JP2018113348A - Manufacturing method of r-t-b type rare earth magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、R−T−B系希土類磁石の製造方法に関し、さらに詳しくは、熱間加工を経て複数のR−T−B系希土類磁石を製造する製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an R-T-B system rare earth magnet, and more particularly to a manufacturing method for manufacturing a plurality of R-T-B system rare earth magnets through hot working.
希土類磁石に代表される金属磁石を製造する際に、熱間押出成形等の熱間加工を行うことで、金属磁石を所望の形状に成形するとともに、磁気異方性を付与することができる。例えば、特許文献1に、(a)希土類磁石となる合金を溶融、鋳造する工程、(b)鋳造合金を鉄基金属のカプセル内に直接接触するように装入、密封する工程、(c)そのカプセルを熱間加工する工程、(d)そのカプセルを加熱、冷却する工程、(d)鋳造合金を取出し熱処理する工程、(f)次いで所望の形状に切断・研磨する工程を有する希土類永久磁石の製造方法が開示されている。
When manufacturing a metal magnet typified by a rare earth magnet, hot working such as hot extrusion can be performed to shape the metal magnet into a desired shape and to impart magnetic anisotropy. For example, in
熱間加工を経て多数の個体のR−T−B系希土類磁石を製造する場合に、熱間加工によって大型のR−T−B系希土類磁石を製造してから、それを切断によって多数に分割することが一般的である。上記特許文献1の例の場合、(f)の所望の形状に切断する工程において、材料を複数に分割し、多数の個体を得ることになる。
When a large number of individual RTB system rare earth magnets are manufactured through hot processing, a large RTB system rare earth magnet is manufactured by hot processing and then divided into a large number by cutting. It is common to do. In the case of the example of
大型のR−T−B系希土類磁石を製造し、切断によって多数の個体を得る際に、切断に伴って材料の損失(カーフロス)が生じる。特に薄板状の大型R−T−B系希土類磁石を切断する場合に、切断に用いる切断刃の厚みが大きくなるほど、カーフロスが大きくなり、材料歩留まりが低くなってしまう。 When a large R-T-B rare earth magnet is manufactured and a large number of solids are obtained by cutting, a material loss (kerfloss) is generated along with the cutting. In particular, when cutting a thin large R-T-B rare earth magnet, the greater the thickness of the cutting blade used for cutting, the larger the kerf loss and the lower the material yield.
大型の板材を切断する以外に、小型薄板状のR−T−B系希土類磁石を製造する方法として、薄板形状に合わせた焼結モールドを使用して焼結を行う方法が考えられる。あるいは、薄板形状に合わせた小径パンチと口金を使用して熱間押出成形を行う方法が考えられる。しかし、いずれの場合にも、製造するR−T−B系希土類磁石の薄さのために、加工中の温度のばらつき、そしてモールドや口金の摩耗により、成形体に反りや割れが発生しやすい。そのため、これらの方法は、生産性が低く、多数の個体を量産するのに適用するのは、現実的に難しい。 In addition to cutting a large plate material, as a method for producing a small thin plate-shaped RTB-based rare earth magnet, a method of sintering using a sintering mold matched to the thin plate shape is conceivable. Alternatively, a method of performing hot extrusion using a small-diameter punch and a die matched to a thin plate shape can be considered. However, in any case, due to the thinness of the RTB-based rare earth magnet to be manufactured, the molded body is likely to be warped or cracked due to temperature variations during processing and wear of the mold or die. . Therefore, these methods have low productivity and are practically difficult to apply to mass production of a large number of individuals.
本発明が解決しようとする課題は、材料歩留まりが高く、生産性に優れたR−T−B系希土類磁石の製造方法を提供することにある。 The problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing an RTB-based rare earth magnet having a high material yield and excellent productivity.
上記課題を解決するため、本発明にかかるR−T−B系希土類磁石の製造方法は、R−T−B系希土類磁石材料からなる予備成形体を複数積層し、原料積層体とする積層工程と、前記原料積層体に対して熱間加工を行い、加工積層体とする熱間加工工程と、前記原料積層体を構成する複数の前記予備成形体の間の界面に相当する位置において、前記加工積層体を分割し、複数のR−T−B系希土類磁石を得る分割工程と、を有するものである。ただし、Rは、Yを含む希土類元素の少なくとも1種であり、Tは、FeまたはFeの一部をCoで置換したものである。 In order to solve the above-mentioned problems, the manufacturing method of the RTB-based rare earth magnet according to the present invention includes a stacking step in which a plurality of preforms made of an RTB-based rare earth magnet material are stacked to form a raw material stack. And hot working on the raw material laminate, a hot working step to be a processed laminate, and a position corresponding to an interface between the plurality of preforms constituting the raw material laminate, Splitting the processed laminate to obtain a plurality of R-T-B rare earth magnets. However, R is at least one rare earth element including Y, and T is obtained by replacing Fe or a part of Fe with Co.
ここで、前記原料積層体を構成する複数の予備成形体の間の界面に、前記分割工程における前記加工積層体の分割を促進する分割助剤を供給する分割助剤供給工程を有するとよい。この場合に、前記分割助剤は、黒鉛粉末を含有するとよい。また、前記原料積層体において、複数の前記予備成形体の間の界面に連続させて、切欠きを設けておくとよい。 Here, it is good to have the division | segmentation adjuvant supply process which supplies the division | segmentation adjuvant which accelerates | stimulates the division | segmentation of the said process laminated body in the said division | segmentation process to the interface between the some preforming body which comprises the said raw material laminated body. In this case, the splitting aid may contain graphite powder. In the raw material laminate, a notch may be provided continuously at the interface between the plurality of preforms.
前記熱間加工工程において、前記予備成形体の積層方向に沿って、前記原料積層体に圧縮応力を印加するとよい。この場合に、前記予備成形体は、板状体であり、前記積層工程において、前記板状体の厚さ方向に沿って、前記予備成形体を積層するとよい。あるいは、前記熱間加工工程において、前記予備成形体の積層方向に交差する方向に沿って、前記原料積層体に圧縮応力を印加するとよい。 In the hot working step, compressive stress may be applied to the raw material laminate along the lamination direction of the preform. In this case, the preform is a plate-like body, and in the stacking step, the preform is preferably laminated along the thickness direction of the plate-like body. Alternatively, in the hot working step, compressive stress may be applied to the raw material laminate along a direction intersecting the lamination direction of the preform.
R−T−B系希土類磁石材料の粉末から冷間プレス加工によって冷間プレス体を得る冷間プレス工程を経て、前記予備成形体を形成するとよい。この場合に、前記冷間プレス体に対してホットプレスを行うホットプレス工程をさらに経て、前記予備成形体としてもよい。即ち、前記ホットプレス工程を、前記冷間プレス工程と前記積層工程の間に、前記冷間プレス体に対して行ってもよい。あるいは、前記冷間プレス体からなる予備成形体の積層体に対してホットプレスを行うホットプレス工程を経て、前記原料積層体としてもよい。即ち、前記ホットプレス工程を、前記積層工程と前記熱間加工工程の間に、前記冷間積層体を積層したものに対して行ってもよい。 The preform may be formed through a cold pressing step in which a cold pressed body is obtained from the powder of the R-T-B rare earth magnet material by cold pressing. In this case, it is good also as the said preforming body through the hot press process which hot-presses with respect to the said cold press body. That is, you may perform the said hot press process with respect to the said cold press body between the said cold press process and the said lamination process. Or it is good also as the said raw material laminated body through the hot press process which hot-presses with respect to the laminated body of the preforming body which consists of the said cold press body. That is, you may perform the said hot press process with respect to what laminated | stacked the said cold laminated body between the said lamination process and the said hot working process.
前記分割工程を経て得られる前記R−T−B系希土類磁石が、厚さ6mm以下の薄板状であるとよい。 The RTB-based rare earth magnet obtained through the dividing step may be a thin plate having a thickness of 6 mm or less.
上記発明にかかるR−T−B系希土類磁石の製造方法においては、複数の予備成形体を積層した状態で熱間加工を行った後に、もとの予備成形体の間の界面に相当する位置で、積層体を各個体に分割するという方法をとっており、一体に成形された大型の加工体を切断することによって個体に分割するものではない。よって、切断の工程で不可避となる材料の損失が発生するものではなく、材料歩留まりに優れた方法となる。また、複数の個体の熱間加工を一度に行うことで、生産性を高めることができるとともに、薄板状のR−T−B系希土類磁石を製造する場合でも、複数の予備成形体を積層し、積層体全体としてある程度の厚さをもたせた状態で、熱間加工を行うので、反りや割れ等、材料の薄さに起因する生産性の低下を回避しやすい。 In the method for producing an R-T-B rare earth magnet according to the invention, after hot working in a state where a plurality of preforms are laminated, the position corresponding to the interface between the original preforms Thus, the method of dividing the laminated body into individual pieces is taken, and it is not divided into individual pieces by cutting a large processed body formed integrally. Therefore, the loss of the material unavoidable in the cutting process does not occur, and the method is excellent in material yield. In addition, productivity can be improved by performing hot working of a plurality of individual objects at the same time, and a plurality of preforms can be stacked even when a thin plate-like RTB rare earth magnet is manufactured. In addition, since the hot working is performed with the laminated body having a certain thickness, it is easy to avoid a decrease in productivity due to the thinness of the material, such as warping and cracking.
ここで、原料積層体を構成する複数の予備成形体の間の界面に、分割工程における加工積層体の分割を促進する分割助剤を供給する分割助剤供給工程を有する場合には、分割工程における加工積層体の分割を容易に行うことができるようになる。分割助剤供給工程は、積層工程より前に行ってもよいし、積層工程と同時に行ってもよい。分割助剤供給工程を経る結果として、分割に伴う欠けや割れの発生を抑制することができる。 Here, in the case of having a split auxiliary agent supplying step for supplying a split auxiliary for promoting the division of the processed laminate in the split step at the interface between the plurality of preforms constituting the raw material laminate, the split step It becomes possible to easily divide the processed laminated body. The dividing auxiliary agent supplying step may be performed before the laminating step or may be performed simultaneously with the laminating step. As a result of passing through the dividing auxiliary agent supplying step, it is possible to suppress the occurrence of chipping and cracking accompanying the division.
この場合に、分割助剤が、黒鉛粉末を含有すれば、分割工程における加工積層体の分割を特に効果的に促進することができる。 In this case, if the splitting aid contains graphite powder, splitting of the processed laminate in the splitting process can be promoted particularly effectively.
あるいは、原料積層体において、複数の予備成形体の間の界面に連続させて、切欠きを設けておく場合には、分割工程において、切欠きを起点として加工積層体の分割を行うことで、分割が容易となり、分割に伴う欠けや割れの発生を抑制しやすくなる。特に、熱間加工工程において、予備成形体の積層方向に交差する方向に沿って原料積層体に圧縮応力を印加する場合に、切欠きによる分割の容易化の効果が大きく得られる。 Alternatively, in the raw material laminate, in the case where a notch is provided continuously at the interface between the plurality of preforms, by dividing the processed laminate from the notch in the dividing step, The division becomes easy, and it becomes easy to suppress the occurrence of chipping and cracking accompanying the division. In particular, in the hot working process, when compressive stress is applied to the raw material laminate along the direction crossing the lamination direction of the preform, the effect of facilitating division by notches is greatly obtained.
熱間加工工程において、予備成形体の積層方向に沿って、原料積層体に圧縮応力を印加する場合には、複数の予備成形体に対して、厚さを小さくする熱間加工を効果的に行うことができる。 In the hot working step, when compressive stress is applied to the raw material laminate along the lamination direction of the preform, hot working to reduce the thickness is effectively performed on a plurality of preforms. It can be carried out.
この場合に、予備成形体が、板状体であり、積層工程において、板状体の厚さ方向に沿って、予備成形体を積層する構成によれば、薄板状のR−T−B系希土類磁石を、複数同時に製造することができる。製造すべきR−T−B系希土類磁石が薄板状である場合に、大型の薄板材の切断による材料の損失や、加工時の反りや割れの発生による生産性の低下の影響が特に大きくなるので、複数の予備成形体を積層して熱間加工した後に分割するという製造方法をとることによる材料歩留まり向上および生産性向上の効果が特に大きくなる。 In this case, the preform is a plate-like body, and in the laminating step, according to the configuration in which the preform is laminated along the thickness direction of the plate-like body, the thin plate-like RTB system is used. A plurality of rare earth magnets can be manufactured simultaneously. When the R-T-B rare earth magnet to be manufactured is in the form of a thin plate, the effects of material loss due to cutting of a large thin plate material, and a decrease in productivity due to warpage and cracking during processing become particularly large. Therefore, the effect of improving the material yield and improving the productivity by using a manufacturing method in which a plurality of preforms are laminated and then hot-worked and then divided is particularly increased.
また、熱間加工工程において、予備成形体の積層方向に交差する方向に沿って原料積層体に圧縮応力を印加する場合には、複数の予備成形体に対して、幅や長さを小さくする熱間加工を効果的に行うことができる。 In addition, in the hot working process, when compressive stress is applied to the raw material laminate along the direction intersecting the lamination direction of the preform, the width and length are reduced with respect to the plurality of preforms. Hot working can be performed effectively.
R−T−B系希土類磁石材料の粉末から冷間プレス加工によって冷間プレス体を得る冷間プレス工程を経て、予備成形体を形成する場合には、予備成形体の形成および熱間加工を簡便に行うことができる。また、高い磁気異方性を有し磁気特性に優れたR−T−B系希土類磁石を製造することができる。なお、冷間プレス工程は、例えば、大気温(5℃〜35℃)で行うことができる。 When a preform is formed through a cold pressing process in which a cold pressed body is obtained from a powder of an R-T-B rare earth magnet material by cold pressing, the preformed body is formed and hot worked. It can be performed simply. In addition, an RTB-based rare earth magnet having high magnetic anisotropy and excellent magnetic properties can be produced. In addition, a cold press process can be performed at atmospheric temperature (5 degreeC-35 degreeC), for example.
この場合に、ホットプレスを行うホットプレス工程をさらに経ることで、熱間加工の前にあらかじめ予備成形体の密度を高めておくことができ、熱間加工を経て、特に磁気特性に優れたR−T−B系希土類磁石を得ることができる。ホットプレス工程を、冷間プレス工程と積層工程の間に行うことで、ホットプレス工程において、予備成形体を、直線状の端縁等、所定の形状を有する状態としたうえで、積層工程において、その予備成形体を整然と積層することができる。これにより、熱間加工を経て、高い寸法精度を有するR−T−B系希土類磁石を得ることができる。この効果は、予備成形体の積層方向に交差する方向に沿って、原料積層体に圧縮応力を印加する場合に、特に大きく発揮される。なお、ホットプレス工程は、例えば、600℃〜850℃で行うことができる。 In this case, the density of the preform can be increased in advance before hot working by further performing a hot pressing process for performing hot pressing, and the R having excellent magnetic properties can be obtained through hot working. A -T-B rare earth magnet can be obtained. By performing the hot pressing step between the cold pressing step and the laminating step, in the hot pressing step, the preform is in a state having a predetermined shape such as a straight edge, and in the laminating step The preform can be stacked in an orderly manner. Thereby, an RTB-based rare earth magnet having high dimensional accuracy can be obtained through hot working. This effect is particularly significant when compressive stress is applied to the raw material laminate along the direction intersecting the lamination direction of the preform. In addition, a hot press process can be performed at 600 to 850 degreeC, for example.
あるいは、ホットプレス工程を、積層工程と熱間加工工程の間に行う構成によれば、熱間加工工程のみならず、ホットプレス工程も、複数の個体に対して同時に行うことになるので、高効率でR−T−B系希土類磁石を製造することができる。 Alternatively, according to the configuration in which the hot pressing process is performed between the laminating process and the hot working process, not only the hot working process but also the hot pressing process is performed simultaneously on a plurality of individuals. An RTB-based rare earth magnet can be manufactured with high efficiency.
分割工程を経て得られるR−T−B系希土類磁石が、厚さ6mm以下の薄板状である場合には、切断工程の排除による材料歩留まり向上や、原料積層体全体として厚さをもたせた状態で熱間加工を行うことによる生産性向上の効果が、特に大きくなる。 When the R-T-B rare earth magnet obtained through the splitting process is in the form of a thin plate having a thickness of 6 mm or less, the material yield is improved by eliminating the cutting process, and the thickness of the entire raw material laminate is given. In particular, the effect of improving the productivity by performing hot working is increased.
以下に、本発明の一実施形態にかかるR−T−B系希土類磁石の製造方法について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Below, the manufacturing method of the RTB system rare earth magnet concerning one embodiment of the present invention is explained in detail, referring to drawings.
[R−T−B系希土類磁石の製造方法の概略]
本発明の一実施形態にかかるR−T−B系希土類磁石の製造方法は、複数のR−T−B系希土類磁石を同時に製造するものである。
[Outline of Manufacturing Method of R-T-B Rare Earth Magnet]
The manufacturing method of the RTB system rare earth magnet concerning one embodiment of the present invention manufactures a plurality of RTB system rare earth magnets simultaneously.
本実施形態にかかる製造方法においては、以下の工程をそれぞれ実施する。
(1)予備成形体準備工程
(2)積層工程
(3)熱間加工工程
(4)分割工程
In the manufacturing method according to the present embodiment, the following steps are performed.
(1) Preliminary body preparation step (2) Lamination step (3) Hot working step (4) Division step
[各工程の内容]
以下、上で述べた(1)〜(4)の各工程について、順に説明する。
[Details of each process]
Hereinafter, the steps (1) to (4) described above will be described in order.
(1)予備成形体準備工程
予備成形体準備工程においては、熱間加工に供する原料としての予備成形体10を準備する。
(1) Preliminary body preparation process In a preliminary body preparation process, the
予備成形体10は、R−T−B系希土類磁石材料からなっている。ここで、Rは、Yを含む希土類元素の少なくとも1種であり、Tは、FeまたはFeの一部をCoで置換したものである。具体的なR−T−B系希土類磁石としては、Nd−Fe−B系磁石を例示することができる。予備成形体10は、バインダ剤等、R−T−B系希土類磁石以外の材料を適宜含んでもよいが、磁気特性の観点からは、R−T−B系希土類磁石材料のみからなることが好ましい。
The
予備成形体10は、熱間加工によって磁気異方性を付与できるものである限りにおいて特に限定されず、特許文献1に示されるような鋳造によって得られる鋳造インゴット、焼結法によって得られる焼結体等、どのような形態のものであってもよいが、予備成形体準備工程および後の熱間加工工程の簡便性等の観点から、粉末状のR−T−B系希土類磁石材料を原料とし、冷間プレス加工を経て得られるプレス体を用いることが好ましい。熱間加工によって磁気異方性を付与する場合、原料としては、磁石材料の溶湯を超急冷することにより、薄帯を製造する方法(超急冷法)によって得られる粉末を用いることが好ましく、例えば、アモルファスおよび/または粒径が数十nmの等軸形状粒からなる薄片状の粉末とすることができる。粉末の大きさは、薄帯の粉砕により、所望の大きさとすることができる。このような粉末を用いた成形体に対して、熱間押出加工を行う。これにより、成形体中において、異方形状粒の生成および/または異方成長が起こると同時に、磁化容易軸(c軸)が圧縮方向と平行になるように、異方形状粒が回転する。その結果、異方形状粒の磁化容易軸が一方向に配向した熱間加工体が得られる。
The
冷間プレス工程を経て予備成形体10を準備する場合に、冷間プレス工程のみをプレス工程とし、冷間プレス体をそのまま予備成形体10として用いる形態が考えられる。あるいは、冷間プレス体に対してホットプレスを行うホットプレス工程を、冷間プレス工程の後に、さらに実施してもよい。ホットプレス工程を経ることで、予備成形体10における金属材料の密度を高めることができる。その結果、熱間加工を経て得られるR−T−B系希土類磁石を、一層磁気特性に優れたものとすることができる。なお、冷間プレス工程は、例えば、大気温(5℃〜35℃)で行うことができる。また、ホットプレス工程は、例えば、600℃〜850℃で行うことができる。
In the case of preparing the preformed
予備成形体準備工程において準備する予備成形体10の外形は、いかなるものであってもよい。複数の予備成形体10を整然と積層する際の利便性や、熱間加工を経て得られるR−T−B系希土類磁石に対して所望される形状を考えると、図1に示すように、予備成形体10を、略直方体の形状で準備することが好ましい。以下、予備成形体10が直方体である場合を例に説明を行うが、直方体の最も長い辺に沿った方向を長手方向、次に長い辺に沿った方向を幅方向、最も短い辺に沿った方向を厚さ方向とする。長手方向および幅方向に比べて厚さ方向が著しく短い場合には、予備成形体10は板状体の形態をとる。
The outer shape of the preformed
(2)積層工程
積層工程においては、上記予備成形体準備工程で準備した予備成形体10を複数積層し、原料積層体1とする。なお、本明細書において、上下方向に予備成形体10を複数重ねる場合のみならず、横方向に予備成形体10を複数配列する場合も、「積層」に含むものとする。
(2) Laminating process In the laminating process, a plurality of
原料積層体1を構成する複数の予備成形体10としては、相互に大きさや形状が異なるものを用いてもよいが、積層工程および後の熱間加工工程、分割工程の簡便性や生産性等の観点から、全て同じ大きさおよび形状のものを用いることが好ましい。そして、全ての予備成形体10を、同じ配向で相互に接触させて積層することが好ましい。
As the plurality of
原料積層体1における予備成形体10の積層方向は、最終的に得られるR−T−B系希土類磁石において所望される形状および所望される磁気異方性の方向に応じて選択すればよい。原料積層体1の積層方向と、熱間加工工程における圧縮方向の組み合わせによって、分割工程における分割方向、そしてR−T−B系希土類磁石における形状および磁気異方性の方向が定まることになる。例えば、図1(a)および(c)に示した例では、直方体状(板状)の予備成形体10を厚さ方向に積層している。一方、図1(b)の例では、直方体状の予備成形体10を幅方向に積層している。
What is necessary is just to select the lamination direction of the preforming
原料積層体1における予備成形体10の積層数は、予備成形体10の大きさや形状、積層方向、熱間加工を行う加工装置の種類等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、熱間加工工程において各予備成形体10に対して十分に圧縮応力を印加できるようにする観点、また最終的に得られるR−T−B系希土類磁石における磁気特性の個体間のばらつきを抑制する等の観点から、積層数を2〜6層とする形態を例示することができる。
What is necessary is just to select suitably the number of lamination | stacking of the preforming
本実施形態においては、冷間プレス工程、そして必要に応じてホットプレス工程を経て予備成形体10を完成させてから、積層工程を行っている。しかし、ホットプレス工程を実施する場合に、ホットプレス工程は、積層工程と熱間加工工程の間に行ってもよい。この場合には、冷間プレス体を積層工程において積層した状態で、複数の冷間プレス体のホットプレスを一度に行い、そのままの状態で熱間加工工程に進むことになる。このようにすることで、熱間加工工程のみならず、ホットプレス工程も効率的に実行することができる。ただし、特に図1(b),(c)の形態のように、熱間加工時に予備成形体10の積層方向に交差する方向に圧縮応力を印加する形態においては、ホットプレス工程と熱間加工工程の間に積層工程を行う方が好ましい。ホットプレスによって予備成形体10の密度を高めておくことで、予備成形体10を整然と整列させて積層することができ、熱間加工後のR−T−B系希土類磁石において、寸法精度を高めやすいからである。
In the present embodiment, the lamination process is performed after the
(3)熱間加工工程
熱間加工工程においては、積層工程で形成した原料積層体1に対して熱間加工を行い、加工積層体を形成する。
(3) Hot working process In a hot working process, hot processing is performed with respect to the raw material laminated
熱間加工(熱間塑性加工)の種類は特に限定されるものではないが、熱間押出成形を好適なものとして挙げることができる。プレス体をはじめとして、R−T−B系希土類磁石材料よりなる予備成形体10に対して、特定の方向に圧縮応力を印加して熱間押出成形を行うことで、R−T−B系希土類磁石に高い磁気異方性を付与することができる。また、所定の方向に予備成形体10を圧縮することで、薄板状等、所望の形状を有するR−T−B系希土類磁石を得ることができる。以下、熱間押出成形を行う場合に対して説明を行う。
The type of hot working (hot plastic working) is not particularly limited, but hot extrusion can be mentioned as a suitable one. Starting with a press body, hot extrusion molding is performed by applying a compressive stress in a specific direction to a preformed
熱間加工工程においては、原料積層体1に対して圧縮応力を印加する圧縮方向dと、押出を行う方向に対応する成形方向Dの組み合わせにより、複数の形態の加工を選択することができる。さらに、この熱間加工工程の圧縮方向dおよび成形方向Dと、前の積層工程で選択した予備成形体10の積層方向の組み合わせにより、次の分割工程における加工積層体の分割の方向と、分割後に得られるR−T−B系希土類磁石における形状および磁気異方性の方向とが、規定されることになる。
In the hot working step, a plurality of forms of processing can be selected by a combination of a compression direction d for applying a compressive stress to the
図1に、圧縮方向dおよび成形方向Dと、予備成形体10の積層方向との組み合わせの形態についての例を示す。図1(a)に示した第一形態においては、板状の予備成形体10を厚さ方向に積層した原料積層体1に対して、予備成形体10の厚さ方向、つまり原料積層体1における予備成形体10の積層方向に沿って、圧縮方向dを設定するとともに、長手方向に沿って成形方向Dを設定している。希土類磁石の冷間プレス体を板状に形成する場合に、板の厚さ方向が磁化容易軸となることが一般的であり、図1(a)のように、熱間加工の際に、板の厚さ方向に沿って圧縮応力を印加することで、厚さ方向を磁化容易軸とする高い磁気異方性を有した薄板状のR−T−B系希土類磁石を得ることができる。
In FIG. 1, the example about the form of the combination of the compression direction d and the shaping | molding direction D, and the lamination direction of the preforming
一方、図1(b)に示した第二形態においては、直方体状の予備成形体10を幅方向に積層した原料積層体1に対して、予備成形体10の厚さ方向に沿って圧縮方向dを、幅方向に沿って成形方向Dを設定している。図1(c)に示した第三形態においては、直方体状の予備成形体10を厚さ方向に積層した原料積層体1に対して、予備成形体10の幅方向に沿って圧縮方向dを、長手方向に沿って成形方向Dを設定している。第二形態および第三形態においては、圧縮方向dは、予備成形体10の積層方向に交差する方向に沿って、設定されていることになる。なお、圧縮方向dは、1つの方向のみとする必要はなく、成形方向Dと交差する1つまたは複数の方向として設定することができる。圧縮方向dが複数である場合に、圧縮の程度が最も大きい方向を主要圧縮方向とみなし、例えば、その主要圧縮方向を上記3つの形態のいずれかとして選択すればよい。
On the other hand, in the second embodiment shown in FIG. 1B, the compression direction along the thickness direction of the
原料積層体1に対して熱間加工工程を行って得られる加工積層体は、各予備成形体10が圧縮を受けたR−T−B系希土類磁石が、界面において相互に固着したものとなる。また、得られる加工積層体は、熱間加工時に通過により圧縮応力を印加される口金の寸法に対応した寸法を、圧縮方向dに有するものとなる。熱間加工工程における圧縮の程度は、製造するR−T−B系希土類磁石において所望される磁気異方性や形状を考慮して適宜定めればよいが、減面率を50〜70%とする形態を例示することができる。
The processed laminated body obtained by performing the hot working process on the raw material laminated
(4)分割工程
分割工程においては、加工積層体を複数に分割し、複数のR−T−B系希土類磁石を得る。
(4) Division process In a division process, a processing lamination object is divided into a plurality, and a plurality of RTB system rare earth magnets are obtained.
上記のように、熱間加工工程で得られる加工積層体は、熱間加工を行う前の原料積層体1を構成していた複数の予備成形体10の間の界面に相当する位置で、固着を起こしている。そこで、分割工程において、その界面に相当する位置で、加工積層体を複数に分割する。これにより、予備成形体10の個体1つずつに対応する複数のR−T−B系希土類磁石を得ることができる。
As described above, the processed laminate obtained in the hot working step is fixed at a position corresponding to the interface between the plurality of
分割工程における分割の方向は、積層工程における積層の方向と対応したものとなる。つまり、図1(a)の第一形態に対して熱間加工を行った場合には、加工積層体を厚さ方向に分割することになる。そして分割後に、薄板状のR−T−B系希土類磁石が得られる。図1(b)の第二形態に対して熱間加工を行った場合には、加工積層体を長手方向に沿って分割することになる。そして分割後に、幅の狭い扁平なR−T−B系希土類磁石が得られる。図1(c)の第三形態に対して熱間加工を行った場合には、加工積層体を幅方向(加工方向Dに沿った方向)に分割することになる。そして分割後に、第一形態および第二形態よりは形状の異方性の小さい小型のR−T−B系希土類磁石が得られる。 The direction of division in the division step corresponds to the direction of lamination in the lamination step. That is, when hot working is performed on the first form of FIG. 1A, the processed laminated body is divided in the thickness direction. Then, after the division, a thin plate-like RTB-based rare earth magnet is obtained. When hot working is performed on the second form of FIG. 1B, the processed laminated body is divided along the longitudinal direction. And after division | segmentation, a narrow flat RTB system rare earth magnet is obtained. When hot working is performed on the third form of FIG. 1C, the processed laminated body is divided in the width direction (direction along the processing direction D). After the division, a small R-T-B rare earth magnet having a smaller shape anisotropy than the first and second embodiments can be obtained.
分割によって得られる各金属材料において、分割方向に沿った寸法は、複数の予備成形体10として同一のものを用いていれば、積層方向における加工積層体の寸法を、積層数で除した寸法に略一致する。さらに、図1(a)の第一形態のように、熱間加工工程において、積層方向に沿って圧縮応力を印加した場合には、圧縮方向dに沿った金属材料の寸法が、熱間加工に用いた口金の寸法を積層数で除したものに略一致する。
In each metal material obtained by division, the dimension along the division direction is the dimension obtained by dividing the dimension of the processed laminated body in the lamination direction by the number of laminations if the same preform is used as the plurality of
加工積層体の分割は、固着した2つのR−T−B系希土類磁石の個体を引き離すような力を界面に直接印加することや、積層方向に沿った衝撃を与えることで、行うことができる。複数の界面における固着を一度に、かつ簡便に解消できるという点で、後者の方法が特に好適である。 The processed laminated body can be divided by directly applying a force that separates the two fixed R-T-B rare earth magnets to the interface or applying an impact along the stacking direction. . The latter method is particularly preferable in that the fixation at a plurality of interfaces can be easily eliminated at once.
熱間加工を行っても、成形体同士が界面で融着を起こす訳ではなく、微視的な不連続性を保ったまま固着するだけなので、基本的には、分割工程に十分な大きさの力を適切に印加すれば、固着を解消し、成形体を各界面で分割することができる。さらに、後述するように、分割助剤の適用やノッチの形成を利用すれば、分割を補助し、固着の解消に要する力を低減することができる。 Even if hot working is performed, the compacts do not cause fusion at the interface, but are only fixed while maintaining microscopic discontinuities. If this force is appropriately applied, the sticking can be eliminated and the molded body can be divided at each interface. Furthermore, as will be described later, by using application of a dividing aid or formation of a notch, it is possible to assist division and reduce the force required to eliminate sticking.
以上のように、本実施形態にかかる製造方法においては、複数の予備成形体10を積層した状態で熱間加工を行い、その後に分割を行うことで、複数のR−T−B系希土類磁石を製造する。熱間加工を行う原料積層体1が複数個体の予備成形体10よりなっていることから、熱間加工工程において各個体の界面に固着が生じたとしても、切断刃や切断工具を用いた切断の工程を伴わずに、R−T−B系希土類磁石を複数の個体に再度分離することができる。このように、金属材料の切断の工程を排除することで、切断に伴って不可避的に発生する材料の損失(カーフロス)を排除し、材料歩留まりを高くすることができる。
As described above, in the manufacturing method according to this embodiment, a plurality of R-T-B rare earth magnets are obtained by performing hot working in a state in which a plurality of
また、複数の予備成形体10を積層した状態で熱間加工を行うことで、R−T−B系希土類磁石の生産性を高めることができる。一度の熱間加工で複数の予備成形体10を加工できるという要因に加え、原料積層体1全体として、大きな寸法を確保した状態で加工を行うことにより、寸法の小さな個体に対して加工を行った際に生じうる影響を低減できるからである。特に、図1(a)に示した第一形態のように、板状の予備成形体10を厚さ方向に積層し、その積層方向に沿って圧縮応力を印加して、薄板状のR−T−B系希土類磁石を製造する場合に、そのような生産性向上の効果が大きく得られる。もし、薄板状のR−T−B系希土類磁石を製造する際に、予備成形体10に対して1枚ずつ熱間加工を行うとすれば、温度ムラや口金との摩擦により、R−T−B系希土類磁石に反りや割れが発生しやすくなり、その結果、得られるR−T−B系希土類磁石の良品率が低下し、生産性が低くなってしまう。焼結によって薄板状の金属材料を1枚ずつ製造する場合にも、同様の問題が起こりうる。原料積層体1全体としてある程度の厚みを確保した状態で熱間加工を行うことで、このような加工対象の薄さによる生産性の低下を回避することができる。
Moreover, the productivity of the RTB-based rare earth magnet can be increased by performing hot working in a state where the plurality of
さらに、予備成形体10に対して、1個体ごとに熱間加工を行うとすれば、各個体の表面において、酸化等、熱間加工に由来する変性、機械的損傷等が生じる可能性がある。これに対し、複数の予備成形体10を積層して熱間加工を行うことで、それらの影響が生じるのを、原料積層体1全体としての表面近傍のみに抑えることができる。その結果、変性や損傷の少ない高品質なR−T−B系希土類磁石を、高い歩留まりで得ることができる。
Furthermore, if hot processing is performed on the
例えば、図1(a)の第一形態によって薄板状の金属材料を製造する場合に、分割工程を経て得られる金属材料の厚さを6mm以下とすれば、上記のような材料歩留まり向上および生産性向上の効果が、特に大きく得られる。 For example, in the case of manufacturing a thin plate-like metal material according to the first embodiment of FIG. 1A, if the thickness of the metal material obtained through the dividing step is 6 mm or less, the material yield can be improved and produced as described above. The effect of improving the properties is particularly large.
[分割工程における分割の促進]
上記のように、分割工程における加工積層体の分割は、加工積層体に力を印加することで行うことができる。しかし、この際に加える力が大きくなると、分割時に、R−T−B系希土類磁石に欠けや割れ等の損傷が発生するおそれがある。希土類磁石は、硬く、脆い特性を有するため、所定の方向に分割することが困難となる場合があり、分割に伴う損傷が生じやすい。そこで、分割に必要な力を低減することが好ましい。
[Promoting division in the division process]
As described above, the division of the processed laminate in the dividing step can be performed by applying a force to the processed laminate. However, if the force applied at this time is increased, the R-T-B rare earth magnet may be damaged such as chipping or cracking during the division. Since rare earth magnets are hard and brittle, it may be difficult to divide in a predetermined direction, and damage due to the division is likely to occur. Therefore, it is preferable to reduce the force required for division.
分割に必要な力を低減する方法の1つとして、分割助剤の使用を挙げることができる。熱間加工前の原料積層体1において、各予備成形体10の間の界面に、分割助剤を配置しておけばよい。分割助剤を予備成形体10の界面に配置する分割助剤供給工程は、積層工程よりも前に行うことができる。この場合には、各積予備成形体10の表面に分割助剤を配置しておいた状態で、その予備成形体10を積層すればよい。あるいは、分割助剤供給工程を、積層工程と同時に行うこともできる。この場合には、積層工程において予備成形体10を積層する際に、各予備成形体10の間に、分割助剤の層を逐次配置しながら、積層を進めればよい。
One way to reduce the force required for splitting is to use a splitting aid. In the
分割助剤としては、加工積層体の分割を促進できるものであれば、どのようなものを用いてもよい。例えば、種々の非金属粉末を分割助剤として用いることができる。多くの非金属物質は、熱間加工時の温度で変質を起こさないので、熱間加工前の原料積層体1に分割助剤を供給しておけば、熱間加工後に分割を行う際に、十分な分割促進作用を得ることができる。また、分割後に、表面に残った分割助剤の層を機械加工等によって除去すれば、製造されるR−T−B系希土類磁石に分割助剤が影響を与えることも実質的にない。
Any splitting aid may be used as long as it can promote splitting of the processed laminate. For example, various nonmetallic powders can be used as a splitting aid. Since many non-metallic substances do not change in quality at the time of hot working, if a dividing aid is supplied to the
具体的な分割助剤としては、プレス加工や押出加工において、加工対象の金属材料と金型の間に配置される潤滑剤と同様のものを用いることができる。例えば、BN等の窒化物、SiO2等の酸化物、黒鉛等の炭素材料のそれぞれの粉末を挙げることができる。これらのうち、特に高い分割促進作用を示す点で、SiO2や黒鉛粉末を含む分割助剤を用いることが好適である。中でも、高い潤滑作用を示す点で、黒鉛粉末を含む分割助剤を用いることが特に好適である。その種の分割助剤としては、黒鉛粉末そのもの、あるいは黒鉛系粉末材料を有機ハンダ等と混合した黒鉛系潤滑剤を用いることができる。 As a specific splitting aid, the same lubricant as that disposed between the metal material to be processed and the mold can be used in press working or extrusion. For example, nitrides such as BN, oxide such as SiO 2, may be mentioned respective powders of carbon materials such as graphite. Of these, it is preferable to use a splitting aid containing SiO 2 or graphite powder because it exhibits a particularly high splitting promotion effect. Among these, it is particularly preferable to use a splitting aid containing graphite powder because it exhibits a high lubricating action. As such a splitting aid, graphite powder itself or a graphite lubricant obtained by mixing a graphite powder material with organic solder or the like can be used.
分割助剤を原料積層体1の界面に供給する方法としては、積層前の予備成形体10の表面に粉末状の分割助剤を散布、噴霧する形態を挙げることができる。あるいは、粉末状の分散助剤を有機系バインダや有機系溶剤等とともに含んだ液状あるいはペースト状の潤滑剤を、予備成形体10の表面に塗布する形態を挙げることができる。
Examples of a method for supplying the splitting aid to the interface of the
分割助剤を原料積層体1の界面に確実に保持するために、分割助剤の供給を積層工程よりも前に行う場合に、積層工程の直前の工程として行うことが好ましい。上記のように、予備成形体準備工程においてホットプレス工程を実施する場合に、積層工程をホットプレス工程の前に行っても後に行ってもよいが、後に行う場合には、ホットプレス工程を終えた各予備成形体10の表面に分割助剤を供給することになる。この場合には、高温による分割助剤への影響を避けるために、ホットプレス後の高温の予備成形体10が冷めるのを待ってから分割助剤の供給を行う方がよい。特に、分割助剤が有機系の溶剤やバインダを含む場合には、予備成形体10が冷めるのを待つことが好ましい。
In order to reliably hold the splitting aid at the interface of the
分割助剤の供給以外に、分割工程での分割を容易化できる方法として、ノッチ(切欠き)の形成を挙げることができる。つまり、図2に示すように、原料積層体1において、複数の予備成形体10の間の界面1aに連続して隣接した位置に、ノッチ1bを設けておけばよい。すると、分割工程において、力を印加した際に、小さな力であっても、ノッチを起点として、加工積層体中の界面において、固着の解消が進行しやすくなる。ノッチ1bの形成は、熱間加工の段階で、口金に突起を設けることによって行っておけばよい。
In addition to supplying the splitting aid, as a method that can facilitate the splitting in the splitting step, formation of a notch (notch) can be mentioned. That is, as shown in FIG. 2, in the
分割工程での分割の促進のための方法として、分割助剤の供給を用いるか、ノッチの形成を用いるかは、予備成形体10の形状、積層および熱間加工の形態、加工積層体の界面における固着の程度等に応じて、適宜選択すればよい。例えば、図1(a)の第一形態のように、予備成形体10の積層方向に沿って原料積層体1に圧縮応力を印加する場合、特に板状の予備成形体10の厚さ方向に圧縮応力を印加する場合には、熱間加工を経て、大面積の界面に大きな固着力が生じた状態となりやすい。このような場合には、大面積の界面全体にわたって分割促進の効果を付与できるという点において、分割助剤を使用することが好ましい。板状体の厚み方向にノッチを形成すること、さらにそれを利用して分割を行うことが難しい点からも、分割助剤の供給の方を選択することが好ましい。一方、図1(b),(c)の第二形態および第三形態のように、予備成形体10の積層方向に交差する方向に沿って原料積層体1に圧縮応力を印加する場合には、ノッチの形成により、効果的に分割の促進を行うことができる。分割助剤の供給とノッチの形成は、併用してもよい。
As a method for promoting the division in the division step, whether the supply of the division auxiliary or the formation of the notch is used depends on the shape of the
以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail using examples.
[1]R−T−B系希土類磁石の磁気特性の検証
(実施例にかかる試料)
超急冷法を用いて、Nd−Fe−B系希土類磁石材料の粉末を用意し、このNd−Fe−B系希土類磁石材料に対して冷間プレスを行い、板状の冷間プレス体(CP体)を形成した。そして、この冷間プレス体を積層した。この際、冷間プレス体の積層数は、表1に示すとおりとした。各冷間プレス体の厚さは、積層数に応じて、積層体全体の厚さが、23.7mm(実施例1〜5)、または28.8mm(実施例6〜10)となるようにした。また、積層体において、各冷間プレス体の界面には、黒鉛系の分割助剤の層を形成しておいた。
[1] Verification of magnetic properties of R-T-B rare earth magnet (sample according to examples)
A powder of an Nd—Fe—B rare earth magnet material is prepared by using an ultra-quenching method, the Nd—Fe—B rare earth magnet material is cold pressed, and a plate-like cold pressed body (CP Body). And this cold press body was laminated | stacked. At this time, the number of cold pressed bodies was as shown in Table 1. The thickness of each cold press body is 23.7 mm (Examples 1 to 5) or 28.8 mm (Examples 6 to 10) according to the number of layers. did. In the laminate, a layer of graphite-based splitting aid was formed at the interface of each cold pressed body.
そして、得られた冷間プレス体に対して、ホットプレス加工に続いて、熱間押出成形を行った。熱間押出成形に際し、図1(a)に示す第一形態のように、積層方向に沿って圧縮応力を印加するようにした。熱間押出成形用の口金としては、押出後の加工積層体の厚さが、6.6mmとなるもの(実施例1〜5)、または8.0mmとなるもの(実施例6〜10)を用いた。熱間押出成形中の温度は、600〜850℃とした。最後に、得られた加工積層体に対して、積層方向に沿って衝撃を加えることで、分割を行った。最後に、分割助剤の層を機械加工によって除去した。 And hot extrusion molding was performed to the obtained cold press body following hot press processing. At the time of hot extrusion molding, a compressive stress was applied along the laminating direction as in the first embodiment shown in FIG. As a die for hot extrusion molding, one whose thickness of the processed laminate after extrusion is 6.6 mm (Examples 1 to 5) or 8.0 mm (Examples 6 to 10). Using. The temperature during hot extrusion was 600 to 850 ° C. Finally, the obtained processed laminate was divided by applying an impact along the lamination direction. Finally, the layer of splitting aid was removed by machining.
(比較例にかかる試料)
冷間プレス体を1つのみ作成し、その1つの冷間プレス体に対して、上記実施例と同様に、ホットプレス加工に続き、熱間押出成形を行い、比較例にかかる試料を得た。この際、比較例1においては、上記実施例1〜5の積層体の厚さに等しい23.7mmの厚さで冷間プレス体を形成し、厚さ6.6mmになるように熱間押出成形を行った。比較例2においては、上記実施例6〜10の積層体の厚さに等しい28.8mmの厚さで冷間プレス体を形成し、厚さ8.0mmになるように熱間押出成形を行った。
(Sample according to comparative example)
Only one cold-pressed body was prepared, and for the one cold-pressed body, a hot-extrusion molding was performed following the hot press process in the same manner as in the above-described example, and a sample according to a comparative example was obtained. . At this time, in Comparative Example 1, a cold press body was formed with a thickness of 23.7 mm equal to the thickness of the laminates of Examples 1 to 5, and hot extrusion was performed so as to have a thickness of 6.6 mm. Molding was performed. In Comparative Example 2, a cold press body was formed with a thickness of 28.8 mm equal to the thickness of the laminates of Examples 6 to 10 above, and hot extrusion was performed to a thickness of 8.0 mm. It was.
(熱間加工後の厚さの評価)
各実施例にかかる試料に対し、分割と分割助剤の除去を経て得られた試料個体のそれぞれに対して、厚さを計測した。そして、それらの中で、最大値と最小値、さらに全試料個体に対する平均値を記録した。
(Evaluation of thickness after hot working)
For each sample according to each example, the thickness was measured for each of the individual specimens obtained through division and removal of the division aid. Among them, the maximum value and the minimum value, and the average value for all samples were recorded.
(磁気特性の評価)
各実施例および比較例にかかる試料に対し、直流B−Hトレーサーにより、磁気特性の測定を行った。測定においては、特に、室温における残留磁束密度および保磁力の値を記録した。
(Evaluation of magnetic properties)
The magnetic properties of the samples according to the examples and the comparative examples were measured using a direct current BH tracer. In the measurement, in particular, the values of residual magnetic flux density and coercive force at room temperature were recorded.
各実施例にかかる試料に関しては、分割と分割助剤の除去を経て得られた試料個体のそれぞれに対して測定を行い、それらの中で、最大値と最小値、さらに全試料個体に対する平均値を記録した。各比較例にかかる試料に関しては、圧縮方向に対して上面および下面となった面から、表中に示す所定の厚さで試料を切り出し、また、上面と下面の間の中央の位置を中心として、同じ所定の厚さで試料を切り出し、それら切り出した試料片に対して、測定を行った。ここで、試料片を切り出す厚さは、各実施例おける試料の厚さの平均値に揃えた。 For the sample according to each example, measurement is performed on each of the sample individuals obtained through the division and removal of the division aid, and among them, the maximum value and the minimum value, and further the average value for all sample individuals. Was recorded. Regarding the sample according to each comparative example, the sample is cut out from the surface which is the upper surface and the lower surface in the compression direction with a predetermined thickness shown in the table, and the center position between the upper surface and the lower surface is the center. Samples were cut out with the same predetermined thickness, and measurements were performed on the cut sample pieces. Here, the thickness at which the sample piece was cut out was aligned with the average value of the sample thickness in each example.
(結果)
以下の表1に、各実施例について、熱間加工後の試料個体の厚さ、残留磁束密度、保磁力の計測結果を示す。また、表2に、比較例1,2について、それぞれ所定の厚さで切り出した試料片に対する残留磁束密度および保磁力の計測結果を示す。
(result)
Table 1 below shows the measurement results of the thickness, residual magnetic flux density, and coercive force of the specimen after hot working for each example. Table 2 shows the measurement results of the residual magnetic flux density and the coercive force with respect to the sample pieces cut out with a predetermined thickness in Comparative Examples 1 and 2.
各実施例において、熱間加工後の試料個体の厚さの最大値、最小値、平均値を比較すると、値の間のばらつきが小さく抑えられている。つまり、複数の予備成形体(冷間プレス体)を積層した状態で熱間加工を行うことで、形状の点において、高い均一性を有する複数のR−T−B系希土類磁石の個体が得られることが確認された。積層数が少ない場合、特に積層数が4以下である場合には、ばらつきがひときわ小さく抑えられている。 In each example, when the maximum value, the minimum value, and the average value of the thickness of the specimen after hot working are compared, the variation between the values is suppressed to be small. That is, by performing hot working in a state where a plurality of preforms (cold press bodies) are laminated, a plurality of R-T-B rare earth magnets having high uniformity in terms of shape can be obtained. It was confirmed that When the number of stacked layers is small, especially when the number of stacked layers is 4 or less, the variation is extremely small.
各実施例において、残留磁束密度および保磁力の最大値、最小値、平均値を比較すると、値の間のばらつきが小さく抑えられている。つまり、複数の予備成形体を積層した状態で熱間加工を行うことで、上記のように厚さのばらつきに基づいて評価される形状の均一性のみならず、磁気特性の点でも、高い均一性をもって熱間加工を進めることができるのが確認された。なお、積層数が多くなるほど、熱間加工後の厚さの平均値に積層数を乗じて得られる厚さが小さくなる傾向が見られるが、これは、積層数が多いほど、分割助剤の合計厚さが大きくなるためである。 In each embodiment, when the maximum value, the minimum value, and the average value of the residual magnetic flux density and the coercive force are compared, the variation between the values is suppressed to be small. In other words, by performing hot working in a state where a plurality of preforms are laminated, not only the uniformity of the shape evaluated based on the thickness variation as described above, but also the magnetic property is highly uniform. It was confirmed that hot working can be carried out with good properties. Note that as the number of layers increases, the thickness obtained by multiplying the average value of the thickness after hot working by the number of layers tends to decrease, but as the number of layers increases, This is because the total thickness increases.
また、残留磁束密度および保磁力の値、特に残留磁束密度の値は、積層数が異なる実施例1〜5の間、および実施例6〜10の間で、大きな変化を示しておらず、予備成形体の薄さが、得られる磁気特性に大きな影響を与えていないことが分かる。さらに、実施例1〜5と比較例1の間、また実施例6〜10と比較例2の間で、熱間加工後の厚さ(比較例では切り出しの厚さ)が同じもの同士について、残留磁束密度および保磁力を比較すると、各実施例における最大値と、比較例における中心から切り出した場合の値が、非常に近いものとなっている。一方、各実施例における最小値と、比較例における上面および下面から切り出した場合の値が、近いものとなっている。また、実施例における最大値と最小値の差が、積層数が多くなるほど大きくなっており、比較例における上面および下面から切り出した場合の値と中心から切り出した場合の値との差が、切り出しの厚さが小さくなるほど大きくなっている。これらのことから、実施例の積層体の外側に位置する層、そして比較例の試料の上面および下面に近い部位においては、それぞれ積層体の内側に位置する層や試料の中心に近い部位に比べて、残留磁束密度および保磁力、特に保磁力が小さくなりやすいことが分かる。しかし、複数の予備成形体を積層した状態で熱間加工してから分割するという製造方法をとった場合にも、従来のように単一の予備成形体に対して熱間加工を行う場合と本質的に変わらない磁気特性が得られることが確認された。 Moreover, the value of the residual magnetic flux density and the coercive force, particularly the value of the residual magnetic flux density, does not show a large change between Examples 1 to 5 and Examples 6 to 10 having different numbers of layers. It can be seen that the thinness of the compact does not have a significant effect on the magnetic properties obtained. Furthermore, between Examples 1-5 and Comparative Example 1, and between Examples 6-10 and Comparative Example 2, the thicknesses after hot working (thickness of cut out in Comparative Examples) are the same. When the residual magnetic flux density and the coercive force are compared, the maximum value in each example is very close to the value when cut out from the center in the comparative example. On the other hand, the minimum value in each example is close to the value when cut out from the upper and lower surfaces in the comparative example. Further, the difference between the maximum value and the minimum value in the example increases as the number of layers increases, and the difference between the value when cut from the upper surface and the lower surface and the value when cut from the center in the comparative example is cut out. The smaller the thickness, the larger. From these facts, the layer located outside the laminate of the example and the portion near the top and bottom surfaces of the sample of the comparative example are respectively compared to the layer located inside the laminate and the portion near the center of the sample. Thus, it can be seen that the residual magnetic flux density and the coercive force, particularly the coercive force, tend to be small. However, even when taking a manufacturing method in which a plurality of preforms are laminated in a state of being hot-worked and divided, a case where hot-working is performed on a single preform as in the past It was confirmed that magnetic characteristics that are essentially unchanged can be obtained.
[2]分割助剤の効果の検証
(実施例にかかる試料)
上記[1]の試験と同様の材料に対して、冷間プレス加工を行い、直方体状のコールドプレス体を形成した。このコールドプレス体を、幅方向に沿って2層積層し、積層体を構成した。この際、積層体中の各界面に、表3に示す各種分割助剤を、表3に示す厚さで供給した。分割助剤の供給は、粉末状の分割助剤についてはスプレー噴霧によって、ペースト状の分割助剤(潤滑剤)については塗布によって、コールドプレス体の表面に所定の厚さの分割助剤の層を形成することで行った。
[2] Verification of effect of splitting aid (sample according to examples)
Cold pressing was performed on the same material as in the above test [1] to form a cuboid cold pressed body. Two layers of this cold pressed body were laminated along the width direction to form a laminated body. At this time, various splitting aids shown in Table 3 were supplied to the respective interfaces in the laminate at the thicknesses shown in Table 3. The splitting aid is supplied by spraying the powdered splitting aid or by applying the paste-like splitting aid (lubricant) to the surface of the cold pressed body. It was done by forming.
そして、得られた積層体に対して、ホットプレス加工と、熱間押出成形を順に行った。熱間押出成形に際し、図1(b)に示す第二形態のように、積層体の積層方向が予備成形体の幅方向となるようにし、その積層方向に沿って成形方向Dを設定するとともに、積層方向に交差する方向に圧縮方向dを設定した。その他、熱間押出成形の条件は、上記[1]の試験と同様とした。 And the hot press process and hot extrusion molding were performed in order with respect to the obtained laminated body. At the time of hot extrusion molding, as in the second embodiment shown in FIG. 1B, the lamination direction of the laminate is set to be the width direction of the preform, and the molding direction D is set along the lamination direction. The compression direction d was set in the direction crossing the stacking direction. In addition, the hot extrusion molding conditions were the same as those in the test [1].
そして、コールドプレス体の界面に由来する界面で固着が発生したままの状態の熱間加工体に対して、界面に沿う方向、つまり図1(b)の上側の面に対して、下側の面に向かう方向に、荷重を印加した。印加荷重を徐々に大きくし、界面の固着が解消された時点での荷重の大きさを記録し、磁石間結合力とした。 And with respect to the hot-worked body in a state where the sticking has occurred at the interface derived from the interface of the cold press body, the lower side of the direction along the interface, that is, the upper surface of FIG. A load was applied in the direction toward the surface. The applied load was gradually increased, and the magnitude of the load at the time when the adhesion at the interface was eliminated was recorded as the coupling force between the magnets.
併せて、積層方向と交差する方向に熱間加工時の圧縮応力を印加する形態について、形状および磁気特性のばらつきの程度を評価するため、上記[1]の試験と同様に、熱間加工後、分割および分割助剤の除去を受けた各試料個体に対して、長さ(長手方向の寸法)と残留磁束密度、保磁力の測定を行った。 At the same time, in order to evaluate the degree of variation in shape and magnetic properties of the form in which compressive stress during hot working is applied in the direction intersecting with the stacking direction, in order to evaluate the degree of variation in shape and magnetic properties, The length (longitudinal dimension), the residual magnetic flux density, and the coercive force were measured for each sample specimen that had undergone the division and removal of the division aid.
(結果)
下の表3に、分割助剤の種類および厚さ、コールドプレス体の長さ(長手方向の寸法)と、磁石間結合力の大きさ、そして、熱間加工後の長さ、残留磁束密度、保磁力の測定結果を示す。
(result)
Table 3 below shows the type and thickness of the splitting aid, the length of the cold pressed body (longitudinal dimension), the magnitude of the coupling force between the magnets, the length after hot working, and the residual magnetic flux density. The measurement result of coercive force is shown.
表3の結果によれば、分割助剤を使用している実施例12〜23の全てにおいて、分割助剤を使用していない実施例11の場合よりも、磁石結合力が著しく低減されている。つまり、分割助剤の使用により、熱間加工後の界面の固着が解消されやすくなり、分割が容易となっている。 According to the results in Table 3, in all of Examples 12 to 23 using a splitting aid, the magnet binding force is significantly reduced as compared with Example 11 using no splitting aid. . In other words, the use of the splitting aid facilitates the elimination of the sticking of the interface after hot working, and splitting is facilitated.
いずれの分割助剤を用いる場合にも、その厚さが大きくなるほど、磁石結合力が小さくなっており、分割が特に容易となっている。また、同じ厚さ同士で分割助剤の種類を比較すると、BN粉末を使用する場合よりも、SiO2粉末や黒鉛系材料を使用する場合の方が、磁石結合力を低減し、分割を容易化する効果に優れている。 Regardless of which splitting aid is used, the greater the thickness, the smaller the magnet binding force, and splitting is particularly easy. In addition, when comparing the types of splitting aids with the same thickness, the use of SiO 2 powder or graphite-based material reduces the magnet binding force and makes splitting easier than when BN powder is used. Excellent effect.
さらに、熱間加工後の長さおよび残留磁束密度、保磁力のばらつきを見ると、いずれの実施例においても小さな値に抑えられている。このことは、上記[1]の試験のように、熱間加工時の圧縮応力を積層方向に沿って印加する場合のみならず、積層方向に交差する方向に印加する場合にも、形状および磁気特性において、高い均一性が得られることを示している。 Furthermore, when the length after hot working, the residual magnetic flux density, and the variation in coercive force are observed, the values are suppressed to a small value in any of the examples. This is not only when the compressive stress during hot working is applied along the laminating direction as in the test of [1] above, but also when it is applied in the direction crossing the laminating direction. The characteristic shows that high uniformity can be obtained.
以上、本発明の実施形態、実施例について説明した。本発明は、これらの実施形態、実施例に特に限定されることなく、種々の改変を行うことが可能である。 Heretofore, the embodiments and examples of the present invention have been described. The present invention is not particularly limited to these embodiments and examples, and various modifications can be made.
1 原料積層体
1a 界面
1b ノッチ
10 予備成形体
d 圧縮方向
D 成形方向
DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記原料積層体に対して熱間加工を行い、加工積層体とする熱間加工工程と、
前記原料積層体を構成する複数の前記予備成形体の間の界面に相当する位置において、前記加工積層体を分割し、複数のR−T−B系希土類磁石を得る分割工程と、を有することを特徴とするR−T−B系希土類磁石の製造方法。
ただし、Rは、Yを含む希土類元素の少なくとも1種であり、Tは、FeまたはFeの一部をCoで置換したものである。 A lamination step in which a plurality of preforms made of an R-T-B rare earth magnet material are laminated to form a raw material laminate;
Hot processing is performed on the raw material laminate, and a hot processing step for forming a processed laminate,
Splitting the processed laminate to obtain a plurality of R-T-B rare earth magnets at a position corresponding to the interface between the plurality of preforms constituting the raw material laminate. The manufacturing method of the RTB system rare earth magnet characterized by these.
However, R is at least one rare earth element including Y, and T is obtained by replacing Fe or a part of Fe with Co.
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