JPH01208811A - 希土類磁石の製造方法 - Google Patents
希土類磁石の製造方法Info
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- JPH01208811A JPH01208811A JP63034264A JP3426488A JPH01208811A JP H01208811 A JPH01208811 A JP H01208811A JP 63034264 A JP63034264 A JP 63034264A JP 3426488 A JP3426488 A JP 3426488A JP H01208811 A JPH01208811 A JP H01208811A
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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。
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
本発明は希土類（Ｒ）、鉄（Ｆｅ ） 、ホウ素（Ｂ）
を主成分とする異方性鋳造体希土類磁石の製造方法に関
する。
を主成分とする異方性鋳造体希土類磁石の製造方法に関
する。
従来の技術
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系異方性希土類磁石は、８〜３０原子％の
Ｒ１２〜２８％のＢ、残部Ｆ６からなる鋳造合金粉を磁
場中成形した後焼結して製造される粉末焼結体磁石（特
開昭５９−４６００８号公報）、およびＲ−Ｆｅ−Ｂ
系合金のアモルファスもしくは微結晶相からなる溶湯急
冷粉を高温成形した後塑性加工して製造される粉末成形
体磁石（特開昭６０−１００４０２号公報）が知られて
おり、すでに磁気特性にすぐれた異方性磁石として一部
実用に供されている。
Ｒ１２〜２８％のＢ、残部Ｆ６からなる鋳造合金粉を磁
場中成形した後焼結して製造される粉末焼結体磁石（特
開昭５９−４６００８号公報）、およびＲ−Ｆｅ−Ｂ
系合金のアモルファスもしくは微結晶相からなる溶湯急
冷粉を高温成形した後塑性加工して製造される粉末成形
体磁石（特開昭６０−１００４０２号公報）が知られて
おり、すでに磁気特性にすぐれた異方性磁石として一部
実用に供されている。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、これらの磁石は酸化されやすい合金粉末
を用いた焼結体や成形体であるため、錆の発生や機械的
強度が不十分などの問題があり。
を用いた焼結体や成形体であるため、錆の発生や機械的
強度が不十分などの問題があり。
製造する上でも合金粉末の酸化防止対策が必要なため製
造工程および設備が複雑高価となって製造コストが高く
なると云う難点があった。また、とのＲ−Ｆｅ−Ｂ系合
金は鋳造体のままでは特に保磁力が小さいために実用磁
石とはなり得ないとされ。
造工程および設備が複雑高価となって製造コストが高く
なると云う難点があった。また、とのＲ−Ｆｅ−Ｂ系合
金は鋳造体のままでは特に保磁力が小さいために実用磁
石とはなり得ないとされ。
上記のいわゆる粉末冶金的手法による磁石しか実用化さ
れていなかった。
れていなかった。
本発明はこのような問題点を克服するため、合金粉末を
用いずに鋳造体の状態で実用上十分な３〜８’ｋＯｅの
保磁力をもつ異方性磁石を実現したもので、磁気特性２
機械的性質、耐候性にすぐれ。
用いずに鋳造体の状態で実用上十分な３〜８’ｋＯｅの
保磁力をもつ異方性磁石を実現したもので、磁気特性２
機械的性質、耐候性にすぐれ。
安価に製造できるＲ−Ｆａ−Ｂ 系異方性鋳造体磁石の
製造方法を提供することを目的とする。
製造方法を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
前記課題を解消するだめの本発明は、８〜１ｅ原子％（
以下単に％と記す）のＲ１０，４〜６％のＢ、残部が主
としてＦａの組成からなる合金鋳造体を溶解鋳造により
作成し、続いて１０６０℃以上の温度で熱処理した後、
６５０〜８５０℃の温度で温間塑性加工する方法を採用
するものである。
以下単に％と記す）のＲ１０，４〜６％のＢ、残部が主
としてＦａの組成からなる合金鋳造体を溶解鋳造により
作成し、続いて１０６０℃以上の温度で熱処理した後、
６５０〜８５０℃の温度で温間塑性加工する方法を採用
するものである。
作用
上記手段の作用は、まず適切な組成領域の合金鋳造体に
適切な熱処理を施こすことにより、均質な塑性加工に適
した組織をもつ鋳造体ビレットとなり、さらに適切な温
度における温間塑性加工により、異方性化と同時に高保
磁力化が達成され。
適切な熱処理を施こすことにより、均質な塑性加工に適
した組織をもつ鋳造体ビレットとなり、さらに適切な温
度における温間塑性加工により、異方性化と同時に高保
磁力化が達成され。
また緻密な組織となって磁気特性１機械的性質。
耐候性にすぐれた異方性鋳造体磁石が得られる。
実施例
以下に、溶解鋳造−熱処理−温間押出加工の方法におけ
る実施例により本発明の詳細な説明する。
る実施例により本発明の詳細な説明する。
第１図および第２図はＲ−Ｆａ−Ｂ合金の組成比と温間
押出加工後の保磁力ｉＨｃとの関係を示す図で沓るが、
この図より本発明の組成領域としては、Ｒが８〜１６％
、Ｂが０．４〜５％、残部が主として鉄からなる組成領
域が望ましい。すなわち、Ｒが８％未満またはＢが０．
４％未満の組成領域では温間押出加工による保磁力の上
昇はほとんどなく、低保磁力で実用性に乏しい。一方、
Ｒが１６％を越える領域またはＢが６％を越える領域で
は、保磁力は十分であるものの押出加工時にビレットに
クラックが発生して機械的強度が弱まり実用上望ましく
ない。したがって本発明の方法においては前記組成領域
にあることが望ましい。尚、Ｒは元素周期律表でランタ
ン（Ｌａ）からルテシウム（Ｌｕ）までのうちネオジウ
ム（Ｎｄ ）とプラセオジウム（Ｐｒ ）の一種もしく
はその混合物が７割以上含まれていることが望ましい。
押出加工後の保磁力ｉＨｃとの関係を示す図で沓るが、
この図より本発明の組成領域としては、Ｒが８〜１６％
、Ｂが０．４〜５％、残部が主として鉄からなる組成領
域が望ましい。すなわち、Ｒが８％未満またはＢが０．
４％未満の組成領域では温間押出加工による保磁力の上
昇はほとんどなく、低保磁力で実用性に乏しい。一方、
Ｒが１６％を越える領域またはＢが６％を越える領域で
は、保磁力は十分であるものの押出加工時にビレットに
クラックが発生して機械的強度が弱まり実用上望ましく
ない。したがって本発明の方法においては前記組成領域
にあることが望ましい。尚、Ｒは元素周期律表でランタ
ン（Ｌａ）からルテシウム（Ｌｕ）までのうちネオジウ
ム（Ｎｄ ）とプラセオジウム（Ｐｒ ）の一種もしく
はその混合物が７割以上含まれていることが望ましい。
また残部は鉄のみに限定するものではなく、６％以内の
上記以外の添加元素や不純物を含んでいてもかまわない
。
上記以外の添加元素や不純物を含んでいてもかまわない
。
次に、前記組成領域内の鋳造体ビレットを不活性雰囲気
中での溶解鋳造により作成し、さらに熱処理を施こす。
中での溶解鋳造により作成し、さらに熱処理を施こす。
熱処理は、第３図の熱処理温度と温間押出加工後の保磁
力との関係図に示すように。
力との関係図に示すように。
１０５０℃以上の温度で保持することが望ましく。
これ未満の温度では押出加工後の保磁力が低い。
また保持時間は、第４図の１０６０℃における保持時間
と温間押出加工後の保磁力との関係図に示すように、４
時間以上であることが望ましく、４時間未満の時間では
熱処理が不十分で押出加工後の保磁力が低い。熱処理後
のビレットの合金組織を観察すると、１０５０℃以上の
温度で熱処理したものは粒径のほぼそろった均質な組織
になっているのに対し、１０５０℃未満の温度で熱処理
したものは溶解鋳造時に発生したままの樹枝状組織が部
分的に残存している。したがって、温間押出加工により
高保磁力を得るためには、加工前の熱処理によって樹枝
状組織をできるだけ少なくすることが必要である。
と温間押出加工後の保磁力との関係図に示すように、４
時間以上であることが望ましく、４時間未満の時間では
熱処理が不十分で押出加工後の保磁力が低い。熱処理後
のビレットの合金組織を観察すると、１０５０℃以上の
温度で熱処理したものは粒径のほぼそろった均質な組織
になっているのに対し、１０５０℃未満の温度で熱処理
したものは溶解鋳造時に発生したままの樹枝状組織が部
分的に残存している。したがって、温間押出加工により
高保磁力を得るためには、加工前の熱処理によって樹枝
状組織をできるだけ少なくすることが必要である。
次に、上記の適切な熱処理を施したビレットを６５０〜
８５０℃の温度で温間押出加工することにより異方性化
と同時に高保磁力化が達成され。
８５０℃の温度で温間押出加工することにより異方性化
と同時に高保磁力化が達成され。
異方性鋳造体磁石が得られる。この押出棒は押出方向に
対して垂直な方向を磁化容易方向とする異方性磁石であ
り、保磁力ｉＨｃは８ ｋｏａにも達する。
対して垂直な方向を磁化容易方向とする異方性磁石であ
り、保磁力ｉＨｃは８ ｋｏａにも達する。
尚、押出加工温度は、６５０℃未満ではビレットにクラ
ックが発生して良質なものが得られず。
ックが発生して良質なものが得られず。
８５０″Ｃを越えると保磁力が３ｋＯθ以下となって実
用性に乏しい。したがって加工温度は５５０〜８６０℃
の温度が適当である。
用性に乏しい。したがって加工温度は５５０〜８６０℃
の温度が適当である。
上記の例は押出加工の場合について述べたものであるが
、他の田性加工法でも異方性化と高保磁力化が達成され
る。たとえば、据込加工した場合は据込方向に平行な方
向を磁化容易方向とする異方性磁石が得られ、また圧延
加工した場合は圧延方向に対して垂直な方向を磁化容易
方向とする異方性磁石が得られる。したがって、適切な
塑性加工法を選択することにより、所望の方向に磁化容
易方向をもつ異方性磁石を作成することができる。
、他の田性加工法でも異方性化と高保磁力化が達成され
る。たとえば、据込加工した場合は据込方向に平行な方
向を磁化容易方向とする異方性磁石が得られ、また圧延
加工した場合は圧延方向に対して垂直な方向を磁化容易
方向とする異方性磁石が得られる。したがって、適切な
塑性加工法を選択することにより、所望の方向に磁化容
易方向をもつ異方性磁石を作成することができる。
このように適切な鋳造体ビレットを温間塑性加工した場
合に異方性化と高保磁力化が同時に起るが、そのメカニ
ズムについてはまだ解明されていない。しかしながら異
方性化は小さな加工率、たとえば押出加工では押出比（
ビレットの加工前後の断面積比）が１．５程度の小さな
加工率で十分達成されることからすべり変形や結晶粒回
転が主体ではなく、双晶変形が支配的因子ではないかと
推察される。また高保磁力化については、従来の溶湯急
冷粉末の成形体を温間塑性加工した時の保磁力の増減は
高温にさらされることによる微結晶の粒成長が関与し、
高保磁力であるためには粒径が０．４μｍより小さいこ
とが必要であって塑性変形そのものは関与していないと
されている。これに対して本発明の鋳造体ビレットの温
間塑性加工による高保磁力化は結晶粒が加工前後とも６
μｍ以上と大きく、おそらく粒径の大きさは直接関係な
くてむしろ塑性加工に伴なう双晶境界の存在などの結晶
不整が関与しているものと思われる。
合に異方性化と高保磁力化が同時に起るが、そのメカニ
ズムについてはまだ解明されていない。しかしながら異
方性化は小さな加工率、たとえば押出加工では押出比（
ビレットの加工前後の断面積比）が１．５程度の小さな
加工率で十分達成されることからすべり変形や結晶粒回
転が主体ではなく、双晶変形が支配的因子ではないかと
推察される。また高保磁力化については、従来の溶湯急
冷粉末の成形体を温間塑性加工した時の保磁力の増減は
高温にさらされることによる微結晶の粒成長が関与し、
高保磁力であるためには粒径が０．４μｍより小さいこ
とが必要であって塑性変形そのものは関与していないと
されている。これに対して本発明の鋳造体ビレットの温
間塑性加工による高保磁力化は結晶粒が加工前後とも６
μｍ以上と大きく、おそらく粒径の大きさは直接関係な
くてむしろ塑性加工に伴なう双晶境界の存在などの結晶
不整が関与しているものと思われる。
本発明の方法で製造した異方性鋳造体磁石は機械的強度
が大きく、たとえば引張強度は１５ｋｇｆ／−以上であ
り、従来の粉末冶金的手法による磁石と比べて約２倍以
上の強度を持つ。本発明の方法による磁石の顕微鏡組織
を観察すると、従来の磁石よりも緻密な組織の状態にあ
り、ホールやボイドなどの欠陥が非常に少ない。これが
大きな機械的強度をもたらしていると考えられる。また
このように欠陥が少ないことが錆の発生を起しにくくし
ていると考えられ、たとえば鏡面仕上げした磁石は約３
ケ月以上大気中に放置しておいても鏡′面性を失わず、
すぐれた耐候性をもっている。
が大きく、たとえば引張強度は１５ｋｇｆ／−以上であ
り、従来の粉末冶金的手法による磁石と比べて約２倍以
上の強度を持つ。本発明の方法による磁石の顕微鏡組織
を観察すると、従来の磁石よりも緻密な組織の状態にあ
り、ホールやボイドなどの欠陥が非常に少ない。これが
大きな機械的強度をもたらしていると考えられる。また
このように欠陥が少ないことが錆の発生を起しにくくし
ていると考えられ、たとえば鏡面仕上げした磁石は約３
ケ月以上大気中に放置しておいても鏡′面性を失わず、
すぐれた耐候性をもっている。
本発明の製造方法は上述したように溶解鋳造−熱処理−
温間塑性加工の工程からなるものであり、従来の磁石の
ような酸化されやすい合金粉末を取扱う工程がないため
容易にかつ安価に製造できる。
温間塑性加工の工程からなるものであり、従来の磁石の
ような酸化されやすい合金粉末を取扱う工程がないため
容易にかつ安価に製造できる。
すなわち、溶解鋳造は１６００℃を越える高温で行なう
ためアルゴンガスなどの不活性雰囲気中での工程を必要
とするが、１０５０℃以上の温度で保持する熱処理工程
は大気中処理であっても鋳造体表面が酸化される程度で
鋳造体内部へは酸化が進行しないため温間塑性加工後の
磁気特性に与える影響は５％以内の低下に抑えられる。
ためアルゴンガスなどの不活性雰囲気中での工程を必要
とするが、１０５０℃以上の温度で保持する熱処理工程
は大気中処理であっても鋳造体表面が酸化される程度で
鋳造体内部へは酸化が進行しないため温間塑性加工後の
磁気特性に与える影響は５％以内の低下に抑えられる。
したがって、従来の粉末冶金的手法におけるような真空
や高度の酸素濃度制御機能をもつ高温熱処理炉は必ずし
も必要としない。また温間塑性加工は潤滑剤を塗布した
鋳造体ビレットを高温で加工するが、この場合は大気中
であっても磁気特性への悪影響やクラックの発生はなく
、真空や不活性雰囲気中での加工を必要としない。この
ように本発明の製造方法における熱処理以降の工程は大
気中での取扱いが可能であり、安価に製造できる。
や高度の酸素濃度制御機能をもつ高温熱処理炉は必ずし
も必要としない。また温間塑性加工は潤滑剤を塗布した
鋳造体ビレットを高温で加工するが、この場合は大気中
であっても磁気特性への悪影響やクラックの発生はなく
、真空や不活性雰囲気中での加工を必要としない。この
ように本発明の製造方法における熱処理以降の工程は大
気中での取扱いが可能であり、安価に製造できる。
以下に本発明の具体的な実施例を示す。
（実施例１）
配合組成でＮ（１１１，６％、 Ｐｒ Ｏ，４％、 Ｂ
３．０％、残部Ｆｅおよび不純物からなる円柱状の鋳
造体ビレットを１５５０℃の温度における溶解鋳造によ
り作成し、このビレットを１１ｏｏ′Ｃで４時間保持し
た後徐冷し、さらにビレット表面に潤滑剤を塗布した後
７２０℃の温度で押出比２．４の押出加工を行なった。
３．０％、残部Ｆｅおよび不純物からなる円柱状の鋳
造体ビレットを１５５０℃の温度における溶解鋳造によ
り作成し、このビレットを１１ｏｏ′Ｃで４時間保持し
た後徐冷し、さらにビレット表面に潤滑剤を塗布した後
７２０℃の温度で押出比２．４の押出加工を行なった。
得られた円柱状の押出棒から棒の軸方向に垂直な面、直
径方向に垂直な面、これら双方に垂直な面をもつ角形試
料を切り出し磁気特性を測定した結果、軸方向ではＢｒ
＝４３．１ｋＧ 、 １ＨＯ＝８Ｌ。
径方向に垂直な面、これら双方に垂直な面をもつ角形試
料を切り出し磁気特性を測定した結果、軸方向ではＢｒ
＝４３．１ｋＧ 、 １ＨＯ＝８Ｌ。
ｋｏｅ、軸方向に垂直な２つの方向はともにＢｒ＝８．
３ ｋＧ 、 ｉＨｃ ＝７．９ ｋｏｅであり、押
出棒は軸方向に垂直な方向を磁化容易方向とする異方性
磁石であった。尚、磁化容易方向における最大磁気エネ
ルギー積（”）Ｉａａ！は１０ＭＧ・Ｏｓであり、実用
磁石として十分な磁気特性をもっていた。また、との押
出棒の引張強度は１８ｋｇｆ／−であり、粉末冶金法に
よる磁石の２倍以上の引張強度をもっていた。
３ ｋＧ 、 ｉＨｃ ＝７．９ ｋｏｅであり、押
出棒は軸方向に垂直な方向を磁化容易方向とする異方性
磁石であった。尚、磁化容易方向における最大磁気エネ
ルギー積（”）Ｉａａ！は１０ＭＧ・Ｏｓであり、実用
磁石として十分な磁気特性をもっていた。また、との押
出棒の引張強度は１８ｋｇｆ／−であり、粉末冶金法に
よる磁石の２倍以上の引張強度をもっていた。
（実施例２）
配合組成でＮｄ １２．６％、 Ｐｒ Ｏ，４％、Ｂ２
．５％、残部Ｆｅおよび不純物からなる円柱状の鋳造体
ビレットを１５６０℃の温度における溶解鋳造により作
成し、このビレットを１０００℃の温度で６時間保持し
た後徐冷し、さらにビレット表面に潤滑剤を塗布した後
６６０℃の温度で据込比（ビレットの加工前後の長さ比
）１．６の据込加工を行なった。
．５％、残部Ｆｅおよび不純物からなる円柱状の鋳造体
ビレットを１５６０℃の温度における溶解鋳造により作
成し、このビレットを１０００℃の温度で６時間保持し
た後徐冷し、さらにビレット表面に潤滑剤を塗布した後
６６０℃の温度で据込比（ビレットの加工前後の長さ比
）１．６の据込加工を行なった。
得られた円板状試料から据込方向に垂直な面。
直径方向に垂直な面、これら双方に垂直な面をもつ角形
試料を切り出し、磁気特性を測定した。その結果、据込
方向ではＢｒ ＝８．８ｋＧ 、 １Ｈｃ＝７．４ ｋ
ｏｅ、据込方向に垂直な２つの方向はともにＢｒ ：５
．５ｋＧ 、 １Ｈｃ＝７．５ｋｏｅであり、この据
込加工後の試料は据込方向に磁化容易方向をもつ異方性
磁石であった。また磁化容易方向における（”）１１１
！ＬＸ値は１３ＭＧ−Ｏｓで実用磁石として十分な磁気
特性をもち、クラックの発生もない良好な異方性磁石で
あった。
試料を切り出し、磁気特性を測定した。その結果、据込
方向ではＢｒ ＝８．８ｋＧ 、 １Ｈｃ＝７．４ ｋ
ｏｅ、据込方向に垂直な２つの方向はともにＢｒ ：５
．５ｋＧ 、 １Ｈｃ＝７．５ｋｏｅであり、この据
込加工後の試料は据込方向に磁化容易方向をもつ異方性
磁石であった。また磁化容易方向における（”）１１１
！ＬＸ値は１３ＭＧ−Ｏｓで実用磁石として十分な磁気
特性をもち、クラックの発生もない良好な異方性磁石で
あった。
発明の効果
以上に述べたように１本発明の方法によって実用上十分
な磁気特性をもち、機械的強度、耐候性にすぐれた異方
性鋳造体磁石が得られるもので。
な磁気特性をもち、機械的強度、耐候性にすぐれた異方
性鋳造体磁石が得られるもので。
本発明は極めて工業的価値の高いものである。
第１図は本発明の希土類組成（Ｎｄ＋Ｐｒ）と温間押出
加工後の保磁力（ｉＨｃ）との関係を示す図、第２図は
本発明のホウ素組成（Ｂ）と温間押出加工後の保磁力と
の関係を示す図、第３図は熱処理温度と温間押出加工後
の保磁力との関係を示す図。 第４図は熱処理における保時時間と温間押出加工後の保
磁力との関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
因 Ｎｄ ＋Ｐｒ （源子２） 第２図 Ｂ （Ｊ子ｈ） 第３図 鼎処理逼麿（℃） 第 ４ 図 ａＳ澗蒔Ｍ （跨閏ン
加工後の保磁力（ｉＨｃ）との関係を示す図、第２図は
本発明のホウ素組成（Ｂ）と温間押出加工後の保磁力と
の関係を示す図、第３図は熱処理温度と温間押出加工後
の保磁力との関係を示す図。 第４図は熱処理における保時時間と温間押出加工後の保
磁力との関係を示す図である。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
因 Ｎｄ ＋Ｐｒ （源子２） 第２図 Ｂ （Ｊ子ｈ） 第３図 鼎処理逼麿（℃） 第 ４ 図 ａＳ澗蒔Ｍ （跨閏ン
Claims (2)
- （１）８〜１６原子％の希土類、０．４〜５原子％のホ
ウ素、および残部が主として鉄の組成からなる合金鋳造
体を溶解鋳造により作成し、続いて１０５０℃以上の温
度で熱処理した後、５５０〜８５０℃の温度で温間塑性
加工する希土類磁石の製造方法。 - （２）合金鋳造体を１０５０℃以上の温度で４時間以上
保持する熱処理を行う特許請求の範囲第１項記載の希土
類磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034264A JPH01208811A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 希土類磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63034264A JPH01208811A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 希土類磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01208811A true JPH01208811A (ja) | 1989-08-22 |
Family
ID=12409312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63034264A Pending JPH01208811A (ja) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | 希土類磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01208811A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5538565A (en) * | 1985-08-13 | 1996-07-23 | Seiko Epson Corporation | Rare earth cast alloy permanent magnets and methods of preparation |
| US6136099A (en) * | 1985-08-13 | 2000-10-24 | Seiko Epson Corporation | Rare earth-iron series permanent magnets and method of preparation |
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1988
- 1988-02-17 JP JP63034264A patent/JPH01208811A/ja active Pending
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