JPS6047721B2 - 永久磁石の製造方法 - Google Patents

永久磁石の製造方法

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JPS6047721B2
JPS6047721B2 JP56103434A JP10343481A JPS6047721B2 JP S6047721 B2 JPS6047721 B2 JP S6047721B2 JP 56103434 A JP56103434 A JP 56103434A JP 10343481 A JP10343481 A JP 10343481A JP S6047721 B2 JPS6047721 B2 JP S6047721B2
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政司 佐橋
浩一郎 猪俣
尚行 蘇理
秀樹 山宮
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Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサマリウム−コバルト系の永久磁石の製造方
法に係り、特にSm。
Co、、系の永久磁石の製造方法に関する。 従来Sm
。
Co、、系永久磁石としては、各種組成のものが提案さ
れているが、Coの一部をCuNFe及びTiで置換す
ることにより保磁力(■c)、残留磁束密度(Br)お
よび最大エネルギー積((BH)max)あるいは耐酸
化性の改善が図られ ている。
本発明は、このようなSm。(CONCU)FeNTi
)、、系の永久磁石の製造方法の改良に関す るもので
ある。前記の特性のうちでも(BH)max及びBrが
、モーター等の用途においては特に重要で、可能な限り
大きいことが望まれるが、IHcがある一定値以上ない
と(BH)max)Brを高めることは困難である。従
つて(BH)max)Brの大きい永久磁石を得るため
には、IHcを大き くすることも必要である。 とこ
ろで、Sm。
(Co、CuNFe)Ti)、、系の磁石では、Fe含
量を増したり、Cu含量を減らすと残留磁束密度を増加
させ得ることが知られている。しかし、Fe含有を増し
たり、Cu含量を減らすと保磁力を低下して来るため、
単純にFe含量を増−しCu含量を減らすことによつて
残留磁束密度や最大エネルギー積の向上を図ることでな
い。そのため、従来のSm。(CoNCU)FeNTi
)、、系の磁石は、保磁力をある値以上に維持しながら
、残留磁束密度を可能な限り大きくすることを目的とし
て)その組成が決定された。例えば、特公昭55一15
096号公報記載のSm2(Co、Cu、、Fe)Ti
)、7系の磁石では、CU5〜2鍾量%、Fe2〜15
重量%である。また特開昭52−109191号公報記
載の磁石では、CU9〜1鍾量%、Fe3〜1鍾量%で
ある。これらの組成は、Cu含量及びFe含量の変動に
伴つて起る、残留磁束密度と保持力の変化を妥協的に適
合させた結果であるから、必ずしも十分なものとは言え
ないものであつた。残留磁束密度を低下させるCu分を
減らし、これを向上させるFe分を増加させ、同時に保
磁力を一定値以上に保持することができれば、残留密度
及び最大エネルギー積が大きい優れた永久磁石を得るこ
とができる。
本発明は、かかる永久磁石の製造方法の提供を目的とす
るものである。本発明者らが、永久磁石を構成する合金
の組成及びその処理過程について鋭意研究を重ねたとこ
ろ、合金の組成をSm(CO,.Cu,.Fe..Ti
)zの式で表した場合、Z〉6.9でしかも焼結後に特
定の時効処理を施すと、Fe量を増しCu量を減らすこ
とによつても従来の知見とは全く逆に保磁力を増加させ
得ることを見出した。この新しい発見に基いて以下に記
す発明を完成し、Sm2(CO、Cu,.Fe,.Ti
)17系磁石の残留磁束密度及び最大エネルギー積を著
しく高めることに成功した。即ち、本発明は、サマリウ
ム23〜2踵量%と、チタン0.2〜7重量%と、銅3
〜9重量%と、鉄14重量%より多く25重量%以下と
、残部として主としてコバルトであ委部分とからなる金
属粉末を、磁界中で成形し、焼結後350〜900℃の
温度範囲において高温側から低温側へ多段階に時効処理
を施す永久磁石の製造方法であつて、少なくと.も、第
1段の時効処理を800〜900℃の温度範囲で行ない
、第2段の時効処理を600〜800℃の温度範囲で行
なうことを特徴とする。本発明の効果は磁石を構成する
金属元素の組成と、処理方法なかでも時効処理パターン
との結合jにおいて奏されるものである。
原料金属粉末において、Smが23重量%未満では保磁
力の増加はなく、2踵量%を超えた場合でも増加はない
。
また、磁束密度が低下し、最大エネルギー積の増大もな
い。Tiが0.2重量%未満でっあると保磁力の増大が
顕著でなく、7重量%を超えると磁束密度が低下する。
Cuが3重量%未満では保磁力の増大はなく、9重量%
を超えると磁束密度が低下するとともに時効硬化性が低
く、最大エネルギー積の増大もほとんどない。Feが1
4重量%以下では、保磁力の増大は得られず、残留磁束
密度や最大エネルギー積の向上もほとんどない。Feが
25重量%を超えると、保磁力が著しく減少し時効硬化
性も極めて低くて最大エネルギー積が減少する。本発明
において、焼結工程や時効処理工程は真空、窒素、希ガ
スなどの不活性雰囲気において行う必要があり、焼結は
約1050〜1250℃の温度で行ノわれる。
なお焼結に関しては、2段以上の焼結を施すことも可能
である。時効処理は本発明において非常に重要な工程で
あり、この処理を施すことによつて保磁力、及び最大エ
ネルギー積が著しく向上する。
時効処理は.350℃から900℃の温度範囲において
、高い温度から低い温度へ2以上の段階からなる多段階
で行う必要がある。この際、少なくとも、第1段の時効
処理を800〜900℃の温度範囲で行ない、第2段の
時効処理を600〜800℃の温度範囲で行なうが、第
3段目以降の時効処理は必ずしも必要ではない。しかし
ながら、第3段目以降の時効処理を施す場合は、その時
効処理の温度範囲を350℃以上であつて第2段の時効
処理温度以下としなければならない。このような時効処
理パターンの好ましい例をあげると、Cu≧7.5重量
%においては、第1段の時効処理を800〜900℃の
温度範囲で行ない、その後順次600〜800℃の温度
範囲での第2段、400〜700℃の温度範囲での第3
段の処理を少なくとも含む時効処理が好ましく、また、
Cu〈7.5重量%においては、第1段の時効処理を8
00〜900℃の温度範囲で行ない、その後順次650
〜800℃での第2段、450〜700℃での第3段、
350〜600℃での第4段の処理を少なくとも含む時
効処理が好ましい。以下、本発明を実施例により具体的
に説明する。
実施例 以下の実施例においては、本発明ν係る永久磁石を次の
ようにして製造した。
所要の組成比で各金属元素の粉末を配合し、約4k9を
真空高周波誘導加熱炉で溶融後冷却し、得られた均一な
インゴットを粗粉砕機ジェットミルにより粉砕して微粉
末とした。この微粉末を所定の押型に充填し、2000
0エルステッドの磁界をかけながら22t.0n1dの
圧力で圧縮成形した。得られた成形品にアルゴンガス雰
囲気中で所定温度、所定時間の焼結処理を施した後、直
ちに室温まで冷却しアルゴンガス雰囲気中て、所定の多
段階時効処理に供した。以下において%は重量%を表す
。実施例1 1Hcl(BH)MaxのCu含量依存性と時効処理の
効果○組成:Sm26.5%、Tll.2O%、CU6
〜11.5%、Fel6.O%、CO部。
○焼結条件:1180℃×1時間。
○時効処理:(850℃、3扮)+(750℃、1時間
)+(650℃、2時間)+(550゜C14時間)比
較のために、時効処理を行なわないほかは実施例1と同
様にして別の永久磁石(比較例1)を製造した。
第1図に、得られた永久磁石のCu含量と、IHC及び
(BH)Maxとの関係を示す。
A・・・・ ・・・・実施例1のIHcla・・・・
・・・比較例1のIHCl B・・・・ ・・・実施例1の(BH)Max、b・・
・・・・・・・・比較例1の(BH)MaxO図から明
らかなように、本発明の実施例1は、CU9%以下でも
保磁力が大きく、(BH)Maxのピークも時効前10
〜11%(Cu)であつたものが7〜8%以下のところ
にシフトし、かつ(BH)Maxの値もかなり大きくな
つた。
実施例2 IHCのFe含量依存性 ○組成:Sm25.8%、Tll.5O%、CU6.7
O%、Fell〜19%、CO残部。
O焼結条件:1175゜C×1時間。
○時効処理:(850℃、3扮)+(750℃、1時間
)+(650℃、2時間)+(550℃、4時間)得ら
れた永久磁石のFe含量とIHcの関係を第2図に示す
。
Fe含量が多い程1Hcが大きくなり、本発明の範囲で
あるFeが14%より多いところでは飽和状態に達して
いる。このように、Fe含量の増加に伴つてIHCが増
すということが従来の知見とは全く異なり本発明の一つ
の特徴である。実施例3実施例に係る試料31〜38と
比較試料31〜44を製造した。
各試料の組成、焼結条件を第1表に示した。時効処理の
条件は、すべて次のとおりであつた。番号で示した時効
処理のパターンは、それぞれ次のとおりである。(時効
処理パターン) 1850℃、30rT11n+750゜C11hr+6
50℃、211rs+5500C..4hrs+450
℃、811rs2850℃、30rT11n+650℃
、411rs3750℃、311rs4950℃、30
rnin+(時効パターン1)ノ5350℃、100h
rs比較例は組成又は時効処理が本発明の範囲外にある
ものである。
製造した永久磁石のBr,.IHcl(BH)Maxを
第1表に併記した。また、実施例の試料31及び比較試
料35につい7て、時効処理の経過に伴うIHcの変化
を表したものが第3図である。
曲線aが試料31で、bが比較試料35である。第3図
によると、本発明の実施例である試料1の場合焼結後時
効処理前では保磁力が小さく十分な最大エネルギー積を
得ることができないが、本発明による時効処理によつて
保磁力が急増し、従つて最大エネルギー積も増大するこ
とがわかる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、IHcl(BH)MaX(7)CU含量依存
性と時効処理の効果を表す図で、第2図はIHc(7)
Fe含量依存性を表す図で、第3図は実施例及ひ比較例
についての時効処理に伴う保磁力の変化を表した図であ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 サマリウム23〜27重量%と、チタン0.2〜7
    重量%と、銅3〜9重量%と、鉄14重量%より多く2
    5重量%以下と、残部として主としてコバルトである部
    分とからなる金属粉末を、磁界中で成形し、焼結後35
    0〜900℃の温度範囲において高温側から低温側へ多
    段階に時効処理を施す永久磁石の製造方法であつて、少
    なくとも、第1段の時効処理を800〜900℃の温度
    範囲で行ない、第2段の時効処理を600〜800℃の
    温度範囲で行なうことを特徴とする永久磁石の製造方法
    。
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