JPH09139306A - 高強度希土類磁石 - Google Patents
高強度希土類磁石Info
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- JPH09139306A JPH09139306A JP7298766A JP29876695A JPH09139306A JP H09139306 A JPH09139306 A JP H09139306A JP 7298766 A JP7298766 A JP 7298766A JP 29876695 A JP29876695 A JP 29876695A JP H09139306 A JPH09139306 A JP H09139306A
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- 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】
【課題】 強度の大きなＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表される
希土類磁石を提供する。 【解決手段】 希土類元素、鉄族元素並びにホウ素を含
有する希土類磁石であって、磁石構成元素からなる粒径
１００μｍ以上の合金粉末がホットプレス磁石。
希土類磁石を提供する。 【解決手段】 希土類元素、鉄族元素並びにホウ素を含
有する希土類磁石であって、磁石構成元素からなる粒径
１００μｍ以上の合金粉末がホットプレス磁石。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、高強度希土類磁
石に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
発電機、電動工具等の高速回転、あるいは高負荷状態で
使用されるマグネットロータ等において有用な、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系等の、高強度の希土類磁石に関するものであ
る。
石に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、
発電機、電動工具等の高速回転、あるいは高負荷状態で
使用されるマグネットロータ等において有用な、Ｎｄ−
Ｆｅ−Ｂ系等の、高強度の希土類磁石に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術とその課題】Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系に代表され
る希土類永久磁石は、その優れた磁気特性から、様々な
分野においてその利用が広がってきている。このような
特徴のある希土類磁石は、通常は、溶解した合金を鋳造
し、得られたインゴットを粉砕した後に、磁場中で配向
しつつ成形して焼結し、さらに所要の熱処理を施してか
ら磁化することによって製造されている。
る希土類永久磁石は、その優れた磁気特性から、様々な
分野においてその利用が広がってきている。このような
特徴のある希土類磁石は、通常は、溶解した合金を鋳造
し、得られたインゴットを粉砕した後に、磁場中で配向
しつつ成形して焼結し、さらに所要の熱処理を施してか
ら磁化することによって製造されている。
【０００３】また、特に高い磁気特性の磁石は、溶解し
た合金を超急冷して薄帯とし、これを粉砕して得た粉末
をホットプレスして成形し、これを磁化して等方性磁石
とすることや、あるいは、ホットプレス後に、熱間加工
した後に磁化して、最大エネルギー種の極めて大きな異
方性磁石とすることにより製造されている。しかしなが
ら、これまでのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希土類磁石の場合
には、いずれの製造方法によるものでも、発電機や電動
工具のマグネットロータ等の高速回転、高負荷部位に使
用するためには、その物理的強度が充分でなく、必ずし
も実用的なものでないという欠点があった。
た合金を超急冷して薄帯とし、これを粉砕して得た粉末
をホットプレスして成形し、これを磁化して等方性磁石
とすることや、あるいは、ホットプレス後に、熱間加工
した後に磁化して、最大エネルギー種の極めて大きな異
方性磁石とすることにより製造されている。しかしなが
ら、これまでのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希土類磁石の場合
には、いずれの製造方法によるものでも、発電機や電動
工具のマグネットロータ等の高速回転、高負荷部位に使
用するためには、その物理的強度が充分でなく、必ずし
も実用的なものでないという欠点があった。
【０００４】このことは、特に優れた磁気特性を持つ、
超急冷薄帯からの粉末から磁石を製造する場合にとっ
て、その優れた磁気特性を利用することにおいて、大き
な課題であった。そこで、この発明は、以上の通りの従
来技術の課題を解決し、優れた磁気特性の利用が可能で
あって、しかも、高速回転、高負荷部位等への使用が可
能な、高強度の希土類磁石を提供することを目的として
いる。
超急冷薄帯からの粉末から磁石を製造する場合にとっ
て、その優れた磁気特性を利用することにおいて、大き
な課題であった。そこで、この発明は、以上の通りの従
来技術の課題を解決し、優れた磁気特性の利用が可能で
あって、しかも、高速回転、高負荷部位等への使用が可
能な、高強度の希土類磁石を提供することを目的として
いる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、希土類元素、鉄族元素並びにホ
ウ素を含有する希土類磁石であって、磁石構成元素から
なる粒径１００μｍ以上の合金粉末がホットプレスされ
た磁石であることを特徴とする高強度希土類磁石を提供
する。
を解決するものとして、希土類元素、鉄族元素並びにホ
ウ素を含有する希土類磁石であって、磁石構成元素から
なる粒径１００μｍ以上の合金粉末がホットプレスされ
た磁石であることを特徴とする高強度希土類磁石を提供
する。
【０００６】また、この発明は、上記のホットプレス後
の磁石を熱間塑性加工したことを特徴とする高強度希土
類磁石を提供する。
の磁石を熱間塑性加工したことを特徴とする高強度希土
類磁石を提供する。
【０００７】
【発明の実施の形態】上記の通り、この発明の高強度希
土類磁石は、 １）希土類元素、鉄族元素、そしてホウ素（Ｂ）を含有
する組成を有していること、 ２）粒径１００μｍ以上の合金粉末が用いられているこ
と、 ３）ホットプレス、さらにはホットプレスに続いて熱間
塑性加工されたものであること を特徴としている。
土類磁石は、 １）希土類元素、鉄族元素、そしてホウ素（Ｂ）を含有
する組成を有していること、 ２）粒径１００μｍ以上の合金粉末が用いられているこ
と、 ３）ホットプレス、さらにはホットプレスに続いて熱間
塑性加工されたものであること を特徴としている。
【０００８】ここでまず、その組成については、希土類
元素は、Ｎｄ（ネオジウム）に代表されるものであっ
て、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｐｒ等の他の希土類の各種のものであ
る。なかでも、Ｎｄ、もしくは、このＮｄにＣｅ、Ｄｙ
等が加えられたものとして考慮される。鉄族元素につい
ては、代表的にはＦｅ、もしくはＣｏであって、その両
者からなる系も例示される。希土類元素−鉄族元素−ホ
ウ素の組成比については、従来より知られている範囲で
あってよい。また、磁気性能の向上だけでなく、耐食
性、加工性、耐熱性等の改善のために、Ｇａ、Ｎｂ、Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｌ等の元素をさらに含有させてもよ
い。
元素は、Ｎｄ（ネオジウム）に代表されるものであっ
て、Ｃｅ、Ｄｙ、Ｐｒ等の他の希土類の各種のものであ
る。なかでも、Ｎｄ、もしくは、このＮｄにＣｅ、Ｄｙ
等が加えられたものとして考慮される。鉄族元素につい
ては、代表的にはＦｅ、もしくはＣｏであって、その両
者からなる系も例示される。希土類元素−鉄族元素−ホ
ウ素の組成比については、従来より知られている範囲で
あってよい。また、磁気性能の向上だけでなく、耐食
性、加工性、耐熱性等の改善のために、Ｇａ、Ｎｂ、Ｎ
ｉ、Ｚｎ、Ｐｂ、Ａｌ等の元素をさらに含有させてもよ
い。
【０００９】これらの組成の合金は、その粒径が１００
μｍ以上のものとしてこの発明において用いられる。粒
径が１００μｍ未満の場合には、所要の強度特性が得ら
れない。粉末の粒径分布については、そのピーク値がい
か程のものかは特に限定はない。使用される合金粉末
が、いずれの粒径分布ピーク値のものでも、１００μｍ
以上であればよい。
μｍ以上のものとしてこの発明において用いられる。粒
径が１００μｍ未満の場合には、所要の強度特性が得ら
れない。粉末の粒径分布については、そのピーク値がい
か程のものかは特に限定はない。使用される合金粉末
が、いずれの粒径分布ピーク値のものでも、１００μｍ
以上であればよい。
【００１０】なお、粒径の上限については厳密な臨界性
はないが、ホットプレス前に行う冷間成形時の成形性の
観点から、およそ５ｍｍ以下、さらには１ｍｍ以下とす
るのが好ましい。また、合金粉末は、その酸素含有量が
０．０５重量％以下であることが好ましい。０．０５％
を超える場合には磁石の強度向上は難しくなる。
はないが、ホットプレス前に行う冷間成形時の成形性の
観点から、およそ５ｍｍ以下、さらには１ｍｍ以下とす
るのが好ましい。また、合金粉末は、その酸素含有量が
０．０５重量％以下であることが好ましい。０．０５％
を超える場合には磁石の強度向上は難しくなる。
【００１１】このようなこの発明の合金粉末は、合金の
溶解・鋳造により得られたインゴットから、あるいは溶
融合金の超急冷により得られた薄帯等から製造すること
ができる。得られた粉末は、この発明においては、ホッ
トプレスして成形するが、この場合には、たとえば１×
１０-3Ｔｏｒｒより低圧の真空下またはＡｒ（アルゴ
ン）等の不活性ガス雰囲気下において、５００〜９００
℃程度の温度に加熱して、０．５〜１０トン／ｃｍ2 の
圧力によりプレスすることができる。なお、ホットプレ
スに先立って、磁石合金の粉末を冷間で圧粉成形してお
いてもよい。
溶解・鋳造により得られたインゴットから、あるいは溶
融合金の超急冷により得られた薄帯等から製造すること
ができる。得られた粉末は、この発明においては、ホッ
トプレスして成形するが、この場合には、たとえば１×
１０-3Ｔｏｒｒより低圧の真空下またはＡｒ（アルゴ
ン）等の不活性ガス雰囲気下において、５００〜９００
℃程度の温度に加熱して、０．５〜１０トン／ｃｍ2 の
圧力によりプレスすることができる。なお、ホットプレ
スに先立って、磁石合金の粉末を冷間で圧粉成形してお
いてもよい。
【００１２】ホットプレスした磁石合金は、次いで、必
要により、熱間において押出しプレス等の塑性加工を行
う。この熱間塑性加工によりラジアル異方性の高いリン
グ状磁石を得ることができる。もちろん、この発明の以
上の通りのホットプレス、そして熱間塑性加工について
は、各種の公知の手法、装置を適宜に用いてもよい。
要により、熱間において押出しプレス等の塑性加工を行
う。この熱間塑性加工によりラジアル異方性の高いリン
グ状磁石を得ることができる。もちろん、この発明の以
上の通りのホットプレス、そして熱間塑性加工について
は、各種の公知の手法、装置を適宜に用いてもよい。
【００１３】以下、実施例を示し、さらに詳しくこの発
明の実施の形態について説明する。
明の実施の形態について説明する。
【００１４】
【実施例】実施例１〜３ 比較例１ Ｎｄ３０ｗｔ％、Ｃｅ０．５ｗｔ％、Ｃｏ２．５ｗｔ
％、Ｂ０．９ｗｔ％、Ｇａ０．２ｗｔ％、Ｎｂ０．２ｗ
ｔ，Ｆｅ６５．７ｗｔ％からなる組成の合金を溶解し、
単ロール法によって超急冷し、リボン状の粉末を作製し
た。このリボン粉末をＡｒ雰囲気中で粉砕し、篩によっ
て、５００μｍ〜１ｍｍ、２５０μｍ〜５００μｍ、１
００〜２５０μｍ、１００μｍ未満の４つの粒径に分級
した。この各々の分級粉末を冷間プレス成形した後、Ａ
ｒ雰囲気中８００℃でホットプレスしリング形状（φ２
５×φ２０×２５Ｌ）の等方性磁石を作製した。このリ
ング状の磁石合金についてその強度を圧環強度で評価し
た。その結果を図１に示した。
％、Ｂ０．９ｗｔ％、Ｇａ０．２ｗｔ％、Ｎｂ０．２ｗ
ｔ，Ｆｅ６５．７ｗｔ％からなる組成の合金を溶解し、
単ロール法によって超急冷し、リボン状の粉末を作製し
た。このリボン粉末をＡｒ雰囲気中で粉砕し、篩によっ
て、５００μｍ〜１ｍｍ、２５０μｍ〜５００μｍ、１
００〜２５０μｍ、１００μｍ未満の４つの粒径に分級
した。この各々の分級粉末を冷間プレス成形した後、Ａ
ｒ雰囲気中８００℃でホットプレスしリング形状（φ２
５×φ２０×２５Ｌ）の等方性磁石を作製した。このリ
ング状の磁石合金についてその強度を圧環強度で評価し
た。その結果を図１に示した。
【００１５】また、各粒径の酸素含有量を表１に示し
た。
た。
【００１６】
【表１】
【００１７】なお、いずれの場合にも、磁石の磁気特性
は、最大エネルギー積（ＢＨ）max１２〜１５（ＭＧＯ
ｅ）、保磁力ｉＨｃ ２０〜２５（ｋＯｅ）であった。
図１より明らかなように、この発明の実施例１００μｍ
以上の粒径の粉末を用いた磁石では、その圧環強度は、
１００μｍ未満（比較例１）の場合に比べてはるかに大
きく増大し、この圧環強度の大小は、表１から、酸素含
有量と関係していると推察される。
は、最大エネルギー積（ＢＨ）max１２〜１５（ＭＧＯ
ｅ）、保磁力ｉＨｃ ２０〜２５（ｋＯｅ）であった。
図１より明らかなように、この発明の実施例１００μｍ
以上の粒径の粉末を用いた磁石では、その圧環強度は、
１００μｍ未満（比較例１）の場合に比べてはるかに大
きく増大し、この圧環強度の大小は、表１から、酸素含
有量と関係していると推察される。
【００１８】実施例４〜６ 比較例２ 実施例１〜３および比較例１の合金粉末をホットプレス
した磁石合金をＡｒ雰囲気中８００℃で押出し加工を行
い、ラジアル異方性のリング磁石を作製した。この磁石
についても、圧環強度を調べた。その結果を図２に示し
た。
した磁石合金をＡｒ雰囲気中８００℃で押出し加工を行
い、ラジアル異方性のリング磁石を作製した。この磁石
についても、圧環強度を調べた。その結果を図２に示し
た。
【００１９】この図２からも、１００μｍ以上の合金粉
末から製造した磁石の強度は大きく増大していることが
わかる。いずれの磁石の場合も、磁気特性は、最大エネ
ルギー積（ＢＨ）max ３０〜３３（ＭＧＯｅ）、保磁
力ｉＨｅ １６〜２０（ｋＯｅ）であった。比較例３ 粒径２５０〜５００μｍの粉末、１００〜２５０μｍの
粉末および１００μｍ未満の粉末を各々１／３量づつ混
合した混合粉末をホットプレスし、次いで熱間押出し加
工したリング状磁石について、同様にその圧環強度を調
べた。その結果は図３に示した。
末から製造した磁石の強度は大きく増大していることが
わかる。いずれの磁石の場合も、磁気特性は、最大エネ
ルギー積（ＢＨ）max ３０〜３３（ＭＧＯｅ）、保磁
力ｉＨｅ １６〜２０（ｋＯｅ）であった。比較例３ 粒径２５０〜５００μｍの粉末、１００〜２５０μｍの
粉末および１００μｍ未満の粉末を各々１／３量づつ混
合した混合粉末をホットプレスし、次いで熱間押出し加
工したリング状磁石について、同様にその圧環強度を調
べた。その結果は図３に示した。
【００２０】この図３より、１００μｍ未満の粒径の粉
末を含有する磁石は、圧環強度が実施例１〜６に比べて
劣ることが確認される。
末を含有する磁石は、圧環強度が実施例１〜６に比べて
劣ることが確認される。
【００２１】
【発明の効果】この発明により、以上詳しく説明した通
り、希土類磁石の強度が大きく向上し、高速回転、高負
荷の部位に使用できる磁石としてその有用性は大きなも
のとなる。
り、希土類磁石の強度が大きく向上し、高速回転、高負
荷の部位に使用できる磁石としてその有用性は大きなも
のとなる。
【図１】ホットプレス後の磁石の圧環強度を示した度数
分布図である。
分布図である。
【図２】熱間押出し加工後の磁石の圧環強度を示した度
数分布図である。
数分布図である。
【図３】混合粉末を用いた押し出しプレス後の磁石の圧
環強度を示した度数分布図である。
環強度を示した度数分布図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊地 俊雄 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 平野 弘之 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 金子 雄太郎 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 木下 繁則 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 遠藤 研二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 常盤 信行 神奈川県川崎市川崎区田辺新田１番１号 富士電機株式会社内 (72)発明者 葛西 靖正 愛知県名古屋市緑区鳴海町丸内22 グロー リアス鳴海401 (72)発明者 山田 日吉 愛知県岩倉市東町東市場屋敷121 (72)発明者 吉川 紀夫 愛知県名古屋市中川区草平町１−109−１
Claims (4)
- 【請求項１】 希土類元素、鉄族元素並びにホウ素を含
有する希土類磁石であって、磁石構成元素からなる粒径
１００μｍ以上の合金粉末がホットプレスされた磁石で
あることを特徴とする高強度希土類磁石。 - 【請求項２】 合金粉末は、酸素含有量が０．０５重量
％以下である請求項１の高強度希土類磁石。 - 【請求項３】 請求項１または２のいずれかの磁石が熱
間塑性加工されたことを特徴とする高強度希土類磁石。 - 【請求項４】 真空もしくは不活性ガス雰囲気下におい
てホットプレス、もしくはさらに熱間塑性加工された請
求項１ないし３のいずれかの希土類磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298766A JPH09139306A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高強度希土類磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7298766A JPH09139306A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高強度希土類磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09139306A true JPH09139306A (ja) | 1997-05-27 |
Family
ID=17863951
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7298766A Pending JPH09139306A (ja) | 1995-11-16 | 1995-11-16 | 高強度希土類磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09139306A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011064636A1 (en) | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing sintered rare-earth magnet, sintered rare-earth magnet, and material for same |
| WO2011092586A1 (en) | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing nanocomposite magnet |
-
1995
- 1995-11-16 JP JP7298766A patent/JPH09139306A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011064636A1 (en) | 2009-11-26 | 2011-06-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing sintered rare-earth magnet, sintered rare-earth magnet, and material for same |
| DE112010004576T5 (de) | 2009-11-26 | 2012-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Seltenerdmagneten, gesinterter Seltenerdmagnet und Material dafür |
| US9640305B2 (en) | 2009-11-26 | 2017-05-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method for producing sintered rare-earth magnet, sintered rare-earth magnet, and material for same |
| DE112010004576B4 (de) | 2009-11-26 | 2023-01-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Seltenerdmagneten, Seltenerdmagnet und Material dafür |
| WO2011092586A1 (en) | 2010-01-29 | 2011-08-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of producing nanocomposite magnet |
| DE112011100369T5 (de) | 2010-01-29 | 2012-11-22 | Toyota Jidosha K.K. | Verfahren zur herstellung eines nanokompositmagneten |
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