JPH01202805A - R―tm―b系塑性加工磁石の製造方法 - Google Patents

R―tm―b系塑性加工磁石の製造方法

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JPH01202805A
JPH01202805A JP63027153A JP2715388A JPH01202805A JP H01202805 A JPH01202805 A JP H01202805A JP 63027153 A JP63027153 A JP 63027153A JP 2715388 A JP2715388 A JP 2715388A JP H01202805 A JPH01202805 A JP H01202805A
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JP
Japan
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magnetic field
orientation
piece
flakes
thin piece
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JP63027153A
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Yasuto Nozawa
野沢 康人
Katsunori Iwasaki
克典 岩崎
Shigeo Tanigawa
茂穂 谷川
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Proterial Ltd
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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
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    • 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

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、R−TM−B系永久磁石の製造方法に関する
ものであり、特に熱間塑性加工により磁気異方性を付与
する塑性加工磁石の製造方法の改良に関する。
〔従来の技術〕
近年、電気電子機器部品の小型化、高出力化等の要求に
伴い希土類永久磁石の需要が増加している。希土類永久
磁石として、従来のSm −Co系磁石に替シ、省資源
型のR−Fe−B系永久磁石の需要が特に増加の傾向に
ある□R−Fe−B糸永久磁石は通常、粉末冶金法を用
いた焼結法により製造される。
異方性の焼結磁石は、微粉砕した粉末を金型内で磁場配
向させ成形した成形体を1000℃以上の高温で焼結す
ることにより製造される。微粉砕した粉末を金型内で磁
場配向させる方法には、印加磁場を成形圧力の応力方向
と平行に印加する縦磁場方式と成形圧力の応力方向と直
角方向に印加する#1磁場成形の二つの方法が利用され
ている。
横磁場成形においては、通常金型のパンチには非磁性体
が用いられるが、縦磁場成形においては金型キャビティ
内に磁束を収束させるため強磁性体のパンチが用いられ
る。縦磁場成形においては成形時に、強磁性体パンチが
上下移動することにより金型キャピテイ内の磁束密度分
布が乱され成形体の配向度が低下する結果、最終焼結体
の残留磁束密度を低下させるという欠点を有する。一方
横磁場成形においては非磁性体パンチを用いるため成形
時の磁束密度分布の乱れが小さく高い配向度の成形体を
得ることが可能であり、残留磁束密度の高い焼結体が得
られる。したがって高い磁気特性を得るためには、横磁
場成形を用いることが望ましいのであるが、電機電子機
器に用いられるR−Fe−B系永久磁石の形状は、例え
ば偏平モーターと呼ばれる、ブラシレスティスフロータ
の様な薄肉リング形状の磁石、あるいはコンピー−ター
の外部記憶装置である、70ツピーデイスクドライブや
ハードディスクドライブの磁気ヘッドを駆動するだめの
ボイスコイルアクチュエーターに用いられる偏平で大型
の磁石形状の場合、生産効率上の制約から横磁場成形を
適用する事が困難である場合がある。したがって、これ
等の用途に使用されるR−Fe−B系磁石は残留磁束密
度を犠牲にして、縦磁場成形法により生産が行われてい
る。
かかる焼結法の欠点を解消することを目的として、新し
い異方性R−Fe−B糸磁石の製造方法が時開1@60
−100402号公報で提案されている。すなわち、超
急冷法により製造された急冷薄片又は粉末を熱間で塑性
加工する事により磁気的に高い異方性を付与する手段が
開示されている。上記手段を用いると、塑性加工時の応
力方向と平行にR−Fe−B系磁石の正相であるR2 
Fe+4B相の容易磁化軸であるC軸が配向するために
、イμ平モーターやボイスコイルアクチュエーター用の
磁石の様な、磁化方向の寸法に対して磁化困難方向の寸
法が大きい偏平な磁石を製造するのに適している。更に
上記技術の改良技術として、本発明者は、保磁力を改善
した、異方性超急冷磁石を出願している(%願昭61−
172988号、同62−116446号他)0超急冷
法による異方性磁石の原料としては通常、単ロール法に
より製造された急冷薄片又は粉末が用いられる。このと
き、ロールに接触する側の面を本発明では「ロール面」
と呼び、その反対側の面を「自由面」と呼ぶ。そして薄
片又は粉末は室温で成形された後、熱間で圧密化され引
き続き塑性加工により異方性化される。塑性加工後の異
方性化度は塑性加工時の加工率に依存し、加工率が太き
けれは大きい程、高い異方性化度すなわち高い残留磁束
密度が実現される。ここで加工率は、加工前の試料高さ
をhO,加工後の高さをhとするとき、(ho  h)
/hoで定義される。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、従来の技術で得られる、超急冷法による
異方性塑性加工磁石には次の様な欠点があるのすなわち
、従来技術では塑性加工時の塑性流動は試料全体で必ず
しも一様に進行するわけではない。例えは、端部におい
てはダイス外周部によ#)塑性流動は阻害され、加工応
力に対するC軸の平行な配向は乱される傾向にある。又
試料内部においても、ミクロ的に見れば加工応力に対し
て若干のC軸配向の乱れが観察される。これ等の配向の
乱れは、試料のマクロな磁気特性である残留磁束密度を
低下させる要因となる。したがって従来技術によれば、
縦磁場焼結法と比較して、高い配向度が実現出来るもの
の、横磁場焼結法と比較すると配向度か低いという欠点
を有していた。
そこで、本発明の目的は、塑性変形時の塑性流動の乱れ
を防止し配向度を改善した、高い残留磁束密度を有する
偏平な異方性R−Fe−B系磁石を提供することである
〔問題点を触法するための手段〕
本発明は超急冷法により製造したR −T M −B糸
(ここでRはYを含む希土類元素の1種又は2棟以上の
組合わせ、TMは遷移金属元素の1種又は2種以上の組
合せを示す。)永久磁石合金を塑性加工により磁気異方
性磁石とする製造方法において、超急冷薄片のロール面
又は自由面を塑性変形時の圧縮応力方向と直角になる様
に、予め薄片を配向させる事を特徴とするR−TM−B
系塑性加工磁石の製造方法である0 本発明によるR−TM−B系永久磁石は、RtFela
Bを主相とする高性能な永久磁石であり、好ましい組成
は原子チで、Ra −Co b −Be −Ga d 
−Me−Fe残部なる組成式において、RはNd 、 
Pr 、 Dy # Tb 。
Ceよシ選はれた1種又は2種以上の元素で、NdとP
ro総原子量が全希土類の70%以上を満足し、MはZ
r 、AI 、 Si +Nb +Ta 、Ti +Z
r 、Hf 、Wよυ選はれた1種又は2棟以上の元素
であり、12≦a≦18.0≦b≦30,4≦C≦10
.0≦d≦3.0 、0≦M≦2.0である。
本発明における、超急冷薄片のロール面又は自由面の配
列方法は、交流又は直流磁場又は機械的な振動による方
法が有効である0 本発明者等は、塑性変形前の圧粉体成形工程における、
薄片又は粉末の配向状態が塑性加工時の塑性流動に重要
な影響を与える事を見出し本発明に到った。圧粉体原料
の急冷薄片又は粉末は、厚さ20〜40μmのりん片状
であるo塑性加工時の変形は薄片又は粉末界面での辷り
を伴いながら、圧縮応力方向に薄片ロール面が直角にな
る様に塑性変形が進行し、さらに薄片内の個々の粒子が
粒界及び粒内の辷り面を介して扁平に変形し、容易磁化
軸を圧縮応力軸と平行にする様に塑性変形すると考えら
れる。しかし従来の方法においては、圧粉体時のロール
面の積層方位にマクロ的な乱れがありたため、塑性加工
後の据え込み材においてもロール面の配向および個々の
結晶粒の配向に第2図に示すように乱れが存在した。
かかる欠点を改善するために、本発明者等は圧粉体成形
時に急冷薄片のロール面を予め塑性加工時の圧縮応力軸
と直角になる様に配列させることにより、均一な塑性流
動を実現し、第1図に示すような結晶粒の配向の乱れの
小さい配向度の良好な永久磁石が得られることを見出し
た。なおM1図と第2図は共に倍率3万倍の電子顕微鏡
写真である。
本発明の製造方法に係る異方性R−Fe−B系永久磁石
の好ましい成分範囲は、R(希土類元素)が11〜18
at%、Rとしては、Nd 、Pr e D’! 。
Tb 、 Ceより選択された1種又は2種以上の元素
を含み、かつ、PrとNdの総量が総合土類の70at
−以上である。
Ceは総合土類の10atチ以下であれば磁気特性に悪
い影響を与えない。D)’ 、 Tbの少量の添加は保
磁力を向上させるため有効な元素である。しかし、総合
土類の30at%以上の添加は残留磁束密度を著しく低
下させるため好ましくない。QはFeと直換することに
より、キ轟す−温度を上昇させ残留磁束密度の温度係数
及び不可逆減磁率を改善する。
B量が4atチ未満の場合は、キュリー点の低いRzF
e1y相が形成され、一方11at%以上を越える場合
は室温で非磁性のBリッチな相が増加する為、いずれも
磁気特性が低下する。Gaは保磁力の改善に特に有効な
元素であシ、0.01〜3 at%の添加が有効である
。0−01atチ以下の添加は保磁力の改善に効果が無
く、3at%を越える添加は無添加材よシも保磁力が低
下し有効でない□ Zr * AI 、S3、Nb t
 Ta、Ti 、Zr +Hf *W等の2at%以下
の添加は保磁力を向上させる。
本発明における急冷薄片ロール面の整列方法は磁場を用
いる方法、機械的な振動を用いる方法が有効である。磁
場を世いる方法は急冷薄片の形状的な異方性を利用し、
圧粉体成形時又は成形前に直流又は交流磁場をプレス方
向向と直角に印加する事により、薄片の長平方向が磁場
印加方向に配列する。又数Hz〜数百Hzのプレス方向
と垂直の機械的振動を急冷薄片に与える事により、薄片
ロール面をプレス方向に配列することが可能である。
〔実施例〕
以下実施例により本発明の詳細な説明する。
実施例1゜ Nd1a Fen、u Bs Gao、ysなる組成の
合金をアーク溶解により作製し、Ar雰−気中で単ロー
ル法により溶湯急冷し急冷薄片を作製した。得られた薄
片を32メツシユ以下となるように粗粉砕し、金型中で
成形圧3.0ton/−で成形体を作製した。成形中、
粉末充填時から成形終了まで、プレスの加圧方向に垂直
な方向に、1KOeの磁場を印加した。これにより薄片
は第1図に示すように良好に配向した。
更に、得られた成形体を金型中で700℃で圧密化後、
引き続き周囲を拘束しない状態で塑性変形させた。塑性
変形の圧下率は0.75とした。
圧下方向と平行な方向の磁気特性は、Br 12−6K
G 、 iHc 19 、1 KOe 、 (BH)m
ax 38−OMGOe であった0 比較のため予備成形時にaSを印加しないで成形した試
料を使用して同様に塑性変形を行ない、磁気特性を測定
したところ、Br 12−2KG 、 1Hc19.7
KOe 、 (BH)max 35.2MGOeであっ
た。配向状態は第2図に示すようにあまり良くない。
また、容易磁化方向をZ軸とし、Z軸と垂直で互に直交
する2方向の残留磁束密度、Brx 、 Bryを測定
し、次式により配向度を測定した。
配向度: A = Br2/ Br2X+ Bry +
 Brz本実本実施工る予備成形時に磁場を印加した試
料の配向度Aは0.93であり、比較例における無磁場
成形における試料の配向度Aは0.90でち−た0 実施例2゜ 予備成形時に磁場のかわりにプレス方向に超音波撮動子
で垂直な拶動(振幅500μm2周波数1KHz )を
与える以外は、実施例1と同じ条件で実験を行った。
得られた試料の磁気特性は、Br 12.6KG、 1
Hc19.2KOe 、 (BH)rmx 37.8M
GOeであった。
実施例6゜ 塑性加工時の圧下率を変える以外は、実施例1と同様の
方法で実験を行った。結果を比較例と対比し第1表に示
す。
第   1   表 本発明によれば、圧下率の小さい領域でBrzの上昇が
大きく、小さな加工率においても高い磁気特性が得られ
ることがわかる。
実施例4゜ 組成を変える以外は実施例2と同様の方法で実験を行い
第2表の結果を得た。
第   2   表 〔発明の効果〕 以上述べた様に本発明によれば残留磁束密度が高く配向
度が改善された永久磁石を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明による予備成形時にmsあるいは模様
的振動により薄片を配列させて得られた据え込み磁石の
結晶構造写真、第2図は従来の予備成形により得られる
据え込み磁石の精品構造写真である。 躯嘆馴ケeAχや栖91 □÷ 手続補正帯(自発)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.超急冷法により製造したR−TM−B系(ここでR
    はYを含む希土類元素の1種又は2種以上の組合わせ、
    TMは遷移金属元素の1種又は2種以上の組合せを示す
    。)永久磁石合金を熱間塑性加工により磁気異方性磁石
    とする製造方法において、超急冷薄片又は超急冷粉末の
    自由面が塑性加工時の応力方向と直角になる様に、予め
    配列させる事を特徴とするR−TM−B系塑性加工磁石
    の製造方法。
  2. 2.特許請求の範囲第一項における、薄片又は粉末の配
    列方法が磁場による事を特徴とするR−TM−B系塑性
    加工磁石の製造方法。
  3. 3.特許請求の範囲第一項における薄片又は粉末の配列
    方法が機械的振動による事を特徴とするR−TM−B系
    塑性加工磁石の製造方法。
JP63027153A 1988-02-08 1988-02-08 R―tm―b系塑性加工磁石の製造方法 Pending JPH01202805A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011003662A (ja) * 2009-06-17 2011-01-06 Toyota Motor Corp 永久磁石およびその製造方法
JP2023151499A (ja) * 2022-03-31 2023-10-16 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011003662A (ja) * 2009-06-17 2011-01-06 Toyota Motor Corp 永久磁石およびその製造方法
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