JPH02252221A - 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］ 本発明は希土類元素と遷移金属元素、及びボロンを基本
成分と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。

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。）系磁石である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、Ｒ−Ｔ　Ｍ−Ｂ系異方性化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。

（１）特開昭５９−４６００８号公報やＭ、　Ｓａｇａ
ｗａ、　　Ｓ。

Ｆｕｊｉｍｕｒａ、　　Ｎ、　Ｔｏｇａｗａ、　　Ｈ，
Ｙａｍａｍｏｔｏ　ａｎｄ　Ｙ。

Ｍａｔｕｕｒａ；　Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　　
Ｖｏｌ、　５５（８）１５　Ｍａｒｃｈ１９８４　ｐ２
０８３に見られるような粉末冶金に基づく焼結による方
法。

（２、＞　ＩＨ竺４．興、昭５９、−；１１５４９号公
報やＲ，Ｗ、　Ｌｅｅ　；Ａｌ）ｐｌ、　Ｐｈ＆ｄ、”
Ｌ’ｅｔｔ、　Ｖｏｌ、　’４６　　（８）１５　Ａｐ
ｒｉｌ　１９８５　ｐ７９０や特開昭６０−１００４０
２号公報等に見られる様な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２
段階のホットプレスで機械的配向処理を行なう方法。

（３）特開昭６２−２７６８０３号公報で開示されたよ
うな鋳造インゴットを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。

［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
系異方化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７１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、
例えばステアリン酸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
しまい好ましくない。

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。

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。

以上の欠点があるので、−膜内に言って、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言いがたい。

次に（２）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。

（２）の方法での異方性の磁石は、ホットプレスを２段
階に使うので、実際にＭ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。

（３）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。

本発明は以上の従来技術の欠点、特に（３）の永久磁石
の性能面での欠点をを解決し、さらに生産性の一層の向
上をはかるものであり、その目的とするところは、高性
能、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］ 希土類元素（但しイツトリウムを含む）と遷移金属元素
、及びボロンを基本成分とする合金を溶解・鋳造する工
程、ついで鋳造インゴットを５００℃以上の温度にて、
複数個のピースを同時にホットプレスし、磁気異方性お
よび機械的配向性を付与することを特徴とする異方性永
久磁石の製造法である。

［作用］ 本発明者等は、数多くのＲ−Ｆｅ−Ｂ系紡造合金を評価
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。

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、・鋳造し、次いで、鋳造インゴットを５００
℃以上の温度にて熱間加工し、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、鋳造−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。

この方法で作成される異方性永久磁石は、熱間加工法に
より配向、異方性化される。そのため、ホットプレス等
の加工方法は非常に重要な工程であり、より均一な変形
をする事が必要である。

ホットプレス法においては、鋳造インゴットのわずかの
偏析および欠陥でも、インゴットから切り出したピース
内の変形能が変化し、高性能の磁石を得ようとすれば、
それぞれにあった変形をさせる必要がある。しかし、工
業的にはピース毎の変更は事実上不可能である。

また、より均一な変形をさせるためには、歪速度を外部
から機械的に制御して加工を行なえばよいが、装置が複
雑、高価になるきらいがある。

そこで、複数個のピースを１度にプレスを行なえば、ピ
ース１つ１つの変形能のばらつきは平均化されプレス自
体が単純なものですみ、ピース１つ１つにそれぞれの加
工を行なう必要がなくなる。

また、磁石自体においても、たとえば、なんらかの要因
で１つのピースにクラックが生じても、他の磁石が健全
な変形をしているかぎり、この磁石のクラックは進行せ
ず健全な磁石が得られることになり、磁石の歩留まりが
大幅に向上することとなる。さらには、１度のプレスに
より多量の磁石を得ることができ、生産性が向上するこ
とになる。

以下、実施例で詳細に述べる。

［実施例］ 表１に示した組成となるように、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
クるつぼ中で誘導加熱炉により溶解・鋳造する。

表１ 鋳造インゴットを適当な大きさに切り出し、各鋳造イン
ゴットを８０％ホットプレスを施した。アルゴンガス雰
囲気中、９５０℃である。

加工するピースの数を変化させ、不良品の割合と、磁気
特性のばらつきを見た。

表２に結果を示す。

表２ ［発明の効果］ 以上のように本発明の異方性化永久磁石の製造方法によ
れば、高性能異方性永久磁石が簡単で低コストに、さら
に製品間のばらつきを少なく作成することが出来、従来
の磁石の生産性を大幅に高めるという効果を有する。

出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　希土類元素（但しイットリウムを含む）と遷移金属元
   素、及びボロンを基本成分とする合金を溶解・鋳造する
   工程、ついで鋳造インゴットを５００℃以上の温度にて
   、複数個のピースを同時にホットプレスし、磁気異方性
   および機械的配向性を付与することを特徴とする異方性
   永久磁石の製造法。