JP2017128790A - Manufacturing method of sintered magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、焼結磁石の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a sintered magnet.
ネオジムに代表される希土類を含む磁石粉末を焼結して作製した焼結磁石は、優れた磁気特性を有し、モータをはじめとして様々な電気機器の小型化に大きく貢献している。そこで、希土類を含む磁石粉末の優れた磁気特性を活かし、様々な形状かつ小型の焼結磁石が開発されてきた。 Sintered magnets produced by sintering rare earth-containing magnet powders typified by neodymium have excellent magnetic properties and greatly contribute to the miniaturization of various electric devices including motors. Accordingly, various shapes and small-sized sintered magnets have been developed utilizing the excellent magnetic properties of magnet powders containing rare earths.
ここで、磁石粉末を焼結して所望形状の焼結磁石を製造する際には、大きく分けて２つの形状加工工程がある。一つは、焼結前に圧縮成形等によって磁石粉末を成形することであり、もう一つは、焼結後の磁石を切削または研磨等によって加工することである。多くの焼結磁石は、上記２つの形状加工工程を組み合わせて所望形状の焼結磁石を製造することになる（例えば、特許文献１参照）。 Here, when a magnet powder is sintered to produce a sintered magnet having a desired shape, there are roughly two shape processing steps. One is to form magnet powder by compression or the like before sintering, and the other is to process the sintered magnet by cutting or polishing. Many sintered magnets produce a sintered magnet having a desired shape by combining the above two shape processing steps (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、焼結磁石に対する需要が多様化するに従い、従来の焼結磁石の製造方法では、焼結磁石の形状に対する需要に対応することが困難になりつつある。磁石粉末を圧縮成形して複雑形状の焼結磁石を製造しようとすれば、複雑形状の金型を必要とし、金型を複雑化することには限界がある。また、焼結後に切削等の加工を施すにしても、形状を整えること以上の加工を加えることは容易ではない。 However, as the demand for sintered magnets diversifies, it is becoming difficult for conventional sintered magnet manufacturing methods to meet the demand for the shape of sintered magnets. If an attempt is made to produce a sintered magnet having a complicated shape by compression molding magnet powder, a complicatedly shaped die is required, and there is a limit to making the die complicated. Moreover, even if processing such as cutting is performed after sintering, it is not easy to apply processing beyond shaping.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、その目的は、複雑形状を有する焼結磁石を製造することができる焼結磁石の製造方法を提供することにある。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: The objective is to provide the manufacturing method of the sintered magnet which can manufacture the sintered magnet which has a complicated shape.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、磁石粉末を成形した後に焼結して焼結磁石を製造する焼結磁石の製造方法であって、前記磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂塗布とを繰り返すことによって、前記磁石粉末によって形成された構造体を成形する成形工程と、前記構造体を焼結して焼結体を作製する焼結工程と、前記焼結体に磁場をかけて前記焼結体に着磁する着磁工程と、を有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a method for manufacturing a sintered magnet according to one aspect of the present invention is a method for manufacturing a sintered magnet in which a magnet powder is molded and then sintered to manufacture a sintered magnet. A method of forming a structure formed by the magnet powder by repeating the lamination of the magnet powder and applying a resin to a predetermined partial region of the lamination, and sintering the structure A sintering process for producing a sintered body, and a magnetization process for magnetizing the sintered body by applying a magnetic field to the sintered body.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記焼結工程は、アルゴンまたは窒素の不活性雰囲気中で前記構造体を温度９００℃以上１２００℃以下で加熱するものであることを特徴とする。 In the sintered magnet manufacturing method according to one embodiment of the present invention, the sintering step is to heat the structure at a temperature of 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower in an inert atmosphere of argon or nitrogen. It is characterized by.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記成形工程と前記焼結工程との間に、前記構造体を温度３００℃以上５００℃以下で加熱する脱脂工程をさらに有することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on 1 aspect of this invention further has the degreasing process which heats the said structure at the temperature of 300 to 500 degreeC between the said formation process and the said sintering process. It is characterized by.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記焼結工程と前記着磁工程との間に、アルゴンまたは窒素の不活性雰囲気中で前記焼結体を温度５００℃以上７００℃以下で加熱するアニール工程をさらに有することを特徴とする。 Further, in the method for manufacturing a sintered magnet according to one aspect of the present invention, the sintered body is heated to 500 ° C. or more and 700 ° C. in an inert atmosphere of argon or nitrogen between the sintering step and the magnetization step. The method further includes an annealing step of heating at a temperature not higher than ° C.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記成形工程の前に、前記磁石粉末を球体化するアトマイズ工程をさらに有することを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on 1 aspect of this invention has further the atomizing process which spheroidizes the said magnet powder before the said formation process, It is characterized by the above-mentioned.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記磁石粉末は、以下の組成式で表される組成を有することを特徴とする。
組成式：ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ
ただし、ＲＥＸはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、Ｆｅは鉄（Ｆｅ）、Ｃｏはコバルト（Ｃｏ）、Ｂはホウ素（Ｂ）であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる添加元素である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。
In the method for producing a sintered magnet according to one aspect of the present invention, the magnet powder has a composition represented by the following composition formula.
Composition formula: RE x (Fe 1-u Co u) 100-x-y-z B y T z
However, RE X is one or more rare earth elements including yttrium (Y), Fe is iron (Fe), Co is cobalt (Co), B is boron (B), and T is titanium (Ti ), Zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W). Further, x, y, z are values that satisfy 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100, and u is a value that satisfies 0 ≦ u ≦ 1.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記磁石粉末の組成式において、ＲＥＸはネオジム（Ｎｄ）を主成分とすることを特徴とする。 Further, the sintered magnet manufacturing method according to one aspect of the present invention is characterized in that, in the composition formula of the magnet powder, RE X contains neodymium (Nd) as a main component.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記磁石粉末の組成式において、Ｔはタングステン（Ｗ）を主成分とすることを特徴とする。 Moreover, the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on 1 aspect of this invention WHEREIN: T has tungsten (W) as a main component in the composition formula of the said magnet powder.
また、本発明の一態様に係る焼結磁石の製造方法は、前記成形工程に提供される磁石粉末は、粒径が１μｍ以上１０６μｍ以下であることを特徴とする。 In the sintered magnet manufacturing method according to one aspect of the present invention, the magnet powder provided for the forming step has a particle size of 1 μm to 106 μm.
本発明に係る焼結磁石の製造方法は、複雑形状を有する焼結磁石を製造することができるという効果を奏する。 The method for producing a sintered magnet according to the present invention produces an effect that a sintered magnet having a complicated shape can be produced.
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る焼結磁石の製造方法を詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態により本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, a method for manufacturing a sintered magnet according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.
図１は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法の概要を示すフローチャートである。図１に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、前処理工程（ステップＳ１）と成形工程（ステップＳ２）と後処理工程（ステップＳ３）とに分けて考えることができる。しかしながら、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順の切り分けは、あくまでも説明を容易ならしめるためのものであって、実施形態に係る焼結磁石の製造方法を限定するものではない。 FIG. 1 is a flowchart showing an outline of a method for manufacturing a sintered magnet according to an embodiment. As shown in FIG. 1, the method of manufacturing a sintered magnet according to the embodiment can be divided into a pretreatment process (step S1), a molding process (step S2), and a posttreatment process (step S3). . However, the separation of the procedure of the method for manufacturing a sintered magnet shown in FIG. 1 is merely for easy explanation, and does not limit the method for manufacturing the sintered magnet according to the embodiment.
したがって、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順の切り分けに限らず、前処理工程（ステップＳ１）と成形工程（ステップＳ２）との間に新たな工程を追加することや、成形工程（ステップＳ２）と後処理工程（ステップＳ３）との間に新たな工程を追加すること、逆に複数工程を一体化すること、または、各工程のうち一部の工程を他の工程の一部として実施する等の変形を行うことも可能である。以下に説明する実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、磁石粉末を成形した後に焼結して焼結磁石を製造する焼結磁石の製造方法の一般に適用可能なものである。 Therefore, not only the procedure of the manufacturing method of the sintered magnet shown in FIG. 1 but also a new process is added between the pretreatment process (step S1) and the molding process (step S2), or the molding process. (Step S2) and a post-processing process (Step S3), a new process is added, conversely, a plurality of processes are integrated, or a part of each process is replaced with another process. It is also possible to perform modifications such as implementation as a part. The method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment described below is generally applicable to a method for manufacturing a sintered magnet in which a sintered magnet is manufactured by forming magnet powder and then sintering.
以下、図１に示される焼結磁石の製造方法の手順の切り分けにしたがって、前処理工程（ステップＳ１）と成形工程（ステップＳ２）と後処理工程（ステップＳ３）とに分けて、実施形態に係る焼結磁石の製造方法の説明を行うものとする。 In the following, according to the procedure of the method of manufacturing the sintered magnet shown in FIG. 1, the pre-processing step (step S1), the forming step (step S2), and the post-processing step (step S3) are divided into the embodiments. The manufacturing method of the sintered magnet will be described.
図２は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程の概要を示すフローチャートである。図２に示される前処理工程の手順は、図１に示される前処理工程（ステップＳ１）の一例となっている。 FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a pretreatment process in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment. The procedure of the pretreatment process shown in FIG. 2 is an example of the pretreatment process (step S1) shown in FIG.
図２に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程は、配合工程（ステップＳ１１）と粉化工程（ステップＳ１２）と分級工程（ステップＳ１３）とを有する。もちろん、図２に示される工程は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における前処理工程における代表的工程であり、適宜、新たな工程を追加することが可能である。 As FIG. 2 shows, the pre-processing process in the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on embodiment has a mixing | blending process (step S11), a powdering process (step S12), and a classification process (step S13). Of course, the process shown in FIG. 2 is a representative process in the pretreatment process in the method of manufacturing a sintered magnet according to the embodiment, and a new process can be added as appropriate.
配合工程（ステップＳ１１）は、焼結磁石の原料を秤量し、配合する工程である。ここで、本実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、下記の組成式で表される組成が実現されるように原料を配合する。
組成式：ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ
なお、ＲＥＸはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、代表的には、ネオジム（Ｎｄ）である。鉄（Ｆｅ）およびコバルト（Ｃｏ）は、ともに強磁性元素であり、磁石の組成としてはほぼ同様の役割を担う。典型的な組成としては、鉄であるが、鉄をコバルトで置換することで、キュリー温度が上昇し、製品としての磁石における温度特性が上昇する。またＢは、ホウ素（Ｂ）である。ｘ，ｙ，ｚは、組成比を百分率で表した数値であり、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値である。一方、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。
The blending step (step S11) is a step of weighing and blending the sintered magnet raw materials. Here, in the method for producing a sintered magnet according to the present embodiment, the raw materials are blended so that the composition represented by the following composition formula is realized.
Composition formula: RE x (Fe 1-u Co u) 100-x-y-z B y T z
Note that RE X is one or more rare earth elements including yttrium (Y), and is typically neodymium (Nd). Both iron (Fe) and cobalt (Co) are ferromagnetic elements and play almost the same role as the composition of the magnet. A typical composition is iron, but by replacing iron with cobalt, the Curie temperature rises and the temperature characteristics of the magnet as a product rise. B is boron (B). x, y, and z are numerical values that represent the composition ratio as a percentage, and satisfy 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100. On the other hand, u is a value satisfying 0 ≦ u ≦ 1.
Ｔは、添加元素であり、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる。これら添加元素は、高融点元素であり、結晶粒成長の抑制に寄与する。 T is an additive element and is a composite of one or more of titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W). Use. These additive elements are refractory elements and contribute to the suppression of crystal grain growth.
後に説明するように本実施形態に係る焼結磁石の製造方法には、アトマイズを行う工程と焼結を行う工程が含まれており、これらの工程は、結晶粒が成長する要因である。一般に、結晶粒の大きさは、製品としての磁石における保磁力の低下に影響する。したがって、従前の焼結磁石の製造工程においては、結晶粒が大きく成長しないように焼結温度を低く抑える等の配慮が行われている。 As will be described later, the method for manufacturing a sintered magnet according to the present embodiment includes an atomizing step and a sintering step, which are factors that cause crystal grains to grow. In general, the size of crystal grains affects the decrease in coercive force of a magnet as a product. Therefore, in the conventional manufacturing process of sintered magnets, consideration is given to keeping the sintering temperature low so that crystal grains do not grow large.
しかしながら、本実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、アトマイズを行う工程でも結晶粒成長が起こり、さらに、そのアトマイズした磁石粉末を積層造形した構造体を焼結するために焼結温度を低く抑えることが困難である。したがって、本実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、焼結磁石の原料に結晶粒成長を抑制する効果が高い、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて添加することが好ましい。なお、これら高融点金属のうち特にタングステン（Ｗ）を添加することが最も好ましい。 However, in the method for producing a sintered magnet according to the present embodiment, crystal grain growth occurs even in the step of atomization, and the sintering temperature is lowered in order to sinter the structure formed by layering the atomized magnet powder. It is difficult to suppress. Therefore, in the method for manufacturing a sintered magnet according to the present embodiment, titanium (Ti), zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), which has a high effect of suppressing crystal grain growth on the raw material of the sintered magnet. It is preferable to add one or more of hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W) in combination. Of these refractory metals, it is most preferable to add tungsten (W).
なお、上記組成式で表される磁石は、いわゆるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の焼結磁石に対して、元素の置換または元素の添加を行ったものと考えることができる。また、焼結磁石の原料には不可避の不純物（ケイ素（Ｓｉ）、アルミニウム（Ａｌ）等）が含まれており、上記組成式において、これら不可避の不純物はＴに含まれていると考えるものとする。 It can be considered that the magnet represented by the above composition formula is obtained by substituting an element or adding an element to a so-called Nd—Fe—B sintered magnet. The raw material of the sintered magnet contains inevitable impurities (silicon (Si), aluminum (Al), etc.), and in the above composition formula, these inevitable impurities are considered to be contained in T. To do.
粉化工程（ステップＳ１２）は、配合工程（ステップＳ１１）にて配合された磁石の原料を溶解し、磁石粉末を製造する工程である。ここでは、実施形態に係る焼結磁石の製造方法に好適な磁石粉末を製造するために、ガスアトマイズ法を用いた粉化方法について説明する。しかしながら、実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、他の粉化方法の適用を排除するものではなく、磁石の原料を溶解してインゴットを作製し、当該インゴットを粗粉砕およびジェットミル粉砕による微粉砕を行う方法で磁石粉末を製造する方法を用いることも可能である。 A powdering process (step S12) is a process of melt | dissolving the raw material of the magnet mix | blended by the mixing | blending process (step S11), and manufacturing magnet powder. Here, in order to manufacture a magnet powder suitable for the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment, a powdering method using a gas atomization method will be described. However, the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment does not exclude application of another powdering method, but melts the raw material of the magnet to produce an ingot, and the ingot is roughly pulverized and jet mill pulverized. It is also possible to use a method of producing magnet powder by a method of pulverizing.
ここで、ガスアトマイズ法を用いた粉化方法について説明するめに、図３を参照する。図３は、ガスアトマイズ法に用いられるガスアトマイズ装置の概略構成を示す図である。 Here, FIG. 3 is referred in order to explain the powdering method using the gas atomizing method. FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a gas atomizing apparatus used in the gas atomizing method.
図３に示されるように、ガスアトマイズ装置１０は、タンディッシュ１１と冷却室１２とを備えている。タンディッシュ１１は、溶解した磁石粉末の原料を貯める容器であり、冷却室１２の内部まで導入されたノズル１３を介して、冷却室１２に溶解した磁石粉末の原料を供給するためのものである。 As shown in FIG. 3, the gas atomizer 10 includes a tundish 11 and a cooling chamber 12. The tundish 11 is a container for storing the raw material of the melted magnetic powder, and is for supplying the raw material of the melted magnetic powder to the cooling chamber 12 through the nozzle 13 introduced to the inside of the cooling chamber 12. .
冷却室１２に供給された磁石粉末の原料１４は、ノズル１５から噴出されるガスによって小滴化され、冷却室１２中を自由落下する。冷却室１２は、低温の不活性ガス雰囲気によって満たされており、冷却室１２中を自由落下する磁石粉末の原料１４は、冷却室１２の底部に到達するまでに凝固する。その際、小滴化された磁石粉末の原料１４は、自らの表面張力によって球体化されるので、冷却室１２の底部には、球体化された磁石粉末１６が堆積する。この堆積した磁石粉末１６を回収することにより、実施形態に係る焼結磁石の製造方法に好適な磁石粉末を得ることができる。 The raw material 14 of magnet powder supplied to the cooling chamber 12 is made into droplets by the gas ejected from the nozzle 15 and freely falls in the cooling chamber 12. The cooling chamber 12 is filled with a low-temperature inert gas atmosphere, and the raw material 14 of the magnetic powder that freely falls in the cooling chamber 12 is solidified before reaching the bottom of the cooling chamber 12. At this time, since the raw material 14 of the magnet powder that has been made into droplets is spheroidized by its own surface tension, the spheroidized magnet powder 16 is deposited on the bottom of the cooling chamber 12. By collecting the deposited magnet powder 16, a magnet powder suitable for the sintered magnet manufacturing method according to the embodiment can be obtained.
図２に示される前処理工程の例では、粉化工程（ステップＳ１２）の後に分級工程（ステップＳ１３）を設けている。これは、粉化工程（ステップＳ１２）によって製造された磁石粉末から好適な粒径のものを選別するためのものである。例えば分級工程（ステップＳ１３）にて選別される磁石粉末の粒径は、１μｍ以上１０６μｍ以下であることが好ましい。磁石粉末の粒径が１μｍを下回ると比表面積が増大し、酸化による磁気特性の低下が著しいからである。一方、磁石粉末の粒子径が１０６μｍを上回ると後段の焼結工程における焼結性の低下を招くため好ましくない。特に、酸化による磁気特性の低下および焼結性の低下の両方を抑制する観点から、磁石粉末の粒径が５μｍ以上７５μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、ここでいう磁石粉末の粒径は、日本工業規格ＪＩＳＺ８８１５のふるい分け法に準拠しているが、粒径の下限値はレーザー回折式粒度測定により規定している。 In the example of the pretreatment process shown in FIG. 2, the classification process (step S13) is provided after the powdering process (step S12). This is for selecting particles having a suitable particle size from the magnet powder produced by the powdering step (step S12). For example, the particle size of the magnet powder selected in the classification step (step S13) is preferably 1 μm or more and 106 μm or less. This is because when the particle size of the magnet powder is less than 1 μm, the specific surface area is increased and the magnetic properties are significantly deteriorated due to oxidation. On the other hand, if the particle diameter of the magnet powder exceeds 106 μm, it is not preferable because the sintering property is lowered in the subsequent sintering step. In particular, it is more preferable that the particle size of the magnet powder is 5 μm or more and 75 μm or less from the viewpoint of suppressing both the deterioration of magnetic properties and the sinterability due to oxidation. In addition, although the particle size of the magnet powder here is based on the screening method of Japanese Industrial Standard JISZ8815, the lower limit of the particle size is defined by laser diffraction particle size measurement.
図４は、上記説明した前処理工程にて製造された磁石粉末の電子顕微鏡写真を示す図である。図４に示されるように、上記説明した前処理工程にて製造された磁石粉末は、粒径が５０μｍ以下であり、かつ球体化されている。このような磁石粉末は、後段の成形工程において、樹脂の塗布に好適であり、寸法精度が高く密度が高い構造体を成形できる。したがって、その後の焼結性も向上し、かつ、最終製品の焼結磁石の寸法精度も向上する。 FIG. 4 is a view showing an electron micrograph of the magnet powder manufactured in the pretreatment step described above. As shown in FIG. 4, the magnet powder manufactured in the pretreatment process described above has a particle size of 50 μm or less and is spheroidized. Such magnet powder is suitable for resin application in a subsequent molding step, and can form a structure with high dimensional accuracy and high density. Therefore, the subsequent sinterability is improved, and the dimensional accuracy of the sintered magnet of the final product is improved.
次に、図５〜図７を参照しながら、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程を説明する。図５は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程の概要を示すフローチャートである。図５に示される成形工程の手順は、図１に示される成形工程（ステップＳ２）の一例となっている。図６は、成形工程に用いられる積層造形装置の例を示す概略平面図であり、図７は、積層造形装置のヘッド部を示す概略側面図である。なお、図６および図７に示される積層造形装置は、図５に示される成形工程に用いる好適な装置構成例であるが、実施形態に係る焼結磁石の製造方法は、積層造形装置の構成に限定されるものではない。 Next, a forming process in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a flowchart showing an outline of a forming step in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment. The procedure of the molding process shown in FIG. 5 is an example of the molding process (step S2) shown in FIG. FIG. 6 is a schematic plan view showing an example of an additive manufacturing apparatus used in the forming process, and FIG. 7 is a schematic side view showing a head part of the additive manufacturing apparatus. The additive manufacturing apparatus shown in FIGS. 6 and 7 is a preferable apparatus configuration example used in the molding step shown in FIG. 5, but the sintered magnet manufacturing method according to the embodiment is configured by the additive manufacturing apparatus. It is not limited to.
図５に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程は、磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）と繰り返し判定（ステップＳ２４）とを有する。これら各工程は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程における代表的工程であるが、積層造形装置によっては、図５に示されていない追加の工程を実行するように構成され得る。 As shown in FIG. 5, the molding process in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment is repeatedly determined as a magnet powder lamination process (step S21), a resin coating process (step S22), and a resin curing process (step 23). (Step S24). Each of these steps is a representative step in the forming step in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment, but depending on the layered manufacturing apparatus, an additional step not shown in FIG. 5 may be executed. .
磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）は、前処理工程（ステップＳ１）にて製造された磁石粉末を均一の厚さに積層する工程である。樹脂塗布工程（ステップＳ２２）は、磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）によって均一の厚さに積層された磁性粉末における所定の一部領域に硬化性の樹脂を塗布する工程である。ここで、磁性粉末における所定の一部領域とは、形成すべき構造体の形状によって定まっている。すなわち、形成すべき構造体の断面形状が樹脂を塗布する領域に対応しており、磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）とを繰り返すことによって、形成すべき構造体の立体形状に対応する磁石粉末の領域に樹脂が塗布されることになる。 The magnet powder lamination step (step S21) is a step of laminating the magnet powder manufactured in the pretreatment step (step S1) to a uniform thickness. The resin application step (step S22) is a step of applying a curable resin to a predetermined partial region of the magnetic powder laminated to a uniform thickness by the magnet powder lamination step (step S21). Here, the predetermined partial region in the magnetic powder is determined by the shape of the structure to be formed. That is, the cross-sectional shape of the structure to be formed corresponds to the region where the resin is applied, and the structure of the structure to be formed is repeated by repeating the magnet powder laminating step (step S21) and the resin applying step (step S22). The resin is applied to the region of the magnet powder corresponding to the three-dimensional shape.
樹脂硬化工程（ステップＳ２３）は、磁性粉末に塗布された硬化性樹脂を硬化するための工程である。例えば、磁性粉末に塗布された樹脂が紫外線硬化性の樹脂であれば紫外線を照射する工程であり、熱硬化性の樹脂であれば熱線を照射する工程である。なお、樹脂を硬化するために特別な工程を必要としなければ樹脂硬化工程（ステップＳ２３）を省略することが可能であり、樹脂硬化工程（ステップＳ２３）を必要とする場合でも、積層造形装置の装置構成を工夫すれば、樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップＳ２３）とを略同時に実行することが可能である。 The resin curing step (step S23) is a step for curing the curable resin applied to the magnetic powder. For example, if the resin applied to the magnetic powder is an ultraviolet curable resin, it is a step of irradiating ultraviolet rays, and if it is a thermosetting resin, it is a step of irradiating heat rays. If a special process is not required for curing the resin, the resin curing process (step S23) can be omitted. Even if the resin curing process (step S23) is required, the additive manufacturing apparatus can be used. If the device configuration is devised, the resin coating step (step S22) and the resin curing step (step S23) can be performed substantially simultaneously.
繰り返し判定（ステップＳ２４）は、上記一連の磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）とを繰り返すための判定処理である。すなわち、形成すべき構造体の全ての断面に対応する積層が完了したか否かを判定し、全ての断面に対応する積層が完了するまで磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）とを繰り返すように処理を行う。 The repeat determination (step S24) is a determination process for repeating the series of magnet powder lamination steps (step S21), the resin coating step (step S22), and the resin curing step (step 23). That is, it is determined whether or not the lamination corresponding to all the cross sections of the structure to be formed is completed, and the magnet powder laminating process (step S21) and the resin coating process (step) until the lamination corresponding to all the cross sections is completed. Processing is performed so as to repeat S22) and the resin curing step (step 23).
図６および図７に示される積層造形装置２０は、上記磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップ２３）と繰り返し判定（ステップＳ２４）を実行することが可能な構成を有している。 The additive manufacturing apparatus 20 shown in FIG. 6 and FIG. 7 executes the magnet powder lamination step (step S21), the resin coating step (step S22), the resin curing step (step 23), and the repeated determination (step S24). It has a configuration that can.
図６に示されるように、積層造形装置２０は、積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とに移動可能なプレート２１と、積層造形装置２０に対して固定されたヘッド部３０と、磁石粉末供給部４０とを備えている。ここで、Ｘ軸方向とは、紙面における上方向であり、Ｙ軸方向とは、紙面における右方向であり、Ｚ軸方向とは、紙面に対する垂直方向である。ただし、座標軸の設定には任意性がある。また、図６に示される積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とに移動可能な構成を採用しているが、プレート２１を積層造形装置２０に対して固定し、ヘッド部３０が積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とに移動可能な構成を採用することも可能である。 As shown in FIG. 6, the additive manufacturing apparatus 20 is fixed to the additive manufacturing apparatus 20 with a plate 21 movable in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction with respect to the additive manufacturing apparatus 20. The head unit 30 and the magnet powder supply unit 40 are provided. Here, the X-axis direction is an upward direction on the paper surface, the Y-axis direction is a right direction on the paper surface, and the Z-axis direction is a direction perpendicular to the paper surface. However, the setting of the coordinate axes is arbitrary. Further, the additive manufacturing apparatus 20 shown in FIG. 6 employs a configuration in which the plate 21 can move in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction with respect to the additive manufacturing apparatus 20. It is also possible to adopt a configuration that is fixed to the layered manufacturing apparatus 20 and the head unit 30 is movable in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction with respect to the layered modeling apparatus 20.
積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＹ軸方向に移動可能となるように、Ｙ軸方向に延在するＹ軸レール２２ａ，２２ｂとＹ軸レール２２ａ，２２ｂ上を移動可能に設けられたＹ軸スライド機構２３ａ，２３ｂとを備えている。また、積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＸ軸方向に移動可能となるように、Ｙ軸スライド機構２３ａ，２３ｂの間をＸ軸方向に架橋するＸ軸レール２４とＸ軸レール２４上移動可能に設けられたＸ軸スライド機構２５を備えている。さらに、積層造形装置２０は、プレート２１が積層造形装置２０に対してＺ軸方向に移動可能となるように、プレート２１を昇降させる昇降機２６をＸ軸スライド機構２５上に備えている。以上のような構成によって、積層造形装置２０は、積層造形装置２０に対してＸ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向とにプレート２１を移動することができる。 The additive manufacturing apparatus 20 moves on the Y axis rails 22a and 22b and the Y axis rails 22a and 22b extending in the Y axis direction so that the plate 21 can move in the Y axis direction with respect to the additive manufacturing apparatus 20. Y-axis slide mechanisms 23a and 23b are provided. The additive manufacturing apparatus 20 includes an X-axis rail 24 that bridges the Y-axis slide mechanisms 23a and 23b in the X-axis direction so that the plate 21 can move in the X-axis direction with respect to the additive manufacturing apparatus 20. An X-axis slide mechanism 25 is provided so as to be movable on the X-axis rail 24. Furthermore, the additive manufacturing apparatus 20 includes an elevator 26 on the X-axis slide mechanism 25 that moves the plate 21 up and down so that the plate 21 can move in the Z-axis direction with respect to the additive manufacturing apparatus 20. With the configuration as described above, the additive manufacturing apparatus 20 can move the plate 21 in the X axis direction, the Y axis direction, and the Z axis direction with respect to the additive manufacturing apparatus 20.
磁石粉末供給部４０は、プレート２１上に磁石粉末を均一の厚さに積層するための機構である。磁石粉末供給部４０は、ノズル４１を備え、当該ノズル４１を介して磁石粉末を吐出する。図６に示されるように、ノズル４１をＸ軸方向に並列して設けることにより、プレート２１をＹ軸方向のみに移動させることによって、ノズル４１から吐出される磁石粉末をプレート２１の全面上に堆積することが可能である。また、磁石粉末供給部４０は、ブラシまたはヘラなどの部材を備えており、プレート２１上に堆積された余分な磁石粉末を除去し、プレート２１上に磁石粉末を均一の厚さに積層することが可能である。以上のような構成により、磁石粉末供給部４０は、図５に示した磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）を実行することができる。 The magnet powder supply unit 40 is a mechanism for laminating the magnet powder on the plate 21 with a uniform thickness. The magnet powder supply unit 40 includes a nozzle 41 and discharges magnet powder through the nozzle 41. As shown in FIG. 6, by providing the nozzles 41 in parallel in the X-axis direction, the magnetic powder discharged from the nozzles 41 is placed on the entire surface of the plate 21 by moving the plate 21 only in the Y-axis direction. It is possible to deposit. The magnet powder supply unit 40 includes a member such as a brush or a spatula, removes excess magnet powder deposited on the plate 21, and stacks the magnet powder on the plate 21 to a uniform thickness. Is possible. With the above configuration, the magnet powder supply unit 40 can execute the magnet powder stacking step (step S21) shown in FIG.
ヘッド部３０は、プレート２１上に均一の厚さに積層された磁石粉末における所定の一部領域に硬化性の樹脂を塗布するための機構である。ヘッド部３０は、ノズル３１を備え、当該ノズル３１を介して硬化性の樹脂を吐出する。図６に示されるように、ノズル４１をＸ軸方向に並列して設けることにより、プレート２１をＹ軸方向のみに移動させることによって、プレート２１の全面上の磁石粉末に対して硬化性の樹脂を塗布することが可能である。ただし、プレート２１の全面上の磁石粉末に対して硬化性の樹脂を塗布するのではなく、積層された磁性粉末における所定の一部領域に硬化性の樹脂を塗布する必要がある。このために、ヘッド部３０に設けられた複数のノズル３１には、それぞれ独立に制御可能なピエゾ素子が設けられ、各ノズル３１から硬化性の樹脂を吐出するタイミングが制御されている。以上のような構成により、ヘッド部３０は、図５に示した樹脂塗布工程（ステップＳ２２）を実行することができる。 The head unit 30 is a mechanism for applying a curable resin to a predetermined partial region of the magnet powder laminated on the plate 21 with a uniform thickness. The head unit 30 includes a nozzle 31 and discharges a curable resin through the nozzle 31. As shown in FIG. 6, by providing the nozzles 41 in parallel in the X-axis direction, the plate 21 is moved only in the Y-axis direction, thereby curable resin with respect to the magnet powder on the entire surface of the plate 21. It is possible to apply. However, instead of applying a curable resin to the magnet powder on the entire surface of the plate 21, it is necessary to apply a curable resin to a predetermined partial region of the laminated magnetic powder. For this purpose, each of the plurality of nozzles 31 provided in the head unit 30 is provided with an independently controllable piezo element, and the timing at which the curable resin is discharged from each nozzle 31 is controlled. With the configuration as described above, the head unit 30 can execute the resin coating process (step S22) shown in FIG.
ヘッド部３０は、樹脂硬化手段を備えていることが好ましい。ここで樹脂硬化手段とは、磁性粉末に塗布された樹脂が紫外線硬化性の樹脂であれば紫外線を照射する紫外線照射装置であり、熱硬化性の樹脂であれば熱線を照射する熱線照射装置である。ヘッド部３０が樹脂硬化手段を備えれば、図５に示した樹脂塗布工程（ステップＳ２２）と樹脂硬化工程（ステップＳ２３）とを略同時に実行することができる積層造形装置２０の構成が実現される。なお、樹脂を硬化するために特別な工程を必要としなければ樹脂硬化手段を備える必要はない。 The head part 30 preferably includes a resin curing means. Here, the resin curing means is an ultraviolet irradiation device that irradiates ultraviolet rays if the resin applied to the magnetic powder is an ultraviolet curable resin, and a heat ray irradiation device that radiates heat rays if the resin is a thermosetting resin. is there. If the head unit 30 includes the resin curing means, the configuration of the additive manufacturing apparatus 20 capable of executing the resin coating process (step S22) and the resin curing process (step S23) shown in FIG. 5 substantially simultaneously is realized. The In addition, it is not necessary to provide a resin curing means unless a special process is required to cure the resin.
なお、積層造形装置２０では、磁石粉末供給部４０を用いた磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）とヘッド部３０を用いた樹脂塗布工程（ステップＳ２２）とを完了した後に、昇降機２６を用いてプレート２１を降下させ、次の層に対する磁石粉末積層工程（ステップＳ２１）と樹脂塗布工程（ステップＳ２２）とを繰り返すことになる。以上のように、積層造形装置２０は、磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂塗布とを繰り返すことによって、磁石粉末よって形成された構造体を成形することが可能な装置であり、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における成形工程の実施に好適な装置構成を有している。 In the additive manufacturing apparatus 20, after completing the magnet powder lamination step (step S 21) using the magnet powder supply unit 40 and the resin coating step (step S 22) using the head unit 30, the plate is formed using the elevator 26. 21 is lowered, and the magnet powder lamination step (step S21) and the resin coating step (step S22) for the next layer are repeated. As described above, the additive manufacturing apparatus 20 is an apparatus that can form a structure formed of magnet powder by repeating lamination of magnet powder and resin application to a predetermined partial region of the lamination. There is an apparatus configuration suitable for carrying out the forming step in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment.
次に、図８を参照しながら、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程を説明する。図８は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程の概要を示すフローチャートである。図８に示される後処理工程の手順は、図１に示される後処理工程（ステップＳ３）の一例となっている。 Next, the post-processing process in the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on embodiment is demonstrated, referring FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an outline of a post-processing step in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment. The procedure of the post-processing step shown in FIG. 8 is an example of the post-processing step (step S3) shown in FIG.
図８に示されるように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程は、脱脂工程（ステップＳ３１）と焼結工程（ステップＳ３２）とアニール工程（ステップＳ３３）と磁気特性の測定工程（ステップＳ３４）と表面加工工程（ステップＳ３５）と表面処理工程（ステップＳ３６）と着磁工程（ステップＳ３７）とを有する。ただし、以下に説明するように、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程は、これらすべての工程を有する必要はない。図８に示される各工程は、実施形態に係る焼結磁石の製造方法における後処理工程として代表的な工程を例示するものである。 As shown in FIG. 8, the post-treatment process in the sintered magnet manufacturing method according to the embodiment includes a degreasing process (step S31), a sintering process (step S32), an annealing process (step S33), and measurement of magnetic properties. It has a process (step S34), a surface processing process (step S35), a surface treatment process (step S36), and a magnetization process (step S37). However, as will be described below, the post-processing step in the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment does not have to include all these steps. Each process shown by FIG. 8 illustrates a typical process as a post-process in the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on embodiment.
脱脂工程（ステップＳ３１）は、上述の方法を用いて成形された磁石粉末の構造体から樹脂を除去するための工程である。上述のように、成形工程によって成形された構造体は、磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂塗布とを繰り返すことによって作製されているので、その構造体には樹脂が含まれている。脱脂工程（ステップＳ３１）では、構造体を３００℃以上５００℃以下の高温状態に構造体を熱暴露し、構造体に含まれている不要な樹脂を除去する。上記温度範囲は、成形された磁石粉末の構造体に含まれている有機物を除去するのに適した温度範囲として規定されている。なお、構造体に含まれる樹脂を除去する必要があるか否かは、形成工程で用いる樹脂に依存し、用いる樹脂によっては、当該脱脂工程（ステップＳ３１）を省略することも可能である。 The degreasing step (step S31) is a step for removing the resin from the magnet powder structure formed using the above-described method. As described above, the structure formed by the forming process is produced by repeating the lamination of the magnet powder and the resin application to a predetermined partial region of the lamination. Therefore, the structure contains a resin. It is. In the degreasing step (step S31), the structure is thermally exposed to a high temperature state of 300 ° C. or more and 500 ° C. or less, and unnecessary resin contained in the structure is removed. The temperature range is defined as a temperature range suitable for removing organic substances contained in the molded magnet powder structure. Note that whether or not the resin contained in the structure needs to be removed depends on the resin used in the forming process, and depending on the resin used, the degreasing process (step S31) can be omitted.
焼結工程（ステップＳ３２）は、上述の方法を用いて成形された磁石粉末の構造体を焼結炉にて焼結して、磁石粉末の焼結体を作製するための工程である。焼結工程（ステップＳ３２）では、焼結炉内雰囲気をアルゴンまたは窒素の不活性ガスで満たし、炉内温度を９００℃以上１２００℃以下まで昇温した状態で０．５時間以上５時間以下維持する。すると、焼結炉内では、磁石粉末の構造体中の磁石粉末が相互に結合し、磁石粉末の焼結体を形成する。十分な焼結密度を得るためには焼結工程の時間が０．５時間以上であることが好ましく、過剰な結晶粒成長による磁気特性の低下を避けるためには焼結工程の時間が５時間以下であることが好ましい。 The sintering process (step S32) is a process for producing a sintered body of magnet powder by sintering a magnet powder structure formed using the above-described method in a sintering furnace. In the sintering process (step S32), the atmosphere in the sintering furnace is filled with an inert gas of argon or nitrogen, and the furnace temperature is maintained at 900 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower and maintained for 0.5 hours or longer and 5 hours or shorter. To do. Then, in the sintering furnace, the magnet powder in the structure of the magnet powder is bonded to each other to form a sintered body of the magnet powder. In order to obtain a sufficient sintering density, the time of the sintering process is preferably 0.5 hours or more, and in order to avoid a decrease in magnetic properties due to excessive crystal grain growth, the time of the sintering process is 5 hours. The following is preferable.
アニール工程（ステップＳ３３）は、焼結工程（ステップＳ３２）によって作製された焼結体内の微細な磁区組織を最適化し、磁気特性を向上させるためのものである。ただし、このアニール工程（ステップＳ３３）は、磁気特性を向上させることができるが、本実施形態において必ずしも実施しなければいけないものではない。アニール工程（ステップＳ３３）では、熱処理炉内雰囲気をアルゴンまたは窒素の不活性ガスで満たし、温度を温度５００℃以上７００℃以下まで昇温した状態で０．５時間以上５時間以下維持する。十分なアニールを得るためにはアニール工程の時間が０．５時間以上であることが好ましく、過剰な結晶粒成長による磁気特性の低下を避けるためにはアニール工程の時間が５時間以下であることが好ましい。 The annealing process (step S33) is for optimizing the fine magnetic domain structure in the sintered body produced by the sintering process (step S32) and improving the magnetic characteristics. However, although this annealing process (step S33) can improve a magnetic characteristic, it does not necessarily have to be implemented in this embodiment. In the annealing step (step S33), the atmosphere in the heat treatment furnace is filled with an inert gas of argon or nitrogen, and the temperature is maintained at a temperature of 500 ° C. to 700 ° C. for 0.5 hours to 5 hours. In order to obtain sufficient annealing, the annealing process time is preferably 0.5 hours or more, and in order to avoid deterioration of magnetic properties due to excessive crystal grain growth, the annealing process time is 5 hours or less. Is preferred.
なお、上記の脱脂工程（ステップＳ３１）と焼結工程（ステップＳ３２）とアニール工程（ステップＳ３３）とは、炉内雰囲気の換気および設定温度の変更を経由することによって、同一の熱処理炉を用いた一連の工程として実施することも可能である。したがって、脱脂工程（ステップＳ３１）と焼結工程（ステップＳ３２）とアニール工程（ステップＳ３３）とが明確には区別されることなく一連の焼結工程として実施される形態も、本実施形態の範疇に含まれるものとみなし得る。 The degreasing process (step S31), the sintering process (step S32), and the annealing process (step S33) are performed by using the same heat treatment furnace through the ventilation of the furnace atmosphere and the change of the set temperature. It is also possible to carry out as a series of steps. Therefore, an embodiment in which the degreasing process (step S31), the sintering process (step S32), and the annealing process (step S33) are performed without being clearly distinguished from each other is also included in the category of this embodiment. It can be regarded as being included.
磁気特性の測定工程（ステップＳ３４）は、焼結後の焼結体における磁気特性を測定するためのものである。磁気特性の測定工程（ステップＳ３４）における磁気特性の測定方法としては、例えば振動試料型磁力計（Vibrating Sample Magenetometer：ＶＳＭ）やＢＨトレーサーが挙げられる。ＶＳＭは、試料を振動させ、試料の磁化によって生じる磁束の時間変化を傍らに置いたコイルに生じる誘導起電力として検出するものである。また、ＢＨトレーサーは、試料にコイルを巻いて、外部磁界を付与した時に生じるコイルの誘導起電力を測定することで試料のＢＨ曲線を得るものである。 The magnetic property measurement step (step S34) is for measuring the magnetic properties of the sintered body after sintering. Examples of the magnetic property measurement method in the magnetic property measurement step (step S34) include a vibrating sample magnetometer (VSM) and a BH tracer. VSM vibrates a sample and detects a time change of magnetic flux generated by the magnetization of the sample as an induced electromotive force generated in a coil placed beside it. Further, the BH tracer obtains a BH curve of a sample by measuring a coil induced electromotive force generated when a coil is wound around the sample and an external magnetic field is applied.
表面加工工程（ステップＳ３５）は、焼結後の焼結体を切削加工ないし研磨加工し、焼結体の寸法を製品寸法に仕上げるための工程である。焼結工程（ステップＳ３２）では、磁石粉末の構造体の形状はある程度保存されるが、磁石粉末が結合して一体化することによって体積が縮小する。したがって、焼結工程（ステップＳ３２）の前に焼結後の焼結体の寸法を確定することは困難であり、焼結工程（ステップＳ３２）の後に焼結体の寸法を製品寸法に仕上げるための工程を設けることが好ましい。また、焼結後の焼結体の表面を研磨加工することは、後段の表面処理工程（ステップＳ３６）におけるめっき処理の品質向上にも寄与することになる。 The surface processing step (step S35) is a step for cutting or polishing the sintered body after sintering to finish the dimensions of the sintered body to product dimensions. In the sintering step (step S32), the shape of the structure of the magnet powder is preserved to some extent, but the volume is reduced by combining and integrating the magnet powder. Therefore, it is difficult to determine the dimensions of the sintered body after sintering before the sintering process (step S32), and the dimensions of the sintered body are finished to product dimensions after the sintering process (step S32). It is preferable to provide the process. Further, polishing the surface of the sintered body after sintering also contributes to improving the quality of the plating treatment in the subsequent surface treatment step (step S36).
表面処理工程（ステップＳ３６）は、焼結体の表面処理を行うためのものである。ネオジム磁石は特に酸化され易いので、ニッケル（Ｎｉ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等のめっき処理、アルミ（Ａｌ）蒸着、または、樹脂塗装を行う。 The surface treatment step (step S36) is for performing a surface treatment of the sintered body. Since neodymium magnets are particularly easily oxidized, plating treatment of nickel (Ni), tin (Sn), zinc (Zn), etc., aluminum (Al) vapor deposition, or resin coating is performed.
着磁工程（ステップＳ３７）は、磁石粉末の焼結体に着磁を行い、最終的な磁石に仕上げるためのものである。着磁工程（ステップＳ３７）は、コイルによって発生させた磁場中に磁石粉末の焼結体を曝すことによって行われる。 The magnetizing step (step S37) is for magnetizing the sintered body of the magnet powder and finishing it into a final magnet. The magnetization process (step S37) is performed by exposing a sintered body of magnet powder to a magnetic field generated by a coil.
以上説明した実施形態に係る焼結磁石の製造方法によれば、従来の焼結磁石の製造方法では対応することが困難であった複雑形状の焼結磁石を製造することが可能となる。 According to the method for manufacturing a sintered magnet according to the embodiment described above, it becomes possible to manufacture a sintered magnet having a complicated shape, which has been difficult to cope with by the conventional method for manufacturing a sintered magnet.
なお、以上説明した実施形態に係る焼結磁石の製造方法では、下記の組成式で表される組成が実現されるように原料を配合した磁石粉末を用いて焼結磁石を製造しているので、製造物である焼結磁石の組成も同じ組成式で表されることになる。
組成式：ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ
ただし、ＲＥＸはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、Ｆｅは鉄（Ｆｅ）、Ｃｏはコバルト（Ｃｏ）、Ｂはホウ素（Ｂ）であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる添加元素である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。
In addition, in the manufacturing method of the sintered magnet which concerns on embodiment described above, since the sintered magnet is manufactured using the magnet powder which mix | blended the raw material so that the composition represented by the following compositional formula may be implement | achieved. The composition of the sintered magnet that is the product is also expressed by the same composition formula.
Composition formula: RE x (Fe 1-u Co u) 100-x-y-z B y T z
However, RE X is one or more rare earth elements including yttrium (Y), Fe is iron (Fe), Co is cobalt (Co), B is boron (B), and T is titanium (Ti ), Zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W). Further, x, y, z are values that satisfy 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100, and u is a value that satisfies 0 ≦ u ≦ 1.
以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。また、上述の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。また、上述した各構成要素を適宜組み合わせて構成したものも本発明に含まれる。さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, Various deformation | transformation based on the technical idea of this invention is possible. Moreover, the numerical value quoted in the above-mentioned embodiment is only an example, and you may use a numerical value different from this as needed. Moreover, what comprised the above-mentioned each component suitably combined is also contained in this invention. Further effects and modifications can be easily derived by those skilled in the art.
１０ ガスアトマイズ装置
１１ タンディッシュ
１２ 冷却室
１３ ノズル
１４ 磁石粉末の原料
１５ ノズル
１６ 磁石粉末
２０ 積層造形装置
２１ プレート
２２ａ，２２ｂ Ｙ軸レール
２３ａ，２３ｂ Ｙ軸スライド機構
２４ Ｘ軸レール
２５ Ｘ軸スライド機構
２６ 昇降機
３０ ヘッド部
３１ ノズル
４０ 磁石粉末供給部
４１ ノズル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gas atomizing apparatus 11 Tundish 12 Cooling chamber 13 Nozzle 14 Raw material of magnet powder 15 Nozzle 16 Magnet powder 20 Laminate shaping apparatus 21 Plate 22a, 22b Y axis rail 23a, 23b Y axis slide mechanism 24 X axis rail 25 X axis slide mechanism Elevator 30 Head unit 31 Nozzle 40 Magnet powder supply unit 41 Nozzle
Claims (9)
前記磁石粉末の積層と該積層の所定の一部領域に対する樹脂の塗布とを繰り返すことによって、前記磁石粉末および前記樹脂によって形成された構造体を成形する成形工程と、
前記構造体を焼結して焼結体を作製する焼結工程と、
前記焼結体に磁場をかけて前記焼結体に着磁する着磁工程と、
を有することを特徴とする焼結磁石の製造方法。 A method for producing a sintered magnet in which a magnet powder is molded and then sintered to produce a sintered magnet,
A molding step of molding the magnet powder and the structure formed by the resin by repeating the lamination of the magnet powder and the application of the resin to a predetermined partial region of the lamination;
A sintering step of sintering the structure to produce a sintered body;
A magnetization step of applying a magnetic field to the sintered body to magnetize the sintered body;
A method for producing a sintered magnet, comprising:
組成式：ＲＥｘ（Ｆｅ１−ｕＣｏｕ）１００−ｘ−ｙ−ｚＢｙＴｚ
ただし、ＲＥＸはイットリウム（Ｙ）を包含する希土類元素の１種以上であり、Ｆｅは鉄（Ｆｅ）、Ｃｏはコバルト（Ｃｏ）、Ｂはホウ素（Ｂ）であり、Ｔは、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）のうち１種以上を複合させて用いる添加元素である。また、ｘ，ｙ，ｚは、０＜ｘ，ｙ，ｚ＜１００かつ０＜ｘ＋ｙ＋ｚ＜１００を満たす値であり、ｕは、０≦ｕ≦１を満たす値である。 The method of manufacturing a sintered magnet according to any one of claims 1 to 5, wherein the magnet powder has a composition represented by the following composition formula.
Composition formula: RE x (Fe 1-u Co u) 100-x-y-z B y T z
However, RE X is one or more rare earth elements including yttrium (Y), Fe is iron (Fe), Co is cobalt (Co), B is boron (B), and T is titanium (Ti ), Zirconium (Zr), niobium (Nb), molybdenum (Mo), hafnium (Hf), tantalum (Ta), and tungsten (W). Further, x, y, z are values that satisfy 0 <x, y, z <100 and 0 <x + y + z <100, and u is a value that satisfies 0 ≦ u ≦ 1.
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