JPS62101004A - 希土類−鉄系永久磁石 - Google Patents
希土類−鉄系永久磁石Info
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- JPS62101004A JPS62101004A JP60240934A JP24093485A JPS62101004A JP S62101004 A JPS62101004 A JP S62101004A JP 60240934 A JP60240934 A JP 60240934A JP 24093485 A JP24093485 A JP 24093485A JP S62101004 A JPS62101004 A JP S62101004A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F1/032—Magnets 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
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- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys 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
- H01F1/0575—Alloys 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
- H01F1/0578—Alloys 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。
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、基本組成が、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｏｅ。
Ｌａ、Ｙ、Ｓｍなどの希土類金ｍ＜Ｒ＞と鉄（Ｐａ）と
ボロン（Ｂ）からなる希土類−鉄系永久磁石に関する。
ボロン（Ｂ）からなる希土類−鉄系永久磁石に関する。
〔発明の概要コ
本発明は、基本組成が希土類（Ｒ）と鉄（？ｅ）とボロ
ン（Ｂ）からなる合金粉末に熱処理を施すことにより樹
脂結合型の希土類−鉄系永久磁石の磁気特性を大巾に向
上させたものである。
ン（Ｂ）からなる合金粉末に熱処理を施すことにより樹
脂結合型の希土類−鉄系永久磁石の磁気特性を大巾に向
上させたものである。
永久磁石は、一般家庭の各種電気製品から大型コンピュ
ーター周辺機器に至るまで幅広い分野にわたって使用さ
れる非常に重要な機能材料である。近年の装置の小型化
、軽量化、高効率化に伴ない、永久磁石はその高性能化
が要求されてきている。
ーター周辺機器に至るまで幅広い分野にわたって使用さ
れる非常に重要な機能材料である。近年の装置の小型化
、軽量化、高効率化に伴ない、永久磁石はその高性能化
が要求されてきている。
現在の代表的永久磁石は、アルニフ磁石、フェライト磁
石、及び希土類コバルト磁石である。アルニコ磁石は長
い間永久磁石の主流であったが、コバルトの供給状況の
不安定期を経たこと、及び希土類コバルト磁石の登場に
よりその需要は低下している。フェライト磁石について
は、それが鉄の酸化物を主成分とするために、原料の供
給状況は安定しておりコストも低い。そのために現在に
おいて磁気性能は低いがもつとも多量に用いられており
、売り上げ額、生産量で主流の座にある。
石、及び希土類コバルト磁石である。アルニコ磁石は長
い間永久磁石の主流であったが、コバルトの供給状況の
不安定期を経たこと、及び希土類コバルト磁石の登場に
よりその需要は低下している。フェライト磁石について
は、それが鉄の酸化物を主成分とするために、原料の供
給状況は安定しておりコストも低い。そのために現在に
おいて磁気性能は低いがもつとも多量に用いられており
、売り上げ額、生産量で主流の座にある。
希土類コバルト磁石は、その大きな結晶磁気異方性と大
きな飽和磁化から精力的な研究開発が進められ、磁石材
料の性能を飛躍的に高めるものとして登場した。しかし
、全希土類金属中敷ａｔ％しか含まれないサマリウム（
Ｓｍ）を使用することによる希土類元素の資源バランス
問題、またコバル）（Ｏｏ）を多量に使用することによ
る原料供給不安定性の問題等をかかえている。このため
、これらの問題点を有しない新たな永久磁石の開発が望
まれていたが、１９８１年頃より希土類−鉄系合金が、
高価なコバルトを含まないでかつ希土類原石中に多量り
含まれている軽希土類を主成分とする永久磁石材料とし
て注目されている。この希土類−鉄系永久磁石は、希土
類コバルト磁石を上回る磁気的性質を持ち、これから希
土類コバルト磁石、フェライト磁石などを押えて、永久
磁石の主流になる有力候補である。しかしながら、現在
、希土類−鉄系永久磁石の製造方法としては第３成分と
してボロン（Ｂ）を入れた合金を焼結する方法（特開昭
５９−４６００８等）が通常行なわれているが、製品化
には研削加工が必要であり、この加工工程での割れや欠
けが発生しやすく、歩留りを悪化させている。また、や
はり第３成分としてボロン（Ｂ）を入れた合金を急冷し
て磁性リボンを得る方法（特開昭５９−６４７５９等）
が知られているが、この場合得られる磁性体は本質的に
等方的なため、高性能磁気異方性磁石を作ることはでき
ない。また、そのリボンという形状から、従来のフェラ
イト磁石、希土類コバルト磁石のような形状９寸法が任
意なバルク永久磁石を得ることが難しい。
きな飽和磁化から精力的な研究開発が進められ、磁石材
料の性能を飛躍的に高めるものとして登場した。しかし
、全希土類金属中敷ａｔ％しか含まれないサマリウム（
Ｓｍ）を使用することによる希土類元素の資源バランス
問題、またコバル）（Ｏｏ）を多量に使用することによ
る原料供給不安定性の問題等をかかえている。このため
、これらの問題点を有しない新たな永久磁石の開発が望
まれていたが、１９８１年頃より希土類−鉄系合金が、
高価なコバルトを含まないでかつ希土類原石中に多量り
含まれている軽希土類を主成分とする永久磁石材料とし
て注目されている。この希土類−鉄系永久磁石は、希土
類コバルト磁石を上回る磁気的性質を持ち、これから希
土類コバルト磁石、フェライト磁石などを押えて、永久
磁石の主流になる有力候補である。しかしながら、現在
、希土類−鉄系永久磁石の製造方法としては第３成分と
してボロン（Ｂ）を入れた合金を焼結する方法（特開昭
５９−４６００８等）が通常行なわれているが、製品化
には研削加工が必要であり、この加工工程での割れや欠
けが発生しやすく、歩留りを悪化させている。また、や
はり第３成分としてボロン（Ｂ）を入れた合金を急冷し
て磁性リボンを得る方法（特開昭５９−６４７５９等）
が知られているが、この場合得られる磁性体は本質的に
等方的なため、高性能磁気異方性磁石を作ることはでき
ない。また、そのリボンという形状から、従来のフェラ
イト磁石、希土類コバルト磁石のような形状９寸法が任
意なバルク永久磁石を得ることが難しい。
〔発明が解決しようとする問題点及び目的〕前述のよう
に、希土類−鉄系永久磁石において焼結法によって得ら
れるものは、加工性、形状の任意性２寸法精度、性能の
ばらつきなどに問題を残している。また従来の希土類コ
バルト樹脂結合型永久磁石では、工業的な高性能化への
要求に応じきれないものであり、原料の安定供給及びコ
スト面で問題をかかえている。
に、希土類−鉄系永久磁石において焼結法によって得ら
れるものは、加工性、形状の任意性２寸法精度、性能の
ばらつきなどに問題を残している。また従来の希土類コ
バルト樹脂結合型永久磁石では、工業的な高性能化への
要求に応じきれないものであり、原料の安定供給及びコ
スト面で問題をかかえている。
本研究は以上の問題点を解決するもので、その目的とす
るところは、希土類−鉄系永久磁石の機械的強度を向上
させて、その加工性及び形状の任意性を向上させた高性
能な永久磁石を提供することを目的とする。
るところは、希土類−鉄系永久磁石の機械的強度を向上
させて、その加工性及び形状の任意性を向上させた高性
能な永久磁石を提供することを目的とする。
本発明による希土類−鉄系永久磁石の組成は、原子百分
率において希土類金属（Ｒ）１０〜３０％、（但し、二
種以上の希土類金属の場合を含む）、ボロン（Ｂ）６〜
１０％、鉄（Ｆθ）６０〜８７％（１１′θの一部をＣ
ｏ 、Ｏｕなどの遷移金属の少なくとも一種以上で置換
したものを含む）からなるものを主成分となし、製造上
不可避な不純物を含むものである。この組成の合金を粒
度１０〜８０μｍの粉末状態において１０−５ｔｏｒｒ
以上の高真空中で熱処理を施した後に重量比で０．
３〜１０％の熱硬化性有機物樹脂を添加したことを特徴
とする。
率において希土類金属（Ｒ）１０〜３０％、（但し、二
種以上の希土類金属の場合を含む）、ボロン（Ｂ）６〜
１０％、鉄（Ｆθ）６０〜８７％（１１′θの一部をＣ
ｏ 、Ｏｕなどの遷移金属の少なくとも一種以上で置換
したものを含む）からなるものを主成分となし、製造上
不可避な不純物を含むものである。この組成の合金を粒
度１０〜８０μｍの粉末状態において１０−５ｔｏｒｒ
以上の高真空中で熱処理を施した後に重量比で０．
３〜１０％の熱硬化性有機物樹脂を添加したことを特徴
とする。
本発明における合金粉末の粒度は、その粒径が小さすぎ
ると酸化しやすくなり、熱処理時及び粉砕時に困難を伴
うので１０μｍ以上の粒径が好ましい。また、その粒径
が８０μｍ−ｔ−越えるようになると粒子中に磁区が複
数個存在し、その磁気特性を損なってしまうので粉末粒
径は１０〜８０μｍであることが好ましい。
ると酸化しやすくなり、熱処理時及び粉砕時に困難を伴
うので１０μｍ以上の粒径が好ましい。また、その粒径
が８０μｍ−ｔ−越えるようになると粒子中に磁区が複
数個存在し、その磁気特性を損なってしまうので粉末粒
径は１０〜８０μｍであることが好ましい。
また熱処理条件としては、非常に酸化しやすい物質であ
るため、１０−′ｔｏｒｒ 以上の高真空、あるいは、
Ｈｌなどの遷元雰囲気中、またはＡｒ（純度９９．９％
）雰囲気中が要求される。１０″″５ｔｏｒｒ 以下
の真空度で高温にすると酸化が進み、磁気性能が著しく
低下するので好ましくない。゛熱処理時以外に、溶解、
粉砕等の各工程においても、酸化を防ぐためにＡｒ等の
非酸化性雰囲気中での処理をする必要がある。
るため、１０−′ｔｏｒｒ 以上の高真空、あるいは、
Ｈｌなどの遷元雰囲気中、またはＡｒ（純度９９．９％
）雰囲気中が要求される。１０″″５ｔｏｒｒ 以下
の真空度で高温にすると酸化が進み、磁気性能が著しく
低下するので好ましくない。゛熱処理時以外に、溶解、
粉砕等の各工程においても、酸化を防ぐためにＡｒ等の
非酸化性雰囲気中での処理をする必要がある。
次に熱処理温度及び熱処理時間であるが、液相が出現す
ると粉末が互いに接着されてしまうので７ｏｏ℃以下の
熱処理でなければならない。（参考二木村他、日本金属
学会昭６０年春期講演会予稿Ｎｌ１６１０）また、Ｎｄ
２：Ｆｅ１４Ｂ と同定されている、このＮ ａ −Ｆ
ｅ −Ｅ合金の磁性の担う相とＮ ｄ ｒｉｃｈ相及
びＪ３ ｒｉｃｈ 相の三相が共存するためには約６
００℃以上の温度が必要であるが、酸化の危険性を押え
るためになるべく低温の６００〜６５０℃で熱処理する
ことが好ましい。時間は三相共存状態を実現させるため
に、６００〜６５０℃において２０時間以上が必要であ
るが５０時間を越えると磁気性能が低下するのでそれ以
下であることが好ましい。また、この熱処理によって粉
砕時に生じたひずみはほとんど除去でき、これは磁気性
能に対して良い結果を生む。
ると粉末が互いに接着されてしまうので７ｏｏ℃以下の
熱処理でなければならない。（参考二木村他、日本金属
学会昭６０年春期講演会予稿Ｎｌ１６１０）また、Ｎｄ
２：Ｆｅ１４Ｂ と同定されている、このＮ ａ −Ｆ
ｅ −Ｅ合金の磁性の担う相とＮ ｄ ｒｉｃｈ相及
びＪ３ ｒｉｃｈ 相の三相が共存するためには約６
００℃以上の温度が必要であるが、酸化の危険性を押え
るためになるべく低温の６００〜６５０℃で熱処理する
ことが好ましい。時間は三相共存状態を実現させるため
に、６００〜６５０℃において２０時間以上が必要であ
るが５０時間を越えると磁気性能が低下するのでそれ以
下であることが好ましい。また、この熱処理によって粉
砕時に生じたひずみはほとんど除去でき、これは磁気性
能に対して良い結果を生む。
また次に、使用する有機物樹脂は、熱硬化性であれば良
いが、結合力にすぐれ、熱的に安定な樹脂が好ましい。
いが、結合力にすぐれ、熱的に安定な樹脂が好ましい。
例えば、エポキシ、ポリエステル、あるいはシリコーン
樹脂などが適宜選択される本発明の樹脂結合型希土類−
鉄系永久磁石は、フェライト磁石の最大エネルギー積（
Ｂ Ｈ） ｍａｘ〜４ＭＧＯｅと同等以上であり、最も
好ましい組成の選択により樹脂結合型希土類コノ（ルト
磁石の（Ｂ Ｈ） ｍａｘ 〜１５ Ｍ Ｇ Ｏｅと同
等以上の性能を示し、最高で（Ｂ Ｈ） ｍａｘ −１
８Ｍ Ｇ Ｏｅを得ることができる。
樹脂などが適宜選択される本発明の樹脂結合型希土類−
鉄系永久磁石は、フェライト磁石の最大エネルギー積（
Ｂ Ｈ） ｍａｘ〜４ＭＧＯｅと同等以上であり、最も
好ましい組成の選択により樹脂結合型希土類コノ（ルト
磁石の（Ｂ Ｈ） ｍａｘ 〜１５ Ｍ Ｇ Ｏｅと同
等以上の性能を示し、最高で（Ｂ Ｈ） ｍａｘ −１
８Ｍ Ｇ Ｏｅを得ることができる。
以下、本発明について実施例に基づき詳細に説明する。
第１表に以下の工程によって作製した種々の希土類−鉄
系の樹脂結合型永久磁石の特性を示す。
系の樹脂結合型永久磁石の特性を示す。
（１）Ｒ（少なくとも一種以上の希土類金属）−１６Ｃ
Ｍ移金属の少なくとも一種以上で置換される場合を含む
）−Ｂ合金をＡｒ雰囲気中で低周波溶解し、水冷銅鋳型
に鋳造する。この時Ｆθ（あるいは他の遷移金属）は９
９．９％以上の純度のもの、Ｂとしては７工ロボロン合
金（１６，５２％Ｂ、ＩＩＬ１５％ＡＬ１Ｑ、６８％Ｓ
１、［１Ｌ１２％Ｃ１残部？ｅ）、Ｒ（希土類金属）と
しては純度９５％（不純物は主として他の希土類金属で
ある）のものを使用した。
Ｍ移金属の少なくとも一種以上で置換される場合を含む
）−Ｂ合金をＡｒ雰囲気中で低周波溶解し、水冷銅鋳型
に鋳造する。この時Ｆθ（あるいは他の遷移金属）は９
９．９％以上の純度のもの、Ｂとしては７工ロボロン合
金（１６，５２％Ｂ、ＩＩＬ１５％ＡＬ１Ｑ、６８％Ｓ
１、［１Ｌ１２％Ｃ１残部？ｅ）、Ｒ（希土類金属）と
しては純度９５％（不純物は主として他の希土類金属で
ある）のものを使用した。
（２） 粉砕はスタンプミルにより８０メツシユスル
ーまでに粗粉砕し、次いでボールミルにより微粉砕し、
粒度として１０〜８０μｍの粉末を得た。但し、粗粉砕
、微粉砕ともダイフロンを用いて湿式で行なわれた。第
２表に粒度変化に対する磁気性能の変化を組成が第１表
の（６）と（６）の場合について示す。（熱処理、結合
樹脂については以下の工程の通りである。
ーまでに粗粉砕し、次いでボールミルにより微粉砕し、
粒度として１０〜８０μｍの粉末を得た。但し、粗粉砕
、微粉砕ともダイフロンを用いて湿式で行なわれた。第
２表に粒度変化に対する磁気性能の変化を組成が第１表
の（６）と（６）の場合について示す。（熱処理、結合
樹脂については以下の工程の通りである。
（３）熱処理は、１−５ Ｘ １０−’ ｔｏｒｒ 以
上の高真空を保ちながら６５０℃で４８時間行ない、三
相共存状態を出現させ、それを急冷する。この熱処理条
件の変化に対する磁気性能の変化を組成が第１表ノ（３
） 、 ＜６ ）の場合について第１図に示す。
上の高真空を保ちながら６５０℃で４８時間行ない、三
相共存状態を出現させ、それを急冷する。この熱処理条
件の変化に対する磁気性能の変化を組成が第１表ノ（３
） 、 ＜６ ）の場合について第１図に示す。
（４） 結合用樹脂としてはエポキシ樹脂を用い、重量
比で４．０％の割合いに混ぜ合わせ、１５ＫＯｅの磁場
中で配向させ、１ｔ／ｉの成形圧力で加圧成形を行なう
。この場合、樹脂の種類及び重量比の変化に対する磁気
性能の変化を第６表に示す。
比で４．０％の割合いに混ぜ合わせ、１５ＫＯｅの磁場
中で配向させ、１ｔ／ｉの成形圧力で加圧成形を行なう
。この場合、樹脂の種類及び重量比の変化に対する磁気
性能の変化を第６表に示す。
（５）成形体を１００℃で２時間加熱硬化させた以上、
希土類−鉄系樹脂結合型永久磁石は、永久磁石として十
分なｉＨｃを得ようとすると希土類金属としては、Ｎｄ
あるいはＰｒが原子百分率で１０〜１５％含まれるのが
好ましい。また、遷移金属としては、７θが７３〜８５
ａｔ％、そしてＢは３〜８ａｔ％含まれることが磁気性
能を高める上に好ましい。但し、ＩＦａについては、Ｃ
ＯをＩＦｅに対して５０％ぐらい置換することによって
温度特性を向上させることができる。（参考：佐用１日
本応用磁気学会 第５５回研究会資料 Ｐ４３〜５６） 〔効果〕 以上述べたように、本発明の希土類−鉄系の樹脂結合型
永久磁石は、Ｓｍ−Ｃｏを大量に使用することなく、非
常に良い磁気特性を示し、従来の樹脂結合型希土類コバ
ルト磁石と比べて同等以上の性能を示し、工業的に安価
であり、原料供給を安定して得られるなど多大な効果を
得ることができる。
希土類−鉄系樹脂結合型永久磁石は、永久磁石として十
分なｉＨｃを得ようとすると希土類金属としては、Ｎｄ
あるいはＰｒが原子百分率で１０〜１５％含まれるのが
好ましい。また、遷移金属としては、７θが７３〜８５
ａｔ％、そしてＢは３〜８ａｔ％含まれることが磁気性
能を高める上に好ましい。但し、ＩＦａについては、Ｃ
ＯをＩＦｅに対して５０％ぐらい置換することによって
温度特性を向上させることができる。（参考：佐用１日
本応用磁気学会 第５５回研究会資料 Ｐ４３〜５６） 〔効果〕 以上述べたように、本発明の希土類−鉄系の樹脂結合型
永久磁石は、Ｓｍ−Ｃｏを大量に使用することなく、非
常に良い磁気特性を示し、従来の樹脂結合型希土類コバ
ルト磁石と比べて同等以上の性能を示し、工業的に安価
であり、原料供給を安定して得られるなど多大な効果を
得ることができる。
第１図は、本発明の熱処理条件による保磁力の変化のグ
ラフ。 以 上
ラフ。 以 上
Claims (1)
- 希土類金属（Ｒ）１０〜３０ａｔ％（二種以上の希土
類金属の場合を含む）、ボロン（Ｂ）３〜１０ａｔ％、
鉄（Ｆｅ）６０〜８７ａｔ％（Ｆｅの一部をＣｏ、Ｃｕ
などの遷移金属の少なくとも一種以上で置換したものを
含む）からなる金属合金粉末を高真空中（１０＾−＾５
ｔｏｒｒ以上）において熱処理し、Ｒ２Ｆｅ１４Ｂの主
相の周囲にＲｒｉｃｈ相及びＢｒｉｃｈ相が析出した三
相共存状態の組織とした後に樹脂結合することを特徴と
する希土類−鉄系永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60240934A JPS62101004A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 希土類−鉄系永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60240934A JPS62101004A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 希土類−鉄系永久磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62101004A true JPS62101004A (ja) | 1987-05-11 |
Family
ID=17066816
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60240934A Pending JPS62101004A (ja) | 1985-10-28 | 1985-10-28 | 希土類−鉄系永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62101004A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0302947A1 (en) * | 1987-03-02 | 1989-02-15 | Seiko Epson Corporation | Rare earth element-iron base permanent magnet and process for its production |
| JPH01162302A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Seiko Electronic Components Ltd | ボンド磁石用合金粉末の製造方法 |
| US5213631A (en) * | 1987-03-02 | 1993-05-25 | Seiko Epson Corporation | Rare earth-iron system permanent magnet and process for producing the same |
| US5538565A (en) * | 1985-08-13 | 1996-07-23 | Seiko Epson Corporation | Rare earth cast alloy permanent magnets and methods of preparation |
| US6136099A (en) * | 1985-08-13 | 2000-10-24 | Seiko Epson Corporation | Rare earth-iron series permanent magnets and method of preparation |
-
1985
- 1985-10-28 JP JP60240934A patent/JPS62101004A/ja active Pending
Cited By (8)
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