JP2720039B2 - 耐食性のすぐれた希土類磁石材料 - Google Patents
耐食性のすぐれた希土類磁石材料Info
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Description
永久磁石に係り、その特定組成により永久磁石材料の耐
食性を著しく向上させた希土類・ボロン・鉄系永久磁石
に関する。
中心とする資源的に豊富な軽希土類を用いてB,Feを主成
分とし、従来の希土類コバルト磁石の最高特性を大幅に
越える新しい高性能永久磁石として、Fe−B−R系永久
磁石を提案した(特公昭61−34242号公報、特開昭59−8
9401号公報)。
であるが、Feの一部をCoにて置換することにより、より
高いキュリー点を有するFe−B−R系永久磁石を得(特
開昭59−64733号、特開昭59−132104号)、さらに、前
記各々のFe−B−R系希土類永久磁石と同等以上のキュ
リー点並びにより高い(BH)maxを有し、その温度特
性、特に、iHcを向上させるため、希土類元素(R)と
してNdやPr等の軽希土類を中心としたFe−B−R系希土
類永久磁石のRの一部にDy、Tb等の重希土類のうち少な
くとも1種を含有することにより、25MGOe以上の極めて
高い(BH)maxを保有したままで、iHcをさらに向上させ
たFe−B−R系希土類永久磁石を提案(特開昭60−3230
6号、特開昭60−34005号)した。
B−R系磁気異方性焼結体からなる永久磁石は主成分と
して、湿気を含んだ空気中で酸化し次第に安定な酸化物
を生成し易い希土類元素及び鉄を大量に含有するため、
磁気回路に組込み長時間使用した場合に、磁石表面に生
成する酸化物により、磁気回路の出力低下及び磁気回路
間のばらつきを惹起し、また、表面酸化物の脱落による
周辺機器への汚染の問題があった。
湿性の改善のため、磁石体表面に無電解めっき法あるい
は電解めっき法により耐食性金属めっき層を被覆した永
久磁石(特願昭58−162350号)、及び磁石体表面にスプ
レー法あるいは浸漬法によって、耐食性樹脂層を被覆し
た永久磁石を提案(特願昭58−171907号)した。
合金からなる耐食性気相めっき層を設けた永久磁石を提
案(特願昭59−278489号、特願昭60−7949号、特願昭60
−7950号、特願昭60−7951号)した。
て有効であるが、その処理装置及び生産性が低く処理に
多大のコストを要する問題があった。
善を目的とし、耐食性改善のための特別の表面処理を施
すことなく、その組成を特定することによりすぐれた耐
食性を発揮するFe−B−R系永久磁石の提供を目的とし
ている。
なく、すぐれた耐食性を発揮するFe−B−R系永久磁石
を目的に、Fe−B−R系永久磁石を組成的に種々検討し
た結果、希土類元素(R)として、Nd、Pr、Dyを特定
し、かつB、Crの特定量を含有することにより、永久磁
石材料の磁石特性を劣化させることなく、従来では得ら
れない程の耐食性の改善効果が得られることを知見した
ものである。
からなることを特徴とする耐食性のすぐれた希土類磁石
材料である。
より、(BH)max25MGOe以上を保有し、かつiHc10kOe以
上を有し、125℃、相対的湿度85%雰囲気で、2気圧の
P・C・T試験(Pressure Cooker試験)、及び80℃、
相対的湿度95%雰囲気中での長時間保持試験において、
従来のFe−B−R系永久磁石にアルミ下地処理し、クロ
メート処理した材料に比較して、格段にすぐれた耐食性
を示す。
正方晶構造を有するR2Fe14B化合物を主相とし、粒界相
は室温で非磁性のBをほとんど含まず、Feを数%含有
し、そのほとんどが希土類元素からなるRリッチ相、及
びBの含有が多いR1+εFe4B4相から構成されている。
B正方晶磁性化合物に支配されており、この化合物が容
積率でかなりの部分を占めている。
含有されるCrが主に前記主相をなすR2Fe14B正方晶磁性
化合物にFeの一部と置換して入ることにより、磁石特性
を低下させることなく、主相の耐食性に大きく寄与する
ものと考えられる。
て正方晶の主相に入り、耐湿性向上効果を一層増加さ
せ、同時にCoの一部は結晶粒界にも存在してその耐食性
を向上させ、前記P・C・T試験においても良好な結果
を示す。
不純物として、また原料粉末のバインダー、潤滑剤など
の使用にともない、製造工程上の不純物として含有され
るが、永久磁石の耐食性に大きな影響を及ぼし、従来含
有量が1000ppmを越えると、耐食性が急激に低下して実
用的な永久磁石が得られないが、Crを含有するこの発明
においては、Cが1000ppm〜4000ppm程度残留していて
も、耐食性のすぐれた永久磁石材料が得られる。
では、高保磁力を得るために必要なR(Nd,Pr)リッチ
相が不足し、また、保磁力の小さなα−鉄が出現して磁
石特性が急激に低下し、また、15at%を越えると、保磁
力は僅かに増加するが、Brの減少、並びにBrの減少に伴
ない(BH)maxが低下するため、11at%〜15at%とし、
好ましいNd+Pr量は12at%〜14at%の範囲とする。
その機能はほぼ同等であり、いずれかを単独含有可能で
あるが、原料の都合上Ndを添加すると、通常は数%程度
はPrが含有され、Prを積極的に添加するか否かは原料に
応じて適宜選定すればよい。
果がなく、また、3.0at%を越えると、iHcの向上には有
効であるが、Dyは資源的に少なく高価であり、またBrの
減少を招来し好ましくないため、0.2at%〜3.0at%に限
定する。また、好ましい範囲は0.2at%〜2.0at%であ
る。
量が、12at%未満では、主相の金属化合物中にFeが析出
し、iHcが急激に低下し、また、17at%を越えるとiHcは
10kOe以上と大きくなるが、残留磁束密度Brが低下し(B
H)max25MGOe以上に必要なBrが得られず好ましくないた
め、Nd+PrとDyの総量は、12at%〜17at%に限定する。
さらに、好ましい前記総量は、12.2at%〜15at%であ
る。
ましくなく、また、14at%を越えると、iHcは増大する
が、Brが低下して、(BH)max20MGOe以上が得られない
ため、5at%〜14at%に限定する。
に、Coを含有する場合は、Coの添加量の増大に伴ない低
下するiHcの改善効果も有するが、0.2at%未満では、iH
cの増加及び耐食性の改善の効果が少なく、また、2.0at
%を越えると、iHcの向上には有効であるが、Br、(B
H)maxが急激に低下するため、0.2at%〜2.0at%に限定
する。さらに好ましい含有量は、0.5at%〜1.5at%であ
る。
の耐酸化性、飽和磁化Isの上昇に有効であるが、0.5at
%未満では、キュリー点の上昇、及び耐食性改善の効果
が少なく、20at%を越えると、粒界にはCoが高濃度に凝
縮集され、Coが30at%以上含有する強磁性のR(Nd・D
y)−Co化合物が析出して、本系磁石の磁化反転を容易
に行わせてiHcを低下させるため、0.5at%〜20at%の含
有とする。また、耐食性だけを考慮すれば、Coの添加は
少量でも顕著な効果を示し、 好ましいCoの範囲は、1at%〜8at%であり、 さらに好ましくは2at%〜6at%である。
素を含有したのちの残部は、Feと不可避的不純物であ
り、不純物は工業生産上、不可避的に混入するP、S、
Cu、Mn、Ni等のものが許容される。
は、6000ppm以下が好ましい。
及び不可避的不純物からなり、主相が正方晶構造からな
る永久磁石は、 プレス時、プレス方向と直角に磁場を印加する場合に、
(BH)max30MGOe以上、iHc13kOe以上のすぐれた磁石特
性を有し、かつ極めて高い耐食性を有する。
μm〜50μmの範囲にある正方晶系結晶構造を有する化
合物R2(Fe・Cr)14B型を主相としすぐれた耐食性を示す。
型を主相とし、Coを含有する粒界相構造のとき、耐食性
が最もすぐれている。
Zr,Hf,Zn,Ca,Siを含有しても、この発明の効果を損ねる
ことはない。
合金、Nd、Dy、Co、フェロクロムを使用し、 原子比で、Nd14.5Dy0.5Fe78-x-yCoxB7Cry、(x=0,y=
0)(x=0,y=2)(x=6,y=2)の組成に配合後、
高周波溶解し、その後水冷銅鋳型に鋳造し、種々の組成
の鋳塊を得た。なお、前記鋳塊は、Prを極僅か含有して
いるが、ここではNdと合わせて表示している。
に、ジェットミルにて微粉砕し、平均粒度3.5μmの微
粉砕粉を得た。
磁界中で配向し、磁界に直角方向に、1.5t/cm2の圧力で
成形して、得られた成形体を、1060℃〜1120℃,2時間,A
r雰囲気中の条件で焼結し、さらに、放冷したのち、Ar
雰囲気中で、550℃,1時間の時効処理して、20mm×10mm
×8mm寸法の永久磁石材料を得た。
1表に示す。
した後の時間経過にともなう腐食による単位表面積当た
りの重量変化を測定し、その結果を第1図に示す。
性、耐湿性における顕著な効果を発揮することが分か
る。
マイクロアナライザー(EPMA)を用いて、微細構造の観
察を行った。その結果、添加したCrのほとんどが主相を
なす結晶中に存在し、それらはR2(FeCr)14BまたはR2(Fe
CoCr)14Bの正方晶化合物として、耐食性改善に寄与して
いることが判明した。
=0,y=0)(x=0,y=2)(x=6,y=2)の組成か
らなる試料を作製した。
し、焼結体の残留C量を、300ppm〜4200ppmとなるよう
調整した。
2図に示す。
時間放置した後の腐食による単位表面積当たりの重量変
化を測定し、その結果を第3図に示す。
食性の低下、保磁力の低下をもたらすCの悪影響を低減
できることが分かる。
変化を時間経過で示すグラフである。 第2図はC量の増加にともなう保磁力iHcの変化を示す
グラフである。 第3図は恒温恒湿雰囲気中における永久磁石材料の重量
変化をC量の増加で示すグラフである。
Claims (2)
- 【請求項1】NdとPrの合計が11at%〜15at%、 Dy0.2at%〜3.0at%、 かつNdとPrの合計とDyの総量が12at%〜17at%であり、 B5at%〜14at%、 Cr0.2at%〜2.0at%を含有し、 残部Fe及び不可避的不純物からなり、主相が正方晶構造
からなることを特徴とする耐食性のすぐれた希土類磁石
材料。 - 【請求項2】NdとPrの合計が11at%〜15at%、 Dy0.2at%〜3.0at%、 かつNdとPrの合計とDyの総量が12at%〜17at%であり、 B5at%〜14at%、 Co0.5at%〜20at%、 Cr0.2at%〜2.0at%を含有し、 残部Fe及び不可避的不純物からなり、主相が正方晶構造
からなることを特徴とする耐食性のすぐれた希土類磁石
材料。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63044950A JP2720039B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 耐食性のすぐれた希土類磁石材料 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63044950A JP2720039B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 耐食性のすぐれた希土類磁石材料 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01219142A JPH01219142A (ja) | 1989-09-01 |
JP2720039B2 true JP2720039B2 (ja) | 1998-02-25 |
Family
ID=12705766
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63044950A Expired - Lifetime JP2720039B2 (ja) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | 耐食性のすぐれた希土類磁石材料 |
Country Status (1)
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JPS60144906A (ja) * | 1984-01-06 | 1985-07-31 | Daido Steel Co Ltd | 永久磁石材料 |
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-
1988
- 1988-02-26 JP JP63044950A patent/JP2720039B2/ja not_active Expired - Lifetime
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