JPH01150303A

JPH01150303A - 磁気異方性焼結磁石及びその製造方法

Info

Publication number: JPH01150303A
Application number: JP62308594A
Authority: JP
Inventors: Sakae Higano; 栄日向野; Kazunori Umo; 羽毛　和記
Original assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Priority date: 1987-12-08
Filing date: 1987-12-08
Publication date: 1989-06-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、複雑形状や複雑で微細構造を有する希土類系
異方性焼結磁石及びその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の希土類磁石は、合金粉末を金型中（配向磁場の有
無を問わず）で３〜ｌｏｔ／ｃｄの圧力で加圧成形後焼
結したり、ホットプレスに続くホットホーミングで焼結
体を作成している。

（例えば特願昭５７−１４５０７２号参照）又、希土類
磁石合金粉末と結合剤からなる混合物を磁場押出成形法
により成形後焼結して焼結体を作成する方法もある。（
例えば特開昭６１−２７［１３０３号公報参照）〔発明が解決しようとする問題点〕上記従来技術の中、ホットプレスを用いる方法では、作
成できる焼結体が比較的単純な形状（円柱、リング、角
柱、板等）に限定され、複雑形状にしようとすれば、後
加工が必要であり、それでもなお限度があってしかもコ
ストアップを招く。

さらに、押出成形によるものも、上記の°方法と同様に
比較的ｑｔ純形状の連続体しか得られず、しかも成形後
に所定の長さに切断する工程が必要で、これも又コスト
アップを招く。

そこで、本発明では、筐体状の磁石とか、磁石部分と非
磁性金属部分が同時成形で得られるような成形体又は円
柱に角穴を複数個あけ、部分々々により肉厚に偏りのあ
るような複雑形状の磁石体を得んとするものである。し
かも複雑で不定形状をとるにも拘らず、歪のない磁石を
得んとするものである。

°〔問題点を解決するための手段〕本発明の第１は主成分が２０〜４５重量％のＲ（Ｒは希
土類元素の少くとも１種）と、０．１〜３、Ｏｉ［ｔ％
のＢと、５２〜７９．９ｆｆｆ　ｆｉ１％のＦｅまたは
Ｆｅ＋Ｃｏ　（ただしＣＯはＦｅの１／２以下）の範囲
を有し、その平均粒径が１〜２０μｍを存する粉末１０
０部と、バインダとしてワックス、レジンおよび滑剤の
６〜１４部との混合物の焼結材で、焼結密度が９０〜９
８％であることを特徴とする磁気異方性焼結磁石である
。又、第２は、主成分が２０〜４５重鑓％のＲ（Ｒは希
土類元素の少くとも１種）と、残部がＦｅｓ　Ｃｏ５Ｃ
ｕ及びＺｒよりなる合金で、その平均粒径が１〜２０μ
ｍを有する粉末１００部と、バインダとしてワックス、
レンジおよび滑剤の６〜１４部との混合物の焼結材で、
焼結密度が９０〜９８％であることを特徴とする磁気異
方性焼結磁石である。さらに第３は、主成分が２０〜４
５重量％のＲ（Ｒは希土類元素の少くとも１種）と、Ｏ
０１〜３．０重−％のＢと５２〜７９．９重量％のＦｅ
またはＦｅ＋Ｃｏ（ただし、ＣｏはＦｅの１／２以下）
である合金を１〜２０μｍに粉砕し、その粉砕粉１００
部に対し、バインダとしてワックス、レジンおよび滑剤
の６〜１４部を添加混合してペレットにした後、磁石粉
末が異方的に配列するように設計された金型中にに射出
成形し、ついで得られた成形体を脱ワックス後、焼結密
度が９０〜９８％となるように焼結する磁気異方性焼結
磁石の製造方法。そして第４発明は主成分が２０〜４５
重量％のＲ（Ｒは希土類元素の少くとも１種）と、残部
がＦｅ５Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｒである合金を１〜２０μｍ
に粉砕し、その粉砕粉１００部に対し、バインダとして
ワックス、レジンおよび滑剤の６〜１４部を添加混合し
てペレットにした後、磁石粉末が異方的に配列するよう
に設計された金型中にに射出成形し、ついで得られた成
形体を脱ワックス後、焼結密度が９０〜９８％となるよ
うに焼結することを特徴とする磁気異方性焼結磁石の製
造方法である。

すなわち、本発明は、Ｒ−Ｆｅ　（Ｃｏ）　−Ｂ合金も
しくは、Ｒ［ＦＧ、　Ｃ０％　Ｃｕｓ　Ｚｒｌ　ｎ系合
金の１（雑で精密な形状を有する磁気異方性焼結磁石を
得るために、■磁石粉末の特定範囲の設定、■精密金型
中に忠実に充填できる特定の組成にすること、■金型を
規定の異方性を付与できる磁界強度と向きに作成して射
出成形すること、■成形体を特定の圧力下で脱バインダ
し、続いて焼結処理すること、等の主要な要件を組合せ
ることによって所期の目的を達するものである。

本発明の合金組成において、ＲとしてはＳｃ。

Ｙ１ランタニド、アクチニド系列の希土類から選択され
るが、とくにＹ１ランタニド系列の元素が好ましい。Ｒ
の童が２０重置火より少ないと、高い保磁力が得られず
、４５重置火よりも多いと、磁化の大きさが低下し、い
ずれも永久磁石には適さなくなる。

Ｃｏはキュリー温度を上昇させる目的でＦｅと置換する
ことが可能であるが、Ｆｅｆａの１／２を越えて置換す
ると、磁化の大きさが低ドしてくるので、永久磁石には
適さなくなる。

なお、第２発明におけるＣｕＳＺｒを含む合金によく知
られている２−１７系合金であるので、Ｃｕ、Ｚｒの添
加理由も知られており、ここで詳細に述べることに省略
する。

又、第１発明、第２発明共に合金の保磁力を増加させる
目的で、Ａｌ５ＳｉＳＴｉ、Ｖ。

Ｃｒ、Ｍｎ５Ｃｕ、Ｚｎ５ＧａＳＧｅ、Ｚｒ。

Ｎｂ、　　ＭＯＳ　Ｓｎ、　　Ｓｂ、　　Ｈｆ　　Ｓ　
Ｔａ、Ｗ％Ｂｉ等（ＣｕＳＺｒは第２発明のみ）を必要
に応じて添加することも可能である。

合金粉末の平均粒径が１〜２０μｍとしたのは、１μｍ
より小さくする場合は、粉砕に時間がかかり、かつ粉末
が酸化したり発火したりするおそれがあり、取り扱いが
むずかしくなる。また、粉末の平均粒径が２０μｍを越
えると、熱処理によっても充分大きな保磁力が得られな
くなり、かつ、磁場による配向性が低下する。

バインダーとしてのワックス、レジン、滑剤は、加熱混
練性、流動性、脱ワックス性を基本にその添加量を考慮
すべきである。すなわち、ペレット化する際の加熱混練
性の観点から合金粉末とぬれ性のよい極性基を持つアク
リル系やＥＶＡ（酢酸ビニールアセテート）が、流動性
（−成形性）の観点からポリエチレン系やポリスチレン
系、さらには粉末の滑りをよくする意味での滑剤として
ステアリン酸アミド等が挙げられる。さらに正確な型を
保ったまま脱フックス効果を上げるためには、アクリル
系樹脂と一緒にパラフィン系や変性ワックスが推奨され
る。

これらのワックス、レジン、滑剤の配合割合は、合金粉
末の種類、粒径および粒度分布によって異なるが、総量
として、合金粉末１００部に対して６〜１４部が適当で
ある。６部未満では射出成形の際、合金粉末が射出筒に
つまってしまうし、１４部を越えると脱ワックス工程や
焼結工程で型部れや変形等の不良品を出してしまう。

ワックス、レジン、滑剤のそれぞれの配合口は、合金粉
末１００部に対して、ワックス１〜４部、レジン４．５
〜８部、滑剤０．５〜２部の範囲が好適である。

本発明焼結磁石の密度は９０〜９８％の範囲がよく、９
０％未満では磁石として不満足な特性しか得られず、９
８％を越えると割れの恐れが出る場合もあるので好まし
くない。

製造方法の発明における射出成形工程は、９０℃未満で
は混線物がスムーズに射出されないし、又、ＩＨ℃以上
になると熱分解の可能性が大きくなったり、過剰流動性
となり、ワックス分だけ先に射出されたりする。

又、射出成形特金型のキャビティ内の磁場強さは１０ｋ
Ｏｅ以上とするとよいが、ＩＱｋＯｃ未満では、合金粉
末の配向が充分でない。

又、脱ワックス工程は、望ましくは１　ｋｇ　／　ｃｄ
以ドの圧力下で、３〜ｂ４００℃まで昇温しで行なう。かかる条件下で脱ワック
スを行なうことにより、成形体の形状を健全に保ち、ワ
ックスの溶出を容易にし、かつ、とかく長時間に亘り易
い脱ワックス工程を短縮するのに効果的である。昇温速
度が３℃／ｈｒ未満では生産性からみて実用性がなく、
■５℃／１１ｒを越えると、成形体の形状が崩れる場合
がある。

又、温度を４００℃以上にすると脱ワックスにより成形
体が崩れて元の合金粉末に戻ってしまうことが多い。

焼結はｌ　ｋｇ　／　ｃｄ以上の不活性ガス圧下で１．
０００〜１．２［１０℃で行なうとよい。不活性ガスに
よる加圧は合金元素の蒸発を防止する。焼結温度は　１
．０００℃未満では焼結体の密度が９０％未満となり、
又１，２００℃を越えると密度が９ｇ％を越えてしまい
、ワレの発生等の出る場合があって不適当である。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。

実施例　１２５重量％Ｓ　ｍ　Ｓ１８重量％Ｆｅ、５重量％Ｃｕ　
ｓ２．２重量％Ｚ「、残ＣＯおよび不可避不純物よりな
る組成の合金を粉砕し、平均粒径を９μｍとした。この
粉末１００部に対し、アクリル樹脂粉末６部、パラフィ
ン２部、ステアリン酸アミド１部を添加し、加圧ニーダ
（Ｎ２ガス５ｋｇ／ｃｄ、　　１４０℃ｘｌｈｒ）でペ
レットにした。

第１図！１しびに第２図に示す複雑形状の磁石（放射状
配向磁界−ＩＱｋＯｃ　、外径ａ−６０鰭、歯先円内１
ｋ　ｂ　−４０ｍｍ　、歯高ｃ　−５ｉｎ、筒長ｄ−２
０ｍｍ）を成形すべき金型を備えた射出成形機で、ノズ
ル温度１３０℃に調整し、５２０ｋｇ／ｃ＋Ｊの圧力で
射出し、グリーン成形体を得た。

グリーン成形体の各部位の寸法を測定後、脱ワックス炉
に入れ、Ａｒガスを２　ｋｇ　／　ｃ＋Ｊに保ちつつ流
し、４００℃まで５℃／ｈｒで昇温し、４００℃で１時
間保持後冷却した。この時点でバインダーの９０％は除
去されており、外径で測定した収縮率はほとんど０であ
った。

次にこれを焼結炉に入れ、５×１０４Ｔｏｒｒに真空曵
き後、室温より　６００℃までを２時間で昇温（Ａｒガ
ス１ｋｇ／ｃｌ＃）Ｌ、ここで１時間保持しくこの時点
でバインダーはほとんど除去された）、１．１８０℃ま
で１時間で昇温した。１，１８０℃で２時間保持後、室
温までＡｒガスで冷却し、引続き８００℃で２時間、次
いで４００℃まで０．８℃／ｍｉｎで徐冷し、４００℃
で４時間保持し、次いで炉冷という上程をとった。焼結
体についての各ＡＪｌ定値は表１の通りであった。ｒと
は試料の磁場配向方向、２とはそれと直角方向（厚み方
向）に／ｌＩＩ定したことを示す。

表　　１実施例　２２８．５重量％Ｎｄ、　　３．５重量％Ｄｙ、　　１．
５重量％Ｂ、８重量％Ｃｏ、残Ｆｅおよび不可避不純物
よりなる組成の合金を粉砕し、平均粒径３．８μｍとし
た。一方、９９．９９％のＣｕ粉（平均粒径ｌＯμｍ）
を用意し、表２の諸元でペレット化し、２軸射出成形機
で、第３図並びに第４図に示す形状のものを一体成形し
た。すなわち、図中２は磁石部（放射状配向）、３はＣ
ｕよりなる磁石保持部である。

表　　２バインダーは全て合金粉、Ｃｕ粉それぞれ１００部に対
しての割合である。

このグリーンシート成形体をＡ「ガス°１．５ｋｇ／　
ｃｄの加圧下、３５０℃までｌＯ℃／ｈｒで昇温し、３
５０℃で１時間保持して、脱ワックスした。次いでこれ
を焼結炉に移し、４〜５×ｌＯ”’　Ｔｏｒｒの真空度
で６００℃まで２時間で昇温し、ここで１時間保持後、
１，０７５℃までＡｒ２ｋｇ／ｃ−の加圧下で１時間か
けて昇温し、３時間保持後ガス急冷した。

焼結体を炉より取り出し、磁石部、磁石保持部のそれぞ
れを切り出して密度を測定した結果、９５％、９９％で
あり、収縮率は表３の通りであった。

表　　３さらに、焼結体より切り出した磁石部の半径方向（磁場
配向方向−「）、円周方向（−Ｘ）、高さｈ゛向（−ｚ
）の磁性値は表４の通りであった。

〔発明の効果〕

本発明によれば、複雑で精密な形状で、しかも歪のない
焼結磁石が容易に得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の磁石の正面図、第２図は第
１図の・１と面図、第３図は他の実施例の磁石の正面図
、第４図は第３図の平面図である。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）主成分が２０〜４５重量％のＲ（Ｒは希土類元素
の少くとも１種）と、０．１〜３．０重量％のＢと、５
２〜７９．９重量％のＦｅまたはＦｅ＋Ｃｏ（ただしＣ
ｏはＦｅの１／２以下）の範囲を有し、その平均粒径が
１〜２０μｍを有する粉末１００部と、バインダとして
ワックス、レジンおよび滑剤の６〜１４部との混合物の
焼結材で、焼結密度が９０〜９８％であることを特徴と
する磁気異方性焼結磁石。
（２）主成分が２０〜４５重量％のＲ（Ｒは希土類元素
の少くとも１種）と、残部がＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｒ
よりなる合金で、その平均粒径が１〜２０μｍを有する
粉末１００部と、バインダとしてワックス、レンジおよ
び滑剤の６〜１４部との混合物の焼結材で、焼結密度が
９０〜９８％であることを特徴とする磁気異方性焼結磁
石。
（３）主成分が２０〜４５重量％のＲ（Ｒは希土類元素
の少くとも１種）と、０．１〜３．０重量％のＢと５２
〜７９．９重量％のＦｅまたはＦｅ＋Ｃｏ（ただし、Ｃ
ｏはＦｅの１／２以下）である合金を１〜２０μｍに粉
砕し、その粉砕粉１００部に対し、バインダとしてワッ
クス、レジンおよび滑剤の６〜１４部を添加混合してペ
レットにした後、磁石粉末が異方的に配列するように設
計された金型中にに射出成形し、ついで得られた成形体
を脱ワックス後、焼結密度が９０〜９８％となるように
焼結することを特徴とする磁気異方性焼結磁石の製造方
法。
（４）主成分が２０〜４５重ｍ％のＲ（Ｒは希土類元素
の少くとも１種）と、残部がＦｅ、Ｃｏ、Ｃｕ及びＺｒ
である合金を平均粒径１〜２０μｍに粉砕し、その粉砕
粉１００部に対し、バインダとしてワックス、レジンお
よび滑剤の６〜１４部を添加混合してペレットにした後
、磁石粉末が異方的に配列するように設計された金型中
にに射出成形し、ついで得られた成形体を脱ワックス後
、焼結密度が９０〜９８％となるように焼結することを
特徴とする磁気異方性焼結磁石の製造方法。
（５）射出成形を９０〜１６０℃、１ｋｇ／ｃｍ＾２以
上の加圧下で行なう特許請求の範囲第（３）項又は第（
４）項記載の磁気異方性焼結磁石の製造方法。
（６）射出成形金型中のキャビティ磁場強さが１０ｋＯ
ｃ以上で射出ノズル温度が１００〜１４０℃とする特許
請求の範囲第（３）項又は第（４）項記載の磁気異方性
焼結磁石の製造方法。
（７）脱ワックスを１ｋｇ／ｃｍ＾２以下の不活性ガス
加圧下で、３〜１５℃／ｈｒで４００℃まで昇温するこ
とにより行なう特許請求の範囲第（３）項又は第（４）
項記載の磁気異方性焼結磁石の製造方法。
（８）焼結を１ｋｇ／ｃｍ＾２以下の不活性ガス圧下で
１，０００〜１，２００℃で行なう特許請求の範囲第（
３）項又は第（４）項記載の磁気異方性焼結磁石の製造
方法。