JPH04239701A

JPH04239701A - 希土類異方性ボンド磁石用合金粉とその製造方法

Info

Publication number: JPH04239701A
Application number: JP3022902A
Authority: JP
Inventors: Jiyunji Satou; 惇司佐藤; Hidetake Hashimoto; 橋本　英豪; Yasusuke Sakakibara; 榊原　庸介
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1991-01-23
Filing date: 1991-01-23
Publication date: 1992-08-27

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】【０００１】【産業上の利用分野】本発明は、希土類異方性ボンド磁
石用合金及びこれを使用する希土類異方性ボンド磁石用
合金粉末の製造方法に関するものである。近年、ＯＡ，
ＡＶ機器の小型化が目ざましく、それらに使用される駆
動用モーターも小型で高性能なものが要求されており、
すなわち、高性能な小型磁石が求められており、このよ
うな分野で利用されるものである。　　　　【０００２
】【従来の技術】Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性ボンド磁石は、
急冷粉（非晶質粉）をホットプレスで焼結し正方晶のＣ
軸を揃えた後、粉砕し異方性の粉体を得る方法が既知で
一般的である。【０００３】また、焼結法からの製造方法としては、永
久磁石材料（特開昭５９−２１９９０４）、ボンド磁石
用合金粉末（特開昭６１−１７９８０１）などが開示さ
れている。前者は、焼結した異方性磁石をそのまま粉砕
したもので、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に特有な加工劣化によ
り、保磁力は実用レベルで著しくダウンしてしまい、そ
の後の熱処理でも十分に保磁力は回復せず、また焼結温
度まで上げて熱処理をすると粉体同志が固着してしまう
という欠点を有していた。また、後者は磁場中成形した
焼結前の成形体を解砕し、その後熱処理する方法である
が、１０００℃以下の熱処理では保磁力が十分上がるこ
とはなく、１０００℃〜１２００℃での熱処理では粉体
同志が固着してしまい再び解砕すると同様に加工劣化に
より保磁力が落ちてしまう欠点があった。【０００４】【発明が解決しようとする課題】一般に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ
系焼結磁石は、加工劣化という本質的な欠点を有してお
り、従来から開示されている方法では、永久磁石として
十分な保磁力が得られずＲ−Ｆｅ−Ｂ系では、異方性の
ボンド磁石用合金粉が得られていない。【０００５】そこで、十分な保磁力を持ったＲ−Ｆｅ−
Ｂ系の異方性ボンド磁石用合金粉の出現が望まれていた
。【０００６】【課題を解決するための手段】本発明では、Ｒ−Ｆｅ−
Ｂ系の鋳造合金を平均粒経１〜２０μｍに粉砕した微細
粉にＭ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ
、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、
Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ
、Ｂｉのうち少なくとも１種）の酸化物を０．０１重量
％〜５重量％を混合させ、磁場中成形することにより成
形体を得る。次にこの成形体を解砕し５０〜１０００μ
ｍの粉体とする。その後この粉体を１０００〜１２００
℃で加熱することにより各粉体は焼結され、しかも粉体
同志固着しないので、そのままで高保磁力を持った高性
能なボンド磁石粉を得ることを特徴とするものである。【０００７】また、成形体を解砕する代わりに、いった
ん成形体を２００〜９００℃で仮焼した後この仮焼体を
破砕し５０〜１０００μｍの粉体とする。仮焼する理由
は磁場配向させた成形体をある程度固めてその後の破砕
過程での磁場配向の乱れを抑えるためである。その後こ
の粉体を１０００〜１２００℃で加熱することにより各
粉体は焼結され、しかも粉体同志固着しないので、その
ままで高保磁力を持った高性能なボンド磁石粉を得るこ
とを特徴とするものである。【０００８】【作用】このようにして得られた粉体は、焼結の過程で
粉体同志の固着はなく、また高保磁力を保ったままであ
りそのままで異方性のボンド磁石としての特性を持つ。一方、いずれの酸化物も含有しないで上記プロセスで製
造した粉体は、焼結の過程で粉体同志が固着してしまい
、再び粉砕すると保磁力の劣化を招き、実用には至らな
い。この理由として、酸化物を含有しない場合、Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系の焼結は液相焼結であるため焼結時Ｒは液相と
して晶出するので粉体同志が固着してしまうが、酸化物
を含有した場合、焼結時酸化物は一部Ｒにより還元され
、逆にＲは一部酸化され粉体表面にＲの酸化膜が形成さ
れるために粉体同志の固着が防止されるものである。このことはオージェ電子分光法による表面分析により確
認された。【０００９】ここで酸化物の量を限定した理由は、０．
０１重量％未満では粉体同志の固着防止の効果はなくな
り、また５重量％を超えると保磁力の低下を招き実用不
可能になる。【００１０】また、最終的に得られる合金粉体の大きさ
を限定した理由は、１０００μｍを超える粉体を入れる
と、ボンド磁石を製造するときの成形性を著しく悪くす
るこためであり、また５０μｍ未満の粉体を除くのは、
５０μｍ未満の粉体は保磁力が著しく低いためである。これは、粉体の大きさが小さくなればなるほど粉体の体
積に対する表面積の比が大きくなり、すなわち粉体の体
積に対する表面酸化物の量が多くなり保磁力の低下をも
たらすからである。【００１１】ここで含有できる酸化物としては、Ｒの酸
化剤として機能しなければならず、１０００〜１２００
℃において、熱力学的に生成自由エネルギーがＮｄ２　
Ｏ５　より大である酸化物から選ばれる。【００１２】【実施例１】原材料を高周波溶解炉で溶解しＮｄ：３３
％、Ｂ：１．３％，Ｆｅ：残部からなる合金インゴット
を作製した。このインゴットをクラッシャーで１００μ
ｍ以下に粗粉砕した後、ジェットミルで平均粒径３μｍ
に微粉砕した。これに、平均粒径０．３μｍのＡＬ２　
Ｏ３　粉末を０．００１〜８重量％加え十分分散させた
後、２０ＫＯｅの磁場中で３ｔｏｎ／ｃｍ２　の圧力で
成形し成形体を得た。次にこの成形体を乳鉢で破砕し、
メッシュで５０〜１０００μｍの粉体として回収した。この回収された粉体を１１００℃で１ｈｒ、Ａｒ雰囲気
中で加熱焼結し、その後６００℃で１ｈｒの熱処理を行
った。こようにして得られた焼結後の粉体においては、Ａｌ２
　Ｏ３　を０．０１％以上含有した試料はわずかな力で
破砕され焼結前の粉体と相似な形態として製造される。一方、０．０１％未満のＡｌ２　Ｏ３　を含有した試料
は、粉体同志が固着してしまい、クラッシャーで粉砕し
なければならなかった。【００１３】次にこれらの粉体に３重量％の熱硬化性エ
ポキシ樹脂を含有させ、２０ＫＯｅの磁場中で１ｔｏｎ
／ｃｍ２　の圧力で成形し、１５０℃で１ｈｒのキュア
を行い硬化させ異方性の圧縮ボンド磁石を製造した。こ
のようにＡｌ２　Ｏ３　の量を変化して得られた試料の
密度、残留磁束密度Ｂｒ値、保磁力ｉＨｃ値、エネルギ
ー積（ＢＨ）ｍａｘ値を表１（ａ、ｂ）に示す。表１か
ら明かなように、Ａｌ２　Ｏ３　を０．０１重量％未満
添加した試料ＮＯ．１、２、３は焼結後の固着が激しく
破砕する過程で特性が劣化しｉＨｃが著しく低下してい
る。また、Ａｌ２　Ｏ３　が５重量％を越える試料ＮＯ
．１３、１４、１５では、発明の詳細な説明【作用】の項で述べた理由でｉＨｃが急激に低下する。一方、本発明によるＡｌ２　Ｏ３　が０．０１重量％〜
５重量％添加した試料ＮＯ．４〜１２では焼結時の固着
はほとんどなくｉＨｃの低下もほとんどみられず実用的
に十分な特性を有している。この特性は従来のＳｍ−Ｃ
ｏ系の異方性ボンド磁石の特性をはるかに凌ぐものであ
る。【００１４】【表１ａ】【表１ｂ】【００１５】【実施例２】原材料を高周波溶解炉で溶解しＮｄ：３３
％、Ｂ：１．３％，Ｆｅ：残部からなる合金インゴット
を作製した。このインゴットをクラッシャーで１００μ
ｍ以下に粗粉砕した後、ジェットミルで平均粒径３μｍ
に微粉砕した。これに、平均粒径０．３μｍのＡＬ２　
Ｏ３　粉末を０．００１〜８重量％加え十分分散させた
後、２０ＫＯｅの磁場中で３ｔｏｎ／ｃｍ２　の圧力で
成形し成形体を得た。次にこの成形体７００℃で１ｈｒ
仮焼した後、この仮焼体を乳鉢で破砕し、メッシュで５
０〜１０００μｍの粉体として回収した。この回収され
た粉体を１１００℃で１ｈｒ、Ａｒ雰囲気中で加熱焼結
し、その後６００℃で１ｈｒの熱処理を行った。こよう
にして得られた焼結後の粉体はＡｌ２　Ｏ３　を０．０
１％以上含有した試料はわずかな力で破砕され焼結前の
粉体と相似な形態として製造される。一方、０．０１％
未満のＡｌ２　Ｏ３　を含有した試料は、粉体同志が固
着してしまい、クラッシャーで粉砕しなければならなか
った。次にこれらの粉体に３重量％の熱硬化性エポキシ
樹脂を含有させ、２０ＫＯｅの磁場中で１ｔｏｎ／ｃｍ
２　の圧力で成形し１５０℃で１ｈｒのキュアを行い硬
化させ異方性の圧縮ボンド磁石を製造した。このように
Ａｌ２　Ｏ３　の量を変化して得られた試料の密度、残
留磁束密度Ｂｒ値、保磁力ｉＨｃ値、エネルギー積（Ｂ
Ｈ）ｍａｘ値を表２（ａ，ｂ）に示す。特性的には【実施例１】の場合と同様な傾向を示す。つまり表２か
ら明かなように　　　　、Ａｌ２　Ｏ３　を０．０１重
量％未満添加した試料ＮＯ．１、２、３は焼結後の固着
が激しく破砕する過程で特性が劣化しｉＨｃが著しく低
下している。また、Ａｌ２　Ｏ３　が５重量％を越える
試料ＮＯ．１３、１４、１５では、発明の詳細な説明【
作用】の項で述べた理由でｉＨｃが急激に低下する。一方、本発明によるＡｌ２　Ｏ３　を０　　．０１重量
％〜５重量％添加した試料ＮＯ．４〜１２では焼結後の
固着はほとんどなく、ｉＨｃの低下もほとんどみられず
実用的に十分な特性を有している。この特性は従来のＳ
ｍ−Ｃｏ系の異方性ボンド磁石の特性をはるかに凌ぐも
のである。しかも、【実施例１】での成形体を仮焼せずに破砕した場合に比
べＢｒ値は幾分大きくなっている。これは、個々の粉体
の配向性が向上したためにヒステリシス曲線の角形性が
向上したためである。【００１６】【表２ａ】【表２ｂ】【００１７】【実施例３】原材料を高周波溶解炉で溶解しＮｄ：３３
％、Ｂ：１．３％，Ｆｅ：残部からなる合金インゴット
を作製した。このインゴットをクラッシャーで１００μ
ｍ以下に粗粉砕した後、ジェットミルで平均粒径３μｍ
に微粉砕した。これに、平均粒径０．３μｍのＳｉＯ２
　、ＴｉＯ２　、Ｖ２　Ｏ５　、Ｃｒ２　Ｏ３　、Ｍｎ
０２　、Ｃｕ２　Ｏ、ＺｎＯ、Ｇａ２　Ｏ３　、ＧｅＯ
２　、ＳｒＯ、ＺｒＯ２　、Ｎｂ２　Ｏ５　、ＭｏＯ２
　、Ａｇ２　Ｏ、ＣｄＯ、Ｉｎ２　Ｏ３　、ＳｎＯ２　
、Ｓｂ４　Ｏ６　、ＴｅＯ２　、ＢａＯ、ＨｆＯ２　、
ＷＯ３　、ＰｂＯ２、Ｂｉ２　Ｏ３　の粉末を１重量％
加え十分分散させた後、２０ＫＯｅの磁場中で３ｔｏｎ
／ｃｍ２　の圧力で成形し成形体を得た。次にこの成形
体７００℃で１ｈｒ仮焼した後、この仮焼体を乳鉢で破
砕し、メッシュで５０〜１０００μｍの粉体として回収
した。この回収された粉体を１１００℃で１ｈｒ、Ａｒ
雰囲気中で加熱焼結し、その後６００℃で１ｈｒの熱処
理を行った。これらの試料はわずかな力で破砕され焼結
前の粉体と相似な形態として製造される。次にこれらの
粉体に３重量％の熱硬化性エポキシ樹脂を含有させ、２
０ＫＯｅの磁場中で１ｔｏｎ／ｃｍ２　の圧力で成形し
、１５０℃で１ｈｒのキュアを行い硬化させ異方性の圧
縮ボンド磁石を製造した。このように各種酸化物を添加
して得られた試料の密度　　、残留磁束密度Ｂｒ値、保
磁力ｉＨｃ値、エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘ値を表３（
ａ，ｂ）に示す。【００１８】【表３ａ】【表３ｂ】【００１９】【発明の効果】以上述べたように、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系の異
方性ボンド磁石の発明は、従来のＣｏ−Ｓｍ系の異方性
ボンド磁石に比べはるかに特性が高く、モーターの小型
化をさらに進めることが可能である。また、Ｓｍ−Ｃｏ
系の焼結磁石の一部の置き換えも可能で、磁石のコスト
ダウンがはかられ、発明の効果は非常に大きい。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　Ｒ（Ｒは希土類元素のうち少なくとも
１種）２０重量％〜４５重量％、Ｂ０．５重量％〜５重
量％、Ｆｅ５０重量％〜７４重量％を主成分とした主相
が正方晶からなる相に、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ
、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｂ
ａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくとも１種）の酸
化物を０．０１重量％〜５重量％を含有した相から成り
、保磁力（ｉＨｃ）３〜１５ＫＯｅを有した５０〜１０
００μｍの大きさの粉体からなることを特徴とする希土
類異方性ボンド磁石用合金粉末。
【請求項２】　　Ｒ（Ｒは希土類元素のうち少なくとも
１種）２０重量％〜４５重量％、Ｂ０．５重量％〜５重
量％、Ｆｅ５０重量％〜７４重量％を主成分とし、粒度
が２０μｍ以下の粉体に、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｚｒ
、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、
Ｂａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくとも１種）の
酸化物を０．０１重量％〜５重量％を均一に含有させ、
磁場中で加圧成形し、その後５０〜１０００μｍに破砕
し、次に９００〜１２００℃で焼結し、６００℃で時効
し、保磁力（ｉＨｃ）が３〜１５ＫＯｅを有した粒度５
０〜１０００μｍの粉体を粉体同志を固着させずに得る
ことを特徴とする希土類異方性ボンド磁石用合金粉末の
製造方法。
【請求項３】　　Ｒ（Ｒは希土類元素のうち少なくとも
１種）２０重量％〜４５重量％、Ｂ０．５重量％〜５重
量％、Ｆｅ５０重量％〜７４重量％を主成分とし、粒度
が２０μｍ以下の粉体に、Ｍ（ＭはＡｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、
Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｓｒ、Ｚｒ
、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、
Ｂａ、Ｈｆ、Ｗ、Ｐｂ、Ｂｉのうち少なくとも１種）の
酸化物を０．０１重量％〜５重量％を均一に含有させ、
磁場中で加圧成形し、次に２００℃〜９００℃で仮焼す
る。その後、この仮焼体を５０〜１０００μｍに粉砕し
、次に、９００〜１２００℃で焼結し、６００℃で時効
し、保磁力（ｉＨｃ）が３〜１５ＫＯｅを有した粒度５
０〜１０００μｍの粉体を粉体同志を固着させずに得る
ことを特徴とする希土類異方性ボンド磁石用合金粉末の
製造方法。