JPH04324903A - 希土類永久磁石の製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、希土類永久磁石の製造
方法特に熱間加工による磁気異方性を有する希土類永久
磁石の製造方法に関し、特にＲ（ただしＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボ
ロン）からなる希土類永久磁石の製造方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、これら希土類−鉄（遷移金属）系
の高性能永久磁石の製造方法には、主として次のような
ものがある。

【０００３】 （１）焼結法　　　　　　（特開昭５９−４６００８号
公報）（２）急冷法　　　　　　（特開昭５９−２１１
５４９号公報） （３）ホットプレス（特開昭６０−１００４０２号公報
） （４）熱間加工法　　（特開昭６２−２７６８０３号公
報） （１）（２）（３）の永久磁石の製造方法は、合金を粉
末にすることを必須とするものであるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ
系合金は大変酸素に対して活性を有するので、粉末化す
ると余計酸化が激しくなり、焼結体中の酸素濃度はどう
しても高くなってしまう。又粉末を成形するときに、成
形助剤を使用しなければならず、これは磁石体の中に炭
素の形で残ってしまう。この磁石内に含まれる酸素や炭
素はＲ−Ｆｅ−Ｂ磁石の耐食性や磁気性能を著しく低下
させる。また、これらの製法は、工程が煩雑で高価な設
備が必要になるばかりでなく、生産効率が悪く、磁石の
製造コストが高くなってしまう。

【０００４】（４）の永久磁石を製造する方法は、製造
工程が簡単で、磁石合金をカプセルに密封して熱間加工
を行うため含有酸素濃度が少ない。大気中で加工できる
ので加工時の雰囲気制御が不要で、製造コストが安い等
の長所がある。しかしながら、形状自由度が低く、磁石
の形状により切削・研削等の加工コストが高くなってし
まうという問題があった。この問題に対する解決策の一
つとして特開平２−２５２２１９には板状の該磁石材料
を半溶融状態においてプレス抜き加工を行う方法が示さ
れている。これは、該磁石材料がきわめて脆いＲ２Ｆｅ
１４Ｂ金属間化合物を主相としてもちながら、低融点の
粒界相を含み、それ以上の温度では半溶融状態にあるた
め、塑性変形しやすいという性質を利用したものである
。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記プ
レス抜き加工は温度・速度・板材の厚さ等の微妙な条件
によって、クラックが入りやすく、歩留まりが非常に低
いという問題があった。本発明は、以上のような従来の
永久磁石の製造方法の欠点を解決するものであり、その
目的とするところは、高性能な永久磁石を低コストで提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の希土類永久磁石
の製造方法は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少な
くとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構成成
分とし、鋳造・熱間加工・熱処理からなる製造工程によ
ってつくられる希土類永久磁石の切断において、切断部
以外の部分をマスキングし、これを酸性溶液中に浸漬す
ることにより切断部をエッチングし、その後後に該切断
部に機械的応力を加えることによって切断を行なうこと
を特徴とする。

【０００７】また、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち
少なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構
成成分とし、鋳造・熱間加工・熱処理からなる製造工程
によってつくられる希土類永久磁石の切断において、切
断部以外の部分をマスキングし、切断部に酸性溶液を吹
き付けることにより切断部をエッチングし、その後に該
切断部に機械的応力を加えることによって切断を行なう
ことを特徴とする。

【０００８】また、上記製造方法においてエッチングの
深さＴが磁石の厚さｔに対して

【０００９】

【数２】０．０５ｔ≦Ｔ≦０．５（ｍｍ）であることを
特徴とする。

【００１０】

【作用】本発明の上記の構成によれば、Ｒ（ＲはＹを含
む希土類元素のうち少なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ
（ボロン）を基本構成成分とし、鋳造・熱間加工・熱処
理からなる製造工程によってつくられる希土類永久磁石
の切断において、切断部以外の部分をマスキングし、切
断部を酸性溶液でエッチングした後に該切断部に機械的
応力を加えることによって切断を行なうことにより、高
性能な永久磁石を低コストで提供することが可能になる
。即ち、従来の切削・研削等の加工方法の場合には刃具
による切断やワイヤ−放電加工等があるがこれらの切断
方法は治具の厚さ以上が切り代となる。この切り代は材
料のロスになるが、希土類磁石の場合、材料費が高価で
あるため、切り代が多くなれば磁石のコストは増加する
。一般に刃具の厚さは０．２ｍｍ以上であり、ワイヤ−
の場合には０．５ｍｍ以上となる。しかし刃具等が薄く
なればなるほど切断にかかる時間が増加するため、個の
効果によるコストの増加が生じるため、刃具を薄くする
のには限界がある。本発明の製造方法の場合は切り代は
エッチング部の幅に当たるがこの幅は治具の寸法によら
ないことから、切り代を０．２ｍｍ以下にすることが可
能であり、これによる切り代を抑えることが可能である
。

【００１１】希土類磁石は酸性溶液に対して活性であり
、酸による腐食速度が速いことからエッチングの効果は
大きく、短時間で切断部の機械的強度は低下し、その後
の機械的応力を加える工程で容易に磁石を加工すること
が可能になる。

【００１２】エッチング方法としては浸漬法及び吹き付
け法があり、浸漬法はエッチング時の気泡の発生により
エッチング速度が低下するが設備費が少ないという利点
を有す。吹き付け法の場合は設備費がかかるものの気泡
の発生によるエッチング速度の低下を防ぐことが可能と
なり、処理速度を速くすることが可能である。

【００１３】また、切断時の条件として方法においてエ
ッチングの深さＴが磁石の厚さｔに対して

【００１４】

【数３】０．０５ｔ≦Ｔ≦０．５（ｍｍ）としたのはエ
ッチング深さが磁石厚さの１／２０以下のときにはエッ
チングによる機械的強度の低下の効果を十分に得ること
が出来ないためである。一方、上限を０．５ｍｍとした
のは、エッチングによる機械的強度の低下の効果はこれ
以上のときでも得られるが、エッチング深さが０．５ｍ
ｍのときにはエッチングの幅は深さの約２倍の１ｍｍに
もなるため刃具等による切断時の切り代とあまり変わら
なくなるため本発明による低コスト化の効果が低減する
ため前記に示した上限とした。

【００１５】次に本発明の実施例について述べる。

【００１６】

【実施例】図１は本発明の実施例における製造法の工程
説明図である。本発明で製造される磁石は所望の組成の
合金をアルゴン雰囲気中で誘導加熱炉で溶解し、鋳型に
鋳造し鋳造合金を得る。

【００１７】次に磁石に異方性を付与するために各種の
熱間加工を施す。各種の熱間加工としてはホットプレス
法、圧延加工、押出加工、鍛造加工が挙げられる。本発
明の実施例では圧延加工を採用するがこれは熱間加工法
を限定するものではない。図２に圧延加工の説明図を示
す。

【００１８】その後、鋳造合金中に初晶として存在する
Ｆｅ相を拡散させ、磁気的にソフトな相をなくすために
２５０〜１１００°Ｃの温度領域で熱処理を施し、切断
、研摩し、所望の形状を作成し、磁石を製造する。ここ
で切断方法として本発明の切断方法と従来の切断方法を
採用し、比較を行なった。

【００１９】本発明の切断方法は磁石合金の切断部以外
をまず、樹脂等でマスキングを施す。もしくは全面をマ
スキングした後、機械的加工等により切断部のマスキン
グを剥離する。次に酸性溶液に前記試料を所定条件で浸
漬もしくは酸性溶液を吹き付けて、切断部をエッチング
した後十分に洗浄を行なう。その後、プレス加工や破断
等の機械的応力による加工を行ない、切断した。切断後
は切断面は研磨加工を施した。

【００２０】（実施例１）図１に示す製造工程に従い、
次の表１に示すような組成の合金をアルゴン雰囲気中で
誘導加熱炉を用いて溶解し、次いで鋳造し、柱状晶組織
の鋳造合金試料Ｎｏ．１〜１６を得た。

【００２１】

【表１】

【００２２】次に、この試料合金をアルゴン雰囲気中で
誘導加熱で、９００°Ｃに加熱し、この状態で圧延加工
を加工度６０％の条件で施した。

【００２３】この後、試料合金を冷却後、９５０°Ｃ×
２０時間の熱処理を施した後、一度冷却し、さらに４７
５°Ｃ×２時間の熱処理を行い、所望の形状に切断、研
磨し、着磁を施した磁石の磁気特性を測定し、その結果
を第２表に示す。

【００２４】

【表２】

【００２５】表２で明らかなように上記の鋳造、熱間加
工を施すことにより、高性能な磁石を製造することが可
能となった。

【００２６】（実施例２）図１に示す製造工程に従い、
試料Ｎｏ．４の組成に原料を秤量し、アルゴン雰囲気中
で誘導加熱炉を用いて溶解鋳造し鋳造合金を得た。この
試料合金をアルゴン雰囲気中で誘導加熱で９００℃に加
熱し、この状態で圧延加工を加工度６０％の条件で施し
た。その後、試料合金を冷却後、９５０℃×２０時間の
熱処理を施した後、一度冷却し、さらに４７５℃×２時
間の熱処理を行い、切断用サンプルを作製した。この時
作製したサンプルの形状は１００ｍｍ×５０ｍｍ×ｔ１
ｍｍであった。

【００２７】表３に各種切断を行なったときの結果を示
す。このうち、浸漬法による腐食切断は５０ｇ／ｌの塩
化鉄（ＩＩＩ）水溶液を５０℃に加熱した浴に切断部以
外を樹脂皮膜で被覆した磁石サンプルを６０分間浸漬し
、その後洗浄し、切断部の破断を行なった。破断後、切
断面を研磨した。吹き付け法による腐食切断は５０ｇ／
ｌの塩化鉄（ＩＩＩ）水溶液を５０℃に加熱し、この溶
液を切断部以外を樹脂皮膜で被覆した磁石サンプルに４
５分間吹き付けたのち、洗浄し、切断部を破断し、切断
面の研磨を行なった。浸漬法も吹き付け法もどちらもエ
ッチングの幅は０．２ｍｍとした。比較例としては刃具
による切断とワイヤ−放電加工を示した。刃具による切
断は厚さ０．７ｍｍのダイヤモンドホイ−ルを使用して
切断を行なった。一方、ワイヤ−放電加工は厚さ０．５
ｍｍのワイヤ−を使用した。刃具とワイヤ−は使用可能
なものの内、できるだけ薄いものを使用した。

【００２８】

【表３】

【００２９】本発明の切断方法の場合、従来の切断方法
に比べ、切り代が少ないことは明らかである。切り代は
製造時の材料のロスとなるため、材料費が高価である希
土類磁石の場合には製造費に影響することから、切り代
の低減により、製造コストの低減を図ることが可能とな
る。

【００３０】（実施例３）次に腐食切断時のエッチング
深さを変えたときの影響を調べた。その結果を表４に示
す。ここで切断時に使用した磁石は４０ｍｍ×２０ｍｍ
×ｔ１ｍｍであり、これを２０ｍｍ角の磁石に切断を行
なった。切断方法としては浸漬法の腐食切断を採用し、
条件は実施例２に示した条件と同様にして行なった。エ
ッチング深さはマスキング時の切断部の幅と浸漬時間に
より制御した。

【００３１】

【表４】

【００３２】表中でエッチング深さが０．０５ｔ以下で
ある０．０４ｍｍのときにはエッチングによる効果が不
十分であるため、破断により切断を行なう事が出来なか
った。エッチング深さが０．０５ｔ以上のときには切断
が可能となるが次第に切り代が増加していき、エッチン
グ深さ０．５ｍｍでは１ｍｍ以上の切り代となり、腐食
切断によるコストの低減の効果がなくなっている。この
ことから最適なエッチング深さは０．０５ｔ以上、０．
５ｍｍ以下であると考えられる。

【００３３】（実施例４）次に腐食切断の方法による影
響を調べた。表５に切断磁石の厚さを変えて切断を行な
ったときにエッチング深さが０．１ｔになるまでの所要
時間を示す。使用した酸性溶液は５０ｇ／ｌの塩化鉄（
ＩＩＩ）水溶液で処理温度は５０℃で行なった。

【００３４】

【表５】

【００３５】表から明らかなように浸漬法に比べ、吹き
付け法の場合処理時間の短縮化が可能となる。これはエ
ッチング中に切断部に気泡が生じ、吹き付け法の場合に
は吹き付けにより気泡を排除する事が可能であるが、浸
漬法ではそのような効果がないため腐食速度が低下する
。但し、浸漬法の場合には装置として浴があればよいが
吹き付け法の場合には吹き付け装置等が必要になるため
装置費用は増加する。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の希土類永
久磁石の製造方法を用いることにより、希土類永久磁石
の切断時に高価な原料のロスを抑えることが可能になり
、このことから高性能な希土類磁石を低コストで提供す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における製造法の工程説明図。

【図２】圧延工程の説明図。

【符号の説明】

１　　ロ−ル ２　　磁石合金 ３　　ロ−ルの回転方向 ４　　進行方向 ５　　磁化容易方向

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少
   なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構成
   成分とし、鋳造・熱間加工・熱処理からなる製造工程に
   よってつくられる希土類永久磁石の切断において、切断
   部以外の部分をマスキングし、これを酸性溶液中に浸漬
   することにより、切断部をエッチングし、その後該切断
   部に機械的応力を加えることによって切断を行なうこと
   を特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
2. 【請求項２】　　Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少
   なくとも１種）、Ｆｅ（鉄）、Ｂ（ボロン）を基本構成
   成分とし、鋳造・熱間加工・熱処理からなる製造工程に
   よってつくられる希土類永久磁石の切断において、切断
   部以外の部分をマスキングし、これに酸性溶液を吹き付
   けることにより、切断部をエッチングし、その後該切断
   部に機械的応力を加えることによって切断を行なうこと
   を特徴とする希土類永久磁石の製造方法。
3. 【請求項３】　　上記製造方法においてエッチングの深
   さＴが磁石の厚さｔに対して 【数１】０．０５ｔ≦Ｔ≦０．５（ｍｍ）であることを
   特徴とする請求項１、及び２記載の希土類永久磁石の製
   造方法。