JPS59214206A - 永久磁石材料の製造方法 - Google Patents
永久磁石材料の製造方法Info
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- JPS59214206A JPS59214206A JP58002052A JP205283A JPS59214206A JP S59214206 A JPS59214206 A JP S59214206A JP 58002052 A JP58002052 A JP 58002052A JP 205283 A JP205283 A JP 205283A JP S59214206 A JPS59214206 A JP S59214206A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
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- 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
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- H01F1/06—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 metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は粉末冶金法によって得られるアルニコ系永久磁
石材料に係るものであり、丈に詳しくは該永久磁石粉末
とバインダーとから成る混練物を射出成形法により高寸
法精度の成形体となし、特定の元素を含准させて高密度
の焼結性を得ると共に、優れた磁気特性Z有する永久礎
石材料に関する。
石材料に係るものであり、丈に詳しくは該永久磁石粉末
とバインダーとから成る混練物を射出成形法により高寸
法精度の成形体となし、特定の元素を含准させて高密度
の焼結性を得ると共に、優れた磁気特性Z有する永久礎
石材料に関する。
アルニコ系永久礎石は、一般には鋳造法で製造される。
製造条件は、組成によって異なるが1例えば重量比”’
QA17〜12%、Nj 10〜20%、 Co 2B
〜50 % pCu 1〜7%、 Ti 4.0〜5.
5% を主成分であり、同時に添加物として0002〜
0.2%、801〜1.0%、 Nb O,5〜60チ
、Ti4.o〜5.5%奢含み、残部が実質的にFeか
ら成るアルニコ磁石では、注湯温度略1700℃であり
、1200℃以上で溶体処理後、冷却速度o、i〜0,
9℃/Sで磁場中冷却後、キーリ一点より約10〜50
℃低い一定温度で磁場中保持をおこない、更に550〜
650℃前後で時効乞おこなうことにより磁石材料ン得
ている。
QA17〜12%、Nj 10〜20%、 Co 2B
〜50 % pCu 1〜7%、 Ti 4.0〜5.
5% を主成分であり、同時に添加物として0002〜
0.2%、801〜1.0%、 Nb O,5〜60チ
、Ti4.o〜5.5%奢含み、残部が実質的にFeか
ら成るアルニコ磁石では、注湯温度略1700℃であり
、1200℃以上で溶体処理後、冷却速度o、i〜0,
9℃/Sで磁場中冷却後、キーリ一点より約10〜50
℃低い一定温度で磁場中保持をおこない、更に550〜
650℃前後で時効乞おこなうことにより磁石材料ン得
ている。
一力、一般金属部品の製造法として粉末冶金技術が開発
され、自動車部品、電機部品、機械部品等に広く適用さ
れており、その効果は周知の通りである。アルニコ系合
金(以下本系合金と記j)に粉末冶金法すなわち焼結法
を適用するならば、溶解材の溶体化処理1での工程が粉
末混合、成形、焼結の極めて簡単な工程となり、所望の
形状をした磁石材料を得ることができるか、甘たはそれ
に近い形状のものとして仕上げ加工を施すことができる
。
され、自動車部品、電機部品、機械部品等に広く適用さ
れており、その効果は周知の通りである。アルニコ系合
金(以下本系合金と記j)に粉末冶金法すなわち焼結法
を適用するならば、溶解材の溶体化処理1での工程が粉
末混合、成形、焼結の極めて簡単な工程となり、所望の
形状をした磁石材料を得ることができるか、甘たはそれ
に近い形状のものとして仕上げ加工を施すことができる
。
しかしながら、本系合金の永久磁石材料を溶解鋳造法は
勿論のこと、通常のプレス成形法による焼結法を用いた
場合でも形状の複雑な製品や高度な寸法精度が要求され
る製品を製造する場合には素材を仕上り゛加工する必要
がある。
勿論のこと、通常のプレス成形法による焼結法を用いた
場合でも形状の複雑な製品や高度な寸法精度が要求され
る製品を製造する場合には素材を仕上り゛加工する必要
がある。
本発明の永久磁石材料には、か刀・る形状の複雑な製品
および高度な寸法精度が要求される製品とするために、
成形工程に射出成形法を適用することが特徴のひとつで
おる。周知のように、射出成形法はプラスチックの成形
分野において、その威力を発揮しており、公差±0.0
1+a程夏の成形精度ン得ることができる。本系合金に
射出成形法Z適用していくためには、金属粉の含有率の
高いモールデインクミノクス(コンパウンド)を作成す
ることが肝要であり、このためには以下の知見が必要で
ある。すなわち、(1)理論密度に対して65〜85%
の高充填を有する金属粉末の作成、(2)良好な流動性
、成形強度、脱脂性にマツチしたバインダーの選定、お
よび(6)これらの条件を満足させるその他派加物の選
定について種々検討をおこない射出成形に適したコンパ
ウンドを得ることができた。
および高度な寸法精度が要求される製品とするために、
成形工程に射出成形法を適用することが特徴のひとつで
おる。周知のように、射出成形法はプラスチックの成形
分野において、その威力を発揮しており、公差±0.0
1+a程夏の成形精度ン得ることができる。本系合金に
射出成形法Z適用していくためには、金属粉の含有率の
高いモールデインクミノクス(コンパウンド)を作成す
ることが肝要であり、このためには以下の知見が必要で
ある。すなわち、(1)理論密度に対して65〜85%
の高充填を有する金属粉末の作成、(2)良好な流動性
、成形強度、脱脂性にマツチしたバインダーの選定、お
よび(6)これらの条件を満足させるその他派加物の選
定について種々検討をおこない射出成形に適したコンパ
ウンドを得ることができた。
また、本系合金を永久磁石材料とするためには、射出成
形法による高度な寸法精度等を得るだけでなく、砒気特
性的にも優れていることが必要である。一般に、焼結法
により製造されTこ磁性材料においては、見損は密度と
磁気特性との間には密接な関係があり、例えば残留侮東
密度(Br)は密度に比例する。従って優れた磁気特性
をもつ材料を得るためには、密度をできるだけ理論密度
に近づけることが肝要でおる。
形法による高度な寸法精度等を得るだけでなく、砒気特
性的にも優れていることが必要である。一般に、焼結法
により製造されTこ磁性材料においては、見損は密度と
磁気特性との間には密接な関係があり、例えば残留侮東
密度(Br)は密度に比例する。従って優れた磁気特性
をもつ材料を得るためには、密度をできるだけ理論密度
に近づけることが肝要でおる。
本系合金の組成は、特に限定されるものでは無く、公知
のアルニコ系磁石の基本組成および添加物系を包含する
。すなわち、重量比でAt6〜12%。
のアルニコ系磁石の基本組成および添加物系を包含する
。すなわち、重量比でAt6〜12%。
N110〜28%、005〜35%、C110〜7%、
Tin〜8%。
Tin〜8%。
他に添加物として、CO〜0.2%、So〜1%、 N
b 0〜4%を含む場合がおり、残部はFeであり、優
れた磁褒特性ケ有することは公知である。更に、■を0
1〜0.5%添加することにより、保砒力1l−1cお
よび最大磁気エネルギー積(BH)mを著しく増加する
こと(%公昭47−44409)も報告されている。
b 0〜4%を含む場合がおり、残部はFeであり、優
れた磁褒特性ケ有することは公知である。更に、■を0
1〜0.5%添加することにより、保砒力1l−1cお
よび最大磁気エネルギー積(BH)mを著しく増加する
こと(%公昭47−44409)も報告されている。
すなわち、本発明はアルニコ系磁石の組成にかかわりな
く、アルニコ系永久磁石材料において、該礎石材料から
成る粉末をバインダーと混合ないしは混練した後、射出
成形?おこない、次いで脱バインダーおよび焼結して成
ること乞特徴とする永久磁石材料である。
く、アルニコ系永久磁石材料において、該礎石材料から
成る粉末をバインダーと混合ないしは混練した後、射出
成形?おこない、次いで脱バインダーおよび焼結して成
ること乞特徴とする永久磁石材料である。
ところで本系合金に射出成形法を適用する場合前記(1
) 、 (2)および(6)で述べた他にも脱脂工程を
含めた有機材料の選定が極めて重要である。
) 、 (2)および(6)で述べた他にも脱脂工程を
含めた有機材料の選定が極めて重要である。
射出成形に用いられる有機材料としては、ポリスチレン
などが多用されてはいるが、しかしながら殆んどの合成
樹脂が用いられており、いずれも一長一短がある。該成
形用に添加する有機材料は熱可塑性樹脂、滑剤、可塑剤
の組合せが一般的であるが、熱硬化性樹脂、天然樹脂、
ゴム、ニジストマーなとも用いることができる。これら
の内、主材となる熱可塑性樹脂の選定は特に重要でおり
樹脂のコスト、本系合金との親和性(濡れ)、加熱流動
性(成形性)、熱分解性および分解残渣成分等が該成形
法の特に重要な点である。
などが多用されてはいるが、しかしながら殆んどの合成
樹脂が用いられており、いずれも一長一短がある。該成
形用に添加する有機材料は熱可塑性樹脂、滑剤、可塑剤
の組合せが一般的であるが、熱硬化性樹脂、天然樹脂、
ゴム、ニジストマーなとも用いることができる。これら
の内、主材となる熱可塑性樹脂の選定は特に重要でおり
樹脂のコスト、本系合金との親和性(濡れ)、加熱流動
性(成形性)、熱分解性および分解残渣成分等が該成形
法の特に重要な点である。
本願発明においては、本系合金に適用する有機材料につ
き種々検討をおこなった結果、下記方法により好適な永
久磁石材料を得ることができた。
き種々検討をおこなった結果、下記方法により好適な永
久磁石材料を得ることができた。
(1)本系合金材料粉末をバインダーと共に混合ないし
は混練したのち、射出成形をおこない、脱バインダー及
び焼結を施して永久磁石材料を得る場合。
は混練したのち、射出成形をおこない、脱バインダー及
び焼結を施して永久磁石材料を得る場合。
有機材料として少なく共2種類の有機材料音用いる。
(2)有機材料としては、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
、天然樹脂、ゴム、エラストマー、滑剤、可塑剤の内か
ら少なく共2種類を組合わせて用いる。
、天然樹脂、ゴム、エラストマー、滑剤、可塑剤の内か
ら少なく共2種類を組合わせて用いる。
すなわち、用いるバインダーは、脱バインダー(脱脂)
工程において分解ないしは揮散する必要かあり、そのた
めに有機化合物を用いる。バインダーは一柚類でも良い
が、脱バインダ一工程を円滑におこなうためには、結合
剤、消削、可塑剤としての役割を果すバインダーを複数
準備して、第1図に示すように予め示差熱分析装置等に
より、加熱減量曲線の測定をおこない、然る後、これら
複数のバインダーを適宜糾合ゎせることにより、加熱温
度の勾配に対して第2図に示すように詳細は実施例で述
べるが略一定量宛脱脂するように混合することが望寸し
い。寸た、バインダーの種類によっては、本系合金との
濡れ性を改善するために表面改質拐を添加してもよい。
工程において分解ないしは揮散する必要かあり、そのた
めに有機化合物を用いる。バインダーは一柚類でも良い
が、脱バインダ一工程を円滑におこなうためには、結合
剤、消削、可塑剤としての役割を果すバインダーを複数
準備して、第1図に示すように予め示差熱分析装置等に
より、加熱減量曲線の測定をおこない、然る後、これら
複数のバインダーを適宜糾合ゎせることにより、加熱温
度の勾配に対して第2図に示すように詳細は実施例で述
べるが略一定量宛脱脂するように混合することが望寸し
い。寸た、バインダーの種類によっては、本系合金との
濡れ性を改善するために表面改質拐を添加してもよい。
更には、特殊な場合媒体を用いる場合もある。
本発明で称するバインダーとは、上記の各機能を分担す
る有機化合物および有機シリゲート、有機チタネートな
どの有機無機錯化合物をも含むものである。
る有機化合物および有機シリゲート、有機チタネートな
どの有機無機錯化合物をも含むものである。
本合金系による永久磁石の製造は、焼結後浴体化処理お
まひ時効処理といった従来の技術が利用できる。勿論、
焼結後にできる限り高い焼結密度が得られるよう適切な
粒子形状および粒度分布を有する合金粉末を選択使用す
ることは必要である。
まひ時効処理といった従来の技術が利用できる。勿論、
焼結後にできる限り高い焼結密度が得られるよう適切な
粒子形状および粒度分布を有する合金粉末を選択使用す
ることは必要である。
そのためには、アントリアゼンの弐P = (x 7′
D )m(ここでPはある粒子径X以下の含有率、Dは
存在する最大の粒子径、m−/2〜4)に近い粒度分布
2取ることが望ましい。−!た、脱脂速度は、成形体の
肉厚、雰囲気およびバインダーの種類にもよるが、バイ
ンダーの分解ないしは揮散開始温度から終了する温度壕
での範囲において、略2℃/hないし10℃/′h程度
が好適である。脱脂速度すなわち昇温速度が急激丁きる
と成形体の表面・内部に発泡、キレン、割れが生じ製品
とはならない。
D )m(ここでPはある粒子径X以下の含有率、Dは
存在する最大の粒子径、m−/2〜4)に近い粒度分布
2取ることが望ましい。−!た、脱脂速度は、成形体の
肉厚、雰囲気およびバインダーの種類にもよるが、バイ
ンダーの分解ないしは揮散開始温度から終了する温度壕
での範囲において、略2℃/hないし10℃/′h程度
が好適である。脱脂速度すなわち昇温速度が急激丁きる
と成形体の表面・内部に発泡、キレン、割れが生じ製品
とはならない。
焼結温度については、1200〜1400℃が一般的で
めろが、焼結を速やかに進めるためには、また焼結密度
ビ向上せしめるためには、1500〜14oo℃&度で
焼結をおこなう。以下、本発明を実施例により詳細に説
明する。
めろが、焼結を速やかに進めるためには、また焼結密度
ビ向上せしめるためには、1500〜14oo℃&度で
焼結をおこなう。以下、本発明を実施例により詳細に説
明する。
実施例1
重量%でAt7.Ni 15.Co50.Cu4.Ti
5゜Nb o、1. V o1残部Fe x r)成
ル100 )’ 7 シs−以下の合金粉末と)IDP
E、APP (高分子量)及びAPP(低分子量)とか
ら成るバインダーとを配合比粉末:)IDPH:APP
(高分子):APP(低分子)=98 : 5 : 9
: 3の比率で加熱混合し、スクリーータイプの射出
成形機によりφ2020−1Otの円柱状成形体を得た
。次いで、140℃より3℃/hの昇温速度で脱脂をお
こなった。第2図に本実施例で用いた有機材料の脱脂状
態を温度に対する加熱減量係で示す。図中の○印は第1
図に示す昇温2℃/jlII+での各ポリマーの熱分解
曲線より得た計算値である。
5゜Nb o、1. V o1残部Fe x r)成
ル100 )’ 7 シs−以下の合金粉末と)IDP
E、APP (高分子量)及びAPP(低分子量)とか
ら成るバインダーとを配合比粉末:)IDPH:APP
(高分子):APP(低分子)=98 : 5 : 9
: 3の比率で加熱混合し、スクリーータイプの射出
成形機によりφ2020−1Otの円柱状成形体を得た
。次いで、140℃より3℃/hの昇温速度で脱脂をお
こなった。第2図に本実施例で用いた有機材料の脱脂状
態を温度に対する加熱減量係で示す。図中の○印は第1
図に示す昇温2℃/jlII+での各ポリマーの熱分解
曲線より得た計算値である。
図のCuは実際の成形品の脱脂した実測値である。
第2図から脱脂量は、脱脂温度に対して略@線的に変化
していることが分る。これに対して、APP(高分子量
)およびパラフィンワックス(68/66〕をそれぞれ
単一に用いて成形体を作成し脱脂をおこなった場合、第
1図からも予想されるように、それぞれ220〜260
℃および180〜210℃で急激に脱脂が進行し、成形
体にキレンおよび発泡の発生を伴った、脱脂条件につい
て種々検討した結果、成形体の肉厚および形状等にもよ
るか略以下の結果ビ得た。すなわち熱可塑性樹脂、滑剤
および可塑剤の内から選択された複数の有機材料を適宜
組み合せることによって、これら有機材料の脱脂開始温
度から終了温度までの全脱脂温度範囲のなかで。
していることが分る。これに対して、APP(高分子量
)およびパラフィンワックス(68/66〕をそれぞれ
単一に用いて成形体を作成し脱脂をおこなった場合、第
1図からも予想されるように、それぞれ220〜260
℃および180〜210℃で急激に脱脂が進行し、成形
体にキレンおよび発泡の発生を伴った、脱脂条件につい
て種々検討した結果、成形体の肉厚および形状等にもよ
るか略以下の結果ビ得た。すなわち熱可塑性樹脂、滑剤
および可塑剤の内から選択された複数の有機材料を適宜
組み合せることによって、これら有機材料の脱脂開始温
度から終了温度までの全脱脂温度範囲のなかで。
成る特定した温度ないしは温度中における脱脂量の最大
値が加熱減量比率で最小値の略2o倍以下好葦しくは略
10倍以下となるように制御する必要がある。該加熱減
量比率が20倍9、上になると昇温速度2℃/′h程度
の低速昇温の場合にも少なく共キレンの発生を伴ったが
、10倍以下では上記昇温度でキレン、発泡を伴うこと
なく脱脂することができた。
値が加熱減量比率で最小値の略2o倍以下好葦しくは略
10倍以下となるように制御する必要がある。該加熱減
量比率が20倍9、上になると昇温速度2℃/′h程度
の低速昇温の場合にも少なく共キレンの発生を伴ったが
、10倍以下では上記昇温度でキレン、発泡を伴うこと
なく脱脂することができた。
次イテ、真空中1100℃Xlam+13001:X2
hで焼結をおこなった。この時の真窒度は1O−4to
rr 程度以下であった。1000℃X1Ojllll
の保持は粉末中にごく微量残存すると考えられるバイン
ダーからのCと粉末中の02との反応を促進除去するた
めである。焼結後20000e の@場中1250℃で
溶体化処理を施した後、600℃で長時間熱処理をおこ
なった。
hで焼結をおこなった。この時の真窒度は1O−4to
rr 程度以下であった。1000℃X1Ojllll
の保持は粉末中にごく微量残存すると考えられるバイン
ダーからのCと粉末中の02との反応を促進除去するた
めである。焼結後20000e の@場中1250℃で
溶体化処理を施した後、600℃で長時間熱処理をおこ
なった。
得られた磁気特性は、Br=7600a 、 HC=1
350ue。
350ue。
(BH)m = 5.2 MGOeであツタ。
また40個の試料数に対する寸法精度は±0.05wm
以下でめった。
以下でめった。
実施例2
重fi%でAt18.Ni14.Co24.Cu5、残
部Feより成る100メツシー以下の合金粉末を実施例
1と類似の工程で処理して得た磁石材料の磁気特性は、
Br=12KG 、 HC=6000e 、 (B)l
)may=5.0MG(Jeであった。捷だ、40個の
試料に対する寸法精度は、同様に±05−以下であった
。
部Feより成る100メツシー以下の合金粉末を実施例
1と類似の工程で処理して得た磁石材料の磁気特性は、
Br=12KG 、 HC=6000e 、 (B)l
)may=5.0MG(Jeであった。捷だ、40個の
試料に対する寸法精度は、同様に±05−以下であった
。
以上の実施例から明らかなように、本発明材は、焼結性
、寸法精度および磁気特性が共に優れた磁石材料である
。
、寸法精度および磁気特性が共に優れた磁石材料である
。
第1図は、高分子材料、滑剤、可塑剤の示差熱分析装置
による熱分解曲線である。 第2図は、複数の有機化合物を用いた本系合金コンパウ
ンドの脱脂曲線である。 オ 1 図 オ ′l 図 jE刀(じCン
による熱分解曲線である。 第2図は、複数の有機化合物を用いた本系合金コンパウ
ンドの脱脂曲線である。 オ 1 図 オ ′l 図 jE刀(じCン
Claims (1)
- アルニコ系永久磁石材料において、該磁石材料から成る
粉末を有機材料と混合ないしは混練したのち、射出成形
をおこない、次いで脱脂、焼結および熱処理を施してな
る永久磁石材料の製造方法において、熱可塑性樹脂、消
削および可塑剤の内から選択された複数の電機材料を適
宜組み合せることによって、該有機材料の脱脂開始温度
から終了温度までの全脱脂温度範囲のなかで、成る特定
した温度ないしは温度中における脱脂量の最大値が加熱
減量比率で最小値の略20倍以下であることを特徴とす
る永久磁石材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58002052A JPS59214206A (ja) | 1983-01-10 | 1983-01-10 | 永久磁石材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58002052A JPS59214206A (ja) | 1983-01-10 | 1983-01-10 | 永久磁石材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59214206A true JPS59214206A (ja) | 1984-12-04 |
Family
ID=11518560
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58002052A Pending JPS59214206A (ja) | 1983-01-10 | 1983-01-10 | 永久磁石材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59214206A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5567757A (en) * | 1995-07-18 | 1996-10-22 | Rjf International Corporation | Low specific gravity binder for magnets |
-
1983
- 1983-01-10 JP JP58002052A patent/JPS59214206A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5567757A (en) * | 1995-07-18 | 1996-10-22 | Rjf International Corporation | Low specific gravity binder for magnets |
| WO1997004468A1 (en) * | 1995-07-18 | 1997-02-06 | Rjf International Corporation | Low specific gravity binder for magnets |
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