JPS6399503A - 高分子複合型希土類磁石の製造方法 - Google Patents

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、いわゆるゴム磁石やプラスチック磁石を典型
とした高分子複合型磁石の製造方法に関し、特にＮｄ−
Ｆ’ｅ−１３系永久磁石を代表とする希土類金属（Ｒ）
と遷移金属（Ｔ）とホウ素（Ｂ）を主成分としてなるＲ
２Ｔ、４Ｂ系の希土類磁石粉末と高分子樹脂とを複合し
て得られる高分子複合型希土類磁石の製造方法に関する
ものである。

〔従来の技術〕

Ｒ−Ｆｅ４系磁石の製造方法については、２つの方法に
大別される。ひとつは、溶解している合金を超急冷させ
る際に、適度に析出した微細結晶粒（一般には０，０５
〜０．１μｍ程度）を含むように、急冷速度を調整して
得られた液体急冷微細結晶化薄帯を作製した後、これを
高分子樹脂等と複合したり、ちるいは高温中で加圧成形
して得られる液体急冷型磁石である。一方は、溶解して
得られた結晶化（結晶粒子は１０μｍ以上）した磁石合
金のインゴットを微粉砕し、磁場中成形後、焼結して製
造される焼結型磁石でちる。後者の製法は、前者に比べ
異方性化がはかられるので、高い磁石特性を得るのに適
している。

一方、高分子複合型磁石は、高分子樹脂中に磁石粉末を
分散させたものであり、鋳造磁石や焼結磁石等には見ら
れない種々の特徴１例えば２弾力性や加工容易性を備え
ており、■々の方面に用いられている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

１〜かしながら、高分子複合型磁石は、磁石粉末と非磁
性の樹脂とで形成されているため、焼結磁石に比べ、磁
石特性が低いという欠点を有している。そのため１通常
は磁石粉末を磁界中で配向させる等の異方性化により、
高い磁石特性を達成しようとしている。しかしながら、
これ壕で得られている微細結晶化しｆ′ｒ、Ｒ２・Ｔ、
４・Ｂ系液体急冷薄帯は。

結晶の磁化容易方向が無秩序となっているため。

磁場配向等による異方性化は困難であった。１７たがっ
て、高い磁石特性を達成することができない欠点がある
。

一般に、液体急冷型磁石に用いる合金粉末は。

Ａｒ等の不活性雰囲気中で、高周波等によって溶解した
合金を、高速回転し５ているＦｅやＣｕ製ロールに噴射
１〜．厚さ数十μｍ程度の、薄帯を粉砕して得ている。

このロールの回転数を変化させろことにより、溶解１〜
だ合金の一〇却速度が制御できる。この時、最も高い磁
石特性の得られる急冷薄帯は００５〜０．１１ｚｍ程度
の微細な結晶粒子からなっており。

ロールの周速度は２０　ｎ１／ｓｅｅ程度の極めて制限
された範囲で得られている。この急冷湖五１を［」的に
応じて数〜数百Ｊｉｍ程度の粒子に粉砕１〜／（二後、
高分子樹脂と複合化している。このとき、粉末粒子は多
数（数寸個以上）の微細結晶粒からなっており。

これら結晶粒子の磁化容易方向はそれぞれ無秩序になっ
ている。したがって、こ汎粉末を磁場中成形等の処理を
行なっても、磁石を異方性化するととは困難である。

そこで２本発明渚は、上記欠点に鑑み神々実験を重ねた
結果、液体急冷非晶質合金薄帯を熱間ロール圧延しなが
ら結晶化した後、これを粉砕Ｉ−２゜磁場中成形するこ
とにより、異方性化が達成され。

高い磁石特性の得られることを発見１７た。

尚本発明において、液体急冷非晶質薄帯の熱間ロール圧
延温度は１組成によっても異なるが（例えば合金の融点
や、結晶化温度によっても異なる。）。

４５０℃から１１００℃の範囲が望ましい。４５０℃以
下ではロール圧延時の結晶化速度が著しく減少するため
に、磁石の異方性化と磁石の硬質磁気特性化が不十分と
なり、高い磁石特性が得られない。

一方、１１．００℃以−Ｌでは２合金の流動性が大きく
なり、ロール圧延による結晶粒の配向効果が著しく低下
するためである。また、８５０℃以上で熱間ロール圧延
した場合に組成によって１）（ｃの減少が顕著となるこ
とがある。その場合、熱間ロール圧延後５００℃〜７５
０℃程度の温度で、熱処理すると高いＩＨＣを有した磁
石粉末とすることができる。

熱間ロール圧延による圧縮率 関係は、圧縮率約７０チ捷では磁石特性は著しく向」ニ
するが、それ以」−の圧縮率では特性向上の伸び率が減
少する傾向を示す。

〔問題点を解決する手段〕

本発明によれば、　Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂを主成分と１−て含
有するＲ２Ｔ、４Ｂ系の成分からなる高分子複合型希土
類磁石（ここでＲはＹ及びＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔ
ｂ、Ｄｙ。

ＨＯ＠の希土類金属、ＴはＡ／、及びＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ
、Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属をあらわす）の製造方法にお
いで。

Ｒ２Ｔ１４Ｂ系非晶質合金を、熱間圧延して結晶化合金
とした後、該結晶化合金の粉末に高分子樹脂を混合し、
磁界中で成形することを特徴とする高分子複合型希土類
磁石の製造方法が得られる。

〔実施例〕 本発明に係る実施例について説明する。

実施例１ 純度９５　ｗｔ％のＮｄ　（残部はＣｅ、Ｐｒを主体と
する他の希土類元素）、フェロボロン（Ｂ純分約２０ｗ
ｔ％　）及び電解鉄を使用ｌ、　、　Ｎｃｌが２８．Ｏ
ｗｔ％　、　Ｂが１．　ｏ　ｗｔ係、残部Ｆｅとなるよ
うに、　Ａｒ雰囲気中で。

高周波加熱により溶解し２合金インー１゛、ｙ　トを得
７’ｉ−，。

次に、このインゴットを使用して、　Ａｒ雰囲気中で高
周波加熱により再溶解１〜た後２周速度約５０ｍ／　Ｒ
ｅ　ｅの銅製ロールに噴射し２片ロール法により幅約５
　ｍｎ　、厚さ５０１１ｍの非晶質合金薄帯を得た。、
次に、この非晶質合金薄帯を７００℃で熱間ロール圧延
して結晶化させ、５〜５０μｍの厚さとした。この時、
析出した結晶の粒子径は０５μｍ以下であった。各厚み
の合金について粗粉砕した後。

ボールミルを用いて、平均粒径約１５μｍに粉砕した。

図に示すとおり、これらの磁石粉末に、エポキシ樹脂を
２５　ｖｏ１％混合した後、　２５　ＫＯｅの磁界中３
　ｔｏｎ／ｃｍの圧力で成形した。これを１１０℃で１
時間保持した後、　、３０　ＫＯｅの磁場を印加して、
磁石特性を測定した。

その結果、非晶質合金薄帯を熱間ロール圧延しなから０
を越える圧縮比で結晶化することにより。

磁石特性は著しく向上していることが認められる。

実施例２ ５　ｗｔ％のＣｅ、　１５　ｗｔ％のＰｒ　、残部Ｎｄ
　（ただし。

他の希土類元素はＮｄとして含めた。）からなるセリウ
ムジジムに対し、　１０　ａｔ％のＤｙを置換元素とし
て添加し、フェロボロン、電解鉄、電解コバルトを使用
し、実施例１と同様にして、Ｒ（希土類元素）が２８．
５　ｗｔ％　、　Ｂが１．０　ｗｔ％　、　Ｃｏが７ｗ
ｔ％。

残部Ｆｅの組成を有するインゴットを得た後２幅約５閣
、厚さ５０μｍの非晶質合金薄帯を作製した。

次に、この合金薄帯を７５０℃で熱間ロール圧延して結
晶化し、厚さを約３０μｍ（圧縮率４０チ）とした。こ
の時析出した結晶の粒子径は１μｍ以下であった。これ
を実施例１と同様にして、平均粒径約１０μｍに粉砕し
た。

次に、この磁石粉末にプリエチレンを４０　ｖｏ１％混
合した後、約１００℃にて、　２０　ＫＯｅの磁界を印
加しながら、金型中に射出成形し、高分子複合磁石を得
た。この試料に３０　ＫＯｅの磁場を印加して測定した
磁石特性を、圧延率０％の試料（厚さ５０μｍ）と比較
して表に示す。その結果、熱間ロール圧延しながら結晶
化することにより、磁石特性は著しく向上していること
が認められる。

社１弦日 以上の実施例で示されたように、液体急冷型磁石の中で
も高分子複合磁石を製造する方法において、磁石成分を
有する非晶質合金を、圧縮率が０を越えるように熱間ロ
ール圧延しながら結晶化した後、該粉末を高分子樹脂と
混合し、磁場中で成形することにより、高い磁石特性が
得られる。

実施例では、磁石粉末と高分子樹脂を混合した後、磁場
中成形する方法についてのみ述べたが。

本発明は異方性化した粉末を利用して、異方性磁石を得
るものであり２例えば磁場中成形後、高分子樹脂を含浸
しても２本発明に含まれることは容易に推察できる。ま
た、異方性化の方法としては。

磁場中成形ばかりでなく１例えば粉末粒子を扁平な形状
（これはロール圧延後の厚さと粉砕粒子径によって制御
できる。）として、その形状異方性を利用した成形法に
ついても適用できる。

実施例では、非晶質合金薄帯を熱間ロール圧延する方法
についてのみ述べたが２本発明は非晶質合金薄帯が結晶
化する温度で加圧変形させることにより、異方性化を向
上させるものであるので。

熱間プレス圧延等でもよく、熱間圧延であれば。

本発明の範囲に含まれることは容易に推察できる。

また、磁石成分としては、　Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系、　Ｎｄ
−Ｃｅ−Ｐｒ・Ｄｙ−Ｆｃ”Ｃｏ−Ｂ系についてのみ述
べたが、　Ｎｄの一部をＹ及び他の希土類金属例えば、
　Ｇｄ、Ｔｂ、Ｈｏ等で置換したり、　Ｆｅの一部をＡ
ｌ及び他の遷移金属例えば。

Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ等で置換したりＢの一部をＳｔ
、Ｃ等で置換しても、非晶質合金の組成がＮｄ、Ｆｅ、
Ｂを主な成分の一部としてお、ａ、−ｔだ磁石の化合物
系でＮｄ２Ｆ８１４Ｂで代表されるよりなＲ２Ｔ１４Ｂ
が磁性に寄与しているものであれば９本発−〇効果が十
分に期待できるものであることは容易に推測できる。

なお２本発明は、使用原料、製造工程よシ含有。

混入する不可避元素については十分に許容できるもので
ある。

〔発明の効果〕

以上の説明のとおり２本発明によれば、Ｒ２Ｔ１４Ｂ系
成分からなる非晶質合金薄帯を圧縮率０以上に熱間圧延
を施すことにより１合金薄帯の厚みを小さくしつつ合金
薄帯を結晶化し、その後、結晶化した合金薄帯を微粉砕
１−で磁石粉末にし、得られた磁石粉末に高分子樹脂を
混合し、これを磁場中成形することにより、異方性が高
く磁石特性の良好な高分子複合型希土類磁石を提供する
ことができる。

質合金薄帯の圧延率と高分子複合磁石との特性（（ＢＨ
）ｍａｘ　＋　Ｂｒ　＋　Ｉ）（ｃ　）の関係を示す相
関図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｎｄ、Ｆｅ、Ｂを主成分として含有するＲ＿２Ｔ＿
   １＿４Ｂ系の成分からなる高分子複合型希土類磁石（こ
   こでＲはＹ及びＣｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、
   Ｈｏ等の希土類金属、ＴはＡｌ及びＣｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、
   Ｃｏ、Ｎｉ等の遷移金属をあらわす。）の製造方法にお
   いて、Ｒ＿２Ｔ＿１＿４Ｂ系非晶質合金を、熱間圧延し
   て結晶化合金とした後、該結晶化合金の粉末に高分子樹
   脂を混合し、磁界中で成形することを特徴とする高分子
   複合型希土類磁石の製造方法。