JPS6180805A - 永久磁石材料 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、家庭電化製品、音響製品、詩計部品、自動
車部品、精密機器等々の永久磁石を用いる広範囲な用途
に使用することができる永久磁石材料に関し、とくにＣ
ｅ系のミツシュメタルを用いた希土類系の永久磁石材料
に関するものである。

（従来技術） 近年、永久磁石材料における最大エネルキ積（（ＢＨ）
　ｍａｙ　）の向上はかってのアルニコ系磁石材料等の
それに比べて著しいものがあり、とくに家庭電化製品、
音響製品１時計部品、自動車部品、精′８：機器等々の
小型軽量化および高性能化等に大きく貢献している。

従来、このような優れた特性の永久磁石材料としては希
土類−コノヘ系磁石磁石が代表的なものであり、その最
大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｍａｔ　）はかなり高い値
を示している。しかし、従来の希土類−コバルト（Ｒ−
Ｇｏ）系磁石はサマリウムーコパル）（Ｓｍ−Ｃｏ）系
磁石であり、このサマリウムは資源的に乏しく高価であ
るという問題がある。そこで、近年、サマリウムよりも
資源的に豊富であるネオジウムを使用したＮｄ−Ｆｅ系
の磁石が開発された。ところが、このネオジウムはプラ
セオジウムとの分離が困難であるなどの理由により現在
のところ価格が高いという問題を右している。

（発明の目的） この発明は上述した従来の問題点に着目してなされたも
ので、残留磁束密度（Ｂ　ｒ）および保磁力（ＢＨＣ、
ＩＨＣ）に優れ、最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｍａｘ
　）の大きな永久磁石材料を低コストで提供することを
目的としている。

（発明の構成） この発明の第１発明による永久磁石材料は、一般式・Ｍ
ｌ−α−β−γ−δＡαＸβＺ　ｙ　Ｃａδで表わされ
、ＭがＣｅ系のミツシュメタル、ＡがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
、Ｍｎの１種または２種以上、ＸがＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗ、Ａｉの１種または２種以上、ＺがＢ。

Ｃ，Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５． ０．０１≦β≦０．１０． ０．０１＜γ＜０．１５． ０≦δ≦０．０５、　　　　　　　　　　　　　　　　
　１であることを特徴としており、また、この発明の第
２発明による永久磁石材料は、一般式、（ＭＲ） １−ε　ε　１−α−β−γ−δＡαＸβＺγＣａδで
表わされ、ＭがＣｅ系のミツシュメタル、ＲがＮｄ、Ｐ
ｒの１種または２種、ＡがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの１
種または２種以上、ＸがＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗ、ＡＭの１種または２種以上、ＺがＢ。

Ｃ，Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５． ０、ＯＬ≦β≦０．１０． ０　、０１＜γ＜０．１５． ０≦δ≦０．０５． ０＜ε≦０．５０、 であることを特徴としている。

この発り１による永久磁石材料は、上記のように、一般
式、　Ｍ　ｔ　　、−βｙ−ａ　Ａ　ｃｔＸ、ｓ　Ｚ　
。

Ｃａ　　または（ＭＲ） １−（ε　１−α−β−γ− ５Ａ　ｃｘＸβＺγＣａδで表わされるが、式中のＭは
Ｃｅ系のミツシュメタル（ＣｅＭＭ）であり、その好ま
しい成分範囲としては、Ｃｅ系ミツシュメタル中の希土
類元素割合が、重量％で、Ｃｅ：２０〜５０％、Ｎｄ：
１４〜５０％、Ｐｒ：４〜２０％、Ｌａ：８〜３０％、
残部Ｓｍおよびその他の希土類元素であり、Ｃｅ系ミツ
シュメタル中の上記希土類元素以外の残り数％がその他
の付随元素である。そして、第二発明に示すように、Ｃ
ｅ系ミツシュメタルの５０％以下をＮｄ、Ｐｒの１種ま
たは２種で置換したものとすることもできる。

また、上記一般式において、ＡはＦｅ　、　Ｃｏ　。

Ｎｉ、Ｍｎの１種または２種以上であり、０．６０≦α
≦０．８５の範囲としている。ここで、Ａの量が多すぎ
ると、残留磁束密度（Ｂｒ）は向上するものの、保磁力
（ＢＨＣ、ｒ　Ｈａ）が減少するため、すぐれた最大エ
ネルキ°積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）を得がたくなるの
で、α≦０．８５とした。一方、Ａの量が少なすぎると
残留磁束密度（Ｂ　ｒ）が低くなり、最大エネルギ積（
（Ｂ　Ｈ）　ｆｆ１ａｘ）が減少するので、０．６０≦
αとした。

さらに、上記一般式において、ＸはＴｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ。

Ｗ、Ａ！；Ｌのうちの１種または２種以上であり、０．
０１≦β≦０．１０の範囲としている。また、ＺはＢ、
Ｃ，Ｎ、Ｓｔ、Ｐの１種または２種以上であり、０　、
０１＜γ＜０．１５の範囲としている。ここで、上記Ｘ
元素とＺ元素とを複合添加することによりＸ元素の一部
が硼化物、炭化物、窒化物、珪化物、燐化物となり、保
磁力（ＢＨＣ、ｘ　Ｈａ）の向上および残留磁束密度（
Ｂｒ）の温度係数の向上に効果をもたらす、この場合、
Ｘの量が少ないと残留磁束密度（Ｂ　ｒ）の温度係数の
向上は小さいため、ｏ、ｏｉ≦βとすることが必要であ
る。しかし、Ｘの量が多すぎると前記硼化物、炭化物、
窒化物、珪化物、燐化物等の形成量が多くなり、磁気特
性が劣化するので、β≦０．ｌＯとすることが必要であ
る。また、上記ＺはＣｅ系ミツシュメタル−Ｆｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ系磁石のキュリ一点を常温程度から３
００℃以」−にシ１温させる効果を有するものであり、
このような効果を得るために０．０１＜γとすることが
必要であるが、Ｚのが、が多すぎると保磁力（ＢＨＣ，
５Ｈｃ）および残留磁束密度（Ｂｒ）が減少し、すぐれ
た最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）が得られな
くなるので、γく０．１５とすることが必要である。

さらにまた、Ｃａはカルシウムであり、このＣａを添加
することによって焼結性が向上し、密度が高くなって残
留磁束密度（Ｂ　ｒ）が増大すると共に保磁力（ＢＨＣ
、Ｉ　Ｈｃ）も増大してくる。そして、このような効果
を得るために添加する場合にはｏ、ｏｏｔ≦δとするこ
とがより望ましいが、Ｃａｉが多すぎると保磁力（ＢＨ
Ｃ。

ＩＨａ）が減少してくるのでδ≦０．０５とすることが
必要である。

このような組成の永久磁石材料を製造するに際しては１
例えば上記組成の合金を溶製したのち造　　　　　　　
　　１塊し、得られたインゴットを粗粉砕および微粉砕
して磁石用粉末を製造し、次いでこの磁石用粉末を磁場
中プレス成形したのち焼結あるいは焼結後熟処理する。

また、焼結後に熱処理せず、この熱処理を前記インゴッ
トの段階で行うこともできる。さらに、上記の磁石用粉
末をプラスチック磁石に用いることもできる。

（実施例１．比蚊例１） 第１表に示す供試材Ｎｏ、　　１　、２の組成をもつ合
金をアルゴン雰囲気に調整したボタン溶解炉を用いて溶
製した。次いで、同じくアルゴン雰囲気中で前記溶製合
金を平均−４０メツシュ程度に粗粉砕した後、窒素雰囲
気中においてジェットミルにて平均粒径３．２ルｍ程度
まで微粉砕した。

次に、得られた微粉末を約１５ＫＯｅの磁場中で約１　
ｔｏｒ＋ｆ／　ｃｍ２の圧力をかけてプレス成形したの
ち、各成形体をアルゴン雰囲気中において１０５０°Ｃ
で各々１時間の条件で焼結を行い、約３０°Ｃ／ｆｆ１
ｌｎの冷却速度で室温まで急冷した。続いて、得られた
焼結体をアルゴン雰囲気中において、６５０℃×１時間
保持の条件による熱処理を行った。

次いで、得られた各永久磁石材料の残留磁束密度（Ｂｒ
）、保磁力（ＢＨＣ、ｒ　Ｈａ）および最大エネルギ積
（（Ｂ　Ｈ）　ｆｆ１ａｘ　）を調べたところ、同じく
第１表に示す結果となった。

第１表に示すように、この発明による永久磁石材料Ｎｏ
、　　ｌでは比較の永久磁石材料Ｎｏ、　２に比べて保
磁力（ＢＨＣ、ｘ　Ｈａ）および最大エネルギ４”ｔ　
（（Ｂ　Ｈ）　ｆｆ１ａｘ　）がかなり優れており、従
来のＣｅＭＭ−Ｆｅ系磁石材料では保磁力（ＢＨＣ。

工Ｈａ）が低いという欠点をＸ元素（ここではＴｉ）を
添加することによって解消できることが確かめられた。

（実施例２，３、比較例２．３） 第２表に示す供試材Ｎｏ、　３　、４および５．６の組
成をもつ合金をアルゴン雰囲気に調整したボタン溶解炉
を用いて溶製した０次いで、同じくアルゴン雰囲気中で
前記溶製合金を平均−４０メツシュ程度に粗粉砕した後
、窒素雰囲気中においてジェントミルにて平均粒径３．
２ＪＬｍ程度まで微粉砕した。

次に、得られた微粉末を約１５ＫＯｅの磁場中で約１　
ｔｏｎｆ／　ａｍ２の圧力をかけてプレス成形したのち
、各成形体をアルゴン雰囲気中において１０５０°Ｃで
各々１時間の条件で焼結を行い、約３０℃／ｗｉｎの冷
却速度で室温まで急冷した。続いて、得られた焼結体を
アルゴン雰囲気中において、６５０℃×１時間保持の条
件にょる熱処理を行った。

次いで、得られた各永久磁石材料の残留磁束密度（Ｅ　
ｒ）　、保磁力（ｎＨｃ　、ｒ　Ｈａ）および最大エネ
ルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）を調べたところ、同じ
く第２表に示す結果となった。

第２表に示すように、ＣｅＭＭ−Ｆｅ系の永久磁石材料
においてＦｅの一部をＮｉで置換しかつＶ、Ａ文等のＸ
元素を添加したこの発明による永久磁石材料（Ｎｏ、　
３　、４）では、保磁力（Ｂ　Ｈａ　、　Ｉ　Ｈａ）お
よび最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）が大きな
値を示している。これに対してＣｅＭＭ−Ｆｅ系の永久
磁石材料においてＦｅの一部をＮｆで置換しかつＶ、Ａ
ｌ等のＸ元素を添加しない比較例の永久磁石材料（Ｎ。

、５）では保磁力（ＢＨＣ、ＩＨＣ）および最大エネル
ギ積（（ＢＨ）　ａ＋ａｘ　）の値が劣っていた。

また、Ｆｅ、Ｎｉ等のへ元素量が多すぎてＣｅＭＭ量が
少なくなっている比較例の永久磁石材料（Ｎｏ、　　６
）では、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＢＨＣ、ＩＨ
Ｃ）および最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｍａｔ　）が
いずれもこの発明によるものよりも劣っていることが確
かめられた。

（実施例４，５） 第３表に示す供試材Ｎｏ、　７　、８の組成をもつ合金
をアルゴン雰囲気に調整したボタン溶解炉を用いて溶製
した０次いで、同じくアルゴン雰囲気中で前記溶製合金
を平均−４０メツシュ程度に粗粉砕した後、窒素雰囲気
中においてジェットミルにて平均粒径３．２ＪＬｍ程度
まで微粉砕した。

次に、得られた微粉末を約１５ＫＯｅの磁場中で約１ｔ
ｏｎｆ／ａｍ２の圧力をかけてプレス成形したのち、各
成形体をアルゴン雰囲気中において１０３０°Ｃで各々
１時間の条件で焼結を行い、３０℃／ｗｉｎの冷却速度
で室温まで急冷した。続いて、得られた焼結体をアルゴ
ン雰囲気中において、６５０”ＣＸ１時間保持の条件に
よる熱処理を行った。

次いで、得られた各永久磁石材料の残留磁束密度（Ｂ　
ｒ）　、保磁力（ａＨｃ　、　ＩＨｃ）および最大エネ
ルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）を調べたところ。

同じく第３表に示す結果となった。

第３表に示すように、ＣｅＭＭ−Ｆｅ系の永久磁石材料
において、ＣｅＭＭの一部をＮｄ、Ｐｒで１δ換しかつ
Ｚｒ、Ｗ等のＸ元素を添加したこの発明による永久磁石
材料Ｎｏ、　７　、８では、残留磁束密度（Ｂｒ）、保
磁力（ＢＨＣ、ＩＨａ）および最大エネルギ積（（Ｂ　
Ｈ）ｗａｘ　）が大きな値を示しており、従来のＣｅ　
ＭＭ　−Ｆ　ｅ系永久磁石材料の欠点を解消することが
でき、磁気特性の優れた永久磁石材料を安価に提供する
ことが可能となった。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明の第１発明による永
久磁石材料は、一般式、 Ｍｌ　ａ−β　、　−δＡｃｔＸβＺ、γＣａδで表わ
され１ＭがＣｅ系のミツシュメタル、ＡがＦｅ。

Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの１種または２種以上、ＸがＴｉ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗ、Ａ！；１．の１種または２種以上、ＺがＢ。

Ｃ，Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５． ０．０１≦β≦０．１０゜ ０．０１＜γ＜０．１５． ０≦δ≦０．０５゜ なる組成を有するものであり、また、この発明の第２発
明による永久磁石材料は、一般式。

（Ｍ、−、Ｒε）ｌ−α−β−γ−δＡαＸβＺ　ｙ　
Ｃａδで表わされ、ＭがＣｅ系のミツシュメタル、Ｒが
Ｎｄ、Ｐｒの１種または２種、ＡがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｍｎの１種または２種以上、ＸがＴｆ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ
、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗ、ＡｆＬの１種または２種以上、ＺがＢ。

Ｃ，Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦ａ≦０．８５． ０．０１≦β≦０．１０゜ ｏ　、　ｏ　ｉ＜γ＜０．１５． ０≦δ≦０．０５． ０　＜　６≦０．５０、 なる組成を有するものであるから、特に従来のＣｅＭＭ
−Ｆｅ系水久磁石材利において保磁力（ＢＨＣ、ｘ　Ｈ
ａ）か低いという問題点を解消することができ、残留磁
束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＢＨＣ、Ｉ　Ｈａ）および最
大エネルキ積（（Ｂ　Ｈ）　ｒｎａｘ　）が大きな値を
示す磁気特性に優れた永久磁石材料を低価格で提供する
ことが可能であり、家庭’ｌｉ、化製品、音響製品、時
計部品、自動車部品、精密機器等々の小型軽量化および
高性能化を価格の著しい上昇を伴うことなく永久磁石の
面から実現することが可能であるという非常に霞れた効
果をもたらしうるものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）式、Ｍ＿１＿−＿α＿−＿β＿−＿γ＿−＿δＡ
   ＿αＸ＿βＺ＿γＣａ＿δで表わされ、ＭがＣｅ系のミ
   ッシュメタル、ＡがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの１種また
   は２種以上、ＸがＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、
   Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌの１種または２種以上、ＺがＢ、
   Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５、 ０．０１≦β≦０．１０、 ０．０１＜γ＜０．１５、 ０≦δ≦０．０５、 であることを特徴とする永久磁石材料。 （２）式、（Ｍ＿１＿−＿εＲ＿ε）＿１＿−＿α＿−
   ＿β＿−＿γ＿−＿δＡ＿αＸ＿βＺ＿γＣａ＿δで表
   わされ、ＭがＣｅ系のミッシュメタル、ＲがＮｄ、Ｐｒ
   の１種または２種、ＡがＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎの１種
   または２種以上、ＸがＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔ
   ａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｌの１種または２種以上、Ｚが
   Ｂ、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５、 ０．０１≦β≦０．１０、 ０．０１＜γ＜０．１５、 ０≦δ≦０．０５、 ０＜ε≦０．５０、 であることを特徴とする永久磁石材料。