JPS6223060B2 - - Google Patents
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- JPS6223060B2 JPS6223060B2 JP55188090A JP18809080A JPS6223060B2 JP S6223060 B2 JPS6223060 B2 JP S6223060B2 JP 55188090 A JP55188090 A JP 55188090A JP 18809080 A JP18809080 A JP 18809080A JP S6223060 B2 JPS6223060 B2 JP S6223060B2
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Landscapes
- Powder Metallurgy (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は、R2Co17型結晶を用いた析出型磁石
に関するものである。さらに詳しく述べれば、希
土類金属Ｒと、Co，Cu，FeおよびZrからなる遷
移金属TMとの比が原子比で１：7.0〜9.0である
合金を溶解・鋳造するに当つて、鋳造時溶湯を鋳
型の底から注入することによつて合金インゴツト
全体にわたつて柱状晶を現出させる永久磁石の製
造方法に係るものである。 Ｒ（TM）7.0〜9.0合金を溶解鋳造するにあたつ
て、鋳型に注湯する場合、溶湯を静かにさせて、
流し込むことにより、インゴツトのマクロ組織を
柱状晶にしたことを特徴とする。 本発明の目的は、磁気性能を高め且つバラツキ
を小さくすることであり、さらに他の目的は量産
性を高めることにある。 我々は、特願昭55−3226号でSm―Co―Cu―
Fe―Zr系で合金インゴツトを柱状晶にすると、
等軸晶およびチル晶に較べて、この合金を使用し
た磁石の磁気性能が格段とよくなることを示し
た。製法を全く同じにして、等軸晶合金と柱状晶
合金にしてチル晶合金を磁石にしてみると、柱状
晶合金が、飽和磁化４πIs、保磁力iHc、bHcあ
るいはヒステリシスループの角形性と、全ての性
能にわたつてすぐれていることが分つた。逆に等
軸晶合金および等軸チル晶合金が性能的に一番劣
つている。柱状チル晶合金からは、これらのもの
の中間の値の磁石ができる。柱状晶合金は、結晶
が揃つているので磁石にした時の一軸方向への配
向性がよくなる。また、該合金は、熱処理によつ
てできる析出物が他のものに比べ均一になると考
えられる。このためヒステリシスの角形性がよく
なる。また析出物の結晶構造、形態も等軸晶のも
のに比べiHcをよく高める方法に形成されると考
えられる。 等軸晶の生因については、以前はよく知られて
いなかつたが、現在では鋳型とか冷却された湯面
で形成された結晶が遊離して自由晶となり、この
自由晶が等軸晶体を形成することが明らかになつ
ている（A.Ohno，T.Motegi and H.Soda：
Trans ISIJ.11（1971）18）。 又注湯の時鋳型内の湯の動きが柱状晶の形成に
大変重要なことがわかつて来た。本発明は、前述
したように、インゴツトの柱状化晶化の促進を、
容易に得られることにある。そのため本発明法
は、湯を鋳型の底から、鋳型内に注入することに
ある。この場合、溶湯は静かに鋳型内部に注が
れ、湯面に乱れた波動を生じない。従つて鋳壁に
できた結晶は遊離せず鋳壁面から、結晶が成長し
易い。このことによつて、柱状晶はインゴツト内
部まで、成長するのである。本発明法は、ごく少
ないチル晶と大部分を柱状晶とし一部等軸晶で、
柱状晶とチル晶を含むマクロ組織は、全体の50％
以上が好ましい。本発明における合金の組成は、
Sm，Ｙ，La，Ce，Prの１種又は２種以上からな
る希土類金属Ｒを重量比で21〜28％含有し、残部
がCo，Cu，FeおよびZrからなる遷移金属TMか
らなり、ＲとTMの比が１：7.0〜9.0である
R2TM17系合金である。もちろんRTM5合金を用
いても、磁気性能を高めることが出来る。さらに
本発明法は合金インゴツトの結晶をそのまま用い
て作る樹脂結合型磁石に適用するものである。 実施例 １ 合金インゴツトの組成をSm
（Co0.61Cu0.07Fe0.3Zr0.02）8.3になるよう、高周波
炉で溶解した。 第１図は従来法における溶湯の注湯法で、１の
鋳型（S15C金型）に、湯温1550℃で上部３から
注いだ。この時湯面２は、波動が激しく起る。こ
うして冷却凝固したインゴツトのマクロ組織は第
２図に示した様に鋳壁表面付近に柱状晶が認めら
れるが、多くは等軸晶である。柱状晶占積率は約
20％と少なかつた。一方本発明法の鋳造法を第３
図に示す。 前記組成合金になるよう秤量調整した原料を高
周波炉で溶解した。この溶湯（湯温1600℃）を６
の受け口から、８アルミナセメントで作られた７
の湯道を介して、４の鋳型底部より、鋳型内に導
入される。こうして溶湯５は鋳型壁を静かに上方
に押し上げられる。鋳型４はS15C材でつくられ
た金型であるから、鋳壁より冷却される。こうし
て得たインゴツトのマクロ組織を第４図に示す。
インゴツトの中心部分にわずか等軸晶が存在する
もほとんど60〜70％は柱状晶を呈することがわか
つた。 次に従来法、本発明法で作られた合金インゴツ
ト各0.5Kgを第５図に示す磁石製造工程に従つて
永久磁石をつくつた。先ずArガス雰囲気中で、
バルク状インゴツトを溶体化処理した。温度は
1150℃、時間は10時間行い、10〜30℃／分の速度
で常温まで急冷した。続いて磁気硬化のための時
効処理を800℃×24時間行つた。次に該インゴツ
トを、ハンマークラツシヤーで粉砕した粗粉末
（−80＃）をボールミル中で非酸化性雰囲気の下
で微粉砕した。この時の粉末粒度は３μｍ〜50μ
ｍ、平均粒度で15μｍであつた。こうして得られ
た磁性粉末を、製法１に従つて、樹脂結合磁石を
得た。先ず、バインダーは一液性エポキシ樹脂で
粘度1000CPSのものを2.0Wt％添加、磁性粉末と
混合し、磁場強度15Kgの電磁石中で磁場配向し、
さらに5ton／cm2で加圧成形した。次に成形体を型
より抜き出し、150℃×２時間加熱バインダーを
硬化させた。こうして得た成形体の寸法はφ15×
10ｍ／ｍの円柱状試料である。なお試料は従来
法、本発明法とも各10ケつくつた。この試料を直
流磁気磁束計（Ｂ―Ｈ測定器）で磁気特性を調べ
た。結果を第１表に示す。
に関するものである。さらに詳しく述べれば、希
土類金属Ｒと、Co，Cu，FeおよびZrからなる遷
移金属TMとの比が原子比で１：7.0〜9.0である
合金を溶解・鋳造するに当つて、鋳造時溶湯を鋳
型の底から注入することによつて合金インゴツト
全体にわたつて柱状晶を現出させる永久磁石の製
造方法に係るものである。 Ｒ（TM）7.0〜9.0合金を溶解鋳造するにあたつ
て、鋳型に注湯する場合、溶湯を静かにさせて、
流し込むことにより、インゴツトのマクロ組織を
柱状晶にしたことを特徴とする。 本発明の目的は、磁気性能を高め且つバラツキ
を小さくすることであり、さらに他の目的は量産
性を高めることにある。 我々は、特願昭55−3226号でSm―Co―Cu―
Fe―Zr系で合金インゴツトを柱状晶にすると、
等軸晶およびチル晶に較べて、この合金を使用し
た磁石の磁気性能が格段とよくなることを示し
た。製法を全く同じにして、等軸晶合金と柱状晶
合金にしてチル晶合金を磁石にしてみると、柱状
晶合金が、飽和磁化４πIs、保磁力iHc、bHcあ
るいはヒステリシスループの角形性と、全ての性
能にわたつてすぐれていることが分つた。逆に等
軸晶合金および等軸チル晶合金が性能的に一番劣
つている。柱状チル晶合金からは、これらのもの
の中間の値の磁石ができる。柱状晶合金は、結晶
が揃つているので磁石にした時の一軸方向への配
向性がよくなる。また、該合金は、熱処理によつ
てできる析出物が他のものに比べ均一になると考
えられる。このためヒステリシスの角形性がよく
なる。また析出物の結晶構造、形態も等軸晶のも
のに比べiHcをよく高める方法に形成されると考
えられる。 等軸晶の生因については、以前はよく知られて
いなかつたが、現在では鋳型とか冷却された湯面
で形成された結晶が遊離して自由晶となり、この
自由晶が等軸晶体を形成することが明らかになつ
ている（A.Ohno，T.Motegi and H.Soda：
Trans ISIJ.11（1971）18）。 又注湯の時鋳型内の湯の動きが柱状晶の形成に
大変重要なことがわかつて来た。本発明は、前述
したように、インゴツトの柱状化晶化の促進を、
容易に得られることにある。そのため本発明法
は、湯を鋳型の底から、鋳型内に注入することに
ある。この場合、溶湯は静かに鋳型内部に注が
れ、湯面に乱れた波動を生じない。従つて鋳壁に
できた結晶は遊離せず鋳壁面から、結晶が成長し
易い。このことによつて、柱状晶はインゴツト内
部まで、成長するのである。本発明法は、ごく少
ないチル晶と大部分を柱状晶とし一部等軸晶で、
柱状晶とチル晶を含むマクロ組織は、全体の50％
以上が好ましい。本発明における合金の組成は、
Sm，Ｙ，La，Ce，Prの１種又は２種以上からな
る希土類金属Ｒを重量比で21〜28％含有し、残部
がCo，Cu，FeおよびZrからなる遷移金属TMか
らなり、ＲとTMの比が１：7.0〜9.0である
R2TM17系合金である。もちろんRTM5合金を用
いても、磁気性能を高めることが出来る。さらに
本発明法は合金インゴツトの結晶をそのまま用い
て作る樹脂結合型磁石に適用するものである。 実施例 １ 合金インゴツトの組成をSm
（Co0.61Cu0.07Fe0.3Zr0.02）8.3になるよう、高周波
炉で溶解した。 第１図は従来法における溶湯の注湯法で、１の
鋳型（S15C金型）に、湯温1550℃で上部３から
注いだ。この時湯面２は、波動が激しく起る。こ
うして冷却凝固したインゴツトのマクロ組織は第
２図に示した様に鋳壁表面付近に柱状晶が認めら
れるが、多くは等軸晶である。柱状晶占積率は約
20％と少なかつた。一方本発明法の鋳造法を第３
図に示す。 前記組成合金になるよう秤量調整した原料を高
周波炉で溶解した。この溶湯（湯温1600℃）を６
の受け口から、８アルミナセメントで作られた７
の湯道を介して、４の鋳型底部より、鋳型内に導
入される。こうして溶湯５は鋳型壁を静かに上方
に押し上げられる。鋳型４はS15C材でつくられ
た金型であるから、鋳壁より冷却される。こうし
て得たインゴツトのマクロ組織を第４図に示す。
インゴツトの中心部分にわずか等軸晶が存在する
もほとんど60〜70％は柱状晶を呈することがわか
つた。 次に従来法、本発明法で作られた合金インゴツ
ト各0.5Kgを第５図に示す磁石製造工程に従つて
永久磁石をつくつた。先ずArガス雰囲気中で、
バルク状インゴツトを溶体化処理した。温度は
1150℃、時間は10時間行い、10〜30℃／分の速度
で常温まで急冷した。続いて磁気硬化のための時
効処理を800℃×24時間行つた。次に該インゴツ
トを、ハンマークラツシヤーで粉砕した粗粉末
（−80＃）をボールミル中で非酸化性雰囲気の下
で微粉砕した。この時の粉末粒度は３μｍ〜50μ
ｍ、平均粒度で15μｍであつた。こうして得られ
た磁性粉末を、製法１に従つて、樹脂結合磁石を
得た。先ず、バインダーは一液性エポキシ樹脂で
粘度1000CPSのものを2.0Wt％添加、磁性粉末と
混合し、磁場強度15Kgの電磁石中で磁場配向し、
さらに5ton／cm2で加圧成形した。次に成形体を型
より抜き出し、150℃×２時間加熱バインダーを
硬化させた。こうして得た成形体の寸法はφ15×
10ｍ／ｍの円柱状試料である。なお試料は従来
法、本発明法とも各10ケつくつた。この試料を直
流磁気磁束計（Ｂ―Ｈ測定器）で磁気特性を調べ
た。結果を第１表に示す。
【表】
第１表からわかるように、樹脂結合型磁石は、
鋳造組織の柱状晶化の程度により、大きく磁気特
性が変わることがわかつた。従つて、溶解鋳造の
プロセスは、磁石の高性能化にとつて、極めて重
要なものである。本発明法によれば、同一組成の
合金でも、その性能は（BH）maxでみれば約1.2
倍にも高められた。又（BH）maxのバラツキは
平均偏差σでみれば本発明法がσ＝0.05、従来法
はσ＝0.15であつた。 実施例 ２ Sm（Co0.6Cu0.08Fe0.3Zr0.02）ｚ組成の合金
（ｚは7.0〜9.0）を溶解し、実施例１と同様鋳型
に鋳造した。次に実施例１と同一の製造工程に従
つて磁石を作つた。各組成（Smの変化）に対す
る柱状晶化の程度は、従来法は占積率20〜30％、
本発明法は65％〜75％が得られた。第６図は、磁
気特性を示すが、Ｚの変化に対し、本発明法は、
従来法に比べ４πIs（飽和磁化）、iHc（保磁力）
ともすぐれている。又、Smの変化に対してiHc
は鈍化している。すなわち、工程中で生じるSm
の酸化、ペーパーアウトによる磁気特性の劣化を
防止出来る利点がある。他の一つは、行Ｚ側でも
iHc8KOe〜10KOeが得られるので、高い４πIs
と共に高性能化を有利に出来る利点もある。この
ように本発明法は、Sm2Co17型磁石の組成域の巾
を大きく出来且つより低Sm側（高Ｚ側）に移動
出来る利点もある。なお実施例では、希土類金属
としてSmを用いた例を示したが、Smの一部を
Ｙ，La，Ce，Prの１種又は２種以上で置き換え
ても同様の効果が得られている。 以上実施例にも詳記したように、樹脂結合型磁
石の高性能化にとつて、合金インゴツトの柱状晶
化を促進すれば、大変有効なことがわかつた。 この事は当業界にとつて、Sm2Co17型磁石の磁
気性能を従来より高めることができ、安価で高性
能な磁石の製造が可能になつた。
鋳造組織の柱状晶化の程度により、大きく磁気特
性が変わることがわかつた。従つて、溶解鋳造の
プロセスは、磁石の高性能化にとつて、極めて重
要なものである。本発明法によれば、同一組成の
合金でも、その性能は（BH）maxでみれば約1.2
倍にも高められた。又（BH）maxのバラツキは
平均偏差σでみれば本発明法がσ＝0.05、従来法
はσ＝0.15であつた。 実施例 ２ Sm（Co0.6Cu0.08Fe0.3Zr0.02）ｚ組成の合金
（ｚは7.0〜9.0）を溶解し、実施例１と同様鋳型
に鋳造した。次に実施例１と同一の製造工程に従
つて磁石を作つた。各組成（Smの変化）に対す
る柱状晶化の程度は、従来法は占積率20〜30％、
本発明法は65％〜75％が得られた。第６図は、磁
気特性を示すが、Ｚの変化に対し、本発明法は、
従来法に比べ４πIs（飽和磁化）、iHc（保磁力）
ともすぐれている。又、Smの変化に対してiHc
は鈍化している。すなわち、工程中で生じるSm
の酸化、ペーパーアウトによる磁気特性の劣化を
防止出来る利点がある。他の一つは、行Ｚ側でも
iHc8KOe〜10KOeが得られるので、高い４πIs
と共に高性能化を有利に出来る利点もある。この
ように本発明法は、Sm2Co17型磁石の組成域の巾
を大きく出来且つより低Sm側（高Ｚ側）に移動
出来る利点もある。なお実施例では、希土類金属
としてSmを用いた例を示したが、Smの一部を
Ｙ，La，Ce，Prの１種又は２種以上で置き換え
ても同様の効果が得られている。 以上実施例にも詳記したように、樹脂結合型磁
石の高性能化にとつて、合金インゴツトの柱状晶
化を促進すれば、大変有効なことがわかつた。 この事は当業界にとつて、Sm2Co17型磁石の磁
気性能を従来より高めることができ、安価で高性
能な磁石の製造が可能になつた。
第１図、第２図、第３図、第４図、第５図は本
発明法実施例１で得られたグラフである。第１
図、第２図は従来法の注湯法及び鋳型を示した断
面図及び鋳造合金のマクロ組織。 １……鋳型（S15C材）、２……溶湯、３……注
湯部、 第３図、第４図は本発明法の注湯法及び鋳型断
面図及び鋳造合金のマクロ組織。 ４……鋳型（S15C材）、５……溶湯、６……注
湯部、７……溶湯の流れ、８……湯道用鋳型（ア
ルミナ質）、 第５図は樹脂結合型磁石の製造工程を示す図。
第６図は実施例２で得られた、Smの量（Ｚ値）
と磁気特性を示す図。
発明法実施例１で得られたグラフである。第１
図、第２図は従来法の注湯法及び鋳型を示した断
面図及び鋳造合金のマクロ組織。 １……鋳型（S15C材）、２……溶湯、３……注
湯部、 第３図、第４図は本発明法の注湯法及び鋳型断
面図及び鋳造合金のマクロ組織。 ４……鋳型（S15C材）、５……溶湯、６……注
湯部、７……溶湯の流れ、８……湯道用鋳型（ア
ルミナ質）、 第５図は樹脂結合型磁石の製造工程を示す図。
第６図は実施例２で得られた、Smの量（Ｚ値）
と磁気特性を示す図。
Claims (1)
- １ Sm，Ｙ，La，Ce，Prの１種又は２種以上か
らなる希土類金属を重量比で21〜28％含有し、残
部がCo，Cu，FeおよびZrからなる合金を粉末化
し、樹脂バインダーを添加して成形する樹脂結合
型の永久磁石の製造方法において、前記組成の合
金を溶解して鋳造する時に前記合金を溶解した溶
湯を鋳型の底部から注湯して冷却することにより
前記合金インゴツトのマクロ組織を主に注状晶に
することを特徴とする永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55188090A JPS57114628A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Manufacture of permanent magnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55188090A JPS57114628A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Manufacture of permanent magnet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57114628A JPS57114628A (en) | 1982-07-16 |
| JPS6223060B2 true JPS6223060B2 (ja) | 1987-05-21 |
Family
ID=16217522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55188090A Granted JPS57114628A (en) | 1980-12-29 | 1980-12-29 | Manufacture of permanent magnet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57114628A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59118827A (ja) * | 1982-12-24 | 1984-07-09 | Seiko Epson Corp | 希土類コバルト永久磁石の製造方法 |
| JPS60224722A (ja) * | 1984-04-23 | 1985-11-09 | Tohoku Metal Ind Ltd | 異方性複合磁石の製造方法 |
| JP2007157864A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Mitsubishi Electric Corp | 希土類−鉄−ボロン系磁石用合金およびその製造方法、その製造装置 |
-
1980
- 1980-12-29 JP JP55188090A patent/JPS57114628A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57114628A (en) | 1982-07-16 |
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