JPH02285603A - 温間加工磁石およびその製造方法 - Google Patents
温間加工磁石およびその製造方法Info
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- JPH02285603A JPH02285603A JP1106505A JP10650589A JPH02285603A JP H02285603 A JPH02285603 A JP H02285603A JP 1106505 A JP1106505 A JP 1106505A JP 10650589 A JP10650589 A JP 10650589A JP H02285603 A JPH02285603 A JP H02285603A
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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、遷移金属、硼素から実質的になる永久
磁石であって温間加工によって磁気異方性を付与する温
間加工磁石の改良に関し、とくに適量の添加剤を加える
ことによって加工性を向上して割れが無く且つ配向性を
向上して良好な(■気持性を有する永久磁石とその製造
方法に関する。
磁石であって温間加工によって磁気異方性を付与する温
間加工磁石の改良に関し、とくに適量の添加剤を加える
ことによって加工性を向上して割れが無く且つ配向性を
向上して良好な(■気持性を有する永久磁石とその製造
方法に関する。
希土類、遷移金属、硼素から実質的になる永久磁石(以
下R−T−B系永久磁石と呼ぶ)は安価で且つ高磁気特
性を有するものとして注目を集めている。正方晶系の結
晶構造を持ったR2Tl4Bで表される金属間化合物が
優れた磁気特性を発現するからである。この金属間化合
物は、室温で正方形の一辺が0.878nmで、その面
に垂直なC軸方向の格子定数がC=1.218nmであ
る。
下R−T−B系永久磁石と呼ぶ)は安価で且つ高磁気特
性を有するものとして注目を集めている。正方晶系の結
晶構造を持ったR2Tl4Bで表される金属間化合物が
優れた磁気特性を発現するからである。この金属間化合
物は、室温で正方形の一辺が0.878nmで、その面
に垂直なC軸方向の格子定数がC=1.218nmであ
る。
然して、この系の磁石は焼結磁石と超急冷磁石に大別さ
れる。いずれの製造方法を取る場合でも所要の形状に成
形することが必要であり、成形性が重要である。成形性
を向上するために潤滑剤を用いることは従来から行われ
てきた。潤滑剤は被成形体とダイス面との間の摩擦係数
を減少するためにダイス面もしくは被成形体の表面に塗
布する外部潤滑剤と、被成形体を構成する粉体粒子の相
互間の摩擦係数を減少するために添加される粉末状、液
体状、固体状等の潤滑剤である内部潤滑剤に大別される
。
れる。いずれの製造方法を取る場合でも所要の形状に成
形することが必要であり、成形性が重要である。成形性
を向上するために潤滑剤を用いることは従来から行われ
てきた。潤滑剤は被成形体とダイス面との間の摩擦係数
を減少するためにダイス面もしくは被成形体の表面に塗
布する外部潤滑剤と、被成形体を構成する粉体粒子の相
互間の摩擦係数を減少するために添加される粉末状、液
体状、固体状等の潤滑剤である内部潤滑剤に大別される
。
焼結磁石の場合は、内部潤滑剤としてステアリン酸を添
加する多くの発明が知られている(特開昭61−341
01号、61−119006号、61−208809号
公報参照)。ここでステアリン酸はCH3(CH2)
+ 6cOOHで表わされる分子式を持った飽和脂肪酸
である。
加する多くの発明が知られている(特開昭61−341
01号、61−119006号、61−208809号
公報参照)。ここでステアリン酸はCH3(CH2)
+ 6cOOHで表わされる分子式を持った飽和脂肪酸
である。
なお、焼結磁石内に炭素粉末あるいはTi、 Zr。
Hf等の炭化物形成成分粉末を含有して金属炭化物を形
成させることによって、焼結時の結晶粒成長を抑制する
と共に密度を高める発明が知られている(特開昭63−
98105号公報参照)。この発明では炭素粉末の潤滑
作用については言及していないが、成形のときに潤滑作
用を有する炭素に内在する効果を使っているものと解さ
れる。
成させることによって、焼結時の結晶粒成長を抑制する
と共に密度を高める発明が知られている(特開昭63−
98105号公報参照)。この発明では炭素粉末の潤滑
作用については言及していないが、成形のときに潤滑作
用を有する炭素に内在する効果を使っているものと解さ
れる。
しかし、焼結磁石において磁気的異方性を得ようとする
場合は、磁場の中で成形するという面倒な工程が必須で
あり形成に制約を受ける。
場合は、磁場の中で成形するという面倒な工程が必須で
あり形成に制約を受ける。
また焼結磁石の製造方法においては、微粉砕工程を含む
ため、微粉砕あるいはその後の成形、焼結工程中に雰囲
気からの酸素の浸入が避けられず、通常焼結磁石中に3
000〜8000 ppmの酸素が不純物として含有さ
れる。この不純物酸素は、合金中の希土類成分と結合し
て非磁性酸化物として存在ために、合金の飽和磁気モー
メントを低下させると共に、永久磁石に反転磁界を励磁
した場合、反転磁区の核生成サイトとして働く為保磁力
を低下させる要因となる。
ため、微粉砕あるいはその後の成形、焼結工程中に雰囲
気からの酸素の浸入が避けられず、通常焼結磁石中に3
000〜8000 ppmの酸素が不純物として含有さ
れる。この不純物酸素は、合金中の希土類成分と結合し
て非磁性酸化物として存在ために、合金の飽和磁気モー
メントを低下させると共に、永久磁石に反転磁界を励磁
した場合、反転磁区の核生成サイトとして働く為保磁力
を低下させる要因となる。
従って、磁場中の成形が不要な急冷磁石、とりわけR−
T−B系の溶湯を超急冷法によって凝固し、薄帯又は薄
片を得て粉砕しホットプレス(高温処理)した後、温間
で塑性加工して磁気異方性を付与した永久磁石(以下「
温間加工磁石」と呼ぶ)が注目されている(特開昭60
−100402号公報参照)。超急冷法で得られる薄帯
または薄片は、更にその内部が無数の微細結晶粒からな
っている。
T−B系の溶湯を超急冷法によって凝固し、薄帯又は薄
片を得て粉砕しホットプレス(高温処理)した後、温間
で塑性加工して磁気異方性を付与した永久磁石(以下「
温間加工磁石」と呼ぶ)が注目されている(特開昭60
−100402号公報参照)。超急冷法で得られる薄帯
または薄片は、更にその内部が無数の微細結晶粒からな
っている。
従って、超急冷法によって得られる薄帯又は薄片は厚さ
30μm程度で一辺の長さが500μm以下の板状の不
定形をしているものの、その内部に含まれる結晶粒が焼
結磁石(例えば特公昭61−34242号参照)の1〜
90μmと比べて0.02〜0.5μと微細であり、こ
の系の磁石の単磁区の臨界寸法0.3μmに近く本質的
に優れた磁気特性が得られるからでもある。
30μm程度で一辺の長さが500μm以下の板状の不
定形をしているものの、その内部に含まれる結晶粒が焼
結磁石(例えば特公昭61−34242号参照)の1〜
90μmと比べて0.02〜0.5μと微細であり、こ
の系の磁石の単磁区の臨界寸法0.3μmに近く本質的
に優れた磁気特性が得られるからでもある。
温間加工磁石においては塑性流動と直角な方向の磁気的
配列状態との密接な相関が重要である。
配列状態との密接な相関が重要である。
塑性流動を被加工物の全体に均一に充分行わせることが
磁気特性に関係する配向度の向上に必要である。また、
不均一変形は塑性加工における被加工物のバルジ現象(
端縁部が樽型に変形する。)によって端縁部に大きなり
ラックを生じてしまう。
磁気特性に関係する配向度の向上に必要である。また、
不均一変形は塑性加工における被加工物のバルジ現象(
端縁部が樽型に変形する。)によって端縁部に大きなり
ラックを生じてしまう。
このことは、製品としての磁石を得ようとする場合には
大きな問題点である。
大きな問題点である。
ここで、温間加工の際に印加される加工力の大部分は塑
性仕事に使われるが、一部摩擦仕事として浪費される。
性仕事に使われるが、一部摩擦仕事として浪費される。
このことは、前記のバルジ現象を生起することにもなっ
ている。
ている。
従って、温間加工の加工性を向上させ、クラックのない
温間加工磁石を得る為に、特開昭60100402号公
報には温間据込み加工に用いるダイス表面に黒鉛を外部
潤滑剤としてライニングした例が記載されている。なお
、この場合は磁石体内部への作用効果に関する言及は見
られない。
温間加工磁石を得る為に、特開昭60100402号公
報には温間据込み加工に用いるダイス表面に黒鉛を外部
潤滑剤としてライニングした例が記載されている。なお
、この場合は磁石体内部への作用効果に関する言及は見
られない。
以上述べた従来発明において、超急冷法で得られる薄帯
または厚さ30μm程度で一辺の長さが500μm以下
の板状の不定形をした薄片には、ダイスに塗布された黒
鉛が一部は付着するにしても、はとんどの薄片等には付
着せず、ましてや内部の無数の微細結晶粒が添加剤に覆
われるわけではない。
または厚さ30μm程度で一辺の長さが500μm以下
の板状の不定形をした薄片には、ダイスに塗布された黒
鉛が一部は付着するにしても、はとんどの薄片等には付
着せず、ましてや内部の無数の微細結晶粒が添加剤に覆
われるわけではない。
なお、焼結磁石に炭素粉末あるいはTi、 Zr+ H
f等の炭化物形成成分粉末を添加する場合、添加する粉
末形状、混合方法を工夫することによって個々の磁性粉
末間に比較的分散されやすいことが予測される。ステア
リン酸塩についても同様である。
f等の炭化物形成成分粉末を添加する場合、添加する粉
末形状、混合方法を工夫することによって個々の磁性粉
末間に比較的分散されやすいことが予測される。ステア
リン酸塩についても同様である。
これは焼結磁石の場合には使用される磁性粉末が合金鋳
塊(インゴット)を粉砕して得られた比較的球体に近い
形状をしているためと考えられる。
塊(インゴット)を粉砕して得られた比較的球体に近い
形状をしているためと考えられる。
しかし、室温で成形が行われる粉末冶金法による焼結磁
石と異なり、温間加工の場合は通常600〜850°C
の温間で据込み加工を施すため、個々の薄片間に添加し
た添加剤の役割りが基本的に異なるものと考えられるが
、従来の発明では何らその点が検討されていない。
石と異なり、温間加工の場合は通常600〜850°C
の温間で据込み加工を施すため、個々の薄片間に添加し
た添加剤の役割りが基本的に異なるものと考えられるが
、従来の発明では何らその点が検討されていない。
更に外部潤滑剤をダイス表面に塗布する従来の技術は、
温間加工磁石に特有の作用効果を呈するものではなく、
ダイス表面と被加工材表面間の摩擦係数を若干低下する
という通常の金属加工に於ける潤滑剤以上の効果を発揮
するものではない。
温間加工磁石に特有の作用効果を呈するものではなく、
ダイス表面と被加工材表面間の摩擦係数を若干低下する
という通常の金属加工に於ける潤滑剤以上の効果を発揮
するものではない。
事実、それによって顕著な割れのない加工性の向上、均
一な配向性の向上は報告されていない。
一な配向性の向上は報告されていない。
従って、本発明はR−TM−B系の温間加工磁石に於い
て塑性加工を容易にして割れのないものを得るとともに
、均一な配向を得て磁気特性が良好なものを提供するこ
とを目的とする。
て塑性加工を容易にして割れのないものを得るとともに
、均一な配向を得て磁気特性が良好なものを提供するこ
とを目的とする。
本発明はまず、遷移金属Tを主成分とし、イツトリウム
を含む希土類元素Rおよび硼素Bを含有するR−T−B
系合金の溶湯を超急冷凝固して薄帯又は薄片を得て、粉
砕して磁性粉末を得た後、温間加工により磁気異方性を
付与する温間加工磁石の製造方法において、前記磁性粉
末に沸点が50℃以上炭化水素を混合することを特徴と
する温間加工磁石の製造方法である。
を含む希土類元素Rおよび硼素Bを含有するR−T−B
系合金の溶湯を超急冷凝固して薄帯又は薄片を得て、粉
砕して磁性粉末を得た後、温間加工により磁気異方性を
付与する温間加工磁石の製造方法において、前記磁性粉
末に沸点が50℃以上炭化水素を混合することを特徴と
する温間加工磁石の製造方法である。
従来の温間加工磁石における常識では、加工後に炭素や
酸素等を残留させる添加剤を混合することは磁気特性に
有害であると信じられてきた。
酸素等を残留させる添加剤を混合することは磁気特性に
有害であると信じられてきた。
しかし、本発明者は固定概念に把われない発想から、炭
素や酸素を単体で添加するのではなく特定の炭化水素を
適量添加することによって、成形性と磁気特性の両方を
顕著に向上するという効果を見出したものである。
素や酸素を単体で添加するのではなく特定の炭化水素を
適量添加することによって、成形性と磁気特性の両方を
顕著に向上するという効果を見出したものである。
本発明における適当な炭化水素とは、脂肪族、炭素環式
、複素環式炭化水素の内、沸点が50°C以上、更に好
ましくは沸点150°C以上のものをいう。脂肪族炭化
水素としてはヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、
デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラテ
カン、ペンタデカン、エイコサン等のパラフィン系炭化
水素、シクロヘキサン、シクロへブタン、シクロオクタ
ン等のシクロパラフィン系炭化水素、ティラメチルエチ
レン、ヘプテン、オクテン、ノネン、等のオレフィン系
炭化水素、1−ヘキシン、ヘプチン、オクチン、ノニン
、デシン等のアセチレン系炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、アントラセン、ナフタリン等の芳香族炭
化水素等である。
、複素環式炭化水素の内、沸点が50°C以上、更に好
ましくは沸点150°C以上のものをいう。脂肪族炭化
水素としてはヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、
デカン、ウンデカン、ドデカン、トリデカン、テトラテ
カン、ペンタデカン、エイコサン等のパラフィン系炭化
水素、シクロヘキサン、シクロへブタン、シクロオクタ
ン等のシクロパラフィン系炭化水素、ティラメチルエチ
レン、ヘプテン、オクテン、ノネン、等のオレフィン系
炭化水素、1−ヘキシン、ヘプチン、オクチン、ノニン
、デシン等のアセチレン系炭化水素、ベンゼン、トルエ
ン、キシレン、アントラセン、ナフタリン等の芳香族炭
化水素等である。
本発明における添加剤の炭化水素の潤滑剤としての効果
と磁気特性を改善する効果のメカニズムは必ずしも明ら
かでないが、温間塑性加工前の昇温過程で、これらの炭
化水素が水素原子を解離することにより発生する活性な
遊離基が関与しているものと推定される。これら遊離基
は、600℃以下の低温においても容易に希土類リンチ
な粒界相あるいは主相と容易に反応し据込み加工時の機
械的性質を改善し、著しい磁気特性の向上をもらすもの
と考えられる。添加化合物として沸点が50℃以下のも
のを使用した場合は、混合時あるいは昇温過程の初期段
階において、蒸発逃散するために添加の効果が認められ
ない。
と磁気特性を改善する効果のメカニズムは必ずしも明ら
かでないが、温間塑性加工前の昇温過程で、これらの炭
化水素が水素原子を解離することにより発生する活性な
遊離基が関与しているものと推定される。これら遊離基
は、600℃以下の低温においても容易に希土類リンチ
な粒界相あるいは主相と容易に反応し据込み加工時の機
械的性質を改善し、著しい磁気特性の向上をもらすもの
と考えられる。添加化合物として沸点が50℃以下のも
のを使用した場合は、混合時あるいは昇温過程の初期段
階において、蒸発逃散するために添加の効果が認められ
ない。
本発明の温間加工磁石の加工温度は約630〜約820
℃の範囲内が適当である。つまり600°C以下では、
添加剤の有無にかかわらず、塑性変形に必要なNdリッ
チ相が発生しにくくその結果、割れが多数発生するから
である。添加剤の投入量を増加することによって加工温
度は若干高温側に推移するが850°Cまでは磁気特性
をさほど低下させず容易に加工することができる。85
0℃を越えると結晶粒の粗大化により著しく磁気特性が
低下し、また割れも多数発生ずる。
℃の範囲内が適当である。つまり600°C以下では、
添加剤の有無にかかわらず、塑性変形に必要なNdリッ
チ相が発生しにくくその結果、割れが多数発生するから
である。添加剤の投入量を増加することによって加工温
度は若干高温側に推移するが850°Cまでは磁気特性
をさほど低下させず容易に加工することができる。85
0℃を越えると結晶粒の粗大化により著しく磁気特性が
低下し、また割れも多数発生ずる。
本発明における添加化合物は主として炭化水素からなり
約250°Cから結合の鎖が外れ始める。
約250°Cから結合の鎖が外れ始める。
従って、約630〜約820°Cでの温間加工において
結合の鎖が外れ水素原子は分子状の水素H2として揮散
する。この際、結合の鎖が外れたラジカルな炭素原子が
活性であってR−T−B基磁性粉末の表面と反応性が極
めて高くなっていることが本発明の顕著な効果を呈する
ものと推測される。
結合の鎖が外れ水素原子は分子状の水素H2として揮散
する。この際、結合の鎖が外れたラジカルな炭素原子が
活性であってR−T−B基磁性粉末の表面と反応性が極
めて高くなっていることが本発明の顕著な効果を呈する
ものと推測される。
単なる炭素粉末の混合、適量の酸素の導Å以上の顕著な
効果を呈するからである。
効果を呈するからである。
本発明において、添加剤の投入量が0.01wt%未満
では高温処理中の残留炭素成分が少なすぎ結晶粒の配向
向上と磁気特性の両方を向上する本発明の効果が得られ
ず、2wt%を越える場合は、磁気特性が低下して好ま
しくない。
では高温処理中の残留炭素成分が少なすぎ結晶粒の配向
向上と磁気特性の両方を向上する本発明の効果が得られ
ず、2wt%を越える場合は、磁気特性が低下して好ま
しくない。
添加剤が液体の場合は磁性粉末の全表面を均一に濡らす
ので最も好ましいが、粉末状のものでも少し注意を払え
ば混合は比較的均一に行なわれる。
ので最も好ましいが、粉末状のものでも少し注意を払え
ば混合は比較的均一に行なわれる。
本発明はその結果物として、遷移金属Tを主成分とし、
イツトリウムを含む希土類元素Rおよび硼素Bを含有す
るR−T、−B系合金であって、磁気的異方性を有する
平均結晶粒径が0.02〜0.5μmの微細な結晶粒を
有する温間加工磁石において、粒界の炭素含有量が0.
8重量%以下であり且つ酸素含有量が0.8重量%以下
であることを特徴とする温間加工磁石である。
イツトリウムを含む希土類元素Rおよび硼素Bを含有す
るR−T、−B系合金であって、磁気的異方性を有する
平均結晶粒径が0.02〜0.5μmの微細な結晶粒を
有する温間加工磁石において、粒界の炭素含有量が0.
8重量%以下であり且つ酸素含有量が0.8重量%以下
であることを特徴とする温間加工磁石である。
本発明において炭素含有量が0.8重量%を超えると磁
気特性は低下し、同じく酸素含有量が0.3重量%を超
えると被加工物の変形抵抗が著しく大きくなり加工性が
悪化して好ましくない。
気特性は低下し、同じく酸素含有量が0.3重量%を超
えると被加工物の変形抵抗が著しく大きくなり加工性が
悪化して好ましくない。
本発明に係る合金は、遷移金属を主成分とし、イツトリ
ウムを含む希土類元素R及び硼素Bを含有する。組成範
囲は特開昭60−100402号公報で公知の温間加工
磁石に準する。但し本発明で遷移金属とは、鉄を主体と
し、一部Co、 Ni、 Ru、 Rh、 Pd。
ウムを含む希土類元素R及び硼素Bを含有する。組成範
囲は特開昭60−100402号公報で公知の温間加工
磁石に準する。但し本発明で遷移金属とは、鉄を主体と
し、一部Co、 Ni、 Ru、 Rh、 Pd。
Os Ir、 Ptの狭義の遷移金属のみならず、原
子番号21〜29.39〜47.72〜79.89以上
の元素を全て含む広義の遷移金属をいう。
子番号21〜29.39〜47.72〜79.89以上
の元素を全て含む広義の遷移金属をいう。
また、Gaの添加は本発明者らが既に発表したように温
間加工磁石において保磁力を顕著に向上する効果がある
ため、必要に応して添加すると効果的である。更に、公
知の添加元素を目的に応じて添加することも本発明の効
果を逸脱するものではない。
間加工磁石において保磁力を顕著に向上する効果がある
ため、必要に応して添加すると効果的である。更に、公
知の添加元素を目的に応じて添加することも本発明の効
果を逸脱するものではない。
希土類元素RもNd、 Prを主体とし、公知の通り、
コスト低減の目的にはCe、 シジム等による一部置
換、温度特性を改善する目的にはDy、 Tb等による
一部置換ができることは言うまでもない。
コスト低減の目的にはCe、 シジム等による一部置
換、温度特性を改善する目的にはDy、 Tb等による
一部置換ができることは言うまでもない。
本発明において、平均結晶粒径は温間加工磁石の特徴と
して微細である。0.02μm未満の超微結晶を工業的
に安定して得ることは現時点の技術では困難であり、1
.0μmを超える場合は保磁力が低下して好ましくない
。
して微細である。0.02μm未満の超微結晶を工業的
に安定して得ることは現時点の技術では困難であり、1
.0μmを超える場合は保磁力が低下して好ましくない
。
ここで平均結晶粒径の測定は、顕微鏡写真における切断
法による。すなわち、写真に任意に直線を引いたとき線
分を切断する結晶粒の数で線分長さを除した値を結晶粒
径とし、少なくとも20個所以上について求めた平均値
を平均粒径とする。
法による。すなわち、写真に任意に直線を引いたとき線
分を切断する結晶粒の数で線分長さを除した値を結晶粒
径とし、少なくとも20個所以上について求めた平均値
を平均粒径とする。
ここで注意すべきことは、温間加工磁石においては結晶
のC軸に垂直な面に偏平な形状をしており、C軸を含む
面で切断するときは平板の厚み方向となる。従って、前
述の平均結晶粒径はC軸に垂直な面上のものをいう。
のC軸に垂直な面に偏平な形状をしており、C軸を含む
面で切断するときは平板の厚み方向となる。従って、前
述の平均結晶粒径はC軸に垂直な面上のものをいう。
また本発明に係るR−T−B系永久磁石の磁性発現の要
ばRTB金属間化合、物の正方晶結晶である。この結晶
は室温での格子定数がa =0.878℃m、 c
=1.218 鰭付近である。更に温間加工磁石におい
ては、これら結晶の混合体が塑性流動の作用の下にその
方向に垂直方向に磁気的異方性を発生する特異な性質を
積極的に利用したものである。
ばRTB金属間化合、物の正方晶結晶である。この結晶
は室温での格子定数がa =0.878℃m、 c
=1.218 鰭付近である。更に温間加工磁石におい
ては、これら結晶の混合体が塑性流動の作用の下にその
方向に垂直方向に磁気的異方性を発生する特異な性質を
積極的に利用したものである。
従って、本発明に係る特定の添加剤の添加は潤滑作用に
よって結晶粒の配向を顕著に向上し良好な磁気特性が得
られるものである。
よって結晶粒の配向を顕著に向上し良好な磁気特性が得
られるものである。
ここで配向度はX線回折によって測定することができる
。即ち、まず等方性の試料においてデイフラクトメータ
で各回折面のX線回折強度を測定し、次いで異方性化し
た温間加工磁石から切りだした試料の各回折面のX線回
折強度を測定し、その強度を等方性試料の強度で規格化
する。次いで、規格化した値を各回折面が0面となす角
度についてプロットし、ガウス分布で近似して、その分
散で結晶配向性を評価出来る。
。即ち、まず等方性の試料においてデイフラクトメータ
で各回折面のX線回折強度を測定し、次いで異方性化し
た温間加工磁石から切りだした試料の各回折面のX線回
折強度を測定し、その強度を等方性試料の強度で規格化
する。次いで、規格化した値を各回折面が0面となす角
度についてプロットし、ガウス分布で近似して、その分
散で結晶配向性を評価出来る。
本発明は結晶のC軸からの結晶配向の角度分散が磁石表
面において30°未満という顕著な配向度の向上をもた
らせるものである。従来の温間加工磁石においては30
°以上となるため、磁気配向が揃わず十分な配向、を得
ることが出来ず磁気特性が不十分であった。
面において30°未満という顕著な配向度の向上をもた
らせるものである。従来の温間加工磁石においては30
°以上となるため、磁気配向が揃わず十分な配向、を得
ることが出来ず磁気特性が不十分であった。
本発明の温間加工磁石は温間での塑性加工によって得ら
れ、その手段として押出し、スェージング、圧延、スピ
ニング、据込み加工等の塑性加工が用いられる。特に据
込み加工が異方性付与の効率が良い。応力分布と歪み速
度を優れた温間加工磁石を得るように選べるからである
。
れ、その手段として押出し、スェージング、圧延、スピ
ニング、据込み加工等の塑性加工が用いられる。特に据
込み加工が異方性付与の効率が良い。応力分布と歪み速
度を優れた温間加工磁石を得るように選べるからである
。
本発明に係る特定の化合物を添加剤として添加した温間
加工磁石の特徴は、変形が均一であってその結果、断面
内における歪分布が均一であることである。従来の温間
加工磁石においては、歪分布が不均一であり、またその
結果、クラックが多く入り実際の製品としてそのまま使
用できるものではなかった。歪分布を測定する方法はX
線応力測定法、硬度分布測定法等による。
加工磁石の特徴は、変形が均一であってその結果、断面
内における歪分布が均一であることである。従来の温間
加工磁石においては、歪分布が不均一であり、またその
結果、クラックが多く入り実際の製品としてそのまま使
用できるものではなかった。歪分布を測定する方法はX
線応力測定法、硬度分布測定法等による。
なお、本発明に係る温間加工磁石は添加剤の添加により
結晶粒の粒界にそれらに起因する炭素、酸素、又は炭化
物、酸化物らしきものが顕微鏡で見られるが、R−T−
B系温間加工磁石の特徴として粒界の幅が極めて狭く、
かつ酸化、加工変質を受けやすいことから分析は困難を
伴い現時点では定かでない。
結晶粒の粒界にそれらに起因する炭素、酸素、又は炭化
物、酸化物らしきものが顕微鏡で見られるが、R−T−
B系温間加工磁石の特徴として粒界の幅が極めて狭く、
かつ酸化、加工変質を受けやすいことから分析は困難を
伴い現時点では定かでない。
更に、従来、の温間加工磁石においては試料の端部表面
は塑性流動が起こりにくく結晶の配向度が低いという欠
点を有していたが、本発明によると温間加工時の塑性流
動が著しく改善されるためにX線測定による結晶のC軸
からの結晶配向の角度分散が磁石表面において30°以
下のものを得ることができる。
は塑性流動が起こりにくく結晶の配向度が低いという欠
点を有していたが、本発明によると温間加工時の塑性流
動が著しく改善されるためにX線測定による結晶のC軸
からの結晶配向の角度分散が磁石表面において30°以
下のものを得ることができる。
また本発明は温間加工磁石のみならず、超急冷によって
得られた薄片等を単にホントプレスしただけの圧密磁石
においても、その加工性を顕著に向上する効果がある。
得られた薄片等を単にホントプレスしただけの圧密磁石
においても、その加工性を顕著に向上する効果がある。
あるいは、本発明に係る永久磁石体を粉砕して磁性粉と
し、樹脂や低融点金属等のバインダと混練してボンド磁
石にすることができる。
し、樹脂や低融点金属等のバインダと混練してボンド磁
石にすることができる。
以下、実施例によって本発明を具体的に説明する
〔実施例〕
(実施例1)
Nd (FeolzCOo、 +Bo、 o7Gao、
at)s、 aなる組成の合金をアーク溶解にて作製
した。本合金をAr雰囲気中で周速が30m/秒で回転
する単ロール上に射出して約30μmの厚さを持った不
定形のフレーク状薄片を作製した。X線回折の結果、非
晶質と結晶質の混合物であることがわかった。次いで、
フレーク状の薄片を500μm以下に粉砕した磁性粉末
にパラフィン系炭化水素に属するヘキサンを段階的に添
加、混合したものと、無添加のものを各々、成形圧6ト
ン/ cn!で磁場を印加せずに金型成形をして密度が
5.7 g /ccで直径28龍、高さ47mmの成形
体を作製した。
at)s、 aなる組成の合金をアーク溶解にて作製
した。本合金をAr雰囲気中で周速が30m/秒で回転
する単ロール上に射出して約30μmの厚さを持った不
定形のフレーク状薄片を作製した。X線回折の結果、非
晶質と結晶質の混合物であることがわかった。次いで、
フレーク状の薄片を500μm以下に粉砕した磁性粉末
にパラフィン系炭化水素に属するヘキサンを段階的に添
加、混合したものと、無添加のものを各々、成形圧6ト
ン/ cn!で磁場を印加せずに金型成形をして密度が
5.7 g /ccで直径28龍、高さ47mmの成形
体を作製した。
得られた成形体を740℃、2トン/ c+Jでホット
プレスし、密度が7.4 g /ccと高密度の直径3
0++n、高さ30mmの成形体を得た。次いで高密度
化された成形体を更に740°Cで圧縮比(据込み前の
高さ30m1を据込み後の高さ7.5 **で除した値
)が4となるように据込み加工によって温間加工して磁
気異方性を付与した。得られた磁気異方性温間加工磁石
の磁気特性を測定した後、同磁石内に残留する炭素含有
量と酸素濃度を分析した。
プレスし、密度が7.4 g /ccと高密度の直径3
0++n、高さ30mmの成形体を得た。次いで高密度
化された成形体を更に740°Cで圧縮比(据込み前の
高さ30m1を据込み後の高さ7.5 **で除した値
)が4となるように据込み加工によって温間加工して磁
気異方性を付与した。得られた磁気異方性温間加工磁石
の磁気特性を測定した後、同磁石内に残留する炭素含有
量と酸素濃度を分析した。
ヘキサンの各投入量に対する残留炭素含有量、酸素濃度
及び磁気特性を第3図に示す。
及び磁気特性を第3図に示す。
第1図からヘキサンの投入量とともに残留炭素含有量は
直接的に増加し、更に無添加の場合に比ベてわずかO,
0004wt%のヘキサンの添加が磁気特性が顕著に向
上することがわかる。磁気特性は特に4πIrが向上し
、(BH) maxは無添加の場合に比べて8 MGO
eも向上する。
直接的に増加し、更に無添加の場合に比ベてわずかO,
0004wt%のヘキサンの添加が磁気特性が顕著に向
上することがわかる。磁気特性は特に4πIrが向上し
、(BH) maxは無添加の場合に比べて8 MGO
eも向上する。
投入量が3ivt%では加工性が悪化し据込み加工を行
なった結果、端部に多数の割れが発生したうえ、磁気特
性特に保磁力も低下した。
なった結果、端部に多数の割れが発生したうえ、磁気特
性特に保磁力も低下した。
(実施例2)
実施例1と同様の温間加工方法により、据込み加工温度
を600°C,680°C,740°C,850℃の5
段階に変化させ、それぞれの温度の下でヘキサンの投入
量毎に据え込み加工を行なった。加工時の記録紙より変
形抵抗(圧縮公称応力)と歪の関係を算出し、まとめた
結果を第1表に示す。
を600°C,680°C,740°C,850℃の5
段階に変化させ、それぞれの温度の下でヘキサンの投入
量毎に据え込み加工を行なった。加工時の記録紙より変
形抵抗(圧縮公称応力)と歪の関係を算出し、まとめた
結果を第1表に示す。
ここで、圧縮比4まで加工した後温間加工磁石の周縁部
の割れ発生数が14を越えるものには×印とし、それ以
外のものについては歪が0.3(圧縮比約1.43)の
時の公称応力(ton / c♂)とした。
の割れ発生数が14を越えるものには×印とし、それ以
外のものについては歪が0.3(圧縮比約1.43)の
時の公称応力(ton / c♂)とした。
加工温度600℃ではいずれも割れが多数発生し中には
座屈するものもあった。一方850°Cにおいても応力
が著しく増大し多数の割れが発生した。
座屈するものもあった。一方850°Cにおいても応力
が著しく増大し多数の割れが発生した。
従って、本発明に係る温間加工は約630〜約820°
Cが好ましい。
Cが好ましい。
全体的な傾向としてはヘキサンの投入量とともに最適な
温間加工温度が高温側に推移した。第1表中の大枠で囲
んだ温間加工磁石については圧縮比4まで成形し最終温
間加工磁石の周縁部に割れ発生が4以下の極めて加工性
の良い物を示す。
温間加工温度が高温側に推移した。第1表中の大枠で囲
んだ温間加工磁石については圧縮比4まで成形し最終温
間加工磁石の周縁部に割れ発生が4以下の極めて加工性
の良い物を示す。
(以下、余白)
第 1 表
加工性も改善できた。
*は比較例を示す。
(以下、余白)
(実施例3)
添加剤として芳香族炭化水素に属するトルエンを使用し
、実施例1と全く同様の実験方法で加工した結果を第2
表に示す。残留炭素成分はヘキサンと同じ直線傾向を示
した。磁気特性もヘキサン添加時の残留炭素成分にほぼ
対応した値を示し、(実施例4) Nd (Feo、 oJo、 07ca0.01)5.
7なる組成の合金をアーク溶解にて作製した。本合金を
計雰囲気中で周速30m/秒で回転する単ロール上に射
出して約30μmの厚さを持った不定形のフレーク状薄
片を作製した。
、実施例1と全く同様の実験方法で加工した結果を第2
表に示す。残留炭素成分はヘキサンと同じ直線傾向を示
した。磁気特性もヘキサン添加時の残留炭素成分にほぼ
対応した値を示し、(実施例4) Nd (Feo、 oJo、 07ca0.01)5.
7なる組成の合金をアーク溶解にて作製した。本合金を
計雰囲気中で周速30m/秒で回転する単ロール上に射
出して約30μmの厚さを持った不定形のフレーク状薄
片を作製した。
次いで上記薄片を500μ以下に粉砕した磁性粉末にシ
クロヘキサンを0.5wt%添加したもの(本発明)と
無添加のもの(比較例)を各々成形圧6トン/−で金型
成形し密度が57g/ccで直径28鶴、高さ47+u
の成形体を作製した。得られた成形体を720°Cでホ
ットプレスしち密化した後、圧縮比が4.0となるよう
に据込み加工によって温間加工し磁気異方性を付与した
。
クロヘキサンを0.5wt%添加したもの(本発明)と
無添加のもの(比較例)を各々成形圧6トン/−で金型
成形し密度が57g/ccで直径28鶴、高さ47+u
の成形体を作製した。得られた成形体を720°Cでホ
ットプレスしち密化した後、圧縮比が4.0となるよう
に据込み加工によって温間加工し磁気異方性を付与した
。
得られた磁気異方性温間加工磁石の磁気特性と磁石各部
から切りたした試料の結晶配向度をX線により測定し結
晶C軸からの結晶配向の分散の深さ方向および径方向の
分布を比較した。磁気特性を第3表に、結晶配向分布を
第4図に、比較例を第5図に示す。第4図並びに第5図
は温間加工磁石の据え込み方向を含む面で切断した断面
図を示す。
から切りたした試料の結晶配向度をX線により測定し結
晶C軸からの結晶配向の分散の深さ方向および径方向の
分布を比較した。磁気特性を第3表に、結晶配向分布を
第4図に、比較例を第5図に示す。第4図並びに第5図
は温間加工磁石の据え込み方向を含む面で切断した断面
図を示す。
第2図並びに第3図の中の円錐体は結晶の配向の角度分
散を概念的に図式化したものであり、傍らに記載した数
値は角度分散値である。即ち、配向方向のC軸からのズ
レの角度の統計学的な分散である。ここで、角度分散が
例えば18度の場合は、正方晶のC軸を基準として18
度の立体角の中に試料内の全結晶が存在することを示し
、この数値が小さいほど結晶の配向度は高いことを示す
。
散を概念的に図式化したものであり、傍らに記載した数
値は角度分散値である。即ち、配向方向のC軸からのズ
レの角度の統計学的な分散である。ここで、角度分散が
例えば18度の場合は、正方晶のC軸を基準として18
度の立体角の中に試料内の全結晶が存在することを示し
、この数値が小さいほど結晶の配向度は高いことを示す
。
第3表及び第2図並びに第3図より明らかなようにシク
ロヘキサンの添加により塑性加工時の流動性が大幅に改
善され、結晶配向度が改善されることにより磁気特性が
顕著に向上することがわかる。
ロヘキサンの添加により塑性加工時の流動性が大幅に改
善され、結晶配向度が改善されることにより磁気特性が
顕著に向上することがわかる。
第3表
(実施例5)
次に実施例1と添加物以外は同様にして、種々の炭化水
素からなる化合物をQ、5iyt%添加した時の(BH
) maxを第4表に示す。同様に磁気特性を向上する
効果があることが分かる。尚、いずれの場合にも炭素含
有量は0.6wt%以下、酸素含有量は0.3wt%以
下であり、割れも少なかった。
素からなる化合物をQ、5iyt%添加した時の(BH
) maxを第4表に示す。同様に磁気特性を向上する
効果があることが分かる。尚、いずれの場合にも炭素含
有量は0.6wt%以下、酸素含有量は0.3wt%以
下であり、割れも少なかった。
(以下、余白)
〔発明の効果〕
本発明によれば、温間加工磁石において従来不十分であ
った成形性と磁気特性の両方を顕著に向上したものが得
られる。
った成形性と磁気特性の両方を顕著に向上したものが得
られる。
第1図は本発明の一実施例の場合の添加剤の添加量と炭
素含有量、酸素含有量、およびび磁気特性の関係を示す
図、 第2図は本発明に係る温間加工磁石の断面における結晶
C軸に対する結晶配向度の分布を示す図、第3図は本発
明に係る温間加工磁石の断面における結晶C軸に対する
結晶配向度の分布を示す図である。
素含有量、酸素含有量、およびび磁気特性の関係を示す
図、 第2図は本発明に係る温間加工磁石の断面における結晶
C軸に対する結晶配向度の分布を示す図、第3図は本発
明に係る温間加工磁石の断面における結晶C軸に対する
結晶配向度の分布を示す図である。
Claims (4)
- (1)遷移金属Tを主成分とし、イットリウムを含む希
土類元素R及び硼素Bを含有するR−T−B系合金であ
って、磁気的異方性を有する平均結晶粒径が0.02〜
1.0μmの微細な結晶粒を有する温間加工磁石におい
て、炭素含有量が0.8重量%以下であり且つ酸素含有
量が0.3重量%以下であることを特徴とする温間加工
磁石。 - (2)遷移金属Tを主成分とし、イットリウムを含む希
土類元素R及び硼素Bを含有するR−T−B系合金であ
って、磁気異方性を有する平均結晶粒径が0.02〜1
.0μmの微細な結晶粒を有する温間加工磁石において
、残留歪分布が実質的に均一であることを特徴とする温
間加工磁石。 - (3)遷移金属Tを主成分とし、イットリウムを含む希
土類元素R及び硼素Bを含有するR−T−B系合金であ
って、磁気異方性を有する平均結晶粒径が0.02〜1
.0μmの微細な結晶粒を有する温間加工磁石において
、X線測定による結晶のC軸からの結晶配向の角度分散
が磁石表面において30度未満であることを特徴とする
温間加工磁石。 - (4)遷移金属Tを主成分とし、イットリウムを含む希
土類元素R及び硼素Bを含有するR−T−B系合金の溶
湯を超急冷凝固して薄帯又は薄片を得て、粉砕して磁性
粉末を得た後、温間加工によって磁気異方性を付与する
温間加工磁石の製造方法において、前記磁性粉末に沸点
が50℃以上の炭化水素を混合することを特徴とする温
間加工磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106505A JPH02285603A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 温間加工磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1106505A JPH02285603A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 温間加工磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285603A true JPH02285603A (ja) | 1990-11-22 |
Family
ID=14435287
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1106505A Pending JPH02285603A (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 温間加工磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02285603A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080115A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 異方性希土類−鉄系ボンド磁石 |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1106505A patent/JPH02285603A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006080115A (ja) * | 2004-09-07 | 2006-03-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 異方性希土類−鉄系ボンド磁石 |
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