JPH04343204A - 希土類元素−遷移元素−b系異方性化永久磁石の製造方法 - Google Patents

希土類元素−遷移元素−b系異方性化永久磁石の製造方法

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JPH04343204A
JPH04343204A JP3145437A JP14543791A JPH04343204A JP H04343204 A JPH04343204 A JP H04343204A JP 3145437 A JP3145437 A JP 3145437A JP 14543791 A JP14543791 A JP 14543791A JP H04343204 A JPH04343204 A JP H04343204A
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Japan
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alloy ingot
permanent magnet
rare earth
pressure
fused metal
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JP3145437A
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Atsushi Hanaki
花木 敦司
Tsukasa Yuri
司 由利
Tsuguaki Oki
大木 継秋
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Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
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    • H01F1/0576Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working

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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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、様々な形状を有する希
土類元素−遷移元素−B系異方性化永久磁石を製造する
為の新規な方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】磁性材料は、永久磁石を始めとして、一
般家庭用の各種電気製品から大型コンピュータの周辺端
末機器に至るまで幅広い分野で使用されており、重要な
電気,電子材料である。特に最近の電気製品の小型化,
高性能化の要求に伴ない、永久磁石においても、より高
性能であることが要求されている。
【0003】近年、フェライト磁石およびアルニコ磁石
に次ぐ第3の永久磁石として、希土類磁石が注目を集め
ている。この希土類磁石は電気製品や精密機器類の小型
化および高精度化に寄与し得る優れた磁気的性質を発揮
するものと期待され、物性研究面および生産技術面共に
活発な進展を見せている。中でも近年特に期待されてい
るのは、希土類元素−遷移元素−B系、例えばNd−F
e−BやPr−Fe−B等の永久磁石である。尚本発明
の永久磁石組成は希土類元素−遷移元素−Bを基本成分
とする他、Ag,Au,Ga,Sn,Pt,Zn等の成
分を含む4成分系以上の場合もあり、その詳細について
は後述するが、以下の説明においては希土類元素−遷移
元素−B系(以下RE−TM−B系磁石と略称する)の
3元系磁石を代表的に取り上げて述べることとする。
【0004】RE−TM−B系磁石の製造方法としては
、いわゆる焼結法と液体急冷法が知られているが、これ
らの方法よりも生産性に優れた方法として、例えば特開
昭62−203302 号に見られる様な鋳造法が提案
されている。この鋳造法は、いわゆる焼結法や液体急冷
法とは異なり、希土類元素,遷移元素およびBを基本成
分とする合金の溶湯を鋳型に流し込んで、磁石を鋳造す
ることを基本とする製造方法である。そして鋳造後、更
に所望の形状に成形し且つ結晶軸の配向性を向上すると
いう目的の為に、合金鋳塊を金属カプセルに封入した上
で熱間加工を施す方法が提案されている。しかしながら
合金鋳塊を金属カプセルに封入して行なう上記方法は、
棒状の長尺磁石を製造するには好都合と言えるが、一般
に使用される様な複雑若しくは小型形状の磁石を製造す
るには、熱間加工後にカプセルの解体および切り出し加
工の工程を踏む必要があり、製品歩留りの低下並びにコ
ストアップの要因となる等の改良すべき点がある。
【0005】一方カプセルに封入しないで熱間押出しを
行なうことも知られているが(特開昭62−27680
3号)、加工速度が10−4/秒と極めて低く、また一
方向加圧でないので配向性が悪く、形状自由度も小さく
実生産には不向きである。またRE−TM−B系磁石は
、そのままでは極めて耐食性に劣るので何等かの表面処
理を施して使用されるのが一般的である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこうした状況
のもとになされたものであって、その目的は、高性能の
RE−TM−B系異方性永久磁石を効率良く製造でき、
また必要によっては該永久磁石に耐食性を付与すること
もできる方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成し得た本
発明とは、少なくとも希土類元素,遷移元素およびBを
必須成分として含有する合金鋳塊の回りを850 〜1
050℃の圧力媒体で囲み、所定の静水圧をかけて合金
鋳塊を拘束しつつ、静水圧を維持したまま合金鋳塊を一
方向に変形させることによって磁気的に異方化させる点
に要旨を有する希土類元素−遷移元素−B系異方性化永
久磁石の製造方法である。
【0008】また前記圧力媒体として、合金鋳塊と反応
して耐食性に富む化合物相を形成する組成の溶融金属を
選べば、磁気的異方性化と同時に耐食性を付与すること
ができる。
【0009】
【作用】本発明者らは、RE−TM−B系異方性化永久
磁石を製造する為の最適な手段について様々な角度から
検討した。その結果合金鋳塊の周りを850 〜105
0℃の圧力媒体で囲み、所定の静水圧をかけて合金鋳塊
を拘束しつつ、静水圧を維持したまま合金鋳塊を一方向
に変形させれば、希望特性を有する永久磁石が生産性良
く得られることを見出し、本発明を完成した。
【0010】本発明の対象とするRE−TM−B系磁石
を構成する合金組成について説明する。まず希土類元素
としては、Yの他、La,Ce,Pr,Nd,Pm,S
m,Eu,Gd,Dy,Ho,Er,Tm,Ybおよび
Luといったランタニド系希土類元素が汎用されるが、
必要であればアクチノイド系希土類元素を利用すること
もでき、これらの中から選択される1種または2種以上
を組合わせて用いる。これらのうち最も高い磁気的性質
はPrを用いた時に得られるから、実質的にはPrのみ
、PrとNdの組合わせ、CeとPrとNdの組合わせ
等を用いるのが好ましい。また重希土類元素のDyやT
b等は、保磁力の向上に有効である。また遷移元素とし
ては、Fe,Co,Ni等の特に鉄族元素が利用される
【0011】本発明の対象とする磁石は、RE−TM−
Bを基本成分とするが、その他少量の添加元素、例えば
Ag,Au,Ga,Sn,Pt,およびZnよりなる群
から選択される1種以上を含むこともでき、これらは保
磁力の向上に有効である。
【0012】本発明に係るRE−TM−B系磁石におけ
る各元素の組成比については格別の限定を受けないが、
一般的には下記の基準に従って選定することが推奨され
る。まず希土類元素の組成範囲は単独または合計で8〜
25原子%が適当であり、少な過ぎると主相RE2−T
M14−B(原子比、例えばPr2Fe14B)を形成
することができず、α鉄と同一構造の立方晶組織となる
ため良好な磁気的特性が得られない。一方鋳造法によっ
て良好な磁気的特性を得るためには、25原子%を上限
とするのが適当である。
【0013】遷移元素は磁性相形成にとって必須の元素
であって、65〜90原子%が適当であり、65原子%
未満では非磁性相の量が不足する。一方90原子%を超
えると、相対的に希土類元素の量が減少し、希土類元素
の説明で述べた様な欠点が露呈してくる。尚遷移元素の
うち最も代表的なのはFeであるが、Coを併用すると
キュリー点の向上効果が得られる。但し、Coは基本的
にFeのサイトを置換してR2Co14Bを形成し、こ
の化合物は結晶異方性磁界が小さく、その量が増すにつ
れて磁石全体としての保磁力が少なくなってしまうので
、永久磁石として考えられる1KOe以上の保磁力を得
るにはCoの含有量は50原子%以下に抑えるべきであ
る。
【0014】Bは2〜8原子%が好ましく、2%未満で
は菱面体のRE−TM系になるため高保磁力を得るには
至らない。他方鋳造法によっても良好な磁気的特性を得
るには、8原子%以下とするのがよい。
【0015】上記の他必要により、Ag,Au,Ga,
Sn,PtおよびZn等が添加され、これらの添加元素
は、上述の如く保磁力の向上に有効であるが、その効果
を達成するためには単独または合計で0.2 原子%以
上とするのが好ましい。しかしあまり多くすると非磁性
の粒界相が増加して特性の低下を招くので2原子%以下
とすべきである。
【0016】本発明で用いる合金鋳塊は、異方化を容易
にするという観点からして微細な柱状晶とするのが好ま
しく、Ag,Au,Ga,Sn,PtおよびZn等の添
加はこうした観点からしても有効である。
【0017】本発明で用いる圧力媒体としては、一般的
な固体状タルク,ろう石,希土類元素酸化物,液体状の
耐熱グリース等が挙げられるが、合金鋳塊と反応して耐
食性に富む化合物相を形成する組成の溶融金属の組成と
してはAl,Sn,Znおよびそれらの合金等が挙げら
れ、これらを圧力媒体として用いることによって磁気的
異方性化と同時に耐食性付与も行なうものもできる。ま
た圧力媒体の温度は850 〜1050℃とする必要が
あり、850 ℃未満では加工性が悪く割れが生じ易く
なり、1050℃を超えると結晶粒が大きく成長し過ぎ
るという不都合を招く。
【0018】以下本発明を実施例によって更に詳細に説
明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のもので
はなく、前・後記の趣旨に徴して設計変更することはい
ずれも本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【0019】
【実施例】図1は本発明を実施する為の装置構成例を示
す概略説明図であり、図中1はピストン,2はシリンダ
ー,3はインゴット,4は溶融金属(圧力媒体),5は
リリースバルブ,6は脱気用バルブ,7は溶融金属溜を
夫々示す。
【0020】まずPrとFeとBを基本成分とする合金
Pr17Fe79B4を真空溶解にて作製し、最終製品
と同一体積となる様に切断したインゴット3を調製し、
このインゴット3をシリンダー2内に設置した。次に脱
気用バルブ6から脱気した後、溶融金属溜7から溶融金
属4をシリンダー2内に注入し、シリンダー2とインゴ
ット3間の空隙に溶融金属4を充填した。尚このときの
溶融金属4として、Snの組成のものを用いた。
【0021】引き続きピストン1を近接する方向に移動
して加圧し、シリンダー1内の静水圧を上昇させ、5t
on/cm2の圧力に達すると同時にリリースバルブ5
から溶融金属4を溶融金属溜7に戻しつつ加圧して熱間
変化させることによって磁気的に異方化させた磁石材を
得た。
【0022】上記磁石材はその後磁化されて永久磁石と
されるが、図1の仮想線に示した様に、シリンダー2の
外部に磁気発生コイル9a,9bを配置し、磁場で静水
圧加圧を行なう様にしてもよく、このことによって後工
程の磁化工程が省略できる。
【0023】図2は本発明を実施する為の他の装置構成
例を示す概略説明図である。図2に示した装置の基本的
構成は図1に示した装置と類似しており、対応する部分
には同一の参照符号を付してある。図2に示した装置構
成では、ビストン1aおよびシリンダー3aの夫々の面
(合金鋳塊に臨む面)に曲率をつけたものであり、こう
した構成を採用し、上述した様な手順を踏むことによっ
て円弧形状でラジアル方向に異方化した磁石を得ること
ができた。
【0024】
【発明の効果】以上述べた如く本発明によれば、従来の
様に熱間加工にカプセル封入とカプセル解体を行なわず
ともよく、最終製品に近い形状の異方性化磁石を効率よ
く製造できる様になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する為の装置構成例を示す概略説
明図である。
【図2】本発明を実施する為の他の装置構成例を示す概
略説明図である。
【符号の説明】
1  ピストン 2  シリンダー 3  インゴット 4  溶融金属

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  少なくとも希土類元素,遷移元素およ
    びBを必須成分として含有する合金鋳塊の回りを850
     〜1050℃の圧力媒体で囲み、所定の静水圧をかけ
    て合金鋳塊を拘束しつつ、静水圧を維持したまま合金鋳
    塊を一方向に変形させることによって磁気的に異方化さ
    せることを特徴とする希土類元素−遷移元素−B系異方
    性化永久磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】  圧力媒体として、合金鋳塊と反応して
    耐食性に富む化合物相を形成する組成の溶融金属を選び
    、磁気的異方性化と同時に前記化合物相を合金鋳塊表面
    に形成する請求項1に記載の希土類元素−遷移元素−B
    系異方性化永久磁石の製造方法。
JP3145437A 1991-05-20 1991-05-20 希土類元素−遷移元素−b系異方性化永久磁石の製造方法 Withdrawn JPH04343204A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007010860A1 (ja) * 2005-07-15 2007-01-25 Neomax Co., Ltd. 希土類焼結磁石及びその製造方法
JP2007154241A (ja) * 2005-12-02 2007-06-21 Neomax Co Ltd 希土類焼結磁石及びその製造方法
JP2007220885A (ja) * 2006-02-16 2007-08-30 Hitachi Metals Ltd 希土類焼結磁石及びその製造方法

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