JPS61179803A - 強磁性樹脂組成物の製造方法 - 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〕 本発明は、永久磁石と樹脂からなる強磁性樹脂組成物の
製造方法に関する。

〔従来の技術〕

これまでに実用化されている永久磁石材料は、大別スる
とハードフェライト、アルニコ、希土類コバルト磁石の
８つとなる。このりちアルニコ磁石は、高い残留磁束密
度（ＢＴ）を有するものの、真の保磁力（１Ｈｃ）が極
めて小さく、さらにＣＯの価格の不要定さなどの理由に
より。

現在その生産量は減少している。ハードフェライト磁石
は、原料費が極端に安く、最も多く生産、使用されてい
る。しかし、その磁気特性は他の２つの磁石に比べて劣
るため、磁気回路の容積や重量が増える等の欠点を持っ
ており、小型でかつ高性能？要求される分野で使用する
ことは無理と言える。一方、希土類コバルト磁石は、現
在希土類元素にサマリウム（Ｅｌｆｉ）’！に使用した
サマリウム−コバルト磁石が主流を占め。

高いＢ、とｉＨｃを有した永久磁石として、その需要は
近年大幅に伸びている。しかし、そのサマリウム−コバ
ルト磁石も、ｌ−５系（８ｍＣｏ６）で約８６重量−の
サマリウムと６５重ｉｌチのコバルト、２−１７系（ａ
ｍ、ＴＭｌ、　：　Ｔ　Ｍはコバルトを中心とした遷移
金属）で約２５重量％のサマリウムと約５０重量％のコ
バルトを含んでいるため、生産量が増えるにつれ、サマ
リウムやコバルトの供給に不安が生じてきた。このため
最近ではサマリウムに代わり埋蔵量の多いネオ。

ジウム（Ｎｄ）と？、そしてＢからなる永久磁石が注目
を集めている。この永久磁石の最大エネルギー積は４０
（ＭＧＯ，）以上にもなり、ｓ　ｍ　−ｃ　ｏ系磁石を
凌ぐ磁気性能を持っている。

このＮ　ｄ−Ｆ　ｇ−Ｂ磁石は、例えば特開昭５９−４
６００８号公報などに示されているように、原料を溶解
、鋳造し、微粉末に粉砕した後、磁場中プレスで圧縮成
形し、その後焼結するという、いわゆる焼結法によって
作られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、このような焼結磁石は、きわめて硬く、
かつ脆いため、切削などの加工中に割れや欠けが発生し
、複雑な形状の製品を作ることは不可能という問題点を
有している。これに対して、鋳造した磁石合金を粉砕し
、その微粉末に樹脂を加え混線後、磁場中で成形するい
わゆる樹脂結合法が考えられる。この樹脂結合法は、焼
結磁石にくらべ磁気性能は落ちるものの、機成的強度は
大きく向上するため、焼結法では得られなかった薄肉円
筒形などの複雑形状の磁石を作ることができる。しかし
％Ｒ−Ｆ。

−Ｂ磁石粉末の保磁力は、その粒径に依存しており、十
分な保磁力を得るには粒径をその臨界径に近づけるため
に微粉砕を行なうことが必要となってくる。一方、微粉
末化された磁石粉末の表面は極めて酸化され易く、かつ
多くの欠陥が存在している。保磁力はこの表面の酸化や
欠陥に極めて影響を受は易く、単に合金を微粉末化し、
樹脂結合するだけではｊＨｃが低く、永久磁石として使
用することができないという問題点をも有している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の強磁性樹脂組成物とその製造方法は。

Ｒ−Ｆ、−ｃ（、−Ｂ焼結磁石を粉砕し、その粉末に樹
脂を１重量％から２０重量％加え混練後、磁場中で成形
するととを特徴とする。

本発明に使用する樹脂は、熱町ｍ性樹脂、熱硬化注樹脂
のいずれでもよく、成形法も圧縮成形、射出成形、押出
し成形そして圧延成形の４つの方法が使用できる。添加
する樹脂の量は、１重量％から２０重量ｑｂｉでか好ま
しく、１重量％未満では成形が著しく困難になり、２０
重量％以上では樹脂の量が多すぎて磁気性能が大巾に低
下する。

磁石合金の組成？原子比でＲ（Ｆｇｌ−２−ｙ　ｃｍｇ
Ｂｙ）と表わすとき、２の値は４．０≦Ｚ≦８．０が好
ましくｂ　ｚ＜４．０ではＢ、が低下し、Ｚ＞８．０で
はｉＨｃが低下するため磁気性能上好ま゛しくない、Ｂ
の量はＹ　＜　０．０２　のときｉＨａが大巾に低下し
、Ｙ〉０．２ではＢ、が低下するためＹの値は、　０．
０２≦Ｙ≦０．２の範囲が好ましいと言える。　Ｒ−Ｉ
Ｔ’、−Ｂ　ｗｉ石にＣ□′ｔ−加えるとキュリ一点が
向上する。しかしｂ　ｘ＞　０−６ではＢｒ　、　ｔＨ
ｃ　　の減少とも顕著となるため、０≦Ｘ≦０．６が好
ましい、またＢＣｌ２部を、Ｚｒ　、　Ｔｆ　、　Ｎ＆
　、　Ａｎ　、　Ｇａ　、　Ｈｊ’の１種または２種以
上の元素で置換すると、　　ｉＨａの増加が期待できる
。

この磁石合金は５粒径が１から１０μｍの粒子に粉砕さ
れ、成形助剤と混合後磁場中成形され、そして任意の温
度で焼結される。さらに熱処理を行えば高ｔｉｃ　ｆ有
する焼結磁石が得られる。この焼結磁石は、充分に配向
されているため、これを原料として樹脂結合磁石を製造
する場合、微粉末化する必要がなく、粒径の大きな磁石
粉末を使用できる。このため、従来では微粉砕により生
じた表面の欠陥、歪みそして酸化が大巾に減少し、高い
保磁力が得られる。さらに１幅広い粒度分布を持つこと
ができるため、磁石粉末の高充そんが可能となりＢ？−
も向上する。

〔実施例−１〕 第１表に示す組成の磁石合金インゴットヲ、アルゴン雰
囲気下で低周波加熱により溶解し作製する。該インゴッ
トを、振動ボールミルを用い有機溶剤中で微粉砕し、１
〜ｌＯμ雇の磁石微粉末を得る。この磁石粉末に成形助
剤としてステアリン酸亜鉛を加え混合後磁場中で成形す
る。成形体はその後１０２０℃から１１００℃の温度範
囲内の適当な温度で１時間焼結した後急冷し％６００℃
で１時間時効処理を行う。このようにして得られた焼結
磁石を、窒素雰囲気下鉄乳鉢中で、２〜８０μｍの粒径
を持った磁石粉末に粉砕する。この粉末にエポキシ樹脂
２重量％加え、混線後磁場中で圧縮成形し、さらに成形
体を１５０℃で１時間加熱して樹脂結合型磁石を得る。

ｉた比較例として、前述の磁石合金インゴットを振動ボ
ールミルで粉砕して得た１粒径１μｍから１０４ｍの微
粉末に、エポキシ樹脂４重量％加え混線後、磁場中で圧
縮成形し、その成形体を１５０℃で１時間加熱して樹脂
結合型磁石を作製する０本発明樹脂結合型磁石と比較例
の磁気性能′ＩＦ！：第２表に示す。

第１表 第２表 単位は、　Ｂｙ（ＫＧ）　；　＜Ｈｃ（ＫＯｇ）　：　
（ＢＨ）烈ｕ（ＭＧＯｓ）比較例の場合、特にｔ’Ｂｃ
と角形性が低く、またエポキシ樹脂の量も多いため、そ
の磁気性能は極端に低く実用化にはならない、一方本発
明磁石は、８２表から判るように（ＢＨ）ｆｒｕＬｘで
２０（ＭＧＯ，）　以上のものも得られており、これは
従来の８ｆｒＬ、ＴＭｌ、　（ＴＭはｃＯを主体とした
遷移金属）系樹脂結合型磁石を上回るものであると云え
る。

〔実施例−２〕 試料Ａ−４の磁石合金インボラトラ、実施例−１と同じ
方法で焼結、粉砕する。この磁石粉末にエポキシ樹脂を
任意の量加えて混線後融場中成形する。この成形体’ｔ
１５０’ｃＸ１時間加熱後、臓気測定する。第１図は、
エポキシ樹脂の量が磁気性能に及はす影響を表している
。エポキシ樹脂が２０重量％を越えると、磁石粉末の体
積チは８５チ以下になり、その磁気性能は大きく低下し
、（フェライト焼結磁石盤みになる。）一方％　１重量
−未満では、磁石内部に空孔等が生じ磁気性能は低下し
、機械的特性も低下する。また、０．５重量％以下では
成形不良が生じてくる。このため、樹脂の量は１から２
０重量％が好ましいと言える。

〔実施例−８〕 原子比でｈ　Ｃ１１１０−２ｓ’ＴＯ−２ＯＮｄＯ−ｕ
ｃ’＃１−ＺＣＯＺＢＯ−ＩＪ５−２と表わされる系に
おいて、Ｘの値に対する磁石の磁気比能の変化ｆｔ第２
図に示す、（但し、製造法は実施例−１の製造法と同じ
である）ｃｍを添加すると、キュリ一点が向上し、希土
類−鉄一ポロン系磁石の欠点である温度特性が改良され
ることはよく知られている。ところが、Ｙ値は０．８程
度までは室温で良好な回能を示すが、その後徐々に低下
してゆきＸ　＞　０．６では実用上問題が生じてくる。

またＣ、は高価で戦略上重要な資源であり、大量に使用
すると、価格面あるいは安定供給の面から見て問題があ
ると言える。このようにｋＸ値は０．６以下が好ましい
と言える。

〔実施例−４〕 原子比で、ａｓ　ｏ−ｕｐｔ”ｏ−ｗＨｄ　ｏ−ｍｓ　
（Ｆ’ｅｈａｓ−”　Ｃｏ　ｏ−ｔｓ　Ｂｒ）　ｓ−黛
と表わされる組成で、Ｙの値を変化させたときの磁石の
磁気比能を図−８に示す。但し、樹脂結合型磁石の製造
法は実施９１−１の製造法と同じである。Ｙ＞０．２で
は、　　ｉＨｃが若干増加するもののｈの減少が大きく
好ましくなｔｎ、　ｉたＹ　（０，０２ではｉＨｃが３
ＫＯ６以下となり実用上問題があると言える。このよう
にＹ値は、　０．０２≦Ｙ≦０．２の範囲が好ましいと
言える。

〔実施例−５〕 原子比で−Ｃｅｏ、ｓｓＰｒｏ−ｗ”ｄｏ−ｓｓ（’ａ
ｔｂ−ｔｓＣｏ伽ｔｓＢｏ−ｔｏ）　ｇと表わさせる組
成において、鼠値を変化させたときの磁石の磁気比能を
図−４に示す、Ｙ値は、２＜４．０のときＢ、−が低く
くなり、Ｚ　＞　Ｓ、ＯのときくＨｃが低くなり良好な
磁気特性が得られないため、４．０≦Ｚ≦８．０の範囲
が好ましいと言える。

〔実施例−６〕 第８表に−Ｃｅ　ｒｂ−ｓＰｒｏ＠ｗＮｄｏ−ｕ（’Ｉ
ｒｇ　ｏ−ｎｃｏ　Ｄ−ＩＩＢＯ−１（１）　＄−１系
において、Ｂの１部を他元素で置換した磁石合金の組成
を示す、この磁石合金を実施例−１と同じ方法を用いて
樹脂結合型磁石を作製する。この磁石の磁気特注を第４
表に示す。

第　　　８　　　表 第４表 第４表から判るように、Ｂの１部をｚｒ、　Ｔ＜　。

Ｎｂ、Ｆｉｆ、ＡｌｋそしてＧαなどにより置換すると
、ｉＨｃが向上しており、樹脂結合型磁石としてはトッ
プクラスの（ＢＨ）？７！α２を有した磁石といえる。

〔実施例−７〕 Ｃａ１ｌ−１ｓＰｆ０４ＯＮｄＯ−５６（”６Ｏ−７５
ＧＯ０，１５ＢＯ−１ｏ）５−１　　の組成で表わされ
る焼結磁石をに実施例１と同じ方法で作成し、その後こ
の焼結磁石を窒素雰囲気下鉄乳鉢中で２μｍ〜８０Ａ？
ＦＬの粒子に粉砕する。この粉末にナイロン−１２を加
え、加熱、混練する。この混合物中のナイロン−１２の
量を色々変化させた系について、１５（ＫＯ＃）の磁場
中で射出成形を行ない樹脂結合型磁石を得る。Ｉ！５図
にナイロン−１２の量と磁石の磁気性能の関係を示す。

５重量％以下のナイロン量では、ナイロンと磁石粉末の
混合物の流動性が悪くなり、射出成形が不可能になって
くる。２０重量−以上では、磁気比能がフェライト磁石
なみになり、希土類磁石を使うメリットがなくなってく
る。

〔実施例−８〕 Ｃｄ　ｅ−ｓｉＰｒｅ−ｓａｎｄｓ−ｕ（’ｇ　６．７
ｉＣＯｅ、ｔｉＢｅ、ｔｏ）　ｓｅｓ　　の組成で表わ
される焼結磁石を、実施例−１と同じ方法で作成し、そ
の後この焼結磁石を窒素雰囲気下鉄乳鉢中で２μｍ〜８
０Ｊｍの粒子に粉砕する。この粉末にフェノール樹脂を
加え、加熱混線後、磁場中で押出し成形する。第６図に
７エノール樹脂の量と磁気性能の関係を示す、４重量−
以下の樹脂量では成形が困難となり、また２０重量％以
上では磁気−能が低くなりすぎる。使用する樹脂は、フ
ェノール樹脂の他、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル
などの熱硬化性樹脂、またナイロン、ＰＰＥｌ、ＢＶＡ
等の熱町塑姓樹脂も同様に使用できる。

〔実施例−９〕 ＣＭ−１６’？”ＭＯ”ｄｏ＠１１１（’＄１１＠？ｌ
＋’０−１１”（１ｅｌＯ）Ｉｓ−１の組成で表わされ
る焼結磁石を実施例−１と同じ方法で作成し、その後こ
の焼結磁石を窒素雰囲気下鉄乳鉢中で２μｍ〜８０μ常
の粒子に粉砕する。この粉末にＥＴＡ（エチレン−酢酸
ビニル共重合体）樹脂を加え加熱混線後、磁場中で圧延
成形する。第７図にｌ１ｉＶＡ樹脂の量と磁気性能の関
係を示す、ＥＶＡ樹脂の量は７重量％以下では、成形性
、機械的強度に問題が生じ、２０重量％以上では性能が
低くくなりすぎる。使用する樹脂はＥＴＡ樹脂の他、ｐ
ｖｃ樹脂あるいは、８ＢＲ、ＮＢＲの＝ｒム類も可能で
ある。

〔発明の効果〕

以上述べたように２本発明によれば、希土類−鉄一ポロ
ン磁石を焼結後、粉砕して樹脂結合型とすることにより
、従来の樹脂結合型磁石を上回る磁気性能、焼結磁石に
はない機械的特性、加工性を持った永久磁石が供給でき
るため、その価格の安さという点から見ても従来にない
高いコスト、・り７オーマンスを達成できるとｉう効果
を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、強磁性樹脂組成物中のエポキシ樹脂の量と磁
気性能を示す図。 第　２　図　は　、　　　０ｇ６．２５Ｆｒ６４１Ｎｄ
伽ｓｓ（？＋ｏ、ｍ−ｚｃｏｚＢｏ、ｘｏ）ｓ−ｘ組成
においてＣＯ量（ｘ）　を変化させたときの樹脂結合型
磁石の磁気比能を示す図。 第８図は−ＣｅｂａｕＰｒｏ、ｙａＭｄｏ−ｍｃ”ｅａ
ｓｍ−ＹＣＯｏ、５ｓＢＹ＞■組成におｉてＢの量（Ｙ
）と樹脂結合型磁石の磁気性能を示す図。 第４図は−Ｃｇ６．ｇＰｒ６．＠Ｎｄｏ、５ｓ（１’ｇ
　Ｏｏ−７ｉＣＯ（１−１８Ｂ６−１０）組成において
、希土類元素と他元素との比（ｇ）ｆｔ変化させたとき
の樹脂結合型磁石の磁気性能を示す図。 第５図は１強磁性樹脂組成物中のナイロン−稔の量と磁
気性能を示す図。 第６図は１強磁比樹脂組成物中のフェノール樹脂の量と
磁気性能を示す図。 ＩＥ７図は１強磁性樹脂組成物中のＩＶＡ樹脂の量と磁
気性能を示す図。 以　　　上

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）希土類（Ｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）そ
   してホウ素（Ｂ）を主成分とする焼結磁石を粉砕後、こ
   の粉末に樹脂を１重量％から２０重量％添加して混練し
   、その後磁場中で成形することを特徴とする強磁性樹脂
   組成物の製造方法。 （２）前記特許請求の範囲第１項において、焼結磁石の
   組成が原子比で下記の如く表わされることを特徴とする
   強磁性樹脂組成物の製造方法。 Ｒ（Ｆｅ＿１＿−＿Ｘ＿−＿ＹＣｏ＿ＸＢ＿Ｙ）＿ＺＲ
   はイットリウムム（Ｙ）を含む希土類元素の１種または
   ２種以上の組合せを表わし、Ｘ、Ｙ、Ｚは下記の通り。 ０≦Ｘ≦０．６ ０．０２≦Ｙ≦０．２ ４．０≦Ｚ≦８．０ （３）前記特許請求の範囲第２項において、Ｂの１部を
   ジルコニウム（Ｚｒ）、チタン（Ｔｉ）、ニオブ（Ｎｂ
   ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）そしてハ
   フニウム（Ｈｆ）からなる元素群のうちの１種または２
   種以上の元素で置換することを特徴とする強磁性樹脂組
   成物の製造方法。 （４）前記特許請求の範囲第１項において、磁石粉末と
   樹脂の混合物を磁場中で、圧縮成形することを特徴とす
   る強磁性樹脂組成物の製造方法。 （５）前記特許請求の範囲第１項において、磁石粉末と
   樹脂の混合物を磁場中で射出成形することを特徴とする
   強磁性樹脂組成物の製造方法。 （６）前記特許請求の範囲第１項において、磁石粉末と
   樹脂の混合物を磁場中で押出し成形することを特徴とす
   る強磁性樹脂組成物の製造方法。 （７）前記特許請求の範囲第１項において、磁石粉末と
   樹脂の混合物を磁場中で圧延成形することを特徴とする
   強磁性樹脂組成物の製造方法。