JPH02298232A - 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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JPH02298232A
JPH02298232A JP1119990A JP11999089A JPH02298232A JP H02298232 A JPH02298232 A JP H02298232A JP 1119990 A JP1119990 A JP 1119990A JP 11999089 A JP11999089 A JP 11999089A JP H02298232 A JPH02298232 A JP H02298232A
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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、耐食性にずぐれ、同時に磁気特性の優れた
Nd、Pr、La、Ce、Dy、Sm。
1・l)、Gd、およびYbの希土類元素のうち少なく
とも1種(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Sm−Co系磁石に比較し、より高い磁気
特性を有し、かつ資源的にも高価なSm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、非常に腐食され易く、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61−185910号公報
では、Nd−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61−270308号公報で
は、Nd−B−Fe系永久磁石の表面層を除去したのち
、Ajの薄膜層を被着させる方法、さらに特開昭63−
77104号公報では、Nd−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。
〔発明か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、いずれら上記永久磁石の
表面にZnやAJ、合成樹脂等の耐食性のあるcA護膜
を被着させるもので、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
製品の寸法精度を悪くする。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す、それに伴って磁気特性も
劣化するという間肋点かあった。
〔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R(但し、R
は、Nd、Pr、La、Ce、Dy。
Sm、Tb、GdおよびYbの希土類元素のうち少なく
とも1種)−B−Fe系焼結磁石を開発すべく研究を行
った結果、 上記R−B−Fe系合金粉末に、Y、Ho。
Br、’rm、Lu、およびEuの酸化物粉末のうち1
種または2種以上を合計で0.0005〜2゜5重1%
混合して得られた混合粉末を成形し、焼結し、必要に応
じて熱処理すると、耐食性および磁気特性に優れたR−
B−Fe系焼結磁石を得ることか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、この発明のR−B−Fe系焼結磁石の製造方法を
以下に詳述する。
(1)先ず一定の組成を有するR−B−Fe系合金粉末
が用意される。このR−B−Fe系合金粉末は、例えば
、溶解、鋳造し、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R酸化物を出発原料とする還
元拡散法等で作成される。
上記R−B−Fe系合金粉末に、Y、)to。
Er、Tm、Lu、およびEuの酸化物粉末のうち1種
または2種以上の総量が0.00(15〜2.5重量%
となるように配合されるが、その理由は、0.0005
重量%未満では耐食性の効果か十分でなく、一方、2.
5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)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O85〜10
t/−の成形圧力が良好で、必要に応じて成形時に磁界
(5KOe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、圧密化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、
障脳、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0.001〜2fI量
%が好ましい、上記成形助剤の添加量がO,001重量
%未満では成形時に必要な潤滑性等が不十分で好ましく
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)得られた成形体を温度:900〜1200°Cに
て焼結する。温度;900℃未満では残留磁束密度か十
分でなく、温度: 1200°C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
止のな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/nin
、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°C’/lin、程度に小さくし、
昇温中に上記成形助剤を収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、05〜20時間の間でよ
<、0.5時間より短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、1〜20
00″C/iin、の間でよいが、あまり早すぎると焼
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かあるので上記範囲
に定めた。
(4)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°C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10〜2000’C/nin。
で行ない、上記温度;400〜700℃で0゜5〜10
時間保持し、冷却速度:10〜b 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。
次に、この発明に適用するR−B−Fe系焼結磁石の成
分組成およびその限定理由について説明する。
この発明で製造する磁石は、R,BおよびFeを必須元
素とする。Rとしては、Nd、Prまなはそれらの混合
物が好ましく、その他に’r b 。
Dy、La、Ce、Sm、Gd、Yb、などの希土類元
素を含んでよく、総量で8〜3o原子%とされる。8原
子%未溝では十分な保磁力(以下1IICと記す)が得
られず、30原子%を越えると残留磁束密度(以下、B
rと記す)が低下するためである。
Bは2〜28%原子%とされる。2原子%未満では十分
なiHcは得られず、28原子%を越えるとBr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、およびFeを必須元素とし、R−B−Fe
系焼結磁石は作成されるが、Fe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なわ
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%を越えると高いi Hc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、2種以上含む
場合の元素の総量はこれらの元素のうぢ最大値を有する
ものの値以下)をFe元累と置換してもこの発明の効果
は失われない。これら元素を下記する(単位は原子%)
Ti:  4.7.  Ni:  Q、8.  Di:
  5.0゜W  +  8.8.  Zr:  5.
5.  Ta:10.5゜Mo:  8.7.  Ca
:  8.Q、  Hf:  5.5゜Ge :  8
.0.  Nb : 12.5.  Mg:  8.0
゜Cr:  8.5.  Srr:  3.5.  A
I! +  9.5゜Sr:  7.5.  Mn: 
 8.0.  Sb:  2.5゜V  :10.5.
  Be:  3.5.  Ba:  2.5゜Cu:
  3.5.  S  :  2.5.  P  : 
 3.3゜C:  4.0.  O:  1.5.  
Ga:  6.0この発明の酸化物添加による耐食性の
向上の原因としては、 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
あるなめに、上記Rリッチ相を介して磁石内部に粒界腐
食が進行すると言われれているが、この発明のY、Ho
、Er、T’m、LuおよびEuの酸化物粉末を1種ま
たは2種以上混合して焼結すると、上記Rリッチ相は、
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、そのため腐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具体的に説明す
るが、この発明は、これら実施例に限定されるものでは
ない、なお、この実施例で焼結体表面の錆の状況の判定
は、耐食試験した焼結体を切断し、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。
まず、13,5%Nd−1,5%Dy−8%B−残Fe
(但し%は、原子%)となるように溶解し、合金インゴ
ットを得た。
上記合金インゴットを粉砕し、平均粒径;3.5μmの
R−B −E? e合金粉末を用意した。
一方、酸化物粉末として、 平均粒径:1.2μmのY2O3粉末、平均粒径二1,
1μmのト■0203粉末、平均粒径:1.2μmのE
r2O3粉末、平均粒径:1.2.umのTm203粉
末平均粒径:1.1μmのLu2O3粉末十均粒径:1
.0μmのEu2O3粉末、をそれぞれ用意した。これ
ら粉末をそれぞれ第1表の実施例1〜36および比較例
1〜16に示される々口く配合し、混合して原料粉末と
した。得られた原料粉末をAr雰囲気中で、成形圧:1
.5t/aaで磁場中(14KOe)で成形し、たて=
12噛×横:10mX高さ=108の成形体をそれぞれ
作成し、これら成形体を真空中(10””torr)で
、昇温遠度:5°C/min、で昇温し、温度: 11
00°C51時間保持の条件で焼結後、50°C7n+
in、の速度で冷却した。
つぎに、これら焼結体をArガス中にて、昇温速度=1
0℃/l′lin、で昇温し、温度二620℃に2時間
保持したのち、降温速度:100°C/lin、の速度
で冷却し熱処理を行なった。
これら熱処理した焼結体の磁気特性を測定し、その結果
を第1表の磁気特性の「耐食試験前」の棚に示した。
上記磁気特性を測定した後、上記焼結体を温度二60℃
、湿度=90%の大気中に1000時間放置して耐食試
験を行い、再び磁気特性を測定し、その結果を第1表の
磁気特性の[耐食試験後」の欄に示した。
〔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
した比較例1のR−B−Fe系焼結磁石は、耐食試験後
の表面に錆の発生がみられ、その錆は内部にまで浸透し
、耐食試験後の磁気特性の劣化も著しいが、上記R−B
−Fe系合金粉末に、Y、Ho、Er、Tm、Lu、お
よびEuの酸化物粉末のうち1種または2種以上を合計
でQ、 (1005〜2.5重量%加えた混合粉末を用
いて作製した実施例1〜36のR−B−Fe系焼結磁石
は、いずれら磁気特性に優れ、しかも耐食試験後に錆が
みられず磁気特性の劣化も生じないことがわかる。
一方、上記酸化物粉末が合計で2.51量%を越えて添
加された混合粉末により製造された比較例3、 5. 
7. 9.11.13.15および16のR−B−Fe
系焼結磁石は、錆の発生がなく耐食性に潰れているが磁
気特性が極めて低く、さらに上記酸化物粉末の添加量が
o、 ooos重量%未満の混合粉末により製造された
比較例2.4.6.8.10.12および14のR−B
−Fe系焼結磁石は、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−Fe系合金粉末に上記酸化物粉
末のうち1種または2種以上を合計で0、0005〜2
.5重量%添加した混合粉末を用いて製造したR−B−
Fe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
 −P e M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1!I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」二ず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)R(Rは、Nd,Pr,La,Ce,Dy,Sm
    ,Tb,GdおよびYbの希土類元素のうち少なくとも
    1種),B,およびFeを必須成分とする希土類−B−
    Fe系合金粉末に、Y,Ho,Er,Tm,Luおよび
    Euの酸化物粉末のうち1種または2種以上を合計で0
    .0005〜2.5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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