JPH0125209B2 - - Google Patents
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- JPH0125209B2 JPH0125209B2 JP57151076A JP15107682A JPH0125209B2 JP H0125209 B2 JPH0125209 B2 JP H0125209B2 JP 57151076 A JP57151076 A JP 57151076A JP 15107682 A JP15107682 A JP 15107682A JP H0125209 B2 JPH0125209 B2 JP H0125209B2
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- smco
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- diameter
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01F1/0551—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
この発明は、すぐれた磁石特性を有するととも
に、良好な可撓性をも有するSmCo極薄永久磁石
に関するものである。 近年、高保磁力を有する材料としてSm−Co二
元磁石合金が注目され、各所に使用されるように
なつてきており、工業的に完全に定着しつつある
観がある。 ところで、このSm−Co二元磁石合金は、
SmCo5化合物の極めて大きな結晶磁気異方性を
利用し、SmCo5を主体とした微粒子を加圧成形
して焼結するという粉末冶金法で製造されるのが
普通であつた。 従つて、この材料においては、粉末のプレス成
形で形状が与えられない薄板状の製品を製造する
場合、所定の厚みを有する焼結体から、フライス
加工などの機械加工によつて製品の切り出しを行
うという方法がとられていたが、この焼結
SmCo5型磁石は硬くて脆いという性質を有して
おり、そのため、製品は厚さがおよそ150μｍ以
上でなければならないという制約を受け、しかも
それでもなお破損しやすく取扱いが困難であると
いう問題点を有していた。 その上、焼結SmCo5型磁石は、SmCo5化合物
の化学量論組成（34重量％Sm）を境にして、そ
の高Sm側の組成範囲では高保磁力が得られるも
のの、低Sm側ではSm含有量の減少に伴つて極端
に保磁力が低下するということも明らかにされて
いる。そして、このようなことから、粉末冶金法
で製造される従来のSmCo5二元磁石合金におい
ては、SmCo5の化学量論組成よりも低Sm側の組
成範囲は実用に供されることがなかつたのであ
る。 本発明者は、上述のような観点から、従来の
SmCo二元磁石合金の欠点や制約を解消し、Sm
含有量の広い組成範囲を有し、すぐれた磁石特性
を有するとともに、機械切削等による歩留り低
下・コス上昇を伴うことなく、薄肉で、しかも良
好な可撓性をも備えたSmCo永久磁石を得るべく
研究を行つた結果、 (a) 溶融状態のSmCo二元合金磁石材料を急冷し
て得られる磁石は、従来の粉末冶金法で製造さ
れる磁石と同等のすぐれた磁石特性を有する
上、従来の焼結体では保磁力が低下してしまう
ようなSm含有量の低い組成範囲のものであつ
ても良好な磁石特性を保持していること、 (b) 例えば、後述の第１図及び第２図に示すよう
なロール法等によれば、溶融状態のSmCo二元
合金磁石材料から、急冷組織を有する極薄板素
材を容易に製造し得ること、 (c) このような液体急冷凝固法によつて得られた
SmCo薄肉磁石は、従来の粉末冶金法による
SmCo磁石では思いも寄らない良好な可撓性を
備えていること、 以上(a)〜(c)に示す如き知見を得るに至つたので
ある。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であつて、SmCo永久磁石を、 Sm：20.0〜33.5重量％、 Co及び不可避不純物：残り、 から成る成分組成とするとともに、急冷組織を有
せしめ、しかも厚さを10〜150μｍに調整するこ
とによつて、良好な可撓性とすぐれた磁石特性と
を具備せしめたことに特徴を有するものである。 なお、この発明の永久磁石において、Smの含
有量を20.0〜33.5重量％と限定したのは、Sm含
有量が20.0重量％未満では保磁力が低くなつて磁
石材料としての実用性がなくなり、一方33.5％を
越えると飽和磁化の低下を招いて磁石のエネルギ
ー積が低下し、やはり磁石材料としての実用性が
失われるからである。 また、磁石の厚さを10〜150μｍと限定したの
は、現在、工業的規模で溶融金属から最も薄い金
属板素材を製造できるとされているロール法によ
る液体急冷法でも、厚さが10μｍ未満のSmCo薄
板を作ることは、得られる板材が連続薄板となら
ないことかから不可能であり、一方、厚さが
150μｍを越えると得られる磁石の可撓性が失わ
れるからである。 さらに、前述のように、この発明の薄肉永久磁
石は急冷組織を有していることが必要であるが、
ここで言う急冷組織とは、溶融SmCo合金磁石材
料を冷却速度：104〜105℃／secで冷却・凝固せ
しめることによつて得られるものであり、粒径
1μｍ以下の微細結晶より成るものである。（な
お、焼結品の結晶粒の粒径は、通常、数＋ミクロ
ンである。） 第３図は、Sm：23重量％を含有したSmCo合
金を、冷却速度：104℃／secで冷却・凝固したと
きに得られた急冷組織を示すす、倍率：1000倍の
顕微鏡組織写真の１例である。 つぎに、この発明のSmCo薄肉永久磁石の製造
方法について説明する。 この発明のSmCo薄肉永久磁石の製造には、第
１図に示した単ロール、あるいは第２図に示した
双ロールによる液体急冷装置を使用するのが良
い。 第１図及び第２図において、アーク溶解法で作
製したSmCo母材（Sm：20.0〜33.5重量％、Co：
残り）１は、先端に直径：0.3〜1.0mmの小孔を有
する石英管２に装填され、高周波コイル３にて加
熱されて溶解する。母材１が完全に溶解したとこ
ろで、エアーピストン４を操作してアルゴンガス
を注入し、石英管２内の圧力を0.2〜1.5Kg／cm2程
度に高めて、溶融母材を石英管先端から噴出させ
る。 以上のような操作によつて、溶融母材噴流は、
６〜60ｍ／secの周速度で回転しているロール
（Cu又はFe製、あるいはその表面にCrメツキを
施したもので、流体冷却されている）５によつて
急冷・圧延されるのである。そして、これらの一
連の操作は、アルゴン又は窒素等の不活性ガス雰
囲気中で行われるものである。 得られるSmCo薄板の形状、寸法、並びに機械
的性質は、ロール材質、ロール直径、ロール回転
数、石英管先端の小孔の径、噴出圧力等の条件に
影響を受け、これらの条件を適切に選ぶことによ
り、極薄で、良好な可撓性を有する本発明の
SmCo薄肉永久磁石が得られるのである。 ついで、この発明を実施例により具体的に説明
する。 実施例 １ まず、Sm含有量が重量％で、15％、17％、19
％、21％、22％、23％、26％、28％、29％、31
％、34％、37％、及び38％であり、残りがCo及
び不可避不純物から成る成分組成のSmCo母材：
５ｇを、第１図に概略図で示したような装置の、
直径：10mmの石英管にとり、以下の条件のもとに
液体急冷を行つた。 急冷法：単ロール法、 ロール材質：Cu、ロール直径：240mm、 ロール回転数：1500rpm、 石英管小孔の径：0.5mm、 噴出圧力：0.30Kg／cm2、 溶解法：100KHz高周波溶解。 このようにして得られた薄板の厚さは20〜
150μｍであり、直径15mm以下の丸棒に切損なく
巻きつけられるほどの良好な可撓性を有してい
た。 なお、この薄板を化学分析したところ出発母材
との組成差は全く認められなかつた。 つぎに、得られた薄板の磁石特性を振動試料型
磁力計で測定したところ、第４図に示されるよう
な結果が得られた。第４図において、△印は残留
磁束密度（Br）、○印は保磁力（iHc）、そして×
印は最大エネルギー積〔（BH）max〕を示す。
また第５図には、従来の等方性焼結体のiHc、
（BH）maxをも、それぞれ一点鎖線及び破損で
示した。 第４図からも、本発明のSmCo磁石は、従来の
焼結SmCo磁石に比してSm含有量の広い範囲に
わたつてすぐれた磁石特性を有していることが明
らかである。 実施例 ２ 第１表に示される成分組成のSmCo母材を用意
し、その４ｇを、第２図に概略図で示すような装
置の直径：８mmの石英管にとり、以下の条件のも
とに液体急冷を行つた。 急冷法：双ロール法、 ロール材質：Cu（但し、ロール面にCrメツキを
施したもの）、 ロール直径：50mm、 ロール回転数：1800rpm、 石英管小孔の径：0.5mm、 噴出圧力：0.35Kg／cm2、 溶解法：100KHz高周波溶解。 このようにして得られた薄板の厚さは25〜
100μｍであり、直径15mm以下の棒に切損なく巻
きつけられるほど良好な可撓性を有していた。
に、良好な可撓性をも有するSmCo極薄永久磁石
に関するものである。 近年、高保磁力を有する材料としてSm−Co二
元磁石合金が注目され、各所に使用されるように
なつてきており、工業的に完全に定着しつつある
観がある。 ところで、このSm−Co二元磁石合金は、
SmCo5化合物の極めて大きな結晶磁気異方性を
利用し、SmCo5を主体とした微粒子を加圧成形
して焼結するという粉末冶金法で製造されるのが
普通であつた。 従つて、この材料においては、粉末のプレス成
形で形状が与えられない薄板状の製品を製造する
場合、所定の厚みを有する焼結体から、フライス
加工などの機械加工によつて製品の切り出しを行
うという方法がとられていたが、この焼結
SmCo5型磁石は硬くて脆いという性質を有して
おり、そのため、製品は厚さがおよそ150μｍ以
上でなければならないという制約を受け、しかも
それでもなお破損しやすく取扱いが困難であると
いう問題点を有していた。 その上、焼結SmCo5型磁石は、SmCo5化合物
の化学量論組成（34重量％Sm）を境にして、そ
の高Sm側の組成範囲では高保磁力が得られるも
のの、低Sm側ではSm含有量の減少に伴つて極端
に保磁力が低下するということも明らかにされて
いる。そして、このようなことから、粉末冶金法
で製造される従来のSmCo5二元磁石合金におい
ては、SmCo5の化学量論組成よりも低Sm側の組
成範囲は実用に供されることがなかつたのであ
る。 本発明者は、上述のような観点から、従来の
SmCo二元磁石合金の欠点や制約を解消し、Sm
含有量の広い組成範囲を有し、すぐれた磁石特性
を有するとともに、機械切削等による歩留り低
下・コス上昇を伴うことなく、薄肉で、しかも良
好な可撓性をも備えたSmCo永久磁石を得るべく
研究を行つた結果、 (a) 溶融状態のSmCo二元合金磁石材料を急冷し
て得られる磁石は、従来の粉末冶金法で製造さ
れる磁石と同等のすぐれた磁石特性を有する
上、従来の焼結体では保磁力が低下してしまう
ようなSm含有量の低い組成範囲のものであつ
ても良好な磁石特性を保持していること、 (b) 例えば、後述の第１図及び第２図に示すよう
なロール法等によれば、溶融状態のSmCo二元
合金磁石材料から、急冷組織を有する極薄板素
材を容易に製造し得ること、 (c) このような液体急冷凝固法によつて得られた
SmCo薄肉磁石は、従来の粉末冶金法による
SmCo磁石では思いも寄らない良好な可撓性を
備えていること、 以上(a)〜(c)に示す如き知見を得るに至つたので
ある。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であつて、SmCo永久磁石を、 Sm：20.0〜33.5重量％、 Co及び不可避不純物：残り、 から成る成分組成とするとともに、急冷組織を有
せしめ、しかも厚さを10〜150μｍに調整するこ
とによつて、良好な可撓性とすぐれた磁石特性と
を具備せしめたことに特徴を有するものである。 なお、この発明の永久磁石において、Smの含
有量を20.0〜33.5重量％と限定したのは、Sm含
有量が20.0重量％未満では保磁力が低くなつて磁
石材料としての実用性がなくなり、一方33.5％を
越えると飽和磁化の低下を招いて磁石のエネルギ
ー積が低下し、やはり磁石材料としての実用性が
失われるからである。 また、磁石の厚さを10〜150μｍと限定したの
は、現在、工業的規模で溶融金属から最も薄い金
属板素材を製造できるとされているロール法によ
る液体急冷法でも、厚さが10μｍ未満のSmCo薄
板を作ることは、得られる板材が連続薄板となら
ないことかから不可能であり、一方、厚さが
150μｍを越えると得られる磁石の可撓性が失わ
れるからである。 さらに、前述のように、この発明の薄肉永久磁
石は急冷組織を有していることが必要であるが、
ここで言う急冷組織とは、溶融SmCo合金磁石材
料を冷却速度：104〜105℃／secで冷却・凝固せ
しめることによつて得られるものであり、粒径
1μｍ以下の微細結晶より成るものである。（な
お、焼結品の結晶粒の粒径は、通常、数＋ミクロ
ンである。） 第３図は、Sm：23重量％を含有したSmCo合
金を、冷却速度：104℃／secで冷却・凝固したと
きに得られた急冷組織を示すす、倍率：1000倍の
顕微鏡組織写真の１例である。 つぎに、この発明のSmCo薄肉永久磁石の製造
方法について説明する。 この発明のSmCo薄肉永久磁石の製造には、第
１図に示した単ロール、あるいは第２図に示した
双ロールによる液体急冷装置を使用するのが良
い。 第１図及び第２図において、アーク溶解法で作
製したSmCo母材（Sm：20.0〜33.5重量％、Co：
残り）１は、先端に直径：0.3〜1.0mmの小孔を有
する石英管２に装填され、高周波コイル３にて加
熱されて溶解する。母材１が完全に溶解したとこ
ろで、エアーピストン４を操作してアルゴンガス
を注入し、石英管２内の圧力を0.2〜1.5Kg／cm2程
度に高めて、溶融母材を石英管先端から噴出させ
る。 以上のような操作によつて、溶融母材噴流は、
６〜60ｍ／secの周速度で回転しているロール
（Cu又はFe製、あるいはその表面にCrメツキを
施したもので、流体冷却されている）５によつて
急冷・圧延されるのである。そして、これらの一
連の操作は、アルゴン又は窒素等の不活性ガス雰
囲気中で行われるものである。 得られるSmCo薄板の形状、寸法、並びに機械
的性質は、ロール材質、ロール直径、ロール回転
数、石英管先端の小孔の径、噴出圧力等の条件に
影響を受け、これらの条件を適切に選ぶことによ
り、極薄で、良好な可撓性を有する本発明の
SmCo薄肉永久磁石が得られるのである。 ついで、この発明を実施例により具体的に説明
する。 実施例 １ まず、Sm含有量が重量％で、15％、17％、19
％、21％、22％、23％、26％、28％、29％、31
％、34％、37％、及び38％であり、残りがCo及
び不可避不純物から成る成分組成のSmCo母材：
５ｇを、第１図に概略図で示したような装置の、
直径：10mmの石英管にとり、以下の条件のもとに
液体急冷を行つた。 急冷法：単ロール法、 ロール材質：Cu、ロール直径：240mm、 ロール回転数：1500rpm、 石英管小孔の径：0.5mm、 噴出圧力：0.30Kg／cm2、 溶解法：100KHz高周波溶解。 このようにして得られた薄板の厚さは20〜
150μｍであり、直径15mm以下の丸棒に切損なく
巻きつけられるほどの良好な可撓性を有してい
た。 なお、この薄板を化学分析したところ出発母材
との組成差は全く認められなかつた。 つぎに、得られた薄板の磁石特性を振動試料型
磁力計で測定したところ、第４図に示されるよう
な結果が得られた。第４図において、△印は残留
磁束密度（Br）、○印は保磁力（iHc）、そして×
印は最大エネルギー積〔（BH）max〕を示す。
また第５図には、従来の等方性焼結体のiHc、
（BH）maxをも、それぞれ一点鎖線及び破損で
示した。 第４図からも、本発明のSmCo磁石は、従来の
焼結SmCo磁石に比してSm含有量の広い範囲に
わたつてすぐれた磁石特性を有していることが明
らかである。 実施例 ２ 第１表に示される成分組成のSmCo母材を用意
し、その４ｇを、第２図に概略図で示すような装
置の直径：８mmの石英管にとり、以下の条件のも
とに液体急冷を行つた。 急冷法：双ロール法、 ロール材質：Cu（但し、ロール面にCrメツキを
施したもの）、 ロール直径：50mm、 ロール回転数：1800rpm、 石英管小孔の径：0.5mm、 噴出圧力：0.35Kg／cm2、 溶解法：100KHz高周波溶解。 このようにして得られた薄板の厚さは25〜
100μｍであり、直径15mm以下の棒に切損なく巻
きつけられるほど良好な可撓性を有していた。
【表】
なお、本実施例においても、母材と得られた薄
板との間に組成差は全く無かつた。 得られた薄板の磁石特性を振動試料型磁力計で
測定したところ、同じく第１表に示されるような
結果が得られた。 第１表に示される結果からも、本発明のSmCo
磁石がすぐれた磁石特性を有しているのに対し
て、Sm含有量が本発明の範囲から外れたSmCo
磁石はその磁石特性が劣つていることがわかる。 上述のように、この発明によれば、Sm含有量
が広い組成範囲にもかかわらずすぐれた磁石特性
を有し、しかも良好な可撓性を有する低コストの
SmCo薄肉永久磁石を得ることができ、新しい磁
石利用製品の開発が可能となるなど、工業上有用
な効果がもたされるのである。
板との間に組成差は全く無かつた。 得られた薄板の磁石特性を振動試料型磁力計で
測定したところ、同じく第１表に示されるような
結果が得られた。 第１表に示される結果からも、本発明のSmCo
磁石がすぐれた磁石特性を有しているのに対し
て、Sm含有量が本発明の範囲から外れたSmCo
磁石はその磁石特性が劣つていることがわかる。 上述のように、この発明によれば、Sm含有量
が広い組成範囲にもかかわらずすぐれた磁石特性
を有し、しかも良好な可撓性を有する低コストの
SmCo薄肉永久磁石を得ることができ、新しい磁
石利用製品の開発が可能となるなど、工業上有用
な効果がもたされるのである。
第１図は本発明の磁石合金の製造に用いる単ロ
ール法による液体急冷装置の概略構成図、第２図
は同じく双ロール法による液体急冷装置の概略構
成図、第３図は本発明の磁石合金の急冷組織の例
を示す顕微鏡組織図、第４図は磁石特性とSm含
有量との開係を示した線図である。 図面において、１……母材、２……石英管、３
……高周波コイル、４……エアピストン、５……
ロール。
ール法による液体急冷装置の概略構成図、第２図
は同じく双ロール法による液体急冷装置の概略構
成図、第３図は本発明の磁石合金の急冷組織の例
を示す顕微鏡組織図、第４図は磁石特性とSm含
有量との開係を示した線図である。 図面において、１……母材、２……石英管、３
……高周波コイル、４……エアピストン、５……
ロール。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ Sm：20〜33.5重量％、 を含有し、残りがCoと不可避不純物からなる成
分組成、並びに粒径1μｍ以下の微細結晶組織を
有し、かつ10〜150μｍの厚さを有することを特
徴とする良好な可撓性を備えたSmCo薄肉永久磁
石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151076A JPS5941805A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 可撓性永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57151076A JPS5941805A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 可撓性永久磁石 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5941805A JPS5941805A (ja) | 1984-03-08 |
| JPH0125209B2 true JPH0125209B2 (ja) | 1989-05-16 |
Family
ID=15510782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57151076A Granted JPS5941805A (ja) | 1982-08-31 | 1982-08-31 | 可撓性永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5941805A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57210934A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-24 | Gen Motors Corp | Highly magnetic rare earth-transition metal magnet |
-
1982
- 1982-08-31 JP JP57151076A patent/JPS5941805A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57210934A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-24 | Gen Motors Corp | Highly magnetic rare earth-transition metal magnet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5941805A (ja) | 1984-03-08 |
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