JPS58139406A - 希土類コバルト系永久磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、希土類コバルＦ系永久磁石の製造方法の改
ＡＫ係り、真空宴囲気中における昇温と減圧アルゴンガ
ス雰囲気中における焼結および溶体化・急冷地理を行な
う製造方法゛に関する。

希土鎮コバルト系磁石は、今日多用されているアルニコ
系磁石、フェライト系磁石に比較して、高い保田力と大
龜な二車ルギー積を有する永久磁石として認年ＩＩ＃に
そのｌｌｌ＃が高まり、電子工業を始′めとし多岐方■
で利用されている。

布土頌コバルト系−石金金のもつ磁石特性ｔＩＩｋ大曙
に発揮させ４九めＫは、製造方法が最も重要であり、各
１楢において厳格Ｋｗ珊して磁石を製造しなければなら
ない。

中でも布上＠スパルト系磁石の主成分の１つである希土
鎮金属は、Ｍ９．　Ａ１．８１などよ妙Ｉ！ｌ素との親
和力が着しくａｈ丸め、希土類コバルト系磁石の製造時
には、精製し九アルゴンのような不活性雰囲気中での地
層が重要となり、とくに、本系磁石の製造途中、高温状
態になる焼結時における非酸化性ｔｌＩＩ気の重要性が
強制される。

以上のような点から、特ｌｌ！ｌ昭５２−４４２１号公
報では、希土傾コバルト系磁石の製造方法に関して、暁
結の際に、水系含有雰囲気の利用が有効であることが提
案されている。

しかしながら、水素ガスはあらゆるガスの中で蛾も密度
が小さく、拡歓遮皮が非常に大きいので、たとえば−緒
炉の韻小の空隙からでも外部へ漏洩しｉ＜、ｔ＊−１常
温・常圧くおいて水系が空気と４〜７６体積鳴Ｏ広範囲
で混合した場合、わずかな点火源により大爆発を起す、
し友がって、工業的嵐積で多量（水系ガスを使用するこ
とは極めて危険なことであり、枢機土着しい注意を必要
とすム上述の関越点に鑑み、発Ｗ！Ａ看は先に特ｌｌ１
ｌ昭５６−１−６０４０において、焼結の際特定条件の
二段ＩＩ＆瑞が有効なことを見出し、希土類金鵬を含有
するコバルＦ１コバルシー銅舎金、コバルト−鉄−銅合
金、コバルＦ−練−ニッケルー銅合金等から成る希土類
コバルシ系合金粉末を成型し、この成型体を暁結すＡＩ
ＩＫ％壜ずｌＸｌ０　　Ｔ＠ｒｒ以下の真空雰囲気中に
おいて憲温から８００℃まで４〜ｂで昇温し、ひき続い
て５０〜３５０丁ｏｒｒの減圧アルゴンガニ）−雰囲気
にして９６０〜１２５０℃の練炭範囲で焼結する希土類
−フパルを系永久磁石の製造方法を提案し九。

しかし、上記出願の製造方法では、磁気特性の焼結温度
依存性が著しく大きく、特定組成の希土類−フパルＦ系
合金を−結すｈｖｓｏ鍛適な焼結温度範囲が非常に狭い
という問題があつ九、すなわち、一結温度が最遥暁糖温
度よ勤若干低い場合には粉末圧−成型体の焼結反応が十
分進行せず、空孔の多い焼結体となって優れた磁気特性
の得られる理論ＶＢ度に近い焼結体とならない、また、
液適焼結温度より若干＾い場合には粉末圧縮成型体中に
融液相が多量に発生し、密度は十分高くなる力ζこの磁
気時性的に有害となる融液相の丸めに優れた磁気特性０
ＩＩＩ結体とならない。

この発明は壜ず上逃鋼題点を改良したものであって、希
土類元素！と遥移金属元ｌＡＭからなるＲ−１゜系永久
磁石合金（友だし、ｌはＹ＃　ｔ、、　Ｃ・＠”１Ｎ（
１，ｓ＃Ｉｈよび−Ｃｔツｖユｉｐｗ）、１８１又は２
種以上の１１合ぜ、ＭはＣ蓼とＣ＠、　Ｆ・もしくはＮ
１のうち１種又は２種以上の組合ぜ、および上述遷移金
属ＭＯ一部を１らｖｃＭ、、　’ｒｔ、　Ｎｂ、　Ｚｒ
、　Ｔａ、Ｈｆ　　の各元素のうち１種以上の元素と置
換し丸紐合せ）から１に為希土類コパルを系合金を平均
粒径２〜１０都の徹翰末にし、−興中デレメ機などによ
や成型圧縮体を作製する。ひ１続いて、成を体の密度を
上げて最終生成物の磁気特性向上を計る丸めに焼結を行
なう、七〇＠、希土類コバルト系合金成型体中に吸着あ
為いは吸蔵している酸Ｓ−水蒸気魯水Ｓガス亀とをすみ
中かに徐去し、ひき続いて行なう減圧アルゴンガス中−
結の効果を最大限に発揮さくる丸めに以下の如自焼結の
際の前段地理を行なう。

ＩＩ温からｌｌ（ＩＯ’Ｃ以下壕での昇温過程は、脱ガ
ヌ地層と岡崎に鹸化防止〇九めにｌＸｌ０　　Ｔｏｒｒ
以下の真空ｔｍ気中、４〜雪０”Ｑ／ｘｉ＠の速度でゆ
つくｂと昇１を行なう、昇楓遭度の限定理由は、４”Ｃ
ｙ’ｍｌ　Ｉｌｌ未調ＯＪ！温遮度では、８００℃まで
の昇温に３時間以上を要し、真空ｔｔｓ＋気中といえど
もその間に成型体は酸化し、しかも工業的には余勢にも
時間を要する喪めであ勢、１九、＠Ｏ”Ｃｙｌ博１詭を
越える昇温速度の場合には、昇温が適す「て前述し大成
型体中の吸着・獣＠ｉｔスを十分徐去し得なくて、ひき
続いて行なう減圧アルゴンｔＳ気中−紬による特性向上
の効果を生じない、とくに、上記昇温４程において、成
金体中の吸着・吸蔵ガスの約９０囁の多量ガスは２００
〜＠ＯＯ”Ｃｆ）温度範■放出されるので、この温度Ｉ
Ｉｌ！ｌでＯ昇温適度は４”ｌＯ’Ｃ／５５１ｍ＋　ト
Ｌ、ｌＸｌ０−’〜１ｘ１０−ｍ丁ｅｒｒ高真空１Ｂ−
気にして酸化を防止しながら脱ガス電場を有効に行なう
むとが好ましい。

ＳＯＯ℃以上Ｏ昇楓過楓と１１１Ｂ）℃−１２８６℃温
度範囲の温度での一電楓度保持０１１−過根は、焼結後
の密度を珊−密度近く壜で高め磁気特性を向上させる丸
めに、５Ｏ−８！ＩＯＴ・ｔｒの減圧し九アｙゴンガス
雰囲気中で行なう。

融結終了後の筒体イし処・鵬は、−輪一度よ勧若干低い
１１００〜１１０・℃ｏｌｉ１度範−で減圧あるいは常
圧０アルゴン１１−気中で行ない焼結時に発生した融液
相と煉結し九結晶相とを十分反応させ、組成的に均質化
する。この溶体化処理は、焼結機室温まで冷却して、再
び昇温し溶体化処理する場合と、焼結後富温壇で冷却す
ることなく、ひき続いて溶体化処理湿度まで降温して溶
体化処理しても、得られる一気特性は同等である。

溶体化Ｊｌ＆層終了後は、１６０’Ｃ／剛ｎ以上の急遮
冷却旭層を行ない、溶体化で得られ九均質組威の単−相
をＷ１温で得るようＫＬ、最後に時効処理を施こし永久
−石を得る。

ここで、アルゴンｔス響■気圧力の限定理由は、５０Ｔ
＠ｒｔよ−も圧力が低くなると、希土類コバルト系−石
合金の成分、とくに′Ｉｋ土頌土丹成蒸気圧は８００’
Ｃ以上で２０〜ｓＯＴ・ｒｒと金属元素中でもかな抄高
い丸め、希土類金属が優先的Ｋｌ囲気中へ曹発し、最終
−緒体は所＊ｉｉｉ成から異なつ丸紐成となり、−負特
性の着しい劣化を１する。また、３５０Ｔ・「「よ艶も
圧力が高い場合には十分な密度の向上が認められず、鍛
終的には優れ九磁気特性が得られないため、５０〜３５
０Ｔ・ｒｒとする。

また、焼結温度範囲を限定した理由は、希土類コバルト
系磁石合金に於て、その構成成分やその構成成分の各成
分割合などに依ってその最適な焼結温度範囲は興な石が
、１ｉｏｏ℃未満の焼結温度では十分な焼結密度が得ら
れず、を九１２５０℃を越える焼結温度では合金が溶融
してしまい良好な特性を有する焼ｉ＊ｓ石体とならない
。

また、溶体化ｌ＆堰を１！００鵞−１１以上の冷却適度
で急速冷却処理を施むしひき続いて時ｍｍ珊を麿す理由
は、２００Ｔ、／ｍｉｓ未満の這い冷却適度で冷却した
場合には、溶体化慇珊時に得られる単−均質相から析出
物を生成し、時効蟲堰後優れた磁気特性を得ることがで
亀ないからである。

以下に実施例を掲げてこの発明方法の効果を記述する。

実施例１ 純度９駿９−以上Ｏａｍ　２７．１　ｗｔｌｇ　、純度
Ｈ１ａｌｌのＣ。

４９．３　ｗｔｌ　、　Ｆ＠　７．７ｗｔ１　、Ｎｌ　
＆Ｏｗｔ−およびＣ６０，９ｗｔ−からなる合金を、ア
ルゴン雰囲気中で高周波溶解μ鉄乳鉢中で粗粉砕した。

粗粉砕後の粉末を有機溶剤中でボールミル粉砕により平
均粒度２〜１０μｍの微粉末くし九、得られ九微粉末を
１２ＫＯ・の磁界中でプレスし、圧纏成盟体を作った。

このよう圧して得た圧縮体を１ｘｌＯＴ＠ｒｒの真空寥
囲気中において、８００℃まで１０ルー１１の速度で昇
温しえ。ひき縞いて、２００Ｔｏｒｒの減圧アルゴンガ
ス雰囲気中に於て、１１８１塾ら１２２０℃の温度軸−
で２時間−縮機、１１８０℃ｘｉ時間の溶体此処−を施
し九後５００″”Ｃ７’ｗｓｉＨの冷却適度曾で急速冷
却し九、さらに、　８００℃４時間の時効処理を施し、
特性を測定した。

また、比較例として、上記の成型体を２００７ｏｒｒノ
減圧アルゴンＩス雰囲気中において、１１８０℃から１
２２０℃の温度範囲で焼結後、溶体化処理を施すことな
く急速冷却し、ひき続いて８００℃×４時間の時効処理
を廁し、特性の測定をした。

−負特性の測定結果をまとめて第１図に示す。

第１図は融結後溶体化感珊し九場合と焼結だけの場合の
焼結温度と一気時性の関係を示す。また第１表には最高
の磁気特性の見られた焼結温度１２００℃の場合につい
て本発明の方法上比較例とをまとめて示す。

第　　　１　　　　表 上記の結果から明らかな如く、本発明によれば、優れた
磁気特性が見られるのみならず、焼結温度範囲も広くな
り、工業的に安定な製造条件となることが判る。

実施例２ 純度９９．９１１以上のＳ＃１：　２４Ｌ１ｗｔ優純度
９９．９１６以上のＣｏ　　：　　７．７ｗｔ％’＠　
：　１＆２ｗｔ１、Ｃ１１：　４Ｑ、７ｖｔｌｌＭｎ　
：　　０．５ｖｔｌｌ、Ｚｒ　：　　０．８ｗｔ１Ｇか
らなる合金をアルゴンガス暮囲気中でアークボタン溶解
し、アルゴン雰囲気中において鉄乳鉢で粗粉砕した。粗
粉砕後の粉末を窒素ガスを使用してジェットミル粉砕し
、平均粒径２〜１０網の微粉末にした。得られた微粉末
をｌ０ＫＯ・の磁界中でプレス成型し、圧縮成型体を作
つ九。

このようにして得九圧縮体を３０　　Ｔｏｒｒの真空雰
囲気中において８００’Ｃ１で１０℃／ｗｘｆｆｉ＠の
速度で昇温し九、ひ自続いて２５０Ｔｅｒｒの減圧アル
ゴンガス雰囲気中に於て、１２００℃、２時間焼結し、
ひき続いて１１８０″Ｃ，２時間の溶体化処理を施した
後７００’Ｃ／１１１１ｍの冷却適度で液体窒素中へ急
冷処理し九。その後アルゴンＩス雰■気中で８５０℃よ
り４５０℃まで！段時効処理を行なつ九。

比較の丸め、溶体化Ｉ＆堰を施すことなく前記と同様の
島慇珊を施した。

上記の本発明法及び比較の熱処理を施し九試料について
一気特性の測定結果を第２表に示す。

第　　　２　　　表 以上に示すように、本発明方法によれば、水素ガスの如
く置慮上危険を併うガスを使わすに、焼結工程において
まず真空雰囲気中に於て８００℃まで昇温し、ひ自続い
て減圧アルゴンガス雰囲気中焼結をした後、溶体化魚冷
鵡珊しＤ＊ＩＩＡいて時効処理することにより、密度の
向上に有効でそれに併って磁気特性の優れ九希土類コへ
ル）磁石を得る丸めに非常に有効な蝿遣方法である。

【図面の簡単な説明】

第１図は融結温度と、Ｂｒ、　（Ｂｉｌ）ｌｌｌａｘ　
＠　’ｍ度の各々との関係を示すグフフで、Ｏ印を結ぶ
曲線は瞬結後１１８０℃において溶体化地層を施した場
合であり、Δ印を結ぶ曲線は焼結のままの場合を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １４土顕元ｌＡｌと遷移金属元素ＭからなるＲ−１１系
   永久−基合金（九だし、翼はＹ＊　ＬＩｓ　Ｃ＠ｓ　Ｐ
   ｒｅＮ４．ｔｊｓｓ＊よび圃（ミツＶユメＩル）の１櫨
   又は８櫨以上の義金せ、ＭはＣＭとＣｏ、　ｉｒ−もし
   くは組のうち１櫨又は２櫨以上の組会せおよび上記遷移
   金属ＭＯ一部をさらＫ　＆ｈ＋、　’ｒｌ、　Ｎｂ、　
   Ｚｒ、　Ｔａ、　ＨＥの各元本のうち１−以上の元素と
   置秦した組合せ）から成り希土類コパルシ系舎金粉末を
   成型し、この成徽体をｍ−する際に、壜ずＩ　Ｘ　１０
   　　Ｔｏｒｒ以下の真空中ＫＨいて基磁から８００’Ｃ
   以下まで４〜２０Ｔ７＊ｉ＠で昇磁し、ひＩＩｉ纏いて
   ｓＯ〜３５ＯＴｏｒｒの減圧アルゴンｆＸ寥−気におい
   て１１０Ｇ−１２５０℃の温度範囲で焼結し、ひき続い
   て１１００〜１２００℃の温度範囲で溶体住処ｊ１ｍｌ
   　２　ｔＪ　Ｏ’Ｃ／ｍｉ　ｍ以上の急冷を施し、時効
   処理を行なうことを特徴とする希土類コバルト系永久磁
   石ＯＩｌ造方法。