JP2571244B2 - 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石積層物の製造方法 - Google Patents
希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石積層物の製造方法Info
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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、希土類−Fe−Ｂ系磁石積層物の製造方法に
関し、更に詳しくは、希土類−Fe−Ｂ系磁石を金属やセ
ラミクス等に接合させた積層物の製造方法に関する。
関し、更に詳しくは、希土類−Fe−Ｂ系磁石を金属やセ
ラミクス等に接合させた積層物の製造方法に関する。
最近の電気製品の小型化、高効率化の要求に伴い、そ
の材料として高い磁気的性能を持つ希土類元素とFeとボ
ロンとを基本成分とする合金を用いて磁石を造ることが
望まれている。すなわち、希土類−Fe−Ｂ系磁石であ
る。
の材料として高い磁気的性能を持つ希土類元素とFeとボ
ロンとを基本成分とする合金を用いて磁石を造ることが
望まれている。すなわち、希土類−Fe−Ｂ系磁石であ
る。
ところで、磁石を実際に使う時には、磁石と鉄芯とを
接合したり、磁石をセラミクス基板に接合する時、積層
物の形で利用することが多い。
接合したり、磁石をセラミクス基板に接合する時、積層
物の形で利用することが多い。
そこで、希土類−Fe−Ｂ系磁石を接着剤を用いて金属
やセラミクスと接合して積層物とすることが考えられる
が、一体化の強度に問題があると共に、接着剤層が磁気
的には空隙となって磁気抵抗を高める問題点もある。
やセラミクスと接合して積層物とすることが考えられる
が、一体化の強度に問題があると共に、接着剤層が磁気
的には空隙となって磁気抵抗を高める問題点もある。
従って、本発明の目的とするところは、希土類−Fe−
Ｂ系磁石と積層対象物とを強固に且つ磁気的特性に悪影
響を与えないで接合して積層物としうる製造方法を提供
することにある。
Ｂ系磁石と積層対象物とを強固に且つ磁気的特性に悪影
響を与えないで接合して積層物としうる製造方法を提供
することにある。
本発明の希土類−Fe−Ｂ系磁石磁石積層物の製造方法
は、希土類元素（但しＹを含む）と遷移金属とボロンと
を基本成分とする磁石を製造し、この磁石を積層対象物
と合わせ、密閉容器に真空封入し、850℃〜1000℃の温
度で熱間等方圧成形（HIP;Hot Isostatic Pressing）処
理を行うことにより、前記磁石と前記積層対象物とを結
合、一体化することを特徴とする希土類−Fe−Ｂ系磁石
積層物の製造方法として構成されている。また、前記磁
石は、鋳造により製造される鋳造磁石であること、特
に、鋳造により製造された鋳塊に熱間加工を施してなる
磁気的に異方性の鋳造磁石であることが望ましい。
は、希土類元素（但しＹを含む）と遷移金属とボロンと
を基本成分とする磁石を製造し、この磁石を積層対象物
と合わせ、密閉容器に真空封入し、850℃〜1000℃の温
度で熱間等方圧成形（HIP;Hot Isostatic Pressing）処
理を行うことにより、前記磁石と前記積層対象物とを結
合、一体化することを特徴とする希土類−Fe−Ｂ系磁石
積層物の製造方法として構成されている。また、前記磁
石は、鋳造により製造される鋳造磁石であること、特
に、鋳造により製造された鋳塊に熱間加工を施してなる
磁気的に異方性の鋳造磁石であることが望ましい。
上記構成において、希土類元素としては、Y,La,Ce,P
r,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luが挙げられ、これ
らのうちの１種あるいは２種以上を組み合わせて用い
る。最も高い磁気的性能はPrで得られるから、実用的に
はPr、RrとNdの組み合わせ、CeとPrとNdの組み合わせ等
を用いるのが好ましい。
r,Nd,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb,Luが挙げられ、これ
らのうちの１種あるいは２種以上を組み合わせて用い
る。最も高い磁気的性能はPrで得られるから、実用的に
はPr、RrとNdの組み合わせ、CeとPrとNdの組み合わせ等
を用いるのが好ましい。
希土類元素の比率は、８〜30原子％が適当である。希
土類元素と鉄とボロンとを基本成分とする永久磁石の主
相はR2Fe14B（Ｒは希土類元素）であるが、希土類元素
が８原子％未満では上記化合物を形成せずα−鉄と同一
構造の立方晶組織となるため良好な磁気的特性が得られ
ない。他方、30原子％を越えると非磁性のＲリッチ相が
多くなり、良好な磁気的特性を得られないからである。
なお、鋳造法によっても良好な磁気的特性を得るために
は、25原子％以下とすることが適当である。
土類元素と鉄とボロンとを基本成分とする永久磁石の主
相はR2Fe14B（Ｒは希土類元素）であるが、希土類元素
が８原子％未満では上記化合物を形成せずα−鉄と同一
構造の立方晶組織となるため良好な磁気的特性が得られ
ない。他方、30原子％を越えると非磁性のＲリッチ相が
多くなり、良好な磁気的特性を得られないからである。
なお、鋳造法によっても良好な磁気的特性を得るために
は、25原子％以下とすることが適当である。
ボロンの比率は、２〜28原子％が適当である。２原子
％未満では菱面体のＲ−Fe系になるため高保磁力を得ら
れず、他方、28原子％を越えると非磁性相が多くなって
残留磁束密度が著しく低下するからである。なお、鋳造
法によっても良好な磁気的特性を得るためには、８原子
％以下とすることが適当である。
％未満では菱面体のＲ−Fe系になるため高保磁力を得ら
れず、他方、28原子％を越えると非磁性相が多くなって
残留磁束密度が著しく低下するからである。なお、鋳造
法によっても良好な磁気的特性を得るためには、８原子
％以下とすることが適当である。
また少量の添加元素、例えば、Co,Al,Mo,Si等や、重
希土元素のDy,Tb等は，保磁力の向上に有効である。
希土元素のDy,Tb等は，保磁力の向上に有効である。
Coはキュリー点を高めるのに有効である。永久磁石と
して考えられる1kOe以上の保磁力をえるには50原子％以
内がよい。Coは基本的にFeのサイトを置換しR2Co14Bを
形成するのであるが、この化合物は結晶異方性磁界が小
さく、その量が増すにつれて磁石全体としての保磁力が
小さくなってしまうからである。
して考えられる1kOe以上の保磁力をえるには50原子％以
内がよい。Coは基本的にFeのサイトを置換しR2Co14Bを
形成するのであるが、この化合物は結晶異方性磁界が小
さく、その量が増すにつれて磁石全体としての保磁力が
小さくなってしまうからである。
Alは，保磁力の増大効果を有する。Alの添加量は15原
子％以下が良い。Alは非磁性元素であるため、その添加
量を増すと残留磁束密度が低下し、15原子％を越えると
ハードフェライト以下の残留磁束密度になってしまうか
らである。
子％以下が良い。Alは非磁性元素であるため、その添加
量を増すと残留磁束密度が低下し、15原子％を越えると
ハードフェライト以下の残留磁束密度になってしまうか
らである。
磁石の製造方法としては、いわゆる焼結法や、いわゆ
る液体急冷法や、冷えば特開昭62−203302号公報に開示
の鋳造法等公知の方法を用いることができる。また、希
土類元素と鉄とボロンとを基本成分とする合金の鋳塊に
熱間加工を行って製造したり、鋳造時にレオキャスト法
を適用して製造しても良い。
る液体急冷法や、冷えば特開昭62−203302号公報に開示
の鋳造法等公知の方法を用いることができる。また、希
土類元素と鉄とボロンとを基本成分とする合金の鋳塊に
熱間加工を行って製造したり、鋳造時にレオキャスト法
を適用して製造しても良い。
積層対象物としては、鉄芯，鉄板，セラミクス板等を
具体例として挙げることができる。
具体例として挙げることができる。
850℃〜1000℃とするのは、850℃未満では接合性が悪
く、1000℃を越えると結晶粒が大きく成長し過ぎるから
である。
く、1000℃を越えると結晶粒が大きく成長し過ぎるから
である。
本発明は、熱間等方圧成形（HIP）処理を行うことに
より、希土類−Fe−Ｂ系磁石と積層対象物とを接合させ
る。従って、接着剤を用いることなく積層物として一体
化し得るので、接合強度に優れ、且つ、磁気的な空隙を
生じないから磁気抵抗も小さくすることが出来る。特
に、HIP処理では、加入が等方的であるが故に、磁石及
び積層対象物の圧力容器内への挿入の姿勢（方向性）に
かかわらず、接合強度が各所で均一となり、また、接合
面の方向が任意に可能であるため、複雑な形状にも対応
できる。
より、希土類−Fe−Ｂ系磁石と積層対象物とを接合させ
る。従って、接着剤を用いることなく積層物として一体
化し得るので、接合強度に優れ、且つ、磁気的な空隙を
生じないから磁気抵抗も小さくすることが出来る。特
に、HIP処理では、加入が等方的であるが故に、磁石及
び積層対象物の圧力容器内への挿入の姿勢（方向性）に
かかわらず、接合強度が各所で均一となり、また、接合
面の方向が任意に可能であるため、複雑な形状にも対応
できる。
更に、希土類−Fe−Ｂ系磁石を製造するときに含まれ
る磁石中の空孔（ボイド）を、HIP処理によって除去で
きるため、磁石が高密度化され、強度を向上することが
出来ると共に、空孔率の低減による磁気特性の向上が図
れる。
る磁石中の空孔（ボイド）を、HIP処理によって除去で
きるため、磁石が高密度化され、強度を向上することが
出来ると共に、空孔率の低減による磁気特性の向上が図
れる。
更に、熱処理の効果が得られるため、望ましい平衡状
態に速かに推移させることが可能となる。
態に速かに推移させることが可能となる。
従って、本発明は、希土類−Fe−Ｂ系磁石と積層対象
物とを良好に一体化するばかりでなく、磁気的特性を向
上させる効果をも得られるものである。
物とを良好に一体化するばかりでなく、磁気的特性を向
上させる効果をも得られるものである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について説
明する。ここに第１図は希土類元素とFeとボロンとを基
本成分とする合金の鋳塊の一部破断図を含む斜視図、第
２図は第１図に示す鋳塊をカプセルに封入した状態の一
部破断斜視図、第３図は熱間押出工程の断面図、第４図
は円筒状希土類−Fe−Ｂ系磁石に鉄ヨークを挿入する状
態の斜視図、第５図は密封容器に真空封入する状態の説
明のための断面図、第６図はHIP処理の概念図、第７図
はHIP処理の温度及び圧力の特性図、第８図はモータの
ロータの斜視図、第９図は本発明の他の実施例における
HIP処理の概念図、第10図は積層物の一例の斜視図、第1
1図は第10図に示す積層物を用いたVCMの断面図である。
なお、この実施例により本発明が限定されるものではな
い。
明する。ここに第１図は希土類元素とFeとボロンとを基
本成分とする合金の鋳塊の一部破断図を含む斜視図、第
２図は第１図に示す鋳塊をカプセルに封入した状態の一
部破断斜視図、第３図は熱間押出工程の断面図、第４図
は円筒状希土類−Fe−Ｂ系磁石に鉄ヨークを挿入する状
態の斜視図、第５図は密封容器に真空封入する状態の説
明のための断面図、第６図はHIP処理の概念図、第７図
はHIP処理の温度及び圧力の特性図、第８図はモータの
ロータの斜視図、第９図は本発明の他の実施例における
HIP処理の概念図、第10図は積層物の一例の斜視図、第1
1図は第10図に示す積層物を用いたVCMの断面図である。
なお、この実施例により本発明が限定されるものではな
い。
第１図〜第７図は、第８図に示すモータのロータ15の
製造方法について説明するための一連の図である。
製造方法について説明するための一連の図である。
まず、プラセオジムと鉄とボロンとを基本成分とする
合金Pr17Fe79B4の合金の溶湯（1500℃）を真空溶解炉で
得、次に中空鋳型を用いて第１図に示す如き管形状の鋳
塊１を作製した。ここで一方向凝固法を用いることによ
り、柱状晶1aを管軸方向に発達させた。
合金Pr17Fe79B4の合金の溶湯（1500℃）を真空溶解炉で
得、次に中空鋳型を用いて第１図に示す如き管形状の鋳
塊１を作製した。ここで一方向凝固法を用いることによ
り、柱状晶1aを管軸方向に発達させた。
次に、第２図に示すように、鋳塊１を軟鋼性のカプセ
ル２に入れ、脱気し、密封した。このカプセル２は鋳塊
１の管形状に適合する形状であり、中央にマンドレルホ
ール３を有している。カプセル11の内面には、離型剤と
してアルミナを塗布した。
ル２に入れ、脱気し、密封した。このカプセル２は鋳塊
１の管形状に適合する形状であり、中央にマンドレルホ
ール３を有している。カプセル11の内面には、離型剤と
してアルミナを塗布した。
次に、第３図に示すように、鋳塊１を入れたカプセル
２を850℃で熱間押出した。４はコンテナ35は押盤、６
はマンドレル、７はダイスである。マンドレル６はカプ
セル２のマンドレルホール３に挿入されている。
２を850℃で熱間押出した。４はコンテナ35は押盤、６
はマンドレル、７はダイスである。マンドレル６はカプ
セル２のマンドレルホール３に挿入されている。
押出時に、鋳塊１はマンドレル６とダイス７とにより
ラジアル方向に加圧されるため、ラジアル方向に配向す
る。
ラジアル方向に加圧されるため、ラジアル方向に配向す
る。
熱間押し出し後、カットし、カプセル２を除去し、10
00℃×24hの熱処理を施し、第４図に示す如き円筒状希
土類−Fe−Ｂ系磁石９を得た。矢印9aはラジアル方向の
配向を示している。
00℃×24hの熱処理を施し、第４図に示す如き円筒状希
土類−Fe−Ｂ系磁石９を得た。矢印9aはラジアル方向の
配向を示している。
この円筒状希土類−Fe−Ｂ系磁石９に、鉄ヨーク10を
嵌合し、第５図に示すようにカプセル11に入れ、脱気
し、真空封入した。
嵌合し、第５図に示すようにカプセル11に入れ、脱気
し、真空封入した。
次に、第６図に示すように、加熱手段12を備えた加圧
容器13中に入れ、HIP処理を行った。そのHIP処理の温度
と圧力の変化を第７図に示している。
容器13中に入れ、HIP処理を行った。そのHIP処理の温度
と圧力の変化を第７図に示している。
次に、カプセル11を除去し、鉄ヨーク10にシャフト孔
を穿設し、所望の長さに切断し、シャフト孔にシャフト
14を嵌入して、第８図に示す如きモータのロータ15を得
た。
を穿設し、所望の長さに切断し、シャフト孔にシャフト
14を嵌入して、第８図に示す如きモータのロータ15を得
た。
得られたロータ15は、円筒状希土類−Fe−Ｂ系磁石９
と鉄ヨーク10とが良好に接合され、且つ、強度も改善さ
れた積層物であった。また、磁気的特性も向上してい
た。
と鉄ヨーク10とが良好に接合され、且つ、強度も改善さ
れた積層物であった。また、磁気的特性も向上してい
た。
次に、第９図〜第11図は他の実施例を示すものであ
る。
る。
台形の板状希土類−Fe−Ｂ系磁石21,22は、いわゆる
焼結法あるいは鋳塊を熱間圧延しカットすることで得ら
れたものである。
焼結法あるいは鋳塊を熱間圧延しカットすることで得ら
れたものである。
これらの希土類−Fe−Ｂ系磁石21,22を、板状の鉄ヨ
ーク23の上に載置し、ステンレスフォイル製の密封容器
24に入れ、真空封入する。密封容器24の内面には離型剤
としてアルミナを塗布した。
ーク23の上に載置し、ステンレスフォイル製の密封容器
24に入れ、真空封入する。密封容器24の内面には離型剤
としてアルミナを塗布した。
次に、加熱手段25を備えた圧力容器26に入れ、HIP処
理を行う。その温度と圧力は、第７図に示す特性と同様
である。
理を行う。その温度と圧力は、第７図に示す特性と同様
である。
これにより第10図に示す如き積層物27が得られたが、
希土類−Fe−Ｂ系磁石21,22と鉄ヨーク23とは良好に結
合されており、且つ、強度も向上していた。また、磁気
的特性も改善されていた。
希土類−Fe−Ｂ系磁石21,22と鉄ヨーク23とは良好に結
合されており、且つ、強度も向上していた。また、磁気
的特性も改善されていた。
この積層物27は、第11図に示すように、鉄ヨーク28と
コイル29と繰り合わされ、VCM30を構成するものであ
る。
コイル29と繰り合わされ、VCM30を構成するものであ
る。
本発明によれば、希土類元素（但しＹを含む）と遷移
金属とボロンとを基本成分とする磁石を製造し、この磁
石を積層対象物と合わせ、密閉容器に真空封入し、850
℃〜1000℃の温度で熱間等方圧成形処理を行うことによ
り、前記磁石と前記積層対象物とを結合、一体化するこ
とを特徴とする希土類−Fe−Ｂ系磁石積層物の製造方法
が提供され、これにより希土類−Fe−Ｂ系磁石と積層対
象物とが好適に接合されると共に、磁石中のボイドが除
去され、高密度化，高強度化を図ることが出来る。ま
た、磁気的特性をも向上することが出来る。
金属とボロンとを基本成分とする磁石を製造し、この磁
石を積層対象物と合わせ、密閉容器に真空封入し、850
℃〜1000℃の温度で熱間等方圧成形処理を行うことによ
り、前記磁石と前記積層対象物とを結合、一体化するこ
とを特徴とする希土類−Fe−Ｂ系磁石積層物の製造方法
が提供され、これにより希土類−Fe−Ｂ系磁石と積層対
象物とが好適に接合されると共に、磁石中のボイドが除
去され、高密度化，高強度化を図ることが出来る。ま
た、磁気的特性をも向上することが出来る。
第１図は希土類元素とFeとボロンとを基本成分とする合
金の鋳塊の一部破断図を含む斜視図、第２図は第１図に
示す鋳塊をカプセルに封入した状態の一部破断斜視図、
第３図は熱間押出工程の断面図、第４図は円筒状希土類
−Fe−Ｂ系磁石に鉄ヨークを挿入する状態の斜視図、第
５図は密封容器に真空封入する状態の説明のための断面
図、第６図はHIP処理の概念図、第７図はHIP処理の温度
及び圧力の特性図、第８図はモータのロータの斜視図、
第９図は本発明の他の実施例におけるHIP処理の概念
図、第10図は積層物の一例の斜視図、第11図は第10図に
示す積層物を用いたVCMの断面図である。 〔符号の説明〕 ９……円筒状希土類−Fe−Ｂ系磁石 10……鉄ヨーク、11……カプセル 12……加熱手段、13……圧力容器 14……シャフト、15……モータのロータ 21,22……板状希土類−Fe−Ｂ系磁石 23……鉄ヨーク 24……ステンレスフォイル製の密封容器 25……加熱手段、26……圧力容器 27……積層物。
金の鋳塊の一部破断図を含む斜視図、第２図は第１図に
示す鋳塊をカプセルに封入した状態の一部破断斜視図、
第３図は熱間押出工程の断面図、第４図は円筒状希土類
−Fe−Ｂ系磁石に鉄ヨークを挿入する状態の斜視図、第
５図は密封容器に真空封入する状態の説明のための断面
図、第６図はHIP処理の概念図、第７図はHIP処理の温度
及び圧力の特性図、第８図はモータのロータの斜視図、
第９図は本発明の他の実施例におけるHIP処理の概念
図、第10図は積層物の一例の斜視図、第11図は第10図に
示す積層物を用いたVCMの断面図である。 〔符号の説明〕 ９……円筒状希土類−Fe−Ｂ系磁石 10……鉄ヨーク、11……カプセル 12……加熱手段、13……圧力容器 14……シャフト、15……モータのロータ 21,22……板状希土類−Fe−Ｂ系磁石 23……鉄ヨーク 24……ステンレスフォイル製の密封容器 25……加熱手段、26……圧力容器 27……積層物。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神戸 章史 兵庫県神戸市灘区土山町８番532 (72)発明者 前川 信治 兵庫県神戸市灘区篠原伯母野山町２―３ ―１ (72)発明者 宮川 睦啓 兵庫県加古川市平岡町二俣1010 Ａ５― 507 (72)発明者 下田 達也 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイ コーエプソン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭54−3292（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−125494（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−264609（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】希土類元素（但しＹを含む）と遷移金属と
ボロンとを基本成分とする磁石を製造し、この磁石を積
層対象物と合わせ、密閉容器に真空封入し、850℃〜100
0℃の温度で熱間等方圧成形処理を行うことにより、前
記磁石と前記積層対象物とを結合、一体化することを特
徴とする希土類−Fe−Ｂ系磁石積層物の製造方法。 - 【請求項２】前記磁石は、鋳造により製造される鋳造磁
石である特許請求の範囲第１項記載の希土類−Fe−Ｂ系
磁石積層物の製造方法。 - 【請求項３】前記磁石は、鋳造により製造された鋳塊に
熱間加工を施してなる磁気的に異方性の鋳造磁石である
特許請求の範囲第１項記載の希土類−Fe−Ｂ系磁石積層
物の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331250A JP2571244B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石積層物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62331250A JP2571244B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石積層物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01171215A JPH01171215A (ja) | 1989-07-06 |
| JP2571244B2 true JP2571244B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=18241580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62331250A Expired - Lifetime JP2571244B2 (ja) | 1987-12-25 | 1987-12-25 | 希土類−Ｆｅ−Ｂ系磁石積層物の製造方法 |
Country Status (1)
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