JPH0278204A - 高分子複合型希土類磁石及びその製造方法 - Google Patents

高分子複合型希土類磁石及びその製造方法

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JPH0278204A
JPH0278204A JP63228573A JP22857388A JPH0278204A JP H0278204 A JPH0278204 A JP H0278204A JP 63228573 A JP63228573 A JP 63228573A JP 22857388 A JP22857388 A JP 22857388A JP H0278204 A JPH0278204 A JP H0278204A
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powder
magnet
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ferrite
rare earth
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Tadakuni Sato
忠邦 佐藤
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Tokin Corp
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Tokin Corp
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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] 本発明は、いわゆるゴム磁石やプラスチック磁石を典型
とした高分子複合型磁石の中でも、特にNd−Fe−B
系永久磁石を代表とする希土類金属(R)と遷移金属(
T)とホウ素(B)を主成分としてなるR2T14B系
の希土類磁石粉末を用いた高分子複合型希土類磁石の改
善に関するものである。
[従来の技術] 高分子複合型磁石は、高分子樹脂中に磁石粉末を分散さ
せたもの、あるいは磁石粉末を高分子樹脂で結着させた
ものである。この磁石は、鋳造磁石や焼結磁石等には見
られない種々の特徴、例えば弾力性や加工容易性を備え
ており、種々の方面に用いられている。しかしながら、
磁石粉末と非磁性の樹脂で形成されているため、焼結磁
石等に比べ、磁気特性が低いという欠点をHしている。
そのため、粉末を磁界中で配向させる等の異方性化によ
り、高い磁石特性を達成しようとしている。
分散、結着される磁石粉末としては、これ迄、種々のも
のが用いられているが、本発明では、現在最も高い磁石
特性を示しているNd−Fe−B系を代表とするR2T
l4B系磁石粉末を使用している。
従来の希土類磁石粉末を使用した高分子複合磁石は、原
料を溶解して得た合金鋳塊を熱処理後、粉砕し、その粉
末を高分子樹脂と混合し、磁界中で成形して製造されて
いた。ここで使用されていた磁石合金粉末は、磁界中で
の結晶配向性を向上させるため、微細な単結晶粒子から
なっていることが望ましかった。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、Nd−Fe−B系磁石で代表されるR、
T、、B系合金においては、粉砕時における機械的応力
により、保磁力(IHc)の低下が生じるため、粉末が
単結晶粒子からなる微細な領域では、著しく、Hcが低
下していた。そのため、溶解インゴットを出発原料とし
て使用した製法においては、高IHcをHする焼結磁石
を粉砕して磁石粉末として使用しても、著しく低い磁石
特性を示す高分子複合型磁石となっていた。まして、イ
ンゴットを熱処理後、粉砕して高分子複合磁石とする製
法では、存在価値のない極めて劣悪な磁石特性を示すの
みであった。
一方、粉砕による IHcの低下が殆んど生じないR−
T−B系磁石合金の作製法としては、溶融している合金
を回転ロール等に噴射し、超急冷することによって磁石
合金を得る液体急冷法が知られていた。しかしながら、
この製法によって得られた粉末では、異方性化は実現で
きなかった。その後、この液体急冷合金を熱間塑性加工
することによって異方性化が可能な磁石粉末の得られる
ことがわかった。この方法は、高温で高圧を必要とする
ため、設備が高価で、大がかりなものとなるのに加え、
製造状態における特性の安定化には不安が残っており、
大量生産で特性バラツキの小さい粉末を得るのはまだ困
難であり、工業的には有益なものとはいいがたい。
本発明の技術課題は、通常実施されているR・T−B系
焼結磁石の製造工程を活用して、高性能な異方性高分子
複合型磁石を提供することにある。
したがって、工業上、非常に有用な高分子複合磁石の製
造方法となる。
[課題を解決するための手段] 本発明によれば、粒径が25μmより大なる。
Nd、Fe、Bを主成分とするR2T14B系(ここで
、RはYを含む希土類元素、Tは遷移金属を表わす。)
希土類磁石粉末と、フェライト粉末と高分子樹脂バイン
ダーとからなることを特徴とする高分子複合型希土類磁
石が得られる。
本発明によれば、Nd、Fe、Bを主成分とするR2T
l4B系(ここで、RはYを含む希土類元素、Tは遷移
金属を表わす。)焼結体を粉砕し、25μm以下の粉末
を分離除去する分離工程と、前記分離工程で得られた粒
径25μmより大なる粉末を、該25μm以下の粉末と
同量のフェライト粉末と混合して混合粉末を得る混合工
程と、該混合粉末に高分子樹脂バインダーを混合して成
形する成形工程とを有することを特徴とする高分子複合
型希土類磁石の製造方法が得られる。
−ここで、本発明においては、高分子樹脂バインダーは
、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂を含むものが使用で
きるが、これ、らに限定されるものではない。
本発明は、溶解して得られた合金インゴットを微粉砕し
た後、磁場中で成形し得られた粉末成形体を焼結し、高
い結晶配向度の焼結体とし、次にこの焼結体を粉砕後、
焼結体粉砕粉末中の25μm以下の粒子範囲に、フェラ
イト磁石粉末を含有するように21整した粉末を使用す
ることにより、高い磁石特性を有するR−T−B系高分
子複合型磁石を実現するものである。
本発明の磁石特性の向上は、熱処理による焼結体粉砕粉
末の IHc、Br及び減磁曲線の角型性の向上に関係
しており、この効果は、成形用粉末が複数の配向した結
晶粒で構成されていることに深く起因している。しかし
ながら、この粉末の熱処理による磁気特性の向上は、粉
末粒子径が小さくなるにしたがい減少する傾向を示して
いる。
本発明者らは種々実験を行なった結果、焼結体粉砕粉末
中でも30μm以下の粒子は、粉砕による損傷から熱処
理によっても明らかに回復が困難である。この25μm
以下の範囲においては、比較的粒子径の小さな、フェラ
イト磁石粉末を含有することにより、高い磁石特性と向
上した充填密度を有するR−T−B系高分子複合型磁石
の得られることを発見した。
焼結体粉砕粉末中の25μm以下の粒子範囲にフェライ
ト磁石粉末を含有することに規定したのは、25μ曙以
下の範囲とした場合に効果が顕著となるからである。
以下、実施例について述べる。
実施例1 純度97wt・%のNd(残部はCe、Prを主体とす
る他の希土類元素)、純度99νt・%以上のDY、フ
ェロボロン(B純分約20君・%)及び電解鉄を使用し
、(N d O,9・DyO,l)が34、OvL ・
%、Bが1.Ovt ・%、残部Feの組成を有するイ
ンゴットを、アルゴン雰囲気中で、高周波加熱により溶
解して得た。
次に、このインゴットを粗粉砕した後、ボールミルを用
いて、平均粒径的2μmに微粉砕した。
この合金粉末を約20KOeの磁界中、1  ton/
el”の圧力で直方体状に成形した。次に、この成形体
を、真空中1000℃で1時間保持した後、Ar中で3
時間保持し、焼結体を得た。この焼結体は7.55gr
/ c+s’の密度ををし、平均結晶粒径は約5μmで
あった。この一部を600℃で2時間時効し、磁石特性
をn1定したところ、B r 12.8KG、  、H
c20KOe、(BH)max、39MφG・Oe程度
であった。
時効処理を施さない焼結体について、300μm以下の
粒径となるように粗粉砕した後、この粉末を600℃で
真空中1時間、Ar中4時間保持し、熱処理した。
一方、a−Fe20B、5rCOi粉末をSr0・5.
9Fe20.となるように秤量した後、ボールミルにて
混合し、大気中1100℃にて4時間焼成し、M型Sr
フェライト粉末を得た。次に、この粉末を煮沸した塩酸
で酸洗し、未反応成分の除去及びS「フェライト結晶粒
の孤立化を施こした。この酸洗後のSrフェライトは、
結晶粒が約2μIで、配向した粉末の磁石特性は4π!
S約4.7KG、  1Hc約4.5KOeであった。
次に、前述した(Nd0.9 ・DyO,l)・F e
 ・B系熱処理粗粉末中の微細粒子を20μm以下、3
0μm以下、40μm以ドの範囲で分離除去し、それに
対応した量を前述のSrフェライト粉末で補填したとこ
ろ、20μm以下では約3νt・%、30μm以下では
約6wt・%、40μm以下では約10vt・%のフェ
ライト量に相当した。
次に、これら混合粉末にポリエチレンを35vt・%混
合した後、約100℃にて20KOeの磁界を印加しな
がら、金型中に射出成形し、高分子複合磁石とした。そ
の磁石特性を約30KOeの磁界を印加して71−1定
した結果を第1図に示す。
25μm以下の(NdO,9・D yO,l )  ・
F e ・B系焼結体粉末を、S「フェライト磁石粉末
で置換することにより高分子複合磁石の磁気特性は明ら
かに向上している。
尚、参考までに、前述の時効処理した(NdO,9・D
yO,l) ・Fe−B系焼結体にライても300μ量
以下に粗粉砕して、同様にポリエチレン混合、射出成形
して高分子複合磁石を作製したところ、磁石特性はB 
r5.4 KG、  +Hc3.5KOe、  (BH
) 5ax4.5M−G φOe程度であった。
実施例2 5vt・%のCe、15wt・%のPr、残部Nd(た
だし、他の希土類元素はNdとして含めた。)からなる
セリウムジジムとフェロボロン、電解コバルト、電解鉄
、アルミニウムを使用し、実施例1と同様にして、希土
類元素Rが32wt・%。
Coが7wt・%、Agが1vt・%、残部がFeのR
−T−B系インゴットを得た。
次に、このインゴットを使用し、実施例1と同様にして
、粉砕、磁場中成形、1040℃での焼結を行なった。
ここで得られた焼結体は密度が約7.55gr/ cv
3であり、平均粒径が約6.5μmの結晶からなってい
た。この焼結体の一部を600℃で2時間時効したとこ
ろ、Br12.2KG、  1Hc11.5KOe、 
 (B H) wax、33.5M eG 争Oeであ
った。
時効処理を施さない焼結体について、500μm以下の
粒径となるように粗粉砕した後、微細粒子を20μm以
下、30μl以下、40μ■以下の範囲で分離除去した
。その分Alff1は粉末全量に対し、それぞれ約3シ
t#1%、約7vt・%、約13wtφ%であった。
一方、a−Fe20.とB a CO3粉末をBaO・
5,7 F e203となるように秤量した後、実施例
1と同様にして、混合、焼成、酸洗を行ないM型Baフ
ェライトは粉末を得た。このBaフェライトは結晶粒が
約2.5μ腸で、配向した粉末の磁石特性は4πIs約
4.6 K G 、  +Hc約3.7KOeであった
次に、前述した微細粒子を除去したR−T−B系焼結体
粉末に、その除去量に対応した体積に相当する上記のB
aフェライト粉末を補填し、混合した。この混合粉末に
、エポキシ樹脂を25vol・%混合した後、約20K
Oeの磁界中、5 ton/c12の成形圧で円盤状に
成形した。この成形体を、100℃で2時間保持し硬化
させ、高分子複合磁石とした。その磁石特性の測定結果
を第2図に示す。25μm以上のR−T−B系焼結体粉
末を、Baフェライト磁石粉末で置換することにより、
高分子複合磁石の磁気特性は明らかに向上している。
尚、参考までに、前述の時効処理したR−T・B系填結
体についても、500μ副以下に粗粉砕し、同様にして
、樹脂混合、磁界中成形、硬化して高分子複合磁石とし
た後、磁石特性をJP1定したところ、Br約5.4K
G、  IHc約2.5KOe。
(BH)wax約3.5 M−に−Oeであった。
以上の実施例で示されたように、異方性を有するR2T
、、B系焼結合金を粉砕して作製した成形用粉末中の2
5μm以下の粒子範囲にフェライト磁石粉末を含有する
ことにより、磁石特性の著しく向上した高分子複合型磁
石が実現できる。
以上の実施例では、Nd−Dy−Fe−B系。
Ce−P r−Nd−F e−Co−AN −B系。
Nd−Fe−B系についてのみ述べたが、Ndの一部を
Y及び他の希土類元素例えばGd、Tb。
HO等で置換したり、Feの一部を他の遷移金属例えば
Mn、Cr、Ni等で置換したり、Bの一部を他の半金
属例えばSt、C等で置換しても、磁石合金の組成がN
d−Fe−Bを主成分の一部としており、また磁石の化
合物系でNdzFezB系で代表されるようなR2T、
4Bが磁性に寄与しているものであれば、本発明の効果
が十分に期待できるものであることは容易に推測できる
また、本発明では、高分子樹脂としてエポキシ樹脂とポ
リエチレンのみについて述べたが、成形体内部に介在し
、成形体の強度向上に寄与するものであれば、いかなる
物’El(例えば、他の高分子樹脂やゴム等であるばか
りでなく、金属でも可)であっても、本発明の範囲にあ
ることは、当業者であれば容易に理解できるものである
また、本実施例に示した高分子複合磁石化の製法につい
ては、成形体に樹脂を含浸する含浸型、粉末と樹脂とを
混合した後圧縮成形する圧縮成形型、粉末と樹脂を混練
した後射出成形する射出成形型についてのみ述べたが、
他の成形法例えば、押出による成形、ロールによる成形
等地の製法についても適用できることは、当業者であれ
ば容易に想像できるものである。
また、R−T−B系焼結体粉末を置換するフェライト磁
石粉末として、本実施例においては、M型の結晶構造を
有するSrフェライト及びBaフェライトについてのみ
述べたが、例えばS「とBaを複合含有したフェライト
やW型フェライトの様な物質であっても、フェライト粉
末が磁石特性をHするものであれば、それがフェライト
焼結体の粉砕粉末であっても、本発明の範囲に含まれる
ものである。
[発明の効果] 本発明によれば、高特性で大量処理が可能で、しかもバ
ラツキの少ない磁石特性を示す焼結磁石の製造工程を使
用して、高分子磁石用粉末の大半が製造できるので、工
業上、非常に有益となる。
本発明によれば、含浸型、圧縮成形型、射出成形型等の
広汎な高分子複合型磁石の製法に適用できる粉末を提供
することができる、しかも、簡便にして、高性能な高分
子複合型磁石が実現できるので、工業上、非常に有益で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は、実施例1において、(Nd  O,9・Dy
O,l)  ・Fe−B系焼結磁石粉末におけるM型S
rフェライト磁石粉末と置換した粉末粒径と高分子73
2 合磁石の磁気特性との関係を示す図である。 第2図は、実施例2において、(Ce−P「・Nd)・
Fe−co−AI・B系焼結磁石粉末におけるM型Ba
フェライト磁石粉末と置換した粉末粒径と、高分子複合
磁石の磁気特性との磁気特性の関係を示す図である。 第1図 置換した粉末粒径 (、um) 第2図 置換した粉末粒径(、um)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.粒径が25μmより大なる,Nd,Fe,Bを主成
    分とするR_2T_1_4B系(ここで、RはYを含む
    希土類元素、Tは遷移金属を表わす。)希土類磁石粉末
    と、フェライト粉末と、高分子樹脂バインダーとからな
    ることを特徴とする高分子複合型希土類磁石。
  2. 2.Nd,Fe,Bを主成分とするR_2T_1_4B
    系(ここで、RはYを含む希土類元素、Tは遷移金属を
    表わす。)焼結体を粉砕し、25μm以下の粉末を分離
    除去する分離工程と、 前記分離工程で得られた粒径25μmより大なる粉末を
    該25μm以下の粉末と同量のフェライト粉末と混合し
    て混合粉末を得る混合工程と、該混合粉末に高分子樹脂
    バインダーを混合して成形する成形工程とを有すること
    を特徴とする高分子複合型希土類磁石の製造方法。
JP63228573A 1988-09-14 1988-09-14 高分子複合型希土類磁石及びその製造方法 Pending JPH0278204A (ja)

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59135705A (ja) * 1983-01-24 1984-08-04 Dainippon Ink & Chem Inc 樹脂磁石材料
JPS61284906A (ja) * 1985-06-10 1986-12-15 Seiko Epson Corp 樹脂ボンド磁石原料
JPS6369205A (ja) * 1986-09-10 1988-03-29 Seiko Instr & Electronics Ltd 樹脂磁石用希土類・鉄・ボロン合金粉末の製造方法

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