JPS6111445B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6111445B2 JPS6111445B2 JP54173476A JP17347679A JPS6111445B2 JP S6111445 B2 JPS6111445 B2 JP S6111445B2 JP 54173476 A JP54173476 A JP 54173476A JP 17347679 A JP17347679 A JP 17347679A JP S6111445 B2 JPS6111445 B2 JP S6111445B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnet
- composition
- rare earth
- cobalt
- magnets
- 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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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
- 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
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は希土類金属およびコバルト（Co）を
有する、いわゆる希土類コバルト系磁石に関する
ものであり、特に高保磁力（Hc）、高残留磁束
（Br）で高エネルギー積〔（BH）max〕の特徴を
もつ磁石に関するものである。 従来、希土類コバルト系磁石については、IHc
＞5000Oe、Br＞11000G、（BH）max30M・
GOeと高性能の磁石が開発されているが、さらに
高い性能の磁石が望まれている。 本発明の第一の目的は、従来と異なる組成の磁
石によつて、より高性能の磁石を実現する事にあ
る。また第二の目的は従来の希土類コバルト磁石
の上記の性能を上回わる（BH）max＞30M・
GOeの磁石を実現することにある。 以下、本発明の第１の実施例を説明する。すな
わち希土類金属およびCoからなる永久磁石にお
いて、Osを含むものであつて、Ｒ
（Co1-x-yMxOsy）ｚの組成とし、上記ＲをＹお
よびランタン系元素の一種または二種以上で構成
し、Ｍを3d―遷移金属およびCu、ａ、ａ、
ａ―族の金属のうちの一種または二種以上で構
成し、ｚ＝4.5〜9.0，０ｘ＜0.45，０＜ｙ＜
0.25としたものである。 かかる組成の磁石はｙ＝０の組成の磁石に較べ
てHcおよび（BH）maxが大きく、特性が向上す
る。またHcをｙ＝０の磁石とほぼ同じ値とする
よう製法を調整した場合には、ｙ＝０の磁石に較
べて大きなBrを実現することができる。 本発明の第２の実施例を説明する。すなわち希
土類およびCoからなる永久磁石において、Osを
含むものであつて、Ｒ（Co1-x-yMxOsy）ｚの組
成とし、上記ＲをSm、Pr、Ce、Ｙの一種または
二種以上で構成し、Mx＝M′x′M″x″とし、M′を
Fe、Cu、Mnで構成し、M″をａ―族（Zr、
Hf、Ti）の金属で構成し、0.02x′＜0.45，
0.005x″0.1とし、ｚ＝6.5〜8.5において0.004
ｙ＜0.2としたものである。 かかる組成の磁石によれば（BH）maxが
30M・GOe以上の従来にない高性能を得ることが
できる。 上記第１、第２の実施例の磁石の製造法につい
て説明する。本実施例の磁石は基本的には従来の
希土類コバルト磁石の製造法と同じく、原料の金
属を所望の組成となるよう秤量する。次に高周波
誘導炉などにより溶解し、均一な合金をつくる。
この際、Arなどの不活性ガスの雰囲気中で溶解
し、冷却する。次にこの合金塊を粉砕し、整粒し
て、１μ〜数μ程度の微粉末とし、この微粉末を
トルエン等の媒体に浸漬する。この微粉末浸漬物
をいわゆる湿式磁界成型機によつて所望の形に成
型する。なお微粉末を製造した後、直ちに成型す
る場合はトルエン等に浸漬する必要はない。また
成型時の加圧力の方向は成型磁界と直交するよう
に配置されるのが高性能化を達成するのに効果的
である事は従来と同じである。さらに必要に応じ
て成型体を1t／cm2ないしそれ以上の静水加圧力で
圧縮成型し、これによつて、より緻密な成型体を
つくることができる。成型体は1100℃以上、1300
℃以下の温度において、10分以上加熱して焼結す
る。焼結時の雰囲気はほぼ10-4mmHg以上の高真
空とし、場合によつてはArなどの不活性雰囲気
でも良い。焼結後、組成にもよるが、焼結温度か
らほぼ900〜1000℃までの温度範囲を急冷し、そ
れ以下の温度を徐冷する。場合によつては焼結温
度から、例えば液体窒素を気化した直後の冷たい
N2ガスを吹き付ける方法などによつて急冷し、
この急冷体を再び、例えば700〜900℃の温度範囲
の適当な温度に加熱し、この温度に10分ないしは
それ以上の時間保持した後、炉内で冷却ないしは
徐冷する。この際、雰囲気はArのような基本的
に非酸化性の雰囲気とする。得られた焼結磁石は
電磁石を使用して、磁化Ｉと印加磁界Ｈとの関係
を表わすＩ―Ｈヒステリシスループを測定し、残
留磁束（Br＝４πIr）、保磁力IHcおよびエネル
ギー積（BH）maxを求める。この際、焼結磁石
は必要があれば研削や研磨等の機械加工によつて
寸法、形状を整える。 本発明実施例によれば、希土類コバルト系磁石
にOsを含有させる効果として、IHcの高い磁石が
得られる。IHcの向上度合は、ｙ＝０の組成の磁
石と比較して、ほぼBrが等しく、また減磁曲線
の角形性がほぼ同じ場合において比較すれば約
1000Oe以上大きくなる。このためには少なくと
も前記組成式で表わした場合、ｙ＞0.004である
事が必要である。ｙの値が極端に多くなると、
Brの低下とともに上記の角形性が極端に損われ
るので、ｙ＜0.25、好ましくは0.20以下である事
が良い結果をもたらす。このようなOsの含有効
果が現われる希土類コバルト系磁石は、第１の実
施例に示すごとく、希土類金属としてＹおよびラ
ンタン系元素の一種または二種以上で構成し、コ
バルトまたはコバルトの一部を必要があれば、
3d―遷移金属およびCu、ａ、ａ、ａ―族
の金属で置換したものである。ここでコバルトま
たはコバルトの一部置換体と希土類金属は原子比
でｚ＝4.5〜9.0のものであり、この範囲で上記の
Hcの向上は500Oe以上である。これ以外の原子
比でHcの向上は望めない。 またHcの向上が1000Oe以上の効果が認められ
る組織で、かつエネルギー積が30M・GOe以上の
高性能の磁石は、第２の実施例に示すごとく、希
土類金属としてSmを主体に、必要があればSmの
一部を、Pr、Ce、Ｙで置換したものであり、Co
またはその一部がM′をFe、Cu、Mnの群から選
ばれる金属とM″をTi、Zr、Hfから選ばれる金属
で置換された材料である。ここで基本的に希土類
とコバルトの原子比Ｚは6.5〜8.5でなければ、Br
が十分でなく、また0.02x′0.45，0.05x″
0.1でなければ、Hcが不十分となり、30M・GOe
以上の高性能を得ることが出来ない。 次に第１、第２の実施例による具体例を説明す
る。 具体例 １ Sm（CO0.68Fe0.25Cu0.05Zr0.005Os0.015）
7.5となるよう原料を配合し、Ar雰囲気中で高周
波溶解し、冷却して磁石合金をつくり、これをジ
ヨークラツシヤで粗砕後、ジエツトミルによつて
平均粒径５μｍに微粉砕した。この微粉体を15mm
×15mm×25mmの直方体に100Kg／cm2の加圧力で成
型した。成型時にほぼ15000Gの磁界を25mmの長
さ方向に印加した。磁界成型体を2t／cm2の静水圧
下で圧縮した後、その成型体を1200℃で１時間加
熱焼結した。焼結時の雰囲気は10-5mmHgの真空
とし、焼結後室温まで急冷し、冷却N2ガスを吹
き付けた。この冷却体を再び850℃に加熱し、こ
の温度で１時間保持した後炉冷した。この際の雰
囲気はArガスとした。この熱処理した磁石を研
磨して磁界成型方向に15mm、この方向とは直交す
る方向に10mm、10mmの直方体に成型し、磁界成形
方向（磁化容易方向）に外部から磁界を印加しな
がらＩ―Ｈヒステリシスカーブを測定した。その
結果、残留磁化はほぼ12000Gで、IHcは9000Ceで
あり、最大エネルギー積は34.2M・GOeであつ
た。 具体例 ２ 表１の組成において、具体例１と同じ方法によ
り磁石を製造した。ただし焼結条件は1150〜1250
℃の温度範囲において、焼鈍は750℃〜900℃の範
囲でおこない、最高の（BH）maxが得られるよ
うに条件を調節した。得られた焼結体の特性は表
１に示してある。
有する、いわゆる希土類コバルト系磁石に関する
ものであり、特に高保磁力（Hc）、高残留磁束
（Br）で高エネルギー積〔（BH）max〕の特徴を
もつ磁石に関するものである。 従来、希土類コバルト系磁石については、IHc
＞5000Oe、Br＞11000G、（BH）max30M・
GOeと高性能の磁石が開発されているが、さらに
高い性能の磁石が望まれている。 本発明の第一の目的は、従来と異なる組成の磁
石によつて、より高性能の磁石を実現する事にあ
る。また第二の目的は従来の希土類コバルト磁石
の上記の性能を上回わる（BH）max＞30M・
GOeの磁石を実現することにある。 以下、本発明の第１の実施例を説明する。すな
わち希土類金属およびCoからなる永久磁石にお
いて、Osを含むものであつて、Ｒ
（Co1-x-yMxOsy）ｚの組成とし、上記ＲをＹお
よびランタン系元素の一種または二種以上で構成
し、Ｍを3d―遷移金属およびCu、ａ、ａ、
ａ―族の金属のうちの一種または二種以上で構
成し、ｚ＝4.5〜9.0，０ｘ＜0.45，０＜ｙ＜
0.25としたものである。 かかる組成の磁石はｙ＝０の組成の磁石に較べ
てHcおよび（BH）maxが大きく、特性が向上す
る。またHcをｙ＝０の磁石とほぼ同じ値とする
よう製法を調整した場合には、ｙ＝０の磁石に較
べて大きなBrを実現することができる。 本発明の第２の実施例を説明する。すなわち希
土類およびCoからなる永久磁石において、Osを
含むものであつて、Ｒ（Co1-x-yMxOsy）ｚの組
成とし、上記ＲをSm、Pr、Ce、Ｙの一種または
二種以上で構成し、Mx＝M′x′M″x″とし、M′を
Fe、Cu、Mnで構成し、M″をａ―族（Zr、
Hf、Ti）の金属で構成し、0.02x′＜0.45，
0.005x″0.1とし、ｚ＝6.5〜8.5において0.004
ｙ＜0.2としたものである。 かかる組成の磁石によれば（BH）maxが
30M・GOe以上の従来にない高性能を得ることが
できる。 上記第１、第２の実施例の磁石の製造法につい
て説明する。本実施例の磁石は基本的には従来の
希土類コバルト磁石の製造法と同じく、原料の金
属を所望の組成となるよう秤量する。次に高周波
誘導炉などにより溶解し、均一な合金をつくる。
この際、Arなどの不活性ガスの雰囲気中で溶解
し、冷却する。次にこの合金塊を粉砕し、整粒し
て、１μ〜数μ程度の微粉末とし、この微粉末を
トルエン等の媒体に浸漬する。この微粉末浸漬物
をいわゆる湿式磁界成型機によつて所望の形に成
型する。なお微粉末を製造した後、直ちに成型す
る場合はトルエン等に浸漬する必要はない。また
成型時の加圧力の方向は成型磁界と直交するよう
に配置されるのが高性能化を達成するのに効果的
である事は従来と同じである。さらに必要に応じ
て成型体を1t／cm2ないしそれ以上の静水加圧力で
圧縮成型し、これによつて、より緻密な成型体を
つくることができる。成型体は1100℃以上、1300
℃以下の温度において、10分以上加熱して焼結す
る。焼結時の雰囲気はほぼ10-4mmHg以上の高真
空とし、場合によつてはArなどの不活性雰囲気
でも良い。焼結後、組成にもよるが、焼結温度か
らほぼ900〜1000℃までの温度範囲を急冷し、そ
れ以下の温度を徐冷する。場合によつては焼結温
度から、例えば液体窒素を気化した直後の冷たい
N2ガスを吹き付ける方法などによつて急冷し、
この急冷体を再び、例えば700〜900℃の温度範囲
の適当な温度に加熱し、この温度に10分ないしは
それ以上の時間保持した後、炉内で冷却ないしは
徐冷する。この際、雰囲気はArのような基本的
に非酸化性の雰囲気とする。得られた焼結磁石は
電磁石を使用して、磁化Ｉと印加磁界Ｈとの関係
を表わすＩ―Ｈヒステリシスループを測定し、残
留磁束（Br＝４πIr）、保磁力IHcおよびエネル
ギー積（BH）maxを求める。この際、焼結磁石
は必要があれば研削や研磨等の機械加工によつて
寸法、形状を整える。 本発明実施例によれば、希土類コバルト系磁石
にOsを含有させる効果として、IHcの高い磁石が
得られる。IHcの向上度合は、ｙ＝０の組成の磁
石と比較して、ほぼBrが等しく、また減磁曲線
の角形性がほぼ同じ場合において比較すれば約
1000Oe以上大きくなる。このためには少なくと
も前記組成式で表わした場合、ｙ＞0.004である
事が必要である。ｙの値が極端に多くなると、
Brの低下とともに上記の角形性が極端に損われ
るので、ｙ＜0.25、好ましくは0.20以下である事
が良い結果をもたらす。このようなOsの含有効
果が現われる希土類コバルト系磁石は、第１の実
施例に示すごとく、希土類金属としてＹおよびラ
ンタン系元素の一種または二種以上で構成し、コ
バルトまたはコバルトの一部を必要があれば、
3d―遷移金属およびCu、ａ、ａ、ａ―族
の金属で置換したものである。ここでコバルトま
たはコバルトの一部置換体と希土類金属は原子比
でｚ＝4.5〜9.0のものであり、この範囲で上記の
Hcの向上は500Oe以上である。これ以外の原子
比でHcの向上は望めない。 またHcの向上が1000Oe以上の効果が認められ
る組織で、かつエネルギー積が30M・GOe以上の
高性能の磁石は、第２の実施例に示すごとく、希
土類金属としてSmを主体に、必要があればSmの
一部を、Pr、Ce、Ｙで置換したものであり、Co
またはその一部がM′をFe、Cu、Mnの群から選
ばれる金属とM″をTi、Zr、Hfから選ばれる金属
で置換された材料である。ここで基本的に希土類
とコバルトの原子比Ｚは6.5〜8.5でなければ、Br
が十分でなく、また0.02x′0.45，0.05x″
0.1でなければ、Hcが不十分となり、30M・GOe
以上の高性能を得ることが出来ない。 次に第１、第２の実施例による具体例を説明す
る。 具体例 １ Sm（CO0.68Fe0.25Cu0.05Zr0.005Os0.015）
7.5となるよう原料を配合し、Ar雰囲気中で高周
波溶解し、冷却して磁石合金をつくり、これをジ
ヨークラツシヤで粗砕後、ジエツトミルによつて
平均粒径５μｍに微粉砕した。この微粉体を15mm
×15mm×25mmの直方体に100Kg／cm2の加圧力で成
型した。成型時にほぼ15000Gの磁界を25mmの長
さ方向に印加した。磁界成型体を2t／cm2の静水圧
下で圧縮した後、その成型体を1200℃で１時間加
熱焼結した。焼結時の雰囲気は10-5mmHgの真空
とし、焼結後室温まで急冷し、冷却N2ガスを吹
き付けた。この冷却体を再び850℃に加熱し、こ
の温度で１時間保持した後炉冷した。この際の雰
囲気はArガスとした。この熱処理した磁石を研
磨して磁界成型方向に15mm、この方向とは直交す
る方向に10mm、10mmの直方体に成型し、磁界成形
方向（磁化容易方向）に外部から磁界を印加しな
がらＩ―Ｈヒステリシスカーブを測定した。その
結果、残留磁化はほぼ12000Gで、IHcは9000Ceで
あり、最大エネルギー積は34.2M・GOeであつ
た。 具体例 ２ 表１の組成において、具体例１と同じ方法によ
り磁石を製造した。ただし焼結条件は1150〜1250
℃の温度範囲において、焼鈍は750℃〜900℃の範
囲でおこない、最高の（BH）maxが得られるよ
うに条件を調節した。得られた焼結体の特性は表
１に示してある。
【表】
【表】
具体例 ３
表２の組成において、具体例１と同じ方法によ
り磁石を製造した。参考のためにｙ＝０の組成の
磁石をつくり、具体例１と同じようにＩ―Ｈヒス
テリシスカーブを測定し、IHc（ｙ）−IHc（ｙ＝
０）＝△Hcを求め、Osの添加によるHcの向上を
求めて表２に示した。 本発明の永久磁石によれば、ＲをＹおよびラン
タン系元素の一種または二種以上とし、Ｍを3d
遷移金属およびCu、ａ、ａ、ａ族の金属
のうちの一種または二種以上としたとき、組成を
Ｒ（Co1-x-yMxOsy）ｚと成し、且つＺ＝4.5〜
9.0，０ｘ＜0.45，０＜ｙ＜0.25としたので、
Hcを向上させ得、したがつて最大エネルギー積
の高い（例えば30M・GOeより大きい）磁石を提
供することができるものである。
り磁石を製造した。参考のためにｙ＝０の組成の
磁石をつくり、具体例１と同じようにＩ―Ｈヒス
テリシスカーブを測定し、IHc（ｙ）−IHc（ｙ＝
０）＝△Hcを求め、Osの添加によるHcの向上を
求めて表２に示した。 本発明の永久磁石によれば、ＲをＹおよびラン
タン系元素の一種または二種以上とし、Ｍを3d
遷移金属およびCu、ａ、ａ、ａ族の金属
のうちの一種または二種以上としたとき、組成を
Ｒ（Co1-x-yMxOsy）ｚと成し、且つＺ＝4.5〜
9.0，０ｘ＜0.45，０＜ｙ＜0.25としたので、
Hcを向上させ得、したがつて最大エネルギー積
の高い（例えば30M・GOeより大きい）磁石を提
供することができるものである。
Claims (1)
- １ ＲをＹおよびランタン系元素の一種または二
種以上とし、Ｍを3d遷移金属およびCu、ａ、
ａ、ａ族の金属のうちの一種または二種以上
としたとき、組成をＲ（Co1-x-yMxOsy）ｚと成
し、且つＺ＝4.5〜9.0，０ｘ＜0.45，０＜ｙ＜
0.25としたことを特徴とする磁石材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17347679A JPS5693306A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Magnetic material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17347679A JPS5693306A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Magnetic material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5693306A JPS5693306A (en) | 1981-07-28 |
| JPS6111445B2 true JPS6111445B2 (ja) | 1986-04-03 |
Family
ID=15961187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17347679A Granted JPS5693306A (en) | 1979-12-26 | 1979-12-26 | Magnetic material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5693306A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0351648U (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-20 |
-
1979
- 1979-12-26 JP JP17347679A patent/JPS5693306A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0351648U (ja) * | 1989-09-28 | 1991-05-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5693306A (en) | 1981-07-28 |
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