CN106575569A - 径向各向异性烧结环形磁铁及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法,通过采用一个模具将以下工序连续反复多次,从而形成多个成型体进行接合而一体化的最终成型体,通过对上述最终成型体进行烧结来制造径向各向异性烧结环形磁铁,其中,被连续反复多次的工序是:对由芯和圆筒状外模具构成的模具提供磁粉的工序,其中,上述芯由圆柱状的磁性体构成,上述圆筒状外模具具有在轴方向上连接而配置的磁性体部以及非磁性体部且在与上述芯之间形成腔体;和一面在由上述磁性体构成的芯与上述外模具的磁性体部之间产生径向方向的磁场一面对上述磁粉进行压缩成型的工序,该径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法的特征在于,具有在上述圆筒状外模具的磁性体部的上端位于比所提供的上述磁粉的上表面更靠上的位置的状态下施加磁场的工序。
Description
技术领域
本发明涉及通过多级成型来制作的径向各向异性烧结环形磁铁及其制造方法,更详细地,涉及抑制位于多级成型的接缝处的部位中的磁力降低,在轴方向上具有均匀的表面磁通波形的径向各向异性烧结环形磁铁及其制造方法。
背景技术
由于由R-TM-B(R为包含Y的稀土类中的一种以上,TM为过渡金属的至少一种且包含Fe)构成的永磁铁廉价且具有高的磁特性,因而被广泛使用。R-TM-B系磁铁具有优良的磁特性,并且由于机械强度大且脆性小,因而也能耐受伴随着烧结时的收缩的内部应力。因而对径向各向异性以及多极各向异性的环形磁铁的应用容易,能够有助于电动机的高输出化/小型化。
如图1所示,向具备由圆柱形的磁性体构成的芯1(内径侧)和圆筒形的外模具2(外径侧)的模具的腔体3投入磁粉,在施加径向方向(径向)的磁场的同时对径向各向异性烧结环形磁铁进行成型。为了使投入到腔体的磁粉高效地取向,上述外模具2由以下构成:构成与腔体(成型部分)相对应的部分的磁性体部2a、和与上述磁性体部2a在轴方向上连接配置的非磁性体部2b。在使用这种模具进行成型的情况下,由于为了使磁粉在径向上取向而必需的磁场由通过芯的磁通的量限制,因此在径向各向异性烧结环形磁铁的内径尺寸小、或轴方向的尺寸大的情况下,存在用于磁粉的取向的磁通密度变小,无法得到充分的磁粉的取向这样的问题。
作为即使在对轴方向的尺寸大的径向各向异性环形磁铁进行成型的情况下也取得充分的磁粉的取向的方法,JP特开平2-281721号公开了以下方法(多级成型方法):在将填充于腔体的原料粉在磁场中进行了成型之后,在所得到的成型体残留于腔体之中的状态下,进一步在其上填充磁粉,通过在磁场中对新添加的磁粉进行成型,从而形成多个成型体接合而成的多级成型体。但是,在JP特开平2-281721号记载的多级成型方法中,存在容易在各个成型体的接合面产生龟裂这样的问题点。
JP特开平10-55929号公开了以下制造方法:在对多个预备成型体进行成型并最终采用加压进行一体化而形成最终成型体的径向各向异性环形磁铁的多级成型中,通过使最终成型体的成型密度比预备成型体的成型密度高,从而制造维持磁特性并且没有龟裂产生的径向各向异性环形磁铁。但是,可知,关于采用JP特开平10-55929号记载的多级成型方法来制作的烧结体,在进行了多级成型的各磁铁的接合部分中,表面磁通密度降低,成为不均匀的表面磁通密度分布。其结果,例如在将该磁铁使用作旋转机的情况下,存在产生旋转不均等不良情况这样的问题,期望改善。
发明内容
发明所要解决的课题
因而,本发明的目的在于,提供一种即使在通过多级成型方法来制造的情况下,各级的接合部分中的表面磁通密度的降低也得到抑制的径向各向异性烧结环形磁铁及其制造方法。
用于解决课题的手段
鉴于上述目的潜心研究的结果是,关于对由圆柱状的磁性体构成的芯、和具有在轴方向上连接而配置的磁性体部以及非磁性体部且在与上述芯之间形成腔体的圆筒状外模具所构成的模具提供磁粉,一面在由上述磁性体构成的芯与上述外模具的磁性体部之间产生径向方向的磁场一面对上述磁粉进行压缩成型的磁场中成型,本发明者发现通过使上述圆筒状外模具的磁性体部的上端位于比所提供的上述磁粉的上表面更靠上的位置,从而即使在通过多级成型方法进行了磁场中成型的情况下,也能够抑制各级的接合部分的磁通密度的降低,由此本发明者想到了本发明。
即,制造径向各向异性烧结环形磁铁的本发明的方法,通过采用一个模具将以下工序连续反复多次,从而形成多个成型体进行接合而一体化的最终成型体,通过对上述最终成型体进行烧结来制造径向各向异性烧结环形磁铁,其中,被连续反复多次的工序是:对由芯和圆筒状外模具构成的模具提供磁粉的工序,其中,上述芯由圆柱状的磁性体构成,上述圆筒状外模具具有在轴方向上连接而配置的磁性体部以及非磁性体部且在与上述芯之间形成腔体;和一面在由上述磁性体构成的芯与上述外模具的磁性体部之间产生径向方向的磁场一面对上述磁粉进行压缩成型的工序,该径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法的特征在于,具有在上述圆筒状外模具的磁性体部的上端位于比所提供的上述磁粉的上表面更靠上的位置的状态下施加磁场的工序。
优选在提供上述磁粉的工序之后,具有使上述圆筒状外模具移动以使得上述圆筒状外模具的磁性体部的上端变得比所提供的上述磁粉的上表面更靠上的工序。
优选对上述最终成型体进行压缩成型时的压力比对这之前的成型体(预备成型体)进行压缩成型时的压力高。
优选上述预备成型体具有3.1g/cm3以上的密度,上述最终成型体具有比上述预备成型体高0.2g/cm3以上的密度。
本发明的径向各向异性烧结环形磁铁的特征在于,在与轴方向正交的面接合,在上述接合部不发生表面磁通密度的降低。
本发明的径向各向异性烧结环形磁铁的特征在于,在与轴方向正交的面接合,上述接合部中的表面磁通密度(mT)比从在轴方向上由上述接合部离开+5mm的位置处的磁通密度(mT)和在轴方向上由上述接合部离开-5mm的位置处的磁通密度(mT)的平均值减去25(mT)后得到的值大。
优选本发明的径向各向异性烧结环形磁铁在轴方向上将多个成型体接合并对所得到的多级成型体进行烧结而成。
发明效果
本发明的基于多级成型的制造方法,由于几乎不发生多个成型体的接合部分中的磁通密度的降低,因此能够制造具有均匀且高的表面磁通密度,并且轴方向的尺寸大的径向各向异性烧结环形磁铁。
附图说明
图1为表示用于对径向各向异性环形磁铁进行磁场中成型的成型装置的一例的示意图。
图2(a)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(b)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(c)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(d)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(e)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(f)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(g)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(h)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(i)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(j)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(k)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(1)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(m)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的现有的方法的示意图。
图2(n)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的本发明的方法的示意图。
图2(o)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的本发明的方法的示意图。
图2(p)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的本发明的方法的示意图。
图2(q)为用于说明在磁场中对径向各向异性环形磁铁进行多级成型的本发明的方法的示意图。
图3为相对于轴方向的位置来表示一面在径向方向上施加磁场一面采用现有的方法进行成型而得到的烧结磁铁的磁通密度矢量的朝向(从径向方向向轴方向的偏差)的图表。
图4为表示一面在径向方向上施加磁场一面采用现有的方法进行成型时的磁场的状况的示意图。
图5为表示一面在径向方向上施加磁场一面采用本发明的方法进行成型时的磁场的状况的示意图。
图6为表示通过现有的多级成型法得到的径向各向异性烧结环形磁铁的轴方向的表面磁通密度的示意图。
图7为表示通过本发明的多级成型法得到的径向各向异性烧结环形磁铁的轴方向的表面磁通密度的示意图。
具体实施方式
[1]径向各向异性烧结环形磁铁
径向各向异性烧结环形磁铁优选实质上由R-TM-B构成。R为包含Y的稀土类元素的至少一种,优选必定包含Nd、Dy以及Pr中的至少一种。TM为过渡金属的至少一种,优选为Fe。优选具有由24~34质量%的R、0.6~1.8质量%的B以及残留部Fe构成的组成。对于Fe来说,其一部分也可由Co置换,此外也可包括3质量%以下程度的Al、Si、Cu、Ga、Nb、Mo、W等元素。
本发明的径向各向异性烧结环形磁铁的特征在于,在与轴方向正交的面接合,在上述接合的部分(接合部)几乎不发生表面磁通密度的降低。如JP特开平10-55929号所记载的那样,具有接合面的现有的径向各向异性烧结磁铁在轴方向上测定到的表面磁通密度在上述接合面的部分降低。在如上那样将具有不均匀的表面磁通密度的径向各向异性烧结环形磁铁使用作例如转子而构成电动机的情况下,有时会导致电动机的齿槽转矩的恶化。与此相对,本发明的径向各向异性烧结环形磁铁由于在轴方向上测定到的表面磁通密度中没有这种不均匀的部分,因此不会发生电动机的齿槽转矩的恶化。
优选上述接合部中的表面磁通密度(mT)比从在轴方向上由上述接合部离开+5mm的位置处的表面磁通密度(mT)和在轴方向上由上述接合部离开-5mm的位置处的表面磁通密度(mT)的平均值减去25(mT)后得到的值大。即,如果将接合部中的表面磁通密度设为B1(mT),将在轴方向上由接合部离开+5mm的位置处的表面磁通密度设为B2(mT),将在轴方向上由接合部离开-5mm的位置处的表面磁通密度设为B3(mT),则优选式子:B1>[(B2+B3)/2]-25成立,更优选式子:B1>[(B2+B3)/2]-15成立。
优选本发明的径向各向异性烧结环形磁铁在轴方向上将多个成型体接合并对所得到的多级成型体进行烧结而成。特别优选通过后述的本发明的制造方法而得到径向各向异性烧结环形磁铁。
[2]制造方法
(1)合金调整以及粉碎
将原料调配成上述组成,并将熔化而得到的合金粉碎。上述合金的粉碎分为粗粉碎和微粉碎,优选粗粉碎采用捣碎机、颚式破碎机、布劳恩磨机、盘式磨粉机等或者贮氢法进行。优选微粉碎采用喷射磨机、振动研磨机、球磨机等进行。为了防止氧化,优选都使用有机溶剂、惰性气体在非氧化气氛中进行。优选粉碎粒度为2~5μm(基于F.S.S.S.的测量值)。
(2)成型
例如如图1所示,径向各向异性烧结环形磁铁的成型采用具有模具10和磁场产生线圈6的成型装置100进行。模具10具有:由上芯1a以及下芯1b构成的圆柱状的芯1;在与上述下芯1b之间形成腔体3的圆筒状的外模具2;构成上述腔体3的底部的圆筒状的下冲头4b;和构成上述腔体3的上部并对磁粉8进行加压的圆筒状的上冲头4a。上芯1a能从下芯1b脱离,上冲头4a能从腔体3脱离。上芯1a和上冲头4a能分别独立地上下运动。上述外模具2由磁性体部2a和非磁性体部2b构成,且能够与下芯1b独立地或者联动地上下运动,其中,该磁性体部2a构成与上述腔体3相对应的部分且由磁性体构成,该非磁性体部2b与上述磁性体部2a在轴方向上连接而配置且由非磁性体构成。一对磁场产生线圈6配置于上芯1a以及下芯1b,通过密合的上芯1a以及下芯1b而对腔体3施加径向方向(径向)的磁场7。
本发明的制造方法为以下的方法:采用相同的模具连续地反复多次进行磁场中的压缩成型,制作多个成型体进行接合而一体化的最终成型体,对该最终成型体进行烧结来制造各向异性烧结磁铁。本发明的方法与现有的成型方法相比,仅各级的压缩成型时的磁场的施加方式,具体来说仅施加磁场时的外模具的位置不同,基本的成型方法相同。因此,在说明本发明的制造方法中的成型方法之前,为了比较而对现有的成型方法进行说明。
(A)现有的方法
现有的成型方法由以下所述的工序构成。自(a)使上芯1a以及上冲头4a分别向上方从下芯1b以及下冲头4b脱离并待机的状态(图2(a))开始,(b)向上方移动下芯1b以及外模具2,在下芯1b与外模具2的磁性体部2a之间形成腔体3(图2(b)),(c)对上述腔体3提供磁粉8(图2(c))。此时,从上述腔体3溢出的磁粉通过刮刀等去除,并进行平整以使得所提供的磁粉8的上表面与下芯1b以及外模具2的磁性体部2a的上端面成为相同的高度。在工序(b)中向上方移动下芯1b以及外模具2而形成了腔体3之后,在工序(c)中提供磁粉8,但也可在向上方移动下芯1b以及外模具2(形成腔体3)的同时提供磁粉8。(d)接下来,向下方移动上芯1a以及上冲头4a,直到分别与下芯1b的上端面以及腔体3(磁粉8)的上端面相接触为止(图2(d)),(e)从磁场产生线圈6(参照图1)对上述磁粉8施加径向方向的磁场7(图2(e)),(f)一面保持施加磁场7的状态,一面向下方移动上冲头4a,对磁粉8施加压力对第1成型体9a进行成型(图2(f))。(g)成型结束后,在上冲头4a与第1成型体9a接触的状态下,停止从磁场产生线圈6产生磁场7,向上方移动下芯1b以及外模具2(图2(g))。
(h)使上芯1a以及上冲头4a分别向上方从下芯1b以及第1成型体9a脱离,在第1成型体9a、下芯1b、外模具2的磁性体部2a之间形成腔体3(图2(h))。(i)对腔体3提供新的磁粉8′(图2(i)),与工序(c)同样地,从腔体3溢出的磁粉由刮刀等去除,进行平整以使得所提供的磁粉8′的上表面与下芯1b以及外模具2的磁性体部2a的上端面成为相同的高度。(j)接下来,向下方移动上芯1a以及上冲头4a,直到分别与下芯1b的上端面以及腔体3(磁粉8′)的上端面相接触为止(图2(j)),(k)从磁场产生线圈6对上述磁粉8′施加径向方向的磁场7(图2(k)),(1)一面保持施加磁场7的状态,一面向下方移动上冲头4a,对磁粉8′施加压力,在第1成型体9a之上一体地成型第2成型体9b(图2(l))。(m)向下方移动下芯1b以及外模具2,得到第1成型体9b以及第2成型体9b一体化的最终成型体(图2(m))。
该例子中所示的多级成型法示出了将成型反复两次而得到两个成型体进行接合而成的最终成型体的情况,但3个以上的成型体进行接合而成的最终成型体也可通过在工序(1)之后反复进行工序(g)~工序(l)从而进行成型。
本发明者认为在沿着轴方向来测定对通过该现有的多级成型法得到的成型体进行烧结而得到的烧结磁铁的表面磁通密度时,在接合部中表面磁通密度降低的原因难道不是由于在各级的接合面附近在磁粉中存在取向的混乱吗,沿着模具(dies)的轴方向来测定从第1成型体得到的烧结磁铁的表面磁通密度的矢量的朝向(从径向方向向轴方向的偏差)的结果可知,如图3所示,在第1成型体9a的上端附近的磁粉的取向中产生混乱。
进而本发明者认为该磁粉的取向的混乱的原因难道不是由于在施加磁场时填充磁粉8以使得磁粉8的上表面和外模具2的磁性体部2a的上端面成为相同的高度吗(参照图2(e))。即,如图4所示,由于通过磁粉8的上表面8a附近的磁场7a从径向方向朝向轴方向稍微偏离,因此在与磁粉8的上表面8a附近相对应的成型体的上端附近产生磁粉的取向混乱,其结果推定为通过多级成型法得到的烧结磁铁的接合部的表面磁通密度降低。因而,研究在磁粉8的上表面8a附近也形成径向方向的磁场那样的外模具的配置,得到以下所示的本发明的方法。
(B)本发明的方法
本发明的方法中的成型方法是,在上述的现有的方法中,在对腔体3提供磁粉8的工序(c)之后,追加如图2(n)所示那样向上方移动外模具2以使得外模具2的磁性体部2a的上端面变得比所提供的磁粉8的上表面更靠上的工序(n),将工序(d)以及工序(e)分别变更成图2(o)所示的工序(o)以及图2(p)所示的工序(p),从而本发明的方法中的成型方法除了以上步骤以外与上述现有的方法相同。
即,(n)向上方移动外模具2以使得外模具2的磁性体部2a的上端面变得比所提供的磁粉8的上表面更靠上之后,(o)向下方移动上芯1a以及上冲头4a,在上芯1a与下芯1b的上端面相接触但上冲头4a与磁粉8的上端面不接触的状态(图2(o))下,(p)对磁粉8施加径向方向的磁场7(图2(p)),之后继续现有的方法的对磁粉8进行加压的工序(f)。
这样,通过在配置成外模具2的磁性体部2a的上端面成为比所提供的磁粉8的上表面8a更靠上的状态下施加磁场,从而如图5所示那样,使得从径向方向稍微偏离的磁场7a不通过磁粉8,因而不会发生磁粉8的上表面8a附近的取向混乱。其结果,即使在通过多级成型法进行制造的情况下,也能得到几乎不发生接合部中的表面磁通密度的降低的烧结磁铁。期望外模具2的磁性体部2a的上端面位于比磁粉8的上表面高5mm以上的位置,更期望位于比磁粉8的上表面高10mm以上的位置。
如图2(p)所示那样,在工序(p)中,将上冲头4a的下端面配置为与外模具2的磁性体部2a的上端面相同的高度,在上冲头4a的下端面与磁粉8的上表面之间设置了间隙的状态下施加磁场,但也可如图2(q)所示那样将上冲头4a插入到腔体3内,在与磁粉8的上表面接触的状态下施加磁场。在该情况下,通过成为不进行针对磁粉8的加压而使上冲头4a与磁粉8轻轻地相接触的状态,从而能够抑制磁场施加时的磁粉8的混乱,进而能够抑制接合部中的表面磁通密度的降低。此外,在将上冲头4a插入到腔体3内时,磁粉8与上冲头4a也可不接触(也可有间隙。)。上冲头4a向腔体的插入深度虽然依赖于磁粉8的上表面与外模具2的磁性体部2a的上端面的位置关系,但优选为0mm~10mm。
此外,在本说明书的说明中,在提供磁粉8并进行平整以使得磁粉8的上表面成为与下芯1b以及外模具2的磁性体部的上端面相同的高度之后,使下芯1b以及外模具2上升而形成腔体3,但也可控制磁粉8的提供而成为使磁粉8的上表面位于比外模具2的上端面更靠下的位置的状态,来施加磁场。
上述的例子示出了将成型反复两次而得到两个成型体进行接合而成的最终成型体的情况,但在得到3个以上的成型体进行接合而成的最终成型体的情况下,需要在提供磁粉8′的工序(i)之后也同样地追加工序(n),并将工序(j)以及工序(k)分别变更成与工序(o)以及工序(p)同样地在腔体3上部设置有间隙的状态。但是,烧结磁铁的端部一般通过加工来去除,因此在工序(i)中提供的磁粉形成多级成型品的最终级的情况下,也可省略工序(i)之后的工序(n),在工序(i)之后继续工序(j)以及工序(k)。例如,在得到5个成型体进行接合而成的最终成型体的情况下,虽然在第一次磁粉提供之后(工序(c)之后)以及第2~4次的磁粉提供之后(第1次的工序(i)之后、第2次的工序(i)之后、以及第3次的工序(i)之后)追加工序(n),但并不一定需要在第5次磁粉提供之后追加工序(n)。
在本发明中,将多次压缩成型当中通过最后的压缩成型得到的成型体称作最终成型体,将通过这之前的压缩成型得到的成型体称作预备成型体。例如,在得到5个成型体进行接合而成的最终成型体的情况下,将通过第1~4次的压缩成型得到的成型体称作预备成型体,将通过第5次(最后)的压缩成型得到的成型体称作最终成型体。
优选预备成型体具有3.1g/cm3以上的密度。本发明的方法具有在将预备成型体推碰到芯以及外模具的壁面的状态下使芯以及外模具移动的工序(g),在预备成型体为比3.1g/cm3低的密度的情况下,即在预备成型体的空隙过多的情况下,存在由于与芯以及外模具的壁面之间的摩擦而使成型体的粉末运动的可能性。因此,在磁场方向上取向的磁粉会在与磁场方向不同的方向上旋转,存在预备成型体的取向混乱而得不到充分的磁特性的可能性。在预备成型体具有3.1g/cm3以上的密度的情况下,即使使芯以及外模具移动,预备成型体的壁面附近的磁粉也不会运动,不会发生磁特性的降低。
如果预备成型体与最终成型体的密度差小,则存在烧结后在成型体的接合面产生龟裂的可能性,因而优选将预备成型体与最终成型体的密度差设为0.2g/cm3以上。通过将上述密度差设为0.2g/cm3以上,从而能够有效地防止烧结时的龟裂产生。
优选,最终成型体的成型压力为0.5~2ton/cm2。最终成型体的成型压力小于0.5ton/cm2时,成型体的强度变弱而容易破碎,如果比2ton/cm2大则磁粉的取向混乱,磁特性会降低。如果考虑上述预备成型体与最终成型体的密度差,则优选对最终成型体进行压缩成型时的压力比对预备成型体进行压缩成型时的压力高。
为了使磁粉取向而对腔体3施加的径向方向的磁场的强度优选为159kA/m以上,更优选为239kA/m以上。在取向磁场的强度小于159kA/m的情况下,磁粉的取向不充分而得不到良好的磁特性。
在现有技术以及本发明的施加磁场的工序中,使上芯1a与下芯1b相接触,并且使上冲头4a的下端面下降到与腔体3的上端面相接触为止,这是基于以下的理由。即,使上芯1a与下芯1b相接触的理由是为了在上芯1a与下芯1b间不形成磁隙地有效利用由线圈产生的磁场。此外,使上冲头4a的下端面与腔体3的上端面相接触是为了防止由于磁场施加时的磁场而使磁粉8飞出到腔体3外。因而,在不使上芯1a与下芯1b接触就在腔体内得到充分的磁场的情况下,并不一定需要使上下的芯1a、1b相接触。此外,在即使上冲头4a的下端面位于比腔体3的上端面更靠上方的位置磁粉8也没有飞出的情况下,上冲头4a的下端面也可不必一定位于腔体3的上端面的位置。此外,腔体3本身的意思是空间,但为了方便,将由外模具2和芯1形成的空间的上端面称作腔体3的上端面。
(3)烧结
烧结优选在真空或者氩气氛中以1000~1150℃来进行。烧结优选如成型体在烧结中成为约束状态那样,尤其在将圆柱体插入到环内侧的状态下进行。通过如成为约束状态那样对成型体进行烧结,从而径向各向异性烧结环形磁铁的正圆度就得到提高。
优选在烧结之后对上述烧结体实施热处理。热处理可在后述的加工前进行也可在加工后进行。
(4)其他工序
所得到的烧结体优选根据需要将外面、内面以及端面加工成所要求的尺寸。加工能够适当使用外径研磨机、内径研磨机、平面研磨机等已有的设备。为了提高耐腐蚀性,能够根据需要进行镀敷、涂饰、铝的真空蒸镀、化成处理等表面处理。
实施例
使用图1所示的成型装置,在通过现有的方法以及本发明的方法对R-TM-B系合金粉末[具有Nd:23.6质量%、Dy:2.2质量%、Pr:6.6质量%、B:1质量%、残留部Fe以及不可避免的杂质]进行磁场中压缩成型(磁场强度:318kA/m)而得到2级接合的成型体之后,在成型体内部插入圆柱体来进行烧结,对该烧结体实施热处理,得到径向各向异性烧结环形磁铁。沿着轴方向测定所得到的径向各向异性烧结环形磁铁的表面磁通密度。将结果示于图6(现有例)以及图7(本发明)。
根据图6以及图7可明确,通过本发明的方法得到的由多级成型体得到的径向各向异性烧结环形磁铁在接合部(测定位置为20mm的部位)中的表面磁通密度不降低,在轴方向上具有均匀的表面磁通密度。
Claims (7)
1.一种径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法,通过采用一个模具将以下工序连续反复多次,从而形成多个成型体进行接合而一体化的最终成型体,通过对上述最终成型体进行烧结来制造径向各向异性烧结环形磁铁,其中,被连续反复多次的工序是:
对由芯和圆筒状外模具构成的模具提供磁粉的工序,其中,上述芯由圆柱状的磁性体构成,上述圆筒状外模具具有在轴方向上连接而配置的磁性体部以及非磁性体部且在与上述芯之间形成腔体;和
一面在由上述磁性体构成的芯与上述外模具的磁性体部之间产生径向方向的磁场一面对上述磁粉进行压缩成型的工序,
该径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法的特征在于,
具有在上述圆筒状外模具的磁性体部的上端位于比所提供的上述磁粉的上表面更靠上的位置的状态下施加磁场的工序。
2.根据权利要求1所述的径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法,其特征在于,
在提供上述磁粉的工序之后,具有使上述圆筒状外模具移动以使得上述圆筒状外模具的磁性体部的上端变得比所提供的上述磁粉的上表面更靠上的工序。
3.根据权利要求1或2所述的径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法,其特征在于,
对上述最终成型体进行压缩成型时的压力比对这之前的成型体即预备成型体进行压缩成型时的压力高。
4.根据权利要求3所述的径向各向异性烧结环形磁铁的制造方法,其特征在于,
上述预备成型体具有3.1g/cm3以上的密度,上述最终成型体具有比上述预备成型体高0.2g/cm3以上的密度。
5.一种在与轴方向正交的面接合的径向各向异性烧结环形磁铁,其特征在于,
在上述接合部不发生表面磁通密度的降低。
6.一种在与轴方向正交的面接合的径向各向异性烧结环形磁铁,其特征在于,
上述接合部中的表面磁通密度比从在轴方向上由上述接合部离开+5mm的位置处的磁通密度和在轴方向上由上述接合部离开-5mm的位置处的磁通密度的平均值减去25mT后得到的值大,其中,以mT作为磁通密度的单位。
7.根据权利要求5或6所述的径向各向异性烧结环形磁铁,其特征在于,
在轴方向上将多个成型体接合并对所得到的多级成型体进行烧结而成。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112908663A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 中核(天津)科技发展有限公司 | 改善环形磁体磁偏心的方法、固定有调心环的环形磁体及其应用 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN110783051A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-02-11 | 烟台首钢磁性材料股份有限公司 | 辐射取向的烧结钕铁硼磁瓦片及制备方法、成型装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1171249C (zh) * | 1999-10-25 | 2004-10-13 | 株式会社新王磁材 | 稀土合金粉末的压型体制造方法、成形装置及稀土磁铁 |
JP2006265574A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石の製造方法、磁場中成形装置、金型 |
JP2007149950A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Tdk Corp | 磁場中成形方法及び焼結体の製造方法 |
CN202317014U (zh) * | 2012-04-05 | 2012-07-11 | 横店集团东磁股份有限公司 | 多极取向及辐射取向的多功能磁场压机 |
CN103894607A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-02 | 上海交通大学 | 各向异性环形磁体的成型方法及其模具 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3132393B2 (ja) * | 1996-08-09 | 2001-02-05 | 日立金属株式会社 | R−Fe−B系ラジアル異方性焼結リング磁石の製造方法 |
JP2001192705A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-07-17 | Sumitomo Special Metals Co Ltd | 希土類合金粉末の成形体製造方法、成形装置および希土類磁石 |
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1171249C (zh) * | 1999-10-25 | 2004-10-13 | 株式会社新王磁材 | 稀土合金粉末的压型体制造方法、成形装置及稀土磁铁 |
JP2006265574A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Tdk Corp | 希土類焼結磁石の製造方法、磁場中成形装置、金型 |
JP2007149950A (ja) * | 2005-11-28 | 2007-06-14 | Tdk Corp | 磁場中成形方法及び焼結体の製造方法 |
CN202317014U (zh) * | 2012-04-05 | 2012-07-11 | 横店集团东磁股份有限公司 | 多极取向及辐射取向的多功能磁场压机 |
CN103894607A (zh) * | 2014-04-23 | 2014-07-02 | 上海交通大学 | 各向异性环形磁体的成型方法及其模具 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112908663A (zh) * | 2019-11-19 | 2021-06-04 | 中核(天津)科技发展有限公司 | 改善环形磁体磁偏心的方法、固定有调心环的环形磁体及其应用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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