JPH03177544A - 永久磁石用合金 - Google Patents

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】 本発明は高価で資源稀少なコバルトを全く使用しない、
希土類・鉄系高性能永久磁石材料に関する。

永久磁石材料は一般家庭の各種電気製品から。

自動車や通信各部品、大型コンピュータの周辺端末機ま
で１幅広い分野で使われるきわめて重要な電気・電子材
料の一つである。近年の電気、＠子機器の高性能化・小
型化の要求にともない、永久磁石材料もまた性能化が求
められている。

現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、ハードフェラ
イト、および希土類コバルト磁石である。最近のコバル
トの原料事情の不安定化にともない、コバルトを２０〜
３０重量％含むアルニコ磁石の需要は減り、鉄の酸化物
を主成分とする安価なハードフェライトが磁石材料の主
流を占めるようになった。−重希土類コバルト磁石は最
大エネルギー積２０ＭＧＯｅ以上を有する高性能磁石で
あるが。

コバルト５０〜６５重量％も含むうえ、希土類鉱石中に
あまり含まれていないＳ１１を使用するため大変高価で
ある。しかし、他の磁石に比べて、磁気特性が格段に高
いため、主として小型で、付加価値の高い磁気回路に多
く使われるようになった。

希土類コバルト磁石のような高性能磁石がもつと広い分
野で安価に、かつ多量に使われるようになるためには高
価なコバルトを含まず、かつ希土類金属として鉱石中に
多量に含まれているネオジムやプラセオジウムのような
軽希土類を中心成分とすることが必要である。

このような希土類コバルト磁石に代る永久磁石材料の試
みは、まず希土類・鉄二元系化合物についてなされた。

希土類・鉄系化合物は希土類コバルト系化合物と比べて
存在する化合物の種類が少なく、また−数的にキュリー
点も低い。そのため、希土類コバルト化合物の磁石化に
用いられている鋳造法や粉末冶金的手法では、希土類鉄
系化合物においては、従来いかなる方法も成功していな
い。

クラーク（Ａ、Ｅ、　Ｃ１ａｒｋ）はスパッタしたアモ
ルファスＴｂＦｅ２が４２°にで３０ｋＯｅの高い保磁
力（Ｈｅ）を有することを見い出し、３００〜３５０℃
で熱処理することによって、室温でＨｅ　−３，４ｋＯ
ｅ　、最大エネルギー積　（（ＢＨ）ｗａｘ）　−７Ｍ
ＧＯｅを示すことを見い出した（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ
、　Ｌｅｔｔ、　２３（１１）、　１９７３．８４２−
６４５）。

フロート（Ｊ、　Ｊ、　Ｃｒｏａｔ）等はＮｄ、　Ｐｒ
の軽希土類元素を用いたＮｄＦｅ及びＰｒＦｅの超急冷
リボンがＨｅ　−７，５ｋｏｅを示すことを報告してい
る。しかし。

Ｂ「は５ｋＧ以下で（８１１）ｗａｘは３〜４ＭＧＯｅ
を示すにすぎない（Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　ｔ、ｅｔ
ｔ、　３７．１９８０．１０９Ｂ、　Ｊ。

Ａｐｐｉ、　Ｐｈｙｓ、　５３．　（３）　１９８２．
２４０２〜２４０６）このように、予め作成したアモル
ファスを熱処理する方法と超急冷法の二つが、希土類・
鉄系磁石を得る最も有望な手段として知られていた。

しかし、これらの方法で得られる材料はいずれも薄膜又
は薄帯であり、スピーカやモータなどの一般の磁気回路
に用いられる磁石材料ではない。

さらに、クーン（Ｎ、　Ｃ，Ｋｏｏｎ）等はＬａを加え
ることによって重希土類元素を含有したＦｅＢ系合金の
超急冷リボンを得て、　　（Ｆｅ０．１２　Ｂ　ｏ、　
＋ａ　）　ｏ、ｅＴｂｏ、　ａｓ　Ｌａｏ、　ｏｓの組
成のリボンを熱処理することにより、　Ｈｃ　−９ｋ　
Ｏｅに達することを見い出した（Ｂ「−５　ｋＧ、Ａｐ
ｌ）１．Ｐｈｙｓ、Ｌｅｔｔ、３９（１０）、１９８１
．８４０−８４２）。

カバコツ（Ｌ、　Ｋａｂａｃｏｆ’ｆ’）等はＦｅＢ系
合金テアモルファス化が容易になることに注目し＋　　
（Ｆｅｏ、　ＢＢ　Ｏ，２）　１−Ｘ　Ｐｒｘ（Ｘ−０
〜０．３原子比）の組成の超急冷リボンを作成したが、
室温でのｌｉｅは数Ｏｅのレベルのものしか得られなか
った（Ｊ、　Ａｐｐｔ。

Ｐｈｙｓ、　５３（３）　１９８２．２２５５〜２２５
７）。

これらのスパッタリングによるアモルファス薄膜及び超
急冷リボンから得られる磁石は、薄く。

寸法的な制約を受け、それ自体として一般の磁気回路に
使用可能な実用永久磁石ではない。即ち。

従来のフェアイトや希土類コバルト磁石のような任意の
形状・寸法を有するバルク永久磁石体を得ることができ
ない。また、スパッタ薄膜及び超急冷リボンはいずれも
本質上等方性であり、室温での磁気特性は低く、これら
から高性能の磁気異方性永久磁石を得ることは、事実上
不可能である。

最近、永久磁石はますます過酷な環境−たとえば、磁石
の薄型化にともなう強い反磁界、コイルや他の磁石によ
って加えられる強い逆磁界、これらに加えて機器の高速
化、高負荷化により高温度の環境−にさらされることが
多くなり、多くの用途において、特性安定化のために、
−層の高保磁力化が必要とされる。（一般に永久磁石の
ｉＨｃは温度上昇にともない低下する。そのため室温に
おける　１１１ｃが小さければ、永久磁石が高温度に露
されると減磁が起こる。しかし、室温における　１ｌｌ
ｃが十分高ければ実質的にこのような減磁は起こらない
。） フェライトや希土類コバルト磁石では、高保磁力化を図
るため、添加元素や異なる組成系を利用しているが、そ
の場合一般に飽和磁化が低下し。

（ＢＨ）ＩＩｌａｘ　も低い。

本発明はかかる従来法の欠点を解消した新規な永久磁石
用合金を提供することを基本的目的とする。

かかる観点より２本発明者等は先にＲ−Ｆｅ二元系をベ
ースとして、キュリー点が高く、且つ室７星付近で安定
な化合物合金ないしは磁石を作ることを目標とし、多数
の系を探った結果、特にＦｅＢＲ系化合物及びＦｅＢＲ
Ｍ系化合物が磁石化に最適であることを見出した（特願
昭５７−１４５０７２゜特願昭５７−２００２０４）。

ここでＲとはＹを包含する希土類元素の内。

少なくとも一種以上を示し、特にＮｄ、　Ｐｒの軽希土
類元素が望ましい。Ｂはホウ素を示す。ＭはＴｌ。

Ｚｒ、　Ｈｆ、　Ｃｒ、　Ｍｎ、旧、　Ｔａ、　Ｇｅ、
　Ｓｎ、　Ｓｂ、　Ｂｉ、　Ｎｏ。

Ｎｂ、　Ａ１２．　Ｖ、　Ｗの内から選ばれた一種以上
を示す。

このＦｅＢＲ系磁石は実用に十分な３００℃以上のキュ
リー点を有し、且つ、Ｒ−Ｆｅ二元系では従来成功して
いなかったフェライトや希土類コバルトと同じ粉末冶金
的手法によって得られる。

またＲとしてＮｄやＰｒなとの資源的に豊富な軽希土類
元素を中心組成とし、高価なＧｏや５ｌ１１を必ずしも
含有せず、従来の希土類コバルト磁石の最高特性（（Ｂ
ｌｌ）＋ａｘ　−３１ＭＧＯｅ）をも大幅に越える（Ｂ
ｌｌ）ｍａｘ４０ＭＧＯｅ以上もの特性を有する。

さらに２本発明者らはこれらＦｅＢＲ系。

ＦｅＢＲＭ系化合物合金ないしは磁石が従来のアモルフ
ァス薄膜や超急冷リボンとはまったく異なる結晶性のＸ
線回折パターンを示し、新規な正方晶系結晶構造を主相
として有することを見出した（特願昭５８−９４８７８
）。

本発明はさらに、前述のＦｅＢＲ及びＦｅＢＲＭ系合金
磁石′において得られる同等又はそれ以上の最大エネル
ギー積（ＢＨ）ＩＩａｘを保有したままでＩＨｃを向上
せしめ得る永久磁石用合金を提供することを具体的目的
とする。

本発明によれば、ＲとしてＮｄやＰｒなどの軽希土類を
中心としたＦｅＢＲ及びＦｅＢＲＭ系磁石用合金に、Ｒ
の一部として重希土類を中心としたＲ１　としてＤｙ、
　Ｔｂ、　Ｇｄ、　Ｉｌｏ、　Ｅｒ、　Ｔｔｘ、　Ｙｂ
の少なくとも一種を含有することによって、、ＦｅＢＲ
系、ＦｅＢＲＭ系において高い（Ｂ）ｌ）ＩＩａｘを保
有したまま　ｉＨｃを飛耀的に向上せしめた。

即ち１本発明による永久磁石用合金は次の通りである。

室温以上で磁気的に安定で、磁気異方性を有するｒｅ　
−Ｂ　−Ｒ正方品化合物（Ｒは希土類元素）を含み、か
つ合金組成が原子百分比でＲ（下記Ｒ１とＲ２とからな
る）　１２．５〜２０％、Ｒ１０，０５〜５％，Ｂ６〜
２０％、及び残部実質的にＦｅから成ることを特徴とす
る永久磁石用合金： 但し，Ｒ１　はＤｙ、　Ｔｂ、　Ｇｄ、　Ｈｏ、　Ｅｒ
、　Ｔｍ、　Ｙｂの内一種以上＋Ｒ２はＮｄとＰｒの一
種以上、又はＮｄとＰｒの合計が８０％以上で、残りが
Ｒ１以外のＹを包含する希土類元素の少くとも一種。

室温以上で磁気的に安定で、磁気異方性を有するＦｅ　
−Ｂ　−Ｒ正方晶化合物（Ｒは希土類元素）を含み、か
つ合金組成が原子百分比でＲ（下記Ｒ１とＲ２とからな
る）　１２．５〜２０％、　　Ｒ，０，０５〜５％，Ｂ
６〜２０％、下記の所定％以下の添加元素Ｍの一種以上
（但し２Ｍとして二種以上の前記添加元素を含む場合は
９Ｍ合量は当該添加元素のうち最大値を有するものの原
子百分比以下）、及び残部実質的にＦｅから成ることを
特徴とする永久磁石用合金： 但し＋Ｒ１は、　　Ｄｙ、　Ｔｂ、　　Ｇｄ、　　Ｈｏ
、　’Ｅｒ、　Ｔｍ、　　Ｙｂの内一種以上、Ｒ２はＮ
ｄとＰｒの一種以上、又はＮｄとＰｒの合計が８０％以
上で、残りがＲ１以外のＹを包含する希土類元素の少く
とも一種であり、添加元素Ｍは下記の通り： Ｔｌ　　　３　　％、　　　Ｚｒ　　　３．３％。

Ｉｆ　　　３．３％、　　　Ｃｒ　　　４．５％。

Ｍｎ　　　５　　％、　　Ｎ１　６　％。

Ｔａ　　　７　　％、　　　Ｇｅ　　　３．５％。

Ｓｎ　　　１，５％、　　　Ｓｂ　　　ｌ　　％。

Ｂｌ　　　５　　％、　　　Ｍｏ　　　５．２％。

Ｎｂ　　　９　　％、Ａｔ＋５　　％。

ｖ５，５％、ｗ５　　％。

また、最終製品中には下記の数値以下の代表的な不純物
が含有されてもよい： Ｃｕ　　　２　　％、Ｃ２％。

Ｐ　　　２　％、　　　Ｃａ　　　４　　％。

Ｍｇ　　　４　　％、　　　０　　２　％。

Ｓｉ　　　　５　　％、５２　　％、但し。

不純物の合計は５％以下とする。

これらの不純物は原料または製造工程中に混入すること
が予想されるが、上記限界量以上になると特性が低下す
る。これらの内、　８１はキュリー点を上げ、また耐食
性を向上させる効果を有するが、５％を越えると　ｉＨ
ｃが低下する。Ｃａ、　ＭｇはＲ原料中に多く含まれる
ことがあり、また　ＩＨｅを増す効果も有するが、製品
の耐食性を低下させるため多量に含有するのは望ましく
ない。

なお１本発明においてボロン（Ｂ）は、従来の磁性材料
におけるように２例えば非晶質合金作成時の非晶質化促
進元素又は粉末冶金法における焼結促進元素として添加
されるものではなく１本発明に係るＲ−Ｆｅ−Ｂ正方品
化合物の必須構成元素である。

本発明の新規な化合物に基づく合金は粉末化した後成形
焼結することによってもっとも効果的に実用永久磁石を
得ることが可能である。

上記組成による永久磁石用合金は、特に最も効果的に用
いた場合、即ち磁気異方性焼結永久磁石として用いた場
合、最大エネルギー積（Ｂｌｌ）ｌ！ｌａｘ　２０ＭＧ
Ｏｅ以上を有したまま、保磁力ＩＨｃＬＯｋＯｅ以上を
有する高性能磁石が得られる。

本発明の永久磁石用合金は室温以上で磁気的に安定で、
磁気異方性を有するＦｅ　−Ｂ　−Ｒ正方品化合物を含
むものであれば、その形態は問わず、鋳塊あるいは粉体
等の公知の形態の永久磁石用の素材の他、Ｆｅ−Ｂ−Ｒ
正方品化合物を含む任意の形態からなる永久磁石材料を
も包含する。

以下に本発明をさらに詳述する。

ＦｅＢＲ系合金を用いてなる磁石は前述の通り高い（Ｂ
ｌｌ）ａ＋ａｘを有するが、　　ＩＨｅは従来の高性能
磁石の代表であるＳｍｚ　Ｃｏｌ□型磁石上磁石程度（
５〜１０ｋｏｅ）であった。

これは強い減磁界を受けたり、温度が上昇することによ
って減磁されやすいこと、即ち安定性が良くないことを
示している。磁石の　ＩＨｃは一般に温度上昇と共に低
下する。例えば前述の３０ＭＧＯｅ級のＳｍ２　Ｃｏ１
７型磁石やＦｅＢＲ系磁石では１００℃ではおよそ５　
ｋｏｅ程度の値しか保有しない。（表４）電算機用磁気
ディスクアクチュエータや自動車用モータ等では強い減
磁界や温度上昇があるため、このような　１１（ｃでは
使用できない。高温においても尚−層の安定性を得るた
めには室温付近での　ｉＨｃの値をもっと大きくする必
要がある。

また、室温付近においても、磁石の時間経過による劣化
（経時変化）や衝撃や接触などの物理的な撹乱に対して
も一般的にｉＨｃが高い方が安定であることがよく知ら
れている。

以上のことから９本発明者等はＦｅＢＲ戊分系を中心に
更に詳しい検討を行った結果、希土類元素中のＤｙ、　
Ｔｂ、　Ｃｄ、　Ｈｏ、　Ｅｒ、　Ｔｍ、　Ｙｂの一種
以上と。

ＮｄやＰｒなとの軽希土類元素等を組合せることによっ
て、従来ＦｅＢＲ系合金を用いた磁石では得られなかっ
た高い保磁力を得ることができた。

更に１本発明による成分系では、　　ｌ１ｉｃの増大の
みならず、減磁曲線の角形性の改善、即ち（Ｂｌｌ）ｆ
ｆｌａｘの一層増大の効果をも具備することが判った。

なお本発明者等はＦｅＢＲ系合金を用いた磁石のｆＨｃ
を増大させるために様々の検討を行った結果、以下の方
法が有効であることを既に知った。

即ち。

（１）Ｒ又はＢの含有量を多くする。

（２〉添加元素Ｍを加える。（ＦｅＢＲＭ系磁石）しか
しながら、Ｒ又はＢの含有量を増加する方法は、各々　
ｌ１ｌｃを増大するが、含ａｆｆｉが多くなるにつれて
Ｂｒが低下し、その結果（Ｂｉｔ）ｗａｘの値も低くな
る。

また、添加元素Ｍも　１ｌｌｃ増大の効果を有するが、
添加量の増大につれて（ＢＨ）ａｌａｘが低下し飛躍的
な改善効果には繋がらない。

本発明の永久磁石用合金においては１重希土類元素Ｒ１
の含有と、Ｒ２としてＮｄ、　Ｐｒを主体とすることと
、さらにＲ，Ｂの所定範囲内の組成とに基づき、特に２
時効処理を施した場合のｉＨｃの増大が顕著である。即
ち、上記特定の組成の合金からなる磁気異方性焼結体に
時効処理を施すと、　Ｂｒの値を損ねることなく　　１
ｔｌｃを増大させ、さらに減磁曲線の角形性改善の効果
もあり、　（ＢＨ）＋＋ａｘは同等かまたはそれ以上と
なり、その効果は顕著である。なお、Ｒ，Ｂの範囲と、
（Ｎｄ＋Ｐｒ）の量を規定することにより２時効処理前
においても　ｉＨｅ約１０ｋＯｅ以上が達成され、Ｒ内
におけるＲ１の所定の含有により時効処理の効果がさら
に著しく付加される。

即ち２本発明合金を用いることにより。

（Ｂｌ（）ｍａｘ　２０ＭＧＯｅ以上を保有したまま、
　　ＨＩｃｌＯｋＯｅ以上で示される十分な安定性を兼
ね備え、従来の高性能磁石よりも広範な用途に適用し得
る高性能磁石を提供できる。

（Ｂｉｔ）ａ＋ａｘ　、　　ＩＨｃの最大値は各々４３
．２ＭＧＯｅ　（後述表２　、　Ｎｏ、２２）　、　２
０ｋＯｅ以上（表２．Ｎ（Ｌａ、表３゜胤１４．２２．
２３）を示した。（ここで、　　ＩＨｃ２０　ｋｏｅ以
上とは１通常の電磁石タイプの減磁特性試験器では、測
定できなかったためである。）本発明の永久磁石用合金
に用いるＲは、ＲよとＲ２の和より成るが、ＲとしてＹ
を包含し、　Ｎｄ。

Ｐｒ、　Ｌａｐ　Ｃｅ、　Ｔｂ、　Ｄｙ＋　Ｊｉｏ、　
Ｅｒ、　Ｅｕ、　Ｓｍ、　ｃｄ、　ＰＩＩｌ。

Ｔｍ、　Ｙｂ、　Ｌｕの希土類元素である。そのうちＲ
２は、　Ｄｙ、　Ｔｂ、　Ｇｄ、　Ｎｏ、　Ｅｒ、　Ｔ
ｍ、　Ｙｂの上程のうち少なくとも一種を用い＋Ｒ２は
上記上程以外の希土類元素を示し、特に軽希土類の内Ｎ
ｄとＰｒの合計を８０％以上包含するものを用いる。（
但しＳＩｍは高価であり、　ｉＨｃを降下させるのでで
きるだけ少ない方が好ましく、Ｌａは不純物として希土
類金属中によく含まれるがやはり少ない方が好ましい。

）これらＲは純希土類元索でなくともよく、工業上人手
可能な範囲で製造上不可避な不純物（他の希土類元素Ｃ
ａ、　Ｍｇ、　Ｆｅ、　Ｔｉ、　Ｃ，Ｏ等）を含有する
もので差支えない。

Ｂ（ホウ素）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Ａｔ！、　Ｓｉ。

Ｃ等を含むものも用いることができる。

本発明の永久磁石用合金は、磁気異方性焼結永久磁石と
して用いた場合（以下同様）、既述のＲをＲ７とＲ２の
合計として原子百分比でＲ１０，０５〜５％、　　Ｒ１
２，５〜２０％，Ｂ４〜２０％（特に６％以上）、残部
Ｆｃの組成において保磁力Ｎ１ｃｖ、１１０ｋＯｅ以上
、残留磁束密度Ｂｒ９ｋＧ以上、最大エネルギーｆ？１
　（Ｂｌｌ）ｆｆｌａｘ　２０ＭＧＯｅ以」二の高保磁
力・高エネルギー積を示す。

Ｒ，０，２〜３％、Ｒ１３〜１９％，Ｂ５〜１１％、残
部Ｆｅの組成は最大エネルギー積（ＢＨ）ＩＩｌａｘ　
３０ＭＧＯｅ以上を示し、好ましい範囲である。

また、Ｒ１としてはＤｙ、　Ｔｂが特に望ましい。

Ｒの量を１２．５％以上としたのは、Ｒがこの量よりも
少なくなると本系合金化合物中にＦｅが析出して保磁力
が急激に低下するためである。Ｒの上限を２０％とした
のは、２０％以上でも保磁力は１０　ｋｏｅ以上の大き
い値を示すがＢ「が低下して（Ｂｉｔ）ｍａｘ２０ＭＧ
Ｏｅ以上に必要なりｒが得られなくなるからである。

Ｒ１の量は上述Ｒに置換することによって捉えられる。

Ｒ１ｍは表２．Ｎｏ、２に示すように僅か０．１％の置
換でもＨｅが増加しており、さらに減磁曲線の角形性も
改善され（ＢＨ）ｍａｘが増加していることが判る。Ｒ
１量の下限値は　ｉＨｃ増加の効果と（Ｂ　Ｈ）　ｌ！
ｌａ　Ｘ増大の効果を考慮して０．０５％以上とする（
第２図参照）Ｒｌｆｆｌが増加するにつれて、　　ＩＨ
ｃは上昇していき（表２．Ｎｏ、２〜８）。

（ＢＨ）ｍａｘは０．４％をピークとしてわずかずつ減
少するが１例えば３％の置換でも（ＢＨ）ＩＩａｘは３
０ＭＧＯｅ以上を示している（第２図参照）。

安定性が特に要求される用途には　ＩＨｃが高いほど、
すなわちＲ１多く含有する方が有利であるが、しかしＲ
２を構成する元素は希土類鉱石中にもわずかしか含まれ
ておらず、大変高価である。

従ってその上限は５％とする。Ｂｆｆｉは、４％以下に
なると　ｉＨｃが１０　ｋｏｅ以下になる。またＢ量の
増加もＲ量の増加と同じ＜　　ＩＨｃを増加させるが、
　Ｂｒが低下していく。（ＢＨ）ｏ＋ａｘ　２０ＭＧＯ
ｅ以上であるためには８２０％以下が必要である。

添加元素ＭはＩＨｃを増し、減磁曲線の角形性を増す効
果があるが、一方その添加量が増すに従い、　Ｂｒが低
下していくため、　（ＢＨ）ｗａｘ　２０ＭＧＯｅ以上
を有するにはＢｒ９ｋＧ以上が必要であり、添加量の各
々の上限は先述の値以下と定められる。２種以上のＭを
添加する場合のＭ合計の上限は、実際に添加された当該
Ｍ元素の各上限値のうち最大値を有するものの値以下と
なる。例えばＴ１．　Ｎ１．　Ｎｂを添加した場合には
、　Ｎｂの９％以下となる。Ｍとしては、　　Ｖｒ　Ｎ
ｂ、　Ｔａ、　Ｎｏ、　Ｗ、　Ｃｒ、　ｆｉＪ！が好ま
しい。

本発明の永久磁石用合金はもっとも効果的に実用永久磁
石するため焼結体とすることが好ましく、その場合平均
結晶粒径は、ＦｅＢＲ系において１〜８０μｌ、ＰｃＢ
ＲＭ系において１〜９０−の範囲にあることが重要であ
る。焼結は９００〜１２００℃の温度で行うことができ
る。時効処理は焼結後３５０℃以上当該焼結温度以下、
好ましくは４５０〜８００℃で行うことができる。焼結
に供する合金粉末は０．３〜８０μ（好ましくは１〜４
０μ、特に好ましくは２〜２０−）の平均粒度のものが
適当である。これらの焼結条件等については、すでに同
一出願人の出願に係る特願昭５８−８８３７２号、　５
８−　９００３８号に開示されている。

以下本発明の態様及び効果について実施例に従って説明
する。試料はつぎの工程によって作成した。

（１）合金を高周波溶解し、水冷銅鋳型に鋳造、出発原
料はＦｅとして純度９９．９％の電解鉄、Ｂとしてフェ
ロボロン合金（１９，３８％Ｂ、　　５．３２％ＡＩ！
、　　０．７４％Ｓｔ、　　０．０３％Ｃ、残部Ｆｅ）
　、　Ｒとして純度９９．７％以上（不純物は主として
他の希土類金属）を使用。

（２）粉砕　スタンプミルにより３５メツシユスルーま
でに粗粉砕し１次いでボールミルにより３時間微粉砕（
３〜１０μｍ）。

（３）磁界（１０ｋＯｅ）中配向・成形（１，５ｔ／ｃ
ｊにて加圧）。

（４）焼結　１０００〜１２００℃　１時間Ａｒ中、焼
結後放冷。

得られた試料を加工研摩後、電磁石型の磁石特性試験に
よって磁石特性を調べた。

実施例１゜ Ｒとして、　Ｎｄと他の希土類元素とを組合せた合金を
作り、上記の工程により磁石化した。結果を表１に示す
。希土類元素Ｒの中でも、Ｎ（Ｌ６〜９に示すようにＧ
ｄ、　Ｈｏ、　Ｅｒ、　Ｙｂ等、　　ｉＨｃ改善に特に
顕著な効果を有する元素が存在することが判った。

なお、　Ｎｏ、＊　１〜零５は比較例を示す。

実施例２゜ Ｎｄ、　Ｐｒを中心とした軽希土類元素に、実施例１で
挙げた希土類の種類及び含有量をもっと広汎に選んで合
金を作製し、前述の方法で磁石化した。

さらに、−層の　ｉＨｃ増大効果を持たせるため。

６００〜ｂ した。結果を表２に示す。

表２．Ｎａ１ｌは希土類としてＮｄだけを用いた比較例
である。Ｎ１１Ｌ２〜８はＤｙをＮｄに置換していった
場合を示す。Ｄｙ量の増加に伴ないＩ　Ｈｃは次第に増
大してゆくが（ＢＨ）ＩＩａｘは０．４％Ｄｙのあたり
で最高値を示す（第２図参照）。

第２図（横軸ｌｏｇスケール）によれば、Ｄｙは０．０
５％から効果を示し始め、０．１％、０．３％と増大に
伴い　１ｌｌｃへの効果を増す。Ｇｄ　（Ｎ（ＬＩＯ）
　、　Ｉｌ。

（Ｎ（Ｌ９　）　、　Ｔｂ　（Ｎ（Ｌｌｌ）　、　Ｅｒ
　（Ｎ（Ｌ１２）　、　Ｙｂ　（Ｎｏ、１３）等も同様
の効果を有するが、　ＤＬ　Ｔｂはｌｉｅ増大に効果が
特に顕著である。Ｒ３の内、　Ｄｙ、　Ｔｂ以外の元素
も１０　ｋｏｅを十分に超える　１ｌｌｃを有し、高い
（ＢＨ）ｌｌａｘを有する。（ＢＩｌ）ｍａｘ　＞　３
０ＭＧＯｅ’級で、これほどの高いＩＨＣを有する磁石
材料はこれまでにない。

第３図に典型的なｌ１ｌｃを有する３％Ｄｙ　（表２゜
ＮＩＬ　８　）の減磁曲線を示す。Ｆｅ　−Ｂ　−Ｎｄ
系の例（表２，Ｍｏ、＊１）に比べてｆｉｆｅが十分高
くなっている様子が判る。

第４図には本発明によって得られたＦｅ　−８Ｂ　−１
３，５Ｎｄ−１，５Ｄｙ（表２．Ｎ（Ｌ７）の２０℃及
び１００℃のＢ−Ｈ減磁曲線を示す。

第１図の３０ＭＧＯｅ級希土類コバルト磁石の減磁曲線
と比較すると第４図の本発明合金の場合は第２象限にお
いてＢ−Ｈカーブは１００℃でもほぼ直線のまま推移し
ている。これは、Ｂ−Ｈカーブがパーミアンス係数（Ｂ
／Ｈ）−１付近で屈折している第１図の希土類コバルト
磁石の例に比べて。

２０℃においても、１００℃においても外部からの減磁
界等に対してより安定であることを示す。

さらにこの２種類の磁石の安定性を具体的に比較するた
め、パーミアンス係数（Ｂ／Ｈ）が０．５．　２．　４
付近の試料を作成して２着磁後火気中−で１００℃１時
間の条件で暴露テストを行ない。

室温に戻して減磁確率を測定した。結果を第５図に示す
。

本発明合金を用いた磁石は従来合金を用いた磁石と比較
して十分な安定性を有することが示される。

一般に合金磁石を高温に暴露してその減磁の様子を観る
方法は、室温での安定性（経時変化）の加速テストの一
方法としても知られており、この結果より７本発明合金
を用いた磁石は室温でも十分な安定性を有していること
が予想される。

実施例３゜ 添加元素Ｍとして、純度９９％のＴｉ、　Ｎｏ、　Ｂｉ
。

Ｍｎ、　Ｓｂ、　Ｎ１．　Ｔａ、　Ｓｎ、　Ｇｅ、　９
８％のＷ、　９９．９％のＡｅ　、　９５％　（７）　
Ｈｆ、またＶとしテ８１．２９６　（７）　Ｖを含むフ
ェロバナジウム、　Ｎｂとして６７．６％のＮｂを含む
フェロニオブ、　Ｃｒとして６１．９％のＣｒを含むフ
ェロクロムおよびＺｒとして７５．５％のＺｒを含むフ
ェロジルコニウムを使用した。

これらを前記と同様の方法で合金化し、さらに５００〜
７００℃で時効処理を行なった。結果を表３に示す。

ＦｃＢＲ系に添加元素Ｍを加えたＦｅＢＲＭ系合金につ
いても１本発明は十分に　ｉＨｃ増大の効果を持つこと
が確かめられる（例えば２表３．Ｎ１１５と２９、　Ｎ
（Ｌｉ２と３０．　Ｎ（Ｌｉ２と３１とを比較）。なお
一部のＭ　（Ｓｂ、　Ｓｎ等）を除き９Ｍの添加量は凡
そ３％以内が好ましくＭは０．１〜３％（特に０．２〜
２％）が好ましい。

（以下余白） 表 ネ 本発明でない合金 表２−　（１） 表２−　（２） 表３ （１） 表３−　（２） 注： 木本はＭ以外の元素 表 ４ 以上９本発明は、　Ｃｏを必須とせずＦｅを主体とし、
またＲとしても資源的に豊富であり工業上入手し易い希
土類元素（Ｎｄ、　Ｐｒ）を主体とした新規なｒｅ　−
Ｂ　−Ｒ正方晶化合物を含む永久磁石合金を提供するも
のであり、この合金は特に永久磁石用素材として有用で
ある。これを用いることにより高残留磁化、高保磁力、
高エネルギ積を有する磁気異方性焼結体永久磁石の提供
も可能としたもので、工業的に極めて高い価値をもつも
のである。

特に永久磁石材料としての利点は、従来のＳ＋ａ−Ｃ。

系と対比するとその主成分元素の点で極めて顕著である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｒ−Ｃｏ磁石のＢ−Ｈ減磁曲線（２０”ｃ、
　　ｉｏｏ℃）をパーミアンス係数Ｂ／Ｈと共に示すグ
ラフ、第２図は９本発明の一実施例においてＤｙでＮｄ
を置換した場合の　ｉＨｃ　（ｋｏｅ）及び（Ｂ）Ｉ）
ｗａｘ　（ＭＧＯｅ）の変化を示すグラフ（横軸ｌｏｇ
スケール、ＸはＤｙの原子％）、第３図は１本発明合金
を用いた磁石の減磁曲線を示すグラフ、第４図は２本発
明合金を用いた磁石のＢ−Ｈ減磁曲線（２０℃、１００
℃）をパーミアンス係数Ｂ／Ｈと共に示すグラフ、第５
図は１本発明合金を用いた磁石とＳａ＋２　Ｃｏ、７型
磁石を大気中１００’ＣＸ　１　ｈｒ暴露後、室温に戻
した時の減磁率を示すグラフ（横軸パーミアンス係数Ｂ
／Ｈ，ｌｏｇスケール）、を夫々示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）室温以上で磁気的に安定で，磁気異方性を有する
   Ｆｅ−Ｂ−Ｒ正方晶化合物（Ｒは希土類元素）を含み，
   かつ合金組成が原子百分比でＲ（下記Ｒ＿１とＲ＿２と
   からなる）１２．５〜２０％，Ｒ＿１０．０５〜５％，
   Ｂ６〜２０％，及び残部実質的にＦｅから成ることを特
   徴とする永久磁石用合金： 但し，Ｒ＿１は，Ｄｙ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ
   ，Ｙｂの内一種以上，Ｒ＿２はＮｄとＰｒの一種以上，
   又はＮｄとＰｒの合計が８０％以上で残りがＲ＿１以外
   のＹを包含する希土類元素の少なくとも一種。
2. （２）室温以上で磁気的に安定で，磁気異方性を有する
   Ｆｅ−Ｂ−Ｒ正方晶化合物（Ｒは希土類元素）を含み，
   かつ合金組成が原子百分比でＲ（下記Ｒ＿１とＲ＿２と
   からなる）１２．５〜２０％，Ｒ＿１０．０５〜５％，
   Ｂ６〜２０％，下記の所定％以下の添加元素Ｍの一種以
   上（但し，Ｍとして二種以上の前記添加元素を含む場合
   は，Ｍ合量は当該添加元素のうち最大値を有するものの
   原子百分比以下），及び残部実質的にＦｅから成ること
   を特徴とする永久磁石用合金： 但し，Ｒ＿１は，Ｄｙ，Ｔｂ，Ｇｄ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ
   ，Ｙｂの内一種以上，Ｒ＿２はＮｄとＰｒの一種以上，
   又はＮｄとＰｒの合計が８０％以上で残りがＲ＿１以外
   のＹを包含する希土類元素の少なくとも一種であり，添
   加元素Ｍは下記の通り： Ｔｉ３％，Ｚｒ３．３％， Ｈｒ３．３％，Ｃｒ４．５％， Ｍｎ５％，Ｎｉ６％， Ｔａ７％，Ｇｅ３．５％， Ｓｎ１．５％，Ｓｂ１％， Ｂｉ５％，Ｍｏ５．２％， Ｎｂ９％，Ａｌ５％， Ｖ５．５％，Ｗ５％。