JPH0649912B2 - 急冷磁石合金およびその製造方法 - Google Patents
急冷磁石合金およびその製造方法Info
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- JPH0649912B2 JPH0649912B2 JP57016393A JP1639382A JPH0649912B2 JP H0649912 B2 JPH0649912 B2 JP H0649912B2 JP 57016393 A JP57016393 A JP 57016393A JP 1639382 A JP1639382 A JP 1639382A JP H0649912 B2 JPH0649912 B2 JP H0649912B2
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- magnet alloy
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、魚冷硬質磁石合金に関し、さらに詳細にはSm
−Fe−Co系合金組成から得られる急冷磁石合金とその製
造方法に関するものである。
−Fe−Co系合金組成から得られる急冷磁石合金とその製
造方法に関するものである。
従来、希土類元素を含む希土類磁石合金としてSmCo5、S
mCo7、Sm2Co17などで代表される金属間化合物磁石が知
られている。これらの希土類磁石は磁気特性が優れてい
るため、現在広く利用されている。一般に希土類磁石の
製造方法は、優れた磁気特性を得る目的で、溶解−粉砕
−プレス成形−焼結−時効熱処理が必要であり、かつ温
度管理が極めて複雑であること、金属間化合物であるた
め脆く機械加工性が極めて悪いなどの欠点を有してい
る。
mCo7、Sm2Co17などで代表される金属間化合物磁石が知
られている。これらの希土類磁石は磁気特性が優れてい
るため、現在広く利用されている。一般に希土類磁石の
製造方法は、優れた磁気特性を得る目的で、溶解−粉砕
−プレス成形−焼結−時効熱処理が必要であり、かつ温
度管理が極めて複雑であること、金属間化合物であるた
め脆く機械加工性が極めて悪いなどの欠点を有してい
る。
本発明は、この点を改善すべくなされたもので、Sm50〜
92wt％、Fe４〜50wt％、Co４〜47wt％から構成され、溶
湯から表面速度2.5〜25m/sec回転体上で急速に冷却され
てなることを特徴とする急冷磁石合金およびこれらの製
造方法である。
92wt％、Fe４〜50wt％、Co４〜47wt％から構成され、溶
湯から表面速度2.5〜25m/sec回転体上で急速に冷却され
てなることを特徴とする急冷磁石合金およびこれらの製
造方法である。
本発明の急冷磁石合金は従来の希土類磁石合金とは成分
および金相的に全く異なり、その得られる合金は、Sm＋
Sm(Fe,Co)２、Sm(Fe,Co)２＋Sm(Fe,Co)３で示されるい
ずれかの金属間化合物あるいは金属＋金属間化合物の２
相混合物からなる。その急冷磁石合金の磁気特性を改善
するための熱処理も、従来の希土類コバルト系焼結磁石
のような高温での熱処理を必要とせず、600℃以下の熱
処理で優れた磁気特性の磁石合金を得ることを特徴とす
るものである。
および金相的に全く異なり、その得られる合金は、Sm＋
Sm(Fe,Co)２、Sm(Fe,Co)２＋Sm(Fe,Co)３で示されるい
ずれかの金属間化合物あるいは金属＋金属間化合物の２
相混合物からなる。その急冷磁石合金の磁気特性を改善
するための熱処理も、従来の希土類コバルト系焼結磁石
のような高温での熱処理を必要とせず、600℃以下の熱
処理で優れた磁気特性の磁石合金を得ることを特徴とす
るものである。
なお、本発明においては熱処理を15000エルステッド以
下の磁界中で行うことにより、さらに磁気特性を向上す
ることができる。すなわち、Sm−Fe−Co合金を300℃×
２Hf（真空中）で10,000エルステッドの磁界中熱処理に
よりiHcが2200から2400(Oe)に向上する。
下の磁界中で行うことにより、さらに磁気特性を向上す
ることができる。すなわち、Sm−Fe−Co合金を300℃×
２Hf（真空中）で10,000エルステッドの磁界中熱処理に
よりiHcが2200から2400(Oe)に向上する。
以上のことは次の試験によって明らかである。
すなわち、Sm−Fe−Co系の各種の合金を高周波溶解ある
いはアーク溶解で得た。この合金は多結晶合金であり、
粉末Ｘ線回折法により化合物の同定を実施すると、これ
らの合金はSmFe2、Sm(Fe,Co)２、Sm(Fe,Co)３で示され
る金属間化合物、２種類の金属間化合物、単独の金属間
化合物からなる合金として同定される。これらの合金の
磁気特性を室温で試料振動型磁力計により測定すると、
保磁力(iHc)は350(Oe)程度、印加磁場15Ｋ(Oe)時の磁化
（σ10K）は約40〜50(emu/g)程度である。また、この塊
状多結晶合金は、磁気特性の改善の目的により階段昇・
降温あるいは一定温度で、ある時間保持する方法の組み
合わせなどの熱処理方法を実施した場合でもiHcおよび
σ値の改善は極めて小さく、希土類磁石として利用する
ことは磁気特性あるいはコスト面からもほとんど希望が
もてない。それを本発明では急冷処理によって、磁気特
性の優れたものとなし得るのである。
いはアーク溶解で得た。この合金は多結晶合金であり、
粉末Ｘ線回折法により化合物の同定を実施すると、これ
らの合金はSmFe2、Sm(Fe,Co)２、Sm(Fe,Co)３で示され
る金属間化合物、２種類の金属間化合物、単独の金属間
化合物からなる合金として同定される。これらの合金の
磁気特性を室温で試料振動型磁力計により測定すると、
保磁力(iHc)は350(Oe)程度、印加磁場15Ｋ(Oe)時の磁化
（σ10K）は約40〜50(emu/g)程度である。また、この塊
状多結晶合金は、磁気特性の改善の目的により階段昇・
降温あるいは一定温度で、ある時間保持する方法の組み
合わせなどの熱処理方法を実施した場合でもiHcおよび
σ値の改善は極めて小さく、希土類磁石として利用する
ことは磁気特性あるいはコスト面からもほとんど希望が
もてない。それを本発明では急冷処理によって、磁気特
性の優れたものとなし得るのである。
つぎに本発明の特許請求の範囲についてその限定理由を
述べる。
述べる。
希土類元素Smの量が50wt％未満の場合iHc値が1000(Oe)
以下になる。また、Smの量が92wt％を越えた場合にもiH
c値が極端に低下することおよび希土類元素の量が著し
く多いため、工業的に製造する際、雰囲気の問題あるい
は良質なリボン状の急冷磁石合金が得にくいなどの欠点
がある。
以下になる。また、Smの量が92wt％を越えた場合にもiH
c値が極端に低下することおよび希土類元素の量が著し
く多いため、工業的に製造する際、雰囲気の問題あるい
は良質なリボン状の急冷磁石合金が得にくいなどの欠点
がある。
Fe，Coのいずれかが４wt％未満およびCoが47wt％を越え
ると急冷磁石合金のiHc値が極めて低くなる。
ると急冷磁石合金のiHc値が極めて低くなる。
本発明の急冷磁石合金の製造方法は、金属製の回転体の
表面上に溶湯を射出し、リボン状試料を得る液体急冷法
を採用している。液体急冷法では、構成元素の原料ある
いは合金を石英、酸化物あるいは高融点金属製のルツボ
に装入し、これを高周波あるいは抵抗加熱溶解後、ルツ
ボ下端部に設けられた溶湯出口部からArガス射出圧0.1
〜１kg/cm2で金属製の回転体表面に射出急冷し、リボン
状の磁石合金を得るものである。
表面上に溶湯を射出し、リボン状試料を得る液体急冷法
を採用している。液体急冷法では、構成元素の原料ある
いは合金を石英、酸化物あるいは高融点金属製のルツボ
に装入し、これを高周波あるいは抵抗加熱溶解後、ルツ
ボ下端部に設けられた溶湯出口部からArガス射出圧0.1
〜１kg/cm2で金属製の回転体表面に射出急冷し、リボン
状の磁石合金を得るものである。
これら溶解・射出作業は希土類元素の酸化を防止する目
的で、全て真空中もしくはArあるいは窒素ガスなどの不
活性ガス雰囲気中で実施しなければならない。溶湯急冷
用の回転体の材質はCu，FeおよびそのCrメッキ、ステン
レスなどの耐熱、耐食性の合金あるいはセラミックス製
が利用でき、さらに伝熱性おおよびぬれ性などを考慮
し、回転体表面に異種金属あるいはセラミックの表面処
理を有するものが良い。回転体の形状はロール、円板な
どであり、又円筒の内面に溶湯を射出するようにしても
よい。
的で、全て真空中もしくはArあるいは窒素ガスなどの不
活性ガス雰囲気中で実施しなければならない。溶湯急冷
用の回転体の材質はCu，FeおよびそのCrメッキ、ステン
レスなどの耐熱、耐食性の合金あるいはセラミックス製
が利用でき、さらに伝熱性おおよびぬれ性などを考慮
し、回転体表面に異種金属あるいはセラミックの表面処
理を有するものが良い。回転体の形状はロール、円板な
どであり、又円筒の内面に溶湯を射出するようにしても
よい。
本発明の急冷磁石合金は、高速回転体例えば回転ロール
表面上での冷却速度により得られる磁石合金の磁気特性
が大幅に変化する。優れた磁気特性を有する磁石合金を
得るためには、回転体の表面速度が2.5〜25m/secを有す
る必要がある。この回転体の表面速度とは例えば回転ロ
ールの場合、ロールの円周×回転数(r.p.m.)で規定され
るものである。回転ロール表面速度が2.5〜25m/secで得
られるリボン状磁石合金のリボン厚さは10〜数百μｍ程
度であるが、回転体の表面速度が25m/secを越えると極
端にリボンの厚さが薄くなり良質な連続した長尺のリボ
ンが得にくくなる。これらの製造方法から、得られる急
冷磁石合金は薄帯であるから、薄板状の硬質磁性材料の
用途には、焼結磁石を切断して作る方法と比較して製造
面での工程数の大幅な簡略化の他に機械加工および切断
のみで製品化が計れるのでコスト面でも有利である。
又、高温での熱処理を必要とせずに磁気特性を改善する
ことができるのでこの点でも有利である。
表面上での冷却速度により得られる磁石合金の磁気特性
が大幅に変化する。優れた磁気特性を有する磁石合金を
得るためには、回転体の表面速度が2.5〜25m/secを有す
る必要がある。この回転体の表面速度とは例えば回転ロ
ールの場合、ロールの円周×回転数(r.p.m.)で規定され
るものである。回転ロール表面速度が2.5〜25m/secで得
られるリボン状磁石合金のリボン厚さは10〜数百μｍ程
度であるが、回転体の表面速度が25m/secを越えると極
端にリボンの厚さが薄くなり良質な連続した長尺のリボ
ンが得にくくなる。これらの製造方法から、得られる急
冷磁石合金は薄帯であるから、薄板状の硬質磁性材料の
用途には、焼結磁石を切断して作る方法と比較して製造
面での工程数の大幅な簡略化の他に機械加工および切断
のみで製品化が計れるのでコスト面でも有利である。
又、高温での熱処理を必要とせずに磁気特性を改善する
ことができるのでこの点でも有利である。
以下に本願発明の詳細を実施例により説明する。
実施例１ Sm63.90％、Fe28.56％、Co7.52％の成分のインゴットを
上述した回転ロール法（高周波加熱した溶湯をArガス0.
4kg/cm2でCuロール上に射出）のAr雰囲気中で得た急冷
磁石合金の磁気特性を第１図に示す。
上述した回転ロール法（高周波加熱した溶湯をArガス0.
4kg/cm2でCuロール上に射出）のAr雰囲気中で得た急冷
磁石合金の磁気特性を第１図に示す。
この合金のiHcは、回転ロール表面速度が約16m/secで最
高となり、その値は約2200(Oe)である。この急冷磁石合
金によって粉末Ｘ線回折を試みたところ、非晶質材料で
一般に認められるような完全なハローパターンを示さ
ず、回転ロール表面速度に依存した回折ピーク強度が現
われる。表面速度が約8m/secの急冷磁石合金は、Sm(Fe,
Co)２と極めてピーク強度の弱いSmと思われ、Coは検出
されなかった。また同成分の塊状合金の室温でのiHcは2
210(Oe)である。本発明の製造方法によれば、iHcは2200
(Oe)となり、この合金に対しても約１０倍の優れたiHc
を示す急冷磁石合金を得ることが判った。
高となり、その値は約2200(Oe)である。この急冷磁石合
金によって粉末Ｘ線回折を試みたところ、非晶質材料で
一般に認められるような完全なハローパターンを示さ
ず、回転ロール表面速度に依存した回折ピーク強度が現
われる。表面速度が約8m/secの急冷磁石合金は、Sm(Fe,
Co)２と極めてピーク強度の弱いSmと思われ、Coは検出
されなかった。また同成分の塊状合金の室温でのiHcは2
210(Oe)である。本発明の製造方法によれば、iHcは2200
(Oe)となり、この合金に対しても約１０倍の優れたiHc
を示す急冷磁石合金を得ることが判った。
実施例２ 本発明のSm−Fe−Co系合金についてSm(Fe,Co)２からSm
(Fe,Co)３の間の成分についての実験例を示す。Sm53.30
％、Fe36.95％、Co9.75％をArガス雰囲気中で製造した
インゴットは、Sm(Fe,Co)２＋Sm(Fe,Co)３の２相混合物
からなり、この合金の室温でのiHcは約250(Oe)である。
この合金に対して本発明の製造方法で急冷磁石合金を作
成したところ、回転ロール表面速度が約24，16，８，4m
/secの場合、iHcはそれぞれ2000、1500，1600，1850(O
e)であった。表面速度が約4m/secの粉末Ｘ線回折の結
果、多結晶のものと比較するといずれの回折線もその強
度は極めて小さいが、それらの内容はSm(Fe,Co)２とSm
(Fe,Co)３と思われる物質と推測された。これによりSm
(Fe,Co)２からSm(Fe,Co)３の間の成分についても本発明
では優れたiHcを有する急冷磁石合金を製造することが
可能である。
(Fe,Co)３の間の成分についての実験例を示す。Sm53.30
％、Fe36.95％、Co9.75％をArガス雰囲気中で製造した
インゴットは、Sm(Fe,Co)２＋Sm(Fe,Co)３の２相混合物
からなり、この合金の室温でのiHcは約250(Oe)である。
この合金に対して本発明の製造方法で急冷磁石合金を作
成したところ、回転ロール表面速度が約24，16，８，4m
/secの場合、iHcはそれぞれ2000、1500，1600，1850(O
e)であった。表面速度が約4m/secの粉末Ｘ線回折の結
果、多結晶のものと比較するといずれの回折線もその強
度は極めて小さいが、それらの内容はSm(Fe,Co)２とSm
(Fe,Co)３と思われる物質と推測された。これによりSm
(Fe,Co)２からSm(Fe,Co)３の間の成分についても本発明
では優れたiHcを有する急冷磁石合金を製造することが
可能である。
実施例３ Sm−Fe−Co系合金についてその組成式および成分につい
て実施例１と同じ方法で作成した急冷磁石合金を表１，
表２に示す。表１はSm0.45(Fe1-YCoY)0.55、0.2≦ｙ≦1.
0で示されるものであり、表２はSm1-X(Fe0.8Co0.2)X、0.
2≦ｘ≦0.8で示した。製造条件は実施例１の場合と同様
であるが、回転ロールは鉄製のものを使用した。
て実施例１と同じ方法で作成した急冷磁石合金を表１，
表２に示す。表１はSm0.45(Fe1-YCoY)0.55、0.2≦ｙ≦1.
0で示されるものであり、表２はSm1-X(Fe0.8Co0.2)X、0.
2≦ｘ≦0.8で示した。製造条件は実施例１の場合と同様
であるが、回転ロールは鉄製のものを使用した。
なお、表１，２のNo.６，７，８および13は本発明の成
分範囲外のものであり、iHcは900(Oe)以下と低いことが
わかる。
分範囲外のものであり、iHcは900(Oe)以下と低いことが
わかる。
第２図はSm0.45(Fe1-YCoY)0.55の組成式で示される急冷
磁石合金の磁気特性について回転ロール表面速度が16m/
secの場合について示している。図からｙの値が大きく
なるにつれ、つまりCoの含有量が増すに伴いiHcおよび
σ１０Ｋ値は徐々に低下する。なお同成分の多結晶のも
ののiHcは約250〜350(Oe)、σ１０Ｋは約10〜40(emu/g)
である。
磁石合金の磁気特性について回転ロール表面速度が16m/
secの場合について示している。図からｙの値が大きく
なるにつれ、つまりCoの含有量が増すに伴いiHcおよび
σ１０Ｋ値は徐々に低下する。なお同成分の多結晶のも
ののiHcは約250〜350(Oe)、σ１０Ｋは約10〜40(emu/g)
である。
第３図はSm1-X(Fe0.8Co0.2)ｘの組成式で示されるもの
についての急冷磁石合金の磁気特性を示している。回転
ロール表面速度は約16m/secである。図からiHcが最大と
なるｘ値は約0.5であり、この場合iHcは約2600(Oe)、σ
１０Ｋは約52(emu/g)である。この系で優れた磁気特性
を有する急冷磁石合金を製造するために、ｘは0.2＜ｘ
＜0.8の範囲が必要である。なお同成分の多結晶のもの
のiHcは約200〜300(Oe)、σ１０Ｋは約10〜60(emu/g)で
ある。
についての急冷磁石合金の磁気特性を示している。回転
ロール表面速度は約16m/secである。図からiHcが最大と
なるｘ値は約0.5であり、この場合iHcは約2600(Oe)、σ
１０Ｋは約52(emu/g)である。この系で優れた磁気特性
を有する急冷磁石合金を製造するために、ｘは0.2＜ｘ
＜0.8の範囲が必要である。なお同成分の多結晶のもの
のiHcは約200〜300(Oe)、σ１０Ｋは約10〜60(emu/g)で
ある。
以上のように本発明によれば多結晶のもののiHcが約200
〜350(Oe)である合金に対してiHcが、約2600(Oe)の値を
有する急冷磁石合金を製造することが可能である。
〜350(Oe)である合金に対してiHcが、約2600(Oe)の値を
有する急冷磁石合金を製造することが可能である。
実施例４ 次にSm−Fe−Co系合金について回転体表面に射出急冷す
る際の雰囲気の問題について示す。表３に条件を併記し
た。
る際の雰囲気の問題について示す。表３に条件を併記し
た。
Sm−Fe−Co系急冷合金のiHcは表３の結果よりArガスよ
り真空雰囲気の場合若干高い特性を示す。
り真空雰囲気の場合若干高い特性を示す。
実施例５ 本発明のSm−Fe−Co系急冷磁石合金の熱処理効果につい
て次に示す。実験に使用した急冷磁石合金は、これまで
の実施例で得られたものである。熱処理は真空熱処理炉
を用い、十分に真空排気した後、真空中もしくは高純度
アルゴンガス中で所定の温度、時間で実施した。その結
果を表４に示す。
て次に示す。実験に使用した急冷磁石合金は、これまで
の実施例で得られたものである。熱処理は真空熱処理炉
を用い、十分に真空排気した後、真空中もしくは高純度
アルゴンガス中で所定の温度、時間で実施した。その結
果を表４に示す。
以上のように本発明によれば、真空もしくはAr雰囲気中
で熱処理を行なえば、iHcがいずれの場合も増加し、最
高iHcが2700(Oe)の値を有する急冷磁石を製造すること
が可能である。
で熱処理を行なえば、iHcがいずれの場合も増加し、最
高iHcが2700(Oe)の値を有する急冷磁石を製造すること
が可能である。
実施例６ 次にSm−Fe−Co系急冷磁石合金について、熱処理を磁界
中で行なった実験について表５に示す。なお試料はこれ
までの実施例で得られたものを採用した。
中で行なった実験について表５に示す。なお試料はこれ
までの実施例で得られたものを採用した。
以上のように本発明によれば磁界中で熱処理を実施する
とiHcが増加し、最高iHcが2750(Oe)の急冷磁石合金を製
造することが可能であることが判った。
とiHcが増加し、最高iHcが2750(Oe)の急冷磁石合金を製
造することが可能であることが判った。
【図面の簡単な説明】 第１図は回転ロール表面速度とiHcの関係を示すグラフ
である。第２図および第３図は組成とiHcおよびσ
１０Ｋとの関係を示すグラフである。
である。第２図および第３図は組成とiHcおよびσ
１０Ｋとの関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山元 洋 東京都杉並区阿佐谷北２−24−５ (56)参考文献 特開 昭57−210934（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−29639（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−85106（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−37615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−35397（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−136740（ＪＰ，Ａ) Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏ ｌ．39，Ｎｏ．４，15 Ａｕｇｕｓｔ 1981 Ｐ．357〜358
Claims (4)
- 【請求項１】サマリウム(Sm)50〜92wt％、鉄(Fe)４〜50
wt％、コバルト(Co)４〜47wt％から構成され、溶湯から
表面速度2.5〜25m/secの回転体上で急速に冷却されてな
ることを特徴とする急冷磁石合金。 - 【請求項２】サマリウム(Sm)50〜92wt％、鉄(Fe)４〜50
wt％、コバルト(Co)４〜47wt％よりなる合金溶湯を、表
面速度が2.5〜25m/secの回転体上に、真空もしくは不活
性ガス雰囲気中で射出して急冷することを特徴とする急
冷磁石合金の製造方法。 - 【請求項３】サマリウム(Sm)50〜92wt％、鉄(Fe)４〜50
wt％、コバルト(Co)４〜47wt％よりなる合金溶湯を、表
面速度が2.5〜25m/secの回転体上に、真空もしくは不活
性ガス雰囲気中で射出して急冷し、得られる合金を200
〜600℃で0.5〜７時間、真空もしくは不活性ガス雰囲気
中で熱処理することを特徴とする急冷磁石合金の製造方
法。 - 【請求項４】熱処理を15000エルステッド以下の磁界中
で行なう特許請求の範囲第３項記載の急冷磁石合金の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57016393A JPH0649912B2 (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 急冷磁石合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57016393A JPH0649912B2 (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 急冷磁石合金およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58136739A JPS58136739A (ja) | 1983-08-13 |
| JPH0649912B2 true JPH0649912B2 (ja) | 1994-06-29 |
Family
ID=11914994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57016393A Expired - Lifetime JPH0649912B2 (ja) | 1982-02-05 | 1982-02-05 | 急冷磁石合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0649912B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5940725U (ja) * | 1982-09-07 | 1984-03-15 | 三菱電機株式会社 | 空気調和機 |
| JP3275882B2 (ja) | 1999-07-22 | 2002-04-22 | セイコーエプソン株式会社 | 磁石粉末および等方性ボンド磁石 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5629639A (en) * | 1979-08-17 | 1981-03-25 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Amorphous rare earth magnets and producing thereof |
| US4496395A (en) * | 1981-06-16 | 1985-01-29 | General Motors Corporation | High coercivity rare earth-iron magnets |
-
1982
- 1982-02-05 JP JP57016393A patent/JPH0649912B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，Ｖｏｌ．３９，Ｎｏ．４，１５Ａｕｇｕｓｔ１９８１Ｐ．３５７〜３５８ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58136739A (ja) | 1983-08-13 |
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