JP2000269015A - 微量の希土類金属を含む鉄基永久磁石およびその製造方法 - Google Patents
微量の希土類金属を含む鉄基永久磁石およびその製造方法Info
- Publication number
- JP2000269015A JP2000269015A JP11075475A JP7547599A JP2000269015A JP 2000269015 A JP2000269015 A JP 2000269015A JP 11075475 A JP11075475 A JP 11075475A JP 7547599 A JP7547599 A JP 7547599A JP 2000269015 A JP2000269015 A JP 2000269015A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- alloy
- atomic
- iron
- permanent magnet
- boron
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 113
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 30
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 22
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 title description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 50
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 24
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 19
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910000521 B alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 229910052772 Samarium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 80
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 80
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 35
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 33
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 claims description 29
- 238000010791 quenching Methods 0.000 claims description 24
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 claims description 23
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 238000007578 melt-quenching technique Methods 0.000 claims description 17
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 11
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 claims description 7
- 238000009689 gas atomisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 17
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 17
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 16
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 16
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 12
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 12
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 9
- 239000013081 microcrystal Substances 0.000 description 9
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 7
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 6
- 238000010079 rubber tapping Methods 0.000 description 6
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910001111 Fine metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000808 amorphous metal alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 3
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 3
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 2
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005389 magnetism Effects 0.000 description 2
- 238000002074 melt spinning Methods 0.000 description 2
- 229910001172 neodymium magnet Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] Chemical class [Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Cu].[Zn].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Ag].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn].[Sn] RZJQYRCNDBMIAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0579—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B with exchange spin coupling between hard and soft nanophases, e.g. nanocomposite spring magnets
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 希土類元素の含有量が３原子％以下であるに
もかかわらず、優れた磁気特性を発揮する永久磁石を提
供する。 【解決手段】 希土類元素Ｒを微量に含む鉄基の合金溶
湯（Ｆｅ100-x-yＢxＲy）を減圧雰囲気下で急冷凝固す
ることによって、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合
物の微結晶を均一に生成する。ここで、Ｆｅは鉄、Ｂは
ボロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍ
からなる群から選択された少なくとも１種の希土類元素
であり、組成式中のｘおよびｙは１５原子％≦ｘ≦３０
原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関係を満
足する。
もかかわらず、優れた磁気特性を発揮する永久磁石を提
供する。 【解決手段】 希土類元素Ｒを微量に含む鉄基の合金溶
湯（Ｆｅ100-x-yＢxＲy）を減圧雰囲気下で急冷凝固す
ることによって、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合
物の微結晶を均一に生成する。ここで、Ｆｅは鉄、Ｂは
ボロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍ
からなる群から選択された少なくとも１種の希土類元素
であり、組成式中のｘおよびｙは１５原子％≦ｘ≦３０
原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関係を満
足する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、各種モータ、スピ
ーカ、メータ、フォーカスコンバージェンスリング等に
最適な高い残留磁束密度を示す永久磁石とその製造方法
に関する。
ーカ、メータ、フォーカスコンバージェンスリング等に
最適な高い残留磁束密度を示す永久磁石とその製造方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】高い残留磁束密度が要求される分野で
は、主に、残留磁束密度Ｂrが１Ｔ以上で固有保磁力Ｈ
cjが３０〜１６００ｋＡ／ｍの磁気特性を有するアルニ
コ磁石、残留磁束密度Ｂrが０．８Ｔ以上で固有保磁力
Ｈcjが４５０ｋＡ／ｍ以上の磁気特性を有するＳｍ−Ｃ
ｏ焼結磁石、および残留磁束密度Ｂrが１Ｔ以上で固有
保磁力Ｈcjが９５０ｋＡ／ｍの磁気特性を有するＮｄ2
Ｆｅ14Ｂ型結晶構造の化合物を主相とするＮｄ−Ｆｅ−
Ｂ焼結磁石が広く用いられている。しかしながら、アル
ニコ磁石およびＳｍ−Ｃｏ焼結磁石には、これらの主要
原料であるＣｏの原産国からの供給量や価格が不安定で
あるという問題がある。また、Ｓｍ−Ｃｏ焼結磁石およ
びＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石には、希土類元素（Ｓｍおよ
びＮｄ）が高価であるという問題もある。
は、主に、残留磁束密度Ｂrが１Ｔ以上で固有保磁力Ｈ
cjが３０〜１６００ｋＡ／ｍの磁気特性を有するアルニ
コ磁石、残留磁束密度Ｂrが０．８Ｔ以上で固有保磁力
Ｈcjが４５０ｋＡ／ｍ以上の磁気特性を有するＳｍ−Ｃ
ｏ焼結磁石、および残留磁束密度Ｂrが１Ｔ以上で固有
保磁力Ｈcjが９５０ｋＡ／ｍの磁気特性を有するＮｄ2
Ｆｅ14Ｂ型結晶構造の化合物を主相とするＮｄ−Ｆｅ−
Ｂ焼結磁石が広く用いられている。しかしながら、アル
ニコ磁石およびＳｍ−Ｃｏ焼結磁石には、これらの主要
原料であるＣｏの原産国からの供給量や価格が不安定で
あるという問題がある。また、Ｓｍ−Ｃｏ焼結磁石およ
びＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石には、希土類元素（Ｓｍおよ
びＮｄ）が高価であるという問題もある。
【０００３】このような問題を避けるため、希土類元素
の濃度が比較的低い磁性材料の研究開発が進められた。
その結果、例えば、Ｎｄ3.8Ｆｅ77.2Ｂ19（原子％）の
組成を持ち、Ｆｅ3Ｂ型化合物を主相とする磁性材料が
提案されている（R.Coehoornet al., J.de Phys. C8, 1
988, pp669-670）。この磁性材料は、原料合金の溶湯を
液体急冷法によって急冷凝固させたアモルファス合金を
熱処理によって結晶化したものである。熱処理の結果、
アモルファス合金は軟磁性を示すＦｅ3Ｂ相と硬磁性を
示すＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相とが混在する微細金属組織を持つ
にいたる。この磁性材料は準安定な構造を有し、１Ｔ程
度の残留磁束密度Ｂrと１６０〜２４０ｋＡ／ｍの固有
保磁力Ｈcjとを発揮する。
の濃度が比較的低い磁性材料の研究開発が進められた。
その結果、例えば、Ｎｄ3.8Ｆｅ77.2Ｂ19（原子％）の
組成を持ち、Ｆｅ3Ｂ型化合物を主相とする磁性材料が
提案されている（R.Coehoornet al., J.de Phys. C8, 1
988, pp669-670）。この磁性材料は、原料合金の溶湯を
液体急冷法によって急冷凝固させたアモルファス合金を
熱処理によって結晶化したものである。熱処理の結果、
アモルファス合金は軟磁性を示すＦｅ3Ｂ相と硬磁性を
示すＮｄ2Ｆｅ14Ｂ相とが混在する微細金属組織を持つ
にいたる。この磁性材料は準安定な構造を有し、１Ｔ程
度の残留磁束密度Ｂrと１６０〜２４０ｋＡ／ｍの固有
保磁力Ｈcjとを発揮する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記磁
性材料は、その飽和磁化が低く、また、均一な微細金属
組織を安定して得ることができないという問題を有して
いた。微細金属組織が不均一になると、粒子間の交換相
互作用が弱くなるため、減磁曲線の角形比が小さくなっ
てしまう。そのため、上記磁性材料は、アルニコ磁石や
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石の残留磁束密度を凌ぐ残留磁束
密度を発揮することはできなかった。
性材料は、その飽和磁化が低く、また、均一な微細金属
組織を安定して得ることができないという問題を有して
いた。微細金属組織が不均一になると、粒子間の交換相
互作用が弱くなるため、減磁曲線の角形比が小さくなっ
てしまう。そのため、上記磁性材料は、アルニコ磁石や
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石の残留磁束密度を凌ぐ残留磁束
密度を発揮することはできなかった。
【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、高価な希土類元素の含
有量を従来よりも少なくしながら、高い飽和磁束密度を
示す永久磁石およびその製造方法を提供することにあ
る。
あり、その目的とするところは、高価な希土類元素の含
有量を従来よりも少なくしながら、高い飽和磁束密度を
示す永久磁石およびその製造方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による永久磁石
は、Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、Ｒは
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群か
ら選択された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で
表される永久磁石であって、前記組成式中のｘおよびｙ
が、１５原子％≦ｘ≦３０原子％、および０．１原子％
≦ｙ≦３原子％の関係を満足し、かつ構成相として、
鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有す
る化合物を含み、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ
以下であることを特徴とする。
は、Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、Ｒは
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群か
ら選択された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で
表される永久磁石であって、前記組成式中のｘおよびｙ
が、１５原子％≦ｘ≦３０原子％、および０．１原子％
≦ｙ≦３原子％の関係を満足し、かつ構成相として、
鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有す
る化合物を含み、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ
以下であることを特徴とする。
【０００７】前記平均結晶粒径は５０ｎｍ以下であるこ
とが好ましい。
とが好ましい。
【０００８】好ましい実施形態では、残留磁束密度Ｂr
が１．３Ｔ以上、固有保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上、
飽和磁化Ｊsに対する残留磁化Ｊrの比である角形比（Ｊ
r／Ｊs）が０．８以上である。
が１．３Ｔ以上、固有保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上、
飽和磁化Ｊsに対する残留磁化Ｊrの比である角形比（Ｊ
r／Ｊs）が０．８以上である。
【０００９】本発明による永久磁石の製造方法は、Ｆｅ
100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群から選択
された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で表さ
れ、前記組成式中のｘおよびｙが、１５原子％≦ｘ≦３
０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関係を
満足する合金の溶湯を形成する工程と、減圧雰囲気下に
おいて、前記合金溶湯をメルトクエンチング法によって
急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固合金を形成する
急冷工程と、前記急冷凝固合金を加熱することによっ
て、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を
有する化合物を構成相として含む結晶組織を形成し、し
かも各構成相の平均結晶粒径を１００ｎｍ以下とする熱
処理工程とを包含する。
100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、Ｌ
ａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群から選択
された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で表さ
れ、前記組成式中のｘおよびｙが、１５原子％≦ｘ≦３
０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関係を
満足する合金の溶湯を形成する工程と、減圧雰囲気下に
おいて、前記合金溶湯をメルトクエンチング法によって
急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固合金を形成する
急冷工程と、前記急冷凝固合金を加熱することによっ
て、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を
有する化合物を構成相として含む結晶組織を形成し、し
かも各構成相の平均結晶粒径を１００ｎｍ以下とする熱
処理工程とを包含する。
【００１０】好ましい実施形態では、前記熱処理工程に
おいて、加熱温度を４００℃以上７００℃以下に設定
し、加熱時間を３０秒以上にする。
おいて、加熱温度を４００℃以上７００℃以下に設定
し、加熱時間を３０秒以上にする。
【００１１】本発明による他の永久磁石の製造方法は、
Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群から選
択された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で表さ
れ、前記組成式中のｘおよびｙが、１５原子％≦ｘ≦３
０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関係を
満足する合金の溶湯を形成する工程と、減圧雰囲気下に
おいて、前記合金溶湯をメルトクエンチング法によって
急冷し、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構
造を有する化合物を構成相として含む結晶組織を形成
し、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の合金を
作製する急冷工程とを包含する。
Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、
Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群から選
択された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で表さ
れ、前記組成式中のｘおよびｙが、１５原子％≦ｘ≦３
０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関係を
満足する合金の溶湯を形成する工程と、減圧雰囲気下に
おいて、前記合金溶湯をメルトクエンチング法によって
急冷し、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構
造を有する化合物を構成相として含む結晶組織を形成
し、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の合金を
作製する急冷工程とを包含する。
【００１２】前記減圧雰囲気の絶対圧力は５０ｋＰａ以
下であることが好ましい。
下であることが好ましい。
【００１３】前記メルトクエンチング法として、回転ロ
ール法、ガスアトマイズ法、回転ロール法とガスアトマ
イズ法を組み合わせた液体急冷法の何れかを用いること
が好ましい。
ール法、ガスアトマイズ法、回転ロール法とガスアトマ
イズ法を組み合わせた液体急冷法の何れかを用いること
が好ましい。
【００１４】前記メルトクエンチング法として前記回転
ロール法を用いる場合、回転ロールの表面速度を２ｍ／
秒以上１０ｍ／秒以下に調節することが好ましい。
ロール法を用いる場合、回転ロールの表面速度を２ｍ／
秒以上１０ｍ／秒以下に調節することが好ましい。
【００１５】本発明による永久磁石用合金の製造方法
は、Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、Ｒは
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群か
ら選択された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で
表され、前記組成式中のｘおよびｙが、１５原子％≦ｘ
≦３０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関
係を満足する合金の溶湯を形成する工程と、減圧雰囲気
下において、前記合金溶湯をメルトクエンチング法によ
って急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固合金を形成
する急冷工程とを包含する。
は、Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、Ｒは
Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群か
ら選択された少なくとも１種の希土類元素）の組成式で
表され、前記組成式中のｘおよびｙが、１５原子％≦ｘ
≦３０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３原子％の関
係を満足する合金の溶湯を形成する工程と、減圧雰囲気
下において、前記合金溶湯をメルトクエンチング法によ
って急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固合金を形成
する急冷工程とを包含する。
【００１６】前記減圧雰囲気の絶対圧力は５０ｋＰａ以
下であることが好ましい。
下であることが好ましい。
【００１７】本発明による更に他の永久磁石の製造方法
は、上述した本発明による永久磁石用合金を加熱するこ
とによって、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結
晶構造を有する化合物を構成相として含む結晶組織を形
成し、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の合金
を作製することを特徴とする。
は、上述した本発明による永久磁石用合金を加熱するこ
とによって、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結
晶構造を有する化合物を構成相として含む結晶組織を形
成し、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の合金
を作製することを特徴とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明者は、希土類元素Ｒを微量
に含む鉄基の合金溶湯を減圧雰囲気下で急冷することに
よってＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物の微結晶
を均一に生成できることを見いだし、本発明を想到する
にいたった。なお、従来は、例えば希土類元素としてＮ
ｄを用いる場合、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相の微結晶を形成する
には３原子％を超える量のＮｄが不可欠であると考えら
れていた。
に含む鉄基の合金溶湯を減圧雰囲気下で急冷することに
よってＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物の微結晶
を均一に生成できることを見いだし、本発明を想到する
にいたった。なお、従来は、例えば希土類元素としてＮ
ｄを用いる場合、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相の微結晶を形成する
には３原子％を超える量のＮｄが不可欠であると考えら
れていた。
【００１９】本発明は、Ｆｅ100-x-yＢxＲyの組成式に
よって表された鉄基の永久磁石に関している。ここで、
Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、およびＳｍからなる群から選択された少なくとも１
種の希土類元素である。組成式中のｘおよびｙは、１５
原子％≦ｘ≦３０原子％、０．１原子％≦ｙ≦３原子％
の関係を満足する。
よって表された鉄基の永久磁石に関している。ここで、
Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎ
ｄ、およびＳｍからなる群から選択された少なくとも１
種の希土類元素である。組成式中のｘおよびｙは、１５
原子％≦ｘ≦３０原子％、０．１原子％≦ｙ≦３原子％
の関係を満足する。
【００２０】本発明による永久磁石は、上記組成の合金
溶湯をメルトクエンチング（melt-quenching）法によっ
て減圧雰囲気下で急冷し、アモルファス相を含む急冷凝
固合金を形成した後、この急冷凝固合金を加熱すること
によって平均結晶粒径が１００ｎｍ以下である微結晶
（鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有
する化合物）を構成相中に形成して製造することができ
る。また、このようにする代わりに、上記組成の合金溶
湯をメルトクエンチング法によって減圧雰囲気下で冷却
し、平均結晶粒径が１００ｎｍ以下である微結晶を構成
相中に含む合金を形成することによっても製造すること
ができる。なお、各構成相の好ましい平均結晶粒径は、
５０ｎｍ以下である。
溶湯をメルトクエンチング（melt-quenching）法によっ
て減圧雰囲気下で急冷し、アモルファス相を含む急冷凝
固合金を形成した後、この急冷凝固合金を加熱すること
によって平均結晶粒径が１００ｎｍ以下である微結晶
（鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有
する化合物）を構成相中に形成して製造することができ
る。また、このようにする代わりに、上記組成の合金溶
湯をメルトクエンチング法によって減圧雰囲気下で冷却
し、平均結晶粒径が１００ｎｍ以下である微結晶を構成
相中に含む合金を形成することによっても製造すること
ができる。なお、各構成相の好ましい平均結晶粒径は、
５０ｎｍ以下である。
【００２１】メルトクエンチング法によって得られる合
金をアモルファス状態のものとするか結晶質状態のもの
とするかは、冷却速度の調整によって制御できる。ただ
し、何れの場合も、減圧雰囲気下で原料合金の溶湯を急
冷することが重要である。減圧雰囲気下での急冷を行う
ことによって、希土類金属量が僅かであるにもかかわら
ず、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物の微結晶
（平均粒径１００ｎｍ以下）を均一に形成することが初
めて可能になり、その結果、優れた磁気特性を示す永久
磁石が作製される。
金をアモルファス状態のものとするか結晶質状態のもの
とするかは、冷却速度の調整によって制御できる。ただ
し、何れの場合も、減圧雰囲気下で原料合金の溶湯を急
冷することが重要である。減圧雰囲気下での急冷を行う
ことによって、希土類金属量が僅かであるにもかかわら
ず、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物の微結晶
（平均粒径１００ｎｍ以下）を均一に形成することが初
めて可能になり、その結果、優れた磁気特性を示す永久
磁石が作製される。
【００２２】これに対して、上記組成の合金溶湯を常圧
雰囲気下で冷却した場合、溶湯の冷却速度が不均一にな
るため、α−Ｆｅの結晶が生成されやすく、Ｒ2Ｆｅ14
Ｂ型結晶構造を有する化合物を生成することができなく
なる。また、冷却速度の不均一は不均一相の発生を招く
ため、結晶化のための熱処理を行うと、結晶粒が粗大化
してしまうという問題をも引き起こす。
雰囲気下で冷却した場合、溶湯の冷却速度が不均一にな
るため、α−Ｆｅの結晶が生成されやすく、Ｒ2Ｆｅ14
Ｂ型結晶構造を有する化合物を生成することができなく
なる。また、冷却速度の不均一は不均一相の発生を招く
ため、結晶化のための熱処理を行うと、結晶粒が粗大化
してしまうという問題をも引き起こす。
【００２３】本発明では、鉄、鉄とホウ素との合金から
なる軟磁性合金組織相、およびＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造
を有する硬磁性化合物相とが混在し、しかも各構成相の
平均結晶粒径が小さいため、交換結合が強まっている。
その結果、減磁曲線の角形比が、Stoner-Wohlfarthのモ
デル（E.C.Stoner and E.P. Wohlfarth, Philons. Tran
s. R.Soc.London, Ser. A 240, 599(1948)）に示されて
いる等方性磁石の減磁曲線の角形比（Ｊr／Ｊs＝０．
５）よりも大きくなり、０．８以上の値を示すことがで
きる。このことによって、残留磁束密度Ｂrが１．３Ｔ
以上で固有保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上の優れた磁石
特性が発揮されることになる。
なる軟磁性合金組織相、およびＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造
を有する硬磁性化合物相とが混在し、しかも各構成相の
平均結晶粒径が小さいため、交換結合が強まっている。
その結果、減磁曲線の角形比が、Stoner-Wohlfarthのモ
デル（E.C.Stoner and E.P. Wohlfarth, Philons. Tran
s. R.Soc.London, Ser. A 240, 599(1948)）に示されて
いる等方性磁石の減磁曲線の角形比（Ｊr／Ｊs＝０．
５）よりも大きくなり、０．８以上の値を示すことがで
きる。このことによって、残留磁束密度Ｂrが１．３Ｔ
以上で固有保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上の優れた磁石
特性が発揮されることになる。
【００２４】本発明において、結晶相を構成する微結晶
の平均粒径が１００ｎｍを超えると、角形比（Ｊr／
Ｊs）が０．８を下回ってしまうため、微結晶の平均粒
径は１００ｎｍを超えないようにする必要がある。微結
晶の平均粒径は、好ましくは５０ｎｍ以下である。一
方、微結晶の平均粒径は小さいほど好ましいが、平均結
晶粒径が１ｎｍ以下の結晶相を再現性良く形成すること
は工業的に難しい。 ［組成限定理由］ボロン（Ｂ）の含有量が１５原子％未
満では、液体急冷法によって溶湯合金を急冷してもアモ
ルファス組織が得られず、熱処理を施しても固有保磁力
Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ未満にしかならない。また、３０原
子％を超えると減磁曲線の角形比が著しく低下し、残留
磁束密度Ｂrが１．３Ｔを下回る。このためボロン組成
比ｘは、１５原子％≦ｘ≦３０原子％を満足する必要が
あり、１５原子％≦ｘ≦２３原子％を満足することが好
ましい。
の平均粒径が１００ｎｍを超えると、角形比（Ｊr／
Ｊs）が０．８を下回ってしまうため、微結晶の平均粒
径は１００ｎｍを超えないようにする必要がある。微結
晶の平均粒径は、好ましくは５０ｎｍ以下である。一
方、微結晶の平均粒径は小さいほど好ましいが、平均結
晶粒径が１ｎｍ以下の結晶相を再現性良く形成すること
は工業的に難しい。 ［組成限定理由］ボロン（Ｂ）の含有量が１５原子％未
満では、液体急冷法によって溶湯合金を急冷してもアモ
ルファス組織が得られず、熱処理を施しても固有保磁力
Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ未満にしかならない。また、３０原
子％を超えると減磁曲線の角形比が著しく低下し、残留
磁束密度Ｂrが１．３Ｔを下回る。このためボロン組成
比ｘは、１５原子％≦ｘ≦３０原子％を満足する必要が
あり、１５原子％≦ｘ≦２３原子％を満足することが好
ましい。
【００２５】希土類元素Ｒの含有量が０．１原子％未満
では、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物相を析出
することができず、２０ｋＡ／ｍ未満の固有保磁力Ｈcj
しか得られない。また、３原子％を超えると、結晶化し
た際、均一な微細結晶組織が得られないため、角形比の
低下を招き、１．３Ｔ以上の残留磁束密度Ｂsを得るこ
とができない。このため、希土類元素Ｒの組成比ｙは、
０．１原子％≦ｙ≦３原子％を満足する必要があり、
０．５原子％≦ｙ≦３原子％を満足することが好まし
い。なお、用いる希土類元素として、周期律表のＧｄよ
りも重い重希土類金属を排除している理由は、重希土類
元素の磁気モーメントとＦｅおよびＣｏの磁気モーメン
トが反平行であり、磁化が互いに打ち消されて高磁束密
度が得られないためである。
では、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物相を析出
することができず、２０ｋＡ／ｍ未満の固有保磁力Ｈcj
しか得られない。また、３原子％を超えると、結晶化し
た際、均一な微細結晶組織が得られないため、角形比の
低下を招き、１．３Ｔ以上の残留磁束密度Ｂsを得るこ
とができない。このため、希土類元素Ｒの組成比ｙは、
０．１原子％≦ｙ≦３原子％を満足する必要があり、
０．５原子％≦ｙ≦３原子％を満足することが好まし
い。なお、用いる希土類元素として、周期律表のＧｄよ
りも重い重希土類金属を排除している理由は、重希土類
元素の磁気モーメントとＦｅおよびＣｏの磁気モーメン
トが反平行であり、磁化が互いに打ち消されて高磁束密
度が得られないためである。
【００２６】なお、原料には元素Ｍ（Ａｌ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、およ
びＰｂからなる群から選択された少なくとも１種の元
素）を添加しても良い。元素Ｍの添加は、角形比Ｊr／
Ｊsの向上、および最適な磁気特性を発揮し得る使用温
度範囲の拡大などの効果をもたらす。元素Ｍの含有量が
０．０５原子％未満では、このような効果が充分に発揮
されず、７原子％を超えると磁化が低下しだす。このた
め、添加元素Ｍの組成比ｚは、０．０５原子％≦ｚ≦７
原子％を満足する必要があり、０．２原子％≦ｚ≦５原
子％を満足することが好ましい。
ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、
Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ、およ
びＰｂからなる群から選択された少なくとも１種の元
素）を添加しても良い。元素Ｍの添加は、角形比Ｊr／
Ｊsの向上、および最適な磁気特性を発揮し得る使用温
度範囲の拡大などの効果をもたらす。元素Ｍの含有量が
０．０５原子％未満では、このような効果が充分に発揮
されず、７原子％を超えると磁化が低下しだす。このた
め、添加元素Ｍの組成比ｚは、０．０５原子％≦ｚ≦７
原子％を満足する必要があり、０．２原子％≦ｚ≦５原
子％を満足することが好ましい。
【００２７】更に、原料にコバルト（Ｃｏ）を添加して
も良い。Ｃｏは、Ｆｅの一部と置換されることによって
角形比を向上させる効果を発揮する。このため、角形比
を特に高めたい場合にＣｏを添加することが好ましい。
しかし、Ｆｅに対するＣｏ置換量が０．１％未満では、
このような効果は充分に発揮されず、また５０％を超え
ると１．３Ｔ以上の残留磁束密度Ｂrを得ることができ
ない。従って、Ｃｏ置換量ｍは、０．００１≦ｍ≦０．
５である必要があり、０．００５≦ｍ≦０．１とするこ
とが好ましい。
も良い。Ｃｏは、Ｆｅの一部と置換されることによって
角形比を向上させる効果を発揮する。このため、角形比
を特に高めたい場合にＣｏを添加することが好ましい。
しかし、Ｆｅに対するＣｏ置換量が０．１％未満では、
このような効果は充分に発揮されず、また５０％を超え
ると１．３Ｔ以上の残留磁束密度Ｂrを得ることができ
ない。従って、Ｃｏ置換量ｍは、０．００１≦ｍ≦０．
５である必要があり、０．００５≦ｍ≦０．１とするこ
とが好ましい。
【００２８】なお、Ｆｅは上記元素の含有残余を占めて
いる。
いる。
【００２９】次に、本発明による永久磁石の製造方法の
実施形態を説明する。
実施形態を説明する。
【００３０】まず、前述の組成式で表現される原料を用
意し、この原料を加熱し溶融することによって合金溶湯
を作製する。この合金溶湯をメルトクエンチング法によ
って急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固合金を形成
する。メルトクエンチング法としては、回転ロール法、
ガスアトマイズ法、回転ロール法とガスアトマイズ法と
を組み合わせて行う方法の何れかを用いることが好まし
い。
意し、この原料を加熱し溶融することによって合金溶湯
を作製する。この合金溶湯をメルトクエンチング法によ
って急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固合金を形成
する。メルトクエンチング法としては、回転ロール法、
ガスアトマイズ法、回転ロール法とガスアトマイズ法と
を組み合わせて行う方法の何れかを用いることが好まし
い。
【００３１】本実施形態では、図２に示すメルトスピニ
ング装置を用いて原料合金を製造する。酸化しやすい希
土類元素を含む原料合金の酸化を防ぐため、不活性ガス
雰囲気中で合金製造工程を実行する。不活性ガスとして
は、ヘリウムまたはアルゴン等の希ガスを用いることが
好ましい。なお、窒素は希土類元素と反応しやすいた
め、不活性ガスとして用いることは好ましくない。
ング装置を用いて原料合金を製造する。酸化しやすい希
土類元素を含む原料合金の酸化を防ぐため、不活性ガス
雰囲気中で合金製造工程を実行する。不活性ガスとして
は、ヘリウムまたはアルゴン等の希ガスを用いることが
好ましい。なお、窒素は希土類元素と反応しやすいた
め、不活性ガスとして用いることは好ましくない。
【００３２】図２の装置は、真空または不活性ガス雰囲
気を保持し、その圧力を調整することが可能な原料合金
の溶解室１および急冷室２を備えている。
気を保持し、その圧力を調整することが可能な原料合金
の溶解室１および急冷室２を備えている。
【００３３】溶解室１は、所望の磁石合金組成になるよ
うに配合された原料２０を高温にて溶解する溶解炉３
と、底部に出湯ノズル５を有する貯湯容器４と、大気の
進入を抑制しつつ配合原料を溶解炉３内に供給するため
の配合原料供給装置８とを備えている。貯湯容器４は原
料合金の溶湯２１を貯え、その出湯温度を所定のレベル
に維持できる加熱装置（不図示）を有している。
うに配合された原料２０を高温にて溶解する溶解炉３
と、底部に出湯ノズル５を有する貯湯容器４と、大気の
進入を抑制しつつ配合原料を溶解炉３内に供給するため
の配合原料供給装置８とを備えている。貯湯容器４は原
料合金の溶湯２１を貯え、その出湯温度を所定のレベル
に維持できる加熱装置（不図示）を有している。
【００３４】急冷室２は、出湯ノズル５から出た溶湯２
１を急冷凝固するための回転冷却ロール７を備えてい
る。
１を急冷凝固するための回転冷却ロール７を備えてい
る。
【００３５】この装置においては、溶解室１および急冷
室２内の雰囲気およびその圧力が所定の範囲に制御され
る。そのために、雰囲気ガス供給口１ｂ、２ｂ、および
８ｂとガス排気口１ａ、２ａ、および８ａとが装置の適
切な箇所に設けられている。特にガス排気口２ａは、急
冷室２内の絶対圧を真空〜５０ｋＰａの範囲内に制御す
るため、ポンプに接続されている。
室２内の雰囲気およびその圧力が所定の範囲に制御され
る。そのために、雰囲気ガス供給口１ｂ、２ｂ、および
８ｂとガス排気口１ａ、２ａ、および８ａとが装置の適
切な箇所に設けられている。特にガス排気口２ａは、急
冷室２内の絶対圧を真空〜５０ｋＰａの範囲内に制御す
るため、ポンプに接続されている。
【００３６】溶解炉３は傾動可能であり、ロート６を介
して溶湯２１を貯湯容器４内に適宜注ぎ込む。溶湯２１
は貯湯容器４内において不図示の加熱装置によって加熱
される。
して溶湯２１を貯湯容器４内に適宜注ぎ込む。溶湯２１
は貯湯容器４内において不図示の加熱装置によって加熱
される。
【００３７】貯湯容器４の出湯ノズル５は、溶解室１と
急冷室２との隔壁に配置され、貯湯容器４内の溶湯２１
を下方に位置する冷却ロール７の表面に流下させる。出
湯ノズル５のオリフィス径は、例えば０．５〜２．０ｍ
ｍである。溶湯２１の粘性が大きい場合、溶湯２１は出
湯ノズル５内を流れにくくなるが、本実施形態では急冷
室２を溶解室１よりも低い圧力状態に保持するため、溶
解室１と急冷室２との間に圧力差が形成され、溶湯２１
の出湯がスムーズに実行される。
急冷室２との隔壁に配置され、貯湯容器４内の溶湯２１
を下方に位置する冷却ロール７の表面に流下させる。出
湯ノズル５のオリフィス径は、例えば０．５〜２．０ｍ
ｍである。溶湯２１の粘性が大きい場合、溶湯２１は出
湯ノズル５内を流れにくくなるが、本実施形態では急冷
室２を溶解室１よりも低い圧力状態に保持するため、溶
解室１と急冷室２との間に圧力差が形成され、溶湯２１
の出湯がスムーズに実行される。
【００３８】冷却ロール７の表面は、例えばクロムめっ
き層で覆われており、冷却ロール７の直径は例えば３０
０〜５００ｍｍである。冷却ロール７内に設けた水冷装
置の水冷能力は、単位時間あたりの凝固潜熱と出湯量と
に応じて算出し、調節される。
き層で覆われており、冷却ロール７の直径は例えば３０
０〜５００ｍｍである。冷却ロール７内に設けた水冷装
置の水冷能力は、単位時間あたりの凝固潜熱と出湯量と
に応じて算出し、調節される。
【００３９】図２に示す装置によれば、例えば合計２０
ｋｇの原料合金を１５〜３０分間で急冷凝固させること
ができる。こうして形成した合金は、厚さ：７０μｍ〜
１５０μｍ、幅：１．５ｍｍ〜６ｍｍの合金薄帯（合金
リボン）２２である。
ｋｇの原料合金を１５〜３０分間で急冷凝固させること
ができる。こうして形成した合金は、厚さ：７０μｍ〜
１５０μｍ、幅：１．５ｍｍ〜６ｍｍの合金薄帯（合金
リボン）２２である。
【００４０】次に、図２の装置を用いて行う原料合金の
製造方法を説明する。
製造方法を説明する。
【００４１】まず、一般式がＦｅ100-x-yＢxＲyの組成
式（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群から選択された少なく
とも１種の希土類元素である。１５原子％≦ｘ≦３０原
子％、０．１原子％≦ｙ≦３原子％）で示される合金の
溶湯２１を作製し、溶解室１の貯湯容器４に貯える。
式（Ｆｅは鉄、Ｂはボロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐ
ｒ、Ｎｄ、およびＳｍからなる群から選択された少なく
とも１種の希土類元素である。１５原子％≦ｘ≦３０原
子％、０．１原子％≦ｙ≦３原子％）で示される合金の
溶湯２１を作製し、溶解室１の貯湯容器４に貯える。
【００４２】次に、この溶湯２１は出湯ノズル５から減
圧Ａｒ雰囲気中の水冷ロール７上に出湯され、水冷ロー
ル７との接触によって急冷され、凝固する。急冷凝固方
法としては、冷却速度の高精度の制御が可能な方法を用
いる必要があり、本実施形態ではメルトクエンチング法
の一つである回転ロール法を用いる。
圧Ａｒ雰囲気中の水冷ロール７上に出湯され、水冷ロー
ル７との接触によって急冷され、凝固する。急冷凝固方
法としては、冷却速度の高精度の制御が可能な方法を用
いる必要があり、本実施形態ではメルトクエンチング法
の一つである回転ロール法を用いる。
【００４３】本実施形態では、溶湯２１の冷却凝固に際
して、冷却速度を１０2〜１０7℃／秒とする。この冷却
速度で合金の温度を△Ｔ１だけ低い温度に低下させる。
急冷前の合金溶湯２１の温度は融点Ｔｍに近い温度（例
えば１２００〜１３００℃）にあるため、合金の温度は
冷却ロール７上でＴｍから（Ｔｍ−△Ｔ１）にまで低下
する。本願発明者の実験によれば、最終的な磁石特性を
向上させるという観点から△Ｔ１は７００〜１１００℃
の範囲内にあることが好ましい。
して、冷却速度を１０2〜１０7℃／秒とする。この冷却
速度で合金の温度を△Ｔ１だけ低い温度に低下させる。
急冷前の合金溶湯２１の温度は融点Ｔｍに近い温度（例
えば１２００〜１３００℃）にあるため、合金の温度は
冷却ロール７上でＴｍから（Ｔｍ−△Ｔ１）にまで低下
する。本願発明者の実験によれば、最終的な磁石特性を
向上させるという観点から△Ｔ１は７００〜１１００℃
の範囲内にあることが好ましい。
【００４４】合金の溶湯２１が冷却ロール７によって冷
却される時間は、回転する冷却ロール７の外周表面ら合
金が接触してから離れるまでの時間に相当し、本実施形
態の場合は０．０５〜５０ミリ秒である。その間に、合
金の温度は更に△Ｔ２だけ低下し、凝固する。その後、
凝固した合金は冷却ロール７から離れ、不活性雰囲気中
を飛行する。合金は薄帯状で飛行している間に雰囲気ガ
スに熱を奪われる結果、その温度は（Ｔｍ−△Ｔ１−△
Ｔ２）に低下する。△Ｔ２は、装置のサイズや雰囲気ガ
スの圧力によって変化するが、約１００℃またはそれ以
上である。
却される時間は、回転する冷却ロール７の外周表面ら合
金が接触してから離れるまでの時間に相当し、本実施形
態の場合は０．０５〜５０ミリ秒である。その間に、合
金の温度は更に△Ｔ２だけ低下し、凝固する。その後、
凝固した合金は冷却ロール７から離れ、不活性雰囲気中
を飛行する。合金は薄帯状で飛行している間に雰囲気ガ
スに熱を奪われる結果、その温度は（Ｔｍ−△Ｔ１−△
Ｔ２）に低下する。△Ｔ２は、装置のサイズや雰囲気ガ
スの圧力によって変化するが、約１００℃またはそれ以
上である。
【００４５】なお、急冷室２内の雰囲気は減圧状態にす
る。雰囲気は、絶対圧力が５０ｋＰａ以下の不活性ガス
から構成することが好ましい。なお、圧力が０．１ｋＰ
ａ以下の真空雰囲気で急冷凝固を行っても良い。なお、
雰囲気ガスの圧力が５０ｋＰａを超える場合は、回転ロ
ールと合金溶湯との間に雰囲気ガスが巻き込まれること
の影響が顕著になるため、均一な組織が得られないおそ
れが強まるので好ましくない。
る。雰囲気は、絶対圧力が５０ｋＰａ以下の不活性ガス
から構成することが好ましい。なお、圧力が０．１ｋＰ
ａ以下の真空雰囲気で急冷凝固を行っても良い。なお、
雰囲気ガスの圧力が５０ｋＰａを超える場合は、回転ロ
ールと合金溶湯との間に雰囲気ガスが巻き込まれること
の影響が顕著になるため、均一な組織が得られないおそ
れが強まるので好ましくない。
【００４６】冷却ロール７は、Ｃｕ、Ｆｅ、またはＣｕ
やＦｅを含む合金から形成することが好ましい。Ｃｕや
Ｆｅ以外の材料で冷却ロールを作製すると、急冷合金の
冷却ロールに対する剥離性が悪くなるため、急冷合金が
ロールに巻き付くおそれがあり好ましくない。
やＦｅを含む合金から形成することが好ましい。Ｃｕや
Ｆｅ以外の材料で冷却ロールを作製すると、急冷合金の
冷却ロールに対する剥離性が悪くなるため、急冷合金が
ロールに巻き付くおそれがあり好ましくない。
【００４７】冷却ロールの表面粗度は、中心線平均粗さ
Ｒａ≦０．８μｍ、最大Ｒｍａｘ≦３．２μｍ、十点平
均粗さＲｚ≦３．２μｍであることが好ましい。冷却ロ
ールの表面が粗いと、急冷合金がロールに張り付きやす
いため好ましくない。
Ｒａ≦０．８μｍ、最大Ｒｍａｘ≦３．２μｍ、十点平
均粗さＲｚ≦３．２μｍであることが好ましい。冷却ロ
ールの表面が粗いと、急冷合金がロールに張り付きやす
いため好ましくない。
【００４８】メルトクエンチング法によって直接に結晶
質相の合金を得るためには、冷却ロールのロール表面周
速度を２〜１０ｍ／秒にすればよい。それによって、硬
磁気特性を示す合金組織が得られる。ロール表面周速度
が２ｍ／秒未満では、平均結晶粒径が大きくなりすぎる
ため目的とする磁気特性が得られなくなるので好ましく
ない。一方、ロール表面周速度が１０ｍ／秒を超える
と、急冷合金は非晶質相となるため、熱処理なしでは結
晶化できなくなる。
質相の合金を得るためには、冷却ロールのロール表面周
速度を２〜１０ｍ／秒にすればよい。それによって、硬
磁気特性を示す合金組織が得られる。ロール表面周速度
が２ｍ／秒未満では、平均結晶粒径が大きくなりすぎる
ため目的とする磁気特性が得られなくなるので好ましく
ない。一方、ロール表面周速度が１０ｍ／秒を超える
と、急冷合金は非晶質相となるため、熱処理なしでは結
晶化できなくなる。
【００４９】アモルファス相が存在するように超急冷工
程を行った場合は、その後、急冷凝固合金に対する熱処
理を行うことによって平均結晶粒径が１００ｎｍ以下で
ある微結晶を生成する。この熱処理は、４００℃〜７０
０℃、より好ましくは５００℃〜７００℃の温度で３０
秒以上加熱することが好ましい。熱処理温度が７００℃
を超えると、粒成長が著しく、磁気特性が劣化する。逆
に、熱処理温度が４００℃未満では、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相が
析出しないため、高い保磁力が得られない。
程を行った場合は、その後、急冷凝固合金に対する熱処
理を行うことによって平均結晶粒径が１００ｎｍ以下で
ある微結晶を生成する。この熱処理は、４００℃〜７０
０℃、より好ましくは５００℃〜７００℃の温度で３０
秒以上加熱することが好ましい。熱処理温度が７００℃
を超えると、粒成長が著しく、磁気特性が劣化する。逆
に、熱処理温度が４００℃未満では、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ相が
析出しないため、高い保磁力が得られない。
【００５０】上記の条件で熱処理を行えば、微結晶
（鉄、鉄とホウ素の合金、およびＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構
造を有する化合物）をその平均結晶粒径が１００ｎｍ以
下になるように形成することができる。好ましい熱処理
時間は熱処理温度に依存して異なるが、例えば６００℃
で熱処理する場合、３０秒〜３０分程度の加熱を行うこ
とが好ましい。熱処理時間が３０秒を下回ると、結晶化
が完了しない場合がある。
（鉄、鉄とホウ素の合金、およびＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構
造を有する化合物）をその平均結晶粒径が１００ｎｍ以
下になるように形成することができる。好ましい熱処理
時間は熱処理温度に依存して異なるが、例えば６００℃
で熱処理する場合、３０秒〜３０分程度の加熱を行うこ
とが好ましい。熱処理時間が３０秒を下回ると、結晶化
が完了しない場合がある。
【００５１】ここに説明した製造方法によれば、残留磁
束密度Ｂrが１．３Ｔ以上と高い値を示しながら、固有
保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上であり、しかも角形比Ｊ
r／Ｊsが０．８以上の永久磁石を再現性良く製造するこ
とができる。 （実施例）以下、本発明による永久磁石の実施例を説明
する。
束密度Ｂrが１．３Ｔ以上と高い値を示しながら、固有
保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上であり、しかも角形比Ｊ
r／Ｊsが０．８以上の永久磁石を再現性良く製造するこ
とができる。 （実施例）以下、本発明による永久磁石の実施例を説明
する。
【００５２】実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０の各々につい
て、純度９９．５％以上のＦｅ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｃ
ｕ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ、およびＣｅをその総量が３０グ
ラムとなるように秤量し、石英るつぼ内に投入した。各
実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０の組成は表１に示す通りと
した。石英るつぼは、底部に直径０．８ｍｍのオリフィ
スを有しているため、上記原料は石英るつぼ内で溶解さ
れた後、合金溶湯となってオリフィスから下方に滴下す
ることになる。原料の溶解は、圧力が１．３３ｋＰａの
アルゴン雰囲気下において高周波加熱法を用いて行っ
た。本実施例では、溶解温度を１３００℃に設定した。
て、純度９９．５％以上のＦｅ、Ｂ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｃ
ｕ、Ｎｄ、Ｐｒ、Ｌａ、およびＣｅをその総量が３０グ
ラムとなるように秤量し、石英るつぼ内に投入した。各
実施例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１０の組成は表１に示す通りと
した。石英るつぼは、底部に直径０．８ｍｍのオリフィ
スを有しているため、上記原料は石英るつぼ内で溶解さ
れた後、合金溶湯となってオリフィスから下方に滴下す
ることになる。原料の溶解は、圧力が１．３３ｋＰａの
アルゴン雰囲気下において高周波加熱法を用いて行っ
た。本実施例では、溶解温度を１３００℃に設定した。
【００５３】合金溶湯の湯面を２６．７ｋＰａで加圧す
ることによって、オリフィスの下方０．７ｍｍの位置に
ある銅製ロールの外周面に対し溶湯を噴出させた。ロー
ルは、その外周面の温度が室温程度に維持されるように
内部が冷却されながら高速で回転する。このため、オリ
フィスから滴下した合金溶湯はロール周面に接触して熱
を奪われつつ、周速度方向に飛ばされることになる。合
金溶湯はオリフィスを介して連続的にロール周面上に滴
下されるため、急冷によって凝固した合金は薄帯状に長
く延びたリボン（幅：１〜２ｍｍ、厚さ：１０〜２０μ
ｍ）の形態を持つことになる。
ることによって、オリフィスの下方０．７ｍｍの位置に
ある銅製ロールの外周面に対し溶湯を噴出させた。ロー
ルは、その外周面の温度が室温程度に維持されるように
内部が冷却されながら高速で回転する。このため、オリ
フィスから滴下した合金溶湯はロール周面に接触して熱
を奪われつつ、周速度方向に飛ばされることになる。合
金溶湯はオリフィスを介して連続的にロール周面上に滴
下されるため、急冷によって凝固した合金は薄帯状に長
く延びたリボン（幅：１〜２ｍｍ、厚さ：１０〜２０μ
ｍ）の形態を持つことになる。
【００５４】本実施例で採用する回転ロール法（片ロー
ル法）の場合、冷却速度はロール周速度および単位時間
当たりの溶湯流下量によって規定される。なお、流下量
はオリフィス径（断面積）と溶湯圧力とに依存し、実施
例ではオリフィスは直径０．８ｍｍ、溶湯噴射圧は２
６．７Ｐａとし、流下レートは約０．６ｋｇ／ｍｉｎで
あった。本実施例ではロール周速度Ｖｓを４０ｍ／秒に
設定した。本発明の永久磁石のための急冷合金を作製す
るには、合金の溶湯を急冷する際の冷却速度が重要なパ
ラメータとなる。アモルファス相を含む急冷凝固合金と
するためには、冷却速度は１０3℃／秒以上であること
が好ましく、この範囲の冷却速度を達成するには、ロー
ル周速度を７ｍ／秒以上に設定することが好ましい。
ル法）の場合、冷却速度はロール周速度および単位時間
当たりの溶湯流下量によって規定される。なお、流下量
はオリフィス径（断面積）と溶湯圧力とに依存し、実施
例ではオリフィスは直径０．８ｍｍ、溶湯噴射圧は２
６．７Ｐａとし、流下レートは約０．６ｋｇ／ｍｉｎで
あった。本実施例ではロール周速度Ｖｓを４０ｍ／秒に
設定した。本発明の永久磁石のための急冷合金を作製す
るには、合金の溶湯を急冷する際の冷却速度が重要なパ
ラメータとなる。アモルファス相を含む急冷凝固合金と
するためには、冷却速度は１０3℃／秒以上であること
が好ましく、この範囲の冷却速度を達成するには、ロー
ル周速度を７ｍ／秒以上に設定することが好ましい。
【００５５】こうして得た急冷合金の薄帯に対し、Ｃｕ
Ｋαの特性Ｘ線による分析を行った。その結果、実施例
Ｎｏ．１およびＮｏ．２は、Ｆｅ3ＢとＮｄ2Ｆｅ14Ｂの
共存組織であり、実施例Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１０は何れも
アモルファスであることが確認された。図１に、実施例
Ｎｏ．１およびＮｏ．３のＸ線回折パターンを示す。
Ｋαの特性Ｘ線による分析を行った。その結果、実施例
Ｎｏ．１およびＮｏ．２は、Ｆｅ3ＢとＮｄ2Ｆｅ14Ｂの
共存組織であり、実施例Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１０は何れも
アモルファスであることが確認された。図１に、実施例
Ｎｏ．１およびＮｏ．３のＸ線回折パターンを示す。
【００５６】実施例Ｎｏ．３〜Ｎｏ．１０のアモルファ
ス合金薄帯に対し、表１に示す温度での熱処理をアルゴ
ン雰囲気中にて１０分間行い、結晶化を実行した。この
熱処理後、室温まで冷却した薄帯から幅１〜２ｍｍ、厚
さ１０〜２０μｍ、長さ３〜５ｍｍの試料を作製し、各
試料に対する磁気特性の測定をＶＳＭによって行った。
表２は、測定結果を示している。なお、表２には、実施
例Ｎｏ．１およびＮｏ．２に対する測定結果も併せて示
されている。
ス合金薄帯に対し、表１に示す温度での熱処理をアルゴ
ン雰囲気中にて１０分間行い、結晶化を実行した。この
熱処理後、室温まで冷却した薄帯から幅１〜２ｍｍ、厚
さ１０〜２０μｍ、長さ３〜５ｍｍの試料を作製し、各
試料に対する磁気特性の測定をＶＳＭによって行った。
表２は、測定結果を示している。なお、表２には、実施
例Ｎｏ．１およびＮｏ．２に対する測定結果も併せて示
されている。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】 表１において、例えば「Ｒ」と表示している欄の「Ｎｄ
2.8」は希土類元素としてＮｄを２．８原子％添加した
ことを示しており、「Ｎｄ1＋Ｐｒ0.5」は希土類元素と
してＮｄを１原子％、Ｐｒを０．５原子％添加したこと
を示している。
2.8」は希土類元素としてＮｄを２．８原子％添加した
ことを示しており、「Ｎｄ1＋Ｐｒ0.5」は希土類元素と
してＮｄを１原子％、Ｐｒを０．５原子％添加したこと
を示している。
【００５９】表２からわかるように、実施例Ｎｏ．１〜
Ｎｏ．１０はいずれも残留磁束密度Ｂrが１．３Ｔ以
上、角形比Ｊr／Ｊsが０．８以上、固有保磁力Ｈcjが２
５ｋＡ／ｍ以上の特性を示した。
Ｎｏ．１０はいずれも残留磁束密度Ｂrが１．３Ｔ以
上、角形比Ｊr／Ｊsが０．８以上、固有保磁力Ｈcjが２
５ｋＡ／ｍ以上の特性を示した。
【００６０】各実施例の構成相をＣｕＫαの特性Ｘ線に
よって分析したところ、Ｆｅ3Ｂ相、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相が
混在する多相組織であった。なお、Ｓｉ、ＧａおよびＣ
ｕ等はこれらの各相でＦｅの一部と置換される。
よって分析したところ、Ｆｅ3Ｂ相、Ｎｄ2Ｆｅ14Ｂ相が
混在する多相組織であった。なお、Ｓｉ、ＧａおよびＣ
ｕ等はこれらの各相でＦｅの一部と置換される。
【００６１】熱処理後の結晶相の結晶粒径を透過型電子
顕微鏡（ＴＥＭ）によって分析したところ、平均結晶粒
径は何れの試料についても３０ｎｍ以下であった。
顕微鏡（ＴＥＭ）によって分析したところ、平均結晶粒
径は何れの試料についても３０ｎｍ以下であった。
【００６２】以上、本発明を永久磁石について説明して
きたが、希土類元素の含有量を低めにするか、Ｓｉを添
加するなどして保磁力を１〜５０ｋＡ／ｍの範囲に調整
すれば、本発明の永久磁石を半硬質磁性材料としても用
いることもできる。その場合は、高い角形比および残留
磁束密度を活かして、本発明の永久磁石を優れたヒステ
リシス材として各種のカップリング装置などに好適に利
用することができる。
きたが、希土類元素の含有量を低めにするか、Ｓｉを添
加するなどして保磁力を１〜５０ｋＡ／ｍの範囲に調整
すれば、本発明の永久磁石を半硬質磁性材料としても用
いることもできる。その場合は、高い角形比および残留
磁束密度を活かして、本発明の永久磁石を優れたヒステ
リシス材として各種のカップリング装置などに好適に利
用することができる。
【００６３】
【発明の効果】本発明によれば、希土類元素の含有量が
少ないため、高い残留磁束密度を持ちながら、耐食性や
耐酸化性に優れた永久磁石を提供できる。また、高価な
希土類元素の含有量が少ないため、製造コストを低く抑
えることも可能である。
少ないため、高い残留磁束密度を持ちながら、耐食性や
耐酸化性に優れた永久磁石を提供できる。また、高価な
希土類元素の含有量が少ないため、製造コストを低く抑
えることも可能である。
【図１】本発明の実施例について、Ｘ線回折パターンを
示すグラフである。
示すグラフである。
【図２】本発明による永久磁石の製造方法に好適に用い
られるメルトスピニング装置の構成図である。
られるメルトスピニング装置の構成図である。
１ 溶解室 ２ 急冷室 ３ 溶解炉 ４ 貯湯容器 ５ 出湯ノズル ６ ロート ７ 回転冷却ロール １ａ、２ａ、８ａ ガス排気口 ２０ 原料
Claims (11)
- 【請求項１】 Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボ
ロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍか
らなる群から選択された少なくとも１種の希土類元素）
の組成式で表される永久磁石であって、 前記組成式中のｘおよびｙが、 １５原子％≦ｘ≦３０原子％、および０．１原子％≦ｙ
≦３原子％の関係を満足し、かつ構成相として、鉄、鉄
とホウ素の合金、およびＲ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造を有す
る化合物を含み、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ
以下であることを特徴とする永久磁石。 - 【請求項２】 残留磁束密度Ｂrが１．３Ｔ以上、固有
保磁力Ｈcjが２０ｋＡ／ｍ以上、飽和磁化Ｊsに対する
残留磁化Ｊrの比である角形比（Ｊr／Ｊs）が０．８以
上である請求項１に記載の永久磁石。 - 【請求項３】 Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボ
ロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍか
らなる群から選択された少なくとも１種の希土類元素）
の組成式で表され、前記組成式中のｘおよびｙが、１５
原子％≦ｘ≦３０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３
原子％の関係を満足する合金の溶湯を形成する工程と、 減圧雰囲気下において、前記合金溶湯をメルトクエンチ
ング法によって急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固
合金を形成する急冷工程と、 前記急冷凝固合金を加熱することによって、鉄、鉄とホ
ウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ1 4Ｂ型結晶構造を有する化合物を
構成相として含む結晶組織を形成し、しかも各構成相の
平均結晶粒径を１００ｎｍ以下とする熱処理工程とを包
含する永久磁石の製造方法。 - 【請求項４】 前記熱処理工程において、加熱温度を４
００℃以上７００℃以下に設定し、加熱時間を３０秒以
上にすることを特徴とする請求項３に記載の永久磁石の
製造方法。 - 【請求項５】 Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボ
ロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍか
らなる群から選択された少なくとも１種の希土類元素）
の組成式で表され、前記組成式中のｘおよびｙが、１５
原子％≦ｘ≦３０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３
原子％の関係を満足する合金の溶湯を形成する工程と、 減圧雰囲気下において、前記合金溶湯をメルトクエンチ
ング法によって急冷し、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆ
ｅ14Ｂ型結晶構造を有する化合物を構成相として含む結
晶組織を形成し、各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ
以下の合金を作製する急冷工程とを包含する永久磁石の
製造方法。 - 【請求項６】 前記減圧雰囲気の絶対圧力は５０ｋＰａ
以下であることを特徴とする請求項３から５の何れかひ
とつに記載の永久磁石の製造方法。 - 【請求項７】 前記メルトクエンチング法として、回転
ロール法、ガスアトマイズ法、回転ロール法とガスアト
マイズ法を組み合わせた液体急冷法の何れかを用いるこ
とを特徴とする請求項３から６の何れかひとつに記載の
永久磁石の製造方法。 - 【請求項８】 前記メルトクエンチング法として回転ロ
ール法を用い、回転ロールの表面速度を２ｍ／秒以上１
０ｍ／秒以下に設定することを特徴とする請求項５また
は６に記載の永久磁石の製造方法。 - 【請求項９】 Ｆｅ100-x-yＢxＲy（Ｆｅは鉄、Ｂはボ
ロン、ＲはＹ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、およびＳｍか
らなる群から選択された少なくとも１種の希土類元素）
の組成式で表され、前記組成式中のｘおよびｙが、１５
原子％≦ｘ≦３０原子％、および０．１原子％≦ｙ≦３
原子％の関係を満足する合金の溶湯を形成する工程と、 減圧雰囲気下において、前記合金溶湯をメルトクエンチ
ング法によって急冷し、アモルファス相を含む急冷凝固
合金を形成する急冷工程とを包含する永久磁石用合金の
製造方法。 - 【請求項１０】 前記減圧雰囲気の絶対圧力は５０ｋＰ
ａ以下であることを特徴とする請求項９に記載の永久磁
石用合金の製造方法。 - 【請求項１１】 請求項９または１０に記載の製造方法
によって製造された永久磁石用合金を加熱することによ
って、鉄、鉄とホウ素の合金、Ｒ2Ｆｅ14Ｂ型結晶構造
を有する化合物を構成相として含む結晶組織を形成し、
各構成相の平均結晶粒径が１００ｎｍ以下の合金を作製
することを特徴とする永久磁石の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07547599A JP4529198B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 微量の希土類金属を含む鉄基永久磁石およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07547599A JP4529198B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 微量の希土類金属を含む鉄基永久磁石およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000269015A true JP2000269015A (ja) | 2000-09-29 |
| JP4529198B2 JP4529198B2 (ja) | 2010-08-25 |
Family
ID=13577375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07547599A Expired - Lifetime JP4529198B2 (ja) | 1999-03-19 | 1999-03-19 | 微量の希土類金属を含む鉄基永久磁石およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4529198B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343660A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 複数の強磁性相を有する永久磁石およびその製造方法 |
| KR100760453B1 (ko) | 2002-11-14 | 2007-09-20 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Ｒ－Ｆｅ－Ｂ계 소결 자석 |
| JP2008041916A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Meiji Univ | 半硬質磁性粉および半硬質ボンド磁石 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07188704A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-25 | Showa Denko Kk | 希土類永久磁石用合金粉末及びその製造法 |
| JP3411663B2 (ja) * | 1994-03-18 | 2003-06-03 | 住友特殊金属株式会社 | 永久磁石合金並びに永久磁石合金粉末とその製造方法 |
| JP3777225B2 (ja) * | 1996-08-19 | 2006-05-24 | 株式会社Ｎｅｏｍａｘ | 高磁束密度を有する等方性永久磁石粉末とその製造方法 |
| JP3720489B2 (ja) * | 1996-09-26 | 2005-11-30 | 株式会社Ｎｅｏｍａｘ | 微細結晶永久磁石用鉄基合金の製造方法 |
| JPH1171645A (ja) * | 1997-08-29 | 1999-03-16 | Alps Electric Co Ltd | 硬磁性合金焼結体とその製造方法 |
-
1999
- 1999-03-19 JP JP07547599A patent/JP4529198B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002343660A (ja) * | 2001-05-18 | 2002-11-29 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 複数の強磁性相を有する永久磁石およびその製造方法 |
| JP4670179B2 (ja) * | 2001-05-18 | 2011-04-13 | 日立金属株式会社 | 複数の強磁性相を有する永久磁石およびその製造方法 |
| KR100760453B1 (ko) | 2002-11-14 | 2007-09-20 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | Ｒ－Ｆｅ－Ｂ계 소결 자석 |
| JP2008041916A (ja) * | 2006-08-04 | 2008-02-21 | Meiji Univ | 半硬質磁性粉および半硬質ボンド磁石 |
| JP4530228B2 (ja) * | 2006-08-04 | 2010-08-25 | 中川特殊鋼株式会社 | 半硬質ボンド磁石 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4529198B2 (ja) | 2010-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6695929B2 (en) | Method of making material alloy for iron-based rare earth magnet | |
| KR100535945B1 (ko) | 나노컴포지트 자석 | |
| KR100535943B1 (ko) | 철 기재의 희토류합금 자석 및 그 제조방법 | |
| US7842140B2 (en) | Iron-based rare-earth nanocomposite magnet and method for producing the magnet | |
| JP4766045B2 (ja) | 鉄基希土類系ナノコンポジット磁石およびその製造方法 | |
| US7988797B2 (en) | Nano-composite magnet, quenched alloy for nano-composite magnet, and method for producing them and method for distinguishing them | |
| JP2018167298A (ja) | Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系ナノ結晶合金の製造方法 | |
| JP4687662B2 (ja) | 鉄基希土類合金磁石 | |
| JP2002030378A (ja) | 結晶化発熱温度制御による鉄基永久磁石合金の製造方法 | |
| JP3801456B2 (ja) | 鉄基希土類系永久磁石合金およびその製造方法 | |
| JP4120253B2 (ja) | ナノコンポジット磁石用急冷合金およびその製造方法 | |
| JP3264664B1 (ja) | 複数の強磁性相を有する永久磁石およびその製造方法 | |
| JP4529198B2 (ja) | 微量の希土類金属を含む鉄基永久磁石およびその製造方法 | |
| JP3720489B2 (ja) | 微細結晶永久磁石用鉄基合金の製造方法 | |
| JP4670179B2 (ja) | 複数の強磁性相を有する永久磁石およびその製造方法 | |
| JP3773484B2 (ja) | ナノコンポジット磁石 | |
| JP3763774B2 (ja) | 鉄基希土類合金磁石用急冷合金、及び鉄基希土類合金磁石の製造方法 | |
| JP2007201102A (ja) | 鉄基希土類永久磁石およびその製造方法 | |
| JP2003286548A (ja) | ナノコンポジット磁石用急冷合金およびその製造方法 | |
| JP2002064009A (ja) | 鉄基希土類合金磁石およびその製造方法 | |
| JP4715245B2 (ja) | 鉄基希土類ナノコンポジット磁石およびその製造方法 | |
| JP2003158005A (ja) | ナノコンポジット磁石およびその製造方法 | |
| JPH1012423A (ja) | 硬質磁性材料及びその製造方法 | |
| JP2001223103A (ja) | 微細結晶型鉄基合金磁石およびその製造方法 | |
| JP2003286547A (ja) | ナノコンポジット磁石用急冷合金 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20051018 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20070611 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080701 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080708 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080902 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090818 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091006 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100518 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100531 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130618 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140618 Year of fee payment: 4 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |