JPH03175602A - 永久磁石の製造方法 - Google Patents

永久磁石の製造方法

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JPH03175602A
JPH03175602A JP1314200A JP31420089A JPH03175602A JP H03175602 A JPH03175602 A JP H03175602A JP 1314200 A JP1314200 A JP 1314200A JP 31420089 A JP31420089 A JP 31420089A JP H03175602 A JPH03175602 A JP H03175602A
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JP
Japan
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alloy
permanent magnet
ribbon
atmosphere
manufactured
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JP1314200A
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English (en)
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Isao Sakai
勲 酒井
Akihiko Tsudai
津田井 昭彦
Masashi Sahashi
政司 佐橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

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、永久磁石の製造方法に関する。
(従来の技術) 従来より高性能磁石として希土類金属−鉄系のちのが知
られている。この系の磁石の製造方法としては、粉末冶
金法(特開昭59−48008号)、超急伶法(特開昭
59−64739号)およびメカニカルアロイングa 
(L、5chultz et al、J、Appl、P
hys、(10)(198g) p5302等)がある
。しかしながら、かかる系の永久磁石では軽希土類金属
及び鉄を主成分とするため、耐食性が劣り、しかも比較
的高価な希土類金属を大量に使用しなければならないと
いう問題があった。
一方、最近、Mitra Ghemawatらにより1
989竿にIEEE Trans、on Magn、M
AG−225p3312においてCogoZ r 16
B4及びC01lOz r 1gB2の組成の超急冷合
金が約3kOeの保磁力か得られることが報告されてい
る。しかしながら、これらの超急冷合金は超急冷のまま
では製造条件により磁気特性が大きく変化し、かつ角型
性に劣るという欠点を有し、安定した永久磁石を得るこ
とかできないという問題があった。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記従来の課題を解決するfこめになされた
もので、必ずしも希土類金属やBを必要とせず、高磁束
密度で角型性が良好で、更に耐酸化性の優れた永久磁石
を提供しようとするものである。
[発明の構成コ (課題を解決するための手段) 本発明に係わる永久磁石の製造方法は、20 、”n(
子%以下のZr及び残部が実質的にCoか’:r :i
 ”。
合金を300〜1000℃で熱処理することを特徴とす
るものである。
上記合金は、次のような方法により得る。
■20原子%以下のZr及び残部が実質的にCoからな
る合金素材を超急冷することにより得られたものである
。この超急冷手段としては、例えば単ロール法、双ロー
ル法等の他にガスアトマイズ法、回転円板上に溶湯合金
を噴射させるRDP(Rotating Dlsk P
rocess )法等を採用し得る。
かかる超急冷においては、主相の平均結晶粒径を0.0
1〜20μmの範囲なるように処理条件を制御する。ま
た、超急冷後の合金が非晶質状態を含むか、全部が非晶
質である場合には結晶化温度以上で熱処理して平均粒径
を制御することが望ましい。更に、超急冷に際しては酸
化防止及び磁気特性の向上の観点からA r SHe 
SN 2などの不活性ガス雰囲気もしくはフロー中で行
うことが望ましい。
■15原子%以下のZr粉末と残部が実質的にCo粉末
とからなる混合粉末を固相反応させて合金化する。この
固相反応手段としては、例えば遊星ボールミル、回転式
ボールミル、アトライタ、振動ボールミル、スクリュー
式ボールミル等でメカニカルアロイングする方法を採用
し得る。かかる固相反応においては、主相の平均結晶粒
径を0.01〜20μmの範囲なるように処理条件を制
御する。また、固相反応後の合金が非晶質状態を含むか
、全部が非晶質である場合には結晶化温度以上で熱処理
して平均粒径を制御することが望ましい。
更に、固相反応に際しては酸化防止及び磁気特性の向上
の観点からAr5He、N2などの不活性ガス雰囲気も
しくは有機溶媒中等の大気と接触しない雰囲気で行うこ
とが望ましい。
上記合金中の2「の量を限定した理由は、Zr量が20
原子%以上になると磁束密度が低下するからである。保
磁力を増大させる観点から、Zrの下限値については、
6原子%とすることが望ましい。なお、保磁力を向上さ
せる観点からZrの一部をHf % T を及び希土類
金属で置換したり、Coの一部をCSB、P、Ge、S
 i、AN 、V。
Cr s M n % N 1 、Cu SZ n S
G a % N b %MoSAg、Ta、W、P t
で置換してもよい。
これら元素の置換量は数原子%以下にとどめることが望
ましい。また、Feは磁束密度の向上に有効であるが、
過剰なFeの含有は保磁力の劣化を招くため、Coの8
0%以下の両で置換することが望ましい。また、出発原
料としてCo 2 B %Co2 P、F e3 BS
F e3 C等の金属間化合物を使用してもよい。
上記熱処理温度を限定した理由は、その温度を300℃
未満にすると保磁力等の磁気特性の向上化を達成できず
、一方1000℃を越えると結晶粒が粗大化し、保磁力
等の磁気特性が劣化する。より好ましい熱処理温度は、
400〜900℃の範囲である。
熱処理時間は、0,1〜100時間とすることが望まし
い。このような熱処理をホットプレスにより行ってもよ
い。このホットプレスに際しても、酸化防止及び磁気特
性の向上の観点からAr、He。
N2などの不活性ガス雰囲気で行うことが望ましい。熱
処理をホットプレスにより行うことによって、前記■の
超急冷法により得た合金、前記■の固相反応により得た
合金を一体化できる利点を有する。なお、ホットプレス
後に磁気特性を向上するために更に前記温度で熱処理を
施してもよい。
また、圧力を加えて塑性加工を施すことにより磁気的配
向を得ることができる。
なお、上記熱処理後の合金からボンド磁石を製造するに
は粉末状の合金をエポキシ樹脂、ナイロン系などの樹脂
と混合した後、成型する方法が採用される。戊型広とし
ては、樹脂がエポキシ系の熱硬化性樹脂である場合、圧
縮成形後100〜2(10℃の温度でキュア処理を施し
、ナイロン系の熱可塑性樹脂の場合、射出成型を用いれ
ばよい。
(作用) 本発明によれば、20原子%以下のZr及び残部が実質
的にCoからなる合金、特に主相の平均結晶粒径を0.
01〜20μmの合金を特定の温度範囲で熱処理するこ
とによって、必すしも希土類金、属やBを必要とせず、
保磁力の増大、角型性が改善された優れた磁気特性を有
すると共に、耐酸化性の優れた永久磁石を製造すること
ができる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例1 まず、Zr及びCoを原子分率でZrが15%、COが
85%となるように配合し、Ar雰囲気中で水冷銅ボー
トを用いてアーク溶解した。得られた合金をAr雰囲気
中で速度40m / seeの直径300II1mlの
銅ロールを用いた単ロール法により超急冷を行って超急
冷リボン状合金を作製した。この合金をT E M及び
S E Mで観察したところ、主右目の平均粒径が00
.7μmであることが確認された。
次いで、前記超急冷リボン状合金を真空中で700℃、
10分間の熱処理を施してリボン状の永久磁石を製造し
た。
本実施例1の永久磁石及び前記超急冷後のリボン状合金
からなる永久磁石(比較例1)について、保磁力を振動
試料型磁力計で測定した測定した。
その結果、本実施例1の永久磁石は2.2k Oe 。
比較例1の永久磁石は0.8kOeの値を示し、本実施
例1の永久磁石は高い保磁力を有していることが確認さ
れた。
実施例2 まず、Zr、Co及びBを原子分率でZrが15%、C
oが81%、Bが4%となるように配会し、A「雰囲気
中で水冷銅ボートを用いてアーク溶解した。得られた合
金をAr雰囲気中で速度20m/seeの直径300+
nmの真鍮ロールを用いた単ロールル法により超急冷を
行って超急冷リボン状合金を作製した。この合金をTE
M及びS E Mで観察したところ、主相の平均粒径が
0.1μmであることが確認された。
次いで、前記超急冷リボン状合金を真空中で500℃、
10分間の熱処理を施してリボン状の永久磁石を製造し
た。
本実施例2の永久磁石及び前記超急冷後のリボン状合金
からなる永久磁石(比較例2)について、磁気特性を振
動試料型磁力計を用いて測定した測定した。その結果、
第1図に示す。
第1図から明らかなように本実施例2の永久磁石は、比
較例2の永久磁石に比べて角型性が太きく向上し、しか
も保磁力も増大していることかわかる。
実施例3−1〜3−8 実施例1と同様な超急冷法、真空中での500〜700
℃、10分間の熱処理を施す方法により下記第1表に示
す組成のリボン状合金を作製し、これら合金を平均粒径
60μmまで粉砕して合金粉末とした。つづいて、これ
ら合金粉末をエポキシ樹脂にそれぞれ2.5重量%添加
し、混合した後、圧縮成型し、更に 120℃で1,5
時間キュア処理を施して8種のボンド磁石を製造した。
本実施例3−1〜3−8のボンド磁石について、合金粉
末の主相の平均結晶粒径、並びに残留磁束密度[Br]
、保磁力[IHc]  最大エネルギー積[(BH)I
Ilax]を測定した。その結果を同第1表に併記した
実施例4 まず、Zr及びCoを原子分率でZrが15%、Coが
85%となるように配合し、Ar雰囲気中で水冷鋼ボー
トを用いてアーク溶解した。得られた合金をAr雰囲気
中で速度40m / seeの直径300amの銅ロー
ルを用いた単ロール法により超急冷を行って超急冷リボ
ン状合金を作製した。つづいて、このリボン状合金を1
00μm程度まで粉砕して粉末とした後、Ar雰囲気中
で800℃、1.2 ton/cω2の条件でホットプ
レスを施し、体化して永久磁石を製造した。
本実施例4の永久磁石について、残留磁束密度[Brl
、保磁力[IHcコ、最大エネルギー積((3H)ma
wコを自動自己磁束計を用いて測定した。その結果、B
rはl1lkGSiHcは2.7k Oe 、 (BH
)mawは10.2M G Oeの値を得た。また、T
EM及びSEMで観察したところ、主相の平均粒径が0
.06μmであることが確認された。
実施例5−1〜5−9 実施例4と同様な超急冷広、Ar雰囲気中、800℃、
1.2 ton/a112の条件てのホットプレスを施
す方法により下記第2表に示す組成の9種の永久磁石を
製造した。
本実施例5−1〜5−9の永久磁石について、残留磁束
密度[Brl、保磁力[iHc] 、最大エネルギー積
[(BH)maxlを自動自己磁束計を用いて測定した
その結果を同第2表に併記した。
実施例6 まず、純度99.8%、粒径45μm以下のZr粉末と
純度99.9%、粒径100μm以下のCO粉末を用意
し、これら粉末を原子分率でZrか(5%、Coが85
%となるように配合し、遊星型ボールミルでミリングを
70時間行った。なお、かかる工程ではステンレス製の
容器及びボールを用い、かつ雰囲気はArガスとした。
つづいて、得られた合金粉末を真空中で700℃、20
分間の熱処理を施して永久磁石を製造した。
本実施例6の永久磁石及び前記固相反応後の合金粉末か
らなる永久磁石(比較例3)について、保磁力を振動試
料型磁力計で測定した測定した。
その結果、本実施例6の永久磁石は2.5kOe、比較
例3の永久磁石は0.1kOeO値を示し、本実施例6
の永久磁石は高い保磁力を有していることが確認された
。また、本実施例6の永久磁石をT E M及びS E
 Mで観察したところ、主)目の平均粒径が0.15μ
mであることか確認された。
実施例7−(〜7−11 実施例1と同様な固相反応、真空中での700’Co2
0分間の熱処理を施す方法により下記第3表に示す組成
の合金粉末を作製し、これら合金粉末をエポキシ樹脂に
それぞれ2.5重量%添加し、混合した後、圧縮成型し
、更に120℃で1.5時間キュア処理を施して11種
のボンド磁石を製造した。
本実施例7−1〜7−11のボンド磁石について、残留
磁束密度[B11、保磁力[jHcl 、最大エネルギ
ー積[(BH)maxlを測定した。その結果を同第3
表に併記した。
実施例8 まず、純度99.8%、粒径45μm以下のZr粉末と
純度99.9%、粒径10f]μm以下のCo粉末を用
意し、これら粉末を原子分率でZrが15%、COが8
5%となるように配合し、遊星型ボールミルでミリング
を70時間行った。なお、かかる工程ではステンレス製
の容器及びボールを用い、かつ雰囲気はArガスとした
。つづいて、得られた合金粉末をAr雰囲気中で800
℃、1.2 ton/cm2の条件でホットプレスを施
し、一体化して永久磁石を製造した。
本実施例8の永久磁石について、残留磁束密度[B「]
  保磁力[jHcl  最大エネルギー積[(BH)
maxlを自動自己磁束計を用いて測定した。
その結果、Brは7.8kG 、 iHcは 2.8k
Oe。
(BH)waxは 9.8MGOeの値を得た。また、
TEM及びS E Mで観察したところ、主用の平均粒
径が0.07μmであることが確認された。
実施例9−1〜9−11 実施例4と同様な固相反応、Ar雰囲気中、800℃、
1.2 ton/ cll12の条件でのホットプレス
を施す方法により下記第4表に示す組成の11種の永久
磁石を製造した。
本実施例9−1〜9−11の永久磁石について、残留磁
束密度[B11、保磁力[1tlc] 、最大エネルギ
ー積[(B)l)maxlを自動自己磁束計を用いて測
定した。
その結果を同第4表に併記した。
[発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によれば20原子%以下のZ
r及び残部が実質的にCOからなる合金、特に主相の平
均結晶粒径を0.01〜20μmの合金を特定の温度範
囲で熱処理することによって、必ずしも希土類金属やB
を必要とせず、保磁力の増大、角型性が改善された優れ
た磁気特性を有すると共に、耐酸化性の優れた永久磁石
の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本実施例2及び比較例2の永久磁石の磁気特性
を示す線図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 20原子%以下のZr及び残部が実質的にCoからなる
    合金を300〜1000℃で熱処理することを特徴とす
    る永久磁石の製造方法。
JP1314200A 1989-12-05 1989-12-05 永久磁石の製造方法 Pending JPH03175602A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998025280A1 (fr) * 1996-12-04 1998-06-11 Tdk Corporation Procede de fabrication d'un aimant

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