JP6618836B2 - Manufacturing method of rare earth sintered magnet - Google Patents

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Description

本発明は、希土類焼結磁石の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a rare earth sintered magnet.

通信機器や加速度センサ等の用途において、Sm−Co(サマリウム−コバルト)系やNd−Fe−B(ネオジム−鉄−ホウ素)系等の希土類焼結磁石が多く用いられている。このうち、両端が10mmよりも小さな小型の希土類焼結磁石については、円柱、円筒形、直方体等、用途に合わせて多様な形状及び寸法が求められる。一方で、これらの磁石のうち、搭載機器の需要から少量しか製造しない磁石においては、目的の形状の金型を作製して製造するとコストが見合わない場合がある。このような場合には、金型を用いず、より大きな焼結磁石のブロック体を切り出して加工することにより、所望の形状およびサイズに形成することが通常行われている。   In applications such as communication devices and acceleration sensors, rare earth sintered magnets such as Sm-Co (samarium-cobalt) and Nd-Fe-B (neodymium-iron-boron) are widely used. Among these, small-sized rare earth sintered magnets whose both ends are smaller than 10 mm are required to have various shapes and dimensions in accordance with applications, such as a cylinder, a cylinder, and a rectangular parallelepiped. On the other hand, among these magnets, in a magnet that is manufactured only in a small amount due to the demand for on-board equipment, the cost may not be commensurate when a mold having a desired shape is manufactured and manufactured. In such a case, a block having a larger sintered magnet is cut out and processed without using a mold, so that it is usually formed into a desired shape and size.

この焼結磁石のブロック体は、溶解した合金を微粉砕することにより作られた希土類焼結磁石の原料粉末を、磁場中配向しプレス成形して、焼結及び時効熱処理等を行うことによって得ることができる。このプレス成形時、成形体の端部の位置で磁場の向きが傾いてしまうことにより、原料粉末の配向が傾いてしまう。このようにしてできるブロック体は、端部において結晶粒の配向が理想的な方向からずれることにより、着磁後の磁化方向が曲がってしまう。   This sintered magnet block body is obtained by subjecting a rare earth sintered magnet raw material powder produced by finely pulverizing a melted alloy to orientation in a magnetic field, press molding, sintering and aging heat treatment, etc. be able to. At the time of this press molding, the orientation of the raw material powder is tilted by tilting the direction of the magnetic field at the end of the compact. In the block body formed in this way, the orientation of crystal grains deviates from an ideal direction at the end, and the magnetization direction after magnetization is bent.

特に、N極とS極との磁場の境界である無着磁領域(ニュートラルゾーン)が、着磁方向と直角方向に正確に形成されずに、着磁方向に斜めに傾いてしまい、使用に適さない磁石となってしまう。このように、ニュートラルゾーンが傾く磁石しか得ることのできないブロック体の端部からは、小型の磁石を切り出し加工することができない。このため、一つのブロック体から取り出せる磁石が限られることにより、製造歩留まりの低下を引き起こしている。   In particular, the non-magnetized region (neutral zone), which is the boundary between the magnetic fields of the N and S poles, is not accurately formed in the direction perpendicular to the magnetizing direction, but is inclined obliquely in the magnetizing direction. It becomes an unsuitable magnet. Thus, a small magnet cannot be cut out and processed from the end of the block body where only a magnet with a tilted neutral zone can be obtained. For this reason, since the magnets that can be taken out from one block body are limited, the manufacturing yield is reduced.

このような磁化方向の曲がりを改善するために、例えば、プレス成形に用いる金型を磁性材料とすることにより、プレス成形時における磁化方向の曲がりを改善することが提案されている。(例えば、特許文献1参照。)   In order to improve such bending of the magnetization direction, for example, it has been proposed to improve the bending of the magnetization direction during press molding by using a mold used for press molding as a magnetic material. (For example, refer to Patent Document 1.)

特開平9−35977号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-35977

しかしながら、金型を構成するダイやパンチに磁性材料を用いた場合、原料粉と直接接触することから、原料粉がダイやパンチに付着しやすくなり、ブロック体自体の歩留まりが充分ではなくなる問題も生じてしまう。
本発明は、このような問題に鑑み、磁化方向の安定した小型磁石を提供すること、及び、このような小型磁石を歩留まりよく製造する方法を提供することを課題とする。
However, when a magnetic material is used for the die and punch constituting the mold, since the raw material powder is in direct contact with the raw material powder, the raw material powder tends to adhere to the die and punch, and the yield of the block itself is not sufficient. It will occur.
In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a small magnet having a stable magnetization direction and to provide a method for manufacturing such a small magnet with a high yield.

本発明は、上記課題を解決する構成として、以下の構成を有する。
本発明における希土類焼結磁石の製造方法は、ダイと、上パンチと、下パンチとからなる金型のキャビティに充填された原料粉末に横磁場を印加しプレス成形することにより成形体を作製し、次いで、該成形体に熱処理を施した後、複数個切り出し、さらに所定の形状に加工することにより作製する希土類焼結磁石の製造方法において、前記上パンチ及び前記下パンチの内部に、磁性体が配置され、前記プレス成形において、前記キャビティの端部における横磁場の配向が前記キャビティの高さ方向の中心部における横磁場の配向と平行に保たれていることを特徴とする。
本発明によれば、プレス成形時に金型のキャビティの上下の位置に配置されるように、上パンチ及び下パンチの内部に磁性体が設けられている。この磁性体により、プレス成形時にブロック成形体の端部の位置における磁場方向を、キャビティの上下方向中央と同様に平行に保つことができる。これにより、ブロック成形体の端部の位置から切り出される小型磁石の着磁後のニュートラルゾーンを水平に形成することができ、製造歩留まりを向上することができる。
This invention has the following structures as a structure which solves the said subject.
The method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention is to produce a molded body by applying a transverse magnetic field to a raw material powder filled in a cavity of a die consisting of a die, an upper punch, and a lower punch, and press-molding it. Next, in the method of manufacturing a rare earth sintered magnet produced by subjecting the molded body to heat treatment, then cutting out a plurality of the molded bodies and further processing them into a predetermined shape, a magnetic body is provided inside the upper punch and the lower punch. In the press molding, the orientation of the transverse magnetic field at the end of the cavity is maintained parallel to the orientation of the transverse magnetic field at the center in the height direction of the cavity.
According to the present invention, the magnetic body is provided inside the upper punch and the lower punch so as to be disposed at the upper and lower positions of the cavity of the mold during press molding. With this magnetic body, the magnetic field direction at the position of the end of the block molded body can be kept parallel to the vertical center of the cavity during press molding. Thereby, the neutral zone after magnetization of the small magnet cut out from the position of the edge part of a block molded object can be formed horizontally, and a manufacturing yield can be improved.

本発明における希土類焼結磁石の製造方法において、前記ダイ、前記上パンチ、及び前記下パンチは、少なくとも前記原料粉末と接する箇所が非磁性の超硬合金からなることを特徴とする。
本発明によれば、金型を構成するダイ、上パンチ、及び下パンチを、磁性体から直接構成せずに、非磁性の超硬合金を含む材料から作製し、内部に磁性体を収納する構成とする。これにより、プレス成形時に原料粉末の金型への付着を抑制することができる。
In the method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention, the die, the upper punch, and the lower punch are made of a non-magnetic cemented carbide at least at a position in contact with the raw material powder.
According to the present invention, the die, the upper punch, and the lower punch constituting the mold are not made directly from a magnetic material, but are made from a material containing a nonmagnetic cemented carbide, and the magnetic material is housed therein. The configuration. Thereby, adhesion of the raw material powder to the mold can be suppressed during press molding.

本発明における希土類焼結磁石の製造方法において、前記磁性体は、プレス成形時に磁場を印加するためのポールピースの高さの位置に揃うように前記上パンチ及び前記下パンチの内部に配置されることを特徴とする。
本発明によれば、上パンチ及び下パンチの内部に収納する磁性体の大きさを必要最小限とすることができる。これにより、上パンチ及び下パンチの強度を充分保つことができる。
In the method for manufacturing a rare earth sintered magnet according to the present invention, the magnetic body is disposed inside the upper punch and the lower punch so as to be aligned with a height of a pole piece for applying a magnetic field during press molding. It is characterized by that.
According to the present invention, the size of the magnetic body accommodated in the upper punch and the lower punch can be minimized. Thereby, the strength of the upper punch and the lower punch can be sufficiently maintained.

本発明における希土類焼結磁石の製造方法において、前記磁性体は、前記原料粉末と同一もしくは近似する組成の合金を含む磁石であることを特徴とする。
本発明によれば、作製する希土類焼結磁石と同一もしくは近似する組成の磁石を上パンチ及び下パンチの内部に収納する磁性体として用いることにより、プレス成型時の配向磁場を適切に設定することができる。
In the method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention, the magnetic body is a magnet including an alloy having a composition the same as or close to that of the raw material powder.
According to the present invention, by using a magnet having the same or similar composition as the rare-earth sintered magnet to be produced as a magnetic material housed in the upper punch and the lower punch, the orientation magnetic field at the time of press molding can be set appropriately. Can do.

本発明における希土類焼結磁石の製造方法によれば、磁化方向の安定した所望の大きさのブロック形状の成形体を作製することができる。これにより、少量多品種の超小型の焼結磁石を歩留まりよく提供することができる。   According to the method for producing a rare earth sintered magnet of the present invention, a block-shaped molded body having a desired size and a stable magnetization direction can be produced. This makes it possible to provide a small amount and a wide variety of ultra-small sintered magnets with a high yield.

本発明の実施形態を示す、磁場中プレス成形装置の主要部を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principal part of the press molding apparatus in a magnetic field which shows embodiment of this invention. 本発明の実施形態を示す、金型と磁性体との位置関係の詳細を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detail of the positional relationship of a metal mold | die and a magnetic body which shows embodiment of this invention. 本発明の製造方法により作製した希土類焼結磁石の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the rare earth sintered magnet produced by the manufacturing method of this invention.

(本発明の概要)
以下、本発明における希土類焼結磁石の製造方法について、図面を用いながら詳細に説明する。
本発明における希土類焼結磁石の製造方法は、原料となる磁石粉末を得る原料工程、ダイと、上パンチと、下パンチとからなる金型中に原料の磁石粉末を充填させる充填工程、この金型中の磁石粉末を磁場中でプレス成形し、成形体であるブロック体を得る成形工程と、ブロック体に対する熱処理工程、熱処理後のブロック体を必要なサイズに切り出し所望の形状に加工する加工工程、の各工程から構成される。
(Outline of the present invention)
Hereinafter, a method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The method for producing a rare earth sintered magnet according to the present invention includes a raw material step for obtaining a magnet powder as a raw material, a filling step for filling the magnetic powder of the raw material in a die comprising a die, an upper punch, and a lower punch, A molding process in which magnet powder in a mold is press-molded in a magnetic field to obtain a block body that is a molded body, a heat treatment process for the block body, and a processing process in which the block body after heat treatment is cut into a required size and processed into a desired shape It is comprised from each process of these.

ここで、上記工程のうち主要な工程である充填工程及び成形工程において用いる磁場中プレス成形装置の主要部について、図1を用いて説明する。図1に示す磁場中プレス成形装置1は、成形する磁石の側面方向のサイズを規定するダイ2、上下方向のサイズを規定する上パンチ3及び下パンチ4、横磁場を印加するためのポールピース5及びコイル6から構成される。そして、上記成形工程のプレス成形時には、磁石粉末を収容するために、ダイ2と、上パンチ3と、下パンチ4とで作られる空間であるキャビティ7が形成される。このキャビティ7の大きさは、ダイ2により平面視形状が規定され、上パンチ3と下パンチ4とで高さが規定される。   Here, the main part of the press forming apparatus in a magnetic field used in the filling step and the forming step, which are the main steps among the above steps, will be described with reference to FIG. A press forming apparatus 1 in a magnetic field shown in FIG. 1 includes a die 2 that defines a size in a side surface direction of a magnet to be molded, an upper punch 3 and a lower punch 4 that define a vertical size, and a pole piece for applying a transverse magnetic field. 5 and a coil 6. Then, at the time of press molding in the molding process, a cavity 7 is formed which is a space formed by the die 2, the upper punch 3, and the lower punch 4 in order to accommodate the magnet powder. The size of the cavity 7 is defined in plan view by the die 2, and the height is defined by the upper punch 3 and the lower punch 4.

本発明のプレス成形時には、キャビティ7内に磁石粉末が充填される。そして、ポールピース5及びコイル6により、図1のNからSに向かって横方向に磁場を印加する。この磁場中で磁粉を配向させながら上パンチ3及び下パンチ4を上下動させ磁粉を圧縮成形する。これにより、所定の厚さ及び平面視形状を有するブロック体を成形することができる。   At the time of press molding of the present invention, the cavity 7 is filled with magnet powder. Then, a magnetic field is applied in the lateral direction from N to S in FIG. 1 by the pole piece 5 and the coil 6. While the magnetic powder is oriented in this magnetic field, the upper punch 3 and the lower punch 4 are moved up and down to compress the magnetic powder. Thereby, the block body which has predetermined | prescribed thickness and planar view shape can be shape | molded.

本発明は、特に、この上パンチ3及び下パンチ4の内部に磁性体8を配置することにより、上記成形工程のプレス成形時にキャビティ7内の磁場配向をキャビティ7の端部においても平行に保つことができることに特徴を有している。   In the present invention, in particular, by arranging the magnetic body 8 inside the upper punch 3 and the lower punch 4, the magnetic field orientation in the cavity 7 is kept parallel even at the end of the cavity 7 during press molding in the molding step. It has the feature that it can be.

(金型)
次に、本発明における希土類焼結磁石の充填工程及び成形工程において用いる金型の詳細について説明する。
図2に示す金型のうち、上パンチ3及び下パンチ4の内部には空間が形成されている。この空間に磁性体8が収容され、さらにこの磁性体8を金型内に閉じ込めておくための封止材9が収容されている。
(Mold)
Next, the details of the mold used in the filling step and the molding step of the rare earth sintered magnet in the present invention will be described.
In the mold shown in FIG. 2, a space is formed inside the upper punch 3 and the lower punch 4. A magnetic body 8 is accommodated in this space, and a sealing material 9 for confining the magnetic body 8 in the mold is accommodated.

本発明において、ダイ2、上パンチ3、及び下パンチ4はそれぞれ、超硬合金や合金工具鋼鋼材等、プレス成形で用いられる金型の一般的な材料で形成されている。特に、少なくとも原料粉末と接するキャビティ7側に露出する箇所については、非磁性の超硬合金を用いることにより、成形後の磁粉の金型への付着を抑制することができ、歩留まりを保つことができるためより好ましい。非磁性の超硬合金としては、例えば、WC−Ni合金、WC−Ni−Cr合金、WC−Ni−Cr−Mo合金、WC−TiC−TaC合金等が挙げられるが、これに限られない。   In the present invention, the die 2, the upper punch 3, and the lower punch 4 are each formed of a general material of a mold used in press molding, such as cemented carbide or alloy tool steel. In particular, at least a portion exposed on the side of the cavity 7 in contact with the raw material powder can suppress adhesion of the magnetic powder after molding to the mold by using a non-magnetic cemented carbide and maintain the yield. It is more preferable because it is possible. Examples of the non-magnetic cemented carbide include, but are not limited to, a WC—Ni alloy, a WC—Ni—Cr alloy, a WC—Ni—Cr—Mo alloy, and a WC—TiC—TaC alloy.

また、上パンチ3及び下パンチ4と組合される封止材9については、上パンチ3及び下パンチ4で用いる合金から構成されている。この封止材9は、金型内に磁性体8を埋め込んだ後、その外側から嵌め込まれ、溶接やロウ付け等により上パンチ3及び下パンチ4のそれぞれと一体化されるものである。また、図示しないが、封止材9を用いる代わりに、上パンチ3及び下パンチ4を複数の部品で構成し、磁性体8をこの複数の部品の間に挟みながら内部に収容し、これらを溶接やロウ付けやネジ止め等により一体的に形成してもよい。   The sealing material 9 combined with the upper punch 3 and the lower punch 4 is made of an alloy used for the upper punch 3 and the lower punch 4. This sealing material 9 is embedded from the outside after embedding the magnetic body 8 in the mold, and integrated with each of the upper punch 3 and the lower punch 4 by welding, brazing or the like. Although not shown, instead of using the sealing material 9, the upper punch 3 and the lower punch 4 are constituted by a plurality of parts, and the magnetic body 8 is accommodated inside the plurality of parts, and these are accommodated. You may form integrally by welding, brazing, screwing, etc.

(磁性体)
次に、本発明で用いる磁性体8について、詳細に説明する。
本発明は、上パンチ3及び下パンチ4の内部に磁性体を配する構成となっていることに特徴を有している。このような構成により、プレス成形時にキャビティ7における磁場配向を、キャビティ7の中心部だけでなく端部でも平行に保つことができる。
(Magnetic material)
Next, the magnetic body 8 used in the present invention will be described in detail.
The present invention is characterized in that a magnetic material is arranged inside the upper punch 3 and the lower punch 4. With such a configuration, the magnetic field orientation in the cavity 7 can be kept parallel not only at the center but also at the end of the cavity 7 during press molding.

上述したように、この磁性体8は、図2に示す上パンチ3及び下パンチ4の内部に収容されている。本発明においては、パンチやダイに磁性体を用いたり、パンチの先端に原料粉末と接するように磁性体を配置したりすることがないため、パンチやダイに磁化が残留することなく、原料粉末の付着を防止することができ、製造歩留まりを向上させることができる。   As described above, the magnetic body 8 is accommodated in the upper punch 3 and the lower punch 4 shown in FIG. In the present invention, since a magnetic material is not used for a punch or die, or a magnetic material is not disposed in contact with the raw material powder at the tip of the punch, the raw material powder does not remain in the punch or die. Can be prevented and the production yield can be improved.

磁性体8は、上パンチ3及び下パンチ4の内部に配置されていればよく、サイズ及び配置される位置はどのようなものであってもよい。ただし、プレス成形時に磁場配向をキャビティ7の全体にわたり平行に保つために、上パンチ3及び下パンチ4の内部のうち、キャビティ7に近接する箇所に磁性体8が形成されている必要がある。特に、磁性体8が、プレス成形時にポールピース5の高さ位置(図2の破線Aの位置)に収まるように、上パンチ3及び下パンチ4の内部に形成されていれば好ましい。また、磁性体8の端部の位置が、このポールピース5の高さ(図2の破線Aの位置)と揃っていることがより好ましい。このような態様であれば、必要最小限の構成で磁場配向を平行に保つことができることに加えて、コストを最小とし、上パンチ3及び下パンチ4の強度を保つことができる。   The magnetic body 8 should just be arrange | positioned inside the upper punch 3 and the lower punch 4, and what kind of thing may be sufficient as a size and the position arrange | positioned. However, in order to keep the magnetic field orientation parallel to the entire cavity 7 during press molding, it is necessary that the magnetic body 8 be formed at a location close to the cavity 7 in the upper punch 3 and the lower punch 4. In particular, it is preferable that the magnetic body 8 is formed inside the upper punch 3 and the lower punch 4 so as to fit in the height position of the pole piece 5 (position of the broken line A in FIG. 2) during press molding. Moreover, it is more preferable that the position of the end portion of the magnetic body 8 is aligned with the height of the pole piece 5 (the position of the broken line A in FIG. 2). With such an aspect, in addition to being able to keep the magnetic field orientation in parallel with the minimum necessary configuration, the cost can be minimized and the strength of the upper punch 3 and the lower punch 4 can be maintained.

磁性体8は、キャビティ7における磁場配向を平行に保つことができる磁気特性を有する種々の材料を用いることができる。特に、磁性体8が、本発明の実施態様により作製される希土類焼結磁石と同一若しくは近似する組成の合金を含んでいれば、磁気特性も近似するため、キャビティ7の最外部における配向磁場を平行に形成することができる。ここで、近似する組成とは、磁性体8を構成する磁石の組成がSm2Co17であるのに対し、作製される希土類焼結磁石に更にFe、Zr等の微量元素が1質量%未満添加される場合や、Sm2Co17の一部がY等の他の希土類元素に置き換えられた組成の希土類焼結磁石等を作製する場合等を指すものである。例えば、磁性体8を、作製する希土類焼結磁石1と同じ原料粉末を用いて作製される焼結磁石とした場合、この磁性体8を収容した上パンチ3及び下パンチ4を用いて、組成のうち微量元素の構成のみが異なる他の希土類焼結磁石をプレス成形してもよい。 As the magnetic body 8, various materials having magnetic characteristics capable of keeping the magnetic field orientation in the cavity 7 in parallel can be used. In particular, if the magnetic body 8 includes an alloy having the same or similar composition as the rare earth sintered magnet produced according to the embodiment of the present invention, the magnetic characteristics are also approximated. They can be formed in parallel. Here, the approximate composition is that the composition of the magnet composing the magnetic body 8 is Sm 2 Co 17 , while the rare earth sintered magnet to be manufactured further contains trace elements such as Fe and Zr of less than 1% by mass. When added, or when a rare earth sintered magnet having a composition in which a part of Sm 2 Co 17 is replaced with another rare earth element such as Y is produced. For example, when the magnetic body 8 is a sintered magnet manufactured using the same raw material powder as that of the rare earth sintered magnet 1 to be manufactured, the upper punch 3 and the lower punch 4 containing the magnetic body 8 are used to form the composition. Of these, other rare earth sintered magnets that differ only in the configuration of trace elements may be press-molded.

また、磁性体8は、SmCo5や、Sm2Co17等のR−Co(希土類−コバルト)系焼結磁石であることが好ましい。これらの材料からなる焼結磁石であれば、フェライト磁石やNd−Fe−B系磁石よりも耐食性に優れていることから、上パンチ3及び下パンチ4の耐久性を確保することができる。
焼結磁石で構成された磁性体8は、上パンチ3及び下パンチ4の内部空間との埋め込みを容易とするために、パンチと磁性体のそれぞれに面取りやRを形成してもよい。
The magnetic body 8 is preferably an R—Co (rare earth-cobalt) based sintered magnet such as SmCo 5 or Sm 2 Co 17 . Since sintered magnets made of these materials have better corrosion resistance than ferrite magnets and Nd—Fe—B magnets, the durability of the upper punch 3 and the lower punch 4 can be ensured.
The magnetic body 8 made of a sintered magnet may be chamfered or rounded in each of the punch and the magnetic body in order to facilitate embedding in the internal space of the upper punch 3 and the lower punch 4.

上記実施形態では、磁性体8が希土類焼結磁石で構成される態様について示したが、これに限られず、希土類磁石の粉末を含むボンド磁石からなる磁性体8とすることができる。この場合、磁性体8として焼結磁石を用いないことにより、焼結磁石に対する切削などの加工を経ることなく簡易的に磁石の埋め込みを行うことができる点において好ましい。   In the said embodiment, although the magnetic body 8 showed about the aspect comprised with a rare earth sintered magnet, it is not restricted to this, It can be set as the magnetic body 8 which consists of a bond magnet containing the powder of rare earth magnets. In this case, it is preferable not to use a sintered magnet as the magnetic body 8 in that the magnet can be embedded easily without undergoing processing such as cutting the sintered magnet.

具体的には次のようにして、上パンチ3及び下パンチ4にボンド磁石からなる磁性体8を配置することができる。まず、磁石粉末及び樹脂バインダーの混合物からなるボンド磁石の原料を上パンチ3及び下パンチ4の内部に形成された空間内8に埋め込み、これを樹脂の硬化温度に合わせて加熱することによりボンド磁石を固定する。次いで、封止材9をさらに上パンチ3及び下パンチ4に埋め込み一体化させる。さらに、この上から磁場を印加することにより、ボンド磁石からなる磁性体8を磁化する。   Specifically, the magnetic body 8 made of a bond magnet can be disposed on the upper punch 3 and the lower punch 4 as follows. First, a bond magnet material consisting of a mixture of magnet powder and resin binder is embedded in a space 8 formed inside the upper punch 3 and the lower punch 4 and heated in accordance with the curing temperature of the resin to bond the magnet. To fix. Next, the sealing material 9 is further embedded in and integrated with the upper punch 3 and the lower punch 4. Furthermore, the magnetic body 8 made of a bonded magnet is magnetized by applying a magnetic field from above.

(希土類焼結磁石)
次に、本発明において製造する希土類焼結磁石について図3に示す。
本発明の製造方法により作製される希土類焼結磁石10は、着磁後にN極11となる部分とS極12となる部分との間に生じる境界領域である無着磁領域(ニュートラルゾーン)13を有している。ここで、N極11とS極12とが上下に配置されるよう希土類焼結磁石10の向きを規定したとき、この無着磁領域13に傾きがなく水平に形成されていれば、センサ等使用する機器の要求する精度に対応することができる。
(Rare earth sintered magnet)
Next, the rare earth sintered magnet manufactured in the present invention is shown in FIG.
The rare earth sintered magnet 10 produced by the manufacturing method of the present invention has a non-magnetized region (neutral zone) 13 which is a boundary region generated between a portion that becomes the N pole 11 and a portion that becomes the S pole 12 after magnetization. have. Here, when the orientation of the rare earth sintered magnet 10 is defined so that the N pole 11 and the S pole 12 are arranged vertically, if the non-magnetized region 13 is formed horizontally without inclination, a sensor or the like It can correspond to the accuracy required by the equipment to be used.

希土類焼結磁石10の形状は、図3に示す円柱形状のほか、円筒形や直方体等、種々の形状とすることができる。
また、本発明における希土類焼結磁石の種類は特に限られず、Sm−Co系やNd−Fe−B系の材料を用いることができる。このうち特に、SmCo5や、Sm2Co17系等のSm−Co系希土類焼結磁石は、キュリー温度が高く高温特性に優れていることから、高温環境下における使用に特に適しており、好ましい態様といえる。
The shape of the rare earth sintered magnet 10 can be various shapes such as a cylindrical shape and a rectangular parallelepiped in addition to the columnar shape shown in FIG.
In addition, the kind of the rare earth sintered magnet in the present invention is not particularly limited, and an Sm—Co based material or an Nd—Fe—B based material can be used. Among these, Sm-Co-based rare earth sintered magnets such as SmCo 5 and Sm 2 Co 17 are particularly suitable for use in a high-temperature environment because of their high Curie temperature and excellent high-temperature characteristics. It can be said that it is an aspect.

(希土類焼結磁石の製造方法)
ここで、本発明における希土類焼結磁石の製造方法の各工程について詳述する。
(原料工程)
本発明において製造する希土類焼結磁石の原料粉末は、次のようにして得られる。まず、目的の組成に対応するサマリウム及びコバルト、また必要に応じ添加される微量元素の金属とからなる各原料を配合し、真空溶解炉等を用いて加熱溶解し合金を作製する。次いで、得られた合金を粗粉砕した後、ジェットミル等を用いて最大長が数μm程度の粒径となるまで微粉砕することにより、目的とする原料粉末を得る。
また、必要に応じて、この原料粉末にステアリン酸塩等の離型剤を適宜添加し混合してもよい。
(Production method of rare earth sintered magnet)
Here, each process of the manufacturing method of the rare earth sintered magnet in this invention is explained in full detail.
(Raw material process)
The raw material powder of the rare earth sintered magnet produced in the present invention is obtained as follows. First, raw materials composed of samarium and cobalt corresponding to the target composition and trace element metals added as necessary are blended and heated and melted using a vacuum melting furnace or the like to produce an alloy. Next, the obtained alloy is coarsely pulverized, and then finely pulverized using a jet mill or the like until the maximum length becomes a particle size of about several μm, thereby obtaining a target raw material powder.
If necessary, a release agent such as stearate may be added to and mixed with the raw material powder.

(充填工程)
上記の原料工程により作製した原料粉末を、図1に示す磁場中プレス成形装置を構成するダイ2、上パンチ3、下パンチ4からなる金型内に充填する。まず、ダイ2及び下パンチ4を用いて凹状の空間を形成し、これに擦り切りにより必要な原料粉末を充填する。その後、下パンチ4の位置を下げ、上パンチ3をこの凹状の空間内に押し込むことにより、キャビティ7内に原料粉末が充填された状態となる。
このキャビティ7は一つの辺が100mm以下の直方体とすることが好ましく、例えば一辺が20〜40mmの直方体とすることができる。
(Filling process)
The raw material powder produced by the above raw material process is filled in a die composed of a die 2, an upper punch 3, and a lower punch 4 constituting the magnetic field press molding apparatus shown in FIG. First, a concave space is formed by using the die 2 and the lower punch 4, and necessary raw material powder is filled by scraping. Thereafter, the position of the lower punch 4 is lowered, and the upper punch 3 is pushed into the concave space, whereby the raw material powder is filled in the cavity 7.
The cavity 7 is preferably a rectangular parallelepiped having one side of 100 mm or less, for example, a rectangular parallelepiped having one side of 20 to 40 mm.

(成形工程)
次に、この原料粉末を、磁場中で成形する。
ダイ2の側方から、ポールピース5を用いて横磁場を印加しながら、上パンチ3と下パンチ4とを近接させ、原料粉末をプレス成形させる。このとき、原料粉末は、水平方向に配向した状態で圧縮される。
(Molding process)
Next, this raw material powder is molded in a magnetic field.
From the side of the die 2, while applying a transverse magnetic field using the pole piece 5, the upper punch 3 and the lower punch 4 are brought close to each other to press-mold the raw material powder. At this time, the raw material powder is compressed in a state of being oriented in the horizontal direction.

上パンチ3と下パンチ4のそれぞれの内部に埋め込まれる磁性体8の寸法は、例えば、キャビティ7が縦×横×高さが40×30×40mmの直方体の場合、上パンチ3及び下パンチ4内に埋め込まれる磁石は、30×20×20mmとすることができる。この埋め込まれる磁石の寸法は、作製する希土類焼結磁石の寸法、上下パンチの強度等によって適宜定めることができる。特に、プレス成形時に側方から磁場を印加するポールピース5の外周の大きさによって、このポールピース5の終端と、埋め込まれる磁石の最外の端部とが略等しければ、ポールピース5による磁化方向を略平行とすることができる。
このようにして、原料粉末をプレス成形した成形体を作製する。
The dimensions of the magnetic body 8 embedded in each of the upper punch 3 and the lower punch 4 are, for example, when the cavity 7 is a rectangular parallelepiped having a length × width × height of 40 × 30 × 40 mm, the upper punch 3 and the lower punch 4. The magnet embedded within can be 30 × 20 × 20 mm. The size of the magnet to be embedded can be appropriately determined depending on the size of the rare earth sintered magnet to be produced, the strength of the upper and lower punches, and the like. In particular, if the end of the pole piece 5 and the outermost end of the magnet to be embedded are substantially equal due to the size of the outer periphery of the pole piece 5 to which a magnetic field is applied from the side during press molding, the magnetization by the pole piece 5 The direction can be substantially parallel.
In this manner, a molded body obtained by press molding the raw material powder is produced.

(熱処理工程)
さらに、この成形体を融点よりも高い温度で加熱することにより焼結する。例えば、Sm2Co17系磁石の成形体であれば、1200℃程度に加熱する。その後、時効熱処理することにより、ブロック体を作製する。
(Heat treatment process)
Further, the compact is sintered by heating at a temperature higher than the melting point. For example, in the case of an Sm 2 Co 17- based magnet compact, it is heated to about 1200 ° C. Then, a block body is produced by performing an aging heat treatment.

(加工工程)
最後に、上記熱処理工程によって得られたブロック体を所望のサイズに切り出し、切削等により必要な形状に加工することにより、目的の形状の磁石を得ることができる。この磁石の形状は、直方体、円柱、円筒形状等、種々の形状とすることができる。好ましい寸法としては、例えば外寸10mm以下とすることができる。
(Processing process)
Finally, the block body obtained by the heat treatment step is cut into a desired size and processed into a necessary shape by cutting or the like, whereby a magnet having a desired shape can be obtained. The shape of the magnet can be various shapes such as a rectangular parallelepiped, a column, and a cylinder. As a preferred dimension, for example, the outer dimension can be 10 mm or less.

1…磁場中プレス成形装置
2…ダイ
3…上パンチ
4…下パンチ
5…ポールピース
6…コイル
7…キャビティ
8…磁性体
9…封止材
10…希土類焼結磁石
11…N極
12…S極
13…無着磁領域(ニュートラルゾーン)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic field press molding apparatus 2 ... Die 3 ... Upper punch 4 ... Lower punch 5 ... Pole piece 6 ... Coil 7 ... Cavity 8 ... Magnetic body 9 ... Sealing material 10 ... Rare earth sintered magnet 11 ... N pole 12 ... S Pole 13 ... non-magnetized region (neutral zone)

Claims (2)

ダイと、上パンチと、下パンチとからなる金型のキャビティに充填された原料粉末にポールピースを用いて横磁場を印加しながらプレス成形することにより成形体を作製し、次いで、前記成形体熱処理した後、複数個切り出し、さらに所定の形状に加工することにより作製する希土類焼結磁石の製造方法において、
前記ダイ、前記上パンチ、及び前記下パンチは、少なくとも前記原料粉末と接する箇所が非磁性の超硬合金からなり、
前記上パンチ及び前記下パンチの内部に、前記原料粉末と同一もしくは近似する組成の合金を含む焼結磁石からなる磁性体が配置され、
前記プレス成形において、前記キャビティに近接し、かつ、前記ポールピースの高さ位置に収まるように前記磁性体を配置することで、前記キャビティの端部における横磁場の配向が前記キャビティの高さ方向の中心部における横磁場の配向と平行に保たれていることを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。
And the die, to prepare an upper punch, a molded body by press-molding while applying a transverse magnetic field with a pole piece in the raw material powder filled in a cavity of a mold consisting of a lower punch, then the molded body after Netsusho management excised plurality, in the manufacturing method of the rare earth sintered magnet produced by further processing into a predetermined shape,
The die, the upper punch, and the lower punch are made of a non-magnetic cemented carbide at least at a location in contact with the raw material powder,
Inside the upper punch and the lower punch, a magnetic body made of a sintered magnet containing an alloy having the same or similar composition as the raw material powder is disposed,
In the press molding, by arranging the magnetic body so as to be close to the cavity and at the height position of the pole piece, the orientation of the transverse magnetic field at the end of the cavity can be adjusted in the height direction of the cavity. A method for producing a rare earth sintered magnet, characterized in that the rare earth sintered magnet is maintained parallel to the orientation of the transverse magnetic field at the center of the magnet.
前記磁性体は、プレス成形時に端部の位置が前記ポールピースの高さ位置に揃うように前記上パンチ及び前記下パンチの内部に配置されることを特徴とする請求項1に記載の希土類焼結磁石の製造方法。 The magnetic material, so that the position of the end portion during press forming are aligned to the height position location of the pole pieces, according to claim 1, characterized in that arranged inside of the upper punch and the lower punch Manufacturing method of rare earth sintered magnet.
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