JPH04703A - 異方性永久磁石の製造方法 - Google Patents
異方性永久磁石の製造方法Info
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- JPH04703A JPH04703A JP2101974A JP10197490A JPH04703A JP H04703 A JPH04703 A JP H04703A JP 2101974 A JP2101974 A JP 2101974A JP 10197490 A JP10197490 A JP 10197490A JP H04703 A JPH04703 A JP H04703A
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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
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、希土類鉄系永久磁石に関する。更に詳しくは
、超急冷法により得られるＲ−ＦｅＣｏ−Ｂ合金の薄片
状で且つ磁気的に等方性の粉末を出発原料とし、等方性
では得られない高残留磁束密度を有する準異方性磁石に
関する。
、超急冷法により得られるＲ−ＦｅＣｏ−Ｂ合金の薄片
状で且つ磁気的に等方性の粉末を出発原料とし、等方性
では得られない高残留磁束密度を有する準異方性磁石に
関する。
従来の技術
希土類鉄系磁石は、異なった製造方法で二種類のものが
公表されている。一方は、住人特殊金属にて発明された
もので、特公昭６１−３４２４２号で開示されている粉
末冶金的手法であり、磁気的に異方性の磁石に関するも
のである。他方は、ＧＭより特開昭６０−１００４０２
号にて開示されているのもで、液体超急冷法により得ら
れた微細結晶構造を有する薄片状粉末を出発原料とし、
ホットプレス法および、または、ダイアップセット法で
得られる等方性および異方性磁石である。
公表されている。一方は、住人特殊金属にて発明された
もので、特公昭６１−３４２４２号で開示されている粉
末冶金的手法であり、磁気的に異方性の磁石に関するも
のである。他方は、ＧＭより特開昭６０−１００４０２
号にて開示されているのもで、液体超急冷法により得ら
れた微細結晶構造を有する薄片状粉末を出発原料とし、
ホットプレス法および、または、ダイアップセット法で
得られる等方性および異方性磁石である。
いずれの方法でも、異方性磁石ではその磁気特性は同等
であり、Ｂ Ｈｍ ａ ｘて３ Ｃ）〜３５ＭＧＯｅが
発現出来る。
であり、Ｂ Ｈｍ ａ ｘて３ Ｃ）〜３５ＭＧＯｅが
発現出来る。
発明が解決しようとする課題
しかしながら、これらの磁石ではその温度特性が、これ
まで使用されてきたＳ ｍ −Ｃｏ系磁石に比べ大幅に
低下する欠点を有する。具体的には、Ｂｒニー０．１２
％／℃、 Ｈｅ ｊ ニー０．６％／℃であり、一方Ｓ
ｍ−Ｃｏでは、Ｂｒニー０．０４％／℃、Ｈｃ ｊ ニ
ー０．３％／℃である。これは、この合金がもっている
本質的問題であり、その改善は容易ではない。従って、
高温雰囲気で使用される電動機等の用途には不向きであ
る。
まで使用されてきたＳ ｍ −Ｃｏ系磁石に比べ大幅に
低下する欠点を有する。具体的には、Ｂｒニー０．１２
％／℃、 Ｈｅ ｊ ニー０．６％／℃であり、一方Ｓ
ｍ−Ｃｏでは、Ｂｒニー０．０４％／℃、Ｈｃ ｊ ニ
ー０．３％／℃である。これは、この合金がもっている
本質的問題であり、その改善は容易ではない。従って、
高温雰囲気で使用される電動機等の用途には不向きであ
る。
一方、特開昭６０−１００４０２号に提案されている等
方性磁石では、同一合金ながら、微細結晶構造を保って
いることが理由で、その温度特性は、異方性に比較する
とかなり改善されていて、Ｂｒニー０．１０％／℃、Ｈ
ｃ ｊ ニー０．４２％／′℃である。従って、前述の
ような高温雰囲気での使用も可能となる。しかし、この
磁石は、磁気的に等方性であり、その磁気特性には限界
があり、小型化と高性能が同時に要求される昨今のモー
ターニーズには磁気特性が不足して使用できない場合が
ある。
方性磁石では、同一合金ながら、微細結晶構造を保って
いることが理由で、その温度特性は、異方性に比較する
とかなり改善されていて、Ｂｒニー０．１０％／℃、Ｈ
ｃ ｊ ニー０．４２％／′℃である。従って、前述の
ような高温雰囲気での使用も可能となる。しかし、この
磁石は、磁気的に等方性であり、その磁気特性には限界
があり、小型化と高性能が同時に要求される昨今のモー
ターニーズには磁気特性が不足して使用できない場合が
ある。
本発明は上記課題に鑑み、温度特性が良（、且つ磁気特
性の良い磁石を提供するものである。
性の良い磁石を提供するものである。
課題を解決するための手段
上記従来の課題を解決するため、本発明は、液体急冷法
により得られる等方性粉末と、異方性磁石を粉砕してえ
られる異方性粉末とを混合し、加熱圧縮固化するもので
、温度特性が良く、磁気特性の良好な磁石を見出したも
のである。
により得られる等方性粉末と、異方性磁石を粉砕してえ
られる異方性粉末とを混合し、加熱圧縮固化するもので
、温度特性が良く、磁気特性の良好な磁石を見出したも
のである。
更に詳しくは、Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂを基本組成とする合
金をメルトスピニング法で、微細な結晶構造を有する薄
片状粉末とし、必要に応じて熱処理を施し、結晶粒度を
調整する。
金をメルトスピニング法で、微細な結晶構造を有する薄
片状粉末とし、必要に応じて熱処理を施し、結晶粒度を
調整する。
前記粉末を、ホットプレス法にてフル密度の磁気的に等
方性の固まりとし、更にダイアップセット法により圧縮
し、塑性変形を起こさせ、磁気的に異方性である固まり
とし、これを機械的粉砕法により磁気的に異方性の粉末
とした。この粉末と、前記等方性粉末を混合し、成形キ
ャビティーに納め、１０” トール以上の真空中で放電
を起こさせ、更に直接電流と一軸の圧力を付加せしめて
フル密度の磁石を得るものである。
方性の固まりとし、更にダイアップセット法により圧縮
し、塑性変形を起こさせ、磁気的に異方性である固まり
とし、これを機械的粉砕法により磁気的に異方性の粉末
とした。この粉末と、前記等方性粉末を混合し、成形キ
ャビティーに納め、１０” トール以上の真空中で放電
を起こさせ、更に直接電流と一軸の圧力を付加せしめて
フル密度の磁石を得るものである。
作用
混合粉末は、放電により発生するプラズマにより、その
表面がクリーニングされ活性化される。
表面がクリーニングされ活性化される。
次に、直接通電により、ジュール熱で発熱し、所定の温
度まで昇温すると同時に、−軸の圧力により、フル密度
に圧縮されると、粉末間に原子的結合が起こり固化され
る。本発明の磁石では、その製造方法において、プラズ
マによる活性化と直接通電による加熱手段を採用するた
め、短時間処理が可能であり、使用する混合粉末の結晶
粒の成長が抑制される。この合金の磁石では、結晶粒が
微細であれば、磁化において、結晶粒界でピン止め現象
が起こり、いわゆるピニング型の保磁力となることが知
られている。従来の異方性磁石では、その製造方法のた
め、結晶粒が粗大化し、保磁力はニュークリエーション
型となる。これがため、温度特性が低下すると考えられ
ている。本発明による磁石では、混合する異方性の粉末
が、このニュークリエーション型の保磁力を持つもので
あるが、等方性粉末がピニング型であり、全体としてピ
ニング型を発揮させるために、第７図からも明らかなよ
うに、異方性粉末の混合率を５０％以下に限定する必要
がある。この図は、異方性粉末の混合率を変えた場合の
磁石の特性を示す。残留磁束密度Ｂｒは混合率の上昇と
ともに増加し、５０％で飽和し、それ以上混合率を上げ
ても改善されない。これは、異方性の粉末の粒径が大き
いため、粉末単位で完全な異方化がなされていないため
と考えられる。粉末を十分小さ（すればこの点は解決で
きるが、一方では、保磁力の低下が起こるので適当では
ない。さらに、保磁力では、異方性粉末の混合率が上昇
するとともに低下し、６０％以上では一定となる。これ
は、混合率が６０％以上では、ニュークリエーション型
となることを示している。保磁力Ｈｃｊと残留磁束密度
Ｂｒとのバランスから、本発明の目的を達成する混合率
は２０％〜５０％に限定されるべきである。
度まで昇温すると同時に、−軸の圧力により、フル密度
に圧縮されると、粉末間に原子的結合が起こり固化され
る。本発明の磁石では、その製造方法において、プラズ
マによる活性化と直接通電による加熱手段を採用するた
め、短時間処理が可能であり、使用する混合粉末の結晶
粒の成長が抑制される。この合金の磁石では、結晶粒が
微細であれば、磁化において、結晶粒界でピン止め現象
が起こり、いわゆるピニング型の保磁力となることが知
られている。従来の異方性磁石では、その製造方法のた
め、結晶粒が粗大化し、保磁力はニュークリエーション
型となる。これがため、温度特性が低下すると考えられ
ている。本発明による磁石では、混合する異方性の粉末
が、このニュークリエーション型の保磁力を持つもので
あるが、等方性粉末がピニング型であり、全体としてピ
ニング型を発揮させるために、第７図からも明らかなよ
うに、異方性粉末の混合率を５０％以下に限定する必要
がある。この図は、異方性粉末の混合率を変えた場合の
磁石の特性を示す。残留磁束密度Ｂｒは混合率の上昇と
ともに増加し、５０％で飽和し、それ以上混合率を上げ
ても改善されない。これは、異方性の粉末の粒径が大き
いため、粉末単位で完全な異方化がなされていないため
と考えられる。粉末を十分小さ（すればこの点は解決で
きるが、一方では、保磁力の低下が起こるので適当では
ない。さらに、保磁力では、異方性粉末の混合率が上昇
するとともに低下し、６０％以上では一定となる。これ
は、混合率が６０％以上では、ニュークリエーション型
となることを示している。保磁力Ｈｃｊと残留磁束密度
Ｂｒとのバランスから、本発明の目的を達成する混合率
は２０％〜５０％に限定されるべきである。
また、本発明の磁石に使用する異方性粉末は、従来の粉
末冶金的手法によって異方性の固まりを作っても、粉砕
することにより著しく保磁力が低下して、実用的ではな
いので、等方性薄片状粉末を使用し、ホットプレス法お
よびダイアップセット法により得られた異方性の固まり
から粉砕してえられたものが適しているが、他の手段に
より得られたものであっても十分な磁気特性を有してい
ればかまわない。但し、本発明の磁石は、磁場を使用し
ないで異方性を付与せしめるのが特徴の一つであり、こ
れは、使用する粉末の形状の特徴を利用するものである
。この粉末形状の特徴とは、等方性粉末が、メルトスピ
ニング法により作製されるため薄片状であることである
。従って、異方性粉末においても、薄片状であることが
重要な要素の一つである。
末冶金的手法によって異方性の固まりを作っても、粉砕
することにより著しく保磁力が低下して、実用的ではな
いので、等方性薄片状粉末を使用し、ホットプレス法お
よびダイアップセット法により得られた異方性の固まり
から粉砕してえられたものが適しているが、他の手段に
より得られたものであっても十分な磁気特性を有してい
ればかまわない。但し、本発明の磁石は、磁場を使用し
ないで異方性を付与せしめるのが特徴の一つであり、こ
れは、使用する粉末の形状の特徴を利用するものである
。この粉末形状の特徴とは、等方性粉末が、メルトスピ
ニング法により作製されるため薄片状であることである
。従って、異方性粉末においても、薄片状であることが
重要な要素の一つである。
実施例
以下に本発明の実施例を基に説明する。
ＮｄおよびＰｒが１３原子０Ｑ、ＣＯが１６原子％、Ｂ
が６原子％、残部Ｆｅなる合金から、結晶粒４０ｎｍ〜
４００ｎｍとなる薄片状粉末を、液体超急冷法により得
た。この粉末は磁気的に等方性であった。一方、Ｎｄお
よびＰｒが１５原子％、Ｂが原子％、残部Ｆｅなる合金
から、前記粉末と同様に等方性の粉末を得、更に、第３
図に示すように金型（４）の空間（１２）に納め、誘導
加熱法にて加熱し、７００〜７５０’Ｃまで昇温させ、
２０００ｋｇｆ／ｃｄの圧力で圧縮し、フル密度の固ま
りを得た。次に、第４図に示すように、この固まりを断
面積で２．５倍の金型（２１）に納め、前述と同様に加
熱し、１００１００Ｏ／ｃｎｔの圧力で塑性変形を起こ
させ断面積２．５倍の薄い固まりとした。この固まりは
磁気的に異方性を示し、その特性は、第５図に示すもの
であった。この固まりを、アルゴンガス雰囲気中で、機
械的手段により、５０〜３００μｍの粉末とした。前記
等方性粉末とこの異方性粉末を８０．２０の混合比でブ
レンドし、第６図に示すように、非導電性セラミックス
製ダイ（３１）と、導電性セラミックス製電極ポンチ（
３２）で構成された空間（３３）に納めて５０ｋｇｆ／
ｃｔｊの圧力を加え、更に１０゛１トールの真空雰囲気
としパルス幅４０ｍ５ｅｃで２０Ｖの直流電圧を６０ｓ
ｅｃ印加し、しかる後、１．５ＫＡの直流を直接６０ｓ
ｅｃ通電し、同時に一対の電極ポンチの圧力を３００
ｋｇ ｆ ／ ｃｄまで昇圧させた。最終的に、キャビ
ティー内の粉末は、７００〜７５０℃まで昇温した。こ
れを冷却して外径２０ｍの磁石を得た。この磁石の磁気
特性を定法により測定したところ第１図に示す結果を得
た。図中、曲線１は圧縮方向に、図中曲線２は圧縮方向
に直角方向に測定した結果である。この図からも明らか
なように、本実施例の磁石では、圧縮方向に異方性を呈
している。図中の曲線３は、等方性の粉末のみで、また
曲線４は異方性の粉末のみで実施例と同様の方法で得ら
れた磁石の特性である。本実施例の磁石の圧縮方向のＢ
Ｈｍａｘは、等方性とては１．２倍、異方性とでは、０
．７８である。従来の異方性と、等方性の中間に位置す
る特性であった。この磁石の温度特性は、Ｂｒが一〇、
１０％／℃、Ｈｃｊが−０，４２％７／℃であり、この
値は、第１図の曲線３で示される等方性磁石と同等であ
る。尚、曲線４で示される異方性磁石では、Ｂｒが−０
，１２％／℃、Ｈｃｊが−０，６０％／℃であった。ま
た、本実施例の磁石の着磁性を調査した結果を第２図に
示す。図から明らかな如（この磁石の保磁力はピニング
型である。
が６原子％、残部Ｆｅなる合金から、結晶粒４０ｎｍ〜
４００ｎｍとなる薄片状粉末を、液体超急冷法により得
た。この粉末は磁気的に等方性であった。一方、Ｎｄお
よびＰｒが１５原子％、Ｂが原子％、残部Ｆｅなる合金
から、前記粉末と同様に等方性の粉末を得、更に、第３
図に示すように金型（４）の空間（１２）に納め、誘導
加熱法にて加熱し、７００〜７５０’Ｃまで昇温させ、
２０００ｋｇｆ／ｃｄの圧力で圧縮し、フル密度の固ま
りを得た。次に、第４図に示すように、この固まりを断
面積で２．５倍の金型（２１）に納め、前述と同様に加
熱し、１００１００Ｏ／ｃｎｔの圧力で塑性変形を起こ
させ断面積２．５倍の薄い固まりとした。この固まりは
磁気的に異方性を示し、その特性は、第５図に示すもの
であった。この固まりを、アルゴンガス雰囲気中で、機
械的手段により、５０〜３００μｍの粉末とした。前記
等方性粉末とこの異方性粉末を８０．２０の混合比でブ
レンドし、第６図に示すように、非導電性セラミックス
製ダイ（３１）と、導電性セラミックス製電極ポンチ（
３２）で構成された空間（３３）に納めて５０ｋｇｆ／
ｃｔｊの圧力を加え、更に１０゛１トールの真空雰囲気
としパルス幅４０ｍ５ｅｃで２０Ｖの直流電圧を６０ｓ
ｅｃ印加し、しかる後、１．５ＫＡの直流を直接６０ｓ
ｅｃ通電し、同時に一対の電極ポンチの圧力を３００
ｋｇ ｆ ／ ｃｄまで昇圧させた。最終的に、キャビ
ティー内の粉末は、７００〜７５０℃まで昇温した。こ
れを冷却して外径２０ｍの磁石を得た。この磁石の磁気
特性を定法により測定したところ第１図に示す結果を得
た。図中、曲線１は圧縮方向に、図中曲線２は圧縮方向
に直角方向に測定した結果である。この図からも明らか
なように、本実施例の磁石では、圧縮方向に異方性を呈
している。図中の曲線３は、等方性の粉末のみで、また
曲線４は異方性の粉末のみで実施例と同様の方法で得ら
れた磁石の特性である。本実施例の磁石の圧縮方向のＢ
Ｈｍａｘは、等方性とては１．２倍、異方性とでは、０
．７８である。従来の異方性と、等方性の中間に位置す
る特性であった。この磁石の温度特性は、Ｂｒが一〇、
１０％／℃、Ｈｃｊが−０，４２％７／℃であり、この
値は、第１図の曲線３で示される等方性磁石と同等であ
る。尚、曲線４で示される異方性磁石では、Ｂｒが−０
，１２％／℃、Ｈｃｊが−０，６０％／℃であった。ま
た、本実施例の磁石の着磁性を調査した結果を第２図に
示す。図から明らかな如（この磁石の保磁力はピニング
型である。
Ｂｒの温度特性は、合金のキューリー温度によってほぼ
決まることが一般的である。一方、Ｈｃｊの温度特性は
、保磁力のメカニズムによって決まり、これはさらに、
結晶粒の大きさに依存することが知られている。
決まることが一般的である。一方、Ｈｃｊの温度特性は
、保磁力のメカニズムによって決まり、これはさらに、
結晶粒の大きさに依存することが知られている。
本発明の磁石は、使用する磁性粉の磁気特性によって最
終的磁気特性も決定するので、発明の実施例で使用した
ものよりすぐれた特性の磁性粉を使用すれば、比例して
その特性が向上する。また、実施例では、Ｎｄ系につい
てのみ説明したが、他の合金であっても、等方性ならび
に異方性の薄片状粉末が得られる物であれば構わないが
、本発明が、安価で高性能の磁石を提供することにある
のであるから、希土類、鉄、コバルト、ボロンが合金の
構成元素であることが望ましい。
終的磁気特性も決定するので、発明の実施例で使用した
ものよりすぐれた特性の磁性粉を使用すれば、比例して
その特性が向上する。また、実施例では、Ｎｄ系につい
てのみ説明したが、他の合金であっても、等方性ならび
に異方性の薄片状粉末が得られる物であれば構わないが
、本発明が、安価で高性能の磁石を提供することにある
のであるから、希土類、鉄、コバルト、ボロンが合金の
構成元素であることが望ましい。
発明の効果
本発明の永久磁石は以上述べた如（、従来では得られな
かった等方性を上回る磁気特性を有し、他方、異方性で
は実現できなかった良好な温度特性を有するものである
。異方性と等方性の粉末の混合率を適宜選択することに
より、磁石の特性を選択することが可能であり、低価格
で高性能の磁石の提供を可能とするものである。
かった等方性を上回る磁気特性を有し、他方、異方性で
は実現できなかった良好な温度特性を有するものである
。異方性と等方性の粉末の混合率を適宜選択することに
より、磁石の特性を選択することが可能であり、低価格
で高性能の磁石の提供を可能とするものである。
第１図は本発明の磁石の磁気特性を説明する図、第２図
は本発明の磁石の着磁性を示す図、第３図は等方性粉末
でフル密度の固まりを作るホットプレス法を説明する図
、第４図は等方性の固まりを異方性の固まりにするダイ
アップセット法を説明する図、第５図は異方性の固まり
の磁気特性を示す図、第６図は本発明の磁石を作る方法
を示す図、第７図は本発明の磁石に使用する粉末の混合
率と磁気特性の関係を示す図である。
は本発明の磁石の着磁性を示す図、第３図は等方性粉末
でフル密度の固まりを作るホットプレス法を説明する図
、第４図は等方性の固まりを異方性の固まりにするダイ
アップセット法を説明する図、第５図は異方性の固まり
の磁気特性を示す図、第６図は本発明の磁石を作る方法
を示す図、第７図は本発明の磁石に使用する粉末の混合
率と磁気特性の関係を示す図である。
Claims (5)
- （１）Ｒ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂを基本組成とする（Ｒ：Ｎｄ
を含む一種または二種以上の希土類）合金を出発原料と
した磁気的に等方性の粉末と、磁気的に異方性の粉末を
混合した粉末の集合体に直接放電せしめ、しかる後一軸
の圧力と直流電流を付加せしめ、粉末間に原子的結合を
起こさせバルク化した永久磁石。 - （２）磁気的に等方性の粉末が、メルトスピニング法に
より急冷固化された薄片状であることを特徴とする請求
項１記載の永久磁石。 - （３）磁気的に異方性の粉末が、前記等方性粉末を出発
原料とし、ダイアップセット法により作られた磁気的に
異方性である集合体を粉砕して作られたことを特徴とす
る請求項１記載の永久磁石。 - （４）異方性の粉末が、薄片状であることを特徴とする
請求項１記載の永久磁石。 - （５）異方性の粉末の混合率が、２０％〜５０％である
ことを特徴とする請求項１記載の永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197490A JP3164810B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 異方性永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10197490A JP3164810B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 異方性永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04703A true JPH04703A (ja) | 1992-01-06 |
| JP3164810B2 JP3164810B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=14314841
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10197490A Expired - Fee Related JP3164810B2 (ja) | 1990-04-18 | 1990-04-18 | 異方性永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3164810B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63232301A (ja) * | 1986-03-20 | 1988-09-28 | Hitachi Metals Ltd | 磁気異方性ボンド磁石、それに用いる磁粉及びその製造方法 |
| JPH01319909A (ja) * | 1988-06-21 | 1989-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石の製造方法 |
-
1990
- 1990-04-18 JP JP10197490A patent/JP3164810B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63232301A (ja) * | 1986-03-20 | 1988-09-28 | Hitachi Metals Ltd | 磁気異方性ボンド磁石、それに用いる磁粉及びその製造方法 |
| JPH01319909A (ja) * | 1988-06-21 | 1989-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Ｆｅ−Ｂ−Ｒ系永久磁石の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3164810B2 (ja) | 2001-05-14 |
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