JP2003347143A - Rare-earth magnet - Google Patents

Rare-earth magnet

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JP2003347143A
JP2003347143A JP2003128020A JP2003128020A JP2003347143A JP 2003347143 A JP2003347143 A JP 2003347143A JP 2003128020 A JP2003128020 A JP 2003128020A JP 2003128020 A JP2003128020 A JP 2003128020A JP 2003347143 A JP2003347143 A JP 2003347143A
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Japan
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powder
cavity
stage
magnetic
orientation
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JP2003128020A
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Japanese (ja)
Inventor
Tsutomu Harada
務 原田
Hitoshi Morimoto
仁 森本
Atsuo Tanaka
淳夫 田中
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Hitachi Metals Ltd
Original Assignee
Sumitomo Special Metals Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a high degree of orientation at the time of manufacturing a raidally oriented magnet by using multistage filling. <P>SOLUTION: In a rare-earth alloy powder molding method, a powder filling step of packing a rare-earth alloy powder 24 in a cavity formed by inserting the lower punch 14 of a powder molding apparatus into the through hole of a die 10 and an orienting and compressing step of pressurizing the rare-earth alloy powder while an oriented magnetic field is impressed are repeated several times. At the time of performing the (n+1)-th (wherein, n is an integer of ≥1) orienting and compressing step, the upper end face of the molded body 26 formed in the n-th orienting and compressing step is disposed higher in level than the lower end face of the magnetic material portion 10a of the die 10. Consequently, the distortion of a radial magnetic field caused by the presence of the molded body 26 can be suppressed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、希土類合金粉末の
成形体製造方法、希土類磁石、および粉体成形装置に関
し、特に、希土類合金粉末の多段充填および多段成形を
必要とする形態を持つ希土類磁石のための粉体プレス方
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a rare earth alloy powder compact, a rare earth magnet, and a powder compacting apparatus, and more particularly, to a rare earth magnet having a form that requires multistage filling and multistage compaction of the rare earth alloy powder. For a powder pressing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁性粉末を粉体成形装置(プレス装置)
のキャビテイ内に充填し、それを単に圧縮した場合は、
粉末粒子の磁気モーメントはランダムな方位を向くこと
になる。これに対して、キャビティ内に磁界を形成し、
この磁界内で磁性粉末を配向圧縮すれば、粉末粒子を適
切な方位に配向させた成形体を作製することができる。
このような成形体を磁気特性に優れた希土類合金粉末か
ら作製すれば、高性能の異方性磁石を製造することがで
きる。
2. Description of the Related Art A powder molding apparatus (press apparatus) for forming magnetic powder.
If you fill in a cavity and simply compress it,
The magnetic moment of the powder particles will be oriented randomly. In contrast, a magnetic field is formed in the cavity,
If the magnetic powder is oriented and compressed in this magnetic field, a molded body in which the powder particles are oriented in an appropriate direction can be produced.
If such a compact is made from a rare earth alloy powder having excellent magnetic properties, a high-performance anisotropic magnet can be produced.

【0003】図1は、磁性粉末をラジアル方向に配向さ
せる場合に用いる代表的な成形装置を示している。図1
の装置は、貫通孔を有するダイ10と、ダイ10の貫通
孔の内壁面に対向する外周面を有している磁性体コア1
2と、ダイ10の貫通孔に対して下側から挿入される円
筒状の下パンチ14と、ダイ10の貫通孔に対して上側
から挿入される円筒状の上パンチ16とを備えている。
磁性体コア12は上コア12aおよび下コア12bから
なり、上コア12aおよび下コア12bは、それぞれ、
上パンチ16および下パンチ14のコア孔に挿入され
る。上コア12aおよび下コア12bは強磁性体材料か
ら形成されるが、上パンチ16および下パンチ14は非
磁性体材料から形成される。
FIG. 1 shows a typical molding apparatus used for orienting a magnetic powder in a radial direction. FIG.
Is a magnetic core 1 having a die 10 having a through hole and an outer peripheral surface facing an inner wall surface of the through hole of the die 10.
2, a cylindrical lower punch 14 inserted into the through hole of the die 10 from below, and a cylindrical upper punch 16 inserted into the through hole of the die 10 from above.
The magnetic core 12 includes an upper core 12a and a lower core 12b, and the upper core 12a and the lower core 12b are respectively
It is inserted into the core holes of the upper punch 16 and the lower punch 14. The upper core 12a and the lower core 12b are formed from a ferromagnetic material, while the upper punch 16 and the lower punch 14 are formed from a non-magnetic material.

【0004】図1に示されているダイ10は、強磁性体
材料から形成された上側部分(磁性体部分)10aと非
磁性材料から形成された下側部分(非磁性体部分)10
bとが積層された構成を有している。ダイ10の貫通孔
の内部において、コア12の外周面とダイ10の磁性体
部分10aの内壁面との間には円筒状の空間が形成され
る。この円筒状空間の上側は上パンチ16で塞がれ、下
側は下パンチ14で塞がれる。このように、コア12の
外周面、ダイ10の内壁面および下パンチの上端面によ
って、粉末が充填される「キャビティ」が形成される。
キャビティ内に充填された磁性粉末24は、上パンチ1
6と下パンチ14とに挟まれ、圧縮成形される。キャビ
ティは、下パンチ14の上端面、コア12の外周面、お
よびダイ10の磁性体部分10aの内壁面によって規定
される。ただし、使用中に非磁性体部分と強磁性体部分
との間で段差が生じて成形体取出時に成形体を傷つける
ことがないように、ダイ10の貫通孔の内側面に非磁性
体材料から形成された円筒状のスリーブ11を設けるこ
とがある。その場合、キャビティは、下パンチ14の上
端面、コア12の外周面、およびスリーブ11の内壁面
によって規定される。
A die 10 shown in FIG. 1 has an upper portion (magnetic portion) 10a formed of a ferromagnetic material and a lower portion (nonmagnetic portion) 10 formed of a nonmagnetic material.
b is laminated. Inside the through hole of the die 10, a cylindrical space is formed between the outer peripheral surface of the core 12 and the inner wall surface of the magnetic portion 10a of the die 10. The upper side of this cylindrical space is closed by an upper punch 16, and the lower side is closed by a lower punch 14. As described above, the “cavity” filled with the powder is formed by the outer peripheral surface of the core 12, the inner wall surface of the die 10, and the upper end surface of the lower punch.
The magnetic powder 24 filled in the cavity is
6 and the lower punch 14, and compression molded. The cavity is defined by the upper end surface of the lower punch 14, the outer peripheral surface of the core 12, and the inner wall surface of the magnetic body portion 10a of the die 10. However, the inner surface of the through hole of the die 10 is made of a non-magnetic material so that a step does not occur between the non-magnetic material portion and the ferromagnetic material portion during use and the molded body is not damaged when the molded body is taken out. In some cases, the formed cylindrical sleeve 11 is provided. In that case, the cavity is defined by the upper end surface of the lower punch 14, the outer peripheral surface of the core 12, and the inner wall surface of the sleeve 11.

【0005】上記のキャビティ内にラジアル磁界を形成
するため、上コイル20と下コイル22とが具備されて
いる。上コイル20によって形成された磁界と下コイル
22によって形成された磁界とが磁性体コア12の中央
部付近で反発しあい、コア12の中心部からダイ10へ
と放射状に広がるラジアル磁界が形成される。図1の矢
印は、磁性体内における磁束を模式的に示している。
An upper coil 20 and a lower coil 22 are provided for forming a radial magnetic field in the cavity. The magnetic field formed by the upper coil 20 and the magnetic field formed by the lower coil 22 repel each other near the center of the magnetic core 12, forming a radial magnetic field that spreads radially from the center of the core 12 to the die 10. . The arrows in FIG. 1 schematically show the magnetic flux in the magnetic body.

【0006】作製する成形体の配向度を向上させるに
は、キャビティ内に強いラジアル磁界を形成する必要が
ある。ラジアル磁界の強度を上げるには、コイル20お
よび22に供給する電力を増加させる他、コア12のサ
イズや材質を最適化することが望ましい。しかし、コイ
ルに与える電力の増加は製造コストを上昇させ、また発
熱の問題を引き起こす。また、コアサイズ(コアの太
さ)は作製すべき成形体の内径によって限定され、コア
材質の改良にも限界がある。
[0006] In order to improve the degree of orientation of the molded article to be produced, it is necessary to form a strong radial magnetic field in the cavity. To increase the strength of the radial magnetic field, it is desirable to optimize the size and material of the core 12 in addition to increasing the power supplied to the coils 20 and 22. However, the increase in power applied to the coil increases the manufacturing cost and raises the problem of heat generation. Further, the core size (core thickness) is limited by the inner diameter of the molded body to be produced, and there is a limit in improving the core material.

【0007】このため、軸方向に長く伸びた円筒状の磁
石を製造する場合、十分な強度の配向磁界を印加するた
めに、粉末充填工程とプレス工程とを複数回繰り返す多
段成形プロセスが行われている。多段成形法によれば、
長い円筒状成形体を作製する場合でも、軸方向に分割し
て粉末充填/配向圧縮サイクルを繰り返すため、1サイ
クル当たりのキャビティ長を短くし、それによってキャ
ビティ内に形成するラジアル磁界の強度を高くすること
ができるからである。
For this reason, when manufacturing a cylindrical magnet elongated in the axial direction, a multi-stage molding process in which the powder filling step and the pressing step are repeated a plurality of times is performed in order to apply a sufficiently strong orientation magnetic field. ing. According to the multi-stage molding method,
Even in the case of producing a long cylindrical molded product, since the powder filling / orientation compression cycle is repeated by dividing in the axial direction, the cavity length per cycle is shortened, thereby increasing the strength of the radial magnetic field formed in the cavity. Because you can.

【0008】以下、図1、図2Aおよび図2Bを参照し
ながら、多段充填法の従来例を説明する。
Hereinafter, a conventional example of the multistage filling method will be described with reference to FIGS. 1, 2A and 2B.

【0009】まず、図1に示されるように、キャビティ
に充填した磁性粉末24を配向磁界中で加圧し、第1段
目の成形体26を作製する(第1段目の配向圧縮工
程)。この後、図2Aに示すように、第1段成形体26
の上方に形成したキャビティ内に次の磁性粉末24を充
填し、配向磁界中にて磁性粉末24を加圧する(第2段
目の配向圧縮工程)。なお、第2段目の配向圧縮工程に
おいて、キャビティは、前回形成された第1段目の成形
体26の上面、コア12外周面、およびダイ10の磁性
体部分10aの内壁面によって規定される。図2Bに示
すように、第2段配向圧縮工程によって、第1段成形体
26上に第2段成形体28が形成され、二つの成形体が
一体化し、一つの成形体30が形成される。
First, as shown in FIG. 1, a magnetic powder 24 filled in a cavity is pressurized in an orientation magnetic field to produce a first-stage molded body 26 (first-stage orientation compression step). Thereafter, as shown in FIG.
The next magnetic powder 24 is filled in the cavity formed above the substrate, and the magnetic powder 24 is pressurized in the orientation magnetic field (the second stage of the orientation compression step). In the second-stage orientation compression step, the cavity is defined by the upper surface of the first-stage formed body 26 formed last time, the outer peripheral surface of the core 12, and the inner wall surface of the magnetic portion 10a of the die 10. . As shown in FIG. 2B, a second-stage compaction process forms a second-stage compact 28 on the first-stage compact 26, integrates the two compacts, and forms one compact 30. .

【0010】このようにして、粉末充填工程と配向圧縮
工程とを複数回繰り返せば、ダイ10の磁性体部分10
aの軸方向サイズL(図1参照)に制限されることな
く、所望の軸方向長さを持つ異方性リング磁石を製造す
ることが可能になる。このような多段充填・成形を行う
異方性リング磁石の製造方法は、例えば特開平9−23
3776号公報に開示されている。
By repeating the powder filling step and the orientation compressing step a plurality of times in this manner, the magnetic portion 10
It is possible to manufacture an anisotropic ring magnet having a desired axial length without being limited by the axial size L of a (see FIG. 1). A method of manufacturing an anisotropic ring magnet for performing such multi-stage filling and molding is described in, for example, JP-A-9-23.
It is disclosed in Japanese Patent No. 3776.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来技術によって製造した異方性磁石には、第1段成形
体26と第2段成形体28との境界部分で配向の乱れが
生じ、それによって境界部分で着磁の程度が劣化してし
まうという問題がある。
However, in the anisotropic magnet manufactured according to the above-mentioned prior art, the orientation is disturbed at the boundary between the first-stage molded body 26 and the second-stage molded body 28, which causes a problem. Therefore, there is a problem that the degree of magnetization is deteriorated at the boundary portion.

【0012】図3は、従来の多段成形方法によって製造
したリング磁石(円筒形磁石)の外周面側の表面磁束密
度(Bg)を示すグラフである。ここでは、表面加工後
の寸法が外径16.4mm、内径10.5mm、軸方向
長さ20mmのリング磁石を作製し評価した。グラフ
中、外周面側の表面磁束密度(Bg)を実線で示してい
る。測定はガウスメータを用い、磁石の表面を測定プロ
ーブで走査することによって行った。図3のグラフにお
いて、領域Bは第2段成形体28の測定値に相当し、領
域Cは第1段成形体26の測定値に相当している。
FIG. 3 is a graph showing the surface magnetic flux density (Bg) on the outer peripheral surface side of a ring magnet (cylindrical magnet) manufactured by a conventional multistage molding method. Here, a ring magnet having dimensions of 16.4 mm in outer diameter, 10.5 mm in inner diameter, and 20 mm in axial length after surface processing was prepared and evaluated. In the graph, the solid line indicates the surface magnetic flux density (Bg) on the outer peripheral surface side. The measurement was performed by using a Gauss meter and scanning the surface of the magnet with a measurement probe. In the graph of FIG. 3, the area B corresponds to the measured value of the second-stage molded body 28, and the area C corresponds to the measured value of the first-stage molded body 26.

【0013】図4は、測定対象となった円筒状磁石32
の斜視図である。図4に示される磁石32(成形体30
に対応)の図中左側が、成形装置の上側(プレス方向上
側)に対応する。
FIG. 4 shows a cylindrical magnet 32 to be measured.
It is a perspective view of. The magnet 32 (formed body 30) shown in FIG.
Corresponds to the upper side (upper side in the pressing direction) of the forming apparatus.

【0014】図3のグラフからわかるように、第1段成
形体26と第2段成形体28との境界部分において、表
面磁束密度(Bg)の大きな落ち込みが観察される。境
界部分での表面磁束密度(Bg)は、他の部分における
表面磁束密度(Bg)の最大値の約60%以下に低下し
ている。
As can be seen from the graph of FIG. 3, a large drop in the surface magnetic flux density (Bg) is observed at the boundary between the first-stage compact 26 and the second-stage compact 28. The surface magnetic flux density (Bg) at the boundary portion is reduced to about 60% or less of the maximum value of the surface magnetic flux density (Bg) at other portions.

【0015】本願発明者は、このような磁束密度(B
g)の局所的低下が次のようにして生じるものと考え
た。すなわち、図2Aおよび図2Bに示されるように、
第1段成形体26を下パンチ14の上面の上に配置した
状態で第2段配向圧縮工程を実行するとき、磁性体であ
る第1段成形体26中に磁束が漏れ出し、ラジアル磁界
の分布にゆがみが発生してしまう。これは、下コア12
bから供給される磁束が、2回目に充填された希土類合
金粉末24に比較して、より磁束の通りやすい第1段成
形体26の上端面付近に集中するために生じる。このよ
うにして透磁率の高い第1段成形体26の上部内を磁束
がショートカットして下コア12bから磁性体部分10
aへ延びる結果、ラジアル磁界の分布のゆがみが第1段
成形体26と第2段成形体28との境界およびその近傍
の部分において顕著に生じることとなる。このことは、
配向磁界の半径方向成分が減少し、軸方向成分が増加す
ることを意味する。配向磁界磁界の軸方向成分が増加す
ると、磁性粉末24の配向が乱れ、配向度が低下してし
まう。
The present inventor has proposed such a magnetic flux density (B
It was considered that the local decrease in g) occurred as follows. That is, as shown in FIGS. 2A and 2B,
When the second-stage orientation compression step is performed in a state where the first-stage formed body 26 is disposed on the upper surface of the lower punch 14, magnetic flux leaks into the first-stage formed body 26, which is a magnetic material, and the radial magnetic field decreases. The distribution is distorted. This is the lower core 12
The magnetic flux supplied from b is generated because it is concentrated near the upper end surface of the first-stage formed body 26 in which the magnetic flux is more likely to pass than the rare-earth alloy powder 24 filled in the second time. In this way, the magnetic flux is short-circuited in the upper part of the first-stage formed body 26 having a high magnetic permeability, so that the magnetic part 10
As a result, the distribution of the radial magnetic field is significantly distorted at the boundary between the first-stage molded body 26 and the second-stage molded body 28 and in the vicinity thereof. This means
This means that the radial component of the alignment magnetic field decreases and the axial component increases. When the axial component of the orientation magnetic field increases, the orientation of the magnetic powder 24 is disturbed, and the degree of orientation decreases.

【0016】第1段目の配向圧縮工程で形成するラジア
ル磁界の分布に乱れが少なくとも、第2段目の配向圧縮
工程で形成するラジアル磁界の分布に乱れが生じると、
第2段成形体28のみならず、第1段成形体26にも配
向の乱れが発生する。これは、磁性粉末24がいったん
配向圧縮された状態にあっても、例えば0.4MA/m
以上の強い磁界中では粒子の再配向が生じるからであ
る。磁性粉末24に潤滑剤が添加されていれば、粉末粒
子の回動が生じやすくなるため、第1段成形体26にお
ける配向乱れはいっそう強くなる。また、第2段目の配
向圧縮工程で印加する配向磁界が強力であるほど、第1
段成形体26の配向度が劣化することにもなる。
If at least disturbance in the distribution of the radial magnetic field formed in the first-stage orientation compression step occurs, the disturbance occurs in the distribution of the radial magnetic field formed in the second-stage orientation compression step.
Disorder of the orientation occurs not only in the second-stage formed body 28 but also in the first-stage formed body 26. This is because even if the magnetic powder 24 is once oriented and compressed, for example, 0.4 MA / m
This is because the particles are reoriented in the strong magnetic field. If a lubricant is added to the magnetic powder 24, the rotation of the powder particles is likely to occur, so that the orientation disorder in the first-stage compact 26 is further increased. Further, the stronger the orientation magnetic field applied in the second stage of the orientation compression step,
The degree of orientation of the step-formed body 26 is also deteriorated.

【0017】なお、ボンド磁石を製造する場合よりも、
焼結磁石を製造する場合の方が配向度の低下が生じやす
いと考えられる。これは、焼結用に磁石粉末を成形する
場合、粉末の圧縮密度を比較的小さくするため、第1段
成形体26が乱れた磁界の影響を受けやすくなるからで
ある。
It should be noted that, compared to the case of manufacturing a bonded magnet,
It is considered that the degree of orientation is more likely to decrease when a sintered magnet is manufactured. This is because, when the magnet powder is molded for sintering, the compression density of the powder is made relatively small, so that the first-stage compact 26 is easily affected by the disturbed magnetic field.

【0018】また、従来の多段成形法によって作製した
成形体を焼結した場合、得られる焼結体の寸法精度が良
くないという問題もあった。原因としては、希土類焼結
磁石用の合金粉末は、造粒(粉末形状の加工)を行わな
い場合には、極めて流動性にとぼしく、均一な密度でキ
ャビティ内に充填することが難しいことが挙げられる。
また、円筒形状のキャビティに対しては、予め計量され
た量の粉末を充填することが難しい。このため、本来充
填すべき量をはるかに超える量の粉末を収容したフィー
ダボックスをキャビティ上に移動させ、粉末を自由落下
させたのち、フィーダボックスの底部エッジでキャビテ
ィ内に充填された粉末を摺りきる。このようにした場
合、給粉するたびに充填密度がばらつくことなどによっ
て、粉末の充填量は変動してしまう。
Further, when a compact produced by a conventional multistage molding method is sintered, there is another problem that the dimensional accuracy of the obtained sintered body is not good. The cause is that the alloy powder for rare earth sintered magnets is extremely poor in fluidity unless granulation (processing of powder shape) is performed, and it is difficult to fill the cavity with uniform density. Can be
In addition, it is difficult to fill a cylindrical cavity with a pre-measured amount of powder. For this reason, a feeder box containing a much larger amount of powder than it should be charged is moved onto the cavity, the powder is allowed to fall freely, and the powder filled in the cavity is rubbed at the bottom edge of the feeder box. Wear. In such a case, the filling amount of the powder fluctuates, for example, because the filling density varies every time the powder is supplied.

【0019】従来のプレス動作では、ダイおよびパンチ
の動作制御は、キャビティ内への粉末の充填密度が均一
であると仮定して行われ、圧縮時におけるダイおよびパ
ンチの位置は、毎回、予め設定された位置に従う。従っ
て、粉末の充填密度にバラツキがある場合には、成形体
密度がばらつき、その結果、焼結時における収縮率に異
なりが生じるために、焼結体の寸法が成形方向(高さ方
向)および厚さ方向にばらつくという問題が生じてい
た。
In the conventional pressing operation, the operation of the die and the punch is controlled on the assumption that the density of the powder filled in the cavity is uniform, and the positions of the die and the punch during the compression are set in advance each time. Follow the given position. Therefore, when there is a variation in the packing density of the powder, the compact density varies, and as a result, the shrinkage ratio during sintering varies. There has been a problem that the thickness varies in the thickness direction.

【0020】本発明はかかる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その主な目的は、多段充填および成形を行う場
合であっても、配向度の局所的低下を抑制した高品質の
成形体を作製することができる希土類合金粉末の成形方
法を用いて作製したラジアル配向成形体を用い、磁石特
性に優れた永久磁石を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above points, and a main object of the present invention is to provide a high-quality molded article in which a local decrease in the degree of orientation is suppressed even when performing multi-stage filling and molding. It is an object of the present invention to provide a permanent magnet excellent in magnet properties by using a radially oriented compact produced by a method for producing a rare earth alloy powder that can be produced.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】本発明による希土類磁石
は、キャビティ内に希土類合金粉末を充填する粉末充填
工程、および、配向磁界を印加しながら前記希土類合金
粉末を加圧する配向圧縮工程を複数回繰り返すことによ
って製造された希土類磁石であって、第n+1段目(n
は1以上の何れかの整数)の配向圧縮工程によって形成
された上側成形体と第n段目の配向圧縮工程によって形
成された下側成形体との境界部分における表面磁束密度
が、他の部分における表面磁束密度の最高値に対して6
5%以上である。
A rare earth magnet according to the present invention comprises a powder filling step of filling a rare earth alloy powder in a cavity and an orientation compression step of pressing the rare earth alloy powder while applying an orientation magnetic field a plurality of times. It is a rare earth magnet manufactured by repeating, and the n + 1 th stage (n
Is an integer of 1 or more), and the surface magnetic flux density at the boundary between the upper compact formed by the orientation compression step of the n-th stage and the lower compact formed by the n-th orientation compression step is the other part. 6 for the maximum value of the surface magnetic flux density at
5% or more.

【0022】本発明による希土類合金粉末の成形体製造
方法は、非磁性体部分と磁性体部分とが積層され、貫通
孔を有しているダイと、前記ダイの貫通孔の内壁面に対
向する外周面を有している磁性体コアと、前記ダイの貫
通孔の内周面と前記磁性体コアの外周面との間に形成さ
れる空間に下方から挿入される下パンチと、前記ダイの
貫通孔の内周面と前記磁性体コアの外周面との間に形成
される空間に上方から挿入される上パンチとを備えた成
形装置を用いて、前記ダイの貫通孔に前記下パンチを挿
入することによって形成されるキャビティ内に希土類合
金粉末を充填する粉末充填工程、および、配向磁界を印
加しながら前記希土類合金粉末を加圧する配向圧縮工程
を複数回繰り返す希土類合金粉末の成形体製造方法であ
って、第n+1段目(nは1以上の何れかの整数)の配
向圧縮工程を行うとき、第n段目の配向圧縮工程で形成
された成形体の上端面を前記ダイの磁性体部分の下端面
よりも上側に配置する。
In the method for producing a molded body of a rare earth alloy powder according to the present invention, a die having a non-magnetic material portion and a magnetic material portion laminated thereon and having a through hole and an inner wall surface of the through hole of the die are opposed to each other. A magnetic core having an outer peripheral surface, a lower punch inserted from below into a space formed between an inner peripheral surface of the through hole of the die and an outer peripheral surface of the magnetic core, Using a forming apparatus having an upper punch inserted from above into a space formed between the inner peripheral surface of the through hole and the outer peripheral surface of the magnetic core, the lower punch is inserted into the through hole of the die. A method for producing a molded product of a rare earth alloy powder in which a powder filling step of filling a rare earth alloy powder in a cavity formed by insertion and an orientation compression step of pressing the rare earth alloy powder while applying an orientation magnetic field are repeated a plurality of times And the (n + 1) th stage When performing the orientation compression step (where n is any integer of 1 or more), the upper end face of the molded body formed in the n-th stage orientation compression step is positioned above the lower end face of the magnetic material portion of the die. Deploy.

【0023】本発明による希土類合金粉末の成形体製造
方法は、第1の磁性体部材と第2の磁性体部材との間の
配向空間に形成されるキャビティ内に希土類合金粉末を
充填する粉末充填工程、および、配向磁界を印加しなが
ら前記希土類合金粉末を加圧する配向圧縮工程を複数回
繰り返す希土類合金粉末の成形体製造方法であって、第
n+1段目(nは1以上の何れかの整数)の配向圧縮工
程を行うとき、第n段目の配向圧縮工程で形成された成
形体の少なくとも一部を前記第1の磁性体部材と前記第
2の磁性体部材との間の配向空間内に配置させる。
The method for producing a molded body of rare earth alloy powder according to the present invention is a method of filling a rare earth alloy powder into a cavity formed in an orientation space between a first magnetic member and a second magnetic member. A method for producing a molded body of rare earth alloy powder in which a process and an orientation compression process of pressing the rare earth alloy powder while applying an orientation magnetic field are repeated a plurality of times, wherein an (n + 1) th stage (n is any integer of 1 or more) )), At least a part of the molded body formed in the n-th stage alignment compression step is placed in an alignment space between the first magnetic member and the second magnetic member. To be placed.

【0024】前記キャビティ内における前記配向磁界の
強度を0.4MA/m以上とすることが好ましい。
Preferably, the intensity of the alignment magnetic field in the cavity is 0.4 MA / m or more.

【0025】前記希土類合金粉末には潤滑剤が添加され
ていてもよい。
A lubricant may be added to the rare earth alloy powder.

【0026】第n+1段目(nは1以上の何れかの整
数)の粉末充填工程において前記キャビティ内に充填す
る希土類合金粉末の量よりも、第n段目の粉末充填工程
において前記キャビティ内に充填する希土類合金粉末の
量を多くすることが好ましい。
In the powder filling step of the (n + 1) th stage (n is any integer of 1 or more), the amount of rare earth alloy powder to be filled in the cavity is larger than that of the rare earth alloy powder in the cavity in the nth stage. It is preferable to increase the amount of the rare earth alloy powder to be filled.

【0027】前記第n+1段目の配向圧縮工程におい
て、前記第n段目の配向圧縮工程で形成された成形体の
上端面と前記ダイの磁性体部分の下端面との間のレベル
差を3mm以上とすることが好ましい。
In the (n + 1) -th stage orientation compression step, the level difference between the upper end surface of the molded body formed in the n-th stage orientation compression process and the lower end surface of the magnetic material portion of the die is 3 mm. It is preferable to make the above.

【0028】前記第n+1段目の配向圧縮工程におい
て、前記第n段目の配向圧縮工程で形成された成形体の
前記配向空間内に含まれる部分の高さを3mm以上とす
ることが好ましい。
In the (n + 1) th stage of the orientation compression step, it is preferable that the height of a portion included in the orientation space of the molded body formed in the (n) th stage of the orientation compression step is 3 mm or more.

【0029】好ましい実施形態において、前記希土類合
金粉末は、R−T−(M)−B系合金(RはY、La、
Ce、Pr、Nd、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、Luの少なくとも一種類の元素を含有する希
土類元素、TはFeまたはFeとCoとの混合物、Mは
添加元素、Bはホウ素)から形成されている。
In a preferred embodiment, the rare earth alloy powder is an RT- (M) -B alloy (R is Y, La,
Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, E
A rare earth element containing at least one element of r, Tm and Lu, T is Fe or a mixture of Fe and Co, M is an additional element, and B is boron).

【0030】好ましい実施形態において、前記成形体は
円筒形状を有しており、前記配向磁界はラジアル磁界で
ある。
[0030] In a preferred embodiment, the compact has a cylindrical shape, and the orientation magnetic field is a radial magnetic field.

【0031】前記第n段目の配向圧縮工程で形成された
成形体の密度は3.5g/cm3以上であることが好ま
しい。
It is preferable that the density of the compact formed in the n-th stage orientation compression step is 3.5 g / cm 3 or more.

【0032】好ましい実施形態において、前記配向磁界
を印加しながら希土類合金粉末を加圧する配向圧縮工程
は、前記キャビティ内に充填された希土類合金粉末に加
えられる圧力を測定する工程を包含する。
In a preferred embodiment, the step of compressing the rare earth alloy powder while applying the alignment magnetic field includes a step of measuring a pressure applied to the rare earth alloy powder filled in the cavity.

【0033】好ましい実施形態において、前記希土類合
金粉末に加えられる圧力を制御することによって、前記
配向圧縮工程で形成される成形体の密度を調節する。
In a preferred embodiment, the density of the compact formed in the orientation compression step is adjusted by controlling the pressure applied to the rare earth alloy powder.

【0034】本発明による希土類磁石の製造方法は、上
記の何れかの希土類合金粉末の成形体製造方法によって
製造された成形体を焼結し、それによって永久磁石を得
る。
In the method for producing a rare earth magnet according to the present invention, the compact produced by any of the above-described methods for producing a compact of a rare earth alloy powder is sintered to obtain a permanent magnet.

【0035】本発明による粉体成形装置は、非磁性体部
分と磁性体部分とを積層した状態で有し、前記非磁性体
部分および磁性体部分を貫通する貫通孔を有するダイ
と、前記ダイの貫通孔の内壁面に対向する外周面を有し
ている磁性体コアと、前記ダイの貫通孔の内周面と前記
磁性体コアの外周面との間に形成される空間に下方から
挿入される下パンチと、前記ダイの貫通孔の内周面と前
記磁性体コアの外周面との間に形成される空間に上方か
ら挿入される上パンチと、前記ダイの貫通孔に前記下パ
ンチを挿入することによって形成されるキャビティ内に
磁性粉末を充填する粉末供給装置と、前記キャビティ内
に充填された磁性粉末に配向磁界を印加する磁界発生器
と、前記ダイと前記下パンチとの相対的な位置を制御す
る第1の制御器と、前記上パンチと前記下パンチとの相
対的な位置を制御する第2の制御器とを備えており、前
記キャビティ内に磁性粉末を充填する粉末充填工程、お
よび、前記配向磁界を印加しながら前記磁性粉末を加圧
する配向圧縮工程を複数回繰り返すように動作する粉体
成形装置であって、前記第1の制御器は、第n+1段目
(nは1以上の何れかの整数)の配向圧縮工程を行うと
き、第n段目の配向圧縮工程で形成された成形体の上端
面が前記ダイの磁性体部分の下端面よりも上側に配置さ
れるように、前記ダイと前記下パンチとの相対的な位置
を制御する。
A powder molding apparatus according to the present invention includes a die having a non-magnetic part and a magnetic part in a laminated state, and having a through-hole penetrating the non-magnetic part and the magnetic part; A magnetic core having an outer peripheral surface facing the inner wall surface of the through hole, and a space formed between the inner peripheral surface of the through hole of the die and the outer peripheral surface of the magnetic core inserted from below. A lower punch, an upper punch inserted from above into a space formed between the inner peripheral surface of the through hole of the die and the outer peripheral surface of the magnetic core, and the lower punch inserted into the through hole of the die. A powder supply device that fills the magnetic powder in the cavity formed by inserting the magnetic powder, a magnetic field generator that applies an orientation magnetic field to the magnetic powder filled in the cavity, and a relative position between the die and the lower punch. A first controller for controlling the general position; A second controller for controlling the relative position of the upper punch and the lower punch, a powder filling step of filling the cavity with a magnetic powder, and applying the orientation magnetic field. What is claimed is: 1. A powder compacting apparatus which operates so as to repeat an orientation compression step of pressing a magnetic powder a plurality of times, wherein the first controller comprises an (n + 1) th stage (n is an integer of 1 or more) orientation compression. When performing the step, the die and the lower punch between the die and the lower punch, so that the upper end surface of the molded body formed in the n-th stage orientation compression step is disposed above the lower end surface of the magnetic material portion of the die Control relative position.

【0036】好ましい実施形態において、前記磁性粉末
に加えられる圧力を測定する圧力センサを備える。
[0036] In a preferred embodiment, a pressure sensor for measuring a pressure applied to the magnetic powder is provided.

【0037】好ましい実施形態において、前記圧力セン
サは、前記圧力センサは、前記上パンチまたは前記下パ
ンチの歪を検出する歪ゲージを備える。
In a preferred embodiment, the pressure sensor includes a strain gauge for detecting a strain of the upper punch or the lower punch.

【0038】好ましい実施形態において、前記第2の制
御器は、前記圧力センサによって測定された圧力に基づ
いて、前記上パンチと前記下パンチとの相対的な位置を
制御する。
In a preferred embodiment, the second controller controls a relative position between the upper punch and the lower punch based on a pressure measured by the pressure sensor.

【0039】本発明による希土類合金粉末の成形体製造
方法は、ダイおよび下パンチによって第1のキャビティ
を形成する第1のキャビティ形成工程と、前記第1のキ
ャビティに希土類合金粉末を充填する第1の粉末充填工
程と、前記第1のキャビティ内の粉末に加えられる圧力
が第1の所定値になるまで前記第1のキャビティに充填
された粉末を圧縮する第1の圧縮工程と、前記第1のキ
ャビティを形成するダイおよび下パンチを相対移動さ
せ、前記圧縮された粉末の上方に、第2のキャビティを
形成する第2のキャビティ形成工程と、前記第2のキャ
ビティ内に粉末を充填する第2の粉末充填工程と、前記
第2のキャビティ内の粉末に加えられる圧力が第2の所
定値になるまで前記第2のキャビティに充填された粉末
を圧縮する第2の圧縮工程とを包含する。
The method for producing a molded body of rare earth alloy powder according to the present invention includes a first cavity forming step of forming a first cavity by a die and a lower punch, and a first step of filling the first cavity with the rare earth alloy powder. A first compression step of compressing the powder filled in the first cavity until the pressure applied to the powder in the first cavity reaches a first predetermined value; A second cavity forming step of forming a second cavity above the compressed powder by relatively moving a die and a lower punch forming the cavity, and filling the second cavity with the powder. And a second pressure for compressing the powder filled in the second cavity until the pressure applied to the powder in the second cavity reaches a second predetermined value. It includes a step.

【0040】好ましい実施形態において、前記第1の圧
縮工程によって形成された成形体の上端位置を記憶する
記憶工程と、前記上端位置に基づいてダイおよび下パン
チを相対移動させ、前記第2のキャビティを形成する第
2のキャビティ形成工程とを包含する。
In a preferred embodiment, a storing step of storing an upper end position of the compact formed by the first compressing step, and a die and a lower punch are relatively moved based on the upper end position, and the second cavity is formed. And forming a second cavity.

【0041】好ましい実施形態において、前記第1のキ
ャビティおよび第2のキャビティは、円筒形状である。
[0041] In a preferred embodiment, the first cavity and the second cavity are cylindrical.

【0042】[0042]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の実施形態を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0043】まず、図5を参照しながら、粉体成形装置
の全体構成を説明する。粉体成形装置5は、貫通孔を有
するダイ10と、ダイ10の貫通孔に対して下側から挿
入される円筒状の下パンチ14と、ダイ10の貫通孔に
対して上側から挿入される円筒状の上パンチ16とを備
えている。各パンチ14および16に設けられたコア孔
には、ラジアル磁界を形成するための磁性体コア12a
および12bが挿入される。また、ダイ10は、強磁性
体材料から形成された上側部分(磁性体部分)と非磁性
材料から形成された下側部分(非磁性体部分)とが積層
された構成を有している。なお、本明細書において「非
磁性体材料」とは、飽和磁化が0.6T以下の材料を指
す。上述の、プレス部を形成する構成は、図1に示す装
置と同様の構成である。図1と同様の部材には、同一の
参照符号を付している。
First, the overall configuration of the powder molding apparatus will be described with reference to FIG. The powder molding apparatus 5 includes a die 10 having a through hole, a cylindrical lower punch 14 inserted into the through hole of the die 10 from below, and an insert into the through hole of the die 10 from above. And a cylindrical upper punch 16. A magnetic core 12a for forming a radial magnetic field is formed in a core hole provided in each of the punches 14 and 16.
And 12b are inserted. The die 10 has a configuration in which an upper portion (magnetic portion) formed of a ferromagnetic material and a lower portion (nonmagnetic portion) formed of a nonmagnetic material are stacked. In this specification, “non-magnetic material” refers to a material having a saturation magnetization of 0.6 T or less. The configuration for forming the above-described press section is the same as that of the apparatus shown in FIG. The same members as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0044】ダイ10は、ダイセット50に対して固定
されており、このダイセット50は、ベースプレート5
2を貫通するガイド棒54を介して下部プレート56に
接続されている。下部プレート56は、シリンダロッド
58aを介して下部油圧シリンダ58bに接続されてい
る。この構成により、下部油圧シリンダ58bを用いて
ダイ10を上下方向に移動させることが可能である。ダ
イ10の位置は、リニアスケールなどを用いて構成され
る適切な位置センサ59によって測定される。この測定
値に基づいて下部油圧シリンダ58bの動作を制御すれ
ば、ダイ10を任意の所望の位置に設定することが可能
である。
The die 10 is fixed to a die set 50, and the die set 50 is
2 is connected to a lower plate 56 via a guide rod 54 penetrating therethrough. The lower plate 56 is connected to a lower hydraulic cylinder 58b via a cylinder rod 58a. With this configuration, the die 10 can be moved up and down using the lower hydraulic cylinder 58b. The position of the die 10 is measured by a suitable position sensor 59 configured using a linear scale or the like. If the operation of the lower hydraulic cylinder 58b is controlled based on this measured value, the die 10 can be set at any desired position.

【0045】下パンチ14は、ダイ10の貫通孔に対し
て下側から挿入される位置においてベースプレート52
上に固定されている。粉体成形装置5では、上述のよう
に貫通孔が設けられたダイ10を上下方向に移動させる
ことができるため(フローティング・ダイ方式)、下パ
ンチ14を上下方向に移動させることは必要とされな
い。
The lower punch 14 is provided with a base plate 52 at a position where it is inserted from below into the through hole of the die 10.
Fixed on top. In the powder molding apparatus 5, since the die 10 provided with the through holes as described above can be moved in the vertical direction (floating die method), it is not necessary to move the lower punch 14 in the vertical direction. .

【0046】上パンチ16の上端は、上部プレート60
に取りつけられる。上部プレート60は、シリンダロッ
ド62aを介して上部油圧シリンダ62bに接続され
る。また、上部プレート60の両端近傍において、ダイ
セット50に固定されたガイド棒64が貫通している。
上部プレート60および上パンチ16は、ガイド棒64
に案内されながら、上部油圧シリンダ62bによって、
上下方向に移動可能とされている。上パンチ16の位置
は、リニアスケールなどを用いて構成された適切な位置
センサ66によって測定される。この測定値に基づいて
上部油圧シリンダ62bの動作を制御すれば、上パンチ
16を任意の所望の位置に設定することが可能である。
The upper end of the upper punch 16 is
Attached to The upper plate 60 is connected to an upper hydraulic cylinder 62b via a cylinder rod 62a. In the vicinity of both ends of the upper plate 60, guide rods 64 fixed to the die set 50 penetrate.
The upper plate 60 and the upper punch 16 are provided with guide rods 64.
While being guided by the upper hydraulic cylinder 62b,
It can move up and down. The position of the upper punch 16 is measured by an appropriate position sensor 66 configured using a linear scale or the like. If the operation of the upper hydraulic cylinder 62b is controlled based on this measured value, the upper punch 16 can be set at any desired position.

【0047】また、キャビティ内に充填された粉末に配
向磁界を印加するために、キャビティの上側および下側
のそれぞれにおいて上コイル20および下コイル22が
設けられている。上コイル20は、例えば、上部プレー
ト60の下面において設けられており、下コイル22
は、例えば、ダイセット50の下面において設けられて
いる。上コイル20および下コイル22によって形成さ
れた反発磁界によって、キャビティ内の粉末に対して、
コア12の中心部からダイ10へと放射状に広がるラジ
アル磁界を印加することができる。
Further, an upper coil 20 and a lower coil 22 are provided on the upper and lower sides of the cavity, respectively, in order to apply an orientation magnetic field to the powder filled in the cavity. The upper coil 20 is provided on the lower surface of the upper plate 60, for example, and the lower coil 22
Is provided on the lower surface of the die set 50, for example. Due to the repulsive magnetic field formed by the upper coil 20 and the lower coil 22, the powder in the cavity
A radial magnetic field that spreads radially from the center of the core 12 to the die 10 can be applied.

【0048】本実施形態において、上部油圧シリンダ6
2bには、油圧の大きさを測定するための圧力センサA
が取りつけられている。この圧力センサAを用いて、キ
ャビティに充填された磁性粉末に加えられる圧力を計測
することができる。この方法は、例えば特開平10−1
52702号公報に記載されている。
In this embodiment, the upper hydraulic cylinder 6
2b includes a pressure sensor A for measuring the magnitude of the hydraulic pressure.
Is attached. Using the pressure sensor A, the pressure applied to the magnetic powder filled in the cavity can be measured. This method is disclosed in, for example,
No. 52702.

【0049】このような圧力センサAを用いれば、上パ
ンチ16の上下方向の位置を計測する位置センサ66の
みを用いる場合に比べ、成形体の成形密度をより一定に
してプレス工程を行うことができる。特に、本実施形態
のようにリング状の磁石を作製する場合、キャビティ
は、その内部に粉末が均一に充填され難い形状を有して
いるため、各充填工程毎にキャビティ内に供給される粉
末の量にはバラツキが生じやすい。また、本実施形態で
適切に用いられるR−T−B系(RはYを含む希土類元
素、TはFeまたはFeとCoとの混合物、Bはホウ
素)合金粉末は、角張った形状のものが多く、均一に充
填しがたい。特に、ストリップキャスト法(例えば、米
国特許5、383、987号に記載)などの急冷法(冷
却速度102〜104℃/sec)によって作製した合金
粉末は、粒度分布の範囲が狭く、流動性がより一層低下
するため、均一な充填が難しくなる。
The use of such a pressure sensor A makes it possible to perform the pressing step with a more constant molding density as compared with the case where only the position sensor 66 for measuring the vertical position of the upper punch 16 is used. it can. In particular, when producing a ring-shaped magnet as in the present embodiment, the cavity has a shape in which the powder is difficult to be uniformly filled, so that the powder supplied into the cavity for each filling step is used. Is apt to vary. The RTB-based (R is a rare earth element containing Y, T is Fe or a mixture of Fe and Co, B is boron) alloy powder appropriately used in the present embodiment has a square shape. Many, difficult to fill uniformly. In particular, alloy powder produced by a quenching method (cooling rate of 10 2 to 10 4 ° C./sec) such as a strip casting method (for example, described in US Pat. No. 5,383,987) has a narrow particle size distribution, Since the properties are further reduced, uniform filling becomes difficult.

【0050】このようにキャビティ内に充填される粉末
の量にバラツキがある場合、粉末プレス時における上パ
ンチ16の位置(下パンチ14に対する相対位置)を所
定の位置に設定するだけでは、作製される成形体毎に密
度バラツキが生じてしまう。これに対し、本実施形態の
ように圧力センサAを用いる場合、キャビティ内の粉末
(または成形体)に加えられる圧力を測定し、この圧力
に基づいて、下パンチに対する上パンチの位置を変化さ
せることができるので、成形体に常に所定の圧力を加え
ることができ、これにより、成形体の密度を略一定に制
御することができる。
In the case where the amount of powder to be filled in the cavity varies as described above, it is necessary to set the position of the upper punch 16 (relative position with respect to the lower punch 14) to a predetermined position during powder pressing. Density variation occurs for each compact. On the other hand, when the pressure sensor A is used as in the present embodiment, the pressure applied to the powder (or the compact) in the cavity is measured, and the position of the upper punch relative to the lower punch is changed based on this pressure. Therefore, a predetermined pressure can always be applied to the molded body, and thereby, the density of the molded body can be controlled to be substantially constant.

【0051】また、本実施形態のように多段成形法によ
り成形体を作製する場合、圧力センサAを用いることに
よって、成形体を作製するために複数回行われる配向圧
縮工程のそれぞれにおいて、精度良く所望の成形密度を
得ることができる。
In the case where a molded body is produced by the multi-stage molding method as in the present embodiment, the use of the pressure sensor A enables the orientation compression step performed a plurality of times to produce the molded body with high accuracy. A desired molding density can be obtained.

【0052】例えば、初期の配向圧縮工程では、比較的
密度が低い状態(柔らかめ)で成形体を作製しておき、
最後の配向圧縮工程で、より高い圧力を加えて押し固め
るようにすれば、全体にわたって密度が均一な成形体を
作製することができる。このようにして作製された成形
体は、焼結工程において局所的に異なる収縮率で収縮さ
れるというようなこともない。これにより、所望の形状
および磁気特性を有する焼結磁石を得ることができる。
For example, in the initial orientation compression step, a compact is prepared in a state of relatively low density (soft),
If a higher pressure is applied and compacted in the final orientation compression step, a compact having a uniform density over the whole can be produced. The molded body produced in this manner does not locally shrink at a different shrinkage rate in the sintering step. Thereby, a sintered magnet having a desired shape and magnetic properties can be obtained.

【0053】また、圧力センサAを用いることによっ
て、各配向圧縮工程において、キャビティ内の粉末に対
して所定レベル以上の十分な圧力を加えるようにプレス
動作を制御することができる。これにより、各配向圧縮
工程において、所定レベル以上の密度を有する成形体を
作製することができ、次の段の配向圧縮工程の際に形成
される配向磁界によって、前の段に作製された成形体が
再配向するということを防止することができる。
Further, by using the pressure sensor A, it is possible to control the pressing operation so that a sufficient pressure equal to or higher than a predetermined level is applied to the powder in the cavity in each orientation compression step. Thereby, in each of the orientation compression steps, it is possible to produce a molded body having a density equal to or higher than a predetermined level, and the molding produced in the previous stage is performed by the orientation magnetic field formed in the next stage of the orientation compression process. The body can be prevented from reorienting.

【0054】なお、後述するように、上パンチ16に歪
ゲージ(不図示)を固定し、この歪ゲージを用いて、キ
ャビティ内の磁性粉末(または成形体)に加えられる圧
力を測定してもよい。歪ゲージを用いれば、上部油圧シ
リンダ62bの油圧の大きさを測定する場合に比べて、
磁性粉末への印加圧力をより正確に測定することができ
る。従って、略均一な密度を有したリング状の成形体
を、確実に作製することができる。
As described later, a strain gauge (not shown) is fixed to the upper punch 16 and the pressure applied to the magnetic powder (or the compact) in the cavity is measured using the strain gauge. Good. Using a strain gauge, compared to measuring the magnitude of the hydraulic pressure of the upper hydraulic cylinder 62b,
The pressure applied to the magnetic powder can be measured more accurately. Therefore, it is possible to reliably produce a ring-shaped molded body having a substantially uniform density.

【0055】ダイセット50上にはフィーダボックス4
0が配置される。フィーダボックス40内は、希土類合
金粉末24が収納される。フィーダボックス40はシリ
ンダロッドを介して油圧シリンダ42に接続されてお
り、ダイ10に形成された貫通孔に対して進退可能とさ
れる。
The feeder box 4 is placed on the die set 50.
0 is placed. The rare earth alloy powder 24 is stored in the feeder box 40. The feeder box 40 is connected to a hydraulic cylinder 42 via a cylinder rod, and is capable of moving forward and backward with respect to a through hole formed in the die 10.

【0056】なお、円筒状の上パンチ16および下パン
チ14は、例えば、硬度がHRA(ロックウェル硬さ)
で70以上93以下であり、組成がMo:1.6wt
%、Ni:20wt%、残部WCであるWC−Ni系の
超硬合金などによって形成される。ここで、超硬合金に
は、周期律表で第IVa族、Va族、またはVIa族に
属する9種類の元素のうち少なくとも1つの元素を含む
炭化物の粉末を、Fe、Co、Ni、Mo、Snなどの
鉄属金属、またはそれらの合金を用いて焼結・結合する
ことによって形成された合金が含まれる。超硬合金とし
て、WC−TaC−Co系、WC−TiC−Co系、ま
たはWC−TiC−TaC−Co系の合金を用いること
もできる。
[0056] Incidentally, a cylindrical upper punch 16 and lower punch 14, for example, hardness H R A (Rockwell hardness)
And the composition is Mo: 1.6 wt.
%, Ni: 20 wt%, and the balance WC is formed of a WC-Ni-based cemented carbide or the like. Here, carbide powder containing at least one of nine elements belonging to Group IVa, Va, or VIa in the periodic table may be used for the cemented carbide, such as Fe, Co, Ni, Mo, An alloy formed by sintering and bonding using an iron group metal such as Sn or an alloy thereof is included. As the cemented carbide, a WC-TaC-Co-based alloy, a WC-TiC-Co-based alloy, or a WC-TiC-TaC-Co-based alloy can also be used.

【0057】また、上パンチ16および下パンチ14
は、合金鋼から形成されていてもよい。ここで、合金鋼
には、Fe−Cを主体とした高速度鋼、高マンガン鋼、
ダイス鋼などが含まれ、上パンチ16および下パンチ1
4としては所定の硬度を有する合金鋼が用いられる。
The upper punch 16 and the lower punch 14
May be formed from an alloy steel. Here, alloy steel includes high-speed steel mainly composed of Fe-C, high-manganese steel,
The upper punch 16 and the lower punch 1
As 4, an alloy steel having a predetermined hardness is used.

【0058】このように、上パンチ16および下パンチ
14をHRAで70以上93以下の硬度を有する超硬合
金または合金鋼などから形成すれば、上パンチ16およ
び下パンチ14に所望の靭性および弾性を与えることが
できる。これにより、上パンチ16および下パンチ14
を鋭利な形状に加工したときにも破損し難いものとする
ことができる。
[0058] Thus, by forming the upper punch 16 and lower punch 14 and the like H R A cemented carbide or a steel alloy having 70 or more 93 or less of hardness, the desired toughness to the upper punch 16 and lower punch 14 And can provide elasticity. Thereby, the upper punch 16 and the lower punch 14
Can be hardly damaged even when it is processed into a sharp shape.

【0059】以下、図6(a)から(f)を参照しなが
ら、本実施形態における希土類合金粉末の成形方法(成
形体の製造方法)を説明する。本発明は3段回以上の粉
末充填/配向圧縮サイクルを行う場合にも適用できる
が、本実施形態では、便宜上、2段回の粉末充填/配向
圧縮サイクルを行う場合について説明する。
Hereinafter, a method for forming a rare earth alloy powder (a method for manufacturing a compact) according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 (a) to 6 (f). The present invention can be applied to a case where three or more stages of powder filling / orientation compression cycles are performed. However, in this embodiment, a case where two stages of powder filling / orientation compression cycles are performed will be described for convenience.

【0060】まず、図6(a)を参照する。この図は、
直前の配向圧縮工程で作製した成形体を成形装置から取
り出した直後の状態を示している。ここでは、下パンチ
14の上端面がダイ10の上端面と面一になる状態のま
ま、上コア12aおよび上パンチ16を上昇させ、ダイ
10から離隔させる。
First, reference is made to FIG. This figure is
It shows a state immediately after the molded body produced in the immediately preceding orientation compression step is taken out of the molding apparatus. Here, the upper core 12a and the upper punch 16 are raised and separated from the die 10 while the upper end surface of the lower punch 14 is flush with the upper end surface of the die 10.

【0061】この後、図6(b)に示すように、ダイ1
0および下コア12bを上昇させることによって、ダイ
10および下コア12bに対する下パンチの相対的な位
置を下げ、ダイ10の貫通孔内に円筒状の空間(キャビ
ティ)を形成する。この空間の下方は下パンチ14の上
端面によって区画されるが、上方は開放され、希土類合
金の磁性粉末が充填されるべき環状の凹部を形成する。
次に、希土類合金粉末を供給するためのフィーダーボッ
クス(給粉箱)40をキャビティの上に来る位置までス
ライドさせ、フィーダーボックス40の内部に収められ
ていた粉末24をキャビティに充填する(第1段目の粉
末充填工程)。第1段目の粉末充填工程では、キャビテ
ィの下面の位置、すなわち、下パンチ14の上端面の位
置は、ダイ10の磁性体部分10aの下端面の位置に等
しいか、または少し高い位置に設定される。説明の都合
上、3段以上の粉末充填がなされる場合を考慮し、第n
段目(nは1以上の何れかの整数)の粉末充填工程にお
いて粉末が充填される空間(キャビティ)を、「第nの
キャビティ」と称する場合がある。
Thereafter, as shown in FIG.
By raising 0 and the lower core 12b, the relative position of the lower punch with respect to the die 10 and the lower core 12b is lowered, and a cylindrical space (cavity) is formed in the through hole of the die 10. The lower part of this space is defined by the upper end surface of the lower punch 14, but the upper part is opened to form an annular concave portion to be filled with the rare earth alloy magnetic powder.
Next, the feeder box (feeding box) 40 for supplying the rare-earth alloy powder is slid to a position above the cavity, and the powder 24 stored in the feeder box 40 is filled in the cavity (first). Powder filling step). In the first powder filling step, the position of the lower surface of the cavity, that is, the position of the upper end surface of the lower punch 14 is set to a position equal to or slightly higher than the position of the lower end surface of the magnetic portion 10a of the die 10. Is done. For convenience of explanation, considering the case where three or more stages of powder filling are performed,
The space (cavity) filled with the powder in the powder filling step at the stage (n is any integer of 1 or more) may be referred to as “n-th cavity”.

【0062】次に、図6(c)に示すように、フィーダ
ーボックス40をキャビティ上から退避させた後、上コ
ア12aおよび上パンチ16を共に降下させ、上コア1
2aの下端面を下コア12bの上端面に当接させる。続
いて、上パンチ16の下端部をダイ10の貫通孔内に挿
入し、更に下降させる。このとき、上パンチ16の下端
面がキャビティを閉じた段階で、コア12内で反発磁界
を形成し、キャビティ内にラジアル磁界を形成する。本
実施形態では、充分な磁気特性を得るため、キャビティ
内における配向磁界の強度を0.4MA/m以上とす
る。キャビティ内に充填されていた粉末は、上パンチ1
6と下パンチ14との間にあってラジアル磁界のもとで
圧縮成形される(第1段目の配向圧縮工程)。こうし
て、ラジアル配向した第1段目の成形体26が形成され
る。なお、図6(c)の工程における配向磁界の様子
は、図1に示されるものと異ならない。第1段目の配向
圧縮工程が終了した後、コイル20および22を用い
て、その前に印加した配向磁界の向きとは逆の向きの磁
界を印加し、第1段成形体26の脱磁を行う。
Next, as shown in FIG. 6C, after the feeder box 40 is retracted from above the cavity, both the upper core 12a and the upper punch 16 are lowered, and
The lower end surface of 2a is brought into contact with the upper end surface of lower core 12b. Subsequently, the lower end of the upper punch 16 is inserted into the through hole of the die 10 and further lowered. At this time, when the lower end surface of the upper punch 16 closes the cavity, a repulsive magnetic field is formed in the core 12 and a radial magnetic field is formed in the cavity. In the present embodiment, in order to obtain sufficient magnetic characteristics, the intensity of the alignment magnetic field in the cavity is set to 0.4 MA / m or more. The powder filled in the cavity is
6 and the lower punch 14, and are compression-molded under a radial magnetic field (first-stage orientation compression step). Thus, the first-stage radially-oriented molded body 26 is formed. The state of the orientation magnetic field in the step of FIG. 6C is not different from that shown in FIG. After the completion of the first-stage orientation compression step, a magnetic field having a direction opposite to that of the previously applied orientation magnetic field is applied using the coils 20 and 22 to demagnetize the first-stage formed body 26. I do.

【0063】なお、第1段成形体の密度は3.5g/c
3以上にすることが好ましい。より好ましくは、3.
9g/cm3〜4.5g/cm3に設定される。その理由
は、圧縮の程度が不充分なために成形体密度が上記のレ
ベルを下回ってしまうと、第1段成形体26の再配向が
生じるおそれがあるからである。
The density of the first-stage compact was 3.5 g / c.
It is preferably at least m 3 . More preferably, 3.
It is set to 9g / cm 3 ~4.5g / cm 3 . The reason is that if the compact density is below the above level due to insufficient compression, the first-stage compact 26 may be reoriented.

【0064】上記第1段目の配向圧縮工程では、充填粉
末に印加する圧力を検知し、その圧力が所定値に達した
後に圧縮動作を停止し、次の工程に移るという制御方法
を採用することができる。ここで圧力検知は、図5に示
した圧力センサAを用いて行うことができる。このよう
な制御方法を採用した場合、キャビティに充填する粉末
の量がばらついても、常に3.5g/cm3以上の成形
密度で成形体を作製することができる。従って、既に成
形した第1段成形体が、第2段成形体を作製する際の磁
界印加によって再配向をしてしまうことを防止できる。
In the first stage of the orientation compression step, a control method is adopted in which the pressure applied to the filling powder is detected, the compression operation is stopped after the pressure reaches a predetermined value, and the process proceeds to the next step. be able to. Here, pressure detection can be performed using the pressure sensor A shown in FIG. When such a control method is adopted, a molded body can always be produced with a molding density of 3.5 g / cm 3 or more even if the amount of powder to be filled into the cavity varies. Therefore, it is possible to prevent the already molded first-stage molded body from being reoriented by applying a magnetic field when producing the second-stage molded body.

【0065】この圧力検知は、上パンチ16に設けられ
た歪ゲージ(歪センサ)を用いて行ってもよい。歪ゲー
ジとして、例えば、東京測器研究所社製の歪ゲージ(F
CA−3−11−1L)を用いることができる。歪ゲー
ジの数は多いほど、正確な圧力を求めるのに有効であ
る。本実施形態では、4ゲージ法を採用し、4個の歪ゲ
ージをパンチ側面に貼付している。なお、歪ゲージは上
パンチ16および/または下パンチ14の側面に設けて
も良い。
This pressure detection may be performed using a strain gauge (strain sensor) provided on the upper punch 16. As the strain gauge, for example, a strain gauge (F
CA-3-11-1L) can be used. The greater the number of strain gauges, the more effective it is to obtain accurate pressure. In the present embodiment, a four gauge method is employed, and four strain gauges are attached to the side surfaces of the punch. The strain gauges may be provided on the side surfaces of the upper punch 16 and / or the lower punch 14.

【0066】このような歪ゲージを用いれば、プレス時
における上パンチ先端の歪の程度を測定することがで
き、これにより、成形体に加えられる圧力を、リアルタ
イムで、且つ、高い精度で検知することができる。
The use of such a strain gauge makes it possible to measure the degree of strain at the tip of the upper punch during pressing, and thereby to detect the pressure applied to the compact in real time and with high accuracy. be able to.

【0067】以下、このような歪ゲージを用いた、成形
体作製方法の一具体例を説明する。まず、キャビティ内
に粉末が充填された状態で、上パンチ16を下パンチ1
4に対して降下させる。これにより、粉末に印加される
圧力は漸増する。このとき、粉末に加えられる圧力は、
上パンチ16の側面に固定された歪ゲージによって、リ
アルタイムで正確に観察される。なお、この加圧過程に
おいて、上パンチ16とともにダイ10をより遅い速度
で降下させてもよい。こうすることによって、キャビテ
ィ内の粉末に対して、上パンチ16を降下させつつ下パ
ンチ14を上昇させた場合と同様の圧力効果を及ぼすこ
とができ、成形体中の密度バラツキを低減する上で有効
である。
Hereinafter, a specific example of a method for producing a molded article using such a strain gauge will be described. First, with the cavity filled with powder, the upper punch 16 is
Lower to 4. This gradually increases the pressure applied to the powder. At this time, the pressure applied to the powder is
By the strain gauge fixed to the side surface of the upper punch 16, it is accurately observed in real time. In this pressurizing process, the die 10 may be lowered together with the upper punch 16 at a lower speed. By doing so, the same pressure effect as when the lower punch 14 is raised while lowering the upper punch 16 can be exerted on the powder in the cavity, and in order to reduce the density variation in the compact. It is valid.

【0068】次に、歪ゲージによって、粉末(または成
形体)に付与されている圧力が所定レベルに達したこと
が検知されると、上パンチ16の降下が停止され、成形
体が形成される。このように歪ゲージを用いて圧力を測
定しつつ成形体を作製すれば、成形体の成形密度を所定
レベル(例えば3.5g/cm3)以上に設定すること
ができる。
Next, when the strain gauge detects that the pressure applied to the powder (or the compact) has reached a predetermined level, the lowering of the upper punch 16 is stopped, and a compact is formed. . If the compact is manufactured while measuring the pressure using the strain gauge, the compact density of the compact can be set to a predetermined level (for example, 3.5 g / cm 3 ) or more.

【0069】次に、図6(c)および(d)を参照す
る。図6(c)に示した状態から、上パンチ16と下パ
ンチ14とで成形体を所定の圧力で押圧した状態のまま
で、ダイ10を上昇させ、さらに、下コア12bと上コ
ア12aとが当接した状態でこれらのコア12a,12
bを上昇させる。このようにすれば、ダイ10やコア1
2a,12bの上昇時に発生する摩擦によって成形体が
破損することを防止できる。その後、上パンチ16を上
昇させることによって、成形体上面の上方に、再度キャ
ビティ(「第2のキャビティ」)が形成される。第2の
キャビティの下方は、下パンチ14ではなく、第1段成
形体26の上端面によって区画される。
Next, reference is made to FIGS. 6C and 6D. From the state shown in FIG. 6C, the die 10 is raised while the molded body is pressed with a predetermined pressure by the upper punch 16 and the lower punch 14, and the lower core 12b, the upper core 12a When these cores 12a, 12a
b is raised. In this way, the die 10 and the core 1
It is possible to prevent the molded body from being damaged by friction generated when the 2a and 12b rise. Thereafter, by raising the upper punch 16, a cavity ("second cavity") is formed again above the upper surface of the molded body. The lower part of the second cavity is defined not by the lower punch 14 but by the upper end surface of the first-stage molded body 26.

【0070】従来の多段成形法による場合は、第1段成
形体26の上端面がダイ10の磁性体部分10aの下端
面と同じレベルに配置されていたが、本発明では、第1
段成形体26の上端面がダイ10の磁性体部分10aの
下端面よりも上側に位置するように、下パンチ14とダ
イ10との相対位置関係を制御する。この後、フィーダ
ーボックス40をキャビティ上に移動し、希土類合金粉
末を第2のキャビティに充填する(第2段目の粉末充填
工程)。
In the case of the conventional multi-stage molding method, the upper end surface of the first-stage molded body 26 is arranged at the same level as the lower end surface of the magnetic body portion 10a of the die 10.
The relative positional relationship between the lower punch 14 and the die 10 is controlled such that the upper end surface of the step compact 26 is located above the lower end surface of the magnetic body portion 10a of the die 10. Thereafter, the feeder box 40 is moved above the cavity, and the second cavity is filled with the rare-earth alloy powder (the second-stage powder filling step).

【0071】次に、図6(e)に示すように、フィーダ
ーボックス40をキャビティ上から退避させた後、上コ
ア12aおよび上パンチ16を降下させ、上コア12a
の下端面を上コア12bの上端面に当接させる。続い
て、上パンチ16の下端部をダイ10の貫通孔内に挿入
し、更に下降させる。このとき、上パンチ16の下端面
がキャビティを閉じた段階で、コア12内で反発磁界を
形成し、第2のキャビティ内にラジアル磁界を形成す
る。第2のキャビティ内に充填していた粉末は、ラジア
ル磁界中で圧縮される(第2段目の配向圧縮工程)。こ
うして、第1段成形体26上に第2段成形体28が形成
されるとともに、両者が一体化されて一つの成形体30
が形成される。本実施形態では、第1段成形体26の軸
方向長さを例えば約13.5mmとし、第2段成形体2
8の軸方向長さを約10.5mmとする。
Next, as shown in FIG. 6E, after the feeder box 40 is retracted from above the cavity, the upper core 12a and the upper punch 16 are lowered, and the upper core 12a is lowered.
Is brought into contact with the upper end surface of the upper core 12b. Subsequently, the lower end of the upper punch 16 is inserted into the through hole of the die 10 and further lowered. At this time, when the lower end surface of the upper punch 16 closes the cavity, a repulsive magnetic field is formed in the core 12 and a radial magnetic field is formed in the second cavity. The powder filling the second cavity is compressed in a radial magnetic field (second stage orientation compression step). Thus, the second-stage molded body 28 is formed on the first-stage molded body 26, and the two are integrated to form one molded body 30.
Is formed. In the present embodiment, the axial length of the first-stage formed body 26 is, for example, about 13.5 mm, and the second-stage formed body 2
8 has an axial length of about 10.5 mm.

【0072】図7は、図6(e)に示す工程における配
向磁界の様子を示す断面図である。第2段目の配向圧縮
工程で充填粉末が成形されるとき、第2のキャビティの
位置は、ダイ10の貫通孔内において、ダイ10の磁性
体部分10aの下端面の位置よりも高い。言いかえる
と、磁性体部分10aに対する第1段成形体26の相対
位置が従来例よりも上方に移動している。このため、下
コア12b内に形成される磁束がダイ10の磁性体部分
10aに向かって半径方向に広がる領域において、磁界
(または磁束)の軸方向成分が減少し、図1に示すラジ
アル磁界に近い状態の磁界を形成することができる。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing an orientation magnetic field in the step shown in FIG. When the filling powder is molded in the second-stage orientation compression step, the position of the second cavity is higher than the position of the lower end surface of the magnetic portion 10a of the die 10 in the through hole of the die 10. In other words, the relative position of the first-stage formed body 26 with respect to the magnetic body portion 10a has moved upward as compared with the conventional example. For this reason, in a region where the magnetic flux formed in the lower core 12b spreads radially toward the magnetic material portion 10a of the die 10, the axial component of the magnetic field (or magnetic flux) decreases, and the radial magnetic field shown in FIG. A magnetic field in a close state can be formed.

【0073】本実施形態では、第1段成形体26の上端
面がダイ10の磁性体部分10aの下端面よりも3mm
以上高くなるようにしている。この3mmという値は、
本実施形態で使用するダイ10の磁性体部分10aの軸
方向長さ(L=約24mm)に対して、10%を超える
大きさである。また、前述のように、本実施形態で作成
する第1段成形体26の軸方向長さは約13.5mmで
あるので、3mmという値は第1段成形体26の軸方向
長さの20%を超える大きさである。
In the present embodiment, the upper end surface of the first-stage molded body 26 is 3 mm larger than the lower end surface of the magnetic portion 10 a of the die 10.
Or higher. This value of 3 mm is
The size exceeds 10% of the axial length (L = about 24 mm) of the magnetic portion 10a of the die 10 used in the present embodiment. Further, as described above, since the axial length of the first-stage formed body 26 created in the present embodiment is about 13.5 mm, the value of 3 mm is 20 times the axial length of the first-stage formed body 26. %.

【0074】第2段目の配向圧縮工程が終了した後、コ
イル20および22を用いて、その前に印加した配向磁
界の向きとは逆の向きの磁界を印加し、成形体30の脱
磁を行う。その後、図6(f)に示すように、上パンチ
16および上コア12aを上昇させるとともに、ダイ1
0の位置を下げることによって成形体30が取り出され
る。
After the completion of the second-stage orientation compression step, a magnetic field having a direction opposite to the direction of the orientation magnetic field applied before is applied by using the coils 20 and 22 to demagnetize the compact 30. I do. Thereafter, as shown in FIG. 6F, the upper punch 16 and the upper core 12a are raised, and
The molded body 30 is taken out by lowering the zero position.

【0075】こうして作製した成形体30を焼結した
後、表面処理を行ない、これを着磁することによってラ
ジアル配向した異方性リング磁石を製造することができ
る。
After sintering the compact 30 thus produced, it is subjected to a surface treatment and magnetized to produce a radially oriented anisotropic ring magnet.

【0076】なお、成形体30を抜き出す工程におい
て、上述の歪ゲージを用いて測定した成形体圧力に基づ
いて、上パンチ16およびダイ10の動作を制御しても
よい。以下、図8を参照しながら、成形体30の取り出
し工程の一例を説明する。
In the step of extracting the compact 30, the operations of the upper punch 16 and the die 10 may be controlled based on the compact pressure measured using the above-described strain gauge. Hereinafter, an example of the removal process of the molded body 30 will be described with reference to FIG.

【0077】図8は、成形体圧力Pの変化を示すグラフ
である。グラフに示すように、圧縮配向工程S1におい
て所定の成形体圧力P1で成形体30を作製した後、上
パンチ16をゆっくりとした速度で上昇(または印加圧
力を低下)させ、これにより、成形体圧力Pを徐々に低
下させる。なお、作製された成形体は、所謂スプリング
バック現象により、押圧方向と反対の方向に延びようと
するので、上パンチ16と成形体とが接した状態のまま
で、成形体圧力Pが徐々に低下する。この時の成形体圧
力の変化は、歪ゲージによって検知される。
FIG. 8 is a graph showing a change in the pressure P of the compact. As shown in the graph, after a molded body 30 at a predetermined molded body pressure P 1 in the compressed orientation step S1, rise at a rate slow the upper punch 16 (or decrease the applied pressure) is, thereby, forming The body pressure P is gradually reduced. Since the formed compact tends to extend in a direction opposite to the pressing direction by a so-called springback phenomenon, the compact pressure P gradually increases while the upper punch 16 and the compact remain in contact with each other. descend. The change in the compact pressure at this time is detected by a strain gauge.

【0078】この過程において、成形体圧力Pが所定の
値P2まで低減した時に、ダイ10を降下させ始める。
これにより、成形体30はキャビティ外に露出し始め
る。上パンチ16は、依然としてゆっくりとした速度で
上昇させられており、成形体圧力Pはさらに低下する。
In this process, when the compact pressure P has decreased to a predetermined value P 2 , the die 10 starts to lower.
Thereby, the molded body 30 starts to be exposed outside the cavity. The upper punch 16 is still raised at a slow speed, and the compact pressure P further decreases.

【0079】その後、ダイ10の降下が進行し、成形体
がキャビティから完全に抜き出されるより前の時点にお
いて、上パンチの上昇を停止させ、保持圧力P3で成形
体圧力を維持する。歪ゲージを用いれば、この保持圧力
3を比較的小さい値に設定することが可能である。成
形体は、保持圧力P3が加えられた状態で、キャビティ
から完全に抜き出される。その後、成形体30をダイ1
0上で露出させた状態で上パンチ16を再び上昇させ、
成形体の抜き出し工程が終了する。
[0079] Then, drop die 10 proceeds, the molded body is at a time before the withdrawn completely from the cavity, the rise of the upper punch is stopped, the holding pressure P 3 to maintain the compact pressure. The use of strain gauges, it is possible to set the holding pressure P 3 to a relatively small value. Moldings, in a state in which the holding pressure P 3 is applied, is completely withdrawn from the cavity. After that, the molded body 30 is
The upper punch 16 is raised again in a state where the upper punch 16 is exposed,
The step of extracting the compact is completed.

【0080】このように、歪ゲージを用いて測定した成
形体圧力に基づいて、上パンチ16およびダイ10の動
作を制御した理由は、キャビティからの抜き出し工程に
おける成形体のひび割れ・圧壊を低減するためである。
As described above, the reason why the operations of the upper punch 16 and the die 10 are controlled based on the pressure of the compact measured using the strain gauge is to reduce cracking and crushing of the compact in the step of extracting from the cavity. That's why.

【0081】成形体30をキャビティから抜き出す際、
ダイ10と成形体30との間の摩擦によって成形体30
に応力が加えられ、これにより、成形体30にひびが発
生するおそれがある。このとき、上パンチ16によって
成形体に所定の成形体圧力を加えておけば、ひびの発生
を防止することができる。このため、成形体の抜き出し
が完了するまで、成形体に圧力を加えている。
When removing the molded body 30 from the cavity,
The friction between the die 10 and the molding 30 causes the molding 30
Is applied to the molded body 30, which may cause cracks in the molded body 30. At this time, if a predetermined compact pressure is applied to the compact by the upper punch 16, cracks can be prevented. For this reason, pressure is applied to the compact until the removal of the compact is completed.

【0082】ただし、成形体に加える圧力の値が大きす
ぎると、キャビティから抜き出された成形体30は圧壊
してしまう。特に、成形体30は、キャビティから完全
に抜き出される直前の状態において、非常に圧壊し易
い。このため、保持圧力P3を小さい値に設定し、圧壊
を防いでいる。
However, if the value of the pressure applied to the compact is too large, the compact 30 extracted from the cavity will be crushed. Particularly, the molded body 30 is very easily crushed immediately before being completely removed from the cavity. Therefore, to set the holding pressure P 3 to a small value, thereby preventing the collapse.

【0083】上述のように歪ゲージを用いれば、成形体
圧力をリアルタイムで正確に検出することができるの
で、成形体のひび割れおよび圧壊の両方を防ぐように、
上パンチ16およびダイ10の動作を制御し、適切な抜
き出し工程を行うことができる。
As described above, when the strain gauge is used, the pressure of the compact can be accurately detected in real time, so that both cracking and crushing of the compact are prevented.
The operation of the upper punch 16 and the die 10 can be controlled to perform an appropriate extraction process.

【0084】さらに、上述のような歪ゲージを用いた形
態において、成形体密度とともに、成形体寸法の調節を
行うことも可能である。以下、図5、図9および図10
を参照しながら、この実施形態を説明する。
Further, in the embodiment using the strain gauge as described above, it is possible to adjust the size of the compact as well as the density of the compact. Hereinafter, FIGS. 5, 9 and 10
This embodiment will be described with reference to FIG.

【0085】図9は、図5に示す粉体成形装置に関連付
けられた制御機構を示すブロック図である。粉体成形装
置5の動作を制御するために設けられた中央制御回路9
0は、演算を実行するためのCPUと、歪ゲージや位置
センサなどからの情報を格納するためのRAMと、制御
プログラムを格納したROMとを備えている。また、中
央制御回路90には、操作パネル(OP PANEL)
が接続されており、操作者は、必要に応じて制御情報を
任意に入力することができる。
FIG. 9 is a block diagram showing a control mechanism associated with the powder molding apparatus shown in FIG. Central control circuit 9 provided for controlling the operation of powder molding apparatus 5
Reference numeral 0 includes a CPU for executing calculations, a RAM for storing information from a strain gauge, a position sensor, and the like, and a ROM for storing a control program. The central control circuit 90 includes an operation panel (OP PANEL)
Is connected, and the operator can arbitrarily input control information as needed.

【0086】歪ゲージ駆動回路は、上パンチなどに添付
された歪ゲージに所定電圧を印加し、このときの歪ゲー
ジからの出力に基づいて歪の大きさ(すなわち、充填粉
末に加えられる圧力の大きさ)を検出する。歪の大きさ
は、歪ゲージの電気抵抗の変化として表される。このよ
うにして、歪ゲージ駆動回路は、粉末に加えられる圧力
に関する情報を、A/D変換器(不図示)を用いてデジ
タル信号として中央制御回路90に伝達する。
The strain gauge driving circuit applies a predetermined voltage to the strain gauge attached to the upper punch or the like, and based on the output from the strain gauge at this time, the magnitude of the strain (that is, the pressure of the pressure applied to the filling powder). Size) is detected. The magnitude of the strain is expressed as a change in the electric resistance of the strain gauge. In this way, the strain gauge drive circuit transmits information on the pressure applied to the powder to the central control circuit 90 as a digital signal using an A / D converter (not shown).

【0087】油圧シリンダ駆動回路は、中央制御回路9
0からの指令に基づいて上部油圧シリンダ62bおよび
下部油圧シリンダ58bを駆動する。油圧シリンダ駆動
回路を用いて、上パンチ16およびダイ10を所定の位
置に移動させることができる。
The hydraulic cylinder drive circuit includes a central control circuit 9
The upper hydraulic cylinder 62b and the lower hydraulic cylinder 58b are driven based on a command from 0. The upper punch 16 and the die 10 can be moved to predetermined positions by using the hydraulic cylinder drive circuit.

【0088】上パンチ16およびダイ10に関連付けて
設けられた位置センサ66,59は、上パンチ16およ
びダイ10の位置を検出し、その位置情報を中央制御回
路90に伝達する。
The position sensors 66 and 59 provided in association with the upper punch 16 and the die 10 detect the positions of the upper punch 16 and the die 10 and transmit the position information to the central control circuit 90.

【0089】フィーダボックス駆動回路は、フィーダボ
ックス40のキャビティ上への移動・退去の制御を行
う。なお、シェーカ(または攪拌器)などの粉末充填補
助装置がフィーダボックス40に設けられている場合に
は、これらの装置の動作制御をも行う。また、コイル駆
動回路は、キャビティ内の粉末に配向磁界を印加するた
めの磁界発生用コイル20,22を駆動する。中央制御
回路90は、これらの駆動回路を制御する。
The feeder box drive circuit controls the movement and retreat of the feeder box 40 onto the cavity. When a powder filling auxiliary device such as a shaker (or a stirrer) is provided in the feeder box 40, the operation of these devices is also controlled. The coil driving circuit drives the magnetic field generating coils 20 and 22 for applying an orientation magnetic field to the powder in the cavity. The central control circuit 90 controls these drive circuits.

【0090】次に、図10を参照しながら、上記制御機
構を用いた成形体の作製工程を説明する。
Next, with reference to FIGS. 10A and 10B, a process for producing a molded body using the above-described control mechanism will be described.

【0091】操作パネルのスタートボタンが押下される
と、中央制御回路90は各駆動回路にイニシャル動作を
指示し、全ての駆動回路からREADYの信号が返って
くると、プレス動作を開始する(S1およびS2)。ま
ず、下部油圧シリンダを駆動することによってダイを上
昇させ、第1のキャビティを形成する(S3)。中央制
御回路90は、フィーダボックス駆動回路に指示を与
え、第1のキャビティ内に粉末を充填する(S4)。フ
ィーダボックス駆動回路が粉末の充填が完了したことを
通知すると、中央制御回路90は、上部油圧シリンダを
駆動させて上パンチを降下させる(S5)。さらに、キ
ャビティが上パンチによって蓋がされた状態で磁界発生
用コイルを駆動し、キャビティ内の粉末を配向させる
(S6)。
When the start button on the operation panel is pressed, the central control circuit 90 instructs each drive circuit to perform an initial operation. When all the drive circuits return the READY signal, the central control circuit 90 starts the press operation (S1). And S2). First, the die is raised by driving the lower hydraulic cylinder to form a first cavity (S3). The central control circuit 90 gives an instruction to the feeder box drive circuit to fill the first cavity with the powder (S4). When the feeder box drive circuit notifies that the filling of the powder has been completed, the central control circuit 90 drives the upper hydraulic cylinder to lower the upper punch (S5). Further, the magnetic field generating coil is driven while the cavity is covered by the upper punch, and the powder in the cavity is oriented (S6).

【0092】この配向圧縮工程において、上パンチが粉
末を圧縮し始めた時点から歪ゲージ駆動回路の出力が監
視され、キャビティ内の粉末に加えられる圧力が計測さ
れる。上パンチの降下に伴い粉末に加えられる圧力の大
きさは増加し、この過程において所定圧力が粉末に対し
て加えられていることが検知されると(S7)、上パン
チの降下を停止させ、これと同時に配向磁界の印加も停
止させる(S8)。
In this orientation compression step, the output of the strain gauge drive circuit is monitored from the time when the upper punch starts compressing the powder, and the pressure applied to the powder in the cavity is measured. With the lowering of the upper punch, the magnitude of the pressure applied to the powder increases. In this process, when it is detected that a predetermined pressure is applied to the powder (S7), the lowering of the upper punch is stopped. At the same time, the application of the alignment magnetic field is stopped (S8).

【0093】このとき、圧縮状態における上パンチの位
置が位置センサによって検出される。位置センサからの
位置情報は、中央制御回路90内のRAMに記憶(格
納)される(S9)。
At this time, the position of the upper punch in the compressed state is detected by the position sensor. The position information from the position sensor is stored (stored) in the RAM in the central control circuit 90 (S9).

【0094】上述のように、粉体に加えられる圧力に基
づいて圧縮工程を行う場合、キャビティ内に充填された
粉末の量が異なると、圧縮時における上パンチの位置も
異なり、1回目の配向圧縮工程で作製される成形体の寸
法(高さ)にバラツキが生じることがある。これに対
し、本実施形態では、上記上パンチの位置に基づいて、
2回目の配向圧縮工程において形成すべきキャビティ
(第2のキャビティ)の深さを計算する(S10)。具
体的には、次の段(2回目)の配向圧縮工程後に形成さ
れるべき成形体全体の高さから、上パンチの位置から求
めた1回目の成形体(第1段成形体)の高さを減算する
ことによって、次の段で形成するキャビティの深さを決
定する。このようにすれば、たとえ粉末充填量にバラツ
キがあったとしても、寸法精度が高い成形体を作製する
ことができる。なお、第1段成形体の高さが高すぎたり
低すぎたりして所定の範囲から外れている場合、2回目
の配向圧縮工程を行なう前に第1段成形体をキャビティ
から取り除き、新たに第1段成形体の作製を行なうよう
にしても良い。
As described above, when the compression step is performed based on the pressure applied to the powder, if the amount of the powder filled in the cavity is different, the position of the upper punch at the time of compression is different, and the first alignment is performed. The size (height) of the compact produced in the compression step may vary. On the other hand, in this embodiment, based on the position of the upper punch,
The depth of the cavity (second cavity) to be formed in the second orientation compression step is calculated (S10). Specifically, the height of the first compact (first-stage compact) determined from the position of the upper punch from the height of the entire compact to be formed after the next stage (second) of the orientation compression step By subtracting the depth, the depth of the cavity to be formed in the next step is determined. In this way, a molded body with high dimensional accuracy can be manufactured even if the powder filling amount varies. If the height of the first-stage molded product is too high or too low and is out of the predetermined range, the first-stage molded product is removed from the cavity before performing the second orientation compression step, and newly formed. The first-stage molded body may be manufactured.

【0095】このようにして次の段でのキャビティの深
さが決定すると、上パンチと下パンチとで成形体を挟ん
だ状態のまま、上記計算されたキャビティ深さに基づい
てダイおよびコアを所定の位置まで上昇させ、その後、
上パンチを上昇させることによって、第2のキャビティ
を形成する(S11およびS12)。
When the depth of the cavity in the next stage is determined in this way, the die and the core are removed based on the calculated cavity depth while the compact is sandwiched between the upper punch and the lower punch. Raise to a predetermined position, and then
By raising the upper punch, a second cavity is formed (S11 and S12).

【0096】その後、第1の配向圧縮工程と同様にし
て、粉末充填工程(S13)、配向圧縮工程(S14〜
S16)を行い、成形体を作製する。この2回目のプレ
ス動作時においても、歪ゲージを用いて粉末に所定の圧
力を加えるようにする。これにより、密度が均一で、し
かも寸法精度の高い成形体を作製することができる。
Thereafter, in the same manner as in the first orientation compression step, the powder filling step (S13) and the orientation compression step (S14 to S14) are performed.
S16) is performed to produce a molded body. During the second press operation, a predetermined pressure is applied to the powder using the strain gauge. This makes it possible to produce a molded body having a uniform density and high dimensional accuracy.

【0097】このようにして多段成形法を用いて作製さ
れた成形体は、例えば上記図8を用いて説明したような
方法によって、破損を防止しつつキャビティ内から抜き
出され(S17)、成形体作製工程が完了する(S1
8)。
The molded body manufactured by using the multi-stage molding method in this manner is taken out of the cavity while preventing damage by the method described with reference to FIG. 8, for example (S17). The body manufacturing process is completed (S1
8).

【0098】図11は、本実施形態にかかる磁石の表面
磁束密度(Bg)を示すグラフであり、図3のグラフに
対応するものである。ここでは焼結後に表面を加工し、
外径16.4mm、内径10.5mm、軸方向長さ20
mmのリング磁石を作製し、評価した。評価を容易にす
るため、着磁は軸方向に垂直な磁界を用いて行った。
FIG. 11 is a graph showing the surface magnetic flux density (Bg) of the magnet according to the present embodiment, and corresponds to the graph of FIG. Here, the surface is processed after sintering,
Outer diameter 16.4mm, inner diameter 10.5mm, axial length 20
mm ring magnets were prepared and evaluated. For easy evaluation, the magnetization was performed using a magnetic field perpendicular to the axial direction.

【0099】図11のグラフからわかるように、第1段
成形体26と第2段成形体28との境界部分における表
面磁束密度(Bg)の落ち込みが従来例の落ち込み(図
3)に比較して著しく低減されている。図11の例で
は、境界部分での表面Bgは、他の部分における表面磁
束密度(Bg)の最大値の70%以上の値を示してい
る。本発明によれば、境界部分での表面磁束密度(B
g)を、低い場合でも、他の部分における表面磁束密度
(Bg)の最大値の65%以上にすることができ、75
%以上または80%以上にすることも可能である。
As can be seen from the graph of FIG. 11, the drop of the surface magnetic flux density (Bg) at the boundary between the first-stage molded body 26 and the second-stage molded body 28 is smaller than that of the conventional example (FIG. 3). Significantly reduced. In the example of FIG. 11, the surface Bg at the boundary portion has a value of 70% or more of the maximum value of the surface magnetic flux density (Bg) at another portion. According to the present invention, the surface magnetic flux density (B
g) can be set to 65% or more of the maximum value of the surface magnetic flux density (Bg) in other portions even when it is low.
% Or 80% or more.

【0100】このように全体として高い磁気特性を有す
る磁石をモータに用いれば、エネルギ効率が向上する。
本実施形態によって作製された磁石は、特に、工場オー
トメーション(FA)を実現するロボット用のモータに
適切に使用される。
When a magnet having high magnetic properties as a whole is used for a motor, energy efficiency is improved.
The magnet manufactured according to the present embodiment is particularly suitably used for a motor for a robot that realizes factory automation (FA).

【0101】本実施形態によれば、このように多段成形
の境界部分における表面磁束密度(Bg)の低下を抑制
できる。その理由は、第2の配向圧縮工程を実行すると
き、第1段成形体26の相対位置を従来例に比較して上
昇させ、配向空間内に第1段成形体26の少なくとも一
部を配置しているため、第1段成形体26の存在に起因
する配向磁界の軸方向成分が減少し、配向度が大きく改
善されるからである。このように、既に配向処理の施さ
れた成形体の一部を配向空間内に位置させると、次段で
形成すべき成形体の寸法が短縮されることになる。従っ
て、従来の考え方に従えば、既に配向処理の施された成
形体、すなわち、ここでは第1段成形体26をダイ10
の磁性体部分10aとコア10との間の空間(配向空
間)内に配置することは非効率的である。しかし、本発
明では、このようなことを敢えて行い、それによって多
段成形に伴う配向度の低下を著しく抑制することに成功
した。
According to the present embodiment, it is possible to suppress a decrease in the surface magnetic flux density (Bg) at the boundary of the multi-stage molding. The reason is that when the second orientation compression step is performed, the relative position of the first-stage molded body 26 is raised as compared with the conventional example, and at least a part of the first-stage molded body 26 is arranged in the orientation space. This is because the axial component of the orientation magnetic field due to the presence of the first-stage formed body 26 is reduced, and the degree of orientation is greatly improved. As described above, when a part of the molded body that has been subjected to the orientation treatment is positioned in the orientation space, the dimension of the molded body to be formed in the next stage is reduced. Therefore, according to the conventional concept, the molded body that has been subjected to the orientation treatment, that is, here, the first-stage molded body 26 is
It is inefficient to dispose it in the space (orientation space) between the magnetic body portion 10a and the core 10. However, in the present invention, such a thing is dared to be performed, and thereby, it has succeeded in remarkably suppressing a decrease in the degree of orientation due to the multi-stage molding.

【0102】磁性粉末としては、ストリップキャスト法
によって製造した粉末を用いることが好ましい。ストリ
ップキャスト法による磁性粉末を製造する手順は、例え
ば、次の通りである。
As the magnetic powder, a powder produced by a strip casting method is preferably used. A procedure for producing a magnetic powder by a strip casting method is, for example, as follows.

【0103】まず、米国特許第5,383,978号明細
書に開示されているような31Nd−1B−68Fe
(質量%)の組成を持つ合金を高周波溶解法によってア
ルゴン雰囲気中にて溶融し、合金溶湯を作製する。上記
合金のうち、Feの一部をCoで置換した組成を持つも
のを使用しても良い。また、米国特許第4,770,72
3号明細書に開示されている組成の合金を使用しても良
い。
First, 31Nd-1B-68Fe as disclosed in US Pat. No. 5,383,978.
An alloy having a composition of (% by mass) is melted in an argon atmosphere by a high-frequency melting method to produce a molten alloy. Of the above alloys, those having a composition in which a part of Fe is replaced by Co may be used. No. 4,770,72.
An alloy having the composition disclosed in the specification of Japanese Patent No. 3 may be used.

【0104】合金溶湯の温度を1350℃に保持しなが
ら、回転する単ロールの表面に合金溶湯を接触させ、そ
れによって合金溶湯を急冷し、所望の組成を持つ急冷凝
固合金を得る。このときの冷却条件を、例えば、ロール
周速度を約1m/秒、冷却速度を500℃/秒、過冷度
を200℃とすると、平均厚さが0.3mmのフレーク
状合金が得られる。
While maintaining the temperature of the molten alloy at 1350 ° C., the molten alloy is brought into contact with the surface of the rotating single roll, thereby rapidly cooling the molten alloy to obtain a rapidly solidified alloy having a desired composition. When the cooling conditions at this time are, for example, a roll peripheral speed of about 1 m / sec, a cooling speed of 500 ° C./sec, and a degree of subcooling of 200 ° C., a flake-like alloy having an average thickness of 0.3 mm is obtained.

【0105】こうして得た合金を水素吸蔵によって脆化
させた後、フェザーミルによって5mm程度の大きさに
粗粉砕する。次いで、粗粉砕された合金をジェットミル
によって平均粒径が3.5μmの粉末になるまで微粉砕
を行う。この後、石油系溶剤で希釈した脂肪酸エステル
を潤滑剤として添加し、混合する。潤滑剤の添加量は、
合金粉末に対して例えば0.3質量%となるようにすれ
ば良い。また、潤滑剤としてはステアリン酸亜鉛等の固
体潤滑剤を使用することもできる。
After the alloy thus obtained is embrittled by absorbing hydrogen, it is roughly pulverized by a feather mill to a size of about 5 mm. Next, the coarsely pulverized alloy is finely pulverized by a jet mill until a powder having an average particle diameter of 3.5 μm is obtained. Thereafter, the fatty acid ester diluted with a petroleum solvent is added as a lubricant and mixed. The amount of lubricant added is
What is necessary is just to make it 0.3 mass% with respect to alloy powder, for example. In addition, a solid lubricant such as zinc stearate can be used as the lubricant.

【0106】このように、ストリップキャスト法によっ
て製造した希土類合金粉末は、他の方法(インゴット
法)によって製造した粉末に比較して粒度分布がシャー
プである。従って、このような希土類合金粉末を用いて
成形体を作製し、これを焼結すると、粒径がそろった焼
結体を作製することができ、優れた磁気特性が得られ
る。一方で、粒度分布がシャープなため、粉末の流動性
が悪く、充填が不均一になりやすいという問題がある。
これに対し、上述のように圧力センサを用いて成形体に
加える圧力を制御すれば、成形密度を均一できるととも
に、所定レベル以上の密度を有した配向性の高い成形体
を作製することができる。
As described above, the rare-earth alloy powder produced by the strip casting method has a sharper particle size distribution than the powder produced by another method (ingot method). Therefore, when a compact is produced using such a rare earth alloy powder and sintered, a sintered compact having a uniform particle size can be produced, and excellent magnetic properties can be obtained. On the other hand, since the particle size distribution is sharp, there is a problem that the fluidity of the powder is poor and the filling tends to be uneven.
In contrast, by controlling the pressure applied to the molded body using the pressure sensor as described above, the molded density can be made uniform and a highly oriented molded body having a density equal to or higher than a predetermined level can be produced. .

【0107】本発明の粉末成形方法に好適に用いられる
希土類合金は、一般に、R−T−(M)−B系合金粉末
(RはYを含む希土類元素、TはFeまたはFeとCo
との混合物、Mは添加元素、Bはホウ素)で表現され
る。希土類元素Rとしては、Y、La、Ce、Pr、N
d、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu
の少なくとも一種類の元素を含有する原料を用いること
ができる。ただし、充分な磁化を得るには、希土類元素
Rのうちの50at%以上がPrまたはNdの何れかま
たは両方によって占められることが好ましい。
The rare earth alloy preferably used in the powder compacting method of the present invention is generally an RT- (M) -B alloy powder (R is a rare earth element containing Y, T is Fe or Fe and Co
, M is an additive element, and B is boron). As the rare earth element R, Y, La, Ce, Pr, N
d, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Lu
A raw material containing at least one kind of element can be used. However, in order to obtain sufficient magnetization, it is preferable that 50 at% or more of the rare earth element R is occupied by one or both of Pr and Nd.

【0108】希土類元素Rが10at%以下では、α−
Fe相の析出によって保磁力が低下する。また、希土類
元素Rが20at%を超えると、目的とする正方晶Nd
2Fe14B型化合物以外にRリッチの第2相が多く析出
し、磁化が低下する。このため、希土類元素Rは全体の
10〜20at%の範囲内にあることが好ましい。
When the rare earth element R is 10 at% or less, α-
The coercive force decreases due to the precipitation of the Fe phase. If the rare earth element R exceeds 20 at%, the target tetragonal Nd
In addition to the 2 Fe 14 B-type compound, a large amount of the R-rich second phase precipitates, and the magnetization decreases. For this reason, the rare earth element R is preferably in the range of 10 to 20 at% of the whole.

【0109】Tは鉄族元素であって、FeおよびCoを
含む。Tが67at%未満の場合、保磁力および磁化と
もに低い第2相が析出するため磁気特性が劣化する。T
が85at%を超えると、α−Fe相の析出によって保
磁力が低下し、また減磁曲線の角型性も低下する。この
ため、Tの含有量は67〜85at%の範囲内にあるこ
とが好ましい。
T is an iron group element and includes Fe and Co. When T is less than 67 at%, the second phase having low coercive force and low magnetization is precipitated, so that the magnetic properties deteriorate. T
Exceeds 85 at%, the coercive force decreases due to the precipitation of the α-Fe phase, and the squareness of the demagnetization curve also decreases. Therefore, the content of T is preferably in the range of 67 to 85 at%.

【0110】なお、TはFeのみから構成されていても
良いが、Coの添加によってキュリー温度が上昇し、耐
熱性が向上する。Tの50at%以上はFeで占められ
ることが好ましい。Feの割合が50at%を下回る
と、Nd2Fe14B型化合物の飽和磁化そのものが減少
するからである。
T may be composed only of Fe, but the addition of Co increases the Curie temperature and improves heat resistance. Preferably, at least 50 at% of T is occupied by Fe. This is because the saturation magnetization itself of the Nd 2 Fe 14 B type compound decreases when the proportion of Fe is less than 50 at%.

【0111】Bは、正方晶Nd2Fe14B型結晶構造を
安定的に析出するために必須である。Bの添加量が4a
t%未満ではR217相が析出するため保磁力が低下
し、減磁曲線の角型性が著しく損なわれる。また、Bの
添加量が10at%を超えると、磁化の小さな第2相が
析出してしまう。従って、Bの含有量は4〜10at%
の範囲であることが好ましい。なお、Bの一部または全
部をCで置換することもできる。
B is essential for stably depositing a tetragonal Nd 2 Fe 14 B type crystal structure. The amount of B added is 4a
If the amount is less than t%, the coercive force decreases due to precipitation of the R 2 T 17 phase, and the squareness of the demagnetization curve is significantly impaired. On the other hand, if the addition amount of B exceeds 10 at%, a second phase having a small magnetization is precipitated. Therefore, the content of B is 4 to 10 at%.
Is preferably within the range. Note that part or all of B can be replaced with C.

【0112】粉末の磁気的な性質の改善や耐食性の改善
を目的として添加元素Mを付与してもよい。添加元素M
としては、Al、Ti、Cu、V、Cr、Ni、Ga、
Zr、Nb、Mo、In、Sn、Hf、Ta、Wからな
る群から選択された少なくとも1種類の元素が好適に使
用される。このような添加元素Mは、全く添加されてい
なくても良いが、添加する場合は、添加量を10at%
以下にすることが好ましい。添加量が10at%を超え
ると、強磁性ではない第2相が析出して磁化が低下する
からである。
An additional element M may be added for the purpose of improving the magnetic properties and corrosion resistance of the powder. Additional element M
Are Al, Ti, Cu, V, Cr, Ni, Ga,
At least one element selected from the group consisting of Zr, Nb, Mo, In, Sn, Hf, Ta, and W is preferably used. Such an additive element M may not be added at all, but when it is added, the amount added is 10 at%.
It is preferable to set the following. If the addition amount exceeds 10 at%, a second phase that is not ferromagnetic is precipitated and the magnetization is reduced.

【0113】なお、ダイの磁性体部分およびコアの材料
としては、透磁率および飽和磁束密度が高く、かつ耐摩
耗性に優れた材料を選択することが好ましい。このよう
な材料としては、例えば炭素工具鋼(SK)、合金工具
鋼(SKS、SKD)、高速度工具鋼(SKH)、パー
メンジュール等の材料が例示される。耐摩耗性を重視す
る場合は、高透磁率および高飽和磁束密度を有する基
材、例えばパーメンジュール材、パーマロイ材、センダ
スト材、等に超硬合金の被覆層を設けてもよい。
It is preferable to select a material having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density and excellent abrasion resistance as the material of the magnetic portion and the core of the die. Examples of such a material include carbon tool steel (SK), alloy tool steel (SKS, SKD), high-speed tool steel (SKH), and permendur. When importance is placed on wear resistance, a coating layer of a cemented carbide may be provided on a substrate having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density, for example, a permendur material, a permalloy material, a sendust material, or the like.

【0114】本発明の用途は、焼結磁石の製造に限定さ
れず、ボンド磁石の製造をも広く含む。本発明をボンド
磁石の成形に適用する場合は、バインダーを加えた磁性
粉末を成形装置のキャビテイ内に充填する。バインダー
としては、エポキシ樹脂やフェノール樹脂などの熱硬化
性樹脂を用いることができる。なお、ボンド磁石を完成
させるには、成形後に120℃程度のキュア処理を行
う。
The application of the present invention is not limited to the production of a sintered magnet, but also broadly includes the production of a bonded magnet. When the present invention is applied to the formation of a bonded magnet, a magnetic powder to which a binder has been added is filled in a cavity of a molding apparatus. As the binder, a thermosetting resin such as an epoxy resin or a phenol resin can be used. In order to complete the bonded magnet, a curing process at about 120 ° C. is performed after the molding.

【0115】また、本発明は円筒状の磁石以外の磁石を
製造する場合にも適用できる。例えば、特開平4−35
2402号公報に開示されているような円弧状磁石を多
段充填法によって製造する場合にも適用することが可能
である。
Further, the present invention can be applied to the case of manufacturing magnets other than cylindrical magnets. For example, JP-A-4-35
The present invention can also be applied to a case where an arc-shaped magnet as disclosed in Japanese Patent Publication No. 2402 is manufactured by a multi-stage filling method.

【0116】本発明に使用する粉体成形装置も、上記実
施形態について説明したものに限定されない。上下パン
チやダイの上昇・下降動作も相対的なものに過ぎず、種
々の改変が可能であることは言うまでもない。
The powder molding apparatus used in the present invention is not limited to the one described in the above embodiment. The raising and lowering operations of the upper and lower punches and dies are merely relative, and it is needless to say that various modifications are possible.

【0117】なお、3段以上の成形体から一つの磁石を
製造する場合、2段目以降の配向圧縮工程で常に直前の
配向圧縮工程で作製した成形体の上端面をダイの磁性体
部分の下端面の位置よりも上に配置する必要はない。多
数の段から長い円筒状磁石を作製する場合、用途に応じ
ては、必要な部分の配向度だけを高くすれば足りること
もある。配向度を高くするべき部分に成形境界部が含ま
れる場合、少なくとも当該境界部の配向度を高めるよう
にして本発明を適用すればよい。
When one magnet is manufactured from three or more molded bodies, the upper end surface of the molded body produced in the immediately preceding orientation compression step in the second and subsequent orientation compression steps is always used as the magnetic material portion of the die. It is not necessary to arrange above the position of the lower end face. When producing a long cylindrical magnet from many steps, depending on the application, it may be sufficient to increase only the degree of orientation of a necessary portion. In the case where a molding boundary is included in a portion where the degree of orientation is to be increased, the present invention may be applied so that at least the degree of orientation of the boundary is increased.

【0118】また、上記実施形態では、粉体状態で希土
類合金粉末を圧縮成形する乾式成形法(乾式プレス)を
例にとって説明したが、本発明は、希土類合金粉末を鉱
物油などに混合させることによって得られるスラリをキ
ャビティ内で配向圧縮する湿式成形法にも適用できる。
In the above embodiment, the dry compaction method (dry press) in which the rare earth alloy powder is compacted in a powder state has been described as an example. However, the present invention relates to mixing the rare earth alloy powder with mineral oil or the like. It can also be applied to a wet molding method in which the slurry obtained by the above is oriented and compressed in a cavity.

【0119】[0119]

【発明の効果】本発明によれば、多段充填・成形を用い
てラジアル配向を実行する場合において、高い配向度を
実現できるため、高性能のラジアル配向異方性磁石を提
供することが可能である。特に、磁気特性に優れた希土
類合金粉末を用いる場合は、成形密度を低く抑え、強い
配向磁界を印加することが多いため、配向度が低下しや
すい傾向があるが、本発明によれば、このような場合に
おいても多段充填に伴う配向度の局所的低下を抑制でき
るため、顕著な効果を発揮することが可能である。
According to the present invention, it is possible to provide a high-performance radially oriented anisotropic magnet because a high degree of orientation can be realized when radial orientation is performed using multi-stage filling and molding. is there. In particular, when a rare earth alloy powder having excellent magnetic properties is used, the molding density is kept low and a strong orientation magnetic field is often applied, so that the degree of orientation tends to decrease. Even in such a case, since a local decrease in the degree of orientation due to the multi-stage filling can be suppressed, a remarkable effect can be exhibited.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】磁性粉末をラジアル方向に配向させる場合に使
用される代表的な粉体成形(プレス)装置を示す断面図
である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a typical powder molding (press) apparatus used for orienting a magnetic powder in a radial direction.

【図2A】多段充填によって磁性粉末をラジアル方向に
配向させる場合の第2段配向圧縮工程における配向磁界
の様子を模式的に示す断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view schematically showing a state of an orientation magnetic field in a second-stage orientation compression step in a case where a magnetic powder is oriented in a radial direction by multistage filling.

【図2B】多段充填によって磁性粉末をラジアル方向に
配向させる場合の第2段配向圧縮工程における配向磁界
の様子を模式的に示す断面図である。
FIG. 2B is a cross-sectional view schematically showing a state of an orientation magnetic field in a second-stage orientation compression step in a case where a magnetic powder is oriented in a radial direction by multi-stage filling.

【図3】従来の多段成形方法によって製造した円筒状磁
石の外周表面磁束密度(Bg)を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an outer peripheral surface magnetic flux density (Bg) of a cylindrical magnet manufactured by a conventional multistage molding method.

【図4】図3のグラフの測定対象となった円筒状磁石の
斜視図である。
FIG. 4 is a perspective view of a cylindrical magnet as a measurement target of the graph of FIG. 3;

【図5】本実施形態にかかる粉体成形装置の全体構成を
示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing the entire configuration of the powder molding apparatus according to the present embodiment.

【図6】(a)から(f)は、本実施形態における希土
類合金粉末の成形方法を示す工程断面図である。
FIGS. 6A to 6F are process cross-sectional views illustrating a method for forming a rare earth alloy powder in the present embodiment.

【図7】図6(e)に示す工程における配向磁界の様子
を模式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the state of the alignment magnetic field in the step shown in FIG.

【図8】成形体に加える圧力(成形体圧力)Pの変化を
示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing a change in a pressure (molding body pressure) P applied to a molded body.

【図9】図5に示す粉体成形装置に関連付けられた制御
機構を示すブロック図である。
FIG. 9 is a block diagram showing a control mechanism associated with the powder molding apparatus shown in FIG.

【図10】図9に示す制御機構を用いて成形体を作製す
る場合のフローチャートである。
FIG. 10 is a flowchart in the case of producing a molded body using the control mechanism shown in FIG.

【図11】本発明の実施形態にかかる磁石の外周表面磁
束密度(Bg)を示すグラフである。
FIG. 11 is a graph showing an outer peripheral surface magnetic flux density (Bg) of the magnet according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 ダイ 10a ダイの磁性体部分 10b ダイの非磁性体部分 12 磁性体コア 12a 上コア 12b 下コア 14 下パンチ 16 上パンチ 20 上コイル 22 下コイル 24 磁性粉末 26 第1段成形体 28 第2段成形体 30 成形体 32 リング磁石 10 dies 10a Magnetic part of die 10b Non-magnetic part of die 12 Magnetic core 12a Upper core 12b lower core 14 Lower punch 16 Upper punch 20 Upper coil 22 Lower coil 24 Magnetic powder 26 First-stage molded body 28 Second-stage compact 30 molded body 32 ring magnet

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 淳夫 兵庫県養父郡養父町大藪1062番地 近畿住 特電子株式会社内 Fターム(参考) 4K018 AA27 AB10 AC01 BA04 BA18 BA20 BB04 BC08 BD01 CA02 CA14 FA21 JA03 KA45 5E040 AA04 CA01 HB05 5E062 CC02 CD04 CD05 CE04    ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page    (72) Inventor Atsuo Tanaka             1062 Oyabu, Yabu-cho, Yabu-gun, Hyogo             Tokuden Co., Ltd. F term (reference) 4K018 AA27 AB10 AC01 BA04 BA18                       BA20 BB04 BC08 BD01 CA02                       CA14 FA21 JA03 KA45                 5E040 AA04 CA01 HB05                 5E062 CC02 CD04 CD05 CE04

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 キャビティ内に希土類合金粉末を充填す
る粉末充填工程、および、配向磁界を印加しながら前記
希土類合金粉末を加圧する配向圧縮工程を複数回繰り返
すことによって製造された希土類磁石であって、 第n+1段目(nは1以上の何れかの整数)の配向圧縮
工程によって形成された上側成形体と第n段目の配向圧
縮工程によって形成された下側成形体との境界部分にお
ける表面磁束密度が、他の部分における表面磁束密度の
最高値に対して65%以上である希土類磁石。
1. A rare earth magnet manufactured by repeating a powder filling step of filling a rare earth alloy powder in a cavity and an orientation compression step of pressing the rare earth alloy powder while applying an orientation magnetic field a plurality of times. Surface at the boundary between the upper molded body formed by the (n + 1) th stage (n is an integer of 1 or more) orientation compression step and the lower molded body formed by the nth stage orientation compression step A rare earth magnet having a magnetic flux density of 65% or more of the maximum value of the surface magnetic flux density in other parts.
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