希土類永久磁石原料
【目的】 本発明の目的は容易に保持力の低下を防止することができると共に原料粉末の特性以上の保持力を発揮することができる新規な希土類永久磁石原料を提供することにある。
【構成】 本発明はＮｄ６５〜９３ｗｔ％，Ｄｙ２〜３０ｗｔ％，Ｔｉ０．２〜２ｗｔ％，Ｆｅ４．８〜１３ｗｔ％の成分からなる粉末Ａを、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂからなるアモルファス系の原料粉末Ｂ中に、１〜５ｗｔ％添加してなることを特徴としている。
【構成】 本発明はＮｄ６５〜９３ｗｔ％，Ｄｙ２〜３０ｗｔ％，Ｔｉ０．２〜２ｗｔ％，Ｆｅ４．８〜１３ｗｔ％の成分からなる粉末Ａを、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂからなるアモルファス系の原料粉末Ｂ中に、１〜５ｗｔ％添加してなることを特徴としている。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類永久磁石に係り、特に保持力の向上を目的とした新規な希土類永久磁石原料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、モータ、発電機、音響機器等に用いられている永久磁石としては、アルニコ磁石、フェライト磁石の他に、ネオジウム鉄磁石に代表される希土類磁石がある。この希土類磁石は周知の通り、磁石原料中に希土類元素を混入したものであり、ヒステリシスループの減磁曲線（ＢＨカーブ）で示される残留磁束密度（Ｂｒ）、保持力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）のいずれも大きく、優れた磁気特性を有しているため、現在最も普及しているフェライト磁石に代わり、今後永久磁石の主流となりつつある。この希土類磁石の中でＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系永久磁石原料を固形化する方法の一つとしてアモルファス急冷リボン粉末を原料として焼結する方法がある。これは、冷却されている回転ドラムの表面に、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂの溶湯を吹き付けて急冷固化されたリボン状のアモルファス粉末をプラズマ焼結（ＰＡＳ）して固形化する方法であり、インゴット粉砕粉末を用いた一般的な焼結固化方法に比較して、焼結時間が短縮できること、アモルファス状態であるため磁気配向処理が容易なこと、結晶サイズを小さいまま固化することができるため高い保持力（Ｈｃ）が得られること等の優れた長所を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなアモルファス系の原料粉末のみではプラズマ焼結の際の圧力不足や温度、時間のかけすぎによっては結晶サイズが大きくなってしまい、保持力の低下を引き起こすことがあった。
【０００４】そこで、本発明は上記の問題点を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は容易に保持力の低下を防止することができると共に原料粉末の特性以上の保持力を発揮することができる新規な希土類永久磁石原料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明はＮｄ６５〜９３ｗｔ％，Ｄｙ２〜３０ｗｔ％，Ｔｉ０．２〜２ｗｔ％，Ｆｅ４．８〜１３ｗｔ％の成分からなる粉末Ａを、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂからなるアモルファス系の原料粉末Ｂ中に、１〜５ｗｔ％添加してなるものであり、また、上記原料粉末Ｂを母粒子とし、該母粒子に上記粉末Ａを子粒子として付着させ、カプセル化したものである。
【０００６】以下、本発明の補足説明を行う。
【０００７】粉末Ａ中のＮｄ（ネオジウム）量は６５〜９３ｗｔ％の範囲とする。すなわち、Ｎｄ−Ｄｙ（ジスプロシウム）状態図より１０００℃以下の融点を有する組成はＮｄが６５ｗｔ％以上でなければならないからである。また、Ｄｙは多いほど保持力の向上が期待されるがＲＴ（Ｒは希土類、Ｔは遷移金属）の組成比から３０ｗｔ％以下となるため、２〜３０ｗｔ％の範囲となる。Ｔｉ（チタン）は少量の添加で結晶成長を抑制し、異方性を高める効果があるが、多量に添加すると磁気特性を低下させるため、０．２〜２ｗｔ％の範囲が良い。従って、Ｆｅ（鉄）はＴの残部４．８〜１３ｗｔ％となる。
【０００８】また、この粉末Ａの添加量を１〜５ｗｔ％の範囲に限定したのは、この範囲が最も良好な効果が得られたためであり、この範囲外では保持力の向上がほとんど見られないからである。
【０００９】尚、本発明で用いる固形化手段は周知技術のプラズマ焼結法を用いることが望ましい。すなわち、プラズマ焼結法によれば短時間で焼結固形化することができる上に、プラズマ放電による酸化相の破壊効果が得られ、酸化による特性の低下を未然に防止できるからである。また、異方性化処理は焼結後圧延によって行われる。この際、子粒子としての希土類合金の作用は、母粒子のアモルファス粒界に拡散することで、材料の粘性を下げ、磁気配向を容易にし、かつ成形性も良好にすることになる。また、カプセル化は静電固着法やＰＶＡ等の周知のカプセル化技術により容易に達成することができる。
【００１０】
【作用】本発明によれば、子粒子中のＴｉが原料粉末Ｂの焼結の際の結晶成長を抑制することになるため、保持力の低下が防止されると共に、子粒子中のＤｙが保持力を向上させることになる。また、子粒子で原料粉末Ｂをカプセル化することにより、子粒子が原料粉末Ｂ粒界に均一に拡散され、これによって原料粉末Ｂの粘性が下がり、磁気配向が容易になると共に成形性も良好となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】先ず、Ｎｄ６７．７ｗｔ％、Ｄｙ２８．９ｗｔ％、Ｆｅ２．４ｗｔ％、Ｔｉ１．０ｗｔ％を加熱溶融し、これをガスアトマイズにて粉末化して粉末Ａを形成し、これを子粒子として、市販されている等方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂのリボン状アモルファス系原料粉末Ｂからなる母粒子の周囲に、表１に示す添加量で付着させて４種類のカプセル粉末を形成した後、これらカプセル粉末を原料としてそれぞれプラズマ焼結により固形化すると共に、圧延による異方性化処理を行って希土類磁石を形成し、その後、それぞれの保持力を測定した。
【００１３】
【表１】
【００１４】この結果、表１に示すように、原料粉末Ｂのみからなる比較例１及び子粒子の添加量が７ｗｔ％である比較例２の希土類磁石の場合ではその保持力がそれぞれ１４．５９ＫＯｅ、１５．０５ＫＯｅであったのに対し、子粒子の添加量が１〜５ｗｔ％の範囲の実施例１〜４の希土類磁石ではいずれも保持力の向上がみられた。特に、添加量が２ｗｔ％の実施例２の希土類磁石ではその保持力が１７．５０ＫＯｅであり、その向上が最も顕著であった。尚、子粒子を添加した実施例１〜４、比較例２の場合では比較例１に比較して、圧延による異方性化及び成形性も良好であった。
【００１５】このように本発明は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂのアモルファス急冷リボン粉末にＤｙを含むＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｔｉの４元合金をカプセル化することで容易に保持力の低下を防止するばかりでなく最適添加量を選択することで原料粉末以上の保持力を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、容易に保持力の低下を防止することができると共に、原料粉末の特性以上の保持力を発揮することができる等といった優れた効果を有する。
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は希土類永久磁石に係り、特に保持力の向上を目的とした新規な希土類永久磁石原料に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、モータ、発電機、音響機器等に用いられている永久磁石としては、アルニコ磁石、フェライト磁石の他に、ネオジウム鉄磁石に代表される希土類磁石がある。この希土類磁石は周知の通り、磁石原料中に希土類元素を混入したものであり、ヒステリシスループの減磁曲線（ＢＨカーブ）で示される残留磁束密度（Ｂｒ）、保持力（Ｈｃ）、最大エネルギー積（ＢＨｍａｘ）のいずれも大きく、優れた磁気特性を有しているため、現在最も普及しているフェライト磁石に代わり、今後永久磁石の主流となりつつある。この希土類磁石の中でＦｅ−Ｎｄ−Ｂ系永久磁石原料を固形化する方法の一つとしてアモルファス急冷リボン粉末を原料として焼結する方法がある。これは、冷却されている回転ドラムの表面に、Ｆｅ−Ｎｄ−Ｂの溶湯を吹き付けて急冷固化されたリボン状のアモルファス粉末をプラズマ焼結（ＰＡＳ）して固形化する方法であり、インゴット粉砕粉末を用いた一般的な焼結固化方法に比較して、焼結時間が短縮できること、アモルファス状態であるため磁気配向処理が容易なこと、結晶サイズを小さいまま固化することができるため高い保持力（Ｈｃ）が得られること等の優れた長所を有している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このようなアモルファス系の原料粉末のみではプラズマ焼結の際の圧力不足や温度、時間のかけすぎによっては結晶サイズが大きくなってしまい、保持力の低下を引き起こすことがあった。
【０００４】そこで、本発明は上記の問題点を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は容易に保持力の低下を防止することができると共に原料粉末の特性以上の保持力を発揮することができる新規な希土類永久磁石原料を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために本発明はＮｄ６５〜９３ｗｔ％，Ｄｙ２〜３０ｗｔ％，Ｔｉ０．２〜２ｗｔ％，Ｆｅ４．８〜１３ｗｔ％の成分からなる粉末Ａを、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂからなるアモルファス系の原料粉末Ｂ中に、１〜５ｗｔ％添加してなるものであり、また、上記原料粉末Ｂを母粒子とし、該母粒子に上記粉末Ａを子粒子として付着させ、カプセル化したものである。
【０００６】以下、本発明の補足説明を行う。
【０００７】粉末Ａ中のＮｄ（ネオジウム）量は６５〜９３ｗｔ％の範囲とする。すなわち、Ｎｄ−Ｄｙ（ジスプロシウム）状態図より１０００℃以下の融点を有する組成はＮｄが６５ｗｔ％以上でなければならないからである。また、Ｄｙは多いほど保持力の向上が期待されるがＲＴ（Ｒは希土類、Ｔは遷移金属）の組成比から３０ｗｔ％以下となるため、２〜３０ｗｔ％の範囲となる。Ｔｉ（チタン）は少量の添加で結晶成長を抑制し、異方性を高める効果があるが、多量に添加すると磁気特性を低下させるため、０．２〜２ｗｔ％の範囲が良い。従って、Ｆｅ（鉄）はＴの残部４．８〜１３ｗｔ％となる。
【０００８】また、この粉末Ａの添加量を１〜５ｗｔ％の範囲に限定したのは、この範囲が最も良好な効果が得られたためであり、この範囲外では保持力の向上がほとんど見られないからである。
【０００９】尚、本発明で用いる固形化手段は周知技術のプラズマ焼結法を用いることが望ましい。すなわち、プラズマ焼結法によれば短時間で焼結固形化することができる上に、プラズマ放電による酸化相の破壊効果が得られ、酸化による特性の低下を未然に防止できるからである。また、異方性化処理は焼結後圧延によって行われる。この際、子粒子としての希土類合金の作用は、母粒子のアモルファス粒界に拡散することで、材料の粘性を下げ、磁気配向を容易にし、かつ成形性も良好にすることになる。また、カプセル化は静電固着法やＰＶＡ等の周知のカプセル化技術により容易に達成することができる。
【００１０】
【作用】本発明によれば、子粒子中のＴｉが原料粉末Ｂの焼結の際の結晶成長を抑制することになるため、保持力の低下が防止されると共に、子粒子中のＤｙが保持力を向上させることになる。また、子粒子で原料粉末Ｂをカプセル化することにより、子粒子が原料粉末Ｂ粒界に均一に拡散され、これによって原料粉末Ｂの粘性が下がり、磁気配向が容易になると共に成形性も良好となる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】先ず、Ｎｄ６７．７ｗｔ％、Ｄｙ２８．９ｗｔ％、Ｆｅ２．４ｗｔ％、Ｔｉ１．０ｗｔ％を加熱溶融し、これをガスアトマイズにて粉末化して粉末Ａを形成し、これを子粒子として、市販されている等方性のＮｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂのリボン状アモルファス系原料粉末Ｂからなる母粒子の周囲に、表１に示す添加量で付着させて４種類のカプセル粉末を形成した後、これらカプセル粉末を原料としてそれぞれプラズマ焼結により固形化すると共に、圧延による異方性化処理を行って希土類磁石を形成し、その後、それぞれの保持力を測定した。
【００１３】
【表１】
【００１４】この結果、表１に示すように、原料粉末Ｂのみからなる比較例１及び子粒子の添加量が７ｗｔ％である比較例２の希土類磁石の場合ではその保持力がそれぞれ１４．５９ＫＯｅ、１５．０５ＫＯｅであったのに対し、子粒子の添加量が１〜５ｗｔ％の範囲の実施例１〜４の希土類磁石ではいずれも保持力の向上がみられた。特に、添加量が２ｗｔ％の実施例２の希土類磁石ではその保持力が１７．５０ＫＯｅであり、その向上が最も顕著であった。尚、子粒子を添加した実施例１〜４、比較例２の場合では比較例１に比較して、圧延による異方性化及び成形性も良好であった。
【００１５】このように本発明は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂのアモルファス急冷リボン粉末にＤｙを含むＮｄ−Ｄｙ−Ｆｅ−Ｔｉの４元合金をカプセル化することで容易に保持力の低下を防止するばかりでなく最適添加量を選択することで原料粉末以上の保持力を得ることができる。
【００１６】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、容易に保持力の低下を防止することができると共に、原料粉末の特性以上の保持力を発揮することができる等といった優れた効果を有する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 Ｎｄ６５〜９３ｗｔ％，Ｄｙ２〜３０ｗｔ％，Ｔｉ０．２〜２ｗｔ％，Ｆｅ４．８〜１３ｗｔ％の成分からなる粉末Ａを、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂからなるアモルファス系の原料粉末Ｂ中に、１〜５ｗｔ％添加してなることを特徴とする希土類永久磁石原料。
【請求項２】 上記原料粉末Ｂを母粒子とし、該母粒子に上記粉末Ａを子粒子として付着させ、カプセル化したことを特徴とする請求項１記載の希土類永久磁石原料。
【請求項１】 Ｎｄ６５〜９３ｗｔ％，Ｄｙ２〜３０ｗｔ％，Ｔｉ０．２〜２ｗｔ％，Ｆｅ４．８〜１３ｗｔ％の成分からなる粉末Ａを、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｃｏ−Ｂからなるアモルファス系の原料粉末Ｂ中に、１〜５ｗｔ％添加してなることを特徴とする希土類永久磁石原料。
【請求項２】 上記原料粉末Ｂを母粒子とし、該母粒子に上記粉末Ａを子粒子として付着させ、カプセル化したことを特徴とする請求項１記載の希土類永久磁石原料。
【公開番号】特開平６−３３８４０７
【公開日】平成６年（１９９４）１２月６日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平５−１２９３３８
【出願日】平成５年（１９９３）５月３１日
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【公開日】平成６年（１９９４）１２月６日
【国際特許分類】
【出願日】平成５年（１９９３）５月３１日
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
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