JP2013030738A - 希土類永久磁石及び希土類永久磁石の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁石原料を磁石粉末に粉砕し、粉砕された磁石粉末と、長鎖炭化水素或いは酸素原子を含まないモノマーの重合体又は共重合体或いはそれらの混合物からなるバインダーと、を混合することにより混合物を生成する。そして、生成した混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する。その後、作製されたグリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することによりバインダーを解重合反応等によりモノマーに分解し飛散させて除去し、バインダーを除去したグリーンシートを焼成温度に温度を上昇して焼結を行うことによって永久磁石1を製造するように構成する。
【選択図】図2
Description
先ず、本発明に係る永久磁石1の構成について説明する。図1は本発明に係る永久磁石1を示した全体図である。尚、図1に示す永久磁石1は扇型形状を備えるが、永久磁石1の形状は打ち抜き形状によって変化する。
本発明に係る永久磁石1はNd−Fe−B系磁石である。尚、各成分の含有量はNd:27〜40wt%、B:1〜2wt%、Fe(電解鉄):60〜70wt%とする。また、磁気特性向上の為、Dy、Tb、Co、Cu、Al、Si、Ga、Nb、V、Pr、Mo、Zr、Ta、Ti、W、Ag、Bi、Zn、Mg等の他元素を少量含んでも良い。図1は本実施形態に係る永久磁石1を示した全体図である。
更に、バインダーに樹脂を用いる場合には、構造中に酸素原子を含まず、且つ解重合性のあるポリマーを用いるのが好ましい。具体的には以下の一般式(3)に示されるモノマーから選ばれる1種又は2種以上の重合体又は共重合体からなるポリマーが該当する。
尚、スラリー成形によりグリーンシートを成形する場合には、バインダーをトルエン等の汎用溶媒に対して適切に溶解させる為に、バインダーに用いる樹脂としてはポリエチレン、ポリプロピレン以外の樹脂を用いる(即ち、一般式(3)のR1とR2の両方が水素原子からなるモノマーの重合体と、一般式(3)のR1とR2の一方が水素原子で他方がメチル基からなるモノマーの重合体は除く)ことが望ましい。一方、ホットメルト成形によりグリーンシートを成形する場合には、成形されたグリーンシートを加熱して軟化した状態で磁場配向を行う為に、熱可塑性樹脂を用いるのが望ましい。
また、上記ポリマーの内、例えばポリイソプレンは以下の一般式(5)に示される。
また、上記ポリマーの内、例えばポリブタジエンは以下の一般式(6)に示される。
次に、本発明に係る永久磁石1の製造方法について図2を用いて説明する。図2は本実施形態に係る永久磁石1の製造工程を示した説明図である。
・塗工方式:ドクターブレード又はダイ方式
・ギャップ:1mm
・支持基材:シリコーン処理ポリエステルフィルム
・乾燥条件:90℃×10分の後、130℃×30分
また、特に磁石原料を有機溶媒中で湿式粉砕により粉砕した場合には、有機溶媒を構成する有機化合物の熱分解温度且つバインダー分解温度で仮焼処理を行う。それによって、残留した有機溶媒についても除去することが可能となる。有機化合物の熱分解温度については、用いる有機溶媒の種類によって決定されるが、上記バインダー分解温度であれば基本的に有機化合物の熱分解についても行うことが可能となる。
(実施例1)
実施例1はNd−Fe−B系磁石であり、合金組成はwt%でNd/Fe/B=32.7/65.96/1.34とする。また、バインダーとしてはポリイソブチレンを用い、溶媒としてはトルエンを用い、100gの磁石粉末に対して20wt%のバインダー溶液を100g添加することにより、添加後のスラリー中における磁石粉末とバインダーの合計量に対するバインダーの比率が16.7wt%となるスラリーを生成した。その後、スラリーをダイ方式により基材に塗工してグリーンシートを成形し、更に、所望の製品形状に打ち抜きした。また、仮焼処理は水素雰囲気において600℃で5時間保持することにより行った。そして、仮焼中の水素の供給量は5L/minとする。尚、他の工程は上述した[永久磁石の製造方法]と同様の工程とする。
混合するバインダーをポリイソプレン(IR)とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをポリブタジエン(BR)とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをポリスチレンとした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをスチレンとイソプレンの共重合体(SIS)とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをイソブチレンとイソプレンの共重合体(IIR)とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをスチレンとブタジエンの共重合体(SBS)とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーを2−メチル−1−ペンテン重合樹脂とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーを2−メチル−1−ブテン重合樹脂とした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをα−メチルスチレン重合樹脂とし、柔軟性を与えるために低分子量のポリイソブチレンを添加した。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーを長鎖アルカンであるオクタコサンとした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをポリブチルメタクリレートとした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをポリエチレンとした。他の条件は実施例1と同様である。
混合するバインダーをポリプロピレンとした。他の条件は実施例1と同様である。
水素中仮焼処理に関する工程は行わずに製造した。他の条件は実施例1と同様である。
上記実施例1〜11及び比較例1、4の各磁石内に残存する酸素濃度[ppm]及び炭素濃度[ppm]を測定した。また、上記実施例1〜11及び比較例1〜4について、スラリーからグリーンシートを成形する際の成形性について判定した。また、実施例1〜11及び比較例1、4の各磁石について残留磁束密度[kG]と保磁力[kOe]を測定した。図3に測定結果の一覧を示す。
また、仮焼処理では、バインダーが混練されたグリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下で200℃〜900℃、より好ましくは400℃〜600℃に一定時間保持するので、磁石内に含有する炭素量をより確実に低減させることができる。
例えば、磁石粉末の粉砕条件、混練条件、仮焼条件、焼結条件などは上記実施例に記載した条件に限られるものではない。例えば、上記実施例ではジェットミルを用いた乾式粉砕により磁石原料を粉砕しているが、ビーズミルによる湿式粉砕により粉砕することとしても良い。また、上記実施例では、スロットダイ方式によりグリーンシートを形成しているが、他の方式(例えばカレンダーロール方式、コンマ塗工方式、押出成型、射出成型、金型成型、ドクターブレード方式等)を用いてグリーンシートを形成しても良い。但し、スラリーや流体状のコンパウンドを基材上に高精度に成形することが可能な方式を用いることが望ましい。
11 ジェットミル
12 スラリー
13 グリーンシート
14 成形体
また、バインダーを有機溶媒に溶解させる場合に、トルエン等の汎用溶媒に対して適切に溶解させることができる。従って、特にグリーンシートをスラリー成形によって成形する場合において、磁石粉末とバインダーとを含むスラリーからグリーンシートへの成形を適切に行うことが可能となる。
また、バインダーを有機溶媒に溶解させる場合に、トルエン等の汎用溶媒に対して適切に溶解させることができる。従って、特にグリーンシートをスラリー成形によって成形する場合において、磁石粉末とバインダーとを含むスラリーからグリーンシートへの成形を適切に行うことが可能となる。
Claims (6)
- 磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末と、長鎖炭化水素からなるバインダー或いは下記一般式(1)
に示されるモノマーから選択される1種又は2種以上の重合体又は共重合体からなるバインダー或いは前記長鎖炭化水素と前記重合体又は共重合体の混合物からなるバインダーの内のいずれかのバインダーと、が混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより前記バインダーを飛散させて除去する工程と、
前記バインダーを除去した前記グリーンシートを焼成温度に温度を上昇して焼結する工程と、により製造されることを特徴とする希土類永久磁石。 - 前記バインダーを飛散させて除去する工程では、前記グリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下において200℃〜900℃で一定時間保持することを特徴とする請求項1に記載の希土類永久磁石。
- 前記バインダーとしては、一般式(1)のR1とR2の両方が水素原子からなるモノマーの重合体と、一般式(1)のR1とR2の一方が水素原子で他方がメチル基からなるモノマーの重合体は除くことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の希土類永久磁石。
- 磁石原料を磁石粉末に粉砕する工程と、
前記粉砕された磁石粉末と、長鎖炭化水素からなるバインダー或いは下記一般式(2)
に示されるモノマーから選択される1種又は2種以上の重合体又は共重合体からなるバインダー或いは前記長鎖炭化水素と前記重合体又は共重合体の混合物からなるバインダーの内のいずれかのバインダーと、が混合された混合物を生成する工程と、
前記混合物をシート状に成形し、グリーンシートを作製する工程と、
前記グリーンシートを非酸化性雰囲気下でバインダー分解温度に一定時間保持することにより前記バインダーを飛散させて除去する工程と、
前記バインダーを除去した前記グリーンシートを焼成温度に温度を上昇して焼結する工程と、を有することを特徴とする希土類永久磁石の製造方法。 - 前記バインダーを飛散させて除去する工程では、前記グリーンシートを水素雰囲気下又は水素と不活性ガスの混合ガス雰囲気下において200℃〜900℃で一定時間保持することを特徴とする請求項4に記載の希土類永久磁石の製造方法。
- 前記バインダーとしては、一般式(2)のR1とR2の両方が水素原子からなるモノマーの重合体と、一般式(2)のR1とR2の一方が水素原子で他方がメチル基からなるモノマーの重合体は除くことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の希土類永久磁石の製造方法。
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