CN101299363A - 永久磁铁用合成成型体以及永久磁铁坯料的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供即使将永久磁铁在暴露于高热等对磁特性具有不良影响的环境下使用时,永久磁铁整体的磁特性也不易变差,可长寿命地使用的永久磁铁用合成成型体和永久磁铁坯料的制造方法,所述永久磁铁是对使用合成成型体的永久磁铁坯料磁化而成的。将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化,其中所述高iHc成型体要素A由顽磁力比高Br成型体要素B高、且剩磁通密度比高Br成型体要素B低的材质的磁性粉末Ma形成,其中所述高Br成型体要素B由剩磁通密度比高iHc成型体要素A高、且顽磁力比高iHc成型体要素A低的材质的磁性粉末Mb形成。
Description
技术领域
本发明涉及永久磁铁用合成成型体以及永久磁铁坯料的制造方法,更详细地,涉及使用稀土类材料制造永久磁铁用合成成型体以及永久磁铁坯料的方法。
背景技术
以往,在电动机、发电机等(例如AC伺服电动机、同步电动机、步进电动机、带刷DC电动机、同步发电机等)中,例如将永久磁铁用于磁场。关于用于它们的永久磁铁,将稀土类材料进行塑性加工,制造永久磁铁坯料,对其磁化而使用的方法广为人知。例如专利文献1所示的永久磁铁坯料的制造方法如下所示。将配合了稀土类、铁族金属和硼的原料熔解,通过单辊法进行超急冷,制成薄带,并将其粉碎至所需粒径,然后进行冷压而压粉成型,进一步进行热压而高密度化,进一步进行塑性加工,制造规定形状的杯状体(也称为永久磁铁坯料)。通过以上方法制造的永久磁铁具有磁各向异性(magnetic anisotropy),具有根据需要通过磁化,可用作磁特性优异的永久磁铁的优点。
专利文献1 日本特开平9-129463号公报
发明内容
以往的永久磁铁坯料有以下问题:将根据需要磁化了的永久磁铁暴露于高热下,或受到外部的去磁场,或在它们复合(以下在本说明书中简单称为“暴露于高热等”)的环境下使用时,在短时间永久磁铁的一部分由于热而去磁,或由于外部磁场而去磁,或者在这些复合作用下去磁(以下统称为不可逆去磁),性能变差。为此,一般为了提高永久磁铁的顽磁力,采取措施,使不可逆去磁不发生。
为了提高稀土类永久磁铁(例如Nd-Fe-B系永久磁铁或Pr-Fe-B系永久磁铁)的顽磁力,通过化学计量组成(stoichiometriccomposition)(例如Nd2Fe14B、Pr2Fe14B)增加稀土类元素的组成,使其为富稀土类元素的组成,或者将Fe的一部分置换为Co,增加硼的比例,但该方法在效果上是有局限的。为此,将稀土类元素中的Nd、Pr的一部分置换为Dy、Tb等使顽磁力提高的元素(以下在本说明书中简称为“Dy”等)。
但是,该方法有以下问题。即,Dy、Tb等元素非常昂贵,大量使用这些元素的高顽磁力用途的永久磁铁成本变高。另外,用Dy、Tb置换的方法确实提高了顽磁力,但是有剩磁通密度降低的缺点。进一步,为了弥补低剩磁通密度,在必需高磁通量的用途中,只好增加磁铁本身的使用量来进行对应,这样陷入永久磁铁成本进一步上升的恶性循环。另外,永久磁铁使用量的增加有使得组装有其的机器容积大型化的问题。
近年来,对永久磁铁的要求渐渐变得严酷,必需满足高温、轻量化、小型化、低成本化的所有要求。因此,对即使暴露于高热等环境下使用时也不发生不可逆去磁,而且Dy、Tb等元素的使用量减少,且磁铁本身小型化的要求越来越高。
本申请的目的是提供永久磁铁用合成成型体和永久磁铁坯料的制造方法,所述永久磁铁用合成成型体通过对使用合成成型体的永久磁铁坯料进行磁化,可用作磁特性优异的永久磁铁,这是不言而喻的,不仅如此,对永久磁铁坯料进行磁化而成的永久磁铁在暴露于高热下等对磁特性有不良影响的环境下使用时,永久磁铁整体的磁特性也不易劣化,可长时间使用。
本发明的其它目的是提供永久磁铁用合成成型体和永久磁铁坯料的制造方法,所述永久磁铁用合成成型体即使永久磁铁坯料整体的Dy等使用量少也可提供顽磁力高的永久磁铁坯料。
本发明的其它目的以及优点通过附图以及与其相关的以下说明可以容易地明确。
如上所述,本发明是将由各种上述磁性粉末形成的高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化形成永久磁铁用合成成型体E而得到的,因此与以往同样地对基于上述永久磁铁用合成成型体E的永久磁铁坯料F进行磁化,可用作磁特性优异的永久磁铁。
而且,本发明是将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化,形成永久磁铁用合成成型体E的,因此有下述优点:即对基于上述永久磁铁用合成成型体E的上述永久磁铁坯料F进行磁化而得到的永久磁铁即使在暴露于热等环境下使用时,通过将永久磁铁的高iHc成型体要素侧配置于受到高热等影响的一侧,永久磁铁的上述高iHc成型体要素侧不易发生不可逆去磁;其中上述高iHc成型体要素A由顽磁力比高Br成型体要素B高、且剩磁通密度比高Br成型体要素B低的材质的磁性粉末Ma形成;上述高Br成型体要素B由剩磁通密度比高iHc成型体要素A高、且顽磁力比高iHc成型体要素A低的材质的磁性粉末Mb形成。因此,具有永久磁铁整体的磁特性不易变差,可长寿命地作为磁特性优异的永久磁铁使用的使用上的效果。
并且,本发明,即使是上述磁特性不易变差、可长寿命地作为磁特性优异的永久磁铁使用的,由于是将采用顽磁力高的磁性粉末Ma的高iHc成型体要素A和采用剩磁通密度高的磁性粉末Mb的高Br成型体要素B靠合一体化而形成永久磁铁用合成成型体E的,因此可提供不易发生不可逆去磁,而且兼备剩磁通密度高的特长的永久磁铁用合成成型体E。
并且,采用顽磁力高的磁性粉末Ma的高iHc成型体要素A是永久磁铁用合成成型体E整体中的一部分即可,具有昂贵的Dy等相对于这一部分使用即足够的优点。这使得具有下述经济上的效果,即永久磁铁用合成成型体E整体中的昂贵的Dy等的使用量很小,能够以低成本提供顽磁力高的永久磁铁用合成成型体E。
本发明中,即使在采用顽磁力高的磁性粉末Ma的高iHc成型体要素A和采用剩磁通密度高的磁性粉末Mb的高Br成型体要素B之间存在1或2个以上由中间用磁性粉末Mc形成的中间成型体要素C的情况下,也有减少上述昂贵的Dy等的使用量、降低永久磁铁用合成成型体E的成本的经济效果,其中所述中间用磁性粉末Mc的材质设定为顽磁力由上述高iHc成型体要素A向着上述高Br成型体要素B依次降低、且剩磁通密度由上述高Br成型体要素B向着上述高iHc成型体要素A依次降低的材质。
本发明的其它目的优点可通过图以及对其的说明而容易地明确。
附图说明
图1用于说明永久磁铁坯料的制法的示意图。
图2(a)说明作为塑性加工的挤出加工所使用的挤出模具的纵截面主视图,(b)说明挤出模具的纵截面侧视图。
图3说明挤出模具的成型模头的图,为放大纵截面主视图。
图4说明挤出模具的成型模头的图,为纵截面侧视图。
图5说明挤出模具的成型模头的平面图。
图6说明挤出模具的成型模头的仰视图。
图7挤出加工时通过挤出模具由高密度要素挤出成型永久磁铁坯料的塑性加工状态的说明图,为示意立体图。
图8为说明图1(c)、(d)的塑性加工的图,(a)为高密度要素的示意立体图,(b)为对高密度要素实施挤出加工制造的永久磁铁的示意立体图。
图9说明与图1~图8的高密度要素、永久磁铁坯料F不同的例子的示意立体图。
图10说明与图2~图6的挤出模具的成型模头不同的例子的平面示意图。
图11说明与图1~图8的高密度要素、永久磁铁坯料F不同的例子的示意立体图。
图12说明与图1~图8的高密度要素、永久磁铁坯料F不同的例子的示意立体图。
图13说明永久磁铁坯料(2种永久磁铁坯料)制法的示意图。
图14表示对实施例1的永久磁铁坯料实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图15说明与图13(a)~(c2)的直到合成成型体E的过程不同的例子的示意图。
图16说明与图13(a)~(c2)的直到合成成型体E的过程不同的例子的示意图。
图17说明与图13(c2)的合成成型体E在将高iHc成型体要素和高Br成型体要素靠合的方向、塑性加工的压缩方向方面不同的例子的示意图。
图18说明与图17(a)~(c2)的直到合成成型体E的过程不同的例子的示意图。
图19说明与图17(a)~(c2)的直到合成成型体E的过程不同的例子的示意图。
图20说明与图13的合成成型体E、永久磁铁坯料F在形状方面不同的例子的示意立体图。
图21说明与图13的合成成型体E、永久磁铁坯料F在形状方面不同的例子的示意立体图。
图22说明与图13的合成成型体E、永久磁铁坯料F在形状方面不同的例子的示意立体图。
图23表示对实施例10的永久磁铁坯料实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图24说明永久磁铁坯料(3种永久磁铁坯料)制法的示意图。
图25表示对实施例11的永久磁铁坯料实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图26说明永久磁铁坯料(4种永久磁铁坯料)制法的示意图。
图27表示对实施例12的永久磁铁坯料实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图28说明永久磁铁坯料(5种永久磁铁坯料)制法的示意图。
图29表示对实施例13的永久磁铁坯料实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图30说明永久磁铁坯料(10种永久磁铁坯料)制法的示意图。
图31表示对实施例14的永久磁铁坯料实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图32表示对实施例15的永久磁铁坯料(11种永久磁铁坯料)实施磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图。
图33说明在粉末状要素的时间点,将高iHc成型体要素、多个中间成型体要素、高Br成型体要素靠合一体化的例子的图。(A)说明将多个材质互不相同的粉末状要素靠合,形成永久磁铁坯料的方法的图,(B)为(A)的(a)的S-S线端面图。
图34说明选择磁性粉末M的材质的一例的图,表示要求的厚度方向的顽磁力分布。
图35对选择磁性粉末M的材质的一例(2层)进行说明的图。
图36对选择磁性粉末M的材质的一例(2层)进行说明的图。
图37对选择磁性粉末M的材质的一例(3层)进行说明的图。
图38对选择磁性粉末M的材质的一例(4层)进行说明的图。
图39对选择磁性粉末M的材质的一例(5层)进行说明的图。
图40对选择磁性粉末M的材质的一例(10层)进行说明的图。
图41对选择磁性粉末M的材质的一例(20层)进行说明的图。
图42说明与图13(c2)的合成成型体E不同的例子的示意图。
具体实施方式
以下通过图说明本发明的实施方案。
首先,通过图1~图12说明与本发明的实施相关的技术事项。
图1为说明制造永久磁铁坯料F的制法的图,表示对由磁性粉末M形成的粉末状要素2依次进行冷压、热压、塑性加工,由此制作具有磁各向异性的永久磁铁坯料F的例子。
图1(a)中的2是将磁性粉末M填充至冷压的模腔(图中省略)中,将磁性粉末M制成与腔的内形对应的形状而得到的。在本申请的权利要求书、说明书、图(以下称为本申请)中,将其称为“粉末状要素”。
磁性粉末M通过公知方法得到,例如可如下得到:将配合了稀土类、铁族金属和硼的原料熔解得到熔融液,将该熔融液向旋转辊喷出,制造薄片状超急冷带,将该薄片状超急冷带粉碎成规定粒径。
磁性粉末M一般为以上述稀土类、铁族金属和硼为原料制造的粉末的总称而被使用。作为磁性粉末M的合金组成,可根据需要使用各种组成。例如,作为稀土类,可采用Y、镧系元素,尤其是优选采用Nd、Pr、Dy、Tb或它们的2种以上的混合物。作为铁族元素,可采用Fe、Co、Ni,尤其是优选使用Fe、Co或两者的混合物。要说明的是,为了提高塑性加工性(防裂),也可以根据需要添加Ga。
图1(b)中的3是通过公知的冷压方法(例如室温,面压200~300MPa)将粉末状要素2压缩形成的固形物(本申请中,将其称为“固体状要素”)。图1(c)中的4是将固体状要素3通过公知的热或温压方法(例如,Ar气氛中,700~900℃,面压200~300MPa)压缩而形成的固形物(本申请中,将其称为“高密度要素”)。图1(d)中的F是对高密度要素4进行塑性加工(例如700~900℃,在大气中实施挤出加工)成型的永久磁铁坯料(图1(d)表示单一的永久磁铁坯料60)。上述永久磁铁坯料F,在厚度方向(X方向),永久磁铁坯料F整体的易磁化轴69一致,具有磁各向异性。例如,如上所述,由上述磁性粉末M制造永久磁铁F。通过公知的方法对该永久磁铁坯料F进行磁化得到永久磁铁(图中省略)。
接着,对上述挤出加工中所使用的挤出模具进行说明。
图2所示为永久磁铁F的制造方法中所使用的挤出模具,安装在模具架70上的挤出模具71上串联地形成有贯通孔73、梯形孔75和等形通孔76。将装填在贯通孔73中的高密度要素4通过挤压锤(未图示)进行挤压,该高密度要素4被挤出至梯形孔75和等形通孔76,成型板状永久磁铁坯料F。
由图8(a)、(b)可知,上述挤出模具71形成为将与挤出方向(箭头79的方向)垂直的截面(挤出截面)为长方形的高密度要素4成型为宽度(Y方向)W1比厚度(X方向)T1长的截面矩形板状的永久磁铁坯料F。
即,由图2也可知,挤出模具71由形成有以规定长度在挤出方向79延伸存在的上述贯通孔73的进入侧模具72、和配置在该进入侧模具72的出侧并形成有与贯通孔73连通的上述梯形孔75的成型模头74构成,在所述成型模头74的出侧74b形成有与梯形孔75连通的上述等形通孔76。
形成于上述进入侧模具72的贯通孔73的与挤出方向79垂直的截面中X方向和与其垂直的Y方向的各尺寸形成为与上述高密度要素4的厚度T和宽度W大致相同尺寸的长方形,将高密度要素4在厚度方向与X方向一致以及宽度方向与Y方向一致的状态下沿长度方向(与X方向和Y方向垂直的Z方向)装填于贯通孔73。
另外,形成在上述成型模头74的出侧的等形通孔76的与挤出方向79垂直的截面中,X方向和与其垂直的Y方向的各尺寸形成为与图8(b)所示制造的永久磁铁F的与挤出方向79垂直的截面(挤出截面)的尺寸中的厚度T1和宽度W1相同设定的矩形。
与此相对,关于形成在上述成型模头74中的梯形孔75,如图3~图6所示,所述梯形孔75的入口74a形成为X方向和Y方向的各尺寸与贯通孔73的相对应方向相同的长方形(X方向的尺寸为T,Y方向的各尺寸为W),同时该梯形孔的出侧24b形成为X方向和Y方向的尺寸与等形通孔76的相对应的方向相同的矩形(X方向的尺寸为T1,Y方向的尺寸为W1)。另外,从入口74a向着出侧74b梯形孔75的X方向收拢(参照图2(b)、图4),Y方向扩大(参照图2、图3),形成梯形。
即,用挤出模具71挤出加工的截面长方形的高密度要素4如图7所示,X方向收拢(压缩),Y方向扩大,从而成型为截面矩形板状的永久磁铁坯料F。换句话说,X方向为在挤出加工时收拢(压缩)高密度要素4的方向,Y方向为在挤出加工时高密度要素4扩大的方向。此时,永久磁体坯料F在作为最大压缩方向的X方向被磁各向异性化。
要说明的是,上述梯形孔75被设定为以曲面形状平滑倾斜的方式,使得可实现高密度要素4的平滑的塑性加工。另外,在成型模头74中,上述入口74a以与相对应的贯通孔73相同的尺寸在轴向以规定长度延伸存在的方式形成,入口74a与倾斜面的连接部也形成为所需曲率的曲面,使得可进行高密度要素4的平滑的塑性加工。另外,梯形孔75的出侧74b平滑地与等形通孔76连接,使得可进行高密度要度4的平滑的塑性加工。
设定上述高密度要素4、挤出模具71的贯通孔73、梯形孔75和等形通孔76的X方向、Y方向和Z方向的各尺寸,使得对高密度要素4进行挤出成型得到的永久磁铁坯料F的挤出方向的应变ε1和Y方向的应变ε2的应变比ε2/ε1为0.2~3.5,优选为0.4~1.6。即,在由上述的厚度T、宽度W、长度L的截面长方形的高密度要素4成型厚度T1、宽度W1、长度L1的板状永久磁铁坯料F时,将高密度要素4、贯通孔73、梯形孔75和等形通孔76的上述各方向的尺寸设定得满足下式1所示的关系。
ε2/ε1=ln(W1/W)/ln(L1/L)=0.2~3.5…(式1)
ln:自然对数
通过使应变比ε2/ε1在上式1所示的范围,挤出加工得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、IH曲线的顽磁力(iHc)和最大能积((BH)max)等磁特性与通过镦锻加工制造的永久磁铁的磁特性相同或提高得比其高。进一步,通过使应变比ε2/ε1在0.4~1.6的范围,得到的永久磁铁的磁特性进一步提高。
即,通过使塑性加工对永久磁铁坯料F产生的挤出方向的应变ε1和Y方向的应变ε2相等,X方向的磁各向异性化度高,得到高的磁特性。因此,通过使应变比ε2/ε1为1,磁特性提高最多。要说明的是,应变比ε2/ε1在上述范围外时,X方向的磁各向异性化度低,难以得到高磁特性。
[实验例1]
将Nd:29.5质量%、Co:5质量%、B:0.9质量%、Ga:0.6质量%、余量基本上由Fe构成的磁性合金熔制,用单辊法进行急冷,得到厚度为25μm、平均结晶粒径为0.1μm以下的磁性薄带。进一步,将该磁性薄带粉碎,得到长度为200μm以下长度的磁性粉末M。将由该130.8g磁性粉末M形成的粉末状要素2在常温、面压200MPa下进行冷压,进行压粉成型,得到厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=36mm的固体状要素3。进一步在Ar气氛中在温度800℃、压力200MPa下进行热压,制造厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm的截面长方形高密度要素4。此时的高密度要素4的平均结晶粒径为0.1μm。松密度/真密度为0.999。要说明的是,在实验例1中,通过改变由定型的高密度要素4挤出成型的永久磁铁坯料F中的上述应变比ε2/ε1,可以验证该型变比ε2/ε1的影响。
即,如表1、表2所示,相对于上述高密度要素4,用设有贯通孔73、梯形孔75和等形通孔76的挤出模具71对高密度要素4进行挤出加工,得到挤出后的厚度T1为8mm,且应变比ε2/ε1为0.1的例1、应变比ε2/ε1为0.2的例2、应变比ε2/ε1为0.4的例3、应变比ε2/ε1为0.8的例4、应变比ε2/ε1为1.0的比较例1、应变比ε2/ε1为1.6的例5、应变比ε2/ε1为2.0的例6、应变比ε2/ε1为3.5的例7、和应变比ε2/ε1为4.0的例8的各种永久磁铁坯料F。对得到的各例的永久磁铁坯料F,测定在同一条件下磁化得到的永久磁铁X方向的剩磁通密度(Br)、IH曲线的顽磁力(iHc)和最大能积((BH)max),结果如表1所示。另外,例1~8和比较例1的各高密度要素4和得到的永久磁铁坯料F的尺寸如表2所示。
要说明的是,挤出加工时的高密度要素4和挤出模具71的温度为800℃,作为加工机使用80吨油压机。
另外,关于例1~8和比较例1的各永久磁铁坯料F的磁特性的具体测定,在永久磁铁坯料F的宽度中央部和长度中央部采取宽×长×厚为8mm×8mm×8mm的磁测定试样,使用将该试样在3.2MA/m的磁场中磁化得到的物质。接着,对上述通过磁化达到饱和磁化的各磁测定试样用BH追踪装置测定磁特性。要说明的是,使用比较例1的磁测定试样,观察其结晶粒的组织发现为扁平状,其大小在X方向平均为0.1μm,Y方向平均为0.5μm。
表1
应变比ε2/ε1 | BrT | iHcMA/m | (BH)maxKJ/m3 | |
例1 | 0.1 | 1.08 | 1.28 | 235 |
例2 | 0.2 | 1.14 | 1.22 | 260 |
例3 | 0.4 | 1.35 | 1.21 | 360 |
例4 | 0.8 | 1.41 | 1.22 | 392 |
比较例1 | 1.0 | 1.47 | 1.22 | 428 |
例5 | 1.6 | 1.44 | 1.20 | 401 |
例6 | 2.0 | 1.20 | 1.23 | 285 |
例7 | 3.5 | 1.15 | 1.25 | 264 |
例8 | 4.0 | 1.12 | 1.28 | 250 |
比较例2 | 1.0 | 1.36 | 1.85 | 372 |
例9 | 1.0 | 1.46 | 1.21 | 422 |
例10 | 1.0 | 1.43 | 1.22 | 406 |
表2
[实施例2]
将Nd:26.8质量%、Pr:0.1质量%、Dy:3.6质量%、Co:6质量%、B:0.89质量%、Ga:0.57质量%、余量基本上为Fe的磁性合金以与上述实验例1同样的条件得到磁性粉末M。接着,依次制造粉末状要素2、固体状要素3、高密度要素4。对制造的与比较例1尺寸相同的高密度要素4与上述比较例1同样地进行挤出成型,使挤出后的厚度T1为8mm,应变比ε2/ε1为1.0,将得到的永久磁坯料F的磁特性作为比较例2示于表1。另外,比较例2的高密度要素4和得到的永久磁铁坯料F的尺寸如表2所示。要说明的是,挤出成型的条件和磁特性测定的具体方法与实验例1相同。
接着,在图1~图8中,作为用于使永久磁铁坯料F具有磁各向异性的塑性加工,说明挤出加工的例子。但是,作为用于使其具有磁各向异性的塑性加工,除了上述挤出加工之外,还有公知的镦锻加工、压延加工等,可根据需要选择这些塑性加工。
进一步,在图1~图8中,对单一的高密度要素4进行塑性加工,成型永久磁铁坯料F的情况如前所述。但是,对于上述塑性加工和其它公知的塑性加工,对于可与上述高密度要素4同样看待的其它合成成型体E、即图13~33所示的各合成成型体E,也适用同样的塑性加工,可成型相应的永久磁铁坯料F。
接着,通过图9、图10说明与图1~图8的高密度要素4、永久磁铁坯料F、挤出模具71在高密度要素4和永久磁铁坯料F的形状、挤出模具中的贯通孔73、梯形孔75、等形通孔76、成型模头74等的形状方面不同的例子。
如上所述,使用图1~图8说明了由截面长方形的高密度要素4制造板状永久磁铁坯料F的情况,如图9(a)、(b)所示,也可以由圆柱状高密度要素4a制造板状永久磁体坯料F(永久磁铁坯料60a)。即,在由直径(X方向和Y方向)D、长度(Z方向)L的圆柱状高密度要素4a挤出成型厚T1、宽W1、长L1的板状永久磁铁坯料60a时,设定贯通孔、梯形孔和等形通孔的尺寸,使得其应变比ε2/ε1=ln(W1/D)/ln(L1/L)为0.2~3.5,优选为0.4~1.6,可得到与上述同样的作用效果。
在用于制造图9的永久磁铁坯料60a的成型模头84中,由图10可知,梯形孔85的入口84a形成与高密度要素4a直径相同的圆形,同时该梯形孔85的出侧84b和等形通孔86可以形成与永久磁铁坯料60a相同的X方向的尺寸为T1、Y方向的尺寸为W1的矩形。
[实验例3]
对使用与上述实验例1相同组成的磁性合金、在与实验例1同样的条件下制造的直径D=14.5mm、长度L=22.5mm的圆柱状高密度要素4a进行挤出成型,使得挤出后的厚度T1为3mm,且应变比ε2/ε1为1.0而得到的永久磁铁坯料60a的X方向的磁特性在表1中作为例9示出。另外,例9中的高密度要素4a和得到的永久磁铁坯料60a的尺寸如表3所示。要说明的是,例9的永久磁铁坯料F的磁特性的具体测定是由永久磁铁坯料F的宽度中央部且长度中央部采取宽×长×厚为8mm×8mm×3mm的磁测定试样,对该试样在3.2MA/m的磁场中进行磁化得到的物质,将其用BH追踪装置进行测定得到的。
表3
接着,用图11说明与图1~图8的高密度要素4、永久磁铁坯料F在高密度要素4和永久磁铁坯料F的形状方面不同的例子。
如图11(a)、(b)所示,示出了由厚度(X方向)T、宽度(Y方向)W、长度(Z方向)L的截面长方形的高密度要素4b挤出成型厚度(X方向)T1、外周侧的圆弧长(Y方向)W1、内周侧的圆弧长(Y方向)W2、长度(Z方向)L1的截面圆弧状的永久磁铁坯料F(永久磁铁坯料60b)的情况。
挤出成型时,设定贯通孔73、梯形孔75和等形通孔76等的各尺寸,使得应变比ε2/ε1=ln(((W1+W2)/2)/W)/ln(L1/L)为0.2~3.5,优选为0.4~1.6。
通过这样设定,得到与使用图1~图8描述的同样的作用效果。要说明的是,图11所示的永久磁铁坯料60b的磁各向异性方向为沿圆弧的直角径向。
[实验例4]
将使用与上述实验例1同一组成的磁性合金、在与实验例1同样的条件下制造的厚度T=24mm、宽度W=23mm、长的L=25mm的截面长方形的高密度要素4b,挤出成型为截面圆弧状,使得厚度T1=8mm、圆弧长((W1+W2)/2)=40mm、圆弧半径R1=40mm,且应变比ε2/ε1为1.0而得到的永久磁铁坯料60b的磁特性在表1中作为例10示出。
另外,例10中的高密度要素4b和得到的永久磁铁坯料60b的尺寸如表4所示。要说明的是,关于例10的永久磁铁坯料60b的磁特性的具体测定,是由永久磁铁坯料60b的宽度中央部且长度中央部切取宽×长为8mm×8mm后,将为圆弧的部分在厚度方向的两端面每侧各削去约0.5mm,采取厚度为7mm的磁测定试样,将该试样在3.2MA/m的磁场中进行磁化得到的物质,将其用BH追踪装置进行测定得到的。
表4
由表1所示的实验结果可知,通过将应变比ε2/ε1设定在0.2≤ε2/ε1≤3.5的范围,磁特性提高,通过设定在0.4≤ε2/ε1≤1.6的范围,磁特性进一步提高。进一步,随着应变比ε2/ε1接近1,磁特性提高最多。另外,比较例1、2和例1~10的永久磁铁坯料F外观均良好,需要切除的部分除了长度方向的最前端部和最后端部各约2mm就没有了。进一步,浸透探伤试验和过流探伤试验的结果,发现了表面裂缝和内部裂缝。即,根据本发明,可以通过在生产性、产率和制造成本方面优异的挤出加工制造具有高磁特性的永久磁铁。
接着,通过图12说明与图1~图8的高密度要素4、永久磁铁坯料F在高密度要素4和永久磁铁坯料F的形状方面不同的例子。
1.如图12(a)所示,由短轴D1、长轴D2、长度(Z方向)L的截面椭圆形高密度要素44c,可以制造如图12(b)所示的最大厚度(X方向)T1、圆弧边的圆弧长(Y方向)W1、直线边的宽度(Y方向)W2、长度(Z方向)L1的截面鱼糕形的永久磁体F(截面鱼糕形的永久磁铁坯料60c)、或者如图12(c)所示的最大厚度(X方向)T1、外周侧的圆弧长(Y方向)W1、内周侧的圆弧长(Y方向)W2、长度(Z方向)L1的截面为峨眉月形(三日月形)的永久磁铁坯料F(截面为峨眉月形的永久磁铁坯料60d)。
此时,通过设定挤出模具71的贯通孔73、梯形孔75和等形通孔76等的各方向的尺寸,使得应变比ε2/ε1=ln(((W1+W2)/2)/D2)/ln(L1/L)为0.2~3.5,优选为0.4~1.6,得到使用图1~图8描述的同样的作用效果。
在此,由截面为椭圆形的高密度要素4c制造截面为鱼糕形的永久磁铁坯料60c或截面为峨眉月形的永久磁铁坯料60d时,高密度要素4c的X方向和Y方向由所得永久磁体坯料60c、60d的厚度T1、宽度(圆弧长)W1、W2的关系决定。
即,有短轴D1为X方向、长轴D2为Y方向的情况和短轴D1为Y方向和长轴D2为X方向的情况。另外,该关系在考虑由椭圆形成型矩形时也同样,其具体例子如表5所示。
表5
2.关于预成型体和永久磁铁的截面形状,也可以为各例所示形状以外的形状。另外,关于预成型体和永久磁铁的截面的组合,可以为实施例的组合以外的组合。
3.使用图2~图7所述的上述成型模头74中,梯形孔75的入口的与贯通孔73同形状的部分形成规定形状,但是也可以将梯形孔75形成为与贯通孔73的一端直接连接的方式。
下面说明图13~图42所示的本发明的实施例。
实施例1
永久磁铁坯料F的制造方法如下:如图13所示,将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化,形成永久磁铁用合成成型体E,对上述合成成型体E实施塑性加工,由此使其具有磁各向异性,其中所述高iHc成型体要素A由顽磁力比高Br成型体要素B高、且剩磁通密度比高Br成型体要素B低的材质的磁性粉末形成;所述高Br成型体要素B由剩磁通密度比高iHc成型体要素A高,且顽磁力比高iHc成型体要素A低的材质的磁性粉末形成。
通过图13详细说明这一点。图13为说明制造永久磁铁坯料F的制造方法的图,如(a)~(d)依次所示,分别形成高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B,将它们靠合一体化,形成永久磁铁用合成成型体E(本申请中,也将其称为“合成成型体E”),进一步对合成成型体E实施塑性加工,制作永久磁铁坯料F。
在图13(a)、(b)、(c)各上部的高iHc成型体要素A中,6表示将磁性粉末填充在冷压中的模腔(图示省略)中形成的高iHc粉末状要素。要说明的是,上述磁性粉末与使用图1描述的磁性粉末M同样可以通过公知的方法制造。该磁性粉末的材质为与形成高Br成型体要素B的磁性粉末相比顽磁力高,且剩磁通密度低的材质即可。例如,可以使用上述实验例2中使用的磁性粉末M,或者根据对不可逆去磁的要求、对尺寸大小、成本方面的要求等,可以使用磁性合金的组成改变、或Dy等增减的磁性粉末。本申请中,将这些磁性粉末也称为“磁性粉末Ma”。这种磁性粉末Ma具备剩磁通密度比高Br成型体要素B的剩磁通密度低,且顽磁力比高Br成型体要素B的顽磁力高的条件。要说明的是,高iHc成型体要素A所使用的磁性粉末可以全部为磁性粉末Ma,也可以是在上述条件的范围将磁性粉末Ma和后述磁性粉末Mb各配合适量而成的。
7表示将高iHc粉末状要素6通过冷压方法成型的高iHc固体状要素,8表示将高iHc固体状要素7通过热压或温压方法制造的高iHc高密度要素。要说明的是,作为冷压方法、热压或温压,可以使用公知的方法,例如,可与使用图1所述的同样地进行冷压方法、热压或温压方法。
在图13(a)、(b)、(c)各下部的高Br成型体要素B中,11为将磁性粉末Mb填充在冷压的模腔(图示省略)中形成的高Br粉末状要素。要说明的是,该磁性粉末Mb与使用图1描述的磁性粉末M同样可以通过公知的方法制造。该磁性粉末Mb的材质为具有与形成高iHc成型体要素A的磁性粉末Ma相比顽磁力低,且剩磁通密度高的条件的材质即可。例如,可以使用上述实验例1中使用的磁性粉末M(Br:1.47T,iHc:1.22MA/m),或者根据对不可逆去磁的要求、对尺寸大小、成本方面的要求等,可以使用改变了磁性合金的组成、或添加了Dy等的磁性粉末。本申请中,将这些磁性粉末也称为“磁性粉末Mb”。要说明的是,高Br成型体要素B所使用的磁性粉末可以全部为磁性粉末Mb,也可以是在上述条件的范围将磁性粉末Mb和磁性粉末Ma各配合适量而成的。
12表示将高Br粉末状要素11通过冷压方法成型的高Br固体状要素,13表示将高Br固体状要素12通过热压或温压方法制造的高Br高密度要素。要说明的是,作为冷压方法、热压或温压,可以使用公知的方法,例如,可与使用图1所述的同样地进行冷压方法、热压或温压方法。
要说明的是,高iHc高密度要素8和高Br高密度要素13的外形尺寸为将两者靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,高iHc高密度要素8:厚度T2=18mm、宽度W2=19mm,长度L2=25mm;
高Br高密度要素13:厚度T2=18mm、宽度W2=19mm,长度L2=25mm。这样,合成成型体E厚度T=36mm,宽度W=19mm,长度L=25mm。
接着,将分别制造的高iHc高密度要素8(高iHc成型体要素A)和高Br高密度要素13(高Br成型体要素B)如图13(c2)所示通过任意公知的方法靠合。该靠合状态在插入下步的塑性加工所使用的模具前以较轻的力按住使其不分散(零散)即可(例如,在将要将各要素用机器手等插入模具前按住即可)。用于上述靠合状态的合成成型体E的一体化的任意的公知方法例如可实施公知的用于一体化的加压方法进行一体化。另外,此时,根据需要,可成型为后述的图20~图22表示的任意的外形形状。
接着,对图13(c2)的靠合状态的合成成型体E(2种合成成型体51)实施塑性加工,以使其具备磁各向异性,成型图13(d)的永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工,例如与使用图1~图8描述的同样地,实施使用挤出模具71的挤出加工进行成型即可。合成成型体E由于塑性加工而温度升高,富稀土类元素相熔融,自然地一体化。
上述挤出加工时的挤出方向,以磁极一侧为顽磁力高的侧,另一侧为剩磁通密度高的一侧的方式利用时,例如沿与上述合成成型体E的高Br成型体要素B和高iHc成型体要素A的靠合面57平行的方向(箭头79的方向)挤出,压缩上述合成成型体E的方向,沿着与上述靠合面57垂直的方向(X方向)压缩(收拢),使永久磁铁坯料F的易磁化轴69向着与上述靠合面57垂直的方向(X方向)即可。
实施这样的挤出加工,实现本发明的目的“磁极一侧位于顽磁力高的高iHc成型体要素A侧,磁极的另一侧位于剩磁通密度高的高Br粉末状要素B一侧”。这一点对于对图15、16、24、26、28、30、33所表示的各成型体E实施塑性加工,成型永久磁铁坯料F的情况也一样。
对上述永久磁铁坯料F实施磁化,用作永久磁铁时,具有能够以磁极一侧为顽磁力高的侧面,另一侧为剩磁通密度高的一侧的方式利用的优点。
在图13(d)的永久磁体坯料F中,67表示高iHc成型体要素A侧,68表示高Br成型体要素B侧,69表示易磁化轴方向。
要说明的是,永久磁铁坯料F的外形尺寸因对合成成型体E实施塑性加工而不同,例如,实施与上述实验例1的比较例1同样的挤出加工时,合成成型体E:厚度T=36mm,宽度W=19mm,长度L=25mm时,永久磁铁坯料F:厚度T1=8mm,宽度W1=40mm,长度L1=53.4mm。
如上制造的2层永久磁铁坯料F整体的易磁化轴69一致,具有磁各向异性。因此,通过对永久磁铁坯料F进行磁化,可以用作磁特性优异的永久磁铁。该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表6所示。进一步,表示该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图表如图14所示。
表6
如上表6、图14所示,永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的Dy含量为3.6质量%,因此顽磁力非常高(1.85MA/m)。因此,在将永久磁铁在暴露于热的环境中使用时,通过将永久磁铁的高iHc成型体要素A侧配置在受热影响的一侧使用时,由于永久磁铁的高iHc成型体要素A侧具有难以发生不可逆去磁的优点,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如图6所示,永久磁铁整体的Dy使用量以高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B的平均值计为1.8质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
要说明的是,列举了永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的顽磁力、高Br粉末状要素B的顽磁力分别为1.85MA/m、1.22MA/m。但是,这些是对图13(d)的永久磁铁坯料F进行磁化得到的一个例子。一般,必要的顽磁力因对永久磁铁坯料F磁化的永久磁铁的使用场所、温度条件、外界磁场的大小、磁铁的尺寸而不同。因此,可根据需要,改变高iHc成型体要素A侧和高Br成型体B侧的各磁性粉末Ma、Mb的组成等来设定顽磁力。
用图15、图16说明与图13(a)~(c2)的直到合成成型体E的过程在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合、一体化过程方面不同的例子。
实施例2
图15如(a)~(d)依次所示,是表示制作永久磁铁坯料F的例子,即,分别形成高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B,将它们在图15(b2)的时间点靠合,进行一体化形成合成的固体状要素10,对该合成固体状要素10实施热压,形成合成成型体E,进一步对合成成型体E实施塑性加工,制作永久磁铁坯料F。
要说明的是,在本申请的各图中,与其它图的功能、性质、方法或特征等相同或可以认为是相当的部分标为与其它图中使用的相同的符号,援用其他图的相关功能、性质、方法或特征等的说明。因而省略重复说明。
在图15(b2)中,10表示高iHc固体状要素7(高iHc成型体要素A)和高Br固体状要素12(高Br成型体要素B)靠合一体化得到的合成固体状要素。该靠合在插入下步的热或温压中所使用的模具前以与图13(c2)说明的同样的较轻的力按住使其不分散(零散)即可。将该合成固体状要素10通过热或温压方法一体化,形成图15(c)的合成成型体E(2种合成成型体51)。合成固体状要素10由于热或温压而温度升高,富稀土类元素相熔融,自然地一体化。要说明的是,作为热或温压方法,可以使用公知的方法,例如与使用图1所描述的同样地进行冷压方法、热或温压。
接着对图15(c)的合成成型体E实施塑性加工,成型图15(d)的永久磁铁坯料F。作为塑性加工,可以采用上述的各种塑性加工。
如上制造的永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)得到与实施例1同样的作用效果。
实施例3
下面,图16所示为:形成在图16(a)的时间点将图13说明的磁性粉末Ma和磁性粉末Mb在腔内靠合一体化而合成的粉末状要素9,将该合成粉末状要素9冷压、热压,依次形成合成固体状要素10、合成成型体E,进一步对合成成型体E进行塑性加工,制作永久磁铁坯料F的例子。
构成图16(a)的合成粉末状要素9的高iHc粉末状要素6和高Br粉末状要素11是将磁性粉末Ma和磁性粉末Mb靠合(以并列状态填充到模腔中)一体化形成的粉末状要素。要说明的是,将磁性粉末Ma和磁性粉末Mb填充到模腔中时,预先用任意的间隔治具将腔内分成填磁化性粉末Ma和磁性粉末Mb的空间。进一步,可以在上述治具表面预先涂布硬脂酸Li。这样,在填磁化性粉末Ma和磁性粉末Mb后,将治具拔出时,可以防止粉末被带起。
图16(b)的10表示将合成粉末状要素9通过冷压方法形成的合成固体状要素,是将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化形成的。对该合成固体状要素10通过热压或温压方法形成图16(c)的合成成型体E(2种合成成型体51)。要说明的是,作为冷压方法、热或温压方法,可以使用公知的方法,例如可以与使用图1描述的同样地进行冷压方法、热压或温压。
接着,对图16(c)的合成成型体E实施塑性加工,成型图16(d)的永久磁铁坯料F。作为塑性加工,可以使用上述的各种塑性加工。
如上制造的永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)可得到与实施例1同样的作用效果。
实施例4
下面,用图17说明与对图13(c2)的合成成型体E实施塑性加工的压缩方向(X方向)在使挤出加工时压缩合成成型体E的方向为与合成成型体E的靠合面57平行的方向、且向与挤出方向79垂直的方向(Y方向)压缩方面不同的例子。
该图17所示的例子提供永久磁铁坯料F的制造方法的例子,其实现了本发明的下面的点,也就是使永久磁铁坯料F的易磁化轴69向着与上述靠合面57平行的方向,且为与挤出方向79垂直的方向。
如图17(a)~(c)依次所示,分别制造高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B。接着,将分别制造的图17(c)的高iHc成型体要素A(高iHc高密度要素8)和高Br成型体要素B(高Br高密度要素13)如图17(c2)所示,沿宽度方向(Y方向)靠合一体化,制造合成成型体E(2种合成成型体51)。
要说明的是,图17(c)的高iHc高密度要素8和高Br高密度要素13的各外形尺寸为将两者靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,高iHc高密度要素8:厚度T2=36mm,宽度W2=9.5mm,长度L2=25mm;高Br高密度要素13:厚度T2=36mm,宽度W2=9.5mm,长度L2=25mm即可。这样合成成型体E的厚度T=36mm,宽度W=19mm、长度L=25mm。
下面,对图17(c2)的合成成型体E实施塑性加工,成型图17(d)的永久磁铁坯料F。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
进一步,上述挤出加工时的挤出方向与图13的情况不同,沿与上述合成成型体E的高Br成型体要素B和高iHc成型体要素A的靠合面57平行的方向(箭头79的方向)挤出,压缩(收拢)上述合成成型体E的方向为与上述靠合面57平行的方向,且向与上述挤出方向垂直的方向压缩,使得永久磁铁F的易磁化轴向着与上述靠合面平行的方向且与上述挤出方向垂直的方向也可以。
对以上述图17(图18、图19的情况也相同)的方式构成的永久磁铁坯料F实施磁化用作永久磁铁时,能够以一侧为顽磁力高的侧,另一侧为剩磁通密度高的一侧的方式利用。
上述制造的永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)可得到与实施例1同样的作用效果。
下面,对显示与图17(a)~(c2)的直到合成成型体E的过程在将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化的过程方面不同的例子的图18、图19进行说明。
实施例5
图18为说明永久磁铁F的制法的图,如(a)~(d)依次所示,分别形成高iHc成型体要素A、和高Br成型体要素B,将它们在图18(b2)的时间点与图17(c)的情况同样地在宽度方向(Y方向)靠合一体化,形成合成固体状要素10。上述合成固体状要素10表示将高iHc固体状要素7(高iHc成型体要素A)和高Br固体状要素12(高Br成型体要素B)靠合一体化得到的合成固体状要素。
将该固体状要素10通过热或温压方法形成图18(c)的合成成型体E(2种合成成型体51)。要说明的是,作为热或温压方法,可以使用公知的方法,例如可以与使用图1描述的同样地进行冷压方法、热压或温压。
下面,对图18(c)的合成成型体E实施塑性加工,成型图18(d)的永久磁铁坯料F。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
上述制造的永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)可得到与实施例4同样的作用效果。
实施例6
图19为说明永久磁铁F的制法的图,如(a)~(d)依次所示,在图19(a)的时间点将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B靠合一体化,形成合成粉末状要素9。
上述合成粉末状要素9表示高iHc粉末状要素6(高iHc成型体要素A)和高Br粉末状要素11(高Br成型体要素B)靠合(一起填充到模腔中)一体化而形成的合成粉末状要素。要说明的是,粉末状要素6、11的填充方法与对图16所说明的相同即可。
图19(b)的10表示将合成粉末状要素9通过冷压方法形成的合成固体状要素,处于与上述实施例5的情况相同的想法对该合成固体状要素10实施热或温压方法和塑性加工,成型图19(d)的永久磁铁坯料F。
上述制造的永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)可得到与实施例4同样的作用效果。
接着,通过图20、21、22说明与图13的合成成型体E、永久磁铁坯料F在形状方面不同的例子。
图20表示由圆柱状的合成成型体E制造板状永久磁铁坯料F的方法。图21表示由截面长方形的合成成型体E制造截面为圆弧状的永久磁铁坯料F的方法。图22表示由图22(a)的截面为椭圆形的合成成型体E制造图22(b)的截面为鱼糕状的永久磁铁F的方法。进一步提供,由图22(a)的截面为椭圆形的合成成型体E制造图22(c)的截面为峨眉月形的永久磁铁F的方法。
实施例7
图20(a)的圆柱状合成成型体E的外径尺寸(直径D、长度L)可以与使用上述图9描述的高密度要素4a同样设定。
进一步地,高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B的各外形尺寸为将两者靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,使高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B为用靠合面57将合成成型体E两等分的尺寸即可。
将图20(b)的板状永久磁铁坯料F的外径尺寸(厚度T1、宽度W1、长度L1)设定为与用上述图9描述的永久磁铁坯料60a相同即可。
作为将合成成型体E成型为永久磁铁坯料F的塑性加工,可以采用公知的塑性加工,例如,与用图9、10描述的同样地实施挤出加工进行成型即可。
实施例8
将图21(a)的合成成型体E的外径尺寸(厚度(X方向)T、宽度(Y方向)W、长度(Z方向)L)设定为与用上述图11描述的高密度要素4b同样即可。要说明的是,高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B的各外形尺寸为将两者靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,使高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B为用靠合面57将合成成型体E两等分的尺寸即可。
接着,将图21(b)的截面为圆弧状的永久磁铁坯料F的外径尺寸(厚度(X方向)T1、外周侧的圆弧长(Y方向)W1、内周侧的圆弧长(Y方向)W2、长度(Z方向)L1)设定为与采用上述图11描述的永久磁铁坯料60b同样即可。
作为将合成成型体E成型为永久磁铁坯料F(参照图21(b))的塑性加工,可以采用公知的塑性加工,例如,与用图11描述的同样地实施挤出加工进行成型即可。
实施例9
将图22(a)的合成成型体E的外径尺寸(短轴D1、长轴D2、长度(Z方向)L)设定为与用上述图12描述的高密度要素4c同样即可。要说明的是,形成图22(a)的合成成型体E的高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B的各外形尺寸为将两者靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,使高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B为用靠合面57将合成成型体E两等分的尺寸即可。
将图22(b)所示的截面为鱼糕状的永久磁铁坯料F的外径尺寸(最大厚度(X方向)T1、圆弧边的圆弧长(Y方向)W1、直线边的宽度(Y方向)W2、长度(Z方向)L1)设定为与采用上述图12描述的永久磁铁坯料60c同样即可。
将图22(c)的截面为峨眉月形的永久磁铁坯料F的外径尺寸(最大厚度(X方向)T1、外周侧的圆弧长(Y方向)W1、内周侧的宽度(Y方向)W2、长度(Z方向)L1)设定为与采用上述图12描述的永久磁铁坯料60c同样即可。
作为将合成成型体E成型为永久磁铁坯料F(参照图22(b)或图22(c))的塑性加工,可以采用公知的塑性加工,例如,与用图11描述的同样地实施挤出加工进行成型即可。
实施例10
构成图13的合成成型体E时,用于高iHc成型体要素A的磁性粉末Ma和磁性粉末Mb以及用于高Br成型体要素B的磁性粉末Mb和磁性粉末Ma的配合比例根据用途的要求(例如对不可逆去磁的要求、尺寸大小、成本降低等)相对增减配合比例来确定即可。要说明的是,这一点对表7、9、11、13、15、17,均可根据所需的永久磁铁分别相应地增减来确定磁性粉末Ma和磁性粉末Mb的配合比例。
说明相对比例增减的例子。本例为对通过对图13(d)的永久磁铁坯料F进行磁化而使用的永久磁铁中的高Br成型体要素B部要求更高顽磁力时,提供可应对该要求的永久磁铁坯料F的制造方法的例子。要说明的是,作为上述要求的顽磁力,例如在后述的图34的条件下,即,设想要求永久磁铁的厚度方向的距离t=0时为1.85MA/m、t=T1时为1.22MA/m、在t=0~T1之间直线变化的顽磁力的条件的情况。作为本例的高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B中所使用的磁性粉末Mb的例子,可采用例如表7所示的配合比例、比率。要说明的是,在第2层配合2种粉末使用,当然也可以准备具有iHc=1.535MA/m的特性的1种磁性粉末直接使用。此时的成分组成为将实施例2使用的磁性粉末和实施例1中使用的磁性粉末的全部成分相加后除以2得到的值。
表7
使用由表7所示的材质形成的高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B,如图13(a)~(d)依次所示那样制造永久磁铁坯料F(2种永久磁铁坯料61)。关于图13(a)~(d)的过程,与用图13描述的同样进行即可。
对如上制造的2层永久磁铁坯料F磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表8所示。进一步,表示该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图表如图23所示。
表8
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.36 | 1.85 | 3.6 |
高Br成型体要素B侧(2层) | 1.415 | 1.535 | 1.8 |
永久磁铁 | 1.3875 | --- | 2.7 |
如上述表8、图23所示,永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的Dy含量为3.6质量%,因此顽磁力非常高(1.85MA/m)。另外,永久磁铁的高Br成型体B侧Br=1.415T,永久磁体整体的Br以高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B的平均值计为1.3875T,具有高剩磁通密度。因此,与使用图13所述的同样,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如表8所示,对于永久磁铁整体的Dy使用量,以高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B的平均值计为2.7质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
实施例11
图24说明与图13(c2)的合成成型体E在以下方面不同的例子,即以在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在1个中间成型体要素C的状态靠合一体化,形成合成成型体E。图24,如(a)~(d)依次所示,为分别形成高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、中间高密度要素C,将它们靠合,一体化形成合成成型体E(3种(多种)合成成型体52),进一步对合成成型体E实施塑性加工,制作永久磁铁坯料F(3种永久磁铁坯料62)的例子。
永久磁铁坯料F的制造方法如图24所示,将高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、和由中间用磁性粉末Mc形成的中间成型体要素C在上述中间成型体要素C夹在上述高iHc成型体要素A和上述高Br成型体要素B之间的状态下靠合、一体化形成合成成型体E,上述中间成型体要素C的磁性粉末Mc的材质设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体E的状态下,顽磁力由上述高iHc成型体要素A向着上述高Br成型体要素B依次降低、而且剩磁通密度由上述高Br成型体要素B向着上述高iHc成型体要素A依次降低的材质(在本申请中,将这种材质的磁性粉末称为“磁性粉末Mc”或“中间用磁性粉末Mc”),进一步对上述合成成型体E实施塑性加工,使其具有磁各向异性。
用图24进一步详细说明这一点。
图24的第一层的高iHc成型体要素A中的高iHc高密度要素8和第3层的高Br成型体要素B中的高Br高密度要素13与用图13说明的同样地形成即可。
上述高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B所使用的磁性粉末Ma、Mb的例子,可以采用例如表9所示的配合比例、比率。
表9
在图24(a)、(b)、(c)各第2层的中间成型体要素C中,16为将磁性粉末Mc填充在冷压的模腔(图中省略)形成的中间粉末状要素。要说明的是,该磁性粉末Mc与用图1描述的磁性粉末M同样地用公知的方法制造即可。该磁性粉末Mc的材质设定为具有在图24(c2)的合成成型体E的状态下顽磁力由高iHc成型体要素A向着高Br成型体要素B依次降低、且剩磁通密度由高Br成型体要素B向着高iHc成型体要素A依次降低的条件的材质。要说明的是,磁性粉末Mc可以将磁性粉末Ma和磁性粉末Mb以适当的比例混合(混合由表9、11、13、15、17可容易设想的量)使用,或者也可以对磁性粉末Ma或磁性粉末Mb适当增减各种适当的磁性合金的组成使用。此时,磁性粉末Mc在合成成型体E的状态满足顽磁力由高iHc成型体要素A向着高Br成型体要度B依次降低、且剩磁通密度由高Br成型体要素B向着高iHc成型体要素A依次降低的条件即可。例如,可以使用上表9所示的磁性粉末Mc。图24(b)的17表示中间粉末状要素16通过冷压方法而成型的中间固体状要素,图24(c)的18表示将中间固体状要素17通过热或温压方法制造的高Br高密度要素。要说明的是,作为冷压方法、热或温压方法可以使用公知的方法,例如,与使用图1描述的同样地进行冷压方法、热或温压。
在上述说明中,“成型体要素”的术语由磁性粉末到合成成型体中的、制作成型的过程的粉末状要素、固体状要素或高密度要素的总称。进一步,在成型体要素中,高iHc、高Br、中间等词是为了区别与其它物质相对的材质而使用的。
要说明的是,高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13和中间高密度要素18的各外形尺寸为将它们靠合时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,可以分别使高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13和中间高密度要素18为:厚度T2=12mm、宽度W2=19mm,长度L2=25mm。
这样,合成成型体E厚度T=36mm,宽度W=19mm,长度L=25mm。
将分别制造的高iHc高密度要素8(高iHc成型体要素A)、高Br高密度要素13(高Br成型体要素B)、中间高密度要素18(中间成型体要素C)如图24(c2)所示,靠合一体化制造合成成型体E(3中合成成型体52)。该靠合可以与使用图13说明的同样进行。
要说明的是,在本申请中,将上述多种成型体要素(带有符号A和B或符号A、B和C的成型体要素)靠合一体化得到的合成成型体称为合成成型体E。
对图24(c2)的合成成型体E实施塑性加工,成型图24(d)的永久磁性坯料F(3种永久磁铁坯料62)。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
要说明的是,永久磁铁坯料F的外形尺寸因对合成成型体E实施的塑性加工而不同,例如,实施与上述实验例1的比较例1同样的挤出加工时,合成成型体E:厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm时,永久磁铁坯料F:厚度T1=8mm、宽度W1=40mm、长度L1=53.4mm。
对如上制造的3层的永久磁铁坯料F磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表10所示。进一步,表示该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图表如图25所示。
表10
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.36 | 1.85 | 3.6 |
中间成型体要素C部(2层) | 1.397 | 1.64 | 2.4 |
高Br成型体要素B侧(3层) | 1.433 | 1.43 | 1.2 |
永久磁铁 | 1.397 | --- | 2.4 |
如上表10、图25所示,永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的Dy含量为3.6质量%,因此顽磁力非常高(1.85MA/m)。另外,永久磁铁的高Br成型体B侧Br=1.433T,永久磁体整体的Br以各层的平均值计为1.397T,具有高剩磁通密度。因此,与使用图13所述的同样,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如表10所示,对于永久磁铁整体的Dy使用量,通过在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在中间成型要素C,以这三者的平均值计为2.4质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
接着,用图26~图32说明与图13(c2)的合成成型体E在以下方面不同的例子,即以在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在多个中间成型体要素C的状态靠合一体化,形成合成成型体E。
图26表示分别形成高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、多个(2种)中间高密度要素C,将它们靠合,一体化形成合成成型体E(4种(多种)合成成型体53),进一步对合成成型体E实施塑性加工,制作永久磁铁坯料F的例子。
图28表示分别形成高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、多个(3种)中间高密度要素C,将它们靠合一体化形成合成成型体E(5种(多种)合成成型体54),进一步对合成成型体E实施塑性加工,制作永久磁铁坯料F(5种永久磁铁坯料64)的例子。
图30表示分别形成高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、多个(8种)中间高密度要素C,将它们靠合,一体化形成合成成型体E(10种(多种)合成成型体55),进一步对合成成型体E实施塑性加工,制作永久磁铁坯料F(10种永久磁铁坯料65)的例子。
进一步,图32为说明在上述图30中将中间成型体要素C的数量增加至18种时,Dy含量减少,永久磁铁整体的Br增加的图。
实施例12
永久磁铁坯料F的制造方法如图26所示,将高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B、和由各材质互不相同的多种中间用磁性粉末Mc形成的多个中间成型体要素在上述多个中间成型体要素夹在上述高iHc成型体要素A和上述高Br成型体要素B之间的状态下靠合、一体化形成合成成型体E,上述多个中间成型体要素C的各磁性粉末Mc的各材质设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体E的状态下,顽磁力由上述高iHc成型体要素A向着上述高Br成型体要素B分别依次降低、且剩磁通密度由上述高Br成型体要素B向着上述高iHc成型体要素A分别依次降低的材质(在本申请中,将这种材质的磁性粉末称为“磁性粉末Mc”或“中间用磁性粉末Mc”)。进一步对上述合成成型体E实施塑性加工,使其具有磁各向异性。
用图26进一步详细说明这一点。
图26的第一层的高iHc成型体要素A中的高iHc高密度要素8和第4层的高Br成型体要素B中的高Br高密度要素13与用图13说明的同样形成即可。
作为上述高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B所使用的磁性粉末M的例子,可以采用例如表11所示的配合比例、比率。
表11
图26的第2层和第3层的多个中间成型体要素C(中间成型体要素20a、中间成型体要素20b)各自中的中间成型体要素23a、23b可以与用图24说明的中间高密度要素18同样地形成。上述多个中间成型体要素C所使用的材质互不相同的多种中间用磁性粉末Mc的各材质设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体E的状态下,顽磁力由上述高iHc成型体要素A向上述高Br成型体要素B分别依次降低、且剩磁通密度由上述高Br成型体要素B向着上述高iHc成型体要素A分别依次降低的材质。要说明的是,上述多种磁性粉末Mc可以将磁性粉末Ma和磁性粉末Mb以适当比例混合(混合由表11、13、15、17可容易地想定的量)使用,也可以对磁性粉末Ma或磁性粉末Mb分别增加适当的磁性合金的组成使用。此时,磁性粉末Mc满足下述条件即可,即在合成成型体E的状态下,使顽磁力由上述高iHc成型体要素A向上述高Br成型体要素B分别依次降低、且剩磁通密度由上述高Br成型体要素B向着上述高iHc成型体要素A分别依次降低的条件。例如,作为上述多种磁性粉末Mc各自的材质的例子,包括1层到4层,例如可以采用表11所示的配合比例、比率。
要说明的是,表26(c)的高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13、第2层和第3层的中间高密度要素23a、23b各自的外形尺寸为在将它们靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E的尺寸即可。例如,高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13、第2层和第3层的中间高密度要素23a、23b可以分别为:厚度T2=9mm、宽度W2=19mm、长度L2=25mm。这样,合成成型体E厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm。
将分别制造的高iHc高密度要素8(高iHc成型体要素A)、高Br高密度要素13(高Br成型体要素B)、第2层和第3层的中间高密度要素23a、23b(多个中间成型体要素C)如图24(c2)所示,靠合一体化,制造合成成型体E(4种合成成型体53)。该靠合与用图13说明的同样地进行即可。
接着,对图26(c2)的合成成型体E实施塑性加工,成型图26(d)的永久磁铁坯料F(4种永久磁铁坯料63),作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
要说明的是,永久磁铁坯料F的外形尺寸因对合成成型体E实施的塑性加工而不同,例如,在实施与上述实验例1中的比较例1同样的挤出加工时,合成成型体E:厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm时,永久磁铁坯料F:厚度T1=8mm、宽度W1=40mm、长度L1=53.4mm。
对如上制造的4层的永久磁铁坯料F磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表12所示。进一步,表示该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图表如图27所示。
表12
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.36 | 1.85 | 3.6 |
中间成型体要素C部(2层) | 1.3875 | 1.6925 | 2.7 |
中间成型体要素C部(3层) | 1.415 | 1.535 | 1.8 |
高Br成型体要素B侧(4层) | 1.4425 | 1.3775 | 0.9 |
永久磁铁 | 1.40125 | --- | 2.25 |
如上表12、图27所示,永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的Dy含量为3.6质量%,因此顽磁力非常高(1.85MA/m)。另外,永久磁铁的高Br成型体B侧Br=1.4425T,永久磁体整体的Br以各层的平均值计为1.40125T,具有高剩磁通密度。因此,与使用图13所述的同样,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如表12所示,对于永久磁铁整体的Dy使用量,由于在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在多个(2层)中间成型要素C,以这4者的平均值计为2.25质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
实施例13
下面说明图28。
图28中第1层高iHc成型体要素A的高iHc高密度要素8和第5层的高Br成型体要素B中的高Br高密度要素13可以与用图13说明的同样地形成。进一步,第2层~第4层的中间成型体要素C(中间成型体要素30a~30c)中的多个中间高密度要素33a~33c分别可以与用图26说明的同样地形成。例如,作为上述高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B和多个中间成型体要素C所使用的磁性粉末M的例子,例如可以采用表13所示的配合比例的粉末。合成成型体E的高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B和多个中间成型体要素C的厚度比例例如可以为表13所示。
表13
要说明的是,表26(c)的高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13、第2层~第4层的中间高密度要素33a~33c各自的外形尺寸为在将它们靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E(5种(多种)合成成型体54)的尺寸即可。例如,高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13、中间高密度要素33a、33b分别为:厚度T2=7.2mm、宽度W2=19mm、长度L2=25mm。这样,合成成型体E厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm。
将分别制造的高iHc高密度要素8(高iHc成型体要素A)、高Br高密度要素13(高Br成型体要素B)、第2层~第4层的中间高密度要素33a~33c(多个中间成型体要素C)如图28(c2)所示靠合一体化,制造合成成型体E(5种合成成型体54)。该靠合与用图13说明的同样地进行即可。
接着,对合成成型体E实施塑性加工,成型图28(d)的永久磁铁坯料F(5种永久磁铁坯料64)。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
要说明的是,永久磁铁坯料F的外形尺寸因对合成成型体E实施的塑性加工而不同,例如,在实施与上述实验例1中的比较例1同样的挤出加工时,合成成型体E:厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm时,永久磁铁坯料F:厚度T1=8mm、宽度W1=40mm、长度L1=53.4mm。
对如上制造的5层的永久磁铁坯料F磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表14所示。进一步,表示该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图表如图29所示。
表14
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.36 | 1.85 | 3.6 |
中间成型体要素C部(2层) | 1.382 | 1.724 | 2.88 |
中间成型体要素C部(3层) | 1.404 | 1.598 | 2.16 |
中间成型体要素C部(4层) | 1.426 | 1.472 | 1.44 |
高Br成型体要素B侧(5层) | 1.448 | 1.346 | 0.72 |
永久磁铁 | 1.404 | --- | 2.16 |
如上表14、图29所示,永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的Dy含量为3.6质量%,因此顽磁力非常高(1.85MA/m)。另外,永久磁铁的高Br成型体要素B侧Br=1.448T,永久磁体整体的Br以各层的平均值计为1.404T,具有高剩磁通密度。因此,与使用图13所述的同样,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如表14所示,对于永久磁铁整体的Dy使用量,由于在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在多个(3层)中间成型要素C,以这5者的平均值计为2.16质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
实施例14
下面说明图30。要说明的是,对于图30,对于第1层~第10层的高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B和中间成型体要素C,分别应正确地记载外观图,但是第3层~第8层的图与第2层的外观同样地表示,因此省略了示图。
图30的第1层高iHc成型体要素A的高iHc高密度要素8和第10层的高Br成型体要素B的高Br高密度要素13可以与用图13说明的同样地形成。进一步,第2层~第9层的中间成型体要素C的图30(c)的多个中间高密度要素分别可以与用图26说明的同样地形成。例如,作为上述高iHc成型体要素A、多个中间成型体要素C和高Br成型体要素B所使用的磁性粉末M的例子,例如如果参考表15所示的配合比例使用,则本发明的具备多个中间成型体C的永久磁铁坯料F的实施成为可能。合成成型体E的高iHc成型体要素A、多个中间成型体要素C和高Br成型体要素B的比例例如可以为表15所示。
表15
要说明的是,图30(c)的高iHc高密度要素8(第1层)、高Br高密度要素13(第10层)、中间高密度要素(第2层~第9层)的各自的外形尺寸为在将它们靠合一体化时形成规定外形尺寸的合成成型体E(10种(多种)合成成型体55)的尺寸即可。例如,高iHc高密度要素8、高Br高密度要素13、多个中间高密度要素(第2层~第9层)可以分别为:厚度T2=3.6mm、宽度W2=19mm、长度L2=25mm。这样,合成成型体E厚度T=36mm、宽度W=19mm、长度L=25mm。
将分别制造的高iHc高密度要素8(高iHc成型体要素A)、高Br高密度要素13(高Br成型体要素B)、第2层~第9层的多个中间高密度要素(多个中间成型体要素C)如图30(c2)所示靠合一体化,制造合成成型体E(10种合成成型体55)。
上述靠合的排列顺序可以按照第1层~第10层的顺序。
接着,对图30(c2)合成成型体E实施塑性加工,成型图30(d)的永久磁铁坯料F(10种永久磁铁坯料65)。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
对如上制造的10层的永久磁铁坯料F磁化得到的永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表16所示。进一步,表示该永久磁铁的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)的关系的图表如图31所示。
表16
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.360 | 1.850 | 3.60 |
中间成型体要素C部(2层) | 1.371 | 1.787 | 3.24 |
中间成型体要素C部(3层) | 1.382 | 1.724 | 2.88 |
中间成型体要素C部(4层) | 1.393 | 1.661 | 2.52 |
中间成型体要素C部(5层) | 1.404 | 1.598 | 2.16 |
中间成型体要素C部(6层) | 1.415 | 1.535 | 1.80 |
中间成型体要素C部(7层) | 1.426 | 1.472 | 1.44 |
中间成型体要素C部(8层) | 1.437 | 1.409 | 1.08 |
中间成型体要素C部(9层) | 1.448 | 1.346 | 0.72 |
高Br成型体要素B侧(10层) | 1.459 | 1.283 | 0.36 |
永久磁铁 | 1.4095 | --- | 1.98 |
如上表16、图31所示,永久磁铁的高iHc成型体要素A侧的Dy含量为3.6质量%,因此顽磁力非常高(1.85MA/m)。另外,永久磁铁的高Br成型体B侧Br=1.459T,永久磁体整体的Br以各层的平均值计为1.4095T,具有高剩磁通密度。因此,与使用图13所述的同样,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如表16所示,对于永久磁铁整体的Dy使用量,由于在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在多个中间成型要素C,以这10者的平均值计为1.98质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
接着,对图33进行说明。在上述图13和图16中,在形成2种合成成型体E时,对如图13(a)所示的处于相互独立状态的高iHc粉末状要素6和高Br粉末状要素11、或者如图16(a)所示的以并列状态收容在一个腔内的高iHc粉末状要素6和高Br粉末状要素11进行选择性利用的例子进行了说明。
图33为在形成多种合成成型体E时按照图13和图16的例子对粉末状要素选择性利用而形成的例子进行说明的图。即,由顽磁力比高Br粉末状要素11高且剩磁通密度比高Br粉末状要素11低的材质的磁性粉末Ma形成的高iHc粉末状要素6、由剩磁通密度比高iHc粉末状要素6高且顽磁力比高iHc粉末状要素6低的材质的磁性粉末Mb形成的高Br粉末状要素11、和由各自材质互不相同的多种中间用磁性粉末Mc形成的多个中间粉末状要素41在腔5内以相互并列的状态、且上述多个中间粉末状要素夹在上述高iHc粉末状要素6和上述高Br粉末状要素11之间的状态下靠合,将它们通过加压方法一体化,形成合成成型体E,上述多个中间粉末状要素41的各磁性粉末Mc的各材质设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体E的状态下,顽磁力由上述高iHc成型体要素A向着上述高Br成型体要素B分别依次降低、且剩磁通密度由上述高Br成型体要素B向着上述高iHc成型体要素A分别依次降低的材质,制造永久磁铁用合成成型体E。
进一步说明这一点,在先前的图30(c2)中,说明了作为永久磁铁用的多种合成成型体列举的10种合成成型体E可利用图30(a)所列的粉末状要素形成。但是,由图13和图16的说明可知,在形成合成成型体E时,按照图16的想法,如图33(a)所示,可以选择利用在腔中在磁性粉末Ma和磁性粉末Mb之间以并列状态填充第2层~第9层的材质不相同的磁铁粉末Mc而形成的合成粉末状要素9。要说明的是,在图中,9表示高iHc粉末状要素6、高Br粉末状要素11、和由各自材质互不相同的多种中间用磁性粉末Mc形成的多个中间粉末状要素41在腔5内以相互并列的状态,且在上述高iHc粉末状要素6和上述高Br粉末状要素11之间存在上述多个中间粉末状要素的状态下靠合构成的合成粉末状要素。对该合成粉末状要素9实施公知的加压方法,一体化形成合成成型体E。10为将高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、和多个中间成型体要素C在上述多个中间成型体要素C夹在上述高iHc成型体要素A和上述高Br成型体要素B之间的状态下靠合一体化形成的合成固体状要素。
根据在上述图33(a)所示的粉末状要素的时间点靠合一体化的制法,可以比图30成本低地提供永久磁铁坯料F。即,与图30那样分别形成各粉末状要素的例子中需要多次(例如21次)加压操作相比,如图33那样在腔内并列多种粉末状要素的例子中,以少量(例如3次)加压操作即可完成。要说明的是,对图33和图30的永久磁铁坯料F进行磁化得到的永久磁铁的磁特性是相同的。
进一步,在使用上述图24~图28表示的粉末状要素16、21、31形成各种其它多种合成成型体E时,也可根据需要相应减少图33(a)、(b)、(c)中的中间粉末状要素41和中间固体状要素42等的数量,与上述同样地形成相应层数的合成成型体。
要说明的是,在上述图13~图33中,构成合成成型体E的高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、中间成型体要素C以等尺寸的例子进行了说明。但是,根据对不可逆去磁的要求、尺寸大小或成本的要求等,可适当增减各合并方向的尺寸(厚度方向或宽度方向的尺寸)。
实施例15
下面说明图32。如上所述,图32为说明将图30的中间成型体要素C的层数增加10层,达到18层时的顽磁力(iHc)和剩磁通密度(Br)的关系的图。要说明的是,本实施例15的图,即对应于实施例14的图30的图为在图30中增加了10层中间成型体要素C的图。因此,是自明的,图示省略。
第1层的高iHc成型体要素A的高iHc高密度要素和第20层的高Br成型体要素B的高Br高密度要素可以与用图13说明的同样地形成。进一步,第2层~第19层的中间成型体要素C的多个中间高密度要素分别可以与用图26说明的同样地形成。例如,作为本实施例15的高iHc成型体要素A、18层中间成型体要素C和高Br成型体要素B所使用的磁性粉末M的各自例子,例如可以采用表17所示的配合比例的粉末。合成成型体E的高iHc成型体要素A、多个中间成型体要素C和高Br成型体要素B的比例例如可以为表17所示。
表17
用高iHc成型体要素A、18层中间成型体要素C和高Br成型体要素B制造永久磁铁坯料F的方法为由表17所示的材质的磁性粉末M形成的高iHc成型体要素A、18层中间成型体要素C和高Br成型体要素B形成20层合成成型体E、永久磁铁坯料F。在该过程中,可以与用图30说明的同样地进行。
如上制造的永久磁铁坯料F(20种永久磁铁坯料)的剩磁通密度(Br)、顽磁力(iHc)和Dy含量如表18所示。
表18
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.3600 | 1.8500 | 3.6 |
中间成型体要素C部(2层) | 1.3655 | 1.8185 | 3.42 |
中间成型体要素C部(3层) | 1.3710 | 1.7870 | 3.24 |
中间成型体要素C部(4层) | 1.3765 | 1.7555 | 3.06 |
中间成型体要素C部(5层) | 1.3820 | 1.7240 | 2.88 |
中间成型体要素C部(6层) | 1.3875 | 1.6925 | 2.70 |
中间成型体要素C部(7层) | 1.3930 | 1.6610 | 2.52 |
中间成型体要素C部(8层) | 1.3985 | 1.6295 | 2.34 |
中间成型体要素C部(9层) | 1.4040 | 1.5980 | 2.16 |
中间成型体要素C部(10层) | 1.4095 | 1.5666 | 1.98 |
中间成型体要素C部(11层) | 1.4150 | 1.5350 | 1.80 |
中间成型体要素C部(12层) | 1.4205 | 1.5035 | 1.62 |
中间成型体要素C部(13层) | 1.4260 | 1.4720 | 1.44 |
中间成型体要素C部(14层) | 1.4315 | 1.4405 | 1.26 |
中间成型体要素C部(15层) | 1.4370 | 1.4090 | 1.08 |
中间成型体要素C部(16层) | 1.4425 | 1.3775 | 0.90 |
中间成型体要素C部(17层) | 1.4480 | 1.3460 | 0.72 |
中间成型体要素C部(18层) | 1.4535 | 1.3145 | 0.54 |
中间成型体要素C部(19层) | 1.4590 | 1.2830 | 0.36 |
高Br成型体要素B侧(20层) | 1.4645 | 1.2515 | 0.18 |
永久磁铁 | 1.41225 | - | 1.89 |
在本例中,由表18、图32可知,永久磁铁F的一面侧67(高iHc成型体要素侧)的顽磁力高(1.85MA/m)。另外,永久磁铁的高Br成型体要素B侧Br=1.4645T,永久磁体整体的Br以各层的平均值计为1.41225T,具有高剩磁通密度。因此,与使用图13所述的同样,永久磁铁整体磁特性不易变差,可以作为磁特性优异的永久磁铁长寿命地使用。
而且,如表18所示,对于永久磁铁整体的Dy使用量,由于在高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B之间存在多个中间成型体要素C,以这20层的平均值计为1.89质量%,有使用少量昂贵的Dy即可得到上述可发挥高顽磁力的永久磁铁的优点。
要说明的是,用图24~图33说明的实施例10~实施例15中,说明了将高iHc成型体要素A、中间成型体要素C、高Br成型体要素B在X方向靠合一体化形成合成成型体E的例子。但是,在将高iHc成型体要素A、中间成型体要素C、高Br成型体要素B靠合一体化形成合成成型体E时,也可与图17(c)所示同样地在Y方向靠合形成合成成型体E。
上述图13、23、24、26、28、30、32、33所示的永久磁铁坯料F的磁特性的具体测定如下。
与上述实验例1同样地由永久磁铁坯料F的宽度中央部和长度中央部采取宽×长×厚为8mm×8mm×8mm的切片,进一步沿厚度方向切削,直到成为各要素部分单层,将其多片层叠,以达到与实验例1相同的厚度(8mm),作为各要素的磁测定试样。使用将该样品在3.2MA/m的磁场中磁化得到的物质,测定剩磁通密度、顽磁力。
进一步,上述图17~19表示的永久磁铁坯料F的磁特性的具体测定如下。由永久磁铁坯料F的各要素的宽度中央部和长度中央部采取宽×长×厚为8mm×8mm×8mm的切片,作为各要素的磁测定试样。使用将该样品在3.2MA/m的磁场中磁化得到的物质,测定剩磁通密度、顽磁力。
接着,用图34~图41说明选择高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B、中间成型体要素C的磁性粉末M的材质的例子。
图34~图41为对永久磁铁坯料F要求图34所示那样的规定顽磁力时,为应对该要求,说明选择不产生不可逆去磁的磁性粉末M的材质的设计例。要说明的是,使用对永久磁铁坯料F磁化得到的永久磁铁时,将永久磁铁的一面置于暴露于高热等的环境下,而另一面不是如此的环境下时,在永久磁铁内部产生该永久磁铁所要求的顽磁力的分布。例如,作为要求的顽磁力的分布,根据图34的条件的情况说明。即,设定要求顽磁力的条件,以使t表示永久磁铁厚度方向的距离,t=0为1.85MA/m、t=T1为1.22MA/m,在t=0~T1之间直线变化。要说明的是,由温度、外部去磁场强度求出永久磁铁所要求的顽磁力的方法可按照公知的方法。另外,在预计某种程度的安全率取多少大的顽磁力也可在该时间点进行。在此,如果将图34中的斜线以上的区域(斜线部分)的顽磁力赋予永久磁铁的厚度方向的各部位则不产生不可逆去磁。
对于实施例10所示的2层永久磁铁坯料F的情况,用图35说明。本例的磁性粉末M的材质以2层在厚度方向均等分割时,如果选择图35那样的第1层为1.85MA/m、第2层为1.535MA/m的材料则不产生不可逆去磁。
因此,为了采用实验例2中使用的磁性粉末M和实验例1中使用的磁性粉末M的2种,实现该顽磁力,例如,如上表7所示,第1层为实验例2中使用的磁性粉末100%,第2层以实验例2中使用的磁性粉末50%和实验例1中使用的磁性粉末50%的比例配合即可。
此时的第2层的磁特性如图23所示为实验例2使用的磁性粉末和实验例1使用的磁性粉末磁特性的配合率相同的50%∶50%的位置。第1层、第2层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如上表8所示。另外,第2层配合2种粉末使用,当然准备具有iHc=1.535MA/m、Br=1.415T的特性的1种磁性粉末直接使用也可以。此时的成分组成为实验例2中使用的磁性粉末和实验例1中使用的磁性粉末的全部成分相加后除以2得到的值。
实施例16
对于实施例10列举的2层永久磁铁坯料F的情况,用图36说明与图35不同的例子。关于本例的磁性粉末M的材质,如图36所示,扩张顽磁力高的第1层,以不均等间距分割(0.75T1的位置)进行2层化时,如果选择第1层为1.85MA/m、第2层为1.3775MA/m的材料,则不产生不可逆去磁。
要说明的是,作为上述第1层和第2层所使用的磁性粉末M的例子,可以使用表19所示的配合比例的粉末。本例的第1层、第2层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如表20所示。
表19
表20
Br(T) | iHc(MA/m) | Dy含量(质量%) | |
高iHc成型体要素A侧(1层) | 1.3600 | 1.8500 | 3.6 |
高Br成型体要素B侧(2层) | 1.4425 | 1.3775 | 0.9 |
永久磁铁 | 1.380625 | --- | 2.925 |
在图35和图36的例子中,没有得到相同的效果。图36中,上面的凸起的三角形面积总和(完全涂布了的三角形的面积)大。即,这表示过量地赋予了顽磁力的部分大。最适设计为在下面不产生凸起的三角形,且上面的凸起的三角形面积总和最小,则过量赋予顽磁力的部分最小。如图34所示,顽磁力分布直线性变化时,各层以均等间距分割,对于材料的选定,选定得使得不低于必要的顽磁力且不赋予过量的顽磁力是最合适的。因此,此时图35的设计可以说是最合适的。由于材料的易得到性等的差异,有不能选择最适顽磁力等的制约的情况下,即使以不均等间距分割也能期望过量的顽磁力削减效果,可以说有适用价值。
用图37说明实施例11所示的3层永久磁铁坯料F的情况。本例的磁性粉末M的材质在考虑以3层在厚度方向均等分割时,如图37所示,选择使得第1层为1.85MA/m、第2层为1.64MA/m,第3层为1.43MA/m的材料则不产生不可逆去磁。
要说明的是,作为上述第1层~第3层使用的磁性粉末M的例子,例如可以使用表9所示的配合比例的粉末。本例的第1层~第3层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如表10所示。
接着,用图38对实施例12所示的4层永久磁铁F的情况进行说明。本例的磁性粉末M的材质在考虑以4层在厚度方向均等分割时,如图38所示,选择使得第1层1.85MA/m、第2层1.6925MA/m、第3层1.535MA/m、第4层1.3775MA/m的材料则不产生不可逆去磁。
要说明的是,作为上述第1层~第4层所使用的磁性粉末M的例子,可以使用表11所示的配合比例的粉末。本例的第1层~第4层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如表12所示。
接着,用图39对实施例13所示的5层永久磁铁F的情况进行说明。本例的磁性粉末M的材质在考虑以5层在厚度方向均等分割时,如图39所示,选择使得第1层1.85MA/m、第2层1.724MA/m、第3层1.598MA/m、第4层1.472MA/m、第5层1.346MA/m的材料则不产生不可逆去磁。
要说明的是,作为上述第1层~第5层所使用的磁性粉末M的例子,可以使用表13所示的配合比例的粉末。本例的第1层~第5层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如表14所示。
接着,用图40对实施例14所示的10层永久磁铁F的情况进行说明。本例的磁性粉末M的材质在考虑以10层在厚度方向均等分割时,第1层~第10层选择达到图40、上述表16那样的顽磁力的材料则不产生不可逆去磁。
要说明的是,作为上述第1层~第10层所使用的磁性粉末M的例子,可以使用表15所示的配合比例的粉末。本例的第1层~第10层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如表16所示。
接着,用图41对实施例15所示的20层永久磁铁F的情况进行说明。本例的磁性粉末M的材质在考虑以20层在厚度方向均等分割时,第1层~第20层选择达到图41、上述表18那样的顽磁力的材料则不产生不可逆去磁。
要说明的是,作为上述第1层~第20层所使用的磁性粉末M的例子,可以使用表17所示的配合比例的粉末。本例的第1层~第20层的磁特性(Br、iHc)和Dy含量如表18所示。
实验例5
使用比较例1(实验例1中使用的磁性粉末M为100%的单层永久磁铁坯料F)、比较例2(实验例2中使用的磁性粉末M为100%的单层永久磁铁坯料F)和实施例10、实施例16(2层的永久磁铁坯料F)、实施例11(3层的永久磁铁坯料F)、实施例12(4层的永久磁铁坯料F)、实施例13(5层的永久磁铁坯料F)、实施例14(10层的永久磁铁坯料F)、实施例15(20层的永久磁铁坯料F)在室温下制作具有相同磁特性的永久磁铁,置于相同高温环境下时的作用、效果如表21所示。
即,得到例示的厚度T1=8mm、宽度W1=40mm、长度L1=53.5mm的永久磁铁坯料F,对其直接磁化时,例如比较例1剩磁通密度Br高,比较例2低,因此磁铁整体的磁通量(磁通量值:单位为韦伯(Wb))不同,不能说磁性能相同。为了使其相同,一般对磁铁重量(长度)进行调整。为此,分别在长度方向上进行研磨,使得以Br最小的比较例2为基准,磁化后的各永久磁铁的磁通量值相同。此时的长度和重量如表21所示。另外,Dy含量如上所示,因此每个永久磁铁的Dy使用量如表21所示。
磁通量值的测定使用磁通量计。即,在线圈中放置永久磁铁,由以一定速度将永久磁铁从线圈中取走时的电位差求得的磁通量作为磁通量值。研磨时,在冷却使得内部组织不被破坏的同时一点一点地研磨。重复脱磁、研磨、再磁化、磁通量值测定,实施至与比较例2的磁通量值一致。
另外,在此,研究暴露于高热下的永久磁铁因热产生的不可逆去磁状况。即,兼备可调节温度的流通冷却水的结构和用电热器加热的结构,准备2块具有可保持从室温~300℃左右的一定温度的研磨面的铜块,使得该研磨面相向地配置。该研磨面间在厚度方向(即宽度W1=40mm×研磨后的永久磁铁的长度的面与研磨面接触)夹持永久磁铁保持1小时。铜块与永久磁体相比具有充分大的体积,使得温度难以局部分布。进一步,在接触部的铜块侧正下方埋入热电偶,控制冷却水和加热器,使得保持设定的表面温度。另外在研磨面上使用热传导油脂,促进与永久磁铁的传热。
使低温测的铜块温度为65℃,高温侧的温度为155℃。在永久磁铁内部插入热电偶,研究厚度方向的温度分布,发现由高温侧向低温测直线变化。另外,由于在接触面产生温度差(gap),因此永久磁铁的表面温度在低温侧接触面为70℃,在高温侧接触面为150℃。
进行通过以上方法使永久磁铁内具有温度分布的高热环境试验,将永久磁体从铜块间取出后慢慢冷却至室温。然后,直接再次用磁通量计测定磁通量值,除以比较例2的高热环境试验前的磁通量值得到的数值如表21所示。因此,如果产生不可逆去磁则磁通量值降低,因此该值用作表示不可逆去磁程度的指标。表21中的数值越接近1.0越不发生不可逆去磁,数值越小不可逆去磁的程度越大。
结果,比较例1的Br高,磁铁重量也少,而且Dy使用量为0,但如果暴露于高热环境下则发生大幅度不可逆去磁,不能维持初始时的性能。比较例2虽然未发生不可逆去磁,但是Br低,磁铁重量、Dy使用量均大,成本最高。实施例10~实施例16均暴露于具有温度分布的高热环境下也没有发生不可逆去磁。另外,层数越多,Br越高,磁铁重量、Dy使用量越少。但是,层数越多,制作合成成型体的工序增多,因此成本提高。层数为多少层,可根据所要求的成本和磁铁的性能确定。总之,实施例10~实施例16作为磁特性优异的永久磁铁,具有即使在高热环境下也可长寿命地使用的效果。
与比较例2相比,实施例10~实施例16的永久磁铁长度也变短,因此还具有使得组装永久磁铁的机器容积减小相应程度的优点。
上述由测定容易度、对永久磁铁施加负荷的容易度研究了置于暴露于高热环境下的永久磁铁的不可逆去磁状况,从外部对永久磁铁施加去磁场,使得具有磁场分布时,和同时暴露于高热和来自外部的去磁场两者的环境时也得到同样的作用、效果。由温度分布、磁场强度分布求得磁铁所要求的顽磁力分布,可以将其合并进行设计。
表21
※1:以比较例2的暴露于高热环境前的磁通量值为基准的比率
实施例17
图42所示的合成成型体E为与图13(c2)的合成成型体E在附加了1片高iHc成型体要素A或高Br成型体要素B方面不同的例子。
在图42中,高iHc成型体要素A或高Br成型体要素B采用与用图17描述的相同的方法形成,以得到与它们相同的功能、性质或特征等的方式构成。
图42(a)的A2,如图所示,表示与高iHc成型体要素A对照地具有的高iHc成型体要素。要说明的是,高iHc成型体要素A2的组成与高iHc成型体要素相同即可。
形成由图42(a)的高iHc成型体要素A、高Br成型体要素B和高iHc成型体要素A2形成的合成成型体E的方法如图24所说明的那样,使用与将3层靠合一体化形成合成成型体E的方法同样的方法即可。进一步,对合成成型体E实施塑性加工,成型永久磁铁坯料F。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
图42(b)的B2,表示与高Br成型体要素B对照地具有的高Br成型体要素。高Br成型体要素B2的组成与高Br成型体要素B相同即可。
形成由图42(b)的高Br成型体要素B、高iHc成型体要素A和高Br成型体要素B2形成的合成成型体E的方法如图24所说明的那样,使用与将3层靠合一体化形成合成成型体E的方法同样的方法即可。进一步,对合成成型体E实施塑性加工,成型永久磁铁坯料F。作为塑性加工,可以采用上述各种塑性加工。
如图42所示,包含多层的永久磁铁F等的各种类型的必要性如下。
考虑实际上组装入磁回路使用的永久磁铁时,永久磁铁内部的顽磁力分布不单纯是一方高,另一方低的情况,一般具有更复杂的顽磁力分布。例如,在电动机中由于以正反转两方向使用,因此为了应对其,考虑了两端部顽磁力高、中央部顽磁力低的类型(参照图42(a))。另外,在其它磁回路中,会有两端部顽磁力低,中央部顽磁力高的情况(参照图42(b))。
在这种情况下,根据本例的方法,不使用制造困难、成本高、且使用大量昂贵的Dy等的顽磁力高、且剩磁通密度高的永久磁铁,即可提供制造容易、成本低且Dy等使用量少的永久磁铁。即,根据顽磁力分布适当配置顽磁力高-剩磁通密度低的部件(例如上述实验例2中使用的磁性粉末M形成的部件)和顽磁力低-剩磁通密度高的部件(例如实验例1中使用的磁性粉末M形成的部件),由此可以实现。部件的配置模式、层数可根据成本和效果的平衡确定。
图42(a)为根据用于电动机的永久磁铁内部的顽磁力分布,在Y方向顽磁力高-顽磁力低-顽磁力高的3层结构的例子。在顽磁力低的部位可以使用高剩磁通密度的材质,因此该永久磁铁整体比仅由顽磁力高的部件得到的永久磁铁剩磁通密度高。另外在该例子中,X方向为1层,但是如果该方向的顽磁力分布大,如图42(c),进一步在X方向也增加2层、3层,则根据必要的顽磁力分布的顽磁力不必要高的部位少,可制成剩磁通密度高的永久磁铁。同时Dy等的使用量也比仅由单一的顽磁力高的部材得到的永久磁铁少。
在图42(c)中,例如,要求靠近自己这面比里面高的顽磁力时,可选择顽磁力,使得A>A’、B>B’、B2>B2’。对于选择方法,引申图34的想法,以顽磁力-厚度-宽度的三维图将要求的顽磁力进行三维制图,选择使过量的顽磁力部分(由于为三维,为体积)最小的材料,则不发生不可逆去磁,可实现剩磁通密度Br高、磁铁使用量、Dy等使用量减少。
Claims (6)
1.永久磁铁用合成成型体的制造方法,其特征在于,将高iHc成型体要素和高Br成型体要素靠合一体化,其中,
所述高iHc成型体要素使用顽磁力比高Br成型体要素高、且剩磁通密度比高Br成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述高Br成型体要素使用剩磁通密度比高iHc成型体要素高、且顽磁力比高iHc成型体要素低的材质的磁性粉末形成。
2.永久磁铁用合成成型体的制造方法,其特征在于,将高iHc成型体要素、高Br成型体要素和中间成型体要素以上述中间成型体要素夹在上述高iHc成型体要素和上述高Br成型体要素之间的状态下靠合一体化,形成合成成型体,其中,
所述高iHc成型体要素使用顽磁力比高Br成型体要素高、且剩磁通密度比高Br成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述高Br成型体要素使用剩磁通密度比高iHc成型体要素高、且顽磁力比高iHc成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述中间成型体要素使用中间用磁性粉末形成,
上述中间成型体要素的磁性粉末材质设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体的状态下,
顽磁力由上述高iHc成型体要素向着上述高Br成型体要素依次降低的材质,而且,
剩磁通密度由上述高Br成型体要素向着上述高iHc成型体要素依次降低的材质。
3.永久磁铁用合成成型体的制造方法,其特征在于,将高iHc成型体要素、高Br成型体要素和多个中间成型体要素以上述多个中间成型体要素夹在上述高iHc成型体要素和上述高Br成型体要素之间的状态下靠合一体化,形成合成成型体,其中,
所述高iHc成型体要素使用顽磁力比高Br成型体要素高、且剩磁通密度比高Br成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述高Br成型体要素使用剩磁通密度比高iHc成型体要素高、且顽磁力比高iHc成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述多个中间成型体要素使用各自材质互不相同的多种中间用磁性粉末形成,
上述多个中间成型体要素的各磁性粉末的各自材质分别设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体的状态下,
顽磁力由上述高iHc成型体要素向着上述高Br成型体要素分别依次降低的材质,而且,
剩磁通密度由上述高Br成型体要素向着上述高iHc成型体要素分别依次降低的材质。
4.永久磁铁用合成成型体的制造方法,其特征在于,将高iHc粉末状要素、高Br粉末状要素和多个中间粉末状要素以在腔内相互并列的状态且以上述多个中间粉末状要素夹在上述高iHc粉末状要素和上述高Br粉末状要素之间的状态下靠合,将它们通过加压方法一体化,形成合成成型体,其中,
所述高iHc粉末状要素使用顽磁力比高Br粉末状要素高、且剩磁通密度比高Br粉末状要素低的材质的磁性粉末形成,
所述高Br粉末状要素使用剩磁通密度比高iHc粉末状要素高、且顽磁力比高iHc粉末状要素低的材质的磁性粉末形成,
所述多个中间粉末状要素使用各自材质互不相同的多种中间用磁性粉末形成,
上述多个中间粉末状要素的各磁性粉末的各自材质分别设定为在上述靠合一体化得到的合成成型体的状态下,
顽磁力由上述高iHc成型体要素向着上述高Br成型体要素分别依次降低的材质,而且,
剩磁通密度由上述高Br成型体要素向着上述高iHc成型体要素分别依次降低的材质。
5.永久磁铁坯料的制造方法,其特征在于,将高iHc成型体要素和高Br成型体要素靠合一体化,形成合成成型体,其中,
所述高iHc成型体要素使用顽磁力比高Br成型体要素高、且剩磁通密度比高Br成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述高Br成型体要素使用剩磁通密度比高iHc成型体要素高、且顽磁力比高iHc成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
通过对上述合成成型体实施塑性加工使其具有磁各向异性,
上述塑性加工为将合成成型体挤出而成型为规定形状的永久磁铁坯料的挤出加工,
上述挤出加工时的挤出方向是向与上述合成成型体的高Br成型体要素和高iHc成型体要素的靠合面平行的方向进行挤出的,
压缩上述合成成型体的方向是向与上述靠合面垂直的方向进行压缩的,
使得永久磁铁坯料的易磁化轴向着与上述靠合面垂直的方向。
6.永久磁铁坯料的制造方法,其特征在于,将高iHc成型体要素和高Br成型体要素靠合一体化,形成合成成型体,其中,
所述高iHc成型体要素使用顽磁力比高Br成型体要素高、且剩磁通密度比高Br成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
所述高Br成型体要素由剩磁通密度比高iHc成型体要素高、且顽磁力比高iHc成型体要素低的材质的磁性粉末形成,
通过对上述合成成型体实施塑性加工使其具有磁各向异性,
上述塑性加工为将合成成型体挤出而成型为规定形状的永久磁铁坯料的挤出加工,
上述挤出加工时的挤出方向是向与上述合成成型体的高Br成型体要素和高iHc成型体要素的靠合面平行的方向进行挤出的,
压缩上述合成成型体的方向是向与上述靠合面平行的方向,且与上述挤出方向垂直的方向进行压缩的,
使得永久磁铁坯料的易磁化轴向着与上述靠合面平行的方向,且与上述挤出方向垂直的方向。
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