JPS61225814A - 永久磁石の製造方法 - Google Patents

永久磁石の製造方法

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JPS61225814A
JPS61225814A JP6684285A JP6684285A JPS61225814A JP S61225814 A JPS61225814 A JP S61225814A JP 6684285 A JP6684285 A JP 6684285A JP 6684285 A JP6684285 A JP 6684285A JP S61225814 A JPS61225814 A JP S61225814A
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JP
Japan
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magnet
permanent magnet
thermoplastic resin
rare earth
powders
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JP6684285A
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English (en)
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Tetsuhiko Mizoguchi
徹彦 溝口
Isao Sakai
勲 酒井
Koichiro Inomata
浩一郎 猪俣
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0578Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together bonded together

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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磁石粉末と熱可塑性樹脂とを混合し
、射出成形法を用いて永久磁石を製造する方法に関する
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、永久磁石はフェライト磁石とアルニコ磁石が主体
であシ、更に近年は希土類コノ4ルト磁石がその高性能
(最大エネルギー積20〜   ・30 MGO・)な
るがゆえに急速に生産量が伸びている。
また、近年、フェライトや希土類コ・々ルト硼石の製造
方法の主流であった焼結法に代わって。
熱可塑性樹脂をバインダーとし、射出成形法を用いた製
造方法が開発されている。これは、焼結法では製造困難
な薄肉磁石やラジアル異方性を有する磁石でも、射出成
形法を用いれば比較的容易に製造できるためである。こ
うしたことから、フェライトあるいは希土類コノ々ルト
磁石においては、数年前から射出成形磁石の製造が始め
られ、現在ブラウン管用センタリング磁石やモータ等大
きな市場を形成するまでに発展している。
しかし、最近登場した超高性能((BH)m、X〉35
 MGOe )の希土類鉄系磁石においては、よシ性能
の高い射出成形磁石が期待されるにもかかわらず、未だ
工業レベルでの射出成形法が確立されるには到っていな
い。その大きな原因の1つトシてスプール・ランナーの
再利用可否の問題がある。すなわち、1回の射出の際に
湯道として残存するこれらの部分を100%回収するに
は、数回以上の繰返し使用ができなければならない。と
ころが、一般に射出成形法では磁石粉末を熱可塑性樹脂
と混合して230〜300℃に昇温した後に射出するた
め、希土類コノマルト系と比べて酸化されやすい希土類
鉄系ではスプール・ランナーとして残存した部分の特性
が劣化してしまう。このため、希土類鉄系ではスプール
・ランナーの再利用ができず、工業レベルでの製造がで
きなかった。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情を考慮して゛なされたものであシ、熱
可塑性樹脂の混合時及び射出成形時の酸化を極力防止し
、磁石特性の優れた希土類鉄系の永久磁石を製造し得る
方法を提供しようとするものである◎ 〔発明の概要〕 本発明者らは上記問題点を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、樹脂結合型希土類鉄系永久磁石においては、原料
磁石粉のキエーリ一温度及び粒径が製造される永久磁石
の礎石特性に大きな影響を与えることを見出し、本発明
をなすに至った。
すなわち本発明の永久磁石の製造方法は、R−F・系(
RはY及び希土類元素から選ばれた少なくとも一種)で
キ晶−リ一温度が400℃以上の磁石合金を粉砕して平
均粒径を5〜30μmとした後、熱可塑性樹脂を混合し
、射出成形法によル成形することを特徴とするものであ
る。
以下、本発明方法を更に詳細に説明する。
本発明において使用される希土類鉄系磁石合金の組成は
、10〜40重量係のR(ただし、RはY及び希土類元
素から選ばれた少なくとも一種)、0.1〜8重量係の
ホウ素、8〜50重量係のコバルト、残部が実質的に鉄
からなシ、必要に応じてTI 、 At 、 V 、 
Bl 、 Nb等他の元素を一称以上少量添加したもの
が望ましい。上記のような組成、特にコバルトf:8〜
50重量%の範囲で含有する希土類鉄系磁石合金では、
400℃以上のキエーリ一温度を容易に得ることができ
る。
まず、上記のような組成となるように溶製された合金イ
ンゴットにアルゴン叫の非酸化性雰囲気中で以下のよう
な熱処理を行なう。すなわち、合金均質化のために10
00〜1100℃で1〜100時間、溶体化処理した後
、常温まで急冷処理する。ま次、必要に応じて500〜
700℃に再加熱して磁気硬化を施す。こうした熱処理
によシ1合金の保磁力を8 koe以上にすることが望
ましい。磁石合金の保磁力が8koa未満では、後の工
程での樹脂との混合時あるいは圧縮成形時に酸化によシ
保磁力が低下し、スプール・ランナーの再オU用回数の
減少を招き、工業生産が困難になる。
次に、上記合金インゴットをジ目−クラッシャーによシ
粗粉砕し、更にジェットミル等を用いて平均粒径が5〜
30μmの磁石粉末とする。
この磁石粉末にシラン系カップリング剤等による表面処
理を施し、磁石粉末の酸化を防ぐとともに、熱可塑性樹
脂との結合性を良好にする。
つづいて1表面処理後の磁石粉末と熱可塑性樹脂とを混
合し、乳バチあるいは攪拌型混練機で良く混ぜあわせる
。この時の磁゛石粉末との比率は、重量比で樹脂が3〜
10係、好ましくは6〜10%とする。これは3%未満
では磁石粉末の機械的性質の劣化が著しく、一方10%
を超えると磁気特性の劣化が生じるためである。
なお、熱可塑性樹脂としては、ナイロン6、ナイロン6
6などのポリアミド系、エチレン、ポリプロピレンなど
のポリオレフィン系、塩化ビニル、ポリエステル等種々
の樹脂を用いることができる。
次いで、上記混合粉末を温間磁場中で射出成形法によシ
成形し、永久磁石を製造する。この時の加熱温度は23
0〜300℃、加圧力は0.3〜2 ton/crI?
、印加磁場は15 koe以上とする。加熱温度が23
0℃未満では混合粉末の流動性が悪く、磁石粉末と樹脂
との混合が不十分となシ、成形体の不均一性が増加する
とともに磁気特性が劣化する。一方、300℃を超える
と樹脂が分解してがスが発′生ずるため、空孔の介在等
によシ良好な磁石特性が得られなくなる。
以上の工程において、最も重要な点は磁石粉末の粒径及
びキューリ一温度である。すなわち、磁石粉末の粒径が
5μm未満の場合は樹脂との混合時及び射出成形時の酸
化が著しく、スプール・ランナーの再利用回数の増加に
伴い、永久磁束密度、保磁力とも大幅に低下する。一方
、30μmを超える場合には混合に要するトルクが増大
し、射出成形時の浸流れが悪く、成形性が劣化したシ、
配向性が劣化したシする等の原因によシ永久磁石の磁石
特性が劣化する。
また、磁石粉末のキューリ一温度を400℃以上とした
のは以下のような理由による。すなわち、上述したよう
釦磁石粉末と熱可塑性樹脂とを混合した後の、磁場中射
出成形時の温度は230〜300℃である。このため、
磁石粉末のキューリ一温度がこの温度の近傍であると、
磁場を印加しても磁石粉末の配向が起こらず、永久磁石
の磁石特性、特に磁束密度が著しく劣化する。本発明者
らはこの点につい【更に詳細に検討した結果、磁性粉末
のキー++、 IJ一温度が400℃未満であると、磁
石粉末の配向度が著しく劣化することを見出した。
以上のように、本発明方法では平均粒径5〜30μm、
キューリ一温度400℃以上の磁石粉末を使用すること
によシ、樹脂との混合時及び射出成形時の酸化を極力防
止して良好な磁石特性を有する永久磁石を製造できるも
のである。
〔発明の実施例〕
以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。
組成がネオジウム32.9重量係、ボロン1.15重量
%、アルミニウム0.76重量%、残部鉄となるように
各元素を配合し、約10に7をアルゴン雰囲気下水冷鋼
テート中でアーク溶融し、得られた合金インゴットをア
ルフ゛ン雰囲気中、1030℃で50時間溶体化処理し
念。
溶体化後のインゴットを2つに分け、一方はそのまま粗
粉砕した後、平均粒径15−まで微粉砕して磁石粉末(
実施例1)を得た。他方はインゴットのまま600℃で
1時間、磁気硬化処理を施し、粗粉砕した後、平径粒径
が3μmの磁石粉末(比較例1)、20μmの磁石粉末
(実施例2)、40μmの磁石粉末(比較例2)を得た
。これら、実施例1.2.比較例1.2の4種の磁石粉
末のキューリ一温度は全て490℃であった。また、保
磁力は実施例1の磁石粉末が6.5 kOe 、実施例
2、比較例1.2の磁石粉末が13 koeであった。
慢た、組成がネオジウム33.0i量%、ゴロ71.3
1重量%、残部鉄となるように各元素を配合した以外は
、上述したのと同じ方法にょシ平均粒径20μmの磁石
粉末(比較例3)を得た。
この比較例3の磁石粉末のキューリ一温度は300℃、
保磁力は12.2 koeであった。
これら各磁石粉末にシラン系カップリング剤を塗布した
後、ナイロンを6重量係加えて混合し、加熱温度280
℃、成形圧力2 ton/crr?、印加磁場15 k
oeの条件で射出成形し、永久磁石を製造した。これら
の永久磁石の磁石特性を調べた結果を下記表に示す。
上記表から明らかなように、比較例1では磁石粉末の平
均粒径が5μm未満 であるため、比較例2では磁石粉
末の平均粒径が30μmを超えるため、比較例3では磁
石粉末のキエーリ一温度が400℃未満であるため、そ
れぞれ製造された永久磁石の磁石特性、特に磁束密度B
rと最大エネルギー@ (BH)   の劣化が著しい
。こmax れに対して実施例1.2ではBr t (”’)max
が良好な値を示している。ただし、実施例1では磁石粉
末の保磁力IHCが低いので、製造された永久磁石の保
磁力も劣化している。このことから磁石粉末の保磁力が
高い方が望ましいことがわかる。
次に、比較例1及び実施例2の磁石粉末を用い、スプー
ル・ランナーを再使用するようにして繰返して射出成形
を行なうことによシ製造された永久磁石の(B”>ma
xの劣化状況を図に示す。
図から明らかなように、両者を比較すると比較例1では
永久磁石の(BH)rn□の劣化が著しい。
このことから、磁石粉末の粒径がスプール#2ンナーの
再使用の可否に大きく影響することがわかる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、磁石特性の優れた射
出成形希土類鉄系永久磁石を特性の劣化が少ない状態で
繰返し製造することができ、工業的価値が極めて大なる
ものである。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例及び比較例の方法による射出成形の
繰返し回数と(BH)、、。値との関係を示す特性図で
ある。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦fA昂駆、し
回数

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)R−Fe系(RはY及び希土類元素から選ばれた
    少なくとも一種)でキューリ一温度が400℃以上の磁
    石合金を粉砕して平均粒径を5〜30μmとした後、熱
    可塑性樹脂を混合し、射出成形法により成形することを
    特徴とする永久磁石の製造方法。
  2. (2)磁石合金が8〜50重量%のコバルトを含有する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の永久磁石
    の製造方法。
  3. (3)磁石合金を熱処理して保磁力を8kOe以上とす
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の永久磁
    石の製造方法。
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