JPS6364481B2 - - Google Patents

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JPS6364481B2
JPS6364481B2 JP58134570A JP13457083A JPS6364481B2 JP S6364481 B2 JPS6364481 B2 JP S6364481B2 JP 58134570 A JP58134570 A JP 58134570A JP 13457083 A JP13457083 A JP 13457083A JP S6364481 B2 JPS6364481 B2 JP S6364481B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、磁気特性を向上させたマンガン―ア
ルミニウム―炭素(Mn―Al―C)系合金磁性粉
末の製造法に関するものである。
従来例の構成とその問題点 Mn―Al2元合金に強磁性相のあることが発見
されて以来、数多くの磁石化の研究開発がなさ
れ、炭素の添加により強磁性相を安定化させた
Mn―Al―C系、すなわちMn65.0〜74.0重量%
(以下単に%で表示する)、アルミニウム25.0〜
34.0%、炭素4.0%以下(ただし0を含まない)
の組成からなる磁気特性の優れたMn―Al―C系
合金磁石が開発された(特許第495674号)。この
磁石は、更にその後温間塑性加工によつて大幅に
磁気特性の向上がはかられ実用化されている(特
許第996692号)。
一方近年、磁石形状を自由に作り得る粉末焼結
磁石や樹脂成形磁石の用途が増え、このため高性
能な粉末磁石材料の開発が望まれている。こうし
た要望に沿つてMn―Al系においても磁性粉末の
研究開発がなされている。しかし、磁気特性的
に、また製造コスト的に実用に供し得るようなも
のが未だ提供されていない。以下にMn―Al系合
金磁性粉末についての従来例と問題点を述べる。
Mn―Al系合金磁性粉末を機械的粉砕法で作製
すると、粉末の粒径が細かくなるに従つて、保磁
力(IHC)は増加するが、磁化(4πI)、残留磁化
(Br)が急激に減少する傾向がある。この傾向は
粒径150μ以下で顕著である。これは機械的な粉
砕による強磁性相の規則性の低下,積層欠陥,逆
位相境界などの導入のためと報告されている。こ
のために粒径は小さくできず、125〜150μの大き
な粒径のものが磁気特性的に最大を示すと報告さ
れてい(R.A.McCurrie,J.Rickman,P.Dunk
and D.G.Hawkridge,“Dependence of the
parmanent magnet properties of Mn55Al45on
particles,IEEE Trans.Magnetics Mag―14,
No.3,p682〜p684 Sept.1978)。しかしながら
(BH)naxが低いため実用化されていない。
また4πI,Brを上げるために、異方性Mn―Al
―C系合金磁石を粉砕する方法が提案されている
が、粒径が100μより小さくなると4πIが急激に減
少し、最適な粒径が100〜150μと大きい。またこ
れは温間押出加工後の合金を粉砕するため製造コ
ストが高くなる欠点があり、実用化されていな
い。
一方牧野等によると、強磁性相のMn―Al系合
金を機械的に粉砕し、この粉末に焼き戻し処理を
施すことによつて、4πI,Brは増加するが、IHC
が減少することが報告されている(日本金属学会
誌,28巻,1964,P483〜P489)。350℃での焼き
戻し後の特性はBr=1620G,BHC=1280Oeであ
り、4πI,Brが低いために実用化されなかつた。
以上のように磁石用粉末として粒径100〜150μ
のものがよいとされているが、粉末の磁気特性及
び製造コストの面で問題があり、又100μ以下の
IHCの高い粒径の粉末は4πI,Brが低いために粉
末成型磁石用など実用粉末材料として適さないと
いう大きな問題があつた。
発明の目的 本発明は、Mn―Al―C系合金磁性粉末の磁気
特性、特に4πIの値を高めることを目的とする。
発明の構成 本発明者らは、種々実験の結果、磁性粉末を熱
処理すると粉末の表面部分に非磁性相が析出する
ことをつきとめ、この表面相を除去することによ
り4πIを向上させうることを見い出した。
本発明は、これをもとになされたもので、Mn
―Al―C系合金磁石の高温相のε相(稠密六方
晶構造,代表的な格子定数a=2.70Å,c=4.40
Å),強磁性のτ相(CuAu型の面心正方晶,代
表的な格子定数a=3.91Å,c=3.63Å),ε相
からτ相変態過程の中間段階に現れる中間相の
ε′相(MgCd型のB19構造,代表的な格子定数a
=4.39Å,b=2.76Å,c=4.58Å)または上記
の相の混合相を主とする粉末の表面部分をエツチ
ングによつて取り除くことを特徴とし、特に前記
の粉末を350〜800℃の範囲で熱処理する前に、ま
たは熱処理した後にエツチングすることを特徴と
する。
本発明によれば、Mn―Al―C系合金磁性粉末
の磁気特性、特に4πIを高めることができる。
実施例の説明 本発明者らは、まず熱処理による4πIの向上を
検討するために、溶解・鋳造・熱処理後のMn―
Al―C系合金磁石を粉砕し、この粉末を真空熱
処理する時の熱処理温度を色々変えて実験した。
その結果、350℃より低い温度では磁気特性に及
ぼす熱処理の効果はなく、また800℃より高温で
熱処理すると強磁性相のτ相が高温相のε相と非
磁性のr相〔AlMn(r)相〕に分解するため、
磁気特性向上に効果がなかつた。4πIの向上に効
果があるのは粉末を350〜800℃で熱処理する場合
であることがわかつた。
次に真空熱処理した粉末の粒径が磁気特性に及
ぼす影響を検討した。その結果を第1図に示す。
図に示すように、粉末粒径が磁気特性に及ぼす影
響は、今まで報告された結果と同様に、粉砕後及
び熱処理後共に粉末の粒径が小さくなると共に
4πI15K(H=15kOeで測定した値)が低下した。
この4πI15K低下の原因を探るために、粉末をX線
回析で調べた結果、非磁性相のβ相(β―Mn
相)が熱処理によつて析出することが明らかとな
り、またβ相の量は粉末の粒径が小さくなるほど
多くなることがわかつた。
上記の結果より、本発明者らは4πIが粒径と共
に低下する原因の主たるものはβ相の析出にある
と考え、β相の析出しない処理方法を色々検討し
た。その結果、熱処理後の粉末をエツチングする
こと及びエツチングした粉末を熱処理することに
よつて、β相の析出をおさえることができること
を見い出した。
ここでエツチングとは、化学的に粉末の表面部
分とエツチング液とを反応させて、表面部分をと
りのぞく処理のことである。この処理の具体例を
次に述べる。ビーカーなどの中にエツチング液と
試料の粉末を入れ、両者を反応させた。そして粉
末のエツチングが選択的にならないように、かき
まぜるなどの操作を施した。次にこのエツチング
後粉末を有機溶剤(アセトン,エチルアルコール
など)などで洗浄し、次に乾燥させた。
熱処理後の粉末をエツチングしたものは第1図
に示す。ただしエツチング後の粉末の特性は粉砕
後の粒径で図示してある。図に示すように、エツ
チング後の粉末は熱処理後の粉末よりも4πI15K
増加し、4πI15Kが粒径にあまり大きく依存しなく
なつた。またエツチングがIHCに及ぼす影響は第
1図からも明らかなように、ほとんどないことが
わかつた。
以上よりこのエツチング処理によつて150μ以
下のIHCの高い粉末の4πIを増加させることがで
き、本発明は非常に工業的価値大なるものであ
る。
ここで粉末に熱処理を施すことによつてβ相が
多量に析出する理由は、粉末表面近傍は加工歪を
内在し、また結晶の乱れが多いために非磁性安定
相のβ相に変態しやすく、又微粉末になると粒の
表面積が非常に大きくなるためにβ相の量が増加
したものと考えられる。そして4πI,Brの増加は
表面のβ相がエツチングによつてとり除かれるた
めと考えられる。
次にエツチング後の粉末を真空熱処理した場合
の結果を第2図に示す。図から明らかなようにβ
相の析出がおさえられ4πI15Kが向上している。こ
れは粉末表面の加工歪を受けた部分をとりさるた
めに、β相が析出しにくくなるものと考えられ
る。
このエツチング後熱処理する方法では、β相を
すべてとりさることは難しいが、熱処理後粉末の
β相の量に比べると、はるかに少ない量になり、
磁気特性を向上させることができる。
またこのエツチング処理はτ相を主とする熱処
理後合金を粉砕して得た粉末だけでなく、後の熱
処理によつてτ相となるε相とε′相を主とする粉
末,上記の混合相よりなる粉末及び押出加工材の
粉末において、上記と同様の効果があり、非常に
有効な処理法である。
一方エツチング液として、HCl,HNO3
NaOH及びケラー液などを用いた場合にエツチ
ング効果があり粉末の磁気特性が向上した。
また粉末をエツチングして熱処理した後にエツ
チングする処理も上記にあげたのと同様に磁気特
性向上に効果があることがわかつた。
以下具体的実施例を述べる。
実施例 1 熱処理後のMn―Al―C系合金磁石をジエツト
ミルにより粉砕した。この粉末を450℃で30分間
真空熱処理後、HClでエツチングした。エツチン
グ後の磁気特性は平均粒径20μで4πI15K=5950G,
IHC=1850Oeであり、4πI15Kは熱処理後の粉末に
比べて約20%向上した。
実施例 2 熱処理後のMn―Al―C系合金磁石をジエツト
ミルにより粉砕した。この粉末をケラー液でエツ
チングした後、500℃で30分間真空熱処理した。
X線回折で20〜46μの粒径の粉末を調べてみる
と、β相の量はエツチングなしで熱処理したもの
より少なくなつていた。エツチング,熱処理後の
20〜46μの粉末の磁気特性は4πI15K=5500G,IHC
=1500Oeで、エツチングなしの熱処理後の粉末
に比べて4πI15Kは12%向上した。
実施例 3 実施例2のエツチング,熱処理後の粉末をさら
にケラー液でエツチングした。このエツチング後
の磁気特性は4πI15K=5700Gとさらに実施例2の
特性より増加した。粉末のX線回折よりβ相はほ
とんどなかつた。
実施例 4 Mn70.0%,Al29.5%,C0.5%の組成をもつ合
金を溶解鋳造により作製した。この合金を1100℃
で約1時間溶体化処理し、水中にクエンチして高
温相(ε相)の合金を作製した。この合金をジエ
ツトミルにより粉砕した。この粉末をX線回折で
調べたところε相が主であつた。この粉末を500
℃で真空熱処理した後HClでエツチングをした。
エツチング処理後の平均粒径20μの粉末の特性
は4πI15K=5800G,IHC=1650Oeであり、熱処理
後の粉末に比べて4πI15Kは約16%向上した。
実施例 5 温間押出加工された異方性Mn―Al―C系合金
磁石をジエツトミルで粉砕した。この粉末を500
℃で大気中で熱処理した後、ケラー液でエツチン
グした。平均粒径20μの粉末のエツチング後の磁
気特性は4πI15K=6400G,IHC=3200Oeでエツチ
ング前に比べて4πI15Kが約17%向上した。
実施例 6 温間押出加工された異方性Mn―Al―C系合金
磁石をジエツトミルで100μ以下に粉砕した後、
乳鉢で約2時間粉砕した。この粉末を600℃で熱
処理した後HNO3でエツチングした。このエツチ
ング後粉末をX線回折した結果、β相のピークは
ほとんどなかつた。4πI15Kはエツチング前に比べ
て約10%向上した。
実施例 7 実施例4のε相合金に400℃で焼き戻し処理を
施し、τ相とε′相混合の合金を作製した。この合
金をジエツトミルにより粉砕し、500℃で真空熱
処理した。次にこの粉末をケラー液でエツチング
した。
エツチング処理後の平均粒径20μの粉末の特性
は4πI15K=5900G,IHC=1600Oeであり熱処理後
の粉末に比べて4πI15Kは約18%向上した。
実施例 8 熱処理後のMn―Al―C系合金磁石をジエツト
ミルにより粉砕した。この粉末を600℃で30分間
真空熱処理した後、HClでエツチングした。エツ
チング後の磁気特性は平均粒径150μで4πI15K
5600G,IHC=750Oeであり、4πI15Kは熱処理後の
粉末に比べて約9%向上した。
発明の効果 本発明は、従来から実用に供し得なかつたMn
―Al系合金磁末の磁気特性を高めたもので、特
に保磁力の高い粒径150μ以下の粉末の4πIを高め
ることを可能とし、4πI,IHC共にすぐれた磁気
特性を有するMn―Al系磁性粉末を提供するもの
で、焼結体磁石及び樹脂成形磁石用の磁性粉末と
して、又磁気テープ用磁性粉体として非常に有望
である。
また粉体を真空中、還元雰囲気中及び不活性ガ
ス中でなく、大気中で熱処理を行つて、粉末の表
面が酸化しても、粉末をエツチングすることによ
つて、酸化膜をとることができ、熱処理工程が簡
易になる。
【図面の簡単な説明】
第1図は粉砕後、粉砕・真空熱処理後及び粉
砕・真空熱処理・エツチング後の4πI15KとIHC
粒径依存性を示す図、第2図は真空熱処理後と真
空熱処理・エツチング後のX線回折によるβ/τ
ピーク比と4πI15Kを示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 マンガン―アルミニウム―炭素系磁石合金の
    高温相のε相または強磁性相のτ相または中間相
    のε′相または上記の相の混合相を主とする合金粉
    末をエツチングすることを特徴とするマンガン―
    アルミニウム―炭素系合金磁性粉末の製造法。 2 前記エツチングを、前記粉末を350〜800℃の
    範囲で熱処理した後に行う特許請求の範囲第1項
    記載のマンガン―アルミニウム―炭素系合金磁性
    粉末の製造法。 3 前記エツチングを、前記粉末を350〜800℃の
    範囲で熱処理する前に行う特許請求の範囲第1項
    記載のマンガン―アルミニウム―炭素系合金磁性
    粉末の製造法。
JP58134570A 1983-07-22 1983-07-22 マンガン−アルミニウム−炭素系合金磁性粉末の製造法 Granted JPS6026601A (ja)

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CN108611509B (zh) * 2018-05-07 2020-06-12 青海大学 多孔铝碳复合材料及其制备方法

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