JPS63169357A - 磁石合金 - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- 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
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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。
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〕
本発明は、希土類−鉄一ホウ素系永久磁石合金(以下、
R−B−Fe合金という)に関するものであり、さらに
詳しく述べるならば、新規な組織となるように組成を設
定して、磁石特性を改良したR−B−Fe合金に関する
ものである。
R−B−Fe合金という)に関するものであり、さらに
詳しく述べるならば、新規な組織となるように組成を設
定して、磁石特性を改良したR−B−Fe合金に関する
ものである。
R−B −Fe合金永久磁石は、高価なコバルト等を必
須成分とせずにまた安価な工業材料である鉄を多量に用
いることによって、優れた磁石特性を実現する。これま
で、より一層の磁石特性の向上を図り、より安価な元素
を使用しつつ良好な磁石特性の達成し、あるいは加γ性
を向上する等の方法によって、従来の一般的永久磁石で
ある希土類コバルト永久磁石、フェライト磁石に代替し
、これらの磁石と競合できるR −B −Fe合金永久
磁石を提供するための研究が活発になされている。
須成分とせずにまた安価な工業材料である鉄を多量に用
いることによって、優れた磁石特性を実現する。これま
で、より一層の磁石特性の向上を図り、より安価な元素
を使用しつつ良好な磁石特性の達成し、あるいは加γ性
を向上する等の方法によって、従来の一般的永久磁石で
ある希土類コバルト永久磁石、フェライト磁石に代替し
、これらの磁石と競合できるR −B −Fe合金永久
磁石を提供するための研究が活発になされている。
R−B−Fe合金を磁気異方性焼結体とすることを提案
をする特公昭61−34242号公報の組成は、希土類
元素R(Nd、PrJ)1+、Ho、Tb) = 8〜
30%、B=2〜28%、残部Feからなるものが特許
請求の範囲に記載されており、また実施例に示された組
成によると、希土類元素R=13〜17%、B=5〜8
%の範囲で特に優れた磁石特性が得られている。
をする特公昭61−34242号公報の組成は、希土類
元素R(Nd、PrJ)1+、Ho、Tb) = 8〜
30%、B=2〜28%、残部Feからなるものが特許
請求の範囲に記載されており、また実施例に示された組
成によると、希土類元素R=13〜17%、B=5〜8
%の範囲で特に優れた磁石特性が得られている。
また、R−B−Fe合金に液体急冷法により高い保磁力
iHcとエネルギ積を具備させることを提案する特開昭
60−9852号の組成は、希土類元素R(Nd、 P
r) = 10%以上、B=0.5〜10%、残部Fe
からなるものが特許請求の範囲に記載されている。
iHcとエネルギ積を具備させることを提案する特開昭
60−9852号の組成は、希土類元素R(Nd、 P
r) = 10%以上、B=0.5〜10%、残部Fe
からなるものが特許請求の範囲に記載されている。
従来R−B −Fe合金の優れた磁石特性はNdzFe
zB相化合物によるものと説明されており、そのため磁
石特性を改良するための多くの提案はこの化合物に該当
する組成の近傍、すなわち、R−13〜17%、B=5
〜8%の範囲の合金の実験に基づいている。
zB相化合物によるものと説明されており、そのため磁
石特性を改良するための多くの提案はこの化合物に該当
する組成の近傍、すなわち、R−13〜17%、B=5
〜8%の範囲の合金の実験に基づいている。
希土類元素は高価であるため、その含有量を低下させる
ことが望まれるが、希土類元素の含有量が13%未満に
なると、保磁力iHcが急激に劣化するという問題があ
る。すなわち、R−B −Fe合金において希土類元素
の含有量が13%未満になり、B含有量が高くなると、
保磁力iHcが劣化するとの事実があったのであるが、
かかる組成範囲において保磁力iHcの劣化を防止する
ように組成ならびに組織を設計する方法は従来知られて
いなかった。
ことが望まれるが、希土類元素の含有量が13%未満に
なると、保磁力iHcが急激に劣化するという問題があ
る。すなわち、R−B −Fe合金において希土類元素
の含有量が13%未満になり、B含有量が高くなると、
保磁力iHcが劣化するとの事実があったのであるが、
かかる組成範囲において保磁力iHcの劣化を防止する
ように組成ならびに組織を設計する方法は従来知られて
いなかった。
本発明者らは、R−B−Fe合金のR含有量を13%未
満にし、B含有量を15%超とした低R1高B組成のR
−B−Fe合金にCOを添加した組成において、−軸磁
気異方性を呈する( F el Co) z B型組が
関与した場合に高保磁力iHcが得られることを見出し
た。すなわち、この(Fe、Co)zB型型組生成する
ように組成を限定すると、希土類元素含有量低下に伴う
保磁力iHcの劣化が防止され、従来最良の磁石特性が
得られていたR=13〜17%、B=5〜8%の範囲の
R−B−Fe合金と匹敵する磁石特性が得られることを
見出し本発明を完成した。
満にし、B含有量を15%超とした低R1高B組成のR
−B−Fe合金にCOを添加した組成において、−軸磁
気異方性を呈する( F el Co) z B型組が
関与した場合に高保磁力iHcが得られることを見出し
た。すなわち、この(Fe、Co)zB型型組生成する
ように組成を限定すると、希土類元素含有量低下に伴う
保磁力iHcの劣化が防止され、従来最良の磁石特性が
得られていたR=13〜17%、B=5〜8%の範囲の
R−B−Fe合金と匹敵する磁石特性が得られることを
見出し本発明を完成した。
すなわち、本発明は、RzBv(Fe1−u−wcOw
Mu) +−*−v(但し、0.02≦Z≦0.2.0
.15< VS2.4.0〈U≦0.3.0.05≦w
≦0.5であり、またRはYを含む希土類元素、Mは、
AI、Ti、C,Si、P、V、Cr、Mn。
Mu) +−*−v(但し、0.02≦Z≦0.2.0
.15< VS2.4.0〈U≦0.3.0.05≦w
≦0.5であり、またRはYを含む希土類元素、Mは、
AI、Ti、C,Si、P、V、Cr、Mn。
Zr、Hf 、Nt++ Ta + Mo、 Ge、
N t + W+ Cu 、およびAgの少なくとも1
種である)よりなり、(Fe、Co)zB型型組含む組
織を有し、かつ高い保磁力を有することを特徴とする磁
石合金である。
N t + W+ Cu 、およびAgの少なくとも1
種である)よりなり、(Fe、Co)zB型型組含む組
織を有し、かつ高い保磁力を有することを特徴とする磁
石合金である。
以下、本発明のR−B−Fe合金の組成限定理由を説明
する。
する。
z (Rの原子数)を0.2以下に定めたのは、これを
越えると残留磁束密度が低下するからである。
越えると残留磁束密度が低下するからである。
2が0.02未満であると角型比および保磁力が低下す
るため、Zは0.02以上とした。好ましい希土類元素
Rの含有量は0.03≦Z < 0.1である。より好
ましい希土類元素Rの含有量は0.03≦z<0.08
である。Bの含有量Vが0.15以下であると保磁力が
低下し、一方Vが0.4を越えると残留磁束密度が低下
するため、VS0.15超〜0.4とした。COはキュ
リ一点を上昇しかつ残留磁束密度の温度特性を改良する
元素である。Coの含有量Wが0.05未満では一軸異
方性を有する強磁性(Fe、Co)zB型型組生成させ
ることができず、一方Wが0.5を越えると保磁力iH
cが低下するため、w=0.05〜0.5とした。好ま
しいCO含有量は0.1≦w≦0.4である。Mは保磁
力iHcを向上する元素である。Mの含有Jiu(Fe
、CoとMの合計原子数を1としたときのMの原子数)
が0.3を越えると、残留磁束密度が低下するのでU≦
0.3とした。好ましいMの含有量uは0.01〜0.
15である。
るため、Zは0.02以上とした。好ましい希土類元素
Rの含有量は0.03≦Z < 0.1である。より好
ましい希土類元素Rの含有量は0.03≦z<0.08
である。Bの含有量Vが0.15以下であると保磁力が
低下し、一方Vが0.4を越えると残留磁束密度が低下
するため、VS0.15超〜0.4とした。COはキュ
リ一点を上昇しかつ残留磁束密度の温度特性を改良する
元素である。Coの含有量Wが0.05未満では一軸異
方性を有する強磁性(Fe、Co)zB型型組生成させ
ることができず、一方Wが0.5を越えると保磁力iH
cが低下するため、w=0.05〜0.5とした。好ま
しいCO含有量は0.1≦w≦0.4である。Mは保磁
力iHcを向上する元素である。Mの含有Jiu(Fe
、CoとMの合計原子数を1としたときのMの原子数)
が0.3を越えると、残留磁束密度が低下するのでU≦
0.3とした。好ましいMの含有量uは0.01〜0.
15である。
次に、本発明のR−B−Fe合金の組織について説明す
る。
る。
本発明は、従来のRtFe、 、B型磁石合金と異なり
、低希土類元素R量、高B域に組成があり、かかる組成
域においては(Fe、Co)zB型型組含む組織である
場合に高い保磁力iHcが得られることを見出したもの
である。この(Fe、Co)zB型型組しては、(Fe
、Go)tBに一部添加元素Mが含有され、Fe、Go
またはBを一部置換した相、および(Fe、 Co)
JRo、 + 7と表わされ、さらに希土類元素Rが一
部に含有される相も包含される。(F el CO)
Z B相はM元素の置換量にもよるが、a=約5オング
ストローム、C=約4オングストロームの格子定数を有
する正方晶構造を示し、C軸方向に高い一軸異方性を有
する、キュリ一点が約1100にの化合物である。また
、(Fe+Co)JRo、 l?はM元素の置換量にも
より異なるが、a=約9.5オングストローム、C=約
7.5オングストロームの格子定数を有する大方晶構造
を示し、キュリ一点が約600 Kの化合物である。共
存しうる他の相としては、組成にもよるが、NdJe+
48. Fe、 FeJ+ RJetJ*+ 1Jd
PeJ4が確認された。
、低希土類元素R量、高B域に組成があり、かかる組成
域においては(Fe、Co)zB型型組含む組織である
場合に高い保磁力iHcが得られることを見出したもの
である。この(Fe、Co)zB型型組しては、(Fe
、Go)tBに一部添加元素Mが含有され、Fe、Go
またはBを一部置換した相、および(Fe、 Co)
JRo、 + 7と表わされ、さらに希土類元素Rが一
部に含有される相も包含される。(F el CO)
Z B相はM元素の置換量にもよるが、a=約5オング
ストローム、C=約4オングストロームの格子定数を有
する正方晶構造を示し、C軸方向に高い一軸異方性を有
する、キュリ一点が約1100にの化合物である。また
、(Fe+Co)JRo、 l?はM元素の置換量にも
より異なるが、a=約9.5オングストローム、C=約
7.5オングストロームの格子定数を有する大方晶構造
を示し、キュリ一点が約600 Kの化合物である。共
存しうる他の相としては、組成にもよるが、NdJe+
48. Fe、 FeJ+ RJetJ*+ 1Jd
PeJ4が確認された。
続いて、本発明のR−B−Fe合金の磁石特性について
説明する。上述したように組成および組織を特定するこ
とにより、約6 kOe以上の保磁力iHcが得られる
。一方、本発明と同様に希土類元素の含有量が低くかつ
B含有量が高いR−B−Fe合金にCoを所定量添加せ
ず、(Fe、Co)zB含有組織としないならば、保磁
力iHcは2〜3 koeと著しく低い値となり、永久
磁石として使用できるR−B−Fe合金は得られない。
説明する。上述したように組成および組織を特定するこ
とにより、約6 kOe以上の保磁力iHcが得られる
。一方、本発明と同様に希土類元素の含有量が低くかつ
B含有量が高いR−B−Fe合金にCoを所定量添加せ
ず、(Fe、Co)zB含有組織としないならば、保磁
力iHcは2〜3 koeと著しく低い値となり、永久
磁石として使用できるR−B−Fe合金は得られない。
さらに、残留磁束密度Brが良好なことに加えて、保磁
力iHcの温度特性が良好になる。具体的には室温〜1
20℃においてその変化率が0.05〜0、1%/℃と
なる。これは、本発明のR−B −Fe合金は希土類元
素の含有量低下に伴って、鉄およびコバルトの含有量が
高くなったためである。
力iHcの温度特性が良好になる。具体的には室温〜1
20℃においてその変化率が0.05〜0、1%/℃と
なる。これは、本発明のR−B −Fe合金は希土類元
素の含有量低下に伴って、鉄およびコバルトの含有量が
高くなったためである。
上述したごとき本発明のR−B−Fe合金は、液体急冷
法、焼結法、ホットプレス法、樹脂結合法、鋳造法など
により製造される。
法、焼結法、ホットプレス法、樹脂結合法、鋳造法など
により製造される。
R−B −Fe合金のB含有量が保磁力1tlcに及ぼ
す影響を調査する実験を行なった。供試したR −B
−Fe合金の組成は下記のとおりであった。
す影響を調査する実験を行なった。供試したR −B
−Fe合金の組成は下記のとおりであった。
希土皿豆皇凡jLtLfjtM豆素 ハ販5%N6
5〜40% Nb2.5% Feo、tCoo、
1(残部)5%Nd5〜40% Zr2.5% Feo
、7Coo、3(残部)5%Nd5〜40% −Fec
+、7COo、3(残部)5%Nd5〜40% −Fe
(残部)所定組成のインゴットを溶解により製
造し、これを小片に砕き、得られた粉末を溶解し、片ロ
ール法を用いた液体急冷法によりロールの表面速度を1
0〜4Qm/secで変化させて、リボン状試料を製造
した。保磁力iHcが最大になるロールの表面速度にお
いて得られた試料の保磁力111cとB含有量との関係
を第1図に示す。第1図より次の点が明らかとなる。
5〜40% Nb2.5% Feo、tCoo、
1(残部)5%Nd5〜40% Zr2.5% Feo
、7Coo、3(残部)5%Nd5〜40% −Fec
+、7COo、3(残部)5%Nd5〜40% −Fe
(残部)所定組成のインゴットを溶解により製
造し、これを小片に砕き、得られた粉末を溶解し、片ロ
ール法を用いた液体急冷法によりロールの表面速度を1
0〜4Qm/secで変化させて、リボン状試料を製造
した。保磁力iHcが最大になるロールの表面速度にお
いて得られた試料の保磁力111cとB含有量との関係
を第1図に示す。第1図より次の点が明らかとなる。
(1)Coの添加により、最大保磁力iHcが得られる
B含有量は高目に移る。
B含有量は高目に移る。
(2)Coの添加がない場合、B含有量の調節によって
最大保磁力iHcが得られるようにしても、得られる保
磁力iHcは極めて低い。
最大保磁力iHcが得られるようにしても、得られる保
磁力iHcは極めて低い。
(3)Coの添加とB含有量の高目設定(B=15〜4
0%)の二つの条件がともに満足されて初めて、保磁力
iHcの向上効果が生じる。
0%)の二つの条件がともに満足されて初めて、保磁力
iHcの向上効果が生じる。
(4)M元素として添加されるNb、Zrは、上記(3
)による効果にさらに保磁力iHcの向上効果を附加す
る。
)による効果にさらに保磁力iHcの向上効果を附加す
る。
上記した(1)〜(4)より、優れた保磁力iHc、を
得るためのCo、Bおよび希土類元素Rの含有量は相互
に関係しており、低めの希土類元素Rでかつ高めのBの
含有範囲にCoを添加することが必要であることが分か
る。なお、この組成範囲はNdJ13+aB相の生成組
成範囲から低段側に偏位しているので、磁石特性上は好
ましくない範囲であるが、(F e、 CO) 2 B
整相を生成させることによりNdzFe+J相生成量減
少を補って余りある磁石特性の向上を達成することがで
きる。
得るためのCo、Bおよび希土類元素Rの含有量は相互
に関係しており、低めの希土類元素Rでかつ高めのBの
含有範囲にCoを添加することが必要であることが分か
る。なお、この組成範囲はNdJ13+aB相の生成組
成範囲から低段側に偏位しているので、磁石特性上は好
ましくない範囲であるが、(F e、 CO) 2 B
整相を生成させることによりNdzFe+J相生成量減
少を補って余りある磁石特性の向上を達成することがで
きる。
本発明のR−B−Fe合金は低い希土類元素含有量で優
れた保磁力iHcを達成するために、原料コストが低減
される。さらに、本発明のR−B−Fe合金は残留磁束
密度の温度特性が優れている。
れた保磁力iHcを達成するために、原料コストが低減
される。さらに、本発明のR−B−Fe合金は残留磁束
密度の温度特性が優れている。
以下、さらに実施例により本発明を説明する。
なお、本説明において使用されている百分率シよすべて
原子%によるものである。
原子%によるものである。
実施例1
第1表に組成を示すインゴットを溶解法により製造し、
インゴットを小片に砕き、これを片ロールを用いた液体
急冷法によりロールの表面速度を10〜40m/sec
変化させてリボン状の試料を製造した。保磁力(IHO
)が最大となるロールの表面速度において得られた試料
の磁石特性を第1表に示す。
インゴットを小片に砕き、これを片ロールを用いた液体
急冷法によりロールの表面速度を10〜40m/sec
変化させてリボン状の試料を製造した。保磁力(IHO
)が最大となるロールの表面速度において得られた試料
の磁石特性を第1表に示す。
(以下、余白)
第1表
第1表続き
第1表続き
第1表より、本発明のR−B−Fe合金は、希土類元素
Rの含有量が高い従来のR−B −Fe合金と同等の磁
石特性を有することが分かる。
Rの含有量が高い従来のR−B −Fe合金と同等の磁
石特性を有することが分かる。
実施例2
23B−1,2Zr−1,2Nb−5Nd−20Co−
2C−47,6Fe組成合金を高周波溶解炉により溶解
し金型に鋳造した。得られた鋳塊の寸法はφ20X15
mであった。端面を水冷した金型により凝固中の冷却を
制御した。
2C−47,6Fe組成合金を高周波溶解炉により溶解
し金型に鋳造した。得られた鋳塊の寸法はφ20X15
mであった。端面を水冷した金型により凝固中の冷却を
制御した。
得られた鋳塊に500℃で時効処理を施した。得られた
磁石特性はBr = 9.2KG 、 +Ho=11K
Oe 。
磁石特性はBr = 9.2KG 、 +Ho=11K
Oe 。
(BH)□−= 18MGOeであった。比較例として
8B−1,2Zr−1,2Nb−5Nd−20Co−2
C−47,6Fe合金を同様な条件で作成した所、Br
−7,2KG、+Ho=3.0゜(BH)、、、 =
3 MGOeであった。
8B−1,2Zr−1,2Nb−5Nd−20Co−2
C−47,6Fe合金を同様な条件で作成した所、Br
−7,2KG、+Ho=3.0゜(BH)、、、 =
3 MGOeであった。
第1図は保磁力1)1cとB含有量との関係を示すグラ
フである。
フである。
Claims (1)
- 1、R_zB_v(Fe_1_−_u_−_wCo_w
M_u)_1_−_z_−_v(但し、0.02≦Z≦
0.2、0.15<v≦0.4、0<u≦0.3、0.
05≦w≦0.5であり、またRはYを含む希土類元素
、Mは、Al、Ti、C、Si、P、V、Cr、Mn、
Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、Ge、Ni、W、Cu
、およびAgの少なくとも1種である)よりなり、(F
e、Co)_2B型相を含む組織を有し、かつ高い保磁
力を有することを特徴とする磁石合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315824A JPS63169357A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61315824A JPS63169357A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 磁石合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63169357A true JPS63169357A (ja) | 1988-07-13 |
Family
ID=18070002
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61315824A Pending JPS63169357A (ja) | 1986-12-29 | 1986-12-29 | 磁石合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63169357A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257662A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-27 | M G:Kk | ボンド磁石用急冷薄帯合金 |
-
1986
- 1986-12-29 JP JP61315824A patent/JPS63169357A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0257662A (ja) * | 1988-08-23 | 1990-02-27 | M G:Kk | ボンド磁石用急冷薄帯合金 |
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