JPH0620817A - R−t−m−n系ボンド磁石の製造方法 - Google Patents
R−t−m−n系ボンド磁石の製造方法Info
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 R−T窒化物にかわる組成を求め、3kOe
以上の保磁力が得られる超微細結晶の該磁石用粉末を容
易に製造でき、かつその後の粉末の取り扱いが容易で低
コスト、高耐食性を有するボンド磁石の製造方法の提
供。 【構成】 Tを主成分としRとして少なくともPrまた
はNdを含有し、かつV,Cr,Moの少なくとも1種
含有し、所要組織となした粗粉砕粉をH2ガスの単独ま
たは不活性ガス(N2ガスを除く)との混合気中での加
熱処理並びに所定雰囲気で加熱保持する脱H2処理を行
い、所要平均粒度の粗粉砕粉のままで平均結晶粒径が
0.05〜0.5μmの集合組織を有する粉体となし、
窒化処理後に、樹脂と結合してしてR−T−M−N系ボ
ンド磁石を得る。
以上の保磁力が得られる超微細結晶の該磁石用粉末を容
易に製造でき、かつその後の粉末の取り扱いが容易で低
コスト、高耐食性を有するボンド磁石の製造方法の提
供。 【構成】 Tを主成分としRとして少なくともPrまた
はNdを含有し、かつV,Cr,Moの少なくとも1種
含有し、所要組織となした粗粉砕粉をH2ガスの単独ま
たは不活性ガス(N2ガスを除く)との混合気中での加
熱処理並びに所定雰囲気で加熱保持する脱H2処理を行
い、所要平均粒度の粗粉砕粉のままで平均結晶粒径が
0.05〜0.5μmの集合組織を有する粉体となし、
窒化処理後に、樹脂と結合してしてR−T−M−N系ボ
ンド磁石を得る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、各種モーター、アク
チュエーター等に用いることが可能なR−T−M−N系
ボンド磁石の製造方法に係り、本系粗粉砕粉にH2ガス
の単独または不活性ガス(N2ガスを除く)との混合気
中での加熱処理並びに所定雰囲気で加熱保持する脱H2
処理を行い、微小結晶粒径を有する集合組織粉体とな
し、さらに窒化処理して、取扱いが容易な粉末を得て、
これをボンド磁石化し、希土類元素量が少なく、低コス
ト、高耐食性のR−T−M−N系ボンド磁石を得る製造
方法に関する。
チュエーター等に用いることが可能なR−T−M−N系
ボンド磁石の製造方法に係り、本系粗粉砕粉にH2ガス
の単独または不活性ガス(N2ガスを除く)との混合気
中での加熱処理並びに所定雰囲気で加熱保持する脱H2
処理を行い、微小結晶粒径を有する集合組織粉体とな
し、さらに窒化処理して、取扱いが容易な粉末を得て、
これをボンド磁石化し、希土類元素量が少なく、低コス
ト、高耐食性のR−T−M−N系ボンド磁石を得る製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】Nd−Fe−B系永久磁石用粉末として
は、超急冷法などにより得られた超微細組織を有する磁
石用粉末が用いられてきた。Nd−Fe−B系永久磁石
用粉末は、キューリ点(Tc)が300℃前後と低く、
Br、iHcの温度係数が大きいため、磁石特性の温度
係数が大きいという問題があり、Co等の添加によりT
cを上昇させてBrの温度係数を改善することが可能で
あるが、Brの温度係数αはせいぜい−0.08%/d
eg程度が限度であった。
は、超急冷法などにより得られた超微細組織を有する磁
石用粉末が用いられてきた。Nd−Fe−B系永久磁石
用粉末は、キューリ点(Tc)が300℃前後と低く、
Br、iHcの温度係数が大きいため、磁石特性の温度
係数が大きいという問題があり、Co等の添加によりT
cを上昇させてBrの温度係数を改善することが可能で
あるが、Brの温度係数αはせいぜい−0.08%/d
eg程度が限度であった。
【0003】最近、R2Fe17化合物はN2を吸蔵するこ
とにより、Tcが絶対温度で2倍近く高くなり、Nd−
Fe−B系のTcよりも160℃も高く、さらにSm2
Fe17窒化物ではR2Fe14Bの異方性を上回る異方性
磁界が得られることが報告されている。
とにより、Tcが絶対温度で2倍近く高くなり、Nd−
Fe−B系のTcよりも160℃も高く、さらにSm2
Fe17窒化物ではR2Fe14Bの異方性を上回る異方性
磁界が得られることが報告されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】Sm2Fe17窒化物に
は、資源的に少ないSmを多く含有することから比較的
高価になる問題があり、資源的に豊富な他元素を含有す
る永久磁石粉末が求められている。
は、資源的に少ないSmを多く含有することから比較的
高価になる問題があり、資源的に豊富な他元素を含有す
る永久磁石粉末が求められている。
【0005】また、Nd−Ti−Fe窒化物系磁石も提
案されているが、Nd−Ti−Fe窒化物系はNdを約
18wt%含有することで磁石化され、低融点の亜鉛結
合磁石の製造には使用できるが、樹脂結合磁石としては
十分な保磁力が得られなかった。これは、亜鉛結合磁石
ではThMn12型結晶構造を有する主相の結晶粒径が単
磁区粒子臨界径よりはるかに大きく、数μmもあること
による。すなわち、ボンド磁石用粉末として亜鉛結合磁
石を粉砕すると、粉体の粒子径に比べて結晶粒径が十分
小さくないため、磁気特性に大きな粉末粒径依存性が現
れ、粉体の粒子径粒度が小さくなると、固有保磁力iH
cが極端に劣化する問題がある。
案されているが、Nd−Ti−Fe窒化物系はNdを約
18wt%含有することで磁石化され、低融点の亜鉛結
合磁石の製造には使用できるが、樹脂結合磁石としては
十分な保磁力が得られなかった。これは、亜鉛結合磁石
ではThMn12型結晶構造を有する主相の結晶粒径が単
磁区粒子臨界径よりはるかに大きく、数μmもあること
による。すなわち、ボンド磁石用粉末として亜鉛結合磁
石を粉砕すると、粉体の粒子径に比べて結晶粒径が十分
小さくないため、磁気特性に大きな粉末粒径依存性が現
れ、粉体の粒子径粒度が小さくなると、固有保磁力iH
cが極端に劣化する問題がある。
【0006】この発明は、上記の問題を解決するため、
資源的に豊富なPr、Ndを希土類として使用し、さら
にFeを主成分とし、低希土類組成であるという特徴を
有し、経済性と耐酸化性にすぐれているThMn12型結
晶構造のT−R−M−N化合物を用いたボンド磁石の製
造方法の提供を目的とする。
資源的に豊富なPr、Ndを希土類として使用し、さら
にFeを主成分とし、低希土類組成であるという特徴を
有し、経済性と耐酸化性にすぐれているThMn12型結
晶構造のT−R−M−N化合物を用いたボンド磁石の製
造方法の提供を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、1)R 7
〜9at%(R:希土類元素の少なくとも1種でかつP
rまたはNdの1種または2種を50%以上含有)、T
76〜87at%(T:FeあるいはFeの一部を5
0%以下のCo、Niにて置換)、M 3.5〜17a
t%(M:Ti,V,Cr,Moの少なくとも1種含有
あるいはさらにMの50%以下をTiにて置換)からな
る鋳塊を溶体化処理後、平均粒度が20〜500μmの
少なくとも80vol%以上がThMn12型結晶構造を
有する化合物からなる粗粉砕粉となした後、2)前記粗
粉砕粉を0.1〜10atm(常温換算)のH2ガスま
たはそれに等しいH2分圧を有する不活性ガス(N2ガス
を除く)中(但し全圧力は常温換算で10atm以下)
で、500〜900℃に30分〜8時間加熱保持し、
3)さらにH2分圧1×10-2Torr以下にて500
〜900℃に30分〜8時間保持する脱H2処理を行
い、平均結晶粒径が0.05〜0.5μmの集合組織を
有する粉体となし、4)次に前記粉体をN2圧力0.1
〜50atmのN2ガス中で300〜650℃に30分
〜6時間保持した後、冷却して、R 7〜9at%、T
76〜87at%、M 3.5〜17at%、N 3
〜12at%を含有し、ThMn12型構造を有する合金
粉末を得たのち、5)該合金粉末を樹脂で結合してなる
ことを特徴とするR−T−M−N系ボンド磁石の製造方
法である。
〜9at%(R:希土類元素の少なくとも1種でかつP
rまたはNdの1種または2種を50%以上含有)、T
76〜87at%(T:FeあるいはFeの一部を5
0%以下のCo、Niにて置換)、M 3.5〜17a
t%(M:Ti,V,Cr,Moの少なくとも1種含有
あるいはさらにMの50%以下をTiにて置換)からな
る鋳塊を溶体化処理後、平均粒度が20〜500μmの
少なくとも80vol%以上がThMn12型結晶構造を
有する化合物からなる粗粉砕粉となした後、2)前記粗
粉砕粉を0.1〜10atm(常温換算)のH2ガスま
たはそれに等しいH2分圧を有する不活性ガス(N2ガス
を除く)中(但し全圧力は常温換算で10atm以下)
で、500〜900℃に30分〜8時間加熱保持し、
3)さらにH2分圧1×10-2Torr以下にて500
〜900℃に30分〜8時間保持する脱H2処理を行
い、平均結晶粒径が0.05〜0.5μmの集合組織を
有する粉体となし、4)次に前記粉体をN2圧力0.1
〜50atmのN2ガス中で300〜650℃に30分
〜6時間保持した後、冷却して、R 7〜9at%、T
76〜87at%、M 3.5〜17at%、N 3
〜12at%を含有し、ThMn12型構造を有する合金
粉末を得たのち、5)該合金粉末を樹脂で結合してなる
ことを特徴とするR−T−M−N系ボンド磁石の製造方
法である。
【0008】
【作用】発明者らは、R−T−N系永久磁石において、
粉の取扱いが容易で、3kOe以上の保磁力が得られる
超微細結晶からなる該磁石用粉末の製造方法を目的に種
々検討した結果、Sm2Fe17N2■3に代表されるR−
T−N化合物は、母体であるR−T化合物を約0.3μ
mの単磁区粒子臨界径程度の微結晶の集合組織を有する
粉体にした後、窒化処理および樹脂結合することにより
高保磁力を有するR−T−N系ボンド磁石が得られるこ
とを知見した。
粉の取扱いが容易で、3kOe以上の保磁力が得られる
超微細結晶からなる該磁石用粉末の製造方法を目的に種
々検討した結果、Sm2Fe17N2■3に代表されるR−
T−N化合物は、母体であるR−T化合物を約0.3μ
mの単磁区粒子臨界径程度の微結晶の集合組織を有する
粉体にした後、窒化処理および樹脂結合することにより
高保磁力を有するR−T−N系ボンド磁石が得られるこ
とを知見した。
【0009】すなわち、発明者らはH2ガス中でR−T
合金を加熱すると、R−T化合物はRH2■3とαFe等
に分解してさらに脱H2処理により以前と同じR−T化
合物が生成されること、さらにその際、H2ガス中加熱
及び脱H2処理の温度、保持時間を制御することにより
生成するR−T化合物の結晶粒径を制御でき、その後窒
化処理および樹脂結合することにより高保磁力を発現す
る超微細組織を有するR−T−N系ボンド磁石が得られ
ることを知見した。
合金を加熱すると、R−T化合物はRH2■3とαFe等
に分解してさらに脱H2処理により以前と同じR−T化
合物が生成されること、さらにその際、H2ガス中加熱
及び脱H2処理の温度、保持時間を制御することにより
生成するR−T化合物の結晶粒径を制御でき、その後窒
化処理および樹脂結合することにより高保磁力を発現す
る超微細組織を有するR−T−N系ボンド磁石が得られ
ることを知見した。
【0010】また、R2Fe17化合物のみならず、鉄族
元素の希土類化合物は上述の如く、特定の条件のH2ガ
ス中加熱及び脱H2処理を行うことにより、超微細結晶
の集合組織にすることができ、後続のN2拡散処理によ
り磁石特性を制御できることを知見した。
元素の希土類化合物は上述の如く、特定の条件のH2ガ
ス中加熱及び脱H2処理を行うことにより、超微細結晶
の集合組織にすることができ、後続のN2拡散処理によ
り磁石特性を制御できることを知見した。
【0011】さらに、Sm2Fe17N2■3に代表される
R−T窒化物にかわる組成を種々検討した結果、Tを主
成分としRとして少なくともPrまたはNdを含有し、
かつV,Cr,Moの少なくとも1種含有した組成のR
−T−M窒化物がR−T窒化物と同様な一軸性の結晶磁
気を有することを知見し、上記の特定の条件のH2ガス
中加熱及び脱H2処理を行うことにより、新規なNdF
e10V2N0.1■1に代表されるR−T−M−N系永久磁
石用粉末は、所要平均粒度の粗粉砕粉のままで平均結晶
粒径が0.05〜0.5μmの集合組織を有する粉体と
なすことができ、ボンド磁石としたときに3kOe以上
の保磁力が得られるのみならず、ボンド化工程での粉末
の取扱いが極めて容易になることを知見し、この発明を
完成した。
R−T窒化物にかわる組成を種々検討した結果、Tを主
成分としRとして少なくともPrまたはNdを含有し、
かつV,Cr,Moの少なくとも1種含有した組成のR
−T−M窒化物がR−T窒化物と同様な一軸性の結晶磁
気を有することを知見し、上記の特定の条件のH2ガス
中加熱及び脱H2処理を行うことにより、新規なNdF
e10V2N0.1■1に代表されるR−T−M−N系永久磁
石用粉末は、所要平均粒度の粗粉砕粉のままで平均結晶
粒径が0.05〜0.5μmの集合組織を有する粉体と
なすことができ、ボンド磁石としたときに3kOe以上
の保磁力が得られるのみならず、ボンド化工程での粉末
の取扱いが極めて容易になることを知見し、この発明を
完成した。
【0012】粉末組成の限定理由 この発明の粉末組成において、希土類元素RはY、L
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、H
o、Er、Tm、Luが包含され、これらのうち少なく
とも1種以上で、PrまたはNdの1種または2種をR
の50%以上含有し、さらにRのすべてがPrまたはN
dあるいはPrとNdの場合がある。Rの50%以上を
PrまたはNdの1種または2種とするのは、Prまた
はNdの1種または2種が50%未満では十分な磁化が
得られないためであり、またPrあるいはNdの使用に
よりSmに比較して原料コストの低減効果がある。R
は、7at%未満ではα−Feの析出により保磁力が低
下し、また9at%を超えるとR2Fe17相などが析出
して保磁力が劣化するため、7〜9at%とする。
a、Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、H
o、Er、Tm、Luが包含され、これらのうち少なく
とも1種以上で、PrまたはNdの1種または2種をR
の50%以上含有し、さらにRのすべてがPrまたはN
dあるいはPrとNdの場合がある。Rの50%以上を
PrまたはNdの1種または2種とするのは、Prまた
はNdの1種または2種が50%未満では十分な磁化が
得られないためであり、またPrあるいはNdの使用に
よりSmに比較して原料コストの低減効果がある。R
は、7at%未満ではα−Feの析出により保磁力が低
下し、また9at%を超えるとR2Fe17相などが析出
して保磁力が劣化するため、7〜9at%とする。
【0013】鉄族元素TはFe、Co、Niの少なくと
も1種を包含し、FeをTの50%以上含有することが
重要である。すなわち、T中のFeが50%未満では十
分な磁化が得られず好ましくない。なお、CoをTの5
0%未満添加することは、キュリー温度が上昇し、異方
性磁界を若干増加させるので特に好ましい。Tは、67
at%未満では低保磁力の第2相が折出して保磁力が低
下し、87at%を超えるとα−Fe析出により保磁
力、角型性が低下するため、67〜87at%とする。
も1種を包含し、FeをTの50%以上含有することが
重要である。すなわち、T中のFeが50%未満では十
分な磁化が得られず好ましくない。なお、CoをTの5
0%未満添加することは、キュリー温度が上昇し、異方
性磁界を若干増加させるので特に好ましい。Tは、67
at%未満では低保磁力の第2相が折出して保磁力が低
下し、87at%を超えるとα−Fe析出により保磁
力、角型性が低下するため、67〜87at%とする。
【0014】M、すなわちV,Cr,Moの少なくとも
1種は、ThMn12型構造を有するRFe12-xMx化合
物を生成させる必須元素であり、3.5at%未満(x
が0.5未満)ではR2Fe17相やα−Feが析出し
て、目的とする上記化合物が得られず、また17at%
を超える(xが2.0を超える)と磁化が著しく低下す
るため、3.5〜17at%とする。また、TiもTh
Mn12型構造を生成させる元素であるが、TiがMの5
0%を越えると安定してThMn12型構造が生成する温
度が高くなり、目的の微細構造が得られないため、Ti
はMの50%以下とする。
1種は、ThMn12型構造を有するRFe12-xMx化合
物を生成させる必須元素であり、3.5at%未満(x
が0.5未満)ではR2Fe17相やα−Feが析出し
て、目的とする上記化合物が得られず、また17at%
を超える(xが2.0を超える)と磁化が著しく低下す
るため、3.5〜17at%とする。また、TiもTh
Mn12型構造を生成させる元素であるが、TiがMの5
0%を越えると安定してThMn12型構造が生成する温
度が高くなり、目的の微細構造が得られないため、Ti
はMの50%以下とする。
【0015】またNは、0.8at%未満では一軸異方
性が得られず、また12at%を超えるとThMn12型
構造が不安定となり、母相がR2Fe17相やα−Feに
分解して好ましくないため、0.8〜12at%とす
る。
性が得られず、また12at%を超えるとThMn12型
構造が不安定となり、母相がR2Fe17相やα−Feに
分解して好ましくないため、0.8〜12at%とす
る。
【0016】製造条件の限定理由 この発明において、平均粒度が20〜500μmの少な
くとも80vol%以上がThMn12型結晶構造を有す
る化合物からなる粗粉砕粉に限定した理由は、この発明
では上記の特定の条件のH2ガス中加熱前の粗粉砕粉
が、実質的にThMn12型構造を有する化合物であるこ
とが必要であり、体積比で80%以上のThMn12型化
合物であることが望ましい。すなわち、この発明の組成
合金を鋳造法にて作製する場合、鋳塊内にはThMn12
型化合物のほかに、α−FeとTh2Zn17型が共存し
ており、この共存比は鋳塊冷却条件等の製造条件に左右
されるが、共存比は後続工程のH2ガス中加熱、脱H2処
理や窒化処理よってはほとんど変化しない。かかるα−
Fe相、Th2Zn17型化合物が存在すると、得られる
磁石粉末の特性、とくにiHcが低下するため、該粗粉
砕粉中にThMn12型化合物が80vol%以上存在す
ることが必要である。体積比で80%以上のThMn12
型化合物を有する粗粉砕粉を得るためには、鋳造まま鋳
塊を800〜1200℃の温度に1時間以上焼鈍する
か、造塊工程の鋳塊の冷却時に鋳型の冷却条件を制御す
るなど、適宜選定できる。
くとも80vol%以上がThMn12型結晶構造を有す
る化合物からなる粗粉砕粉に限定した理由は、この発明
では上記の特定の条件のH2ガス中加熱前の粗粉砕粉
が、実質的にThMn12型構造を有する化合物であるこ
とが必要であり、体積比で80%以上のThMn12型化
合物であることが望ましい。すなわち、この発明の組成
合金を鋳造法にて作製する場合、鋳塊内にはThMn12
型化合物のほかに、α−FeとTh2Zn17型が共存し
ており、この共存比は鋳塊冷却条件等の製造条件に左右
されるが、共存比は後続工程のH2ガス中加熱、脱H2処
理や窒化処理よってはほとんど変化しない。かかるα−
Fe相、Th2Zn17型化合物が存在すると、得られる
磁石粉末の特性、とくにiHcが低下するため、該粗粉
砕粉中にThMn12型化合物が80vol%以上存在す
ることが必要である。体積比で80%以上のThMn12
型化合物を有する粗粉砕粉を得るためには、鋳造まま鋳
塊を800〜1200℃の温度に1時間以上焼鈍する
か、造塊工程の鋳塊の冷却時に鋳型の冷却条件を制御す
るなど、適宜選定できる。
【0017】この発明は、所要粒度の粗粉砕粉が外観上
その大きさを変化させることなく、微細結晶組織の集合
体が得られることを特徴とし、この点が従来のH2吸蔵
粉砕法と本質的に異なるものである。すなわち、ThM
n12型R−T−M化合物を高温でH2ガスと反応させる
と、RH2■3、α−Fe、T−M合金相などに相分離
し、さらにH2ガスを脱気により除去すると、再度Th
Mn12型R−T−M化合物の再結晶組織が得られる。出
発原料の粗粉砕方法は、従来の機械的な粉砕方法やガス
アトマイズ法のほか、H2吸蔵粉砕法で粗粉砕してもよ
く、工程の簡略化のためにこのH2吸蔵による粗粉砕法
とこの発明による超微細結晶化のためのH2ガス中加熱
処理を組み合せて、同一装置内で連続的に処理する方法
を採用することも好ましい。この発明において、粗粉砕
粉の平均粒度を20〜500μmに限定したのは、20
μm未満では粉末の酸化による磁性劣化の恐れがあり、
また500μmを超えると窒化処理に長時間を要して好
ましくないためである。
その大きさを変化させることなく、微細結晶組織の集合
体が得られることを特徴とし、この点が従来のH2吸蔵
粉砕法と本質的に異なるものである。すなわち、ThM
n12型R−T−M化合物を高温でH2ガスと反応させる
と、RH2■3、α−Fe、T−M合金相などに相分離
し、さらにH2ガスを脱気により除去すると、再度Th
Mn12型R−T−M化合物の再結晶組織が得られる。出
発原料の粗粉砕方法は、従来の機械的な粉砕方法やガス
アトマイズ法のほか、H2吸蔵粉砕法で粗粉砕してもよ
く、工程の簡略化のためにこのH2吸蔵による粗粉砕法
とこの発明による超微細結晶化のためのH2ガス中加熱
処理を組み合せて、同一装置内で連続的に処理する方法
を採用することも好ましい。この発明において、粗粉砕
粉の平均粒度を20〜500μmに限定したのは、20
μm未満では粉末の酸化による磁性劣化の恐れがあり、
また500μmを超えると窒化処理に長時間を要して好
ましくないためである。
【0018】この発明において、H2ガスの単独または
不活性ガス(N2ガスを除く)との混合気中での加熱に
際し、H2分圧が0.1atm(常温換算)未満では前
述の分解生成の十分な効果が得られず、10atmを超
えると処理設備が大きくなりすぎ、工業生産コスト的に
好ましくないため、H2分圧を0.1〜10atmとす
る。さらに好ましい範囲は0.5〜1.5atmであ
る。また、N2ガスを除く不活性ガスとH2ガスとの混合
気を前記H2分圧で用いる場合も、同様の理由により最
大圧力は10atm以下とする。
不活性ガス(N2ガスを除く)との混合気中での加熱に
際し、H2分圧が0.1atm(常温換算)未満では前
述の分解生成の十分な効果が得られず、10atmを超
えると処理設備が大きくなりすぎ、工業生産コスト的に
好ましくないため、H2分圧を0.1〜10atmとす
る。さらに好ましい範囲は0.5〜1.5atmであ
る。また、N2ガスを除く不活性ガスとH2ガスとの混合
気を前記H2分圧で用いる場合も、同様の理由により最
大圧力は10atm以下とする。
【0019】H2ガスの単独または不活性ガス(N2ガス
を除く)との混合気中での加熱処理温度は、500℃未
満ではR−T化合物がH2吸蔵するのみで、RH2■3と
αFe等への分解が行われず、また900℃を超えると
RH2■3が不安定となりかつ生成物が粒成長して脱H2
後、超微細組織を有するR−T化合物にすることが困難
となるため、500〜900℃の範囲とする。また、加
熱処理保持時間は、上記の分解反応を十分に行わせるた
めには、30分〜8時間の加熱保持が必要である。
を除く)との混合気中での加熱処理温度は、500℃未
満ではR−T化合物がH2吸蔵するのみで、RH2■3と
αFe等への分解が行われず、また900℃を超えると
RH2■3が不安定となりかつ生成物が粒成長して脱H2
後、超微細組織を有するR−T化合物にすることが困難
となるため、500〜900℃の範囲とする。また、加
熱処理保持時間は、上記の分解反応を十分に行わせるた
めには、30分〜8時間の加熱保持が必要である。
【0020】この発明において、H2ガスの脱H2処理の
温度が500℃未満ではRH2■3の分解が進行せず、目
的とするThMn12型化合物が得られず、900℃を超
えるとThMn12型化合物の再結晶組織が得られるが粒
成長のため粗大な組織となり、すぐれた高保磁力が得ら
れないため、500〜900℃の範囲とする。また、加
熱処理保持時間は、上記の分解反応を十分に行わせるた
めには、30分〜8時間の加熱保持が必要である。
温度が500℃未満ではRH2■3の分解が進行せず、目
的とするThMn12型化合物が得られず、900℃を超
えるとThMn12型化合物の再結晶組織が得られるが粒
成長のため粗大な組織となり、すぐれた高保磁力が得ら
れないため、500〜900℃の範囲とする。また、加
熱処理保持時間は、上記の分解反応を十分に行わせるた
めには、30分〜8時間の加熱保持が必要である。
【0021】脱H2処理時のH2分圧は、1×10-2To
rrを超えると処理に長時間を要し好ましくないため、
1×10-2Torr以下とする。H2分圧がこの範囲で
あれば、N2ガスを除く不活性ガス中でこの処理を行っ
てもよく、これにより高気圧に耐える真空容器設備が不
要になり、設備が簡素化でき経済的である。
rrを超えると処理に長時間を要し好ましくないため、
1×10-2Torr以下とする。H2分圧がこの範囲で
あれば、N2ガスを除く不活性ガス中でこの処理を行っ
てもよく、これにより高気圧に耐える真空容器設備が不
要になり、設備が簡素化でき経済的である。
【0022】脱H2処理後の粉末の平均結晶粒径を0.
05〜0.5μmに限定した理由は、0.05μm未満
では事実上生成が困難であり、0.05μm未満の結晶
が得られたとしても特性上の利点がなく、また0.5μ
mを超えると単磁区粒子臨界径より大きくなり、粉末の
保磁力が減少して永久磁石用粉末として好ましくないた
めである。
05〜0.5μmに限定した理由は、0.05μm未満
では事実上生成が困難であり、0.05μm未満の結晶
が得られたとしても特性上の利点がなく、また0.5μ
mを超えると単磁区粒子臨界径より大きくなり、粉末の
保磁力が減少して永久磁石用粉末として好ましくないた
めである。
【0023】窒化処理時の温度を300〜650℃に限
定した理由は、300℃未満では窒化が進行せず、65
0℃を超えるとα−FeとRNが生成してR−T−M化
合物(RT12-xMx)が分解して磁石特性の劣化を招来
するためである。ただし、最適の窒化温度は組成に依存
し、例えばMがV 14.5〜15.5at%のときは
450℃〜550℃、MがMo 14.5〜15.5a
t%のときは500〜650℃が好ましい。窒化処理時
の保持時間は10分未満で十分な窒化が進行せず、また
6時間を超えると分解が起こり磁石特性の劣化を招来す
るため、10分〜6時間とする。
定した理由は、300℃未満では窒化が進行せず、65
0℃を超えるとα−FeとRNが生成してR−T−M化
合物(RT12-xMx)が分解して磁石特性の劣化を招来
するためである。ただし、最適の窒化温度は組成に依存
し、例えばMがV 14.5〜15.5at%のときは
450℃〜550℃、MがMo 14.5〜15.5a
t%のときは500〜650℃が好ましい。窒化処理時
の保持時間は10分未満で十分な窒化が進行せず、また
6時間を超えると分解が起こり磁石特性の劣化を招来す
るため、10分〜6時間とする。
【0024】窒化処理時のN2圧力を0.1〜50at
mに限定した理由は、0.1atm未満では窒化反応速
度が遅く、圧力を上げると反応は速やかに進行するが、
50atmを超えると、処理設備が大きくなりすぎ、工
業生産コスト的に好ましくないためである。
mに限定した理由は、0.1atm未満では窒化反応速
度が遅く、圧力を上げると反応は速やかに進行するが、
50atmを超えると、処理設備が大きくなりすぎ、工
業生産コスト的に好ましくないためである。
【0025】この発明において、ボンド磁石として複雑
形状や薄肉形状の磁石の成形を高精度に行うためには、
磁石粉末の粒径を十分小さくする必要があり、一方、粉
末粒径を小さくしすぎると、比表面積増大に伴って多量
の樹脂をバインダーとして使用する必要が生じるため、
充填密度が低下し、好ましくなく、従って、粉末粒径を
3μm〜500μmに限定する。
形状や薄肉形状の磁石の成形を高精度に行うためには、
磁石粉末の粒径を十分小さくする必要があり、一方、粉
末粒径を小さくしすぎると、比表面積増大に伴って多量
の樹脂をバインダーとして使用する必要が生じるため、
充填密度が低下し、好ましくなく、従って、粉末粒径を
3μm〜500μmに限定する。
【0026】この発明によるFe−B−R系ボンド磁石
は異方性および等方性磁石に関するものであり、以下に
示す圧縮成型、射出成型、押し出し成型、圧延成型、樹
脂含浸法等、公知のいずれの製造方法であってもよい。
圧縮成型の場合は、磁性粉末に熱硬化性樹脂、カップリ
ング剤、滑剤等を添加混練した後、圧縮成型後加熱し、
樹脂を硬化して得られる。射出成型、押し出し成型、圧
延成型の場合は、磁性粉末に熱可塑性樹脂、カップリン
グ剤、滑剤等を添加混練した後、射出成型、押し出し成
型、圧延成型のいずれかの方法で成型して得られる。樹
脂含浸法においては、磁性粉末を圧縮成型後、必要に応
じて熱処理した後、熱硬化性樹脂を含浸し、加熱して樹
脂を硬化させて得る。また、磁性粉末を圧縮成型後、必
要に応じて熱処理した後、熱可塑性樹脂を含浸して得
る。この発明において、ボンド磁石中の磁性粉末の充填
率は、前記製造方法により異なるが、70〜99.5w
t%であり、残部0.5〜30wt%が樹脂その他であ
る。圧縮成型法の場合、磁性粉末の充填率は95〜9
9.5wt%、射出成型法の場合、90〜95wt%、
樹脂含浸法の場合、96〜99.5wt%が好ましい。
は異方性および等方性磁石に関するものであり、以下に
示す圧縮成型、射出成型、押し出し成型、圧延成型、樹
脂含浸法等、公知のいずれの製造方法であってもよい。
圧縮成型の場合は、磁性粉末に熱硬化性樹脂、カップリ
ング剤、滑剤等を添加混練した後、圧縮成型後加熱し、
樹脂を硬化して得られる。射出成型、押し出し成型、圧
延成型の場合は、磁性粉末に熱可塑性樹脂、カップリン
グ剤、滑剤等を添加混練した後、射出成型、押し出し成
型、圧延成型のいずれかの方法で成型して得られる。樹
脂含浸法においては、磁性粉末を圧縮成型後、必要に応
じて熱処理した後、熱硬化性樹脂を含浸し、加熱して樹
脂を硬化させて得る。また、磁性粉末を圧縮成型後、必
要に応じて熱処理した後、熱可塑性樹脂を含浸して得
る。この発明において、ボンド磁石中の磁性粉末の充填
率は、前記製造方法により異なるが、70〜99.5w
t%であり、残部0.5〜30wt%が樹脂その他であ
る。圧縮成型法の場合、磁性粉末の充填率は95〜9
9.5wt%、射出成型法の場合、90〜95wt%、
樹脂含浸法の場合、96〜99.5wt%が好ましい。
【0027】この発明において、バインダーとして用い
る合成樹脂は熱硬化性、熱可塑性のいずれも利用できる
が、熱的に安定な樹脂が好ましく、例えばボリアミド、
ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、フッ素樹
脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが適宜選択される。
る合成樹脂は熱硬化性、熱可塑性のいずれも利用できる
が、熱的に安定な樹脂が好ましく、例えばボリアミド、
ポリイミド、ポリエステル、フェノール樹脂、フッ素樹
脂、ケイ素樹脂、エポキシ樹脂などが適宜選択される。
【0028】実施例1 高周波溶解炉にて溶製して得られた表1に示すNo.1
〜5の組成の鋳塊を、1100℃、24時間焼鈍して、
鋳塊中のThMn12型化合物を95vol%以上となし
たのち、Arガス雰囲気中でスタンプミルにて平均粒度
100μmに粗粉砕した後、この粗粉砕粉をH2分圧が
1.0atm(常温換算)のH2ガス中で800℃に加
熱し2時間保持した後、H2分圧が1×10-4Torr
の雰囲気で800℃、1時間の脱H2処理を行い、表1
に示す平均結晶粒径の集合組織を有する粉体を得た。そ
の後、N2分圧が5.0atmのN2ガス中で400℃、
2時間の窒化処理したのち冷却し、得た粉末に2.0w
t%のエポキシ樹脂を混合したのち、10kOeの磁場
中で3.0ton/cm2の圧力で圧縮成型し、さらに
温度150℃、1時間の条件で樹脂硬化させてボンド磁
石を作製した。得られたボンド磁石の磁石特性を表1に
示す。
〜5の組成の鋳塊を、1100℃、24時間焼鈍して、
鋳塊中のThMn12型化合物を95vol%以上となし
たのち、Arガス雰囲気中でスタンプミルにて平均粒度
100μmに粗粉砕した後、この粗粉砕粉をH2分圧が
1.0atm(常温換算)のH2ガス中で800℃に加
熱し2時間保持した後、H2分圧が1×10-4Torr
の雰囲気で800℃、1時間の脱H2処理を行い、表1
に示す平均結晶粒径の集合組織を有する粉体を得た。そ
の後、N2分圧が5.0atmのN2ガス中で400℃、
2時間の窒化処理したのち冷却し、得た粉末に2.0w
t%のエポキシ樹脂を混合したのち、10kOeの磁場
中で3.0ton/cm2の圧力で圧縮成型し、さらに
温度150℃、1時間の条件で樹脂硬化させてボンド磁
石を作製した。得られたボンド磁石の磁石特性を表1に
示す。
【0029】比較例 表1の組成No.1と同一の粗粉砕粉を用いて、H2分
圧が2.0atm(常温換算)のH2ガス中で2時間保
持した後、余剰のH2ガスを排気してから加熱し、80
0℃、2時間、H2分圧1×10-4Torrで脱H2処理
して粉砕粉を得た。このときの平均結晶粒径を表3に示
す。さらに実施例と同一の窒化処理後、実施例と同じ条
件でボンド磁石を作成し、その磁石特性を表1に示す。
圧が2.0atm(常温換算)のH2ガス中で2時間保
持した後、余剰のH2ガスを排気してから加熱し、80
0℃、2時間、H2分圧1×10-4Torrで脱H2処理
して粉砕粉を得た。このときの平均結晶粒径を表3に示
す。さらに実施例と同一の窒化処理後、実施例と同じ条
件でボンド磁石を作成し、その磁石特性を表1に示す。
【0030】
【表1】
【0031】
【発明の効果】この発明は、Tを主成分としRとして少
なくともPrまたはNdを含有し、かつV,Cr,Mo
の少なくとも1種含有した組成の鋳塊を溶体化処理後、
本系粗粉砕粉にH2ガスの単独または不活性ガス(N2ガ
スを除く)との混合気中での加熱処理並びに所定雰囲気
で加熱保持する脱H2処理を行い、微小結晶粒径を有す
る集合組織粉体となし、窒化処理することにより、取扱
いが容易な粉末が得られ、これを樹脂と結合してボンド
磁石化することにより、希土類元素量が少なく、低コス
ト、高耐食性のR−T−M−N系ボンド磁石を得ること
ができる。
なくともPrまたはNdを含有し、かつV,Cr,Mo
の少なくとも1種含有した組成の鋳塊を溶体化処理後、
本系粗粉砕粉にH2ガスの単独または不活性ガス(N2ガ
スを除く)との混合気中での加熱処理並びに所定雰囲気
で加熱保持する脱H2処理を行い、微小結晶粒径を有す
る集合組織粉体となし、窒化処理することにより、取扱
いが容易な粉末が得られ、これを樹脂と結合してボンド
磁石化することにより、希土類元素量が少なく、低コス
ト、高耐食性のR−T−M−N系ボンド磁石を得ること
ができる。
Claims (1)
- 【請求項1】 R 7〜9at%(R:希土類元素の少
なくとも1種で、かつPrまたはNdの1種または2種
を50%以上含有)、T 76〜87at%(T:Fe
あるいはFeの一部を50%以下のCo、Niにて置
換)、M 3.5〜17at%(M:V,Cr,Moの
少なくとも1種含有あるいはさらにMの50%以下をT
iにて置換)からなる鋳塊を溶体化処理後、平均粒度が
20〜500μmの少なくとも80vol%以上がTh
Mn12型結晶構造を有する化合物からなる粗粉砕粉とな
した後、前記粗粉砕粉を0.1〜10atm(常温換
算)のH2ガスまたはそれに等しいH2分圧を有する不活
性ガス(N2ガスを除く)中(但し全圧力は常温換算で
10atm以下)で、500〜900℃に30分〜8時
間加熱保持し、さらにH2分圧1×10-2Torr以下
にて500〜900℃に30分〜8時間保持する脱H2
処理を行い、平均結晶粒径が0.05〜0.5μmの集
合組織を有する粉体となし、次に前記粉体をN2圧力
0.1〜50atmのN2ガス中で300〜650℃に
30分〜6時間保持した後、冷却して、R7〜9at
%、T 76〜87at%、M 3.5〜17at%、
N 3〜12at%を含有し、ThMn12型構造を有す
る合金粉末を得たのち、該合金粉末を樹脂で結合してな
ることを特徴とするR−T−M−N系ボンド磁石の製造
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202935A JPH0620817A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | R−t−m−n系ボンド磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4202935A JPH0620817A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | R−t−m−n系ボンド磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0620817A true JPH0620817A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16465601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4202935A Pending JPH0620817A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | R−t−m−n系ボンド磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0620817A (ja) |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP4202935A patent/JPH0620817A/ja active Pending
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