WO1992013353A1 - Aimant a base de terres rares, de fer et de bore et a base de terres rares de fer, de cobalt et de bore ayant des proprietes anisotropes - Google Patents
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Description
明 細 害 希土類一 F e - B 系お よ び
希土類一 F e - C o — B 系異方性磁石 技 術 分 野
本発明 は、 優れた磁気的異方性を有 し、 かつ保磁力 の温度係 数が小 さ い R (但 し、 R は Y を含む希土類元素の う ち少な く と も 1 種を示す） ー ？ 6 - 8 系ぉ ょ び 1¾ ー ？ 6 - （： 0 - 8 系異方 性磁石に関す る も のであ り、 さ ら に詳細 に は、 ホ ッ ト ブ レ ス成 形体ま た は熱間静水圧 プ レ ス成形体か ら な る 異方性磁石に関す る 背 景 技 術
特開平 1 — 1 3 2 1 0 6 号公報に は、 R - F e - B 系母合金 を水素処理す る こ と に よ り 得 ら れた R — F e 一 B 系永久磁石粉 末、 お よ び R - F e - C o — B 系母合金を水素処理す る こ と に よ り 得 ら れた R - F e 一 C o — B 系永久磁石粉末が記載さ れて い る。
上記 R — F e - B 系永久磁石粉末 は、 強磁性相であ る R s F e 14 B 型金属間化合物相 （以下、 R 2 F e ！ 4 B 型相と い う ） を主相 とす る R — F e — B 系母合金を原料 と し、 こ の母合金原料を所 定の温度範囲の H 2雰囲気中で熱処理 して R H Xと F e 2 B と 残部 F e の各相に相変態を促 し た後、 脱 H 2工程で H 2を原料か ら取
り 去 る こ と に よ り、 再び強磁性相であ る R 2 F e 14 B 型相を生成 さ せた も ので、 そ の結果得 ら れた R — F e — B系永久磁石粉末 の組織は、 平均粒径： 0. 0 5 〜 3 / m の極めて微钿な R 2 F e B 型相の再結晶組織を主相と した集合組織 とな っ ている。 ま た、 上記 R — F e — C o — B 系永久磁石粉末 も 同様に、 強 磁性相であ る R 2 ( F e, C o ) 14 B 型金属間化合物相 （以下、 R a ( F e, C o ) 14 B 型相 と い う ） を主相 とする R — F e — C o — B 系母合金を原料 と し、 こ れを上記 R — F e — B 系の場合 と同様に処理 した も ので、 平均粒径： 0. 0 5 〜 3 01の柽め て微細な R 2 ( F e, C o ) t 4 B 型相の再結晶組織を主相と した 集合組織 と な っ てい る。
上記 R — F 6 — 8系ぉょ び 11 ー ？ e - C o - B 系永久磁石粉 末は、 ホ ッ ト ブ レ ス し て ホ ッ ト ブ レ ス成形体 と し ただ けで は十 分な磁気的異方性が得 ら れないため に、 特開平 2 - 3 9 5 0 3 号公報に記載 さ れてい る よ う に、 上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体に さ ら に熱間圧延な どの熱間圧延加工を施 し て圧延組織と する こ と によ り、 R 2 F e i4 B栢あ る いは R 2 ( F e, C o ) i 4 B型相の 結晶粒の C軸を E向さ せ、 磁気的異方性を向上さ せていた。
しか し なが ら、 ホ ッ ト ブ レ ス成形体を さ ら に熱間圧延 して得 られた R — F e - B系およ び R — F e — C o — B 系圧延磁石は、 優れた磁気的異方性を有す る も の の、 水素処理す る こ と に よ り 得 ら れた上記 R - F e - B 系お よ び R - F e 一 C o一 B系永久 磁石粉末をホ ッ ト ブ レ ス し たま ま の磁石に比べ、 保磁力の温度 係数が増大 し て し ま い、 こ れら圧延磁石をモータ 等に組み込ん
だ場合に は、 温度の変化に よ っ てモ ータ 等の性能が変化 し、 安 定性に欠 け る な どの問題があ つ た。
ま た、 上記 R — F e - B 系お よ び R — F e — C o — B 系圧延 磁石では、 部位に よ る 加工率のば ら つ き が磁気異方性のば らつ き を も た らすため、 そ れを防止す る には、 熱間塑性加工の工程 が複雑化せ ざ る を得な か っ た。
そ こ で本発明者等は、 上記保磁力の温度係数の増大 は ホ ッ ト プ レ ス成形体を熱間圧延す る こ と に よ り 発生す る も のであ る と の観点か ら、 熱間圧延す る こ と な く 磁気的異方性の優れた磁石 が得 られ る な ら ば、 保磁力 の温度係数の増大は発生 し ない と の 認識を も と に研究を行な い、 本発明の R — F e — B 系およ び R 一 F e - C o - B 系異方性磁石を得 る に至 っ た。 発 明 の 開 示
本発明 に係 る第 1 の異方性磁石は、 R : 1 0 〜 2 0 原子％、 B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに G a， Z r およ び H i の う ち 1 種 ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％を含有 し、 残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成のホ ッ ト プ レ ス成 形体ま た は熱間静水圧 プ レ ス成形体 （以下、 H I P 成形体 と い う ） であ る R - F e — B 系異方性磁石であ っ て、 上記ホ ッ ト プ レ ス成形体ま た は H I P 成形体 は、 正方晶構造を と る R s F e i 4 B型金属間化合物を主相 と し た平均粒径： 0. 0 5 〜 2 0 z m の寸法を有す る結晶粒の集合組織を有 し、 かつ上記集台組織を 構成す る 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個々 の結晶粒は、 そ の最
短粒径 a と最長粒径 b の比 b / a の値が 2 未銪であ る こ と を特 徴と して いる。
こ の第 1 の異方性磁石は、 保磁力の温度係数が小さ く、 従来 の圧延磁石に比べて場所に よ る磁気異方性の ばら つ き も ほ と ん どな く、 耐食性 も優れてい る。
ま た、 こ の第 1 の R — F e — B 系異方性磁石は、 結晶粒集合 組織を有する ため に、 R 2 F e 14 B 型化合物組成付近、 すなわち R 1 1.8F e ba i B 5. 9 (原子％ ) 組成付近で もす ぐれた磁気異方 性と高保磁力を有する。
上記第 1 の R — F e'— B 系異方性磁石の組成に、 A l , V お よび S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 1 〜 2. 0 原子％を さ ら に添加 し て も よ い。 その場合に は、 最大エ ネ ルギ 一積がさ らに向上 し、 一層顕著な磁気的異方性を示す と と も に、 保磁力温度係数 も小さ く な る。
次に、 上記の R — F e - B系異方性磁石の製造方法を説明す る。 ま ず、 G a, Z r， H f を含有する所定の成分組成を有す る R — F e — B 系母合金、 あ る いは こ の合金に さ ら に A 1 , V， S i を含有す る所定の成分組成か ら な る R — F e 一 B 系母合金 を製造す る。
次いで、 上記 R — F e - B 系母合金を水素ガス雰囲気中で昇 温 し、 温度： 5 0 0 〜 ： 1 0 0 0 て、 水素ガ ス棼囲気中 ま た は水 素ガス と不活性ガ ス の混合雰囲気中で熱処理 した後、 温度： 5 0 0 〜 1 0 0 0 °C、 水素ガ ス圧力： l T o r r 以下の真空雰囲 気ま たは水素ガ ス分圧： 1 T o r r 以下の不活性ガス雰囲気に
な る ま で脱水素処理 し、 冷却す る こ と に よ り す ぐ れた磁気異方 性お よ び耐食性を有す る R — F e - B 系永久磁石粉末を得 る。
上記熱処理を行 う 前に上記 R - F e - B 系母合金を温度： 6 0 0 〜 1 2 0 0 °Cで均質化処理す る 工程、 お よ び上記脱水素処 理の後に温度： 3 0 0 - 1 0 0 0 でで熱処理する工程を付加す る こ と に よ り、 一層優れた磁気的異方性お よ び耐食性を有す る R — F e - B 系永久磁石粉末を製造する こ と がで き る。
上記の よ う に し て製造 さ れた R — F e 一 B 系永久磁石粉末の 組織は、 粒内お よ び粒界部に不純物や歪がな い、 R 2 F e ！ < B 型 金属間化合物相の再結晶粒が集合 し た再結晶集合組織か ら構成 さ れて い る。 こ の再結晶集合組織を構成す る 再結晶粒の平均結 晶粒怪は 0 . 0 5 〜 2 0 mの範囲内に あれば十分であ る が、 単磁区粒径の寸法 （約 0 . 3 m ) に近い 0 . 0 5 ~ 3 ΓΠ の 範囲内に あ る こ と が一層好 ま し い。
上記寸法を有す る個 々 の再結晶粒 は、 最短粒径 a と 最長粒径 b の比が b / a < 2 の形状を有す る こ と が好 ま し く、 こ の形状 を有す る再結晶粒 は個 々 の粉末の組織の全再結晶粒の 5 0 容量 %以上存在す る こ とが必要であ る。 上記最短粒径 a と 最長粒径 b の比 b / a が 2 よ り 小 さ い再結晶粒の形状を有す る こ と に よ り、 R — F e — B 系永久磁石粉末の保磁力が改善 さ れ る と と も に 2 5 eC ~ 1 0 0 °Cに お け る保磁力の温度係数 a i H c がー 0 . 6 % / °C よ り 小 さ く な る。
次に、 上記 R - F e - B 系永久磁石粉末を磁場中成形 し て圧 粉体 と し た後、 こ の圧粉体を温度： 6 0 0 て〜 9 0 0 °Cで ホ ッ
ト ブ レ ス ま た は H I P を行 う こ と に よ り、 上記 R — F e — B 系 永久磁石粉末の優れた特性をそ の ま ま維持 し た R - F e 一 B 系 異方性磁石を製造する こ と がで き る。 ま た、 ホ ッ ト ブ レ ス ま た は H I P の後、 必要に応 じ て 3 0 0 で〜 1 0 0 0 でで熱処理す る こ と に よ り、 保磁力を向上さ せ る こ と がで き る。
上記圧粉体を通常の焼結方法で焼結す る と、 焼結温度は一般 に高いた め に、 R - F e 一 B系永久磁石粉末の微細な再結晶粒 が成長 し て大 き な锆晶粒と な り、 磁気特性、 特に保磁力が低下 して好ま し く ない。 し たが っ て本発明の R — F e — B 系異方性 磁石を製造す る方法と して通常の焼結法を採用す る こ と は好ま し く な く、 比較的低温で焼結す る こ と の で き る ホ ッ ト ブ レ ス法 ま た は H I P 法を採用 し、 結晶粒の成長を抑制す る必要があ る。 ま た、 磁気異方性の付与は磁場中成形で行 う ため、 ホ ッ ト ブ レ ス ま たは H I P の後に熱間塑性加工を行 う 必要は な い。
こ の第 1 の R - F e - B 系異方性磁石の成分組成、 平均結晶 粒径およ び結晶粒の形状を上記の よ う に頃定 した理由 は次の通 り であ る。
( a ) R
R は、 N d, P r, T b, D y, L a, C e, H o, E r, E u， S m, G d, T m, Y b, L u お よ び Yの う ち 1 種ま た は 2 種以上の元素を示 し、 一般に N d を主体 と し、 こ れに そ の 他の希土類元素を添加 し て用い られ、 特に、 T b， D y およ び P r は保磁力 i H c を向上 させ る効果があ る。 R の含有量が 1 0 原子％ よ り 低い、 あ る い は 2 0 原子％よ り 高い と異方性磁石
の保磁力が低下 し、 優れた磁気特性が得 ら れない。 し たが っ て、 R の含有量は 1 0 〜 2 0 原子％ に定めた。
( b ) B
B の含有量が 3 原子％ よ り 低 く て も、 ま た 2 0 原子％よ り 高 く て も異方性磁石の保磁力が低下 し、 優れた磁気特性が得 られ ないので、 B 含有量は 3 〜 2 0 原子％ と定めた。 B の一部を C, N, 0， P， F の う ち 1 種 ま た は 2 種以上で置換す る こ と も 可 能であ り、 こ れは後述す る 第 2 〜第 4 の異方性磁石で も 同様で あ る。
( c ) G a, Z r お よ び H i
G a , Z r お よ び H i は、 保磁力 を向上さ せ る と と も に優れ た磁気的異方性お よ び耐食性を安定的に付与する 作用 を有す る が、 G a, Z r お よ び H f の う ち 1 種ま た は 2 種以上の合計含 有量が 0. 0 0 1 原子％未満で は所望の効果が得 ら れず、 一方、 5. 0 原子％ を越えて含有す る と磁気特性が低下す る。 し たが つ て、 G a， Z r およ び H f の う ち 1 種ま た は 2 種以上の合計 含有量は 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％ に定めた。
( d ) A 1， V お よ び S i
A 1 , V お よ び S i は、 必要 に応 じて R — F e — B 系異方性 磁石の成分と し て添加 さ れ る。 こ れ ら は保磁力を向上 さ せ る効 果を奏す る が、 A I , V お よ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上 の合計含有量が 0. 0 1 原子％未満では所望の効果が得 ら れず、 —方、 2. 0 原子％を越えて含有す る と かえ っ て磁気特性が低 下す る。
したがっ て、 A l， V およ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上の 合計含有量は 0. 0 1 〜 2. 0 原子％であ る こ と が望 ま し い。
( e ) 平均結晶粒径お よびそ の形状
異方性磁石の組織を構成する結晶粒の平均結晶粒径が 0. 0 5 〃 m よ り小 さ い と着磁が困難にな る の で好ま し く な く、 一方 2 0 m よ り 大き い と 保磁力や ヒ ス テ リ シ ス ルー プの角型性が 低下す る う え、 保磁力 の温度係数が増大す る ので好ま し く な い。 し た が っ て、 平均結晶粒径は 0. 0 5 〜 2 0 m に定めた。 平 均結晶粒径が、 単磁区粒径の寸法 （ 0. 3 m ) に近い 0. 0 5 〜 3 # mであ る と一層好ま し い。 個々 の結晶粒は、 その最短 粒径 a と最長粒径 b の比が a く 2 の形状を有する こ と が好 ま し く、 こ の形状を有する結晶粒が全結晶粒の 5 0 容量％以上 存在する こ と が必要であ る。 上記最短粒径 a と最長粒径 b の比 b / a が 2 よ り 小 さ い結晶粒の形状を有す る こ と に よ り、 R — F e 一 B 系異方性磁石の保磁力が改善さ れる と と も に耐食性 も 向上 し、 さ ら に保磁力の温度係数 も小さ く な る。 したがっ て上 言己個々 の結晶粒の b Z a の値は 2 未满に定めた。 本発明に係 る第 2 の異方性磁石は、 R : 1 0 ~ 2 0 原子％、 B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに、 T i， V, N b, T a, A 1 お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％を含有 し、 残 り が F e およ び不可避不純物か らな る組 成の ホ ッ ト プ レ ス成形体ま たは H I P成形体であ る R — F e - B 系異方性磁石であ っ て、 上記ホ ッ ト プ レ ス成形体ま たは H I
P成形体 は、 正方晶構造を と る R 2 F e , 4 B型金属間化合物を主 相 と し た平均粒径： 0. 0 5〜 2 0 / m の寸法を有す る結晶粒 の集合組锘を有 し、 かつ上記集合組織を構成する 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶粒は、 そ の最短粒径 a と最長粒径 b の比 b Z a の値が 2 未満 と さ れて い る。 こ の第 2 の R — F e — B 系異方性磁石に おいて も、 上記第 1 の異方性磁石 と 同様の優 れた効果が得 ら れ る。
こ の第 2 の異方性磁石を製造す る には、 ま ず T i , V, N b, T a, A 1 お よ び S i の 1 種ま た は 2 種以上を含有す る所定の 成分組成を有す る R — F e — B 系母合金を溶解铸造 し、 こ の原 料を用いて、 後は上記第 1 の異方性磁石 と全 く 同 じ処理を行え ばよ い。
こ の第 2 の異方性磁石の成分組成の う ち R， B、 平均結晶粒 径お よ び結晶粒径の形状を上記の よ う に限定 した理由 は、 前記 第 1 の異方性磁石の場合 と 全 く 同 じ であ る。
T i , V, N b, T a, A 1 お よ び S i に関 し て は、 こ れ ら 元素の 1 種ま た は 2 種以上を R - F e - B 系異方性磁石の成分 に加え る こ と に よ り、 保磁力を向上 させ る と と も に優れた磁気 的異方性およ び耐食性を安定的 に付与す る効果が得 ら れる が、 こ れ ら元素の合計含有量が 0. 0 0 1 原子％未銪であ る と 所望 の効果が得 ら れず、 一方、 5. 0 原子％ を越えて含有する と か え っ て磁気特性が低下す る。 し たが っ て、 T i , V, N.b, T a， A I お よ び S i の う ち 1 種 ま た は 2 種以上の合計含有量は 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％ に定めた。
さ ら に、 こ の第 2 の異方性磁石の場合、 上記組成に加えて C o , N i , C u, Z n, G a, G e, Z r, M o, H i, W O 少な く と も一種を 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％含有 し た場合に も、 優れた磁気的異方性お よ び耐食性が得ら れる。 本発明に係 る第 3 の異方性磁石は、 R : 1 0 〜 2 0 原子％、 C o : 0. ：! 〜 5 0 原子％、 B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに G a, Z r およ び H i の う ち 1 種また は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 - 5. 0 原子％を含有 し、 残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま たは H I P成形体であ る R — F e — C o — B 系異方性磁石であ っ て、 上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶構造を と る R 2 ( F e, C o ) 14 B型金属間化合物を主相と した平均粒径： 0. 0 5 ~ 2 0 m の寸法を有す る結晶粒の集合組織を有 し、 かつ上記集 合組織を構成す る全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶粒は、 そ の最短粒径 a と最長粒径 b の比 b Z a の値が 2 未满 と さ れて い る o
こ の第 3 の異方性磁石 も、 上記第 1 および第 2 の異方性磁石 と同様に、 保磁力の温度係数が小さ く、 従来の圧延磁石に比べ て場所に よ る 磁気異方性の ばら つ き も ほ とん どな く 耐食性 も優 れてい る。 ま た、 結晶粒集合組織を有す る た めに、 R 2 ( F e, C o ) 型化合物組成付近、 すなわち R t l .8 ( F e, C o ) bel B 5.9 (原子％ ) 組成付近で も す ぐれた磁気異方性 と高保磁 力を有す る。
こ の第 3 の異方性磁石の組成に、 A l , V およ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 1 〜 2. 0 原子％ を さ ら に 添加 し て も よ い。 その場合 には、 最大エ ネ ル ギー積が さ ら に向 上す る。
こ の第 3 の R — F e 一 C o - B 系異方性磁石を製造す る に は、 ま ず G a, Z r, H i を含有す る所定の成分組成を有す る R — F e — C o — B 系母合金、 あ る いは こ の合金に さ ら に A l , V, S i を添加 し た所定の成分組成を有す る R — F e 一 C o - B 系 母合金を製造す る。
次に、 こ の R — F e — C o — B 系母合金を水素 ガ ス 雰囲気中 で昇温 し、 温度： 5 0 0 〜 1 0 0 0 て、 水素 ガス 雰囲気中 ま た は水素ガ ス と 不活性ガ ス の混合棼囲気中で熱処理 し た後、 温度 : 5 0 0 〜 1 0 0 0 。C、 水素ガ ス圧力： l T o r r 以下の真空 雰囲気ま たは水素 ガ ス 分圧： 1 T o r r 以下の不活性 ガス 棼囲 気に な る ま で脱水素処理 し、 冷却す る こ と に よ り R — F e - C 0 - B 系永久磁石粉末を製造す る。
上記 R - F e - C o - B 系母合金を上記熱処理を行 う前 に温 度： 6 0 0 〜 1 2 0 0 てで均質化処理す る工程、 お よ び上記脱 水素処理 した の ち温度： 3 0 0 〜 1 0 0 0 てで熱処理する 工程 を付加す る こ と に よ り 一層優れた磁気的異方性お よ び耐食性を 有す る R - F e — C o — B 系永久磁石粉末を製造す る こ と がで き る。
上記の よ う に し て製造 さ れた R — F e 一 C o - B 系永久磁石 粉末の組織は、 粒内お よ び粒界部に不純物や歪がな い、 R 2 ( F
e, C o ) 14 B 型金属間化合物相の再結晶粒が集合 した再結晶 集合組織か ら構成されてい る。 こ の再結晶集合組織を構成する 再結晶粒の平均再結晶粒径 は 0. 0 5 〜 2 0 # m の範囲内にあ れば十分であ る が、 単磁区粒径の寸法 （約 0. 3 m ) に近い 0. 0 5 〜 3 m の範囲内にあ る こ とが一層好ま し い。
上記寸法を有す る個々 の再結晶粒は、 最短粒径 a と最長粒径 b の比が t> / a く 2 の形状を有す る こ と が好ま し く、 こ の形状 を有する 再結晶粒は個々 の粉末の組襟の全再結晶粒の 5 0 容量 %以上存在す る こ とが必要であ る。 上記最短粒径 a と最長粒径 b の比 t» Z a が 2 よ り 小さ い再結晶粒の形状を有す る こ と に よ り、 R - F e 一 C o — B 系永久磁石粉末の保磁力が改善さ れる と と も に 2 5 。C〜 1 0 0 て におけ る保磁力の温度係数 a i H e が— 0. 6 %ノ °C よ り 小さ く な る。
さ ら に、 こ のよ う に し て製造 さ れた R — F e — C o — B 系永 久磁石粉末の再結晶組織は、 粒界相が殆 ど存在 し な い実質的に R 2 ( F e, C o ) 14 B 型金属間化合物相だけか ら構成 された再 結晶集合組琼を有 してい る ため に、 粒界相の無い分だけ磁化の 値を高め る こ とができ る と と も に、 粒界栢を介 し て進行す る腐 食を防止 し、 さ ら に熱間塑性加工に よ る応力歪も存在 しな い こ とか ら、 応力腐食の可能性 も少な く、 耐食性が向上す る。
次に、 上記 R — F e - C o — B 系永久磁石粉末を磁場中成形 して圧粉体 と し、 こ の圧粉体に温度： 6 0 0 。C〜 9 0 0 てでホ ッ ト ブ レ ス ま たは H I P を行う こ と によ り、 上記 R — F e — C o 一 B 系永久磁石粉末の優れた特性をそ のま ま維持 し た R — F
e — C o — B 系異方性磁石を製造す る こ と がで き る。 ま た、 必 要に応 じ て 3 0 0 で〜 1 0 0 0 でで熱処理す る こ と に よ り、 保 磁力を向上 さ せ る こ と がで き る。
上記圧粉体を通常の方法で焼結す る と、 焼結温度は一般に髙 いた めに R - F e - C o - B 系永久磁石粉末の微钿な再結晶粒 が成長 し て大 き な結晶粒 と な り、 磁気特性、 特に保磁力が低下 する ので好ま し く な い。 ま た、 磁気異方性の付与 は磁場中成形 で行 う た め、 ホ ッ ト ブ レ ス、 H I P の後に熱間塑性加工を行 う 必要はな い。
こ の第 3 の異方性磁石の成分組成の う ち、 R、 B、 およ び G a , Z r, Η ί の 1 種ま た は 2 種以上の含有量の限定理由、 な ら びに平均結晶粒径お よ び結晶粒形状を上記のよ う に限定 し た 理由は、 前述 し た第 1 の異方性磁石 と全 く 同様で あ る。
C o の含有量に関 し て は、 異方性磁石の組成に C o を添加す る こ と に よ り、 異方性磁石の保磁力およ び磁気的温度特性 （例 えばキ ュ リ ー点） が向上 し、 し か も耐食性が向上す る 効果を有 す る が、 そ の含有量が 0. 1 原子％未満では こ の効果が得 ら れ ず、 一方、 5 0 原子％を越え る と かえ つ て磁気特性が低下す る ので好ま し く な い。 し たが っ て、 C o の含有量は 0. 1 〜 5 0 原子％ に定めた。 C o の含有量が 0. ：! 〜 2 0 原子％であ る と、 最 も保磁力が高 く な る ので C o : 0. ：！ 〜 2 0 原子％ とす る こ とが一層好ま し い。
ま た、 A l， V, S i の望ま し い含有量範囲の限定理由 は、 前述 し た第 1 の異方性磁石の場合 と 全 く 同 じ であ る。
本発明に係 る第 4 の異方性磁石は、 R : 1 0 ~ 2 0 原子 、 C o : 0. 1 〜 5 0 原子％、 B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに、 T i , V, N b, T a, A l およ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以 上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％を含有 し、 残 り が F e お よび不可避不純物か ら な る組成のホ ッ ト ブ レ ス成形体また は H I P 成形体であ る R — F e — C o - B 系異方性磁石であ っ て、 上記ホ ッ ト プ レ ス成形体ま たは H I P成形体は、 正方晶構造を と る R 2 ( F e, C o ) 型金属間化合物を主栢 と し た平均粒 径： 0. 0 5 〜 2 0 # mの寸法を有する結晶粒の集合組織を有 し、 かつ上記集合組織を構成す る全結晶粒の 5 0 容量％以上の 個々 の結晶粒は、 その最短粒径 a と最長粒径 b の比 b Z a の値 が 2 未满 と さ れて い る。
こ の第 4 の異方性磁石 も、 上記第 1 〜第 3 の異方性磁石 と同 様に、 保磁力の温度係数が小さ く、 従来の圧延磁石に比べて場 所に よ る 磁気異方性の ば ら つ き も ほ とん どな く «食性 も優れて いる う え、 結晶粒集合組織を有す る ために、 R 2 ( F e, C o ) 型化合物組成付近、 すなわ ち R l t.8 ( F e, C o ) „β 1 B 5
.s (原子 組成付近で もす ぐれた磁気異方性と高保磁力を有 する。
こ の第 4 の異方性磁石を製造する に は、 ま ず T i， V， N b, T a， A 1 お よ び S i の 1 種ま たは 2 種以上を含有す る所定の 成分組成を有す る R — F e 一 C o一 B 系母合金を溶解鋅造 し、 こ の原料を用いて、 後は上記第 3 の異方性磁石と 全 く 同 じ処理
を行えばよ い。
本発明の異方性磁石の成分組成の う ち R、 B、 C o、 平均結 晶粒径お よ び結晶粒形状を上記の如 く 限定 し た理由は、 前記第 3 の異方性磁石の場合 と全 く 同 じであ る。 ま た、 T i , V, N b, T a, A 1 お よ び S i の合計量の数値限定理由 は、 前記第 2 の異方性磁石 と 全 く 同 じ であ る。
な お、 こ の第 4 の異方性磁石 は、 N i , C u, Z n, G a, G e, Z r, M o, H f , Wの少な く と も一種を 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％含有 して も、 優れた磁気的異方性お よ び耐食性を 有す る。 実 施 例
次に、 本発明に係る 上記第 1 〜第 4 の異方性磁石を以下の よ う に して製造 し、 性能を検討 し た。
(第 1 の異方性磁石の実施例）
プ ラ ズマ溶解お よ び銬造 して得 ら れた G a, Z r, H f の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含む各種合金ィ ン ゴ ッ ト、 お よ び G a , Z r , Η ί の いずれを も 含ま な い合金ィ ン ゴ ッ ト をそ れぞれァ ル ゴ ン ガ ス棼囲気中、 温度： 1 1 3 0 。C、 2 0 時間保持の条件 で均質化処理 し た のち、 こ れ ら均質化処理ィ ン ゴ ッ ト を約 2 0 m m角 ま で砕いて原料合金 と し た。
上記原料合金を 1 気圧の水素雰囲気中で室温か ら 8 3 0 で ま で昇温 し、 8 3 0 てで 4 時間保持の水素雰囲気中熱処理を施 し、 次いで、 8 3 0 °Cで真空度： 1 X 1 0 - 1 T o r r 以下 にな る ま
で脱水素を行 っ た後、 直ち にア ルゴ ンガス を流入 して急冷 した。 こ の水素処理を終えた後、 ア ル ゴ ン ガ ス 中で 6 5 0 。Cの熱処理 を行 っ た。 得 ら れた原料合金を乳鉢で軽 く 粉砕 し、 平均粒度： 5 0 /z m を有す る R - F e — B 系永久磁石粉末を得た。
こ れ ら R - F e - B 系永久磁石粉末を、 2 5 K O e の磁場中 でブ レ ス成形す る こ と に よ り圧粉体を作製 し、 こ れ ら圧粉体を 温度： 7 2 0 て、 圧力： 1. 5 T o n / c m 2の条件でホ ッ ト ブ レ ス した。 さ ら に これ ら成形体を真空中において 6 2 0 °Cで 2 時間熱処理す る こ と に よ り、 本発明 R — F e - B 系異方性磁石 1 〜 2 6 およ び比較 R — F e — B 系異方性磁石 1 〜 1 2 を得た。 なお、 磁場中成形 した圧粉体は、 E向方向がホ ッ ト ブ レ スの と き の ブ レ ス方向と一致す る よ う に se置 し て ホ ッ ト ブ レ ス し た。
—方、 G a, Z r， H f の いずれを も含ま ない合金イ ン ゴ ッ ト か ら製造さ れた R - F e - B 系永久磁石粉末を真空中で銅製 缶に充填封入 し、 7 2 0 °C に加熱 し て圧延率 8 0 %に な る ま で 数回圧延を行い、 従来 R - F e — B 系異方性磁石 1 を得た。
上記の よ う に して得 られた本発明 R - F e — B 系異方性磁石 1 〜 2 6、 比較 R - F e - B系異方性磁石 1 〜 1 2 お よび従来 R - F e - B 系異方性磁石 1 の成分組成を第 1 表〜第 3 表に示 す。
ま た、 第 1 表〜第 3 表に示さ れる成分組成を有す る本発明 R 一 F e - B系異方性磁石 1 〜 2 6、 比較 R - F e — B 系異方性 磁石 1 〜 1 2 お よ び従来 R — F e — B系異方性磁石 1 につ いて、 平均結晶粒径、 個々 の結晶粒の最長粒怪ノ最短粒径の値が 2 よ
り 小 さ い形状の結晶粒の存在量 （容量％ ) 、 保磁力温度係数 α i H c, およ び磁気特性を測定 し た。 こ れ ら 測定値を第 4 表〜 第 6 表に示す。
上記保磁力温度係数 a i H c は、 2 5 °C に おけ る保磁力 i H c 25お よ び 1 0 0 °Cに お け る保磁力 i H c ， β øを測定 し、 上記保 磁力の差の割合 （ i H c tee- i H c 25) / i H c 25を温度差 7 5 °Cで割 っ た値であ る。
第 1 表〜第 6 表の結果か ら、 本発明の G a, Z r, H i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含む R _ F e - B 系永久磁石粉末を磁 埸中ブ レ ス成形 し て得 ら れた圧粉体をホ ッ ト ブ レ ス し た R - F e - B 系異方性磁石は、 磁気特性、 特に最大エ ネ ル ギ ー積 （ B H ) ，βχお よ び残留磁束密度 B r に優れ、 磁気的異方性 に優れて い る こ と がわか る。
し か し なが ら、 G a， Z r , H f を全 く 含ま な い比較異方性 磁石、 お よ び本発明の条件か ら外れた比較異方性磁石 は磁気特 性お よ び磁気的異方性が低い。 ま た、 本発明異方性磁石は、 圧 延 し て得 られた従来異方性磁石 と比べ、 磁気特性は ほ ぼ同等で あ る も の の、 保磁力の温度係数 a i H e は一 0. 5 % 。 C程度 と格段に小さ い こ と がわか る。
第 1 表
本発明方系性磁石 RB—— 分 組 成 ( 原 子 ％ )
別 計 量
N d D y Τ b F e
G a Z H ί
1 2. 2 0. 3 6. 0 0. 0 1 0. 01 残
1 2. 0 0. 2 6. 1 0. 5 0. 5 残
1 2. 0 0. 5 6. 0 1. 0 1 . 0
1 2. 1 0. 3 6. 0 5. 0 5. 0
1 2. 1 0. 2 0. 2 6. 3 0. 01 0. 01
12. 2 0. 2 0. 2 6. 2 0. 1 0. 1
1 2. 1 0. 2 0. 1 6. 3 1. 0 1. 0
1 2. 1 0. 2 0， 2 6. 3 5， 0 5. 0
1 2. 0 0. 2 0. 2 6. 4 0. 01 0. 01
1 0 12. 1 0. 2 0. 2 6. 5 0. 1 0. 1
1 1. 9 0. 2 0. 2 6. 3 1. 0 1. 0
1 2 12. 0 0. 2 0 , 2 6. 4 5. 0 5. 0
1 3 1 2. 0 0. 3 6. 1 0. 2 0 , 1 0. 3 _ 1 4 1 2. 1 0. 3 6. 0 2. 0 2. 0 4 . 0
残残残残残残残残残残
第 2 表
成 分 組 成 （ 原 子 ％ )
種 別 口¾. き。-ト 1 1
N d D y P r T b B F e
G a Z r H f
本 1 5 12 6 6， o 0. 5 0. 2 0 1 < u 移 7ス 発 1 6 12. 6. 1 0. 5 0. 1 0. 6 残 明 1 7 12. 1 6. 0 0. 5 0. 1 0. 6 残
R 1 8 16. 5 0. 2 6. 1 0. 5 0. 05 0. 55 残
1 1 9 16. 5 0. 2 6. 1 0. 5 0. 05 0. 55 残
F e 2 0 20. 0 7. 0 1. 0 0. 05 1. 05 残 1 2 1 15. 0 8. 0 0. 6 0. 1 0. 7 残 異 B 2 2 17. 0 3. 0 1. 0 0. 1 1. 1 残 方 系 2 3 13. 0 10. 0 0. 1 0. 1 0. 2 残 性 2 4 1 . 0 20. 0 0. 1 0. 1 0. 2 残 磁 2 5 10. 0 7. 0 1. 0 1. 0 ' 残 石 2 6 13. 0 6. 0 1. 0 1. 0 残
第 3 表
成 分 組 成 (原子％ ) 種 別 合 § -卜 釁
N d D y P r T b B F e
G a Z r H f
1 12. 2 0. 2 6. 3 7. 0 7.0 残
2 12. 2 0. 2 一 6. 3 7. 0 一 7.0 残
3 12. 3 0. 2 6. 3 7.！)※ 7.0 残 比較 4 12. 2 0. 4 ― 一 6. 3 3. 0 3.0 6. (！※ 残
R - F e - B 5 12. 2 0. 3 6. 3 3. 5 5. 0 8. 5 残 系異方性磁石 6 12. 2 6. 1 0. 5 0. 5 残
7 16.0 8.0 0. 5 0. 5 残
8 25.0 8.0 0. 1 0. 1 残
9 8.0 8. 0 0. 1 0. 1 残
1 0 16.0 2.0 0. 1 0. 1 残
1 1 14.0 0. 1 0. 1 0. 2 残
1 2 15. 0 8.0 残 従来 R — F e - B 15.0 8.0 残 系異方性磁石 1
(※印は、 この発明の条件を外れた値を示す。 ）
第 4 表 '
第 5表 平 ί¾結晶 敢： κίΐΐίί /敢 iSte 1禾 Μί刀 ¾ fft:
磁 気 特 性 種 別 不 ίΧ <s ·& $S B ¾i "J W ¾!( <ϊ i η C
( m ) o
存在重 容凰％ v>ヽ B r 1 Η c Β Η max
(KG) (KOe) (MGOe)
1 5 0.3 90 -0.49 11.9 13.8 33.5
1 6 0.2 90 - 0.48 12.4 14.0 35.5
1 7 0.2 80 -0.49 12.4 13, 2 35.3
1 8 1.0 60 -0.52 11.0 13.7 25.8
1 9 1.0 50 -0.55 10.5 12.5 22.6 本発明
2 0 0.5 90 -0.54 10.4 10.3 23.5
R - F e — B
2 1 0.5 80 -0.51 12.0 14.8 34.0 系異方性磁石
2 2 0.3 70 -0.51 · 10.3 , 7.6 20.6
2 3 0.5 80 -0.52 11.2 8.8* 24.2
2 4 1.0 90 -0.52 10.2 5.6 19.0
2 5 0.5 80 -0.53 10.1 7.0 18.2
2 6 3.0 90 -0.53 10.8 9.8 21.3
第 6表 平均結晶 最長粒怪 Z最短粒径 磁 気 特 性
種 別 粒怪 < 2 となる結晶粒の a i H c
^ μ m ) 存在量 （容量％ ) ( %/°C ) B r B H ma x
(KG) (MGOe)
1 0. 6 80 -0. 50 9. 1 7. 4 11. 3
2 0. 6 90 -0. 50 9. 7 3. 6 8. 5
3 0. 5 100 9. 5 3. 3 8. 0
4 0. 8 90 -0. 50 9. 5 3. 5 9. 1
5 1. 0 80 -0. 51 9.0 4. 2 8. 2 比較
6 0. 0 90 -0. 41 8. 4 2. 5 ぐ 5
R - F e - B
7 22 90 6. 0 2. 1 <5 系異方性磁石
8 0. 5 90 - 0. 60 8. 3 2. 2 <5
9 0. 3 80 4. 5 0. 5 ぐ 5
1 0 1. 0 90 3. 3 0.8 <5
1 1 1. 0 80 3.0 0. 7 ぐ 5
1 2 0. 5 90 -0. 53 8.0 11. 3 13. 1 従来 R — F e - B 0. 8 ※ -0. 68 11. 8 11. 5 31. 1 系異方性磁石 1
(※印は の発明の条件を外れた値を示す）
一
(第 1 の異方性磁石の他の実施例）
次に、 高周波溶解およ び鋅造 して得 ら れた G a, Z r お よ び H f の う ち 1 種ま たは 2 種以上含ま れる R — F e - B 系合金に、 A 1 , V, S i の う ち の 1 種ま た は 2 種以上を含む成分組成の 各種合金イ ン ゴ ッ ト を作製 し、 こ れ ら ィ ン ゴ ッ ト をそ れぞれァ ル ゴ ン ガ ス雰囲気中、 温度： 1 1 3 0。C、 3 0 時間保持の条件 で均質化処理 したの ち、 こ の均質化処理ィ ン ゴ ッ ト を約 2 0 m m角 ま で砕いて原料合金と した。
こ の原料合金を 1 気圧の水素雰囲気中で室温か ら 8 5 0 °Cま で昇温 し、 8 5 0 でで 3 0 分間保持の水素雰囲気中熱処理を施 し、 ついで 8 5 0 でで真空度： I X l O -! T o r r 以下に な る ま で脱水素を行っ た後、 直ち に A r ガス を導入 し て急冷した。 こ の水素処理の後、 乳鉢で軽く 粉砕 し、 平均粒度： 6 0 ii mを 有す る R — F e 一 B 系永久磁石粉末を得た。
こ れ ら R - F e - B 系永久磁石粉末を磁場中で成形 して圧粉 体を作製 し、 こ の圧粉体を ス テ ン レ ス製容器に真空充塡密封 し た う え、 温度： 7 0 0 。C、 圧力： 1. 8 T o n / c m 2の条件で H I P を施 し、 本発明 R — F e — B 系異方性磁石 2 7 ~ 3 6 お よび比較 R — F e — B 系異方性磁石 1 3 〜 1 5 を作製 した。
上記本発明 R - F e - B 系異方性磁石 2 7 〜 3 6 お よび比較 R - F e 一 B 系異方性磁石 1 3 〜 1 5 の成分組成を第 7 表に示 す。 ま た、 こ れら異方性磁石の平均結晶粒径、 個々 の結晶拉の 最大粒径 Z最短粒径の値が 2 よ り 小 さ い結晶粒の存在量 （容量 % ) 、 前述の測定法に よ る 保磁力温度係数 a i H c、 磁気特性
を測定 し た結果を第 8 表に示す。
第 7 表およ び第 8 表の結果か ら明 らかな よ う に、 G a, Z r, H f の う ち 1 種ま たは 2 種以上： 0. 0 0 1 ~ 5. 0 原子％、 およ び A l， V お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を 0. 1 〜 2. 0 原子％添加 し た異方性磁石では、 最大エ ネ ル ギー積が さ ら に向上 し て一層顕著な磁気的異方性が得 られ、 かつ保磁力 温度係数 a i H e も — 0. 5 %ノ。 C程度に小 さ く な る こ と がわ かる。
第 7 表
(※印は、 この発明の条件を外れた値を示す）
r ¾ ¾ r
第 8表 平均結晶 最長粒径 Z最短粒径 保磁力温度 磁 気 特 性 種 別 粒搔 < 2 となる結晶粒の 係数 a 1 H e
( m ) 存在貴 （容量 ( % / °C ) B r 1 H c B H max
(KG) (KOe)
2 7 0. 2 80 -0.50 11.8 14. 2 31. 5
2 8 0.4 90 -0. SO 12.0 13.8 32. 2
2 9 0. 2 90 -0. 50 12. 1 14.0 33.0
3 0 0. 5 90 -0. 50 12. 2 11.4 35.0 本発明
3 1 0. 1 90 -0.49 12. 3 9. 9 34.8
R - F e - B
3 2 0. 3 100 -0. 50 12. 5 12.0 36. 1 系異方性磁石
3 3 0. 4 80 -0. 51 12. 2 10. 9 34. 5
3 4 0, 2 90 -0. 50 12. 2 10. 2 34. 0
3 5 0. 3 90 -0. 50 12. 5 11.8' 36. 0
3 6 0. 4 90 -0. 50 11. 5 14. 2 31. 3 比較 1 3 0. 5 80 -0. 51 11. 1 12. 1 24. 6
R - F e - B 1 4 0. 5 90 -0. 51 11.0 10. 3 21. 3 系異方性磁石 1 5 0. 4 80 -0. 52 11.0 11. 5 25.0
(第 2 の異方性磁石の実施例）
次に、 本発明に係る第 2 の異方性磁石を以下の よ う に して製 造 し、 性能を検討 した。
プ ラ ズマ溶解 し踌造 して得ら れた T i , V, N b, T a, A 1 およ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含む各種合金ィ ン ゴ ッ ト、 および T i, V, N b, T a， A I お よ び S i のいずれ を も含ま ない合金イ ン ゴ ッ ト を、 それぞれア ル ゴ ン ガ ス雰囲気 中、 温度： 1 1 4 0 て、 2 0 時間保持の条件で均質化処理 し た のち、 こ の均質化処理ィ ン ゴ ッ ト を約 2 0 m m角 ま で砕いて原 料合金と した。
こ の原料合金を 1 気圧の水素雰囲気中で室温か ら 8 4 0 °Cま で昇温 し、 8 4 0 でで 1 時間保持の水素雰囲気中熱処理を施 し、 次いで、 8 3 0 てで真空度： l x l O ^ T o r r 以下にな る ま で脱水素を行 っ た後、 直ち にア ル ゴ ン ガ ス を流入 して急冷 し た。 こ の水素処理を終えた後、 6 2 0 て， 2 時間の熱処理を真空中 で行 っ た。 得 られた原料合金を、 乳鉢で軽 く 粉砕 し、 平均粒度
： 4 0 // mを有す る磁石粉末を得た。
得 られた磁石粉末を、 2 5 K O e の磁場中 ブ レ ス成形す る こ と に よ り 圧粉体を作製 し、 これ ら圧粉体に対 し、 温度： 7 3 0 *C、 圧力： 1. 5 T o n / c m 2の ホ ッ ト ブ レ ス、 あ る いは温度
: 7 0 0 。C、 圧力： 1. 6 t o n c m 2の H I P を施 し、 さ ら に こ れら成形体を真空中において 6 3 0 てで 2 時間熱処理 した。 なお、 磁場中成形 した圧粉体は、 配向方向がホ ツ ト ブ レ ス の と き の ブ レ ス方向 と一致す る よ う に E置 し て ホ ッ ト ブ レ ス し た。
-2'9- こ の よ う に し て製造 し た本発明異方性磁石 3 7 〜 7 8 お よ び 比較異方性磁石 1 6 ~ 2 9 の う ち、 本発明異方性磁石 3 7 〜 6 0 お よ び比較異方性磁石 1 6 〜 2 2 は上記ホ ッ ト ブ レ ス に よ り 製造 し た も の であ り、 本発明異方性磁石 6 1 〜 7 8 お よ び比較 異方性磁石 2 3 〜 2 9 は H I P に よ り 製造 し た も の で あ る。 な お、 密度はすべて 7. 5 〜 7. 6 g Z c m 3と 十分に緻密化 し て いた。
さ ら に比較 の た めに、 T i , V, N b, T a , A l お よ び S i の いずれを も含ま な い合金ィ ン ゴ ッ ト か ら 製造 さ れた R — F e - B 系永久磁石粉末を銅製缶に真空中で充塡封入 し、 7 0 0 でに加熱 して圧延率 8 0 % にな る ま で数回圧延を行い、 従来異 方性磁石 2 を得た。
上記の よ う に し て得 られた本発明異方性磁石 3 7 ~ 7 8、 比 較異方性磁石 1 6 〜 2 9 お よ び従来異方性磁石 2 の成分組成を 第 9 表〜第 1 4 表に示す。
ま た、 各異方性磁石の平均結晶粒径、 個 々 の結晶粒の最長粒 怪ノ最短粒径の値が 2 よ り 小さ い形状の結晶粒の存在量 （容量 % ) . 磁気特性お よ び保磁力の温度係数 a i H e を測定 し、 こ れ ら の測定値を第 1 5 表〜第 1 9 表に示 し た。 保磁力温度係数 i H e の算出方法は前記同様であ る。
第 1 5 表〜第 1 9 表の結果か ら、 T i , V, N b, T a, A 1 お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含む磁場中 ブ レ ス成 形 し た圧粉体に ホ ッ ト ブ レ ス ま た は H I P を施 し てな る本発明 異方性磁石 3 7 〜 7 8 は、 磁気特性、 特 に最大エ ネ ル ギー積 （
B H ) Be xおよ び残留磁束密度 B r が優れてお り、 磁気的異方性 につ いて は圧延によ っ て得 られた従来異方性磁石 2 と 同等以上 の特性を有 し、 さ ら に保磁力の温度係数 a i H e につ いて は従 来異方性磁石 2 よ り も格段に小 さ い こ と がわかる。 しか し、 比 铰異方性磁石 1 6 〜 2 9 に見 ら れる よ う に、 T i , V, N b, T a, A 1 お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上の含有量が本 発明の範囲か ら外れる と磁気的異方性が低下 し、 好ま し く な い。
第 9 表
成 分 組 成 （原子％) 別 合 計 量
N d D y P r T b B F e
T i V N b T a A 1 S i
3 7 12.2 一 0.4 一 6.0 0.01 0.01 残
3 8 12.2 0.3 6.0 0.1 0.1 残 本 3 9 12.2 0.4 S.9 0.5 0.5 残
4 0 12.1 0.4 0.1 6, 1 5.0 5.0 残 明 4 1 12.1 0.2 0.2 6.0 0.01 0.01 残
4 2 12.1 0.3 0.1 6.0 0.1 0.1 残 方 4 3 12.2 0.2 0.2 6.1 1.0 1.0 残 性 4 4 12.2 0.2 0.2 6.1 5.0 5.0 残 磁 4 5 12.2 0.3 0.2 6.0 0.01 0.01 残 石 4 6 12.1 0.3 0.2 6.1 0.3 0.3 残
4 7 12.1 0.2 0.2 6.1 1.0 1.0 残
4 8 12.2 0.2 0.2 5.9 5.0 5.0 残
第 1 0 表
成 分 組 成 (原子％〉
種 別 A. I† 量
N d D V 3 p r B F e
T 1 V N b T a A 1 S i
4 9 12.0 0.3 0.2 - 6.1 - - ― 0.03 ― 一 0.03 残
5 0 12.0 0.3 0.2 ― 6.0 ― ― ― 0.3 0.3 残 本 5 1 12.1 0.3 0.2 6.0 3.0 3.0 浅 発 5 2 12.0 0.3 0.2 5.9 5.0 5.0 残 明 5 3 12.2 0.2 6.0 0.01 0.01 残 異 5 4 12.2 0.2 6.1 0.5 0.5 残 方 5 5 12.2 0.2 6.0 1, 0 1.0 残 性 5 6 12.2 0.2 6.1 4.6 4.6 残 磁 5 7 12.5 6.1 0.05 0.05 残 石 5 8 12.5 6.0 0.5 0.5 残
5 9 12.6 6.0 1.0 1.0 残
6 0 12.5 6.0 4.9 4.9 残
方性磁石
第 1 1 表
成 分 組 成 (原子
種 別 合 計 量
N d D y P r T b F e
T i V N b T a A 1 S i
6 1 12. 3 6. 5 0. 3 1. 5 1.8
6 2 12. 3 6. 5 0. 3 0. 1一 1. 0 1. 2 本 6 3 12. 2 6. 4 0. 1 0.2 0. 5 2.0 2. β"
6 4 12. 3 6. 5 0. 2 0. 3 2.0 1. 5 4.0_ 明 6 5 12. 2 0. 4 6. 5 0. 1 0. 5 2. 5 1.0 4. f
6 6 12. 2 0. 4 6. 4 0. 3 0. 5 0.8 残
12. 2 0. 4 6. 5 0. 1 0. 3 0. 2 0. 2 0.8
6 8 11. 9 0. 4 6. 6 0. 5 0. 5~ 0. 5 1. 5
6 9 12. 0 0. 3 6. 4 0. 1 0. 1 0. 5 0. 5 1. i_
7 0 12. 0 0. 4 6. 5 0. 1 0. 3 0. 3 0. 5 1. 2:
11. 9 0. 4 6. 5 0. 1 0. 1 0. 1 0. 1 0. 1 0. 1 0. 6
残残残残残残残
第 1 2 表
成 分 組 成 （原子％〉
種 別 合 計 貴
N d D y P r T b B F e
T i V Ν b Τ a A 1 S i
7 2 13.0 0.9 6.5 0.3 0.5 0.5 1.3 残
7 3 10.0 7.0 0.2 0.1 1.0 1.3 残 本発明 7 4 14.0 7.2 0.2 0.1 1.0 1.3 残 異方性 7 5 20.0 7.0 0.2 0.1 1.0 1.3 残 磁 石 7 6 16.0 0.5 3.0 0.2 0.5 0.5 1.2 残
7 7 12.4 1.0 10.0 0.3 0.7 1.0 残
7 8 14.0 1.0 20.0 0.1 0.1 0.2 0.5 0.9 残
第 1 3表
(※印は、 この発明の条件を外れた値を示す）
第 1 4表
(※印は、 この発明の条件から外れた値を示す）
方性磁石 第 1 5 表 平 均 最長粒怪 Ζ最短拉径 < 2 保磁力の温度 磁 気 特 性 別
結晶粒怪 と な る結晶粒の存在量 係数 a i H e B r i H c B H max
(容量％ ) ( % / °C ) (KG) (KOe) (MGOe)
3 ί 80 -0. 53 10.4 10.8 24.0
3 8 0.2 90 -0.53 10.8 10.6 25.1 本 3 9 0.5 90 - 0. 51 11.3 9.2 29.6
4 0 0.4 100 - 0. 51 10.2 8.0 23.3 明 1 0.2 90 -0.52 10.1 10.7 22.5
4 2 0.1 80 -0.51 10.5 10.7 25.0
4 3 0.3 90 - 0. 52 10.6 8.8 25.4
4 4 0.1 80 -0. 50 10.0 7.6 23.2
4 5 0.5 90 -0.52 10.6 10.8 26.0
4 6 0.3 100 -0.52 11.7 10.2 31.2
4 7 0.3 80 -0. 50 11.5 9.6 30.2
4 8 0.05 90 -0. 51 10.3 8.0 24.2
i T ¾、
第 1 6 表
^ a2 ^τ ¾、
方性磁石 第 1 7 表 平 均 最長粒径 Z最短粒径ぐ 2 保磁力の温度 磁 気 特 性 別
結晶粒 と な る結晶粒の存在量 係数 a i H e B r 1 H c B H max
(容量％ ) ( ½ / °C ) (KG) ( Oe) (MGOe)
6 1 0. 2 90 - 0. 50 12. 1 12. 5 33. 6 本 6 2 0. 3 80 -0. 49 12. 4 13. 0 34. 8
6 3 0. 3 90 -0. 50 10. 9 12. 2 26. 5 明 6 4 0. 2 80 -0. 52 10. 4 11. 8 24. 3
6 5 0. 5 90 -0. 51 10. 3 12. 6 24. 4
6 6 0. 3 90 -0. 50 12. 5 13. 7 35. 1
6 7 0. 5 80 -0. 50 12. 4 13. 1 34. 5
6 8 0. 3 90 -0. 51 12. 2 12. 8 33. 8
6 9 0. 5 90 -0. 50 11. 5 13. 3 30. 0
7 0 0. 5 90 -0. 51 11. 8 13. 2 31. 2
7 1 0. 5 90 - 0， 51 11. 4 12. 4 29. 6
第 l 8表 平 均 最長粒怪 最短粒怪ぐ 2 保磁力の温度 磁 気 特 性 種 別
結晶粒怪 と な る結晶粒の存在量 係数 i H c B r B H ma x ( / m ) (容量％ ) ( % /で〉 (KG) (MGOe)
7 2 1.0 50 -0.51 11.8 8.6 30.3
7 3 0.1 90 -0.50 10.4 8.5 24.6 本発明 7 4 0.3 90 -0.52 12.1 13.5 33, 6 異方性 7 5 1.0 60 -0.53 10.1 9.1 23.0 磁 石 7 6 0.5 80 - 0.53 10.2 8.0 23.1
7 7 2.0 90 -0.51 11.3 9.3 28.0
7 8 3.0 80 -0.50 10.4 8.1 23.3
o
—
第 1 9 表
(※ 印は、 こ の発明の条件を外れた値を示す）
(第 3 の異方性磁石の実施例）
次に、 本発明に係る第 3 の異方性磁石を以下の よ う に し て製 造 し、 性能を検討 した。
プ ラ ズマ溶解 し鋅造 して得ら れた C o 並びに G a, Z r, H f の う ち 1 種ま た は 2 種以上を含む各種 R — F e 一 C o — B 系 合金イ ン ゴ ッ ト および G a, Z r, H f の いずれを も 含ま な い R — F e — C o — B 系合金イ ン ゴ ッ ト を用意 し、 こ れ ら合金ィ ン ゴ ッ ト をそ れぞれア ル ゴ ン ガ ス雰囲気中、 温度： 1 1 2 0 。C、 4 0 時間保持の条件で均質化処理 し たの ち、 こ の均質化処理ィ ン ゴ ッ ト を約 2 O m m角 ま で砕いて原料台金 と し た。
こ の原料合金を 1 気圧の水素雰囲気中で室温か ら 8 3 0 てま で昇温 し、 8 3 0 でで 4 時間保持の水素 囲気中熱処理を施 し、 ついで、 8 3 0 でで真空度： l x l O -i T o r r 以下にな る ま で脱水素を行 っ た後、 直ち にア ル ゴ ン ガ ス を流入 して急冷 し た。 上記水素処理を終えたイ ン ゴ ッ ト を乳鉢で軽 く 粉枠 し、 平均 粒度： 5 0 ί ΐηの各種 R - F e - C o — B 系永久磁石粉末を得 た。
こ れ ら R — F e — C o — B系永久磁石粉末を、 2 5 K O e の 磁場中でブ レ ス成形す る こ と に よ り 圧粉体を作製 し、 こ れ ら圧 粉体を温度： 7 0 0 て、 圧力： 1. 5 T o n c m 2の条件でホ ッ ト ブ レ ス し た。 な お、 そ の際、 g向方向がホ ッ ト ブ レ ス の と き の ブ レ ス方向と一致する よ う に E置 し て ホ ッ ト ブ レ ス し た。 さ ら に各成形体を 6 2 0 てで 2 時間真空中で熟処理す る こ と によ り、 第 2 0 表〜第 2 3 表に示す本発明異方性磁石 7 9 〜 1
0 9 お よ び第 2 3 表に示す比較異方性磁石 3 0 〜 3 9 を作製 し た。 こ れ らの異方性磁石の密度は全て 7. 5 〜 7. 6 g / c m 3で十分緻密化 して いた。
—方、 G a , Z r, Η ί のいずれを も 含ま な い合金 イ ン ゴ ッ ト か ら製造さ れた R - F e 一 C o - B 系永久磁石粉末を真空中 で銅製缶に充¾封入 し、 7 0 0 て に加熱 し て圧延率 8 0 % に な る ま で数回圧延を行い、 第 2 3 表に示す従来異方性磁石 3 を得 た。
上記第 2 0 表〜第 2 2 表に示 さ れ る成分組成を有す る 本発明 異方性磁石 7 9 〜 1 0 9、 比較異方性磁石 3 0 〜 3 9 お よ び従 来異方性磁石 3 の各組織を走査型霉子顕微鏡に よ り 観察 し、 平 均結晶粒径、 個々 の結晶粒の最長粒径/最短拉径の値が 2 よ り 小さ い形状の結晶粒の存在量 （容量 ） を測定す る と と も に、 保磁力温度係数 な i H e：、 およ び磁気特性を測定 し た。 得 ら れ た測定値を第 2 4 表〜第 2 7 表 に示す。 保磁力温度係数 a i H c の算出方法は前述 し た通 り であ る。
第 2 0 表〜第 2 7 表の桔果か ら、 G a, Z r, H i の う ち I 種ま た は 2 種以上を含む本発明異方性磁石 7 9 〜 1 0 9 で は、 磁気特性、 特 に最大エ ネ ル ギー積 （ B H ) «·χお よ び残留磁束密 度 B r が優れてお り、 磁気的異方性 に優れて い る こ と がわ か る。 ま た、 本発明異方性磁石 7 9 ~ 1 0 9 は、 圧延 し て得 ら れ た従 来異方性磁石 3 と 比べて磁気特性は ほぼ同等 であ る が、 保磁力 の温度係数 α i H c は — 0. 5 % Zて程度 と 格段に小 さ い。 さ ら に、 組成が本発明の IS囲か ら 外れた比較異方性磁石 3 0 〜 3
で は、 磁気特性およ び磁気的異方性が低下 した <
第 2 0 表
成 分 組 成 （ 原 子 ）
別 台 計 ffl
N d T b D y P r C 0 B F e
G a Z r H f
7 9 12. 3 ― 一 0. 3 11. 6 6. 5 0. 01 一 ― 0. 01 残
8 0 12. 0 一 一 0. 2 1 1. 6 6. 5 0. 5 ― ― 0. 5 残
8 1 12. 0 一 0. 5 一 1 1. 6 6. 4 1. 0 1. 0 残 本 8 2 ' 2. 0 0. 3 1 1. 6 6. 2 5. 0 S . 0 発 8 3 12. 1 0. 2 0. 2 1 1. 6 6. 3 0. 01 0. 01 明 8 4 12. 2 0. 2 0. 2 1 1. 6 6. 3 0. 1 0. 1 異 8 5 12. 1 0. 1 0. 3 1 1. 6 6. 2 1. 0 1. 0 残 方 8 6 12. 1 0. 2 0. 2 1 1. 6 6. 3 5. 0 5. 0 残 性 8 7 12. 0 0. 2 0. 2 1 1. 6 6. 3 0, 01 0. 01 磁 8 8 12. 2 0. 2 0. 2 1 1. 6 6. 4 0. 1 0. 1 石 8 9 12. 2 0. 2 0. 2 1 1. 6 6. 3 1. 0 1.'0
9 0 12. 0 0. 2 0. 3 1 1. 6 6. 2 5. 0 5. 0 残
9 1 12. 0 0. 3 1 1. 6 6. 3 0. 2 0. 1 0. 3 浅
9 2 12. 3 0. 3 1 1. 6 6. 3 2. 0 2. 0 4. 0 残
¾rた な用紙
CO
Q 卜
■o
2 o o o
s ¾i w
长 醚 S
¾rた な 用紙
第 2 3 表
(※印は、 こ の発明の条件か ら外れた値を示す）
^ a
第 2 4 表 m m a と ： ¾長 佳 b />? lift < > ·Ή eft:
牛 ί¾ 保撖刀 の / S 磁 気 特 性 種 別 の 比 b / a 、 2 と L. /よ. る
結晶 ¾i te 結晶 ¾i の ? 重 W¾ 3¾ a l H c D r l H c B H m a x \ β m ) * -6f- a β % 0 yo し ； u e M IrO e
7 9 0. 2 80 -0. 50 11. 3 13. 3 28. 3
8 0 0. 3 90 -0. 50 12.4 14. 4 35. 4
8 1 0. 3 80 -0.49 12. 6 14.0 36. 2 本 8 2 1.0 80 -0.48 12. 5 12. 1 35.0 発 8 3 0. 3 90 -0.50 11.8 12.0 31. 5 明 8 4 0. 2 90 -0. 49 12. 9 10. 6 40. 1 異 8 5 0. 3 100 -0.49 12. 6 9. 6 36. 7 方 8 6 0.05 90 -0.48 11.4 8. 5 30. 3 性 8 7 0. 4 80 -0. 51 11. 8 10. 8 31.0 磁 8 8 0. 3 80 - 0. 50 12.8 10. 9 38. 4 石 8 9 0. 2 80 -0. 50 12. 6 10. 5 36. 9
9 0 0. 1 90 -0.48 11. 5 9. 6 30. 5
9 1 0. 2 90 -0. 51 11.8 11. 0 32. 1
9 2 0.05 90 -0. 50 11. 5 9. 2 30. 7
磁性方石
第 2 5 表 平均 最短粒怪 a と 最長粒 ii b 保磁力の i®度 磁 気 特 性 別 の比 b / a く 2 と な る
粒径 結晶粒の存在量 係数 α ί H c B r i H c B H m a x
( m ) (容量％ ) ( % / °C ) (KG) (KOe) (MGOe)
9 3 0. 5 90 -0. 52 10. 7 11. 25. 6 本 9 4 0. 2 90 -0. 49 13. 1 1 . 0 40. 6
9 5 0. 2 90 -0.49 13. 0 13. 8 40. 0 明 9 6 0. 1 80 -0. 53 11. 2 8. 2 25. 8
9 7 0. 3 100 -0. 51 12. 4 16. 3 34. 5
9 8 0. 5 100 -0. 53 11. 2 11. 5 26. 7
9 9 0. 5 90 -0. 52 11. 6 9. 7 32. 6
1 0 0 0. 3 90 -0. 52 12. 1 12. 1 34. 0
1 0 1 0. 3 90 -0. 51 13. 0 12. 0 39. 5
1 0 2 0. 1 90 -0. 48 12. 2 10. 8 28. 9
1 0 3 0. 5 90 -0.48 10. 9 8. 7 I 26. 1
τ * ¾ ¾
第 2 6 表 平均結晶 最短粒径 a と最長粒怪 b 保磁力温度 磁 気 特 性 種 別 拉怪 の比 b / a < 2 となる 係数 a i H e
( β m ) 結晶粒の存在量 ( % / °C ) B r i H c B H max
(容量％) (KG) (KOe) (MGOe)
1 0 4 0. 3 90 -0. 52 11. 2 8. 3 22. 6 本発明 1 0 5 0. 3 80 -0. 49 11. 4 9. 5 25. 2 異方性 1 0 6 0. 4 90 - 0. 51 10. 7 6. 2 21.0 磁 石 1 0 7 0.8 60 -0. 53 12. 4 13. 3 31. 6
1 0 8 1.0 50 -0. 53 12. 6 12. 4 33.8
1 0 9 3.0 85 -0. 53 11. 5 10. 6 27. 6
第 2 7 表
(※印は、 こ の発明の条件を外れた値を示す）
(第 3 の異方性磁石の他の実施例）
次に、 高周波溶解 し踌造 して得 ら れた G a, Z r お よ び H i の う ち 1 種ま た は 2 種以上含ま れる R — F e — C o — B 系台金 に、 さ ら に A l， V, S i の う ち の 1 種 ま た は 2 種以上を含む 成分組成の各種合金ィ ン ゴ ッ ト を作製 し、 こ れら ィ ン ゴ ッ ト を 前記本発明異方性磁石 7 9 - 1 0 9 およ び比較異方性磁石 3 0 〜 3 9 と 全 く 同様に処理 し て、 平均粒径： 4 0 / m の R — F e - C o - B 系永久磁石粉末を製造 し た。 こ の永久磁石粉末を磁 場中 お よ び無磁場中で ブ レ ス成形 し て圧粉体を作製 し、 こ れ ら 圧粉体を温度： 7 1 0 °C、 圧力： 1. 7 t o n / c m 2の条件で 熱間静水圧ブ レ ス し、 第 2 8 表に示 さ れ る成分組成か ら な る本 発明異方性磁石 1 1 0 〜 1 1 9 お よ び比較異方性磁石 4 0 〜 4 2 を得た。
こ れ ら 異方性磁石の平均結晶粒怪、 個 々 の結晶粒の最大拉怪 /最短粒径の値が 2 よ り 小 さ い結晶粒の存在量 （容量％〉 、 保 磁力温度係数 a i H c、 お よ び磁気特性を前記同様 に測定 し た。 そ の結果を第 2 9 表に示す。
第 2 8 表〜第 2 9 表の結果か ら分かる よ う に、 G a， Z r, H f の う ち 1 種ま たは 2 種以上： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％ に、 さ ら に A l , V お よ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上を 0. 1 〜 2. 0 原子％添加す る こ と に よ り、 最大エ ネ ル ギー積が さ ら に向上 し た。 ま た、 結晶粒径お よ び結晶粒形状が保磁力温度係 数を小 さ く す る う えで大 き な影簪を与えて い る こ と が分か る。
第 2 8表
分 組 成 （原 孑％) 種 別 合 計 暈
N d C o Β 計 量
G a Z r r e
H f A 1 V S 1
JL 1 n u 11. 6.0 1. U 1.0 0.3 0.3 残
1 1 1 η c
1 £, . 0 c η 1.0 1.0 0.1 0. 1 0.2 残
1 1 2 12.4 17.4 5.9 1.0 1.0 0.5 0.5 残 本発明 1 1 3 12.4 17.4 6.0 0. 1 0.1 0.5 0.5 残 異方性 1 1 4 12.3 17.4 6.0 0. 1 0.1 0.3 0.3 残 磁 石 1 1 5 12.4 17.4 6.0 0.1 0.1 0.5 0.5 残
1 1 6 12.4 11.6 6.0 0.1 0.1 1.0 1.0 残
1 1 7 12.5 11.6 6.0
? 0.1 0.1 0.2 1.2 1.4 残
1 1 8 12.5 11.6 6.0 0.1 0.1 1.0 1.0 Z.0 残
1 1 9 12.5 11.6 6.0 0.5 0.1 0.6 0.05 0.02 0.01 0.08 残 比 較 4 0 12.5 17.5 6, 0 1.0 1.0 3.0 残 異方性 4 1 12.4 17.4 6.0 1.0 1.0 3.0J« 3. 残 磁 石 4 2 12.5 17.5 6.0 1.0 1.0 3. (！※ 3. Q ^. 残
(※印は、 こ の発明の条件から外れた値を示す）
第 2 9表 平均結晶 最短粒径 a と最長粒怪 b 保磁力温度 磁 気 特 性 種 別 粒怪 の比 b / a < 2 とな る 係数 a i H e
( ^ m ) 結晶粒の存在量 { % / X ) B r i H c B H max
(容量 (KG) (KOe) (MGOe) n
1 1 0 υ . o 0 U U . 0 u \ク R 1 A 38. 7 η
1 1 1 U . ο
TS U -u . 0 U 12. 9 13. 7 39. 5
1 1 2 η η an -0 w · 5f 1 12. 9 14. 8 39. 6 本発明 1 1 3 0. 5 80 -0. 48 13. 3 12. 3 42. 3 異方性 1 1 4 0. 1 100 -0. 49 13. 3 10. 1 42. 2 磁 石 1 1 5 0. 3 80 -0. 49 13. 5 12. 8 43. 8
1 1 6 0. 3 90 -0. 49 13. 2 13. 0 42.0
1 1 7 0. 2 90 -0. 50 13. 3 10. 7 42. 2
1 1 8 0. 3 90 - 0. 49 13. 5 12. 9 43. 5
1 1 9 0. 3 90 -0. 50 13. 2 14. 4 41. 3 比 較 4 0 0. 5 70 -0. 53 11. 1 12. 2 23. 3 異方性 1 0. 8 80 -0. 55 11. 2 9. 6 19. 5 磁 石 4 2 0. 5 70 - 0. 53 10. 9 11. 3 17.0
(第 4 の異方性磁石の実施例）
次に、 本発明に係る第 4 の異方性磁石を以下の よ う に して製 造 し、 性能を検討 した。
プ ラ ズマ溶解 し踌造 して得 ら れた T i , V, N b, T a, A 1 お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含む R — F e — C o 一 B 系合金イ ン ゴ ッ ト、 およ び T i, V, N b, T a, A 1 お よ び S i のいずれを も 含ま ない R — F e 一 C o - B 系台金 ィ ン ゴ ッ ト を、 そ れぞれア ル ゴ ン ガ ス雰囲気中、 温度： 1 1 3 0 て、 2 0 時間保持の条件で均質化処理 し たの ち、 こ の均質化処理ィ ン ゴ ッ ト を約 1 5 m m角 ま で枠いて原料合金 と し た。
こ の原料合金を 1 気圧の水素雰囲気中で室温か ら 8 3 0 °C ま で昇温 し、 8 3 0 でで 1 時間保持の水素雰囲気中熱処理を旌 し、 次に、 8 3 0 °Cで真空度： 1 X 1 0 - 1 T o r r 以下に な る ま で 脱水素を行っ た後、 直ち に ア ル ゴ ン ガス を流入 し て急冷 し た。 こ の よ う な水素処理を終えた後、 6 3 0 て， 2 時間の熱処理を 真空中で行っ た。 得ら れた原料合金を乳鉢で軽 く 粉砕 し、 平均 粒度： 4 0 mを有す る磁石粉末を得た。
こ れ ら磁石粉末を、 2 5 K O e の磁場中ブ レ ス 成形する こ と によ り 圧粉体を作製 し、 各圧粉体に対 し て温度： 7 2 0 て、 圧 力： 1. S T o n Z c m 2の条件のホ ッ ト ブ レ ス、 あ る いは温度 : 7 1 0 'C、 圧力 1. 5 t o n / c m 2の条件の H I P を施 し、 さ ら に各成形体を 6 2 0 てで 2 時間真空中で熱処理 し た。 なお、 磁場中成形 し た圧粉体は、 E向方向がホ ッ ト ブ レ ス の と き の ブ レ ス 方向 と一致す る よ う に E置 して ホ ッ ト ブ レ ス し た。
こ の よ う に し て製造 し た本発明異方性磁石 1 2 0 - 1 6 4 お よ び比较異方性磁石 4 3 〜 5 6 の う ち、 本発明異方性磁石 1 2 0 〜 1 4 4 お よ び比較異方性磁石 4 3 ~ 4 9 は ホ ッ ト ブ レ ス に よ り 製造 した も のであ り、 本発明異方性磁石 1 4 5 〜 1 6 4 お よ び比較異方性磁石 5 0 〜 5 6 は上記 11 I P によ り 製造 し た も ので あ る。 な お、 密度はすべて 7. 5 - 7. 6 g / c m 3と 十分 に緻密化 して いた。
さ ら に比較のた めに、 T i , V, N b, T a , A l およ び S i の いずれを も 含 ま な い合金ィ ン ゴ ッ ト か ら 製造 さ れた R — F e - C o - B 系永久磁石粉末を銅製缶に真空中で充塡封入 し、 7 2 0 て に加熱 し て圧延率 8 0 % に な る ま で数回圧延を行い、 従来異方性磁石 4 を得た。
上記の よ う に し て得 られた本発明異方性磁石 1 2 0 ~ 1 6 4、 比較異方性磁石 4 3 〜 5 6 およ び従来異方性磁石 4 の成分組成 を第 3 0 表〜第 3 5 表に示す。 さ ら に、 こ れ ら異方性磁石の平 均結晶粒径、 個々 の結晶粒の最長拉怪 /最谷粒径の値が 2 よ り 小さ い形状の結晶粒の存在量 （容量％ ) 、 磁気特性お よ び保磁 力の温度係数 a i H e を前記同様に測定 し、 こ れ ら測定値を第 3 6 表〜第 4 0 表に示 し た。
第 3 6 表〜第 4 0 表の結果力ゝ ら、 T i , V， N b, T a, A 1 お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含む本発明 R — F e 一 C o — B 系異方性磁石 1 2 0 〜 1 6 4 は、 こ れ ら の元素を含 ま な い従来異方性磁石 4 に比 し て磁気特性は ほぼ同等であ る 力 ί 保磁力温度係数が格段に小 さ い。 ま た、 比較異方性磁石 4 3 〜
5 6 の よ う に T i , V, N b, T a, A l お よ び S i の含有量 が本発明の範囲か ら外れる と磁気的異方性が低下 し、 結晶粒径 およ び結晶粒形状 も磁気特性に大き な影響を与えて い る こ と が 分か る。
r ¾j ΐ ¾
方性磁石 第 3 0表
成 分 成 (原子％ )
別 合 計 量
N d T b D y P C 0 F e
T 1 V N b T a A 1 S i
1 2 0 12.0 0.4 1.6 6.1 0. 01 0.01 残
1 2 1 12. 1 0. 4 1. 6 6. 0 0. 1 0. 1 _ 残 本 1 2 2 12. 1 0. 4 1. 6 6. 0 0. 6 0. 6 _
1 2 3 12. 1 0. 4 1. 4 6. 1 5.0 5.0 _ 明 1 2 4 12. 1 0. 4 .1. 5 6. 1 0.05 0.05: 残
1 2 5 12. 1 0. 4 1. 5 6. 1 0.1 0. 1 _
1 2 6 12. 0 0. 4 1. 5 6. 1 1.0 - 1.0一 残
1 2 7 12. 0 0.4 1. 6 6. 1 4.0 4.0一
1 2 8 12. 0 0.5 .1. 6 6. 0 0.01 0.01
1 2 9 12. 0 0.6 1. 6 6. 1 0.3 0. 3 残
1 3 0 12. 0 0.5 1. 5 6. 0 1.0 _ 1.0一
1 3 1 12.0 0.6 1.6 6.1 5.0 5.0 残 組
本方発性磁石明 第 3 1 表
成 分 組 成 （原子％) 別
N d 量
y P r D 合 計
D F e
T i V Ν b Τ a A 1 S i
1 3 2 12. 2 0. 2 一 ― 11. 6 6.0 0. 02 0. 02 残
1 3 3 12. 2 0. 2 11. 6 5. 9 0. 3 0. 3 残
1 1 0 0
¾ 12. 2 0. 3 11. 6 6. 1 2. 3 2. 3 残
1 3 5 12. 1 0· 3 11. 6 6.0 3. 8 3. 8 残
1 3 6 12. 6 11. 5 6.0 0.01 0. 01 残
1 3 7 12. 5 11. 5 6. 1 0. 5 0. 5 残
1 3 8 12.4 11. 6 5. 9 1.0 1. 0 残
1 3 9 12. 4 11. 7 6. 1 4. 9 4. 9 残
1 4 0 12.0 0, 5 11. 6 6. 0 0.04 0. 04 残
1 1 12. 1 0, 4 11. 6 6.0 0. 5 0. 5 残
1 4 2 12. 1 0. 4 11. 6 6.0 1.0 1. 0 残
1 4 3 12. 0 0. 5 11. 7 6. 1 3. 6 3. 6 残
¾r 7こ な j¾ «fr
第 3 3表
% 分 組 成 （原子％)
種 別
N d T b D y P r C o 合 計 量
B F e
T i V N b T a A 1 S 1
本 1 5 5 13.0 0. 7 11. 5 6. 4 0. 3 0. 5 0. 5 1. 3 残 発 1 5 6 10.0 5.8 7. 0 0. 2 0. 1 1. 0 1. 3 残 明 1 5 7 14.0 11. 6 7. 2 0. 2 0. 1 1.0 1. 3 残 異 1 5 8 20.0 17.4 7. 2 0. 2 0. 1 1.0 1. 3 残 方 1 5 9 15. 5 0. 5 11. 5 3.0 0. 2 0. 5 0. 5 1. 2 残 性 1 6 0 13. 5 0. 5 11. 5 10.0 0. 3 0. 7 1.0 残 磁 1 6 1 14.0 0. 5 11. 5 20.0 0. 1 0. 1 0. 2 0. 5 0. 9 残 石 1 6 2 12.0 0. 5 5. 3 7.0 0. 3 1.0 1. 3 残
第 3 4表
(※印は、 この発明の条件を外れた値を示す）
第 3 5表
(※印は、 この発明の条件を外れた値を示す）
第 3 6 表 ri ί ι fcfc 曰 α j - , rrtr
平 結品 JR ¾Q f tie a g ;¾ ij2 ii b 保磁 力 ffi 0£ 磁 気 特 性 種 別 fe iiL ί≡ヌ. /J J¾j D / a Λ C 'A -o $X a I M C
、 mノ i士 曰
曰日 * ¾Λi (Ti お /
の仔仕璽 β (, ί 0¾/ /ノ 0 Pしヽ D Γ 1 rl C D rl ID a X ί" β 0ノ 、 u eノ m\J\J 6 /
1 2 0 0. 5 90 -0. 52 10. 7 11. 6 25. 4
1 2 1 0. 2 90 -0. 51 11. 3 11. 5 28. 6
1 2 2 0. 2 100 - 0. 49 11. 9 11. 0 31. 5 本 1 2 3 0. 1 90 - 0. 49 10. 7 10. 3 25. 7 発 1 2 4 0. 5 90 - 0， 51 10. 6 12. 3 25. 0 明 1 2 5 0. 2 80 - 0. 49 11. 4 11. 8 28. 3 異 1 2 6 0. 3 90 -0. 48 11. 2 10. 5 27. 5 方 1 2 7 0. 2 90 -0. 48 10. 9 10. 1 25. 3 性 1 2 8 0. 4 90 - 0. 51 11. 8 12. 5 30. 0 磁 1 2 9 0. 3 90 -0. 49 12. 9 11. 6 35. 3 石 1 3 0 0. 2 100 -0. 49 12. 5 11. 0 33. 6
1 3 1 0. 3 80 -0. 48 11. 0 10. 3 26. 1
1 3 2 0. 2 90 -0. 50 11. 1 11. 6 26. 5
1 3 3 0. 4 90 -0. 50 12. 8 11. 7 36. 3
1 3 4 0. 1 80 -0. 51 12. 0 10. 2 32. 2
第 3 7 表 平均結晶 最短粒怪 a と最長粒 ¾ b 保磁力温度 磁 気 特 性 種 別 粒怪 の比 b / a < 2 となる 係数 a i H c
( m ) 結晶粒の存在量 ( % / °C ) B r i H c B H wa x
(容量％) (KG) (KOe) (MGOe)
1 3 5 « π 1 1 , · o) I n 1 ク R 1
1 3 6 u， 0 0 U — Π sク 1 , *i , y 9 ft ¾
1 3 7 0 5 80 一 0 52 12 8 1 , 3 36, 2 本 1 3 8 0. 5 60 -0, 52 12.0 14.0 32. 2 発 1 3 9 0. 5 70 -0. 51 11.8 12, 2 30. 9 明 1 4 0 0， 3 90 -0. 50 11. 7 12. 0 30. 5
1 4 1 0. 2 100 -0. 49 13.0 15. 1 40. 1 方 1 4 2 0. 1 80 -0.48 12. 6 14. 7 35. 5 性 1 4 3 0. 1 90 -0. 50 12. 4 13. 3 34. 3 磁 1 4 4 0. 2 90 -0. 49 13. 1 13. 0 39. 5 石 1 4 5 0. 2 80 -0.49 13. 2 13. 4 41.0
1 4 6 0.3 90 -0. 51 11.8 12. 9 32. 5
1 4 7 0. 5 100 -0. 50 11. 7 11. 6 31. 6
1 4 8 0. 3 80 -0. 50 11. 6 12, 8 31.0
1 4 9 0.2 90 -0. 48 13. 3 13. 6 41. 5
¾ a洋f ¾
第 3 8表
¾辫f ¾ »
第 3 9表
(※印は の発明の条件を外れた値を示す）
s ¾ ^
第 4 0表
(※印は、 この発明の条件を外れた値を示す〉
産業上の利用可能性
本発明によ れば、 G a , Z r およ び H f の う ち 1 種ま た は 2 種以上、 あ る いは T i , V, N b, T a, A l お よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上を含有 し た R — F e 一 B系 ま た は R — F e — C o — B 系の水素処理扮末を用 い る こ と に よ り、 磁気的異 方性が大 き く、 しか も 保磁力温度係数の小さ い異方性磁石を得 る こ と が可能で、 従来のよ う に熱間塑性加工等の磁気的異方化 手段を施すこ と が不要 と な り、 製造 コ ス ト も 大幅 に削減す る こ とがで き る。 し たがっ て、 モー タ ー等の電気機器の性能およ び 安定性の向上に大いに貢献 し う る。
Claims
1. Y を含む希土類元素の う ち 少な く と も 1 種 （以下、 R で示 す） と F e と B と を主成分 とす る 希土類一 F e — B 系異方性磁 石であ っ て、 こ の異方性磁石は、
R ： 1 0 ~ 2 0 原子％、 B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに
G a, Z r およ び H f の う ち 1 種 ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％を含有 し、
残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト ブ レ ス 成形体 ま た は熱間静水圧 プ レ ス成形体 （以下、 H I P 成 形体 と い う ） であ り、
上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶構造 を と る R 2 F e 14 B 型金属間化合物を主相 と し た平均粒怪： 0. 0 5 〜 2 0 /z mの寸法を有す る 結晶粒の集合組 を有 し、
かつ上記集合組織を構成す る 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶粒は、 そ の最短粒径 a と最長粒径 b の比 b Z a の値が 2 未蔵であ る こ と を特徴 と す る 希土類— F e - B 系異方性磁石 c
2. R と F e と B と を主成分と す る 希土類一 F e — B 系異方性 磁石であ っ て、 こ の異方性磁石 は、
R ： 1 0 〜 2 0 原子％、 B ： 3 〜 2 0 原子％、
G a, Z r およ び H f の う ち 1 種 ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％、 並びに
A 1 , V お よ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上の台計： 0.
0 1 〜 2. 0 原子％を含有 し、
残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま たは H I P 成形体であ り、
上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶構造 を と る R 2 F e 型金属間化合物を主相 と し た平均拉径： 0.
0 5 〜 2 0 # mの寸法を有する 結晶粒の集合組織を有 し、 かつ上記集合組織を構成する 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶拉は、 そ の最短粒径 a と最長拉怪 b の比 b Z a の値が 2 未満であ る こ と を特徴とする 希土類一 F e - B 系異方性磁石。
3. R と F e と B とを主成分と す る 希土類 _ F e — B 系異方性 磁石であ っ て、 こ の異方性磁石は、
R ： 1 0 〜 2 0 原子％、 B ： 3 ~ 2 0 原子％、 並びに
T i , V, N b, T a, A l およ び S i の う ち 1 種ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％を含有 し、
残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体であ り、
上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶構造 を と る R 2 F e 型金属間化合物を主相 と し た平均粒径： 0.
0 5 〜 2 0 mの寸法を有す る 結晶粒の集合組織を有 し、 かつ上記集合組織を構成する 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶拉は そ の最短粒径 a と .最長拉径 b の比 b / a の値が 2 未蔺であ る こ と を特徴とする 希土類一 F e - B 系異方性磁石。
4. 上記結晶粒が集合 し た結晶拉集合組織は、 実質的 に R 2 F e t 4 B 型金属間化合物相だけか ら な る こ と を特徴と す る 請求項 1 , 2 ま た は 3 記載の希土類一 F e ― B 系異方性磁石。
5. 上記平均結晶粒径は 0. 0 5 〜 3 mで あ る こ と を特徴 と す る 講求項 1， 2 ま た は 3 記載の希土類— F e _ B 系異方性磁 石。
6. R と F e と C o と B と を主成分 とす る希土類一 F e _ C o 一 B 系異方性磁石であ っ て、 こ の異方性磁石 は、
R : 1 0 〜 2 0 原子％、 C o : 0. 1 〜 5 0 原子％、
B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに
G a, Z r およ び H f の う ち 1 種 ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％ を含有 し、
残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体であ り、
上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶搆造 を と る R 2 ( F e, C o ) 型金属間化合物を主相 と し た平均 粒径： 0. 0 5 〜 2 0 m の寸法を有す る結晶粒の集台組織を 有 し、
かつ上記集台組織を構成する 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶粒は、 そ の最短拉怪 a と最長粒径 b の比 b a の値が 2 未満であ る こ と を特徴 と す る 希土類一 F e 一 C o 一 B 系異方 性磁石。
7. R と F e と C o と B と を主成分 とす る 希土類— F e — C o 一 B 系異方性磁石であ っ て、 こ の異方性磁石は、
R ： 1 0 〜 2 0 原子％、 C o : 0. 1 〜 5 0 原子％、
B ： 3 ~ 2 0 原子％、
G a, Z r およ び H f の う ち 1 種ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 〜 5. 0 原子％、 並びに
A I , Vお よ び S i の う ち 1 種ま たは 2 種以上の合計： 0. 0 1 〜 2. 0 原子％を含有 し、
残 り が F e お よ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体であ り、
上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶構造 を と る R 2 ( F e, C o ) 14 B型金属間化合物を主相 と した平均 粒径： 0. 0 5 〜 2 0 m の寸法を有す る 结晶拉の集合組辍を 有 し、
かつ上記集合組織を構成する 全結晶粒の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶粒は、 そ の最短粒径 a と最長粒径 b の比 b / a の値が 2 未篛であ る こ と を特徴 と する 希土類一 F e 一 C o - B 系異方 性磁石。
8. R と F e と C o と B と を主成分 とす る 希土頹— F e — C o 一 B 系異方性磁石であ っ て、 こ の異方性磁石は、
R ： 1 0 〜 2 0 原子％、 C o : 0. 1 〜 5 0 原子％、
B ： 3 〜 2 0 原子％、 並びに
T i， V, N b, T a, A l お よ び S i の う ち 1 種 ま た は 2 種以上の合計： 0. 0 0 1 ~ 5. 0 原子％を含有 し、
残 り が F e およ び不可避不純物か ら な る組成を有す る ホ ッ ト プ レ ス成形体ま た は H I P 成形体であ り、
上記ホ ッ ト ブ レ ス成形体ま た は H I P 成形体は、 正方晶構造 を と る R 2 ( F e, C o ) 14 B 型金属間化合物を主相 と した平均 粒径： 0. 0 5 〜 2 0 z m の寸法を有す る結晶拉の集合組捃を 有 し、
かつ上記集合組織を構成する 全結晶拉の 5 0 容量％以上の個 々 の結晶粒は、 そ の最短粒径 a と 最長拉径 b の比 b Z a の値が 2 未満であ る こ と を特徴と する 希土類一 F e - C o 一 B 系異方 性磁石。
9. 上記結晶粒が集合 し た結晶粒集合組織は、 実質的 に R 2 ( F e， C o ) ！ 4 B 型金属間化合物相だ けか ら な る こ と を特徴 と す る請求項 6, 7 ま たは 8 記載の希土類一 F e — C o 一 B 系異方 性磁石。
1 0. 上記平均結晶拉怪は 0. 0 5 〜 3 /z m であ る こ と を特徴 とす る 請求項 6, 7 ま た は 8 記載の希土類一 F e — C o — B 系 異方性磁石。
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