JPH0516162B2 - - Google Patents
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- JPH0516162B2 JPH0516162B2 JP58110166A JP11016683A JPH0516162B2 JP H0516162 B2 JPH0516162 B2 JP H0516162B2 JP 58110166 A JP58110166 A JP 58110166A JP 11016683 A JP11016683 A JP 11016683A JP H0516162 B2 JPH0516162 B2 JP H0516162B2
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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
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- H01F1/0557—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 pressed, sintered or bonded together sintered
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Description
〔発明の技術分野〕
本発明はサマリウム(Sm)−コバルト(Co)
系永久磁石、とりわけSm2Co17系永久磁石の製造
法に関し、更に詳しくは残留磁速密度(Br)、保
持力(IHc)、最大エネルギー積((BH)max)
などの磁気性に優れ、また、耐酸化性にも優れた
永久磁石の製造法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来から、R−M系(RはSm、Ce、Yなどの
希土類元素MはCo及びCoとともにCe、Feなどの
金属元素)永久磁石に関しては各種組成のものが
提案されている。 これら永久磁石にあつては、最大エネルギー積
((BH)max)及び残留磁束密度(Br)がモータ
ー等の用途においては特に重要な特性であり、そ
の値は可能な限り大きいことが望ましい。しかし
ながら、これらの値も該磁石の保持力(IHc)が
ある一定値以上でないと高めることは困難であ
る。したがつて、(BH)max、Brの大きい永久
磁石を得るためにはIHcを大きくすることが必要
となる。 ところで、Sm2(Co、Cu、Fe、Ti)17系の磁石
では、Fe含量を増したり、Cu含量は減らすとBr
を増加させ得ることが知られている。しかし、
Fe含量を増したり、Cu含量を減らすとIHcが低
下して来るため、単純にFe含量を増しCu含量を
減らすことによつてBrや(BH)maxの向上を図
ることはできない。そのため、従来のSm2(Co、
Cu、Fe、Ti)17系の磁石は、IHcをある値以上に維
持しながら、Brを可能な限り大きくすることを
目的としてその組成が決定されてきた。例えば、
特公昭55−15096号公報には、Y及び他の希土類
元素10〜30重量%と、Ti0.2〜7重量%と、Cu5
〜20重量%と、Fe2〜15重量%とを含み、残部が
Coを主成分とする金属粉末を磁界中で成形した
後焼結して成る永久磁石は、耐酸化性及びIHc、
(BH)maxなどの磁気特性に優れることが開示
されている。また、特開昭52−109191号公報に
は、Sm23〜30重量%と、Ti0.2〜1.5重量%と、
Cu9〜13重量%と、Fe3〜12重量%とを含み、残
部がCoを主成分とする金属粉末を磁界中で成形
した後、焼結して成る永久磁石が開示されてい
る。 しかしながら、これらの組成は、Cu含量及び
Fe含量の変動に伴つて起る、残留磁束密度(Br)
と保持力(IHc)の変化を妥協的に適合させた結
果であるから、必ずしも充分なものとは言えない
ものであつた。 ところで、Brを低下させるCu分を減らし、Br
を向上させるFe分を増加させ、同時にIHcを一定
値以上に保持することができれば、Br及び
(BH)maxの大きい優れた磁気特性を有する永
久磁石を得ることができる。 本発明者らは、上記の課題を達成すべく永久磁
石を構成する合金の構成及び熱処理過程に関し鋭
意研究を重ねた結果、該合金の組成をSm(Co、
Cu、Fe、Ti)zの式で表した場合、z<6.9でし
かも焼結後に特定の時効処理を施すと、Fe量を
増しCu量を減らすことによつても従来の知見と
は全く逆にIHcを増加させ得るとの事実を見出
し、該知見に基づいてBr及び(BH)maxを著し
く高めた永久磁石を開発し、既に特許出願した。 本発明者らは、Sm2Co17系永久磁石の磁気特性
及び耐酸化性をより改善すべく、該永久磁石の組
成及び処理過程に関し更に研究を重ねた結果、あ
る組成の金属粉末を焼結した後、溶体化処理する
ことなく該焼結体を600℃以上700℃未満の温度で
所定時間保持し、5℃/min以下の速度で連続的
に冷却すると得られた永久磁石のBr、(BH)
max、角型性IHcが著しく増大することの事実を
見出し本発明を完成するに至つた。 〔発明の目的〕 本発明は、前述した従来の永久磁石の製造法の
欠点を解消したもので、Br(BH)max、IHcなど
の磁気特性に優れ、また耐酸化性も優れた
Sm2Co17系永久磁石の製造方法を提供することを
目的とする。 〔発明の概要〕 即ち、本発明の永久磁石の製造方法、Sm25〜
28重量%と、Ti0.2〜3重量%と、Cu1〜9重量
%と、Fe14〜25重量%と、残部が主としてCoで
ある金属粉末を磁界中で成形し、次いで得られた
成形体を焼結し、直ちに750℃以上850℃未満の温
度範囲において保持した後、毎分5℃以下の速度
で連続的に冷却することを特徴とする。 原料の金属粉末において、Smの含量は25〜28
重量%であつて、25重量%未満の場合にはIHcの
増大はなく、また、28重量%を超えるとIHcは減
少すると同時にBrも減少して(BH)maxの増大
がはかれない。Tiは0.2〜3重量%であつて、Ti
が0.2重量%未満の場合にはIHcが顕著には増大せ
ず、3重量%を超えるとBrが減少する。Cuは1
〜9重量%であつて、1重量%未満の場合にはI
Hcの増大がはかれず、9重量%を超えるとBrが
減少すると同時に後述する熱処理効果が小さくな
り、結果として(BH)maxも特に増大すること
がない。Feは14重量%以上、25重量%以下であ
つて、14重量%未満では熱処理効果が小さく、ま
た、25重量%を超えるとIHcが減少し、熱処理効
果も小さく、したがつて(BH)maxが減少す
る。原料の金属粉末の残部は主としてCoである。 本発明の永久磁石の製造方法は次のようにして
行なわれる。即ち、まず、上記した配合比の金属
粉末を、所定の押し型に充填した後、磁界中で圧
縮成形して成形体とし、該成形体を、真空、窒
素、希ガス等の不活性雰囲気中で焼結する。焼結
温度は通常1050〜1250℃の温度が適用される。 得られた焼結体は、直ちに本発明における第2
の特徴である所定の熱処理が施される。例えば
Sm、Fe、Cu、Co以外の添加成分としてZr、Hf
を用いると、焼結後、溶体化処理が必要となる
が、Tiを用いたときにはその必要がなく、焼結
後直ちに熱処理(時効処理)が施される。但し、
例えば一旦室温まで急冷するなど高温保持を伴わ
ない工程を、焼結と熱処理の間に設けることは特
に制限されない。すなわち、まず、焼結体は上記
したような不活性雰囲気中で、750℃以上850℃未
満の温度で所定時間保持される。処理温度がこの
範囲を外れると、得られら永久磁石のIHc及び
(BH)maxが著しく減少する。また、このとき、
保持時間は、通常0.1〜30時間で充分である。 その後、焼結体を5℃/min以下の速度で連続
的に冷却することにより目的とする永久磁石を得
ることができる。 このとき、冷却速度が5℃/minより大きいと
きには、IHcの増大は充分でない。 〔発明の実施例〕 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 まず、永久磁石は次のようにして製造した。 所定の組成比で各金属元素を配合して、その約
4Kgを真空高周波誘導加熱炉で溶融後冷却し、得
られたインゴツトを粗分粉砕後、ジエツトミルで
粉砕して微粉末とした。この微粉末を所定の押し
型に充填し、20000エルステツドの磁界をかけな
がら2ton/cm2の圧力で圧縮成形した。得られた成
形体にアルゴン雰囲気中で所定温度、所定時間の
焼結処理を施した後、直ちに室温まで一旦冷却
し、ついで再び所定温度で所定時間保持した後、
徐冷処理を施した。以下に%は重量%を表わす。 実施例 1I Hc(BH)maxのCu含有量依存性と熱処理の
効果 組成:Sm26.5%、Ti1.2%、Fe17.5%、Cu0〜12
%、Co残部 焼結条件:1185℃×1時間 熱処理:800℃で1時間保持した後、1℃/min
の速度で連続的に冷却。 比較のために、熱処理を行なわない外は、実施
例1と同様にして別の永久磁石の(比較例1)を
製造した。 得られた永久磁石のCu含量と、IHc、(BH)
maxとの関係を第1図に示した。図において、
曲線A:実施例1のIHc曲線a:比較例1のIHc、
曲線B:実施例1の(BH)max、曲線b:比較
例1の(BH)maxを表わす。 第1図から明らかなように、本発明の製造方法
により製造した永久磁石は、Cu9%以下でもIHc
が大きく、また、(BH)maxのピークも熱処理
前ににはCu:10〜11%であつたものが、7〜8
%以下のところにシフトし、かつ、(BH)max
の値も可成り増大している。また、比較例2とし
て、焼結に引き続いて1185℃×4時間の溶体化処
理を施し、Cuの含有量を5重量%とした以外は
実施例1と同様の方法で永久磁石を製造したとこ
ろ、Br:11000G、IHc:7000Oe、(BH)max:
25MGOeとなり、保持力は大きく変わらないも
のの、(BH)maxが大きく劣化することがわか
る。 実施例 2 実施例にかかる試料21〜23と比較試料21〜31を
製造した。各試料の組成、焼結条件を第1表に示
した。熱処理の条件は、次のとおりであつた。表
中、番号で示した熱処理のパターンはそれぞれ以
下のとおりである。 1:800℃で1時間+1℃/minで連続的冷却。 2:900℃で1時間+1℃/minで連続的冷却。 3:700℃で10時間+2℃/minで連続的冷却。 4:800℃で2時間+7℃/minで連続的冷却。
系永久磁石、とりわけSm2Co17系永久磁石の製造
法に関し、更に詳しくは残留磁速密度(Br)、保
持力(IHc)、最大エネルギー積((BH)max)
などの磁気性に優れ、また、耐酸化性にも優れた
永久磁石の製造法に関する。 〔発明の技術的背景とその問題点〕 従来から、R−M系(RはSm、Ce、Yなどの
希土類元素MはCo及びCoとともにCe、Feなどの
金属元素)永久磁石に関しては各種組成のものが
提案されている。 これら永久磁石にあつては、最大エネルギー積
((BH)max)及び残留磁束密度(Br)がモータ
ー等の用途においては特に重要な特性であり、そ
の値は可能な限り大きいことが望ましい。しかし
ながら、これらの値も該磁石の保持力(IHc)が
ある一定値以上でないと高めることは困難であ
る。したがつて、(BH)max、Brの大きい永久
磁石を得るためにはIHcを大きくすることが必要
となる。 ところで、Sm2(Co、Cu、Fe、Ti)17系の磁石
では、Fe含量を増したり、Cu含量は減らすとBr
を増加させ得ることが知られている。しかし、
Fe含量を増したり、Cu含量を減らすとIHcが低
下して来るため、単純にFe含量を増しCu含量を
減らすことによつてBrや(BH)maxの向上を図
ることはできない。そのため、従来のSm2(Co、
Cu、Fe、Ti)17系の磁石は、IHcをある値以上に維
持しながら、Brを可能な限り大きくすることを
目的としてその組成が決定されてきた。例えば、
特公昭55−15096号公報には、Y及び他の希土類
元素10〜30重量%と、Ti0.2〜7重量%と、Cu5
〜20重量%と、Fe2〜15重量%とを含み、残部が
Coを主成分とする金属粉末を磁界中で成形した
後焼結して成る永久磁石は、耐酸化性及びIHc、
(BH)maxなどの磁気特性に優れることが開示
されている。また、特開昭52−109191号公報に
は、Sm23〜30重量%と、Ti0.2〜1.5重量%と、
Cu9〜13重量%と、Fe3〜12重量%とを含み、残
部がCoを主成分とする金属粉末を磁界中で成形
した後、焼結して成る永久磁石が開示されてい
る。 しかしながら、これらの組成は、Cu含量及び
Fe含量の変動に伴つて起る、残留磁束密度(Br)
と保持力(IHc)の変化を妥協的に適合させた結
果であるから、必ずしも充分なものとは言えない
ものであつた。 ところで、Brを低下させるCu分を減らし、Br
を向上させるFe分を増加させ、同時にIHcを一定
値以上に保持することができれば、Br及び
(BH)maxの大きい優れた磁気特性を有する永
久磁石を得ることができる。 本発明者らは、上記の課題を達成すべく永久磁
石を構成する合金の構成及び熱処理過程に関し鋭
意研究を重ねた結果、該合金の組成をSm(Co、
Cu、Fe、Ti)zの式で表した場合、z<6.9でし
かも焼結後に特定の時効処理を施すと、Fe量を
増しCu量を減らすことによつても従来の知見と
は全く逆にIHcを増加させ得るとの事実を見出
し、該知見に基づいてBr及び(BH)maxを著し
く高めた永久磁石を開発し、既に特許出願した。 本発明者らは、Sm2Co17系永久磁石の磁気特性
及び耐酸化性をより改善すべく、該永久磁石の組
成及び処理過程に関し更に研究を重ねた結果、あ
る組成の金属粉末を焼結した後、溶体化処理する
ことなく該焼結体を600℃以上700℃未満の温度で
所定時間保持し、5℃/min以下の速度で連続的
に冷却すると得られた永久磁石のBr、(BH)
max、角型性IHcが著しく増大することの事実を
見出し本発明を完成するに至つた。 〔発明の目的〕 本発明は、前述した従来の永久磁石の製造法の
欠点を解消したもので、Br(BH)max、IHcなど
の磁気特性に優れ、また耐酸化性も優れた
Sm2Co17系永久磁石の製造方法を提供することを
目的とする。 〔発明の概要〕 即ち、本発明の永久磁石の製造方法、Sm25〜
28重量%と、Ti0.2〜3重量%と、Cu1〜9重量
%と、Fe14〜25重量%と、残部が主としてCoで
ある金属粉末を磁界中で成形し、次いで得られた
成形体を焼結し、直ちに750℃以上850℃未満の温
度範囲において保持した後、毎分5℃以下の速度
で連続的に冷却することを特徴とする。 原料の金属粉末において、Smの含量は25〜28
重量%であつて、25重量%未満の場合にはIHcの
増大はなく、また、28重量%を超えるとIHcは減
少すると同時にBrも減少して(BH)maxの増大
がはかれない。Tiは0.2〜3重量%であつて、Ti
が0.2重量%未満の場合にはIHcが顕著には増大せ
ず、3重量%を超えるとBrが減少する。Cuは1
〜9重量%であつて、1重量%未満の場合にはI
Hcの増大がはかれず、9重量%を超えるとBrが
減少すると同時に後述する熱処理効果が小さくな
り、結果として(BH)maxも特に増大すること
がない。Feは14重量%以上、25重量%以下であ
つて、14重量%未満では熱処理効果が小さく、ま
た、25重量%を超えるとIHcが減少し、熱処理効
果も小さく、したがつて(BH)maxが減少す
る。原料の金属粉末の残部は主としてCoである。 本発明の永久磁石の製造方法は次のようにして
行なわれる。即ち、まず、上記した配合比の金属
粉末を、所定の押し型に充填した後、磁界中で圧
縮成形して成形体とし、該成形体を、真空、窒
素、希ガス等の不活性雰囲気中で焼結する。焼結
温度は通常1050〜1250℃の温度が適用される。 得られた焼結体は、直ちに本発明における第2
の特徴である所定の熱処理が施される。例えば
Sm、Fe、Cu、Co以外の添加成分としてZr、Hf
を用いると、焼結後、溶体化処理が必要となる
が、Tiを用いたときにはその必要がなく、焼結
後直ちに熱処理(時効処理)が施される。但し、
例えば一旦室温まで急冷するなど高温保持を伴わ
ない工程を、焼結と熱処理の間に設けることは特
に制限されない。すなわち、まず、焼結体は上記
したような不活性雰囲気中で、750℃以上850℃未
満の温度で所定時間保持される。処理温度がこの
範囲を外れると、得られら永久磁石のIHc及び
(BH)maxが著しく減少する。また、このとき、
保持時間は、通常0.1〜30時間で充分である。 その後、焼結体を5℃/min以下の速度で連続
的に冷却することにより目的とする永久磁石を得
ることができる。 このとき、冷却速度が5℃/minより大きいと
きには、IHcの増大は充分でない。 〔発明の実施例〕 以下、実施例により本発明を更に詳細に説明す
る。 まず、永久磁石は次のようにして製造した。 所定の組成比で各金属元素を配合して、その約
4Kgを真空高周波誘導加熱炉で溶融後冷却し、得
られたインゴツトを粗分粉砕後、ジエツトミルで
粉砕して微粉末とした。この微粉末を所定の押し
型に充填し、20000エルステツドの磁界をかけな
がら2ton/cm2の圧力で圧縮成形した。得られた成
形体にアルゴン雰囲気中で所定温度、所定時間の
焼結処理を施した後、直ちに室温まで一旦冷却
し、ついで再び所定温度で所定時間保持した後、
徐冷処理を施した。以下に%は重量%を表わす。 実施例 1I Hc(BH)maxのCu含有量依存性と熱処理の
効果 組成:Sm26.5%、Ti1.2%、Fe17.5%、Cu0〜12
%、Co残部 焼結条件:1185℃×1時間 熱処理:800℃で1時間保持した後、1℃/min
の速度で連続的に冷却。 比較のために、熱処理を行なわない外は、実施
例1と同様にして別の永久磁石の(比較例1)を
製造した。 得られた永久磁石のCu含量と、IHc、(BH)
maxとの関係を第1図に示した。図において、
曲線A:実施例1のIHc曲線a:比較例1のIHc、
曲線B:実施例1の(BH)max、曲線b:比較
例1の(BH)maxを表わす。 第1図から明らかなように、本発明の製造方法
により製造した永久磁石は、Cu9%以下でもIHc
が大きく、また、(BH)maxのピークも熱処理
前ににはCu:10〜11%であつたものが、7〜8
%以下のところにシフトし、かつ、(BH)max
の値も可成り増大している。また、比較例2とし
て、焼結に引き続いて1185℃×4時間の溶体化処
理を施し、Cuの含有量を5重量%とした以外は
実施例1と同様の方法で永久磁石を製造したとこ
ろ、Br:11000G、IHc:7000Oe、(BH)max:
25MGOeとなり、保持力は大きく変わらないも
のの、(BH)maxが大きく劣化することがわか
る。 実施例 2 実施例にかかる試料21〜23と比較試料21〜31を
製造した。各試料の組成、焼結条件を第1表に示
した。熱処理の条件は、次のとおりであつた。表
中、番号で示した熱処理のパターンはそれぞれ以
下のとおりである。 1:800℃で1時間+1℃/minで連続的冷却。 2:900℃で1時間+1℃/minで連続的冷却。 3:700℃で10時間+2℃/minで連続的冷却。 4:800℃で2時間+7℃/minで連続的冷却。
【表】
以上説明したように、本発明の製造方法により
製造した永久磁石はその磁気特性が大幅に向上す
る。これは、Sm2CO17系永久磁石にあつては、
R2CO17相及びRCo5相から成る2相分離型のセル
構造を有する組織になるが、これらの組織形態及
び両相の磁気特性の改善がなされたためであると
考えられる。 なお、本発明の製造方法により製造した永久磁
石は、Tiが含有されていることにより、その耐
酸化性も向上する。
製造した永久磁石はその磁気特性が大幅に向上す
る。これは、Sm2CO17系永久磁石にあつては、
R2CO17相及びRCo5相から成る2相分離型のセル
構造を有する組織になるが、これらの組織形態及
び両相の磁気特性の改善がなされたためであると
考えられる。 なお、本発明の製造方法により製造した永久磁
石は、Tiが含有されていることにより、その耐
酸化性も向上する。
第1図はIHc、(BH)maxのCu含有依存性と
熱処理の効果を表わす特性図、第2図は実施例3
で示した組成の永久磁石の(BH)maxと冷却速
度との関係図。
熱処理の効果を表わす特性図、第2図は実施例3
で示した組成の永久磁石の(BH)maxと冷却速
度との関係図。
Claims (1)
- 1 サマリウム25〜28重量%と、チタン0.2〜3
重量%と、銅1〜9重量%と、鉄14〜25重量%
と、残部が主としてコバルトである金属粉末を磁
界中で成形し、次いで得られた成形体を焼結し、
直ちに750℃以上850℃未満の温度範囲において保
持した後、毎分5℃以下の速度で連続的に冷却す
ることを特徴とする永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58110166A JPS603105A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58110166A JPS603105A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS603105A JPS603105A (ja) | 1985-01-09 |
JPH0516162B2 true JPH0516162B2 (ja) | 1993-03-03 |
Family
ID=14528720
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58110166A Granted JPS603105A (ja) | 1983-06-21 | 1983-06-21 | 永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS603105A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0428806Y2 (ja) * | 1985-07-17 | 1992-07-14 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53106624A (en) * | 1977-03-02 | 1978-09-16 | Hitachi Metals Ltd | Method of making permant magnet |
JPS55140203A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-01 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Manufacture of permanent-magnet alloy |
JPS56116862A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of rare earth element magnet |
JPS56156734A (en) * | 1980-04-30 | 1981-12-03 | Tdk Corp | Permanent magnet alloy and its manufacture |
JPS586105A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-13 | Toshiba Corp | 永久磁石の製造方法 |
-
1983
- 1983-06-21 JP JP58110166A patent/JPS603105A/ja active Granted
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS53106624A (en) * | 1977-03-02 | 1978-09-16 | Hitachi Metals Ltd | Method of making permant magnet |
JPS55140203A (en) * | 1979-04-18 | 1980-11-01 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | Manufacture of permanent-magnet alloy |
JPS56116862A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of rare earth element magnet |
JPS56156734A (en) * | 1980-04-30 | 1981-12-03 | Tdk Corp | Permanent magnet alloy and its manufacture |
JPS586105A (ja) * | 1981-07-03 | 1983-01-13 | Toshiba Corp | 永久磁石の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS603105A (ja) | 1985-01-09 |
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