JPH0582319A - 永久磁石 - Google Patents
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- JPH0582319A JPH0582319A JP4006542A JP654292A JPH0582319A JP H0582319 A JPH0582319 A JP H0582319A JP 4006542 A JP4006542 A JP 4006542A JP 654292 A JP654292 A JP 654292A JP H0582319 A JPH0582319 A JP H0582319A
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- 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】 磁気特性に優れた、とりわけ保磁力 (iHc)の
大きい希土類−コバルト系永久磁石を提供する。 【構成】 重量百分率で、２０〜２８％のＲ（Ｒは希土
類元素の１種又は２種以上を表わす。）；１〜９％のＣ
ｕ；１４〜４０％のＦｅ；０．５〜７％のＭ（ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，
Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる群より選ばれる１種又は２種以
上を表わす。）；残部が主としてＣｏからなる組成を有
し、ＴｂＣｕ7 型を主体とする結晶構造を有するＲ2 Ｃ
ｏ17金属間化合物からなる永久磁石。
大きい希土類−コバルト系永久磁石を提供する。 【構成】 重量百分率で、２０〜２８％のＲ（Ｒは希土
類元素の１種又は２種以上を表わす。）；１〜９％のＣ
ｕ；１４〜４０％のＦｅ；０．５〜７％のＭ（ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，
Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる群より選ばれる１種又は２種以
上を表わす。）；残部が主としてＣｏからなる組成を有
し、ＴｂＣｕ7 型を主体とする結晶構造を有するＲ2 Ｃ
ｏ17金属間化合物からなる永久磁石。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、希土類−コバルト系永
久磁石に関し、更に詳しくは、磁気特性に優れた、とり
わけ保磁力 (iＨc)の大きい希土類−コバルト系永久磁
石に関する。
久磁石に関し、更に詳しくは、磁気特性に優れた、とり
わけ保磁力 (iＨc)の大きい希土類−コバルト系永久磁
石に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｓｍ2 Ｃｏ17系永久磁石として
は、各種組成のものが提案されているが、Ｃｏの一部を
Ｃｕ，Ｆｅ及びＭ（ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる群よ
り選ばれる１種又は２種以上を表わす）で置換すること
により、保磁力 (iＨc)、残留磁束密度（Ｂｒ）及び最
大エネルギー積（（ＢＨ）max ）あるいは耐酸化性の改
善が図られている。本発明は、このようなＳｍ2 （Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ）17系の永久磁石の改良に関するも
のである。前記の特性のうちでも（ＢＨ）max 及びＢｒ
が、モーター等の用途においては特に重要で、可能な限
り大きいことが望まれるが、 iＨc がある一定値以上な
いと、（ＢＨ）max 及びＢｒを高めることは困難であ
る。したがって、（ＢＨ）max 及びＢｒの大きい永久磁
石を得るためには、 iＨc を大きくすることが必要とな
る。
は、各種組成のものが提案されているが、Ｃｏの一部を
Ｃｕ，Ｆｅ及びＭ（ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，
Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる群よ
り選ばれる１種又は２種以上を表わす）で置換すること
により、保磁力 (iＨc)、残留磁束密度（Ｂｒ）及び最
大エネルギー積（（ＢＨ）max ）あるいは耐酸化性の改
善が図られている。本発明は、このようなＳｍ2 （Ｃ
ｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ）17系の永久磁石の改良に関するも
のである。前記の特性のうちでも（ＢＨ）max 及びＢｒ
が、モーター等の用途においては特に重要で、可能な限
り大きいことが望まれるが、 iＨc がある一定値以上な
いと、（ＢＨ）max 及びＢｒを高めることは困難であ
る。したがって、（ＢＨ）max 及びＢｒの大きい永久磁
石を得るためには、 iＨc を大きくすることが必要とな
る。
【０００３】ところで、Ｓｍ2 （Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，
Ｍ）17系の磁石では、Ｆｅ含量を増したり、Ｃｕ含量を
減らすと残留磁束密度を増加させ得ることが知られてい
る。しかし、Ｆｅ含量を増したり、Ｃｕ含量を減らす
と、保磁力が低下してくるため、単純にＦｅ含量を増
し、Ｃｕ含量を減らすことによって、残留磁束密度や最
大エネルギー積の向上を図ることはできない。そのた
め、従来のＳｍ2 （Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ）17系の磁石
は、保磁力をある値以上に維持しながら、残留磁束密度
を可能な限り大きくすることを目的として、その組成が
決定された。例えば、特公昭５５−１５０９６号公報記
載のＳｍ2 （Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ）17系の磁石では、
Ｃｕ５〜２０重量％、Ｆｅ２〜１５重量％である。また
特開昭５２−１０９１９１号公報記載の磁石では、Ｃｕ
９〜１３重量％、Ｆｅ３〜１２重量％である。これらの
組成は、Ｃｕ含量及びＦｅ含量の変動に伴って起る残留
磁束密度と保磁力の変化を妥協的に適合させた結果であ
るから、必ずしも十分なものとは言えないものであっ
た。
Ｍ）17系の磁石では、Ｆｅ含量を増したり、Ｃｕ含量を
減らすと残留磁束密度を増加させ得ることが知られてい
る。しかし、Ｆｅ含量を増したり、Ｃｕ含量を減らす
と、保磁力が低下してくるため、単純にＦｅ含量を増
し、Ｃｕ含量を減らすことによって、残留磁束密度や最
大エネルギー積の向上を図ることはできない。そのた
め、従来のＳｍ2 （Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ）17系の磁石
は、保磁力をある値以上に維持しながら、残留磁束密度
を可能な限り大きくすることを目的として、その組成が
決定された。例えば、特公昭５５−１５０９６号公報記
載のＳｍ2 （Ｃｏ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｍ）17系の磁石では、
Ｃｕ５〜２０重量％、Ｆｅ２〜１５重量％である。また
特開昭５２−１０９１９１号公報記載の磁石では、Ｃｕ
９〜１３重量％、Ｆｅ３〜１２重量％である。これらの
組成は、Ｃｕ含量及びＦｅ含量の変動に伴って起る残留
磁束密度と保磁力の変化を妥協的に適合させた結果であ
るから、必ずしも十分なものとは言えないものであっ
た。
【０００４】さて、希土類系永久磁石、とりわけＳｍ2
Ｃｏ17系永久磁石においては、その磁気特性を向上させ
るために、希土類元素以外の元素としてコバルト（Ｃ
ｏ）の外に銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタニウム（Ｔ
ｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニ
オブ（Ｎｂ）、マンガン（Ｍｎ）などを組成成分とする
磁性合金に、１，０００℃以上、融点以下の高温域で溶
体化処理を施して、いわゆる２−１７型単相状態とし、
しかる後に所定の時効処理を施して上記した２−１７型
相の中に１−５型相と呼ばれるＳｍ，Ｃｕに富んだ相を
微細に析出させるという方法が知られている。
Ｃｏ17系永久磁石においては、その磁気特性を向上させ
るために、希土類元素以外の元素としてコバルト（Ｃ
ｏ）の外に銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、チタニウム（Ｔ
ｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニ
オブ（Ｎｂ）、マンガン（Ｍｎ）などを組成成分とする
磁性合金に、１，０００℃以上、融点以下の高温域で溶
体化処理を施して、いわゆる２−１７型単相状態とし、
しかる後に所定の時効処理を施して上記した２−１７型
相の中に１−５型相と呼ばれるＳｍ，Ｃｕに富んだ相を
微細に析出させるという方法が知られている。
【０００５】一方、永久磁石の磁気特性、とりわけ iＨ
c を更に向上させるためには、飽和磁束密度（Ｂｓ）の
増大に有効なＦｅの組成比を高めることが必要である。
c を更に向上させるためには、飽和磁束密度（Ｂｓ）の
増大に有効なＦｅの組成比を高めることが必要である。
【０００６】しかしながら、磁性合金中のＦｅ濃度が大
きくなると、上記した高温域における溶体化処理温度の
範囲が極めて狭小となり、従来の製造方法、とりわけ、
磁性合金を溶融状態から急冷するときに適用される空
冷、水冷、もしくは強制ガス冷却による冷却速度では、
上記の高温単一相を過冷却することが困難となる。その
結果、好適な磁気特性、とりわけ大きな iＨc を得るこ
とができない。
きくなると、上記した高温域における溶体化処理温度の
範囲が極めて狭小となり、従来の製造方法、とりわけ、
磁性合金を溶融状態から急冷するときに適用される空
冷、水冷、もしくは強制ガス冷却による冷却速度では、
上記の高温単一相を過冷却することが困難となる。その
結果、好適な磁気特性、とりわけ大きな iＨc を得るこ
とができない。
【０００７】また、高周波誘導加熱手段を用いた溶解法
で磁性合金を調製し、ついで該磁性合金を粉砕して微粉
末とした後、該微粉末を磁場中で成形してから得られた
成形体を焼結し、その後、溶体化処理及び時効処理を施
すという製造方法にあっては、成形体を焼結した後、あ
るいは焼結と同時に溶体化処理するために適用される冷
却速度は、該成形体の耐熱衝撃性をも勘案して決定され
なければならないという問題も生ずる。
で磁性合金を調製し、ついで該磁性合金を粉砕して微粉
末とした後、該微粉末を磁場中で成形してから得られた
成形体を焼結し、その後、溶体化処理及び時効処理を施
すという製造方法にあっては、成形体を焼結した後、あ
るいは焼結と同時に溶体化処理するために適用される冷
却速度は、該成形体の耐熱衝撃性をも勘案して決定され
なければならないという問題も生ずる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁気
特性に優れた、とりわけ保磁力 (iＨc)の大きい希土類
−コバルト系永久磁石を提供することにある。
特性に優れた、とりわけ保磁力 (iＨc)の大きい希土類
−コバルト系永久磁石を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、２−１７
型磁石の保磁力機構はＳｍＣｕ6 −Ｓｍ2 Ｃｏ17擬二元
系状態図におけるスピノーダル分解に依拠し、しかも、
スピノーダル分解前の磁性合金相は単相状態でなければ
ならないという事実を基礎にして、前記した問題点を解
決すべく鋭意研究を重ね、単相状態に関し詳細な検討を
加えたところ、２−１７型相の該単相状態は合金の組成
及び温度によって３種類の異なる結晶構造、すなわち、
ＴｂＣｕ7 型六方晶、Ｔｈ2 Ｎｉ17型六方晶及びＴｈ2
Ｚｎ17型斜方晶をとり、しかもこれらの結晶構造のうち
ＴｂＣｕ7 型相を、高温状態から、少なくともスピノー
ダル分解温度以下の温度にまで単相状態で引き抜き出す
と、 iＨc の大きい優れた磁気特性が得られるという新
たな知見を得て、本発明を完成するに至った。
型磁石の保磁力機構はＳｍＣｕ6 −Ｓｍ2 Ｃｏ17擬二元
系状態図におけるスピノーダル分解に依拠し、しかも、
スピノーダル分解前の磁性合金相は単相状態でなければ
ならないという事実を基礎にして、前記した問題点を解
決すべく鋭意研究を重ね、単相状態に関し詳細な検討を
加えたところ、２−１７型相の該単相状態は合金の組成
及び温度によって３種類の異なる結晶構造、すなわち、
ＴｂＣｕ7 型六方晶、Ｔｈ2 Ｎｉ17型六方晶及びＴｈ2
Ｚｎ17型斜方晶をとり、しかもこれらの結晶構造のうち
ＴｂＣｕ7 型相を、高温状態から、少なくともスピノー
ダル分解温度以下の温度にまで単相状態で引き抜き出す
と、 iＨc の大きい優れた磁気特性が得られるという新
たな知見を得て、本発明を完成するに至った。
【００１０】まず、本発明者らが見出したＳｍＣｕ6 −
Ｓｍ2Ｃｏ17擬二元系の高温状態図の一例を図１に示
す。この状態図から明らかなように、曲線ＡＢＣＤの右
側に存在するＳｍ2 Ｃｏ17の固相は、合金組成、温度に
よって、ＴｂＣｕ7 型相とＴｈ2 Ｎｉ17型相及びＴｈ2
Ｚｎ17型相を有することがわかる。また、Ｃｕの組成比
が減少する（逆にいえばＦｅの組成比が増大する）と、
ＴｂＣｕ7 型相、Ｔｈ2Ｎｉ17型相の範囲は漸次せばま
り、ついにはＴｂＣｕ7 型相は消滅して、幅の狭いＴｈ
2 Ｎｉ17型相のみが存在することとなる。
Ｓｍ2Ｃｏ17擬二元系の高温状態図の一例を図１に示
す。この状態図から明らかなように、曲線ＡＢＣＤの右
側に存在するＳｍ2 Ｃｏ17の固相は、合金組成、温度に
よって、ＴｂＣｕ7 型相とＴｈ2 Ｎｉ17型相及びＴｈ2
Ｚｎ17型相を有することがわかる。また、Ｃｕの組成比
が減少する（逆にいえばＦｅの組成比が増大する）と、
ＴｂＣｕ7 型相、Ｔｈ2Ｎｉ17型相の範囲は漸次せばま
り、ついにはＴｂＣｕ7 型相は消滅して、幅の狭いＴｈ
2 Ｎｉ17型相のみが存在することとなる。
【００１１】これらのうちＴｂＣｕ7 型相は六方晶(hex
agonal) であって、その高温単一相をそのまま単相処理
して、少なくともスピノーダル分解温度以下に引き抜き
出すと、得られた合金の磁気特性は向上する。
agonal) であって、その高温単一相をそのまま単相処理
して、少なくともスピノーダル分解温度以下に引き抜き
出すと、得られた合金の磁気特性は向上する。
【００１２】本発明の効果は、磁石を構成する金属元素
の組成と、結晶構造、ならびにその結晶構造を保持しつ
つ室温にまで効果的に引き抜き出す急冷方法との結合に
よって奏されるものである。
の組成と、結晶構造、ならびにその結晶構造を保持しつ
つ室温にまで効果的に引き抜き出す急冷方法との結合に
よって奏されるものである。
【００１３】すなわち、本発明の永久磁石は、重量百分
率で、２０〜２８％のＲ（Ｒは希土類元素の１種又は２
種以上を表わす）；１〜９％のＣｕ；１４〜４０％のＦ
ｅ；０．５〜７％のＭ（ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる
群より選ばれる１種又は２種以上を表わす）；残部が主
としてＣｏからなる組成を有し、ＴｂＣｕ7 型を主体と
する結晶構造を有するＲ2 Ｃｏ17金属間化合物からなる
永久磁石である。なお、Ｔｈ2 Ｎｉ17型が一部混在して
も差支えない。
率で、２０〜２８％のＲ（Ｒは希土類元素の１種又は２
種以上を表わす）；１〜９％のＣｕ；１４〜４０％のＦ
ｅ；０．５〜７％のＭ（ＭはＴｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎ
ｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる
群より選ばれる１種又は２種以上を表わす）；残部が主
としてＣｏからなる組成を有し、ＴｂＣｕ7 型を主体と
する結晶構造を有するＲ2 Ｃｏ17金属間化合物からなる
永久磁石である。なお、Ｔｈ2 Ｎｉ17型が一部混在して
も差支えない。
【００１４】本発明に用いる磁性合金において、Ｒで表
わされる希土類元素としては、Ｓｍ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓ
ｅ，Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，
Ｅｒ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｔｍ等があげられる。ＲはＲ
2 Ｃｏ17相を形成するための必須成分で、その含有量が
２０重量％未満の場合、 iＨc が増大せず、２８重量％
を超えると、Ｂｒが低下し、かつ、（ＢＨ）max も増大
しない。
わされる希土類元素としては、Ｓｍ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｓ
ｅ，Ｙ，Ｌａ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｄｙ，Ｈｏ，
Ｅｒ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｔｂ，Ｔｍ等があげられる。ＲはＲ
2 Ｃｏ17相を形成するための必須成分で、その含有量が
２０重量％未満の場合、 iＨc が増大せず、２８重量％
を超えると、Ｂｒが低下し、かつ、（ＢＨ）max も増大
しない。
【００１５】Ｃｕは、溶体化した磁性合金の高温相（Ｔ
ｂＣｕ7 型六方晶）を安定化する元素であるとともに、
スピノーダル分解に有効な元素である。Ｃｕの含有量が
１重量％未満の場合、Ｔｈ2 Ｚｎ17型相を安定化するた
め iＨc は増大せず、９重量％を超えるとＢｒが低下
し、（ＢＨ）max も増大しない。
ｂＣｕ7 型六方晶）を安定化する元素であるとともに、
スピノーダル分解に有効な元素である。Ｃｕの含有量が
１重量％未満の場合、Ｔｈ2 Ｚｎ17型相を安定化するた
め iＨc は増大せず、９重量％を超えるとＢｒが低下
し、（ＢＨ）max も増大しない。
【００１６】Ｆｅは、Ｂｒの増大に有効な元素である
が、その含有量が１４重量％未満の場合には、Ｂｒ及び
（ＢＨ）max の向上が顕著でなく、４０重量％を超える
とＴｈ2 Ｚｎ17型相を安定化するため、 iＨc が著しく
減少し、かつ、（ＢＨ）max も減少する。
が、その含有量が１４重量％未満の場合には、Ｂｒ及び
（ＢＨ）max の向上が顕著でなく、４０重量％を超える
とＴｈ2 Ｚｎ17型相を安定化するため、 iＨc が著しく
減少し、かつ、（ＢＨ）max も減少する。
【００１７】Ｍ（前記と同様の意味を有する。）は、Ｃ
ｕと同様に、磁性合金のＴｂＣｕ7型六方晶を安定化す
る元素である。Ｍの含有量が０．５重量％未満の場合
は、Ｔｈ2 Ｚｎ17型相が混在するようになるため、 iＨ
c の増大が顕著でなくなり、７重量％を超えると、Ｂｒ
が低下し、一方、（ＢＨ）max の増大も達成できない。
ｕと同様に、磁性合金のＴｂＣｕ7型六方晶を安定化す
る元素である。Ｍの含有量が０．５重量％未満の場合
は、Ｔｈ2 Ｚｎ17型相が混在するようになるため、 iＨ
c の増大が顕著でなくなり、７重量％を超えると、Ｂｒ
が低下し、一方、（ＢＨ）max の増大も達成できない。
【００１８】本発明の永久磁石を得る方法の最も推奨さ
れる実施態様では、まず、磁性合金を溶融する。溶融
は、前記した元素の粉末又は塊を所定の組成比になるよ
うに配合し、これを例えば石英容器の中に収容した後、
高周波誘導コイルによる加熱；カーボンや金属発熱体を
用いた抵抗加熱；キセノンランプ等の赤外線による加
熱；電子ビームによる加熱；アーク放電による加熱など
の加熱方法を適用して行なわれる。このとき、希土類元
素は酸化又は蒸発し易いので、全体を真空にした後、系
にアルゴンなどの不活性ガスを導入した雰囲気下で溶融
する。
れる実施態様では、まず、磁性合金を溶融する。溶融
は、前記した元素の粉末又は塊を所定の組成比になるよ
うに配合し、これを例えば石英容器の中に収容した後、
高周波誘導コイルによる加熱；カーボンや金属発熱体を
用いた抵抗加熱；キセノンランプ等の赤外線による加
熱；電子ビームによる加熱；アーク放電による加熱など
の加熱方法を適用して行なわれる。このとき、希土類元
素は酸化又は蒸発し易いので、全体を真空にした後、系
にアルゴンなどの不活性ガスを導入した雰囲気下で溶融
する。
【００１９】上記のような方法で溶融した磁性合金を、
急冷して高温相からＴｂＣｕ7 型を単相状態で室温にま
で引き抜き出す。
急冷して高温相からＴｂＣｕ7 型を単相状態で室温にま
で引き抜き出す。
【００２０】図１の高温状態図から明らかなように、Ｆ
ｅの組成比が大きくなる（Ｃｕの組成比が小さくなる）
と、ＴｂＣｕ7 型相の溶体化処理温度の範囲は極めて狭
くなるので、これを単相状態で室温にまで引き抜き出す
ためには、極めて大きな冷却速度を必要とする。
ｅの組成比が大きくなる（Ｃｕの組成比が小さくなる）
と、ＴｂＣｕ7 型相の溶体化処理温度の範囲は極めて狭
くなるので、これを単相状態で室温にまで引き抜き出す
ためには、極めて大きな冷却速度を必要とする。
【００２１】このため、ＴｂＣｕ7 型相の引き抜きのた
めには、溶融状態にある上記した合金を、高速で回転す
る熱伝導性の良好なドラム又はロールの回転面に噴出さ
せる方法、いわゆる溶湯急冷法を適用することが好まし
い。
めには、溶融状態にある上記した合金を、高速で回転す
る熱伝導性の良好なドラム又はロールの回転面に噴出さ
せる方法、いわゆる溶湯急冷法を適用することが好まし
い。
【００２２】冷却速度は、通常、１，０００℃／sec 以
上であって、これより小さい冷却速度の場合には、凝固
偏析が起り、ＴｂＣｕ7 型相を単相として室温まで引き
抜き出すことが困難となって、本発明の目的と合致しな
くなる。この冷却速度は、回転体の材質、その回転速度
などによって規定されるが、回転体の材質としては、通
常、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｆｅ又はこれらの合金のように
熱伝導性に優れるもの、また回転速度としては１００rp
m 以上であることが好ましい。このようにして、大部分
がＴｂＣｕ7 型相から構成される過冷却合金の薄帯、薄
片（フレーク）、又は粉末が得られる。
上であって、これより小さい冷却速度の場合には、凝固
偏析が起り、ＴｂＣｕ7 型相を単相として室温まで引き
抜き出すことが困難となって、本発明の目的と合致しな
くなる。この冷却速度は、回転体の材質、その回転速度
などによって規定されるが、回転体の材質としては、通
常、Ａｌ，Ａｇ，Ｃｕ，Ｆｅ又はこれらの合金のように
熱伝導性に優れるもの、また回転速度としては１００rp
m 以上であることが好ましい。このようにして、大部分
がＴｂＣｕ7 型相から構成される過冷却合金の薄帯、薄
片（フレーク）、又は粉末が得られる。
【００２３】次に、このようにして得られた過冷却合金
の薄帯、薄片、又は粉末に時効処理を施す。時効処理
は、３５０〜９００℃、０．１〜５００時間の範囲で行
うのが好ましい。すなわち、好ましい時効処理の態様の
一例は、８５０℃で３０分時効後、以後１００℃間隔で
１時間、２時間、４時間という４段時効処理である。
の薄帯、薄片、又は粉末に時効処理を施す。時効処理
は、３５０〜９００℃、０．１〜５００時間の範囲で行
うのが好ましい。すなわち、好ましい時効処理の態様の
一例は、８５０℃で３０分時効後、以後１００℃間隔で
１時間、２時間、４時間という４段時効処理である。
【００２４】このようにして得られた磁性合金を用い、
常法に従った方法で本発明による永久磁石が製造され
る。すなわち、その方法の一例としては、上記の時効処
理を施した材料を粉砕して微粉末とし、これを磁気的に
配列せしめて加圧成形する方法が好んで適用される。
常法に従った方法で本発明による永久磁石が製造され
る。すなわち、その方法の一例としては、上記の時効処
理を施した材料を粉砕して微粉末とし、これを磁気的に
配列せしめて加圧成形する方法が好んで適用される。
【００２５】例えば、得られた磁性合金を、窒素、アル
ゴンもしくは液体エチルアルコールなどの非酸化性雰囲
気中で、酸化物の生成を防止しながら、微粉砕する。こ
の場合、磁石の iＨc は時効処理によって形成された合
金中の微細組織に基づくので、この組織が破壊されない
程度に、すなわち２〜１０μm の粒径になるように粉砕
することが好ましい。粒径が２μm 未満の場合には、上
記した微細組織が破壊されているので iＨc は減少し、
また、１０μm を超えると iＨc 、Ｂｒがいずれも減少
する。
ゴンもしくは液体エチルアルコールなどの非酸化性雰囲
気中で、酸化物の生成を防止しながら、微粉砕する。こ
の場合、磁石の iＨc は時効処理によって形成された合
金中の微細組織に基づくので、この組織が破壊されない
程度に、すなわち２〜１０μm の粒径になるように粉砕
することが好ましい。粒径が２μm 未満の場合には、上
記した微細組織が破壊されているので iＨc は減少し、
また、１０μm を超えると iＨc 、Ｂｒがいずれも減少
する。
【００２６】得られた微粉末に、有機バインダー（例え
ばナイロンをメチルアルコールに溶解したもの）を、や
や湿り気を与える程度に添加して混和し、これを非磁性
材料（例えば黄銅）の金型内に充填し、１０，０００〜
３０，０００Ｇの磁場をかけて微粉末を磁気的に配列さ
せながら、２〜６ton/cm2の圧力でプレス成形して、所
定形状の永久磁石とする。
ばナイロンをメチルアルコールに溶解したもの）を、や
や湿り気を与える程度に添加して混和し、これを非磁性
材料（例えば黄銅）の金型内に充填し、１０，０００〜
３０，０００Ｇの磁場をかけて微粉末を磁気的に配列さ
せながら、２〜６ton/cm2の圧力でプレス成形して、所
定形状の永久磁石とする。
【００２７】更に必要に応じては、上記の永久磁石をプ
ラスチック又はゴムなどの不透水性の可撓容器内に収納
し、３〜６ton/cm2 の圧力で静水圧プレスして、三次元
的に均一な応力を負荷することにより、磁気歪みがな
く、機械的強度に優れた永久磁石とすることもできる。
ラスチック又はゴムなどの不透水性の可撓容器内に収納
し、３〜６ton/cm2 の圧力で静水圧プレスして、三次元
的に均一な応力を負荷することにより、磁気歪みがな
く、機械的強度に優れた永久磁石とすることもできる。
【００２８】このようにして得られた永久磁石は、主と
してＴｂＣｕ7 型の結晶構造を有するＲ2 Ｃｏ17金属間
化合物からなるものであり、磁気特性、とりわけ保磁力
に優れた性質を有する。
してＴｂＣｕ7 型の結晶構造を有するＲ2 Ｃｏ17金属間
化合物からなるものであり、磁気特性、とりわけ保磁力
に優れた性質を有する。
【００２９】
【実施例】実施例１〜１１ 表１に示す実施例１〜１１の組成からなる合金の材料を
先端にノズルを備えた石英容器中に入れ、高周波誘導加
熱法によって、アルゴン雰囲気中で溶融した。
先端にノズルを備えた石英容器中に入れ、高周波誘導加
熱法によって、アルゴン雰囲気中で溶融した。
【００３０】融点より５０℃高い温度に保持し、溶融合
金を１，０００rpmで回転する直径３００mmの銅製片ロ
ールの回転面上に噴出した。この急冷処理の冷却速度は
約１０5 ℃/secであった。フレーク状の薄片が得られ
た。
金を１，０００rpmで回転する直径３００mmの銅製片ロ
ールの回転面上に噴出した。この急冷処理の冷却速度は
約１０5 ℃/secであった。フレーク状の薄片が得られ
た。
【００３１】この薄片の結晶構造をＸ線回析法で調べ
た。その回析パターンの一例を図２に示した。図２から
明らかなように、薄片は大部分がＴｂＣｕ7型相の六方
晶から構成されており、２θ＝３８〜３９度近辺にある
Ｔｈ2 Ｚｎ17型の斜方晶の（０２４）のピークはほとん
ど認められなかった。すなわち、薄片においてはＴｂＣ
ｕ7 型相が単相状態で引き抜き出されていることが確認
された。
た。その回析パターンの一例を図２に示した。図２から
明らかなように、薄片は大部分がＴｂＣｕ7型相の六方
晶から構成されており、２θ＝３８〜３９度近辺にある
Ｔｈ2 Ｚｎ17型の斜方晶の（０２４）のピークはほとん
ど認められなかった。すなわち、薄片においてはＴｂＣ
ｕ7 型相が単相状態で引き抜き出されていることが確認
された。
【００３２】次に上記薄片を、時効処理条件ａとして８
５０℃で３０分時効処理後、さらに１００℃間隔で１時
間、２時間、４時間という４段の時効処理をした。得ら
れた薄片の結晶構造をＸ線回析法により同定し、表１に
示した。
５０℃で３０分時効処理後、さらに１００℃間隔で１時
間、２時間、４時間という４段の時効処理をした。得ら
れた薄片の結晶構造をＸ線回析法により同定し、表１に
示した。
【００３３】次に、この薄片を２０メッシュタイラー篩
通過程度に粗粉砕した後、更にジェットミルで粉砕し
て、平均粒径４μm の微粉末とした。この微粉末を４％
ナイロン−メタノール溶液と混和した後、所定の押し型
に充填し、２０，０００エルステッドの磁界をかけなが
ら２ton/cm2 の圧力で圧縮成形した。この圧粉体をゴム
容器に入れ、更に５ton/cm2 で静水圧プレスした。
通過程度に粗粉砕した後、更にジェットミルで粉砕し
て、平均粒径４μm の微粉末とした。この微粉末を４％
ナイロン−メタノール溶液と混和した後、所定の押し型
に充填し、２０，０００エルステッドの磁界をかけなが
ら２ton/cm2 の圧力で圧縮成形した。この圧粉体をゴム
容器に入れ、更に５ton/cm2 で静水圧プレスした。
【００３４】得られた永久磁石の残留磁束密度（Ｂ
ｒ）、保磁力 (iＨc)及び最大エネルギー積（（ＢＨ）
max ）を表１に併記した。
ｒ）、保磁力 (iＨc)及び最大エネルギー積（（ＢＨ）
max ）を表１に併記した。
【００３５】比較例１〜３ 表に示す比較例１〜３の組成の合金について、実施例１
〜１１の場合と同一の条件で溶湯急冷法を用いて薄片を
作成した。表２に示すように、次のいずれかの条件を用
いて、時効処理を施した。すなわち、ｂ：９８０℃で３
０分時効処理後、さらに１００℃間隔で１時間、２時
間、４時間という４段の時効処理；ｃ：７５０℃で７５
０時間の時効処理；ｄ：３００℃で５００時間の時効処
理。ついで、この薄片を実施例１〜１１と同様に粗粉
砕、微粉砕して平均粒径４μm の微粉末とし、以下、実
施例１〜１１の場合と同一の条件で永久磁石を得た。
〜１１の場合と同一の条件で溶湯急冷法を用いて薄片を
作成した。表２に示すように、次のいずれかの条件を用
いて、時効処理を施した。すなわち、ｂ：９８０℃で３
０分時効処理後、さらに１００℃間隔で１時間、２時
間、４時間という４段の時効処理；ｃ：７５０℃で７５
０時間の時効処理；ｄ：３００℃で５００時間の時効処
理。ついで、この薄片を実施例１〜１１と同様に粗粉
砕、微粉砕して平均粒径４μm の微粉末とし、以下、実
施例１〜１１の場合と同一の条件で永久磁石を得た。
【００３６】比較例４〜８ 比較例４〜８の組成の合金について、合金の材料２０ｇ
をアルゴン中で１，２００℃、１時間加熱処理した後、
１，０００℃/minの冷却速度で急冷した。冷却後の該合
金材料についてＸ線回析したところ、その回析パターン
は２θ＝３８〜３９度近辺にある特徴的なＴｈ2 Ｚｎ17
型の斜方晶の（０２４）のピークを示した。ついで、こ
の合金を実施例１〜１１と同様の時効処理を施した後、
同様の粉砕、圧粉成形をして永久磁石を得た。
をアルゴン中で１，２００℃、１時間加熱処理した後、
１，０００℃/minの冷却速度で急冷した。冷却後の該合
金材料についてＸ線回析したところ、その回析パターン
は２θ＝３８〜３９度近辺にある特徴的なＴｈ2 Ｚｎ17
型の斜方晶の（０２４）のピークを示した。ついで、こ
の合金を実施例１〜１１と同様の時効処理を施した後、
同様の粉砕、圧粉成形をして永久磁石を得た。
【００３７】比較例９〜２３ 表１に示すような組成の合金から、実施例１〜１１の場
合と同一の条件を用いて、永久磁石を得た。これらの比
較例について、組成、製造条件、結晶構造、Ｂｔ， iＨ
c ，（ＢＨ）max を表２及び表３に示した。
合と同一の条件を用いて、永久磁石を得た。これらの比
較例について、組成、製造条件、結晶構造、Ｂｔ， iＨ
c ，（ＢＨ）max を表２及び表３に示した。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】
【表３】
【００４１】
【発明の効果】以上のように、本発明によって、Ｆｅ組
成比が大きく、Ｃｕ組成比が小さくても、 iＨc の大き
い希土類系永久磁石を製造することができるので、その
工業的価値は極めて大きい。また、得られた永久磁石
は、従来の焼結法による磁石に比べてその機械加工性に
優れるので、有用である。更に、本発明は、Ｓｍ2 Ｃｏ
17相中のＴｂＣｕ7 型相を用いるので、高価な希土類元
素及びＣｏの組成比を小さくすることができて、得られ
る磁石は安価となる。また、前記したような耐熱衝撃性
を勘案することなく製造することができることも効果の
１つである。
成比が大きく、Ｃｕ組成比が小さくても、 iＨc の大き
い希土類系永久磁石を製造することができるので、その
工業的価値は極めて大きい。また、得られた永久磁石
は、従来の焼結法による磁石に比べてその機械加工性に
優れるので、有用である。更に、本発明は、Ｓｍ2 Ｃｏ
17相中のＴｂＣｕ7 型相を用いるので、高価な希土類元
素及びＣｏの組成比を小さくすることができて、得られ
る磁石は安価となる。また、前記したような耐熱衝撃性
を勘案することなく製造することができることも効果の
１つである。
【図１】ＳｍＣｕ6 −Ｓｍ2 Ｃｏ17擬二元系の高温状態
図である。
図である。
【図２】本発明の実施例で得られた薄片のＸ線回析パタ
ーンの一例である。
ーンの一例である。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量百分率で、２０〜２８％のＲ（Ｒは
希土類元素の１種又は２種以上を表わす）；１〜９％の
Ｃｕ；１４〜４０％のＦｅ；０．５〜７％のＭ（ＭはＴ
ｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｍｏ，
Ｗ，Ｓｉ，Ａｌからなる群より選ばれる１種又は２種以
上を表わす）；残部が主としてＣｏからなる組成を有
し、 ＴｂＣｕ7 型を主体とする結晶構造を有するＲ2 Ｃｏ17
金属間化合物からなる永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006542A JPH0582319A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4006542A JPH0582319A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 永久磁石 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57068640A Division JPS58186906A (ja) | 1982-04-26 | 1982-04-26 | 永久磁石の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0582319A true JPH0582319A (ja) | 1993-04-02 |
Family
ID=11641232
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4006542A Pending JPH0582319A (ja) | 1992-01-17 | 1992-01-17 | 永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0582319A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002083728A (ja) * | 2000-09-08 | 2002-03-22 | Santoku Corp | 希土類永久磁石の製造方法 |
| JP2014192253A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toshiba Corp | 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 |
| JP2017126757A (ja) * | 2017-02-03 | 2017-07-20 | 株式会社東芝 | 永久磁石、モータ、発電機、及び車 |
| US11676747B2 (en) | 2017-09-15 | 2023-06-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet, rotary electrical machine, and vehicle |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620140A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-25 | Seiko Epson Corp | Permanent magnet material |
| JPS56150152A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-20 | Seiko Epson Corp | Permanent magnet material |
| JPS56156735A (en) * | 1980-04-30 | 1981-12-03 | Tdk Corp | Permanent magnet alloy |
-
1992
- 1992-01-17 JP JP4006542A patent/JPH0582319A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5620140A (en) * | 1979-07-24 | 1981-02-25 | Seiko Epson Corp | Permanent magnet material |
| JPS56150152A (en) * | 1980-04-18 | 1981-11-20 | Seiko Epson Corp | Permanent magnet material |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP4680357B2 (ja) * | 2000-09-08 | 2011-05-11 | 株式会社三徳 | 希土類永久磁石の製造方法 |
| JP2014192253A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Toshiba Corp | 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 |
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| US11676747B2 (en) | 2017-09-15 | 2023-06-13 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet, rotary electrical machine, and vehicle |
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