JPS5849007B2 - 加工が容易で保磁力と最大エネルギ−積の大きい永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
加工が容易で保磁力と最大エネルギ−積の大きい永久磁石およびその製造方法Info
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- JPS5849007B2 JPS5849007B2 JP54139896A JP13989679A JPS5849007B2 JP S5849007 B2 JPS5849007 B2 JP S5849007B2 JP 54139896 A JP54139896 A JP 54139896A JP 13989679 A JP13989679 A JP 13989679A JP S5849007 B2 JPS5849007 B2 JP S5849007B2
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- 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
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、Fe−Pd−Ag合金よりなる加工が容易で
保磁力と最大エネルギー積の大きい永久磁石およびその
製造方法に関するものである。
保磁力と最大エネルギー積の大きい永久磁石およびその
製造方法に関するものである。
従来α一γ′変態を利用した永久磁石として知られてい
るものにはパイカロイ磁石がある。
るものにはパイカロイ磁石がある。
このFe−CoV系合金には高温ではγ相があり、室温
ではα+γ′(規則格子)相がある。
ではα+γ′(規則格子)相がある。
従って合金を水焼入れ後冷間加工するとγ相がα相にな
り焼戻すとα相の一部が微細なγ′相に変り分散析出す
ることにより保磁力が増加する。
り焼戻すとα相の一部が微細なγ′相に変り分散析出す
ることにより保磁力が増加する。
しかしバイカロイの保磁力は一般に小さく最高でも50
00eであり、しかもその値を発揮させるためには98
φ程度の強制的な冷間加工を行う必要がある。
00eであり、しかもその値を発揮させるためには98
φ程度の強制的な冷間加工を行う必要がある。
さらに合金には酸化しやすいパナジウム元素を含んでい
るため溶解法がむずかしくその製造工程が複雑であるな
どの欠点がある。
るため溶解法がむずかしくその製造工程が複雑であるな
どの欠点がある。
1たγ相をα+γ1相に変態させた合金にはFe−Pd
合金がある。
合金がある。
この合金の磁石特性はKussm annとMille
rによってZeitschriftfur angew
andte physik , 1 9 6 4年17
巻7号509〜511頁にかいて発表されており、Pd
l8〜50原子係残部Feよりなる合金を焼入れ、焼戻
処理したものの保磁力は最大7800eであったことが
知られているが、前記発表は主として保磁力についての
みなされておりその他の磁石特性についての詳細な発表
はなされていない。
rによってZeitschriftfur angew
andte physik , 1 9 6 4年17
巻7号509〜511頁にかいて発表されており、Pd
l8〜50原子係残部Feよりなる合金を焼入れ、焼戻
処理したものの保磁力は最大7800eであったことが
知られているが、前記発表は主として保磁力についての
みなされておりその他の磁石特性についての詳細な発表
はなされていない。
ところで本発明者は先に上記研究を補完する研究をなし
、保磁力最太12000e,そのときの残留磁束密度9
000G、最大エネルギー積4.2MGOeという特に
保磁力が著しく大きいFe−Pd合金とその製造方法を
新規に知見して、日本金属学会の昭和54年度秋期大会
(一般講演概要P−399昭和54年9月25日発行)
において詳細に発表した。
、保磁力最太12000e,そのときの残留磁束密度9
000G、最大エネルギー積4.2MGOeという特に
保磁力が著しく大きいFe−Pd合金とその製造方法を
新規に知見して、日本金属学会の昭和54年度秋期大会
(一般講演概要P−399昭和54年9月25日発行)
において詳細に発表した。
しかしながら、F e −P d合金磁石は高価なPd
が多量に含捷れているため磁石の価格は高価となる欠点
があった。
が多量に含捷れているため磁石の価格は高価となる欠点
があった。
本発明は、前記従来知られたFe−Pd合金磁石が高価
であるという欠点を除去改善し、さらに優秀な磁石特性
を有しかつ加工の容易な磁石とその製造方法を提供する
ことを目的とするものであり、特許請求の範囲記載のF
e−PdAg合金磁石とその製造方法を提供することに
よって前記目的を達成することができる。
であるという欠点を除去改善し、さらに優秀な磁石特性
を有しかつ加工の容易な磁石とその製造方法を提供する
ことを目的とするものであり、特許請求の範囲記載のF
e−PdAg合金磁石とその製造方法を提供することに
よって前記目的を達成することができる。
次に本発明を詳細に説明する。
本発明者はFe Pd合金に他元素を添加して高価な
Pd金属の重量比を減少せしめ、かつ優秀な磁石特性を
得るため、1ずFeと殆んど固溶しないがPdと全率固
溶するAg元素を添加して詳細な研究を行った。
Pd金属の重量比を減少せしめ、かつ優秀な磁石特性を
得るため、1ずFeと殆んど固溶しないがPdと全率固
溶するAg元素を添加して詳細な研究を行った。
次に本発明の研究を実験データについて詳細に説明する
。
。
原料としては99.9%純度の電解鉄、パラジウムおよ
び銀を用いた。
び銀を用いた。
実験の試料を造るには全重量10グラムの原料を目的の
組成に秤量してNCタンマン管に入れアルゴンガスを吹
きかけながらタンマン炉によって溶かしたのちよく攪拌
して均質な溶融合金とし、これを直径約3.5mmの石
英管に吸い上げた。
組成に秤量してNCタンマン管に入れアルゴンガスを吹
きかけながらタンマン炉によって溶かしたのちよく攪拌
して均質な溶融合金とし、これを直径約3.5mmの石
英管に吸い上げた。
さらに得られた丸棒から301r11ILの長さのもの
を切りとり600〜1200℃の温度で10分乃至1時
間加熱したのち水焼入れを施して焼戻処理を行った。
を切りとり600〜1200℃の温度で10分乃至1時
間加熱したのち水焼入れを施して焼戻処理を行った。
第1図にはこのように熱処理した組成の異なる5種類の
Al 3,Al 9,A47,A49,A53(組成は
第1表参照)合金を390〜460℃の各温度に20時
間焼戻処理を施した場合の磁石特性を示す。
Al 3,Al 9,A47,A49,A53(組成は
第1表参照)合金を390〜460℃の各温度に20時
間焼戻処理を施した場合の磁石特性を示す。
同図からわかるように保磁力は合金の組成によってかな
り異なる現われ方を示し、390℃より温度の上昇とと
もに増加して約430〜440℃の温度にかいて最高値
を示すが、これより温度を高くすると一般に保磁力は低
下する。
り異なる現われ方を示し、390℃より温度の上昇とと
もに増加して約430〜440℃の温度にかいて最高値
を示すが、これより温度を高くすると一般に保磁力は低
下する。
したがって本発明によればγ母相の地の中にα+γ1相
の析出が生起する350〜550℃の温度範囲内で30
分〜2000時間焼戻処理を施すことによって微細な分
散析出相(α+γ1相)を生成させることができ高保磁
力を有する磁石を得ることができる。
の析出が生起する350〜550℃の温度範囲内で30
分〜2000時間焼戻処理を施すことによって微細な分
散析出相(α+γ1相)を生成させることができ高保磁
力を有する磁石を得ることができる。
なか前記焼戻処理は析出初期の比較的低い温度で長時間
施すことにより、更に高保磁力を有する磁石とすること
ができる。
施すことにより、更に高保磁力を有する磁石とすること
ができる。
第2図にFe Pd Ag系のうち代表的な組成で
4種類のA4 7, 49, 5 1 (C :水焼入
れ後線引き加工したもの)、530合金を400℃の温
度で長時間焼戻処理を施した場合の時間と磁石特性との
関係を示す。
4種類のA4 7, 49, 5 1 (C :水焼入
れ後線引き加工したもの)、530合金を400℃の温
度で長時間焼戻処理を施した場合の時間と磁石特性との
関係を示す。
この図からわかるように、400℃の温度において焼戻
した場合には約10時間加熱した場合でも保磁力の増加
は僅かであるが、30〜200時間になると急に増加し
、それ以上の長時間にわたって加熱すると極太が見られ
るようになる。
した場合には約10時間加熱した場合でも保磁力の増加
は僅かであるが、30〜200時間になると急に増加し
、それ以上の長時間にわたって加熱すると極太が見られ
るようになる。
應53合金では500時間加熱によって最高13500
eの高い保磁力が得られた。
eの高い保磁力が得られた。
ちなみにこれよりも高い450℃で等温加熱した場合に
は30時間程度で極大を示すが、そのときの最高の保磁
力は低<9500eであった。
は30時間程度で極大を示すが、そのときの最高の保磁
力は低<9500eであった。
前記種々の熱処理を施した各種成分組成のFe−Pd−
Ag系合金について最高の保磁力と成分組成との関係を
第3図に等値曲線によって示す。
Ag系合金について最高の保磁力と成分組成との関係を
第3図に等値曲線によって示す。
1た前記最高の保磁力を示すときの成分組成と残留磁束
密度ならびに最大エネルギー積との関係をそれぞれ第4
,5図に等値曲線によって示す。
密度ならびに最大エネルギー積との関係をそれぞれ第4
,5図に等値曲線によって示す。
第3図に示したようにFe Pd合金の場合には12
000e以上の保磁力を示す組成は極めて狭い範囲に限
られているがAg添加の場合にはかなり広い組戒範囲に
わたっておりさらに優秀な磁石特性を有していることが
わかる。
000e以上の保磁力を示す組成は極めて狭い範囲に限
られているがAg添加の場合にはかなり広い組戒範囲に
わたっておりさらに優秀な磁石特性を有していることが
わかる。
本発明合金にあっては565%Fe−31.5%Pd−
12%Ag合金にあ・いて最高13500eの保磁力を
示し、そのときの残留磁束密度は8400G、最大エネ
ルギー積は4.18MGOeであった。
12%Ag合金にあ・いて最高13500eの保磁力を
示し、そのときの残留磁束密度は8400G、最大エネ
ルギー積は4.18MGOeであった。
1た最高の最大エネルギー積ぱ61饅F e − 2
9φPd−1 2%Ag合金において5.54MGOe
が得られ、そのときの保磁力は9800e、残留磁束密
度は11000Gである。
9φPd−1 2%Ag合金において5.54MGOe
が得られ、そのときの保磁力は9800e、残留磁束密
度は11000Gである。
このようにFe−Pd合金にAgを含有させることによ
ってさらに優秀な磁石特性を得ることができる。
ってさらに優秀な磁石特性を得ることができる。
第1表は代表的合金について磁石材料の製造条件ならび
に熱処理条件を変化させた場合の磁石特性を示す。
に熱処理条件を変化させた場合の磁石特性を示す。
第1表からわかるように焼入速度の早い水中急冷の場合
は高い保磁力を示しているが400℃/時の速度で徐冷
却した場合でも非常に優秀な磁石特性が得られている。
は高い保磁力を示しているが400℃/時の速度で徐冷
却した場合でも非常に優秀な磁石特性が得られている。
すなわち一般に通常の磁石合金では均質固溶化処理後緩
慢に冷却すると特性が著しく劣化するが、この合金の場
合には冷却速度による著しい影響がなく、実用上温度に
よる安定度が高く非常に有利な特長を有していることが
わかる。
慢に冷却すると特性が著しく劣化するが、この合金の場
合には冷却速度による著しい影響がなく、実用上温度に
よる安定度が高く非常に有利な特長を有していることが
わかる。
1た同表中にA16,35,36,51,5356,6
7合金を約900℃で1時間加熱して水焼入れしたのち
約90φ以上の線引き加工を施して焼戻処理した場合の
特性を表す。
7合金を約900℃で1時間加熱して水焼入れしたのち
約90φ以上の線引き加工を施して焼戻処理した場合の
特性を表す。
同表からわかるように線引き加工をした場合の磁石特性
はいずれも向上している。
はいずれも向上している。
すなわちA53・合金では最高1 4 5 00eの保
磁力が得られ、そのときの残留磁束密度は9700G、
最大エネルギー積は5.65MGOeである。
磁力が得られ、そのときの残留磁束密度は9700G、
最大エネルギー積は5.65MGOeである。
1た1F6. 5 1合金では6.02MGOeの最高
の最大エネルギー積が得られ、そのときの保磁力は13
000e,残留磁束密度は10700Gである。
の最大エネルギー積が得られ、そのときの保磁力は13
000e,残留磁束密度は10700Gである。
なお第2図のA51(C)はこの線引き加工した合金を
等温加熱処理したものである。
等温加熱処理したものである。
第6図のAにA 4 9 ( a:水焼入れ)と應51
(c:水焼入れ後線引き加工)合金の減磁曲線および同
図BにA53合金の水焼入れと線引き加工した場合の減
磁曲線を示す。
(c:水焼入れ後線引き加工)合金の減磁曲線および同
図BにA53合金の水焼入れと線引き加工した場合の減
磁曲線を示す。
これらの結果からわかるようにFe−PdAg合金は加
工が容易で特に小型で複雑な形状の磁石の製造に適する
。
工が容易で特に小型で複雑な形状の磁石の製造に適する
。
次に本発明を製造方法について説明する。
原子比率Pdl9.5〜41%、AgO.1〜27.5
%、残部実質的にFeよりなるようにそれぞれの原料を
混合して空気中、不活性ガス中あるいは真空中Khいて
溶解した後、元分K攪拌して組成的に均一な溶融合金を
製造し、との溶湯を適当な形状、大きさの鋳型に注入あ
るいは石英管に吸い上げて健全な鋳物とし、常温中で鍜
造、引抜きなどの加工を施して目的の形状にする。
%、残部実質的にFeよりなるようにそれぞれの原料を
混合して空気中、不活性ガス中あるいは真空中Khいて
溶解した後、元分K攪拌して組成的に均一な溶融合金を
製造し、との溶湯を適当な形状、大きさの鋳型に注入あ
るいは石英管に吸い上げて健全な鋳物とし、常温中で鍜
造、引抜きなどの加工を施して目的の形状にする。
次にこれら合金γ相のみからなる600〜1200℃の
温度範囲内で適当時間均質固溶化処理した後、水中ある
いは空気中で急冷するか、もしくは炉中で徐冷する。
温度範囲内で適当時間均質固溶化処理した後、水中ある
いは空気中で急冷するか、もしくは炉中で徐冷する。
最後に350〜550℃の温度範囲内で焼戻処理を施し
高保磁力を有する合金を得ることができる。
高保磁力を有する合金を得ることができる。
1た上記組或の合金を均質固溶化処理した後、水中ある
いは空気中で急冷した合金を90係以上線引き加工し、
350〜550℃の温度で暁戻ししてさらに優秀な磁石
特性を有する加工の容易な合金磁石を得ることができる
。
いは空気中で急冷した合金を90係以上線引き加工し、
350〜550℃の温度で暁戻ししてさらに優秀な磁石
特性を有する加工の容易な合金磁石を得ることができる
。
本発明にあ・いて、成分組成を限定する理由は、既知の
Fe Pd系磁石合金K安価なAgを添加することに
よって高価なPdの使用量を減じ、なかかつ更に優れた
磁石特性を発揮させることを発明したFe −Pd
Ag系で、全く新期の3元合金であり、新たに磁石合金
としての成分組成の領域を明確にする必要があるからで
ある。
Fe Pd系磁石合金K安価なAgを添加することに
よって高価なPdの使用量を減じ、なかかつ更に優れた
磁石特性を発揮させることを発明したFe −Pd
Ag系で、全く新期の3元合金であり、新たに磁石合金
としての成分組成の領域を明確にする必要があるからで
ある。
即ち、本発明はさきに詳述した熱処理によって短い磁石
合金として好適な優れた磁石特性、つ1り第3図に示す
保磁力が600〜14500e、並びに第5図に示す最
大エネルギー積が2〜6.02MG・Oeを示す組戒範
囲を選択し、原子比率でPd19.5〜41φ、Ag0
.1〜27.5咎、残部0.5φ以下の不純物とFeよ
りなる第7図の斜線で縁どりした枠内の成分組成を有す
る合金に制限したものであり、前記枠外の成分組成を有
する合金は製造条件の如何にかかわらず磁石特性が劣る
からである。
合金として好適な優れた磁石特性、つ1り第3図に示す
保磁力が600〜14500e、並びに第5図に示す最
大エネルギー積が2〜6.02MG・Oeを示す組戒範
囲を選択し、原子比率でPd19.5〜41φ、Ag0
.1〜27.5咎、残部0.5φ以下の不純物とFeよ
りなる第7図の斜線で縁どりした枠内の成分組成を有す
る合金に制限したものであり、前記枠外の成分組成を有
する合金は製造条件の如何にかかわらず磁石特性が劣る
からである。
次に本発明にあ・いて、均質固溶化処理温度と焼戻温度
を限定する理由を説明する。
を限定する理由を説明する。
本発明の成分組成を有する溶湯を凝固させた合金を60
0℃より低い温度あるいは1200℃より高い温度で熱
処理すると均質固溶化させることができないので、均質
固溶化処理温度は600〜1200℃の温度範囲内にす
る必要がある。
0℃より低い温度あるいは1200℃より高い温度で熱
処理すると均質固溶化させることができないので、均質
固溶化処理温度は600〜1200℃の温度範囲内にす
る必要がある。
均質固溶化処理した合金を350℃より低い温度あるい
は550℃より高い温度で焼戻しすると、γ母相の地の
中に(α+γ1 )相を微細に分散析出させることがで
きないので焼戻温度は350〜550℃の温度範囲内に
する必要がある。
は550℃より高い温度で焼戻しすると、γ母相の地の
中に(α+γ1 )相を微細に分散析出させることがで
きないので焼戻温度は350〜550℃の温度範囲内に
する必要がある。
以上本発明によれば従来知られたFe−Pd合金よりも
優れた磁石特性を有し、加工も極めて容易であり、かつ
価格のより低廉な合金とその製造方法を提供することが
できる。
優れた磁石特性を有し、加工も極めて容易であり、かつ
価格のより低廉な合金とその製造方法を提供することが
できる。
第1図は数種の本発明合金の焼戻温度と磁石特性との関
係を示す図、第2図は数種の本発明合金の焼戻温度40
0℃における焼戻時間と磁石特性との関係を示す図、第
3〜5図はそれぞれFe一P d−Ag系合金0攻分組
成と磁石特性との関係を示す図、第6図A,Bはそれぞ
れ数種の本発明合金の磁場の強さと磁束密度との関係(
減磁曲線)を示す図、第7図は本発明合金の或分組成範
囲(斜線で縁どりした枠内)を示す図である。
係を示す図、第2図は数種の本発明合金の焼戻温度40
0℃における焼戻時間と磁石特性との関係を示す図、第
3〜5図はそれぞれFe一P d−Ag系合金0攻分組
成と磁石特性との関係を示す図、第6図A,Bはそれぞ
れ数種の本発明合金の磁場の強さと磁束密度との関係(
減磁曲線)を示す図、第7図は本発明合金の或分組成範
囲(斜線で縁どりした枠内)を示す図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 原子比率でPdl9.5〜41%、Ag0.1〜2
7.5俤、残部0.5%以下の不純物とFeよりなり、
γ母相の地の中に(α+γ1 )相が微細に分散析出し
ている加工が容易で保磁力と最大エネルギー積の大きい
永久磁石。 2 原子比率でPd22.5〜41%、Ag0.1〜2
7.5%、残部0.5φ以下の不純物とFeよりなり、
極めて加工の容易な特許請求の範棚第1項記載の永久磁
石。 3 原子比率でPdl9.5〜41%、Ag0.1〜2
7.5%、残部0.5%以下の不純物とFeよりなる溶
湯を凝固させた合金に600〜1200℃の温度範囲内
で均質固溶化処理を施した後、急冷もしくは徐冷し、次
いで350〜550℃の温度範囲内で加熱してr母相の
地の中に(α+γ1 )相を微細に分散析出させること
を特徴とする加工が容易で保磁力と最大エネルギー積の
大きい永久磁石の製造方法。 4 原子比率でPdl9.5〜41φ、Ag0.1〜2
7.5%、残部0.5%以下の不純物とFeよりなる溶
湯を凝固させた合金に600〜1200℃の温度範囲内
で均質固溶化処理を施した後、急冷もしくは徐で令し、
次いで80%以上線引き加工した後350〜550℃に
(30分〜2,000時間程度)加熱してγ母相の地の
中に(α+γ1 )相を微細に分散析出させることを特
徴とする極めて加工が容易で保磁力の大きい永久磁石の
製造方法。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54139896A JPS5849007B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | 加工が容易で保磁力と最大エネルギ−積の大きい永久磁石およびその製造方法 |
DE19803036880 DE3036880A1 (de) | 1979-10-31 | 1980-09-30 | Permanentmagnet mit hoher koercivkraft und grossem maximalen energieprodukt und verfahren zur herstellung desselben |
DE3050768A DE3050768C2 (de) | 1979-10-31 | 1980-09-30 | Verwendung einer Pd-Ag-Fe-Legierung zur Herstellung von Permanentmagneten und Verfahren zur Herstellung der Permanentmagneten |
US06/422,368 US4465526A (en) | 1979-10-31 | 1982-09-23 | High-coercive-force permanent magnet with a large maximum energy product and a method of producing the same |
US06/474,190 US4481045A (en) | 1979-10-31 | 1983-04-11 | High-coercive-force permanent magnet with a large maximum energy product and a method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP54139896A JPS5849007B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | 加工が容易で保磁力と最大エネルギ−積の大きい永久磁石およびその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5664406A JPS5664406A (en) | 1981-06-01 |
JPS5849007B2 true JPS5849007B2 (ja) | 1983-11-01 |
Family
ID=15256126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP54139896A Expired JPS5849007B2 (ja) | 1979-10-31 | 1979-10-31 | 加工が容易で保磁力と最大エネルギ−積の大きい永久磁石およびその製造方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4465526A (ja) |
JP (1) | JPS5849007B2 (ja) |
DE (2) | DE3050768C2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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