JP6689571B2 - 希土類焼結磁石の製造方法 - Google Patents
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Description
請求項1:
相対的に上下動するダイス、上パンチ及び下パンチを具備し、上記ダイスに下側から進入した下パンチ上面と該ダイスの凹部や傾斜部のない平滑な内周面とで形成される空間に材料粉末を投入し、上記上パンチを該ダイスに上側から進入させて該上パンチと上記下パンチとの間で上記成形用粉末を加圧圧縮して、上記材料粉末を所望の形状に成形し、上記上パンチを相対的に上動させて上記ダイスの上端面を開放すると共に、上記下パンチを相対的に上動させて成形体を押し上げ、該成形体を開放した上記ダイスの上端面から取り出すように構成された粉末成形装置を用いて希土類合金粉末を加圧圧縮成形して成形体を得、この成形体を加熱処理して焼結させる希土類焼結磁石の製造方法において、
上記粉末成形装置の上記下パンチの外周面に全周に亘るリング状の溝を形成すると共に、この溝に潤滑剤を含浸可能な弾性材料からなる塗布材を取り付け、かつこの塗布材に潤滑剤を供給する潤滑剤供給路を該下パンチに設け、該潤滑剤供給路を通して上記塗布材に潤滑剤を供給し、上記成形動作の際に上記下パンチが上記ダイス内で相対的に上下動することにより、該塗布材に含浸された上記潤滑剤が上記ダイス内面に塗布され、上記成形動作を繰り返すことにより、その都度この潤滑剤塗布動作を繰り返すこと、また上記希土類合金粉末を上記下パンチ上面と上記ダイス内周面とで形成される空間に投入して該空間を該希土類合金粉末で満たした後、上記下パンチを相対的に下動させて該希土類合金粉末の上側に上記上パンチを上記ダイスに挿入するための予備空間を形成し、この予備空間に上記上パンチを挿入し該予備空間の分だけ下動させて、該上パンチを希土類合金粉末の上面に接触させた状態にセットした後、該上パンチと上記下パンチとの間で上記希土類合金粉末を加圧圧縮すること、更に上記粉末成形装置が、上記下パンチ上面と上記ダイス内周面とで形成される空間に磁場を印加する磁場印加手段を具備し、上記材料粉末に磁場を印加するように構成されたものであり、上記予備空間に上記上パンチを挿入して該上パンチを希土類合金粉末の上面に接触させた状態で上記磁場印加手段により磁場を印加して、上記希土類合金粉末を着磁し、分散、配向させた後、この希土類合金粉末を、その配向が乱れないように磁場の印加を続けながら、上記上パンチと上記下パンチとの間で加圧圧縮して、上記成形体とすることを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。
請求項2:
上記塗布材が、潤滑剤を0.01g/cm2以上含浸可能なフェルト材、不織布又はスポンジ材である請求項1記載の希土類焼結磁石の製造方法。
請求項3:
上記上パンチ、下パンチ又はその両方で成形体を加圧しながら上下両パンチ間に成形体を所定圧力で挟んだまま、該上下両パンチをダイスと相対的に上動させて成形体をダイスから取り出すようにした請求項1又は2記載の希土類焼結磁石の製造方法。
請求項4:
上下両パンチ間に成形体を挟んだ状態で該上下両パンチをダイスと相対的に上動させて成形体をダイスから取り出す際、上下両パンチの移動中に上記加圧の圧力を増加又は減少させる請求項3記載の希土類焼結磁石の製造方法。
請求項5:
上記潤滑剤が、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸メチル、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸から選ばれる1種又は2種以上を揮発性溶媒に溶解したものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
請求項6:
上記揮発性溶媒が、沸点50〜150℃のフロン類である請求項5記載の希土類焼結磁石の製造方法。
請求項7:
上記加圧圧縮成形後、上記磁場印加手段により着磁時とは逆方向でかつ着磁時よりも弱い磁場を印加して脱磁処理を施した後、上記成形体を上記ダイスから取り出す請求項1〜6のいずれか1項に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
本発明の粉末成形装置は、相対的に上下動するダイス、上パンチ及び下パンチを具備し、該ダイス内において上下両パンチ間で粉末を加圧圧縮して所望の形状に成形するものであり、また本発明の希土類焼結磁石の製造方法は、この成形装置を用いて希土類合金粉末を所望の形状に成形し、その成形体を加熱処理して焼結させるものである。この本発明の粉末成形装置としては、例えば図1〜7に示した成形装置を例示することができる。
[実験例1]
Nd:25.0質量%、Pr:7.0質量%、Co:1.0質量%、B:1.0質量%、Al:0.2質量%、Zr:0.1質量%、Cu:0.2質量%、Fe:残部、であるNd系磁石合金に対し水素化による粗粉砕、ジェットミルによる微粉砕を行って、平均粒径3.2μmの微粉末(希土類焼結磁石合金粉末)を作製した。この微粉末を用い、図1〜8に示される金型を備えた成形装置で成形し、焼結して、希土類焼結磁石を製造した。その際、旭硝子社製のハイドロフルオロエーテル系の溶剤「AE3000」を溶媒としてステアリン酸を0.03%の割合で溶かしたものを潤滑剤とし、また塗布材24としては、1.2mm厚の東レ(株)製の三次元不織布材「エクセーヌ」(潤滑剤の最大含浸量:約0.11g/cm2)を用い、下記の手順により成形を行った。
塗布材24として、厚さが0.49mmで潤滑剤の最大含浸量が約0.04g/cm2のフェルト材を使用したこと以外は実験例1と同じ条件で磁石体を成形し、焼結、熱処理を行って、希土類焼結磁石を製造した。実験例1と同様に、成形工程の30日間におけるタクトタイム、良品生産量、不具合品数、金型調整回数を調査した。結果を表1に示す。
塗布材24を設置せず、下パンチからの潤滑材の供給を行わない代わりに、図1の状態で、スプレーノズルを通して潤滑剤をダイス1の内面に吹き付ける工程を追加した。なおスプレーノズルはロボットに取り付けて吹き付け位置の調整を行った。なお、この方法での潤滑剤の吹き付け作業には15秒を要した。その他の工程は実施例1と同じ条件で磁石体を成形し、焼結、熱処理を行って、希土類焼結磁石を製造した。実験例1と同様に、成形工程の30日間におけるタクトタイム、良品生産量、不具合品数、金型調整回数を記録した。結果を表1に示す。
11 空間
2 下パンチ
21 溝
22 潤滑剤吐出孔
23 潤滑剤供給路
24 塗布材
3 上パンチ
4 軸(運動軸)
5 材料粉末(希土類合金粉末)
51 成形体
Claims (7)
- 相対的に上下動するダイス、上パンチ及び下パンチを具備し、上記ダイスに下側から進入した下パンチ上面と該ダイスの凹部や傾斜部のない平滑な内周面とで形成される空間に材料粉末を投入し、上記上パンチを該ダイスに上側から進入させて該上パンチと上記下パンチとの間で上記成形用粉末を加圧圧縮して、上記材料粉末を所望の形状に成形し、上記上パンチを相対的に上動させて上記ダイスの上端面を開放すると共に、上記下パンチを相対的に上動させて成形体を押し上げ、該成形体を開放した上記ダイスの上端面から取り出すように構成された粉末成形装置を用いて希土類合金粉末を加圧圧縮成形して成形体を得、この成形体を加熱処理して焼結させる希土類焼結磁石の製造方法において、
上記粉末成形装置の上記下パンチの外周面に全周に亘るリング状の溝を形成すると共に、この溝に潤滑剤を含浸可能な弾性材料からなる塗布材を取り付け、かつこの塗布材に潤滑剤を供給する潤滑剤供給路を該下パンチに設け、該潤滑剤供給路を通して上記塗布材に潤滑剤を供給し、上記成形動作の際に上記下パンチが上記ダイス内で相対的に上下動することにより、該塗布材に含浸された上記潤滑剤が上記ダイス内面に塗布され、上記成形動作を繰り返すことにより、その都度この潤滑剤塗布動作を繰り返すこと、また上記希土類合金粉末を上記下パンチ上面と上記ダイス内周面とで形成される空間に投入して該空間を該希土類合金粉末で満たした後、上記下パンチを相対的に下動させて該希土類合金粉末の上側に上記上パンチを上記ダイスに挿入するための予備空間を形成し、この予備空間に上記上パンチを挿入し該予備空間の分だけ下動させて、該上パンチを希土類合金粉末の上面に接触させた状態にセットした後、該上パンチと上記下パンチとの間で上記希土類合金粉末を加圧圧縮すること、更に上記粉末成形装置が、上記下パンチ上面と上記ダイス内周面とで形成される空間に磁場を印加する磁場印加手段を具備し、上記材料粉末に磁場を印加するように構成されたものであり、上記予備空間に上記上パンチを挿入して該上パンチを希土類合金粉末の上面に接触させた状態で上記磁場印加手段により磁場を印加して、上記希土類合金粉末を着磁し、分散、配向させた後、この希土類合金粉末を、その配向が乱れないように磁場の印加を続けながら、上記上パンチと上記下パンチとの間で加圧圧縮して、上記成形体とすることを特徴とする希土類焼結磁石の製造方法。 - 上記塗布材が、潤滑剤を0.01g/cm2以上含浸可能なフェルト材、不織布又はスポンジ材である請求項1記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 上記上パンチ、下パンチ又はその両方で成形体を加圧しながら上下両パンチ間に成形体を所定圧力で挟んだまま、該上下両パンチをダイスと相対的に上動させて成形体をダイスから取り出すようにした請求項1又は2記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 上下両パンチ間に成形体を挟んだ状態で該上下両パンチをダイスと相対的に上動させて成形体をダイスから取り出す際、上下両パンチの移動中に上記加圧の圧力を増加又は減少させる請求項3記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 上記潤滑剤が、ステアリン酸、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム、オレイン酸メチル、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸から選ばれる1種又は2種以上を揮発性溶媒に溶解したものである請求項1〜4のいずれか1項に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 上記揮発性溶媒が、沸点50〜150℃のフロン類である請求項5記載の希土類焼結磁石の製造方法。
- 上記加圧圧縮成形後、上記磁場印加手段により着磁時とは逆方向でかつ着磁時よりも弱い磁場を印加して脱磁処理を施した後、上記成形体を上記ダイスから取り出す請求項1〜6のいずれか1項に記載の希土類焼結磁石の製造方法。
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