JPH06302417A - 永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
永久磁石およびその製造方法Info
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- JPH06302417A JPH06302417A JP5088865A JP8886593A JPH06302417A JP H06302417 A JPH06302417 A JP H06302417A JP 5088865 A JP5088865 A JP 5088865A JP 8886593 A JP8886593 A JP 8886593A JP H06302417 A JPH06302417 A JP H06302417A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁石内の磁化容易軸方向、磁石表面の磁束密
度及び形状を自由に制御し、種種の磁気回路に対して最
適な磁石を得る。 【構成】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少
なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本
成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴット
を５００℃以上の温度において熱間加工する事により磁
気的に異方性化し、次に所望の形状に加工した磁石体を
複数個磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方向以
上の領域から構成される様に組合せあるいは軟磁性体と
も組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温
度に保持することにより磁石−磁石間を接着し、一体の
磁石に成形し、図１に示されるような磁化容易軸１の複
合構成とする。
度及び形状を自由に制御し、種種の磁気回路に対して最
適な磁石を得る。 【構成】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少
なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本
成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴット
を５００℃以上の温度において熱間加工する事により磁
気的に異方性化し、次に所望の形状に加工した磁石体を
複数個磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方向以
上の領域から構成される様に組合せあるいは軟磁性体と
も組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温
度に保持することにより磁石−磁石間を接着し、一体の
磁石に成形し、図１に示されるような磁化容易軸１の複
合構成とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類元素と鉄とボロ
ンを原料基本成分とする永久磁石およびその製造方法に
於て特に機械的配向によって磁気異方性を付与する永久
磁石の製造方法に関するものである。
ンを原料基本成分とする永久磁石およびその製造方法に
於て特に機械的配向によって磁気異方性を付与する永久
磁石の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石は、一般家庭の各種電気製品か
ら大型コンピューターの周辺端末機器まで、幅広い分野
で使用されている重要な電気・電子材料の一つであり、
最近の電気製品の小型化、高効率化の要求にともない、
永久磁石も益々高性能化が求められている。
ら大型コンピューターの周辺端末機器まで、幅広い分野
で使用されている重要な電気・電子材料の一つであり、
最近の電気製品の小型化、高効率化の要求にともない、
永久磁石も益々高性能化が求められている。
【０００３】永久磁石は、外部から電気的エネルギーを
供給しないで磁界を発生するための材料であり、保磁力
が大きく、また残留磁束密度も高いものが適している。
供給しないで磁界を発生するための材料であり、保磁力
が大きく、また残留磁束密度も高いものが適している。
【０００４】現在使用されている永久磁石のうち代表的
なものはアルニコ系鋳造磁石、フェライト磁石及び希土
類−遷移金属系磁石であり、特に希土類−遷移金属系磁
石であるＲ−Ｃｏ系永久磁石やＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
は、極めて高い保磁力とエネルギー積を持つ永久磁石と
して、従来から多くの研究開発がなされている。
なものはアルニコ系鋳造磁石、フェライト磁石及び希土
類−遷移金属系磁石であり、特に希土類−遷移金属系磁
石であるＲ−Ｃｏ系永久磁石やＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石
は、極めて高い保磁力とエネルギー積を持つ永久磁石と
して、従来から多くの研究開発がなされている。
【０００５】従来、これらＲ−Ｆｅ−Ｂ系の高性能異方
性永久磁石の製造方法には、次のようなものがある。
性永久磁石の製造方法には、次のようなものがある。
【０００６】(1)焼結法 （特開昭５９−４６００８号
公報、M.Sagawa,S.Fujimura,N.Togawa,H.Yamamoto and
Y.Matsu-ura;J.Appl.Phys. Vol.55,No.6, p2083 等） (2)急冷法 （特開昭５９−２１１５４９号公報、 J.J.
Croat,J.F.Herbst,R.W.Lee and F.E.Pinkerton; J.App
l.Phys. Vol.55,No.6, p2078等） (3)２段階ホットプレス法 （特開昭６０−１００４０
２号公報、R.W.Lee; Appl.Phys.Lett. Vol.46,No.8, p7
90等） (4)鋳造−熱間加工法 （特開昭６２−２７６８０３号
公報等） 焼結法では、溶解・鋳造により原子百分比で８〜３０％
のＲ（ただしＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１
種）、２〜２８％のＢ及び残部Ｆｅを基本組成とする合
金インゴットを作製し、粉砕して適当な粒度（数μｍ）
の磁性粉を得る。磁性粉は成形助剤のバインダーと混練
され、磁場中でプレス成形されて成形体が出来上がる。
成形体はアルゴン中で１１００℃前後の温度１時間焼結
され、その後室温まで急冷される。先のプレス成形にお
ける磁場の方向により磁石は異方性を付与されるのであ
るが、磁場発生のための磁気回路の構成の困難さにより
その磁化容易方向は磁石内に於て単一方向であることが
普通である。特殊例として磁場中で成形する際に、成形
体の径方向に放射状に磁場を印加しながらプレス成形す
ることによりラジアル異方性を持った磁石を製造できる
ことが特開昭６０−１５３１０９号公報に開示されてい
る。また、同様にしてラジアル異方性を有するリング状
磁石を製造する方法が特開昭６２−１１７３０５号公報
に開示されている。
公報、M.Sagawa,S.Fujimura,N.Togawa,H.Yamamoto and
Y.Matsu-ura;J.Appl.Phys. Vol.55,No.6, p2083 等） (2)急冷法 （特開昭５９−２１１５４９号公報、 J.J.
Croat,J.F.Herbst,R.W.Lee and F.E.Pinkerton; J.App
l.Phys. Vol.55,No.6, p2078等） (3)２段階ホットプレス法 （特開昭６０−１００４０
２号公報、R.W.Lee; Appl.Phys.Lett. Vol.46,No.8, p7
90等） (4)鋳造−熱間加工法 （特開昭６２−２７６８０３号
公報等） 焼結法では、溶解・鋳造により原子百分比で８〜３０％
のＲ（ただしＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１
種）、２〜２８％のＢ及び残部Ｆｅを基本組成とする合
金インゴットを作製し、粉砕して適当な粒度（数μｍ）
の磁性粉を得る。磁性粉は成形助剤のバインダーと混練
され、磁場中でプレス成形されて成形体が出来上がる。
成形体はアルゴン中で１１００℃前後の温度１時間焼結
され、その後室温まで急冷される。先のプレス成形にお
ける磁場の方向により磁石は異方性を付与されるのであ
るが、磁場発生のための磁気回路の構成の困難さにより
その磁化容易方向は磁石内に於て単一方向であることが
普通である。特殊例として磁場中で成形する際に、成形
体の径方向に放射状に磁場を印加しながらプレス成形す
ることによりラジアル異方性を持った磁石を製造できる
ことが特開昭６０−１５３１０９号公報に開示されてい
る。また、同様にしてラジアル異方性を有するリング状
磁石を製造する方法が特開昭６２−１１７３０５号公報
に開示されている。
【０００７】２段階ホットプレス法では、アモルファス
合金を製造するに用いる急冷薄帯製造装置で、厚さ３０
μｍ程度の非常に微細な結晶性の磁性相を持つ急冷薄片
を作り、その急冷薄片を、真空中あるいは不活性雰囲気
中で１段目のホットプレスを行ない、圧密体を成形す
る。次いで、２段目のホットプレス、据込、押出などを
行ない、この際の圧縮方向と平行あるいは塑性流動の方
向と垂直な方向に磁化容易方向を持った異方性磁石が成
形される。この場合には加工方向としては１軸の加工が
普通であるが、１段目のホットプレスを行ない圧密化し
た材料に対し、押し出し加工をする方法によりラジアル
異方性を持ったリング状の磁石を製造する方法が特開昭
６０−１００４０２号公報に開示されている。
合金を製造するに用いる急冷薄帯製造装置で、厚さ３０
μｍ程度の非常に微細な結晶性の磁性相を持つ急冷薄片
を作り、その急冷薄片を、真空中あるいは不活性雰囲気
中で１段目のホットプレスを行ない、圧密体を成形す
る。次いで、２段目のホットプレス、据込、押出などを
行ない、この際の圧縮方向と平行あるいは塑性流動の方
向と垂直な方向に磁化容易方向を持った異方性磁石が成
形される。この場合には加工方向としては１軸の加工が
普通であるが、１段目のホットプレスを行ない圧密化し
た材料に対し、押し出し加工をする方法によりラジアル
異方性を持ったリング状の磁石を製造する方法が特開昭
６０−１００４０２号公報に開示されている。
【０００８】この他に、鋳造−熱間加工により異方性化
する永久磁石においては、その加工方向（圧縮方向）と
平行に磁気異方性が付与されるため、（３）の２段階ホ
ットプレス法同様に１軸の異方性が普通である。１軸異
方性以外としては特願昭６１−４５８７２号および特開
昭６４−４８４０７号公報にラジアル異方性磁石の製造
方法が開示されている。特開平２−２９７９１０号公報
には鋳造合金を熱間圧延によって配向させた後、プレス
により円弧状に成形しラジアル配向磁石を製造する方法
が開示されている。
する永久磁石においては、その加工方向（圧縮方向）と
平行に磁気異方性が付与されるため、（３）の２段階ホ
ットプレス法同様に１軸の異方性が普通である。１軸異
方性以外としては特願昭６１−４５８７２号および特開
昭６４−４８４０７号公報にラジアル異方性磁石の製造
方法が開示されている。特開平２−２９７９１０号公報
には鋳造合金を熱間圧延によって配向させた後、プレス
により円弧状に成形しラジアル配向磁石を製造する方法
が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】叙上の従来のＲ−Ｆｅ
−Ｂ系の異方性を有する永久磁石及びその製造方法は、
次のごとき欠点を有している。
−Ｂ系の異方性を有する永久磁石及びその製造方法は、
次のごとき欠点を有している。
【００１０】焼結法による製造方法は、合金を粉末にす
ることを必須とするものであるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金
はたいへん酸素に対して活性を有するので、粉末化する
と余計酸化が激しくなり、焼結体中の酸素濃度はどうし
ても高くなってしまう。また、粉末を成形する際には成
形助剤を使用しなければならず、これは焼結後に磁石中
に炭素の形で残ってしまう。磁石中に含まれる酸素や炭
素はＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の耐食性や磁気性能を著しく低
下させるという問題がある。また、一般的にＲ−Ｆｅ−
Ｂ系の焼結磁石の製造は工程が煩雑であり、高価な設備
が必要で、生産効率が悪く、結局磁石の製造コストが高
くなってしまう。
ることを必須とするものであるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金
はたいへん酸素に対して活性を有するので、粉末化する
と余計酸化が激しくなり、焼結体中の酸素濃度はどうし
ても高くなってしまう。また、粉末を成形する際には成
形助剤を使用しなければならず、これは焼結後に磁石中
に炭素の形で残ってしまう。磁石中に含まれる酸素や炭
素はＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の耐食性や磁気性能を著しく低
下させるという問題がある。また、一般的にＲ−Ｆｅ−
Ｂ系の焼結磁石の製造は工程が煩雑であり、高価な設備
が必要で、生産効率が悪く、結局磁石の製造コストが高
くなってしまう。
【００１１】特に、磁場中成形の工程においてラジアル
異方性を付与する場合、磁気的な異方性とともに機械的
な異方性を持つため、焼結時に磁化容易方向と磁化困難
方向では収縮の不均一が生じ、割れが起こりやすいとい
う欠点がある。特に大型の磁石になるとこの現象が顕著
なため配向度を充分に高められない問題も生じる。ま
た、この収縮のために寸法精度が低く、焼結後に機械加
工を行なう必要があり、これも製造コストを高くしてい
る原因である。
異方性を付与する場合、磁気的な異方性とともに機械的
な異方性を持つため、焼結時に磁化容易方向と磁化困難
方向では収縮の不均一が生じ、割れが起こりやすいとい
う欠点がある。特に大型の磁石になるとこの現象が顕著
なため配向度を充分に高められない問題も生じる。ま
た、この収縮のために寸法精度が低く、焼結後に機械加
工を行なう必要があり、これも製造コストを高くしてい
る原因である。
【００１２】次に、２段階ホットプレス法による製造方
法は、真空メルトスピニング装置を使用するが、この装
置は、大変生産性が悪くしかも高価である。また、２段
階の塑性加工を要するため、実際に量産を考えると非効
率であることは否めない。更にこの方法では、高温例え
ば８００℃以上では結晶粒の粗大化が著しく、それによ
って保磁力ｉＨｃが極端に低下し、実用的な永久磁石に
はならない。
法は、真空メルトスピニング装置を使用するが、この装
置は、大変生産性が悪くしかも高価である。また、２段
階の塑性加工を要するため、実際に量産を考えると非効
率であることは否めない。更にこの方法では、高温例え
ば８００℃以上では結晶粒の粗大化が著しく、それによ
って保磁力ｉＨｃが極端に低下し、実用的な永久磁石に
はならない。
【００１３】また、ホットプレスして圧密化した材料を
押出加工することによるラジアル異方性を持ったリング
形状の磁石の製造では、押出の際の歪や摩擦により割れ
が起こりやすいという欠点がある。これを防ぐために潤
滑剤を使用したり、金属容器内に密封して押出を行なう
が、製品として使用するにはさらに潤滑剤や金属容器の
除去といった工程が必要となり、コストが高くなってし
まう。また、成形された磁石も機械的強度が低いという
欠点を有している。
押出加工することによるラジアル異方性を持ったリング
形状の磁石の製造では、押出の際の歪や摩擦により割れ
が起こりやすいという欠点がある。これを防ぐために潤
滑剤を使用したり、金属容器内に密封して押出を行なう
が、製品として使用するにはさらに潤滑剤や金属容器の
除去といった工程が必要となり、コストが高くなってし
まう。また、成形された磁石も機械的強度が低いという
欠点を有している。
【００１４】鋳造インゴットに熱間加工を施して得られ
た磁石では、粉末工程を含まず、熱間加工も一段階でよ
いために、最も製造工程が簡略化され量産コストの低減
が図れかつ機械的強度、耐食性に優れた大型磁石の製造
が可能な方法であるが、形状自由度に関しては低いとい
う問題がある。またこの方法におけるラジアル異方性磁
石の製造においては前記ホットプレス材の押出による場
合と同様の問題を抱えている。そして板状の磁石の曲げ
加工によりラジアル異方性円弧状磁石（セグメント）の
製造ができるが、その加工可能範囲は大きくなく９０°
折り曲げの様な加工はできなかった。
た磁石では、粉末工程を含まず、熱間加工も一段階でよ
いために、最も製造工程が簡略化され量産コストの低減
が図れかつ機械的強度、耐食性に優れた大型磁石の製造
が可能な方法であるが、形状自由度に関しては低いとい
う問題がある。またこの方法におけるラジアル異方性磁
石の製造においては前記ホットプレス材の押出による場
合と同様の問題を抱えている。そして板状の磁石の曲げ
加工によりラジアル異方性円弧状磁石（セグメント）の
製造ができるが、その加工可能範囲は大きくなく９０°
折り曲げの様な加工はできなかった。
【００１５】以上いずれの方法による希土類−鉄系永久
磁石においてもその磁気異方性による磁化容易軸の方向
の自由度は低く、単一の１軸異方性かあるいはラジアル
異方性しか得られていなかった。しかも、ラジアル異方
性のように１軸以外の異方性を付与しようとする場合に
はコスト的に問題が生じていた。また、永久磁石体内に
おける磁気異方性の大きさの自由度として軟磁性体との
樹脂系接着剤による結合は可能であったがその接着強度
は温度により影響され、室温から大きく外れた低温、高
温という場合にはその接着強度が小さくなり１体の磁性
体が簡単に壊れるといった問題があった。
磁石においてもその磁気異方性による磁化容易軸の方向
の自由度は低く、単一の１軸異方性かあるいはラジアル
異方性しか得られていなかった。しかも、ラジアル異方
性のように１軸以外の異方性を付与しようとする場合に
はコスト的に問題が生じていた。また、永久磁石体内に
おける磁気異方性の大きさの自由度として軟磁性体との
樹脂系接着剤による結合は可能であったがその接着強度
は温度により影響され、室温から大きく外れた低温、高
温という場合にはその接着強度が小さくなり１体の磁性
体が簡単に壊れるといった問題があった。
【００１６】本発明は、以上の様に永久磁石における磁
気異方性の方向と大きさの自由度に関する問題を解決す
るものであり、その目的とするところは、高性能かつ低
コストで磁気異方性の方向と大きさの自由度が大きくか
つ形状自由度も高い永久磁石及びその製造方法を提供す
ることにある。
気異方性の方向と大きさの自由度に関する問題を解決す
るものであり、その目的とするところは、高性能かつ低
コストで磁気異方性の方向と大きさの自由度が大きくか
つ形状自由度も高い永久磁石及びその製造方法を提供す
ることにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石はＲ
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを基本構成元素とする正方晶化合物を主
相とし、磁化容易軸の方向により磁石体を分割した場合
に２方向以上の領域から構成されることを特徴とする。
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを基本構成元素とする正方晶化合物を主
相とし、磁化容易軸の方向により磁石体を分割した場合
に２方向以上の領域から構成されることを特徴とする。
【００１８】またはＲ（ただしＲはＹを含む希土類元素
のうち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを基本構成元素とす
る正方晶化合物を主相とする硬磁性相部分と軟磁性相部
分の少なくとも２種以上の磁性領域から構成されること
を特徴とする。
のうち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを基本構成元素とす
る正方晶化合物を主相とする硬磁性相部分と軟磁性相部
分の少なくとも２種以上の磁性領域から構成されること
を特徴とする。
【００１９】そして本発明の永久磁石の製造方法は、Ｒ
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする
合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃
以上の温度において熱間加工する事により磁気的に異方
性化し、次に所望の形状に加工した磁石体を複数個磁化
容易軸の方向により１方向あるいは２方向以上の領域か
ら構成される様に組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜
１１００℃の温度に保持することにより磁石−磁石間を
接着し、一体の磁石に成形することを特徴とする。
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする
合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃
以上の温度において熱間加工する事により磁気的に異方
性化し、次に所望の形状に加工した磁石体を複数個磁化
容易軸の方向により１方向あるいは２方向以上の領域か
ら構成される様に組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜
１１００℃の温度に保持することにより磁石−磁石間を
接着し、一体の磁石に成形することを特徴とする。
【００２０】ここにおける保磁力の更なる向上のために
は、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくと
も１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分と
する合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５０
０℃以上の温度において熱間加工する事により磁気的に
異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の温度域に於
て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石体を複数個
磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方向以上の領
域から構成される様に組合せ、非酸化性雰囲気中で４５
０〜１１００℃の温度に保持することにより磁石−磁石
間を接着し、一体の磁石に成形することかあるいは、Ｒ
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする
合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃
以上の温度において熱間加工する事により磁気的に異方
性化し、４００℃以上１１００℃以下の温度域に於て熱
処理し、次に所望の形状に加工した磁石体を複数個磁化
容易軸の方向により１方向あるいは２方向以上の領域か
ら構成される様に組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜
１１００℃の温度に保持することにより磁石−磁石間を
接着し、一体の磁石に成形した後再度４００℃以上１１
００℃以下の温度域に於て熱処理することを特徴とす
る。
は、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくと
も１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分と
する合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５０
０℃以上の温度において熱間加工する事により磁気的に
異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の温度域に於
て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石体を複数個
磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方向以上の領
域から構成される様に組合せ、非酸化性雰囲気中で４５
０〜１１００℃の温度に保持することにより磁石−磁石
間を接着し、一体の磁石に成形することかあるいは、Ｒ
（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする
合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃
以上の温度において熱間加工する事により磁気的に異方
性化し、４００℃以上１１００℃以下の温度域に於て熱
処理し、次に所望の形状に加工した磁石体を複数個磁化
容易軸の方向により１方向あるいは２方向以上の領域か
ら構成される様に組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜
１１００℃の温度に保持することにより磁石−磁石間を
接着し、一体の磁石に成形した後再度４００℃以上１１
００℃以下の温度域に於て熱処理することを特徴とす
る。
【００２１】そしてもう一つの製造方法は、Ｒ（ただし
ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種），Ｆ
ｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする合金を溶
解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃以上の温
度において熱間加工する事により磁気的に異方性化し、
次に所望の形状に加工した磁石体１個または２個以上と
鉄系軟磁性材１個または２個以上を組合せ、非酸化性雰
囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保持することによ
り磁石−軟磁性体間及び磁石−磁石間を接着し、一体の
磁石に成形することを特徴とする。
ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種），Ｆ
ｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする合金を溶
解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃以上の温
度において熱間加工する事により磁気的に異方性化し、
次に所望の形状に加工した磁石体１個または２個以上と
鉄系軟磁性材１個または２個以上を組合せ、非酸化性雰
囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保持することによ
り磁石−軟磁性体間及び磁石−磁石間を接着し、一体の
磁石に成形することを特徴とする。
【００２２】ここにおける磁石部分の更なる保磁力向上
のためには、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち
少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基
本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴッ
トを５００℃以上の温度において熱間加工する事により
磁気的に異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の温
度域に於て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石体
１個または２個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以上
を組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温
度に保持することにより磁石−軟磁性体間及び磁石−磁
石間を接着し、一体の磁石に成形することかあるいは、
Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする
合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃
以上の温度において熱間加工する事により磁気的に異方
性化し、４００℃以上１１００℃以下の温度域に於て熱
処理し、次に所望の形状に加工した磁石体１個または２
個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以上を組合せ、非
酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保持する
ことにより磁石−軟磁性体間及び磁石−磁石間を接着
し、一体の磁石に成形した後、再度４００℃以上１１０
０℃以下の温度域に於て熱処理することを特徴とする更
に接着強度を向上させるためには、Ｒ（ただしＲはＹを
含む希土類元素のうち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原
料基本成分とする合金として、その組成が原子比でＲx
ＦｅyＢzＭ100-x-y-z（Ｍは希土類元素、鉄、ほう素以
外の添加元素及び不純物の１種あるいは２種以上）と表
されるとき、 ｘ≧１４ ｙ−１４ｚ＞０ ｚ≧４ １００−ｘ−ｙ−ｚ＜６ なる組成域の合金を使用することを特徴する。
のためには、Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち
少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基
本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴッ
トを５００℃以上の温度において熱間加工する事により
磁気的に異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の温
度域に於て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石体
１個または２個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以上
を組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温
度に保持することにより磁石−軟磁性体間及び磁石−磁
石間を接着し、一体の磁石に成形することかあるいは、
Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該基本成分とする
合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴットを５００℃
以上の温度において熱間加工する事により磁気的に異方
性化し、４００℃以上１１００℃以下の温度域に於て熱
処理し、次に所望の形状に加工した磁石体１個または２
個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以上を組合せ、非
酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保持する
ことにより磁石−軟磁性体間及び磁石−磁石間を接着
し、一体の磁石に成形した後、再度４００℃以上１１０
０℃以下の温度域に於て熱処理することを特徴とする更
に接着強度を向上させるためには、Ｒ（ただしＲはＹを
含む希土類元素のうち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原
料基本成分とする合金として、その組成が原子比でＲx
ＦｅyＢzＭ100-x-y-z（Ｍは希土類元素、鉄、ほう素以
外の添加元素及び不純物の１種あるいは２種以上）と表
されるとき、 ｘ≧１４ ｙ−１４ｚ＞０ ｚ≧４ １００−ｘ−ｙ−ｚ＜６ なる組成域の合金を使用することを特徴する。
【００２３】また、接着の工程は高温で粒界相が溶融す
ることを利用して行なわれるのであるが、その粒界相の
融点を下げて容易に接着ができるようにするためには、
希土類元素、鉄、ほう素以外の添加元素ＭとしてＣｕ，
Ａｇ，Ｇａ，Ａｕ，Ａｌのうち１種または２種以上が選
ばれていることを特徴とする。
ることを利用して行なわれるのであるが、その粒界相の
融点を下げて容易に接着ができるようにするためには、
希土類元素、鉄、ほう素以外の添加元素ＭとしてＣｕ，
Ａｇ，Ｇａ，Ａｕ，Ａｌのうち１種または２種以上が選
ばれていることを特徴とする。
【００２４】そしてキュリー温度上昇と温度特性改善の
ためには、基本成分であるＦｅの５０％以下がＣｏで置
換されていることを特徴とする。
ためには、基本成分であるＦｅの５０％以下がＣｏで置
換されていることを特徴とする。
【００２５】本発明の鋳造−熱間加工による磁石合金は
主相である Ｒ2Ｆｅ14Ｂ金属間化合物の他に低融点の粒
界相をもち、非酸化性雰囲気中で粒界相が溶融している
温度に保持した後に室温に冷却すれば液相の固化接着作
用より磁石合金同士の接着あるいは磁石合金と鉄系素材
の接着が可能であることを見いだしたものである。すな
わち、熱間加工磁石を複数個組み合わせて真空中あるい
は不活性ガス中で高温に保持、さらには組み合わされた
磁石面間に圧縮応力を加えた状態で高温に保持すること
により、磁石同士が接着され、磁石形状が任意に形成で
きることととその磁化容易方向の組合せも自由にできる
ことを見いだした。また、熱間加工磁石とヨークの様な
鉄系軟磁性材の場合にも同様に組み合わせて真空中ある
いは不活性ガス中で高温に保持、あるいは組み合わされ
た磁石−鉄系軟磁性体面間に圧縮応力を加えた状態で高
温に保持することにより、磁石−鉄系軟磁性体間が接着
され、形状が任意に形成できることとその硬磁性と軟磁
性部分の組合せも自由にできることを見いだした。これ
によれば、ヨーク等の鉄系軟磁性材料との接着強度が充
分であるため機械的強度の必要な大型磁気回路等への応
用が可能である。また複雑形状の磁石に対して、その形
状が単純形状磁石の組合せにより形成できるため、切断
・研磨といった工程が著しく軽減される。
主相である Ｒ2Ｆｅ14Ｂ金属間化合物の他に低融点の粒
界相をもち、非酸化性雰囲気中で粒界相が溶融している
温度に保持した後に室温に冷却すれば液相の固化接着作
用より磁石合金同士の接着あるいは磁石合金と鉄系素材
の接着が可能であることを見いだしたものである。すな
わち、熱間加工磁石を複数個組み合わせて真空中あるい
は不活性ガス中で高温に保持、さらには組み合わされた
磁石面間に圧縮応力を加えた状態で高温に保持すること
により、磁石同士が接着され、磁石形状が任意に形成で
きることととその磁化容易方向の組合せも自由にできる
ことを見いだした。また、熱間加工磁石とヨークの様な
鉄系軟磁性材の場合にも同様に組み合わせて真空中ある
いは不活性ガス中で高温に保持、あるいは組み合わされ
た磁石−鉄系軟磁性体面間に圧縮応力を加えた状態で高
温に保持することにより、磁石−鉄系軟磁性体間が接着
され、形状が任意に形成できることとその硬磁性と軟磁
性部分の組合せも自由にできることを見いだした。これ
によれば、ヨーク等の鉄系軟磁性材料との接着強度が充
分であるため機械的強度の必要な大型磁気回路等への応
用が可能である。また複雑形状の磁石に対して、その形
状が単純形状磁石の組合せにより形成できるため、切断
・研磨といった工程が著しく軽減される。
【００２６】以下、本発明における永久磁石の好ましい
組成範囲について説明する。
組成範囲について説明する。
【００２７】希土類としては、Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，
Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕが候補として挙げられ、これらのうちの
１種あるいは２種以上を組み合わせて用いる。最も高い
磁気性能はＰｒ，Ｎｄで得られるので、実用的には Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｐｒ−Ｎｄ合金，Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ合金等が
用いられる。少量の重希土元素、例えばＤｙ，Ｔｂ等は
保磁力の向上に有効である。
Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔ
ｍ，Ｙｂ，Ｌｕが候補として挙げられ、これらのうちの
１種あるいは２種以上を組み合わせて用いる。最も高い
磁気性能はＰｒ，Ｎｄで得られるので、実用的には Ｐ
ｒ，Ｎｄ，Ｐｒ−Ｎｄ合金，Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ合金等が
用いられる。少量の重希土元素、例えばＤｙ，Ｔｂ等は
保磁力の向上に有効である。
【００２８】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の主相はＲ2Ｆｅ14Ｂ
である。従ってＲが８原子％未満では、もはや上記化合
物を形成せず高磁気特性は得られない。一方Ｒが３０原
子％を越えると非磁性のＲリッチ相が多くなり磁気特性
は著しく低下する。よってＲの範囲は８〜３０原子％が
適当である。しかし高い残留磁束密度のためには、好ま
しくはＲ８〜２５原子％が適当である。
である。従ってＲが８原子％未満では、もはや上記化合
物を形成せず高磁気特性は得られない。一方Ｒが３０原
子％を越えると非磁性のＲリッチ相が多くなり磁気特性
は著しく低下する。よってＲの範囲は８〜３０原子％が
適当である。しかし高い残留磁束密度のためには、好ま
しくはＲ８〜２５原子％が適当である。
【００２９】Ｂは、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ 相を形成するための必
須元素であり、２原子％未満では菱面体のＲ−Ｆｅ系に
なるために高保磁力は望めない。また２８原子％を越え
るとＢに富む非磁性相が多くなり、残留磁束密度は著し
く低下してくる。しかし高保磁力を得るためには、好ま
しくはＢ８原子％以下がよく、それ以上では微細なＲ2
Ｆｅ14Ｂ 相を得ることが困難で、保磁力は小さい。
須元素であり、２原子％未満では菱面体のＲ−Ｆｅ系に
なるために高保磁力は望めない。また２８原子％を越え
るとＢに富む非磁性相が多くなり、残留磁束密度は著し
く低下してくる。しかし高保磁力を得るためには、好ま
しくはＢ８原子％以下がよく、それ以上では微細なＲ2
Ｆｅ14Ｂ 相を得ることが困難で、保磁力は小さい。
【００３０】Ｃｏは本系磁石のキュリ−点を増加させる
のに有効な元素であるが、保磁力を小さくするのでＦｅ
の５０％以下の置換がよい。
のに有効な元素であるが、保磁力を小さくするのでＦｅ
の５０％以下の置換がよい。
【００３１】Ａｌは保磁力の増大効果をもたらすが、非
磁性元素であるため残留磁束密度の低下をもたらすの
で、６原子％以下が好ましい。
磁性元素であるため残留磁束密度の低下をもたらすの
で、６原子％以下が好ましい。
【００３２】Ｃｕ，Ａｇ，Ａｕ，Ｇａ等の添加元素はＲ
リッチ相とともに存在し、その相の融点を低下させ保磁
力の増大効果を有するとともに液相接着における接着可
能温度を低下させそれを容易にする効果もある。。しか
し、これらの元素は非磁性元素であるため、その量を増
すと残留磁束密度が減少するので、６原子％以下が好ま
しい。
リッチ相とともに存在し、その相の融点を低下させ保磁
力の増大効果を有するとともに液相接着における接着可
能温度を低下させそれを容易にする効果もある。。しか
し、これらの元素は非磁性元素であるため、その量を増
すと残留磁束密度が減少するので、６原子％以下が好ま
しい。
【００３３】なお、上記の組成範囲の内、液相接着の接
着強度が磁石母材並になるためには適切な粒界相組成と
粒界相％が必要で、そのための好ましい組成範囲は、そ
の合金の組成が原子比でＲxＦｅyＢzＭ100-x-y-z（Ｍは
希土類元素、鉄、ほう素以外の添加元素及び不純物の１
種あるいは２種以上）と表されるとき、 ｘ≧１４ ｙ−１４ｚ＞０ ｚ≧４ １００−ｘ−ｙ−ｚ＜６ なる組成域である。
着強度が磁石母材並になるためには適切な粒界相組成と
粒界相％が必要で、そのための好ましい組成範囲は、そ
の合金の組成が原子比でＲxＦｅyＢzＭ100-x-y-z（Ｍは
希土類元素、鉄、ほう素以外の添加元素及び不純物の１
種あるいは２種以上）と表されるとき、 ｘ≧１４ ｙ−１４ｚ＞０ ｚ≧４ １００−ｘ−ｙ−ｚ＜６ なる組成域である。
【００３４】熱間加工における温度は再結晶温度以上が
望ましく、本発明Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金においては好まし
くは５００℃以上である。
望ましく、本発明Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金においては好まし
くは５００℃以上である。
【００３５】熱間加工、液相接着、熱処理いずれの工程
においても１１００℃を超えると結晶粒の粗大化による
保磁力の低下を起こす可能性が高いので、これ以下の温
度が望ましい。
においても１１００℃を超えると結晶粒の粗大化による
保磁力の低下を起こす可能性が高いので、これ以下の温
度が望ましい。
【００３６】磁石−磁石間及び磁石−鉄系軟磁性材料間
の接着の工程は、粒界相の溶融液相化と冷却固化を利用
して接着を行なうため粒界相の融点以上の温度が必要で
ある。添加元素により粒界相の融点が低下した場合でも
最低はＣｕの場合の約４５０℃のため４５０℃以上の温
度が好ましい。
の接着の工程は、粒界相の溶融液相化と冷却固化を利用
して接着を行なうため粒界相の融点以上の温度が必要で
ある。添加元素により粒界相の融点が低下した場合でも
最低はＣｕの場合の約４５０℃のため４５０℃以上の温
度が好ましい。
【００３７】そしてこの接着工程中に酸化性雰囲気に曝
されるとその液相部分が激しく酸化されて接着部分に多
量に酸化物存在して耐食性を悪化させたり、接着強度の
低下を引き起こすので、この工程の雰囲気としては真空
あるいは不活性ガス中であることが必要である。
されるとその液相部分が激しく酸化されて接着部分に多
量に酸化物存在して耐食性を悪化させたり、接着強度の
低下を引き起こすので、この工程の雰囲気としては真空
あるいは不活性ガス中であることが必要である。
【００３８】また、この液相接着後の冷却においては急
冷されると凝固収縮により接着部分で割れ易いので徐冷
されることが好ましい。
冷されると凝固収縮により接着部分で割れ易いので徐冷
されることが好ましい。
【００３９】液相接着の工程の前後に熱処理工程を入れ
る場合、その温度は４００℃以上であることが好まし
く、それ以下の温度ではその効果を得るために多大な処
理時間を必要としてしまう。
る場合、その温度は４００℃以上であることが好まし
く、それ以下の温度ではその効果を得るために多大な処
理時間を必要としてしまう。
【００４０】次に本発明の実施例について述べる。
【００４１】
（実施例１）アルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、
表１に示す組成の合金を溶解し、銅製鋳型中へ鋳造し
た。この時、希土類、鉄、コバルト、金、銀、銅、アル
ミニウム及びガリウムの原料としては、９９．９％の純
度のものを用い、ボロンはフェロボロンを用いた。
表１に示す組成の合金を溶解し、銅製鋳型中へ鋳造し
た。この時、希土類、鉄、コバルト、金、銀、銅、アル
ミニウム及びガリウムの原料としては、９９．９％の純
度のものを用い、ボロンはフェロボロンを用いた。
【００４２】こうして得られた２０ｍｍ厚さの鋳造イン
ゴットから４０ｈ×６０ｌ×１８ｔ（単位：ｍｍ）のイ
ンゴットサンプルを切り出し、外形が７５ｈ×１２０ｌ
×６０ｗの鉄製のカプセルにインゴット厚みがカプセル
幅方向に一致するように入れ、カプセル内を真空に脱気
し、密封して、加工温度９５０℃でロール径３００ｍｍ
の圧延機により熱間圧延を施した。この時、加工度３０
％の圧延を４回行い、最終的な加工度が７６％になるよ
うにした。この熱間加工時においては、合金の圧下方向
に平行になるように結晶の磁化容易軸は配向した。
ゴットから４０ｈ×６０ｌ×１８ｔ（単位：ｍｍ）のイ
ンゴットサンプルを切り出し、外形が７５ｈ×１２０ｌ
×６０ｗの鉄製のカプセルにインゴット厚みがカプセル
幅方向に一致するように入れ、カプセル内を真空に脱気
し、密封して、加工温度９５０℃でロール径３００ｍｍ
の圧延機により熱間圧延を施した。この時、加工度３０
％の圧延を４回行い、最終的な加工度が７６％になるよ
うにした。この熱間加工時においては、合金の圧下方向
に平行になるように結晶の磁化容易軸は配向した。
【００４３】こうして得られた圧延磁石から、幅１８ｍ
ｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍで板厚方向に磁化容
易軸のある板状サンプルを切り出し、、セラミックスコ
ーティングされたステンレス製治具を用いて、４個組み
合わせたＷ字状の平板磁石状に並べて固定し、Ａｒガス
中で次に示す６条件の温度に加熱して１５分間保持し、
その後炉内冷却し磁石間の接着を行なった。
ｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ１．５ｍｍで板厚方向に磁化容
易軸のある板状サンプルを切り出し、、セラミックスコ
ーティングされたステンレス製治具を用いて、４個組み
合わせたＷ字状の平板磁石状に並べて固定し、Ａｒガス
中で次に示す６条件の温度に加熱して１５分間保持し、
その後炉内冷却し磁石間の接着を行なった。
【００４４】条件１：加熱温度 ３５０℃ 条件２：加熱温度 ４５０℃ 条件３：加熱温度 ５５０℃ 条件４：加熱温度 ８００℃ 条件５：加熱温度１１００℃ 条件６：加熱温度１２００℃ 接着後の磁石について、接着部を切り取って３点曲げ試
験を行ない、接着部の強度を測定した。その接着部の抗
折力の結果を表２に示す。
験を行ない、接着部の強度を測定した。その接着部の抗
折力の結果を表２に示す。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【表２】
【００４７】条件１の場合は全く接着がされていないか
またはほとんど接着により強度が発生しておらず、ま
た、条件６の場合は接着はされているものの、磁石表面
で溶融してしみだした粒界相により、磁石寸法の変化を
生じまた表面が荒れているため実際の使用には問題が生
ずる。さらに条件６の磁石においてはその接着前の保磁
力に対して接着後の保持力が５０％以下に急減してい
る。また、条件２，３，４，５の磁石においては、その
保持力が接着前に対して接着後では２０％以上増加して
いた。
またはほとんど接着により強度が発生しておらず、ま
た、条件６の場合は接着はされているものの、磁石表面
で溶融してしみだした粒界相により、磁石寸法の変化を
生じまた表面が荒れているため実際の使用には問題が生
ずる。さらに条件６の磁石においてはその接着前の保磁
力に対して接着後の保持力が５０％以下に急減してい
る。また、条件２，３，４，５の磁石においては、その
保持力が接着前に対して接着後では２０％以上増加して
いた。
【００４８】この結果より、熱間加工磁石を複数個組合
せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保
持することにより、所望の形状の磁石の形成が可能であ
り、熱処理効果もあってその磁気特性は向上し、接着部
の曲げ強度も接着部を含まない通常の鋳造−熱間加工磁
石の板材の値（３６kg/mm2以上）に匹敵する値が得られ
ており、機械強度的に一体の磁石と呼び得ることがわか
る。
せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保
持することにより、所望の形状の磁石の形成が可能であ
り、熱処理効果もあってその磁気特性は向上し、接着部
の曲げ強度も接着部を含まない通常の鋳造−熱間加工磁
石の板材の値（３６kg/mm2以上）に匹敵する値が得られ
ており、機械強度的に一体の磁石と呼び得ることがわか
る。
【００４９】（実施例２）アルゴン雰囲気中で誘導加熱
炉を用いて、 Ｐｒ16.5Ｆｅ77.2Ｂ5.1Ｃｕ1.2 組成の合
金を溶解し、水冷銅鋳型中へ鋳造した。この時、希土
類、鉄及び銅の原料としては、９９．９％の純度のもの
を用い、ボロンはフェロボロンを用いた。
炉を用いて、 Ｐｒ16.5Ｆｅ77.2Ｂ5.1Ｃｕ1.2 組成の合
金を溶解し、水冷銅鋳型中へ鋳造した。この時、希土
類、鉄及び銅の原料としては、９９．９％の純度のもの
を用い、ボロンはフェロボロンを用いた。
【００５０】こうして得られた１５ｍｍ厚さの鋳造イン
ゴットから４５ｈ×８０ｌ×１４ｔのインゴットサンプ
ルを切り出し、外形が７５ｈ×１４０ｌ×６５ｗのＳＳ
４１製のカプセルにインゴット厚みがカプセル幅方向に
一致するように入れ、カプセル内を真空に脱気し、密封
して、加工温度９７５℃でロール径３００ｍｍの圧延機
により熱間圧延を施した。この時、圧下方向はカプセル
高さ方向で加工度を２０％、３０％、３５％、３２％、
２０％の順に変化させて圧延を５回行い、最終的な加工
度が８０％（高さ１５ｍｍｈ）になるようにした。この
熱間加工時においては、実施例１と同様合金の圧下方向
に平行になるように結晶の磁化容易軸は配向した。
ゴットから４５ｈ×８０ｌ×１４ｔのインゴットサンプ
ルを切り出し、外形が７５ｈ×１４０ｌ×６５ｗのＳＳ
４１製のカプセルにインゴット厚みがカプセル幅方向に
一致するように入れ、カプセル内を真空に脱気し、密封
して、加工温度９７５℃でロール径３００ｍｍの圧延機
により熱間圧延を施した。この時、圧下方向はカプセル
高さ方向で加工度を２０％、３０％、３５％、３２％、
２０％の順に変化させて圧延を５回行い、最終的な加工
度が８０％（高さ１５ｍｍｈ）になるようにした。この
熱間加工時においては、実施例１と同様合金の圧下方向
に平行になるように結晶の磁化容易軸は配向した。
【００５１】こうして得られた圧延磁石に対して１０２
５℃×１２ｈと５５０℃×４ｈの熱処理を施してから、
幅１０ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚さ６ｍｍで板厚方向に磁
気異方性のある板状サンプルを切り出した。このサンプ
ルの２枚づつを、次に示す条件で１０ｍｍ×６ｍｍの端
面同士を接着し長さ４０ｍｍのサンプルとした。
５℃×１２ｈと５５０℃×４ｈの熱処理を施してから、
幅１０ｍｍ×長さ２０ｍｍ×厚さ６ｍｍで板厚方向に磁
気異方性のある板状サンプルを切り出した。このサンプ
ルの２枚づつを、次に示す条件で１０ｍｍ×６ｍｍの端
面同士を接着し長さ４０ｍｍのサンプルとした。
【００５２】条件７：Ａｒガス中、５５０℃、実施例１
と同じ治具により固定して１０分間保持後炉冷。
と同じ治具により固定して１０分間保持後炉冷。
【００５３】条件８：Ａｒガス中、５５０℃、面間に１
kg/mm2の圧縮応力が加わるように荷重を付加して１０分
間保持後炉冷。
kg/mm2の圧縮応力が加わるように荷重を付加して１０分
間保持後炉冷。
【００５４】条件９：エポキシ系接着剤により接着。
【００５５】接着後の磁石サンプルについて、１２０℃
において３点曲げ試験を行ない、接着部の強度を測定し
た。また、接着部分を含む４×４×６ｍｍのサンプルを
切り出し、母材の圧延材から切り出した同形状サンプル
と磁気特性の測定を行なった。その結果を表３に示す。
において３点曲げ試験を行ない、接着部の強度を測定し
た。また、接着部分を含む４×４×６ｍｍのサンプルを
切り出し、母材の圧延材から切り出した同形状サンプル
と磁気特性の測定を行なった。その結果を表３に示す。
【００５６】
【表３】
【００５７】この結果より、鋳造−熱間加工により製造
した磁石を複数個組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜
１１００℃の温度に保持して接着を行ない成形した磁石
は、接着部の抗折力強度が接着剤により接着した場合よ
りも高く、更に接着面に圧縮応力を加えた場合にはほぼ
母材と同等の抗折力が得られ、接着部での性能低下もな
いことがわかる。
した磁石を複数個組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜
１１００℃の温度に保持して接着を行ない成形した磁石
は、接着部の抗折力強度が接着剤により接着した場合よ
りも高く、更に接着面に圧縮応力を加えた場合にはほぼ
母材と同等の抗折力が得られ、接着部での性能低下もな
いことがわかる。
【００５８】（実施例３）実施例２で作成した圧延磁石
（熱処理済み）から幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ７ｍ
ｍでその板厚方向と磁化容易軸方向が３０°の角度を持
つようにサンプルを切り出した。このサンプル２個を図
１に示すような断面となるように組合せて、実施例１と
同様の治具を用いて固定し、真空中５００℃で３０分保
持後炉冷して接着し幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ７
ｍｍの一体の磁石（磁石１）とした。また、圧延磁石よ
り同様の幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ７ｍｍの磁石
（磁石２）を切り出した。この２つの磁石をどちらも７
ｍｍの厚み方向に４０ｋＯｅのパルス磁場をかけて着磁
し、その１０ｍｍ×５０ｍｍ面中央部の表面磁束をガウ
スメータにより測定したところ、磁石１においては４４
２０Ｇ、磁石２においては５７５０Ｇであった。これに
より、磁石内の磁化容易方向の方向を制御することによ
り表面磁束を高められることがわかる。
（熱処理済み）から幅５ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ７ｍ
ｍでその板厚方向と磁化容易軸方向が３０°の角度を持
つようにサンプルを切り出した。このサンプル２個を図
１に示すような断面となるように組合せて、実施例１と
同様の治具を用いて固定し、真空中５００℃で３０分保
持後炉冷して接着し幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ７
ｍｍの一体の磁石（磁石１）とした。また、圧延磁石よ
り同様の幅１０ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ７ｍｍの磁石
（磁石２）を切り出した。この２つの磁石をどちらも７
ｍｍの厚み方向に４０ｋＯｅのパルス磁場をかけて着磁
し、その１０ｍｍ×５０ｍｍ面中央部の表面磁束をガウ
スメータにより測定したところ、磁石１においては４４
２０Ｇ、磁石２においては５７５０Ｇであった。これに
より、磁石内の磁化容易方向の方向を制御することによ
り表面磁束を高められることがわかる。
【００５９】また同じ実施例２による圧延磁石（熱処理
済み）から磁化容易軸方向に対して様々な方向と形状に
磁石を切り出し、実施例１と同様の治具を用いて固定
し、真空中５００℃で３０分保持後炉冷して接着し幅１
２ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの一体の磁石を図
２、図３に示すような断面（１２ｍｍ×６ｍｍ断面）と
なるように形成した。また、図４、図５に示す断面構造
の磁石も上に同様の工程により製造できた。このように
磁石内の磁化容易軸方向を自由に制御した磁石は、種種
の磁気回路に対して最適な磁石となることができ、また
その形状に関しても切断、研削コスト大幅に削減して複
雑形状を完成できる。
済み）から磁化容易軸方向に対して様々な方向と形状に
磁石を切り出し、実施例１と同様の治具を用いて固定
し、真空中５００℃で３０分保持後炉冷して接着し幅１
２ｍｍ×長さ５０ｍｍ×厚さ６ｍｍの一体の磁石を図
２、図３に示すような断面（１２ｍｍ×６ｍｍ断面）と
なるように形成した。また、図４、図５に示す断面構造
の磁石も上に同様の工程により製造できた。このように
磁石内の磁化容易軸方向を自由に制御した磁石は、種種
の磁気回路に対して最適な磁石となることができ、また
その形状に関しても切断、研削コスト大幅に削減して複
雑形状を完成できる。
【００６０】（実施例４）実施例１及び２と同様に、ア
ルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、Ｐｒ10Ｎｄ6.5
Ｆｅ77.4Ｂ5.2Ｃｕ0.6Ａｌ0.3なる組成の合金を溶解
し、水冷鉄鋳型中へ鋳造した。この時、希土類、鉄、ア
ルミニウム及び銅の原料としては実施例１及び２と同様
に９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロ
ンを用いた。
ルゴン雰囲気中で誘導加熱炉を用いて、Ｐｒ10Ｎｄ6.5
Ｆｅ77.4Ｂ5.2Ｃｕ0.6Ａｌ0.3なる組成の合金を溶解
し、水冷鉄鋳型中へ鋳造した。この時、希土類、鉄、ア
ルミニウム及び銅の原料としては実施例１及び２と同様
に９９．９％の純度のものを用い、ボロンはフェロボロ
ンを用いた。
【００６１】こうして得られた２５ｍｍ厚さの鋳造イン
ゴットから２００ｈ×５００ｌ×２３ｔのインゴットサ
ンプルを切り出し、６枚をその厚み方向に並べて１３８
ｗとして、外形が４００ｈ×９００ｌ×５００ｗのＳＳ
４１製のカプセルにインゴット厚みがカプセル幅方向に
一致するように入れ、カプセル内を真空に脱気し、密封
して、加工温度１０００℃でロール径１２００ｍｍの圧
延機により熱間圧延を施した。この時、圧下方向はカプ
セル高さ方向で加工度を１５％、１５％、２０％、２５
％、３０％、２５％の順に変化させて圧延を６回行い、
最終的な加工度が７７％（高さ９２ｍｍｈ）になるよう
にした。この熱間加工時においては、実施例１，２と同
様合金の圧下方向に平行になるように結晶の磁化容易軸
は配向した。
ゴットから２００ｈ×５００ｌ×２３ｔのインゴットサ
ンプルを切り出し、６枚をその厚み方向に並べて１３８
ｗとして、外形が４００ｈ×９００ｌ×５００ｗのＳＳ
４１製のカプセルにインゴット厚みがカプセル幅方向に
一致するように入れ、カプセル内を真空に脱気し、密封
して、加工温度１０００℃でロール径１２００ｍｍの圧
延機により熱間圧延を施した。この時、圧下方向はカプ
セル高さ方向で加工度を１５％、１５％、２０％、２５
％、３０％、２５％の順に変化させて圧延を６回行い、
最終的な加工度が７７％（高さ９２ｍｍｈ）になるよう
にした。この熱間加工時においては、実施例１，２と同
様合金の圧下方向に平行になるように結晶の磁化容易軸
は配向した。
【００６２】こうして得られた圧延磁石に対して１０２
５℃×１０ｈの熱処理を施してから、幅６０ｍｍ×長さ
２５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍで板厚方向に磁気異方性のあ
る板状サンプルを切り出した。この磁石を２枚並べて幅
２００ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚さ２０ｍｍの鉄ヨーク
上に乗せ、次に示す条件で接着を行なった。
５℃×１０ｈの熱処理を施してから、幅６０ｍｍ×長さ
２５０ｍｍ×厚さ１２ｍｍで板厚方向に磁気異方性のあ
る板状サンプルを切り出した。この磁石を２枚並べて幅
２００ｍｍ×長さ３００ｍｍ×厚さ２０ｍｍの鉄ヨーク
上に乗せ、次に示す条件で接着を行なった。
【００６３】 条件 １０：アルゴンガス中 ２５０℃、９０分間保持 条件 １１：アルゴンガス中 ７５０℃、３０分間保持 条件 １２：アルゴンガス中 ７５０℃、７５分間保持 条件 １３：アルゴンガス中１０００℃、２０分間保持 条件 １４：アルゴンガス中１３００℃、１５分間保持 その後、５００℃×２ｈの熱処理を行なった後、磁気特
性の測定を行なった。接着結果及び磁気特性を表４に示
す。
性の測定を行なった。接着結果及び磁気特性を表４に示
す。
【００６４】
【表４】
【００６５】条件１２の磁石−ヨーク接着部からサンプ
ルを切り出し、３点曲げ試験を行ったところ、その抗折
力は３５kg/mm2であり、その接着強度は実施例１の場合
と同等以上で十分である。
ルを切り出し、３点曲げ試験を行ったところ、その抗折
力は３５kg/mm2であり、その接着強度は実施例１の場合
と同等以上で十分である。
【００６６】この結果より、鋳造−熱間加工により製造
した磁石をヨーク上に複数個組合せ、非酸化性雰囲気中
で４５０〜１１００℃の温度に保持することにより、ヨ
ークと一体となった磁石の形成が可能であることがわか
る。また、この温度範囲であれば加工後の磁石も高性能
を維持していることがわかる。
した磁石をヨーク上に複数個組合せ、非酸化性雰囲気中
で４５０〜１１００℃の温度に保持することにより、ヨ
ークと一体となった磁石の形成が可能であることがわか
る。また、この温度範囲であれば加工後の磁石も高性能
を維持していることがわかる。
【００６７】（実施例５）実施例４で作成した圧延磁石
から幅２０ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ１５ｍｍでその長
さ方向に磁化容易軸方向が一致するようにサンプルを切
り出した。この磁石３個と幅２０ｍｍ×長さ１０ｍｍ×
厚さ１５ｍｍの鉄コバルト合金（パーメンジュール）２
個を図６に示すようにその長さ方向に並べ、実施例１と
同様の治具を用いて固定し、アルゴンガス中で８００℃
で１５分保持後炉冷して接着し幅２０ｍｍ×長さ１１０
ｍｍ×厚さ１５ｍｍの一体の磁石とした。次に、５５０
℃×６ｈの熱処理を施した後、長さ１２０ｍｍの中央部
４０ｍｍの巻方が端部と逆方向になっている着磁コイル
を用いて図６に示すように着磁した。これより、磁石に
おける磁束分布の設計の自由度が高められることがわか
る。以上の実施例から、鋳造−熱間加工により製造した
磁石を複数個組合せ、あるいは鉄系軟磁性材料と組合
せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保
持することにより、自由な所望形状の磁石の形成が可能
であり、また磁石表面の磁束分布を自由に制御でき、そ
の磁束密度も高めることが出来ることが明らかである。
またヨークと一体となった機械的強度の大きな磁石が製
造でき、大型リニアモータの様な磁気回路に大きな力が
作用するような応用例に最適な磁石となることは明らか
である。
から幅２０ｍｍ×長さ３０ｍｍ×厚さ１５ｍｍでその長
さ方向に磁化容易軸方向が一致するようにサンプルを切
り出した。この磁石３個と幅２０ｍｍ×長さ１０ｍｍ×
厚さ１５ｍｍの鉄コバルト合金（パーメンジュール）２
個を図６に示すようにその長さ方向に並べ、実施例１と
同様の治具を用いて固定し、アルゴンガス中で８００℃
で１５分保持後炉冷して接着し幅２０ｍｍ×長さ１１０
ｍｍ×厚さ１５ｍｍの一体の磁石とした。次に、５５０
℃×６ｈの熱処理を施した後、長さ１２０ｍｍの中央部
４０ｍｍの巻方が端部と逆方向になっている着磁コイル
を用いて図６に示すように着磁した。これより、磁石に
おける磁束分布の設計の自由度が高められることがわか
る。以上の実施例から、鋳造−熱間加工により製造した
磁石を複数個組合せ、あるいは鉄系軟磁性材料と組合
せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の温度に保
持することにより、自由な所望形状の磁石の形成が可能
であり、また磁石表面の磁束分布を自由に制御でき、そ
の磁束密度も高めることが出来ることが明らかである。
またヨークと一体となった機械的強度の大きな磁石が製
造でき、大型リニアモータの様な磁気回路に大きな力が
作用するような応用例に最適な磁石となることは明らか
である。
【００６８】
【発明の効果】叙上のごとく本発明の永久磁石及びその
製造方法は、次のごとき効果を持つ。
製造方法は、次のごとき効果を持つ。
【００６９】(1)磁石内の磁化容易軸方向及び形状を自
由に制御した磁石は、種種の磁気回路に対して最適な磁
石となることができる。
由に制御した磁石は、種種の磁気回路に対して最適な磁
石となることができる。
【００７０】(2)硬磁性材と軟磁性材を組み合わせるこ
とで磁石表面の磁束分布を自由に制御でき、その磁束密
度も高めることが出来る。
とで磁石表面の磁束分布を自由に制御でき、その磁束密
度も高めることが出来る。
【００７１】(3)従来の熱間加工法による磁石の製造方
法では製造が困難であった複雑形状の磁石を切断、研削
コスト大幅に削減して低コストで生産性よく製造でき
る。
法では製造が困難であった複雑形状の磁石を切断、研削
コスト大幅に削減して低コストで生産性よく製造でき
る。
【００７２】(4)従来のヨーク付き磁石の製法と比較し
て、工程が大幅に軽減され、機械的強度も高くコスト低
減の効果がある。
て、工程が大幅に軽減され、機械的強度も高くコスト低
減の効果がある。
【図１】本発明の一実施例の磁石の断面図。
【図２】本発明の一実施例の磁石の断面図。
【図３】本発明の一実施例の磁石の断面図。
【図４】本発明の一実施例の磁石の断面図。
【図５】本発明の一実施例の磁石の断面図。
【図６】本発明の一実施例の磁石の断面図。
１…磁化容易軸 ２…接着面 ３…磁石 ４…鉄コバルト合金
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 秋岡 宏治 長野県諏訪市大和３丁目３番５号セイコー エプソン株式会社内
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを基本構成元素とする正
方晶化合物を主相とし、磁化容易軸の方向により磁石体
を分割した場合に２方向以上の領域から構成されること
を特徴とする永久磁石。 - 【請求項２】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを基本構成元素とする正
方晶化合物を主相とする硬磁性相部分と軟磁性相部分の
少なくとも２種以上の磁性領域から構成されることを特
徴とする永久磁石。 - 【請求項３】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該
基本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度において熱間加工する事によ
り磁気的に異方性化し、次に所望の形状に加工した磁石
体を複数個磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方
向以上の領域から構成される様に組合せ、非酸化性雰囲
気中で４５０〜１１００℃の温度に保持することにより
磁石−磁石間を接着し、一体の磁石に成形することを特
徴とする永久磁石の製造方法。 - 【請求項４】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該
基本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度において熱間加工する事によ
り磁気的に異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の
温度域に於て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石
体を複数個磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方
向以上の領域から構成される様に組合せ、非酸化性雰囲
気中で４５０〜１１００℃の温度に保持することにより
磁石−磁石間を接着し、一体の磁石に成形することを特
徴とする永久磁石の製造方法。 - 【請求項５】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該
基本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度において熱間加工する事によ
り磁気的に異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の
温度域に於て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石
体を複数個磁化容易軸の方向により１方向あるいは２方
向以上の領域から構成される様に組合せ、非酸化性雰囲
気中で４５０〜１１００℃の温度に保持することにより
磁石−磁石間を接着し、一体の磁石に成形した後再度４
００℃以上１１００℃以下の温度域に於て熱処理するこ
とを特徴とする永久磁石の製造方法。 - 【請求項６】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該
基本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度において熱間加工する事によ
り磁気的に異方性化し、次に所望の形状に加工した磁石
体１個または２個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以
上を組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の
温度に保持することにより磁石−軟磁性体間及び磁石−
磁石間を接着し、一体の磁石に成形することを特徴とす
る永久磁石の製造方法。 - 【請求項７】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該
基本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度において熱間加工する事によ
り磁気的に異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の
温度域に於て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石
体１個または２個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以
上を組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の
温度に保持することにより磁石−軟磁性体間及び磁石−
磁石間を接着し、一体の磁石に成形することを特徴とす
る永久磁石の製造方法。 - 【請求項８】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とし、該
基本成分とする合金を溶解・鋳造し、次いで鋳造インゴ
ットを５００℃以上の温度において熱間加工する事によ
り磁気的に異方性化し、４００℃以上１１００℃以下の
温度域に於て熱処理し、次に所望の形状に加工した磁石
体１個または２個以上と鉄系軟磁性材１個または２個以
上を組合せ、非酸化性雰囲気中で４５０〜１１００℃の
温度に保持することにより磁石−軟磁性体間及び磁石−
磁石間を接着し、一体の磁石に成形した後、再度４００
℃以上１１００℃以下の温度域に於て熱処理することを
特徴とする永久磁石の製造方法。 - 【請求項９】 Ｒ（ただしＲはＹを含む希土類元素のう
ち少なくとも１種），Ｆｅ，Ｂを原料基本成分とする合
金として、その組成が原子比でＲxＦｅyＢzＭ1 00-x-y-z
（Ｍは希土類元素、鉄、ほう素以外の添加元素及び不純
物の１種あるいは２種以上）と表されるとき、 ｘ≧１４ ｙ−１４ｚ＞０ ｚ≧４ １００−ｘ−ｙ−ｚ＜６ なる組成域の合金を使用することを特徴する請求項３、
請求項４、請求項５、請求項６、請求項７及び請求項８
記載の永久磁石の製造方法。 - 【請求項１０】 希土類元素、鉄、ほう素以外の添加元
素ＭとしてＣｕ，Ａｇ，Ｇａ，Ａｕ，Ａｌのうち１種ま
たは２種以上が選ばれていることを特徴とする請求項９
記載の永久磁石の製造方法。 - 【請求項１１】 基本成分であるＦｅの５０％以下がＣ
ｏで置換されていることを特徴とする請求項９及び請求
項１０記載の永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5088865A JPH06302417A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 永久磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5088865A JPH06302417A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 永久磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06302417A true JPH06302417A (ja) | 1994-10-28 |
Family
ID=13954908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5088865A Pending JPH06302417A (ja) | 1993-04-15 | 1993-04-15 | 永久磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06302417A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1993
- 1993-04-15 JP JP5088865A patent/JPH06302417A/ja active Pending
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