JPH07312321A - 希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents

希土類永久磁石の製造方法

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JPH07312321A
JPH07312321A JP6103965A JP10396594A JPH07312321A JP H07312321 A JPH07312321 A JP H07312321A JP 6103965 A JP6103965 A JP 6103965A JP 10396594 A JP10396594 A JP 10396594A JP H07312321 A JPH07312321 A JP H07312321A
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JP
Japan
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powder
rare
permanent magnet
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JP6103965A
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Fumitake Taniguchi
文丈 谷口
Masako Noguchi
雅子 野口
Katsuhiko Kojo
勝彦 古城
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Hitachi Metals Ltd
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
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    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、Rリッチ相形成合金中に生成され
る相を制御することにより、理想的なNd-Fe-B系磁石組
織を実現し、高い磁気特性を得ようとするものである。 【構成】 R1 2T14B金属間化合物(R1はYを含む希土類元
素の一種または二種以上、Tは遷移金属の一種または二
種以上)を主体とする合金1粉末に、R2T2 2,R2T2 3,R2 2T
2 7(R2はYを含む希土類元素の一種または二種以上,T2は
遷移金属の一種または二種以上)のうち一種または二種
以上のしめる面積率が90%以上である合金2粉末を添
加、混合後、微粉砕、成形、焼結する希土類永久磁石の
製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気特性に優れた希土
類永久磁石を提供する製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】希土類永久磁石のなかでもNd-Fe-B系磁
石は、磁気特性に優れていること、主成分であるNdが資
源的に豊富で比較的安価であることから需要は年々、増
大してきている。しかしNd2Fe14B化合物はキュリ−点が
312℃と低いのでFeの一部をCoで置換する事により耐
熱性を向上させるのが一般的であるが、保磁力低下の原
因となるため、その添加方法についてはいろいろな試み
がなされている。またDyを添加することにより保磁力を
たかめることができるが、残留磁束密度が低下すること
が知られている。
【0003】一般にNd-Fe-B系磁石を粉末冶金法によっ
て作製する場合、合金インゴットの作製、粗粉砕、微粉
砕、成形、焼結、熱処理という手順で行われる。この製
造方法の1つとして、R1 2T14B化合物を主体とする金属
粉末と、Rリッチ相を形成するための合金(以下、Rリッ
チ相形成合金という)粉末を混合、焼結する方法(以
下、ブレンド法という)が提案されてきた。理想的なNd
-Fe-B系磁石の組織は、滑らかな形をしたマトッリクス
相であるNd2Fe14Bのまわりを、Rリッチ相が薄く、均一
に取り囲んでいるような物である。ブレンド法において
は、Rリッチな相は主相の間に均一に分散し、焼結時に
液相となり焼結を助けるため高い磁気特性がえられると
考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Rリッチ相形
成合金が、多相により構成されていると、粉砕時に組成
の大きく異なる粒が生じてしまい、焼結後に均一な粒界
相が生成されない。またRリッチな相は、希土類を多量
に含むため、製造過程において酸化され易く、磁気特性
の劣化をもたらす。したがって、本発明は、Rリッチ相
形成合金中に生成される相を制御することにより、理想
的なNd-Fe-B系磁石組織を実現し、高い磁気特性を得よ
うとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記のよう
な問題を解決するために、Rリッチ相形成合金の構成成
分、およびその構成相を検討したものである。本発明
は、R1 2T14B金属間化合物(R1はYをふくむ希土類の一種
または二種以上、Tは遷移移金属の一種または二種以
上)を主体とする合金1粉末に、R2T2 2,R2T2 3,R2 2T
2 7(R2はDyまたはPrのうち一種または二種,T2は遷移金
属の一種または二種以上)の内一種または二種以上の占
める面積率が90%以上である合金2粉末を添加、混合
後、微粉砕、成形、焼結する希土類永久磁石の製造方法
である。
【0006】本発明で用いる合金1および合金2は、各
元素を所定の組成に秤量したのちア−ク溶解、高周波溶
解などの手段で溶解し作製する。合金1は軟磁性のα鉄
を生じやすいため、非酸素雰囲気中にて900℃〜12
00℃の温度で5時間以上熱処理を施す。その後、合金
1、合金2共に水素を吸蔵させ脆化させた後700μm
以下の粒径に粗粉砕し原料粗粉とする。この際、合金2
は酸化されやすいため非酸素雰囲気中にて粗粉砕を行な
うのが望ましい。原料粗粉はジェットミル、ボ−ルミル
等の手段によって1〜20μm程度に微粉砕をする。こ
の微粉をプレス等により10〜25kOeの磁場中で成
形した後、非酸素雰囲気中にて950〜1200℃で焼
結を行う。焼結後の焼結体は非酸素雰囲気中にて700
〜1000℃で一次の熱処理を行った後、非酸素雰囲気
中にて400〜700℃で一次の熱処理を行い目的の磁
石を得る。
【0007】
【作用】本発明は、R1 2T14B金属間化合物(R1はYをふく
む希土類の一種または二種以上、T:遷移金属上)の組成
をもつ金属間化合物の粉末に、R2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7(R2
はDyまたはPrのうち一種または二種、T2は遷移金属の内
一種または二種以上)の内一種または二種以上の占める
面積率が90%以上である合金2粉末を添加、混合後、
微粉砕、成形、焼結することによって磁気特性に優れた
希土類永久磁石を得ることができる。
【0008】これは以下の理由によるものである。合金
2をR2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7の内一種または二種以上の占め
る面積率が90%以上とすることにより、単相または組
成の近い相の混相である合金2粉末を得ることができる
ので、粉砕時に組成の偏差の小さい粉末ができる。ま
た、それらの相は粉砕性も似ているため微粉砕後、粒度
の比較的均一な粉末ができる。この組成の偏差の小さ
く、粒度のそろった合金2粉末を合金1粉末に混合後焼
結すると、Rリッチな合金2粉末は主相形成合金である
合金1粉末のまわりで一様に溶解し、液相焼結を効果的
に進め、焼結後には均一な粒界相を形成することができ
る。この均一な粒界相は主相間の磁気的な相互作用を効
果的に低め磁気特性の向上、主には保磁力の発現に寄与
する。なお、合金2は、単相であることが望ましいが混
相であってもR2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7は,R2およびT2の比率
が大きくは異ならないので粉砕時に大きな偏差を生じな
いため、焼結後に均一な粒界相を生成することができ
る。
【0009】本発明において、R2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7(R2
はYを含む希土類元素の内一種または二種以上、T2は遷
移金属の内一種または二種以上)の内一種または二種以
上の占める面積率が90%以上である合金2は、40≦R2
≦80wt%からなるR2-T2系合金とすることにより得ること
ができる。R2-T2系合金中に生成しうる主な相はR2 2T2
17、R2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7,R2 1T2 5およびR2共晶などがあ
る。しかしながら、Rリッチ相形成合金である合金2に
しめるR2の量が40wt%未満では、磁石の焼結性に問題が
あり、また軟磁性のR2 2T2 17が多く存在するようになり
磁気特性が低下する。R2の量が80wt%を越えるとR共晶が
生成し、酸化が促進されやすくなり、また焼結後の磁石
中のR1 2T14B相が減少し、磁気特性が低下する。
【0010】R2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7の占める面積率が90
%以上である合金2のRとしては、焼結後のR2T14B化合
物の異方性磁界、飽和磁化およびコストの面から考えて
Dyおよび/またはPrが望ましい。Dyおよび/またはPr
は、焼結時にRリッチ相に残るのみでなく、主相であるR
2T14B結晶粒中に拡散して磁気特性を向上させる。Dyは
保磁力を向上させるのに有効であり、合金2に添加する
ことによって焼結後にR2T14B結晶粒内に分布をもって存
在することにより効果的に保磁力を向上させることがで
きる。またPrは合金2中にCoとともに添加することによ
って、Co添加による保磁力の低下を防ぐことができる。
T2としてはCoが望ましい。合金2は希土類元素を多く含
むために酸化劣化しやすい。しかし合金2をCoを含有す
る金属間化合物とすることによって電気化学的に貴とな
り、製造過程における酸化を著しく防止することができ
る。また、焼結時にはCoは主相に拡散し、キュリ−点を
向上させることができる。
【0011】本発明において主相たる合金1は、ほぼ単
相であることが望ましいが、これは例えば27wt%≦R≦30
wt%,1.05wt%≦B≦1.20wt%,T:balとすれば得ることが出
来る。 R量が27wt%未満であると包晶反応によって晶出
するα-Feの量が増加し、30wt%を越えると微細なRリッ
チ相の残留が多く、その後の粉砕過程などで酸化が激し
くなるので、27wt%≦R≦30wt%であるのが望ましい。
【0012】B量が1.05wt%未満であると均質化処理に長
時間かけないと晶出したα-Feが消失せず、また軟磁性
相であるR1 2T17相が析出し、磁気特性を低下させる要因
となる。1.20wt%を越えるとBリッチ相(RT4B4)を生成
し、この生成にRが消費されるためRが不足気味になり、
α鉄が析出しやすくなり、熱処理によっても低減でき
ず、磁気特性が低下する要因となる。したがって、1.05
wt%≦B≦1.20wt%の範囲であるのが望ましい。
【0013】なお、本発明において各相の面積率は、走
査型電子顕微鏡を用いて求めた。具体的には、400倍
の組織写真を得、組織写真から5mm間隔で点を100点抽出
し、その点上にしめる各相の割合を面積率とした。
【0014】
【実施例】
(実施例1)純度95%以上のNd,Dy,B,電解鉄を使用し
高周波溶解によって重量比で25.0Nd-3.0Dy-70.9Fe-1.1B
からなる合金1と、重量比で44.0Co-56.0Dyからなる合
金2(Dy2Co7単相),40.0Co-60.0Dyからなる合金3(DyC
o2:94% 残部Dy共晶),30.0Co-70.0Dyからなる合金4(Dy
Co2:78% 残部Dy共晶),20Co-25Fe-55Dyからなる合金5
(Dy2(Co,Fe)17:12%、Dy(Co,Fe)3:70%、Dy(Co,Fe)2:18%)
を準備した。
【0015】主相形成合金である合金1については11
00℃×20Hの均質化処理をした後、粗粉砕し500
μm以下の合金1粉末とした。Rリッチ相形成合金であ
る合金2、3、4については溶解冷却後、これを粗粉砕
し、500μm以下の合金2粉末とした。合金1粉末8
7.54wt%に対して合金2粉末を12.5wt%の割合で混合し、
これをN2を粉砕媒体としジェットミルによって平均粒径
2〜5μmになるように微粉砕した。得られた微粉砕粉
を、10kOeの磁場中で成形圧力2ton/cm2で横磁場成形し
た。得られた成形体を真空中で、1100℃×2Hrの焼結を
行った。焼結体はAr雰囲気中で900℃×2Hの1次熱処理
をした後600℃×1Hの2次熱処理を行った。このように
して合金1と合金2、合金3、合金4から得られた、磁
石合金をそれぞれA,B,C,Dとする。
【0016】また、比較のためにAと同じ組成になるよ
うな合金を従来の単一法によって作製し、上記と同様な
粉砕、焼結、時効処理をほどこした。この磁石合金をE
とする。 A〜Eの磁気特性測定結果を表1に示す。
【0017】表1において、最終組成が同様のAとEとを
比較すると、残留磁束密度Br、保磁力iHc、最大エネル
ギー積(BH)mすべてAが優っている。また、A,B,C,Dを比
較すると、合金2の構成相がR2T2 2,R2T2 3,R2 2T2 7の占め
る面積率が90%以上であれば、高い磁気特性が得られ
ることがわかる。
【0018】
【表1】
【0019】(実施例2)表2に示す組成のRリッチ相
形成合金である合金2を作成し、500μm以下に粗粉
砕して合金2粉末を作成し、酸素量を測定した。また、
実施例1と同様の方法で27.1Nd-1.1B-71.8Fe(wt%)の合
金1粉末を作成した。実施例1と同様の方法で、合金1
粉末と合金2粉末とを添加、混合後、微粉砕、成形、焼
結、熱処理し、希土類永久磁石を作成し、磁気特性およ
びキュリー温度を測定した。結果を表2に示す。
【0020】表2より、合金2にCoを添加することに
より酸素量を低減することができ、磁気特性が向上する
ことがわかる。また、Co添加によりキュリー温度が上
昇し耐熱性が向上していることがわかる。
【0021】(実施例3)表3に示す組成のRリッチ相
形成合金である合金2を作成し、500μm以下に粗粉
砕して合金2粉末を作成し、酸素量を測定した。また、
実施例1と同様の方法で27.1Nd-1.1B-71.8Fe(wt%)の合
金1粉末を作成した。実施例1と同様の方法で、合金1
粉末と合金2粉末とを添加、混合後、微粉砕、成形、焼
結、熱処理し、希土類永久磁石を作成し、磁気特性およ
びキュリー温度を測定した。結果を表3に示す。
【0022】表3より、合金2にCoを添加することに
より酸素量を低減することができ、磁気特性が向上し、
かつキュリー温度が上昇し耐熱性が向上していることが
わかる。
【0023】
【表2】
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】本発明により得られた希土類永久磁石
は、磁気特性、耐熱性に優れており、多分野にわたり利
用することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R1 2T14B金属間化合物(R1はYを含む希土
    類元素の一種または二種以上、Tは遷移金属の一種また
    は二種以上)を主体とする合金1粉末に、R2T2 2,R2T2 3,
    R2 2T2 7(R2はYを含む希土類元素の一種または二種以上,
    T2は遷移金属の一種または二種以上)のうち一種または
    二種以上のしめる面積率が90%以上である合金2粉末
    を添加、混合後、微粉砕、成形、焼結することを特徴と
    する希土類永久磁石の製造方法。
  2. 【請求項2】 T2がCoである請求項1に記載の希土類永
    久磁石の製造方法。
  3. 【請求項3】 R2がDyおよび/またはPrである請求項1
    または2に記載の希土類永久磁石の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005268684A (ja) * 2004-03-22 2005-09-29 Tdk Corp 焼結磁石スラッジの再利用方法、r−tm−b系永久磁石の製造方法及び磁石製造システム

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