JPH02159337A - 永久磁石合金 - 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） 本発明は、希土類元素と遷移金属を主成分とするＲ　２
　Ｍ　＋７系（但し、Ｒはイツトリウムを含む希土類元
素Ｍは主として遷移金属を表す）永久磁石合金に関し、
特に減磁曲線の４πＩ−Ｈループの角型性が良好なＲ２
Ｍ＋７系永久磁石合金に関するものである。

（従来の技術） Ｒ−Ｃｏ−Ｆ　ｅ−Ｃｕ系の２−１７型希土類永久磁石
材料は従来公知である。この系の合金材料において、Ｃ
ｕの添加は保磁力ｉＨｃを高める効果があり、１０ｗｔ
％以上は必要であるとされていた。しかし、Ｃｕの添加
量が増大すると残留磁束密度Ｂｒが低下してしまう問題
が生じる。

この問題を解決するため、非磁性体であるＣｕ量令抑え
、代りに適量のＺｒを添加し、Ｂ「の低下を抑制して最
大のエネルギー積（ＢＨ）ｆｌｌａｘを高め得る技術が
報告されている（例えば、特公昭５５−４７０９７）。

更に、４πＩ−Ｈループの角型性を良くするために、Ｒ
２Ｍ１７系にＯを含有させる技術が報告されている（例
えば、特開昭５７−１３４５３３）。

また、ｉＨｃを向上させるために、Ｒ２Ｍ　＋７系にＣ
を含有させる技術も報告されている（例えば、特公昭５
６−３６８５８）。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前記のＣｕｆｆ１を抑え、代りにＺｒを添加す
るＲ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系永久磁石合金では、非
磁性体であるＣｕＥｔが少量に抑えられているため、Ｂ
ｒが向上し、その結果として（ＢＨ）ｍａｘが高められ
てはいるが、（ＢＨ）ｍａｘ−（Ｂｒ）２／４という高
（ＢＨ）ｍａｙ、には及ばない。

また、前記４πＩ−Ｈループの角型性を良好にするため
にＲ２Ｍ１７系にＯを添加させたものでは、４πＩ−Ｈ
ループの角型性は良いが保磁力ｉＨｃが小さい。

更に、前記ｉＨｃを高めるためにＲ２Ｍ１７系にＣを添
加させたものの中には、４πＩ−Ｈループの角型性が良
好でないものが多い。

本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、Ｃｕｆｆ１が１０ｗｔ％以下の低い領
域で高ｉＨｃを有し、４πＩ−Ｈループの角型性が良好
な従来品より高い（ＢＨ）ｗａｘを有する永久磁石合金
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、上記目的を達成するために、Ｒ−Ｃｏ−Ｆ
ｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系の希土類永久磁石材料に関し、高ｉＨ
ｃにおいて４πＩ−Ｈループの角型性を向上させること
、つまり（ＢＨ）ｗａｘを向上させることについて種々
検討した結果、Ｒ−Ｇｏ−Ｆ　ｅ−Ｃｕ−Ｚ　ｒ系にＯ
とＣの両方を適量添加すればよいと９知見を得、本発明
を完成させるに至った。

即ち本発明は、２２〜２８ｗｔ％のＲ（但し、Ｒはイツ
トリウムを含む希土類元素の１種以上）。

５〜２５ｗｔ％のＦｅ、３〜１０ｗｔ％のＣｕ、０゜５
〜６ｗｔ％のＺ　ｒ、０．０３〜０．８ｗｔ％の０゜０
．００５〜０，５ｗｔ％のＣ２残部が実質的にＣｏから
なることを特徴とする永久磁石合金に関するものである
。

（作　用） このようにＲ−Ｃｏ−Ｆ　ｅ−Ｃｕ−Ｚ　ｒ系に０とＣ
とを添加することによって、本発明では、従来のＣのみ
を添加する場合の保磁力ｉＨｃが向上するメリットをそ
のまま生かし、（ＢＨ）ｍａｘが余り向上しないという
欠点を従来のＯのみを添加する場合のメリット、即ち４
πＩ−Ｈループの角型性を良好にすることにより解消す
るのである。

従って、０とＣの両者を添加する特定の組成の本発明に
よれば前記した従来のＲ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ−Ｚｒ系や
Ｒ−Ｃｏ−Ｆ　ｅ−Ｃｕ−Ｚ　ｒ−０系の永久磁石合金
より高いｉＨｃが得られ、しかもＲ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ
−Ｚｒ系やＲ−Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ−Ｚｒ−Ｃ系の永久磁
石合金よりも４πＩ−Ｈループの角型性を向上させるこ
とが可能となる。そのため、高ｉＨｃを有しながら高い
（ＢＨ）ＩＩａＸを得ることができるのである。

上記のような作用を発揮させるために、本発明に係る永
久磁石合金の組成を前述のように特定したのである。

以下、各成分の組成比率につき説明する。

Ｒ，Ｃｏ、Ｆｅの比率は、この種の３元系組成物で従来
から一般的に使用されているものとほぼ同様である。

即ち、Ｒを２２〜２８ｗｔ％としたのは、２２ｗｔ％未
満ではｉＨｃが小さく　、２８　ｗｔ９６を越えるとＢ
ｒが低下するからである。

Ｆｅを５〜２５ｗｔ％としたのは、５ｗｔ％未満ではＢ
ｒが低く、２５ｖＬ％を越えるとｉＨｃが低下するから
である。

そして、Ｃｕの含有量を３〜１０ｗｔ％としたのは、３
ｖＬ％未満ｐはｉＨｃが発生せず、１０ｗｔ％を越える
とＢｒが低下するからである。

また、Ｚ「の含有量を０．５〜６ｗｔ％としたのは、０
，５ｗｔ％未満ではｉＨｃが発生せず、６シｔ％を越え
るとＢｒが低下するからである。

０の含有量をＯｏ　０３〜０．８ｗｔ％としたのは、０
．０３νｔ％未満ではＯの添加効果がなく、４π１−Ｈ
ループの角型性の向上が見られないが、０゜８νｔ％を
越えても４πＩ−Ｈループの角型性が悪（なり、しかも
Ｂ「も低下するからである。

Ｃの含有量を０．００５〜０．５ｗｔ％としたのは、０
．００５ｗｔ％未満ではｉＨｃの増加作用が発現せず、
０．５ｗｔ％を越えるとＢｒが低下するからである。

なお、本発明において、Ｏを含有させる方法としては、
例えばジェットミルで合金材料を微粉砕する際に、キャ
リアガスである窒素中に適量の酸素を混入させて合金材
料の微粉体とＣの微粉体を混合させる方法等がある。

（実施例） 本実施例１ （合金の組成） Ｓｍ：２４．３ｗｔ％　　Ｆｅ：１２．５ｗｔ％Ｃｕニ
ア、８ｗｔ％　　　Ｚｒ：１．５ｗｔ％Ｃ：０．１ｗｔ
％　　　　０　：　０．０２〜０．９ｗｔ％Ｃｏ：残部 （前　工　程） 必要とする合金材料を高周波溶解炉又はアーク溶解炉で
溶解し、ショークラッシャによって粗粉砕した後、ジェ
ットミルにより微粉砕した。

この微粉砕際に、適量の酸素をジェットに混入させて、
上記の合金材料に含有させた。

微粉砕粉体を適量のＣ粉体と混合し、１５ｋＯｅの磁場
中で成形圧２　ｔｏｎ　／　ｃｊで圧縮成形した。

（熱　処　理） 上記の成形物をこの成形物中のＯの含有量に応じて１１
７０〜１１９０℃（Ｏｊｌが多い程、高温側）で４時間
の焼結を行い、１１２０℃以上で且つ焼結温度より低い
温度で３時間の溶体化処理を行った。

その後、８２０℃で３時間の時効処理を行い、引き続い
て２℃／ｍｌｎの冷却速度で４００℃まで冷却した。

０の含有量に対するｉ　Ｈｃ、Ｂ　ｒ、（ＢＨ）ａａＸ
の測定結果を第１表に示す。

また、０の含有量に対する４πＩ−Ｈループの減磁曲線
を第１図に示す。

第１表 酸素含有量が０．０３ｗｔ％未満では４πＩ−Ｈループ
の角型性が悪＜　、（Ｂ　Ｈ）　ｓａｗが低い。

また、酸素含有量が０．８ｗｔ％を越えるとＢ「が低下
し、しかＳ２４πＩ−Ｈループの角型性が悪くなり、（
ＢＨ）ｌｌａＸ　も低くなる。

更に、Ｃを０．１ｗｔ％含有させているため、ｉＨｃは
いずれも良好であった。

なお、焼結温度をＯ量が多くなる程高温にしたのは、高
温での焼結により焼結密度をできるだけ高くして、Ｂｒ
を高くするためである。

本実施例２ （合金の組成） Ｓｍ：２４．３ｗｔ％　　Ｆｅ：１２．５ｗｔ％Ｃｕニ
ア、８ｗｔ％　　　Ｚｒ二１．５ｗｔ％Ｃ：　０．００
３〜０．８ｗｔ％　Ｏ：０．１ｗｔ％Ｃｏ：残部 （前　工　程） 実施例１に同じ （熱　処　理） 前工程で得られた成形物をこの成形物中のＣの含有量に
応じて１１７０〜１２００℃（ＣＪＩが多い程、高温側
）で４時間の焼結を行い、１１２０℃以上で且つ焼結温
度より低い温度で３時間の溶体化処理を行った。

その後、８２０℃で３時間の時効処理を行い、引き続い
て２℃／　１Ｉｉｎの冷却速度で４００　”Ｃまで冷却
した。

Ｃの含有量に対するｉＨｃ、Ｂｒ、（ＢＨ）ｍａＸの測
定結果を第２表に示す。

第２表 炭素含有量が０．００５ｗｔ％未満ではｉＨｃが小さく
、そのためＢｒの大きさに対して（ＢＨ）ｗａｘが小さ
い。

また、炭素含有量が０．５ｗｔ％を越えるとＢｒが低下
し１、そのため（ＢＨ）ｗａｘも低くなる。

更に、Ｏを０．１ｗｔ％含有させているため、４πｌ−
１（ループの角型性は、いずれも実施例１の０含有ｆｆ
１Ｏ，１ｗｔ％のものとほぼ同様であった。

なお、焼結温度をＣ量が多くなる程高温にしたのは、実
施例１の場合と同様、焼結密度を高めてＢｒを向上させ
るためである。

＊実施例３ （合金の組成） Ｓ　ｍ　：　２０．５〜２８．７ｗｔ％　　Ｆｅ：１２
．５ｗｔ％Ｃｕニア、８ｗｔ％　　　　Ｚｒ：１゜５ｗ
ｔ％Ｃ：０．１ｗｔ％　　　　　０：０．１ｗｔ％Ｃｏ
：残部 （前　工　程） 実施例１に同じ （熱　処　理） 前工程で得られた成形物をこの成形物中のＳｍの含有量
に応じて１１ＢＯ〜１２１Ｏ℃（Ｓ重量が多い程、低温
側）で４時間の焼結を行い、１１２０℃以上で且つ焼結
温度より低い温度で３時間の溶体化処理を行った。

その後、８２０℃で３時間の時効処理を行い、引き続い
て２℃／　ｍｌｎの冷却速度で４００℃まで冷却した。

Ｓｍの含有量に対するｉ　Ｈｃ、Ｂ　ｒ、（ＢＨ）Ｉｌ
ａＸの測定結果を第３表に示す。

第３表 Ｓｍの含有量が２２．０ｗｔ５未満ではｉＨｃが低くな
る。またＳｍ含有量が２８．０ｗ１％を越えるとＢｒが
低下する。

＊実施例４ （合金の組成） Ｓｍ：２４．３ｗｔ％　　　Ｆｅ：１２．５ｗｔ％Ｃｕ
　：　２．３〜１１．１ｗｔ％　　Ｚｒ：１．５ｗｔ％
Ｃ：０．１ｗｔ％　　　　　０：０．１ｗｔ％Ｃｏ：残
部 （前　工　程） 実施例１に同じ （熱　処　理） 前工程で得られた成形物をこの成形物中のＣｕの含有量
に応じて１１７０〜１２００℃（成形物中のＣｕ量が多
い程、低温側）で４時間の焼結を行い、１１２０℃以上
で且つ焼結温度より低い温度で３時間の溶体化処理を行
った。

その後、Ｃｕ含有量が６．０〜１１．ｌｗｔ％の試料に
ついては、８２０℃で３時間の時効処理を行い、引き続
いて２℃／■ｉｎの冷却速度で４００℃まで冷却した。

また、Ｃｕ含有量が２．３〜４．７ｗｔ％の試料につい
ては、６５０℃で３時間の第１段時効と、８３０℃で３
時間の第２段時効を行い、引き続いて２℃／ｌｌ１ｉｎ
の冷却速度で４００℃まで冷却した。

Ｃｕの含有量に対するｉ　Ｈｃ、Ｂ　ｒ、（ＢＨ）ＩＩ
ａＸの測定結果を第４表に示す。

第４表 Ｃｕの含有量が３．０ｗｔ％未満ではｉＨｃが低くなる
。またＣｕ含有量が１０．Ｏｗｔ％を越えるとＢｒが低
下する。

なお、本例で特効処理を２段階に変えたのはＣｕｆｉが
５ｗｔ％未満の場合、Ｃｕ量が５ｗｔ％以上の組成物と
同じ１段階時効処理を行ってもｉＨｃが発現せず、２段
階時効処理でｉＨｃが発現するからである。

＊実施例５ （合金の組成） Ｓｍ：２４．３ｗｔ％　　Ｆｅ：１２．５ｗｔ％Ｃｕニ
ア、８ｗｔ％　　　Ｚ　ｒ　：　０．３〜Ｂ、８ｗｔ％
Ｃ：０．１ｗｔ％　　　　Ｏ：０．１ｗｔ％Ｃｏ：残部 （前　工　程） 実施例１に同じ （熱　処　理） 前工程で得られた成形物をこの成形物中のＺｒの含有量
に応じて１１７０〜１２００℃（Ｚｒ含有量が多い程、
高温側）で４時間の焼結を行い、１１２０℃以上で且つ
焼結温度より低い温度で３時間の溶体化処理を行った。

その後、８２０℃で３時間の時効処理を行い、引き続い
て２℃／ｎ＋ｉｎの冷却速度で４００℃まで冷却した。

Ｚｒの含有量に対するｉＨｃ、Ｂｒ、（ＢＨ）ｆｆｉａ
Ｘの測定結果を第５表に示す。

第５表 Ｚｒの含有量が０．５νｔ％未満ではｉＨｃが低くなる
。またＺｒ含有量が６．Ｏｗｔ％を越えるとＢｒが低下
する。

なお、焼結温度をＺｒ量が多い程高くしたのは、実施例
１の場合と同様、焼結密度を高めて、Ｂ「を向上させる
ためである。

＊実施例６ （合金の組成） Ｓ　ｍ　：　１２．３〜２４．３ｗｔ％　Ｃｅ　：　Ｏ
〜１２．ｏｗｔ％（但しＳｍ＋Ｃｅｍ２４．３ｗｔ％） Ｆｅ：１２．５ｗｔ％　　Ｃｕニア、８ｗｔ％Ｚｒ：１
．５ｗｔ％　　　Ｃ：０．１ｗｔ％０：０．１ｗｔ％　
　　　Ｃｏ：残部 （前　工　程） 実施例１に同じ （熱　処　理） 前工程で得られた成形物をこの成形物中のＣｅの含有量
に応じて１１４０〜１１８０℃（Ｃｅｆｆｉが多い程、
低温側）で４時間の焼結を行い、１１２０℃以上で且つ
焼結温度より低い温度で３時間の溶体化処理を行った。

その後、８２０℃で３時間の時効処理を行い、引き続い
て２℃／１ｎの冷却速度で４００℃まで冷却した。

Ｃｅの含有量に対するｉＨｃ、Ｂｒ、（ＢＨ）０１ａＸ
のハ１定結果を第６表に示す。

このようにＣｅの置換量が多くなるほど特性は悪くなる
が、Ｓｍの一部をＣｅで置換しても実用上は十分な特性
が得られる。このことはＳｍ以外の希土類元素（イツト
リウムを含む）の場合でも本発明は有効であることを明
示するものである。

（発明の効果） 以上のように本発明に係る永久磁石合金によれば、従来
技術と同等以上の保磁力を発生させながら、４πＩ−Ｈ
ループの角型性を従来技術以上に良好にできる。

この結果、最大エネルギー積を向上させることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る第１実施例における４πＩ−Ｈ
ループ減磁曲線を示すグラフである。 特許出願人　　　　　　富士電気化学株式会社代　理　
人　　　　　　弁理士　−色　健　輔同　　　　　　　
　弁理士　松　本　雅　利第６表

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ２２〜２８ｗｔ％のＲ（但し、Ｒはイットリウムを含む
   希土類元素の１種以上），５〜２５ｗｔ％のＦｅ，３〜
   １０ｗｔ％のＣｕ，０．５〜６ｗｔ％のＺｒ，０．０３
   〜０．８ｗｔ％のＯ，０．００５〜０．５ｗｔ％のＣ，
   残部Ｃｏから成ることを特徴とする永久磁石合金。