JPH05299221A - 希土類−鉄−窒素系ボンド磁石及びその製造方法 - Google Patents
希土類−鉄−窒素系ボンド磁石及びその製造方法Info
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- JPH05299221A JPH05299221A JP4009785A JP978592A JPH05299221A JP H05299221 A JPH05299221 A JP H05299221A JP 4009785 A JP4009785 A JP 4009785A JP 978592 A JP978592 A JP 978592A JP H05299221 A JPH05299221 A JP H05299221A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、室温でゴム状弾性を有する希土類
−鉄−窒素系ボンド磁石とその圧延による製造方法を提
供する。 【構成】 本発明では、希土類−鉄−窒素系の磁石粉末
を樹脂を用いて成形してなるボンド磁石において、室温
でゴム状弾性を有し、前記の磁石粉末を体積百分率で７
０％以上含有することを特徴とするボンド磁石を提供す
る。そのボンド磁石の製造方法において、前記磁石粉末
と樹脂の混合物を圧延により板状に成形する方法が有効
である。特に、樹脂として熱可塑性エラストマーを用い
ると、工程が簡略化され、生産性が高い。
−鉄−窒素系ボンド磁石とその圧延による製造方法を提
供する。 【構成】 本発明では、希土類−鉄−窒素系の磁石粉末
を樹脂を用いて成形してなるボンド磁石において、室温
でゴム状弾性を有し、前記の磁石粉末を体積百分率で７
０％以上含有することを特徴とするボンド磁石を提供す
る。そのボンド磁石の製造方法において、前記磁石粉末
と樹脂の混合物を圧延により板状に成形する方法が有効
である。特に、樹脂として熱可塑性エラストマーを用い
ると、工程が簡略化され、生産性が高い。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気的には等方性のＲ
−Ｆｅ−Ｎ系（ＲはＳｍを主体とする希土類元素）ボン
ド磁石において、ゴム状弾性を有する高特性のボンド磁
石を提供するものである。本発明による板状磁石は、切
断、カーリングにより容易にリング状磁石とすることが
できる。このリング磁石は、小型モータ等電子機器に応
用され、機器の高性能化又は小型化に貢献するものであ
る。
−Ｆｅ−Ｎ系（ＲはＳｍを主体とする希土類元素）ボン
ド磁石において、ゴム状弾性を有する高特性のボンド磁
石を提供するものである。本発明による板状磁石は、切
断、カーリングにより容易にリング状磁石とすることが
できる。このリング磁石は、小型モータ等電子機器に応
用され、機器の高性能化又は小型化に貢献するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】金属間化合物Ｓｍ2 Ｆｅ17は、磁気的に
面内異方性であるために、磁石材料としては使えないも
のであった。ところが、この化合物を窒化することによ
り、磁気的には一軸異方性のＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx 化合物
（ｘ〜３）ができることが明らかになった（特開平２−
５７６６３号公報、及び J. M. D. Coey and H. Sun, 8
7(1990)L251参照）。この化合物の異方性磁界は１４０k
Oe であり、極めて大きい。その飽和磁化も１５．４kG
とＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ化合物のそれと同程度である。この物
性値に基づき、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系から高性能磁石が作れ
る可能性が指摘されてきた。
面内異方性であるために、磁石材料としては使えないも
のであった。ところが、この化合物を窒化することによ
り、磁気的には一軸異方性のＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx 化合物
（ｘ〜３）ができることが明らかになった（特開平２−
５７６６３号公報、及び J. M. D. Coey and H. Sun, 8
7(1990)L251参照）。この化合物の異方性磁界は１４０k
Oe であり、極めて大きい。その飽和磁化も１５．４kG
とＮｄ2 Ｆｅ14Ｂ化合物のそれと同程度である。この物
性値に基づき、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系から高性能磁石が作れ
る可能性が指摘されてきた。
【０００３】単結晶のＳｍ2 Ｆｅ17Ｎx 化合物粒子は、
その大きさを小さくしていくとそれに伴い保磁力が大き
くなる。この化合物の場合、実用的な大きさの保磁力
（５〜１０kOe)は、粒子径を約３μｍにすれば得られ
る。このような粒子からなる粉末を樹脂バインダーとし
て成形すればボンド磁石が得られる。従来の技術におい
ては、その成形方法として通常の一軸プレスによる圧縮
成形法が公表されている（１９９１年度日本金属学会秋
期大会講演概要ｐ２３７，三浦，川崎，鈴木）。この方
法で用いる樹脂は、通常熱硬化性樹脂エポキシである
が、熱硬化後の成形品は硬く、曲げると折れる性質の磁
石ができる。また、プレス成形は、粉末の粒径が小さい
と空気の巻き込みが多く、成形体の密度を上げにくいの
が一般的である。
その大きさを小さくしていくとそれに伴い保磁力が大き
くなる。この化合物の場合、実用的な大きさの保磁力
（５〜１０kOe)は、粒子径を約３μｍにすれば得られ
る。このような粒子からなる粉末を樹脂バインダーとし
て成形すればボンド磁石が得られる。従来の技術におい
ては、その成形方法として通常の一軸プレスによる圧縮
成形法が公表されている（１９９１年度日本金属学会秋
期大会講演概要ｐ２３７，三浦，川崎，鈴木）。この方
法で用いる樹脂は、通常熱硬化性樹脂エポキシである
が、熱硬化後の成形品は硬く、曲げると折れる性質の磁
石ができる。また、プレス成形は、粉末の粒径が小さい
と空気の巻き込みが多く、成形体の密度を上げにくいの
が一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｒ−Ｆｅ−
Ｎ系微粉末の高密度成形を可能とすると同時に、ゴム状
弾性を有するボンド磁石を提供することを目的とする。
Ｎ系微粉末の高密度成形を可能とすると同時に、ゴム状
弾性を有するボンド磁石を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明では、Ｒ−Ｆｅ−
Ｎ系（ただし、ＲはＳｍを主体とする希土類元素）の磁
石粉末を樹脂を用いて成形してなるボンド磁石におい
て、室温でゴム状弾性を有し、前記の磁石粉末を体積百
分率で７０％以上含有することを特徴とするボンド磁石
を提供する。そのボンド磁石の製造方法において、前記
磁石粉末と樹脂の混合物を圧延により板状に成形する方
法が有効である。特に、樹脂として熱可塑性エラストマ
ーを用いると、工程が簡略化され、生産性が高くなる。
Ｎ系（ただし、ＲはＳｍを主体とする希土類元素）の磁
石粉末を樹脂を用いて成形してなるボンド磁石におい
て、室温でゴム状弾性を有し、前記の磁石粉末を体積百
分率で７０％以上含有することを特徴とするボンド磁石
を提供する。そのボンド磁石の製造方法において、前記
磁石粉末と樹脂の混合物を圧延により板状に成形する方
法が有効である。特に、樹脂として熱可塑性エラストマ
ーを用いると、工程が簡略化され、生産性が高くなる。
【０００６】
【作用】上述のように、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系粉末において
は、その粉末粒子の径を３μｍ程度にしないと実用的な
保磁力は得られない。このような微細粉末を通常の一軸
プレスで成形する場合、成形体内に空隙が多くでき、成
形密度を上げにくいのが通常である。実用的には、ボン
ド磁石において体積百分率で７０％以上の磁石粉末であ
ることが望まれる。これは一軸プレスにおいても、１０
トン／cm2 程度の高圧力をかければ可能であるが、使用
する金型の寿命が極端に短くなり、工業的ではない。本
発明者らは、このような微細粉末の高密度成形には圧延
ロール成形が有効であることを見いだした。バインダー
としてゴムを使用することにより、通常のカレンダー圧
延成形が可能であり、できた樹脂ボンド磁石はゴム状弾
性を有するという特徴がある。圧延は、ロール表面と被
圧延物表面の間の摩擦力により被圧延物内部に剪断応力
を発生させることができる。この応力は、本発明のよう
な圧延粉末成形において、粉末間の空隙をつぶすのに有
効である。すなわち、粉末どうしがゴムでつながってい
る状態を維持しながら圧延することにより、高密度の板
状磁石を製造することができる。
は、その粉末粒子の径を３μｍ程度にしないと実用的な
保磁力は得られない。このような微細粉末を通常の一軸
プレスで成形する場合、成形体内に空隙が多くでき、成
形密度を上げにくいのが通常である。実用的には、ボン
ド磁石において体積百分率で７０％以上の磁石粉末であ
ることが望まれる。これは一軸プレスにおいても、１０
トン／cm2 程度の高圧力をかければ可能であるが、使用
する金型の寿命が極端に短くなり、工業的ではない。本
発明者らは、このような微細粉末の高密度成形には圧延
ロール成形が有効であることを見いだした。バインダー
としてゴムを使用することにより、通常のカレンダー圧
延成形が可能であり、できた樹脂ボンド磁石はゴム状弾
性を有するという特徴がある。圧延は、ロール表面と被
圧延物表面の間の摩擦力により被圧延物内部に剪断応力
を発生させることができる。この応力は、本発明のよう
な圧延粉末成形において、粉末間の空隙をつぶすのに有
効である。すなわち、粉末どうしがゴムでつながってい
る状態を維持しながら圧延することにより、高密度の板
状磁石を製造することができる。
【０００７】以下、本発明の詳細を記述する。Ｓｍ2 Ｆ
ｅ17Ｎ3 の組成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系粉末が最も良い磁気
特性を示すが、それはＳｍ2 Ｆｅ17粉末をＮ2 中、又は
ＮＨ3 中で窒化することにより製造可能である。Ｆｅの
一部をＣｏ，Ｎｉの他の強磁性元素で２０％を超えない
範囲で置換した系でも同様の窒化粉末が得られる。実用
的な保磁力（５〜１０kOe)を得るために、窒化粉末粒子
の平均直径は２〜５μｍにしなければならない。これ
は、大きな窒化粉末を粉砕して作製してもよいし、あら
かじめ２〜５μｍに粉砕したＳｍ2 Ｆｅ17粉末を窒化し
て作製してもよい。
ｅ17Ｎ3 の組成のＳｍ−Ｆｅ−Ｎ系粉末が最も良い磁気
特性を示すが、それはＳｍ2 Ｆｅ17粉末をＮ2 中、又は
ＮＨ3 中で窒化することにより製造可能である。Ｆｅの
一部をＣｏ，Ｎｉの他の強磁性元素で２０％を超えない
範囲で置換した系でも同様の窒化粉末が得られる。実用
的な保磁力（５〜１０kOe)を得るために、窒化粉末粒子
の平均直径は２〜５μｍにしなければならない。これ
は、大きな窒化粉末を粉砕して作製してもよいし、あら
かじめ２〜５μｍに粉砕したＳｍ2 Ｆｅ17粉末を窒化し
て作製してもよい。
【０００８】樹脂バインダーにゴムを用いるが、これに
は通常の加硫処理を必要とする合成ゴム、例えばアクリ
ルニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いることが
できる。熱可塑性エラストマーをゴムの代わりに用いる
ことにより、加硫処理が不要になり、製造プロセスの大
幅な簡略化が可能である。熱可塑性エラストマーとして
は、例えば酸変成したスチレン系エラストマー（ＳＥＢ
Ｓ）が良好な成形性を与える。
は通常の加硫処理を必要とする合成ゴム、例えばアクリ
ルニトリル・ブタジエンゴム（ＮＢＲ）を用いることが
できる。熱可塑性エラストマーをゴムの代わりに用いる
ことにより、加硫処理が不要になり、製造プロセスの大
幅な簡略化が可能である。熱可塑性エラストマーとして
は、例えば酸変成したスチレン系エラストマー（ＳＥＢ
Ｓ）が良好な成形性を与える。
【０００９】窒化粉末に加えるバインダーの量は、重量
百分率で１〜１０％の範囲に限られる。１％未満では成
形体にてゴム状弾性が得られない。また、１０％を超え
ると成形密度が低く、磁気特性が低い。成形体におい
て、磁石粉末が体積百分率で７０％を超えるためには、
成形条件にもよるが、３〜７％のバインダーの添加が最
適である。窒化粉末とバインダーとの混練は、通常の練
ロール機を用いて行うことができる。より簡便にはアセ
トン等の適当な溶剤にバインダーを溶かし込み、それに
窒化粉末を加え、混合の後、溶媒を蒸発除去する方法が
使える。このようにして作製したコンパウンドを圧延成
形に供する。
百分率で１〜１０％の範囲に限られる。１％未満では成
形体にてゴム状弾性が得られない。また、１０％を超え
ると成形密度が低く、磁気特性が低い。成形体におい
て、磁石粉末が体積百分率で７０％を超えるためには、
成形条件にもよるが、３〜７％のバインダーの添加が最
適である。窒化粉末とバインダーとの混練は、通常の練
ロール機を用いて行うことができる。より簡便にはアセ
トン等の適当な溶剤にバインダーを溶かし込み、それに
窒化粉末を加え、混合の後、溶媒を蒸発除去する方法が
使える。このようにして作製したコンパウンドを圧延成
形に供する。
【００１０】圧延成形には、２本の平行ロール間で圧延
するカレンダー圧延が最適である。圧延温度は、ゴム、
又は熱可塑性エラストマーが軟化する温度領域（８０〜
２００℃）が良い。コンパウンド内の空隙が無くなるま
で圧延を繰り返すことにより、高密度の板状磁石を得る
ことができる。
するカレンダー圧延が最適である。圧延温度は、ゴム、
又は熱可塑性エラストマーが軟化する温度領域（８０〜
２００℃）が良い。コンパウンド内の空隙が無くなるま
で圧延を繰り返すことにより、高密度の板状磁石を得る
ことができる。
【００１１】
【実施例】平均粒径が２４μｍのＳｍ2 Ｆｅ17粉末をＮ
2 中で５００℃、１４時間窒化し、Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ2.6
粉末を作製した。この粉末をジェットミルによりＮ2 気
流中で粉砕し、平均粒径が約３μｍの窒化粉末を得た。
この粉末に、重量百分率で５％のアクリルニトリル・ブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）を加え、混練の後に１００℃に
て圧延した。又、同じ粉末に重量百分率で５％の酸変成
スチレン系エラストマー（酸変成ＳＥＢＳ）を加え、混
練の後に１７０℃にて圧延した。圧延は、カレンダー圧
延機により行った。成形磁石は、ゴム状弾性を有する板
状磁石である。比較のために、同粉末に通常のエポキシ
樹脂を５％加え、混練の後に一軸プレスにより４トン／
cm2 で圧縮成形した。表１に、三種の磁石の成形密度、
磁気特性を示す。ここで、磁石粉末単体の密度は７．７
ｇ／cm3 であるので、成形磁石の密度が５．４ｇ／cm3
の時に磁石粉末の体積百分率は約７０％になる。
2 中で５００℃、１４時間窒化し、Ｓｍ2 Ｆｅ17Ｎ2.6
粉末を作製した。この粉末をジェットミルによりＮ2 気
流中で粉砕し、平均粒径が約３μｍの窒化粉末を得た。
この粉末に、重量百分率で５％のアクリルニトリル・ブ
タジエンゴム（ＮＢＲ）を加え、混練の後に１００℃に
て圧延した。又、同じ粉末に重量百分率で５％の酸変成
スチレン系エラストマー（酸変成ＳＥＢＳ）を加え、混
練の後に１７０℃にて圧延した。圧延は、カレンダー圧
延機により行った。成形磁石は、ゴム状弾性を有する板
状磁石である。比較のために、同粉末に通常のエポキシ
樹脂を５％加え、混練の後に一軸プレスにより４トン／
cm2 で圧縮成形した。表１に、三種の磁石の成形密度、
磁気特性を示す。ここで、磁石粉末単体の密度は７．７
ｇ／cm3 であるので、成形磁石の密度が５．４ｇ／cm3
の時に磁石粉末の体積百分率は約７０％になる。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】本発明により、ゴム状弾性を有する高性
能Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の提供が可能である。形状が板状
であれば、短冊状に切断し、カーリングすることにより
リング状磁石とすることができ、小型モータ等に使用す
ることができる。
能Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ磁石の提供が可能である。形状が板状
であれば、短冊状に切断し、カーリングすることにより
リング状磁石とすることができ、小型モータ等に使用す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｆ 7/02 Ｂ 41/02 Ｇ 8019−5Ｅ // Ｂ２９Ｌ 31:00 4Ｆ
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系（ただし、ＲはＳｍを主
体とする希土類元素）の磁石粉末を樹脂を用いて成形し
てなるボンド磁石において、室温でゴム状弾性を有し、
前記の磁石粉末を体積百分率で７０％以上含有すること
を特徴とするボンド磁石。 - 【請求項２】 樹脂として熱可塑性エラストマーを用い
ることを特徴とする請求項１記載のボンド磁石。 - 【請求項３】 Ｒ−Ｆｅ−Ｎ系（ただし、ＲはＳｍを主
体とする希土類元素）の磁石粉末と樹脂からなるボンド
磁石の製造方法において、前記磁石粉末と樹脂の混合物
を圧延により板状に成形することを特徴とするボンド磁
石の製造方法。 - 【請求項４】 樹脂として熱可塑性エラストマーを用い
ることを特徴とする請求項３記載のボンド磁石の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4009785A JPH05299221A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 希土類−鉄−窒素系ボンド磁石及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4009785A JPH05299221A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 希土類−鉄−窒素系ボンド磁石及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299221A true JPH05299221A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=11729889
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4009785A Withdrawn JPH05299221A (ja) | 1992-01-23 | 1992-01-23 | 希土類−鉄−窒素系ボンド磁石及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299221A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2338602A (en) * | 1998-06-15 | 1999-12-22 | Magx Co Ltd | Moulded magnet using a samarium-iron-nitrogen system of magnetic particles |
| JP2001068332A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Pilot Corp | 可撓性樹脂磁石組成物 |
| US6387294B1 (en) | 1999-10-15 | 2002-05-14 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Rare earth resin magnet, magnet rotor, magnet motor using the same, and its manufacturing method |
| JP2002343623A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-29 | Nichia Chem Ind Ltd | 可撓性シート状磁石成形体及びその製造方法 |
| US6900559B2 (en) * | 2000-03-24 | 2005-05-31 | Seiko Precision Inc. | Rotor magnet, motor and stepping motor |
| US7381280B2 (en) | 2002-04-25 | 2008-06-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Manufacturing methods of flexible bonded magnet and motor using the same |
-
1992
- 1992-01-23 JP JP4009785A patent/JPH05299221A/ja not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2338602A (en) * | 1998-06-15 | 1999-12-22 | Magx Co Ltd | Moulded magnet using a samarium-iron-nitrogen system of magnetic particles |
| US6190573B1 (en) * | 1998-06-15 | 2001-02-20 | Magx Co., Ltd. | Extrusion-molded magnetic body comprising samarium-iron-nitrogen system magnetic particles |
| GB2338602B (en) * | 1998-06-15 | 2002-08-28 | Magx Co Ltd | Extrusion-molded magnetic body using samarium-iron-nitrogen system magnetic particles |
| JP2001068332A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Pilot Corp | 可撓性樹脂磁石組成物 |
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