JP2003166026A - 高耐食性磁石合金及び製造法 - Google Patents

高耐食性磁石合金及び製造法

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JP2003166026A JP2001402301A JP2001402301A JP2003166026A JP 2003166026 A JP2003166026 A JP 2003166026A JP 2001402301 A JP2001402301 A JP 2001402301A JP 2001402301 A JP2001402301 A JP 2001402301A JP 2003166026 A JP2003166026 A JP 2003166026A
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孝文 中山
Yuetsu Murakami
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、高耐食性磁石合金及びその製造法並
びにこれを用いた医療用具、宝飾用品及び電磁機器等に
関するもので、その目的とするところは、残留磁束密度
及び保磁力が大きく、溶湯の流動性、加工性、耐食性の
良好な磁石合金を得ることにある。 【解決手段】原子パーセントにて、Pt30〜58%と
IIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化合物並び
にCo、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,Si、
V、Nb、Ta、Mo,W、Al、Ti、Sn,Ru,
Os,Re,Ge、Au、Pd、Rh、Ir、希土類元
素,B,C,Nの1種又は2種以上と残部Feからな
り、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁力30
0エルステッド以上を有することを特徴とする高耐食性
磁石合金。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Fe(鉄)及びPt
(白金)と,Be(ベリリュウム)、Mg(マグネシュ
ウム)、Ca(カルシュウム)、Sr(ストロンチュウ
ム)、Ba(バリュウム)のIIa族元素及び当該II
a族元素のフッ素化合物の1種又は2種以上からなる高
耐食性磁石合金、或いはこれを主成分とし、副成分とし
てCo(コバルト),Ni(ニッケル),Cu(銅),
Mn(マンガン),Ag(銀),Zr(ジルコニウ
ム),Hf(ハフニウム),Si(シリコン),V(バ
ナジウム),Nb(ニオブ),Ta(タンタル),Cr
(クロム),Mo(モリブデン),W(タングステ
ン),Al(アルミニウム),Ti(チタン)、Sn
(錫),Ru(ルテニウム),Os(オスニウム),R
e(レニウム),Ge(ゲルマニム),Au(金),P
d(パラジウム),Rh(ロジウム),Ir(イリジウ
ム)、希土類元素、B(硼素),C(炭素),N(窒
素)の1種又は2種以上からなる高耐食性磁石合金及び
その製造法並びにこれを用いた医療用具、宝飾用品及び
電磁機器等に関するもので、その目的とするところは、
残留磁束密度及び保磁力が大きく、且つ溶湯の流動性及
び加工性が良好で、耐食性の優れた磁石合金を得ること
にある。
【0002】
【従来の技術】Fe−Pt2元系合金においては、Fe
−Pt50原子%合金は規則格子のγ相から不規則格
子のγ相への変態温度が約1320℃と高温度であるた
め、水焼入れによる急冷でも既に規則化が進行している
過時効の状態にあり、最大エネルギー積の大きな磁石合
金が得られない。そこで、Fe−Pt系合金の組成をF
e側に移動することによって、変態温度を比較的低い温
度に低下させ、比較的容易に不規則格子のγ相が得ら
れ、これを規則格子のγ相に変態させた規則化の初期
の状態またはγの母相の地にγ相が均質微細分散した
状態にすることによって、最大エネルギー積の大きな磁
石合金が得られている(特公平3−35801号)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】Fe−Pt系合金は、
規則格子γ相から不規則格子γ相への変態温度が高温
度にあるので、残留磁束密度及び保磁力の大きな永久磁
石を得るには、まず均質固溶化した規則格子γ相の形
成を避けるため、変態温度以上の高温度からの急冷の熱
処理が必要である。このため、残留磁束密度及び保磁力
の大きな磁石合金を再現性よく、大量に生産することは
工業的に困難であり、これを改善することが強く望まれ
ている。またFe−Pt系合金は、溶解時の溶湯の流動
性が悪く、巣などのない健全な鋳塊を得ることが困難で
あり、また加工も困難であるので、これらの改善も強く
要望されている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、Fe−Pt系
合金の磁石特性、磁石特性の再現性、溶湯の流動性、加
工性及び耐食性等を改善することを目的としている。即
ち、本発明は原子パーセントにてPt33〜58%とB
e3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1%以
下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化合物
のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計0.
0001〜5%及び残部Feからなる合金、或いは必要
ならば、これに副成分として、さらにCo 20%以
下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,Si、V,
Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,Tiのそれぞれ1
0%以下、Sn,Ru,Os,Re,Ge,Au,P
d,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7%以下、、
B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種以上の合
計0.001〜20%添加した合金で、真空中又は種々
なガス雰囲気、例えばアルゴン、メタン、水素、窒素等
のガス中において適当な溶解法、例えば高周波誘導溶解
法、タンマン炉法、アーク炉法等によって溶湯となし、
適当な鋳型、例えば金型、耐火物からなる鋳型などに鋳
込むことにより、鋳込み時の溶湯の流動性が良好で巣の
ない健全な鋳塊が得られる。
【0005】磁石特性の向上を図るためには、これを変
態温度以上の温度700℃以上融点以下の温度で適当時
間、例えば1分間以上500時間以下、望ましくは5分
間以上300時間以下加熱した後100℃/時以上、望
ましくは200℃/時以上の速度で冷却することによっ
て、均質な固溶化処理を施す。ついで,直ちにか或いは
必要に応じて加工率10%以上、望ましくは20%以上
の冷間加工を施した後変態温度以下の温度200℃以上
1000℃以下、望ましくは300℃以上800℃以下
の温度で適当時間、例えば1分間以上1000時間以
下、望ましくは5分間以上700時間以下加熱し、冷却
する。或いは、合金組成によっては、鋳造後又は700
℃以上融点以下の温度において1分間以上500時間以
下加熱し均質固溶化処理した後、1℃/時以上100℃
/秒以下の速度で冷却することにより、残留磁束密度
3,000ガウス以上及び保磁力300エルステッド以
上の高耐食性磁石合金が得られるのである。
【0006】これらの磁石合金は、磁石特性に優れ、溶
湯の流動性、加工性および耐食性が良好であるので、一
般的な医療用具、例えばMRI、カウマグ、心電計アク
チュエーター、中空器官接続用器具、歯科用医療用具、
義歯固定用具及び貼付用磁石等に好適であり、また白金
の含有量が多く耐食性に優れているので、大気中で用い
られる宝飾用品、例えばブライダルリング、ファッショ
ンリング、ペンダント、ブレスレッド、ネックレス、ピ
アス及び腕バンド等にも好適である。特に磁石特性が強
いので、電気的機械的エネルギーの変換を利用した電磁
部品及び当該電磁部品を使用した電磁機器にも好適であ
る。
【0007】本発明の特徴とするところは、次の通りで
ある。 [第1発明]原子パーセントにてPt33〜58%とB
e3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1%以
下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化合物
のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計0.
0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とからな
り、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁力30
0エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動性及び加工
性が良好であることを特徴とする高耐食性磁石合金に関
する。
【0008】[第2発明]原子パーセントにて、主成分
としてPt33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、
Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該
IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の
1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分
としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Z
r,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,A
l,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,R
e,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれ
ぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又
は2種以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少
量の不純物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス
以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶
湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴とする高
耐食性磁石合金に関する。
【0009】[第3発明]原子パーセントにてPt33
〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそ
れぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素の
フッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以
上の合計0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純
物とからなる合金を、700℃以上融点以下の温度にお
いて1分間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理し
た後100℃/時以上の速度で冷却し、ついで200℃
以上1000℃以下の温度で1分間以上1000時間以
下加熱した後冷却することにより、残留磁束密度3,0
00ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有
し、且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特
徴とする高耐食性磁石合金の製造法に関する。
【0010】[第4発明]原子パーセントにて、Pt3
3〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baの
それぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素
のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種
以上の合計0.0001〜5%及び残部Feと少量の不
純物とからなる合金を、700℃以上融点以下の温度に
おいて1分間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理
した後100℃/時以上の速度で冷却し、ついで加工率
10%以上の冷間加工を施し、これをさらに200℃以
上1000℃以下の温度で1分間以上1000時間以下
加熱した後冷却することにより、残留磁束密度3,00
0ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有
し、且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特
徴とする高耐食性磁石合金の製造法に関する。
【0011】[第5発明]原子パーセントにて、Pt3
3〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baの
それぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素
のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種
以上の合計0.0001〜5%及び残部Feと少量の不
純物とからなる合金を、鋳造後又は700℃以上融点以
下の温度において1分間以上500時間以下加熱し均質
固溶化処理した後、1℃/時以上100℃/秒以下の速
度で冷却することにより、残留磁束密度3,000ガウ
ス以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ
溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴とする
高耐食性磁石合金の製造法に関する。
【0012】[第6発明]原子パーセントにて、主成分
としてPt33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、
Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該
IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の
1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分
としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Z
r,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,A
l,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,R
e,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれ
ぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又
は2種以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少
量の不純物とからなる合金を、700℃以上融点以下の
温度において1分間以上500時間以下加熱し均質固溶
化処理した後100℃/時以上の速度で冷却し、ついで
200℃以上1000℃以下の温度で1分間以上100
0時間以下加熱した後冷却することにより、残留磁束密
度3,000ガウス以上及び保磁力300エルステッド
以上を有し、且つ溶湯の流動性及び加工性が良好である
ことを特徴とする高耐食性磁石合金の製造法に関する。
【0013】[第7発明]原子パーセントにて、主成分
としてPt30〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、
Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該
IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の
1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分
としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Z
r,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,A
l,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,R
e,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれ
ぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又
は2種以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少
量の不純物とからなる合金を、700℃以上融点以下の
温度において1分間以上500時間以下加熱し均質固溶
化処理した後100℃/時以上の速度で冷却し、ついで
加工率10%以上の冷間加工を施し、これをさらに20
0℃以上1000℃以下の温度で1分間以上1000時
間以下加熱した後冷却することにより、残留磁束密度
3,000ガウス以上及び保磁力300エルステッド以
上を有し、且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であるこ
とを特徴とする高耐食性磁石合金の製造法に関する。
【0014】[第8発明]原子パーセントにて、主成分
としてPt33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、
Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該
IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の
1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分
としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Z
r,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,A
l,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,R
e,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれ
ぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又
は2種以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少
量の不純物とからなる合金を、鋳造後又は700℃以上
融点以下の温度において1分間以上500時間以下加熱
し均質固溶化処理した後、1℃/時以上100℃/秒以
下の速度で冷却することにより、残留磁束密度3,00
0ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有
し、且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特
徴とする高耐食性磁石合金の製造法に関する。
【0015】[第9発明]原子パーセントにてPt33
〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそ
れぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素の
フッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以
上の合計0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純
物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及び
保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動
性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁
石合金よりなる医療用具に関する。
【0016】[第10発明]原子パーセントにて、主成
分としてPt33〜58%とBe3%以下、Mg、C
a、Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び
当該IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以
下の1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副
成分としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,A
g,Zr,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,
W,Al,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,O
s,Re,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素
のそれぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の
1種又は2種以上の合計0.001〜20%及び残部F
eと少量の不純物とからなり、残留磁束密度3,000
ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、
且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴と
する高耐食性磁石合金よりなる医療用具に関する。
【0017】[第11発明]原子パーセントにて、Pt
33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Ba
のそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元
素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2
種以上の合計0.0001〜5%及び残部Feと少量の
不純物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上
及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の
流動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食
性磁石合金よりなる宝飾用品に関する。
【0018】[第12発明]原子パーセントにて、主成
分としてPt33〜58%とBe3%以下、Mg、C
a、Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び
当該IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以
下の1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副
成分としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,A
g,Zr,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,
W,Al,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,O
s,Re,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素
のそれぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の
1種又は2種以上の合計0.001〜20%及び残部F
eと少量の不純物とからなり、残留磁束密度3,000
ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、
且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴と
する高耐食性磁石合金よりなる宝飾用品に関する。
【0019】[第13発明]原子パーセントにて、Pt
33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Ba
のそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元
素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2
種以上の合計0.0001〜5%及び残部Feと少量の
不純物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上
及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の
流動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食
性磁石合金よりなる電磁機器に関する。
【0020】[第14発明]原子パーセントにて、主成
分としてPt33〜58%とBe3%以下、Mg、C
a、Sr、Baのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び
当該IIa族元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以
下の1種又は2種以上の合計0.0001〜5%及び副
成分としてCo 20%以下、Ni,Cu,Mn,A
g,Zr,Hf,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,
W,Al,Tiのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,O
s,Re,Ge,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素
のそれぞれ7%以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の
1種又は2種以上の合計0.001〜20%及び残部F
eと少量の不純物とからなり、残留磁束密度3,000
ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、
且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴と
する高耐食性磁石合金よりなる電磁機器に関する。
【0021】次に、本発明合金の成分組成を上記の範囲
に限定した理由は、この組成範囲では残留磁束密度が
3,000ガウス以上で、保磁力が300エルステッド
以上を有し、磁石特性が優れているが、この組成範囲を
はずれると磁石特性が劣化するからである。本発明合金
は、等価原子比のFePt合金の組成をFe側に、又は
Pt側に移動させて磁石特性を向上させたものである
が、Ptが33〜58%の範囲においては規則格子の面
心正方晶型γ相が存在し所期の磁石特性が得られる
が、Ptが58%を越えるか又はPtが33%に満たな
いと磁石特性が得られなくなるので、Ptを33〜58
%、望ましくは34〜56%に限定した。一般に、これ
にさらにBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baの何れ
か1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ
素化合物の何れか0.5%以下添加すると、脱酸・脱硫
が顕著に作用し、溶湯の流動性及び加工性が改善される
と共に、磁石特性も向上する。また副成分のCo 20
%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,Si、
V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,Tiの何れか
10%以下、Sn,Ru,Os,Re,Ge,Au,P
d,Rh,Ir、希土類元素の何れか7%以下、B,
C,Nの何れか1%以下を添加すると、特に磁気履歴曲
線の角形性が良好となり、残留磁束密度が高くなるとと
もに、保磁力も大きくなり、結果的に最大エネルギー積
の大きな磁石合金が得られるのである。さらに、副成分
のCo、Ni、Cr、Mo、W、V、Nb、Taの添加
は、規則格子γ相の生成速度を緩和し、磁石特性の向
上及び再現性を改善するのに特に効果があり、Mn,T
i、Zr、Hf、Si,Al,Ge、希土類元素、Bの
添加は、溶湯の流動性を高め健全な鋳塊が得るのに特に
効果があり、Cr,Rh,Ru,Os,Re,Ir,A
g、Au,Pdの添加は、特に耐食性を向上する効果が
大きい。
【0022】次に本発明における均質固溶化処理条件の
限定理由について説明する。まず均質固溶化処理温度に
ついて説明すると、本発明の組成になる合金の規則−不
規則変態点は組成によって異なり、700〜1320℃
であり、また融点は約1550℃である。このため均質
固溶化処理温度が700℃以上でないと規則格子のγ
相が混在し、その結果不規則格子のγ単相が得られない
ので、700℃以上融点以下に限定した。また均質固溶
化処理時間が1分に満たないと組成が充分に均質になら
ないので、また長時間では経済的に好ましくないので、
1分間以上500時間以下に限定した。均質固溶化処理
後の冷却速度は速いほど良いが、100℃/時に満たな
いと微細分散析出した規則格子のγ相の結晶が成長
し、大きなγ相の結晶が粗大化し過ぎ、磁石特性を向
上するのに阻害となるので、冷却速度は100℃/時以
上に限定した。
【0023】次に、急冷後に再加熱する焼戻処理条件の
限定理由について説明する。焼戻処理温度が200℃に
満たないと、焼戻時間が1000時間以上もの長時間を
要し経済的に好ましくないだけでなく、磁石特性の向上
も望めない。一方1000℃を越えると規則化の進行が
早まって磁石特性が低下する傾向にあるので焼戻温度は
200〜1000℃に限定した。なお好適範囲は300
〜800℃である。また焼戻処理時間が1分に満たない
と1000℃の焼戻温度でも焼戻処理による磁石特性の
向上がなく、一方1000時間を越えると規則化の進行
がし過ぎて、磁石特性が低下するので焼戻処理時間は1
分以上1000時間以下に限定した。
【0024】次に焼戻処理に先立って、10%以上の線
引又は圧延等の冷間加工処理をする場合に冷間加工が1
0%に満たないと、冷間加工によって生じた内部歪が磁
石特性を向上させるのに充分でないので、冷間加工率は
10%以上に限定した。なお焼戻後の冷却は急冷でも徐
冷でも良いが、速く冷却させることが望ましい。
【0025】
【作用】本発明でいう組成的に、また熱処理によって不
完全となっているγ単相とは、Fe−Pt2元合金で
は原子比にてFe:Pt=50:50の場合に完全規則
格子になるところを、本発明では組成をFe側又はPt
側に移動させることによってγ相を不完全な規則格子
にしているものであり、また急冷又は急冷後再加熱する
ことによって、γ相から規則格子のγ相に変態する初
期の状態が得られ、不完全なγ相となっているもので
ある。これにBe、Mg、Ca、Sr、BaのIIa族
元素の添加は、γ相の母相中にこれらの元素の金属間化
合物が微細分散析出することにより、さらには当該II
a族元素のフッ素化合物、例えばBeF、MgF
CaF、SrF、BaFの添加は、これら元素の
フッ素化合物が結晶粒界に偏析することによって、磁壁
移動を阻止するピンニング効果を高め、その結果保磁力
を大きくすると共に、磁気履歴曲線の角形性を向上し
て、残留磁束密度を大きくするのであり、またIIa族
元素及び当該IIa族元素のフッ素化合物の添加は、溶
湯の脱酸・脱硫の効果が顕著であるので、溶湯の流動性
を高め、加工性を改善するのである。その結果、本発明
で所期した残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁
力300エルステッド以上で、溶湯の流動性及び加工性
の良好な高耐食性磁石合金が再現性良く得られる。
【0026】次に本発明を行程順に詳細に説明する。 (1)本発明合金を造るには、目的の組成に秤量した金
属を適当な溶解炉を用いて溶解した後充分に撹拌して組
成的に均質な溶融合金を造り、これを適当な形状の鋳型
に入れ鋳塊となすか、又は所定の形状に、鍛造、線引
き、圧延して成形する。これを700℃以上融点以下の
温度に1分間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理
した後、100℃/時間以上の冷却速度で急冷する。こ
の工程は急冷することによって、不規則格子の面心立方
晶型γ相から規則格子の面心正方晶型γ相に変態する
初期の状態、又はγ相の不規則格子相の地にγ相の規
則格子相の微細結晶が均質分散した状態を、常温に得て
固定しようとする工程である。
【0027】(2)(1)の急冷後200〜1000℃
の温度で少なくとも1分間以上1000時間以下再加熱
すると、高温において生じた不規則なγ相固溶体が規則
格子のγ相に変態する初期の状態に局所歪が生じ、磁
壁の移動が阻止されることによって、大きな保磁力及び
残留磁束密度を有する磁石合金が得られるのである。
【0028】(3)(1)の急冷をした後加工率10%
以上の線引き又は圧延等の冷間加工をする。 (4)(3)の冷間加工をした後(2)の焼戻処理を加
える。この工程は(3)の工程で生じた内部歪が、γ
相の変化に当って適当な局所歪と結晶の集合組織を生成
させ、その結果磁気履歴曲線における角形性の向上を助
長し、優秀な磁石特性が得られるのである。勿論、加工
率10%以下においても、その効果は充分ではないが認
められる。尚、合金組成によっては、鋳造後又は700
℃以上融点以下の温度において1分間以上500時間以
下加熱し均質固溶化処理して不規則格子のγ相固溶体と
なした後、合金組成に適応した1℃/時以上100℃/
秒以下の適当な速度で冷却すると、冷却中にγ相固溶体
の母相中に適当量の規則格子のγ相が変態することに
より、残留磁束密度が3,000ガウス以上及び保磁力
が300エルステッド以上の磁石特性が得られるのであ
る。
【0029】
【実施例】つぎに本発明の実施例につき説明する。 実施例1 合金番号46(組成Pt=37%、Be=1
%、SrF=0.1%,V=3%、Rh=1%、Fe
=残部)の合金の製造及び評価 原料として99.9%純度の電解鉄、白金及びロジュウ
ムと99.8%純度のベリリュウム、ストロンチュウム
フッ素化合物(SrF)及びバナジュウムを用いた。
全重量50gの原料をアルミナ坩堝に入れ、真空中で高
周波誘導溶解炉によって溶かした後、よく撹拌して均質
な溶融合金とした。ついで、これを直径5mmの孔をも
つ金型に注入し、得られた丸棒から30mmの長さを切
り取り、表1に示すような熱処理および冷間加工を施
し、磁石特性を測定した。
【0030】
【表1】
【0031】さらに図1は、各温度で加熱し、焼戻した
場合のHc、Brおよび(BH)maxと焼戻時間との
関係を示したものである。焼戻温度が高い程、規則格子
相の成長が速く、また局所歪の緩和が促進されるので、
高い焼戻温度程短い焼戻時間で極大が現れている。した
がって、各温度において、最適な焼戻時間が存在するこ
とがわかる。また図2は、白金量だけを変えた4種の合
金について、1250℃で2時間加熱処理後50℃/秒
の速度で冷却した後各温度で15時間加熱した場合の保
磁力Hc、残留磁束密度Brおよび最大エネルギー積
(BH)maxと焼戻温度との関係を示したものであ
る。急冷して均質固溶化処理を施した状態では、γ相の
不規則格子相の地にγ相の規則格子相の微細結晶が均
質に分散しているが、残留磁束密度が3,000ガウス
以上及び保磁力が300エルステッド以上の値を示して
いる。これを各温度で加熱し、焼戻すと規則格子相が成
長し、これとともにHc、Brおよび(BH)maxは
増大するが、焼戻温度が高くなり過ぎ、規則格子相が大
きく成長し過ぎると、磁壁の移動を阻止する局所歪みが
緩和されて、Hc、Brおよび(BH)maxが減少す
る。さらに図2は、各温度で加熱し、焼戻した場合のH
c、Brおよび(BH)maxと焼戻時間との関係を示
したものである。焼戻温度が高い程、規則格子相の成長
が速く、また局所歪の緩和が促進されるので、高い焼戻
温度程短い焼戻時間で極大が現れている。したがって、
各温度において、最適な焼戻時間が存在することがわか
る。
【0032】実施例2 合金番号80(組成Pt=38
%,Ba=0.2%、MgF=0.1%、Co=5
%,Mo=2%,Fe=残部)の合金製造及び評価 原料として実施例1の電解鉄、白金及びモリブデンと、
99.8%純度のバリュウム、コバルトおよびマグネシ
ュウムフッ素化合物(MgF)を用いた。また溶解法
および鋳型は、実施例1と同様であった。得られた丸棒
に表2に示してあるような熱処理および冷間加工を施し
て、磁石特性を測定した。
【0033】
【表2】
【表2】
【0034】なお、代表的な合金の特性は表3および表
4に示す通りであり、いずれも優れた磁石特性を有して
いる。
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】
【表4】
【0037】つぎに、図3には、一例として合金番号6
4及び74と比較合金SUS−447J1について、耐
食試験の結果を示した。0.9%生理食塩水中における
アノード分極特性から、これらの合金の自然電極電位は
0.2VvsNHE以上の正で高い値が得られ、孔食電
位も1.3VvsNHEの良好な値であり、耐食性が優
れていることが明らかである。なお、希土類元素はS
c,Yおよびランタン系元素からなるものであるが、そ
の効果は均等である。
【0038】
【発明の効果】本発明合金は、残留磁束密度3,000
ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上の値を有
する磁石特性の優れた磁石合金で、且つ溶湯の流動性、
加工性および耐食性が良好であるので、一般の医療用
具、宝飾用品及び電気的機械的エネルギーの変換を利用
した電磁部品並びに当該電磁部品を用いた電磁機器等に
好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、合金番号46(Fe−37%Pt合金
−1%Be−0.1%SrF−3%V−1%Rh)に
ついて、各焼戻温度における焼戻時間と磁石特性との関
係を示す特性図である。
【図2】図2は、Fe−36〜39%Pt−1%Be−
0.1%SrF−3%V−1%Rh系4種の合金につ
いて、焼戻温度温度と磁石特性との関係を示す特性図で
ある。
【図3】図3は、合金番号64及び74のアノード分極
曲線であり、比較のためSUS447J1についても示
した。
───────────────────────────────────────────────────── 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) C22F 1/00 681 C22F 1/00 691B 685 691C 691 692A 694A 692 H01F 1/04 Z 694 H

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原子パーセントにて、Pt33〜58%
    とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1
    %以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化
    合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計
    0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とから
    なり、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁力3
    00エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動性及び加
    工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁石合金。
  2. 【請求項2】 原子パーセントにて、主成分としてPt
    33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Ba
    のそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元
    素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2
    種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてCo
    20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,
    Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,Tiの
    それぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,Ge,
    Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7%以
    下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種以上
    の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不純物
    とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保
    磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動性
    及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁石
    合金。
  3. 【請求項3】 原子パーセントにてPt33〜58%と
    Be3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1%
    以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化合
    物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計
    0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とから
    なる合金を、700℃以上融点以下の温度において1分
    間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理した後10
    0℃/時以上の速度で冷却し、ついで200℃以上10
    00℃以下の温度で1分間以上1000時間以下加熱し
    た後冷却することにより、残留磁束密度3,000ガウ
    ス以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ
    溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴とする
    高耐食性磁石合金の製造法。
  4. 【請求項4】 原子パーセントにて、Pt33〜58%
    とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1
    %以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化
    合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計
    0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とから
    なる合金を、700℃以上融点以下の温度において1分
    間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理した後10
    0℃/時以上の速度で冷却し、ついで加工率10%以上
    の冷間加工を施し、これをさらに200以上1000℃
    以下の温度で1分間以上1000時間以下加熱した後冷
    却することにより、残留磁束密度3,000ガウス以上
    及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の
    流動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食
    性磁石合金の製造法。
  5. 【請求項5】 原子パーセントにて、Pt33〜58%
    とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1
    %以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化
    合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計
    0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とから
    なる合金を、鋳造後又は700℃以上融点以下の温度に
    おいて1分間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理
    した後、1℃/時以上100℃/秒以下の速度で冷却す
    ることにより、残留磁束密度3,000ガウス以上及び
    保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動
    性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁
    石合金の製造法。
  6. 【請求項6】 原子パーセントにて、主成分としてPt
    33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Ba
    のそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元
    素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2
    種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてCo
    20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,
    Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,Tiの
    それぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,Ge,
    Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7%以
    下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種以上
    の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不純物
    とからなる合金を、700℃以上融点以下の温度におい
    て1分間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理した
    後100℃/時以上の速度で冷却し、ついで200℃以
    上1000℃以下の温度で1分間以上1000時間以下
    加熱した後冷却することにより、残留磁束密度3,00
    0ガウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有
    し、且つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特
    徴とする高耐食性磁石合金の製造法。
  7. 【請求項7】 原子パーセントにて、主成分としてPt
    30〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Ba
    のそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元
    素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2
    種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてCo
    20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,
    Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,Tiの
    それぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,Ge,
    Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7%以
    下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種以上
    の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不純物
    とからなる合金を、700℃以上融点以下の温度におい
    て1分間以上500時間以下加熱し均質固溶化処理した
    後100℃/時以上の速度で冷却し、ついで加工率10
    %以上の冷間加工を施し、これをさらに200℃以上1
    000℃以下の温度で1分間以上1000時間以下加熱
    した後冷却することにより、残留磁束密度3,000ガ
    ウス以上及び保磁力300エルステッド以上を有し、且
    つ溶湯の流動性及び加工性が良好であることを特徴とす
    る高耐食性磁石合金の製造法。
  8. 【請求項8】 原子パーセントにて、主成分としてPt
    33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Ba
    のそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元
    素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2
    種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてCo
    20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,Hf,
    Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,Tiの
    それぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,Ge,
    Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7%以
    下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種以上
    の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不純物
    とからなる合金を、鋳造後又は700℃以上融点以下の
    温度において1分間以上500時間以下加熱し均質固溶
    化処理した後1℃/時以上100℃/秒以下の速度で冷
    却することにより、残留磁束密度3,000ガウス以上
    及び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の
    流動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食
    性磁石合金の製造法。
  9. 【請求項9】 原子パーセントにて、Pt33〜58%
    とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ1
    %以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素化
    合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合計
    0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とから
    なり、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁力3
    00エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動性及び加
    工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁石合金よ
    りなる医療用具。
  10. 【請求項10】 原子パーセントにて、主成分としてP
    t33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、B
    aのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族
    元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は
    2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてC
    o 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,H
    f,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,T
    iのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,G
    e,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7
    %以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種
    以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不
    純物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及
    び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流
    動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食性
    磁石合金よりなる医療用具。
  11. 【請求項11】 原子パーセントにて、Pt33〜58
    %とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ
    1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素
    化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合
    計0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とか
    らなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁力
    300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動性及び
    加工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁石合金
    よりなる宝飾用品。
  12. 【請求項12】 原子パーセントにて、主成分としてP
    t33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、B
    aのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族
    元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は
    2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてC
    o 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,H
    f,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,T
    iのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,G
    e,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7
    %以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種
    以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不
    純物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及
    び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流
    動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食性
    磁石合金よりなる宝飾用品。
  13. 【請求項13】 原子パーセントにて、Pt33〜58
    %とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、Baのそれぞれ
    1%以下のIIa族元素及び当該IIa族元素のフッ素
    化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は2種以上の合
    計0.0001〜5%及び残部Feと少量の不純物とか
    らなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及び保磁力
    300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流動性及び
    加工性が良好であることを特徴とする高耐食性磁石合金
    よりなる電磁機器。
  14. 【請求項14】 原子パーセントにて、主成分としてP
    t33〜58%とBe3%以下、Mg、Ca、Sr、B
    aのそれぞれ1%以下のIIa族元素及び当該IIa族
    元素のフッ素化合物のそれぞれ0.5%以下の1種又は
    2種以上の合計0.0001〜5%及び副成分としてC
    o 20%以下、Ni,Cu,Mn,Ag,Zr,H
    f,Si、V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Al,T
    iのそれぞれ10%以下、Sn,Ru,Os,Re,G
    e,Au,Pd,Rh,Ir、希土類元素のそれぞれ7
    %以下、B,C,Nのそれぞれ1%以下の1種又は2種
    以上の合計0.001〜20%及び残部Feと少量の不
    純物とからなり、残留磁束密度3,000ガウス以上及
    び保磁力300エルステッド以上を有し、且つ溶湯の流
    動性及び加工性が良好であることを特徴とする高耐食性
    磁石合金よりなる電磁機器。
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