CN101103422A - 径向各向异性磁铁的制造方法 - Google Patents

径向各向异性磁铁的制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101103422A
CN101103422A CNA2006800009832A CN200680000983A CN101103422A CN 101103422 A CN101103422 A CN 101103422A CN A2006800009832 A CNA2006800009832 A CN A2006800009832A CN 200680000983 A CN200680000983 A CN 200680000983A CN 101103422 A CN101103422 A CN 101103422A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic field
iron powder
magnetic
mentioned
magnetic iron
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2006800009832A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101103422B (zh
Inventor
佐藤孝治
北川光雄
美浓轮武久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Publication of CN101103422A publication Critical patent/CN101103422A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101103422B publication Critical patent/CN101103422B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy
    • H01F41/028—Radial anisotropy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/06—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F13/00—Apparatus or processes for magnetising or demagnetising
    • H01F13/003—Methods and devices for magnetising permanent magnets

Abstract

本发明涉及径向异性磁铁的制造方法，其特征在于，在具备阴模、芯体、上下模冲的圆筒磁铁用成形模具的模腔内填充磁铁粉，对上述磁铁粉施加磁场，用上下模冲加压磁铁粉，利用水平磁场垂直成形法对磁铁粉进行成形的径向各向异性磁铁的制造方法中，在使上模冲能够部分加压地分割成形、利用水平磁场垂直成形法将填充在模具模腔内的磁铁粉成形时，用上模冲的分割部分和下模冲对磁铁粉部分加压，使磁铁粉的该部分加压部高密度化，直至其密度达到填充密度的1.1倍以上，且小于成形体密度，此后，以先前部分加压以上的压力，使用上下模冲整体加压模腔内的全部磁铁粉进行最终成形。

Description

径向各向异性磁铁的制造方法
技术领域
本发明是关于径向各向异性磁铁的制造方法。
背景技术
粉碎像铁氧体或稀土合金那样的晶体磁性各向异性材料，在特定的磁场中进行压制成形而制作的各向异性磁铁，广泛地用于扬声器、电动机、计测仪器、其他的电气设备等。其中，特别是在径向具有各向异性的磁铁，磁性优良，可自由地磁化，并且也不需要像瓦形磁铁(segment magnets)那样的磁铁固定用的增强，因此被应用于交流伺服电动机、直流无刷电动机等。特别近年来，伴随电动机的高性能化，要求细长的径向各向异性磁铁。利用垂直磁场垂直成形法或者后方挤出法制造具有径向取向的磁铁，但垂直磁场垂直成形法是以从压制方向，通过芯体从相反方向施加磁场而得到径向取向为特征。
图1表示制造径向各向异性磁铁的垂直磁场垂直成形机的说明图。这里，图中1是成形机机架，2是取向磁场线圈，3是阴模，4是上芯体，5是下芯体，6是上模冲，7是下模冲，8是填充磁铁粉。在该垂直磁场垂直成形机中，由线圈产生的磁场形成从芯体，穿过阴模和成形机机架至芯体的磁路。在此场合，为了磁场泄露损失低，形成磁路部分的材料使用强磁性体，主要使用铁系金属。但是，用于使磁铁粉取向的磁场强度，像以下那样决定。设芯体直径为B(磁铁粉填充内径)、设阴模直径为A(磁铁粉填充外径)、设磁铁粉填充高度为L。通过上下芯体的磁通在芯体中央相遇对抗而到达阴模。通过芯体的磁通量，根据芯体的饱和磁通密度决定，在铁制芯体，磁通密度是20kG左右。因此磁铁粉填充内外径中的取向磁场，成为以磁铁粉填充部的内面积和外面积除以通过上下芯体的磁通量取向磁场，成为
2·π·(B/2)2·20/(π·B·L)＝10·B/L...内周
2·π·(B/2)2·20/(π·A·L)＝10·B2/(A·L)...外周
在外周的磁场比内周小，因此为了在磁铁粉填充部全部得到良好的取向，在外周需要10k0e以上，为此而成为10·B2/(A·L)＝10，因此成为L＝B2/A。成形体高度是填充粉高度的约一半，烧结时，再变成80％左右，因此磁铁的高度变得非常小。像这样，由芯体形状来决定可能取向的磁铁的高度，使用垂直磁场垂直成形机，通过利用相反的磁场制作径向磁铁的方法来制造细长制品是困难的。
另外，后方挤出法，设备规模大，成品率差，制造廉价的磁铁是困难的。
像这样，无论在什么样的方法中，径向各向异性磁铁的制造都是困难的，难以廉价、大量地制造，也有使用径向各向异性磁铁的电动机价格变得非常高这样的不利。
因此，本申请人为了用多腔成形大量生产细长圆筒的径向磁铁，提出了不使用以往的垂直磁场垂直压制，而在配置强磁性芯体的水平磁场垂直压制中，在施加磁场后，使磁铁粉和磁场方向相对地旋转，此后再施加磁场进行成形的方法，即，提出了
“是在圆筒磁铁用成形模具的芯体的至少一部分材质中使用具有饱和磁通密度5kG以上的强磁性体，通过利用水平磁场垂直成形法在磁铁粉上施加取向磁场，使填充在模具腔内的磁铁粉成形，制造径向各向异性磁铁的方法，是以进行下述(i)～(v)：
(i)在施加磁场中，使磁铁粉在模具圆周方向进行规定角度旋转，
(ii)在施加磁场后，使磁铁粉在模具圆周方向进行规定角度旋转，此后再施加磁场，
(iii)在施加磁场中，使磁场发生线圈相对磁铁粉在模具圆周方向进行规定角度旋转，
(iv)在施加磁场后，使磁场发生线圈相对磁铁粉在模具圆周方向进行规定角度旋转，此后再施加磁场，
(v)使用数个线圈对，以1个线圈对施加磁场后，以其他的线圈对施加磁场的操作中的至少一种操作，对磁铁粉从多个方向而不是一个方向施加磁场，用加压成形进行制造，得到遍及磁铁全部，环形磁铁的中心轴和赋予径向各向异性方向的夹角是80°以上100°以下的径向各向异性磁铁为特征的径向各向异性磁铁的制造方法”(特开2004-111944号公报)。
在该方法中，利用在水平磁场压机内配置强磁性芯体而施加的磁场，像图3(b)那样在施加磁场方向附近变成径向取向。此时，在对施加磁场方向垂直的方向不变成径向取向。因此，使填充磁铁粉和施加磁场方向相对地旋转后，施加弱磁场，使前次施加磁场时没有变成径向取向的部位形成径向取向。若使用这样的弱磁场，就不引起在施加磁场方向的垂直方向的取向混乱。这样一来，就能够在遍及全部圆周方向得到径向取向。但是，即将成形前的施加磁场的强度若过强，在磁场垂直方向，至成形时形成的径向取向就会混乱。另外，若过弱，则不能使在施加磁场方向上在刚刚施加磁场时形成的混乱取向成为径向取向。因此，能否得到均匀的径向取向，主要取决于被即将成形前的磁场强度，因此，希望更稳定地进行生产的方法。
专利文献1：特开2004-111944号公报
发明内容
本发明是鉴于以上事实而完成的，以提供容易而且能够大量、稳定、廉价地制造磁特性优良的、多腔、细长且均匀的径向各向异性磁铁的径向各向异性磁铁的制造方法为目的。
本发明为了达到上述目的，提供径向各向异性磁铁的制造方法，在具备具有圆柱状中空部的阴模、配置在该中空部内而形成圆筒状模腔的圆柱状芯体和在上述模腔内能上下方向滑动地配设的上下模冲的圆筒磁铁用成形模具的上述模腔内填充磁铁粉，从上述阴模的外侧沿芯体的径向对上述磁铁粉施加磁场，通过上下模冲将磁铁粉加压，利用水平磁场垂直成形法对磁铁粉进行成形的径向各向异性磁铁的制造方法中，其特征在于，(至少使上述上模冲从上述磁场的施加方向沿圆周方向，在各自±10°以上±80°以下的区域将磁铁粉可部分加压地分割成形，)与此同时在圆筒磁铁用成形模具的芯体的至少一部分材质中使用具有饱和磁通密度0.5T以上的强磁性体，在利用水平磁场垂直成形法将填充在模具模腔内的磁铁粉成形时，在对磁铁粉施加取向磁场中或者施加后，在从磁场施加方向沿圆周方向±10°以上±80°以下的区域，用对应于该区域的上模冲的分割部分和下模冲对磁铁粉部分加压，进行使磁铁粉的该部分加压部高密度化的预成形直至其密度达到施加磁场前的填充密度的1.1倍以上、且小于成形体密度为止，进行
(i)在上述第1次的施加磁场后，使磁铁粉在模具圆周方向进行规定角度旋转，此后再施加磁场，
(ii)在上述第1次的施加磁场后，使磁场发生线圈在模具圆周方向相对磁铁粉进行规定角度旋转，此后再施加磁场，
(iii)在上述第1次的施加磁场后，从配置在相对先前施加的线圈对偏离规定角度的位置的线圈对再施加磁场的操作中的至少一种操作，在该第2次的施加磁场中或者施加磁场后，或者根据需要反复进行上述预成形和上述(i)～(iii)的操作中的至少一种操作后，以先前部分加压以上的压力，用上下模冲整体对模腔内的全部磁铁粉加压，进行最终成形。
在此情况下，在上述预成形和最终成形中或者在预成形和最终成形前进行的施加磁场时的施加的磁场强度，优先选择都是159.5kA/m～797.7kA/m。另外，上模冲的分割数，优先选择是被均等地4、6或者8分割。再有，根据需要，下模冲也可以像这样分割，但在此情况下，优先选择使下模冲的分割区和上模冲的分割区域一致。即优先选择下模冲从上述磁场的施加方向沿圆周方向在各自±10°以上±80°以下的区域，将磁铁粉能够部分加压地进行分割成形，用上述上模冲的分割部分和与该分割部分对置的下模冲的分割部分将磁铁粉进行部分加压。
按照本发明的径向各向异性磁铁的制造方法，多腔、细长制品的制造是容易的，而且能够廉价、大量、稳定地提供磁特性优良的均匀的径向各向异性磁铁，在产业上的利用价值是极高的。
附图说明
图1是表示在制造径向各向异性圆筒磁铁时使用的以往的垂直磁场垂直成形装置的说明图，(a)是纵剖面图，(b)是(a)图中的A-A′线剖面图。
图2是表示制造圆筒磁铁时使用的水平磁场垂直成形装置的一实施例的说明图，(a)是平面图，(b)是纵剖面图。
图3是示意地表示制造圆筒磁铁时使用的水平磁场垂直成形装置中磁场发生时的磁力线的状态的说明图，(a)是有关本发明的成形装置的情况，(b)是以往的成形装置的情况。
图4是表示在制造圆筒磁铁时使用的成形装置内，进行预成形后的状态的说明图。
具体实施方式
以下，详细地说明本发明。
图2是圆筒磁铁的成形时，用于进行磁场中取向的水平磁场垂直成形装置的说明图，特别是电动机用磁铁的水平磁场垂直成形机。这里，和图1的情况相同，1表示成形机机架，2表示取向磁场线圈，3表示阴模，5a表示芯体。6是上模冲，7是下模冲，8是填充磁铁粉，9表示极靴。
即，阴模3具有圆筒状中空部，在该中空部内插入比该中空部的直径小的圆柱状芯体5a，在阴模3和芯体5a之间形成圆筒状模腔，在该模腔中填充磁铁粉8，进行成形，成形为对应于该模腔形状的磁铁。在此情况下，是上述上下模冲6、7可分别在上下方向滑动地插入上述模腔中，压紧模腔内的填充磁铁粉8。另外，对于上述模腔内的磁铁粉来说，是从阴模3的外侧沿芯体5a的径向施加磁场。
这里，在本发明中，上述上模冲被分割为使从上述磁场的施加方向、沿圆周方向在各自±10°以上±80°以下的区域，最好是±30°以上±60°以下的区域能够部分加压磁铁粉的部分。在此情况下，优先选择下模冲不被分割而作为一体型，但也可以和上模冲一样进行分割。
另外，在本发明中，用饱和磁通密度0.5T(5kG)以上、优先选择用0.5～2.4T(5～24kG)、更优先选择用1.0～2.4T(10～24kG)的强磁性体形成上述模具的芯体5a的至少一部分，更优先选择是全体。作为这样的芯体材质，可举出铁系材料、钴系材料、铁-钴系材料及其合金材料等具有磁性的材料。
像这样，在芯体中若使用具有饱和磁通密度0.5T以上的强磁性体，在磁铁粉上施加取向磁场时，磁通就设法垂直地进入强磁性体表面，因而描绘出接近径向的磁力线。因此，如图3(a)所示，就能够使磁铁粉填充部分的磁场方向接近径向取向。与此相反，以往用非磁性或者具有和磁铁粉同等的饱和磁通密度的材料形成芯体5b，在此情况下，磁力线如图3(b)所示，是相互平行的，在同一图中，中央附近是径向方向，但愈接近上侧和下侧愈成为由线圈产生的取向磁场方向。即使用强磁性体形成芯体，在芯体的饱和磁通密度不到0.5T时，芯体也容易达到饱和，即使使用强磁性芯体，但磁场成为近似图3(b)的状态。除此之外，在不到0.5T时，变成和填充磁铁粉的饱和密度(磁铁的饱和磁通密度×磁铁粉填充密度/磁铁真密度)相等，填充磁铁粉和强磁性芯体内的磁通方向已变成和线圈的磁场方向相同。再者，在芯体的一部分中使用0.5T以上的强磁性体时，也得到和上述相同的效果，虽然是有效的，但优先选择使用全体由0.5T以上的强磁性体构成的芯体。
相对由线圈产生的取向磁场方向是90°的方向，往往不成为径向取向。在磁场中有强磁性体时，磁通设法垂直进入强磁性体而被强磁性体吸引，因此在强磁性体的磁场方向面磁通密度上升，在垂直方向，磁通密度降低。为此，在模具内配置强磁性芯体的情况下，在填充磁铁粉中，在强磁性芯体的磁场方向部分，由于强磁场得到良好的取向，而在垂直方向部分不太发生取向。为了弥补此，使磁铁粉相对由线圈产生的磁场进行旋转，使不完全取向部分在磁场方向的强磁场部分进行再取向。
但是，此时，如果施加强磁场，在垂直于施加磁场的方向再次使径向取向变得混乱，另外，若过弱，就不能矫正在施加磁场方向已发生混乱的径向取向。因此，能否得到均匀的径向取向，很大程度上取决于即将成形前的磁场强度，磁铁的稳定生产变得困难。
因此，在本发明中是通过分割在磁场施加中或者刚施加后一旦成形的在磁场施加方向的径向取向、利用仅该部分可动作的上模冲或下模冲的任一方，或者上下两模冲加压，进行预成形，即使施加径向取向以外的磁场，也能控制磁铁粉发生旋转。这样一来，在最初施加磁场时进行预成形，此后利用施加旋转磁场通过进行达到最终成形的多级成形，就能够得到具有均匀的径向取向的成形体。预成形和最终成形也可以在施加磁场后进行，但通过在磁场中进行可得到高取向，是优先选择的。
在经受预成形的区域的描述中，0°方向和180°方向相对于施加磁场方向是相同，因此±90°区域意味着360°，也就是说全区域。
预成形时的加压部分，需要在磁场施加方向±10°以上的区域进行。是因为在比此限定狭窄时，由于最终成形时的施加磁场，产生径向取向发生混乱的部位。在预成形时的加压部分超过磁场施加方向±80°时，变成预成形进行至施加磁场的垂直方向附近，预成形已进行至没有径向取向的部分，因此应该是±80°以下。优先选择可在±30°以上、±60°以下的区域进行。
模冲的分割数是4以上，优先选择是4、6、8分割，是被均等地分割的模冲。分割数比8分割多时，模冲分割数是偶数时，可以是模冲分割数的1/2次的预成形的次数，但分割数一变多，成形节拍就变长。另外，在进行奇数分割时，成为进行和分割数相同数的预成形，成形节拍变长，生产率恶化。
再者，模冲的分割，优先选择像上述那样分割上模冲，下模冲为和以往相同的圆筒状的原封不动的状态，但也可以分割上模冲和下模冲的两方。
在冲头分割数多的场合，虽然没有由于最终成形的磁场施加造成的径向配向混乱，将没有配向的部分成形的事情，但为了在超出上述分割成形区域的部分进行预成形，分割数变多，成形节拍变长，所以优先选择8分割以下。
预成形的加压程度，必须是填充密度的1.1倍以上。是因为比此限定低的加压，虽然进行预成形，但在最终成形时施加磁场时，会使径向取向混乱。利用预成形的加压，若成为最终成形时的磁铁粉密度以上，在最终成形后的成形体中就产生密度不匀，成为裂纹或变形的原因，因此是不到最终成形时的磁铁粉密度。作为预成形时的加压程度，可以优先选择规定为填充密度的1.3倍以上、成形体密度的9 0％以下。
这里，关于在磁铁粉上施加的磁场，在用水平磁场垂直成形装置发生的磁场大时，例如图3(a)的芯体5a已饱和，成为近似图3(b)的状态，取向磁场变成近似径向取向的圆筒磁铁的磁场，不成为径向取向。因此，在将要加压之前或者加压中发生的磁场，优先选择797.7kA/m(10kOe)以上。另一方面，若使用强磁性芯体，磁通就集中在芯体，因而在芯体周边得到比由线圈产生的磁场大的磁场。但是，磁场若太小，在芯体周边也得不到在取向上充分的磁场。另外，相对于施加磁场方向垂直的方向，在预成形时，有发生旋转作为再径向取向的工序，在最终成形时，预成形是处于完成的状态，由磁场产生的取向处于不易混乱的状态，因此从线圈产生的磁场强度，以在施加磁场前未成为径向取向的施加磁场方向得到充分的径向取向的159.5kA/m(2kOe)以上为好。
这里所说的用水平磁场垂直成形产生的磁场，是意味着充分离开强磁性体的地方的磁场或者去掉强磁性芯体后进行测定时的磁场值。
在本发明中，首先在上述模腔内填充所用量的磁铁粉，施加159.5～797.7kA/m(2～10kOe)的磁场(施加磁场)。然后，和施加该磁场同时或者施加磁场后，优先选择在施加磁场中，上述±10°以上±80°以下，特别是±30°以上±60°以下的区域，利用将该部分分割的部分的上模冲和下模冲(下模冲被分割时，对应于上述区域的下模冲的分割部分)对该区域进行压紧(部分加压)，对该部分加压部进行成形(预成形)，以使其密度为施加磁场前的磁铁粉填充密度的1.1倍以上、且不到成形体密度的密度，优选是填充密度的1.3倍以上、成形体密度的90％以下。因此，磁铁粉的部分加压部(预成形部分)在被高密度化到上述密度，但磁铁粉的未部分加压的部分原封不动地保留初期的粉状。
接着，进行
(i)上述第1次施加磁场后，使磁铁粉在模具圆周方向旋转规定角度，此后再施加磁场，
(ii)上述第1次施加磁场后，使磁场发生线圈相对磁铁粉在模具圆周方向旋转规定角度，此后再施加磁场，
(iii)上述第1次施加磁场后，从配置在相对先前施加的线圈对偏离规定角度的位置的线圈对再次施加磁场的操作中的至少一种操作(旋转和第2次施加磁场)。
在此场合，适宜地进行上述角度的选定，但优先选择使未预成形区域的中心方向和磁场方向成为±10°以下那样的角度旋转是令人满意的。另外，此时施加的磁场和上述相同。
像这样，在第1次施加磁场，预成形、旋转、第2次施加磁场、最终成形的一系列顺序中，以更提高径向取向为目的，在最终成形前，也可以进行1次以上预成形、旋转、施加磁场的步骤。
另外，最终成形后的成形体密度(成形体的重量/成形体的体积)希望是3.0～4.7g/cm3，优选是3.5～4.5g/cm3。
像这样，在本发明中，优先选择分成数次进行部分加压成形，但此时，也可以采用一边施加磁场一边进行成形的技法，以及进行一次施加磁场，然后中止磁场发生，进行成形的技法的任一种，优先选择一边施加磁场一边进行成形。此时施加的磁场的强度，在哪种情况都优先选择2～10kOe。
再者，得到的成形体是否成为径向取向，由预成形或者最终成形时的施加的磁场决定，因而关于预成形和最终成形以外的磁场施加，即使施加超过797.7kA/m(10kOe)的磁场也没关系。
本发明，如上所述，使磁铁粉的部分加压反复进行1次或者数次后，是进行最终成形，但最终成形是以先前部分加压以上的压力、使用上下模冲全体将模腔内的全部磁铁粉均等地加压进行，在此场合，利用通常的水平磁场垂直成形法，在磁铁粉上施加取向磁场，用一般的成形压0.29～1.96Pa(0.3～2.0t/cm2)进行成形，再实施烧结、时效处理、加工处理等，就能够得到烧结磁铁。
再者，作为磁铁粉，没有特别的限制，除了在制造Nd-Fe-B系圆筒磁铁时是合适的以外，在铁氧体磁铁、Sm-Co系稀土类磁铁、各种粘结磁铁等的制造中也是有效的，但都是使用平均粒径0.1～100μm，特别是0.3～50μm的合金粉进行成形。
以下，示出实施例和对比例，具体地说明本发明，但本发明不受下述的实施例的限制。
实施例1～3
使用各自的纯度为99.7质量％的Nd、Dy、Fe、Co、M(M是Al、Si、Cu)和纯度99.5质量％的B，用真空熔炼炉熔化铸造按质量％是Nd30Dy2.5Fe62.8Co3B1Al0.3Si0.3Cu0.1的合金，制成金属锭。用颚式破碎机和布朗磨机(Brown mill)将该金属锭粗粉碎，再在氮气流中利用喷射磨粉碎得到平均粒径4.8μm的微粉末。将该粉末以磁铁粉的填充密度2.66g/cm3填充在配置了图2所示的饱和磁通密度1.9T(19kG)的铁制强磁性芯体的水平磁场垂直成形装置中。此时，上模冲分割数是4，下模冲为不分割的圆筒状态。一边以线圈的发生磁场638.2kA/m(8kOe)施加磁场，一边在相对磁场方向±45°的区域，利用与该区域对置的上模冲分割部和下模冲进行加压，进行预成形直至该加压部分达到填充密度的1.3倍的密度3.46g/cm3。在图4中表示预成形后的模腔内的磁铁粉的状态。箭头方向A表示施加磁场方向。此后，使线圈旋转90°，接着在398.8kA/m(5kOe)的磁场中同样地进行再次取向，以0.49Pa的成形压，使用上下的全模冲进行最终成形。此时的成形体密度是4.18g/cm3。
作为实施例2，在水平磁场垂直成形装置中，使用和实施例1相同的磁铁粉，以磁铁粉填充密度2.28g/cm3进行填充，在线圈的发生磁场478.6kA/m(6kOe)的磁场中，一边进行取向，一边在相对磁场方向±45°的区域，利用上模冲分割部和下模冲进行加压，进行预成形直至该加压部分达到填充密度的1.5倍的3.42g/cm3。使磁铁粉与阴模和芯体及模冲一起旋转90°，接着在319.1kA/m(4kOe)的磁场中，以0.49Pa(0.5t/cm2)的成形压，使用上下的全模冲进行最终成形。此时的成形体密度是4.18g/cm3。
作为实施例3，使用上模冲的分割数是6、下模冲为不分割的圆筒状形态的模冲，使用和实施例1相同的磁铁粉以2.9g/cm3进行填充，使用水平磁场垂直成形装置在线圈的发生磁场877.5kA/m(11kOe)的磁场中进行取向后，使磁铁粉与阴模和芯体及模冲一起旋转90°，再在线圈发生磁场797.7kA/m(10kOe)的磁场中进行取向。再使磁铁粉与阴模和芯体及模冲一起旋转90°，施加398.8kA/m(5kOe)的磁场后，在相对刚刚施加的磁场方向的±60°的区域，利用与该区域对置的上模冲分割部和下模冲进行预成形直至该区域达到填充密度的1.15倍的密度3.34g/cm3。此后，使磁铁粉与阴模和芯体及模冲一起旋转90°，接着同样地在398.8kA/m(5kOe)的磁场中，进行再次取向，以0.39Pa(0.4t/cm2)的成形压，使用上下的全模冲进行最终成形。此时的成形体密度是3.8g/cm3。
这些成形体，在真空中，在1090℃进行1小时烧结，接着在530℃进行1小时的热处理，得到30mm×25mm×L30mm的圆筒磁铁。在得到的烧结体中没有看到裂纹、碎片、大的变形。从这样得到的烧结圆筒磁铁切取圆周方向2mm、圆筒轴方向2.5mm的试片。切取磁铁的地方是圆筒磁铁中部、是以最终成形时的磁场施加方向作为0°，是0°、45°、90°、135°和180°(在此，180°也是磁场施加方向)的5处。这些试片使用振动试料型磁力计(VSM)进行剩余磁化Br[T]磁性测定。结果示于表1中。
对比例1～4
作为对比例1，除了预成形外和实施例1相同条件，进行不进行预成形的成形。
作为对比例2，除了预成形外和实施例1相同条件，在全区域(±90°)进行预成形，得到成形体。
作为对比例3，将实施例2中的预成形部分的磁铁粉密度规定为填充密度的1.05倍的2.39g/cm3，其他成为完全和实施例2相同地操作，得到成形体。
作为对比例4，进行预成形直至实施例3中的预成形部分的磁铁粉密度成为4.56g/cm3。其他成为完全和实施例3相同地操作，得到成形体的整体密度为4.30g/cm3的成形体。在此时的50％的成形体中发生了裂纹、碎片。
这些对比例的成形体，和实施例同样地在真空中，在1090℃进行1小时烧结，接着在530℃进行1小时热处理，得到30mm×25mm×L30mm的圆筒磁铁。在由对比例4得到的烧结体的45％中看到裂纹，全部看到大的变形。在其他的对比例中，都没有看到裂纹、碎片、大的变形。从这样得到的烧结圆筒磁铁切取圆周方向2mm、圆筒轴方向2.5mm的试片。切取磁铁的地方是圆筒磁铁中部、以最终成形时的磁场施加方向作为0°，是0°、45°、90°、135°和180°(在此，180°也是磁场施加方向)的5处。这些试片使用振动试料型磁力计(VSM)进行剩余磁化Br[T]的测定。结果和实施例一起示于表1中。
表1
  Br[T]     0°     45°     90°     135°     180°
  实施例1     1.24     1.23     1.23     1.23     1.24
  实施例2     1.23     1.22     1.23     1.22     1.23
  实施例3     1.21     1.21     1.21     1.20     1.21
  对比例1     1.21     0.98     0.62     0.93     1.22
  对比例2     0.67     0.95     1.23     1.01     0.66
  对比例3     1.23     1.19     1.04     1.21     1.23
  对比例4     1.20     1.19     1.19     1.18     1.20
从表1可知，实施例1～3与对比例1～3相比，显示高的剩余磁化，并且各部位间的偏差也小。除此之外，对比例4在成形体中含有裂纹、碎片，生产率恶化，因此利用实施例1～3或者利用以这些实施例为基准的方法可进行优良的径向各向异性磁铁的制造。
实施例4、5
作为实施例4，使用各自的纯度为99.7质量％的Nd、Dy、Fe、Co、M(M是Al、Cu)和纯度99.5质量％的B，用真空熔炼炉熔化铸造按质量％是Nd30Dy2.8Fe63.9Co1.9B1Al0.2Cu0.2的合金，制成金属锭。用颚式破碎机和布朗磨机将该金属锭粗粉碎，再在氮气流中利用喷射磨粉碎得到平均粒径4.5μm的微粉末。将该粉末以磁铁粉的填充密度2.66g/cm3填充在配置了图2所示的饱和磁通密度1.9T(19kG)的铁制强磁性芯体的水平磁场垂直成形装置中。此时，使用上下模冲分割数各自是6、全部以60°制成的下下模冲。以线圈发生磁场717.8kA/m(9kOe)施加磁场后，再一边以319.0kA/m(4kOe)施加磁场，一边在相对磁场方向±30°的区域，利用分别与该区域对置的2个上下模冲进行预成形直至达到填充密度的1.3倍的密度3.46g/cm3。此后使线圈旋转60°，接着同样地以717.8kA/m(9kOe)施加磁场后，再一边以319.0kA/m(4kOe)施加磁场，一边在相对磁场方向±30°的区域，利用分别与该区域对置的2个上下模冲进行预成形直至达到密度3.46g/cm3。此后，使线圈在和上述相同方向旋转60°，在398.8kA/m(5kOe)的磁场中进行再取向，以0.49Pa的成形压，使用上下的全模冲进行最终成形。此时的成形体密度是4.1g/cm3。
作为实施例5，使用和实施例4相同的磁铁粉，在和实施例4相同形状，将上下模冲进行8分割(各自以45°的角度制成的模冲)的模具模内以磁铁粉填充密度2.4g/cm3进行填充。一边以线圈发生磁场398.8kA/m(5kOe)施加磁场，一边在相对磁场方向±22.5°的区域，利用分别与该区域对置的2个上下模冲进行预成形直至达到填充密度的1.5倍的密度3.6g/cm3。此后，使线圈旋转45°，接着一边施加398.8kA/m(5kOe)的磁场，一边在相对磁场方向±22.5°的区域，利用分别与该区域对置的2个上下模冲进行预成形直至达到密度3.6g/cm3，此后，再使线圈在和上述相同方向旋转45°，接着一边以398.8kA/m(5kOe)施加磁场，一边在相对磁场方向±22.5°的区域，利用分别与该区域对置的2个上下模冲进行预成形直至达到密度3.6g/cm3。使线圈旋转45°，在398.8kA/m(5kOe)的磁场中，进行取向，以0.6Pa的成形压，使用上下的全模冲进行最终成形。此时的成形体密度是4.3g/cm3。
这些成形体，在真空中，在1080℃进行1小时烧结，接着在500℃进行1小时的热处理，得到50mm×45mm×L30mm的圆筒磁铁。在得到的烧结体中没有看到裂纹、碎片、大的变形。从这样得到的烧结圆筒磁铁切取圆周方向2mm、圆筒轴方向2.5mm的试片。切取磁铁的地方是圆筒磁铁中部、以最终成形时的磁场施加方向作为0°，实施例4是0°、30°、60°、90°、120°、150°和180°(在此，180°也是磁场施加方向)的7处。实施例5是0°、22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°和180°(在此，180°也是磁场施加方向)的9处。在这些试片中使用振动试料型磁力计VSM进行剩余磁化Br[T]磁性测定。结果示于表2、3中。
表2
    Br[T]     0°     30°     60°     90°     120°     150°     180°
    实施例4     1.28     1.28     1.29     1.28     1.29     1.28     1.28
表3
    Br[T]     0°     22.5°     45°     67.5°     90°     112.5°     135°     157.5°     180°
    实施例5     1.27     1.27     1.28     1.27     1.27     1.27     1.27     1.27     1.27
将实施例4、5得到的磁铁在10极进行磁化，插入12个齿槽的定子中，测定3rpm时的转矩波动和感应电动势。实施例4，转矩波动是9.6mNm，感应电动势是7.1V/krpm，实施例5，转矩波动是8.9mNm，感应电动势是6.9V/krpm。
从表2、3可知，实施例4、5显示高的剩余磁化，并且个部位间的偏差也非常小。除此之外已知，电动机特性也良好，可进行适合于直流无刷电动机和交流伺服电动机的径向各向异性磁铁的制造。

Claims (4)

1.径向各向异性磁铁的制造方法，在具备具有圆柱状中空部的阴模、配置在该中空部内而形成圆筒状模腔的圆柱状芯体、在上述模腔内能够上下方向滑动地配设的上下模冲的圆筒状磁铁用成形模具的上述模腔内填充磁铁粉，从上述阴模的外侧沿芯体的径向对上述磁铁粉施加磁场，利用上述上下模冲将磁铁粉加压，利用水平磁场垂直成形法对磁铁粉进行成形的径向各向异性磁铁的制造方法中，其特征在于，至少将上述上模冲分割成形，使从上述磁场的施加方向沿圆周方向，在各自±10°以上±80°以下的区域将磁铁粉可部分地加压，与此同时，在圆筒磁铁用成形模具的芯体的至少一部分材质中使用具有饱和磁通密度0.5T以上的强磁性体，在利用水平磁场垂直成形法将填充在模具模腔内的磁铁粉成形时，在对磁铁粉施加取向磁场中或者施加后，在从磁场施加方向沿圆周方向±10°以上±80°以下的区域，用对应于该区域的上模冲的分割部分和下模冲对磁铁粉进行部分加压，进行使磁铁粉的该部分加压部高密度化的预成形，直至其密度达到施加磁场前的填充密度的1.1倍以上、且小于成形体密度为止，进行
(i)在上述第1次的施加磁场后，使磁铁粉在模具圆周方向以规定角度旋转，此后再施加磁场，
(ii)在上述第1次的施加磁场后，使磁场发生线圈在模具圆周方向相对磁铁粉以规定角度旋转，此后再施加磁场，
(iii)在上述第1次的施加磁场后，由在相对先前施加的线圈对偏离规定角度的位置配置的线圈对，再施加磁场的操作中的至少一种操作，在该第2次的施加磁场中或者施加磁场后，或者根据需要反复进行上述预成形和上述(i)～(iii)的操作中的至少一种操作后，以先前部分加压以上的压力，用上下模冲整体对模腔内的全部磁铁粉加压，进行最终成形。
2.根据权利要求1所述的径向各向异性磁铁的制造方法，其中，在上述预成形和最终成形中或者在预成形和最终成形前进行的施加磁场中的磁场强度都是159.5kA/m～797.7kA/m。
3.根据权利要求1或2所述的径向各向异性磁铁的制造方法，其中，上模冲的分割数是被均等地4、6或者8分割。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的径向各向异性磁铁的制造方法，其中，下模冲在从上述磁场的施加方向沿圆周方向，在各自±10°以上±80°以下的区域将磁铁粉可部分加压地进行分割成形，使用上述上模冲的分割部分和与该分割部分对置的下模冲的分割部分将磁铁粉部分加压。
CN2006800009832A 2005-12-13 2006-11-29 径向各向异性磁铁的制造方法 Expired - Fee Related CN101103422B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP359036/2005 2005-12-13
JP2005359036 2005-12-13
PCT/JP2006/323771 WO2007069454A1 (ja) 2005-12-13 2006-11-29 ラジアル異方性磁石の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101103422A true CN101103422A (zh) 2008-01-09
CN101103422B CN101103422B (zh) 2011-03-30

Family

ID=38162766

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2006800009832A Expired - Fee Related CN101103422B (zh) 2005-12-13 2006-11-29 径向各向异性磁铁的制造方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7740714B2 (zh)
EP (1) EP1895551B1 (zh)
JP (1) JP4438967B2 (zh)
KR (1) KR101108559B1 (zh)
CN (1) CN101103422B (zh)
TW (1) TWI416556B (zh)
WO (1) WO2007069454A1 (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008145002A1 (fr) * 2007-05-28 2008-12-04 Tailwind Industrial Holding Co., Ltd. Procédé de moulage d'un aimant à anneau radial et dispositif de moulage
CN102136341A (zh) * 2010-12-30 2011-07-27 包头稀土研究院 一种各向异性v型取向磁环
CN102456463A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 北京中科三环高技术股份有限公司 一种制备多极取向圆环状磁体的方法及实施该方法的装置
CN102543353A (zh) * 2012-03-09 2012-07-04 上海平野磁气有限公司 一种磁性辐射环制作方法及装置
CN103403815A (zh) * 2011-02-23 2013-11-20 丰田自动车株式会社 制造稀土磁体的方法
CN105097167A (zh) * 2015-07-23 2015-11-25 南京航空航天大学 一种圆环取向非晶磁粉芯的制备方法
CN107251169A (zh) * 2015-03-27 2017-10-13 日立金属株式会社 R‑tm‑b系烧结磁铁
CN109396425A (zh) * 2018-12-13 2019-03-01 宁波韵升股份有限公司 一种充磁偏角的钕铁硼粉末成型模具

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009081978A1 (ja) * 2007-12-25 2009-07-02 Ulvac, Inc. 永久磁石の製造方法
CN101256898B (zh) * 2008-03-27 2011-06-29 成问好 辐射取向的圆环状磁体的成型方法和设备
CN104139184B (zh) * 2014-08-01 2016-08-31 南通国谊锻压机床有限公司 一种辐射取向环成型设备
TWI615859B (zh) * 2016-10-14 2018-02-21 財團法人金屬工業研究發展中心 異向性磁石製造方法及磁石製造設備
US10084410B2 (en) * 2016-12-15 2018-09-25 Bose Corporation Moving magnet motor and transducer with moving magnet motor
CN111693556B (zh) * 2020-07-22 2022-09-27 中国工程物理研究院核物理与化学研究所 一种用于自旋回波小角中子散射谱仪的中子极化方向翻转装置
CN114734037B (zh) * 2022-04-26 2023-10-10 厦门理工学院 一种高致密零件及其压制方法、压制装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001052921A (ja) * 1999-08-05 2001-02-23 Nippon Densan Corp 永久磁石型モータ用マグネットおよびそれの成形装置
JP2003017309A (ja) * 2001-03-30 2003-01-17 Hitachi Metals Ltd 焼結リング磁石およびその製造方法
KR20030035852A (ko) * 2001-10-31 2003-05-09 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 방사상 이방성 소결 자석 및 그의 제조 방법, 및 자석회전자 및 모터
JP4238971B2 (ja) * 2001-10-31 2009-03-18 信越化学工業株式会社 ラジアル異方性焼結磁石の製造方法
CN1153232C (zh) * 2001-11-16 2004-06-09 清华大学 一种利用放电等离子烧结制备稀土永磁材料的方法
TWI298892B (en) * 2002-08-29 2008-07-11 Shinetsu Chemical Co Radial anisotropic ring magnet and method of manufacturing the ring magnet
JP4133686B2 (ja) 2002-08-29 2008-08-13 信越化学工業株式会社 ラジアル異方性リング磁石及びその製造方法
US7626300B2 (en) * 2004-06-22 2009-12-01 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Radial anisotropic cylindrical sintered magnet and permanent magnet motor
WO2005124800A1 (ja) * 2004-06-22 2005-12-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. ラジアル異方性円筒焼結磁石及び永久磁石モータ用円筒多極磁石の製造方法
RU2418936C2 (ru) * 2005-12-20 2011-05-20 Канриг Дриллинг Текнолоджи, Лтд. Верхний привод и способ бурения с использованием его

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008145002A1 (fr) * 2007-05-28 2008-12-04 Tailwind Industrial Holding Co., Ltd. Procédé de moulage d'un aimant à anneau radial et dispositif de moulage
CN102456463A (zh) * 2010-10-20 2012-05-16 北京中科三环高技术股份有限公司 一种制备多极取向圆环状磁体的方法及实施该方法的装置
CN102456463B (zh) * 2010-10-20 2016-08-10 北京中科三环高技术股份有限公司 一种制备多极取向圆环状磁体的方法及实施该方法的装置
CN102136341A (zh) * 2010-12-30 2011-07-27 包头稀土研究院 一种各向异性v型取向磁环
CN103403815A (zh) * 2011-02-23 2013-11-20 丰田自动车株式会社 制造稀土磁体的方法
CN103403815B (zh) * 2011-02-23 2016-10-12 丰田自动车株式会社 制造稀土磁体的方法
CN102543353A (zh) * 2012-03-09 2012-07-04 上海平野磁气有限公司 一种磁性辐射环制作方法及装置
CN107251169A (zh) * 2015-03-27 2017-10-13 日立金属株式会社 R‑tm‑b系烧结磁铁
CN105097167A (zh) * 2015-07-23 2015-11-25 南京航空航天大学 一种圆环取向非晶磁粉芯的制备方法
CN105097167B (zh) * 2015-07-23 2017-05-24 南京航空航天大学 一种圆环取向非晶磁粉芯的制备方法
CN109396425A (zh) * 2018-12-13 2019-03-01 宁波韵升股份有限公司 一种充磁偏角的钕铁硼粉末成型模具

Also Published As

Publication number Publication date
TWI416556B (zh) 2013-11-21
WO2007069454A1 (ja) 2007-06-21
JP4438967B2 (ja) 2010-03-24
CN101103422B (zh) 2011-03-30
KR20080078531A (ko) 2008-08-27
KR101108559B1 (ko) 2012-01-30
JPWO2007069454A1 (ja) 2009-05-21
US20090053091A1 (en) 2009-02-26
EP1895551B1 (en) 2015-03-18
TW200737241A (en) 2007-10-01
EP1895551A4 (en) 2011-05-04
US7740714B2 (en) 2010-06-22
EP1895551A1 (en) 2008-03-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101103422B (zh) 径向各向异性磁铁的制造方法
CN100498989C (zh) 放射状各向异性环形磁铁的制造方法
EP1717828A1 (en) Methods of producing radial anisotropic cylinder sintered magnet and permanent magnet motor-use cylinder multi-pole magnet
CN104972115A (zh) 用于制备稀土烧结磁体的方法
CN202317014U (zh) 多极取向及辐射取向的多功能磁场压机
JPH1055929A (ja) Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系ラジアル異方性焼結磁石およびその製造方法
CN105081317B (zh) 一种一模多腔的模具
JP6322911B2 (ja) 非筒状の永久磁石の製造方法
JP2013098485A (ja) 希土類磁石の製造装置と製造方法
WO2016035670A1 (ja) ラジアル異方性焼結リング磁石、及びその製造方法
KR100642218B1 (ko) 희토류계 자석 제조용 자장 프레스 장치
JP2017162881A (ja) 希土類焼結磁石の製造方法
JP2007254813A (ja) 希土類焼結磁石の製造方法及びこれに用いる成形用金型
US5342574A (en) Method for producing anisotropic rare earth magnet
JPH0997730A (ja) 焼結永久磁石の製造方法
EP0565363B1 (en) Method for producing anisotropic rare earth magnet
JP2757442B2 (ja) ラジアル異方性永久磁石の製造方法
CN106670456A (zh) 一种磁体垂直压制成型方法及其成型设备
JP3526493B2 (ja) 異方性焼結磁石の製造方法
JP2791616B2 (ja) リング状磁石材料の製造方法
JP2000012359A (ja) 磁石およびその製造方法
JPH08264362A (ja) 磁石成形装置
JP4432113B2 (ja) 成形装置及び成形方法
JP3937126B2 (ja) 焼結磁石用ダイス及び焼結磁石の製造方法
JPH09233776A (ja) 長尺ラジアル異方性リング磁石の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110330

Termination date: 20171129

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee