JPS6110961B2 - - Google Patents
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- JPS6110961B2 JPS6110961B2 JP56181445A JP18144581A JPS6110961B2 JP S6110961 B2 JPS6110961 B2 JP S6110961B2 JP 56181445 A JP56181445 A JP 56181445A JP 18144581 A JP18144581 A JP 18144581A JP S6110961 B2 JPS6110961 B2 JP S6110961B2
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/0551—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
- H01F1/0552—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes with a protective layer
Description
本発明は希土類元素Ｒと遷移金属（Co，Fe）
の金属間化合物マトリツクス永久磁石、特に希土
類成分の少いCu置換型R2C017系マトリツクス磁
石に関するものである。マトリツクス磁石は
RCo5（１／５）系、R2Co17（２／17）系をとわ
ず、焼結磁石と比較して密度が低く、得られる磁
気特性も低い。しかしながら磁場中成形後焼結、
加工等を必要とせず成形体をそのまま製品化でき
るところに大きな特徴がある。さらに、成形する
に際しては射出成形、圧縮成形、押し出し成形等
の技術により複雑な形状のものを安価に製造する
ことが可能であり、焼結磁石とは異なつた広い応
用が可能である。 従来希土類コバルトマトリツクス磁石はその酸
化しやすいという化学的性質から安定性に問題が
多かつた。特に１／５系マトリツクス磁石はその
保磁力機構が“Nucleatiou”であることからも理
解できるように表面の微細な酸化変質が
Nucleatiousiteとなるため IHcの劣化が大きいの
が欠点であつた。 IHcの劣化のため高温で保持
した場合の磁束の低下も大きく、この点が１／５
系マトリツクス磁石の最大の欠点であつた。この
１／５系マトリツクス磁石の欠点を解消したのが
２／17系マトリツクス磁石である。２／17系永久
磁石合金としてはCu還換型のそれが用いられ、
その保磁力機構は“Pinning”であり、 IHcの磁
粉の粒度依存性がきわめて小さい。又組成的にも
希土類成分が１／５系よりも少く、酸化に対して
も比較的強い。しかしながらこのように安定性の
大巾に改善された２／17系マトリツクス磁石にお
いてもさらにきびしい熱安定性を要求される用途
においては、焼結磁石と比較するといまだに不充
分であるマトリツクス磁石がその応用範囲をせば
めていた。 本発明は上記２／17系マトリツクス磁石の欠点
を解消するために成されたものであり、２／17系
マトリツクス磁石の磁粉を空気中で加熱処理する
ことにより多少磁気特性は劣化しても高い熱安定
性が確保出来る永久磁石の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。発明者らは種々の実
験の結果熱安定性を向上させるために、あらかじ
め磁粉を酸化安定化させることを発見した。本発
明の方法は比較的通気性のあるバインダーを用い
る場合に有効であり、さらに通気性のないバイン
ダーを使用する場合においても製造中にトラツプ
される酸素を皆無にすることは困難であり、この
点本発明の製造方法が有効に活かされる。安定化
条件は、対象となる磁粉の粒度、磁粉の持つ磁気
特性によつて異なる。一般に粒度の大きいものほ
ど高温での安定化が可能であり、又磁粉の磁気特
性、特に IHc，Hkの高いものほど苛酷な安定化
を用いることができる。加熱保持温度が100℃以
下の場合、充分な安定化が行なえず、230℃以上
の場合磁気特性の劣化が大きすぎる。 本発明によるマトリツクス磁石は、一般に溶解
によるインゴツト作成、インゴツトの溶体化、時
効等の熱処理、粉砕、バインダーとの混合、磁場
中成形、磁場中射出成形、磁場中押し出し成形等
の固化の工程によつて製造される。溶解はAr中
ないし真空中で行い、均質なインゴツトを作成す
る必要がある。したがつてインゴツトケースは、
水冷されたものを用いるのが好ましく、急冷によ
つて偏折をおさえることが非常に重要である。待
られたインゴツトを均質化および溶体化するため
に1000〜1230℃でAr中加熱保持を行う。保持時
間はマトリツクス磁石の均質度（例えば表裏、磁
速量差）、 IHc等磁気特性を最適化した上で決定
される。溶体化後は急冷をほどこす必要があり、
Ar気流中、オイル中、水中等に投入することに
よつて行なわれる。時効に用いるインゴツトの組
成によつて多様に変化する。一般には多段時効、
連続冷却等が用いられるが、組成によつては一般
の時効でも充分である。ＲとしてSmを用いる場
合多段時効、連続冷却の開始温度は800〜900℃が
選ばれ、Smの一部をCeで置換していくと多段時
効連続冷却の開始温度は低下する。時効は400℃
までで充分であり、通常400℃までの多段時効連
続冷却が用いられる。粉砕はデイスク・ミル、ブ
ラウン・ミル・ボール・ミル、振動ミル、ジエツ
ト・ミルによつて行なわれるが、本材質系の場合
広い範囲の粒度の粉末の利用が可能である。充填
率をあげるため粒度の異なる粉末を混合して用い
ることが一般的である。成形体作成は粉砕粉を磁
場中成形後、バインダーを含浸する方法およびあ
らかじめバインダーと粉砕粉を混合しておき磁場
中成形後バインダーを固化する方法がある。 本発明に用いられる合金は、Ｒ
（Co1―x―y―zFex Cuy Ｍz）Ａである。ここでＲ
はSm，Ceを中心とした希土類金属の１種又は２
種以上の組み合せであり、ＭはSi，Ti，Zr，
Hf，Nb，Ta，Ｖの１種又は２種以上の組合せで
ある。又0.01≦ｘ≦0.40，0.02≦ｙ≦0.25，0.001
≦ｚ≦0.15，6.5≦Ａ≦8.5である。Fe置換量ｘが
0.01以下の場合飽和磁化の増加が期待できず、
0.40以上の場合は飽和磁化は増加するものの、角
型、 IHcが著しく低下する。Cu置換量ｙが0.02
以下の場合充分な折出硬化が進行せず、 IHcが
得られない。0.25以上の場合飽和磁化が減少して
しまう。添加元素量ｚが0.001以下の場合 IHcの
改善が見られず、0.15以上の場合飽和磁化の減少
が著しい。Ａの値を5.5から8.5に限定した理由は
5.5以下にすると飽和磁化が小さくなりすぎ、充
分な特性が得られない。又8.0以上にした場合溶
解インゴツトにデンドライトが出やすくこの異相
によつて IHcが低下する。 本発明におけるバインダーとしてはエポキシ樹
脂が使用可能であるが、特に熱安定性のすぐれた
ジアミド類およびフエニール樹脂を硬化材として
用いたエポキシ樹脂が好適である。さらにエチレ
ン酢酸ビニール共重合体、変性ポクオレフイン系
樹脂、低融点ポクアミド樹脂等も使用できる。 以下実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ Sm（Co0.688 Fe0.2 Cu0.1 Hf0.012）7.0なる
合金をアーク溶解し、得られた溶解インゴツトを
1230℃×1hr＋1180℃×1hr Ar中で均質化および
溶体化処理を行ない、Ar気流中に急冷した。続
いて徐冷時効処理を行なつた。用いたパターンは
800℃×2hrの保持後１℃／minの速度で400℃ま
で徐冷し、400℃×5hrs保持するというものであ
る。溶体化時効処理の終了したインゴツトを鉄乳
鉢で粗粉砕し、45〜100μの粉砕を得た。得られ
た粉砕粉を200℃×2hrs空気中で処理した。処理
粉をエチレン酢酸ビニール共重合体と混練後、縦
磁場中で圧縮成形した。成形圧は10ton／cm2であ
り、配向磁場は8KOeである。得られた成形体の
磁気特性を表１に示す。 なお比較のための粉砕のまま処理したものにつ
いても示した。200℃×2hrsの加熱保持によつて
多少の磁気特性の低下が見られる。図１に100℃
で放置した場合の減磁率と放置時間の関係を示
す。加熱処理したもの（200℃×2Hr雰囲気加
熱処理）の方が（未処理）より高い安定性を示
すことがわかる。
の金属間化合物マトリツクス永久磁石、特に希土
類成分の少いCu置換型R2C017系マトリツクス磁
石に関するものである。マトリツクス磁石は
RCo5（１／５）系、R2Co17（２／17）系をとわ
ず、焼結磁石と比較して密度が低く、得られる磁
気特性も低い。しかしながら磁場中成形後焼結、
加工等を必要とせず成形体をそのまま製品化でき
るところに大きな特徴がある。さらに、成形する
に際しては射出成形、圧縮成形、押し出し成形等
の技術により複雑な形状のものを安価に製造する
ことが可能であり、焼結磁石とは異なつた広い応
用が可能である。 従来希土類コバルトマトリツクス磁石はその酸
化しやすいという化学的性質から安定性に問題が
多かつた。特に１／５系マトリツクス磁石はその
保磁力機構が“Nucleatiou”であることからも理
解できるように表面の微細な酸化変質が
Nucleatiousiteとなるため IHcの劣化が大きいの
が欠点であつた。 IHcの劣化のため高温で保持
した場合の磁束の低下も大きく、この点が１／５
系マトリツクス磁石の最大の欠点であつた。この
１／５系マトリツクス磁石の欠点を解消したのが
２／17系マトリツクス磁石である。２／17系永久
磁石合金としてはCu還換型のそれが用いられ、
その保磁力機構は“Pinning”であり、 IHcの磁
粉の粒度依存性がきわめて小さい。又組成的にも
希土類成分が１／５系よりも少く、酸化に対して
も比較的強い。しかしながらこのように安定性の
大巾に改善された２／17系マトリツクス磁石にお
いてもさらにきびしい熱安定性を要求される用途
においては、焼結磁石と比較するといまだに不充
分であるマトリツクス磁石がその応用範囲をせば
めていた。 本発明は上記２／17系マトリツクス磁石の欠点
を解消するために成されたものであり、２／17系
マトリツクス磁石の磁粉を空気中で加熱処理する
ことにより多少磁気特性は劣化しても高い熱安定
性が確保出来る永久磁石の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。発明者らは種々の実
験の結果熱安定性を向上させるために、あらかじ
め磁粉を酸化安定化させることを発見した。本発
明の方法は比較的通気性のあるバインダーを用い
る場合に有効であり、さらに通気性のないバイン
ダーを使用する場合においても製造中にトラツプ
される酸素を皆無にすることは困難であり、この
点本発明の製造方法が有効に活かされる。安定化
条件は、対象となる磁粉の粒度、磁粉の持つ磁気
特性によつて異なる。一般に粒度の大きいものほ
ど高温での安定化が可能であり、又磁粉の磁気特
性、特に IHc，Hkの高いものほど苛酷な安定化
を用いることができる。加熱保持温度が100℃以
下の場合、充分な安定化が行なえず、230℃以上
の場合磁気特性の劣化が大きすぎる。 本発明によるマトリツクス磁石は、一般に溶解
によるインゴツト作成、インゴツトの溶体化、時
効等の熱処理、粉砕、バインダーとの混合、磁場
中成形、磁場中射出成形、磁場中押し出し成形等
の固化の工程によつて製造される。溶解はAr中
ないし真空中で行い、均質なインゴツトを作成す
る必要がある。したがつてインゴツトケースは、
水冷されたものを用いるのが好ましく、急冷によ
つて偏折をおさえることが非常に重要である。待
られたインゴツトを均質化および溶体化するため
に1000〜1230℃でAr中加熱保持を行う。保持時
間はマトリツクス磁石の均質度（例えば表裏、磁
速量差）、 IHc等磁気特性を最適化した上で決定
される。溶体化後は急冷をほどこす必要があり、
Ar気流中、オイル中、水中等に投入することに
よつて行なわれる。時効に用いるインゴツトの組
成によつて多様に変化する。一般には多段時効、
連続冷却等が用いられるが、組成によつては一般
の時効でも充分である。ＲとしてSmを用いる場
合多段時効、連続冷却の開始温度は800〜900℃が
選ばれ、Smの一部をCeで置換していくと多段時
効連続冷却の開始温度は低下する。時効は400℃
までで充分であり、通常400℃までの多段時効連
続冷却が用いられる。粉砕はデイスク・ミル、ブ
ラウン・ミル・ボール・ミル、振動ミル、ジエツ
ト・ミルによつて行なわれるが、本材質系の場合
広い範囲の粒度の粉末の利用が可能である。充填
率をあげるため粒度の異なる粉末を混合して用い
ることが一般的である。成形体作成は粉砕粉を磁
場中成形後、バインダーを含浸する方法およびあ
らかじめバインダーと粉砕粉を混合しておき磁場
中成形後バインダーを固化する方法がある。 本発明に用いられる合金は、Ｒ
（Co1―x―y―zFex Cuy Ｍz）Ａである。ここでＲ
はSm，Ceを中心とした希土類金属の１種又は２
種以上の組み合せであり、ＭはSi，Ti，Zr，
Hf，Nb，Ta，Ｖの１種又は２種以上の組合せで
ある。又0.01≦ｘ≦0.40，0.02≦ｙ≦0.25，0.001
≦ｚ≦0.15，6.5≦Ａ≦8.5である。Fe置換量ｘが
0.01以下の場合飽和磁化の増加が期待できず、
0.40以上の場合は飽和磁化は増加するものの、角
型、 IHcが著しく低下する。Cu置換量ｙが0.02
以下の場合充分な折出硬化が進行せず、 IHcが
得られない。0.25以上の場合飽和磁化が減少して
しまう。添加元素量ｚが0.001以下の場合 IHcの
改善が見られず、0.15以上の場合飽和磁化の減少
が著しい。Ａの値を5.5から8.5に限定した理由は
5.5以下にすると飽和磁化が小さくなりすぎ、充
分な特性が得られない。又8.0以上にした場合溶
解インゴツトにデンドライトが出やすくこの異相
によつて IHcが低下する。 本発明におけるバインダーとしてはエポキシ樹
脂が使用可能であるが、特に熱安定性のすぐれた
ジアミド類およびフエニール樹脂を硬化材として
用いたエポキシ樹脂が好適である。さらにエチレ
ン酢酸ビニール共重合体、変性ポクオレフイン系
樹脂、低融点ポクアミド樹脂等も使用できる。 以下実施例によつて本発明を説明する。 実施例 １ Sm（Co0.688 Fe0.2 Cu0.1 Hf0.012）7.0なる
合金をアーク溶解し、得られた溶解インゴツトを
1230℃×1hr＋1180℃×1hr Ar中で均質化および
溶体化処理を行ない、Ar気流中に急冷した。続
いて徐冷時効処理を行なつた。用いたパターンは
800℃×2hrの保持後１℃／minの速度で400℃ま
で徐冷し、400℃×5hrs保持するというものであ
る。溶体化時効処理の終了したインゴツトを鉄乳
鉢で粗粉砕し、45〜100μの粉砕を得た。得られ
た粉砕粉を200℃×2hrs空気中で処理した。処理
粉をエチレン酢酸ビニール共重合体と混練後、縦
磁場中で圧縮成形した。成形圧は10ton／cm2であ
り、配向磁場は8KOeである。得られた成形体の
磁気特性を表１に示す。 なお比較のための粉砕のまま処理したものにつ
いても示した。200℃×2hrsの加熱保持によつて
多少の磁気特性の低下が見られる。図１に100℃
で放置した場合の減磁率と放置時間の関係を示
す。加熱処理したもの（200℃×2Hr雰囲気加
熱処理）の方が（未処理）より高い安定性を示
すことがわかる。
【表】
実施例 ２
Sm（Co0.65 Fe0.25 Cu0.08 Hf0.01 Zr0.01）
7.8なる合金を実施例１と同様の方法で均質化お
よび溶体化処理を行なつた。続いて850℃×12hrs
の保持後、１℃／minで400℃まで徐冷した。得
られたインゴツトを100〜300μに粗粉砕した。得
られた粉末を200℃で2hrs空気中で加熱処理し
た。処理された粉末をシランカツプリング材1ht
％と混合した。混合粉を20KOeの磁場中で横磁
場成形した。成形体に耐熱性レジンISOXレジン
（日立商品名）を真空中含浸した。得られた磁気
特性は Br 〜7800G BHc〜6500Oe IHc〜18000Oe （BH）max〜14.8MGOe であつた。 パーミアンス2.0で100℃×2000hrs放置した所
％lossは3.2％、永久劣化率は0.4％であつた。こ
れに対し200℃×2hrsの加熱処理を行なわなかつ
たものの磁気特性は以下の通りであつた。 Br 〜7900G BHc〜6800Oe IHc〜19000Oe （BH）max〜15.2MGOe 又パーミアンス2.0で100℃×2000hrs放置した
所％lossは4.3％、永久劣化率は1.0であつた。 以上説明した如く、本願の発明は、熱処理後の
粉砕において、その粉末が不安定であるため、
100〜230℃にて加熱保持することより、高い熱安
定性を得ることができたものであり、長時間の放
置においても常に一定で不変な減磁率である特性
上の効果を有するものである。
7.8なる合金を実施例１と同様の方法で均質化お
よび溶体化処理を行なつた。続いて850℃×12hrs
の保持後、１℃／minで400℃まで徐冷した。得
られたインゴツトを100〜300μに粗粉砕した。得
られた粉末を200℃で2hrs空気中で加熱処理し
た。処理された粉末をシランカツプリング材1ht
％と混合した。混合粉を20KOeの磁場中で横磁
場成形した。成形体に耐熱性レジンISOXレジン
（日立商品名）を真空中含浸した。得られた磁気
特性は Br 〜7800G BHc〜6500Oe IHc〜18000Oe （BH）max〜14.8MGOe であつた。 パーミアンス2.0で100℃×2000hrs放置した所
％lossは3.2％、永久劣化率は0.4％であつた。こ
れに対し200℃×2hrsの加熱処理を行なわなかつ
たものの磁気特性は以下の通りであつた。 Br 〜7900G BHc〜6800Oe IHc〜19000Oe （BH）max〜15.2MGOe 又パーミアンス2.0で100℃×2000hrs放置した
所％lossは4.3％、永久劣化率は1.0であつた。 以上説明した如く、本願の発明は、熱処理後の
粉砕において、その粉末が不安定であるため、
100〜230℃にて加熱保持することより、高い熱安
定性を得ることができたものであり、長時間の放
置においても常に一定で不変な減磁率である特性
上の効果を有するものである。
図１は減磁率と放置時間の関係を示す図面であ
る。
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Ｒ（Co1―x―y―zFex Cuy Ｍz）Ａ（ここで
ＲはSm，Ceを中心とした希土類金属の１種又は
２種以上の組合せであり、ＭはSi，Ti，Zr，
Hf，Nb，Ta，Ｖの１種又は２種以上の組合せ、 0.01≦ｘ≦0.40，0.02≦ｙ≦0.25，0.001≦ｚ≦
0.15，5.5≦Ａ≦8.5）で示される組成を有する希
土類コバルト金属間化合物の粉末磁石を製造する
工程において、溶解によつて得られたインゴツト
に均質化、溶体化、時効の各熱処理を施した後粉
砕によつて得られた５〜300μｍの粉末を、100〜
230℃の温度範囲で空気中で加熱保持することに
よつて永久磁石の熱安定性を改善することを特徴
とする永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56181445A JPS5882502A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56181445A JPS5882502A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5882502A JPS5882502A (ja) | 1983-05-18 |
| JPS6110961B2 true JPS6110961B2 (ja) | 1986-04-01 |
Family
ID=16100888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56181445A Granted JPS5882502A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5882502A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60257107A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-18 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石用粉末および永久磁石の製造方法 |
-
1981
- 1981-11-12 JP JP56181445A patent/JPS5882502A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5882502A (ja) | 1983-05-18 |
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