JPS6322604B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は希土類元素Ｒと遷移金属（Co、Fe）
の金属間化合物マトリツクス永久磁石、特に希土
類成分の少ないCu置換型R₂Co₁₇系マトリツクス
磁石に関するものである。マトリツクス磁石は
RCo₅（1/5）系、R₂Co₁₇（2/17）系をとわず、焼
結磁石と比較して密度が低く、得られる磁気特性
も低い。しかしながら磁場中成形後、焼結、加工
等を必要とせず成形体をそのまま製品化できると
ころに特徴がある。さらに成形の際には射出成
形、圧縮成形、押出し成形等の技術により複雑な
形状のものを安価に製造することが可能であり、
焼結磁石とは異なつた広い応用が期待できる。特
にCu置換型R₂Co₁₇系マトリツクス磁石は希土類
コバルトマトリツクス磁石の中でも高特性が得ら
れており、組成的にも希土類成分が少ないことか
ら従来より希土類コバルトマトリツクス磁石の欠
点であつた酸化に対する安定性も比較的良好であ
る。又Cu置換型R₂Co₁₇系永久磁石はその保磁力
機構が微細析出物による磁壁の“pinning”であ
ることから ₁Hcの磁粉の粒度依存性がきわめて
小さい。この様な性質はマトリツクス磁石として
非常に有利である。しかしながら従来Cu置換型
R₂Co₁₇系マトリツクス磁石の磁粉の製造方法は
まず溶解によりインゴツトを作成し、次にインゴ
ツトの均質化、溶体化を行なうため高温（1100〜
1200℃）に数時間保持した後急冷（oilあるいは
Arガス気流中）している。急冷したインゴツト
は次に保磁力を得る目的で時効処理を施こし粉砕
後粒度調整しマトリツクス磁粉としている。以上
の様にインゴツトの溶体化を必要としその後急冷
をするため、均質な磁粉を得るにはインゴツトの
大きさ、量に限度があり大量のインゴツトを処理
するには均質な磁粉が得られない欠点が生じてい
た。本発明はCu置換型R₂Co₁₇系マトリツクス磁
石の上記欠点を解消するために成されたもので合
金溶湯を超急冷することにより粉末を得てさらに
時効処理を施こした均質な磁粉を得る永久磁石の
製造方法を提供することを目的とするものであ
る。すなわち、各元素を溶解し、合金化した溶湯
をノズルから高速回転するロール面上に噴出させ
均質な超急冷粉末を得る方法でこの粉末が超急冷
により高温での溶体化状態を常温に持ちきたして
いるわけで、マトリツクス磁石の磁粉として使用
するにはこの粉末に時効処理を加えれば良いとい
うことである。なお超急冷を行なう場合、合金溶
湯および粉末が酸化しないように真空あるいは不
活性ガス雰囲気で行なう必要があり、ロールの材
質としては熱伝導性の良いCu、Feおよびそれら
の合金が適当である。又超急冷の速度は合金溶湯
の噴出温度および圧力、ロールの回転速度等の条
件により変化し、速い方が望ましいが、10³℃／
sec以上で有効である。その他アモルフアス金属
粉末作製方法であるガスアトマイズ法、セントリ
フユーガル・アトマイズ法、双ロール法、メル
ト・スピニング法等の応用も可能であり、急冷す
るのに効果のある非金属元素B.P.C.Si等を添加す
ることもある。 この粉末は以下時効処理、粒度調整、バインダ
ーとの混合、磁場中成形、磁場中射出成形、磁場
中押出し成形等の固化の工程によつて本発明のマ
トリツクス磁石は製造される。時効処理は合金組
成により多様に変化する。一般には多段時効、連
続時効等が用いられるが組成によつては一段の時
効でも充分である。ＲとしてSmを用いる場合多
段時効、連続時効の開始温度は800〜900℃が選ば
れSmの一部をCeで置換していくと時効開始温度
は低下する。時効は400℃までで充分であり、通
常400℃までの多段時効ないし連続冷却が用いら
れる。粒度調整については本合金系の場合広い範
囲の粒度の粉末の利用が可能であり超急冷粉末粒
度は溶湯噴出ガスの温度、圧力やロール回転速度
により変化し、上記条件を選ぶことによりそのま
まの粒度でも使用可能である。しかし充填率をあ
げるため粒度の異なる粉末を混合して用いること
が一般的であるため粉砕はデイスク・ミル、ボー
ルミル、振動ミル等により行なわれる。成形体作
成は粒度調整した粉末を磁場中成形後バインダー
を含浸する方法およびあらかじめバインダーと粉
末を混合しておき、磁場中成形後バインダーを固
化する方法とがある。 本発明に用いられる合金は、Ｒ（C_p1-x-y-zFe_x
Cu_yM_z）Ａである。ここでＲはSm、Ceを中心と
した希土類金属の１種又は２種以上の組みあわせ
であり、ＭはSi、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Ｖの
１種又は２種以上の組みあわせである。又0.01≦
ｘ≦0.40、0.02≦ｙ≦0.25、0.001≦ｚ≦0.15、6.5
≦Ａ≦8.5である。Fe置換量ｘが0.01未満の場合
飽和磁化の増加が期待できず、0.40を超える場合
は飽和磁化は増加するものの、角型、 ₁Hcが低
下する。Cu置換量ｙが0.02末満の場合充分な析出
硬化が進行せず、 ₁Hcが得られない。0.25を超
える場合飽和磁化が減少してしまう。添加元素量
ｚが0.001末満の場合 ₁Hcの改善が見られず、
0.15を超える場合飽和磁化の減少が著しい。Ａの
値を5.5から8.5に限定した理由は5.5末満にすると
飽和磁化が小さくなりすぎ、充分な特性が得られ
ない。又8.5を超える場合溶解インゴツトにデン
ドライトが出やすくこの異相によつて ₁Hcが低
下する。 本発明におけるバインダーとしてはエポキシ樹
脂が使用可能であるが、特に熱安定性のすぐれた
ジアミド類およびフエニール樹脂を硬化材として
用いたエポキシ樹脂が好適である。さらにエチレ
ン酢酸ビニール共重合体、変性ポクオレフイン系
樹脂、低融点ポクアミド樹脂等も使用できる。 以下、添加元素Ｍの代表例としてSi、Ti、Zr、
Hf、Nbについて実施例で示すが、Ta、Ｖにつ
いても本発明の効果は変わらない。 実施例 １ Sm（Co_0.688Fe_0.2Cu_0.1Hf_0.012）_7.0なる合金をAr雰
囲気において高周波加熱によりルツボ中で溶融し
1450℃でこの溶融液を下のノズルから噴出させ双
ロール型のアトマイズ法にて急冷粉末を作製し
た。ロール回転数は双ロールが6000r.p.m、急冷
ロールが3000r.p.mとした。ここで得られた急冷
粉末を次に時効処理を行なつた。用いたパターン
は800℃×2Hr保持後1.3℃／minの速度で400℃ま
で徐冷し、400℃×8hrs保持するというものであ
る。時効処理の終了した粉末の粒度はデイスク・
ミルにより粒度を150μ以下に調整後エチレン酢
酸ビニールアルコール共重合体と混練し縦磁場中
で圧縮成形した。金型の温度は100℃である。成
形圧は10ton／cm²であり、配向磁場は8KOeであ
る。得られた成形体の磁気特性を表１に示す。な
お比較のため従来法で作製した同一組成のマトリ
ツクス磁石の磁気特性を示す。（粉末粒度、使用
した樹脂、成形圧力、配向磁場強度の条件は同一
である。）

【表】 これら磁石を100℃×2000hrs保持後、磁束の減
少率（％loss）を調べた。試料形状は10φ×7t（Ｐ
＝−２）である。 本発明法では3.1％、従来法では9.5％であつ
た。本発明法による磁粉が均質であるため％loss
が改善されていることがわかる。 実施例 ２ 実施例１と同様の方法により表２に示す６種の
合金急冷粉末を作製し、続いて750℃〜850℃×
10hrs保持後１℃／minで400℃まで徐冷した。こ
れらの処理を施こした粉末の粒度を調整し125
〜250μと＜44μの２サイズ準備した。サイズ
75％、サイズ25％およびシランカツプリング材
1wt％を混合し、20KOeの磁場中で横磁場成形し
た。成形体に耐熱性レジンISOXレジン（日立商
品名）を真空中含浸した。使用した合金および得
られた磁気特性を表２に示す。

【表】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｒ（Co_1-x-y-zFe_xCu_yM_z）Ａ（ここでＲはSm、
   Ceを中心とした希土類金属の１種又は２種以上
   の組合せであり、ＭはSi、Ti、Zr、Hf、Nb、
   Ta、Ｖの１種又は２種以上の組合せ、0.01≦ｘ
   ≦0.40、0.02≦ｙ≦0.25、0.001≦ｚ≦0.15、5.5≦
   Ａ≦8.5）で示される組成を有する合金溶湯を超
   急冷することにより粉末を作製し次に時効処理を
   施した後、バインダーと混合し、磁場中で配向お
   よび圧縮成形したことを特徴とする永久磁石の製
   造方法。 ２ 上記粉末を磁場中配向および圧縮成形した
   後、バインダーを含浸することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項記載の永久磁石の製造方法。