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JP7634966B2 - Rare earth cobalt permanent magnet, its manufacturing method, and device - Google Patents
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JP7634966B2 - Rare earth cobalt permanent magnet, its manufacturing method, and device - Google Patents

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Description

本発明は、特に可変界磁モータに適用可能な希土類コバルト永久磁石及びその製造方法、並びにデバイスに関する。 The present invention relates to rare earth cobalt permanent magnets that are particularly applicable to variable field magnet motors, as well as manufacturing methods and devices for the same.

モータの省エネルギー化の観点から、可変磁界モータが注目されている。可変磁界モータは、回転数に応じて磁束を変化するモータである。可変界磁モータは一般的には低回転でトルクが必要の場合には高い磁束を発生させ、高回転の場合には磁束が低くなるようにされ、低回転から高回転までどの領域においてもエネルギー効率の高いものが求められている。 Variable magnetic field motors are attracting attention from the perspective of energy saving in motors. Variable magnetic field motors are motors that change magnetic flux according to the rotation speed. Variable field motors generally generate high magnetic flux when torque is required at low rotation speeds, and low magnetic flux at high rotation speeds, and there is a demand for motors that are highly energy efficient in all ranges from low to high rotation speeds.

可変界磁モータの磁束量を変化させる方式としては、例えば、可変磁力方式、磁界コイル方式、巻き線切り替え方式などが挙げられる。
例えば、特許文献1には、磁化も保磁力も高いNdFeB磁石と、磁化は高いが保磁力の低いアルニコ磁石とを組み合わせて可変界磁を実現する方法が開示されている。しかし、アルニコ磁石は保磁力が小さすぎるために使いにくいという課題があった。
Methods for changing the amount of magnetic flux in a variable field magnet motor include, for example, a variable magnetic force method, a magnetic field coil method, and a winding switching method.
For example, Patent Document 1 discloses a method of achieving a variable magnetic field by combining an NdFeB magnet, which has high magnetization and coercive force, with an Alnico magnet, which has high magnetization but low coercive force. However, there is a problem in that the Alnico magnet is difficult to use because its coercive force is too small.

また可変磁力方式として、磁束量を変化することが可能なサマリウムコバルト磁石を用いる方法が検討されている。例えば、特許文献2にはサマリウムコバルト磁石を可変界磁用の磁石として使用する事が提案されている。しかしながら特許文献2の手法は、10kOeの磁場における残留磁化の値が80%以上とされており、強い磁束が必要な高トルク運転に充分対応しているとはいえなかった。 As a variable magnetic force method, a method using samarium-cobalt magnets that allow the amount of magnetic flux to be changed is being considered. For example, Patent Document 2 proposes using samarium-cobalt magnets as magnets for variable field magnets. However, the method in Patent Document 2 requires a residual magnetization value of 80% or more in a magnetic field of 10 kOe, which is not sufficient for high torque operation that requires a strong magnetic flux.

特許第4965924号Patent No. 4965924 国際公開第2009/145229号International Publication No. 2009/145229

可変磁界モータの高効率化の観点から、永久磁石は脱磁後の再着磁の際に低い磁場で飽和磁化に達することが好ましく、磁場(Hk)と保磁力(Hcj)との比(Hk/Hcj)で表される角形比が高い永久磁石が求められている。 From the viewpoint of increasing the efficiency of variable magnetic field motors, it is preferable for permanent magnets to reach saturation magnetization in a low magnetic field when remagnetizing after demagnetization, and there is a demand for permanent magnets with a high squareness ratio, which is expressed as the ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field (Hk) to the coercive force (Hcj).

本発明は上記課題を解決するものであり、高残留磁束密度、低保磁力で、高い角形比を有する希土類コバルト永久磁石及びその製造方法、並びに当該希土類コバルト永久磁石を有するデバイスを提供することを目的とする。 The present invention aims to solve the above problems and provide a rare earth cobalt permanent magnet with high residual magnetic flux density, low coercive force, and high squareness ratio, a method for manufacturing the same, and a device having the rare earth cobalt permanent magnet.

本実施形態の希土類コバルト永久磁石は、Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、
質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる希土類コバルト永久磁石であって、
複数の結晶粒と、粒界部を有し、
前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上である。
In the rare earth cobalt permanent magnet of this embodiment, when R is a rare earth element including at least Sm,
A rare earth-cobalt permanent magnet comprising, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the remainder being Co and unavoidable impurities;
The alloy has a plurality of crystal grains and grain boundaries,
In the grain boundary portion, the Cu concentration is at least twice the Zr concentration.

前記希土類コバルト永久磁石の一実施態様は、前記結晶粒を構成するセル構造のサイズが50~200nmである。 In one embodiment of the rare earth cobalt permanent magnet, the size of the cell structure that constitutes the crystal grains is 50 to 200 nm.

前記希土類コバルト永久磁石の一実施態様は、飽和磁化が1.16T以上で、固有保磁力Hcjが120~800kA/mである。 One embodiment of the rare earth cobalt permanent magnet has a saturation magnetization of 1.16 T or more and an intrinsic coercivity Hcj of 120 to 800 kA/m.

前記希土類コバルト永久磁石の一実施態様は、飽和磁化が1.16T以上で、固有保磁力Hcjが240~800kA/mである。 One embodiment of the rare earth cobalt permanent magnet has a saturation magnetization of 1.16 T or more and an intrinsic coercivity Hcj of 240 to 800 kA/m.

前記希土類コバルト永久磁石の一実施態様は、減磁曲線において、残留磁化の90%磁化における磁界Hkと、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)で表される角形比が60%以上であり、かつ、
減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの5倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる。
In one embodiment of the rare earth-cobalt permanent magnet, the squareness ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field Hk at 90% magnetization of the residual magnetization to the intrinsic coercivity Hcj in the demagnetization curve is 60% or more, and
When magnetized again from a demagnetization field exceeding the knickpoint of the demagnetization curve, magnetization of 95% or more of the saturation magnetization can be obtained in a magnetic field of 5 times or less the intrinsic coercivity Hcj.

前記希土類コバルト永久磁石の一実施態様は、減磁曲線において、残留磁化の90%磁化における磁界Hkと、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)で表される角形比が60%以上であり、かつ、
減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの3倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる。
In one embodiment of the rare earth-cobalt permanent magnet, the squareness ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field Hk at 90% magnetization of the residual magnetization to the intrinsic coercivity Hcj in the demagnetization curve is 60% or more, and
When magnetized again from a demagnetization field exceeding the knickpoint of the demagnetization curve, magnetization of 95% or more of the saturation magnetization can be obtained in a magnetic field of three times or less the intrinsic coercivity Hcj.

前記希土類コバルト永久磁石の一実施態様は、粉末X線回折法により、(006)面の回折強度I(006)と、(303)面の回折強度I(303)とを計測したときに、回折強度比I(006)/I(303)が0.225~0.4である。 In one embodiment of the rare earth cobalt permanent magnet, when the diffraction intensity I(006) of the (006) plane and the diffraction intensity I(303) of the (303) plane are measured by powder X-ray diffraction, the diffraction intensity ratio I(006)/I(303) is 0.225 to 0.4.

本実施形態の希土類コバルト永久磁石の第1の製造方法は、
Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する工程(I)と、
前記合金を粉体とする粉砕工程(II)と、
前記粉体を成形体とする加圧成形工程(III)と、
前記成形体を、1200~1250℃で焼結する工程(IV)と、
焼結後の成形体を溶体化処理する工程(V)と、
溶体化処理後の成形体を600~850℃で熱処理する工程(VI)と、
熱処理後の成形体を0.2~10℃/minで400℃以下まで冷却する工程(VII)と、
700~900℃で、且つ、前記工程(IV)よりも高い温度で熱処理する工程(VIII)と、
熱処理後の成形体を0.1~5℃/minで400℃以下まで冷却する工程(IX)と、を有する。
The first method for producing the rare earth-cobalt permanent magnet of the present embodiment includes the following steps:
(I) preparing an alloy containing, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities, where R is a rare earth element including at least Sm;
a pulverization step (II) of converting the alloy into powder;
A pressure molding step (III) of forming the powder into a molded body;
A step (IV) of sintering the compact at 1200 to 1250°C;
A step (V) of subjecting the sintered compact to a solution treatment;
A step (VI) of heat treating the solution-treated compact at 600 to 850°C;
A step (VII) of cooling the heat-treated molded body to 400° C. or less at a rate of 0.2 to 10° C./min;
A step (VIII) of performing a heat treatment at a temperature of 700 to 900° C. and higher than that of the step (IV);
and a step (IX) of cooling the heat-treated molded body to 400° C. or lower at a rate of 0.1 to 5° C./min.

本実施形態の希土類コバルト永久磁石の第2の製造方法は、
本発明に係る希土類コバルト永久磁石の製造方法は、Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する工程(I)と、
前記合金を粉体とする粉砕工程(II)と、
前記粉体を成形体とする加圧成形工程(III)と、
前記成形体を、1200~1250℃で焼結する工程(IV)と、
焼結後の成形体を溶体化処理する工程(V)と、
溶体化処理後の成形体を750~850℃で熱処理する工程(VI-a)と、
熱処理後の成形体を0.5~10℃/minで500~600℃まで冷却して等温保持する工程(VII-a)と、
等温保持後の成形体を急冷する工程(VIII-a)と、を有する。
The second method for producing the rare earth-cobalt permanent magnet of the present embodiment is as follows:
The method for producing a rare earth-cobalt permanent magnet according to the present invention includes the steps of: (I) preparing an alloy containing, by mass percentage, 23-27% rare earth elements R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities, where R is a rare earth element including at least Sm;
a pulverization step (II) of converting the alloy into powder;
A pressure molding step (III) of forming the powder into a molded body;
A step (IV) of sintering the compact at 1200 to 1250°C;
A step (V) of subjecting the sintered compact to a solution treatment;
A step (VI-a) of heat treating the solution-treated compact at 750 to 850 ° C.;
A step (VII-a) of cooling the heat-treated molded body to 500 to 600 ° C. at 0.5 to 10 ° C./min and maintaining the temperature at 500 to 600 ° C.;
and a step (VIII-a) of quenching the molded body after the isothermal holding.

また本発明は、前記希土類コバルト永久磁石を有するデバイスを提供する。 The present invention also provides a device having the rare earth cobalt permanent magnet.

本発明により、高残留磁束密度、低保磁力で、高い角形比を有する希土類コバルト永久磁石及びその製造方法、並びに当該希土類コバルト永久磁石を有するデバイスを提供される。 The present invention provides a rare earth cobalt permanent magnet with high residual magnetic flux density, low coercive force, and high squareness ratio, a method for producing the same, and a device having the rare earth cobalt permanent magnet.

本永久磁石の構造を説明するための模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the structure of the permanent magnet. 実施例1の永久磁石のヒステリシス曲線の第1象限及び第2象限を示すグラフである。1 is a graph showing the first and second quadrants of the hysteresis curve of the permanent magnet of Example 1. 実施例1の永久磁石の暗視野走査透過電子顕微鏡(DF-STEM)像である。1 is a dark-field scanning transmission electron microscope (DF-STEM) image of the permanent magnet of Example 1. 実施例1の永久磁石の粒界部を含む組成分析結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of composition analysis including the grain boundary portion of the permanent magnet of Example 1. 実施例3、4及び参考例1の永久磁石の粉末X線回折スペクトルである。1 shows powder X-ray diffraction spectra of permanent magnets of Examples 3 and 4 and Reference Example 1.

以下、本発明に係る希土類コバルト永久磁石及びその製造方法、並びにデバイスについて順に説明する。
なお、数値範囲を示す「~」は特に断りがない限り、その下限値及び上限値を含むものとする。
The rare earth-cobalt permanent magnet and its manufacturing method, as well as the device according to the present invention, will be described below in order.
In addition, unless otherwise specified, the numerical range indicated by "to" includes the lower limit and the upper limit.

<希土類コバルト永久磁石>
本発明に係る希土類コバルト永久磁石(以下、本永久磁石ともいう)は、質量百分率で、Smを含む希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる希土類コバルト永久磁石であって、
複数の結晶粒と、粒界部を有し、
前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上である。
<Rare earth cobalt permanent magnet>
The rare earth-cobalt permanent magnet according to the present invention (hereinafter also referred to as the present permanent magnet) is a rare earth-cobalt permanent magnet containing, by mass percentage, 23-27% rare earth elements R including Sm, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, with the balance being Co and unavoidable impurities,
The alloy has a plurality of crystal grains and grain boundaries,
In the grain boundary portion, the Cu concentration is at least twice the Zr concentration.

一般に、SmCO17相型の結晶相(以下、2-17相ともいう)を有する希土類コバルト永久磁石において、Cuは保磁力を高め、ZrはFeの固溶量を増やして間接的に残留磁束密度Brを高める、と考えられている。
本永久磁石は後述する2種の製造方法により、CuとZrの拡散を制御して、粒界部においてCu濃度がZr濃度の2倍以上、好ましくは3倍以上とすることにより、高残留磁束密度、低保磁力で、高い角形比の磁石が得られるものである。
本永久磁石は、このように可変界磁モータに適した磁気特性を有するため、可変磁界モータに適用することで、低速から高速まで高効率を実現する可変磁界モータが製造可能となる。
In general, in rare earth cobalt permanent magnets having a Sm 2 CO 17 type crystal phase (hereinafter also referred to as the 2-17 phase), it is believed that Cu increases the coercive force, and Zr increases the amount of Fe in solid solution, thereby indirectly increasing the residual magnetic flux density Br.
This permanent magnet is manufactured by two types of methods described later, which control the diffusion of Cu and Zr so that the Cu concentration in the grain boundaries is at least two times, and preferably at least three times, the Zr concentration, thereby obtaining a magnet with high residual magnetic flux density, low coercive force, and high squareness ratio.
Because this permanent magnet has magnetic properties suited to variable field motors, its application to variable field motors makes it possible to manufacture variable field motors that achieve high efficiency from low to high speeds.

前記希土類元素Rは、Sc、Y及びランタノイドの総称であり、本永久磁石において前記Rは、少なくともSmを含んでいる。希土類元素を上記割合で含有することにより、磁気異方性が高い永久磁石が得られる。希土類元素RはSmのみからなるものであってもよく、Smと他の希土類元素との組み合わせであってもよい。当該他の希土類元素Rとしては、磁気特性の点から、Nd,Pr及びCeより選択される1種以上が好ましい。磁気特性の観点から、希土類元素Rは、希土類元素全体に対してSmが70質量%以上であることが好ましく、更に80質量%以上であることがより好ましい。 The rare earth element R is a general term for Sc, Y, and lanthanoids, and in this permanent magnet, the R contains at least Sm. By containing rare earth elements in the above ratio, a permanent magnet with high magnetic anisotropy is obtained. The rare earth element R may consist of only Sm, or may be a combination of Sm and other rare earth elements. From the viewpoint of magnetic properties, the other rare earth element R is preferably one or more selected from Nd, Pr, and Ce. From the viewpoint of magnetic properties, the rare earth element R is preferably such that Sm is 70 mass% or more of the total rare earth elements, and more preferably 80 mass% or more.

Cuは1.0~5.0質量%含有する。Cuの含有量を当該範囲内とすることで、保磁力を適正範囲に調整しながら、高い角形比が得られる。
Feは18~25質量%含有する。Feの含有量を当該範囲内とすることで、高残留磁束密度を達成しやすい。また、Feを18%以上含有することにより飽和磁化が向上し、Feの含有量が25%以下であることにより保磁力が適正範囲に調整される。
また、Zrは1.5~3.0質量%含有する。Zrの含有量を当該範囲内とすることにより、Feの固溶量を増やして間接的に残留磁束密度Brを高めやすい。また、磁石が保持できる最大の静磁エネルギーである最大エネルギー積(BH)maxが向上する。
The Cu content is 1.0 to 5.0 mass %. By setting the Cu content within this range, a high squareness ratio can be obtained while adjusting the coercive force within an appropriate range.
The Fe content is 18 to 25 mass%. By setting the Fe content within this range, it is easy to achieve a high residual magnetic flux density. Furthermore, by setting the Fe content to 18% or more, the saturation magnetization is improved, and by setting the Fe content to 25% or less, the coercive force is adjusted to an appropriate range.
The Zr content is 1.5 to 3.0 mass%. By keeping the Zr content within this range, the amount of Fe in solid solution is increased, which indirectly makes it easier to increase the residual magnetic flux density Br. Also, the maximum energy product (BH)max, which is the maximum magnetostatic energy that the magnet can hold, is improved.

また、本永久磁石は、残部(すなわち、40~56.5質量%)がCo及び不可避不純物からなる。
Coを含有することにより、永久磁石の熱安定性が向上する。一方、Coの含有量が過剰となると相対的にFeの含有割合が下がって磁化が低下する恐れがある。これらの点からCoの含有割合は、40~56.5質量%が好ましい。
The remainder of the permanent magnet (that is, 40 to 56.5 mass %) is Co and unavoidable impurities.
The inclusion of Co improves the thermal stability of the permanent magnet. On the other hand, if the Co content is excessive, the Fe content decreases relatively, which may result in a decrease in magnetization. From these points of view, the Co content is preferably 40 to 56.5 mass%.

次に図1を参照して、本永久磁石の構造を説明する。図1は本永久磁石の断面の一部を示す模式的な断面図である。図1の例に示されるように本永久磁石10は複数の結晶粒1(図中、実線で囲われた領域)を有し、結晶粒1間には粒界部2(図中、実線)を有している。各結晶粒1には、ThZn17型構造の結晶相(以下、2-17相ともいう)を含むセル相3(図中、点線のみ又は点線と実線で囲われた領域)と、当該セル相を囲むRCo型構造の結晶相(以下1-5相ともいう)を含むセル壁4(図中、点線)を有する。本発明においてセル構造とは、1つのセル相3とこれを囲むセル壁4との組み合わせをいい、結晶粒を構成する最小単位である。 Next, the structure of the permanent magnet will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a part of the cross section of the permanent magnet. As shown in the example of FIG. 1, the permanent magnet 10 has a plurality of crystal grains 1 (areas surrounded by solid lines in the figure), and grain boundaries 2 (solid lines in the figure) are between the crystal grains 1. Each crystal grain 1 has a cell phase 3 (area surrounded by dotted lines only or dotted and solid lines in the figure) containing a crystal phase of a Th 2 Zn 17 type structure (hereinafter also referred to as a 2-17 phase), and a cell wall 4 (dotted lines in the figure) containing a crystal phase of a RCo 5 type structure (hereinafter also referred to as a 1-5 phase) surrounding the cell phase. In the present invention, the cell structure refers to a combination of one cell phase 3 and the cell wall 4 surrounding it, and is the minimum unit that constitutes a crystal grain.

本永久磁石は、上述のようにThZn17型構造の結晶相を主相とするセル相を有している。ThZn17型構造はR-3m型の空間群を有する結晶構造であり、本永久磁石では、Th部位を希土類元素及びZrが占め、Zn部位にCo、Cu、Fe、及びZrが占めている。また、上述のようにRCo型構造の結晶相を含むセル壁を有している。当該RCo型構造の結晶相は、R部位を希土類元素及びZrが占め、Co部位にCo、Cu、Feが占めている。本永久磁石10において、セル構造のサイズとはセル壁4の長さ(RCo型構造の結晶相の長さ)を表す。本永久磁石においては、低保磁力とする点から、当該セルサイズが50~200nmであることが好ましい。 As described above, the permanent magnet has a cell phase in which the crystal phase of the Th 2 Zn 17 type structure is the main phase. The Th 2 Zn 17 type structure is a crystal structure having an R-3m type space group, and in the permanent magnet, the Th site is occupied by rare earth elements and Zr, and the Zn site is occupied by Co, Cu, Fe, and Zr. Also, as described above, the permanent magnet has a cell wall containing a crystal phase of the RCo 5 type structure. In the crystal phase of the RCo 5 type structure, the R site is occupied by rare earth elements and Zr, and the Co site is occupied by Co, Cu, and Fe. In the permanent magnet 10, the size of the cell structure refers to the length of the cell wall 4 (the length of the crystal phase of the RCo 5 type structure). In the permanent magnet, the cell size is preferably 50 to 200 nm in order to achieve low coercive force.

次に図2を参照して、本永久磁石の特性を説明する。図2は、後述する実施例1の永久磁石のヒステリシス曲線のうち第1象限と第2象限(減衰曲線)を表すグラフである。縦軸は磁化(磁気分極)を示し、横軸は磁界の強さを表す。横軸正の値は永久磁石を着磁する方向に印加した磁界の強さを示し、負の値は、永久磁石が減磁する方向に印加した磁界の強さを示す。
永久磁石に正方向の磁界を印加すると、初期磁化曲線に従って磁気分極が生じ、飽和磁化に達する。次いで飽和磁化状態の永久磁石に負方向の磁界を印加すると、クニック点を経て急激に減磁する。磁気分極が0になるときの磁界の強さが固有保磁力(Hcj)である。
本発明においては、残留磁化の90%磁化における磁界をHkとし、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)を角形比と定義する。本永久磁石は、当該角形比が60%以上、好ましくは70%以上を達成することができる。
更に本永久磁石は、減磁曲線のクニック点を越える減磁界(A点)から、再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの(絶対値の)5倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られ、好ましくは、固有保磁力Hcjの(絶対値の)3倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる。
このように本永久磁石は、磁界に対する磁化の応答性に優れており、回転数の変化の多い可変磁界モータにおいても好適に用いることができる。
Next, the characteristics of this permanent magnet will be described with reference to Fig. 2. Fig. 2 is a graph showing the first and second quadrants (decay curve) of the hysteresis curve of the permanent magnet of Example 1 described below. The vertical axis represents magnetization (magnetic polarization), and the horizontal axis represents the strength of the magnetic field. Positive values on the horizontal axis represent the strength of the magnetic field applied in the direction to magnetize the permanent magnet, and negative values represent the strength of the magnetic field applied in the direction to demagnetize the permanent magnet.
When a positive magnetic field is applied to a permanent magnet, magnetic polarization occurs according to the initial magnetization curve, and the magnetization reaches saturation. When a negative magnetic field is then applied to a permanent magnet in a saturated magnetized state, the magnetization rapidly decreases through a knickpoint. The strength of the magnetic field when the magnetic polarization becomes 0 is the intrinsic coercivity (Hcj).
In the present invention, the magnetic field at 90% magnetization of the residual magnetization is defined as Hk, and the ratio of this to the intrinsic coercivity Hcj (Hk/Hcj) is defined as the squareness ratio. This permanent magnet can achieve a squareness ratio of 60% or more, preferably 70% or more.
Furthermore, when this permanent magnet is remagnetized from a demagnetization field (point A) that exceeds the knickpoint of the demagnetization curve, magnetization of 95% or more of the saturation magnetization can be achieved in a magnetic field of 5 times (absolute value) or less of the intrinsic coercivity Hcj, and preferably, magnetization of 95% or more of the saturation magnetization can be achieved in a magnetic field of 3 times (absolute value) or less of the intrinsic coercivity Hcj.
As described above, the present permanent magnet has excellent responsiveness to magnetization in response to a magnetic field, and can be suitably used in variable magnetic field motors in which the number of rotations changes frequently.

また、本永久磁石は、例えば、飽和磁化が1.16T以上で、固有保磁力Hcjが120~800kA/m、好ましくは200~800kA/m、より好ましくは240~800kA/mの磁気特性を有する永久磁石とすることができる。 Furthermore, the permanent magnet can have magnetic properties such as a saturation magnetization of 1.16 T or more and an intrinsic coercivity Hcj of 120 to 800 kA/m, preferably 200 to 800 kA/m, and more preferably 240 to 800 kA/m.

<希土類コバルト永久磁石の製造方法>
上記本希土類コバルト永久磁石は、下記2つの製造方法により、製造することができる。当該2つの製造方法について説明する。
<Manufacturing method of rare earth cobalt permanent magnet>
The rare earth-cobalt permanent magnet can be manufactured by the following two manufacturing methods. The two manufacturing methods will now be described.

(第1の製造方法)
本希土類コバルト永久磁石の第1の製造方法(以下、単に、第1の製造方法ともいう)は、
Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する工程(I)と、
前記合金を粉体とする粉砕工程(II)と、
前記粉体を成形体とする加圧成形工程(III)と、
前記成形体を、1200~1250℃で焼結する工程(IV)と、
焼結後の成形体を溶体化処理する工程(V)と、
溶体化処理後の成形体を600~850℃で熱処理する工程(VI)と、
熱処理後の成形体を0.2~10℃/minで400℃以下まで冷却する工程(VII)と、
700~900℃で、且つ、前記工程(VI)よりも高い温度で熱処理する工程(VIII)と、
熱処理後の成形体を0.1~5℃/minで400℃以下まで冷却する工程(IX)と、を有する。
(First manufacturing method)
The first method for producing the rare earth-cobalt permanent magnet (hereinafter, simply referred to as the first method for producing the magnet) is as follows:
(I) preparing an alloy containing, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities, where R is a rare earth element including at least Sm;
a pulverization step (II) of converting the alloy into powder;
A pressure molding step (III) of forming the powder into a molded body;
A step (IV) of sintering the compact at 1200 to 1250°C;
A step (V) of subjecting the sintered compact to a solution treatment;
A step (VI) of heat treating the solution-treated compact at 600 to 850°C;
A step (VII) of cooling the heat-treated molded body to 400° C. or less at a rate of 0.2 to 10° C./min;
A step (VIII) of performing a heat treatment at a temperature of 700 to 900° C. and higher than that of the step (VI);
and a step (IX) of cooling the heat-treated molded body to 400° C. or lower at a rate of 0.1 to 5° C./min.

上記第1の本製造方法によれば、複数の結晶粒と、粒界部を有し、前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上である、希土類コバルト永久磁石を製造することができる。
第1の製造方法によれば、セルサイズが50~200nmの希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
第1の製造方法によれば、飽和磁化が1.16T以上で、固有保磁力Hcjが240~800kA/mの希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
第1の製造方法によれば、減磁曲線において、残留磁化の90%磁化における磁界Hkと、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)で表される角形比が60%以上であり、かつ、減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの3倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
また、第1の製造方法によれば、粉末X線回折法により、(006)面の回折強度I(006)と、(303)面の回折強度I(303)とを計測したときに、回折強度比I(006)/I(303)が0.225~0.4である希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
第1の製造方法は、上記工程(I)から工程(IX)を、通常この順番に行うものであり、本発明の効果を損なわない範囲で更に他の工程を有していてもよいものである。以下各工程について説明する。
According to the first present manufacturing method, it is possible to manufacture a rare earth-cobalt permanent magnet having a plurality of crystal grains and grain boundaries, in which the Cu concentration is at least twice the Zr concentration.
According to the first manufacturing method, it is possible to suitably manufacture rare earth-cobalt permanent magnets with a cell size of 50 to 200 nm.
According to the first manufacturing method, it is possible to suitably manufacture rare earth-cobalt permanent magnets having a saturation magnetization of 1.16 T or more and an intrinsic coercivity Hcj of 240 to 800 kA/m.
According to the first manufacturing method, it is possible to suitably manufacture rare earth cobalt permanent magnets in which the squareness ratio, expressed as the ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field Hk at 90% magnetization of residual magnetization to the intrinsic coercivity Hcj in the demagnetization curve, is 60% or more, and which, when remagnetized from a demagnetization field that exceeds the knickpoint of the demagnetization curve, can obtain magnetization of 95% or more of the saturation magnetization in a magnetic field of three times or less the intrinsic coercivity Hcj.
Furthermore, according to the first manufacturing method, it is possible to suitably manufacture rare earth cobalt permanent magnets having a diffraction intensity ratio I(006)/I(303) of 0.225 to 0.4 when the diffraction intensity I(006) of the (006) plane and the diffraction intensity I(303) of the (303) plane are measured by powder X-ray diffraction.
In the first production method, the above steps (I) to (IX) are usually carried out in this order, and other steps may be included within the scope of the invention. Each step will be described below.

まず、質量百分率において、Smを含む希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する(工程(I))。当該合金の準備方法は特に限定されず、所望の組成を有する合金の市販品を入手することにより準備してもよく、各元素を所望の組成となるように配合することにより合金を準備してもよい。
以下、各元素を配合する具体例について説明するが、本製造方法はこの方法に限定されるものではない。
First, an alloy is prepared that contains, in mass percentage, 23-27% rare earth elements R including Sm, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities (step (I)). The method for preparing the alloy is not particularly limited, and the alloy may be prepared by obtaining a commercially available alloy having the desired composition, or the alloy may be prepared by mixing the elements to obtain the desired composition.
A specific example of the blending of each element will be described below, but the present production method is not limited to this method.

まず原料として、所望の希土類元素、Fe、Cu、Coの各金属元素と、母合金を準備する。ここで、母合金として共晶温度の低い組成のものを選択することが、得られる合金の組成の均一化を図りやすい点から好ましい。本製造方法においては、母合金として、FeZr又はCuZrを選択して用いることが好ましい。FeZrとしては、一例としてFe20%Zn80%前後のものが好適である。また、CuZrとしては、一例としてCu50%Zr50%前後のものが好適である。
これらの原料を所望の組成となるように配合し、アルミナ等の坩堝にいれ、1×10-2torr以下の真空中または不活性ガス雰囲気において高周波溶解炉により溶解することで、均一化した合金が得られる。更に、本製造方法においては当該溶解した合金を金型により鋳造して合金インゴットとする工程を含んでいてもよい。また、別法として、溶解した合金を銅ロールに滴下することにより1mm厚程度のフレーク上の合金を製造してもよい(ストリップキャスト法)。本発明においては残留磁束密度及び角形比の高い永久磁石が得やすい点から、溶解炉により溶融する方法が好ましい。
First, the desired rare earth element, Fe, Cu, and Co metal elements, and a mother alloy are prepared as raw materials. Here, it is preferable to select a mother alloy having a composition with a low eutectic temperature, since it is easy to homogenize the composition of the obtained alloy. In this manufacturing method, it is preferable to select and use FeZr or CuZr as the mother alloy. As an example of FeZr, it is preferable to use one having about 20% Fe and 80% Zn. Also, as an example of CuZr, it is preferable to use one having about 50% Cu and 50% Zr.
These raw materials are mixed to obtain a desired composition, placed in a crucible such as an alumina crucible, and melted in a high-frequency melting furnace in a vacuum of 1×10 −2 torr or less or in an inert gas atmosphere to obtain a homogenized alloy. Furthermore, this manufacturing method may include a step of casting the melted alloy in a mold to obtain an alloy ingot. Alternatively, the molten alloy may be dropped onto a copper roll to produce flake-like alloys with a thickness of about 1 mm (strip casting method). In the present invention, the method of melting in a melting furnace is preferred because it is easy to obtain permanent magnets with high residual magnetic flux density and squareness ratio.

前記鋳造により合金インゴットとした場合、後述する工程(II)の前に、当該合金インゴットの溶体化温度で1時間以上20時間以下熱処理する工程を有することが好ましい。当該工程により、組成をより均一化することができる。なお、合金インゴットの溶体化温度は、合金の組成等に応じて適宜調整すればよい。 When an alloy ingot is produced by the casting, it is preferable to have a step of heat treating the alloy ingot at the solution treatment temperature for 1 hour to 20 hours before the step (II) described below. This step can make the composition more uniform. The solution treatment temperature of the alloy ingot may be appropriately adjusted depending on the composition of the alloy, etc.

次に、合金を粉砕して粉体とする(工程(II))。合金の粉砕方法は特に限定されず、従来公知の方法の中から適宜選択すればよい。一例として、まず、合金インゴット又はフレーク状の合金を、公知の粉砕機により100~500μm程度の大きさに粗粉砕し、次いで、ボールミルやジェットミルなどで微粉砕する方法などが好適に挙げられる。粉体の平均粒径は特に限定されないが、後述する焼結工程の焼結時間を短縮することを可能とし、また、均一な永久磁石を製造する点から、平均粒径が1μm以上10μm以下、好ましくは6μm程度の粉体とすることが好ましい。 Next, the alloy is pulverized to obtain a powder (step (II)). The method for pulverizing the alloy is not particularly limited, and may be appropriately selected from conventionally known methods. As an example, a suitable method is to first coarsely pulverize the alloy ingot or flakes to a size of about 100 to 500 μm using a known pulverizer, and then finely pulverize using a ball mill, jet mill, or the like. The average particle size of the powder is not particularly limited, but it is preferable to use a powder with an average particle size of 1 μm to 10 μm, preferably about 6 μm, in order to shorten the sintering time in the sintering step described below and to produce a uniform permanent magnet.

次に、得られた粉体を、加圧成形して所望の形状の成形体とする(工程(III))。本製造方法においては、粉体の結晶方位を揃えて磁気特性を向上する点から、一定の磁場中で加圧成形することが好ましい。磁場の方向と、プレス方向との関係は特に限定されず、製品の形状等に応じて適宜選択すればよい。例えば、リング磁石や、薄板状の磁石を製造する場合には、プレス方向に対して、平行方向に磁場を印加する並行磁場プレスとすることができる。一方、磁気特性に優れる点からは、プレス方向に対して、直角に磁場を印加する直角磁場プレスとすることが好ましい。 Next, the obtained powder is pressure-molded to obtain a molded body of the desired shape (step (III)). In this manufacturing method, pressure molding is preferably performed in a constant magnetic field in order to align the crystal orientation of the powder and improve the magnetic properties. The relationship between the direction of the magnetic field and the pressing direction is not particularly limited, and may be selected appropriately depending on the shape of the product, etc. For example, when manufacturing a ring magnet or a thin plate magnet, a parallel magnetic field press can be used in which a magnetic field is applied parallel to the pressing direction. On the other hand, in terms of excellent magnetic properties, a perpendicular magnetic field press in which a magnetic field is applied perpendicular to the pressing direction is preferable.

磁場の大きさは特に限定されず、製品の用途等に応じて、例えば15kOe以下の磁場であってもよく、15kOe以上の磁場であってもよい。中でも磁気特性に優れる点からは、15kOe以上の磁場中で加圧成形することが好ましい。また、加圧成形の際の圧力は、製品の大きさ、形状等に応じて適宜調整すればよい。一例として、0.5~2.0ton/cmの圧力とすることができる。すなわち本製造方法においては、磁気特性の観点から、前記粉体を15kOe以上の磁場中で、磁場に垂直に0.5ton/cm以上2.0ton/cm以下の圧力で加圧成形することが特に好ましい。 The strength of the magnetic field is not particularly limited, and may be, for example, 15 kOe or less or 15 kOe or more depending on the application of the product. In particular, from the viewpoint of excellent magnetic properties, it is preferable to perform pressure molding in a magnetic field of 15 kOe or more. In addition, the pressure during pressure molding may be appropriately adjusted depending on the size, shape, etc. of the product. As an example, the pressure may be 0.5 to 2.0 ton/cm 2. That is, in this manufacturing method, from the viewpoint of magnetic properties, it is particularly preferable to pressure mold the powder in a magnetic field of 15 kOe or more at a pressure of 0.5 ton/cm 2 or more and 2.0 ton/cm 2 or less perpendicular to the magnetic field.

次に、前記成形体を加熱することにより焼結体とする(工程(IV))。本製造方法において、焼結条件は得られる焼結体の緻密化が充分に行われればよく、公知の条件とすることができる。焼結体の緻密化の点から、焼結温度は1200~1250℃が好ましい。1250℃以下とすることで、希土類元素、特にSmの蒸発が抑制されて、磁気特性に優れた永久磁石を製造することができる。
焼結工程における昇温条件は、成形体に含まれる吸着ガスを取り除く観点から、まず室温において真空引きを開始し、1~10℃/分で昇温することが好ましい。当該昇温過程においては真空引きの代わりに水素雰囲気下としてもよい。この場合も、1150℃以下の範囲で真空雰囲気に切り替えることが好ましい。
焼結時間は、Smの蒸発を抑制しながら、緻密化を充分に行う点から、20~240分が好ましく、30~180分がより好ましい。また、酸化を抑制する観点から、上記焼結工程は1×10-2Torr以下の真空中または不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、1×10-4Torr以下の真空中で行うことがより好ましい。
Next, the molded body is heated to form a sintered body (step (IV)). In this manufacturing method, the sintering conditions may be any conditions that sufficiently densify the resulting sintered body, and may be known conditions. From the viewpoint of densifying the sintered body, the sintering temperature is preferably 1200 to 1250°C. By setting the sintering temperature at 1250°C or less, evaporation of rare earth elements, particularly Sm, is suppressed, and a permanent magnet with excellent magnetic properties can be manufactured.
In terms of removing adsorbed gases contained in the compact, the temperature rise conditions in the sintering step are preferably such that evacuation is started at room temperature and the temperature is raised at a rate of 1 to 10°C/min. During the temperature rise process, a hydrogen atmosphere may be used instead of evacuation. In this case, too, it is preferable to switch to a vacuum atmosphere at a temperature of 1150°C or lower.
The sintering time is preferably 20 to 240 minutes, more preferably 30 to 180 minutes, from the viewpoint of sufficiently densifying while suppressing evaporation of Sm. Also, from the viewpoint of suppressing oxidation, the sintering step is preferably carried out in a vacuum of 1×10 −2 Torr or less or in an inert gas atmosphere, more preferably in a vacuum of 1×10 −4 Torr or less.

次に、得られた焼結体を、降温速度0.2~5℃/分で徐冷する。次いで、徐冷後の焼結体を溶体化処理する(工程(V))。溶体化温度は、焼結体及び所望の磁石特性の観点から適宜調整すればよく、前記焼結温度から20~50℃低い温度で溶体化処理することが好ましい。溶体化時間は例えば2~20時間の範囲で適宜調整すればよい。 Next, the obtained sintered body is slowly cooled at a temperature drop rate of 0.2 to 5°C/min. The slowly cooled sintered body is then subjected to a solution treatment (step (V)). The solution treatment temperature may be appropriately adjusted from the viewpoint of the sintered body and the desired magnetic properties, and it is preferable to perform the solution treatment at a temperature 20 to 50°C lower than the sintering temperature. The solution treatment time may be appropriately adjusted within the range of, for example, 2 to 20 hours.

溶体化処理後は、少なくとも400℃以下まで急冷することが好ましい。
次いで、その焼結体を600~850℃で熱処理する(工程(VI))。熱処理時間は、所望の磁石特性の観点から適宜調整すればよく、例えば0.5~3時間とすることが好ましい。熱処理後の成形体は0.2~10℃/minで400℃以下まで冷却する(工程(VII))。次いで、700~900℃で、且つ、前記工程(VI)よりも高い温度で熱処理を行う(工程(VIII))。熱処理時間は例えば0.5~10時間とすることができる。次いで、熱処理後の成形体を0.1~5℃/minで400℃以下まで冷却する(工程(IX))ことで本永久磁石が得られる。
第1の製造方法では、工程(VI及びVIII)の等温保持において、結晶粒内にセル構造が形成されると推定されるが、この段階では結晶粒内のCu濃度は低く、結晶粒界に濃縮しているものと推定される。一方Zrは高いFe含有量の2-17相を形成するために結晶粒に固溶しているものと推定される。第1の製造方法では2回の熱処理(工程(VI)~工程(IX))により結晶粒内にセル壁が50~200nmのセル構造が形成され、さらに、CuとZrが適度に拡散し、前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上、好ましくは3倍以上となると推定される。
After the solution treatment, it is preferable to rapidly cool the material to at least 400°C or less.
The sintered body is then heat-treated at 600 to 850°C (step (VI)). The heat treatment time may be adjusted appropriately from the viewpoint of the desired magnetic properties, and is preferably set to, for example, 0.5 to 3 hours. The heat-treated compact is then cooled at 0.2 to 10°C/min to 400°C or less (step (VII)). Next, heat treatment is performed at 700 to 900°C, which is a temperature higher than that of the step (VI) (step (VIII)). The heat treatment time may be, for example, 0.5 to 10 hours. Next, the heat-treated compact is cooled at 0.1 to 5°C/min to 400°C or less (step (IX)) to obtain the permanent magnet.
In the first manufacturing method, it is estimated that a cell structure is formed in the crystal grains during isothermal holding in steps (VI and VIII), but at this stage, the Cu concentration in the crystal grains is low and concentrated at the grain boundaries. On the other hand, it is estimated that Zr is dissolved in the crystal grains to form the 2-17 phase with a high Fe content. In the first manufacturing method, it is estimated that a cell structure with cell walls of 50 to 200 nm is formed in the crystal grains by two heat treatments (steps (VI) to (IX)), and further, Cu and Zr are appropriately diffused, and the Cu concentration at the grain boundaries is at least twice, preferably at least three times, the Zr concentration.

また、第1の製造方法によれば、粉末X線回折法により、(006)面の回折強度I(006)と、(303)面の回折強度I(303)とを計測したときに、回折強度比I(006)/I(303)が0.225~0.4である希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。図5は、実施例3、4及び参考例1の永久磁石の粉末X線回折スペクトルである。第1の製造方法により得られた永久磁石は、磁化容易軸(C軸)である(006)面のピーク強度が高くなることが示されている。このように第1の製造方法によればC軸の配向度が向上し、その結果、着磁性が向上する。 Furthermore, according to the first manufacturing method, when the diffraction intensity I(006) of the (006) plane and the diffraction intensity I(303) of the (303) plane are measured by powder X-ray diffraction, rare earth cobalt permanent magnets can be suitably manufactured in which the diffraction intensity ratio I(006)/I(303) is 0.225 to 0.4. Figure 5 shows the powder X-ray diffraction spectra of the permanent magnets of Examples 3 and 4 and Reference Example 1. It is shown that the permanent magnets obtained by the first manufacturing method have a high peak intensity of the (006) plane, which is the easy axis of magnetization (C-axis). In this way, the first manufacturing method improves the degree of orientation of the C-axis, and as a result, the magnetization is improved.

(第2の製造方法)
本希土類コバルト永久磁石の第2の製造方法(以下、単に、第2の製造方法ともいう)は、
Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する工程(I)と、
前記合金を粉体とする粉砕工程(II)と、
前記粉体を成形体とする加圧成形工程(III)と、
前記成形体を、1200~1250℃で焼結する工程(IV)と、
焼結後の成形体を溶体化処理する工程(V)と、
溶体化処理後の成形体を750~850℃で熱処理する工程(VI-a)と、
熱処理後の成形体を0.5~10℃/minで500~600℃まで冷却して等温保持する工程(VII-a)と、
等温保持後の成形体を急冷する工程(VIII-a)と、を有する。
(Second manufacturing method)
The second method for producing the rare earth-cobalt permanent magnet (hereinafter, simply referred to as the second method for producing the rare earth-cobalt permanent magnet) is as follows:
(I) preparing an alloy containing, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities, where R is a rare earth element including at least Sm;
a pulverization step (II) of converting the alloy into powder;
A pressure molding step (III) of forming the powder into a molded body;
A step (IV) of sintering the molded body at 1200 to 1250 ° C.;
A step (V) of subjecting the sintered compact to a solution treatment;
A step (VI-a) of heat treating the solution-treated compact at 750 to 850 ° C.;
A step (VII-a) of cooling the heat-treated molded body to 500 to 600 ° C. at 0.5 to 10 ° C./min and maintaining the temperature at 500 to 600 ° C.;
and a step (VIII-a) of quenching the molded body after the isothermal holding.

上記第2の本製造方法によれば、複数の結晶粒と、粒界部を有し、前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上である、希土類コバルト永久磁石を製造することができる。
第2の製造方法によれば、セルサイズが50~200nmの希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
また、第2の製造方法によれば、飽和磁化が1.16T以上で、固有保磁力Hcjが120~800kA/mの希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
第1の本製造方法によれば、減磁曲線において、残留磁化の90%磁化における磁界Hkと、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)で表される角形比が60%以上であり、かつ、減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの5倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる希土類コバルト永久磁石を好適に製造できる。
第2の製造方法は、上記工程(I)から工程(VIII-a)を、通常この順番に行うものであり、本発明の効果を損なわない範囲で更に他の工程を有していてもよいものである。
なお第2の製造方法において、工程(I)~工程(V)までは前記第1の製造方法と同様であり、好ましい製造条件も共通するため、重複する説明は省略する。
According to the second present manufacturing method, it is possible to manufacture a rare earth-cobalt permanent magnet having a plurality of crystal grains and grain boundaries, in which the Cu concentration is at least twice the Zr concentration.
According to the second manufacturing method, rare earth cobalt permanent magnets with a cell size of 50 to 200 nm can be suitably manufactured.
Furthermore, according to the second manufacturing method, it is possible to suitably manufacture rare earth-cobalt permanent magnets having a saturation magnetization of 1.16 T or more and an intrinsic coercivity Hcj of 120 to 800 kA/m.
According to the first present manufacturing method, it is possible to suitably manufacture rare earth cobalt permanent magnets in which the squareness ratio, expressed as the ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field Hk at 90% magnetization of residual magnetization to the intrinsic coercivity Hcj in the demagnetization curve, is 60% or more, and which, when remagnetized from a demagnetization field that exceeds the knickpoint of the demagnetization curve, can obtain magnetization of 95% or more of the saturation magnetization in a magnetic field of 5 times or less the intrinsic coercivity Hcj.
The second production method is a method in which the above steps (I) to (VIII-a) are usually carried out in this order, and may further include other steps as long as the effects of the present invention are not impaired.
In the second production method, steps (I) to (V) are the same as those in the first production method, and the preferred production conditions are also the same, so duplicated explanations will be omitted.

溶体化処理(工程(V))後の成形体は、少なくとも400℃以下まで急冷することが好ましい。
次いで、その焼結体を750~850℃で熱処理する(工程(VI-a))。熱処理時間は、所望の磁石特性の観点から適宜調整すればよく、例えば0.5~10時間とすることが好ましい。本工程により、結晶粒内にセル壁が50~200nmのセル構造が形成され、さらに、CuとZrが適度に拡散し、前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上、好ましくは3倍以上となる。
熱処理後の成形体は0.5~10℃/minで500~600℃まで冷却して等温保持する(工程(VII-a))。等温保持時間は、例えば、0.5~10時間の範囲で適宜調整すればよい。等温保持後の成形体を急冷する(工程(VIII-a))ことで本永久磁石が得られる。
第2の製造方法では、工程(VI-a)における等温保持において結晶粒内にセル構造が形成されるが、この段階では結晶粒内のCu濃度は低く、結晶粒界に濃縮しているものと推定される。一方Zrは高いFe含有量の2-17相を形成するために結晶粒に固溶しているものと推定される。工程(VI-a)の等温保持から、徐冷に移行すると、CuとZrは相互に拡散し、Cuが結晶粒内でセル構造を構成するセル壁に濃縮すると推定され、その結果、保磁力が増加する。
After the solution treatment (step (V)), the molded body is preferably rapidly cooled to at least 400° C. or less.
Next, the sintered body is heat-treated at 750 to 850°C (step (VI-a)). The heat treatment time may be adjusted appropriately from the viewpoint of the desired magnetic properties, and is preferably set to, for example, 0.5 to 10 hours. This step forms a cell structure with cell walls of 50 to 200 nm in thickness within the crystal grains, and Cu and Zr are appropriately diffused, so that the Cu concentration at the grain boundary is at least twice, preferably at least three times, the Zr concentration.
The heat-treated compact is cooled to 500-600°C at a rate of 0.5-10°C/min and isothermally held (step (VII-a)). The isothermal holding time may be adjusted appropriately within the range of, for example, 0.5-10 hours. The compact after isothermal holding is then quenched (step (VIII-a)) to obtain the permanent magnet.
In the second manufacturing method, a cell structure is formed within the crystal grains during isothermal holding in step (VI-a), but at this stage, the Cu concentration within the crystal grains is low and is presumed to be concentrated at the crystal grain boundaries. On the other hand, Zr is presumed to be dissolved in the crystal grains to form the 2-17 phase with a high Fe content. When the process shifts from the isothermal holding in step (VI-a) to slow cooling, Cu and Zr diffuse into each other, and Cu is presumed to be concentrated in the cell walls that form the cell structure within the crystal grains, resulting in an increase in coercive force.

<デバイス>
本発明は、更に前記本永久磁石を有するデバイスを提供する。このようなデバイスの具体例としては、例えば、時計、電動モータ、各種計器、通信機、コンピューター端末機、スピーカー、ビデオディスク、センサなどが挙げられる。本発明の希土類コバルト永久磁石は、前述のとおり、高残留磁束密度、低保磁力で、高い角形比を有することから、中でも、可変磁界モータに好適に適用することができ、低速から高速まで高効率を実現する可変磁界モータを得ることができる。
<Device>
The present invention further provides a device having the permanent magnet. Specific examples of such devices include watches, electric motors, various instruments, communication devices, computer terminals, speakers, video disks, sensors, etc. As described above, the rare earth cobalt permanent magnet of the present invention has a high residual magnetic flux density, low coercive force, and a high squareness ratio, and therefore can be suitably applied to variable magnetic field motors, and a variable magnetic field motor that achieves high efficiency from low speed to high speed can be obtained.

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、これらの記載により本発明を制限するものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples and comparative examples. Note that the present invention is not limited to these descriptions.

<実施例1:第2の製造方法>
Fe20%、Zr80%の母合金、及び、各種元素を含む原料を、1×10-2Torr以下の真空中において、高周波溶解炉により溶解し、Sm25.0wt%、Cu4.0wt%、Fe21.0wt%、Zr2.2wt%、及び残部Coからなる組成の合金インゴットを得た。
次に、得られた合金インゴットを1170℃で15Hr熱処理した後、粗粉砕し、更にジェットミルを用い不活性雰囲気中で微粉砕し、平均粒径6μmの粉末を得た。次いで、この粉末を15kOeの磁場中で1.0ton/cmの加圧力で、長さ100×幅50×高さ50mmの形状の成形体を金型成型により得た。
得られた成形体を、1×10-2Torr以下の真空中において、1200℃の温度で焼結し、次いで1℃/minの速度で1170℃に降温し、4時間保持して溶体化処理を施した。その後直ちに100℃/minの冷却速度で急冷を行った。
急冷後の焼結体を不活性雰囲気中で800℃の温度で1時間加熱保持して等温時効処理を行い、その後2℃/minの冷却速度で550℃以下まで連続徐冷を行い、550℃で5時間保持後急冷することより実施例1の永久磁石を得た。
Example 1: Second manufacturing method
A master alloy of 20% Fe and 80% Zr and raw materials containing various elements were melted in a high-frequency melting furnace in a vacuum of 1×10 −2 Torr or less to obtain an alloy ingot having a composition of 25.0 wt % Sm, 4.0 wt % Cu, 21.0 wt % Fe, 2.2 wt % Zr, and the balance Co.
The alloy ingot was then heat-treated at 1170°C for 15 hours, coarsely pulverized, and finely pulverized in an inert atmosphere using a jet mill to obtain a powder with an average particle size of 6 μm. This powder was then molded into a compact with a length of 100 mm, width of 50 mm, and height of 50 mm using a die in a magnetic field of 15 kOe and a pressure of 1.0 ton/ cm2 .
The obtained compact was sintered at a temperature of 1200° C. in a vacuum of 1×10 −2 Torr or less, then cooled to 1170° C. at a rate of 1° C./min and held for 4 hours for solution treatment, after which it was immediately quenched at a cooling rate of 100° C./min.
The sintered body after quenching was heated and held at a temperature of 800°C in an inert atmosphere for 1 hour to perform isothermal aging treatment, and then continuously cooled slowly at a cooling rate of 2°C/min to 550°C or below, held at 550°C for 5 hours, and then quenched, thereby obtaining the permanent magnet of Example 1.

<実施例2:第2の製造方法>
実施例1において、等温時効処理を800℃の温度で5時間加熱保持に変更した以外は、実施例1と同様にして実施例2の永久磁石を得た。
Example 2: Second manufacturing method
A permanent magnet of Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the isothermal aging treatment was changed to heating and holding at a temperature of 800° C. for 5 hours.

<比較例1>
前記実施例1において、
等温時効処理を、850℃の温度で10時間加熱保持に変更し、
その後の連続徐冷を、0.25℃/minの冷却速度で350℃以下まで行ったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1の永久磁石を得た。
<Comparative Example 1>
In the above-mentioned Example 1,
The isothermal aging treatment was changed to a heating and holding time of 10 hours at a temperature of 850°C.
A permanent magnet of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1, except that the subsequent continuous slow cooling was carried out at a cooling rate of 0.25° C./min until the temperature reached 350° C. or lower.

[評価]
実施例1~2及び比較例1の永久磁石から、それぞれ10×10×7mmの形状に加工したものを測定試料として準備した。厚み7mmが磁場配向(C軸配向)の方向である。
[evaluation]
Measurement samples were prepared by machining the permanent magnets of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 into shapes of 10×10×7 mm. The thickness of 7 mm corresponds to the direction of magnetic field orientation (C-axis orientation).

前述の図2を用いて実施例1のヒステリシス曲線を説明する。当該ヒステリシス曲線の測定は、直流磁化特性アナライザと呼ばれる電磁石のポールピース間に測定試料を挟む方式で行い、反磁界補正の必要は無いが、所謂鏡像効果の影響のため、第1象限の10kOeを超える磁場では見掛け上の磁化が低下している。しかしながら、実際には飽和磁化まで磁化されるような磁化曲線となる。図2に示される通り、実施例1は初磁化曲線の立ち上がりが急峻で10kOe前後の低い磁場で飽和磁化に達することが分かる。同様にマイナーループの測定結果も示している(点線)。実施例1では8~10kOeで初磁化曲線と一致するような磁化曲線を示し、その磁化率を10kOeで比較すると、実施例はほぼ100%であった。実施例2及び比較例1も同様に測定を行った。結果を表1に示す。
また、表1には残留磁束密度の測定結果も示す。
The hysteresis curve of Example 1 will be described with reference to FIG. 2 mentioned above. The measurement of the hysteresis curve is performed by sandwiching the measurement sample between the pole pieces of an electromagnet called a DC magnetization characteristic analyzer. Although there is no need for demagnetization correction, the apparent magnetization is reduced in the magnetic field exceeding 10 kOe in the first quadrant due to the influence of the so-called mirror effect. However, the magnetization curve is actually such that the magnetization reaches saturation magnetization. As shown in FIG. 2, it can be seen that the initial magnetization curve of Example 1 rises sharply and reaches saturation magnetization in a low magnetic field of about 10 kOe. Similarly, the measurement results of the minor loop are also shown (dotted line). Example 1 shows a magnetization curve that coincides with the initial magnetization curve at 8 to 10 kOe, and when the magnetic susceptibility is compared at 10 kOe, the Example is almost 100%. Measurements were also performed in Example 2 and Comparative Example 1 in the same manner. The results are shown in Table 1.
Table 1 also shows the measurement results of the residual magnetic flux density.

次に図3に、実施例1のDF-STEM像を示す。図3左がDF-STEM像であり、図3右はCuを抽出したCu組成像である。SmCo17合金の熱処理により形成される特有のセル構造が観察される。セル内部は強磁性相からなる2-17結晶相であり、セルとセルとの間のセル壁は非磁性のCuを含む1-5結晶相である。従って、Cu組成像によりセルの大きさを測定できる。この方法によりこの合金のセルサイズを測定すると50~200nmであることが分かる。
また、図4に結晶粒と結晶粒との粒間に存在する粒界相を観察した組成分析結果を示す。図4のグラフの「位置」は、図4左に示すDF-STEM像中の直線LG4の上端を0として上端から測定点までの距離を示している。図4に示される通り、粒界相にCuとZrが濃縮しているのがわかる。このCuとZrの比を表1に示す。実施例1はZrの比率に比較してCuの比率が多いことが分かる。
Next, FIG. 3 shows a DF-STEM image of Example 1. The left side of FIG. 3 is a DF-STEM image, and the right side of FIG. 3 is a Cu composition image with Cu extracted. A unique cell structure formed by heat treatment of Sm 2 Co 17 alloy is observed. The inside of the cell is a 2-17 crystal phase consisting of a ferromagnetic phase, and the cell walls between the cells are a 1-5 crystal phase containing nonmagnetic Cu. Therefore, the size of the cell can be measured from the Cu composition image. When the cell size of this alloy is measured by this method, it is found to be 50 to 200 nm.
Fig. 4 shows the results of a composition analysis of the grain boundary phase between crystal grains. The "position" in the graph in Fig. 4 indicates the distance from the top end of the line LG4 in the DF-STEM image shown on the left in Fig. 4 to the measurement point, with the top end being set as 0. As shown in Fig. 4, it can be seen that Cu and Zr are concentrated in the grain boundary phase. The ratio of Cu to Zr is shown in Table 1. It can be seen that in Example 1, the ratio of Cu is higher than the ratio of Zr.

Figure 0007634966000001
Figure 0007634966000001

<実施例3:第1の製造方法>
前記実施例1において、原料の添加量以外は実施例1と同様にして、Fe21.55wt%、Sm25.65wt%、Cu4.5wt%、Zr2.20wt%、及び残部Coからなる組成の合金インゴットの成形体を得た。
得られた成形体を、1×10-2Torr以下の真空中において、1210℃の温度で1時間焼結し、次いで1155℃で15時間溶体化処理をし、その後直ちに100℃/minの冷却速度で急冷を行った。急冷後の焼結体を不活性雰囲気中で750℃の温度で2時間加熱保持して等温時効処理を行い、その後2℃/minの冷却速度で400℃以下まで徐冷した。さらに、不活性雰囲気中で765℃の温度で5.5時間加熱保持して等温時効処理を行い、0.5℃/minの冷却速度で700℃まで、0.25℃/minの冷却速度で500℃まで、0.5℃/minの冷却速度で400℃以下まで連続徐冷して実施例3の永久磁石を得た。
Example 3: First manufacturing method
In the same manner as in Example 1, except for the amounts of added raw materials, an alloy ingot having a composition of 21.55 wt % Fe, 25.65 wt % Sm, 4.5 wt % Cu, 2.20 wt % Zr, and the balance Co was obtained.
The obtained compact was sintered at 1210°C for 1 hour in a vacuum of 1x10-2 Torr or less, then solution-treated at 1155°C for 15 hours, and immediately thereafter quenched at a cooling rate of 100°C/min. The quenched sintered body was heated and held at 750°C for 2 hours in an inert atmosphere to perform isothermal aging treatment, and then slowly cooled to 400°C or less at a cooling rate of 2°C/min. Further, the sintered body was heated and held at 765°C for 5.5 hours in an inert atmosphere to perform isothermal aging treatment, and continuously cooled at a cooling rate of 0.5°C/min to 700°C, at a cooling rate of 0.25°C/min to 500°C, and at a cooling rate of 0.5°C/min to 400°C or less to obtain a permanent magnet of Example 3.

<実施例4:第2の製造方法>
前記実施例3と同様にインゴットの成形体を得て焼結、溶体化、急冷を行った。急冷後の焼結体を不活性雰囲気中で815℃の温度で5.5時間加熱保持して等温時効処理を行い、その後2℃/minの冷却速度で550℃まで連続徐冷を行い、550℃で5時間保持後急冷することにより実施例4の永久磁石を得た。
Example 4: Second manufacturing method
An ingot was obtained, sintered, solution-treated, and quenched in the same manner as in Example 3. The quenched sintered body was heated and held at a temperature of 815°C for 5.5 hours in an inert atmosphere to perform isothermal aging treatment, and then continuously cooled slowly to 550°C at a cooling rate of 2°C/min, held at 550°C for 5 hours, and then quenched, thereby obtaining a permanent magnet of Example 4.

<参考例1>
前記実施例3において、750℃の時効処理以降の工程を行わなかった以外は、実施例3と同様にして、参考例1の永久磁石を得た。
<Reference Example 1>
A permanent magnet of Reference Example 1 was obtained in the same manner as in Example 3, except that the steps subsequent to the 750° C. aging treatment in Example 3 were not carried out.

[評価]
実施例1~2と同様に、実施例3~4の評価を行った。結果を表2に示す。
また、実施例3~4及び参考例1の永久磁石を粉末X線回折法により測定したスペクトルを図5に示す。なお、参考例1のSmCo17に関連するピークに印をつけている。(006)面の回折強度I(006)と、(303)面の回折強度I(303)の回折強度比I(006)/I(303)は、参考例1が0.138、実施例3が0.270、実施例4が0.197であった。実施例3のように第1の製造方法により得られた永久磁石は、磁化容易軸(C軸)である(006)面のピーク強度が高くなることが示されている。このように第1の製造方法によればC軸の配向度が向上し、その結果、着磁性が向上することが示された。
[evaluation]
Examples 3 and 4 were evaluated in the same manner as Examples 1 and 2. The results are shown in Table 2.
In addition, the spectra of the permanent magnets of Examples 3 and 4 and Reference Example 1 measured by the powder X-ray diffraction method are shown in FIG. 5. The peaks related to Sm 2 Co 17 of Reference Example 1 are marked. The diffraction intensity ratio I(006)/I(303) of the diffraction intensity I(006) of the (006) plane to the diffraction intensity I(303) of the (303) plane was 0.138 for Reference Example 1, 0.270 for Example 3, and 0.197 for Example 4. It is shown that the permanent magnet obtained by the first manufacturing method as in Example 3 has a high peak intensity of the (006) plane, which is the easy axis of magnetization (C-axis). In this way, it was shown that the first manufacturing method improves the degree of orientation of the C-axis, and as a result, the magnetization is improved.

Figure 0007634966000002
Figure 0007634966000002

このように、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、Cu:1.0~5.0%、Fe:18~25%、Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなり、複数の結晶粒と、粒界部を有し、前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上である本発明の希土類コバルト永久磁石は、高残留磁束密度、低保磁力で、高い角形比を示し、可変界磁モータに適した磁気特性を備えることが明らかとなった。 Thus, it has become clear that the rare earth cobalt permanent magnet of the present invention, which contains, by mass percentage, rare earth elements R: 23-27%, Cu: 1.0-5.0%, Fe: 18-25%, Zr: 1.5-3.0%, with the remainder being Co and unavoidable impurities, has multiple crystal grains and grain boundaries, and in the grain boundaries, the Cu concentration is at least twice the Zr concentration, has high residual magnetic flux density, low coercive force, and a high squareness ratio, and has magnetic properties suitable for variable field magnet motors.

以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。 The present invention has been described above in accordance with the above embodiment, but the present invention is not limited to the configuration of the above embodiment, and of course includes various modifications, alterations, and combinations that a person skilled in the art could make within the scope of the invention of the claims of this patent application.

1 結晶粒
2 粒界部
3 セル相
4 セル壁
10 希土類コバルト永久磁石
1 Crystal grain 2 Grain boundary 3 Cell phase 4 Cell wall 10 Rare earth cobalt permanent magnet

Claims (10)

Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、
質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる希土類コバルト永久磁石であって、
複数の結晶粒と、粒界部を有し、
前記粒界部において、Cu濃度がZr濃度の2倍以上であり、
固有保磁力Hcjが120~6.2×10 /4π kA/mであり、
減磁曲線において、残留磁化の90%磁化における磁界Hkと、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)で表される角形比が60%以上であり、かつ、
減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの5倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる、
希土類コバルト永久磁石。
When R is a rare earth element including at least Sm,
A rare earth-cobalt permanent magnet comprising, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the remainder being Co and unavoidable impurities;
The alloy has a plurality of crystal grains and grain boundaries,
In the grain boundary portion, the Cu concentration is equal to or more than twice the Zr concentration,
The intrinsic coercivity Hcj is 120 to 6.2×10 3 /4π kA/m,
In the demagnetization curve, the squareness ratio, which is expressed as the ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field Hk at 90% magnetization of the residual magnetization to the intrinsic coercivity Hcj, is 60% or more, and
When magnetized again from a demagnetization field exceeding the knickpoint of the demagnetization curve, magnetization of 95% or more of the saturation magnetization can be obtained in a magnetic field of 5 times or less the intrinsic coercivity Hcj.
Rare earth cobalt permanent magnet.
前記結晶粒を構成するセル構造のサイズが50~200nmである、請求項1に記載の希土類コバルト永久磁石。 The rare earth cobalt permanent magnet according to claim 1, wherein the size of the cell structure that constitutes the crystal grains is 50 to 200 nm. 飽和磁化が1.16T以上である、請求項1又は2に記載の希土類コバルト永久磁石。 The rare earth cobalt permanent magnet according to claim 1 or 2, having a saturation magnetization of 1.16 T or more. 飽和磁化が1.16T以上で、固有保磁力Hcjが240~6.2×10 /4π kA/mである、請求項1又は2に記載の希土類コバルト永久磁石。 3. The rare earth-cobalt permanent magnet according to claim 1, having a saturation magnetization of 1.16 T or more and an intrinsic coercivity Hcj of 240 to 6.2×10 3 /4π kA/m. 減磁曲線において、残留磁化の90%磁化における磁界Hkと、固有保磁力Hcjとの比(Hk/Hcj)で表される角形比が60%以上であり、かつ、
減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、固有保磁力Hcjの3倍以下の磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる、請求項1~4のいずれか一項に記載の希土類コバルト永久磁石。
In the demagnetization curve, the squareness ratio, which is expressed as the ratio (Hk/Hcj) of the magnetic field Hk at 90% magnetization of the residual magnetization to the intrinsic coercivity Hcj, is 60% or more, and
The rare earth cobalt permanent magnet according to any one of claims 1 to 4, which, when remagnetized from a demagnetization field that exceeds the knickpoint of the demagnetization curve, achieves magnetization of 95% or more of the saturation magnetization in a magnetic field of three times or less the intrinsic coercivity Hcj.
粉末X線回折法により、(006)面の回折強度I(006)と、(303)面の回折強度I(303)とを計測したときに、回折強度比I(006)/I(303)が0.225~0.4である、請求項1~5のいずれか一項に記載の希土類コバルト永久磁石。 A rare earth cobalt permanent magnet according to any one of claims 1 to 5, in which the diffraction intensity ratio I(006)/I(303) is 0.225 to 0.4 when the diffraction intensity I(006) of the (006) plane and the diffraction intensity I(303) of the (303) plane are measured by powder X-ray diffraction. 減磁曲線のクニック点を越える減磁界から再び磁化させたときに、10kOeの磁界で、飽和磁化の95%以上の磁化が得られる、When magnetized again from a demagnetization field exceeding the knickpoint of the demagnetization curve, magnetization of 95% or more of the saturation magnetization is obtained in a magnetic field of 10 kOe.
請求項1~6のいずれか一項に記載の希土類コバルト永久磁石。The rare earth-cobalt permanent magnet according to any one of claims 1 to 6.
Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する工程(I)と、
前記合金を粉体とする粉砕工程(II)と、
前記粉体を成形体とする加圧成形工程(III)と、
前記成形体を、1200~1250℃で焼結する工程(IV)と、
焼結後の成形体を溶体化処理する工程(V)と、
溶体化処理後の成形体を400℃以下まで急冷する工程と、
急冷後の成形体を600~850℃で熱処理する工程(VI)と、
熱処理後の成形体を0.2~10℃/minで400℃以下まで冷却する工程(VII)と、
700~900℃で、且つ、前記工程(VI)よりも高い温度で、0.5~10時間、熱処理する工程(VIII)と、
熱処理後の成形体を0.1~5℃/minで400℃以下まで冷却する工程(IX)と、を有する、
希土類コバルト永久磁石の製造方法。
(I) preparing an alloy containing, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities, where R is a rare earth element including at least Sm;
a pulverization step (II) of converting the alloy into powder;
A pressure molding step (III) of forming the powder into a molded body;
A step (IV) of sintering the compact at 1200 to 1250°C;
A step (V) of subjecting the sintered compact to a solution treatment;
a step of quenching the formed body after the solution treatment to 400°C or less;
A step (VI) of heat treating the quenched compact at 600 to 850 ° C.;
A step (VII) of cooling the heat-treated molded body to 400° C. or less at a rate of 0.2 to 10° C./min;
A step (VIII) of performing a heat treatment at 700 to 900° C. and at a temperature higher than that of the step (VI) for 0.5 to 10 hours;
and (IX) cooling the heat-treated molded body to 400°C or less at 0.1 to 5°C/min.
Manufacturing method of rare earth cobalt permanent magnet.
Rは少なくともSmを含む希土類元素としたときに、質量百分率で、希土類元素R:23~27%、 Cu:1.0~5.0%、 Fe:18~25%、 Zr:1.5~3.0%を含み、残部がCo及び不可避不純物からなる合金を準備する工程(I)と、
前記合金を粉体とする粉砕工程(II)と、
前記粉体を成形体とする加圧成形工程(III)と、
前記成形体を、1200~1250℃で焼結する工程(IV)と、
焼結後の成形体を溶体化処理する工程(V)と、
溶体化処理後の成形体を400℃以下まで急冷する工程と、
急冷後の成形体を750~850℃で熱処理する工程(VI-a)と、
熱処理後の成形体を0.5~10℃/minで500~600℃まで冷却して等温保持する工程(VII-a)と、
等温保持後の成形体を急冷する工程(VIII-a)と、を有する、
希土類コバルト永久磁石の製造方法。
(I) preparing an alloy containing, by mass percentage, 23-27% rare earth element R, 1.0-5.0% Cu, 18-25% Fe, 1.5-3.0% Zr, and the balance being Co and unavoidable impurities, where R is a rare earth element including at least Sm;
a pulverization step (II) of converting the alloy into powder;
A pressure molding step (III) of forming the powder into a molded body;
A step (IV) of sintering the compact at 1200 to 1250°C;
A step (V) of subjecting the sintered compact to a solution treatment;
a step of quenching the formed body after the solution treatment to 400°C or less;
A step (VI-a) of heat treating the quenched compact at 750 to 850 ° C.;
A step (VII-a) of cooling the heat-treated molded body to 500 to 600 ° C. at 0.5 to 10 ° C./min and maintaining the temperature at 500 to 600 ° C.;
and a step (VIII-a) of quenching the molded body after isothermal holding.
Manufacturing method of rare earth cobalt permanent magnet.
請求項1~のいずれか一項に記載の希土類コバルト永久磁石を有する、デバイス。 A device comprising the rare earth cobalt permanent magnet according to any one of claims 1 to 7 .
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