JPH03248504A - ボンド型永久磁石 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はボンド型永久磁石に関する。

（従来の技術） ボンド型永久磁石としては、フェライト系、ＳｍＣｏ系
、ＮｄＦｅＢ系等が知られており、通常、これらの合金
の粉末を樹脂と混合したものを圧縮成型、射出成型等の
方法により製造されている。

しかしながら、同一の原料磁性粉を用いた場合でも、製
造プロセス等により得られる磁気特性にバラツキが生じ
、また、磁気特性、特に、最大エネルギー積の改善のた
めの異方性ボンド磁石を製造する場合には、磁性粉の配
向性にもバラツキが見られる。そのために、最終製品の
品質が一定しない。

特に、ＮｄＦｅＢ系ボンド磁石の場合、成型時の磁性粉
の割れや欠けが、保磁力や磁石のヒステリシス曲線の角
型性の大きな劣化を引き起こすために、最終製品の品質
管理上の大きな問題となっている。さらに、異方性ボン
ド磁石の製造に際しては、磁性粉に磁場を印加して異方
性化することが一般的な方法であるが、この際に磁性粉
同志が互いに機械的な相互作用を引き起こし、所期の配
向度が得られないという問題がある。

（発明が解決しようとする課題） 従来のボンド型永久磁石は、磁性粉の配向性にバラツキ
が生じ、安定した品質の磁石が得られないという問題が
ある。

本発明の目的は、成形時の磁気特性の劣化を軽減し、異
方性化する場合には良好な配向性が図られ、良好な磁気
特性を有するボンド型永久磁石を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段および作用）本発明は、平
均のアスペクト比が２．５以下であり、かつ、粒径が４
０μｍ以上のものが重量比で９０％以上である磁性粉か
らなることを特徴とするボンド型永久磁石である。ここ
で、アスペクト比とは、通常ボンド磁石に使用される磁
性粉の個々の形状は一定していないが、磁性粉の有する
最大幅、即ち、長軸方向の長さとこの長軸と直交する短
軸方向の最大幅および最小幅の幾何平均との比によって
定義されるものである。

本発明者らは、ボンド型永久磁石の製造工程、特に、成
型工程において原料となる磁性粉のアスペクト比および
粒径が得られる磁石との間に密接な関係があることを見
出した。

まず、アスペクト比が２．５を超える場合は以下の問題
が生じる。

（１）目的とする製品が等方性ボンド磁石か異方性ボン
ド磁石かに拘らず、成型時に加圧等に起因する磁性粉の
割れや欠けが多くなり、磁気特性が大きく劣化する。

（２）目的とする製品が異方性ボンド磁石の場合、磁性
粉が磁場の印加等によって十分に配向せず、初期の磁気
特性が得られない。

これらの問題点は、原料の磁性粉の平均アスペクト比を
制御することにより改善することができる。この場合、
磁性粉の平均アスペクト比は、２．５以下、好ましくは
２以下とすることが望ましい。

また、原料の磁性粉の粉末粒径が４０μｍを下回る場合
、磁気特性の改善効果は小さくなる。特に、原料の磁性
粉が、例えば、ＮｄＦｅＢ系である場合、粉末粒径が小
さくなると、保磁力、磁石のヒステリシス曲線の角型性
の劣化も見られ、さらに、耐蝕性の面からも問題が生じ
る。従って、磁性粉の粉末粒径は４０μｍ以上であるこ
とが望ましい。

特に、粒径が４０μｍを下回る磁性粉が重量比で１０％
を超えた場合は、ボンド型永久磁石の特性劣化を生じる
。従って、重量比で９０％以上の磁性粉の粒径は４０μ
ｍ以上であることが望ましい。

上述の選択された磁性粉による効果は、原料となる磁性
粉の種類によって、その程度が異なる。

特に、原料の磁性粉がＮｄＦｅＢ系である場合、割れや
欠けによる表面層の劣化が直ちに保磁力や角型性の劣化
に直結する素材であるために、磁性粉の平均アスペクト
比の制御はボンド磁石の磁気特性の改善に極めて有効で
ある。また、ＮｄＦｅＢ系異方性ボンド磁石の製造に際
しても、磁性粉の平均アスペクト比の制御により、磁性
粉の配向性を大きく改善することができる。

本発明のボンド型永久磁石の製造方法について、ＮｄＦ
ｅＢ系焼結合金を出発原料とした場合を例にとって、説
明する。

まず、原子分率で、８〜３０％のＲ（ＲはＹを含む希土
類元素の内から選択された少なくとも１種の元素）、２
〜２８％のＢ、０．１〜１３％のＭ　（ＭはＡｇまたは
Ｇａの少なくとも１種の元素）、残部が実質的にＦｅま
たはＣｏの一種以上からなる永久磁石合金を製造する。

次に、ボールミル等の粉砕手段を用いて永久磁石合金を
粉砕する。この際、後工程の成型と焼結を容易にし、か
つ磁気特性を良好にするために、粉末の平均粒径が２〜
１０μｍとなるように微粉砕することが望ましい。この
粒径が１０μｍを超えると保磁力（ｉＨｃ）の低下をも
たらし、一方、２μｍ未満となると残留磁束密度（Ｂｒ
）等の磁気特性の低下を招く。

微粉砕された永久磁石合金粉末を所望の形状にプレス成
型する。成型の際には、無磁場でも良いし、通常の焼結
磁石を製造する場合と同様に、例えば、１５ｋｏｅ程度
の磁場を印加し、配向処理行う。引き続いて、例えば、
１０００〜１１４０℃で、０．５〜５時間程度の条件で
成形体を焼結する。この焼結は合金中の酸素濃度を増加
させないように、Ａｒガス等の不活性ガス雰囲気中、も
しくは、真空中で行うことが望ましい。この場合、酸素
分圧は、１ｔｏｒｒ以下とすることが望ましい。

こうして得られた焼結体を粉砕し、粉末粒径が４０μｍ
以上の磁性粉とする。この場合、粒径が４０μｍを下回
る粒径の磁性粉のある程度の混入は差し支えない。得ら
れた磁性粉は、不活性ガス気流または有機溶剤の液流に
より球状化処理を行い、平均アスペクト比を２．５以下
、好ましくは、２．０以下に調整する。球状化処理を施
された粉末は、分級等の方法により、粒径が４０μｍ以
上とする。

この場合、４０μｍを下回る粒径の粉末の量は重量比で
１０％未満とする。

こうして得られた粉末に５００〜８００℃の温度範囲で
、０．１〜１０時間程時間時効処理を行う。この時効処
理の温度が５００℃未満または８００℃を超えると、保
磁力の減少または角型性の劣化を招き、磁気特性は大幅
に低下する。従って、この時効処理の温度は、５００〜
８００℃の範囲が好ましい。

この時効処理の前に、５５０〜１１５０℃の第１段階の
時効処理を施すことにより、より大きな保磁力を持つ粉
末が得られる。この第１段階の時効処理は、５５０℃未
満または１１５０℃を超える場合は、顕著な効果が得ら
れない。

このように処理された粉末を、エポキシ、ナイロン等の
樹脂と混練して所望の形状に成型して、ボンド型永久磁
石が得られる。成型の際、磁場を印加することにより、
異方性化することができる。

また、上記の例では焼結合金を永久磁石合金として用い
たが、等方性磁石を得る場合は、磁場配向、焼結を省略
し、インゴットを用いても良い。

（実施例） 以下、本発明の実施例について説明する。

（実施例１） まず、原子分率で、１４．５％のＮｄ、１７％のＣｏｓ
　　１％のＧａｓ　　５−５％の８１残部がＦｅ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雰囲気中で粗粉砕し
、さらに、ジェットミルにより平均粒径的３．０μｍま
で、微粉砕した。

この微粉末を所定の押型に充填して２０ｋＯｅの磁界を
印加しつつ、２　ｔｏｎ／ｃ−の圧力で圧縮成型した。

この成形体をＡｒ雰囲気中で、１６００℃で１時間焼結
し、平均粒径４００μｍまで粉砕した後、Ａｒ気流下で
、球状化処理を行い粉末の平均アスペクト比を１．６に
調整した。球状化処理が施された粉末は、ふるいにより
分級し、粉末粒径が４０μｍ未満の粉末を除去した後、
９００℃、１時間の時効処理を施した。この粉末を室温
まで急冷した後、さらに、６００°Ｃ，３時間の時効処
理を行った。

得られた磁性粉を液状エポキシ樹脂（３ｗｔ％）と混練
し、１８ｋｏｅの磁界を印加しつつ、磁界方向と直角方
向に４　ｔｏｎ／ｃＪの圧力で圧縮成型した。

得られた磁石について残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（
ｉＨＣ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）を測定した
。その結果、Ｂｒ−９４ｋＧ％　１Ｈｃ＝１１．２ｋＯ
ｅ、ＢＨ＋＋＋ａｘ　−１７，９ＭＧＯｅであった。ま
た、配向方向と直角方向の残留磁束密度（Ｂｒ＝）を測
定し、以下の（１）式により配向度を評価したところ、
Ａ−８９％と、良好な値が得られた。

Ａ（％）　−Ｂ　ｒ／　（Ｂ　ｒ　＋Ｂ　ｒ　−）　Ｘ
１００　・（Ｌ）（比較例１） 原料の磁性粉の平均アスペクト比が３．１であることを
除いて、実施例１と同様な方法でボンド型永久磁石を製
造した。得られた磁石の磁気特性および配向度を測定し
た。その結果、Ｂｒ−８，６ｋＧＳｉＨｃ−８，８ｋＯ
ｅ、ＢＨｍａｘ　＝ＬＬＩＭＧＯｅであった。また、配
向度は、Ａ−７５％であった。これらの結果は、いずれ
も実施例１に比べて、劣っていることが分かる。

（実施例２） 原料合金の組成が原子分率で１４％のＮｄ、１６％のＣ
ｏ、２％のＡΩ、５．５％の８１残部が実質的にＦｅか
らなること、圧縮成型を無磁場下で行うことを除いては
、実施例１と同様な方法でボンド型永久磁石を製造した
。得られた磁石の磁気特性を測定した。その結果、Ｂ　
ｒ　＝　６．３ｋ　Ｇ。

ｉ　Ｈｃ　＝１０．８ｋ　Ｏｅ、　Ｂ　Ｈｍａｘ　−８
，２ＭＧＯｅであった。

（比較例２） 原料の磁性粉の平均アスペクト比が３．０であることを
除いて実施例２と同様な方法でボンド型永久磁石を製造
した。得られた磁石の磁気特性を測定した。その結果、
Ｂｒ−５，８ｋＧＳ　１Ｈｃ−８，１ｋＯｅ、ＢＨｍａ
ｘ　−５，５ＭＧＯｅであり、角型性も実施例２に比較
して劣化している。

（比較例３） 原料の磁性粉として、粒径が４０μｍのものの割合が重
量比４０％である以外は、実施例１と同様な方法でボン
ド型永久磁石を製造した。得られた磁石の磁気特性を測
定した。その結果、Ｂｒ−７，６ｋＧ、、ｉ　Ｈｃ　−
６，５ｋｏｅ、　ＢＨａ＋ａｘ　−７，８Ｍ　Ｇ　Ｏｅ
であった。この磁石は、実施例１の磁石に比較して、角
型性も大幅に劣化し、磁気特性も大幅に低下している。

［発明の効果］ 以上の様に、本発明によれば、成形時の磁気特性の劣化
を軽減し、異方性化する場合には良好な配向性が図られ
、良好な磁気特性を有するボンド型永久磁石を提供する
ことができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　平均のアスペクト比が２．５以下であり、かつ、粒径
   が４０μｍ以上のものが重量比で９０％以上である磁性
   粉からなることを特徴とするボンド型永久磁石。