JPS6245686B2 - - Google Patents
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- JPS6245686B2 JPS6245686B2 JP54062351A JP6235179A JPS6245686B2 JP S6245686 B2 JPS6245686 B2 JP S6245686B2 JP 54062351 A JP54062351 A JP 54062351A JP 6235179 A JP6235179 A JP 6235179A JP S6245686 B2 JPS6245686 B2 JP S6245686B2
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Classifications
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- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
この発明は希土類コバルト磁石材料、特にはセ
リウム−サマリウムの二成分希土類よりなる二相
分離型の希土類コバルト磁石材料の製造方法に関
するものである。 一般に希土類コバルト磁石は、その保磁力発生
の機構より希土類とコバルトのみよりなる微粒子
型と、これらにさらに銅もしくはニツケルを必須
成分として加えられる、二相分離型とに大別さ
れ、双方ともすでに広く実用に供されている。 さらに、従来実用化されている二相分離型のも
のには、希土類のうちセリウムを使用するものと
サマリウムを使用するものとがあり、前者は資源
的な制約もなく、また安価であるという利点のあ
る反面、磁石の特性が低い（高々12MGOe程度）
という欠点があり、後者は特性はよい（30MGOe
のものも報告されている）が、サマリウムが資源
的に少ないという大きな欠点をもつており、当然
ながら高価でもある。 ところで、二相分離型希土類コバルト永久磁石
の保磁力発生機構は、微細な強磁性の二つの異な
る相を共存させることにより、磁壁の移動が妨げ
られることに起因し、このように二相を共存させ
るために銅もしくはニツケルの存在が不可欠であ
ることは知られている。さらに飽和磁束密度を高
めるために鉄の添加が、また微量の遷移金属元
素、たとえばTi、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Nb、Ta、
Hf、Ｗ等が種々の目的で使用されている。 しかしながら、この二相分離型磁石の高特性は
単に組成によつてのみ得られるものでなく、最適
な組成の選択と共に微細で均質な二相分離組織を
達成することが必要であり、このためには熱処理
の条件がきわめて重要である。たとえば、Zrを添
加したSm系二相分離型磁石においては多段時効
することで高保磁力が得られるとされている。 しかるに多段時効においては処理そのものが複
雑であるのみならず、多量の製品を一炉にて処理
する場合は炉内の均熱度あるいは製品そのものの
熱容量のため、大きな空間で同一の熱履歴を実現
することが困難であり、かかる場合均質な製品が
得がたいという欠点がある。 また、チタン添加セリウム系二相分離型磁石で
は時効処理が省略できるとの報告があるが、本発
明者らの検討によればチタンあるいはジルコニウ
ム添加のCe−Sm混合系においては、時効処理を
省略すると、必ずしも十分な特性が得られず、し
かも製品のバラツキが大きくなることが判明し
た。 この発明はこのような従来の磁石のもつ欠点を
除去し、高性能でかつ比較的安価な永久磁石材料
を提供しようとするもので、本発明者らは鋭意研
究の結果、希土類元素としては、セリウムとサマ
リウムを併用し、一方残留磁速密度を高めるため
にコバルトの一部を鉄で置換し、さらにジルコニ
ウムおよび／またはチタンの添加により、充分な
保磁力と良好な角型を確保し、均質、高特性な磁
石を工業的に安定に得るための最適熱処理条件を
明確にし、量産に適した製造方法を確立した。 すなわち、この発明は、(イ)一般式 Ce1-uSmu（Co1-x-y-wCuxFeyMw）z （式中のＭはZrおよびTiの少なくとも１種であ
り、0.05≦ｕ＜0.5、0.09≦ｘ≦0.14、0.05≦ｙ≦
0.25、0.003≦ｗ≦0.015、5.8≦ｚ≦6.8である）
で示される合金粉末の成型物を1100〜1200℃で焼
結する工程、(ロ)1100℃から600℃までを５〜50分
を要して冷却する工程、および(ハ)400℃〜650℃に
保持した該焼結体を300℃まで２時間以上要して
時効処理する工程、からなる希土類コバルト永久
磁石材料の製造方法に関する。 以下本発明を詳細に説明する。 一般に、二相分離型磁石はRT5〜8.5（式中のＲ
は希土類元素、Ｔはコバルトを含む遷移金属であ
る）で表されるが、本発明においてはこの比が
5.8≦ｚ≦6.8に限定され、これを外れると有効で
なくなる。また、ｕが0.05より小さいとSm添加
の効果が顕著でなく、一方0.5以上ではCeを加え
る意味がなくなり好ましくない。 他方、ｘおよびｙの値を前述のように限定した
のは、一般公知の経験に基づき二相分離型磁石に
おける高特性実現の範囲であり、本発明において
も有効であることが、確認されたからに他ならな
い。 微量添加物Ｍはジルコンおよび／またはチタン
であり、ｗの値が0.003より小さいと本発明の熱
処理効果が実現されず、逆に0.015より大きいと
逆効果のみが現れ、磁石の特性が悪くなる。 本発明に係わる粉末合金の成型物は、すでに公
知の方法によつて調製することができる。すなわ
ち、所要の割合に配合した原料金属混合物をアル
ゴン気流中で高周波誘導加熱により溶解し、水冷
鉄板に鋳湯してインゴツトを得、このインゴツト
をブラウンミルなどの粉砕機を用いて粗粒状に粉
砕し、さらにこの粗粒をジエツトミルにより微粉
状に粉砕したのち、15000エルステツド程度の磁
界中で所要の任意形状にプレス成型すればよい。 このようにして得られた成型物は前記(イ)工程と
して記載したように1100℃〜1200℃の温度で焼結
されるが、その時間は１時間程度で充分である。
つぎに、この焼結体を前記(ロ)および(ハ)の条件で熱
処理するが、これらの工程は本発明の効果を達成
するためにきわめて重要とされるもので、それら
の処理条件を厳格に守る必要がある。すなわち、
まず(イ)の工程を経た高温の焼結体を冷却するが、
これは1100℃から600℃までを５〜50分を要して
冷却することが必要とされ、この時間より長くな
るような条件で冷却すると、保磁力の向上は望め
ない。(ハ)工程は、(ロ)工程の条件により冷却された
焼結体をそのまま(ハ)工程に移行させるか、または
一担室温付近まで冷却させたものを再加熱するこ
とにより行うが、通常は(イ)工程で使用される焼結
炉と(ハ)工程で使用される熱処理炉とは別々である
ので、室温付近まで冷却された焼結体を再加熱し
て一担400℃〜650℃の間の温度とし、ついで300
℃まで２時間以上を要して時効処理するという方
法が採用される。ここにいう２時間以上とは焼結
体が再加熱により400℃に達した時点から起算す
るものとする。 (ロ)工程からそのまま(ハ)工程に移行させる場合
は、600℃にまで冷却された焼結体は(ハ)工程で定
める「400℃〜650℃に保持する」という条件にす
でに該当しているので、これを300℃まで２時間
以上要して時効処理すればよい。 (イ)、(ロ)および(ハ)の各工程は、当然のことながら
成型物の酸化されることのないよう真空中または
アルゴンなどの不活性ガス中で行われる。 このようにして各工程で熱処理することによ
り、充分な保磁力と良好な角型を確保し、均質、
高特性で最大エネルギー積19MGOeに達するCe
−Sm混合系永久磁石材料が得られる。 他方また本発明の方法によれば、５〜50Kgもの
大量の原料合金を１ロツトで焼結、熱処理するこ
とが容易であり、かつバラツキのない安定した高
性能磁石材料が得られるという利点が与えられ
る。 つぎに、具体的実施例をあげて詳細に説明す
る。 参考例 １ Ce0.85Sm0.15（Co0.71Fe0.16Cu0.13）5.95なる合金
を微粉細して磁場中プレスし成型物を得た。つい
でこのものを1120℃で１時間焼結し、600℃まで
７分間で冷却し、ついで室温まで冷却した。この
ものを各温度に１時間保持後室温まで急冷し、つ
いで再加熱して500℃で20分間保持した後、４時
間かけて300℃になるよう時効して各サンプルを
得た。そのサンプルについて上記各保持温度と保
磁力との関係を調べたところ、第１図に示す結果
が得られた。 これより明らかのように、時効によつて与えら
れる保磁力は、焼結後の熱履歴によつて大きく左
右される。この場合は700〜900℃に保持された前
歴を有するものは、その後の時効によつても相対
的に低い保磁力しか発生しないことがわかる。本
発明の対象とする組成を有する原料合金について
は、このような有害な温度範囲はほゞ600℃〜
1100℃の範囲である。 したがつて、焼結後この温度範囲を急速に通過
させることが必要である。本発明によればこの有
害温度範囲を通過させるに許容される時間はジル
コンおよび／またはチタン添加量に依存してい
る。 実施例 １ Ce0.85Sm0.15（Co0.71-wFe0.16Cu0.13Zrw）5.95 （ｗ＝０または0.0075）の組成のものを1120℃
で１時間焼結し冷却時間を変えた場合の保磁力を
第２図にまたその冷却品を参考例と同様に時効し
た場合の保磁力を第３図に示した。 ただし、上記において冷却時間とは焼結体が
1100℃から600℃まで冷却されるに要した時間を
いう。 第２図から明らかなように冷却を３分以内に完
了できれば、Zr添加の有無にかかわらず一定の保
磁力が得られる。しかしながら、大量の任意形状
の製品を３分以内に、たとえば１分間で均一に冷
却することは熱シヨツクによる製品の破壊あるい
は焼結治具等の熱容量を考えれば実現不能に近
い。 第２図において冷却したまゝの保磁力は冷却時
間に対して極大値をとることがわかる。さらにこ
の極大値を示す冷却時間（Zr添加の場合約14分無
添加の場合３分）内であれば第３図のように実質
的に最高の保磁力が得られる。なお、この冷却時
間を第４図に示す概念図に基づき臨界冷却時間と
呼ぶこととする。 実施例 ２ 〔Zrの添加量と臨界冷却時間の関係〕 Ce0.85Sm0.15（Co0.71-wFe0.16Cu0.13Zrw）5.95こ
こでｗを変動させて臨界冷却時間を前二例と同様
にして得た結果を第５図に示す。これによるとZr
の量が0.003のとき臨界冷却時間は約６分であ
り、Zrの増加と共にこの時間は急激に延びる。 また、このZr量を変化させたときの特性を第６
図に示す。得られたデータは焼結温度ほゞ1110℃
より臨界冷却時間以内で600℃まで冷却し、さら
に室温まで冷却後500℃に30分間保持し300℃まで
８時間徐冷したものである。０≦ｗ≦0.015の範
囲ではZr添加量によらずほぼ6000Oeの保磁力が
得られた。 しかしながらZrの量を0.015を超えてまで冷却
時間を延ばすことはあまり意味がなく、いたずら
に残留磁束密度を低下させることになるので好ま
しくない。我々の経験によれば１回の焼結体の処
理量が５〜50Kgであれば、冷却時間を５〜50分と
して無理なく操作できることが確認された。 以上Zrについて説明したが、Tiについても同
様な効果が認められた。
リウム−サマリウムの二成分希土類よりなる二相
分離型の希土類コバルト磁石材料の製造方法に関
するものである。 一般に希土類コバルト磁石は、その保磁力発生
の機構より希土類とコバルトのみよりなる微粒子
型と、これらにさらに銅もしくはニツケルを必須
成分として加えられる、二相分離型とに大別さ
れ、双方ともすでに広く実用に供されている。 さらに、従来実用化されている二相分離型のも
のには、希土類のうちセリウムを使用するものと
サマリウムを使用するものとがあり、前者は資源
的な制約もなく、また安価であるという利点のあ
る反面、磁石の特性が低い（高々12MGOe程度）
という欠点があり、後者は特性はよい（30MGOe
のものも報告されている）が、サマリウムが資源
的に少ないという大きな欠点をもつており、当然
ながら高価でもある。 ところで、二相分離型希土類コバルト永久磁石
の保磁力発生機構は、微細な強磁性の二つの異な
る相を共存させることにより、磁壁の移動が妨げ
られることに起因し、このように二相を共存させ
るために銅もしくはニツケルの存在が不可欠であ
ることは知られている。さらに飽和磁束密度を高
めるために鉄の添加が、また微量の遷移金属元
素、たとえばTi、Ｖ、Cr、Mn、Zr、Nb、Ta、
Hf、Ｗ等が種々の目的で使用されている。 しかしながら、この二相分離型磁石の高特性は
単に組成によつてのみ得られるものでなく、最適
な組成の選択と共に微細で均質な二相分離組織を
達成することが必要であり、このためには熱処理
の条件がきわめて重要である。たとえば、Zrを添
加したSm系二相分離型磁石においては多段時効
することで高保磁力が得られるとされている。 しかるに多段時効においては処理そのものが複
雑であるのみならず、多量の製品を一炉にて処理
する場合は炉内の均熱度あるいは製品そのものの
熱容量のため、大きな空間で同一の熱履歴を実現
することが困難であり、かかる場合均質な製品が
得がたいという欠点がある。 また、チタン添加セリウム系二相分離型磁石で
は時効処理が省略できるとの報告があるが、本発
明者らの検討によればチタンあるいはジルコニウ
ム添加のCe−Sm混合系においては、時効処理を
省略すると、必ずしも十分な特性が得られず、し
かも製品のバラツキが大きくなることが判明し
た。 この発明はこのような従来の磁石のもつ欠点を
除去し、高性能でかつ比較的安価な永久磁石材料
を提供しようとするもので、本発明者らは鋭意研
究の結果、希土類元素としては、セリウムとサマ
リウムを併用し、一方残留磁速密度を高めるため
にコバルトの一部を鉄で置換し、さらにジルコニ
ウムおよび／またはチタンの添加により、充分な
保磁力と良好な角型を確保し、均質、高特性な磁
石を工業的に安定に得るための最適熱処理条件を
明確にし、量産に適した製造方法を確立した。 すなわち、この発明は、(イ)一般式 Ce1-uSmu（Co1-x-y-wCuxFeyMw）z （式中のＭはZrおよびTiの少なくとも１種であ
り、0.05≦ｕ＜0.5、0.09≦ｘ≦0.14、0.05≦ｙ≦
0.25、0.003≦ｗ≦0.015、5.8≦ｚ≦6.8である）
で示される合金粉末の成型物を1100〜1200℃で焼
結する工程、(ロ)1100℃から600℃までを５〜50分
を要して冷却する工程、および(ハ)400℃〜650℃に
保持した該焼結体を300℃まで２時間以上要して
時効処理する工程、からなる希土類コバルト永久
磁石材料の製造方法に関する。 以下本発明を詳細に説明する。 一般に、二相分離型磁石はRT5〜8.5（式中のＲ
は希土類元素、Ｔはコバルトを含む遷移金属であ
る）で表されるが、本発明においてはこの比が
5.8≦ｚ≦6.8に限定され、これを外れると有効で
なくなる。また、ｕが0.05より小さいとSm添加
の効果が顕著でなく、一方0.5以上ではCeを加え
る意味がなくなり好ましくない。 他方、ｘおよびｙの値を前述のように限定した
のは、一般公知の経験に基づき二相分離型磁石に
おける高特性実現の範囲であり、本発明において
も有効であることが、確認されたからに他ならな
い。 微量添加物Ｍはジルコンおよび／またはチタン
であり、ｗの値が0.003より小さいと本発明の熱
処理効果が実現されず、逆に0.015より大きいと
逆効果のみが現れ、磁石の特性が悪くなる。 本発明に係わる粉末合金の成型物は、すでに公
知の方法によつて調製することができる。すなわ
ち、所要の割合に配合した原料金属混合物をアル
ゴン気流中で高周波誘導加熱により溶解し、水冷
鉄板に鋳湯してインゴツトを得、このインゴツト
をブラウンミルなどの粉砕機を用いて粗粒状に粉
砕し、さらにこの粗粒をジエツトミルにより微粉
状に粉砕したのち、15000エルステツド程度の磁
界中で所要の任意形状にプレス成型すればよい。 このようにして得られた成型物は前記(イ)工程と
して記載したように1100℃〜1200℃の温度で焼結
されるが、その時間は１時間程度で充分である。
つぎに、この焼結体を前記(ロ)および(ハ)の条件で熱
処理するが、これらの工程は本発明の効果を達成
するためにきわめて重要とされるもので、それら
の処理条件を厳格に守る必要がある。すなわち、
まず(イ)の工程を経た高温の焼結体を冷却するが、
これは1100℃から600℃までを５〜50分を要して
冷却することが必要とされ、この時間より長くな
るような条件で冷却すると、保磁力の向上は望め
ない。(ハ)工程は、(ロ)工程の条件により冷却された
焼結体をそのまま(ハ)工程に移行させるか、または
一担室温付近まで冷却させたものを再加熱するこ
とにより行うが、通常は(イ)工程で使用される焼結
炉と(ハ)工程で使用される熱処理炉とは別々である
ので、室温付近まで冷却された焼結体を再加熱し
て一担400℃〜650℃の間の温度とし、ついで300
℃まで２時間以上を要して時効処理するという方
法が採用される。ここにいう２時間以上とは焼結
体が再加熱により400℃に達した時点から起算す
るものとする。 (ロ)工程からそのまま(ハ)工程に移行させる場合
は、600℃にまで冷却された焼結体は(ハ)工程で定
める「400℃〜650℃に保持する」という条件にす
でに該当しているので、これを300℃まで２時間
以上要して時効処理すればよい。 (イ)、(ロ)および(ハ)の各工程は、当然のことながら
成型物の酸化されることのないよう真空中または
アルゴンなどの不活性ガス中で行われる。 このようにして各工程で熱処理することによ
り、充分な保磁力と良好な角型を確保し、均質、
高特性で最大エネルギー積19MGOeに達するCe
−Sm混合系永久磁石材料が得られる。 他方また本発明の方法によれば、５〜50Kgもの
大量の原料合金を１ロツトで焼結、熱処理するこ
とが容易であり、かつバラツキのない安定した高
性能磁石材料が得られるという利点が与えられ
る。 つぎに、具体的実施例をあげて詳細に説明す
る。 参考例 １ Ce0.85Sm0.15（Co0.71Fe0.16Cu0.13）5.95なる合金
を微粉細して磁場中プレスし成型物を得た。つい
でこのものを1120℃で１時間焼結し、600℃まで
７分間で冷却し、ついで室温まで冷却した。この
ものを各温度に１時間保持後室温まで急冷し、つ
いで再加熱して500℃で20分間保持した後、４時
間かけて300℃になるよう時効して各サンプルを
得た。そのサンプルについて上記各保持温度と保
磁力との関係を調べたところ、第１図に示す結果
が得られた。 これより明らかのように、時効によつて与えら
れる保磁力は、焼結後の熱履歴によつて大きく左
右される。この場合は700〜900℃に保持された前
歴を有するものは、その後の時効によつても相対
的に低い保磁力しか発生しないことがわかる。本
発明の対象とする組成を有する原料合金について
は、このような有害な温度範囲はほゞ600℃〜
1100℃の範囲である。 したがつて、焼結後この温度範囲を急速に通過
させることが必要である。本発明によればこの有
害温度範囲を通過させるに許容される時間はジル
コンおよび／またはチタン添加量に依存してい
る。 実施例 １ Ce0.85Sm0.15（Co0.71-wFe0.16Cu0.13Zrw）5.95 （ｗ＝０または0.0075）の組成のものを1120℃
で１時間焼結し冷却時間を変えた場合の保磁力を
第２図にまたその冷却品を参考例と同様に時効し
た場合の保磁力を第３図に示した。 ただし、上記において冷却時間とは焼結体が
1100℃から600℃まで冷却されるに要した時間を
いう。 第２図から明らかなように冷却を３分以内に完
了できれば、Zr添加の有無にかかわらず一定の保
磁力が得られる。しかしながら、大量の任意形状
の製品を３分以内に、たとえば１分間で均一に冷
却することは熱シヨツクによる製品の破壊あるい
は焼結治具等の熱容量を考えれば実現不能に近
い。 第２図において冷却したまゝの保磁力は冷却時
間に対して極大値をとることがわかる。さらにこ
の極大値を示す冷却時間（Zr添加の場合約14分無
添加の場合３分）内であれば第３図のように実質
的に最高の保磁力が得られる。なお、この冷却時
間を第４図に示す概念図に基づき臨界冷却時間と
呼ぶこととする。 実施例 ２ 〔Zrの添加量と臨界冷却時間の関係〕 Ce0.85Sm0.15（Co0.71-wFe0.16Cu0.13Zrw）5.95こ
こでｗを変動させて臨界冷却時間を前二例と同様
にして得た結果を第５図に示す。これによるとZr
の量が0.003のとき臨界冷却時間は約６分であ
り、Zrの増加と共にこの時間は急激に延びる。 また、このZr量を変化させたときの特性を第６
図に示す。得られたデータは焼結温度ほゞ1110℃
より臨界冷却時間以内で600℃まで冷却し、さら
に室温まで冷却後500℃に30分間保持し300℃まで
８時間徐冷したものである。０≦ｗ≦0.015の範
囲ではZr添加量によらずほぼ6000Oeの保磁力が
得られた。 しかしながらZrの量を0.015を超えてまで冷却
時間を延ばすことはあまり意味がなく、いたずら
に残留磁束密度を低下させることになるので好ま
しくない。我々の経験によれば１回の焼結体の処
理量が５〜50Kgであれば、冷却時間を５〜50分と
して無理なく操作できることが確認された。 以上Zrについて説明したが、Tiについても同
様な効果が認められた。
【表】
実施例 ３
〔時効について〕
Ce0.85Sm0.15（Co0.702Cu0.13Fe0.16Zr0,008）5.95で
与えられる組成の成型物20Kgを1120℃で焼結し、
1100℃から600℃まで7.5分で冷却した。冷却後の
保磁力は3900Oeであつた。このものを本発明の
方法による時効すなわち500℃に設定し、この温
度に20分保持した後４時間で300℃まで炉冷曲線
にしたがつて冷却して時効した。このときの磁石
の特性は次のようであつた。 （バラツキ範囲） iHc 600Oe……5950〜6050 ４πIm 8500G……8450〜8520 （BH）max 17MGOe……16.6〜17 比較のため従来よく実施されているように等温
時効を試みたところ次のようになつた。ただし、
時効後急冷した。 時効温度 時間 iHc 500℃ ４ 5200 450℃ ４ 5200 400℃ ４ 4800 350℃ ４ 4200 この例より、まことに驚くべきことではある
が、時効温度のいずれにおいても、本発明の方法
による特性は等温時効では得られない。 実施例 ４ Ce0.56Sm0.44（Co0.697Cu0.13Fe0.16Zr0.013）6.2で
与えられる組成の成型物５Kgを1140℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを15分間で通過する
ように室温まで冷却した。ついでこの物を600℃
に15分間保持し、300℃まで８時間かけて時効し
たところ以下の特性を得た。 （バラツキ範囲） iHc 6200Oe……5900〜6200 ４πIm 9080G……9020〜9100 （BH）max 19.4MGOe……18.8〜19.4 この磁石はCeを主体とするものとしては画期
的な高特性をもつものである。 実施例 ５ 実施例３におけるZrをTiにし、ｚ値を5.95とし
たほかは全く実施例３と同様にして以下の特性を
得た。 （バラツキ範囲） iHc6300Oe……6000〜6300 ４πIm8380G……8350〜8400 （BH）max16.0MGOe……15.7〜16.0 このものの特性はほゞ実施例３のものと同様で
ある。 比較例 １ Ce0.85Sm0.15（Co0.702Fe0.16Cu0.13Zr0.008）5.5 で与えられる組成の成型物を実施例３と同様に
1080℃で１時間焼結し、1080℃より500℃までを
約７分で通過する如く室温まで冷却した後、500
℃に20分保持した後４時間で300℃まで徐冷し
た。 このときの特性は下記のとおりであつた。 （バラツキ範囲） ４πIm8050G……8000〜8100 iHc4200Oe……4000〜4250 （BH）max14.2MGOe……13.8〜14.2 比較例 ２ Ce0.85Sm0.15（Co0.70Fe0.162Cu0.13Zr0.008）7.0 で与えられる組成の成型物を実施例３と同様に
1130℃で１時間焼結し、1100℃より500℃までを
約7.5分で通過する如く室温まで冷却した後、500
℃に20分保持した後４時間で300℃まで徐冷し
た。 このときの特性は下記のとおりであつた。 （バラツキ範囲） ４πIm8700G……8650〜8750 iHc5200Oe……5000〜5350 （BH）max12.8MGOe……11.0〜12.8 比較例 ３ Ce0.85Sm0.15（Co0.702Fe0.16Cu0.13Zr0.008）5.95で
与えられる組成の成型物を実施例３と同様に1120
℃で１時間焼結し、1100℃より500℃までを約60
分で通過する如く室温まで冷却した後、500℃に
20分保持した後４時間で300℃まで徐冷した。 このときの特性は下記のとおりであつた。 （バラツキ範囲） ４πIm8450G……8400〜8500 iHc2800Oe……2750〜2850 （BH）max12.7MGOe……12.5〜12.7 比較例 ４ Ce0.85Sm0.15（Co0.702Fe0.16Cu0.13Zr0.008）5.95で
与えられる組成の成型物10個（１個約480ｇ）を
実施例３と同様に1120℃で１時間焼結し1100℃よ
り500℃まで約60秒で通過する如く室温まで、高
純度アルゴンガスにより強制冷却した。 冷却後において10個中７個の焼結体は破壊して
おり、形状を保つ残り３個を切断および研磨によ
り観測したところ、試料外面部より同心円状のク
ラツクが内部にまで認められ、個数歩留は０％で
あつた。なお、冷却速度を変化させ、クラツクが
入らない最小の冷却時間を調べたところ、４分以
上であつた。 比較例 ５ Ce0.56Sm0.44（Co0.697Fe0.16Cu0.13Zr0.013）7で与
えられる組成の成型物を1150℃で１時間焼結し、
1100℃より600℃までを15分間で通過する如く室
温まで冷却し、600℃にて30分保持し300℃まで８
時間かけて時効したところ、以下の特性を得た。 （バラツキ範囲） ４πIm9500G……9420〜9550 iHc7000Oe……6800〜7150 （BH）max14.1MGOe……12.5〜14.1 実施例 ６ 実施例４においてｚ値を6.8としたほかは全く
同様にして以下の特性を得た。 （バラツキ範囲） ４πIm9400G……9300〜9450 iHc7200Oe……7000〜7250 （BH）max15.6MGOe……14.3〜15.6 実施例 ７ Ce0.85Sm0.15（Co0.699Fe0.16Cu0.13Zr0.011）5.95で
与えられる組成の成型物20Kgを1110℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを20分間で通過する
如く室温まで冷却し、500℃に４時間保持し300℃
まで８時間かけて時効したところ、下記の特性か
得られた。 （バラツキ範囲） ４πIm8350G……8300〜8400 iHc5650Oe……5500〜5700 （BH）max15.4MGOe……15.0〜15.4 実施例 ８ Ce0.85Sm0.15（Co0.706Fe0.16Cu0.13Ti0.004）5.95で
与えられる組成の成型物30Kgを1120℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを10分間（平均）で
通過する如く室温まで冷却し、500℃に30分保持
し300℃まで８時間かけて時効したところ、下記
の特性が得られた。 ただし、特性は成型物の冷却速度がそれら成型
物の置かれている炉内の位置により異なるので、
Ａ、ＢおよびＣの３ケ所からサンプリングし、特
性を調べた。 Ａ部＝急冷却部 1100℃〜600℃／７分 Ｂ部＝中間冷却部 1100℃〜600℃／10分 Ｃ部＝遅冷却部 1100℃〜600℃／13分
与えられる組成の成型物20Kgを1120℃で焼結し、
1100℃から600℃まで7.5分で冷却した。冷却後の
保磁力は3900Oeであつた。このものを本発明の
方法による時効すなわち500℃に設定し、この温
度に20分保持した後４時間で300℃まで炉冷曲線
にしたがつて冷却して時効した。このときの磁石
の特性は次のようであつた。 （バラツキ範囲） iHc 600Oe……5950〜6050 ４πIm 8500G……8450〜8520 （BH）max 17MGOe……16.6〜17 比較のため従来よく実施されているように等温
時効を試みたところ次のようになつた。ただし、
時効後急冷した。 時効温度 時間 iHc 500℃ ４ 5200 450℃ ４ 5200 400℃ ４ 4800 350℃ ４ 4200 この例より、まことに驚くべきことではある
が、時効温度のいずれにおいても、本発明の方法
による特性は等温時効では得られない。 実施例 ４ Ce0.56Sm0.44（Co0.697Cu0.13Fe0.16Zr0.013）6.2で
与えられる組成の成型物５Kgを1140℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを15分間で通過する
ように室温まで冷却した。ついでこの物を600℃
に15分間保持し、300℃まで８時間かけて時効し
たところ以下の特性を得た。 （バラツキ範囲） iHc 6200Oe……5900〜6200 ４πIm 9080G……9020〜9100 （BH）max 19.4MGOe……18.8〜19.4 この磁石はCeを主体とするものとしては画期
的な高特性をもつものである。 実施例 ５ 実施例３におけるZrをTiにし、ｚ値を5.95とし
たほかは全く実施例３と同様にして以下の特性を
得た。 （バラツキ範囲） iHc6300Oe……6000〜6300 ４πIm8380G……8350〜8400 （BH）max16.0MGOe……15.7〜16.0 このものの特性はほゞ実施例３のものと同様で
ある。 比較例 １ Ce0.85Sm0.15（Co0.702Fe0.16Cu0.13Zr0.008）5.5 で与えられる組成の成型物を実施例３と同様に
1080℃で１時間焼結し、1080℃より500℃までを
約７分で通過する如く室温まで冷却した後、500
℃に20分保持した後４時間で300℃まで徐冷し
た。 このときの特性は下記のとおりであつた。 （バラツキ範囲） ４πIm8050G……8000〜8100 iHc4200Oe……4000〜4250 （BH）max14.2MGOe……13.8〜14.2 比較例 ２ Ce0.85Sm0.15（Co0.70Fe0.162Cu0.13Zr0.008）7.0 で与えられる組成の成型物を実施例３と同様に
1130℃で１時間焼結し、1100℃より500℃までを
約7.5分で通過する如く室温まで冷却した後、500
℃に20分保持した後４時間で300℃まで徐冷し
た。 このときの特性は下記のとおりであつた。 （バラツキ範囲） ４πIm8700G……8650〜8750 iHc5200Oe……5000〜5350 （BH）max12.8MGOe……11.0〜12.8 比較例 ３ Ce0.85Sm0.15（Co0.702Fe0.16Cu0.13Zr0.008）5.95で
与えられる組成の成型物を実施例３と同様に1120
℃で１時間焼結し、1100℃より500℃までを約60
分で通過する如く室温まで冷却した後、500℃に
20分保持した後４時間で300℃まで徐冷した。 このときの特性は下記のとおりであつた。 （バラツキ範囲） ４πIm8450G……8400〜8500 iHc2800Oe……2750〜2850 （BH）max12.7MGOe……12.5〜12.7 比較例 ４ Ce0.85Sm0.15（Co0.702Fe0.16Cu0.13Zr0.008）5.95で
与えられる組成の成型物10個（１個約480ｇ）を
実施例３と同様に1120℃で１時間焼結し1100℃よ
り500℃まで約60秒で通過する如く室温まで、高
純度アルゴンガスにより強制冷却した。 冷却後において10個中７個の焼結体は破壊して
おり、形状を保つ残り３個を切断および研磨によ
り観測したところ、試料外面部より同心円状のク
ラツクが内部にまで認められ、個数歩留は０％で
あつた。なお、冷却速度を変化させ、クラツクが
入らない最小の冷却時間を調べたところ、４分以
上であつた。 比較例 ５ Ce0.56Sm0.44（Co0.697Fe0.16Cu0.13Zr0.013）7で与
えられる組成の成型物を1150℃で１時間焼結し、
1100℃より600℃までを15分間で通過する如く室
温まで冷却し、600℃にて30分保持し300℃まで８
時間かけて時効したところ、以下の特性を得た。 （バラツキ範囲） ４πIm9500G……9420〜9550 iHc7000Oe……6800〜7150 （BH）max14.1MGOe……12.5〜14.1 実施例 ６ 実施例４においてｚ値を6.8としたほかは全く
同様にして以下の特性を得た。 （バラツキ範囲） ４πIm9400G……9300〜9450 iHc7200Oe……7000〜7250 （BH）max15.6MGOe……14.3〜15.6 実施例 ７ Ce0.85Sm0.15（Co0.699Fe0.16Cu0.13Zr0.011）5.95で
与えられる組成の成型物20Kgを1110℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを20分間で通過する
如く室温まで冷却し、500℃に４時間保持し300℃
まで８時間かけて時効したところ、下記の特性か
得られた。 （バラツキ範囲） ４πIm8350G……8300〜8400 iHc5650Oe……5500〜5700 （BH）max15.4MGOe……15.0〜15.4 実施例 ８ Ce0.85Sm0.15（Co0.706Fe0.16Cu0.13Ti0.004）5.95で
与えられる組成の成型物30Kgを1120℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを10分間（平均）で
通過する如く室温まで冷却し、500℃に30分保持
し300℃まで８時間かけて時効したところ、下記
の特性が得られた。 ただし、特性は成型物の冷却速度がそれら成型
物の置かれている炉内の位置により異なるので、
Ａ、ＢおよびＣの３ケ所からサンプリングし、特
性を調べた。 Ａ部＝急冷却部 1100℃〜600℃／７分 Ｂ部＝中間冷却部 1100℃〜600℃／10分 Ｃ部＝遅冷却部 1100℃〜600℃／13分
【表】
実施例 ９
Ce0.85Sm0.15（Co0.699Fe0.16Cu0.13Zr0.011）5.95で
与えられる組成の成型物５Kgを1100℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを20分間で冷却し、
ついで600℃より300℃まで６時間かけて徐冷し、
下記の特性を得た。 （バラツキ範囲） ４πIm8300G……8280〜8300 iHc5600Oe………5550〜5640 （BH）max15.2MGOe……15.0〜15.2 実施例 10 Ce0.85Sm0.15（Co0.712Fe0.15Cu0.13Ti0.008）6.0で
与えられる組成の成型物を1115℃で１時間焼結
し、1100℃〜600℃までを16分で冷却した。つぎ
に500℃に30分保持し、300℃まで２時間要して時
効処理したところ、下記の特性であつた。 ４πIm8300〜8400G iHc6400〜6500Oe （BH）max15.6〜16.2MGOe なお、比較のため上記の時効処理を行わなかつ
たところ、下記の特性であつた。 ４πIm8300〜8450G iHC4000〜4400Oe （BH）max11.8〜13.0MGOe 実施例 11 Ce0.85Sm0.15（Co0.70Fe0.16Cu0.13Zr0.01）5.9で与
えられる組成の成型物を1110℃で１時間焼結し、
1100℃から600℃まで５分間で冷却し、ひき続き
室温にまで冷却した。このものを500℃に昇温
し、同温度で１時間保持した後300℃まで30分、
２時間または８時間を要して徐冷（時効処理）し
たところ、下記の特性であつた。
与えられる組成の成型物５Kgを1100℃で１時間焼
結し、1100℃より600℃までを20分間で冷却し、
ついで600℃より300℃まで６時間かけて徐冷し、
下記の特性を得た。 （バラツキ範囲） ４πIm8300G……8280〜8300 iHc5600Oe………5550〜5640 （BH）max15.2MGOe……15.0〜15.2 実施例 10 Ce0.85Sm0.15（Co0.712Fe0.15Cu0.13Ti0.008）6.0で
与えられる組成の成型物を1115℃で１時間焼結
し、1100℃〜600℃までを16分で冷却した。つぎ
に500℃に30分保持し、300℃まで２時間要して時
効処理したところ、下記の特性であつた。 ４πIm8300〜8400G iHc6400〜6500Oe （BH）max15.6〜16.2MGOe なお、比較のため上記の時効処理を行わなかつ
たところ、下記の特性であつた。 ４πIm8300〜8450G iHC4000〜4400Oe （BH）max11.8〜13.0MGOe 実施例 11 Ce0.85Sm0.15（Co0.70Fe0.16Cu0.13Zr0.01）5.9で与
えられる組成の成型物を1110℃で１時間焼結し、
1100℃から600℃まで５分間で冷却し、ひき続き
室温にまで冷却した。このものを500℃に昇温
し、同温度で１時間保持した後300℃まで30分、
２時間または８時間を要して徐冷（時効処理）し
たところ、下記の特性であつた。
【表】
ある。
第１図は参考例１の場合の保持温度と保磁力と
の関係、第２図および第３図は実施例１の場合の
冷却時間と保磁力との関係、第４図は臨界冷却時
間を定義するための概念図、第５図は実施例２の
場合のｗ値の変動と臨界冷却時間（分）との関
係、第６図は実施例２の場合のｗ値の変動と特性
の関係をそれぞれ示したものである。
の関係、第２図および第３図は実施例１の場合の
冷却時間と保磁力との関係、第４図は臨界冷却時
間を定義するための概念図、第５図は実施例２の
場合のｗ値の変動と臨界冷却時間（分）との関
係、第６図は実施例２の場合のｗ値の変動と特性
の関係をそれぞれ示したものである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 一般式 Ce1-uSmu（Co1-x-y-wCuxFeyMw）z （式中のＭはZrおよびTiの少くとも１種であ
り、0.05≦ｕ＜0.5、0.09≦ｘ≦0.14、0.05≦ｙ
≦0.25、 0.003≦ｗ≦0.015、5.8≦ｚ≦6.8である）で
示される合金粉末の成型物を1100〜1200℃で焼
結する工程、 (ロ) 1100℃から600℃までを５〜50分を要して冷
却する工程、および (ハ) 400℃〜650℃に保持した該焼結体を300℃ま
で２時間以上要して時効処理する工程、 からなる希土類含有永久磁石材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6235179A JPS55154706A (en) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | Manufacture of rare earth element and cobalt material for permanent magnet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6235179A JPS55154706A (en) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | Manufacture of rare earth element and cobalt material for permanent magnet |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55154706A JPS55154706A (en) | 1980-12-02 |
| JPS6245686B2 true JPS6245686B2 (ja) | 1987-09-28 |
Family
ID=13197607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6235179A Granted JPS55154706A (en) | 1979-05-21 | 1979-05-21 | Manufacture of rare earth element and cobalt material for permanent magnet |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55154706A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58132905A (ja) * | 1982-02-02 | 1983-08-08 | Seiko Epson Corp | 永久磁石の製造方法 |
| CN102436888A (zh) * | 2011-12-21 | 2012-05-02 | 钢铁研究总院 | 一种铈基1:5永磁材料及制备方法 |
-
1979
- 1979-05-21 JP JP6235179A patent/JPS55154706A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55154706A (en) | 1980-12-02 |
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