JP2003031408A - 希土類ボンド磁石用の磁石粉末、その製造方法およびボンド磁石 - Google Patents

希土類ボンド磁石用の磁石粉末、その製造方法およびボンド磁石

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JP2003031408A JP2001212262A JP2001212262A JP2003031408A JP 2003031408 A JP2003031408 A JP 2003031408A JP 2001212262 A JP2001212262 A JP 2001212262A JP 2001212262 A JP2001212262 A JP 2001212262A JP 2003031408 A JP2003031408 A JP 2003031408A
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恭彦 入山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 希土類磁石の等方性ボンド磁石において、磁
石粉末−樹脂バインダーのコンパウンドに高い充填率で
配合しても、コンパウンドの流動性を高く保つことがで
き、良好な成形性をもって加工することが可能な磁石粉
末と、その製造方法を提供すること。これにより、高い
磁石性能を有するボンド磁石を得ること。 【解決手段】 Nd−Fe−B系磁石合金の溶湯をロー
ル急冷して得たリボンを粉砕してフレーク状粉末を得、
これを500〜800℃の温度で熱間アプセットして塊
状にし、この塊を再粉砕して粒状の粉末とする。Sm−
Fe−N系の場合は、Sm−Fe系合金の溶湯をロール
急冷して得たリボンを粉砕してフレーク状粉末を得、こ
れを500〜800℃の温度で熱間アプセットして塊状
にし、この塊を再粉砕して粒状の粉末としたものに窒化
処理を施す。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、希土類ボンド磁石
を製造するための磁石粉末であって、従来のフレーク状
粉末にくらべ高い充填率をもって磁石成形品中に存在さ
せることができる粒状の磁石粉末と、その製造方法に関
する。本発明はまた、この磁石粉末を使用したボンド磁
石にも関する。
【0002】
【従来の技術】希土類磁石粉末を樹脂バインダーで結合
した等方性ボンド磁石は、磁石性能の尺度である最大エ
ネルギー積が大きいことと、成形性が良好で所望の磁石
形状の実現が容易であることが特徴であって、コンピュ
ータや携帯電話の部品のように、小型で高性能の部品を
構成する材料として広く使用されている。この種の機器
はますます高性能化や小型化が進んでおり、それに伴っ
て、使用するボンド磁石も、一層の高性能化と小型化が
要求されている。
【0003】現在、希土類ボンド磁石製造の材料とする
磁石粉末としては、磁石合金の溶湯をロール急冷法によ
り急冷してリボンを得、これを粉砕した、フレーク状の
粉末が使用されている。ロール急冷法が与えるフレーク
状粉末は、微結晶であって、保磁力が大きいのが利点で
ある。ボンド磁石に使用する希土類磁石としてはNd−
Fe−B系が代表的なものであるが、近年開発が進んで
きたSm−Fe−N系も有力である。
【0004】フレーク状磁石粉末は、厚さが10〜30
μmの範囲の扁平な粉末であって、このことは、ボンド
磁石の成形にとってマイナスに作用し、磁石成形品中の
磁石粉末の充填率を高められないという、原理的な問題
を与える。ボンド磁石の成形をプレス成形で行なう場合
でも、到達できる充填率には限界がある。この限界は、
射出成形による場合にはいっそう深刻であって、フレー
ク状粉末を含む樹脂コンパウンドの流動性を確保するた
め、樹脂バインダーへの磁石粉末の最大添加量は低く抑
えなければならない。いずれにしても、ボンド樹脂の最
大エネルギー積は、焼結磁石に比べて低いレベルに止ま
っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、希土
類の等方性ボンド磁石における上記の問題を解決し、磁
石粉末−樹脂バインダーのコンパウンドに高い密度で添
加しても、コンパウンドの流動性を高く保つことがで
き、プレス成形による場合も射出成形による場合も、良
好な成形性をもって加工することができ、高い磁石性能
を有するボンド磁石を与える磁石粉末と、その製造方法
を提供することにある。この磁石粉末を使用したボンド
磁石を提供することも、もちろん本発明の目的に含まれ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にしたがう希土類
ボンド磁石用の磁石粉末は、ロール急冷法によって得た
希土類磁石合金またはその前駆体の粉末の形状を、熱間
アプセットおよび再粉砕により、フレーク状から粒状に
変えてなることを特徴とする、高い粉末充填密度で磁石
を製造することができる磁石粉末である。
【0007】
【発明の実施形態】本発明を適用する希土類磁石合金
は、ロール急冷法によりフレーク状粉末とする種類のも
のであり、その代表例は、前記したように、Nd−Fe
−B系磁石合金である。これも前記したように、Sm−
Fe−N系磁石合金が含まれる。
【0008】本発明にしたがう希土類ボンド磁石用の磁
石粉末の製造方法は、Nd−Fe−B系の場合は、Nd
−Fe−B系磁石合金の溶湯をロール急冷して得たリボ
ンを粉砕してフレーク状粉末を得、これを500〜80
0℃の温度で熱間アプセットして塊状にし、この塊を再
粉砕して粒状の粉末とすることを特徴とする。
【0009】Sm−Fe−N系の場合は、Sm−Fe系
合金の溶湯をロール急冷して得たリボンを粉砕してフレ
ーク状粉末を得、これを500〜800℃の温度で熱間
アプセットして塊状にし、この塊を再粉砕して粒状の粉
末としたものに窒化処理を施すことを特徴とする。
【0010】フレーク状粉末は、通常その厚さが10〜
30μmであるが、熱間のアプセットを行なうと、粉末
が焼結して塊状体になる。このとき、加熱温度が500
℃より低いと、焼結が進行せず、磁石金属の塊が得られ
ない。温度が高い方が焼結は速いが、それとともに結晶
粒子が粗大化して磁気特性、とくに保磁力が低下するお
それがあるので、800℃を上限とする。通常、600
〜650℃が適切である。
【0011】塊の粉砕は、荒砕きののち、ピンミルを使
用して行なうのが好適である。この再粉砕により、新し
い破面をもった粒状の粉末が得られる。粒状粉末のサイ
ズは、一般に長径が100〜1000μm、短径が30
〜200μmの範囲にある。ボンド磁石製造の際の金型
への充填性など、実用面からは、長径が400μm以下
の、ほぼ球状の粉末が好ましい。
【0012】ボンド磁石の製造は、既知の技術に従って
実施すればよい。本発明に従えば、樹脂バインダーに対
する磁石粉末の充填率上限(容積%)を、つぎのように
増大させることができる。 プレス成形(エポキシ樹脂):従来の75〜80%から
80〜90%へ 射出成形(ナイロン樹脂): 従来の55〜60%から
60〜70%へ
【0013】
【実施例1および比較例1】 Nd−Fe−B系 重量%で、Nd:27%、Fe:67%、Co:5%、
B:1%からなる組成のNd−Fe−B系磁石合金を溶
製し、20m/sの周速で回転する銅製ロールを用いた
液体急冷法により急冷フレークを得た。この急冷フレー
クを粉砕して、平均粒径150μmの粉末とした。フレ
ーク状粉末の形状を、図1に示す。
【0014】粉末の磁気特性を高めるため、粉末の一部
に対し、Ar雰囲気中、650℃に20分間加熱する焼
鈍処理を施した。焼鈍した磁石粉末の磁気特性を、振動
試料型磁力計(VSM)で測定して、つぎの値を得た。
このときの磁石粉末の比重は7.6g/cmとし、反磁
界補正は施さなかった。 Br:8.4kG iHc:10.4kOe [BH]max:1
4.3MGOe
【0015】フレーク状粉末(焼鈍処理を施してないも
の)200gを軟鋼製の円筒状の容器に充填し、軟鋼製
の蓋を溶接して密閉した。これを高周波加熱により65
0℃に昇温し、20分間この温度に保持した後、圧下率
85%となるようにアプセットした。容器から塊状にな
った磁石合金を取り出し、塊を荒砕きしてからピンミル
で粉砕して、粒状の磁石粉末を得た。この粒状の磁石粉
末の形状を、図2に示す。平均の長径は350μm、短
径は70μmであった。
【0016】この粒状粉末の磁気特性はつぎのとおりで
あって、熱間加工による磁気特性のわずかな低下が認め
られた。 Br:8.0kG iHc:9.9kOe [BH]max:13.
8MGOe
【0017】上記の粒状粉末98重量%とエポキシ樹脂
2重量%とを混合した物を金型に充填し、12トン/cm
の面圧でプレスした。成形体を150℃に1時間加熱
して、エポキシ樹脂を硬化させて、圧縮成形ボンド磁石
を得た。比較のため、前記のフレーク状粉末(焼鈍処理
を施し、アプセット加工をしてないもの)をそのまま使
用し、同様に圧縮成形ボンド磁石を製造した。これら2
種のボンド磁石の磁気特性を測定して、つぎの値を得
た。 磁石密度 Br iHc [BH]max 実施例 6.6g/cm 7.9kG 9.8kOe 12.3MGOe 比較例 6.1g/cm 7.3kG 10.2kOe 10.5MGOe
【0018】実施例に従うとき、粒状粉末への加工によ
り僅かな磁気特性の低下が見られたが、ボンド磁石製品
においては、比較例よりすぐれた磁気特性とくに最大エ
ネルギー積の向上が確認できた。これは、磁石粉末−樹
脂バインダーのコンパウンドを成形するときに粉末の充
填率を高めることが可能になり、それが磁石粉末の若干
の磁気性能の低下を補って余りあることを示している。
【0019】
【実施例2および比較例2】 Sm−Fe−N系 重量%で、Sm:22%、Fe:78%からなる組成の
Sm−Fe合金を溶製し、40m/sの周速で回転する
銅製ロールを用いた液体急冷法により急冷フレークを得
た。この急冷フレークを粉砕して、平均粒径150μm
の粉末とした。この粉末の一部に対し、をAr雰囲気
中、700℃に20分間加熱する焼鈍処理を施した。
【0020】フレーク状粉末(焼鈍処理を施してないも
の)200gを軟鋼製の円筒状の容器に充填し、軟鋼製
の蓋を溶接して密閉した。これを高周波加熱により70
0℃に昇温し、20分間この温度に保持した後、圧下率
85%となるようにアプセットした。容器から塊状にな
った磁石合金を取り出し、塊を荒砕きしてからピンミル
で粉砕して、粒状の磁石粉末を得た。この粒状の磁石粉
末の平均の長径は250μm、短径は55μmであっ
た。
【0021】上記のフレーク状粉末および粒状粉末を、
電気炉に入れて、水素−アンモニア雰囲気中、450℃
で窒化処理を施し、Sm−Fe−N系の磁石粉末を製造
した。2種の磁石粉末(粒状粉末を素材とする実施例
と、フレーク状粉末を素材とする比較例)の磁気特性
を、VSMで測定して、つぎの結果を得た。このときの
磁石粉末の比重は7.7g/cmとし、反磁界補正は施
さなかった。 Br iHc [BH]max 実施例 8.8kG 9.2kOe 15.5MGOe 比較例 9.2kG 9.5kOe 16.8MGOe
【0022】上記2種類の粉末98重量%とエポキシ樹
脂2重量%とを混合したものを金型に充填し、12トン
/cmの面圧でプレスした。成形体を150℃に1時間
加熱して、エポキシ樹脂を硬化させて、圧縮成形ボンド
磁石を得た。これら2種のボンド磁石の磁気特性をBH
トレーサーにより測定して、つぎの値を得た。 磁石密度 Br iHc [BH]max 実施例 6.7g/cm 8.7kG 9.1kOe 16.4MGOe 比較例 6.2g/cm 8.1kG 9.3kOe 14.6MGOe
【0023】
【発明の効果】本発明に従って、希土類磁石の粉末を、
ロール急冷により得られたままのフレーク状でなく、熱
間アプセットおよび再粉砕をへて粒状に変えることによ
り、樹脂バインダーへ高い充填率で混合できる磁石粉末
が得られる。この粉末を使用してボンド樹脂を製造すれ
ば、従来より磁気特性、とくに最大エネルギー積が高い
ボンド磁石が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例において用意したNd−Fe
−B磁石合金の、フレーク状粉末の形状を示す顕微鏡写
真(倍率:40倍)。
【図2】 図1のフレーク状粉末を、本発明に従って塊
状化し再粉砕して得た粒状粉末の形状を示す、図1に対
応する顕微鏡写真(倍率:40倍)。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C22C 38/00 303 H01F 41/02 G H01F 41/02 1/06 A Fターム(参考) 4K017 AA04 BA06 BB12 CA09 DA04 EA03 EC02 FA29 4K018 AA27 AB03 BA18 BB01 BC08 BC19 BD01 GA04 KA46 5E040 AA04 AA19 BB03 CA01 HB07 HB11 HB17 NN18 5E062 CC05 CD05 CE05 CG03

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ロール急冷法によって得た希土類磁石合
    金またはその前駆体の粉末の形状を、熱間アプセットお
    よび再粉砕により、フレーク状から粒状に変えてなるこ
    とを特徴とする、高い粉末充填密度で磁石を製造するこ
    とができる希土類ボンド磁石用の磁石粉末。
  2. 【請求項2】 希土類磁石合金がNd−Fe−B系磁石
    合金である請求項1の磁石粉末。
  3. 【請求項3】 希土類磁石合金がSm−Fe−N系磁石
    合金であり、その前駆体がSm−Fe系合金である請求
    項1の磁石粉末。
  4. 【請求項4】 粒状の粉末のサイズが、長径100〜1
    000μm、短径30〜200μmである請求項1の磁
    石粉末。
  5. 【請求項5】 Nd−Fe−B系磁石合金の溶湯をロー
    ル急冷して得たリボンを粉砕してフレーク状粉末を得、
    これを500〜800℃の温度で熱間アプセットして塊
    状にし、この塊を再粉砕して粒状の粉末とすることを特
    徴とするNd−Fe−B系ボンド磁石用の磁石粉末の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 Sm−Fe系合金の溶湯をロール急冷し
    て得たリボンを粉砕してフレーク状粉末を得、これを5
    00〜800℃の温度で熱間アプセットして塊状にし、
    この塊を再粉砕して粒状の粉末としたものに窒化処理を
    施すことを特徴とするSm−Fe−N系ボンド磁石用の
    磁石粉末の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし5のいずれかに記載の磁
    石粉末と樹脂バインダーとのコンパウンドを磁石形状に
    成形してなるボンド磁石。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110444388A (zh) * 2019-08-30 2019-11-12 泮敏翔 一种强韧性高稳定性钕铁硼磁体的制备方法

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