JPS62257703A

JPS62257703A - 樹脂ボンド磁石原料

Info

Publication number: JPS62257703A
Application number: JP61101348A
Authority: JP
Inventors: Koji Akioka; 宏治秋岡; Osamu Kobayashi; 理小林; Tatsuya Shimoda; 達也下田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1986-05-01
Filing date: 1986-05-01
Publication date: 1987-11-10

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、高性能でかつ低コストな樹脂ボンド磁石を実
現させ得る樹脂ボンド磁石原料に関する。

〔従来の技術〕

従来の樹脂ボンド磁石には、使用磁石粉の種類で分類す
ると■フェライトボンド磁石と■希土類コバルトポンド
磁石がある。フェライトボンド磁石はバリウムフェライ
ト（ＢａＯ・６Ｆｅ２０３）あるいはストロンチウムフ
ェライト（ＳｒＯ・６ＦｅｔＯｓ）の微粉末をプラスチ
ックあるいはゴムで結合したものであり、希土類コバル
トボンド磁石は。

ＳｍＣｏ５４るいはＳｍ　２　ＴＭ　１７　（ＴＭは遷
移金属を示す）の微粉末をプラスチックで結合したもの
である。フェライトボンド磁石は主に押出し成形、圧延
成形そして射出成形で製造される。一方、希土類コバル
トポンド磁石は主に圧縮成形および射出成形で製造され
る。第１表にこれら従来の樹脂ポンド出方の磁石粉およ
び成形法による磁気性能、コスト等を示した。

第　　１　　表コストについては次の文献を参考にして記入した。

（１）綜合包装出版株式会社発行（１９８２年７月）「
磁性材料の市場動向と発展性Ｊ、ｐ１３６（２）浜野正
昭、「第７回異方性フェライト・希土類プラスチックマ
グネットの成形技術と応用開発講演会資料Ｊ、ｐ５−６〔発明が解決しようとする問題点〕従来の樹脂ポンド磁石は、上述したように低コストで低
磁気性能カフエライトポンド磁石と高コストで高性能な
希土類コバルトボンド磁石の２つに２極分化している。

従ってこの系の磁石を選ぼうとすると、低コストで済そ
うと思うならば低磁気性能なものを選ばなければならず
、−力筒磁気性能なものを使おうとするとコストが高く
なってしまうという問題がある。そこで本発明はこのよ
うな問題点を解決するもので、その目的とするところは
低コストでかつ高磁気特性の磁石になり得る樹脂ポンド
磁石原料を提供するところにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の問題点を解決する方法のひとつとして、低コスト
なフェライト粉末と高性能な希土類コバルト粉末を混合
してポンド磁石を作成するという方法が考えられる。し
かし、この方法では薙かにフェライトポンド磁石より高
性能にはなるものの、コスト的には希土類コバルトボン
ド磁石とそれほど変わりなく、コストパフォーマンス的
に全＜　６わない。そこで我々は、１９８３年に開発さ
れたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に注目した。同磁石は高性能磁
石として初めて、コバルトばなれを実現し、Ｒも希土類
コバルトＶ＆石で使用されていたサマリウム（Ｓｍ）よ
り、数倍から数十倍も埋蔵量の多いネオジウム（Ｎｄ　
）やプラセオジウム（Ｐｒ）が有効であるため、高性能
なだけでなく低コストという点でも注目されていた。

我々の目的とする低コストかつ高性能な樹脂ボンド磁石
にＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を用いるには、当然のことながら
粉末状態で安定した保磁力を得る必要がある。現行のＲ
−Ｆｅ−Ｂ系の磁石の製造には（１）粉末冶金法に基づ
く焼結法（参考文献１）（２）アモルファス合金を製造
するに用いる急冷薄帯製造装置で厚さ３０μｍ程度の急
冷薄片を作り、その薄片を樹脂結合法で礎石にする（参
考文献２）の２種がある。

参考文献１　、　Ｍ、　Ｓａｇａｗａ、Ｓ、　Ｆｕｊｉ
ｍｕｒａ、　　Ｎ。

Ｔｏｇａｗａ、Ｈ，Ｙａｍａｍｏｔｏ　　ａｎｄ　Ｙ、
Ｍａｔｓｕｕｒａ　　；　　Ｊ。

Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　Ｖｏｌ、　　５５（６）　、
　１５　Ｍａｒｃｈ　　１９８４．Ｐ２Ｏ８３参考文献
２　、　Ｒ，Ｗ、　Ｌｅｅ　；　ＡｐｐＩ−ｐｈｙｓ、
　Ｌｅｔｔ。

Ｖｏｌ、４６（８）、１５　Ａｐｒｉｌ　　１９８５　
　、ｐ７０このうち参考文献（２）の急冷薄帯装置を使
用する方法は、粉末状態で保磁力が維持されるので、フ
ェライト粉末と混合して樹脂ボンド磁石を製造すること
が可能である。ただしこの方法は、出来上がる粉末が原
理的に等方性であるため、フェライトと混合せずに用い
ても、圧縮成形で８〜９ＭＧＯｅ。

射出成形で４〜５ＭＧＯｅの性能しか得られず、性能メ
リットは少ない。

一方、参考文献（１）で代表される焼結Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系
磁石（代表組成Ｎｄ＋ｓＦ　ｅｙ７Ｂ　ａ）は、鋳造イ
ンゴット状態では高々数百Ｑｅ程度の保磁力ｉＨＣしか
有せず、また焼結により１０ＫＱｅ程度の保磁力１１（
ｃを得たものでも粉砕すると１ＫＯｅ程度に保磁力が低
下してしまい、樹脂ボンド磁石はつくれなかった。Ｒ−
Ｆｅ−Ｂ系磁石の主相はＲ２ＦＬ＋ａＢ化合物である。

この組成を原子百分率で表わすとＲ１１，ｙＦｅｓｕＢ
ｓｑとなる。これを現実の焼結Ｒ−Ｆｅ−Ｂ磁石の組成
Ｒ＋５Ｆｅ７ｙＢａと比較すると、主相の組成に比して
Ｒ−Ｂ両元素に富む側に移行していることがわかる。こ
のことは、保磁力を得るためには主相のみでな（Ｒｒｉ
ｃｈ相、Ｂ　ｒｉｃｈ相と呼ばれる非磁性が必要である
という点から説明されている。ところが本発明で規定し
た樹脂ボンド磁石原料用のＲ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉末の組成
は、逆に主相の組成よりもＢが少ない側に組成が移行し
ている。この組成域では焼結法によると保磁力が減少す
るので、これまであまり問題にされていなかった。しか
し本組成では鋳造直後のバルク状態で、５００〜１１５
０℃の範囲で熱処理を行なうことにより高保磁力が得ら
れる。さらにそれを水素粉砕すれば実用上十分な保磁力
を有する粉末の製造が可能となシ、フェライトと混合す
ることによシ有用な樹脂ボンド磁石となυうる。この方
法による利点は、通常の樹脂ボンド磁石と同様に磁場配
向による異方化が可能な点にある。そのためＲ−Ｆｅ−
Ｂ磁石の性能ポテンシャルを十分に生かすことができ、
高性能かつ低コストな樹脂ボンド磁石が製造できる。

また樹脂結合磁石の中でも、熱可塑性樹脂等を用いる射
出成形の場合、２００〜３００℃という高温での混練・
磁場配向が必要になることが多い。

通常の単純６元素Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の場合、キュリ一
点が３００℃程度しかなく高温では配向が困難になる。

この点を改善するにはコバルト・ニッケル等によってキ
ュリ一点を上昇させフェライト粉末と園程度のキュリ一
点（４５０℃）にすれば、混合粉末の同時混練・配向が
可能となシ全く単一粉末として扱える。このように添加
元素を加える方法はｉ　Ｈｃの低下が問題となシやすい
が、本発明の組成域では実用上問題となるようなｉ　ｌ
（ｃ　の低下はきたさない。

Ｒ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉末は二股に酸化されやすく、樹脂と
混練する前に表面処理を施すことが望ましい。そうする
ことによシ酸化防止とともに樹脂との結合力を増すこと
もできる。樹脂との結合力という面からはフェライト粉
末にも同様な底面処理が必要である。

以下、本発明に使用するＲ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉末の組成限
定理由を説明する。希土類としては、Ｙ・Ｌａ＊Ｃｅ−
Ｐｒ５Ｎｄ＊Ｓｍ−Ｅｕ＊Ｇｄ＊Ｔｂ＊Ｄｙ＊Ｈｏｅ’
ｌ”ｍｓＥｒｅＴｍｓＹｂ＊Ｌｕが候補として挙げられ
、これらのうち１種あるいは１種以上を組み合わせて用
いられる。最も高い磁気特性はＮｄ・ｐｒで得られる。

従って実用的にはＮｄ　−Ｎｄ−Ｐｒ合金、Ｃｅ−Ｎｄ
−Ｐｒ合金が用いられる。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の主相は
Ｒ２ＦＩＢ１４Ｂである。従ってＲが８原子チ未満では
、もはや上記化合物を形成せず、α−鉄と同一構造の立
方晶組織となってしまい高磁気特性は得られない。一方
Ｒが２５原子チを越えると非磁性のＲｒｉｃｈ相が多く
なり磁気特性は著しく低下する。よってＨの範囲は８〜
２５原子チが適当である。

Ｂはｓ　Ｒ２Ｆｅ＋ａＢ相を形成するための必須元素で
あり、２原子チ未満では菱面体のＲ−Ｆｅ系になるため
高保磁力は望めない。しかし従来の焼結法による磁石の
ように８原子チ以上も添加すると、逆に鋳造状態での保
磁力は小さくなってしまう。従ってＢの量は２〜８原子
チが範囲として適している。

特許請求の範囲第３項に述べた添加元素は、いずれもｉ
　Ｈｃ増加効果を有している。このうちＮｉはキュリ一
点上昇効果も有している。しかし一般にこれらの添加元
素を加えるとｓ　ｉＨｃは増加するものの飽和磁化Ｍｓ
は低下してしまう。規定した各元素の添加範囲は、フエ
ライ・トと混合したときに高性能な樹脂ボンド磁石原料
となり得る範囲である。

〔実施例〕

以下、本発明について実施例に基づき詳細に説明する。

実施例１原子比で（Ｃｅ　ａｈｓ　ｐｒ（Ｌ１９Ｎｄ（Ｌ５０　
）　＋ｓＦ”ｅａ１Ｂ４で表わされる組成の合金を誘導
炉で溶解し、インゴットを１０５０℃で２４時間均質化
処理を施した後、該インボッ）ｆ室温において１８〜８
ステンレス鋼製、高圧容器中、３０気圧程度の水素ガス
雰囲気のもとて２４時間程度保持することによシ粉砕し
た。この粉末にストロ：／チウムフェライト粉末を１０
〜９０ｗｔチ（１０ｗｔ％きざみで）該合金粉末に混入
させた試料を作った。表面処理はＰＨ４の重クロム酸カ
リウムで粉末を処理し、粉末の表面にＣｒ２Ｏ５の被膜
を形成させるクロメート処理が第一段階で、第２段階と
してはその上にシランカップリング剤処理を行った。比
較試料としてはフェライト粉末のみ、合金粉末のみ、合
金粉末のみの磁粉も同様な表面処理施し、全部でフェラ
イト粉末の割合が０，１０，２０．・・・・・・９０．
１００ｗｔ％の１１種類の試料を用意した。

各試料をそれぞれ４　ｗ　ｔ　％のエポキシ樹脂と混練
し、本発明の樹脂ボンド磁石原料を得た。この磁石原料
を本実施例では、圧縮成形により磁石にした。得られた
磁石の磁気特性を図１に示した。

また、フェライト６０　ｗ　ｔ％の磁石の４πＩ−Ｈ。

Ｂ−Ｈ減磁曲線を図２に示した。４πＩ−Ｈ曲線は混合
粉末のためゆがんでいるがＢ−Ｈ曲線にはそのゆがみは
あまり影響を与えていないので、実用土は問題にはなら
ない。

本磁石に用いた希土類合金は、いわゆるセリウムージジ
ム合金でありこれはミツシュメタルからランタンと多少
のセリウムを除去したものであり、単独の分離希土よシ
も安価に製造できる可能性がある。恐らく多量に製造さ
れたならミツシュメタルの２倍以下のコストになるだろ
う。本実施例のＲ−Ｆｅ−Ｂ（Ｒは希土類）はＲを約３
２ｗｔ％しか含んでいないので、またＦｅとフェライト
は非常に安価であり、ボロンもフェロボロン合金を使用
すれば安価であるので、作製した磁石はたいへん低コス
トなものである。

実施例２原子比でＣｅｚＮｄａＰｒ４Ｆｅ６ｘＡＡ！４ｃｏ＋ｓ
Ｂ４°で表わされる組成の合金（本合金はキュリー魚釣
４５０℃を有する）を急冷薄帯装置で２Ｍ１Ｌ巾、２０
μｍ厚のリボン上に作成した。これを粉砕し、実施例１
と同様な方法で表面処理を施し、ストロンチウムフェラ
イト粉６０　ｗ　ｔ％と混合した。該混合磁粉９０　ｗ
　ｔ　％とナイロン１２（１０ｗｔ％）を２５０・℃で
混練して、磁場中射出成形した。磁気性能は以下のよう
であった。

Ｂ　ｒ　＝　４．２　Ｋ　Ｇｂｌ（ｃ　＝　！Ａ、８　ＫＱｅ（Ｂ）（）ｍａｘ＝５．９ＭＧＯｅフェライト焼結磁石並みの性能が得られていることがわ
かる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明によれば、低コストでしかも
従来のフェライトボンド磁石よシ性能が高い磁石を供給
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による樹脂ボンド磁石原料から得た磁石
の磁気性能の変化図、ただし、フェライトｗ　ｔ　％が
０と１００ｗｔ％の点は比較例である。第２図は、第１図に示されたフエライ）　ｗ　ｔ　％が
６０　ｗ　ｔ　％の磁石の減磁曲線図である。以上７エライＩ−／１　ｙ＋　　％第１　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）原子百分率においてＲ８〜２５％（但しＲはＹを
含む希土類元素の少なくとも１種）、Ｂ２〜８％、Ｃ０
〜４０％、及び残部が鉄及びその他の製造上不可避な不
純物からなる合金を５００℃以上の温度で熱処理した鋳
造Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金を水素粉砕によつて粉砕した
粉末と強磁性フェライト磁石粉末をそのままあるいは適
当な表面処理を施した後に有機樹脂またはゴムと混練せ
しめたことを特徴とする複合磁石粉よりなる樹脂ボンド
磁石原料。
（２）製造方法として急冷薄帯製造装置やアトマイズ装
置を用いたＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石薄帯又は粉末を粉砕した
粉末を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の樹脂ボンド磁石原料。
（３）鉄の一部をアルミニウム（Ａｌ）〜１５％、モリ
ブデン（Ｍｏ）〜１２％、バナジウム（Ｖ）〜１０％、
ニツケル（Ｎｉ）〜１５％の少なくとも一種以上で置換
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項
記載の樹脂ボンド磁石原料。