JPH02298231A - 耐食性および磁気特性に優れた希土類―B―Fe系焼結磁石の製造方法 - Google Patents

耐食性および磁気特性に優れた希土類―B―Fe系焼結磁石の製造方法

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JPH02298231A
JPH02298231A JP1119989A JP11998989A JPH02298231A JP H02298231 A JPH02298231 A JP H02298231A JP 1119989 A JP1119989 A JP 1119989A JP 11998989 A JP11998989 A JP 11998989A JP H02298231 A JPH02298231 A JP H02298231A
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、耐食性にすぐれ、同時に磁気特性の優れた
、Yを除く希土類元素のうち少なくとも11Ei(以下
、Rで示す)、BおよびFeを必須成分とする焼結磁石
の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、従来の5s−Co系磁石に比較し、より^い磁気
特性を有し、かつ資源的にも高価なSIIやCoを必ず
しも含まないNd−B−Fe系永久磁石が発明された。
このNd−B−Fe系永久磁石の製造方法は、まず原料
粉末を溶解、鋳造し、得られた合金インゴットを粉砕し
、必要に応じて磁界を印加しながらプレス成形し、さら
に焼結するものである。
しかし、このNd−B−Fe系永久磁石は、その優れた
磁気特性の一方で、非常に腐食され品く、それに伴う磁
気特性の劣化が大きいという欠点を合わせ持っている。
これらの対策として、特開昭at −185910号公
報では、希土類−B −Fe系永久磁石の表面にZnの
薄膜を拡散形成する方法、特開昭81−270308号
公報では希土類−B −Fe系永久磁石の表面層を除去
したのち、Al1の薄膜層を被着させる方法、さらに特
開昭83−77104号公報では、希土類−B−Fe系
永久磁石の表面にエポキシ樹脂、熱硬化型アクリル樹脂
、アルキド樹脂、メラミン樹脂、シリコン樹脂等の塗装
用合成樹脂等の耐酸化性樹脂を塗布する方法が示されて
いる。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、上記従来の技術で述べられているNd−B−
Fe系永久磁石の防食方法は、いずれも上記永久磁石の
表面にZnや八Ω、合成樹脂等の耐食性のある保護膜を
被告させるもので、磁石の製造工程とは別の工程が必要
となり、工程が複雑化する上にコスト高となり、さらに
上記合成樹脂保護膜は厚さがあるために特に小型磁石製
品の・J法精度を悪くする。いずれにしても上記防食方
法は、上記永久磁石の外部を腐食等に対して保護するに
すぎず、上記保護膜がはく離したりまたは亀裂が生じた
りした場合には、それらの個所から内部に腐食が浸透し
、内部的な腐食は防止できず、それに伴って磁気特性も
劣化するという問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで、本発明者等は、耐食性にすぐれた希土類−B−
Fe系焼結磁石を開発すべく研究を行なった結果、Yを
除く面上類元素のうち少なくとも1種(以下、Rという
)、B、およびFeを必須成分とするR −B −Fe
系合金粉末(以下、R−B −Fe系合金粉末という)
に、zr、Ta。
TI 、Nb、V、Hr、 Yの水素化物粉末0561
種または2種以上を合計で0.0005〜3重量%混合
し、得られた混合粉末を成形し、焼結すると、耐食性お
よび磁気特性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁石を得
ることができるという知見を得たのである。
この発明は、かかる知見にもとづいてなされたものであ
って、 R−B−Fe系合金粉末に、Zr水素化物粉末、Ta水
素化物粉末、Ti水素化物粉末、Nb水素化物粉末、■
水素化物粉末、H「水素化物粉末およびY水素化物粉末
のうち1種または2種以上を合計で0.0005〜3重
量%混合して得られた混合粉末を、成形し、焼結する耐
食性および磁気特性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁
石の製造方法に特徴を有するも、のである。
上記焼結して得られた希土類−B −Fc系焼結磁石を
、さらに熱処理することにより磁気特性を一層向上せし
めることができる。
この発明の希土類−B−Fe系焼結磁石の製造方法で用
いる混合粉末、成形法、焼結法および熱処理を以下に詳
述する。
(1)  混合粉末 上記R−B −Fe系合金粉末は、溶解し、鋳造して得
られたインゴットを粉砕する方法、溶解しアトマイズす
る方法、または希土類酸化物を出発原料とする還元拡讐
腎いずれで作製してもよい。
上記Rは、Nd、Prまたはそれらの混合物が好ましく
、その他にTb 、  La 、Cc r  S m。
Gd、Ybなどの希土類元素を含んでよく、総量で8〜
30原子%とするのがよい。8原子%未満では十分な保
磁力が得られず、30原子%を越えると残留磁束密度が
低下するためである。
上2sは、2〜28原子%とするのが好ましい。
2原子%未満では十分な保磁力が得られず、28原子%
を越えると残留磁束密度が低下し、優れた磁気特性が得
られないためである。
上記R−B −Fe系合金粉末に、Zr水素化物粉末、
Ta水素化物粉末、T1水素化物粉末、Nb水素化物粉
末、■水素化物粉末、Hf水素化物粉末およびY水素化
物粉末のうち1f4または2種以上を合計で0.000
5〜3重量26混合して、混合粉末を作製するが、上記
水素化物粉末としては、下記の分子式を有する水素化物
粉末を用いることができる。
ZrH粉末(x−1,5〜2)、 TaH粉末(x=1〜2)、 TiH粉末(x−0,7〜2)、 NbH粉末(x−0,8〜2)、 VH粉末(x=0.8〜2)、 HfH粉末(x−1,7〜2°)、およびYH粉末(x
 −1,8〜3) 上記R−B −Fe系合金粉末に混合される水素化物は
、総量で0.0005〜3重量%が好ましい。総量が0
.0005重量%未満では耐食性の効果が十分に表われ
ず、一方、3重量%を越えると磁気特性が不十分となる
ことによるものである。
(2)成形法 上記方法で得られた混合粉末を圧縮プレスなどにて成形
、圧密化を行なう。この時の圧力は0.5〜10t/c
−の成形圧力が良好で、必要に応じて成形時に磁界(5
KOe以上)を印加することにより磁気特性は向上する
。一連の成形は湿式あるいは乾式でもよく、雰囲気は非
酸化性雰囲気がより望ましく、例えば、真空中、不活性
ガス中あるいは還元性ガス中にて行うとよい。成形時に
おいて、必要であれば成形助剤(結合剤、潤滑剤等)を
加えてもよい。これらには、パラフィン、陣脳、ステア
リン酸、ステアリン酸アミド、ステアリン酸塩等が使用
でき、その添加量は0.001〜2重量%が好ましい。
上記成形助剤の添加量が0.0旧重量%未満では成形時
に必要な潤滑性等が不十分て好ましくなく、一方、2重
量%を越えると焼結後、焼結体の磁気特性の劣化が著し
い。
(3)焼結法 得られた成形体を温度:900〜1200℃にて焼結す
る。温度:900℃未満では残留磁束密度が十分でなく
、温度: 1200℃を越えると残留磁束密度と角型性
が低下するため好ましくない。焼結は酸化防止のため非
酸化性雰囲気中にて行なうことが望ましい。すなわち真
空、不活性ガスまたは還元性ガスの雰囲気がよい。焼結
時の昇温速度は、1〜2000”C/1lin、の間で
あればよい。
また成形助剤を用いた場合は、昇温速度を1〜1.5℃
/1n、程度に小さくし、昇温中に上記成形助剤を取り
除いた方が磁気特性的に望ましい。
焼結時の保持時間は、0.5〜20時間の間でよく、0
.5時間より短かい時間では焼結密度にバラツキを生じ
、20時間より長い時間では結晶粒の粗大化等の問題が
生ずるためである。焼結後の冷却速度は、1〜b ぎると焼結体中に亀裂を生じたりする可能性が高く、逆
にゆっくりだと工業生産的な効率の面で問題があるので
上記範囲に定めた。
(4)熱処理法 以上の焼結後、さらに磁気特性を向上せしめるために、
温度=400〜700℃で熱処理を行なう。上記熱処理
は焼結と同じく非酸化性雰囲気が望ましい。この熱処理
の昇温速度は10〜b 行ない、上記温度:40a〜700℃で0.5〜10時
間保持し、冷却速度:lO〜2000℃/1旧で行なう
とよい。上記熱処理は基本的には昇温、保持、冷却とい
うパターンでよいが、必要に応じてこれをくり返えすこ
とや段階的に温度を変化させるパターンでも同様の効果
を得ることができる。
なお、R−B−Fe系合金粉末と水素化物粉末の混合粉
末を成形し焼結してこの発明のR−B−Fo系焼結磁石
が作製されるが、この発明のR−B−Fc系焼結磁石の
一部を他の元素で置換することや不純物を含んでもこの
発明の効果は失われない。
すなわち、Feの代りに50原子%以下のCoで代替し
てもよい。Coが50原子%を越えると亮いiHcが得
られないためである。上記以外の元素として下記の所定
の原子%以下の元素の1種以上(但し、2F!i以上含
む場合の元素の総量はこれらの元素のうち最大値を有す
るものの値以下)をFe元元素置換してもこの発明の効
果は失なわれない。これら元素を下記する(単位は原子
%)。
Tl  :  4.7.  Nl  :  0.8. 
 Bl  :  5.0゜W  :  8.11.  
Zr :  5.5.  Ta :40.5゜Mo:8
.7.Ca二8.0、Hr:5.5゜Ge :  G、
0.  Nb :12.5.  Mg:  8.0゜C
r :  &、5.  Sn :  3.5.  A、
l) :  9.5゜Sr :  7.5.  Mn 
:  8.0.  Sb :  2.5゜V  :lO
,5,Be :  3.5.  Ba :  2.5゜
Cu :  3.5.  S  :  2.5.  P
  :  3.3゜C;  4.0.  O:  1.
5.  Ga :  6.0゜一般に、R−B−Fe系
焼結磁石の腐食原因は、主相の周囲に形成されるRリッ
チ相が最も腐食されやすい相であるために、上記Rリッ
チ相を介して磁石内部に粒界腐食が油行筆ると言われて
いるが、この発明の水素化物粉末を添加混合して焼結す
ると、上記Rリッチ相は上記水素化物粉末と反応し、腐
食しにくいRリッチ相となり、さらに上記腐食しにくい
Rリッチ相は焼結過程で結晶粒の成長を抑制し、高密度
化させる作用を有し、そのため耐食性および磁気特性が
共に優れたR−B−Fe系焼結磁石が得られるものと考
えられる。
〔実 施 例〕
つぎに、この発明を実施例にもとづいて一層具体的に説
明する。
まず、15%Nd−8%B−残Fe  (但し%は、原
子%)となるように溶解し、合金インゴットを作製し、
この合金インゴットを粉末して、平均粒径:3.5−の
微粉末を用意した。
一方、水素化物粉末として、 平均粒径:1.3μ履のZ r H2粉末、平均粒径:
1.5mのT a H2粉末、平均粒径:1.3−のT
 iH2粉末、平均粒径:1.3虜のNb H,、粉末
、平均粒径:1,5趨のVH粉末、 平均粒径:1.3虜のHf H2粉末、平均粒径:1.
1μsのYH3粉末、 を用意し、これら粉末を第1表に示される割合となるよ
うにそれぞれ配合し、混合して原料粉末とした。
この原料粉末を、Arガス雰囲気中、成形圧:1.5t
/cdで磁場中(12KOe)成形し、たて:12mm
X横:10關×高さ:10mmの成形体を製作した。こ
れら成形体を、圧カニ I X 1o−5Torrの真
空雰囲気中にて、昇温速度=10℃/1Iinにて加熱
し、温度:1090℃、1時間保持したのち、ioo℃
/ tg I nの冷却速度で冷却して焼結体を作製し
、これら焼結体を、さらに上記焼結雰囲気と同一の雰囲
気にて、加熱速度:5℃/sinで加熱し、温度二62
0℃、2時間保持したのち、50℃/winの冷却速度
で冷却の熱処理を行って第1表に示される本発明R−B
 −Fc系焼結磁石1〜45および比較R−B−F(3
系焼結磁石1〜18を作製した。
上記作製された直後の本発明R−B−Fc系焼結磁石1
〜45および比較R−B −Fc系焼結磁石1〜17の
磁気特性(残留磁束密度:Br、保磁力:iHcおよび
最大エネルギー積:BHmax)を測定したのち、これ
ら焼結磁石を温度二60℃、湿度=90%の大気中に1
000時間放置して耐食試験を行い、上記耐食試験後の
本発明R−B−Fe系焼結磁石1〜45および比較R−
B−Fe系焼結磁石1〜17の磁気特性(残留磁束密度
:B「、保磁カニiHcおよび最大エネルギー積:BH
)を測l1ax 定し、さらに上記耐食試験後の焼結磁石表面および内部
の錆の発生状況を観察し、それらの結果を第1表に示し
た。
上記績の発生状況の判定は、耐食試験した焼結磁石を切
断し、目視により、切断面周囲に錆が認められないもの
を「錆なし」、切断面周囲に錆が認められるものを「錆
あり」、さらに切断面周囲に錆が認められ且つ錆が内部
に浸透しているものを「著しい錆あり」とした。
〔発明の効果〕
第1表の結果から、R−B−Fe系合金粉末単独で作製
した比較R−B−Fe系焼結磁石1は、耐食試験後に表
面に錆が発生し、その錆は内部に浸透して著しい腐食を
生じ、耐食試験後の磁気特性の劣化も著しいが、上記R
−B−Fc系合金粉末に、Zr、Ta、Tl 、Nb、
V、HrおよびYの水素化物粉末のうち18または2種
以上を合計で0.0005〜3重量%で加えた粉末を原
料粉末として作製した本発明R−B−Fe系焼結磁石は
、耐食性および磁気特性にすぐれ、しかも耐食試験の磁
気特性の劣化が生じないことがわかる。
さらに、上記水素化物が合計で3重量%を越えて添加さ
れた原料粉末により製造された比較R−B −Fe系焼
結磁石3.5.7.9. II、 +3゜15、17お
よび18は、表面に錆の発生はみられないが、磁気特性
が劣化し、一方、上記水素化物の添加量が0.0005
重量%未満の原料粉末から作製された比較R−B −F
e系焼結磁石2.4.6.8゜10、12.14および
16は、いずれも表面に錆が発生し、耐食試験後の磁気
特性の劣化も著しいことがわかる。
上述のように、R−B −Fc系合金粉末に上記水素化
物粉末の1種または2種以上を合計で0.0005〜3
重量%添加した原料粉末を用いて製造したR−B−Fc
系焼結磁石は、耐食性に優れ、磁気特性の劣化が改善さ
れるので、この発明の製造方法で製造されたR−B−F
c系焼結磁石には表面処理する必要がなく、また焼結磁
石の磁気特性の劣化が少ないので、この磁石を組み込ん
だ装置の性能の低下が防止されるという産業上すぐれた
効果を奏するものである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Yを除く希土類元素のうち少なくとも1種(以下
    、Rという)、B、およびFeを必須成分とするR−B
    −Fe系合金粉末に、Zr、Ta、Ti、Nb、V、H
    r、Yの水素化物粉末のうち1種または2種以上を合計
    で0.0005〜3重量%混合して得られた混合粉末を
    、成形し、焼結することを特徴とする耐食性および磁気
    特性に優れた希土類−B−Fe系焼結磁石の製造方法。
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