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    公开号:WO1980002297A1
    申请号:PCT/JP1980/000038
    申请日:1980-02-29
    公开日:1980-10-30
    发明作者:N Imaizumi；M Aoe
    申请人:Namiki Precision Jewel Co Ltd；N Imaizumi；M Aoe；
    IPC主号:H01F1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細， 書 永久磁石合金の製造方法
    [0002] 技 術 分 野
    [0003] こ の発明は希土類コ バ ル ト 系永久磁石合金の製造方法に 関する も のであ る 。 背 景 技 術
    [0004] 希土類金属と コ バ ル ト と は種 々 の金属間化合物を形成す るが、 その中で希土類金属 (R)と コ パ ル Kco) と の原子比が 1：5 である RCos^属間化合物はき わめて大き ¾結晶磁気異 方性を示 し、 最初に永久磁石材料と して使用される よ う に
    [0005] った。 特に丑がサマ リ ゥ ム（Sm)である SmCo5 永久磁石は従 来の了 ル ニ コ系あるいはフ ェ ラ イ ト 系永久磁石に比較して 数倍のエ ネ ル ギ ー積 ：〜 24Μ(}·0θ が得られ現在 SmC05 はすで に工業的に生産されている。 ， しかし ¾がら最近小型回転機 . 小型計器 。 検出器等磁気 回路中で永久磁石に よ る空隙磁束を利用する機器において 要求される永久磁石の特性は、 高残留磁束密度および高工 ネ ルギ一積を保有する こ とが望ま れ、 この よ う ¾状況にお いて SmC05 よ 高飽和磁化 . 高エ ネ ル ギ ー積および高キュ リ 一温度を有する SmsCoi7 金属間化合物が注目 された。 す ¾わち Sm2Coi7 の飽和磁化は lSE!O" 達するため、 理論的に は 36MG ·0Θ の エ ネ ル ギ ー積が得られるわけである。 しかし ながら SmaCoi7 永久磁石では保磁力が得られず Smscoi 系 金属間化合物の永久磁石化のためには保磁力を飛躍的に向 ' 一 OMPI ipo~" 气 上する必要があった。
    [0006] 保磁力向上の対策と して米国特許 3， 560 00で開示され ている よ う に Coを部分的に Cuも し く は Cu, e等て '置換す る こ と に よ 保磁力を向上させる方法が報告されてお 、 さ らに微量の遷移金属の添加に よ ] 残留磁束密度 · 保磁力 の増加あるいは減磁特性の角型性を改善する こ と も 可能と エ ネ ルギ ー積 （BE)max力； 30Μ&.0Θに達する永久磁石合金 が得られる よ う にるつた。 しか しながら この よ う な特性を 有する組成は R と Coと の比'が化学量論的組成である2 では く RCos相と R2CO:L7相と の中間組成合金で得られて いた。 従来から高い結晶磁気異方性 · 飽和磁化 · キュ リ 一 温度を保有する こ とから永久磁石化が望ま れていた Rscoi 化合物では前述の よ う に充分な磁石特性が得られず、 永久 磁石材料と して工業化されるま でには到ってい. い。 さ ら に高性能磁石へ発展させるには真に RsCoo^相か、 も し く は 相よ Co成分の多い Co+R2C0l7ィヒ合物を主成分と し 飽和磁化の増加を得る 目的から Coを一部 で置換する必要 がある。 米国特許 4, 135，953にぉぃて 113((：0，1^)17組成を中 心と して Cr ·Μιι»Τ ¥·Μ0を添加した永久磁石、 お よびその 成形体を 111 1180TCで焼結後 · 溶体化処理じ V
    [0007] で熱処理する こ と に よ ] 保磁力を得ている組成合金およ び 製造方法が報告されている。 しか し ¾がら この発明は低融 点焼結添加粉末を混合 した液相焼結'磁石の製造方法である こ と力；わ力 る ο
    [0008] 本発明は R(C0，Pe，M)z系（ただ し Ζ: 8.3^9。0)の化学量論的 組成 RsCoi 相を主成分とする合金において、 希土類コ バ ル ト 磁石と しては新規な熱処理方法を付加する こ と に よ 、 高保磁力の得られる製造方法を提供する こ と を 目 的とする
    [0009] 0
    [0010] 5 発 明 の 開 示
    [0011] 本発明は R^Coa. -x-y-5,exMy"iz(R¾ Y , C θ , Nd , Pr , Sm , E , M . M . の 1 種ま たは 2 種以上の元素であ ]) 、 M は Ti,Cr,Ni，Cii,Zr， N¾，Hf ，Ta，Wの 1 種ま たは 2 種以上の元素から構成される。 - ただ し M.M.：ミ ッ シ ュ メ タ ル , 0,02≤∑≤0。5，0。01 ≤0.3,
    [0012] 10 8.3≤Z≤ 9.0)の組成合金について各元素を所定の組成になる よ う に秤量し、 高周波誘導加熱炉あ るいはアーク炉におい て不活性^囲気中で溶解し、 水冷銅鏡型中でイ ン ゴ ッ ト を 得る。 このイ ン ゴ ッ ト を振動 ミ ル も し く はジェ ッ ト · ミ ル にて 0.5^5 ^の粒径ま で微粉碎し、 これを磁界中 も し く は非 磁界中で圧縮成形し （^lOt/^C圧力）生材を得る。 次に該成形 体を llOC lSSOcの温度で焼結'溶体化処理し焼結体にする。
    [0013] 本発明は次の加熱時効工程を提供する も ので、 ？00^00 の温度領域内で再加熱する こ と、 あるいは焼結後室温ま で冷却する過程において 《τοα^βοοτ;の温度間を徐冷 も し く は
    [0014] 20 ^oc sooでの一定温度に維持し、 室温ま で冷却する こ と に よ つて も 同様の 目 的が達せられる。 7oo^eoocの加熱時効を与 える最も効果的加熱時間は 0。5^00時間である。 こ こで？00 以下の加熱時効の場合、 充分な保持力増加が得られない し、 時効時間 も 20 間以上熱処理しなければ効果的で い 。 ま た 800 以上の加熱時効では Ri3COi7相の共晶温度以上と
    [0015] - " ϋ ίί ¾ D , 本発明の 目 的とする保碎カ増加が得られないこ とか ら最も効果的な時効温度は 700^β Ο Οχ;の範囲にある。
    [0016] しか しながら こ の加熱時効工程は保磁力増加作用を与え る反面、 長時間時効に対しては材料の飽和磁化が減少 し 磁 S 石特性を滅ずる作用も誘導する こ とがわかった。 化 合物にお て ？50で近傍の温度はこの化合物の共晶温度にあ た ]3 、 長時間時効中に結晶の再形成が促進され、 この と き 相互の結晶が保有する磁気モ ーメ ン ト を互いに打消.レ合う 方向に発達するため と考えられる。 そこで時効中の磁化低 10下を防止するため結晶の磁気モ ーメ ン ト 方向を磁気的に固 定 しながら時効処理を実施 した と ころ、 長時間時効.処理後 において も初期の飽和磁化を保存してお U 、： 加えて滅磁曲
    [0017] ' 線の角型性向上に対しても寄与する こ とが確認できた。
    [0018] こ こ で磁気的な固定方法は、 通常加熱炉外部から電磁石
    [0019] 15等に よ ] 磁界を印加し、 時効処理を実施十るか、 ま たは加 熱部分に？00^800 C温度領域にて も磁力を保有でき る磁石（例 とえばア ル ニ コ磁石 ） と接触ま たは近傍に配 *させて時効 処理を実施するこ とから本発明の 目 的を達成する こ とが可 能である。 ま た ィ匕合物のキュ リ 一温度が 800 T:以上で
    [0020] 2Qあ る こ と を利用 して焼結体を時効処理前に一度着磁 し、 磁 化された状態で時効処理を施すこ と に よ って も 本発明の 目 的が達成でき る。 この場合磁石の保有する 自 己磁界に よつ て時効処理中に発生する結晶磁気モ ーメ ン ト の反平行的 結合を防止 し磁化低下を妨げる作用がある。 なお外部磁界 の方向は異方性磁石についてはその配向方向と一致する こ OMPI 卿 とが必要である。 ま た本発明の.目 的を達成するのに要する 磁界の強度は少 ¾ く と も ΙΚΟΘは必要である。 7οα~βοοτ:にお ける保磁性は RsTi 化合物の場合室温時の保磁性の 10 0% ま で減少する こ とが知られてお！） 、 本発明の包含される組 成合金は室温状態で S^lOKOeの保磁力を有する こ とから決 定される。 しかし IKOe以下の磁界の強度であって も 本発明 の 目 的は達成されるが飽和磁化低下を完全に妨げるには不 十分である。
    [0021] その結果本発明の時効加熱工程を付加する こ と に よ 、 高飽和磁化を有するに もかかわ らず、 保磁力の得られなか つた RSCOI 金属間化合物を主成分とする本発明にかかる合 金について、 保磁力の向上だけでな く 減磁曲線の角型性の 改善を行なえる効果があ 、 原料費においては高価 '希土 ' 類成分の少 ¾い組成の磁石合金が使用でき、 e)成分の 増量に よ る高価 ¾ コバル，ト（Co)成分の滅量も 促進し、 従来 の合金と比較し安価 素材で供給される効果も奏する。
    [0022] 図面の簡単な説明
    [0023] Pig USm Coo.vsFeo ,i5C o.iZro.03) 8.7jg.成の焼結合金を 各温度で加熱.時効した後の保磁力変化を示す図 ，
    [0024] Pig.2¾Smo .8Yo。 3(COo。r7Feo,loCuo。i3)8.8組成の焼結合金 を 750τで加熱時効したと き の時効時間に対する保磁力変化 を示す図 ， .
    [0025] Fig。3は磁界中時効処理装置の一'例を示す断面図 ，
    [0026] 12.4は750で，75時間ま での磁界中時効処理後の試料と 同 条件の非磁界中時効処理後の磁石特性を比較して示した図
    [0027] ΟΜΡΙ C ある o
    [0028] 1 コ イ ル 2 磁極 S 断熱材お よび ヒ ー タ ー 4 炉心管
    [0029] 5 製品容器 6 磁石材料 7 磁界中時効 8 非磁界中時効
    [0030] 発明を実施するための最良の形態
    [0031] 次に本発明を実施するための最良の形態を具体的実施例 を挙げて説明する o
    [0032] 実施例 1 . 821(( 00,72：^0.150110.121"。.03)8.7の組成に ¾る ょ う に成分元素を秤量し、 Ar雰囲気中ア - ク溶解し水冷銅铸 型中でイ ン ゴッ ト を得た。 次にイ ン ゴッ ト を粗粉砕後、 振 動ミ ルに よ 平均 の粒度ま で微粉化 した。 こ の粉末を 10Κ0Θ©磁界中で配向 し約 5 / ^の圧力で圧縮成形し生材と した。 焼結は生材を真空排気 (10— Orr程度）した後に 1180で，
    [0033] 2 時間の加熱に よって実施し室温ま 炉冷 しこれを時効テ ス ト 用の試料と した。 時効状態を調査するためにこ の試料 を 500^1000Cの各温度で 1 時間加熱後、 室温ま で炉冷した と きの保磁力を測定し Fig · 1の結果を得た。 図から 明らかな よ う に 700^00での温度領域内で加熱時効を施すこ とが保磁 力の向上に効果がある こ とがわかる。
    [0034] 実施例 · 2 Smo.8Yo*2 (Co ^e o*ioCuo.i3)8*8の組成ィ ン ゴ ッ 卜 から実施例 1 と 同様に して生材を得た。 次に真空中
    [0035] 1S00で， 1時間の焼結後室温ま で炉冷し時効状態を調査する ために 750でに再加熱し加熱時間の異 る試料を作製し、 そ の保磁力を測定する こ とから加熱^間と保磁力の関係を調 査し Fig.2の結果を得た。 保磁力は図から 明 らかな よ う に 0 · 5時間から上昇し SO時間以上は飽和状態を示 し一定に
    [0036] ΟΜΡΙ WIPO る こ と 力 わ力 る o
    [0037] 実施例 ， 3 Smo.7Y .s(Coo.67Feo.2oC o.ioHfo.o3)zJ : ^. "t
    [0038] z=8.3,8。5， 8.7，8。9の組成を有するィ ン ゴ ッ ト を実施例 1
    [0039] と 同様に して作製した。 次にイ ン ゴ ッ ト を振動 ミ ルに よ つ て平均粒径 ま で微粉化し、 磁界中で配向 · 圧縮成形し て生材と し I OC,2時間の焼結後炉冷 したと き の保磁力 と これを 時-間再加熱した後の保磁力変化を調査 した
    [0040] ( 1)0表から 750 の時効加熱においては z 8.7近傍
    [0041] で最も高い保磁力を得た。 Ta¾le 1
    [0042]
    [0043] 実施例 · Sm(Co o. Feo.iCio.i2Zro.oi)8*8の組成ィ ン ゴ ッ ト から実施例 1 と 同様に して生材を得た。 これを真空中で
    [0044] 1200で，1時間焼結し 750cま で炉冷 し、 750 ;で 2 時間保持後 室温ま で炉冷 した試料の磁気特性を測定したと ころ以下の 結果を得た o
    [0045] B r =1 0 . 1 E G i H C = 4 , 45 0 β
    [0046] (BH)max= 1 8 „ 0 Μ G . 0 θ
    [0047] 実施例 。 5 Smo^Yo.s (Coo, 73:Peo,i6'Ciioeo8Zro.o3)8.6の組成ィ ン ゴ ッ ト から実施例 1 と 同様に して生材を得た。 焼結は生 材を真空排気 （10— 3Torr程度 ） した後に ll90c，l 時間のカロ
    [0048] どゝ ひ、 OMPI IFO
    [0049] ' ί 熱に よって実施 し室温ま で炉冷 しこれを磁界中時効テス ト 用の試料と した。 こ の試料の一部は着磁し、 電磁石の極間 に設置^ ig.S)されている電気炉にその試料の配向方向が磁 極 （2)間に発生する磁界方向に一致する よ う に配置し電磁 石を励磁し がら時効処理を実施 した。 一方残 の試料は 磁化し い状態でかつ非磁界中で時効処理して両者の比較 をみた。 ig, はその結果を示すも のであ 、 従来と 同様 に磁界を印加せずに 750でにて長時間時効処理を実施した試 料では、 保磁力 （iHc)は増加 しているが残留磁束密度 （Br) は 約 2K(K750C，75時間処理後）減少 し大幅な磁石特性の低下を 示したが、 本発明に基いて電磁石 よ 約 5Κ0Θの磁界を印加 させながら時効処理を施した試料では Brの低下を示すこ と く 時効時間の増加と共に保磁力が向上しエ ネルギ -積
    [0050] (BH)masを大幅に改善する こ とが判明 した。
    [0051] ΟΜΡΙ
    权利要求:
    Claims
    請 求 の · 範 囲
    (1) R(Coi-x~ i,exMy)z(i^Y, Ce ,Nd,Pr , Sm,Eu,M„ .© 1 種ま たは 2 種以上の元素であ 、 M ¾Ti， Cr，Mn,Ni,Cu,Zr，N ,Hf， Ta，Wの 1 種ま たは 2 種以上の元素から構成される。 ただ し Μ·Μ.は ミ ッ シ ュ メ タ ル ， 0„ 02≤Χ≤0.5,0.01≤y≤0.3, 8.3≤ζ≤9β0) の合金を微粉末化し、 磁界中 も し く は磁界を印加せずに圧 縮成形し、 真空中 も し く は不活性： 囲気中 lioo^issocの温 度で焼結 · 溶体化後の熱処理工程において、 70Ο~800 の温 度钹域内で 0 · 5^200時間の加熱時効を実施する こ と を特徵と する永久磁石合金の製造方法。
    (2) Coi— X-ァ exMァ) z(Rは Υ, Ce，Ni，Pr， Sm，Eu,M.M,の 1 種ま たは 2種以上の元素であ ] J 、 M if Ti,Cr,Mn,Ni,C ,Zr,N¾, ^±,0^,¥の 1 種ま た'は 2種 ¾上の元素から構成される。 た f し Μ·1ί·は ミ ッ シ ュ メ タ ル , 0,02≤χ≤0,5,0·01≤τ·≤0·3，
    8.3≤z≤9。0)の合金を微粉末化し、 磁界中 も し く は磁界を 印加せずに圧縮成形し、 真空中 も し く は不活性 囲気中 1100〜1250での温度で焼結 。 溶体化後の熱処理工程におい て、 ？0C 800icの温度領域内で 0。^¾00時間の加熱時効を 磁界中で実施する こ と を特徵とする永久磁石合金の製造 方法。
    (3)磁界を 0 - £0e以上印加する こ と を特徵とする請求の 範囲第（2)項記載の永久磁石合金の製造方法。
    (4)磁界印加方向を異方性磁石の場合 磁石の配向方向 と一致させる こ と を特徵とする請求の範囲第（2)項記載の 永久磁石合金の製造方法 0
    O PI_ WIPO (5)熱処理工程において焼結 · 溶体化後室温ま で冷却し
    、 700^800 Όの温度領域内で 0 · δ〜200時間再加熱する こ と を特徵とする請求の範囲第（ェ)項 .ま たは第（2)項記載の永久 磁石合金の製造方法。
    (6)熱処理工程において焼結 · 溶体化後室温ま で冷却す る過程で、 7 00^800 τ:の温度領域内で 0。5^S00時間徐冷 し た後、 室温ま で冷却する こ と を特徵とする請求の範囲第 (1)項ま たは第（2)項記載の永久磁石合金の製造'方法 o
    ）熱処理工程において焼結 · 溶体化後室温ま で冷却す る過程で、 700~800 の温度領域内で 0 . ^200時間一定温 度に維持した後、 室温ま で冷却する こ と を特徵とする請 求の範囲第 (1)項ま たは第（2)項記載の永久磁石合金の製造 方法 o
    OMPI
    / WIFO
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
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    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP79/48333||1979-04-18||
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    JP10236379A|JPS5625941A|1979-08-11|1979-08-11|Manufacture of permanent magnet alloy|DE8080900442T| DE3071376D1|1979-04-18|1980-02-29|Process for producing permanent magnet alloy|
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