JPH04263403A - 異方性永久磁石及びその製造方法 - Google Patents
異方性永久磁石及びその製造方法Info
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気特性の異方性を与
えた希土類−鉄−ほう素系（Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系）永久磁石
及びその製造方法に関する。
えた希土類−鉄−ほう素系（Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系）永久磁石
及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】希土類元素が１０〜２１原子％、ほう素
が３〜１５原子％、残部が鉄及び不可避不純物である合
金を用いた異方性永久磁石が知られている。ここで、希
土類元素としては一般にＮｄ、Ｐｒの一方または双方が
用いられ、両元素が製品の磁気特性に与える効果は殆ど
同一である。この合金に異方性を付与する方法には、次
の２種類がある。
が３〜１５原子％、残部が鉄及び不可避不純物である合
金を用いた異方性永久磁石が知られている。ここで、希
土類元素としては一般にＮｄ、Ｐｒの一方または双方が
用いられ、両元素が製品の磁気特性に与える効果は殆ど
同一である。この合金に異方性を付与する方法には、次
の２種類がある。
【０００３】第１の製法は、所定の組成の合金塊を鋳造
し、これを３〜１０μｍの微粉末に粉砕し、個の粉末を
磁場中で配向させて成形し、不活性ガス雰囲気中で焼結
処理する。
し、これを３〜１０μｍの微粉末に粉砕し、個の粉末を
磁場中で配向させて成形し、不活性ガス雰囲気中で焼結
処理する。
【０００４】第２の製法は、所定の組成の合金を溶融し
、メルトスピニング法により急冷凝固させてフレーク状
の薄片を得、この薄片をホットプレスにより成形し、更
に熱間据込み加工によって加圧して加圧方向に易磁化軸
を配向させる。
、メルトスピニング法により急冷凝固させてフレーク状
の薄片を得、この薄片をホットプレスにより成形し、更
に熱間据込み加工によって加圧して加圧方向に易磁化軸
を配向させる。
【０００５】これらの方法で製造させる磁石において、
その磁気性能を向上させる目的で、Ｒの一部をＤｙで置
換したり、Ｆｅの一部をＣｏで置換したりすることが試
みられていた。
その磁気性能を向上させる目的で、Ｒの一部をＤｙで置
換したり、Ｆｅの一部をＣｏで置換したりすることが試
みられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】Ｃｏの添加は、磁石の
キューリー点を高めて高温での減磁率を小さくする効果
が認められたが、磁気特性、特に最大磁気エネルギー積
は殆ど改善されなかった。Ｄｙを添加すると磁気特性を
させることができるが、Ｄｙは、極めて効果なために実
用上の問題があった。従ってこの発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ
系の異法性永久磁石の磁気特性、特に最大磁気エネルギ
ー積を向上させようとするものである。
キューリー点を高めて高温での減磁率を小さくする効果
が認められたが、磁気特性、特に最大磁気エネルギー積
は殆ど改善されなかった。Ｄｙを添加すると磁気特性を
させることができるが、Ｄｙは、極めて効果なために実
用上の問題があった。従ってこの発明は、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ
系の異法性永久磁石の磁気特性、特に最大磁気エネルギ
ー積を向上させようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に用いる原料合
金の基本的な組成は、周知の希土類元素が１０〜２１原
子％、ほう素が３〜１５原子％、残部が鉄族元素及び不
可避不純物よりなるものであり、希土類元素としてはＮ
ｄ及びＰｒの一方または双方を使用する。この発明の特
徴として、上記合金中の鉄元素は、そのＸ原子％のコバ
ルトとＹ原子％のニッケルと残部の鉄とよりなり、これ
らＸ及びＹは、 ０≦Ｘ≦３０ ０≦Ｙ≦１．５ Ｘ＋１０Ｙ≧１１ を満足する値である。
金の基本的な組成は、周知の希土類元素が１０〜２１原
子％、ほう素が３〜１５原子％、残部が鉄族元素及び不
可避不純物よりなるものであり、希土類元素としてはＮ
ｄ及びＰｒの一方または双方を使用する。この発明の特
徴として、上記合金中の鉄元素は、そのＸ原子％のコバ
ルトとＹ原子％のニッケルと残部の鉄とよりなり、これ
らＸ及びＹは、 ０≦Ｘ≦３０ ０≦Ｙ≦１．５ Ｘ＋１０Ｙ≧１１ を満足する値である。
【０００８】この発明においては、製品に異法性を与え
るために、上記原料合金を溶融し、不活性ガスを用いた
ガスアトマイズ法によってこれを球状粉末化し、この粉
末を５５０℃〜８００℃の温度で塑性加工することによ
って、所定の形状に成形すると同時に、異法性を与える
。
るために、上記原料合金を溶融し、不活性ガスを用いた
ガスアトマイズ法によってこれを球状粉末化し、この粉
末を５５０℃〜８００℃の温度で塑性加工することによ
って、所定の形状に成形すると同時に、異法性を与える
。
【０００９】上記の不活性ガスとしては、アルゴン、ネ
オン、ヘリウムの何れか、またはこれらの混合ガスを用
いる。塑性加工に用いる球状粉末の寸法は、極端に小さ
いと取扱中に酸化し、大きすぎると塑性加工に支障を来
すので、平均粒径が２０〜１００μｍ、最大粒径が３０
０μｍ以下であることが望ましい。また、塑性加工に際
しては、加熱及び加工時の酸化を防ぐために、粉末を塑
性加工が可能な金属容器中に真空封入し、容器ごと加熱
及び加工を行うことが望ましい。
オン、ヘリウムの何れか、またはこれらの混合ガスを用
いる。塑性加工に用いる球状粉末の寸法は、極端に小さ
いと取扱中に酸化し、大きすぎると塑性加工に支障を来
すので、平均粒径が２０〜１００μｍ、最大粒径が３０
０μｍ以下であることが望ましい。また、塑性加工に際
しては、加熱及び加工時の酸化を防ぐために、粉末を塑
性加工が可能な金属容器中に真空封入し、容器ごと加熱
及び加工を行うことが望ましい。
【００１０】塑性加工の態様としては、前方押出加工、
後方押出加工、リング状押出加工、圧延、温間据込み加
工など適宜の方法を採用することができ、その際に生ず
る歪の方向によって異方性を生ずる方向が決まる。顕著
な異方性を得るためには、加工比（加工前の断面積／加
工後の断面積）が４．６以上であることが望ましい。
後方押出加工、リング状押出加工、圧延、温間据込み加
工など適宜の方法を採用することができ、その際に生ず
る歪の方向によって異方性を生ずる方向が決まる。顕著
な異方性を得るためには、加工比（加工前の断面積／加
工後の断面積）が４．６以上であることが望ましい。
【００１１】塑性加工に際しては、加工速度が速すぎる
と、材料の歪速度が大きくなって破損するから、歪速度
を０．３以下に抑えることが必要である。歪速度Ｖｅは
、加工の態様によらず、次のようにして算出される。 歪Ｅ＝ｌｎＫ 歪速度Ｖｅ＝Ｅ／Ｔ（ｓｅｃ −１） ここで、ｋは加工比であり、Ｔは材料中の或る部位が加
工領域に入ってからこれを出るまでの滞留時間である。
と、材料の歪速度が大きくなって破損するから、歪速度
を０．３以下に抑えることが必要である。歪速度Ｖｅは
、加工の態様によらず、次のようにして算出される。 歪Ｅ＝ｌｎＫ 歪速度Ｖｅ＝Ｅ／Ｔ（ｓｅｃ −１） ここで、ｋは加工比であり、Ｔは材料中の或る部位が加
工領域に入ってからこれを出るまでの滞留時間である。
【００１２】
【作用】前記した２種類の従来の製法では、原料合金中
の鉄の一部をコバルト及びニッケルの一方または双方で
置換しても、目立った磁気特性の改善が得られなかった
。しかし、本発明においては、原料合金の粉末化に不活
性ガスを用いたガスアトマイズ法を採用し、更にその粉
末を容器に真空封入して加熱及び塑性加工を行うように
したことにより、コバルト及び／またはニッケルによる
鉄の一部置換の効果が顕著に現れて、磁気特性、特に最
大磁気エネルギー積を大きく改善することができた。 その最大の原因は、原料合金の粉末化から塑性加工が完
了するまでの間、原料粉末の酸化を抑制し得たことにあ
ると考えられる。
の鉄の一部をコバルト及びニッケルの一方または双方で
置換しても、目立った磁気特性の改善が得られなかった
。しかし、本発明においては、原料合金の粉末化に不活
性ガスを用いたガスアトマイズ法を採用し、更にその粉
末を容器に真空封入して加熱及び塑性加工を行うように
したことにより、コバルト及び／またはニッケルによる
鉄の一部置換の効果が顕著に現れて、磁気特性、特に最
大磁気エネルギー積を大きく改善することができた。 その最大の原因は、原料合金の粉末化から塑性加工が完
了するまでの間、原料粉末の酸化を抑制し得たことにあ
ると考えられる。
【００１３】Ｎｄ及びＰｒが製品の磁気特性に与える効
果は殆ど同じであることが知られている。換言すれば、
Ｎｄの一部または全部をＰｒで置換しても、合金中で占
めるＮｄとＰｒの合計量の割合が一定である限り、製品
の磁気特性は殆ど変わらない。原料合金中の鉄をコバル
ト及びニッケルで置換する量の範囲を図１に示す。即ち
、鉄、コバルト、ニッケルの総量（１００原子％）中で
、コバルト量Ｘ（原子％）とニッケル量Ｙ（原子％）の
関係がＸ＋１０Ｙ＜１１のとき、及びコバルト量Ｘが３
０原子％を越え、或いはニッケル量Ｙが１．５原子％を
越えるときは、製品の磁気特性は十分改善されない。
果は殆ど同じであることが知られている。換言すれば、
Ｎｄの一部または全部をＰｒで置換しても、合金中で占
めるＮｄとＰｒの合計量の割合が一定である限り、製品
の磁気特性は殆ど変わらない。原料合金中の鉄をコバル
ト及びニッケルで置換する量の範囲を図１に示す。即ち
、鉄、コバルト、ニッケルの総量（１００原子％）中で
、コバルト量Ｘ（原子％）とニッケル量Ｙ（原子％）の
関係がＸ＋１０Ｙ＜１１のとき、及びコバルト量Ｘが３
０原子％を越え、或いはニッケル量Ｙが１．５原子％を
越えるときは、製品の磁気特性は十分改善されない。
【００１４】更に、この発明においては、たとえば前方
押出加工のような極めて生産性が良好な塑性加工方法を
採用できるので、優れた性能の異方性磁石を工業的に有
利に生産できるようになった。
押出加工のような極めて生産性が良好な塑性加工方法を
採用できるので、優れた性能の異方性磁石を工業的に有
利に生産できるようになった。
【００１５】
【実施例】実施例１
表１に試料１乃至６として示すＲ−Ｆｅ−Ｂ系の各種の
合金を溶製し、それぞれアルゴンガスアトマイズ法によ
り粒径２９８μｍ以下に粉末化する。これらをそれぞれ
外径２８ｍｍ、長さ３５ｍｍ、肉厚１ｍｍの軟鋼製カプ
セルに充填し、内部を真空排気して電子ビーム溶接によ
り封止する。これをビレットとして下記条件で前方押出
加工した。 予熱 ６００℃×５分間押出温度
６５０±５℃ 押出比 ４．０（径２８ｍｍ→径１４ｍｍ）
歪速度 毎秒０．０５
合金を溶製し、それぞれアルゴンガスアトマイズ法によ
り粒径２９８μｍ以下に粉末化する。これらをそれぞれ
外径２８ｍｍ、長さ３５ｍｍ、肉厚１ｍｍの軟鋼製カプ
セルに充填し、内部を真空排気して電子ビーム溶接によ
り封止する。これをビレットとして下記条件で前方押出
加工した。 予熱 ６００℃×５分間押出温度
６５０±５℃ 押出比 ４．０（径２８ｍｍ→径１４ｍｍ）
歪速度 毎秒０．０５
【００１６】得られた磁石材の磁気特性を表１に示す。
なお、Ｚは押出加工方向、ｒは半径方向、θはｒに直交
する方向である。
する方向である。
【表１】
表１を検討すると、試料３、４、５ではＣｏの添加によ
って磁気特性が顕著に改善されているが、試料２及び６
ではＣｏの添加による磁気特性の改善が殆ど認められな
い。
って磁気特性が顕著に改善されているが、試料２及び６
ではＣｏの添加による磁気特性の改善が殆ど認められな
い。
【００１７】実施例２
表２に試料７乃至９として示すＲ−Ｆｅ−Ｂ系の各種の
合金を、それぞれ実施例１と同条件で粉末化し、かつ同
条件で磁石材に加工した。得られた磁石材の磁気特性を
表２に示す。
合金を、それぞれ実施例１と同条件で粉末化し、かつ同
条件で磁石材に加工した。得られた磁石材の磁気特性を
表２に示す。
【表２】
表２を検討すると、試料８はＮｉの添加によって磁気特
性が顕著に改善されているが、試料７及び９ではＮｉ添
加による磁気特性の改善が殆ど認められない。
性が顕著に改善されているが、試料７及び９ではＮｉ添
加による磁気特性の改善が殆ど認められない。
【００１８】実施例３
表３に試料１０乃至１２として示すＲ−Ｆｅ−Ｂ系の各
種の合金を、それぞれ実施例１と同条件で粉末化し、か
つ同条件で磁石材に加工した。得られた磁石材の磁気特
性を表３に示す。
種の合金を、それぞれ実施例１と同条件で粉末化し、か
つ同条件で磁石材に加工した。得られた磁石材の磁気特
性を表３に示す。
【表３】
表３を検討すると、試料１０及び１１ではＮｉ及びＣｏ
の同時添加による磁気特性の改善効果が認められるが、
試料１２では磁気特性が却って減退している。
の同時添加による磁気特性の改善効果が認められるが、
試料１２では磁気特性が却って減退している。
【００１９】図１は、横軸にＣｏ量Ｘ（原子％）を、縦
軸にＮｉ量（原子％）をとり、上記試料１乃至１２の分
布状況を示すものである。図中の符号１乃至１２は上記
試料番号を示し、括弧内の数字はｒ方向の最大磁気エネ
ルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（ＭＧＯｅ）を示す。図１によ
って明らかなように、ｒ方向の最大磁気エネルギー積が
およそ１３ＭＧＯｅ以上である範囲は、Ｘ＝３０ Ｙ＝１．５ Ｘ＋１０Ｙ＝１１ である３本の直線で囲まれた部分である。
軸にＮｉ量（原子％）をとり、上記試料１乃至１２の分
布状況を示すものである。図中の符号１乃至１２は上記
試料番号を示し、括弧内の数字はｒ方向の最大磁気エネ
ルギー積（ＢＨ）ｍａｘ（ＭＧＯｅ）を示す。図１によ
って明らかなように、ｒ方向の最大磁気エネルギー積が
およそ１３ＭＧＯｅ以上である範囲は、Ｘ＝３０ Ｙ＝１．５ Ｘ＋１０Ｙ＝１１ である３本の直線で囲まれた部分である。
【００２０】
【発明の効果】以上の実施例によって明らかなように、
本発明によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金の磁気特性を
Ｃｏ及びＮｉの一方または双方の添加によって向上する
ことができ、かつ生産性の良好なガスアトマイズ法及び
生産性が良好な適宜の塑性加工方法の採用によって、所
望形状の異法性磁石を安価に量産することができる。
本発明によれば、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石合金の磁気特性を
Ｃｏ及びＮｉの一方または双方の添加によって向上する
ことができ、かつ生産性の良好なガスアトマイズ法及び
生産性が良好な適宜の塑性加工方法の採用によって、所
望形状の異法性磁石を安価に量産することができる。
【図１】本発明におけるＣｏ量とＮｉ量の範囲を示す分
布図である。
布図である。
１〜１２ 試料番号
Claims (2)
- 【請求項１】 希土類元素が１０〜２１原子％、ほう
素が３〜１５原子％、残部が鉄族元素及び不可避不純物
よりなり、かつ上記鉄族元素は、そのＸ原子％のコバル
トと、Ｙ原子％のニッケルと、残部の鉄とよりなり、上
記Ｘ及びＹは ０≦Ｘ≦３０（原子％） ０≦Ｙ≦１．５（原子％） Ｘ＋１０Ｙ≧１１（原子％） である合金の不活性ガスを用いたガスアトマイズ粉末の
成形品であることを特徴とする異方性永久磁石。 - 【請求項２】 希土類元素が１０〜２１原子％、ほう
素が３〜１５原子％、残部が鉄族元素及び不可避不純物
よりなり、かつ上記鉄族元素は、そのＸ原子％がコバル
トで、Ｙ原子％がニッケルで、残部が鉄であって、上記
Ｘ及びＹは ０≦Ｘ≦３０（原子％） ０≦Ｙ≦１．５（原子％） Ｘ＋１０Ｙ≧１１（原子％） である合金を溶融して、不活性ガスを用いたガスアトマ
イズ法により球状粉末化し、この粉末を５５０℃〜８０
０℃の温度で塑性加工を行うことにより所定の形状の成
形品を得ることを特徴とする異方性永久磁石の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046135A JP2980254B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 異方性永久磁石及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3046135A JP2980254B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 異方性永久磁石及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04263403A true JPH04263403A (ja) | 1992-09-18 |
| JP2980254B2 JP2980254B2 (ja) | 1999-11-22 |
Family
ID=12738540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3046135A Expired - Fee Related JP2980254B2 (ja) | 1991-02-18 | 1991-02-18 | 異方性永久磁石及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2980254B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60189901A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-27 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類・ボロン・鉄系永久磁石用合金粉末の製造方法 |
| JPS63287007A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Seiko Epson Corp | 永久磁石の製造方法 |
| JPS63289905A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Kobe Steel Ltd | 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の製造方法 |
-
1991
- 1991-02-18 JP JP3046135A patent/JP2980254B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60189901A (ja) * | 1984-03-09 | 1985-09-27 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類・ボロン・鉄系永久磁石用合金粉末の製造方法 |
| JPS63287007A (ja) * | 1987-05-19 | 1988-11-24 | Seiko Epson Corp | 永久磁石の製造方法 |
| JPS63289905A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-28 | Kobe Steel Ltd | 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2980254B2 (ja) | 1999-11-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970819 |
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