(57)【要約】      （修正有）【課題】製造コストが比較的に低く、正の残留磁気の温度係数が得られるサマリウムコバルト磁石の製造方法を提供する。【解決手段】サマリウムコバルト磁石の製造方法は、合金粉と合金粉重量に準じる0.1〜0.35wt％のジルコニウム粉を混合して混合物を形成するステップを含む。合金粉は、10.5〜13.5wt％サマリウム、12.5〜15.5wt％ガドリニウム、50〜55wt％コバルト、13〜17wt％鉄、4〜10wt％銅および2〜7wt％ジルコニウムからなる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
合金粉とジルコニウム粉を混合して混合物を形成した後、後処理を経てサマリウムコバルト磁石を得るステップを含むサマリウムコバルト磁石の製造方法であって、
合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなり、
サマリウム              10.5〜13.5wt％、
ガドリニウム            12.5〜15.5wt%、
コバルト                50〜55wt%、
鉄                      13〜17wt％、
銅                      4〜10wt％、および
ジルコニウム            2〜7wt%
（前記の原料の重量%の合計は100wt％である）、
ジルコニウム粉は合金粉の重量の0 .1〜0 .35wt％であるサマリウムコバルト磁石の製造方法。
【請求項２】
合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
サマリウム              11.5〜13wt％、
ガドリニウム            13〜14.5wt%、
コバルト                50〜53wt%、
鉄                      15〜17wt％、
銅                      6〜10wt％、および
ジルコニウム            2〜5wt%
（前記の原料の重量%の合計は100wt％である。）
【請求項３】
合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
サマリウム              12.5〜13wt％、
ガドリニウム            13〜13.5wt%、
コバルト                50〜51wt%、
鉄                      15〜16wt％、
銅                      6〜8wt％、および
ジルコニウム            2〜3wt%
（前記の原料の重量%の合計は100wt％である。）
【請求項４】
ジルコニウム粉は合金粉の重量の0.1〜0.2wt％であることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項５】
前記の合金粉的平均粒子径は3〜5μmであり、かつ、前記ジルコニウム粉の平均粒子径は1〜10μmであることを特徴とする請求項1に記載の製造方法。
【請求項６】
前記の後処理は、磁界中成形ステップ、静水圧プレスステップ、焼結溶体化ステップ、および、時効処理ステップを含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれに記載の製造方法。
【請求項７】
磁界中成形ステップは混合物を磁界中プレス装置にて配向成形し、密度が3.8〜4.5g/cm3のグリーン体を得るステップであり、
静水圧プレスステップは、成形体をプラスチック袋で包み、真空排気後、静水圧プレス装置にて冷間静水圧プレスを行い、15〜24MPaで10〜30sプレスし、密度が4.8〜5.4g/cm3の生グリーン体を得るステップであることを特徴とする請求項6に記載の製造方法。
【請求項８】
焼結溶体化ステップは、前記生グリーン体を真空焼結炉内に置き、真空度≦0.2Paになるまで真空排気し、徐々に昇温し、かつ、1210〜1230℃で0.5〜1h焼結し、1200〜1180℃まで冷却し、2〜6h溶体化処理し、かつ20〜30℃まで急速に空冷するステップであり、
時効処理ステップは、800〜850℃に昇温し、10〜20h温度維持して、0.5〜0.8℃/minで350〜450℃に冷却し、4〜10h温度維持し、かつ、20〜30℃に空冷し、前記サマリウムコバルト磁石を得るステップであることを特徴とする請求項7に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項1〜8のいずれに記載の製造方法から得られたサマリウムコバルト磁石であって、前記のサマリウムコバルト磁石は、20〜200℃での残留磁気の温度係数が正数であり、150℃での残留磁気は7 .8KGs以上であり、かつ、150℃での保磁力は20KOe以上であることを特徴とするサマリウムコバルト磁石。
【請求項１０】
200℃での残留磁気は8.2KGs以上であり、200℃での保磁力が17KOe以上であることを特徴とする請求項9に記載のサマリウムコバルト磁石。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サマリウムコバルト磁石およびその製造方法に関し、特に、正の残留磁気の温度係数（Temperature Coefficient of Br）を有するサマリウムコバルト磁石およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐高温磁性材料は、重要な基礎的金属機能材料である。現在、市販のサマリウムコバルト磁石(例えばSm2Co17磁石)は、通常負の残留磁気の温度係数を有し、例えばα(Br)＝-0.011%、すなわち、温度が高くなると残留磁気が低下する。
【０００３】
CN101882494Aには、質量百分率でサマリウムが10〜25%、コバルトが45〜55%、鉄が10〜20%、銅が3〜9%、ジルコニウムが1〜3%、重希土類元素が5〜15%であるサマリウムコバルト系焼結磁石材料の製造方法が開示されている。上記の方法では、各原料を直接混合し、かつ、実施例中のサマリウム含有量が多いすぎるため、残留磁気の温度係数が負であり、例えば、-0.005〜-0.03％/℃である。CN103325513Aには、サマリウムが24.5％〜26％、コバルトが52％〜56％、鉄が7.5％〜12％、銅が6.5％〜8％、ジルコニウムが2％〜4％であるサマリウムコバルト系焼結磁石材料の製造方法が開示されている。CN102290180Aには、各成分がサマリウム14〜20％，コバルト45〜50％，鉄12〜16％，銅3〜7％，ジルコニウム1〜3％，重希土類元素5〜15％である希土類永久磁石材料の製造方法が開示されている。前述した方法は、各原料を直接混合し、かつサマリウム含有量が比較的に高いため、残留磁気の温度係数が負数である。
【０００４】
CN107564645Aには、低い残留磁気の温度係数を有する高温用サマリウムコバルト永久磁石材料の製造方法が開示され、当該永久磁石材料の化学式はSm1-x-yErxLay(Co1-u-v-wFeuCuvZrw)zであり、そのうち、x＝0.00〜0.40、y＝0.00〜0.03、u＝0.10〜0.20、v＝0.06〜0.10、w＝0.02〜0.04、z＝7.4〜7.8である。前述した方法は、各原料を直接混合し、かつサマリウム含有量が比較的に高いため、残留磁気の温度係数が負数である(当該特許文献の請求の範囲に残留磁気の温度係数が正数であると記載されているが、実施例には負数であると記載されており、明らかに矛盾している)。
【０００５】
電気モータ、データセンサ、航空宇宙用の航空機部品などの特定の用途の場合、高温での残留磁気は温度変化の影響を受けないことが望ましい。もちろん、サマリウムコバルト磁石が正の残留磁気温度係数を具備すれば、より有利である。正の残留磁気の温度係数とは、温度が高くなるにつれて残留磁気が増加することを示している。
【０００６】
CN103065752Aには、真空誘導炉で合金A、Bをそれぞれ溶融し、ミリメートルオーダー級の粉末に粉砕した後、合金A、Bを一定の割合で調合し、媒体の保護下、合金A、Bをさらに粉砕し、十分に混合し、成形、焼結、溶体化処理、段階等温時効処理を施して、線形残留磁気の温度係数を有する永久磁石材料を調製することが開示されている。合金Aは重希土類を含まないサマリウムコバルト材料であるが、合金Bは重希土類(HRE)を含む材料である。前述した方法では、サマリウムコバルト磁石が20〜30℃から100℃までの範囲で線形残留磁気の温度係数を有することができるが、前述した方法では、2種類の合金粉を混合し、当該2種類の合金粉が単独で製造される必要があるため、製造コストが著しく増大する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、製造コストが比較的に低く、かつ、正の残留磁気の温度係数が得られるサマリウムコバルト磁石の製造方法を提供することを目的とする。さらに、当該方法により、高温での残留磁気が大きく、保磁力がより高いサマリウムコバルト磁石が得られる。本発明は、さらに前述した方法から得られたサマリウムコバルト磁石を提供することを目的とする。
【０００８】
本発明は、合金粉とジルコニウム粉とを混合して混合物を形成した後、後処理を経てサマリウムコバルト磁石を得るステップを含むサマリウムコバルト磁石の製造方法であって、
【０００９】
そのうち、合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなり、
【００１０】
サマリウム              10.5〜13.5wt％、
ガドリニウム            12.5〜15.5wt%、
コバルト                50〜55wt%、
鉄                      13〜17wt％、
銅                      4〜10wt％、および
ジルコニウム            2〜7wt%
【００１１】
（前記原料の重量%の合計は100wt％である。）
【００１２】
そのうち、ジルコニウム粉は、合金粉重量の0.1〜0.35wt％であるサマリウムコバルト磁石の製造方法を提供する。
【００１３】
本発明の製造方法によれば、好ましくは合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなる。
【００１４】
サマリウム              11.5〜13wt％、
ガドリニウム            13〜14.5wt%、
コバルト                50〜53wt%、
鉄                      15〜17wt％、
銅                      6〜10wt％、および
ジルコニウム            2〜5wt%
【００１５】
（前記の原料の重量%の合計は100wt％である。）
【００１６】
本発明の製造方法によれば、好ましくは合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなる。
【００１７】
サマリウム              12.5〜13wt％、
ガドリニウム            13〜13.5wt%、
コバルト                50〜51wt%、
鉄                      15〜16wt％、
銅                      6〜8wt％、および
ジルコニウム            2〜3wt%
【００１８】
前記の原料の重量%の合計は100wt％である。
【００１９】
本発明の製造方法によれば、好ましくはジルコニウム粉が合金粉重量の0.1〜0.2wt％である。
【００２０】
本発明の製造方法によれば、好ましくは前記の合金粉の平均粒子径が3〜5μmであり、かつ、前記のジルコニウム粉の平均粒子径が1〜10μmである。
【００２１】
本発明の製造方法によれば、好ましくは前記の後処理は、磁界中成形ステップ、静水圧プレスステップ、焼結溶体化ステップ、および、時効処理ステップを含む。
【００２２】
本発明の製造方法によれば、好ましくは、磁界中成形ステップは混合物を磁場中プレス装置にて配向成形し、密度が3.8〜4.5g/cm3のグリーン体を得るステップであり、静水圧ステップは前記グリーン体をプラスチック袋で包み、真空排気した後、静水圧プレス装置にて冷間静水圧プレスを行い、15〜24MPaで10〜30sをプレスして、密度が4.8〜5.4g/cm3の生グリーン体を得るステップである。
【００２３】
本発明の製造方法によれば、好ましくは焼結溶体化ステップは、前記の生グリーン体を真空焼結炉に置き、真空度≦0.2Paになるまで真空排気し、徐々に昇温し、かつ1210〜1230℃で0.5〜1h焼結し、そして1200〜1180℃まで冷却し、2〜6h溶体化処理し、かつ20〜30℃まで急速に空冷するステップであり、時効処理ステップは、800〜850℃に昇温し、10〜20h温度維持して、0.5〜0.8℃/minで350〜450℃に冷却し、そして4〜10h温度維持し、かつ、20〜30℃までに空冷し、前記サマリウムコバルト磁石を得るステップである。
【００２４】
本発明は、さらに前述した製造方法にて得られたサマリウムコバルト磁石であって、20〜200℃での残留磁気の温度係数が正数であり、150℃での残留磁気が7.8KGs以上、かつ、150℃での保磁力が20KOe以上であるサマリウムコバルト磁石を提供するものである。
【００２５】
本発明のサマリウムコバルト磁石によれば、好ましくは200℃での残留磁気が8.2KGs以上であり、200℃での保磁力が17KOe以上である。
【００２６】
本発明は合金粉とジルコニウム粉とを直接混合し、かつサマリウム、ガドリニウムの含有量を制御することにより、正の残留磁気の温度係数を有するサマリウムコバルト磁石が得られ、かつ製造コストが比較的に低くなる。さらに、本発明は、各原料の使用量の調節及び後処理ステップにより、高温での残留磁気が大きく保磁力が高いサマリウムコバルト磁石が得られる。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明を具体的な実施形態についてさらに説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【００２８】
本発明における「残留磁気の温度係数」は磁石が許容する作業範囲内で、磁石の周囲の温度が1℃毎に変化する際に、残留磁束密度が変化する割合を示している。
2020120112.tif 000002
【００２９】
本発明における「残留磁気」とは、飽和ヒステリシスループにおける磁界強度がゼロである際に対応する磁束密度の値を指し、通常BrまたはMrと表記し、単位はテスラ(T)またはガウス(Gs)である。1T＝10KGs。
【００３０】
本発明における「保磁力」とは、磁石の飽和磁化状態から、磁界を単調にゼロまで減少させ、かつ逆方向に増加させることにより、その磁化強さが飽和ヒステリシスループに沿ってゼロまで減少させる場合の磁界強度を指し、通常Hcjと表記し、単位はエルステッド(Oe)である。1Oe＝79.6A/m。
【００３１】
本発明における「不活性雰囲気」は、磁石と反応せず、かつその磁性に影響を与えない雰囲気である。本発明において、前記「不活性雰囲気」は、窒素ガスまたは不活性ガス(ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン)からなる雰囲気を含む。
【００３２】
本発明における「真空」は、絶対真空度が0.1Pa以下、好ましくは0.01Pa以下、より好ましくは0.001Pa以下である。本発明において、絶対真空度の数値が小さいほど、真空度が高いことを示す。
【００３３】
本発明における「平均粒子径」とは、D50粒度をいい、粒度分布曲線における累積分布が50%となる最大粒子の等価直径を示す。
【００３４】
本発明における製造方法は、混料ステップと後処理ステップとを含み、混料ステップの前に、さらに溶融ステップや製粉ステップ等を含んでもよい。以下、詳細に説明する。
【００３５】
＜溶融ステップ＞
【００３６】
溶融ステップにおいて、磁石原料を溶融し、溶融された磁石原料を母合金に形成する。磁石原料および得られた母合金の酸化を防止するために、溶融は真空または不活性雰囲気に行うことが最も好ましい。溶融は、好ましくは、インゴットプロセスまたはストリップキャストプロセスが用いられる。インゴットプロセスは、溶融された磁石原料を冷却凝固して母合金を作成する方法である。ストリップキャストプロセスは、溶融後の磁石原料を急速に冷却して凝固して母合金に振り上げる方法である。本発明の溶融は、高真空高周波誘導炉にて行う。溶融温度は1100〜1600℃であってもよく、好ましくは1450〜1500℃である。本発明の母合金は、厚度が0.01〜5mmであり、好ましくは0.1〜1mmであり、より好ましくは0.25〜0.35mmであり、酸素含有量は2000ppm以下であり、好ましくは1500ppm以下であり、より好ましくは1200ppm以下である。本発明の1つの実施形態によれば、磁石原料を混合し、高真空高周波誘導炉にて溶融し、溶融が完了した後1450〜1460℃で引き続き温度を3〜5min維持し、そして金型内に流し込み、冷却して母合金が得られる。
【００３７】
＜製粉ステップ＞
【００３８】
製粉ステップにおいて、溶融により得られた母合金を合金粉に破碎する。母合金およびこれを破碎してなる粗粉および合金粉の酸化を防止するため、製粉は、真空または不活性雰囲気で行うことが最も好ましい。製粉プロセスは、下記の粗碎プロセスおよび粉磨きプロセスを含む。粗碎プロセスは、母合金を比較的粒度の大きい粗粉に破砕するためのプロセスであり、粉磨きプロセスは、粗砕ステップで得られた粗粉を合金粉に磨くためのプロセスである。
【００３９】
粗碎ステップは、機械破砕プロセスを用いる。機械破砕プロセスは、機械破碎装置にて母合金を粗粉に破碎するプロセスであり、前記機械破砕装置は、ジョークラッシャやハンマークラッシャから選ばれたものである。粗碎プロセスから得られた粗粉は、平均粒子径が10mm以下であり、より好ましくは1000μm以下であり、さらに好ましくは500μm以下である。
【００４０】
粉磨きステップは、ボールミルプロセスおよび/またはジェットミルプロセスを用いる。ボールミルプロセスは、機械ボールミル装置で前記粗粉を合金粉に破碎するプロセスである。前記机械ボールミル装置は、転動ボールミル、振動ボールミルまたは高エネルギーボールミルから選択されるものである。ジェットミルプロセスは、粗粉を気流により加速した後に互いに衝突させて破砕するプロセスである。前記の気流は、窒素ガス流であってもよく、好ましくは高純度窒素ガス流である。前記の高純度窒素ガス流におけるN2含有量は、99.0wt％以上であってもよく、好ましくは99.9wt％以上である。前記のガス流の圧力は0.1〜2.0MPaであってもよく、好ましくは0.5〜1.0MPaであり、より好ましくは0.6〜0.7MPaである。粉磨きプロセスにて得られた合金粉は、平均粒子径が3〜5μmであり、好ましくは3.5〜4.5μmであり、より好ましくは3.5〜4μmである。ジェットミル選別輪の回転数を調整することにより、適正粒径の合金粉が得られる。
【００４１】
＜混料ステップ＞
【００４２】
混料ステップにおいて、合金粉とジルコニウム粉とを混合して混合物を形成する。本発明は、従来技術に比べて、1種類の合金粉のみを製造し、ジルコニウム粉は市販されている製品を使用すればよいため、生産率が高く、かつコストが低減される。合金粉の合計重量に準じて、前記合金粉は下記の原料からなる。
【００４３】
サマリウム              10.5〜13.5wt％、
ガドリニウム            12.5〜15.5wt%、
コバルト                50〜55wt%、
鉄                      13〜17wt％、
銅                      4〜10wt％、および
ジルコニウム            2〜7wt%
【００４４】
好ましくは、前記合金粉は下記の原料からなる。
【００４５】
サマリウム              11.5〜13wt％、
ガドリニウム            13〜14.5wt%、
コバルト                50〜53wt%、
鉄                      15〜17wt％、
銅                      6〜10wt％、および
ジルコニウム            2〜5wt%
【００４６】
より好ましくは、前記合金粉は下記の原料からなる。
サマリウム              12.5〜13wt％、
ガドリニウム            13〜13.5wt%、
コバルト                50〜51wt%、
鉄                      15〜16wt％、
銅                      6〜8wt％、および
ジルコニウム            2〜3wt%。
前記の原料の重量％の合計は100wt％である。
【００４７】
本発明の１つの実施形態によれば、前記合金粉は、下記の原料からなる。
サマリウム              13wt％、
ガドリニウム            13wt%、
コバルト                50wt%、
鉄                      15wt％、
銅                      6wt％、および
ジルコニウム            3wt%
【００４８】
本発明の別の実施形態によれば、前記合金粉は、下記の原料からなる。
サマリウム        12wt％、
ガドリニウム            14wt%、
コバルト                50wt%、
鉄                      15wt％、
銅                      6wt％、および
ジルコニウム            3wt%
【００４９】
混料ステップにおいて、ジルコニウム粉は合金粉重量の0.1〜0.35wt％である。好ましくはジルコニウム粉が合金粉重量の0.1〜0.3wt％である。より好ましくは、ジルコニウム粉が合金粉重量の0.1〜0.2wt％である。このようにすれば、サマリウムコバルト磁石の残留磁気と保磁力とのバランスを取ることができる。混料時間は特に限定されるものではなく、例えば、180〜300minである。合金粉は、平均粒子径が3〜5μmであってもよく、好ましくは3.5〜4.5μmであり、より好ましくは3.5〜4μmである。ジルコニウム粉は、平均粒子径が1〜10μmであり、好ましくは2〜8μmであり、より好ましくは3〜5μmである。このようにすれば、両者の粒度の整合性の改善に有利であり、後の焼結磁石の残留磁気の温度係数を正数に保つのに有効である。
【００５０】
＜磁界中成形および静水圧プレスステップ＞
【００５１】
磁界中成形および静水圧プレスステップにおいて、配向磁界の作用で、製粉ステップにて得られた混合物をグリーン体にプレスし、そして静水圧プレスを経て生グリーン体を形成する。混合物の酸化を防止するために、磁界中成形および静水圧プレスステップは、真空または不活性雰囲気で行うことが最も好ましい。
【００５２】
磁粉プレスプロセスは、モールドプレスプロセスを用いる。配向磁界方向と磁粉プレス方向は、互いに平行的に配向または互いに垂直的に配向する。配向磁界の強度は、特に限定されたものではなく、必要に応じて設定すればよい。本発明の好ましい実施形態によれば、配向磁界の強度は少なくとも1特斯拉(T)であり、より好ましくは少なくとも1.5Tであり、より好ましくは2T以上である。圧力は3MPa以上であってもよく、好ましくは3.5MPa以上であり、より好ましくは5MPa以上である。磁界中成形にて得られたグリーン体は、密度が3.8〜4.5g/cm3であり、好ましくは3.9〜4.2g/cm3である。
【００５３】
静水圧プレスプロセスは、静水圧プレス機で行ってもよい。前記グリーン体をプラスチック袋で包み、真空排気後、静水圧プレス装置にて冷間静水圧プレスを行い、圧力が15〜24MPaであってもよく、好ましくは16〜23MPaであり、より好ましくは18〜20MPaである。プレス時間は、10〜30sであってもよく、好ましくは15〜25sである。静水圧プレスステップに得られた生グリーン体は、密度が4.8〜5.4g/cm3であってもよく、好ましくは5〜5.3g/cm3である。
【００５４】
＜焼結溶体化ステップ＞
【００５５】
焼結溶体化ステップにおいて、前記の生グリーン体を焼結成形し、溶体化処理し、焼結磁石を形成する。生グリーン体の酸化を防止するために、焼結溶体化ステップは、真空または不活性雰囲気でかつ真空焼結炉にて行うことが最も好ましい。焼結溶体化ステップは、真空度が1.0Paより低くでもよく、好ましくは0.5Paより低く、より好ましくは0.2Paより低い。焼結温度は、1100〜1300℃であってもよく、好ましくは1150〜1250℃であり、より好ましくは1210〜1230℃であり、焼結時間は、0.5〜1時間であってもよく、好ましくは0.6〜1時間であり、より好ましくは0.8〜1時間である。溶体化温度は、1100〜1300℃であってもよく、好ましくは1150〜1250℃であり、より好ましくは1180〜1200℃であり、溶体化処理時間は2〜6時間であってもよく、好ましくは3〜6時間であり、より好ましくは3〜5時間である。溶体化処理した後、磁石を急速に20〜30℃に空冷し、焼結磁石を形成する。
【００５６】
＜時効処理ステップ＞
【００５７】
焼結希土類磁石の酸化を防止するために、時効処理は真空または不活性雰囲気で行うことが最も好ましい。時効処理の温度は、300〜900℃であってもよく、好ましくは400〜550℃であり、時効処理の時間は5〜28時間であってもよく、好ましくは8〜26時間であり、より好ましくは10〜25時間である。本発明の1つの実施形態によれば、焼結磁石を800〜850℃、好ましくは800〜830℃に昇温し、10〜20h、好ましくは10〜15h温度を維持し、0.5〜0.8℃/min、好ましくは0.5〜0.6℃/minで350〜450℃、好ましくは350〜400℃に冷却し、4〜10h、好ましくは5〜8h温度を維持し、かつ、20〜30℃に空冷し、サマリウムコバルト磁石を得る。
【００５８】
本発明の１つの実施形態によれば、合金粉と合金粉重量に対する0.1〜0.35wt％のジルコニウム粉とを混合して混合物を形成し、前記合金粉はサマリウム10.5〜13.5wt％、ガドリニウム12.5〜15.5wt％、コバルト50〜55wt％、鉄13〜17wt％、銅4〜10wt％およびジルコニウム2〜7wt％からなり、混合物を磁界中プレス機に配向成形し、密度3.8〜4.5g/cm3のグリーン体を作成し、前記グリーン体をプラスチック袋で包み、真空排気し、そして静水圧プレス装置で冷却静水圧プレスを行い、15〜24MPaで10〜30sプレスして密度が4.8〜5.4g/cm3の生グリーン体を作成し、前記生グリーン体を真空焼結炉に置き、真空度≦0.2Paになるまで真空排気し、徐々に昇温し、かつ、1210〜1230℃で0.5〜1h焼結し、そして1200〜1180℃まで冷却し、2〜6h溶体化処理し、かつ20〜30℃まで急速に空冷し、800〜850℃に昇温し、10〜20h温度を維持し、0.5〜0.8℃/minで350〜450℃まで冷却し、4〜10h温度を維持し、かつ、20〜30℃まで空冷し、前記のサマリウムコバルト磁石を得る。
【００５９】
＜サマリウムコバルト磁石＞
【００６０】
本発明のサマリウムコバルト磁石は、前述した製造方法によって取得することができる。サマリウムコバルト磁石は、20〜200℃での残留磁気の温度係数α(Br)が正数である。残留磁気の温度係数は、+0.005％より多く、より好ましくは+0.0055％より多い。150℃での残留磁気は7.8KGs以上であり、かつ、150℃での保磁力は20KOe以上である。好ましくは200℃での残留磁気が8.2KGs以上であり、200℃の保磁力が17KOe以上である。
【００６１】
以下、本発明にて得られた磁石の測定方法を説明する。
サマリウムコバルト磁石サンプルはD10×10 mmの標準カラムサンプルを作成し、飽和着磁し、中国科学計測研究院NIM-10000H検査システムで測定し、温度範囲が20〜200℃である。
【００６２】
実施例1〜3および比較例1〜2
溶融：表1のレシピに従ってサマリウム、ガドリニウム、コバルト、鉄、銅およびジルコニウム原料を高真空高周波誘導炉に溶融し、溶融した後1460℃で温度を5min維持し、そして、金型内に流し込み、冷却してサマリウムコバルト合金を得た。
【００６３】
製粉：サマリウムコバルト合金をジョークラッシャにて10mm以下(例えば500μm)の粗粉に機械的に破碎し、そして、高圧ジェットミルにより研磨して平均粒子径が3.5μmである合金粉を得た。
【００６４】
混料：表1のレシピに従って合金粉と平均粒子径5μmのジルコニウム粉とを200min混合して混合物を得た。
【００６５】
磁界中成形および静水圧プレス：混合物を磁界中プレス装置に磁界強度2T、圧力5MPaで配向成形し、密度が4g/cm3のグリーン体を得た。グリーン体をプラスチック袋で包み、真空排気し、そして、高圧静水圧プレス設備に冷静水圧プレスを行い、20MPaで圧力を30s維持し、密度5g/cm3の生グリーン体を得た。
【００６６】
焼結溶体化：生グリーン体を真空焼結炉に置き、真空度が0.1Paになるまで真空排気し、徐々に昇温し、かつ、1220℃で温度を1h維持し、そして1180℃まで冷却し、3h溶体化処理し、かつ、室温まで急速に空冷した。
【００６７】
時効処理：800℃まで昇温し、温度を15h維持し、0.6℃/minで400℃まで冷却し、温度を6h維持し、そして、室温まで空冷してサマリウムコバルト磁石を得た。得られた磁石の残留磁気性能は表1に示す。
【００６８】
2020120112.tif 000003
【００６９】
表1からわかるように、サマリウムガドリニウムの使用量を調整することにより、サマリウムコバルト磁石の高温での残留磁気を改善することを実現した。
【００７０】
実施例1A〜Bおよび比較例1A〜B
混料ステップにおけるジルコニウム粉の添加量を変え、その以外は実施例1と同じで、サマリウムコバルト磁石を得た。サマリウムとガドリニウムとの使用量およびジルコニウム粉の添加量は表2に示す。
【００７１】
2020120112.tif 000004
【００７２】
温度の変化に伴う残留磁気の変化は表2に示す。表2からわかるように、ジルコニウム粉の使用量を0.1〜0.35wt％に制御することにより、サマリウムコバルト磁石は、正の残留磁気の温度係数を有し、かつ、高温での残留磁気が大きくなった。
【００７３】
2020120112.tif 000005
温度の変化に伴う保磁力の変化は表3に示す。表3からわかるように、ジルコニウム粉の使用量を0.1〜0.35wt％制御することにより、サマリウムコバルト磁石は、比較的に高い保磁力を有することができる。
【００７４】
実施例2A〜Bおよび比較例2A〜B
混料ステップにおけるジルコニウム粉の添加量を変え、その以外の条件は実施例2と同じでサマリウムコバルト磁石を得た。サマリウムとガドリニウムとの使用量およびジルコニウム粉の添加量は表4に示す。
【００７５】
2020120112.tif 000006
温度の変化に伴う残留磁気の変化は表4に示す。表4からわかるように、ジルコニウム粉の使用量を0.1〜0.35wt％に制御することにより、サマリウムコバルト磁石は、正の残留磁気の温度係数を有し、かつ高温での残留磁気が比較的に大きくなった。
【００７６】
実施例3A〜Bおよび比較例3A〜C
混料ステップにおけるジルコニウム粉の添加量を変え、その以外の条件は実施例3と同じで、サマリウムコバルト磁石を得た。サマリウムとガドリニウムとの使用量およびジルコニウム粉の添加量は表５に示す。
【００７７】
2020120112.tif 000007
【００７８】
温度の変化に伴う残留磁気の変化は表5に示す。表5からわかるように、ジルコニウム粉を添加しないサンプルに比べて、ジルコニウム粉を添加することにより、サマリウムコバルト磁石を正の残留磁気の温度係数を有することができる。ジルコニウム粉の使用量を0.1〜0.35wt％に制御することにより、サマリウムコバルト磁石は高温での残留磁気が比較的に大きくなった。
【００７９】
2020120112.tif 000008
【００８０】
温度の変化に伴う保磁力の変化は表6に示す。表６からわかるように、ジルコニウム粉の使用量を0.1〜0.35wt％制御することにより、サマリウムコバルト磁石は、比較的に高い保磁力を有することができる。
【００８１】
比較例1C〜G
混料ステップにおけるジルコニウム粉の添加量を変え、その以外の条件は比較例１と同じでサマリウムコバルト磁石を得た。サマリウムとガドリニウムとの使用量およびジルコニウム粉の添加量は表7に示す。
【００８２】
2020120112.tif 000009
【００８３】
表７からわかるように、サマリウム、ガドリニウムの使用量は不適切であり、ジルコニウム粉の添加量を変えても高温での残留磁気が比較的に高いサマリウムコバルト磁石は得られなかった。
【００８４】
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者が思いつく任意の変形、改良、置換等がいずれも本発明の範囲に含まれるものである。