JPH04209504A

JPH04209504A - 希土類永久磁石

Info

Publication number: JPH04209504A
Application number: JP2404028A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Tobiyo; 正博飛世
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1990-12-03
Filing date: 1990-12-03
Publication date: 1992-07-30

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】

［０００１１

【産業上の利用分野］本発明は、希土類−鉄系永久磁石
に関するものであり、とくに従来の技術では困難であっ
た高エネルギー積を焼結体において実現するものである
。［ｏ　ｏ　Ｏ２］【従来の技術］　Ｒ２Ｆｅ＋４Ｃ（ただしＲは希土類元
素を示す。）のキュリー温度はＲ２Ｆｅ＋４Ｃよりもや
や低いが異方性磁界は大きく、新しい永久磁石材料の候
補として注目されている。　（Ｒ，Ｇｒｏｓｓ　ｉｎｇ
ｅ　ｒ他：Ｊ、　Ｍａｇｎ、Ｍａｇｎ、Ｍａ　ｔ、８３
．１９９０．１３０〜１３２頁）。例えば５ｔａｄｅ　
１ｍａ　ｉｅ　ｒ他はバルクのＤｙ−Ｆｅ−Ｃ合金にお
いて、鋳造後、熱処理をすることによって１Ｈｃ＝１２
．５ｋＯｅの保磁力を得たことを報告している。　（Ｈ
，Ｈ，Ｓ　ｔ　ａｄｅ　１ｍａ　ｉ　Ｃｒ他：　Ｍａｔ
、Ｌｅｔｔｅｒｓ　　４．１９８６．３７７〜３８０頁
）。しかし、Ｒが重希土類元素の場合にはＦｅのモーメ
ントとＲのモーメントが反平行に結合するため、軽希土
類元素の場合にくらべて飽和磁化が小さくなってしまう
。したがって、Ｒは軽希土類元素を主成分とすることが
望ましい。ところがＲが軽希土類元素の場合には、Ｒ：
Ｆｅ＋４Ｃ化合物が生成しにくいという問題があり、異
方性磁界の大きな金属間化合物Ｒ２Ｆ　ｅ＋４Ｃを主体
とする永久磁石を実現することができない。Ｂｕｓｃｈ
ｏｗ他は、Ｒ２Ｆｅ＋４Ｃを生成させるための熱処理条
件を報告している（Ｋ、Ｈ，Ｂｕｓｃｈｏｗ他：Ｊ、Ｌ
ｅ　ｓ　ｓ−Ｃｏｍｍｏｎ〜ｆｅｔ、１４２．１９８８
．３４９〜３５７頁）。［０００３］【発明が解決しようとする課題】しかし、約８３０℃以
下の温度ではＲ２ＦｅｚＣが生成する反応速度はたいへ
ん遅く、また、希土類元素の種類によって決まるある温
度（例えばＲがＮｄの場合は８９０℃）以上では、Ｒ２
Ｆｅ＋４Ｃが分解してしまう。このようにＲ２Ｆｅ＋４
Ｃが生成する温度範囲はたいへんせまく、その上、生成
反応速度が非常に遅いため長時間の熱処理（例えばＲが
Ｎｄの場合は５００時間）が必要であり、実用上問題が
大きいだけでなく、この長時間の熱処理によって粒成長
が起こり、保磁力を低下させる原因となる問題点がある
。また、製法も超急冷法やメカニカルアロイイング法と
いった量産性に問題のある方法に依らなければ、前記の
ような不安定な金属間化合物を得ることが困難であり、
粉末冶金法を用いることは不可能であった。［０００４］

【課題を解決するための手段】本発明は、このような欠
点を解消し、Ｒ２Ｆｅｔ４Ｃ系合金の焼結体において高
エネルギー積を得ることを可能にしたものである。具体
的には本発明は、大きな飽和磁化を有する（ＨＲ，ＬＲ
）２　（Ｆ　ｅ、　Ｔ）　１４ｃ化合物を短時間のうち
に生成させると同時に、粒成長を抑制し、Ｒ２Ｆｅ＋４
Ｃ系合金による高エネルギー積異方性焼結磁石を実現す
る方法を提供するものである。すなわち、本発明の希土
類永久磁石は組成式：　　（ＨＲａ　ＬＲ＋ｏｏ　−ａ
）　Ｉ　Ｆ　ｅｌｏｏ　−ｘ−ｙ　−、Ｔｙ　ＣＸ（た
だし、ＨＲはＧｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈｏ、　Ｅｒ、
　Ｔｍ、Ｌｕからなる重希土類元素の中から選んだ少な
くとも１種または２種以上、ＬＲはＣｅ、　Ｐｒ、　Ｎ
ｄ、　Ｓｍ、Ｅｕからなる軽希土類元素の中から選んだ
少なくとも１種または２種以上、ＴはＴ　ｉ、　Ｖ　、
　Ｃｒ、　Ｍｎ。Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗの１種または２種以
上であり、原子百分率においてＸは１０〜１５％、ｙは
１０％以下，ｚは４〜１０％、ａは５〜５０％）で表さ
れることを特徴とする希土類永久磁石である。そして、
製法は粉末冶金法によることを特徴とする。［０００５１以下これについて詳しく説明する。本発明
の永久磁石はＨＲ−ＬＲ−Ｆｅ−Ｔ−Ｃの５元系合金か
らなるもので、ＨＲはＧｄ、　Ｔｂ、　Ｄｙ、　Ｈｏ、
　Ｅｒ、　Ｔｍ、Ｌｕからなる重希土類元素の中から選
んだ少なくとも１種または２種以上。ＬＲはＣｅ、　Ｐ
ｒ、　Ｎｄ、　Ｓｍ、Ｅｕからなる軽希土類元素の中か
ら選んだ少なくとも１種または２種以上。ＴはＴ　ｉ、
　Ｖ　、　Ｃｒ、　Ｍｎ。Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗの各々１種以上であ
り、　（ＨＲ，ＬＲ）２Ｆｅ＋４Ｃ化合物を含んだもの
である。　（元素Ｔがある量までＦｅを置換する場合も
ある。上記一般式において、希土類元素の総量は１０から１５
原子％の範囲とした。希土類元素の総量が少なすぎると
残留磁束密度（Ｂｒ）は向上するものの、保磁力が極端
に減少するため最大エネルギー積（（ＢＨ）　ｍａｘ）
は減少する。したがって希土類元素の総量は１０原子％
以上とした。希土類元素の総量が多すぎると、残留磁束
密度（Ｂｒ）が減少し、この場合も最大エネルギー積（
（ＢＨ）　ｍａｘ）が減少するので、１５原子％以下と
した。重希土類元素の量は少ないと　（ＨＲ，ＬＲ）　
２Ｆｅ１４ｃ化合物が生成しないので保磁力が大きくな
らない。よって重希土類を５％以上置換することが必要である。一方、重希土類が多いほど保磁力は大きくなるが、磁化
が減少するので軽希土類元素の量を越えないことが望ま
しい。よって、ａは５０％以下とした。［０００６］さらに元素Ｔを添加すると、粒成長が抑制
され平均の結晶粒径を１０１００Ｌ以下にすることが可
能である。これによって保磁力の向上を図ることができ
る。しかし、１゛の量が多すぎると残留磁束密度（Ｂｒ
）が減少してしまい大きな最大エネルギー積（（ＢＨ）
　ｍａＸ）が得られないので、Ｔ量は１０原子％以下で
なければならない。（０００７］また、Ｃ量が多すぎると、残留磁束密度（
Ｂｒ）、および保磁力が減少し大きな最大エネルギー積
（（ＢＨ）　ｍａｘ）が得られない。ｃ４が少なすぎる
と（ＨＲ，Ｌ　Ｒ）　２　Ｆ　ｅ　１４　Ｃ化合物が生
成しないので、高保磁力が得られない。したがってＣ量
を４〜１０原子％とじた。［０００８］なお、この発明では特性を維持しながら、
キュリー温度の上昇と耐食性を改善するのに、Ｃｏ、Ｎ
ｉの各々１種以上をＦｅに対して５０％まで置換するこ
とができる。

【実施例】表１に示す合金組成になるように純度９９゜
９％のＤｙ、Ｐｒ、ＦｅおよびＦｅ５Ｃを用いて、前訃
記組成のインゴットをアーク溶解で作成した。このイン
ゴットを窒素ガス雰囲気中でジェットミルにより平均程
径２〜１０μｍの大きさに微粉砕した。得られた微粉を
１０ｋＯｅの磁場中で配向後、１．５ｔ、−’Ｃｍ２の
圧力てプレス成形した。この成形体をアルゴンガス中で
、１０００〜１２００℃で１時間焼結を行った後、５０
０〜９００℃でさらに２時間熱処理した後、急冷した。熱処均後の異方性焼結体の残留磁束密度、保磁力、最大
エネルギー積を測定したところ、表２に示す結果が得ら
れた。試料Ｎｏ、４は比較例である。本発明に係る永久磁石Ｃ
磁気特性の優れていることが判る。

【表１］［００１１１【発明の効果】本発明によれば、ＬＲ−Ｆｅ−Ｃ系に重
希土類元素ＨＲ，および元素Ｔを所定量加えることによ
り、通常の粉末冶金法によって、　（ＨＲ，ＬＲ）　２
Ｆ　ｅＮＣ化合物を安定に生成させると同時に、粒成長
を抑制し保磁力の発生に適した金属組織を実現すること
ができ、大きな最大エネルギー積（（ＢＨ）　ｍａｘ）
を有する永久磁石が得られる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】組成式：（ＨＲ＿ａＬＲ＿１＿０＿０＿−
＿ａ）＿ｘＦｅ＿１＿０＿０＿−＿ｘ＿−＿ｙ＿−＿２
Ｔ＿ｙＣ＿２（ただし、ＨＲはＧｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ
，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｌｕからなる重希土類元素の中から選ん
だ少なくとも１種または２種以上、ＬＲはＣｅ，Ｐｒ，
Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕからなる軽希土類元素の中から選んだ
少なくとも１種または２種以上、ＴはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，
Ｍｎ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗの１種または
２種以上であり、原子百分率においてｘは１０〜１５％
．ｙは１０％以下，ｚは４〜１０％，ａは５〜５０％）
で表されることを特徴とする希土類永久磁石。
【請求項２】異方性焼結体である請求項１に記載の希土
類永久磁石。
【請求項３】平均の結晶粒径が１００μｍ以下である請
求項２に記載の希土類永久磁石。