JPH0316763B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0316763B2 JPH0316763B2 JP58037897A JP3789783A JPH0316763B2 JP H0316763 B2 JPH0316763 B2 JP H0316763B2 JP 58037897 A JP58037897 A JP 58037897A JP 3789783 A JP3789783 A JP 3789783A JP H0316763 B2 JPH0316763 B2 JP H0316763B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- less
- permanent magnets
- present
- permanent magnet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 60
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052692 Dysprosium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052689 Holmium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052771 Terbium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 43
- 239000000463 material Substances 0.000 description 35
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 description 31
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 15
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 13
- 229910001047 Hard ferrite Inorganic materials 0.000 description 12
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 11
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 9
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 8
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 8
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 6
- 229910002058 ternary alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 4
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 3
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 3
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000758 Br alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical group [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910020674 Co—B Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000722 Didymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000224487 Didymium Species 0.000 description 1
- 229910052691 Erbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052693 Europium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052765 Lutetium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052775 Thulium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052769 Ytterbium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000012776 electronic material Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910000939 field's metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C1/00—Making non-ferrous alloys
- C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
- C22C1/0441—Alloys based on intermetallic compounds of the type rare earth - Co, Ni
-
- 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
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
-
- 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
- H01F1/057—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
- H01F1/0575—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 pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0577—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 pressed, sintered or bonded together sintered
-
- 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
- H01F1/06—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 in the form of particles, e.g. powder
- H01F1/08—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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
- H01F1/086—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 in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together sintered
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明はFe、希土類元素を主体とする永久磁
石用合金、特にCo置換Fe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁
石用合金に関する。 従来から強磁性合金の一つとして永久磁石材料
が知られている。永久磁石材料は一般家庭の各種
電気製品から、大型コンピユータの周辺端末機ま
で、幅広い分野で使われるきわめて重要な電気・
電子材料の一つである。近年の電気、電子機器の
小型化、高効率化の要求にともない、永久磁石材
料はますます高性能化が求められるようになつ
た。 現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、ハー
ドフエライトおよび希土類コバルト系磁石材料で
ある。最近のコバルトの原料事情の不安定化にと
もない、コバルトを20〜30重量％含むアルニコ磁
石材料の需要は減り、鉄の酸化物を主成分とする
安価なハードフエライトが磁石材料の主流を占め
るようになつた。一方、希土類コバルト系磁石材
料はコバルトを50〜65重量％も含むうえ、希土類
鉱石中にあまり含まれていないSmを使用するた
め大変高価であるが、他の磁石材料に比べて、磁
気特性が格段に高いため、主として小型で、付加
価値の高い磁気回路に多く使われるようになつ
た。 希土類を用いた磁石材料がもつと広い分野で安
価に、かつ多量に使われるようになるためには、
高価なコバルトを含まず、かつ希土類金属とし
て、鉱石中に多量に含まれている軽希土類を主成
分とすることが必要である。このような永久磁石
材料の一つの試みとして、RFe2系化合物（ただ
しＲは希土類元素を示す記号）が検討された。ク
ロート（J.J.Croat）はPr0.4Fe0.6の超急冷リボン
が295KにてHc＝2.8kOeの保磁力を示すことを報
告している（J.J.Croat Appl.Phys.Lett.37（12）
15 December 1980，1096〜1098頁）。その後
Nd0.4Fe0.6の超急冷リボンにおいても295Kにて
Hc＝7.45kOeの保磁力を示すことを報告してい
る（J.J.Croat Appl.Phys.Lett.39（４）15
August 1981，357〜358頁）。しかし、これらの
超急冷リボンは、いずれも（BH）maxが低い
（4MGOe未満）。 さらに、クーン（N.C.Koon）等は（Fe0.
82La0.18）0.9Tb0.05La0.05の超急冷アモルフアスリ
ボンを627℃で焼鈍すると、Hc＝9kOeにも達す
ることを見い出した（Br＝5kG）。但し、この場
合、磁化曲線の角形性が悪いため（BH）maxは
低い（N.C.Koon他、Appl.Phys.Lett.39（10），
1981，840〜842頁）。 また、カバコフ（L.Kabacoff）等は（Fe0.8B0.
2）1-xPrx（ｘ＝０〜0.3原子比）の組成の超急冷ア
モルフアスリボンを作製し、その非晶質合金が
50e程度のHcを有することを報告している。（L.
Kabakoff他：J.Appl.Phys.53（３）March 1982，
2255〜2257頁）。 以上に示す超急冷リボンのほとんどが希土類と
しては軽希土類を主成分とするものであるが、い
ずれも従来から慣用される永久磁石材料と比べて
（BH）maxが低く、実用永久磁石材料として使
用することは困難であつた。また、これらの超急
冷リボンはそれ自体として一般のスピーカやモー
タ等に使用可能な実用永久磁石（体）ではなく、
これらのリボンから任意の形状・寸法を有する実
用永久磁石を得ることができなかつた。 本発明は、このような要請に応えるべき新規な
実用永久磁石用合金、即ち、実用上良好な磁気特
性を備え、任意の形状・実用寸法に成形できるも
の、特に磁気異方性永久磁石材料として有用なも
の、を提供することを基本目的とする。また本発
明は、特に、Feを主体とし、Ｒとして資源的に
豊富な軽希土類元素を有効に使用できるものを得
ることを目的とする。 このような永久磁石用合金として、本発明者
は、先に、Nd，Prを中心とする特定の希土類元
素とFeとＢとを特定比をもつて必須とする強磁
性合金、特に磁気異方性ないし磁界中配向能力を
有する、全く新しい種類の実用強磁性合金を開発
し、本願と同一出願人により出願した（特願昭57
−145072）。尚、このFe−Ｂ−Ｒ三元系合金にお
いてボロン（Ｂ）は、従来の、例えば非晶質合金
作成時の非晶質促進元素又は粉末冶金法における
焼結促進元素として添加されるものではなく、
Fe−Ｂ−Ｒ三元系合金のベースとなる室温以上
で磁気的に安定で高い磁気異方性を有するSm−
Fe−Ｂ三元化合物の必須構成元素である。この
合金は実用上十分に高いキユリー温度（約300℃
以上）を有する。 上述のFe−Ｂ−Ｒ系三元系強磁性合金は必ず
しもCoを含む必要がなく、またＲとしては資源
的に豊富なNd，Prを主体とする軽希土類を用い
ることができ、必ずしもSmを必要とせず或いは
Smを主体とする必要もないので原料が安価であ
り、きわめて有用である。しかも、この強磁性合
金を用いて得られるFe−Ｂ−Ｒ系磁気異方性焼
結永久磁石の磁気特性はハードフエライト磁石以
上の特性を有し（保磁力iHc≧1kOe、残留磁束
密度Br≧4kG、最大エネルギ積（BH）max≧
4MGOe）特に好ましい組成範囲においては希土
類コバルト磁石と同等以上の極めて高いエネルギ
積を示すことができる。 このようにFe−Ｂ−Ｒ三元系永久磁石用合金
は磁気異方性に基づく高磁気特性、任意成形性、
資源的により豊富な原料を用いることができる等
の点で高いコストパフオーマンスを有し、Sm−
Co磁石材料にも代わり得る工業上極めて有用な
ものであるが、一方、このFe−Ｂ−Ｒ−三元系
永久磁石用合金のキユリー点（温度）は、特願昭
59−246897に開示の通り一般に300℃前後、最高
370℃である。このキユリー点は、従来のアルニ
コ系ないしＲ−Co系の永久磁石材料の約800℃の
キユリー点と比べてかなり低いものである。 従つて、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石（材料）は、
従来のアルニコ系やＲ−Co系磁石（材料）に比
して磁気特性の温度依存性が大であり、高温にお
いては磁気特性の低下が生ずる。本発明者の研究
の結果によれば、Fe−Ｂ−Ｒ系焼結磁石（材料）
は約100℃以上の温度で使用するとその温度特性
が劣化するため、約70℃以下の通常の温度範囲で
使用することが適当であることが判明した。 この様に永久磁石材料にとつて磁気特性の温度
依存性が大きい、即ちキユリー点が低いことはそ
の使用範囲が狭められることとなり、Fe−Ｂ−
Ｒ系永久磁石材料を広範囲の用途に使用するため
にはキユリー点を上昇せしめ、温度特性を改善す
ることが必要であつた。 本発明は、かかるFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石用合
金において、その温度特性を改良しより実用的な
ものを提供することを併せて目的とする。 この観点から、本願と同一出願人はFe−Ｂ−
Ｒ系合金の温度特性を改善したFe−Co−Ｂ−Ｒ
系合金を開発し、出願した（特願昭57−166663）。 本発明は、かかる状況下、本発明者等の開発し
たこれらの新規な永久磁石用合金について前述し
た目的を達成するためにさらに実験的努力を進め
た結果、Fe−Co−Ｒ−Ｂ系合金において、さら
に他の少量元素Ｘ（Cu，Ｐ，Ｃ，Ｓの１種以上）
を含有してもその含有量を所定値以下に限定する
ことにより、ハードフエライトと同等以上の磁気
特性を実用でき、実用上十分に高いキユリー点を
有し、しかも実用的な原料、製造工程により製造
可能であるさらに新規な永久磁石用合金が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至つたもの
である。即ち、本発明の永久磁石用合金は次の通
りである。 本願の第１発明： 原子百分比でＲ（ＲはNd，Prの一種又は二種）
８〜30％、B2〜28％、下記所定％以下（０％を
除く）の元素Ｘの一種又は二種以上（但し元素Ｘ
が二種以上のときは、Ｘ合量は4.0％以下）、及び
残部実質的にFeからなるFe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久
磁石用合金であつて、前記Feの一部を全組成に
対して50％以下（０％を除く）のCoで置換した
ことを特徴とする永久磁石用合金； Cu 3.5％， Ｓ 2.0％， Ｃ 4.0％，及びＰ 3.5％。 本願の第２発明： 原子百分比でＲ（ＲはNd，Pr，Dy，Ho，Tb，
La，Ce，Gd，Ｙのうち少なくとも一種で、かつ
Ｒの50％以上がNdとPrの一種又は二種）８〜30
％、B2〜28％、下記所定％以下（０％を除く）
の元素Ｘの一種又は二種以上（但し元素Ｘが二種
以上のときは、Ｘ合量は4.0％以下）、及び残部実
質的にFeからなるFe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用
合金であつて、前記Feの一部を全組成に対して
50％以下（０％を除く）のCoで置換したことを
特徴とする永久磁石用合金； Cu 3.5％， Ｓ 2.0％， Ｃ 4.0％，及びＰ 3.5％。 本発明においては前記Fe−Ｂ−Ｒ三元系磁石
用合金の主成分たるFeの一部をCoで置換するこ
とにより、生成合金のキユリー点を上昇せしめ、
温度特性を改善することができる。本発明者等の
研究の結果によれば、前述のFe−Ｂ−Ｒ系磁石
は約100℃以上の温度で使用するとその温度特性
が劣化するため、約70℃以下の通常の温度範囲で
使用することが適当である。そのため、各種の実
験及び検討の結果、FeのCoによる置換がFe−Ｂ
−Ｒ系永久磁石の温度特性の改善に有効である。 一般に、Fe合金へのCoの添加の際、Co添加量
の増大に従いキユリー点（Tc）が上昇するもの
と下降するものと両方が認められている。そのた
め、FeをCoで置換することは、一般的には複雑
な結果を生来し、その結果の予測は困難である。
例えば、RFe3化合物のFeをCoで置換して行く
と、Co量の増大に伴いTcはまず上昇するが、Fe
を1/2置換したＲ（Fe0.5Co0.5）3付近で極大に達し、
その後低下してしまう。またFe2B合金の場合に
は、FeのCoによる置換によりTcは単調に低下す
る。 Fe−Ｂ−Ｒ系におけるFeのCoによる置換にお
いては、第１図に示す通り、Co置換量の増大に
伴いTcは徐々に増大し、Ｒの種類によらず同様
な傾向が確認される。Coの置換量はわずか（例
えば0.1〜１原子％）でもTc増大に有効であり、
第１図として例示する系（77−ｋ）Fe−kCo−
8B−15Ndにおいて明らかな通り、置換量ｋの調
整により400〜800℃の任意のTcをもつ合金が得
られる。少量元素Ｘの含有はキユリー点に対して
特別の影響を与えず、第１図に示すFe−Ｂ−Ｒ
三元系に対するCoの効果は、基本的にFe−Ｂ−
Ｒ−Ｘ系に対しても妥当する。なおFeは少くと
も42％以上とすることが好ましい。 少量元素ＸのCu，Ｓ，Ｃ，Ｐ等は、工業的に
Fe−Co−Ｂ−Ｒ系磁石を製造する場合原料、製
造工程等の起因して含有されることが多々ある。
例えば、FeBを原料に用いた場合Ｓ，Ｐが含有さ
れることが多く、Ｃは粉末冶金プロセスにおける
有機バインダ（成形助剤）の残滓として含有され
ることが多い。これらの少量元素Ｘの影響は、本
発明により、第２図に示す通りその含有量の増大
に伴なつて残留磁束密度Brが低下する傾向を示
すことが認められた。その結果、原子百分比（以
下他に明記ない場合同じ）にてCu3.5％以下、
S2.0％以下、C4.0％以下、P3.5％以下且つCu，
Ｓ，Ｐ，Ｃ合計で４％以下においてハードフエラ
イト（Br約4kG）と同等以上の特性が得られる。
なお、ＸとしてＳ，Ｃ，Cuの二種以上を含む場
合のBr特性は、夫々単独の場合の特性を成分比
に応じて合成したものになる。 なお、Ｘとして、Cuは純度の低い安価な原料
鉄中に多量に含まれておりこれを用いることが出
来る点で有用である。 かくて本発明はFe−Ｂ−Ｒ三元系合金におい
て更に、Feの一部をCoで置換すると共に特定の
少量元素Ｘを含有したものであつて、（Fe，Co）
−Ｂ−Ｒ化合物をベースとした新規なFe−Co−
Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合金を提供するものであ
る。Fe−Ｂ−Ｒ三元系合金と同様に本発明のFe
−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合金も高い異方
性磁界を示し磁界中配向能力を有するので、特に
異方性磁石用材料として有用である。また、減磁
曲線は高い角形性を示す。 本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合
金において、Ｒ，Ｂの組成範囲は、Fe−Ｂ−Ｒ
三元系合金の組成と基本的に同じ範囲（８〜30％
Ｒ、２〜28％Ｂ）を有する。即ち、異方性焼結磁
石として、Ｂは２％未満では保磁力iHcは1kOe
以上が得られず又Ｂは28％をこえるとハードフエ
ライトの残留磁束密度Br約4kG以上にすること
はできない。R8％未満では保磁力を1kOe以上と
することができずまたＲは30％をこえると燃えや
すく工業的取扱い、製造上困難となり、且つ製品
コストの上昇を招来するので好ましくない。この
Ｂ，Ｒ範囲において異方性焼結体磁石の最大エネ
ルギ積（BH）maxはハードフエライト（〜
4MGOe程度）と同等以上になる。 本発明においてはCoを含有することによりFe
−Ｂ−Ｒ系合金の温度特性を実質的に従来のアル
ニコ磁石材料、Ｒ−Co系磁石材料と同等程度に
改善する上さらにその他の利点を保持する。 即ち、希土類元素Ｒとして資源的に豊富な軽希
土類即ちNd，Prを主体とする軽希土類を用いる
ことができ、必ずしもSmを必要とせず或いはSm
を主体とする必要もないので、従来のＲ−Co磁
石材料と比較すると、資源的、価格的いずれの点
においても有利であり、磁気特性の上からもさら
に優れたものが得られる。また、本発明のFe−
Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合金はCoを含有し
ないFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石用合金と比較して、
磁気異方性焼結体永久磁石にした場合、Brはほ
ぼ同程度、iHcは同等或いは少し低いがCo置換に
より角形性が改善されるため、かなりの範囲で
（BH）maxは同等か或いはそれ以上とすること
が可能である。さらに、CoはFeに比べて耐食性
を有するので、Fe−Ｂ−Ｒ系合金と比較してCo
を添加することにより耐食性を付与することも可
能となる。更に、実施例から明らかな通り、本発
明の合金は磁界中配向能力を有する。 本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系合金を用いて、
先に出願したFe−Ｂ−Ｒ系合金と同様に実用永
久磁石を製造できる。例えば、合金を溶成、冷
却、例えば鋳造し生成合金を粉末化した後、成形
焼結することにより適当なミクロ組織を形成する
ことによつて、最も効果的に実用高性能永久磁石
を得ることができる。 本発明の永久磁石用合金はＲとしては資源的に
豊富な軽希土類を用いることができ、必ずしも
Smを必要とせず或いはSmを主体とする必要もな
いので原料が安価であり、きわめて有用である。 本発明の永久磁石用合金において希土類元素Ｒ
はＹを包含し、軽希土類及び重希土類を包含する
希土類元素であり、そのうち一種以上を用いる。
即ちこのＲとしては、Nd，Pr，La，Ce，Tb，
Dy，Ho，Er，Eu，Sm，Gd，Pm，Tm，Yb，
Lu及びＹが包含される。Ｒとしては、通常Nd，
Prの一種又は二種をもつて足りるが、これら
Nd，PrをＲの50％以上として他のDy，Ho，
Tb，La，Ce，Gd，Ｙのうち少なくとも一種を
混合して用いることができる。実用上は二種以上
の混合物（ミツシユメタル、ジジム等）を入手上
の便宜等の理由により用いることができる。な
お、このＲは純希土類元素でなくともよく、工業
上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物（他の
希土類元素、Ca，Mg，Fe，Ti，Ｃ，Ｏ等）を
含有するもので差支えない。このようにＲとして
は工業上入手し易いものを主体として用いること
ができる点で本発明は極めて有利である。 Ｂ（ホウ素）としては、純ボロン又はフエロボ
ロンを用いることができ、不純物としてAl，Si，
Ｃ等を含むものも用いることができる。 本発明の永久磁石用合金の組成範囲の限定理由
は後述する実施例によつて詳細に説明するが、特
に本発明を最も効果的に用いた場合、すなわち、
磁気異方性焼結永久磁石として用いた場合にハー
ドフエライトと同等以上の磁気特性を得ることが
可能な組成範囲を選定した。即ち、本発明の永久
磁石用合金は、既述の８〜30％Ｒ、２〜28％Ｂ、
Ｘ所定％以下、Co50％以下、残部Fe（原子百分
率）において、保磁力iHc≧1kOe、残留磁束密
度Br≧4kGの磁気特性を示し、最大エネルギ積
（BH）maxはハードフエライト（〜4MGOe程
度）と同等以上の異方性焼結永久磁石とすること
ができる。 Nd，PrをＲの主成分（即ち全Ｒ中Nd，Prの
一種以上が50原子％以上）とし、11〜24％Ｒ、３
〜27％Ｂ、X2.5％以下（Cu2.0％以下、S1.5％以
下、C2.5％以下、P2.0％以下）、Co50％以下、残
部Feの組成は、異方性焼結体としたとき最大エ
ネルギ積（BH）max≧5MGOeを示し、好まし
い範囲である。なおFeは約50％以上とすること
が好ましい。 もつとも好ましくは、Nd，PrをＲの主成分
（同上）とし、12〜20％Ｒ、４〜24％Ｂ、X2.0％
以下（S1.0％以下、C2.0％以下、P1.5％以下、
Cu1.0％以下）、Co20％以下、残部Feの組成であ
り、最大エネルギ積（BH）max≧10MGOeを示
し、（BH）maxは最高25MGOe以上に達する。 本発明の合金を用いてなる永久磁石は、良好な
角形性を示し（第３図参照）、既述の通り好まし
い範囲内においては、希土類コバルト磁石に匹敵
する高い磁気特性を示すものである。 本発明の上記少量元素Ｘのうち、Ｐ，Ｓについ
ては、焼結時の焼結温度を下げる効果があつて焼
結が容易となり、本発明の範囲内での含有によ
り、ハードフエライト以上の磁気特性が確保され
有利である。Ｃの含有は粉末冶金法で一般的に用
いられる有機バインダからのカーボンが完全に焼
失しなくてもよいので製造工程上有利である。 さらに、本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久
磁石用合金においてはTi4.5％以下、Ni8％以下、
Bi5％以下、V9.5％以下、Nb12.5％以下、Ta10.5
％以下、Cr8.5％以下、Mo9.5％以下、W9.5％以
下、Mn8％以下、Al9.5％以下、Sb2.5％以下、
Ge7％以下、Sn3.5％以下、Zr5.5％以下及び
Hf5.5％以下の少くとも１種以上を含有してもよ
い。より高いiHcを有する永久磁石材料を提供し
得るものを包含し、苛酷な環境下で使用される永
久磁石材料として特に好適である。本発明の永久
磁石用合金は、Fe，Co，Ｂ，Ｒ，Ｘの外、Ca，
Mg，Ｏ，Si等工業的に製造上不可避な不純物の
存在を許容できる。これらの不純物は、原料或い
は製造工程から混入することが多く、合計５％以
下とすることが好ましい。 このように上記少量元素Ｘの所定の含有は、純
度の低い原料の使用を可能とし、かつ安価に製造
可能とするので工業上極めて有利であり、少量元
素Ｘの制御によつて、Fe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系の
高残留磁化、高保磁力、高エネルギ積を有する磁
気異方性焼結体永久磁石が安定した品質をもつて
提供される。 以上、本発明はFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁
石用合金で高残留磁化、高保磁力、高エネルギ積
を有し、かつ、残留磁化の温度特性のすぐれた磁
気異方性焼結体永久磁石を実現したもので、工業
的にきわめて高い価値をもつものである。 以下本発明の態様及び効果について、実施例に
従つて説明する。但し実施例及び記載の態様は、
本発明をこれらに限定するものではない。 実施例 原料として、下記のものを用い、永久磁石用合
金の原子組成が第１，２表になるように原料を秤
量した後、高周波誘導炉により溶成し、水冷銅鋳
型で鋳造して種々のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系合金
（１Kgインゴツト）等を得た。次にこれをスタン
プミルにより35メツシユスルーまで粗粉砕しさら
にボールミルにより３時間磁界中配向可能な結晶
粒子（１〜30μm）に微粉砕した。 Fe：純度99.9重量％以上の電解鉄 Co：純度99.9重量％以上の電解コバルト Ｂ：フエロボロン合金（B19.4重量％含有）及
び純度99重量％の純ボロン Ｒ：純度99.7重量％以上 Ｓ：99重量％以上 Ｐ：フエロＰ（P26.7重量％含有） Ｃ：99重量％以上 Cu：純度99.9重量％以上の電解Cu この合金粉末を約10KOeの磁界中で配向し
1.5Ton／cm2の圧力で成形したのち1000℃〜1200
℃の不活性ガス雰囲気中または真空中で１〜２時
間焼結し、放冷を行つた。こうして得られた永久
磁石試料について、iHc，Br，（BH）maxを
夫々測定し、そのうち代表的な試料についての結
果を第１〜２表に示す。第１，２表において試料
No.１〜33は本発明例であり、＊で示した試料No.34
〜35は参考例である。なお、前記永久磁石試料の
作成工程において微粉砕後の合金（粉末状態）で
の特性を調べたところ、iHc 1kOe以上の高い値
を示していた。
石用合金、特にCo置換Fe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁
石用合金に関する。 従来から強磁性合金の一つとして永久磁石材料
が知られている。永久磁石材料は一般家庭の各種
電気製品から、大型コンピユータの周辺端末機ま
で、幅広い分野で使われるきわめて重要な電気・
電子材料の一つである。近年の電気、電子機器の
小型化、高効率化の要求にともない、永久磁石材
料はますます高性能化が求められるようになつ
た。 現在の代表的な永久磁石材料はアルニコ、ハー
ドフエライトおよび希土類コバルト系磁石材料で
ある。最近のコバルトの原料事情の不安定化にと
もない、コバルトを20〜30重量％含むアルニコ磁
石材料の需要は減り、鉄の酸化物を主成分とする
安価なハードフエライトが磁石材料の主流を占め
るようになつた。一方、希土類コバルト系磁石材
料はコバルトを50〜65重量％も含むうえ、希土類
鉱石中にあまり含まれていないSmを使用するた
め大変高価であるが、他の磁石材料に比べて、磁
気特性が格段に高いため、主として小型で、付加
価値の高い磁気回路に多く使われるようになつ
た。 希土類を用いた磁石材料がもつと広い分野で安
価に、かつ多量に使われるようになるためには、
高価なコバルトを含まず、かつ希土類金属とし
て、鉱石中に多量に含まれている軽希土類を主成
分とすることが必要である。このような永久磁石
材料の一つの試みとして、RFe2系化合物（ただ
しＲは希土類元素を示す記号）が検討された。ク
ロート（J.J.Croat）はPr0.4Fe0.6の超急冷リボン
が295KにてHc＝2.8kOeの保磁力を示すことを報
告している（J.J.Croat Appl.Phys.Lett.37（12）
15 December 1980，1096〜1098頁）。その後
Nd0.4Fe0.6の超急冷リボンにおいても295Kにて
Hc＝7.45kOeの保磁力を示すことを報告してい
る（J.J.Croat Appl.Phys.Lett.39（４）15
August 1981，357〜358頁）。しかし、これらの
超急冷リボンは、いずれも（BH）maxが低い
（4MGOe未満）。 さらに、クーン（N.C.Koon）等は（Fe0.
82La0.18）0.9Tb0.05La0.05の超急冷アモルフアスリ
ボンを627℃で焼鈍すると、Hc＝9kOeにも達す
ることを見い出した（Br＝5kG）。但し、この場
合、磁化曲線の角形性が悪いため（BH）maxは
低い（N.C.Koon他、Appl.Phys.Lett.39（10），
1981，840〜842頁）。 また、カバコフ（L.Kabacoff）等は（Fe0.8B0.
2）1-xPrx（ｘ＝０〜0.3原子比）の組成の超急冷ア
モルフアスリボンを作製し、その非晶質合金が
50e程度のHcを有することを報告している。（L.
Kabakoff他：J.Appl.Phys.53（３）March 1982，
2255〜2257頁）。 以上に示す超急冷リボンのほとんどが希土類と
しては軽希土類を主成分とするものであるが、い
ずれも従来から慣用される永久磁石材料と比べて
（BH）maxが低く、実用永久磁石材料として使
用することは困難であつた。また、これらの超急
冷リボンはそれ自体として一般のスピーカやモー
タ等に使用可能な実用永久磁石（体）ではなく、
これらのリボンから任意の形状・寸法を有する実
用永久磁石を得ることができなかつた。 本発明は、このような要請に応えるべき新規な
実用永久磁石用合金、即ち、実用上良好な磁気特
性を備え、任意の形状・実用寸法に成形できるも
の、特に磁気異方性永久磁石材料として有用なも
の、を提供することを基本目的とする。また本発
明は、特に、Feを主体とし、Ｒとして資源的に
豊富な軽希土類元素を有効に使用できるものを得
ることを目的とする。 このような永久磁石用合金として、本発明者
は、先に、Nd，Prを中心とする特定の希土類元
素とFeとＢとを特定比をもつて必須とする強磁
性合金、特に磁気異方性ないし磁界中配向能力を
有する、全く新しい種類の実用強磁性合金を開発
し、本願と同一出願人により出願した（特願昭57
−145072）。尚、このFe−Ｂ−Ｒ三元系合金にお
いてボロン（Ｂ）は、従来の、例えば非晶質合金
作成時の非晶質促進元素又は粉末冶金法における
焼結促進元素として添加されるものではなく、
Fe−Ｂ−Ｒ三元系合金のベースとなる室温以上
で磁気的に安定で高い磁気異方性を有するSm−
Fe−Ｂ三元化合物の必須構成元素である。この
合金は実用上十分に高いキユリー温度（約300℃
以上）を有する。 上述のFe−Ｂ−Ｒ系三元系強磁性合金は必ず
しもCoを含む必要がなく、またＲとしては資源
的に豊富なNd，Prを主体とする軽希土類を用い
ることができ、必ずしもSmを必要とせず或いは
Smを主体とする必要もないので原料が安価であ
り、きわめて有用である。しかも、この強磁性合
金を用いて得られるFe−Ｂ−Ｒ系磁気異方性焼
結永久磁石の磁気特性はハードフエライト磁石以
上の特性を有し（保磁力iHc≧1kOe、残留磁束
密度Br≧4kG、最大エネルギ積（BH）max≧
4MGOe）特に好ましい組成範囲においては希土
類コバルト磁石と同等以上の極めて高いエネルギ
積を示すことができる。 このようにFe−Ｂ−Ｒ三元系永久磁石用合金
は磁気異方性に基づく高磁気特性、任意成形性、
資源的により豊富な原料を用いることができる等
の点で高いコストパフオーマンスを有し、Sm−
Co磁石材料にも代わり得る工業上極めて有用な
ものであるが、一方、このFe−Ｂ−Ｒ−三元系
永久磁石用合金のキユリー点（温度）は、特願昭
59−246897に開示の通り一般に300℃前後、最高
370℃である。このキユリー点は、従来のアルニ
コ系ないしＲ−Co系の永久磁石材料の約800℃の
キユリー点と比べてかなり低いものである。 従つて、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石（材料）は、
従来のアルニコ系やＲ−Co系磁石（材料）に比
して磁気特性の温度依存性が大であり、高温にお
いては磁気特性の低下が生ずる。本発明者の研究
の結果によれば、Fe−Ｂ−Ｒ系焼結磁石（材料）
は約100℃以上の温度で使用するとその温度特性
が劣化するため、約70℃以下の通常の温度範囲で
使用することが適当であることが判明した。 この様に永久磁石材料にとつて磁気特性の温度
依存性が大きい、即ちキユリー点が低いことはそ
の使用範囲が狭められることとなり、Fe−Ｂ−
Ｒ系永久磁石材料を広範囲の用途に使用するため
にはキユリー点を上昇せしめ、温度特性を改善す
ることが必要であつた。 本発明は、かかるFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石用合
金において、その温度特性を改良しより実用的な
ものを提供することを併せて目的とする。 この観点から、本願と同一出願人はFe−Ｂ−
Ｒ系合金の温度特性を改善したFe−Co−Ｂ−Ｒ
系合金を開発し、出願した（特願昭57−166663）。 本発明は、かかる状況下、本発明者等の開発し
たこれらの新規な永久磁石用合金について前述し
た目的を達成するためにさらに実験的努力を進め
た結果、Fe−Co−Ｒ−Ｂ系合金において、さら
に他の少量元素Ｘ（Cu，Ｐ，Ｃ，Ｓの１種以上）
を含有してもその含有量を所定値以下に限定する
ことにより、ハードフエライトと同等以上の磁気
特性を実用でき、実用上十分に高いキユリー点を
有し、しかも実用的な原料、製造工程により製造
可能であるさらに新規な永久磁石用合金が得られ
ることを見出し、本発明を完成するに至つたもの
である。即ち、本発明の永久磁石用合金は次の通
りである。 本願の第１発明： 原子百分比でＲ（ＲはNd，Prの一種又は二種）
８〜30％、B2〜28％、下記所定％以下（０％を
除く）の元素Ｘの一種又は二種以上（但し元素Ｘ
が二種以上のときは、Ｘ合量は4.0％以下）、及び
残部実質的にFeからなるFe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久
磁石用合金であつて、前記Feの一部を全組成に
対して50％以下（０％を除く）のCoで置換した
ことを特徴とする永久磁石用合金； Cu 3.5％， Ｓ 2.0％， Ｃ 4.0％，及びＰ 3.5％。 本願の第２発明： 原子百分比でＲ（ＲはNd，Pr，Dy，Ho，Tb，
La，Ce，Gd，Ｙのうち少なくとも一種で、かつ
Ｒの50％以上がNdとPrの一種又は二種）８〜30
％、B2〜28％、下記所定％以下（０％を除く）
の元素Ｘの一種又は二種以上（但し元素Ｘが二種
以上のときは、Ｘ合量は4.0％以下）、及び残部実
質的にFeからなるFe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用
合金であつて、前記Feの一部を全組成に対して
50％以下（０％を除く）のCoで置換したことを
特徴とする永久磁石用合金； Cu 3.5％， Ｓ 2.0％， Ｃ 4.0％，及びＰ 3.5％。 本発明においては前記Fe−Ｂ−Ｒ三元系磁石
用合金の主成分たるFeの一部をCoで置換するこ
とにより、生成合金のキユリー点を上昇せしめ、
温度特性を改善することができる。本発明者等の
研究の結果によれば、前述のFe−Ｂ−Ｒ系磁石
は約100℃以上の温度で使用するとその温度特性
が劣化するため、約70℃以下の通常の温度範囲で
使用することが適当である。そのため、各種の実
験及び検討の結果、FeのCoによる置換がFe−Ｂ
−Ｒ系永久磁石の温度特性の改善に有効である。 一般に、Fe合金へのCoの添加の際、Co添加量
の増大に従いキユリー点（Tc）が上昇するもの
と下降するものと両方が認められている。そのた
め、FeをCoで置換することは、一般的には複雑
な結果を生来し、その結果の予測は困難である。
例えば、RFe3化合物のFeをCoで置換して行く
と、Co量の増大に伴いTcはまず上昇するが、Fe
を1/2置換したＲ（Fe0.5Co0.5）3付近で極大に達し、
その後低下してしまう。またFe2B合金の場合に
は、FeのCoによる置換によりTcは単調に低下す
る。 Fe−Ｂ−Ｒ系におけるFeのCoによる置換にお
いては、第１図に示す通り、Co置換量の増大に
伴いTcは徐々に増大し、Ｒの種類によらず同様
な傾向が確認される。Coの置換量はわずか（例
えば0.1〜１原子％）でもTc増大に有効であり、
第１図として例示する系（77−ｋ）Fe−kCo−
8B−15Ndにおいて明らかな通り、置換量ｋの調
整により400〜800℃の任意のTcをもつ合金が得
られる。少量元素Ｘの含有はキユリー点に対して
特別の影響を与えず、第１図に示すFe−Ｂ−Ｒ
三元系に対するCoの効果は、基本的にFe−Ｂ−
Ｒ−Ｘ系に対しても妥当する。なおFeは少くと
も42％以上とすることが好ましい。 少量元素ＸのCu，Ｓ，Ｃ，Ｐ等は、工業的に
Fe−Co−Ｂ−Ｒ系磁石を製造する場合原料、製
造工程等の起因して含有されることが多々ある。
例えば、FeBを原料に用いた場合Ｓ，Ｐが含有さ
れることが多く、Ｃは粉末冶金プロセスにおける
有機バインダ（成形助剤）の残滓として含有され
ることが多い。これらの少量元素Ｘの影響は、本
発明により、第２図に示す通りその含有量の増大
に伴なつて残留磁束密度Brが低下する傾向を示
すことが認められた。その結果、原子百分比（以
下他に明記ない場合同じ）にてCu3.5％以下、
S2.0％以下、C4.0％以下、P3.5％以下且つCu，
Ｓ，Ｐ，Ｃ合計で４％以下においてハードフエラ
イト（Br約4kG）と同等以上の特性が得られる。
なお、ＸとしてＳ，Ｃ，Cuの二種以上を含む場
合のBr特性は、夫々単独の場合の特性を成分比
に応じて合成したものになる。 なお、Ｘとして、Cuは純度の低い安価な原料
鉄中に多量に含まれておりこれを用いることが出
来る点で有用である。 かくて本発明はFe−Ｂ−Ｒ三元系合金におい
て更に、Feの一部をCoで置換すると共に特定の
少量元素Ｘを含有したものであつて、（Fe，Co）
−Ｂ−Ｒ化合物をベースとした新規なFe−Co−
Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合金を提供するものであ
る。Fe−Ｂ−Ｒ三元系合金と同様に本発明のFe
−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合金も高い異方
性磁界を示し磁界中配向能力を有するので、特に
異方性磁石用材料として有用である。また、減磁
曲線は高い角形性を示す。 本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合
金において、Ｒ，Ｂの組成範囲は、Fe−Ｂ−Ｒ
三元系合金の組成と基本的に同じ範囲（８〜30％
Ｒ、２〜28％Ｂ）を有する。即ち、異方性焼結磁
石として、Ｂは２％未満では保磁力iHcは1kOe
以上が得られず又Ｂは28％をこえるとハードフエ
ライトの残留磁束密度Br約4kG以上にすること
はできない。R8％未満では保磁力を1kOe以上と
することができずまたＲは30％をこえると燃えや
すく工業的取扱い、製造上困難となり、且つ製品
コストの上昇を招来するので好ましくない。この
Ｂ，Ｒ範囲において異方性焼結体磁石の最大エネ
ルギ積（BH）maxはハードフエライト（〜
4MGOe程度）と同等以上になる。 本発明においてはCoを含有することによりFe
−Ｂ−Ｒ系合金の温度特性を実質的に従来のアル
ニコ磁石材料、Ｒ−Co系磁石材料と同等程度に
改善する上さらにその他の利点を保持する。 即ち、希土類元素Ｒとして資源的に豊富な軽希
土類即ちNd，Prを主体とする軽希土類を用いる
ことができ、必ずしもSmを必要とせず或いはSm
を主体とする必要もないので、従来のＲ−Co磁
石材料と比較すると、資源的、価格的いずれの点
においても有利であり、磁気特性の上からもさら
に優れたものが得られる。また、本発明のFe−
Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁石用合金はCoを含有し
ないFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石用合金と比較して、
磁気異方性焼結体永久磁石にした場合、Brはほ
ぼ同程度、iHcは同等或いは少し低いがCo置換に
より角形性が改善されるため、かなりの範囲で
（BH）maxは同等か或いはそれ以上とすること
が可能である。さらに、CoはFeに比べて耐食性
を有するので、Fe−Ｂ−Ｒ系合金と比較してCo
を添加することにより耐食性を付与することも可
能となる。更に、実施例から明らかな通り、本発
明の合金は磁界中配向能力を有する。 本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系合金を用いて、
先に出願したFe−Ｂ−Ｒ系合金と同様に実用永
久磁石を製造できる。例えば、合金を溶成、冷
却、例えば鋳造し生成合金を粉末化した後、成形
焼結することにより適当なミクロ組織を形成する
ことによつて、最も効果的に実用高性能永久磁石
を得ることができる。 本発明の永久磁石用合金はＲとしては資源的に
豊富な軽希土類を用いることができ、必ずしも
Smを必要とせず或いはSmを主体とする必要もな
いので原料が安価であり、きわめて有用である。 本発明の永久磁石用合金において希土類元素Ｒ
はＹを包含し、軽希土類及び重希土類を包含する
希土類元素であり、そのうち一種以上を用いる。
即ちこのＲとしては、Nd，Pr，La，Ce，Tb，
Dy，Ho，Er，Eu，Sm，Gd，Pm，Tm，Yb，
Lu及びＹが包含される。Ｒとしては、通常Nd，
Prの一種又は二種をもつて足りるが、これら
Nd，PrをＲの50％以上として他のDy，Ho，
Tb，La，Ce，Gd，Ｙのうち少なくとも一種を
混合して用いることができる。実用上は二種以上
の混合物（ミツシユメタル、ジジム等）を入手上
の便宜等の理由により用いることができる。な
お、このＲは純希土類元素でなくともよく、工業
上入手可能な範囲で製造上不可避な不純物（他の
希土類元素、Ca，Mg，Fe，Ti，Ｃ，Ｏ等）を
含有するもので差支えない。このようにＲとして
は工業上入手し易いものを主体として用いること
ができる点で本発明は極めて有利である。 Ｂ（ホウ素）としては、純ボロン又はフエロボ
ロンを用いることができ、不純物としてAl，Si，
Ｃ等を含むものも用いることができる。 本発明の永久磁石用合金の組成範囲の限定理由
は後述する実施例によつて詳細に説明するが、特
に本発明を最も効果的に用いた場合、すなわち、
磁気異方性焼結永久磁石として用いた場合にハー
ドフエライトと同等以上の磁気特性を得ることが
可能な組成範囲を選定した。即ち、本発明の永久
磁石用合金は、既述の８〜30％Ｒ、２〜28％Ｂ、
Ｘ所定％以下、Co50％以下、残部Fe（原子百分
率）において、保磁力iHc≧1kOe、残留磁束密
度Br≧4kGの磁気特性を示し、最大エネルギ積
（BH）maxはハードフエライト（〜4MGOe程
度）と同等以上の異方性焼結永久磁石とすること
ができる。 Nd，PrをＲの主成分（即ち全Ｒ中Nd，Prの
一種以上が50原子％以上）とし、11〜24％Ｒ、３
〜27％Ｂ、X2.5％以下（Cu2.0％以下、S1.5％以
下、C2.5％以下、P2.0％以下）、Co50％以下、残
部Feの組成は、異方性焼結体としたとき最大エ
ネルギ積（BH）max≧5MGOeを示し、好まし
い範囲である。なおFeは約50％以上とすること
が好ましい。 もつとも好ましくは、Nd，PrをＲの主成分
（同上）とし、12〜20％Ｒ、４〜24％Ｂ、X2.0％
以下（S1.0％以下、C2.0％以下、P1.5％以下、
Cu1.0％以下）、Co20％以下、残部Feの組成であ
り、最大エネルギ積（BH）max≧10MGOeを示
し、（BH）maxは最高25MGOe以上に達する。 本発明の合金を用いてなる永久磁石は、良好な
角形性を示し（第３図参照）、既述の通り好まし
い範囲内においては、希土類コバルト磁石に匹敵
する高い磁気特性を示すものである。 本発明の上記少量元素Ｘのうち、Ｐ，Ｓについ
ては、焼結時の焼結温度を下げる効果があつて焼
結が容易となり、本発明の範囲内での含有によ
り、ハードフエライト以上の磁気特性が確保され
有利である。Ｃの含有は粉末冶金法で一般的に用
いられる有機バインダからのカーボンが完全に焼
失しなくてもよいので製造工程上有利である。 さらに、本発明のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久
磁石用合金においてはTi4.5％以下、Ni8％以下、
Bi5％以下、V9.5％以下、Nb12.5％以下、Ta10.5
％以下、Cr8.5％以下、Mo9.5％以下、W9.5％以
下、Mn8％以下、Al9.5％以下、Sb2.5％以下、
Ge7％以下、Sn3.5％以下、Zr5.5％以下及び
Hf5.5％以下の少くとも１種以上を含有してもよ
い。より高いiHcを有する永久磁石材料を提供し
得るものを包含し、苛酷な環境下で使用される永
久磁石材料として特に好適である。本発明の永久
磁石用合金は、Fe，Co，Ｂ，Ｒ，Ｘの外、Ca，
Mg，Ｏ，Si等工業的に製造上不可避な不純物の
存在を許容できる。これらの不純物は、原料或い
は製造工程から混入することが多く、合計５％以
下とすることが好ましい。 このように上記少量元素Ｘの所定の含有は、純
度の低い原料の使用を可能とし、かつ安価に製造
可能とするので工業上極めて有利であり、少量元
素Ｘの制御によつて、Fe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系の
高残留磁化、高保磁力、高エネルギ積を有する磁
気異方性焼結体永久磁石が安定した品質をもつて
提供される。 以上、本発明はFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁
石用合金で高残留磁化、高保磁力、高エネルギ積
を有し、かつ、残留磁化の温度特性のすぐれた磁
気異方性焼結体永久磁石を実現したもので、工業
的にきわめて高い価値をもつものである。 以下本発明の態様及び効果について、実施例に
従つて説明する。但し実施例及び記載の態様は、
本発明をこれらに限定するものではない。 実施例 原料として、下記のものを用い、永久磁石用合
金の原子組成が第１，２表になるように原料を秤
量した後、高周波誘導炉により溶成し、水冷銅鋳
型で鋳造して種々のFe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系合金
（１Kgインゴツト）等を得た。次にこれをスタン
プミルにより35メツシユスルーまで粗粉砕しさら
にボールミルにより３時間磁界中配向可能な結晶
粒子（１〜30μm）に微粉砕した。 Fe：純度99.9重量％以上の電解鉄 Co：純度99.9重量％以上の電解コバルト Ｂ：フエロボロン合金（B19.4重量％含有）及
び純度99重量％の純ボロン Ｒ：純度99.7重量％以上 Ｓ：99重量％以上 Ｐ：フエロＰ（P26.7重量％含有） Ｃ：99重量％以上 Cu：純度99.9重量％以上の電解Cu この合金粉末を約10KOeの磁界中で配向し
1.5Ton／cm2の圧力で成形したのち1000℃〜1200
℃の不活性ガス雰囲気中または真空中で１〜２時
間焼結し、放冷を行つた。こうして得られた永久
磁石試料について、iHc，Br，（BH）maxを
夫々測定し、そのうち代表的な試料についての結
果を第１〜２表に示す。第１，２表において試料
No.１〜33は本発明例であり、＊で示した試料No.34
〜35は参考例である。なお、前記永久磁石試料の
作成工程において微粉砕後の合金（粉末状態）で
の特性を調べたところ、iHc 1kOe以上の高い値
を示していた。
【表】
【表】
第１，２表から、Fe−Co−Ｂ−Ｒ−Ｘ系磁石
は広い組成範囲にわたつてハードフエライトと同
等の4MGOe以上、更には10MGOe以上の高いエ
ネルギ積を有していることが分る。この表には主
としてNd，Prを含む合金の例を掲載したが、他
の所定Ｒとの組合せについても本発明合金は良好
な永久磁石特性を示す。しかし、既述の通り、
NdやPrは、希土類鉱石中に比較的多量に含まれ
ており、ことにNdは大量に使用される用途がま
だ知られていないので、これらを主体として使用
できることは他の希少な希土類（Sm，Ｙ，等）
を主原料としなければならない永久磁石材料と比
較するとはるかに有利である。 さらに原子百分率でNd15原子％、B8原子％、
Co5原子％、残部Feから成る磁石合金組成におい
て配合原料を変えて、磁界合金中の少量元素Ｘ
（Ｐ，Ｃ，Ｓ，Cu）を変化させて、磁石合金中の
Ｐ，Ｃ，Ｓ，Cu量と異方性焼結体永久磁石の残
留磁束密度との関係を第２図に示す（なお、Ｘと
して二種以上含む場合には、夫々の元素の特性曲
線を合成したものとほぼ同様なBr曲線を示す。） 第１，２表、第２図よりBrはＸの増大に伴な
つて低下するが、C4％、P3.5％、S2.0％、Cu3.5
％をこえるとBrが4kG（ハードフエライトのBrに
相当）より小さくなることが分かる。 さらに好ましい範囲は、Brを6.5，８，10kG等
の段階をもつて区画することにより第１，２表及
び第２図から明らかに読むことができる。 本発明の永久磁石用合金は、そのベースとなる
Fe−Ｂ−Ｒ三元系において、８〜30％Ｒ、２〜
28％Ｂ、残部Fe（原子百分率）の全範囲におい
て、Feの一部のCo置換が有効であり、所定％以
下の元素Ｘの存在が許容されることが認められ
る。 なお第１，２表には軽希土類であるNd，Prに
ついて多数掲げてあるが希土類としては２種以上
含有しても有用であるということはいうまでもな
い。 次に、第３図に代表例として、少量元素Ｘとし
てＰ，Ｓ，Ｃ，Cuが夫々0.5原子％入つた
Nd15Fe71.5Co5B8P0.5（試料No.１）、Nd15Fe71.
5Co5B8S0.5（試料No.16）、Nd15Fe71.5Co5B8C0.5（試
料No.８）及びNd15Fe71.5Co5B8Cu0.5（試料No.23）
合金の初磁化・減磁曲線を示す。いずれも永久磁
石材料として有用な高い角形性を示している。 以上詳述の通り、本発明は、新規なFe−Co−
Ｂ−Ｒ−Ｘ系強磁性合金、即ちFeを主体とし、
またＲとしても資源的に豊富であり工業上入手し
易い希土類元素（Nd，Pr）を主体とした（Fe，
Co）−Ｂ−Ｒ化合物をベースとした永久磁石用合
金であり、特に磁気異方性永久磁石材料として有
用である。これを用いることによりハードフエラ
イト以上の磁気特性を有しかつ温度特性にも優
れ、Sm−Co系材料にも代替し得るFe−Co−Ｂ
−Ｒ−Ｘ系磁気異方性焼結永久磁石の提供も可能
としたもので、工業的に極めて高い価値をもつも
のである。特に永久磁石材料としての利点は、従
来のSm−Co系と対比するとその主成分元素の点
で極めて顕著になる。加えて、Fe−Ｂ−Ｒ三元
系合金に対比してみても、Coの含量により実用
上充分高いキユリー点を備え、少量元素Ｘの存在
を許容することによつて純度の低い原料の使用を
可能とし、かつ安価に製造可能であるため工業上
極めて有利であり実用的価値を高めることにも寄
与し得る。
は広い組成範囲にわたつてハードフエライトと同
等の4MGOe以上、更には10MGOe以上の高いエ
ネルギ積を有していることが分る。この表には主
としてNd，Prを含む合金の例を掲載したが、他
の所定Ｒとの組合せについても本発明合金は良好
な永久磁石特性を示す。しかし、既述の通り、
NdやPrは、希土類鉱石中に比較的多量に含まれ
ており、ことにNdは大量に使用される用途がま
だ知られていないので、これらを主体として使用
できることは他の希少な希土類（Sm，Ｙ，等）
を主原料としなければならない永久磁石材料と比
較するとはるかに有利である。 さらに原子百分率でNd15原子％、B8原子％、
Co5原子％、残部Feから成る磁石合金組成におい
て配合原料を変えて、磁界合金中の少量元素Ｘ
（Ｐ，Ｃ，Ｓ，Cu）を変化させて、磁石合金中の
Ｐ，Ｃ，Ｓ，Cu量と異方性焼結体永久磁石の残
留磁束密度との関係を第２図に示す（なお、Ｘと
して二種以上含む場合には、夫々の元素の特性曲
線を合成したものとほぼ同様なBr曲線を示す。） 第１，２表、第２図よりBrはＸの増大に伴な
つて低下するが、C4％、P3.5％、S2.0％、Cu3.5
％をこえるとBrが4kG（ハードフエライトのBrに
相当）より小さくなることが分かる。 さらに好ましい範囲は、Brを6.5，８，10kG等
の段階をもつて区画することにより第１，２表及
び第２図から明らかに読むことができる。 本発明の永久磁石用合金は、そのベースとなる
Fe−Ｂ−Ｒ三元系において、８〜30％Ｒ、２〜
28％Ｂ、残部Fe（原子百分率）の全範囲におい
て、Feの一部のCo置換が有効であり、所定％以
下の元素Ｘの存在が許容されることが認められ
る。 なお第１，２表には軽希土類であるNd，Prに
ついて多数掲げてあるが希土類としては２種以上
含有しても有用であるということはいうまでもな
い。 次に、第３図に代表例として、少量元素Ｘとし
てＰ，Ｓ，Ｃ，Cuが夫々0.5原子％入つた
Nd15Fe71.5Co5B8P0.5（試料No.１）、Nd15Fe71.
5Co5B8S0.5（試料No.16）、Nd15Fe71.5Co5B8C0.5（試
料No.８）及びNd15Fe71.5Co5B8Cu0.5（試料No.23）
合金の初磁化・減磁曲線を示す。いずれも永久磁
石材料として有用な高い角形性を示している。 以上詳述の通り、本発明は、新規なFe−Co−
Ｂ−Ｒ−Ｘ系強磁性合金、即ちFeを主体とし、
またＲとしても資源的に豊富であり工業上入手し
易い希土類元素（Nd，Pr）を主体とした（Fe，
Co）−Ｂ−Ｒ化合物をベースとした永久磁石用合
金であり、特に磁気異方性永久磁石材料として有
用である。これを用いることによりハードフエラ
イト以上の磁気特性を有しかつ温度特性にも優
れ、Sm−Co系材料にも代替し得るFe−Co−Ｂ
−Ｒ−Ｘ系磁気異方性焼結永久磁石の提供も可能
としたもので、工業的に極めて高い価値をもつも
のである。特に永久磁石材料としての利点は、従
来のSm−Co系と対比するとその主成分元素の点
で極めて顕著になる。加えて、Fe−Ｂ−Ｒ三元
系合金に対比してみても、Coの含量により実用
上充分高いキユリー点を備え、少量元素Ｘの存在
を許容することによつて純度の低い原料の使用を
可能とし、かつ安価に製造可能であるため工業上
極めて有利であり実用的価値を高めることにも寄
与し得る。
第１図は、（77−ｋ）Fe−kCo−8B−15Ndに
おいてCoの原子百分比Ｘとキユリー点Tcとの関
係を示すグラフ、第２図は、本発明の実施例
Nd15Fe72-aCo5B8Xa系の合金から成る異方性焼結
体についてＸの原子百分率ａ（横軸）に対する残
留磁化Br（縦軸kG）の変化を示すグラフ、第３
図は本発明の代表的な実施例の試料No.１，９，16
及び23についての初磁化・減磁曲線を示すグラフ
（横軸磁界kOe、縦軸磁化kG）、を夫々示す。
おいてCoの原子百分比Ｘとキユリー点Tcとの関
係を示すグラフ、第２図は、本発明の実施例
Nd15Fe72-aCo5B8Xa系の合金から成る異方性焼結
体についてＸの原子百分率ａ（横軸）に対する残
留磁化Br（縦軸kG）の変化を示すグラフ、第３
図は本発明の代表的な実施例の試料No.１，９，16
及び23についての初磁化・減磁曲線を示すグラフ
（横軸磁界kOe、縦軸磁化kG）、を夫々示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 原子百分比でＲ（ＲはNd，Prの一種又は二
種）８〜30％、B2〜28％、下記所定％以下（０
％を除く）の元素Ｘの一種又は二種以上（但し元
素Ｘが二種以上のときは、Ｘ合量は4.0％以下）、
及び残部実質的にFeからなるFe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系
永久磁石用合金であつて、前記Feの一部を全組
成に対して50％以下（０％を除く）のCoで置換
したことを特徴とする永久磁石用合金； Cu 3.5％， Ｓ 2.0％， Ｃ 4.0％，及びＰ 3.5％。 ２ 原子百分比でＲ（ＲはNd，Pr，Dy，Ho，
Tb，La，Ce，Gd，Ｙのうち少なくとも一種で、
かつＲの50％以上がNdとPrの一種又は二種）８
〜30％、B2〜28％、下記所定％以下（０％を除
く）の元素Ｘの一種又は二種以上（但し元素Ｘが
二種以上のときは、Ｘ合量は4.0％以下）、及び残
部実質的にFeからなるFe−Ｂ−Ｒ−Ｘ系永久磁
石用合金であつて、前記Feの一部を全組成に対
して50％以下（０％を除く）のCoで置換したこ
とを特徴とする永久磁石用合金； Cu 3.5％， Ｓ 2.0％， Ｃ 4.0％，及びＰ 3.5％。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037897A JPS59163803A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 永久磁石用合金 |
| US06/516,841 US4792368A (en) | 1982-08-21 | 1983-07-25 | Magnetic materials and permanent magnets |
| DE8383107351T DE3379084D1 (en) | 1982-09-27 | 1983-07-26 | Permanently magnetizable alloys, magnetic materials and permanent magnets comprising febr or (fe,co)br (r=vave earth) |
| EP83107351A EP0106948B1 (en) | 1982-09-27 | 1983-07-26 | Permanently magnetizable alloys, magnetic materials and permanent magnets comprising febr or (fe,co)br (r=vave earth) |
| CA000433188A CA1315571C (en) | 1982-08-21 | 1983-07-26 | Magnetic materials and permanent magnets |
| SG48390A SG48390G (en) | 1982-09-27 | 1990-07-02 | Permanently magnetizable alloys,magnetic materials and permanent magnets comprising febr or(fe,co)br(r=vave earth) |
| HK68490A HK68490A (en) | 1982-09-27 | 1990-08-30 | Permanently magnetizable alloys,magnetic materials and permanent magnets comprising febr or(fe,co)br(r=vave earth) |
| US08/194,647 US5466308A (en) | 1982-08-21 | 1994-02-10 | Magnetic precursor materials for making permanent magnets |
| US08/485,183 US5645651A (en) | 1982-08-21 | 1995-06-07 | Magnetic materials and permanent magnets |
| US08/848,283 US5766372A (en) | 1982-08-21 | 1997-04-29 | Method of making magnetic precursor for permanent magnets |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58037897A JPS59163803A (ja) | 1983-03-08 | 1983-03-08 | 永久磁石用合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59163803A JPS59163803A (ja) | 1984-09-14 |
| JPH0316763B2 true JPH0316763B2 (ja) | 1991-03-06 |
Family
ID=12510329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58037897A Granted JPS59163803A (ja) | 1982-08-21 | 1983-03-08 | 永久磁石用合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59163803A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0624163B2 (ja) * | 1985-09-17 | 1994-03-30 | ティーディーケイ株式会社 | 永久磁石 |
| US5269855A (en) * | 1989-08-25 | 1993-12-14 | Dowa Mining Co., Ltd. | Permanent magnet alloy having improved resistance |
| US5183630A (en) * | 1989-08-25 | 1993-02-02 | Dowa Mining Co., Ltd. | Process for production of permanent magnet alloy having improved resistence to oxidation |
| CN1182547C (zh) * | 2001-06-19 | 2004-12-29 | 三菱电机株式会社 | 稀土类永久磁铁材料 |
| EP1408518B1 (en) | 2002-10-08 | 2010-12-15 | Hitachi Metals, Ltd. | Sintered R-Fe-B permanent magnet and its production method |
-
1983
- 1983-03-08 JP JP58037897A patent/JPS59163803A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59163803A (ja) | 1984-09-14 |