JPS61195954A - 永久磁石合金 - 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） 本発明は永久磁石合金、更に詳細にはネオジム、プラセ
オジム、鉄、コバルト、ホウ素、′セリウムを含む永久
磁石合金に関する。

（従来の技術及び問題点） 従来より希土類元素−鉄一ホウ素系永久磁石合金として
はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結体が公知であり。

この合金材料はＳｍ−Ｃｏ系永久磁石合金に比較して原
料が入手しやすく、比較的安価で且つ磁気特性が優れて
いることから特に注目を集めている。

ところが、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結体はそのキューリ一温
度Ｔ’ｃが８１０℃であり、Ｓｍ−Ｃｏ系永久磁石合金
のキューリ一温度Ｔｃ７４７℃に比較して温度特性が著
しく劣るという欠点がある。この温度特性を改善するた
めＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金にコバルトを添加する試みがな
されているが、コバルトの添加によりキューリ一温度Ｔ
ｃは向上するが、磁気特性が低下してしまうという欠点
がある。

（発明の目的） 本発明によれば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結体永久磁石合金
より更に安価で高磁気特性を有し、しかも優れた温度特
性を兼ね備えた永久磁石合金を提供することを目的とす
る。

（問題点を解決するための手段） 本発明の永久磁石合金は、下記の一般式ＲＸＦｅＹＣＯ
ＺＢＥＣｅＦ （式中、Ｒはネオジム６５〜９５重量％及びプラセオジ
ム３５〜５重量％を含む希土類元素混合物、Ｆｅは鉄、
Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素、Ｃｅはセリウムを各々表
ねし、又は１１．５〜２０．０原子％、Ｚは５．０〜３
５．０原子％、Ｅは５．５〜１２．０原子％、Ｆは０．
１〜３．０原子％及びＹが残部を示す）で表わされる磁
気異方性焼結体であることを特徴とする。

以下５本発明を更に詳細に説明する。

本発明では永久磁石合金成分としてネオジム（Ｎｄ）６
５〜９５重量％及びプラセオジム（Ｐｒ）３５〜５重量
％を含む希土類元素混合物を用いる。かような希土類元
素混合物は、天然に存在する希土類元素よりセリウム（
Ｃｅ）、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓ　ｍ　）等
を各方面の用途に応じて分離した後に副生ずる、酸化ネ
オジム６５〜９５重量％、酸化プラセオジム３５〜５重
量％を含む混合物を利用して酸化物溶融塩電解法により
得ることができるので、ネオジムを単体として含む従来
のＮ　ｄ　−Ｆ　ｅ　−Ｂ系永久磁石合金材料に比して
大幅に安価であり、工業的規模での生産が可能である。

前記希土類元素混合物中にはネオジム、プラセオジム以
外に微量の、たとえば０．５重量％程度の他の希土類元
素が含まれていてもよい０本発明にて用いる上記希土類
元素混合物中のネオジムの量が６５重量％未満になると
相対的にプラセオジムの量が３５重量％を越え、飽和磁
化Ｉｓが低くなり磁気特性が低下する。また一方ネオジ
ムの量が９５重量％を越える希土類元素混合物を得よう
とすると、必然的に分離工程が必要となる。好ましい組
成の副生混合物として存在するものをわざわざ分離する
と製造コストが高くなり工業的に生産するには適さない
。

本発明ではネオジム−プラセオジム−鉄−ホウ素の系に
コバルト（ＣＯ）及びセリウム（Ｃｅ）を併用添加する
点に大きな特徴を有する。コバルト単独の添加では磁束
密度の温度特性は改善されるが、磁気特性は低下してし
まうことが知られており、一方セリウムは磁石材料とし
ては悪い影響を与えるというのが従来の常識であった。

更に詳細には、Ｃｅ−Ｆｅ−Ｂ系合金材料はＮｄ−Ｆｅ
−Ｂ系合金材料に比して飽和磁化工９が前者の場合１．
１６テスラ（Ｔ）、後者の場合１．５７テスラ（Ｔ）、
また異方性磁場Ｈａが前者では３．７ＭＡ／ｍ、後者で
は１２ＭＡ／ｍと極端に差があるため、セリウムを永久
磁石材料中に含ませると飽和磁化、保磁力が低くなり、
高磁気特性が得られないと推測されていた。故に、磁石
材料中にはセリウムをできる限り除去することが常識と
されていた。しかしながら、驚くべきことに特許請求の
範囲に記載する特定範囲の量のセリウムを、特定範囲の
量のコバルトと併用することによりキューリ一温度を高
く保持し得ると共に焼結性が著しく改善された高密度の
焼結体が得られ、しかも保磁力が大きく、従って最大エ
ネルギー積が大きい高磁気特性と温度特性とを兼ね備え
た永久磁石合金が得られることが今般本発明により明ら
かとなった。

本発明にて用いるコバルトは電解法で製造されたものを
用いることができ、市販品としては口拡ニッケル・コバ
ルト精練■製の純度９９．９％のものがある。

また１本発明にて用いるセリウムは酸化セリウムから溶
融塩電解法にて製造されたものを用いることができ、市
販品としては五徳金属工業■製純度９９．５％のものが
ある。

本発明に用いるホウ素としては純ボロン、フェロボロン
等を用いることができ、不純物としてケイ素、アルミニ
ウム、炭素等を含んでいてもよい。

また鉄としては電解鉄、純鉄、低炭素軟鉄等を用いるこ
とができる。

本発明では上述の希土類元素混合物１１．５〜２０．０
原子％、コバルト５．０〜３５．ＯＪｌ子％、ホウ素５
．５〜１２．０原子％、セリウムＯ０１〜３．０原子％
、残部が鉄の範囲の組成とする。希土類元素混合物が１
１．５原子％未満ではα−Ｆｅの初晶がでてくるので強
磁性体が得られず、一方２０．０ｊｉ子％を越えるとＲ
，Ｆｅ１．Ｂの強磁性相の量が減少し、高磁気特性が発
現しない、また、コバルトが５．０原子％未満ではキュ
ーリ一温度の上昇が認められず、一方３５．０原子％を
越えると、磁気特性の低下が著しい、更に、またホウ素
が５．５原子％未満では安定な強磁性相が得られない、
また、ホウ素量の増加に伴い飽和磁化Ｉｓが低下し、１
２．ＯＪｌ子％以上では高特性が得られない。セリウム
が０．１Ｍ子％未満では焼結性が悪くなり、高磁気特性
が得られず、また３、０原子％を越えると、磁気特性が
低下する。

本発明の永久磁石合金を製造するにあたって原料金属を
１５００”Ｃ程度にて溶解し、鋳造して合金インゴット
を調製し、これを粉砕した後、得られた粉末を１０ＫＯ
ｅ程度の磁界中で圧縮成形し。

次いで１０００’〜１１００℃程度で約１時間焼結する
ことにより焼結体として得ることができる。

（実施例） 以下、本発明を実施例につき説明する。

１１鮭よ 酸化物溶融塩電解法にてネオジム７５ｗｔ％、プラセオ
ジム２５すｔ％を含む希土類元素混合物３１８ｇを製造
し、鉄として電解鉄５２５ｇ、コバルト１３０ｇ、ホウ
素Ｌｏｇ、セリウム１７ｇと共にアルミナルツボに入れ
、ｌ０ＫＶＡの高周波真空溶解炉中にてアルゴン気中１
５００”Ｃにて溶解して合金インゴットを製造した。

この合金インゴットを鉄乳鉢中で粗粉砕した後、ヘキサ
ン中ボールミルで粉砕し、平均粒径３〜５μｍの微粉末
を得た。次いで、この微粉末を１０ＫＯｅの磁界中で１
．５　Ｔｏｒ／ｃｄの圧力にて金型を用いて圧縮成形し
た。この成形体を１０４０〜１１００℃、１時間焼結後
、４００〜６００℃にて１時間熱処理し、本発明の永久
磁石合金を得た。

磁気特性を測定した結果を表に記載する。

２〜７．　　　１〜３ 実施例１の手法に従って、表に記載の組成の各種合金を
製造した。その磁気特性を表に記載する。

表の結果から、実施例１〜７ではいずれも焼結性（密度
）、磁気特性及びキューリ一温度のバランスがとれてい
ることが判るが、比較例１ではコバルト及びセリウムが
添加されていないため、キューリ一温度が低く、また焼
結性も悪い、比較例２ではセリウムが多すぎるため、磁
気特性が悪く、また比較例３ではコバルトが多すぎるた
めキューリ一温度は著しく高くなるが、磁気特性が著し
く低下することが判る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の一般式 Ｒ＿ＸＦｅ＿ＶＣｏ＿ＺＢ＿ＥＣｅ＿Ｆ （式中、Ｒはネオジム６５〜９５重量％及びプラセオジ
   ム３５〜５重量％を含む希土類元素混合物、Ｆｅは鉄、
   Ｃｏはコバルト、Ｂはホウ素、Ｃｅはセリウムを各々表
   わし、Ｘは１１．５〜２０．０原子％、Ｚは５．０〜３
   ５．０原子％、Ｅは５．５〜１２．０原子％、Ｆは０．
   １〜３．０原子％及びＹが残部を示す）で表わされる磁
   気異方性焼結体であることを特徴とする永久磁石合金。