JPS6113361B2 - - Google Patents
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- JPS6113361B2 JPS6113361B2 JP54102791A JP10279179A JPS6113361B2 JP S6113361 B2 JPS6113361 B2 JP S6113361B2 JP 54102791 A JP54102791 A JP 54102791A JP 10279179 A JP10279179 A JP 10279179A JP S6113361 B2 JPS6113361 B2 JP S6113361B2
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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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明はパラジウムおよび鉄を主成分としてこ
れに少量（0.5％以下）の不純物を含む永久磁石
およびその製造方法に関するもので、その目的と
するところは加工が容易でかつ保磁力と最大エネ
ルギー積の大きい永久磁石を得ることにある。 従来α−γ′変態を利用した永久磁石として知
られているものにはバイカロイ（商品名）と称す
るFe−52Co−9.5V系合金より成る磁石がある。
この合金系には高温にγ相があり室温ではα＋
γ′（規則格子）相がある。従つてこの合金を水
焼入れ後冷間加工するとγ相がα相になり焼戻す
とα相の一部が微細なγ′相に変り分散析出する
ことにより保磁力が増加する。しかしバイカロイ
磁石の保磁力は一般に小さく最高でも500Oeで、
しかもその値を発揮させるためには98％程度の強
制的な冷間加工を行う必要がある。さらに合金に
は酸化しやすいバナジウム元素を含んでいるため
溶解法がむずかしくその製造工程が複雑であるな
どの欠点がある。 本発明の鉄パラジウム合金はγ相よりα相とγ
１相との微細析出相に変る鉄パラジウム系合金の
規則格子の変態型磁石に関するものである。この
鉄パラジウム系磁石特性については1964年にクス
マンらが18〜50原子％のパラジウム、残量鉄の合
金を1000℃より焼入れし、これを450℃に焼戻し
た場合（時間の詳細については不明）に保磁力
780Oeを発揮せしめたことが知られているが、残
留磁束密度および最大エネルギー積については記
述がなされていない。 よつて本発明者は鉄パラジウム合金の磁石特性
について詳細な研究を行つた。すなわちまずその
第１の場合にはパラジウムが28〜38原子％で残量
が鉄の適当量を空気中、不活性ガス中あるいは真
空中において適当な溶解炉を用いて溶解したのち
充分に撹拌して組成的に均一な溶融合金を造り、
これらを適当な形や大きさの鋳型に注入あるいは
石英管に吸い上げて健全な鋳物とし、常温中で鍛
造、引抜きなどの加工法によつて目的の形状にし
た。つぎにこれら鉄パラジウム合金を第１図の平
衡状態図にみられるγ相の650゜〜990℃の温度範
囲で適当時間均質固溶化処理して水中あるいは空
気中で急冷し、または炉中で徐冷した。最後に焼
戻温度はクスマンらが行つた450℃より低い350゜
〜440℃とし、長時間加熱した後徐冷して高い保
磁力を有する永久磁石が得られた。 つぎに第２の場合には均質固溶化処理後、水中
あるいは空気中で急冷した合金を90％以上の線引
き圧延等の塑性加工を施し、350゜〜440℃の温度
で40〜1000時間位の長時間焼戻すことによつてさ
らに優秀な磁石特性を発揮せしめることができ
た。 かように本発明によれば、組成によつて夫々違
うがクスマンらが得た保磁力の値200〜760Oeよ
り約５〜７割も大きい800〜1300Oeの優秀な永久
磁石が得られるのである。 この理由はγ相単相の得られる650゜〜990℃に
於ける均質固溶化処理に引続く冷却は、空気中に
おける急冷でも炉中で徐冷する何れでもよいが、
次の焼戻温度を少くとも440℃以下、（好ましくは
350゜〜440℃）の温度で少くとも40時間以上（好
ましくは40〜1000時間）の長時間焼鈍すると、高
温に於て生じたγ相固溶体がα相とγ１相との微
細析出物の分散析出した規則格子より成る結晶構
造をもつたものができ、この組織が高い保磁力と
最大エネルギー積の大きな永久磁石の得られる原
因と考えられる。 ここで焼鈍温度を440℃以上とすると、α相と
γ１相の析出物が粗大化し、こののとき上述の磁
気特性が低下するものと判断せられる。また350
℃以下では焼鈍時間があまり長くなりすぎて経済
的でないと共に磁性の向上も格別望めないので、
350゜〜440℃の温度範囲が好適であると認めた。 つぎに本発明の実施例について述べる。 原料としては99.9％純度の電解鉄およびパラジ
ウムを用いた。実験の試料を造るには全重量10ｇ
の原料を目的の組成に秤量してNCタンマン管に
入れ、アルゴンガスを吹きかけながらタンマン炉
によつて溶かしたのちよく撹拌して均質な溶融合
金とし、これを直径約3.5mmの石英管に吸い上げ
た。さらに得られた丸棒から30mmの長さのものを
切りとり750゜〜990℃の温度で約１時間加熱した
のち水焼入れを施してつぎの実験を行つた。 第２図にはこのように熱処理した組成の異なる
５種類の試料No.４，10，12，14，16の合金を400
゜〜470℃の種々の温度に20時間焼戻処理を施し
た場合の磁石特性を示す。図からわかるように保
磁力は410゜〜420℃の温度において急に増加し、
約440℃の温度において最高値を示すが、これよ
り温度を高くすると一般に保磁力は低下する。こ
れらの結果から本発明は析出初期の350゜〜440℃
の低い温度において長時間の焼戻処理を施すこと
によつて、440℃以上の高温度で短時間焼戻処理
する場合よりもさらに微細な分散析出物を得て高
保磁力を発揮せしめられることがわかつた。 第３図には鉄パラジウム系合金のうち代表的な
組成で４種類の試料No.５，９，12，15の合金を水
焼入れ後400℃の温度で長時間焼戻処理を施した
場合の時間と磁石特性との関係が示してある。こ
の図からわかるように、400℃の温度において焼
戻した場合には約20時間保持しても保磁力の増加
は僅かであるが、40〜60時間になると急に増加し
はじめ200時間以上加熱すると極大が見られるよ
うになる。試料No.12の合金では380時間加熱によ
つて1200Oeの高い保磁力が得られた。ちなみに
これよりも高い450℃で等温加熱した場合には約
50時間程度で極大を示すが、そのときの最高の保
磁力は低く850Oeであつた。 第４図にはこのような熱処理方法により各合金
において最高の保磁力を得たときの残留磁束密度
および最大エネルギー積と組成との関係が示して
ある。図中黒丸で示した保磁力だけが前述のクス
マンらによつて明らかにされた値で、Fe−32原
子％Pd合金で最高780Oeが得られている。これに
対して白丸で示した本発明合金の場合にはFe−
34原子％Pd合金が最高1200Oeの保磁力を示し、
そのときの残留磁束密度は9000G、最大エネルギ
ー積は4.2MGOeであり、非常に優秀な磁石特性
を有することがわかる。 つぎに第１表には代表的な合金について磁石の
製造条件および熱処理条件を種々に変えた場合の
特性が示してある。表からわかるように焼入れ速
度の早い水中急冷が空気中急冷の場合より多少高
い保磁力を示しているが大差なく、400℃／時の
速度で徐冷却した場合でも非常に優秀な磁石特性
が得られている。すなわち一般に通常の磁石合金
では均質固溶化処理後緩慢に冷却すると特性が劣
化するが、この発明の合金の場合には冷却速度に
よる著しい影響がなく、実用上温度による安定度
が高く非常に有利な特徴を有していることがわか
る。
れに少量（0.5％以下）の不純物を含む永久磁石
およびその製造方法に関するもので、その目的と
するところは加工が容易でかつ保磁力と最大エネ
ルギー積の大きい永久磁石を得ることにある。 従来α−γ′変態を利用した永久磁石として知
られているものにはバイカロイ（商品名）と称す
るFe−52Co−9.5V系合金より成る磁石がある。
この合金系には高温にγ相があり室温ではα＋
γ′（規則格子）相がある。従つてこの合金を水
焼入れ後冷間加工するとγ相がα相になり焼戻す
とα相の一部が微細なγ′相に変り分散析出する
ことにより保磁力が増加する。しかしバイカロイ
磁石の保磁力は一般に小さく最高でも500Oeで、
しかもその値を発揮させるためには98％程度の強
制的な冷間加工を行う必要がある。さらに合金に
は酸化しやすいバナジウム元素を含んでいるため
溶解法がむずかしくその製造工程が複雑であるな
どの欠点がある。 本発明の鉄パラジウム合金はγ相よりα相とγ
１相との微細析出相に変る鉄パラジウム系合金の
規則格子の変態型磁石に関するものである。この
鉄パラジウム系磁石特性については1964年にクス
マンらが18〜50原子％のパラジウム、残量鉄の合
金を1000℃より焼入れし、これを450℃に焼戻し
た場合（時間の詳細については不明）に保磁力
780Oeを発揮せしめたことが知られているが、残
留磁束密度および最大エネルギー積については記
述がなされていない。 よつて本発明者は鉄パラジウム合金の磁石特性
について詳細な研究を行つた。すなわちまずその
第１の場合にはパラジウムが28〜38原子％で残量
が鉄の適当量を空気中、不活性ガス中あるいは真
空中において適当な溶解炉を用いて溶解したのち
充分に撹拌して組成的に均一な溶融合金を造り、
これらを適当な形や大きさの鋳型に注入あるいは
石英管に吸い上げて健全な鋳物とし、常温中で鍛
造、引抜きなどの加工法によつて目的の形状にし
た。つぎにこれら鉄パラジウム合金を第１図の平
衡状態図にみられるγ相の650゜〜990℃の温度範
囲で適当時間均質固溶化処理して水中あるいは空
気中で急冷し、または炉中で徐冷した。最後に焼
戻温度はクスマンらが行つた450℃より低い350゜
〜440℃とし、長時間加熱した後徐冷して高い保
磁力を有する永久磁石が得られた。 つぎに第２の場合には均質固溶化処理後、水中
あるいは空気中で急冷した合金を90％以上の線引
き圧延等の塑性加工を施し、350゜〜440℃の温度
で40〜1000時間位の長時間焼戻すことによつてさ
らに優秀な磁石特性を発揮せしめることができ
た。 かように本発明によれば、組成によつて夫々違
うがクスマンらが得た保磁力の値200〜760Oeよ
り約５〜７割も大きい800〜1300Oeの優秀な永久
磁石が得られるのである。 この理由はγ相単相の得られる650゜〜990℃に
於ける均質固溶化処理に引続く冷却は、空気中に
おける急冷でも炉中で徐冷する何れでもよいが、
次の焼戻温度を少くとも440℃以下、（好ましくは
350゜〜440℃）の温度で少くとも40時間以上（好
ましくは40〜1000時間）の長時間焼鈍すると、高
温に於て生じたγ相固溶体がα相とγ１相との微
細析出物の分散析出した規則格子より成る結晶構
造をもつたものができ、この組織が高い保磁力と
最大エネルギー積の大きな永久磁石の得られる原
因と考えられる。 ここで焼鈍温度を440℃以上とすると、α相と
γ１相の析出物が粗大化し、こののとき上述の磁
気特性が低下するものと判断せられる。また350
℃以下では焼鈍時間があまり長くなりすぎて経済
的でないと共に磁性の向上も格別望めないので、
350゜〜440℃の温度範囲が好適であると認めた。 つぎに本発明の実施例について述べる。 原料としては99.9％純度の電解鉄およびパラジ
ウムを用いた。実験の試料を造るには全重量10ｇ
の原料を目的の組成に秤量してNCタンマン管に
入れ、アルゴンガスを吹きかけながらタンマン炉
によつて溶かしたのちよく撹拌して均質な溶融合
金とし、これを直径約3.5mmの石英管に吸い上げ
た。さらに得られた丸棒から30mmの長さのものを
切りとり750゜〜990℃の温度で約１時間加熱した
のち水焼入れを施してつぎの実験を行つた。 第２図にはこのように熱処理した組成の異なる
５種類の試料No.４，10，12，14，16の合金を400
゜〜470℃の種々の温度に20時間焼戻処理を施し
た場合の磁石特性を示す。図からわかるように保
磁力は410゜〜420℃の温度において急に増加し、
約440℃の温度において最高値を示すが、これよ
り温度を高くすると一般に保磁力は低下する。こ
れらの結果から本発明は析出初期の350゜〜440℃
の低い温度において長時間の焼戻処理を施すこと
によつて、440℃以上の高温度で短時間焼戻処理
する場合よりもさらに微細な分散析出物を得て高
保磁力を発揮せしめられることがわかつた。 第３図には鉄パラジウム系合金のうち代表的な
組成で４種類の試料No.５，９，12，15の合金を水
焼入れ後400℃の温度で長時間焼戻処理を施した
場合の時間と磁石特性との関係が示してある。こ
の図からわかるように、400℃の温度において焼
戻した場合には約20時間保持しても保磁力の増加
は僅かであるが、40〜60時間になると急に増加し
はじめ200時間以上加熱すると極大が見られるよ
うになる。試料No.12の合金では380時間加熱によ
つて1200Oeの高い保磁力が得られた。ちなみに
これよりも高い450℃で等温加熱した場合には約
50時間程度で極大を示すが、そのときの最高の保
磁力は低く850Oeであつた。 第４図にはこのような熱処理方法により各合金
において最高の保磁力を得たときの残留磁束密度
および最大エネルギー積と組成との関係が示して
ある。図中黒丸で示した保磁力だけが前述のクス
マンらによつて明らかにされた値で、Fe−32原
子％Pd合金で最高780Oeが得られている。これに
対して白丸で示した本発明合金の場合にはFe−
34原子％Pd合金が最高1200Oeの保磁力を示し、
そのときの残留磁束密度は9000G、最大エネルギ
ー積は4.2MGOeであり、非常に優秀な磁石特性
を有することがわかる。 つぎに第１表には代表的な合金について磁石の
製造条件および熱処理条件を種々に変えた場合の
特性が示してある。表からわかるように焼入れ速
度の早い水中急冷が空気中急冷の場合より多少高
い保磁力を示しているが大差なく、400℃／時の
速度で徐冷却した場合でも非常に優秀な磁石特性
が得られている。すなわち一般に通常の磁石合金
では均質固溶化処理後緩慢に冷却すると特性が劣
化するが、この発明の合金の場合には冷却速度に
よる著しい影響がなく、実用上温度による安定度
が高く非常に有利な特徴を有していることがわか
る。
【表】
【表】
また表中には試料No.９，10，12，13，15の合金
を約950℃で１時間加熱して水焼入れしたのち約
95％以上の線引き加工を施して焼戻処理した場合
の特性が示してある。表からわかるように線引き
加工をした場合の磁石特性はいずれも向上してい
る。すなわち試料No.13合金（35原子％pd）では
最高1300Oeの保磁力が得られ、そのときの残留
磁束密度は9000G、最大エネルギー積は
4.78MGOeである。試料No.12合金（34原子％pd）
では5.5MGOeの最大エネルギー積が得られ、そ
のときの保磁力は1280Oe、残留磁束密度は
10500Gである。第５図には試料No.10（ｄ：水焼
入れ後線引き加工）、試料No.12（ａ：水焼入れ）
および試料No.12(d)合金の減磁曲線が示してある。
またこれらの合金は加工が非常に容易で特に小型
で複雑な形状の磁石の製造に適する。 最後に本発明において鉄パラジウム合金の組成
を28〜38原子％パラジウムの合金に限定したの
は、パラジウムが28原子％未満および38原子％を
超えては保磁力が800Oe以下となり、最大エネル
ギー積（BH）naxが3MGエルステツド以下とな
り、製造条件の如何にかかわらず磁石特性が劣化
するからである。 本発明の磁石は小型で強力な磁石材料を提供す
るのが目的であるので、保磁力Hcが大きくかつ
最大エネルギー積（BH）naxが大きいことが必要
であり、第１表および第４図を参照して最大エネ
ルギー積は３メガガウスエルステツド以上が好ま
しいのでパラジウムの組成範囲を28〜38原子％と
限定したものである。 以上詳述したとおり、本発明の永久磁石は鉄と
パラジウムの合金より成るので加工性がよく、保
磁力と最大エネルギー積が大きい永久磁石が得ら
れる格別顕著な効果がある。
を約950℃で１時間加熱して水焼入れしたのち約
95％以上の線引き加工を施して焼戻処理した場合
の特性が示してある。表からわかるように線引き
加工をした場合の磁石特性はいずれも向上してい
る。すなわち試料No.13合金（35原子％pd）では
最高1300Oeの保磁力が得られ、そのときの残留
磁束密度は9000G、最大エネルギー積は
4.78MGOeである。試料No.12合金（34原子％pd）
では5.5MGOeの最大エネルギー積が得られ、そ
のときの保磁力は1280Oe、残留磁束密度は
10500Gである。第５図には試料No.10（ｄ：水焼
入れ後線引き加工）、試料No.12（ａ：水焼入れ）
および試料No.12(d)合金の減磁曲線が示してある。
またこれらの合金は加工が非常に容易で特に小型
で複雑な形状の磁石の製造に適する。 最後に本発明において鉄パラジウム合金の組成
を28〜38原子％パラジウムの合金に限定したの
は、パラジウムが28原子％未満および38原子％を
超えては保磁力が800Oe以下となり、最大エネル
ギー積（BH）naxが3MGエルステツド以下とな
り、製造条件の如何にかかわらず磁石特性が劣化
するからである。 本発明の磁石は小型で強力な磁石材料を提供す
るのが目的であるので、保磁力Hcが大きくかつ
最大エネルギー積（BH）naxが大きいことが必要
であり、第１表および第４図を参照して最大エネ
ルギー積は３メガガウスエルステツド以上が好ま
しいのでパラジウムの組成範囲を28〜38原子％と
限定したものである。 以上詳述したとおり、本発明の永久磁石は鉄と
パラジウムの合金より成るので加工性がよく、保
磁力と最大エネルギー積が大きい永久磁石が得ら
れる格別顕著な効果がある。
第１図はFe−Pd合金の平衡状態図、第２図は
24〜40原子％Pd中５種類の合金の焼戻温度と磁
石特性との関係を示す磁石特性図、第３図は本発
明による代表的な４種類の合金の等温焼戻時間と
磁石特性との関係を示す特性図、第４図は本発明
のFe−Pd合金における組成と磁石特性との関係
ならびにクスマンらの保磁力の値との特性比較
図、第５図は本発明磁石の代表的なNo.10(d)，No.12
(a)，No.12(d)合金の減磁曲線である。
24〜40原子％Pd中５種類の合金の焼戻温度と磁
石特性との関係を示す磁石特性図、第３図は本発
明による代表的な４種類の合金の等温焼戻時間と
磁石特性との関係を示す特性図、第４図は本発明
のFe−Pd合金における組成と磁石特性との関係
ならびにクスマンらの保磁力の値との特性比較
図、第５図は本発明磁石の代表的なNo.10(d)，No.12
(a)，No.12(d)合金の減磁曲線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子比にしてパラジウムが28〜38％、残量鉄
で不純物0.5％以下を含む、γ相の地にα相とγ
１相とが微細に分散析出した構造より成り、保磁
力500エルステツド以上、残留磁束密度６キロガ
ウス以上、最大エネルギー積２メガガウスエルス
テツド以上であることを特徴とする最大エネルギ
ー積の大きい高保磁力永久磁石。 ２ 原子比にしてパラジウムが28〜38％、残量鉄
で多少の不純物を含む合金を650゜〜990℃の温度
において適当時間均質固溶化処理したのち水中あ
るいは空気中で急冷または炉中で徐冷し、さらに
350゜〜440℃の温度に長時間加熱してγ相の地に
α＋γ１相を微細に分散析出せしめることを特徴
とする最大エネルギー積の大きい高保磁力永久磁
石の製造方法。 ３ 原子比にしてパラジウムが28〜38％、残量鉄
で多少の不純物を含む合金を650゜〜990℃の温度
において適当時間均質固溶化処理して水中あるい
は空気中で急冷し、90％以上の線引き又は圧延等
の塑性加工をしたのち350゜〜440℃に長時間加熱
してγ相の地にα＋γ１相を微細に分散析出せし
めることを特徴とする最大エネルギー積の大きい
高保磁力永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10279179A JPS5627901A (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Manufacture of high coercive-forced permanent magnet with maximum energy product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10279179A JPS5627901A (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Manufacture of high coercive-forced permanent magnet with maximum energy product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5627901A JPS5627901A (en) | 1981-03-18 |
| JPS6113361B2 true JPS6113361B2 (ja) | 1986-04-12 |
Family
ID=14336929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10279179A Granted JPS5627901A (en) | 1979-08-14 | 1979-08-14 | Manufacture of high coercive-forced permanent magnet with maximum energy product |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5627901A (ja) |
-
1979
- 1979-08-14 JP JP10279179A patent/JPS5627901A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5627901A (en) | 1981-03-18 |
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