JP3554604B2

JP3554604B2 - 圧粉体成形方法及び該方法に使用するゴムモールド

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Publication number: JP3554604B2
Application number: JP11653795A
Authority: JP
Inventors: 眞人佐川; 浩永田; 俊宏渡辺
Original assignee: Intermetallics Co Ltd
Current assignee: Intermetallics Co Ltd
Priority date: 1995-04-18
Filing date: 1995-04-18
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: DE69617792T2; JPH08291303A; DE69617792D1; US5762967A; EP0739018B1; EP0739018A2; EP0739018A3

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、永久磁石等の磁性粉末をゴムモールドのキャビティーに充填し、次いで、磁界を印加するとともに、圧縮成形して圧粉体を成形する圧粉体成形方法及び該圧粉体成形方法に使用されるゴムモールドに関するものであり、成形された圧粉体は、その後、焼結や硬化処理等の工程を経て、種々の産業分野で使用される磁石等に製造される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ウレタン製のゴム等により成形されたゴムモールドのキャビティーに磁性粉末を充填し、次いで、磁界を印加するとともに、パンチによりゴムモールドを圧縮して圧粉体を成形するようにした圧粉体成形方法及びウレタン製のゴム等により成形された圧粉体成形方法に使用するゴムモールドが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、永久磁石等の磁性粉末をゴムモールドのキャビティーに充填し、次いで、磁界を印加するとともに、圧縮成形して圧粉体を成形する圧粉体成形方法において使用される磁界としては、コイルの発熱の問題がなく、高磁界が印加できるパルス磁界が、静磁界に代わって使用されており、磁界を印加することにより、永久磁石等の異方性を持った磁性体の粉末の配向がそろえられることになる。このとき用いられるゴムモールドのゴムの材質、ゴムの硬度、強度等やゴムの厚みは、成形される圧粉体の寸法精度、割れや欠け或いは磁気特性を左右する重要な要素となっている。
【０００４】
ゴムモールドのキャビティーに充填された磁性粉末にパルス磁界を印加して、磁性粉末の結晶方向をそろえるとき、即ち、磁界配向を行うときに、ゴムモールドのキャビティーにおけるパルス磁界が均一であることが望ましい。ゴムモールドのキャビティーにおけるパルス磁界が不均一であると、ゴムモールドのキャビティーに充填された粉末は、パルス磁界の印加時に、磁界の弱いところから磁界の強いところに移動し、パンチによる加圧プレスの際に、成形される圧粉体の形が歪んだり、加圧力を除荷した時に圧粉体が割れたり或いは欠けたりすることになる。
【０００５】
本発明の目的は、上述したようなゴムモールドのキャビティーにおけるパルス磁界が不均一であるために惹起される圧粉体の歪み或いは圧粉体の割れや欠けを防止することができる圧粉体成形方法及び該圧粉体成形方法に使用するゴムモールドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した目的を達成するために、少なくとも一部がゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体により成形され、ダイに装着されたゴムモールドのキャビティーに磁性粉末を充填し、次いで、磁界を印加するとともに、パンチによりゴムモールドを圧縮して圧粉体を成形するものであり、そして、圧粉体成形方法に使用するゴムモールドを、第１には、少なくとも一部を、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体で成形したものであり、第２には、ゴムモールドを構成するゴムモールド本体及び蓋体の全体を、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体により成形したものであり、第３には、ゴムモールド本体の底部、蓋体及びキャビティーに沿ったゴムモールド本体の内周部を、部分的に、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体で成形したものであり、第４には、ゴムモールド本体の底部及び蓋体を、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体で成形し、ゴムモールドの側壁部を、磁性粉末を含まないゴム組成体により成形したものであり、第５には、ゴムモールド中に含まれる磁性粉末が、一定方向に線状に連なっているものである。
【０００７】
本発明は、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体によりゴムモールドを成形して、ゴムモールド全体或いは所定部分を磁性体とすることにより、磁性粉末が充填されたゴムモールドのキャビティー部分の磁界強度を均一としたものである。このように、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体によりゴムモールドを成形し、磁化する磁性体の大きさをゴムモールド全体或いは所定の大きさにまで大きくすることにより、ゴムモールドのキャビティーの磁界分布の均一性が向上し、より最終製品に近い、所謂、ニアネットシェイプの圧粉体を成形することができる。なお、ゴム材に混合される磁性粉末を、「混合磁性粉末」と称し、ゴムモールドのキャビティーに充填され、圧粉体に成形される磁性粉末を、「成形磁性粉末」と称する。
【０００８】
ゴム材に混合される混合磁性粉末は、平均粒径が５０μｍ以下、好ましくは、２０μｍ以下の細かいものが分散性が良く望ましい。混合磁性粉末の平均粒径が５０μｍを越えると、ゴム材と分離しやすくなり、また、沈殿しやすくなり好ましくない。また、混合磁性粉末の粒子は、なるべく角の丸いものが好ましく、角ばったり、尖っていると、成形されたゴムモールドが、切れたり、ひび割れを起こしやすくなる。
【０００９】
ゴム材と混合する混合磁性粉末としては、Ｆｅ（純鉄）、Ｆｅ−Ｃ合金、Ｆｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ合金、Ｆｅ−Ｃｒ合金、Ｆｅ−Ｎｉ合金、Ｆｅ−Ｓｉ合金等の磁化の大きいＦｅを主成分とする金属又は合金の粉末が好ましく、特に、磁化が大きく、しかも、錆びにくいＦｅ−Ｃｏ合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ合金の粉末が好ましい。また、軟磁性材料だけでなく、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ磁石合金、Ｓｍ−Ｃｏ磁石合金、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石合金、フェライト磁石等の硬磁性材料の粉末でも良い。
【００１０】
ゴム材に混合される混合磁性粉末の混合比は、体積比で、１〜４０％程度が良く、５〜３０％がより好ましい。混合磁性粉末の混合比が少なすぎると、圧粉体の成形性を改良する効果が少なく、多すぎるとゴムの機械的強度が低下するという問題がある。
【００１１】
図１に示されているように、ゴムモールドｍを構成するゴムモールド本体ｍ１と蓋体ｍ２とを、ゴム材に均一に混合磁性粉末が混合分散されたゴム組成体で成形することが好ましいが、ゴム材に混合磁性粉末を混合した場合に、混合磁性粉末が混合分散されたゴム組成体の硬度が硬くなりすぎて、成形されたゴムモールドｍに割れや欠けができることがある。このような場合には、図２に示されているように、ゴムモールド本体ｍ１の底部ｍ１’、蓋体ｍ２及びキャビティーｃの周囲の薄肉層からなる円筒状部ｍ３を、ゴム材に混合磁性粉末が混合されたゴム組成体で成形し、それ以外の部分を磁性粉末の入っていないゴム材で成形することができる。更には、蓋体ｍ２の外周部を所定の厚さに亘って混合磁性粉末の入っていないゴム材で成形することもできる。いずれにせよ、ゴムモールドｍのキャビティーｃの周囲に形成されるゴム材に混合磁性粉末が混合されたゴム組成体からなる層は、磁界の乱れを防止するために、その外周面が平面を形成し、凹凸面を形成しないことが重要である。
【００１２】
本発明により、圧粉体の上下面に窪む、所謂、ディンプルができることが防止できたり、また、圧粉体が、樽状に変形することが防止できたり、更には、磁気特性が改良される等、幾つかの重要な改善が実現できる。これらの利点の反面、ゴムモールドに混合磁性粉末を混合させるとゴム質が硬くなり、圧縮成形する成形磁性粉末の種類や圧粉体の形状によっては、成形に支障を来すようになる。例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉末にステアリン酸亜鉛のような潤滑剤を、少量、添加してよく混合しておくと、ゴムモールドに、成形磁性粉末を高密度に充填した後、磁界の印加により、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石粉末を一方向に配向するときに、高い配向性が得られる。成形磁性粉末が高配向に圧縮成形されると、これを焼結して得られる焼結磁石の磁石特性、特に、残留磁化Ｂｒと最大磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが向上し、焼結磁石の高性能化が図れる。
【００１３】
ところが、ステアリン酸亜鉛の添加により圧粉体の強度が低下し、成形された圧粉体をゴムモールドから取り出すときに、圧粉体に、ひびや欠けが頻繁に起こるようになる。ゴムモールドを使って、圧縮成形される成形磁性粉末が高配向される成形を行う、所謂、ゴムモールドを使用した静水圧プレス（ＲｕｂｂｅｒＩｓｏｓｔａｔｉｃＰｒｅｓｓｉｎｇ、以下、単に、「ＲＩＰ」という。）においては、ゴムモールドのゴム材として、上記のようなひびや欠けを防止するためには、軟らかいゴムを使用する必要がある。また、潤滑剤を含まないＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁性粉末は、成形性は比較的良好だが、成形される圧粉体の形状が肉薄のリング、偏平な板状体、細長い柱状体等の場合には、ＲＩＰで成形後に、圧粉体にひびや欠けが入り易いので、このような形状の圧粉体の成形の場合にも、ゴムモールドのゴム質を柔らかくすることによって良好な成形体が得られる。
【００１４】
ゴムモールドのゴム材に混合磁性粉末を混合して奏せられる本発明の効果を、少量の混合磁性粉末を添加することにより発揮させる方法として、ゴムモールド本体ｍ１の底部ｍ１’と蓋体ｍ２のみを、ゴム材に混合磁性粉末を混合したゴム組成体で成形し、ゴムモールドｍのそれ以外の部分は、混合磁性粉末を含まないゴム組成体により成形されたゴムモールドｍを使用する方法がある。混合磁性粉末をゴム材に添加して鋳型に流し込んで硬化させるとき、硬化前に磁界を印加して、ゴム材中に含まれる混合磁性粉末を一方向に配向すると、混合磁性粉末が少量でも、ディンプルの形成や樽形変形の発生が防止できるとともに、磁気特性の向上が実現できる。
【００１５】
ここで、ゴム材中の混合磁性粉末の配向方向は、そのゴムモールドを使用してＲＩＰにより、圧粉体を磁界成形するときの磁界方向と一致させておく。この方法の適用により、少量の混合磁性粉末のゴム材への混合により、ゴムモールドの硬度があまり高くならず、そのためＲＩＰにより圧粉体を成形する際に、圧粉体に成形される成形磁性粉末が潤滑剤を含んでいるために成形しにくい場合や、圧縮成形される圧粉体が、薄肉であったり、偏平形状であったり、細長い形状等の成形しにくい場合でも、良好に成形できる。このようなゴムモールド中の混合磁性粉末の磁界配向の効果は、後述する実施例に示されている。なお、ここでゴムモールドのゴム材に混合する混合磁性粉末は、Ｆｅ，Ｆｅ−Ｃｏ等の軟磁性粉末の場合が多いが、このような場合、磁界配向の効果として、これらの混合磁性粉末は、磁界印加した方向に（磁力線に沿って）連なっている。これに対して、磁界を印加しないでゴム材を固めた場合は、混合磁性粉末はランダムに分散している。
【００１６】
なお、参考までに、本出願人が、先に出願した出願に開示されているパンチによる圧縮により圧粉体を成形する圧粉体成形装置の１例を、圧粉体成形装置の垂直断面図である図３を用いて説明する。
【００１７】
ｍは、成形磁性粉末が高密度に充填されているゴムモールドであり、１は、ゴムモールドｍが装着されるダイである。２ａは、上パンチであり、２ｂは、下パンチであり、また、３は、パルス磁界を発生させるためのコイルである。４は、プレスプランジャーであり、プレスプランジャー４に固着された上パンチ支持プレート５には、略円筒状のスリーブ６が固着されており、スリーブ６に、上記の上パンチ２ａの上部が慴動可能に嵌合されている。
【００１８】
上パンチ２ａの外周にはコイルスプリング等のバネ７が巻回されており、バネ７の上端部は、スリーブ６に設けられた凹部６’に嵌着されており、また、バネ７の下端部は、上パンチ２ａの下部に設けられた凹部２ａ’に嵌着されている。そして、上パンチ２ａの上面、スリーブ６の内周面及び上パンチ支持プレート５の下面により、空洞部８が形成されている。プレスプランジャー４の下面中心部に設けられた凹部４’に嵌合されたボルト９は、上パンチ支持プレート５を貫通し、その先端部は、上パンチ２ａの中央部に軸線方向に沿って穿設された空洞部１０に慴動可能に挿着されている。
【００１９】
ｍ２は、ゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃに充填された成形磁性粉末を覆う蓋体であり、配向磁界が印加されたときに、ゴムモールドｍから成形磁性粉末が飛び出るのを防止するものである。１１は上パンチ２ａの下面に取着された硬質ゴム等からなるバックアッププレートであり、ゴムモールドｍの噛み込みを防止するものである。
【００２０】
ダイ１は筒状に形成されており、ダイ１はコイルスプリング或いは皿バネ等のバネ部材１２を介して、インデックステーブル１３上に配置された補助支持プレート１４に支持されている。バネ部材１２の弾性は、上述した上パンチ２ａの外周に巻回されているバネ７の弾性より著しく強いものである。インデックステーブル１３には、図示されていない、例えば、成形磁性粉末をゴムモールドｍに充填する粉末充填部等の各処理ステージが配設されており、インデックステーブル１３の間欠移動により、各処理ステージで所定の処理が行われるように構成されている。
【００２１】
補助支持プレート１４は、インデックステーブル１３上にボルト１５、１５’により取着されており、補助支持プレート１４上にボルト１６により下パンチ２ｂが取着されている。下パンチ２ｂには、ダイ１が慴動可能に嵌合されており、ダイ１と下パンチ２ｂとにより形成される凹部空間１７内にはゴムモールドｍのゴムモールド本体ｍ１が装着される。１８は下パンチ２ｂの上面に取着された硬質ゴム等からなるバックアッププレートであり、ゴムモールドｍの噛み込みを防止するものである。上記のダイ１、下パンチ２ｂ等によりインデックステーブル１３に取着される金型が構成されている。
【００２２】
上述した圧粉体成形装置においては、下パンチ２ｂを固定し、プレスプランジャー４の下動により上パンチ２ａを下方に移動させて、ダイ１に装着された成形磁性粉末が充填されたゴムモールドｍを上パンチ２ａと下パンチ２ｂとの間で圧縮するものであるが、逆に、上パンチ２ａを固定し、プレスプランジャー４に下パンチ２ａを取着し、プレスプランジャー４の上下動により下パンチ２ａを移動させて、ゴムモールドｍに充填された成形磁性粉末を圧縮することもできる。
【００２３】
次に、上述した圧粉体成形装置の作動について説明する。先ず、図３に示されているような、上パンチ２ａの待機状態からプレスプランジャー４を下降させて、ダイ１の上面に上パンチ２ａの下面を載置させるとともに、上パンチ２ａの下面に取着されている蓋体ｍ２を、キャビティーｃに成形磁性粉末が充填されたゴムモールド本体ｍ１に被せ、プレスプランジャー４の下降を停止させる。次いで、コイル３に電流を流してパルス磁界を印加して、ゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃに充填された成形磁性粉末の配向を行う。
【００２４】
配向磁界の印加によるゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃに充填された成形磁性粉末の配向工程に次いで、プレスプランジャー４を再度下降させると、バネ７が短縮され、上パンチ２ａと支持プレート５間の空洞部８が無くなり、上パンチ２ａの上端部が支持プレート５に接することになる。上記のように、プレスプランジャー４の下降にともなって、バネ７が短縮されるが、上述したようにダイ１を支持しているバネ部材１２の弾性の方がバネ７の弾性より遙かに強いので、バネ７が収縮し、従って、上パンチ２ａの下降はない。
【００２５】
上述した状態から、更にプレスプランジャー４が下降すると、支持プレート５に押されて上パンチ２ａがバネ部材１２の弾性に抗して下降することになり、上パンチ２ａがダイ１を押し下げることになる。従って、ダイ１と下パンチ２ｂとにより形成される凹部空間１７が減少し、凹部空間１７内に装着されているゴムモールドｍが圧縮され、ゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃに充填された成形磁性粉末が圧縮されることになる。所定の時間、上パンチ２ａを下降させ、その後、プレスプランジャー４を停止させて、ゴムモールドｍの上パンチ２ａと下パンチ２ｂ間での圧縮工程を終了させる。次いで、プレスプランジャー４を上昇させて、上パンチ２ａを、図３に示されている待機状態に戻す。このようにして圧粉体が成形されることになる。
【００２６】
以下に、本発明の実施例について説明するとともに、本発明の実施例と比較例との比較を説明する。
【００２７】
〔実施例１、実施例２及び及び比較例〕
実施例１として、図１に示されているような円筒状のゴムモールド本体ｍ１と円柱状の蓋体ｍ２とからなるゴムモールドｍを作製した。ゴムモールド本体ｍ１の高さは８０ｍｍであり、外径は５０ｍｍであり、底部ｍ１’の厚さは２０ｍｍであり、また、圧粉体を構成する成形磁性粉末が充填される円柱状空間部からなるキャビティーｃの内径は３０ｍｍであり、深さは４０ｍｍであり、蓋体ｍ２が嵌合される円柱状空間部ｍ４の内径は４０ｍｍであり、高さは２０ｍｍである。上記円柱状空間部ｍ４に嵌合される蓋体ｍ２は、高さが２０ｍｍ及び外径が４０ｍｍの円柱状に形成されている。ゴム材は、硬度１０（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴムであり、該ゴム材に、平均粒径１０μｍのＦｅ−Ｃｏ合金粉末を１５体積％混合して組成されたゴム組成体を用いて鋳型成形により、上記の各寸法を有するゴムモールド本体ｍ１と蓋体ｍ２を成形した。ここでＦｅ−Ｃｏ合金は、５０％Ｆｅ−５０％Ｃｏ（重量％）からなる合金で、この合金の混合磁性粉末を、ゴム材のゴム原液の硬化前にゴム原液に混入し、よく攪拌した後に、鋳型に注入してゴムモールド本体ｍ１と蓋体ｍ２を成形した。
【００２８】
実施例２として、図２に示されているような円筒状のゴムモールド本体ｍ１と円柱状の蓋体ｍ２とからなるゴムモールドｍを作製した。ゴムモールド本体ｍ１の高さは８０ｍｍであり、外径は５０ｍｍであり、底部ｍ１’の厚さは２０ｍｍであり、また、圧粉体を構成する成形磁性粉末が充填される円柱状空間部からなるキャビティーｃの内径は３０ｍｍであり、高さは４０ｍｍであり、蓋体ｍ２が嵌合される円柱状空間部ｍ４の内径は３４ｍｍであり、高さは２０ｍｍである。また、上述した硬度１０（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴムのゴム材に、平均粒径１０μｍの５０％Ｆｅ−５０％Ｃｏ（重量％）からなるＦｅ−Ｃｏ合金粉末を１５体積％混合して組成されたゴム組成体により、キャビティーｃに沿って底部ｍ１’の下端まで延びる外径３４ｍｍで高さ６０ｍｍの薄肉の円筒状部ｍ３を成形するとともに、高さ２０ｍｍ、外径３４ｍｍの円柱状の蓋体ｍ２を成形した。それ以外の部分は、硬度８（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴムで成形されている。これらのゴムモールドｍを内径５０ｍｍ、外径７０ｍｍ、高さ９０ｍｍの非磁性ステンレス製のダイに装着した。
【００２９】
比較例として、図４に示されているような円筒状のゴムモールド本体ｍ１と円柱状の蓋体ｍ２とからなるゴムモールドｍを硬度８（ＪＩＳ−Ａ）のウレタンゴムで成形した。ゴムモールド本体ｍ１及び蓋体ｍ２の寸法は、上述した実施例１と同じであり、ゴムモールド本体ｍ１の高さは８０ｍｍであり、外径は５０ｍｍであり、底部ｍ１’の厚さは２０ｍｍであり、また、圧粉体を構成する成形磁性粉末が充填されるキャビティーｃの内径は３０ｍｍであり、高さは４０ｍｍであり、蓋体ｍ２が嵌合される円柱状空間部ｍ４の大きさは、内径が４０ｍｍであり、高さが２０ｍｍである。蓋体ｍ２は、高さが２０ｍｍ及び外径が４０ｍｍの円柱状に形成されている。このゴムモールドｍを、上述した実施例と同じダイに装着した。
【００３０】
上述した実施例１、実施例２及び比較例の各ゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃに、平均粒径４μｍのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ焼結磁石用磁性粉末を、充填密度２．７ｇ／ｃｍ^３の高密度で充填した。成形磁性粉末の合金組成は、２８．５％Ｎｄ、３．５％Ｄｙ、０．９９％Ｂ、残りＦｅ（重量％）であった。成形磁性粉末が充填された各ゴムモールド本体ｍ１をダイに装着し、それぞれ、上述した蓋体ｍ２を被せた後に、パルス磁界発生コイルの中に入れ、ゴムモールドｍの軸方向にピーク磁界４０ｋＯｅのパルス磁界を印加した。次に、成形磁性粉末が充填された上記の各ゴムモールドｍを、パンチにより、０．７ｔ／ｃｍ^２の圧力で圧縮し、円柱状の圧粉体を成形し、ゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃから取り出した。次に、各圧粉体を１０６０℃で２時間、真空中で焼結を行い、その後、アルゴンガス雰囲気中で、６００℃、２時間の熱処理を行い円柱状成形品を製造した。
【００３１】
比較例のゴムモールドを使用して製造された円柱状成形品は、その上下面の中央部が、上下面の端部より２ｍｍも窪み、また、円柱状成形品の側面も樽形になり、上下端の直径より中央部の直径が１．４ｍｍ大きかった。また、パンチにより圧縮して成形された円柱状の圧粉体が割れていたり、欠けが入っていたりすることが、しばしば、起こった。実施例１のゴムモールドを使用して製造された円柱状成形品には、上記の比較例のゴムモールドを使用して製造された円柱状成形品のような上下面の窪みも樽形変形もなかった。また、パンチによりプレスして成形された円柱状の圧粉体には割れや欠けの発生がなかったが、ただし、プレス後の除荷をゆっくり行わないと圧粉体が割れることがあった。実施例２のゴムモールドを使用して製造された円柱状成形品は最適で、上下面の窪みも樽形変形もなく、且つ、プレス後の除荷をかなり速くしても圧粉体が割れるようなことがなかった。
【００３２】
磁石の特性面でも、実施例は比較例に比べて改善が見られた。多数の試料を、実施例と比較例のゴムモールドを使用して作製し、磁石特性を比較した。平均して、実施例のゴムモールドを使用した方が、比較例のゴムモールドを使用した場合よりも、１〜２ＭＧＯｅ程度、最大磁気エネルギー積が高かった。実用的に、更に重要なことは、比較例では、円柱状成形品の上下面の窪みの発生に伴って、磁化配向方向の乱れが起こっていることが判明した。このように、窪みが形成された円柱状成形品の局所的な磁気特性の変化を、振動試料型磁力計により測定した。その結果、窪みが形成されて配向が乱れている部分は、円柱状成形品の上下面の中間部の磁石特性より２ＭＧＯｅ程度低くなっていることが判明した。磁石製品は、大抵、薄板状であるので、モーター等の応用では、上記のようにして作製された円柱状成形品から、ダイヤモンドカッター等によりスライスして薄円板に作製して使用に供される。
【００３３】
比較例のゴムモールドを使用して圧粉体を成形し、焼結により得られる焼結磁石には、上述したように窪みが形成され、窪み付近の磁石特性は中央部より低いので、スライスにより円板状磁石製品を製造すると、磁石特性が大きくばらつくことになる。ところが、実施例のゴムモールドを使って圧粉体を成形し、焼結して得た円板状磁石には窪みが発生せず、円柱状磁石の上下面近傍と、円柱状磁石の中央部の磁石特性の差がないか、あっても非常に小さい。このため、このような円柱状磁石をスライスして円板状磁石を作製すると、磁石特性のばらつきの小さい製品が生産できる。
【００３４】
〔実施例３〕
図１に示されているゴムモールド本体ｍ１のキャビティーｃの深さを８０ｍｍ、ゴムモールド本体ｍ１の高さ１２０ｍｍとし、キャビティーｃの内径、ゴムモールド本体ｍ１の外径、底部ｍ１’の厚さ及び蓋体ｍ２の厚さ等は、上述した実施例１と同じである。即ち、キャビティーｃの内径３０ｍｍ、ゴムモールド本体ｍ１の外径５０ｍｍ、底部ｍ１’の厚さ２０ｍｍ、蓋体ｍ２の厚さ２０ｍｍ等である。上記のような寸法を有するゴムモールドｍを、下記Ａ、Ｂの二種類の方法で作製した。
（Ａ）硬度１０のシリコンゴム原液に、５，１０，１５，２０，２５，３０各体積％の６種類のＦｅ−Ｃｏ合金の混合磁性粉末を混合し、鋳型に注入して、そのまま固めてゴムモールドを作製した。
（Ｂ）上記Ａと同じ組成のゴム原液とＦｅ−Ｃｏ合金の混合磁性粉末との混合体を鋳型に注入して、固まる前に鋳型全体をコイルの中に入れ、図１の円柱軸の方向に１０ｋＯｅの磁界を印加した。磁界印加後、ゴムが硬化するまで鋳型を揺すらないように静かに放置してゴムモールドを作製した。
なお、使用したＦｅ−Ｃｏ合金の混合磁性粉末は、実施例１において使用したものと同じである。
【００３５】
上述した（Ａ）（Ｂ）の方法により作製された、各６種類、合計１２種類のゴムモールドを、外径７０ｍｍ、内径５０ｍｍ、高さ１４０ｍｍの円筒状のステンレス製のダイに挿入し、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の成形磁性粉末を、ゴムモールドのキャビティーに充填し、蓋体を被せた後、磁界配向するとともに、圧縮して圧粉体を成形した。Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の成形磁性粉末は、実施例１と同じ組成で同じ粒径のものを使用した。但し、この実施例では、高特性化を図るために、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の成形磁性粉末に０．０５ｗｔ％のステアリン酸亜鉛粉末を混合した。ゴムモールドの中のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の成形磁性粉末の充填密度は３．０ｇ／ｃｍ^３とし、磁界は円筒状ダイの軸方向に、ピーク時２０ｋＯｅの交流減衰磁界と、引き続いてピーク時２０ｋＯｅの一方向パルス磁界（交流減衰磁界のピーク時と同じ方向）を印加した。その後、上下パンチにより、ゴムモールドを圧縮して、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の成形磁性粉末からなる成形体を得た。圧縮圧力は０．７ｔ／ｃｍ^２であった。得られた圧粉体を実施例１と同じ条件で焼結、熱処理を行い、焼結磁石を作製した。
【００３６】
上述した各種ゴムモールドを使用したときの成形性と、得られた焼結磁石の最大磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは、表１の通りである。表１には、比較例として、Ｆｅ−Ｃｏ合金の混合磁性粉末を含まないゴムモールドについてのテスト結果も示す。なお、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ合金の成形磁性粉末に、ステアリン酸亜鉛粉末を混合しない場合には、焼結磁石の磁石特性、即ち、最大磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘは、３６〜３７ＭＧＯｅの範囲であった。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１において、○印は、成形された圧粉体に割れ、欠け或いはディンプルが全く無いことを示し、△印は幾つかの圧粉体に割れ、欠け或いはディンプルが存在したことを示し、×印は全部の圧粉体に割れ、欠け或いはディンプルが存在したことを示す。また、（−）の印は、圧粉体の割れのために測定できなかったことを示す。
【００３９】
表１に示されてように、ゴム材にＦｅ−Ｃｏ合金の混合磁性粉末を混合したゴム組成体で成形されたゴムモールドを使用した場合には、このような混合磁性粉末が混合されていないゴム材だけで成形されたゴムモールドを使用した場合に比べて、製造された磁石の最大磁気エネルギー積（ＢＨ）ｍａｘが大きく、磁石特性が向上している。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、以下に記載する効果を奏するものである。
【００４１】
ゴム材に混合磁性粉末を混合したゴム組成体によりゴムモールドを成形し、磁化する磁性体の大きさをゴムモールド全体及びゴムモールドの所定の大きさにまで大きくすることにより、ゴムモールドのキャビティーの磁界分布の均一性が向上し、より最終製品に近い、所謂、ニアネットシェイプの磁性圧粉体を成形することができる。
【００４２】
圧粉体を、焼結や硬化処理により、フルデンシティーの、又は、ボンド磁石を作製したとき場合に、磁石特性が改良され、且つ、場所による磁石特性のばらつきが少なく、従って、より品質の安定した磁石の生産が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の圧粉体成形方法に使用されるゴムモールドの垂直断面図である。
【図２】図２は本発明の圧粉体成形方法に使用されるゴムモールドの別の実施例の垂直断面図である。
【図３】図３は本発明の圧粉体成形方法が適用される一例としての圧粉体成形装置の垂直断面図である。
【図４】図４は従来のゴムモールドの垂直断面図である。
【符号の説明】
ｃ・・・・・・・・・・キャビティー
ｍ・・・・・・・・・・ゴムモールド
ｍ１・・・・・・・・・ゴムモールド本体
ｍ２・・・・・・・・・蓋体

Claims

少なくとも一部がゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体により成形され、ダイに装着されたゴムモールドのキャビティーに磁性粉末を充填し、次いで、磁界を印加するとともに、パンチによりゴムモールドを圧縮して圧粉体を成形することを特徴とする圧粉体成形方法。
少なくとも一部を、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体で成形したことを特徴とする圧粉体成形方法に使用するゴムモールド。
ゴムモールドを構成するゴムモールド本体及び蓋体の全体を、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体により成形したことを特徴とする圧粉体成形方法に使用するゴムモールド。
ゴムモールド本体の底部、蓋体及びキャビティーに沿ったゴムモールド本体の内周部を、部分的に、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体で成形したことを特徴とする圧粉体成形方法に使用するゴムモールド。
ゴムモールド本体の底部及び蓋体を、ゴム材に磁性粉末を混合したゴム組成体で成形し、ゴムモールドの側壁部を、磁性粉末を含まないゴム組成体により成形したことを特徴とする圧粉体成形法に使用するゴムモールド。
ゴムモールド中に含まれる磁性粉末が、一定方向に線状に連なっていることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の圧粉体成形法に使用するゴムモールド。