DE3839545C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines anisotropen Magneten - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines anisotropen Magneten

Info

Publication number
DE3839545C2
DE3839545C2 DE3839545A DE3839545A DE3839545C2 DE 3839545 C2 DE3839545 C2 DE 3839545C2 DE 3839545 A DE3839545 A DE 3839545A DE 3839545 A DE3839545 A DE 3839545A DE 3839545 C2 DE3839545 C2 DE 3839545C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
punch
die
magnetic
magnet
alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE3839545A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3839545A1 (de
Inventor
Shigeho Tanigawa
Katsunori Iwasaki
Yasuto Nozawa
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Publication of DE3839545A1 publication Critical patent/DE3839545A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3839545C2 publication Critical patent/DE3839545C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12—Both compacting and sintering
    • B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/047—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
    • H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
    • H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
    • H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
    • H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
    • H01F1/0576—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together pressed, e.g. hot working
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0273—Imparting anisotropy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K15/00—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines
    • H02K15/02—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies
    • H02K15/03—Methods or apparatus specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining or repairing of dynamo-electric machines of stator or rotor bodies having permanent magnets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S264/00—Plastic and nonmetallic article shaping or treating: processes
    • Y10S264/58—Processes of forming magnets
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S425/00—Plastic article or earthenware shaping or treating: apparatus
    • Y10S425/033—Magnet

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Hard Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines magnetischen Nd-Fe-B-Materials, das eine hohe Koerzitivkraft und ein großes magnetisches Ener­ gieprodukt aufweist, insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Nd-Fe-B-Materials, das für den Rotormagnet eines Hochleistungs-Schrittmotors usw. verwendet werden kann, das heißt für einen zylindrischen ringförmigen Magneten, der längs seines Umfangs mehrpolig magnetisiert ist. Ein solches magnetisch anisotropes Mate­ rial wird durch plastisches Verformen eines vor­ verdichteten Preßkörpers hergestellt, wobei die Anisotropie durch Kaltverformung eines Pulvers eines magnetischen Ma­ terials aus einem Seltenerd-Metall, einem Übergangs­ metall und Bor erhalten wird, beispielsweise aus einem magnetischen Nd-Fe-B-Pulver, das durch Abschrecken des ge­ schmolzenen Metalls erzeugt wird.
In der US-PS 4 770 723 ist die Herstellung eines gesinterten Nd-Fe-B-Magneten durch Formen in einem Magnetfeld, Sintern und Wärmebehandeln eines Pulvers beschrieben, das durch Pulverisieren eines Blocks erhalten wird, der durch das Zusammenschmelzen und Gießen von Nd, Fe und B sowie dazu erforderlichenfalls hinzugefügten Zusatzmitteln entsteht. Ebenso sind allgemein Nd-Fe-B-Magnete mit feinkristalliner Struktur bekannt, die aus einem Nd-Fe-B-Pulver in der Form feiner Kristallpartikel (mit einem durchschnittlichen Par­ tikeldurchmesser von etwa 0,01 bis 0,5 µm) hergestellt wer­ den, so daß diese Magnete eine hohe Koerzitivkraft besitzen.
Aus der EP 0 133 758 A2 sind ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 bekannt. Dort wird ein Nd-Fe-B-Magnet durch Druckverformung mit einer magnetischen Anisotropie versehen.
Nach anderen herkömmlichen Verfahren kann eine magnetische Anisotropie solchen magnetischen Materialien durch plasti­ sches Verformen, das heißt genauer durch Fließpressen, Zie­ hen usw. erteilt werden (JP-OS 61-268 006).
Keines der bekannten Verfahren ermöglicht jedoch die Her­ stellung eines Magneten, der als zylindri­ scher ringförmiger Rotormagnet eines Hochleistungs-Schritt­ motors verwendet werden kann und der dazu längs des Umfangs mehrpolig magnetisiert ist. Um eine solche Anwendung möglich zu machen, ist es erforderlich, daß der Bereich des zylin­ drischen ringförmigen Magneten, der sich vom Mittelpunkt zum äußeren Umfangsabschnitt erstreckt, vorher mit einer radia­ len magnetischen Anisotropie oder einer polaren magnetischen Anisotropie versehen wird. So ist beim Sinterverfahren der Kontraktionskoeffizient der Achse, die leicht magnetisiert werden kann, verschieden von dem der Achse, die schwerer zu magnetisieren ist, so daß während des Sinterns Risse oder elliptische Verformungen der gesinterten Körper auftreten. Im Ergebnis können mit diesem Verfahren keine Produkte her­ gestellt werden, die für industrielle Zwecke verwendbar sind. Das in der EP-A-1 33 758 beschriebene Druckverformungs­ verfahren ergibt nur eine einachsige Anisotropie parallel zu der Verdichtungsachse. Mit diesem Verfahren kann daher kein Magnet mit einer radialen Anisotropie erhalten werden.
Beim oben erwähnten Fließpressen und Ziehen ist ein Schneid­ vorgang erforderlich, um zu dem fertigen Produkt zu kommen, und ein Teil des Materials verbleibt unbearbeitet, das heißt, daß ein solches Verfahren aus einem industriellen Ge­ sichtspunkt keineswegs als ideal bezeichnet werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vor­ richtung zur Herstellung eines magnetischen Hochleistungs- Nd-Fe-B-Magneten mit im wesentlichen feinkristallinem Gefüge zu schaffen, der in der Form eines zylindrischen ring­ förmigen Magneten eine radiale Anisotropie in der Umfangs­ richtung aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Lösung dieser Aufgabe ist in Anspruch 1, die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens in Anspruch 6 gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele für die Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1A bis 1D Schnitte durch eine Vorrichtung zur Herstel­ lung eines magnetisch-anisotropen Materials bei der Ausführung von Herstellungs-Verfahrensschritten;
Fig. 2 graphisch den Verlauf der magnetischen Flußdichte an der Oberfläche eines vierpoligen anisotropen Ringma­ gneten im Vergleich mit einem isotropen Verbundma­ gnet;
Fig. 3A und 3B eine Aufsicht bzw. eine Ansicht eines zylind­ rischen ringförmigen Magneten mit einer Darstellung der Entnahmestellen einer Probe;
Fig. 4 graphisch die Beziehung zwischen der Verformungsge­ schwindigkeit und der erhaltenen magnetischen Fluß­ dichte an der Oberfläche eines Magneten.
Bezüglich der Zusammensetzung des magnetischen Materials in den beschriebenen Ausführungsformen ergibt Pr annähernd den gleichen Effekt wie Nd, so daß Nd teilweise oder ganz durch Pr ersetzt werden kann. Auch kann durch teilweises oder völ­ liges Ersetzen von Nd durch Dy und Tb ein feinkristalliner Magnet mit hoher Koerzitivkraft erhalten werden, der eine ausgezeichnete thermische Stabilität besitzt. Dieser fein­ kristalline Magnet kann Änderungen in der magnetischen Rest- Flußdichte bei Temperaturänderungen klein halten. Ce, das in einem minderwertigen Material enthalten ist, das im allgemeinen als "Didym" bekannt ist, kann bis zu 10 Atomprozent verwendet werden, ohne daß das Energieprodukt des Magneten wesentlich verringert ist. Der Curiepunkt des Magneten kann durch teilweises Ersetzen von Fe durch Co angehoben werden, wodurch es möglich ist, die thermische Stabilität zu ver­ bessern und Änderungen in der magnetischen Rest-Flußdichte bei Temperaturänderungen ähnlich wie im Falle der Zugabe von Dy und Tb minimal zu halten. Wenn der Gesamtgehalt der Ele­ mente Nd und R (wobei R für wenigstens ein Element aus der Gruppe Dy, Pr, Tb und Ce steht) weniger als 11 Atomprozent beträgt, wird keine ausreichende innere Koerzitivkraft er­ halten. Andererseits ist, wenn dieser Gesamtgehalt mehr als 18 Atomprozent beträgt, die magnetische Rest-Flußdichte her­ abgesetzt. Der Gesamtgehalt dieser beiden Elemente wird folglich so gewählt, daß er im Bereich von 11 bis 18 Atom­ prozent liegt.
Wenn der Gehalt an B kleiner als 4 Atomprozent ist, ist sowohl die magnetische Rest-Flußdichte als auch die innere Koerzitivkraft gering, da die Ausbildung der R₂Fe₁₄B-Phase ungenügend ist. Wenn der B-Gehalt 11 Atomprozent übersteigt, tritt eine Phase in Erscheinung, die bezüglich der magne­ tischen Eigenschaften ungünstig ist, mit dem Ergebnis einer Verringerung der magnetischen Rest-Flußdichte. Der Gehalt an B wird daher so gewählt, daß er im Bereich von 4 bis 11 Atomprozent liegt.
Wenn das Ersetzungsverhältnis (y) von Co bezüglich Fe 0,3 übersteigt, ist die Anisotropie-Konstante der Hauptphase herabgesetzt, obwohl der Curie-Punkt angehoben ist, so daß kein hohes IHc mehr erhalten werden kann. Entsprechend wird y so gewählt, daß es nicht größer als 0,3 ist. Wenn der Ge­ halt (z) an Zusatzelementen M 3 übersteigt, ist die magne­ tische Rest-Flußdichte stark herabgesetzt. Entsprechend wird z so gewählt, daß es nicht größer als 3 ist.
Die verwendete Legierung kann solche Verunreinigungen wie Nb, das in Ferrobor enthalten ist, und Reduktionsmittel be­ inhalten, die bei der Reduktion anderer Seltenerd-Ele­ mente zugegeben werden. Hinzufügen von Ga, Zn, Al, Ta, Hf, Zr oder Ti als Zusatzelement M verbessert insbesondere so­ wohl die Koerzitivkraft als auch die thermische Stabilität des erhaltenen Magneten.
Wenn der durchschnittliche Korndurchmesser der Kristalle in der Legierung 0,5 µm übersteigt, wird die Koerzitivkraft unerwünschterweise verringert. Auch ein durchschnittlicher Korndurchmesser von weniger als 0,01 µm ergibt eine ungün­ stige Verringerung der Koerzitivkraft, was es unmöglich macht, die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erhal­ ten. Der durchschnittliche Kristalldurchmesser liegt ent­ sprechend im Bereich von 0,01 bis 0,5 µm.
Die in den Fig. 1A bis 1D gezeigte Vorrichtung zur Herstel­ lung des magnetisch anisotropen Materials enthält einen oberen Stempel 1, eine Matrize 2 und einen unteren Stempel 4, in dem ein innerer Lochstempel 3 vorgesehen ist. Die Matrize 2 weist eine obere Bohrung, deren Durchmesser an den Durchmesser des oberen Stempels 1 angepaßt ist, sowie eine untere Bohrung auf, deren Durchmesser klei­ ner ist als der der oberen Bohrung. Im mittleren Bereich der Matrize 2 ist ein konischer Abschnitt vorgesehen, der die obere und die untere Bohrung miteinander verbindet. Die konzentrischen unteren Stempel 3 und 4 können unabhängig voneinander in der Axialrichtung der Matrize 2 bewegt werden. Der obere Stempel 1 ist derart axial bewegbar, daß der obere und der konische Teil des Matrizenhohlraums abgeschlossen ist. Die Vorrichtung enthält darüber hinaus noch eine Heizeinrichtung 6 zum Aufheizen der Ma­ trize 2 auf eine Temperatur von 600 bis 850°C. Die Matrize kann unter Unterdruck oder in Inertgasatmo­ sphäre eingesetzt werden.
Das Herstellungsverfahren für das anisotrope magnetische Material beinhaltet folgende Schritte:
Zuerst wird eine Legierung mit einer vorbestimmten Zusam­ mensetzung mittels Hochfrequenzschmelzen oder dergleichen hergestellt und durch Abschrecken pulverisiert, um Pulver oder Flocken zu erhalten. Das Pulver bzw. die Flocken werden bei Raumtemperatur zu einem Vorpreßkörper zusammengedrückt. Dieser Vorpreßkörper wird vorzugsweise einer plastischen Verformung in einer Heißpresse unterworfen. Der kalt oder warm verdichtete Vorpreßkörper 5 wird dann in die obere Bohrung der Matrize 2 eingesetzt, wie in den Fig. 1A und 1B gezeigt, und durch die Wirkung des oberen Stempels 1 zusammengedrückt, wobei die Temperatur beispiels­ weise mittels einer Hochfrequenzheizung bei 600 bis 850°C gehalten wird. Dadurch, daß der Vorpreßkörper 5 durch den koni­ schen Abschnitt in der Mitte der Matrize 2 gedrückt wird, werden auf ihn von den Seitenwänden der Matrize 2 Druckkräfte ausgeübt, so daß die leicht zu magnetisierende Richtung radial auf die Seitenwand zu orien­ tiert werden kann. Der konische Matrizenabschnitt bewirkt dabei eine magnetisch-anisotrope Orientierung im Preßkörper. Eine Verformungstemperatur von weniger als 600°C ergibt einen hohen Verformungswiderstand, so daß es schwierig ist, den Preßkörper durch den konischen Abschnitt zu drücken. Wenn andererseits die Temperatur mehr als 850°C beträgt, tritt ein Wachsen der Kristalle auf, was eine erheblich herabgesetzte innere Koerzitivkraft IHc zur Folge hat.
Vorzugsweise wird die Legierung einer Verformung im Tempe­ raturbereich zwischen 700 und 760°C unterworfen. Eine Tem­ peratur von weniger als 700°C ergibt bereits eine schlechtere Bearbeitbarkeit und eine Temperatur über 760°C verursacht bereits ein Kristallwachstum mit der Folge einer Verringe­ rung der Koerzitivkraft.
Die Verformungsgeschwindigkeit ist bei dem beschriebenen Verfahren bzw. der Vorrichtung durch den Kegelwinkel des konischen Abschnittes in der Matrize 2 und die Arbeitsge­ schwindigkeit des oberen Stempels 1 bestimmt, und sie ist entsprechend der Materialzusammensetzung und der gewünschten magnetischen Eigenschaften geeignet gewählt.
Die Verformungsgeschwindigkeit ist vorzugsweise nicht kleiner als 1×10-5/sec, da eine geringere Verformungsge­ schwindigkeit zu große Zykluszeiten ergibt. Eine wesentlich höhere Verformungsgeschwindigkeit ergibt andererseits eine nicht ausreichende Anisotropie und eine Verringerung im Ori­ entierungsverhältnis. Folglich ist die Verformungsgeschwin­ digkeit so gewählt, daß sie nicht größer als 1×10-2/sec ist. Die bevorzugte Verformungsgeschwindigkeit, die einen Magneten mit einer guten magnetischen Anisotropie ergibt, liegt im Bereich von 4×10-4 bis 4×10-1/sec.
Erfindungsgemäß ist es möglich, einen umgeformten Magnetkörper mit einer Dichte von 95% der theoretischen Dichte des Materials (das heißt von 7,58 g/cm³ im Falle der intermetallischen Verbindung Nd₂Fe₁₄B) zu erhalten.
Im folgenden werden Beispiele für das Verfahren zur Herstel­ lung des magnetisch anisotropen Materials beschrieben.
Beispiel 1
Durch Lichtbogenschmelzen wurde eine Legierung Nd₁₄Fe₈₀B er­ zeugt und die Schmelze in einer Ar-Atmosphäre schnell abgeschreckt, um Flocken zu erhalten. Die bei einer Kühlrollen-Umfangsgeschwin­ digkeit von 30 m/sec erhaltenen Flocken hatten eine Dicke von etwa 30 µm. Durch Röntgenstrahlanalyse wurde fest­ gestellt, daß eine Mischung aus amorphen und kristallinen Flocken vorlag. Diese Flocken wurden grob pulverisiert, bis sie einer Größe von 500 µm oder weniger entsprachen, und es wurde ein Vorpreßkörper geformt. Der Formdruck betrug da­ bei 6 kbar. Es wurde kein magnetisches Feld angelegt.
Dieser Vorpreßkörper wurde in den oberen Teil der Matrize 2 eingesetzt, wie es in der Fig. 1A gezeigt ist, und mit einer Hochfrequenzheizung bis 750°C aufgeheizt, während er über die Stempel 3 und 4 von unten mit einem Druck von etwa 500 bar beaufschlagt wurde.
Daraufhin wurde der Stempel 4 abgesenkt, wie es in der Fig. 1B gezeigt ist, bis er das untere Ende des konischen Bereichs der Matrize 2 erreicht hatte. Dann wurde der obere Stempel 1 mit einem Druck von 2 kbar abgesenkt, bis er das obere Ende des Stempels 3 berührte. In der Folge wurde der Stempel 4 bis zu einer vorbestimmten unteren Position in der Matrize 2 abge­ senkt. Wie in der Fig. 1C gezeigt, wurde der obere Stempel 1 dann bis zum oberen Ende des konischen Bereichs der Ma­ trize 2 und danach, wie in der Fig. 1D gezeigt, mit einem Druck von 2 kbar bis zu dem unteren Ende des konischen Bereichs abgesenkt, wodurch die plastische Umformung der Nd-Fe-B-Legierung bewirkt wurde. Durch Hochfahren der Stempel 1 und 4 wurde ein zylindrischer ringförmiger Magnet mit einem Außendurchmesser von 12 mm, einem Innendurchmesser von 5 mm und einer Länge von 30 mm entformt. Dieser Magnet wurde in Umfangsrichtung mit vier Polen mehrpolig magnetisiert. Eine Messung der magneti­ schen Oberflächen-Flußdichte in Umfangsrichtung ergab, daß die magnetische Flußdichte 0,36 T betrug. Dieser Wert ist größer als bei einem herkömmlichen isotropen Nd-Fe-B-Verbundmagnet (0,2 T).
Beispiel 2
Ein zylindrischer ringförmiger Magnet aus Nd₁₄Fe₇₇B₈Ga₁ wurde wie im Beispiel 1 hergestellt; daraus wurde eine kubische Probe von 2 mm×2 mm×2 mm, wie in Fig. 3 gezeigt, herausgeschnitten. Die magnetischen Eigenschaften dieser Probe in der X-, Y-und Z-Richtung wurden mittels eines Magnetflußmeßgeräts des Schwingungstyps gemessen. Das Ergebnis ist in der Tabelle 1 dargestellt, woraus hervor­ geht, daß die Orientierung in der X-Richtung einen sehr guten Wert aufweist.
Tabelle 1
Beispiel 3
Ein zylindrischer ringförmiger Magnet aus Nd₁₄Fe₇₉B₆M₁ (wo­ bei M wenigstens ein zusätzliches Element aus der Gruppe Zn, Al, Ta, Hf, Ti und Zr ist) wurde wie in Beispiel 1 herge­ stellt und daraus, wie in Beispiel 2, eine Probe herausgeschnitten. Die magnetischen Eigenschaften der Probe in der X-Richtung wurden gemessen, mit dem in der Tabelle 2 dargestellten Ergebnis:
Tabelle 2
Beispiel 4
Eine geschmolzene Nd₁₄Fe₈₀B₆M₁-Legierung wurde schnell abgeschreckt, um, wie im Beispiel 1, Flocken zu er­ halten; diese Flocken wurden pulverisiert, bis sie eine Größe von 500 µm oder weniger hatten. Die Flocken wurden zu einem Vorpreßkörper gepreßt, der bei einer Tem­ peratur von 650°C und mit einem Druck von 1,5 kbar zu einem Warmpreßkörper von 7,4 g/cm³ Dichte weiter verdichtet wurde. Dieser wurde in der Matrize 2 mittels Hochfrequenzheizung auf 700°C aufgeheizt und plastisch umgeformt. Bei der Verformung wurde die Verfor­ mungsgeschwindigkeit durch Ändern der Geschwindigkeit der Abwärtsbewegung des oberen Stempels 1 variiert, um die Be­ ziehung zwischen der Verformungsgeschwindigkeit und der magnetischen Oberflächen-Flußdichte zu bestimmen. Die Ergeb­ nisse sind in der Fig. 4 dargestellt. Die besonders zu be­ vorzugende Verformungsgeschwindigkeit liegt demnach im Be­ reich von etwa 1×10-5/sec bis etwa 1×10-2/sec.
Beispiel 5
Die magnetischen Eigenschaften eines Ringmagneten mit einer Zusammensetzung Nd₁₄FerestB₆Mz (z=0 bis 3,5), wobei M we­ nigstens ein zusätzliches Element aus der Gruppe Zn, Al, Ta, Hf, Ti, Zr und Ga ist, wurden wie im Beispiel 3 geprüft. Die Überprüfung ergab, daß ein z-Wert von 3 oder kleiner zufrie­ denstellende magnetische Eigenschaften und ein z-Wert von mehr als 3 eine erhebliche Verringerung im Wert von Br er­ gab.
Tabelle 3
Erfindungsgemäß ist es somit möglich, einen radial anisotro­ pen oder Pol-anisotropen Nd-Fe-B-Magneten mit hoher magneti­ scher Oberflächen-Flußdichte zu erhalten.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines anisotropen Magneten aus einer Legierung auf der Basis eines Übergangsmetalls, einer Seltenen Erde, und Bor mit einer durchschnittlichen Kristallgröße von 0,01 bis 0,5 µm durch Abschrecken der Legierungsschmelze zu amorphen und/oder feinkristallinen Pulvern oder Flocken, die zu einem Vorpreßkörper verdichtet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorpreßkörper bei einer Temperatur im Bereich von 600 bis 850°C zu einem Hohlzylinder mit radialer oder polarer magnetischer Anisotropie plastisch umgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Temperatur von 700 bis 760°C plastisch umgeformt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit einer Verformungsgeschwindigkeit von 1×10-5 bis 1×10-2/sec, vorzugsweise 4×10-4 bis 4×10-1/sec plastisch umgeformt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Unterdruck von höchstens 13 Pa oder in einer Inertgasatmosphäre, vorzugsweise Ar oder He, plastisch umgeformt wird.
5. Anwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 auf eine Legierung der Zusammensetzung nach der Formel (Nd1-xRx)11-18(Fe1-yCoy)RestB4-11Mz(in Atomprozent), wobei
0 ≦ x ≦ 1,
0 ≦ y ≦ 0,3,
0 ≦ z ≦ 3,
R = Dy, Pr, Tb und/oder Ce, und
M = Ga, Zn, Al, Ta, Hf, Ti und/oder Zr sind.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend
eine Matrize (2) mit Bohrungen, in denen zwei Stempel (1; 3, 4) gegeneinander bewegbar sind,
einen Matrizenhohlraum zur Aufnahme des Vorpreßkörpers (5) und
eine Heizeinrichtung (6) zum Aufheizen des Vorpreßkörpers (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (1; 4) unterschiedliche Durchmesser haben und der Durchmesser des Matrizenhohlraums sich von dem Durchmesser des größeren Stempels (1) auf den des kleineren Stempels (4) verjüngt, wobei der größere Stempel (1) die größere Bohrung und den konischen Bereich des Matrizenhohlraums verschließen kann, und daß ein den Hohlraum des Hohlzylinders formender koaxialer Lochstempel (3) vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinere Stempel (4) den Lochstempel (3) koaxial enthält.
DE3839545A 1987-11-27 1988-11-24 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines anisotropen Magneten Expired - Fee Related DE3839545C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62299200A JPH01139738A (ja) 1987-11-27 1987-11-27 磁気異方性磁石材料の製造方法及びその装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3839545A1 DE3839545A1 (de) 1989-06-08
DE3839545C2 true DE3839545C2 (de) 1994-09-08

Family

ID=17869440

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3839545A Expired - Fee Related DE3839545C2 (de) 1987-11-27 1988-11-24 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines anisotropen Magneten

Country Status (3)

Country Link
US (2) US4960469A (de)
JP (1) JPH01139738A (de)
DE (1) DE3839545C2 (de)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2599378B2 (ja) * 1987-02-06 1997-04-09 松下電器産業株式会社 樹脂磁石の製造方法
JPH07105301B2 (ja) * 1987-09-10 1995-11-13 日立金属株式会社 磁気異方性Ｎｄ―Ｆｅ―Ｂ磁石材の製法
US5342574A (en) * 1989-04-14 1994-08-30 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Method for producing anisotropic rare earth magnet
CA2023924A1 (en) * 1989-12-19 1991-06-20 Earl G. Brewer Alloying low-level additives into hot-worked nd-fe-b magnets
JPH0831385B2 (ja) * 1990-03-09 1996-03-27 富士電気化学株式会社 異方性希土類永久磁石の製造方法
JPH0831386B2 (ja) * 1990-03-09 1996-03-27 富士電気化学株式会社 異方性希土類永久磁石の製造方法
JPH0491403A (ja) * 1990-08-02 1992-03-24 Fuji Elelctrochem Co Ltd 異方性永久磁石
JP2580066B2 (ja) * 1990-08-02 1997-02-12 富士電気化学株式会社 異方性永久磁石
US5858123A (en) * 1995-07-12 1999-01-12 Hitachi Metals, Ltd. Rare earth permanent magnet and method for producing the same
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
CN1165919C (zh) * 1998-04-06 2004-09-08 日立金属株式会社 R-t-b合金粉末树脂混合物颗粒及生产方法和粘合稀土磁体
TW514938B (en) * 1999-11-04 2002-12-21 Seiko Epson Corp Cooling roll, production method for magnet material, thin-band-like magnet material, magnet powder and bond magnet
US6454993B1 (en) 2000-01-11 2002-09-24 Delphi Technologies, Inc. Manufacturing technique for multi-layered structure with magnet using an extrusion process
US6527535B1 (en) 2000-07-26 2003-03-04 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Manual die set for pressing explosive powder into hollow cylindrical pellets
US6986866B2 (en) * 2002-11-04 2006-01-17 Kennametal Inc. Method and apparatus for cross-hole pressing to produce cutting inserts
KR20060022263A (ko) * 2003-06-10 2006-03-09 지케이엔 신터 메탈즈, 인크. 분말 금속 부품에 홀 또는 슬롯을 형성하는 방법 및 장치
US7325434B2 (en) * 2004-09-01 2008-02-05 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Method for manufacturing ring-shaped magnet material and manufacturing apparatus used therefor
JP4561974B2 (ja) * 2004-09-01 2010-10-13 大同特殊鋼株式会社 リング状磁石素材の製造方法
JP4957415B2 (ja) * 2006-09-06 2012-06-20 大同特殊鋼株式会社 永久磁石の製造方法および永久磁石
CN101202143B (zh) * 2007-11-09 2012-01-11 钢铁研究总院 高性能辐向热压磁环的制备方法
US8062014B2 (en) * 2007-11-27 2011-11-22 Kennametal Inc. Method and apparatus using a split case die to press a part and the part produced therefrom
US8033805B2 (en) * 2007-11-27 2011-10-11 Kennametal Inc. Method and apparatus for cross-passageway pressing to produce cutting inserts
JP5447246B2 (ja) * 2010-07-14 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 異方性希土類磁石の製造方法
JP2013021015A (ja) * 2011-07-07 2013-01-31 Toyota Motor Corp 希土類ナノコンポジット磁石およびその製造方法
CN104505205B (zh) * 2014-11-21 2017-02-22 宁波金鸡强磁股份有限公司 一种稀土永磁材料成型设备以及成型方法
WO2018165251A1 (en) 2017-03-09 2018-09-13 Gkn Sinter Metals, Llc Method of forming a powder metal insert having a horizontal through hole
JP6668289B2 (ja) * 2017-05-12 2020-03-18 ミネベアミツミ株式会社 Ｒ−ｔ−ｂ系永久磁石の製造方法およびｒ−ｔ−ｂ系永久磁石
US11462960B2 (en) * 2019-12-02 2022-10-04 Hiwin Mikrosystem Corp. Rotor with first and second permanent magnets having support members and slots

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE759661A (fr) * 1969-12-01 1971-04-30 Hitachi Powdered Metals Cy Ltd Dispositif de compression de poudre pour former un engrenage helicoidalcomprime
US4087221A (en) * 1977-01-31 1978-05-02 Remington Arms Company, Inc. Apparatus for molding powder metal parts
CA1316375C (en) * 1982-08-21 1993-04-20 Masato Sagawa Magnetic materials and permanent magnets
CA1236381A (en) * 1983-08-04 1988-05-10 Robert W. Lee Iron-rare earth-boron permanent magnets by hot working
US4521360A (en) * 1983-09-12 1985-06-04 Battelle Memorial Institute Methods of compaction by incremental radial compression and/or low-ratio extrusion
US4710239A (en) * 1984-09-14 1987-12-01 General Motors Corporation Hot pressed permanent magnet having high and low coercivity regions
JPS61268006A (ja) * 1985-05-23 1986-11-27 Tdk Corp 異方性磁石
CA1269029A (en) * 1986-01-29 1990-05-15 Peter Vernia Permanent magnet manufacture from very low coercivity crystalline rare earth-transition metal-boron alloy
US4881986A (en) * 1986-11-26 1989-11-21 Tokin Corporation Method for producing a rare earth metal-iron-boron anisotropic sintered magnet from rapidly-quenched rare earth metal-iron-boron alloy ribbon-like flakes
SU1447571A1 (ru) * 1986-12-24 1988-12-30 Таллинский Политехнический Институт Пресс- форма дл изготовлени изделий типа втулки из металлических порошков
JPS63216317A (ja) * 1987-03-05 1988-09-08 Tdk Corp ラジアル配向磁石の製造方法
US4818201A (en) * 1987-11-19 1989-04-04 Martin Sprocket & Gear, Inc. Method of manufacturing bushings with powdered metals

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01139738A (ja) 1989-06-01
US5039292A (en) 1991-08-13
DE3839545A1 (de) 1989-06-08
US4960469A (en) 1990-10-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3839545C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines anisotropen Magneten
DE3789951T2 (de) Anisotropes Magnetpulver, Magnet daraus und Herstellungsverfahren.
DE69911138T2 (de) Gesinterter R-T-B-Dauermagnet
DE3686043T2 (de) Dauermagnetherstellung aus einer seltenerd-uebergangsmetall-bor-legierung sehr niedriger koerzivitaet.
DE112012003472B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Seltenerdmagneten
DE3783975T2 (de) Dauermagnet mit guter thermischer stabilitaet.
DE68925506T2 (de) Gebundener R-Fe-B-Magnet und Verfahren zur Herstellung
DE3883038T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines anisotropen seltene Erden-Eisen-Bor-Verbundmagneten mit Hilfe von bandähnlichen Spänen aus einer seltene Erden-Eisen-Bor-Legierung.
DE60221448T2 (de) Seltenerdlegierungs Sinterformteil
DE112012004288T5 (de) R-T-B-basiertes Legierungsband, R-T-B-basierter gesinterter Magnet und Verfahren zu deren Herstellung
DE19728418A1 (de) Herstellungsverfahren für anisotrope harzgebundene Magneten
DE10052682A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Presslings aus einem Seltenerdmetall-Legierungspulver und eines Seltenerdmetallmagneten
DE3780588T2 (de) Verfahren zur herstellung eines gesinterten anisotropen seltenerd-eisen-bor-magneten mit hilfe von bandaehnlichen spaenen aus einer seltenerd-eisen-bor-legierung.
DE10392157B4 (de) Verfahren zum Pressen eines Seltenerdmetall-Legierungspulvers und Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einer Seltenerdmetall-Legierung
DE112012003478T5 (de) Verfahren zur herstellung von magnetischen grünlingen, magnetischer grünling und sinterkörper
DE112012000967T5 (de) Verfahren zur Herstellung eines Seltenerdmagneten
DE102017101874A1 (de) Legierung für einen R-T-B-basierten Sintermagneten und einen R-T-B-basierten Sintermagneten
DE102017222062A1 (de) Permanentmagnet auf R-T-B-Basis
DE69003720T2 (de) Verfahren und Vorrichtung für die Herstellung eines anisotropen Seltenerd-Magneten.
DE3685656T2 (de) Verfahren zur herstellung eines voellig dichten gegenstandes.
DE69221245T2 (de) Verfahren zur herstellung eines permanentmagnetes aus seltenen erden
DE60031914T2 (de) Magnetpulver und isotroper Verbundmagnet
DE60132047T2 (de) Bandähnliches Magnetmaterial und daraus hergestelltes Magnetpulver
DE60311960T2 (de) Verfahren zur herstellung eines seltenerdelement-permanentmagneten auf r-t-b-basis
DE60122260T2 (de) Grosser Austauschfeder-Magnet, hiermit ausgestattetes Gerät und zugehöriges Herstellungsverfahren

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8125 Change of the main classification

Ipc: B22F 3/24

D2 Grant after examination
8363 Opposition against the patent
8339 Ceased/non-payment of the annual fee