JP2989178B2 - 高配向度希土類焼結磁石用成形金型 - Google Patents
高配向度希土類焼結磁石用成形金型Info
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- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばウィグラー
用磁石等の粒子線加速器から放射光を取り出す装置、Ｍ
ＲＩ（核磁気共鳴イメージング）等に有用な高配向度希
土類焼結磁石用成形金型に関する。
用磁石等の粒子線加速器から放射光を取り出す装置、Ｍ
ＲＩ（核磁気共鳴イメージング）等に有用な高配向度希
土類焼結磁石用成形金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】自由電子レーザやシンクロトロン放射光
等の粒子線加速器から放射光を取り出す装置において
は、永久磁石を多数連続配置して使用している。この種
の装置では、電子ビームの通路を挟んで両側にウイグラ
ーまたはアンデュレータと呼ばれる複数個の永久磁石を
連続配置させ、各永久磁石は一般に隣接するものと対向
するものとが互いに逆極となるように構成され、通過す
る電子ビームの進行方向と直角方向に周期的磁場を付与
させるものがある。あるいは、パーメンジュール、パー
マロイ等のヨークと組み合わせたいわゆるハイブリッド
タイプと呼ばれる形式のものもある。ウィグラーの一例
を図５に示す。板の長辺ａと短辺ｂとで形成される面
（以下、ａｂ面と呼ぶ）に垂直に磁束が出入りするよう
に磁化された磁石がＮ，Ｓ極を交互にして数十対が配置
されている。電子ビームはその交番磁場の中を曲げられ
ながら進行し、ある特定の波長の放射光を発生する。こ
のような用途に使用する永久磁石は磁気特性の高いもの
が要求され、Ｓｍ−Ｃｏ系やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性
希土類永久磁石が使用されている。一般に、ウイグラー
等においては長辺または長径ａ、短辺または短径ｂ、お
よび厚さｃの間に、ａ≧ｂ＞ｃなる関係があるものが使
用される。また、粒子線加速器用ウィグラー等に用いら
れる永久磁石には、組み立ての基準面の法線に対して磁
化方向の傾角が３度以内、好ましくは２度以内という厳
しい仕様が要求されている。磁化方向の傾角が３度を越
える場合には、電子ビームの進行方向に対して直角でな
い磁界成分が発生し、その分だけ有効成分が減少するこ
とによって電子ビームの曲げられ方が変動して放射光の
波長が変動する等の問題点がある。したがって、磁化方
向の傾角は永久磁石のａｂ面（基準面）内の法線に対し
て３度以内、より好ましくは２度以内に均一に分布する
ことが要求されている。
等の粒子線加速器から放射光を取り出す装置において
は、永久磁石を多数連続配置して使用している。この種
の装置では、電子ビームの通路を挟んで両側にウイグラ
ーまたはアンデュレータと呼ばれる複数個の永久磁石を
連続配置させ、各永久磁石は一般に隣接するものと対向
するものとが互いに逆極となるように構成され、通過す
る電子ビームの進行方向と直角方向に周期的磁場を付与
させるものがある。あるいは、パーメンジュール、パー
マロイ等のヨークと組み合わせたいわゆるハイブリッド
タイプと呼ばれる形式のものもある。ウィグラーの一例
を図５に示す。板の長辺ａと短辺ｂとで形成される面
（以下、ａｂ面と呼ぶ）に垂直に磁束が出入りするよう
に磁化された磁石がＮ，Ｓ極を交互にして数十対が配置
されている。電子ビームはその交番磁場の中を曲げられ
ながら進行し、ある特定の波長の放射光を発生する。こ
のような用途に使用する永久磁石は磁気特性の高いもの
が要求され、Ｓｍ−Ｃｏ系やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系の異方性
希土類永久磁石が使用されている。一般に、ウイグラー
等においては長辺または長径ａ、短辺または短径ｂ、お
よび厚さｃの間に、ａ≧ｂ＞ｃなる関係があるものが使
用される。また、粒子線加速器用ウィグラー等に用いら
れる永久磁石には、組み立ての基準面の法線に対して磁
化方向の傾角が３度以内、好ましくは２度以内という厳
しい仕様が要求されている。磁化方向の傾角が３度を越
える場合には、電子ビームの進行方向に対して直角でな
い磁界成分が発生し、その分だけ有効成分が減少するこ
とによって電子ビームの曲げられ方が変動して放射光の
波長が変動する等の問題点がある。したがって、磁化方
向の傾角は永久磁石のａｂ面（基準面）内の法線に対し
て３度以内、より好ましくは２度以内に均一に分布する
ことが要求されている。
【０００３】また最近では、より大きな能力の粒子線加
速器が望まれており、そのような場合、大型の永久磁石
が必要であるので、複数個のブロック磁石を接着剤で組
み立て接合することにより大きな形状にして使用してい
る。しかし、複数個のブロック磁石を接着剤で接着して
大きな形状の異方性永久磁石を作製する場合は、次のよ
うな問題がある。接着剤が各ブロック磁石の相互間に介
在して磁気的空隙を形成するため、その部分で磁束密度
が低下し、全体として磁気特性が不均一となり、それを
使用した装置の性能が低下してしまう。また大型の異方
性永久磁石が自由電子レーザ等に組み込まれたときに
は、高真空および紫外線の存在する環境におかれるの
で、永久磁石に使用した接着剤が紫外線による光化学反
応により樹脂の高分子構造が破壊されるため劣化するこ
とが多い。さらに複数のブロック磁石を接着剤で組み立
て接合する作業は煩雑であって、この作業時間に多くを
要し、均一な品質のものを供給することが困難であっ
た。また、焼結磁石は磁石材料を成形、焼結して作製さ
れるが、成形体の焼結に伴う収縮によりそりが生じるこ
とがあり、特に小型磁石に比べて大型磁石の場合に割れ
やそりが大きい。その理由は、従来の成形用金型内で磁
場配向させる方法だと、第１に成形体内の圧力分布の不
均一に帰因する成形体密度の不均一があり、第２に成形
用金型内における配向用磁場の不均一に帰因する配向度
の不均一があるためである。第２の理由について詳述す
ると、従来の成形用金型は強度ならびに剛性上の要求か
ら工具鋼等の強磁性材料の一体物で構成されることが多
く、そのため成形用キャビティの端部付近では、金型と
成形体との透磁率の相異によって、磁束が成形体ではな
く金型の方を通り易くなるためである。上述の通り、従
来の成形用金型で磁場中成形することはウィグラー用磁
石等には適当ではなかった。そこで、非磁性体の容器
と、成形材として与えられる粉末を前記容器の中で加圧
するために、該容器を貫通するように設けられた磁性体
よりなる上下一対のパンチと、これら上下パンチの間に
挿入される前記粉末に対して磁場を与えるために、これ
ら上下パンチのそれぞれの周囲に巻かれた２つのコイル
と、前記磁場印加される粉末に対して静水圧を加えるた
めに、前記容器の側面に開けられた送水用の細孔を備え
た磁場中湿式ラバープレスに関する発明がされた（特開
昭６２−６４４９８号）。冷間静水圧成形法(Cold Iso
static Pressing，略してＣＩＰと呼ばれる）である。
該公報の実施例には（００２）面のＸ線回折強度と磁場
の印加方向に対する傾角の関係が図示されており、比較
的改善された磁化方向の傾角を示している。
速器が望まれており、そのような場合、大型の永久磁石
が必要であるので、複数個のブロック磁石を接着剤で組
み立て接合することにより大きな形状にして使用してい
る。しかし、複数個のブロック磁石を接着剤で接着して
大きな形状の異方性永久磁石を作製する場合は、次のよ
うな問題がある。接着剤が各ブロック磁石の相互間に介
在して磁気的空隙を形成するため、その部分で磁束密度
が低下し、全体として磁気特性が不均一となり、それを
使用した装置の性能が低下してしまう。また大型の異方
性永久磁石が自由電子レーザ等に組み込まれたときに
は、高真空および紫外線の存在する環境におかれるの
で、永久磁石に使用した接着剤が紫外線による光化学反
応により樹脂の高分子構造が破壊されるため劣化するこ
とが多い。さらに複数のブロック磁石を接着剤で組み立
て接合する作業は煩雑であって、この作業時間に多くを
要し、均一な品質のものを供給することが困難であっ
た。また、焼結磁石は磁石材料を成形、焼結して作製さ
れるが、成形体の焼結に伴う収縮によりそりが生じるこ
とがあり、特に小型磁石に比べて大型磁石の場合に割れ
やそりが大きい。その理由は、従来の成形用金型内で磁
場配向させる方法だと、第１に成形体内の圧力分布の不
均一に帰因する成形体密度の不均一があり、第２に成形
用金型内における配向用磁場の不均一に帰因する配向度
の不均一があるためである。第２の理由について詳述す
ると、従来の成形用金型は強度ならびに剛性上の要求か
ら工具鋼等の強磁性材料の一体物で構成されることが多
く、そのため成形用キャビティの端部付近では、金型と
成形体との透磁率の相異によって、磁束が成形体ではな
く金型の方を通り易くなるためである。上述の通り、従
来の成形用金型で磁場中成形することはウィグラー用磁
石等には適当ではなかった。そこで、非磁性体の容器
と、成形材として与えられる粉末を前記容器の中で加圧
するために、該容器を貫通するように設けられた磁性体
よりなる上下一対のパンチと、これら上下パンチの間に
挿入される前記粉末に対して磁場を与えるために、これ
ら上下パンチのそれぞれの周囲に巻かれた２つのコイル
と、前記磁場印加される粉末に対して静水圧を加えるた
めに、前記容器の側面に開けられた送水用の細孔を備え
た磁場中湿式ラバープレスに関する発明がされた（特開
昭６２−６４４９８号）。冷間静水圧成形法(Cold Iso
static Pressing，略してＣＩＰと呼ばれる）である。
該公報の実施例には（００２）面のＸ線回折強度と磁場
の印加方向に対する傾角の関係が図示されており、比較
的改善された磁化方向の傾角を示している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の磁場中湿式ラバ
ープレスを用いる方法においては、磁性体よりなる上下
パンチが必須であるからラバープレスにおける加圧力は
等方的とはならず、側圧付加されるために成形体の端部
が変形するだけでなく、そのことによって磁化方向の傾
角にも影響を与えるという問題点がある。また、成形用
金型には、ＣＩＰ内部から受ける圧力に十分耐える強度
が要求され、さらにコイルをＣＩＰ装置内に設置するた
めに十分な電気的絶縁も必要となり、技術的側面および
安全性の面から著しい困難を伴なうという問題点があっ
た。さらにまた、このようにして得られた永久磁石であ
っても、粒子線加速器用ウィグラー等が要求する上述し
たような特性を満足するものは未だ実現されていなかっ
た。その理由は、特開昭６２ー６４４９８号公報に記載
の発明の構成では、プレス方向と印加磁場方向が平行な
縦磁場プレスと称される方法に実際上は制約されるた
め、配向度の向上がある程度以上は望めないからであ
る。一般に異方性希土類焼結磁石の成形工程において
は、磁粉を金型に充填して加圧する場合に磁粉が扁平形
状のため、その磁粉の長手方向が加圧の方向と略垂直に
なるように配列する傾向がある。したがって、高性能の
希土類焼結磁石を製造する場合には横磁場プレスと称さ
れる加圧の方向と直角方向に磁場を印加して磁場中成形
する製造方法の方が高配向度を得られて好ましい。この
ように、前記従来の成形用金型では磁化方向の傾角が３
度以内という高配向度希土類焼結磁石の製作が困難であ
り、この高配向度希土類焼結磁石を実現できる成形金型
が要望されていた。したがって、本発明の課題は、例え
ば粒子線加速器用ウィグラー等に好適な高配向度希土類
焼結磁石（より好ましくは大型のもの）を安定に製作で
きる成形金型を提供することである。
ープレスを用いる方法においては、磁性体よりなる上下
パンチが必須であるからラバープレスにおける加圧力は
等方的とはならず、側圧付加されるために成形体の端部
が変形するだけでなく、そのことによって磁化方向の傾
角にも影響を与えるという問題点がある。また、成形用
金型には、ＣＩＰ内部から受ける圧力に十分耐える強度
が要求され、さらにコイルをＣＩＰ装置内に設置するた
めに十分な電気的絶縁も必要となり、技術的側面および
安全性の面から著しい困難を伴なうという問題点があっ
た。さらにまた、このようにして得られた永久磁石であ
っても、粒子線加速器用ウィグラー等が要求する上述し
たような特性を満足するものは未だ実現されていなかっ
た。その理由は、特開昭６２ー６４４９８号公報に記載
の発明の構成では、プレス方向と印加磁場方向が平行な
縦磁場プレスと称される方法に実際上は制約されるた
め、配向度の向上がある程度以上は望めないからであ
る。一般に異方性希土類焼結磁石の成形工程において
は、磁粉を金型に充填して加圧する場合に磁粉が扁平形
状のため、その磁粉の長手方向が加圧の方向と略垂直に
なるように配列する傾向がある。したがって、高性能の
希土類焼結磁石を製造する場合には横磁場プレスと称さ
れる加圧の方向と直角方向に磁場を印加して磁場中成形
する製造方法の方が高配向度を得られて好ましい。この
ように、前記従来の成形用金型では磁化方向の傾角が３
度以内という高配向度希土類焼結磁石の製作が困難であ
り、この高配向度希土類焼結磁石を実現できる成形金型
が要望されていた。したがって、本発明の課題は、例え
ば粒子線加速器用ウィグラー等に好適な高配向度希土類
焼結磁石（より好ましくは大型のもの）を安定に製作で
きる成形金型を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記従来の課題を解決し
た本発明は、キャビティの長辺若しくは長径Ａおよび短
辺若しくは短径Ｂを形成する強磁性金型部材とキャビテ
ィの短辺若しくは短径Ｂおよび厚さＣを形成する非磁性
金型部材（Ａ≧Ｂ＞Ｃ）とからなり、前記非磁性金型部
材はキャビティの厚さＣ方向に沿う寸法がキャビティの
厚さＣと略同一寸法に形成されているとともにキャビテ
ィの短辺若しくは短径Ｂ方向に沿う寸法がキャビティの
短辺若しくは短径Ｂよりも大寸法に形成されている突設
部分を有し、前記強磁性金型部材が前記非磁性金型部材
の突設部分を挟み込んでかつ相対向するように配置され
ているとともに、前記非磁性金型部材の突設部分の先端
をその突設部分を挟み込んでいる前記強磁性金型部材の
両端位置よりもキャビティ側に突出させてかつ相対向す
るように配置することにより、キャビティの長辺若しく
は長径Ａおよび短辺若しくは短径Ｂで形成される平面
（基準面）を通る磁場印加時の磁力線の傾角を３度以内
とした平行磁場を発生させるようにした高配向度希土類
焼結磁石用成形金型である。本発明の金型を用いれば、
長辺若しくは長径ａ、短辺若しくは短径ｂ、厚さｃの間
にａ≧ｂ＞ｃなる関係があり、厚さｃ方向に磁化された
扁平形状をなし、前記のａとｂとで形成される平面（基
準面）の法線に対する磁化方向の傾角が３度以内である
とともに、２５ｋＯｅのパルス磁場で着磁した場合の磁
極面の表面磁束密度（Ｂｏ）が３．５ｋＧ以上である高
配向度希土類焼結磁石を得ることができる。前記高配向
度希土類焼結磁石は厚さｃが連続的に変化するテーパ形
状でもよい。また、前記高配向度希土類焼結磁石がＳｍ
−Ｃｏ系磁石またはＲ−ＴＭ−Ｂ系磁石（ＲはＮｄ，Ｄ
ｙ等に代表される希土類元素の１種または２種以上、Ｔ
ＭはＦｅまたはＦｅとＣｏ）からなる場合が実用性に富
んでおり、さらに前記Ｒ−ＴＭ−Ｂ系磁石には１３重量
％以下のＧａ，Ｓｉ，Ａｌ他を含んでいてもよい。本発
明の成形金型のキャビティに、希土類焼結磁石用原料粉
末を充填し、その成形金型のキャビティの基準面を通る
磁場印加時の磁力線の傾角を３度以内とした平行磁場を
印加しながら磁場中圧縮成形することにより、基準面の
法線に対する磁化方向の傾角が３度以内である成形体を
得、この成形体を焼結、熱処理することにより前記高配
向度希土類焼結磁石が得られる。本発明の成形金型は、
プレス方向に対して垂直方向に磁場を印加する横磁場プ
レス方式を採用している。図２は本発明の成形金型を用
いて得られた成形体の一例を示している。（ａ）は本発
明の成形金型を用いて得られた成形体、（ｂ）は（ａ）
の成形体にさらにＣＩＰを施して得られたより高密度な
成形体を示している。
た本発明は、キャビティの長辺若しくは長径Ａおよび短
辺若しくは短径Ｂを形成する強磁性金型部材とキャビテ
ィの短辺若しくは短径Ｂおよび厚さＣを形成する非磁性
金型部材（Ａ≧Ｂ＞Ｃ）とからなり、前記非磁性金型部
材はキャビティの厚さＣ方向に沿う寸法がキャビティの
厚さＣと略同一寸法に形成されているとともにキャビテ
ィの短辺若しくは短径Ｂ方向に沿う寸法がキャビティの
短辺若しくは短径Ｂよりも大寸法に形成されている突設
部分を有し、前記強磁性金型部材が前記非磁性金型部材
の突設部分を挟み込んでかつ相対向するように配置され
ているとともに、前記非磁性金型部材の突設部分の先端
をその突設部分を挟み込んでいる前記強磁性金型部材の
両端位置よりもキャビティ側に突出させてかつ相対向す
るように配置することにより、キャビティの長辺若しく
は長径Ａおよび短辺若しくは短径Ｂで形成される平面
（基準面）を通る磁場印加時の磁力線の傾角を３度以内
とした平行磁場を発生させるようにした高配向度希土類
焼結磁石用成形金型である。本発明の金型を用いれば、
長辺若しくは長径ａ、短辺若しくは短径ｂ、厚さｃの間
にａ≧ｂ＞ｃなる関係があり、厚さｃ方向に磁化された
扁平形状をなし、前記のａとｂとで形成される平面（基
準面）の法線に対する磁化方向の傾角が３度以内である
とともに、２５ｋＯｅのパルス磁場で着磁した場合の磁
極面の表面磁束密度（Ｂｏ）が３．５ｋＧ以上である高
配向度希土類焼結磁石を得ることができる。前記高配向
度希土類焼結磁石は厚さｃが連続的に変化するテーパ形
状でもよい。また、前記高配向度希土類焼結磁石がＳｍ
−Ｃｏ系磁石またはＲ−ＴＭ−Ｂ系磁石（ＲはＮｄ，Ｄ
ｙ等に代表される希土類元素の１種または２種以上、Ｔ
ＭはＦｅまたはＦｅとＣｏ）からなる場合が実用性に富
んでおり、さらに前記Ｒ−ＴＭ−Ｂ系磁石には１３重量
％以下のＧａ，Ｓｉ，Ａｌ他を含んでいてもよい。本発
明の成形金型のキャビティに、希土類焼結磁石用原料粉
末を充填し、その成形金型のキャビティの基準面を通る
磁場印加時の磁力線の傾角を３度以内とした平行磁場を
印加しながら磁場中圧縮成形することにより、基準面の
法線に対する磁化方向の傾角が３度以内である成形体を
得、この成形体を焼結、熱処理することにより前記高配
向度希土類焼結磁石が得られる。本発明の成形金型は、
プレス方向に対して垂直方向に磁場を印加する横磁場プ
レス方式を採用している。図２は本発明の成形金型を用
いて得られた成形体の一例を示している。（ａ）は本発
明の成形金型を用いて得られた成形体、（ｂ）は（ａ）
の成形体にさらにＣＩＰを施して得られたより高密度な
成形体を示している。
【０００６】本発明者らは、鋭意検討の結果、横磁場プ
レス法を用いつつ、従来の希土類焼結磁石用成形金型の
問題点であるキャビティ端部での磁場の不均一を解消す
るために、図１に示す成形金型の構成を採用した。この
成形金型の構成において、キャビティの一部を構成する
非磁性材料からなる金型部材を突出させてＬ＞ｌになる
ような寸法関係にしたときにキャビティ内に前記平行磁
場を形成できることを知見した。すなわち、図１の金型
は、キャビティの長辺若しくは長径Ａおよび短辺若しく
は短径Ｂを形成する強磁性金型部材とキャビティの短辺
若しくは短径Ｂおよび厚さＣを形成する非磁性金型部材
（Ａ≧Ｂ＞Ｃ）とからなっている。前記非磁性金型部材
はキャビティの厚さＣ方向に沿う寸法がキャビティの厚
さＣと略同一寸法に形成されているとともにキャビティ
の短辺若しくは短径Ｂ方向に沿う寸法がキャビティの短
辺若しくは短径Ｂよりも大寸法に形成されている突設部
分を有している。そして、前記強磁性金型部材が前記非
磁性金型部材の突設部分を挟み込んでかつ相対向するよ
うに配置されているとともに、前記非磁性金型部材の突
設部分の先端をその突設部分を挟み込んでいる前記強磁
性金型部材の両端位置よりもキャビティ側に突出させて
かつ相対向するように配置することにより、キャビティ
の長辺若しくは長径Ａおよび短辺若しくは短径Ｂで形成
される平面（基準面）を通る磁場印加時の磁力線の傾角
を３度以内とした平行磁場を発生させる磁場異方性金型
を実現することができた。
レス法を用いつつ、従来の希土類焼結磁石用成形金型の
問題点であるキャビティ端部での磁場の不均一を解消す
るために、図１に示す成形金型の構成を採用した。この
成形金型の構成において、キャビティの一部を構成する
非磁性材料からなる金型部材を突出させてＬ＞ｌになる
ような寸法関係にしたときにキャビティ内に前記平行磁
場を形成できることを知見した。すなわち、図１の金型
は、キャビティの長辺若しくは長径Ａおよび短辺若しく
は短径Ｂを形成する強磁性金型部材とキャビティの短辺
若しくは短径Ｂおよび厚さＣを形成する非磁性金型部材
（Ａ≧Ｂ＞Ｃ）とからなっている。前記非磁性金型部材
はキャビティの厚さＣ方向に沿う寸法がキャビティの厚
さＣと略同一寸法に形成されているとともにキャビティ
の短辺若しくは短径Ｂ方向に沿う寸法がキャビティの短
辺若しくは短径Ｂよりも大寸法に形成されている突設部
分を有している。そして、前記強磁性金型部材が前記非
磁性金型部材の突設部分を挟み込んでかつ相対向するよ
うに配置されているとともに、前記非磁性金型部材の突
設部分の先端をその突設部分を挟み込んでいる前記強磁
性金型部材の両端位置よりもキャビティ側に突出させて
かつ相対向するように配置することにより、キャビティ
の長辺若しくは長径Ａおよび短辺若しくは短径Ｂで形成
される平面（基準面）を通る磁場印加時の磁力線の傾角
を３度以内とした平行磁場を発生させる磁場異方性金型
を実現することができた。
【０００７】本発明の金型を用いて製作された高配向度
希土類焼結磁石の基準面の法線に対する磁化方向の傾角
は、ヘルムホルツコイルを組み合わせた測定装置を用い
て測定することができる。なお、前述の特開昭６２−６
４４９８号公報記載の（００２）面の回折Ｘ線強度を用
いて磁場の印加方向に対する傾角を求める方法、あるい
はＸ線回折法、さらには代替特性として製品の表面磁束
密度の分布の均一性を測定する方法等でも測定可能であ
る。また、ｘ，ｙ，ｚの３個のサーチコイルを配置し積
分型磁束計で検出した磁束をＶＳＭ（振動型試料磁束
計）の原理を応用してコンピュータで情報処理する方法
も高精度の測定法である。
希土類焼結磁石の基準面の法線に対する磁化方向の傾角
は、ヘルムホルツコイルを組み合わせた測定装置を用い
て測定することができる。なお、前述の特開昭６２−６
４４９８号公報記載の（００２）面の回折Ｘ線強度を用
いて磁場の印加方向に対する傾角を求める方法、あるい
はＸ線回折法、さらには代替特性として製品の表面磁束
密度の分布の均一性を測定する方法等でも測定可能であ
る。また、ｘ，ｙ，ｚの３個のサーチコイルを配置し積
分型磁束計で検出した磁束をＶＳＭ（振動型試料磁束
計）の原理を応用してコンピュータで情報処理する方法
も高精度の測定法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を説明
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではな
い。
【０００９】（実施例１）重量百分比率でＳｍ３８％、
残部ＣｏからなるＳｍＣｏ５の永久磁石合金をアーク溶
解により作製した。次いで、スタンプミルで３５メッシ
ュスルーまで粗粉砕し、ボールミルで３時間微粉砕し
た。このようにして得られた磁粉を図１に示す成形金型
の６９ｃｍ×４５ｃｍの断面寸法を持ったキャビティに
充填し、２０ｋＯｅの平行磁場を印加しながら成形体の
高さが１６ｃｍになるまで０．７トン／ｃｍ２の圧力で
リフティング付の一軸プレスで予備成形した。その後、
６９ｃｍ×４５ｃｍの断面寸法を持ったラテックスゴム
製のゴム型に移した。このとき、予備成形体の強度は落
下試験をしても破壊しないくらいに十分であったため、
格段取扱いに注意を要しなかった。次に、ゴム型に入っ
た予備成形体を４トン／ｃｍ２で高さが１４ｃｍになる
ようにＣＩＰした。次に、ＣＩＰしたものを１１４０℃
で１時間、アルゴンガス雰囲気中で焼結し、次いで１０
００℃で１時間、アルゴンガス雰囲気中で熱処理した。
このとき、ＣＩＰされた試験片は十分な密度に達してお
り、焼結後の収縮も無視し得るくらい小さかった。した
がって、この場合には表面の酸化皮膜を取り去る程度で
十分であった。
残部ＣｏからなるＳｍＣｏ５の永久磁石合金をアーク溶
解により作製した。次いで、スタンプミルで３５メッシ
ュスルーまで粗粉砕し、ボールミルで３時間微粉砕し
た。このようにして得られた磁粉を図１に示す成形金型
の６９ｃｍ×４５ｃｍの断面寸法を持ったキャビティに
充填し、２０ｋＯｅの平行磁場を印加しながら成形体の
高さが１６ｃｍになるまで０．７トン／ｃｍ２の圧力で
リフティング付の一軸プレスで予備成形した。その後、
６９ｃｍ×４５ｃｍの断面寸法を持ったラテックスゴム
製のゴム型に移した。このとき、予備成形体の強度は落
下試験をしても破壊しないくらいに十分であったため、
格段取扱いに注意を要しなかった。次に、ゴム型に入っ
た予備成形体を４トン／ｃｍ２で高さが１４ｃｍになる
ようにＣＩＰした。次に、ＣＩＰしたものを１１４０℃
で１時間、アルゴンガス雰囲気中で焼結し、次いで１０
００℃で１時間、アルゴンガス雰囲気中で熱処理した。
このとき、ＣＩＰされた試験片は十分な密度に達してお
り、焼結後の収縮も無視し得るくらい小さかった。した
がって、この場合には表面の酸化皮膜を取り去る程度で
十分であった。
【００１０】（比較例１）比較のために、予備成形せず
にＣＩＰだけを施した場合を検討すべく、７０ｃｍ×４
６ｃｍの断面寸法を持ったラテックスゴムのゴム型に充
填し、高さが１６ｃｍになるまで４トン／ｃｍ２でＣＩ
Ｐした。成形体を取り出して前述の条件と同一条件で焼
結、熱処理した。試験片は端部で変形していたため、最
終寸法が６９ｃｍ×４５ｃｍ×１４ｃｍになるように研
削加工を施さざるを得なかった。
にＣＩＰだけを施した場合を検討すべく、７０ｃｍ×４
６ｃｍの断面寸法を持ったラテックスゴムのゴム型に充
填し、高さが１６ｃｍになるまで４トン／ｃｍ２でＣＩ
Ｐした。成形体を取り出して前述の条件と同一条件で焼
結、熱処理した。試験片は端部で変形していたため、最
終寸法が６９ｃｍ×４５ｃｍ×１４ｃｍになるように研
削加工を施さざるを得なかった。
【００１１】実施例１および比較例１で得られたものを
試験片として、両試験片についての磁場印加方向（磁化
方向）に対する（００２）面のＸ線回折強度分布を図３
に示す。縦軸は最大回折強度に対する相対強度で示す。
この図から比較例１のものでは配向が乱れ分布がなだら
かになってしまっているのに対して、実施例１のもので
は鋭いことがわかる。また、磁気特性を表１に示す。表
１で、上段の値は試験片の上側から採取したものの磁気
特性を、中断の値は試験片の中央部から採取したものの
磁気特性を、下段の値は試験片の下側から採取したもの
の磁気特性を示す。表１からも比較例１のものは磁気特
性のバラツキが大きくかつ絶対値も低いのに対し、実施
例１のものではバラツキが少なくかつ絶対値も大きい希
土類焼結磁石が得られることがわかる。また、基準面の
法線に対する磁化方向の傾角を測定したところ、、実施
例１のものでは０．７度であるのに対して、比較例１の
ものでは５．４度もあった。
試験片として、両試験片についての磁場印加方向（磁化
方向）に対する（００２）面のＸ線回折強度分布を図３
に示す。縦軸は最大回折強度に対する相対強度で示す。
この図から比較例１のものでは配向が乱れ分布がなだら
かになってしまっているのに対して、実施例１のもので
は鋭いことがわかる。また、磁気特性を表１に示す。表
１で、上段の値は試験片の上側から採取したものの磁気
特性を、中断の値は試験片の中央部から採取したものの
磁気特性を、下段の値は試験片の下側から採取したもの
の磁気特性を示す。表１からも比較例１のものは磁気特
性のバラツキが大きくかつ絶対値も低いのに対し、実施
例１のものではバラツキが少なくかつ絶対値も大きい希
土類焼結磁石が得られることがわかる。また、基準面の
法線に対する磁化方向の傾角を測定したところ、、実施
例１のものでは０．７度であるのに対して、比較例１の
ものでは５．４度もあった。
【００１２】
【表１】
【００１３】（実施例２）予備成形の圧力を０．４〜１
０トン／ｃｍ２まで変えた以外は実施例１と同様の条件
で試験片を作製した。配向の均一性を調べるために表面
の酸化皮膜を取り去った後、２５ｋＯｅのパルス磁場で
パルス着磁を行った後、ジーメンス社製造のＦＡ−２２
Ｅプローブにより、上記試験片表面の表面磁束密度Ｂｏ
を測定した。図４にＢｏの分布を示す。測定個所は上記
試験片のＮ極面である。この図から、４トン／ｃｍ２を
越える場合は表面磁束密度が３．５ｋＧより低下してし
まうことがわかる。さらに、図４から、予備成形圧力が
０．４〜４トン／ｃｍ２の場合にＢｏ分布の均一性が良
好であり、好ましいことがわかる。
０トン／ｃｍ２まで変えた以外は実施例１と同様の条件
で試験片を作製した。配向の均一性を調べるために表面
の酸化皮膜を取り去った後、２５ｋＯｅのパルス磁場で
パルス着磁を行った後、ジーメンス社製造のＦＡ−２２
Ｅプローブにより、上記試験片表面の表面磁束密度Ｂｏ
を測定した。図４にＢｏの分布を示す。測定個所は上記
試験片のＮ極面である。この図から、４トン／ｃｍ２を
越える場合は表面磁束密度が３．５ｋＧより低下してし
まうことがわかる。さらに、図４から、予備成形圧力が
０．４〜４トン／ｃｍ２の場合にＢｏ分布の均一性が良
好であり、好ましいことがわかる。
【００１４】（実施例３）重量％で、Ｎｄ３１．７％，
Ｄｙ４．０％、Ｂ（硼素）１．１％、Ｃｏ１％，Ｇａ
０．８％，残部ＦｅからなるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石
用合金を用いた以外は実施例１と同様にして粉末とし、
得られた粉末を図１に示す構成の横断面２４．５ｍｍ×
１２０ｍｍの成形空間を有する成形型内に充填し、高さ
９５ｍｍの予備成形ブロックを形成した。実施例１と同
様にリフティング付の油圧プレスを用いた。次に、得ら
れた予備成形ブロックを実施例１と同様の方法でＣＩＰ
した。得られたＣＩＰ成形体を支持台上に設置した多数
のＮｄ２Ｏ３球体（φ１０ｍｍ）上に置き、１０９０℃
×１時間、アルゴンガス雰囲気中で焼結した。球体上に
ＣＩＰ成形体を置いた理由は、焼結時の収縮に伴う変形
を防止するためである。焼結後、試料を室温まで炉中冷
却し、再度９００℃×２時間加熱し、１．５℃／分の冷
却速度で連続冷却した。室温への冷却後、５８０℃で時
効処理（熱処理）を行ったが、何らクラックは入らなか
った。次に、実施例１と同様にテストピースを切り出し
て磁気特性を測定したところＢｒ＝１０９００Ｇ，ＢＨ
Ｃ＝２３８００Ｏｅ，（ＢＨ）max＝２８．７ＭＧＯｅ
のものが得られた。また、磁化方向の傾角はａｂ面内の
いずれでも０．９度以内であり均一性が極めてよいもの
が得られた。
Ｄｙ４．０％、Ｂ（硼素）１．１％、Ｃｏ１％，Ｇａ
０．８％，残部ＦｅからなるＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁石
用合金を用いた以外は実施例１と同様にして粉末とし、
得られた粉末を図１に示す構成の横断面２４．５ｍｍ×
１２０ｍｍの成形空間を有する成形型内に充填し、高さ
９５ｍｍの予備成形ブロックを形成した。実施例１と同
様にリフティング付の油圧プレスを用いた。次に、得ら
れた予備成形ブロックを実施例１と同様の方法でＣＩＰ
した。得られたＣＩＰ成形体を支持台上に設置した多数
のＮｄ２Ｏ３球体（φ１０ｍｍ）上に置き、１０９０℃
×１時間、アルゴンガス雰囲気中で焼結した。球体上に
ＣＩＰ成形体を置いた理由は、焼結時の収縮に伴う変形
を防止するためである。焼結後、試料を室温まで炉中冷
却し、再度９００℃×２時間加熱し、１．５℃／分の冷
却速度で連続冷却した。室温への冷却後、５８０℃で時
効処理（熱処理）を行ったが、何らクラックは入らなか
った。次に、実施例１と同様にテストピースを切り出し
て磁気特性を測定したところＢｒ＝１０９００Ｇ，ＢＨ
Ｃ＝２３８００Ｏｅ，（ＢＨ）max＝２８．７ＭＧＯｅ
のものが得られた。また、磁化方向の傾角はａｂ面内の
いずれでも０．９度以内であり均一性が極めてよいもの
が得られた。
【００１５】
【発明の効果】本発明の金型を用いることにより、基準
面の法線に対する磁化方向の傾角が３度以内という高配
向度の厳しい要求を満足する高配向度希土類焼結磁石を
安定して製作することができ、例えば粒子線加速器用ウ
ィグラーや核磁気共鳴断面撮影装置（ＭＲＩ）等の用途
のものを製作する上で極めて有用なものである。
面の法線に対する磁化方向の傾角が３度以内という高配
向度の厳しい要求を満足する高配向度希土類焼結磁石を
安定して製作することができ、例えば粒子線加速器用ウ
ィグラーや核磁気共鳴断面撮影装置（ＭＲＩ）等の用途
のものを製作する上で極めて有用なものである。
【図１】本発明の金型の一例を示す要部断面図である。
【図２】本発明の金型を用いて得られた成形体（ａ）お
よび（ａ）の成形体をＣＩＰした成形体（ｂ）を示す図
である。
よび（ａ）の成形体をＣＩＰした成形体（ｂ）を示す図
である。
【図３】（００２）面の回折Ｘ線強度と磁化方向に対す
る傾角の相関の一例を示す図である。
る傾角の相関の一例を示す図である。
【図４】予備成形圧力とＢｏ分布の相関の一例を示す図
である。
である。
【図５】ウィグラーを説明する図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０１Ｆ 41/02 Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｆ Ｈ０５Ｈ 13/04 Ｈ０１Ｓ 3/30 Ａ // Ｈ０１Ｓ 3/30 Ｂ２２Ｆ 3/02 Ｂ (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B22F 3/02 B22F 3/03 C22C 38/00 303 G21K 1/093 H01F 7/02 H01F 41/02 H05H 13/04 H01S 3/30
Claims (1)
- 【請求項１】 キャビティの長辺若しくは長径Ａおよび
短辺若しくは短径Ｂを形成する強磁性金型部材とキャビ
ティの短辺若しくは短径Ｂおよび厚さＣを形成する非磁
性金型部材（Ａ≧Ｂ＞Ｃ）とからなり、前記非磁性金型
部材はキャビティの厚さＣ方向に沿う寸法がキャビティ
の厚さＣと略同一寸法に形成されているとともにキャビ
ティの短辺若しくは短径Ｂ方向に沿う寸法がキャビティ
の短辺若しくは短径Ｂよりも大寸法に形成されている突
設部分を有し、前記強磁性金型部材が前記非磁性金型部
材の突設部分を挟み込んでかつ相対向するように配置さ
れているとともに、前記非磁性金型部材の突設部分の先
端をその突設部分を挟み込んでいる前記強磁性金型部材
の両端位置よりもキャビティ側に突出させてかつ相対向
するように配置することにより、キャビティの長辺若し
くは長径Ａおよび短辺若しくは短径Ｂで形成される平面
（基準面）を通る磁場印加時の磁力線の傾角を３度以内
とした平行磁場を発生させるようにしたことを特徴とす
る高配向度希土類焼結磁石用成形金型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10303881A JP2989178B2 (ja) | 1988-08-19 | 1998-10-26 | 高配向度希土類焼結磁石用成形金型 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63-205849 | 1988-08-19 | ||
| JP20584988 | 1988-08-19 | ||
| JP10303881A JP2989178B2 (ja) | 1988-08-19 | 1998-10-26 | 高配向度希土類焼結磁石用成形金型 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1206298A Division JP2922535B2 (ja) | 1988-08-19 | 1989-08-09 | 高配向度希土類焼結磁石およびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11256203A JPH11256203A (ja) | 1999-09-21 |
| JP2989178B2 true JP2989178B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=26515288
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10303881A Expired - Lifetime JP2989178B2 (ja) | 1988-08-19 | 1998-10-26 | 高配向度希土類焼結磁石用成形金型 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989178B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4687267B2 (ja) * | 2005-06-17 | 2011-05-25 | 日立金属株式会社 | 粉末成形体の製造方法 |
| CN109434100B (zh) * | 2018-12-27 | 2024-02-06 | 中铝广西有色金源稀土有限公司 | 一种钕铁硼用磁场成型异形方块料坯的组合式模具 |
-
1998
- 1998-10-26 JP JP10303881A patent/JP2989178B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11256203A (ja) | 1999-09-21 |
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