JPH03247736A - 希土類磁石用合金 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、希土類磁石用合金に関する。

［従来の技術］ 従来、希土類磁石用合金の鋳造組織としては、通常、鋳
壁上で核生成した無秩序な成長方法を有する結晶からで
きたチル晶（小等軸晶）、その内側に熱流の方向に平行
に成長した柱状晶およびそれに囲まれた等軸晶からなっ
ていた。

そのなかでも、チル晶は多く存在しないこと、等軸晶は
高い磁気特性が得られないことから、はとんどが柱状晶
からなる鋳造組織を用いていた。

［発明が解決しようとする課題］ この組成系における熱処理には、単相組織となるように
均質化させる溶体化処理と、それに続く分解・析出させ
る時効処理とがある。

この組成系では、熱処理後に磁壁のピニングに有効なセ
ル状微細組織を形成させることによって、高い保磁力が
得られ、高い磁気特性を実現することができるようにな
る。このセル状微細組織は、時効処理により得られるの
だが、そのためには、溶体化処理で十分に組織を均質化
させることが重要となる。

ここで、柱状晶という鋳造組織はよい磁気特性をもたら
す組織ではあるのだが、均質化すなわち溶体化処理に時
間がかかり、完全に均質化できないことから減磁曲線の
角形性が悪く、高い磁気特性が得られないという問題を
有する。

本発明は、これらの課題を解決するものであり、その目
的とするところは、高性能な希土類磁石を簡便に実現す
ることのできる合金を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の希土類磁石用合金の製造方法は、基本組成が、
希土類金属、コバルトおよび必要に応じて、鉄、銅、ジ
ルコニウムなどを添加し、かつ製造上不可避な不純物か
らなる合金の鋳造組織の９０％以上が柱状晶からなり、
かつその柱状晶の太さが３ｍｍ以上のものが存在せず、
８０％以上が１ｍｍ以下であることを特徴とする。

［作用］ 本発明においては、合金の鋳造組織を微細な柱状晶組織
とすることだが、この微細化によって、本組成系におい
て重要である均質化がきわめて容易となり、短時間での
均質化熱処理が実現でき、完全な均質化がなされるので
、減磁曲線の角形性が改善され、高い磁気特性が得られ
るのである。

なお、基本組成が希土類金属およびコバルトなどからな
る希土類永久磁石としては、Ｓｍ−Ｃ。

永久磁石が知られているが、希土類金属としては、Ｓｍ
、　　Ｙ、　　Ｌａ、　　Ｃｅ、　　Ｐｒ、　　Ｎｄ、
　　ミツシュメタルなどの希土類金属群であればよい。

すなわち、希土類金属としては、Ｙ、　　Ｌａ、　　Ｃ
ｅ、　　Ｐｒ。

Ｎｄ、　　Ｐｍ、　　Ｓｍ、　　Ｅｕ、　　Ｇｄ、　　
Ｔｂ＋、　　Ｄｙ＋Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、ＹｂおよびＬｕ
の希土類元素のうちの１種または２種以上であれば良い
。さらには、ＳｍとＣｏが原子比で１：５であるＳｍＣ
０６やＣｅの一部をＦｅやＣｕなどのＣＯ以外の遷移金
属群で置換した、例えばＳｍなどの希土類金属群とＣｏ
、Ｆｅ、ＣｕおよびＺｒからなる遷移金属群との原子比
が２＝　１７であるＳ　ｍ　２　（Ｃ０１Ｆｅ、Ｃｕ、
Ｚｒ）＋７などが知られているが、本発明はどの組成の
ものを用いても同じ様な効果が得られるものであり、特
定の組成に限定されるものではない。

［実施例］ 以下、本発明について実施例に基づいて詳細に説明する
。

（実施例−１） いずれも重量比で、Ｓ　ｍ　２４．７％、　　Ｆ　ｅ　
２２．９％。

Ｃｕ　５．３％、Ｚｒ１．９％および残部ＣＯの組成と
なるように、高周波溶解炉を用いアルゴンガス雰囲気下
で溶解した後、インゴット厚さが１５．２０゜３０およ
び４０ｍｍとなるように鉄製の鋳型に鋳造した。各々Ａ
、　　Ｂ、　　ＣおよびＤとする。

第１表に各インゴットの鋳造組織についてまとめた。

第１表 これらのインゴットを、各々１１５０°Ｃで様々な時間
溶体化処理し急冷の後、８００　’Ｃで４時間保持した
後、４００°Ｃまで３０’Ｃ／時間の冷却速度で連続冷
却時効を施した。さらに、１０〜３０μｍに粉砕して、
エポキシ樹脂と混合・混練したものを磁場中で磁場配向
させ加圧成形した後、キュア処理して８×８×１２ｍｍ
のボンド磁石を作成した。

第１図に各々の溶体化処理時間による保磁力（ｉＨｃ）
の変化を示した。

インゴットが薄く、柱状晶が微細で、等軸重の発生のな
いＡ、　　Ｂが比較的短い時間で高い保磁力が得られて
いるのに対し、柱状晶が大きく、等軸重が発生している
Ｃ、　　Ｄでは保磁力を得るのに時間を要し、特に柱状
晶が大きく、等軸重がかなりの量発生しているＤにおい
ては、十分な保磁力を得ることができなかった。

（実施例−２） 実施例−１のＡ、、　　Ｂ、　　ＣおよびＤの最適条件
で作成したボンド磁石の代表的磁気特性およびその時の
溶体化処理時間を第２表に示した。

第２表 第２表から分かるように、柱状晶が微細なほど短時間の
熱処理で高い保磁力が得られ、さらには減磁曲線の角形
性が良好なことから高い磁気特性（エネルギー積）が得
られている。それに対し、柱状晶が大きかったり、等軸
重が発生していると熱処理時間が長くなるだけでなく、
高い磁気特性を得ることもできない。

このことは、本発明では単に高い保磁力を短時間の溶体
化処理で得ることができるだけでなく、磁石内の保磁力
のばらつきが小さいために良好な角形性の減磁曲線が得
られることを示している。

（実施例−３） いずれも、重量比でＳ　ｍ　１１．７％、　　Ｐ　ｒ　
１１．０％。

Ｆ　ｅ　１６．０％、　　Ｃｕ６．６％、　　Ｚｒ３．
３％および残部がＣＯの組成となるようにし、４０ｍｍ
厚さのインゴットを、実施例−１と同様の通常の鋳型（
Ｄ）と水冷の鋳型（Ｅ）を用いて作成した。

第２表に水冷鋳型によるインゴット（Ｅ）の鋳造組織の
特徴を記した。

第３表 ここで得られた合金は、実施例−１と同様の方法を用い
、１１５０°Ｃで様々な時間溶体化処理。

８００°Ｃで８時間時効処理し、ボンド磁石を作成した
。

第２図に各々の溶体化処理時間による保磁力の変化を示
した。

インゴット厚さが同じ４０ｍｍでも水冷鋳型を用い、柱
状晶を微細化し、等軸重を発生させないようにすれば、
短時間の熱処理で高い保磁力が得られることが分かる。

（実施例−４） 実施例−３のＥの最適条件で作成したボンド磁石の代表
的磁気特性およびその時の溶体化処理時間を第４表に示
した。

第４表 第２表から分かるように、柱状晶が微細であれば、熱処
理時間が短縮化できるだけでなく、減磁曲線の角形性が
良好なことから高い磁気特性（工ネルギー積）が得られ
る。

また、本発明は合金を得るのに用いる手段や組成などに
よらないことも明らかである。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、基本組成が、希土
類金属、コバルトおよび必要に応じて、鉄、銅、ジルコ
ニウムなどを添加し、かつ製造上不可避な不純物からな
る合金の鋳造組織の９０％以上が柱状晶からなり、かつ
その柱状晶の太さが４ｍｍ以上のものが存在せず、８０
％以上が１ｍｍ以下であることを特徴とすることにより
、短時間で溶体化処理が終了するだけでなく、熱処理時
間が短くでき、かつ、均質化が完全にできことから、高
い磁気特性の希土類磁石が得られ、さらには、これを用
いることによって例えば高トルクのモータなどが実現で
きるなど応用面にも多大の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は、実施例−１および３に１ おける、 溶体化処理時間による保磁力（ｉＨｃ）の変化を示した
図である。 以 上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）基本組成が、希土類金属（ただしＹを含む希土類
   元素のうち少なくとも１種：以下Ｒと略す），コバルト
   および必要に応じて、鉄，銅，ジルコニウムなどを添加
   し、かつ製造上不可避な不純物からなる合金の鋳造組織
   の９０％以上が柱状晶からなり、かつその柱状晶の太さ
   が４ｍｍ以上のものが存在せず、８０％以上が１ｍｍ以
   下であることを特徴とする希土類磁石用合金。