JPH0220001A - 希土類極異方性永久磁石の製造方法 - 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） 本発明は高磁気特性をもつ筒状磁石、特には極異方性方
向に配向した焼結希土類磁石の製造方法に関するもので
ある。

（従来の技術と問題点） 近年、工場の自動化におけるロボットやＮＣ機械などの
他、コンピューターやＶＴＲなどにおける電気磁気信号
を拾うための磁気ヘッドに対し、益々高精度の制御が要
求されてきた。そのためにステッピングモーターを用い
るサーボ機構が数多く採り入れられる様になり、多極に
配向した筒状磁石の需要が急増している。

従来、この様な筒状磁石の製造には、次の３方法が行わ
れている。

イ）等方性磁石に対し、内周又は外周に多種着磁する方
法、（等方性磁石） 口）半径方向に配向した磁石に対し、内周または外周に
多極＠磁する方法。（ラジアル異方性磁石） ハ）多極着磁器内で成形する方法、（極異方性磁石） これらの方法による磁力の大きさは、極異方性磁石〉ラ
ジアル異方性磁石〉等方性磁石の順である。

サーボモーターとしては、慣性力の小さいものが制御し
易く、しかも同じ力を出す為には、小型のものが好まし
いことから、小型軽量化の為には、より大きいトルクを
発生出来る極異方性磁石が望まれている。

従来、極異方性磁石の製造は、磁石合金のインゴットを
粉砕した微粉を、極異方性方向に配向させ、圧縮成形し
、１０００〜１２５０℃の温度で焼結溶体化し、４００
〜９００℃で時効処理する方法によって行われているが
、この方法では、焼結の際、クラックが発生し、歩留ま
りが非常に悪いため、製造が極めて困難であるという問
題が、あった。

このクラック発生の原因は、 ｌ）極異方性磁場により圧縮成形の際、密度の疎密が生
じる。

２）磁化容易方向とその垂直方向の熱膨張率に差があり
、歪を生じる。

ためであると考えられる。

本発明は上記焼結の際に、クラックが発生せず、歩留ま
り低下のない極異方性筒状磁石を提供することを目的と
している。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明者等は、鋭意検討を重
ねた結果、本発明に到達したのであって、粒径の異なる
磁石粉を組み合せて、極異方性方向に配向した圧縮成形
体の密度を高くし、熱収縮率の減少を図ることを基本思
想とするもので、その要旨とするところは、 式　Ｒ（Ｃｏ１−ｘ−ｙ−ｔＦｅｘＣｕｙＭｘ）ｕ　　
（式中Ｒは希土類元素、ＭはＺｒ、Ｔｉ、　Ｍｎ、　Ｍ
ｏ、　Ａ　Ｉの１種または２種以上、Ｘは０．１≦ｘ≦
０．３、ｙは０．０３≦ｙ≦０．１１２はｏ、　ｏｏｓ
≦２≦０．０４、Ｕは７．０≦ｕ≦８．０である、）で
示される合金粉末を磁場中で圧縮成形し、焼結処理した
後、粉砕して、平均粒度を１０〜５０μｍが７０〜１０
０重量％、３〜９μｍが０〜３０重量％になる様に調整
し、この調整物を磁場中で極異方性方向又はラジアル方
向に配向させ、圧縮成形し、この成形体を１１００〜１
２５０℃で焼結後、４００〜９００℃で時効処理するこ
とを特徴とする希土類極異方性磁石の製造方法にある。

本発明の最大の特徴は、従来の製造工程が、■）工程で
磁石合金インゴットを２〜５μｍに微粉砕し、２）工程
で極異方性方向に配向させ、圧縮成形し、１００ＯＮ１
２５０℃で焼結、溶体化し、４００〜９００℃で時効処
理し、３）工程で切削、切断、研摩等の後加工を施した
後、着磁して製品とするのに対し、上記従来法の１）工
程と２）工程の間にＩＡ）工程として、「この磁石合金
微粉を磁場垂直方向に圧縮成形し、これをアルゴン雰囲
気中で１１００〜１２５０℃で焼結、溶体化し、次に、
これを粗砕して平均粒度を１０〜５０μｍが７０−１０
０重量％、３〜９μｍが０〜３０重量％になるように粒
度調整する」工程を採り入れたことにある。２）工程及
び３）工程は従来法と同じく、極異方性磁場中で圧縮成
型、焼結、溶体化、時効処理、後加工、着磁処理すれば
よい。

従来の１）工程にＩＡ）工程を付加することによって、
飽和磁化の高い焼結体を得ることが出来２）工程でこれ
を粗砕しても、粗粉中の磁極が均一に一方向に配向して
いる為、次の３）工程の磁場中成形の際、粗粉を用いて
も高い配向性が得られる様になる。また、ＩＡ）工程で
時効処理を除いたことによって、保持力が抑えられ、配
向磁場が弱くても、高い配向性が得られる様になる。

ＩＡ）工程の粉砕を上記の様な理由から従来はｌ）工程
で２〜５μｍの微粉であったのを平均粒度で３〜５０μ
ｍまでに粒度範囲を広げることが出来、次の粒度調整に
よる圧粉体の高密度化を一段とし易くした０次に、キャ
ビティーに充分粒度調整を行った粉体を入れ、極異方性
方向に磁場を掛け、配向させながら圧縮成形を行う、こ
の成形体を１１００〜１２５０℃の温度で再焼結、再溶
体化処理を行い、４００〜９００℃の温度で時効処理を
かける。これによって磁気特性は、従来法と同等まで出
る様になり、更に、本発明の特徴であるＩＡ）工程の特
定の粒度範囲を持つ粗粉を用いて成形体密度を上げ、焼
結の際の熱収縮率を減らすことによって、クラックの発
生を防止した極異方性永久磁石の製造が可能になった。

ここで平均粒度３〜９μｍが３０％を越えると焼結の際
の熱収縮量が大きくなり、クラックの発生率が多くなる
。また、平均粒度が５０μｍ以上のものを用いると配向
が乱れ、高いＢｒが得られなくなる。

この特定の粒度範囲を持つ粗粉を用いたことにより、焼
結後の密度は、微粉のみを用いたものまでには上らず、
ポーラスな焼結体になり、残留磁束密度も、少し低めに
なるが、このポーラスな部分に熱硬化性樹脂等のバイン
ダーを含浸すると機械的強度は増し、生産性が非常に向
上する。

原料である磁石合金組成は、 式　Ｒ（Ｃｏｔ−ｘ−ｙ−ｔＦｅｍｃｕｙＭｊ　ｕ　　
（式中Ｒは希土類元素、ＭはＺｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ、
ＡＩの１種または２種以上、Ｘは０．１≦ｘ≦０．３．
　　ｙは０．０３≦ｙ≦０．１、Ｚはｏ、　ｏｏｓ≦２
≦０．０４、Ｕは７．０≦ｕ≦８．０である、）で表さ
れる公知の希土類永久磁石であって、Ｓｍ　（ＣＯｙ＊
Ｆｅ１ｏＣｕｉ、　５Ｚｒａ、　ｓ）　ｔ、　ｓｓ、（
ＳｍａｏＣｅａｏ）　（Ｃｏｔｓ、　５Ｆｅｒ９．４Ｃ
ｕｅ、　ａＺｒｔ）　ｔ、　ｚｔ等が例示され、本発明
の製造方法が最も効率良く適用され、高い磁気特性が得
られる。

（発明の効果） 本発明の製造方法によって、従来の方法では達成出来な
かった高い磁気特性を持つ極異方性永久磁石が得られる
。すなはち、本発明は、微粉を成形焼結後、粗粉砕し、
粒度調整後、極異方性方向に配向し、圧縮成形、焼結、
溶体化、時効処理する二段階成形焼結法、特には、二段
目焼結を特定の粒度分布品を使用し、圧縮成形体の密度
を充分に上げたことによって熱収縮量を減少させ、クラ
ックの発生を防止でき、生産性向上に寄与した。

次に、実施例を挙げて、具体的に説明するが、本発明は
、これらに限定されるものではない。

（実施例１） Ｓｍ　（Ｃｏｙ　ｘＦｅ＊ｏｃｕｓ、　５Ｚｒｉ、　ｓ
）　ｙ、　ｓａ　　の組成のインゴットを３μｍの粉末
にし、磁場配向させ、その垂直方向に圧縮成形する。こ
の圧粉体を１２２０℃×１　Ｈｒ　（Ａｒ雰囲気中）焼
結、溶体化を行う０次に、これを平均粒度５０μｍ以下
までに粗砕する。この粗粉を多極着磁器のヨークを持つ
金型とコアとのキャビティに装填し、＠磁し、上下パン
チでプレスする０次いで、この成形体を１２２０℃ＸＩ
）Ｉｒで再焼結、１２００℃×３０分で再溶体化し、８
００℃×２０８ｒの時効処理を行った。得られた極異方
性永久磁石の特性値を第１表に示す。この永久磁石は炭
素鋼バイトで加工が容易で、また、熱収縮による、寸法
変化が少ない為、加工量も非常に少なくて済んだ、更に
、ポーラスな部分に樹脂を含浸させることによって耐衝
撃性も良くなった。

（実施例２） 実施例１と同様の組成の配向済みの焼結体を平均粒度３
０μｍまで粗砕する。この粗粉とこの粗粉を粉砕した平
均粒度３〜９μｍの微粉とを８＝２の割合で混合し、ス
テアリン酸０．１重量％を加久、以下、実施例１と同様
、成形、熱処理し、得られた極異方性永久磁石の特性値
を第１表に示す。

（実施例３） （ＳｍａｏＣｅａｏ）　（Ｃｏｔｓ、　＠Ｆｅｔｅ、　
４ｃｕａ、　ａＺｒｔ）　ｔ、　ｚｔの組成のインゴッ
トを３μｍに粉砕し、磁場配向させ、その垂直方向に圧
縮成型する。この圧粉体をアルゴン雰囲気下、１１７０
℃ＸＩ）Ｉｒ焼結する０次に、これを平均粒度５０μｍ
以下まで再び粗砕する。この粉体な平均粒度３〜９μｍ
３０重量％、１０〜５０μｍ７０重量％となる様に粒度
調整し、更に、ステアリン酸０．１重量％を加え混合す
る。以下、実施例１と同様にして極異方性成形体を得、
この成形体を１１７０℃ＸＩＨｒで焼結、１１５０℃Ｘ
　Ｏ，５Ｈｒで溶体化、８００℃Ｘ　２０Ｈｒで時効処
理を行う、得られた極異方性永久磁石の特性値を第１表
に示す。

（比較例） 実施例１と同様組成のインゴットを平均粒度３μｍに粉
砕し、この微粉を多極着磁器のヨークを持つ金型とコア
とのキャビティに装填し、磁場配向させ、上下パンチで
プレスする。この成形体を１２２０℃ＸＩＨｒで焼結、
１２００℃×３０分の溶体化、８００℃Ｘ　２０Ｈｒの
時効処理を行った。しかし、焼結の際に割れてしまった
ため、これを接着剤で補修して特性値を測定し、 その結果を第１表に示す。

第 表 一

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．式　Ｒ（Ｃｏ＿１＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−＿ｚＦｅ＿
   ｘＣｕ＿ｙＭ＿ｚ）＿ｕ（式中Ｒは希土類元素、ＭはＺ
   ｒ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｍｏ，Ａｌ、の１種または２種以上、
   ｘは０．１≦ｘ≦０．３、ｙは０．０３≦ｙ≦０．１、
   ｚは０．００５≦ｚ≦０．０４、ｕは７．０≦ｕ≦８．
   ０である。） で示される合金粉末を磁場中で圧縮成形し、焼結処理し
   た後、粉砕して、平均粒度を１０〜５０μｍが７０〜１
   ００重量％、３〜９μｍが０〜３０重量％になる様に調
   整し、この調整物を磁場中で極異方性方向又はラジアル
   方向に配向させ、圧縮成形し、この成形体をアルゴン雰
   囲気下１１００〜１２５０℃で焼結後、４００〜９００
   ℃で時効処理することを特徴とする希土類極異方性磁石
   の製造方法。