JPH045738B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH045738B2
JPH045738B2 JP58161627A JP16162783A JPH045738B2 JP H045738 B2 JPH045738 B2 JP H045738B2 JP 58161627 A JP58161627 A JP 58161627A JP 16162783 A JP16162783 A JP 16162783A JP H045738 B2 JPH045738 B2 JP H045738B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
less
composition
sintering
permanent magnet
magnet material
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58161627A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6052556A (ja
Inventor
Hitoshi Yamamoto
Masato Sagawa
Setsuo Fujimura
Yutaka Matsura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Special Metals Co Ltd filed Critical Sumitomo Special Metals Co Ltd
Priority to JP58161627A priority Critical patent/JPS6052556A/ja
Priority to US06/532,471 priority patent/US4601875A/en
Priority to CA000436891A priority patent/CA1287509C/en
Priority to EP83109508A priority patent/EP0126802B2/en
Priority to DE8383109508T priority patent/DE3378707D1/de
Publication of JPS6052556A publication Critical patent/JPS6052556A/ja
Priority to SG594/90A priority patent/SG59490G/en
Priority to HK753/90A priority patent/HK75390A/en
Publication of JPH045738B2 publication Critical patent/JPH045738B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は新規な希土類石材料の製造方法に係
り、FeBRをベースとして添加元素M1を含み特
にSmなどの希少希土類金属を必ずしも必要とせ
ず資源的に豊富でかつ用途が少ないNdやPrを中
心とする軽希土類とFeを主成分とする高性能な
永久磁石材料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
型コンピユーターの周辺端末機器まで巾広い分野
で使用されている極めて重要な電気・電子材料の
一つである。近年電気機器の小型化、高効率化の
要求にともない、永久磁石材料はますます高性能
化が求められている。また実用的にはモーター用
発電機用磁気カツプリング用など極めて大きい逆
磁界のかかる用途も多く高保磁力を有する磁石材
料も求められている。 現在使用されている永久磁石のうち代表的なも
のはアルニコ、ハードフエライト、および希土類
コバルト磁石である。最近の高い磁石特性を満た
す永久磁石としては希土類コバルト磁石である。
しかし希土類コバルト磁石は資源的に希少なSm
を必要とし供給が不安定なCoを多量に使用する
ため非常に高価である。 希土類磁石材料がもつと広い分野でかつ多量に
使用されるようになるためには高価なコバルトを
多量に含まず希土類金属として鉱石中に多量に含
まれている軽希土類を主成分とすることが必要で
ある。そのような永久磁石材料への一つの試みと
してRFe2系化合物（但しＲは希土類金属の少な
くとも１種）が提案された。クラーク（A.E.
Clark）はスパツタリングにより得られた非晶質
TbFe2は4.2°Kで29.5MGOeのエネルギー積をも
ち、これを300〜500℃で熱処理すると室温で保磁
力は3.4kOe，最大エネルギー積は7MGOeを示す
ことを見い出した。同様な研究はSmFe2につい
ても行われ77°Kで9.2MGOeを示すことが報告さ
れている。 しかしこれらのものはどれもスパツタリングに
より作成された薄膜であり一般のスピーカーやモ
ーターに使用できる磁石ではない。またPrFe系
合金の超急冷により作製したリボンが2.8kOeの
高保磁力を示すことが報告されている。さらにク
ーン等は（Fe.B）0.9Tb0.05La0.05の超急冷により得
られた非晶質リボンを627℃で焼鈍すると保磁力
が9kOeにも達することを見い出した（Brは
5kG）。しかしこの場合磁化曲線の角形性が悪い
ため最大エネルギー積は低い（N.C.Koon他
Appl.Phys.Lett.39（10）1981，840〜842頁）。 またカバコフ（L.Kabacoff）等は（FeB）1-X
Prx（ｘ＝０〜0.3原子比）の組成の超急冷で作製
したリボンはFe・Pr2成分系で室温でkOeレベル
の保磁力をもつものがあると報告している。これ
らの超急冷でのリボン又はスパツタリングによる
薄膜はそれ自体として使用可能な実用永久磁石
（体）ではなく、これらのリボンや薄膜から実用
永久磁石を得ることは出来ない。即ち従来提案さ
れているFeBR系のリボン又はRFe系の薄膜から
は任意の形状・寸法を有するバルク永久磁石体を
得ることは出来ない。又これまでに報告された
FeBR系のリボンの磁化曲線は角形性が悪く従来
慣用されている磁石に対抗できる実用永久磁石材
料とはみなされない。更に超急冷でのリボン、ス
パツタリングによる薄膜はいずれも本質上等方性
であり、これから磁気異方性の実用永久磁石を得
ることは事実上不可能であつた。 本発明の目的は従来の欠点を除去したSm等の
希少な希土類を必ずしも用いる必要がなくCo等
資源的に問題のある成分を多く含まない新規な永
久磁石材料を得ることを基本目的とする。さら
に、本発明は、室温で良好な磁石特性を有し任意
の形状・実用寸法に成形でき、磁化曲線の角形性
が高いものであり、資源的に豊富な軽希土類元素
を有効に使用可能な永久磁石材料を簡便に得るた
めの製造方法を提供せんとするものである。 本発明者等は先にSm，Coを必ずしも用いる必
要のないFeBR系永久磁石材料を発明した（特願
昭57−145072）。このFeBR系永久磁石材料は、
従来知られているRCo5やR2Co17化合物とは異な
る新しい化合物を基礎とし、特にボロンＢは、従
来の、たとえば非晶質合金作成時の非晶質促進元
素又は粉末治金法における焼結促進元素として添
加されるものではなく、このFeBR系永久磁石材
料の実体的内容を構成する磁気的に安定で高い磁
気異方性定数を有するＲ−Fe−Ｂ化合物の必須
構成元素であることを明らかにした（なお、上記
FeBR系永久磁石材料に基づき、適当なミクロ組
織を形成することによつて磁気異方性焼結永久磁
石が得られることも明らかにした）。更に、こう
したFeBR系永久磁石材料が、所定の組成を有す
る平均粒度0.3〜80μmの合金粉末（組成物）を成
形し、非酸化性雰囲気において900〜1200℃で焼
結することによつて製造できることも発明し、別
途出願した（特願昭58−88372）。 本発明者らは前記目的を達成するため更にこう
したFeBR三元化合物に基づく結晶質の永久磁石
材料の製法について鋭意研究したところFeBR系
をベースとしFeの一部をCoで置換し、添加元素
M1（Ti，Zr，Hf，HN，Ni，Ge，Sn，Bi，Sb）
を含むFeCoBRM1系の一定の組成範囲の合金粉
末を成形し、焼結し、更に熱処理することにより
磁石特性、特に保磁力と角形性が著しく優れた永
久磁石材料が得られることを見い出し本願発明に
至つたものである。 即ち、本発明によれば、原子百分率で８〜30％
のＲ（但しＲはＹを包含する希土類元素の少なく
とも１種）、２〜28％のＢ、所定％以下の添加元
素M1の１種又は２種以上 （但しM10％を除き、M1は Ti 4.5％以下、 Zr 5.5％以下、 Hf 5.5％以下、 Mn 8.0％以下、 Ni 8.0％以下、 Ge 7.0％以下、 Sn 3.5％以下、 Bi 5.0％以下、 及びSb 2.5％以下であり、 ２種以上のＭを含む場合M1の合量は含有する
M1の当該各元素のうち最大値を有するものの所
定％以下）、及び残部実質上Fe（製造上不可避の
不純物を含む）からなるFeBRM1系組成のうち
Feの一部を全組成に対して50％以下のCo（０％を
除く）で置換してなる組成（FeCOBRM1組成）
を有し、900〜1200℃で焼結してなる焼結体を、
350℃〜当該焼結温度以下で熱処理することを特
徴とする永久磁石材料の製造方法によつて、上記
目的を達成できる。 上記熱処理によつて、同一組成の焼結体に対し
他の磁気特性を劣化させることなく保磁力の顕著
な増大が得られる。この点は、例えば希土類元素
Ｒの増加による保磁力の増大の場合残留磁化の減
少をもたらすこと（特願昭57−145072号参照）に
対比するとその意義は極めて大きい。所定量の
M1の存在はこの熱処理による保磁力増大の効果
をさらに高めると共に、Coの存在により実用上
十分高いキユリー点を実現している。 又、このFeCoBRM1系組成にさらに所定％以
下の元素Ｘ（Cu3.5％以下、S2.0％以下、C4.0％以
下及びP3.5％以下）の一種又は二種以上を含有し
てなるFeCoBRM1系組成についても同様な焼結
後の熱処理の効果が達成できる。 なおかかる焼結体を前記先願におけるように所
定の組成を有する平均粒度0.3〜80μmの合金粉末
組成物を成形、特に非酸化性雰囲気で焼結するこ
とによつて得ることが好ましい。こうして得られ
る永久磁石材料は、上記FeCoBRM1系組成にお
いて磁気異方性の場合特に優れた磁気特性を示
す。 本発明製法は、従来のFeBR系アモルフアスリ
ボンと異なり磁気異方性の永久磁石材料が得られ
る点で特徴的であるが、等方性のものも従来の等
方性永久磁石材料に比して優れたものが得られ
る。以下、まず主として磁気異方性永久磁石材料
を製造する場合を基本として説明する。 本発明の永久磁石材料の製法において、FeBR
系組成においてFeをCoにより一部置換すること
により磁石材料の温度特性を改善すると共に添加
元素M1の添加及び時効処理により保磁力及び角
形性を改善するものであるが、更には希土類元素
Ｒとして資源的に豊富なNdやPrなどの軽希土類
を用いて高い磁気特性を発現させるものである。 一般にFe合金へのCoの添加は添加量の増大に
よりキユリー点Tcが上昇するものと下降するも
のがあり、一般的に添加効果を予測することは困
難である。本発明においてFeのCoによる置換の
結果はCoの置換量の増大に伴いTcは徐々に増大
することが明らかとなつた。又磁石材料組成のＲ
の種類によらず同様な傾向が確認される。Coの
置換量はわずかでも（例えば１％でも）Tc増大
に有効であり、Coの置換量により約310〜約750
℃の任意のTcをもつ合金が得られるがCo量は50
％（以下％は合金中の原子百分率を示す）以下で
十分効果が得られ、CoはiHc 1kOe以上とするた
め50％以下とする（以下％は合金中の原子百分率
を示す）。 Ｂは保磁力が1kOe以上を満たすために２％以
上とし、ハードフエライトの残留磁束密度Br約
4kG以上とするためには28％以下である。希土類
元素Ｒは保磁力1kOe以上とするため８％以上必
要であり、また燃え易く工業的取扱・製造上の困
難のため、また高価であることから30％以下とす
る。Ｂとしては純ボロン又はフエロボロンを用い
ることが出来、不純物としてAl，Si，Ｃなどを
含むものを用いることが出来る。 Ｒとしては資源的に豊富な軽希土類を用いるこ
とができ必ずしもSmを必要とせず或いはSmを主
体とする必要もないので原料が安価でありきわめ
て有用である。本発明の永久磁石材料は従来の
RCo磁石材料に比べて資源的、価格的いずれの点
においても有利であり磁気特性の上からも一層優
れたものが得られる。本発明で明るい希土類元素
ＲはＹを含有し、軽希土類及び重希土類を包含す
る希土類元素であり、そのうち一種以上を用い
る。即ちこのＲとしてはNd，Pr，La，Ce，Tb，
Dy，Ho，Er，Eu，Sm，Gd，Pm，Tm，Yb，
Lu及びＹが包含される。Ｒとしては軽希土類を
もつて足り、特にNd，Prが好ましい。また通例
Ｒとして一種をもつて足りるが実用上は２種以上
の混合物（ミツシユメタル、ジジム等）を入手上
の便宜等の理由により用いることができ、Sm，
Ｙ，La，Ce，Gd等は他のＲ、特にNd，Pr等と
の混合物として用いることができる。なおＲとし
ては純希土類元素でなくともよく工業上入手可能
な範囲で製造上不可避な不純物を含有するもので
も用いることが出来る。 本発明によつて製造される永久磁石材料におい
て添加元素M1は保磁力を増大させる効果をもつ
ている。保磁力の増大は磁石の安定性を増し、そ
の用途が拡大される。しかしM1はその増大につ
れてBrが低下していき、そのため最大エネルギ
ー積（BH）maxが減少する。（BH）maxは少し
低くなつても高い保磁力Hcが必要とされる用途
は最近ことに多くなつてきたためM1を含む合金
は大変有用であるが（BH）maxは4MGOe以上
の範囲で有用である。 添加元素Ｍ１の夫々の添加によるBrへの及ぼ
す効果を明らかにするためその添加量を変化させ
てBrの変化を測定しハードフエライトのBr約
4kGと同等以上をその範囲とする。またハードフ
エライトの（BH）max約4MGOeと同等以上の
範囲を考慮しM1の添加量の上限は Ti 4.5％以下、 Zr 5.5％以下、 Hf 5.5％以下、 Mn 8.0％以下、 Ni 8.0％以下、 Ge 7.0％以下、 Sn 3.5％以下、 Bi 5.0％以下、 及びSb 2.5％以下である。 M1は０％を含まずまた１種もしくは２種以上
を添加することが出来る。２種以上含有する場合
には各添加元素の特性の中間の値を一般に示し
夫々の元素の含有量は上記％の範囲内でかつその
合量が各元素に対する上記％の最大値以下とす
る。 前記FeCoBRM1組成の範囲内の場合、最大エ
ネルギー積（BH）maxはハードフエライト磁石
（〜4MGOe）と同等あるいはそれ以上となる。
また軽希土類元素（特にNd，Pr）を全Ｒ中の50
％以上含有し、かつ12〜24％のＲ，３〜27％の
Ｂ，Co50％以下（但しCo0％を除く）、添加元素
M1はTi4.0％以下、Zr4.5％以下、Hf4.5％以下、
Mn6.0％以下、Ni3.5％以下、Ge5.5％以下、
Sn2.5％以下、Bi4.0％以下、及びSb1.5％以下で
あり、M1の合量は含有するM1の当該各含有元素
のうち最大値を有するものの原子百分率以下、残
部は実質的にFeの組成範囲の場合、（BH）max
は7MGOe以上と好ましい範囲となる。さらに最
も好ましい範囲は軽希土類元素（特にNd，Pr）
を全Ｒ中の50％以上含有し、かつ12〜20％のＲ、
４〜24％のＢ，Co50％以下（但しCo0％を除く）、
添加元素M1はTi3.5％以下、Zr3.5％以下、Hf3.5
％以下、Mn4.0％以下、Ni2.0％以下、Ge4.0％以
下、Sn1.0％以下、Bi3.0％以下、及びSb0.5％以
下であり、M1の合量は含有するM1の当該各含有
元素のうち最大値を有するものの原子百分率以
下、残部は実質的にFeの組成範囲の場合、（BH）
maxは10MGOe以上十分可能であり、最高の最
大エネルギー積は33MGOe以上に達する。また
本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−M1合金はCo5％以上
で残留磁束密度（Br）の温度係数（α）はα≦
0.1％／℃となり、温度特性が良好となり、Coを
含有しないFe−Ｂ−Ｒ合金に比較して良好な温
度特性を有するのみならず、Co添加により減磁
曲線の各形性が改善されるため、最大エネルギー
積の向上がはかれる。Co25％以下において、他
の磁気特性（特にエネルギー積）は実質上悪影響
を受けない。Coが25％をこえると、（BH）max
は減少する。また、CoはFeに比べて耐蝕性を有
するので、Fe−Ｂ−Ｒ合金にCoを添加すること
により耐蝕性を付与することが可能である。 本発明によつて製造されるFeCoBRM1系焼結
体から成る永久磁石材料は、Fe，Co，Ｂ，Ｒ，
M1の外Cu，Ｃ，Ｓ，Ｐ，Ca，Mg，Ｏ，Si等を
少量含有することも可能であり、製造性改善、低
価格化が可能となる。特に、Cu3.5％以下、S2.0
％以下、C4.0％以下、P3.5％以下（但しその合量
は当該各元素の最大値以下）が実用上好ましい。
こうした元素の含有によつても、なおハードフエ
ライトと同程度のBr（4kG程度）以上であり、有
用である。さらにCa，Mgについては夫々４％以
下、Ｏ，Ｓについては夫々２％以下（但しその合
量は当該各元素の最大値以下）とすることが好ま
しい。なお、Cu，Ｐは安価な原料から、Ｃは有
機成形助剤等から、Ｓは製造工程から混入するこ
ともある。また、合金粉末の状態においては、処
理工程、空気からの吸着成分（水分、酸素等）が
含まれ易いが、これらは焼結時に除去することが
できる。但し、必要に応じて工程、保存に注意す
る。その他、工業的製造上不可避な不純物の存在
を許容できる点で本発明は実用的である。 以下本発明の製造方法を磁気異方性永久磁石材
料を製造する場合について更に説明する。 まず出発原料となる前記FeCoBRM1組成の合
金粉末（組成物）を得る。これは通常の合金溶
解・鋳造で得た合金鋳塊を粉砕して分級、配合等
により供してもよく、あるいはCa等の還元剤を
用いて酸化物から還元法によつて得てもよいが、
FeCoBRM１合金粉末の平均粒度0.3〜80μmのも
のを用いることが好ましい。平均粒度80μmをこ
えるとすぐれた磁石特性が得られない。平均粒度
0.3μmより下では、微粉砕中ないしその後の製造
工程において、粉末の酸化が著しくなり、焼結後
の密度が上がらず得られる磁石特性も低い。平均
粒度40〜80μmの範囲では磁石特性のうち保磁力
がやや低い。優れた磁石特性を得るためには合金
粉末の平均粒度として、1.0〜20μmが最も望まし
い。 粉砕は通常の方法でよく、不活性ガス雰囲気中
で行なう乾式粉砕又は有機溶媒中で行なう湿気粉
砕のいずれでもよい。湿気で行なう場合、アルコ
ール系溶媒、ヘキサン、トリクロルエタン、トリ
クロルエチレン、キシレン、トルエン、フツ素系
溶媒、パラフイン系溶媒などを用いることができ
る。 次に合金粉末を成形する。成形は通例の粉末治
金法と同様に行うことができ、加圧成形が好まし
く、異方性とするためには、磁界中でプレスす
る。例えば、合金粉末を5k0e以上の磁界中で0.5
〜3.0Ton／cm2の圧力で加圧することにより成形
体と成す。この磁界中加圧成形は粉末をそのまま
成形する方法、アセトン、トルエン等有機溶媒中
成形する方法いずれも可能である。 次に、この成形体を還元性ないし非酸化性雰囲
気中で所定温度（900〜1200℃）にて焼結する。
例えば、この成形体を10-2Torr以下の真空中な
いし、１〜760Torr、純度99.9％以上の不活性ガ
スないし還元性ガス雰囲気中で900〜1200℃の温
度範囲で0.5〜４時間焼結する。焼結温度900℃よ
り下では十分な焼結密度が得られず、高い残留磁
束密度も得られない。また1200℃より上では焼結
体が変形し結晶粒の配向がくずれるため残留磁束
密度の低下と減磁曲線の角形性が低下する。また
焼結時間は５分以上あればよいが余り長時間にな
ると量産性に問題があるので、磁石特性の再現性
を考慮すると、0.5〜４時間の焼結時間が望まし
い。なお、焼結工程は、焼結の進行と共に密度が
増大し、十分な密度に達するまでの加熱工程と考
えられる。 焼結雰囲気は本合金中の成分であるＲが高温で
極めて酸化しやすいので、非酸化性雰囲気である
高真空中あるいは不活性ガス、還元性ガス雰囲気
中にて行うが、不活性ガス、還元性ガスの純度は
高い方がよい。不活性ガスを用いる場合は高い焼
結密度を得る方法として１〜760Torr未満の減圧
雰囲気中で行うことも可能である。 焼結時の昇温速度は特に規定しないが、前記式
気プレス方式の場合には有機溶媒の溶媒除去をお
こなうため昇温速度30℃／min以下で昇温を行う
か或いは昇温途中で200〜800℃の温度範囲で約１
時間以上保持して溶媒除去をおこなうことが望ま
しい。 焼結後、室温までの冷却速度は30℃／min以上
が製品のバラツキを少なくするために好ましく、
引続く熱処理（時効処理）により磁石特性を高め
るためには冷却速度として150℃／min以上が望
ましい（但し、焼結に続いて直ちに熱処理工程に
入れることもできる。）。 時効処理は真空ないし不活性ガスないし還元性
ガス雰囲気中で350℃から焼結温度以下の温度範
囲で、凡そ５分から70時間おこなう。時効処理の
雰囲気としては合金中の主成分のＲが高温で酸素
或いは水分と急激に反応するので、真空の場合は
真空度10-3Torr以下、不活性ガス、還元性ガス
雰囲気の場合は雰囲気の純度99.99％以上が望ま
しい。 本発明合金の最適焼結温度は組成により
異なり、時効処理は本発明磁石材料の各焼結温度
以下で行う必要がある。例えば
71Fe5Co8B14Nd2Ti合金、
52Fe25Co5B17Nd1Mn合金では時効処理の上限
温度は各々950℃、1000℃である。一般にFeに富
むあるいはＢが少ない、あるいはＲが少ない組成
ほど上限時効処理温度を高くできる。しかし、時
効処理温度が高すぎると、本発明合金の結晶粒が
過剰成長し、磁石特性とりわけ保磁力の低下をも
たらすとともに、最適時効処理時間が極めて短時
間となり製造条件の制御が困難となり実用的でな
い。また350℃より下では時効処理時間に極めて
長時間を要するため実用的でなく、かつ減磁曲線
の角形性が低下し優れた永久磁石にならない。本
発明で得られる永久磁石材料の結晶粒の過剰成長
を起さずに優れた磁石特性を実用的に得るには時
効処理温度として450℃から800℃が最も望まし
い。時効処理は５分から70時間おこなうが、時効
処理時間が５分未満では時効処理の効果はほとん
ど現れず、また得られる磁石特性のバラツキも大
きい。一方、時効処理が70時間をこえると工業的
に長時間を要しすぎるため実用的とはいいがた
い。優れた磁石特性を実用的に再現性良く得るに
は時効処理時間として30分から８時間が最も望ま
しい。 また本発明製法において磁石合金の時効処理の
手法として２段以上の多段時効処理も有効であ
り、例えば1100℃で焼結した68Fe−5Co−7B−
18Nd−2Ge合金では１段目として800℃〜900℃
の温度範囲で30分から８時間の初段時効処理を行
つたのち、２段目以降は400〜800℃の温度範囲で
２時間から70時間の１回以上の時効処理を行うこ
とにより、残留磁束密度、保磁力、減磁曲線の角
形性のともに高い優れた磁石特性が得られる。と
しわけ２段目以降の時効処理は保磁力の著しい向
上に効果がある。また時効処理の別手法として多
段時効処理の代りに時効処理時350℃から950℃の
温度範囲を空冷・水冷等の冷却方法により一定の
冷却速度で冷却を行つても同等の磁石特性が得ら
れるが、その際の冷却速度は0.2℃／min〜20
℃／secであることが必要である。なおこれら時
効処理は焼結後そのまま行つても、焼結後一旦室
温まで冷却後再び昇温して行つても同等の磁石特
性が得られる。 また本発明の製造方法は磁気異方性永久磁石材
料のみならず、等方性永久磁石材料にも適用でき
る。なお等方性永久磁石材料の製造方法において
は合金粉末を磁界中でなく成形するほか他工程は
そのまま利用することが出来る。 等方性の場合には、R10〜25％、B3〜23％、
50％以下のCo、所定％のＭ１、残部Fe及び不可
避の不純物から成る組成において、（BH）
max2MGOe以上が得られる。等方性磁石材料は
元来異方性磁石材料の磁気特性の1/4〜1/6の低い
特性のものであるが、本発明によれば、それにも
かかわらず、等方性としては極めて有用な高い特
性が得られる。 等方性の場合も、Ｒ量が増加するに従つてiHc
は増加するが、Brは最大値を経た後減少する。
かくて（BH）max2MGOe以上を満足するＲ量
は10％以上でかつ25％以下である。 またＢ量が増大するに従いiHcは増大するがBr
は最大値を経た後減少する。かくて（BH）
max2MGOe以上を得るにはB3〜23％の範囲でな
ければならない。 好ましくは軽希土類（特にNd，Pr）をＲの主
成分（全Ｒ中希土類が50原子％以上）とし12〜20
％のＲ、５〜18％のＢ、残部Feの組成で（BH）
max4MGOe以上の高い磁気特性を示す。最も好
ましい範囲としてNd，Pr等の軽希土類をＲの主
成分とし12〜16％のＲ、６〜18％のＢ残部Feの
組成では（BH）maxが7MGOe以上で等方性永
久磁石材料ではかつて無い特性が得られる。 M1としては、下記の外は異方性の場合と同じ
範囲が好ましい（Ti4.7％以下、Ni4.7％以下、
Ge6.0％以下）。いずれのM1成分も等方性の場
合、その添加量の増大と共にBrは減少傾向を示
し、Br3kG以上（等方性ハードフエライトの
（BH）max2MGOeのレベルと同等以上とするた
め）をこの範囲内で示す。 結合剤、滑剤は、異方性の場合には、成形の際
の配向を妨げるため一般には用いられないが、等
方性磁石材料の場合には、結合剤、滑剤等を含む
ことによりプレス効率の改善、成形体の強度増大
等が可能である。 等方性の場合もＲ，Ｂ，Fe，Co，M1の他に所
定範囲内でＣ，Ｐ，Ｓ，Cu，Ca，Mg，Ｏ，Siが
含有されることもでき、C4.0％以下、P3.3％以
下、S2.5％以下、Cu3.3％以下、Ca4％以下、
Mg4％以下、O2％以下、Si2％以下（但しこれら
の合計は、各成分のうち最大値以下）が実用上好
ましい。なお、その他工業的製造上不可避な不純
物の存在を許容できる点も異方性材料におけるも
のと同様である。 以上詳述の通り本発明の永久磁石材料の製造方
法は新規なFeCoBRM1系の高保磁力・高エネル
ギー積を備える優れた磁石特性を有し、又Ｒとし
てNd，Pr等の軽希土類元素を用いることにより
資源的・価格的などの点においても優れた永久磁
石材料を簡便に製造でき、工業的利用性の高いも
のである。特に、Feの一部をCoで置換すること
によつてより実用的なキユリー温度を有するもの
を得ることができ、又所定の元素M1を含有させ
ると共に所定の時効処理を施すことによつて、結
晶質のFeCoBRM1系永久磁石材料について、よ
り一層の保磁力の向上及び減磁曲線の角形性の向
上を実現したものである。 以上本発明の態様及び効果について、さらに実
施例に従つて説明する。但し実施例及び記載の態
様は、本発明をこれらに限定するものではない。 表１〜４は、つぎの工程によつて作製した種々
のFeCoBRM1系組成から成る永久磁石材料の特
性を示す。 (1) 出発原料はFeとして純度99.9％（重量％、以
下原料純度について同じ）の電解鉄、Ｂとして
フエロボロン合金（19.38％Ｂ、5.32％Al、0.74
％Si、0.03％Ｃ、残部Fe）、Ｒとして純度99％
以上（不純物は主として他の希土類金属）を使
用。 Coは純度99.9％の電解Coを使用した。M1と
しては純度99％のTi，Bi，Mn，Sb，Ni，Sn，
Ge、95％のHf、及びZrとして77.5％のZrを含
むフエロジルコニウムを使用した。 (2) 磁石原料を高周波誘導を用いて溶解を行つ
た。その際ルツボとしてはアルミナルツボを用
い水冷銅鋳型中に鋳込みインゴツトを作つた。 (3) 溶解で得られたインゴツトを搗砕し−
35meshにしたのち更にボールミルにより所定
の平均粒度のものが得られるように粉砕を行つ
た。 (4) 粉末を磁界中で所定の圧力で成形した（但し
等方性磁石材料を製造する場合は磁界をかけな
いで成形した。）。 (5) 成形体は900〜1200℃の範囲内の所定の雰囲
気焼結を行い、その後所定の熱処理を行つた。 実施例 １ 原子百分率組成57Fe・15Co・9B・17Nd・2Ti
なる平均粒度4μmの合金粉末を15kOe磁界中で
1.0Ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％純
度の150Torr Ar中で1120℃、２時間焼結し、焼
結後は冷却速度500℃／minで室温まで冷却した。
さらに時効処理を700℃で20分、120分、240分、
3000分行い、本発明製法に係る磁石材料を得た。
磁石特性結果および本合金磁石の残留磁束密度
（Br）の温度係数α（％／℃）を比較例（焼結後）
とともに表１に示す。
【表】 実施例 ２ 原子百分率組成55Fe−15Co−10B−16Nd・
2Pr−2Hf、平均粒度3μmなる合金粉末を15kOe
磁界中で1.0Ton／cm2の圧力で加圧成形した後、
99.999％純度の400Torr Ar中で1160℃、４時間
焼結し、焼結後は冷却速度450℃／minで室温ま
で冷却した。さらに３×10-5Torr真空中にて時
効処理を表２に示す各温度にて４時間行い、本発
明製法による磁石材料を得た。磁石特性結果およ
び残留磁束密度（Br）の温度係数α（％／℃）を
比較例（焼結後等）とともに表２に示す。
【表】
【表】 実施例 ３ 平均粒度２〜10μm、表３に示す原子百分率組
成を有するFe−Co−Ｂ−Ｒ−M1合金粉末を
10kOe磁界中で1.5Ton／cm2の圧力で加圧成形し
た後、99.999％純度の200Torr Ar中で1060℃、
２時間焼結し、焼結後は冷却速度650℃／minで
室温まで急速冷却した。さらに600TorrのAr中
にて時効処理を650℃で４時間行い、本発明製法
による磁石材料を得た。磁石特性およびBrの温
度係数α（％／℃）の値をCoを含有しない比較例
とともに表３に示す。
【表】 実施例 ４ 平均粒度２〜10μmを有する下記原子百分率組
成のFe−Co−Ｂ−Ｒ−M1合金粉末を無磁界中で
1.5Ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.9％純度
の150Torr Ar中で1040℃、１時間焼結し、焼結
後は冷却速度450℃／minで室温まで急速冷却し
た。さらに650Torr Ar中にて時効処理を650℃
で４時間行い、本発明製法による等方性磁石材料
を得た。磁石特性の結果を時効処理なしの焼結後
の試料（比較例）とともに表４に示す。
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 原子百分率で８〜30％のＲ（但しＲはＹを包
    含する希土類元素の少なくとも１種）、２〜28％
    のＢ、所定％以下の添加元素M1の１種又は２種
    以上 （但しM1 ０％を除き、M1は Ti 4.5％以下、 Zr 5.5％以下、 Hf 5.5％以下、 Mn 8.0％以下、 Ni 8.0％以下、 Ge 7.0％以下、 Sn 3.5％以下、 Bi 5.0％以下 及びSb 2.5％以下であり、 ２種以上のM1を含む場合M1合量は含有する
    M1の当該各元素のうち最大値を有するものの所
    定％以下）、及び残部実質上FeからなるFeBRM1
    系組成のうちFeの一部を全組成に対して50％以
    下のCo（０％を除く）で置換してなる
    FeCoBRM1系組成を有し、900〜1200℃で焼結し
    てなる焼結体を350℃〜当該焼結温度以下で熱処
    理することを特徴とする永久磁石材料の製造方
    法。 ２ 前記焼結体は、前記FeCoBRM1組成を有し、
    平均粒度0.3〜80μmの合金粉末組成物を成形、焼
    結して得られる特許請求の範囲第１項記載の永久
    磁石材料の製造方法。 ３ 原子百分率で８〜30％のＲ（但しＲはＹを包
    含する希土類元素の少なくとも１種）、２〜28％
    のＢ、所定％以下の添加元素M1の１種又は２種
    以上 （但しM1 ０％を除き、M1は Ti 4.5％以下、 Zr 5.5％以下、 Hf 5.5％以下、 Mn 8.0％以下、 Ni 8.0％以下、 Ge 7.0％以下、 Sn 3.5％以下、 Bi 5.0％以下、 及びSb 2.5％以下であり、 ２種以上のM1を含む場合M1合量は含有する
    M1の当該各元素のうち最大値を有するものの所
    定％以下）、所定％以下の元素Ｘの一種又は二種
    以上（所定％以下の元素ＸはCu3.5％以下、S2.0
    ％以下、C4.0％以下及びP3.5％以上であり、Ｘが
    二種以上のときＸ合量は当該各元素のうち最大所
    定％を有するものの当該所定％以下）、及び残部
    実質上FeからなるFeBRM1系組成のうちFeの一
    部を全組成に対して50％以下のCo（０％を除く）
    で置換してなるFeCoBRM1系組成を有し、900〜
    1200℃で焼結してなる焼結体を350℃〜当該焼結
    温度以下で熱処理することを特徴とする永久磁石
    材料の製造方法。
JP58161627A 1983-05-25 1983-09-02 永久磁石材料の製造方法 Granted JPS6052556A (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58161627A JPS6052556A (ja) 1983-09-02 1983-09-02 永久磁石材料の製造方法
US06/532,471 US4601875A (en) 1983-05-25 1983-09-15 Process for producing magnetic materials
CA000436891A CA1287509C (en) 1983-05-25 1983-09-16 Process for producing magnetic materials
EP83109508A EP0126802B2 (en) 1983-05-25 1983-09-23 Process for producing of a permanent magnet
DE8383109508T DE3378707D1 (en) 1983-05-25 1983-09-23 Process for producing of a permanent magnet
SG594/90A SG59490G (en) 1983-05-25 1990-07-18 Process for producing of a permanent magnet
HK753/90A HK75390A (en) 1983-05-25 1990-09-20 Process for producing of a permanent magnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58161627A JPS6052556A (ja) 1983-09-02 1983-09-02 永久磁石材料の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6052556A JPS6052556A (ja) 1985-03-25
JPH045738B2 true JPH045738B2 (ja) 1992-02-03

Family

ID=15738775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58161627A Granted JPS6052556A (ja) 1983-05-25 1983-09-02 永久磁石材料の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6052556A (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60255941A (ja) * 1984-05-30 1985-12-17 Tohoku Metal Ind Ltd 希土類元素−遷移金属元素−亜金属合金磁石の製造方法
JPS61113736A (ja) * 1984-11-09 1986-05-31 Agency Of Ind Science & Technol 希土類−遷移金属系化合物の焼結磁石の製造方法
JP2779794B2 (ja) * 1986-05-17 1998-07-23 株式会社 トーキン 希土類系永久磁石の製造方法
JPH0768561B2 (ja) * 1987-09-22 1995-07-26 三菱マテリアル株式会社 希土類−Ｆｅ−Ｂ系合金磁石粉末の製造法
JPH01232704A (ja) * 1988-03-14 1989-09-18 Kawasaki Steel Corp 希土類遷移金属永久磁石の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6052556A (ja) 1985-03-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5110377A (en) Process for producing permanent magnets and products thereof
JP3143156B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JPH0510807B2 (ja)
JP3254229B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JPH04245403A (ja) 希土類−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂ系異方性磁石
JP2853838B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JPH01219143A (ja) 焼結永久磁石材料とその製造方法
JP2948223B2 (ja) 耐食性のすぐれた高性能永久磁石及びその製造方法
JPH045740B2 (ja)
JPH0320046B2 (ja)
JPH045739B2 (ja)
JPH061726B2 (ja) 永久磁石材料の製造方法
KR900006533B1 (ko) 이방성 자성분말과 이의 자석 및 이의 제조방법
JPH045737B2 (ja)
JP3126199B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JPH0320048B2 (ja)
JPH0461042B2 (ja)
JPS6052556A (ja) 永久磁石材料の製造方法
JP3143157B2 (ja) 希土類永久磁石の製造方法
JPH0435547B2 (ja)
JPH0320047B2 (ja)
JPH0316766B2 (ja)
JPH04246803A (ja) 希土類−Ｆｅ−Ｂ系異方性磁石
JPH0475303B2 (ja)
JPH044384B2 (ja)