JPS6331923B2 - - Google Patents
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- JPS6331923B2 JPS6331923B2 JP55165244A JP16524480A JPS6331923B2 JP S6331923 B2 JPS6331923 B2 JP S6331923B2 JP 55165244 A JP55165244 A JP 55165244A JP 16524480 A JP16524480 A JP 16524480A JP S6331923 B2 JPS6331923 B2 JP S6331923B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- coercive force
- alloy
- temperature
- magnetic properties
- magnets
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はスピノーダル分解による高保磁力Fe
−Cr−Co磁石に関し、製造工程において溶体化
処理温度の低減と組織の改良により製造上の困難
な問題を解消するとともに、成分の適切な配合値
を見出すことにより、保磁力Hcの向上を計つた
磁石合金である。
−Cr−Co磁石に関し、製造工程において溶体化
処理温度の低減と組織の改良により製造上の困難
な問題を解消するとともに、成分の適切な配合値
を見出すことにより、保磁力Hcの向上を計つた
磁石合金である。
従来、スピノーダル分解を利用した高保磁力磁
石材料には、アルニコ８磁石（Br：8500G、
Hc：1500Oe、（BH）n：5.0MGOe）とか、アル
ニコ６磁石（Br：11000G、Hc：750Oe、（BH）
ｎ：4.0MGOe）が知られている。更にアルニコ以
外にはBrは低いがストロンチウムフエライト磁
石（Br：4200G、Hc：2500Oe、（BH）n：
4.2MGOe）、価格面で高価であるがSmCo磁石、
PtCo磁石などが有名である。
石材料には、アルニコ８磁石（Br：8500G、
Hc：1500Oe、（BH）n：5.0MGOe）とか、アル
ニコ６磁石（Br：11000G、Hc：750Oe、（BH）
ｎ：4.0MGOe）が知られている。更にアルニコ以
外にはBrは低いがストロンチウムフエライト磁
石（Br：4200G、Hc：2500Oe、（BH）n：
4.2MGOe）、価格面で高価であるがSmCo磁石、
PtCo磁石などが有名である。
Fe−Cr−Co磁石は、アルニコに比較してCo含
有量が少ない為に製造コストが安く、切削性、展
延性が良好で、アルニコの代替として開発が行な
われてきた磁石材料であり、その応用面も広げら
れている。しかしながら磁性面では保磁力が670
〜700Oeであり、高くとも800Oeの磁気特性を有
する工業製品が市場に出回つているにすぎない。
特公昭49−20451、特公昭50−23649においてHc
〜1100OeのFe−Cr−Co−Mo磁石が発表されて
いるが、これはアルニコ８に比較して（BH）nax、
２〜3MGOeと低く、その代替には不十分であ
る。かつこの種の高保磁力を有するFe−Cr−Co
磁石成分によるとCo：20〜25％、Cr：25〜35％、
Mo：２〜４％という高Cr高Co領域であり、特に
Co20％以上という高Coの組成の為に溶体化処理
温度が1300〜1350℃という高い温度から急冷する
ことが必要であり、炉の設計、炉材の選択、およ
びエネルギー消費、製品形状の問題が工業的に極
めて不利な要因であり、磁気特性も熱処理がむず
かしく、かつ（BH）naxも２〜3MGOeと低い為、
工業的に応用分野はごく限られた狭い範囲であ
る。
有量が少ない為に製造コストが安く、切削性、展
延性が良好で、アルニコの代替として開発が行な
われてきた磁石材料であり、その応用面も広げら
れている。しかしながら磁性面では保磁力が670
〜700Oeであり、高くとも800Oeの磁気特性を有
する工業製品が市場に出回つているにすぎない。
特公昭49−20451、特公昭50−23649においてHc
〜1100OeのFe−Cr−Co−Mo磁石が発表されて
いるが、これはアルニコ８に比較して（BH）nax、
２〜3MGOeと低く、その代替には不十分であ
る。かつこの種の高保磁力を有するFe−Cr−Co
磁石成分によるとCo：20〜25％、Cr：25〜35％、
Mo：２〜４％という高Cr高Co領域であり、特に
Co20％以上という高Coの組成の為に溶体化処理
温度が1300〜1350℃という高い温度から急冷する
ことが必要であり、炉の設計、炉材の選択、およ
びエネルギー消費、製品形状の問題が工業的に極
めて不利な要因であり、磁気特性も熱処理がむず
かしく、かつ（BH）naxも２〜3MGOeと低い為、
工業的に応用分野はごく限られた狭い範囲であ
る。
本発明は高価なCo原料の使用量がアルニコ８
よりも少なく、かつ圧延、切削、切断等の加工の
容易なFe−Cr−Co磁石でもつて、アルニコ８の
代替を狙つて発明されたものであり、磁気特性も
Br：11000G、Hc：1300Oe、（BH）nax：
5.5MGOeとアルニコよりも高Brであり、前記欠
点の為これまで工業化されていない高保磁力Fe
Cr Co磁石合金を提供することを目的とするもの
である。
よりも少なく、かつ圧延、切削、切断等の加工の
容易なFe−Cr−Co磁石でもつて、アルニコ８の
代替を狙つて発明されたものであり、磁気特性も
Br：11000G、Hc：1300Oe、（BH）nax：
5.5MGOeとアルニコよりも高Brであり、前記欠
点の為これまで工業化されていない高保磁力Fe
Cr Co磁石合金を提供することを目的とするもの
である。
以下、図面により本発明合金の成分、製造工程
について詳明に説明する。本発明合金の熱処理工
程を溶解から時効処理まで処理温度と時間につい
て第１図に示す。
について詳明に説明する。本発明合金の熱処理工
程を溶解から時効処理まで処理温度と時間につい
て第１図に示す。
本発明合金の代表的成分はFe−33Cr−22Co−
2W−2Mo−1.5Zr−0.5Tiであり、この成分から
Cr量を変化させた場合（Feは残であるので、Cr
量の変化とともにFe量は変化する。以下同じ）、
Coを変化させた場合、Tiを変化させた場合、お
よびMoを変化させた場合の磁気特性の変化をそ
れぞれ、第２図、第３図、第４図および第５図に
示す。Crについては成分範囲を27〜35％として
いるが第２図にも示したように27％以下、35％以
上では十分な磁性を示さずCrの最も好ましい配
合比はHc確保の上で33％前後であるので上限を
35％、下限を27％とした。
2W−2Mo−1.5Zr−0.5Tiであり、この成分から
Cr量を変化させた場合（Feは残であるので、Cr
量の変化とともにFe量は変化する。以下同じ）、
Coを変化させた場合、Tiを変化させた場合、お
よびMoを変化させた場合の磁気特性の変化をそ
れぞれ、第２図、第３図、第４図および第５図に
示す。Crについては成分範囲を27〜35％として
いるが第２図にも示したように27％以下、35％以
上では十分な磁性を示さずCrの最も好ましい配
合比はHc確保の上で33％前後であるので上限を
35％、下限を27％とした。
Coの成分範囲を下限20％、上限25％としたの
は第３図に示したようにCo22％付近にHcのピー
クがあり、20％以下ではBr、Hc（BH）maxとも
低下し、25％以上ではHc、（BH）naxが低下する
為である。
は第３図に示したようにCo22％付近にHcのピー
クがあり、20％以下ではBr、Hc（BH）maxとも
低下し、25％以上ではHc、（BH）naxが低下する
為である。
次にＷ、Mo、Zr、Tiの効果について述べる。
Ti、Zrの効果は次の通りである。FeCrCo磁石を
大気中溶解するとCr成分が27〜35％と高いので、
大気中に存在するN2ガスが溶湯中に侵入してCr
窒化物を生成することはよく知られている。本発
明ではまず溶体化温度を下げる為にZrを0.1〜４
％、理想的には1.5％添加し、約100℃／１％Zr下
げ、さらにTiを同時添加してTiN、ZrNとして
ZrNをマトリツクス外に固定し、γ相の生成を押
える働きをしている。Tiは別に溶体化温度を下
げる働きもするが、主として磁性を向上させる働
きをする。第４図にもあるように0.5％Ti時に磁
性が最良となる。３％付近までは磁性を確保して
いるので0.1〜４％とした。以上が溶体化温度、
組織コントロールの為、Ti、Zrを添加した理由
である。
Ti、Zrの効果は次の通りである。FeCrCo磁石を
大気中溶解するとCr成分が27〜35％と高いので、
大気中に存在するN2ガスが溶湯中に侵入してCr
窒化物を生成することはよく知られている。本発
明ではまず溶体化温度を下げる為にZrを0.1〜４
％、理想的には1.5％添加し、約100℃／１％Zr下
げ、さらにTiを同時添加してTiN、ZrNとして
ZrNをマトリツクス外に固定し、γ相の生成を押
える働きをしている。Tiは別に溶体化温度を下
げる働きもするが、主として磁性を向上させる働
きをする。第４図にもあるように0.5％Ti時に磁
性が最良となる。３％付近までは磁性を確保して
いるので0.1〜４％とした。以上が溶体化温度、
組織コントロールの為、Ti、Zrを添加した理由
である。
次にMo、Ｗを添加した理由について説明す
る。
る。
Mo、Ｗともに保磁力を上昇させる為の元素で
あることは良く知られている。第５図にはMoと
磁気特性の関係を示したが、５％以上添加すると
Hcの向上もなくなりBr、（BH）naxが低下するの
で0.1〜５％とした。ＷもMoと同様に５％以上で
効果が少なくなるので0.1〜５％とした。理想的
にはMo：２％、Ｗ：２％がより効果的である。
前記特公２例にもMoとかＷをFeCrCo磁石に添
加した例はあるが、それらはTi、Zrを複合添加
していなかつた為に十分な磁性を確保することが
むずかしかつた。第６図は本発明合金のTiとMo
のHc−三角座標図を示したが、この図からも
Ti、Moの影響が理解できる。
あることは良く知られている。第５図にはMoと
磁気特性の関係を示したが、５％以上添加すると
Hcの向上もなくなりBr、（BH）naxが低下するの
で0.1〜５％とした。ＷもMoと同様に５％以上で
効果が少なくなるので0.1〜５％とした。理想的
にはMo：２％、Ｗ：２％がより効果的である。
前記特公２例にもMoとかＷをFeCrCo磁石に添
加した例はあるが、それらはTi、Zrを複合添加
していなかつた為に十分な磁性を確保することが
むずかしかつた。第６図は本発明合金のTiとMo
のHc−三角座標図を示したが、この図からも
Ti、Moの影響が理解できる。
本発明では以上説明したきたように、Zrによ
り溶体化温度を低下させ、ZrNをマトリツクス外
に固定しγ相を出にくくさせ、その状態でMo、
Ｗを複数添加することにより、Hc：1300Oeとい
う高保磁力を得ることが可能となつたものであ
る。本発明合金はFe、Cr、Coとさらに４成分
Ｗ、Mo、Zr、Tiの合金で構成され、その際、各
成分の比率が非常に重要で、どれか一成分でも目
標値からはずれると高（BH）nax、高Hcを確保で
きず、成分のコントロールが非常に重要である。
り溶体化温度を低下させ、ZrNをマトリツクス外
に固定しγ相を出にくくさせ、その状態でMo、
Ｗを複数添加することにより、Hc：1300Oeとい
う高保磁力を得ることが可能となつたものであ
る。本発明合金はFe、Cr、Coとさらに４成分
Ｗ、Mo、Zr、Tiの合金で構成され、その際、各
成分の比率が非常に重要で、どれか一成分でも目
標値からはずれると高（BH）nax、高Hcを確保で
きず、成分のコントロールが非常に重要である。
次に製造工程について説明する。第１図に工程
の流れ図を示したが1500〜1700℃の温度で７成分
を大気中溶解し、それを適当な形状のシエル型に
鋳造する。その後1100〜1250℃の温度で大気中
（もしくは不活性ガス、或いは還元性ガス）で単
一相に溶体化処理を行ない、30〜50分保持後他の
相が生じない温度に急冷する。その後620〜670℃
の温度で１時間、約5000Oeの磁場中で等温磁場
処理を行ない、その後磁場処理温度より低い温度
から600〜400℃の温度まで0.1〜40℃／時間の平
均冷却速度で連続的に冷却し時効処理を行う。第
６図にも示したように等温磁場処理の最適温度が
非常に狭いので熱処理の際は注意が必要とされ
る。製造工程では以上のように成分コントロー
ル、熱処理温度の精度が必要とされ、最適組成が
不明だつたことと相まつてこれまで工業的に実施
されなかつた原因である。
の流れ図を示したが1500〜1700℃の温度で７成分
を大気中溶解し、それを適当な形状のシエル型に
鋳造する。その後1100〜1250℃の温度で大気中
（もしくは不活性ガス、或いは還元性ガス）で単
一相に溶体化処理を行ない、30〜50分保持後他の
相が生じない温度に急冷する。その後620〜670℃
の温度で１時間、約5000Oeの磁場中で等温磁場
処理を行ない、その後磁場処理温度より低い温度
から600〜400℃の温度まで0.1〜40℃／時間の平
均冷却速度で連続的に冷却し時効処理を行う。第
６図にも示したように等温磁場処理の最適温度が
非常に狭いので熱処理の際は注意が必要とされ
る。製造工程では以上のように成分コントロー
ル、熱処理温度の精度が必要とされ、最適組成が
不明だつたことと相まつてこれまで工業的に実施
されなかつた原因である。
これまで成分とか熱処理について説明してきた
が、本発明の原理は一般的なスピノーダル分解と
同じであり、均一相から数100Å程度の一方が強
磁性相からなる濃度の異なる同周期の２相分離構
造をスピノーダル分解により形成し、強磁性相の
単磁区構造により保磁力を得るものである。その
際、分解するマトリツクスは清浄な方が良い磁性
を得ることは勿論であるが、副成分としては、
0.01〜２％Nb、Ｖ、Cuは（BH）naxを向上させ、
さらに0.01〜１％Si、Ｓは湯流れ性を改善する上
で効果的であり、0.01〜0.5％Al、Ｃ、M.M（ミツ
シユメタル）は湯の脱酸剤として使用できるの
で、実用上非常に有益である。
が、本発明の原理は一般的なスピノーダル分解と
同じであり、均一相から数100Å程度の一方が強
磁性相からなる濃度の異なる同周期の２相分離構
造をスピノーダル分解により形成し、強磁性相の
単磁区構造により保磁力を得るものである。その
際、分解するマトリツクスは清浄な方が良い磁性
を得ることは勿論であるが、副成分としては、
0.01〜２％Nb、Ｖ、Cuは（BH）naxを向上させ、
さらに0.01〜１％Si、Ｓは湯流れ性を改善する上
で効果的であり、0.01〜0.5％Al、Ｃ、M.M（ミツ
シユメタル）は湯の脱酸剤として使用できるの
で、実用上非常に有益である。
Nb、Ｖ、Cu、Si、Ｓ、Al、Ｃ、MMの限定理
由は0.01％以下では微量すぎて添加効果がなく、
Nb、Ｖ、Cuは２％、SiとＳは１％、AlとＣと
MMは0.5％以上添加すると加工性が悪くなり、
かつ残留磁化の低下などにより、磁気特性が悪く
なるためである。
由は0.01％以下では微量すぎて添加効果がなく、
Nb、Ｖ、Cuは２％、SiとＳは１％、AlとＣと
MMは0.5％以上添加すると加工性が悪くなり、
かつ残留磁化の低下などにより、磁気特性が悪く
なるためである。
以上、本発明は、Co含有量が少ない為に製造
コストが安く、切削性、展延性が良好なFeCrCo
磁石でもつて、溶体化温度の低下、組織の安定化
により、1300OeというFeCrCo磁石としては高保
磁力を実用的に得たものであり、その用途として
はモーター、発電機計測機などに適しており、さ
らに各種形状に加工できるのでその応用分野は広
く、工業的に社会に及ぼす貢献度は大きいものが
ある。
コストが安く、切削性、展延性が良好なFeCrCo
磁石でもつて、溶体化温度の低下、組織の安定化
により、1300OeというFeCrCo磁石としては高保
磁力を実用的に得たものであり、その用途として
はモーター、発電機計測機などに適しており、さ
らに各種形状に加工できるのでその応用分野は広
く、工業的に社会に及ぼす貢献度は大きいものが
ある。
第１図は、本発明の合金の熱処理工程を溶解か
ら時効処理まで処理温度と時間について示す。第
２図はFe−XCr−22Co−2W−2Mo−1.5Zr−
0.5Ti合金のCr含有量と磁気特性の関係を示すグ
ラフである。第３図は、Crを33％一定として同
様にCo含有量を変化させた場合、即ち、Fe−
33Cr−XCo−2W−2Mo−1.5Zr−0.5Tiの磁気特
性を示すグラフ、第４図は、同様にCrを33％一
定としてTiの含有量を変化させた場合、即ち、
Fe−33Cr−22Co−2W−2Mo−1.5Zr−XTiの磁
気特性を示すグラフ、第５図は同様に、Crを33
％一定としてMoの含有量を変化させた場合、即
ち、Fe−33Cr−22Co−2W−XMo−1.5Zr−
0.5Tiの磁気特性を示すグラフである。第６図は
Fe−33Cr−22Co−2W−Mo−1.5Zr−Ti合金の
保磁力Hc−三角座標図である。第７図はFe−
33Cr−22Co−2W−2Mo−1.5Zr−0.5Tiの等温磁
場処理温度が磁気特性に及ぼす影響を示すグラフ
である。
ら時効処理まで処理温度と時間について示す。第
２図はFe−XCr−22Co−2W−2Mo−1.5Zr−
0.5Ti合金のCr含有量と磁気特性の関係を示すグ
ラフである。第３図は、Crを33％一定として同
様にCo含有量を変化させた場合、即ち、Fe−
33Cr−XCo−2W−2Mo−1.5Zr−0.5Tiの磁気特
性を示すグラフ、第４図は、同様にCrを33％一
定としてTiの含有量を変化させた場合、即ち、
Fe−33Cr−22Co−2W−2Mo−1.5Zr−XTiの磁
気特性を示すグラフ、第５図は同様に、Crを33
％一定としてMoの含有量を変化させた場合、即
ち、Fe−33Cr−22Co−2W−XMo−1.5Zr−
0.5Tiの磁気特性を示すグラフである。第６図は
Fe−33Cr−22Co−2W−Mo−1.5Zr−Ti合金の
保磁力Hc−三角座標図である。第７図はFe−
33Cr−22Co−2W−2Mo−1.5Zr−0.5Tiの等温磁
場処理温度が磁気特性に及ぼす影響を示すグラフ
である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量比で27〜35％Cr、20〜25％Co、0.1〜５
％Ｗ、0.1〜５％Mo、0.1〜４％Zr、0.1〜４％
Ti、残Feからなるスピノーダル分解型高保磁力
Fe−Cr−Co系磁石。 ２ 重量比で27〜35％Cr、20〜25％Co、0.1〜５
％Ｗ、0.1〜５％Mo、0.1〜４％Zr、0.1〜４％
Ti、残Feからなるスピノーダル分解型磁石であ
つて、重量比で0.01〜２％Nb、0.01〜２％Ｖ、
0.01〜２％Cu、0.01〜１％Si、0.01〜１％Ｓ、
0.01〜0.5％Al、0.01〜0.5％Ｃ、0.01〜0.5％MM
のうちの一種、または二種以上を副成分として含
有するスピノーダル分解型高保磁力Fe−Cr−Co
系磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55165244A JPS5789205A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | Fe-cr-co magnet with high coercive force |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55165244A JPS5789205A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | Fe-cr-co magnet with high coercive force |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5789205A JPS5789205A (en) | 1982-06-03 |
| JPS6331923B2 true JPS6331923B2 (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=15808606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55165244A Granted JPS5789205A (en) | 1980-11-26 | 1980-11-26 | Fe-cr-co magnet with high coercive force |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5789205A (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3950070A (en) * | 1974-06-25 | 1976-04-13 | Amp Incorporated | Flat flexible cable terminal and electrical interconnection system |
| JPS5129859A (en) * | 1974-09-06 | 1976-03-13 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Fmmam henkanki |
| JPS5537588B2 (ja) * | 1974-09-30 | 1980-09-29 | ||
| JPS5249925A (en) * | 1975-10-20 | 1977-04-21 | Hitachi Metals Ltd | Fe-cr-co magnet alloy |
| JPS587702B2 (ja) * | 1977-12-27 | 1983-02-10 | 三菱製鋼株式会社 | Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石合金 |
| JPS5760057A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-10 | Hitachi Metals Ltd | Fe-cr-co magnet alloy |
-
1980
- 1980-11-26 JP JP55165244A patent/JPS5789205A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5789205A (en) | 1982-06-03 |
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