JP2015008200A - Method of manufacturing magnet and magnet - Google Patents

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巧美 三尾
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Koji Nishi
幸二 西
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Noriyuki Baba
紀行 馬場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing a magnet and the magnet capable of obtaining high remanent magnetic flux density without using dysprosium (Dy) and also without using bond.SOLUTION: An R-Fe-N compound containing a rare earth element as R or magnetic powder of hard magnetic material molded by an Fe-N compound is used. A primary molding is formed by pressurizing magnetic powder a plurality times using a metal mold (pressurization step, S2), and a secondary molding is formed by heating the primary molding at a temperature less than a decomposition temperature of the magnetic powder and then joining surfaces of adjacent magnetic powder to each other (calcination step, S3).

Description

本発明は、磁石の製造方法および磁石に関するものである。   The present invention relates to a magnet manufacturing method and a magnet.

特開2007−39794号公報(特許文献1)には、Nd−Fe−B合金やSm−Fe−N合金を含む磁石が記載されている。さらに、特許文献1には、上記合金に軟磁性金属を混合して、加圧成形し、焼結することが記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-39794 (Patent Document 1) describes a magnet containing an Nd—Fe—B alloy or an Sm—Fe—N alloy. Further, Patent Document 1 describes that a soft magnetic metal is mixed with the above alloy, pressure-molded, and sintered.

また、特開2012−69962号公報(特許文献2)には、R−Fe−N−H系磁性材料と軟磁性の粉体を混合し、圧粉成形し、水中衝撃波を用いて衝撃圧縮固化し、衝撃圧縮後の残留温度を磁性材料の分解温度以下に抑制することが記載されている。さらに、この磁石には、樹脂等のバインダを含まないものとされている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2012-69962 (Patent Document 2) discloses that R—Fe—N—H magnetic material and soft magnetic powder are mixed, compacted, and impact-compressed and solidified using underwater shock waves. In addition, it is described that the residual temperature after impact compression is suppressed to be equal to or lower than the decomposition temperature of the magnetic material. Further, this magnet does not contain a binder such as resin.

また、特開2005−223263号公報(特許文献3)には、Sm−Fe−N系化合物粉末に酸化被膜を形成させた後に、非酸化雰囲気中で所定形状に予備圧縮成形し、次いで非酸化雰囲気中で350〜500℃の温度で圧密化することで、希土類永久磁石を製造することが記載されている。このように、分解温度未満にて、Sm−Fe−N系磁石を製造することができるとされている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-223263 (Patent Document 3) discloses that after an oxide film is formed on a Sm—Fe—N-based compound powder, it is pre-compressed into a predetermined shape in a non-oxidizing atmosphere, and then non-oxidized. It is described that a rare earth permanent magnet is produced by consolidation at a temperature of 350 to 500 ° C. in an atmosphere. Thus, it is said that an Sm—Fe—N-based magnet can be produced at a temperature lower than the decomposition temperature.

また、特開昭62−206801号公報(特許文献4)には、合金粉末に対してステアリン酸を混合して、粉末粒子にステアリン酸を被覆した後に圧縮成形し、その後に焼結することが記載されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 62-206801 (Patent Document 4) discloses that alloy powder is mixed with stearic acid, powder particles are coated with stearic acid, compression molded, and then sintered. Have been described.

特開2007−39794号公報JP 2007-39794 A 特開2012−69962号公報JP 2012-96962 A 特開2005−223263号公報JP 2005-223263 A 特開昭62−206801号公報JP 62-206801 A

特許文献1,4において、Nd−Fe−B合金を含む磁石では、高価で希少なジスプロシウム(Dy)を用いる必要がある。Sm−Fe−N合金を用いる場合には、Sm−Fe−N合金の分解温度が低いため、焼結することは困難である。焼結では分解温度以上となるため、合金が分解して、磁石としての性能を発揮できない。そのため、Sm−Fe−N系磁石は、樹脂等のボンドにより接合することが一般的である。しかし、樹脂等のボンドを用いることは、磁石の密度を低下させることになり、残留磁束密度を低下させる原因となる。   In Patent Documents 1 and 4, it is necessary to use expensive and rare dysprosium (Dy) in a magnet including an Nd—Fe—B alloy. When the Sm—Fe—N alloy is used, it is difficult to sinter because the decomposition temperature of the Sm—Fe—N alloy is low. In sintering, the temperature becomes higher than the decomposition temperature, so the alloy is decomposed and the performance as a magnet cannot be exhibited. Therefore, the Sm—Fe—N magnet is generally joined by a bond such as resin. However, the use of a bond such as a resin reduces the density of the magnet and causes the residual magnetic flux density to decrease.

また、特許文献2,3においては、磁粉を焼結しないため、成形された磁石において粉末間に隙間が残った状態となる。つまり、磁粉の密度が、焼結の場合に比べて低くなる。その結果、焼結の場合に比べて、残留磁束密度が低くなる。   Moreover, in patent documents 2, 3, since magnetic powder is not sintered, it will be in the state in which the clearance gap remained between powder in the shape | molded magnet. That is, the density of the magnetic powder is lower than that in the case of sintering. As a result, the residual magnetic flux density is lower than in the case of sintering.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、ジスプロシウム(Dy)を用いることなく、かつ、ボンドを用いないで、高い残留磁束密度を得ることができる磁石の製造方法および磁石を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a situation, The manufacturing method and magnet of a magnet which can obtain a high residual magnetic flux density without using a dysprosium (Dy) and without using a bond, and a magnet. The purpose is to provide.

(磁石の製造方法)
(請求項1)本手段に係る磁石の製造方法は、希土類元素をRとして含有するR−Fe−N系化合物またはFe−N系化合物により成形される硬磁性体の磁粉を用いて、前記磁粉を金型により複数回加圧することにより一次成形体を形成する加圧工程と、前記一次成形体を前記磁粉の分解温度未満の温度で加熱して、隣接する前記磁粉の表面同士を接合させることにより二次成形体を形成する焼成工程とを備える。
(Manufacturing method of magnet)
(1) A magnet manufacturing method according to the present means uses a magnetic powder of a hard magnetic material formed of an R—Fe—N compound or an Fe—N compound containing a rare earth element as R, and the magnetic powder Pressing a plurality of times with a mold to form a primary molded body, and heating the primary molded body at a temperature lower than the decomposition temperature of the magnetic powder to bond the surfaces of the adjacent magnetic powder to each other. And a firing step for forming a secondary molded body.

本手段に係る磁石の製造方法によれば、硬磁性体の磁粉としてR−Fe−N系化合物またはFe−N系化合物を用いるため、ジスプロシウム(Dy)を用いないようにできる。従って、安価に磁石を製造できる。ここで、本手段において、焼成工程は、焼結を行うのではなく、焼成によって隣接する磁粉の表面同士を接合させることにより、二次成形体を形成している。つまり、二次成形体は、一次成形体にて形成された隙間が残存している状態となる。   According to the magnet manufacturing method of the present means, since the R—Fe—N compound or the Fe—N compound is used as the magnetic powder of the hard magnetic material, dysprosium (Dy) can be avoided. Therefore, a magnet can be manufactured at low cost. Here, in this means, in the firing step, the secondary molded body is formed by joining the surfaces of adjacent magnetic powders by firing instead of sintering. That is, the secondary molded body is in a state where the gap formed by the primary molded body remains.

ただし、加圧工程において磁粉を金型により複数回加圧することにより、前回加圧時における磁粉の配列状態に対して、磁粉が再配列されることになる。1回の加圧を行う場合に比べて、複数回の加圧を行うことにより、一次成形体における磁粉間の隙間が小さくなる。従って、一次成形体において磁粉が存在しない領域が少なくなることで、焼成工程後の二次成形体による残留磁束密度を高くすることができる。   However, the magnetic powder is rearranged with respect to the arrangement state of the magnetic powder at the time of the previous pressurization by pressurizing the magnetic powder a plurality of times in the pressurizing step. Compared with the case where pressurization is performed once, by performing pressurization a plurality of times, the gap between the magnetic particles in the primary compact is reduced. Therefore, the residual magnetic flux density by the secondary molded object after a baking process can be made high by reducing the area | region where a magnetic powder does not exist in a primary molded object.

本手段に係る磁石の製造方法の好適態様について、以下に説明する。
(請求項2)好ましくは、前記焼成工程は、前記一次成形体を酸化性雰囲気にて加熱して、前記磁粉の表面に生成される酸化膜により前記磁粉の表面同士を接合させることにより前記二次成形体を形成する。このように、酸化膜によって磁粉の表面同士を接合させることによって二次成形体を形成しているため、磁石の抗折強度を高くすることができる。
The suitable aspect of the manufacturing method of the magnet which concerns on this means is demonstrated below.
(Claim 2) Preferably, in the firing step, the primary compact is heated in an oxidizing atmosphere, and the surfaces of the magnetic particles are bonded to each other by an oxide film generated on the surfaces of the magnetic particles. The next molded body is formed. Thus, since the secondary compact is formed by joining the surfaces of the magnetic powder with the oxide film, the bending strength of the magnet can be increased.

(請求項3)好ましくは、前記加圧工程は、2〜30回加圧する。2回以上の加圧回数とすることで、1回に比べて、飛躍的に磁粉間の隙間を小さくできる。また、30回より多くの加圧回数としたとしても、磁粉間の隙間がほとんど変化しない。そこで、2〜30回の加圧回数とすることで、高い残留磁束密度を確実に得つつ、製造工数の増加を招来しないようにできる。   (Claim 3) Preferably, the pressurizing step is performed by pressurizing 2 to 30 times. By setting the number of pressurization times to two times or more, the gap between the magnetic particles can be drastically reduced as compared to one time. Moreover, even if it sets it as the pressurization frequency more than 30 times, the clearance gap between magnetic powders hardly changes. Therefore, by setting the number of pressurizations to 2 to 30 times, it is possible to reliably obtain a high residual magnetic flux density and not to increase the number of manufacturing steps.

(磁石)
(請求項4)本手段に係る磁石は、上述した磁石の製造方法によって製造される。これにより、上記製造方法による効果と同様の効果を奏する。
(magnet)
(Claim 4) The magnet according to the present means is manufactured by the magnet manufacturing method described above. Thereby, there exists an effect similar to the effect by the said manufacturing method.

本発明の実施形態における磁石の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the magnet in embodiment of this invention. 図1の混合工程の初期状態を示す図である。It is a figure which shows the initial state of the mixing process of FIG. 図1の混合工程の終了状態を示す図である。It is a figure which shows the completion | finish state of the mixing process of FIG. 図1の加圧工程の初期状態を示す図である。It is a figure which shows the initial state of the pressurization process of FIG. 図1の加圧工程の中間状態を示す図である。It is a figure which shows the intermediate state of the pressurization process of FIG. 図1の加圧工程の終了間際の状態を示す図である。It is a figure which shows the state just before completion | finish of the pressurization process of FIG. 図1の加圧工程の終了時における一次成形体の組織断面模式図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the structure of the primary molded body at the end of the pressurizing step in FIG. 1. 図1の焼成工程の終了時における二次成形体の組織断面模式図である。It is a structure cross-sectional schematic diagram of the secondary molded object at the time of completion | finish of the baking process of FIG. 図1のコーティング工程の終了時における三次成形体の組織断面模式図である。It is a structure cross-sectional schematic diagram of the tertiary molded body at the end of the coating step of FIG. 図1に示す焼成工程の熱処理工程図である。It is a heat treatment process figure of the baking process shown in FIG. 加圧工程における加圧回数と一次成形体の密度比率の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the frequency | count of pressurization in a pressurization process, and the density ratio of a primary molded object. 加圧回数、加圧工程での加熱の有無を変化させた場合における一次成形体の密度比率を示す図である。It is a figure which shows the density ratio of the primary molded object at the time of changing the presence or absence of the heating in the pressurization process and the pressurization process.

本発明の実施形態の磁石の製造方法について、図1〜図7を参照して説明する。磁石の素材としての硬磁性体の磁粉10と、常温で粉状の潤滑剤60とを準備する。ここで、本実施形態においては、従来用いていたようなボンドなどを用いることはない。   A magnet manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. A hard magnetic powder 10 as a magnet material and a powdery lubricant 60 at normal temperature are prepared. Here, in this embodiment, the bond etc. which were used conventionally are not used.

そして、図1および図2Aに示すように、準備した磁粉10および潤滑剤60をすり鉢などの混合用容器1に入れて、混合することにより混合粉体10,60を準備する(図1のステップS1)。   1 and 2A, the prepared magnetic powder 10 and the lubricant 60 are put in a mixing container 1 such as a mortar and mixed to prepare mixed powders 10 and 60 (step of FIG. 1). S1).

ここで、磁粉10には、希土類元素をRとして含有するR−Fe−N系化合物、または、Fe−N系化合物を用いる。希土類元素Rとしては、ジスプロシウム以外の希土類元素、特に軽希土類元素が好ましく、その中でもSmが好適である。ここでいう軽希土類元素は、ランタノイドの中で、Gdよりも原子量が小さい元素、すなわちLa,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Euである。磁粉10には、SmFe17、または、Fe16が好適に用いられる。磁粉10の平均粒径は、2〜5μm程度である。ジスプロシウムを必要としない硬磁性体を用いることで、安価に磁石を製造できる。また、磁粉10には、その表面全てに酸化膜が形成されていないものを用いる。 Here, for the magnetic powder 10, an R—Fe—N compound containing a rare earth element as R or an Fe—N compound is used. As the rare earth element R, a rare earth element other than dysprosium, particularly a light rare earth element is preferable, and among these, Sm is preferable. Here, the light rare earth element is an element having a smaller atomic weight than Gd among lanthanoids, that is, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, and Eu. For the magnetic powder 10, Sm 2 Fe 17 N 3 or Fe 16 N 2 is preferably used. The average particle diameter of the magnetic powder 10 is about 2 to 5 μm. By using a hard magnetic material that does not require dysprosium, a magnet can be manufactured at low cost. Further, the magnetic powder 10 is used in which no oxide film is formed on the entire surface.

潤滑剤60には、金属石けん粉末を用いる。潤滑剤60は、例えば、ステアリン酸亜鉛などのステアリン酸系金属の粉末を用いる。潤滑剤60の平均粒径は、10μm程度である。つまり、潤滑剤60の平均粒径は、磁粉10の平均粒径より大きい。ここで、潤滑剤60の比重は、磁粉10の比重より小さい。そのため、潤滑剤60の初期状態の大きさをある程度大きくすることで、潤滑剤60の1粒あたりの質量を大きくすることができ、混合する際に潤滑剤60が舞い散ることを抑制できる。   For the lubricant 60, metal soap powder is used. As the lubricant 60, for example, a powder of stearic acid metal such as zinc stearate is used. The average particle size of the lubricant 60 is about 10 μm. That is, the average particle size of the lubricant 60 is larger than the average particle size of the magnetic powder 10. Here, the specific gravity of the lubricant 60 is smaller than the specific gravity of the magnetic powder 10. Therefore, by increasing the size of the initial state of the lubricant 60 to some extent, the mass per one particle of the lubricant 60 can be increased, and the lubricant 60 can be prevented from scattering during mixing.

ここで、磁粉10と潤滑剤60の体積割合は、磁粉10を80〜90体積%で、潤滑剤60を5〜15体積%とする。残りは、添加剤である。そして、混合用容器1にて、磁粉10と潤滑剤60をすり潰しながら混合する。すり潰しながら混合することにより、図2Bに示すように、結合強度の低い潤滑剤60が細分化され、潤滑剤60の粒径が全体的に小さくなる。そのため、混合工程の終了時において、大きさが異なる潤滑剤60が存在している。   Here, the volume ratio of the magnetic powder 10 and the lubricant 60 is 80 to 90% by volume of the magnetic powder 10 and 5 to 15% by volume of the lubricant 60. The rest is additive. In the mixing container 1, the magnetic powder 10 and the lubricant 60 are mixed while being ground. By mixing while grinding, as shown in FIG. 2B, the lubricant 60 having a low bond strength is subdivided, and the particle size of the lubricant 60 is reduced as a whole. Therefore, lubricants 60 having different sizes exist at the end of the mixing step.

さらに、混合工程の終了時において、混合粉体は、磁粉10だけによる塊状の部分を少なくすることができ、潤滑剤60の大きさを小さくできる。つまり、各磁粉10に近接した位置に、細かくされた潤滑剤60を存在させることができる。   Furthermore, at the end of the mixing step, the mixed powder can reduce the lump portion due to the magnetic powder 10 alone, and the size of the lubricant 60 can be reduced. That is, the finely divided lubricant 60 can be present at a position close to each magnetic powder 10.

続いて、図1のステップS2に示すように、混合粉体を加圧して、一次成形体100(図3Cおよび図4に示す)を形成する(加圧工程)。この加圧工程の詳細について、図3A〜図3Cを参照して説明する。   Subsequently, as shown in step S2 of FIG. 1, the mixed powder is pressurized to form a primary molded body 100 (shown in FIGS. 3C and 4) (pressurizing step). The detail of this pressurization process is demonstrated with reference to FIG. 3A-FIG. 3C.

まず、図3Aに示すように、金型2の中に、磁粉10と粉状の潤滑剤60との混合粉体を入れる。続いて、図3Bに示すように、金型3(上型)を移動させることにより、金型2,3により混合粉体10,60を加圧する。このとき、金型2,3による加圧力は、1〜2GPaである。   First, as shown in FIG. 3A, a mixed powder of magnetic powder 10 and powdered lubricant 60 is placed in the mold 2. Subsequently, as shown in FIG. 3B, the mixed powders 10 and 60 are pressed by the molds 2 and 3 by moving the mold 3 (upper mold). At this time, the applied pressure by the molds 2 and 3 is 1 to 2 GPa.

そして、金型2,3による加圧は、2〜30回行う。つまり、金型3に加圧力を付加した後に、金型3に付加する加圧力を緩めて、再び金型3に加圧力を付加する。そして、この動作を繰り返す。なお、金型3に付加する加圧力を緩める際には、金型3を上側へ移動させても良いし、金型3を上側へ移動させずに加圧力のみを低減させるようにしても良い。   And pressurization by the molds 2 and 3 is performed 2 to 30 times. That is, after applying the pressing force to the mold 3, the pressing force applied to the mold 3 is loosened, and the pressing force is applied to the mold 3 again. Then, this operation is repeated. When loosening the pressure applied to the mold 3, the mold 3 may be moved upward, or only the pressure may be reduced without moving the mold 3 upward. .

さらに、加圧工程において、金型2,3を例えば外側面からヒータ(図示せず)などにより加熱することにより、金型2,3内の混合粉体10,60を加熱する。このときの混合粉体10,60の加熱温度(第一温度)は、磁粉10の分解温度Te2未満であって、潤滑剤60の融点以上の温度である。従って、磁粉10は分解されない。また、常温で固体(粉状)であった潤滑剤60は、加圧工程の最中では融点以上で加熱されるため液体となる。   Further, in the pressurizing step, the mixed powders 10, 60 in the molds 2, 3 are heated by heating the molds 2, 3 from, for example, an outer surface with a heater (not shown). At this time, the heating temperature (first temperature) of the mixed powders 10 and 60 is lower than the decomposition temperature Te <b> 2 of the magnetic powder 10 and is equal to or higher than the melting point of the lubricant 60. Therefore, the magnetic powder 10 is not decomposed. Further, the lubricant 60 that is solid (powder) at room temperature becomes a liquid because it is heated above the melting point during the pressurizing step.

このように、混合粉体のうちの磁粉10が加圧されている最中において、潤滑剤60は固体ではなく液体となっており、温度に応じた粘度となっている。もちろん、加熱温度(第一温度)が高いほど、潤滑剤60の粘度は低くなる。そして、液体となった潤滑剤60は、偏析することなく、磁粉10の表面に満遍なく付着する状態となる。図3Bでは、潤滑剤60の形状を図示していない。   Thus, while the magnetic powder 10 in the mixed powder is being pressurized, the lubricant 60 is not solid but liquid, and has a viscosity according to temperature. Of course, the higher the heating temperature (first temperature), the lower the viscosity of the lubricant 60. And the lubricant 60 which became liquid will be in the state which adheres uniformly to the surface of the magnetic powder 10, without segregating. In FIG. 3B, the shape of the lubricant 60 is not shown.

そして、加圧を繰り返すと、図3Cに示すように、徐々に、磁粉10間の隙間が小さくなった一次成形体100が形成される。これは、複数回加圧することにより、前回加圧時における磁粉10の配列状態に対して、磁粉10が再配列されるためである。そして、金型2,3内において、隣接する磁粉10同士の間に液状の潤滑剤60が介在することによって、磁粉10同士が非常に滑らかに移動できる。磁粉10の再配列と潤滑剤60による滑りの相乗作用によって、一次成形体100において磁粉10間の隙間が小さくなる。   And if pressurization is repeated, as shown to FIG. 3C, the primary molded object 100 in which the clearance gap between the magnetic powder 10 became small gradually will be formed. This is because the magnetic powder 10 is rearranged with respect to the arrangement state of the magnetic powder 10 at the time of the previous pressurization by pressurizing a plurality of times. And in the metal mold | die 2, 3, when the liquid lubricant 60 interposes between the adjacent magnetic powders 10, the magnetic powders 10 can move very smoothly. Due to the synergistic action of the rearrangement of the magnetic powder 10 and the slippage by the lubricant 60, the gap between the magnetic powder 10 in the primary molded body 100 is reduced.

続いて、図1のステップS3に示すように、加圧工程にて形成された一次成形体100を酸化性雰囲気にて加熱して、二次成形体200を形成する(焼成工程)。ここで、焼成前の一次成形体100を図4に示す。図4に示すように、磁粉10の間には、隙間20が存在する。加熱後の二次成形体200の組織断面の模式図は、図5に示すとおりである。   Subsequently, as shown in step S3 of FIG. 1, the primary molded body 100 formed in the pressurizing process is heated in an oxidizing atmosphere to form the secondary molded body 200 (firing process). Here, the primary molded object 100 before baking is shown in FIG. As shown in FIG. 4, a gap 20 exists between the magnetic powders 10. A schematic diagram of a cross section of the structure of the secondary molded body 200 after heating is as shown in FIG.

酸化性雰囲気にて一次成形体100を加熱することで、磁粉10の露出面が酸素と化学反応をして、磁粉10の表面に酸化膜30(図5の太線にて示す)が生成される。この酸化膜30が隣接する磁粉10の表面同士を接合する。つまり、酸化膜30は磁粉10において隙間20に露出している部分に形成され、磁粉10において隙間20に露出していない部分は母材そのものとなる。従って、磁粉10の全ての表面に酸化膜30が形成されることはない。   By heating the primary molded body 100 in an oxidizing atmosphere, the exposed surface of the magnetic powder 10 chemically reacts with oxygen, and an oxide film 30 (shown by a thick line in FIG. 5) is generated on the surface of the magnetic powder 10. . The surfaces of the magnetic powder 10 adjacent to the oxide film 30 are joined together. That is, the oxide film 30 is formed in the part exposed in the gap 20 in the magnetic powder 10, and the part not exposed in the gap 20 in the magnetic powder 10 becomes the base material itself. Therefore, the oxide film 30 is not formed on the entire surface of the magnetic powder 10.

このようにして形成された二次成形体200は、強度を十分に確保することができる。これにより、二次成形体200の抗折強度を高くすることができる。さらに、加圧工程にて、一次成形体100において磁粉10が存在しない領域が少なくなることで、焼成工程後の二次成形体200による残留磁束密度を高くすることができる。なお、二次成形体200の密度は、5〜6g/cm3程度である。 The secondary molded body 200 formed in this manner can sufficiently ensure strength. Thereby, the bending strength of the secondary molded object 200 can be made high. Furthermore, the residual magnetic flux density by the secondary molded object 200 after a baking process can be made high by reducing the area | region where the magnetic powder 10 does not exist in the primary molded object 100 in a pressurization process. In addition, the density of the secondary molded object 200 is about 5-6 g / cm < 3 >.

ここで、焼成工程は、マイクロ波による加熱炉、電気炉、プラズマ加熱炉、高周波焼入炉、赤外線ヒータによる加熱炉などの中に一次成形体100を配置して行う。この焼成工程における熱処理工程は、図7に示すとおりである。   Here, the firing step is performed by placing the primary molded body 100 in a microwave heating furnace, an electric furnace, a plasma heating furnace, an induction hardening furnace, a heating furnace using an infrared heater, or the like. The heat treatment process in this baking process is as shown in FIG.

図7に示すように、加熱温度Te1(第二温度)は、磁粉10の化合物の分解温度Te2未満に設定される。例えば、磁粉10としてSmFe17やFe16を用いる場合には、分解温度Te2が500℃程度であるため、加熱温度Te1を500℃未満に設定する。例えば、焼成工程における加熱温度Te1は、200〜300℃程度とする。 As shown in FIG. 7, the heating temperature Te1 (second temperature) is set to be lower than the decomposition temperature Te2 of the compound of the magnetic powder 10. For example, when Sm 2 Fe 17 N 3 or Fe 16 N 2 is used as the magnetic powder 10, the heating temperature Te 1 is set to less than 500 ° C. because the decomposition temperature Te 2 is about 500 ° C. For example, the heating temperature Te1 in the firing step is about 200 to 300 ° C.

また、酸化性雰囲気の酸素濃度および気圧は、磁粉10を酸化することができればよく、大気中の酸素濃度程度および大気圧程度であれば十分である。従って、酸素濃度や気圧などを特別に管理する必要はない。そのため、大気雰囲気で加熱するとよい。そして、加熱温度Te1(第二温度)を200〜300℃程度にすることで、SmFe17またはFe16の磁粉10のいずれの場合にも、酸化膜30を形成することができる。 Further, the oxygen concentration and the atmospheric pressure in the oxidizing atmosphere are sufficient if the magnetic powder 10 can be oxidized, and it is sufficient if the oxygen concentration is about the atmospheric pressure and the atmospheric pressure. Therefore, it is not necessary to specifically manage the oxygen concentration or the atmospheric pressure. Therefore, it is good to heat in an air atmosphere. Then, by setting the heating temperature Te1 (second temperature) to about 200 to 300 ° C., the oxide film 30 can be formed in either case of the magnetic powder 10 of Sm 2 Fe 17 N 3 or Fe 16 N 2. it can.

続いて、図1のステップS4および図6に示すように、焼成工程にて成形された二次成形体200の表面をコーティング膜40により囲う処理を行い、三次成形体300を成形する(コーティング工程)。   Subsequently, as shown in step S4 of FIG. 1 and FIG. 6, a process of surrounding the surface of the secondary molded body 200 formed by the firing process with the coating film 40 is performed to form the tertiary molded body 300 (coating process). ).

三次成形体300のコーティング膜40は、Cr,Zn,Ni,Ag,Cuなどの電気めっきにより形成されためっき被膜、無電解めっきにより形成されためっき被膜、樹脂コーティングにより形成された樹脂被膜、ガラスコーティングにより形成されたガラス被膜、Ti,ダイヤモンドライクカーボン(DLC)などによる被膜などである。無電解めっきの例として、Ni,Au,Ag,Cu,Sn,Co、これらの合金や混合物などを用いた無電解めっきがある。樹脂コーティングの例として、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ウレタン樹脂などによるコーティングがある。   The coating film 40 of the tertiary molded body 300 includes a plating film formed by electroplating such as Cr, Zn, Ni, Ag, and Cu, a plating film formed by electroless plating, a resin film formed by resin coating, and glass. A glass film formed by coating, a film made of Ti, diamond-like carbon (DLC), or the like. Examples of electroless plating include electroless plating using Ni, Au, Ag, Cu, Sn, Co, alloys or mixtures thereof. Examples of the resin coating include coating with silicone resin, fluorine resin, urethane resin, and the like.

つまり、三次成形体300に形成されたコーティング膜40は、卵の殻のように機能する。そのため、三次成形体300は、酸化膜30とコーティング膜40とが接合力を発揮することにより、抗折強度を高くすることができる。特に、無電解めっきを施すことにより、表面硬度、密着性を高くすることができ、磁粉10の接合力をより強固にすることができる。また、例えば、無電解ニッケルリンめっきなどは、耐食性も良好となる。   That is, the coating film 40 formed on the tertiary molded body 300 functions like an egg shell. Therefore, the tertiary molded body 300 can increase the bending strength when the oxide film 30 and the coating film 40 exhibit a bonding force. In particular, by applying electroless plating, the surface hardness and adhesion can be increased, and the bonding force of the magnetic powder 10 can be further strengthened. In addition, for example, electroless nickel phosphorus plating has good corrosion resistance.

さらに、酸化膜30は、上述したように、二次成形体200の表面のみならず内部においても、磁粉10同士を接合している。従って、三次成形体300の内部において、酸化膜30の接合力により、内部の磁粉10が自由に動作することを規制している。そのため、磁粉10が回転することにより磁極が反転してしまうことを抑制できる。つまり、高い残留磁束密度を得ることができる。   Furthermore, as described above, the oxide film 30 joins the magnetic powders 10 not only on the surface of the secondary molded body 200 but also inside. Therefore, in the tertiary molded body 300, the internal magnetic powder 10 is restricted from operating freely by the bonding force of the oxide film 30. Therefore, it can suppress that a magnetic pole reverse | inverts by the magnetic powder 10 rotating. That is, a high residual magnetic flux density can be obtained.

ここで、コーティング工程において、電気めっきを適用する場合には、めっき前の二次成形体200が電極として作用するため、当該二次成形体200の接合強度を高くする必要がある。しかし、コーティング工程は、無電解めっき、樹脂コーティング、ガラスコーティングを適用する場合には、電気めっきに比べて、二次成形体200の接合強度は高くする必要はない。つまり、酸化膜30による接合力で十分である。従って、上記のようなコーティング工程により、二次成形体200の表面に確実にコーティング膜40を形成できる。   Here, when applying electroplating in a coating process, since the secondary molded object 200 before plating acts as an electrode, it is necessary to increase the bonding strength of the secondary molded object 200. However, in the coating process, when electroless plating, resin coating, or glass coating is applied, it is not necessary to increase the bonding strength of the secondary molded body 200 compared to electroplating. That is, the bonding force by the oxide film 30 is sufficient. Therefore, the coating film 40 can be reliably formed on the surface of the secondary molded body 200 by the coating process as described above.

また、コーティング工程にて無電解めっきを施す場合、二次成形体200をめっき液に含浸させる。このとき、二次成形体200の内部にめっき液が進入しようとするが、酸化膜30が形成されているため、当該酸化膜30は、めっき液の進入を抑制する効果を発揮する。つまり、めっき液が内部に進入することによる腐食などの発生の抑制することを期待できる。   Moreover, when performing electroless plating in a coating process, the secondary molded object 200 is impregnated with a plating solution. At this time, although the plating solution tends to enter the secondary molded body 200, the oxide film 30 is formed, and thus the oxide film 30 exhibits an effect of suppressing the ingress of the plating solution. That is, it can be expected to suppress the occurrence of corrosion or the like due to the plating solution entering the inside.

ここで、上述したように、加圧工程において、混合粉体10,60に対して、金型2,3により複数回の加圧することを説明した。加圧回数を変化させたときに、加圧回数と一次成形体100の密度比率との関係について、図8を参照して説明する。ただし、加圧回数と密度との関係を明確にするために、ここでは、加圧工程において、第一温度による加熱は行わないこととした。   Here, as described above, in the pressurizing step, the mixed powders 10 and 60 are pressed a plurality of times by the molds 2 and 3. The relationship between the number of pressurizations and the density ratio of the primary molded body 100 when the number of pressurizations is changed will be described with reference to FIG. However, in order to clarify the relationship between the number of pressurizations and the density, here, heating at the first temperature is not performed in the pressurization step.

図8には、加圧回数1回の場合における一次成形体100の密度比率を1とした場合に、加圧回数を2回、20回、100回としたときの密度比率をプロットし、これらを二次式にて近似した曲線を記載している。   In FIG. 8, when the density ratio of the primary molded body 100 in the case where the number of pressurizations is 1 is 1, the density ratio when the pressurization times are 2, 20, and 100 is plotted. Is a curve approximated by a quadratic equation.

このように、加圧回数を2回にすることで、1回に比べて、飛躍的に磁粉10間の隙間20が小さくなることが分かる。また、30回より多くの加圧回数としたとしても、磁粉10間の隙間20がほとんど変化しない。そこで、加圧回数を2〜30回とすることにより、高い残留磁束密度を確実に得つつ、製造工数の増加を招来しないようにできる。なお、ここでは、コーティング膜40を形成した一次成形体100にて評価を行ったが、二次成形体200および三次成形体300においても上記同様の関係を有することは明らかである。   Thus, it turns out that the clearance gap 20 between the magnetic powder 10 becomes remarkably small by making the frequency | count of pressurization into 2 compared with 1 time. Even if the number of pressurizations is greater than 30, the gap 20 between the magnetic powders 10 hardly changes. Therefore, by setting the number of pressurizations to 2 to 30 times, it is possible to reliably obtain a high residual magnetic flux density and not to increase the number of manufacturing steps. Here, the evaluation was performed on the primary molded body 100 on which the coating film 40 was formed. However, it is obvious that the secondary molded body 200 and the tertiary molded body 300 also have the same relationship as described above.

次に、加圧工程における加圧回数を1回と30回とした場合のそれぞれについて、加圧工程における第一温度での加熱を行う場合と行わない場合に、一次成形体100の密度を調べた。   Next, for each of the cases where the number of times of pressurization in the pressurization step is 1 and 30 times, the density of the primary molded body 100 is examined when heating at the first temperature in the pressurization step is not performed It was.

上記ケース1〜4について、一次成形体100の密度比率は、図9に示すとおりであった。ここで、密度比率は、加圧回数を1回とし、加圧工程での加熱を行わない場合を1とした。ケース2では、加圧工程で加熱を行うことにより、加圧回数1回であっても、一次成形体100の密度は上昇した。   For the cases 1 to 4, the density ratio of the primary molded body 100 was as shown in FIG. Here, the density ratio was set to 1 when the number of pressurizations was 1 and heating was not performed in the pressurization process. In Case 2, the density of the primary molded body 100 was increased by heating in the pressurizing step even if the number of pressurizations was one.

また、ケース1,3およびケース2,4の関係から、加圧回数を1回から30回にすることで、一次成形体100の密度比率の上昇は、同程度であった。つまり、ケース4に示すように、加圧回数を30回とし、かつ、加圧工程にて加熱することによって、それぞれの効果が作用し、結果として一次成形体100の密度を上昇させることができる。   Further, from the relationship between cases 1 and 3 and cases 2 and 4, the increase in the density ratio of primary molded body 100 was about the same when the number of pressurizations was changed from 1 to 30. That is, as shown in the case 4, each pressurization is performed 30 times and heating is performed in the pressurization step, whereby each effect is exerted, and as a result, the density of the primary molded body 100 can be increased. .

<その他>
上記実施形態において、加圧工程にて混合粉体の加熱は、金型2,3を加熱することにより行った。この他に、混合粉体10,60を金型2に入れる直前に、混合粉体10,60を第一温度に加熱してもよい。
<Others>
In the above embodiment, the mixed powder was heated in the pressing step by heating the molds 2 and 3. In addition, the mixed powders 10 and 60 may be heated to the first temperature immediately before the mixed powders 10 and 60 are put into the mold 2.

また、上記実施形態において、潤滑剤60は、常温で固体(粉状)のものを用いた。この他に、常温で液体の潤滑剤60を用いることもできる。この場合にも、混合工程にて、液体の潤滑剤60と磁粉10とを混合すると良い。さらに、加圧工程にて加熱することで、潤滑剤60の粘度が低下する。そのため、潤滑剤60は、磁粉10の表面に満遍なく行き渡る。その結果、磁粉10同士が滑らかに移動できるため、一次成形体100の密度が高くなる。   In the above embodiment, the lubricant 60 is solid (powder) at room temperature. In addition, a lubricant 60 that is liquid at room temperature can be used. Also in this case, the liquid lubricant 60 and the magnetic powder 10 may be mixed in the mixing step. Furthermore, the viscosity of the lubricant 60 is reduced by heating in the pressurizing step. Therefore, the lubricant 60 spreads evenly over the surface of the magnetic powder 10. As a result, since the magnetic powders 10 can move smoothly, the density of the primary molded body 100 increases.

100:一次成形体、 200:二次成形体、 300:三次成形体、 2,3:金型、 10:磁粉、 20:隙間、 30:酸化膜、 40:コーティング膜、 60:潤滑剤
100: primary molded body, 200: secondary molded body, 300: tertiary molded body, 2, 3: mold, 10: magnetic powder, 20: gap, 30: oxide film, 40: coating film, 60: lubricant

Claims (4)

希土類元素をRとして含有するR−Fe−N系化合物またはFe−N系化合物により成形される硬磁性体の磁粉を用いて、前記磁粉を金型により複数回加圧することにより一次成形体を形成する加圧工程と、
前記一次成形体を前記磁粉の分解温度未満の温度で加熱して、隣接する前記磁粉の表面同士を接合させることにより二次成形体を形成する焼成工程と、
を備える、磁石の製造方法。
A primary molded body is formed by pressurizing the magnetic powder multiple times with a mold using magnetic powder of a hard magnetic material molded from an R—Fe—N compound or an Fe—N compound containing a rare earth element as R. Pressurizing step,
A firing step of forming the secondary molded body by heating the primary molded body at a temperature lower than the decomposition temperature of the magnetic powder and joining the surfaces of the adjacent magnetic powders,
A method for manufacturing a magnet.
前記焼成工程は、前記一次成形体を酸化性雰囲気にて加熱して、前記磁粉の表面に生成される酸化膜により前記磁粉の表面同士を接合させることにより前記二次成形体を形成する、請求項1の磁石の製造方法。   The said baking process forms the said secondary molded object by heating the said primary molded object in oxidizing atmosphere, and joining the surfaces of the said magnetic powder with the oxide film produced | generated on the surface of the said magnetic powder, The manufacturing method of the magnet of claim | item 1. 前記加圧工程は、2〜30回加圧する、請求項1または2の磁石の製造方法。   The said pressurization process is a manufacturing method of the magnet of Claim 1 or 2 which pressurizes 2 to 30 times. 請求項1〜3の何れか一項の磁石の製造方法によって製造された磁石。
The magnet manufactured by the manufacturing method of the magnet as described in any one of Claims 1-3.
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