JPH0549737B2 - - Google Patents
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- JPH0549737B2 JPH0549737B2 JP60103946A JP10394685A JPH0549737B2 JP H0549737 B2 JPH0549737 B2 JP H0549737B2 JP 60103946 A JP60103946 A JP 60103946A JP 10394685 A JP10394685 A JP 10394685A JP H0549737 B2 JPH0549737 B2 JP H0549737B2
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Description
［技術分野］
本発明は高価で資源稀少なコバルトを全く使用
しない希土類・鉄・ボロン系永久磁石その製造方
法に関する。 ［従来の技術］ 現在使用されている永久磁石のうち代表的なも
にはアルニコ、ハードフエライト、および希土類
コバルト磁石である。しかし最近のコバルトの原
料事情の不安定化に判ないコバルトを20〜30重量
％含むアルコン磁石の需要は減り、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50〜65重量％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石特性
が格段に高いため、主として小型で付加価値の高
い磁気回路に多く使われている。 本発明者は先に、高価なSmやCoを含有しない
新しい高性能永久磁石としてFe−Ｂ−Ｒ系（Ｒ
はＹを包含する希土類元素の少なくとも一種）永
久磁石を提案（特開昭59−46008号）し、該Fe−
Ｂ−Ｒ系合金を成形、焼結後特定の条件下での熱
処理いわゆる時効処理を施すことにより焼結後の
磁気特性とりわけ保磁力ならびに減磁曲線の角形
性が著しく改善されることを見い出した（特開昭
59−217304）。 ［解決すべき問題点］ 本出願人において、またさらに本熱処理工程に
於て特定の条件からなる２段熱処理を施すとさら
に保磁力ならびに減磁曲線の角形性が著しく改善
されることを見出した（特願昭59−16923号）。即
ち焼結後特定の条件下で２段熱処理してなる永久
磁石は、保磁力iHc3kOe以上、残留磁束密度
Br4kG以上及び最大エネルギー積（BH）
max4MGOe以上を有するものであある。 ところで、最近は永久磁石の高温における用途
及びモーター用・発電機用・磁気カツプリング用
など逆磁界の強い用途が拡大の一途をたどつてお
り、更に磁気特性特に保磁力ならびに減磁曲線の
角形性の優れた永久磁石が求められている。 本発明は、高価で姿源稀少なCoを含有しない
希土類・ボロン・鉄を主成分とする新規な永久磁
石材料の保磁力ならびに減磁曲線の角形性をさら
に改善した永久磁石を得ることにある。また本発
明は高温における使用に耐え得るように耐高温特
性にすぐれ、逆磁界の強い用途にも耐え得る永久
磁石を得ることを目的とするものである。 ［発明の構成概要］ 本発明者らはかかる目的達成のため鋭意研究し
たところ一定の組成範囲にあるFe−Ｂ−Ｒ合金
の磁気特性の向上に関し特定粒径の粉末を成形し
焼結し更に焼結後に特定の条件下での熱処理特に
３段熱処理を施すことにより焼結後の磁気特性と
りわけ保磁力ならびに減磁曲線の角形性が著しく
改善されることを見出したものである。 即ち本発明は原子百分率として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
一種）、２〜28％のＢ、および残部Feを主成分と
した合金粉末を成形焼結し、焼結後750〜1000℃
の温度で１次熱処理後３〜2000℃／minの冷却速
度で680℃以下まで冷却した後、480〜700℃の温
度で２次熱処理後10〜2000℃／minの冷却速度で
200℃以下まで冷却後、再び10〜2000℃／minの
昇温速度で昇温し350〜450℃の温度で３次熱処理
し10〜2000℃／minの冷却速度で200℃以下まで
冷却することを含む永久磁石の製造方法を提供す
る。 ［発明の好適な実施の態様］ 以下本発明について詳述する。 本発明は磁気異方性永久磁石に限らず、製造工
程中成形を磁界をかけずに行うことにより磁気等
方性永久磁石を得ることが出来る。 本発明永久磁石においてＢは保磁力iHcが
5kOe以上を満たすために２％（以下％は合金中
の原子百分率を示す）以上であり、残留磁束密度
Brがハードフエライトの約4kG以上を得るため
に28％以下が必要である。 ホウ素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等
を含むものも用いることが出来る。又Ｒは保磁力
5kOe以上のために８％以上が必要である。しか
しＲは燃えやすく工業的取扱、製造上の困難のた
め、また高価でもあるため30％以下とする。 Ｒとしては資源的に豊富な軽希土類を用いるこ
とが出来、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。 本発明で用いる希土類元素ＲはＹを包含し、軽
希土類及び重希土類を包含する希土類元素であり
そのうちの１種以上を用いる。即ち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Nd、Rr、Dy、Tb、Ho等のうち
一種をもつて足り特にNd、Prが好ましく特に
（Nd＋Pr）を全Ｒ中50％以上（特に80％以上）
とすることが高い磁気特性を確実にかつ低コスト
で実現する上で好ましい。通例これらのＲのうち
１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，Dy，Tb，Ho
等との混合物として用いることができる。但し
Sm，Laは可及的に少ない方がよい。なおＲ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（他の希土類元素，Ca，
Mg，Fe，Ti，Ｃ，Ｏ等）を含有するものでも用
いることが出来る。なお，Ｒとしては，R1とし
て，Dy，Tb，Gd，Hoの一種以上，R2として
NdとPrの合計80％以上残部R1以外のＹを包含す
る希土類元素の一種以上の組合せがiHcの増大の
効果に最も好ましい。本発明の磁石材料にはこれ
らのＢおよびＲの他はFeが残部をしめるが製造
に際し不可避の不純物が含まれることは差し支え
ない。 Fe−Ｂ−Ｒの基本組成において13〜16％Ｒ，
６〜11％Ｂは（BH）max35MGOe以上、13〜
14.5％Ｒ，６〜7.5％Ｂは40MGOe以上（最高
45MGOe以上）を与える上で適当な組成である。 本発明のFe・Ｂ・Ｒを主成分とする永久磁石
において所定量の添加元素Ｍを加えることが出来
る。即ち、添加元素Ｍは保磁力を増大させる効果
をもつており、特にBrの最大領域で保磁力を顕
著に増大させ、角形性の改善効果がある。保磁力
の増大は磁石の高温における安定性を増し、その
用途が拡大される。しかしＭの添加量の増大につ
れてBrが低下していき、そのため最大エネルギ
ー積（BH）mal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Ｍを含む合金は
大変有用であるが（BH）maxは8MGOe以上の
範囲で特に有用である。 添加元素Ｍ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
よりはるかに高い範囲を考慮し、またハードフエ
ライトの（BH）max約4MGOeよりはるかに高
い範囲を考慮しＭの添加量の上限は Ｖ 9.5％、Nb 12.5％、Ta 10.5％、Mo 9.5
％、Ｗ 9.5％、Cr 8.5％、Al 9.5％、Ti 4.5％、
Zr 5.5％、Hf 5.5％、Mn 8.0％、Ni 8.0％、Ge
7.0％、Sn 3.5％、Bi 5.0％、Sb 2.5％、Si 5.0
％、 及びZn2.0％である。 Ｍは０％を含まず又１種もしくは２種以上を添
加使用することが出来る。Ｍを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
の最大含有量は当該添加元素のうち最大値を有す
るものの原子％以下とする。Ｍは一般に少量で有
効（0.1〜３％程度但し、Sbは１％以下、Znは0.5
％以下）であり、好ましくは0.1〜１％、Ｖ、
Nb、Cr、Ta、Mo、Ｗ、Alが好ましい。 本発明の永久磁石は、前記FeBRを主成分とす
る組成において、最大エネルギー積（BH）max
はハードフエライト磁石（〜4MGOe）よりはる
かに高い値となる。 本発明による磁気異方性永久磁石において、軽
希土類を全Ｒ中の50％以上含有しかつ12〜20％の
Ｒ、４〜24％のＢおよび残部Feの組成範囲の場
合、もしくは該組成に１種又は２種以上の下記添
加元素Ｍを Ｖ 6.5％以下、Nb8.5％以下、Ta
8.5％以下、Mo 5.5％以下、Ｗ 5.5％以下、Cr
4.5％以下、Al 5.5％以下、Ti 3.5％以下、Zr 3.5
％以下、Hf 3.5％以下、Mn 4.0％以下、Ni 2.0
％以下、Ge 4.0％以下、Sn 1.0％、Bi 3.0以下、
Sb 0.5％以下、Si 4.0％以下、及びZn1.0％以下
で、Ｍを２種以上合む場合のＭの合量は含有する
Ｍの当該各元素のうち最大値を有するものの原子
％以下含む組成範囲の場合、（BH）maxは
17MGOeを示す好ましい範囲である。更に前記
R10.2〜３％、R13〜19％、B5〜11％、残部Feの
組成範囲の場合もしくは該組成に前記添加元素Ｍ
を１種又は２種以上（0.1〜３％、特に0.1〜１
％）含有する場合は最大エネルギー積（BH）
max35MGOe以上、更には42MGOe以上の磁気
特性を発現する最も好ましい範囲である。 等方性の場合、10〜25％Ｒ、３〜23％Ｂ、残部
Feにおいて（BH）max4MGOe以上、12〜20％
Ｒ、５〜18％Ｂ、残部Feにおいて（BH）
max5MGOe以上となる。 この発明における磁石合金の結晶相は主相が少
なくとも50vol％以上（好ましくは80vol％以上）
の正方晶であり、少なくとも非磁性相により主相
の粒界が囲まれていることが、すぐれた磁気特性
を有する焼結永久磁石を作製するのに不可欠であ
る。非磁性相は主としてＲリツチ相（R90原子％
以上の金属）或いはさらにＢリツチ相（R2Fe7B6
ないしR1Fe4B4等）から構成されほんのわずかで
も有効であり、例えば1vol％以上は十分な量であ
る。正方晶格子のパラメータはａ約8.8Å、ｃ約
12.2Åでありその中心組成はR2Fe14Bであると考
えられる。本発明の３段時効処理により、より好
ましい金属組織が得られることにより、高い磁気
特性が得られるものと考えられる。 また、本発明による磁気等方性永久磁石におい
て、Nd、Pr等の軽希土類をＲの主成分（全Ｒ中
軽希土類が50原子％以上）とし12〜16％のＲ、６
〜18％のＢ、残部Feの組成範囲の場合、もしく
は該組成に前記異方性磁石の場合と同様の添加元
素Ｍを１種又は２種以上含有する場合は（BH）
maxが8MGOe以上（最高11MGOe以上）の等方
性永久磁石としては極めて高い磁気特性を発現す
る好ましい範囲である。なお等方性についてもＭ
は0.1〜３％が十分有効であり0.1〜１％が好まし
く、好ましい元素は異方性の場合と同様である。 本発明において、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。 本発明永久磁石は異方性、等方性いずれの場合
にも工業的製造上不可避な不純物の存在を許容で
きる。即ちＲ、Ｂ、Feの他に所定範囲内でＣ、
Ca、Mg、Ｐ、Cu、Ｓ、Ｏ等が含有されること
もでき、製造性改善、低価格化が可能となる。
Ｃ、Ca、Mg各4.0％以下、Ｐ、Cu各3.3％以下、
S2.5％以下、O2.0％以下（但しその合量は当該各
元素の最大値以下）の含有量であればハードフエ
ライトと同程度のBr（4kG程度）以上の特性が得
られ磁石として、有用である。但し、目的とする
特性に応じてこれらの不純物のレベルは規定され
る。特に（BH）max35MGOe以上の高磁気特性
を実現するためにはＯ、Ｃ、Caの含有量を特に
低く保つことが好ましい。Ca、Mg、Ｐ、Cu等
は安価な原料から、Ｃは有機成形助剤等から、
Ｓ、Ｏは製造工程から混入することがある。 本発明の永久磁石は、前述の特定の製造方法に
よつて得られる。 本発明の製造方法は、前記FeBRを主成分とす
る組成の合金粉末を成形焼結し、焼結後750〜
1000℃の温度で１次熱処理後３〜2000℃／minの
冷却速度で680℃以下まで冷却した後、480〜700
℃の温度で２次熱処理後10〜2000℃／minの冷却
速度で200℃以下まで冷却後、再び10〜2000℃／
minの昇温速度で昇温し350〜450の温度で３次熱
処理後10〜2000℃／minの冷却速度で200℃以下
まで冷却することを特徴とする。 合金粉末は好ましくは一般に0.3〜80μmの平均
粒度とする。非酸化性雰囲気を完全に確保すれば
さらに微細とすることも可能であるが、粉末が極
めて酸化性に富むため、酸化、発火するために、
通常の条件では0.3μm以上が好ましい。成形焼結
工程は、一般にはプレス成形（異方性の場合磁界
中にて、等方性の場合磁界なしで）し焼結する。
焼結は、好ましくは、還元性又は非酸化性雰囲気
中（真空又は不活性ガス雰囲気中減圧、常圧ない
し加圧下に）で900〜1200℃の温度で行う。比較
的低温で焼結する場合には長時間焼結することが
必要である。 以下本発明の製造方法を磁気異方性永久磁石の
場合について実験例に基づいて説明する。 実験の際の出発原料としてはFeは純度99.0％以
上の電解鉄、Ｂは純度99.0％以上の純ボロンおよ
び純度90.0％以上のフエロボロン、Ｒは純度95％
以上のものを使用した。 これらの原料を上記の範囲内で配合調整して真
空ないし、不活性ガス雰囲気中で高周波溶解、ア
ーク溶解などで溶解し合金化し、これを冷却して
得られた合金をスタンプミル、ジヨークラツシヤ
ーなどで粗粉砕して粗粉砕粉を得るか、あるい
は、Ca等の還元剤を用いて酸化物から還元法に
よつ粗粉砕粉を得てもよい。こうして得た粗粉砕
粉を更にジエツトミル、ボールミル等により微粉
砕する。微粉砕は不活性ガス雰囲気中で行なう乾
式粉砕もしくはアセトン、トルエン等を用いる有
機溶媒中で行なう湿式粉砕のいずれも用いること
が出来る。微粉砕によつて得られる合金粉末を平
均粒径0.3〜80μmとする。平均粒度0.3μm未満の
ものでは微粉砕中ないしその後の工程で粉末の酸
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80μmをこえるとす
ぐれた磁石特性とりわけ高い保磁力が得られな
い。優れた磁石特性を発現させるためには微粉末
の平均粒度は１〜40μmが好ましく特に２〜20μm
が最も好ましい。平均粒度0.3〜80μmの粉末を、
異方性磁石とする場合には磁界中（例えば5kOe
以上）で、加圧成形する。成形に用いる圧力は
0.5〜3.0トン／cm2が好ましい。磁界中の加圧成形
には粉末をそのまゝ成形する方法、アセトン、ト
ルエン等有機溶媒中で成形する方法のいずれも用
いることが出来る。得られた成形体を還元性又は
非酸化性雰囲気中、例えば10-2Torr以下の真空
中あるいは１〜760Torrの圧力下で99.9％以上の
不活性ガスないし還元性ガスの雰囲気中で900〜
1200℃の温度で所定時間焼結する。焼結温度が
900℃未満では十分な焼結密度が得られず、又高
い残留磁束密度も得られない。また1200℃をこえ
ると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
時間では量産性の点で問題であるので磁石特性の
発現性等から0.5〜４時間が好ましい。なお焼結
雰囲気は組成分中のＲが高温で極めて酸化されや
すいので非酸化性雰囲気である高真空、不活性ガ
ス又は還元性ガス等の雰囲気を高度に確保するこ
とが好ましい。不活性ガスを用いる場合には高い
焼結密度を得るため１〜760Torr未満の減圧雰囲
気下で行なうことも出来る。 焼結時の昇温速度は特に規定する必要はないが
湿式成形方式を用いた場合は有機溶媒の溶媒除去
のため40℃／分以下で昇温を行なうかあるいは昇
温途中200〜800℃の温度範囲で0.5時間以上保持
することが好ましい。焼結後冷却する場合の冷却
速度は20℃／分以下が製品のバラツキを少なくす
るために好ましく、引き続く熱処理の時効処理に
よる磁石特性を高めるためには焼結後の冷却速度
は100℃／分以上が好ましい。但し、焼結に続い
て直ちに熱処理工程に入ることもできる。 焼結後の熱処理は以下の工程から成る。先ず焼
結体を750〜1000℃の温度で１段目の熱処理をし
た後、３〜2000℃／minの冷却速度で680℃以下
まで冷却した後480〜700℃の温度で２段目の熱処
理をし、その後10〜2000℃／minの冷却速度で
200℃以下まで冷却し、その後再び10〜2000℃／
minの昇温速度で昇温し、350〜450℃の温度で３
段目の熱処理を行い、10〜2000℃／minの冷却速
度で200℃以下まで冷却することから成る。 １段目の熱処理温度は、750℃未満では１段目
の熱処理が有効とならず、得られる保磁力が低
く、1000℃を越えると焼結体の結晶が粒成長を起
こし保磁力が低下する。 １段目の熱処理後の冷却速度は、冷却速度３
℃／min未満では保磁力および減磁曲線の角形性
が低下し、2000℃／minを越えると焼結体にマイ
クロ・クラツクが発生し保磁力が低下する。この
所定冷却速度を保つべき温度範囲は、１段目の熱
処理温度から680℃以下の範囲に限定する。680℃
以下の冷却速度は徐冷、急冷いずれも可能であ
る。所定冷却速度での冷却温度範囲下限値が680
℃以下になると保磁力が著しく低下する。 ２段目の熱処理は１次熱処理を施した後680℃
以下まで所定の急冷により冷却した後さらに480
〜700℃温度範囲にて行う。１次熱処理を施した
後炉冷等の冷却により、そのまま引続いて２次熱
処理を行つた場合には、得られる磁気特性は低
い。 なお、２次熱処理は、１次熱処理後の所定の所
定劣却に引続いて行うことができるが、所定冷却
の後、放冷した後に行うこともできる。 ２段目の熱処理温度は480〜700℃に限定する。
480℃未満あるいは700℃を越えると保磁力および
減磁曲線の角形性が低下する。 ２段目の熱処理後10〜2000℃／minの冷却速度
で200℃以下まで冷却し、再び10〜2000℃／min
の昇温速度で昇温するのであるが、冷却速度およ
び昇温速度は10℃／min未満あるいは2000℃／
minを越えると磁石特性とりわけ保磁力および減
磁曲線の角形性が低下する。この所定冷却速度を
保つべき温度範囲は、２段目の熱処理温度から温
度200℃以下の範囲に限定する。200℃以下での冷
却速度は徐冷、急冷いずれも可能である。所定冷
却速度での冷却温度範囲下限値が200℃以上にな
ると保磁力および減磁曲線の角形性が著しく低下
する。磁石特性を高め、バラツキを減少させるに
は、所定速度での冷却温度範囲下限値は150℃以
下が望ましく、さらには100℃以下が最も望まし
い。保磁力および減磁曲線の角形性を高め磁石特
性のバラツキを軽減するためには２段目熱処理後
の冷却速度および引続く昇温速度は20〜1500℃／
minが望ましくさらに40〜1000℃／minが最も望
ましい。 本３段熱処理の特徴は480〜700℃の温度で２次
熱処理を施した後200℃以下まで冷却して300〜
250℃の間を所定の急冷により通過させた後再び
３段目の熱処理温度まで昇温して250〜300℃の間
を所定の急昇温により通過させた後保磁力及び減
磁曲線の角形性改善に有効な350〜450℃の所定温
度範囲の３次熱処理を行い、３次熱処理後10〜
200℃／minの冷却速度で200℃以下まで冷却する
ことにある。２次熱処理を施した後炉冷等の冷却
により、そのまま引続いて３次熱処理を行うと、
得られる磁石特性の増大幅は低い。また２次熱処
理後200℃以下まで冷却した後３次熱処理を施す
温度まで昇温する際、並びに３次熱処理後200℃
以下まで冷却する際に250〜300℃の間の磁石特性
を劣化させる金相的不安定領域による影響を除去
するために所定速度の冷却、及び昇温を行うもの
である。 なお、３次熱処理は、２次熱処理後の所定冷却
に引続いて行うことができるが、この所定冷却の
後、放冷した後に行うこともできる。 ３段目の熱処理温度は350〜450℃に限定する。
350℃未満あるいは450℃を越えると保磁力および
減磁曲線の角形性が低下する。保磁力および減磁
曲線の角形性を高め、磁石特性のバラツキを軽減
するためには３段目熱処理の温度範囲として360
〜440℃が望ましくさらには375〜425℃が最も望
ましい。 １段目の熱処理時間は特に限定しないが、短時
間では温度制御しにくく、長時間では工業的メリ
ツトが低下するので0.5〜8.0hrが望ましい。 ２段目，３段目の熱処理時間も特に限定しない
が同様に短時間では温度制御しにくく、長時間で
は工業的メリツトが低下するので0.5〜12.0hrが
望ましい。特に３段目熱処理の時間としては保磁
力および減磁曲線の角形性を高めるためには、
1.0〜6.0hrが最も望ましい。 時効処理の雰囲気は合金組成分中のＲが高温で
酸素又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
の雰囲気の場合は雰囲気の純度99.99％以上が望
ましい。なお焼結温度は永久磁石の組成により前
記範囲内で選択され、時効処理温度は当該焼結温
度以下で選択される。 なお、これら１段、２段および３段の熱処理を
含む時効処理は焼結に引続いて行うか又は焼結後
一旦室温まで冷却し再び昇温して行うことも出
来、いずれの場合も同等の磁石特性が得られる。
但し一旦室温まで冷却する場合、焼結温度から
200℃以下までの温度範囲は10〜2000℃／minの
冷却速度で冷却するものとする。 また、本発明の３段目の時効処理工程において
磁界を印加すると、磁界無の場合と比べて同等以
上の磁石特性が得られるが、磁界を印加して行う
場合は磁石特性を高めるために5kOe以上の磁界
の大きさが必要である。また、特に温度範囲とし
ては200〜350℃の温度範囲で磁界を印加すること
が磁石特性とりわけ保磁力を高めるために望まし
い。 以上は磁気異方性永久磁石の場合について記述
したが、本発明は磁気異方性永久磁石の場合に限
らず磁気等方性永久磁石の場合にも工程中成形を
磁界をかけずに行うことにより全く同様な方法を
採用することが出来る。 以上詳述の通り本発明はCoを含まないFe・
Ｂ・Ｒを主成分とする新規な永久磁石の磁石特性
とりわけ保磁力および減磁曲線の角形性を改善
し、耐高温性に優れ、逆磁界の強い用途にも耐え
得る永久磁石であり、工業的にきわめて高い価値
を有するものである。 以下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。 実施例 １ 原子百分率組成73Fe10B9Nd8Prなる合金をAr
ガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得
た。本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下
に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度2.5μmにボー
ル・ミル微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁界
中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成型した後、99.999
％純度の220TorrAr中で1100℃、２時間焼結し、
焼結後は冷却速度150℃／minで室温まで冷却し
た。さらに３×10-5Torr真空中にて１段目の時
効処理を820℃にて２時間行ない、冷却速度400
℃／minで600℃以下まで冷却した後さらに２段
目の時効処理を620℃、4hr行なつた後400℃／
minで150℃まで冷却し、その後、50℃／minで
昇温し表１に示す温度で３段目の時効処理を２時
間行なつた後200℃／minで150まで冷却し本発明
の磁石を得た。磁石特性結果を比較例（２段時効
処理を行つた磁石）とともに表１に示す。
しない希土類・鉄・ボロン系永久磁石その製造方
法に関する。 ［従来の技術］ 現在使用されている永久磁石のうち代表的なも
にはアルニコ、ハードフエライト、および希土類
コバルト磁石である。しかし最近のコバルトの原
料事情の不安定化に判ないコバルトを20〜30重量
％含むアルコン磁石の需要は減り、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50〜65重量％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石特性
が格段に高いため、主として小型で付加価値の高
い磁気回路に多く使われている。 本発明者は先に、高価なSmやCoを含有しない
新しい高性能永久磁石としてFe−Ｂ−Ｒ系（Ｒ
はＹを包含する希土類元素の少なくとも一種）永
久磁石を提案（特開昭59−46008号）し、該Fe−
Ｂ−Ｒ系合金を成形、焼結後特定の条件下での熱
処理いわゆる時効処理を施すことにより焼結後の
磁気特性とりわけ保磁力ならびに減磁曲線の角形
性が著しく改善されることを見い出した（特開昭
59−217304）。 ［解決すべき問題点］ 本出願人において、またさらに本熱処理工程に
於て特定の条件からなる２段熱処理を施すとさら
に保磁力ならびに減磁曲線の角形性が著しく改善
されることを見出した（特願昭59−16923号）。即
ち焼結後特定の条件下で２段熱処理してなる永久
磁石は、保磁力iHc3kOe以上、残留磁束密度
Br4kG以上及び最大エネルギー積（BH）
max4MGOe以上を有するものであある。 ところで、最近は永久磁石の高温における用途
及びモーター用・発電機用・磁気カツプリング用
など逆磁界の強い用途が拡大の一途をたどつてお
り、更に磁気特性特に保磁力ならびに減磁曲線の
角形性の優れた永久磁石が求められている。 本発明は、高価で姿源稀少なCoを含有しない
希土類・ボロン・鉄を主成分とする新規な永久磁
石材料の保磁力ならびに減磁曲線の角形性をさら
に改善した永久磁石を得ることにある。また本発
明は高温における使用に耐え得るように耐高温特
性にすぐれ、逆磁界の強い用途にも耐え得る永久
磁石を得ることを目的とするものである。 ［発明の構成概要］ 本発明者らはかかる目的達成のため鋭意研究し
たところ一定の組成範囲にあるFe−Ｂ−Ｒ合金
の磁気特性の向上に関し特定粒径の粉末を成形し
焼結し更に焼結後に特定の条件下での熱処理特に
３段熱処理を施すことにより焼結後の磁気特性と
りわけ保磁力ならびに減磁曲線の角形性が著しく
改善されることを見出したものである。 即ち本発明は原子百分率として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
一種）、２〜28％のＢ、および残部Feを主成分と
した合金粉末を成形焼結し、焼結後750〜1000℃
の温度で１次熱処理後３〜2000℃／minの冷却速
度で680℃以下まで冷却した後、480〜700℃の温
度で２次熱処理後10〜2000℃／minの冷却速度で
200℃以下まで冷却後、再び10〜2000℃／minの
昇温速度で昇温し350〜450℃の温度で３次熱処理
し10〜2000℃／minの冷却速度で200℃以下まで
冷却することを含む永久磁石の製造方法を提供す
る。 ［発明の好適な実施の態様］ 以下本発明について詳述する。 本発明は磁気異方性永久磁石に限らず、製造工
程中成形を磁界をかけずに行うことにより磁気等
方性永久磁石を得ることが出来る。 本発明永久磁石においてＢは保磁力iHcが
5kOe以上を満たすために２％（以下％は合金中
の原子百分率を示す）以上であり、残留磁束密度
Brがハードフエライトの約4kG以上を得るため
に28％以下が必要である。 ホウ素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等
を含むものも用いることが出来る。又Ｒは保磁力
5kOe以上のために８％以上が必要である。しか
しＲは燃えやすく工業的取扱、製造上の困難のた
め、また高価でもあるため30％以下とする。 Ｒとしては資源的に豊富な軽希土類を用いるこ
とが出来、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。 本発明で用いる希土類元素ＲはＹを包含し、軽
希土類及び重希土類を包含する希土類元素であり
そのうちの１種以上を用いる。即ち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Nd、Rr、Dy、Tb、Ho等のうち
一種をもつて足り特にNd、Prが好ましく特に
（Nd＋Pr）を全Ｒ中50％以上（特に80％以上）
とすることが高い磁気特性を確実にかつ低コスト
で実現する上で好ましい。通例これらのＲのうち
１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，Dy，Tb，Ho
等との混合物として用いることができる。但し
Sm，Laは可及的に少ない方がよい。なおＲ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（他の希土類元素，Ca，
Mg，Fe，Ti，Ｃ，Ｏ等）を含有するものでも用
いることが出来る。なお，Ｒとしては，R1とし
て，Dy，Tb，Gd，Hoの一種以上，R2として
NdとPrの合計80％以上残部R1以外のＹを包含す
る希土類元素の一種以上の組合せがiHcの増大の
効果に最も好ましい。本発明の磁石材料にはこれ
らのＢおよびＲの他はFeが残部をしめるが製造
に際し不可避の不純物が含まれることは差し支え
ない。 Fe−Ｂ−Ｒの基本組成において13〜16％Ｒ，
６〜11％Ｂは（BH）max35MGOe以上、13〜
14.5％Ｒ，６〜7.5％Ｂは40MGOe以上（最高
45MGOe以上）を与える上で適当な組成である。 本発明のFe・Ｂ・Ｒを主成分とする永久磁石
において所定量の添加元素Ｍを加えることが出来
る。即ち、添加元素Ｍは保磁力を増大させる効果
をもつており、特にBrの最大領域で保磁力を顕
著に増大させ、角形性の改善効果がある。保磁力
の増大は磁石の高温における安定性を増し、その
用途が拡大される。しかしＭの添加量の増大につ
れてBrが低下していき、そのため最大エネルギ
ー積（BH）mal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Ｍを含む合金は
大変有用であるが（BH）maxは8MGOe以上の
範囲で特に有用である。 添加元素Ｍ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
よりはるかに高い範囲を考慮し、またハードフエ
ライトの（BH）max約4MGOeよりはるかに高
い範囲を考慮しＭの添加量の上限は Ｖ 9.5％、Nb 12.5％、Ta 10.5％、Mo 9.5
％、Ｗ 9.5％、Cr 8.5％、Al 9.5％、Ti 4.5％、
Zr 5.5％、Hf 5.5％、Mn 8.0％、Ni 8.0％、Ge
7.0％、Sn 3.5％、Bi 5.0％、Sb 2.5％、Si 5.0
％、 及びZn2.0％である。 Ｍは０％を含まず又１種もしくは２種以上を添
加使用することが出来る。Ｍを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
の最大含有量は当該添加元素のうち最大値を有す
るものの原子％以下とする。Ｍは一般に少量で有
効（0.1〜３％程度但し、Sbは１％以下、Znは0.5
％以下）であり、好ましくは0.1〜１％、Ｖ、
Nb、Cr、Ta、Mo、Ｗ、Alが好ましい。 本発明の永久磁石は、前記FeBRを主成分とす
る組成において、最大エネルギー積（BH）max
はハードフエライト磁石（〜4MGOe）よりはる
かに高い値となる。 本発明による磁気異方性永久磁石において、軽
希土類を全Ｒ中の50％以上含有しかつ12〜20％の
Ｒ、４〜24％のＢおよび残部Feの組成範囲の場
合、もしくは該組成に１種又は２種以上の下記添
加元素Ｍを Ｖ 6.5％以下、Nb8.5％以下、Ta
8.5％以下、Mo 5.5％以下、Ｗ 5.5％以下、Cr
4.5％以下、Al 5.5％以下、Ti 3.5％以下、Zr 3.5
％以下、Hf 3.5％以下、Mn 4.0％以下、Ni 2.0
％以下、Ge 4.0％以下、Sn 1.0％、Bi 3.0以下、
Sb 0.5％以下、Si 4.0％以下、及びZn1.0％以下
で、Ｍを２種以上合む場合のＭの合量は含有する
Ｍの当該各元素のうち最大値を有するものの原子
％以下含む組成範囲の場合、（BH）maxは
17MGOeを示す好ましい範囲である。更に前記
R10.2〜３％、R13〜19％、B5〜11％、残部Feの
組成範囲の場合もしくは該組成に前記添加元素Ｍ
を１種又は２種以上（0.1〜３％、特に0.1〜１
％）含有する場合は最大エネルギー積（BH）
max35MGOe以上、更には42MGOe以上の磁気
特性を発現する最も好ましい範囲である。 等方性の場合、10〜25％Ｒ、３〜23％Ｂ、残部
Feにおいて（BH）max4MGOe以上、12〜20％
Ｒ、５〜18％Ｂ、残部Feにおいて（BH）
max5MGOe以上となる。 この発明における磁石合金の結晶相は主相が少
なくとも50vol％以上（好ましくは80vol％以上）
の正方晶であり、少なくとも非磁性相により主相
の粒界が囲まれていることが、すぐれた磁気特性
を有する焼結永久磁石を作製するのに不可欠であ
る。非磁性相は主としてＲリツチ相（R90原子％
以上の金属）或いはさらにＢリツチ相（R2Fe7B6
ないしR1Fe4B4等）から構成されほんのわずかで
も有効であり、例えば1vol％以上は十分な量であ
る。正方晶格子のパラメータはａ約8.8Å、ｃ約
12.2Åでありその中心組成はR2Fe14Bであると考
えられる。本発明の３段時効処理により、より好
ましい金属組織が得られることにより、高い磁気
特性が得られるものと考えられる。 また、本発明による磁気等方性永久磁石におい
て、Nd、Pr等の軽希土類をＲの主成分（全Ｒ中
軽希土類が50原子％以上）とし12〜16％のＲ、６
〜18％のＢ、残部Feの組成範囲の場合、もしく
は該組成に前記異方性磁石の場合と同様の添加元
素Ｍを１種又は２種以上含有する場合は（BH）
maxが8MGOe以上（最高11MGOe以上）の等方
性永久磁石としては極めて高い磁気特性を発現す
る好ましい範囲である。なお等方性についてもＭ
は0.1〜３％が十分有効であり0.1〜１％が好まし
く、好ましい元素は異方性の場合と同様である。 本発明において、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。 本発明永久磁石は異方性、等方性いずれの場合
にも工業的製造上不可避な不純物の存在を許容で
きる。即ちＲ、Ｂ、Feの他に所定範囲内でＣ、
Ca、Mg、Ｐ、Cu、Ｓ、Ｏ等が含有されること
もでき、製造性改善、低価格化が可能となる。
Ｃ、Ca、Mg各4.0％以下、Ｐ、Cu各3.3％以下、
S2.5％以下、O2.0％以下（但しその合量は当該各
元素の最大値以下）の含有量であればハードフエ
ライトと同程度のBr（4kG程度）以上の特性が得
られ磁石として、有用である。但し、目的とする
特性に応じてこれらの不純物のレベルは規定され
る。特に（BH）max35MGOe以上の高磁気特性
を実現するためにはＯ、Ｃ、Caの含有量を特に
低く保つことが好ましい。Ca、Mg、Ｐ、Cu等
は安価な原料から、Ｃは有機成形助剤等から、
Ｓ、Ｏは製造工程から混入することがある。 本発明の永久磁石は、前述の特定の製造方法に
よつて得られる。 本発明の製造方法は、前記FeBRを主成分とす
る組成の合金粉末を成形焼結し、焼結後750〜
1000℃の温度で１次熱処理後３〜2000℃／minの
冷却速度で680℃以下まで冷却した後、480〜700
℃の温度で２次熱処理後10〜2000℃／minの冷却
速度で200℃以下まで冷却後、再び10〜2000℃／
minの昇温速度で昇温し350〜450の温度で３次熱
処理後10〜2000℃／minの冷却速度で200℃以下
まで冷却することを特徴とする。 合金粉末は好ましくは一般に0.3〜80μmの平均
粒度とする。非酸化性雰囲気を完全に確保すれば
さらに微細とすることも可能であるが、粉末が極
めて酸化性に富むため、酸化、発火するために、
通常の条件では0.3μm以上が好ましい。成形焼結
工程は、一般にはプレス成形（異方性の場合磁界
中にて、等方性の場合磁界なしで）し焼結する。
焼結は、好ましくは、還元性又は非酸化性雰囲気
中（真空又は不活性ガス雰囲気中減圧、常圧ない
し加圧下に）で900〜1200℃の温度で行う。比較
的低温で焼結する場合には長時間焼結することが
必要である。 以下本発明の製造方法を磁気異方性永久磁石の
場合について実験例に基づいて説明する。 実験の際の出発原料としてはFeは純度99.0％以
上の電解鉄、Ｂは純度99.0％以上の純ボロンおよ
び純度90.0％以上のフエロボロン、Ｒは純度95％
以上のものを使用した。 これらの原料を上記の範囲内で配合調整して真
空ないし、不活性ガス雰囲気中で高周波溶解、ア
ーク溶解などで溶解し合金化し、これを冷却して
得られた合金をスタンプミル、ジヨークラツシヤ
ーなどで粗粉砕して粗粉砕粉を得るか、あるい
は、Ca等の還元剤を用いて酸化物から還元法に
よつ粗粉砕粉を得てもよい。こうして得た粗粉砕
粉を更にジエツトミル、ボールミル等により微粉
砕する。微粉砕は不活性ガス雰囲気中で行なう乾
式粉砕もしくはアセトン、トルエン等を用いる有
機溶媒中で行なう湿式粉砕のいずれも用いること
が出来る。微粉砕によつて得られる合金粉末を平
均粒径0.3〜80μmとする。平均粒度0.3μm未満の
ものでは微粉砕中ないしその後の工程で粉末の酸
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80μmをこえるとす
ぐれた磁石特性とりわけ高い保磁力が得られな
い。優れた磁石特性を発現させるためには微粉末
の平均粒度は１〜40μmが好ましく特に２〜20μm
が最も好ましい。平均粒度0.3〜80μmの粉末を、
異方性磁石とする場合には磁界中（例えば5kOe
以上）で、加圧成形する。成形に用いる圧力は
0.5〜3.0トン／cm2が好ましい。磁界中の加圧成形
には粉末をそのまゝ成形する方法、アセトン、ト
ルエン等有機溶媒中で成形する方法のいずれも用
いることが出来る。得られた成形体を還元性又は
非酸化性雰囲気中、例えば10-2Torr以下の真空
中あるいは１〜760Torrの圧力下で99.9％以上の
不活性ガスないし還元性ガスの雰囲気中で900〜
1200℃の温度で所定時間焼結する。焼結温度が
900℃未満では十分な焼結密度が得られず、又高
い残留磁束密度も得られない。また1200℃をこえ
ると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
時間では量産性の点で問題であるので磁石特性の
発現性等から0.5〜４時間が好ましい。なお焼結
雰囲気は組成分中のＲが高温で極めて酸化されや
すいので非酸化性雰囲気である高真空、不活性ガ
ス又は還元性ガス等の雰囲気を高度に確保するこ
とが好ましい。不活性ガスを用いる場合には高い
焼結密度を得るため１〜760Torr未満の減圧雰囲
気下で行なうことも出来る。 焼結時の昇温速度は特に規定する必要はないが
湿式成形方式を用いた場合は有機溶媒の溶媒除去
のため40℃／分以下で昇温を行なうかあるいは昇
温途中200〜800℃の温度範囲で0.5時間以上保持
することが好ましい。焼結後冷却する場合の冷却
速度は20℃／分以下が製品のバラツキを少なくす
るために好ましく、引き続く熱処理の時効処理に
よる磁石特性を高めるためには焼結後の冷却速度
は100℃／分以上が好ましい。但し、焼結に続い
て直ちに熱処理工程に入ることもできる。 焼結後の熱処理は以下の工程から成る。先ず焼
結体を750〜1000℃の温度で１段目の熱処理をし
た後、３〜2000℃／minの冷却速度で680℃以下
まで冷却した後480〜700℃の温度で２段目の熱処
理をし、その後10〜2000℃／minの冷却速度で
200℃以下まで冷却し、その後再び10〜2000℃／
minの昇温速度で昇温し、350〜450℃の温度で３
段目の熱処理を行い、10〜2000℃／minの冷却速
度で200℃以下まで冷却することから成る。 １段目の熱処理温度は、750℃未満では１段目
の熱処理が有効とならず、得られる保磁力が低
く、1000℃を越えると焼結体の結晶が粒成長を起
こし保磁力が低下する。 １段目の熱処理後の冷却速度は、冷却速度３
℃／min未満では保磁力および減磁曲線の角形性
が低下し、2000℃／minを越えると焼結体にマイ
クロ・クラツクが発生し保磁力が低下する。この
所定冷却速度を保つべき温度範囲は、１段目の熱
処理温度から680℃以下の範囲に限定する。680℃
以下の冷却速度は徐冷、急冷いずれも可能であ
る。所定冷却速度での冷却温度範囲下限値が680
℃以下になると保磁力が著しく低下する。 ２段目の熱処理は１次熱処理を施した後680℃
以下まで所定の急冷により冷却した後さらに480
〜700℃温度範囲にて行う。１次熱処理を施した
後炉冷等の冷却により、そのまま引続いて２次熱
処理を行つた場合には、得られる磁気特性は低
い。 なお、２次熱処理は、１次熱処理後の所定の所
定劣却に引続いて行うことができるが、所定冷却
の後、放冷した後に行うこともできる。 ２段目の熱処理温度は480〜700℃に限定する。
480℃未満あるいは700℃を越えると保磁力および
減磁曲線の角形性が低下する。 ２段目の熱処理後10〜2000℃／minの冷却速度
で200℃以下まで冷却し、再び10〜2000℃／min
の昇温速度で昇温するのであるが、冷却速度およ
び昇温速度は10℃／min未満あるいは2000℃／
minを越えると磁石特性とりわけ保磁力および減
磁曲線の角形性が低下する。この所定冷却速度を
保つべき温度範囲は、２段目の熱処理温度から温
度200℃以下の範囲に限定する。200℃以下での冷
却速度は徐冷、急冷いずれも可能である。所定冷
却速度での冷却温度範囲下限値が200℃以上にな
ると保磁力および減磁曲線の角形性が著しく低下
する。磁石特性を高め、バラツキを減少させるに
は、所定速度での冷却温度範囲下限値は150℃以
下が望ましく、さらには100℃以下が最も望まし
い。保磁力および減磁曲線の角形性を高め磁石特
性のバラツキを軽減するためには２段目熱処理後
の冷却速度および引続く昇温速度は20〜1500℃／
minが望ましくさらに40〜1000℃／minが最も望
ましい。 本３段熱処理の特徴は480〜700℃の温度で２次
熱処理を施した後200℃以下まで冷却して300〜
250℃の間を所定の急冷により通過させた後再び
３段目の熱処理温度まで昇温して250〜300℃の間
を所定の急昇温により通過させた後保磁力及び減
磁曲線の角形性改善に有効な350〜450℃の所定温
度範囲の３次熱処理を行い、３次熱処理後10〜
200℃／minの冷却速度で200℃以下まで冷却する
ことにある。２次熱処理を施した後炉冷等の冷却
により、そのまま引続いて３次熱処理を行うと、
得られる磁石特性の増大幅は低い。また２次熱処
理後200℃以下まで冷却した後３次熱処理を施す
温度まで昇温する際、並びに３次熱処理後200℃
以下まで冷却する際に250〜300℃の間の磁石特性
を劣化させる金相的不安定領域による影響を除去
するために所定速度の冷却、及び昇温を行うもの
である。 なお、３次熱処理は、２次熱処理後の所定冷却
に引続いて行うことができるが、この所定冷却の
後、放冷した後に行うこともできる。 ３段目の熱処理温度は350〜450℃に限定する。
350℃未満あるいは450℃を越えると保磁力および
減磁曲線の角形性が低下する。保磁力および減磁
曲線の角形性を高め、磁石特性のバラツキを軽減
するためには３段目熱処理の温度範囲として360
〜440℃が望ましくさらには375〜425℃が最も望
ましい。 １段目の熱処理時間は特に限定しないが、短時
間では温度制御しにくく、長時間では工業的メリ
ツトが低下するので0.5〜8.0hrが望ましい。 ２段目，３段目の熱処理時間も特に限定しない
が同様に短時間では温度制御しにくく、長時間で
は工業的メリツトが低下するので0.5〜12.0hrが
望ましい。特に３段目熱処理の時間としては保磁
力および減磁曲線の角形性を高めるためには、
1.0〜6.0hrが最も望ましい。 時効処理の雰囲気は合金組成分中のＲが高温で
酸素又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
の雰囲気の場合は雰囲気の純度99.99％以上が望
ましい。なお焼結温度は永久磁石の組成により前
記範囲内で選択され、時効処理温度は当該焼結温
度以下で選択される。 なお、これら１段、２段および３段の熱処理を
含む時効処理は焼結に引続いて行うか又は焼結後
一旦室温まで冷却し再び昇温して行うことも出
来、いずれの場合も同等の磁石特性が得られる。
但し一旦室温まで冷却する場合、焼結温度から
200℃以下までの温度範囲は10〜2000℃／minの
冷却速度で冷却するものとする。 また、本発明の３段目の時効処理工程において
磁界を印加すると、磁界無の場合と比べて同等以
上の磁石特性が得られるが、磁界を印加して行う
場合は磁石特性を高めるために5kOe以上の磁界
の大きさが必要である。また、特に温度範囲とし
ては200〜350℃の温度範囲で磁界を印加すること
が磁石特性とりわけ保磁力を高めるために望まし
い。 以上は磁気異方性永久磁石の場合について記述
したが、本発明は磁気異方性永久磁石の場合に限
らず磁気等方性永久磁石の場合にも工程中成形を
磁界をかけずに行うことにより全く同様な方法を
採用することが出来る。 以上詳述の通り本発明はCoを含まないFe・
Ｂ・Ｒを主成分とする新規な永久磁石の磁石特性
とりわけ保磁力および減磁曲線の角形性を改善
し、耐高温性に優れ、逆磁界の強い用途にも耐え
得る永久磁石であり、工業的にきわめて高い価値
を有するものである。 以下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。 実施例 １ 原子百分率組成73Fe10B9Nd8Prなる合金をAr
ガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造して得
た。本合金をスタンプ・ミルにより40mesh以下
に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度2.5μmにボー
ル・ミル微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁界
中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成型した後、99.999
％純度の220TorrAr中で1100℃、２時間焼結し、
焼結後は冷却速度150℃／minで室温まで冷却し
た。さらに３×10-5Torr真空中にて１段目の時
効処理を820℃にて２時間行ない、冷却速度400
℃／minで600℃以下まで冷却した後さらに２段
目の時効処理を620℃、4hr行なつた後400℃／
minで150℃まで冷却し、その後、50℃／minで
昇温し表１に示す温度で３段目の時効処理を２時
間行なつた後200℃／minで150まで冷却し本発明
の磁石を得た。磁石特性結果を比較例（２段時効
処理を行つた磁石）とともに表１に示す。
【表】
実施例 ２
表２に示す原子百分率組成を有するFe−Ｂ−
Ｒ合金をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に
鋳造して得た。本合金をスタンプ・ミルにより
50mesh以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度
3.2μmにボール・ミル微粉砕した。得られた粉末
を15kOe磁界中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成型し
た後、99.999％純度の180TorrAr中で1080℃、３
時間焼結し、焼結後は冷却速度800℃／minで室
温まで急速冷却した。さらに500Torr高純度Ar
中にて１段目の時効処理を800℃で３時間行ない、
350℃／minで630℃以下まで冷却した後600℃、
4hrの２段目の時効処理を行なつた後450℃／min
で120℃まで冷却した後、80℃／minで昇温し３
段目の時効処理を400℃で１時間行なつた後250
℃／minで120℃まで冷却して本合金磁石を得た。
磁石特性結果を比較例（２段時効処理を行つた磁
石）とともに表２に示す。
Ｒ合金をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に
鋳造して得た。本合金をスタンプ・ミルにより
50mesh以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度
3.2μmにボール・ミル微粉砕した。得られた粉末
を15kOe磁界中で1.5ton／cm2の圧力で加圧成型し
た後、99.999％純度の180TorrAr中で1080℃、３
時間焼結し、焼結後は冷却速度800℃／minで室
温まで急速冷却した。さらに500Torr高純度Ar
中にて１段目の時効処理を800℃で３時間行ない、
350℃／minで630℃以下まで冷却した後600℃、
4hrの２段目の時効処理を行なつた後450℃／min
で120℃まで冷却した後、80℃／minで昇温し３
段目の時効処理を400℃で１時間行なつた後250
℃／minで120℃まで冷却して本合金磁石を得た。
磁石特性結果を比較例（２段時効処理を行つた磁
石）とともに表２に示す。
【表】
【表】
実施例 ３
下記原子百分率組成を有するFe−Ｂ−Ｒ合金
をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造し
て得た。本合金をスタンプ・ミルにより35mesh
以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度3.5μmに
ボール・ミル微粉砕した。得られた粉末を無磁界
中で1.0ton／cm2の圧力で加圧成型した後、99.99
％純度の180TorrAr中で1080℃、４時間焼結し、
焼結後は冷却速度300℃／minで室温まで急速冷
却した。さらに600Torr高純度Ar中にて１段目
時効処理を800℃で２時間行ない、250℃／minの
冷却速度で600℃以下まで冷却した後さらに２段
目の時効処理を600℃，1hr行つた後400℃／min
で100℃まで冷却した後100℃／minで昇温し３段
目時効処理を400で１時間行つた後200℃／minで
150℃まで冷却して本発明の磁石を得た。磁石特
性の結果を２段時効処理を行つた試料（比較例）
とともに表３に示す。
をArガスアーク中溶解後、水冷銅鋳型に鋳造し
て得た。本合金をスタンプ・ミルにより35mesh
以下に粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度3.5μmに
ボール・ミル微粉砕した。得られた粉末を無磁界
中で1.0ton／cm2の圧力で加圧成型した後、99.99
％純度の180TorrAr中で1080℃、４時間焼結し、
焼結後は冷却速度300℃／minで室温まで急速冷
却した。さらに600Torr高純度Ar中にて１段目
時効処理を800℃で２時間行ない、250℃／minの
冷却速度で600℃以下まで冷却した後さらに２段
目の時効処理を600℃，1hr行つた後400℃／min
で100℃まで冷却した後100℃／minで昇温し３段
目時効処理を400で１時間行つた後200℃／minで
150℃まで冷却して本発明の磁石を得た。磁石特
性の結果を２段時効処理を行つた試料（比較例）
とともに表３に示す。
【表】
実施例 ４
下記原子百分率組成を有するFe−Ｂ−Ｒ合金
をArガス中高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳造し
て得た。 本合金をスタンプ・ミルにより35mesh以下に
粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度2.0μmにボール
ミル微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁界中で
1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％純
度の200TorrAr中で1060℃、２時間焼結を行い
焼結後は冷却速度500℃／minで室温まで急速劣
却した。 さらに760TorrAr中にて800℃、１時間の１段
目時効処理を行い300℃／minの冷却速度で室温
まで冷却した後、さらに620℃、３時間の２段目
時効処理を行つた後400℃／minで100℃まで冷却
し、その後120℃／minで昇温し３段目時効処理
を375℃で１時間行つた後200℃／minで150℃ま
で冷却して本発明の磁石を得た。 磁石特性結果を比較例（２段時効処理後）とと
もに表４に示す。
をArガス中高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳造し
て得た。 本合金をスタンプ・ミルにより35mesh以下に
粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度2.0μmにボール
ミル微粉砕した。得られた粉末を15kOe磁界中で
1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.99％純
度の200TorrAr中で1060℃、２時間焼結を行い
焼結後は冷却速度500℃／minで室温まで急速劣
却した。 さらに760TorrAr中にて800℃、１時間の１段
目時効処理を行い300℃／minの冷却速度で室温
まで冷却した後、さらに620℃、３時間の２段目
時効処理を行つた後400℃／minで100℃まで冷却
し、その後120℃／minで昇温し３段目時効処理
を375℃で１時間行つた後200℃／minで150℃ま
で冷却して本発明の磁石を得た。 磁石特性結果を比較例（２段時効処理後）とと
もに表４に示す。
【表】
実施例 ５
平均粒度１〜6μm、表５に示す原百分率組成を
有するFe−Ｂ−Ｒ−Ｍ合金粉末を15kOe磁界中
で1.5Ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.999％
純度の180TorrAr中で1100℃、２時間焼結し、
焼結後は冷却速度600℃／minで室温まで急速冷
却した。さらに550Torrの高純度Ar中にて時効
処理を800℃で２時間行い、300℃／minで550℃
以下まで冷却した後600℃、2hrの１段目の時効処
理を行つた後350℃／minで120℃まで冷却した後
150℃／minで昇温し３段目の時効処理を380℃で
１時間行なつた後250℃／minで120℃まで冷却し
て本永久磁石を得た。磁石特性結果を比較例（２
段時効処理後の磁石特性）とともに表５に示す。
有するFe−Ｂ−Ｒ−Ｍ合金粉末を15kOe磁界中
で1.5Ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.999％
純度の180TorrAr中で1100℃、２時間焼結し、
焼結後は冷却速度600℃／minで室温まで急速冷
却した。さらに550Torrの高純度Ar中にて時効
処理を800℃で２時間行い、300℃／minで550℃
以下まで冷却した後600℃、2hrの１段目の時効処
理を行つた後350℃／minで120℃まで冷却した後
150℃／minで昇温し３段目の時効処理を380℃で
１時間行なつた後250℃／minで120℃まで冷却し
て本永久磁石を得た。磁石特性結果を比較例（２
段時効処理後の磁石特性）とともに表５に示す。
【表】
【表】
実施例 ６
下記原子百分率組成を有するFe−Ｂ−Ｒ−Ｍ
合金をArガス中高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳
造して得た。 本合金をスタンプ・ミルにより35mesh以下に
粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度2.5μmにボール
ミル微粉砕した。得られた粉末を12kOe磁界中で
1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.999％純
度の200TorrAr中で1100℃、２時間焼結を行な
い焼結後は冷貴速度600℃／minで室温まで急速
冷却した。 さらに760TorrAr中にて800℃、１時間の１段
目時効処理を行ない250℃／minの冷却速度で室
温まで冷却した後、さらに600℃、２時間の２段
目時効処理を行なつた後、450℃／minで120℃ま
で冷却した後150℃／minで昇温し３段目の時効
処理を380℃で４時間行なつた後250℃／minで
150℃まで冷却して本発明の磁石を得た。 磁石特性結果を比較例（２段時効処理後）とと
もに表６に示す。
合金をArガス中高周波溶解後、水冷銅鋳型に鋳
造して得た。 本合金をスタンプ・ミルにより35mesh以下に
粗粉砕後、有機溶媒中で平均粒度2.5μmにボール
ミル微粉砕した。得られた粉末を12kOe磁界中で
1.5ton／cm2の圧力で加圧成形した後、99.999％純
度の200TorrAr中で1100℃、２時間焼結を行な
い焼結後は冷貴速度600℃／minで室温まで急速
冷却した。 さらに760TorrAr中にて800℃、１時間の１段
目時効処理を行ない250℃／minの冷却速度で室
温まで冷却した後、さらに600℃、２時間の２段
目時効処理を行なつた後、450℃／minで120℃ま
で冷却した後150℃／minで昇温し３段目の時効
処理を380℃で４時間行なつた後250℃／minで
150℃まで冷却して本発明の磁石を得た。 磁石特性結果を比較例（２段時効処理後）とと
もに表６に示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子百分率として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一種）、２〜
28％のＢ、および残部Feを主成分とした合金粉
末を成形焼結する工程、焼結後750〜1000℃の温
度で１次熱処理後３〜2000℃／minの冷却速度で
680℃以下まで冷却する工程、480〜700℃の温度
で２次熱処理し10〜2000℃／minの冷却速度で
200℃以下まで冷却する工程、さらにその後再び
10〜2000℃／minの昇温速度で昇温し350〜450℃
の温度で３次熱処理し10〜2000℃／minの冷却速
度で200℃以下まで冷却する工程からなることを
特徴とする永久磁石の製造方法。 ２ 前記Feの一部に代り、下記の添加元素Ｍの
一種以上を全組成に対し下記の所定％以下含有す
る（但し、２種以上の添加元素Ｍが含まれるとき
は当該含有添加元素の下記の所定％のうち最大の
もの以下とする）ことを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の方法。 Ｖ 9.5％，Nb 12.5％，Ta 10.5％，Mo 9.5
％，Ｗ 9.5％，Cr 8.5％，Al 9.5％，Ti 4.5％，
Zr 5.5％，Hf 5.5％，Mn 8.0％，Ni 8.0％，Ge
7.0％，Sn 3.5％，Bi 5.0％，Sb 2.5％，Si 5.0
％，及びZn 2.0％。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103946A JPS61264133A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60103946A JPS61264133A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61264133A JPS61264133A (ja) | 1986-11-22 |
| JPH0549737B2 true JPH0549737B2 (ja) | 1993-07-27 |
Family
ID=14367603
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60103946A Granted JPS61264133A (ja) | 1985-05-17 | 1985-05-17 | 永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61264133A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6293908A (ja) * | 1985-10-19 | 1987-04-30 | Tohoku Metal Ind Ltd | 希土類磁石の製造方法 |
| JPH063763B2 (ja) * | 1986-12-26 | 1994-01-12 | 信越化学工業株式会社 | 希土類永久磁石の製造方法 |
| DE19945942C2 (de) * | 1999-09-24 | 2003-07-17 | Vacuumschmelze Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten aus einer borarmen Nd-Fe-B-Legierung |
| JP5472236B2 (ja) * | 2011-08-23 | 2014-04-16 | トヨタ自動車株式会社 | 希土類磁石の製造方法、及び希土類磁石 |
| JP7180095B2 (ja) * | 2018-03-23 | 2022-11-30 | Tdk株式会社 | Ｒ‐ｔ‐ｂ系焼結磁石 |
| KR101932551B1 (ko) * | 2018-06-15 | 2018-12-27 | 성림첨단산업(주) | 중희토 입계확산형 RE-Fe-B계 희토류 자석의 제조방법 및 이에 의해 제조된 중희토 입계확산형 RE-Fe-B계 희토류자석 |
| CN111633212B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-12-13 | 福建省长汀金龙稀土有限公司 | 一种烧结钕铁硼毛坯的处理方法 |
-
1985
- 1985-05-17 JP JP60103946A patent/JPS61264133A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61264133A (ja) | 1986-11-22 |
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Legal Events
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