JP2598558B2 - 永久磁石 - Google Patents
永久磁石Info
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- 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
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
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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−鉄−ホウ素系（以下、「Ｒ−Fe−Ｂ
系」という）永久磁石に関し、特に希土類含有量の少な
くかつホウ素含有量の多い領域で遷移金属Ｔ（ＴはW,T
a,Nb,Mo,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mnの１種または２種以上）を含
有するＲ−Fe−Ｂ系永久磁石に関するものである。
系」という）永久磁石に関し、特に希土類含有量の少な
くかつホウ素含有量の多い領域で遷移金属Ｔ（ＴはW,T
a,Nb,Mo,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mnの１種または２種以上）を含
有するＲ−Fe−Ｂ系永久磁石に関するものである。
《従来の技術》 永久磁石としては、従来、Coを20〜30重量％含むアル
ニコ磁石、Feの酸化物を主成分とするハードフェライト
磁石、Coを50〜65重量％含み、かつ希土類元素（Ｒ）と
してSmを含む希土類コバルト磁石が代表的なものとして
知られている。
ニコ磁石、Feの酸化物を主成分とするハードフェライト
磁石、Coを50〜65重量％含み、かつ希土類元素（Ｒ）と
してSmを含む希土類コバルト磁石が代表的なものとして
知られている。
但し、アルニコ磁石や希土類コバルト磁石に使用され
るCoの原料事情が不安定化し、また希土類コバルト磁石
に使用されるSmは希土類鉱物中の含有量が少なく極めて
高価である等の理由により、ハードフェライト磁石が永
久磁石の主流を占めている。
るCoの原料事情が不安定化し、また希土類コバルト磁石
に使用されるSmは希土類鉱物中の含有量が少なく極めて
高価である等の理由により、ハードフェライト磁石が永
久磁石の主流を占めている。
ところが、希土類コバルト磁石は、他の磁石に比べ、
磁気特性が格段に高く、主として小型で、付加価値の高
い磁気回路に必須の磁石とされている。
磁気特性が格段に高く、主として小型で、付加価値の高
い磁気回路に必須の磁石とされている。
そこで、CoやSmを含まない希土類磁石の開発が急務と
なり、これまで各種の希土類磁石の研究がなされてい
る。
なり、これまで各種の希土類磁石の研究がなされてい
る。
このような事情から、希土類磁石の開発が進み、最
近、CoやSmを含まず、Nd,Pr,Dy,Ho,Tbの希土類元素のう
ちの少なくとも一種８〜30at％と、B2〜28at％と、残部
実質的にFeとから成る磁気異方性焼結体の希土類永久磁
石、並びにNd,Pr,Dy,Ho,Tbの希土類元素のうちの少なく
とも一種と、La,Ce,Pm,Sm,Eu,Gd,Er,Tm,Yb,Lu,Yの希土
類元素のうちの少なくとも一種の合計８〜30at％と、B2
〜28at％と、残部実質的にFeとから成る磁気異方性焼結
体の希土類永久磁石が提案された（特公昭61−34242
号）。
近、CoやSmを含まず、Nd,Pr,Dy,Ho,Tbの希土類元素のう
ちの少なくとも一種８〜30at％と、B2〜28at％と、残部
実質的にFeとから成る磁気異方性焼結体の希土類永久磁
石、並びにNd,Pr,Dy,Ho,Tbの希土類元素のうちの少なく
とも一種と、La,Ce,Pm,Sm,Eu,Gd,Er,Tm,Yb,Lu,Yの希土
類元素のうちの少なくとも一種の合計８〜30at％と、B2
〜28at％と、残部実質的にFeとから成る磁気異方性焼結
体の希土類永久磁石が提案された（特公昭61−34242
号）。
また、液体急冷法を用いて、低希土類含有量で、高磁
石特性を有する永久磁石の製造方法も提案されている
（特開昭59−64739号）。
石特性を有する永久磁石の製造方法も提案されている
（特開昭59−64739号）。
《発明が解決しようとする課題》 希土類元素は高価であるため、できるだけ少ないこと
が望まれる。
が望まれる。
しかし、前述した従来の永久磁石は、いずれも、或る
程度は希土類元素含有量の低減目的を達成しているもの
の、8at％以上の含有量は必要とされており、これより
少ないと充分な磁石特性を得ることができない。
程度は希土類元素含有量の低減目的を達成しているもの
の、8at％以上の含有量は必要とされており、これより
少ないと充分な磁石特性を得ることができない。
従って、この分原料コスト高となっている。
本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目
的とするところは、希土類含有量が8at％以下において
高保磁力、高エネルギー積を示す永久磁石を提供するこ
とにある。
的とするところは、希土類含有量が8at％以下において
高保磁力、高エネルギー積を示す永久磁石を提供するこ
とにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る永久磁石は、上記目的を達成するため
に、２〜6at％のＲ（但し、ＲはＹを含む希土類元素の
１種または２種以上）、17〜25at％のＢ、１〜18at％の
Ｔ（ＴはW,Ta,Nb,Mo,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mnの１種または２
種以上）、残部Feから成ることを特徴とする。
に、２〜6at％のＲ（但し、ＲはＹを含む希土類元素の
１種または２種以上）、17〜25at％のＢ、１〜18at％の
Ｔ（ＴはW,Ta,Nb,Mo,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mnの１種または２
種以上）、残部Feから成ることを特徴とする。
本発明に係る永久磁石は、上記組成領域の溶融合金を
液体急冷性により急冷し、この後、必要に応じて500〜9
00℃で熱処理して得ることができる。
液体急冷性により急冷し、この後、必要に応じて500〜9
00℃で熱処理して得ることができる。
この場合、液体急冷法により組織の結晶粒を微細に析
出させることができ、上記の熱処理によりこの結晶粒の
粒径を適切な大きさに調整することができる。
出させることができ、上記の熱処理によりこの結晶粒の
粒径を適切な大きさに調整することができる。
熱処理温度は500℃未満では熱処理効果がなく、900℃
を超えるとiHc,Br,(BH)maxが低くなる。
を超えるとiHc,Br,(BH)maxが低くなる。
なお、上記の液体急冷法における急冷条件を適切にす
れば、急冷体の結晶粒が最適となるため、上記の熱処理
は不要となる。
れば、急冷体の結晶粒が最適となるため、上記の熱処理
は不要となる。
《作用》 本発明に係る永久磁石（Ｒ−Fe−Ｂ系磁石）において
は、低Ｒ高Ｂ領域で保磁力（iHc）が発生する。
は、低Ｒ高Ｂ領域で保磁力（iHc）が発生する。
このようなＲの作用を確保するためには、少ないとも
2at％のＲ含有量とする必要がある。但し、Ｒの含有量
が多くなり過ぎると保磁力（iHc）、残留磁束密度（B
r）、最大エネルギー積（(BH)max）が低下するため、6a
t％以下とすることが重要であり、好ましいＲ含有量は
2.5〜5at％である。
2at％のＲ含有量とする必要がある。但し、Ｒの含有量
が多くなり過ぎると保磁力（iHc）、残留磁束密度（B
r）、最大エネルギー積（(BH)max）が低下するため、6a
t％以下とすることが重要であり、好ましいＲ含有量は
2.5〜5at％である。
また、Ｂの含有量が少なくなり過ぎると、iHc,Br,(B
H)maxが低下する。一方、Ｂの含有量が多くなり過ぎて
も、Br(BH)maxが減少してしまうため、Ｂは17〜25at％
とする。
H)maxが低下する。一方、Ｂの含有量が多くなり過ぎて
も、Br(BH)maxが減少してしまうため、Ｂは17〜25at％
とする。
さらに、Ｔは1at％未満であるとiHc,Br,(BH)maxが小
さく、18at％を超えるとBr,(BH)maxが小さくなる。好ま
しくは２〜15at％である。
さく、18at％を超えるとBr,(BH)maxが小さくなる。好ま
しくは２〜15at％である。
《実施例》 下記の第１工程（前工程）及び第２工程（熱処理）を
経て、Ndを１〜7at％の範囲内で第１表に示すように種
々変化させ、B:20at％,W:5at％,Fe:残部の組成を有する
本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製した。
経て、Ndを１〜7at％の範囲内で第１表に示すように種
々変化させ、B:20at％,W:5at％,Fe:残部の組成を有する
本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製した。
第１工程（前工程） 必要とする合金元素をアーク溶解炉で溶解し、液体急
冷装置（片ロール法）で周速度30m/sで合金を急冷し
た。
冷装置（片ロール法）で周速度30m/sで合金を急冷し
た。
第２工程（熱処理工程） 第１工程で得た急冷体を700℃で１時間の熱処理を行
った。
った。
以上のようにして得られた本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系
永久磁石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をNd含有
量との対比で第１表に示した。
永久磁石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をNd含有
量との対比で第１表に示した。
第１表から明らかなように、Nd含有量が2at％未満で
はiHc,Br,(BH)maxが小さく,Nd含有量が6at％を超えても
iHc,Br,(BH)maxは小さくなってしまう。
はiHc,Br,(BH)maxが小さく,Nd含有量が6at％を超えても
iHc,Br,(BH)maxは小さくなってしまう。
実施例２ 下記の第１工程（前工程）及び第２工程（熱処理工
程）を経て、Ｂを８〜32at％の範囲内で第２表に示すよ
うに種々変化させ、Nd:4at％,W:5at％,Fe:残部の組成を
有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製した。
程）を経て、Ｂを８〜32at％の範囲内で第２表に示すよ
うに種々変化させ、Nd:4at％,W:5at％,Fe:残部の組成を
有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製した。
第１工程（前工程） 実施例１に同じ。
第２工程（熱処理工程） 実施例１に同じ。
このようにして得た本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をＢ含有量との
対比で第２表に示した。
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をＢ含有量との
対比で第２表に示した。
第２表から明らかなように、Ｂ含有量が17at％未満で
はiHc,Br,(BH)maxが小さくなり、Ｂ含有量が25at％を超
えるとBrが小さくなる。
はiHc,Br,(BH)maxが小さくなり、Ｂ含有量が25at％を超
えるとBrが小さくなる。
実施例３ 下記の第１工程（前工程）及び第２工程（熱処理工
程）を経て、Ｗを０〜19at％の範囲内で第３表に示すよ
うに種々変化させ、Nd:4at％,B:20at％,Fe:残部の組成
を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製し
た。
程）を経て、Ｗを０〜19at％の範囲内で第３表に示すよ
うに種々変化させ、Nd:4at％,B:20at％,Fe:残部の組成
を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製し
た。
第１工程（前工程） 実施例１に同じ。
第２工程（熱処理工程） 実施例１に同じ。
このようにした得た本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をＷ含有量との
対比で第３表に示した。
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をＷ含有量との
対比で第３表に示した。
第３表から明らかなように、Ｗ含有量が1at％未満で
はiHc,Br,(BH)maxが小さくなり、Ｗ含有量が18at％を超
えると、Br,(BH)maxが小さくなる。
はiHc,Br,(BH)maxが小さくなり、Ｗ含有量が18at％を超
えると、Br,(BH)maxが小さくなる。
実施例４ 下記の第１工程（前工程）及び第２工程（熱処理工
程）を経て、Ndを２〜4at％の範囲内、Ceを０〜2at％の
範囲内で、それぞれ第４表に示すように種々変化させ
（但し、Nd＋Ce＝4at％とした）、B:20at％,W:5at％,F
e:残部の組成を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石を調製した。
程）を経て、Ndを２〜4at％の範囲内、Ceを０〜2at％の
範囲内で、それぞれ第４表に示すように種々変化させ
（但し、Nd＋Ce＝4at％とした）、B:20at％,W:5at％,F
e:残部の組成を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石を調製した。
第１工程（前工程） 実施例１に同じ。
第２工程（熱処理工程） 実施例１に同じ。
このようにした得た本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をCe含有量との
対比で第４表に示した（なお、同表中のNd含有量は、上
記の式Nd＋Ce＝4at％を満足する量である）。
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をCe含有量との
対比で第４表に示した（なお、同表中のNd含有量は、上
記の式Nd＋Ce＝4at％を満足する量である）。
第４表から明らかなように、NdのCe置換量に応じて磁
気特性が変化するが、実用上充分な磁気特性が得られる
ことが判る。このことは、Nd以外のＲ（Ｙを含む）であ
っても有効であることを明示するものである。
気特性が変化するが、実用上充分な磁気特性が得られる
ことが判る。このことは、Nd以外のＲ（Ｙを含む）であ
っても有効であることを明示するものである。
実施例５ Ｔとして第５表に示すものを使用し、下記の第１工程
（前工程）及び第２工程（熱処処工程）を経て、Nd:4at
％,B:20at％,T:5at％,Fe:残部の組成を有する本発明に
係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製した。
（前工程）及び第２工程（熱処処工程）を経て、Nd:4at
％,B:20at％,T:5at％,Fe:残部の組成を有する本発明に
係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製した。
第１工程（前工程） 実施例１に同じ。
第２工程（熱処理工程） 実施例１に同じ。
このようにして得た本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をＴの種類との
対比で第５表に示した。
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果をＴの種類との
対比で第５表に示した。
第５表から明らかなように、Ｔの種類が変わると磁気
特性も変化するが、いずれの種類のＴであっても実用上
充分な磁気特性が得られることが判る。
特性も変化するが、いずれの種類のＴであっても実用上
充分な磁気特性が得られることが判る。
実施例６ 下記の第１工程（前工程）及び第２工程（熱処理工
程）を経て、Nd:4at％,B:20at％,W:5at％,Fe:残部の組
成を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製し
た。
程）を経て、Nd:4at％,B:20at％,W:5at％,Fe:残部の組
成を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製し
た。
第１工程（前工程） 必要とする合金をアーク炉で溶解し、液体急冷装置
（片ロール法）で周速度を10〜40m/sの範囲内で第６表
に示すように種々変化させて合金を急冷した。
（片ロール法）で周速度を10〜40m/sの範囲内で第６表
に示すように種々変化させて合金を急冷した。
第２工程（熱処理工程） 実施例１と同じ。
このようにした得た本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果を急冷時の周速
度との対比で第６表に示した。
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果を急冷時の周速
度との対比で第６表に示した。
第５表から明らかなように、周速度の変化に応じて磁
気特性が変化するが、いずれの周速度でも実用上充分な
磁気特性が得られることが判る。
気特性が変化するが、いずれの周速度でも実用上充分な
磁気特性が得られることが判る。
実施例７ 下記の第１工程（前工程）及び第２工程（熱処理工
程）を経て、Nd:4at％,B:20at％,W:5at％,Fe:残部の組
成を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製し
た。
程）を経て、Nd:4at％,B:20at％,W:5at％,Fe:残部の組
成を有する本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁石を調製し
た。
第１工程（前工程） 実施例１に同じ。
第２工程（熱処理工程） 第１工程で得た急冷体を400〜1000℃の範囲内で第７
表に示すように種々変化させ、１時間の熱処理を行っ
た。
表に示すように種々変化させ、１時間の熱処理を行っ
た。
このようにした得た本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久磁
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果を熱処理温度と
の対比で第７表に示した。
石のiHc,Br,(BH)maxを測定し、その結果を熱処理温度と
の対比で第７表に示した。
なお、同表には、熱処理工程前の磁気特性をもあわせ
て示した。
て示した。
第７表から明らかなように、熱処理温度が500℃未満
では熱処理の効果がなく、熱処理温度が900℃を超える
とiHc,Br,(BH)maxが小さくなる。
では熱処理の効果がなく、熱処理温度が900℃を超える
とiHc,Br,(BH)maxが小さくなる。
《発明の効果》 以上詳述したように、本発明に係るＲ−Fe−Ｂ系永久
磁石によれば、Ｒ含有量を前述の先提案のものに比して
大幅に少なくても、ＲとＢとＴの相乗効果により、高iH
cを確保することができる。
磁石によれば、Ｒ含有量を前述の先提案のものに比して
大幅に少なくても、ＲとＢとＴの相乗効果により、高iH
cを確保することができる。
この結果、Ｒが２〜6at％という少ない領域でも高iHc
の永久磁石を得ることができる。
の永久磁石を得ることができる。
そして、Ｒの含有量が前述の先提案のものより少ない
ため、原料コストの大幅な低減を図ることができる。
ため、原料コストの大幅な低減を図ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 幸村 治洋 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭64−703（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−190138（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−62842（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−111602（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】２〜6at％のＲ（但し、ＲはＹを含む希土
類元素の１種または２種以上）、17〜25at％のＢ、１〜
18at％のＴ（ＴはW,Ta,Nb,Mo,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mnの１種
または２種以上）、残部Feから成ることを特徴とする永
久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215922A JP2598558B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215922A JP2598558B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0498802A JPH0498802A (ja) | 1992-03-31 |
| JP2598558B2 true JP2598558B2 (ja) | 1997-04-09 |
Family
ID=16680486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215922A Expired - Lifetime JP2598558B2 (ja) | 1990-08-17 | 1990-08-17 | 永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2598558B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0657899B1 (en) * | 1993-12-10 | 2000-03-08 | Sumitomo Special Metals Company Limited | Iron-based permanent magnet alloy powders for resin bonded magnets and magnets made therefrom |
| US6004407A (en) * | 1995-09-22 | 1999-12-21 | Alps Electric Co., Ltd. | Hard magnetic materials and method of producing the same |
| US7507302B2 (en) | 2001-07-31 | 2009-03-24 | Hitachi Metals, Ltd. | Method for producing nanocomposite magnet using atomizing method |
| US6979409B2 (en) * | 2003-02-06 | 2005-12-27 | Magnequench, Inc. | Highly quenchable Fe-based rare earth materials for ferrite replacement |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2727505B2 (ja) * | 1986-04-15 | 1998-03-11 | ティーディーケイ株式会社 | 永久磁石およびその製造方法 |
| JPS6362842A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-19 | Tdk Corp | 希土類永久磁石材料 |
| JPS63190138A (ja) * | 1986-09-29 | 1988-08-05 | Tdk Corp | 希土類永久磁石材料 |
| JPS63111602A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-16 | Tdk Corp | 高性能希土類鋳造磁石 |
-
1990
- 1990-08-17 JP JP2215922A patent/JP2598558B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0498802A (ja) | 1992-03-31 |
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