JPH09320824A - 稀土類−鉄−ボロン系磁石および磁石合金粉末 - Google Patents
稀土類−鉄−ボロン系磁石および磁石合金粉末Info
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Abstract
鉄−ボロン磁石系の磁石合金の粉末を使用し、これをバ
インダーで結合したボンド磁石およびホットプレスによ
り成形した熱間成形磁石において、稀土類の量を低減す
ることにより保磁力を引き下げて着磁を容易にするとと
もに残留磁束密度を高めた場合に、従来は避けられなか
った温度特性の低下を防いで、高温試験による不可逆減
磁率が実用上支障ないレベルまで小さくなった磁石を提
供する。 【解決手段】 RwFe100-w-x-y-zCoxByMz〔Rは
Yを含めた稀土類元素の1種または2種以上からえらん
だ金属、MはTi,V,Cr,Zr,Nb,Mo,H
f,TaおよびWからえらんだ1種または2種以上の金
属、w=2〜12、x=0〜10、y=3〜9、z≦5
とくに1〜4〕の合金組成の磁石合金を使用し、溶湯急
冷法により磁石粉末を得、常法に従ってボンド磁石にす
るか、または熱間成形磁石にする。
Description
石に関し、詳しくは、磁石合金の粉末と、それを樹脂バ
インダーにより結合し着磁してなるボンド磁石、および
ホットプレスにより成形し着磁してなる熱間成形磁石に
関する。
Fe14Bを主相にもつ、いわゆる「ネオジ−鉄−ボロン
系」磁石合金の粉末を、樹脂バインダーを用いて成形し
着磁したボンド磁石や、ホットプレスにより成形し着磁
した熱間成形磁石は、比較的高い磁気特性と成形の容易
さとがあわせて得られるという利点があり、各種OA機
器類のスピンドルモータやステッピングモータの部品を
はじめとし、広く使用されている。
着磁に大きなエネルギーを必要とする。 これは、大が
かりな装置と大電力を要することを意味し、大量生産に
とって不利である。 小さな磁石で多極に着磁したい場
合などは、着磁ヨークの構造上の理由から、飽和磁化に
至るまでの完全な着磁ができないことが多い。 着磁を
フルに、つまり飽和磁化に至るまで行なえなければ、磁
石が本来もっている性能を十分に引き出せないで終るこ
とになる。 一方、この種の磁石を使用しているモータ
のトルクは、磁石表面の磁束の大小に依存している。
したがって、これのモータの性能を向上させるために
は、磁石の残留磁束密度Brを大きくする必要がある。
ボロン系磁石の保磁力を引き下げて、着磁を容易にする
ことが試みられている。 保磁力を下げるにはNd量を
低くすればよいことがわかっており、Nd量の低減は同
時に、残留磁束密度の増加にも役立つ。 しかし、Nd
量を減少させると磁石の温度特性が悪くなり、高温にさ
らされたときの不可逆減磁の度合が耐えられない程度に
達する。
ジ−鉄−ボロン系磁石を代表とする稀土類−鉄−ボロン
系磁石合金粉末を使用したボンド磁石および熱間成形磁
石において、着磁を容易にするよう保磁力iHcを低く
し、かつ磁石表面の磁束を増すよう残留磁束密度Brを
大きくした成分系の磁石であって、その温度特性の悪化
を抑制したものを提供することにある。 そのような磁
石を製造するための磁石合金粉末を提供することも、も
ちろん本発明に包含される。
ロン系磁石合金粉末は、下式であらわされる合金組成 RwFe100-w-x-y-zCoxByMz 〔ただし、RはYを含む稀土類元素からえらんだ1種ま
たは2種以上の金属、MはTi,V,Cr,Zr,N
b,Mo,Hf,TaおよびWからえらんだ1種または
2種以上の金属であり、w=2〜12,x=0〜10,
y=3〜9,z≦5〕をもつ磁石合金の急冷薄帯を粉砕
してなる。
い。 すなわち、R´をNd以外の稀土類元素とすると
き、Rw=(NduR´v)wにおいて、u=1.0〜0.
7,v=0〜0.3となる組み合わせである。
びTaからえらんだ1種または2種以上であり、w=5
〜10,x=0,y=5〜7,z=1〜4であるものが
好ましい。
記の磁石合金の粉末を樹脂バインダーにより結合し着磁
してなるボンド磁石、またはホットプレスにより成形し
着磁してなる熱間成形磁石である。
た理由を、以下に述べる。
上で、wの値2は最少限必要であり、一方、12はこの
種磁石合金に代表的な値である。 wの値を小さくする
と残留磁束密度Brは大きくなるが、保磁力iHcが低
下するため、最大エネルギー積[BH]max は減少す
る。 必要とする磁気特性のバランスを考え、2〜12
の範囲でwの値を定める。 通常、5〜10の範囲、と
くに6〜8の範囲が好適である。
置換によりNd2(Fe,Co)14B相のキュリー温度が上昇
し、その結果、可逆温度係数等の温度特性が改善される
という利益が得られるが、一方で残留磁束Brが低下す
るという不利益もあるので、所望によりx≦10の範囲
で添加する。
あることを要する。一方、yの値を増すと保磁力が高く
なり着磁性が低下することから、9を上限とする。
Hf,TaおよびW):z≦5 これらの金属は、適量を添加することにより、Nd量を
低くして保磁力を下げた磁石合金の温度特性を改善し、
不可逆減磁率を顕著に減少させる効果がある。添加量
は、Nd量を低くするほど、つまり保磁力の低下を大き
く得ようとするほど、増大させる必要がある。 ただ
し、その効果はz=5でほぼ飽和し、過度に添加量を増
すと、かえって保磁力が回復してしまう。 これらの金
属は磁気特性にとってはあまりプラスにならず、多量に
添加すれば、当然に最大エネルギー積〔BH〕max が低
下する。 これらの理由で、zは5を上限とする。 通
常、2〜4の範囲で温度特性の十分な改善が期待でき
る。
の磁石合金の合金設計は、まず所望する残留磁束密度B
r、保磁力iHcおよび最大エネルギー積〔BH〕max
で代表される磁石性能とのバランスから稀土類元素の量
を定め、その量の稀土類を含む磁石合金の温度特性をど
の程度改善すべきか、具体的には不可逆減磁率をどの程
度に抑えるべきかに従って、添加金属Mの種類および添
加量を選択し、その組成におけるiHcおよび〔BH〕
maxを確認する、という手順に従うのがよい。
金粉末の製造、および得られた磁石合金粉末を使用し
て、樹脂バインダーによるボンド磁石またはホットプレ
スによる熱間成形磁石の製造は、既知の技術に従って行
なえばよい。
ロン系磁石合金4種を溶製し、溶湯急冷法でリボンとし
たものを粉砕し、30μm以下の粉末を集めた。 この
粉末に2重量%のエポキシ樹脂を添加し、プレス成形し
て直径10mm×高さ7mmの丈の低い円柱状体(パーミア
ンス係数Pc=2)とした。 それぞれの保磁力iH
c、最大エネルギー積[BH]max および温度特性を測
定した。 その結果を、あわせて表1に記す。 温度特
性は、120℃のオーブンで1時間加熱したときの加熱
前後の磁束の変化を測定し、不可逆減磁率として算出し
た。
土類−鉄−ボロン系磁石合金3種を溶製し、溶湯急冷法
でリボンとしたものを粉砕し、100μm以下の粉末を
集めた。 この粉末に0.5重量%の樟脳を添加し、室
温でプレス成形した。 得られた成形体を真空中で15
0℃に加熱して脱バインダーを行なった後、700℃で
ホットプレスして、参照例1と同じ直径10mm×高さ7
mmの丈の低い円柱状体とした。 それぞれの最大磁束密
度Br、保磁力iHc、最大エネルギー積[BH]max
および温度特性(不可逆減磁率)を測定した。 その結果
を、あわせて表2に記す。
てMの種類およびzの値を表3に示すように変化させた
合金組成をもつ磁石合金を溶製し、参照例1と同様にし
て円柱状のボンド磁石に成形した。 その特性を測定し
て、表3にあわせ示した。
いてwの値を表4に示すように変化させた合金組成をも
つ磁石合金を溶製し、粉末化したものを、参照例1と同
様にしてボンド磁石に成形した。 その特性を、表4に
あわせて示す。
b5においてwおよびyが表5に示す値である合金組成
をもつ磁石合金を溶製し、粉末化したものを、参照例1
と同様にしてボンド磁石に成形した。 その特性を表5
にあわせて示す。
いてwが表6に示す種々の値をとる合金組成をもった磁
石合金を溶製した。 参照例1または参照例2と同様に
して、円柱状のボンド磁石または熱間成形磁石に成形し
た。 それらの特性を測定して、ボンド磁石のデータを
表6に、熱間成形磁石のデータを表7に示した。
Mを表8に示すように置き換えた合金組成をもつ磁石合
金を溶製した。 参照例1または参照例2と同様にし
て、円柱状のボンド磁石または熱間成形磁石に成形し
た。 それらの特性を測定して、ボンド磁石のデータを
表8に、熱間成形磁石のデータを表9にそれぞれ示し
た。
いてzの値を表8に示すように変化させた合金組成をも
つ磁石合金を溶製した。 参照例1または参照例2と同
様にして、円柱状のボンド磁石または熱間成形磁石に成
形した。 それらの特性を測定して、ボンド磁石のデー
タを表10に、熱間成形磁石のデータを表11にそれぞ
れ示した。
においてxの値を表12に示すように変化させた合金組
成をもつ磁石合金を溶製し、参照例2と同様にして円柱
状の熱間成形磁石に成形した。 その特性を測定して、
表12にあわせ示した。
においてRの種類を表13に示すように変化させた合金
組成をもつ磁石合金を溶製した。 参照例1と同様な処
理により、または参照例2と同様な処理により、それぞ
れ円柱状のボンド磁石または熱間成形磁石を製造した。
それらの特性を測定して、ボンド磁石のデータを表1
3に、熱間成形磁石のデータを表14にそれぞれ示し
た。
yNb2においてyの値を表15に示すように変化させた
合金組成をもつ磁石合金を溶製した。 参照例1と同様
な処理により、または参照例2と同様な処理により、そ
れぞれ円柱状のボンド磁石または熱間成形磁石を製造し
た。 それらの特性を測定して、ボンド磁石のデータを
表15に、熱間成形磁石のデータを表16にそれぞれ示
した。
CoxB6Zr2 においてxの値を表17に示すように変
化させた合金組成をもつ磁石合金を溶製した。 参照例
1と同様な処理により、または参照例2と同様な処理に
より、それぞれ円柱状のボンド磁石または熱間成形磁石
を製造した。 それらの特性を測定して、ボンド磁石の
データを表17に、熱間成形磁石のデータを表18にそ
れぞれ示した。
磁石合金の粉末を使用したボンド磁石および熱間成形磁
石において、Ndなどの稀土類金属の量を低減すること
により保磁力を低下させ着磁を容易にするとともに残留
磁束密度を向上させた合金組成を採用したとき、従来は
避けられなかった温度特性の悪化を防ぐことができ、高
温で使用したときの不可逆減磁の度合が小さい磁石が実
現する。 具体的にいえば、残留磁束密度Brが9kG
程度、保磁力iHcが5KOe程度、最大エネルギー積
〔BH〕max が5MGOe前後であって、120℃×1時
間の条件で試験した不可逆減磁率が5%以下のものが容
易に得られる。 これは、通常のOA機器の構成部品と
してのモーター用磁石には十分な磁気特性および温度特
性ということができる。
Claims (5)
- 【請求項1】 下式で表される合金組成 RwFe100-w-x-y-zCoxByMz 〔ただし、RはYを含む稀土類元素からえらんだ1種ま
たは2種以上の金属、MはTi,V,Cr,Zr,Nb,M
o,Hf,TaおよびWからえらんだ1種または2種以上
の金属であり、w=2〜12,x=0〜10,y=3〜
9,z≦5〕をもつ磁石合金の急冷薄帯を粉砕してなる
稀土類−鉄−ボロン磁石合金粉末。 - 【請求項2】 請求項1の稀土類−鉄−ボロン系磁石合
金粉末において、Rw=(NduR´v)w(R´はNd以
外の稀土類元素、u+v=1)であって、u=0.7〜
1.0,v=0〜0.3である磁石合金粉末。 - 【請求項3】 請求項1の稀土類−鉄−ボロン磁石合金
粉末において、MがZr,Nb,MoおよびTaからえ
らんだ1種または2種以上であり、w=5〜10,x=
0,y=5〜7,z=1〜4である磁石合金粉末。 - 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかに記載のネ
オジウム磁石合金粉末を、樹脂バインダーを用いて磁石
形状に成形し着磁してなるボンド磁石。 - 【請求項5】 請求項1まないし3のいずれかに記載の
ネオジウム磁石合金粉末を、ホットプレスにより磁石形
状に成形し着磁してなる熱間成形磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8128782A JPH09320824A (ja) | 1995-06-27 | 1996-05-23 | 稀土類−鉄−ボロン系磁石および磁石合金粉末 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16028095 | 1995-06-27 | ||
| JP10599196 | 1996-03-25 | ||
| JP7-160280 | 1996-03-25 | ||
| JP8-105991 | 1996-03-25 | ||
| JP8128782A JPH09320824A (ja) | 1995-06-27 | 1996-05-23 | 稀土類−鉄−ボロン系磁石および磁石合金粉末 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09320824A true JPH09320824A (ja) | 1997-12-12 |
Family
ID=27310627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8128782A Pending JPH09320824A (ja) | 1995-06-27 | 1996-05-23 | 稀土類−鉄−ボロン系磁石および磁石合金粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09320824A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010056418A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Meiji Univ | 半硬質ボンド磁石 |
| CN108517458A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-09-11 | 全南晶环科技有限责任公司 | 铁-铪-稀土中间合金及其制备方法 |
| JPWO2021251071A1 (ja) * | 2020-06-10 | 2021-12-16 |
-
1996
- 1996-05-23 JP JP8128782A patent/JPH09320824A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010056418A (ja) * | 2008-08-29 | 2010-03-11 | Meiji Univ | 半硬質ボンド磁石 |
| CN108517458A (zh) * | 2018-05-18 | 2018-09-11 | 全南晶环科技有限责任公司 | 铁-铪-稀土中间合金及其制备方法 |
| JPWO2021251071A1 (ja) * | 2020-06-10 | 2021-12-16 | ||
| WO2021251071A1 (ja) * | 2020-06-10 | 2021-12-16 | Bizyme有限会社 | 磁石合金、ボンド磁石およびこれらの製造方法 |
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