JPH06231926A - 希土類永久磁石 - Google Patents
希土類永久磁石Info
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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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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- 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
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- 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
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- 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
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- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
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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-ZCeXPrYDyZ)aFebCo
cBdADeMfAlg(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。
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-ZCeXPrYDyZ)aFebCo
cBdADeMfAlg(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
【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。
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。
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。
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。
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、R2T14B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。
のであり、R2T14B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。
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。
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-ZCeXPrYDyZ)aFebCocBdADe
MfAlg (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。
のものが望ましい。 (Nd1-X-Y-ZCeXPrYDyZ)aFebCocBdADe
MfAlg (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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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-xCo4.5B6Nb0.5
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Nd12.8Dy0.4Fe75.3Co4.5B6.0
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。
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-xCo4.5B6Nb0.5
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Nd12.8Dy0.4Fe75.3Co4.5B6.0
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
d12.4Dy0.4Fe75.9Co4.5B5.9Nb0.4Al
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。
d12.4Dy0.4Fe75.9Co4.5B5.9Nb0.4Al
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。
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1】NdxDy0.4Fe88.1-xCo4.5B6Nb0.5A
l0.5(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。
l0.5(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】Nd12.8Dy0.4Fe75.3Co4.5B6.0Nb0.5
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。
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】Nd12.4Dy0.4Fe75.9Co4.5B5.9Nb0.4
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。
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)
- 【請求項1】 R2T14B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。 - 【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。 - 【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。 - 【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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01543193A JP3296507B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 希土類永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01543193A JP3296507B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 希土類永久磁石 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06231926A true JPH06231926A (ja) | 1994-08-19 |
JP3296507B2 JP3296507B2 (ja) | 2002-07-02 |
Family
ID=11888603
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP01543193A Expired - Lifetime JP3296507B2 (ja) | 1993-02-02 | 1993-02-02 | 希土類永久磁石 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3296507B2 (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6896745B2 (en) * | 2000-06-06 | 2005-05-24 | Seiko Epson Corporation | Magnetic powder, manufacturing method of magnetic powder and bonded magnets |
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- 1993-02-02 JP JP01543193A patent/JP3296507B2/ja not_active Expired - Lifetime
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