JPH01294808A - 永久磁石用磁性粉末の製法 - 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〕 この発明は、永久磁石用磁性粉末の製法に関する。

〔従来の技術〕

従来、磁石粉を樹脂等のバインダーで結合したボンド磁
石が広く用いられている。ボンド磁石は、プラスチック
磁石と呼ばれたり、あるいは、ゴム磁石と呼ばれたりす
ることもある。磁石粉結合用にナイロンやエポキシ等の
樹脂、ゴム、エラストマーが使われるからである。ボン
ド磁石は、形状の自由度が高く、また、他の部品との一
体成型が可能であるなど、焼結磁石では得られない加工
性の良さを有している。そのために、焼結磁石に比べて
磁気特性が低くても、ボンド磁石には大きな需要がある
。

ボンド磁石用の磁性粉末には、ＢａフェライトやＳｒフ
ェライトを用いた低性能ではあるが安価なフェライト系
と、サマリウム・コバルト化合物を用いた高性能である
が高価な希土類系とがある。近年、小型モータ等の電磁
応用機器の軽薄短小化に伴って、特に高性能の希土類系
の需要が拡大しており、その−層の性能向上とコストダ
ウンが要求されている。

高価なサマリウムやコバルトを基本的には必要としない
新規な高性能希土類磁石材料として、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ合金
磁石（但し、Ｒは１種または２種以上の希土類元素）が
知られている（特開昭５９−４６００８号、特開昭５９
−６４７３３号、特開昭５９−６４７３９号公報参照）
。この磁石材料による焼結磁石の最大エネルギー積（Ｂ
Ｈ）ｗａｘは、従来のＳｍ＊Ｃｏ、。

系磁石の特性を大きく上回る。しかし、この焼結磁石は
、大気中の湿気で表面が錆びるため、メツキ等の防錆処
理の必要がある。さらに、変形やひび割れが起こり易（
、形状の自由度が少ない。磁性合金の主相となる正方晶
は、熱膨張係数が結晶方位によって異なり、焼結体が均
質なものにならないからである。

Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石をボンド磁石とすれば、焼結磁石に
おける錆の発生や成型形状の制約という問題が解決でき
る。前記の例示のボンド磁石よりも安価で性能のよいボ
ンド磁石の可能性がある。

具体的には、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性焼結体をいった
ん得て、再度これを粉砕した磁性粉末を用いてボンド磁
石としたものがある（特開昭５９−２１９９０４号公報
参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、このボンド磁石は、磁気特性が十分でな
い。異方性焼結体を粉砕して磁性粉末にする段階で保磁
力が低下し、保磁力の低い磁性粉末でボンド磁石を作る
ことになるからである。

この発明は、上記の事情に鑑み、十分な磁気特性のボン
ド磁石を作ることができ、安価な永久磁石用の磁性粉末
を容易に製造することができる方法を提供することを課
題とする。

〔課題を解決するための手段〕

発明者らは、合金組成や製造条件を始め、様々な角度か
ら鋭意検討し、ＮｄＦｅＢ系焼結合金（バルク状）にお
いてＢをより安価なＣで置換した合金だと、磁気特性は
劣化するが、適当な温度条件で熱処理すると保磁力が増
すことに着目した〔Ｊ、Ａｐｐｌ、Ｐｈｙｓ　６１　（
１９８７）　３５４　）。

そして、さらに、検討を続けた結果、以下の知見を得る
ことができた。

粉砕用の合金として、Ｒ−Ｆｅ−Ｒ’（Ｒは希土類金属
元素、Ｒ′はＣおよび必要に応じて加えられるＢ）系で
あって、組成と熱処理条件を選べば、粉砕による保磁力
の低下を実質的に抑制することができるという知見を得
ることができた。

さらに、この磁性粉末を用いてボンド磁石を作成する場
合には、磁性粉末の平均粒径が平均結晶粒径の５倍以上
であれば、十分な磁気特性とすることができるという知
見もえられ、これらふたつの知見をえることによりこの
発明を完成させることができのである。

前記課題を解決するため、この発明の永久磁石用磁性粉
末の製法では、粉砕用の合金として、Ｒ−Ｆｅ−Ｒ′　
（Ｒは希土類金属元素、Ｒ′はＣおよび必要に応じて加
えられるＢ）系であって、Ｒが原子百分率で１０〜２５
％含まれているとともにＲ′が原子百分率で５〜１５％
含まれ、Ｒ′がＣとＢからなるときはＣの原子百分率が
Ｂの原子百分率を上回る組成を有し、７００〜１０００
℃の温度範囲の熱処理が予め施されている合金を用いる
ようにし、かつ、平均粉末粒径が平均結晶粒径の５倍以
上となるように合金の粉砕を行うようにする。

〔作　　　用〕

上記組成を有し予め熱処理を施した鋳造合金を用いると
、粉砕により保磁力の低下を有効に抑制することができ
るという理由は明確ではないが、この合金が、鋳造後の
上記熱処理により磁気異方性の大きなＲＩ　Ｆｅ１４Ｔ
　（但し、Ｔ＝ＣまたはＣとＢ）相を生ずる析出硬化型
磁性合金であることに主因があるのではと推察している
。

Ｒを原子百分率で１０〜２５％とする理由は、１０％を
下回ると、十分な保磁力が得られなかったり、Ｒ＊Ｆｅ
＋４７相の形成がうまく行われなかったりして、十分な
磁気特性にならず、逆に２５％を超えても、十分な磁気
特性とならないからである。

Ｒ′を原子百分率で５〜１５％とする理由は、この範囲
を外れるとＲｚ　Ｆ　ｅ　＋ａＴ相の形成がうまく行わ
れなくなるからである。また、ＣにＢが加わっていると
きに、Ｂの原子百分率がＣの原子百分率以下であるとＢ
が含まれていても、粉砕時の保磁力の減少を抑制できる
ため、Ｃの原子百分率がＢの原子百分率を上回るように
しである。なお、Ｂを併用する場合、Ｂの原子百分率が
５％以下であることがより好ましい。

熱処理の温度範囲を７００〜１０００℃とする理由は、
この範囲を外れると、ＲｔＦｅ＋ａＴ相の形成がうま（
行われなかったりして、十分な磁気特性にならないから
である。

磁性粉末の平均粒径が平均結晶粒径の５倍以上であると
、ボンド磁石製造の際の成形工程で磁性粉末に加わる熱
・圧力による保磁力の低下を抑制することができるから
である。

〔実　施　例〕

以下、この発明にかかる永久磁石用磁性粉末の製法を、
その実施例に基づいて説明する。

粉砕用の合金として、Ｒ−Ｆｅ−Ｒ’（Ｒは希土類金属
元素、Ｒ′はＣおよび必要に応じて加えられるＢ）系鋳
造合金であるが、希土類金属元素としでは、Ｎｄ、Ｐｒ
、Ｔｂ、Ｄｙ等を用いる。

なお、ＴｂとＤｙに関しては、その量が多いと磁気異方
性Ｒ′強まり高保磁力となるのであるが、Ｔｂ、ｌ！：
Ｄｙの量（ＴｂとＤｙを同時に含む場合は両者の合計）
は原子百分率で５％以下であることが望ましい。５％を
超えると、飽和磁束等の他の磁気特性が大きく劣化し、
全体としてみると十分な磁気特性とはいえなくなる傾向
がみられるからである。

鋳造合金に施す熱処理の温度は、前記のように７００〜
１０００℃であるが、その時間は、温度に関連している
ので、いちがいには言えないが、３〜１５時間程度であ
る。

続いて、より具体的な実施例および比較例の説明を行う
。

組成Ｎｄ＋４Ｄｙ＋　　Ｆｅｔｙｃｔ　Ｂ＋　となるよ
うに合金を鋳造し、９５０℃、３時間の熱処理を施した
。鋳造直後は、保磁力が殆どなかったが、熱処理により
５．２　ｋ　Ｏｅの保磁力を有するようになった。この
合金の平均結晶粒径は３０μｍであった。平均結晶粒径
の測定は、ナイタール液（５％硝酸＋エチルアルコール
）によって表面をエツチングし、光学顕微鏡で全屈組織
を観察することにより行った。

ついで、鋳造合金をミルで粉砕して磁性粉末を作成した
。平均粒径が、２００μｍ、１８０ＩＪｍ、１６（ｌｃ
ｒｍ、１３０＋！ｆｍ、８０μｍ、３０ｐｍの各段階で
一定量づつ取り出した。１６０ｐｍ以上の平均粒径の磁
性粉末は平均結晶粒径の５倍以上の粒径を有しており、
実施例の磁性粉末である。１３０μｍ以下の平均粒径の
磁性粉末は、平均結晶粒径の５倍未満の平均粒径を有す
ることになるから、比較例の磁性粉末である。

合金の組成や熱処理条件、平均粒径を変えた実施例、比
較例の磁性粉末も作成した。

そして、これら実施例、比較例の磁性粉末それぞれを用
いボンド磁石を作成した。各ボンド磁石は、磁性粉末を
所定の形状にプレス成形し、ついでエポキシ樹脂を含浸
（例えば、真空含浸）することにより得た。

得られたボンド磁石の、保磁力ｉＨｃ　、残留磁束密度
Ｂｒ、最大エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘを測定した。

結果を第１表に示す。第１表において、保磁力ｉＨｃの
単位はｋｏｅ、残留磁束密度Ｂｒの単位はｋＧ１最大エ
ネルギー積（ＢＨ）　ｍａｘの単位はＭＧＯｅである。

第１表にみるように、実施例１〜１０の磁性粉末を用い
たボンド磁石は、比較例１〜１１の磁性粉末を用いたボ
ンド磁石に比べて優れた磁気特性を有することが良く分
かる。磁性粉末の平均粒径が平均結晶粒径が５倍未満で
は十分な磁気特性が得られないことは、実施例１〜８と
比較例１〜８を比較すればよく分かる。合金の組成が所
定の範囲を超えると十分な磁気特性が得られないことも
、比較例９〜１１から分かる。

この発明は上記実施例に限らない。希土類金属元素とし
て、上記例示の元素以外の元素を用いてもよい。鋳造合
金に、所望の磁気特性を損なわない範囲で、Ｆｅと共に
他の金属が併用されていてもよい。ボンド磁石の作り方
が、樹脂粉末と磁性粉末を混合して成形する方法であっ
てもよい。

〔発明の効果〕

この発明の永久磁石用磁性粉末の製法では、所定の組成
の鋳造合金に所定の温度処理を施して粉砕を行うので、
粉砕により磁性粉末の保磁力の低下が極力抑えられ、し
かも、磁性粒子の平均粒径を平均結晶粒径の５倍以上と
なるように粉砕を行うため、ボンド磁石製造時の成形工
程において磁性粉末に加わる熱や圧力による保磁力の低
下が極力抑えられる。そのため、本願発明の製法による
磁性粉末により優れた磁気特性のボンド磁石を得ること
ができる。

また、特殊な工程を必要としないことから製造が容易で
、しかも、高価なサマリウムを使う必要がなく、安価な
Ｃ等も使うことから低コストの磁性粉末が得られる。

代理人　弁理士　　松　本　武　彦 手続補正書（帥 昭和６３年８月５日 昭和６３年特飛甥１２６２６２号 ２、発明の名称 永久磁石用磁性粉末の製法 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住　　　所　　　　大阪府門真市大字門真１０４８番地
名　称（５８３）松下電工株式会社 代表者　　（１ｍ役　三　好　俊　夫 ４、代理人 な　　　し ６、補正の対象 ６、補正の対象 明細書 ７、　　？！正の内容 ■　明細書第８頁第６行に「飽和磁束」とあるを、「飽
和磁化」と訂正する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　合金を粉砕して永久磁石用の磁性粉末を得るにあた
   り、前記合金として、Ｒ−Ｆｅ−Ｒ′（Ｒは希土類金属
   元素、Ｒ′はＣおよび必要に応じて加えられるＢ）系で
   あって、Ｒが原子百分率で１０〜２５％含まれていると
   ともにＲ′が原子百分率で５〜１５％含まれ、Ｒ′がＣ
   とＢからなるときはＣの原子百分率がＢの原子百分率を
   上回る組成を有し、７００〜１０００℃の温度範囲の熱
   処理が予め施されている合金を用いるようにし、かつ、
   平均粉末粒径が平均結晶粒径の５倍以上となるように前
   記合金の粉砕を行うようにすることを特徴とする永久磁
   石用磁性粉末の製法。