JPS6169945A - 永久磁石合金及び永久磁石の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は永久磁石に係り、特にＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系等の希
土類鉄系の永久磁石合金に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来から知られている希土類磁石としては。

ＲＣｏ　ｓ型％Ｒ２（ＣｏＣｕＦｅＭ）１７ｉ　（ただ
しＲはａｍ、Ｃｅ等の希土類金属、ＭはＴｉ　、Ｚｒ　
、Ｈｆ等の遷移金Ｒ）等の希土類コバルト系の永久磁石
がある。しかしながらこの系の永久磁石は、エネルギー
積が３ＱＭ　ＧＯｅ程度で限界であシ、又、比較的高価
なＣｏを大量に使用しなければならないという問題点が
ちった。

近年このＣｏ系に代え、比較的安価ｆｋＦｅ系の永久磁
石が研究されている（特開昭５９−４６００８号等）Ｑ
３０ＭＧＯｅを越えるものを得ることができるため非常
に有効な材料である。

しかしながらこの希土類鉄系永久磁石は製造条件によシ
、磁石特性、特に保磁力が３０００ｅから１０ＫＯｅを
超えるものまで現われるというように大きなバラツキを
示し、安定した磁石特性を得るととができな匹という問
題点がある。このことは工業上、非常に大きな問題であ
）、再現性良く、安定な磁石特性を有する鉄系の永久磁
石を得ることができれば、このＲ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁
石の実用性は大きく向上する◇ Ｃ発明の目的〕 本発明は以上の点を考慮してなされたもので。

製造性に優れ、カリ安定で高い保磁力、（ＢＨ）ｍａｘ
を有する永久磁石合金を提供することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明者等が前記問題点を解消すべく鋭意研究を進めた
結果、希土類Ｆｅ系の永久磁石においては永久磁石合金
中の酸素濃度が保磁力特性に顕著な彫金を与えるという
事実を発見したつ 本発明はこの発見に基づいてなされたもので、１０〜４
０重量％のＲ（ただしＲはＹ及び希土類元素から選ばれ
た少なくとも一種）、０．１〜８重ｆ士係の硼素、ｏ、
ｏｏｓ〜０．０３重量％の酸素及び残部鉄からなること
を特徴とする永久磁石合金である。

Ｒが１０重量％未満ではｒＨ８の増大が得られず、切電
’１％を超えてしまうとＢ「が低下し、（”Ｈ）ｍａｘ
が低下してしまう。従ってＲは１０〜４０重量％とする
。又、希土類元素の中でも、　Ｎｄ及びＰｒは特に高（
ＢＨ）ｍａｘを得るのに有効であり、Ｒとしてとの２元
素の少なくとも一種を含有することが好ましい。

このＮｄ、ＰｒのＲ，ｉ中の割合は７０チ以上（Ｒ量全
部でも良い）であることが好ましい。

又、硼素ＣＢ）が０．１重量１１ではＩＨＣが低下して
しまい、８重量％を超えるととＢ「の低下が顕著である
。よって０１〜８重量ワとする。

なお、Ｂの一部をＣ，Ｎ、８ｉ、Ｐ、Ｇｅ等で置換する
ことも可能である。とれにより焼結性の向上ひいてはＢ
ｒ、　（ＢＨ）ｍａｘの増大を図ることができる。

この場合の置換量はＢの８０％程度までである。

本発明における最も重量な点は酸素含有量である。酸素
量が０．０３重量％を超えてしまうと保磁石が低下して
しまい、高（ＢＨ）ｍａｘを得ることができたらすっ粉
砕は２〜１０μｍ程度の微粉砕が要求されるが、酸素量
が少ないと微粉砕が困難であり、粒径も不均一となり、
磁場中成形時の配向性の低下に伴うＢ「の減少、ひいて
は（ＢＨ）　ｍａｘの低下をもたらす５酸素量はｏ、ｏ
ｏｓ〜０．０３重量％とする。

酸素の永久磁石合金中の働きは明らかではないものの、
以下のととくの振舞により、高性能の永久磁石を得るこ
とができるものと推測される。

すなわち、溶解合金中の酸素の一部は主成分元素でろる
Ｒ、Ｆｅ原子と結合して酸化物となシ、残）の酸素とと
もに合金結晶粒界等に偏析して存在していると考えられ
るっＲ−Ｆｅ−Ｂ系磁石が微粒子磁石であり、その保磁
力が主として逆磁区発生磁場によ）決定されることを考
慮すると、酸化物、偏析等の欠陥が多い場合、これらが
逆磁区発生源として作用することによシ保磁カが低下し
てしまうと考えられる。又、欠陥が少ない場合は粒界破
壊等が起こりにくくなるため、粉砕性が劣化すると予想
される。

本発明はＲ−Ｆｅ−Ｂ−０を基本成分とするが、Ｆｅの
１部をＣｏ　、Ｃｒ、Ａｌｌ　、Ｔｊ　、Ｚｒ、Ｈｆ　
、Ｎｂ　、Ｔａ　、Ｖ、Ｍｎ　、Ｍｏ　、Ｗ。

Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ等で置換すること
もできる。

この量はＦｅの２０俤程度であり、多すぎると（ＢＨ）
ｍａｘ低下等の特性劣化の要因となる。特にＣｏ　、Ｒ
ｕ　、　Ｒｈ　。

Ｐｄ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒはキーーリ一温度の上昇に有効
で磁気特性の温度安定性の向上に寄与し、またＣｒ、Ａ
Ｉは耐食性を大巾に向上させる。

永久磁石合金中の酸素量は高純度の原料を用いるととも
に、原料合金溶解時の炉中酸素量を厳密、に制御するこ
とによシ、コントロールすることができる。

本発明に係る永久磁石合金を用いて良好な磁気特性を有
する永久磁石を得ることができる。以下にその方法を示
す。

まず、前述したごとくの組成を有する永久磁石合金を製
造する。次いでボールミル等の粉砕手段を用いて永久磁
石合金を粉砕する（第１の工程）。

この際、・後工程と焼結を容易にし、かつ、磁気特性を
良好とするために、得られる粉体の平均粒径は２〜１０
μｍ程度とすることが好ましい。粒径が１０μｍを超え
ると磁束密度の低減をもたらし、又、２μｍ以下の粉砕
は困難であるとともに、保磁力等の磁気特性の低下をま
ねく。

次に第１の工程で得られた粉体を所望の形状だ成型する
。成形の際には通常の焼結磁石を製造するのと同様に１
例えば１５ＫＯｅ程度を印加し、配向処理を行なう。次
いで１０００’Ｃ！〜１２００’（：！、　０．５〜５
時間程度の条件で成形体を焼結する（第２の工８）。

この焼結は合金中の酸素６度を増加させないように、Ａ
ｒガス等の不活性ガス雰囲気中で行なうことが好ましい
。

さらに磁気特性改善のため、焼結体Ｋ　４００〜１１０
０°Ｃ１１〜】０時間和度の時効処理を行なっても良い
。

このようにして製造された永久磁石は、永久磁石合金の
特性が優れているため、　Ｂｒ、Ｈｃ、（ＢＨ）ｍａｘ
等の磁気特性に優れた永久磁石を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように１本発明によれば、ＴＨｏ。

（ＢＨ）ｒｒｌａｘ等の磁気特性の優れた永久磁石を、
再現性良く製造でき、非常に製造性に優れている。従っ
て、特性良好で安価なＦｅ系磁石を得ることができるの
で、工業的価値は極めて大なるものである。

〔発明の実施例〕

以下に本発明の詳細な説明する。

（実施例１） 組成がネオジウムお重量係、ボロ７１．３重量饅、残部
鉄になるように各金属元素を配合し、２　ｋｇをアルゴ
ン雰囲気上水冷銅ボート中でアーク溶解した。その際、
炉中の酸素層を厳密にコントロールすることにより、詞
喪合全中の酸素を増減させた。

得られた永久磁石合金をＡｒｇ囲気中で粗粉砕しステン
レスボールミルにて３〜５μｍの粒径まで微粉砕したつ この微粉末を所定の押し型に充填して２００００エール
ステツドの磁界を印加しつつ２ｔｏｎ／ｃｎｔの圧力で
圧縮成形した。得られた成型体をアルゴン雰囲気中で１
０８０’０．１時間焼結し室温まで急冷した。

その後真空中で５５０’０ＸＩＨの時効を行ない、室温
まで急冷した。

得られた永久磁石の残留磁束密度（Ｂ「）、保磁力、量
大エネルギー積（（ＢＨ）ｍａｘ）’を測定し、その結
果を第１図に示す。同時に各酸素量を有する粗粉を３〜
５μｍの粒度まで微粉砕するに必要な時間も示した。

第１図から合金の粉砕性および保磁力、また（ＢＨ）ｍ
ａｘは酸素濃度に大きく依存し、０．００５％未満では
粉砕性が極端に劣化し、０．０３％を超えると保磁力が
極端に低下することがわかる。

（実施例２） 第１表に示した各組成を有する合金を使用し、焼結温度
を除いては実施例１と同様の方法で永久磁石を作製した
。その磁気特性を併せて第１表に記す。

以上の結果から明らかな如く、本発明に係る希土類鉄系
永久磁石合金は、粉砕性、したがって製造性だ優れ、ま
た保磁力およびエネルギー積も非常に大きいという顕著
な利点を有するものである。

以下余白

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気特性と粉砕時間を表わす特性曲線図。 代理人　弁理士　　則　近　憲　佑 （ほか１名） 第１図 ０　　　　　１１１）ｆ　　　　　　Ｄ、ｌｊ２　　　
　　１”ρ？　　　　　　６．５４　　　　　θ−ρＳ
栃該（ｔｔ％）−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）１０〜４０重量％のＲ（ただしＲはＹ及び希土類
   元素から選ばれた少なくとも一種）、０．１〜８重量％
   の硼素、０．００５〜０．０３重量％の酸素及び残部鉄
   からなることを特徴とする永久磁石合金。
2. （２）前記ＲはＮｄ及びＰｒから選ばれた少なくとも一
   種を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   永久磁石合金。