JP2726991B2 - 希土類系複合磁石材料 - Google Patents
希土類系複合磁石材料Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
希土類磁石は他のフェライト、アルニコ等の永久磁石
と比べ特性が格段に優れていることから、小型軽量化が
可能で、従来永久磁石材料を使用している分野あるいは
電磁石を使用している分野にその進出が著しい状況とな
っている。 具体的には、電子式腕時計用のステッピングモーター
からコンピューターの端末、そして、NMR用の磁力源に
到るまで幅広く利用されている。 〔発明の概要〕 本発明は複合磁石材料に関するもので、希土類鉄系
（第一種合金群）のもつ高い磁気特性と希土類コバルト
系（第二種合金群）のもつ優れた温度特性、高い耐食性
の点に着目、両者の磁石合金を混合・複合化することに
よって両者の長所を発現させた新たな特性をもつ磁石材
料を見出した。 本発明により、磁気特性が高くかつ温度特性そして耐
食性の優れた新磁石を提供することが可能となり、その
工業的価値は極めて大きい。 〔従来の技術〕 従来、複合磁石材料として主に樹脂を連結剤とし、磁
石粉末を充填したいわゆる樹脂結合型複合磁石材料で、
非磁性を媒体として含んだ材料であるため、耐食性等の
点では良好となっているものの高い磁気特性が望めない
ことが公知となっている。 また樹脂を用いず、上記混合合金粉末をプレスした
後、アルゴン不活性ガス、真空中あるいはその両者併用
の雰囲気にて、高々１〜2atm（760〜1520atm）以下の圧
力に保ち、900〜1300℃の温度範囲にて行う、いわゆる
通常の焼結法を用いて複合磁石化を考えると、２種類の
一方の合金粒子の構成元素が他方の合金粒子内に拡散あ
るいは固溶化してしまい、希土類コバルト系磁石の持つ
優れた耐食特性と希土類鉄ボロン系の持つ優れた高エネ
ルギ積特性を合わせ持つ複合焼結磁石を作製することは
困難である。一般に、焼結温度の増加と共に拡散速度が
指数的に高まることが知られているが、800℃以上の焼
結温度であれば、一方の合金粒体を構成する元素、例え
ばR2Co17系あるいはR1Co5系のSmが他方の磁石合金の主
要な構成相であるR2Fe14B1正方晶に固溶してしまい、そ
の結果、除々に面内磁化に磁化容易軸を持つようにな
り、保磁力はほとんど発現されない。一方、800℃以下
での比較的に低温で焼結すれば、密度がほとんど理論値
の70％〜80％以下であり、製造された磁石の残留磁束密
度の低下のみならず破壊強度も著しく低下し、実用材料
として供さない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 希土類鉄系磁石の問題点は耐食性と温度特性（磁束密
度への温度依存性）が他の希土類コバルト系磁石と比べ
劣り、一方希土類コバルト系磁石は逆に磁気特性が希土
類鉄系と比べ劣っていることが知られている。 本発明は係る欠点を克服し、信頼性・磁気特性共に優
れた磁石材料の提供を目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 前述の請求範囲で示す２種類の合金の粒子を混合・圧
粉し複合材料とした。 本発明では、上記の問題点を解決するため、コスト高
の要因になるにもかかわらず、ホットプレス等の熱間圧
力発生手段を焼結手段として用い、圧力を1.0ton/cm2と
することにより、一方の合金粉末を構成する元素が他方
の合金粒子内には拡散させず、２種類の磁石合金粒子が
少なくとも互いに隣接する境界以外の領域においては独
立性を有した組織および組成をもつことが可能になっ
た。 〔作用〕 一方の合金系の構成元素を他方の合金系粒子内部には
完全には拡散させることはなく、２種類の磁石合金が少
なくとも互いに接する粒界以外において、組成化，独立
性を保持した構造、即ち２種類の磁石合金粒子が混在す
る集合体とすることで、前述の問題点を互いに補う効果
があると考えられる。 ここで請求範囲外の組成を有する合金では、磁気特性
が著しく劣化するので限定した。 〔実施例〕 以下に、この発明の実施例を説明する。 〔実施例１〕 原子百分率でネオジムが16％、ボロンが８％、残部が
鉄から成る組成の合金Ａと同じく原子百分率でサマリウ
ムが17.5％、残部がコバルトから成る組成の合金Ｂを夫
々アーク溶解炉にて、作製準備し、次にボールミル粉砕
にて３〜４μｍ（F.S.S.S）の粒度となる様、微粉末化
を行った。その後両者の合金粉末を体積比で1:1の割合
でユニバーサルボールミル混合器にて混合し、複合磁石
粉末とした。得られた粉体は形状と異方性を付与する
為、磁界中で冷間プレス（圧力3.0ton/cm2、印加磁界１
万Oe、横磁場方式）を施しグリーンとした。その後成型
密度を向上させるため、ホットプレスにて700℃、1.5to
n/cm2、30分間以下の条件で成型し、複合磁石材料とし
た。 尚、700℃と比較的低温とし時間も30分間以下とした
のは２種類の合金粒子間の拡散を極力抑えたい主旨によ
る。 第１図に、Nd16Ｂ8Fe76で示される合金Ａ壜、Sm1Co
4.8で示される合金Ｂを複合化した複合磁石材料の複合
化による磁気特性への効果を示す。 縦軸には磁気特性として最大エネルギー積（MGOe）、
横軸に混合比率を示す。 任意の混合比率において、複合化の効果が判る。第２
図は、同じく上記２種の合金を使用した場合において、
磁石の表面磁束密度（Ｇ）への温度による依存性を示す
図である。 体積比で1:1とした複合材料を例として図中に示した
が、この図より温度特性へも効果があることが判る。 また図中には示さないが、特許請求範囲に示す合金の
組合せは大なり小なりの差異はあるものの、すべて第１
図及び第２図に示す様な効果をもつことが確認された。 尚、磁気特性の測定は、４πＩ−Ｈ同軸補償サーチコ
イルを用い減磁曲線を描き、磁気特性を直読した。 また温度特性の測定は、所定の形状の磁石の表面磁束
密度を温度補償型のホール素子を用いて、in-situ測定
を行った。 次に、この材料の耐食性テストを行った。 この耐食性のテストでは、所定の形状の磁石を100個
用意し、80℃，湿度60％,1週間の放置テストを行い、磁
石表面上の錆の発生状況を調べ、代用特性とした。 表１に耐食性テストの結果を示す。 〔実施例２〕 原子百分率でネオジム13.5％、ディスプロシウム1.5
％、ボロン８％、コバルト７％、残部が鉄となる組成の
合金Ａとサマリウム12％、銅６％、ジルコニウム2.5
％、鉄15％、残部がコバルトとなる組成の合金Ｂを夫々
高周波溶解炉にて溶製し、次にディスクミル装置にて10
0〜200μｍの粒度となる様粉砕した。その後、乳ばちに
て夫々の粉末を混合し、複合磁石粉末とした。得られた
粉末は、磁界中プレス（圧力2.5ton/cm2、磁界２万Oe、
横磁場方式）を施し、成型体とした。その後HIP（熱間
静水圧）装置にて650℃、200気圧の条件で加工を施し、
複合磁性材料とした。 この複合磁性材料も、合金Ａと合金Ｂを複合化するこ
とにより、磁気特性の良好な合金Ａと、温度特性及び耐
食性の良好な合金Ｂの両者の特長を合わせもつことがわ
かつた。 〔発明の効果〕 この発明は、以上説明したように、磁気特性の高い希
土類鉄系合金と、温度特性，耐食性の優れた希土類コバ
ルト系合金を混合，複合化することにより、両者の特長
を合わせもつ磁石材料が得られるという効果がある。
と比べ特性が格段に優れていることから、小型軽量化が
可能で、従来永久磁石材料を使用している分野あるいは
電磁石を使用している分野にその進出が著しい状況とな
っている。 具体的には、電子式腕時計用のステッピングモーター
からコンピューターの端末、そして、NMR用の磁力源に
到るまで幅広く利用されている。 〔発明の概要〕 本発明は複合磁石材料に関するもので、希土類鉄系
（第一種合金群）のもつ高い磁気特性と希土類コバルト
系（第二種合金群）のもつ優れた温度特性、高い耐食性
の点に着目、両者の磁石合金を混合・複合化することに
よって両者の長所を発現させた新たな特性をもつ磁石材
料を見出した。 本発明により、磁気特性が高くかつ温度特性そして耐
食性の優れた新磁石を提供することが可能となり、その
工業的価値は極めて大きい。 〔従来の技術〕 従来、複合磁石材料として主に樹脂を連結剤とし、磁
石粉末を充填したいわゆる樹脂結合型複合磁石材料で、
非磁性を媒体として含んだ材料であるため、耐食性等の
点では良好となっているものの高い磁気特性が望めない
ことが公知となっている。 また樹脂を用いず、上記混合合金粉末をプレスした
後、アルゴン不活性ガス、真空中あるいはその両者併用
の雰囲気にて、高々１〜2atm（760〜1520atm）以下の圧
力に保ち、900〜1300℃の温度範囲にて行う、いわゆる
通常の焼結法を用いて複合磁石化を考えると、２種類の
一方の合金粒子の構成元素が他方の合金粒子内に拡散あ
るいは固溶化してしまい、希土類コバルト系磁石の持つ
優れた耐食特性と希土類鉄ボロン系の持つ優れた高エネ
ルギ積特性を合わせ持つ複合焼結磁石を作製することは
困難である。一般に、焼結温度の増加と共に拡散速度が
指数的に高まることが知られているが、800℃以上の焼
結温度であれば、一方の合金粒体を構成する元素、例え
ばR2Co17系あるいはR1Co5系のSmが他方の磁石合金の主
要な構成相であるR2Fe14B1正方晶に固溶してしまい、そ
の結果、除々に面内磁化に磁化容易軸を持つようにな
り、保磁力はほとんど発現されない。一方、800℃以下
での比較的に低温で焼結すれば、密度がほとんど理論値
の70％〜80％以下であり、製造された磁石の残留磁束密
度の低下のみならず破壊強度も著しく低下し、実用材料
として供さない。 〔発明が解決しようとする問題点〕 希土類鉄系磁石の問題点は耐食性と温度特性（磁束密
度への温度依存性）が他の希土類コバルト系磁石と比べ
劣り、一方希土類コバルト系磁石は逆に磁気特性が希土
類鉄系と比べ劣っていることが知られている。 本発明は係る欠点を克服し、信頼性・磁気特性共に優
れた磁石材料の提供を目的としている。 〔問題点を解決するための手段〕 前述の請求範囲で示す２種類の合金の粒子を混合・圧
粉し複合材料とした。 本発明では、上記の問題点を解決するため、コスト高
の要因になるにもかかわらず、ホットプレス等の熱間圧
力発生手段を焼結手段として用い、圧力を1.0ton/cm2と
することにより、一方の合金粉末を構成する元素が他方
の合金粒子内には拡散させず、２種類の磁石合金粒子が
少なくとも互いに隣接する境界以外の領域においては独
立性を有した組織および組成をもつことが可能になっ
た。 〔作用〕 一方の合金系の構成元素を他方の合金系粒子内部には
完全には拡散させることはなく、２種類の磁石合金が少
なくとも互いに接する粒界以外において、組成化，独立
性を保持した構造、即ち２種類の磁石合金粒子が混在す
る集合体とすることで、前述の問題点を互いに補う効果
があると考えられる。 ここで請求範囲外の組成を有する合金では、磁気特性
が著しく劣化するので限定した。 〔実施例〕 以下に、この発明の実施例を説明する。 〔実施例１〕 原子百分率でネオジムが16％、ボロンが８％、残部が
鉄から成る組成の合金Ａと同じく原子百分率でサマリウ
ムが17.5％、残部がコバルトから成る組成の合金Ｂを夫
々アーク溶解炉にて、作製準備し、次にボールミル粉砕
にて３〜４μｍ（F.S.S.S）の粒度となる様、微粉末化
を行った。その後両者の合金粉末を体積比で1:1の割合
でユニバーサルボールミル混合器にて混合し、複合磁石
粉末とした。得られた粉体は形状と異方性を付与する
為、磁界中で冷間プレス（圧力3.0ton/cm2、印加磁界１
万Oe、横磁場方式）を施しグリーンとした。その後成型
密度を向上させるため、ホットプレスにて700℃、1.5to
n/cm2、30分間以下の条件で成型し、複合磁石材料とし
た。 尚、700℃と比較的低温とし時間も30分間以下とした
のは２種類の合金粒子間の拡散を極力抑えたい主旨によ
る。 第１図に、Nd16Ｂ8Fe76で示される合金Ａ壜、Sm1Co
4.8で示される合金Ｂを複合化した複合磁石材料の複合
化による磁気特性への効果を示す。 縦軸には磁気特性として最大エネルギー積（MGOe）、
横軸に混合比率を示す。 任意の混合比率において、複合化の効果が判る。第２
図は、同じく上記２種の合金を使用した場合において、
磁石の表面磁束密度（Ｇ）への温度による依存性を示す
図である。 体積比で1:1とした複合材料を例として図中に示した
が、この図より温度特性へも効果があることが判る。 また図中には示さないが、特許請求範囲に示す合金の
組合せは大なり小なりの差異はあるものの、すべて第１
図及び第２図に示す様な効果をもつことが確認された。 尚、磁気特性の測定は、４πＩ−Ｈ同軸補償サーチコ
イルを用い減磁曲線を描き、磁気特性を直読した。 また温度特性の測定は、所定の形状の磁石の表面磁束
密度を温度補償型のホール素子を用いて、in-situ測定
を行った。 次に、この材料の耐食性テストを行った。 この耐食性のテストでは、所定の形状の磁石を100個
用意し、80℃，湿度60％,1週間の放置テストを行い、磁
石表面上の錆の発生状況を調べ、代用特性とした。 表１に耐食性テストの結果を示す。 〔実施例２〕 原子百分率でネオジム13.5％、ディスプロシウム1.5
％、ボロン８％、コバルト７％、残部が鉄となる組成の
合金Ａとサマリウム12％、銅６％、ジルコニウム2.5
％、鉄15％、残部がコバルトとなる組成の合金Ｂを夫々
高周波溶解炉にて溶製し、次にディスクミル装置にて10
0〜200μｍの粒度となる様粉砕した。その後、乳ばちに
て夫々の粉末を混合し、複合磁石粉末とした。得られた
粉末は、磁界中プレス（圧力2.5ton/cm2、磁界２万Oe、
横磁場方式）を施し、成型体とした。その後HIP（熱間
静水圧）装置にて650℃、200気圧の条件で加工を施し、
複合磁性材料とした。 この複合磁性材料も、合金Ａと合金Ｂを複合化するこ
とにより、磁気特性の良好な合金Ａと、温度特性及び耐
食性の良好な合金Ｂの両者の特長を合わせもつことがわ
かつた。 〔発明の効果〕 この発明は、以上説明したように、磁気特性の高い希
土類鉄系合金と、温度特性，耐食性の優れた希土類コバ
ルト系合金を混合，複合化することにより、両者の特長
を合わせもつ磁石材料が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明による複合磁石材料の複合化による磁
気特性への影響を示す図、第２図は磁石の表面磁束密度
への温度依存性を示す図である。
気特性への影響を示す図、第２図は磁石の表面磁束密度
への温度依存性を示す図である。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．下記の組成で示される第一種の合金群（希土類鉄系
合金）より選ばれる結晶性合金Ａおよび第二種の合金群
（希土類コバルト系合金）より選ばれる結晶性合金Ｂの
それぞれの合金の平均粒度が５μｍ以下の粉末を混合し
出発原料とし、焼結温度500℃以上800℃以下、焼結時間
30分以下で圧力1.0ton/cm2以上の低温高加圧焼結工程に
より、一方の合金粉末を構成する元素が他方の合金粒子
内には拡散させず、２種類の磁石合金粒子が少なくとも
互いに隣接する境界以外の領域においては独立性を有し
た組織および組成をもつことように構成されたを特徴と
する希土類系複合磁石材料。 第一種合金群（Ａ） R1cBd（FeaCob）（10−ｃ−ｄ） 14≦ｃ≦20 5≦ｄ≦15 0.6≦ａ≦ 1.0 0≦ｂ≦ 0.4 ここでR1は希土類元素でCe,Pr,Nd,Tb,Dy,Hoの少なくと
も一種あるいは二種以上の組み合わせを示す。 第二種合金群（Ｂ） R2vCUwMxFeyCo（100−ｖ−ｗ−ｘ−ｙ） 10≦ｖ≦30 4≦ｗ≦10 1≦ｘ≦ 5 10≦ｙ≦20 ここでＲ2希土類元素でCe,Pr,Smの少なくとも一種ある
いは二種以上の組み合わせを示し、ＭはIVB族元素すな
わちTi,Zr,Hfの少なくとも一種あるいは二種以上の組み
合わせを示す。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61225733A JP2726991B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 希土類系複合磁石材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61225733A JP2726991B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 希土類系複合磁石材料 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6379939A JPS6379939A (ja) | 1988-04-09 |
| JP2726991B2 true JP2726991B2 (ja) | 1998-03-11 |
Family
ID=16833974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61225733A Expired - Lifetime JP2726991B2 (ja) | 1986-09-24 | 1986-09-24 | 希土類系複合磁石材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2726991B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57131338A (en) * | 1981-02-09 | 1982-08-14 | Hitachi Metals Ltd | Permanent magnet alloy with low irreversible demagnetizability |
| JPS57141901A (en) * | 1981-02-26 | 1982-09-02 | Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd | Permanent magnet powder |
| JPS57185948A (en) * | 1981-05-06 | 1982-11-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Permanent magnet material and its manufacture |
| JPH0778269B2 (ja) * | 1983-05-31 | 1995-08-23 | 住友特殊金属株式会社 | 永久磁石用希土類・鉄・ボロン系正方晶化合物 |
| JPS59126733A (ja) * | 1983-01-11 | 1984-07-21 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 希土類コバルト磁石の製造方法 |
| JPS59217305A (ja) * | 1983-05-25 | 1984-12-07 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石材料の製造方法 |
| JPS61157659A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-17 | Tohoku Metal Ind Ltd | 希土類磁石 |
| JPS61239608A (ja) * | 1985-04-16 | 1986-10-24 | Hitachi Metals Ltd | 異方性磁石およびその製造方法 |
| JPS6314827A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-22 | Inoue Japax Res Inc | 磁石製造方法 |
-
1986
- 1986-09-24 JP JP61225733A patent/JP2726991B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6379939A (ja) | 1988-04-09 |
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