JP2022175413A - Manufacturing method of rare-earth magnet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の一側面は、希土類磁石の製造方法に関する。 One aspect of the present invention relates to a method for manufacturing a rare earth magnet.
希土類磁石は、モータ又はアクチュエーター等の部品であり、例えば、ハードディスクドライブ、ハイブリッド自動車、電気自動車、磁気共鳴画像装置(MRI)、スマートフォン、デジタルカメラ、薄型TV、スキャナー、エアコン、ヒートポンプ、冷蔵庫、掃除機、洗濯乾燥機、エレベーター及び風力発電機等の様々な分野で利用されている。これらの多様な用途に応じて、希土類磁石に要求される寸法、形状及び磁化方向(着磁方向)は異なる。したがって、多品種の希土類磁石を効率的に製造するためには、希土類磁石の寸法、形状及磁化方向を容易に変更することが可能な成形方法が望まれる。 Rare earth magnets are parts of motors or actuators, for example, hard disk drives, hybrid cars, electric cars, magnetic resonance imaging (MRI), smart phones, digital cameras, flat-panel TVs, scanners, air conditioners, heat pumps, refrigerators, vacuum cleaners. , washing and drying machines, elevators and wind power generators. The size, shape and magnetization direction (magnetization direction) required for rare earth magnets differ according to these various uses. Therefore, in order to efficiently manufacture a wide variety of rare earth magnets, a molding method is desired that can easily change the size, shape and magnetization direction of the rare earth magnets.
例えば、下記特許文献1に記載の希土類磁石の製造方法は、向かい合う一対のコイルの間に発生する磁場中での合金粉末の成型により、リング状の成形体(円筒状の成形体)を形成する成形工程を備えている。下記特許文献1に記載の成形工程では、各コイルの内周面の内側に収まる超硬合金製の型により、合金粉末が圧縮される。そして、合金粉末の圧縮に伴い、一対のコイルの間に発生するラジアル(radial)磁場(磁力線が各コイルの中心軸線から放射状に拡がる磁場)が型内の合金粉末へ印加される。その結果、成形体を構成する合金粉末の磁化容易軸は、成形体(円筒)の中心軸から成形体の外周面へ向かって放射状に配向される。
For example, in the method for producing a rare earth magnet described in
上述された従来の希土類磁石の製造方法では、希土類元素を含む金属粉末を高圧(例えば、50MPa以上200MPa以下)で加圧しながら、磁場を金属粉末へ印加する。その結果、磁場に沿って配向した金属粉末から成形体が形成される。このような成形方法を、以下では「高圧磁場プレス法」と記す。高圧磁場プレス法によれば、金属粉末が配向し易く、高い残留磁束密度Brと優れた機械的強度を有する成形体を得ることが可能である。この成形体の焼結によって焼結体を得て、焼結体を所望の形状に加工することにより、磁石製品が完成する。 In the above-described conventional method for manufacturing a rare earth magnet, a magnetic field is applied to the metal powder while pressurizing the metal powder containing the rare earth element at a high pressure (for example, 50 MPa or more and 200 MPa or less). As a result, a compact is formed from the metal powder oriented along the magnetic field. Such a molding method is hereinafter referred to as a "high pressure magnetic field press method". According to the high-pressure magnetic field pressing method, it is possible to easily orient the metal powder and obtain a compact having a high residual magnetic flux density Br and excellent mechanical strength. A sintered body is obtained by sintering the molded body, and the sintered body is processed into a desired shape to complete a magnet product.
しかし、高圧磁場プレス法では、磁場中で高い圧力を金属粉末へ及ぼす必要があるため、大規模で複雑な成形装置が必要であり、成形用の金型の寸法及び形状が制限される。この制限のために、高圧磁場プレス法によって得られる一般的な成形体の形状は、粗大なブロックに限られる。したがって、従来の方法によって多品種の磁石製品を製造する場合、ブロック状の成形体を焼結させて焼結体を得た後、磁石製品に要求される寸法及び形状に応じて焼結体を加工する必要がある。焼結体の加工では、焼結体を切削したり、研磨したりするため、高価な希土類元素を含む屑が生じてしまう。その結果、磁石製品の歩留まり率が低下する。また、高圧磁場プレス法では、金型同士のカジリ(galling)、又は金型と成形体との間におけるカジリによって、金型又は成形体が破損し易い。例えば、高圧磁場プレス法で得られた成形体には亀裂が発生することがある。下記特許文献1に記載されているように、特定の形状を有する成形体専用の型を超硬合金等の金属から製造する場合、型の製造費用が高いため、希土類磁石の寸法、形状及び磁化方向を容易に変更することは困難である。
However, the high-pressure magnetic field pressing method requires a large-scale and complicated molding apparatus because it is necessary to apply high pressure to the metal powder in the magnetic field, and limits the size and shape of the mold for molding. Due to this limitation, the general shape of compacts obtained by high-pressure magnetic field pressing is limited to coarse blocks. Therefore, when manufacturing a wide variety of magnet products by the conventional method, after sintering a block-shaped molded body to obtain a sintered body, the sintered body is formed according to the size and shape required for the magnet product. need to be processed. In the processing of the sintered body, the sintered body is cut and polished, so scraps containing expensive rare earth elements are generated. As a result, the yield rate of magnet products decreases. In addition, in the high-pressure magnetic field pressing method, galling between the dies or galling between the mold and the compact easily damages the mold or the compact. For example, cracks may occur in a compact obtained by high-pressure magnetic field pressing. As described in
上記のような理由のため、従来の高圧磁場プレス法を用いた製造方法は、多品種又は少量の磁石製品の製造に適していない。高圧磁場プレス法に代わる成形方法として、下記特許文献2は、希土類元素を含む金属粉末を低圧(0.049MPa以上20MPa以下)で成形する方法が開示されている。下記特許文献2に記載の希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含む金属粉末を、型内へ供給して、成形体を形成する成形工程と、型内に保持された成形体にパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる配向工程と、配向工程後、成形体を焼結させる焼結工程と、を備えている。配向工程では、同一の中心軸を持つように配置された少なくとも二つのコイルが用いられる。一方のコイルにおいて発生するパルス磁場の方向は、他方のコイルにおいて発生するパルス磁場の方向と逆である。配向工程では、二つのコイルの間においてパルス磁場の磁力線が中心軸に沿って集束している位置に、成形体が配置される。換言すれば、下記特許文献2に記載の配向工程では、成形体が各コイル其々の中心軸線と重なるように、成形体が二つのコイルの間に配置される。その結果、成形体を構成する合金粉末の磁化容易軸は放射状に配向され、高い表面磁束密度を有する希土類磁石が得られる。
For the reasons described above, the conventional manufacturing method using a high-pressure magnetic field press method is not suitable for manufacturing a wide variety of magnet products or a small amount of magnet products. As a molding method that replaces the high-pressure magnetic field pressing method,
下記特許文献2に記載の成形方法のように、低圧で金属粉末を成形する場合、高圧に対する耐久性が金型に要求されず、大規模で複雑な成形装置も不要である。したがって、低圧で金属粉末を成形する場合、金型の材質、寸法及び形状が制限されず、多様な寸法及び形状を有する型を用いて、多品種の希土類磁石を比較的容易に製造することができる。また、高圧磁場プレス法では、金属粉末の成形及び配向に長時間を要するが、低圧で金属粉末を成形することにより、成形及び配向に要する時間が大幅に短縮され、希土類磁石の生産性が向上する。
As in the molding method described in
磁化方向(着磁方向)がラジアルに配向した希土類磁石(ラジアル配向磁石)は、ハイブリッド自動車及び電気自動車等の動力源であるモータに多用される。例えば、モータに実装されるラジアル配向磁石は、円弧状に湾曲している。モータ内において、ラジアル配向磁石の湾曲した表面はローターの外周と略平行である。ローターの回転軸線に略垂直な断面内では、ラジアル配向磁石の磁化方向がラジアルである。ラジアル配向磁石の長手方向(非湾曲方向)は、磁化方向に略垂直であり、且つローターの回転軸線に略平行である。上記の先行技術では、各コイルの中心軸線からの距離が各コイルの内径(2×r)の1/2以下である領域内に発生するラジアル磁場によって合金粉末が配向される。その結果、上記の先行技術によって製造されるラジアル配向磁石の長手方向に沿った表面磁束密度の分布は不均一になる。例えば、長手方向における両端部の表面磁束密度は、長手方向における中央部の表面磁束密度よりも著しく低い。長手方向に沿った表面磁束密度の不均一な分布に因り、モータのトルクが減少してしまう。 2. Description of the Related Art Rare earth magnets whose magnetization directions are radially oriented (radially oriented magnets) are frequently used in motors that are power sources for hybrid vehicles, electric vehicles, and the like. For example, a radially oriented magnet mounted on a motor is curved in an arc shape. Within the motor, the curved surfaces of the radially oriented magnets are substantially parallel to the outer circumference of the rotor. The magnetization direction of the radially oriented magnets is radial in a cross section substantially perpendicular to the rotation axis of the rotor. The longitudinal direction (non-curved direction) of the radially oriented magnets is substantially perpendicular to the magnetization direction and substantially parallel to the rotation axis of the rotor. In the prior art described above, the alloy powder is oriented by a radial magnetic field generated in a region where the distance from the central axis of each coil is 1/2 or less of the inner diameter (2×r) of each coil. As a result, the distribution of the surface magnetic flux density along the longitudinal direction of the radially oriented magnet manufactured by the above prior art becomes non-uniform. For example, the surface magnetic flux density at both ends in the longitudinal direction is significantly lower than the surface magnetic flux density at the central portion in the longitudinal direction. Due to the non-uniform distribution of the surface magnetic flux density along the length, the torque of the motor is reduced.
本発明の一側面の目的は、磁化方向が放射状(ラジアル)であり、且つ表面磁束密度が略均一である希土類磁石を製造することができる希土類磁石の製造方法を提供することである。 An object of one aspect of the present invention is to provide a rare earth magnet manufacturing method capable of manufacturing a rare earth magnet having a radial magnetization direction and a substantially uniform surface magnetic flux density.
本発明の一側面に係る希土類磁石の製造方法は、希土類元素を含む金属粉末を、型内へ供給して、成形体を形成する成形工程と、型内に保持された成形体にパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる配向工程と、配向工程後、成形体を焼結させる焼結工程と、を備える。
配向工程では、第一コイル及び第二コイルが用いられる。第一コイルにおいて発生するパルス磁場の方向が、第二コイルにおいて発生するパルス磁場の方向と逆である。
第一コイルの内径が、2×r1と表され、第一コイルの外径が、2×R1と表され、第一領域が、第一コイル及び第二コイルの間において、第一コイルの中心軸線からの距離がr1よりも大きくR1よりも小さい領域と定義される。
第二コイルの内径が、2×r2と表され、第二コイルの外径が、2×R2と表され、第二領域が、第一コイル及び第二コイルの間において、第二コイルの中心軸線からの距離がr2よりも大きくR2よりも小さい領域と定義される。
配向工程では、成形体の一部分又は全体が、第一領域及び第二領域のうち少なくともいずれかの領域内に配置される。
A method for producing a rare earth magnet according to one aspect of the present invention includes a molding step of supplying a metal powder containing a rare earth element into a mold to form a compact, and applying a pulse magnetic field to the compact held in the mold. It includes an orientation step of applying voltage to orient the metal powder contained in the compact, and a sintering step of sintering the compact after the orientation step.
A first coil and a second coil are used in the orientation step. The direction of the pulsed magnetic field generated in the first coil is opposite to the direction of the pulsed magnetic field generated in the second coil.
The inner diameter of the first coil is denoted as 2×r1, the outer diameter of the first coil is denoted as 2×R1, and the first region is between the first coil and the second coil, the center of the first coil It is defined as a region whose distance from the axis is greater than r1 and less than R1.
The inner diameter of the second coil is denoted by 2×r2, the outer diameter of the second coil is denoted by 2×R2, and the second region is between the first coil and the second coil, the center of the second coil It is defined as a region whose distance from the axis is greater than r2 and less than R2.
In the orienting step, a part or the whole of the compact is placed in at least one of the first region and the second region.
配向工程では、第一コイル、第二コイル、及び型が、固定部材によって固定されてよく、固定部材の一部分又は全体が、非磁性体であってよい。 In the orienting step, the first coil, the second coil, and the mold may be fixed by a fixing member, and part or all of the fixing member may be non-magnetic.
型の一部分又は全体が、非磁性体であってよい。 Part or all of the mold may be non-magnetic.
上記の非磁性体が、樹脂であってよい。 The non-magnetic material may be resin.
第一コイル及び第二コイルの一方又は両方が、空芯コイルであってよい。 One or both of the first coil and the second coil may be air core coils.
配向工程の前に、成形体の密度が3.0g/cm3以上4.4g/cm3以下に調整されてよい。 The density of the compact may be adjusted to 3.0 g/cm 3 or more and 4.4 g/cm 3 or less before the orientation step.
配向工程では、複数の型が用いられてよく、其々の型内に成形体が保持されてよい。
第一コイルの中心軸線及び第二コイルの中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って複数の型が積み重ねられた状態において、全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。
A plurality of molds may be used in the orientation step, and the compact may be held within each mold.
In a state in which a plurality of molds are stacked along at least one of the central axis of the first coil and the central axis of the second coil, a pulsed magnetic field may be applied to all compacts at once.
配向工程では、複数の型が用いられてよく、其々の型内に成形体が保持されてよい。
第一コイル及び第二コイルのうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の型が並べられた状態において、全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。
A plurality of molds may be used in the orientation step, and the compact may be held within each mold.
In a state in which a plurality of molds are arranged along the circumferential direction of at least one of the first coil and the second coil, the pulse magnetic field may be applied collectively to all the compacts.
第一領域の一部分又は全体が、第二領域の一部分又は全体と重なり合っていてよく、配向工程では、成形体の一部分又は全体が、第一領域及び前記第二領域が互いに重なり合う領域内に配置されてよい。 Part or all of the first region may overlap part or all of the second region, and the orienting step places part or all of the compact within the region where the first region and said second region overlap each other. you can
成形工程では、型として第一型が用いられてよい。
配向工程は、第一型内に保持された成形体にパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる第一配向工程と、第一配向工程を経た成形体に再びパルス磁場を印加して、成形体に含まれる金属粉末を配向させる第二配向工程と、を含んでよい。
第二配向工程では、第一配向工程を経た複数の成形体が第一型から取り出され、一つの第二型内に保持されてよい。第二型内の複数の成形体が第一コイルの中心軸線及び第二コイルの中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って積み重ねられてよく、第二型内で積み重ねられた全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。
焼結工程では、積み重ねられた複数の成形体が焼結されてよい。
In the molding step, the first mold may be used as the mold.
The orientation step includes a first orientation step of applying a pulsed magnetic field to the molded body held in the first mold to orient the metal powder contained in the molded body, and a pulsed magnetic field again to the molded body that has undergone the first orientation step. and a second orientation step of applying to orient the metal powder contained in the compact.
In the second orientation step, a plurality of molded bodies that have undergone the first orientation step may be taken out from the first mold and held in one second mold. A plurality of compacts in the second mold may be stacked along at least one of the central axis of the first coil and the central axis of the second coil, and all the compacts stacked in the second mold may be stacked together. A pulsed magnetic field may then be applied.
In the sintering step, a plurality of stacked compacts may be sintered.
本発明の一側面によれば、磁化方向が放射状(ラジアル)であり、且つ表面磁束密度が略均一である希土類磁石を製造することができる希土類磁石の製造方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, there is provided a rare earth magnet production method capable of producing a rare earth magnet having a radial magnetization direction and a substantially uniform surface magnetic flux density.
以下、図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態が説明される。図面において、同等の構成要素には同等の符号が付される。本発明は下記実施形態に限定されるものではない。説明の便宜のため、図5~9では型が省略されているが、図5~9に示される成形体其々は実際には一つの型内に保持されている。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, similar components are provided with similar reference numerals. The present invention is not limited to the following embodiments. Although the molds are omitted from FIGS. 5-9 for convenience of explanation, each compact shown in FIGS. 5-9 is actually held in one mold.
(金属粉末の調製工程)
本実施形態に係る希土類磁石(焼結磁石)の製造方法では、まず合金を製造する。合金の製造方法は、例えば、ストリップキャスト法であってよい。合金はフレーク状であってよく、インゴット状であってもよい。合金は、希土類元素を含む。希土類元素は、長周期型周期表の第3族に属するSc、Y及びランタノイドからなる群より選ばれる一種以上の元素を含む。ランタノイドは、La,Ce,Pr,Nd,Pm,Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Er,Tm,Yb及びLuからなる群より選ばれる少なくとも一種であればよい。原料合金は、希土類元素に加えて、B,N,Fe,Co,Cu,Ni,Mn,Al,Nb,Zr,Ti,W,Mo,V,Ga,Zn,Si及びBiからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含んでよい。合金の化学組成は、最終的に得たい希土類磁石の主相及び粒界相の化学組成に応じて調整すればよい。つまり、目的とする希土類磁石の組成に応じて上記元素を含む各出発原料を秤量及び配合して、合金の原料を調製すればよい。希土類磁石は、例えば、ネオジム磁石、サマリウム‐鉄‐窒素磁石、サマリウムコバルト磁石、又はプラセオジム磁石であってよい。希土類磁石の主相は、例えば、Nd2Fe14B,Sm2Fe17N3,SmCo5,Sm2Co17,又はPrCo5であってよい。粒界相は、例えば、主相に比べて希土類元素の含有量が大きい相(Rリッチ相)であってよい。粒界相は、Bリッチ相、遷移金属リッチ相、酸化物相又は炭化物相を含んでもよい。
(Preparation process of metal powder)
In the method for producing a rare earth magnet (sintered magnet) according to this embodiment, an alloy is first produced. The method of manufacturing the alloy may be, for example, strip casting. The alloy may be in the form of flakes or ingots. The alloy contains rare earth elements. Rare earth elements include one or more elements selected from the group consisting of Sc, Y and lanthanoids belonging to Group 3 of the long period periodic table. The lanthanoid may be at least one selected from the group consisting of La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb and Lu. The raw material alloy is selected from the group consisting of B, N, Fe, Co, Cu, Ni, Mn, Al, Nb, Zr, Ti, W, Mo, V, Ga, Zn, Si and Bi, in addition to the rare earth elements. may contain at least one element that is The chemical composition of the alloy may be adjusted according to the chemical compositions of the main phase and grain boundary phase of the rare earth magnet to be finally obtained. In other words, starting materials containing the above elements may be weighed and blended according to the composition of the desired rare earth magnet to prepare the raw material for the alloy. Rare earth magnets can be, for example, neodymium magnets, samarium-iron-nitrogen magnets, samarium-cobalt magnets, or praseodymium magnets. The main phase of the rare earth magnet can be, for example, Nd2Fe14B , Sm2Fe17N3 , SmCo5 , Sm2Co17 , or PrCo5 . The grain boundary phase may be, for example, a phase (R-rich phase) having a higher rare earth element content than the main phase. Grain boundary phases may include B-rich phases, transition metal-rich phases, oxide phases or carbide phases.
上記の合金の粗粉砕により、合金の粗粉末を得る。粗粉砕では、例えば、水素を合金の粒界(Rリッチ相)に吸蔵させることより、合金を粉砕してよい。合金の粗粉砕では、ディスクミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル又はスタンプミル等の機械的な粉砕方法を用いてもよい。粗粉砕によって得られた粗粉末の粒径は、例えば、10μm以上100μm以下であってよい。 Coarse powder of the alloy is obtained by coarsely pulverizing the alloy. In coarse pulverization, for example, the alloy may be pulverized by occluding hydrogen in grain boundaries (R-rich phase) of the alloy. For coarse grinding of the alloy, mechanical grinding methods such as disc mills, jaw crushers, Braun mills or stamp mills may be used. The particle size of the coarse powder obtained by coarse pulverization may be, for example, 10 μm or more and 100 μm or less.
上記の粗粉末の微粉砕により、合金の微粉末を得る。微粉砕では、ジェットミル、ボールミル、振動ミル、又は湿式アトライター等により、合金粉末を粉砕してよい。微粉砕によって得られた微粉末の粒径は、例えば、0.5μm以上5μm以下であってよい。以下では、場合により、粗粉末又は微粉末は、合金粉末と表記される。 Fine powder of the alloy is obtained by pulverizing the coarse powder. For fine pulverization, the alloy powder may be pulverized by a jet mill, ball mill, vibration mill, wet attritor, or the like. The particle size of the fine powder obtained by pulverization may be, for example, 0.5 μm or more and 5 μm or less. In the following, coarse powders or fine powders are sometimes referred to as alloy powders.
粗粉末へ有機物を添加してよい。微粉末へ有機物を添加してもよい。つまり、微粉砕の前後いずれかにおいて、有機物を合金粉末と混ぜてよい。有機物は、例えば、潤滑剤として機能する。潤滑剤を合金粉末へ添加することにより、合金粉末の凝集が抑制される。また、潤滑剤を合金粉末へ添加することにより、後工程において型と合金粉末との摩擦が抑制され易い。その結果、配向工程において合金粉末が配向し易く、合金粉末から得られる成形体の表面又は型の表面における傷を抑制し易い。有機物は、例えば、長鎖脂肪酸及び長鎖脂肪酸の誘導体のうち少なくともいずれかであってよい。長鎖脂肪酸の誘導体は、長鎖脂肪酸エステル、長鎖脂肪酸アミド及び長鎖脂肪酸塩からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。例えば、有機物は、エチレングリコールジステアレート、ステアリン酸メチル、オクタデシルアミン酢酸塩、オクチルアミン、カプリル酸、ラウリン酸アミド及びオレイン酸アミドからなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。潤滑剤は、上記の組成に限定されない。潤滑剤は、粉末状の有機物であってよい。潤滑剤は、液状の有機物であってもよい。粉末状の潤滑剤が溶解した有機溶媒を合金粉末へ添加してもよい。 Organics may be added to the coarse powder. An organic substance may be added to the fine powder. That is, the organics may be mixed with the alloy powder either before or after pulverization. The organic matter functions, for example, as a lubricant. Addition of a lubricant to the alloy powder suppresses agglomeration of the alloy powder. Also, by adding a lubricant to the alloy powder, friction between the mold and the alloy powder is likely to be suppressed in the subsequent steps. As a result, the alloy powder is easily oriented in the orientation step, and scratches on the surface of the compact obtained from the alloy powder or the surface of the mold are easily suppressed. The organic substance may be, for example, at least one of a long-chain fatty acid and a long-chain fatty acid derivative. The long-chain fatty acid derivative may be at least one selected from the group consisting of long-chain fatty acid esters, long-chain fatty acid amides and long-chain fatty acid salts. For example, the organic substance may be at least one selected from the group consisting of ethylene glycol distearate, methyl stearate, octadecylamine acetate, octylamine, caprylic acid, lauric acid amide and oleic acid amide. The lubricant is not limited to the above composition. The lubricant may be a powdered organic substance. The lubricant may be a liquid organic substance. An organic solvent in which a powdery lubricant is dissolved may be added to the alloy powder.
(成形工程)
成形工程では、上記の手順で得られた金属粉末(合金粉末)を、型内へ供給して、成形体を形成する。成形体の寸法、形状及び構造は限定されない。最終的に得られる希土類磁石の寸法、形状及び構造は、成形体の寸法、形状及び構造と概ね同じであってよい。型の寸法、形状及び構造は、成形体の寸法、形状及び構造に応じで変更されてよく、限定されない。成形工程は、乾式成型であってよい。成形工程は、金属粉末及び有機溶媒から成形体を形成する湿式成型であってもよい。
(Molding process)
In the molding step, the metal powder (alloy powder) obtained by the above procedure is fed into a mold to form a compact. The size, shape and structure of the compact are not limited. The dimensions, shape and structure of the finally obtained rare earth magnet may be substantially the same as the dimensions, shape and structure of the compact. The size, shape and structure of the mold may vary depending on the size, shape and structure of the compact and are not limited. The molding process may be dry molding. The molding step may be wet molding in which a compact is formed from metal powder and an organic solvent.
図1に示されるように、本実施形態において成形体10はアークセグメント型成形体(C字型成形体)である。つまり成形体10は柱体であり、成形体10の長手方向DLに垂直である成形体10の断面10cs(換言すれば、柱体の高さ方向に垂直である柱体の端面)は、円弧状の長辺LA及び円弧状の短辺SAを含み、長辺LA及び短辺SAは互いに略平行である。長辺LA及び短辺SAに略平行な方向は、円弧方向DA(湾曲方向)と表記される。長辺LAの長さがLLと表され、長辺LAの曲率半径がLRと表される場合、長辺LAの開き角θ1(単位:°)は、(360/2π)×(LL/LR)である。短辺SAの長さがSLと表され、短辺SAの曲率半径がSRと表される場合、短辺SAの開き角θ2(単位:°)は、(360/2π)×(SL/SR)である。長辺LAの開き角θ1は、短辺SAの開き角θ2と略等しくてよい。θ1及びθ2が互いに略等しい場合、θ1及びθ2其々は、成形体10の開き角θと表記される。円弧方向DAにおける成形体10の幅Wと長手方向DLにおける成形体10の幅h(柱状体の高さ)との大小関係は限定されない。長辺LAと短辺SAとの最短距離は、成形体10の厚みTと言い換えられてよい。
As shown in FIG. 1, the compact 10 in this embodiment is an arc segment type compact (C-shaped compact). That is, the molded
図2に示されるように、アークセグメント型の成形体10を形成するための型2は、下型8と、下型8の上に配置される筒状の側型6と、側型6に嵌合するパンチ(雄型)と、を含む。図2中では、パンチ(雄型)は省略されている。成形体10の形状及び寸法に対応する空間6aが、側型6を鉛直方向に貫通している。側型6は、型の側壁と言い換えてよい。下型8は板状であってよい。側型6の下部が、下型8の表面に形成された凸部に嵌合することにより、水平方向における側型6の位置が固定されてよい。成形工程では、側型6を下型8の上に載置して、側型6の下面側の開口部(穴)を下型8で塞ぐ。このような配置により、側型6及び下型8がダイを構成する。側型6及び下型8は、キャビティ(雌型)と言い換えられてよい。合金粉末を、側型6の上面側の開口部(穴)からダイ(空間6a)内へ導入する。パンチをダイへ挿入することにより、ダイ内の合金粉末がパンチの先端面で圧縮され、成形体10が形成される。成形体10の形成後、側型6の上面側の開口部は板状の上型4で塞がれる。後述される配向工程では、成形体10は、上型4、側型6及び下型8から構成される型2内に保持される。
As shown in FIG. 2, the
成形体の形状は、上述されたアークセグメントに限定されない。例えば、成形体の形状は、扇(annular sector)形の板、多角柱(立方体、直方体、又は矩形の板等)、円柱、その他の柱体、筒(リング)、又は球であってもよい。成形体の断面の形状は、扇形、多角形、弓形(円及び弦で囲まれた形)、円又は環であってもよい。型の形状及び構造は、上記の形状及び構造に限定されず、成形体の形状に応じて変更されてよい。 The shape of the compact is not limited to the arc segments described above. For example, the shape of the molded body may be an angular sector plate, a polygonal prism (a cube, a rectangular parallelepiped, or a rectangular plate, etc.), a cylinder, other columns, a cylinder (ring), or a sphere. . The cross-sectional shape of the molded body may be fan-shaped, polygonal, arcuate (a shape surrounded by circles and chords), circle or ring. The shape and structure of the mold are not limited to the shapes and structures described above, and may be changed according to the shape of the compact.
成形工程において、型2が合金粉末に及ぼす圧力は、0.049MPa以上20MPa以下(0.5kgf/cm2以上200kgf/cm2以下)に調整されてよい。圧力とは、例えば、パンチの先端面が合金粉末に及ぼす圧力であってよい。従来の高圧磁場プレス法よりも低圧で、合金粉末から成形体10を形成することにより、型2と成形体10との摩擦が抑制され易く、型2又は成形体10の破損(例えば成形体10の亀裂)が抑制され易い。圧力が高過ぎる場合、型2が撓んでしまい、目的のダイの容量を確保し難く、目的の成形体10の密度が得られ難い。圧力が高過ぎる場合、金型に比べて耐久性(機械的強度)に劣る樹脂製の型を成形工程に用いることが困難である。圧力が高過ぎる場合、スプリングバックに因り、成形体10に亀裂が形成され易く、希土類磁石に亀裂が残ってしまう。スプリングバックとは、合金粉末の加圧によって形成された成形体10が圧力の解除に伴って膨張する現象である。従来の高圧磁場プレス法では、高圧下で合金粉末の成形及び配向を同時に行う必要があった。一方、本実施形態では、成形及び配向を同時に行う必要がないので、成形工程後に配向工程を行うことができる。成形工程と配向工程とを分けることにより、従来よりも小型で安価な装置(例えば、プレス成形装置、及び磁場印加装置)を各工程に用いることができる。成形工程と配向工程とを分けることにより、配向工程において成形体10中の合金粉末を所望の方向に配向させることが容易である。成形工程及び配向工程を略同時に行ってもよい。
In the molding process, the pressure exerted by the
成形工程を経た成形体10(配向工程前の成形体10)の密度は、3.0g/cm3以上4.4g/cm3以下、好ましくは3.2g/cm3以上4.2g/cm3以下、より好ましくは3.4g/cm3以上4.0g/cm3以下に調整されていてよい。成形体10の密度は、例えば、成形工程において型2が成形体10に及ぼす圧力によって調整されてよい。成形体10の密度は、例えば、型2内に供給される合金粉末の質量によって調整されてもよい。配向工程前の成形体10の密度が上記の範囲である場合、最終的に得られる希土類磁石の表面の磁束密度が高まり易い。配向工程前の成形体10の密度が低いほど、成形体10を構成する合金粉末が自由に回転し易く、磁場に沿って配向し易い。その結果、希土類磁石の表面磁束密度が高まり易い。配向工程前の成形体10の密度が低過ぎる場合、成形体10の機械的強度が不十分であり、後工程における成形体10と型2との摩擦により、成形体10の表面に位置する合金粉末の配向度が乱れる。その結果、希土類磁石の表面磁束密度が低下し易い。また配向工程前の成形体10の密度が低過ぎる場合、成形体10の機械的強度が不十分であるため、希土類磁石に亀裂が生じ易い。配向工程前の成形体10の密度が高過ぎる場合、希土類磁石の変形は抑制され易いが、成形体10を構成する合金粉末が自由に回転し難く、磁場に沿って配向し難い。その結果、希土類磁石の表面磁束密度が低下し易い。
The density of the molded
(配向工程)
図3等に示されるように、配向工程では、パルス磁場を発生する第一コイルc1及び第二コイルc2が用いられる。配向工程では、型2が第一コイルc1及び第二コイルc2の間に配置され、型2内に保持された成形体10にパルス磁場が印加される。その結果、成形体10に含まれる合金粉末がパルス磁場に沿って配向される。
(Orientation process)
As shown in FIG. 3 and the like, the orientation step uses a first coil c1 and a second coil c2 that generate a pulse magnetic field. In the orientation step, the
第一コイルc1の内径は、2×r1と表される。第一コイルc1の外径は、2×R1と表される。第一コイルc1の中心軸線ax1は、第一コイルc1の内周に一致する円の中心を含み、且つ第一コイルc1の内周面に平行な直線と定義されてよい。第一コイルc1の中心軸線ax1は、第一コイルc1の外周に一致する円の中心を含み、且つ第一コイルc1の外周面に平行な直線と定義されてもよい。第一領域A1は、第一コイルc1及び第二コイルc2の間において、第一コイルc1の中心軸線ax1からの距離がr1よりも大きくR1よりも小さい領域と定義される。 The inner diameter of the first coil c1 is expressed as 2×r1. The outer diameter of the first coil c1 is expressed as 2×R1. The central axis ax1 of the first coil c1 may be defined as a straight line that includes the center of a circle that matches the inner circumference of the first coil c1 and that is parallel to the inner circumference of the first coil c1. The central axis ax1 of the first coil c1 may be defined as a straight line that includes the center of a circle that matches the outer circumference of the first coil c1 and that is parallel to the outer circumference of the first coil c1. The first area A1 is defined as an area where the distance from the central axis line ax1 of the first coil c1 is greater than r1 and less than R1 between the first coil c1 and the second coil c2.
第二コイルc2の内径は、2×r2と表される。第二コイルc2の外径は、2×R2と表される。第二コイルc2の中心軸線ax2は、第二コイルc2の内周に一致する円の中心を含み、且つ第二コイルc2の内周面に平行な直線と定義されてよい。第二コイルc2の中心軸線ax2は、第二コイルc2の外周に一致する円の中心を含み、且つ第二コイルc2の外周面に平行な直線と定義されてもよい。第二領域A2は、第一コイルc1及び第二コイルc2の間において、第二コイルc2の中心軸線ax2からの距離がr2よりも大きくR2よりも小さい領域と定義される。 The inner diameter of the second coil c2 is expressed as 2×r2. The outer diameter of the second coil c2 is expressed as 2×R2. The center axis ax2 of the second coil c2 may be defined as a straight line that includes the center of a circle that matches the inner circumference of the second coil c2 and that is parallel to the inner circumference of the second coil c2. The center axis ax2 of the second coil c2 may be defined as a straight line that includes the center of a circle that matches the outer circumference of the second coil c2 and that is parallel to the outer circumference of the second coil c2. The second area A2 is defined as an area where the distance from the central axis line ax2 of the second coil c2 is larger than r2 and smaller than R2 between the first coil c1 and the second coil c2.
第一コイルc1の中心軸線ax1及び第二コイルc2の中心軸線ax2のうち一方又は両方は、「中心軸線ax」と表記される。図3~13に示されるように、第一コイルc1の中心軸線ax1は、第二コイルc2の中心軸線ax2と略一致してよい。第一コイルc1の中心軸線ax1は、第二コイルc2の中心軸線ax2と一致しなくてもよい。例えば、第一コイルc1の中心軸線ax1は、第二コイルc2の中心軸線ax2と略平行であってよい。第一コイルc1の中心軸線ax1は、第二コイルc2の中心軸線ax2に対して傾いていてもよい。第一コイルc1の中心軸線ax1は、第二コイルc2の中心軸線ax2と交差してもよい。 One or both of the central axis ax1 of the first coil c1 and the central axis ax2 of the second coil c2 is denoted as "central axis ax". As shown in FIGS. 3 to 13, the central axis ax1 of the first coil c1 may substantially coincide with the central axis ax2 of the second coil c2. The central axis ax1 of the first coil c1 does not have to coincide with the central axis ax2 of the second coil c2. For example, the central axis ax1 of the first coil c1 may be substantially parallel to the central axis ax2 of the second coil c2. The central axis ax1 of the first coil c1 may be inclined with respect to the central axis ax2 of the second coil c2. The central axis ax1 of the first coil c1 may intersect the central axis ax2 of the second coil c2.
第一コイルc1と第二コイルc2は、同じコイルであってよい。第一コイルc1と第二コイルc2は、異なるコイルであってもよい。例えば、第一コイルc1の内径(2×r1)は、第二コイルc2の内径(2×r2)と等しくてよい。第一コイルc1の内径は、第二コイルc2の内径と異なってもよい。第一コイルc1の外径(2×R1)は、第二コイルc2の外径(2×R2)と等しくてよい。第一コイルc1の外径は、第二コイルc2の外径と異なってもよい。第一コイルc1の中心軸線ax1に平行な方向における第一コイルc1の幅t1は、第二コイルc2の中心軸線ax2に平行な方向における第二コイルc2の幅t2と等しくてよい。第一コイルc1の幅t1は、第二コイルc2の幅t2と異なってよい。 The first coil c1 and the second coil c2 may be the same coil. The first coil c1 and the second coil c2 may be different coils. For example, the inner diameter (2×r1) of the first coil c1 may be equal to the inner diameter (2×r2) of the second coil c2. The inner diameter of the first coil c1 may differ from the inner diameter of the second coil c2. The outer diameter (2×R1) of the first coil c1 may be equal to the outer diameter (2×R2) of the second coil c2. The outer diameter of the first coil c1 may differ from the outer diameter of the second coil c2. The width t1 of the first coil c1 in the direction parallel to the central axis ax1 of the first coil c1 may be equal to the width t2 of the second coil c2 in the direction parallel to the central axis ax2 of the second coil c2. The width t1 of the first coil c1 may differ from the width t2 of the second coil c2.
配向工程では、第一コイルc1において発生するパルス磁場と第二コイルc2において発生するパルス磁場が、成形体10に印加される。第一コイルc1において発生するパルス磁場は、「第一パルス磁場」と表記される。第二コイルc2において発生するパルス磁場は、「第二パルス磁場」と表記される。配向工程は、成形体中の合金粉末が、第一パルス磁場及び第二パルス磁場から合成されたパルス磁場に沿って配向する工程と言い換えられてよい。以下では、第一パルス磁場及び第二パルス磁場から合成される磁場は、「合成パルス磁場」と表記される。合成パルス磁場を成形体10に印加する回数は、1回又は複数回であってよい。 In the orientation step, a pulsed magnetic field generated in the first coil c1 and a pulsed magnetic field generated in the second coil c2 are applied to the compact 10. FIG. The pulsed magnetic field generated in the first coil c1 is denoted as "first pulsed magnetic field". The pulsed magnetic field generated in the second coil c2 is denoted as "second pulsed magnetic field". The orienting step can be rephrased as a step of orienting the alloy powder in the compact along a pulsed magnetic field synthesized from the first pulsed magnetic field and the second pulsed magnetic field. In the following, the magnetic field synthesized from the first pulsed magnetic field and the second pulsed magnetic field is referred to as the "synthetic pulsed magnetic field". The number of times the synthetic pulse magnetic field is applied to the compact 10 may be one or more times.
配向工程では、第一パルス磁場と第二パルス磁場が同時に発生する。第一パルス磁場の方向は、第二パルス磁場の方向と逆である。例えば、中心軸線ax上において、第一パルス磁場の方向は、第二パルス磁場の方向と逆である。換言すれば、第一コイルc1の内側における第一パルス磁場の方向は、第二コイルc2の内側における第二パルス磁場の方向と逆である。 In the orientation step, a first pulsed magnetic field and a second pulsed magnetic field are generated simultaneously. The direction of the first pulsed magnetic field is opposite to the direction of the second pulsed magnetic field. For example, on the central axis ax, the direction of the first pulse magnetic field is opposite to the direction of the second pulse magnetic field. In other words, the direction of the first pulsed magnetic field inside the first coil c1 is opposite to the direction of the second pulsed magnetic field inside the second coil c2.
例えば、第一コイルc1及び第二コイルc2其々が磁石とみなされる場合、第一コイルc1のN極と、第二コイルc2のN極とが向かい合っていてよい。第一コイルc1のN極と第二コイルc2のN極が向かい合っている場合、合成パルス磁場は「N極対向磁場」(N Pole Facing Magnetic field)と表記される。第一コイルc1のS極と、第二コイルc2のS極とが向かい合っていてもよい。第一コイルc1のS極と第二コイルc2のS極が向かい合っている場合、合成パルス磁場は「S極対向磁場」(S Pole Facing Magnetic field)と表記される。第一コイルc1における電流I1の方向、及び第二コイルc2における電流I2の方向に基づき、N極対向磁場又はS極対向磁場が自在に合成されてよい。 For example, when each of the first coil c1 and the second coil c2 is regarded as a magnet, the north pole of the first coil c1 and the north pole of the second coil c2 may face each other. When the N pole of the first coil c1 and the N pole of the second coil c2 face each other, the resultant pulsed magnetic field is denoted as "N Pole Facing Magnetic field". The S pole of the first coil c1 and the S pole of the second coil c2 may face each other. When the S pole of the first coil c1 and the S pole of the second coil c2 face each other, the synthesized pulsed magnetic field is denoted as "S Pole Facing Magnetic field". Based on the direction of the current I1 in the first coil c1 and the direction of the current I2 in the second coil c2, the north pole opposing magnetic field or the south pole opposing magnetic field may be freely synthesized.
第一コイルc1の寸法が第二コイルc2の寸法と略等しく、第一コイルc1の中心軸線ax1が第二コイルc2の中心軸線ax2と略一致し、中心軸線ax上において第一コイルc1のN極と第二コイルc2のN極とが向かい合い、第一パルス磁場の強度が第二パルス磁場の強度と略等しい場合、図4に示される合成パルス磁場(N極対向磁場)が合成される。図4中の曲線は、合成パルス磁場の磁力線である。任意の位置における合成パルス磁場の磁力線の接線は、任意の位置における合成パルス磁場の方向である。 The dimensions of the first coil c1 are substantially equal to the dimensions of the second coil c2, the central axis ax1 of the first coil c1 substantially coincides with the central axis ax2 of the second coil c2, and the N of the first coil c1 on the central axis ax When the pole faces the north pole of the second coil c2 and the intensity of the first pulse magnetic field is substantially equal to the intensity of the second pulse magnetic field, the synthesized pulse magnetic field (north pole facing magnetic field) shown in FIG. 4 is synthesized. The curves in FIG. 4 are magnetic field lines of the resultant pulsed magnetic field. The tangent to the magnetic field lines of the resultant pulsed magnetic field at any position is the direction of the resultant pulsed magnetic field at the arbitrary position.
第一コイルc1の寸法が第二コイルc2の寸法と略等しく、第一コイルc1の中心軸線ax1が第二コイルc2の中心軸線ax2と略一致し、中心軸線ax上において第一コイルc1のS極と、第二コイルc2のS極とが向かい合い、第一パルス磁場の強度が第二パルス磁場の強度と略等しい場合、S極対向磁場の磁力線は、図4中のN極対向磁場の磁力線と略同様に分布する。ただし、S極対向磁場の磁力線上の各点における磁場の方向は、N極対向磁場の磁力線上の各点における磁場の方向と逆である。 The dimensions of the first coil c1 are substantially equal to the dimensions of the second coil c2, the central axis ax1 of the first coil c1 substantially coincides with the central axis ax2 of the second coil c2, and the S When the pole faces the S pole of the second coil c2 and the intensity of the first pulse magnetic field is substantially equal to the intensity of the second pulse magnetic field, the magnetic force lines of the S pole facing magnetic field are the magnetic force lines of the N pole facing magnetic field in FIG. are distributed in the same manner as However, the direction of the magnetic field at each point on the magnetic force line of the S pole opposing magnetic field is opposite to the magnetic field direction at each point on the magnetic force line of the N pole opposing magnetic field.
配向工程では、成形体10の一部分又は全体が、第一領域A1及び第二領域A2のうち少なくともいずれかの領域内に配置される。第一領域A1及び第二領域A2のうち少なくともいずれかの領域は、「ラジアル磁場領域A」と表記される。図4に示されるように、ラジアル磁場領域Aにおける磁力線の分布は、先行技術の配向工程において成形体が配置される領域における磁力線の分布と異なる。先行技術の配向工程において成形体が配置される領域とは、第一コイルc1及び第二コイルc2の間において中心軸線axからの距離がr1以下又はr2以下である領域である。成形体10においてラジアル磁場領域A内に配置された部分では、成形体10を構成する合金粉末の磁化容易軸がラジアルに配向される。その結果、成形体10の焼結によって得られる希土類磁石の磁化方向はラジアルになる。更に、配向工程において中心軸線axと略平行な方向(例えば、成形体10の長手方向DL)に沿った成形体10の表面磁束密度の分布は略均一になる。その結果、同方向(長手方向DL)に沿った希土類磁石の表面磁束密度の分布も略均一になる。希土類磁石の磁化方向がラジアルになり易く、且つ長手方向DLに沿った希土類磁石の表面磁束密度の分布が略均一になり易いことから、成形体10の全体がラジアル磁場領域A内に配置されることが好ましい。同様の理由から、第一領域A1の一部分又は全体が、第二領域A2の一部分又は全体と重なり合うことが好ましく、成形体10の一部分又は全体が、第一領域A1及び第二領域A2が互いに重なり合う領域内に配置されることが好ましい。つまり、ラジアル磁場領域Aは、第一領域A1及び第二領域A2が互いに重なり合う領域であることが好ましい。例えば、図3~13に示されるラジアル磁場領域Aは、第一領域A1の全体が第二領域A2の全体と重なり合っている領域である。
In the orientation step, part or all of the molded
以下では、各図面に基づき、配向工程の詳細が説明される。図5~9、12及び13において、成形体(10a、10b、10c又は10d)と重なる磁力線Hの方向は、成形体内において磁力線Hと重なる位置にある各金属結晶粒(各合金粒子)の磁化容易軸の配向方向を示す。換言すれば、成形体と重なる磁力線Hの方向は、成形体内において磁力線Hと重なる位置にある各磁区の磁気モーメントの方向を示す。成形体と重なる磁力線Hの方向は、成形体の焼結によって得られる希土類磁石の磁化方向と略等しい。 The details of the orientation process are described below with reference to the respective drawings. In FIGS. 5 to 9, 12 and 13, the direction of the magnetic force line H overlapping the compact (10a, 10b, 10c or 10d) is the magnetization of each metal crystal grain (each alloy particle) at a position overlapping the magnetic force line H in the compact. The orientation direction of the easy axis is indicated. In other words, the direction of the magnetic lines of force H that overlap the compact indicates the direction of the magnetic moment of each magnetic domain that overlaps the magnetic lines of force H in the compact. The direction of the magnetic lines of force H overlapping the compact is substantially the same as the magnetization direction of the rare earth magnet obtained by sintering the compact.
図5及び図6は、N極対向磁場の磁力線Hを示している。図5は、中心軸線axに略平行であり、且つ中心軸線axを含む断面である。図6は、中心軸線axに略垂直な断面である。図6に示されるように、ラジアル磁場領域A内におけるN極対向磁場の磁力線Hは中心軸線axから放射状に拡がっている。図5に示される成形体10a及び成形体10b其々の断面は、中心軸線ax及び各成形体の長手方向DLに略平行であり、各成形体の円弧方向DAに略垂直である。図6に示される成形体10a及び成形体10b其々の断面は、中心軸線ax及び各成形体の長手方向DLに略垂直であり、各成形体の円弧方向DAに略平行である。
5 and 6 show magnetic lines of force H of the N pole facing magnetic field. FIG. 5 is a cross section substantially parallel to and including the central axis line ax. FIG. 6 is a cross section substantially perpendicular to the central axis line ax. As shown in FIG. 6, the magnetic force lines H of the N-pole opposing magnetic field in the radial magnetic field region A spread radially from the central axis line ax. The cross section of each molded
図5及び6に示されるように、成形体10aの全体及び成形体10aの全体が、ラジアル磁場領域A内に配置されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the entire molded
図6に示されるように、成形体10aの円弧状の短辺(成形体10aの凹面)、及び成形体10aの円弧状の長辺(成形体10aの凸面)其々は、第一コイルc1及び第二コイルc2其々の外周面及び内周面と略平行に配置されている。換言すれば、成形体10aの円弧状の短辺(凹面)、及び成形体10aの円弧状の長辺(凸面)其々の曲率は、コイルc1及びコイルc2其々の外周面及び内周面其々の曲率と略同じ値に調整されてよい。
成形体10aの円弧状の短辺(凹面)は、中心軸線axと向かい合っている。ラジアル磁場領域Aにおいて成形体10aに重なる放射状の磁力線Hは、成形体10aの短辺(凹面)から成形体10aの長辺(凸面)へ向かうので、成形体10a内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体10aの短辺(凹面)がS極になり、成形体10aの長辺(凸面)がN極になる。
中心軸線axに直交する断面内おいて中心軸線axを中心とする同心円上の合成パルス磁場の強度は略等しく、成形体10aの円弧状の短辺、及び成形体10aの円弧状の長辺其々は、コイルc1及びコイルc2其々の外周面及び内周面と略平行に配置されているので、成形体10aの円弧状の短辺に沿った成形体10aの表面磁束密度の分布は略均一になり、成形体10aの円弧状の長辺に沿った成形体10aの表面磁束密度の分布も略均一になる。つまり、図1に示される円弧方向DAに沿って成形体10の表面磁束密度は略均一になる。
図4及び図5に示されるように、ラジアル磁場領域A内において、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔は略均一である。また成形体10aの長手方向は、中心軸線axに略平行である。したがって、中心軸線axと略平行な方向に沿った成形体10aの表面磁束密度の分布は略均一になる。つまり、図1に示される長手方向DLに沿って成形体10の表面磁束密度が略均一になる。例えば、成形体10aの凸面(円弧上の長辺LAを含む表面)において長手方向DLに沿って測定される表面磁束密度の分布は略均一である。成形体10aの凹面(円弧上の短辺SAを含む表面)において長手方向DLに沿って測定される表面磁束密度の分布も略均一である。
As shown in FIG. 6, the arc-shaped short side of the molded
The arc-shaped short side (concave surface) of the molded
In a cross section perpendicular to the central axis ax, the intensity of the combined pulsed magnetic field on the concentric circle centered on the central axis ax is substantially equal, and the arc-shaped short side of the compact 10a and the arc-shaped long side of the compact 10a are substantially equal in intensity. are arranged substantially parallel to the outer and inner peripheral surfaces of the coil c1 and the coil c2, respectively, so that the distribution of the surface magnetic flux density of the molded
As shown in FIGS. 4 and 5, in the radial magnetic field region A, the intervals between the lines of magnetic force H in the direction substantially parallel to the central axis line ax are substantially uniform. The longitudinal direction of the molded
図6に示されるように、成形体10bの円弧状の長辺(凸面)は、中心軸線axと向かい合っている。ラジアル磁場領域Aにおいて成形体10bに重なる放射状の磁力線Hは、成形体10bの長辺(凸面)から成形体10bの短辺(凹面)へ向かうので、成形体10b内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体10bの長辺(凸面)がS極になり、成形体10bの短辺(凹面)がN極になる。
図4及び図5に示されるように、ラジアル磁場領域A内において、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔は略均一である。また成形体10bの長手方向は、中心軸線axに略平行である。したがって、中心軸線axと略平行な方向に沿った成形体10bの表面磁束密度の分布は略均一になる。
As shown in FIG. 6, the arc-shaped long side (convex surface) of the molded
As shown in FIGS. 4 and 5, in the radial magnetic field region A, the intervals between the lines of magnetic force H in the direction substantially parallel to the central axis line ax are substantially uniform. The longitudinal direction of the molded
図7及び図8は、S極対向磁場の磁力線Hを示している。図7は、中心軸線axに略平行であり、且つ中心軸線axを含む断面である。図8は、中心軸線axに略垂直な断面である。図8に示されるように、ラジアル磁場領域A内におけるS極対向磁場の磁力線Hは放射状であり、且つ中心軸線axに向かって集束している。図7に示される成形体10c及び成形体10d其々の断面は、中心軸線ax及び各成形体の長手方向DLに略平行であり、各成形体の円弧方向DAに略垂直である。図8に示される成形体10c及び成形体10d其々の断面は、中心軸線ax及び各成形体の長手方向DLに略垂直であり、各成形体の円弧方向DAに略平行である。
7 and 8 show magnetic lines of force H of the S pole opposing magnetic field. FIG. 7 is a cross section substantially parallel to and including the central axis line ax. FIG. 8 is a cross section substantially perpendicular to the central axis line ax. As shown in FIG. 8, the magnetic force lines H of the S pole opposing magnetic field in the radial magnetic field region A are radial and converge toward the central axis line ax. The cross section of each molded
図7及び8に示されるように、成形体10cの全体及び成形体10dの全体が、ラジアル磁場領域A内に配置されている。 As shown in FIGS. 7 and 8, the entire compact 10c and the entire compact 10d are placed within the radial magnetic field region A. As shown in FIGS.
図8に示されるように、成形体10cの円弧状の短辺(成形体10cの凹面)、及び成形体10cの円弧状の長辺(成形体10cの凸面)其々は、コイルc1及びコイルc2其々の外周面及び内周面と略平行に配置されている。換言すれば、成形体10cの円弧状の短辺(凹面)、及び成形体10cの円弧状の長辺(凸面)其々の曲率は、コイルc1及びコイルc2其々の外周面及び内周面其々の曲率と略同じ値に調整されてよい。
成形体10cの円弧状の短辺(凹面)は、中心軸線axと向かい合っている。ラジアル磁場領域Aにおいて成形体10cに重なる放射状の磁力線Hは、成形体10cの長辺(凸面)から成形体10cの短辺(凹面)へ向かうので、成形体10c内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体10cの長辺(凸面)がS極になり、成形体10cの短辺(凹面)がN極になる。
成形体10aと同様の理由から、成形体10cの円弧状の短辺に沿った成形体10cの表面磁束密度の分布は略均一になり、成形体10cの円弧状の長辺に沿った成形体10cの表面磁束密度の分布も略均一になる。
図4及び図7に示されるように、ラジアル磁場領域A内において、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔は略均一である。または成形体10cの長手方向は、中心軸線axに略平行である。したがって、中心軸線axと略平行な方向に沿った成形体10cの表面磁束密度は略均一になる。
As shown in FIG. 8, the arc-shaped short side of the molded
The arc-shaped short side (concave surface) of the molded
For the same reason as for the molded
As shown in FIGS. 4 and 7, in the radial magnetic field region A, the intervals between the lines of magnetic force H in the direction substantially parallel to the central axis line ax are substantially uniform. Alternatively, the longitudinal direction of the molded
図8に示されるように、成形体10dの円弧状の長辺(凸面)は、中心軸線axと向かい合っている。ラジアル磁場領域Aにおいて成形体10dに重なる放射状の磁力線Hは、成形体10dの短辺(凹面)から成形体10dの長辺(凸面)へ向かうので、成形体10d内の各金属結晶粒の磁化容易軸はラジアルに配向され、成形体10dの短辺(凹面)がS極になり、成形体10dの長辺(凸面)がN極になる。
図4及び図7に示されるように、ラジアル磁場領域A内において、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔は略均一である。または成形体10dの長手方向は、中心軸線axに略平行である。したがって、中心軸線axと略平行な方向に沿って成形体10dの表面磁束密度は略均一になる。
As shown in FIG. 8, the arc-shaped long side (convex surface) of the compact 10d faces the central axis line ax. Radial magnetic lines of force H superimposed on the compact 10d in the radial magnetic field region A go from the short side (concave surface) of the compact 10d to the long side (convex surface) of the compact 10d. The easy axis is radially oriented, the short side (concave surface) of the compact 10d is the south pole, and the long side (convex surface) of the compact 10d is the north pole.
As shown in FIGS. 4 and 7, in the radial magnetic field region A, the intervals between the lines of magnetic force H in the direction substantially parallel to the central axis line ax are substantially uniform. Alternatively, the longitudinal direction of the molded
上記の配向工程を経た成形体を焼結して得られる希土類磁石は、磁化方向が放射状である断面(ラジアル磁化面)を含み、且つラジアル磁化面に略垂直な方向に沿った希土類磁石の表面磁束密度の分布は略均一である。ラジアル磁化面とは、例えば、図6及び図8に示される成形体10a、10b、10c及び10d其々の断面である。上記の配向工程によれば、成形体の形状に関わらず、ラジアル磁化面を含み、且つラジアル磁化面に略垂直な方向に沿った表面磁束密度の分布が略均一である希土類磁石を製造することができる。
The rare earth magnet obtained by sintering the molded body that has undergone the above orientation step includes a cross section in which the magnetization direction is radial (radial magnetization plane), and the surface of the rare earth magnet along a direction substantially perpendicular to the radial magnetization plane The magnetic flux density distribution is substantially uniform. A radially magnetized surface is, for example, a cross section of each of the
図6及び図8に示されるように、ラジアル磁場領域A内における合成パルス磁場(磁力線H)の方向、合成パルス磁場(磁力線H)の方向に対する成形体10の向き、及びラジアル磁場領域A内における成形体10の位置の変更により、成形体10における所望の位置及び方向において合金粉末をラジアルに配向させることができる。 As shown in FIGS. 6 and 8, the direction of the composite pulse magnetic field (lines of magnetic force H) in the radial magnetic field region A, the orientation of the compact 10 with respect to the direction of the composite pulse magnetic field (lines of magnetic force H), and the direction in the radial magnetic field region A By changing the position of the compact 10, the alloy powder can be radially oriented in the compact 10 at desired locations and directions.
図4に示されるように、中心軸線axとラジアル磁場領域Aとの間の領域では、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔が不均一である。換言すれば、中心軸線axからの距離がr1以下又はr2以下である領域では、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔が不均一である。したがって、中心軸線axとラジアル磁場領域Aとの間の領域において合成パルス磁場が成形体10に印加される場合、中心軸線axと略平行な方向に沿って成形体10の表面磁束密度は不均一になり、ラジアル磁化面に略垂直な方向に沿って希土類磁石の表面磁束密度も不均一になる。 As shown in FIG. 4, in the region between the central axis ax and the radial magnetic field region A, the intervals between the magnetic lines of force H in the direction substantially parallel to the central axis ax are uneven. In other words, in the region where the distance from the central axis ax is r1 or less or r2 or less, the intervals between the magnetic lines of force H in the direction substantially parallel to the central axis ax are uneven. Therefore, when a synthetic pulse magnetic field is applied to the compact 10 in the region between the central axis ax and the radial magnetic field region A, the surface magnetic flux density of the compact 10 is non-uniform along the direction substantially parallel to the central axis ax. , and the surface magnetic flux density of the rare earth magnet also becomes non-uniform along the direction substantially perpendicular to the radial magnetization plane.
第一パルス磁場の方向と第二パルス磁場の方向とが同じである場合、中心軸線axからの距離がr1以下又はr2以下である領域では、均質なパルス磁場(方向及び強度が一様であるパルス磁場)が形成され、第一領域A1及び第二領域A2のいずれにおいても放射状の磁力線Hが生じ難い。その結果、成形体10中の合金粉末をラジアルに配向させることは困難であり、磁化方向がラジアルである希土類磁石を製造することは困難である。 When the direction of the first pulse magnetic field and the direction of the second pulse magnetic field are the same, a homogeneous pulse magnetic field (with uniform direction and intensity A pulsed magnetic field) is formed, and radial magnetic lines of force H are less likely to occur in either the first area A1 or the second area A2. As a result, it is difficult to orient the alloy powder in the compact 10 radially, and it is difficult to manufacture a rare earth magnet whose magnetization direction is radial.
仮に第一コイルc1及び第二コイルc2のうち一方のみを用いてパルス磁場が成形体10へ印加される場合、中心軸線axに略垂直な方向において放射状の磁力線Hは生じるが、中心軸線axに略平行な方向における磁力線Hの間隔は不均一である。したがって、中心軸線axと略平行な方向に沿って成形体10の表面磁束密度は不均一になり、ラジアル磁化面に略垂直な方向に沿って希土類磁石の表面磁束密度も不均一になる。
If a pulsed magnetic field is applied to the molded
成形体10の一部又は全体が配置されるラジアル磁場領域Aの容積は、第一コイルc1の内径及び外径、第二コイルc2の内径及び外径、並びに第一コイルc1と第二コイルc2との距離d等の寸法の変更により、自在に増加又は減少する。したがって、成形体の寸法及び形状に応じてラジアル磁場領域Aの容積を自在に調整することが可能であり、成形体の寸法及び形状に応じて成形体中の合金磁石の配向方向を自在に調整することができる。したがって、寸法、形状及び磁化方向において異なる多品種の希土類磁石を効率的に製造することができる。一方、先行技術のように、一対のコイルのうち少なともいずれかの内周面よりも内側の領域に成形体が配置される場合、成形体の寸法、形状及び向きが制限され、多品種の希土類磁石を効率的に製造することは困難である。 The volume of the radial magnetic field region A in which part or the whole of the compact 10 is arranged is the inner diameter and outer diameter of the first coil c1, the inner diameter and outer diameter of the second coil c2, and the first coil c1 and the second coil c2. It can be freely increased or decreased by changing the dimension such as the distance d. Therefore, it is possible to freely adjust the volume of the radial magnetic field region A according to the size and shape of the compact, and freely adjust the orientation direction of the alloy magnets in the compact according to the size and shape of the compact. can do. Therefore, it is possible to efficiently manufacture a wide variety of rare earth magnets having different sizes, shapes and magnetization directions. On the other hand, as in the prior art, when the molded body is arranged in a region inside the inner peripheral surface of at least one of the pair of coils, the dimension, shape and orientation of the molded body are restricted, and a wide variety of types of coils are available. Efficient production of rare earth magnets is difficult.
図4~8に示されるような合成パルス磁場における磁力線Hの分布は、コンピュータを用いたシミュレーションによって容易に再現される。第一コイルc1及び第二コイルc2其々の寸法、第一コイルc1及び第二コイルc2の相対的配置、第一コイルc1における電流I1、及び第二コイルc2における電流I2等の制御因子の変更により、合成パルス磁場における磁力線Hの分布が自在に制御されてよい。第一コイルc1及び第二コイルc2の相対的配置とは、例えば、第一コイルc1の中心軸線ax1と第二コイルc2の中心軸線ax2との距離、第一コイルc1の中心軸線ax1と第二コイルc2の中心軸線ax2とがなす角度、及び、第一コイルc1と第二コイルc2との距離d等であってよい。第一コイルc1の寸法が第二コイルc2の寸法と異なる場合であっても、上記の制御因子に基づき、図5~8に示されるような磁力線Hの分布をラジアル磁場領域A内で合成することは可能である。第一コイルc1の中心軸線ax1が第二コイルc2の中心軸線ax2と一致しない場合であっても、上記の制御因子に基づき、図5~8に示されるような磁力線Hの分布をラジアル磁場領域A内で合成することは可能である。 The distribution of the magnetic lines of force H in the synthesized pulse magnetic field as shown in FIGS. 4 to 8 can be easily reproduced by simulation using a computer. Changing control factors such as the dimensions of the first coil c1 and the second coil c2, the relative placement of the first coil c1 and the second coil c2, the current I1 in the first coil c1, and the current I2 in the second coil c2. , the distribution of the magnetic lines of force H in the synthesized pulse magnetic field may be freely controlled. The relative arrangement of the first coil c1 and the second coil c2 is, for example, the distance between the central axis ax1 of the first coil c1 and the central axis ax2 of the second coil c2, the distance between the central axis ax1 of the first coil c1 and the second coil c2. It may be the angle formed by the central axis ax2 of the coil c2, the distance d between the first coil c1 and the second coil c2, and the like. Even if the dimensions of the first coil c1 are different from the dimensions of the second coil c2, the distribution of the lines of magnetic force H as shown in FIGS. It is possible. Even if the central axis ax1 of the first coil c1 does not coincide with the central axis ax2 of the second coil c2, the distribution of the lines of magnetic force H as shown in FIGS. It is possible to synthesize within A.
配向工程では、複数の型が用いられてよく、其々の型内に成形体が保持されてよい。第一コイル及び第二コイルのうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の型が並べられた状態において、型内の全ての成形体へ一括してパルス磁場が印加されてよい。例えば図9に示されるように、複数の成形体10a其々の短辺及び長辺が、第一コイルc1及び第二コイルc2其々の外周面及び内周面と略平行になるように、複数の型2が配置されてよい。合成パルス磁場は、中心軸線axを回転軸とする回転対称性を有することができるので、各コイルの周方向に沿って並べられた複数の成形体10a中の合金粉末を同様に且つ同時に配向させることができる。その結果、希土類磁石の生産性が向上する。
A plurality of molds may be used in the orientation step, and the compact may be held within each mold. In a state in which a plurality of molds are arranged along at least one of the circumferential directions of the first coil and the second coil, the pulse magnetic field may be applied collectively to all the compacts in the mold. For example, as shown in FIG. 9, the short sides and long sides of each of the plurality of molded
図12に示されるように、ラジアル磁場領域A内において複数の型2が中心軸線axに沿って積み重ねられた状態において、型2内の全ての成形体10aへ一括してパルス磁場が印加されてもよい。その結果、希土類磁石の生産性が向上する。図12に示される成形体10aの断面は、中心軸線ax及び成形体10aの長手方向DLに略平行であり、成形体10aの円弧方向DAに略垂直である。
As shown in FIG. 12, in a state in which a plurality of
成形工程では、型2が第一型として用いられてよい。配向工程は、第一型(型2)内に保持された成形体10aに合成パルス磁場を印加して、成形体10aに含まれる合金粉末を配向させる第一配向工程と、第一配向工程を経た成形体10aに再び合成パルス磁場を印加して、成形体10aに含まれる合金粉末を配向させる第二配向工程と、を含んでよい。図13に示されるように、第二配向工程では、第一配向工程を経た複数の成形体10aが第一型から取り出され、一つの第二型2a内に保持されてよい。図13に示される成形体10aの断面は、中心軸線ax及び成形体10aの長手方向DLに略平行であり、成形体10aの円弧方向DAに略垂直である。第二型2a内の複数の成形体10aは中心軸線axに沿って積み重ねられてよく、第二型2a内で積み重ねられた全ての成形体10aへ一括して合成パルス磁場が印加されてよい。焼結工程では、積み重ねられた複数の成形体10aが焼結されてよい。仮に第二配向工程が実施されず、第一配向工程を経た複数の成形体10aが積み重ねられた状態で焼結される場合、複数の成形体10aが互いに焼結し難く、希土類磁石が高い機械的強度を有することが困難である。一方、第二配向工程が実施される場合、積み重ねられた複数の成形体10aが互いに焼結し易く、高い機械的強度を有する長尺の希土類磁石を製造することができる。第二配向工程の合成パルス磁場における磁力線Hの分布は、第一配向工程の合成パルス磁場における磁力線Hの分布と略同じであってよい。第二配向工程では、複数の第二型2aが用いられてよく、其々の第二型2a内に複数の成形体10aが保持されてよい。第一コイルc1及び第二コイルc2のうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の第二型2aが並べられた状態において、第二型2a内の全ての成形体10aへ一括してパルス磁場が印加されてよい。その結果、希土類磁石の生産性が向上する。
In the molding process, the
第一コイルc1及び第二コイルc2の一方又は両方は、空芯コイルであってよい。空芯コイルの耐電力は大きく、空芯コイルのインダクタンスは小さく、高周波電流において生じるコア損失(鉄損)は空芯コイルでは生じ難い。したがって、第一コイルc1及び第二コイルc2の一方又は両方が空芯コイルである場合、合成パルス磁場の電源として高周波電源を用い易い。合成パルス磁場の高い強度を、空芯コイルを用いずに達成するためには、大型の磁場配向装置が必要であり、希土類磁石の製造コストが過大になる。ただし、磁心(鉄芯)及び着磁ヨークのうち少なくともいずれかの強磁性体が、第一コイルc1及び第二コイルc2のうち少なくともいずれかの内部又は端部に配置されてもよい。強磁性体が、第一コイルc1及び第二コイルc2の間に配置されていてもよい。ただし、成形体以外の強磁性体が第一コイルc1及び第二コイルc2の近傍に存在する場合、合成パルス磁場の磁力線Hの分布が乱れたり、合成パルス磁場の強度が低下したりする可能性がある。 One or both of the first coil c1 and the second coil c2 may be air-core coils. The air-core coil has a high withstand power, a small inductance, and a core loss (iron loss) caused by a high-frequency current is difficult to occur in the air-core coil. Therefore, when one or both of the first coil c1 and the second coil c2 are air-core coils, it is easy to use a high-frequency power source as the power source for the synthetic pulse magnetic field. In order to achieve a high intensity of the synthesized pulsed magnetic field without using an air-core coil, a large-sized magnetic field orienting device is required, which increases the production cost of rare earth magnets. However, the ferromagnetic material of at least one of the magnetic core (iron core) and the magnetizing yoke may be arranged inside or at the end of at least one of the first coil c1 and the second coil c2. A ferromagnetic material may be arranged between the first coil c1 and the second coil c2. However, if a ferromagnetic material other than the compact exists in the vicinity of the first coil c1 and the second coil c2, the distribution of the magnetic lines of force H of the composite pulse magnetic field may be disturbed or the strength of the composite pulse magnetic field may decrease. There is
第一パルス磁場の強度は、第一コイルc1の内径(2×r1)及び第一コイルc1における電流I1のうち少なくともいずれかの制御因子に基づき制御されてよい。r1の減少に伴い、第一パルス磁場の強度が増加し、電流I1の増加に伴い、第一パルス磁場の強度が増加する。
第二パルス磁場の強度は、第二コイルc2の内径(2×r2)及び第二コイルc2における電流I2のうち少なくともいずれかの制御因子に基づき制御されてよい。r2の減少に伴い、第二パルス磁場の強度が増加し、電流I2の増加に伴い、第二パルス磁場の強度が増加する。
第一パルス磁場の強度は、第二パルス磁場の強度と同じであってよい。第一パルス磁場の強度が第二パルス磁場の強度と同じである場合、合成パルス磁場の磁力線は、図4に示されるような対称性を有し易い。第一パルス磁場の強度は、第二パルス磁場の強度と異なっていてもよい。
The intensity of the first pulse magnetic field may be controlled based on at least one of the inner diameter (2×r1) of the first coil c1 and the current I1 in the first coil c1. As r1 decreases, the intensity of the first pulse magnetic field increases, and as the current I1 increases, the intensity of the first pulse magnetic field increases.
The intensity of the second pulse magnetic field may be controlled based on at least one of the inner diameter (2×r2) of the second coil c2 and the current I2 in the second coil c2. As r2 decreases, the intensity of the second pulse magnetic field increases, and as the current I2 increases, the intensity of the second pulse magnetic field increases.
The intensity of the first pulsed magnetic field may be the same as the intensity of the second pulsed magnetic field. When the intensity of the first pulsed magnetic field is the same as the intensity of the second pulsed magnetic field, the magnetic field lines of the resultant pulsed magnetic field are likely to have symmetry as shown in FIG. The intensity of the first pulsed magnetic field may be different than the intensity of the second pulsed magnetic field.
合成パルス磁場は、交番磁場(alternating magnetic field)であってよい。つまり合成パルス磁場は、時間の経過に伴って強度及び方向の変化を繰り返す磁場であってよく、上述のN極対向磁場とS極対向磁場とが交互に発生してよい。合成パルス磁場は、減衰する交番磁場であってよい。換言すると、合成パルス磁場は、時間の経過に伴って反転を繰り返しながら減衰してよい。成形体10に最初に印加される合成パルス磁場のパルス波(第一パルス波PW1)の最大強度(振幅)は、第一パルス波PW1に続いて成形体10に印加される合成パルス磁場のパルス波(第二パルス波PW2)の最大強度よりも大きくてよい。第二パルス波PW2の方向は、第一パルス波PW1の方向と逆であってよい。第一パルス波PW1の印加により、成形体10を構成する合金粉末を配向させ、第二パルス波PW2の印加により、成形体10が脱磁(degauss)されてよい。交番磁場の発生方法は、交流方式又は直流反転方式であってよい。 The resultant pulsed magnetic field may be an alternating magnetic field. That is, the synthetic pulse magnetic field may be a magnetic field that repeats changes in strength and direction with the passage of time, and the above-described N pole opposing magnetic field and S pole opposing magnetic field may be generated alternately. The resultant pulsed magnetic field may be a decaying alternating magnetic field. In other words, the resultant pulsed magnetic field may decay over time while repeatedly reversing. The maximum intensity (amplitude) of the pulse wave (first pulse wave PW1) of the composite pulse magnetic field first applied to the compact 10 is the pulse of the composite pulse magnetic field applied to the compact 10 following the first pulse wave PW1. It may be greater than the maximum intensity of the wave (second pulse wave PW2). The direction of the second pulse wave PW2 may be opposite to the direction of the first pulse wave PW1. The application of the first pulse wave PW1 may orient the alloy powder forming the compact 10, and the application of the second pulse wave PW2 may demagnetize the compact 10. FIG. A method of generating an alternating magnetic field may be an AC method or a DC inversion method.
ラジアル磁場領域Aにおける合成パルス磁場の強度は、例えば、796kA/m以上7958kA/m以下(10kOe以上100kOe以下)、又は2387kA/m以上4775kA/m以下(30kOe以上60kOe以下)であってよい。合成パルス磁場の強度が796kA/m以上である場合、合金粉末の配向度が十分に向上し易い。合金粉末の配向度が高いほど、得られる希土類磁石の表面の磁束密度が高まり易い。合成パルス磁場の強度が7958kA/mを超える場合、合成パルス磁場の強度が増加しても合金粉末の配向度が向上し難くなる。また、合成パルス磁場の強度が7958kA/mを超える場合、大型の磁場発生装置が必要になり、配向工程に係る費用が増加する。ラジアル磁場領域Aにおける合成パルス磁場の強度は、必ずしも上記の範囲に限定されない。 The intensity of the composite pulse magnetic field in the radial magnetic field region A may be, for example, 796 kA/m or more and 7958 kA/m or less (10 kOe or more and 100 kOe or less), or 2387 kA/m or more and 4775 kA/m or less (30 kOe or more and 60 kOe or less). When the intensity of the composite pulse magnetic field is 796 kA/m or more, the degree of orientation of the alloy powder tends to be sufficiently improved. The higher the degree of orientation of the alloy powder, the higher the magnetic flux density on the surface of the obtained rare earth magnet. When the strength of the composite pulse magnetic field exceeds 7958 kA/m, it becomes difficult to improve the degree of orientation of the alloy powder even if the strength of the composite pulse magnetic field is increased. Also, if the strength of the composite pulse magnetic field exceeds 7958 kA/m, a large magnetic field generator is required, increasing the cost of the orientation process. The strength of the composite pulse magnetic field in the radial magnetic field region A is not necessarily limited to the above range.
合成パルス磁場の持続時間は、例えば、10μ秒以上0.5秒以下であってよい。合成パルス磁場の持続時間とは、成形体10への合成パルス磁場の印加を開始した時点から印加を終了するまでの時間である。合成パルス磁場の持続時間が10μ秒以上である場合、合金粉末の配向度が十分に高まり易い。合成パルス磁場の持続時間が長い程、合成パルス磁場を発生させる第一コイルc1及び第二コイルc2における発熱量が大きくなり、電力が浪費される傾向がある。合成パルス磁場として最初に成形体10へ印加される第一パルス波PW1の半周期は、例えば、0.01ミリ秒以上100ミリ秒以下、好ましくは1ミリ秒以上30ミリ秒以下であってよい。第一パルス波PW1の半周期が上記の範囲内である場合、個々の合金粉末の回転が合成パルス磁場の印加に追随し易く、合金粉末が配向し易い。その結果、最終的に得られる希土類磁石の磁気特性(例えば表面の磁束密度)が向上し易い。流動性の高い合金粉末及び流動性の低い合金粉末のいずれを用いた場合であっても、第一パルス波PW1の半周期が短いほど、合金粉末の配向度が向上して、希土類磁石の表面の磁束密度が高まる傾向がある。
The duration of the composite pulsed magnetic field may be, for example, 10 μs or more and 0.5 seconds or less. The duration of the synthetic pulsed magnetic field is the time from the start of application of the synthetic pulsed magnetic field to the compact 10 to the end of the application. When the duration of the synthetic pulse magnetic field is 10 μs or more, the degree of orientation of the alloy powder tends to be sufficiently increased. The longer the duration of the composite pulse magnetic field, the greater the amount of heat generated in the first coil c1 and the second coil c2 that generate the composite pulse magnetic field, which tends to waste power. The half period of the first pulse wave PW1 that is first applied to the molded
合成パルス磁場は、従来の高圧磁場プレス法で多用された静磁場に比べて、高い磁場強度を有しており、短時間で成形体10へ印加される。したがって、合成パルス磁場を用いた配向工程により、静磁場を用いる場合に比べて、短時間で配向度の高い成形体10が得られ、結果的に表面の磁束密度が高い希土類磁石が製造される。ただし、仮に電気伝導体(例えば金属)から構成される型内に保持された成形体10に合成パルス磁場が印加されると、静磁場が印加される場合に比べて、型に作用する磁場の強度が短時間で急激に変化するため、電磁誘導によって渦電流が型に流れ易く、逆磁場が生じ易い。
The synthetic pulse magnetic field has a higher magnetic field strength than the static magnetic field frequently used in the conventional high-pressure magnetic field pressing method, and is applied to the compact 10 in a short period of time. Therefore, by the orientation process using the synthetic pulse magnetic field, the molded
合成パルス磁場の印加に伴う衝撃によって、型2が動くことがある。型2が動くことにより、成形体10中の合金粉末の配向方向が乱れる。また型2が動くことにより、型2に隙間が生じて、合金粉末が隙間から漏れる。したがって、型2の動きを抑制するために、ラジアル磁場領域A内に配置される型2が固定部材で固定されてよい。つまり配向工程では、第一コイルc1、第二コイルc2、及び型2が、固定部材によって固定されてよい。
The
例えば、図10及び11に示されるように、固定部材30は、第一固定板32、保持具34、第二固定板36及び4つの連結部材38を含む。第一固定板32、保持具34、第二固定板36其々は、正方形又は長方形であってよい。4つの連結部材38其々は、第一固定板32、保持具34、及び第二固定板36其々の四隅に形成された連結穴を貫通する。図11に示されるように、保持具34は、凹部が形成された第一部材34aと、板状の第二部材34bと、第三部材34c(ボルト又はねじ等)と、を含む。成形体10を内包する型2は、第一部材34aの凹部に嵌合する。型2を第一部材34aと第二部材34bで挟み、第三部材34cにより第二部材34bを第一部材34aに固定することより、型2が保持具34に固定される。第一固定板32、第一コイルc1、保持具34、第二コイルc2、及び第二固定板36は、この順に重ねられる。第一固定板32、保持具34及び第二固定板36を連結部材38によって互いに固定することにより、第一コイルc1、第二コイルc2、及び型2其々が固定される。固定部材30の形状及び構造は、限定されない。
For example, as shown in FIGS. 10 and 11, the
合成パルス磁場の磁力線Hの分布が乱れ難く、成形体10中の合金粉末をラジアルに配向させ易いことから、固定部材30の一部分又は全体は非磁性体であってよい。非磁性体は、常磁性体及び強磁性体のいずれでもない物質と言い換えられてよい。例えば、非磁性体は、樹脂、ステンレス鋼、アルミニウム、モリブデン、タングステン、炭素質材料、及びセラミックスからなる群より選ばれる少なくとも一種の物質であってよい。例えば、固定部材30の一部分又は全体を構成する非磁性体は、樹脂であってよい。ただし、固定部材30の一部分又は全体は、磁性体(Fe,Co及びNiからなる群より選ばれる少なくとも一種の金属等)であってもよい。例えば、保持具34の全体が樹脂からなっていてよく、第一固定板32及び第二固定板36其々が鉄からなっていてもよい。
A part or the whole of the fixing
型2の一部又は全部は、上述された非磁性体であってよい。型2の一部又は全部が非磁性体から形成されている場合、合成パルス磁場の磁力線Hの分布が乱れ難く、成形体10中の合金粉末をラジアルに配向させ易い。型2の一部又は全部が非磁性体から形成されている場合、配向工程において型2自体の磁性に起因する型2の振動が抑制され易く、型2内に保持された成形体10の破損が抑制され易い。例えば、型2の一部又は全部を構成する非磁性体は、樹脂であってよい。下型8、側型6、及び上型4の全てが非磁性体であってよい。下型8、側型6、及び上型4のうち、側型6のみが非磁性体であってよい。下型8、側型6、及び上型4のうち、下型8のみが非磁性体であってよい。下型8、側型6、及び上型4のうち、上型4のみが非磁性体であってよい。下型8、側型6、及び上型4のうち、側型6及び上型4が非磁性体であってよく、下型8は非磁性体以外の物質であってよい。下型8、側型6、及び上型4のうち、下型8及び側型6が非磁性であってよく、上型4は非磁性体以外の物質であってよい。下型8、側型6、及び上型4のうち、下型8及び上型4が非磁性体であってよく、側型6は非磁性体以外の物質であってよい。型2の一部又は全部は、上述された磁性体であってもよい。
Part or all of
型2の一部又は全部は、樹脂であってよい。型2の一部又は全部が、樹脂から形成されている場合、型2内に配置された成形体10に合成パルス磁場を印加する際に、型2において渦電流が流れ難く、逆磁場も発生し難い。逆磁場を抑制することにより、合金粉末の配向方向が逆磁場によって乱されることが抑制される。その結果、磁化方向が放射状である断面(ラジアル磁化面)を含み、且つラジアル磁化面に略垂直な方向に沿った表面磁束密度の分布が略均一である希土類磁石を容易に製造することができる。また逆磁場を抑制することにより、成形体10を構成する合金粉末が逆磁場によって型2の表面に引き寄せられる現象が抑制される。その結果、成形体10の密度が均一になり易く、焼結工程において焼結体(希土類磁石)に亀裂が発生し難くなる。さらに型2の一部又は全部が樹脂から形成されているため、配向工程において、渦電流損に起因する型2の温度上昇が抑制され、型2自体に瞬間的に衝撃(磁力)が作用し難い。その結果、型2が消耗し難くなる。上記の通り、本発明の効果を得易いことから、樹脂から形成された型2が金型よりも好ましいが、金型を用いる場合であっても本発明の効果を得ることは可能である。
Part or all of the
仮に金型内に保持された成形体10に合成パルス磁場を印加する場合、金型を構成する金属(例えば鉄)の飽和磁束密度が限られているため、金型内の成形体10に実効的に作用する磁場の強度は、金型外の合成パルス磁場の強度よりも低い。しかし、型2が樹脂から形成されている場合、強い合成パルス磁場が型2によって遮蔽されることなく型2内の成形体10へ印加され易い。
If a synthetic pulse magnetic field is applied to the compact 10 held in the mold, the saturation magnetic flux density of the metal (for example, iron) that makes up the mold is limited. The strength of the magnetic field acting effectively is lower than the strength of the resultant pulsed magnetic field outside the mold. However, when the
固定部材30及び型2のうち少なくとも一方に含まれる樹脂は絶縁性樹脂であってよい。絶縁性樹脂から構成される固定部材30及び型2を用いることにより、配向工程において、渦電流及び逆磁場が抑制され易く、固定部材30及び型2に瞬間的に衝撃が作用し難い。同様の理由から、固定部材30及び型2のうち少なくとも一方に含まれる樹脂の抵抗率は、例えば、1Ω・m以上1×1020Ω・m以下、好ましくは1×109Ω・m以上1×1016Ω・m以下であってよい。
The resin contained in at least one of the fixing
固定部材30及び型2のうち少なくとも一方に含まれる樹脂は、例えば、アクリル樹脂、ポリエチレン(高密度ポリエチレンなど)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチルセルロース、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリスチレン、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体、スチレン・ブタジエン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、アタクチック・ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、メタクリル酸共重合体、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルイミド、ポリアセタール、変性ポリフェニレンオキサイド、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミド(ポリアミド6、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド6.66)、ポリイミド、ポリアリレート、ポリビニルアルコール、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、液晶ポリマー、パラフィンワックス及びシリコン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種の樹脂であってよい。金属及び黒鉛よりも抵抗率が高い導電性プラスチックから構成される型2を用いてもよい。その結果、型2の帯電が抑制され、型2の帯電に起因する合金粉末の型2への付着が抑制される。
The resin contained in at least one of the fixing
型2において渦電流が流れる部分と成形体10との接触面積が広い程、渦電流に起因する焼結体の亀裂、及び磁気特性の劣化が起き易い。本実施形態では、下型8、側型6、及び上型4のうち、側型6と成形体10との接触面積が、下型8及び上型4其々と成形体10との接触面積よりも広い。したがって、下型8、側型6、及び上型4のうち、少なくとも側型6が樹脂から形成されていてよい。成形体10と接触する面積が広い側型6を樹脂から形成することにより、側型6における渦電流及び逆磁場の発生が効果的に抑制され、合金粉末の配向方向が逆磁場によって乱され難い。
The larger the contact area between the molded
型2のうち、樹脂から形成される部分の位置は限定されない。型2の寸法及び形状、又は合成パルス磁場の方向に応じて、型2のうち渦電流を抑制する必要がある部分を樹脂から形成すればよい。例えば、型2のうち、合金粉末を配向させる合成パルス磁場の方向に対して周回する回路を形成する部分において、渦電流及び逆磁場が生じ易い。したがって、型2のうち、合金粉末を配向させる合成パルス磁場の方向に対して、周回する回路を形成する部分である側型6が樹脂から形成される場合、渦電流及び逆磁場が抑制され易い。
The position of the portion of the
型2の一部が樹脂から形成されている場合、型2のうち樹脂以外の部分は、例えば、鉄、ケイ素鋼、ステンレス、パーマロイ、アルミニウム、モリブデン、タングステン、炭素質材料、セラミックス、及びシリコン樹脂からなる群より選ばれる少なくとも一種から形成されていてよい。型2のうち樹脂以外の部分は、合金(例えば、アルミニウム合金)から形成されていてもよい。
When part of the
仮に、下型8、側型6、及びパンチの全てが金属から形成されている場合、成形工程において側型6とパンチとの摩擦により、金属屑が側型6又はパンチの表面から脱離して、成形体10に混入する場合がある。成形体10に混入した金属屑(例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金)は、最終的に得られる希土類磁石の磁気特性を損なう場合がある。対照的に、型2の一部又は全部が樹脂から形成されている場合、型2が金属のみから構成されている場合に比べて、型2の摩耗屑(樹脂)が希土類磁石の磁気特性に及ぼす影響が抑制される。例えば、成形工程において摩擦し合う側型6及びパンチのうち、一方(例えば、側型6)が樹脂であり、他方(例えば、パンチ)が金属である場合、側型6とパンチとの摩擦により、金属屑の代わりに、金属よりも硬度が低い樹脂屑が生じ易い。樹脂屑は、金属屑に比べて、希土類磁石の磁気特性を損ない難い。例えば、側型6のみが樹脂から形成され、下型8、パンチ及び上型4が、金属(例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金)から形成されていてよい。
If the
焼結過程におけるネオジム磁石の収縮率には異方性があるため、収縮後のネオジム磁石(焼結体)の形状(特に複雑な形状)を精密に予測することは困難である。したがって、ネットシェイプのためには、型2の寸法及び形状を調整するための試行錯誤が必要であり、型2の材料としては、切削し易い樹脂が適している。つまり、多様な用途に応じた多品種の希土類磁石を効率的に製造するためには、樹脂から形成された型2が適している。従来の金型は、加工し難く、高価であるため、多様な用途に応じた多品種の希土類磁石の製造に適していない。
Since the shrinkage rate of a neodymium magnet during the sintering process is anisotropic, it is difficult to accurately predict the shape (especially complicated shape) of the neodymium magnet (sintered compact) after shrinkage. Therefore, for the net shape, trial and error is required to adjust the dimensions and shape of the
同一の型2を用いた成形工程及び配向工程を繰り返す場合、成形及び配向の度に型2内を清掃してよい。例えば、型2内に残った余分な合金粉末を磁場で吸引することによって、型2内を清掃してよい。成形及び配向の度に型2内を清掃することにより、型2内で成形される合金粉末の秤量の精度が向上し、得られる成形体10の密度及び寸法のばらつきが抑制される。その結果、最終的に得られる希土類磁石の密度、寸法及び磁気特性のばらつきが抑制される。仮に、型2が強磁性を有する金属(例えば鉄)から形成されている場合、型2内を清掃する際に、型2自体が磁場によって吸引されるので、型2を清掃し難い。しかし、型2が、強磁性を有しない樹脂から形成されている場合、型2自体が磁場によって吸引されないので、型2内を清掃し易い。仮に、型2が強磁性を有する金属(例えば鉄)から形成されている場合、配向工程において型2自体が着磁して、合金粉末が型2に付着してしまうため、合金粉末の配向方向が乱れたり、成形体10の機械的強度が損なわれたりする。しかし、樹脂から構成される型2を用いることにより、型2自体の着磁が抑制される。
When repeating the molding process and the orientation process using the
合金粉末を型2内へ供給しながら、型2内で成形される合金粉末の質量を、型2の質量と合わせて、測定してもよい。型2内で成形される合金粉末の質量と、型2の質量と、を同時に測定する場合、型2の質量が重い程、秤の精度が低下して、合金粉末自体の質量の測定の精度も低下する。しかし、従来の金属よりも軽い樹脂から構成される型2を用いることにより、合金粉末の質量を型2自体の質量と共に高い精度で測定することができる。
While supplying the alloy powder into the
型2内の合金粉末を加圧しながら、合金粉末を合成パルス磁場で配向させてもよい。つまり、配向工程においても、型2内の成形体10を圧縮してよい。型2が成形体10に及ぼす圧力は、上記の理由により、0.049MPa以上20MPa以下に調整してよい。
The alloy powder may be oriented with a synthetic pulsed magnetic field while the alloy powder in the
成形工程及び配向工程を経た成形体10の密度は、3.0g/cm3以上4.4g/cm3以下、好ましくは3.2g/cm3以上4.2g/cm3以下、より好ましくは3.4g/cm3以上4.0g/cm3以下に調整されていてよい。成形体10の密度は、例えば、型2が成形体10に及ぼす圧力によって調整されてよい。成形体10の密度は、例えば、型2内に供給される合金粉末の質量によって調整されてもよい。
The density of the molded
焼結工程又は下記の加熱工程の前に、型2の一部又は全体が、成形体10から分離されてよい。
Part or all of the
(加熱工程)
分離工程に続く加熱工程において、成形体が焼結温度よりも低い温度で加熱されてよい。例えば加熱工程では、成形体10を加熱して、成形体10の温度を200℃以上450℃以下に調整してよい。例えば加熱工程では、赤外線を成形体10へ照射することにより、成形体10が加熱されてよい。成形工程では、合金粉末にかかる圧力が、従来の高圧磁場プレス法よりも低いため、合金粉末が押し固まり難く、得られる成形体10が崩れ易い。しかし、加熱工程によって、成形体10の機械的強度が増加し、製造過程における成形体10の破損が抑制される。ただし加熱工程は必須ではない。
(Heating process)
In the heating step following the separation step, the compact may be heated at a temperature lower than the sintering temperature. For example, in the heating step, the molded
成形体10の温度を200℃以上450℃以下に調整することにより、成形体10の保形性が向上するメカニズムは明らかではない。例えば、合金粉末に添加されている有機物(例えば、潤滑剤)が、200℃以上での加熱により分解して炭素になり、合金粉末(合金粒子)同士が炭素を介して結着される可能性がある。その結果、成形体10の保形性が向上する可能性がある。仮に加熱工程において成形体10の温度が450℃を超えた場合、合金粉末を構成する金属の炭化物が生成したり、合金粉末(合金粒子)同士が直接焼結したりする可能性がある。一方、成形体10の温度が200℃以上450℃以下に調整される場合、金属の炭化物は必ずしも生成せず、合金粒子同士は必ずしも直接焼結しない。
The mechanism by which the shape retention of the molded
(焼結工程)
焼結工程では、配向工程を経た成形体10を加熱して焼結させる。配向工程後、上記の加熱工程を経ることなく、焼結工程が実施されてよい。配向工程後、上記の加熱工程を経て、焼結工程が実施されてもよい。
(Sintering process)
In the sintering step, the compact 10 that has undergone the orientation step is heated and sintered. After the orientation step, the sintering step may be performed without the above heating step. After the orientation step, the sintering step may be performed through the heating step described above.
以下の理由により、焼結工程では、型2の一部又は全部から分離された成形体10が加熱されてよい。好ましくは、焼結工程では、型2から完全に分離された成形体10が加熱されてよい。ただし、焼結工程では、型2と共に成形体10が加熱されてもよい。
In the sintering step, the molded
仮に、焼結工程において、成形体10を樹脂製の型2から分離せず、成形体10及び型2を共に加熱した場合、型2を構成する樹脂が分解して、樹脂に由来する炭素成分が成形体10に混入してしまう。焼結工程の過程で樹脂から構成される型が焼失したとしても、焼失に伴って生成した炭素成分が成形体10中に混入することを十分に抑制することは困難である。その結果、焼結体(希土類磁石)中に炭素成分が残存し、炭素成分が希土類磁石の磁気特性(例えば、保磁力)を損なう。一方、型2から分離された成形体10を加熱する場合、樹脂に由来する炭素成分が成形体10に混入し難く、希土類磁石の磁気特性(例えば、保磁力)が炭素成分によって損なわれ難い。
If, in the sintering step, the molded
仮に、焼結工程において、成形体10と型2の一部又は全部とを一括して加熱した場合、成形体10と型2との間の熱膨張率の差に起因して、成形体10に応力が作用し易く、成形体10が変形したり、破損したりすることがある。さらに、焼結工程において、成形体10と型2の全部とを一括して加熱した場合、加熱対象全体の体積及び熱容量が大きい。その結果、一括して加熱される成形体10の数量が制限され、焼結工程に要する時間が長くなり、エネルギーが浪費され、希土類磁石の生産性が低下する。一方、型2から分離された成形体10を加熱する場合、成形体10と型2の全部とを一括して加熱した場合に比べて、加熱対象全体の体積及び熱容量が小さい。その結果、多数の成形体10を一括して昇温させ易く、焼結工程に要する時間及びエネルギーが抑制され易く、希土類磁石の生産性が向上する。
If the molded
焼結温度は、例えば900℃以上1200℃以下であればよい。焼結時間は、例えば0.1時間以上100時間以下であればよい。焼結工程が繰り返されてもよい。焼結工程では、不活性ガス又は真空中で成形体10が加熱されてよい。不活性ガスは、アルゴン等の希ガスであってよい。 The sintering temperature may be, for example, 900° C. or higher and 1200° C. or lower. The sintering time may be, for example, 0.1 hours or more and 100 hours or less. The sintering process may be repeated. In the sintering step, the compact 10 may be heated in inert gas or vacuum. The inert gas may be a noble gas such as argon.
焼結体の時効処理が実施されてよい。時効処理は不活性ガス又は真空中で実施されてよい。時効処理は、温度の異なる多段階の熱処理から構成されてもよい。 Aging treatment of the sintered body may be performed. Aging may be performed in inert gas or vacuum. The aging treatment may consist of multistage heat treatments at different temperatures.
焼結体は切削又は研磨されてよい。焼結体の表面に保護層が形成されてもよい。保護層は、例えば、樹脂層、又は無機物層(例えば、金属層若しくは酸化物層)であってよい。保護層の形成方法は、例えば、めっき法、塗布法、蒸着重合法、気相法、又は化成処理法であってよい。 The sintered body may be cut or ground. A protective layer may be formed on the surface of the sintered body. The protective layer may be, for example, a resin layer or an inorganic layer (eg, metal layer or oxide layer). A method for forming the protective layer may be, for example, a plating method, a coating method, a vapor deposition polymerization method, a vapor phase method, or a chemical conversion treatment method.
(着磁工程)
着磁工程では、ラジアル磁場領域内で焼結体が着磁される。着磁工程では、配向工程に用いた第一コイルc1及び第二コイルc2により発生させた合成パルス磁場が焼結体に印加されてよい。着磁工程において焼結体に印加される合成パルス磁場(その磁力線の分布)は、配向工程において成形体10に印加される合成パルス磁場と略同じであってよい。着磁工程のラジアル磁場領域における焼結体の位置及び向きは、配向工程のラジアル磁場領域における成形体10の位置及び向きと略同じであってよい。合成パルス磁場(パルス波)が焼結体に印加される回数は1回又は複数回であってよい。着磁工程でも、焼結体の位置が冶具等で固定されてよい。着磁工程において焼結体に印加される合成パルス磁場は、直流磁界による合成パルス磁場であってもよい。以上のような着磁工程により着磁された焼結体(希土類磁石)の磁化方向の分布が、配向工程を経た成形体10中の合金粉末の配向方向と略同様である限り、着磁工程において焼結体に印加される合成パルス磁場は、配向工程において成形体10に印加される合成パルス磁場と異なってもよい。
(Magnetizing process)
In the magnetizing step, the sintered body is magnetized within the radial magnetic field region. In the magnetization step, a composite pulse magnetic field generated by the first coil c1 and the second coil c2 used in the orientation step may be applied to the sintered body. The synthetic pulse magnetic field (distribution of the lines of magnetic force) applied to the sintered compact in the magnetization step may be substantially the same as the synthetic pulse magnetic field applied to the compact 10 in the orientation step. The position and orientation of the sintered body in the radial magnetic field region in the magnetization step may be substantially the same as the position and orientation of the compact 10 in the radial magnetic field region in the orientation step. The number of times the synthetic pulse magnetic field (pulse wave) is applied to the sintered body may be one or more times. Also in the magnetization step, the position of the sintered body may be fixed by a jig or the like. The synthetic pulsed magnetic field applied to the sintered body in the magnetization step may be a synthetic pulsed magnetic field by a DC magnetic field. As long as the distribution of the magnetization direction of the sintered body (rare earth magnet) magnetized by the magnetization process as described above is substantially the same as the orientation direction of the alloy powder in the compact 10 that has undergone the orientation process, the magnetization process The composite pulsed magnetic field applied to the sintered body in may differ from the composite pulsed magnetic field applied to the compact 10 in the orientation step.
以上の方法により、希土類磁石(焼結磁石)が製造される。希土類磁石の形状は、成形体の形状と略同じであってよい。 A rare earth magnet (sintered magnet) is manufactured by the above method. The shape of the rare earth magnet may be substantially the same as the shape of the compact.
本発明は必ずしも上述された実施形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の種々の変更が可能であり、これ等の変更例も本発明に含まれる。 The invention is not necessarily limited to the embodiments described above. Various modifications of the present invention are possible without departing from the gist of the present invention, and these modifications are also included in the present invention.
以下の実施例及び比較例により、本発明が詳細に説明される。本発明は以下の実施例によって限定されるものではない。 The present invention is explained in detail by the following examples and comparative examples. The invention is not limited by the following examples.
(実施例1)
ストリップキャスト法により、29質量%のNd、1質量%のDy、1質量%のB、及び残部(balance)のFeを含むフレーク状の合金を作製した。合金を水素吸蔵法により粗粉砕して、粗粉末を得た。粗粉末にオレイン酸アミド(潤滑剤)を添加した。続いて粗粉末を不活性ガス中でジェットミルにより粉砕して、微粉末(希土類元素を含む合金粉末)を得た。微粉末中のオレイン酸アミドの含有量は、0.1質量%であった。微粉末の粒子径(D50)は、4μmに調整した。
(Example 1)
An alloy in flakes containing 29% by weight Nd, 1% by weight Dy, 1% by weight B and the balance Fe was produced by strip casting. The alloy was coarsely pulverized by a hydrogen absorption method to obtain a coarse powder. Oleamide (lubricant) was added to the coarse powder. Subsequently, the coarse powder was pulverized by a jet mill in an inert gas to obtain a fine powder (alloy powder containing rare earth elements). The content of oleic acid amide in the fine powder was 0.1% by mass. The particle size (D50) of the fine powder was adjusted to 4 µm.
成形工程では、型内へ充填された微粉末を型で圧縮することにより、成形体が形成された。型としては、図2に示される形状及び構造を有する型2が用いられた。成形工程に用いられたパンチ、上型4、側型6及び下型8は、絶縁性のプラスチック(非磁性体)からなっていた。
In the molding step, the compact was formed by compressing the fine powder filled in the mold with the mold. As a mold, a
成形体としては、図1に示されるアークセグメント型の成形体10(C字型成形体)が形成された。成形体10の厚みTは、5mmであった。長手方向DLにおける成形体10の幅hは、20mmであった。円弧方向DAにおける成形体10の幅Wは、50mmであった。長手方向DLに垂直な方向における成形体10の断面10csの面積は、約2.5cm2であった。成形体10の開き角θは、60°であった。成形工程において、成形体10の密度は3.6g/cm3(3.6g/cc)に調整された。
As the molded body, an arc segment type molded body 10 (C-shaped molded body) shown in FIG. 1 was formed. The thickness T of the molded
配向工程では、第一コイルc1及び第二コイルc2が用いられた。第一コイルc1及び第二コイルc2のいずれも空芯コイルであった。第一コイルc1及び第二コイルc2其々の寸法及び形状は互いに同じであった。第一コイルc1の内径(2×r1)及び第二コイルc2の内径(2×r2)のいずれも、56mmであった。つまり、r1及びr2のいずれも、28mmであった。第一コイルc1の外径(2×R1)及び第二コイルc2の外径(2×R2)のいずれも、132mmであった。つまり、R1及びR2のいずれも、66mmであった。第一コイルc1の中心軸線ax1に平行な方向における第一コイルc1の幅t1は、20mmであった。第二コイルc2の中心軸線ax2に平行な方向における第二コイルc2の幅t2も、20mmであった。 A first coil c1 and a second coil c2 were used in the orientation step. Both the first coil c1 and the second coil c2 were air-core coils. The dimensions and shapes of the first coil c1 and the second coil c2 were the same. Both the inner diameter (2×r1) of the first coil c1 and the inner diameter (2×r2) of the second coil c2 were 56 mm. That is, both r1 and r2 were 28 mm. Both the outer diameter (2×R1) of the first coil c1 and the outer diameter (2×R2) of the second coil c2 were 132 mm. That is, both R1 and R2 were 66 mm. The width t1 of the first coil c1 in the direction parallel to the central axis ax1 of the first coil c1 was 20 mm. The width t2 of the second coil c2 in the direction parallel to the center axis ax2 of the second coil c2 was also 20 mm.
図10及び11に示されるように、第一コイルc1、第二コイルc2、及び型2(成形体10を保持する型2)が、固定部材30によって固定された。固定部材30によって固定された。固定部材30を構成する第一固定板32及び第二固定板36のいずれも鉄からなっていた。固定部材30を構成する保持具34(型2が固定された保持具34)の全体が、絶縁性のエンジニアリングプラスチック(非磁性体)からなっていた。図11に示される第一固定板32、保持具34及び第二固定板36其々の寸法は、縦180mm×横180mmであった。
As shown in FIGS. 10 and 11, the first coil c1, the second coil c2, and the mold 2 (the
固定部材30によって固定された第一コイルc1、第二コイルc2、及び成形体10其々の位置及び向きは、図5及び6に示される第一コイルc1、第二コイルc2、及び成形体10a其々の位置及び向きと略一致していた。つまり、第一コイルc1の中心軸線ax1は、第二コイルc2の中心軸線ax2と略一致していた。第一領域A1の全体は、第二領域A2全体と重なり合っていた。つまり、ラジアル磁場領域Aは、第一領域A1の全体が第二領域A2の全体と重なり合っている領域であった。成形体10の全体がラジアル磁場領域A内に配置された。成形体10の円弧方向DAは、第一コイルc1及び第二コイルc2其々の内周面及び外周面に略平行であった。成形体10の長手方向DLは、中心軸線axに略平行であった。中心軸線axに略平行な方向における第一コイルc1と第二コイルc2との距離dは、31mmであった。つまり、第一コイルc1及び第二コイルc2の間隔は、31mmであった。中心軸線axに略平行な方向における第一コイルc1と成形体10の間隔は、同方向における第二コイルc2と成形体10の間隔と等しかった。成形体10は、中心軸線axに略垂直な方向において、ラジアル磁場領域Aの中央に配置された。中心軸線axと成形体10の中心との距離は、46mmであった。成形体10の中心とは、成形体10の厚みTを等分する円弧と言い換えられる。成形体10の厚みTを等分する円弧の曲率半径は、75.8mmであった。
The positions and orientations of the first coil c1, the second coil c2, and the compact 10 fixed by the fixing
第一コイルc1、第二コイルc2、型2及び成形体10が上記のように配置された状態において、配向工程が実施された。配向工程では、第一コイルc1及び第二コイルc2によって発生するN極対向磁場(パルス磁場)が、型2内の成形体10へ印加された。各コイル印加された電圧は、2500Vであった。ラジアル磁場領域A内のパルス磁場の強度は、3.23T以上3.84T以下である範囲内に制御された。
The orientation step was performed with the first coil c1, the second coil c2, the
配向工程に続く焼結工程では、型2から取り出された成形体10が、真空雰囲気中において焼結された。成形体10の長手方向DLが鉛直方向になるように成形体10を平面上に立てた状態で、成形体10が焼結された。焼結温度(最高温度)は1080℃に調整された。焼結時間は4時間に調整された。焼結工程に続いて、時効処理が実施された。時効処理では、焼結体が900℃(最高温度)で1時間加熱された。続いて、焼結体が500℃(最高温度)で1時間加熱された。
In the sintering step following the orientation step, the molded
焼結工程によって得られた焼結体の全表面の研削後、着磁工程が実施された。着磁工程では、配向工程における成形体10と同様に、N極対向磁場(パルス磁場)が焼結体へ印加された。
After grinding the entire surface of the sintered body obtained by the sintering process, a magnetizing process was carried out. In the magnetization process, an N-pole opposing magnetic field (pulse magnetic field) was applied to the sintered body in the same manner as the molded
以上の工程により、実施例1の希土類磁石が作製された。希土類磁石の形状は、焼結工程前の成形体10の形状と略同じであった。 A rare earth magnet of Example 1 was produced through the above steps. The shape of the rare earth magnet was substantially the same as the shape of the compact 10 before the sintering process.
(実施例2及び3)
実施例2の配向工程では、成形体10の全体がラジアル磁場領域A内に配置された。ただし、実施例2の配向工程における成形体10の中心と中心軸線axとの距離は、実施例1の配向工程における成形体10の中心と中心軸線axとの距離よりも短かった。実施例2の配向工程における成形体10は、中心軸線axに向かって10mm平行に移動した実施例1の成形体10に相当する。
(Examples 2 and 3)
In the orientation step of Example 2, the entire compact 10 was placed within the radial magnetic field region A. FIG. However, the distance between the center of the compact 10 and the central axis ax in the orientation process of Example 2 was shorter than the distance between the center of the compact 10 and the central axis ax in the orientation process of Example 1. The molded
実施例3の配向工程では、成形体10の全体がラジアル磁場領域A内に配置された。ただし、実施例3の配向工程における成形体10の中心と中心軸線axとの距離は、実施例1の配向工程における成形体10の中心と中心軸線axとの距離よりも長った。実施例3の配向工程における成形体10は、第一コイルc1及び第二コイルc2其々の外周面に向かって5mm平行に移動した実施例1の成形体10に相当する。
In the orientation step of Example 3, the entire compact 10 was placed within the radial magnetic field region A. FIG. However, the distance between the center of the compact 10 and the central axis ax in the orientation process of Example 3 was longer than the distance between the center of the compact 10 and the central axis ax in the orientation process of Example 1. The molded
ラジアル磁場領域A内における成形体10の位置を除いて実施例1と同様の方法で、実施例2及び3其々の希土類磁石が作製された。 Rare earth magnets of Examples 2 and 3 were produced in the same manner as in Example 1, except for the position of the compact 10 within the radial magnetic field region A.
(比較例1)
比較例1の配向工程における成形体10の全体は、中心軸線axとラジアル磁場領域Aとの間に配置された。つまり、比較例1の配向工程では、N極対向磁場(パルス磁場)が、ラジアル磁場領域Aの外に配置された成形体10へ印加された。中心軸線axに平行な方向における比較例1の成形体10の位置は、同方向における実施例1の成形体10の位置と略同じであった。
(Comparative example 1)
The entire compact 10 in the orientation step of Comparative Example 1 was arranged between the central axis line ax and the radial magnetic field region A. That is, in the orientation step of Comparative Example 1, the N-pole opposing magnetic field (pulse magnetic field) was applied to the compact 10 arranged outside the radial magnetic field region A. FIG. The position of the molded
配向工程における成形体10の位置を除いて実施例1と同様の方法で、比較例1の希土類磁石が作製された。 A rare earth magnet of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except for the position of the compact 10 in the orientation step.
[希土類磁石の円弧方向に沿った表面磁束密度の測定]
以下の方法により、実施例1~3其々の希土類磁石の表面磁束密度が測定された。
[Measurement of surface magnetic flux density along arc direction of rare earth magnet]
The surface magnetic flux densities of the rare earth magnets of Examples 1 to 3 were measured by the following method.
図14に示される治具40及びホール素子42が、表面磁束密度の測定に用いられた。図14では、説明の便宜上、希土類磁石の符号が成形体と同様に10aと表記される。治具40は、回転軸axrに対して自在に回転する円柱であった。希土類磁石(10a)の円弧状の短辺(図1中の成形体10の短辺SAに対応する辺)が、治具40の表面に接するように、希土類磁石(10a)が治具40の表面に固定された。つまり、希土類磁石(10a)の凹面が治具40の表面に接するように、希土類磁石(10a)が治具40の表面に固定された。長手方向DLにおける希土類磁石(10a)の中心が、ホール素子42の直下に位置するように、ホール素子42の位置が固定された。ホール素子42と希土類磁石(10a)の表面(凸面)との距離は、0.5mmに維持された。治具40を回転さながら、希土類磁石(10a)の表面磁束密度をホール素子42によって連続的に測定することにより、円弧方向DAに沿った表面磁束密度の分布が得られた。つまり、希土類磁石(10a)の表面(凸面)の全体が、円弧方向DAに沿ってホール素子42で走査された。
A
円弧方向DAに沿った実施例1~3其々の表面磁束密度の分布は、図15に示される。図16では、コンピュータを用いたシミュレーションによって再現された実施例1の表面磁束密度の分布が、実施例1の測定された表面磁束密度の分布と比較される。図15及び16其々の横軸は、希土類磁石(10a)の開き角θに対応する。図15及び16其々の横軸の原点(0°)は、円弧方向DAにおける希土類磁石(10a)の表面(凸面)の中央を示す。図15は、円弧方向DAにおける希土類磁石(10a)の両端部の表面磁束密度が僅かに高いものの、実施例1~3其々の円弧方向DAに沿った表面磁束密度の分布が略均一であることを示している。図15は、各コイルの中心軸線と成形体との距離の減少に伴って表面磁束密度が増加する傾向を示している。図16は、測定された表面磁束密度の分布が、シミュレーションの結果と略一致することを示している。 The distribution of the surface magnetic flux densities of Examples 1 to 3 along the arc direction DA is shown in FIG. In FIG. 16, the surface magnetic flux density distribution of Example 1 reproduced by computer simulation is compared with the measured surface magnetic flux density distribution of Example 1. FIG. The horizontal axis of each of FIGS. 15 and 16 corresponds to the opening angle θ of the rare earth magnet (10a). The origin (0°) of the horizontal axis in each of FIGS. 15 and 16 indicates the center of the surface (convex surface) of the rare earth magnet (10a) in the arc direction DA. FIG. 15 shows that although the surface magnetic flux density at both ends of the rare earth magnet (10a) in the arc direction DA is slightly high, the surface magnetic flux density distribution along the arc direction DA in each of Examples 1 to 3 is substantially uniform. It is shown that. FIG. 15 shows the tendency of the surface magnetic flux density to increase as the distance between the center axis of each coil and the compact decreases. FIG. 16 shows that the measured surface magnetic flux density distribution approximately agrees with the simulation results.
[希土類磁石の長手方向に沿った面磁束密度の測定]
以下の方向により、実施例1及び比較例1其々の希土類磁石の表面磁束密度が測定された。
[Measurement of surface magnetic flux density along the longitudinal direction of rare earth magnet]
The surface magnetic flux densities of the rare earth magnets of Example 1 and Comparative Example 1 were measured in the following directions.
円弧方向DAにおける希土類磁石(10a)の中心が、ホール素子42の直下に位置するように、ホール素子42の位置が固定された。ホール素子42と希土類磁石(10a)の表面(凸面)との距離は、0.5mmに維持された。希土類磁石(10a)を長手方向DLに沿って平行に移動さながら、希土類磁石(10a)の表面磁束密度をホール素子42によって連続的に測定することにより、長手方向DLに沿った表面磁束密度の分布が得られた。つまり、希土類磁石(10a)の表面(凸面)が、長手方向DLに沿ってホール素子42で走査された。
The position of the
長手方向DLに沿った実施例1及び比較例1其々の表面磁束密度の分布は、図17に示される。コンピュータを用いたシミュレーションによって再現された実施例1の表面磁束密度の分布も、図17に示される。図17の横軸は、希土類磁石(10a)の長手方向DLに対応する。図17の横軸における8mmは、長手方向DLにおける希土類磁石(10a)の表面(凸面)の中央を示す。図17に示されるように、実施例1の長手方向DLに沿った表面磁束密度の分布は、略均一であった。実施例1の測定された表面磁束密度の分布は、シミュレーションの結果と略一致した。比較例1の場合、長手方向DLにおける希土類磁石(10a)の両端部の表面磁束密度が、同方向における希土類磁石(10a)の中央の表面磁束密度よりも著しく低かった。 FIG. 17 shows the distribution of the surface magnetic flux densities of Example 1 and Comparative Example 1 along the longitudinal direction DL. FIG. 17 also shows the distribution of the surface magnetic flux density of Example 1 reproduced by simulation using a computer. The horizontal axis of FIG. 17 corresponds to the longitudinal direction DL of the rare earth magnet (10a). 8 mm on the horizontal axis of FIG. 17 indicates the center of the surface (convex surface) of the rare earth magnet (10a) in the longitudinal direction DL. As shown in FIG. 17, the distribution of the surface magnetic flux density along the longitudinal direction DL of Example 1 was substantially uniform. The measured surface magnetic flux density distribution of Example 1 substantially agreed with the simulation results. In Comparative Example 1, the surface magnetic flux density at both ends of the rare earth magnet (10a) in the longitudinal direction DL was significantly lower than the surface magnetic flux density at the center of the rare earth magnet (10a) in the same direction.
(実施例4及び5)
実施例4の配向工程では、成形体10の密度が3.55g/cm3(3.55g/cc)に調整された。実施例5の配向工程では、成形体10の密度が3.50g/cm3(3.50g/cc)に調整された。成形体10の密度を除いて実施例1と同様の方法で、実施例4及び5其々の希土類磁石が作製された。実施例1と同様の方法で、円弧方向DAに沿った実施例4及び5其々の表面磁束密度の分布が測定された。実施例4及び5其々の表面磁束密度の分布は、実施例1の分布及びそのシミュレーションの結果と合わせて、図18に示される。
(Examples 4 and 5)
In the orientation step of Example 4, the density of the compact 10 was adjusted to 3.55 g/cm 3 (3.55 g/cc). In the orientation step of Example 5, the density of the compact 10 was adjusted to 3.50 g/cm 3 (3.50 g/cc). Rare earth magnets of Examples 4 and 5 were produced in the same manner as in Example 1 except for the density of the compact 10 . In the same manner as in Example 1, the surface magnetic flux density distributions of Examples 4 and 5 along the arc direction DA were measured. The surface magnetic flux density distributions of Examples 4 and 5 are shown in FIG. 18 together with the distribution of Example 1 and its simulation results.
例えば、本発明の一側面に係る希土類磁石の製造方法によれば、SPMモータのローター又はIPMモータのローターに適した希土類磁石を製造することができる。
に用いられる。
For example, according to the method of manufacturing a rare earth magnet according to one aspect of the present invention, a rare earth magnet suitable for the rotor of an SPM motor or the rotor of an IPM motor can be manufactured.
used for
c1…第一コイル、c2…第二コイル、ax1…第一コイルの中心軸線、ax2…第二コイルの中心軸線、A1…第一領域、A2…第二領域、2…型(第一型)、2a…第二型、10、10a、10b、10c、10d…成形体。 c1... first coil, c2... second coil, ax1... central axis of first coil, ax2... central axis of second coil, A1... first area, A2... second area, 2... type (first type) , 2a... Second mold, 10, 10a, 10b, 10c, 10d... Molded body.
Claims (10)
前記型内に保持された前記成形体にパルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる配向工程と、
前記配向工程後、前記成形体を焼結させる焼結工程と、
を備え、
前記配向工程では、第一コイル及び第二コイルが用いられ、
前記第一コイルにおいて発生する前記パルス磁場の方向が、前記第二コイルにおいて発生する前記パルス磁場の方向と逆であり、
前記第一コイルの内径が、2×r1と表され、
前記第一コイルの外径が、2×R1と表され、
第一領域が、前記第一コイル及び前記第二コイルの間において、前記第一コイルの中心軸線からの距離がr1よりも大きくR1よりも小さい領域と定義され、
前記第二コイルの内径が、2×r2と表され、
前記第二コイルの外径が、2×R2と表され、
第二領域が、前記第一コイル及び前記第二コイルの間において、前記第二コイルの中心軸線からの距離がr2よりも大きくR2よりも小さい領域と定義され、
前記配向工程では、前記成形体の一部分又は全体が、前記第一領域及び前記第二領域のうち少なくともいずれかの領域内に配置される、
希土類磁石の製造方法。 A molding step of supplying a metal powder containing a rare earth element into a mold to form a compact;
an orienting step of applying a pulse magnetic field to the compact held in the mold to orient the metal powder contained in the compact;
a sintering step of sintering the compact after the orientation step;
with
In the orientation step, a first coil and a second coil are used,
the direction of the pulsed magnetic field generated in the first coil is opposite to the direction of the pulsed magnetic field generated in the second coil;
The inner diameter of the first coil is expressed as 2 × r1,
The outer diameter of the first coil is expressed as 2 × R1,
A first region is defined as a region between the first coil and the second coil, the distance from the central axis of the first coil is greater than r1 and less than R1,
The inner diameter of the second coil is expressed as 2 × r2,
The outer diameter of the second coil is expressed as 2 × R2,
A second region is defined as a region between the first coil and the second coil, the distance from the central axis of the second coil is greater than r2 and less than R2,
In the orienting step, a part or the whole of the compact is arranged in at least one of the first region and the second region.
A method for producing a rare earth magnet.
前記固定部材の一部分又は全体が、非磁性体である、
請求項1に記載の希土類磁石の製造方法。 In the orienting step, the first coil, the second coil, and the mold are fixed by a fixing member;
A part or the whole of the fixing member is a non-magnetic material,
A method for producing a rare earth magnet according to claim 1.
請求項1又は2に記載の希土類磁石の製造方法。 A part or the whole of the mold is non-magnetic,
3. A method for producing a rare earth magnet according to claim 1 or 2.
請求項2又は3に記載の希土類磁石の製造方法。 wherein the non-magnetic material is a resin;
4. A method for producing a rare earth magnet according to claim 2 or 3.
請求項1~4のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。 One or both of the first coil and the second coil are air-core coils,
A method for producing a rare earth magnet according to any one of claims 1 to 4.
請求項1~5のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。 Before the orientation step, the density of the molded body is adjusted to 3.0 g/cm 3 or more and 4.4 g/cm 3 or less.
A method for producing a rare earth magnet according to any one of claims 1 to 5.
其々の前記型内に前記成形体が保持され、
前記第一コイルの前記中心軸線及び前記第二コイルの前記中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って複数の前記型が積み重ねられた状態において、全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加される、
請求項1~6のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。 In the orientation step, a plurality of the molds are used,
holding said molded body in each said mold;
In a state in which a plurality of the molds are stacked along at least one of the central axis of the first coil and the central axis of the second coil, the pulse magnetic field is applied collectively to all the compacts. to be
A method for producing a rare earth magnet according to any one of claims 1 to 6.
其々の前記型内に前記成形体が保持され、
前記第一コイル及び前記第二コイルのうち少なくともいずれかの周方向に沿って複数の前記型が並べられた状態において、全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加される、
請求項1~7のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。 In the orientation step, a plurality of the molds are used,
holding said molded body in each said mold;
The pulse magnetic field is collectively applied to all the compacts in a state in which a plurality of the molds are arranged along the circumferential direction of at least one of the first coil and the second coil,
A method for producing a rare earth magnet according to any one of claims 1 to 7.
前記配向工程では、前記成形体の一部分又は全体が、前記第一領域及び前記第二領域が互いに重なり合う領域内に配置される、
請求項1~8のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。 Part or all of the first region overlaps part or all of the second region,
In the orienting step, a part or the whole of the compact is arranged in a region where the first region and the second region overlap each other.
A method for producing a rare earth magnet according to any one of claims 1 to 8.
前記配向工程は、
前記第一型内に保持された前記成形体にパルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる第一配向工程と、
前記第一配向工程を経た前記成形体に再び前記パルス磁場を印加して、前記成形体に含まれる前記金属粉末を配向させる第二配向工程と、
を含み、
前記第二配向工程では、前記第一配向工程を経た複数の前記成形体が前記一型から取り出され、一つの第二型内に保持され、前記第二型内の複数の前記成形体が前記第一コイルの前記中心軸線及び前記第二コイルの前記中心軸線のうち少なくともいずれかに沿って積み重ねられ、前記第二型内で積み重ねられた全ての前記成形体へ一括して前記パルス磁場が印加され、
前記焼結工程では、積み重ねられた複数の前記成形体が焼結される、
請求項1~9のいずれか一項に記載の希土類磁石の製造方法。 In the molding step, a first mold is used as the mold,
The orientation step includes
a first orientation step of applying a pulse magnetic field to the compact held in the first mold to orient the metal powder contained in the compact;
a second orientation step of applying the pulse magnetic field again to the compact that has undergone the first orientation step to orient the metal powder contained in the compact;
including
In the second orientation step, the plurality of molded bodies that have undergone the first orientation step are taken out from the first mold and held in one second mold, and the plurality of molded bodies in the second mold are aligned with the The pulse magnetic field is collectively applied to all the compacts stacked along at least one of the central axis of the first coil and the central axis of the second coil and stacked in the second mold. is,
In the sintering step, the plurality of stacked compacts are sintered.
A method for producing a rare earth magnet according to any one of claims 1 to 9.
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