JPH0553842B2

JPH0553842B2 -

Info

Publication number: JPH0553842B2
Application number: JP59154451A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Hamada; Michio Yamashita
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1993-08-11
Also published as: JPS6134101A

Description

【発明の詳細な説明】

利用産業分野この発明は、Ｒ（但し、ＲはＹを包含する希土
類元素のうち少なくとも１種）、Ｂ，Feを主成分
とする永久磁石、あるいはRCo₅系、R₂ Co₁₇系
希土類Co永久磁石用合金粉末の成型改良剤に係
り、成型性が向上し、磁気特性がすぐれ、かつ安
定した品質の該系永久磁石が得られる有機系成型
改良剤に関する。背景技術永久磁石材料は、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。そこで、高性能永久磁石としては希土類Co磁
石の外に、出願人は先に、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、およびFe−Ｂ−Ｒ系の磁気異方性焼結体
からなる永久磁石の温度特性を改良するために、
Feの一部をCoを置換することにより、生成合金
のキユリー点を上昇させて温度特性を改善した
Fe−Co−Ｂ−Ｒ系異方性焼結体からなる永久磁
石を提案した。上記の新規なFe−Ｂ−Ｒ系、Fe−Co−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、一般にCa還元法、電解法により製造
される金属塊であり、この希土類金属塊を用い
て、例えば次の工程により、上記の新規な永久磁
石が製造される。出発原料として、電解鉄、フエロボロン合
金、希土類金属、あるいはさらに、電解Coを
高周波溶解し、その後水冷銅鋳型に鋳造する、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、例えば粗粉
砕粉300gを６時間湿式微粉砕して３〜10μmの
微細粉となす、磁界（10KOe）中配向して、成形（1.5t／cm²
にて加圧）する、焼結、1000℃〜1200℃、１時間、Ar中の焼
結後に放冷する。時効処理。上記の如く、このRBFe系あるいは希土類Co系
永久磁石用合金粉末は、所要組成の鋳塊を粗粉砕
及び微粉砕を行なつて得られるが、粉砕粉の儘で
は、成型性が非常に悪く、成型時にダイス壁面等
との摩擦により、ダイス面及び成形体表面にき
ず、剥がれ、割れ等が生じ易く、品質上及び製品
歩留上に大きな問題となつていた。かかる成型性の改良のため、従来はパラフイン
ワツクス、ステアリン酸、ビスアマイド、あるい
はステアリン酸亜鉛等のバインダー、潤滑剤の添
加配合が行なわれていた。しかし、パラフインワツクスは成型性改良効果
が小さく、多量にこれを使用すると合金粉末の磁
場配向を阻害して異方性になり難く、また後続工
程の焼結工程において、焼結体に炭素が残留し、
磁気特性を劣化させる欠点があり、ステアリン酸
の場合は、成形体の強度を低下させる問題があ
り、ビスアマイドやステアリン酸亜鉛の場合は、
合金粉末中への均一分散化が困難で、合金粉末自
体のダイス面等の摩擦面への固着防止が完全でな
く、成形体及びダイス面にきずが発生する問題が
あつた。発明の目的この発明は、安定した品質でかつすぐれた磁気
特性を有するRBFe系あるいは希土類Co系永久磁
石を得るための該系磁石用合金粉末の成型改良剤
を目的とし、該合金粉末中への分散性にすぐれ、
またすぐれた潤滑油によりダイス面及び成形体の
摩擦を大巾に低減し、成型性の改善効果が高く、
さらに磁石の磁気特性の劣化がない成型性改良部
剤を目的としている。発明の構成と効果この発明は、Ｒ，Ｂ，Feを主成分とする永久
磁石あるいはFCo₅型、R₂ Co₁₇型希土類Co磁石
用合金粉末の成型に使用する成型性改良剤を種々
検討した結果、特定量のポリオキシエチレンアルキルエーテ
ル、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、から選択した少なくとも１種が最適であることを
知見したもので、合金粉末中への分散性にすぐれ、また少量添加
ですぐれた潤滑性を有し、ダイス面及び成形体の
摩擦を大巾に低減し、成型性の改善効果が高く、
さらに焼結磁石の磁気特性の劣化がない利点があ
る。しかし、成型体形状、例えば、ダイスとの摩擦
面積が大面積であつたり、また、特に摩擦面積が
大面積でかつ該摩擦面に対して直角方向に薄肉で
ある成型体を連続成型する場合、いわゆるタテキ
ズや欠けが発生しやすい問題があつた。そこで、さらに検討を加えた結果、上記の成型
性改良剤に潤滑特性のすぐれたステアリン酸亜
鉛、ステアリン酸カルシウム等のステアリン酸塩
のうち少なくとも１種を配合することにより、上
記の薄肉成型体の連続成型性が大幅に改善される
ことを知見したものである。すなわち、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カ
ルシウム等のステアリン酸塩は、上記の成型性改
良剤の大きな分散特性により、合金粉末内に均一
に分散され、大摩擦力による疵発生に対して、す
ぐれた防止力と耐久力を発揮するのである。この発明は、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、から選択した少なくとも１種に、ステアリン酸塩のうち少なくとも１種を、配合比１／20〜５／１にて配合してなることを
特徴とする永久磁石用合金粉末の成型改良剤であ
り、例えば、Ｒ−Ｂ−Fe系合金粉末に、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、から選択した少なくとも１種を、上記合金粉末100重量部に対して0.3重量部以
下、及びステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシ
ウム等の下記するステアリン酸塩のうち少なくと
も１種を、上記合金粉末100重量部に対して0.3重量部以下
添加し、混合したのち成型する永久磁石用合金粉
末の成型改良剤である。成型改良剤の限定理由この発明において、ポリオキシエチレンアルキ
ルエーテルは、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、あるいはその混合物などであり、アルキルは長鎖
のもが好ましい。また、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル
は、ポリエチレングリコールモノラウレート、ポリエチレングリコールモノステアレート、ポリエチレングリコールモノオレート、あるいはその混合物などであり、長鎖の脂肪酸の
エステルが好ましく、これらの製造中に含まれ
る、例えばポリエチレングリコールジステアレー
トなどのジエステルが含まれても使用できるが、
モノエステルが主成分であることが好ましい。また、ポリオキシエチレンアルキルアリルエー
テルは、ポリオキシエチレンオクチルフエニルエーテ
ル、ポリオキシエチレンノニルフエニルエーテル、あるいはその混合物などであり、アルキルは長鎖
のものが好ましい。上記のポリオキシエチレンアルキルエーテル、
ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオ
キシエチレンアルキルアリルエースルのうち２種
以上を混合して使用でき、合金粉末への湿式混合
の場合、溶媒への溶解度あるいは分散性から、ポ
リオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシ
エチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレ
ンアルキルアリルエースルのHLB（親水性・親油
性比）は20以下が好ましい。ステアリン酸塩は、ステアリン酸亜鉛、ステア
リン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、
ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウ
ム、ステアリン酸コバルト、ステアリン酸ニツケ
ル、ステアリン酸銅、ステアリン酸鉛、ステアリ
ン酸クロム等があり、前記ステアリン酸塩は、一
般市販品が使用でき、できる限り微細粉末である
ことが望ましい。この発明において、上述した成型性改良剤とス
テアリン酸塩の配合割合は、前者／後者の比で、
１／20〜５／１が好ましい。前者／後者の比が
１／20未満では、ポリオキシエチレン系エーテル
または同系エステルの成型性改良剤の特徴である
分散性、潤滑性の効果が少なくなり、また、上記
比が５／１を越すると、ステアリン酸塩の特徴で
ある潤滑性の効果が減じて前記の相乗効果が損わ
れるため好ましくない。上記の成型性改良剤の単独または複合添加の添
加量は、原料合金粉末の粒度およびダイス、成形
体の形状、寸法、摩擦面積、プレス条件等に応じ
て適宜選定すればよく、少量の添加で成型性改善
効果が大きく、添加量の増大とともに成型性は大
幅に向上するが、合金粉末100重量部に対して、
上記改良剤の添加量が0.3重量部を越え、ステア
リン酸塩の添加量が0.3重量部を越えると、永久
磁石としての磁気特性の劣化が大きくなるため、
添加量の上限値は各々、0.3重量部とする必要が
あり、好ましい添加量は成型性改良剤が0.01重量
部〜0.2重量部であり、ステアリン酸塩が0.01重
量部〜0.2重量部である。また、この発明において、成型性改良剤及び潤
滑剤の合金粉末への添加は、乾式混合または溶媒
を用いての湿式混合のいずれでもよいが該合金粉
末が酸素あるいは水分に対して反応しやすく、活
性であるため、湿式で行なうことが好ましく、使
用する溶媒としては、ヘキサン、トルエン、トリ
クロルエチレン、弗素系溶媒などの不活性溶媒が
好ましい。混合時の態様は、乾燥状態あるいはス
ラリー状態のいずれであつてもよく、例えば、湿
式粉砕工程中、あるいはその前後、または乾燥工
程中あるいはその前後に適宜混合することができ
る。この発明において、合金粉末の成型は、通常の
粉末冶金法と同様に行なうことができ、加圧成型
時に磁場付与有無により、異方性磁石あるいは等
方性磁石を得ることができる。この発明における希土類・鉄・ボロン系永久磁
石用原料合金粉末に含有される希土類元素Ｒは、
イツトリウム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。又通例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等との混合物として用い
ることができる。なお、このＲは純希土類元素で
なくてもよく、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差支えない。Ｒ（Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）
は、10原子％〜30原子％の範囲とする。Ｂは、２原子％〜28原子％の範囲とする。 Feは、65原子％〜82原子％に限定する。また、Feの一部を、Feの50％以下のCoで置換
することができる。この発明の合金粉末において、高い残留磁束密
度と高い保磁力を共に有するすぐれた永久磁石を
得るためには、Ｒ 10原子％〜25原子％、Ｂ４原子％〜26原子％、 Fe 65原子％〜82原子％が好ましい。また、この発明による合金粉末は、Ｒ，Ｂ，Feの他、工業的生産上不可避的不純
物の存在を許容できるが、Ｂの一部を4.0原子％以下のＣ、 3.5原子％以下のＰ、2.5原子％以下のＳ、 3.5原子％以下のCuのうち少なくとも１種、合計量で4.0原子％以下で置換することにより、
磁石合金の製造性改善、低価格化が可能である。さらに、前記Ｒ，Ｂ，Fe合金あるいはCoを含
有するＲ，Ｂ，Fe合金に、 9.5原子％以下のAl、4.5原子％以下のTi 9.5原子％以下のＶ、8.5原子％以下のCr、 8.0原子％以下のMn、５原子％以下のBi、 12.5原子％以下のNb、10.5原子％以下のTa、 9.5原子％以下のMo、9.5原子％以下のＷ、 2.5原子％以下のSb、７原子％以下のGe、 35原子％以下のSn、5.5原子％以下のZr、 5.5原子％以下のHfのうち少なくとも１種を添
加含有させることにより、永久磁石合金の高保磁
力化が可能になる。結晶相は主相が正方晶であることが、微細で均
一な合金粉末を得るのに不可欠である。この発明による合金微粉末の粒度は、平均粒度
１〜10μmの合金微粉末が望ましい。また、希土類Co磁石としては、希土類元素と
遷移金属元素ＭとからなるR₁M₅系、R₂M₁₇系永
久磁石合金がある。但し、ＲはＹ，La，Ce，
Pr，Nd，Sm、およびMM（ミツシユメタル）の
１種または２種以上の組み合せ、ＭはCuとCo，
FeもしくはNiのうち少なくとも１種の組み合せ、
および上記Ｍの一部をさらにMn，Ti，Nb，Zr，
Ta，Hfのうち少なくとも１種にて置換した組み
合せからなる。実施例実施例１平均粒度3.3μmの15Nd8B77Fe（at％）なる組
成の合金粉末に、第１表に示す如く、成型性改良
剤とステアリン酸塩として、ステアリン酸亜鉛ま
たはステアリン酸カルシウムの本発明による複合
添加（試料No.１〜５）と、比較のため、上記改良
剤等の単独添加（試料No.６〜12）の各条件で、合
金粉末100重量部に対して、各々0.05〜0.2重量
部、予めトリクロロトリフルオロエタンに溶解ま
たは分散させたものを、湿式混合したのち、乾燥
させた。この乾燥合金粉末を用いて、磁界12KOe中で
配向し、1.5t／cm²にて加圧成型し、幅６mm×長さ
32mm×高さ10mmの成型体に連続して50回成型し
た。この成型時の成型体の外観、成型状況を観察
し、その結果を第１表に示す。また、成型時の成
型体の抜き圧、圧粉密度を、磁界12KOe中で配
向し、2t／cm²にて加圧成型し、幅15mm×長さ16mm
×高さ10mmの成型体を得る条件で測定し、第１表
に示す。次に、第１表に示した本発明成型体を、Ar中、
1100℃、１時間、の条件で焼結し、さらに、時効
処理を施して、永久磁石を作製した。得られた永
久磁石の磁気特性を測定し第１表に示す。第１表より明らかな如く、この発明による改良
剤の複合添加の分散特性と潤滑特性の相乗効果に
より、少量の添加によつて耐久性か与えられ、成
型性が大巾に向上し、また、得られた永久磁石の
磁気特性もすぐれていることが分かる。

【表】実施例２平均粒度3.0μmの16Nd7B10Co67Fe（at％）な
る組成の合金粉末100重量部に対して、第２表に
示す、有機系成型性改良剤の２種とステアリン酸
亜鉛またはステアリン酸カルシウムの組み合せ
で、0.03重量部〜0.10重量部を予めトリクロロト
リフルオロエタンに溶解及び分散させたものを添
加混合し、その後にこれを乾燥させた。この乾燥合金粉末を用いて、磁界12KOe中で
配向し、1.2t／cm²にて加圧成型し、幅６mm×長さ
32mm×高さ10mmの成型体を、100個連続成型した
ところ、成型体には何らのきずや欠け疵等の欠陥
もなく、効率よく成型することができた。また、上記の乾燥合金粉末を用いて、成型時の
成型体の抜き圧、圧粉密度を、磁界12KOe中で
配向し、2t／cm²にて加圧成型し、幅15mm×長さ16
mm×高さ10mmの成型体を得る条件で測定し、その
結果を第２表に示す。次に、第２表に示した幅６mm×長さ32mm×高さ
10mmの本発明成形体を、Ar中、1100℃、１時間、
の条件で焼結し、さらに、時効処理を施して永久
磁石を作製し、その磁気特性を測定した。測定結
果は第２表に示す。第２表より明らかな如く、この発明により成型
改良剤は連続成型においても、抜き圧は小さく、
圧粉密度が高く、潤滑性が改善され、成型体外観
においても、何らのきずや割れの発生もなく、す
ぐれた磁気特性が得られており、成型性改善効果
が明白である。

【表】実施例３ 15Nd1.5Dy8B75.5Fe（at％）なる組成の平均粒
度3.2μmのスラリー中の合金粉末100重量部に対
して、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテルとステアリン酸亜鉛またはステアリン酸カルシウ
ムを、本発明の限定範囲内（試料No.18〜20，22，
23）とその限定外（比較例試料No.21，24）で、第
３表のごとき複合添加量で、予めトリクロロトリ
フルオロエタンに溶解させたものを添加混合し、
その後にこれを乾燥解砕させた。この乾燥合金粉末を用いて、磁界12KOe中で
配向し、1.5t／cm²にて加圧成型し、幅15mm×長さ
16mm×高さ10mmの成型体を、100個連続成型した
ところ、成型体には何らのきずや欠け疵も認めら
れなかつた。また、上記の乾燥合金粉末を用いて、成型時の
成型体の抜き圧、圧粉密度を、磁界12KOe中で
配向し、2t／cm²にて加圧成型し、幅15mm×長さ16
mm×高さ10mmの成型体を得る条件で測定し、その
結果を第３表に示す。次に、前記の幅15mm×長さ16mm×高さ10mmの本
発明成形体を、Ar中、1100℃、１時間、の条件
で焼結し、さらに、時効処理を施して永久磁石を
作製し、その磁気特性を測定した。測定結果は第
３表に示す。第３表より明らかな如く、この発明による成型
改良剤は連続成型においても、分散特性、潤滑特
性にすぐれているため、成型体外観においても、
何らのきずや割れの発生もなく、かつすぐれた磁
気特性が得られており、成型性改善効果が明白で
ある。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンモノ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、から選択した少なくとも１種に、ステアリン酸塩のうち少なくとも１種を、配合比１／20〜５／１にて配合してなることを
特徴とする永久磁石用合金粉末の成型改良剤。