JPH0435549B2 - - Google Patents
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- JPH0435549B2 JPH0435549B2 JP58185741A JP18574183A JPH0435549B2 JP H0435549 B2 JPH0435549 B2 JP H0435549B2 JP 58185741 A JP58185741 A JP 58185741A JP 18574183 A JP18574183 A JP 18574183A JP H0435549 B2 JPH0435549 B2 JP H0435549B2
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Description
この発明は、Fe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石、特に
磁気特性のすぐれたFe−Ｂ−Nd系永久磁石の磁
気特性を劣化させる不純物が少ない希土類磁石用
原料合金の製造方法に関する。 永久磁石材料は、一般家庭の各種電気製品か
ら、大型コンピユータの周辺端末機器まで、幅広
い分野で使用される極めて重要な電気・電子材料
の一つである。近年の電気・電子機器の小形化、
高効率化の要求にともない、永久磁石材料は益々
高性能化が求められるようになつた。 現在の代表的な永久磁石材料は、アルニコ、ハ
ードフエライトおよび希土類コバルト磁石であ
る。近年のコバルトの原料事情の不安定化に伴な
い、コバルトを20〜30wt％含むアルニコ磁石の
需要は減り、鉄の酸化物を主成分とする安価なハ
ードフエライトが磁石材料の主流を占めるように
なつた。一方、希土類コバルト磁石はコバルトを
50〜60wt％も含むうえ、希土類鉱石中にあまり
含まれていないSmを使用するため大変高価であ
るが、他の磁石に比べて、磁気特性が格段に高い
ため、主として小型で付加価値の高い磁気回路に
多用されるようになつた。 そこで、本発明者は先に、高価なSmやCoを必
ずしも含有しない新しい高性能永久磁石として
Fe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希土類元素）永久
磁石を提案した（特願昭57−145072号）。このFe
−Ｂ−Ｒ系磁石材料は、組成（原子％）が８％〜
30％Ｒ、２％〜28％Ｂ、残部Feからなり、保磁
力Hc≧1KOe、残留磁束密度Br＞4KG、の磁気
特性を示し、最大エネルギー積（BH）maxはハ
ードフエライトと同等以上となり、好ましい組成
範囲では、（BH）max≧10MGOeを示し、最大
値は25MGOe以上に達する。また、ＲとしてNd、
Pr等の軽希土類金属を中心とした好ましい組成
範囲では、（BH）maxは36MGOe以上となる。 上記の新規な永久磁石は、例えば焼結磁石の場
合は、次の工程により製造される。 (1) 出発原料として、純度99.9％の電解鉄、
B19.4％を含有し残部はFe及びAl、Si、Ｃ等の
不純物からなるフエロボロン合金、純度99.7％
以上の希土類金属、あるいはさらに、純度99.9
％の電解Coを高周波溶解し、その後水冷銅鋳
型に鋳造し、 (2) スタンプミルにより35メツシユスルーまでに
粗粉砕し、次にボールミルにより３時間微粉砕
（３〜10μｍ）し、 (3) 磁界（10KOe）中配向して加圧成形（1.5t／
cm2にて加圧）し、 (4) 焼結、1000℃〜1200℃、１時間、Ar中、焼
結後放冷、 (5) 時効処理、500℃〜700℃、１時間、Ar中、
処理後放冷。 上述したFe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希土類
元素のうち少なくとも１種）永久磁石を製造する
ための出発原料の希土類金属は、Nd、Pr等の軽
希土類金属の場合にすぐれた特性が得られ、特に
Ndの場合に最もすぐれた磁気特性を示す。しか
しながら、Ndは従来、酸化物としてブラウン管
ガラスやセラミツクコンデンサーの一部に用いら
れたにすぎず、Nd金属ではほとんど用途がなく、
その製錬法についても一般にCa還元法、電解法
が知られているのみで、十分に確立されていな
い。 一般に、電解法により製造する場合、Ndの融
点が1024℃と高いため、溶湯及び塩浴の温度を
1200℃程度の高温に上げる必要があり、そのため
電極、炉耐火物、弗化物、塩化物などから不純物
の混入が避けられず、さらに溶融状態のNdは粘
性が大きく、不純物の分離が困難であるなど種々
の問題があつた。 この発明は、Fe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石におけ
る出発原料の希土類金属の純度が、磁石合金の磁
気特性に及ぼす影響が重大であることに鑑み、純
度の高い希土類磁石用中間原料合金を経て、不純
物を少ないFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を提供するこ
とを目的としている。 すなわち、この発明は、希土類金属の酸化物、
並びに弗化物、塩化物などのハロゲン化物を電解
法によつて還元反応を行なわせる際に、Fe及び
Ｂを添加溶融させることによつて、低融点かつ酸
素等の不純物の少ない3wt％〜20wt％Fe、0.5wt
％〜10wt％Ｂ、残部実質的に希土類金属よりな
るFe−Ｂ−Ｒ中間原料合金を得ることを特徴と
する希土類磁石用原料合金の製造方法である。 一般に、Nd及びFeは、ある組成領域で低融点
となることが知られている。例えば、10wt％Fe
−Nd合金の融点は約700℃であり、これはNd単
独の1050℃に比べて十分に低い。 しかし、このNd−Fe合金は、Nd単独よりも
若干の改善効果はあるが、まだ溶融状態で粘度が
高く、不純物の分離が困難で酸素含有量も多い。 上記の問題を解決するためには、NdまたはNd
合金の融点を下げ、かつ電解浴の温度を下げるこ
と及びNdまたはNd合金に耐酸化性を保有させる
必要がある。 本発明者等は、Fe−Ｂ−Ｒ系磁石がＢを必須
元素とすること、Ｂのハロゲン化物や酸化物の添
加が、弗化リチウム、弗化バリウム、弗化希土等
との混合塩浴の温度を下げる可能性のあることに
着目して、種々の検討を行ない、上記のFe−Ｂ
−Ｒ中間原料合金を用いて磁石材料化を行なつた
場合、従来方法によるNd、Nd−Fe合金を用い
た場合よりも低い不純物濃度と良好な磁石特性を
示すFe−Ｂ−Ｒ系磁石が得られることを知見し
た。 さらに、これに付随して、電解時に電解浴の融
点が下がり、電解浴中の他の成分とFe−Ｂ−Nd
合金との分離が容易に進行し、また介在物が少な
くなることが分つた。 この発明の電解還元法により、Fe−Ｂ−Ｒ合
金を得る具体的方法は、次のとおりである。まず
酸化物の電解法について説明する。 電解浴として、弗化リチウム及び弗化ネオジム
を用いる、この混合浴は68wt％NdF3−LiFあた
りで低融点となるので、該組成付近が望ましい。
また、NdF3またはLiFの一部を弗化バリウム、
弗化マグネシウム、弗化カルシウム等と置換する
ことは、混合浴の温度を下げ、Nd2O3の電解度を
上げる効果を有する。 Ndの原料となるNd2O3は、例えば900℃で上記
混合浴中では約2wt％程度の溶解度しかなく、電
解を正常に継続させるためには電解によつて析出
されるNd粉に相当するNd2O3を常に定量ずつ供
給し続けなければならない。 Ｂの原料となるB2O3は、上記組成、温度で相
当量溶解されるが、供給量を多くすると前記組成
領域外の合金ができるため、Fe−Ｂ−Ｒ中間原
料合金のＢ含有量の狙いによつて供給量を調整し
てやればよい。 この発明における電解還元法において、電解槽
は黒鉛製がよく、陽極は黒鉛を用い、電解槽を兼
ねる構成でもよい。また、陰極にはMo等が一般
に使用されるが、不純物の混入を避けるため、消
耗電極として鉄製の棒や板を用いる。Fe製のも
のを用いれば、Fe−Ｂ−Ｒ合金のFe原料供給源
にもなる。 また、この発明方法において、900℃〜1000℃
で電解すると、鉄陰極上に析出したNdとＢは鉄
と反応して、低融点Fe−Ｂ−Nd合金を作り、電
解槽底部に沈澱し、連続的に製造することができ
る。 電解浴中にFe酸化物を混合し、また、Ｂとし
て弗化物や塩化物を用いたり、鉄以外の電極を用
いても、Fe−Ｂ−Nd合金を得ることができる。 次に、希土類の塩化物を電解する場合は、混合
浴として、NdCl3、KCl、CaF2、CaCl2 NaCl等
の混合浴を用いる。NdはNdCl3を還元すること
により得られ、Ｂは酸化物以外に弗化物、塩化物
が用いられる。その他の条件は上述した酸化物の
電解法の場合と同様である。なお、これらの工程
は不活性ガス雰囲気中でおこなわれることが望ま
しい。 以上には、ＲとしてNdを中心に説明したが、
Nd以外の希土類元素の場合も同様に、この発明
方法は有効であり、また、Fe−Ｂ−Ｒ系磁石の
Ndの一部を重希土類元素のうち、Dy、Tb、
Ho、Er、Gd、Yb等に置換することにより、エ
ネルギー積、保磁力を向上させることができる。 しかし、これら重希土類元素は、Ybを除いて、
いずれも1300℃以上の高い融点を有するため、金
属原料中に酸素や不純物が残留しやすい。そこ
で、かかる場合は、上記重希土類元素のハロゲン
化物、酸化物を電解浴中に添加しておけば、純度
が高く低融点で耐酸化性の高い、例えばNd−Dy
−Fe−Ｂ合金などを得ることができる。 次に、この発明による希土類磁石用原料合金の
組成を限定した理由を説明する。 Feは、3wt％未満、20wt％を越える含有では、
合金の融点が1000℃以上となり、得られる合金中
に、NdF3及びLiFが混入したり、あるいは炉材、
NdF3、LiF中不純物のO2が、Ndと固溶してNd
中に存在したり、Ndの純度が低下し、これを素
材とする磁石合金の磁気特性を劣化させるため、
3wt％〜20wt％の範囲が好ましい。 Ｂは、Nd−Fe合金の融点を下げ、耐酸化性を
増し、またＢのハロゲン化物、酸化物は電解塩浴
の融点を下げる効果を有するために多いほうが望
ましいが、10wt％を越えると、前記磁石組成に
調整する際に、従来法によるようにNdやNd−
Fe合金を併用しなければならず、また、0.5wt％
未満では上記の効果が期待できないため、0.5wt
％〜10wt％の含有とする。 希土類元素Ｒは、Ｙを包含し、軽希土類及び重
希土類を包含するもので、Nd、Pr、La、Ce、
Tb、Dy、Ho、Er、Eu、Sm、Gd、Tm、Yb、
Luを包含する。 また、この発明によるFe−Ｂ−Ｒ系磁石合金
において、Coは50at％までFeと置換することに
より、磁石特性を損ねることなく、キユリー点を
上げ、Brの温度係数を小さくすることができる
ので、Coを含有する中間原料合金を得るために
は、前記Fe−Ｂ−Ｒ中間原料合金のFeの一部ま
たは全部をCoに置換えることによつて、Ｒ−Fe
−Co−Ｂ合金またはＲ−Co−Ｂ合金を得ること
ができる。 さらに、Fe−Ｂ−Ｒ系磁石合金に下記添加元
素Ｍを少なくとも１種を含有させることによつて
保磁力（iHc）を増大させることができる。な
お、２種以上添加する場合は当該添加元素Ｍの最
大値以下の含有とする。 Ti 4.5％以下、Ni 4.5％以下、 Bi ５ ％以下、Ｖ 9.5％以下、 Nb 12.5％以下、Ta 10.5％以下、 Cr 8.5％以下、Mo 9.5％以下、 Ｗ 9.5％以下、Mn 3.5％以下、 Al 9.5％以下、Sb 2.5％以下、 Ge ７ ％以下、Sn 3.5％以下、 Zr 5.5％以下、Hf 5.5％以下、 なお、これらの添加元素は、単独金属または合
金を成分調整の溶製時に添加してもよく、また、
酸化物の化合物を電解塩浴中に混入しておき、Ｒ
−Fe−Ｂ−Ｍ中間原料合金として得ることがで
きる。 この発明による希土類磁石用中間原料合金を使
用して、組成（原子％）が８％〜30％Ｒ、２％〜
28％Ｂ、残部Feの組成に、アルゴンまたは真空
中で溶製された鋳塊を、粉砕、磁界中成形、焼
結、時効処理を施した磁気異方性磁石は、保磁力
Hc≧1KOe、残留磁束密度Br＞4KG、の磁気特
性を示し、最大エネルギー積（BH）maxはハー
ドフエライトと同等以上となる。 また、Ｒの主成分、すなわち50原子％以上を
Nd、Prなどの軽希土類金属とした磁気異方性磁
石合金は、組成（原子％）が12％〜20％Ｒ、４％
〜24％Ｂ、残部Feの場合、（BH）max≧
10MGOe以上のすぐれた磁気特性を示し、特に
軽希土類金属がNdのときは、（BH）maxはその
最大値が36MGOe以上に達する。 以下に、この発明による実施例を示しその効果
を明らかにする。 実施例 １ 電解浴として、LiF32wt％−68wt％NdF3の混
合浴を、黒鉛製の容器に入れ、900℃〜1000℃に
加熱し、さらに、この混合浴に、91wt％Nd2O3
と9wt％B2O3からなる原料を供給した。 槽底面に受け皿として、BN焼結体を用い、陰
極として鉄製の棒をその先端が常に浴中に浸漬す
るように保持し、黒鉛容器を陽極として用い、装
置全体をステンレス製容器中に収納し、Ar気流
中で電解できるよう構成し、約20Aの電流を10時
間通電することにより、164ｇのFe−Ｂ−Nd中
間原料合金を得た。 得られた合金の組成は、16.8wt％Fe−3.0wt％
Ｂ−Ndであり、このFe−Ｂ−Nd合金中に含ま
れる不純物量を第１表に示す。 次に、上記の16.8wt％Fe−3.0wt％Ｂ−Nd合
金を用い、他の原料を調整して14at％Nd−7at％
Ｂ−Feの組成になるよう真空中で溶解を行なつ
た。 得られた鋳塊を粉砕スタンプミルにより35メツ
シユスルーまでに粗粉砕し、さらにボールミルに
より粉砕して平均粒径3μｍの微粉となした。つ
いで、磁界（10KOe）中配向したのち、2t／cm2に
て加圧成形して成形体を得た。 得られた成形体を、1100℃、１時間、20Torr、
Ar中の焼結条件で焼結し、焼結後放冷したのち、
さらに、600℃、１時間、Ar中で時効処理を行な
い磁石合金を得た。 比較のため、出発原料のNdとして、第１表に
示す不純物を含有する市販のNdを使用した以外
は全く同じ製造条件で作製した同一組成の比較磁
石合金、並びにＢを供給せずに他の条件は全く同
一にして製造した比較磁石合金の磁石特性を測定
し第２表に示し、さらに、上記の各中間原料の不
純物量を第１表に示す。 この発明による磁石素材用中間原料合金は、不
純物量、特に酸素量が少なく、この中間合金を使
用することにより、希土類金属に含まれる不純物
の影響が少なく、磁気特性が向上することがわか
る。 実施例 ２ 電解浴として、KCl37.5wt％、NdCl362.5wt％
の混合浴を黒鉛製の容器に入れ、950℃〜1100℃
に加熱した。電解浴中にはB2O3が常に約0.5wt％
存在するように供給し、容器、電極は実施例１と
全く同一のものを使用し、約20Aの電流を10時間
通電することにより、121ｇの19.1wt％Fe−1.3％
wtB−Nd合金を得た。 得られたFe−Ｂ−Nd合金の不純物を測定し、
第１表に示し、さらに、この合金を用いて実施例
１と同様の製造方法で磁石材料化し、得られた磁
石の特性を測定して第２表に示す。 結果から明らかなように、本発明の塩化物電解
によつても、不純物が少なく、すぐれた磁石特性
を示す磁石が得られることがわかる。
土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石、特に
磁気特性のすぐれたFe−Ｂ−Nd系永久磁石の磁
気特性を劣化させる不純物が少ない希土類磁石用
原料合金の製造方法に関する。 永久磁石材料は、一般家庭の各種電気製品か
ら、大型コンピユータの周辺端末機器まで、幅広
い分野で使用される極めて重要な電気・電子材料
の一つである。近年の電気・電子機器の小形化、
高効率化の要求にともない、永久磁石材料は益々
高性能化が求められるようになつた。 現在の代表的な永久磁石材料は、アルニコ、ハ
ードフエライトおよび希土類コバルト磁石であ
る。近年のコバルトの原料事情の不安定化に伴な
い、コバルトを20〜30wt％含むアルニコ磁石の
需要は減り、鉄の酸化物を主成分とする安価なハ
ードフエライトが磁石材料の主流を占めるように
なつた。一方、希土類コバルト磁石はコバルトを
50〜60wt％も含むうえ、希土類鉱石中にあまり
含まれていないSmを使用するため大変高価であ
るが、他の磁石に比べて、磁気特性が格段に高い
ため、主として小型で付加価値の高い磁気回路に
多用されるようになつた。 そこで、本発明者は先に、高価なSmやCoを必
ずしも含有しない新しい高性能永久磁石として
Fe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希土類元素）永久
磁石を提案した（特願昭57−145072号）。このFe
−Ｂ−Ｒ系磁石材料は、組成（原子％）が８％〜
30％Ｒ、２％〜28％Ｂ、残部Feからなり、保磁
力Hc≧1KOe、残留磁束密度Br＞4KG、の磁気
特性を示し、最大エネルギー積（BH）maxはハ
ードフエライトと同等以上となり、好ましい組成
範囲では、（BH）max≧10MGOeを示し、最大
値は25MGOe以上に達する。また、ＲとしてNd、
Pr等の軽希土類金属を中心とした好ましい組成
範囲では、（BH）maxは36MGOe以上となる。 上記の新規な永久磁石は、例えば焼結磁石の場
合は、次の工程により製造される。 (1) 出発原料として、純度99.9％の電解鉄、
B19.4％を含有し残部はFe及びAl、Si、Ｃ等の
不純物からなるフエロボロン合金、純度99.7％
以上の希土類金属、あるいはさらに、純度99.9
％の電解Coを高周波溶解し、その後水冷銅鋳
型に鋳造し、 (2) スタンプミルにより35メツシユスルーまでに
粗粉砕し、次にボールミルにより３時間微粉砕
（３〜10μｍ）し、 (3) 磁界（10KOe）中配向して加圧成形（1.5t／
cm2にて加圧）し、 (4) 焼結、1000℃〜1200℃、１時間、Ar中、焼
結後放冷、 (5) 時効処理、500℃〜700℃、１時間、Ar中、
処理後放冷。 上述したFe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希土類
元素のうち少なくとも１種）永久磁石を製造する
ための出発原料の希土類金属は、Nd、Pr等の軽
希土類金属の場合にすぐれた特性が得られ、特に
Ndの場合に最もすぐれた磁気特性を示す。しか
しながら、Ndは従来、酸化物としてブラウン管
ガラスやセラミツクコンデンサーの一部に用いら
れたにすぎず、Nd金属ではほとんど用途がなく、
その製錬法についても一般にCa還元法、電解法
が知られているのみで、十分に確立されていな
い。 一般に、電解法により製造する場合、Ndの融
点が1024℃と高いため、溶湯及び塩浴の温度を
1200℃程度の高温に上げる必要があり、そのため
電極、炉耐火物、弗化物、塩化物などから不純物
の混入が避けられず、さらに溶融状態のNdは粘
性が大きく、不純物の分離が困難であるなど種々
の問題があつた。 この発明は、Fe−Ｂ−Ｒ系（ＲはＹを含む希
土類元素のうち少なくとも１種）永久磁石におけ
る出発原料の希土類金属の純度が、磁石合金の磁
気特性に及ぼす影響が重大であることに鑑み、純
度の高い希土類磁石用中間原料合金を経て、不純
物を少ないFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石を提供するこ
とを目的としている。 すなわち、この発明は、希土類金属の酸化物、
並びに弗化物、塩化物などのハロゲン化物を電解
法によつて還元反応を行なわせる際に、Fe及び
Ｂを添加溶融させることによつて、低融点かつ酸
素等の不純物の少ない3wt％〜20wt％Fe、0.5wt
％〜10wt％Ｂ、残部実質的に希土類金属よりな
るFe−Ｂ−Ｒ中間原料合金を得ることを特徴と
する希土類磁石用原料合金の製造方法である。 一般に、Nd及びFeは、ある組成領域で低融点
となることが知られている。例えば、10wt％Fe
−Nd合金の融点は約700℃であり、これはNd単
独の1050℃に比べて十分に低い。 しかし、このNd−Fe合金は、Nd単独よりも
若干の改善効果はあるが、まだ溶融状態で粘度が
高く、不純物の分離が困難で酸素含有量も多い。 上記の問題を解決するためには、NdまたはNd
合金の融点を下げ、かつ電解浴の温度を下げるこ
と及びNdまたはNd合金に耐酸化性を保有させる
必要がある。 本発明者等は、Fe−Ｂ−Ｒ系磁石がＢを必須
元素とすること、Ｂのハロゲン化物や酸化物の添
加が、弗化リチウム、弗化バリウム、弗化希土等
との混合塩浴の温度を下げる可能性のあることに
着目して、種々の検討を行ない、上記のFe−Ｂ
−Ｒ中間原料合金を用いて磁石材料化を行なつた
場合、従来方法によるNd、Nd−Fe合金を用い
た場合よりも低い不純物濃度と良好な磁石特性を
示すFe−Ｂ−Ｒ系磁石が得られることを知見し
た。 さらに、これに付随して、電解時に電解浴の融
点が下がり、電解浴中の他の成分とFe−Ｂ−Nd
合金との分離が容易に進行し、また介在物が少な
くなることが分つた。 この発明の電解還元法により、Fe−Ｂ−Ｒ合
金を得る具体的方法は、次のとおりである。まず
酸化物の電解法について説明する。 電解浴として、弗化リチウム及び弗化ネオジム
を用いる、この混合浴は68wt％NdF3−LiFあた
りで低融点となるので、該組成付近が望ましい。
また、NdF3またはLiFの一部を弗化バリウム、
弗化マグネシウム、弗化カルシウム等と置換する
ことは、混合浴の温度を下げ、Nd2O3の電解度を
上げる効果を有する。 Ndの原料となるNd2O3は、例えば900℃で上記
混合浴中では約2wt％程度の溶解度しかなく、電
解を正常に継続させるためには電解によつて析出
されるNd粉に相当するNd2O3を常に定量ずつ供
給し続けなければならない。 Ｂの原料となるB2O3は、上記組成、温度で相
当量溶解されるが、供給量を多くすると前記組成
領域外の合金ができるため、Fe−Ｂ−Ｒ中間原
料合金のＢ含有量の狙いによつて供給量を調整し
てやればよい。 この発明における電解還元法において、電解槽
は黒鉛製がよく、陽極は黒鉛を用い、電解槽を兼
ねる構成でもよい。また、陰極にはMo等が一般
に使用されるが、不純物の混入を避けるため、消
耗電極として鉄製の棒や板を用いる。Fe製のも
のを用いれば、Fe−Ｂ−Ｒ合金のFe原料供給源
にもなる。 また、この発明方法において、900℃〜1000℃
で電解すると、鉄陰極上に析出したNdとＢは鉄
と反応して、低融点Fe−Ｂ−Nd合金を作り、電
解槽底部に沈澱し、連続的に製造することができ
る。 電解浴中にFe酸化物を混合し、また、Ｂとし
て弗化物や塩化物を用いたり、鉄以外の電極を用
いても、Fe−Ｂ−Nd合金を得ることができる。 次に、希土類の塩化物を電解する場合は、混合
浴として、NdCl3、KCl、CaF2、CaCl2 NaCl等
の混合浴を用いる。NdはNdCl3を還元すること
により得られ、Ｂは酸化物以外に弗化物、塩化物
が用いられる。その他の条件は上述した酸化物の
電解法の場合と同様である。なお、これらの工程
は不活性ガス雰囲気中でおこなわれることが望ま
しい。 以上には、ＲとしてNdを中心に説明したが、
Nd以外の希土類元素の場合も同様に、この発明
方法は有効であり、また、Fe−Ｂ−Ｒ系磁石の
Ndの一部を重希土類元素のうち、Dy、Tb、
Ho、Er、Gd、Yb等に置換することにより、エ
ネルギー積、保磁力を向上させることができる。 しかし、これら重希土類元素は、Ybを除いて、
いずれも1300℃以上の高い融点を有するため、金
属原料中に酸素や不純物が残留しやすい。そこ
で、かかる場合は、上記重希土類元素のハロゲン
化物、酸化物を電解浴中に添加しておけば、純度
が高く低融点で耐酸化性の高い、例えばNd−Dy
−Fe−Ｂ合金などを得ることができる。 次に、この発明による希土類磁石用原料合金の
組成を限定した理由を説明する。 Feは、3wt％未満、20wt％を越える含有では、
合金の融点が1000℃以上となり、得られる合金中
に、NdF3及びLiFが混入したり、あるいは炉材、
NdF3、LiF中不純物のO2が、Ndと固溶してNd
中に存在したり、Ndの純度が低下し、これを素
材とする磁石合金の磁気特性を劣化させるため、
3wt％〜20wt％の範囲が好ましい。 Ｂは、Nd−Fe合金の融点を下げ、耐酸化性を
増し、またＢのハロゲン化物、酸化物は電解塩浴
の融点を下げる効果を有するために多いほうが望
ましいが、10wt％を越えると、前記磁石組成に
調整する際に、従来法によるようにNdやNd−
Fe合金を併用しなければならず、また、0.5wt％
未満では上記の効果が期待できないため、0.5wt
％〜10wt％の含有とする。 希土類元素Ｒは、Ｙを包含し、軽希土類及び重
希土類を包含するもので、Nd、Pr、La、Ce、
Tb、Dy、Ho、Er、Eu、Sm、Gd、Tm、Yb、
Luを包含する。 また、この発明によるFe−Ｂ−Ｒ系磁石合金
において、Coは50at％までFeと置換することに
より、磁石特性を損ねることなく、キユリー点を
上げ、Brの温度係数を小さくすることができる
ので、Coを含有する中間原料合金を得るために
は、前記Fe−Ｂ−Ｒ中間原料合金のFeの一部ま
たは全部をCoに置換えることによつて、Ｒ−Fe
−Co−Ｂ合金またはＲ−Co−Ｂ合金を得ること
ができる。 さらに、Fe−Ｂ−Ｒ系磁石合金に下記添加元
素Ｍを少なくとも１種を含有させることによつて
保磁力（iHc）を増大させることができる。な
お、２種以上添加する場合は当該添加元素Ｍの最
大値以下の含有とする。 Ti 4.5％以下、Ni 4.5％以下、 Bi ５ ％以下、Ｖ 9.5％以下、 Nb 12.5％以下、Ta 10.5％以下、 Cr 8.5％以下、Mo 9.5％以下、 Ｗ 9.5％以下、Mn 3.5％以下、 Al 9.5％以下、Sb 2.5％以下、 Ge ７ ％以下、Sn 3.5％以下、 Zr 5.5％以下、Hf 5.5％以下、 なお、これらの添加元素は、単独金属または合
金を成分調整の溶製時に添加してもよく、また、
酸化物の化合物を電解塩浴中に混入しておき、Ｒ
−Fe−Ｂ−Ｍ中間原料合金として得ることがで
きる。 この発明による希土類磁石用中間原料合金を使
用して、組成（原子％）が８％〜30％Ｒ、２％〜
28％Ｂ、残部Feの組成に、アルゴンまたは真空
中で溶製された鋳塊を、粉砕、磁界中成形、焼
結、時効処理を施した磁気異方性磁石は、保磁力
Hc≧1KOe、残留磁束密度Br＞4KG、の磁気特
性を示し、最大エネルギー積（BH）maxはハー
ドフエライトと同等以上となる。 また、Ｒの主成分、すなわち50原子％以上を
Nd、Prなどの軽希土類金属とした磁気異方性磁
石合金は、組成（原子％）が12％〜20％Ｒ、４％
〜24％Ｂ、残部Feの場合、（BH）max≧
10MGOe以上のすぐれた磁気特性を示し、特に
軽希土類金属がNdのときは、（BH）maxはその
最大値が36MGOe以上に達する。 以下に、この発明による実施例を示しその効果
を明らかにする。 実施例 １ 電解浴として、LiF32wt％−68wt％NdF3の混
合浴を、黒鉛製の容器に入れ、900℃〜1000℃に
加熱し、さらに、この混合浴に、91wt％Nd2O3
と9wt％B2O3からなる原料を供給した。 槽底面に受け皿として、BN焼結体を用い、陰
極として鉄製の棒をその先端が常に浴中に浸漬す
るように保持し、黒鉛容器を陽極として用い、装
置全体をステンレス製容器中に収納し、Ar気流
中で電解できるよう構成し、約20Aの電流を10時
間通電することにより、164ｇのFe−Ｂ−Nd中
間原料合金を得た。 得られた合金の組成は、16.8wt％Fe−3.0wt％
Ｂ−Ndであり、このFe−Ｂ−Nd合金中に含ま
れる不純物量を第１表に示す。 次に、上記の16.8wt％Fe−3.0wt％Ｂ−Nd合
金を用い、他の原料を調整して14at％Nd−7at％
Ｂ−Feの組成になるよう真空中で溶解を行なつ
た。 得られた鋳塊を粉砕スタンプミルにより35メツ
シユスルーまでに粗粉砕し、さらにボールミルに
より粉砕して平均粒径3μｍの微粉となした。つ
いで、磁界（10KOe）中配向したのち、2t／cm2に
て加圧成形して成形体を得た。 得られた成形体を、1100℃、１時間、20Torr、
Ar中の焼結条件で焼結し、焼結後放冷したのち、
さらに、600℃、１時間、Ar中で時効処理を行な
い磁石合金を得た。 比較のため、出発原料のNdとして、第１表に
示す不純物を含有する市販のNdを使用した以外
は全く同じ製造条件で作製した同一組成の比較磁
石合金、並びにＢを供給せずに他の条件は全く同
一にして製造した比較磁石合金の磁石特性を測定
し第２表に示し、さらに、上記の各中間原料の不
純物量を第１表に示す。 この発明による磁石素材用中間原料合金は、不
純物量、特に酸素量が少なく、この中間合金を使
用することにより、希土類金属に含まれる不純物
の影響が少なく、磁気特性が向上することがわか
る。 実施例 ２ 電解浴として、KCl37.5wt％、NdCl362.5wt％
の混合浴を黒鉛製の容器に入れ、950℃〜1100℃
に加熱した。電解浴中にはB2O3が常に約0.5wt％
存在するように供給し、容器、電極は実施例１と
全く同一のものを使用し、約20Aの電流を10時間
通電することにより、121ｇの19.1wt％Fe−1.3％
wtB−Nd合金を得た。 得られたFe−Ｂ−Nd合金の不純物を測定し、
第１表に示し、さらに、この合金を用いて実施例
１と同様の製造方法で磁石材料化し、得られた磁
石の特性を測定して第２表に示す。 結果から明らかなように、本発明の塩化物電解
によつても、不純物が少なく、すぐれた磁石特性
を示す磁石が得られることがわかる。
【表】
Claims (1)
- １ 希土類金属の酸化物またはハロゲン化物を
Fe及びＢの存在下で電解還元して、3wt％〜
20wt％Fe、0.5wt％〜10wt％Ｂ、残部実質的に
希土類金属よりなるFe−Ｂ−Ｒ中間原料合金を
得ることを特徴とする希土類磁石用原料合金の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185741A JPS6077944A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 希土類磁石用原料合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58185741A JPS6077944A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 希土類磁石用原料合金の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6077944A JPS6077944A (ja) | 1985-05-02 |
| JPH0435549B2 true JPH0435549B2 (ja) | 1992-06-11 |
Family
ID=16176043
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58185741A Granted JPS6077944A (ja) | 1983-10-03 | 1983-10-03 | 希土類磁石用原料合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6077944A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2761002B2 (ja) * | 1988-10-05 | 1998-06-04 | 昭和電工株式会社 | Ｎｄ−Ｆｅ合金又はＮｄ金属の製造方法 |
| JP4649591B2 (ja) * | 2004-12-27 | 2011-03-09 | 日立金属株式会社 | 希土類合金の製造方法 |
| JP5853826B2 (ja) * | 2012-03-30 | 2016-02-09 | 日立金属株式会社 | 希土類元素の金属および合金の製造方法 |
| CN116716496A (zh) * | 2023-05-25 | 2023-09-08 | 鞍钢股份有限公司 | 一种齿条钢层状铸造用复合熔剂及其制备、使用方法 |
-
1983
- 1983-10-03 JP JP58185741A patent/JPS6077944A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6077944A (ja) | 1985-05-02 |
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