JPS6111441B2 - - Google Patents
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- JPS6111441B2 JPS6111441B2 JP54022039A JP2203979A JPS6111441B2 JP S6111441 B2 JPS6111441 B2 JP S6111441B2 JP 54022039 A JP54022039 A JP 54022039A JP 2203979 A JP2203979 A JP 2203979A JP S6111441 B2 JPS6111441 B2 JP S6111441B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/04—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
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
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- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
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- Inorganic Chemistry (AREA)
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- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は希土類元素とコバルトを主とする3d
遷移金属からなるR2Co17型金属間化合物を主体
とするＲ―Co―Cu―Fe系の永久磁石合金の改良
に関するものである。 一般にR2Co17系の磁石合金はRCo5の合金にく
らべて理論的な最大エネルギー積が極めて大き
く、有望な磁石材料であるが、現在得られている
最大エネルギー積は理論値にくらべてかなり低い
うえ、結晶磁気異方性が小さく、保磁力が低いた
め薄物の磁石材料などには不向きである。 しかしながらR2Co17系合金の飽和磁束密度、
従つてBrそのものはRCo5系合金にくらべて優れ
ているため、保磁力（IHc）を改善することによ
り優れた最大エネルギー積を有することが期待で
きる。 このような観点から本発明者等はR2Co17系の
代表的な合金であるＲ―Co―Cu―Fe系を基本組
成にして、保磁力に及ぼす各種成分元素の影響を
詳細に調査した結果、ボロンの少量添加はきわめ
て有効であることを見い出した。またさらに、ボ
ロンとともに限定された範囲内でチタン、バナジ
ウムを複合添加することにより、保磁力の向上に
たいする効果がより顕著に認められることを見い
出した。 すなわち本発明は (1) 重量百分率でＲ（Ｙおよび希土類元素の１種
以上）：20〜35％、Cu：５〜15％、Fe：３〜
20％、Ｂ：0.002〜0.5％残部が実質的にCoから
なるR2Co17型永久磁石材料。 (2) 重量百分率でＲ（Ｙおよび希土類元素の１種
以上）：20〜35％、Cu：５〜15％、Fe：３〜
20％、Ｂ：0.002〜0.5％とさらにTi，Ｖから選
んだ１種または２種以上の元素をそれぞれ20％
以下であつて、かつＢ／Ti＋Ｖ：0.1以上の範
囲で含有し、残部が実質的にCoからなる
R2Co17型永久磁石材料である。 次に本発明磁石材料の成分範囲の限定理由を以
下に述べる。 Ｒ：20〜35％ Ｒ―Co―Cu―Fe系の基本組成において優れた
（BH）maxを確保するためにはＲを20％以上添加
する必要がある。一方多量に添加するとBrが低
くなり、最大エネルギー積が減少するだけでな
く、経済的にも不利となるため35％以下に限定し
た。 なおＲとしてはSmのほかLa、Ce、Pr、Nd、
En、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Pm、Tm、Yb、
LuおよびＹのいずれを用いてもよい。 Cu：５〜15％ Ｒ―Co―Cu―Fe系の基本組成において優れた
IHcを確保するためにはCuを5.0％以上添加する
必要がある。ただし多量に添加するとBrが低く
なり、最大エネルギー積が減少するため15％以下
に限定した。 Fe：３〜20％ Ｒ―Co―Cu―Fe系の基本組成において優れた
Brを確保するためにはFeを3.0％以上添加する必
要がある。ただし多量に添加するとIHcが急減す
るため20％以下に限定した。 Ｂ：0.002〜0.5％ Ｂは本発明磁石材料の主要元素であり、少量の
添加でIHcを著るしく向上させることができる。
Ｒ―Co―Cu―Fe系の場合ボライドが誘出されは
じめる0.002％以上の添加で効果が認められる。
一方多く添加すると非磁性のボライド占有率が極
端に大きくなり、BrおよびIHcが低下するため
0.5％以下に限定した。 またＢの添加に際してCo、Cu、Fe、などとの
低融点共晶化による液相焼結を利用するときは、
これら成分の組成範囲内では共晶組成の粉末が多
い方が生成する液相も多く、焼結体の高密度化が
期待できる。 さらにＢは溶解時に脱酸剤として働くとともに
焼結磁石の製造においては粉砕時に粉末を粉砕し
やすくし、均一微細な粉末が得られると同時に焼
結を促進するため磁気などにたいする材質改善に
も有効であり、Ｂの添加効果は本発明磁石材料の
場合著大である。 Ti、Ｖ：１種または２種以上それぞれ2.0％以下
でかつＢ／Ti＋Ｖ：0.1以上 上記元素はいずれもＢと金属間化合物を形成
し、Ｂの効果を助長する作用があり、IHcの改善
に有効な元素である。 ただし多量に添加するとBrを低下させ、最大
エネルギー積を減少させるため単独添加ではそれ
ぞれ1.5％以下であつて、かつ総量ではＢ含有量
の10倍以下が望ましい。 次に本発明磁石材料の特徴を実施例により詳細
に説明する。 実施例 １ アルゴン雰囲気に調整したボタンアーク溶解炉
を用い、27％Sm―10％Cu―７％Fe―Coを基本
成分とし、さらにＢを0.005％、0.03％、0.15％、
0.27％、0.041％および0.70％添加した６種類の合
金を溶製した。これを乳鉢中で粗粉砕後、ジエツ
トミルにて平均粒径４μ程度まで微粉した。この
場合Ｂを多く含む合金ほど短時間で所定の粒度に
粉砕された。 上記粉末を10KOe印加した磁場中で約5t／cm2の
圧力をかけプレス成形した。この成形体をアルゴ
ン雰囲気で1200℃×１時間の焼結を行い、続いて
溶体化処理したのち800℃で時効処理した。上記
の方法によつて製造した各焼結体について磁気特
性を調査した。その結果をＢ含有量で整理して第
１図に示した。 同図にみられるごとくＢ含有量の増加とともに
Brは漸減する傾向がみられる。反面IHcは急増
し、したがつて（BH）maxも著るしく向上する
ことを示している。 しかしながらＢ含有量が0.3％以上ではIHc、
Brともに低下しはじめ、0.5％以上では、Ｂを含
有させないものよりも（BH）maxは低くなるこ
とを示している。以上のごとく27Sm―10Cu―
7Fe―Co合金にたいしてＢの少量添加は（BH）
maxの向上にきわめて有効であることを示してい
る。 実施例 ２ 実施例１と同じ手順により29Sm―10.8Cu残り
Coよりなる合金を溶製した。また上記合金に別
途調整した純Feを重量比で７％混ぜたもの、お
よび同じく上記合金に3.8％のＢを含有したFe―
Ｂ塊を重量比で７％混ぜたものをそれぞれ別々に
粗粉砕後ジエツトミルで微粉砕した。上記２種類
すなわち27Sm―10Cu―7Fe―Coおよび27Sm―
10Cu―7Fe―0.26B―Coの混合粉末を磁場中
（10KOe印加）でプレス圧5t／cm2で成形を製造
し、これをアルゴン雰囲気中で1180℃×１時間の
焼結を行い、続いて溶体化処理したのち800℃で
時効処理した。 つぎに上記焼結体について磁気特性を調査し
た。その結果を第１図に×印で併記した。同図に
みられるごとく本実施例で用いた27Sm―10Cu―
7Fe―Co合金は実施例１の当該合金系とほぼ同等
の磁気特性を示している。これにたいして本実施
例の27Sm―10Cu―7Fe―0.26B―Co合金はＢ無
添加の合金にくらべて焼結密度およびIHc、
（BH）maxともに著るしく優れていることを示し
ている。また本実施例のＢ含有合金は実施例１の
Ｂ含有合金にくらべても焼結密度、Br、（BH）
maxともに優れている。これはFe―Ｂ粉末その
ものの融点が低く（約1150℃）、したがつて焼結
時にFe―Ｂ粉末が液相となるため焼結体の密度
が向上することがBr、（BH）maxの向上に大きく
寄与したものと思われる。 本実施例のような液相焼結を利用することがで
きる粉末はFe―Ｂのほか、Co―Ｂ（融点：1100
℃）、Cu―Ｂ（融点：1060℃）などがある。 実施例 ３ 実施例１と同じ手順により27Sm―10Cu―7Fe
―0.12B―Coを基本組成とし、これにTi、Ｖおよ
びZrを単独もしくは複合添加した８種類の合金を
作り、粗粉砕後ジエツトミルで微粉砕した。上記
粉末を磁場中（10KOe印加）でプレス圧5t／cm2で
成形体を製造し、これをアルゴン雰囲気中で1200
℃×１時間の焼結を行い、続いて溶体化処理した
のち800℃で時効処理した。つぎに上記焼結体に
ついて磁気特性を調査した。その結果を第１表に
示した。
遷移金属からなるR2Co17型金属間化合物を主体
とするＲ―Co―Cu―Fe系の永久磁石合金の改良
に関するものである。 一般にR2Co17系の磁石合金はRCo5の合金にく
らべて理論的な最大エネルギー積が極めて大き
く、有望な磁石材料であるが、現在得られている
最大エネルギー積は理論値にくらべてかなり低い
うえ、結晶磁気異方性が小さく、保磁力が低いた
め薄物の磁石材料などには不向きである。 しかしながらR2Co17系合金の飽和磁束密度、
従つてBrそのものはRCo5系合金にくらべて優れ
ているため、保磁力（IHc）を改善することによ
り優れた最大エネルギー積を有することが期待で
きる。 このような観点から本発明者等はR2Co17系の
代表的な合金であるＲ―Co―Cu―Fe系を基本組
成にして、保磁力に及ぼす各種成分元素の影響を
詳細に調査した結果、ボロンの少量添加はきわめ
て有効であることを見い出した。またさらに、ボ
ロンとともに限定された範囲内でチタン、バナジ
ウムを複合添加することにより、保磁力の向上に
たいする効果がより顕著に認められることを見い
出した。 すなわち本発明は (1) 重量百分率でＲ（Ｙおよび希土類元素の１種
以上）：20〜35％、Cu：５〜15％、Fe：３〜
20％、Ｂ：0.002〜0.5％残部が実質的にCoから
なるR2Co17型永久磁石材料。 (2) 重量百分率でＲ（Ｙおよび希土類元素の１種
以上）：20〜35％、Cu：５〜15％、Fe：３〜
20％、Ｂ：0.002〜0.5％とさらにTi，Ｖから選
んだ１種または２種以上の元素をそれぞれ20％
以下であつて、かつＢ／Ti＋Ｖ：0.1以上の範
囲で含有し、残部が実質的にCoからなる
R2Co17型永久磁石材料である。 次に本発明磁石材料の成分範囲の限定理由を以
下に述べる。 Ｒ：20〜35％ Ｒ―Co―Cu―Fe系の基本組成において優れた
（BH）maxを確保するためにはＲを20％以上添加
する必要がある。一方多量に添加するとBrが低
くなり、最大エネルギー積が減少するだけでな
く、経済的にも不利となるため35％以下に限定し
た。 なおＲとしてはSmのほかLa、Ce、Pr、Nd、
En、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Pm、Tm、Yb、
LuおよびＹのいずれを用いてもよい。 Cu：５〜15％ Ｒ―Co―Cu―Fe系の基本組成において優れた
IHcを確保するためにはCuを5.0％以上添加する
必要がある。ただし多量に添加するとBrが低く
なり、最大エネルギー積が減少するため15％以下
に限定した。 Fe：３〜20％ Ｒ―Co―Cu―Fe系の基本組成において優れた
Brを確保するためにはFeを3.0％以上添加する必
要がある。ただし多量に添加するとIHcが急減す
るため20％以下に限定した。 Ｂ：0.002〜0.5％ Ｂは本発明磁石材料の主要元素であり、少量の
添加でIHcを著るしく向上させることができる。
Ｒ―Co―Cu―Fe系の場合ボライドが誘出されは
じめる0.002％以上の添加で効果が認められる。
一方多く添加すると非磁性のボライド占有率が極
端に大きくなり、BrおよびIHcが低下するため
0.5％以下に限定した。 またＢの添加に際してCo、Cu、Fe、などとの
低融点共晶化による液相焼結を利用するときは、
これら成分の組成範囲内では共晶組成の粉末が多
い方が生成する液相も多く、焼結体の高密度化が
期待できる。 さらにＢは溶解時に脱酸剤として働くとともに
焼結磁石の製造においては粉砕時に粉末を粉砕し
やすくし、均一微細な粉末が得られると同時に焼
結を促進するため磁気などにたいする材質改善に
も有効であり、Ｂの添加効果は本発明磁石材料の
場合著大である。 Ti、Ｖ：１種または２種以上それぞれ2.0％以下
でかつＢ／Ti＋Ｖ：0.1以上 上記元素はいずれもＢと金属間化合物を形成
し、Ｂの効果を助長する作用があり、IHcの改善
に有効な元素である。 ただし多量に添加するとBrを低下させ、最大
エネルギー積を減少させるため単独添加ではそれ
ぞれ1.5％以下であつて、かつ総量ではＢ含有量
の10倍以下が望ましい。 次に本発明磁石材料の特徴を実施例により詳細
に説明する。 実施例 １ アルゴン雰囲気に調整したボタンアーク溶解炉
を用い、27％Sm―10％Cu―７％Fe―Coを基本
成分とし、さらにＢを0.005％、0.03％、0.15％、
0.27％、0.041％および0.70％添加した６種類の合
金を溶製した。これを乳鉢中で粗粉砕後、ジエツ
トミルにて平均粒径４μ程度まで微粉した。この
場合Ｂを多く含む合金ほど短時間で所定の粒度に
粉砕された。 上記粉末を10KOe印加した磁場中で約5t／cm2の
圧力をかけプレス成形した。この成形体をアルゴ
ン雰囲気で1200℃×１時間の焼結を行い、続いて
溶体化処理したのち800℃で時効処理した。上記
の方法によつて製造した各焼結体について磁気特
性を調査した。その結果をＢ含有量で整理して第
１図に示した。 同図にみられるごとくＢ含有量の増加とともに
Brは漸減する傾向がみられる。反面IHcは急増
し、したがつて（BH）maxも著るしく向上する
ことを示している。 しかしながらＢ含有量が0.3％以上ではIHc、
Brともに低下しはじめ、0.5％以上では、Ｂを含
有させないものよりも（BH）maxは低くなるこ
とを示している。以上のごとく27Sm―10Cu―
7Fe―Co合金にたいしてＢの少量添加は（BH）
maxの向上にきわめて有効であることを示してい
る。 実施例 ２ 実施例１と同じ手順により29Sm―10.8Cu残り
Coよりなる合金を溶製した。また上記合金に別
途調整した純Feを重量比で７％混ぜたもの、お
よび同じく上記合金に3.8％のＢを含有したFe―
Ｂ塊を重量比で７％混ぜたものをそれぞれ別々に
粗粉砕後ジエツトミルで微粉砕した。上記２種類
すなわち27Sm―10Cu―7Fe―Coおよび27Sm―
10Cu―7Fe―0.26B―Coの混合粉末を磁場中
（10KOe印加）でプレス圧5t／cm2で成形を製造
し、これをアルゴン雰囲気中で1180℃×１時間の
焼結を行い、続いて溶体化処理したのち800℃で
時効処理した。 つぎに上記焼結体について磁気特性を調査し
た。その結果を第１図に×印で併記した。同図に
みられるごとく本実施例で用いた27Sm―10Cu―
7Fe―Co合金は実施例１の当該合金系とほぼ同等
の磁気特性を示している。これにたいして本実施
例の27Sm―10Cu―7Fe―0.26B―Co合金はＢ無
添加の合金にくらべて焼結密度およびIHc、
（BH）maxともに著るしく優れていることを示し
ている。また本実施例のＢ含有合金は実施例１の
Ｂ含有合金にくらべても焼結密度、Br、（BH）
maxともに優れている。これはFe―Ｂ粉末その
ものの融点が低く（約1150℃）、したがつて焼結
時にFe―Ｂ粉末が液相となるため焼結体の密度
が向上することがBr、（BH）maxの向上に大きく
寄与したものと思われる。 本実施例のような液相焼結を利用することがで
きる粉末はFe―Ｂのほか、Co―Ｂ（融点：1100
℃）、Cu―Ｂ（融点：1060℃）などがある。 実施例 ３ 実施例１と同じ手順により27Sm―10Cu―7Fe
―0.12B―Coを基本組成とし、これにTi、Ｖおよ
びZrを単独もしくは複合添加した８種類の合金を
作り、粗粉砕後ジエツトミルで微粉砕した。上記
粉末を磁場中（10KOe印加）でプレス圧5t／cm2で
成形体を製造し、これをアルゴン雰囲気中で1200
℃×１時間の焼結を行い、続いて溶体化処理した
のち800℃で時効処理した。つぎに上記焼結体に
ついて磁気特性を調査した。その結果を第１表に
示した。
【表】
同表にみられるごとくＢとともにそれぞれ2.0
％以下のTi、Ｖを添加した供試材No.２、４はこ
れらの元素が添加されていないNo.１にくらべて
IHc、（BH）maxはあきらかに向上している。た
だしNo.３のようにＢ量にたいしてTiの量が多す
ぎるとIHc、（BH）maxはむしろ低下することを
示している。このほかTi、Ｖ量の効果的な範囲
について詳細に調査した結果、それぞれ単独では
2.0％以下であつて総量はＢ含有量の10倍以下が
好ましいことを確認した。 以上のごとく本発明の磁石材料は少量のＢまた
はこれにTi、Ｖを単独または複合添加した
R2Co17型の磁石合金であり、従来のこの種磁石
合金の保磁力（IHc）を著るしく改善し、したが
つて優れた最大エネルギー積を有するＲ―Co―
Cu―Fe系の磁石材料である。
％以下のTi、Ｖを添加した供試材No.２、４はこ
れらの元素が添加されていないNo.１にくらべて
IHc、（BH）maxはあきらかに向上している。た
だしNo.３のようにＢ量にたいしてTiの量が多す
ぎるとIHc、（BH）maxはむしろ低下することを
示している。このほかTi、Ｖ量の効果的な範囲
について詳細に調査した結果、それぞれ単独では
2.0％以下であつて総量はＢ含有量の10倍以下が
好ましいことを確認した。 以上のごとく本発明の磁石材料は少量のＢまた
はこれにTi、Ｖを単独または複合添加した
R2Co17型の磁石合金であり、従来のこの種磁石
合金の保磁力（IHc）を著るしく改善し、したが
つて優れた最大エネルギー積を有するＲ―Co―
Cu―Fe系の磁石材料である。
第１図はボロン含有量と磁気特性の関係を示す
図である。
図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量百分率でＲ（Ｙおよび希土類元素の１種
以上）：20〜35％、Cu：５〜15％、Fe：３〜20
％、Ｂ：0.002〜0.5％、残部が実質的にCoからな
るR2Co17型永久磁石材料。 ２ 重量百分率でＲ（Ｙおよび希土類元素の１種
以上）：20〜35％、Cu：５〜15％、Fe：３〜20
％、Ｂ：0.002〜0.5％と、さらにTiVから選んだ
１種または２種の元素をそれぞれ20％以下であつ
て、かつＢ／Ti＋Ｖ＝0.1以上の範囲で含有し残
部が実質的にCoからなるR2Co17型永久磁石材
料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2203979A JPS55115304A (en) | 1979-02-28 | 1979-02-28 | Permanent magnet material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2203979A JPS55115304A (en) | 1979-02-28 | 1979-02-28 | Permanent magnet material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55115304A JPS55115304A (en) | 1980-09-05 |
| JPS6111441B2 true JPS6111441B2 (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=12071795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2203979A Granted JPS55115304A (en) | 1979-02-28 | 1979-02-28 | Permanent magnet material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55115304A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388864U (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-11 |
Families Citing this family (12)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5647540A (en) * | 1979-09-27 | 1981-04-30 | Hitachi Metals Ltd | Alloy for permanent magnet |
| JPS5946008A (ja) * | 1982-08-21 | 1984-03-15 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石 |
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| CA1280013C (en) * | 1983-05-06 | 1991-02-12 | Setsuo Fujimura | Isotropic magnets and process for producing same |
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| US4601875A (en) * | 1983-05-25 | 1986-07-22 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Process for producing magnetic materials |
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| EP0153744B1 (en) * | 1984-02-28 | 1990-01-03 | Sumitomo Special Metals Co., Ltd. | Process for producing permanent magnets |
| JPS6328844A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-06 | Toshiba Corp | 永久磁石材料 |
| CN103887028B (zh) * | 2012-12-24 | 2017-07-28 | 北京中科三环高技术股份有限公司 | 一种烧结钕铁硼磁体及其制造方法 |
-
1979
- 1979-02-28 JP JP2203979A patent/JPS55115304A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0388864U (ja) * | 1989-12-27 | 1991-09-11 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55115304A (en) | 1980-09-05 |
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