JP2000237898A

JP2000237898A - 圧粉体成形モールド及びそれを用いた希土類磁石の製造方法並びに希土類磁石

Info

Publication number: JP2000237898A
Application number: JP11043241A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kaneko; 裕治金子
Original assignee: Sumitomo Special Metals Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1999-02-22
Filing date: 1999-02-22
Publication date: 2000-09-05

Abstract

(57)【要約】【課題】断面形状が扇形又は半円弧形の圧粉体を等方
圧によって割れ、欠けのない状態で加圧成形する。【解決手段】少なくとも胴部をゴム材料で構成した有
底ゴムモールド３内のキャビティ２に粉末を充填して該
ゴムモールド３を圧縮することにより、外曲面７Ａと内
曲面７Ｂとを有し両曲面の幅方向両端縁を平坦な両端面
７Ｃで連接した形状の圧粉体を成形する圧粉体成形モー
ルド１であって、前記外曲面７Ａと両端面７Ｃの成形面
８，９をゴムモールド３で構成し、前記内曲面７Ｂの成
形面１０をゴムモールド３に内挿したマンドレル６で構
成している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧粉体成形モール
ド及びそれを用いた希土類磁石の製造方法並びに希土類
磁石に係り、より具体的には、粉末或いは粒状物等（以
下、単に「粉末」という）を圧縮成形して、外曲面と内
曲面とを有し両曲面の幅方向両端縁を平坦な両端面で連
接した形状（所謂扇形、半円弧形等）の圧粉体を成形す
るモールド及び該モールドを用いて希土類磁石用合金粉
末を圧縮成形し、内曲面あるいは内曲面に連接する平坦
面が加工基準面となる希土類磁石を製造する方法並びに
該製造方法によって得られた内曲面あるいは内曲面に連
接する平坦面が加工基準面となる希土類磁石に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】特開平１０−４３８９３号公報（従来例
の１）には、「ダイキャビティーに装着されたゴムモー
ルドをパンチにより圧縮することにより、成形キャビテ
ィーに充填された粉末を圧縮して圧粉体を成形する圧粉
体成形装置において、成形される圧粉体の側壁の少なく
とも一部が、ゴムモールド側に、他の部分が、ダイキャ
ビティーの内壁面側に位置するようにしたことを特徴と
する圧粉体成形装置。」が提案されている。

【０００３】この従来例の１は、粉末の圧縮成形後、パ
ンチを上昇させて、パンチによるゴムモールドの圧縮を
解除すると、ゴムモールドのゴム弾性により、凹部を囲
む側壁が外側に拡張し、圧粉体からゴムモールドの側壁
の内壁面が引き剥がされることになって、欠けがしばし
ば発生するのを解消したものであった。また、特公平７
−４４１２１号公報（従来例の２）には、永久磁石粉末
を有底ゴムモールド内に充填し、該ゴムモールドをダイ
プレス機内に配置し、ダイプレス機のパンチによりゴム
モールドを圧縮して、永久磁石粉末の圧粉体を得る方法
が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述従来例の１はそれ
なり有用ではあるけれども次のような課題がある。；ダイの一部を圧粉体の製品形状に合わせる関係上、
ダイキャビティは特殊は形状になってしまい、ダイの製
作費がかかり、特に、ダイは成形装置の主要部品であっ
て複雑形状となることでさらにコスト高となって生産設
備としては適用し難いという課題がある。；セグメント状（扇形）の圧粉体は成形する場合、内
曲面をダイキャビティ（ダイモールド）で、外曲面はゴ
ムキャビティ（ゴムモールド）でそれぞれ成形してお
り、ダイはゴムモールドの圧縮反力により等方圧の内圧
を受ける圧力容器の一種であることから、前述のような
複雑形状であると加圧（成形）による応力集中が大きく
疲労強度が低下し寿命上問題があるし、加圧力（内圧）
が高い場合には大変不利となるという課題がある。

【０００５】このような課題は、円筒形圧力容器内に、
円筒形の加圧ゴム型と円筒形の成形ゴム型を内装し、こ
のゴム型内にマンドレル（心棒）を挿設した成形装置に
よってドーナツ形状の圧粉体を等方圧で成形するＣＩＰ
装置によって解消することができる。しかしながら、こ
のＣＩＰ装置で得られた圧粉体はドーナツ形状であるこ
とから、扇形，半円形の製品形状を得るには、ドーナツ
形状の圧粉体を放射状に切断しなければならず、これで
は加工コストの高騰を招くだけでなく余分な加工手間が
必要となって生産効率が低下するという課題があった。

【０００６】一方、前記従来例の２においては、以下の
ような課題がある。従来例の２におけるゴムモールド
は、上蓋、側方部、底部が軟質ゴム、硬質ゴム、金属の
何れかの組み合わせで構成されるが、少なくとも側方部
は軟質ゴムから構成されている。中空部を有する圧粉体
（例えば円筒状）を成形する場合には、ゴムモールド内
にゴムモールドより硬質の材料（例えば金属）からなる
マンドレルを配置する構成が記載されているが、その場
合も、側方部の大部分は軟質ゴムから構成されることと
なる。

【０００７】上記のゴムモールドを用いた成形によれ
ば、永久磁石圧粉体の配向度を高められることができ、
より優れた磁気特性を有する永久磁石を製造することが
可能であるが、側方部が軟質ゴムから構成されているた
めに、粉末の充填などの影響を受けて、得られる圧粉体
に段差がついたり、相対的に胴部が膨らんだたいこ状
や、相対的に胴部が窪んだつづみ状になるなどの問題が
あった。かかる問題は、永久磁石の製造工程において、
重大な問題を引き起こす。すなわち、希土類磁石やフェ
ライト磁石などの焼結磁石においては、上記の圧粉体を
焼結後、所定の形状、寸法に研削、研磨、切断などの加
工処理が必要であるが、該加工時に焼結体の固定ができ
なかったり、表面の凹凸除去のために余分な工程が必要
となるなど、加工時間の延長、歩留の低下、加工コスト
の増大を引き起こすことになる。

【０００８】特に、高磁気特性を有するＲ−Ｆｅ−Ｂ系
永久磁石などの異方性磁石においては、加工時の固定不
良や加工時に基準となる面（以下、加工基準面という）
に変形などがあると、加工後に配向方向にズレが生じ、
磁気特性の劣化を招くことになる。上述した問題は、直
方体などの比較的単純な形状や大型物品の場合よりも、
扇形や半円孤形などの複雑な形状や小型物品などの場合
に顕著である。これは、加工基準面などの面積や加工機
への固定状態に起因する。例えば、扇形や半円弧形の場
合であれば、一般に、加工基準面は内曲面端部あるいは
内曲面に連続する平坦部が加工基準面となるが、内曲面
端部では加工機の固定台への固定が線接触となり、ま
た、内曲面に連続する平坦部でも接触面積が小さいため
である。

【０００９】そこで本発明は、前述した従来例の１の課
題および前述したＣＩＰ装置の課題を解消した、等方圧
成形装置に用いる圧粉体成形モールドを提供することを
第一の目的とする。すなわち、外曲面と内曲面とを有し
両曲面の幅方向端を平坦な端面で連接した扇形，半円弧
形およびこれらの類似形状の圧粉体製品を、外曲面と両
端面はゴムモールドで成形し、内曲面はマンドレルで成
形することによって割れ、欠け等のおそれがなく、しか
も、圧力容器の形状に制限されることのない圧粉体成形
モールドを提供することが目的である。

【００１０】また、本発明は、前述した従来例の２にお
ける問題を解消した、変形や凹凸がない加工基準面を有
する希土類磁石及びその製造方法を提供することを第二
の目的とする。すなわち、外曲面と内曲面とを有し両曲
面の幅方向端を平坦な端面で連接した扇形、半円弧形お
よびこれらの類似形状の圧粉体製品を、外曲面と両端面
はゴムモールドで成形し、内曲面はマンドレルで成形す
ることによって、内曲面端部あるいは内曲面に連接する
平坦部に変形や凹凸のない加工基準面を有する圧粉体を
得て、該圧粉体を焼結することによって、加工時間の短
縮、歩留の向上、加工コストの低減を図るとともに、加
工後の磁界配向方向にズレがなく優れた磁気特性を有す
る希土類磁石及びその製造方法を提供することが目的で
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも胴
部をゴム材料で構成した有底ゴムモールド内のキャビテ
ィに粉末を充填して該ゴムモールドを圧縮することによ
り、外曲面と内曲面とを有し両曲面の幅方向両端縁を平
坦な両端面に連接した形状の圧粉体を成形する圧粉体成
形モールドであって、前述の目的を達成するために、次
の技術的手段を講じている。すなわち、本発明に係る等
方圧成形装置に用いる圧粉体成形モールドは、前記外曲
面と両端面の成形面をゴムモールドで構成し、前記内曲
面の成形面をゴムモールドに内挿したマンドレルで構成
していることを特徴とするものである（請求項１）。

【００１２】このような構成を採用したことにより、圧
縮成形後の圧力の解除によるゴム弾性復元（スプリング
バック）に起因する割れ、欠け等は内曲面をマンドレル
による成形面としたことによってスプリングバックが制
限（抑制）されて防止できるのであり、従来例の１のよ
うに、ダイによる特殊形状とするのではなく、マンドレ
ルの内挿という簡単な手段によってキャビティを構成で
きて応力集中を回避できるのである。また、マンドレル
はゴムモールドに内挿されていて圧力容器とは独立され
たものとなり、ここに、圧力容器の形状は制限されるこ
となく、強度上有利でかつコスト的にも有利な円筒形圧
力容器が採用できるし、製品形状に類似した（ニアーネ
ット）圧粉体を切断等の余分な加工なしで得ることがで
きるのである。

【００１３】更に、本発明では、前述した請求項１にお
いて、前記内曲面の成形面を有するマンドレルに、内曲
面と両端面を連接する平坦面の成形面を形成しているこ
とを特徴とするものである（請求項２）。このような構
成を採用したことにより、内曲面の寸法精度は、マンド
レルによって維持されるだけでなく内曲面に連接する平
坦面の寸法精度および直線性がマンドレルの成形面によ
って確保され、この平坦面を基準面としての圧粉体ある
いは圧粉体を焼結した焼結体の後加工（仕上げ加工等）
ができて加工コストが大幅に節減でき、これは、圧粉体
で例えば永久磁石等を得る場合に有利となる。

【００１４】また、本発明では、前述した請求項１又は
２において、前記ゴムモールドの軸心にマンドレルを内
挿して該マンドレルの周りに前記各成形面で形作りされ
たキャビティの複数を画成していることを特徴とするも
のである（請求項３）。このような構成を採用したこと
によって、一度の成形によって複数個の圧粉体を圧縮成
形できて生産性が大幅に向上できるのであり、前記複数
のキャビティはこの形状、サイズをそれぞれ相似形とし
て異ならして構成することによって、形状・サイズが相
似形の圧粉体を同時に成形できて多品種生産に適応でき
るのである。

【００１５】なお、前述において、粉末とは、金属，セ
ラミックス，超硬，磁性材料等の機能性材料の粉末をい
う。また、本発明は、前述した請求項１〜３の圧粉体成
形モールドを用いて、該モールドのキャビティ内に、希
土類磁石用合金粉末を充填し、磁界を印加して該粉末を
配向した後、該モールドを圧縮して得られた圧粉体を焼
結することによって、内曲面あるいは内曲面に連接する
平坦面が加工基準面となる希土類磁石を得ることを特徴
とする希土類磁石の製造方法（請求項４）、並びに、そ
の製造方法によって得られた、内曲面あるいは内曲面に
連接する平坦面が加工基準面となる希土類磁石を特徴と
する（請求項５）。

【００１６】このような構成を採用したことにより、内
曲面端部あるいは内曲面に連続する平坦部に変形や凹凸
のない加工基準面を有する希土類磁石を得ることがで
き、該磁石の加工時における、加工時間の短縮、歩留の
向上、加工コストの低減を図ることができ、かつ、加工
後の磁界配向方向にズレがない、優れた磁気特性を有す
る希土類磁石が得られる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明に係る
等方圧成形装置に用いる圧粉体成形モールドの実施の形
態のいくつかを詳述する。図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、
圧粉体成形モールド１を示しており、該モールド１は、
例えば、図示省略した圧力容器の処理室（加圧室）に内
装されて該処理室に加圧供給した水等の液体による加圧
力Ｐをモールド１の全体にわたって等方圧に作用させる
所謂ウェットバス式ＣＩＰ装置（湿式冷間等方圧加圧装
置）に適用されるものである。

【００１８】モールド１は、ゴム材料で構成されていて
内部にキャビティ２を有するゴムモールド３の上・下端
に、上・下蓋４，５を図示しないシールを介在したもと
で該蓋のインロー部４Ａ，５Ａをキャビティ２の上下に
おけるモールド３にインロー嵌合しており、該ゴムモー
ルド３内には、円柱状のマンドレル（金属性心棒）６が
内挿され、該マンドレル６の上下端は上・下蓋４，５に
インロー嵌合されていて、上蓋４を取外した状態でキャ
ビティ２内に粉末を充填可能としている。すなわち、少
なくとも胴部をゴム材料で構成した有底ゴムモールド３
内のキャビティ２に粉末を充填して該ゴムモールド３に
等方圧を作用させて粉末を圧縮することにより、外曲面
７Ａと内曲面７Ｂとを有し両曲面７Ａ，７Ｂの幅方向両
端縁を平坦な両端面７Ｃに連接した形状すなわち、扇
形，半円弧形これらの類似形状の圧粉体を成形する圧粉
体成形モールド１とされている。

【００１９】図１（Ａ）（Ｂ）で示すモールド１では、
前記外曲面７Ａと両端面７Ｃの成形面８，９をゴムモー
ルド３で構成しており、前記内曲面７Ｂの成形面１０を
ゴムモールド３に内挿したマンドレル６の外表面の一部
で構成している。更に、図１（Ｃ）で示すモールド１
は、内曲面７Ｂの幅方向両端に平坦面７Ｄを形成して端
面７Ｃに連接した扇形状圧粉体であって、平坦面７Ｄを
成形する成形面１１をマンドレル６に形成したものであ
る。図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）で示している成形モールド
１によって扇形圧粉体を等方圧で圧縮成形すると、外曲
面７Ａと両端面７Ｃはそれぞれゴムモールド３による成
形面８，９によって成形され、内曲面７Ｂは硬質の金属
製マンドレル６に形成した成形面１０によって成形さ
れ、圧縮成形後に減圧させても内曲面７Ｂはマンドレル
６による成形面１０がスプリングバックすることが抑制
され、これ故、内曲面７Ｂに発生し易い縦割れ、欠け等
は確実に防止され、内曲面７Ｂの寸法精度の向上ができ
るだけでなくマンドレル６の軸方向に沿う直線形状の寸
法精度が向上されるのである。

【００２０】また、図１（Ｃ）に示した平坦面７Ｄの成
形面１１をマンドレル６に形成したときには、該平坦面
７Ｄの寸法精度（面方向，軸方向）が向上することか
ら、該平坦面７Ｄを基準面として圧粉体の後加工（仕上
げ加工）が精度よくかつ迅速に可能となるのである。な
お、マンドレル６は、中実円柱体として例示している
が、圧縮力に耐える（変形しない）ことを条件として中
空円柱体とすることもできるし、その外表面を真円（図
１（Ｂ）を参照）としたときは、マンドレル６を内挿す
るとき軸心廻りに回動することによって、成形面１０が
変更可能となるし、また、図１（Ｃ）で示すように、マ
ンドレル６にゴムモールド３との係合鍔６Ａを形成する
ことによってマンドレル６の回り止めとすることができ
て有利となる。この図１（Ｃ）の場合でもマンドレル６
を上下反転して内挿することによって、成形面１０，１
１を反転使用可能となる。

【００２１】また、上・下蓋４，５はこのいずれもをゴ
ム材料で構成することが可能であるが、金属材料で構成
することによって、圧粉体の上下端面の寸法精度を向上
させることができる。図２（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は成形モ
ールド１の他の有用な実施の形態の３例を示しており、
基本構成は図１（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）と共通するので、共
通部分は共通符号で示し、以下、相違点を主に説明す
る。図２（Ａ）はゴムモールド３の底（下蓋装置部分）
を胴部と一体にゴム材料で形成したものであり、図２
（Ｂ）は金属製上・下蓋４，５のインロー部をなくして
平坦面に形成したものであり、図２（Ｃ）は有底ゴムモ
ールド３、すなわち、図２（Ａ）のモールド３に、イン
ロー部をなくして平坦面に形成した金属製上蓋４を装着
したものである。

【００２２】図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）および図４（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）並びに図５（Ａ）（Ｂ）は、既述した図１
および図２のいずれもがマンドレル（６）の上下端を自
由（フリー）としてインロー嵌合したものであるのに対
し、マンドレル６の下端をネジその他の手段で結合固定
部６Ｂとして固着したものである。すなわち、図３
（Ａ）は胴部をゴム材料としたゴムモールド３の上・下
に金属材料等の硬質材料で構成した上・下蓋４，５のイ
ンロー部４Ａ，５Ａでキャビティ２の上下端を閉塞し、
マンドレル６はその下端を下蓋５に貫挿して金属材料等
の硬質材料で構成した下下蓋（下パンチ）１２に固定部
６Ｂによって固着したものである。

【００２３】図３（Ｂ）はゴムモールド３の底（下蓋相
当部分）を胴部と一体にゴム材料で形成したものであ
り、図３（Ｃ）は図３（Ａ）において上・下インロー部
４Ａ，５Ａをなくして平坦面に形成したものである。図
４（Ａ）はゴムモールド３の底を胴部と一体のゴム材料
で構成し、上蓋４はインロー部をなくして平坦面に形成
したものであり、図４（Ｂ）はマンドレル６の上端は上
蓋４に貫挿させ、該上蓋４上に装着した上上蓋１３にイ
ンロー嵌合させたものであり、また、図４（Ｃ）はゴム
モールド３の底を胴部と一体のゴム材料で形成したもの
であり、更に、図５（Ａ）（Ｂ）はマンドレル６の上端
は上蓋４に貫挿して上上蓋１３にインロー嵌合したもの
であり、図３（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）および図４（Ａ）
（Ｂ）（Ｃ）並びに図５（Ａ）（Ｂ）のいずれにおいて
も下下蓋１２上にマンドレル６の下端の固定部６Ｂをね
じ等によって固着したものである。

【００２４】図６（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）は、既述し
た図１〜５のいずれもがゴムモールド３の軸心０−０と
マンドレル６の軸心０１−０１（図１（Ａ）参照）を偏
心させたものであるに対し、前記ゴムモールド３の軸心
にマンドレル６を内挿して該マンドレル６の周りに前記
各成形面８，９，１０，１１で形作りされたキャビティ
２の複数を画成しているのである。すなわち、図６
（Ａ）（Ｃ）は左右対のキャビティ２は左右対称形状で
同形同大の圧粉体を一度の成形にて得るためのモールド
１であり、一方、図６（Ｂ）（Ｄ）は、マンドレル６を
中心として左右相似形状の圧粉体を一度の成形で得るキ
ャビティ２Ａは、画成形面８Ａ，９Ａ，１０Ａ，１１Ａ
で形作られている。

【００２５】図７（Ａ）（Ｂ）はひとつの成形モールド
１で３個の圧粉体を一度の成形で得るものであって、図
７（Ａ）のキャビティ２は成形面８，９，１０，１１で
形作りされ、キャビティ２Ａは成形面８Ａ，９Ａ，１０
Ａ，１１Ａで形作りされ、キャビティ２Ｂは成形面８
Ｂ，９Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂで形作りされており、同形同
大の圧粉体を３個取り可能としたものであり、一方、図
７（Ｂ）は大中小の相似形状とされた圧粉体を３個取り
可能としたものである。このように図６及び図７で示し
た成形モールド１を作用して等方圧で扇形又は半円弧形
の圧粉体を一度の加圧成形にて複数個同時に成形可能で
あり、図６（Ｂ）（Ｄ）および図７（Ｂ）のモールド１
によれば相似形状の扇形又は半円弧形の圧粉体を一度の
加圧成形にて同時に成形可能で多品種生産に容易に対応
できるのである。

【００２６】なお、図６，図７に例示した成形モールド
１についてその上下端の構成は、図１〜図５で例示して
各種の実施の形態を採用することが可能である。図８お
よび図９は等方圧（圧縮力）の方式を異にした実施の形
態であり、図８は成形モールド１の上下端を上下拘束体
としてのパンチ１４，１５にて挟着して図示しない圧力
容器に装填して胴部の側方から成形圧力Ｐを作用させた
ものであり、一方、図９は成形モールド１を圧力容器１
６内に装填して上下パンチ１７，１８によって成形圧力
Ｐを作用させゴムモールド３の弾性変形によって等方圧
をかけたものである。

【００２７】図１（Ａ）および図８並びに図９のいずれ
においても、成形モールド１を構成するマンドレル６
は、圧力容器１６と独立していることから、該圧力容器
１６の形状は制約されることはなく、強度上最も有利で
コスト安な円筒構造の圧力容易が採用できるのである。
なお、以上の各実施の形態においてキャビティを構成す
る（形作りする）ところの成形面（上・下蓋の接触面も
含む）には、離型剤を塗布等することは自由であり、ま
た、キャビティの形状についても図示した扇形状の圧粉
体以外に、半円弧形状の圧粉体を成形するキャビティ形
状であっても良い。

【００２８】次に、上述した実施の形態による圧粉体成
形モールドを用いた希土類磁石の製造方法並びにそれに
よって得られる希土類磁石について以下に詳述する。こ
の発明における希土類磁石とは、Ｓｍ−Ｃｏ系、Ｒ−Ｆ
ｅ−Ｂ系などの磁気異方性焼結磁石をいう。希土類磁石
用合金粉末としては、所要組成からなる単一の合金を粉
砕した粉末、異なる組成の合金を粉砕した後混合して組
成調整した粉末など、公知の希土類磁石合金粉末を用い
ることができる。それらの希土類磁石合金粉末は、鋳造
粉砕法、超急冷法、直接還元拡散法、水素含有崩壊法、
アトマイズ法などの公知の製造法によって得ることがで
きる。

【００２９】前記の希土類磁石用合金粉末は、１μｍ未
満の平均粒径では酸化し易くなり、焼結後の磁気特性を
低下させるため好ましくなく、また、１０μｍを超える
平均粒径では粒径が大き過ぎて焼結密度が低下するため
好ましくない。従って１〜１０μｍの平均粒径が好まし
い範囲である。上記の希土類磁石用合金粉末を、上述し
た圧粉体成形モールドのキャビティ内に充填するに際し
て、充填密度は、粉末の静止状態の嵩密度（充填密度
１．４ｇ／ｃｍ³）から、タッピング後の固め嵩密度
（充填密度４．０ｇ／ｃｍ³）が好ましく、２．８〜
３．４ｇ／ｃｍ³が最も好ましい。

【００３０】キャビティ内に充填した希土類磁石用合金
粉末を配向するための磁界の印加には、空心コイル、コ
ンデンサー電源などによるパルス磁界あるいは電磁石を
用いた静磁界を採用することができ、特に強力な磁界を
印加することができるパルス磁界は好ましい。パルス磁
界を採用する場合、その磁界の強度は大きいほど良い
が、最大１０ｋＯｅ以上は必要であり、好ましくは２０
〜６０ｋＯｅである。また、パルス磁界の１波形の時間
は１μｓｅｃ〜１０ｓｅｃが好ましく、さらには５μｓ
ｅｃ〜１００ｍｓｅｃが好ましい。パルス磁界の印加回
数は１〜１０回が適当である。また、パルス磁界は一定
の方向に繰り返し印加してもよいし、磁界方向を交互に
反転させて繰り返し印加することにより、配向性を一段
と向上させることができる。

【００３１】磁界の印加による配向の後、モールドはＣ
ＩＰ装置（冷間等方圧加圧装置）などによって成形す
る。モールドの構成、材質を選定することにより、一軸
加圧装置を用いても、粉末に等方圧を加圧して成形する
ことができる。以上の条件下において、本発明による圧
粉体成形モールドを用いて得られた圧粉体は、ゴムモー
ルドに内挿されたマンドレルによって、割れ、欠けなど
が抑制されているとともに、加工基準面となる内曲面端
部あるいは内曲面に連続する平坦部に変形や凹凸のない
圧粉体が得られる。

【００３２】上記圧粉体は、組成、材質に応じた公知の
焼結条件を適用して焼結する。以下に、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系
焼結磁石における好ましい条件の一例を示す。焼結に際
しては、その前工程として、脱バインダー処理を施すこ
とが好ましい。脱バインダー処理を施すことにより、バ
インダー中のほぼ全炭素が脱炭され、磁気特性の向上を
図ることができる。脱バインダー処理は、真空中で加熱
する一般的な方法や、水素流気中で１００〜２００℃／
時間で昇温し、３００〜６００℃で１〜２時間程度保持
する方法などが採用できる。

【００３３】また、希土類元素を含む合金粉末は、水素
を吸蔵し易いために、水素流気中での脱バンダー処理後
は、脱水素処理を施すことが好ましい。脱水素処理は、
真空中で５０〜２００℃／時間で昇温し、５００〜８０
０℃で１〜２時間程度保持する方法が採用できる。焼結
は、１０００〜１１８０℃、１〜２時間保持することに
より行う。前記脱水素処理に引き続いて昇温加熱するの
は最も好ましい方法であるが、これには限らない。

【００３４】焼結後は、組成、材質に応じた公知の熱処
理条件によって熱処理された後、所定の形状、寸法に加
工処理されるか、または、加工処理後に熱処理され、さ
らに必要に応じて表面処理などが施される。このように
して得られた本発明による希土類磁石は、圧粉体の段階
から加工基準面なる内曲面端部あるいは内曲面に連続す
る平坦部に変形や凹凸がないため、焼結後においてもそ
の良好な加工基準面が維持されており、加工機の固定台
への固定並びに位置決めが容易となり、加工後の磁界配
向方向にズレが生じることがなく優れた磁気特定を発現
することができる。

【００３５】また、上述した本発明による製造方法によ
れば、ゴムモールドに内挿されたマンドレルによって、
割れ、欠けなどが抑制されているとともに、加工基準面
となる内曲面端部あるいは内曲面に連続する平坦部に変
形や凹凸がないため、加工時において、加工時間の短
縮、歩留の向上、加工コストの低減を実現できる。

【００３６】

【実施例】実施例１出発原料として、純度９９．９％の電解鉄、Ｂ１９．５
ｗｔ％含有のフェロボロン合金、純度９９．７％以上の
Ｎｄ、Ｄｙを使用して、これらを配合後、高周波溶解
し、水冷銅鋳型に鋳造して、１２．４ａｔ％Ｎｄ−１．
６ａｔ％Ｄｙ−６．７ａｔ％Ｂ−７９．３ａｔ％Ｆｅな
る組成の鋳塊を得た。前記鋳塊をスタンプミルにより粗
粉砕した後、さらに水素吸蔵崩壊法により粗粉砕して、
平均粒度４０μｍの粗粉砕を得た。得られた粗粉砕粉を
ジェットミルを使用し、窒素ガスでガス圧粉体７ｋｇ／
ｍ²の条件で微粉砕して、平均粒径約３μｍの微粉砕粉
を得た。

【００３７】得られた微粉砕粉を、扇形の外曲面と両端
面の成形面をウレタン製のゴムモールドで構成し、内曲
面の成形面をゴムモールドに内挿したマンドレルで構成
したゴムモールドに、２．８ｇ／ｃｍ³、３．０ｇ／ｃ
ｍ³、３．２ｇ／ｃｍ³、３．４ｇ／ｃｍ³の充填密度
となるようにそれぞれ充填した。次いで、該ゴムモール
ドに、磁界強度３０ｋＯｅのパルス磁界を、パルス磁界
の１波形の時間を１５／１００秒の条件で、Ｎ極、Ｓ極
を４回反転させて繰り返し印加した後、該ゴムモールド
を、プレス圧１．０ｔｏｎ／ｃｍ²、１．５ｔｏｎ／ｃ
ｍ²、２．０ｔｏｎ／ｃｍ²でＣＩＰ装置を用いて成形
し、圧粉体を得た。

【００３８】圧粉体の割れ、欠けの状態の外観検査結果
を表１に示す。表１中、○は割れ・欠けは認められな
い、△は一部割れ・欠けが認められる、×は割れ・欠け
が多数認められる。比較例１マンドレルを内挿しないゴムモールドを用いる以外は実
施例１と全く同じ条件で圧粉体を得た。圧粉体の割れ、
欠けの状態を外観検査した結果を表１に示す。評価方法
は実施例１と同様である。

【００３９】実施例２実施例１にて得た、充填密度３．２ｇ／ｃｍ³、プレス
圧粉体１．５ｔｏｎ／ｃｍ²の条件にて成形した圧粉体
を、１０６０℃×４時間、Ａｒ雰囲気中の条件にて焼結
し、さらに、Ａｒ雰囲気中で６００℃×１Ｈｒの時効処
理を行い、本発明による希土類磁石を得た。得られた希
土類磁石の加工テストの結果を表２に示す。加工テスト
は、磁石の一面（例えば外曲面）を所定寸法に加工する
までに要した磁石のパス回数、並びに加工後の寸法公差
で評価した。

【００４０】比較例２比較例１に得た、充填密度３．２ｇ／ｃｍ³、プレス圧
１．５ｔｏｎ／ｃｍ²の条件にて成形した圧粉体を、実
施例２と同条件で焼結、時効処理し、希土類磁石を得
た。得られた希土類磁石の加工テストの結果を表２に示
す。評価方法は実施例２と同様である。実施例３実施例２にて得られた希土類磁石の磁気特性を測定し
た。測定結果を以下の（Ａ）に示す。なお（Ｂ）は比較
例２にて得られた希土類磁石の磁気特性である。（Ａ）Br=13.4kG 、Hc=12.7kOe、iHc=18.3kOe 、(BH)ma
x=42.5MGOe （Ｂ）Br=13.2kG 、Hc=12.4kOe、iHc=18.2kOe 、(BH)ma
x=40.8MGOe

【００４１】

【表１】

【００４２】

【表２】

【００４３】実施例１から明らかなように、本発明にお
ける圧粉体は、ゴムモールドに内挿されたマンドレルに
よって、割れ、欠けなどが抑制されていることが分か
る。また、実施例２から明らかなように、本発明におけ
る希土類磁石によれば、加工に要する回数が少なくてす
むため、加工時間の短縮、歩留の向上、加工コストを低
減を図ることができ、かつ、優れた寸法精度に容易に加
工することができる。

【００４４】さらに、実施例３から明らかなように、比
較例（マンドレルの内挿なし）に比べ磁気特性が高い。
これは、加工時において磁界配向方向にズレが生じてい
ないこをと示す。つまり、加工基準面に変形や凹凸のな
かったことを裏付けるものである。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の圧粉体成
形モールドによれば、外曲面と内曲面とを有し両曲面の
幅方向端を平坦な端面で連接した扇形，半円弧形および
これらの類似形状の圧粉体製品を、外曲面と両端面はゴ
ムモールドで成形し、内曲面はマンドレルで成形するこ
とによって割れ、欠け等のおそれがなく、しかも、圧力
容器の形状に制限されることのない圧粉体成形モールド
を提供することができる。

【００４６】また、本発明の希土類磁石の製造方法によ
れば、磁石加工時における、加工時間の短縮、歩留の向
上、加工コストの低減を図ることができ、加工時の磁界
配向方向にズレがない優れた磁気特性を有する希土類磁
石が得られる。さらに、本発明によれば、一つの成形モ
ールドで複数の成形体を一度の成形で得ることができ、
生産性が大幅に向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る成形モールドの基本例を示してお
り、（Ａ）は側立断面図、（Ｂ）（Ｃ）は基本２例を示
す横断面図である。

【図２】本発明に係る成形モールドの第２実施形態の３
例（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を示す側立断面図である。

【図３】本発明に係る成形モールドの第３実施形態の３
例（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を示す側立断面図である。

【図４】本発明に係る成形モールドの第４実施形態の３
例（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）を示す側立断面図である。

【図５】本発明に係る成形モールドの第５実施形態の２
例（Ａ）（Ｂ）を示す側立断面図である。

【図６】本発明に係る成形モールドの第６実施形態の４
例（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）を示す横断面図である。

【図７】本発明に係る成形モールドの第７実施形態の２
例（Ａ）（Ｂ）を示す横断面図である。

【図８】側方加圧方式を示す側立断面図である。

【図９】軸方向加圧方式を示す側立断面図である。

【符号の説明】

１成形モールド２キャビティ３ゴムモールド４上蓋５下蓋６マンドレル８外曲面成形面９端面成形面１０内曲面成形面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｂ２２Ｆ 3/02 Ｈ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも胴部をゴム材料で構成した有
底ゴムモールド内のキャビティに粉末を充填して該ゴム
モールドを圧縮することにより、外曲面と内曲面とを有
し両曲面の幅方向両端縁を平坦な両端面で連接した形状
の圧粉体を成形する圧粉体成形モールドであって、前記外曲面と両端面の成形面をゴムモールドで構成し、
前記内曲面の成形面をゴムモールドに内挿したマンドレ
ルで構成していることを特徴とする圧粉体成形モール
ド。
【請求項２】前記内曲面の成形面を有するマンドレル
に、内曲面と両端面を連接する平坦面の成形面を形成し
ていることを特徴とする請求項１に記載の圧粉体成形モ
ールド。
【請求項３】前記ゴムモールドの軸心にマンドレルを
内挿して該マンドレルの周りに前記各成形面で形作りさ
れたキャビティの複数を画成していることを特徴とする
請求項１又は２に記載の圧粉体成形モールド。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の圧粉体
成形モールドのキャビティ内に、希土類磁石用合金粉末
を充填し、磁界を印加して該粉末を配向した後、該モー
ルドを圧縮して得られた圧粉体を焼結することによっ
て、内曲面あるいは内曲面に連接する平坦面が加工準備
面となる希土類磁石を得ることを特徴とする希土類磁石
の製造方法。
【請求項５】請求項４の製造方法によって得られた、
内曲面あるいは内曲面に連接する平坦面が加工基準面と
なる希土類磁石。