JPS6260207A - 永久磁石 - Google Patents

永久磁石

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JPS6260207A
JPS6260207A JP60198530A JP19853085A JPS6260207A JP S6260207 A JPS6260207 A JP S6260207A JP 60198530 A JP60198530 A JP 60198530A JP 19853085 A JP19853085 A JP 19853085A JP S6260207 A JPS6260207 A JP S6260207A
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JP
Japan
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permanent magnet
rich phase
phase
aluminum
alloy
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Application number
JP60198530A
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English (en)
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Isao Sakai
勲 酒井
Tetsuhiko Mizoguchi
徹彦 溝口
Koichiro Inomata
浩一郎 猪俣
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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    • 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
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered

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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関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
’EL奮(CoCuFeM)l、型等の希土類コバルト
系磁石は高性能磁石として良く知られている。この希土
類コバルト系磁石は、最大エネルギー積BHm□が大き
くても30 MGOe程度である。近年の各種電子機器
における小型化、高性能化の要求は強く、さらに大きい
BHmaXを有する等の高性能磁石の開発が望まれてい
た。またこの希土類コバルト系磁石は比較的高価なCo
を大量に用いるため、コスト的にも問題があった。
このような要望に答えて近年鉄を主体とした希土類磁石
の研究が各所で行なわれている(特開昭るものであシ%
BHmaxが30 MGOeを越えるものを得ることが
でき、ま7j、Coに比べ安価なFeを主体としている
ため、高性能磁石を低コストで得ることができ、非常に
有望な材料である。より優れた特性を得るため、Coの
添加(特開昭59−64733号)、Aj、Ti、V、
Cr、Mn、Zr、Hf。
Nb、Tm、Mo、Ge、Sb、Sn、Bi、Ni 、
W添加(特開昭59−89401号、特開昭59−13
2104号)、Cu、8.C,Pの添加(特開昭59−
132105号。
特開昭59−163803号)さらにそれらの組合せ(
特開昭59−163804号、特開昭59−16380
5号)等の組成面からの研究がなされている。
しかしながらこの希土類鉄系永久磁石に対しても、より
高いBHmax等、高性能化への要求は強く、各所で開
発が進められている。
〔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、より優れ
た磁気特性特に保磁力特性に優れ念永久磁石を提供する
ことを目的とする。
〔発明の概要〕
従来から希土類鉄系永久磁石は、強磁性Ferich相
、 Rrich相及びB rich相の3相組織をとっ
ていることが知られている( IEEE TransM
agn、 MAG−20、1584(1984)) 、
各相の量は組成、製造条件等で変化する1本発明者等は
この組織及び添加元素と磁気特性との関係lこ着目して
研究を進めた。
その結果、添加元素としてAnを用い、このAlがFe
リッチ相に含有された時、特異的に保磁力特性が向上す
ることが見出された。
すなわち本発明は鉄を主成分とし、R(イツトリウムを
含む希土類元素)及び硼素を含有する合金の焼結体で、
正方晶系の強磁性Fe1Jツチ相。
正方晶系の非磁性Bリッチ相及び立方晶系の非磁性Rリ
ッチ相の3相構造をとる永久磁石において、合金成分と
してアルミニウムを含有し、このアルミニウム量の少な
くとも70wt1以上が前記Feリッチ相に含有された
ことを特徴とする永久磁石である。
Feリッチ相は金属間化合物であるNdよFe、、Bの
正方晶系の強磁性相である。本発明においてはこのF 
e リッチ相にA4が含有される。A7は置換型原子の
形でこのFeリッチ相にとりこまれた形で存在する。
希土類鉄系の永久磁石においては、前述のとと正方晶系
の非磁性相であp、R11ツチ相はNd、テFe。
Ndg、Fe、等のR90重鎗チ以上を含む立方晶系の
非磁性相である。全体としてF’elJツチ80〜95
%B’J yチ相0.1〜5 % 、 RlJ y+a
V〜20 %ljm度である。
AJ−71FelJツチ相に含有されるとき特異的に保
持力が増大しくBH)maX、温度特性等の磁気特性が
向上する。このメカニズムの詳細は明らかではないが、
AIの混入により、Fe1Jツチ相の粒界が浄化される
ためと考えられる。また永久磁石全体として同量のAj
を含有する場合でも、Fc+リッチ相以外、すなわちB
リッチ相、Rリッチ相に多量のAnが含有される場合は
本発明の効果を得ることはできない#また。本発明Iこ
おいては合金成分であるAIの大部分がF’ e I)
ッチ相に含まれるが、永久磁石全体としてみた場合、A
I量の少なくとも70wt%以上、好ましくは80wt
1以上がFeリッチ相に含まれていることが必要である
。
本発明に係る永久磁石合金組成は適宜設定できるが、実
質的にR10〜40重量%、 80.1〜8重量%及び
残部Feの組成をとるものを用いる。
Rが10重t%未満では保磁力が小さり、40重量%を
超えてしまうとBrが低下し、(BH)maxが低下し
てしまう。従ってRは10〜4ON針係が好ましい。
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としてこ係以上(R
ll−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%未満では1.Hc が低
下してしまい、8重t%を超えるとBrの低下が顕著で
ある。よって0.1〜8重量%が好ましい。
なお、Bの一部をC、N、Si、P、Ge等で置換する
ことも可能である。これにより焼結性の向上ひいてはB
r m (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優程度までである。
アルミニウム(All)は保磁力の向上に有効な元素で
あるが、0.1重i%未満ではiHc  の増大が得ら
れず、5重φ係を超えるとBrの低下が顕著となる。よ
って、アルミニウムの含有率は0.1〜5重量%が良い
。
この永久磁石合金中の酸素量7に量は重要である。
酸素量が多いと保磁力が低下してしまい、高(BH)m
axを得ることができなくなるため、0.Q3重t%以
下であることが好ましい。又、あまり少ないと原料合金
の粉砕が困難lこなり、製造コストの大幅な上昇をもた
らす、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シ、粒径も不均一
となり、磁場中成形時の配向性の低下に伴なうBrの減
少、ひいては(BH)mlの低下をもたらす、従って酸
素量は0.005〜0.03重量%が好ましい。
酸素の永久磁石合金中の働きは明らかではないものの、
以下のごとくの振舞によシ、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、溶解会金中の酸素の一部は主成分元素である
R、Fe原子と結合して酸化物となり、残りの酸素とと
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。WにRrich相に吸収され、磁気特性を限外して
しまう。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り決定されること
を考慮すると、酸化物、偏析吟の欠陥が多い楊曾、これ
らが逆磁区発生源として作用することにより保磁力が低
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vtこくくなるため、粉砕性が劣化する
と予想される。
永久磁石台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とと
により、コントロールすることができる。
また本発明に係る永久磁石台金はR−Fe−B−AJの
四元素を基本とするが、Feの一部をCO。
Cr、Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、V、Mn、Mo
、W。
Ru、Rh、Re、Pd、Os、Ir等で置換すること
もできる。このような添加物はその特性により、B。
Fe、R成分と置換した形で各相中lこはいる。あまり
多量の添加はBH低下等の磁気特性のmax 劣化の要因となるため、20wt%程度までである。特
にCOはキュリ一温度の上昇に寄与し、磁気特性の温度
特性向上に有効であるため、1〜2゜vt4.さらには
10〜2OWtチの添加が好ましい。
本発明永久磁石は以下の如くにして製造される。
まず所定の組成を有する原料合金をボ′−ルミル等の粉
砕手段を用いて粉砕する。この際、後工程の成形と焼結
を容易にし、かつ磁気特性を良好にするために、粉末の
平均粒径が2〜10μmとなるように微粉砕することが
望ましい。粒径が1101tを超えるとt Hc  の
低下をもたらし、一方2μm未満にまで粉砕することは
困難であるうえに、Br等の磁気特性の低下を招く。
次いで、微粉砕された永久磁石合金粉末を所望の形状に
プレス形する。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  程度の磁場を印加し
、配向処理を行なう、続いて、例えば1ooo〜120
0℃、0.5〜5時間程度の条件で成形体を焼結する。
この焼結は合金中の酸素〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、iHcが大であフ
、磁気特性に優れた希土類鉄系の永久磁石を得ることが
できる。
〔発明の実施例〕
以下に本発明の詳細な説明する。
(実施例) Nd34.6wt%、 B O,9vr t % 、 
CO14,I W t % m AJ0.4wt%、酸
素0.02wt%残部F e カラ! ルla性合金を
作製し、これを用いて永久磁石を製造した。
その磁石特性およびXMAにより調べたFe rich
相中のAJを第1表に示す。
またNd34.4wt % 、 B1.Owt 4. 
Co 14.2wt%。
酸素0.02wt%  残部Feからなる磁性合金粉末
100IとAノ粉末0.4jlとを混合した合金粉末を
用いて永久磁石を製造した。これを比較例として。
磁性特性およびXMAより調べたF e リッチ相中の
A7量を第1表に示す。
第1表から明らかなように、Feリクチ相中lこAノが
70wt%以上含まれている本発明の実施料の鴨曾、i
Hc  が大きく磁気特性に優れている。
第1表 (実施例2) 種々の組成およびFerich相中のへ!含有量を有す
る磁石を製造し、その磁石特性を調べた。
結果を第2表に示す。
(1υ 第2表 以上の結果から明らかなように、A7がFerich相
中に70チ以上特に804以上含まれる場合優れた永久
磁石を得ることができる。
(1■

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鉄を主成分とし、R(イットリウムを含む希土類
    元素)及び硼素を含有する合金の焼結体で、正方晶系の
    強磁性Feリッチ相、正方晶系の非磁性Bリッチ相及び
    立方晶系の非磁性Rリッチ相の3相構造をとる永久磁石
    において、合金成分としてアルミニウムを含有し、この
    アルミニウム量の少なくとも70wt%以上が前記Fe
    リッチ相に含有されたことを特徴とする永久磁石。
  2. (2)合金成分中のアルミニウム量の少なくとも80w
    t%以上が前記Feリッチ相に含有されたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の永久磁石。
JP60198530A 1985-09-10 1985-09-10 永久磁石 Pending JPS6260207A (ja)

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US06/905,397 US4859254A (en) 1985-09-10 1986-09-10 Permanent magnet
DE8686112524T DE3676403D1 (de) 1985-09-10 1986-09-10 Dauermagnet.
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