JPH02138706A - 異方性永久磁石 - Google Patents

異方性永久磁石

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Publication number
JPH02138706A
JPH02138706A JP63292634A JP29263488A JPH02138706A JP H02138706 A JPH02138706 A JP H02138706A JP 63292634 A JP63292634 A JP 63292634A JP 29263488 A JP29263488 A JP 29263488A JP H02138706 A JPH02138706 A JP H02138706A
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JP
Japan
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anisotropic
permanent magnet
anisotropic direction
magnetic flux
flux density
Prior art date
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Pending
Application number
JP63292634A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichiro Yahagi
慎一郎 矢萩
Yutaka Yoshida
裕 吉田
Norio Yoshikawa
紀夫 吉川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH02138706A publication Critical patent/JPH02138706A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

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】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) この発明は、各種電気製品や自動車などの構成部品とし
て利用され、とくに残留磁束密度(B r)と保磁力(
tl(c)の両方の磁気特性に優れている異方化された
異方性永久磁石に関するものである。 (従来の技術) 近年、従来のアルニコ系磁石や希土類−コバルト系磁石
よりもさらにBi磁気特性優れている磁石として、R,
Fe、Bを基本成分とする希土類−鉄系の永久磁石が開
発され、磁気特性のより一層の向上と相まってその用途
および使用量がさらに拡大されるようになってきている
。 このような希土類−鉄系の永久磁石の製造方法において
は、希土類−鉄系の永久磁石合金の粉末を磁場中プレス
成形して焼結する方法(焼結法。 粉末冶金法)や、希土類−鉄系合金の粉末をホットプレ
スや熱間等静水圧成形などにより仮成形したのち、ある
いは前記粉末のまま、前方押出しや後方押出しなどの塑
性変形を加えて製造する方法(塑性変形法)があった。 そして、後者の塑性変形法において、希土類−鉄系の合
金を500〜1100″Cの温度で熱間において塑性変
形させると、圧縮歪を受けた方向に結晶C軸が整列し、
その方向における磁気特性が高いいわゆる異方性永久磁
石が得られることが知られている。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、このような塑性変形によって異方化され
た永久磁石を得る場合に、塑性変形の際の加工率を高め
れば高めるほど、圧縮方向における残留磁束密度(Br
)が増大して異方化が進行するが、逆に保磁力(tHc
)が低下してしまうという課題があった。 (発明の目的) この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、異方性方向の残留磁束密度(B r)の値を
増大させて異方性の度合を高めるようにしたときでも、
保磁力(!Hc)についても大きな値のものとすること
が可能であり、高残留磁束密度と高保磁力との両立が可
能である異方性永久磁石を提供することを目的としてい
る。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) この発明に係る異方性永久磁石は、R,Fe。 Bを基本成分とする希土類−鉄系合金を素材とし、熱間
加工によって磁気的に異方化された永久磁石であって、
異方性方向の結晶粒の長さと反異方性方向の結晶粒の長
さとの比が1.2〜0.7の範囲にあり、次式 で表わされる異方化率(%以上である構成としたことを
特徴としており、このような異方性永久磁石の構成を上
述した従来の課題を解決するための手段としている。 この発明に係る異方性永久磁石は、R,Fe。 Bを基本成分とする希土類−鉄系合金を素材としており
、より具体的には。 R1−o−β−7−δ(Fe(Ni9Mn、C0))。 XβMyA 5で表わされ、Rが希土類元素のうち(7
)1種または2種以上、XがB、C,N、Si 。 Pのうちの1種または2種以上1MがTiZr、)If
、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W。 Au、Cu、Zn、Ga、In、T、Qのうちの1種ま
たは2種以上、AがRu、Rh、Pd。 Os 、 I r 、 Ptのうちの1種または2種以
上であるものを用いることがより望ましい。 上記のうち、Fe (Ni 、Mn、Co)は。 残留磁束密度(B r)を向上させるのに有効な元素群
であり、Feのうちの一部、より望ましくは原子比で0
.10以下のFeをNi。 M n 、 COで置換することが可能であり、Ni。 Mnの適量添加によって保磁力(BHC。 IHC)を向上させ、COの適量添加によってキュリー
点を上昇させて耐熱性を向上させることが可能であって
、良好な最大エネルギー積((BH)max)を得るた
めには0.60≦α≦0.85とすることがより望まし
い。 また、X元素は磁気特性の向上に寄与する元素であり、
M元素を添加した場合にこれらの一部と結合して硼化物
、炭化物、窒化物、珪化物。 燐化物などを形成することにより磁気特性を向上させる
ことが可能であって、0くβ≦0.15゜0≦γ≦0.
05とすることがとくに望ましい。 さらに、A元素である白金族元素群は耐食性を向上させ
るのに寄与するので、必要に応じてO≦δ≦0.02の
範囲で添加するのもよい。 この発明に係る異方性永久磁石は、上述したより望まし
い組成のものが素材として用いられ、この磁石素材に熱
間加工を加えることによって磁気、的に異方化されたも
のであり、熱間加工される磁石素材は粉末であってもよ
く、また鋳造体(インゴット)であってもよい。 これらのうち、粉末からなる合金素材を熱間加工するこ
とによって磁気的に異方化させる場合には、この粉末と
して、例えば、希土類−鉄系合金の溶湯を、スパークエ
ロージョン法、ガスアトマイズ法、真空アトマイズ法、
遠心アトマイズ法。 回転電極法などによって急冷して粉体としたものが用い
られ、また、希土類−鉄系合金の溶湯を高速回転する冷
却用ドラムの内壁にノズルを通して噴射して急冷凝固さ
せる遠心急冷法や、合金の溶湯を回転ドラムの外壁に噴
射して凝固させる片ロール(単ロール)法や、合金の溶
湯を相互に接触して高速回転する2個のドラムの接触面
に噴射して急冷凝固させる双ロール法などによって薄帯
としたのち、この薄帯を粉砕して粉末としたものが用い
られる。 そして、このような粉末からなる希土類−鉄系合金素材
や鋳造体からなる希土類−鉄系合金素材に対して熱間加
工を加えるに際しては、例えば、圧延加工、押出し加工
、ホットプレス、熱間等静水圧加工、アプセット加工な
どが用いられ、温度を例えば500〜1100°C程度
に高めた状態で行われる。この場合、合金素材に対する
加工温度が低すぎると加工時に割れが入るようになるの
で好ましくなく、加工温度が高すぎると結晶粒が粗大化
して磁気特性に悪影響を及ぼすので好ましくない。 そして、この発明に係る異方性永久磁石においては、異
方性方向の結晶粒の長さと反異方性方向の結晶粒の長さ
との比が1.2〜0.7の範囲にあり、次式 %式%(2) で表わされる異方化率(%以上となっているものである
。 この場合、異方性方向の結晶粒の長さと反異方性方向の
結晶粒の長さとの比が小さすぎると、残留磁束密度(B
 r)が増大して異方化の度合は大きくなるものの保磁
力(xHc)が低下して十分な菌磁力が得られなくなる
ので好ましくなく、反対にL記比が大きすぎると残留磁
束密度(Br)が低下して満足のできる異方化が得られ
ないとともにこの場合にも十分な保磁力が得られないの
で、好ましくは上記した比は1.2〜0.7の範囲、な
いしは1.0−0.7の範囲とするのがよい。 また、異方化率が小さすぎると、十分なる異方性が得ら
れず、異方性方向の残留磁束密度(B r)が低い値と
なってしまうので、十分な異方性が得られるように異方
化率は50%以上とするのがよい。 そして、希土類−鉄系合金の粉末を素材とする場合には
、その平均結晶粒径が0.5pm以下のものとすること
がより望ましく、これによって磁気特性のより一層の向
上をはかることができるようになる。 (発明の作用) この発明に係る異方性永久磁石は、熱間加工によって磁
気的に異方化された異方性方向の結晶粒の長さと反異方
性方向の結晶粒の長さとの比が1.2〜0.7の範囲に
あり、次式 %式%(2) で表わされる異方化率(%以上となっているものである
から、異方化率の向上によって異方性方向の残留磁束密
度(Br)の値が大きなものになっているとともに、反
異方性方向の結晶粒の長さに対する異方性方向の結晶粒
の長さを規制していることから、異方性方向の保磁力(
IHC)の値も大きなものになっており、高残留磁束密
度と高保磁力とが両立した磁気特性の優れた異方性永久
磁石となっている。 (実施例) 裏庭■」 高周波誘導炉によって、30.5重量%Nd−5,0重
量%Co−0,9重量%B−0,1重量%A立−残部F
eよりなる組成の希土類−鉄系合金を溶製し、この合金
溶湯をアルゴン雰囲気中において単ロール法により超急
冷してリボン状の薄帯とした。 次に、リボン状の薄帯を粉砕して粉末とし、その後68
0〜750 ”0の範囲でホットプレスを行い、さらに
700〜800℃の範囲でアップセット加工を行うこと
によって第1表に示す各種の異方性永久磁石を作製した
。 次いで、各異方性永久磁石の磁気特性を調べたところ、
同じく第1表に示す結果であった。 第1表に示したように、異方性方向の結晶粒の長さと反
異方性方向の結晶粒の長さとの比が1.2〜0.7の範
囲にあり、かつまた異方化率(%以上である発明例1,
2,3.4の永久磁石では、異方性方向の残留磁束密度
(Br)が11KG以上であると同時に保磁力(!Hc
)も10KOe以上と高い値となっており、高残留磁束
密度と高保磁力とが両立した異方性永久磁石となってい
る。 これに対して平均結晶粒径が0.6μmであり、異方化
率(Br/ΣBr)(%未満である比較例1の永久磁石
では、異方性方向の残留磁束密度(Br)が小さな値と
なっていて十分な異方性が得られていない、また、異方
性方向の結晶粒の長さと反異方性方向の結晶粒の長さと
の比が0.7より小さい比較例2,3.4の永久磁石で
は、異方性方向の残留磁束密度(Br)は大きな値を示
しているものの保磁力(IHC>;4・ニク)なり小さ
い値となっていた。 実施例2 高周波誘導炉によって、36.0重量%Pr−5,0重
量%Co−0,5重量%B−4,0重量%Cu−1,0
重量%Zr−残部Feよりなる組成の希土類−鉄系合金
を溶製し、この合金溶湯をアルゴン雰囲気中において水
冷銅製鋳型に鋳込んだ。 次いで、鋳造によって得たインゴットを切断して研削す
ることによって、直径20 m m +厚さ13mmの
加工素材を作製し、この加工素材に700〜800℃の
範囲でアプセット加工を行うことによって第2表に示す
各種の異方性永久磁石を作製した。 次いで、各異方性永久磁石の磁気特性を調べたところ、
同じく第2表に示す結果であった。 第2表に示したように、異方性方向の結晶粒の長さと反
異方性方向の結晶粒の長さとの比が1.2〜0.7の範
囲にあり、異方化率(%以上である発明例5,6の永久
磁石では、異方性方向の残留磁束密度(B r)がII
KG以上であると同時に保磁力(wHc)も13KOe
以上とかなり高い値となっており、高残留磁束密度と高
保磁力とが両立した異方性永久磁石となっている。 これに対して、異方性方向の結晶粒の長さと反異方性方
向の結晶粒の長さとの比が0.7より小さい比較例5,
6の永久磁石では、異方性方向の残留磁束密度(B r
)は大きな値を示しているものの保磁力(IHC)が小
さな値となっていた。
【発明の効果】
この発明に係る異方性永久磁石は、R,Fe。 Bを基本成分とする希土類−鉄系合金を素材とし、熱間
加工によって磁気的に異方化された永久磁石であって、
異方性方向の結晶粒の長さと反異方性方向の結晶粒の長
さとの比が1.2〜0.7の範囲にあり、次式 で表わされる異方化率(%以上であるものになっている
ことから、異方性方向の残留磁束密度(Br)が大きな
値を有している同時に保磁力(lHc)も大きな値を有
しており、塑性変形すなわち熱間加工によって磁気的に
異方化された永久磁石において高残留磁束密度と高保磁
率とが両立したものであり、温度変化に対して安定した
磁気特性を示す永久磁石であるという著しく優れた効果
がもたらされる。 特許出願人  大同特殊鋼株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)R,Fe,Bを基本成分とする希土 類−鉄系合金を素材とし、熱間加工によって磁気的に異
    方化された永久磁石であって、異方性方向の結晶粒の長
    さと反異方性方向の結晶粒の長さとの比が1.2〜0.
    7の範囲にあり、次式 異方化率(%)=異方性方向の残留磁束密度/直交する
    三方向の残留磁束密度の和×100で表わされる異方化
    率が50%以上であることを特徴とする異方性永久磁石
JP63292634A 1988-11-18 1988-11-18 異方性永久磁石 Pending JPH02138706A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0522177A1 (en) * 1991-01-28 1993-01-13 Mitsubishi Materials Corporation Anisotropic Rare Earth Magnet
JP2005064096A (ja) * 2003-08-08 2005-03-10 Neomax Co Ltd 希土類急冷磁石合金の製造方法および急冷装置
US10090103B2 (en) 2014-10-09 2018-10-02 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing rare-earth magnets
US10438742B2 (en) 2014-08-28 2019-10-08 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Manufacturing method of rare-earth magnet

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