CN100491111C

CN100491111C - 粉末加压成型方法和粉末加压成型装置以及稀土类磁体制造方法

Info

Publication number: CN100491111C
Application number: CNB018184057A
Authority: CN
Inventors: 小川笃史
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 2000-11-06
Filing date: 2001-11-05
Publication date: 2009-05-27
Anticipated expiration: 2021-11-05
Also published as: JP4134721B2; WO2002036335A1; JPWO2002036335A1; US7037465B2; CN1678450A; US20040101429A1; AU2002211007A1

Abstract

一种粉末加压成型方法，该方法包括准备粉末材料的工序；将所述粉末材料填充在模腔内的工序；对填充于所述模腔内的所述粉末材料在彼此相对的一对加压面之间进行单轴加压、形成成型体的工序，即，在与所述模腔内填充的所述粉末材料相接触的面当中，所述一对加压面只有至少一个加压面由于加压压力而发生弹性变形的单轴加压工序；以及从所述模腔中取出所述成型体的工序。按照这种粉末加压成型方法，即使粉末材料的填充密度不均匀，也能够以高生产率制造密度分布均匀的成型体。

Description

粉末加压成型方法和粉末加压成型装置以及稀土类磁体制造方法

技术领域

本发明涉及粉末加压成型方法、粉末加压成型装置以及磁体的制造方法，特别涉及适用于稀土类合金粉末加压成型的粉末加压成型方法和粉末加压成型装置以及使用稀土类合金粉末的磁体的制造方法。

背景技术

粉末加压成型用于制造由陶瓷和金属等形成的各种制品。例如，陶瓷或金属的烧结体可通过对由粉末材料经粉末加压成型所得到的一定形状的成型体(压坯)进行烧结来制造。然后，经过用于调整烧结体的尺寸和外形等的精制加工工序，得到最终的制品。

一般说来，成型体的品质会影响烧结体的品质(例如物理性能或外形)。而加压成型性取决于粉末材料的颗粒度分布和粒子的形状等。因此，为了得到高品质的成型体，根据用途不同，需讨论各种粉末加压成型的方法。

例如，使用稀土类合金的烧结磁体是按照如下的方法制造的。

(1)在高温下熔融原料金属，得到一定组成的稀土类合金块；

(2)粉碎此合金块，得到微小的稀土类合金粉末；

(3)将得到的合金粉末(根据需要在表面上加入润滑剂)在磁场中加压成型，得到一定形状的成型体；

(4)在高温下(例如大约1000℃以上)烧结此成型体，得到烧结磁体；

(5)为了提高得到的烧结磁体的磁特性，进行称为时效处理的热处理；

(6)研磨此烧结磁体的表面，调整其尺寸和形状。

在用于制造上述磁体的合金(或磁体)粉末材料的加压成型中，需要在磁场中使合金粒子按照一定方向取向。特别是，已知，通过使用由带坯铸造法制得的合金粉末能够得到具有优异磁特性的稀土类烧结磁体，但是使用这种合金粉末特别难于形成高品质成型体。这是因为，用带状铸造等急冷法制造的合金粉末，其平均粒径(如果没有特别的限定，在此指的是质量中位直径(MMD)：mass median diameter)小(例如约2μm～5μm)，而且颗粒度的分布窄，流动性(加压成型性)差。

本申请的发明人，为了制造具有良好磁特性的稀土类烧结磁体，研究了种种粉末加压成型方法的结果，认为现有方法具有以下的问题。参照图13的(b)和(c)来说明此问题。对如图13(a)所示的本发明的粉末加压成型法的特征将在后文叙述。

首先，按照一般的单轴加压成型法(典型的是模具压制法)，将由带坯铸造法制造的合金粉末材料填充在模腔中，在使用上下冲模(典型的是金属(例如SUS304)制)的情况下，如图13(b)所示，存在着合金粉末材料10的填充密度(或填充量)的分布(在图中H表示高密度，L表示低密度)，由于此填充密度的分布将导致产生密度分布不均匀的成型体20。并且，即使在模腔中填充密度十分均匀的合金粉末材料，在加压工序中进行磁场取向时，根据磁场强度(磁通密度)的分布，也会形成合金粉末材料填充密度的偏差。一般说来，由于在填充密度高的部位施加了较大的压力，通过加压的作用，将增大密度的偏差。在此密度偏差增大的情况下，在成型体中，就会导致破碎、开裂或变形等结果。

特别是，当对具有不均匀密度分布的成型体20进行烧结时，就形成变形进一步增大的烧结体30。这是由于烧结而成的成型体20收缩时的收缩率和成型体20的密度之间具有相关关系，因密度分布而导致收缩率的差别。这个问题在低密度的成型体中更加显著。并且，在薄型的成型体中，收缩率分布的影响很大，容易发生破碎或开裂，也容易增大变形的程度。

另外，已知能够用橡胶压制法制造高品质的磁性粉末材料的成型体。如果使用这种方法，在由使用橡胶制成的模具(成型模)中填充磁性粉末材料，将其浸入液体介质中，通过橡胶模具对磁性粉末材料施加静水压。使用橡胶压制法时，由于在磁性粉末材料上施加等方向的压力，所以，即使填充在模具内的磁性粉末材料的密度上有偏差，也能够形成具有均匀密度分布的成型体。但是，橡胶压制法是一种静水压加压法，生产率非常低，所以难以在工业上利用。

因此，为了改善橡胶压制法的低生产率，特公昭55-26601号公报提出在模具中放入预成型的橡胶容器，在此橡胶容器中加入合金粉末，然后在与磁场相同的方向上加压的平行模具压制法。但是，在特公昭55-26601号公报中揭示的加压法中，如果对用自然填充等方法填充的填充密度低的粉末材料进行加压，就会出现成型体破碎、开裂或变形等问题。

特开平4-363010公报为了解决上述问题提出了一种模具压制法，在至少侧面由橡胶制造的具有底面的模具中高密度地填充(填充密度为自然填充密度的1.2倍)磁性粉末材料，在此状态下进行模具压制。但是，该方法在橡胶模具中高密度地填充磁性粉末材料10时，容易产生填充密度的偏差，尽管如图13(c)所示，一方面能够制导致型体密度均匀的成型体，但另一方面由于其成型体20的外形反映了填充密度，所以问题在于难以得到预定形状的成型体。因此，为了将由该成型体20得到的烧结体30加工为预定的形状，就有必要对整个表面进行加工。而且由于该方法需要进行高密度的填充，特别是，如果磁性粉末材料使用由带坯铸造法得到的稀土类合金粉末那样的平均粒径小、颗粒度分布窄的粉末材料，就容易发生粉末积存，容易使填充密度的偏差加大，因此上述问题就特别显著。

因此，现在还不能抑制成型体发生破碎、开裂和变形地以高的生产率压制成型填充密度不均匀的粉末材料。特别是，不能够以高的生产率成型如上述稀土类合金粉末材料的低密度填充的粉末材料。

鉴于上述各方面，本发明的目的是：提供即使在粉末材料的填充密度不均匀的情况下，也能够以高的生产率制造均匀密度分布的成型体的粉末加压成型方法以及粉末加压成型装置，以及由此制造磁体的方法。

发明内容

本发明的粉末加压成型方法包括：准备粉末材料的工序；将上述粉末材料填充在模腔内的工序；对填充于上述模腔内的上述粉末材料在彼此相对的一对加压面之间进行单轴加压、形成成型体的工序，即，在与上述模腔内填充的上述粉末材料相接触的面当中，上述一对加压面只有至少一个加压面由于加压压力而发生弹性变形的单轴加压工序；从上述模腔中取出上述成型体的工序，上述加压面至少一面为沿着加压轴方向具有不同硬度部分的树脂层的表面。

在某些优选实施方式中，上述树脂层的肖氏A硬度在25～95的范围内。

在某些优选的实施方式中，在上述单轴加压工序中，上述一对加压面中仅任何一个加压面由于加压压力而发生弹性变形。

在某些优选的实施方式中，在上述填充工序中，用上述模腔对上述粉末材料进行计量。

在某些优选的实施方式中，在上述填充工序中，以0.20～0.35范围的相对密度在上述模腔中填充上述粉末材料。

在某些优选的实施方式中，在上述单轴加压工序中，上述粉末材料被单轴加压至上述模腔容积的0.5～0.65倍的体积。

在某些优选的实施方式中，如果将上述成型体的上述单轴加压工序中加压轴方向的厚度设为D(mm)、上述一对加压面的面积分别设为S(mm²)时，它们满足D≤|S^1/2|/3的关系。

本发明的磁体制造方法包括：准备含有稀土类合金粉末的粉末材料的工序；将上述粉末材料填充到模腔内的工序；对填充于上述模腔内的上述粉末材料在彼此相对的一对加压面之间进行单轴加压、形成成型体的工序，即，在与上述模腔内填充的上述粉末材料相接触的面中，上述一对加压面中仅至少一个加压面由于加压压力而发生弹性变形的单轴加压工序；从上述模腔中取出上述成型体的工序，上述加压面至少一面为沿着加压轴方向具有不同硬度部分的树脂层的表面。

在某些优选的实施方式中，上述树脂层的肖氏A硬度为25～90。

在某些优选的实施方式中，在上述单轴加压工序中，上述一对加压面仅任意一个加压面由于加压压力而发生弹性变形。

在某些优选的实施方式中，在上述单轴加压工序中，将上述粉末材料单轴加压至上述模腔内容积的0.5～0.65倍的体积。

在某些优选的实施方式中，如果将在上述成型体的上述单轴加压工序中加压轴方向的厚度设为D(mm)、上述一对加压面的面积分别设为S(mm²)，它们满足D≤|S^1/2|/3的关系。

在某些优选的实施方式中，包括在上述单轴加压工序进行期间，通过从与加压轴方向垂直相交的方向施加磁场，使上述稀土类合金粉末取向的工序。

在某些优选的实施方式中，在上述单轴加压工序中的加压轴方向为上下方向，上述一对加压面为上侧加压面和下侧加压面，上述模腔的侧面由模具的内面确定，上述模腔的底面由上述下侧加压面确定。

在某些优选的实施方式中，还包括通过烧结上述成型体形成烧结体的工序和对上述烧结体进行表面加工的工序，上述表面加工工序仅对上述烧结体的表面中与上述单轴加压工序中的上述至少一个加压面相接触的面进行选择性研磨的工序。

基于本发明的粉末加压成型装置是一种对填充在模腔中的粉末材料进行单轴加压的粉末加压成型装置，其具有由上述模腔侧面所确定的内面的模具；具有由上述模腔底面所确定的下侧加压面的下冲模；以及具有与上述下侧加压面相对的上侧加压面的上冲模；在确定上述模腔的上述内面、上述下侧加压面和上述上侧加压面中，上述下侧加压面和上述上侧加压面仅至少一个加压面对填充在上述模腔中的上述粉末材料在上述下侧加压面和上述上侧加压面之间进行单轴加压时，因加压产生弹性变形，上述加压面至少一面为沿着加压轴方向具有不同硬度部分的树脂层的表面。

在某些优选的实施方式中，上述下侧加压面和上述上侧加压面中仅一加压面由于加压压力而发生弹性变形。

在某些优选的实施方式中，上述上侧加压面由于加压压力而发生弹性变形。

在某些优选的实施方式中，上述上侧加压面是树脂层的表面，上述上冲模具有防止由于加压导致的向与上述树脂层的加压轴方向垂直的面内方向伸长的部件。

在某些优选的实施方式中，上述上冲模具有容纳上述树脂层的凹陷部分，通过上述凹陷部分的侧面防止加压导致的向与上述树脂层的上述加压轴方向垂直的面内方向伸长。

在某些优选的实施方式中，上述树脂层包括具有第一硬度的第一树脂层以及具有低于上述第一硬度的第二硬度的第二树脂层，上述上侧加压面为上述第一树脂层的表面。

附图说明

图1是基于本发明的粉末加压成型方法的流程图；

图2表示基于本发明的加压成型装置100的剖面结构示意图，(a)表示刚刚在模腔中填充粉末材料10之后的状态；(b)表示施加了加压压力的状态；(c)表示取出成型体20时的状态；

图3(a)是基于本发明的实施方式的粉末加压成型装置200的立体示意图；图3(b)是粉末加压成型装置200的剖面示意图；

图4是粉末加压成型装置200所具有的上冲模205的立体分解示意图；

图5是基于本发明的所用的粉末加压成型装置的另一种上冲模405的立体分解示意图；

图6是基于本发明的所用的粉末加压成型装置的另一种上冲模505的示意图，(a)是剖面图，(b)是俯视图；

图7是基于本发明的所用的粉末加压成型装置中使用的另一种上冲模605的剖面示意图；

图8(a)和(b)是使用如图7所示的上冲模605进行加压成型时的加压成型装置剖面结构的示意图；

图9是基于本发明的所用的粉末加压成型装置中的另一种上冲模705的剖面示意图；

图10(a)是表示按基于本发明的磁体制造方法制造的烧结体的尺寸偏差的评价结果以及按照现有制造方法制造的烧结体的评价结果，图10(b)是用于说明尺寸偏差评价方法的示意图；

图11(a)是表示使用肖氏硬度70的树脂层制造的烧结体的外周形状的图；图11(b)是表示使用没有树脂层的上冲模制造的烧结体的外周形状的图；

图12是表示求得如图11所示的外周形状的方法的示意图；

图13是用于说明各种粉末加压成型方法特征的图，(a)、(b)、(c)分别表示(a)按照本发明的方法；(b)使用通常模具的方法；(c)橡胶模具法。

具体实施方式

下面参照附图说明基于本发明的粉末加压成型方法以及粉末加压装置的实施方式。

基于本发明的实施方式的粉末加压成型方法，如图1的流程图所示，包括准备粉末材料的工序S10、在模腔内填充粉末材料的工序S20、通过对仅至少一个加压面加压对处于弹性变形状态的粉末材料进行单轴加压的工序S30和从模腔中取出成型体的工序S40。在单轴加压工序S30中，在与填充在模腔内的粉末材料相接触的面当中，通过对彼此相对的一对加压面的仅至少一个加压面加压实施弹性变形。

即，在本发明的粉末加压成型方法中，加压面的仅至少一个(两个加压面或者一个加压面)面因加压发生弹性变形，至少模腔的侧面不因加压发生弹性变形，在加压的过程中实质上可维持形状。在模腔内粉末材料的填充密度不均匀的情况下，由于至少一个加压面发生弹性变形，吸收了填充密度的不均匀，使得粉末材料可被均匀地加压。例如，如图13(a)所示，相应于粉末材料10填充密度低的部分(图13中的L)的成型体20部分的厚度(加压轴方向，与加压面垂直)比相应于填充密度高的部分(图13中的H)的成型体20部分的厚度薄。即，填充密度的不均匀分布通过成型体20厚度的不均匀分布而得到吸收，成型体20的密度就变得均匀。通过使用本发明的粉末加压方法，即使稀土类合金粉末为在磁场中可充分取向的程度比较低的填充密度，也能够以高的生产率得到密度分布均匀的成型体。

而且，由于吸收填充密度不均匀分布的面只是与弹性变形的加压面相接触的面，充其量也仅是彼此相对的两个面。如果采用仅一个加压面发生弹性变形的结构，如图13(a)所示，只在成型体20的一个面上吸收填充密度的不均匀分布，由于成型体20的其它面(与发生弹性变形的加压面以外的面相接触的面)由不因加压发生实质上的弹性变形的模腔侧面以及其它加压面所确定，所以成为预定的形状(典型的是平坦面)。

如上所述，由于基于本发明的粉末加压成型方法所得到的成型体20具有均匀的密度分布，因此几乎不会发生破碎、开裂或变形，而且，由于即使对成型体20进行烧结收缩也能均匀进行，所以在烧结体30中极少发生破碎、开裂或变形。因此就能够以高的生产率制造高品质的成型体。而且由于本发明的粉末加压方法也能够适用于填充密度比较低的粉末材料，所以适于用来制造在制造稀土类烧结磁体时使用的成型体。

另外，尽管成型体的外周形状因烧结会发生收缩，但还是具有由模腔侧面所确定的预定形状。因此，仅是与发生弹性变形的加压面相接触的面有必要由后续的精加工工序进行加工(例如研磨加工)。因此，即使采用一对加压面双方都发生弹性变形的结构时，由于仅对成型体彼此相对的表面进行加工即可，所以没有必要对成型体的侧面进行加工。在使用现有的加压成型方法形成六面体成型体的情况下，6个面都有加工的必要，而如果使用本发明申请的粉末加压成型方法，充其量加工两个面就可以了，因此能够提高总处理能力。而且，由于可以很小的加工余量(研磨余量)完成，因此提高了材料的利用率。特别是，如图13(a)所示，如果采用在一对加压面当中只有一个加压面发生弹性变形的结构，由于只对一个面进行精加工即可，所以能够得到更高的生产率。

上述粉末加压成型方法，使用如图2中所示的粉末加压成型装置100实施。图2(a)、(b)和(c)，示意性地表示加压成型装置100的剖面结构。图2(a)表示在模腔112中刚刚填充好粉末材料10后的状态；图2(b)表示施加加压压力时的状态；图2(c)表示取出成型体20时的状态。

粉末加压成型装置100设有：由确定模腔112侧面的内面110a形成的模具110、具有能够确定模腔112底面的下侧加压面130a的下冲模130、具有与下侧加压面130a相对的上侧加压面140a的上冲模140。而且根据需要，该粉末加压成型装置100还设有在加压中使例如稀土类合金粉末的粒子在磁场中取向的磁场发生线圈206。

在粉末加压成型装置100中，在内面110a、下侧加压面130a和上侧加压面140a当中，在对粉末材料10进行单轴加压时，只有上侧加压面140a会由于加压而产生弹性变形。下冲模130和上冲模140与模具110的开口部112(用与模腔相同的符号表示)的内面110a之间保持有设定的间隙，能够在开口部分112内自由地出入。

在此表示只有上侧加压面140a发生弹性变形的例子，当然还可以是仅下侧加压面130a发生弹性变形，也可以是下侧加压面130a和上侧加压面140a双方都发生弹性变形。但是，由于能够简化后续工序的精加工，优选使下侧加压面130a和上侧加压面140a当中只有一个发生弹性变形。这是由于为了得到预定形状的成型体，可以在后续工序的表面加工工序中，以一个表面作为加工的基准面，只对另一个表面进行加工(例如研磨)的缘故。

粉末加压成型装置100，除了在确定模腔112的面以及上侧加压面(即在加压工序中与粉末材料相接触的面)当中，仅上侧加压面140a是在单轴加压工序中可以由加压压力发生弹性变形的面以外，公知的模具压制装置即可。例如，模具110、下冲模130以及上冲模140的基座144都是由金属(例如SUS304等)制造的。而且模具110、下冲模130和上冲模140都是由例如油压驱动的。

由加压压力发生弹性变形的加压面140a是通过在金属制基座144的表面上设置具有适当机械特性(指肖氏硬度指标好)的压力介质层142而形成的。此压力介质层142并非必须是固体，也可以使用在适当的袋子内密封液体形成的物体。由于使用由固体形成该层简便，所以作为压力介质层142，可以适当地使用树脂层。作为树脂层的材料，可以适当地使用其肖氏A硬度在25～90范围内的树脂。特别优选使用肖氏硬度60～85的树脂层。具体说，作为树脂层的材料，可以适当地使用聚氨酯树脂(包括聚氨酯橡胶)。

参照图2(a)～(c)说明基于本发明的粉末加压成型装置100的动作以及粉末加压成型方法。

首先，如图2(a)所示，将粉末材料10填充到模腔112中。就粉末的填充来说，可使用各式各样公知的方法。但是由于本发明的粉末加压成型装置和粉末加压成型方法，适用于低密度填充的粉末材料10的加压成型，特别是适用于形成薄型的成型体，因此在下面说明适宜的填充方法。所用的粉末材料没有特别的限定，特别是，本发明的粉末加压成型方法即使使用流动性(填充性和/或加压成型性)差的粉末材料，也能够制造高品质的成型体。

作为粉末材料，例如，可以使用含有由上述带坯铸造法制造的稀土类合金粉末(例如R-Fe-B系合金粉末)的材料。一般使用在预定平均粒径(例如2μm～6μm)的稀土类合金粉末的表面上涂布有预定量的润滑剂(例如0.12wt％以下的脂肪酸酯)的粉末材料以改善流动性(填充性以及加压成型性)。另外，尽管也可以使用将稀土类合金粉末与润滑剂或粘合剂等进行造粒得到的材料，但为了对稀土类合金粉末的粒子进行磁场取向，需要比用于将造粒粒子分解为初级粒子更高的磁场，所以不予选用。并且，由于如果施加到稀土类合金粉末中的润滑剂和粘合剂中所含的碳残留在烧结体中，会降低磁性能，所以一般优选为添加剂的量很少。因此，润滑剂等添加量的限制也是稀土类合金粉末难以加压成型的原因之一。

粉末材料的填充工序，可以通过采用由筛网填充的方法或如特公昭59-40560号公报、特开平10-58198号公报、实开昭63-110521号公报、特开2000-248301号公报中所揭示的使用供粉箱的填充方法等来实施。通过使用这样的填充方法，就能够实现可进行磁场取向程度的低密度填充。

特别是在填充使用带坯铸造法制造的稀土类合金粉末等流动性(填充性)差的粉末材料的情况下，优选使用由本申请人在特开2000-248301号公报中所揭示的方法。如果按照该方法，使底部具有开口的供粉箱在模腔上移动，而且使一根棒状部件在供粉箱的底部沿水平方向往复运动的同时，将供粉箱内的合金粉末材料供给到模腔内。结果，就能使供粉箱内的合金粉末由存在于底部附近的合金粉末依次以均等的压力填充到模腔内，能够不发生结块或架桥地以比较均匀的密度进行填充。

在形成薄型成型体的情况下，在填充工序中，优选用模腔计量出相应于模腔内容积的粉末材料量。例如，按照如上所述的方法，通过棒状部件在模腔上进行往复运动，一边刮平多余的供给到模腔的粉末材料一边填充，这样，就能够比较均匀地填充预定量的粉末材料。另外，问题在于，用这样的方法填充粉末材料时，沿着棒状部件的移动方向，在填充的粉末材料表面(模腔上面)附近，容易形成填充量(或填充密度)的不均匀分布，如果使用加压压力下加压面不产生弹性变形的现有的模压装置进行单轴加压时，成型体的密度形成不均匀分布，出现破碎、开裂或变形，可是使用基于本发明的粉末加压方法时，就能够得到密度分布均匀的成型体。特别是在形成薄型成型体的情况下，由于在粉末材料表面附近形成的填充量不均匀分布的影响增大，本发明的效果也就更大。

在使用上述各种填充方法进行填充时，粉末材料以0.20～0.35范围内的相对密度填充在模腔中。另外，在本说明书中，所谓“相对密度”指的是粉末材料的填充密度与真密度的比值。在用模腔进行粉末材料计量情况下的填充密度由填充在模腔内粉末材料的质量/模腔内容积给出。以上述相对密度填充的粉末材料，即使是用带坯铸造法制造的稀土类合金粉末也能够进行充分的磁场取向。

然后，如图2(b)所示，例如通过上冲模140下降，在下侧加压面130a和上侧加压面140a之间，对填充在模腔112中的粉末材料10进行单轴加压。一般，对于以0.20～0.35范围的相对密度填充的粉末材料，在此单轴加压工序中进行单轴加压，得到相对密度(成型体密度/真密度)为0.5～0.7的成型体。加压压力可以在50kgf/cm²～5000kgf/cm²(4.9MPa～490MPa)的范围内。例如在使用由带坯铸造法制造的稀土类合金粉末(例如R-Fe-B系合金粉末)的情况下，优选在500kgf/cm²～1000kgf/cm²(49MPa～98MPa)的范围内，得到密度为真密度的52～62％的成型体。

另外，在进行单轴加压工序之前，也可以在填充于模腔112的粉末材料10上和上冲模140的表面上喷涂润滑剂(例如附着在稀土类合金粉末表面上)。聚氨酯树脂具有适当的肖氏硬度，而且耐磨耗性也优异，再加上对这些润滑剂有很好的耐性的优点，优选作为树脂层142的材料。

在此单轴加压工序中，由例如树脂层142的表面形成的上侧加压面140a，随着因粉末材料10填充密度的不均匀分布而产生的不均匀压力分布而发生弹性变形。另一方面，在与粉末材料10相接触的面当中，例如由SUS形成的下侧加压面130a和模具110的开口部112的内面110a都不因加压压力发生实质性的弹性变形。因此，加压成型的粉末材料10的底面和侧面都维持原定的形状，只有与上侧加压面140a相接触的面吸收密度的不均匀分布而发生变形。结果，得到的成型体20就具有均匀的密度分布，抑制了破碎、开裂或变形的产生。

特别是，当将成型体加压轴方向的厚度设为D(mm)，加压面的面积分别设为S(mm²)时，即使形成的薄型成型体满足D≤|S^1/2|/3关系时，也能够充分地抑制破碎、开裂或变形的发生。树脂层142的厚度优选为成型体的厚度D(mm)的2倍以下。如果树脂层142的厚度超过成型体厚度D(mm)的2倍，由于压力的传达效率降低而不予选用。而树脂层142的厚度只要在能够吸收填充密度不均匀分布的范围内就没有特别的限制，但优选为成型体厚度D(mm)的三分之一以上。树脂层142如果太薄，作为压力介质的效果就不能充分发挥。

另外，在稀土类合金粉末的粒子进行磁场取向的情况下，在单轴加压工序中，由外界施加磁场。例如在与单轴加压的加压方向成直角的方向施加大约0.8MA/m～1.3MA/m的磁场。如果如此施加高取向磁场，在使用的模具的饱和磁化度比所填充的粉末更低时，取向时粉末会被拉近到模腔取向方向的两端(侧面)。这样，就会通过施加取向磁场而进一步产生粉末填充密度的偏差，即使这样，根据本发明也能够得到均匀密度的成型体。

然后，由模腔中取出得到的成型体20。此工序能够用各种公知的方法进行。但是，由于使用如带坯铸造法制造的稀土类合金粉末材料那样流动性不良的材料形成的密度比较低的成型体(成型体的密度是真密度的50～70％)较脆，如图2(c)所示，一边在上下加压面130a和140a之间维持一定程度的压力(例如加压压力的1％～20％)一边降下模具110，优选为以露出与开口部112的内面110a相接触的成型体20的面的压制方式从模腔112中取出成型体。此时，优选采用只有上侧加压面140a发生弹性变形的结构。原因是，在用树脂层表面形成发生弹性变形的加压面的情况下，由于树脂层的表面与金属表面相比对成型体的密着程度低，因此不会发生因成型体与树脂层密着而被带向模具的上方的情况，并可防止因落下导致的破碎或开裂。而当下侧加压面130a发生弹性变形时，由于在成型体20的底面上形成凹凸状，因此成型体20的一部分底面处于比模具110的上面更低的位置，从模腔112中取出成型体20时就容易发生破碎或开裂。

并且，在树脂层142的表面构成上侧加压面140a的情况下，当将树脂层142从模腔112内取出时，由于加压压力使得树脂层142在与加压轴向相垂直的平面内也伸长，由于树脂层142的这种拉伸变形，在成型体20的外周部分产生破碎或开裂。为了抑制发生这样的破碎或开裂，优选设置防止树脂层142在与加压轴方向垂直的面内方向伸长的部件。例如，优选为将树脂层142嵌合在基座144上形成的凹陷内，由凹陷部位的侧壁抑制向与树脂层142表面(与加压面140a相对应)加压轴成直角方向的变形，形成在凹陷部位内只在加压轴方向能够变形的状态。

下面，说明使用由带坯铸造法制造的R-Fe-B系合金粉末来制造烧结磁体方法的相关实施方式。

使用带坯铸造法制造其组成为Nd：30wt％、B：1.0wt％、Dy：1.2wt％、Al：0.2wt％、Co：0.9wt％、其余是铁和不可避免的杂质的薄片(例如参照美国专利5,383,978号)。具体说，将通过已知的方法制造的组成为Nd：30wt％、B：1.0wt％、Dy：1.2wt％、Al：0.2wt％、Co：0.9wt％、其余是铁和不可避免的杂质的合金，通过高频熔融，制成熔融合金。另外，作为稀土类合金，除了上述之外，还适于使用例如美国专利第4,770,723号和美国专利第4,792,368中所述的组成。

在将此稀土类合金的熔融合金保持在1350℃以后，在轧辊圆周速度大约1m/sec、冷却速度500℃/min，过冷度200℃的条件下，在单轧辊上急冷，得到厚度0.3mm的合金薄片。将此合金薄片吸收氢，通过脆化得到合金粗粉末。在氮气环境下使用喷磨装置对此合金粉末进行微粉碎，得到平均粒径3.5μm的合金粉末。此合金粉末的真密度为7.5g/cm³。此微粉碎工序适合使用在特愿平11-62848号中所述的装置和方法进行。这样，由带坯铸造法等急冷法(冷却速度10²～10⁴℃/sec)制造的合金微粉碎粉末，尽管其粒度分布窄，缺乏成型性，但适合作为显示出良好磁特性的磁体原料。

然后，为了改善这样得到的合金粉末的流动性(填充性和加压成型性)，在合金粉末的表面被覆有润滑剂。例如，在摇摆混合机(rockingmixer)中，对得到的合金粉末使用脂肪酸酯作为润滑剂，添加混合0.5～5.0wt％(以润滑剂为基础)作为其溶剂的石油系溶剂进行稀释，在合金粉末的表面上被覆上润滑剂。另外，作为脂肪酸酯，可使用己酸甲酯，作为石油系溶剂，使用异构链烷烃。另外，己酸甲酯和异构链烷烃的重量比是1∶9。

润滑剂的种类没有特别的限制，例如可使用由溶剂稀释的脂肪酸酯。作为脂肪酸酯，除了己酸甲酯以外，可以举出辛酸甲酯、月桂酸甲酯、月桂基酸甲酯等。而作为溶剂，可以使用以异构链烷烃为代表的石油系溶剂或者环烷系溶剂等，使用的脂肪酸酯和溶剂的重量比是1∶20～1∶1混合物。并且，也可以使用如硬脂酸锌这样的固体润滑剂代替液体润滑剂，或者与液体润滑剂一起使用。在使用液体润滑剂的情况下，也可以不使用溶剂。

所设定的适当的润滑剂添加量，从加压成型性和磁特性的观点出发，用于加压成型的粉末材料中所含的润滑剂，优选为合金粉末重量的0.12wt％以下。

然后如图3(a)和(b)所示，使用基于本发明实施方式的粉末加压成型装置200进行单轴加压。图3(a)是粉末加压成型装置200的立体示意图，图3(b)是粉末加压成型装置200的剖面示意图。

粉末加压成型装置200装有粉末材料供给机构300。在与基板201相邻配置的模具套件202上嵌入模具202a，在模具202a上设有上下方贯通的开口部(模具孔)202b。在此模具孔202b中由下方设置可自由嵌入的下冲模203，由该模具孔202b的内面204a和下冲模203的加压面203a确定了任意内容积的模腔204。在此形成了长方形的薄型模腔204。模腔204的大小，在纵向的长度是80mm，横向长度是52.2mm，深度是16mm。

使用粉末材料供给机构300向模腔204内供给合金粉末，然后将上冲模205没入模腔204内，用上冲模205的加压面205a和下冲模203的加压面203a对合金粉末材料进行单轴加压，形成合金粉末材料的成型体。在模具202a的两侧配置磁场发生线圈206，根据磁场发生线圈206施加磁场，此磁场的方向如图中箭头B所示，与单轴加压的方向垂直，且与模腔204的纵向平行。

模具202a、下冲模203和上冲模205的基座214都用不锈钢(例如SUS304)制造，具有上冲模205的树脂层212是由肖氏A硬度75～80的聚氨酯树脂制造的。参照图2(a)～(c)的说明，该树脂层212由于加压压力而与填充密度的分布相应地产生弹性变形，得到密度均匀的成型体。

另外，对使用如特开2000-248301号公报中所公开的粉末材料供给机构300的填充方法进行了举例说明，但并不限于此，能够使用如上所述的各种方法进行粉末材料的填充。

粉末材料供给机构300具有位于基板201上的供粉箱310，此供粉箱310的结构使得由汽缸311的汽缸杆311a驱动其在模具202a的上方和待机位置之间往复运动。在此供粉箱310的待机位置附近设有补给装置330，用于向供粉箱310补给稀土类合金粉末。

在补给装置330的秤332上设有加料杯331，由振动槽333使合金粉末一点一点地落下到加料杯331中。这样的计量动作在供粉箱310移动到模具202a上方期间进行，在返回待机位置时，由自动装置334进行补给。加入到加料杯331中的合金粉末材料的量，设定为由一次加压动作使供粉箱310中合金粉末材料减少的量，使得供粉箱310内合金粉末材料的量总是保持一定。因此，作为供粉箱310内合金粉末材料的量保持一定的结果，由重力落下进入模腔204内时的压力保持一定，填充到模腔204中的合金粉末材料的量也就一定。

在供粉箱310内设有振动器320，通过连接棒322a，固定在贯通与供粉箱310移动方向相对的一对侧壁310a的平行延伸的两根支持棒312上。这两根支持棒312的两端分别用螺栓固定在连接件313上。在图的右侧的侧壁310a的外侧安装的固定配件314上固定有第二汽缸315，此汽缸315的汽缸轴315a固定在右侧的连接件313上。因此，由位于汽缸315两端的空气供给管315b供给的空气推动汽缸轴315a进行往复运动，如此就导致振动器320的往复运动。

具有振动器320的棒状部件321是例如具有直径0.3mm～7mm的圆形剖面的圆棒，沿水平方向(与模腔204的纵向相垂直的方向)上下平行地各设有两根。上下的棒状部件321通过支持部件322形成一体的框架形状，通过汽缸315的汽缸轴315a的往复运动可在供粉箱310内沿水平方向往复运动。棒状部件321移动方向的间距大致等于模腔204在纵向上的长度。另外，下方的棒状部件321的下端配置在模腔204周边部的模具表面以上0.2mm～5mm的位置。并且，棒状部件321和支持部件322都是用不锈钢(SUS304)制造的。

在供粉箱310右侧的侧壁310a中央部的上方，设有向供粉箱310内供给惰性气体用的氮气供给管323，以高于大气压的压力供给惰性气体使供粉箱310内保持惰性气体环境。因此，即使在振动器320进行往复运动时与合金粉末材料发生摩擦也不会起火。即使在供粉箱310的底面和基座201之间夹有合金粉末材料地使供粉箱310移动也不会由于摩擦而起火。而且，即使伴随着供粉箱310的移动而发生供粉箱310内粉末粒子之间互相摩擦也不会起火。

供粉箱310的粉末容纳部310A设有盖子310d以具有气密性。此盖子310d，在补给合金粉末材料时，为了在粉末容纳部310A的上面形成开口而向图的右侧移动。为此，在图中眼前侧的侧壁310b上设有用于驱动盖子310d打开的第三汽缸317。汽缸317和盖子310d由配件318连接，用螺栓固定。为了总是保持惰性气体环境，此盖子310d设置在供粉箱310的粉末容纳部310A上，只在补给粉末时向右侧移动。另外，在盖子310d的第三汽缸317的对面侧，设有在由第三汽缸317驱动盖子310d进入开盖状态时能够平滑移动的导向手段(未图示)。这样，在汽缸317的两端，由空气供给管317b供给的空气驱动汽缸轴(未图示)，驱动盖子310d的开闭。

并且，在供粉箱310的底面，用螺栓固定厚度5mm的氟树脂板材319，使供粉箱310可通过此氟树脂板材319在基板201上能够滑动，使得在供粉箱310和基板1(模具固定器202)之间不会发生合金粉末材料咬入的情况。

下面说明使用上述粉末材料供给机构300供给粉末的动作。

首先，在供粉箱310的粉末容纳部310A中由氮气供给管323导入惰性气体。在此状态下，将供粉箱310的盖子310d开启，将由自动装置334计量到加料杯331中的预定量的合金粉末材料供给到粉末容纳部310A中。在完成了合金粉末材料的供给之后，关闭盖子310d，将粉末容纳部310A的内部保持在惰性气体环境下。另外，不仅在供粉箱310移动到模腔204上方时而且总是向此粉末容纳部310A中导入惰性气体，就会降低合金粉末材料起火的可能。并且，作为惰性气体可使用氩气或者氦气。

在此状态下，使汽缸311动作，使供粉箱310移动到模具202的模腔204上方。此时，通过棒状部件321处于供粉箱310移动方向侧的前方侧位置的状态下使供粉箱310的移动，就可防止合金粉末材料向移动方向前方侧移动时移向移动方向的后方，而可在抑制偏离的状态下，将合金粉末材料运送到模腔204上。

这样，在将供粉箱310置于模腔204上之后，一边使供粉箱310内的棒状部件321进行例如5次～15次往复的水平方向往复运动，一边使供粉箱310内的合金粉末材料在惰性气体环境下填充到下方的模腔204中。棒状部件321平行移动后的最终停止位置，设定在使整个棒状部件321位于由模腔204开口面204a脱离的位置。这样就能够在没有起火等的担心的情况下，将合金粉末材料以比较均匀的填充密度供给到模腔204内。但是，由于棒状部件321对由模腔204溢出的合金粉末材料进行刮平，所以填充在模腔204中的合金粉末材料的表面上形成沿着棒状部件321的移动方向(与供粉箱310的移动方向相同)的痕迹(填充量或填充密度的不均匀分布)。为了抑制此不均匀分布，棒状部件321的移动方向优选为模腔204的横向。

然后，在向模腔204内填充了合金粉末材料之后，使棒状部件321位于供粉箱310后退方向的前方侧，这样就防止移动(后退)方向前方侧的合金粉末材料移动到移动(后退)方向的后方侧，然后供粉箱310后退，上冲模205降下，使模腔204内的合金粉末材料加压成型。在此期间，对供粉箱310进行合金粉末材料的补给。有关加压工序将在后面叙述。

通过这样反复进行上述操作，就能够连续地进行合金粉末材料的单轴加压成型。在上述例子中，说明了具有一个模腔204的情况，但同样可适用于具有多个模腔204的情况。在该情况下，优选为在供粉箱310的移动方向，与多个模腔204的间距大致对应地设置多个棒状部件321。

如上所述，使用模腔204对与模腔204的内容积相对应的合金粉末材料进行计量，同时填充到模腔204内。此时的填充密度是2.2g/cm³～2.3g/cm³，填充率，即与真密度相比的相对密度是0.29～0.31。

下面说明单轴加压工序。

在此，通过使上冲模205降下而对在上侧加压面205a和下侧加压面203a之间的粉末材料进行单轴加压。在此单轴加压工序中，在与粉末材料相接触的面当中，只有上侧加压面205a发生弹性变形，模具孔202b的内面204a和下侧加压面203a实质上都没有发生弹性变形。

在此参照图4，说明上冲模205的结构。图4是上冲模205的立体分解图。

上冲模205具有树脂层212和基座214。树脂层212的表面形成上侧加压面205a。基座214用不锈钢(例如SUS304)制造，树脂层212由肖氏A硬度(按照ISO 868)为75～80的聚氨酯树脂形成。作为聚氨酯树脂，可以使用例如日本汽巴-嘉基公司制造的热固性乌锐欧(Ureol，川上涂料株式会社，商品名)聚氨酯树脂。

树脂层212具有平板部212a和固定部212b，固定部212b嵌合在基座214的孔穴214c中，根据需要可使用粘合剂，固定在基座214上。从强度的观点出发优选设置固定部212b，但也可以将其省略。并且，如图所示的基座214具有本体214a和具有固定树脂层212的面的端部214b，但也可以使用一体形成的部件。

树脂层212的厚度(即平板部212a的厚度)是例如大约5mm，固定部212b，具有例如直径大约5mm，高大约10mm的圆柱的形状。平板部212a和固定部212b形成一体。这样的树脂层212可使用上述热固性聚氨酯树脂，通过例如注塑法成型。

由于此树脂层212具有75～80的肖氏A硬度，所以在以660kgf/cm²(64.7MPa)的压力对合金粉末材料进行加压时，相应于合金粉末材料的填充密度的不均匀分布发生弹性变形，对合金粉末材料施加均匀的压力。通过预定时间的加压，得到密度为4.1g/cm³的成型体。即，由单轴加压工序将模腔204的内容积压缩到大约50％。对此单轴加压工序的控制可按照通常的方法进行。

在单轴加压工序完成以后，在保持加压33kgf/cm²(3.24MPa)的状态下，通过模具202的下降露出成型体的侧面，然后升高上冲模205，取出成型体。此时，由于树脂层212(上侧加压面205a)对成型体的密着力比不锈钢面(下侧加压面203a)对其的密着力更弱，成型体不会随着上冲模205上升，所以不会有成型体落下而破损的情况。

另外，当采用成型体由被上冲模和下冲模夹持的状态下从模具孔拔出的压制方式的情况下，当上冲模205由模腔204中露出时，由模腔204内面204a导致的限制被放开，由于被加压的成型体的弹性回复力，使树脂层212在与加压轴向垂直面内的方向伸长。由于此伸长，与树脂层212相邻的成型体的面受到牵拉，在成型体的周边部会发生破碎。

通过用在图5上所示的上冲模405代替如图4所示的上冲模205，就能够抑制由于树脂层变形而引起的破碎。

上冲模405具有树脂层412和基座414。树脂层412的表面形成上侧加压面205a。基座414是由不锈钢(例如SUS304)制造的，树脂层412是由肖氏A硬度75～80的聚氨酯树脂形成的。

树脂层412具有平板部412a和固定部412b，平板部412a的侧面412c相对于加压面405a具有例如大约60°的锥角的角度。

基座414具有容纳树脂层412的凹部414d，树脂层412的固定部412b嵌合到基座414的孔穴414c中，根据需要可使用粘合剂固定在基座414上。如图所示的基座414具有本体414a和具有固定树脂层412的面的端部414b，也可以采用一体化形成的结构。

因此，通过将树脂层412配置在基座414凹部414d内，在压制工序中，可使由加压成型体的弹性回复力导致的树脂层412在与加压轴方向相垂直的面内的伸长因凹部414d的侧面而受到抑制。

并且，也可以使用如图6(a)和(b)示意性地表示的上冲模505。上冲模505具有基座514、树脂层512和在树脂层512周边部(但是不包含加压面505a)上以实质上包围着树脂层512地形成的变形抑制部515。此变形抑制部515是用具有比形成树脂层512的材料还高的弹性系数的材料(例如树脂或金属)制造的，能够抑制由加压成型体的弹性回复力导致的树脂层512在与加压轴方向垂直的面内方向的伸长。

而且，也可以使用如图7示意性地表示的上冲模605。上冲模605具有由不锈钢(例如SUS304)等制造的基座614和具有多层结构的树脂层612。

树脂层612层积在基座614上，具有硬度彼此不同的第一树脂层612a和第二树脂层612b。第一树脂层612a的硬度高于第二树脂层612b。下面将第一树脂层612a称为硬树脂层612a，将第二树脂层612b称为软树脂层612b。硬树脂层612a由例如肖氏A硬度70～90的聚氨酯树脂形成，软树脂层612b由肖氏A硬度25～60的聚氨酯树脂形成。由图上可以看出，在树脂层612中，硬树脂层612a的表面形成上侧加压面605a。

如上所述，在由模腔中取出上冲模时，树脂层在与加压轴方向垂直的面内方向上伸长。为了防止此伸长，在上述图5和图6中所示的上冲模405和505中，在与树脂层的周边相对应的部分设有高硬度的变形抑制部件。但是，在采用这样的结构时，在加压面的外周区域和中间区域，在加压轴方向的弹性系数变得不同，因此，从在填充到模腔中的合金粉末上施加均匀的压力的观点出发也是不希望这样的。

与此相反，在使用如图7所示的具有多层结构的树脂层612的上冲模605的情况下，由于遍及整个加压面605a的树脂层612的弹性系数是一定的，因此就能够使成型体的密度更为均匀。

并且，在上冲模605上，由硬树脂层612a的表面形成与成型体相接触的上侧加压面605a，在此硬树脂层612a和基座614之间设有软树脂层612b。由于采用了这样的结构，在从模腔中取出上冲模605时，即使树脂层612在与加压轴方向垂直的面内方向上伸长，也能抑制由该伸长导致的树脂层612表面(即硬树脂层612a的表面)的破损，也能抑制成型体上发生的开裂。

图8(a)和(b)表示使用上冲模605对粉末材料10进行加压成型的情况。如图8(a)所示，在对模腔内的粉末材料10施加压力时，软树脂层612b随着粉末填充密度的偏差发生弹性变形。但是通过设置硬树脂层612a时，就可防止软树脂层612b的过度变形。因此，在与成型体相接触的加压面(硬树脂层612a的表面)上，不会形成非常大的凹凸。

另外，可通过调节例如硬树脂层612a的厚度与软树脂层612b的厚度之比来调节这样成型时的加压面的形状。例如，在粉末填充密度的偏差不大于此的情况下，硬树脂层的厚度可以做得比较薄。

在这样进行加压成型后，在通过降下模具110从模腔中取出上冲模605时，通过成型体的弹性回复力或者通过树脂层自身的膨胀，树脂层612a和612b就在与加压轴方向垂直面内的方向上伸长(图8(b))。

但是，由于与成型体相接触的加压面没有过度的变形，即使在导致上述伸长的力发生作用的情况下，也能够避免成型体或树脂层的破损等。而且还具有成型体容易从冲模上取下的优点。

并且，在设有软树脂层612b时，可缓和使硬树脂层612a伸长的力。在压缩成型时，尽管软树脂层612b的变形量大，但硬树脂层612a的变形量小，这是因为可减低硬树脂层自体的膨胀。由于这样减低了在硬树脂层612a表面(即加压面)上的应力，就能够抑制在此面上发生开裂等。因此就能够防止成型体破裂。

上面说明了使用两层树脂层612a和612b的情况，也可以使用硬度彼此不同的3层以上的树脂层构成多层结构的树脂层612，。而且如图9所示，也可以使用具有沿着加压轴方向硬度逐渐变化的树脂层712的上冲模705。在此情况下，适于使用硬度由树脂层712的表面705a向与树脂层和基座714的连接面705b逐渐降低的树脂层。

并且，在使用具有如上所述的树脂层的上冲模进行加压成型时，在树脂层的表面和粉末材料之间也可以通过夹持着容易变形的薄布状部件(即随树脂层的弹性变形而改变形状的材料)进行成型。按照这样的方式进行加压成型，就防止了成型体和树脂层表面的直接接触，有可能减低它们的密着性。作为上述的布状材料，可以使用例如在湿式成型法中常用的滤布(毡等)。

在上述单轴加压工序中，由磁场发生线圈206在与单轴加压的加压方向(加压轴方向)成直角的方向上施加大约1.3MA/m的磁场。

在这样得到的成型体中，很少发生破碎、开裂或变形，而合金粉末颗粒的磁场取向性也很好。

将这样得到的成型体，在大约1000℃～大约1180℃的温度下，烧结大约1～2小时。得到的烧结体，在例如大约450℃～大约800℃的温度下进行大约1～8小时的时效处理，由此得到R-Fe-B系烧结磁体。另外，为了减少在烧结磁体中所含的碳量，提高其磁特性，优选在上述烧结工序前，通过加热除去覆盖在合金粉末表面的润滑剂。此加热除去润滑剂的工序，在大约200℃～600℃的温度下，在大约2Pa的压力下，进行大约3～大约6小时。

在基于本发明的磁体制造方法中，由于形成了具有均匀密度分布的成型体，所以通过烧结能够以高的生产率制造破碎、开裂或变形少，而且具有良好磁特性的烧结磁体。

参照图10(a)和(b)说明基于本发明的粉末加压方法的效果。图10(a)是同时表示基于上述实施方式的磁体制造方法制造的烧结体尺寸偏差的评价结果和按照现有制造方法制造的烧结体的评价结果。图10(b)是用于说明尺寸偏差评价方法的示意图。

在制造实施例的烧结体时，作为粉末加压成型装置200的上冲模，使用了如图4所示的上冲模205。而在制造现有的烧结体时，代替粉末加压成型装置200的上冲模205，使用了没有树脂层212、而具有不锈钢(SUS304)制造的加压面的上冲模。

图10(a)的横轴表示树脂层212的肖氏A硬度，右端表示没有树脂层(现有技术例)的结果。图10(a)的纵轴表示尺寸偏差Rav(mm)。

作为树脂层212的材料，使用肖氏A硬度25的硅橡胶、肖氏A硬度60、70或90的聚氨酯橡胶、肖氏A硬度超过100的树脂(例如商品名夺钢(Duracon，Polyplastics公司的商品名)的树脂)。

尺寸偏差R以如下的方法求出。

首先，如图10(b)所示，对各个烧结体30设定15个测定点，分别在磁场方向(3个测定点)、加料器移动方向(5个测定点)和厚度方向(15个测定点)求出厚度测量值的最大值和最小值的差(作为偏差R)。对于5个烧结体30求出各个方向的尺寸偏差R，将其平均值作为尺寸偏差Rav。

图10(a)清楚地表明，如果使用肖氏A硬度90以下的树脂时，与没有树脂层或者使用肖氏A硬度超过100的树脂层的情况相比，在磁场方向和在加料器方向的尺寸偏差Rav减小。相反，在厚度方向的尺寸偏差Rav，在使用肖氏A硬度90以下的树脂层时则更大。之所以这样，是因为肖氏A硬度90以下的树脂层，在单轴加压工序中根据填充密度的不均匀分布显示出弹性变形。而且，可知，在使用肖氏A硬度超过100的树脂层(商品名夺钢：Duracon，Polyplastics公司制)的情况下，在厚度方向的尺寸偏差Rav与没有树脂层的情况相当，肖氏A硬度超过100的树脂层，在加压工序中几乎不发生弹性变形，不能充分吸收填充密度的不均匀分布。

特别是在使用肖氏A硬度70以下的树脂层时，在磁场方向和加料器方向的尺寸偏差Rav是几乎一定的很小的值，在厚度方向的尺寸偏差Rav，肖氏A硬度越小则越大。即，在使用肖氏A硬度70的树脂层时，磁场方向和加料器方向的尺寸偏差Rav尺寸十分小，而在厚度方向的尺寸偏差Rav可以是比较小的值。因此树脂层优选的肖氏A硬度范围，可以认为是以肖氏A硬度70为中心，在60～85的范围内。

图11(a)表示的是使用肖氏A硬度70的树脂层制造的烧结体从加压轴方向见到的外形(外周形状)，图11(b)表示的是使用没有树脂层的上冲模制造的烧结体的外周形状。

这两个图的粗线，分别表示以实线表示烧结体外周形状所确定的外形各放大5倍的情况。如图12所示，一面使测定元件60与烧结体30的侧面接触，一面沿着例如图中箭头方向移动，通过测定元件的轨迹来求出烧结体的外周形状。

由图11(a)和(b)的比较可以明确看出，按照本发明的制造方法得到的烧结体的畸变，与按照现有的制造方法所得到的烧结体相比，其畸变非常小。这表明，通过使用适度弹性变形的树脂层进行单轴加压成型，能够得到密度均匀的成型体。

因此，按照本发明的制造方法得到的烧结体，由于在加压工序中只在与发生了弹性变形的加压面相接触的面上有凹凸不平，而其它面都具有预定形状的平坦面，所以通过只对与发生了弹性变形的加压面相接触的面进行研磨加工，就能够得到具有预定尺寸和形状的烧结体。与此相反，如图11(b)所示，按照现有的制造方法得到的烧结体，由于在所有面上都有较大的变形，为了得到具有预定尺寸和形状的烧结体，所有的面都有必要进行加工。因此，如果使用本实施方式的制造方法，由于只加工一个面即可，就能够提高产量。特别是由于只需很小的加工余量(研磨余量)，提高了材料的利用率。

产业上利用的可能性

按照本发明，能够提供，即使粉末材料的填充密度不均匀，也能够以高的生产率制造密度分布均匀的成型体的成型方法和适用于实施该粉末成型方法的粉末加压成型装置。特别是，如果按照本发明的粉末加压成型方法，具有使用流动性低的粉末材料，就能够以高的生产率制造薄型的成型体的优点。

由于本发明的粉末加压成型装置，只用具有例如适当硬度的树脂层形成现有的单轴加压(模具加压)的加压面，所以能够很容易地实施本发明。

并且，按照本发明的粉末加压成型方法，由于使用带坯铸造法制造的稀土类合金粉末能够形成密度均匀的成型体，所以提供了能够以高生产率制造稀土类烧结磁体的制造方法。

Claims

1.一种粉末加压成型方法，其特征在于，包括

准备粉末材料的工序；

将所述粉末材料填充在模腔内的工序；

对填充于所述模腔内的所述粉末材料在彼此相对的一对加压面之间进行单轴加压、形成成型体的工序，即，在与所述模腔内填充的所述粉末材料相接触的面当中，只有所述一对加压面的至少一个加压面由于加压压力而发生弹性变形的单轴加压工序；以及

从所述模腔中取出所述成型体的工序，

所述加压面至少一面为沿着加压轴方向具有不同硬度部分的树脂层的表面。

2.如权利要求1所述的粉末加压成型方法，其特征在于，所述树脂层具有25～95范围的肖氏A硬度。

3.如权利要求1所述的粉末加压成型方法，其特征在于，在所述单轴加压工序中，所述一对加压面中仅任何一个加压面由于加压压力而发生弹性变形。

4.如权利要求1所述的粉末加压成型方法，其特征在于，在所述填充工序中，用所述模腔对所述粉末材料进行计量。

5.如权利要求4所述的粉末加压成型方法，其特征在于，在所述填充工序中，以0.20～0.35范围内的相对密度在所述模腔中填充所述粉末材料。

6.如权利要求5所述的粉末加压成型方法，其特征在于，在所述单轴加压工序中，所述粉末材料被单轴加压至所述模腔容积的0.5～0.65倍的体积。

7.如权利要求1所述的粉末加压成型方法，其特征在于，将所述成型体的所述单轴加压的工序中加压轴方向的厚度设为D(mm)、所述一对加压面的面积分别设为S(mm²)时，满足如下的关系式：D≤|S^1/2|/3。

8.一种磁体制造方法，其特征在于，包括

准备含有稀土类合金粉末的粉末材料的工序；

将所述粉末材料填充到模腔内的工序；

对填充于所述模腔内的所述粉末材料在彼此相对的一对加压面之间进行单轴加压、形成成型体的工序，即，在与所述模腔内填充的所述粉末材料相接触的面中，只有所述一对加压面的至少一个加压面由于加压压力而发生弹性变形的单轴加压工序；以及

从所述模腔中取出所述成型体的工序，

9.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，所述树脂层具有25～90范围的肖氏A硬度。

10.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，在所述单轴加压工序中，所述一对加压面仅任意一个加压面由于加压压力而发生弹性变形。

11.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，在所述填充工序中，用所述模腔对所述粉末材料进行计量。

12.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，在所述填充工序中，以0.20～0.35范围的相对密度在所述模腔中填充所述粉末材料。

13.如权利要求12所述的磁体制造方法，其特征在于，在所述单轴加压工序中，将所述粉末材料单轴加压至所述模腔的内容积的0.5～0.65倍的体积。

14.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，在所述成型体的所述单轴加压的工序中，将加压轴方向的厚度设为D(mm)、所述一对加压面的面积分别设为S(mm²)时，满足如下的关系式：D≤|S^1/2|/3。

15.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，包括在所述单轴加压工序期间，通过从与加压轴相垂直相交的方向施加磁场，使所述稀土类粉末材料取向的工序。

16.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，在所述单轴加压工序中的加压轴方向是上下方向，所述一对加压面为上侧加压面和下侧加压面，所述模腔的侧面由模具的内面确定，所述模腔的底面由所述下侧加压面确定。

17.如权利要求8所述的磁体制造方法，其特征在于，还包括通过烧结所述成型体形成烧结体的工序和对所述烧结体进行表面加工的工序，

所述表面加工工序只对所述烧结体的表面中与所述单轴加压工序中的所述至少一个加压面相接触的面进行选择性的研磨。

18.一种粉末加压成型装置，是对填充在模腔中的粉末材料进行单轴加压的粉末加压成型装置，其特征在于，包括

形成有由所述模腔的侧面所确定的内面的模具；

具有由所述模腔的底面所确定的下侧加压面的下冲模；

具有与所述下侧加压面相对的上侧加压面的上冲模；

在确定所述模腔的所述内面、所述下侧加压面和所述上侧加压面中，只有所述下侧加压面和所述上侧加压面的至少一个加压面对填充在所述模腔中的所述粉末材料在所述下侧加压面和所述上侧加压面之间进行单轴加压时，因加压产生弹性变形，

19.如权利要求18所述的粉末加压成型装置，其特征在于，所述树脂层具有25～90范围的肖氏A硬度。

20.如权利要求18所述的粉末加压成型装置，其特征在于，所述下侧加压面和所述上侧加压面中仅一加压面由于加压压力而发生弹性变形。

21.如权利要求20所述的粉末加压成型装置，其特征在于，所述上侧加压面由于加压压力而发生弹性变形。

22.如权利要求21所述的粉末加压成型方法，其特征在于，所述上侧加压面是树脂层的表面，所述上冲模具有防止由于加压导致的向与所述树脂层的加压轴方向垂直的面内方向伸长的部件。

23.如权利要求22所述的粉末加压成型装置，其特征在于，所述上冲模具有容纳所述树脂层的凹陷部分，通过所述凹陷部分的侧面防止加压导致的向与所述树脂层的所述加压轴方向垂直的面内方向的伸长。

24.如权利要求18所述的粉末加压成型装置，其特征在于，所述树脂层包括具有第一硬度的第一树脂层和具有低于第一硬度的第二硬度的第二树脂层，所述上侧加压面为所述第一树脂层的表面。

25.一种粉末加压成型方法，其特征在于，包括

准备粉末材料的工序；

将所述粉末材料填充在模腔内的工序；

对填充于所述模腔内的所述粉末材料在彼此相对的上侧加压面和下侧加压面之间进行单轴加压、形成成型体的工序，即，所述上侧加压面是防止向与加压轴方向垂直的面内方向伸长的树脂层的表面，所述表面由于加压压力而发生弹性变形的单轴加压工序；以及

从所述模腔中取出所述成型体的工序，

所述树脂层沿着加压轴方向具有不同硬度的部分。

26.一种磁体的制造方法，其特征在于，包括

准备含有稀土类合金粉末的粉末材料的工序；

将所述粉末材料填充到模腔内的工序；

从所述模腔中取出所述成型体的工序，

所述树脂层沿着加压轴方向具有不同硬度的部分。