JP4640596B2 - Cutting apparatus and cutting method - Google Patents
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Description
本発明は、例えば希土類焼結磁石等の切断に用いられる切断装置及び切断方法に関するものであり、特に、切断に際して切断対象物を接着する必要のない新規な切断装置及び切断方法に関する。 The present invention relates to a cutting apparatus and a cutting method used for cutting, for example, rare earth sintered magnets, and more particularly to a novel cutting apparatus and a cutting method that do not require bonding of an object to be cut at the time of cutting.
モータをはじめとする各種電気部品の小型化の要求、及びこれに対応した磁石の特性向上の要求に伴い、高性能小型磁石の開発が求められている。このような中、例えばNd−Fe−B磁石等のR−T−B系(Rは、希土類元素の1種以上である。Tは、Feを必須とし、その他金属元素を含む。)焼結磁石は、磁気特性に優れていること、主成分であるNdが資源的に豊富で比較的安価であること等の利点を有することから、近年、その需要が益々拡大する傾向にある。 With the demand for miniaturization of various electric parts such as motors and the demand for improvement in the characteristics of magnets corresponding to the demand, development of high-performance small magnets is required. In such a situation, for example, an R-T-B system such as an Nd-Fe-B magnet (R is one or more rare earth elements. T is essential for Fe and contains other metal elements). Magnets have advantages such as excellent magnetic properties, Nd, which is a main component, and abundant resources, and are relatively inexpensive. Therefore, demand for magnets has been increasing in recent years.
希土類焼結磁石の製造方法としては、粉末冶金法が知られており、低コストでの製造が可能なことから広く用いられている。粉末冶金法による希土類焼結磁石の製造方法は、基本的には、先ず、原料合金インゴットを粗粉砕及び微粉砕し、粒径が数μm程度の原料合金粉を得る。このようにして得られた原料合金粉を磁場中で磁場配向させ、磁場を印加した状態で成形を行う。磁場中成形後、成形体を真空中、または不活性ガス雰囲気中で焼結を行う。 As a method for producing a rare earth sintered magnet, powder metallurgy is known and widely used because it can be produced at low cost. In the method of manufacturing a rare earth sintered magnet by the powder metallurgy method, first, a raw material alloy ingot is first roughly pulverized and finely pulverized to obtain a raw material alloy powder having a particle size of about several μm. The raw material alloy powder obtained in this way is magnetically oriented in a magnetic field, and molding is performed with the magnetic field applied. After molding in a magnetic field, the compact is sintered in a vacuum or in an inert gas atmosphere.
前述の粉末冶金法による希土類焼結磁石の製造においては、得られる希土類焼結磁石を所定の形状とするための機械加工(切断加工)が必要になる。粉末冶金法によって製造される希土類焼結磁石の場合、焼結処理において成形体が大きく収縮するため、高い寸法精度が要求される製品に対しては、切断加工や面加工が必要になる。また、小型磁石の場合、大きなブロックから切断加工によって小型化する手法も採られる。 In the production of the rare earth sintered magnet by the above-described powder metallurgy method, machining (cutting) for making the obtained rare earth sintered magnet into a predetermined shape is required. In the case of rare earth sintered magnets manufactured by powder metallurgy, the compact is greatly shrunk during the sintering process, so that products that require high dimensional accuracy require cutting and surface processing. In the case of a small magnet, a method of reducing the size by cutting from a large block is also employed.
切断加工には、ワイヤーや回転刃を使用するのが一般的であるが、特に汎用性の良さ等からダイヤモンド砥粒を使用した回転刃(いわゆる外周スライサ)を用いることが多い。そして、回転刃を使用する場合には、生産性等を考慮して、1つのブロックから1回の切断操作によりできるだけ多くの切断片(磁石製品)を得ることを目的に、複数枚の回転刃を備えた切断機によって切断することが行われている(例えば、特許文献1等を参照)。 For cutting, a wire or a rotary blade is generally used, but a rotary blade (so-called outer periphery slicer) using diamond abrasive grains is often used particularly because of its versatility. And when using a rotary blade, in consideration of productivity etc., a plurality of rotary blades for the purpose of obtaining as many cutting pieces (magnet products) as possible from one block by one cutting operation. (For example, refer to patent documents 1 etc.).
特許文献1記載の発明では、接着剤が塗されたワーク(切断対象物)をカーボン等からなる貼付板に接着し、ワークが接着された状態の貼付板を切断装置に取り付け、ワークを切断装置によって切断する。その後、ワークを切断して得られたワークピースおよび貼付板をpH9〜11のアルカリ溶剤に浸漬して貼付板からワークピースを取り外す。前述の特許文献1に記載されるように、接着剤を用いて磁石を貼り付けた場合、切断処理後に切断片が1つ1つバラバラにならず、回転刃の破損を防止したり、切断片が飛び散る危険性を回避し得るというメリットも有する。回転刃を用いた切断中や切断後には、切断された切断片がバラバラになると、回転刃に巻き込まれて回転刃を損傷したり、切断片が周囲に飛び散る等の危険性を伴う。
ところで、前記特許文献1記載の技術によって切断対象物を切断する場合、切断対象物を貼付板に接着する工程と、切断後に溶剤を用いて切断片を貼付板から剥離する工程を必要とする。この場合、例えば接着工程においては、接着剤が硬化するまでに時間を要し、これら2つの工程を含めることで、生産性を著しく低下させることになる。 By the way, when cutting a cutting target object by the technique of the said patent document 1, the process of adhering a cutting target object to a sticking board and the process of peeling a cut piece from a sticking board using a solvent after cutting | disconnection are required. In this case, for example, in the bonding process, it takes time until the adhesive is cured, and by including these two processes, productivity is significantly reduced.
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、接着工程や剥離工程を要することなく、切断対象物を安定に保持した状態で切断し得る切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。また、本発明は、切断された切断片により回転刃を損傷するおそれがなく、また切断片が周囲に飛び散る危険性のない切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and provides a cutting device and a cutting method that can cut an object to be cut stably without requiring an adhesion step or a peeling step. The purpose is to do. It is another object of the present invention to provide a cutting apparatus and a cutting method that do not cause the rotary blade to be damaged by the cut pieces and that do not cause any risk of the cut pieces flying around.
前述の目的を達成するために、本発明の切断装置は、切断前の切断対象物及び切断後の切断片をクランプするクランプ手段と、前記切断対象物を前記クランプ方向と略直交する方向に切断する回転刃を備え、前記クランプ手段は、突き合わせ面に係止凹部を有するとともに切断位置に対応してスリットが形成された一対のクランプ部により構成され、これらを略水平方向に移動させることにより、前記切断対象物の両側縁が前記係止凹部に係止されるとともに、上下面の一部が前記係止凹部の形成により形成される係止片により支持されることを特徴とする。また、本発明の切断方法は、突き合わせ面に係止凹部を有するとともに切断位置に対応してスリットが形成された一対のクランプ部により構成されるクランプ手段を用い、前記クランプ部を略水平方向に移動させることにより、前記切断対象物の両側縁を前記係止凹部に係止するとともに、上下面の一部を前記係止凹部の形成により形成される係止片により支持することで切断対象物をクランプし、前記切断対象物をクランプ方向に対して略直交する方向に切断し、前記切断後においても各切断片を前記クランプ片でクランプした状態とすることを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, the cutting device of the present invention cuts the cutting object in a direction substantially perpendicular to the clamping direction, a clamping means for clamping the cutting object before cutting and the cutting piece after cutting. The clamping means is constituted by a pair of clamp parts having a locking recess on the abutting surface and having slits corresponding to the cutting positions, and by moving these in a substantially horizontal direction, Both side edges of the object to be cut are locked by the locking recesses, and part of the upper and lower surfaces are supported by locking pieces formed by forming the locking recesses. Further, the cutting method of the present invention uses a clamping means comprising a pair of clamp parts having a locking recess on the abutting surface and having slits corresponding to the cutting positions, and the clamp part is arranged in a substantially horizontal direction. By moving, both side edges of the object to be cut are locked to the locking recesses, and part of the upper and lower surfaces are supported by locking pieces formed by forming the locking recesses. The cutting object is cut in a direction substantially perpendicular to the clamping direction, and each cut piece is clamped by the clamp piece even after the cutting.
本発明の切断装置、切断方法においては、切断対象物はクランプ手段によって固定・保持され、その状態で例えば回転刃等によって前記クランプ方向と直交方向に切断される。したがって、切断対象物を接着固定する必要がなく、接着剤による接着工程は不要である。また、クランプ手段を開放することで切断片を取り出すことができ、切断後の切断片を剥離するための剥離工程も不要である。 In the cutting device and the cutting method of the present invention, the object to be cut is fixed and held by the clamping means, and in this state, the object to be cut is cut in a direction perpendicular to the clamping direction by a rotary blade or the like. Therefore, there is no need to bond and fix the object to be cut, and no bonding step with an adhesive is necessary. Moreover, the cutting piece can be taken out by opening the clamp means, and a peeling step for peeling the cut piece after cutting is unnecessary.
さらに、切断後においては、各切断片は前記クランプ手段によるクランプ状態が維持される。したがって、前記切断片がバラバラになることはなく、切断片による切断刃の損傷や、切断片が周囲に飛び散る危険性が回避される。 Furthermore, after cutting, each cut piece is maintained in a clamped state by the clamping means. Therefore, the cut pieces do not fall apart, and the risk of the cutting blades being damaged by the cut pieces and the risk of the cut pieces flying around are avoided.
また、切断後の切断片は、クランプ手段を開放し、例えば下方に落下させることで、容易に取り出し可能である。これを規定したのが本願の請求項13記載の発明であり、切断対象物を略水平方向にクランプし、回転刃を略鉛直方向に移動して切断対象物を切断した後、前記クランプ手段を開放することで前記切断片を下方に落下させることを特徴とする。この場合、落下した切断片は、請求項14に記載されるように、例えば収容容器で回収すればよい。 Further, the cut piece after cutting can be easily taken out by opening the clamping means and dropping it downward, for example. This is defined in the invention according to claim 13 of the present application, in which the cutting object is clamped in a substantially horizontal direction, the rotary blade is moved in a substantially vertical direction and the cutting object is cut. The cutting piece is dropped downward by opening. In this case, the fallen cut piece may be collected, for example, in a storage container as described in claim 14.
本発明によれば、接着工程や剥離工程を要することなく、安定に切断対象物を保持した状態で切断することが可能である。したがって、生産性に優れた切断装置及び切断方法を提供することが可能である。また、切断後に切断片がバラバラになることもないので、切断された切断片により回転刃を損傷するおそれがなく、切断片が周囲に飛び散る危険性がない切断装置及び切断方法を提供することが可能である。 According to this invention, it is possible to cut | disconnect in the state which hold | maintained the cutting | disconnection target object stably, without requiring an adhesion process or a peeling process. Therefore, it is possible to provide a cutting device and a cutting method with excellent productivity. In addition, since the cut pieces do not fall apart after cutting, there is no risk of damaging the rotary blade by the cut pieces, and a cutting apparatus and a cutting method that do not have the risk of the cut pieces flying around are provided. Is possible.
以下、本発明を適用した切断装置及び切断方法について、図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, a cutting device and a cutting method to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
図1(A)は、本発明を適用した切断装置の一例を示すものである。この切断装置は、切断対象物である希土類焼結磁石1を保持(クランプ)する一対のクランプ部2,3(クランプ手段)、複数の回転刃(外周スライサ)4aが並列に配置された切断機構4、及びクランプ部2,3の下方において切断後の切断片を回収する収容容器5とから構成されている。本例の場合、前記希土類焼結磁石1は、板状体を幅方向に湾曲させた断面円弧状の形状を有しており、これを切断することで円弧状の切断片が得られる。
FIG. 1A shows an example of a cutting apparatus to which the present invention is applied. This cutting device has a cutting mechanism in which a pair of
前記クランプ部2,3は、その突き合わせ面に係止凹部2a,3aが形成されており、ここにそれぞれ前記希土類焼結磁石1の両側端縁を係止することで、安定に保持するような構造となっている。特に、クランプ時には、前記係止凹部2a,3aの形成により上下に形成される係止片2b,3b及び2c,3cにより希土類焼結磁石1の上面及び底面が支持される形になり、希土類焼結磁石1が図中上下方向に動くことがなく、安定な保持状態が実現される。
The
なお、前記係止片2b,3b及び2c,3cは、前記クランプ部2,3によって希土類焼結磁石1をクランプした際に、それぞれ突き当たることのない寸法に設計する必要がある。希土類焼結磁石1のクランプ時に、前記係止片2bと係止片3b、あるいは係止片2cと係止片3cとが先に突き当たってしまうと、クランプ力が希土類焼結磁石1に加わらず、安定且つ確実なクランプが難しくなるおそれがある。
The
前記クランプ部2,3の突き合わせ面の長さL1は、図1(A)に示す通り、前記希土類焼結磁石1の長さ寸法L2よりも若干大きく設定されており、したがって、クランプ時には希土類焼結磁石1の全体が保持されることになる。また、前記クランプ部2,3の突き合わせ面には、切断位置に対応してスリット2d,3dが形成されており、前記切断機構4の回転刃4aは、このスリット位置において希土類焼結磁石1を切断することになる。この場合、切断後の切断片についても、クランプ部2,3のスリット間の部分によってそれぞれクランプされ、したがって、希土類焼結磁石1は、クランプ部2,3によって切断前、切断後のいずれにおいてもクランプされた状態が維持されることになる。
Butt length of surface L 1 of the
前記クランプ部2,3は、ある程度の剛性を有し、機械的耐久性に優れた材料により形成すればよく、例えばステンレス(SUS)や真鍮等の金属により形成してもよいが、良好な保持状態を実現し切断対象物である希土類焼結磁石1の割れ欠け等を防止するためには、少なくとも一方にいわゆるエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。この場合、クランプ部2,3の双方に前記エンジニアリングプラスチックを用いてもよいし、一方のクランプ部をエンジニアリングプラスチックにより形成し、他方のクランプ部を金属により形成してもよい。エンジニアリングプラスチックは、機械的強度や耐久性に優れ、またある程度変形可能であることから、良好な保持状態を実現し、切断対象物の割れ欠けを防止する上で最適である。エンジニアリングプラスチックとしては、その範疇に入るプラスチック材料であれば如何なるものであってもよく、例えばアセタール樹脂、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等を挙げることができる。これらの中では、特に、曲げ強度や硬度、耐摩耗性等の観点からアセタール樹脂等が好ましい。
The
なお、クランプ部2,3を前記エンジニアリングプラスチックにより形成する場合、前記スリット2d,3dは、希土類焼結磁石1を最初に切断する際に、切断と同時に形成するようにしてもよい。エンジニアリングプラスチックにより形成されスリット2d、3dが形成されていないクランプ部2,3を希土類焼結磁石1とともに切断手段4によって切断することで、簡単にスリット2d,3dが形成される。
When the
前記クランプ部2,3は、希土類焼結磁石1をほぼ水平方向にクランプするが、これに対して前記切断機構4は、これとは直交する方向(すなわち鉛直方向)に可動とされ、図中下方に移動することで前記希土類焼結磁石1を前記クランプ方向と直交する方向に切断する。なお、この切断において、前記切断機構4は必ずしも前記直交方向に直線的に移動する必要はない。例えば、前記切断機構4がアームの先端に取り付けられている場合には、円弧を描いて切断対象である希土類焼結磁石1に接近し、これを切断するように移動するが、このような場合も前記直交する方向に可動とされているものとする。すなわち、前記切断機構4の移動形態は任意であり、前記切断が前記直交方向に進めばよい。
The
切断機構4は、前記の通り複数の回転刃4aがスペーサを介して複数並列に配列されて構成されており、各回転刃4aの外周で希土類焼結磁石1を切断する。したがって、この切断機構4は、いわゆる外周スライサということになる。なお、前記切断により所望の寸法を有する希土類焼結磁石切断片を得るには、切断数や切断幅に応じて回転刃4aの枚数とスペーサ幅を適宜調節すればよい。
As described above, the cutting mechanism 4 includes a plurality of
各切断刃4aは、例えば超硬基板に砥粒(例えばダイヤモンド砥粒等)を付着させたものが使用され、切断に際しては、切断対象物である希土類焼結磁石1を冷却することが好ましい。したがって、本実施形態の切断装置には、図示は省略するが、希土類焼結磁石1を冷却する冷却機構を設けることが好ましい。冷却機構としては、例えば希土類焼結磁石1の表面に水や砥粒を含む研磨液等の冷却液を供給する機構を挙げることができる。
As each
以上が切断のための機構であるが、前記クランプされる希土類焼結磁石1の下方位置には、収容容器5が設置されている。この収容容器5は、切断後の希土類焼結磁石1の切断片を回収するためのものであり、切断後にクランプ部2,3を開放すると、各切断片はクランプ部2,3による保持状態から開放され、重力により落下して前記収容容器5内に収容される。
The above is the mechanism for cutting, but the
前記収容容器5は、前記切断片を収容し得るものであれば如何なるものであってもよく、例えば矩形筐体状の容器等が用いられるが、前記冷却液による冷却を行う場合には、切断片と冷却液を分離し得るように、少なくとも底面がメッシュ状であることが好ましい。また、前記切断片の重力による落下の際の衝撃を吸収し、割れ欠け等を防止するために、収容容器5の底面に緩衝材を設置しておいてもよい。
The
以上が切断装置の構成であるが、次に、前記切断装置を用いた切断方法について説明する。なお、ここでは最初に切断対象物である希土類焼結磁石1の作製について簡単に説明し、その後、作製した希土類焼結磁石1の切断について説明する。 The above is the configuration of the cutting device. Next, a cutting method using the cutting device will be described. Here, first, the production of the rare earth sintered magnet 1 that is an object to be cut will be briefly described, and then the cutting of the produced rare earth sintered magnet 1 will be described.
希土類焼結磁石1は、例えば希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素を主成分とするものであるが、磁石組成は特に限定されず、用途等に応じて任意に選択すればよい。例えば、希土類元素Rとは、具体的にはY、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb又はLuのことをいい、これらから1種又は2種以上を用いることができる。中でも、資源的に豊富で比較的安価であることから、希土類元素Rとしての主成分をNdとすることが好ましい。また、遷移金属元素Tは、従来から用いられている遷移金属元素をいずれも用いることができ、例えばFe、Co、Ni等から1種又は2種以上を用いることができる。これらの中では、焼結性の点からFe、Coが好ましく、特に磁気特性の点からFeを主体とすることが好ましい。また、前記希土類元素R、遷移金属元素T及びホウ素Bのみならず、他の元素の含有を許容する。例えば、Al、Cu、Zr、Ti、Bi、Sn、Ga、Nb、Ta、Si、V、Ag、Ge等の元素を適宜含有させることができる。一方で、酸素、窒素、炭素等の不純物元素を極力低減することが望ましい。特に磁気特性を害する酸素は、その量を7000ppm以下、さらには5000ppm以下とすることが望ましい。酸素量が多いと非磁性成分である希土類酸化物相が増大して、磁気特性を低下させるからである。なお、切断対象となる希土類焼結磁石1としては、前記R−T−B系の希土類焼結磁石に限られるものではない。例えば希土類焼結磁石1は、SmCo系焼結磁石等であってもよく、これらについても本発明の切断方法を適用することが効果的である。 The rare earth sintered magnet 1 has, for example, a rare earth element R, a transition metal element T, and boron as main components, but the magnet composition is not particularly limited, and may be arbitrarily selected according to the application. For example, the rare earth element R specifically means Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb or Lu. 1 type (s) or 2 or more types can be used. Among these, it is preferable that the main component as the rare earth element R is Nd because it is abundant in resources and relatively inexpensive. Moreover, as the transition metal element T, any conventionally used transition metal element can be used. For example, one or more of Fe, Co, Ni and the like can be used. Among these, Fe and Co are preferable from the viewpoint of sinterability, and it is particularly preferable to mainly include Fe from the viewpoint of magnetic characteristics. In addition to the rare earth element R, transition metal element T, and boron B, the inclusion of other elements is allowed. For example, elements such as Al, Cu, Zr, Ti, Bi, Sn, Ga, Nb, Ta, Si, V, Ag, and Ge can be appropriately contained. On the other hand, it is desirable to reduce impurity elements such as oxygen, nitrogen, and carbon as much as possible. In particular, the amount of oxygen that impairs magnetic properties is preferably 7000 ppm or less, more preferably 5000 ppm or less. This is because when the amount of oxygen is large, the rare-earth oxide phase, which is a nonmagnetic component, increases and the magnetic properties are deteriorated. The rare earth sintered magnet 1 to be cut is not limited to the RTB-based rare earth sintered magnet. For example, the rare earth sintered magnet 1 may be an SmCo-based sintered magnet or the like, and it is effective to apply the cutting method of the present invention to these.
希土類焼結磁石1は粉末冶金法によって作製されるが、その製造プロセスは、基本的には、合金化工程、粗粉砕工程、微粉砕工程、成形工程、焼結工程、時効工程とにより構成される。なお、酸化防止のために、焼結後までの各工程は、ほとんどの工程を真空中、あるいは不活性ガス雰囲気中(窒素ガス雰囲気中、Arガス雰囲気中等)で行う。 The rare earth sintered magnet 1 is manufactured by a powder metallurgy method, and its manufacturing process basically includes an alloying process, a coarse pulverization process, a fine pulverization process, a molding process, a sintering process, and an aging process. The In order to prevent oxidation, most of the steps after sintering are performed in a vacuum or in an inert gas atmosphere (in a nitrogen gas atmosphere, an Ar gas atmosphere, etc.).
合金化工程では、原料となる金属、あるいは合金を所望の希土類合金粉末の組成に応じて配合し、真空あるいは不活性ガス、例えばAr雰囲気中で溶解し、鋳造することにより合金化する。鋳造法としては、任意の方法を採用し得るが、溶融した高温の液体金属を回転ロール上に供給し、合金薄板を連続的に鋳造するストリップキャスト法(連続鋳造法)が生産性等の観点から好適であり、得られる合金の形態の点でも好適である。 In the alloying step, a raw material metal or alloy is blended according to the composition of the desired rare earth alloy powder, and melted in a vacuum or an inert gas, for example, Ar atmosphere, and cast to form an alloy. As the casting method, any method can be adopted, but the strip casting method (continuous casting method) in which a molten high-temperature liquid metal is supplied onto a rotating roll and the alloy thin plate is continuously cast is a viewpoint of productivity and the like. From the viewpoint of the form of the resulting alloy.
前記合金化の際に用いる原料金属(合金)としては、純希土類元素、希土類合金、純鉄、フェロボロン、さらにはこれらの合金等を使用することができる。合金は、ほぼ最終磁石組成である単一の合金を用いても良いし、最終磁石組成になるように、組成の異なる複数種類の合金を混合しても良い。 As the raw material metal (alloy) used in the alloying, pure rare earth elements, rare earth alloys, pure iron, ferroboron, and alloys thereof can be used. As the alloy, a single alloy having almost the final magnet composition may be used, or a plurality of types of alloys having different compositions may be mixed so as to have the final magnet composition.
粗粉砕工程では、先に鋳造した原料合金の薄板、あるいはインゴット等を、粒径数百μm程度になるまで粉砕する。粉砕手段としては、スタンプミル、ジョークラッシャー、ブラウンミル等を用いることができる。粗粉砕性を向上させるために、水素を吸蔵させて脆化させた後、粗粉砕を行うことが効果的である。 In the coarse pulverization step, the previously cast raw alloy thin plate, ingot, or the like is pulverized until the particle size is about several hundred μm. As the pulverizing means, a stamp mill, a jaw crusher, a brown mill, or the like can be used. In order to improve the coarse pulverization property, it is effective to perform coarse pulverization after occlusion of hydrogen and embrittlement.
前述の粗粉砕工程が終了した後、必要に応じて粗粉砕した原料合金粉に潤滑剤を添加する。潤滑剤としては、例えば脂肪酸系化合物等を使用することができるが、特に、融点が60℃〜120℃の脂肪酸や脂肪酸アミドを潤滑剤として用いることで、良好な磁気特性、特に高配向度で高い磁化を有する希土類焼結磁石を得ることができ、その種類や添加量によって、成形体強度を所定の値に調整することができる。 After the above-described coarse pulverization step is completed, a lubricant is added to the coarsely pulverized raw material alloy powder as necessary. As the lubricant, for example, a fatty acid compound can be used, and in particular, by using a fatty acid or fatty acid amide having a melting point of 60 ° C. to 120 ° C. as a lubricant, good magnetic properties, in particular, a high degree of orientation. A rare earth sintered magnet having high magnetization can be obtained, and the strength of the compact can be adjusted to a predetermined value depending on the type and amount of addition.
粗粉砕工程の後、微粉砕工程を行うが、この微粉砕工程は、例えば気流式粉砕機等を使用して行われる。微粉砕の際の条件は、用いる気流式粉砕機に応じて適宜設定すればよく、原料合金粉を平均粒径が1〜10μm程度、例えば3〜6μmとなるまで微粉砕する。気流式粉砕機としては、ジェットミル等が好適である。 After the coarse pulverization step, a fine pulverization step is performed. This fine pulverization step is performed using, for example, an airflow pulverizer. The conditions for fine pulverization may be appropriately set according to the airflow pulverizer to be used, and the raw material alloy powder is finely pulverized until the average particle size becomes about 1 to 10 μm, for example, 3 to 6 μm. A jet mill or the like is suitable as the airflow pulverizer.
微粉砕工程の後、磁場中成形工程において、原料合金粉を磁場中にて成形する。具体的には、微粉砕工程にて得られた原料合金粉を電磁石を配置した金型内に充填し、磁場印加によって結晶軸を配向させた状態で磁場中成形する。磁場中成形は、成形圧力と磁界方向が平行な縦磁場成形、成形圧力と磁界方向が直交する横磁場成形のいずれであってもよい。さらに、磁界印加手段として、パルス電源と空芯コイルも採用することができる。この磁場中成形は、例えば700〜1600kA/mの磁場中で、30〜300MPa、好ましくは130〜160MPa前後の圧力で行えばよい。 After the pulverization step, the raw material alloy powder is formed in the magnetic field in the magnetic field forming step. Specifically, the raw material alloy powder obtained in the fine pulverization step is filled in a mold in which an electromagnet is arranged, and is molded in a magnetic field in a state where crystal axes are oriented by applying a magnetic field. The forming in the magnetic field may be either a vertical magnetic field forming in which the forming pressure and the magnetic field direction are parallel, or a horizontal magnetic field forming in which the forming pressure and the magnetic field direction are orthogonal to each other. Further, a pulse power source and an air-core coil can be employed as the magnetic field applying means. The forming in the magnetic field may be performed in a magnetic field of 700 to 1600 kA / m, for example, at a pressure of 30 to 300 MPa, preferably about 130 to 160 MPa.
前記成形工程により所定の形状に成形した後、焼結工程において、成形体に対して焼結処理を実施する。焼結処理では、前記成形体を真空または不活性ガス雰囲気中(Arガス雰囲気中等)で焼結する。焼結温度は、組成、粉砕方法、粒度と粒度分布の違い等、諸条件により調整する必要があるが、例えば1000〜1200℃で1〜10時間程度焼結すればよく、焼結後、急冷することが好ましい。なお、焼結工程においては、必要に応じて、焼結に先立って脱脂処理を行うことが好ましい。 After forming into a predetermined shape by the forming step, a sintering process is performed on the formed body in the sintering step. In the sintering process, the compact is sintered in a vacuum or in an inert gas atmosphere (such as in an Ar gas atmosphere). The sintering temperature needs to be adjusted according to various conditions such as composition, pulverization method, difference in particle size and particle size distribution, etc. For example, sintering may be performed at 1000 to 1200 ° C. for about 1 to 10 hours. It is preferable to do. In addition, in a sintering process, it is preferable to perform a degreasing process prior to sintering as needed.
前記焼結後には、得られた焼結体に時効処理を施すことが好ましい。この時効処理は、得られる希土類磁石の保磁力Hcjを制御する上で重要な工程であり、例えば不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で時効処理を施す。時効処理としては、2段時効処理が好ましく、1段目の時効処理工程では、800℃前後の温度で1〜3時間保持する。次いで、室温〜200℃の範囲内にまで急冷する第1急冷工程を設ける。2段目の時効処理工程では、550℃前後の温度で1〜3時間保持する。次いで、室温まで急冷する第2急冷工程を設ける。600℃近傍の熱処理で保磁力Hcjが大きく増加するため、時効処理を一段で行う場合には、600℃近傍の時効処理を施すとよい。 After the sintering, the obtained sintered body is preferably subjected to an aging treatment. This aging treatment is an important step in controlling the coercive force Hcj of the obtained rare earth magnet. For example, the aging treatment is performed in an inert gas atmosphere or in a vacuum. As the aging treatment, a two-stage aging treatment is preferable, and in the first aging treatment step, the temperature is maintained at a temperature of about 800 ° C. for 1 to 3 hours. Next, a first quenching step is provided for quenching to room temperature to 200 ° C. In the second stage aging treatment step, the temperature is maintained at about 550 ° C. for 1 to 3 hours. Next, a second quenching step for quenching to room temperature is provided. Since the coercive force Hcj is greatly increased by heat treatment at around 600 ° C., when aging treatment is performed in a single stage, it is advisable to perform aging treatment at around 600 ° C.
以上により作製した希土類焼結磁石1を前述の切断装置によって所定の寸法(厚さ)に切断するが、切断方法を図1(A)〜図1(D)に示す。また、図2(A)〜(D)は、各工程を側方から見た模式図である。 The rare earth sintered magnet 1 produced as described above is cut into a predetermined dimension (thickness) by the above-described cutting device. The cutting method is shown in FIGS. 1 (A) to 1 (D). FIGS. 2A to 2D are schematic views of each process as viewed from the side.
希土類焼結磁石1の切断に際しては、図1(A)及び図2(A)に示すように、切断機構4を上方に移動するとともに、クランプ部2,3を開放しておき、切断対象物である希土類焼結磁石1をクランプ部2,3によってクランプする。このクランプに際しては、一方のクランプ部2に希土類焼結磁石1の一方の側縁を係止した後、希土類焼結磁石1の反対側の側縁に他方のクランプ部3を挿入し、さらに押し込んでクランプするようにすればよい。あるいは、クランプ部2,3間の間隔が希土類焼結磁石1の幅寸法より若干広くなるようにクランプ部2,3を接近させ、これらクランプ部2,3の係止凹部2a,3aによって形成される空間内に側方から希土類焼結磁石1を挿入し、その後、クランプ部2,3を矢印方向に加圧して、クランプするようにしてもよい。
When the rare earth sintered magnet 1 is cut, as shown in FIGS. 1A and 2A, the cutting mechanism 4 is moved upward and the
図1(B)及び図2(B)は、希土類焼結磁石1のクランプ状態を示すものである。希土類焼結磁石1は、これら図面に示すように、両側縁がそれぞれクランプ部2,3に設けられた係止凹部2a,3aに係止されるとともに、上下面の一部が係止片2b,2c,3b,3cによって支持され、全長に亘って安定にクランプされている。クランプ方向はほぼ水平である。
FIG. 1B and FIG. 2B show a clamped state of the rare earth sintered magnet 1. As shown in these drawings, the rare earth sintered magnet 1 has both side edges locked by locking
次に、前記クランプ状態を維持したまま、切断機構4を下方に移動させ、各回転刃4aによって希土類焼結磁石1を切断する。この時、切断機構4は、ほぼ鉛直方向下方に移動させてもよいし、若干斜め方向から下降させ、回転刃4aが希土類焼結磁石1に対して斜めに入るようにしてもよい。また、切断時には希土類焼結磁石1を冷却液により冷却しながら切断を行う。回転刃4aの回転数は、3000〜8000rpm程度、好ましくは3500〜5000rpmに設定する。
Next, while maintaining the clamped state, the cutting mechanism 4 is moved downward, and the rare earth sintered magnet 1 is cut by each
前記切断機構4の移動により、図1(C)及び図2(C)に示すように、希土類焼結磁石1が切断される。なお、切断に際しては、切り込み速度を終盤(希土類焼結磁石1を完全に切断する前の所定の期間)に低下させることが好ましい。これは、接着レスで切断を行っているため、切り込み速度を最後まで一定にすると、切断の最後において割れ欠け等が発生するおそれがあるからである。例えば決断残りが200μm〜300μmとなった段階で、切り込み速度を切断開始時の切り込み速度の30%〜80%程度にまで下げることにより、このような不都合を解消することができる。前記設定は、特に、希土類焼結磁石に代表される焼結体の切断には効果的である。 By the movement of the cutting mechanism 4, the rare earth sintered magnet 1 is cut as shown in FIGS. 1 (C) and 2 (C). In the cutting, it is preferable to reduce the cutting speed to the final stage (a predetermined period before the rare earth sintered magnet 1 is completely cut). This is because, since the cutting is performed without adhesion, if the cutting speed is kept constant until the end, there is a possibility that cracks and the like may occur at the end of the cutting. For example, when the remaining decision is 200 μm to 300 μm, the inconvenience can be solved by reducing the cutting speed to about 30% to 80% of the cutting speed at the start of cutting. The above setting is particularly effective for cutting a sintered body typified by a rare earth sintered magnet.
また、前記回転刃4aによる切断の後には、切断機構4を上昇させ、回転刃4aを希土類焼結磁石1から引き抜くが、この場合、回転刃4aの回転を停止させてから引き抜くことが好ましい。前記クランプ部2,3によるクランプ力で希土類焼結磁石1を固定した場合、切断後の切断片の若干の移動等が避けられず、回転刃4aを回転させたまま引き抜こうとすると、不用意に切断片を傷付けるおそれがあるからである。
Further, after the cutting by the
前記切断の後、図1(D)及び図2(D)に示すように、切断機構4を上昇させるとともに、クランプ部2,3を開放する。各切断片1aは、それまではクランプ部2,3によってそれぞれクランプ状態が維持されているが、前記開放によりクランプ部2,3から外れ、重力によって落下し、収容容器5内に収容される。
After the cutting, as shown in FIGS. 1 (D) and 2 (D), the cutting mechanism 4 is raised and the
このとき、切断後の切断片1aをクランプ部2,3間の空間から側方に抜き取ることで単一平面での処理を可能とすることもできるが、前記クランプ部2,3にスリット2d、3dが形成されているため、抜き取りに際して切断片1aがこれらスリット2d,3dに引っ掛かり、円滑な取り出しが難しい。特に、前記切断片1aに磁力が残っている場合には、切断片1a同士が吸着して、前記取り出しが一層困難になる。これに対して、クランプ部2,3を開放して下方に落下させれば、簡単且つ円滑に切断片1aの取り出しが可能になる。
At this time, the
前述の切断装置、切断方法を用いることにより、ワークである希土類焼結磁石を接着することなく、円滑に切断することが可能である。したがって、接着工程や剥離工程が不要であり、効率の良い切断が可能である。さらに、切断後の切断片についてもクランプ状態が維持されるため、切断後の切断片により回転刃を損傷するおそれがなく、切断片が周囲に飛び散る危険性もない。 By using the above-described cutting apparatus and cutting method, it is possible to cut smoothly without bonding the rare earth sintered magnet as the workpiece. Therefore, an adhesion process and a peeling process are unnecessary, and efficient cutting is possible. Furthermore, since the clamped state is maintained for the cut pieces after cutting, there is no possibility of damaging the rotary blade by the cut pieces after cutting, and there is no risk of the cut pieces flying around.
以上、本発明を適用した切断装置、切断方法の実施形態について説明してきたが、本発明がこれら実施形態に限定されるものでないことは言うまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。例えば、図3に示すように、断面矩形状の切断対象物(希土類焼結磁石)11についても、同様に適用可能である。さらには、図4に示すように、厚さの厚い断面略扇形形状の切断対象物(希土類焼結磁石)12についても、同様に適用可能である。なお、この場合には、クランプ状態をより安定化するために、係止凹部2a,3aの形状を多段形状とし、係止片2b,2c,3b,3cによる支持に加えて、段差部2e,3eによって切断対象物12の端面を支持することが好ましい。
The embodiments of the cutting apparatus and the cutting method to which the present invention is applied have been described above, but it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Is possible. For example, as shown in FIG. 3, the present invention can be similarly applied to a cutting object (rare earth sintered magnet) 11 having a rectangular cross section. Furthermore, as shown in FIG. 4, the present invention can be similarly applied to a cutting object (rare earth sintered magnet) 12 having a thick section and a substantially sector shape. In this case, in order to further stabilize the clamped state, the shape of the locking recesses 2a and 3a is multi-staged, and in addition to the support by the locking
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples of the present invention will be described.
本実施例で用いた切断装置は、図1(A)〜図1(D)に示す切断装置と同様である。なお、回転刃4aには、超硬基板にダイヤモンド砥粒(粒度170メッシュ以下)を固定したものを用いた。回転刃4aの外径は60mm、厚みは0.5mm、回転数は5000rpmである。前記回転刃4aを12枚配列したマルチ組の切断機構4を用いた。
The cutting device used in this example is the same as the cutting device shown in FIGS. 1 (A) to 1 (D). In addition, the
また、希土類焼結磁石1の切断に際しては、冷却液としてクーラントを用いた。切断対象物である希土類焼結磁石1は、Nd−Fe−B系焼結磁石であり、その寸法は45mm×9mm×3mmである。 In cutting the rare earth sintered magnet 1, a coolant was used as a coolant. The rare earth sintered magnet 1 as an object to be cut is an Nd—Fe—B based sintered magnet, and its dimensions are 45 mm × 9 mm × 3 mm.
前記希土類焼結磁石1をクランプ部2,3でクランプし、前記回転刃を有する切断機構4により切断した。切断の際の切り込み速度は0.5mm/秒とし、切り込み終盤での切り込み速度は0.35mm/秒とした。また、切断後、回転刃4aを停止して引き抜き、その後、クランプ部2,3を開放して下方に配置した収容容器5内に切断片1aを回収した。
The rare earth sintered magnet 1 was clamped by the
以上の条件で希土類焼結磁石1を切断することで、接着固定による切断の場合と比べて処理能力を約20%向上することができた。また、割れ欠けによる不良の発生は、接着固定による切断の場合と同程度に抑えることができた。 By cutting the rare earth sintered magnet 1 under the above conditions, the processing capacity could be improved by about 20% compared to the case of cutting by adhesive fixation. In addition, the occurrence of defects due to cracks could be suppressed to the same extent as in the case of cutting by adhesive fixing.
1 希土類焼結磁石、2,3 クランプ部、2a,3a 係止凹部、2b,2c,3b,3c 係止片、2d,3d スリット、4 切断機構、4a 回転刃、5 収容容器、11,12 切断対象物 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rare earth sintered magnet, 2, 3 Clamp part, 2a, 3a Locking recessed part, 2b, 2c, 3b, 3c Locking piece, 2d, 3d slit, 4 Cutting mechanism, 4a Rotary blade, 5 Container, 11, 12 Cutting object
Claims (14)
前記クランプ手段は、突き合わせ面に係止凹部を有するとともに切断位置に対応してスリットが形成された一対のクランプ部により構成され、これらを略水平方向に移動させることにより、前記切断対象物の両側縁が前記係止凹部に係止されるとともに、上下面の一部が前記係止凹部の形成により形成される係止片により支持されることを特徴とする切断装置。 Clamp means for clamping the cutting object before cutting and the cutting piece after cutting, and a rotary blade for cutting the cutting object in a direction substantially perpendicular to the clamping direction ,
The clamp means is composed of a pair of clamp parts having a locking recess on the abutting surface and slits corresponding to the cutting positions, and by moving these in a substantially horizontal direction, both sides of the cutting object An edge is locked to the locking recess, and a part of the upper and lower surfaces is supported by a locking piece formed by forming the locking recess .
前記切断対象物をクランプ方向に対して略直交する方向に切断し、
前記切断後においても各切断片を前記クランプ片でクランプした状態とすることを特徴とする切断方法。 By using a clamping means comprising a pair of clamp parts having a locking recess on the abutting surface and having slits corresponding to the cutting positions, and moving the clamp part in a substantially horizontal direction, the cutting object Clamping the cutting object by locking both side edges of the locking recess to the locking recess and supporting a part of the upper and lower surfaces by the locking piece formed by forming the locking recess,
Cutting the object to be cut in a direction substantially perpendicular to the clamping direction;
A cutting method characterized in that each cut piece is clamped by the clamp piece even after the cutting.
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