JPS61266551A - 永久磁石合金 - Google Patents

永久磁石合金

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JPS61266551A
JPS61266551A JP60107935A JP10793585A JPS61266551A JP S61266551 A JPS61266551 A JP S61266551A JP 60107935 A JP60107935 A JP 60107935A JP 10793585 A JP10793585 A JP 10793585A JP S61266551 A JPS61266551 A JP S61266551A
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JP
Japan
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rare earth
alloy
permanent magnet
substitution
composition
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Pending
Application number
JP60107935A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaaki Tokunaga
徳永 雅亮
Shigeo Tanigawa
茂穂 谷川
Kimio Uchida
内田 公穂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • 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
    • H01F1/032Magnets 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
    • H01F1/04Magnets 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
    • H01F1/047Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571Alloys 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
    • H01F1/0575Alloys 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
    • H01F1/0577Alloys 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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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は希土類金属(以下Rと略記する)とFeからな
り基本的にはBをその構成元素として含むR−Fe−8
金属間化合物永久磁石合金に関するものである。
〔従来の技術〕
すでに知られているように、R−Fe合金、例えばRz
Fe、yはR−Co合金よりも高い飽和磁化を有し、高
価なCoを含有せず、永久磁石材料として高いポテンシ
ャルを有する永久磁石材料である。しかじながら、永久
磁石材料として必要な+t(cが得られず、長い開装置
されたままであった。近年、液体急冷技術の進歩にとも
ない、R−Fe合金に本方法を利用し、高い保磁力を得
ることに成功している。(例えば、J、J、Croat
+Journal of Applied Physi
cs52(3) March 19B1.2509  
Magnetic Propertiesof Mel
t−3pun Pr−Fe A11oys”)また、N
、C,KoorlらはBを微量添加したR−Fe−8合
金を超急冷し、600〜800℃にて時効結晶化させる
ことにより高保磁力を実現している。(N、C。
Koon、 et al、 、 Appl 、 Phy
s 、 、 Letter、 39 (10) 15 
(1981)840 ” Magnetic Prop
erties of Amorphous andCr
ys tal 1ized (Fee、 aJo、 I
a) o、 q Tbo、 osLao、 as”、特
開昭58−123853号公報)しかしながら上記作製
法においては結晶質と非晶質の混合状態が必要であり、
また得られる材料の形態は一般に粉末ないし薄帯に限定
されることから、これを永久磁石材料として利用するに
は圧縮成形等によってバルク化をはかってやる必要があ
る。又、超急冷による粉末は等友釣でヒステリシス曲線
の角型性が悪くこれを着磁するためには大きな磁界を必
要とするなど実用の際問題が多い。
これに対し、佐用らは通常の溶解法によりNd−Fe−
8合金を作成し粉砕後磁場中成形、焼結をおこない異方
性化をはかり高特性を得た。(第29回3M Conf
、1983 booklet P 110,5essi
on BB、t’B−1“New Matertal 
for Pern+anent Magnets on
 a Ba5eof Nd and Fe”)得られた
磁気特性は、35〜40MGOeで希土類磁石の中では
最も高い。
本発明においても一般的に溶解によるインゴット作製、
粉砕、m界中成形、焼結、熱処理、加工の工程によって
製造される。溶解は通常の方法で、Ar中ないし真空中
で行う。Bはフェロボロンを用いることも可能であり、
希土類元素は最後に投入する。粉砕は粗粉砕と微粉砕に
工程的にはわかれるが粗粉砕はスタンプミル、ジョーク
ラフシャー。
ブラウンミル、ディスクミルで、また、微粉砕はジェッ
トミル、振動ミル、ボールミル等で行われる。いずれも
酸化を防ぐために、非酸化性雰囲気で行うか、有機溶媒
や不活性ガスが用いられる。
粉砕粒度は3〜5μm  (FSSS)が望ましい。成
形は金型中でのプレス成形により磁場中で行われる。
これは異方性をつけるために必要な技術で、本合金の場
合、C軸に粉砕粉をそろえるために不可欠の工程である
焼結はAr、 He等の不活性ガス中、または真空中、
さらには水素中で、1050〜1150℃の温度範囲で
行われる。熱処理は用いる希土類元素や組成によって異
なることが考えられるが、600℃近傍の温度領域の加
熱保持によって時効される。例えば佐用らの結果によれ
ば590〜650℃の時効により高い+Hc(〜12K
Oe)が得られている。(Journal ofApp
lied Physics 55 No、62086(
1984)参照)〔発明が解決しようとする問題点〕 Ndを主体としたR−Fe−B系磁石はその構成元素と
して希土類元素中でも比較的酸化しゃすいNdおよび耐
酸化性に乏しいFeを含むため、既存材料である5a−
Co系磁石に比較すると磁石製品中の酸素量の低減制御
が困難である。また木材はRJe+aBを主相とし他に
B rtch相、Rrich相よりなるが、このうちR
成分の比較的高いR,Fe、 、B相およびRrich
相が特に酸化されやすい。(M、Sagawa、et 
al−+rBEE Trans、on Magneti
cs vol+Mag−20No、51584(198
4)”Permanent Magnet Mater
ials Ba5ed onthe Rare t!a
rth−1ron−Boron Tetragonal
Compounds’参照)。中でもRrich相は9
5 at%のR13〜5at%のFe、 微量のBから
構成され非常に酸化されやすい。
よってR−Fe−B系永久磁石材料特に高(BH) m
aχの得られるNd−Fe−B系永久磁石材料は工程中
の酸化により組成が変動し、安定した焼結密度および磁
気特性が得られないという欠点があった。したがって本
系磁石の生産にあたっては酸化対策として、溶解、粉砕
、焼結などの工程を不活性雰囲気化するなど多くの設備
的技術的配慮を必要とし、その生産性はかならずしも高
くはなかった。
〔問題点を解決するための手段〕 上記問題点を解決するため、本発明ではNe−Fe−B
合金のNdの一部を特定された希土類元素R′によって
置換した合金系を提案する。
すなわち、(R+−α、R’ cr) (FEll−1
18X )II  (ここでRはLa、 Ce以外の希
土類元素、R′はLa、Caの1種又は2種の組合せ、
0.005≦α≦0.30.0.02≦X≦0.3.4
.0≦z≦7.5)なる組成からなることを特徴とする
永久磁石合金である。
R′としては希土グループ中でも特に酸化しやすい元素
であるCe、Laが選ばれる。表1にCe、Laおよび
Ndの空気中400℃における希土類金属の腐蝕度を示
す。あきらかにNdよりCe、Laの方が腐蝕度が大き
い、これら希土類元素を用いることによりCe、 La
の選択的な酸化を可能とし、磁気特性特にBr、 +H
cの発現に必要なNd量を実質的に低下させることなく
、安定なR−Fe−8磁石の製造を可能とするものであ
る。
〔作 用〕
まず合金限定理由を述べる。B置換量Xが0.02未満
の場合はキューリ一点が上昇せず、高い、Hcも得られ
ない。一方、B置換量が0.3を越える場合には、逆に
キューリ一点およびBrが低下し、また磁気特性に対し
好ましくないR,Fe、B、等の相の発生が見られる。
2が4未満の場合はBrが低下し7.5を越えるとFe
に富んだ相があられれ、Hen低下するとともに、焼結
性の低下にともなう密度の低下が顕著となる。希土類(
R′)置換量αが0゜005未満の場合はCe、Laの
選択酸化の効果が少く、αが0.3を越える場合は主相
へのこれらR′希土類元素の置換が大となり磁気特性を
本質的に下げる。
次にCe、Laの置換効果について述べる。Ce、La
の耐酸化性は下記表1に示すようにNdよりはるかに悪
い。
表1 よって製造工程中Ce、Laの選択酸化が優先し、特に
焼結過程においては前工程において選択的に酸化された
これら置換元素がRrich相にとり込まれる。
したがってRrich相は置換元素が濃化した組成にな
る。このことば主相においてCe、Laの濃度がむしろ
低下し、Ncfの作用効果は減殺されないことを意味す
る。換言すれば、Ce、 Laの希土類置換元素が選択
酸化することにより、主相は酸化されることなく清浄に
保たれ、CeやLaの酸化物ばRrich相にとり込ま
れることとなり、高磁気特性が実現される。
またこれらCe、Laによる選択酸化過程や、これらに
よる主相の清浄化などに伴う反応は焼結性の向上加速に
も効果があり、生産性にも好ましい効果をおよぼす。
Ce、Laのこれら作用効果は個々の純金属を配合合金
化した場合にみとめられるが、ジジムといわれる混合希
土酸化物を還元した天然合金を用いることも可能で、む
しろこれら天然合金を用いた方が良好な特性の得られる
ことが多い。
〔実施例〕
以下実施例により本発明を説明する。
〈実施例1〉 (Nd、−α、 Ceα)(Feo、qJo、o*)s
、&(αJ+ 0.05゜0.1.0.15.0.20
.0.25.0.30.0.35.0.40 )なる合
金をアーク溶解にて作製した。得られたインゴットをブ
レーキクラッシャーおよびディスクミルで粗粉砕し、3
2メツシユ以下に調整後、ジェットミルで微粉砕した。
粉砕媒体はN2ガスであり、粉砕粒度は3.5μmであ
った。得られた微粉砕粉を12KOeの磁場中で横磁場
成形した。成形体を1090℃X 2hrs真空焼結し
た。焼結後再度1000℃に加熱し1℃/5hinで連
続冷却した。得られた磁気特性を表2に示す。
(BH)、、、はαJ、15近傍でピークを示し、過度
のCe置換はBr、 IHcおよび(BH)、、、を下
げることがわかる。従って、Ce置換量はα・0.05
から0.20の間が最も好ましく、生産性を考慮すると
0.005から0.3の置換が有用である。
〈実施例2〉 (Ndl−β、Laβ) (Fee、 qtBo、 o
s) s、 a (β=0.0.05゜0.1.0.1
5.0.20.0.25.0.30.0.35.0.4
0 )なる組成の合金を実施例1と同様の方法で溶解、
粉砕、焼結、熱処理した。
得られた結果を表3に示す。
La置換量β=0.10で磁気特性はピークを示し、過
度の置換は磁気特性を劣化させる。従ってLaの置換量
は0.05から0.2が最も好ましいが、実用上の観点
からは0.005から0.3の置換が可能である。
発明の効果 以上実施例に示したようにCe、Laの置換により主相
が清浄に保たれ、比較的安定にかつ高い、He。
(BH)□8が得られる。
事件の表示 昭和60年 特許願 第107935号発明の名称 永
久磁石合金 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都千代田区丸ノ内二丁目1番2号名称 (5
08)日立金属株式会社 代表者 松 野 浩 二

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (R_1_−_αR’_α)(Fe_1_−_xB_x
    )_z(ここでRはLa、Ce以外の希土類元素、R’
    はLa、Ceの1種又は2種の組合せ、0.005≦α
    ≦0.30、0.02≦x≦0.3、4.0≦z≦7.
    5)なる組成からなることを特徴とする永久磁石合金。
JP60107935A 1985-05-20 1985-05-20 永久磁石合金 Pending JPS61266551A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002109547A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Hitachi Ltd 移動体検出測定方法、その装置および移動体検出測定プログラムを記録した記録媒体
JP2021190589A (ja) * 2020-06-01 2021-12-13 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石及びその製造方法
JP2022072860A (ja) * 2020-10-30 2022-05-17 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石及びその製造方法

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JP2002109547A (ja) * 2000-09-27 2002-04-12 Hitachi Ltd 移動体検出測定方法、その装置および移動体検出測定プログラムを記録した記録媒体
JP2021190589A (ja) * 2020-06-01 2021-12-13 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石及びその製造方法
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