JPS61179801A - ボンド磁石用合金粉末及びその製造方法 - Google Patents

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】 利用産業分野 この発明は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なく
とも１種＞、Ｂ、Ｆｅを主成分とする永久磁石用合金粉
末と、樹脂または非磁性合金からなるボンド磁石用合金
粉末とその製造方法に関する。

背景技術 現在の代表的な永久磁石材料は、アルニコ、ハードフェ
ライトおよび希土類コバルト磁石である。

近年のコバルトの原料事情の不安定化に伴ない、コバル
トを２０〜３０ｗｔ％含むアルニコ磁石の需要は減り、
鉄の酸化物を主成分とする安価なハードフェライトが磁
石材料の主流を占めるようになった。

一方、希土類コバルト磁石はコバルトを５０〜６０ｗｔ
％も含むうえ、希土類鉱石中にあまり含まれていないＳ
ｍを使用するため大変高価であるが、他の磁石に比べて
、磁気特性が格段に高いため、主として小型で付加価値
の高い磁気回路に多用されるようになった。

希土類コバルト磁石は、通常の焼結法により製造される
が、製品化には研削加工が必要であるため、製品歩留が
悪い問題があり、一層価格を高騰させていた。これを解
決するために、磁石用粉末゛を樹脂あるいは金属バイン
ダーと結合固化させるボンド法が提案されている。

また、希土類コバルト磁石が、ＲＩＣｏｓ系からＲ２Ｃ
０Ｉ７系に高性能、省資源化されたが、ボンド法を用い
ても、高価なＳｍ、Ｃｏが主成分であり、根本的な解決
にはならない。

上記の問題を解決するため、本出願人は先に、高価なＳ
ｍやらを含有しない新しい高性能永久磁石としてＦｓ−
Ｂ−Ｒ系（Ｒｔ、ｌ：　Ｙを含む希土類元素のうち少な
くとも１種）永久磁石を提案（特願昭５７−１４５０７
２号）し、さらに、ボンド磁石用に最適なＦａ−Ｂ−Ｒ
系合金粉末（特開昭５９−２１９９０４号）を提案した
。

上記のＦｓ−Ｂ−Ｒ系ボンド磁石用合金粉末は、該成分
の鋳塊を機械的に粗粉砕、微粉砕して得られた３、Ｊｌ
以下の微細粉であるが、合金粉末の保磁力（ｉＨＣ）は
３　ｋｏｓ程度であるため、さらにすぐれた磁気特性の
ボンド磁石を得るには、高保磁力合金粉末が望まれてい
た。

発明の目的 この発明は、希土類・ボロン・鉄を主成分とする新規な
ボンド永久磁石の磁気特性の改善を目的とし、保磁力な
どの磁気特性がすぐれたボンド磁石用の合金粉末並びに
その製造方法を目的としている。

発明の構成と効果 この発明は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なく
とも１種）１２原子％〜２０原子％、Ｂ４４原子〜２０
原子％、Ｆｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主相
が正方晶相からなる粒度１５項以下の微粉末より構成さ
れ、保磁力（ｉｆ−１ｃ）　５　ｋｏｓ〜１５　ｋｏａ
を有した集合粒度１００１ａ〜１０００加の集合粉末か
らなることを特徴するボンド磁石用合金粉末であり、さ
らに、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種）１２原子％〜２０原子％、Ｂ４４原子〜２０原子％
、ｌ”ｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主相が正
方晶相からなる粒度１５１ｓ以下の微粉末を、加圧成形
したのち解砕し、さらに８００℃〜１１００℃で加熱し
たのち解砕し、粒度１５ＪＪｎ以下の微粉末より構成さ
れ、保磁力（ｉＨＣ）　５　ｋＯｅ〜１５　ｋＯｅを有
した集合粒度１００Ｉａ〜１００ＯＪＩの集合粉末を得
ることを特徴する耐食性のすぐれたボンド磁石用合金粉
末の製造方法である。

この発明による合金粉末を用いてボンド磁石を製造する
方法としては、合金粉末と混合、成形。

同化などに用いるバインダーの種類あるいは製品の種類
などにより適宜選択してボンド磁石を製作することがで
き、バインダー量は永久磁石材料の磁石特性の発現のた
め、体積構成比において５０％以下である。

合金粉末を焼結せずに成形し、樹脂バインダーを含浸固
化させてボンド磁石としたり、あるいは合金粉末に合金
粉末バインダーを混合して成形し、これを焼結後に熱処
理などでボンド磁石を得ることができる。また、成形方
法としては、通常のプレス成形のほかに射出成形や押出
し成形、静水圧成形を採用することもできる。

バインダーとして用いる合成樹脂は、熱硬化性、熱可塑
性のいずれの性質を有するものも利用できるが、熱的に
安定な樹脂が好ましく、例えば、ポリアミド、ポリイミ
ド、フェノール樹脂、弗素樹脂、けい素樹脂、エポキシ
樹脂などを適宜選定できる。また、該合金粉末を均一に
分散混合させて磁石特性を発現させるために、バインダ
ーとして合金粉末を併用することもできる。

また、バインダーとして、合成樹脂以外のものを用いる
場合は、Ｃｕ、　ＡＩを始め、ＴｉＨ２，５ｎＳＰｂな
どのはんだ合金があり、合金の場合は粉末で用いられる
。

この発明による合金粉末を用いたボンド磁石は、最大エ
ネルギー積（ＢＨ）ｍａＸが１０８ＧＯｅ以上を示し、
最も好ましい組成範囲では、（ＢＨ）ｍａＸ≧１５８Ｇ
Ｏａを示す。

合金粉末及び製造方法の限定理由 この発明において、水系ボンド磁石用合金粉末である集
合粉末は、粒度１５加以下の微粉末より構成される必要
があり、１５ｔＥｎを超えると、個々の微粉末の結晶粒
内に磁区が発生し易くなり、磁化反転が容易に起るため
高保磁力が得られない。また、０．５μｍ未満の粒度で
あると、表面積比率が増加しても酸化し易く取扱いが困
難となるため、０．５虜〜１５虜が望ましい。

焼結体の永久磁石として良好な磁気特性を得るには、Ｒ
２Ｆ＠ｔ４Ｂの組成式で示される組成よりも、Ｒの多い
ところが望ましく、上記の正方晶化合物からなる個々の
結晶粒の回りにＮｄに富んだ相が覆っていることが必要
であると考えられる。（Ｓａｇａｗａ　　ｅｔ、　ａｔ
；　Ｊ、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、５５（６）、１５　
　Ｍａｒｃｈ　１９８４）それ故、水系磁石合金の磁気
的性質を支配するのは、上記の組成式で示される正方品
構造を有する化合物とＮｄに富んだ相であると考えられ
る。

種々の粉砕工程を経た後の微粉末では、上記の粒度範囲
内であっても、精々２．０ｋＯａ程度の保磁力しか示さ
ない理由は、微粉砕された粉末の個々の結晶粒がＲに富
む相に覆われていないと考えられる。

この発明では、後述する如く、粒度１５．ｉｓ以下の微
粉末を加圧成形したのち解砕し、さらに８００℃〜１１
００℃で加熱したのち解砕することにより、個々の結晶
粒の回りにＮｄに富んだ相が覆った集合粉末が得られる
。

また、上記粒度の合金粉末を加圧したのち解砕するのは
、保磁力が高くボンド磁石用原料粉末に適した粉末を得
るためであり、加圧機解砕した粉は、１５Ｉｔｍ以下の
微細粒から構成される１００−から１０００期の粗粉砕
粉（集金粉末）である。前記したＲに富む相と基本組成
との共晶を喬るための後述する熱処理によって、微ｍ粉
同志では凝縮して焼結してしまい、これを粉砕すると、
堅くて脆い正方品化合物が破断されて、粉末の保磁力が
低下するが、この集合粉末では焼結して結合することが
なく、たとえ結合しても容易にほぐす（解砕）すること
ができる。

なお、加圧時に、磁場中プレス成型することにより磁気
的異方性磁石が得られ、また、無磁界中でプレス成型す
ることにより、磁気的等方性磁石を得ることができる。

熱処理として８００℃〜１ｉｏｏ℃で加熱したのち解砕
するのは、保磁力が高くボンド磁石用原料粉末に適した
粉末を得るためであり、Ｒを８０原子％以上含有するＲ
に富む相と基本組成Ｒ２Ｆａｔｓ　８との共晶を得るも
のである。上記の共晶反応は６８０℃付近で起るが、７
　ｋＯｓ＋以上の保磁力（ｉＨｃ）を得るには、８００
℃以上の加熱が必要となる。しかし、１１００℃を超え
ると、１００ρから、１０００１Ｍの粗粉砕粉（集合粉
末）であっても焼結が進行し、その後の解砕が困難とな
り、粒成長が起きて保磁力が低下する。従って熱処理温
度は８００°Ｃ〜１ｉｏｏ℃とする。

また、熱処理時間は、組成や粒度等に応じて適宜選定さ
れる。

また、上記の熱処理後に、５００℃〜７００℃、０．５
〜２０時間の時効処理を施すと、保磁力が更に向上する
。

解砕後の集合粉末の粒度は、温度上昇や熱処理により、
焼結が進行して大きな塊となることを避けるためであり
、化学的に活性な水系合金微粉末の酸化進行を避け、取
扱いを容易にするため、少なくとも１００ＪＩ以上の粒
度が必要である。しかし、粒度が１０００ＩＪｎを超え
ると、ボンド磁石用合金粉末として、成形性が悪くなり
、高い充填率が得られなくなる。従って、集合粉末の粒
度は１００Ｉｉｎからｉ　ｏｏｏρとする。

合金粉末組成の限定理由 この発明のボンド磁石用合金粉末の希土類元素Ｒは、１
２原子％〜２０原子％のＮｄ、　Ｐｒ、　Ｎｏ、　Ｔｂ
のうち少なくとも１種、あるいはさらに、Ｌａ　、Ｃｅ
　、Ｇｄ。

Ｅｒ、　Ｙのうち少なくとも１種を含むものが好ましい
。

又、通例Ｒのうち１種をもって足りるが、実用上は２種
以上の混合物（ミツシュメタル、ジジム等）を入手上の
便宜等の理由により用いることができる。

なお、このＲは純希土類元素でなくてもよく、工業上入
手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有するもので
も差支えない。

Ｒ（Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）は、新
規な上記系ボンド磁石用合金粉末における、必須元素で
あって、１２原子％未満では、結晶構造がα−鉄と同一
構造の立方晶組織となるため、高磁気特性、待に高保磁
力が得られず、２０原子％を越えると、Ｒリッチな非磁
性相が多くなり、残留磁束密度（Ｓｒ）が低下して、す
ぐれた特性のボンド磁石が得られない。よって、希土類
元素は、１２原子％〜２０原子％の範囲とする。

Ｂは、新規な上記系ボンド磁石用合金粉末における、必
須元素で必って、４原子％未満では、菱面体組織となり
、高い保磁力（ｉＨＣ）は得られず、２０原子％を越え
ると、Ｂリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密度（
Ｂｒ）が低下するため、すぐれた永久ｖｉ１石が得られ
ない。よって、Ｂは、４原子％〜２０原子％の範囲とす
る。

Ｆｅは、新規な上記系ボンド磁石用合金粉末において、
必須元素であり、６０原子％未満では残留磁束密度（Ｂ
ｒ）が低下し、８４原子％を越えると、高い保磁力が得
られないので、Ｆｅは６０原子％〜８４原子％の含有と
する。

また、この発明によるボンド磁石用合金粉末において、
ＦＢの一部を６で置換することは、得られる磁石の磁気
特性を損うことなく、温度特性を改善することができる
、また粉末の酸化に対する安定性を向上させる効果があ
るが、ｃｏ＠検量がＦＢの５０％を越えると、逆に磁気
特性が劣化するため、好ましくない。

この発明の合金粉末において、高い残留磁束密度と高保
磁力を得るためには、Ｒ１２，５原子％〜１５原子％、
Ｂ６６原子〜１４原子％、Ｆｅ７１原子％〜８２原子％
が好ましい。

また、この発明によるボンド磁石用合金粉末は、Ｒ，Ｂ
、ＦＢの他、工業的生産上不可避的不純物の存在を許容
できるが、Ｂの一部を４．０原子％以下のＣ１３，５原
子％以下のＰ、２．５原子％以下のＳ、３．５％以下の
Ｃｕのうち少なくとも１種、合計量で４．０原子％以下
で置換することにより、ボンド磁石の製造性改善、低価
格化が可能である。

また、下記添加元素のうち少なくとも１種は、Ｒ−ＢＦ
ｅ系ボンド磁石に対してその保磁力等を改善あるいは製
造性の改善、低価格化に効果があるため添加する。しか
し、保磁力改善のための添加に伴ない残留磁束密度（Ｂ
ｒ）の低下を招来するので、従来のハードフェライト磁
石の残留磁束密度と同等以上となる範囲での添加が望ま
しい。

５．０原子％以下のＡ１．３．０原子％以下の丁１１５
．５原子％以下のＶ、４．５原子％以下のＣｒ、５、Ｏ
原子％以下のＭｎ、　　５．０原子％以下のＢ１１９．
０原子％以下のＮｂ、　　７．０原子％以下の細、５．
２原子％以下のＮｏ、　　５．０原子％以下のり、１．
０原子％以下のＳｂ、　　３．５原子％以下のＧｅ。

１．５原子％以下のＳｎ、　　３．３原子％以下のＺｒ
。

６．０原子％以下のＮｉ、　　５．０原子％以下の５ｉ
１３゜３原子％以下のＩｆのうち少なくとも１種を添加
含有、但し、２種以上含有する場合は、その最大含有量
は当該添加元素のうち最大値を有するものの原子％以下
の含有させることにより、ボンド磁石の高保磁力化が可
能になる。

また、この発明のボンド磁石用合金粉末は、結晶相が主
相が少なくとも５０　ｖｏ１％以上の正方晶、少なくと
もＩＶＯＩ％以上の非磁性金属間化合物であることが、
微細で均一な合金粉末より、すぐれた磁気特性を有する
ボンド磁石を作製するのに不可欠である。

実施例 １ｍ 出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、８１９．４
％を含有し残部はＦＢ及び／Ｖ、　ＳＬ、　Ｃ等の不純
物からなるフェロボロン合金、純度９９．７％以上の陶
及び〜を使用し、これらをＡｒ雰囲気で高周波溶解し、
その後水冷銅鋳型に鋳造し、１３Ｎｄ−２〜−８Ｂ−７
７Ｆｅなる組成で正方晶を主相とするデンドライト組織
の鋳塊を得た。

その後インゴットを、クラッシャーにより３５メツシユ
以下に粗粉砕し、次にボールミルにより微粉砕し、平均
粒度３Ｉｓの微粉末を得た。

この微粉末を金型に装入し、磁界中で配向しながら、１
．５ｔ、７の圧力で加圧し、その後スタンプミルで解砕
し、粒度２００ρ〜５００項にした。

得られた粉末を、ｉ　ｏｏｏ℃、２時間、　Ａｒ中、の
条件で加熱し、その後Ａｒ中で６００℃、２時間の時効
処理を施し、解砕した。熱処理後の粉末は、平均粒度３
ｆの微粉末が凝集した粒度２００Ｉから５００ＩＪｍの
集合粉末であり、保磁力（ｉＨＣ）が１０．６　ｋＯｅ
であった。

上記性状の集合粉末を金型に装入し、１０　ｋＯｅの磁
界中で配向し、２．０ｔ、Ｊの圧力で成形し、長ざ１４
ｍｍＸ幅１０ｗｕｎＸ厚み１１１ＩＩｍ寸法の成型体を
作製した。

その後、該成型体を、ジメタアグリエートエステルを主
成分とする合成樹脂を含浸させ、１００℃。

１時間の加熱硬化して、ボンド磁石を得た。このボンド
磁石の磁気特性と、前記の集合粉末の磁気特性を測定し
、第１表に示す。

また、比較のため、上記の１３Ｎｄ−２Ｄｙ−８Ｂ−γ
γＦｅなる組成の鋳塊を、粗粉砕後、微粉砕して平均粒
度３１１ｍの微粉末となし、金型に装入し、１０ｋＯＢ
の磁界中で配向し、２．Ｏｔ、７の圧力で成形し、長ざ
１４ｍｍＸ幅１０ｍｍＸ厚み１１ｍｍ寸法の成型体を作
製し、該成型体を、ジメタアグリエートエステルを主成
分とする合成樹脂を含浸させ、１００℃、１時間の加熱
硬化して、ボンド磁石を得た。この比較例ボンド磁石の
磁気特性と、比較例合金粉末の磁気特性を測定し、第１
表に示す。

第１表より明らかなように、この発明によるボンド磁石
用合金粉末及びボンド磁石の各磁気特性が著しく向上し
たことが分る。

第１表 以下余白 実施例２ 出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、８１９．４
％を含有し残部はＦ８及びＭ、　ＳＬ、　Ｃ等の不純物
からなるフェロボロン合金、純度９９．７％以上の陶及
び〜を使用し、これらをＡｒ雰囲気で高周波溶解し、そ
の後水冷銅鋳型に鋳造し、１４１’！ｉ−１，５Ｄｙ−
７，５１３−７７Ｆｅなる組成で正方品を主相とするデ
ンドライト組織の鋳塊を得た。

その後インゴットを、クラッシャーにより３５メツシユ
以下に粗粉砕し、次にボールミルにより微粉砕し、平均
粒度２．７虜の微粉末を得た。

この微粉末を金型に装入し、１０　ｋＯｅの磁界中で配
向しながら、１．５℃着の圧力で加圧し、その後スタン
プミルで解砕し、粒度１０（）Ｉｓ〜５００ＩＪｎにし
た。

得られた粉末を、１０Ｔｏｒｒ、　Ａｒ気流中、８００
′Ｃ〜１０６０℃、１時間の第２表の各種温度条件で加
熱し、その後Ａｒ中で６００″Ｇ、　　１時間の時効処
理を施し、再度、粒度１　ｏｏ、ｍ〜５００ρの集合粉
末に解砕した。

上記の集合粉末を金型に装入し、１０　ｋｏａの磁界中
で配向し、パラフィンで固定し、粉末時の磁気特性を振
動試料型磁束計で測定した。測定結果は第２表に示すと
おりである。

また、比較として、上記の１４Ｎｄ−１，５へ−１，５
Ｂ−γγらなる組成の鋳塊を、粗粉砕後、微粉砕して平
均粒度３屡の微粉末となし、金型に装入し、１０　ｋｏ
ｓの磁界中で配向してパラフィンで固定し、ｉｏｏｏｒ
ｒ、　Ａｒ気流中、８００℃〜１０６０℃、１時間の第
２表の各種温度条件で加熱し、そのＩＡｒ中で６００℃
、１時間の時効処理を施し、粉末時の磁気特性を振動試
料型磁束計で測定した。測定結果は第２表に示すとおり
である。

第２表より明らかなように、熱処理のみでは不十分で、
前工程として微粉末を加圧後解砕する工程が不可欠であ
り、この工程の相乗効果により本発明によるボンド磁石
用合金粉末は、特に保磁力が著しく向上したことが分る
。

以下余白 第２表 σＳ＝σ１５　ｋＯｅ μ１旭 出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、８１９．４
％を含有し残部はＦθ及びＭｌ、　ＳＬ、　Ｃ等の不純
物からなるフェロボロン合金、純度９９．７％以上の陶
及び〜、Ｃｏを使用し、これらをＡｒ雰囲気で高周波溶
解し、その後水冷銅鋳型に鋳造し、１４Ｎｄ−２Ｄｙ−
８Ｃｏ−７Ｂ　−６９Ｆｅなる組成で正方晶を主相とす
るデンドライト組織の鋳塊を得た。

その後インゴットを、クラッシャーにより３５メツシユ
以下に粗粉砕し、次にアトライターを用いて粉砕時間を
種々変化させて微粉砕し、平均粒度が１０１１ｍ　、　
　５ｍｌ　、　　３ＡＭの微粉末を得た。

この微粉末を金型に装入し、１０　ｋｏａの磁界中で配
向しながら、１を着の圧力で加圧成形し、その後メツシ
ュ上で解砕し、粒度１ｏｏ−〜５００項の集合粉末にし
た。

得られた集合粉末を、１０−３　ＴＯｒｒ、真空中、ａ
ＯＯ℃〜１０６０℃、１時間の各種温度条件で加熱し、
その後Ａｒ中で６００℃、１時間の時効処理を施し、再
度、粒度１００１Ｅｎ〜５００Ｊｉｎの集合粉末に解砕
した。

上記の集合粉末を金型に装入し、１０　ｋＯｅの磁界中
で配向し、パラフィンで固定し、粉末時の保磁力を振動
試料型磁束計で測定した。測定結果は第１図に示すとお
りである。

また、比較として、上記のなる１４Ｎｄ−２Ｄｙ−８Ｃ
ｏ　−７Ｂ　−６９Ｆｅ組成の鋳塊を、粗粉砕後、微粉
砕して平均粒度１０ＪＩ、　　５虜、　　３Ｉｓの微粉
末となし、この微粉末を金型に装入し、１０　ｋＯｅの
磁界中で配向しながら、１　ｔ、ｄの圧力で加圧成形し
、その後メツシュ上で解砕し、粒度１００虜〜５００μ
ｍの集合粉末にし、熱処理を施すことなく、金型に装入
し、１０　ｋＯｅの磁界中で配向してパラフィンで固定
し、粉末時の保磁力を振動試料型磁束計で測定した。

測定結果は第１図に示すとおりである。

第１図より明らかなように、微粉末を加圧後解砕する工
程のみでは不十分であり、熱処理が不可欠であり、熱処
理を施したこの発明によるボンド磁石用合金粉末は、特
に保磁力が著しく向上したことが分る。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例３における熱処理温度と保磁力との関係
を示すグラフである。 出願人　　住友特殊金属株式会社 第１図 熱処理温度（”Ｃ） 自発手続ネ甫正書 昭和６０年　３月　６日 詔和６０年　特許願　第２０７４７号 ２、発明の名称 ボンド磁石用合金粉末及びその製造方法３、補正をする
者 事件との関係　　　　出願人 住所　　大阪市東区北浜５丁目２２番地名称　　住友特
殊金属株式会社 ４、代理人 ５、補正の対象 明細書の「発明の名称」、「特許請求の範囲」、「発明
の詳細な説明」、「図面の簡単な説明」の欄６、補正の
内容 ■別紙のとおり明細書の全文を補正する。 「発明の名称」、「特許請求の範囲」、明　　細　　書 １、発明の名称 ボンド磁石用合金粉末及びその製造方法２、特許請求の
範囲 ＩＲ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）
１２原子％〜２０原子％、Ｂ４４原子〜２０原子％、ｌ
”ｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主　　　　　
　。 相が正方晶相からなる粒度１５ＩＩｍ以下の微粉末より
構成され、保磁力（ｉＨｃ）　５　ｋＯｅ〜１５　ｋＯ
ｅを有した集合粒度１００虜〜１０００項の集合粉末か
らなることを特徴するボンド磁石用合金粉末。 ２Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種）
１２原子％〜２０原子％、Ｂ４４原子〜２０原子％、Ｆ
ｅ６０＠子％〜８４原子％を主成分とし主相が正方晶相
からなる粒度１５Ｉｓ以下の微粉末を、加圧成形したの
ち解砕し、さらに８００℃〜１１００℃で加熱したのち
解砕し、粒度１５虜以下の微粉末より構成され、保磁力
（ｉＨｃ）　５　ｋＯｅ〜１５　ｋＯｅを有した集合粒
度１００燗〜１０００Ｉｓの集合粉末を得ることを特徴
するボンド磁石用合金粉末の製造方法。 ３、発明の詳細な説明 利用産業分野 この発明は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なく
とも１種）、Ｂ、Ｆｅを主成分とする永久磁石用合金粉
末と、樹脂または非磁性合金からなるボンド磁石用合金
粉末とその製造方法に関する。 背景技術 現在の代表的な永久磁石材料は、アルニコ、ハードフェ
ライトおよび希土類コバルト磁石である。 近年のコバルトの原料事情の不安定化に伴ない、コバル
トを２０〜３０ｗｔ％含むアルニコ磁石の需要は減り、
鉄の酸化物を主成分とする安価なハードフェライトが磁
石材料の主流を占めるようになった。 一方、希土類コバルト磁石はコバルトを５０〜６０ｗｔ
％も含むうえ、希土類鉱石中にあまり含まれていないＳ
ｍを使用するため大変高価であるが、他の磁石に比べて
、磁気特性が格段に高いため、主として小型で付加価値
の高い磁気回路に多用されるようになった。 希土類コバルト磁石は、通常の焼結法により製造される
が、製品化には研削加工が必要であるため、製品歩留が
悪い問題があり、一層価格を高騰させていた。これを解
決するために、磁石用粉末を樹脂あるいは金属バインダ
ーと結合固化させるボンド法が提案されている。 また、希土類コバルト磁石が、ＲＩＣＯ５系からＲ２Ｃ
０Ｉ７系に高性能、省資源化されたが、ボンド法を用い
ても、高価なＳｍ、Ｃｏが主成分であり、根本的な解決
にはならない。 上記の問題を解決するため、本出願人は先に、高価なＳ
ｍや巳を含有しない新しい高性能永久磁石としてＦｅ−
８Ｒ系（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種
）永久磁石を提案（特願昭５１−１４５０７２号）し、
さらに、ボンド磁石用に最適なＦｅ−Ｂ−Ｒ系合金粉末
（特開昭５９−２１９９０４号）を提案した。 上記のＦｅ　　Ｂ　　Ｒ系ボンド磁石用合金粉末は、該
成分の鋳塊を機械的に粗粉砕、微粉砕して得られた３ρ
以下の微細粉であるが、合金粉末の保磁力（ｉＨｃ）は
３　ｋｏθ程度であるため、さらにすぐれた磁気特性の
ボンド磁石を得るには、高保磁力合金粉末が望まれてい
た。 発明の目的 この発明は、希土類）ボロン・鉄を主成分とする新規な
ボンド永久磁石の磁気特性の改善を目的とし、保磁力な
どの磁気特性がすぐれたボンド磁石用の合金粉末並びに
その製造方法を目的としている。 発明の構成と効果 この発明は、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なく
とも１種）１２原子％〜２０原子％、Ｂ４４原子〜２０
原子％、Ｆｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主相
が正方晶相からなる粒度１５ρ以下の微粉末より構成さ
れ、保磁力（ｉｔ−１ｃ）　５　ｋＯｅ〜１５　ｋｏａ
を有した集合粒度１　ｏｏ、ｎ−１ｏｏｏ加の集合粉末
からなることを特徴するボンド磁石用合金粉末であり、
さらに、Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも
１種）１２原子％〜２０原子％、Ｂ４４原子〜２０原子
％、ｌ”ｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主相が
正方品の結晶構造を有する相からなる粒度１５、以下の
微粉末を、加圧成形したのち解砕し、さらに８００℃〜
１１００℃で加熱したのち解砕し、粒度１５−以下の微
粉末より構成され、保磁力（ｉｔ−＋ｃ）５　ｋｏａ〜
１５　ｋｏａを有した集合粒度１００ｕｍ〜１０００燭
の集合粉末を得ることを特徴する耐食性のすぐれたボン
ド磁石用合金粉末の製造方法である。 この発明による合金粉末を用いてボンド磁石を製造する
方法としては、合金粉末と混合、成形。 同化などに用いるバインダーの種類あるいは製品の種類
などにより適宜選択してボンド磁石を製作することがで
き、バインダー量は永久磁石材料の磁石特性の発現のた
め、体積構成比において５０％以下である。 合金粉末を焼結せずに成形し、樹脂バインダーを含浸同
化させてボンド磁石としたり、あるいは合金粉末に合金
粉末バインダーを混合して成形し、これを焼結後に熱処
理などでボンド磁石を得ることができる。また、成形方
法としては、通常のプレス成形のほかに射出成形や押出
し成形、静水圧成形を採用することもできる。 バインダーとして用いる合成樹脂は、熱硬化性、熱可塑
性のいずれの性質を有するものも利用できるが、熱的に
安定な樹脂が好ましく、例えば、ポリアミド、ポリイミ
ド、フェノール樹脂、弗素樹脂、けい素樹脂、エポキシ
樹脂などを適宜選定できる。また、該合金粉末を均一に
分散混合させて磁石特性を発現させるために、バインダ
ーとして合金粉末を併用することもできる。 また、バインダーとして、合成樹脂以外のものを用いる
場合は、Ｃｕ、　ＡＩを始め、ＴＬＨ２，５ｎＳｐｂな
どのはんだ合金があり、合金の場合は粉末で用いられる
。 この発明による合金粉末を用いたボンド磁石は、最大エ
ネルギー積（ＢＨ）ｌｌＩａＸが１０８ＧＯｅ以上を示
し、最も好ましい組成範囲では、（ＢＨ）ｍａＸ≧１５
８ＧＯａを示す。 合金粉末及び製造方法の限定理由 この発明において、水系ボンド磁石用合金粉末である集
合粉末は、粒度１５虜以下の微粉末より構成される必要
があり、１５１ＸｒＩを超えると、個々の微粉末の結晶
粒内に磁区が発生し易くなり、磁化反転が容易に起るた
め高保磁力が得られない。また、０．５μｍ未満の粒度
であると、表面積比率が増加して酸化し易く取扱いが困
難となるため、０．５ｍ〜１５ｍが望ましい。 焼結体の永久磁石として良好な磁気特性を得るには、Ｒ
２Ｆｅ１２　Ｂの組成式で示される組成よりも、Ｒの多
いところが望ましく、上記の正方品化合物からなる個々
の結晶粒の回りにＮｄに富んだ相が覆っていることが必
要であると考えられる。（ｓａｇａＷａ　　　ｅｔ、　
　ａｌ；　　Ｊ、　　八１）ｌ）１．　　Ｐｈｙｓ、５
５（６）、１５　　　Ｍａｒｃｈ１９８４）それ故、水
系磁石合金の磁気的性質を支配するのは、上記の組成式
で示される正方品構造を有する化合物とＮｄに富んだ相
であると考えられる。 種々の粉砕工程を経た後の微粉末では、上記の粒度範囲
内であっても、晴々２．０ｋＯｅ程度の保磁力しか示さ
ない理由は、微粉砕された粉末の個々の結晶粒がＲに富
む相に覆われていないためと考えられる。 この発明では、後述する如く、粒度１５−以下の微粉末
を加圧成形したのち解砕し、さらに８００℃〜１１００
℃で加熱したのち解砕することにより、個々の結晶粒の
回りにＮｄに富んだ相が覆った集合粉末が得られる。 また、上記粒度の合金粉末を加圧したのち解砕するのは
、保磁力が高くボンド磁石用原料粉末に適した粉末を得
るためであり、加圧後解砕した粉は、１５加以下の微細
粒から構成される１００μｍから１０００項の粗粉（集
合粉末）である。前記したＲに富む相と基本相Ｒ２Ｆａ
ｔ４Ｂとの共晶を１ｑるための後述する熱処理によって
、微細粉同志では凝縮して焼結してしまい、これを粉砕
すると、堅くて脆い正方晶化合物が破断されて、粉末の
保磁力が低下するが、この集合粉末では焼結して結合す
ることがなく、たとえ結合しても容易にほぐす（解砕）
することができる。 なお、加圧時に、一定方向に磁界を加えておくことによ
り、磁気的異方性磁石用合金粉末が得られ、また、無磁
界中でプレス成型することにより、磁気的等方性磁石用
合金粉末を得ることができる。 熱処理としてａｏｏ’ｃ〜１１００”Ｃで加熱したのち
解砕するのは、保磁力が高くボンド磁石用原料粉末に適
した粉末を得るためであり、Ｒを８０原子％以上含有す
るＲに富む相と、正方晶構造を有する金属間化合物、Ｒ
２Ｆｏｒ４Ｂとの共晶を得るものである。上記の共晶反
応は６８０℃付近で起るが、７ｋＯｓ以上の保磁力（ｉ
ＨＣ）を得るには、８００℃以上の加熱が必要となる。 しかし、１１００℃を超えると、１００１ｔＩｎから１
ｏｏｏ虜の粗粉（集合粉末）であっても焼結が進行し、
その後の解砕が困難となり、粒成長が起きて保磁力が低
下する。従って熱処理温度は８００℃〜１１００℃とす
る。また、熱処理時間は、組成や粒度等に応じて適宜選
定される。 また、上記の熱処理後に、５００℃〜７００℃、０．５
〜２０時間の時効処理を施すと、保磁力が更に向上する
。 解砕後の集合粉末の粒度を限定したのは、温度上昇や熱
処理により、焼結が進行して大きな塊となることを避け
るためでおり、化学的に活性な本系合金微粉末の酸化進
行を避け、取扱いを容易にするため、少なくとも１００
．ｇｍ以上の粒度が必要である。しかし、粒度が１００
０．ａｍを超えると、ボンド磁石用合金粉末として、成
形性が悪くなり、高い充填率が得られなくなる。従って
、集合粉末の粒度は１００虜から１０００１１ｍとする
。 合金粉末組成の限定理由 この発明のボンド磁石用合金粉末の希土類元素Ｒは、１
２原子％〜２０原子％の　Ｎｄ、　Ｐｒ、　ＨＯ，Ｔｂ
のうち少なくとも１種、あるいはさらに、Ｌａ　、Ｃｅ
　。 Ｇｄ、　Ｅｒ、　Ｙのうち少なくとも１種を含むものが
好ましい。 又、通例Ｒのうち１種をもって足りるが、実用上は２種
以上の混合物（ミツシュメタル、ジジム等）を入手上の
便宜等の理由により用いることができる。 なお、このＲは純希土類元素でなくてもよく、工業上入
手可能な範囲で製造上不可避な不純物を含有するもので
も差支えない。 Ｒ（Ｙを含む希土類元素のうち少なくとも１種）は、新
規な上記系ボンド磁石用合金粉末における、必須元素で
あって、１２原子％未満では、結晶構造がα−鉄と同一
構造の立方晶組織となるため、高磁気特性、特に高保磁
力が得られず、２０原子％を越えると、Ｒリッチな非磁
性相が多くなり、残留磁束密度（Ｂｒ）が低下して、す
ぐれた特性のボンド磁石が得られない。よって、希土類
元素は、１２原子％〜２０原子％の範囲とする。 Ｂは、新規な上記系ボンド磁石用合金粉末における、必
須元素であって、４原子％未満では、菱面体組織となり
、高い保磁力（ｉｔ−ＩＣ）は得られず、２０原子％を
越えると、Ｂリッチな非磁性相が多くなり、残留磁束密
度（Ｂｒ）が低下するため、すぐれた永久磁石が得られ
ない。よって、Ｂは、４原子％〜２０原子％の範囲とす
る。 １”ｅは、新規な上記系ボンド磁石用合金粉末において
、必須元素であり、６０原子％未満では残留磁束密度（
Ｂｒ）が低下し、８４原子％を越えると、高い保磁力が
得られないので、Ｆｅは６０原子％〜８４原子％の含有
とする。 また、この発明によるボンド磁石用合金粉末において、
Ｆ８の一部を巳で置換することは、得られる磁石の磁気
特性を損うことなく、温度特性を改善することができる
、また粉末の酸化に対する安定性を向上させる効果があ
るが、ら置換量がＦＢの５０％を越えると、逆に磁気特
性が劣化するため、好ましくない。 この発明の合金粉末において、高い残留磁束密度と高保
磁力を得るためには、Ｒ１２，５原子％〜１５原子％、
Ｂ６６原子〜１４原子％、ｌ”ｅ７１原子％〜８２原子
％が好ましい。 また、この発明によるボンド磁石用合金粉末は、Ｒ，Ｂ
、Ｆｅの他、工業的生産上不可避的不純物の存在を許容
できるが、Ｂの一部を４．０原子％以下のＣ１３，５原
子％以下のＰ、２．５原子％以下のＳ、３．５％以下の
ＣＵのうち少なくとも１種、合計量で４．０原子％以下
で置換することにより、ボンド磁石の製造性改善、低価
格化が可能である。 また、下記添加元素のうち少なくとも１種は、Ｒ−Ｂ−
Ｆｓ系ボンド磁石に対してその保磁力等を改善あるいは
製造性の改善、低価格化に効果がみるため添加する。し
かし、保磁力改善のための添加に伴ない残留磁束密度（
Ｓｒ）の低下を招来するので、従来のハードフェライト
磁石の残留磁束密度と同等以上となる範囲での添加が望
ましい。 ５．０原子％以下のＡ１．３．０原子％以下の丁１１５
．５原子％以下のＶ、４．５原子％以下のＣｒ１５．０
原子％以下のＨｎ、５．０原子％以下のＢｉ、９．０原
子％以下のＮｂ、７．０原子％以下の丁ａ、５．２原子
％以下のＨＯ１５，０原子％以下のり、１．０原子％以
下のＳｂ、　　３．５原子％以下のＧｅ。 １．５原子％以下のＳｎ、　　３．３原子％以下のｚｒ
。 ６．０原子％以下のＮｉ、５．０原子％以下の５ｉ１３
．３原子％以下のＨｆのうち少なくとも１種を添加含有
、但し、２種以上含有する場合は、その最大含有量は当
該添加元素のうち最大値を有するものの原子％以下の含
有させることにより、ボンド磁石の高保磁力化が可能に
なる。 また、この発明のボンド磁石用合金粉末は、結品相が主
相が少なくとも５０　ｖｏ１％以上の正方品、少なくと
もＩＶＯＩ％以上の非磁性金属間化合物であることが、
すぐれた磁気特性を有するボンド磁石を作製するのに不
可欠である。 実施例 実施例１ 出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、Ｅｆ１９．
４％を含有し残部はＦＢ及び／Ｖ、　ＳＬ、　Ｃ等の不
純物からなるフェロボロン合金、純度９９．７％以上の
陶及びＮを使用し、これらをに雰囲気で高周波溶解し、
その後水冷銅鋳型に鋳造し、１３Ｎｄ−２Ｄｙ−８８−
７７Ｆ８なる組成で正方品を主相とするデンドライト組
織の鋳塊を得た。 その後インゴットを、クラッシャーにより３５メツシユ
以下に粗粉砕し、次にボールミルにより微粉砕し、平均
粒度３βｍの微粉末を得た。 この微粉末を金型に装入し、磁界中で配向しながら、１
．５ｔＪの圧力で加圧し、その後スタンプミルで解砕し
、粒度２００μｍ〜５００．ｃ＋ｍにした。 得られた粉末を、１０００℃、２時間、　Ａｒ中、の条
件で加熱し、その後Ａｒ中で６００℃、２時間の時効処
理を施し、解砕した。熱処理後の粉末は、平均粒度３１
Ａｎの微粉末が凝集した粒度２００Ｉから５０９１１ｍ
の集合粉末であり、保磁力（ｉＨＣ）が１０．６ｋＯａ
であった。 上記性状の集合粉末を金型に装入し、１０　ｋｏａの磁
界中で配向し、２．Ｏｔ、４の圧力で成形し、その後静
水圧プレスにて、長ざ１４ｍｍＸ幅１０ｍｍＸ厚み１１
ｍｍ寸法の成型体を作製した。　その後、該成型体を、
ジメタアグリエートエステルを主成分とする合成樹脂を
含浸させ、１００　℃，１時間の加熱硬化して、ボンド
磁石を得た。このボンド磁石の磁気特性と、前記の集合
粉末の磁気特性を測定し、第１表に示す。 また、比較のため、上記の１３Ｍ−２Ｄｙ−８Ｂ−７７
Ｆ８なる組成の鋳塊を、粗粉砕後、微粉砕して平均粒度
３通の微粉末となし、金型に装入し、１０ｋＯｅの磁界
中で配向し、２゜０１着の圧力で成形し、その後静水圧
プレスにて、長さ１４ｍｍＸ幅１０ｍｍＸ厚み１１ｍｍ
寸法の成型体を作製し、該成型体を、ジメタアグリエー
トエステルを主成分とする合成樹脂を含浸させ、１００
℃、１時間の加熱硬化して、ボンド磁石を得た。この比
較例ボンド磁石の磁気特性と、比較例合金粉末の磁気特
性を測定し、第１表に示す。 第１表より明らかなように、この発明によるボンド磁石
用合金粉末及びボンド磁石の各磁気特性が著しく向上し
たことが分る。 第１表 以下余白 叉施胴ユ 出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、Ｂ１９．４
％を含有し残部はＦｅ及びＭｌ、　Ｓｉ、、　Ｃ等の不
純物からなるフェロボロン合金、純度９９．７％以上の
陶及び〜を使用し、これらをＡｒ雰囲気で高周波溶解し
、その後水冷銅鋳型に鋳造し、１４Ｎｄ−１，５Ｄシー
７．５［３−７７Ｆａなる組成で正方晶を主相とするデ
ンドライト組織の鋳塊を得た。 その後インゴットを、クラッシャーにより３５メツシユ
以下に粗粉砕し、次にボールミルにより微粉砕し、平均
粒度２．７々ｍの微粉末を得た。 この微粉末を金型に装入し、１０　ｋｏａの磁界中で配
向しながら、１．５　ｔ、Ｊの圧力で加圧し、その後ス
タンプミルで解砕し、粒度１００１ｓ〜５００虜にした
。 得うレタ粉末を、１０Ｔｏｒｒ、　Ａｒ気流中、ａＯＯ
℃〜１０６０℃、１時間の第２表の各種温度条件で如熱
し、その後Ａｒ中で６００℃、１時間の時効処理を施し
、再度、粒度１００虜〜５００１１ｍの集合粉末に解砕
した。 上記の集合粉末を金型に装入し、１０　ｋＯａの磁界中
で配向し、パラフィンで固定し、粉末時の磁気特性を振
動試料型磁束計で測定した。測定結果は第２表に示すと
おりである。 また、比較として、上記の１４Ｎｄ　−１，５Ｄｙ　−
７，５Ｂ−７７Ｆａなる組成の鋳塊を、粗粉砕後、微粉
砕して平均粒度３虜の微粉末となし、金型に装入し、１
０　ｋｏａの磁界中で配向および加圧成形して１００１
ｓ〜５００Ｉｉｎに分級し、１０丁Ｏｒｒ、　Ａｒ気流
中、８００℃〜１０６０℃、１時間の第２表の各種温度
条件で加熱し、その後Ａｒ中で６００°Ｃ，１時間の時
効処理を施し、解砕後再び１０　ｋｏａの磁界中で配向
し、パラフィンで固定し、さらに４０　ｋｏｓのパルス
磁場中で着磁し、粉末時の磁気特性を振動試料型磁束計
で測定した。 測定結果は第２表に示すとおりである。 第２表より明らかなように、熱処理のみでは不十分で、
前工程として微粉末を加圧後解砕する工程が不可欠であ
り、この工程の相乗効果により本発明によるボンド磁石
用合金粉末は、特に保磁力が著しく向上したことが分る
。 本行余白 第２表 （σＳ＝σ１５ｋＯａ） 実施例３ 出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、８１９．４
％を含有し残部はＦｅ及びＭ、　ＳＬ、　Ｃ等の不純物
からなるフェロボロン合金、純度９９，７％以上のＭ及
び〜、Ｃｏを使用し、これらをＡｒ雰囲気で高周波溶解
し、その後水冷銅鋳型に鋳造し、１４Ｎｄ　−２Ｄｙ−
８Ｃａ　−７Ｂ　−６９Ｆｓなる組成で正方晶を主相と
するデンドライト組織の鋳塊を得た。 その後インゴットを、クラッシャーにより３５メツシユ
以下に粗粉砕し、次にアトライターを用いて粉砕時間を
種々変化させて微粉砕し、平均粒度が１１０Ａｌ、５１
ｓＩ、３μｍの微粉末を得た。 この微粉末を金型に装入し、１０　ｋｏａの磁界中で配
向しながら、１ｔ６２の圧力で加圧成形し、その後メツ
シュ上で解砕し、粒度１００−〜５００１ｉｎの集合粉
末にした。 得られた集合粉末を、１Ｏ−３ＴＯｒｒ、真空中、８０
０℃〜１０６０℃、１時間の各種温度条件で加熱し、そ
の後Ａｒ中で６００℃、　１時間の時効処理を施し、再
度、粒度１００Ｊｓ〜５００項の集合粉末に解砕した。 上記の集合粉末を金型に装入し、１０　ｋｏｓの磁界中
で配向し、パラフィンで固定し、粉末時の保磁力を振動
試料型磁束計で測定した。測定結果は第１図に示すとお
りである。 また、比較として、上記の１４ｔ！ｉ−２〜−８Ｃｏ　
−７Ｂ　　６９Ｆｓ組成の鋳塊を、粗粉砕後、微粉砕し
て平均粒度１０１Ｍ、　　５Ｊ１．　３ＡＩｍの微粉末
となし、この微粉末を金型に装入し、１０　ｋｏａの磁
界中で配向しながら、１　ｔＪの圧力で加圧成形し、そ
の後メツシ１上で解砕し、粒度１００１ａ〜５００１ｓ
Ｉの集合粉末にし、熱処理を施すことなく、金型に装入
し、１０ｋｏθの磁界中で配向してパラフィンで固定し
、粉末時の保磁力を振動試料型磁束計で測定した。測定
結果は第１図に示すとおりである。 第１図より明らかなように、微粉末を加圧後解砕する工
程のみでは不十分であり、熱処理が不可欠であり、熱処
理を施したこの発明によるボンド磁石用合金粉末は、特
に保磁力が著しく向上したことが分る。 ４、図面の簡単な説明 第１図は実施例３における熱処理温度と保磁力との関係
を示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種
   ）１２原子％〜２０原子％、Ｂ４原子％〜２０原子％、
   Ｆｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主相が正方晶
   相からなる粒度１５μｍ以下の微粉末より構成され、保
   磁力（ｉＨｃ）５ｋＯｅ〜１５ｋＯｅを有した集合粒度
   １００μｍ〜１０００μｍの集合粉末からなることを特
   徴するボンド磁石用合金粉末。 ２　Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１種
   ）１２原子％〜２０原子％、Ｂ４原子％〜２０原子％、
   Ｆｅ６０原子％〜８４原子％を主成分とし主相が正方晶
   相からなる粒度１５μｍ以下の微粉末を、加圧成形した
   のち解砕し、さらに８００℃〜１１００℃で加熱したの
   ち解砕し、粒度１５μｍ以下の微粉末より構成され、保
   磁力（ｉＨｃ）５ｋＯｅ〜１５ｋＯｅを有した集合粒度
   １００μｍ〜１０００μｍの集合粉末を得ることを特徴
   するボンド磁石用合金粉末の製造方法。