JPH09246026A - 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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- JPH09246026A JPH09246026A JP8053294A JP5329496A JPH09246026A JP H09246026 A JPH09246026 A JP H09246026A JP 8053294 A JP8053294 A JP 8053294A JP 5329496 A JP5329496 A JP 5329496A JP H09246026 A JPH09246026 A JP H09246026A
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、鋳造物を熱間加工後熱処理すること
により作製されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石において、高
い引っ張り強度を持つと共に、機械加工性に優れる磁石
と、その製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｒ，Ｆｅ，Ｂ，Ｍを基本成分とし、磁石
組織中のＲ−Ｍリッチ相の体積率を特定の範囲に限定す
る。さらに熱間加工を行う際に、部分的に加工度の異な
るような加工を行うことにより、Ｒ−Ｍリッチ相の体積
率に差をつける。 【効果】 本発明のような特徴を持つ永久磁石において
は、高い引っ張り強度を持つと共に、機械加工性に優れ
る磁石を得ることができる。このため、高速回転あるい
は大きな遠心力がかかる用途に適用範囲を広げることが
でき、かつ容易な磁石の固定方法を採用することができ
る。
により作製されるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石において、高
い引っ張り強度を持つと共に、機械加工性に優れる磁石
と、その製造方法を提供する。 【解決手段】 Ｒ，Ｆｅ，Ｂ，Ｍを基本成分とし、磁石
組織中のＲ−Ｍリッチ相の体積率を特定の範囲に限定す
る。さらに熱間加工を行う際に、部分的に加工度の異な
るような加工を行うことにより、Ｒ−Ｍリッチ相の体積
率に差をつける。 【効果】 本発明のような特徴を持つ永久磁石において
は、高い引っ張り強度を持つと共に、機械加工性に優れ
る磁石を得ることができる。このため、高速回転あるい
は大きな遠心力がかかる用途に適用範囲を広げることが
でき、かつ容易な磁石の固定方法を採用することができ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い引っ張り強度
を持つと共に機械加工性に優れるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁
石とその製造方法に関するものである。
を持つと共に機械加工性に優れるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁
石とその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石はＲ2Ｆｅ14Ｂ
相を主相とし、非常に高いエネルギー積を有する磁石で
ある。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の中でも２０ＭＧＯｅ以
上のエネルギー積を有する磁石は一般的に焼結法により
作製される。しかしＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石においては
高いエネルギー積が得られるものの機械的強度が低いと
いう欠点を有している。このため、強度における欠点を
克服する方法がいくつか考案されている。特開平5ー4753
2号公報、特開平6-251921号公報、特開平6-251922号公
報には２種類の混合粉末を焼結して作製した高強度のＲ
−Ｆｅ−Ｂ系磁石が開示されている。このうち特開平5ー
47532号公報図４には引っ張り強度が30kgf/mm2以上の磁
石についての記述がある。
相を主相とし、非常に高いエネルギー積を有する磁石で
ある。Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石の中でも２０ＭＧＯｅ以
上のエネルギー積を有する磁石は一般的に焼結法により
作製される。しかしＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石においては
高いエネルギー積が得られるものの機械的強度が低いと
いう欠点を有している。このため、強度における欠点を
克服する方法がいくつか考案されている。特開平5ー4753
2号公報、特開平6-251921号公報、特開平6-251922号公
報には２種類の混合粉末を焼結して作製した高強度のＲ
−Ｆｅ−Ｂ系磁石が開示されている。このうち特開平5ー
47532号公報図４には引っ張り強度が30kgf/mm2以上の磁
石についての記述がある。
【０００３】またＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石でも、焼結法とは
異なり、鋳造インゴットを熱間加工することによって異
方化する磁石が特開昭64-704号公報などに開示されてい
る。
異なり、鋳造インゴットを熱間加工することによって異
方化する磁石が特開昭64-704号公報などに開示されてい
る。
【０００４】また、Journal of Applid Physics vol.75
No.10 p.6631 には鋳造インゴットを熱間圧延する方法
によって作製されたＰｒ17.2Ｆｅbal.Ｂ5.2Ｃｕ1.5なる
組成の磁石において、焼結磁石のほぼ３倍の引っ張り強
度が得られることが示されている。
No.10 p.6631 には鋳造インゴットを熱間圧延する方法
によって作製されたＰｒ17.2Ｆｅbal.Ｂ5.2Ｃｕ1.5なる
組成の磁石において、焼結磁石のほぼ３倍の引っ張り強
度が得られることが示されている。
【０００５】磁気特性は劣るが、機械的強度に優れる永
久磁石としてはＭｎ−Ａｌ−Ｃ磁石、アルニコ磁石、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石などが挙げられる。電波新聞’９
３．６．１０号によればＭｎ−Ａｌ−Ｃ磁石の引っ張り
強度は３０kgf/mm2以上とされている。また異方性アル
ニコ磁石の引っ張り強度は代表的なメーカーカタログ値
によれば３５〜４５kgf/mm2程度である。またＭｎ−Ａ
ｌ−Ｃ磁石やＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石は機械加工性に優れ
る磁石としても知られ、用途に応じて二次加工によって
さまざまな形に成形加工できる。
久磁石としてはＭｎ−Ａｌ−Ｃ磁石、アルニコ磁石、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石などが挙げられる。電波新聞’９
３．６．１０号によればＭｎ−Ａｌ−Ｃ磁石の引っ張り
強度は３０kgf/mm2以上とされている。また異方性アル
ニコ磁石の引っ張り強度は代表的なメーカーカタログ値
によれば３５〜４５kgf/mm2程度である。またＭｎ−Ａ
ｌ−Ｃ磁石やＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石は機械加工性に優れ
る磁石としても知られ、用途に応じて二次加工によって
さまざまな形に成形加工できる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術は、
以下のような欠点を有している。
以下のような欠点を有している。
【０００７】まず、機械的強度に優れ、かつ機械加工性
も良好なＭｎ−Ａｌ−Ｃ磁石、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石、
アルニコ磁石については、その磁気特性が最大エネルギ
ー積で５〜７ＭＧＯｅ程度と、希土類磁石に比べると非
常に低い値にとどまっている。
も良好なＭｎ−Ａｌ−Ｃ磁石、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ磁石、
アルニコ磁石については、その磁気特性が最大エネルギ
ー積で５〜７ＭＧＯｅ程度と、希土類磁石に比べると非
常に低い値にとどまっている。
【０００８】一方、磁気特性の高いＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石
においては機械的強度の不足から、次のような欠点が生
じていた。すなわち機械的強度、中でも引っ張り強度の
不足により、高速回転が必要なモーターや、高負荷ある
いは大きな遠心力がかかる用途については利用が制限さ
れていた。
においては機械的強度の不足から、次のような欠点が生
じていた。すなわち機械的強度、中でも引っ張り強度の
不足により、高速回転が必要なモーターや、高負荷ある
いは大きな遠心力がかかる用途については利用が制限さ
れていた。
【０００９】こういった背景から、上述したように、混
合粉末を焼結したことにより作製される引っ張り強度の
高いＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が示されているが、このような
磁石においても次のような欠点が存在する。すなわち、
これらの磁石は主相である2-14-1相を形成するための粉
末と、延性を発揮する粒界相を形成するための粉末の２
種の粉末を混合した後に焼結するものであるが、後者の
粉末用の合金は遷移金属の合金であるため非常に展延性
に富むものであり、通常の粉砕工程によって粉末化する
ことが非常に困難であって、特殊な製法を用いてしか作
製できないために、製造コストの上昇を招く。さらに製
法として従来と同様の焼結法を採用しているため磁石中
には不可避的に焼結工程において生ずる空孔が存在する
ことになり、このような空孔によって局所的な強度の劣
化が起こり易くなる。
合粉末を焼結したことにより作製される引っ張り強度の
高いＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が示されているが、このような
磁石においても次のような欠点が存在する。すなわち、
これらの磁石は主相である2-14-1相を形成するための粉
末と、延性を発揮する粒界相を形成するための粉末の２
種の粉末を混合した後に焼結するものであるが、後者の
粉末用の合金は遷移金属の合金であるため非常に展延性
に富むものであり、通常の粉砕工程によって粉末化する
ことが非常に困難であって、特殊な製法を用いてしか作
製できないために、製造コストの上昇を招く。さらに製
法として従来と同様の焼結法を採用しているため磁石中
には不可避的に焼結工程において生ずる空孔が存在する
ことになり、このような空孔によって局所的な強度の劣
化が起こり易くなる。
【００１０】強度と共に問題となるのが、機械加工した
場合に割れ・欠けが発生することである。一般にＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石では加工にともなう結晶粒の脱落が激し
く、加工時にチッピング（欠け落ち）を生じ易い。この
ため製品中にクラックを生じる恐れがあり、表面磁束の
乱れや使用中の破損などの信頼性に劣る。また用途によ
っては（特に小形状のものなど）寸法精度が確保でき
ず、設計とは異なる磁気特性しか得られないことも考え
られる。前述の混合粉末を焼結した磁石においてはこの
ような問題は生じない一方、機械加工性の観点からは次
のような問題がある。すなわち、主相と粒界相における
展延性・靱性に大きな差があるので、切断加工や切削加
工を行う場合には加工具の選定が非常に難しくなる。た
とえば通常のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を切断するような場合
にはダイヤモンドカッターを用いれば問題なく切断加工
はできるが、粒界相として非常に展延性に富む部分があ
る該混合粉末使用の焼結磁石においてはダイヤモンドカ
ッターでは目づまりをおこして切断が非常に困難とな
る。ネジ切りなどを行う場合にも部分的な加工応力の変
化が大きいため、非常に加工しづらくなる。
場合に割れ・欠けが発生することである。一般にＲ−Ｆ
ｅ−Ｂ系磁石では加工にともなう結晶粒の脱落が激し
く、加工時にチッピング（欠け落ち）を生じ易い。この
ため製品中にクラックを生じる恐れがあり、表面磁束の
乱れや使用中の破損などの信頼性に劣る。また用途によ
っては（特に小形状のものなど）寸法精度が確保でき
ず、設計とは異なる磁気特性しか得られないことも考え
られる。前述の混合粉末を焼結した磁石においてはこの
ような問題は生じない一方、機械加工性の観点からは次
のような問題がある。すなわち、主相と粒界相における
展延性・靱性に大きな差があるので、切断加工や切削加
工を行う場合には加工具の選定が非常に難しくなる。た
とえば通常のＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石を切断するような場合
にはダイヤモンドカッターを用いれば問題なく切断加工
はできるが、粒界相として非常に展延性に富む部分があ
る該混合粉末使用の焼結磁石においてはダイヤモンドカ
ッターでは目づまりをおこして切断が非常に困難とな
る。ネジ切りなどを行う場合にも部分的な加工応力の変
化が大きいため、非常に加工しづらくなる。
【００１１】上述した特開昭64-704号公報に示されるよ
うな鋳造物を熱間加工する製造方法においては、製造工
程として粉末プロセスを経ないため、従来の焼結磁石で
は不可避的に生じていた磁石中の空孔（ボイド）が形成
されず、また酸素濃度も低いため脆性的な酸化物相も少
なく、局所的に強度を劣化させる欠陥が少ないという本
質的な利点を有している。しかし、磁石組織の構成が適
切でない場合には十分な引っ張り強度が得られない場合
があった。さらに、磁石の取付時の汎用性などを考慮し
た場合、磁石の固定方法としてネジ締めを行うことが考
えられるが、このような場合には、磁石の一部にボルト
などを通すための孔明け加工やネジ切り加工を施すこと
が考えられる。しかし、このような加工によっては加工
時に局部的に応力集中が生じ易いため、割れ・クラック
が非常に入りやすい。このため、磁石組織の構成が適切
でない場合には、こうした加工ができないという問題が
あった。
うな鋳造物を熱間加工する製造方法においては、製造工
程として粉末プロセスを経ないため、従来の焼結磁石で
は不可避的に生じていた磁石中の空孔（ボイド）が形成
されず、また酸素濃度も低いため脆性的な酸化物相も少
なく、局所的に強度を劣化させる欠陥が少ないという本
質的な利点を有している。しかし、磁石組織の構成が適
切でない場合には十分な引っ張り強度が得られない場合
があった。さらに、磁石の取付時の汎用性などを考慮し
た場合、磁石の固定方法としてネジ締めを行うことが考
えられるが、このような場合には、磁石の一部にボルト
などを通すための孔明け加工やネジ切り加工を施すこと
が考えられる。しかし、このような加工によっては加工
時に局部的に応力集中が生じ易いため、割れ・クラック
が非常に入りやすい。このため、磁石組織の構成が適切
でない場合には、こうした加工ができないという問題が
あった。
【００１２】本発明は、以上の様な従来技術の欠点を解
決するものであり、鋳造・熱間加工法によって製造さ
れ、高い引っ張り強度と機械加工性に優れたＲ−Ｆｅ−
Ｂ系永久磁石を提供することを第一の目的としている。
また本発明は、さらに高い引っ張り強度を持つため高回
転モータ、あるいは大きな遠心力がかかるような用途に
使用することができ、かつ機械加工性に優れたＲ−Ｆｅ
−Ｂ系永久磁石を提供することを目的としている。さら
に本発明は、高い引っ張り強度と優れた機械加工性に加
えて、信頼性に優れる永久磁石を提供することを目的と
している。また、高い引っ張り強度と優れた機械加工性
に加えて、高保磁力を有する永久磁石を提供することを
目的としており、中でもＤｙを加えることにより、比較
的安価に高保磁力を有する永久磁石を提供することを目
的としている。さらに本発明は、製品形状に成形するた
めの二次加工工程において、局部応力集中が起こり易く
割れを生じ易い加工を施しても、割れ・欠けが生じない
永久磁石を提供することにある。また本発明は、孔明け
加工あるいはネジ切り加工が可能で、容易な固定や磁束
の微調整に適応する磁石を提供することを目的としてい
る。また本発明は、高い磁気特性を有する領域と機械加
工性に優れる領域とを兼ね備えた永久磁石の製造方法を
提供することにある。
決するものであり、鋳造・熱間加工法によって製造さ
れ、高い引っ張り強度と機械加工性に優れたＲ−Ｆｅ−
Ｂ系永久磁石を提供することを第一の目的としている。
また本発明は、さらに高い引っ張り強度を持つため高回
転モータ、あるいは大きな遠心力がかかるような用途に
使用することができ、かつ機械加工性に優れたＲ−Ｆｅ
−Ｂ系永久磁石を提供することを目的としている。さら
に本発明は、高い引っ張り強度と優れた機械加工性に加
えて、信頼性に優れる永久磁石を提供することを目的と
している。また、高い引っ張り強度と優れた機械加工性
に加えて、高保磁力を有する永久磁石を提供することを
目的としており、中でもＤｙを加えることにより、比較
的安価に高保磁力を有する永久磁石を提供することを目
的としている。さらに本発明は、製品形状に成形するた
めの二次加工工程において、局部応力集中が起こり易く
割れを生じ易い加工を施しても、割れ・欠けが生じない
永久磁石を提供することにある。また本発明は、孔明け
加工あるいはネジ切り加工が可能で、容易な固定や磁束
の微調整に適応する磁石を提供することを目的としてい
る。また本発明は、高い磁気特性を有する領域と機械加
工性に優れる領域とを兼ね備えた永久磁石の製造方法を
提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目標を達成するため
に、本発明の永久磁石においては、鋳造物を熱間加工し
た後に熱処理して製造され、Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄ
を主成分とする希土類元素），Ｆｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭ
はＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕの
うち少なくとも１種）を原料基本成分とし、構成相とし
てＲ−Ｍリッチ相を有し、該Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が
２〜１５％であることを特徴とする。
に、本発明の永久磁石においては、鋳造物を熱間加工し
た後に熱処理して製造され、Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄ
を主成分とする希土類元素），Ｆｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭ
はＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕの
うち少なくとも１種）を原料基本成分とし、構成相とし
てＲ−Ｍリッチ相を有し、該Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が
２〜１５％であることを特徴とする。
【００１４】また本発明の永久磁石は、鋳造物を熱間加
工した後に熱処理して製造され、Ｒ（ただしＲはＰｒ，
Ｎｄを主成分とする希土類元素），Ｆｅ，Ｂ，Ｍ（ただ
しＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａ
ｕのうち少なくとも１種）を原料基本成分とし、構成相
としてＲ−Ｍリッチ相を有し、該Ｒ−Ｍリッチ相の体積
率が５〜１５％であることを特徴とする。
工した後に熱処理して製造され、Ｒ（ただしＲはＰｒ，
Ｎｄを主成分とする希土類元素），Ｆｅ，Ｂ，Ｍ（ただ
しＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａ
ｕのうち少なくとも１種）を原料基本成分とし、構成相
としてＲ−Ｍリッチ相を有し、該Ｒ−Ｍリッチ相の体積
率が５〜１５％であることを特徴とする。
【００１５】また本発明の永久磁石は、前記Ｆｅのう
ち、原子比率で１〜２０％をＣｏ，Ｎｉ、Ｍｎの少なく
とも１種の元素で置換したことを特徴とする。
ち、原子比率で１〜２０％をＣｏ，Ｎｉ、Ｍｎの少なく
とも１種の元素で置換したことを特徴とする。
【００１６】また本発明の永久磁石は、前記Ｆｅのう
ち、１〜２０％をＣｏにより置換したことを特徴とす
る。
ち、１〜２０％をＣｏにより置換したことを特徴とす
る。
【００１７】また本発明の永久磁石は、前記Ｒのうち、
全Ｒ量に対する原子比率で４〜１０％がＤｙ、Ｔｂの少
なくとも１種であることを特徴とする。
全Ｒ量に対する原子比率で４〜１０％がＤｙ、Ｔｂの少
なくとも１種であることを特徴とする。
【００１８】また本発明の永久磁石は、前記Ｒのうち、
全Ｒ量に対する原子比率で４〜１０％がＤｙであること
を特徴とする。
全Ｒ量に対する原子比率で４〜１０％がＤｙであること
を特徴とする。
【００１９】また本発明の永久磁石は、Ｒ（ただしＲは
Ｐｒ,Ｎｄを主成分とする希土類元素），Ｆｅあるいは
一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも一種で置換したＦ
ｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓ
ｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１種）を原料基
本成分とし、鋳造物を熱間加工後熱処理し、さらに二次
加工により製品形状とされる永久磁石のうち、該二次加
工工程において孔明け加工あるいはネジ切り加工を施さ
れる部分におけるＲ−Ｍリッチ相の磁石組織中の体積率
が２〜１５％であることを特徴とする。
Ｐｒ,Ｎｄを主成分とする希土類元素），Ｆｅあるいは
一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも一種で置換したＦ
ｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓ
ｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１種）を原料基
本成分とし、鋳造物を熱間加工後熱処理し、さらに二次
加工により製品形状とされる永久磁石のうち、該二次加
工工程において孔明け加工あるいはネジ切り加工を施さ
れる部分におけるＲ−Ｍリッチ相の磁石組織中の体積率
が２〜１５％であることを特徴とする。
【００２０】また本発明の永久磁石は、Ｒ（ただしＲは
Ｐｒ,Ｎｄを主成分とする希土類元素），Ｆｅあるいは
一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも一種で置換したＦ
ｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓ
ｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１種）を原料基
本成分とし、鋳造物を熱間加工後熱処理し、さらに二次
加工により製品形状とされる永久磁石のうち、該二次加
工工程において孔明け加工あるいはネジ切り加工を施さ
れる部分におけるＲ−Ｍリッチ相の磁石組織中の体積率
が５〜１５％であることを特徴とする。
Ｐｒ,Ｎｄを主成分とする希土類元素），Ｆｅあるいは
一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも一種で置換したＦ
ｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓ
ｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１種）を原料基
本成分とし、鋳造物を熱間加工後熱処理し、さらに二次
加工により製品形状とされる永久磁石のうち、該二次加
工工程において孔明け加工あるいはネジ切り加工を施さ
れる部分におけるＲ−Ｍリッチ相の磁石組織中の体積率
が５〜１５％であることを特徴とする。
【００２１】また本発明の永久磁石の製造方法は、Ｒ
（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とする希土類元素），
Ｆｅあるいは一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも一種
で置換したＦｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１
種）を原料基本成分とし、鋳造物を熱間加工後熱処理す
る永久磁石の製造方法において、熱間加工工程において
該鋳造物の実質加工度が部分的に異なるような加工を施
し、さらに熱処理することによって、Ｒ−Ｍリッチ相の
体積率が異なる複数の領域から成り立つ磁石を形成する
ことを特徴とする。
（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とする希土類元素），
Ｆｅあるいは一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎの少なくとも一種
で置換したＦｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１
種）を原料基本成分とし、鋳造物を熱間加工後熱処理す
る永久磁石の製造方法において、熱間加工工程において
該鋳造物の実質加工度が部分的に異なるような加工を施
し、さらに熱処理することによって、Ｒ−Ｍリッチ相の
体積率が異なる複数の領域から成り立つ磁石を形成する
ことを特徴とする。
【００２２】また本発明の永久磁石の製造方法は、磁石
中においてＲ−Ｍリッチ相の体積率の多い領域における
Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が２〜１５％であることを特徴
とする。
中においてＲ−Ｍリッチ相の体積率の多い領域における
Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が２〜１５％であることを特徴
とする。
【００２３】また本発明の永久磁石の製造方法は、磁石
中においてＲ−Ｍリッチ相の体積率の多い領域における
Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が５〜１５％であることを特徴
とする。
中においてＲ−Ｍリッチ相の体積率の多い領域における
Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が５〜１５％であることを特徴
とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】鋳造物を熱間加工してＲ−Ｆｅ−
Ｂ系磁石を製造する方法においては、その製造プロセス
に粉末工程を含まないため、焼結磁石にて形成されるよ
うな空孔が全く見られない。また酸素濃度が少なく酸化
物相が少ない。このため空孔や酸化物などの欠陥を破壊
の起点とするような局所的な強度劣化は起こらず、本質
的に焼結磁石よりも高い強度が得られる。
Ｂ系磁石を製造する方法においては、その製造プロセス
に粉末工程を含まないため、焼結磁石にて形成されるよ
うな空孔が全く見られない。また酸素濃度が少なく酸化
物相が少ない。このため空孔や酸化物などの欠陥を破壊
の起点とするような局所的な強度劣化は起こらず、本質
的に焼結磁石よりも高い強度が得られる。
【００２５】ここで本発明の製造工程の概略について以
下に順を追って述べる。
下に順を追って述べる。
【００２６】本発明で記載の「鋳造物」としては、 原料メタルを不活性ガス雰囲気中で誘導加熱により溶
解してから溶湯を金型中へ注湯して作製した鋳造インゴ
ット 原料メタルをと同様に溶解して溶湯を得てから、こ
れを不活性ガス雰囲気中でガスアトマイズ法により噴霧
して作製したアトマイズ粉末などが挙げられる。
解してから溶湯を金型中へ注湯して作製した鋳造インゴ
ット 原料メタルをと同様に溶解して溶湯を得てから、こ
れを不活性ガス雰囲気中でガスアトマイズ法により噴霧
して作製したアトマイズ粉末などが挙げられる。
【００２７】次に熱間加工の方法について以下にいくつ
かを挙げる。
かを挙げる。
【００２８】熱間圧延法 特開平02-3904号公報などに開示されているように鋳造
インゴットを金属製カプセル中に封入して、その後熱間
圧延する製法である。ここで鋳造インゴットを金属製カ
プセルに封入するのは、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金が非常に酸
化しやすいことと、カプセルを用いない場合には液相
（低融点相）の流出が起こるため、圧延のような歪速度
の大きい加工は不可能であるためである。こうしてカプ
セル中に封入することにより大気中での圧延が可能とな
る。インゴット組織としては柱状晶が発達した組織とな
っていることが望ましく、圧延時の圧下方向は柱状晶の
発達方向に対して垂直となっていることが配向度を向上
させる点で好ましい。熱間加工工程においては磁石は固
相である2-14-1相と液相とが混在した状態になっている
が、この圧延法によればインゴットはカプセル中に封入
されたまま加工されるので、圧延による液相のしみ出し
は、後述するホットプレス法などに比べて非常に少な
い。熱間圧延法は熱間加工方法のうち最も量産性に優れ
る方法であると共に、焼結磁石では困難な大型の磁石を
容易に作製することが可能である。なお鋳造インゴット
の替わりにアトマイズ粉末を使用することもできる。
インゴットを金属製カプセル中に封入して、その後熱間
圧延する製法である。ここで鋳造インゴットを金属製カ
プセルに封入するのは、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系合金が非常に酸
化しやすいことと、カプセルを用いない場合には液相
（低融点相）の流出が起こるため、圧延のような歪速度
の大きい加工は不可能であるためである。こうしてカプ
セル中に封入することにより大気中での圧延が可能とな
る。インゴット組織としては柱状晶が発達した組織とな
っていることが望ましく、圧延時の圧下方向は柱状晶の
発達方向に対して垂直となっていることが配向度を向上
させる点で好ましい。熱間加工工程においては磁石は固
相である2-14-1相と液相とが混在した状態になっている
が、この圧延法によればインゴットはカプセル中に封入
されたまま加工されるので、圧延による液相のしみ出し
は、後述するホットプレス法などに比べて非常に少な
い。熱間圧延法は熱間加工方法のうち最も量産性に優れ
る方法であると共に、焼結磁石では困難な大型の磁石を
容易に作製することが可能である。なお鋳造インゴット
の替わりにアトマイズ粉末を使用することもできる。
【００２９】熱間押し出し法 熱間押出による製法も圧延と実質的にはほぼ同じであ
る。鋳造インゴットあるいはガスアトマイズ法により作
製されたアトマイズ粉末を金属製カプセル中に脱気・封
入し、その後高温にて熱間押出を行うが、形状自由度を
考えた場合、押出法を採用するときにはアトマイズ粉末
を使用する方が便利である。アトマイズ粉末を用いた熱
間加工法は特公平04-68361号公報に示されている。また
圧延法とは異なり、後方押出によれば、ラジアル配向し
たリング磁石を直接製造することも可能である。
る。鋳造インゴットあるいはガスアトマイズ法により作
製されたアトマイズ粉末を金属製カプセル中に脱気・封
入し、その後高温にて熱間押出を行うが、形状自由度を
考えた場合、押出法を採用するときにはアトマイズ粉末
を使用する方が便利である。アトマイズ粉末を用いた熱
間加工法は特公平04-68361号公報に示されている。また
圧延法とは異なり、後方押出によれば、ラジアル配向し
たリング磁石を直接製造することも可能である。
【００３０】ホットプレス法 鋳造インゴットからサンプルを切り出し、不活性ガス雰
囲気中で加熱しながら、ダイ（金型）によりホットプレ
スする。この時インゴットの組織では柱状晶の発達した
組織となっていることが望ましく、プレス方向は柱状晶
の発達方向と垂直とする事が配向度を向上させる点で好
ましい。ホットプレスではインゴットサンプルの周囲に
カプセルがなく歪速度も小さいため、プレスが進行する
と共に液相は周囲にシミ出す。そのため最終的な磁石組
成と磁石構成相の体積率はこのシミ出した量によって変
化することになる。この点は前述した熱間圧延法、ある
いは熱間押し出し法とは大きく異なっている。実際に磁
石を使用する場合には、このように周囲にシミだした液
相の凝固部分は2-14-1相結晶粒をほとんど含まないため
磁気特性も低く、かつ耐食性も悪いので、除去する。こ
の結果最終的に得られる磁石においては、液相の排出に
よって2-14-1相の濃縮が起こって、2-14-1相の体積率は
多くなる。このため圧延法に比べて高いエネルギー積が
得られる。
囲気中で加熱しながら、ダイ（金型）によりホットプレ
スする。この時インゴットの組織では柱状晶の発達した
組織となっていることが望ましく、プレス方向は柱状晶
の発達方向と垂直とする事が配向度を向上させる点で好
ましい。ホットプレスではインゴットサンプルの周囲に
カプセルがなく歪速度も小さいため、プレスが進行する
と共に液相は周囲にシミ出す。そのため最終的な磁石組
成と磁石構成相の体積率はこのシミ出した量によって変
化することになる。この点は前述した熱間圧延法、ある
いは熱間押し出し法とは大きく異なっている。実際に磁
石を使用する場合には、このように周囲にシミだした液
相の凝固部分は2-14-1相結晶粒をほとんど含まないため
磁気特性も低く、かつ耐食性も悪いので、除去する。こ
の結果最終的に得られる磁石においては、液相の排出に
よって2-14-1相の濃縮が起こって、2-14-1相の体積率は
多くなる。このため圧延法に比べて高いエネルギー積が
得られる。
【００３１】なお上記いずれの熱間加工法の場合も、そ
の加工温度は６００〜１１００℃とすることが望まし
い。なぜなら６００℃より低い温度では加工時の液相率
が低く、十分な異方性化の効果を得ることができず、１
１００℃より高い温度では主相であるＲ2Ｆｅ14Ｂ相の
粒径が急激に粗大化し、磁気特性の劣化を招くためであ
る。また圧延のような加工時の歪速度が大きい加工を行
う場合については、熱間加工中の十分な変形能を確保す
るために９００〜１１００℃の温度範囲で加工を行うこ
とがより好ましい。
の加工温度は６００〜１１００℃とすることが望まし
い。なぜなら６００℃より低い温度では加工時の液相率
が低く、十分な異方性化の効果を得ることができず、１
１００℃より高い温度では主相であるＲ2Ｆｅ14Ｂ相の
粒径が急激に粗大化し、磁気特性の劣化を招くためであ
る。また圧延のような加工時の歪速度が大きい加工を行
う場合については、熱間加工中の十分な変形能を確保す
るために９００〜１１００℃の温度範囲で加工を行うこ
とがより好ましい。
【００３２】熱間加工の方法としては以上のような製法
の他にも金属製カプセル中に鋳造物を封入してから熱間
鍛造する方法などもある。
の他にも金属製カプセル中に鋳造物を封入してから熱間
鍛造する方法などもある。
【００３３】熱間加工後には熱処理を施す。熱処理の条
件としてはまず800〜1100℃の温度領域で高温熱処理を
行った後、さらに400〜700℃の低温での熱処理を行う、
いわゆる二段熱処理を施すことが好ましい。一段目の高
温熱処理では2-14-1相への包晶反応の完了とαーＦｅの
拡散・消滅を促進させる。その後の二段目の熱処理にお
いてはＲ6ＴＭ14ーxＭxで表される相を主相粒間に晶出さ
せて高保磁力を得るものである。また本発明中のＲ−Ｍ
リッチ相もこの二段目の熱処理を経て最終的に形成され
るものである。
件としてはまず800〜1100℃の温度領域で高温熱処理を
行った後、さらに400〜700℃の低温での熱処理を行う、
いわゆる二段熱処理を施すことが好ましい。一段目の高
温熱処理では2-14-1相への包晶反応の完了とαーＦｅの
拡散・消滅を促進させる。その後の二段目の熱処理にお
いてはＲ6ＴＭ14ーxＭxで表される相を主相粒間に晶出さ
せて高保磁力を得るものである。また本発明中のＲ−Ｍ
リッチ相もこの二段目の熱処理を経て最終的に形成され
るものである。
【００３４】熱処理工程を経た後は磁石を所望の製品形
状とするために二次加工を施す。ここで「二次加工」と
表現しているのは、前工程である熱間加工工程と区別す
るためであり、あくまで製品形状への成形工程を指す。
二次加工工程は通常の機械加工を行うものであり、簡単
な切断による製品形状の切り出しや研削とともに、ネジ
あるいはボルトを通すための孔明けやネジ切りもこの工
程で行われる。
状とするために二次加工を施す。ここで「二次加工」と
表現しているのは、前工程である熱間加工工程と区別す
るためであり、あくまで製品形状への成形工程を指す。
二次加工工程は通常の機械加工を行うものであり、簡単
な切断による製品形状の切り出しや研削とともに、ネジ
あるいはボルトを通すための孔明けやネジ切りもこの工
程で行われる。
【００３５】つぎに磁石の構成相について述べる。本発
明の鋳造・熱間加工法によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石に
おいては、主相であるＲ2ＴＭ14Ｂ相（2-14-1相、但し
ＴＭはＦｅの他置換元素であるＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎなどの
他の遷移金属も含まれる略号）と粒界相として区別され
るその他の相が存在する。この粒界相のうち、高い磁気
特性、特に高保磁力を得るためには先述のＲ6ＴＭ14ーx
Ｍxで表される相が存在することが必要である。これは
特開平5-315119号公報などに開示されている通りであ
る。そしてこの相の他にＲ−Ｍリッチ相が存在する。こ
こでＲ−Ｍリッチ相と述べたが、この相は他の相と違っ
て相中におけるＦｅの含有量が非常に少なく、かつＢは
全く含まないか若しくは不純物程度にしか認められず、
そのほとんどがＲとＭからなる相である。具体的にはＦ
ｅ（またはＦｅとＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉの混合物）の含有量
は原子比率で１０％未満であって、残りがＲとＭからな
っている。ただしこのＲ−Ｍリッチ相のＲとＭの好まし
い原子比の範囲はＲ：Ｍでおよそ９５：５〜５０：５０
である。Ｒ：Ｍの原子比が９５：５よりもＲリッチな場
合には、耐食性の低下が顕著となり、また５０：５０よ
りもＭリッチの場合には熱間加工時の変形抵抗が大きく
なって割れが発生し易くなる。このＲ−Ｍリッチ相は延
性に富む相であり、引っ張り試験後の破断面はディンプ
ル状の延性破面を示す。
明の鋳造・熱間加工法によるＲ−Ｆｅ−Ｂ系永久磁石に
おいては、主相であるＲ2ＴＭ14Ｂ相（2-14-1相、但し
ＴＭはＦｅの他置換元素であるＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎなどの
他の遷移金属も含まれる略号）と粒界相として区別され
るその他の相が存在する。この粒界相のうち、高い磁気
特性、特に高保磁力を得るためには先述のＲ6ＴＭ14ーx
Ｍxで表される相が存在することが必要である。これは
特開平5-315119号公報などに開示されている通りであ
る。そしてこの相の他にＲ−Ｍリッチ相が存在する。こ
こでＲ−Ｍリッチ相と述べたが、この相は他の相と違っ
て相中におけるＦｅの含有量が非常に少なく、かつＢは
全く含まないか若しくは不純物程度にしか認められず、
そのほとんどがＲとＭからなる相である。具体的にはＦ
ｅ（またはＦｅとＭｎ，Ｃｏ，Ｎｉの混合物）の含有量
は原子比率で１０％未満であって、残りがＲとＭからな
っている。ただしこのＲ−Ｍリッチ相のＲとＭの好まし
い原子比の範囲はＲ：Ｍでおよそ９５：５〜５０：５０
である。Ｒ：Ｍの原子比が９５：５よりもＲリッチな場
合には、耐食性の低下が顕著となり、また５０：５０よ
りもＭリッチの場合には熱間加工時の変形抵抗が大きく
なって割れが発生し易くなる。このＲ−Ｍリッチ相は延
性に富む相であり、引っ張り試験後の破断面はディンプ
ル状の延性破面を示す。
【００３６】構成相は上記の通りであるが、これらの構
成相を実現させるための組成としては、特開平4-324906
号公報請求項１に示されるような組成範囲とする事が好
ましい。また歪速度の最も大きい圧延加工を行う場合に
は、特開平6-224016号公報請求項１に示されるような組
成域が好ましい。
成相を実現させるための組成としては、特開平4-324906
号公報請求項１に示されるような組成範囲とする事が好
ましい。また歪速度の最も大きい圧延加工を行う場合に
は、特開平6-224016号公報請求項１に示されるような組
成域が好ましい。
【００３７】次に本発明の構成・効果について主要な項
目の限定理由も含めて詳細に述べる。
目の限定理由も含めて詳細に述べる。
【００３８】先述したように、磁石構成相のうちＲ−Ｍ
リッチ相は延性的な挙動をしめし、このため磁石の引っ
張り強度を向上させる効果がある。しかしこのようなＲ
−Ｍリッチ相が存在していても、その体積率が少ない場
合は高い引っ張り強度を得ることは困難であり、またあ
まり多すぎると磁気特性が低下してしまう。なお本発明
における各相の体積率は、光学顕微鏡により撮影した組
織写真について画像処理を行い、その面積率を何点かの
ロットについて算出して、これを体積率としたものであ
る。こうして測定した面積率と体積率が基本的に等しい
との判断は、「計量形態学」（牧島他共訳、52〜55ペー
ジ、内田老鶴圃）に記述されている原理によるものであ
る。こうして測定したＲ−Ｍリッチ相の体積率が２％未
満の場合は、１０kgf/mm2以下の引っ張り強度しか得られ
ず、通常の焼結磁石と同等の値しか得られない。さらに
ネジ切り加工を行った場合にＲ−Ｍリッチ相の体積率が
２％未満では、ネジ山がチッピングしてかけてしまう率
が急激に高くなってしまうなど、機械加工性が劣化す
る。また体積率が１５％を越えた場合は高強度化の効果
はなくなる反面、磁気特性の低下を招いてしまう。具体
的には最大エネルギー積で２５ＭＧＯｅを確保できなく
なってしまう。
リッチ相は延性的な挙動をしめし、このため磁石の引っ
張り強度を向上させる効果がある。しかしこのようなＲ
−Ｍリッチ相が存在していても、その体積率が少ない場
合は高い引っ張り強度を得ることは困難であり、またあ
まり多すぎると磁気特性が低下してしまう。なお本発明
における各相の体積率は、光学顕微鏡により撮影した組
織写真について画像処理を行い、その面積率を何点かの
ロットについて算出して、これを体積率としたものであ
る。こうして測定した面積率と体積率が基本的に等しい
との判断は、「計量形態学」（牧島他共訳、52〜55ペー
ジ、内田老鶴圃）に記述されている原理によるものであ
る。こうして測定したＲ−Ｍリッチ相の体積率が２％未
満の場合は、１０kgf/mm2以下の引っ張り強度しか得られ
ず、通常の焼結磁石と同等の値しか得られない。さらに
ネジ切り加工を行った場合にＲ−Ｍリッチ相の体積率が
２％未満では、ネジ山がチッピングしてかけてしまう率
が急激に高くなってしまうなど、機械加工性が劣化す
る。また体積率が１５％を越えた場合は高強度化の効果
はなくなる反面、磁気特性の低下を招いてしまう。具体
的には最大エネルギー積で２５ＭＧＯｅを確保できなく
なってしまう。
【００３９】さらに好ましくは、Ｒ−Ｍリッチ相の体積
率を５〜１５％とすることが望ましい。５％以上のＲ−
Ｍリッチ相を有することにより、引っ張り強度は２５kg
f/mm2を越える値が得られる。２５kgf/mm2以上の引っ張
り強度が得られれば、たとえば超伝導フライホイールな
どの用途への展開が可能となる。超伝導フライホイール
とは、一種の電力貯蔵装置で、超伝導体と磁石との作用
により弾み車（フライホイール）を回転させて電力貯蔵
を行うものであり、一分間に数万回転の高速回転が必要
である。また重量も非常に重いため大きな遠心力がかか
ることになり、使用される磁石には２５kgf/mm2以上の強
度が要求される。また５％以上のＲ−Ｍリッチ相を有す
ることによりチッピングがほとんど見られなくなるた
め、非常に小さくかつ寸法精度の要求される用途に適す
る磁石を得ることができる。具体的にはウォッチ用のロ
ータ磁石などが挙げられる。ロータ磁石は５円玉形状を
しているが、その内周を加工する際に、通常のＲ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石ではその円周上に沿って主相結晶粒の欠落が
顕著になり、所望の寸法精度が得られなくなってしま
う。一方、本発明の磁石によればそのようなチッピング
は起こらず、寸法精度の高いロータ磁石が得られる。
率を５〜１５％とすることが望ましい。５％以上のＲ−
Ｍリッチ相を有することにより、引っ張り強度は２５kg
f/mm2を越える値が得られる。２５kgf/mm2以上の引っ張
り強度が得られれば、たとえば超伝導フライホイールな
どの用途への展開が可能となる。超伝導フライホイール
とは、一種の電力貯蔵装置で、超伝導体と磁石との作用
により弾み車（フライホイール）を回転させて電力貯蔵
を行うものであり、一分間に数万回転の高速回転が必要
である。また重量も非常に重いため大きな遠心力がかか
ることになり、使用される磁石には２５kgf/mm2以上の強
度が要求される。また５％以上のＲ−Ｍリッチ相を有す
ることによりチッピングがほとんど見られなくなるた
め、非常に小さくかつ寸法精度の要求される用途に適す
る磁石を得ることができる。具体的にはウォッチ用のロ
ータ磁石などが挙げられる。ロータ磁石は５円玉形状を
しているが、その内周を加工する際に、通常のＲ−Ｆｅ
−Ｂ系磁石ではその円周上に沿って主相結晶粒の欠落が
顕著になり、所望の寸法精度が得られなくなってしま
う。一方、本発明の磁石によればそのようなチッピング
は起こらず、寸法精度の高いロータ磁石が得られる。
【００４０】またＦｅの一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎにより
置換することにより、高い引っ張り強度と優れた機械加
工性に加えて、温度特性とくに磁束密度の温度係数に優
れる永久磁石を得ることができる。ただし原子比率でＦ
ｅの１％未満の置換では、添加による明かな効果は見ら
れず、一方原子比率でＦｅの２０％を越える置換量にお
いては保磁力の著しい低下を招くため好ましくない。ま
たこれら３種の元素の内最も効果のある元素はＣｏであ
り、Ｃｏのみで置換した場合でも効果が得られる。また
耐食性にも効果が見られる。
置換することにより、高い引っ張り強度と優れた機械加
工性に加えて、温度特性とくに磁束密度の温度係数に優
れる永久磁石を得ることができる。ただし原子比率でＦ
ｅの１％未満の置換では、添加による明かな効果は見ら
れず、一方原子比率でＦｅの２０％を越える置換量にお
いては保磁力の著しい低下を招くため好ましくない。ま
たこれら３種の元素の内最も効果のある元素はＣｏであ
り、Ｃｏのみで置換した場合でも効果が得られる。また
耐食性にも効果が見られる。
【００４１】さらに高保磁力を得るために、全Ｒ量に対
する原子比率で４〜１０％をＤｙ，Ｔｂの内の少なくと
も一種とする事が望ましい。４％以上の添加では２０kO
e 以上の保磁力を得ることができる。しかし全Ｒ量に対
する原子比率が１０％を越えると、鋳造組織における主
相結晶粒径の粗大化を招き、保磁力が逆に劣化してしま
うとともに、熱間加工時の配向も妨げられるため低い磁
気特性しか得られなくなる。またＤｙはＴｂより廉価で
あるが、同様の高保磁力化の効果を得ることができるた
め、Ｄｙのみを添加すれば比較的低コストで高保磁力の
磁石を得ることができる。
する原子比率で４〜１０％をＤｙ，Ｔｂの内の少なくと
も一種とする事が望ましい。４％以上の添加では２０kO
e 以上の保磁力を得ることができる。しかし全Ｒ量に対
する原子比率が１０％を越えると、鋳造組織における主
相結晶粒径の粗大化を招き、保磁力が逆に劣化してしま
うとともに、熱間加工時の配向も妨げられるため低い磁
気特性しか得られなくなる。またＤｙはＴｂより廉価で
あるが、同様の高保磁力化の効果を得ることができるた
め、Ｄｙのみを添加すれば比較的低コストで高保磁力の
磁石を得ることができる。
【００４２】また実際の磁石の使用時に磁石を固定する
方法としては、接着剤の使用や焼きばめによる嵌合部へ
の固定などが挙げられる。しかし用途によってはこれら
の固定方法がとれない場合がある。たとえば超大型モー
タ用の磁石を固定する場合や、環境上接着剤が使用でき
ない場合などである。こうした用途において磁石を固定
するには、磁石をネジ締めによって固定する方法が好ま
しい。さらに、ネジをつけることによって磁束発生部分
のギャップを調整し易くなるため、組立後の微調整が必
要なＭＲＩなどの用途ではネジつきの磁石を使用するこ
とが好ましい。このようなことから磁石に直接孔明け加
工やネジ切り加工が容易にできれば非常に有効である。
方法としては、接着剤の使用や焼きばめによる嵌合部へ
の固定などが挙げられる。しかし用途によってはこれら
の固定方法がとれない場合がある。たとえば超大型モー
タ用の磁石を固定する場合や、環境上接着剤が使用でき
ない場合などである。こうした用途において磁石を固定
するには、磁石をネジ締めによって固定する方法が好ま
しい。さらに、ネジをつけることによって磁束発生部分
のギャップを調整し易くなるため、組立後の微調整が必
要なＭＲＩなどの用途ではネジつきの磁石を使用するこ
とが好ましい。このようなことから磁石に直接孔明け加
工やネジ切り加工が容易にできれば非常に有効である。
【００４３】しかしこうした用途の場合、磁石全体とし
ての強度・機械加工性はそれほど必要でない場合も多く
ある。そこで孔明け加工やネジ切り加工あるいはさらい
加工を施す部分のみを機械加工性の良好な組織とすれば
十分である。これは、孔明け加工やネジ切り加工では加
工トルクが高くなると共に、孔の周上のエッジ部分やネ
ジ山など応力集中が起こり易く破壊しやすい部分が形成
されるが、そうした加工を行わない部分では割れ・欠け
の起こり易い部分はあまり無いためである。
ての強度・機械加工性はそれほど必要でない場合も多く
ある。そこで孔明け加工やネジ切り加工あるいはさらい
加工を施す部分のみを機械加工性の良好な組織とすれば
十分である。これは、孔明け加工やネジ切り加工では加
工トルクが高くなると共に、孔の周上のエッジ部分やネ
ジ山など応力集中が起こり易く破壊しやすい部分が形成
されるが、そうした加工を行わない部分では割れ・欠け
の起こり易い部分はあまり無いためである。
【００４４】すなわち孔明け加工やネジ切り加工を行う
部分においてのみ、適切なＲ−Ｍリッチ相の体積率を有
していれば十分である。なぜならばＲ−Ｍリッチ相は非
磁性相であり、磁石特性を考慮すると必要以上に存在す
るのは好ましくないので、上述のような加工を施す部分
以外ではＲ-Ｍリッチ相の体積率は少なくてよい。
部分においてのみ、適切なＲ−Ｍリッチ相の体積率を有
していれば十分である。なぜならばＲ−Ｍリッチ相は非
磁性相であり、磁石特性を考慮すると必要以上に存在す
るのは好ましくないので、上述のような加工を施す部分
以外ではＲ-Ｍリッチ相の体積率は少なくてよい。
【００４５】鋳造・熱間加工法によってＲ−Ｍリッチ相
の体積率が異なる複数の領域からなる磁石を作るには熱
間加工工程における液相の流動を利用する方法が考えら
れる。上述したように熱間加工時の磁石組織は、固相で
ある2-14-1相と液相で形成される。このため熱間加工時
に部分的に実質加工度が異なる加工を施した場合には、
高加工度の領域から低加工度の領域に液相が流動し易く
なる。
の体積率が異なる複数の領域からなる磁石を作るには熱
間加工工程における液相の流動を利用する方法が考えら
れる。上述したように熱間加工時の磁石組織は、固相で
ある2-14-1相と液相で形成される。このため熱間加工時
に部分的に実質加工度が異なる加工を施した場合には、
高加工度の領域から低加工度の領域に液相が流動し易く
なる。
【００４６】ここで本発明中の「実質加工度」とは、熱
間加工時の圧下方向を上下方向にとった時の加工後のサ
ンプル高さの最初のサンプル高さからの高さ減少率と見
ることができる。図１には、後述する実施例４における
ホットプレス前後でのサンプルの断面図を示したが、こ
の図で説明すると、加工する前のサンプルの高さから見
て加工後のサンプルのＡ位置とＢ位置では、Ａ位置の方
が高さの減少率が高く、すなわち実質加工度が高くなっ
ている。このため熱間加工した直後の磁石組織として
は、実質加工度が高かった部分では磁石組織中の主相体
積率が高く液相体積率が低くなり、逆に実質加工度が低
かった部分では主相体積率が低く液相体積率が高くな
る。Ｒ−Ｍリッチ相は熱処理することによって液相から
晶出する相であるため、熱間加工後熱処理した後の磁石
組織においては低加工度だった領域にＲ−Ｍリッチ相が
多く存在することになる。
間加工時の圧下方向を上下方向にとった時の加工後のサ
ンプル高さの最初のサンプル高さからの高さ減少率と見
ることができる。図１には、後述する実施例４における
ホットプレス前後でのサンプルの断面図を示したが、こ
の図で説明すると、加工する前のサンプルの高さから見
て加工後のサンプルのＡ位置とＢ位置では、Ａ位置の方
が高さの減少率が高く、すなわち実質加工度が高くなっ
ている。このため熱間加工した直後の磁石組織として
は、実質加工度が高かった部分では磁石組織中の主相体
積率が高く液相体積率が低くなり、逆に実質加工度が低
かった部分では主相体積率が低く液相体積率が高くな
る。Ｒ−Ｍリッチ相は熱処理することによって液相から
晶出する相であるため、熱間加工後熱処理した後の磁石
組織においては低加工度だった領域にＲ−Ｍリッチ相が
多く存在することになる。
【００４７】より具体的な製造方法としては次のような
方法が考えられる。
方法が考えられる。
【００４８】その一つは、ホットプレスする際に部分的
にプレス時の加工度が異なるようなプレスを行うことで
ある。より具体的には、すでに図１で示したように先端
が円弧状や半球状または凸形状の金型（ダイ）を使用し
てホットプレスを行う。こうすると金型の突出部分にお
いては高い加工度が得られるが、周辺部では実質加工度
が低くなる。また金型に傾斜をつけておく方法でも同様
の効果が得られる。このような製法によればホットプレ
ス時に液相の流動が周辺部へ優先的に起こるため、周辺
部のＲ−Ｍリッチ相の体積率は増す。これによって周辺
部の強度および機械加工性は向上すると共に、それ以外
の部分では主相体積率が増加することによって磁気特性
が向上する。
にプレス時の加工度が異なるようなプレスを行うことで
ある。より具体的には、すでに図１で示したように先端
が円弧状や半球状または凸形状の金型（ダイ）を使用し
てホットプレスを行う。こうすると金型の突出部分にお
いては高い加工度が得られるが、周辺部では実質加工度
が低くなる。また金型に傾斜をつけておく方法でも同様
の効果が得られる。このような製法によればホットプレ
ス時に液相の流動が周辺部へ優先的に起こるため、周辺
部のＲ−Ｍリッチ相の体積率は増す。これによって周辺
部の強度および機械加工性は向上すると共に、それ以外
の部分では主相体積率が増加することによって磁気特性
が向上する。
【００４９】熱間圧延法においても、圧延時に液相が選
択的に流動し易い機構を設ければ、部位によってＲ−Ｍ
リッチ相の体積率が変動するような磁石を作ることがで
きる。より具体的には、全圧延材に対して加工を行わ
ず、途中で圧延を停止してから冷却し、仕上がりの圧延
材の厚さが部分的に異なる圧延材を得る。このような方
法を取れば、仕上がり厚みの厚い部分においてＲ−Ｍリ
ッチ相の体積率が厚みの薄い部分の体積率よりも多くな
っているような材料を得ることができる。
択的に流動し易い機構を設ければ、部位によってＲ−Ｍ
リッチ相の体積率が変動するような磁石を作ることがで
きる。より具体的には、全圧延材に対して加工を行わ
ず、途中で圧延を停止してから冷却し、仕上がりの圧延
材の厚さが部分的に異なる圧延材を得る。このような方
法を取れば、仕上がり厚みの厚い部分においてＲ−Ｍリ
ッチ相の体積率が厚みの薄い部分の体積率よりも多くな
っているような材料を得ることができる。
【００５０】また、複数の製法を組み合わせることによ
っても同様の磁石を得ることができる。たとえば通常の
熱間圧延工程で作製した磁石圧延材から切り出したサン
プルを、ホットプレスによって実質加工度に差を付けた
加工を施す事によってもＲ−Ｍリッチ相の体積率が異な
る複数の領域からなる磁石を得ることができる。
っても同様の磁石を得ることができる。たとえば通常の
熱間圧延工程で作製した磁石圧延材から切り出したサン
プルを、ホットプレスによって実質加工度に差を付けた
加工を施す事によってもＲ−Ｍリッチ相の体積率が異な
る複数の領域からなる磁石を得ることができる。
【００５１】さらに具体的な本発明の内容を下記実施例
にて述べる。
にて述べる。
【００５２】（実施例１）表１に示す各組成の合金をＡ
ｒガス雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解し、水冷銅金型
中に鋳造して、厚さ２０ｍｍ×幅２００ｍｍ×高さ２０
０ｍｍの板状インゴットを各合金につき３枚づつ作製し
た。各インゴットにおいては鋳壁面からインゴットの厚
み方向中央部に向かって柱状晶の発達した鋳造組織とな
っていた。各インゴットの表面酸化膜を除去した後、３
枚のインゴットを重ねて厚さ６０ｍｍ（２０ｍｍ×３
枚）×幅２００ｍｍ×高さ２００ｍｍのインゴットブロ
ックとし、このインゴットブロックを低炭素鋼（ＳＳ４
１）製のカプセルに脱気し封入した。このカプセルを９
５０℃の大気炉中ににて加熱した後、圧延を行った。圧
延の際、鋳造組織における柱状晶の発達方向と垂直な方
向に圧下方向が一致するように加工を行った。圧延は全
６パスで行い、最終到達加工度をおよそ７５％（インゴ
ット高さ２００ｍｍ→約５０ｍｍ）とした。圧延後徐冷
したのち、カプセルから内部の磁石圧延材を取り出し
た。得られた磁石圧延材についてＡｒ雰囲気中にて１０
２５℃×２０ｈ＋５５０℃×４ｈの二段熱処理を施し
た。
ｒガス雰囲気中で高周波誘導炉にて溶解し、水冷銅金型
中に鋳造して、厚さ２０ｍｍ×幅２００ｍｍ×高さ２０
０ｍｍの板状インゴットを各合金につき３枚づつ作製し
た。各インゴットにおいては鋳壁面からインゴットの厚
み方向中央部に向かって柱状晶の発達した鋳造組織とな
っていた。各インゴットの表面酸化膜を除去した後、３
枚のインゴットを重ねて厚さ６０ｍｍ（２０ｍｍ×３
枚）×幅２００ｍｍ×高さ２００ｍｍのインゴットブロ
ックとし、このインゴットブロックを低炭素鋼（ＳＳ４
１）製のカプセルに脱気し封入した。このカプセルを９
５０℃の大気炉中ににて加熱した後、圧延を行った。圧
延の際、鋳造組織における柱状晶の発達方向と垂直な方
向に圧下方向が一致するように加工を行った。圧延は全
６パスで行い、最終到達加工度をおよそ７５％（インゴ
ット高さ２００ｍｍ→約５０ｍｍ）とした。圧延後徐冷
したのち、カプセルから内部の磁石圧延材を取り出し
た。得られた磁石圧延材についてＡｒ雰囲気中にて１０
２５℃×２０ｈ＋５５０℃×４ｈの二段熱処理を施し
た。
【００５３】熱処理後、各磁石圧延材から一辺約１０ｍ
ｍの立方体形状のサンプルを５〜１０個採取して鏡面研
磨した後に、各サンプルについて数カ所の位置での顕微
鏡像に関してコントラストの違いを利用して画像処理す
ることによってＲ−Ｍリッチ相の面積比率を求め、その
平均値を体積率とした。ただし、磁石圧延材の表面付近
は圧延時におけるＳＳ４１製カプセルとの融着や、液相
のしみ出しなどが見られ、不均一な組織となりやすいた
め、サンプルの採取位置からは除外した。こうして得ら
れたＲ−Ｍリッチ相体積率の測定結果を表１に併せて示
す。
ｍの立方体形状のサンプルを５〜１０個採取して鏡面研
磨した後に、各サンプルについて数カ所の位置での顕微
鏡像に関してコントラストの違いを利用して画像処理す
ることによってＲ−Ｍリッチ相の面積比率を求め、その
平均値を体積率とした。ただし、磁石圧延材の表面付近
は圧延時におけるＳＳ４１製カプセルとの融着や、液相
のしみ出しなどが見られ、不均一な組織となりやすいた
め、サンプルの採取位置からは除外した。こうして得ら
れたＲ−Ｍリッチ相体積率の測定結果を表１に併せて示
す。
【００５４】また同一の磁石圧延材から引っ張り試験片
を成形し、万能試験機により引っ張り試験を行なった。
このときの引っ張り応力方向は圧延方向と同方向とし
た。試験は各磁石圧延材につき５ロットの試験片につい
て行った。こうして得られた引っ張り強度とＲ−Ｍリッ
チ相の体積率との関係を図２に示す。
を成形し、万能試験機により引っ張り試験を行なった。
このときの引っ張り応力方向は圧延方向と同方向とし
た。試験は各磁石圧延材につき５ロットの試験片につい
て行った。こうして得られた引っ張り強度とＲ−Ｍリッ
チ相の体積率との関係を図２に示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】また同一の磁石圧延材からサンプルをそれ
ぞれ切り出し、直流自記磁束計により最大印加磁場２５
kOeとして磁気特性を測定した。得られた最大エネルギ
ー積（(BH)max ）の値とＲ−Ｍリッチ相の体積率の関係
を併せて図２に示す。
ぞれ切り出し、直流自記磁束計により最大印加磁場２５
kOeとして磁気特性を測定した。得られた最大エネルギ
ー積（(BH)max ）の値とＲ−Ｍリッチ相の体積率の関係
を併せて図２に示す。
【００５７】図から明らかなようにＲ−Ｍリッチ相の体
積率が２％以上のときに、１０kgf/mm2以上の引っ張り
強度が得られた。さらにＲ−Ｍリッチ相が５％以上では
２５kgf/mm2以上の引っ張り強度が得られた。一方、Ｒ
−Ｍリッチ相の体積率が１５％より多い場合には最大エ
ネルギー積は２５MGOeを下回る値となった。
積率が２％以上のときに、１０kgf/mm2以上の引っ張り
強度が得られた。さらにＲ−Ｍリッチ相が５％以上では
２５kgf/mm2以上の引っ張り強度が得られた。一方、Ｒ
−Ｍリッチ相の体積率が１５％より多い場合には最大エ
ネルギー積は２５MGOeを下回る値となった。
【００５８】さらに各磁石圧延材から、一辺３０ｍｍの
立方体ブロックを切り出し、そのブロックに対してＭ５
×０．８のネジ穴をネジきり加工して作製した。加工後
それぞれのサンプルについてネジ山に発生しているチッ
ピング（欠け）発生箇所を目視により調査した。その発
生数とＲ−Ｍリッチ相の体積率の関係を図３に示す。
立方体ブロックを切り出し、そのブロックに対してＭ５
×０．８のネジ穴をネジきり加工して作製した。加工後
それぞれのサンプルについてネジ山に発生しているチッ
ピング（欠け）発生箇所を目視により調査した。その発
生数とＲ−Ｍリッチ相の体積率の関係を図３に示す。
【００５９】図から明らかなようにＲ−Ｍリッチ相の体
積率が２％未満の場合には、チッピングの発生箇所が非
常に多い。これに対して５％以上の体積率では、チッピ
ングの発生率はほぼ０となり、優れた加工性を確保する
ことができた。
積率が２％未満の場合には、チッピングの発生箇所が非
常に多い。これに対して５％以上の体積率では、チッピ
ングの発生率はほぼ０となり、優れた加工性を確保する
ことができた。
【００６０】（実施例２）表２で示される各組成の合金
を実施例１と同様な方法で溶解・鋳造し、厚さ２０ｍｍ
×幅２００ｍｍ×高さ２００ｍｍの板状インゴットを各
合金につき３枚づつ作製した。さらに実施例１と同様な
方法で熱間圧延および熱処理を行った。
を実施例１と同様な方法で溶解・鋳造し、厚さ２０ｍｍ
×幅２００ｍｍ×高さ２００ｍｍの板状インゴットを各
合金につき３枚づつ作製した。さらに実施例１と同様な
方法で熱間圧延および熱処理を行った。
【００６１】
【表２】
【００６２】得られた磁石圧延材からサンプルを切り出
し、実施例１と同様な方法で画像処理によりＲ−Ｍリッ
チ相の体積率を測定した。また高温測定用の温度可変ユ
ニットを磁極部分に装着した直流自記磁束計により、１
００℃における減磁曲線を求めて、その結果から、室温
から１００℃の範囲でのＢｒの温度係数（α）を算出し
た。
し、実施例１と同様な方法で画像処理によりＲ−Ｍリッ
チ相の体積率を測定した。また高温測定用の温度可変ユ
ニットを磁極部分に装着した直流自記磁束計により、１
００℃における減磁曲線を求めて、その結果から、室温
から１００℃の範囲でのＢｒの温度係数（α）を算出し
た。
【００６３】これらの測定結果を表３に示す
【００６４】
【表３】
【００６５】表から明らかなように、Ｒ−Ｍリッチ相の
体積率が本発明の範囲にあると共に、Ｆｅに対するＣｏ
の置換量が１％以上である場合には、引っ張り強度が高
く、かつ温度特性に優れた磁石を得ることができた。一
方、Ｃｏの置換量がＦｅに対して２０％を越える場合に
は、保磁力が１０kOe未満の低い値しか得られなかっ
た。
体積率が本発明の範囲にあると共に、Ｆｅに対するＣｏ
の置換量が１％以上である場合には、引っ張り強度が高
く、かつ温度特性に優れた磁石を得ることができた。一
方、Ｃｏの置換量がＦｅに対して２０％を越える場合に
は、保磁力が１０kOe未満の低い値しか得られなかっ
た。
【００６６】（実施例３）表３で示される各組成の合金
を実施例１と同様な方法で溶解・鋳造し、厚さ２０ｍｍ
×幅２００ｍｍ×高さ２００ｍｍの板状インゴットを各
合金について３枚づつ作製した。さらに実施例１と同様
な方法で熱間圧延および熱処理を行った。得られた磁石
圧延材からサンプルを切り出し、実施例１と同様な方法
でＲ−Ｍリッチ相の体積率の測定、引っ張り試験、磁気
特性の評価を行った。測定の結果得られたＲ−Ｍリッチ
相の体積率、保磁力（ｉＨｃ）および引っ張り強度を表
３に併せて示す。
を実施例１と同様な方法で溶解・鋳造し、厚さ２０ｍｍ
×幅２００ｍｍ×高さ２００ｍｍの板状インゴットを各
合金について３枚づつ作製した。さらに実施例１と同様
な方法で熱間圧延および熱処理を行った。得られた磁石
圧延材からサンプルを切り出し、実施例１と同様な方法
でＲ−Ｍリッチ相の体積率の測定、引っ張り試験、磁気
特性の評価を行った。測定の結果得られたＲ−Ｍリッチ
相の体積率、保磁力（ｉＨｃ）および引っ張り強度を表
３に併せて示す。
【００６７】
【表４】
【００６８】
【表５】
【００６９】表から明らかなように、ＤｙまたはＤｙと
Ｔｂの合計が全Ｒ量に対する原子比で４％〜１０％の範
囲にあり、かつＲ−Ｍリッチ相の体積率が本発明の範囲
にあれば、２０kOe以上の高保磁力と高い引っ張り強度
を有する磁石を得ることができる。
Ｔｂの合計が全Ｒ量に対する原子比で４％〜１０％の範
囲にあり、かつＲ−Ｍリッチ相の体積率が本発明の範囲
にあれば、２０kOe以上の高保磁力と高い引っ張り強度
を有する磁石を得ることができる。
【００７０】（実施例４）Pr17.2Fe76.1B5.5Ga1.2なる
組成の合金を高周波誘導溶解炉にて溶解してから水冷銅
金型中に鋳造して直径２５ｍｍ×高さ６０ｍｍの円柱状
のインゴットを作製した。鋳造組織は柱状晶組織が鋳壁
面からインゴットの中心に向かって放射状に発達した組
織となっていた。このインゴットから高さ３０ｍｍのサ
ンプルを切り出し、Ａｒガス雰囲気中１０００℃でホッ
トプレスを施した。プレス時の圧下方向は柱状晶組織発
達方向に垂直な方向（高さが減少する方向）とした。こ
の時のプレス挙動の概観図を図４に示す。図に示されて
いるように、プレスの際の上部ダイ（金型）の形状は、
先端が球面状となっているものを使用した。ダイ先端の
半径（アール）は４０ｍｍとした。ホットプレスは歪速
度約１０-3ｓ-1で、ダイの中心の直下にあたるサンプル
部分の実質加工度が８５％となるまで連続的にプレスを
行った。
組成の合金を高周波誘導溶解炉にて溶解してから水冷銅
金型中に鋳造して直径２５ｍｍ×高さ６０ｍｍの円柱状
のインゴットを作製した。鋳造組織は柱状晶組織が鋳壁
面からインゴットの中心に向かって放射状に発達した組
織となっていた。このインゴットから高さ３０ｍｍのサ
ンプルを切り出し、Ａｒガス雰囲気中１０００℃でホッ
トプレスを施した。プレス時の圧下方向は柱状晶組織発
達方向に垂直な方向（高さが減少する方向）とした。こ
の時のプレス挙動の概観図を図４に示す。図に示されて
いるように、プレスの際の上部ダイ（金型）の形状は、
先端が球面状となっているものを使用した。ダイ先端の
半径（アール）は４０ｍｍとした。ホットプレスは歪速
度約１０-3ｓ-1で、ダイの中心の直下にあたるサンプル
部分の実質加工度が８５％となるまで連続的にプレスを
行った。
【００７１】こうして作製されたホットプレス材のプレ
ス直後に得られる組織の模式図を図５に示す。ダイにア
ールがついているために、インゴットサンプルの中心部
に比べて、外周部の方が実質的にプレスによる加工度が
低くなっている。このためプレス中に、液相は実質加工
度の高い中心部分から実質加工度の低い周辺部分へ流動
し易くなり、図５に示すように中心部では液相の体積率
は低く、周辺部では液相の体積率が多い組織となってい
た。さらに最外周部は過剰な液相がシミ出すため、主相
結晶粒がほとんど存在せず、液相のみからなる部分が存
在している。最外周部の主相結晶粒をほとんど含まない
低融点相のみの部分を除去した後、ホットプレス材をＡ
ｒ雰囲気中で１０２５℃×２０ｈ＋５００℃×２ｈの二
段熱処理を施し、磁石材を得た。このようにして得られ
た磁石材をＡ材（本発明）とする。
ス直後に得られる組織の模式図を図５に示す。ダイにア
ールがついているために、インゴットサンプルの中心部
に比べて、外周部の方が実質的にプレスによる加工度が
低くなっている。このためプレス中に、液相は実質加工
度の高い中心部分から実質加工度の低い周辺部分へ流動
し易くなり、図５に示すように中心部では液相の体積率
は低く、周辺部では液相の体積率が多い組織となってい
た。さらに最外周部は過剰な液相がシミ出すため、主相
結晶粒がほとんど存在せず、液相のみからなる部分が存
在している。最外周部の主相結晶粒をほとんど含まない
低融点相のみの部分を除去した後、ホットプレス材をＡ
ｒ雰囲気中で１０２５℃×２０ｈ＋５００℃×２ｈの二
段熱処理を施し、磁石材を得た。このようにして得られ
た磁石材をＡ材（本発明）とする。
【００７２】また同条件で作製したインゴットから、同
形状のサンプルを切り出し、先端が平面のダイ（金型）
によってホットプレスを行った。ホットプレスはＡｒガ
ス雰囲気中１０００℃で総加工度が８５％のプレスを行
った。この時のプレス挙動の概観図を図６に示す。また
得られたホットプレス材のプレス直後の組織の模式図を
図７に示す。最外周部には、Ａ材と同様に、過剰な液相
がシミだして主相結晶粒がほとんど存在しない部分が見
られた。一方、他の部分では先端が平面のダイを使用し
ているためにサンプルの実質加工度の部分的な差異はＡ
材に比べて非常に小さく、このため液相の体積率もほぼ
均一となっている。こうして作製したサンプルにＡｒガ
ス雰囲気中で１０２５℃×２０ｈ＋５００℃×２ｈの二
段熱処理を施した。このようにして得られた磁石材をＢ
材（比較例）とする。
形状のサンプルを切り出し、先端が平面のダイ（金型）
によってホットプレスを行った。ホットプレスはＡｒガ
ス雰囲気中１０００℃で総加工度が８５％のプレスを行
った。この時のプレス挙動の概観図を図６に示す。また
得られたホットプレス材のプレス直後の組織の模式図を
図７に示す。最外周部には、Ａ材と同様に、過剰な液相
がシミだして主相結晶粒がほとんど存在しない部分が見
られた。一方、他の部分では先端が平面のダイを使用し
ているためにサンプルの実質加工度の部分的な差異はＡ
材に比べて非常に小さく、このため液相の体積率もほぼ
均一となっている。こうして作製したサンプルにＡｒガ
ス雰囲気中で１０２５℃×２０ｈ＋５００℃×２ｈの二
段熱処理を施した。このようにして得られた磁石材をＢ
材（比較例）とする。
【００７３】Ａ材、Ｂ材のそれぞれから切断・研削によ
り、厚み４ｍｍで直径が２０ｍｍの円盤状サンプルを作
製した。これらのサンプルについて、円の中心を通ると
共に、面法線方向がプレス方向と垂直となるような断面
を切り出し、鏡面研磨を行った。この断面上で１ｍｍ間
隔の各位置について、金属組織を画像処理した結果か
ら、それぞれの位置におけるＲ−Ｍリッチ相の体積率を
測定した。その結果得られた観察位置とＲ−Ｍリッチ相
の体積率との関係を図８に示す。なお図の横軸の観察位
置はサンプルの中心部を原点（０）とし、そこから外周
に向かって１ｍｍ間隔で観察したものである。
り、厚み４ｍｍで直径が２０ｍｍの円盤状サンプルを作
製した。これらのサンプルについて、円の中心を通ると
共に、面法線方向がプレス方向と垂直となるような断面
を切り出し、鏡面研磨を行った。この断面上で１ｍｍ間
隔の各位置について、金属組織を画像処理した結果か
ら、それぞれの位置におけるＲ−Ｍリッチ相の体積率を
測定した。その結果得られた観察位置とＲ−Ｍリッチ相
の体積率との関係を図８に示す。なお図の横軸の観察位
置はサンプルの中心部を原点（０）とし、そこから外周
に向かって１ｍｍ間隔で観察したものである。
【００７４】比較例であるＢ材ではサンプルの中心から
外周にかけてのすべての部分でＲ−Ｍリッチ相の体積率
が２％未満となっている。一方、本発明によるＡ材で、
は中心付近のＲ−Ｍリッチ相の体積率は比較例のＡ材と
同様に２％未満でかつＢ材よりも低い体積率となってい
た。逆にＡ材では外周にいくに従ってＲ−Ｍリッチ相の
体積率は多くなっており、中心より５ｍｍ以上の外周部
においては２％以上のＲ−Ｍリッチ相が存在していた。
外周にかけてのすべての部分でＲ−Ｍリッチ相の体積率
が２％未満となっている。一方、本発明によるＡ材で、
は中心付近のＲ−Ｍリッチ相の体積率は比較例のＡ材と
同様に２％未満でかつＢ材よりも低い体積率となってい
た。逆にＡ材では外周にいくに従ってＲ−Ｍリッチ相の
体積率は多くなっており、中心より５ｍｍ以上の外周部
においては２％以上のＲ−Ｍリッチ相が存在していた。
【００７５】次にＡ，Ｂ両材について、その中心部と外
周部にいずれも直径３ｍｍの孔明け加工を超硬ドリルに
よっておこなった。具体的には孔の中心を円の中心位置
と一致させて作製した孔を中心部の孔とし、円の中心か
ら約７ｍｍのところに開けた孔を外周部の孔とした。こ
のような加工を行った際のそれぞれの部分での加工状況
を表６に示す。
周部にいずれも直径３ｍｍの孔明け加工を超硬ドリルに
よっておこなった。具体的には孔の中心を円の中心位置
と一致させて作製した孔を中心部の孔とし、円の中心か
ら約７ｍｍのところに開けた孔を外周部の孔とした。こ
のような加工を行った際のそれぞれの部分での加工状況
を表６に示す。
【００７６】
【表６】
【００７７】表から明らかなようにＲ−Ｍリッチ相の体
積率が中心部、外周部ともに少ないＢ材についてはどち
らの部分も孔明け加工は困難で、孔の周囲から割れが発
生した。これに対してＡ材では、中心部を加工した場合
にはＢ材と同様に割れが発生したが、Ｒ−Ｍリッチ相の
体積率が多い外周部においては割れも欠けも発生せず、
良好な加工ができた。
積率が中心部、外周部ともに少ないＢ材についてはどち
らの部分も孔明け加工は困難で、孔の周囲から割れが発
生した。これに対してＡ材では、中心部を加工した場合
にはＢ材と同様に割れが発生したが、Ｒ−Ｍリッチ相の
体積率が多い外周部においては割れも欠けも発生せず、
良好な加工ができた。
【００７８】さらにＡ材の中心部と外周部から、それぞ
れサンプルを切り出してＶＳＭにより磁気特性を測定し
た。なお測定に際しては反磁場補正を行った。その結果
中心部のサンプルでは３８ＭＧＯｅ、外周部のサンプル
では２９ＭＧＯｅの値が得られた。すなわち本発明によ
れば、内部と外周部でＲ−Ｍリッチ相の体積率が異なっ
ている材料を提供することができ、加工を施し易い部分
を外周部に持つと共に、中心部では磁気特性の高い材料
が得られた。
れサンプルを切り出してＶＳＭにより磁気特性を測定し
た。なお測定に際しては反磁場補正を行った。その結果
中心部のサンプルでは３８ＭＧＯｅ、外周部のサンプル
では２９ＭＧＯｅの値が得られた。すなわち本発明によ
れば、内部と外周部でＲ−Ｍリッチ相の体積率が異なっ
ている材料を提供することができ、加工を施し易い部分
を外周部に持つと共に、中心部では磁気特性の高い材料
が得られた。
【００７９】
【発明の効果】叙上の如く本発明のようにＲ，Ｆｅ，
Ｂ，Ｍを原料基本成分とし、構成相としてＲ−Ｍリッチ
相を持ち、かつその体積率が適正な範囲にあれば、高い
引っ張り強度を持つと共に、機械加工性に優れる磁石を
得ることができる。またネジ切り加工や孔明け加工を施
しても割れ・欠けを生じないため、従来に比べて非常に
容易な磁石の固定方法を採用することが可能となる。さ
らに熱間加工時に実質加工度に部分的な差をつけるよう
な加工を行う方法を採用することにより、高い磁気特性
を実現しながら機械加工性の良好な領域を具備した磁石
を提供する事ができる。
Ｂ，Ｍを原料基本成分とし、構成相としてＲ−Ｍリッチ
相を持ち、かつその体積率が適正な範囲にあれば、高い
引っ張り強度を持つと共に、機械加工性に優れる磁石を
得ることができる。またネジ切り加工や孔明け加工を施
しても割れ・欠けを生じないため、従来に比べて非常に
容易な磁石の固定方法を採用することが可能となる。さ
らに熱間加工時に実質加工度に部分的な差をつけるよう
な加工を行う方法を採用することにより、高い磁気特性
を実現しながら機械加工性の良好な領域を具備した磁石
を提供する事ができる。
【図１】 本発明の実質加工度の概念を示す概略図。 （ａ）ホットプレス前のインゴットサンプルの断面図。 （ｂ）ホットプレス後のサンプル断面図。
【図２】 Ｒ−Ｍリッチ相体積率と最大エネルギー積、
引っ張り強度の関係図。
引っ張り強度の関係図。
【図３】 Ｒ−Ｍリッチ相体積率と欠け発生数の関係
図。
図。
【図４】 本発明のホットプレス挙動を示す概略図。 （ａ）ホットプレス前の概略図。 （ｂ）ホットプレス直後の概略図。
【図５】 本発明のホットプレス直後の金属組織を表す
概略図。
概略図。
【図６】 従来例のホットプレス挙動を示す概略図。 （ａ）ホットプレス前の概略図。 （ｂ）ホットプレス直後の概略図。
【図７】 従来例のホットプレス直後の金属組織を表す
概略図。
概略図。
【図８】 本発明のＡ材におけるサンプル観察位置とＲ
−Ｍリッチ相体積率の関係図。
−Ｍリッチ相体積率の関係図。
１、２、７ 磁石サンプル ３、８ 上部ダイ（金型） ４、９ 下部ダイ（金型） ５、１０ 主相（2-14-1相）結晶粒 ６、１１ 液相
Claims (11)
- 【請求項１】 鋳造物を熱間加工した後に熱処理して製
造され、Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とする希土
類元素），Ｆｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１
種）を原料基本成分とし、構成相としてＲ−Ｍリッチ相
を有し、該Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が２〜１５％である
ことを特徴とする永久磁石。 - 【請求項２】 鋳造物を熱間加工した後に熱処理して製
造され、Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とする希土
類元素），Ｆｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭはＣｕ，Ｇａ，Ｓ
ｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのうち少なくとも１
種）を原料基本成分とし、構成相としてＲ−Ｍリッチ相
を有し、該Ｒ−Ｍリッチ相の体積率が５〜１５％である
ことを特徴とする永久磁石。 - 【請求項３】 前記Ｆｅのうち、原子比率で１〜２０％
をＣｏ，Ｎｉ、Ｍｎの少なくとも１種の元素で置換した
ことを特徴とする請求項１ないし２いずれか１項に記載
の永久磁石。 - 【請求項４】 前記Ｆｅのうち、原子比率で１〜２０％
をＣｏにより置換したことを特徴とする請求項１ないし
２いずれか１項に記載の永久磁石。 - 【請求項５】 前記Ｒのうち、全Ｒ量に対する原子比率
で４〜１０％がＤｙ、Ｔｂの少なくとも１種であること
を特徴とする請求項１ないし４いずれか１項に記載の永
久磁石。 - 【請求項６】 前記Ｒのうち、全Ｒ量に対する原子比率
で４〜１０％がＤｙであることを特徴とする請求項１な
いし４いずれか１項に記載の永久磁石。 - 【請求項７】 Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とす
る希土類元素），Ｆｅあるいは一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎ
の少なくとも一種で置換したＦｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭは
Ｃｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのう
ち少なくとも１種）を原料基本成分とし、鋳造物を熱間
加工後熱処理し、さらに二次加工により製品形状とされ
る永久磁石のうち、該二次加工工程において孔明け加工
あるいはネジ切り加工を施される部分におけるＲ−Ｍリ
ッチ相の磁石組織中の体積率が２〜１５％であることを
特徴とする永久磁石。 - 【請求項８】 Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とす
る希土類元素），Ｆｅあるいは一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎ
の少なくとも一種で置換したＦｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭは
Ｃｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのう
ち少なくとも１種）を原料基本成分とし、鋳造物を熱間
加工後熱処理し、さらに二次加工により製品形状とされ
る永久磁石のうち、該二次加工工程において孔明け加工
あるいはネジ切り加工を施される部分におけるＲ−Ｍリ
ッチ相の磁石組織中の体積率が５〜１５％であることを
特徴とする永久磁石。 - 【請求項９】 Ｒ（ただしＲはＰｒ,Ｎｄを主成分とす
る希土類元素），Ｆｅあるいは一部をＣｏ，Ｎｉ，Ｍｎ
の少なくとも一種で置換したＦｅ，Ｂ，Ｍ（ただしＭは
Ｃｕ，Ｇａ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｓｎ，Ｉｎ，Ａｇ，Ａｕのう
ち少なくとも１種）を原料基本成分とし、鋳造物を熱間
加工後熱処理する永久磁石の製造方法において、熱間加
工工程において該鋳造物の実質加工度が部分的に異なる
ような加工を施し、さらに熱処理することによって、Ｒ
−Ｍリッチ相の体積率が異なる複数の領域から成り立つ
磁石を形成することを特徴とする永久磁石の製造方法。 - 【請求項１０】 磁石中においてＲ−Ｍリッチ相の体積
率の多い領域におけるＲ−Ｍリッチ相の体積率が２〜１
５％であることを特徴とする請求項１１記載の永久磁石
の製造方法。 - 【請求項１１】 磁石中においてＲ−Ｍリッチ相の体積
率の多い領域におけるＲ−Ｍリッチ相の体積率が５〜１
５％であることを特徴とする請求項１１記載の永久磁石
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053294A JPH09246026A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 永久磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8053294A JPH09246026A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 永久磁石およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09246026A true JPH09246026A (ja) | 1997-09-19 |
Family
ID=12938715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8053294A Pending JPH09246026A (ja) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | 永久磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09246026A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394992B1 (ko) * | 2001-04-02 | 2003-08-19 | 한국과학기술연구원 | NdFeB계 소결자석의 제조 방법 |
| JP2007089244A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性多極磁石の製造方法 |
| JP2011035001A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-17 | Ulvac Japan Ltd | 永久磁石の製造方法 |
| CN103268798A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-08-28 | 宁波金科磁业有限公司 | 二氧化碳保护成型的烧结钕铁硼永磁材料的制备方法 |
-
1996
- 1996-03-11 JP JP8053294A patent/JPH09246026A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394992B1 (ko) * | 2001-04-02 | 2003-08-19 | 한국과학기술연구원 | NdFeB계 소결자석의 제조 방법 |
| JP2007089244A (ja) * | 2005-09-20 | 2007-04-05 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ラジアル磁気異方性多極磁石の製造方法 |
| JP2011035001A (ja) * | 2009-07-29 | 2011-02-17 | Ulvac Japan Ltd | 永久磁石の製造方法 |
| CN103268798A (zh) * | 2013-06-03 | 2013-08-28 | 宁波金科磁业有限公司 | 二氧化碳保护成型的烧结钕铁硼永磁材料的制备方法 |
| CN103268798B (zh) * | 2013-06-03 | 2015-10-14 | 宁波金科磁业有限公司 | 二氧化碳保护成型的烧结钕铁硼永磁材料的制备方法 |
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