JPH06231926A - 希土類永久磁石 - Google Patents

希土類永久磁石

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JPH06231926A
JPH06231926A JP5015431A JP1543193A JPH06231926A JP H06231926 A JPH06231926 A JP H06231926A JP 5015431 A JP5015431 A JP 5015431A JP 1543193 A JP1543193 A JP 1543193A JP H06231926 A JPH06231926 A JP H06231926A
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earth permanent
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実 遠藤
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 Nd−Fe−B系磁石を高性能化するのに必
要な配向度と主相体積率の組み合わせを明らかにし、且
つNdリッチ相とBリッチ相の最適量を明かにし、目標
特性を得るのに必要な組織形態を明かにする。 【構成】 (Nd1-X-Y-ZCeXPrYDyZaFebCo
cdADefAlg(ここで、0.001≦X≦0.
1、0.05≦Y≦0.5、0.001≦ Z≦0.2
5、ADはCu,Zn,Gaのうち少なくとも1種で、
MはV,Mo,Nb,Wのうち少なくとも1種で、5≦
a≦18at%、65≦b≦85at%、0≦c≦20
at%、4≦d≦15at%、0≦e≦7at%、0
≦f≦7at%、0≦g≦5at%)の組成を有し、配
向度(Br/Ms)が0.90〜0.97で、主相体積率
が90〜97%、その他非磁性相の体積率が3〜10%
で、ある焼結体からなる希土類永久磁石。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、VCM(ボイスコイル
モータ)、回転機器等に使用される高性能希土類永久磁
石に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Nd−Fe−B系磁石(特許公告 昭6
3−65742)は飽和磁化が大きく、高エネルギ−積
が得られることから幅広い用途に使用されるようになっ
た。これまで問題とされていた耐熱性および耐食性とい
った問題はある程度解決され、実用上は問題ある程度解
決された。最大エネルギ−積も30〜40MGOeのも
のが生産されるになった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】近時永久磁石を用いた
装置のより一層の小型化が要求されており、それにとも
ないより高いエネルギー積を有する永久磁石の登場が望
まれている。そこで本発明は、エネルギー積の高い希土
類磁石の提供を課題とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】Nd−Fe−B系磁石を
高性能化するには結晶粒の配向度を向上させ、且つ酸素
量を低減することにより全希土類元素量を低減し、主相
体積率を向上させることが不可欠となる。ここで配向度
とは各々の結晶粒において磁化容易軸がどの程度揃って
いるかを表す数値で、通常残留磁束密度Brと飽和磁化
Msの比(Br/Ms)で表される。配向度を向上させ
るには、成形過程で磁界中配向した場合微粉砕粉が磁気
的に凝集するので、この磁気凝集を緩和し、配向を乱さ
ないように成形する必要がある。また、主相体積率を向
上させるにはNdリッチ相,Bリッチ相,酸化物相,N
b析出物,ポア等の非磁性相を最小限に抑えることが必
要となる。しかし、主相体積率を多くしても、Ndリッ
チ相がないと良好な磁気特性が得られないし、Bリッチ
相がなくなるとFeが生成し、角型性を悪くする。この
ため、Ndリッチ相とBリッチ相には良好な磁気特性を
出すための範囲が存在する。
【0005】本発明は以上の知見にもとづきなされたも
のであり、R214B化合物(Rは希土類金属元素、T
は遷移金属元素)を主体とする主相と非磁性相とから構
成されるR−T−B系希土類永久磁石であり、配向度
(Br/Ms)が0.90〜0.97で、主相体積率が8
9〜97%、その他非磁性相の体積率が3〜10%であ
る焼結体からなることを特徴とする希土類永久磁石であ
る。
【0006】以下本発明をさらに詳述する。本発明希土
類永久磁石は、配向度(Br/Ms)が0.90〜0.9
7で、主相体積率が89〜97%、その他非磁性相の体
積率が3〜10%であるが、配向度(Br/Ms)が
0.90〜0.94で、主相体積率が89〜95%、その
他非磁性相の体積率が5〜10%の場合に(BH)ma
x=40〜46MGOeの特性が、また配向度(Br/
Ms)が0.92〜0.97で、主相体積率が92〜97
%で、その他非磁性相の体積率が3〜7%の場合に(B
H)max=42〜53MGOeの特性が得られる。
【0007】主相以外の非磁性相は、Ndリッチ相の体
積率が2〜8%で、Bリッチ相の体積率が0.1〜8%
であることが好ましい。Ndリッチ相は体積率で2%未
満では液相焼結ができずに、良好な特性が得られないの
で体積率で2%以上とする。望ましくは2.3%以上で
ある。Bリッチ相が存在しない場合にはFeが生成し角
型性が悪くなり、体積率で0.1%以上ならFeは生成
せず優れた磁気特性が得られる。よって体積率で0.5
%以上とする。しかし、Ndリッチ相、Bリッチ相はそ
れぞれ8%を超えて存在すると磁気特性を低下させるの
で好ましくない。
【0008】本発明希土類永久磁石の組成としては下記
のものが望ましい。 (Nd1-X-Y-ZCeXPrYDyZaFebCocdADe
fAlg (ここで、0.001≦X≦0.1、0.05≦Y≦
0.5、0.001≦Z≦0.25、ADはCu,Z
n,Gaのうち少なくとも1種で、MはV,Mo,N
b,Wのうち少なくとも1種で、5≦a≦18at%、
65≦b≦85 at%、0≦c≦20 at%、
4≦d≦15at%、0≦e≦7at%、0≦f≦
7at%、0≦g≦5at%) 希土類元素Rは5at%以上、18at%以下で、好ま
しくは10at%以上、16at%以下の範囲で含有さ
れる。Ceの過剰な添加は好ましくなく、0.001≦
X≦0.1が望ましい。Prは0.05≦Y≦0.5の
範囲で使用すれば保磁力・耐熱性の向上に効果がある
が、これ以上の添加は飽和磁化を減少させ、耐食性も低
下させる。Dyを含む場合に大きい保磁力が得られ、N
d+Ce+PrとDyの比率としては99.95:0.
05から75:25の範囲が飽和磁化を大きく低下せず
に、高保磁力が得られるため望ましい。
【0009】Feは65≦b≦85at%の範囲で含ま
れる。65at%未満では飽和磁化が低く、また85a
t%を越えると保磁力が著しく低下するからである。
【0010】Coは熱安定性向上に寄与する元素であ
り、20at%以下の範囲で含まれる。20at%を越
えると飽和磁化と保磁力が低下するからである。なお、
FeとCoの比率は、適度な角型性と保磁力を保持する
ため99.95:0.05から77:23の範囲にする
のが望ましい。
【0011】Bの量は4≦d≦15at%が好ましく、
この範囲外では残留磁束密度と保磁力が小さくなる。
【0012】ADは保磁力を向上させるための元素であ
るが、7at%を越えると残留磁束密度を低下させるの
で7at%以下とする。0.01≦e≦4at%の範囲
とするのが好ましい。
【0013】M元素は結晶粒成長抑制および熱安定性向
上に効果のある元素であるが、過剰に含まれると飽和磁
化を低下させるので添加する場合は7at%以下とする
のが好ましい。
【0014】Alは保磁力向上に効果があり、Ferro−
Bからおよび溶解時に混入してくる。しかし過剰に含ま
れるとキュリー温度を下げるので、添加する場合は5a
t%以下とする。
【0015】次に本発明磁石の製造方法について説明す
る。本発明磁石は、焼結法により作製することができ
る。溶解インゴットを作製しこのインゴットに水素吸蔵
・脱水素処理を施した後、微粉砕し、その後に磁場中成
形、焼結、熱処理することにより得られる。
【0016】
【実施例】
(実施例1)金属Nd、金属Dy、Fe、Co、fer
ro−B、ferro−Nbを下記組成になるように秤
量し、これを真空溶解して重量10kgのインゴットを
作製した。NdxDy0.4Fe88.1-xCo4.56Nb0.5
Al0.5(X=12.1〜15.0)このインゴットをハ
ンマーで解砕した後、さらに粗粉砕機を用い不活性ガス
雰囲気中での粗粉砕を行い500μm以下の粒度の粗粉
を得た。この粗粉を同じくジェットミルを用い不活性ガ
ス雰囲気中で微粉砕をして微粉を得た。この微粉は平均
粒径4.0μm(F.S.S.S.)であった。次に、
この微粉を磁場中プレス成形し、20×20×15の成
形体を作製した。この成形体を焼結し、さらに熱処理を
施すことによって永久磁石を得た。図1にNd量による
(BH)maxの変化を示すが、Nd量が12.7at
%以下の場合Ndリッチ相の減少により良好な特性が得
られない。また、図1から明かなように、配向度(Br
/Ms)が0.91の場合には(BH)max=45M
GOeを得られていないが、配向度が0.93の場合に
は(BH)max=45MGOeが得られるているのが
わかる。図2にNd12.8Dy0.4Fe75.3Co4.56.0
Nb0.5Al0.5の組成における酸素量とBリッチ相、N
dリッチ相、酸化物相、Nb析出物の体積率の変化を示
す。酸素量の増加とともに酸化物相は増加するが、Nd
リッチ相は減少する。Nb析出物およびBリッチ相は酸
素量に拘らずほぼ一定である。なお酸素量が0.3wt
%の時の主相体積率は94.28%であった。
【0017】(実施例2)実施例1と同様にして組成N
12.4Dy0.4Fe75.9Co4.55.9Nb0.4Al
0.5で、酸素量0.1wt%、ポア0.5vol%の磁
石を得た。この磁石の配向度による(BH)maxの変
化を図3に示す。この組成において配向度を0.958
以上とすれば(BH)max=50MGOeの特性が得
られることがわかる。この時の主相体積は95.96
%、Bリッチ相は0.1%、Ndリッチ相は2.62
%、酸化物相は0.65%、Nb析出物は0.17%で
あった。
【0018】
【発明の効果】R−T−B系磁石において配向度と主相
体積率、さらにNdリッチ相、Bリッチ相の最適化を図
ることにより高性能磁石を得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】NdxDy0.4Fe88.1-xCo4.56Nb0.5
0.5(x=12.1〜15.0)の磁石においてNd
量による(BH)maxの変化を示すグラフである。
【図2】Nd12.8Dy0.4Fe75.3Co4.56.0Nb0.5
Al0.5の組成で酸素量を変化させた時のBリッチ相、
Ndリッチ相、酸化物相、Nb析出物の体積率の関係を
示すグラフである。
【図3】Nd12.4Dy0.4Fe75.9Co4.55.9Nb0.4
Al0.5で、酸素量0.1 wt%、ポア0.5vol
%の場合における、配向度による(BH)maxの変化
を示すグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 R214B化合物(Rは希土類金属元
    素、Tは遷移金属元素)を主体とする主相と非磁性相と
    から構成されるR−T−B系希土類永久磁石であり、配
    向度(Br/Ms)が0.90〜0.97で、主相体積率
    が89〜97%、その他非磁性相の体積率が3〜10%
    である焼結体からなることを特徴とする希土類永久磁
    石。
  2. 【請求項2】 主相体積率が89〜95%、その他非磁
    性相の体積率が5〜10%で、(BH)maxが38〜
    46MGOeである請求項1に記載の希土類永久磁石。
  3. 【請求項3】 主相体積率が92〜97%、その他非磁
    性相の体積率が3〜7%で、(BH)maxが42〜5
    3MGOeである請求項1に記載の希土類永久磁石。
  4. 【請求項4】 Ndリッチ相の体積率が2〜8%で、B
    リッチ相の体積率が0.05〜8%である請求項1〜3
    のいずれかに記載の希土類永久磁石。
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