JP3749839B2

JP3749839B2 - Powder molding apparatus and powder molding method

Info

Publication number: JP3749839B2
Application number: JP2001215028A
Authority: JP
Inventors: 公一小原; 伸次木戸脇; 務原田
Original assignee: Neomax Co Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2001-07-16
Publication date: 2006-03-01
Anticipated expiration: 2021-07-16
Also published as: JP2002096198A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は粉末成形装置および粉末成形方法に関し、より特定的には、Ｒ−Ｆｅ−Ｂ系磁石に用いられる成形体を製造するための粉末成形装置および粉末成形方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１２に、粉末を圧縮成形するための粉末成形装置１の要部を示す。粉末成形装置１では、たとえば高さ６．４ｍｍ、内径１．８ｍｍ、外径４ｍｍの中空円筒状の成形体が形成される。
以下、粉末成形装置１の動作について簡単に説明する。
まず、ダイ２が所定の位置まで上昇すると、フィーダーボックス３がダイ２上に移動して、フィーダーボックス３に収容されている粉末がダイ２のキャビティ４内に落下される。そして、フィーダーボックス３が退去しその下端で粉末が摺り切られる。その後、上パンチ（図示せず）が下降し、キャビティ４内で粉末が圧縮成形された後、上パンチが上昇しかつダイ２が下降して成形体が抜き出される。その後、成形体が、フィーダーボックス３の前面３ａで押し出されダイ２およびベースプレート５上を摺動して成形領域から取り出される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
小型の成形体を成形後に取り出す場合には、成形体は柔らかいのでフィーダーボックス３で押し出す方法が望ましい。しかし、図１２に示すように成形体を押し出し方向に並べた状態で押し出すと、成形体の数が多くなるほど成形体同士が接触し成形体が欠けたりつぶれたりする場合がある。したがって、１回のプレスで成形できる成形体の数が限られ、生産性がよくなかった。
一方、フィーダーボックス３の摺動方向に移動可能なロボットで成形体を掴んで取り出すことも考えられるが、小さくてつぶれやすい成形体を１秒、２秒といった短時間でロボットでつぶすことなく掴むのは非常に難しい。
特に、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石用の成形体では、配向度を考慮して成形密度が低く設定されており、また配向度合を向上させるために潤滑剤が添加されているので、成形体は非常に柔らかく扱いずらい。
それゆえに、この発明の主たる目的は、歩留まりを向上させて生産性を上げることができる、粉末成形装置および粉末成形方法を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、請求項１に記載の粉末成形装置は、ダイに形成される複数のキャビティ内で粉末を圧縮成形する粉末成形装置であって、キャビティ内に粉末を供給する粉末供給手段、キャビティ内の粉末を配向させる配向手段、キャビティ内の粉末を圧縮成形する圧縮成形手段、粉末を圧縮成形して得られた成形体をダイ上から押し出す押出手段、およびダイに設けられる補助ヨークを備え、配向手段による配向方向は圧縮成形手段による圧縮成形方向に対して略直角であり、補助ヨークは、配向方向および圧縮成形方向のいずれに対しても略直角方向に延びかつダイのうち複数のキャビティが形成される部分を第１部分と第２部分とに分けるように配置され、複数のキャビティは成形体の押し出し方向に相互に重ならないようにかつ第１部分と第２部分とに分かれて形成されることを特徴とする。
請求項２に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、押出手段は可撓性部材からなることを特徴とする。
【０００５】
請求項３に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、押出手段によって押し出される成形体が摺動する部分に設けられる耐摩耗層をさらに備える。
請求項４に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、金型潤滑剤を成形体が摺動する部分に塗布されないようにダイに塗布する塗布手段をさらに備える。
【０００６】
請求項５に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、配向手段はダイを挟んで配置される一対のヨークを含み、さらに、粉末を圧縮成形して得られた成形体とヨークとを脱磁する脱磁手段を備える。
請求項６に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、押出手段は粉末供給手段に設けられることを特徴とする。
請求項７に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、配向手段はダイを挟んで配置される一対のヨークを含み、ダイおよびヨークのそれぞれの上面が略同一平面上に形成されることを特徴とする。
【０００７】
請求項８に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、複数のキャビティは配向方向と垂直な方向にほぼ直線状に配置されることを特徴とする。
請求項９に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、粉末は希土類合金粉末であることを特徴とする。
請求項１０に記載の粉末成形装置は、請求項９に記載の粉末成形装置において、希土類合金粉末に潤滑剤が添加されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項１１に記載の粉末成形装置は、請求項９に記載の粉末成形装置において、成形体の成形密度は３．９ｇ／ｃｍ³以上４．６ｇ／ｃｍ³以下に設定されることを特徴とする。
請求項１２に記載の粉末成形装置は、請求項１に記載の粉末成形装置において、成形体は中空筒状に形成されることを特徴とする。
【０００９】
請求項１３に記載の粉末成形方法は、ダイに形成される複数のキャビティ内で粉末を圧縮成形する粉末成形方法であって、ダイには複数のキャビティが形成される部分を第１部分と第２部分とに分けるように補助ヨークが延びて形成され、複数のキャビティは第１部分と第２部分とに分かれて形成され、キャビティ内に粉末を供給する供給ステップ、補助ヨークの延びる方向に対して略直交する方向に印加される配向磁界によってキャビティ内の粉末を配向させる配向ステップ、補助ヨークの延びる方向と粉末の配向方向とのいずれにも略直交する方向にキャビティ内の粉末を圧縮成形する成形ステップ、および粉末を圧縮成形して得られた各成形体を相互に重ならないようにダイ上から押し出す押出ステップを備える。
【００１０】
請求項１４に記載の粉末成形方法は、請求項１３に記載の粉末成形方法において、押出ステップでは、成形体を可撓性部材を用いてダイ上から押し出すことを特徴とする。
請求項１５に記載の粉末成形方法は、請求項１３に記載の粉末成形方法において、押出ステップでは、成形体をダイ上から押し出し耐摩耗層上を摺動させることを特徴とする。
【００１１】
請求項１６に記載の粉末成形方法は、請求項１３に記載の粉末成形方法において、金型潤滑剤を成形体が摺動する部分に塗布されないようにダイに塗布するステップをさらに備える。
請求項１７に記載の粉末成形方法は、請求項１３に記載の粉末成形方法において、配向ステップではダイを挟んで配置される一対のヨークを用いてキャビティ内の粉末を配向させ、成形ステップののち成形体とヨークとを脱磁するステップをさらに備える。
【００１２】
請求項１８に記載の粉末成形方法は、請求項１３に記載の粉末成形方法において、その内部に粉末が収容されかつその前部に押出手段が形成されたフィーダーボックスを用い、押出手段によってダイ上から成形体を押し出しながら、フィーダーボックスをダイ上に配置させフィーダーボックスに収容された粉末をキャビティ内に供給することを特徴とする。
請求項１９に記載の粉末成形方法は、請求項１３に記載の粉末成形方法において、粉末は希土類合金粉末であることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の粉末成形装置では、各キャビティの位置が成形体の押し出し方向に重ならないので、成形体同士が接触することなく各成形体を取り出すことができる。したがって、歩留まりが向上し生産性を上げることができる。特に、配向された成形体であっても良好に取り出すことができる。請求項１３に記載の粉末成形方法についても同様である。
請求項２に記載の粉末成形装置では、可撓性部材によって成形体を押し出すので、押出時に成形体に押し出し力を一気に付加することなく徐々に付加することができる。したがって、柔らかい成形体であっても潰したり倒したりすることなく押し出すことができる。請求項１４に記載の粉末成形方法についても同様である。
【００１４】
請求項３に記載の粉末成形装置では、押出時に成形体は表面粗度の小さい耐摩耗層上を摺動するので、成形体の摺動に伴う摩擦力を低減でき、成形体を潰すことなく押し出すことができる。請求項１５に記載の粉末成形方法についても同様である。
請求項４に記載の粉末成形装置では、成形体が摺動する部分には金型潤滑剤が塗布されないので、成形体の押し出しが金型潤滑剤によって影響されることなく円滑となる。請求項１６に記載の粉末成形方法についても同様である。
【００１５】
請求項５に記載の粉末成形装置では、粉末を圧縮成形した後、得られた成形体とヨークとを脱磁するので、成形体をダイ上で円滑に摺動させることができる。請求項１７に記載の粉末成形方法についても同様である。
請求項６に記載の粉末成形装置では、押出手段と粉末供給手段とを一体化できるので構成が簡単になり、さらに成形体の取り出しとキャビティへの給粉とをほぼ同時に行え、処理動作を簡素化できる。
請求項７に記載の粉末成形装置では、ヨークおよびダイのそれぞれの上面を面一に形成することによって、配向手段が粉末供給手段の邪魔にならず粉末供給手段の配置および移動の自由度を増すことができる。また、キャビティ上部の粉末を確実に配向させることができる。
【００１６】
請求項８に記載の粉末成形装置では、キャビティの配列方向と直交する方向に各キャビティ内の粉末を配向でき、得られる成形体の磁気特性を均一にできる。さらに、その成形体を焼結することによって均一かつ所望形状の焼結体が得られる。
請求項９に記載の粉末成形装置では、破損しやすい希土類合金粉末からなる成形体を摺動させて取り出す場合であっても、成形体の破損を防止でき歩留まりを向上できる。請求項１９に記載の粉末成形方法についても同様である。
【００１７】
請求項１０に記載の粉末成形装置では、潤滑剤が添加された希土類合金粉末を用い、成形体がより柔らかくなり破損しやすくなる場合であっても、成形体の破損を防止でき効果的である。
希土類合金粉末からなる成形体では配向度を低下させないために、成形密度は低い値に設定される。しかし、請求項１１に記載の粉末成形装置では、成形密度が３．９ｇ／ｃｍ³以上４．６ｇ／ｃｍ³以下と低く成形体が破損しやすい場合であっても、成形体の破損を防止でき有効となる。
【００１８】
請求項１２に記載の粉末成形装置では、崩れやすくたとえばロボットで把持しにくい中空筒状に成形体が形成された場合であっても、成形体の破損を防止できより効果的である。
請求項１８に記載の粉末成形方法では、成形体を押し出すとともにキャビティ内に粉末を供給できるので、圧縮成形に要する１サイクルの時間を短縮でき、生産性が向上する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。
図１を参照して、この発明の一実施形態の粉末成形装置１０は、成形体８２（後述：図６（ａ）および（ｂ）参照）を生成する成形部１２と、得られた成形体８２を搬送する搬送部１４とを含む。
成形部１２は、図２に示すように筐体状のフレーム１６を含む。フレーム１６内の下部および上部には、それぞれ水平方向にパンチ固定テーブル１８およびプレート２０が配置される。
【００２０】
フレーム１６内には炭素鋼などの透磁率の高い材料からなるダイベース２２が設けられる。図３からよくわかるように、ダイベース２２上の略中央には、たとえばねじ等でダイ２４が固定される。ダイ２４には鉛直方向に貫通する複数（この実施形態では８個）の貫通孔２６が形成され、各貫通孔２６は、成形体８２の押し出し方向に重ならず、押し出し方向と略直交しダイ２４の長手方向に略一列に配置される。また、各貫通孔２６は図３に示すように配向磁界が印加される方向と略垂直な方向に列を形成して配置される。なお、この実施形態では、１回のプレスで８個の成形体８２を製造することができるが、図１では、図面の煩雑化を避けるために便宜上、１回のプレスで４個の成形体８２を製造するものとして図示されている点に留意されたい。
【００２１】
ダイ２４近傍には磁界発生装置２８が形成される。磁界発生装置２８は、ダイベース２２上において、ダイ２４を両側から挟むように対称的に配置される断面逆Ｌ字状の一対のヨーク３０、３２を含む。ダイ２４の上面とヨーク３０、３２の上面とはそれぞれ略同一平面（面一）にされる。ヨーク３０、３２は、ダイベース２２と同様に炭素鋼などの透磁率の高い材料で構成され、ダイベース２２にたとえばねじ止め固定される。さらに、磁界発生装置２８は図４に示す電気回路３４を含む。電気回路３４は、ヨーク３０、３２にそれぞれ巻回されるコイル３６、３８を含む。直列接続されたコイル３６および３８には、追加コイル４０、キャパシタ４２および配向電流を供給する電源４４がそれぞれ並列的に接続される。
【００２２】
このような磁界発生装置２８によって、キャビティ８０内の粉末１０２（ともに後述）の配向、および圧縮成形して得られた成形体８２、ヨーク３０、３２の脱磁を実行できる。
配向磁場印加時には、スイッチ４６および４８をオンすることによってコイル３６、３８に電流が供給される。すると、図３の矢印Ａに示す方向にかつ図５の参照符号「５０」で示す大きさの静磁界が発生し、キャビティ８０内の粉末１０２が配向される。なお、図３中に示す矢印Ｂはフィーダーボックス１００（後述）の摺動方向である。このように磁気回路を構成すれば、配向磁界を摺動方向と略平行に印加することができ、フィーダーボックス１００の先端部に取り付けた押出部材１０４によって成形後の成形体８２を搬送部１４に押し出すことができる。
脱磁時には、スイッチ４６をオン、スイッチ４８をオフすることによって、キャパシタ４２が充放電を繰り返す。それに伴って、図５の参照符号「５２」で示す減衰交番磁界が発生し、成形体８２、ヨーク３０および３２が脱磁される。
【００２３】
ダイ２４の各貫通孔２６には、貫通孔５４を有する下パンチ５６が予め挿入される。下パンチ５６は、ダイべース２２を貫通してベースプレート５８上に立設され、ベースプレート５８は支柱６０を介してパンチ固定テーブル１８上に配置され、それによって下パンチ５６が固定される。
下パンチ５６の貫通孔５４には棒状のコアパンチ６２が上下方向に移動可能に挿入され、コアパンチ６２の下端は、ダイベース２２、ベースプレート５８を貫通して連結板６４に接続される。また、ダイベース２２の下面はガイドポスト６６を介して連結板６４に接続される。連結板６４はシリンダロッド６８を介して下部油圧シリンダ７０に接続される。したがって、ダイ２４、ヨーク３０、３２およびコアパンチ６２は、下部油圧シリンダ７０によって上下方向に移動可能とされる。シリンダロッド６８の移動量すなわちダイ２４の位置はリニアスケール７２によって測定され、その測定値に基づいて下部油圧シリンダ７０の動作が制御される。
【００２４】
また、ダイ２４の上部には上パンチ７４が上下動可能に配置される。上パンチ７４はダイ２４の各貫通孔２６に挿入可能なパンチ部７６を有し、パンチ部７６にはコアパンチ６２に対応する貫通孔７８が形成される。したがって、圧縮成形時には貫通孔２６内で、下パンチ５６から突出するコアパンチ６２の先端がパンチ部７６の貫通孔７８に嵌入され、貫通孔２６に形成されるキャビティ８０内で、図６（ａ）に示すような成形体８２が生成される。成形体８２は、たとえば振動モータ用中空円筒形磁石を生成するために用いられる。なお、希土類磁石を生成する場合、焼結時には配向方向に２５％前後もの大きな収縮が発生するため、図６（ｂ）に示すように予め成形体８２を配向方向に長い楕円形状に成形しておくことによって、断面円形の希土類磁石を得ることができる。
【００２５】
上パンチ７４の上端は上パンチプレート８４に取り付けられる。上パンチプレート８４はシリンダロッド８６を介して上部油圧シリンダ８８に接続される。上部油圧シリンダ８８はプレート２０上に配置される。また、上パンチプレート８４の両端近傍にはガイドポスト９０が挿通され、ガイドポスト９０の下端部はダイベース２２に接続される。上パンチプレート８４は、ガイドポスト９０に案内されながら上部油圧シリンダ８８によって上下方向に移動可能とされる。上パンチプレート８４の移動量すなわち上パンチ７４の位置はリニアスケール９２によって測定され、その測定値に基づいて上部油圧シリンダ８８の動作が制御される。
また、ヨーク３０、３２のそれぞれの両側にはベースプレート９４、９６が設けられる。ベースプレート９４、９６の上面はヨーク３０、３２の上面と面一に形成される。ベースプレート９４、９６はヨーク３０、３２とともに上下動する。
【００２６】
ベースプレート９４、９６の表面には表面粗度の小さい耐摩耗層９４ａ、９６ａ（図２参照）が形成される。耐摩耗層９４ａおよび９６ａは、たとえばクロムめっきやＴｉＮ等セラミックスによって形成されてもよく、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）がコーティングされたものでもよい。特に、ベースプレート９４は成形体８２やフィーダーボックス１００が摺動することによって摩耗しやすいが、このような耐摩耗層９４ａおよび９６ａを設けることで摺動面の表面粗度を小さく保つことが可能となる。このような耐摩耗層はダイ２４の表面に設けられてもよい。後述する希土類合金粉末は角ばった形状をしているため研磨性が高い。したがってこのような耐摩耗層は非常に有効である。
【００２７】
ダイ２４の貫通孔２６の側面やキャビティ８０内には、自動または手動等の任意の手段によって金型潤滑剤が塗布される。ダイ２４、ヨーク３０およびダイプレート９４の上面近傍には、ダイ２４、ヨーク３０およびダイプレート９４の上面に付着した金型潤滑剤を拭き取るためのワイパー９８が設けられる。金型潤滑剤を塗布したのちワイパー９８を動作させることによって、金型潤滑剤を成形体８２が摺動する部分に塗布しないようにダイ２４に塗布できる。ここで、金型潤滑剤には、脂肪酸エステルを石油系溶剤で希釈したものなどが用いられる。
【００２８】
ベースプレート９６上にはフィーダーボックス１００が配置される。フィーダーボックス１００内にはたとえば希土類合金粉末などの粉末１０２が収納され、フィーダーボックス１００の前部には各成形体８２を押し出すための板状の押出部材１０４が設けられる。押出部材１０４はたとえば、ゴムなどの可撓性部材からなり、長さ６００ｍｍ、厚さ５ｍｍ、幅１９０ｍｍの寸法を有する。押出部材１０４の先端部には、貫通孔２６に対応する位置に各成形体８２を受容するための凹部１０４ａが形成される。フィーダーボックス１００はコ字状の連結部材１０６、シリンダロッド１０８を介して油圧シリンダ１１０に連結される。したがって、フィーダーボックス１００は、油圧シリンダ１１０によって貫通孔２６に対して進退可能とされ、かつ押出部材１０４はダイ２４上の成形体８２を押し出すことができる。押出部材はフィーダーボックス１００と別に設けられた棒状の部材であってもよい。可撓性部材としては薄い樹脂板、金属板等も使用できる。
【００２９】
ダイ２４上の所定形状に形成された成形体８２は、押出部材１０４によって押し出され、ヨーク３０およびベースプレート９４上を通って、搬送部１４の回転テーブル１１２の受け取り位置１１２ａに搬送される。回転テーブル１１２は一度に９０度ずつ回転される。受け取り位置１１２ａの成形体８２は、回転テーブル１１２を９０度回転させることによって脱粉位置１１２ｂに搬送される。脱粉位置１１２ｂにおいて、エアジェットからなる脱粉装置１１４によってＮ₂ガス等を吹き出して、成形体８２の周囲に吸着された粉末を吹き飛ばす脱粉処理が施される。脱粉処理された成形体８２は、回転テーブル１１２を９０度回転させて待機位置１１２ｃに、さらに９０度回転させて搬送位置１１２ｄに搬送される。そして、搬送位置１１２ｄにおいて、搬送ロボット１１６のエアチャック１１８によって成形体８２が把持され、焼結台板１２０上に搬送される。この操作を繰り返すことによって焼結台板１２０上に成形体８２が順次並べられる。焼結台板１２０上の成形体８２は焼結台板１２０とともに焼結パック（図示せず）に収容された後、焼結炉（図示せず）に搬送され、焼結炉で焼結され、磁石が生成される。
【００３０】
ここで、粉末１０２として用いることができる希土類合金粉末の製造方法について説明する。
まず、公知のストリップキャスト法を用いてＲ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石合金の鋳片が作製される。具体的には、まず、Ｎｄ：３０ｗｔ％、Ｂ：１．０ｗｔ％、Ｄｙ：１．２ｗｔ％、Ａｌ：０．２ｗｔ％、Ｃｏ：０．９ｗｔ％、Ｃｕ：０．２ｗｔ％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成の合金が高周波溶解によって溶融され、合金溶湯が形成される。この合金溶湯が１３５０℃に保持された後、単ロール法によって急冷され、厚さ約０．３ｍｍのフレーク状合金鋳塊が得られる。このときの急冷条件は、たとえば、ロール周速度約１ｍ／秒、冷却速度５００℃／秒、過冷度２００℃とする。
【００３１】
このようにして形成された急冷合金の厚さは０．０３ｍｍ以上１０ｍｍ以下の範囲にある。この合金は、短軸方向サイズが０．１μｍ以上１００μｍ以下で長軸方向サイズが５μｍ以上５００μｍ以下のＲ₂Ｔ₁₄Ｂ結晶粒と、Ｒ₂Ｔ₁₄Ｂ結晶粒の粒界に分散して存在するＲリッチ相とを含有し、Ｒリッチ相の厚さは１０μｍ以下である。ストリップキャスト法による原料合金の製造方法は、たとえば、米国特許第５，３８３，９７８号明細書に開示されている。
【００３２】
つぎに、粗粉砕された原料合金が複数の原料パックに充填され、ラックに搭載される。この後、原料搬送装置を用いて、原料パックが搭載されたラックが水素炉の前まで搬送され、水素炉の内部へ挿入される。そして、水素炉内で水素粉砕処理が開始される。原料合金は水素炉内で加熱され、水素粉砕処理を受ける。粉砕後、原料合金の温度が常温程度に低下してから原料が取り出されることが好ましい。しかし、高温状態（例えば４０℃〜８０℃）のまま原料が取り出されても、原料が大気と接触しないようにすれば、特に深刻な酸化は生じない。水素粉砕によって、希土類合金は０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度の大きさに粗粉砕される。なお、合金は、水素粉砕処理の前において、平均粒径１ｍｍ〜１０ｍｍのフレーク状に粗粉砕されていることが好ましい。
水素粉砕後、ロータリクーラ等の冷却装置によって、脆化した原料合金をより細かく解砕するとともに冷却することが好ましい。比較的高い温度状態のまま原料を取り出す場合は、ロータリクーラ等による冷却処理の時間を相対的に長くすればよい。
【００３３】
ロータリクーラ等によって室温程度にまで冷却された原料粉末に対して、ジェットミルなどの粉砕装置を用いて更なる粉砕処理が行われ、原料の微粉末が製造される。この実施形態では、ジェットミルを用いて窒素ガス雰囲気中で微粉砕され、平均粒径（質量中位径：Mass Median Diameter，MMD）が約３．５μｍの合金粉末が得られた。この窒素ガス雰囲気中の酸素量は１００００ｐｐｍ程度に低く抑えることが好ましい。このようなジェットミルは、特公平６−６７２８号公報に記載されている。微粉砕時における雰囲気ガス中に含まれる酸化性ガス（酸素や水蒸気）の濃度を制御し、それによって、微粉砕後における合金粉末の酸素含有量（重量）を６０００ｐｐｍ以下に調整することが好ましい。希土類合金粉末中の酸素量が６０００ｐｐｍを越えて多くなりすぎると、磁石中に非磁性酸化物の占める割合が増加し、最終的な焼結磁石の磁気特性が劣化してしまうからである。
【００３４】
つぎに、この合金粉末に対し、ロッキングミキサー内で潤滑剤がたとえば０．３ｗｔ％添加・混合され、潤滑剤で合金粉末粒子の表面が被覆される。潤滑剤としては、脂肪酸エステルを石油系溶剤で希釈したものを用いることができる。この実施形態では、脂肪酸エステルとしてカプロン酸メチルを用い、石油系溶剤としてはイソパラフィンを用いる。カプロン酸メチルとイソパラフィンとの重量比は、たとえば１：９とする。このような液体潤滑剤は、粉末粒子の表面を被覆し、粒子の酸化防止効果を発揮するとともに、プレスに際して成形体の密度を均一化し、配向の乱れを抑制する機能を発揮する。
なお、潤滑剤の種類は上記のものに限定されるわけではない。脂肪酸エステルとしては、カプロン酸メチル以外に、たとえば、カプリル酸メチル、ラウリル酸メチル、ラウリン酸メチルなどを用いてもよい。溶剤としては、イソパラフィンに代表される石油系溶剤やナフテン系溶剤等を用いることができる。潤滑剤添加のタイミングは任意であり、微粉砕前、微粉砕中、微粉砕後の何れであってもよい。液体潤滑剤に代えて、あるいは液体潤滑剤とともに、ステアリン酸亜鉛などの固体（乾式）潤滑剤を用いてもよい。
【００３５】
ついで、図７を参照して、粉末成形装置１０の動作について説明する。
最初は、図７（ａ）に示すように、ダイ２４およびコアパンチ６２は下降端に位置するとともに、上パンチ７４は上昇端に位置しており、ダイ２４、下パンチ５６およびコアパンチ６２の上面はそれぞれ面一とされる。その状態で、フィーダーボックス１００がダイ２４方向にスライドし、図７（ｂ）に示すように、フィーダーボックス１００は貫通孔２６上に位置したときに停止する。その後、図７（ｃ）に示すように、ダイ２４およびコアパンチ６２が上昇し始め、貫通孔２６上部にキャビティ８０が形成され、フィーダーボックス１００内の粉末１０２がキャビティ８０内に落下される。
ついで、ダイ２４およびコアパンチ６２が上昇端に達すると、図７（ｄ）に示すように、フィーダーボックス１００がキャビティ８０上から退去する。このとき、フィーダーボックス１００の下端でキャビティ８０上の粉末１０２が摺り切られる。
【００３６】
そして、図７（ｅ）に示すように、上パンチ７４が下降して貫通孔２６（キャビティ８０）に挿入され、キャビティ８０内の粉末１０２に配向磁界が印加されかつ粉末１０２が上パンチ７４と下パンチ５６とによって圧縮成形されることで、成形体８２が形成される。さらに、成形体８２、ヨーク３０および３２が脱磁される。
その後、図７（ｆ）に示すように、上パンチ７４が上昇するとともにダイ２４およびコアパンチ６２が下降して下パンチ５６上の成形体８２が抜き出される。そして、図７（ｇ）に示すように、フィーダーボックス１００がダイ２４方向にスライドし、図７（ｈ）に示すように、フィーダーボックス１００の前部に設けられた押出部材１０４によって成形体８２を押し出すとともに、フィーダーボックス１００は貫通孔２６上に位置したときに停止する。すなわち、フィーダーボックス１００が給粉のために貫通孔２６上に達した時点で成形体８２は押出部材１０４によって回転テーブル１１２上に押し出されている。その後は、上述した図７（ｃ）〜（ｈ）の動作が繰り返される。なお、金型潤滑剤は、所定のインターバルで、成形体８２が摺動する部分に塗布されないようにダイ２４に塗布される。
【００３７】
このような粉末成形装置１０によれば、各キャビティ８０の位置が成形体８２の押し出し方向に重ならないので、成形体８２同士が接触することなく各成形体８２を取り出すことができる。したがって、歩留まりが向上し生産性を上げることができる。また、成形体８２を成形エリアからすばやく取り出すことができるので、１回のプレスにかかるサイクルタイムを短くすることができる。
また、押出部材１０４は可撓性部材からなるので、押出時に成形体８２に接したときにたわむので成形体８２に押し出し力を一気に付加することなく徐々に付加することができる。したがって、柔らかい成形体であっても潰したり、倒したりすることなく押し出すことができる。
さらに、押出時に成形体８２は表面粗度の小さい耐摩耗層９４ａ上を摺動するので、成形体８２の摺動に伴う摩擦力を低減でき、成形体８２を潰すことなく押し出すことができる。
【００３８】
通常、キャビティ８０には上から噴霧する形で金型潤滑剤が塗布される。粉末成形装置１０では、金型潤滑剤を貫通孔２６の側面に部分的に塗布するかキャビティ８０全体に噴霧したのち、ワイパー９８で拭き取る等の処理を施し、成形体８２が摺動する部分には金型潤滑剤が残らないようにしている。したがって、成形体の押し出しが金型潤滑剤によって影響されることなく円滑となる。
ダイ２４を挟んで配置される一対のヨーク３０、３２を用いてキャビティ８０内の粉末１０２を配向させ、キャビティ８０内の粉末１０２を圧縮成形するだけでは、配向磁界と同方向の磁化が成形体８２およびヨーク３０、３２に残ってしまう。成形体８２およびヨーク３０、３２に残磁があると、成形体８２とヨーク３０とは直接接し、ヨーク３０の上を成形体８２が摺動するため成形体８２とヨーク３０とが磁気的に強く引き付け合う。また、成形体８２とヨーク３０とが反発しあったりして倒れる場合もある。そのため成形体８２をダイ２４から取り出し難くなる。しかし、粉末成形装置１０では、粉末１０２を圧縮成形した後、得られた成形体８２とヨーク３０、３２とを交番減衰磁界を用いて略完全に脱磁するので、ダイ２４から成形体８２を円滑に取り出すことができる。
【００３９】
さらに、粉末成形装置１０によれば、押出部材１０４とフィーダーボックス１００とを一体化できるので構成が簡単になる。また、成形体８２を押し出すとともにキャビティ８０内に粉末１０２を供給でき、成形体８２の取り出しとキャビティ８０への給粉とをほぼ同時に行えるので、圧縮成形に要する１サイクルの時間を短縮でき、生産性が向上する。
給粉時にヨーク３０、３２およびダイ２４のそれぞれの上面を面一に形成することによって、磁界発生装置２８がフィーダボックス１００の邪魔にならずフィーダーボックス１００の配置および移動の自由度を増すことができる。また、キャビティ８０上部の粉末１０２を確実に配向させることができる。
【００４０】
さらに、キャビティ８０の配列方向と直交する方向に各キャビティ８０内の粉体８２を配向でき、得られる成形体８２の磁気特性を均一にできる。その成形体８２を焼結することによって均一かつ所望形状の焼結体が得られる。
また、成形体８２が破損しやすい希土類合金粉末からなる場合であっても、成形体８２の破損を防止でき歩留まりを向上できる。
【００４１】
配向性向上のために潤滑剤が添加された希土類合金粉末を用い、成形体８２がより柔らかくなり破損しやすくなる場合であっても、成形体８２の破損を防止できる。また、成形密度が３．９ｇ／ｃｍ³〜４．６ｇ／ｃｍ³と低く成形体８２が破損しやすい場合であっても、成形体８２の破損を防止できる。
さらに、崩れやすくたとえばロボットで把持しにくい中空筒状に成形体８２が形成された場合であっても、成形体８２の破損を防止できる。
特に、成形体８２は小さくなるほどロボット等では把持しにくくつぶれやすい。しかし、粉末成形装置１０は成形体８２を把持するのではなく相互に重ならないように押し出すので、成形体８２は小さくてもつぶれにくい。したがって、粉末成形装置１０は成形体８２が小さくなるほど有効となる。
【００４２】
また、図８に示すようなダイ２４ａが用いられてもよい。
ダイ２４ａの上面には長手方向２列に貫通孔２６が形成され、図９からよくわかるように、各貫通孔２６は矢印Ｂで示すフィーダーボックス１００の搬送方向に相互に重ならないように配置される。この場合も各貫通孔２６は成形体８２の押し出し方向と略直交する（垂直な）方向に列を形成して配置される。また、貫通孔２６は補助ヨーク１２２をはさんで配向磁界が印加される方向と略直交する方向に列を形成して配置される。また、磁束の曲がりを防止するために、図８および図９に示すように、炭素鋼のような強磁性部材（高透磁率部材）からなる補助ヨーク１２２が２列の貫通孔２６の間に設けられる。配向磁界をプレス方向に曲げないためには補助ヨーク１２２のプレス方向の寸法Ｌは、ヨーク３０、３２のプレス方向の厚みＴと略一致していることが望ましい。
ダイ２４ａを用いれば、押し出し時に成形体８２同士が押し合うことなく、成形個数を増加させることができる。
【００４３】
なお、補助ヨーク１２２を除くダイ２４ａは非磁性体であるが貫通孔２６に粉末１０２が充填されるとキャビティ８０は磁性体となり、磁束はキャビティ８０に集中する。そのため、たとえば図１０に示すように貫通孔２６を千鳥状に配置する場合には、矢印Ｃに示すように磁束は曲がって流れることになり、得られる成形体の配向方向がずれてしまい、各成形体の配向度合いにばらつきが生じてしまう。したがって、そのような成形体を焼結して得られる磁石は所望の断面円形とはならず、楕円やいびつな形状になり、さらには割れや欠けを生じる場合がある。
【００４４】
それに対して、図８および図９に示すように、補助ヨーク１２２を２列の貫通孔２６の間に介挿することによって、１列目の貫通孔２６と２列目の貫通孔２６とは相互に影響されず、各貫通孔２６を通過する磁束の曲がりを抑制できる。したがって、貫通孔２６を千鳥状に配置する場合であっても、得られる成形体８２の配向方向のずれを抑制できる。その結果、成形体８２を焼結して得られる磁石はコアレスモータ２００（後述）にも使用可能となる。
なお、成形体８２が希土類合金粉末からなるときには、成形体８２が１０００℃から１２００℃のアルゴン雰囲気中で２時間焼結処理されることによって、希土類焼結磁石となる。希土類焼結磁石は、たとえば、内径１．７ｍｍ×外径２．５ｍｍ×高さ６．５ｍｍの中空円筒状に形成される。
【００４５】
希土類焼結磁石にＮｉメッキ等の表面処理が施されて得られた希土類磁石は、たとえば、図１１に示すような小型のコアレスモータ２００に用いられる。
コアレスモータ２００は、たとえば振動モータとして用いられ、フレームケース２０２を含む。フレームケース２０２は、上面中央部と下面とが開口されており、下面開口にはブラケット２０４が取り付けられる。フレームケース２０２内にはシャフト２０６が挿入される。シャフト２０６には中空円筒状の希土類磁石２０７が装着され、シャフト２０６の一端側はフレームケース２０２の上面開口に取り付けられた軸受け２０８に保持され、シャフト２０６の他端には整流子（図示せず）を内蔵するスイッチングユニット２１０が設けられ、シャフト２０６は図示しない軸受けを介してブラケット２０４に取り付けられる。したがって、シャフト２０６および希土類磁石２０７は、回転可能に保持される。また、フレームケース２０２内には基板２１２が固定され、基板２１２には一対のコイル２１４が希土類磁石２０７に対向するように固定される。なお、シャフト２０６の上端にはウェート（偏心重り）２１６が取り付けられる。コアレスモータ２００では、コイル２１４に通電することによって発生する磁束により、シャフト２０６および希土類磁石２０７が回転される。
コアレスモータ２００に上述のようにして製造された希土類磁石２０７を用いれば、希土類磁石２０７は品質が安定していることから、コアレスモータ２００の品質が安定する。
【００４６】
ついで、一実験例について説明する。
図１２に示す従来例では、１時間に３６０個の成形体を製造するのが限界であった。
ついで、図１２に示す従来例において、ダイ２およびパンチをともに交換し、成形体を一列に４つ成形できるようにした。この場合、１時間に７２０個の成形体を製造できた。しかし、フィーダーボックス３の前部３ａで押し出して成形体を取り出すので、７２０個の成形体のうち７０個が摺動時に接触してつぶしあい、歩留まりが低下した。
一方、図３に示すユニットを用いて１時間プレスしたところ、１７００個の成形体を製造でき、そのうち不良品は１５個であった。図８に示すユニットを用いて１時間プレスしたところ、３４００個の成形体を製造でき、そのうち不良品は３８個であった。
このように、粉末成形装置１０によれば、成形体の歩留まりを向上でき、生産性を上げることができる。
【００４７】
なお、上述の実施形態では、ダイベース２２上に断面逆Ｌ字状のヨーク３０、３２を設けたが、これに限定されない。たとえば、ヨーク３０、３２をそれぞれ水平部と垂直部とに分け、水平部をダイ２４と一体的に形成し、垂直部を上パンチ７４に接続し、垂直部にコイルを巻回する。そして、上パンチ７４の下降時に垂直部を水平部に接続して磁気回路を形成し、キャビティ内の粉末の配向や、得られた成形体および水平部の脱磁を実行する。
また、押出部材１０４はフィーダーボックス１００とは別個に設けられてもよい。
さらに、キャビティ８０へは個別給粉方式によって給粉してもよい。
また、ベースプレート９６の上面に必ずしも耐摩耗層９６ａを設ける必要はない。
【００４８】
【発明の効果】
この発明によれば、成形体同士が接触することなく各成形体を取り出すことができるので、歩留まりが向上し生産性を上げることができる。
また、可撓性部材を用いることによって、柔らかい成形体であっても潰したり倒したりすることなく押し出すことができる。
さらに、押出時に成形体が表面粗度の小さい耐摩耗層上を摺動することによって、成形体を潰すことなく押し出すことができる。
金型潤滑剤を成形体が摺動する部分に塗布されないようにダイに塗布することによって、成形体の押し出しが円滑となる。
【００４９】
また、粉末を圧縮成形した後、得られた成形体とヨークとを脱磁することによって、成形体をダイ上で円滑に摺動させることができる。
さらに、ヨークおよびダイのそれぞれの上面を面一に形成することによって、粉末供給手段の配置および移動の自由度を増すことができる。
この発明によって製造された中空筒状の成形体を焼結して得られた磁石をモータに用いる場合、得られた磁石は高品質であるのでモータの品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施例を示す斜視図である。
【図２】成形部を示す図解図である。
【図３】ダイベース上のダイおよび磁界発生装置を示す斜視図である。
【図４】磁界発生装置を構成する電気回路の一例を示す回路図である。
【図５】配向および脱磁処理時の印加磁界強度の一例を示す波形図である。
【図６】（ａ）は成形体の一例を示す斜視図であり、（ｂ）はその平面図である。
【図７】この実施形態の動作の一例を示す図解図である。
【図８】ダイベース上のダイおよび磁界発生装置の他の例を示す斜視図である。
【図９】図８に示すダイにおける貫通孔の配置状態を示す図解図である。
【図１０】ダイの貫通孔を通過する磁束の一例を示す図解図である。
【図１１】コアレスモータの一例を示す図解図である。
【図１２】従来技術を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０粉末成形装置
２４、２４ａダイ
２６、５４、７８貫通孔
２８磁界発生装置
３０、３２ヨーク
３６、３８コイル
５６下パンチ
５８、９４、９６ベースプレート
６２コアパンチ
７４上パンチ
８０キャビティ
８２成形体
９４ａ、９６ａ耐摩耗層
９８ワイパー
１００フィーダーボックス
１０２粉末
１０４押出部材
２００コアレスモータ
２０７希土類磁石[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a powder molding apparatus and a powder molding method, and more particularly to a powder molding apparatus and a powder molding method for producing a molded body used for an R-Fe-B magnet.
[0002]
[Prior art]
In FIG. 12, the principal part of the powder shaping | molding apparatus 1 for compression-molding powder is shown. In the powder molding apparatus 1, for example, a hollow cylindrical molded body having a height of 6.4 mm, an inner diameter of 1.8 mm, and an outer diameter of 4 mm is formed.
Hereinafter, the operation of the powder molding apparatus 1 will be briefly described.
First, when the die 2 moves up to a predetermined position, the feeder box 3 moves onto the die 2 and the powder stored in the feeder box 3 falls into the cavity 4 of the die 2. Then, the feeder box 3 leaves and the powder is scraped off at the lower end. Thereafter, the upper punch (not shown) is lowered, and after the powder is compression molded in the cavity 4, the upper punch is raised and the die 2 is lowered to extract the molded body. Thereafter, the molded body is pushed out by the front surface 3a of the feeder box 3 and slid on the die 2 and the base plate 5 and taken out from the molding region.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
When taking out a small-sized molded body after molding, a method of extruding with the feeder box 3 is desirable because the molded body is soft. However, when the molded bodies are extruded in a state where they are arranged in the extrusion direction as shown in FIG. 12, the molded bodies may come into contact with each other as the number of molded bodies increases, and the molded bodies may be chipped or crushed. Therefore, the number of molded products that can be molded by one press is limited, and the productivity is not good.
On the other hand, it is conceivable that the molded body is grasped and taken out by a robot movable in the sliding direction of the feeder box 3, but a small and easily crushed molded body is grasped without being crushed by the robot in a short time of 1 second or 2 seconds. Is very difficult.
In particular, in a molded body for Nd-Fe-B magnets, the molding density is set low in consideration of the degree of orientation, and a lubricant is added to improve the degree of orientation. Very soft and unwieldy.
Therefore, a main object of the present invention is to provide a powder molding apparatus and a powder molding method capable of improving the yield and increasing the productivity.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
  In order to achieve the above object, a powder molding apparatus according to claim 1 is a powder molding apparatus for compressing and molding powder in a plurality of cavities formed in a die, and supplying the powder into the cavities. Supply means, orientation means for orienting the powder in the cavity, compression molding means for compressing the powder in the cavity,Extrusion means for extruding a molded product obtained by compression molding powder from the die, And auxiliary yoke provided on the dieWithThe orientation direction by the orientation means is substantially perpendicular to the compression molding direction by the compression molding means, and the auxiliary yoke extends in a direction substantially perpendicular to both the orientation direction and the compression molding direction, and a plurality of cavities of the die are provided. The part to be formed is arranged to be divided into a first part and a second part,Multiple cavities should not overlap each other in the extrusion direction of the compactIn addition, it is divided into a first part and a second part.It is characterized by being.
  The powder molding apparatus according to claim 2 comprises:The powder molding apparatus according to claim 1.The extrusion means is made of a flexible member.
[0005]
  The powder molding apparatus according to claim 3 is:In the powder molding apparatus according to claim 1,A wear-resistant layer provided on the part where the molded body extruded by the extrusion means slidesfurtherPrepare.
  The powder molding apparatus according to claim 4 is:The powder molding apparatus according to claim 1, wherein goldApplying means to apply die lubricant to the die so that it is not applied to the part where the molded body slidesfurtherPrepare.
[0006]
  The powder molding apparatus according to claim 5 is:2. The powder molding apparatus according to claim 1, wherein the orientation means isIncludes a pair of yokes placed across the die,further,Demagnetizing hand that demagnetizes the molded body obtained by compression molding powder and the yokeStepPrepare.
  The powder molding apparatus according to claim 6 is a1In the described powder forming apparatus, the extrusion means is provided in the powder supply means.
  The powder molding apparatus according to claim 7 is the claim1In the described powder molding apparatus, the orientation means includes a pair of yokes arranged with the die interposed therebetween, and the upper surfaces of the die and the yoke are formed on substantially the same plane.
[0007]
  According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the powder molding apparatus according to the first aspect, wherein the plurality of cavities are arranged substantially linearly in a direction perpendicular to the orientation direction.
  The powder molding apparatus according to claim 9 is the claim1In the described powder molding apparatus, the powder is a rare earth alloy powder.
  A powder molding apparatus according to a tenth aspect is the powder molding apparatus according to the ninth aspect, wherein a lubricant is added to the rare earth alloy powder.
[0008]
  The powder molding apparatus according to claim 11 is the powder molding apparatus according to claim 9, wherein the molding density of the compact is 3.9 g / cm.^Three4.6 g / cm or more^ThreeIt is set as follows.
  The powder molding apparatus according to claim 12 is the claim1In the described powder molding apparatus, the molded body is formed in a hollow cylindrical shape..
[0009]
  Claim 13The powder molding method described in the above is a powder molding method in which powder is compression molded in a plurality of cavities formed in a die,The die is formed by extending an auxiliary yoke so as to divide a part where a plurality of cavities are formed into a first part and a second part, and the plurality of cavities are formed by being divided into a first part and a second part,Supply powder into the cavitySupplyStep,By an orientation magnetic field applied in a direction substantially orthogonal to the direction in which the auxiliary yoke extendsOrient the powder in the cavityOrientationStep,In a direction substantially orthogonal to both the extending direction of the auxiliary yoke and the orientation direction of the powderCompression molding the powder in the cavityMoldingStep, and extrude the compacts obtained by compression molding the powder from the die so as not to overlap each otherExtrusionComprising steps.
[0010]
  Claim14The powder molding method described inThe powder molding method according to claim 13, wherein in the extrusion step,Extrude the compact from the die using a flexible memberIt is characterized by.
  Claim15The powder molding method described inThe powder molding method according to claim 13, wherein in the extrusion step,Extrude the molded body from the die and slide it on the wear-resistant layer.It is characterized by.
[0011]
  Claim16The powder molding method described inThe powder molding method according to claim 13,Applying the mold lubricant to the die so that it is not applied to the part where the molded body slidesFurtherPrepare.
  Claim17The powder molding method described in14. The powder molding method according to claim 13, wherein in the orientation stepOrient the powder in the cavity using a pair of yokes placed across the dieAfter the molding stepDemagnetizing the molded body and the yokeFurtherPrepare.
[0012]
  Claim18The powder molding method described in claim13In the described powder molding method, using a feeder box in which the powder is contained and the extrusion means is formed in the front part, the feeder box is placed on the die while the molded body is extruded from the die by the extrusion means. The powder contained in the feeder box is supplied into the cavity.
  Claim19The powder molding method described in claim13In the described powder molding method, the powder is a rare earth alloy powder.
[0013]
  In the powder molding apparatus according to the first aspect, since the positions of the cavities do not overlap with the extrusion direction of the molded bodies, the molded bodies can be taken out without contacting the molded bodies. Therefore, yield can be improved and productivity can be increased. In particular, even an oriented molded body can be taken out satisfactorily. Claim13The same applies to the powder molding method described in 1).
  In the powder molding apparatus according to the second aspect, since the molded body is extruded by the flexible member, the extrusion force can be gradually added to the molded body at the time of extrusion without being applied at a stretch. Therefore, even if it is a soft molded object, it can extrude without crushing or falling down. Claim14The same applies to the powder molding method described in 1).
[0014]
  In the powder molding apparatus according to claim 3, since the molded body slides on the wear-resistant layer having a small surface roughness at the time of extrusion, the frictional force accompanying sliding of the molded body can be reduced, and the molded body is not crushed. Can be extruded. Claim15The same applies to the powder molding method described in 1).
  In the powder molding apparatus according to the fourth aspect, since the mold lubricant is not applied to the portion where the molded body slides, the extrusion of the molded body becomes smooth without being influenced by the mold lubricant. Claim16The same applies to the powder molding method described in 1).
[0015]
  In the powder molding apparatus according to the fifth aspect, since the obtained molded body and the yoke are demagnetized after the powder is compression molded, the molded body can be smoothly slid on the die. Claim17The same applies to the powder molding method described in 1).
  In the powder molding apparatus according to claim 6, since the extrusion means and the powder supply means can be integrated, the configuration is simplified, and further, the removal of the molded body and the powder supply to the cavity can be performed almost simultaneously, and the processing operation is simplified. Can be
  In the powder molding apparatus according to claim 7, by forming the upper surfaces of the yoke and the die flush with each other, the orientation means does not interfere with the powder supply means, and the degree of freedom of arrangement and movement of the powder supply means is increased. be able to. In addition, the powder at the top of the cavity can be reliably oriented..
[0016]
  In the powder molding apparatus according to the eighth aspect, the powder in each cavity can be oriented in a direction orthogonal to the direction in which the cavities are arranged, and the magnetic properties of the resulting molded body can be made uniform. Furthermore, a sintered body having a uniform and desired shape can be obtained by sintering the compact.
  In the powder molding apparatus according to the ninth aspect, even when a molded body made of a rare earth alloy powder that is easily damaged is slid and taken out, the molded body can be prevented from being damaged and the yield can be improved. Claim19The same applies to the powder molding method described in 1).
[0017]
In the powder molding apparatus according to claim 10, even when the rare earth alloy powder to which a lubricant is added is used and the molded body becomes softer and easily damaged, the molded body can be prevented from being damaged and effective. .
In the molded body made of rare earth alloy powder, the molding density is set to a low value so as not to lower the degree of orientation. However, in the powder molding apparatus according to claim 11, the molding density is 3.9 g / cm.^Three4.6 g / cm or more^ThreeEven when the molded body is easily damaged as described below, the molded body can be prevented from being damaged and effective.
[0018]
  The powder molding apparatus according to claim 12 is more effective because it can prevent the molded body from being damaged even when the molded body is formed into a hollow cylinder that is easily collapsed and is difficult to be gripped by a robot..
  Claim18In the powder molding method described in 1), since the molded body can be extruded and the powder can be supplied into the cavity, the time required for one cycle required for compression molding can be shortened, and the productivity is improved.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
Referring to FIG. 1, a powder molding apparatus 10 according to an embodiment of the present invention includes a molded part 12 that generates a molded body 82 (described later: see FIGS. 6A and 6B), and the obtained molded body. And a transport unit 14 for transporting 82.
The molding part 12 includes a housing-like frame 16 as shown in FIG. A punch fixing table 18 and a plate 20 are arranged in the horizontal direction at the lower part and the upper part in the frame 16, respectively.
[0020]
A die base 22 made of a material having high magnetic permeability such as carbon steel is provided in the frame 16. As can be seen from FIG. 3, a die 24 is fixed to the approximate center of the die base 22 with, for example, a screw. The die 24 is formed with a plurality of (eight in this embodiment) through-holes 26 penetrating in the vertical direction, and each through-hole 26 does not overlap the extrusion direction of the molded body 82 and is substantially orthogonal to the extrusion direction. 24 are arranged in a line in the longitudinal direction. Further, as shown in FIG. 3, the through holes 26 are arranged in rows in a direction substantially perpendicular to the direction in which the orientation magnetic field is applied. In this embodiment, eight molded bodies 82 can be manufactured by one press. However, in FIG. 1, four molded bodies are formed by one press for convenience in order to avoid complication of the drawing. Note that 82 is shown as being manufactured.
[0021]
A magnetic field generator 28 is formed in the vicinity of the die 24. The magnetic field generation device 28 includes a pair of yokes 30 and 32 having an inverted L-shaped cross section disposed symmetrically on the die base 22 so as to sandwich the die 24 from both sides. The upper surface of the die 24 and the upper surfaces of the yokes 30 and 32 are substantially flush with each other. The yokes 30 and 32 are made of a material having high magnetic permeability such as carbon steel like the die base 22, and are fixed to the die base 22 with screws, for example. Further, the magnetic field generator 28 includes an electric circuit 34 shown in FIG. The electric circuit 34 includes coils 36 and 38 wound around the yokes 30 and 32, respectively. To the coils 36 and 38 connected in series, an additional coil 40, a capacitor 42, and a power supply 44 for supplying an orientation current are connected in parallel, respectively.
[0022]
By such a magnetic field generator 28, the orientation of the powder 102 (both will be described later) in the cavity 80 and the demagnetization of the molded body 82 and the yokes 30 and 32 obtained by compression molding can be executed.
When an orientation magnetic field is applied, current is supplied to the coils 36 and 38 by turning on the switches 46 and 48. Then, a static magnetic field having a size indicated by an arrow A in FIG. 3 and indicated by reference numeral “50” in FIG. 5 is generated, and the powder 102 in the cavity 80 is oriented. Note that an arrow B shown in FIG. 3 is a sliding direction of the feeder box 100 (described later). If the magnetic circuit is configured in this manner, an orientation magnetic field can be applied substantially parallel to the sliding direction, and the molded body 82 after molding is transferred to the transport section 14 by the pushing member 104 attached to the tip of the feeder box 100. Can be extruded.
At the time of demagnetization, the capacitor is repeatedly charged and discharged by turning on the switch 46 and turning off the switch. Accordingly, a damped alternating magnetic field indicated by reference numeral “52” in FIG. 5 is generated, and the molded body 82 and the yokes 30 and 32 are demagnetized.
[0023]
A lower punch 56 having a through hole 54 is inserted into each through hole 26 of the die 24 in advance. The lower punch 56 is erected on the base plate 58 through the die base 22, and the base plate 58 is disposed on the punch fixing table 18 via the support column 60, thereby fixing the lower punch 56.
A rod-shaped core punch 62 is inserted into the through hole 54 of the lower punch 56 so as to be movable in the vertical direction, and the lower end of the core punch 62 is connected to the connecting plate 64 through the die base 22 and the base plate 58. The lower surface of the die base 22 is connected to the connecting plate 64 via the guide post 66. The connecting plate 64 is connected to the lower hydraulic cylinder 70 via a cylinder rod 68. Accordingly, the die 24, the yokes 30 and 32, and the core punch 62 can be moved in the vertical direction by the lower hydraulic cylinder 70. The movement amount of the cylinder rod 68, that is, the position of the die 24 is measured by the linear scale 72, and the operation of the lower hydraulic cylinder 70 is controlled based on the measured value.
[0024]
Further, an upper punch 74 is disposed on the die 24 so as to be movable up and down. The upper punch 74 has a punch portion 76 that can be inserted into each through hole 26 of the die 24, and a through hole 78 corresponding to the core punch 62 is formed in the punch portion 76. Therefore, at the time of compression molding, the tip of the core punch 62 protruding from the lower punch 56 is inserted into the through hole 78 of the punch portion 76 in the through hole 26, and in the cavity 80 formed in the through hole 26, FIG. A molded body 82 as shown in FIG. The molded body 82 is used, for example, to generate a hollow cylindrical magnet for a vibration motor. When a rare earth magnet is produced, a large shrinkage of about 25% occurs in the orientation direction during sintering. Therefore, as shown in FIG. Thus, a rare earth magnet having a circular cross section can be obtained.
[0025]
The upper end of the upper punch 74 is attached to the upper punch plate 84. The upper punch plate 84 is connected to the upper hydraulic cylinder 88 via the cylinder rod 86. The upper hydraulic cylinder 88 is disposed on the plate 20. Further, guide posts 90 are inserted in the vicinity of both ends of the upper punch plate 84, and the lower ends of the guide posts 90 are connected to the die base 22. The upper punch plate 84 can be moved in the vertical direction by the upper hydraulic cylinder 88 while being guided by the guide posts 90. The movement amount of the upper punch plate 84, that is, the position of the upper punch 74 is measured by the linear scale 92, and the operation of the upper hydraulic cylinder 88 is controlled based on the measured value.
Base plates 94 and 96 are provided on both sides of the yokes 30 and 32, respectively. The upper surfaces of the base plates 94 and 96 are formed flush with the upper surfaces of the yokes 30 and 32. The base plates 94 and 96 move up and down together with the yokes 30 and 32.
[0026]
Wear resistant layers 94a and 96a (see FIG. 2) having a small surface roughness are formed on the surfaces of the base plates 94 and 96. The wear resistant layers 94a and 96a may be formed of ceramics such as chrome plating or TiN, or may be coated with diamond-like carbon (DLC). In particular, the base plate 94 is easily worn by sliding of the molded body 82 and the feeder box 100. However, by providing such wear-resistant layers 94a and 96a, the surface roughness of the sliding surface can be kept small. Become. Such an abrasion resistant layer may be provided on the surface of the die 24. Since the rare earth alloy powder described later has an angular shape, it is highly abrasive. Therefore, such an abrasion resistant layer is very effective.
[0027]
A mold lubricant is applied to the side surface of the through hole 26 of the die 24 and the cavity 80 by any means such as automatic or manual. In the vicinity of the upper surfaces of the die 24, the yoke 30 and the die plate 94, a wiper 98 for wiping the mold lubricant adhering to the upper surfaces of the die 24, the yoke 30 and the die plate 94 is provided. By operating the wiper 98 after applying the mold lubricant, the mold lubricant can be applied to the die 24 so as not to be applied to the portion where the molded body 82 slides. Here, as the mold lubricant, a fatty acid ester diluted with a petroleum solvent is used.
[0028]
A feeder box 100 is arranged on the base plate 96. A powder 102 such as a rare earth alloy powder is accommodated in the feeder box 100, and a plate-like extrusion member 104 for extruding each molded body 82 is provided at the front portion of the feeder box 100. The extruding member 104 is made of a flexible member such as rubber and has dimensions of 600 mm in length, 5 mm in thickness, and 190 mm in width. A concave portion 104 a for receiving each molded body 82 is formed at a position corresponding to the through hole 26 at the distal end portion of the pushing member 104. The feeder box 100 is connected to the hydraulic cylinder 110 via a U-shaped connecting member 106 and a cylinder rod 108. Therefore, the feeder box 100 can be moved back and forth with respect to the through hole 26 by the hydraulic cylinder 110, and the pushing member 104 can push out the molded body 82 on the die 24. The extruding member may be a rod-shaped member provided separately from the feeder box 100. A thin resin plate, a metal plate, or the like can be used as the flexible member.
[0029]
The formed body 82 formed in a predetermined shape on the die 24 is pushed out by the pushing member 104, passes over the yoke 30 and the base plate 94, and is transported to the receiving position 112 a of the rotary table 112 of the transport unit 14. The rotary table 112 is rotated 90 degrees at a time. The molded body 82 at the receiving position 112a is conveyed to the powder removal position 112b by rotating the rotary table 112 by 90 degrees. At the powder removal position 112b, N is removed by a powder removal device 114 comprising an air jet.₂A powder removal process is performed in which gas or the like is blown out to blow off the powder adsorbed around the compact 82. The compact 82 subjected to the powder removal processing is rotated 90 degrees to the rotary table 112 and is further rotated 90 degrees to the transport position 112d. At the transfer position 112d, the molded body 82 is gripped by the air chuck 118 of the transfer robot 116 and transferred onto the sintering base plate 120. By repeating this operation, the molded bodies 82 are sequentially arranged on the sintered base plate 120. The molded body 82 on the sintering base plate 120 is accommodated in a sintering pack (not shown) together with the sintering base plate 120, and then conveyed to a sintering furnace (not shown) and sintered in the sintering furnace. A magnet is generated.
[0030]
Here, a method for producing a rare earth alloy powder that can be used as the powder 102 will be described.
First, an R—Fe—B rare earth magnet alloy slab is produced using a known strip casting method. Specifically, first, Nd: 30 wt%, B: 1.0 wt%, Dy: 1.2 wt%, Al: 0.2 wt%, Co: 0.9 wt%, Cu: 0.2 wt%, the balance Fe and An alloy having a composition composed of inevitable impurities is melted by high frequency melting to form a molten alloy. After this molten alloy is kept at 1350 ° C., it is rapidly cooled by a single roll method to obtain a flaky alloy ingot having a thickness of about 0.3 mm. The rapid cooling conditions at this time are, for example, a roll peripheral speed of about 1 m / second, a cooling speed of 500 ° C./second, and a supercooling degree of 200 ° C.
[0031]
The thickness of the quenched alloy thus formed is in the range of 0.03 mm to 10 mm. This alloy has a minor axis size of 0.1 μm to 100 μm and a major axis size of 5 μm to 500 μm.₂T₁₄B crystal grains and R₂T₁₄And an R-rich phase dispersed in the grain boundaries of the B crystal grains, and the thickness of the R-rich phase is 10 μm or less. A method for producing a raw material alloy by strip casting is disclosed in, for example, US Pat. No. 5,383,978.
[0032]
Next, the coarsely pulverized raw material alloy is filled into a plurality of raw material packs and mounted on a rack. Thereafter, using the raw material transfer device, the rack on which the raw material pack is mounted is transferred to the front of the hydrogen furnace and inserted into the hydrogen furnace. Then, the hydrogen pulverization process is started in the hydrogen furnace. The raw material alloy is heated in a hydrogen furnace and subjected to a hydrogen crushing process. After the pulverization, it is preferable that the raw material is taken out after the temperature of the raw material alloy is lowered to about room temperature. However, even if the raw material is taken out in a high temperature state (for example, 40 ° C. to 80 ° C.), particularly serious oxidation does not occur if the raw material is not brought into contact with the atmosphere. By hydrogen pulverization, the rare earth alloy is roughly pulverized to a size of about 0.1 mm to 1.0 mm. The alloy is preferably coarsely pulverized into flakes having an average particle diameter of 1 mm to 10 mm before the hydrogen pulverization treatment.
After the hydrogen pulverization, it is preferable that the embrittled raw material alloy is crushed more finely and cooled by a cooling device such as a rotary cooler. In the case where the raw material is taken out in a relatively high temperature state, the time for the cooling process by a rotary cooler or the like may be made relatively long.
[0033]
The raw material powder cooled to about room temperature by a rotary cooler or the like is further pulverized using a pulverizer such as a jet mill to produce a raw material fine powder. In this embodiment, an alloy powder having an average particle diameter (mass median diameter: MMD) of about 3.5 μm was obtained by pulverization in a nitrogen gas atmosphere using a jet mill. The amount of oxygen in the nitrogen gas atmosphere is preferably suppressed to about 10000 ppm. Such a jet mill is described in Japanese Patent Publication No. 6-6728. It is preferable to control the concentration of oxidizing gas (oxygen or water vapor) contained in the atmospheric gas during pulverization, thereby adjusting the oxygen content (weight) of the alloy powder after pulverization to 6000 ppm or less. This is because if the amount of oxygen in the rare earth alloy powder exceeds 6000 ppm and becomes too large, the proportion of the nonmagnetic oxide in the magnet increases and the magnetic properties of the final sintered magnet deteriorate.
[0034]
Next, for example, 0.3 wt% of a lubricant is added to and mixed with the alloy powder in a rocking mixer, and the surface of the alloy powder particles is coated with the lubricant. As the lubricant, a fatty acid ester diluted with a petroleum solvent can be used. In this embodiment, methyl caproate is used as the fatty acid ester, and isoparaffin is used as the petroleum solvent. The weight ratio of methyl caproate to isoparaffin is, for example, 1: 9. Such a liquid lubricant coats the surface of the powder particles and exhibits the effect of preventing the oxidation of the particles, and also exhibits a function of making the density of the molded body uniform during pressing and suppressing disorder of orientation.
The type of lubricant is not limited to the above. As the fatty acid ester, for example, methyl caproate, methyl laurate, methyl laurate, etc. may be used in addition to methyl caproate. As the solvent, a petroleum solvent typified by isoparaffin, a naphthene solvent, or the like can be used. The timing of adding the lubricant is arbitrary, and may be any of before pulverization, during pulverization, and after pulverization. A solid (dry) lubricant such as zinc stearate may be used instead of or together with the liquid lubricant.
[0035]
Next, the operation of the powder molding apparatus 10 will be described with reference to FIG.
Initially, as shown in FIG. 7A, the die 24 and the core punch 62 are located at the descending end, and the upper punch 74 is located at the ascending end, and the upper surfaces of the die 24, the lower punch 56, and the core punch 62 are Each will be level. In this state, the feeder box 100 slides in the direction of the die 24 and stops when the feeder box 100 is positioned on the through hole 26 as shown in FIG. Thereafter, as shown in FIG. 7C, the die 24 and the core punch 62 start to rise, a cavity 80 is formed on the through hole 26, and the powder 102 in the feeder box 100 is dropped into the cavity 80.
Next, when the die 24 and the core punch 62 reach the rising end, the feeder box 100 is withdrawn from the cavity 80 as shown in FIG. At this time, the powder 102 on the cavity 80 is scraped off at the lower end of the feeder box 100.
[0036]
Then, as shown in FIG. 7E, the upper punch 74 is lowered and inserted into the through hole 26 (cavity 80), an orientation magnetic field is applied to the powder 102 in the cavity 80, and the powder 102 is separated from the upper punch 74. A molded body 82 is formed by compression molding with the lower punch 56. Further, the molded body 82 and the yokes 30 and 32 are demagnetized.
Thereafter, as shown in FIG. 7 (f), the upper punch 74 rises, the die 24 and the core punch 62 descend, and the formed body 82 on the lower punch 56 is extracted. Then, as shown in FIG. 7 (g), the feeder box 100 slides in the direction of the die 24, and as shown in FIG. 7 (h), the molded body 82 is formed by the extrusion member 104 provided at the front portion of the feeder box 100. When the feeder box 100 is positioned on the through hole 26, the feeder box 100 stops. That is, when the feeder box 100 reaches the through hole 26 for powder supply, the molded body 82 is pushed out onto the rotary table 112 by the pushing member 104. Thereafter, the operations shown in FIGS. 7C to 7H are repeated. The mold lubricant is applied to the die 24 at a predetermined interval so as not to be applied to a portion where the molded body 82 slides.
[0037]
According to such a powder molding apparatus 10, since the positions of the cavities 80 do not overlap with the extrusion direction of the molded bodies 82, the molded bodies 82 can be taken out without contacting the molded bodies 82. Therefore, yield can be improved and productivity can be increased. Moreover, since the molded object 82 can be quickly taken out from a molding area, the cycle time concerning one press can be shortened.
Further, since the pushing member 104 is made of a flexible member, it bends when it comes into contact with the molded body 82 at the time of extrusion, so that it can be gradually added to the molded body 82 without applying an extrusion force all at once. Therefore, even a soft molded body can be extruded without being crushed or defeated.
Furthermore, since the molded body 82 slides on the wear-resistant layer 94a having a small surface roughness during extrusion, the frictional force accompanying the sliding of the molded body 82 can be reduced, and the molded body 82 can be pushed out without being crushed.
[0038]
Usually, a mold lubricant is applied to the cavity 80 in the form of spraying from above. In the powder molding apparatus 10, a mold lubricant is partially applied to the side surface of the through-hole 26 or sprayed over the entire cavity 80, and then subjected to a process such as wiping with a wiper 98, so that the molded body 82 slides. Does not leave mold lubricant. Therefore, the extrusion of the molded body is smooth without being affected by the mold lubricant.
By simply orienting the powder 102 in the cavity 80 using a pair of yokes 30 and 32 arranged with the die 24 interposed therebetween and compression-molding the powder 102 in the cavity 80, magnetization in the same direction as the orientation magnetic field is formed. 82 and the yokes 30 and 32. If there is residual magnetism in the molded body 82 and the yokes 30 and 32, the molded body 82 and the yoke 30 are in direct contact with each other, and the molded body 82 slides on the yoke 30. It attracts strongly. Further, the molded body 82 and the yoke 30 may be repelled and fall down. This makes it difficult to remove the molded body 82 from the die 24. However, in the powder molding apparatus 10, after the powder 102 is compression-molded, the obtained molded body 82 and the yokes 30 and 32 are almost completely demagnetized using an alternating attenuation magnetic field. It can be taken out smoothly.
[0039]
Furthermore, according to the powder molding apparatus 10, since the extrusion member 104 and the feeder box 100 can be integrated, a structure becomes simple. Further, the molded body 82 can be extruded and the powder 102 can be supplied into the cavity 80, and the molded body 82 can be taken out and the powder supply to the cavity 80 can be performed almost simultaneously. Improves.
By forming the upper surfaces of the yokes 30 and 32 and the die 24 flush with each other at the time of powder feeding, the magnetic field generator 28 does not interfere with the feeder box 100 and increases the degree of freedom of arrangement and movement of the feeder box 100. it can. Further, the powder 102 above the cavity 80 can be reliably oriented.
[0040]
Furthermore, the powder 82 in each cavity 80 can be oriented in a direction perpendicular to the direction in which the cavities 80 are arranged, and the magnetic properties of the resulting molded body 82 can be made uniform. By sintering the molded body 82, a sintered body having a uniform and desired shape can be obtained.
Moreover, even if the molded body 82 is made of a rare earth alloy powder that is easily damaged, the molded body 82 can be prevented from being damaged and the yield can be improved.
[0041]
Even if the rare earth alloy powder to which a lubricant is added to improve the orientation is used and the molded body 82 becomes softer and more easily damaged, the molded body 82 can be prevented from being damaged. Also, the molding density is 3.9 g / cm^Three-4.6 g / cm^ThreeEven when the molded body 82 is easily damaged, the molded body 82 can be prevented from being damaged.
Furthermore, even if the molded body 82 is formed in a hollow cylindrical shape that is easily collapsed and is difficult to be gripped by a robot, the molded body 82 can be prevented from being damaged.
In particular, the smaller the molded body 82 is, the more difficult it is to be gripped by a robot or the like, and the more easily collapsed. However, since the powder molding apparatus 10 does not hold the molded body 82 but extrudes them so as not to overlap each other, the molded body 82 is not easily crushed even if it is small. Therefore, the powder molding apparatus 10 becomes more effective as the compact 82 becomes smaller.
[0042]
A die 24a as shown in FIG. 8 may be used.
Through holes 26 are formed in two rows in the longitudinal direction on the upper surface of the die 24a. As can be seen from FIG. 9, the through holes 26 are arranged so as not to overlap each other in the conveying direction of the feeder box 100 indicated by the arrow B. The Also in this case, the through holes 26 are arranged in rows in a direction substantially perpendicular (perpendicular) to the extrusion direction of the molded body 82. The through holes 26 are arranged in a row in a direction substantially orthogonal to the direction in which the orientation magnetic field is applied across the auxiliary yoke 122. In order to prevent bending of the magnetic flux, as shown in FIGS. 8 and 9, an auxiliary yoke 122 made of a ferromagnetic member (high permeability member) such as carbon steel is provided between the two rows of through holes 26. Provided. In order not to bend the orientation magnetic field in the pressing direction, it is desirable that the dimension L in the pressing direction of the auxiliary yoke 122 substantially matches the thickness T of the yokes 30 and 32 in the pressing direction.
If the die 24a is used, the number of moldings can be increased without pressing the molded bodies 82 against each other during extrusion.
[0043]
The die 24 a except the auxiliary yoke 122 is a non-magnetic material, but when the through hole 26 is filled with the powder 102, the cavity 80 becomes a magnetic material, and the magnetic flux is concentrated in the cavity 80. Therefore, for example, when the through holes 26 are arranged in a staggered manner as shown in FIG. 10, the magnetic flux bends and flows as shown by an arrow C, and the orientation direction of the obtained molded product is shifted, Variations occur in the degree of orientation of the compact. Therefore, a magnet obtained by sintering such a molded body does not have a desired circular cross section, but may have an ellipse or an irregular shape, and may be cracked or chipped.
[0044]
On the other hand, as shown in FIGS. 8 and 9, by inserting the auxiliary yoke 122 between the two rows of through holes 26, the first row of through holes 26 and the second row of through holes 26 are arranged. The bending of the magnetic flux passing through each through hole 26 can be suppressed without being influenced by each other. Therefore, even when the through holes 26 are arranged in a staggered manner, it is possible to suppress a deviation in the orientation direction of the obtained molded body 82. As a result, the magnet obtained by sintering the molded body 82 can also be used for the coreless motor 200 (described later).
When the formed body 82 is made of rare earth alloy powder, the formed body 82 is sintered in an argon atmosphere at 1000 ° C. to 1200 ° C. for 2 hours, thereby forming a rare earth sintered magnet. The rare earth sintered magnet is formed in a hollow cylindrical shape having an inner diameter of 1.7 mm, an outer diameter of 2.5 mm, and a height of 6.5 mm, for example.
[0045]
A rare earth magnet obtained by subjecting a rare earth sintered magnet to a surface treatment such as Ni plating is used in a small coreless motor 200 as shown in FIG.
The coreless motor 200 is used as a vibration motor, for example, and includes a frame case 202. The frame case 202 has an upper center portion and a lower surface opened, and a bracket 204 is attached to the lower surface opening. A shaft 206 is inserted into the frame case 202. A hollow cylindrical rare earth magnet 207 is attached to the shaft 206, one end side of the shaft 206 is held by a bearing 208 attached to the upper surface opening of the frame case 202, and a commutator (not shown) is attached to the other end of the shaft 206. ) Is provided, and the shaft 206 is attached to the bracket 204 via a bearing (not shown). Therefore, the shaft 206 and the rare earth magnet 207 are rotatably held. A substrate 212 is fixed in the frame case 202, and a pair of coils 214 is fixed to the substrate 212 so as to face the rare earth magnet 207. A weight (eccentric weight) 216 is attached to the upper end of the shaft 206. In the coreless motor 200, the shaft 206 and the rare earth magnet 207 are rotated by magnetic flux generated by energizing the coil 214.
When the rare earth magnet 207 manufactured as described above is used for the coreless motor 200, the quality of the coreless motor 200 is stabilized because the quality of the rare earth magnet 207 is stable.
[0046]
Next, an experimental example will be described.
In the conventional example shown in FIG. 12, it was the limit to produce 360 molded bodies per hour.
Next, in the conventional example shown in FIG. 12, the die 2 and the punch were both exchanged so that four molded bodies could be formed in a row. In this case, 720 molded bodies could be produced in one hour. However, since the molded body is taken out by being pushed out at the front portion 3a of the feeder box 3, 70 of the 720 molded bodies are in contact with each other when slid and are crushed, resulting in a decrease in yield.
On the other hand, when the unit shown in FIG. 3 was pressed for 1 hour, 1700 molded bodies could be manufactured, of which 15 were defective. When pressed for 1 hour using the unit shown in FIG. 8, 3400 molded bodies could be manufactured, of which 38 were defective.
Thus, according to the powder molding apparatus 10, the yield of a molded object can be improved and productivity can be raised.
[0047]
In the above-described embodiment, the yokes 30 and 32 having an inverted L-shaped cross section are provided on the die base 22, but the present invention is not limited to this. For example, the yokes 30 and 32 are each divided into a horizontal portion and a vertical portion, the horizontal portion is formed integrally with the die 24, the vertical portion is connected to the upper punch 74, and a coil is wound around the vertical portion. Then, when the upper punch 74 descends, the vertical portion is connected to the horizontal portion to form a magnetic circuit, and the orientation of the powder in the cavity and the demagnetization of the obtained molded body and the horizontal portion are executed.
Further, the pushing member 104 may be provided separately from the feeder box 100.
Further, the cavity 80 may be powdered by an individual powder feeding method.
Further, it is not always necessary to provide the wear resistant layer 96 a on the upper surface of the base plate 96.
[0048]
【The invention's effect】
According to this invention, since each molded object can be taken out without contacting molded objects, a yield improves and productivity can be raised.
Further, by using a flexible member, even a soft molded body can be extruded without being crushed or collapsed.
Further, when the molded body slides on the wear-resistant layer having a small surface roughness during extrusion, the molded body can be extruded without being crushed.
By applying the mold lubricant to the die so as not to be applied to the portion where the molded body slides, the molded body is smoothly extruded.
[0049]
Further, after the powder is compression-molded, the resulting molded body and the yoke are demagnetized, whereby the molded body can be smoothly slid on the die.
Furthermore, by forming the upper surfaces of the yoke and the die flush with each other, the degree of freedom in arranging and moving the powder supply means can be increased.
When a magnet obtained by sintering a hollow cylindrical molded body manufactured according to the present invention is used for a motor, the quality of the motor can be stabilized because the obtained magnet is of high quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an illustrative view showing a forming portion.
FIG. 3 is a perspective view showing a die on a die base and a magnetic field generator.
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of an electric circuit constituting the magnetic field generator.
FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of an applied magnetic field strength during orientation and demagnetization processing.
6A is a perspective view showing an example of a molded body, and FIG. 6B is a plan view thereof.
FIG. 7 is an illustrative view showing one example of operation of this embodiment.
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a die on a die base and a magnetic field generator.
9 is an illustrative view showing an arrangement state of through holes in the die shown in FIG. 8; FIG.
FIG. 10 is an illustrative view showing one example of a magnetic flux passing through a through hole of a die.
FIG. 11 is an illustrative view showing one example of a coreless motor.
FIG. 12 is a perspective view showing a conventional technique.
[Explanation of symbols]
10 Powder molding equipment
24, 24a Die
26, 54, 78 Through hole
28 Magnetic field generator
30, 32 York
36, 38 coils
56 Lower punch
58, 94, 96 Base plate
62 Core punch
74 Punch
80 cavities
82 Molded body
94a, 96a Wear resistant layer
98 Wiper
100 Feeder box
102 powder
104 Extruded member
200 Coreless motor
207 Rare earth magnet

Claims

A powder molding apparatus for compressing and molding powder in a plurality of cavities formed in a die,
Powder supply means for supplying the powder into the cavity;
Orientation means for orienting the powder in the cavity;
Compression molding means for compressing the powder in the cavity ;
An extrusion means for extruding a molded body obtained by compression molding the powder from the die; and
An auxiliary yoke provided on the die ;
The orientation direction by the orientation means is substantially perpendicular to the compression molding direction by the compression molding means,
The auxiliary yoke extends in a direction substantially perpendicular to both the orientation direction and the compression molding direction, and a portion of the die where the plurality of cavities are formed is divided into a first portion and a second portion. Placed in
The powder molding apparatus, wherein the plurality of cavities are formed so as not to overlap each other in the extrusion direction of the molded body and to be divided into the first part and the second part .

Is made of a flexible member before Symbol pushing means, powder molding apparatus according to claim 1.

Further comprising the wear-resistant layer molded article is provided in a portion which slides to be pushed by the pre-Symbol pushing means, powder molding apparatus according to claim 1.

The molded body mold lubricant further comprises applying means for applying to said die so as not to be applied to the portion which slides, powder molding apparatus according to claim 1.

The orientation means includes a pair of yokes arranged with the die in between ,
Further comprising a de-磁手stage to demagnetize the said powder and compression molding to obtain the molded body the yoke, powder molding apparatus according to claim 1.

The powder molding apparatus according to claim 1, wherein the extrusion unit is provided in the powder supply unit.

The powder molding apparatus according to claim 1, wherein the orientation unit includes a pair of yokes arranged with the die interposed therebetween, and upper surfaces of the die and the yoke are formed on substantially the same plane.

The powder molding apparatus according to claim 1, wherein the plurality of cavities are arranged substantially linearly in a direction perpendicular to the alignment direction.

The powder molding apparatus according to claim 1, wherein the powder is a rare earth alloy powder.

The powder forming apparatus according to claim 9, wherein a lubricant is added to the rare earth alloy powder.

10. The powder molding apparatus according to claim 9, wherein a molding density of the molded body is set to 3.9 g / cm ³ or more and 4.6 g / cm ³ or less.

The powder molding apparatus according to claim 1, wherein the molded body is formed in a hollow cylindrical shape.

A powder molding method for compression molding powder in a plurality of cavities formed in a die,
The die is formed with an auxiliary yoke extending so that a portion where the plurality of cavities are formed is divided into a first portion and a second portion, and the plurality of cavities are formed in the first portion and the second portion. Formed separately,
Supplying step of supplying the powder into the cavity,
An orientation step of orienting the powder in the cavity by an orientation magnetic field applied in a direction substantially perpendicular to the direction in which the auxiliary yoke extends ;
A molding step of compression-molding the powder in the cavity in a direction substantially orthogonal to both the extending direction of the auxiliary yoke and the orientation direction of the powder; and each molded body obtained by compression-molding the powder. A powder forming method comprising an extrusion step of extruding from the die so as not to overlap each other.

The powder molding method according to claim 13, wherein in the extruding step, the molded body is extruded from the die using a flexible member.

The powder molding method according to claim 13, wherein in the extruding step, the compact is extruded from the die and slid on the wear-resistant layer.

Further comprising a mold lubricant the shaped body is applied to the die so as not to be applied to the portion which slides, powder molding method according to claim 13.

In the orientation step, the powder in the cavity is oriented using a pair of yokes arranged with the die in between ,
The powder molding method according to claim 13, further comprising a step of demagnetizing the molded body and the yoke after the molding step .

Using a feeder box in which the powder is housed and extrusion means is formed at the front,
The powder molding according to claim 13 , wherein the feeder box is placed on the die and the powder accommodated in the feeder box is supplied into the cavity while extruding the compact from the die by the extrusion means. Method.

The powder molding method according to claim 13 , wherein the powder is a rare earth alloy powder.