JPS6136361B2 - - Google Patents
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- JPS6136361B2 JPS6136361B2 JP53087890A JP8789078A JPS6136361B2 JP S6136361 B2 JPS6136361 B2 JP S6136361B2 JP 53087890 A JP53087890 A JP 53087890A JP 8789078 A JP8789078 A JP 8789078A JP S6136361 B2 JPS6136361 B2 JP S6136361B2
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Landscapes
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Description
本発明は、Ｒ―Co―Mn―Fe系合金にMo，Ｗ
のいずれか１種もしくは両方の金属元素を添加し
た永久磁石材料に関する。 希土類金属とコバルトは種々の金属間化合物を
形成する。それらは、RCo13，R2Co17，RCo5，
R5Co19，R2Co9，RCo3，RCo2，R2Co3，R4Co3，
R24Co17，R1Co4，R3Co等である。これらの金属
間化合物中、現在永久磁石材料として用いられて
いるのは、RCo5とR2Cr17である。特にRCo5系の
磁石はすでに工業的に定着して、需要は年を追つ
て伸びている。RCo5系の磁石の代表格である
SmCo5磁石は従来のアルニコ磁石、フエライト
磁石、あるいは白金コバルト磁石に比べはるかに
大きいエネルギー積を有するものである。R2Co7
はRCo5よりも一般的に飽和磁化M8が高く磁石材
料としては有望であるにもかかわらず、保磁力
Hcの値が低いものしか得られなかつた。それ故
一時は実用材料としての見通しがたたなかつた
が、Cuを適当量加えることにより保磁力を高め
ることができることが発見されてから脚光をあび
ることとなつた。Cu含有R2Co17系磁石は現在、
Ｒ対Coが１対７付近で最大の性能、すなわち
30MGOeが得られている。これはFeをCoと置換
してMsを高めた結果得られたものである。 R2Co17をR2Fe17は疑２元系を構成し、R2
（Co1-xFex）7で表わすとSmの場合ｘ＝0.6程度ま
でｘの増加に伴いMsは増加し、一軸異方性も維
持される。保磁力の目安となる異方性磁場Haは
ｘ＝０では65KOe程度で、ｘ＝0.2を過ぎると低
くなり始めてｘ＝0.5では20KOe程度になつてし
まう。よつて実用材料としてはFeのCoとの置換
えはｘ＝0.5が限度であろう。これらのことは他
のＲについてもだいたい当てはまり、F6置換は
ｘ＝0.5が限度と思われる。特許請求の範囲第１
項でｕ値を0.05＜ｕ≦0.5にしたのは以上のよう
な理由からである。 上記したようにR2Co17系の保磁力を得るため
には現在CoのCuを置換してなされているが、Cu
置換はR2Co17系のMsをかなり下げてしまう。実
験によればR2（Co1-xCu ｘ）17と表わした時、
ｘ＝0.1のとき12％、ｘ＝0.2のとき25％減少して
しまう。Cuよりも保磁力を出す点では劣るが、
Mu置換はMsの低下を少くし、ある程度の保磁力
が得られる点で有望である。本発明は、このよう
なMnの利点を他元素をさらに添加することによ
り、一層顕著にするためになされた。すなわち
R2Co17系にMuを単独に置換したR2（CoMu）17系
ではR2（CoCu）17系よりも保磁力が劣つている
が、ある種の遷移金属元素、特にMo，ｗを加え
るとR2（CoCu）17系に劣らない保磁力が出、しか
もMsの値がR2（CoCu）17よりも高いものが得ら
れたという発見にもとずくものである。よつて
R2（CoMu）17のCoをFeで置換していつた時、Ms
が上昇するのを保磁力を出すため犠性にすること
なくR2（CoCu）17系よりもさらに高いエネルギー
積を有する磁石の製造が可能となつた。 Ｒの例をSmにとり説明すると、Sm
（Co1-xCux）82では第１図に示すようにｘ＝0.16で
7000Oeと十分高い保磁力が得られる。Sm
（Co1-xMnx）82はこれに反してｘ＝0.2までMnの比
率を高めてもiHc＝3700しか得られない。ところ
がMoを加えたSm（Co0.98-xMnxMo0.02）8.2では、
ｘ＝0.06でiHcは4800Oe以上得られｘ＝0.12で
8500OeとSm（Co1-xCux）8.2のiHcをはるかにし
のいでいる。Mo添加することによりｘが低い
所、すなわちMn置換によるMsの低下が少い所で
高保磁力が出せ、Mn置換の利点をさらに特徴づ
けている。 次にSm2（CoCu）17，Sm2（CoCu）17，Sm2
（CoMnMo）17系のCoをFe置換していつたときの
磁気性能を調べてみた。すなわちSm
（Co0.84-yCu0.16Fey）8.2，Sm（Co0.88-yMn0.
12Fey）8.2，Sm（Co0.86-yMn0.12Mo0.02Fey）8.2を
例にしてｙを増加していつたときの保磁力iHcと
残留磁束密度Brを測定した。結果を第２図，第
３図に示す。Cu置換のものはｙが1.5を過ぎると
iHcの低下が著しいがMn置換にMoを加えたもの
はｙ＝2.4までiHcの著しい低下は起こらない。一
方Brは第３図で見るようにどの組成のものも直
線的に増加している。このことはMu置換のMo添
加合金は高Feの領域で十分実用的な高エネルギ
ー積の磁石となることを約束している。上記の磁
気特性は焼結法による磁石に最適な熱処理を施し
て得たものである。同じように、Moの代りにＷ
を添加したり、それら２種を組み合せて添加して
も、さほど変りない結果が得られた。 次に組成をある範囲に限定した理由を述べる。
特許請求の範囲第１項で、ｏ＜ｕ0.3としたの
はMn置換が0.3を越すと急激にMsが低下するか
らであり、0.001＜ｗ0.20も同様の理由からで
ある。また7.5＜ｚ8.5としたのはこの範囲で、
R2T17（Ｔは遷移金属）の単相が得られやすいか
らである。 実施例 １ 第１表で示されるNo.１〜No.６の組成の磁石を作
製した。
のいずれか１種もしくは両方の金属元素を添加し
た永久磁石材料に関する。 希土類金属とコバルトは種々の金属間化合物を
形成する。それらは、RCo13，R2Co17，RCo5，
R5Co19，R2Co9，RCo3，RCo2，R2Co3，R4Co3，
R24Co17，R1Co4，R3Co等である。これらの金属
間化合物中、現在永久磁石材料として用いられて
いるのは、RCo5とR2Cr17である。特にRCo5系の
磁石はすでに工業的に定着して、需要は年を追つ
て伸びている。RCo5系の磁石の代表格である
SmCo5磁石は従来のアルニコ磁石、フエライト
磁石、あるいは白金コバルト磁石に比べはるかに
大きいエネルギー積を有するものである。R2Co7
はRCo5よりも一般的に飽和磁化M8が高く磁石材
料としては有望であるにもかかわらず、保磁力
Hcの値が低いものしか得られなかつた。それ故
一時は実用材料としての見通しがたたなかつた
が、Cuを適当量加えることにより保磁力を高め
ることができることが発見されてから脚光をあび
ることとなつた。Cu含有R2Co17系磁石は現在、
Ｒ対Coが１対７付近で最大の性能、すなわち
30MGOeが得られている。これはFeをCoと置換
してMsを高めた結果得られたものである。 R2Co17をR2Fe17は疑２元系を構成し、R2
（Co1-xFex）7で表わすとSmの場合ｘ＝0.6程度ま
でｘの増加に伴いMsは増加し、一軸異方性も維
持される。保磁力の目安となる異方性磁場Haは
ｘ＝０では65KOe程度で、ｘ＝0.2を過ぎると低
くなり始めてｘ＝0.5では20KOe程度になつてし
まう。よつて実用材料としてはFeのCoとの置換
えはｘ＝0.5が限度であろう。これらのことは他
のＲについてもだいたい当てはまり、F6置換は
ｘ＝0.5が限度と思われる。特許請求の範囲第１
項でｕ値を0.05＜ｕ≦0.5にしたのは以上のよう
な理由からである。 上記したようにR2Co17系の保磁力を得るため
には現在CoのCuを置換してなされているが、Cu
置換はR2Co17系のMsをかなり下げてしまう。実
験によればR2（Co1-xCu ｘ）17と表わした時、
ｘ＝0.1のとき12％、ｘ＝0.2のとき25％減少して
しまう。Cuよりも保磁力を出す点では劣るが、
Mu置換はMsの低下を少くし、ある程度の保磁力
が得られる点で有望である。本発明は、このよう
なMnの利点を他元素をさらに添加することによ
り、一層顕著にするためになされた。すなわち
R2Co17系にMuを単独に置換したR2（CoMu）17系
ではR2（CoCu）17系よりも保磁力が劣つている
が、ある種の遷移金属元素、特にMo，ｗを加え
るとR2（CoCu）17系に劣らない保磁力が出、しか
もMsの値がR2（CoCu）17よりも高いものが得ら
れたという発見にもとずくものである。よつて
R2（CoMu）17のCoをFeで置換していつた時、Ms
が上昇するのを保磁力を出すため犠性にすること
なくR2（CoCu）17系よりもさらに高いエネルギー
積を有する磁石の製造が可能となつた。 Ｒの例をSmにとり説明すると、Sm
（Co1-xCux）82では第１図に示すようにｘ＝0.16で
7000Oeと十分高い保磁力が得られる。Sm
（Co1-xMnx）82はこれに反してｘ＝0.2までMnの比
率を高めてもiHc＝3700しか得られない。ところ
がMoを加えたSm（Co0.98-xMnxMo0.02）8.2では、
ｘ＝0.06でiHcは4800Oe以上得られｘ＝0.12で
8500OeとSm（Co1-xCux）8.2のiHcをはるかにし
のいでいる。Mo添加することによりｘが低い
所、すなわちMn置換によるMsの低下が少い所で
高保磁力が出せ、Mn置換の利点をさらに特徴づ
けている。 次にSm2（CoCu）17，Sm2（CoCu）17，Sm2
（CoMnMo）17系のCoをFe置換していつたときの
磁気性能を調べてみた。すなわちSm
（Co0.84-yCu0.16Fey）8.2，Sm（Co0.88-yMn0.
12Fey）8.2，Sm（Co0.86-yMn0.12Mo0.02Fey）8.2を
例にしてｙを増加していつたときの保磁力iHcと
残留磁束密度Brを測定した。結果を第２図，第
３図に示す。Cu置換のものはｙが1.5を過ぎると
iHcの低下が著しいがMn置換にMoを加えたもの
はｙ＝2.4までiHcの著しい低下は起こらない。一
方Brは第３図で見るようにどの組成のものも直
線的に増加している。このことはMu置換のMo添
加合金は高Feの領域で十分実用的な高エネルギ
ー積の磁石となることを約束している。上記の磁
気特性は焼結法による磁石に最適な熱処理を施し
て得たものである。同じように、Moの代りにＷ
を添加したり、それら２種を組み合せて添加して
も、さほど変りない結果が得られた。 次に組成をある範囲に限定した理由を述べる。
特許請求の範囲第１項で、ｏ＜ｕ0.3としたの
はMn置換が0.3を越すと急激にMsが低下するか
らであり、0.001＜ｗ0.20も同様の理由からで
ある。また7.5＜ｚ8.5としたのはこの範囲で、
R2T17（Ｔは遷移金属）の単相が得られやすいか
らである。 実施例 １ 第１表で示されるNo.１〜No.６の組成の磁石を作
製した。
【表】
磁石の製法は、アルゴンガス中で高周波加熱炉
で溶解し、鋳型に鋳込んでインゴツトとなす。こ
れを粗粉破後、ポールミルで５μｍ程度の粒径の
粉にする。その粉を10KOeの磁場中でプレス成
型して、1150〜1230℃の度で焼結し、アルゴン中
で急冷し、冷却後1100℃〜1150℃で１時間熱処理
した後、引き続き700℃〜800℃で１時間400℃〜
500℃で８〜10時間熱処理を施して磁石となし
た。このようにして得られた磁石の性能を第２表
に示す。
で溶解し、鋳型に鋳込んでインゴツトとなす。こ
れを粗粉破後、ポールミルで５μｍ程度の粒径の
粉にする。その粉を10KOeの磁場中でプレス成
型して、1150〜1230℃の度で焼結し、アルゴン中
で急冷し、冷却後1100℃〜1150℃で１時間熱処理
した後、引き続き700℃〜800℃で１時間400℃〜
500℃で８〜10時間熱処理を施して磁石となし
た。このようにして得られた磁石の性能を第２表
に示す。
【表】
実施例 ２
Sm（Co0.86-yMn0.12Mo0.12Fey）8.2で表わされ
る組成で、ｙを０〜0.31まで0.04刻みに変化させ
てた。結果を第２図，第３図に示す。図から明ら
かなように、iHcはｙ＝2.4付近まで安定して高い
値が得られる。またＢγはｙの値につれて増加し
ている。このようにして得られた磁石のブロツク
を加工して時計用モーターのローターに使用した
ところモーターを駆動するに必要な電力が従来の
ものと比べ判減した。また更に本合金に微量の
Al，Si，Ｖ，Nb，Ｚγ，Ti，Cu，Mg，Smなど
の元素を加えて保磁力の改善、時効の促進、など
を計ることが可能である。 次に前記焼結法とは異なるバインダータイプに
ついても実験検討を行なつたので若干説明する。 尚本明細書は焼結型型永久磁石を中心に説明を
加えたが該磁性化合物はこれを粉末状にして非磁
性結剤を用いて固形化することもできることは特
に説明をまたない。但し該磁性化合物は粉末を極
端に細かくすると飽和磁束を減少しまた粒径が大
きすぎると結合剤を加えた成形体の強度が低下す
る。その意味において粉末は３〜50μに入ること
が望ましい。しかしながら加工方法等を考慮して
量産性のある90％以上が前記範囲になつているこ
とが望ましい。永久磁石中に占める磁性化合物は
多い程磁気特性が高い。しかし焼結手段を用いな
いで得られる結合剤タイプは結合剤が減少するこ
とによつて強度面の低下はさけられない。 結合剤タイプの永久磁石は一般に他部品などと
アセンプルして用いることが多く強度面の要求も
強い。ここでは結合剤が体積率（以下同じ）で10
％以下では前記使用に耐えるような強度（例えば
抗折力５Kg／mm2）が得られない。また35％を超え
て加えれば磁気特性は著しく低下するばかりでな
くたとえば液状の有機物樹脂などを結合剤として
用いる場合は圧粉成形が不可能である。 ここで１つの実施例を掲げると第１表No.１組成
の磁性化合物インゴツトを1200℃で均熱処理し更
に1100℃から急冷した。更に800℃で１時間の時
効処理を加えた。このインゴツトをボールミルを
用いて粉砕しおよそ５〜25μの粉末を得た。該粉
末に3.3％（容量比）の液状エポキシ樹脂（一液
性）を加えて混練し約10KOeの磁場中で圧粉成
形し150℃で加熱して固化した。 該永久磁石はＢγ8.2KG2BHmax16.3MG Oeで
あつた。更に磁石中に占める磁性粉末は体積率で
約69％であつた。また磁石の抗折強度は11.3Kg／
mm2であつた。 ここで結合剤はエポキシ樹脂に限定されること
はなくまた粒状も粉末等の固形も可能である。さ
らにSn，Pb，Cu等の非磁性金属或いは合金を用
いることも可能である。 磁性化合物は粉砕後メツキ、熱処理（窒化，硫
化等も含む）などによつて表面層を磁気的に硬化
することも結合剤使用タイプの永久磁石において
は可能である。 以上のとおり本願発明は高性能な永久磁石を提
供するものでこれを応用して高品質機器の実用化
を可能にしまた工業用以外に装身具などへの適用
もできる。
る組成で、ｙを０〜0.31まで0.04刻みに変化させ
てた。結果を第２図，第３図に示す。図から明ら
かなように、iHcはｙ＝2.4付近まで安定して高い
値が得られる。またＢγはｙの値につれて増加し
ている。このようにして得られた磁石のブロツク
を加工して時計用モーターのローターに使用した
ところモーターを駆動するに必要な電力が従来の
ものと比べ判減した。また更に本合金に微量の
Al，Si，Ｖ，Nb，Ｚγ，Ti，Cu，Mg，Smなど
の元素を加えて保磁力の改善、時効の促進、など
を計ることが可能である。 次に前記焼結法とは異なるバインダータイプに
ついても実験検討を行なつたので若干説明する。 尚本明細書は焼結型型永久磁石を中心に説明を
加えたが該磁性化合物はこれを粉末状にして非磁
性結剤を用いて固形化することもできることは特
に説明をまたない。但し該磁性化合物は粉末を極
端に細かくすると飽和磁束を減少しまた粒径が大
きすぎると結合剤を加えた成形体の強度が低下す
る。その意味において粉末は３〜50μに入ること
が望ましい。しかしながら加工方法等を考慮して
量産性のある90％以上が前記範囲になつているこ
とが望ましい。永久磁石中に占める磁性化合物は
多い程磁気特性が高い。しかし焼結手段を用いな
いで得られる結合剤タイプは結合剤が減少するこ
とによつて強度面の低下はさけられない。 結合剤タイプの永久磁石は一般に他部品などと
アセンプルして用いることが多く強度面の要求も
強い。ここでは結合剤が体積率（以下同じ）で10
％以下では前記使用に耐えるような強度（例えば
抗折力５Kg／mm2）が得られない。また35％を超え
て加えれば磁気特性は著しく低下するばかりでな
くたとえば液状の有機物樹脂などを結合剤として
用いる場合は圧粉成形が不可能である。 ここで１つの実施例を掲げると第１表No.１組成
の磁性化合物インゴツトを1200℃で均熱処理し更
に1100℃から急冷した。更に800℃で１時間の時
効処理を加えた。このインゴツトをボールミルを
用いて粉砕しおよそ５〜25μの粉末を得た。該粉
末に3.3％（容量比）の液状エポキシ樹脂（一液
性）を加えて混練し約10KOeの磁場中で圧粉成
形し150℃で加熱して固化した。 該永久磁石はＢγ8.2KG2BHmax16.3MG Oeで
あつた。更に磁石中に占める磁性粉末は体積率で
約69％であつた。また磁石の抗折強度は11.3Kg／
mm2であつた。 ここで結合剤はエポキシ樹脂に限定されること
はなくまた粒状も粉末等の固形も可能である。さ
らにSn，Pb，Cu等の非磁性金属或いは合金を用
いることも可能である。 磁性化合物は粉砕後メツキ、熱処理（窒化，硫
化等も含む）などによつて表面層を磁気的に硬化
することも結合剤使用タイプの永久磁石において
は可能である。 以上のとおり本願発明は高性能な永久磁石を提
供するものでこれを応用して高品質機器の実用化
を可能にしまた工業用以外に装身具などへの適用
もできる。
第１図は、Cu置換合金とMn置換合金、そして
Cu置換Mo添加合金の置換量と、iHcの関係を示
している。第２図、第３図は各々、該３種の合金
のCoにFeを置換していつたときのiHcとＢγの変
化を示している。
Cu置換Mo添加合金の置換量と、iHcの関係を示
している。第２図、第３図は各々、該３種の合金
のCoにFeを置換していつたときのiHcとＢγの変
化を示している。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 組成が一般式 Ｒ（Co1-u-v-wMnuFevTw）ｚ ただし ０＜ｕ0.30 0.05＜ｖ0.05 0.001＜ｗ0.20 7.5ｚ8.5 Ｒは希土類金属の１種もしくは２種以上の
混合物、ＴはMO，Ｗのいずれか１種もしく
は両方の混合物 で表わされることを特徴とする永久磁石材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8789078A JPS5515226A (en) | 1978-07-18 | 1978-07-18 | Permanent magnet material |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8789078A JPS5515226A (en) | 1978-07-18 | 1978-07-18 | Permanent magnet material |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5515226A JPS5515226A (en) | 1980-02-02 |
| JPS6136361B2 true JPS6136361B2 (ja) | 1986-08-18 |
Family
ID=13927466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8789078A Granted JPS5515226A (en) | 1978-07-18 | 1978-07-18 | Permanent magnet material |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5515226A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO157647C (no) * | 1985-12-06 | 1988-04-27 | Loyd S Industri As | Sikkerhetsbeltesystem med fleksibel festeanordning. |
| US5173206A (en) * | 1987-12-14 | 1992-12-22 | The B. F. Goodrich Company | Passivated rare earth magnet or magnetic material compositions |
-
1978
- 1978-07-18 JP JP8789078A patent/JPS5515226A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5515226A (en) | 1980-02-02 |
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