DE112007003247T5 - Formpress-Vorrichtung - Google Patents

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Hiroshi Tsukuba Nagata
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Abstract

Formpress-Vorrichtung, umfassend:
eine Füllkammer, die mit Pulver gefüllt ist, das im magnetischen Feld oder im elektrischen Feld polarisiert wird;
eine Einrichtung zur Erzeugung des magnetischen Feldes oder des elektrischen Feldes, um das in die Füllkammer gefüllte Pulver mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld zu beaufschlagen;
eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen und Ausrichten des Pulvers in einem Zustand, in dem es mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld beaufschlagt wird;
ein Druckbeaufschlagungsmittel zum Anwenden einer Druckkraft im magnetischen Feld oder elektrischen Feld auf das Pulver, das bewegt und ausgerichtet wurde, wodurch das Pulver geformt wird.

Description

  • [Gebiet der Erfindung]
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Formpress-Vorrichtung zur Herstellung eines geformten Körpers durch Formpressen eines Pulvers und bezieht sich speziell auf eine Formpress-Vorrichtung zur Verwendung bei der Herstellung eines Permanentmagneten aus seltenen Erden, wie etwa eines Permanentmagneten aus dem Nd-Fe-B-System.
  • [Technischer Hintergrund]
  • Seltenerd-Permanentmagnete, insbesondere gesinterte Nd-Fe-B-Magnete (so genannte Neodym-Magnete) werden aus einer Kombination von Eisen mit den Elementen Nd und B hergestellt, welche preisgünstige, im Überfluss vorhandene und beständig erhältliche natürliche Ressourcen darstellen, können daher mit niedrigen Kosten hergestellt werden und weisen gleichzeitig gute magnetische Eigenschaften auf (das maximale Energieprodukt beträgt etwa das 10-fache eines Ferritmagneten). Daher werden sie in verschiedenen Arten von elektronischen Produkten verwendet und werden jüngst weit verbreitet in Motoren und Generatoren für Hybrid-Kraftwagen eingesetzt.
  • Als Beispiel für die Herstellung von gesinterten Nd-Fe-B-Magneten ist ein Pulvermetallurgie-Verfahren bekannt. Bei diesem Verfahren werden zuerst Nd, Fe und B in einem vorgege benen Mischungsverhältnis gemischt, gelöst und geformt, um ein Legierungs-Rohmaterial herzustellen. Es wird einmal grob gemahlen, z. B. durch einen Wasserstoff-Mahl-Schritt, und wird anschließend fein gemahlen, z. B. durch einen Strahlmühlen-Mahl-Schritt, wodurch man ein Legierungs-Rohmehl-Pulver erhält. Dann wird das erhaltene Legierungs-Rohmehl-Pulver einer Ausrichtung im Magnetfeld ausgesetzt (Magnetfeld-Ausrichtung) und wird bei anliegendem Magnetfeld formgepresst, wodurch ein geformter Körper erhalten wird. Dann wird der geformte Körper unter vorgegebenen Bedingungen gesintert, um dadurch einen gesinterten Magneten herzustellen.
  • Als ein Verfahren des Formpressens im Magnetfeld wird im Allgemeinen eine Formpress-Vorrichtung eines Typs mit uniaxialer Druckbeaufschlagung verwendet. Bei dieser Formpress-Vorrichtung wird Legierungs-Rohmehl-Pulver in einen Hohlraum gefüllt, der in einem durchgehenden Loch in einem Presswerkzeug ausgebildet ist, und wird durch ein Paar aus oberem und unterem Stempel aus der Richtung von oben und von unten unter Druck gesetzt (gepresst), um dadurch ein Produkt aus dem Legierungs-Rohmehl-Pulver zu formen. Jedoch kann zum Zeitpunkt des Formpressens mit dem Paar von Stempeln eine starke Ausrichtung nicht erhalten werden, und wegen der Reibung unter den Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers und wegen der Reibung zwischen dem Legierungs-Rohmehl-Pulver und der Wandoberfläche der Form, die im Stempel in Position gebracht ist, können die magnetischen Eigenschaften nicht verbessert werden. Im Hinblick auf das oben Gesagte ist eine weitere Formpress-Vorrichtung bekannt, bei der, nachdem ein Hohlraum mit Legierungs-Rohmehl-Pulver gefüllt wurde, mindestens einer der Stempel aus einem oberen Stempel und einem unteren Stempel in Richtung der Druckbeaufschlagung (in Druckrichtung) zum Zeitpunkt der Ausrichtung im Magnetfeld in Vibration versetzt wird (siehe Patentdokument 1).
    • Patentdokument 1: Internationale Veröffentlichung Nr. 2002-60677 , siehe z. B. die Ansprüche)
  • [Offenbarung der Erfindung]
  • [Probleme, welche durch die Erfindung zu lösen sind]
  • Bei der oben beschriebenen Formpress-Vorrichtung ändert sich, da die Vibration nur durch entweder den oberen Stempel oder den unteren Stempel zum Zeitpunkt der Ausrichtung im Magnetfeld stattfindet, die Positions-Beziehung unter den Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers im Hohlraum jedoch kaum von dem Zustand, in dem es anfangs in den Hohlraum gefüllt wurde. Als Folge davon werden für den Fall, dass die Kristall-Brüche der angrenzenden Teilchen in Ausrichtungsrichtung des Magnetfeldes nicht zueinander passen (da Legierungs-Rohmehl-Pulver des gesinterten Nd-Fe-B-Magneten hergestellt wird, indem Nd, Fe und B gemischt, geschmolzen und legiert und danach gemahlen werden, haben sich in der Oberfläche des Legierungs-Rohmehl-Pulvers Kristall-Brüche gebildet), letztendlich Abstände zwischen den Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers verbleiben, und daher wird die leichte Magnetisierungsachse des Legierungs-Rohmehl-Pulvers gestört sein. Wenn das Formpressen in diesem Zustand ausgeführt wird, besteht das Problem, dass die Ausrichtung gestört ist.
  • Im Hinblick auf die oben angegebenen Punkte hat die Erfindung ein Ziel, eine Formpress-Vorrichtung bereitzustellen, die so aufgebaut ist, dass sie in der Lage ist, einen geform ten Körper extrem starker Ausrichtung zu erzielen, indem die Kristallbrüche des Pulvers, die eine gleichmäßigere Kristallausrichtungs-Beziehung haben, miteinander verbunden werden können.
  • [Mittel zum Lösen der Probleme]
  • Um die oben erwähnten Probleme zu lösen, umfasst die Formpress-Vorrichtung gemäß Anspruch 1: eine Füllkammer, die mit Pulver gefüllt wird, das im magnetischen Feld oder im elektrischen Feld polarisiert wird; eine Einrichtung zur Erzeugung des magnetischen Feldes oder des elektrischen Feldes, damit das in die Füllkammer gefüllte Pulver mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld beaufschlagt werden kann; eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen und Ausrichten des Pulvers in einem Zustand der Beaufschlagung durch das magnetische Feld oder das elektrische Feld; und ein Druckbeaufschlagungsmittel zum Anwenden einer Druckkraft im magnetischen Feld oder elektrischen Feld auf das Pulver, das bewegt und ausgerichtet wurde, wodurch das Pulver geformt wird.
  • Gemäß dieser Erfindung wird, da das in die Füllkammer gefüllte Pulver durch die Bewegungseinrichtung im magnetischen Feld oder im elektrischen Feld bewegt und ausgerichtet wird, die Positions-Beziehung unter den Teilchen des Pulvers in der Füllkammer von dem Zustand, in dem das Pulver anfangs in die Füllkammer gefüllt wurde, geändert. Als Folge davon gibt es mehr Möglichkeiten, in denen unter den Kombinationen von Kristall-Brüchen bei der Ausrichtung im magnetischen oder elektrischen Feld die Kristall-Brüche, die eine gleichmäßigere Kristall-Ausrichtungs-Beziehung haben, sich miteinander verbinden. Sobald die Kristall-Brüche, die eine gleiche Kristall-Ausrichtungs-Beziehung haben, miteinander verbunden sind, werden feste Verbindungs-Ketten gebildet, und als Folge davon werden die Kristall-Brüche ohne Abstände in der Ausrichtung des Magnetfeldes miteinander verbunden und angeordnet. Dann kann das Pulver durch die Presseinrichtung unter Pressen in einem Zustand geformt werden, in dem die Kristallbrüche, welche gleiche Kristallausrichtungs-Beziehung haben, miteinander verbunden werden, und es kann ein geformter Körper mit starker Ausrichtung erhalten werden. Gleichzeitig kann, da die Kristallbrüche, welche gleiche Kristall-Ausrichtungs-Beziehung haben, fest aneinander gebunden sind, ein geformter Körper hoher Dichte bei einem niedrigeren Formdruck erhalten werden. Im Ergebnis erhöht sich die Festigkeit des geformten Körpers, und die Ausschussrate kann verringert werden.
  • Wenn die Bewegungseinrichtung in einer Weise eingerichtet ist, dass sie in die und aus der Füllkammer beweglich ist, kann die Verarbeitbarkeit zum Erhalten des geformten Körpers durch Formpressen des Pulvers vorteilhaft verbessert werden.
  • Wenn die Füllkammer eine Öffnung hat, um das Pulver dort hindurch zu füllen, und eine Deckelplatte ganzheitlich mit der Bewegungseinrichtung in einer Weise bereitgestellt ist, dass sie die Öffnung verschließt, wenn die Bewegungseinrichtung in die Füllkammer bewegt wird, kann verhindert werden, dass das Pulver während seiner Bewegung aus der Füllkammer geschüttet wird.
  • Wenn die Bewegungseinrichtung aus einem unmagnetischen Material besteht, kann z. B. beim Bewegen von Legierungs-Rohmehl-Pulver im Magnetfeld für einen Permanentmagneten verhindert werden, dass das Magnetfeld wegen Anhaftens des Legierungs-Rohmehl-Pulvers an der Bewegungseinrichtung und wegen daraus resultierender unzureichender Bewegung des Legierungs-Rohmehl-Pulvers gestört wird.
  • Die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes soll vorzugsweise in der Lage sein, ein statisches Magnetfeld in einem Bereich der Magnetfeldstärke von 5–30 kOe zu erzeugen. Wenn bei der Herstellung eines Seltenerd-Permanentmagneten die Magnetfeldstärke unter 5 kOe liegt, kann ein Permanentmagnet mit einer starken Ausrichtung und guten magnetischen Eigenschaften nicht erhalten werden. Wenn die Magnetfeldstärke über 30 kOe liegt, wird die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes zu groß, und die Haltbarkeit der Einrichtung wird schlecht, was nicht zweckmäßig ist.
  • Andererseits kann die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes so eingerichtet sein, dass sie in der Lage ist, ein gepulstes Magnetfeld in einem Bereich der Magnetfeldstärke von 5–50 kOe zu erzeugen. Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, das Pulver selbst, das in die Füllkammer gefüllt ist, in Vibration zu versetzen und dadurch die Ausrichtung weiter zu verbessern. Wenn die Magnetfeldstärke jedoch unter 5 kOe liegt, kann ein Permanentmagnet mit starker Ausrichtung und guten magnetischen Eigenschaften nicht erhalten werden. Wenn die Magnetfeldstärke über 50 kOe liegt, wird die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes zu groß, und die Haltbarkeit der Einrichtung wird schlecht, was nicht zweckmäßig ist.
  • Das oben beschriebene Pulver ist Legierungs-Rohmehl-Pulver für Seltenerdmagnete, und das Legierungs-Rohmehl-Pulver wird durch einen Abschreck-Prozess hergestellt. Gemäß dieser Konfiguration erhält das Legierungs-Rohmehl-Pulver eine eckige Teilchenform, wobei jede Kristall-Bruchfläche groß gemacht werden kann und der Abstand zwischen den Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers klein gemacht werden kann. Durch Verbessern der Rieselfähigkeit des Legierungs-Rohmehl-Pulvers auf diese Weise werden die Möglichkeiten weiter erhöht, in denen sich die Kristall-Brüche des Legierungs-Rohmehl-Pulvers, die eine gleichmäßigere Kristallausrichtungs-Beziehung haben, miteinander verbinden. Zusätzlich dazu kann die Ausrichtung weiter verbessert werden. Im Ergebnis kann durch Verwendung der Formpress-Vorrichtung nach dieser Erfindung ein Permanentmagnet erhalten werden, der hohe Dichte ohne Störung der Ausrichtung sowie gute magnetische Eigenschaften aufweist.
  • [Wirkung der Erfindung]
  • Wie hierin oben beschrieben, kann gemäß der Formpress-Vorrichtung dieser Erfindung eine Wirkung erzielt werden, indem Kristallbrüche des Pulvers, die eine gleichmäßigere Kristallausrichtungs-Beziehung im Magnetfeld oder im elektrischen Feld haben, so angeordnet sind, dass sie verbunden werden, und dadurch kann ein geformter Körper extrem starker Ausrichtung hergestellt werden.
  • [Bester Weg zur Ausführung der Erfindung]
  • Mit Bezugnahme auf 1 bis 5 bezeichnet die Referenznummer 1 eine Formpress-Vorrichtung gemäß dieser Erfindung. Die Formpress-Vorrichtung 1 eignet sich zur Herstellung eines Seltenerd-Permanentmagneten, insbesondere eines gesinterten Nd-Fe-B-Magneten (einschließlich des ausgerichteten Körpers und des formgepressten Körpers). Die Formpress-Vorrichtung 1 ist eine Formpress-Vorrichtung vom uniaxialen Druckbeaufschlagungstyp, bei dem die Richtung der Druckbeaufschlagung (Druckrichtung) vertikal zur Richtung der magnetischen Ausrichtung ist, und hat eine Grundplatte 12, die durch Fußstücke 11 getragen wird. Über der Grundplatte 12 ist ein Presswerkzeug 2 angeordnet. Das Presswerkzeug 2 wird durch eine Vielzahl von Stützsäulen 13 getragen, welche die Grundplatte 12 durchdringen. Das andere Ende jeder der Stützsäulen 13 ist mit einer Verbindungsplatte 14 verbunden, die unter der Grundplatte 12 angeordnet ist. Die Verbindungsplatte 14 ist mit einer Antriebseinrichtung verbunden, z. B. einer Zylinderstange 15 eines Hydraulikzylinders einer bekannten Konstruktion. Gemäß dieser Konstruktion ist, wenn der untere Hydraulikzylinder betätigt wird, um die Verbindungsplatte 14 auf- und abwärts zu bewegen, das Presswerkzeug 2 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung (Druckbeaufschlagungs-Richtung Y) beweglich.
  • In im Wesentlichen dem zentralen Teil des Presswerkzeugs 2 ist ein durchgehendes Loch 21 in Aufwärts- und Abwärtsrichtung ausgebildet. In das durchgehende Loch 21 kann ein unterer Stempel 31 eingeführt werden, der vertikal auf im Wesentlichen dem zentralen Teil der oberen Fläche der Grundplatte 12 angeordnet ist. Wenn der untere Hydraulikzylinder betätigt wird, um das Presswerkzeug 2 abzusenken, wird der untere Stempel 31 in das durchgehende Loch 21 eingeführt, um dadurch einen Hohlraum (Füllkammer) 22 innerhalb des durchgehenden Lochs 21 zu definieren. Relativ zu dem Hohlraum 22 kann eine Pulver-Zufuhr-Vorrichtung (nicht gezeigt) der bekannten Konstruktion vor und zurück bewegt werden. Mit dieser Pulver-Zufuhr-Vorrichtung kann ein zuvor abgemessenes Legierungs-Rohmehl-Pulver in den Hohlraum 22 gefüllt werden.
  • Auf einem oberen Teil des Presswerkzeugs 2 ist ein Presswerkzeug-Sockel 16 angeordnet, der gegenüber der Grundplatte 12 liegt. Auf einer unteren Fläche des Presswerkzeug-Sockels 16 ist ein oberer Stempel 32 in einer Position bereitgestellt, in der das Einführen in den Hohlraum 22 möglich ist. Ein vertikal angeordnetes Paar von oberem Stempel 32 und unterem Stempel 31 bildet die Presseinrichtung. Weiter sind an den Eckbereichen des Presswerkzeug-Sockels 16 in vertikaler Richtung durchgehende Löcher geformt. In jedem der durchgehenden Löcher ist eine Führungsstange 17 eingesteckt, von der ein Ende an der oberen Fläche des Presswerkzeugs 2 befestigt ist. Mit der oberen Fläche des Presswerkzeug-Sockels 16 ist eine Antriebseinrichtung verbunden, z. B. eine Zylinder-Stange 18 eines Hydraulikzylinders (nicht gezeigt) einer bekannten Konstruktion. Wenn dieser Hydraulikzylinder betätigt wird, ist der Presswerkzeug-Sockel 16 bereit, geführt durch die Führungsstangen 17 nach oben und unten beweglich zu sein, und folglich wird der obere Stempel 32 in der vertikalen Richtung (Druckbeaufschlagungs-Richtung) beweglich, so dass der obere Stempel 32 in das durchgehende Loch 21 des vertikal beweglichen Presswerkzeugs 2 eingeschoben werden kann. Gemäß dieser Konfiguration wird zum Zeitpunkt des Formpressens eine Druckkraft auf das Legierungs-Rohmehl- Pulver P ausgeübt, um es durch das Paar aus oberem und unterem Stempel 31, 32 innerhalb des Hohlraums 22 zu formen, wodurch ein geformter Körper einer vorgegebenen Gestalt erhalten werden kann (Form-Schritt).
  • Außerdem ist an einem Rand des Presswerkzeugs 2 eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes 4 bereitgestellt, um das Legierungs-Rohmehl-Pulver P innerhalb des Hohlraums 22 im Magnetfeld auszurichten. Die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes 4 ist auf symmetrische Art und Weise angeordnet, um das Presswerkzeug 2 von beiden Seiten zu umgeben, und hat ein Paar Joche 41a, 41b, die aus einem Material hergestellt sind, das eine hohe magnetische Permeabilität hat, wie z. B. kohlenstoffarmer Stahl, reines Eisen, Permendur und Ähnliches. Um beide Joche 41a, 41b sind Spulen 42a, 42b gewickelt, und durch Erregen jeder der Spulen 42a, 42b mit elektrischer Energie wird ein statisches Magnetfeld in einer Richtung X senkrecht zur Richtung der Druckbeaufschlagung (Aufwärts- und Abwärtsrichtung Y) erzeugt. Gemäß dieser Konstruktion kann das Legierungs-Rohmehl-Pulver P, das in den Hohlraum 22 gefüllt ist, ausgerichtet werden.
  • Das Legierungs-Rohmehl-Pulver P, das ein im Magnetfeld polarisiertes Pulver ist, wird auf folgende Weise hergestellt. Mit anderen Worten werden Fe, B und Nd in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis gemischt, und zuerst wird eine Legierung mit 0,05 mm–0,5 mm Dicke durch einen Abschreck-Prozess hergestellt, z. B. durch ein Bandguss-Verfahren. Andererseits kann auch eine Legierung mit ungefähr 5 mm Dicke durch ein Schleuderguss-Verfahren hergestellt werden, oder andernfalls kann eine kleine Menge von Cu, Zr, Dy, Al oder Ga zum Zeitpunkt des Mischens hinzugefügt werden. Dann wird die hergestellte Legierung durch einen bekannten Wasserstoff-Mahl-Schritt grob gemahlen und wird anschließend durch einen Strahlmühlen-Mahl-Schritt unter Stickstoffgas-Atmosphäre fein gemahlen, wodurch man ein Legierungs-Rohmehl-Pulver mit einer mittleren Teilchengröße von 2–10 μm erhält. In diesem Fall, wenn der Abschreck-Prozess benutzt wird, hat das Legierungs-Rohmehl-Pulver P eine eckige Teilchenform, wobei jede Kristall-Bruchfläche groß gemacht werden kann, und der Abstand zwischen den Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P kann klein gemacht werden.
  • Um die Rieselfähigkeit zu verbessern, wird vorzugsweise ein Gleitmittel in einem vorgegebenen Mischverhältnis zu dem wie oben beschrieben hergestellten Legierungs-Rohmehl-Pulver P zugegeben. Die Oberfläche des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P ist mit diesem Gleitmittel beschichtet. Als Gleitmittel werden feste Gleitmittel oder flüssige Gleitmittel verwendet, die eine niedrige Viskosität haben, so dass sie die Metallform nicht beschädigen. Als feste Gleitmittel können lamellare Verbindungen (MoS2, WS2, MoSe, Graphit, BN, CFx und Ähnliches), weiche Metalle (Zn, Pb und ähnliche), feste Materialien (Diamantpulver, TiN-Pulver und Ähnliches), organische Hochpolymere (PTEE-Serie, aliphatische Nylon-Serie, höher aliphatische Serien, Fettsäure-Amid-Serien, Fettsäure-Ester-Serien, metallische Seifen und Ähnliches) aufgelistet werden. Es ist insbesondere zu bevorzugen, Zinkstearat, Ethylenamid und Fette der Fluoroether-Serie zu verwenden.
  • Andererseits können als flüssiges Gleitmittel natürliche Fette (pflanzliche Öle, wie z. B. Rizinusöl, Kokosöl, Palmöl und ähnliche; Mineralöle; Mineralöl-Fett und Ähnliches) und organische niedermolekulare Materialien (geringwertige aliphatische Serie, geringwertige Fettsäureamid-Serie, geringwertige Fettsäure-Ester-Serie) aufgelistet werden. Es ist insbesondere zu bevorzugen, flüssige Fettsäure, flüssigen Fettsäure-Ester und flüssiges Fluor-Gleitmittel zu verwenden. Flüssige Gleitmittel werden mit Netzmittel oder durch Lösen in einem Lösungsmittel eingesetzt. Der Gehalt an restlichem Kohlenstoff der Gleitmittel, der nach dem Sintern verbleibt, verringert die Koerzitivkraft des Magneten. Daher ist es vorzuziehen, Materialien mit niedrigem Molekulargewicht zu verwenden, um das Entgasen beim Sinter-Schritt zu erleichtern.
  • Für den Fall, dass ein festes Gleitmittel zum Legierungs-Rohmehl-Pulver P hinzugefügt wird, kann die Hinzufügung in einem Mischungsverhältnis von 0,02 Gew.-%–0,1 Gew.-% erfolgen. Wenn das Mischungsverhältnis kleiner als 0,02 Gew.-% ist, wird die Rieselfähigkeit des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P nicht verbessert, und folglich wird die Ausrichtung nicht verbessert. Andererseits, wenn das Mischungsverhältnis 0,1 Gew.-% übersteigt, verringert sich die Koerzitivkraft unter dem Einfluss des Gehaltes an restlichem Kohlenstoff, der in dem gesinterten Magneten verbleibt, wenn der gesinterte Magnet erhalten wird. Für den Fall, dass ein flüssiges Gleitmittel zum Legierungs-Rohmehl-Pulver P hinzugefügt wird, kann es ferner im Bereich von 0,05 Gew.-%–5 Gew.-% hinzugefügt werden. Wenn das Mischungsverhältnis kleiner als 0,05 Gew.-% ist, wird die Rieselfähigkeit des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P nicht verbessert, und folglich besteht die Möglichkeit, dass die Ausrichtung nicht verbessert wird. Andererseits, wenn das Mischungsverhältnis 5 Gew.-% übersteigt, verringert sich die Koerzitivkraft unter dem Einfluss des Gehaltes an restlichem Kohlenstoff, der in dem gesinterten Magneten verbleibt, wenn der gesinterte Magnet erhalten wird. Wenn übrigens als Gleitmittel sowohl festes Gleitmittel als auch flüssiges Gleitmittel hinzugefügt werden, werden die Gleitmittel weit bis in jede Ecke des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P verteilt, und durch die hohe Schmierwirkung kann eine stärkere Ausrichtung erhalten werden.
  • Nachdem der Hohlraum 22, der in dem durchgehenden Loch 21 im Presswerkzeug 2 ausgebildet ist, mit dem Legierungs-Rohmehl-Pulver P, das wie oben beschrieben hergestellt wurde, gefüllt wurde, wird das Legierungs-Rohmehl-Pulver P durch das Paar oberer und unterer Stempel 31, 32 als Ergebnis der Druckbeaufschlagung in die obere und untere Richtung unter Druck geformt. Zu diesem Zeitpunkt ist es erforderlich, die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften zu ermöglichen, indem dafür gesorgt wird, dass eine starke Ausrichtung erzielt werden kann. Zu diesem Zweck wurde in dieser Ausführung die Mischeinrichtung 5 bereitgestellt, die in den Hohlraum 22 hinein und aus ihm heraus bewegt werden kann. Die Formpress-Vorrichtung 1 setzt sich so folgendermaßen zusammen. Das heißt, nachdem der Hohlraum 22 als Füllkammer mit dem Legierungs-Rohmehl-Pulver P gefüllt wurde, wurde vor dem Formpressen (Form-Schritt) mit dem Paar oberer und unterer Stempel 31, 32 das Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Hohlraum 22 so eingerichtet, dass es im Magnetfeld ausgerichtet werden konnte (Ausrichtungs-Schritt), während es bewegt wurde, in einem Zustand, in dem das statische Magnetfeld (im Magnetfeld) durch elektrisches Erregen jeder der Spulen 42a, 42b der Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes 4 erzeugt wird.
  • Die Bewegungseinrichtung 5 hat eine Trägerplatte 51, die auf einer oberen Fläche des Presswerkzeugs 2 parallel zu ihm angeordnet ist. Die obere Fläche der Trägerplatte 51 ist mit einem Hydraulikzylinder 52 einer bekannten Konstruktion ausgestattet. Ein Motor 53 pneumatisch angetriebenen Typs einer bekannten Konstruktion ist an einer Zylinderstange 52a befestigt, die zur Unterseite der Trägerplatte 51 hervorsteht. Ein drehbares Flügelrad 54 (rotierendes Bewegen) ist am Motor 53 an einer drehbaren Welle 53a, die in einer Position auf einer Längsachsen-Linie der Zylinderstange 52a angeordnet ist, montiert. Die drehbare Welle 53a und das drehbare Flügelrad 54 bilden die Bewegungseinrichtung. Das drehbare Flügelrad 54 ist vom Schrauben-Typ (Propeller). Die drehbare Welle 53a und das drehbare Flügelrad 54 bestehen aus unmagnetischem Material, wie etwa Edelstahl 18-8. Indem man die drehbare Welle 53a und das drehbare Flügelrad 54 aus einem nichtmagnetischen Material herstellt, kann zum Zeitpunkt der Bewegung des Legierungs-Rohmehl-Pulvers im Magnetfeld verhindert werden, dass das Legierungs-Rohmehl-Pulver P an der Bewegungseinrichtung anhaftet, wobei das Anhaften eine unzureichende Bewegung des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P und eine daraus folgende Störung des Magnetfeldes verursachen würde.
  • Die Trägerplatte 51 ist auf zwei Führungsschienen 55 befestigt, die sich in einer Richtung erstrecken, die senkrecht zur Auf-Ab-Richtung X ist. Durch Schieben der Trägerplatte 51 entlang der Führungsschienen 55 wird die Bewegungseinrichtung 5 in die Lage versetzt, sich relativ zum Hohlraum 22 vorwärts und rückwärts zu bewegen. In diesem Fall kann die Pulver-Zufuhr-Vorrichtung auch auf denselben Führungsschienen 55 montiert sein, um relativ zum Hohlraum 22 frei vorwärts und zurück beweglich zu sein. Sobald die Bewegungseinrichtung an einem Anschlag (nicht gezeigt) anhält, der auf den Führungsschienen 55 bereitgestellt wird, wird die drehbare Welle 53a so positioniert, dass sie sich auf der Längsachse des Paares von oberem und unterem Stempel 31, 32 befindet. Eine Deckelplatte 56, die aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt ist, ist auf der drehbaren Welle 53a des Motors 53 montiert. Sobald der Zylinder 52 betätigt wird, um dadurch das drehbare Flügelrad 54 in eine vorgegebene Position innerhalb des Hohlraums 22 abzusenken, stößt die Deckelplatte 56 an die obere Fläche des Presswerkzeugs 2, um dadurch den oberen Teil des durchgehenden Lochs 21 zu schließen. Die Deckelplatte 56 führt somit die Funktion aus, zu verhindern, dass das Legierungs-Rohmehl-Pulver P beim Bewegen aus dem Hohlraum 22 nach außen geworfen wird.
  • Gemäß dieser Konfiguration wird, wenn das Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Magnetfeld ausgerichtet wird, die Rieselfähigkeit des Legierungs-Rohmehl-Pulvers verbessert, indem das Gleitmittel zum Legierungs-Rohmehl-Pulver P hinzugefügt wird, und das Legierungs-Rohmehl-Pulver P, das in den Hohlraum 22 gefüllt ist und eine hohe Rieselfähigkeit hat, wird bewegt, während das Legierungs-Rohmehl-Pulver mit dem Magnetfeld beaufschlagt wird. Als Folge des oben Erwähnten kann die Positionsbeziehung der Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P innerhalb des Hohlraums 22 von dem Zustand, in dem es anfangs in den Hohlraum 22 gefüllt wurde, geändert werden. In Kombination damit erhöhen sich als kombinierter Effekt die Möglichkeiten der Verbindung der Kristall-Brüche des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P, die eine gleichmäßigere Kristallausrichtungs-Beziehung haben. Sobald die Kristall-Brüche, die dieselbe Kristallausrichtungs-Beziehung haben, miteinander verbunden werden, werden feste Verbindungs-Ketten gebildet, und die Kristall-Brüche werden ohne Abstände in der Richtung der Ausrichtung des Magnetfeldes miteinander verbunden. Durch Ausführen des Formpressens in diesem Zustand kann man einen geformten Körper M hoher Dichte (siehe 5) ohne Störungen der Ausrichtung erhalten. Als Folge des Anstiegs der Festigkeit des geformten Körpers kann die Rate des Auftretens nicht akzeptierbarer Produkte verringert werden, und es kann ein geformter Körper M (Permanentmagnet) mit guten magnetischen Eigenschaften erhalten werden. In diesem Fall kann, wenn ein Kunstharz-Binder mit dem in den Hohlraum 22 zu füllenden Legierungs-Rohmehl-Pulver P gemischt wird, ein gebundener Seltenerdmagnet (geformter Körper) mit guten magnetischen Eigenschaften erhalten werden.
  • Mit Bezug auf die 1 bis 5 erfolgt nun eine Beschreibung der Herstellung eines gesinterten Nd-Fe-B-Magneten (Nd-Fe-B-System). Zuerst wird aus einer Warteposition, in der jede der oberen Flächen des Presswerkzeugs 2 und des unteren Stempels 31 miteinander bündig sind, und in welcher der obere Stempel 32 am oberen Ende (siehe 1) positioniert ist, der Hydraulikzylinder betätigt, um das Presswerkzeug 2 in eine vorgegebene Position anzuheben, so dass ein Hohlraum innerhalb des durchgehenden Lochs 21 definiert wird. Dann wird durch die Pulver-Zufuhr-Vorrichtung (nicht gezeigt) das Legierungs-Rohmehl-Pulver P, das zuvor abgewogen wurde und dem ein Gleitmittel in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis zugemischt wurde, in den Hohlraum 22 gefüllt, und die Pulver-Zufuhr-Vorrichtung wird zurückgezogen. In diesem Fall wird die Befüllungs-Dichte des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P im Hohlraum 22 auf 2,2–3,9 g/cm3 eingestellt, um zu verhin dern, dass das Legierungs-Rohmehl-Pulver P ungleichmäßig wird oder um zum Zeitpunkt des Bewegens Bewegungsfreiheit zu lassen (siehe 2).
  • Dann wird die Bewegungseinrichtung 5 bewegt, so dass die drehbare Welle 53a des Motors 53 auf der Längsachse des Paares aus oberem und unterem Stempel 31, 32 positioniert wird (siehe 2). Dann werden der Motor 53 und die Deckelplatte 56 durch den Hydraulikzylinder 52 abgesenkt. Die Deckelplatte 56 stößt somit an die obere Fläche des Presswerkzeugs 2, wodurch die obere Fläche des durchgehenden Lochs 21 verschlossen wird. Gleichzeitig wird das drehbare Flügelrad 54 in das Legierungs-Rohmehl-Pulver P eingetaucht, das in den Hohlraum 22 gefüllt ist (siehe 3). In diesem Zustand werden die Spulen 42a, 42b der Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes 4 mit elektrischer Energie erregt, und der Motor 53 wird im Magnetfeld betrieben, um das drehbare Flügelrad 54 im Hohlraum 22 zu drehen (Ausrichtungs-Schritt). In diesem Fall ist es, um eine starke Ausrichtung zu erhalten, vorzuziehen, die Bewegung mit der Bewegungseinrichtung 5 im Magnetfeld in einem Bereich von 5 kOe–30 kOe durchzuführen, vorzugsweise mit 10 kOe–26 kOe. Wenn die Magnetfeldstärke kleiner als 5 kOe oder größer als 30 kOe ist, kann man keinen gesinterten Magneten mit starker Ausrichtung und guten magnetischen Eigenschaften erhalten. Außerdem wird, um das in den Hohlraum 22 gefüllte Legierungs-Rohmehl-Pulver P in seiner Gesamtheit zu mischen, die Drehzahl des drehbaren Flügelrads 54 auf 100–50000 U/min eingestellt, vorzugsweise auf 4000 U/min, und das drehbare Flügelrad wird während einer vorgegebenen Zeitdauer betätigt (1–5 Sekunden).
  • Gemäß dieser Konfiguration werden, selbst wenn der obere Stempel oder der untere Stempel Vibrationen wie beim herkömmlichen Verfahren ausgesetzt wird, für den Fall, dass die Kristallbrüche der Rohmehl-Pulver-Teilchen P1, die in der Richtung der Magnetfeldausrichtung nebeneinander liegen, nicht aneinander stoßen, Abstände zwischen den Legierungs-Rohmehl-Pulver-Teilchen P1 bleiben. Dies führt zu Fehlern beim Ausrichten der Legierungs-Rohmehl-Pulver-Teilchen P1 in der Richtung der Magnetfeld-Ausrichtung. Wenn in diesem Zustand das Formpressen durchgeführt wird, wird die Ausrichtung gestört. Wie in der Ausführung wird sich andererseits durch Ausrichten bei gleichzeitigem Bewegen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P in einem Zustand, in dem das Magnetfeld daran angelegt ist, die Positions-Beziehung zwischen den Teilchen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P im Hohlraum 22 von dem Zustand unterscheiden, in dem das Legierungs-Rohmehl-Pulver in den Hohlraum 22 gefüllt wurde. Somit gibt es viele Möglichkeiten für die Kristall-Brüche des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P, das eine gleichmäßigere Kristall-Ausrichtungs-Beziehung hat, sich zu verbinden. Sobald die Kristall-Brüche, die eine gleiche Kristall-Ausrichtungs-Beziehung haben, sich miteinander verbinden, wird eine starke Verbindungs-Kette ausgebildet. Wie in 4(b) gezeigt, verbinden sich die Kristall-Brüche ohne Abstand in der Richtung der magnetischen Ausrichtung auf eine Weise, dass eine Stangenform ausgebildet wird, wobei sie sich in der Richtung der Ausrichtung des Magnetfeldes anordnen.
  • Sobald die Bewegung des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P im Magnetfeld beendet ist, wird dann die Zylinder-Stange 52a in die Position gehoben, in der das drehbare Flügelrad 54 oberhalb des Presswerkzeugs 2 ist, und danach wird die Bewegungs einrichtung 5 entlang der Führungsschienen 55 geschoben, um sie dadurch zurückzuziehen. In diesem Fall wird die elektrische Erregung der Spulen 42a, 42b nicht beendet. Dann wird der Presswerkzeug-Sockel 16 abgesenkt, um den oberen Stempel 32 von der Oberseite in das durchgehende Loch 21 einzuführen. In einem Zustand, in dem das Magnetfeld angelegt ist, wird das Formpressen des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P in dem Hohlraum 22 durch das Paar aus oberem und unterem Stempel 31, 32 gestartet.
  • Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit wird die elektrische Erregung der Spulen 42a, 42b beendet, und in diesem Zustand wird Formpressen bei maximalem Druck ausgeführt. Schließlich wird der obere Stempel 32 allmählich angehoben, um dadurch den Druck allmählich zu verringern. Das Formpressen ist beendet und der geformte Körper M ist ausgebildet (Formpress-Schritt). Entsprechend den oben angegebenen Operationen wird das Formpressen in einem Zustand ausgeführt, in dem das Legierungs-Rohmehl-Pulver in einer Richtung der Magnetfeld-Ausrichtung aneinandergefügt wird, wie das Formpressen einer Stange ohne Abstände zwischen den Kristall-Brüchen, um in der Ausrichtung des Magnetfeldes in einer Reihe zu sein. Daher kann man einen geformten Körper M hoher Dichte (Permanentmagnet) ohne Störungen der Ausrichtung erhalten, und die magnetischen Eigenschaften werden auch verbessert.
  • Der Formpress-Druck im Formpress-Schritt wird in einem Bereich von 0,1–1 t/cm2 eingestellt, vorzugsweise auf 0,2–0,7 t/cm2. Bei einem Formpress-Druck von zum Beispiel unter 0,1 t/cm2 hat der geformte Körper keine ausreichende Festigkeit. Zum Beispiel können Brüche auftreten, wenn der geform te Körper aus dem Hohlraum 22 der Formpress-Vorrichtung herausgenommen wird. Andererseits wird bei einem Formpress-Druck, der 1 t/cm2 übersteigt, auf das Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Hohlraum 22 ein hoher Druck ausgeübt, und als Folge davon erfolgt das Formpressen, während die Ausrichtung gestört ist, und es besteht auch die Möglichkeit, dass der geformte Körper Brüche und Risse bekommt. Außerdem wird die Magnetfeldstärke beim Formpress-Schritt in einem Bereich von 5 kOe–30 kOe eingestellt. Wenn die Magnetfeldstärke geringer ist als 5 kOe, kann kein Produkt mit starker Ausrichtung und guten magnetischen Eigenschaften erhalten werden. Andererseits wird, wenn die Magnetfeldstärke größer ist als 50 kOe, die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zu groß, um zweckmäßig zu sein.
  • Anschließend wird nach der Entmagnetisierung durch Anlegen eines entgegengesetzten Magnetfeldes von z. B. 3 kOe das Presswerkzeug 2 zum unteren Ende abgesenkt. Der geformte Körper M im Hohlraum 22 wird dann aus der oberen Fläche des Presswerkzeugs 16 herausgezogen. Der Presswerkzeug-Sockel 16 wird bewegt, um dadurch den oberen Stempel 32 zum oberen Ende zu bewegen, und dann wird der geformte Körper herausgenommen. Schließlich wird der erhaltene geformte Körper in einen Sinterofen (nicht gezeigt) aufgenommen, um das Sintern für eine vorgegebene Zeitdauer bei einer vorgegebenen Temperatur (1000°C) in z. B. Ar-Atmosphäre durchzuführen (Sinter-Schritt). Weiter wird eine Alterungs-Behandlung in Ar-Atmosphäre für eine vorgegebene Zeit bei einer vorgegebenen Temperatur (500°C) durchgeführt, wodurch ein gesinterter Magnet (gesinterter Nd-Fe-B-Magnet) erhalten wird.
  • In dieser Ausführung wurde eine Beschreibung eines uniaxialen Druckbeaufschlagungs-Systems angegeben, in dem die Formpress-Richtung senkrecht zur Richtung des Magnetfeldes ist. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann eine Formpress-Vorrichtung benutzt werden, in der die Formpress-Richtung parallel zur Richtung des Magnetfeldes ist. Außerdem wurde in dieser Ausführung als Ausrichtungs-Magnetfeld zum Zeitpunkt der Bewegung und des Formpressens ein statisches Magnetfeld benutzt, bei dem sich die Stärke des magnetischen Feldes über der Zeit nicht ändert. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann, wie in 6 gezeigt, ein magnetisches Impuls-Feld benutzt werden, bei dem sich die Stärke des magnetischen Feldes über der Zeit in einem vorgegebenen Zyklus ändert. In diesem Fall kann es, wie in 7 gezeigt, so ausgerichtet sein, dass ein entgegengesetztes magnetisches Feld angelegt wird.
  • Gemäß dieser Konstruktion kann, da die Vibrationen auf das Legierungs-Rohmehl-Pulver P zum Zeitpunkt der Bewegung und des Formpressens des Legierungs-Rohmehl-Pulvers P angewendet werden können, die Ausrichtung weiter verbessert werden. In diesem Fall beträgt die Impulsperiode vorzugsweise 1 ms–2 s, und es ist vorzuziehen, die Pausenzeit unter 500 ms einzustellen. Wenn dieser Bereich überschritten wird, werden starke Verbindungs-Ketten unterbrochen, was zur Folge hat, dass keine starke Ausrichtung erhalten werden kann. Außerdem muss für den Fall, dass das magnetische Impuls-Feld angelegt wird, der Spitzenwert vorzugsweise auf 5–50 kOe eingestellt werden. Wenn die Magnetfeldstärke kleiner ist als 5 kOe, kann kein Produkt erhalten werden, dass eine starke Ausrichtung und gute magnetische Eigenschaften hat. Andererseits wird, wenn die Magnetfeldstärke größer ist als 50 kOe, die Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes zu groß, um zweckmäßig zu sein.
  • In der Ausführung wurde eine Beschreibung eines Beispiels angegeben, bei dem ein drehbares Flügelrad 54 eines Propeller-Typs als Bewegungseinrichtung (Drehbewegung) verwendet wird. Ohne hierauf beschränkt zu sein, kann jedoch eines verwendet werden, bei dem eine rechteckige Schaufel (nicht gezeigt), die mit einer Antriebseinrichtung, wie z. B. einem Pneumatik-Zylinder ausgestattet ist, an einem vorderen Ende der Zylinder-Stange 52a des Hydraulikzylinders 52 befestigt ist, um in einem Zustand, in dem die Schaufel in das Legierungs-Rohmehl-Pulver P eingetaucht ist, die Schaufel horizontal über die gesamte Länge in der Radialrichtung des Hohlraums 22 mit einem vorgegebenen Zyklus hin und her zu bewegen (horizontale Bewegung). In diesem Fall kann zum Zeitpunkt der Drehbewegung oder der horizontalen Bewegung die Zylinder-Stange 52a aufwärts und abwärts bewegt werden, um das gesamte Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Hohlraum 22 zu mischen.
  • Bezüglich des drehbaren Flügelrades 54 im Fall der Drehbewegung besteht keine besondere Einschränkung, solange das Mischen während der Bewegung durchgeführt werden kann, um das gesamte Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Hohlraum 22 zu mischen. Es kann vom Typ zur Erzeugung eines Luftstroms sein, aber vorzugsweise sollte es eine Gestalt haben, mit der das Legierungs-Rohmehl-Pulver während der Bewegung kaum gequetscht wird. Wie in 7 gezeigt, kann als drehbares Flügelrad verwendet werden: eine Schaufel vom Paddel-Typ, bei der im Wesentlichen L-förmige Plattenteile 54a auf der drehbaren Welle bereitgestellt werden, die um 90 Grad versetzt sind (siehe 7(a)); eine Schaufel vom Band-Typ, bei der Flügel 54b spiralförmig bereitgestellt werden (siehe 7(b)); und eine Schaufel vom Anker-Typ, bei der Plattenteile 54c so bereitgestellt werden, dass sie sich horizontal relativ zur drehbaren Welle erstrecken (siehe 7(c)). Abhängig von den gewählten drehbaren Flügelrädern wird die Drehzahl und die Zeitdauer der Bewegung geeignet eingestellt. Andererseits kann als Bewegungsmittel nicht nur die Drehbewegung und die horizontale Bewegung eingesetzt werden, sondern es kann eine Gasdüse am vorderen Ende der Zylinder-Stange 52a bereitgestellt werden, um dadurch ein Bewegungsmittel aus einem nicht magnetischen Material zu bilden. Ein unter hohem Druck stehendes Gas kann somit intermittierend oder kontinuierlich ausgestoßen werden, um das Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Hohlraum 22 zu bewegen.
  • In der Ausführung wurde eine Beschreibung eines Beispiels angegeben, in dem eine Formpress-Vorrichtung 1 vom Typ mit uniaxialer Druckbeaufschlagung verwendet wird, um das Pulver in Form zu pressen. Ohne darauf beschränkt zu sein, kann eine isostatische Formpress-Vorrichtung (nicht gezeigt) eingesetzt werden, bei der eine Gummi-Form verwendet wird. In diesem Fall wird diese Gummi-Form, welche die Füllkammer darstellt, mit Legierungs-Rohmehl-Pulver P gefüllt, und dann wird ein Ausrichtungs-Schritt ausgeführt, um durch die Bewegungseinrichtung 5 eine Bewegung im Magnetfeld durchzuführen. Andererseits kann ein zweiter Formpress-Schritt durchgeführt werden, bei dem der geformte Körper M, der durch den Formpress-Schritt in der Formpress-Vorrichtung 1 vom Typ mit uniaxialer Druckbeaufschlagung erhalten wurde, weiter durch Verwendung der isostatischen Formpress-Vorrichtung geformt wird. Gemäß dieser Konstruktion kann das Auftreten von Brüchen und Rissen im geformten Produkt verringert werden.
  • Weiter wurde in der Ausführung die Formpress-Vorrichtung 1 benutzt, um einen ausgerichteten Körper herzustellen, indem eine Ausrichtung im Magnetfeld durchgeführt wurde, während das Legierungs-Rohmehl-Pulver P im Magnetfeld bewegt wurde. Anschließend wurde das Formpressen in einem Zustand ausgeführt, in dem das Magnetfeld angelegt war. Es kann jedoch die folgende Methode verwendet werden. Das Legierungs-Rohmehl-Pulver, das durch die oben beschriebene Prozedur erhalten wurde, wird in einen Kastenkörper aus Mo gefüllt, der eine obere Öffnung hat, und wird durch die oben beschriebene Bewegungseinrichtung 5 über eine vorgegebene Zeitdauer in einem statischen Magnetfeld bewegt. Danach wird die Bewegungseinrichtung 5 zurückgezogen und ohne Entmagnetisierung wird ein aus Mo hergestellter Deckel auf der oberen Öffnung der Deckelplatte montiert. Danach wird das Magnetfeld abgeschwächt, und anschließend wird der Kastenkörper mit dem montierten Deckel, so wie er ist, zum Sintern in einen Sinter-Ofen gestellt, um einen Permanentmagneten (gesinterten Körper) zu erhalten. In diesem Fall wird die Magnetfeldstärke auf 12 kOe eingestellt, und der Kastenkörper hat die Form eines Würfels von 7 cm. Ein gesinterter Körper wurde erhalten, indem die Drehzahl der Bewegungseinrichtung 5 auf 40000 U/min und die Bewegungszeit auf 2 Sekunden eingestellt wurden. Als Folge davon wurden mittlere magnetischen Eigenschaften von Br = 15,01 kG, (BH)max = 55,1 MGOe und ein Grad der Ausrichtung von 99% erzielt.
  • Weiter wurde in der Ausführung eine Beschreibung eines Beispiels zur Herstellung eines gesinterten Magneten gegeben. Jedoch kann diese Formpress-Vorrichtung 1 auf die Herstellung eines ausgerichteten Körpers durch Ausrichten von Pulver angewendet werden, das sich im Magnetfeld oder im elektrischen Feld polarisiert, wobei dieser ausgerichtete Körper anschließend einem Formpressvorgang ausgesetzt wird. Zum Beispiel kann dabei die Herstellung von Siliziumnitrid (Si3N4) durch Formpressen eines vorgegebenen Pulvers im Magnetfeld und anschließendes Sintern angeführt werden.
  • [Kurze Beschreibung der Zeichnungen]
  • 1 ist eine schematische Ansicht einer Formpress-Vorrichtung zur Ausführung des Herstellungsverfahrens gemäß dieser Erfindung in einer Bereitschafts-Position;
  • 2 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb der Formpress-Vorrichtung, wie in 1 gezeigt, veranschaulicht;
  • 3 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb (Ausrichtungs-Schritt) der Formpress-Vorrichtung, wie in 1 gezeigt, veranschaulicht;
  • 4(a) ist eine schematische Ansicht, welche die Ausrichtung im Magnetfeld entsprechend der herkömmlichen Technik veranschaulicht, und 4(b) ist eine schematische Ansicht, welche die Ausrichtung im Magnetfeld unter Bewegung dieser Erfindung veranschaulicht;
  • 5 ist eine schematische Ansicht, die den Betrieb (Formpress-Schritt) der Formpress-Vorrichtung, wie in 1 gezeigt, veranschaulicht;
  • 6 ist eine Kurve, die das magnetische Impuls-Feld veranschaulicht;
  • 7 ist eine Kurve, die ein abgeändertes Beispiel des magnetischen Impuls-Feldes veranschaulicht; und
  • 8(a) bis 8(c) sind perspektivische Ansichten, die andere Ausführungen drehbarer Flügelräder zeigen, die in einer Bewegungseinrichtung zu verwenden sind.
    • 1
    Formpress-Vorrichtung
    2
    Presswerkzeug
    21
    durchgehendes Loch
    22
    Hohlraum
    31, 32
    Stempel
    4
    Vorrichtung zur Erzeugung eines Magnetfeldes
    5
    Bewegungseinrichtung
    54
    drehbares Flügelrad
    56
    Deckelplatte
    P
    Legierungs-Rohmehl-Pulver
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Indem dafür gesorgt wird, dass die Kristall-Brüche des Legierungs-Rohmehl-Pulvers, die eine Kristall-Ausrichtungs-Beziehung zueinander haben, im Magnetfeld verbunden werden, wird eine Formpress-Vorrichtung bereitgestellt, die in der Lage ist, einen geformten Körper zu formen, der eine extrem starke Ausrichtung hat. Die Formpress-Vorrichtung (1) dieser Erfindung hat: einen Hohlraum (22) zum Hineinfüllen eines Pulvers, das im magnetischen Feld oder im elektrischen Feld polarisiert wird; eine Einrichtung (4) zur Erzeugung des magnetischen Feldes oder des elektrischen Feldes, das in der Lage ist, das in den Hohlraum gefüllte Pulver mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld zu beaufschlagen; eine Bewegungseinrichtung (54) zum Bewegen des Pulvers in einem Zustand, in dem es mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld beaufschlagt wird, wodurch das Pulver ausgerichtet wird; und eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung (31, 32) zum Anwenden einer Druckkraft im magnetischen Feld oder elektrischen Feld auf das bewegte und ausgerichtete Produkt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - WO 2002-60677 [0004]

Claims (7)

  1. Formpress-Vorrichtung, umfassend: eine Füllkammer, die mit Pulver gefüllt ist, das im magnetischen Feld oder im elektrischen Feld polarisiert wird; eine Einrichtung zur Erzeugung des magnetischen Feldes oder des elektrischen Feldes, um das in die Füllkammer gefüllte Pulver mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld zu beaufschlagen; eine Bewegungseinrichtung zum Bewegen und Ausrichten des Pulvers in einem Zustand, in dem es mit dem magnetischen Feld oder dem elektrischen Feld beaufschlagt wird; ein Druckbeaufschlagungsmittel zum Anwenden einer Druckkraft im magnetischen Feld oder elektrischen Feld auf das Pulver, das bewegt und ausgerichtet wurde, wodurch das Pulver geformt wird.
  2. Formpress-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Bewegungseinrichtung so angeordnet ist, dass sie in die und aus der Füllkammer bewegt werden kann.
  3. Formpress-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Füllkammer eine Öffnung hat, um das Pulver dort hindurch zu füllen, und wobei eine Deckelplatte ganzheitlich mit der Bewegungseinrichtung in einer Weise bereitgestellt ist, dass sie die Öffnung verschließt, wenn die Bewegungseinrichtung in die Füllkammer bewegt wird.
  4. Formpress-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Bewegungseinrichtung aus einem unmagnetischen Material gebildet ist.
  5. Formpress-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes in der Lage ist, ein statisches Magnetfeld in einem Bereich der Magnetfeldstärke von 5–30 kOe zu erzeugen.
  6. Formpress-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Einrichtung zur Erzeugung des Magnetfeldes in der Lage ist, ein gepulstes Magnetfeld in einem Bereich der Magnetfeldstärke von 5–30 kOe zu erzeugen.
  7. Formpress-Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Pulver Legierungs-Rohmehl-Pulver für Seltenerdmagnete ist und das Legierungs-Rohmehl-Pulver durch einen Abschreck-Prozess hergestellt wird.
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