JPH03247737A - 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、訪
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結晶からな
っていた。

Ｕ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、その結果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、鋳造組織中の等結晶はよい磁気特性とくに高い
保磁力が得られないという問題点を有する。

また、柱状晶はよい磁気特性を得ることはできるのだが
、均質化すなわち溶体化処理に時間がかかるという問題
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５０％以上がチル晶であること
を特徴とする。

［作用］ 本発明においては、合金の鋳造組織の５０％以上をチル
晶とするわけだが、このことにより結晶組織が微細化す
ることになり、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
るのである。

ここで、チル晶が５０％未満だと従来と効果があまり変
わらず有効でないことから、上述の範囲が好ましい。

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−〇〇永久磁石が知ら
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、　　Ｃｅ、　　Ｐｒ。

Ｎｄ、　　Ｐｍ、　　Ｓｍ、　　Ｅｕ、　　Ｇｃｌ、　
　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ＳｍＣＯ５やＣｏ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
Ｓｍ２（Ｃｏ。

Ｆｅ、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
。

３− （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、鉄製の鋳型に鋳造した。

らなっていた。

このインゴットを厚さ方向に十分側し、おのおのを１１
５０°Ｃで２４時間溶体化処理し急冷の後、８００℃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、１０〜３０
μｍ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
８ｘ８ｘ１２ｍｍのボンド磁石を作成した。

第２図に、鋳造組織に対応するインゴット位置と保磁力
（ｉＨｃ）の変化を示した。すなわち、第２図の横軸は
、第１図にほぼ対応している。

第２図から分かるように、外側のチル晶および柱状晶部
分は保磁力が高いのに対し、中央の等結晶部分はかなり
低くなっている。

（実施例−２） 実施例−１のインゴットを用い、チル晶、柱状晶および
等軸晶部分に切り分け、各々を様々な溶体化処理時間で
熱処理を施し、実施例−１と同様の方法でボンド磁石と
した。

第３図に、チル晶、柱状晶および等結晶の溶体化処理時
間と保磁力の関係を示したが、等結晶では高い保磁力が
得られず、柱状晶では高い保磁力を得るのに時間がかか
っているのに対し、チル晶では短時間の溶体化処理で高
い保磁力が得られていることが分かる。

（実施例−３） 実施例−２のチル晶、柱状晶および等結晶において、各
々最適条件で作成したボンド磁石の代表的磁気特性を第
１表に示した。

第１表 第１表から分かるように、等結晶は十分な保磁力を得る
ことができず、減磁曲線の角形性も悪いことから、高い
磁気特性を得ることができず、柱状晶は等結晶と比べる
と高い磁気特性を得ることができる。これらに対し、チ
ル晶は必要な溶体化処理時間が短くなるだけでなく、磁
気特性も高い値が得られている。

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、チル晶と
柱状晶からなる鋳造組織を有するインゴットを作成した
。ここで、チル晶の量比を変えるために、鋳型の厚みを
変えたり、一部双ロールストリップキャスティングを用
いた。

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１時間溶体化処理し。

８００°Ｃで８時間時効処理し、ボンド磁石を作成した
。

第４図に、チル晶の量比によるｉＨｃの変化を示した。

長時間の溶体化処理を施すとチル晶の量が少なくても高
い保磁力が得られるのだが、この様な短時間の溶体化処
理では、少なくとも５０％以上のチル晶が存在すること
が望ましい。

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５０％以上がチル晶であることを特
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図は鋳造組織の説明図。 第２図はインゴット位置と保磁力の関係を示した図。 第３図はチル晶、柱状晶および等結晶の溶体化処理時間
と保磁力の関係を示した図。 第４図はチル晶の量比と保磁力の関係を示した図である
。 以　　上 第１図

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５０％以上がチル晶（小等軸晶）であることを特徴と
   する希土類磁石用合金。