JPH0684628A - ラジアル異方性希土類−鉄系永久磁石 - Google Patents
ラジアル異方性希土類−鉄系永久磁石Info
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- JPH0684628A JPH0684628A JP5042977A JP4297793A JPH0684628A JP H0684628 A JPH0684628 A JP H0684628A JP 5042977 A JP5042977 A JP 5042977A JP 4297793 A JP4297793 A JP 4297793A JP H0684628 A JPH0684628 A JP H0684628A
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- H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は低コストでしかも高性能なラジ
アル異方性磁石を提供することろにある。 【効果】従来の焼結法では保磁力ｉＨｃが得られなかっ
た組成域で、しかもバルク状態で保磁力を得ることがで
き、製造工程も著しく単純化することができる。また、
（ＢＨ）ｍａｘが２５ＭＧＯｅ以上の特性をもつラジア
ル異方性磁石が簡単な工程で製造できるので、ＯＡ、Ｆ
Ａ用モーターの高性能化が低コストで実現できる。
アル異方性磁石を提供することろにある。 【効果】従来の焼結法では保磁力ｉＨｃが得られなかっ
た組成域で、しかもバルク状態で保磁力を得ることがで
き、製造工程も著しく単純化することができる。また、
（ＢＨ）ｍａｘが２５ＭＧＯｅ以上の特性をもつラジア
ル異方性磁石が簡単な工程で製造できるので、ＯＡ、Ｆ
Ａ用モーターの高性能化が低コストで実現できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類−鉄系永久磁石に
関する。
関する。
【０００２】
【発明の概要】本発明は、鋳造インゴットを粉砕・焼結
等を行わず、一方凝固法を用いて鋳マクロ組織が柱状晶
のみとなるように鋳造後、熱処理を施すだけで磁気的に
硬化させ、また熱間加工によって、磁気的に異方化させ
ることにより、希土類−鉄系永久磁石を得んとするもの
である。
等を行わず、一方凝固法を用いて鋳マクロ組織が柱状晶
のみとなるように鋳造後、熱処理を施すだけで磁気的に
硬化させ、また熱間加工によって、磁気的に異方化させ
ることにより、希土類−鉄系永久磁石を得んとするもの
である。
【０００３】
【従来の技術】従来の，Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石の製造に
は次の３通りの方法が報告されている。
は次の３通りの方法が報告されている。
【０００４】（１）粉末治金法に基づく焼結法（参考文
献１）。
献１）。
【０００５】（２）アモルファス合金を製造するに用い
られる急冷薄帯製造装置で、厚さ３０μｍ程度の急冷薄
片を作り、その薄片を樹脂焼結合法で磁石にする（参考
文献２）。
られる急冷薄帯製造装置で、厚さ３０μｍ程度の急冷薄
片を作り、その薄片を樹脂焼結合法で磁石にする（参考
文献２）。
【０００６】（３）（２）の方法で使用した同じ薄片
を、２段階のホットプレス法で機械的配向処理を行なう
方法（参考文献２）。
を、２段階のホットプレス法で機械的配向処理を行なう
方法（参考文献２）。
【０００７】参考文献１ Ｍ．Ｓａｇａｗａ，Ｓ．Ｆｕ
ｊｉｍｕｒａ，Ｎ．Ｔｏｇａｗａ，Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔ
ｏ ａｎｄ Ｙ．Ｍａｔｓｕｕｒａ；Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ，Ｖｏｌ５５（６），１５ Ｍａｒｃｈ １９８
４．Ｐ２０８３ 参考文献２ Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ；Ａｐｐｉ．Ｐｈｙｓ，Ｌ
ｅｔｔ．Ｖｏｌ．４６（８）．１５ Ａｐｒｉｌ １９
８５，Ｐ７９０ 文献に添って上記の従来技術を説明する。まず（１）の
焼結法では、溶解・鋳造により合金インゴットを作製
し、粉砕されて３μｍ位の粒径を有する磁石粉にされ
る。磁石粉は成形助剤となるバインダーと混練され、磁
場中でプレス成形されて、成形体ができあがる。成形体
はアルゴン中で１１００℃前後の温度で１時間焼結さ
れ、その後室温まで急冷される。焼結後、６００℃前後
の温度で熱処理すると保磁力はさらに向上する。
ｊｉｍｕｒａ，Ｎ．Ｔｏｇａｗａ，Ｈ．Ｙａｍａｍｏｔ
ｏ ａｎｄ Ｙ．Ｍａｔｓｕｕｒａ；Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐ
ｈｙｓ，Ｖｏｌ５５（６），１５ Ｍａｒｃｈ １９８
４．Ｐ２０８３ 参考文献２ Ｒ．Ｗ．Ｌｅｅ；Ａｐｐｉ．Ｐｈｙｓ，Ｌ
ｅｔｔ．Ｖｏｌ．４６（８）．１５ Ａｐｒｉｌ １９
８５，Ｐ７９０ 文献に添って上記の従来技術を説明する。まず（１）の
焼結法では、溶解・鋳造により合金インゴットを作製
し、粉砕されて３μｍ位の粒径を有する磁石粉にされ
る。磁石粉は成形助剤となるバインダーと混練され、磁
場中でプレス成形されて、成形体ができあがる。成形体
はアルゴン中で１１００℃前後の温度で１時間焼結さ
れ、その後室温まで急冷される。焼結後、６００℃前後
の温度で熱処理すると保磁力はさらに向上する。
【０００８】（２）は、まず急冷薄帯製造装置の最適な
回転数でＲ−Ｆｅ−Ｂ合金の急冷薄帯を作る。得られた
薄帯は厚さ３０μｍのリボン状をしており、直径が１０
００Å以下の多結晶が集結している。薄帯は脆くて割れ
やすく、結晶粒は等方的に分布しているので磁気的にも
等方性である、この薄帯を適度な粒度にして、樹脂と混
練してプレス成形すれば７ｔｏｎ／ｃｍ2程度の圧力
で、約８５体積％の充填が可能となる。
回転数でＲ−Ｆｅ−Ｂ合金の急冷薄帯を作る。得られた
薄帯は厚さ３０μｍのリボン状をしており、直径が１０
００Å以下の多結晶が集結している。薄帯は脆くて割れ
やすく、結晶粒は等方的に分布しているので磁気的にも
等方性である、この薄帯を適度な粒度にして、樹脂と混
練してプレス成形すれば７ｔｏｎ／ｃｍ2程度の圧力
で、約８５体積％の充填が可能となる。
【０００９】（３）の製造方法は、始めにリボン状の急
冷薄帯あるいは薄帯の片を、真空中あるいは不活性雰囲
気中で約７００℃で予備加熱したグラファイトあるいは
他の耐熱用のプレス型に入る。該リボンが所望の温度に
到達したとき一軸の圧力が加えられる。温度、時間は特
定しないが、充分な塑性が出る条件としてＴ＝７２５±
２５０℃、圧力はＰ〜１．４ｔｏｎ／ｃｍ2程度が適し
ている。この段階では磁石はわずかにプレス方向に配向
しているとはいえ、全体的には等方性である。次のホッ
トプレスは、大面積を有する型で行なわれる。最も一般
的には７００℃で０．７ｔｏｎで数秒間プレスする。す
ると試料は最初の厚みの１／２になりプレス方向と並行
に磁化容易軸が配向してきて、合金は異方性化する。こ
れらの工程は、二段階ホットプレス法（ｔｗｏ−ｓｔａ
ｇｅ ｈｏｔ−ｐｒｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と呼
ばれているこの方法により緻密で異方性を有するＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ磁石が製造できる。なお、最初のメルトスピニン
グ法で作られるリボン薄帯の結晶粒は、それが最大の保
磁力を示す時の粒径よりも小さめにしておき、後にホッ
トプレス中に結晶粒の粗大化が生じて最適の粒径になる
ようにしておく。
冷薄帯あるいは薄帯の片を、真空中あるいは不活性雰囲
気中で約７００℃で予備加熱したグラファイトあるいは
他の耐熱用のプレス型に入る。該リボンが所望の温度に
到達したとき一軸の圧力が加えられる。温度、時間は特
定しないが、充分な塑性が出る条件としてＴ＝７２５±
２５０℃、圧力はＰ〜１．４ｔｏｎ／ｃｍ2程度が適し
ている。この段階では磁石はわずかにプレス方向に配向
しているとはいえ、全体的には等方性である。次のホッ
トプレスは、大面積を有する型で行なわれる。最も一般
的には７００℃で０．７ｔｏｎで数秒間プレスする。す
ると試料は最初の厚みの１／２になりプレス方向と並行
に磁化容易軸が配向してきて、合金は異方性化する。こ
れらの工程は、二段階ホットプレス法（ｔｗｏ−ｓｔａ
ｇｅ ｈｏｔ−ｐｒｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と呼
ばれているこの方法により緻密で異方性を有するＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ磁石が製造できる。なお、最初のメルトスピニン
グ法で作られるリボン薄帯の結晶粒は、それが最大の保
磁力を示す時の粒径よりも小さめにしておき、後にホッ
トプレス中に結晶粒の粗大化が生じて最適の粒径になる
ようにしておく。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石は一応製作できるのであるが、こ
れらの技術を利用した製造方法は次のような欠点を有し
ている。（１）の焼結法は、合金を粉末にするのが必須
であるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金はたいへん酸素に対して
活性であるので、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
た粉末を形成するときに、例えばステアリング酸亜鉛の
ような形成助剤を使用しなければならず、これは焼結工
程で前もって取り除かれるのであるが、数割は磁石体の
中に炭素の形で残ってまう。この炭素は著しくＲ−Ｆｅ
−Ｂの磁気性能を低下させる。形成助剤を加えてプレス
成形した後の成形体はグリーン体と言われる。これはた
いへん脆く、ハンドリングが難しい。従って焼結炉にき
れいに並べて入るのには、相当の手間がかかることも大
きな欠点である。これらの欠点があるので一般的に言っ
てＲ−Ｆｅ−Ｂ軽の焼結磁石の製造には、高価な設備が
必要になるばかりでなく、生産効率が悪く、磁石の製造
費が高くなってしまう。従って、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ軽磁石の
原料費の安さを充分に引き出せる製造法とは言い難い。
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石は一応製作できるのであるが、こ
れらの技術を利用した製造方法は次のような欠点を有し
ている。（１）の焼結法は、合金を粉末にするのが必須
であるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金はたいへん酸素に対して
活性であるので、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
た粉末を形成するときに、例えばステアリング酸亜鉛の
ような形成助剤を使用しなければならず、これは焼結工
程で前もって取り除かれるのであるが、数割は磁石体の
中に炭素の形で残ってまう。この炭素は著しくＲ−Ｆｅ
−Ｂの磁気性能を低下させる。形成助剤を加えてプレス
成形した後の成形体はグリーン体と言われる。これはた
いへん脆く、ハンドリングが難しい。従って焼結炉にき
れいに並べて入るのには、相当の手間がかかることも大
きな欠点である。これらの欠点があるので一般的に言っ
てＲ−Ｆｅ−Ｂ軽の焼結磁石の製造には、高価な設備が
必要になるばかりでなく、生産効率が悪く、磁石の製造
費が高くなってしまう。従って、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ軽磁石の
原料費の安さを充分に引き出せる製造法とは言い難い。
【００１１】（２）と（３）の製造法は、真空メルトス
ピニング装置を使う。この装置は現在では、たいへん生
産性が悪く、しかも高価である。（２）では原理的に等
方性であるので低エネルギー積であり、ヒステリシスル
ープの角形性もよくないので温度特性に対しても、使用
する面においても不利である。（３）の方法は、ホット
プレスを２段階に使うというユニークな方法であるが、
実際に量産を考えるとたいへん非効率になることは否め
ないであろう。
ピニング装置を使う。この装置は現在では、たいへん生
産性が悪く、しかも高価である。（２）では原理的に等
方性であるので低エネルギー積であり、ヒステリシスル
ープの角形性もよくないので温度特性に対しても、使用
する面においても不利である。（３）の方法は、ホット
プレスを２段階に使うというユニークな方法であるが、
実際に量産を考えるとたいへん非効率になることは否め
ないであろう。
【００１２】本発明によるＲ−Ｆｅ−Ｂ形磁石の製造方
法はこれらの欠点を解決するものであり、その目的とす
るところは、低コストでしかも高性能な磁石を提供する
ところにある。
法はこれらの欠点を解決するものであり、その目的とす
るところは、低コストでしかも高性能な磁石を提供する
ところにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石は、希
土類−鉄系永久磁石に関するものであり、具体的にはＲ
が８〜２５原子％、Ｂが２〜８原子％、残部が鉄及びそ
の他の製造上不可避な不純物からなる合金を溶解し、一
方凝固法を用いて鋳造した後、該鋳造インゴットを５０
０℃以上の温度で熱処理することにより、磁気的に硬化
させることを特徴とし、量産性を上げるためには、これ
に連続鋳造法を用いて任意形状の磁石を得ることを特徴
とし、さらなる磁気特性の向上のたねには鋳造インゴッ
トを５００℃以上の温度で熱間加工することにより、結
晶粒の結晶軸を特定の方向に配向させ、該鋳造インゴッ
トを磁気的に異方化することを特徴とする。
土類−鉄系永久磁石に関するものであり、具体的にはＲ
が８〜２５原子％、Ｂが２〜８原子％、残部が鉄及びそ
の他の製造上不可避な不純物からなる合金を溶解し、一
方凝固法を用いて鋳造した後、該鋳造インゴットを５０
０℃以上の温度で熱処理することにより、磁気的に硬化
させることを特徴とし、量産性を上げるためには、これ
に連続鋳造法を用いて任意形状の磁石を得ることを特徴
とし、さらなる磁気特性の向上のたねには鋳造インゴッ
トを５００℃以上の温度で熱間加工することにより、結
晶粒の結晶軸を特定の方向に配向させ、該鋳造インゴッ
トを磁気的に異方化することを特徴とする。
【００１４】前記のように現存の希土類−鉄系永久磁石
の製造方法である焼結法・急冷法は、それぞれ粉砕によ
る粉末管理の困難さ、生産性の悪さといった大きな欠点
を有している。本発明者らは、これらの欠点を改良する
ため、バルク状態で保磁力を得ることができるような合
金の研究に着手し、前記のような組成においてバルク状
態での保磁力の獲得が可能であり、このとき鋳造組織が
乱れない一方向凝固組織となるようにすると保磁力が得
やすく、また凝固組織の異方性を利用できるため、通常
の凝固組織を用いるよりも、より均一な高性能永久磁石
が得られ、これに連続的鋳造を応用すると生産性を大幅
に上げることが可能であり、熱間加工により異方化する
ことも可能であることを発明した。この方法では、鋳造
インゴットを粉砕する必要がないので、結晶法ほどの厳
密な雰囲気管理を行なう必要はなく、設備費が大きく低
減される。さらに熱間加工による異方型も急冷法のよう
に２段階ではなく、一段階でよく、バルクのまま加工で
きるのでプレスだけでなく、圧延・スタンプ・押し出し
・絞り等も可能で、形状任意性・生産性は著しく高ま
る。同系統の研究には、参考文献３三保広晃他（日本金
属学会、昭和６０年度秋期講演会、講演番号（５４
４））があるが同研究は本発明と組成域を異にするのみ
ならず、マクロ組織による可能変化については一切、言
及しておらず性能的にも本発明に大きく劣っている。ま
た求められる形状を得るための二次加工も、本系の場
合、従来のサマリウムコバルト系希土類磁石に比して曲
げ強さ・圧縮強さ等が大きいので、冷間でも非常にやり
やすい。
の製造方法である焼結法・急冷法は、それぞれ粉砕によ
る粉末管理の困難さ、生産性の悪さといった大きな欠点
を有している。本発明者らは、これらの欠点を改良する
ため、バルク状態で保磁力を得ることができるような合
金の研究に着手し、前記のような組成においてバルク状
態での保磁力の獲得が可能であり、このとき鋳造組織が
乱れない一方向凝固組織となるようにすると保磁力が得
やすく、また凝固組織の異方性を利用できるため、通常
の凝固組織を用いるよりも、より均一な高性能永久磁石
が得られ、これに連続的鋳造を応用すると生産性を大幅
に上げることが可能であり、熱間加工により異方化する
ことも可能であることを発明した。この方法では、鋳造
インゴットを粉砕する必要がないので、結晶法ほどの厳
密な雰囲気管理を行なう必要はなく、設備費が大きく低
減される。さらに熱間加工による異方型も急冷法のよう
に２段階ではなく、一段階でよく、バルクのまま加工で
きるのでプレスだけでなく、圧延・スタンプ・押し出し
・絞り等も可能で、形状任意性・生産性は著しく高ま
る。同系統の研究には、参考文献３三保広晃他（日本金
属学会、昭和６０年度秋期講演会、講演番号（５４
４））があるが同研究は本発明と組成域を異にするのみ
ならず、マクロ組織による可能変化については一切、言
及しておらず性能的にも本発明に大きく劣っている。ま
た求められる形状を得るための二次加工も、本系の場
合、従来のサマリウムコバルト系希土類磁石に比して曲
げ強さ・圧縮強さ等が大きいので、冷間でも非常にやり
やすい。
【００１５】従来のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の組成は参考文
献１に代表されるように、Ｒ15Ｆｅ77Ｂ8が最適組成と
されていた。この組成はＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の主相Ｒ2
Ｆｅ14Ｂ化合物を原子百分率で表わした組成Ｒ11.7Ｆｅ
82.4Ｂ5.9に比してＲ・Ｂ両元素に富む側に移行してい
る。これは保磁力を得るためには、主相のみでなくＲ−
ｒｉｃｈ相・Ｂ−ｒｉｃｈ相と呼ばれる非磁性相が必要
であるという点から説明されている。ところが本発明に
よる組成では、これとは逆にＢが少ない側に移行したと
ころにピーク値が存在する、この組成域では、焼結法に
よると保磁力激減するので、これまでにあまり注目され
ていなかった。しかし鋳造法によると本組成域でのみ高
保磁力が得られ、通常のＢに富む側では十分な保磁力が
得られない。このことは保磁力機構になんらかの変化が
起こったことによると考えられる。
献１に代表されるように、Ｒ15Ｆｅ77Ｂ8が最適組成と
されていた。この組成はＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の主相Ｒ2
Ｆｅ14Ｂ化合物を原子百分率で表わした組成Ｒ11.7Ｆｅ
82.4Ｂ5.9に比してＲ・Ｂ両元素に富む側に移行してい
る。これは保磁力を得るためには、主相のみでなくＲ−
ｒｉｃｈ相・Ｂ−ｒｉｃｈ相と呼ばれる非磁性相が必要
であるという点から説明されている。ところが本発明に
よる組成では、これとは逆にＢが少ない側に移行したと
ころにピーク値が存在する、この組成域では、焼結法に
よると保磁力激減するので、これまでにあまり注目され
ていなかった。しかし鋳造法によると本組成域でのみ高
保磁力が得られ、通常のＢに富む側では十分な保磁力が
得られない。このことは保磁力機構になんらかの変化が
起こったことによると考えられる。
【００１６】永久磁石材料に、一方凝固法を用いること
はアルニコ磁石を初め、希土類磁石系のセリウム−コバ
ルト−銅−鉄系鋳造磁石（参考文献４．Ｇ．Ｙ．ＣＨＩ
Ｎ他、ＩＥＥＥ Ｕｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｒ Ｍ
ａｇｈｅｔｉｃｓ． Ｖｏｌ．ＭＡＧ−８、Ｎ０１、Ｍ
ａｒｃｈ １９７２ Ｐ２９）でも行なわれており、本
発明者らのひとりも１９８１年、一方凝固ではないが、
柱状晶組織の効果を樹脂結合型サマリストコバルト磁石
への応用とし発表している（参考文献５．Ｔ．Ｓｉｍｏ
ｄａ他、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉ
ｆｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｄｈｏ
ｐ ｏｎ Ｐａｒｅ Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂａｌｔ Ｐｅ
ｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｓ， １９８１Ｐ５９
５）。本発明においても鋳造状態で一方凝固組織を得る
ことは、高性能磁石化の重要点となっている。すなわ
ち、本磁石は熱処理によって保磁力を得る過程が拡散に
よるものであり、参考文献５のサマリウムコバルトと同
様、等軸晶よりも一方向凝固組織による方が保磁力が得
やすい。さらに本系磁石は、一方向凝固組織に垂直な面
に磁化容易軸が配向する性質があるので、これを利用す
れば、面内異方性磁石となる。一般に鋳造磁石の最大の
課題は異方化をいかに行なうかという点にある。アルニ
コ磁石では磁界中制御冷却等に手段が採られているが、
本系では熱間加工による機械的な配向が可能である。す
なわち変形方向に磁化容易軸が配向する性質を有する。
一方向凝固ではなく、通常の金型に鋳込んだ柱状組織で
は、組織の乱れによる磁気特性の悪化だけでなく、型壁
周辺部と中心部で柱状晶組織の発達方向に差が生じるの
で、熱間加工によっても配向を均一に行なうことは困難
である。ところが一方向凝固の場合には、配向バラツキ
が生じにくく、容易に配向が可能となる。配向方向も、
縦・横だけでなく、ロータリースウエージングのように
多方向から変形圧力がかかる装置を用いれば、ラジアル
配向も可能となる。
はアルニコ磁石を初め、希土類磁石系のセリウム−コバ
ルト−銅−鉄系鋳造磁石（参考文献４．Ｇ．Ｙ．ＣＨＩ
Ｎ他、ＩＥＥＥ Ｕｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｒ Ｍ
ａｇｈｅｔｉｃｓ． Ｖｏｌ．ＭＡＧ−８、Ｎ０１、Ｍ
ａｒｃｈ １９７２ Ｐ２９）でも行なわれており、本
発明者らのひとりも１９８１年、一方凝固ではないが、
柱状晶組織の効果を樹脂結合型サマリストコバルト磁石
への応用とし発表している（参考文献５．Ｔ．Ｓｉｍｏ
ｄａ他、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉ
ｆｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｄｈｏ
ｐ ｏｎ Ｐａｒｅ Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂａｌｔ Ｐｅ
ｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｓ， １９８１Ｐ５９
５）。本発明においても鋳造状態で一方凝固組織を得る
ことは、高性能磁石化の重要点となっている。すなわ
ち、本磁石は熱処理によって保磁力を得る過程が拡散に
よるものであり、参考文献５のサマリウムコバルトと同
様、等軸晶よりも一方向凝固組織による方が保磁力が得
やすい。さらに本系磁石は、一方向凝固組織に垂直な面
に磁化容易軸が配向する性質があるので、これを利用す
れば、面内異方性磁石となる。一般に鋳造磁石の最大の
課題は異方化をいかに行なうかという点にある。アルニ
コ磁石では磁界中制御冷却等に手段が採られているが、
本系では熱間加工による機械的な配向が可能である。す
なわち変形方向に磁化容易軸が配向する性質を有する。
一方向凝固ではなく、通常の金型に鋳込んだ柱状組織で
は、組織の乱れによる磁気特性の悪化だけでなく、型壁
周辺部と中心部で柱状晶組織の発達方向に差が生じるの
で、熱間加工によっても配向を均一に行なうことは困難
である。ところが一方向凝固の場合には、配向バラツキ
が生じにくく、容易に配向が可能となる。配向方向も、
縦・横だけでなく、ロータリースウエージングのように
多方向から変形圧力がかかる装置を用いれば、ラジアル
配向も可能となる。
【００１７】以下、本発明による永久磁石の組成限度理
由を説明する。希土類としては、Ｙ．Ｌａ．Ｃｅ．Ｐ
ｒ．Ｎｄ．Ｓｍ．Ｆｕ．Ｇｄ．Ｔｂ．Ｄｙ．Ｈｏ．Ｅ
ｕ．Ｔｍ．Ｙｂ．Ｌｕが候補として挙げられ、これらの
うちの一種あるいは一種以上を組合せて用いられる。最
も高い磁気特性はＰｒで得られる。従って実用的にはＰ
ｒ．Ｐｒ−Ｎｄ合金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ合金等が用いら
れる。また少量の添加元素、例えば重希土類元素のＤ
ｙ．Ｔｂ等やＡｌ．Ｍｏ．Ｓｉ等は保磁力の向上に有利
である。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、α−鉄と同一構造の立方晶組織となるため高
磁気特性は得られない。一方Ｒが２５原子％を越えると
非磁性のＲ ｒｉｃｈ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、８〜２５原子％が適当であ
る。
由を説明する。希土類としては、Ｙ．Ｌａ．Ｃｅ．Ｐ
ｒ．Ｎｄ．Ｓｍ．Ｆｕ．Ｇｄ．Ｔｂ．Ｄｙ．Ｈｏ．Ｅ
ｕ．Ｔｍ．Ｙｂ．Ｌｕが候補として挙げられ、これらの
うちの一種あるいは一種以上を組合せて用いられる。最
も高い磁気特性はＰｒで得られる。従って実用的にはＰ
ｒ．Ｐｒ−Ｎｄ合金、Ｃｅ−Ｐｒ−Ｎｄ合金等が用いら
れる。また少量の添加元素、例えば重希土類元素のＤ
ｙ．Ｔｂ等やＡｌ．Ｍｏ．Ｓｉ等は保磁力の向上に有利
である。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、α−鉄と同一構造の立方晶組織となるため高
磁気特性は得られない。一方Ｒが２５原子％を越えると
非磁性のＲ ｒｉｃｈ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、８〜２５原子％が適当であ
る。
【００１８】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
なるので高保磁力は望めない。しかし従来の焼結法によ
る磁石のように８原子％以上も添加すると、逆に鋳造状
態での保磁力は得られなくなってしまう。従ってＢの量
は２〜８原子％が範囲として適している。
須元素であり、２原子％未満では菱面体のＲ−Ｆｅ系に
なるので高保磁力は望めない。しかし従来の焼結法によ
る磁石のように８原子％以上も添加すると、逆に鋳造状
態での保磁力は得られなくなってしまう。従ってＢの量
は２〜８原子％が範囲として適している。
【００１９】
実施例１ 本発明による製造工程図例を図１に示す。まず所望の組
成の合金を誘導炉で溶解し、加熱鋳型を用いて連続的に
一方向凝固を行ない、引続き熱間加工を５００℃以上の
温度範囲で行なって、異方性を付与し、次にアニールを
５００℃〜１０５０℃の温度範囲で行い磁気的な硬化を
行なった後、切断・研削により最終形状に仕上げる。本
実施例では表１の組成を溶解し、加熱鋳型に２０ｍｍ×
１０ｍｍの大きさを用い、８００℃の熱間鋳造によって
１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに仕上げ、熱間加工は８０
０℃で行いアニールはベルト炉により１０００℃×２４
時間行なった。
成の合金を誘導炉で溶解し、加熱鋳型を用いて連続的に
一方向凝固を行ない、引続き熱間加工を５００℃以上の
温度範囲で行なって、異方性を付与し、次にアニールを
５００℃〜１０５０℃の温度範囲で行い磁気的な硬化を
行なった後、切断・研削により最終形状に仕上げる。本
実施例では表１の組成を溶解し、加熱鋳型に２０ｍｍ×
１０ｍｍの大きさを用い、８００℃の熱間鋳造によって
１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに仕上げ、熱間加工は８０
０℃で行いアニールはベルト炉により１０００℃×２４
時間行なった。
【００２０】
【表１】
【００２１】得られた結果を表２に示す。
【００２２】
【表２】
【００２３】実施例２ 実施例１や最高性能が得られた組成Ｐｒ15Ｆｅ81Ｂを用
い、連続一方凝固法により、外径３０ｍｍ、内径１０ｍ
ｍの管状試料を作り、これを図２に示すロータリースウ
エジングマシンを用いて約９００℃でラジアル配向さ
せ、外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍに加工した後ベルト炉
により１０００℃×Ｈを熱処理を行なった。性能測定
は、できあがった試料から約１／８を切り出し、反磁場
補正を行なった後、ＶＳＭで行なった結果を表３に示
す。
い、連続一方凝固法により、外径３０ｍｍ、内径１０ｍ
ｍの管状試料を作り、これを図２に示すロータリースウ
エジングマシンを用いて約９００℃でラジアル配向さ
せ、外径２０ｍｍ、内径１０ｍｍに加工した後ベルト炉
により１０００℃×Ｈを熱処理を行なった。性能測定
は、できあがった試料から約１／８を切り出し、反磁場
補正を行なった後、ＶＳＭで行なった結果を表３に示
す。
【００２４】
【表３】
【００２５】本実施例の性能は試料８個の平均である。
表のようにロータリースウエージングにより、通常の異
方性磁石の約８０％程度の性能が得られた。
表のようにロータリースウエージングにより、通常の異
方性磁石の約８０％程度の性能が得られた。
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の焼結法では保磁力ｉＨｃの得られなかった組成域で、
しかもバルク状態で保磁力を得ることができ、製造工程
も著しく単純化することができる。
の焼結法では保磁力ｉＨｃの得られなかった組成域で、
しかもバルク状態で保磁力を得ることができ、製造工程
も著しく単純化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石の製造の製造工程
図。
図。
【図２】ロータリースウエージングマシンの図。
１保持わく ２ハンマ ３ダイス ４ローラ
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年４月２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正内容】
【発明の名称】ラジアル異方性希土類−鉄系永久磁石
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００２
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００２】
【発明の概要】本発明は、鋳造インゴットを粉砕・焼結
等を行わず、鋳造マクロ組織が柱状晶のみとなるように
鋳造後、熱間加工によって、リングの径方向に磁気的に
異方化させることにより、ラジアル異方性希土類−鉄系
永久磁石を得んとするものである。
等を行わず、鋳造マクロ組織が柱状晶のみとなるように
鋳造後、熱間加工によって、リングの径方向に磁気的に
異方化させることにより、ラジアル異方性希土類−鉄系
永久磁石を得んとするものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００９】（３）の製造方法は、始めにリボン状の急
冷薄帯あるいは薄帯の片を、真空中あるいは不活性雰囲
気中で約７００℃で予備加熱したグラファイトあるいは
他の耐熱用のプレス型に入る。該リボンが所望の温度に
到達したとき一軸の圧力が加えられる。温度、時間は特
定しないが、充分な塑性が出る条件としてＴ＝７２５±
２５℃、圧力はＰ〜１．４ｔｏｎ／ｃｍ２程度が適して
いる。この段階では磁石はわずかにプレス方向に配向し
ているとはいえ、全体的には等方性である。次のホット
プレスは、大面積を有する型で行なわれる。最も一般的
には７００℃で０．７ｔｏｎで数秒間プレスする。する
と試料は最初の厚みの１／２になりプレス方向と並行に
磁化容易軸が配向してきて、合金は異方性化する。これ
らの工程は、二段階ホットプレス法（ｔｗｏ−ｓｔａｇ
ｅ ｈｏｔ−ｐｒｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と呼ば
れているこの方法により緻密で異方性を有するＲ−Ｆｅ
−Ｂ磁石が製造できる。なお、最初のメルトスピニング
法で作られるリボン薄帯の結晶粒は、それが最大の保磁
力を示す時の粒径よりも小さめにしておき、後にホット
プレス中に結晶粒の粗大化が生じて最適の粒径になるよ
うにしておく。これらの方法のうち、径方向に放射状に
配向すなわちラジアル配向された磁石ができるのは、
（１）の方法による、磁場配向によるものだけで、
（２）の方法によると等方性であり、（３）の方法によ
る機械的配向はａｘｉａｌ異方性のみが知られていた。
冷薄帯あるいは薄帯の片を、真空中あるいは不活性雰囲
気中で約７００℃で予備加熱したグラファイトあるいは
他の耐熱用のプレス型に入る。該リボンが所望の温度に
到達したとき一軸の圧力が加えられる。温度、時間は特
定しないが、充分な塑性が出る条件としてＴ＝７２５±
２５℃、圧力はＰ〜１．４ｔｏｎ／ｃｍ２程度が適して
いる。この段階では磁石はわずかにプレス方向に配向し
ているとはいえ、全体的には等方性である。次のホット
プレスは、大面積を有する型で行なわれる。最も一般的
には７００℃で０．７ｔｏｎで数秒間プレスする。する
と試料は最初の厚みの１／２になりプレス方向と並行に
磁化容易軸が配向してきて、合金は異方性化する。これ
らの工程は、二段階ホットプレス法（ｔｗｏ−ｓｔａｇ
ｅ ｈｏｔ−ｐｒｅｓｓ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）と呼ば
れているこの方法により緻密で異方性を有するＲ−Ｆｅ
−Ｂ磁石が製造できる。なお、最初のメルトスピニング
法で作られるリボン薄帯の結晶粒は、それが最大の保磁
力を示す時の粒径よりも小さめにしておき、後にホット
プレス中に結晶粒の粗大化が生じて最適の粒径になるよ
うにしておく。これらの方法のうち、径方向に放射状に
配向すなわちラジアル配向された磁石ができるのは、
（１）の方法による、磁場配向によるものだけで、
（２）の方法によると等方性であり、（３）の方法によ
る機械的配向はａｘｉａｌ異方性のみが知られていた。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術で、
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石は一応製作できるのであるが、こ
れらの技術を利用した製造方法は次のような欠点を有し
ている。（１）の焼結法は、合金を粉末にするのが必須
であるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金はたいへん酸素に対して
活性であるので、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
た粉末を形成するときに、例えばステアリング酸亜鉛の
ような形成助剤を使用しなければならず、これは焼結工
程で前もって取り除かれるのであるが、数割は磁石体の
中に炭素の形で残ってまう。この炭素は著しくＲ−Ｆｅ
−Ｂ磁石の磁気性能を低下させる。形成助剤を加えてプ
レス成形した後の成形体はグリーン体と言われる。これ
はたいへん脆く、ハンドリングが難しい。従って焼結炉
にきれいに並べて入るのには、相当の手間がかかること
も大きな欠点である。さらに薄肉、長尺あるいは大外径
の磁石はラジアル磁場を発生させる磁気回路上、十分な
配向磁場を印加することが難しく、焼結においても収縮
の寸法制御が難しいといった問題を抱えている。これら
の欠点があるので一般的に言ってＲ−Ｆｅ−Ｂ系のラジ
アル異方性焼結磁石の製造には、高価な設備が必要にな
るばかりでなく、生産効率が悪く、磁石の製造費が高く
なってしまう。従って、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ軽磁石の原料費の
安さを充分に引き出せる製造法とは言い難い。
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の磁石は一応製作できるのであるが、こ
れらの技術を利用した製造方法は次のような欠点を有し
ている。（１）の焼結法は、合金を粉末にするのが必須
であるが、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金はたいへん酸素に対して
活性であるので、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
た粉末を形成するときに、例えばステアリング酸亜鉛の
ような形成助剤を使用しなければならず、これは焼結工
程で前もって取り除かれるのであるが、数割は磁石体の
中に炭素の形で残ってまう。この炭素は著しくＲ−Ｆｅ
−Ｂ磁石の磁気性能を低下させる。形成助剤を加えてプ
レス成形した後の成形体はグリーン体と言われる。これ
はたいへん脆く、ハンドリングが難しい。従って焼結炉
にきれいに並べて入るのには、相当の手間がかかること
も大きな欠点である。さらに薄肉、長尺あるいは大外径
の磁石はラジアル磁場を発生させる磁気回路上、十分な
配向磁場を印加することが難しく、焼結においても収縮
の寸法制御が難しいといった問題を抱えている。これら
の欠点があるので一般的に言ってＲ−Ｆｅ−Ｂ系のラジ
アル異方性焼結磁石の製造には、高価な設備が必要にな
るばかりでなく、生産効率が悪く、磁石の製造費が高く
なってしまう。従って、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ軽磁石の原料費の
安さを充分に引き出せる製造法とは言い難い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】本発明によるＲ−Ｆｅ−Ｂ形磁石の製造方
法はこれらの欠点を解決するものであり、その目的とす
るところは、低コストでしかも高性能なラジアル異方性
磁石を提供するところにある。
法はこれらの欠点を解決するものであり、その目的とす
るところは、低コストでしかも高性能なラジアル異方性
磁石を提供するところにある。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明のラジアル異方性
永久磁石は、希土類−鉄系永久磁石に関するものであ
り、具体的には原子百分率においてＲ８〜２５％（但し
ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種）、Ｂ２〜８
％及び残部が鉄及びその他の製造上不可避な不純物から
なる合金を溶解、鋳造し、該鋳造インゴットを５００℃
以上の温度で熱間加工することにより、結晶粒の結晶軸
（磁化容易軸）をリングの径方向に放射状に配向させた
ことを特徴とする。
永久磁石は、希土類−鉄系永久磁石に関するものであ
り、具体的には原子百分率においてＲ８〜２５％（但し
ＲはＹを含む希土類元素の少なくとも１種）、Ｂ２〜８
％及び残部が鉄及びその他の製造上不可避な不純物から
なる合金を溶解、鋳造し、該鋳造インゴットを５００℃
以上の温度で熱間加工することにより、結晶粒の結晶軸
（磁化容易軸）をリングの径方向に放射状に配向させた
ことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】前記のように現存の希土類−鉄系永久磁石
の製造方法である焼結法・急冷法は、それぞれ粉砕によ
る粉末管理の困難さ、生産性の悪さといった大きな欠点
を有している。本発明者らは、これらの欠点を改良する
ため、バルク状態で保磁力を得ることができるような合
金の研究に着手し、前記のような組成においてバルク状
態での保磁力の獲得が可能であり、このとき鋳造組織が
柱状晶組織あるいは乱れない一方向凝固組織となるよう
にすると保磁力が得やすく、また凝固組織の異方性を利
用できるため、通常の凝固組織を用いるよりも、より均
一な高性能永久磁石が得られ、これに連続的鋳造を応用
すると生産性を大幅に上げることが可能であり、熱間加
工により異方化することも可能であることを発明した。
この方法では、鋳造インゴットを粉砕する必要がないの
で、結晶法ほどの厳密な雰囲気管理を行なう必要はな
く、設備費が大きく低減される。さらに熱間加工による
異方化も急冷法のように２段階ではなく、一段階でよ
く、バルクのまま加工できるのでプレスだけでなく、圧
延・スタンプ・押し出し・絞り等も可能で、形状任意性
・生産性は著しく高まる。同系統の研究には、参考文献
３三保広晃他（日本金属学会、昭和６０年度秋期講演
会、講演番号（５４４））があるが同研究は本発明と組
成域を異にするのみならず、マクロ組織による可能変化
については一切、言及しておらず性能的にも本発明に大
きく劣っている。また求められる形状を得るための二次
加工も、本系の場合、従来のサマリウムコバルト系希土
類磁石に比して曲げ強さ・圧縮強さ等が大きいので、冷
間でも非常にやりやすい。
の製造方法である焼結法・急冷法は、それぞれ粉砕によ
る粉末管理の困難さ、生産性の悪さといった大きな欠点
を有している。本発明者らは、これらの欠点を改良する
ため、バルク状態で保磁力を得ることができるような合
金の研究に着手し、前記のような組成においてバルク状
態での保磁力の獲得が可能であり、このとき鋳造組織が
柱状晶組織あるいは乱れない一方向凝固組織となるよう
にすると保磁力が得やすく、また凝固組織の異方性を利
用できるため、通常の凝固組織を用いるよりも、より均
一な高性能永久磁石が得られ、これに連続的鋳造を応用
すると生産性を大幅に上げることが可能であり、熱間加
工により異方化することも可能であることを発明した。
この方法では、鋳造インゴットを粉砕する必要がないの
で、結晶法ほどの厳密な雰囲気管理を行なう必要はな
く、設備費が大きく低減される。さらに熱間加工による
異方化も急冷法のように２段階ではなく、一段階でよ
く、バルクのまま加工できるのでプレスだけでなく、圧
延・スタンプ・押し出し・絞り等も可能で、形状任意性
・生産性は著しく高まる。同系統の研究には、参考文献
３三保広晃他（日本金属学会、昭和６０年度秋期講演
会、講演番号（５４４））があるが同研究は本発明と組
成域を異にするのみならず、マクロ組織による可能変化
については一切、言及しておらず性能的にも本発明に大
きく劣っている。また求められる形状を得るための二次
加工も、本系の場合、従来のサマリウムコバルト系希土
類磁石に比して曲げ強さ・圧縮強さ等が大きいので、冷
間でも非常にやりやすい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】永久磁石材料に、一方凝固法を用いること
はアルニコ磁石を初め、希土類磁石系のセリウム−コバ
ルト−銅−鉄系鋳造磁石（参考文献４．Ｇ．Ｙ．ＣＨＩ
Ｎ他、ＩＥＥＥ Ｕｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｒ Ｍ
ａｇｈｅｔｉｃｓ． Ｖｏｌ．ＭＡＧ−８、Ｎ０１、Ｍ
ａｒｃｈ １９７２ Ｐ２９）でも行なわれており、本
発明者らのひとりも１９８１年、一方凝固ではないが、
柱状晶組繊の効果を樹脂結合型サマリストコバルト磁石
への応用とし発表している（参考文献５．Ｔ．Ｓｉｍｏ
ｄａ他、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉ
ｆｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｄｈｏ
ｐ ｏｎ Ｐａｒｅ Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂａｌｔ Ｐｅ
ｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｓ， １９８１Ｐ５９
５）。本発明においても鋳造状態で柱状晶組織、最適状
態として一方凝固組織を得ることは、高性能磁石化の重
要点となっている。一般に鋳造磁石の最大の課題は異方
化をいかに行なうかという点にある。アルニコ磁石では
磁界中制御冷却等に手段が採られているが、本系では熱
間加工による機械的な配向が可能である。すなわち変形
方向に磁化容易軸が配向する性質を有する。一方向凝固
ではなく、通常の金型に鋳込んだ柱状組織では、組織の
乱れによる磁気特性の悪化だけでなく、型壁周辺部と中
心部で柱状晶組織の発達方向に差が生じるので、熱間加
工によっても配向を均一に行なうことは困難である。と
ころが一方向凝固の場合には、配向バラツキが生じにく
く、容易に配向が可能となる。配向方向も、縦・横だけ
でなく、ロータリースウェージングのように多方向から
変形圧力がかかる装置または、リング厚みが薄くなるよ
うなリング状押出加工機を用いれば、ラジアル配向が可
能である。
はアルニコ磁石を初め、希土類磁石系のセリウム−コバ
ルト−銅−鉄系鋳造磁石（参考文献４．Ｇ．Ｙ．ＣＨＩ
Ｎ他、ＩＥＥＥ Ｕｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｒ Ｍ
ａｇｈｅｔｉｃｓ． Ｖｏｌ．ＭＡＧ−８、Ｎ０１、Ｍ
ａｒｃｈ １９７２ Ｐ２９）でも行なわれており、本
発明者らのひとりも１９８１年、一方凝固ではないが、
柱状晶組繊の効果を樹脂結合型サマリストコバルト磁石
への応用とし発表している（参考文献５．Ｔ．Ｓｉｍｏ
ｄａ他、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ ｆｉ
ｆｔｈ ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｗｏｒｋｄｈｏ
ｐ ｏｎ Ｐａｒｅ Ｅａｒｔｈ−Ｃｏｂａｌｔ Ｐｅ
ｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｓ， １９８１Ｐ５９
５）。本発明においても鋳造状態で柱状晶組織、最適状
態として一方凝固組織を得ることは、高性能磁石化の重
要点となっている。一般に鋳造磁石の最大の課題は異方
化をいかに行なうかという点にある。アルニコ磁石では
磁界中制御冷却等に手段が採られているが、本系では熱
間加工による機械的な配向が可能である。すなわち変形
方向に磁化容易軸が配向する性質を有する。一方向凝固
ではなく、通常の金型に鋳込んだ柱状組織では、組織の
乱れによる磁気特性の悪化だけでなく、型壁周辺部と中
心部で柱状晶組織の発達方向に差が生じるので、熱間加
工によっても配向を均一に行なうことは困難である。と
ころが一方向凝固の場合には、配向バラツキが生じにく
く、容易に配向が可能となる。配向方向も、縦・横だけ
でなく、ロータリースウェージングのように多方向から
変形圧力がかかる装置または、リング厚みが薄くなるよ
うなリング状押出加工機を用いれば、ラジアル配向が可
能である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】
【実施例】 実施例１ 本発明による製造工程図例を図１に示す。まず所望の組
成の合金を誘導炉で溶解し、加熱鋳型を用いて連続的に
一方向凝固を行ない、引続き熱間加工を５００℃以上の
温度範囲で行なって、異方性を付与し、次にアニールを
５００℃〜１０５０℃の温度範囲で行い磁気的な硬化を
行なった後、切断・研削により最終形状に仕上げる。本
実施例では表１の組成を溶解し、加熱鋳型に２０ｍｍ×
１０ｍｍの大きさを用いて、一般凝固を行い熱間プレス
により１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに仕上げ、アニール
はベルト炉により１０００℃×２４時間行なった。
成の合金を誘導炉で溶解し、加熱鋳型を用いて連続的に
一方向凝固を行ない、引続き熱間加工を５００℃以上の
温度範囲で行なって、異方性を付与し、次にアニールを
５００℃〜１０５０℃の温度範囲で行い磁気的な硬化を
行なった後、切断・研削により最終形状に仕上げる。本
実施例では表１の組成を溶解し、加熱鋳型に２０ｍｍ×
１０ｍｍの大きさを用いて、一般凝固を行い熱間プレス
により１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさに仕上げ、アニール
はベルト炉により１０００℃×２４時間行なった。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】本実施例の性能は試料８個の平均である。
表のようにロータリースウェージングにより、通常の異
方性磁石の約８０％程度の性能が得られた。実施例３ 表４に示す組成の合金インゴットを実施例１、２の場合
と同様に連続一方凝固により作製した。この時加熱鋳型
には外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍのものを使用し、長さ
２００ｍｍのサンプルを切り出した次にこれを１ｍｍ厚
のｓｓ材でシールし、管状の内部にＡｌ添加鉄棒をセッ
トし、９５０℃において断面を直径４２から直径２５ま
で３段の押出により加工した。そして熱処理としては、
１０００℃で２０時間と続いて５００℃で５時間を施し
た。次に中心部の鉄棒は表面にＢＮを離型剤として塗っ
ておくことで容易に外せるので管表面のｓｓ材を研磨し
て取り去る。こうして得られたパイプ状の磁石（外径２
４．５、内径１８．５）の径方向の磁気性能をその方向
に切り出した２．５ｍｍ角のサンプルでＶＳＭを用いて
測定した。この結果を表５に示す（８個のサンプルの平
均）。これにより（ＢＨ）ｍａｘが２５ＭＧＯｅの高性
能ラジアル異方性磁石が得られたことがわかる。
表のようにロータリースウェージングにより、通常の異
方性磁石の約８０％程度の性能が得られた。実施例３ 表４に示す組成の合金インゴットを実施例１、２の場合
と同様に連続一方凝固により作製した。この時加熱鋳型
には外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍのものを使用し、長さ
２００ｍｍのサンプルを切り出した次にこれを１ｍｍ厚
のｓｓ材でシールし、管状の内部にＡｌ添加鉄棒をセッ
トし、９５０℃において断面を直径４２から直径２５ま
で３段の押出により加工した。そして熱処理としては、
１０００℃で２０時間と続いて５００℃で５時間を施し
た。次に中心部の鉄棒は表面にＢＮを離型剤として塗っ
ておくことで容易に外せるので管表面のｓｓ材を研磨し
て取り去る。こうして得られたパイプ状の磁石（外径２
４．５、内径１８．５）の径方向の磁気性能をその方向
に切り出した２．５ｍｍ角のサンプルでＶＳＭを用いて
測定した。この結果を表５に示す（８個のサンプルの平
均）。これにより（ＢＨ）ｍａｘが２５ＭＧＯｅの高性
能ラジアル異方性磁石が得られたことがわかる。
【表４】
【表５】 実施例４ Ｐｒ１７．２Ｆｅ７７Ｂ５．２Ｃｕ０．６なる組成（組
成１）及びＰｒ１６．３Ｆｅ７６．３Ｂ５．２Ｃｕ
１．５Ｍｏ０．７なる組成（組成２）の２種類の合金を
誘導炉にて溶解後以下の３種の方法で鋳造した。 Ａ．外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍのアルミナ製振動鋳型
に鋳造 Ｂ．外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍの鉄鋳型に鋳造 Ｃ．外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍのアルミナ鋳型に鋳造
後、再度底部から誘導加熱帯を通して一方向凝固を行な
った。 組成１及び２のどちらかにおいてもＡのインゴット組識
は等軸晶組織であり、Ｂのインゴット組織は径方向に発
達した柱状晶組織であった。Ｃのインゴットの組織は円
筒の軸方向に発達した柱状晶組織であった。次にこれら
２組成、３鋳造法の径６種類のサンプルを長さ１００ｍ
ｍスウェージングマシンを用いて９７５℃において外径
２０ｍｍ内径８ｍｍに加工した。加工後、１０２５℃で
１２時間と続いて５５０℃で４時間熱処理を行なった。
こうして得られたパイプ状の磁石の径方向の磁気特性を
その方向に切り出した３ｍｍ角のサンプルをＶＳＭで測
定することで評価した。この結果を表６に示す。
成１）及びＰｒ１６．３Ｆｅ７６．３Ｂ５．２Ｃｕ
１．５Ｍｏ０．７なる組成（組成２）の２種類の合金を
誘導炉にて溶解後以下の３種の方法で鋳造した。 Ａ．外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍのアルミナ製振動鋳型
に鋳造 Ｂ．外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍの鉄鋳型に鋳造 Ｃ．外径３０ｍｍ、内径１０ｍｍのアルミナ鋳型に鋳造
後、再度底部から誘導加熱帯を通して一方向凝固を行な
った。 組成１及び２のどちらかにおいてもＡのインゴット組識
は等軸晶組織であり、Ｂのインゴット組織は径方向に発
達した柱状晶組織であった。Ｃのインゴットの組織は円
筒の軸方向に発達した柱状晶組織であった。次にこれら
２組成、３鋳造法の径６種類のサンプルを長さ１００ｍ
ｍスウェージングマシンを用いて９７５℃において外径
２０ｍｍ内径８ｍｍに加工した。加工後、１０２５℃で
１２時間と続いて５５０℃で４時間熱処理を行なった。
こうして得られたパイプ状の磁石の径方向の磁気特性を
その方向に切り出した３ｍｍ角のサンプルをＶＳＭで測
定することで評価した。この結果を表６に示す。
【表６】 結果を表６に示す。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２６】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の焼結法では保磁力ｉＨｃの得られなかった組成域で、
しかもバルク状態で保磁力を得ることができ、製造工程
も著しく単純化することができる。また（ＢＨ）ｍａｘ
が２５ＭＧＯｅ以上の特性をもつラジアル異方性磁石が
簡単な工程で製造できるので、ＯＡ、ＦＡ用モーターの
高特性化が低コストで実現できる。
の焼結法では保磁力ｉＨｃの得られなかった組成域で、
しかもバルク状態で保磁力を得ることができ、製造工程
も著しく単純化することができる。また（ＢＨ）ｍａｘ
が２５ＭＧＯｅ以上の特性をもつラジアル異方性磁石が
簡単な工程で製造できるので、ＯＡ、ＦＡ用モーターの
高特性化が低コストで実現できる。
Claims (3)
- 【請求項１】原子百分率においてＲ８〜２５％（但しＲ
はＹを含む希土類元素の少なくとも１種）、Ｂ２〜８％
及び残部が鉄及びその他の製造上不可避な不純物からな
る合金を溶解し、一方向凝固法を用いて鋳造した後、該
鋳造インゴットを５００℃以上の温度で熱処理すること
により、磁気的に硬化させることを特徴とする鋳造希土
類−鉄系永久磁石。 - 【請求項２】連続鋳造法を用いて、任意形状の磁石を製
造することを特徴とする請求項１記載の鋳造希土類−鉄
系永久磁石。 - 【請求項３】鋳造インゴットを５００℃以上の温度で熱
間加工することにより、結晶粒の結晶軸を特定の方向に
配向させ、該鋳造インゴットを磁気的に異方化すること
を特徴とする請求項１または請求項２記載の鋳造希土類
−鉄系永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5042977A JPH0684628A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | ラジアル異方性希土類−鉄系永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5042977A JPH0684628A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | ラジアル異方性希土類−鉄系永久磁石 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61045872A Division JPH07120576B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 鋳造希土類―鉄系永久磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0684628A true JPH0684628A (ja) | 1994-03-25 |
Family
ID=12651107
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5042977A Pending JPH0684628A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | ラジアル異方性希土類−鉄系永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684628A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007253326A (ja) * | 2007-05-25 | 2007-10-04 | Shin Etsu Chem Co Ltd | マルチダイヤモンド砥石を使用した希土類磁石のマルチ切断方法 |
| CN100392777C (zh) * | 2004-12-14 | 2008-06-04 | 宁波大学 | 一种各向异性R-Fe-B-M永磁材料的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203302A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-08 | Seiko Epson Corp | 鋳造希土類―鉄系永久磁石の製造方法 |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP5042977A patent/JPH0684628A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62203302A (ja) * | 1986-03-03 | 1987-09-08 | Seiko Epson Corp | 鋳造希土類―鉄系永久磁石の製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100392777C (zh) * | 2004-12-14 | 2008-06-04 | 宁波大学 | 一种各向异性R-Fe-B-M永磁材料的制备方法 |
| JP2007253326A (ja) * | 2007-05-25 | 2007-10-04 | Shin Etsu Chem Co Ltd | マルチダイヤモンド砥石を使用した希土類磁石のマルチ切断方法 |
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