JPS6179747A - 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、更に詳細には希土類元素−鉄−
ホウ素系の永久磁石合金に関する。

（従来の技術） 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、比較的安価で且つ高性能であることから特に注目
を集めている。

しかしながら、近年の電気電子機器の量産化に伴い一定
水準の磁気特性を有し、且つ更に安価で大量生産が可能
な永久磁石材料が要望される。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明によれば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結体永久磁石合金
より更に安価で大量供給が可能であり所定の磁気特性を
有する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ＲｘＦｅＹＢＺ （式中、Ｒは５乃至１５重量％のＰｒ、４０重量％を越
え６０重量％の範囲（６０重量％を含む）のＣｅ及び残
部Ｎｄからなる希土類元素、Ｆｅは鉄、Ｂはホウ素を表
わし、又は１１．５〜２０．０原子％、Ｚは５．５〜１
２．０　原子％、Ｙが残部を示す）で表わさ九る磁気異
方性焼結体であることを特徴とする。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明の永久磁石合金材料として使用する希土類元素は
５乃至１５重量％のプラセオジム（Ｐ　ｒ）４０重量％
を越え６０重量％の範囲（６０重量％を含む）のセリウ
ム（Ｃｅ）、残部ネオジム（Ｎｄ）からなる希土類元素
を用いる（工業上不可避な不純物を含有するものも使用
できる）。

本発明では天然に存在する希土類元素よりセリウム（Ｃ
ｅ）、ランタン（Ｌａ）、サマリウム（Ｓｍ）等を各方
面の用途に応じて分離した後に副生する、酸化ネオジム
３０〜４０重量％、酸化プラセオジム５〜１５重量％、
酸化セリウム４０〜６０重量％からなる混合物（ジジム
化合物）を利用して酸化物溶融塩電解法により希土類元
素金属混合物を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Ｎｄ−Ｆｅ−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。もちろん、別個に調製されたネオジム、プラセオ
ジム、セリウム金属を溶融炉にて合金化して用いること
もできる。なお、天然に産出する希土類元素のうちネオ
ジムは約１５重量％、セリウムは約５０重量％含まれる
ので、ネオジム対しセリウムは３倍以上含まれており、
セリウムが含まれる本発明の磁石合金は原料力１人手し
やすく、大量に安価に製造することができる。

本発明の永久磁石合金では希土類元素としてネオジム単
体を用いずに５乃至１５重量％のプラセオジム、４０重
量％を越え６０重量％の範囲（６０重量％を含む）のセ
リウムを更に加え三元系希土類元素として用いる点に大
きな特徴を有する。

Ｃｅ−Ｆｓ−Ｂ系合金材料はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金材料
に比して飽和磁化Ｉｓ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
られなし）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、特定範囲の量のプラセオ
ジムと併用することにより焼結性が著しく改善され、高
密度の焼結体が得られ、ネオジム単体を用いる場合より
も保磁力が大きく、従って最大エネルギー積が大きい永
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。

セリウムが４０重量％以下、プラセオジムが５重量％未
満となると安価に大量生産することができなくなり、ま
た一方セリウムが６０重量％を越え、プラセオジムが１
５重量％を越えると、飽和磁化Ｉｓが低くなりすぎる。

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１１．５〜２０．０原子％
、ホウ素５．５〜１２．０原子％、残部が鉄の範囲の組
成とする。希土類元素が１１．５原子％未満ではα−Ｆ
ｅの初晶がでてくるので強磁性体が得られず。

一方２０．０原子％を越えると強磁性相の量が減少し。

高磁気特性が発現しない。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ｌ５ｊＪ＜低下し。

１２．０原子％以上では高特性が得られない。

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℃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１０ＫＯｅ
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１本発明を実施例につき説明する。

寒胤涯よ 酸化物溶融塩電解法にてジジム化合物より希土類元素合
金（Ｎｄ４９ｖｔ％、Ｐｒ１０ｗｔ％。

Ｃｅ４１ｗｔ％）３３５ｇｔ！−製造し、Ｆｅとして電
解鉄６５５ｇ、８１０ｇと共にアルミナルッポに入れ、
ｌ０ＫＶＡの高周波真空溶解炉中にてアルゴン気中１５
００℃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／ａＪ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。

実施例２ 米国、リサーチ・ケミカル社製のＮｄメタル（純度９９
．９％）、Ｐｒメタル（純度９９％）、Ｃｅメタル（純
度９９．９％）を使用した以外は実施例１と同様の方法
により本発明の永久磁石合金を製造し、その磁気特性を
測定した。その結果を表に記載する。

例３、比較例１ 実施例１の手法に従って表に記載の組成の合金を製造し
た。その磁気特性を表に記載する。

（以下余白） 表に示されるように、比較例１ではＣｅが６５重量％も
含まれるため最大エネルギー積（Ｂ　Ｈ）ｍ　ａ　ｘが
１５０ＫＪｍと実施例１，２．３に比して小なる値を示
し、磁石特性が著しく低下する。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 下記の一般式 Ｒ＿ＸＦｅ＿ＹＢ＿Ｚ （式中、Ｒは５乃至１５重量％のＰｒ、４０重量％を越
   え６０重量％の範囲（６０重量％を含む）のＣｅ及び残
   部Ｎｄからなる希土類元素、Ｆｅは鉄、Ｂはホウ素を表
   わし、Ｘは１１．５〜２０．０原子％、Ｚは５．５〜１
   ２．０原子％、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。