JPS61222102A - 希土類鉄系永久磁石 - Google Patents

希土類鉄系永久磁石

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JPS61222102A
JPS61222102A JP60061837A JP6183785A JPS61222102A JP S61222102 A JPS61222102 A JP S61222102A JP 60061837 A JP60061837 A JP 60061837A JP 6183785 A JP6183785 A JP 6183785A JP S61222102 A JPS61222102 A JP S61222102A
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    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は希土類鉄系永久磁石に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
几、（ＣｏｃｕＦｅＭ）ｓＪｌ等の希土類コバルト系磁
石は高性能磁石として良く知られている。この希土類コ
バルト系磁石は、最大エネルギー積ＢＨｍ、１ｘが大き
くても３９ＭＧＯｅ程度である。近年の６橿電子機器に
おける手盛化、高性能化の要求は強く、さらに大きいＢ
Ｈｍａｘを有する等の高性能磁石の開発が望まれていた
。またこの希土類コバルト系磁石は比較的高価なＣｏを
大量に用いるため、コスト的にも問題があった。
このような要望に答えて近年鉄を主体とした希土類磁石
の研究が各所で行なわれている（特開昭５９−４６００
８号等）。この永久磁石は、Ｎｄ、Ｐｒ希土類元素及び
硼素を含み残部実質的に鉄からなるものでありｓ　ＢＨ
ｍａｘが３０ＭＧＯｅを越えるものを得ることができ、
また％Ｃｏに比べ安価なＦｅを主体としているため、高
性能磁石を低コストで得ることができ、非常に有望な材
料である。より優れた特性を得るため、Ｃｏの添刀口（
特開昭５９−６４７３３号）、　ＡＪ、Ｔｉ　、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｚｒ、Ｈｆ　。
Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｇｅ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｎｉ、Ｗ
添加（特開昭５９−８９４０１号、特開昭５９−１３２
１０４号）、Ｃｕ、Ｓ、Ｃ，Ｐの添加（特開昭５９−１
３２１０５号、特開昭５９−１６３８０３号）さらにそ
れらの組合わせ（特開昭５９−１６３８０４号、特開昭
５９−１６３８０５号）等の組成面からの研究がなされ
ている。
しかしながらこの希土類鉄系永久磁石ｌこ対しても、よ
り高いＢＨｍａＸ　　等、高性能化への要求は強く、各
所で開発が進められている。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、より優れ
た磁気特性を有する希土類鉄系永久磁石を提供すること
を目的とする。
〔発明の概要〕
従来の希土類鉄系磁石は、強磁性Ｆｅ　ｒｉｃｈ相。
Ｒｒｉｃｈ相及びＢ　ｒｉｃｈ相の３相組織をとってい
ルコとが知られている（　ＩＢＥＥ　　Ｔｒａｎｓ　Ｍ
ａｇｎ　。
ＭＡＧ−２０，１５８４（１９８４）、各相の量は組成
。
製造条件等で変化する。本発明者等はこの組織と磁気特
性との関係ｌこ着目して研究を進めた。その結果、強磁
性Ｆｅ　ｒｉｃｈ相のマ）　ＩＪフックス非磁性Ｒｒｉ
ｃｈ相との２相組織をとるとき、すなわちＢ　ｒｉｃｈ
相が実質的に存在しない組織構造をとるとき、特異的に
蝦大エネルギー積が大きく、磁気特′性の向上した希土
類鉄系永久磁石を得ることができることを見出した。
すなわち本発明は希土類元素Ｒ（イツトリウムＹｔ−含
む）と硼素Ｂ及び残部鉄Ｆｅからなる永久磁石合金の焼
結体中の組織が強磁性Ｐｅｒｉｃｂｌｌｄと非磁性Ｒｒ
ｉｃｈ相との２相組織である希土類鉄系永久磁石である
。
以下にＲとしてネオジウム（Ｎｄ）を用いた場合につい
て説明する。従来の希土類鉄系永久磁石では、金属間化
合物であるＮｄ、、Ｆｅ、、Ｂの正方晶系の強磁性Ｆｅ
　ｒｉｃｈ相、Ｒ９０％以上、例えばＮｄｅｙＦｅｄの
ような組成を有する立方晶系の非磁性几ｒｉｃｈ相さら
に金属間化合物であるＮｄ、ＰｅマＢ・の正方晶系のＢ
　ｒｉｃｈ相の３相組織をとっていた０本発明ではこの
Ｂ　ｒｉｃｈ相を実質的に含まない組織構造をとる。他
の几成分を用いた場合もＮｄのサイトがいれかわり、実
質的に同様の構造をとる。
本発明礎石は強磁性Ｆｅ　ｒｉｃｈ相が主相をなし、こ
のマトリックス中の非磁性Ｒ＋　ｒｉｃｈ相が存在する
形となる。Ｆｅ　ｒｉｃｈ相の書は磁束密度に関係して
おり、多ければ磁束密度は高くなる。　Ｒｒｉｃｈ相は
焼結性ひいては磁束密度に寄与すると同時に保磁力にも
関与している。この両者は必要不可欠の相である。
第１図は組織とＢＨｍａｘとの関係を示す、同図中実線
（イ）はＲｒｉｃｈ相の存在量を３チに固定し、Ｂｒ１
ｃｈ相を変化させたものである。また破線（０）はＢｒ
１ｃｈ相の存在量を３チに固定しＲｒｌｃｈ相の存在量
を変化させたものである。同図実線（イ）から明らかな
ように、Ｆｅｒｉｃｈ相及びＲｒｉｃｈ相で構成されて
いるときに特異的にＢＨｍ、ｌｘが大きくなることがわ
かる。これに対し、破１ｊｌ（０）かられかるように、
Ｂ　ｒｉｃｈ相を含む場合は、Ｒｒｉｃｈ相を変化させ
ても磁気特性に劣ることがわかる。また同図かられかる
ようにＢ　ｒｉｃｈ相を含まない場合が最良であるが、
実質的にＢ　ｒｉｃｈ相を含まなければ優れた特性を得
ることができるため、　Ｂ　ｒｌｃｈ相は存在したとし
てもｌチ以下、さらには０．５多以下が好ましい。
また几ｒｉｃｈ相は２．５〜５チの範囲が好ましい。
本発明に係る永久磁石合金組成はＦｅｒｌｃｈ相とＲｒ
ｉｃｈ相の２相組織が形成されるように適宜設定できる
が、実質的にＲ１０〜４０重量％、Ｂｏ、１〜８束ｔ％
及び残部Ｆ６の組成をとるものを用いる。
Ｒが１０重量％未満では保磁力が小さり、４０重量％を
超えてしまうとＢｒが低下し％　（ＢＨ）ｍＲＸが低下
してしまう、従ってＲは１０−４０重量％が好ましい。
又、希土類元素の中でも、Ｎｄ及びＰｒは特に高（ＢＨ
）ｍｉｘを得るのに有効であり、Ｒとしてこの２元素の
少なくとも一種を含有することが好ましい、このＮｄ、
Ｐｒ時にＮｄのＲ量中の割合は７０チ以上（Ｒｔ全全部
も良い）であることが好ましい。
又、硼！Ｘ（Ｅ９が０．１重を嘩未満ではＩＨｃが低下
してしまい、８重量％を超えるとＢｒの低下が顕著であ
る。よって０．１〜８１［量チが好ましい。
なお、Ｂの一部をＣ，Ｎ、８ｉ、Ｐ、Ｇｅ等で置換する
ことも可能である。これにより焼結性の向上ひいてはＢ
ｒ、（ＢＨ）ｍｉｘの増大を図ることができる。この場
合の置換量はＢの５ｏｔｓ程度までである。
またＢ量は本発明磁石の２相構造を形成するのに重要な
役割を果たし、Ｒ成分によりその量が決まり、Ｒ−Ｎｄ
のときは５〜６重量％が好ましい。
また本発明に係る永久磁石合金はルーＦｅ−Ｂの三元系
を基本とするが、Ｆｅの一部をＣｏ、Ｃｒ。
Ａｊ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｓ、Ｖ、Ｍａ、Ｍｏ
、Ｗ、Ｒｕ。
Ｒｈ、Ｒｅ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ等で置換することもでき
る。このような添加物はその特性によりＴｈ　Ｂ　、Ｆ
ｅ。
Ｒ成分と置換した形で各相中にはいる。あまり多量の添
加はＢＨｒｒｌＩｌｘ低下等の磁気特性の劣化の要因と
なるため、２０チ程度までである。！！＃にＣｏ。
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒはキュリ一温度の
上昇にを与し、磁気特性の温度特性向上に有効である。
またＣｒ、Ａｊは耐食性向上に有効である。またＴｉは
キュリー！度向上、保磁力増大に有効であり、温度特性
を向上するのに有効である。特にＣｏ、Ａｊは磁気特性
の向上に寄与しＣｏは１〜２０菖量Ｉｓ＠度、ＡＩは０
．４〜２重量−程度が好ましい。
本発明永久磁石は以下のごとくに製造される。
まず、Ｒ，Ｆｅ、Ｂ等を所定量含む永久磁石台金を製造
する０次いでボールミル等の粉砕手段を用いて永久磁石
合金を粉砕する。この際、後工程と焼結を容易にし、か
つ、磁気特性を良好とするために、得られる粉体の平均
粒径は２〜ｌＯμｍ程度とすることが好ましい６粒径が
１０μｍを超えると磁束密度の低減をもたらし、又、２
μｍ以下の粉砕は困難であるとともに、保磁力等の磁気
特性の低下をまねく。
この永久磁石合金中の酸素含有量は重要である。
酸素量が多いと保磁力が低下してしまい、高（ＢＨ）ｍ
□を得ることができなくなるため、０．０３重量嘩以下
であることが好ましい。又、あまり少ないと原料合金の
粉砕が困難になり、Ｉｌｌココスト大幅な上昇をもたら
す、粉砕は２〜１０μｍ＠度の微粉砕が要求されるが、
酸素量が少ないと微粉砕が困難であり１粒径も不均一と
なり、磁場中成形時の配向性の低下に伴なうＢｒの減少
、ひいては（ＢＨ）ｍａｘの低下をもたらす、従って酸
素量はｏ、ｏｏｓ〜０．０３！ｉ＠％が好ましい。
酸素の永久磁石合金中の働きは明らかではないものの、
以下のごとくの振舞により、高性能の永久磁石を得るこ
とができるものと推測される。
すなわち、溶解合金中の酸素の一部は主成分元素である
Ｒ　、　Ｆ　ｅ原子と結合して酸化物となり、残りの酸
素とともに合金結晶粒界等に偏析して存在していると考
えられる。特にＲｒｔｃｈ相に吸収され、磁気特性を限
外してしまう。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が微粒子磁石であり
、その保磁力が主として逆磁区発生磁場により決定され
ることを考慮すると、酸化物、偏析等の欠陥が多い場合
、これらが逆磁区発生源として作用することにより保磁
力が低下してしまうと考えられる。又、欠陥が少ない場
合は粒界破壊等が起こりに（くなるため、粉砕性が劣化
すると予想される。
永久磁石合金中のｆＲ素量は高純度の原料を用いるとと
もに、原料合金溶解時の炉中酸素量を厳密に１ｔｌＩ　
Ｎすることにより、コントロールすることができる。
次に前述の工程で得られた粉体を所望の形状に成形する
。成形の際には逸常の焼結磁石を製造するのと同様に１
例えば１５ＫＯｅ程度を印加し、配向処理を行なう０次
いで１０００℃〜１２００℃、０．５−〜５時間程程度
条件で成形体を焼結する。
この焼結はＡｒガス等の不活性ガス雰囲気中で行なうこ
とが好ましい、焼結後は５０℃／ｍｉｎ、以上の冷却速
度で冷却を行なうことが好ましい。
さらに磁気特性改善のため、焼結体に４００〜１１００
℃、１〜１０時間程時間待効処理を行なっても良い。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の詳細な説明する。
（実施例１） 純度９９．９９６　　以上のＮｄ３２．６重量％、純度
９９．８チ以上のＢ１．０！量チ残部がＦｅからなる會
金をアルゴン雰囲気中でアーク溶解しｓ　　２０　ｍｅ
ｓｈのふるいを通る程度に粗粉砕した。粉砕後の粉末を
有機溶媒中でボールミル粉砕し、平均粒度３Ａｆｎの微
粉末とした。この粉末ｔ−１５ＫＯｅの磁場中でプレス
し、成形体を得た０次いで、３００℃×ＩＨで真空膜ガ
スｄｋｓ　５００Ｔｏｒｒのアルゴン雰囲気中１１００
″ＣＸＩＨの条件で焼結し、８０℃／ｍｉｎで室温まで
冷却し５００℃ＸＩＨの時効処理を施し１本発明永久磁
石を得た。
比較のためＢを１．５重量％としたこと以外は同様にし
て製造した永久磁石を製造した。
それぞれの磁石の磁気特性および金属組織に関する諸量
を第１表に示す、へ千宗臼 第　　１　　表 第１表から明らかなようにＢ　ｒｉｃｈ相のない本発明
の実施例の方が大きいＬＢＨ）ｍａｘｔ−有する。
（実施９１２） ｆｆｌ成カＩ’Ｊ　ｄ　３２．６　重量％　、　Ｂ　０
．９７重１％、ＣＧ１４．４／Ｉ％、ＡｊＯ，５９重Ｕ
Ｓ、残部鉄テアルことを除いては実施例１と同様の方法
で永久磁石を製造した。
同じく組成がＮｄ３３．２重１１％、８１．３４重量％
、Ｃｏ１４．６東ｉ−チ、ＡｊＯ，７６重量ｑｂ、残部
が鉄である永久磁石を製造し、これを比較例２とした。
それぞれの磁石の磁気特性および金属組織に関する諸量
を第２表に示す。゛ 第　　２　　表
【図面の簡単な説明】
第１図は組織とＢＨｍａｘの関係を示す曲線図。 代理人弁理士　　則　近　憲　佑（ばか１名）０／Ｉ　
　　Ｊ　　　ダ　　　Ｊ６ 存在量工（Ｘ）　　　−今 第　　１　　図

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）希土類元素Ｒ（ただしＲはイットリウムを含む）
    と硼素及び残部鉄からなる永久磁石合金の焼結体中の組
    織が、強磁性Ｆｅ　ｒｉｃｈ相と非磁性Ｒｒｉｃｈ相と
    の２相組織であることを特徴とする希土類鉄系永久磁石
    。
  2. （２）前記永久磁石合金は、Ｒ１０〜４０重量％、硼素
    ０．８〜８重量％及び残部鉄の組成を有し、該合金中の
    酸素濃度が０．０３重量％以下であることを特徴とした
    特許請求の範囲第１項記載の希土類鉄系永久磁石。
  3. （３）前記Ｒ　ｒｉｃｈ相の含有量が２〜５％であるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の希土類鉄系
    永久磁石。
  4. （４）前記ＲとしてＮｄを用いたことを特徴とする特許
    請求の範囲第１項記載の希土類鉄系永久磁石。
JP60061837A 1985-03-28 1985-03-28 希土類鉄系永久磁石 Expired - Lifetime JPH0789521B2 (ja)

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