JPH0355540B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0355540B2 JPH0355540B2 JP59165581A JP16558184A JPH0355540B2 JP H0355540 B2 JPH0355540 B2 JP H0355540B2 JP 59165581 A JP59165581 A JP 59165581A JP 16558184 A JP16558184 A JP 16558184A JP H0355540 B2 JPH0355540 B2 JP H0355540B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- present
- rare earth
- alloy
- cerium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
（産業上の利用分野）
本発明は永久磁石合金、更に詳細には希土類元
素−鉄−ホウ素系の永久磁石合金に関する。 （従来の技術） 従来より希土類元素−鉄−ホウ素系永久磁石合
金としてはNd−Fe−Ｂ系焼結体が公知であり、
この合金材料はSm−Co系永久磁石合金に比較し
て原料が入手しやすく、比較的安価で且つ高性能
であることから特に注目を集めている。 しかしながら、近年の電気電子機器の小型化、
高効率化の要求を満たすには更に安価で高磁気特
性を有する永久磁石材料が要望される。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明によれば、Nd−Fe−Ｂ系焼結体永久磁
石合金より更に安価で高磁気特性を有する永久磁
石合金を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明の永久磁石合金は、下記の一般式 RX FeY BZ （式中、ＲはPr5〜15重量％、Ce1〜15重量％及
び残部Ndからなる希土類元素、Feは鉄、Ｂはホ
ウ素を表わし、Ｘは11.5〜20.0原子％、Ｚは5.5〜
12.0原子％、Ｙが残部を示す）で表わされる磁気
異方性焼結体であることを特徴とする。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 本発明の永久磁石合金材料として使用する希土
類元素はプラセオジム（Pr）５〜15重量％、セ
リウム（Ce）１〜15重量％、残部ネオジム
（Nd）からなる希土類元素を用いる（工業上不可
避な不純物を含有するものも使用できる）。 本発明では天然に存在する希土類元素よりセリ
ウム（Ce）、ランタン（La）、サマリウム（Sm）
等を各方面の用途に応じて分離した後に副生す
る。酸化ネオジム75〜85重量％、酸化プラセオジ
ム10〜20重量％、酸化セリウム１〜15重量％から
なる混合物（ジジム化合物）を利用して酸化物溶
融塩電解法により希土類元素金属混合物を得るこ
とができるので、ネオジムを単体として含む従来
のNd−Fe−Ｂ系永久磁石合金材料に比して大幅
に安価であり、工業的規模での生産が可能であ
る。もちろん、別個に調製されたネオジム、プラ
セオジム、セリウム金属を溶融炉にて合金化して
用いることもできる。 本発明の永久磁石合金では希土類元素としてネ
オジム単体を用いずにプラセオジム５〜15重量
％、セリウム１〜15重量％を更に加え三次系希土
類元素として用いる点に大きな特徴を有する。
Ce−Fe−Ｂ系合金材料はNd−Fe−Ｂ系合金材料
に比して飽和磁化Isが前者の場合1.16テスラ
（Ｔ）、後者の場合1.57テスラ（Ｔ）、また異方性
磁場Haが前者では3.7MA／ｍ、後者では
12MA／ｍと極端に差があるため、セリウムを永
久磁石材料中に含ませると飽和磁化、保磁力が低
くなり、高磁気特性が得られないと推測されてい
た。故に、磁石材料中にはセリウムをできる限り
除去することが常識とされていた。しかしなが
ら、驚くべきことに特許請求の範囲に記載する特
定範囲の量のセリウムを、特定範囲の量のプラセ
オジムと併用することにより焼結性が著しく改善
され、高密度の焼結体が得られ、ネオジム単体を
用いる場合よりも保磁力が大きく、従つて最大エ
ネルギー積が大きい永久磁石合金が得られること
が今般本発明により明らかとなつた。 セリウムが１重量％未満、プラセオジムが５重
量％未満となると焼結性が悪くなり、高密度の焼
結体が得られず、また一方セリウム、プラセオジ
ムが15重量％を越えると、飽和磁化Isが低くな
り、使用できない。 本発明に用いるホウ素としては純ボロン、フエ
ロボロン等を用いることができ、不純物としてケ
イ素、アルミニウム、炭素等を含んでいてもよ
い。また鉄としては電解鉄、純鉄、低炭素軟鉄等
を用いることができる。 本発明では上述の希土類元素11.5〜20.0原子
％、ホウ素5.5〜12.0原子％、残部が鉄の範囲の
組成とする。希土類元素が11.5原子％未満ではα
−Feの初晶がでてくるので強磁性体が得られず、
一方20.0原子％を越えると強磁性相の量が減少
し、高磁気特性が発現しない。また、ホウ素が
5.5原子％未満では安定な強磁性相が得られない。
また、ホウ素量の増加に伴い飽和磁化Isが低下
し、12.0原子％以上では高特性が得られない。 本発明の永久磁石合金を製造するにあたつて原
子金属を1500℃程度にて溶解し、鋳造して合金イ
ンゴツトを調製し、これを粉砕した後、得られた
粉末を10KOe程度の磁界中で圧縮成形し、次い
で1000°〜1100℃程度で約１時間焼結することに
より焼結体として得ることができる。 （実施例） 以下、本発明を実施例につき説明する。 実施例 １ 酸化物溶融塩電解法にてジジム化合物より希土
類元素（Nd 80wt％、Pr 15wt％、Ce 5wt％）
335ｇを製造し、Feとして電解鉄655ｇ、B10ｇと
共にアルミナルツボに入れ、10KVAの高周波真
空溶解炉中にアルゴン気中1500℃にて溶解して合
金インゴツトを製造した。 この合金インゴツトを鉄乳鉢中で粗粉砕した
後、ヘキサン中ボールミルで粉砕し、平均粒径３
〜5μｍの微粉末を得た。次いで、この微粉末を
10KOeの磁界中で1.5Toh／cm2の圧力にて金型を
用いて圧縮成形した。この成形体を1040〜1100
℃、１時間焼結後、400〜600℃にて１時間時効処
理し、本発明の永久磁石合金を得た。 磁気特性を測定した結果を表に記載する。 実施例 ２ 米国、リサーチ・ケミカル社製のNdメタル
（純度99.9％）、Prメタル（純度99％）、Ceメタル
（純度99.9％）を使用した以外は実施例１と同様
の方法により本発明の永久磁石合金を製造し、そ
の磁気特性を測定した。その結果を表に記載す
る。 実施例３〜５、比較例１〜３ 実施例１の手法に従つて表に記載の組成の各種
合金を製造した。その磁気特性を表に記載する。
素−鉄−ホウ素系の永久磁石合金に関する。 （従来の技術） 従来より希土類元素−鉄−ホウ素系永久磁石合
金としてはNd−Fe−Ｂ系焼結体が公知であり、
この合金材料はSm−Co系永久磁石合金に比較し
て原料が入手しやすく、比較的安価で且つ高性能
であることから特に注目を集めている。 しかしながら、近年の電気電子機器の小型化、
高効率化の要求を満たすには更に安価で高磁気特
性を有する永久磁石材料が要望される。 （発明が解決しようとする問題点） 本発明によれば、Nd−Fe−Ｂ系焼結体永久磁
石合金より更に安価で高磁気特性を有する永久磁
石合金を提供することを目的とする。 （問題点を解決するための手段） 本発明の永久磁石合金は、下記の一般式 RX FeY BZ （式中、ＲはPr5〜15重量％、Ce1〜15重量％及
び残部Ndからなる希土類元素、Feは鉄、Ｂはホ
ウ素を表わし、Ｘは11.5〜20.0原子％、Ｚは5.5〜
12.0原子％、Ｙが残部を示す）で表わされる磁気
異方性焼結体であることを特徴とする。 以下、本発明を更に詳細に説明する。 本発明の永久磁石合金材料として使用する希土
類元素はプラセオジム（Pr）５〜15重量％、セ
リウム（Ce）１〜15重量％、残部ネオジム
（Nd）からなる希土類元素を用いる（工業上不可
避な不純物を含有するものも使用できる）。 本発明では天然に存在する希土類元素よりセリ
ウム（Ce）、ランタン（La）、サマリウム（Sm）
等を各方面の用途に応じて分離した後に副生す
る。酸化ネオジム75〜85重量％、酸化プラセオジ
ム10〜20重量％、酸化セリウム１〜15重量％から
なる混合物（ジジム化合物）を利用して酸化物溶
融塩電解法により希土類元素金属混合物を得るこ
とができるので、ネオジムを単体として含む従来
のNd−Fe−Ｂ系永久磁石合金材料に比して大幅
に安価であり、工業的規模での生産が可能であ
る。もちろん、別個に調製されたネオジム、プラ
セオジム、セリウム金属を溶融炉にて合金化して
用いることもできる。 本発明の永久磁石合金では希土類元素としてネ
オジム単体を用いずにプラセオジム５〜15重量
％、セリウム１〜15重量％を更に加え三次系希土
類元素として用いる点に大きな特徴を有する。
Ce−Fe−Ｂ系合金材料はNd−Fe−Ｂ系合金材料
に比して飽和磁化Isが前者の場合1.16テスラ
（Ｔ）、後者の場合1.57テスラ（Ｔ）、また異方性
磁場Haが前者では3.7MA／ｍ、後者では
12MA／ｍと極端に差があるため、セリウムを永
久磁石材料中に含ませると飽和磁化、保磁力が低
くなり、高磁気特性が得られないと推測されてい
た。故に、磁石材料中にはセリウムをできる限り
除去することが常識とされていた。しかしなが
ら、驚くべきことに特許請求の範囲に記載する特
定範囲の量のセリウムを、特定範囲の量のプラセ
オジムと併用することにより焼結性が著しく改善
され、高密度の焼結体が得られ、ネオジム単体を
用いる場合よりも保磁力が大きく、従つて最大エ
ネルギー積が大きい永久磁石合金が得られること
が今般本発明により明らかとなつた。 セリウムが１重量％未満、プラセオジムが５重
量％未満となると焼結性が悪くなり、高密度の焼
結体が得られず、また一方セリウム、プラセオジ
ムが15重量％を越えると、飽和磁化Isが低くな
り、使用できない。 本発明に用いるホウ素としては純ボロン、フエ
ロボロン等を用いることができ、不純物としてケ
イ素、アルミニウム、炭素等を含んでいてもよ
い。また鉄としては電解鉄、純鉄、低炭素軟鉄等
を用いることができる。 本発明では上述の希土類元素11.5〜20.0原子
％、ホウ素5.5〜12.0原子％、残部が鉄の範囲の
組成とする。希土類元素が11.5原子％未満ではα
−Feの初晶がでてくるので強磁性体が得られず、
一方20.0原子％を越えると強磁性相の量が減少
し、高磁気特性が発現しない。また、ホウ素が
5.5原子％未満では安定な強磁性相が得られない。
また、ホウ素量の増加に伴い飽和磁化Isが低下
し、12.0原子％以上では高特性が得られない。 本発明の永久磁石合金を製造するにあたつて原
子金属を1500℃程度にて溶解し、鋳造して合金イ
ンゴツトを調製し、これを粉砕した後、得られた
粉末を10KOe程度の磁界中で圧縮成形し、次い
で1000°〜1100℃程度で約１時間焼結することに
より焼結体として得ることができる。 （実施例） 以下、本発明を実施例につき説明する。 実施例 １ 酸化物溶融塩電解法にてジジム化合物より希土
類元素（Nd 80wt％、Pr 15wt％、Ce 5wt％）
335ｇを製造し、Feとして電解鉄655ｇ、B10ｇと
共にアルミナルツボに入れ、10KVAの高周波真
空溶解炉中にアルゴン気中1500℃にて溶解して合
金インゴツトを製造した。 この合金インゴツトを鉄乳鉢中で粗粉砕した
後、ヘキサン中ボールミルで粉砕し、平均粒径３
〜5μｍの微粉末を得た。次いで、この微粉末を
10KOeの磁界中で1.5Toh／cm2の圧力にて金型を
用いて圧縮成形した。この成形体を1040〜1100
℃、１時間焼結後、400〜600℃にて１時間時効処
理し、本発明の永久磁石合金を得た。 磁気特性を測定した結果を表に記載する。 実施例 ２ 米国、リサーチ・ケミカル社製のNdメタル
（純度99.9％）、Prメタル（純度99％）、Ceメタル
（純度99.9％）を使用した以外は実施例１と同様
の方法により本発明の永久磁石合金を製造し、そ
の磁気特性を測定した。その結果を表に記載す
る。 実施例３〜５、比較例１〜３ 実施例１の手法に従つて表に記載の組成の各種
合金を製造した。その磁気特性を表に記載する。
【表】
表に示されるように、実施例１、２、４、５で
は最大エネルギー積（BH）maxが304〜320KJ
m3とCeを含まない比較例１、２に比して大なる
値を示し、実施例３に示すようにCeをわずか１
重量％含むだけで、Ceを含まない比較例１に比
し密度が7.40ｇ／cm3と高まることが判る。またCe
が多すぎると比較例３に示すように極端に最大エ
ネルギー積が低下する。
は最大エネルギー積（BH）maxが304〜320KJ
m3とCeを含まない比較例１、２に比して大なる
値を示し、実施例３に示すようにCeをわずか１
重量％含むだけで、Ceを含まない比較例１に比
し密度が7.40ｇ／cm3と高まることが判る。またCe
が多すぎると比較例３に示すように極端に最大エ
ネルギー積が低下する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 下記の一般式 RX FeY BZ （式中、ＲはPr5〜15重量％、Ce1〜15重量％及
び残部Ndからなる希土類元素、Feは鉄、Ｂはホ
ウ素を表わし、Ｘは11.5〜20.0原子％、Ｚは5.5〜
12.0原子％、Ｙが残部を示す）で表わされる磁気
異方性焼結体であることを特徴とする永久磁石合
金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165581A JPS6144155A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59165581A JPS6144155A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 永久磁石合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6144155A JPS6144155A (ja) | 1986-03-03 |
| JPH0355540B2 true JPH0355540B2 (ja) | 1991-08-23 |
Family
ID=15815072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59165581A Granted JPS6144155A (ja) | 1984-08-09 | 1984-08-09 | 永久磁石合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6144155A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6150310A (ja) * | 1984-08-11 | 1986-03-12 | Tohoku Metal Ind Ltd | 焼結型希土類磁石 |
| JPS6231102A (ja) * | 1985-08-01 | 1987-02-10 | Hitachi Metals Ltd | 焼結体永久磁石 |
| JPH0616923Y2 (ja) * | 1987-08-27 | 1994-05-02 | クロリンエンジニアズ株式会社 | イオン交換膜法電解槽 |
| US6377049B1 (en) * | 1999-02-12 | 2002-04-23 | General Electric Company | Residuum rare earth magnet |
| JP4585691B2 (ja) * | 2000-02-02 | 2010-11-24 | ベイオトウ・アイアン・アンド・スティール・（グループ）・カンパニイ・リミテッド | ＣｅとＮｄおよび／またはＰｒを含むＦｅ−Ｂ−Ｒ型の永久磁石材料およびその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5946008A (ja) * | 1982-08-21 | 1984-03-15 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石 |
-
1984
- 1984-08-09 JP JP59165581A patent/JPS6144155A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6144155A (ja) | 1986-03-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |