JPH0620818A - 希土類コバルト磁石 - Google Patents
希土類コバルト磁石Info
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- JPH0620818A JPH0620818A JP4177153A JP17715392A JPH0620818A JP H0620818 A JPH0620818 A JP H0620818A JP 4177153 A JP4177153 A JP 4177153A JP 17715392 A JP17715392 A JP 17715392A JP H0620818 A JPH0620818 A JP H0620818A
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】本発明の目的は、温度特性を大きく阻害するこ
となく、磁気特性に優れ製造コストを大幅に低減し得る
希土類コバルト(R2 Co17)型磁石を提供することに
ある。 【構成】本発明に係る希土類コバルト磁石は、希土類元
素RとしてのSm,Pr,Ceと、遷移金属元素として
のCoとを含むR2 Co17系希土類コバルト磁石におい
て、上記希土類元素Rを構成するSm,PrおよびCe
の混合比を、重量百分率でSmが30%以上、Prが1
0〜40%、Ceが5〜40%となるように設定したこ
とを特徴とする。
となく、磁気特性に優れ製造コストを大幅に低減し得る
希土類コバルト(R2 Co17)型磁石を提供することに
ある。 【構成】本発明に係る希土類コバルト磁石は、希土類元
素RとしてのSm,Pr,Ceと、遷移金属元素として
のCoとを含むR2 Co17系希土類コバルト磁石におい
て、上記希土類元素Rを構成するSm,PrおよびCe
の混合比を、重量百分率でSmが30%以上、Prが1
0〜40%、Ceが5〜40%となるように設定したこ
とを特徴とする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は希土類コバルト磁石に係
り、特に、磁気特性および温度特性を改善し、かつ製造
コストを低減し得る希土類コバルト磁石に関する。
り、特に、磁気特性および温度特性を改善し、かつ製造
コストを低減し得る希土類コバルト磁石に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から高性能磁石としてサマリウム
(Sm)、セリウム(Ce)などの希土類系元素Rとコ
バルト(Co)とを化合せしめて形成した希土類コバル
ト磁石が精密小型モータやヘッドホンなどの家電機器等
に広く使用されている。例えば量産化されている希土類
コバルト磁石としてSm−Co系磁石があり、この磁石
にはCuを含まないR1 Co5 磁石とCuを含む2相分
離型R2 Co17磁石とがある。
(Sm)、セリウム(Ce)などの希土類系元素Rとコ
バルト(Co)とを化合せしめて形成した希土類コバル
ト磁石が精密小型モータやヘッドホンなどの家電機器等
に広く使用されている。例えば量産化されている希土類
コバルト磁石としてSm−Co系磁石があり、この磁石
にはCuを含まないR1 Co5 磁石とCuを含む2相分
離型R2 Co17磁石とがある。
【0003】特に後者のR2 Co17磁石は、磁石特性の
指標である最大磁気エネルギ積(BH)max が200〜
250KJ/m3 と極めて高く、各種小型回転機を始
め、アクチュエータ、スピーカ、計測器等に幅広く使用
されている。
指標である最大磁気エネルギ積(BH)max が200〜
250KJ/m3 と極めて高く、各種小型回転機を始
め、アクチュエータ、スピーカ、計測器等に幅広く使用
されている。
【0004】しかしながら、希土類磁石は構成原料とな
る希土類元素およびCo金属が非常に高価であるため、
より製造原価を低減する試みがなされている。すなわち
Sm−Co系磁石においてはSmを、より安価なCeや
Ndなどの他の軽希土類元素と置換することにより磁気
特性の改善および製造原価の低減を図っている。特に安
価なCe置換については、磁気特性は低下するものの原
価低減効果が著しいため、広く実施されている。
る希土類元素およびCo金属が非常に高価であるため、
より製造原価を低減する試みがなされている。すなわち
Sm−Co系磁石においてはSmを、より安価なCeや
Ndなどの他の軽希土類元素と置換することにより磁気
特性の改善および製造原価の低減を図っている。特に安
価なCe置換については、磁気特性は低下するものの原
価低減効果が著しいため、広く実施されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記S
m−Co系磁石において、CeのみでSmを置換した場
合には、製造原価の低減効果は大きいが、磁気特性およ
び温度特性の低下が顕著になる問題点がある。すなわ
ち、Ce置換は残留磁束密度Brおよび保持力Hcを共
に低下せしめ、永久磁石の基本特性となる最大エネルギ
積(BH)max を低下させるとともに、キュリー温度T
cを降下させるため、温度特性も劣化させてしまう。
m−Co系磁石において、CeのみでSmを置換した場
合には、製造原価の低減効果は大きいが、磁気特性およ
び温度特性の低下が顕著になる問題点がある。すなわ
ち、Ce置換は残留磁束密度Brおよび保持力Hcを共
に低下せしめ、永久磁石の基本特性となる最大エネルギ
積(BH)max を低下させるとともに、キュリー温度T
cを降下させるため、温度特性も劣化させてしまう。
【0006】一方、Nd置換は、残留磁束密度Brの増
大効果が大きいが、減磁曲線の角形性を阻害し易いた
め、最大エネルギ積(BH)max の上昇分は小さくな
る。またNd置換はCe置換と同様に磁石の温度特性を
大きく阻害するため、プリンタヘッドやACサーボモー
タ、自動車のエンジンルーム内で使用する各種センサ用
磁石や磁気カップリングなど、特に高温度環境で使用す
る磁石部品としては、充分に機能を発揮することが困難
になる場合もあった。
大効果が大きいが、減磁曲線の角形性を阻害し易いた
め、最大エネルギ積(BH)max の上昇分は小さくな
る。またNd置換はCe置換と同様に磁石の温度特性を
大きく阻害するため、プリンタヘッドやACサーボモー
タ、自動車のエンジンルーム内で使用する各種センサ用
磁石や磁気カップリングなど、特に高温度環境で使用す
る磁石部品としては、充分に機能を発揮することが困難
になる場合もあった。
【0007】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、温度特性を大きく阻害することな
く、磁気特性に優れ、製造コストを大幅に低減し得る希
土類コバルト(R2 Co17)型磁石を提供することを目
的とする。
されたものであり、温度特性を大きく阻害することな
く、磁気特性に優れ、製造コストを大幅に低減し得る希
土類コバルト(R2 Co17)型磁石を提供することを目
的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願発明者らは、Smの
置換元素として従来のCe以外に種々の希土類元素を使
用して各種組成を有するR2 Co17型希土類コバルト磁
石を調製し、その磁気特性および温度特性等について比
較評価した。その結果、Smの置換元素としてCeの他
にPrを複合的に所定量配合することにより、温度特性
を大きく阻害することなく磁気特性に優れ、かつ安価な
R2 Co17型希土類コバルト磁石が得られるという知見
を得て本願発明を完成させた。
置換元素として従来のCe以外に種々の希土類元素を使
用して各種組成を有するR2 Co17型希土類コバルト磁
石を調製し、その磁気特性および温度特性等について比
較評価した。その結果、Smの置換元素としてCeの他
にPrを複合的に所定量配合することにより、温度特性
を大きく阻害することなく磁気特性に優れ、かつ安価な
R2 Co17型希土類コバルト磁石が得られるという知見
を得て本願発明を完成させた。
【0009】すなわち本発明に係る希土類コバルト磁石
は、希土類元素RとしてのSm,Pr,Ceと、遷移金
属元素としてのCoとを含むR2 Co17系希土類コバル
ト磁石において、上記希土類元素Rを構成するSm,P
rおよびCeの混合比を、重量百分率でSmが30%以
上、Prが10〜40%、Ceが5〜40%となるよう
に設定したことを特徴とする。
は、希土類元素RとしてのSm,Pr,Ceと、遷移金
属元素としてのCoとを含むR2 Co17系希土類コバル
ト磁石において、上記希土類元素Rを構成するSm,P
rおよびCeの混合比を、重量百分率でSmが30%以
上、Prが10〜40%、Ceが5〜40%となるよう
に設定したことを特徴とする。
【0010】ここでSmは前記の通り高価な希土類元素
であるため、可及的に他の安価な元素と置換される方が
好ましいが、磁石の保磁力(Hc)を高めるために希土
類元素(R)全体の30重量%以上、好ましくは40重
量%以上配合するとよい。配合比が30%未満の場合に
は保磁力が充分に出ないため、磁石としての特性が低下
してしまう。
であるため、可及的に他の安価な元素と置換される方が
好ましいが、磁石の保磁力(Hc)を高めるために希土
類元素(R)全体の30重量%以上、好ましくは40重
量%以上配合するとよい。配合比が30%未満の場合に
は保磁力が充分に出ないため、磁石としての特性が低下
してしまう。
【0011】またPrは角形性を阻害せずに残留磁束密
度(Br)を改善する効果があり、希土類元素(R)全
体に対して10〜40%の配合比で添加される。配合比
が10%未満の場合は、残留磁束密度(Br)の改善効
果が少ない一方、配合比が40%を超える場合には、保
磁力(Hc)が低下してしまうため、配合比は上記範囲
に設定されるが、より好ましい配合比は20〜30%の
範囲である。
度(Br)を改善する効果があり、希土類元素(R)全
体に対して10〜40%の配合比で添加される。配合比
が10%未満の場合は、残留磁束密度(Br)の改善効
果が少ない一方、配合比が40%を超える場合には、保
磁力(Hc)が低下してしまうため、配合比は上記範囲
に設定されるが、より好ましい配合比は20〜30%の
範囲である。
【0012】SmをPrで置換した場合、磁気特性は向
上する一方、温度特性は僅かに低下する欠点があるが、
その低下割合は後述するCe置換ほどに顕著ではない。
したがって、Ce配合量を抑制する一方、Pr添加量を
相対的に増加せしめることにより、Ceの単独置換の場
合と比較して磁気特性および温度特性の低下を効果的に
防止できる。そのため、プリンタヘッド、ACサーボモ
ータ用磁石、自動車エンジンルーム内センサ用磁石、磁
気カップリングなど使用温度が高い機器の磁石材料とし
て極めて有用である。
上する一方、温度特性は僅かに低下する欠点があるが、
その低下割合は後述するCe置換ほどに顕著ではない。
したがって、Ce配合量を抑制する一方、Pr添加量を
相対的に増加せしめることにより、Ceの単独置換の場
合と比較して磁気特性および温度特性の低下を効果的に
防止できる。そのため、プリンタヘッド、ACサーボモ
ータ用磁石、自動車エンジンルーム内センサ用磁石、磁
気カップリングなど使用温度が高い機器の磁石材料とし
て極めて有用である。
【0013】さらにCeはSm,Prと比較して安価な
希土類元素であり、磁石コストの低減効果を発揮すると
ともに、磁石製造時における熱処理条件を緩和する効果
があり、製造工程を簡素化し、熱処理時間を短縮するた
めに、希土類元素(R)全体に対して5〜40%の割合
で配合される。配合量が5%未満の場合には、原料コス
ト低減効果が少ない一方、配合量が40%を超える場合
には、残留磁束密度(Br)および保磁力(Hc)が共
に低下し、磁気特性が低下するとともに温度特性の低下
も顕著になる。磁気特性を大きく損うことなく原料コス
トを低減するためには、Ceの配合比を10〜30%に
設定することが、より望ましい。
希土類元素であり、磁石コストの低減効果を発揮すると
ともに、磁石製造時における熱処理条件を緩和する効果
があり、製造工程を簡素化し、熱処理時間を短縮するた
めに、希土類元素(R)全体に対して5〜40%の割合
で配合される。配合量が5%未満の場合には、原料コス
ト低減効果が少ない一方、配合量が40%を超える場合
には、残留磁束密度(Br)および保磁力(Hc)が共
に低下し、磁気特性が低下するとともに温度特性の低下
も顕著になる。磁気特性を大きく損うことなく原料コス
トを低減するためには、Ceの配合比を10〜30%に
設定することが、より望ましい。
【0014】本発明に係る希土類コバルト磁石は、前記
の元素から成る組成物を粉末冶金法により溶解、鋳造、
粉砕、磁場中成形、焼結熱処理することにより製造する
ことができる。
の元素から成る組成物を粉末冶金法により溶解、鋳造、
粉砕、磁場中成形、焼結熱処理することにより製造する
ことができる。
【0015】
【作用】本発明に係る希土類コバルト磁石によれば、角
形性および温度特性を大きく阻害せずに磁気特性を高め
るPrを安価なCeとともに配合しているため、温度特
性を大きく阻害することなく磁気特性が優れ、かつ製造
コストが安価な希土類コバルト磁石を提供することがで
きる。
形性および温度特性を大きく阻害せずに磁気特性を高め
るPrを安価なCeとともに配合しているため、温度特
性を大きく阻害することなく磁気特性が優れ、かつ製造
コストが安価な希土類コバルト磁石を提供することがで
きる。
【0016】
【実施例】次に本発明に係る希土類コバルト磁石につい
て以下の実施例を参照してより具体的に説明する。
て以下の実施例を参照してより具体的に説明する。
【0017】実施例1〜5 各々純度99.9%のSm,Pr,Ce,Fe,Cu,
Zr,Co元素を表1に示す原料組成を有するように秤
量後、高周波溶解炉で溶解し、銅鋳型に溶湯を注入し
て、5種類のインゴットを調製した。次に得られた各イ
ンゴットをN2ガス雰囲気において粗粉砕した後に、さ
らにジェットミルにより平均粒径3.5〜4.5μmの
大きさに微粉砕した。次に得られた微粉を粉末焼結法に
より、15KOeの磁場中で配向後、油圧プレスにて1
500Kg/cm2 の圧力でプレス成形し、14×12×1
4(磁化方向)mmの成形体とし、この成形体をArガス
中で1170〜1210℃で2時間、焼結後、1140
〜1190℃にて3〜6時間溶体化処理を実施した。さ
らに各焼結体を820〜840℃で5時間時効処理後、
冷却速度1℃/min で600℃まで徐冷した後にアルゴ
ンガスで急冷してそれぞれ実施例1〜5の測定用磁石サ
ンプルとした。
Zr,Co元素を表1に示す原料組成を有するように秤
量後、高周波溶解炉で溶解し、銅鋳型に溶湯を注入し
て、5種類のインゴットを調製した。次に得られた各イ
ンゴットをN2ガス雰囲気において粗粉砕した後に、さ
らにジェットミルにより平均粒径3.5〜4.5μmの
大きさに微粉砕した。次に得られた微粉を粉末焼結法に
より、15KOeの磁場中で配向後、油圧プレスにて1
500Kg/cm2 の圧力でプレス成形し、14×12×1
4(磁化方向)mmの成形体とし、この成形体をArガス
中で1170〜1210℃で2時間、焼結後、1140
〜1190℃にて3〜6時間溶体化処理を実施した。さ
らに各焼結体を820〜840℃で5時間時効処理後、
冷却速度1℃/min で600℃まで徐冷した後にアルゴ
ンガスで急冷してそれぞれ実施例1〜5の測定用磁石サ
ンプルとした。
【0018】比較例1〜3 一方、比較例1〜3としてPrを添加せずに表1左欄に
示すような磁石原料組成を有するように原料を調製した
以外は実施例1〜5と同一条件で処理して従来例の希土
類コバルト磁石サンプルを調製した。
示すような磁石原料組成を有するように原料を調製した
以外は実施例1〜5と同一条件で処理して従来例の希土
類コバルト磁石サンプルを調製した。
【0019】こうして得られた実施例1〜5および比較
例1〜3の各磁石サンプルについて、残留磁束密度(B
r)、保磁力(iHc)、最大エネルギ積(BH)max
を測定するとともに、温度特性として残留磁束密度(B
r)の可逆温度係数を測定し、下記表1右欄に示す結果
を得た。
例1〜3の各磁石サンプルについて、残留磁束密度(B
r)、保磁力(iHc)、最大エネルギ積(BH)max
を測定するとともに、温度特性として残留磁束密度(B
r)の可逆温度係数を測定し、下記表1右欄に示す結果
を得た。
【0020】
【表1】
【0021】表1に示す結果から明らかなようにPrと
Ceとの複合置換により形成した実施例1〜5の希土類
コバルト磁石は、Ceの単独置換による比較例2および
3の磁石およびPr,Ceを配合していない比較例1の
磁石と比較して、温度特性を大きく損なうことなく、高
い最大エネルギ積を保持しており、永久磁石としての特
性が極めて優れていることが判明した。例えば実施例1
〜3の場合、比較例1の純Sm系に比較して、若干温度
特性は低下しているものの、高い磁気特性が得られてい
る。さらに、実施例2と比較例2、実施例4と比較例3
を比較すると各々Smの置換率は、30%、および50
%と等しいが、実施例の方が磁気特性が高くかつ温度特
性も優れていることが実証される。
Ceとの複合置換により形成した実施例1〜5の希土類
コバルト磁石は、Ceの単独置換による比較例2および
3の磁石およびPr,Ceを配合していない比較例1の
磁石と比較して、温度特性を大きく損なうことなく、高
い最大エネルギ積を保持しており、永久磁石としての特
性が極めて優れていることが判明した。例えば実施例1
〜3の場合、比較例1の純Sm系に比較して、若干温度
特性は低下しているものの、高い磁気特性が得られてい
る。さらに、実施例2と比較例2、実施例4と比較例3
を比較すると各々Smの置換率は、30%、および50
%と等しいが、実施例の方が磁気特性が高くかつ温度特
性も優れていることが実証される。
【0022】特に実施例に係る希土類コバルト磁石によ
れば可逆温度係数の劣化が少ないため、使用温度が高い
機器用の磁石として極めて有用である。
れば可逆温度係数の劣化が少ないため、使用温度が高い
機器用の磁石として極めて有用である。
【0023】
【発明の効果】以上説明の通り本発明に係る希土類コバ
ルト磁石によれば、角形比および温度特性を大きく阻害
せずに残留磁束密度を高めるPrをCeとともに配合し
ているため、温度特性を大きく阻害することなく磁気特
性が優れ、かつ製造コストが安価な希土類コバルト磁石
を提供することができる。
ルト磁石によれば、角形比および温度特性を大きく阻害
せずに残留磁束密度を高めるPrをCeとともに配合し
ているため、温度特性を大きく阻害することなく磁気特
性が優れ、かつ製造コストが安価な希土類コバルト磁石
を提供することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01F 1/06
Claims (1)
- 【請求項1】 希土類元素RとしてのSm,Pr,Ce
と、遷移金属元素としてのCoとを含むR2 Co17系希
土類コバルト磁石において、上記希土類元素Rを構成す
るSm,PrおよびCeの混合比を、重量百分率でSm
が30%以上、Prが10〜40%、Ceが5〜40%
となるように設定したことを特徴とする希土類コバルト
磁石。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4177153A JPH0620818A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 希土類コバルト磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4177153A JPH0620818A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 希土類コバルト磁石 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0620818A true JPH0620818A (ja) | 1994-01-28 |
Family
ID=16026121
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4177153A Pending JPH0620818A (ja) | 1992-07-03 | 1992-07-03 | 希土類コバルト磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0620818A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074084A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | 永久磁石および永久磁石の製造方法 |
CN102760545A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-31 | 钢铁研究总院 | 高剩磁低矫顽力钐钴永磁材料及制备方法 |
JP2014005539A (ja) * | 2013-07-26 | 2014-01-16 | Toshiba Corp | 永久磁石とそれを用いた可変磁束モータおよび発電機 |
US9774219B2 (en) | 2009-08-06 | 2017-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet, motor and electric generator |
-
1992
- 1992-07-03 JP JP4177153A patent/JPH0620818A/ja active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010074084A (ja) * | 2008-09-22 | 2010-04-02 | Toshiba Corp | 永久磁石および永久磁石の製造方法 |
US9774219B2 (en) | 2009-08-06 | 2017-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet, motor and electric generator |
CN102760545A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-31 | 钢铁研究总院 | 高剩磁低矫顽力钐钴永磁材料及制备方法 |
CN102760545B (zh) * | 2012-07-24 | 2015-10-28 | 钢铁研究总院 | 高剩磁低矫顽力钐钴永磁材料及制备方法 |
JP2014005539A (ja) * | 2013-07-26 | 2014-01-16 | Toshiba Corp | 永久磁石とそれを用いた可変磁束モータおよび発電機 |
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