JPWO2002103719A1 - 希土類永久磁石材料 - Google Patents
希土類永久磁石材料 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2002103719A1 JPWO2002103719A1 JP2003505947A JP2003505947A JPWO2002103719A1 JP WO2002103719 A1 JPWO2002103719 A1 JP WO2002103719A1 JP 2003505947 A JP2003505947 A JP 2003505947A JP 2003505947 A JP2003505947 A JP 2003505947A JP WO2002103719 A1 JPWO2002103719 A1 JP WO2002103719A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- permanent magnet
- weight
- rare earth
- magnet material
- earth permanent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/10—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys 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
- H01F1/0575—Alloys 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
- H01F1/0577—Alloys 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
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01F1/059—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and Va elements, e.g. Sm2Fe17N2
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
本発明は、高い保磁力および残留磁束密度をもつ希土類永久磁石材料を提供することを目的とする。すなわち、本発明の永久磁石は、28〜35重量%のネオジウムNd、プラセオジウムPr、ジスプロミウムDy、テルビウムTbおよびホルミウムHoよりなる群から選択された1種以上の希土類元素、0.9〜1.3重量%のボロンB、0.25〜3重量%のリンP、鉄Feおよび不可避の不純物からなる。さらに、0.1〜3.6重量%のコバルトCo、0.02〜0.25重量%の銅Cuを含むことができる。
Description
技術分野
本発明は、磁気特性を著しく向上させた希土類永久磁石材料に関する。
背景技術
希土類永久磁石は、その優れた磁気特性と経済性から、電気・電子機器の分野で多用されており、近年、益々高性能化が要求されている。希土類永久磁石のうち、R−Fe−B系希土類永久磁石は、希土類コバルト磁石に比べて、主要元素であるNdがSmより豊富に存在し、かつCoを多量に使用しないことから原材料費が安価であり、磁気特性も希土類コバルト磁石を遥かに凌ぐ極めて優れた永久磁石である。
従来、このR−Fe−B系希土類永久磁石の磁気特性を向上させるため、種々の試みがなされている。具体的には、Coを添加することによりキュリー温度が上昇した例(特開昭59−64733号公報参照)、安定した保磁力を得るために、Ti、V、Ni、Biなどを添加した例(特開昭59−132104号公報参照)、0.02〜0.5原子%のCuを添加することにより保磁力が向上し、かつ熱処理の最適温度の幅が広くなり、製造効率が改善される例(特開平1−219143号公報参照)、0.2〜0.5原子%のCrを添加することにより、耐食性を向上させた例(特開平1−219142号公報参照)などが報告されている。
前記の報告では、いずれもR−Fe−B系希土類永久磁石に、新たな元素を添加することにより、磁気特性をさらに向上させようとした。しかし、新たに別の元素を添加すると、ほとんどの場合、保磁力(iHc)が増加しても残留磁束密度(Br)が低下する。したがって、実質的な意味において、磁気特性の向上を図ることは難しかった。
本発明は、高い保磁力および残留磁束密度をもつ希土類永久磁石材料を提供することを目的とする。
発明の開示
R−Fe−B系希土類永久磁石において、膨大な元素の中から新たに添加する元素の種類とその量を鋭意検討した結果、Pを添加した一定範囲の組成において、保磁力および残留磁束密度が共に増加することを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の永久磁石材料は、28〜35重量%のネオジウムNd、プラセオジウムPr、ジスプロミウムDy、テルビウムTbおよびホルミウムHoからなる群より選択された1種以上の希土類元素、0.9〜1.3重量%のB、0.25〜3重量%のP、および、Feを含む希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第2の永久磁石材料は、第1の永久磁石材料において、さらに、0.1〜3.6重量%のコバルトCoおよび0.02〜0.25重量%の銅Cuを含む希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第3の永久磁石材料は、第1の永久磁石材料において、リンPの含有量が0.3〜2.5重量%である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第4の永久磁石材料は、第2の永久磁石材料において、リンPの含有量が0.3〜2.5重量%である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第5の永久磁石材料は、第1の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第6の永久磁石材料は、第2の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第7の永久磁石材料は、第3の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第8の永久磁石材料は、第4の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
発明を実施するための最良の形態
本発明の希土類永久磁石材料は、希土類元素、ボロンB、リンP、鉄Feおよび不可避の不純物からなり、Feの一部をコバルトCoおよび銅Cuで置換することができる。本発明の希土類永久磁石材料は、このような特定の組成に由来して、高い残留磁束密度および保持力を有している。
本発明の希土類永久磁石は、ネオジウムNd、プラセオジウムPr、ジスプロミウムDy、テルビウムTbおよびホルミウムHoからなる群より選択された1種以上の希土類元素(以下、Rともいう。)を含み、その含有量は28〜35重量%の範囲である。Rの含有量が28重量%未満であると保磁力が著しく減少し、また、35重量%をこえると残留磁束密度が著しく減少する。より好ましくは、Rの含有量の上限は33重量%、下限は30重量%である。
本発明の永久磁石を構成するBの含有量は0.9〜1.3重量%の範囲である。0.9重量%未満であると保磁力が著しく減少し、また、1.3重量%をこえると残留磁束密度が著しく減少する。より好ましくは、Bの含有量の上限は1.2重量%、下限は1.0重量%である。
本発明の永久磁石を構成するPの含有量は0.25〜3重量%の範囲である。0.25重量%未満であると残留磁束密度が著しく減少し、また、3重量%をこえると保磁力が著しく減少する。さらに、含有量が3重量%をこえると正方晶構造が安定して得られず、正方晶構造の割合が減少して、好ましくない。これらの理由から0.3〜2.5重量%添加することがより好ましい。
本発明の永久磁石を構成するFeの含有量は、58〜80重量%であることが好ましい。Feの含有量が58重量%未満では残留磁束密度が大きく減少する傾向があり、80重量%をこえると保磁力が著しく減少する傾向がある。より好ましくは、Feの含有量の上限は75重量%、とくには72重量%、下限は62重量%である。Feの一部をCoおよびCuで置換する場合は、Feの含有量は54〜78重量%とすることができる。
本発明の永久磁石を構成するFeの一部をCoで置換すると、キュリー温度(Tc)の改善が見られる。本発明では、Coの含有量は0.1〜3.6重量%の範囲とすることができる。0.1重量%未満であるとキュリー温度の改善効果があまり認められず、また、3.6重量%をこえるとコスト的に不利となる。より好ましくは、Coの含有量の上限は3.2重量%、下限は0.5重量%である。
本発明の永久磁石を構成するCuは、前記したように、R−Fe−B系希土類永久磁石に高い磁気特性を付与する。本発明では、Cuの含有量は0.02〜0.25重量%の範囲とすることができる。0.02重量%未満であると保磁力がほとんど増加しなくなり、また、0.25重量%をこえると残留磁束密度が大きく減少する。より好ましくは、Cuの含有量の上限は0.2重量%、下限は0.06重量%である。
本発明の永久磁石に含まれる正方晶構造の割合は、全体の50重量%、とくには70重量%以上であることが好ましい。正方晶構造の割合が50重量%未満では保磁力が小さくなる傾向がある。
本発明の永久磁石は、通常、380〜600℃のキュリー温度(Tc)を有し、25℃において11〜18kGの残留磁束密度(Br)、14〜21kOeの保磁力(iH)を有する。
本発明の希土類永久磁石材料を製造するには、Nd系磁石の一般的な製造方法にしたがって製造すればよい。その一例を以下に示す。
まず、原料となるNd、Fe、B、Pおよび添加元素(Co、Cuなど)を所定の割合に配合し、高周波溶解して合金を鋳造する。この場合、製造に用いるCo、Cuは、原料として用いるFeとの混合物でもよい。
そして、得られた合金をジョークラッシャーやブラウンミルなどで粗粉砕し、そののち、アトライターやボールミルなどを用いた有機溶媒による湿式法や、チッ素ガスによるジェットミルのような乾式法により微粉砕する。微粉の粒径はとくに限定しないが、平均0.5〜5μmが好ましい。
得られた微粉末は約10kOe程度の磁場中で磁場方向に配向させ、約0.2〜2トン/cm2の圧力でプレス成形する。そして、プレス成形してできた成形体を、高真空中または不活性ガス中で1000〜1400℃、1〜2時間焼結し、さらに焼結温度よりも低い温度(800〜1200℃程度)で熱処理する。これにより、本発明の希土類永久磁石材料が得られる。
そして、前記記希土類永久磁石材料に対して、さらに加工、表面処理を施せば、希土類永久磁石が得られる。
なお、本発明の記希土類永久磁石材料の製造において、使用原料中に含まれる、または、製造工程中に混入する不可避な不純物である0.2重量%以下の微量のLa、Ce、Sm、Ni、Mn、Si、Ca、Mg、Sは、本発明の効果を損ねるものではない。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1〜3および比較例1〜3
出発原料として、Nd、電解鉄、フェロボロン、リン化鉄を使用した。そして、これらの原料を、重量百分率(%)が30Nd−BAL.Fe−1B−XP(Xは0〜5の数値)の組成に配合したのち、アルミるつぼ中で高周波溶解し、水冷銅鋳型に注入して各種組成の鋳塊(インゴット)を得た。つぎに、これらの鋳塊をブラウンミルで粗粉砕し、さらにチッ素気流中のジェットミルで微粉砕して平均粒径1μm程度の微粉末を得、この微粉末と潤滑効果のあるステアリン酸を0.07重量%チッ素雰囲気中のV型ミキサーで混合した。
そののち、これらの微粉末を成形装置の金型に充填し、10kOeの磁界中で配向させ、磁界に対して垂直方向に1.2トン/cm2の圧力でプレス成形した。得られた成形体を1200℃で2時間、Ar雰囲気中で焼成したのち、冷却し、さらに800℃で1時間Ar雰囲気中で熱処理して、P含有量が異なる各種組成の希土類永久磁石材料を作製した。
なお、鋳塊から焼結までの工程間はすべてチッ素雰囲気中で移動を行ない、酸素含有量の低減に努めた。
これらの希土類永久磁石材料について、キュリー温度、保磁力(iHc)および残留磁束密度(Br)を測定し、得られた結果を図1および表1に示した。その結果、表1からわかるように、Feの一部をCoで置換することにより、キュリー温度(Tc)が改善された。また、図1および表1からわかるように、Pの含有量が3重量%までは、無添加のものに比べて残留磁束密度を低下させることなく、保磁力を増加させることができた。Pの添加量が3重量%をこえると、Pを添加しないものに比べて、残留磁束密度、保磁力両方とも減少した。さらに、Pの含有量が2重量%の場合は、残留磁束密度を3.6kG、保磁力を4.5kOe増加させることができ、磁気特性が大幅に向上した。
また、図2には、得られた試料(Pの含有量が2重量%)の結晶構造を、CuKα線を用いX線回折をした結果を示す。この回折結果より、主相がNd2Fe14B型正方晶の結晶構造であることが確認された。
実施例4
出発原料として、Nd、Dy、電解鉄、Co、フェロボロン、燐化鉄、Cuを使用した。そして、これらの原料を、実施例1と同様の方法により、重量比(%)が30Nd−1Dy−62.8Fe−3Co−1B−0.2Cu−2Pの組成に配合し、希土類永久磁石材料を作製した。
この希土類永久磁石材料について、キュリー温度(Tc)、保磁力(iHc)および残留磁束密度(Br)を測定したところ、キュリー温度が450℃、残留磁束密度が16.2kG、保磁力が20.3kOeであり、大幅な磁気特性の向上を達成することができた。
また、得られた試料の結晶構造を、CuKα線を用いX線回折した結果、主相がNd2Fe14B型正方晶の結晶構造の回折図を示すことを確認した。
産業上の利用可能性
本発明の第1〜8の永久磁石によれば、高い保磁力および残留磁束密度をもつ希土類永久磁石材料が得られる。
【図面の簡単な説明】
図1はP含有量と保磁力(iHc)および残留磁束密度(Br)との関係を示す図である。
図2は本発明の実施例2における希土類永久磁石材料のX線回折図である。
本発明は、磁気特性を著しく向上させた希土類永久磁石材料に関する。
背景技術
希土類永久磁石は、その優れた磁気特性と経済性から、電気・電子機器の分野で多用されており、近年、益々高性能化が要求されている。希土類永久磁石のうち、R−Fe−B系希土類永久磁石は、希土類コバルト磁石に比べて、主要元素であるNdがSmより豊富に存在し、かつCoを多量に使用しないことから原材料費が安価であり、磁気特性も希土類コバルト磁石を遥かに凌ぐ極めて優れた永久磁石である。
従来、このR−Fe−B系希土類永久磁石の磁気特性を向上させるため、種々の試みがなされている。具体的には、Coを添加することによりキュリー温度が上昇した例(特開昭59−64733号公報参照)、安定した保磁力を得るために、Ti、V、Ni、Biなどを添加した例(特開昭59−132104号公報参照)、0.02〜0.5原子%のCuを添加することにより保磁力が向上し、かつ熱処理の最適温度の幅が広くなり、製造効率が改善される例(特開平1−219143号公報参照)、0.2〜0.5原子%のCrを添加することにより、耐食性を向上させた例(特開平1−219142号公報参照)などが報告されている。
前記の報告では、いずれもR−Fe−B系希土類永久磁石に、新たな元素を添加することにより、磁気特性をさらに向上させようとした。しかし、新たに別の元素を添加すると、ほとんどの場合、保磁力(iHc)が増加しても残留磁束密度(Br)が低下する。したがって、実質的な意味において、磁気特性の向上を図ることは難しかった。
本発明は、高い保磁力および残留磁束密度をもつ希土類永久磁石材料を提供することを目的とする。
発明の開示
R−Fe−B系希土類永久磁石において、膨大な元素の中から新たに添加する元素の種類とその量を鋭意検討した結果、Pを添加した一定範囲の組成において、保磁力および残留磁束密度が共に増加することを見い出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の第1の永久磁石材料は、28〜35重量%のネオジウムNd、プラセオジウムPr、ジスプロミウムDy、テルビウムTbおよびホルミウムHoからなる群より選択された1種以上の希土類元素、0.9〜1.3重量%のB、0.25〜3重量%のP、および、Feを含む希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第2の永久磁石材料は、第1の永久磁石材料において、さらに、0.1〜3.6重量%のコバルトCoおよび0.02〜0.25重量%の銅Cuを含む希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第3の永久磁石材料は、第1の永久磁石材料において、リンPの含有量が0.3〜2.5重量%である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第4の永久磁石材料は、第2の永久磁石材料において、リンPの含有量が0.3〜2.5重量%である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第5の永久磁石材料は、第1の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第6の永久磁石材料は、第2の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第7の永久磁石材料は、第3の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
本発明の第8の永久磁石材料は、第4の永久磁石材料において、主相が正方晶構造の金属間化合物である希土類永久磁石材料に関する。
発明を実施するための最良の形態
本発明の希土類永久磁石材料は、希土類元素、ボロンB、リンP、鉄Feおよび不可避の不純物からなり、Feの一部をコバルトCoおよび銅Cuで置換することができる。本発明の希土類永久磁石材料は、このような特定の組成に由来して、高い残留磁束密度および保持力を有している。
本発明の希土類永久磁石は、ネオジウムNd、プラセオジウムPr、ジスプロミウムDy、テルビウムTbおよびホルミウムHoからなる群より選択された1種以上の希土類元素(以下、Rともいう。)を含み、その含有量は28〜35重量%の範囲である。Rの含有量が28重量%未満であると保磁力が著しく減少し、また、35重量%をこえると残留磁束密度が著しく減少する。より好ましくは、Rの含有量の上限は33重量%、下限は30重量%である。
本発明の永久磁石を構成するBの含有量は0.9〜1.3重量%の範囲である。0.9重量%未満であると保磁力が著しく減少し、また、1.3重量%をこえると残留磁束密度が著しく減少する。より好ましくは、Bの含有量の上限は1.2重量%、下限は1.0重量%である。
本発明の永久磁石を構成するPの含有量は0.25〜3重量%の範囲である。0.25重量%未満であると残留磁束密度が著しく減少し、また、3重量%をこえると保磁力が著しく減少する。さらに、含有量が3重量%をこえると正方晶構造が安定して得られず、正方晶構造の割合が減少して、好ましくない。これらの理由から0.3〜2.5重量%添加することがより好ましい。
本発明の永久磁石を構成するFeの含有量は、58〜80重量%であることが好ましい。Feの含有量が58重量%未満では残留磁束密度が大きく減少する傾向があり、80重量%をこえると保磁力が著しく減少する傾向がある。より好ましくは、Feの含有量の上限は75重量%、とくには72重量%、下限は62重量%である。Feの一部をCoおよびCuで置換する場合は、Feの含有量は54〜78重量%とすることができる。
本発明の永久磁石を構成するFeの一部をCoで置換すると、キュリー温度(Tc)の改善が見られる。本発明では、Coの含有量は0.1〜3.6重量%の範囲とすることができる。0.1重量%未満であるとキュリー温度の改善効果があまり認められず、また、3.6重量%をこえるとコスト的に不利となる。より好ましくは、Coの含有量の上限は3.2重量%、下限は0.5重量%である。
本発明の永久磁石を構成するCuは、前記したように、R−Fe−B系希土類永久磁石に高い磁気特性を付与する。本発明では、Cuの含有量は0.02〜0.25重量%の範囲とすることができる。0.02重量%未満であると保磁力がほとんど増加しなくなり、また、0.25重量%をこえると残留磁束密度が大きく減少する。より好ましくは、Cuの含有量の上限は0.2重量%、下限は0.06重量%である。
本発明の永久磁石に含まれる正方晶構造の割合は、全体の50重量%、とくには70重量%以上であることが好ましい。正方晶構造の割合が50重量%未満では保磁力が小さくなる傾向がある。
本発明の永久磁石は、通常、380〜600℃のキュリー温度(Tc)を有し、25℃において11〜18kGの残留磁束密度(Br)、14〜21kOeの保磁力(iH)を有する。
本発明の希土類永久磁石材料を製造するには、Nd系磁石の一般的な製造方法にしたがって製造すればよい。その一例を以下に示す。
まず、原料となるNd、Fe、B、Pおよび添加元素(Co、Cuなど)を所定の割合に配合し、高周波溶解して合金を鋳造する。この場合、製造に用いるCo、Cuは、原料として用いるFeとの混合物でもよい。
そして、得られた合金をジョークラッシャーやブラウンミルなどで粗粉砕し、そののち、アトライターやボールミルなどを用いた有機溶媒による湿式法や、チッ素ガスによるジェットミルのような乾式法により微粉砕する。微粉の粒径はとくに限定しないが、平均0.5〜5μmが好ましい。
得られた微粉末は約10kOe程度の磁場中で磁場方向に配向させ、約0.2〜2トン/cm2の圧力でプレス成形する。そして、プレス成形してできた成形体を、高真空中または不活性ガス中で1000〜1400℃、1〜2時間焼結し、さらに焼結温度よりも低い温度(800〜1200℃程度)で熱処理する。これにより、本発明の希土類永久磁石材料が得られる。
そして、前記記希土類永久磁石材料に対して、さらに加工、表面処理を施せば、希土類永久磁石が得られる。
なお、本発明の記希土類永久磁石材料の製造において、使用原料中に含まれる、または、製造工程中に混入する不可避な不純物である0.2重量%以下の微量のLa、Ce、Sm、Ni、Mn、Si、Ca、Mg、Sは、本発明の効果を損ねるものではない。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1〜3および比較例1〜3
出発原料として、Nd、電解鉄、フェロボロン、リン化鉄を使用した。そして、これらの原料を、重量百分率(%)が30Nd−BAL.Fe−1B−XP(Xは0〜5の数値)の組成に配合したのち、アルミるつぼ中で高周波溶解し、水冷銅鋳型に注入して各種組成の鋳塊(インゴット)を得た。つぎに、これらの鋳塊をブラウンミルで粗粉砕し、さらにチッ素気流中のジェットミルで微粉砕して平均粒径1μm程度の微粉末を得、この微粉末と潤滑効果のあるステアリン酸を0.07重量%チッ素雰囲気中のV型ミキサーで混合した。
そののち、これらの微粉末を成形装置の金型に充填し、10kOeの磁界中で配向させ、磁界に対して垂直方向に1.2トン/cm2の圧力でプレス成形した。得られた成形体を1200℃で2時間、Ar雰囲気中で焼成したのち、冷却し、さらに800℃で1時間Ar雰囲気中で熱処理して、P含有量が異なる各種組成の希土類永久磁石材料を作製した。
なお、鋳塊から焼結までの工程間はすべてチッ素雰囲気中で移動を行ない、酸素含有量の低減に努めた。
これらの希土類永久磁石材料について、キュリー温度、保磁力(iHc)および残留磁束密度(Br)を測定し、得られた結果を図1および表1に示した。その結果、表1からわかるように、Feの一部をCoで置換することにより、キュリー温度(Tc)が改善された。また、図1および表1からわかるように、Pの含有量が3重量%までは、無添加のものに比べて残留磁束密度を低下させることなく、保磁力を増加させることができた。Pの添加量が3重量%をこえると、Pを添加しないものに比べて、残留磁束密度、保磁力両方とも減少した。さらに、Pの含有量が2重量%の場合は、残留磁束密度を3.6kG、保磁力を4.5kOe増加させることができ、磁気特性が大幅に向上した。
また、図2には、得られた試料(Pの含有量が2重量%)の結晶構造を、CuKα線を用いX線回折をした結果を示す。この回折結果より、主相がNd2Fe14B型正方晶の結晶構造であることが確認された。
実施例4
出発原料として、Nd、Dy、電解鉄、Co、フェロボロン、燐化鉄、Cuを使用した。そして、これらの原料を、実施例1と同様の方法により、重量比(%)が30Nd−1Dy−62.8Fe−3Co−1B−0.2Cu−2Pの組成に配合し、希土類永久磁石材料を作製した。
この希土類永久磁石材料について、キュリー温度(Tc)、保磁力(iHc)および残留磁束密度(Br)を測定したところ、キュリー温度が450℃、残留磁束密度が16.2kG、保磁力が20.3kOeであり、大幅な磁気特性の向上を達成することができた。
また、得られた試料の結晶構造を、CuKα線を用いX線回折した結果、主相がNd2Fe14B型正方晶の結晶構造の回折図を示すことを確認した。
産業上の利用可能性
本発明の第1〜8の永久磁石によれば、高い保磁力および残留磁束密度をもつ希土類永久磁石材料が得られる。
【図面の簡単な説明】
図1はP含有量と保磁力(iHc)および残留磁束密度(Br)との関係を示す図である。
図2は本発明の実施例2における希土類永久磁石材料のX線回折図である。
Claims (8)
- 28〜35重量%のネオジウムNd、プラセオジウムPr、ジスプロミウムDy、テルビウムTbおよびホルミウムHoからなる群より選択された1種以上の希土類元素、0.9〜1.3重量%のボロンB、0.25〜3重量%のリンP、および、鉄Feを含む希土類永久磁石材料。
- さらに、0.1〜3.6重量%のコバルトCoおよび0.02〜0.25重量%の銅Cuを含む請求の範囲第1項記載の希土類永久磁石材料。
- リンPの含有量が0.3〜2.5重量%である請求の範囲第1項記載の希土類永久磁石材料。
- リンPの含有量が0.3〜2.5重量%である請求の範囲第2項記載の希土類永久磁石材料。
- 主相が正方晶構造の金属間化合物である請求の範囲第1項記載の希土類永久磁石材料。
- 主相が正方晶構造の金属間化合物である請求の範囲第2項記載の希土類永久磁石材料。
- 主相が正方晶構造の金属間化合物である請求の範囲第3項記載の希土類永久磁石材料。
- 主相が正方晶構造の金属間化合物である請求の範囲第4項記載の希土類永久磁石材料。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2001/005202 WO2002103719A1 (fr) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | Materiau magnetique durable en metal du groupe des terres rares |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2002103719A1 true JPWO2002103719A1 (ja) | 2004-10-07 |
Family
ID=11737454
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003505947A Pending JPWO2002103719A1 (ja) | 2001-06-19 | 2001-06-19 | 希土類永久磁石材料 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7175718B2 (ja) |
EP (1) | EP1398800B1 (ja) |
JP (1) | JPWO2002103719A1 (ja) |
CN (1) | CN1182547C (ja) |
DE (1) | DE60118982T2 (ja) |
WO (1) | WO2002103719A1 (ja) |
Families Citing this family (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE60335331D1 (de) * | 2002-10-08 | 2011-01-27 | Hitachi Metals Ltd | R-Fe-B gesinterter Permanentmagnet und Verfahren zu dessen Herstellung |
US7462317B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-12-09 | Enpirion, Inc. | Method of manufacturing an encapsulated package for a magnetic device |
US7426780B2 (en) | 2004-11-10 | 2008-09-23 | Enpirion, Inc. | Method of manufacturing a power module |
US8701272B2 (en) | 2005-10-05 | 2014-04-22 | Enpirion, Inc. | Method of forming a power module with a magnetic device having a conductive clip |
US8139362B2 (en) * | 2005-10-05 | 2012-03-20 | Enpirion, Inc. | Power module with a magnetic device having a conductive clip |
US7688172B2 (en) * | 2005-10-05 | 2010-03-30 | Enpirion, Inc. | Magnetic device having a conductive clip |
US8631560B2 (en) | 2005-10-05 | 2014-01-21 | Enpirion, Inc. | Method of forming a magnetic device having a conductive clip |
US7920042B2 (en) | 2007-09-10 | 2011-04-05 | Enpirion, Inc. | Micromagnetic device and method of forming the same |
US7955868B2 (en) * | 2007-09-10 | 2011-06-07 | Enpirion, Inc. | Method of forming a micromagnetic device |
US8133529B2 (en) * | 2007-09-10 | 2012-03-13 | Enpirion, Inc. | Method of forming a micromagnetic device |
US8018315B2 (en) * | 2007-09-10 | 2011-09-13 | Enpirion, Inc. | Power converter employing a micromagnetic device |
US7952459B2 (en) * | 2007-09-10 | 2011-05-31 | Enpirion, Inc. | Micromagnetic device and method of forming the same |
US8686698B2 (en) | 2008-04-16 | 2014-04-01 | Enpirion, Inc. | Power converter with controller operable in selected modes of operation |
US8541991B2 (en) | 2008-04-16 | 2013-09-24 | Enpirion, Inc. | Power converter with controller operable in selected modes of operation |
US9246390B2 (en) | 2008-04-16 | 2016-01-26 | Enpirion, Inc. | Power converter with controller operable in selected modes of operation |
US8692532B2 (en) | 2008-04-16 | 2014-04-08 | Enpirion, Inc. | Power converter with controller operable in selected modes of operation |
US9054086B2 (en) * | 2008-10-02 | 2015-06-09 | Enpirion, Inc. | Module having a stacked passive element and method of forming the same |
US8339802B2 (en) * | 2008-10-02 | 2012-12-25 | Enpirion, Inc. | Module having a stacked magnetic device and semiconductor device and method of forming the same |
US8153473B2 (en) * | 2008-10-02 | 2012-04-10 | Empirion, Inc. | Module having a stacked passive element and method of forming the same |
US8266793B2 (en) | 2008-10-02 | 2012-09-18 | Enpirion, Inc. | Module having a stacked magnetic device and semiconductor device and method of forming the same |
US9548714B2 (en) * | 2008-12-29 | 2017-01-17 | Altera Corporation | Power converter with a dynamically configurable controller and output filter |
US8698463B2 (en) * | 2008-12-29 | 2014-04-15 | Enpirion, Inc. | Power converter with a dynamically configurable controller based on a power conversion mode |
US8867295B2 (en) | 2010-12-17 | 2014-10-21 | Enpirion, Inc. | Power converter for a memory module |
CN103258609B (zh) * | 2013-05-14 | 2016-08-10 | 深圳大学 | 各向异性纳米复相稀土永磁材料的制备方法 |
US9509217B2 (en) | 2015-04-20 | 2016-11-29 | Altera Corporation | Asymmetric power flow controller for a power converter and method of operating the same |
CN105355413B (zh) * | 2015-12-07 | 2017-06-16 | 北京科技大学 | 一种降低烧结温度制备高磁性烧结钕铁硼的方法 |
JP6813457B2 (ja) | 2017-08-30 | 2021-01-13 | 株式会社東芝 | 永久磁石、回転電機、及び車両 |
WO2019111328A1 (ja) * | 2017-12-05 | 2019-06-13 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石、永久磁石の製造方法、および、回転機 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59132105A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-30 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石用合金 |
JPS59163803A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石用合金 |
JPS62116756A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Hitachi Metals Ltd | 永久磁石合金 |
JPS6329908A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Hitachi Metals Ltd | R−Fe−B系希土類磁石の製造方法 |
JPS647503A (en) * | 1986-07-23 | 1989-01-11 | Hitachi Metals Ltd | Permanent magnet with high thermal stability |
JPH023206A (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-08 | Seiko Epson Corp | 希土類−鉄系永久磁石 |
JPH04268050A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Dowa Mining Co Ltd | 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR−Fe−B−C系永久磁石合金 |
JPH0574618A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類永久磁石の製造方法 |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1316375C (en) * | 1982-08-21 | 1993-04-20 | Masato Sagawa | Magnetic materials and permanent magnets |
US5466308A (en) * | 1982-08-21 | 1995-11-14 | Sumitomo Special Metals Co. Ltd. | Magnetic precursor materials for making permanent magnets |
JPS62165305A (ja) * | 1986-01-16 | 1987-07-21 | Hitachi Metals Ltd | 熱安定性良好な永久磁石およびその製造方法 |
JP2530641B2 (ja) * | 1986-03-20 | 1996-09-04 | 日立金属株式会社 | 磁気異方性ボンド磁石、それに用いる磁粉及びその製造方法 |
US4983232A (en) * | 1987-01-06 | 1991-01-08 | Hitachi Metals, Ltd. | Anisotropic magnetic powder and magnet thereof and method of producing same |
US5022939A (en) * | 1987-07-30 | 1991-06-11 | Tdk Corporation | Permanent magnets |
JPH024942A (ja) | 1989-02-10 | 1990-01-09 | Toshiba Corp | 永久磁石用原料合金 |
US5405455A (en) * | 1991-06-04 | 1995-04-11 | Shin-Etsu Chemical Co. Ltd. | Rare earth-based permanent magnet |
JP2684140B2 (ja) | 1992-10-19 | 1997-12-03 | 住友特殊金属株式会社 | 希土類・鉄・コバルト・ボロン系正方晶化合物 |
JPH06283316A (ja) * | 1992-10-29 | 1994-10-07 | Hitachi Metals Ltd | 鉄−希土類系永久磁石材料およびその製造方法 |
JP4678741B2 (ja) * | 1998-05-19 | 2011-04-27 | 大同特殊鋼株式会社 | 異方性磁石素材 |
KR100592471B1 (ko) * | 1998-10-14 | 2006-06-23 | 히다찌긴조꾸가부시끼가이사 | 알-티-비계 소결형 영구자석 |
DE69916764T2 (de) * | 1998-12-15 | 2005-03-31 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Auf Seltenerd/Eisen/Bor basierte Legierung für Dauermagnet |
US6319335B1 (en) * | 1999-02-15 | 2001-11-20 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Quenched thin ribbon of rare earth/iron/boron-based magnet alloy |
-
2001
- 2001-06-19 DE DE60118982T patent/DE60118982T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-19 EP EP01938736A patent/EP1398800B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-19 US US10/415,273 patent/US7175718B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-06-19 JP JP2003505947A patent/JPWO2002103719A1/ja active Pending
- 2001-06-19 CN CNB018150578A patent/CN1182547C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-06-19 WO PCT/JP2001/005202 patent/WO2002103719A1/ja active IP Right Grant
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59132105A (ja) * | 1983-01-19 | 1984-07-30 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石用合金 |
JPS59163803A (ja) * | 1983-03-08 | 1984-09-14 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 永久磁石用合金 |
JPS62116756A (ja) * | 1985-11-15 | 1987-05-28 | Hitachi Metals Ltd | 永久磁石合金 |
JPS6329908A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-08 | Hitachi Metals Ltd | R−Fe−B系希土類磁石の製造方法 |
JPS647503A (en) * | 1986-07-23 | 1989-01-11 | Hitachi Metals Ltd | Permanent magnet with high thermal stability |
JPH023206A (ja) * | 1988-06-20 | 1990-01-08 | Seiko Epson Corp | 希土類−鉄系永久磁石 |
JPH04268050A (ja) * | 1991-02-22 | 1992-09-24 | Dowa Mining Co Ltd | 不可逆減磁の小さい熱安定性に優れたR−Fe−B−C系永久磁石合金 |
JPH0574618A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 希土類永久磁石の製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US7175718B2 (en) | 2007-02-13 |
EP1398800B1 (en) | 2006-04-19 |
DE60118982T2 (de) | 2006-11-30 |
EP1398800A4 (en) | 2004-11-03 |
EP1398800A1 (en) | 2004-03-17 |
DE60118982D1 (de) | 2006-05-24 |
CN1182547C (zh) | 2004-12-29 |
WO2002103719A1 (fr) | 2002-12-27 |
US20040025975A1 (en) | 2004-02-12 |
CN1451166A (zh) | 2003-10-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPWO2002103719A1 (ja) | 希土類永久磁石材料 | |
TWI476791B (zh) | RTB rare earth sintered magnet | |
JP3143156B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
KR101855530B1 (ko) | 희토류 영구 자석 및 그의 제조 방법 | |
US6506265B2 (en) | R-Fe-B base permanent magnet materials | |
EP0249973B1 (en) | Permanent magnetic material and method for producing the same | |
JPH06340902A (ja) | 希土類焼結永久磁石の製造方法 | |
JP3254229B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
JP3715573B2 (ja) | 磁石材料及びその製造方法 | |
JP2000114017A (ja) | 永久磁石材料および永久磁石 | |
JP2000234151A (ja) | R−Fe−B系希土類永久磁石材料 | |
JP2009010305A (ja) | 希土類磁石の製造方法 | |
JP2853838B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
JPH04184901A (ja) | 希土類鉄系永久磁石およびその製造方法 | |
JP2853839B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
JP2610798B2 (ja) | 永久磁石材料 | |
JPH0461042B2 (ja) | ||
JP2000331810A (ja) | R−Fe−B系希土類永久磁石材料 | |
JP3143157B2 (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
JP3178848B2 (ja) | 永久磁石の製造方法 | |
JPH05182813A (ja) | 希土類永久磁石の製造方法 | |
JPH0320044B2 (ja) | ||
JPH11307330A (ja) | R−Fe−B系磁石の製造方法 | |
JPH045737B2 (ja) | ||
JPH06295807A (ja) | 希土類焼結磁石およびその製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20061004 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091006 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20100609 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100713 |