JP2002500436A - 高い固有誘導を有する等方性稀土類材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 その残留磁気の少なくとも3分の2の固有磁気誘導を有する等方性磁性合金粉体およびその製造法を提供する。該粉体は、約15〜35重量%の１種以上の稀土類金属、約0.5〜4.5重量%のホウ素、および約0〜20重量%のコバルト、ならびに残部としての鉄を含んでなる組成を有する合金から製造する。該合金粉体は、一定量の合金を、好ましくはオリフィスとホイールの間が1.5インチ未満の距離での、不活性環境における溶融および紡糸によりリボンにした後、そのリボンを粉砕して粉体とし、その粉体を焼きなましするプロセスにより製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】発明の分野 本発明は、一般に、等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料に関し、さらに詳しく
は、高い固有誘導を有する等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料およびその製造法
に関する。

【０００２】発明の背景 高い固有誘導を有する等方性磁性材料が望まれている。より高い固有誘導とは
より高い磁束を意味し、これにより、かかる材料からより薄くかつ軽い磁石を製
造することができる。より薄くかつ軽い磁石の使用は多くの用途で望まれている
。

【０００３】 しかしながら、現在入手可能な等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料では、相対
的に固有誘導が低い。例えば、商業的に入手可能なMagnequench International
社製の等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性粉体 MQP-Bは9kOeの固有保磁力を有する。
この固有保磁力値の3分の2（すなわち約6kOe）で粉体の固有磁気誘導値は約4.5k
Gである。この粉体の公称残留磁気値は約8.2kGである。従って、この粉体の4.5k
Gという固有磁気誘導は、その残留磁気値の約55%にすぎない。磁性材料の固有磁
気誘導値がその残留磁気値の高割合であることが望ましい。

【０００４】 よって、本発明の目的は、より高い固有誘導値を有する等方性稀土類−ホウ素
−鉄磁性材料を提供することであり；さらに、 かかる材料の製造法を提供することがもう1つの目的である。

【０００５】発明の概要 本発明は、その固有保磁力の3分の2で測定し、かつ消磁補正率を考慮しない場
合、その残留磁気の少なくとも3分の2の固有磁気誘導を有する等方性稀土類−ホ
ウ素−鉄磁性材料を提供する。好ましくは、本発明の磁性材料は、約15〜35重量
%の１種以上の稀土類金属、約0.5〜4.5重量%のホウ素、および約0〜20重量%のコ
バルト、ならびに残部としての鉄を含んでなる組成を有する合金から製造される
ものである。

【０００６】 好ましい実施形態では、本発明の磁性材料は、不活性環境下での溶融紡糸工程
により、合金からリボンをまず成形することによって製造される。好ましくは、
この工程で所望の磁気特性を得るために、オリフィスとホイールとの間の距離を
1.5インチ未満に維持する。次いで、この溶融紡糸工程により得られたリボンを 粉砕して粉体とし、400℃を超える温度で、好ましくは少なくとも600℃で焼きな
まし（anneal）する。

【０００７】 本発明のこれらおよび他の目的、特徴並びに利点は、以下の詳細な説明および
添付図面から、より明らかとなるであろう。

【０００８】発明の詳細な説明 本発明は、その固有保磁力の3分の2で測定した場合に、その残留磁気値の少な
くとも3分の2の固有誘導を有する等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料とその製造
法を提供する。好ましくは、該固有誘導値は、その固有保磁力の3分の2で測定し
た場合に、その残留磁気の少なくとも70%、さらに好ましくは少なくとも75%であ
る。

【０００９】 本発明に従えば、等方性磁性材料は、約15〜35重量%の１種以上の稀土類金属 、約0.5〜4.5重量%のホウ素、および約0〜20重量%のコバルト、ならびに残部と しての鉄を含んでなる組成を有する合金から製造される。本発明の等方性磁性材
料は、溶融紡糸（melt spinning）工程により製造される。本発明に従えば、該 溶融紡糸工程では、オリフィスとホイールとの間の距離を1.5インチ未満として リボンを成形することが好ましい。次いで、このリボンを破砕して粉体にし、そ
れを400℃を超える温度で焼きなましする。好ましくは、焼きなまし温度は少な くとも600℃である。本発明に従って得られた等方性磁性材料は、その固有保磁 力の3分の2で測定し、かつ消磁補正率を考慮しない場合、その残留磁気の少なく
とも3分の2の固有誘導を示す。

【００１０】 本発明の等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料は、限定されるものではないが、
リボン、粉体または磁石などの多くの異なる形態をとり得ることを理解すべきで
ある。

【００１１】 例として、図１は従来の等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料（曲線１）、およ
びより高い固有誘導を有する本発明の磁性材料（曲線２）それぞれの消磁曲線を
示している。例として、従来の等方性磁性材料は、その消磁曲線が曲線１で示さ
れるように、約9kOeの固有保磁力と約8.25kGの残留磁気、Brを有する。このよう
に、その固有保磁力の3分の2で測定する場合、かかる従来の磁性材料はその残留
磁気の3分の2（約5.5kG）に満たない約5.25kGの固有誘導、Bd1しか示さない。こ
れに対し、本発明の等方性磁性粉体は、曲線２で示される消磁曲線を有し、同等
の固有保磁力（約9kOe）と残留磁気（約8.25kG）を有する。しかしながら、本発
明の粉体は、より高い固有誘導を示している。その固有誘導、Bd2は、その固有 保磁力の3分の2で測定した場合、約6.25kGであり、その残留磁気の3分の2（約5.
5kG）を上回っている。

【００１２】 本発明の等方性磁性材料の形成に用いられる合金には、他の元素もまた約2重 量%までの少量で、単独または組合せで存在してもよい。これらの元素としては 、限定されるものではないが、タングステン、クロム、ニッケル、アルミニウム
、銅、マグネシウム、マンガン、ガリウム、ニオブ、バナジウム、モリブデン、
チタン、タンタル、ジルコニウム、炭素、錫およびカルシウムが挙げられる。典
型的には、ケイ素もまた酸素および窒素と同様に少量存在する。

【００１３】 以下、実施例により本発明をさらに説明するが、これは本発明を例示するもの
であり、何ら限定するものではない。

【００１４】実施例 実施例１： 稀土類28.2重量%、ホウ素0.92重量%、コバルト5.0重量%、残部としての鉄を有
する公称組成の合金を、アルゴン雰囲気下、32m/秒で溶融紡糸した。次いで、こ
の溶融紡糸工程から生じたリボンを粉砕して40メッシュより小さな粉体とした。
さらに、それをアルゴン環境中、600℃で4分間焼きなましした。この粉体の測定
消磁曲線を図２に示した。該粉体の磁気特性は次の通りである： Br（残留磁気） 8.55kG Hci（固有保磁力） 9.75kOe BHmax（エネルギー積） 14.2MGOe Bd（Hciの2/3で測定した固有誘導） 6.0kG。 上記のように、上記粉体の固有誘導値は、その残留磁気の約70%であり、その 残留磁気値の3分の2を上回っている。

【００１５】 本明細書では、特に断りのない限り、磁性材料の固有誘導、Bdとは、常にその
固有保磁力、Hciの2/3で測定した固有誘導をいう。

【００１６】 上記磁気特性を決定する際に、消磁補正率は用いなかった。消磁補正率を用い
た場合、これらの値は次の通りである： Br 9.16kG Hci 9.75kOe BHmax 17.3MGOe Bd 7.3kG。 消磁補正率を考慮して決定した場合、上記粉体の固有誘導がその残留磁気の約
80%であることに留意すべきである。

【００１７】実施例２： 実施例１に示された組成の合金を、ヘリウム雰囲気下、20m/秒で溶融紡糸した
。この溶融紡糸工程から得られたリボンを粉砕して粉体とし、630℃で4分間焼き
なましした。この粉体の磁気特性（消磁補正率を用いない）は次の通りである： Br 8.4kG Hci 9.44kOe Bd 5.676kG。 この場合もまた、上記粉体の固有誘導は、その残留磁気の3分の2を上回ってい
る。

【００１８】実施例３： 実施例１に示された組成の合金を、不活性環境下、36m/秒で溶融紡糸した。こ
の工程中、オリフィスとホイールとの間の距離は１インチに維持した。この工程
により形成されたリボンを粉砕して粉体とし、温度640℃で4分間焼きなましした
。この粉体の磁気特性（消磁補正率を考慮しない）は次の通りである： Br 8.48kG； Hci 9.87kOe； BHmax 14.4MGOe；および Bd 6.4kG。 この場合の固有誘導は、その残留磁気の75%を上回っている。

【００１９】 上記実施例から分かるように、本発明の等方性磁性粉体の固有誘導値は、その
残留磁気値の3分の2を上回っている。好ましくは、該固有誘導値は、その残留磁
気の70%を上回り、さらに好ましくはその残留磁気の75%を上回っている。これに
対し、稀土類、ホウ素および鉄の従来の等方性粉体は、その残留磁気の3分の2よ
り低い固有誘導値を有する。

【００２０】 本発明に従えば、溶融紡糸工程は、減圧、アルゴン、ヘリウム等のような、い
かなる不活性環境下でも行ってよい。好ましくは、溶融紡糸工程中、ノズルのホ
イールまでの距離が1.5インチを超える場合には、得られる粉体の磁気特性が低 下するため、かかる距離は1.5インチ未満とする。

【００２１】 本発明の範囲は、本発明の各態様の単なる例示を意図した上記の特定の実施形
態に限定されるものではない。本発明の種々の改変、ならびに本明細書に示され
、記載されたものは、上記の説明および添付図面より当業者には明らかとなるで
あろう。かかる改変は添付の請求項の範囲内にある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来の等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料、およびより高い固有磁気誘導を呈
する本発明の等方性稀土類−ホウ素−鉄磁性材料それぞれの消磁曲線を示す図で
ある。

【図２】 実施例１に記載される本発明の磁性材料の測定消磁曲線を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グリーン，ウィリアム，レイ アメリカ合衆国 46064 インディアナ州， ペンドレトン，サウス 675 ウェスト 6649 (72)発明者 ヤング，ケビン，アレン アメリカ合衆国 46928 インディアナ州， フェアモント，ウェスト 1100 サウス 5700 Ｆターム(参考） 5E040 AA04 AA19 CA01 HB11 HB17 NN01 NN17 NN18

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 １種以上の稀土類金属、ホウ素および鉄を含んでなる等方性
   磁性材料であって、その固有保磁力の3分の2で測定し、かつ消磁補正率を考慮し
   ない場合、その残留磁気の少なくとも3分の2の固有磁気誘導を有する前記材料。
2. 【請求項２】 約15〜35重量%の１種以上の稀土類金属、約0.5〜4.5重量%の
   ホウ素、および約0〜20重量%のコバルト、ならびに残部としての鉄を含んでなる
   組成を有する合金から製造されるものである、請求項１記載の磁性材料。
3. 【請求項３】 前記固有磁気誘導がその残留磁気の少なくとも70%である、 請求項１記載の磁性材料。
4. 【請求項４】 前記固有磁気誘導がその残留磁気の少なくとも75%である、 請求項１記載の磁性材料。
5. 【請求項５】 溶融紡糸工程を含んでなるプロセスにより製造される、請求
   項１記載の磁性材料。
6. 【請求項６】 前記溶融紡糸工程においてオリフィスおよびホイールを使用
   し、該オリフィスと該ホイールの間の距離が1.5インチ未満である、請求項５記 載の磁性材料。
7. 【請求項７】 前記プロセスがさらに、前記溶融紡糸工程の後に、該溶融紡
   糸工程により得られたリボンを粉砕して粉体とする工程を含んでなる、請求項５
   記載の磁性材料。
8. 【請求項８】 前記プロセスがさらに、リボンを粉砕して粉体とする前記工
   程の後に、該粉体を焼きなましする工程を含んでなる、請求項７記載の磁性材料
   。
9. 【請求項９】 前記焼きなましが600℃を超える温度で行われる、請求項８ 記載の磁性材料。
10. 【請求項１０】 約15〜35重量%の１種以上の稀土類金属、約0.5〜4.5重量%
    のホウ素、および約0〜20重量%のコバルト、ならびに残部としての鉄を含んでな
    る組成を有する合金から製造される等方性磁性材料であって、その固有保磁力の
    3分の2で測定し、かつ消磁補正率を考慮しない場合、その残留磁気の少なくとも
    3分の2の固有磁気誘導を有し、溶融紡糸プロセスにより製造される前記材料。
11. 【請求項１１】 前記溶融紡糸プロセスにおいてオリフィスおよびホイール
    を使用し、該オリフィスと該ホイールの間の距離が1.5インチ未満である、請求 項１０記載の等方性磁性材料。
12. 【請求項１２】 約15〜35重量%の１種以上の稀土類金属、約0.5〜4.5重量%
    のホウ素、および約0〜20重量%のコバルト、ならびに残部としての鉄を含んでな
    る組成を有する合金から製造される等方性磁性材料であって、その固有保磁力の
    3分の2で測定し、かつ消磁補正率を考慮しない場合、その残留磁気の少なくとも
    3分の2の固有磁気誘導を有し、該合金を、オリフィスとホイールの間が1.5イン チ未満の距離での、溶融および紡糸によりリボンにする溶融紡糸工程の後、該リ
    ボンを粉砕して粉体とし、該粉体を焼きなましする溶融紡糸プロセスにより製造
    される前記磁気材料。
13. 【請求項１３】 前記リボンが40メッシュより小さな粉体へと粉砕される、
    請求項１２記載の等方性磁性材料。
14. 【請求項１４】 前記焼きなましが少なくとも600℃の温度で行われる、請 求項１２記載の等方性磁性材料。