CN1299140A

CN1299140A - 磁粉的供给方法与装置及磁铁的制造方法

Info

Publication number: CN1299140A
Application number: CN00134131A
Authority: CN
Inventors: 小川笃史; 田村敏昭
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2001-06-13
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: US20010018029A1; US6432354B2; DE10061285A1; CN1176476C

Abstract

本发明提供一种通过模腔内的填充位置而难于产生取向度偏差的磁粉供给方法。该供给方法是在粉体模压装置的模腔22的上方设置磁粉24后,在包括模腔22的空间内形成取向磁场H。取向磁场H在模腔中心部分朝向横向。利用取向磁场H使磁场24向模腔中心部分接近的力而使磁粉24向模腔22落下。落下时磁粉24沿磁场方向取向。

Description

磁粉的供给方法与装置及磁铁的制造方法

本发明涉及磁粉供给方法与装置，磁粉成型体的制造方法，以及利用这些磁粉供给方法和装置的磁铁制造方法。

以高性能永久磁铁为代表的R-Fe-B是永久磁铁(R为包括Y的稀土元素、Fe为铁、B为硼)具有包括三元系正方晶化合物(R₂Fe₁₄B相)的主相与富R的晶界相的组织并发挥优良的磁铁特性。现在，R-Fe-B系磁铁在一般家用各种电器至大型计算机的外围设备的广泛领域内使用，但是，电气和电子设备的小型化与轻量及高功能化的要求强烈，要求比R-Fe-B系永久磁铁更高的性能化。

为了提高R-Fe-B系烧结磁铁的剩余磁通密度(Br)，要求：(1)使强磁相R₂Fe₁₄B相的存在比例多；(2)使烧结结体的密度接近主相的理论密度；(3)进一步提高主相晶粒磁化容易向轴向的取向度。

过去，为了向压制装置的模腔(形成空间)内供给磁粉，是使供料箱(或供料筒)滑动到模腔，并利用模腔内的粉末自身重量向模腔内落下。

图1(a)-(c)模拟地示出利用已有的供料箱供给磁粉的方法。根据该已有的方法，如图1(a)-(c)所示，供料箱13沿横向滑动在由粉末压制装置的膜10与下模11所形成的模腔12时，将料箱13内的磁粉14填充到模腔12内。在这种方法中，为了减少单位重量的偏差，通过供料箱13内所设置的刮平棒(末图示)等加压部件从下方(箭头A的方向)向填充磁粉的上部加压。

根据利用这样的已有的供料箱的填充方法，能可靠地将粉末填充到模腔内，而且通过“刮平”填充粉的体积，可大体上进行恒定地控制。

然而，填充粉末的体积即使成为恒定，但由于刮平棒等的作用而对粉末所加的压力发生变动时，则填充密度也发生变化，因此，其结果导致单位重量偏差增加了。

此外，根据上述已有的方法，愈是接近于模腔底部的位置，愈是由于粉末自身重量的作用承受强的压力而粉体的流动性下降，因此，在磁场中产生难于取向的现象。其结果，在粉末填充中接近模腔底部的部位取向比其他部位的取向度低，而且磁特性也由部位的作用而产生偏差的问题。

这个问题，特别是在R-Fe-B系稀土磁铁的制造时显著地发生。R-Fe-B系磁粉与铁氧体系磁粉相比，其比重大，因此在将R-Fe-B系磁粉填充到模腔时，与铁氧体系磁粉相比，在接近于模底部的位置发生较大的自重压力。因此，在使用R-Fe-B系磁粉时，通过向粉末中添加润滑剂，降低了粉末粒子的摩擦系数，即使提高了外加取向磁场的强度也不能够充分地降低粉末取向，而且最终的磁铁制品的磁特性很容易变坏。

本发明是鉴于上述各点而提出的，其主要目的在于，提供一种可降低由于模腔内填充位置而产生的取向度偏差的磁粉供给方法。

本发明的另一目的在于，提供一种利用磁粉供给方法制造均匀而具有高取向度的形成体的方法，以及制造磁性优良磁铁的方法。

本发明的再另一目的在于，提供一种最适于利用上述磁粉供给方法的磁粉供给装置。

本发明的磁粉供给方法是一种向压制装置的模腔内供给磁粉的磁粉供给方法。该方法包括：在所述模腔的外部配置磁粉的工序、在包括所述模腔的空间形成磁场的工序、利用所述磁场对所述磁粉施加力而使所述磁粉沿所述磁场的方向取向并使所述磁粉向所述模腔内部移动的工序；在开始外加所述磁场后，使所述磁粉向所述模腔内部移动。

所述磁粉向所述腔内部移动的工序，也可以包括使用与形成所述磁场联动动作的电气机械机构，将所述磁粉向所述模腔内部落下。

所述磁场方向在所述模腔内部最好具有与压制方向相垂直的方向。

所述磁场在所述模腔内部最好朝向横向。

在理想的实施例中，在形成所述磁场之前，在所述磁粉与所述模腔之间插置防止所述磁粉移动的部件；在形成所述磁场之后，驱动所述部件，由此可使所述磁粉移动。

本发明的磁粉供给方法是一种向压制装置的模腔内供给磁粉的磁粉供给方法。该法包括在所述模腔的上方配设磁粉的工序、在包括所述模腔的空间内形成取向磁场的工序、利用所述取向磁场以与所述磁粉接近的力使所述磁粉沿所述磁场的方向取向，并使所述磁粉向所述模腔的内部落下的工序。

所述取向磁场使所述粉末接近力的方向，最好具有与所述磁粉的重力方向相一致。

所述磁粉最好只以应该向所述模腔内部填充的量配置在所述模腔的上方。

所述取向磁场的方向在所述模腔内部最好具有与所述压制装置的压制方向相垂直的方向。

所述取向磁场在所述模腔内部最好是朝向横向。

在理想的实施例中，在形成所述取向磁场之前，在所述磁场与所述模具之间插置防止所述磁粉落下的部件；在形成所述取向磁场之后，通过驱动所述部件，可使所述磁粉落下。

在所述模腔的上方配置磁粉的工序最好使用具有开闭机构的粉末容器，所述磁粉由于自身重量而维持关闭状态，而所述取向磁场由于有接近所述粉末的作用而可向下方开放。这种开闭机构也可以是与取向磁场形成时相结合而利用电气机械动作的机构。

在所述模腔的上方配置磁粉的工序中，所述磁粉最好配置在由所述取向磁场中呈最大磁场强度的位置离开的位置上。

本发明的磁粉成形体的制造方法包括由所述任一磁粉供给方法向所述压制装置的模腔中供给粉末的工序，和将向所述模腔内供给的磁粉压缩成型的压制工序。

在所述压制工序中，最好是继续外加所述取向磁场，同时将所述磁粉压缩成型。

本发明的磁铁制造方法包括利用上述任一所述的磁粉供给方法向所述压制装置的模腔内供给磁粉的工序，和将在所述模腔内所供给的所述磁粉压缩成型并制成成型体的压制工序，以及加热成型体的工序。

在所述压制工序中，最好通过向所述模腔中供给所述磁粉的工序，继续加外加取向磁场，同时将所述磁粉压缩成型。

在所述压制工序中外加取向磁场与在所述模腔内部填充所述磁粉时外加取向磁场实质上具有同一强度分布，是理想的。

在所述压制工序中外加取向磁场的方向至少在所述模腔内与向所述模腔内部填充所述磁粉时外加取向磁场的方向一致，是理想的。

在所述压制工序中外加取向磁场的最大磁场强度比向所述模腔内部填充所述磁粉时外加取向磁场的最大磁场强度还大，是理想的。

本发明的磁粉供给装置包括抗粉末自身重量并支承所述磁粉的部件，和通过外加取向磁场使磁粉向下方落下的部件。使该磁粉向下方落下的部件，也可以是外加所述取向磁场时联动而进行电气机械动作的部件。

在本发明的磁粉供给装置包括：收容磁粉的容器本体；在所述容器本体上可旋转地支承并载置所述磁粉的底板；抗所述磁粉自身重量并关闭所述底板的开闭部件。所述开闭部件在通过由压制装置所形成的取向磁场将所述磁粉拉向下方时，使所述低板转动，使所述底板上的所述粉末可向位于下方的所述压制装置的模腔落下。

所述容器本体及所述底板最好由非磁性材料构成。

以下对附图及其标号作简单的说明。

图1(a)-(c)为模示地表示已有的由送料箱供给粉末方法的工序剖视图。

图2(a)-(c)为表示本发明实施例磁粉供给装置与压制装置主要部分的工序剖视图。

图3为表示可用于本发明的实施例的磁粉供给装置构造的透视图。

图4(a)及(b)为分别表示本发明粉末供给装置的开闭机构的图。

图5(a)为模示地示出最适用本发明所用的磁粉供给装置123的构造的俯视图，(b)为其B-B线剖视图。

图6为示出本发明实施例及对比例磁粉落下距离与剩余磁通密度(B)关系的曲线图。

图7为示出本发明实施例及对比例剩余磁通密度(Br)与取向磁场强度关系的曲线图。

在上述附图中，1-模具、11-上模、12-模腔、13-供给箱、14-磁粉、20-模具、21-下模、22-模腔、23-粉末供给装置、23a-支承部件(底板)、24-磁粉、25-上模、30-容器本体、114-磁粉、123-供粉装置、123a-载置磁粉的支承部件(底板)、130-容器本体、131-支点部分、150-控制开关动作的驱动装置。

实施例

本发明者注意到了这样一个现象，即在粉末压制装置中形成取向磁场时，在由该磁场强度呈最高值部分离开的位置上所载置的磁粉受到来自所述取向磁场的力，向磁场强度最高的位置移动，于是想到将该现象用于向模腔供给磁粉。也即是说，在本发明的磁粉供给方法中，在压制装置的模腔外部配置粉末之后，在包括模腔的空间形成取向磁场，由此利用取向磁场向磁粉施加力而使磁粉取向，同时向模腔内填充。

根据本发明，在向模腔中填充磁粉时，通过利用取向磁场吸引粉末，可充分地使填充中的磁粉取向。为此，在向模腔中填完粉末时，已实现达到磁场取向的状态。

以下参照附图，说明本发明实施例。

在图2(a)-(c)中示出了压制装置与本实施例的磁粉供给装置的主要部分。图2(a)示出将本发明的磁粉供给装置23配置在压制装置的模腔22上面的状态；图2(b)示出外加取向磁场的状态；图2(c)示出外加取向磁场，同时将磁粉供给装置23由模腔22的上方取除并使上模25下降的状态。

在本实施例中，在外加取向磁场之前，如图2(a)所示，向由模具20与下模21所形成的模腔22的上方配置磁粉供给装置23。在磁粉供给装置23中收容有比模腔22的内容积少的容积的磁粉24。

此后，如图2(b)所示，外加取向磁场H，由此对粉末供给装置23内的磁粉24施加磁力。取向磁场H由于示出在模腔22的中心部分附近所表示的最大磁场强度的磁场分布，所以磁粉24沿向模腔中心接近的方向接受磁力。取向磁场H也可以外加脉冲，也可以是多数脉冲及/或静的磁场。

其次，在磁粉供给装置23中在下方开放装载磁粉24的支承部件(底板)23a，使磁粉24向模腔22的内部落下。这样，一定体积的磁粉24便填充到模腔22内，磁粉24落下的时间在开始外加取向磁场H之后的任何时间均可。在刚开始外加取向磁场H之后，该磁场强度以较短的时间(例如0.2-0.5秒)达到最高水平，但是在磁场强度达到最高水平之前，也可以开始粉末的填充。在模腔中心部的磁场强度由零增大到数百KA/m的期间过程中，例如在磁场强度164KA/m左右也可以开始填充粉末(粉末落下)，达到充分水平的取向。在本实施例中，通过取向磁场H的作用，利用使磁粉24向下方接近的力开放底板23a。关于磁粉供给装置23的结构以后详细说明。

在本实施例中，向模腔22的内部落下的磁性粉末24的上面比模具20的上面低。换言之，磁粉供给装置23内的粉末量预先予以调整，以便完全收入模腔22内。其结果，不需要像以往那样通过整平填充粉末24的上部使填充量均匀。为此，根据本实施例，可最小限度地抑制单位重量的偏差。这样，为了使预先计量的粉末落下，粉末供给装置通过模腔时，上述粉末隆起部分不会由该装置强拉，就可调整粉量，这是理想的。

此外，磁粉24在向模腔22内落下时间内，通过取向磁场H的作用而大体上都向一个方向取向，因此无论是在模具22的底部或者是在中央部均与填充位置无关，达到高的取向度，提高了取向的均匀性。

在填充粉末之后，如图2(c)所示，在直接外加取向磁场H使磁粉供给装置23由模具22的上方向未图示的位置移动之后，使上模25下降。在模具22内所填充的磁性粉末24，经上模25与下模21之间的压缩，在取向磁场H中成型。填充粉末中取向的粉末粒子的方向，可由于压缩成型时所受到的摩擦力等的作用而变化。为了避免这种变化，即使在压缩成型时，也继续外加取向磁场H。

填充粉末中外加的取向磁场H与压缩成型时的外加取向磁场H不需要具有相同的强度。

在上述实施例中，无论是在粉末填充中或者是在压缩成型中均可使用相同的未图示的磁场形成装置(线圈等)而形成取向磁场，但是，为了填充粉末还可加设辅助的磁场形成装置，在填充粉末中和在压缩成形中均可呈不同的磁场强度分布。

在取向磁场中的压制后，从压制装置中取出磁粉成型体，例如经过烧结工序和时效处理工序等公知的制造工序，最终成为永久磁铁制品。

此外，本发明书中所谓的磁铁，不只是磁化状态的永久磁铁，还广泛地包括磁化前状态的磁铁。

粉末供给装置

图3模拟示出磁粉供给装置23结构的透视图。该粉末装置23，如图3所示，包括有收容磁粉的容器主体30和装载磁粉的支承部件(底板)23a。底板23a通过容器本体30上所设置的支点部分31可旋转地支承。尤其，在装置23上装有抵抗磁粉自身重量关闭板23a的开闭机构(在图3中未示出)。关闭机构在取向磁场使磁粉具有接近下方力的形成时，沿图3所示的箭头方向使底板23a转动，可使底板23a上的磁粉向下方的模腔落下。该开关机构的构成不限于上述构成。在作为取向磁场外加静磁场时，也可以是这样的机构，即从外加磁场开始0.1-1.0秒之后，不是通过磁力而是通过接受根据外加取向磁场所发生的电信号由电动机等的力进行开闭动作的机构。此外，在作为取向磁场外加脉冲磁场时，也可以采用这样的机构，即在与外加磁场的几乎同时或者数秒之后，通过电动机等的力进行开闭动作。

图4(a)及(b)分别示出磁粉供给装置23的不同开闭机构。外加脉冲磁场时间为1/1000秒左右，因此考虑开关动作所需时间，也可以比外加脉冲磁场稍早一点开始关闭动作。

在图4(a)所示的装置情况下，底板23a的一端通过装置23的一部与弹簧41连接。在底板23a上填充粉末24时，在底板23a上粉末24的自身重量加于下向，由此沿箭头方向使底板23a旋转而发生力，但是通过弹簧41的弹力阻止底板23a的旋转。然而，外加取向磁场，在其将粉末24向下方吸引时、比弹簧41的弹力的动量大的逆向动量加到底板23a上，其结果，底板23a沿箭头方向旋转，使粉末24落下。

在图4(b)所示的装置情况下，在底板23a的一端固定有压铁(Wieght)42。如图4(a)的情况相同，在底板23a上填充有粉末24时，在底板23a上粉末24的自身重量加到向下，由此沿箭头方向使底板23a旋转而产生力，由压铁42阻止底板23a的旋转。然而，外加取向磁场，在其将粉末24引向下方时、比压铁42的动量还大的逆向动量加到底板23a上，其结果，底板23a沿箭头方向旋转，粉末24落下。

图4(a)及(b)上所示的开闭机构是一对底板23a在中央部分以开闭的形式而构成的，但是，也可以各底板23a的相邻的端部为支点旋转的方式而构成。

此外，不使用弹簧41，也可以使用橡胶等其他弹性体。这些弹性体发生抵抗粉末24的自身重量的巨大力，同时在取向磁场吸引粉末时，发生对该吸引力(磁力)抵抗不大的力。取向磁场的最高磁场强度例如为160KA/m时，在由表示最高磁场强度部分开始至数+mm-数百mm离开的位置(由于磁场强度分布的不同而不同)中磁粉24所受到的磁力，与其自身重量相比较变大。因此，弹力比较容易调整。

还有，按照下列方式设置装置23，也是理想的，即将侧板23b的内侧面与模腔内侧面调整在大致相同的平面上，或者使侧板23b的内侧面从模腔内侧面位于模腔的内侧。通过采用这样的结构，一部分粉末在落下时被拉住，可防止落在模具上面。

还有，与为形成取向磁场用的线圈等通电时间相结合，也可以通过电气机械开闭底板(支承部件)。例如，也可以通过步进马达旋转或滑动底板。在这种情况下，在外加取向磁场之后，驱动步进马达，由此使底板转动或滑动，使底板上的粉末向下方落下。

还有，也可以不使用底板，而使用至少可180度旋转的支承皿形的容器，通过在外加磁场时使其反转180度，可将容器内的粉末向下方落下。

在采用沿横向粉末支承部件方式(开关阀方式)时，与采用图4(a)及(b)所示机构时相比，很容易地使粉末供给装置23内的磁粉位置接近于模具上面。由模具的上面计测的粉末供给装置23内的磁粉位置，左右着填充时粉末的落下距离。关于这一点，参照图6于后叙述。

其次，参照图5(a)及(b)，作为开关动作所需的力说明使用电动机或汽缸等电气机械力的机构。

图5(a)是示出最适于本发明所用的其他型磁粉供给装置123的俯视图。图5(b)是其B-B线剖视图。该磁粉供给装置123包括收容磁粉的容器本体130和载有磁粉114的支承部件(底板)123a。底板123a由容器本体130上所设置的销等支点部分131可旋转地支承着。在装置123上设置有抵抗磁粉114自身重量、关闭底板123a并控制其开闭动作的驱动装置150。该驱动装置150在外加取向磁场时或者在从外加取向磁场开始经过给定时间后，以支点部分131为中心轴沿图5(b)的箭头方向旋转底板123a，可将底板123a上的磁粉114向下方模腔(未图示)内落下底板123a上的磁粉114。作为驱动装置150可使用电动机、电气动作筒及汽缸等各种装置。

在图5(a)及(b)所示的例中，由底板123a关闭的容器本体130的底部不是由磁力而是受到电气机械的驱动力开放的。底板123a动作使容器主体130内的磁粉114落下下方的定时，例如通过调节由未图示的控制电路向驱动装置150送出控制驱动装置150动作的电信号的时间，可任意设定。或者，也可以通过调节对驱动装置150供给驱动装置150动作所需电力和空气的时间来任意地设定上述定时。

在图5(a)及(b)所示的磁粉供给装置123的情况下，由于不是利用磁力开闭底板123a的，所以底板123a的材料或尺寸的选择范围宽，而且也任意调节开始外加取向磁场和开始供给磁粉的定时。本发明的重要特点在于，在供给装置粉时，对于在移动(落下)中磁粉外加取向磁场，降低粉末粒子间的摩擦，提高取向程度。本发明不限于用磁力进行容器底板的开闭运作的情况。根据本发明，在容器内收容给定量的粉末，因此为了将该粉末填充模腔内，在每次填充工序中不要变更粉末填充量。

此外，在本实施例中，由于取向磁场的方向为横向，因此取向磁场对吸引磁粉的方向(压制方向)是垂直的。因此，在模腔内所填充的粉末粒子沿横向取向。粉末粒子由于磁的相互作用而沿横向以链状连成。位于填充粉末上面的粉末粒子也以横向相连，其结果，粉末不会溢出模腔外侧，而完全容易地收容在模腔内。

另一方面，在沿垂直方向设定取向磁场方向时，磁场吸引磁粉的方向(压制方向)与取向方向是平行的，因此在模腔内所填充粉末粒子是沿垂直方向取向的。在此种情况下，被填充的粉末粒子由于磁的相互作用，所以沿垂直方向呈链状连接。其结果，位于填充粉末上面的粉末粒子的要向模腔的外部相连时，其一部分粉末有可能向模腔的外侧扩展。

由上述可看出，在本发明的情况下，取向磁场的方向(取向方向)对压制方向(填充方向)是垂直的，这是理想的。

此外，在本实施例中，取向磁场给以予磁粉的力(吸引力)的方向与重力的方向是完全一致的，但本发明不只限于这一点。例如，图2(a)-(c)上所示的压制装置也可以是对垂直方向倾斜的。

还有，形成填充粉末的模腔的模具，如特开平9-35978号公报所述那样，最好是由饱和磁化为0.05-1.2特斯拉的金属材料所形成。根据由上述金属材料所形成的模具，外加取向磁场时在模腔内的磁场强度分布均匀，并可提高磁铁的磁性能。在一个模具有多个模腔时，有各模腔内的磁场强度分布不均匀的倾向。因此，在模具具有多数膜腔的场合下，使用上述金属材料构成模具，是特别理想的。

粉末制造方法

其次，说明应该填充磁粉的制作方法一例。

首先制作含有例如R(至少为包含Y的稀土元素中的一种)：11-18％(原子)、B:4-10％(原子)、其余：Fe及不可避免的杂质的R-Fe-B系合金熔液。但是，Fe的一部分也可以由Co、Ni的一种或二种取代，B的一部分也可以用C取代。

此后，通过带钢铸造法将该合金熔液凝固成厚度0.03mm-10mm的薄板。于是，在铸造成具有富R相以5μm以下微细尺寸分离的组织的铸片之后，将铸片收容在可吸气和排气的容器中。在用H₂气取代容器内的空气之后，向容器内供给压力0.03Mpa-1.0Mpa的H₂气，形成破碎的合金粉(储氢处理)。该破碎合金粉在脱氢处理后，利用喷射磨等在隋性气流中进行微粉碎。

本发明在所使用的磁铁材料的铸片最好是通过使用单辊法或双辊法的带钢铸造法制造特定组分的合金溶液。根据所制造的铸片厚度，可分别使用单辊法和双辊法。厚铸片最好使用双辊法，薄铸片最好使用单辊法。

铸片厚度不到0.03mm时，急冷效果大，因此有可能使晶体粒径变得过小。若晶体粒径过小，则粉末化时，各粒子成多晶化而晶体方位变为不一致，导致磁特性老化。反之，若铸片厚度超过10mm，则冷却速度变慢，因此，容易析出α-Fe，且产生富Nd相的偏差。

储氢处理，例如可以下列方式进行。即是说，将切成给定大小的铸片插入原料箱内之后，将原料箱装入可密闭的氢炉并将该氢炉密闭。然后，将该氢炉进行充分抽真空之后，向容器内供给压力30Kpa-1.0Mpa的氢气，使铸片内储氢。储氢反应是发热反应，因此在炉的外周设置有供应冷却水的冷却管，以防止炉内升温，是理想的。由于吸收和储藏氢，铸片脆化(粗粉碎)。

将粗粉碎的合金冷却之后，在真空中进行脱氢处理。在由脱氢处理所得到的合金粉末的粒子中存在着微细的龟裂，因此在其以后利用球磨机或喷射磨等进行短时间的微粉碎，可制作具有如前所述粒度分布的合金粉末。关于氢粉碎处理的理想实例在特开平7-18366号公报中已公开报导。

上述的微粉碎最好是通过使用惰性气体(例如N₂或Ar等)的喷射磨末进行，但是也可以使用用有机溶剂(例如苯和甲苯等)的球磨机和磨碎机。

此外，在原料合金粉末中添加以脂肪酸酯等为主要成分的液体润滑剂，是理想的。添加量，例如为0.15-5.0％(质量)。作为脂肪酸酯，可举出有已酸甲酯、辛酸甲酯、月桂酸甲酯。在润滑剂中也可以含有粘合剂等成分。重要之点在于，在以后的工序中润滑剂可挥发并除去。并且，在润滑剂本身为与合金粉末难于均匀混合的固体润滑剂时，也可以溶剂将其稀释。作为溶剂可使用以异构链烷烃为代表的石油系溶剂和环烷系溶剂等。润滑剂添加的定时是任意的，微粉碎前、微粉碎中和微粉碎后的任何时间均可。液体润滑剂覆盖粉末粒子表面，发挥防止粒子氧化效果，同时在压制时使成形体的密度均匀化并发挥抑制取向紊乱的功能。

还有，本发明不限于用上述方法所制造的磁粉，是不言而喻的。并且，本发明不只是烧结磁铁的制造方法，也可以适用于各向异性烧结磁铁的制造方法。

实施例

本实施例中，首先由含30％(重量)Nd、2％(重量)Dy、05％(重量)Co、1％(重量)B、其余部分为Fe的Nd-Fe-B系合金熔液制作了磁粉，然后用该磁粉制作永久磁铁，并对该磁铁特性进行了评价。磁粉的制作方法与上述实施例所述的方法相同。

使用该磁粉并利用上述实施例所说明的方法进行粉末填充之后，在取向磁场中进行了压缩成型。此后，在1030-1200℃下经过4-8小时的烧结工序制造了永久磁铁。于是，对一个永久磁铁，每个部位进行了磁特性评价。其评价结果记载于下列表1中。该磁铁的尺寸为80mm×52mm×23mm、成型密度为4.1g/cm³、取向磁场的最大强度为810KA/m、填充时的粉末落下距离约为150mm。作为对比例，利用已有的进料箱进行粉末填充的磁铁测定结果列于下列表2。

表1 实施例

位置	Br (T)	(BH)_max(KJ/m³)
位置	Br (T)	(BH)_max(KJ/m³)	上部	1.38	362.0
中心部	1.38	362.0	上部	1.38	362.0
中心部	1.38	362.0	下部	1.38	361.0

表2 对比例

位置	Br (T)	(BH)_max(KJ/m³)
位置	Br (T)	(BH)_max(KJ/m³)	上部	1.37	348.5
中心部	1.37	349.3	上部	1.37	348.5
中心部	1.37	349.3	下部	1.36	343.7

由上述表1可看出，在实施例的情况下，磁铁的上部、中心部及下部的剩余磁通密度Br及最大能积(BH)max示出相同值，发挥均匀特性。此此相反，在对比例中，如表2所示，在磁铁下部的剩余磁通密度Br及最大能积(BH)max比其他部分低，磁特性发生偏差。

此外，若将表1及表2进行比较，则可看出，根据本发明磁铁全部的平均磁特性与已有例相比较是优良的。

图6为表示落下距离与磁铁特征(剩余磁通密度Br)关系的曲线图。在用于该实验的压制装置，与通常的压制装置相同，取向磁场强度(横向磁场强度)在模腔中心呈最大值，随着由该模腔中心向上方远离而变小。即是说，落下距离越增加，落下开始位置的磁场强度愈下降。在图6实验的情况下，在模腔中心部分形成示出约1205KA/m最高值的取向磁场时，根据落下距离L的增加，落下开始位置的磁场强度示出：约为525-380KA/m的范围。更详细地说，在落下距离为90mm的位置，磁场强度为525KA/m；在落下距离为115mm的位置，磁场强度为454KA/m；在落下距离为140mm的位置，磁场强度为414KA/m；在落下距离为165mm的位置，磁场强度为382KA/m。此外，在图6的曲线中，黑色的圆点表示“已有例”，表示了利用已有的送料箱进行粉末填充之后而进行磁场取向时的结果。在已有例的情况下，在模具中心部分形成示出1262KA/m最高值的取向磁场。

在本实施例中，作为成型体制作了尺寸为49mm×69mm×23mm块状成型体。成型密度为4.1g/cm³。

由图6可看出，首先，本发明的磁铁磁特性与已有例比较是优良的。其次，也可看出，随着落下距离的增大，剩余磁通密度Br增加。在图6的实验情况下，尽管落下距离超过150mm而变长了，但仍未观察到剩余磁通密度Br的增加。从提高剩余磁通密度Br的观点来看，落下距离最好为90mm以上160mm以下。在图6的实验情况下可认为，由于使用了图4(a)所示的粉末供给装置，所以不会使落下距离比90mm短，但是，落下距离即使为90mm以下，也只限于在磁场中发生粉末落下，因此由于提高取向度，所以获得比已有磁铁具有优良的磁特性。此外，本说明书中所指的“落下距离”是指粉末落下之前的下模21的上面至底板23a上面的距离。

还有，取向磁场的最大强度在粉末填充时间的某一点上和压制工序时间的某一点上完全不需要示出相等值。在压制工序时间的某一点上的取向磁场强度最好是比粉末填充时的强度大。其理由是，在压制工序时，模具内的粉末受到具大的摩擦力，而粉末填充时不产生这样的摩擦力，并且在接近于自由落下状态下可容易取向所致。在这种意义上来讲，在粉末填充的时间某一点上，模腔中心的磁场强度也可为160-320KA/m。

图7为示出剩余磁通密度Br与取向磁场强度依赖性的曲线图。曲线图中的白圆圈表示本发明的实施例，而黑色的圆点表示利用已有加料箱的对比例。这里的取向磁场强度为在模腔中心部分所测定的值。剩余磁束密度的测定在各自取向磁场强度的前提下对经过填充与压制的2个磁铁的各4处进行的。

由图7可看出，根据本发明，不管取向磁场强度的大小，均增加了剩余磁通密度Br。

本发明的效果如下。

根据本发明，利用取向磁场将磁粉接近模腔中心的力，使粉末向模腔内填充，同时可使磁粉沿磁场方向取向。因此，在接受粉末自身重量所发生的压力之前，在粉末填充时间的某一点上实现磁场取向，并且可解决由于模腔内的填充位置而造成的粉末取向度偏差的问题。其结果，可高成品率地提供由于同一磁铁内的部位不同而产生的磁特性偏差少的、磁特性优良的磁铁。这对于比重相对重的R-Fe-B系稀土类磁铁用的磁粉(比重7.5g/cm³以上)来说，能特别有效地发挥上述效果。

Claims

1．一种磁粉供给方法，向模压装置的模腔内供给磁粉，其特征是包括：在所述模腔的外部配置磁粉的工序；在包括所述模腔的空间形成磁场的工序；利用所述磁场对所述磁粉施加的力使所述磁粉沿所述磁场的方向取向，同时使所述磁粉向所述模腔内部移动的工序；在外加所述磁场开始后，所述磁性粉末向所述模腔内部移动。

2．一种磁粉供给方法，向模压装置的模腔内供给磁粉，其特征是包括：在所述模腔的外部配置磁性粉末的工序；在包括所述模腔的空间内形成磁场的工序；使用与形成所述磁场联动运作的电机械机构使所述磁粉向所述模腔的内部落下的工序。

3．根据权利要求1或2所述的磁粉供给方法，其特征是在所述磁场强度达到给定值的时间经过的某一点，使所述磁粉向所述模腔内移动。

4．根据权利要求1或2所述的磁粉供给方法，其特征是所述磁场方向在所述模腔内部具有与挤压方向相垂直的方向。

5．根据权利要求1或2所述的磁粉供给方法，其特征是磁场在所述模腔内部约朝向横向。

6．根据权利要求1或2所述的磁粉供给方法，其特征是形成所述磁场之前，在所述磁粉与所述模腔之间插置防止所述磁粉移动的部件，在形成所述磁场后，驱动所述部件，由此，可使所述磁粉移动。

7．一种磁粉供给方法，向模压装置的模腔内供给磁粉，其特征是包括：在所述模腔的上方配置磁粉的工序；在包括所述模腔的空间形成取向磁场的工序；利用所述取向磁场使所述磁粉接近的力使所述磁粉沿所述磁场方向取向，并使所述磁粉向所述模腔的内部落下。

8．根据权利要求7所述的磁粉供给方法，其特征是所述取向磁场使所述磁粉接近力的方向与对所述磁粉的重力方向是一致的。

9．根据权利要求7所述的磁粉供给方法，其特征是所述磁粉只以应该向所述模腔内填充的量配置在所述模腔的上方。

10．根据权利要求7所述的磁粉供给方法，其特征是所述取向磁场的方向在所述模腔内部具有与模压装置的挤压方向相垂直的方向。

11．根据权利要求7所述的磁粉供给方法，其特征是所述取向磁场在所述模腔内部朝向横向。

12．根据权利要求7所述的磁粉供给方法，其特征是在形成所述取向磁场之前，在所述磁粉与所述模腔之间插置防止所述磁粉落下的部件，在形成所述磁场之后，驱动所述部件可使所述磁粉落下。

13．根据权利要求7所述的磁粉供给方法，其特征是在所述模腔上方配置磁粉的工序，使用具有开闭机构的磁粉容器，所述磁粉由于自身重量而维持关闭状态，但所述取向磁场通过所述磁粉的接近力作用而可在下方开放。

14．一种磁粉成型体的制造方法，其特征是包括：利用权利要求1、2或7所述的磁粉供给方法向所述模压装置的模腔内供给磁粉的工序，和将所述模腔内供给的磁粉压缩成型的压制工序。

15．根据权利要求14所述的磁粉成型体的制造方法，其特征是在所述压制工序中，继续外加所述取向磁场，同时对所述磁粉压缩成型。

16．一种磁铁的制造方法，其特征是包括：利用权利要求1、2或7所述的磁粉供给方法向所述压制装置的模腔内供给磁粉的工序；将供给所述模腔内部的所述磁粉压缩成型而制造成型体的工序；和烧结所述成型体的工序。

17．根据权利要求16所述的磁铁的制造方法，其特征是在所述压制工序中，在向所述模腔内供给所述磁粉的工序中连续地加外加磁场，同时对所述磁粉压缩成型。

18．根据权利要求16所述的磁铁的制造方法，其特征是在所述压制工序外加的取向磁场，与将所述磁粉填充到所述模腔内部时外加的取向磁场实质上具有相同的强度分布。

19．根据权利要求16所述的磁铁的制造方法，其特征是在所述压制工序中外加的取向磁场的方向，至少在所述模腔内，与将所述磁粉填充到所述模腔内时外加的取向磁场的方向一致。

20．根据权利要求16所述的磁铁的制造方法，其特征是在所述压制工序中外加取向磁场的最大磁场强度比将所述磁粉填充到所述模腔内部时外加取向磁场的最大磁场强度还大。

21．一种磁粉供给装置，其特征在包括抗磁粉的自身重量并支承所述磁粉的部件，和通过外加取向磁场而使磁粉向下方落下的部件。

22．一种磁粉供给装置，其特征包括：抗磁粉自身重量并支承所述磁粉的部件，和在外加取向磁场时联动而实行电气机械动作，由此而使所述磁粉向下方落下的部件。

23．一种磁粉供给装置，其特征是包括：收容磁粉的容器本体；在所述容器本体上可旋转地支承并载有所述磁粉的底板；和抗所述磁粉的自身重量并关闭所述底板的开闭部件；所述开闭部件在由压制装置所形成的取向磁场将所述磁性粉末拉下时，使所述底板转动，可使所述底板上的所述磁粉向位于下方的所述压制装置的模腔内落下。

24．根据权利要求21或22所述的磁粉供给装置，其特征是所述容器本体以及所述底板由非磁性材料构成。

25．一种磁粉压制装置，其特征是包括权利要求21或22所述的磁粉供给装置，和由饱和磁化为0.05-1.2特斯拉的磁性体材料构成的模具。