＨＣ、ｚＨｃ）および最大エネルギ積（
（Ｂ　Ｈ）　ＩＩａｘ　）が大きな値を示しており、と
くに保磁力（ｓＨｃ　、ｚＨｃ）および最大エネルギ積
（（ＢＨ）　ｍａｗ　）が比較例の永久磁石間、３より
もかなり優れていることが確かめられた。

（実施例２） ＮｄＯ，１８ＦｅＯ，７５ＮｉＯ，０１■０．０ＩＢ０
．０５”０．０２なる組成の合金をアルゴン雰囲気中に
調整したボタン溶解炉を用いて溶製した６次いで、溶製
合金を乳鉢内で粗粉砕した後、ジェットミルにて平均粒
径３７ｔｍ程度まで微粉砕した。

次に、得られた粉末を１５ＫＯｅの磁場中で約２ｔｏｎ
ｆ／ｃｍ２の圧力をかけてプレス成形して３組の成形体
を作製したのち、各成形体をアルゴン雰囲気中において
１０６０℃、１０７０℃。

１０８０℃で各々１時間の条件で焼結を行い、室温まで
急冷した後さらに所定の熱処理を施した。

次いで、得られた各永久磁石の結晶粒径を光学！ｉ１微
鏡によって測定すると共に、残留磁束密度（Ｂｒ）、保
磁力（ＢＨＣ、ｘ　Ｈｃ）、最大エネルギ積（（ＢＨ）
　ｗａｘ　）を調べた。これらの結果を第２表に示す。

８２表に示すように、最終結晶粒径において２１）７１
１１１以上のものが１０％以下であるようにしたこの発
明による永久磁石Ｎｏ、　４　、５では、残留磁束密度
（Ｂｒ）、保磁力（ＢＨａ　、　ＩＨｃ）および最大エ
ネルギ積（（ＢＨ）　ｌ１ａｘ　）が大きな値を示して
おり、とくに保磁力（ＢＨＣ、ＩＨｃ）および最大エネ
ルギ積（（ＢＨ）　ｗａｘ　）が比較例の永久磁石陥、
６よりもかなり優れていることが確かめられた。

（実施例３） Ｎ”０．１ｆｉＦ８０．７５Ｍ００．０１Ｚｒ０．０２
Ｂ０．０５”　１０．０１なる組成の合金をアルゴン雰
囲気中に調整したポタレ溶解炉を用いて溶製した。次い
で、溶製１合金を乳鉢内で粗粉砕した後、ジェットミル
にて平均粒径３ＪＬ１１程度まで微粉砕した。

次に、得られた粉末を１５ＫＯｅの磁場中で約２ｔｏｎ
ｆ／ｃ■２の圧力をかけてプレス成形して３組の成形体
を作製したのち、各成形体をアルゴン雰囲気中において
１０７０℃、１０８０℃。

１０９０℃で各々１時間の条件で焼結を行い、室温まで
急冷した後さらに所定の熱処理を施した。

次いで、得られた各永久磁石の結晶粒径を光学顕微鏡に
よって測定すると共に、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力
（ＢＨＣ、ＩＨＯ）、最大エネルギＪｅｔ　（（ＢＨ）
　ｍａｘ）を調べた。これらの結果を第３表に示す。

第３表に示すように、最終結晶粒径において２０７１１
１以上のものが１０％以下であるようにしたこの発明に
よる永久磁石Ｔｈ、７．８では、残留磁束密度（Ｂｒ）
、保磁力（ＢＨＣ、ＩＨＣ）および最大エネルギ積（（
ＢＨ）　ｗａｘ　）が大きな値を示しており、とくに保
磁力（ＢＨｃ　、ＩＨＣ）および最大エネルギ積（（Ｂ
Ｈ）　ａ＋ａｍ　）が比較例の永久磁石陽、９よりもか
なり優れていることが確かめられた。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明による永久磁石は、
一般式、 Ｒ１−ａ−β−７Ｍ、ＡβＸアで表わされ、Ｒが希土類
元素の１種または２種以上１ＭがＦｅ。

Ｃｏ、Ｎｆ、Ｍｎの１種または２種以上、ＡがＴｉ　、
Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗの１種または２種以上、ＸがＢ、Ｃ。

Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、０．６０≦
α≦０．８５． ０≦β≦ｏ、ｉｏ、 γ＜０．１仝 であって、最終結晶粒径が２０Ｉｉ、ｆ１１以上のもの
が１０％以下であるようにしたから、残留磁束密度（Ｂ
ｒ）、保磁力（Ｂｉ２Ｏ、ＩＨｃ）および最大エネルギ
積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）が大きな値を示し、とくに
保持力（ＢＨＣ、ｒＨｃ）および最大エネルギ積（（Ｂ
　Ｈ，）　ｗａｘ）が改善されたものとなり、家庭電化
製品、音響製品、時計部品、自動車部品、精密機器等々
の小型軽量化および高性能化を永久磁石の面から実現す
ることが可能であるという非常に優れた効果をもたらし
うるちのである。

特許出願人　大同特殊鋼株式会社 代理人弁理士　小　塩　豊

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）式、Ｒニー。−７Ｍ、Ｘアで表わされ、Ｒが希土
   類元素の１種または２種以上、ＭがＦｅ。 Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの１種または２種以上、ＸがＢ、Ｃ，
   Ｎ、Ｓｉ　、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５、 γ＜０．１５ であって、最終結晶粒径が２０１Ｌｍ以上のものが１０
   ％以下であることを特徴とする永久磁石。
2. （２）式、Ｒ１、−β　、ＭｃｔＡβＸ、で表わされ、
   Ｒが希土類元素の１種または２種以上、ＭがＦｅ　、Ｃ
   ｏ　、Ｎｉ　、Ｍｎ＋７＋１種または２種以上、ＡがＴ
   ｉ　、２ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ。 Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの１種または２種以上、ＸがＢ。 Ｃ，Ｎ、Ｓｉ　、Ｐの１種または２種以上であり、０．
   ６０≦α≦０．８５、 β≦０．ｌＯ１ γ＜０．１５ であって、最終結晶粒径が２０４ｍ以上のものが１０％
   以下であることを特徴とする永久磁石。