JPS6134101A - 永久磁石用合金粉末の成型改良剤 - 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】 利用産業分野 この発明は、Ｒ（但し、ＲはＹを包含する希土類元素の
うち少なくとも１種）、Ｂ、Ｆｅを生成分とする永久磁
石、あるいはＲＣｏ　Ｓ系ＩＲ２ｃＯ＋７系希土類ら永
久磁石用合金粉末の成型改良剤に係り、成型性が向上し
、磁気特性がすぐれ、かつ安定した品質の該系永久磁石
が得られる有機系成型性改良剤に関する。

背景技術 永久磁石材料は、一般家庭の各種電気製品から大型コン
ピュータの周辺端末機器まで、幅広い分野で使用される
極めて重要な電気・電子材料の一つである。近年の電気
・電子機器の小形化、高効率化の要求にともない、永久
磁石材料は益々高性能化が求められるようになった。

そこで、高性能永久磁石としては希土類Ｃｏ！１石の外
に、出願人は先に、Ｆｅ−Ｅｌ−Ｒ系（ＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石、およびＦｅ
　−Ｅｌ　−Ｒ系の磁気異方性焼結体からなる永久磁石
の温度特性を改良するために、Ｆｅの一部を６で置換す
ることにより、生成合金のキュリ一点を上昇させて温度
特性を改善したＦｅ−Ｃｏ−Ｂ−Ｒ光異方性焼結体から
なる永久磁石を提案した。

上記の新規なＦｅ−Ｂ−Ｒ系、Ｆｅ−Ｃｏ−ＢＲ系（Ｒ
はＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石
を、製造するための出発原料の希土類金属は、一般にＣ
ａ還元法、電解法により製造される金属塊であり、この
希土類金属塊を用いて、例えば次の工程により、上記の
新規な永久磁石が製造される。

■　出発原料として、電解鉄、フェロボロン合“金、希
土類金属、あるいはさらに、電解らを高周波、溶解し、
その後水冷銅鋳型に鋳造“する、■　スタンプミルによ
り３５メツシユスルーまでに粗粉砕し、次にボールミル
により、例えば粗粉砕粉３００（］を６時間湿式微粉砕
して３〜１０ρの微細粉となす、 ■　磁界（１０ＫＯｅ）中配向して、成形（１，５ｔｄ
にて加圧）する、 ■　焼結、１０００℃〜１２００℃、１時間、　Ａｒ中
の焼結後に放冷する。

■　時効処理。

上記の如く、このＲＢＦｅ系あるいは希土類ら系永久磁
石用合金粉末は、所要組成の鋳塊を機械Ｉ粗粉砕及び微
粉砕を行なって得られるが、粉砕粉の侭では、成型性が
非常に悪く、成型時にダイス壁面等との摩擦により、ダ
イス面及び成形体表面にきず、むしれ９割れ等が生じ易
く、品質上及び製品歩留上に大きな問題となっていた。

かかる成型性の改良のため、従来はパラフィンワックス
、ステアリン酸、ビスアマイド、あるいはステアリン酸
亜鉛等のバインダー、潤滑剤の添加配合が行なわれてい
た。

しかし、パラフィンワックスは成型性改良効果が小さく
、多量にこれを使用すると合金粉末の磁場配向を阻害し
て異方性になり難く、また後続工程の焼結工程において
、焼結体に炭素が残留し、磁気特性を劣化させる欠点が
あり、ステアリン酸の場合は、成形体の強度を低下させ
る同署があり、ビスアマイドやステアリン酸亜訃の場合
は、合金粉末中への均一分散化が困難で、合金粉末自体
のダイス面等の摩擦面への固着防止が完全でなく、成形
体及びダイス面にきずが発生する問題があった。

発明の目的 この発明は、安定した品質でかつすぐれた磁気特性を有
するＲＢＦｅ系あるいは希土類Ｇ系永久磁石を得るため
の該系磁石用合金粉末の成型改良剤を目的とし、該合金
粉末中への分散性にすぐれ、またすぐれた潤滑性により
ダイス面及び成形体の摩擦を大巾に低減し、成型性の改
善効果が高く、さらに磁石の磁気特性の劣化がない成型
性改良剤を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、Ｒ，Ｂ、Ｆｅを、、主成分とする永久磁石
あるいはＲＣｏ　５型、Ｒ２Ｃ０Ｉ７型希土類ら磁石用
合金粉−末の成型に使用する成型性改良剤を種々検討し
た結果、 特定量のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオ
キシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン
アルキルアリルニーデル、から選択した少なくとも１種
が最適であることを知見したもので、 合金粉末中への分散性にすぐれ、また少量添加でＪぐれ
た潤滑性を有し、ダイス面及び成形体の摩擦を大巾に低
減し、成型性の改善効果が高く、さらに焼結磁石の磁気
特性の劣化がない利点がある。

しかし、成型体形状、例えば、ダイスとの摩擦面積が大
面積であったり、また、特に摩擦面積が大面積でかつ該
摩擦面に対して直角方向に薄肉である成型体を連続成型
する場合、いわゆるタテキズや欠けが発生しやすい問題
があった。

そこで、さらに検討を加えた結果、上記の成型性改良剤
に潤滑特性のすく′れたステアリン酸亜鉛、ステアリン
酸カルシウム等のステアリン［Ａのうち少なくとも１種
を配合することにより、上記の薄肉成型体の連続成型性
が大幅に改善されることを知見したものである。

ずなわら、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム
等のステアリンＭ塩は、上記の成型性改良剤の大ぎな分
散特性により、合金粉末内に均一に分散され、大摩擦力
による疵発生に対して、すぐれた防止力と耐久力を発揮
するのである。

この発明（１、 ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチ
レンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキ“
ルアツル１−チル、から選択した少なくとも１種に、 ステアリン酸塩のうち少なくとも１種を、配合比１／２
０〜５／１にて配合してなることを特徴とする永久磁石
用合金粉末の成型改良剤であり、例えば、Ｒ−Ｂ　−Ｆ
ｅ系合金粉末に、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレンアルキルアリルエーテル、から選択した少なく
とも１種を、 上記合金粉末１００重量部に対して０．３重量部以下、
及びステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の下
記するステアリン酸塩のうち少なくとも１種を、 上記合金粉末１００重量部に対して０．３重量部以下添
加し、混合したのち成型する永久磁石用合金粉末の成型
改良剤である。

成型改良剤の限定理由 この発明において、ポリオキシエチレンアルキル−エー
テルは、 ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチ
レンセチルエーテル、 ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アル
コールエーテル、あるいはその混合物などであり、アル
キルは長鎖のもが好ましい。

また、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステルは、 ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレン
グリコールモノステアレート、ポリエチレングリコール
モノオレート、あるいはその混合物などであり、長鎖の
脂肪酸のエステルが好ましく、これらの製造中に含まれ
る、例えばポリエチレングリコールジステアレートなど
のジエステルが含まれても使用できるが、モノエステル
が主成分であることが好ましい。

また、ポリオキシエチレンアルタレアリルエーテルは、 ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオ
キシエチレンノニルフェニルエーテル、あるいはその混
合物などであり、アルキルは長鎖のものが好ましい。

上記のポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキ
シエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンア
ルキルアリルエーテルのうち２種以上を混合して使用で
き、合金粉末への湿式混合の場合、溶媒への溶解度ある
いは分散性から、ポリオキシエチレンアルキルエーテル
、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシ
エチレンアルキルアリルエーテルのＨＬＢ（親水性・親
油性比）は２０以下が好ましい。

ステアリン酸塩は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カ
ルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ステアリン酸バ
リウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸コバ
ルト、ステアリン酸ニッケル、ステアリン酸銅、ステア
リン酸鉛、ステアリン酸クロム等があり、前記ステアリ
ン酸塩は、一般市販品が使用でき、できる限り微細粉末
であることが望ましい。

この発明において、上述した成型性改良剤とステアリン
酸塩の配合割合は、前者／後者の比で、１／２０〜５／
１が好ましい。前者／後者の比が１／２０未満では、ポ
リオキシエチレン系エーテルまたは同系エステルの成型
性改良剤の特徴である分散性、潤滑性の効果が少なくな
り、また、上記比が５／１を越すると、ステアリン酸塩
の特徴である潤滑性の効果が減じて前記の相乗効果が損
われるため好ましくない。

上記の成型性改良剤の単独または複合添加の添加量は、
原料合金粉末の粒度およびダイス、成形体の形状１寸法
、摩擦面積、プレス条件等に応じて適宜選定すればよく
、少量の添加で成型性改善効果が大きく、添加量の増大
とともに成型性は大幅に向上するが、合金粉末１００重
量部に対して、上記改良剤の添加量が０．３重量部を越
え、ステアリン酸塩の添加量が０．３重回部を越λるど
、永久磁石としての磁気特性の劣化が大きくなるため、
添加量の上限値は各々、０．３重足部とする必要があり
、好ましい添加量は成型性改良剤が０１０１重量部〜０
．２重量部であり、ステアリン酸塩がＯ０Ｏ１重量部〜
０．２重量部である。

また、この発明において、成型性改良剤及び潤滑剤の合
金粉末への添加は、該合金粉末が酸素あるいは水分に対
して反応しやすく、活性であるため、湿式で行なうこと
が好ましく、使用する溶媒としては、ヘキサン、トルエ
ン、トリクロルエチレン、弗素系溶媒などの不活性溶媒
が好ましい。

混合時の態様は、乾燥状態あるいはスラリー状態のいず
れ・であってもよく、例えば、湿式粉砕工程中、あるい
はその前後、または乾燥工程中あるいはその前後に適宜
混合することができる。

この発明において、合金粉末の成型は、通常の粉末冶金
法と同様に行なうことができ、加圧成型時に磁場付与有
無により、異方性磁石あるいは等方性磁石を得ることが
できる。

この発明における希土類・鉄・ボロン系永久磁石用原料
合金粉末に含有される希土類元素Ｒは、イツトリウム（
Ｙ）を包含し軽希土類及び重希土類を包含する希土類元
素である。

Ｒとしては、軽希土類をもって足り、特にＮｄＰｒが好
ましい。又通例Ｒのうち１種をもって足りるが、実用上
は２種以上の混合物（ミツシュメタル、ジジム等）を入
手上の便宜等の理由により用いることができ、Ｓｍ、Ｙ
、Ｌａ、Ｃｅ、Ｇｄ。

等は他のＲ１特にＮｄ、Ｐｒ等との混合物として用いる
ことができる。なお、このＲは純希土類元素でなくても
よく、工業上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物を
含有するものでも差支えない。

Ｒ（Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）は、１
０原子％〜３０原子％の範囲とする。

Ｂは、２原子％〜２８原子％の範囲とする。

Ｆｅは、６５原子％〜８２原子％に限定する。

また、Ｆｅの一部を、［ｅの５０％以下のＣＯで置換す
ることができる。

この発明の合金粉末において、高い残留磁束密度と高い
保磁力を共に有するすぐれた永久磁石を得るためには、 Ｒ１０原子％〜２５原子％、 Ｂ４原子％〜２６原子％、 Ｆｅ　６５原子％〜８２原子％が好ましい。

また、この発明による合金粉末は、 Ｒ，Ｂ、Ｆｅの他、工業的生産上不可避的不純□物の存
在を許容できるが、 Ｂの　一部を４．０原子％以下の０１ ３．５原子％以下のＰ、２．５原子％以下のＳ１３．５
原子％以下のＣｕのうち少なくとも１種、合計量で　４
．０原子％以下で置換することにより、磁石合金の製造
性改善、低価格化が可能である。

さらに、前記Ｒ、Ｂ　、Ｆｅ合金あるいはＣｏを含有す
るＲ　、Ｂ　、Ｆｅ合金に、 ９．５原子％以下の八λ、４．５原子％以下のＴｉ、９
．５原子％以下のＶ、８．５原子％以下のＣｒ、８．０
原子％以下のＭｎ　１５原子％以下のＢ１．１２．５原
子％以下のＮｂ　、１０．５原子％以下のＴａ。

９．５原子％以下のＭＯ１９，５原子％以下のＷ。

２．５原子％以下のＳｂ、７原子％以下のＧｅ。

３５　　原子％以下のＳｎ、５．５原子％以下の７−ｒ
。

５．５原子％以下のＨｆのうち少なくとも１種を添加含
有さゼることにより、永久磁石合金の高保磁力化が可能
になる。

結晶相は主相が正方晶であることが、微細で均一な合金
粉末を得るのに不可欠である。

この発明による合金微粉末の粒度は、平均粒度１〜１０
ρの合金微粉末が望ましい。

また、希土類ら磁石としては、希土類元素と遷移金属元
素ＭとからなるＲ＋　Ｍｓ系、Ｒ２Ｍ＋７系永久磁石合
金がある。但し、ＲはＹ　、Ｌａ　、Ｃｅ　、Ｐｒ、陶
、Ｓｍ　、およびＭＭ（ミツシュメタル）の１種または
２種以上の組み合せ、ＭはαとＣｏ、ＦｅもしくはＮ（
のうち少なくとも１種の組み合せ、および上記Ｍの一部
をさらに一、ＴＬ　Ｊｋ＋　、Ｚｒ　、Ｔａ　、Ｈｆの
うち少なくとも１種にて置換した組み合せからなる。

以下余白 実施例 実施例１ 平均粒度３．３ρの１５Ｎ：ｌ　８Ｂ　７７Ｆｅ　（ａ
ｔ％）なる組成の合金粉末に、第１表に示す如く、成型
性改良剤とステアリン酸塩として、ステアリン酸亜鉛ま
たはステアリン酸カルシウムの本発明による複合添加（
試料陽１〜５）と、比較のため、上記改良剤等の単独添
加（試料陽６〜１２）の各条件で、合金粉末１００重量
部に対して、各々０．０５〜０．２重量部、予めトリク
ロロトリフルオロエタンに溶解または分散させたものを
、湿式混合したのち、乾燥させた。

この乾燥合金粉末を用いて、磁界１２ＫＯｅ中で配向し
、１．５　ｔＪにて加圧成型し、幅ｅｍｍｘ長さ３２ｍ
ｍＸ高さ１０ｍｍの成型体に連続して５０回成型した。

この成型時の成型体の外観、成型状況を観察し、その結
果を第１表に示す。また、成型時の成型体の抜き圧、圧
粉密度を、磁界１２ＫＯｅ中で配向し、２　ｔ＜９にて
加圧成型し、ｌＩｒＡ１５ｍｍ×長さ１６＋ｎｍＸ高さ
１０ｍｍの成型体を得る条件で測定し、第１表に示す。

次に、第１表に示した本発明成型体を、Ａｒ中、１１０
０℃、　１時間、の条件で焼結し、さらに、時効処理を
施して、永久磁石を作製した。得られた永久磁石の磁気
特性を測定し第１表に示す。

第１表より明らかな如く、この発明による改良剤の複合
添加の分散特性と潤滑特性の相乗効果により、少量の添
加によって耐久性か与えられ、成型性が大巾に向上し、
また、得られた永久磁石の磁気特性もすぐれていること
が分かる。

以下余白 尖五匠２ 平均粒度３．０遍の１６ｍ　７Ｂ　１０Ｃｏ６７Ｆｅ　
（ａｔ％）なる組成の合金粉末１００重量部に対して、
第２表に示す、有機系成型性改良剤の２種とステアリン
酸亜鉛またはステアリン酸カルシウムの組み合せで、０
．０３重量部〜０．１０重量部を予めトリクロロトリフ
ルオロエタンに溶解及び分散させたものを添加混合し、
その後にこれを乾燥させた。

この乾燥合金粉末を用いて、磁界１２ＫＯｅ中で配向し
、１，２　ｔＪにて加圧成型し、幅６ｍｍｘ長さ３２鴫
×高さ１０ｍｍの成型体を、１０Ｑ個連続成型したとこ
ろ、成型体には何らのきずや欠は疵等の欠陥もなく、効
率よく成型することができた。

また、上記の乾燥合金粉末を用いて、成型時の成型体の
抜き圧、圧粉密度を、磁界１２ＫＯｅ中で配向し、２　
ｔＪにて加圧成型し、幅１５ｍｍＸ長さ１６ｍｍ×高さ
１０ｍｍの成型体を得る条件で測定し、その結果を第２
表に示す。

次に、第２表に示した幅６ｍｍＸ長さ３２ｍｍＸ高さ１
０ｍｍの本発明成形体を、Ａｒ中、１１００℃、　１時
間。

の条件で焼結し、さらに、時効処理を施して永久磁石を
作製し、その磁気特性を測定した。測定結果は第２表に
示す。

第２表より明らかな如く、この発明により成型改良剤は
連続成型においても、抜き圧は小さく、圧粉密度が高く
、潤滑性が改善され、成型体外観においても、何らのき
ずや割れの発生もなく、すぐれた磁気特性が得られてお
り、成型性改善効果が明白である。

以下余白 夫五阪よ ７５Ｎｄ　１．５Ｄｙ　８Ｂ　７５．５Ｆｅ　（ａｔ％
ンなる組成の平均粒度３．２ρのスラリー中の合金粉末
１００重量部に対して、 ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエ
チレンラウリルエーテルとステアリン酸亜鉛またはステ
アリン酸カルシウムを、本発明の限定範囲内（試料陽１
８〜２０，２２．２３）とその限定外（比較例試料Ｎｏ
、２１．２４）で、第３表のごとき複合添加量で、予め
トリクロロトリフルオロエタンに溶解させたものを添加
混合し、その後にこれを乾燥解砕させた。

この乾燥合金粉末を用いて、磁界１２ＫＯｅ中で配向し
、１，５　ｔ４にて加圧成型し、幅１５ｍｍＸ長さ１６
ｍｍＸ高さ１０ｍｍの成型体を、１００個連続成型した
ところ、成型体には何らのきずや欠は疵も認められなか
った。

また、上記の乾燥合金粉末を用いて、成型時の成型体の
抜き圧、圧粉密度を、磁界１２ＫＯｅ中で配向し、２ｔ
りにて加圧成型し、幅１５ｍｍｘ長さ１６ｍｍＸ高さ１
０ｍｍの成型体を得る条件で測定し、その結果を第３表
に示す。

次に、前記の幅１５ｍｍｘ長さ１６ｍｍＸ高さ１０ｍｍ
の本発明成形体を、Ａｒ中、１ｉｏｏ’ｃ、　　ｉ時間
、の条件で焼結いさらに、時効処理を施して永久磁石を
作製し、その磁気特性を測定した。測定結果は第３表に
示す。

第３表より明らかな如く、この発明による成型改良剤は
連続成型においても、分散特性、潤滑特性にすぐれてい
るため、成型体外観においても、何らのきずや割れの発
生もなく、かつすぐれた磁気特性が得られており、成型
性改善効果が明白である。

双下余白

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ポリオキシエチレンアルキルエーテル、 ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、 ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、から選択
   した少なくとも１種に、 ステアリン酸塩のうち少なくとも１種を、 配合比１／２０〜５／１にて配合してなることを特徴と
   する永久磁石用合金粉末の成型改良剤。