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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Zuführung eines
Legierungspulvers auf Seltenerdmetallbasis in ein Hohlraum zum Beispiel
in einer Form, um das Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis
einem Pressen zu unterziehen, um einen Magnet auf Seltenerdmetallbasis
herzustellen, und eine für
die Verwendung in solch einem Verfahren geeignete Vorrichtung. Um
genauer zu sein, die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
zur Pulverzuführung,
welches eine gleichmäßige Zuführung und Füllung in
einen Hohlraum gestattet, selbst bei einem Legierungspulver, welches
schlechtes Fließvermögen aufweist
und schwierig in einen Hohlraum zu füllen ist und das des Weiteren
entflammbar und schlecht zu handhaben ist, wie es bei dem zuvor
beschriebenen Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis der Fall
ist, ohne Bildung von Agglomeraten und Brücken und ohne Auftreten einer
Entzündung.
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Beschreibung des Standes der Technik
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Zur
Zuführung
eines Pulvers mit schlechtem Fließvermögen aus einem Beschickungskasten
in ein Hohlraum in einer Form wird für gewöhnlich eine Zuführvorrichtung
verwendet, die so ausgelegt ist, dass ein Beschickungskasten mit
einer Öffnung
in seinem Boden oberhalb eines Hohlraums, der in einer Form vorgegeben
ist, bewegt wird, wodurch ein Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis
aus dem Beschickungskasten in den Hohlraum befördert wird. Es sind herkömmliche
Zuführvorrichtungen
bekannt, bei denen eine Drehschaufel, die sich im Beschickungskasten
dreht, verwendet wird, wie es in der japanischen, offengelegten
Patentanmeldung mit der Nr.
59-40560 beschrieben
ist; bei denen ein kugelförmiges
Element im Boden des Beschickungskastens in Drehung versetzt wird,
wie es in der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit der
Nr.
10-58198 beschrieben
ist; oder bei denen eine Drehschaufel, die innerhalb des Beschickungskasten
in spiralförmige
Drehung versetzt wird, verwendet wird, wie es in der japanischen,
offengelegten Gebrauchsmusteranmeldungen mit der Nr.
63-110521 beschrieben ist.
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Bei
den Systemen des Standes der Technik vergrößert sich jedoch die Höhe des Beschickungskastens
und der Hub eines Stempels verlängert
sich. Dadurch verlängert
sich die Zeit, die für
einen Presslauf benötigt
wird, was zu einer verringerten Produktivität führt. Ein Pulver mit schlechtem
Fließvermögen, wie
etwa ein Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis, kann nicht gleichmäßig in den
Hohlraum gefüllt
werden, falls keine gleichförmige
Schubkraft vorgesehen ist. Insbesondere ein Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis,
das durch einen Dünnbrammengussprozess
hergestellt ist und exzellente magnetische Eigenschaft aufweist,
weist ein extrem schlechtes Fließvermögen auf und ist schwierig gleichmäßig in den
Hohlraum zu füllen,
da es eine kleine mittlere Partikelgröße und eine schmale und spitze
Partikelgrößenverteilung
aufweist. Wenn ferner ein Schmiermittel, wie etwa ein Fettester,
zur Steigerung der Ausrichtung zugegeben wird, weist das Legierungspulver
eine gesteigerte Viskosität
auf, und somit ist es schwieriger, dieses gleichmäßig in den
Hohlraum zu füllen.
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Des
Weiteren besteht bei der Vorrichtung mit der zuvor beschriebenen
Anordnung die Möglichkeit, dass
das Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis der Atmosphäre ausgesetzt
wird und sich dabei entzündet,
da sowohl die Formoberfläche
als auch der Boden des Beschickungskastens aus einem Metall ausgebildet
ist und das Legierungspulver manchmal sich zwischen diese festsetzt.
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Das
Dokument
GB 2 311 509
A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Füllen eines Hohlraums
in einer Form mit Pulver, worin ein Rohr mit Löchern zum Austritt von Gas
in einem Pulverkasten angeordnet ist und Gas in das Pulver in dem Pulverkasten
austritt, während
das Pulver in den Hohlraum eindringt, so dass die Partikel des Pulvers durchgemischt
werden.
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Die
europäische
Patentanmeldung
EP
0 646 937 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Permanentmagneten
und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Grünlings.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Folglich
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Pulverzuführverfahren
und eine Vorrichtung zur Zuführung
eines Legierungspulver aus einem Beschickungskasten mit einer Öffnung in
dessen Boden in einen Hohlraum, der in einer Form vorgegeben ist,
durch Bewegen des Beschickungskastens über den Hohlraum bereitzustellen,
wobei selbst ein Pulver, das schwer zu handhaben ist, wie etwa ein
Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis, aus dem Beschickungskasten
in den Hohlraum unter gleichmäßigen Druck
im Vergleich zu den herkömmlichen
Rühr- bzw.
Schüttelmitteln
ohne die Gefahr einer Entzündung
zugeführt
werden kann.
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Zur
Lösung
der oben genannten Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt und Merkmal
der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung zur Zuführung eines
Legierungspulvers auf Seltenerdmetallbasis aus einem Beschickungskasten
mit einer Öffnung in
seinem Boden in einen Hohlraum durch Bewegen des Beschickungskastens über den
Hohlraum bereitgestellt, wobei die Vorrichtung ein Inertgas zuführendes
Rohr, das über
einem zentralen Bereich einer Seitenwand des Beschickungskastens
angeordnet ist, zum Füllen
eines Inertgases in den Pulverbeschickungskasten aufweist, um den
Beschickungskasten unter Inertgasatmosphäre zu halten.
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Mit
dem obigen Merkmal kann das Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis
in den Hohlraum befördert
werden, während
das Innere des Pulverbeschickungskastens in einem mit Inertgas gefüllten Zustand
durch Vorsehen einer Inertgas zuführenden Einrichtung für das Füllen eines
Inertgases in den Beschickungskasten gehalten wird. In diesem Fall
ruft Reibungswärme
mit der Bewegung des Beschickungskastens einen zündungsfähigen Zustand hervor. Jedoch
besteht die Gefahr der Entzündung nicht.
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Gemäß einem
zweiten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung, wird ein
Verfahren zur Zuführung
eines Legierungspulvers auf Seltenerdmetallbasis aus einem Beschickungskasten
mit einer Öffnung
in seinem Boden in einen Hohlraum durch Bewegen des Beschickungskastens über dem
Hohlraum bereitgestellt, wobei der Beschickungskasten über dem
Hohlraum bewegt wird, während
ein Inertgas in den Beschickungskasten durch ein Inertgas zuführendes
Rohr (16), das über
einem zentralen Bereich einer Seitenwand (10a) des Beschickungskastens
(10) angeordnet ist, gefüllt wird, um den Beschickungskasten
unter Inertgasatmosphäre
zu halten, wodurch das Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis
in den Hohlraum befördert
wird.
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Gemäß einem
dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung und zusätzlich zu
dem zweiten Merkmal enthält
das Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis einen dazugegebenen
Schmierstoff.
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Gemäß einem
vierten Aspekt und Merkmal der vorliegenden Erfindung und zusätzlich zu
dem zweiten Merkmal wird das Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis
durch einen Dünnbrammengussprozess
hergestellt.
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Die
obigen Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus
der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
an Hand der begleitenden Figuren deutlich werden.
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Kurzbeschreibung der Figuren
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform eines Presssystems,
das mit einer Pulverzuführvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestattet ist;
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2 ist
eine seitliche Schnittansicht eines Teils des Presssystems in der
Nähe des
Beschickungskastens;
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3 ist
eine Aufsicht auf den Beschickungskasten;
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4 ist
eine Seitenansicht des Beschickungskastens;
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5 ist
eine Bodenansicht des Beschickungskastens;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht eines stabförmigen Elements, welches die
Pulverzuführvorrichtung
bildet;
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7 ist
eine Schnittansicht für
die Erklärung
eines Schrittes der Zuführung
des Pulvers;
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8 ist
eine Schnittansicht zur Erklärung eines
anderen Schrittes der Zuführung
des Pulvers;
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9 ist
eine Schnittansicht zur Erklärung eines
weiteren Schrittes der Zuführung
des Pulvers;
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10 ist
eine Schnittansicht zur Erklärung eines
noch weiteren Schrittes zur Zuführung
des Pulvers;
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11 ist
eine Schnittansicht zur Erklärung eines
noch weiteren Schrittes zur Zuführung
des Pulvers;
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12 ist
eine Schnittansicht zur Erklärung eines
noch weiteren Schrittes zur Zuführung
des Pulvers;
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13 ist
ein charakteristisches Diagramm, das das Verhältnis zwischen dem Durchmesser
des stabförmigen
Elements und dem Abstand zwischen der Öffnungsfläche eines Hohlraums und dem
unteren Ende des stabförmigen
Elements zeigt;
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14 ist
eine Aufsicht, die den Füllzustand des
Legierungspulvers zeigt;
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15 ist
eine Aufsicht, die den Füllzustand des
Legierungspulvers zeigt; und
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16 ist
eine Schnittansicht, die den Füllzustand
des Legierungspulvers zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsform
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Die
vorliegende Erfindung wird nun mittels einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung an Hand der begleitenden Figuren erklärt.
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Zuerst
wird ein Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis, das in der Ausführungsform
verwendet wird, nachfolgend beschrieben.
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Das
Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis wurde auf die folgende
Art und Weise hergestellt:
Zuerst wurde ein Barren unter Verwendung
eines Dünnbrammengussprozesses,
wie er im
US Patent mit der Nr.
5,383,978 beschrieben ist, hergestellt.
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Um
genauer zu sein, eine Legierung, die durch einen bekannten Prozess
hergestellt wurde und eine Zusammensetzung aufwies, die 30 Gewichts-%
Nd, 1,0 Gewichts-% B, 1,2 Gewichts-% Dy, 0,2 Gewichts-% Al, 0,9
Gewichts-% Co und den Rest Fe und unausweichliche Verunreinigungen
beinhaltete, wurde einem Hochfrequenzschmelzverfahren unterzogen,
um ein geschmolzenes Metall bereitzustellen. Das geschmolzene Metall
wurde auf 1.350°C gehalten
und dann auf einer einzelnen Walze unter den folgenden Bedingungen
abgekühlt:
eine Walzenumfangsgeschwindigkeit von etwa 1 m/s, eine Abkühlrate von
500°C/s,
einer Unterkühlungsrate
von 200°C/s,
wodurch ein schuppenförmiger
Legierungsrohling mit einer Dicke von 0,3 mm erzeugt wurde.
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Dann
wurde der Legierungsrohling durch ein Wasserstoffeinlagerungsverfahren
grob pulverisiert und dann in einer Atmosphäre aus Stickstoffgas unter
Verwendung einer Strahlmühle
fein pulverisiert, wodurch ein Legierungspulver mit einer mittleren Partikelgröße von 3,5 μm bereitgestellt
wurde.
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Nachfolgend
wurde eine Lösung
aus einem Fettester als ein Schmierstoff, verdünnt in einem Petrollösungsmittel,
zugegeben und in einer Menge von 0,3 Gewichts-% bezogen auf den
Schmierstoff mit dem Legierungspulver in einem Schaukelmischer gemischt,
wobei die Oberfläche
des Legierungspulvers mit dem Schmierstoff beschichtet wurde. Der
verwendete Fettester war Methylcaproat, und das Petrollösungsmittel
war Isoparaffin. Das Gewichtsverhältnis des Methylcaproats zum
Isoparaffin betrug 1:9.
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Die
Zusammensetzung der Legierungen auf Seltenerdmetallbasis kann eine,
die im
US Patent mit der Nr.
4,770,723 und ähnlichen
beschrieben ist, zusätzlich
zu der oben beschriebenen Zusammensetzung sein.
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Die
Art des Schmierstoffs ist nicht besonders eingeschränkt, und
es kann zum Beispiel eine Lösung
eines anderen Fettesters, der in einem Lösungsmittel verdünnt ist,
verwendet werden. Beispiele der Fettester, die verwendet werden
könnten,
sind Methylcaprylat, Methyllaurat, Methyllaurylat und Ähnliche.
Beispiele des Lösungsmittels,
welches verwendet werden könnte,
sind Petrollösungsmittel
wie Isoparaffin, naphthenische Lösungsmittel
und Ähnliche, und
eine Mischung eines Fettesters und eines Lösungsmittels bei einem Gewichtsverhältnis von
1:20 bis 1:1 kann verwendet werden. Ein fester Schmierstoff, wie
etwa Zinkstearat kann anstelle oder in Kombination mit dem flüssigen Schmierstoff
verwendet werden.
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Eine
Vorrichtung zur Zuführung
eines Legierungspulvers auf Seltenerdmetallbasis gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun nachfolgend beschrieben.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht der gesamten Anordnung eines Presssystems,
das mit der Zuführvorrichtung
für ein
Legierungspulver auf Seltenerdmetallbasis gemäß der vorliegenden Erfindung
ausgestattet ist.
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In 1 bezeichnet
das Bezugszeichen 1 eine Grundplatte. Eine Form 2a ist
in eine Formführung 2,
die benachbart zur Grundplatte 1 angeordnet ist, eingepasst
und weist ein vertikal dadurch vorgesehenes Formloch 2b auf.
Ein unterer Stempel 3 ist so angeordnet, dass er in das
Formloch 2b von unten eingepasst werden kann, wobei ein
Hohlraum 4 mit beliebigem Volumen durch eine innere Umfangsfläche des
Formlochs 2b und eine obere Endfläche des unteren Stempels 3 vorgegeben
wird.
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In 2 bezeichnet
das Bezugszeichen 5 einen oberen Stempel. Ein Legierungspulver
m ist in den Hohlraum 4 durch ein Beschickungskasten 10 eingebracht
worden, und der Beschickungskasten 10 ist weg vom Hohlraum
bewegt worden. Dann wird der obere Stempel 5 in den Hohlraum 4 eingeführt, um das
Legierungspulver m in Zusammenwirkung mit dem unteren Stempel 3 zu
komprimieren, um dadurch einen Grünling aus dem Legierungspulver
zu bilden. In dieser Ausführungsform
sind insgesamt sechs Hohlräume 4 in
drei Reihen in einer Bewegungsrichtung des Beschickungskastens 10 mit
zwei Hohlräumen 4 in
jeder Reihe angeordnet.
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Eine
ein magnetisches Feld erzeugende Spule 6 ist unter der
Form 2a angeordnet, um ein ausgerichtetes, magnetisches
Feld in Zusammenwirkung mit einer ein magnetisches Feld erzeugenden Spule
(nicht dargestellt), die in der Nachbarschaft des oberen, über der
Form 2a angeordneten Stempels 6 vorgesehen ist,
zu erzeugen.
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Der
Beschickungskasten 10 ist an der Grundplatte befestigt
und so ausgelegt, dass er zwischen einer Stellung auf der Form 2a und
einer Bereitschaftsstellung durch eine Kolbenstange 11a eines
Luftzylinders 11 hin- und herzubewegen ist. Eine Nachfülleinrichtung 30 ist
in der Nachbarschaft der Bereitschaftsstellung vorgesehen, um Legierungspulver
auf Seltenerdmetallbasis m in den Beschickungskasten 10 nachzufüllen.
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Details
der Nachfülleinrichtung 30 werden nachfolgend
beschrieben. Ein Zuführbecher 32 wird auf
eine Waage 31 platziert, so dass das Legierungspulver m
Stück für Stück in den
Zuführbecher 32 durch
eine Schwingung über 33 hinein
fällt.
Dieser Abwiegevorgang wird durchgeführt, während der Beschickungskasten 10 auf
der Form 2a bewegt wird, und wenn der Beschickungskasten 10 zurück in die Bereitschaftsstellung
bewegt worden ist, wird das Legierungspulver m in den Beschickungskasten 10 durch
einen Roboter 34 nachgefüllt. Die Menge des Pulvers
m, die in den Zuführbecher 32 verbracht
wird, entspricht der im Beschickungskasten 10 in einem Durchlauf
des Pressvorgangs reduzierten Menge des Pulvers m, so dass die Menge
des Legierungspulvers m innerhalb des Beschickungskastens 10 immer konstant
ist. Dadurch, dass die Menge des Pulvers m innerhalb des Beschickungskastens 10 auf die
obige Art und Weise konstant gehalten wird, ist der Druck, der durch
den auf der Gravitation beruhenden Fülldruck des Pulvers hervorgerufen
wird, in den Hohlraum 4 konstant, wobei die Menge des Legierungspulvers
m, die in den Hohlraum 4 gefüllt wird, konstant ist.
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Die 3 bis 6 zeigen
Details des Beschickungskastens. 2 ist eine
Aufsicht auf den Beschickungskasten; 3 ist eine
Seitenansicht des Beschickungskastens; 4 ist eine
Bodenansicht des Beschickungskastens; und 6 ist eine perspektivische
Ansicht eines Schüttlers,
der im Beschickungskasten angebracht ist.
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Der
Schüttler 20 ist
durch einen Verbindungsstab 22a an zwei Haltestäben 12, 12 befestigt, die
sich parallel durch Seitenwände 10a, 10a erstrecken,
die der Bewegungsrichtung des Beschickungskastens 10 zugewandt
sind. Die zwei Haltestäben 12, 12 sind
an ihren gegenüberliegenden
Enden mittels Schrauben mit Verbindungselementen 13, 13 befestigt.
Ein zweiter Luftzylinders 15 ist an einer Befestigungspassung 14,
die außen
an der rechten Seitenwand 10a angebracht ist, befestigt,
wie in 4 gezeigt ist. Eine Kolbenstange 15a des
Luftzylinders 15 ist am rechten Verbindungselement 13 befestigt.
Somit wird der Schüttler 20 durch
die Hin- und Herbewegung der Kolbenstange 15a, die durch
Luft hervorgerufen wird, die über
einen Luftzuführrohr 15b zu
den gegenüberliegenden
Enden des Luftzylinders 15 zugeführt wird, hin- und herbewegt.
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Der
Schüttler 20 ist
im Beschickungskasten 10 angebracht und mit stabförmigen Elementen 21 versehen,
die im Detail in einer perspektivischen Ansicht in 6 gezeigt
werden. Das stabförmige
Element 21 ist ein abgerundetes Stabelement mit einem kreisförmigen Querschnitt
und einem Durchmesser von 0,3 bis 7 mm. Die drei stabförmigen Elemente 21 sind
in einer horizontalen Richtung angeordnet, und dieselbe Anzahl weiterer
stabförmigen
Elemente 21 mit derselben Gestalt sind über den zuvor beschriebenen
stabförmigen
Elementen 21 mit Halteelementen 22, die dazwischen
angeordnet sind, vorgesehen. Die stabförmigen Elemente 21 sind
miteinander einstückig
ausgebildet, so dass sie in horizontaler Richtung innerhalb des
Beschickungskastens 10 durch die Hin- und Herbewegung der
Kolbenstange 15a des Luftzylinders 15 hin- und
herbewegt werden können.
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In
dieser Ausführungsform
sind die drei stabförmigen
Elemente 21, 21, 21 in Abständen angeordnet,
die den Abständen
der sechs Hohlräume 4,
die in den drei Reihen in der Bewegungsrichtung des Beschickungskastens 10 mit
zwei Hohlräumen
in jeder Reihe angeordnet sind, entsprechen. Wenn somit die Stelle,
bei der das abschließende
Stoppen jedes stabförmigen
Elements 21 nach der Bewegung in Parallelrichtung erreicht
wird, sich somit an einer Stelle befindet, die versetzt zu einer Öffnungsfläche 4a des Hohlraums 4 befindet,
werden die stabförmigen
Elemente an Stellen gestoppt, die versetzt zu der Öffnungsfläche 4a jedes
Hohlraums 4 liegen. Des Weiteren kann das Legierungspulver
m durch die stabförmigen
Elemente 21 mit derselben Dichte in alle Hohlräume 4 befördert werden.
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Das
untere Ende des unteren stabförmigen Elements 21 ist
an einer Stelle angeordnet, die in einem Abstand von 0,2 bis 5 mm
getrennt von einer Formfläche
an der Umfangskante der Öffnung
des Hohlraums 4 angeordnet ist. Das stabförmige Element 21 ist
aus einem Edelstahl wie das Halteelement 22 ausgebildet.
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Ein
Stickstoff(N2)-Gas zuführendes Rohr 16 ist über einem
zentralen Bereich der rechten Seitenwand 10a des Beschickungskastens 10 vorgesehen, um
ein Inertgas in den Beschickungskasten 10 zu befördern. In
diesem Fall wird das Inertgas unter einem Druck zugeführt, der
höher als
der Atmosphärendruck
ist, um so das Innere des Beschickungskastens unter Inertgasatmosphäre zu setzen.
Somit, wenn der Schüttler 20 hin-
und herbewegt wird, kommt es zu Reibung zwischen dem Schüttler 20 und
dem Legierungspulver m, aber es kann nicht zur Entzündung kommen.
Der Beschickungskasten 10 wird bewegt, während das
Legierungspulver m sich zwischen der Bodenfläche des Beschickungskastens 10 und
der Grundplatte 1 festsetzt, aber es kann nicht zur Entzündung aufgrund
der Reibung kommen. Des Weiteren entsteht Reibung zwischen den Partikeln des
Legierungspulvers innerhalb des Beschickungskastens in der Bewegung
des Beschickungskastens, aber das Legierungspulver kann nicht entzündet werden.
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Im
Folgenden wird auf 3 Bezug genommen; ein Deckel 10d ist
zur luftdichten Abdeckung des Pulver aufnehmenden Bereichs 10A des
Beschickungskastens 10 vorgesehen. Der Deckel 10d muss
nach rechts bewegt werden, wie es in 3 gezeigt
ist, um die obere Fläche
des Pulver aufnehmenden Bereichs 10A zu öffnen, wenn
das Legierungspulver m nachgefüllt
wird. Zu diesem Zweck ist ein dritter Luftzylinder 17 zur
Bewegung des Deckels 10d in eine Öffnungsrichtung an der Seitenwand 10b vorgesehen,
die auf der rechten Seite in 3 gezeigt
ist. Der Luftzylinders 17 und der Deckel 10d sind
untereinander durch eine Passung 18 verbunden und durch
eine Schraube aneinander befestigt. Der Deckel 10d ist
für gewöhnlich auf
der Seite des Pulver aufnehmenden Bereichs 10A des Beschickungskastens 10 angeordnet,
um die Inertgasatmosphäre
aufrechtzuerhalten, und wird nur nach rechts bewegt, wenn das Pulver
nachgefüllt
wird. Ein Führungsmittel 17a ist
auf der Seite des Deckels 10d, die dem Luftzylinder 17 zugewandt
ist, vorgesehen, so dass der Deckel 10d reibungslos bewegt
werden kann, wenn er in seinen geöffneten Zustand verbracht wird.
Folglich wird eine Kolbenstange (nicht dargestellt) durch Luft angetrieben,
die von einem Luftzuführrohr 17b an
die gegenüberliegenden
Enden des Luftzylinders 17 befördert wird, und dabei den Deckel 10d antreibt,
um letzteren zu öffnen
und zu schließen.
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Ein
Plattenelement 19, das aus einem fluorhaltigen Harz hergestellt
ist und eine Dicke von 5 mm aufweist, ist durch Anschrauben an der
Bodenfläche des
Beschickungskastens 10 befestigt, so dass der Beschickungskasten 10 auf
der Grundplatte 1 (und der Form 2) so reibungslos
verschoben wird, dass dadurch verhindert wird, dass es dazu kommt,
dass Legierungspulver m sich zwischen dem Beschickungskasten 10 und
der Grundplatte 1 festsetzt.
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Die
Zuführung
des Pulvers unter Verwendung der zuvor beschriebenen Vorrichtung
wird nachfolgend beschrieben.
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Wie
in 1 gezeigt ist, ist das Inertgas bereits in den
Pulver aufnehmenden Bereich 10A über das N2-Gas-Zuführrohr eingebracht.
Der Deckel 10d des Beschickungskastens 10 ist
geöffnet,
um eine vorgegebene Menge des Legierungspulvers m aus dem Zuführbecher 31 dem
Pulver aufnehmenden Bereich 10A zuzuführen. Wie in 7 gezeigt
ist, wird der Deckel 10d nach der Zuführung des Legierungspulvers
m verschlossen, um die Inertgasatmosphäre im Innern des Pulver aufnehmenden
Bereichs 10A aufrechtzuerhalten. Es sollte deutlich werden, dass
die Einbringung des Inertgases in den Pulver aufnehmenden Bereich 10A nicht
nur auf den Zeitpunkt eingeschränkt
ist, bei dem der Beschickungskasten über den Hohlraum bewegt wird,
sondern fortlaufend durchgeführt
wird, um damit die Gefahr der Entzündung des Legierungspulver
zu reduzieren. Ebenso kann nach Belieben Ar und He als Inertgas verwendet
werden.
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In
diesem Zustand wird der Luftzylinder 11 betätigt, um
den Beschickungskasten 10 über den Hohlraum 4 in
der Form 2a zu bewegen, wie es in 8 gezeigt
ist. In diesem Fall ist das stabförmige Element in einem vorderen
Bereich des Beschickungskastens 10 in Bewegungsrichtung
angeordnet. Dadurch wird verhindert, dass Legierungspulver m, das
im vorderen Bereich des Beschickungskastens 10 vorhanden
ist, nach hinten bei Betrachtung in Bewegungsrichtung der Bewegung
des Beschickungskasten verschoben wird, indem das stabförmige Element 21 in
einem vorderen Bereich des Beschickungskastens 10 in der Bewegungsrichtung
des Beschickungskastens an Ort und Stelle gehalten wird, wie es
in 8 gezeigt ist, wobei das Legierungspulver m in
einem eine Ablenkung verhindernden Zustand über den Hohlraum 4 transportiert
werden kann.
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Des
Weiteren ist es möglich,
die Zuführung des
Legierungspulvers m unter einem gleichförmigen Druck in den Hohlraum 4 durch
Bewegung des Beschickungskastens 10 an eine Stelle, an
dem sich der Mittelpunkt 10c des Beschickungskastens 10 jenseits
des Mittelpunkts 4c der Hohlräume 4 befindet, wie
es in 7 gezeigt ist, zu erleichtern. Dies liegt daran,
dass selbst, wenn das Legierungspulver m, das im vorderen Bereich
des Beschickungskastens 10 in der Bewegungsrichtung vorhanden
ist, von unzureichender Menge ist, mit der Bewegung des Beschickungskastens 10 die
Menge des Legierungspulvers m im hinteren Bereich in Bewegungsrichtung
zunimmt.
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Nach
der Anordnung des Beschickungskastens 10 über dem
Hohlraum 4 auf diese Art und Weise, wird das Legierungspulver
m in den Beschickungskasten 10 befördert und der unter Inertgasatmosphäre stehende
Hohlraum 4, der unter dem Beschickungskasten 10 liegt,
befüllt,
während
das stabförmige
Element 21 innerhalb des Beschickungskastens 10 hin-
und herbewegt wird (z. B. 5 bis 15 Umläufe), wie es in 9 gezeigt
ist. Folglich kann das Legierungspulver m in jede der Hohlräume 4 mit
einer extrem gleichmäßigen Fülldichte
und ohne die Gefahr der Entzündung
befördert
werden.
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Die
abschließende
Stoppstellung für
das stabförmige
Element 21 nach der Befüllung
in Parallelrichtung ist an einem Punkt festgelegt, der von den Öffnungsflächen 4a aller
Hohlräume 4 versetzt
angeordnet ist, und somit kann die Befüllung mit dem Legierungspulver
m in jeden der Hohlräume 4 mit
einer gleichmäßigen Dichteverteilung
durchgeführt
werden.
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Dann
nach der Zuführung
und Füllung
des Legierungspulvers m in den Hohlraum ist das stabförmige Element 21 in
dem vorderen Bereich des Beschickungskastens 10 angeordnet,
wie es in 10 gezeigt ist, so dass das
Legierungspulver m im vorderen Bereich des Beschickungskastens 10 in
der Bewegungs-(Rückzieh-)Richtung
daran gehindert wird, nach hinten in der Bewegungs-(Rückzieh-)Richtung
verschoben zu werden. Danach wird der Beschickungskasten 10 zurückgezogen,
wie es in 11 gezeigt ist, und dann wird
der obere Stempel 5 abgesenkt, um das Legierungspulver
m innerhalb der Hohlräume 4 zu
pressen, wie es in 12 gezeigt ist.
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Auf
diese Weise wird der zuvor beschriebene Vorgang wiederholt, um das
Pressen des Legierungspulvers m fortlaufend durchzuführen.
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Da
in dieser Ausführungsform
das Legierungspulver m auf exakte Weise aus dem Zuführbecher 32 in
den Pulver aufnehmenden Bereich 10A in einer Menge zugeführt wird,
die der Mengenabnahme entspricht, die aus der Zuführung des
Legierungspulvers m in den Hohlraum 4 resultiert, kann
die Menge des Legierungspulvers m in dem Beschickungskasten 10 zu
jedem Zeitpunkt konstant gehalten werden. Folglich kann die Zuführung des
Legierungspulvers m aus dem Beschickungskasten 10 in den
Hohlraum 4 auf exakte Weise durchgeführt werden.
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Da
des Weiteren das Plattenelement 19 aus fluorhaltigem Harz
an der Bodenfläche
des Beschickungskastens 10 in dieser Ausführungsform
angebracht ist, damit der Boden des Beschickungskasten auf der Oberfläche der
Grundplatte 1 (der Formführung 2) aufsitzt,
kann verhindert werden, dass ein Teil des Legierungspulvers m sich
zwischen der Bodenfläche
des Beschickungskastens 10 und der Grundplatte festsetzt,
und das Legierungspulver m kann in die Hohlräume 4 ohne die Gefahr
der Entzündung befördert werden.
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Beim
Pressen wurde ein Grünling
der Legierung auf Seltenerdmetallbasis in der Form eines rechtwinkligen
Parallelepipeds mit einer Dichte von 4,4 g/cm
3 und
einer Größe von 40
mm × 20
mm × 3 mm
bei einem gerichteten magnetischen Feld von 1,0 T hergestellt. Der
auf die obige Weise hergestellte Grünling wurde zu einem Sinterofen
transportiert, wo er für
zwei Stunden 1.050°C
in einer Ar-Atmosphäre
gesintert und weiter für
eine Stunde bei 600°C in
der Ar-Atmosphäre
gealtert wurde, um dadurch einen gesinterten Magneten herzustellen,
wie im
US-Patent mit der Nr.
4,770,723 beschrieben ist.
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Die
hergestellten, gesinterten Magneten wiesen keine Risse und keine
Abplatzungen auf und ihre Gewichte waren einheitlich.
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13 zeigt
das Verhältnis
zwischen dem Durchmesser des stabförmigen Elements 21 und
der lichten Weite zwischen dem unteren Ende des unteren stabförmigen Elements 21 und
der Fläche 4a der Form.
In dieser Figur zeigt der Bereich, der von den zwei Kurven umgeben
ist, den Zustand, bei dem das Legierungspulver in den Hohlraum 4 bei
einer gleichmäßigen Fülldichte
ohne Erzeugung von Agglomeraten und Brücken in dem Legierungspulver
gefüllt
ist. Die Schubkraft war in dem Bereich oberhalb der Kurven in 13 unzureichend,
und es kam nicht zu einer gleichmäßigen Befüllung mit dem Legierungspulver.
Andererseits wurden unterhalb dieser Region Agglomerate in dem Legierungspulver
erzeugt. Das zuvor Beschriebene wurde experimentell bestätigt.
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In
diesem Experiment wurden 24 Grünling der
Legierung auf Seltenerdmetallbasis in der Form eines rechtwinkligen
Parallelepipeds mit einer Dichte von 4,4 g/cm3 und
einer Größe von 40
mm × 20
mm × 30
mm unter Verwendung desselben Legierungspulvers wie in den zuvor
beschriebenen Beispielen bei einem gerichteten magnetischen Feld
von 0,1 T durch einen Pressvorgang unter Verwendung derselben Pressmaschine
wie in den zuvor beschriebenen Beispielen hergestellt. Die Grünlinge wurden
für zwei Stunden
bei 1.050°C
in einer Ar-Atmosphäre
gesintert und weiter für
eine Stunde bei 600°C
in der Ar-Atmosphäre
gealtert, um gesinterte Magnete herzustellen. Danach wurde die Größe jedes
hergestellten, gesinterten Magneten gemessen. Im Ergebnis befanden
sich die Größen aller
gesinterten Magnete mit einem Fehler von ± 2% in dem Bereich, der durch
die zwei Kurven umgeben ist.