JPS6247454A - 永久磁石合金 - Google Patents
永久磁石合金Info
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- JPS6247454A JPS6247454A JP60184313A JP18431385A JPS6247454A JP S6247454 A JPS6247454 A JP S6247454A JP 60184313 A JP60184313 A JP 60184313A JP 18431385 A JP18431385 A JP 18431385A JP S6247454 A JPS6247454 A JP S6247454A
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- permanent magnet
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- oxygen
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- 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
- H01F1/04—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 metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- 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
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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】
〔発明の技術分野〕
本発明は永久磁石合金に関する。
従来から仰られている希土類磁石としては、ＲＯｏ、型
、 Ｒ，（Ｃｏ 、 Ｏｕ 、Ｆｅ 、＋ｘＩ ）、、
型（ただし、ＲはＳｍ 、Ｏｏ等の希土類元素、Ｍ（゛
よＴｉ 、Ｚｒ 、Ｈｆ 等の遷移元素）等の希土類
コバルト系つものが知られている。しかしながら、この
系の永久磁石では、最大エネルギー積が３０ ＭＧＯｅ
程度であや、また比較的高価なＣＯを大量に使用し
なり′ればならないという問題点がめった。
、 Ｒ，（Ｃｏ 、 Ｏｕ 、Ｆｅ 、＋ｘＩ ）、、
型（ただし、ＲはＳｍ 、Ｏｏ等の希土類元素、Ｍ（゛
よＴｉ 、Ｚｒ 、Ｈｆ 等の遷移元素）等の希土類
コバルト系つものが知られている。しかしながら、この
系の永久磁石では、最大エネルギー積が３０ ＭＧＯｅ
程度であや、また比較的高価なＣＯを大量に使用し
なり′ればならないという問題点がめった。
近年、上記希土類コバルト系の代わりに、比較的安価な
希土類鉄系の永久磁石が研究されている（特開昭５９−
４６００８号等）。これけＮｄ−Ｆ（％、−Ｂ系等の構
成元素からなるものでろり Ｆｅ使用によるコスト低下
に加え、最大エネルギー積が３０ＭＧＯｅを超えるもの
が得られるため非常に有効な材料である。
希土類鉄系の永久磁石が研究されている（特開昭５９−
４６００８号等）。これけＮｄ−Ｆ（％、−Ｂ系等の構
成元素からなるものでろり Ｆｅ使用によるコスト低下
に加え、最大エネルギー積が３０ＭＧＯｅを超えるもの
が得られるため非常に有効な材料である。
しかしながら、この希土類鉄系永久磁石は製造条件によ
り磁石特性、特に保磁力が３０００ｅから１０ＫＯｅを
超えるものまで現われるというように大きなバラツキを
示し、安定した磁石特性を得ることができないという問
題点がろる。このことは工業上非常釦重要な問題であり
、再現性よく安定な磁石特性を有する希土類鉄系の永久
磁石を得ることができれば、その実用性は大きく向上す
る。
り磁石特性、特に保磁力が３０００ｅから１０ＫＯｅを
超えるものまで現われるというように大きなバラツキを
示し、安定した磁石特性を得ることができないという問
題点がろる。このことは工業上非常釦重要な問題であり
、再現性よく安定な磁石特性を有する希土類鉄系の永久
磁石を得ることができれば、その実用性は大きく向上す
る。
本発明は以上の点を考慮してなされたものでろり、高い
保磁力、（ＢＨ）ｍａｘを有する希土類鉄系の永久磁石
の出発原料となる永久磁石合金を提供することを目的と
する。
保磁力、（ＢＨ）ｍａｘを有する希土類鉄系の永久磁石
の出発原料となる永久磁石合金を提供することを目的と
する。
本発明者らは上記問題点を解消すべく鋭意研究を重ねた
結果、希土類鉄系の永久磁石においては永久磁石合金中
の酸素０．度が保磁力に顕著な影響を与えるという事冥
を見出し、た。
結果、希土類鉄系の永久磁石においては永久磁石合金中
の酸素０．度が保磁力に顕著な影響を与えるという事冥
を見出し、た。
本ｗｉ第１の発明はこれに基づいてなされたものであり
、１０〜４０２ｉｉ１％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１種）、０．１〜８重量
％の硼素、０．５〜５重量％の銀、０．００５〜０．０
３重量％の酸素、残部が王として鉄からなる組成を有す
ることを特徴とする永久磁石合金である。
、１０〜４０２ｉｉ１％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１種）、０．１〜８重量
％の硼素、０．５〜５重量％の銀、０．００５〜０．０
３重量％の酸素、残部が王として鉄からなる組成を有す
ることを特徴とする永久磁石合金である。
本願発明において、各元素の含弔率を上記範囲に限定し
たのはそれぞれ以下のような理由による。
たのはそれぞれ以下のような理由による。
几が１０重量％未満ではＩＨｃ’の増大が得られず、４
０重量％を超えるとＢｒが低下するため、いずれの場合
でも（ＢＨ）ｍａｘが低下してしまう。したがって、几
の含有率は１０〜４０重量％とする。なお、希土類元素
のうちでもＮｄ及びＰｒは特に高い（ＢＨ）ｍａｘを得
るのに有効を元素でめり、Ｒとしてこの２元素のうち少
なくとも一種を含有することが好ましい。このＮｄ、Ｐ
ｒ０Ｐ量中の割合は７０％以上（Ｒｆ全全部もよい）で
あることが望ましい。
０重量％を超えるとＢｒが低下するため、いずれの場合
でも（ＢＨ）ｍａｘが低下してしまう。したがって、几
の含有率は１０〜４０重量％とする。なお、希土類元素
のうちでもＮｄ及びＰｒは特に高い（ＢＨ）ｍａｘを得
るのに有効を元素でめり、Ｒとしてこの２元素のうち少
なくとも一種を含有することが好ましい。このＮｄ、Ｐ
ｒ０Ｐ量中の割合は７０％以上（Ｒｆ全全部もよい）で
あることが望ましい。
硼素（Ｂ）が０．１重ｉチ未満ではｔＨｃが低下し、８
重ｔ％を超えるとＢｒの低下が顕著となる。よって、硼
素の含有率は０．１〜８重量％とする。なお、Ｂの一部
を０．Ｎ、Ｓｉ、Ｐ、Ｇｅ等で置換してもよい。
重ｔ％を超えるとＢｒの低下が顕著となる。よって、硼
素の含有率は０．１〜８重量％とする。なお、Ｂの一部
を０．Ｎ、Ｓｉ、Ｐ、Ｇｅ等で置換してもよい。
これによｐ焼結性の向上ひいてはＢｒ 、 （Ｂ Ｈ）
ｍａｘの増大を図ることができる。この場合の置換量
はＢの８０％程度までとすることが望ましい。
ｍａｘの増大を図ることができる。この場合の置換量
はＢの８０％程度までとすることが望ましい。
銀（Ａｇ）ｕ保磁力および角型性の向上に有効な元素で
ｂるが、０．５重量％未満ではｔｆ（ｃの増大が得られ
ず、５重ｆ％を超えるとＢｒの低下が顕著となる。よっ
て、銀の含有率Ｖｉ、ｏ、ｓ〜５重ｆ％とする。
ｂるが、０．５重量％未満ではｔｆ（ｃの増大が得られ
ず、５重ｆ％を超えるとＢｒの低下が顕著となる。よっ
て、銀の含有率Ｖｉ、ｏ、ｓ〜５重ｆ％とする。
本願発明の永久磁石合金において最も重要な点は酸素含
有率である。酸素が０．００５重ｉ％未満では永久磁石
の製造時に要求される２〜１０μｍ程度の微粉砕が困難
となる。このため、粒径が不均一となりｌａ場中成形時
の配向性が悪くな９、Ｂｒの低下、ひいてｎ （Ｂ Ｈ
） ｍａｘの低下をもたらす。また製造コストも大幅に
上昇する。一方、０．０３重量％を超えると保磁力が低
下し、高（ＢＨ）ｍａｘを得ることができない。よって
、酸素の含有率は０．００５〜０．０３重量％とする。
有率である。酸素が０．００５重ｉ％未満では永久磁石
の製造時に要求される２〜１０μｍ程度の微粉砕が困難
となる。このため、粒径が不均一となりｌａ場中成形時
の配向性が悪くな９、Ｂｒの低下、ひいてｎ （Ｂ Ｈ
） ｍａｘの低下をもたらす。また製造コストも大幅に
上昇する。一方、０．０３重量％を超えると保磁力が低
下し、高（ＢＨ）ｍａｘを得ることができない。よって
、酸素の含有率は０．００５〜０．０３重量％とする。
永久磁石合金中における酸素の働きは明らかではないも
のの、以下のような振舞により高性能の永久磁石を得る
ことができるものと推測される。
のの、以下のような振舞により高性能の永久磁石を得る
ことができるものと推測される。
すなわち、溶融合金中の酸素の一部は主成分元素である
）Ｌ 、 Ｆｅ原子と結合して酸化物となり、残りの酸
素とともに合金結晶粒界等に偏析して存在していると考
えられる。几−Ｆｅ−Ｂ 系磁石が微粒子磁石であシ、
その保磁力が主として逆磁区発生磁場によシ決定される
ことを考慮すると、酸化物、偏析等の欠陥が多い場合、
これらが逆磁区発生源として作用することにより保磁力
が低下してしまうと考えられる。また、欠陥が少ない場
合は粒界破壊等が起りにくくなるため、粉砕性が劣化す
ると予想される。
）Ｌ 、 Ｆｅ原子と結合して酸化物となり、残りの酸
素とともに合金結晶粒界等に偏析して存在していると考
えられる。几−Ｆｅ−Ｂ 系磁石が微粒子磁石であシ、
その保磁力が主として逆磁区発生磁場によシ決定される
ことを考慮すると、酸化物、偏析等の欠陥が多い場合、
これらが逆磁区発生源として作用することにより保磁力
が低下してしまうと考えられる。また、欠陥が少ない場
合は粒界破壊等が起りにくくなるため、粉砕性が劣化す
ると予想される。
永久磁石合金中の酸素量は高純度の原料を用いるととも
て１原料合金溶融時の炉中酸素量を厳密に詞節すること
によυ制御することができる。
て１原料合金溶融時の炉中酸素量を厳密に詞節すること
によυ制御することができる。
本願発明の永久磁石合金を構成する上記の各元素以外の
残部は主として鉄であるが、鉄の一部をコバルトで置換
してもよい。そのｉｔｈ鉄の２０チ程度までであり、多
すぎると（ＨＨ）ｍａｘの低下等特性劣化の要因となる
。
残部は主として鉄であるが、鉄の一部をコバルトで置換
してもよい。そのｉｔｈ鉄の２０チ程度までであり、多
すぎると（ＨＨ）ｍａｘの低下等特性劣化の要因となる
。
また、本発明者らは本願第１の発明の永久磁石合金を出
発原料として永久磁石を製造する際の製造条件を綿密に
検討した結果、磁気特性、特にＩＨＣと角形性、ひいて
は（ＢＨ）ｍａｘが時効処理温度に大きく依存すること
を見出した。
発原料として永久磁石を製造する際の製造条件を綿密に
検討した結果、磁気特性、特にＩＨＣと角形性、ひいて
は（ＢＨ）ｍａｘが時効処理温度に大きく依存すること
を見出した。
すなわち、本願発明の永久磁石合金を出発原料とし、該
合金を粉砕、磁場中プレス、焼結した後、５００〜７０
０°Ｃの温度で時効処理することを特徴とする永久磁石
の製造方法でろる。
合金を粉砕、磁場中プレス、焼結した後、５００〜７０
０°Ｃの温度で時効処理することを特徴とする永久磁石
の製造方法でろる。
時効処理温度が５００°Ｃ未満又は７００°Ｃを超える
と、ＴＨｃの減少及び角形性の劣化を招き、磁気特性は
大幅に低下する。よって、時効処理温度は５００〜７０
０°Ｃの範囲とする。
と、ＴＨｃの減少及び角形性の劣化を招き、磁気特性は
大幅に低下する。よって、時効処理温度は５００〜７０
０°Ｃの範囲とする。
以下、永久磁石の製造方法を更に詳細に説明する。
まず、本願発明の永久磁石合金を製造する。次に、ボー
ルミル等の粉砕手段を用いて永久磁石合金を粉砕する。
ルミル等の粉砕手段を用いて永久磁石合金を粉砕する。
この際、後工程の成形と焼結を容易にし、かつ磁気特性
を良好にするために、粉末の平均粒径が２〜１０μｍと
なるように微粉砕することが望ましい。粒径が１０μｍ
を超えるとＩＨｃの低下をもたらし、一方２μｍ未満に
まで粉砕することは困難であるうえに、Ｂｒ等の磁気特
性の低下を招く。
を良好にするために、粉末の平均粒径が２〜１０μｍと
なるように微粉砕することが望ましい。粒径が１０μｍ
を超えるとＩＨｃの低下をもたらし、一方２μｍ未満に
まで粉砕することは困難であるうえに、Ｂｒ等の磁気特
性の低下を招く。
次いで、微粉砕された永久磁石合金粉末を所望の形状に
プレス成形する。成形の際には通常の焼結磁石を製造す
るのと同様に１例えば１５ＫＯｅ 程度の磁場を印加
し、配向処理を行なう。つづいて例えば１０００〜！２
００°０，０．５〜５時間程程度条件で成形体を焼結す
る。この焼結は合金中の酸素濃度を増７１０ ｇせない
ように、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気中で行なうこと
が望ましい。
プレス成形する。成形の際には通常の焼結磁石を製造す
るのと同様に１例えば１５ＫＯｅ 程度の磁場を印加
し、配向処理を行なう。つづいて例えば１０００〜！２
００°０，０．５〜５時間程程度条件で成形体を焼結す
る。この焼結は合金中の酸素濃度を増７１０ ｇせない
ように、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気中で行なうこと
が望ましい。
こうして得られた焼結体に５００〜７００°Ｃの温度範
囲で１〜１０時間程時間時効処理を行なう。
囲で１〜１０時間程時間時効処理を行なう。
以上のような方法によれば、Ｂｒ、出ｃ、（Ｂ坤ｍａｘ
等の磁気特性に優れた永久磁石を特性のバラツキを招□
くことなく、再現性よく製造することができ、る。
等の磁気特性に優れた永久磁石を特性のバラツキを招□
くことなく、再現性よく製造することができ、る。
以下、本発明の詳細な説明する。
実施例１
組成がネオジウム３３重量％、ポロ７１．３重量％、銀
２．８重１Ｌ残部鉄となるように各元素を配合し、２ｋ
ｇをアルゴン雰囲気下において水冷銅ボート中でアーク
浴融した。その際、炉中の酸素量を厳密に調節すること
により、ｆＡ製合金中の酸素を増減させた。
２．８重１Ｌ残部鉄となるように各元素を配合し、２ｋ
ｇをアルゴン雰囲気下において水冷銅ボート中でアーク
浴融した。その際、炉中の酸素量を厳密に調節すること
により、ｆＡ製合金中の酸素を増減させた。
得られた永久磁石合金をＡｒ雰囲気中で粗粉砕し、更ニ
ステンレスボールミルにて３〜５μｍの粒径まで微粉砕
した。。
ステンレスボールミルにて３〜５μｍの粒径まで微粉砕
した。。
この微粉末を所定の押し、型に充填して２０００００ｅ
の磁界を印加しつつ２ ｔｏｎ／ｃ−／ＩＬ２の圧力で
圧縮成形した。得らねた成形体をアルゴン雰囲気中、１
０８００Ｃで１時間焼結し、室温まで急冷した。その後
、真空中、６５０°Ｃで１時間時効処理を行ない、室温
まで命、冷した。
の磁界を印加しつつ２ ｔｏｎ／ｃ−／ＩＬ２の圧力で
圧縮成形した。得らねた成形体をアルゴン雰囲気中、１
０８００Ｃで１時間焼結し、室温まで急冷した。その後
、真空中、６５０°Ｃで１時間時効処理を行ない、室温
まで命、冷した。
得ら？た永久磁石について、永久磁石合金中の酸素濃度
と、粗粉を３〜５μｍの粒度オで微粉砕するに必要な時
間、残留磁束密度（Ｒ，ｒ）、保磁力（ｘＨｃ ）及び
最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｙ ）との関係を第１
図に示す。
と、粗粉を３〜５μｍの粒度オで微粉砕するに必要な時
間、残留磁束密度（Ｒ，ｒ）、保磁力（ｘＨｃ ）及び
最大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｙ ）との関係を第１
図に示す。
第１図から明らかなように、合金の粉砕性及び永久磁石
の磁石特性は合金中の酸素濃度に大きく依存している。
の磁石特性は合金中の酸素濃度に大きく依存している。
すなわち、酸素Ｐ度が０．００５重量−未満では粉砕性
が極端に悪くなり、この結果磁場中成形時の配向性も悪
くなるためＢｒが低下している。一方、酸素濃度が０．
０３重量％を超えると保磁力が極端に低下している。し
たがって、酸素濃度がｏ、ｏｏｓ重ｉチ未満あるいは０
．０３重量％を超える組成では、いずれも高（ＢＨ）ｍ
ａｘを得ることができない。
が極端に悪くなり、この結果磁場中成形時の配向性も悪
くなるためＢｒが低下している。一方、酸素濃度が０．
０３重量％を超えると保磁力が極端に低下している。し
たがって、酸素濃度がｏ、ｏｏｓ重ｉチ未満あるいは０
．０３重量％を超える組成では、いずれも高（ＢＨ）ｍ
ａｘを得ることができない。
実施例２
実施例１と同様な方法により、組成がネオジウム３３重
ｆ％、ボｏ ７１．１ ｌｆ％、コバＡ／ ） １４．
□１１％、銀１．４１ｆ％、酸桑０．０３ｉａ；口、残
部鉄からなる組成を有する永久磁石合金を得た。
ｆ％、ボｏ ７１．１ ｌｆ％、コバＡ／ ） １４．
□１１％、銀１．４１ｆ％、酸桑０．０３ｉａ；口、残
部鉄からなる組成を有する永久磁石合金を得た。
得られた永久磁石合金を用い実施例１と同様にして粉砕
、圧縮成形、焼結を行なった。
、圧縮成形、焼結を行なった。
次に、４００〜９００°Ｃの各温度で１時間時効処理を
行なった後、急冷し保磁力の変化を調べた。この結果を
第２図に示す。
行なった後、急冷し保磁力の変化を調べた。この結果を
第２図に示す。
第２図から明らかなように、５００〜７００°Ｃで時効
処理を行なえば、保磁力が立上がるのに対し、５００°
Ｃ未満わるいは７００°Ｃより高い？ＸＡ度で時効処理
を行なった場合には磁力が低下する。
処理を行なえば、保磁力が立上がるのに対し、５００°
Ｃ未満わるいは７００°Ｃより高い？ＸＡ度で時効処理
を行なった場合には磁力が低下する。
第２図から明らかなように、時効温度はイｖ舒力に大き
く影響し、５００〜７００°Ｃで最も優れた特性が得ら
れることがわかる。
く影響し、５００〜７００°Ｃで最も優れた特性が得ら
れることがわかる。
以上詳述した如く本発明によれば、高い保磁力、（ＢＨ
）ｍａｘを有する希土類鉄系の永久磁石を安定して得る
ことができ、工業的価値が極めて犬なるものである。
）ｍａｘを有する希土類鉄系の永久磁石を安定して得る
ことができ、工業的価値が極めて犬なるものである。
第１図は本発明の実施例１の永久磁石における酸素濃度
と、粉砕時間、残留磁束密度、保磁力及び最大エネルギ
ー積との関係を示す特性図、第２図は本発明の実施例２
の永久磁石における時効温度と保磁力との関係を示す特
性図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹花喜久男 酸素濃度（重量−／、）− 第 １ 図
と、粉砕時間、残留磁束密度、保磁力及び最大エネルギ
ー積との関係を示す特性図、第２図は本発明の実施例２
の永久磁石における時効温度と保磁力との関係を示す特
性図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 竹花喜久男 酸素濃度（重量−／、）− 第 １ 図
Claims (3)
- （１）１０〜４０重量％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１種）、０．１〜８重量
％の硼素、０．５〜５重量％の銀、０．００５〜０．０
３重量％の酸素、残部が主として鉄からなる組成を有す
ることを特徴とする永久磁石合金。 - （２）ＲがＮｄ及びＰｒから選ばれた少なくとも１種を
含むことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の永久
磁石合金。 - （３）鉄の５〜２０重量％をコバルトで置換したことを
特徴とする特許請求の範囲第一項記載の永久磁石合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184313A JPS6247454A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60184313A JPS6247454A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 永久磁石合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6247454A true JPS6247454A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16151150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60184313A Pending JPS6247454A (ja) | 1985-08-23 | 1985-08-23 | 永久磁石合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6247454A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997017709A1 (de) * | 1995-11-10 | 1997-05-15 | Magnetfabrik Schramberg Gmbh & Co. | MAGNETMATERIAL UND DAUERMAGNET DES NdFeB-TYPS |
-
1985
- 1985-08-23 JP JP60184313A patent/JPS6247454A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997017709A1 (de) * | 1995-11-10 | 1997-05-15 | Magnetfabrik Schramberg Gmbh & Co. | MAGNETMATERIAL UND DAUERMAGNET DES NdFeB-TYPS |
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