JPS6178102A - 永久磁石材料 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、家庭電化製品、音響製品、時計部品、自動
車部品、精密機器等々の永久磁石を用いる広範囲な用途
に使用することができる永久磁石材料に関し、とくに希
土類系の永久磁石材料に関するものである。

（従来技術） 近年、永久磁石材料にお（する最大エネルギ積（（Ｂ　
Ｈ）１ａｘ　）の向上はかってのアルニコ系磁石材料等
のそれに比べて著しいものがあり、と〈に家庭電化製品
、音響製品、時計部品、自動車部品、精密機器等々の小
型軽量化および高性能化等に大きく貢献している。

従来、このような優れた特性の永久磁石材料としては島
土類−コバルト系磁石が代表的なものであり、その最大
エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｓａｇ　）はかなり高い値を
示している。しかし、最大エネルギｊｌｋ　（（Ｂ　Ｈ
）　ｒｓａｘ　）をさらに向上させるための研究はいぜ
んとして続けられ、一部では他の成分系の希土類磁石の
開発も進んでおり、なかには希土類−鉄系の磁石材料に
ついての開発も行われている。そして、この希土類−鉄
系の磁石材料においても磁気特性をさらに改善すること
が望まれ、例えばＮｂ−Ｆｅ−Ｂ系の永久磁石材料の開
発もなされている。

（発明の目的） この発明は上述した従来の要望に着目してなされたもの
で、保磁力（ＢＨＣ、ＩＨａ）を向上させ、最大エネル
ギ積（（Ｂ　Ｈ）ｗａｘ　）をより優れたものとするこ
とができる希土類系の永久磁石材料を提供することを目
的としている。

（発明の構成） この発明のＳ１発明１よる永久磁石材料は、一般式、　
　（Ｎｄ　　　　Ｐｒ　　） １−ｅｅｌ−α−β−γ−δ Ｆ　ｅ　、　Ｘ　、ｓ　Ｚ　γＣａ　δテ表わされαＸ
がＴｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ’、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの１種
または２種以上、ＺがＢ、Ｃ，Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種また
は２Ｍ１以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５． ０≦β≦０．１０゜ ０≦γ＜Ｏ、ｌ　５゜ ０≦δ≦０．０５． ０．１０≦ε≦０．４０、 であることを特徴としており、また、この発明の＄２発
明による永久磁石材料は、一般式、ｌ−ε　　ε　ｌ−
α−β−γ−δ（Ｆｅ（Ｎｄ　　　　Ｐｒ　　） □−１Ｍ、）。ｘβＺγＣａδで表わされ、ＭがＣｏ、
Ｎｉ、Ｍｎの１種または２種以上αＸがＴｉ　、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ。

Ｍｏ、Ｗの１種または２種以上、ＺがＢ、Ｃ。

Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、０．６０≦
α≦０．８５、 Ｏ≦β≦０．１０． ０≦γ＜０．１５． ０≦６≦０．０５ ０．１０≦ε≦０．４０． ０．０１≦η≦０．１５、 であることを特徴としている。

この発明による永久磁石材料は、上記のように、一般式
、（Ｎｄ　　　　Ｐｒ） ■−ε　　ε　ｌ−α−β− 、、ＦｅαＸβＺγＣａδまたは（Ｎ　ｄｌ　−。

Ｐｒｅ）！　−ａ−ｐ−ｙ−８（Ｆｅ１−７７Ｍ７７）
αＸβＺ　ｙ　Ｃａδで表わされるが、式中のＮｄは希
土類元素のうちのネオジウム、Ｐｒは同じく希土類元素
のうちのプラセオジウムである。そして、Ｎｄの一部を
Ｐｒで置換していくと保磁力（ｓ　Ｉｒｅ　、　ｒ　Ｈ
ａ）が増加するが、反対に残留磁束密度（Ｂ　ｒ）は低
下する。そこで、このような保磁力と残留磁束密度との
兼ね合いから、と記式％式％ より最大エネルギ＠（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）を高い値
とすることができる。

また、上記一般式において、Ｆｅは鉄であり。

０．６０≦α≦０．８５の範囲としている。そして、こ
の範囲内においてＦｅの一部をＭ金属と置換することが
でき、この金属ＭとしてはＣｏ。

Ｎｉ、Ｍｎの１種または２種以上が用いられ、このＭの
適切な範囲は０．０１≦η≦０．１５である。この理由
は、この範囲外としたときに磁気特性が低下したり、高
価なものとなったりするためである。ここで、Ｆｅまた
はＦｅ１−、Ｍ、の量が多すぎると、残留磁束密度（Ｂ
　ｒ）は同上するものの、保磁力（ｓＨａ　、　ＩＨａ
）が減少するため、すぐれた最大エネルギ１Ｍ　（（Ｂ
　Ｈ）　ｍａｔ　）を得がたくなるので、α≦０．８５
とした。一方、ＦｅまたはＦｅ１−７Ｍ７の量が少なす
ぎると残留磁束密度（Ｅ　ｒ）が低くなり、最大エネル
ギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｇＡａｘ）が減少するので、０．６
０≦αとした。

さらに、上記一般式においてαＸはＴｉ。

Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗのうちの
１種または２種以上であり、Ｏ≦β≦０．１０の範囲と
している。また・　ＺはＢ・Ｃ・Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種ま
たは２種以上であり、０≦γ＜０．１５の範囲としてい
る。ここで、上記ＸおよびＺは添加しない場合もこの発
明に含まれるがαＸ元素とＺ元素とを複合添加すること
によりＸ元素の一部が硼化物、炭化物、窒化物、珪化物
、燐化物となり、保磁力（ＢＨＣ、ＩＨＣ）の向上およ
び残留磁束密度（Ｂｒ）の温度係数の向上に効果をもた
らす、この場合αＸの量が少ないと残留磁束密度（Ｂ　
ｒ）の温度係数の向上は小さいため、添加する場合は０
．０１≦βとすることがより望ましい、しかしαＸの量
が多すぎると前記硼化物、炭化物、窒化物、珪化物、燐
化物等の形成量が多くなり、磁気特性が劣化するので、
β≦０．１０とする必要がある。また、上記ＺはＮｄ−
Ｆｅ系磁石のキュリ一点を常温程度から３００　’０以
上に上昇させる効果を有するものであり、添加する場合
は０．０１＜γとすることがより望ましいが、Ｚの量が
多すぎると保磁力（ｓＨｃ、ＩＩ（ｃ）および残留磁束
密度（Ｂ　ｒ）が減少し、すぐれた最大エネルギ！　（
（ＢＨ）ＷａＸ　）が得られなくなるので、γ＜０．１
５とした。

さらにまた、Ｃａはカルシウムであり、このＣａｔ−添
加することによって焼結性が向上し、密度が高くなって
残留磁束密度（Ｂ　ｒ）が増大すると共に保磁力（ＢＨ
Ｃ、ＩＨＣ）も増大してくる。そして、このような効果
を得るために添加する場合には０．００１≦δとするこ
とがより望ましいが、Ｃａ量が多すぎると保磁力（ＢＨ
Ｃ。

ｒＨａ）が減少してくるのでδ≦０．０５とした。

このような組成の永久磁石材料を製造するに際しては、
例えば上記組成の合金を溶製したのち造塊し、得られた
インゴットを粗粉砕および微粉砕して磁石用粉末を製造
し、次いでこの磁石用粉末を磁場中プレス成形したのち
焼結あるいは焼結後熱処理する。また、焼結後に熱処理
せず、この熱処理を前記インゴットの段階で行うことも
できる。さらに、上記磁石用粉末をプラスチック磁石、
に使用することもできる。

（実施例１） （Ｎｅｔ　　　　Ｐｒ）　　　Ｆｅ　　　Ｂ１−１　　
　ε　０．１６　　０．７５　０．０６Ｔ　ｒ　ｏ、。

２　Ｃａ　ｏ、。１なる組成の合金をアルゴン雰囲気に
調整したボタン溶解炉を用いて溶製した６次いで、同じ
くアルゴン雰囲気中で前記溶製合金を平均−４０メツシ
ュ程度に粗粉砕した後、窒素雰囲気中においてジェット
ミルにて平均粒径３．１蒔ｍ程度まで微粉砕した。

次に、得られた微粉末を約１５ＫＯｅの磁場中で約１　
ｊｏｎｆ　／　ｃｗｒ２の圧力をかけてプレス成形した
のち、各成形体をアルゴン雰囲気中において１０７０″
Ｃで各々１時間の条件で焼結を行い、冷却速度３０℃／
ｍ＋ｒ＋で室温まで急冷した。続いて、得られた焼結体
をアルゴン雰囲気中において６５０’ＣＸ１時間保持の
熱処理を施したのち、冷却速度３０℃／ｗｉｎで室温ま
で急冷した。

次いで、得られた各永久磁石材料の前記値εと残留磁束
密度（Ｂ　ｒ）　、保磁力（ａＨｃ。

ＩＨｃ）および最大エネルギｌｉｔ　（（Ｂ　Ｈ）　ｍ
ａｔ　）との関連を調べた。これらの結果を第１表およ
び第１図に示す。

第１表および第１図に示すように、ε値が小さくなると
残留磁束密度（Ｂｒ）は増加するが、反対に保磁力（Ｂ
ＨＣ、ｘ　Ｈａ）は低下する。一方、ε値が大きくなる
と残留磁束密度（Ｂ　ｒ）は低下するが１反対に保磁力
（：ａＨｃ　、ｘ　Ｈｃ）は増加する。そして、εの値
を０．１０〜０．４０の範囲とすることによって最大エ
ネルギ績（（Ｂ　Ｈ）　ｗａｘ　）を大きな値にできる
ことが確かめられた。

（実施例２） （Ｎｄ　　　　Ｐｒ）　　　Ｆｅ　　　Ｃ。

１−ε　　ε　０．１Ｂ　　　０．６５　　０．１０Ｂ
０．０４ＰＯ，６２ＨｆＯ，０１ＺｒＯ，０２なる組成
の合金をアルゴン雰囲気に調整したボタン溶解炉を用い
て溶製した０次いで、同じくアルゴン雰囲気中で前記溶
製合金を平均−４０メツシユに粗粉砕した後、窒素雰囲
気中においてジェットミルにて平均粒径３．ミルｍ程度
まで微粉砕した。

次に、得られた微粉末を約１５ＫＯｅの磁場中で約１　
ｔｏｎＦ／ｃｒａ２の圧力をかけてプレス成形したのち
、各成形体をアルゴン雰囲気中において１０７０°Ｃで
各々１時間の条件で焼結を行い、冷却速度３０℃／ｓｉ
ｎで室温まで急冷した。続いて、得られた焼結体をアル
ゴン雰囲気中において６５０℃×１時間保持の熱処理を
施したのち、冷却速度３０℃／■１ｎで室温まで急冷し
た。

次いで、得られた各永久磁石材料の前記値εと残留磁束
密度（Ｂｒ）、保磁力（ＢＨＣ。

Ｉ　Ｈｅ）および最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｍａｘ
）との関連を調べた。これらの結果を第２表および第２
図に示す。

第２表および第２図に示すように、ε値が大きくなると
残留磁束密度（Ｂ　ｒ）は低下する・が、反対にε値が
小さくなると保磁力（ＢＨＣ。

ＩＨＣ）が低下し、εの値を０．１０〜０．４０の範囲
とすることによって最大エネルギ積（（Ｂ　Ｈ）　ｍａ
ｔ　）を大きな値にできることが確かめられた。

（発明の効果） 以上説明してきたように、この発明の第１発明による永
久磁石材料は、一般式。

（Ｎｄ１−εＰｒε）１−ｃｔ−７３−ｙ−６ＦｅａＸ
βＺγＣａ、で表わされαＸがＴｉ、Ｚｒ。

Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの１種または２
種以上、ＺがＢ、Ｃ，Ｎ、Ｓｉ　、Ｐの１種または２種
以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５． ０≦β≦０．１０、 Ｏ≦γ＜０　、１５、 Ｏ≦δ≦０．０５． ０．１０≦（≦０．４０、 なる組成を有するものであり、また、この発明の第２発
明による永久磁石材料は、一般式、（Ｎｄ１−＠Ｐｒｅ
）１−ｃｔ−７３−ｙ−６（Ｆ　ｅ　ｔ　　、　Ｍ　、
　）　ｃｔｘ　、ｓ　ｚ　ｙｃ　ａ　δテ表わされ、Ｍ
がＣｏ、Ｎｉ、Ｍｎ（７）１種または２種以上αＸがＴ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ。

Ｃｒ　、Ｍｏ　、’Ｎ（１）１種または２種以上、Ｚが
Ｂ。

Ｃ，Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、 ０．６０≦α≦０．８５゜ ０≦β≦０．１０、 Ｏ≦γ＜Ｏ，Ｌ５、 Ｏ≦δ≦０．０５ ０．１０≦ε≦０．４０． ０．０１≦η≦０・１５・ なる組成を有するものであるから、Ｎｄの一部をＰｒで
置換することによって保磁力（ＢＨＣ。

■Ｈｃ）を増大サセ、最大ｘネルギｖＬ（（ＥＨ）Ｗａ
Ｘ）をさらに改善することができ、家庭電化製品、音響
製品、時計部品、自動車部品、精密機器等々の小型軽量
化および高性能化を永久磁石の面から実現することが可
能であるという非常に優れた効果をもたらしうるちので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例１においてＰｒ含有量と磁気
特性との関連を調べた結果を示すグラフ、第２図はこの
発明の実施例２においてＰｒ含有量と磁気特性との関連
を調べた結果を示すグラフである。 特許出願人　　　　大同特殊鋼株式会社代理人弁理士　
　　小　　塩　　　　豊第１図 ｉ＝イ直

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）式、（Ｎｄ＿１＿−＿εＰｒ＿ε）＿１＿−＿α
   ＿−＿β＿−＿γ＿−＿δＦｅ＿αＸ＿βＺ＿γＣａ＿
   δで表わされ、ＸがＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ
   、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの１種または２種以上、ＺがＢ、Ｃ、
   Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であり、０．６０≦
   α≦０．８５、 ０≦β≦０．１０、 ０≦γ＜０．１５、 ０≦δ≦０．０５、 ０．１０≦ε≦０．４０、 であることを特徴とする永久磁石材料。 （２）式、（Ｎｄ＿１＿−＿εＰｒ＿ε）＿１＿−＿α
   ＿−＿β＿−＿γ＿−＿δ（Ｆｅ＿１＿−＿ηＭ＿η）
   ＿αＸ＿βＺ＿γＣａ＿δで表わされ、ＭがＣｏ、Ｎｉ
   、Ｍｎの１種または２種以上、ＸがＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、
   Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗの１種または２種以上
   、ＺがＢ、Ｃ、Ｎ、Ｓｉ、Ｐの１種または２種以上であ
   り、 ０．６０≦α≦０．８５、 ０≦β≦０．１０、 ０≦γ＜０．１５、 ０≦δ≦０．０５ ０．１０≦ε≦０．４０、 ０．０１≦η≦０．１５、 であることを特徴とする永久磁石材料。