JP2001284111A - 高耐熱性永久磁石 - Google Patents
高耐熱性永久磁石Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 飽和磁束密度、残留磁束密度を下げることな
く、高い保磁力を有するとともに、優れた高温特性およ
び長期安定性を示す焼結型永久磁石を提供すること。 【解決手段】 組成が式Ｒ１X Ｒ２Y ＣｏZ ＧａU ＭV
ＢW Ｆｅ100-X-Y-Z-U-V- W （式中、Ｒ１は少なくとも１種の軽希土類元素、Ｒ２は
少なくとも１種の重希土類元素であり、ＭはＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、およびＳｎから選ばれる少なくとも１種を示
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗは、原子％で、不等式７≦
Ｘ＋Ｙ≦２０、１．５≦Ｙ≦１０、６≦Ｚ≦３０、０．
４≦Ｕ≦２．０、０．１≦Ｖ≦１．５、２≦Ｗ≦２０を
満たす。）により表されることを特徴とする。
く、高い保磁力を有するとともに、優れた高温特性およ
び長期安定性を示す焼結型永久磁石を提供すること。 【解決手段】 組成が式Ｒ１X Ｒ２Y ＣｏZ ＧａU ＭV
ＢW Ｆｅ100-X-Y-Z-U-V- W （式中、Ｒ１は少なくとも１種の軽希土類元素、Ｒ２は
少なくとも１種の重希土類元素であり、ＭはＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、およびＳｎから選ばれる少なくとも１種を示
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗは、原子％で、不等式７≦
Ｘ＋Ｙ≦２０、１．５≦Ｙ≦１０、６≦Ｚ≦３０、０．
４≦Ｕ≦２．０、０．１≦Ｖ≦１．５、２≦Ｗ≦２０を
満たす。）により表されることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石に係り、
特に、高い耐熱性を要求される焼結型永久磁石に関す
る。
特に、高い耐熱性を要求される焼結型永久磁石に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、高性能希土類永久磁石として、Ｒ
−Ｆｅ−Ｂ系磁石（Ｒは希土類元素）が、その高い磁気
特性により、Ｒ−Ｃｏ系磁石に代わって使用されるよう
になっている。この傾向は、小型化の要求がきわめて強
く、さほどの高温にさらされない各種の小型電気機器の
分野において顕著である。
−Ｆｅ−Ｂ系磁石（Ｒは希土類元素）が、その高い磁気
特性により、Ｒ−Ｃｏ系磁石に代わって使用されるよう
になっている。この傾向は、小型化の要求がきわめて強
く、さほどの高温にさらされない各種の小型電気機器の
分野において顕著である。
【０００３】一方、電気自動車（ＥＶ）や各種の産業用
モータへの応用を考えた場合、同時に耐熱性も求められ
るようになった。しかしながら、開発初期に提案された
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、高温特性が低いという欠点があ
ったため、高温ではキュリー温度の高いＲ−Ｃｏ系磁石
からの置き換えが進みにくかった。
モータへの応用を考えた場合、同時に耐熱性も求められ
るようになった。しかしながら、開発初期に提案された
Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石は、高温特性が低いという欠点があ
ったため、高温ではキュリー温度の高いＲ−Ｃｏ系磁石
からの置き換えが進みにくかった。
【０００４】高温での特性向上のための手段としては、
キュリー温度（Ｔc ）を上げることと、室温における保
磁力（ iＨc ）を高くすることによって（一般に永久磁
石の iＨc は温度上昇に伴い低下するのであるが）高温
で必要な保磁力を確保しようとすること、の２つが考え
られるが、それらの手段として、以下のものがある。
キュリー温度（Ｔc ）を上げることと、室温における保
磁力（ iＨc ）を高くすることによって（一般に永久磁
石の iＨc は温度上昇に伴い低下するのであるが）高温
で必要な保磁力を確保しようとすること、の２つが考え
られるが、それらの手段として、以下のものがある。
【０００５】（１）前者の手段として、Ｆｅの一部をＣ
ｏで置換することによってＴcを上げることが提案され
ている（特開昭５９−６４７３３号公報）。
ｏで置換することによってＴcを上げることが提案され
ている（特開昭５９−６４７３３号公報）。
【０００６】（２）後者の手段として、Ｔｉ，Ｎｉ，Ｂ
ｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｓ
ｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｎ等を添加することが提案さ
れている（特開昭５９−８９４０１号公報）。
ｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ，Ｍｎ，Ａｌ，Ｓ
ｂ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｇｅ，Ｓｎ等を添加することが提案さ
れている（特開昭５９−８９４０１号公報）。
【０００７】（３）他の後者の手段として、Ｔｂ，Ｄ
ｙ，Ｈｏのような重希土類元素によりＮｄの一部を置換
することが、高い最大エネルギー積を保持しつつ、 iＨ
c を高めるために提案されている（特開昭６０−３２３
０６号公報，特開昭６０−３４００５号公報）。これら
公報には、約３０ＭＧＯｅの（ＢＨ）maxのとき iＨcが
９ｋＯｅ程度のものが１２〜１８ｋＯｅに向上すること
が記載されている。
ｙ，Ｈｏのような重希土類元素によりＮｄの一部を置換
することが、高い最大エネルギー積を保持しつつ、 iＨ
c を高めるために提案されている（特開昭６０−３２３
０６号公報，特開昭６０−３４００５号公報）。これら
公報には、約３０ＭＧＯｅの（ＢＨ）maxのとき iＨcが
９ｋＯｅ程度のものが１２〜１８ｋＯｅに向上すること
が記載されている。
【０００８】更に、次のような提案もある。 （４）Ｇａに特異的な保磁力向上効果を見出した提案
（特許第２５７７３７３号）。 （５）Ｇａの特異的な保磁力向上効果に加え、Ｎｂ，
Ｗ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏの結晶粒粗大化防止効果により熱安
定性の向上を狙った提案（特許第２７５１１０９号，特
開平１０−９７９０８号公報）。
（特許第２５７７３７３号）。 （５）Ｇａの特異的な保磁力向上効果に加え、Ｎｂ，
Ｗ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏの結晶粒粗大化防止効果により熱安
定性の向上を狙った提案（特許第２７５１１０９号，特
開平１０−９７９０８号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の（１）
〜（５）の従来技術には、それぞれ、以下のような問題
点がある。
〜（５）の従来技術には、それぞれ、以下のような問題
点がある。
【００１０】（１）Ｃｏ単独の添加では、iＨc を低下
させてしまう。
させてしまう。
【００１１】（２）前述の金属元素を多量に添加する
と、当然のことながら飽和磁束密度を下げ、ひいては残
留磁束密度（Ｂｒ）を下げてしまう。微量の添加では、
保磁力向上効果が非常に小さい。
と、当然のことながら飽和磁束密度を下げ、ひいては残
留磁束密度（Ｂｒ）を下げてしまう。微量の添加では、
保磁力向上効果が非常に小さい。
【００１２】（３）重希土類元素の一部置換は、磁気異
方性そのものを増大させるので、保磁力向上には非常に
有効であるが、やはり飽和磁束密度および残留磁束密度
を下げてしまい、温度特性も十分ではない。
方性そのものを増大させるので、保磁力向上には非常に
有効であるが、やはり飽和磁束密度および残留磁束密度
を下げてしまい、温度特性も十分ではない。
【００１３】（４）Ｇａの特異な保磁力向上効果につい
て述べているが、長期安定性は十分ではない。
て述べているが、長期安定性は十分ではない。
【００１４】（５）Ｇａの特異な保磁力向上効果につい
て述べているが、ＣｏについてはＴ c 向上効果があると
しているが、長期安定性は十分ではない。
て述べているが、ＣｏについてはＴ c 向上効果があると
しているが、長期安定性は十分ではない。
【００１５】本発明は、以上のような事情の下になさ
れ、残留磁束密度を下げることなく、高い保磁力を有す
るとともに、優れた高温特性および長期安定性を示す焼
結型高耐熱性永久磁石を提供することを目的とする。
れ、残留磁束密度を下げることなく、高い保磁力を有す
るとともに、優れた高温特性および長期安定性を示す焼
結型高耐熱性永久磁石を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、電気自動
車など１２０〜１８０℃程度の高温環境の中で使用され
るような永久磁石を開発する上で必要とされる特性を得
るため、鋭意研究を重ねてきた。その結果、ＣｏとＧａ
及びＭ（Ｍ：Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｓｎ）の複合添加効果
について詳細な検討を行い、高残留磁束密度、高保磁力
を有するとともに、優れた高温特性および長期安定性を
もつ高耐熱性永久磁石の完成に至った。
車など１２０〜１８０℃程度の高温環境の中で使用され
るような永久磁石を開発する上で必要とされる特性を得
るため、鋭意研究を重ねてきた。その結果、ＣｏとＧａ
及びＭ（Ｍ：Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｓｎ）の複合添加効果
について詳細な検討を行い、高残留磁束密度、高保磁力
を有するとともに、優れた高温特性および長期安定性を
もつ高耐熱性永久磁石の完成に至った。
【００１７】本発明は、組成が式 Ｒ１X Ｒ２Y ＣｏZ ＧａU ＭV ＢW Ｆｅ
100-X-Y-Z-U-V-W （式中、Ｒ１は少なくとも１種の軽希土類元素、Ｒ２は
少なくとも１種の重希土類元素であり、ＭはＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、およびＳｎから選ばれる少なくとも１種を示
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗは、原子％で、下記不等式
を満たす。）により表されることを特徴とする。
100-X-Y-Z-U-V-W （式中、Ｒ１は少なくとも１種の軽希土類元素、Ｒ２は
少なくとも１種の重希土類元素であり、ＭはＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、およびＳｎから選ばれる少なくとも１種を示
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗは、原子％で、下記不等式
を満たす。）により表されることを特徴とする。
【００１８】７≦Ｘ＋Ｙ≦２０ １．５≦Ｙ≦１０ ６≦Ｚ≦３０ ０．４≦Ｕ≦２．０ ０．１≦Ｖ≦１．５ ２≦Ｗ≦２０。
【００１９】本発明の永久磁石において、Ｇａの含有量
（Ｕ）は、０．４〜２．０重量％であり、好ましくは、
０．５〜１．５％である。Ｃｏ含有量が増えるにしたが
って、Ｕ≧０．０４Ｚ＋０．１６で表される範囲内で増
やすのがより好ましい。
（Ｕ）は、０．４〜２．０重量％であり、好ましくは、
０．５〜１．５％である。Ｃｏ含有量が増えるにしたが
って、Ｕ≧０．０４Ｚ＋０．１６で表される範囲内で増
やすのがより好ましい。
【００２０】Ｇａは、急激な iＨc の低下を補償する形
で効果を発揮する。Ｃｏ≦５原子％では、Ｇａ添加によ
る iＨc 向上効果は小さく、残留磁束密度が漸減すると
ともに、残留磁束密度の温度係数は十分改善されない。
で効果を発揮する。Ｃｏ≦５原子％では、Ｇａ添加によ
る iＨc 向上効果は小さく、残留磁束密度が漸減すると
ともに、残留磁束密度の温度係数は十分改善されない。
【００２１】一方、Ｃｏ６％の場合には、０．５％のＧ
ａ添加で低Ｃｏ領域と同程度の保磁力が得られるのに対
し、Ｃｏが増えると、０．５％のＧａ添加で大幅に保磁
力が向上するものの、１％以上のＧａ添加が好ましく、
含有Ｃｏ量に応じてＧａ添加を増やしていくことが好ま
しい。
ａ添加で低Ｃｏ領域と同程度の保磁力が得られるのに対
し、Ｃｏが増えると、０．５％のＧａ添加で大幅に保磁
力が向上するものの、１％以上のＧａ添加が好ましく、
含有Ｃｏ量に応じてＧａ添加を増やしていくことが好ま
しい。
【００２２】具体的には、Ｕ（％Ｇａ）＝０．０４Ｚ
（％Ｃｏ）＋０．１６で表される値を下限とすることが
好ましい。だだし、Ｇａが多すぎると効果が飽和する
上、残留磁束密度が低下してしまうため、２．０％以下
であることが好ましい。
（％Ｃｏ）＋０．１６で表される値を下限とすることが
好ましい。だだし、Ｇａが多すぎると効果が飽和する
上、残留磁束密度が低下してしまうため、２．０％以下
であることが好ましい。
【００２３】Ｃｏは残留磁束密度の温度特性改善に有効
であり、その量は、６〜３０原子％である。６％未満で
はその効果が小さく、一方、３０％を超えると残留磁束
密度が低下してしまう。好ましくは、６〜２０原子％で
ある。
であり、その量は、６〜３０原子％である。６％未満で
はその効果が小さく、一方、３０％を超えると残留磁束
密度が低下してしまう。好ましくは、６〜２０原子％で
ある。
【００２４】Ｒ１およびＲ２は、本発明の永久磁石の基
本となる元素であり、磁気異方性の発現に寄与する。軽
希土類元素であるＲ１元素としては、ＮｄとＰｒが特に
好ましく、両元素合わせてＲ１の５０％以上であること
が好ましく、９０％以上であるのがより好ましい。ここ
で、軽希土類元素とは、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ
である。
本となる元素であり、磁気異方性の発現に寄与する。軽
希土類元素であるＲ１元素としては、ＮｄとＰｒが特に
好ましく、両元素合わせてＲ１の５０％以上であること
が好ましく、９０％以上であるのがより好ましい。ここ
で、軽希土類元素とは、Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ
である。
【００２５】重希土類元素であるＲ２元素としては、Ｄ
ｙとＴｂが特に好ましく、両元素合わせてＲ２の７０％
以上であることが好ましく、９０％以上であるのがより
好ましい。また、Ｒ２の含有量（Ｙ）は、希土類の総量
（Ｒ１とＲ２との合計、Ｘ＋Ｙ）の５０％を越えないこ
とが好ましい。ここで、重希土類元素とは、Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕである。軽希
土類元素および重希土類元素の総量は、７〜２０％であ
り、より好ましい範囲は、１１〜１８％である。
ｙとＴｂが特に好ましく、両元素合わせてＲ２の７０％
以上であることが好ましく、９０％以上であるのがより
好ましい。また、Ｒ２の含有量（Ｙ）は、希土類の総量
（Ｒ１とＲ２との合計、Ｘ＋Ｙ）の５０％を越えないこ
とが好ましい。ここで、重希土類元素とは、Ｇｄ，Ｔ
ｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕである。軽希
土類元素および重希土類元素の総量は、７〜２０％であ
り、より好ましい範囲は、１１〜１８％である。
【００２６】高保磁力化のためには、Ｄｙなどの重希土
類元素を添加することが必要となる。具体的には、不可
逆減磁率を低く抑制するために必要な２０ｋＯｅ程度の
保磁力を得るため、１．５％以上の重希土類を必要とす
る。一方、重希土類元素が多すぎると、大幅に磁化を下
げるので、１０％を上限とするのがよい。重希土類元素
の量は、希土類の５０％を上限とするのがよい。
類元素を添加することが必要となる。具体的には、不可
逆減磁率を低く抑制するために必要な２０ｋＯｅ程度の
保磁力を得るため、１．５％以上の重希土類を必要とす
る。一方、重希土類元素が多すぎると、大幅に磁化を下
げるので、１０％を上限とするのがよい。重希土類元素
の量は、希土類の５０％を上限とするのがよい。
【００２７】Ｍ元素は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｃｕ、およびＳｎ
から選ばれる少なくとも１種であり、これらの中ではＡ
ｌが最も好ましい。Ａｌ以外の元素を含む場合でも、そ
の２０％以上がＡｌであることが好ましい。さらに好ま
しくは、Ｍ元素の８０％以上がＡｌであることがよい。
Ｍ元素の含有量は、０．１〜１．５％であるが、１．５
％を超えると角形性を劣化させる。１％未満であること
がより好ましい。
から選ばれる少なくとも１種であり、これらの中ではＡ
ｌが最も好ましい。Ａｌ以外の元素を含む場合でも、そ
の２０％以上がＡｌであることが好ましい。さらに好ま
しくは、Ｍ元素の８０％以上がＡｌであることがよい。
Ｍ元素の含有量は、０．１〜１．５％であるが、１．５
％を超えると角形性を劣化させる。１％未満であること
がより好ましい。
【００２８】Ｍ元素は、Ｇａ、Ｃｏとの組み合わせで長
期安定性を達成する効果をもつ。その原因は明確ではな
いが、保磁力発現に極めて有効な希土類リッチ相の高温
での酸化を抑制するものと推測される。
期安定性を達成する効果をもつ。その原因は明確ではな
いが、保磁力発現に極めて有効な希土類リッチ相の高温
での酸化を抑制するものと推測される。
【００２９】ＢおよびＦｅは、希土類元素とともに本発
明の２−１４−１相を形成する元素である。Ｂの含有量
は２〜２０％であり、５〜８％であるのが好ましい。Ｆ
ｅは、以上の元素の残部である。
明の２−１４−１相を形成する元素である。Ｂの含有量
は２〜２０％であり、５〜８％であるのが好ましい。Ｆ
ｅは、以上の元素の残部である。
【００３０】本発明の組成からなる高耐熱性永久磁石
は、２０〜１５０℃における残留磁束密度の温度係数α
が、α＞−０．０９％／℃であることが好ましい。ま
た、同範囲において保磁力の温度係数βは、β＞−０．
４５％／℃であることが好ましい。
は、２０〜１５０℃における残留磁束密度の温度係数α
が、α＞−０．０９％／℃であることが好ましい。ま
た、同範囲において保磁力の温度係数βは、β＞−０．
４５％／℃であることが好ましい。
【００３１】また、本発明の永久磁石は、その使用目的
から、高温における不可逆減磁率を抑制するため、室温
保磁力が２０ｋＯｅ以上であることが好ましい。また、
本発明の永久磁石は、通常の高周波溶解で得られた合金
を出発原料としてもよいが、ストリップキャスト材等を
出発原料として製造される、均一で微細な組織を有する
ものであることが好ましい。ストリップキャスト材と
は、いわゆるストリップキャスト法、すなわちＡｒ雰囲
気中にて溶解した合金溶湯を周速１ｍ／ｓ程度の低速で
回転するロール上に流し込み、急冷凝固させる方法によ
って得られる、０．０３〜１ｍｍ程度の厚さの短冊状の
合金である。
から、高温における不可逆減磁率を抑制するため、室温
保磁力が２０ｋＯｅ以上であることが好ましい。また、
本発明の永久磁石は、通常の高周波溶解で得られた合金
を出発原料としてもよいが、ストリップキャスト材等を
出発原料として製造される、均一で微細な組織を有する
ものであることが好ましい。ストリップキャスト材と
は、いわゆるストリップキャスト法、すなわちＡｒ雰囲
気中にて溶解した合金溶湯を周速１ｍ／ｓ程度の低速で
回転するロール上に流し込み、急冷凝固させる方法によ
って得られる、０．０３〜１ｍｍ程度の厚さの短冊状の
合金である。
【００３２】このストリップキャスト材は、大半の結晶
粒が短軸方向で０．１〜５０μｍ、長軸方向で０．１〜
１００μｍ程度の結晶粒径を有している。ただし、均一
で微細な組織を得るために、ストリップキャスト法では
なく、水素中熱処理等の方法を用いて得たものでも良
い。
粒が短軸方向で０．１〜５０μｍ、長軸方向で０．１〜
１００μｍ程度の結晶粒径を有している。ただし、均一
で微細な組織を得るために、ストリップキャスト法では
なく、水素中熱処理等の方法を用いて得たものでも良
い。
【００３３】本発明の永久磁石は、焼結型であるので、
その密度は真密度に近い。従って、通常、７．５〜７．
６である。密度が真密度から大きくはずれると、優れた
磁気特性を得ることが出来ない。
その密度は真密度に近い。従って、通常、７．５〜７．
６である。密度が真密度から大きくはずれると、優れた
磁気特性を得ることが出来ない。
【００３４】本発明の永久磁石の用途は、高温環境で使
用される永久磁石型モータおよび発電機、センサー、ア
クチュエータなど高温に曝される可能性のある応用部品
すべてに関わる。
用される永久磁石型モータおよび発電機、センサー、ア
クチュエータなど高温に曝される可能性のある応用部品
すべてに関わる。
【００３５】具体的には、産業用モータとしての１ｋＷ
クラス以上の永久磁石型モータおよび１ｋＷクラス以下
の高温対応永久磁石型モータに用いることが出来る。ま
た、高温環境が要求される自動車用のパワーステアリン
グ用モータ、電気自動車用モータ、エンジン用発電機、
メータ用モータ、エンジン制御用モータ、トラクション
コントロール用モータ、パワーウインドウ用モータなど
に用いることが出来る。
クラス以上の永久磁石型モータおよび１ｋＷクラス以下
の高温対応永久磁石型モータに用いることが出来る。ま
た、高温環境が要求される自動車用のパワーステアリン
グ用モータ、電気自動車用モータ、エンジン用発電機、
メータ用モータ、エンジン制御用モータ、トラクション
コントロール用モータ、パワーウインドウ用モータなど
に用いることが出来る。
【００３６】電車などの車両応用においても、駆動モー
タ、回生ブレーキなどに用いることが出来る。センサ
ー、アクチュエータにおいては、自動車用スロットルア
クチュエータ、燃料噴射用アクチュエータ、油圧制御用
アクチュエータ、エンジンノッキングセンサー、圧力セ
ンサーなどに用いられる。家電分野においても、エアコ
ン、コンプレッサー用モータなどに用いることが出来
る。電力分野においては、原子力および火力プラント内
の各種モータ、センサー、アクチュエータに用いること
が出来る。
タ、回生ブレーキなどに用いることが出来る。センサ
ー、アクチュエータにおいては、自動車用スロットルア
クチュエータ、燃料噴射用アクチュエータ、油圧制御用
アクチュエータ、エンジンノッキングセンサー、圧力セ
ンサーなどに用いられる。家電分野においても、エアコ
ン、コンプレッサー用モータなどに用いることが出来
る。電力分野においては、原子力および火力プラント内
の各種モータ、センサー、アクチュエータに用いること
が出来る。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態として
の、種々の実施例と比較例について説明する。 （実施例１、比較例１〜５）まず、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｇａ，Ａｌ，Ｂの各原料を、下記表１に示
す所定の割合で配合し、Ａｒ雰囲気中にて溶解して得た
合金溶湯を、タンディッシュを介して、周速１ｍ／ｓで
回転するロール上に流し込み、急冷凝固させた。こうし
て、いわゆるストリップキャスト材を得た。
の、種々の実施例と比較例について説明する。 （実施例１、比較例１〜５）まず、Ｎｄ，Ｐｒ，Ｄｙ，
Ｆｅ，Ｃｏ，Ｇａ，Ａｌ，Ｂの各原料を、下記表１に示
す所定の割合で配合し、Ａｒ雰囲気中にて溶解して得た
合金溶湯を、タンディッシュを介して、周速１ｍ／ｓで
回転するロール上に流し込み、急冷凝固させた。こうし
て、いわゆるストリップキャスト材を得た。
【００３８】このストリップキャスト材を粗粉砕した
後、ジェットミルにてＮ2 中で平均粒径２〜３μｍにま
で微粉砕した。得られた粉末を磁界中にてプレスして成
型し、真空炉中で１１００℃で３．６ｋｓ焼結し、５０
０〜６５０℃の範囲で保磁力が最も高くなるような時効
温度（例えば、５５０℃）で時効処理を行なった。
後、ジェットミルにてＮ2 中で平均粒径２〜３μｍにま
で微粉砕した。得られた粉末を磁界中にてプレスして成
型し、真空炉中で１１００℃で３．６ｋｓ焼結し、５０
０〜６５０℃の範囲で保磁力が最も高くなるような時効
温度（例えば、５５０℃）で時効処理を行なった。
【００３９】これらの試料について、ＢＨトレーサーを
用いて磁石特性の温度係数αを２０〜１５０℃の範囲で
測定した。また、これらの試料を実際にＩＰＭ型のロー
ターに組み込み、永久磁石モータを作製し、５０℃の環
境温度で、１０００時間、実働させた後のＢｒの経時変
化を調べた。また、これらの試料の密度の測定も行っ
た。
用いて磁石特性の温度係数αを２０〜１５０℃の範囲で
測定した。また、これらの試料を実際にＩＰＭ型のロー
ターに組み込み、永久磁石モータを作製し、５０℃の環
境温度で、１０００時間、実働させた後のＢｒの経時変
化を調べた。また、これらの試料の密度の測定も行っ
た。
【００４０】磁気特性等の結果を同じく下記表１に示
す。下記表１中、 iＨc （保磁力）及びＢｒ（残留磁束
密度）は室温での値である。表中の組成は原子％表示で
あり、Ｆｅbal.とあるのは、全体を１００％としたとき
の残部が鉄であることを示す。以下に掲示する表（表
２）の説明も、上に同じである。
す。下記表１中、 iＨc （保磁力）及びＢｒ（残留磁束
密度）は室温での値である。表中の組成は原子％表示で
あり、Ｆｅbal.とあるのは、全体を１００％としたとき
の残部が鉄であることを示す。以下に掲示する表（表
２）の説明も、上に同じである。
【００４１】
【表１】
【００４２】上記表１から明らかなように、Ｃｏ量が１
６％であり、Ｇａを１％、Ａｌを０．５％添加した試料
（実施例）は、保磁力およびキュリー温度が高く、温度
係数が低く、かつ高温での長期安定性に優れている。経
時劣化は、初期のＢｒに対する１０００時間後のＢｒの
比である。
６％であり、Ｇａを１％、Ａｌを０．５％添加した試料
（実施例）は、保磁力およびキュリー温度が高く、温度
係数が低く、かつ高温での長期安定性に優れている。経
時劣化は、初期のＢｒに対する１０００時間後のＢｒの
比である。
【００４３】これに対し、Ｃｏが１％の場合（比較例
３）、Ｇａなしでも２１．５ｋＯｅと比較的高い保磁力
を得られている。しかしながら、このように低いＣｏ量
（１％）では、キュリー温度が低いため、αが低い。
３）、Ｇａなしでも２１．５ｋＯｅと比較的高い保磁力
を得られている。しかしながら、このように低いＣｏ量
（１％）では、キュリー温度が低いため、αが低い。
【００４４】また、Ｇａの添加がなく、Ｃｏが１６％と
高いＣｏ領域では（比較例２）、キュリー温度が高いも
のの、保磁力は１１．０ｋＯｅと半減してしまうのに対
し、Ｇａを１％添加すると（比較例１）、２０．５ｋＯ
ｅと高い保磁力が得られている。
高いＣｏ領域では（比較例２）、キュリー温度が高いも
のの、保磁力は１１．０ｋＯｅと半減してしまうのに対
し、Ｇａを１％添加すると（比較例１）、２０．５ｋＯ
ｅと高い保磁力が得られている。
【００４５】更に、Ａｌを０．５％添加すると（実施例
１）、２２．０ｋＯｅとさらに高い保磁力が得られると
ともに、Ａｌの添加がない場合（比較例１、２）では得
られないような、高温での長期安定性を得ることが出来
ることがわかる。
１）、２２．０ｋＯｅとさらに高い保磁力が得られると
ともに、Ａｌの添加がない場合（比較例１、２）では得
られないような、高温での長期安定性を得ることが出来
ることがわかる。
【００４６】更にＡｌを増加させ、Ａｌを１．６％添加
すると（比較例４）、確かに比較例２に比べて保磁力は
高まるのであるが、図２に示すように、比較例４では角
型性が悪くなり、高保磁力が高温で生かされない。ま
た、図３に示すように、Ｇａを含まない比較例５では、
角型性はある程度維持するものの、高保磁力化が十分で
ない。また、両者とも残留磁束密度の減少を無視できな
くなる。
すると（比較例４）、確かに比較例２に比べて保磁力は
高まるのであるが、図２に示すように、比較例４では角
型性が悪くなり、高保磁力が高温で生かされない。ま
た、図３に示すように、Ｇａを含まない比較例５では、
角型性はある程度維持するものの、高保磁力化が十分で
ない。また、両者とも残留磁束密度の減少を無視できな
くなる。
【００４７】（実施例２〜２４）下記表２に示す組成と
なるような原料を用いて、実施例１と同様にして試料を
作製し、同様に特性の測定を行った。
なるような原料を用いて、実施例１と同様にして試料を
作製し、同様に特性の測定を行った。
【００４８】
【表２】
【００４９】
【表３】
【００５０】上記表２からわかるように、実施例２〜２
４では、室温保磁力、残留磁束密度の温度係数、長期安
定性、ともに良好な特性を得ている。これに対し、比較
例では、室温保磁力が２０ｋＯｅに満たない、残留磁束
密度の温度係数が−０．０９を下回る、もしくは経時劣
化が１０％を越える（表中では０．９を下回る）等の理
由により、更に、比較例９では保磁力が低い割に磁束密
度が小さいことにより、高温での使用には問題がある。
４では、室温保磁力、残留磁束密度の温度係数、長期安
定性、ともに良好な特性を得ている。これに対し、比較
例では、室温保磁力が２０ｋＯｅに満たない、残留磁束
密度の温度係数が−０．０９を下回る、もしくは経時劣
化が１０％を越える（表中では０．９を下回る）等の理
由により、更に、比較例９では保磁力が低い割に磁束密
度が小さいことにより、高温での使用には問題がある。
【００５１】以上の実施例の結果から、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系
（Ｒ：希土類元素）に対し、重希土類元素、Ｃｏ、Ｍ等
の金属、およびＧａを所定量添加することにより初め
て、優れた特性、特に優れた高温特性の永久磁石が得ら
れることがわかる。添加元素のいずれを欠いても、すべ
ての特性を満たすことは出来ない。
（Ｒ：希土類元素）に対し、重希土類元素、Ｃｏ、Ｍ等
の金属、およびＧａを所定量添加することにより初め
て、優れた特性、特に優れた高温特性の永久磁石が得ら
れることがわかる。添加元素のいずれを欠いても、すべ
ての特性を満たすことは出来ない。
【００５２】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よると、キュリー温度が高く、室温保磁力も高い、優れ
た高温特性を有するとともに、長期安定性に優れた焼結
型永久磁石を得ることが可能である。
よると、キュリー温度が高く、室温保磁力も高い、優れ
た高温特性を有するとともに、長期安定性に優れた焼結
型永久磁石を得ることが可能である。
【図１】実施例１と比較例４の減磁曲線を示す特性図。
【図２】実施例１と比較例５の減磁曲線を示す特性図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢 孝雄 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 佐橋 政司 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 4K018 AA27 BA18 BB04 DA11 KA45 5E040 AA04 AA06 AA19 BD01 CA01 NN01 NN06 NN12 NN13 NN17 NN18
Claims (5)
- 【請求項１】組成が式 Ｒ１X Ｒ２Y ＣｏZ ＧａU ＭV ＢW Ｆｅ
100-X-Y-Z-U-V-W （式中、Ｒ１は少なくとも１種の軽希土類元素、Ｒ２は
少なくとも１種の重希土類元素であり、ＭはＡｌ、Ｓ
ｉ、Ｃｕ、およびＳｎから選ばれる少なくとも１種を示
し、Ｘ、Ｙ、Ｚ、Ｕ、Ｖ、Ｗは、原子％で、下記不等式
を満たす。）により表されることを特徴とする焼結型高
耐熱性永久磁石。 ７≦Ｘ＋Ｙ≦２０ １．５≦Ｙ≦１０ ６≦Ｚ≦３０ ０．４≦Ｕ≦２．０ ０．１≦Ｖ≦１．５ ２≦Ｗ≦２０ - 【請求項２】２０〜１５０℃における残留磁束密度の温
度係数がα＞−０．０９％／℃であることを特徴とする
請求項１に記載の焼結型高耐熱性永久磁石。 - 【請求項３】室温保磁力が２０ｋＯｅ以上であることを
特徴とする請求項１または２に記載の焼結型高耐熱性永
久磁石。 - 【請求項４】平均結晶粒径が０．１〜１００μｍである
合金を出発原料として製造される請求項１ないし３のい
ずれかの項に記載の焼結型高耐熱性永久磁石。 - 【請求項５】厚さが１００μｍ〜１ｍｍである急冷合金
を出発原料として製造される請求項１ないし４のいずれ
かの項に記載の焼結型高耐熱性永久磁石。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000096120A JP2001284111A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 高耐熱性永久磁石 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000096120A JP2001284111A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 高耐熱性永久磁石 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001284111A true JP2001284111A (ja) | 2001-10-12 |
Family
ID=18610926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000096120A Pending JP2001284111A (ja) | 2000-03-31 | 2000-03-31 | 高耐熱性永久磁石 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001284111A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009016815A1 (ja) | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Hitachi Metals, Ltd. | Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系希土類焼結磁石 |
| CN105023688A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-04 | 合肥凯士新材料贸易有限公司 | 一种耐高温粘结稀土永磁体 |
| WO2022178958A1 (zh) * | 2021-02-24 | 2022-09-01 | 浙江英洛华磁业有限公司 | 一种R-T-B-Si-M-A系稀土永磁体 |
-
2000
- 2000-03-31 JP JP2000096120A patent/JP2001284111A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009016815A1 (ja) | 2007-07-27 | 2009-02-05 | Hitachi Metals, Ltd. | Ｒ－Ｆｅ－Ｂ系希土類焼結磁石 |
| US8177921B2 (en) | 2007-07-27 | 2012-05-15 | Hitachi Metals, Ltd. | R-Fe-B rare earth sintered magnet |
| CN105023688A (zh) * | 2015-07-27 | 2015-11-04 | 合肥凯士新材料贸易有限公司 | 一种耐高温粘结稀土永磁体 |
| WO2022178958A1 (zh) * | 2021-02-24 | 2022-09-01 | 浙江英洛华磁业有限公司 | 一种R-T-B-Si-M-A系稀土永磁体 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040113 |