JPH0551656B2 - - Google Patents
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- JPH0551656B2 JPH0551656B2 JP59060206A JP6020684A JPH0551656B2 JP H0551656 B2 JPH0551656 B2 JP H0551656B2 JP 59060206 A JP59060206 A JP 59060206A JP 6020684 A JP6020684 A JP 6020684A JP H0551656 B2 JPH0551656 B2 JP H0551656B2
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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
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- 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
- H01F1/059—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and Va elements, e.g. Sm2Fe17N2
Description
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、磁気特性に優れた希土類鉄系永久磁
石合金に関するものである。 （従来の技術） 希土類金属（Ｒ）と鉄（Fe）とからなる金属
間化合物は大きな結晶磁気異方性と高い飽和磁化
を有し、高保磁力、および高エネルギー積を有す
る永久磁石合金として有望であり、更に従来の希
土類コバルト磁石に比べて原料が安価であるなど
の利点がある。 しかしながら従来の希土類鉄系の二元系永久磁
石合金は、通常の溶解、粉砕後、焼結してバルク
状に形成した場合、又は樹脂成型のため合金を粉
砕した場合最適な熱処理を施しても、低い保磁力
しか得られず、実用的な永久磁石としては不十分
であつた。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は、かかる点に鑑み種々研究を行つた結
果、任意の形状加工が容易な焼結法によつてバル
ク材を形成する場合又は合金を粉砕し樹脂成型し
た場合でも、高磁束密度、高保磁力を有し、高い
エネルギー積を保持した希土類鉄系永久磁石合金
を提供することを目的とするものである。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、一般式R1-〓-〓X〓Fe〓 ［但しＲはＹ，Ce，Pr，Nd，Sm，Ｍ，Ｍ（ミ
ツシユメタル）の一種または二種以上、ＸはＣ，
Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｈ，Al，Siの一種または二種以上］
で、αおよびβの範囲が夫々原子数比で0.001≦
α≦0.5，0.5≦β≦0.95，α＋β＜1.0によつて規
定されることを特徴とするものである。 前記Ｒ−Fe二元系に添加する第三元素Ｘとし
てはＣ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｈ，Ｓ，Al，Si等が挙げ
られる。これら第三元素Ｘを添加することにより
Ｒ−Ｘ−Feの三元系で安定な菱面体晶、六方晶、
正方晶系などの結晶構造が得られると共に、結晶
のＣ軸に沿つて磁気的な異方性を持たせて保磁力
が向上するものである。Ｘとしては、特にＮ，Ｃ
が有効であるが、さらに必要に応じてＸに原子数
比で0.001から0.09の範囲内でＢを添加しても良
い。この複合添加によつて4πM−Ｈ曲線の角型
性を改善することができる。前記Ｂの添加量が
0.001未満の場合は角型の改善は見られず、一方
前記Ｂが0.09を超えると磁束密度が減少して最大
エネルギー積が小さくなる。 前記第三元素Ｘの添加量αの原子数比が0.001
未満の場合には、保磁力の上昇が認められず永久
磁石合金としては実用的ではなく、またαが0.5
を越えてＸを多量に添加すると磁束密度が低下す
るので、Ｘの添加量αを前記範囲に規定した。よ
り好ましい前記Ｘの添加量は、0.04≦α≦0.20の
範囲である。 前記Feは、本発明磁石合金において磁束密度
を向上させるのに有効な作用をなし、その添加量
βが、0.5未満であると、十分な三元結晶構造が
得られず、磁束密度も低下する。また、前記Fe
の添加量βが0.95を越えてFeの添加量が多くなる
と保磁力が低下するので、前記範囲に規定する必
要がある。より好ましい前記Feの添加量は、0.6
≦β≦0.86の範囲である。 前記希土類元素Ｒとしては、Ｙ，Ce，Pr，
Nd，Sm，Ｍ，Ｍなどが挙げられ、これらは保磁
力を向上させるのに必須の元素であり、その添加
量が少ないと保磁力が極端に低下するので、0.08
〜0.30の範囲が好ましい。なお、Ｒの一部にGd
等の重希土類元素を用いても差支えない。 前記組成の合金を溶解、粉砕後、圧粉成形し、
得られた圧粉成形体を焼結した後、熱処理を行つ
て永久磁石とするものである。 また、前記組成の合金粉を樹脂結合することに
よりボンド磁石として用いることができる。前記
合金粉は、樹脂と混合する前に熱処理を施すこと
により保磁力を向上させることができる。また、
前記熱処理に引き続きN2雰囲気中、又はH2雰囲
気中で合金粉に熱処理を施すことにより合金に
N2，H2を含有せしめ又は含有Ｎ量、Ｈ量を増加
させることができる。なお、前記合金粉はメカニ
カルアロイ等の固相反応又は液体急冷法によつて
製造してもよい。 得られた前記合金粉は樹脂と混合し、成型して
ボンド磁石とする。さらに、前記合金粉をホツト
プレス、熱間塑性加工によりバルク磁石とするこ
ともできる。 （作用） 本発明によれば、希土類鉄系のＲ−Fe二元系
に第三元素を添加して三元系合金とすることによ
つて、通常の焼結法によりバルク材を形成して
も、また合金を粉砕して樹脂縮合しボンド磁石と
しても優れた磁気特性を有する希土類鉄系永久磁
石合金を得ることができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例 １ 第１〜第２表に示す組成の合金試料No.１〜No.18
を高周波溶解し、ジヨークラツシヤーブラウンミ
ルを用いて粗粉砕後、ジエツトミルによる微粉砕
を行つた。この場合、粉砕媒体はN2ガスを用い
た。また、得られた粒子の平均粒径は5μmであ
る。この微粉末を15KOeの磁場中で配向後、２
トン／cm2の圧力で磁場印加方向と直角にプレスし
て圧縮成形し、縦10mm、横10mm、厚さ８mmの板状
圧粉成形体を得た。 次いで、前記圧粉成形体を焼結した後、熱処理
を施して永久磁石を形成し、その残留磁束密度：
Br、保磁力：1Hc、および最大エネルギー積：
（BH）maxを測定し、その結果を第１表および
第２表に示した。 なお、圧粉成形体の焼結条件および熱処理条件
は、次のＡ，Ｂ，Ｃの何れか一つの条件を用い
た。 Ａ：圧粉成形体を1100℃×１時間、アルゴン雰囲
気中で焼結した後、600℃×５時間の時効処理
を行う。 Ｂ：圧粉成形体を1080℃×１時間、アルゴン雰囲
気中で焼結した後、650℃×３時間と550℃×10
時間の二段の時効処理を行う。 Ｃ：圧粉成形体を1050℃×１時間アルゴン雰囲気
中で焼結した後、550℃×５時間の時効処理を
行い、その後、室温まで１℃／minの冷却速度
で制御冷却を行つた。 比較例 本発明磁石合金と比較するために、同第２表の
No.19に示す組成の従来のＲ−Fe二元系合金、お
よびNo.20〜No.22、更に第３表のNo.23〜No.26に示す
本発明の規定を外れる範囲の合金についても、上
記実施例と同様に永久磁石を製造した。この磁気
特性についても同様に測定し、その結果を第２表
及び第３表に併記した。
石合金に関するものである。 （従来の技術） 希土類金属（Ｒ）と鉄（Fe）とからなる金属
間化合物は大きな結晶磁気異方性と高い飽和磁化
を有し、高保磁力、および高エネルギー積を有す
る永久磁石合金として有望であり、更に従来の希
土類コバルト磁石に比べて原料が安価であるなど
の利点がある。 しかしながら従来の希土類鉄系の二元系永久磁
石合金は、通常の溶解、粉砕後、焼結してバルク
状に形成した場合、又は樹脂成型のため合金を粉
砕した場合最適な熱処理を施しても、低い保磁力
しか得られず、実用的な永久磁石としては不十分
であつた。 （発明が解決しようとする課題） 本発明は、かかる点に鑑み種々研究を行つた結
果、任意の形状加工が容易な焼結法によつてバル
ク材を形成する場合又は合金を粉砕し樹脂成型し
た場合でも、高磁束密度、高保磁力を有し、高い
エネルギー積を保持した希土類鉄系永久磁石合金
を提供することを目的とするものである。 ［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、一般式R1-〓-〓X〓Fe〓 ［但しＲはＹ，Ce，Pr，Nd，Sm，Ｍ，Ｍ（ミ
ツシユメタル）の一種または二種以上、ＸはＣ，
Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｈ，Al，Siの一種または二種以上］
で、αおよびβの範囲が夫々原子数比で0.001≦
α≦0.5，0.5≦β≦0.95，α＋β＜1.0によつて規
定されることを特徴とするものである。 前記Ｒ−Fe二元系に添加する第三元素Ｘとし
てはＣ，Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｈ，Ｓ，Al，Si等が挙げ
られる。これら第三元素Ｘを添加することにより
Ｒ−Ｘ−Feの三元系で安定な菱面体晶、六方晶、
正方晶系などの結晶構造が得られると共に、結晶
のＣ軸に沿つて磁気的な異方性を持たせて保磁力
が向上するものである。Ｘとしては、特にＮ，Ｃ
が有効であるが、さらに必要に応じてＸに原子数
比で0.001から0.09の範囲内でＢを添加しても良
い。この複合添加によつて4πM−Ｈ曲線の角型
性を改善することができる。前記Ｂの添加量が
0.001未満の場合は角型の改善は見られず、一方
前記Ｂが0.09を超えると磁束密度が減少して最大
エネルギー積が小さくなる。 前記第三元素Ｘの添加量αの原子数比が0.001
未満の場合には、保磁力の上昇が認められず永久
磁石合金としては実用的ではなく、またαが0.5
を越えてＸを多量に添加すると磁束密度が低下す
るので、Ｘの添加量αを前記範囲に規定した。よ
り好ましい前記Ｘの添加量は、0.04≦α≦0.20の
範囲である。 前記Feは、本発明磁石合金において磁束密度
を向上させるのに有効な作用をなし、その添加量
βが、0.5未満であると、十分な三元結晶構造が
得られず、磁束密度も低下する。また、前記Fe
の添加量βが0.95を越えてFeの添加量が多くなる
と保磁力が低下するので、前記範囲に規定する必
要がある。より好ましい前記Feの添加量は、0.6
≦β≦0.86の範囲である。 前記希土類元素Ｒとしては、Ｙ，Ce，Pr，
Nd，Sm，Ｍ，Ｍなどが挙げられ、これらは保磁
力を向上させるのに必須の元素であり、その添加
量が少ないと保磁力が極端に低下するので、0.08
〜0.30の範囲が好ましい。なお、Ｒの一部にGd
等の重希土類元素を用いても差支えない。 前記組成の合金を溶解、粉砕後、圧粉成形し、
得られた圧粉成形体を焼結した後、熱処理を行つ
て永久磁石とするものである。 また、前記組成の合金粉を樹脂結合することに
よりボンド磁石として用いることができる。前記
合金粉は、樹脂と混合する前に熱処理を施すこと
により保磁力を向上させることができる。また、
前記熱処理に引き続きN2雰囲気中、又はH2雰囲
気中で合金粉に熱処理を施すことにより合金に
N2，H2を含有せしめ又は含有Ｎ量、Ｈ量を増加
させることができる。なお、前記合金粉はメカニ
カルアロイ等の固相反応又は液体急冷法によつて
製造してもよい。 得られた前記合金粉は樹脂と混合し、成型して
ボンド磁石とする。さらに、前記合金粉をホツト
プレス、熱間塑性加工によりバルク磁石とするこ
ともできる。 （作用） 本発明によれば、希土類鉄系のＲ−Fe二元系
に第三元素を添加して三元系合金とすることによ
つて、通常の焼結法によりバルク材を形成して
も、また合金を粉砕して樹脂縮合しボンド磁石と
しても優れた磁気特性を有する希土類鉄系永久磁
石合金を得ることができる。 （実施例） 以下、本発明の実施例を詳細に説明する。 実施例 １ 第１〜第２表に示す組成の合金試料No.１〜No.18
を高周波溶解し、ジヨークラツシヤーブラウンミ
ルを用いて粗粉砕後、ジエツトミルによる微粉砕
を行つた。この場合、粉砕媒体はN2ガスを用い
た。また、得られた粒子の平均粒径は5μmであ
る。この微粉末を15KOeの磁場中で配向後、２
トン／cm2の圧力で磁場印加方向と直角にプレスし
て圧縮成形し、縦10mm、横10mm、厚さ８mmの板状
圧粉成形体を得た。 次いで、前記圧粉成形体を焼結した後、熱処理
を施して永久磁石を形成し、その残留磁束密度：
Br、保磁力：1Hc、および最大エネルギー積：
（BH）maxを測定し、その結果を第１表および
第２表に示した。 なお、圧粉成形体の焼結条件および熱処理条件
は、次のＡ，Ｂ，Ｃの何れか一つの条件を用い
た。 Ａ：圧粉成形体を1100℃×１時間、アルゴン雰囲
気中で焼結した後、600℃×５時間の時効処理
を行う。 Ｂ：圧粉成形体を1080℃×１時間、アルゴン雰囲
気中で焼結した後、650℃×３時間と550℃×10
時間の二段の時効処理を行う。 Ｃ：圧粉成形体を1050℃×１時間アルゴン雰囲気
中で焼結した後、550℃×５時間の時効処理を
行い、その後、室温まで１℃／minの冷却速度
で制御冷却を行つた。 比較例 本発明磁石合金と比較するために、同第２表の
No.19に示す組成の従来のＲ−Fe二元系合金、お
よびNo.20〜No.22、更に第３表のNo.23〜No.26に示す
本発明の規定を外れる範囲の合金についても、上
記実施例と同様に永久磁石を製造した。この磁気
特性についても同様に測定し、その結果を第２表
及び第３表に併記した。
【表】
【表】
【表】
【表】
実施例 ２
次のような方法により下記第４表に示す組成の
合金粉試料を用いたボンド磁石を作製した。 まず所定量の元素を混合し、アーク溶解を行つ
た後1000〜1200℃の温度で18時間均一化処理を行
つた。得られた合金は、粒径50μm以下まで粉砕
した後、合金組成によつて400〜800℃の範囲で３
時間の熱処理を行つた。なお、Ｎ又はＨを含有す
る合金はそれぞれ0.95気圧のN2，H2雰囲気下で
引き続き熱処理を行つた。熱処理処理条件はＮ含
有の場合500℃，10時間、H2含有の場合は250℃，
１時間であつたた。 得られた合金粉は2.5wt％のエポキシ樹脂と混
合し、圧縮成型により８種のボンド磁石とした。
かかる各ボンド磁石の残留磁束密度、保磁力およ
び最大エネルギー積を同第４表に併記した。
合金粉試料を用いたボンド磁石を作製した。 まず所定量の元素を混合し、アーク溶解を行つ
た後1000〜1200℃の温度で18時間均一化処理を行
つた。得られた合金は、粒径50μm以下まで粉砕
した後、合金組成によつて400〜800℃の範囲で３
時間の熱処理を行つた。なお、Ｎ又はＨを含有す
る合金はそれぞれ0.95気圧のN2，H2雰囲気下で
引き続き熱処理を行つた。熱処理処理条件はＮ含
有の場合500℃，10時間、H2含有の場合は250℃，
１時間であつたた。 得られた合金粉は2.5wt％のエポキシ樹脂と混
合し、圧縮成型により８種のボンド磁石とした。
かかる各ボンド磁石の残留磁束密度、保磁力およ
び最大エネルギー積を同第４表に併記した。
【表】
実施例 ３
次のような方法により、第５表に示す組成の合
金粉末を用いたボンド磁石を作製した。 まず所定量の元素粉末（希土類元素の粉末粒径
は0.5mm以下、その他の元素は５〜40μm）を混合
し、１気圧Ar雰囲気下で72時間ボールミルによ
る合金化処理を施した。得られた合金粉末は、合
金組成によつて400〜800℃の範囲で30秒間熱処理
を行つた。なおＮ又はＨを含有する合金はそれぞ
れ0.95気圧のN2，H2ガス雰囲気下で引き続き熱
処理を行つた。熱処理条件はＮ含有の場合500℃，
２時間、H2含有の場合は250℃，１時間であつ
た。 得られた合金粉末は、2.5wt％のエポキシ樹脂
と混合し、圧縮成型により８種のボンド磁石とし
た。かかる各ボンド磁石の残留磁束密度、保磁力
および最大エネルギー積を同第５表に併記した。
金粉末を用いたボンド磁石を作製した。 まず所定量の元素粉末（希土類元素の粉末粒径
は0.5mm以下、その他の元素は５〜40μm）を混合
し、１気圧Ar雰囲気下で72時間ボールミルによ
る合金化処理を施した。得られた合金粉末は、合
金組成によつて400〜800℃の範囲で30秒間熱処理
を行つた。なおＮ又はＨを含有する合金はそれぞ
れ0.95気圧のN2，H2ガス雰囲気下で引き続き熱
処理を行つた。熱処理条件はＮ含有の場合500℃，
２時間、H2含有の場合は250℃，１時間であつ
た。 得られた合金粉末は、2.5wt％のエポキシ樹脂
と混合し、圧縮成型により８種のボンド磁石とし
た。かかる各ボンド磁石の残留磁束密度、保磁力
および最大エネルギー積を同第５表に併記した。
【表】
［発明の効果］
上各表の結果から明らかな如く、本発明に係る
希土類鉄系永久磁石合金によれば、高磁束密度、
高保磁力を有し、しかも高いエネルギー積を有す
るなど、顕著な効果を有するものである。
希土類鉄系永久磁石合金によれば、高磁束密度、
高保磁力を有し、しかも高いエネルギー積を有す
るなど、顕著な効果を有するものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一般式 R1-〓-〓X〓Fe〓 ［但しＲはＹ，Ce，Pr，Nd，Sm，Ｍ，Ｍ（ミ
ツシユメタル）の一種または二種以上ＸはＣ，
Ｎ，Ｏ，Ｐ，Ｈ，Al，Siの一種または二種以上］ で、αおよびβの範囲が夫々原子数比で 0.001≦α≦0.5 0.5≦β≦0.95 α＋β＜1.0 によつて規定されることを特徴とする希土類鉄系
永久磁石合金。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP59060206A JPS60204862A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 希土類鉄系永久磁石合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59060206A JPS60204862A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 希土類鉄系永久磁石合金 |
Publications (2)
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| JPS60204862A JPS60204862A (ja) | 1985-10-16 |
| JPH0551656B2 true JPH0551656B2 (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=13135439
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59060206A Granted JPS60204862A (ja) | 1984-03-28 | 1984-03-28 | 希土類鉄系永久磁石合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPS60204862A (ja) |
Families Citing this family (11)
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1984
- 1984-03-28 JP JP59060206A patent/JPS60204862A/ja active Granted
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