JPH0282505A - 希土類−鉄−ホウ素系鋳造磁石 - Google Patents
希土類−鉄−ホウ素系鋳造磁石Info
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- JPH0282505A JPH0282505A JP63234466A JP23446688A JPH0282505A JP H0282505 A JPH0282505 A JP H0282505A JP 63234466 A JP63234466 A JP 63234466A JP 23446688 A JP23446688 A JP 23446688A JP H0282505 A JPH0282505 A JP H0282505A
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- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
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- H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
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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］
この発明は、希土類（本明細書においてＲと略記し、か
つＹを含む、）−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石に関し、特に熱間
加工温度を低下させることができ更に保磁力が改善され
たＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石に関する。
つＹを含む、）−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石に関し、特に熱間
加工温度を低下させることができ更に保磁力が改善され
たＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石に関する。
［従来の技術］
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石はその良好な磁気特性から近年
開発が進んでおり、Ｒ８〜３０原子％（以下単に％と記
す、）、８２〜２８％、残部Ｆｅの組成の焼結異方性磁
石が知られている（特公昭６１−３４２４２号公報）。
開発が進んでおり、Ｒ８〜３０原子％（以下単に％と記
す、）、８２〜２８％、残部Ｆｅの組成の焼結異方性磁
石が知られている（特公昭６１−３４２４２号公報）。
ここで焼結異方性磁石とは前記の特公昭６１−３４２４
２号公報に記載の通り、合金の溶解・鋳造、粉砕、磁界
中配向・成形、焼結という工程を経て得られるものをい
う。磁気特性、特に保磁力（ｉＨｃ）を向上するために
種々の添加元素の検討もなされている。すなわちＧａ添
加（本出願人が出即中である特願昭６２−１８３８８１
号、又は特開昭６２−２９１９０１号公報等参照）・や
Ａ１とＣｕ添加（特開昭６２−２１８５４３号公報参照
）他の元素が知られている。
２号公報に記載の通り、合金の溶解・鋳造、粉砕、磁界
中配向・成形、焼結という工程を経て得られるものをい
う。磁気特性、特に保磁力（ｉＨｃ）を向上するために
種々の添加元素の検討もなされている。すなわちＧａ添
加（本出願人が出即中である特願昭６２−１８３８８１
号、又は特開昭６２−２９１９０１号公報等参照）・や
Ａ１とＣｕ添加（特開昭６２−２１８５４３号公報参照
）他の元素が知られている。
Ｒ−Ｆｅ −Ｂ系永久磁石として、焼結磁石の他には超
急冷磁石（特開昭５９−６４７３９、同６０−１００４
０２号公報参照）が従来から知られていた。而して、溶
解、鋳造、時効処理の方法による狭義の鋳造磁石につい
ては前記の特公昭６１−３４２４２号公報では保磁力が
全く出現しなかったと報告されている。
急冷磁石（特開昭５９−６４７３９、同６０−１００４
０２号公報参照）が従来から知られていた。而して、溶
解、鋳造、時効処理の方法による狭義の鋳造磁石につい
ては前記の特公昭６１−３４２４２号公報では保磁力が
全く出現しなかったと報告されている。
しかし、鋳造後に熱間加工することにより保磁力をｍ著
に向上し磁気異方性を付与した広義の鋳造磁石の発明が
なされるに至った（特開昭６２−２０５２２６号、同６
３−１１４１０５号、同６３−１１４１０６号公報）。
に向上し磁気異方性を付与した広義の鋳造磁石の発明が
なされるに至った（特開昭６２−２０５２２６号、同６
３−１１４１０５号、同６３−１１４１０６号公報）。
ここで、特開昭６２−２０５２２６号公報には、鋳造磁
石において「痕跡量以上の銅が存在するとＲ−Ｆｅ−Ｂ
を基材とした合金のエネルギ積が急速に減少することが
見出されている。Ｊと記載され、鋳造磁石におけるＣｕ
の添加効果については否定的であった。
石において「痕跡量以上の銅が存在するとＲ−Ｆｅ−Ｂ
を基材とした合金のエネルギ積が急速に減少することが
見出されている。Ｊと記載され、鋳造磁石におけるＣｕ
の添加効果については否定的であった。
しかるに、１９８８年７月バンク−バーで開催された３
Ｍ ／ Ｉｎｔｅｒｍａｇ （インターマグ）国際会
議ニオいて、原子％でＰｒ１７％、 Ｆｅ７６．５％、
８５％、 Ｃｕ１．５％の組成でＢｒ＝ １２．５ＫＧ
、 １Ｈｃ＝ １０ＫＯｅの鋳造磁石が秋岡らによっ
て発表された。これは柱状晶微細結晶粒になるよう鋳造
した合金をｇｏｏ −ｔｏｏｏ℃で熱間加工して得られ
たものである。
Ｍ ／ Ｉｎｔｅｒｍａｇ （インターマグ）国際会
議ニオいて、原子％でＰｒ１７％、 Ｆｅ７６．５％、
８５％、 Ｃｕ１．５％の組成でＢｒ＝ １２．５ＫＧ
、 １Ｈｃ＝ １０ＫＯｅの鋳造磁石が秋岡らによっ
て発表された。これは柱状晶微細結晶粒になるよう鋳造
した合金をｇｏｏ −ｔｏｏｏ℃で熱間加工して得られ
たものである。
そしてＲ−Ｆｅ −Ｂ系の鋳造磁石については、特開昭
６３−１１４１０５号、同６３−１１４１０６号公報に
好適な実施例として開示されているように、材料合金の
溶解・鋳造後、約１０００℃で熱間加工し、約１０００
℃で熱処理する製造方法が知られている。
６３−１１４１０５号、同６３−１１４１０６号公報に
好適な実施例として開示されているように、材料合金の
溶解・鋳造後、約１０００℃で熱間加工し、約１０００
℃で熱処理する製造方法が知られている。
［発明が解決しようとする課題］
従来のＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石は、上記の通り比較的高
温で熱間加工する必要があったから、金型を高温に耐え
る高価な材質（例えばインコネル）で製造する必要があ
った。更に１０００℃程度の高温で熱間加工すると、希
土類元素が表面に浸み出す浸み出し現象を起こして金型
に焼き付き、かつ組成の不均一をもたらして磁気特性を
悪化させるという問題があるため、熱間加工温度はｔ
ｏｏｏ℃未溝で行なうことが望まれていた。したがって
本発明は、従来品と同等のエネルギ積と改良された保磁
力を有し、かつ１０００℃未満の比較的低い温度で熱間
加工することができるＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石を提供す
ることを目的とする６ ［課題を解決するための手段］ 本発明は、８８〜３０％、８２〜１０％、Ｃｕ ０．１
〜３％、Ｔｉ＝ Ｐ 、Ｌａ、Ｈｇ、 Ｚｎのうち少な
くとも１種３％以下、及び残部実質的にＦｅよりなり、
熱間加工によって磁気異方性化したＲ −Ｆｅ −Ｂ系
鋳造磁石である。
温で熱間加工する必要があったから、金型を高温に耐え
る高価な材質（例えばインコネル）で製造する必要があ
った。更に１０００℃程度の高温で熱間加工すると、希
土類元素が表面に浸み出す浸み出し現象を起こして金型
に焼き付き、かつ組成の不均一をもたらして磁気特性を
悪化させるという問題があるため、熱間加工温度はｔ
ｏｏｏ℃未溝で行なうことが望まれていた。したがって
本発明は、従来品と同等のエネルギ積と改良された保磁
力を有し、かつ１０００℃未満の比較的低い温度で熱間
加工することができるＲ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石を提供す
ることを目的とする６ ［課題を解決するための手段］ 本発明は、８８〜３０％、８２〜１０％、Ｃｕ ０．１
〜３％、Ｔｉ＝ Ｐ 、Ｌａ、Ｈｇ、 Ｚｎのうち少な
くとも１種３％以下、及び残部実質的にＦｅよりなり、
熱間加工によって磁気異方性化したＲ −Ｆｅ −Ｂ系
鋳造磁石である。
希土類ＲとしてはＹ、 Ｌａ−Ｃｅ、Ｐｒ、 Ｎｄ−Ｐ
ａ、Ｓｍ、Ｅｕ−Ｇｄ、Ｔｂ−Ｄｙ、 Ｈａ、 Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ−Ｌｕのうち１種又は２種以上の組合せを用
いることができ、好ましくはＰｒ、 Ｎｄを主体とした
軽希土類、例えばＰｒ、Ｐｒ−Ｎｄ、 Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎ
ｄなどを用いることができ、かつ不可避的不純物を含有
してよい、また保磁力を向上させるためにＤｙ−Ｔｂな
どの重希土類で置換してもよい。Ｂとしては純ボロン又
はフェロボロンを用いることができ、不純物として３原
子％までのＡ１などを含有してよい。
ａ、Ｓｍ、Ｅｕ−Ｇｄ、Ｔｂ−Ｄｙ、 Ｈａ、 Ｅｒ、
Ｔｍ、Ｙｂ−Ｌｕのうち１種又は２種以上の組合せを用
いることができ、好ましくはＰｒ、 Ｎｄを主体とした
軽希土類、例えばＰｒ、Ｐｒ−Ｎｄ、 Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎ
ｄなどを用いることができ、かつ不可避的不純物を含有
してよい、また保磁力を向上させるためにＤｙ−Ｔｂな
どの重希土類で置換してもよい。Ｂとしては純ボロン又
はフェロボロンを用いることができ、不純物として３原
子％までのＡ１などを含有してよい。
本発明においてＴｉ、Ｐ ＋ Ｌａ、 Ｈｇ又はＺｎは
熱間加工の温度を低下する作用があり、且つ保磁力の顕
著な向上効果がある。前者の作用は、少なくともＺｎに
ついてはＺｎの融点が４１９℃と低いことから来るもの
と考えられる。
熱間加工の温度を低下する作用があり、且つ保磁力の顕
著な向上効果がある。前者の作用は、少なくともＺｎに
ついてはＺｎの融点が４１９℃と低いことから来るもの
と考えられる。
鋳造磁石においてＣｕは保磁力の発現に重要な役割を果
たす、 Ｃｕの融点は約１０８０℃であり、Ｃｕを添加
した場合はＣｕが粒界Ｎｄリッチ相及びＲ２ＦｅＩａＢ
主相に分配され、Ｒ−Ｆｅ −Ｂ系鋳造磁石の熱間加工
の温度を多少下げる。本発明ではＣｕのほか更にＺｎを
添加したところ、熱間加工の温度を低下させることがで
きた。すなわちＺｎの融点は４１９℃であるから、添加
したＺｎは主として結晶粒界に入り込んで塑性流動を起
こし易くし、したがって１０００℃未満の低い熱間加工
温度にても磁気異方性を付与することができる。またＣ
ｕのほか更にＴｉ、Ｐ、Ｌａ、Ｈｇを添加したところ、
１０００℃未満の低い熱間加工温度にても磁気異方性を
付与することができた。
たす、 Ｃｕの融点は約１０８０℃であり、Ｃｕを添加
した場合はＣｕが粒界Ｎｄリッチ相及びＲ２ＦｅＩａＢ
主相に分配され、Ｒ−Ｆｅ −Ｂ系鋳造磁石の熱間加工
の温度を多少下げる。本発明ではＣｕのほか更にＺｎを
添加したところ、熱間加工の温度を低下させることがで
きた。すなわちＺｎの融点は４１９℃であるから、添加
したＺｎは主として結晶粒界に入り込んで塑性流動を起
こし易くし、したがって１０００℃未満の低い熱間加工
温度にても磁気異方性を付与することができる。またＣ
ｕのほか更にＴｉ、Ｐ、Ｌａ、Ｈｇを添加したところ、
１０００℃未満の低い熱間加工温度にても磁気異方性を
付与することができた。
これらの元素もＺｎと同様、結晶粒界に入り込んで塑性
流動を起こし易くするためと推察される。
流動を起こし易くするためと推察される。
次に組成の限定理由について述べると、まず８８〜３０
％については、８％未満では立方晶となってＲ−Ｆｅ
−Ｂ系永久磁石の主相である正方晶のＲ２Ｆｅ１４Ｂを
形成せず、３０％超過ではＲは非磁性のため磁気特性が
悪化する。８２〜１０％については、２％未満では菱面
体のＲ−Ｆｅ系となって主相を形成せず、１０％超過で
はＢが非磁性であることと鋳造上がりの主相の粗大化を
招くことから残留磁束密度Ｂｒを低下する。 Ｃｕ添加
は保磁力向上に効果があるが０．１％未満では固有保磁
力ｉＨｃが低下し３％超過では残留磁束密度Ｂｒが低下
する。 Ｔｉ−Ｐ、Ｌａ、Ｈに、Ｚｎのうち少なくとも
１種は熱間加工温度低下の効果を得るためには少なくと
も０．０１％以上添加することが好ましく、３％超過で
は飽和磁束密度Ｂｓが低下する。したがって各組成は前
記の範囲内とすることが好ましい。
％については、８％未満では立方晶となってＲ−Ｆｅ
−Ｂ系永久磁石の主相である正方晶のＲ２Ｆｅ１４Ｂを
形成せず、３０％超過ではＲは非磁性のため磁気特性が
悪化する。８２〜１０％については、２％未満では菱面
体のＲ−Ｆｅ系となって主相を形成せず、１０％超過で
はＢが非磁性であることと鋳造上がりの主相の粗大化を
招くことから残留磁束密度Ｂｒを低下する。 Ｃｕ添加
は保磁力向上に効果があるが０．１％未満では固有保磁
力ｉＨｃが低下し３％超過では残留磁束密度Ｂｒが低下
する。 Ｔｉ−Ｐ、Ｌａ、Ｈに、Ｚｎのうち少なくとも
１種は熱間加工温度低下の効果を得るためには少なくと
も０．０１％以上添加することが好ましく、３％超過で
は飽和磁束密度Ｂｓが低下する。したがって各組成は前
記の範囲内とすることが好ましい。
なお本発明においてＣ−Ｓ、Ｏ等の不可避の不純物は含
有が許容される。
有が許容される。
また本発明では鉄鋳型を使用して柱状晶を形成してもよ
いが、後工程として熱間加工を行うから、必ずしも柱状
晶を形成する必要はなく、したがってセラミック鋳型を
用いたり鋳型に振動を加えてもよい６またインゴットに
生じうる鋳造偏析を均質化するために、インゴットを粉
砕してもよい。
いが、後工程として熱間加工を行うから、必ずしも柱状
晶を形成する必要はなく、したがってセラミック鋳型を
用いたり鋳型に振動を加えてもよい６またインゴットに
生じうる鋳造偏析を均質化するために、インゴットを粉
砕してもよい。
インゴット粉砕の場合は予め温間工程の前段階として熱
間の圧密化が必要である。更に熱間加工後の熱処理は材
料の磁気特性を安定化させるのであり、行ってもよい。
間の圧密化が必要である。更に熱間加工後の熱処理は材
料の磁気特性を安定化させるのであり、行ってもよい。
また合金材料の組成に関しては、キュリー点を増加させ
るために約５０％の範囲内でＦｅをＣＯでＷ換すること
ができる。また保磁力を増大させるために、約１５％の
範囲内でＡ１を添加することができ、同じ目的のために
Ｄｙ、Ｔｂなどの重希土類元素や、Ｍｏ−Ｓｉなどを添
加することができる。
るために約５０％の範囲内でＦｅをＣＯでＷ換すること
ができる。また保磁力を増大させるために、約１５％の
範囲内でＡ１を添加することができ、同じ目的のために
Ｄｙ、Ｔｂなどの重希土類元素や、Ｍｏ−Ｓｉなどを添
加することができる。
［実施例］
以下本発明を実施例によって説明する。
（実施例１）
第１表記載の組成を有する各合金試料を高周波溶解にて
溶解し、幅３ｃｍ、長さ３ｃ＋＊、厚さ１．５ｃｍの鉄
鋳型に鋳造した後、８００℃で０．６ｔｏｎ／ｃｍ２の
圧力で厚さが５０％減少するまで熱間で据え込み加工し
、しかる後約８００℃Ｘ ２４Ｈｒで熱処理し、切断・
研削した試料の磁気特性を測定して第２表を得た６なお
画表中＊印を付した試料は、添加物を添加しない比較試
料である。
溶解し、幅３ｃｍ、長さ３ｃ＋＊、厚さ１．５ｃｍの鉄
鋳型に鋳造した後、８００℃で０．６ｔｏｎ／ｃｍ２の
圧力で厚さが５０％減少するまで熱間で据え込み加工し
、しかる後約８００℃Ｘ ２４Ｈｒで熱処理し、切断・
研削した試料の磁気特性を測定して第２表を得た６なお
画表中＊印を付した試料は、添加物を添加しない比較試
料である。
表より明らかなように、熱間加工温度を従来例より低く
しても、従来例とほぼ同等のエネルギ積とｉＨｅの向上
が得られることが解った。
しても、従来例とほぼ同等のエネルギ積とｉＨｅの向上
が得られることが解った。
また鉄鋳型を用いたため試料断面のマクロ組織は熱勾配
方向に柱状晶組織を有していた６（実施例２） （実施例１）のＮｏ、１（比較例）とＮｏ、２ （本発
明）の両組成の合金試料を熱間加工温度以外は（実施第
１表（原子％） 第２表 例１）と同様にして、熱間加工温度を５００〜１１００
℃の範囲で変化させたときの所要加工圧力、磁気特性、
ダイス及びパンチとの焼付状況を第３表（本発明の場合
）と第４表（比較例の場合）に示す。
方向に柱状晶組織を有していた６（実施例２） （実施例１）のＮｏ、１（比較例）とＮｏ、２ （本発
明）の両組成の合金試料を熱間加工温度以外は（実施第
１表（原子％） 第２表 例１）と同様にして、熱間加工温度を５００〜１１００
℃の範囲で変化させたときの所要加工圧力、磁気特性、
ダイス及びパンチとの焼付状況を第３表（本発明の場合
）と第４表（比較例の場合）に示す。
画表から本発明の場合には比較的低い温度であっても、
低い加工圧力で磁気特性の良好な鋳造磁石が得られる０
表中、ダイス及びパンチとの焼付状況が◎は全く焼付が
ないことを、Ｏは多少あるが実用上は支障のないことを
、Δは試料の研磨しるが０．５ｍ５ｚを越えることを、
×は完全に焼付いてダイス、パンチの再加工が必要にな
ることを意味する。
低い加工圧力で磁気特性の良好な鋳造磁石が得られる０
表中、ダイス及びパンチとの焼付状況が◎は全く焼付が
ないことを、Ｏは多少あるが実用上は支障のないことを
、Δは試料の研磨しるが０．５ｍ５ｚを越えることを、
×は完全に焼付いてダイス、パンチの再加工が必要にな
ることを意味する。
［発明の効果］
本発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系鋳造磁石にＣｕのほか更にＴ
ｉ、Ｐ 、Ｌａ、 ＨＩ Ｚｎのうち少なくとも１種を
添加したものであるから、熱間加工の温度を低くするこ
とができ、したがって金型や潤滑剤に高価な耐高温度性
を要求する必要がなくなった。また希土類の浸み出しが
抑えられるから金型へ焼き付くおそれが減り、かつ組成
の不均一をもたらすおそれが減少し、したがって磁気異
方性を容易に付与することができる。
ｉ、Ｐ 、Ｌａ、 ＨＩ Ｚｎのうち少なくとも１種を
添加したものであるから、熱間加工の温度を低くするこ
とができ、したがって金型や潤滑剤に高価な耐高温度性
を要求する必要がなくなった。また希土類の浸み出しが
抑えられるから金型へ焼き付くおそれが減り、かつ組成
の不均一をもたらすおそれが減少し、したがって磁気異
方性を容易に付与することができる。
Claims (1)
- 原子％でＲ８〜３０％、Ｂ２〜１０％、Ｃｕ０．１〜３
％、Ｔｉ、Ｐ、Ｌａ、Ｈｇ、Ｚｎのうち少なくとも１種
３％以下、及び残部実質的にＦｅよりなり、熱間加工に
よって磁気異方性化した希土類−鉄−ホウ素系鋳造磁石
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63234466A JPH0282505A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 希土類−鉄−ホウ素系鋳造磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63234466A JPH0282505A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 希土類−鉄−ホウ素系鋳造磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0282505A true JPH0282505A (ja) | 1990-03-23 |
Family
ID=16971446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63234466A Pending JPH0282505A (ja) | 1988-09-19 | 1988-09-19 | 希土類−鉄−ホウ素系鋳造磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0282505A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2618349A4 (en) * | 2010-09-15 | 2014-06-04 | Toyota Motor Co Ltd | PROCESS FOR PRODUCING RARE EARTH MAGNET |
-
1988
- 1988-09-19 JP JP63234466A patent/JPH0282505A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2618349A4 (en) * | 2010-09-15 | 2014-06-04 | Toyota Motor Co Ltd | PROCESS FOR PRODUCING RARE EARTH MAGNET |
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