JPS63211706A - ボンド磁石用磁粉の製造方法 - Google Patents

ボンド磁石用磁粉の製造方法

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JPS63211706A
JPS63211706A JP62044471A JP4447187A JPS63211706A JP S63211706 A JPS63211706 A JP S63211706A JP 62044471 A JP62044471 A JP 62044471A JP 4447187 A JP4447187 A JP 4447187A JP S63211706 A JPS63211706 A JP S63211706A
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magnetic powder
powder
alloy
bond magnet
bonded magnet
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JP62044471A
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Yasuto Nozawa
野沢 康人
Katsunori Iwasaki
克典 岩崎
Shigeo Tanigawa
茂穂 谷川
Masaaki Tokunaga
徳永 雅亮
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Hitachi Metals Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys 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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    • H01F1/0575Alloys 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
    • H01F1/0576Alloys 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 pressed, e.g. hot working

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R−Fe−B−M系合金(RはYを含む1桟又
は2種以上の希土類元素又Feの1部をC。
で置換したR −Fe −Co −B −M系合金を含
む)ボンド磁石用磁粉の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、高エネルギー積を有するR −Fe −B系合金
又はFeの1部をCoで置換したR −Fe −Co 
−B系合金による永久磁石、特にNd −Fe −B系
永久磁石の研究開発が盛んである。これらの永久磁石は
、Sm −Co磁石とほぼ同程度の保磁力と最大エネル
ギー積を有するが、Sm −Co磁石より経済的である
ため最近注目されている永久磁石である。
ここにNd  Fe−B系永久磁石の製造プロセスは大
別して下記の4種類がある。
lず第1のプロセスは、%開昭59−46008号公報
および同59−64753号公報に記載されているよう
に、Nd −Fe −B系合金を粉砕した後、粉末冶金
プロセスによシ成形し、焼結処理を経て焼結磁石とする
方法である。
第2の製造プロセスは、例えば特開昭59−64739
号公報に記載されているように、急冷法により製造され
た合金粉をその11、あるいは熱処理をすることにより
、フレーク状の永久磁石を作成し、その後、特開昭59
−211549号公報に記載されるように、樹脂と共に
固化成形して等方性ボンド磁石とするものである0 第3の製造プロセスは、例えば特開昭60−10040
2号公報に記載されているように急冷法により製造され
た合金粉を700℃以上でホットプレスもしくはHIP
で高密度化した等方性バルク磁石を得る方法である。
第4のネ(遣方法は、特開昭60−100402号公報
に記載されているように第3の方法で作成された等方性
バルク磁石を更に700℃以上ですえ込み加工を行い、
圧縮方向に磁気異方性を付与した異方性バルク磁石を得
る方法である。
〔発明が解法しようとする問題点〕
第1の方法によれば、磁気異方性化が可能であり、得ら
れる磁気特性は60〜45MGOeにも到達するのであ
るが、本質的にキエーり点が低く、又焼結体中の結晶粒
径が1μmを越えるため、保磁力が本合金系固有の磁気
異方性定数よシ期待される保磁力の値と比較して低いた
め熱安定性が悪いという欠点を有する。
又第2の方法によると、比較的容易に圧縮成形等の成形
が可能であるが等方性であるため、得られる磁気特性が
低い0例えば射出成形で得られる磁気特性は最大エネル
ギー積:3〜5MGOe、圧縮成形で最大エネルギー積
:8〜10MGOeであり、更にN磁磁場強度に対する
依存性が大きい。最大エネルギー積で8MGOeを得る
ためには、通常50KOe程度の着磁磁場強度が必要で
、本磁石をモータ等に組み込んだ後、着磁することは実
質的に不可能である。
又第3の方法によると、密度上昇の結果、空孔が無く耐
候性は向上するが、等方性であるため第2の方法による
永久磁石と同様の問題点を持つ0得られる最大エネルギ
ー積は密度向上分だけ上昇し、12MGOeg度のもの
が得られるが、依然組み込み着磁は不可能である。
第4の方法によれば、第1の方法と同様異方性化は可能
になり、30〜45MGOeの最大エネルギー積が得ら
れるが、例えばアーク形状等の異形磁石の作製は、すえ
込み加工時にクラックが発生することから非常に困難で
ある。又、本方法においては周方向へ多極に異方性化し
たり、ラジアルに異方性化を付与することは不可能であ
る。
本発明は、上記のような従来技術に存在する欠点を解消
し、熱安定性良好でかつ組み立て後着磁容易な着磁性の
よいボンド磁石に使用する磁粉製造方法を提供するもの
である。
〔問題点を市決するだめの手段〕
本発明は、上記目的達成のため下記のような技術的手段
を用いた。すなわち、平均結晶粒径が0.01〜0.5
μmに制御したR −Fe −B −M系合金(RはY
を含む1種又は2種以上の希土類元素、又Feの1部を
Coで置換したR−FeB−M系合金を含み、更に添加
元素MとしてQa * Znの1種又は2種)のフレー
ク又は粉末をHIP、ホットプレス等により高密度化後
、塑性変形により磁気異方性化した木材を粗粉砕するボ
ンドαそ石川磁粉の製造方法である。
上記合金は、好1しくはR:11〜18at%、B:4
〜11at%+ Co : 30at%以下、添加物(
Ga *Znの1種ヌは219A ) : 0.25〜
3 at%、残部Feおよび不可避不純物からなる組成
としたものである。
本発明において、R−Fe −B −M系合金の平均粒
径が0.5μmを越えると、保磁力が低下し160℃に
おける不可逆減磁兆、7が20%以上となって著しく熱
安定性を低下させるので不都合である0又、平均粒径が
0.01μm未満であると、成形後のボンド磁石の保磁
力が低く所定の永久磁石特性を得ることが出来ない。よ
って平均粒径を0o01〜0.5μmと限定した。
本発明における磁粉の作成は以下のように行う。
1ず、所定の組成の合金を高周波溶解、アーク溶解等で
作成し、得られた合金を急冷法によりフレーク化あるい
は粉末化する。急冷は単ロール法。
双ロール法、アトマイズ法等、104℃/sec以上の
急冷が可能であればいずれでもよい。得られたフレーク
又は粉末を、予め常温で成形し成形体を得るO 本成形体を650〜750℃でHIP又はホットプレス
等を施すことにより、比較的結晶粒度の小さい緻密化し
たブロックを得ることが出来る。本ブロックを再度65
0〜800℃で、すえ込み加工を離す。すえ込み温度が
650℃以下では変形抵抗が大きく異方性化が極めて困
難であり、800℃以上では結晶粒の成長により保磁力
の低下が著しい。
すえ込不速度は0.05〜5 m/seeの範囲で行な
うことが望ましい。5 y/secより速い場合には、
充分な異方性が付与されない。又、0 、05w/se
e以下では粒成長による保磁力の低下がみられる場合が
ある。
更に加工率が2以下では、十分な異方性が付与されない
。このようにして得られた異方性礎石をディスクミル、
ブラウンミル、撮動ミル、ボールミル、アトライタ等に
より500μm以下に粉砕することにより、ボンド磁石
用磁粉を得ることが出来る。本発明以外の方法、例えは
粉末冶金法で得られるa結磁石を粉砕する方法、高周波
溶解やアーク溶解で得たインゴットを粉砕する方法等に
おいては永久磁石として必要な保磁力が得られない。
このようにして得られた磁粉に熱硬化性プラスチックを
加えて磁場中で圧縮成形し、プラスチックを熱硬化させ
れは、成縮成形タイプの異方性ボンド磁石を得ることが
出来る。又、本磁粉を熱可塑性プラスチックと混練し、
磁場を印加した金型内に射出成形することにより射出成
形タイプの異方性ボンド磁石を得ることが出来る。
本発明における好ましい成分範囲は、以下の通シである
R(Yを含む希土類元素の1種又は2種以上の組み合せ
)が11at%未満の場合は十分な保磁力が得られず、
18at%を越えると残留磁束密度の低下が著しい。よ
って、B量は11〜18at%とじた。
B量が4at%未満の場合は本系磁石の主相であるR2
Fe14B相の形成が十分でなく、残留磁束密度。
保磁力とも低い。又、B量が11at%を趣える場合は
、磁気特性的に好1しくない相の出現により残留磁束密
度が低下する。よって、Biは4〜11at%とじた。
Coiが50 at%を趣えるとキーーリ一点は向上す
るが主相の異方性定数が低下し、高保磁力が得られない
。よってCotは30at%以下と17だ。
添加物量(Ga + ZnO内1sA又は2種の組み合
せ)が0.25at%未満の場合は、添加物の効果が不
十分であり保磁力が低く熱安定性が悪い0又5at%を
越えると残留磁束密度の低下が著しく好1しくない。よ
って添加物量は0.25〜3a1%とした。
〔実施例〕
以下実施例によυ本発明を更に詳細に説明する。
実施例1゜ Nd44 Fett BIIGa+ l Nd+4Fe
77 Bm Zn+ 及び参考例として、Nd1a F
eyHBgなる組成の合金をアーク溶解によシ作成した
。得られた母合金を高周波溶解にて再溶解し溶湯を、C
uロール上で急冷し、厚さ数十ミクロンのフレークを得
た。フレークを、32メツシユ以下に粉砕し、室温にて
プレスし成形体を作製した。
本成形体を、650℃でホットプレスし緻密化した後、
750℃ですえ込み加工を行った。加工率は4とした。
すえ込み後の素材をディスクミルで250ミクロン以下
に粉砕し得られた粉末をビスフェノールA型のエポキシ
樹脂及び硬化剤と混合し、磁場中でプレスした。プレス
後、i20’cで2時間硬化処理し、磁気特性を測定し
た。第1表に示すように、Ga 、 Zn添加により保
磁力が大巾に向上することが解る。磁気特性測定後の試
料を印加磁界30KOeで飽和着磁後、60,80,1
00,120゜140℃で各々1時間、空気中で熱処理
し、熱処理後の不可逆減磁率を測定した。図1から、G
a + Zn添加により各熱処理温度における不可逆減
磁率は大巾に改善されることが解る。
第   1   表 実施例2゜ Na、、Fcy9−XBSGaX (X=0.1 、0
.2510.5 、1 。
2.3.4)なる組成のボンド磁石用磁粉を実施例1と
同様の方法で作成し、得られた磁粉をエチレンビニル共
重合体と混線し、射出成形用のコンパウンドを作成した
。本コンパウンドを、磁場中で射出成形し20φX 5
tのディスク状のテストピースを得た。
第2図は保磁力、最大エネルギー積をGa添加量に対し
て整理したものである。Ga添加量0.25〜3at%
において17 KOe以上の高い保磁力と10MGOe
以上の最大エネルギー積が得られることが解る。又第6
図は、x =0−1 * 0−25.1 + 6 a 
t%Gaを含む試料の不可逆減磁率を実施例1と同様の
方法で測定した結果を示したものである。第3図より、
0.25及び3at%のGa添加により、不可逆減磁率
が大巾に改善され熱安定性が向上することがわかる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、従来不充分でありだ、ボンド磁石の保
磁力を大巾に向上することが可能であり、熱安定性の大
巾な向上を達成出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る一実施例であシ、熱処理温度と不
可逆減磁率の関件を示す図、第2図はGa添加量に対す
る磁気特性の相関を示す図、第3図はGa添加量に対す
る各温度での不可逆減磁率を示第 1 図 加熱i友(6C2 第2図 Ga添加量(原+′A)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)急冷法により得られた平均結晶粒径0.01〜0
    .5μmのRFeB系若しくはRFeCoB系又はRF
    eBM系若しくはRFeCoBM系合金(ここでRはY
    を含む1種又は2種以上の希土類元素、MはGa、Zn
    の1種又は2種以上の組み合わせ)のフレーク又は粉末
    をHIP、ホットプレス等により高密度化後、塑性変形
    により磁気異方性化した素材を粗粉砕するボンド磁石用
    磁粉の製造方法。
  2. (2)前記塑性変形を与える手段として650〜800
    ℃に加熱し、すえ込み加工を施したことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載のボンド磁石用磁粉の製造方法
  3. (3)前記添加元素Mの添加量が0.25〜3at%で
    あることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のボン
    ド磁石用磁粉の製造方法。
  4. (4)前記塑性変形を与える手段として加工速度を0.
    05〜10mm/secとすることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載のボンド磁石用磁粉の製造方法。
  5. (5)前記異方性化を与える手段として加工率(高密度
    化後の素材厚さを塑性変形後の素材厚さで除した値)を
    2以上とすることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のボンド磁石用磁粉の製造方法。
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