JPS6111444B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6111444B2 JPS6111444B2 JP54170430A JP17043079A JPS6111444B2 JP S6111444 B2 JPS6111444 B2 JP S6111444B2 JP 54170430 A JP54170430 A JP 54170430A JP 17043079 A JP17043079 A JP 17043079A JP S6111444 B2 JPS6111444 B2 JP S6111444B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnets
- alloy
- iron core
- magnetic field
- anisotropic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- 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
- H01F1/032—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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明はスピノーダル分解型の異方性Fe―Cr
―Co磁石の製造方法に関するもので、特にモー
ターのローターマグネツトあるいは馬蹄形状磁石
の様なわん曲あるいは屈曲方向に異方性を持たせ
たFe―Cr―Co系異方性磁石の製造方法に関する
ものである。 従来スピノーダル分解を利用した異方性多極構
造を有する磁石材料にはアルニコ５磁石（Fe―
24Co―14Ni―8A―3Cu）が知られており、溶
体化後の磁場中冷却処理において、多極の磁場発
生コイルを用いてその多極方向にスピノーダル分
解の発生を制御している。一方、等温磁場処理を
行う比較的磁気特性の高いアルニコ８磁石（Fe
―34Co―15Ni―7A―4Cu―５―Ti）において
は、等温磁場処理でスピノーダル分解を多極方向
にコントロールして十分な磁気特性を確保するの
は困難であつた。 Fe―Cr―Co磁石は、アルニコ磁石に比して高
価なCoの含有量が少なく、圧延、切削、切断等
の加工が容易であるとの利点がある。しかしなが
らこの磁石では、直線状の二極の異方性磁石や等
方性多極磁石は開発されているが、多極構造ある
いはわん曲状の異方性磁石は等温磁場処理が困難
なため実現されていない。従つて、例えば４極や
６極の磁極を有するモーター用ローターマグネツ
トをFe―Cr―Co磁石で実現する場合には、等方
性合金を着磁の段階で多極化することが行なわれ
ている。この等方性のFe―Cr―Co磁石はその磁
気特性が低い（例えば、残留磁束密度Br：8.0〜
10.0kGauss、保磁力5Hc：400〜450Oe、最大エ
ネルギー積（BH）max：1.2〜1.7MGOe）という
欠点がある。 また特開昭51―130897号公報には、予め磁界中
にて熱処理して磁気異方性を付与した後、これを
所望形状に成形して異形磁石を得る方法が示され
ているが、このような方法によるときは、所望の
形状に成形するのはスピノーダル分解後であり、
α１相の存在下であるので、成形加工が容易では
ない。 本発明は、アルニコ磁石よりも安価なFe―Cr
―Co磁石で、多極構造あるいはわん曲状の異方
性磁石を提供することを目的とするものである。 本発明は実質的にFe―Cr―Coを主成分とし、
必要に応じＶ、Ti、Si、Mo、Ｗ、Ａ、Ｃ、Ｓ
を一種以上含有するスピノーダル分解型磁石にお
いて、スピノーダル分解におけるα１析出相をわ
ん曲状に方向を揃えた磁石を提供するために、予
め所望の形状に加工した前記組成の合金を800〜
1200℃の温度で溶体化処理を行ない、急冷後550
〜700℃の温度領域で所望のわん曲状にα１析出
相が整列する様に外部磁界を印加しつつ等温磁場
処理を施し、その後時効処理を施こすことを特徴
とした異方性Fe―Cr―Co磁石の製造方法であ
る。 第１図はFe―Cr―Co系磁石の製造工程を示す
流れ図であり、原料を溶解し鋳造した後、所要の
形状に加工し、その後溶体化処理、等温（磁場）
処理および時効処理という熱処理を施される。 例えば、従来の直線状二極異方性Fe―Cr―Co
磁石の場合、加工後の熱処理において、800〜
1200℃でα単一相に溶体化処理し、急冷後550〜
700℃で等温磁場処理を施す。その後磁場処理温
度より低い温度から600〜400℃の温度まで0.5〜
40℃／時間の平均冷却速度で連結冷却時効あるい
は多段時効処理を行うことにより、アルニコ５磁
石と同等以上の磁気特性を有する異方性磁石を得
ている。 ところで、前述したように、従来の方法では、
多極構造あるいはわん曲状の異方性磁石は実現さ
れなかつた。 本発明はFe―Cr―Co磁石の製造における等温
磁場処理工程において磁場を多方向から印加でき
るように発熱体、磁場コイル鉄心、ボート形状、
耐火レンガ等を工夫し、多極構造あるいはわん曲
状の異方性Fe―Cr―Co磁石を実現したものであ
る。 第２図は、本発明の多極異方性Fe―Cr―Co磁
石の熱処理に用いる等温磁場処理炉（４極型）の
縦断面図である。同図を参照して記号１，８，９
は鉄心であり、その材料は高いキユーリー温度と
高磁束密度を備え、500〜700℃までその磁束密度
を維持し得るものを使用する。例えばFe―Co―
Ｖ合金、などである。２は磁化コイルであり、極
数が多くなるにつれて追加する。３は耐火レンガ
であり、炉内の温度分布を安定化させる。４は発
熱体５は炉心管である。６は円筒ボートで、内部
には８の鉄心がヨークとして組み付けられる。７
は４極磁石の製品例であり、圧延可能なFe―Cr
―Co磁石であるから、各種板厚のものが製作可
能である。６のボートはこの製品に合せて作る。
１，９の鉄心はボートの大きさに合せて移動でき
るので、いろいろな大きさの製品が作成可能であ
る。 異方性４極磁石のスピノーダル分解について説
明する。スピノーダル分解はα固溶体がα１相
（FeCo強磁性相）とα２相（Cr非磁性相）に分
解することであり、その分解成長過程で磁場を加
えることによりα１、α２相の成長方向を制御
し、異方性化している。第２図では、４つの磁化
コイルがあり、交互にＳ極Ｎ極となつている。磁
束は磁化コイルにより磁化された鉄心１から鉄心
９に流れ、さらにボート６にある鉄心８、製品７
に行き、そこで２方向に分れて、左右の磁化コイ
ル方向の鉄心８→９→１と伝つて磁束は流れる。
この際スピノーダル分解は磁束の流れの方向に平
行に起り、時効処理後４極方向に着磁することで
異方性４極Fe―Cr―Co磁石となる。第２図の炉
では磁化コイルを増加することで、16極までの多
極化が可能となる。 この異方性多極磁石の応用例としてはモーター
の多極ロータの様な回転体などに使われる。ま
た、この熱処理方法は、極方向が一直線上にない
様な二極磁石の場合にも応用される。例えば磁化
コイルの位置を変えて第３，４図の様な角度を持
つた磁石材料とか16極全部を使用して第５図の様
な円筒の中心方向に磁化方向を持つ磁石材料も製
作可能となる。 次ぎに実施例を用いて本発明を説明する。 22wt％Cr、15wt％Co、3wt％Ｖ、0.3wt％Tiお
よび残部Fe、そして28wt％Cr、15wt％Co、
0.3wt％Ti及び残部Feからなる様に溶解後第１図
の工程に従い、しかも等温磁場工程において第２
図の装置を用いて外部磁場を印加した場合の本発
明と印加しない場合（従来の等方性）との磁気特
性を表―１にまとめた比較の為にアルニコ磁石の
実用化されている異方性、等方性のデータも列記
しておいた。
―Co磁石の製造方法に関するもので、特にモー
ターのローターマグネツトあるいは馬蹄形状磁石
の様なわん曲あるいは屈曲方向に異方性を持たせ
たFe―Cr―Co系異方性磁石の製造方法に関する
ものである。 従来スピノーダル分解を利用した異方性多極構
造を有する磁石材料にはアルニコ５磁石（Fe―
24Co―14Ni―8A―3Cu）が知られており、溶
体化後の磁場中冷却処理において、多極の磁場発
生コイルを用いてその多極方向にスピノーダル分
解の発生を制御している。一方、等温磁場処理を
行う比較的磁気特性の高いアルニコ８磁石（Fe
―34Co―15Ni―7A―4Cu―５―Ti）において
は、等温磁場処理でスピノーダル分解を多極方向
にコントロールして十分な磁気特性を確保するの
は困難であつた。 Fe―Cr―Co磁石は、アルニコ磁石に比して高
価なCoの含有量が少なく、圧延、切削、切断等
の加工が容易であるとの利点がある。しかしなが
らこの磁石では、直線状の二極の異方性磁石や等
方性多極磁石は開発されているが、多極構造ある
いはわん曲状の異方性磁石は等温磁場処理が困難
なため実現されていない。従つて、例えば４極や
６極の磁極を有するモーター用ローターマグネツ
トをFe―Cr―Co磁石で実現する場合には、等方
性合金を着磁の段階で多極化することが行なわれ
ている。この等方性のFe―Cr―Co磁石はその磁
気特性が低い（例えば、残留磁束密度Br：8.0〜
10.0kGauss、保磁力5Hc：400〜450Oe、最大エ
ネルギー積（BH）max：1.2〜1.7MGOe）という
欠点がある。 また特開昭51―130897号公報には、予め磁界中
にて熱処理して磁気異方性を付与した後、これを
所望形状に成形して異形磁石を得る方法が示され
ているが、このような方法によるときは、所望の
形状に成形するのはスピノーダル分解後であり、
α１相の存在下であるので、成形加工が容易では
ない。 本発明は、アルニコ磁石よりも安価なFe―Cr
―Co磁石で、多極構造あるいはわん曲状の異方
性磁石を提供することを目的とするものである。 本発明は実質的にFe―Cr―Coを主成分とし、
必要に応じＶ、Ti、Si、Mo、Ｗ、Ａ、Ｃ、Ｓ
を一種以上含有するスピノーダル分解型磁石にお
いて、スピノーダル分解におけるα１析出相をわ
ん曲状に方向を揃えた磁石を提供するために、予
め所望の形状に加工した前記組成の合金を800〜
1200℃の温度で溶体化処理を行ない、急冷後550
〜700℃の温度領域で所望のわん曲状にα１析出
相が整列する様に外部磁界を印加しつつ等温磁場
処理を施し、その後時効処理を施こすことを特徴
とした異方性Fe―Cr―Co磁石の製造方法であ
る。 第１図はFe―Cr―Co系磁石の製造工程を示す
流れ図であり、原料を溶解し鋳造した後、所要の
形状に加工し、その後溶体化処理、等温（磁場）
処理および時効処理という熱処理を施される。 例えば、従来の直線状二極異方性Fe―Cr―Co
磁石の場合、加工後の熱処理において、800〜
1200℃でα単一相に溶体化処理し、急冷後550〜
700℃で等温磁場処理を施す。その後磁場処理温
度より低い温度から600〜400℃の温度まで0.5〜
40℃／時間の平均冷却速度で連結冷却時効あるい
は多段時効処理を行うことにより、アルニコ５磁
石と同等以上の磁気特性を有する異方性磁石を得
ている。 ところで、前述したように、従来の方法では、
多極構造あるいはわん曲状の異方性磁石は実現さ
れなかつた。 本発明はFe―Cr―Co磁石の製造における等温
磁場処理工程において磁場を多方向から印加でき
るように発熱体、磁場コイル鉄心、ボート形状、
耐火レンガ等を工夫し、多極構造あるいはわん曲
状の異方性Fe―Cr―Co磁石を実現したものであ
る。 第２図は、本発明の多極異方性Fe―Cr―Co磁
石の熱処理に用いる等温磁場処理炉（４極型）の
縦断面図である。同図を参照して記号１，８，９
は鉄心であり、その材料は高いキユーリー温度と
高磁束密度を備え、500〜700℃までその磁束密度
を維持し得るものを使用する。例えばFe―Co―
Ｖ合金、などである。２は磁化コイルであり、極
数が多くなるにつれて追加する。３は耐火レンガ
であり、炉内の温度分布を安定化させる。４は発
熱体５は炉心管である。６は円筒ボートで、内部
には８の鉄心がヨークとして組み付けられる。７
は４極磁石の製品例であり、圧延可能なFe―Cr
―Co磁石であるから、各種板厚のものが製作可
能である。６のボートはこの製品に合せて作る。
１，９の鉄心はボートの大きさに合せて移動でき
るので、いろいろな大きさの製品が作成可能であ
る。 異方性４極磁石のスピノーダル分解について説
明する。スピノーダル分解はα固溶体がα１相
（FeCo強磁性相）とα２相（Cr非磁性相）に分
解することであり、その分解成長過程で磁場を加
えることによりα１、α２相の成長方向を制御
し、異方性化している。第２図では、４つの磁化
コイルがあり、交互にＳ極Ｎ極となつている。磁
束は磁化コイルにより磁化された鉄心１から鉄心
９に流れ、さらにボート６にある鉄心８、製品７
に行き、そこで２方向に分れて、左右の磁化コイ
ル方向の鉄心８→９→１と伝つて磁束は流れる。
この際スピノーダル分解は磁束の流れの方向に平
行に起り、時効処理後４極方向に着磁することで
異方性４極Fe―Cr―Co磁石となる。第２図の炉
では磁化コイルを増加することで、16極までの多
極化が可能となる。 この異方性多極磁石の応用例としてはモーター
の多極ロータの様な回転体などに使われる。ま
た、この熱処理方法は、極方向が一直線上にない
様な二極磁石の場合にも応用される。例えば磁化
コイルの位置を変えて第３，４図の様な角度を持
つた磁石材料とか16極全部を使用して第５図の様
な円筒の中心方向に磁化方向を持つ磁石材料も製
作可能となる。 次ぎに実施例を用いて本発明を説明する。 22wt％Cr、15wt％Co、3wt％Ｖ、0.3wt％Tiお
よび残部Fe、そして28wt％Cr、15wt％Co、
0.3wt％Ti及び残部Feからなる様に溶解後第１図
の工程に従い、しかも等温磁場工程において第２
図の装置を用いて外部磁場を印加した場合の本発
明と印加しない場合（従来の等方性）との磁気特
性を表―１にまとめた比較の為にアルニコ磁石の
実用化されている異方性、等方性のデータも列記
しておいた。
【表】
この結果、異方性を付すことにより大巾に磁気
特性を向上させることが明らかである。尚、金属
の組識を電子顕微鏡で観察したところ、従来法の
ものはほぼ球状のα１析出相であつたが、本発明
によれば尖がつた楕円体のα１析出相が外部磁場
方向に整列していることを確認している。 以上述べた様に、本発明の異方性多極型Fe―
Cr―Co磁石の製造方法によれば、アルニコ磁
石よりCo資源を節約できる異方性多極磁石が得
られ、磁性面でも現有のアルニコ５磁石より高
い残留磁束密度Brを有しさらにFe―Cr―Co磁
石特有の圧延切削切断等の加工性の容易さと、異
方性化前のγ相の状態で加工するので、成形加工
が容易であり、したがつて、各種形状の異方性多
極磁石材料が製作可能となり、その意義は非常に
大きいものである。
特性を向上させることが明らかである。尚、金属
の組識を電子顕微鏡で観察したところ、従来法の
ものはほぼ球状のα１析出相であつたが、本発明
によれば尖がつた楕円体のα１析出相が外部磁場
方向に整列していることを確認している。 以上述べた様に、本発明の異方性多極型Fe―
Cr―Co磁石の製造方法によれば、アルニコ磁
石よりCo資源を節約できる異方性多極磁石が得
られ、磁性面でも現有のアルニコ５磁石より高
い残留磁束密度Brを有しさらにFe―Cr―Co磁
石特有の圧延切削切断等の加工性の容易さと、異
方性化前のγ相の状態で加工するので、成形加工
が容易であり、したがつて、各種形状の異方性多
極磁石材料が製作可能となり、その意義は非常に
大きいものである。
第１図はFe―Cr―Co磁石の製造工程の概略で
あり、第２図は本発明による多極型等温磁場処理
炉の縦断面図の一例を示し、第３図および４図は
二極異方性磁石への応用例であり、第５図は中心
方向に磁化方向を持つ磁石材料の例を示したもの
である。 １，８，９…鉄心、２…磁化コイル、３…耐火
レンガ、４…発熱体、５…炉心管、６…ボート、
７…製品。
あり、第２図は本発明による多極型等温磁場処理
炉の縦断面図の一例を示し、第３図および４図は
二極異方性磁石への応用例であり、第５図は中心
方向に磁化方向を持つ磁石材料の例を示したもの
である。 １，８，９…鉄心、２…磁化コイル、３…耐火
レンガ、４…発熱体、５…炉心管、６…ボート、
７…製品。
Claims (1)
- １ Fe、Cr、Coを主成分とするスピノーダル分
解型永久磁石用の合金を所望形状に加工した後、
800〜1200℃の温度で溶体化処理を行い、急冷
後、該合金を第１の鉄心を内面に備えたボート中
に該合金の磁極となるべき部分に第１の鉄心を当
接しながら挿入し、該合金を収容したボートを内
面に発熱体を備えかつ角度間隔をおいて放射状に
延在した複数の第２の鉄心を備えた炉中に上記第
１の鉄心を第２の鉄心に合致させて配置し、上記
発熱体の発熱によつて550〜700℃の温度領域で上
記合金へα１析出相が所望のわん曲状に整列する
ように上記第２の鉄心と第１の鉄心を介して外部
磁界を印加しつつ等温磁場処理を施し、その後時
効処理を施すことを特徴とした異方性Fe―Cr―
Co磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17043079A JPS5694607A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Anisotropic magnet of fe-cr-co and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17043079A JPS5694607A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Anisotropic magnet of fe-cr-co and manufacture thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5694607A JPS5694607A (en) | 1981-07-31 |
| JPS6111444B2 true JPS6111444B2 (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=15904762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17043079A Granted JPS5694607A (en) | 1979-12-28 | 1979-12-28 | Anisotropic magnet of fe-cr-co and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5694607A (ja) |
-
1979
- 1979-12-28 JP JP17043079A patent/JPS5694607A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5694607A (en) | 1981-07-31 |
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