JP2794704B2 - 異方性永久磁石の製造方法 - Google Patents
異方性永久磁石の製造方法Info
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、Nd,Fe,Bを主成分とする異方性永久磁石の
製造方法に関し、更に詳しくは、高密度で磁気特性も優
れている磁気異方性の永久磁石を製造する方法に関す
る。 （従来の技術） 主成分がNd,Fe,Bであり、かつ磁気異方性を有する永
久磁石の製造方法には、大別して、粉末冶金法と組成変
形法の２種類の方法が知られている。 前者の方法は概ね次のような工程から成る。すなわ
ち、まず、Nd,Fe,Bを主成分とする合金組成の融液を調
製してこれを所定の条件下で冷却し、結晶粒の粗大なイ
ンゴットを製造する。ついで、インゴットを粉砕して、
通常は平均粒径３〜５μｍの磁性粉にする。この磁性粉
は、これを磁場中に置いたとき、磁場方向の磁気特性と
磁場方向に直交する方向の磁気特性とが等値でない性
質、すなわち磁気異方性を有する粉体である。 その後この磁性粉を金型に充填し、ここに例えば10〜
20kOeの磁界を印加して該磁性粉を配向せしめ、これを
圧縮成形して成形体にする。得られた成形体は、真空ま
たは不活性雰囲気中において、1000℃以上の温度で１時
間程度焼結される。得られた焼結体をただちに室温まで
急冷したのち研磨加工のような所定の加工を施して製品
とするが、更に保磁力（iHc）を高めることを目的とし
て、例えば500〜700℃で１時間程度の熱処理を施すこと
も行われる。 次に後者の塑性変形法は概ね次のようにして行われて
いる。 すなわち、まずNd,Fe,Bを主成分とした所定組成の磁
性合金を溶融する。得られた合金溶融に溶湯急冷法を適
用して該合金の薄帯またはフレークを作製する。得られ
た薄帯またはフレークは一般に非晶質またはそれと結晶
質の混合質である。ついで、これを粒径約200μｍの粉
末に粉砕したのち、得られた粉末を金型に充填し500〜1
000℃の温度で熱圧プレスして成形体とする。その後、
この成形体を所定容器内に封入したのち、これに所定の
加工率でアップセット加工のような塑性変形処理を施
し、この塑性変形時の加圧方向とそれに直交する方向と
ではその磁気特性が異なる磁石を得るのである。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した２つの方法にはそれぞれ次の
ような問題がある。 前者の粉末冶金法の場合、まずインゴットを粉砕して
得られる磁性粉はその平均粒径が３〜５μｍと微細でな
ければならないため、それは比表面積が著しく大きくま
た表面も活性な状態になっている。そのため、この粉砕
時に磁性粉が酸化に代表される変質を受け易い。又、焼
結時の温度は1000℃以上の高温であるため、合金の結晶
粒の粗大化が進み易く、その結果磁石の保持力（iHc）
の低下を招き易い。このことを防止するために、焼結温
度を下げると、今度は焼結体の密度が低下して緻密な磁
石、すなわち残留磁束密度（Br）の高い永久磁石が得が
たくなる。更には、この焼結時に成形体は収縮、変形す
るので、製品化するときには最終的に研磨等の加工をし
なければならないという問題がある。 一方、後者の塑性変形法への場合は、例えばアップセ
ット加工時に磁石の割れが頻発し、歩留りが著しく低下
するという問題がある。例えばプラスチック磁石の磁性
原料粉の製造を目的とする場合には、このアップセット
時の割れも問題ではないが、しかし所定形状を維持する
磁石を得る際には、Ndは高価であることからして、上記
歩留りの低下は製品磁石のコストを著しく上昇させるこ
とになり、極めて不都合な事態となる。 本発明は前述した２つの方法における不都合な問題を
解消して、磁気特性が優れているNd−Fe−Ｂ系異方性永
久磁石の製造方法の提供を目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明の異方性永久
磁石の製造方法は、その構成を、Nd,Fe,Bを主成分とす
る磁石合金の成形体に塑性変形加工を施したのち粉砕し
て磁気異方性磁性粉にし、更に、前記磁気異方性磁性粉
を磁場中で圧縮成形し、ついで、得られた成形体を、50
0〜1000℃の温度域で熱圧プレスすることを特徴とす
る。 本発明でいう磁気異方性磁性粉とは、それを磁界の中
においたとき、磁界方向とそれに直交する方向との磁気
特性が異なる性質を有する磁性粉をいう。 まず、本発明の磁気異方性磁性粉において、その組成
はNd,Fe,Bを主成分としNd−Fe−Ｂ系の永久磁石を構成
し得る組成（主相がR2Fe14Bで表わされる）であれば何
であってもよく格別限定されるものではない。上記主成
分の外に、Al,Ga,Cr,Dy,Tbを含んでいてもよく、またNb
の一部をPr,Ceで置換した組成であってもよい。 本発明の磁気異方性磁性粉は、次のようにして製造す
ることができる。 所定組成のNd−Fe−Ｂ系合金をArガス雰囲気のようは
不活性ガス雰囲気下で溶解し、得られた合金融液に溶湯
急冷法を適用して非晶質の合金薄帯またはフレークと
し、これを粉砕して非晶質粉末にし、得られた非晶質粉
末を例えばダイスに充填し、磁場中でアップセット加工
のような塑性変形処理を施して異方性を付与したのち、
得られた成形体を粉砕して平均粒径３〜５μｍの粉末に
する方法である。塑性変形処理後の粉砕は、非酸化性雰
囲気中で行われる。 本発明方法においては、原料成分は上記した方法の外
に、遠心噴霧法、ガスアトマイズ法で製造することとも
できる。いずれにせよ磁気異方性磁性粉が出発原料とな
る。 まず、この出発原料を磁界中で圧縮成形して成形体と
する。 印加する磁界の大きさは、原料粉の異方性の程度によ
って変えられるが、通常10〜20kOeの範囲内に設定され
る。また成形時の印加圧力は、磁石の最終的な密度、磁
気特性（とくに残留磁束密度:Br）に影響を与える因子
であり、通常0.5〜3tonf/cm2程度でよい。 ついで、得られた成形体を金型の中に入れてこれを熱
圧プレスする。雰囲気は１×10-3Torr程度の真空雰囲気
または不活性ガス雰囲気とする。温度は500〜1000℃の
範囲内に設定される。500℃よりも低い温度の場合は、
高密度の磁石にすることができず、また1000℃よりも高
い温度にすると、結晶粒の粗大化を招いて磁石のiHcが
低下する。好ましくは、600〜800℃である。 圧は同じく磁石の密度に影響を与える因子であるが、
通常、0.3〜2tonf/cm2程度が好適である。 （発明の実施例） 実施例１ Nd:31重量％、B:0.6重量％、Si:0.1重量％、Al:0.1重
量％、残部がFeから成るNd−Fe−Ｂ系合金の溶湯を3000
rpmで回転する銅ロールの周面に噴射して、前記合金の
薄帯を得た。 この薄帯を粉砕して、粒度150メッシュ（JISZ8801で
規定する篩で測定）下の非晶質合金粉末を得た。 ついで、この粉末をダイスに充填し、磁界強度15kOe,
圧2tonf/cm2の条件下でプレス成形して成形体とした。
この成形体は磁気的には等方性であった。 この成形体を１×10-4Torrの真空中で700℃に加熱し
たのち、80％の加工率でアップセット加工して塑性変形
した。 その後、処理物を再び粉砕し150メッシュ下の磁気異
方性の磁性粉を得た。 この磁性粉を所定形状の型の中に充填し、磁界強度20
kOe,成形圧2tonf/cm2条件で圧縮成形した。なお、印加
した磁界の方向は成形体の厚み方向であった。得られた
成形体は、磁界方向の残留磁束密度（Br）がこの磁界と
直交する方向のBrの2.5倍値を示し、充分な異方性を有
していた。 ついで、この成形体を、金型の中に入れ、全体を真空
引きして真空度を１×10-4Torrにした状態で、成形体を
昇温速度500℃/hrで700℃にまで加熱し、圧力2tonf/cm2
で熱圧プレスした。成形体の収縮変位が停止した時点で
処理物を金型から取り出し、これにArガスを吹き付けて
急冷した。 密度7.48g/cm2,残留磁束密度（Br）12060G,保磁力（i
Hc）13800Oe,最大エネルギ積〔（BH）max〕34.7MG・Oe
の永久磁石が得られた。 （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の異方性永久磁
石の製造方法は、Nd,Fe,Bを主成分とする磁石合金の成
形体に塑性変形加工を施したのち粉砕して磁気異方性磁
性粉にし、更に、前記磁気異方性磁性粉を磁場中で圧縮
成形し、ついで、得られた成形体を、500〜1000℃の温
度域で熱圧プレスすることを特徴とする構成にしたの
で、従来の粉末冶金法に比べてより低温で成形するにも
かかわらず高密度な永久磁石を得ることができ、また低
温成形であるがゆえに結晶粒の粗大化を招く虞れもない
のでiHc等の磁気特性を向上せしめることができる。 また、塑性変形法に比べ、成形時の変形量は自己の収
縮変形のみであるためその変形量は少なく、したがっ
て、割れ等の現象も少なく製品の歩留りが高くなって有
効である。
製造方法に関し、更に詳しくは、高密度で磁気特性も優
れている磁気異方性の永久磁石を製造する方法に関す
る。 （従来の技術） 主成分がNd,Fe,Bであり、かつ磁気異方性を有する永
久磁石の製造方法には、大別して、粉末冶金法と組成変
形法の２種類の方法が知られている。 前者の方法は概ね次のような工程から成る。すなわ
ち、まず、Nd,Fe,Bを主成分とする合金組成の融液を調
製してこれを所定の条件下で冷却し、結晶粒の粗大なイ
ンゴットを製造する。ついで、インゴットを粉砕して、
通常は平均粒径３〜５μｍの磁性粉にする。この磁性粉
は、これを磁場中に置いたとき、磁場方向の磁気特性と
磁場方向に直交する方向の磁気特性とが等値でない性
質、すなわち磁気異方性を有する粉体である。 その後この磁性粉を金型に充填し、ここに例えば10〜
20kOeの磁界を印加して該磁性粉を配向せしめ、これを
圧縮成形して成形体にする。得られた成形体は、真空ま
たは不活性雰囲気中において、1000℃以上の温度で１時
間程度焼結される。得られた焼結体をただちに室温まで
急冷したのち研磨加工のような所定の加工を施して製品
とするが、更に保磁力（iHc）を高めることを目的とし
て、例えば500〜700℃で１時間程度の熱処理を施すこと
も行われる。 次に後者の塑性変形法は概ね次のようにして行われて
いる。 すなわち、まずNd,Fe,Bを主成分とした所定組成の磁
性合金を溶融する。得られた合金溶融に溶湯急冷法を適
用して該合金の薄帯またはフレークを作製する。得られ
た薄帯またはフレークは一般に非晶質またはそれと結晶
質の混合質である。ついで、これを粒径約200μｍの粉
末に粉砕したのち、得られた粉末を金型に充填し500〜1
000℃の温度で熱圧プレスして成形体とする。その後、
この成形体を所定容器内に封入したのち、これに所定の
加工率でアップセット加工のような塑性変形処理を施
し、この塑性変形時の加圧方向とそれに直交する方向と
ではその磁気特性が異なる磁石を得るのである。 （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記した２つの方法にはそれぞれ次の
ような問題がある。 前者の粉末冶金法の場合、まずインゴットを粉砕して
得られる磁性粉はその平均粒径が３〜５μｍと微細でな
ければならないため、それは比表面積が著しく大きくま
た表面も活性な状態になっている。そのため、この粉砕
時に磁性粉が酸化に代表される変質を受け易い。又、焼
結時の温度は1000℃以上の高温であるため、合金の結晶
粒の粗大化が進み易く、その結果磁石の保持力（iHc）
の低下を招き易い。このことを防止するために、焼結温
度を下げると、今度は焼結体の密度が低下して緻密な磁
石、すなわち残留磁束密度（Br）の高い永久磁石が得が
たくなる。更には、この焼結時に成形体は収縮、変形す
るので、製品化するときには最終的に研磨等の加工をし
なければならないという問題がある。 一方、後者の塑性変形法への場合は、例えばアップセ
ット加工時に磁石の割れが頻発し、歩留りが著しく低下
するという問題がある。例えばプラスチック磁石の磁性
原料粉の製造を目的とする場合には、このアップセット
時の割れも問題ではないが、しかし所定形状を維持する
磁石を得る際には、Ndは高価であることからして、上記
歩留りの低下は製品磁石のコストを著しく上昇させるこ
とになり、極めて不都合な事態となる。 本発明は前述した２つの方法における不都合な問題を
解消して、磁気特性が優れているNd−Fe−Ｂ系異方性永
久磁石の製造方法の提供を目的とする。 （問題点を解決するための手段） 上記した目的を達成するために、本発明の異方性永久
磁石の製造方法は、その構成を、Nd,Fe,Bを主成分とす
る磁石合金の成形体に塑性変形加工を施したのち粉砕し
て磁気異方性磁性粉にし、更に、前記磁気異方性磁性粉
を磁場中で圧縮成形し、ついで、得られた成形体を、50
0〜1000℃の温度域で熱圧プレスすることを特徴とす
る。 本発明でいう磁気異方性磁性粉とは、それを磁界の中
においたとき、磁界方向とそれに直交する方向との磁気
特性が異なる性質を有する磁性粉をいう。 まず、本発明の磁気異方性磁性粉において、その組成
はNd,Fe,Bを主成分としNd−Fe−Ｂ系の永久磁石を構成
し得る組成（主相がR2Fe14Bで表わされる）であれば何
であってもよく格別限定されるものではない。上記主成
分の外に、Al,Ga,Cr,Dy,Tbを含んでいてもよく、またNb
の一部をPr,Ceで置換した組成であってもよい。 本発明の磁気異方性磁性粉は、次のようにして製造す
ることができる。 所定組成のNd−Fe−Ｂ系合金をArガス雰囲気のようは
不活性ガス雰囲気下で溶解し、得られた合金融液に溶湯
急冷法を適用して非晶質の合金薄帯またはフレークと
し、これを粉砕して非晶質粉末にし、得られた非晶質粉
末を例えばダイスに充填し、磁場中でアップセット加工
のような塑性変形処理を施して異方性を付与したのち、
得られた成形体を粉砕して平均粒径３〜５μｍの粉末に
する方法である。塑性変形処理後の粉砕は、非酸化性雰
囲気中で行われる。 本発明方法においては、原料成分は上記した方法の外
に、遠心噴霧法、ガスアトマイズ法で製造することとも
できる。いずれにせよ磁気異方性磁性粉が出発原料とな
る。 まず、この出発原料を磁界中で圧縮成形して成形体と
する。 印加する磁界の大きさは、原料粉の異方性の程度によ
って変えられるが、通常10〜20kOeの範囲内に設定され
る。また成形時の印加圧力は、磁石の最終的な密度、磁
気特性（とくに残留磁束密度:Br）に影響を与える因子
であり、通常0.5〜3tonf/cm2程度でよい。 ついで、得られた成形体を金型の中に入れてこれを熱
圧プレスする。雰囲気は１×10-3Torr程度の真空雰囲気
または不活性ガス雰囲気とする。温度は500〜1000℃の
範囲内に設定される。500℃よりも低い温度の場合は、
高密度の磁石にすることができず、また1000℃よりも高
い温度にすると、結晶粒の粗大化を招いて磁石のiHcが
低下する。好ましくは、600〜800℃である。 圧は同じく磁石の密度に影響を与える因子であるが、
通常、0.3〜2tonf/cm2程度が好適である。 （発明の実施例） 実施例１ Nd:31重量％、B:0.6重量％、Si:0.1重量％、Al:0.1重
量％、残部がFeから成るNd−Fe−Ｂ系合金の溶湯を3000
rpmで回転する銅ロールの周面に噴射して、前記合金の
薄帯を得た。 この薄帯を粉砕して、粒度150メッシュ（JISZ8801で
規定する篩で測定）下の非晶質合金粉末を得た。 ついで、この粉末をダイスに充填し、磁界強度15kOe,
圧2tonf/cm2の条件下でプレス成形して成形体とした。
この成形体は磁気的には等方性であった。 この成形体を１×10-4Torrの真空中で700℃に加熱し
たのち、80％の加工率でアップセット加工して塑性変形
した。 その後、処理物を再び粉砕し150メッシュ下の磁気異
方性の磁性粉を得た。 この磁性粉を所定形状の型の中に充填し、磁界強度20
kOe,成形圧2tonf/cm2条件で圧縮成形した。なお、印加
した磁界の方向は成形体の厚み方向であった。得られた
成形体は、磁界方向の残留磁束密度（Br）がこの磁界と
直交する方向のBrの2.5倍値を示し、充分な異方性を有
していた。 ついで、この成形体を、金型の中に入れ、全体を真空
引きして真空度を１×10-4Torrにした状態で、成形体を
昇温速度500℃/hrで700℃にまで加熱し、圧力2tonf/cm2
で熱圧プレスした。成形体の収縮変位が停止した時点で
処理物を金型から取り出し、これにArガスを吹き付けて
急冷した。 密度7.48g/cm2,残留磁束密度（Br）12060G,保磁力（i
Hc）13800Oe,最大エネルギ積〔（BH）max〕34.7MG・Oe
の永久磁石が得られた。 （発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明の異方性永久磁
石の製造方法は、Nd,Fe,Bを主成分とする磁石合金の成
形体に塑性変形加工を施したのち粉砕して磁気異方性磁
性粉にし、更に、前記磁気異方性磁性粉を磁場中で圧縮
成形し、ついで、得られた成形体を、500〜1000℃の温
度域で熱圧プレスすることを特徴とする構成にしたの
で、従来の粉末冶金法に比べてより低温で成形するにも
かかわらず高密度な永久磁石を得ることができ、また低
温成形であるがゆえに結晶粒の粗大化を招く虞れもない
のでiHc等の磁気特性を向上せしめることができる。 また、塑性変形法に比べ、成形時の変形量は自己の収
縮変形のみであるためその変形量は少なく、したがっ
て、割れ等の現象も少なく製品の歩留りが高くなって有
効である。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．Nd,Fe,Bを主成分とする磁石合金の成形体に塑性変
形加工を施したのち粉砕して磁気異方性磁性粉にし、更
に、前記磁気異方性磁性粉を磁場中で圧縮し、ついで、
得られた成形体を、500〜1000℃の温度域で熱圧プレス
することを特徴とする異方性永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336139A JP2794704B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 異方性永久磁石の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62336139A JP2794704B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 異方性永久磁石の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01179305A JPH01179305A (ja) | 1989-07-17 |
| JP2794704B2 true JP2794704B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=18296096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62336139A Expired - Fee Related JP2794704B2 (ja) | 1987-12-29 | 1987-12-29 | 異方性永久磁石の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2794704B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011210879A (ja) * | 2010-03-29 | 2011-10-20 | Hitachi Metals Ltd | 希土類磁石の製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2779794B2 (ja) * | 1986-05-17 | 1998-07-23 | 株式会社 トーキン | 希土類系永久磁石の製造方法 |
-
1987
- 1987-12-29 JP JP62336139A patent/JP2794704B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01179305A (ja) | 1989-07-17 |
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