JPH01318218A - 磁性合金の製造法 - Google Patents
磁性合金の製造法Info
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- JPH01318218A JPH01318218A JP15190188A JP15190188A JPH01318218A JP H01318218 A JPH01318218 A JP H01318218A JP 15190188 A JP15190188 A JP 15190188A JP 15190188 A JP15190188 A JP 15190188A JP H01318218 A JPH01318218 A JP H01318218A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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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］
本発明は希土類元素と遷移金属、及びボロンを基本成分
とする磁性合金、とくに機械的配向性を有する永久磁石
とその製造法に関するものである。
とする磁性合金、とくに機械的配向性を有する永久磁石
とその製造法に関するものである。
［従来の技術］
磁性合金は、永久磁石を始め一般家庭の各種電気製品か
ら大型コンピューターの周辺末端機器まで幅広い分野で
使用されている重要な電気、電子材料の一つである。最
近の電気製品の小型化、高効率化の要求にともない、永
久磁石も益々高性能化が求められている。
ら大型コンピューターの周辺末端機器まで幅広い分野で
使用されている重要な電気、電子材料の一つである。最
近の電気製品の小型化、高効率化の要求にともない、永
久磁石も益々高性能化が求められている。
現在使用されている永久磁石のうち代表的なものはアル
ニコ、ハードフェライト及び希土類−遷移金属系磁石で
ある。特に、希土類（以下、Ｒと略す。）−遷移金属（
以下、ＴＭと略す。）系単石であるＲ−Ｃｏ系永久磁石
や、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は高い磁気性能が得られる
ので従来から多くの研究開発が行なわれている。
ニコ、ハードフェライト及び希土類−遷移金属系磁石で
ある。特に、希土類（以下、Ｒと略す。）−遷移金属（
以下、ＴＭと略す。）系単石であるＲ−Ｃｏ系永久磁石
や、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石は高い磁気性能が得られる
ので従来から多くの研究開発が行なわれている。
従来、これらＲ−Ｔ Ｍ−Ｂ系永久磁石の製造法に関し
ては以下の文献に示すような方法がある。
ては以下の文献に示すような方法がある。
（１）粉末冶金に基づく焼結による方法。
（文献１、文献２）
（２）非晶質合金を製造するのに用いる急冷薄体装置で
、厚さ３０μｍ程度の急冷薄片を作り、その薄片を樹脂
結合法で磁石にするメルトスピニング法による急冷薄片
を用いた樹脂結合法。
、厚さ３０μｍ程度の急冷薄片を作り、その薄片を樹脂
結合法で磁石にするメルトスピニング法による急冷薄片
を用いた樹脂結合法。
（文献３、文献４）
（３）上記（２）の方法で使用した急冷薄片を２段階の
ホットプレスで機械的配向処理を行なう方法。
（文献４、文献５） （４）鋳造インゴットを５００℃以上の温度で熱間加工
をする事により結晶粒を微細化し、またその結晶軸を特
定の方向に配向せしめて該鋳造合金を磁気的に異方性化
する方法。 （文献６）ここで、 文献１；特開昭５９−４６００８号公報文献２； Ｍ、
Ｓａｇａｗａ、 Ｓ、 Ｆｕｊｉｍｕｒａ、 Ｎ、
Ｔｏｇａｗａ。
ホットプレスで機械的配向処理を行なう方法。
（文献４、文献５） （４）鋳造インゴットを５００℃以上の温度で熱間加工
をする事により結晶粒を微細化し、またその結晶軸を特
定の方向に配向せしめて該鋳造合金を磁気的に異方性化
する方法。 （文献６）ここで、 文献１；特開昭５９−４６００８号公報文献２； Ｍ、
Ｓａｇａｗａ、 Ｓ、 Ｆｕｊｉｍｕｒａ、 Ｎ、
Ｔｏｇａｗａ。
Ｈ，Ｙａｍａｍｏｔｏ ａｎｄ Ｙ、 Ｍａｔｕｕｒａ
；Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
；Ｊ、 Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ。
Ｖｏｌ、 ５５（６０５Ｍａｒｃｈ １９８４ ｐ２０
８３文献３；特開昭５９−２１１５４９号公報文献４；
Ｒ，Ｗ、 Ｌｅｅ ；Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅ
ｔｔ、 Ｖｏｌ、 ４６（８）１５ Ａｐｒｉｌ １９
８５ ｐ７９０文献５；特開昭６０−１００４０２号公
報文献６；特開昭６２−２７６８０３号公報［発明が解
決しようとする課題］ 前述の従来技術を用いることにより、一応Ｒ−ＴＭ−Ｂ
系永久磁石は製造できるが、これらの製造方法には次の
ような欠点を有している。
８３文献３；特開昭５９−２１１５４９号公報文献４；
Ｒ，Ｗ、 Ｌｅｅ ；Ａｐｐｌ、 Ｐｈｙｓ、 Ｌｅ
ｔｔ、 Ｖｏｌ、 ４６（８）１５ Ａｐｒｉｌ １９
８５ ｐ７９０文献５；特開昭６０−１００４０２号公
報文献６；特開昭６２−２７６８０３号公報［発明が解
決しようとする課題］ 前述の従来技術を用いることにより、一応Ｒ−ＴＭ−Ｂ
系永久磁石は製造できるが、これらの製造方法には次の
ような欠点を有している。
（１）の焼結法は、合金を粉末にする事が必須であるが
、Ｒ−Ｔ Ｍ−Ｂ系合金は酸素に対して非常に活性であ
り、そのため、粉末にするという工程を経ると表面積が
増え、酸化が激しくなり焼結体中の酸素濃度はどうして
も高くなってしまう。また、粉末を成形するときに、例
えばステアリン欣亜鉛のような成形助材を使用しなけれ
ばならない。これは焼結工程で前もって取り除かれるの
ではあるが、数刻は磁石の中に炭素の形で残ってしまう
。
、Ｒ−Ｔ Ｍ−Ｂ系合金は酸素に対して非常に活性であ
り、そのため、粉末にするという工程を経ると表面積が
増え、酸化が激しくなり焼結体中の酸素濃度はどうして
も高くなってしまう。また、粉末を成形するときに、例
えばステアリン欣亜鉛のような成形助材を使用しなけれ
ばならない。これは焼結工程で前もって取り除かれるの
ではあるが、数刻は磁石の中に炭素の形で残ってしまう
。
この炭素はＲ−ＴＭ−Ｂ系磁石の磁気性能を低下させて
しまい好ま１７＜ない。
しまい好ま１７＜ない。
成形助材を加えてプレス成形した後の成形体はグリーン
体と言われる。これは大変脆く、ハンドリングが難しい
。従って、焼結炉にきれいに並べて入れるのは相当の手
間がかかることも大きな欠点である。
体と言われる。これは大変脆く、ハンドリングが難しい
。従って、焼結炉にきれいに並べて入れるのは相当の手
間がかかることも大きな欠点である。
また、異方性の磁石を得るためには磁場中でプレス成形
しなければならず、磁場電源、コイル等の大きな装置が
必要となる。
しなければならず、磁場電源、コイル等の大きな装置が
必要となる。
以上の欠点があるので、一般的に言って、Ｒ−ＴＭ−Ｂ
系の焼結磁石の製造には高価な設備が必要になるばかり
でなく、生産効率も悪くなり、磁石の製造コストが高く
なってしまう。従って、比較的原料の安いＲ−Ｔ Ｍ−
Ｂ系磁石の長所を生かすことが出来るとは君い難い。
系の焼結磁石の製造には高価な設備が必要になるばかり
でなく、生産効率も悪くなり、磁石の製造コストが高く
なってしまう。従って、比較的原料の安いＲ−Ｔ Ｍ−
Ｂ系磁石の長所を生かすことが出来るとは君い難い。
次に（２）ならびに（３）の方法であるが、これらの方
法は真空メルトスピニング装置を使用するが、この装置
は現在では大変生産性が悪くしかも高価である。
法は真空メルトスピニング装置を使用するが、この装置
は現在では大変生産性が悪くしかも高価である。
（２）の方法は原理的に等方性であるので、低いエネル
ギー積であり、ヒステリシスループの角形性もよくない
ので温度特性にたいしても、使用する面においても不利
である。
ギー積であり、ヒステリシスループの角形性もよくない
ので温度特性にたいしても、使用する面においても不利
である。
（３）の方法では異方性の磁石が得られるが、ホットプ
レスを２段階に使うので、実際に量産を考えると大変に
非効率になることは否めないであろう。
レスを２段階に使うので、実際に量産を考えると大変に
非効率になることは否めないであろう。
また、この方法では高温、例えば８００℃以上では結晶
粒の粗大化が著しく、それによって保磁力が極端に低下
し、実用的な永久磁石にはならない。
粒の粗大化が著しく、それによって保磁力が極端に低下
し、実用的な永久磁石にはならない。
（４）の方法では粉末工程を含まず、ホットプレスも一
段階で良いために、最も製造工程を簡略化する事が可能
であるが、性能的にはやや劣るという問題があった。
段階で良いために、最も製造工程を簡略化する事が可能
であるが、性能的にはやや劣るという問題があった。
本発明は以上の従来技術の欠点、特に（４）の永久磁石
の性能面での欠点をを解決するものであり、その目的と
するところは、高性能且つ低コストなＲ−ＴＭ−Ｂ系永
久磁石の製造法を提供するところにある。
の性能面での欠点をを解決するものであり、その目的と
するところは、高性能且つ低コストなＲ−ＴＭ−Ｂ系永
久磁石の製造法を提供するところにある。
［課題を解決するための手段］
本発明の希土類元素（但しイツトリウムを含む）と遷移
金属、及びボロンを基本成分とする磁性合金の製造法に
於て、少なくとも、前記基本成分から成る合金を溶解し
、２００℃〜８００℃の範囲を冷却速度０．１〜５℃／
ｓｅｃで冷却し、鋳造欠陥なく鋳造する工程、その後肢
合金を熱間加工及び熱処理する工程とから成る事を特徴
とする磁性合金の製造法。
金属、及びボロンを基本成分とする磁性合金の製造法に
於て、少なくとも、前記基本成分から成る合金を溶解し
、２００℃〜８００℃の範囲を冷却速度０．１〜５℃／
ｓｅｃで冷却し、鋳造欠陥なく鋳造する工程、その後肢
合金を熱間加工及び熱処理する工程とから成る事を特徴
とする磁性合金の製造法。
［作用］
本発明者等は、数多くのＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造合金を評価
し、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金に適当な熱処理を加えれば高
い保磁力が得られることを知見し、更に、この合金を基
にホットプレスによる機械的配向処理、添加元素による
磁気特性の改善効果を研究し、高性能の永久磁石の製造
方法を知見した。
し、Ｐｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金に適当な熱処理を加えれば高
い保磁力が得られることを知見し、更に、この合金を基
にホットプレスによる機械的配向処理、添加元素による
磁気特性の改善効果を研究し、高性能の永久磁石の製造
方法を知見した。
即ち、希土類元素（但しイツトリウムを含む）と遷移金
属、及びボロンを基本成分とし、該基本成分から成る合
金を溶解・詩遺し、次いで、鋳造インゴットを５００℃
以上の温度にて熱間加工し、前記基本成分から非磁性物
であるＲリッチ相の液相を排除することにより磁性相を
？ＩＩ ＃、Ｉδし、磁気異方性及び機械的配向性を付
与することを特徴とする永久磁石の製造方法であり、鍔
造−熱間加工−熱処理という粉末工程を含まない方法で
、従来法に比肩する高性能の磁石が得られるものである
。
属、及びボロンを基本成分とし、該基本成分から成る合
金を溶解・詩遺し、次いで、鋳造インゴットを５００℃
以上の温度にて熱間加工し、前記基本成分から非磁性物
であるＲリッチ相の液相を排除することにより磁性相を
？ＩＩ ＃、Ｉδし、磁気異方性及び機械的配向性を付
与することを特徴とする永久磁石の製造方法であり、鍔
造−熱間加工−熱処理という粉末工程を含まない方法で
、従来法に比肩する高性能の磁石が得られるものである
。
この方法に於て、鋳造インゴットの割れ、欠け、引は巣
等の鋳造欠陥はその後の熱間加工工程や製品形状に大き
な影響を与える。従って、この割れ、欠は等の鋳造欠陥
を防ぐことは本方法による永久磁石の製造方法に取って
非常に重要な点である。
等の鋳造欠陥はその後の熱間加工工程や製品形状に大き
な影響を与える。従って、この割れ、欠は等の鋳造欠陥
を防ぐことは本方法による永久磁石の製造方法に取って
非常に重要な点である。
鋳造インゴットの欠陥を防ぐために、本発明者等は以下
のことを知見した。
のことを知見した。
即ち、鋳造インゴットの欠陥は主に凝固収縮時に起き、
８００℃〜２００℃の温度範囲をインゴットの徐冷をす
ることにより、鋳造欠陥を回避できることを見いだした
。
８００℃〜２００℃の温度範囲をインゴットの徐冷をす
ることにより、鋳造欠陥を回避できることを見いだした
。
徐冷の温度範囲の理由は、８００℃を越えた温度から徐
冷をすると結晶粒径が増大してしまい、熱間加工もしず
らく、保磁力も得られなくなってしまう。また、２００
℃以前に徐冷を中止すると、主相のキュリー温度通過に
伴う歪のため割れ等のＳｊＪ造欠陥が生じてしまう。従
って、徐冷する範囲は８００〜２００℃の範囲が望まし
い。
冷をすると結晶粒径が増大してしまい、熱間加工もしず
らく、保磁力も得られなくなってしまう。また、２００
℃以前に徐冷を中止すると、主相のキュリー温度通過に
伴う歪のため割れ等のＳｊＪ造欠陥が生じてしまう。従
って、徐冷する範囲は８００〜２００℃の範囲が望まし
い。
冷却スピードについては、５℃／ｓｅｃより速いとイン
ゴットに大きな熱歪が生じ、このためにインゴットに割
れ等の鋳造欠陥が発生してしまう、従って、鋳造欠陥を
防ぐためにはこれ以下の冷却スピードが望ましい。また
、０．１℃／ｓｅｃより遅い場合、インゴットの冷却に
１時間以上もの時間が必要となるので、生産性が悪くな
る。従って、これ以上のスピードが望ましい。
ゴットに大きな熱歪が生じ、このためにインゴットに割
れ等の鋳造欠陥が発生してしまう、従って、鋳造欠陥を
防ぐためにはこれ以下の冷却スピードが望ましい。また
、０．１℃／ｓｅｃより遅い場合、インゴットの冷却に
１時間以上もの時間が必要となるので、生産性が悪くな
る。従って、これ以上のスピードが望ましい。
また、インゴットの鋳造欠陥に関してはそのインゴット
の組織に大きく依存している。即ち、結晶粒が大きいほ
ど鋳造欠陥が生じ易い傾向にある。
の組織に大きく依存している。即ち、結晶粒が大きいほ
ど鋳造欠陥が生じ易い傾向にある。
この結晶粒の大きさには基本成分のボロン量が大きく影
響しており、ボロン量が多いほどその粒径は大きくなる
ことが分かっている。即ち、原子百分率で、４％程度の
ときは比較的細かな結晶粒が得られ、８００℃〜２００
℃の温度範囲を比較的速い冷却スピードで冷却して、鋳
造欠陥を回避することができる。しかし、６％程度以上
になると冷却速度が速すぎると結晶粒が熱歪に耐えられ
ず、インゴットに鋳造欠陥が発生してしまう。この場合
は、冷却速度は大きな熱歪が発生しない程度に遅くして
やらなけれればならない。
響しており、ボロン量が多いほどその粒径は大きくなる
ことが分かっている。即ち、原子百分率で、４％程度の
ときは比較的細かな結晶粒が得られ、８００℃〜２００
℃の温度範囲を比較的速い冷却スピードで冷却して、鋳
造欠陥を回避することができる。しかし、６％程度以上
になると冷却速度が速すぎると結晶粒が熱歪に耐えられ
ず、インゴットに鋳造欠陥が発生してしまう。この場合
は、冷却速度は大きな熱歪が発生しない程度に遅くして
やらなけれればならない。
以下実施例について述べる。
［実施例］
表１の組成となるようにとなるように、希土類、遷移金
属およびボロンを秤量し、アルゴンガス雰囲気下でセラ
ミックるつぼ中で銹導加熱炉により原料を溶解・鋳造す
る。
属およびボロンを秤量し、アルゴンガス雰囲気下でセラ
ミックるつぼ中で銹導加熱炉により原料を溶解・鋳造す
る。
表１
鋳型にはヒーターが備え付けられており、ＳＲ’ＭＬ全
体の温度を任意に制御する事ができる。鋳型を任意の温
度に予熱する事により、各温度範囲の冷却速度をコント
ロールする。るつぼ内の溶湯が約１５００’Ｃになった
ところで鋳型に詩込む。
体の温度を任意に制御する事ができる。鋳型を任意の温
度に予熱する事により、各温度範囲の冷却速度をコント
ロールする。るつぼ内の溶湯が約１５００’Ｃになった
ところで鋳型に詩込む。
表２〜５に各インゴットの各条件で鋳造を行なった時の
、インゴットの割れ、欠は等の鋳造欠陥の有無、熱間加
工性の良否（良； ○、中；△、否；×の３段階）、鋳
造後のインゴットの保磁力の結果を示す。本方法で作成
された磁石は、その初磁化曲線からｎｕｃｌｉｈＬｉｏ
ｎタイプであることが知られており、保磁力はインゴッ
トの結晶粒の大きさの目安となる。加工法の評価は１０
００’Ｃでのホットプレスを行なったときの様子から判
断した。
、インゴットの割れ、欠は等の鋳造欠陥の有無、熱間加
工性の良否（良； ○、中；△、否；×の３段階）、鋳
造後のインゴットの保磁力の結果を示す。本方法で作成
された磁石は、その初磁化曲線からｎｕｃｌｉｈＬｉｏ
ｎタイプであることが知られており、保磁力はインゴッ
トの結晶粒の大きさの目安となる。加工法の評価は１０
００’Ｃでのホットプレスを行なったときの様子から判
断した。
以上の表に示すように、本発明により鋳造欠陥の無いイ
ンゴットが得られることが分がる。
ンゴットが得られることが分がる。
［発明の効果コ
以上のごとく、本発明の磁性鋳造インゴットの製造方法
によれば、鋳造欠陥の無い良好な鋳造インゴットを得る
ことが可能であり、鋳造−熱間加工−熱処理という、イ
ンゴットを粉砕・焼結という工程を経ることなく高い磁
気性能の異方性の磁石が得ることが出来る。
によれば、鋳造欠陥の無い良好な鋳造インゴットを得る
ことが可能であり、鋳造−熱間加工−熱処理という、イ
ンゴットを粉砕・焼結という工程を経ることなく高い磁
気性能の異方性の磁石が得ることが出来る。
これにより従来のＲ−Ｔ Ｍ−Ｂ系永久磁石の生産工程
を大幅に削減することができ、永久磁石の生産性を高め
るという効果を有する。
を大幅に削減することができ、永久磁石の生産性を高め
るという効果を有する。
以上
出願人 セイコーエプソン株式会社
Claims (1)
- 希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金属、及
びボロンを基本成分とする磁性合金の製造法に於て、少
なくとも、前記基本成分から成る合金を溶解し、２００
℃〜８００℃の範囲を冷却速度０．１〜５℃／ｓｅｃ以
下で冷却し、鋳造欠陥なく鋳造する工程、その後該合金
を熱間加工及び熱処理する工程とから成る事を特徴とす
る磁性合金の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151901A JP2631513B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 磁性合金の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63151901A JP2631513B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 磁性合金の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01318218A true JPH01318218A (ja) | 1989-12-22 |
| JP2631513B2 JP2631513B2 (ja) | 1997-07-16 |
Family
ID=15528668
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63151901A Expired - Lifetime JP2631513B2 (ja) | 1988-06-20 | 1988-06-20 | 磁性合金の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2631513B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159811A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Fujitsu Ltd | 焼結希土類磁石を製造する方法 |
-
1988
- 1988-06-20 JP JP63151901A patent/JP2631513B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6159811A (ja) * | 1984-08-31 | 1986-03-27 | Fujitsu Ltd | 焼結希土類磁石を製造する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2631513B2 (ja) | 1997-07-16 |
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