JP2007180375A - NdFeB系焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】モールド材料としてFe-Ni合金(Fe若しくはNiの純金属、Fe合金、又はNi合金を含む)を使用し、モールド内面に焼き付き防止コーティングを施す。Fe-Ni合金を用いたモールドは、安価であり、加工が容易であるうえ、繰り返し使用しても脆化しないため、NdFeB磁石の生産コストの削減と生産効率の向上に寄与する。また、Fe-Ni合金は従来のモールド材料よりも焼結体が焼き付き易いため、焼き付き防止コーティングによりそれを防止する。
【選択図】図1
Description
78%Niパーマロイにより、図1に示すような、外枠12の中に仕切り板11を多数差し込み、蓋及び底板(図示せず)を設けた、平板状磁石多数個取りモールド13及び瓦状磁石多数個取りモールド14を作製した。モールドは外枠も底も蓋も、仕切り板も全て同じ材質で作製した。平板状磁石多数個取りモールド13の寸法は、外枠の外周は縦60mm、横50mm、高さ40mm、外枠の内周は縦48mm、横28mm、深さ34mm、蓋及び底の厚さは3mm、しきり板の厚さは0.5mm、キャビティーの幅は両端部が4mm、両端部以外が3mmである。また、瓦状磁石多数個取りモールド14の寸法は、外枠の外周は縦60mm、横44mm、高さ40mm、キャビティーの幅は両端部を除いて3mmであり、それ以外は平板状磁石多数個取りモールド13と同じである。
これらのモールドの内側の壁に、特開2004-359873号に記載の方法によってBN粉末と50℃の融点を持つろうの混合物の膜を形成した。コーティングはこのろうが融ける50℃より上の60〜80℃で行って、コーティング後室温に冷して膜を形成した。
次に、これらのモールドに上述の合金粉末を充填密度3.6g/cm3になるまで充填した。その後モールドに蓋をして、パルス磁界を印加して合金粉末を配向した。磁界印加方向は両方のモールドについて、外枠の一番長い辺の方向に平行な方向とした。磁界はピーク値6Tで3回印加し、1回目は方向が反転しながら減衰してゆく交流減衰磁界、2回目も同じ交流減衰磁界、そして最後に1方向に1つのピークを持つ直流磁界とした。磁界配向後、真空中で975℃で2時間焼結した。粉末は粉砕後焼結炉に入るまで全てAr雰囲気で取扱った。焼結後の焼結体を図1にモールドとともに示す。
この図に見るように、NdFeB焼結磁石として最もよく使われる平板状および瓦状のNdFeB焼結磁石が全く欠陥もなく作製できた。焼結体の密度は平均7.53g/cm3で、プレス法によって作られる焼結磁石と変らない。
図1の両方のモールドについて、上述したモールド内面の全面コーティング、合金粉末の充填、磁界配向及び焼結から成るサイクルを30回繰返し実験したが、モールドの損傷は見られなかった。比較のために、図1の平板用のモールドについて、上述のコーティングを施したモールドの外枠に、コーティングを施していないパーマロイ製仕切り板を取付けて、やはり上述のプレスなし工程によりNdFeB焼結磁石を作製する実験を行った。その結果、1回の焼結により仕切り板と焼結体の溶着が起こり、仕切り板も焼結体も変形してしまったため、仕切り板の再使用は不可能であった。パーマロイ製に変えて、非磁性のステンレス板により仕切り板を作製して無コーティングで上述した実験と同じ実験を行ったが、やはり仕切り板と焼結体の溶着が起こり、仕切り板の再使用は不可能であった。
Br=14.2kG
HcJ=14.4kOe
(BH)max=47.8MGOe
この実施例でも、加工が容易なステンレスによりモールドを作製して、プレスなし工程により欠陥のない高特性NdFeB焼結磁石が安価に生産できることが実証された。
外枠が非磁性ステンレスのモールドの場合には、2つのモールドを近づけると強く引き合って衝突した。このモールドでは内部の合金粉末が着磁されているので、充填された粉末全体が強い磁石になっていて引き合ったり、反撥しあったりすることが分った。このようなモールド同士の強い相互作用はこのプレスなし工程を量産で実施するとき、自動化ラインで種々の障害になるので好ましくない。また、モールド内で配向された合金粉末の配向の乱れの原因にもなるので、磁気特性の安定性の面からも好ましくない。一方パーマロイ製モールドの場合には、配向後のモールド同士の相互作用は弱いことを確認した。
モールド内で配向された合金粉末から出る磁束が外枠の磁気回路を通って閉磁路を作っているので、モールド外に磁束の漏れが少ないものと考えられる。このように、プレスなし工程の量産性の観点から着磁された合金粉末からの磁束がモールド内の磁路を通って閉じるように、モールドの材質を選択することが重要であることが確認された。この観点から、モールドの合金粉末と直接接する部分は非磁性材料であってもよいが、その外側に磁性材料を配置して、着磁された合金粉末からの磁束をモールド外に漏洩させないようにすることが、磁石の安定生産に有効な方法であることを確認した。
12…外枠
13…平板状磁石多数個取りモールド
14…瓦状磁石多数個取りモールド
Claims (6)
- 製品の形状と寸法に対応する内部空間(以下、これをセルという)を有する容器(以下、これをモールドという)のセルにNdFeB系磁石用合金粉末(以下、これを合金粉末という)を充填し、この合金粉末に磁界を印加して配向し、その後この合金粉末をモールドごと加熱して、所望の形状と寸法を持つ焼結体を得るNdFeB系焼結磁石の製造に用いられるモールドであって、その材料が純Fe、Fe合金、純Ni、Ni合金、又はFe-Ni合金であり、内面に焼き付き防止コーティングが施されていることを特徴とするNdFeB系焼結磁石製造用モールド。
- 前記セルが平面又は曲面板状であり、該平面又は曲面に面する部分のモールドの材料の飽和磁化が1.5T以下であることを特徴とする請求項1に記載のNdFeB系焼結磁石製造用モールド。
- 前記セルが細長い棒状であり、その長手両端部のモールドの材料が強磁性体であることを特徴とする請求項1に記載のNdFeB系焼結磁石製造用モールド。
- 前記モールドの外枠が強磁性体から成ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のNdFeB系焼結磁石製造用モールド。
- モールド内に前記セルが複数設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のNdFeB系焼結磁石製造用モールド。
- 請求項1〜5のいずれかに記載のNdFeB系焼結磁石製造用モールドのセルに合金粉末を充填し、この合金粉末に磁界を印加して配向し、この合金粉末をモールドごと加熱することを特徴とするNdFeB焼結磁石の製造方法。
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