JP6783032B2 - Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の製造に用いる切断装置 - Google Patents

Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の製造に用いる切断装置 Download PDF

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Description

本発明はＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の加工技術分野に関し、具体的にはＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の製造に用いる切断装置に関する。
サイズの大きなＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性体は、焼結及び時効処理工程において、液相の焼結による希土類元素の揮発、毛管現象による張力の作用等を受け、成分の偏析、即ち基材中の位置毎の成分にバラつきが生じやすく、特に希土類元素の存在箇所と量がバラつくことで、磁気特性が不均一になっていた。単体のサイズが大きい基材及び結晶粒子のサイズが小さい磁性体に対する成分及び磁気特性のバラつきの課題は大きなものとなっている。
従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性体製品は、一般的に磁性体の焼結及び時効処理後に、切断、研磨、穿孔、面取り等の機械加工によって製品サイズに加工している。加工技術は成熟した技術であり、簡単で加工効率は高く、加工精度も高いものの、熱処理後の基材の加工工程では、製品に表面応力が生じ、表面の結晶構造が破損し、磁気特性が減衰することから、出来上がった磁性体の性能が基材（プレス加工後の粉体）の性能から乖離しまうことも多かった。特に、表面積の大きい製品及び異形製品の加工に対する磁気特性の減衰は大きな課題となっている。
さらに、焼結後の磁性体に対する切断工程においては、降温させるために切削液を必要とするが、切削液は数μｍの深さで磁性体を侵食し、磁性体の磁気特性及び耐食性に影響を及ぼすことが研究によって明らかになっている。
中国特許（ＣＮ１０５７４１９９４Ｂ特許公報）には、焼結前のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性体の基材を製品形状に予め切断加工し、その後に焼結することにより切断工程における磁気特性の減衰を防ぎ、熱処理後の磁性体の磁気特性を保持すると共に、従来の切断加工法で生じる切削廃材回収の困難性を解決した発明が開示されている。
しかしながら基材を製品形状に切断加工した後に焼結する方法には、以下の課題が存在する。即ち、従来の切断装置及び方法を用いて基材を切断加工すると、操作性及び正確性に大きな問題が発生する。基材は焼結基材に比べて密度が低いことから、基材の切断工程において破損しやすく、歩留まりが悪く、且つ基材を製品形状へと切断する工程が多くなり、各加工プロセスの全てを不活性ガス保護雰囲気、又は、保護油中で行う必要があり、設備にも厳しい要求がなされ、コストの高騰につながっていた。
さらに、サイズの小さな製品については、基材の状態で切断加工しようとすると、操作の難易度が高くなってしまい、切断精度が悪くなっていた。曲面を有する製品或いは異形製品については、基材の状態で切断加工しようとすると、焼結工程において、半製品の方向別の収縮率の差を正確に計算することが難しくなり、焼結後の半製品と目標とする製品サイズとのバラつきが大きくなっていた。また、サイズの小さな製品では、基材を製品サイズに切断加工した後に再焼結することで表面積が増加し、焼結工程において窒化、酸化し易くなり、磁性体の酸素、窒素の含有量が増加し、性能の低下にもつながっていた。
中国特許公報ＣＮ１０５７４１９９４Ｂ
本発明は、上記従来技術が有する問題を解決するＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の新たな製造方法に用いる切断装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、従来のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁性体の製造方法による磁性体成分及び磁気特性のバラつき、従来の機械加工による磁性体の性能低下といった課題を解決することができる。更に本発明によれば、磁性体の切断工程において生じる廃材（粉末）の再利用が難しいといった課題を解決するとともに、基材を製品サイズに加工する際に生じる破損、焼結後の磁性体中における酸素及び窒素の含有量の増加、性能の低下とった課題を解決することができる。
上記目的を達成するため、本願発明は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末を配向磁場の条件においてプレスした１次基材を消磁した後、等方圧プレスして得た２次基材の切断に用いる切断装置であって、
往復切断機構、切断治具、２次基材固定治具、往復昇降機構を含み、
前記往復切断機構の下部に前記切断治具が連結され、
前記往復昇降機構の上部に前記２次基材固定治具が固定され、
前記２次基材固定治具と前記切断治具は互いに対応し、
前記往復切断機構は水平方向に往復運動し、前記往復昇降機構は垂直方向に往復昇降し、
前記２次基材固定治具はワイヤ溝板、位置制御ガイド板、ガイドピン、調節ボルト、台座を有し、
前記台座の両側には相対する２つの前記ワイヤ溝板が立設され、前記ワイヤ溝板の端部には前記位置制御ガイド板が設けられ、前記位置制御ガイド板には前記ガイドピン及び前記調節ボルトが設けられ、前記切断治具はワイヤ固定板、切断ワイヤ、調節ネジ、固定板で構成され、
前記固定板の両側には相対する２つの前記ワイヤ固定板が連結され、２つの前記ワイヤ固定板の間には前記切断ワイヤが張られ、前記ワイヤ固定板には前記切断ワイヤのテンションを調節する調節ネジが設けられる、
ことを特徴とする。
本発明のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の製造に用いる切断装置は、従来技術と比べて、以下の突出した実質的特徴と顕著な進歩性を有している。
１．等方圧プレス後の２次基材を配向面、非配向面、プレス面のいずれか一つの面又は二つを基準とし、当該面に沿って切断して仮形状及び仮サイズを得た後に、焼結及び時効処理を行うため、焼結工程で生じる成分及び性能のバラつきを効果的に抑えることができる。
２．２次基材の状態で、一つの面又は二つの面を基準として切断加工すればよく、残りは焼結及び時効処理後に従来と同じ手法で切断加工を行えばよいため、２次基材を最終製品のサイズに切断加工した場合のように表面積が大き過ぎることによって生じる焼結工程における酸化、窒化レベルを軽減することができる。
３．２次基材を切断した後に焼結して得られる３次基材は、切断加工量が減り、切断加工の際の応力による磁気特性の損失を防止でき、磁性体全体の性能を向上することができる。
４．本発明の切断装置を用いて２次基材を切断することにより、密度が小さい２次基材の破損等の問題を解消することができ、且つ切断加工精度は高く、２次基材の切断工程で生じる切削粉末は再利用可能であり、磁性材料の利用率を向上することができる。
本発明に係る切断装置の全体構造を示す図。 本発明に係る切断装置内の２次基材固定治具の構造を示す図。 本発明に係る装置内の２次基材の切断治具の構造を示す図。
本発明の更なる理解と実施のために、以下、図を参照しつつ実施例を詳細に説明する。
本発明に係る切断装置は、図１に示す通り、往復切断機構Ａ、切断治具Ｂ、２次基材固定治具Ｃ、往復昇降機構Ｄから構成されている。往復切断機構Ａの下部には切断治具Ｂが連結され、往復昇降機構Ｄの上部には２次基材固定治具Ｃが固定され、２次基材固定治具Ｃと切断治具Ｂは互いに対応する関係になっている。
図２、図３は、それぞれ切断治具Ｂ、２次基材固定治具Ｃの詳細構造を示すものであり、最終磁性体製品の設計要求に基づいて、適切な寸法構造のものを選択できるようになっている。なお往復切断機構Ａは水平方向に往復運動して切断治具Ｂを往復動させ、往復昇降機構Ｄは垂直方向に往復昇降して２次基材固定治具Ｃを上下方向に昇降動させる装置である。
図２に示すとおり、２次基材固定治具Ｃは、台座５、ワイヤ溝板１、位置制御ガイド板２、ガイドピン３及び調節ボルト４から構成され、台座５の左右両側には相対する２つのワイヤ溝板１が立設しており、ワイヤ溝板１の端部には位置制御ガイド板２が設けられ、位置制御ガイド板２にはガイドピン３及び調節ボルト４が設けられている。
図３に示すとおり、切断治具Ｂは、固定板９、ワイヤ固定板６、切断ワイヤ７、調節ネジ８から構成され、固定板９の左右両側に相対する２つのワイヤ固定板６が設けられ、両側に設けた２つのワイヤ固定板６の間に切断ワイヤ７が張られており、ワイヤ固定板６には切断ワイヤ７の引張度（テンション）を調節する調節ネジ８が設けられている。
ワイヤ溝板１、位置制御ガイド板２、ワイヤ固定板６、切断ワイヤ７の各構成要素は、切断する２次基材の形状、サイズ、加工精度等に応じて複数種が用意されており、必要に応じて交換可能となっている。
加工する２次基材の目標とするサイズ、形状に基づいて、最適なワイヤ溝板１及び位置制御ガイド板２を選択し、調節ボルト４によって２次基材を台座５に固定し、ワイヤ溝板１に対応するサイズのワイヤ固定板６を選択し、切断治具Ｂに取付け、切断ワイヤ７を選択し、調節ネジ８によって適切なテンションに調節する。
以下、各実施例において説明する配向面とは、一次基材、二次基材を得るためのプレス成形工程において、配向磁場に平行且つプレス機のプレスヘッドと接触しない面であり、非配向面とは配向面及びプレス面に垂直な面であり、プレス面とはプレス成形工程においてプレス機のプレスヘッドと接触する面である。
実施例１
製造する最終製品のサイズを１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）とする。図１〜３に示す切断装置を用い、２次基材の状態で、非配向面を基準として仮サイズに切断加工し、配向面及びプレス面は焼結及び時効処理後の３次基材の状態で切断加工を行った。具体的な製造工程は以下の通りである。
平均粒子径（Ｘ５０）が４．０μｍの合金粉末を２．０Ｔの磁場条件でプレス機によって１次基材へとプレス成形し、次に１５０ＭＰａの等方圧でプレス成形し、２次基材を得た。
等方圧プレス後の密度は約４．５ｇ／ｃｍ３、２次基材のサイズは７９．３ｍｍ（非配向面）×３８．２ｍｍ（配向面）×４４．８ｍｍ（プレス面）である。２次基材の重量は６１０．７ｇであり、合金粉末の成分は、ＰｒＮｄ：３１．１０質量％、Ｄｙ：１．５０質量％、Ｂ：０．９５質量％、Ｃｏ：１．０５質量％、Ａｌ：０．５１質量％、Ｃｕ：０．１５質量％、Ｇａ：０．１２質量％、Ｔｉ：０．１１質量％、余りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
２次基材を２次基材固定治具Ｃの台座５上に調節ボルト４によって固定し、ワイヤ溝の間隙が１１．３ｍｍのワイヤ溝板１を選択し、切断治具Ｂでは切断ワイヤ７の間隙が１１．３ｍｍのワイヤ固定板６を選択し、切断ワイヤ７として線径０．３ｍｍの切断ワイヤ７を選択し、各治具を所定の位置に配置した後に切断装置を起動し、非配向面を基準として、当該非配向面に沿って切断した。切断ワイヤ７による切断工程において生じる合金粉末は収集して再利用可能である。
切断後の２次基材は、仮のサイズとして、七つのブロックの２次基材へと分割されているが、そのサイズは１１．０ｍｍ（非配向面）×３８．２ｍｍ（配向面）×４４．８ｍｍ（プレス面）である。上記各工程は、窒化ガス雰囲気内で行った。
切断後の仮サイズ２次基材を真空炉内で焼結した。焼結温度は９８０℃であり、１０時間保温し、冷却後の焼結基材に対して時効処理を行い、第１次時効温度は８００℃であり、３時間保温し、第２次時効温度は４８０℃であり、３時間保温した。焼結及び時効処理工程における真空度は５×１０−１Ｐａである。
時効処理完成後の３次基材に対して、一般的な切断装置を用いて配向面及びプレス面を基準として切断し、１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）のサイズからなる１４０個の製品を得た。配向面及びプレス面は、本工程において切断加工したため十分に研磨し、本工程における非切断面である非配向面には簡単な研磨だけを行った。
２次基材の切断工程において１３．８ｇの合金粉末が発生したが、この粉末は回収して再利用できるものである。焼結及び時効処理、最終切断工程では、再利用が困難な廃磁性材が５０．５ｇ発生するが、最終製品の全重量は５４６．０ｇであり、合金粉末の利用率は、再利用分を含めて９１．７％であった。１４０個の最終製品の中からランダムに２０個を抽出し、その成分及び磁気特性を測定した。全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量及び磁気特性について表１に記載する。
表１：実施例１サンプルの希土類元素含有量及び磁気特性
表１に示す測定データによれば、全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量は最大で３１．２質量％、最小で３０．９７質量％、最大差は０．２３質量％、標準偏差は０．０９であった。Ｂｒの最大値は１３．２３ｋＧｓ、最小値は１３．１６ｋＧｓ、最大差は０．０７ｋＧｓ、標準偏差は０．０２であった。Ｈｃｊの最大値は２２．５ｋＯｅ、最小値は２２．２ｋＯｅ、平均値は２２．３ｋＯｅ、最大差は０．３ｋＯｅ、標準偏差は０．１０であった。平均角形比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）は０．９７であった。製品における酸素含有量の平均値は６８０ｐｐｍであり、窒素含有量の平均値は３８３ｐｐｍであった。
実施例２
製造する最終製品のサイズを１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）とする。本発明に係る切断装置を用い、２次基材の状態で、配向面及び非配向面を基準として、仮形状及び仮サイズへ切断加工した。プレス面については焼結及び時効処理後の３次基材の状態で切断加工を行った。具体的な製造工程は以下の通りである。
平均粒子径（Ｘ５０）が４．０μｍの合金粉末を２．０Ｔの磁場の条件でプレス機によって１次基材へとプレス成形し、次に４００ＭＰａの等方圧でプレス成形し、２次基材を得た。
等方圧プレス後の密度は約５．５ｇ／ｃｍ３、２次基材のサイズは７５．７ｍｍ（非配向面）×３３．９ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）である。２次基材の重量は６０９．７ｇであり、合金粉末の成分は、ＰｒＮｄ：３１．１０質量％、Ｄｙ：１．５０質量％、Ｂ：０．９５質量％、Ｃｏ：１．０５質量％、Ａｌ：０．５１質量％、Ｃｕ：０．１５質量％、Ｇａ：０．１２質量％、Ｔｉ：０．１１質量％、余りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
第１ステップとして、２次基材を２次基材固定治具Ｃの台座５上に調節ボルト４によって固定し、ワイヤ溝の間隙が１０．８ｍｍのワイヤ溝板１を選択し、切断治具Ｂでは切断ワイヤ７の間隙が１０．８ｍｍのワイヤ固定板６を選択し、切断ワイヤ７として線径０．３ｍｍの切断ワイヤ７を選択し、各治具を所定の位置に配置した後に切断装置を起動し、非配向面を基準として、当該非配向面に沿って切断した。
切断後の２次基材は、七つのブロックの２次基材へと分割されているが、そのサイズは１０．５ｍｍ（非配向面）×３３．９ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）である。
第２ステップとして、ワイヤ溝の間隙が８．４ｍｍのワイヤ溝板１、及び切断治具Ｂでは切断ワイヤ７の間隙が８．４ｍｍのワイヤ固定板６を選択し、切断ワイヤ７として線径０．３ｍｍの切断ワイヤ７を選択し、各治具を所定の位置に配置した後に切断装置を起動し、配向面を基準として、当該配向面に沿って切断し、２８個の１０．５ｍｍ（非配向面）×８．１ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）の仮サイズの２次基材ブロックを得た。
以上の工程はアルゴンガス雰囲気内で行うものであり、２次基材の切断ワイヤ７による切断工程において生じる粉末は収集して再利用可能である。
切断完成後の仮サイズ２次基材を真空炉内で焼結した。焼結温度は１０４０℃であり、７時間保温し、冷却後の焼結基材に対して時効処理を行い、第１次時効温度は９００℃であり、３時間保温し、第２次時効温度は６００℃であり、３時間保温した。焼結及び時効処理工程における真空度は５×１０−１Ｐａである。
時効処理完成後の３次基材に対して、一般的な切断装置を用いてプレス面を基準として切断し、１４０個の１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）サイズの製品を得た。プレス面は本工程で切断加工したため十分に研磨し、本工程における非切断面である非配向面、配向面には簡単な研磨だけを行った。
２次基材の切断工程において３６．２ｇの合金粉末が発生したが、この粉末は回収して再利用できるものである。焼結及び時効処理後の切断工程では、再利用が困難な廃磁性材が２５．８ｇ発生するが、最終製品の全重量は５４６．０ｇであり、合金粉末の利用率は、再利用分を含めて９５．３％であった。１４０個の最終製品の中からランダムに２０個を抽出し、その成分及び磁気特性を測定した。全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量及び磁気特性について表２に記載する。
表２：実施例２サンプルの希土類元素含有量及び磁気特性
表２に示す測定データによれば、全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量は最大で３１．１７質量％、最小で３１．０３質量％、最大差は０．１４質量％、標準偏差は０．０４であった。Ｂｒの最大値は１３．２２ｋＧｓ、最小値は１３．１８ｋＧｓ、最大差は０．０４ｋＧｓ、標準偏差は０．０１であった。Ｈｃｊの最大値は２２．５ｋＯｅ、最小値は２２．３ｋＯｅ、平均値は２２．４ｋＯｅ、最大差は０．２ｋＯｅ、標準偏差は０．０７であった。平均角形比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）は０．９７であった。製品における酸素含有量の平均値は６９２ｐｐｍであり、窒素含有量の平均値は３９５ｐｐｍであった。
比較例１
製造する最終製品のサイズを１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）とする。２次基材の状態では切断加工を行わず、２次基材に焼結及び時効処理を行った後に、上記最終製品サイズに切断した。具体的な製造工程は以下の通りである。
平均粒子径（Ｘ５０）が４．０μｍの合金粉末を２．０Ｔの磁場の条件でプレス機によって１次基材へとプレス成形し、次に４００ＭＰａの等方圧でプレス成形し、２次基材を得た。
等方圧プレス後の密度は約５．５ｇ／ｃｍ３、２次基材のサイズは７５．７ｍｍ（非配向面）×３３．９ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）である。２次基材の重量は６０９．７ｇであり、合金粉末の成分は、ＰｒＮｄ：３１．１０質量％、Ｄｙ：１．５０質量％、Ｂ：０．９５質量％、Ｃｏ：１．０５質量％、Ａｌ：０．５１質量％、Ｃｕ：０．１５質量％、Ｇａ：０．１２質量％、Ｔｉ：０．１１質量％、余りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
等方圧プレス後の２次基材を真空炉内で焼結し、焼結温度は１０４０℃であり、７時間保温し、冷却後の焼結３次基材に対して時効処理を行い、第１次時効温度は９００℃であり、３時間保温し、第２次時効温度は６００℃であり、３時間保温した。焼結及び時効処理工程における真空度は５×１０−１Ｐａである。
時効処理完成後の３次基材を一般的な切断装置で切断し、１４０個の１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）のサイズの製品を得た。各切断面には研磨処理を施した。切断工程において再利用が困難な廃磁性材が６４．４ｇ発生した。最終製品の全重量は５４６．０ｇであり、合金粉末の利用率は８９．６％であった。１４０個の最終製品の中からランダムに２０個を抽出し、成分及び磁気特性を測定した。全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量及び磁気特性について表３に記載する。
表３：比較例１サンプルの希土類元素含有量及び磁気特性
表３に示す測定データによれば、全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量は最大で３１．４２質量％、最小で３０．７６質量％、最大差は０．６６質量％、標準偏差は０．２１であった。Ｂｒの最大値は１３．２６ｋＧｓ、最小値は１３．１０ｋＧｓ、最大差は０．１６ｋＧｓ、標準偏差は０．０５であった。Ｈｃｊの最大値は２２．４ｋＯｅ、最小値は２１．７ｋＯｅ、最大差は０．７ｋＯｅ、平均値は２２．０ｋＯｅ、標準偏差は０．２３であった。平均角形比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）は０．９６であった。製品における酸素含有量の平均値は６６３ｐｐｍであり、窒素含有量の平均値は３６６ｐｐｍであった。
比較例２
製造する最終製品のサイズを１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）とする。本発明に係る切断装置を用い、２次基材の状態で、配向面、非配向面、プレス面について、最終製品に対応した形状及びサイズへ加工した。具体的な工程は以下の通りである。
平均粒子径（Ｘ５０）が４．０μｍの合金粉末を２．０Ｔの磁場の条件でプレス機によって１次基材へとプレス成形し、次に４００ＭＰａの等方圧でプレス成形し、２次基材を得た。
等方圧プレス後の密度は約５．５ｇ／ｃｍ３、２次基材のサイズは７５．７ｍｍ（非配向面）×３３．９ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）である。２次基材の重量は６０９．７ｇであり、合金粉末の成分は、ＰｒＮｄ：３１．１０質量％、Ｄｙ：１．５０質量％、Ｂ：０．９５質量％、Ｃｏ：１．０５質量％、Ａｌ：０．５１質量％、Ｃｕ：０．１５質量％、Ｇａ：０．１２質量％、Ｔｉ：０．１１質量％、余りはＦｅ及び不可避な不純物元素である。
第１ステップとして、２次基材を２次基材固定治具Ｃの台座５に調節ボルト４によって固定し、ワイヤ溝の間隙が１０．８ｍｍのワイヤ溝板１を選択し、切断治具Ｂでは切断ワイヤ７の間隙が１０．８ｍｍのワイヤ固定板６を選択し、切断ワイヤ７として線径０．３ｍｍの切断ワイヤ７を選択し、各治具を所定の位置に配置した後に切断装置を起動し、非配向面を基準として、当該非配向面に沿って切断した。
切断後の２次基材は、七つのブロックの２次基材へと分割されているが、そのサイズは１０．５ｍｍ（非配向面）×３３．９ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）である。
第２ステップとして、ワイヤ溝の間隙が８．４ｍｍのワイヤ溝板１、及び切断治具Ｂでは切断ワイヤ７の間隙が８．４ｍｍのワイヤ固定板６を選択し、切断ワイヤ７として線径０．３ｍｍの切断ワイヤ７を選択し、各治具を所定の位置に配置した後に切断装置を起動し、配向面を基準として、当該配向面に沿って切断し、２８個の１０．５ｍｍ（非配向面）×８．１ｍｍ（配向面）×４３．２ｍｍ（プレス面）のサイズの２次基材ブロックを得た。
第３ステップとして、ワイヤ溝の間隙が８．６ｍｍのワイヤ溝板１、及び切断治具Ｂでは切断ワイヤ７の間隙が８．６ｍｍのワイヤ固定板６を選択し、切断ワイヤ７として線径０．３ｍｍの切断ワイヤ７を選択し、各治具を所定の位置に配置した後に設備を起動し、プレス面を基準として、当該プレス面に沿って切断し、１４０個の１０．５ｍｍ（非配向面）×８．１ｍｍ（配向面）×８．３ｍｍ（プレス面）のサイズの２次基材ブロックを得た。
以上の工程はアルゴンガス雰囲気内で行うものであり、２次基材の切断ワイヤ７による切断工程において生じる合金粉末は収集して再利用可能である。
切断完成後の２次基材を真空炉内で焼結し、焼結温度は１０４０℃であり、７時間保温し、冷却後の焼結基材に対して時効処理を行い、第１次時効温度は９００℃であり、３時間保温し、第２次時効温度は６００℃であり、３時間保温した。焼結及び時効処理工程における真空度は５×１０−１Ｐａである。
時効処理完成後の３次基材の非配向面、配向面、プレス面に対して簡易な研磨処理を行い、１４０個の１０．０ｍｍ（非配向面）×６．５ｍｍ（配向面）×８．０ｍｍ（プレス面）サイズの最終製品を得た。
２次基材の切断工程において、５０．８ｇの合金粉末が発生したが、再利用可能である。また、焼結・時効処理、研磨処理工程において、再利用が困難な廃磁性材が１２．０ｇ発生した。最終製品の全重量は５４６．０ｇであり、合金粉末の利用率は、再利用分を含めて９７．７％であった。１４０個の最終製品の中からランダムに２０個を抽出し、成分及び磁気特性を測定した。希土類元素の含有量及び磁気特性を表４に記載する。
表４：比較例２サンプルの希土類元素含有量及び磁気特性
表４に示す測定データによれば、全希土類元素（Ｔｒｅ）の含有量は最大で３１．１７質量％、最小で３１．０５質量％、最大差は０．１２質量％、標準偏差は０．０４であった。Ｂｒの最大値は１３．２１ｋＧｓ、最小値は１３．１４ｋＧｓ、最大差は０．０７ｋＧｓ、標準偏差は０．０２であった。Ｈｃｊの最大値は２２．３ｋＯｅ、最小値は２１．７ｋＯｅ、最大差は０．６ｋＯｅ、平均値は２２．１ｋＯｅ、標準偏差は０．１７であった。平均角形比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）は０．９６であった。製品における酸素含有量の平均値は７１９ｐｐｍであり、窒素含有量の平均値は４５６ｐｐｍであった。
実施例１及び実施例２と比較例１の測定結果を対比すると、本発明の方法及び装置を用いて製造された磁性体は、希土類元素の総重量、Ｂｒ、Ｈｃｊの最大差及び標準偏差の値が、比較例１の磁性体の値よりもいずれも小さく、品質は均一であり、Ｈｃｊの平均値は０．３〜０．４ｋＯｅ向上している。
また、本願発明の方法によれば、２次基材の切断工程において発生する合金粉末は、簡単な方法で回収して再利用可能であり、従来の方法に比べて合金粉末の総利用率は８９．６％から９１．７〜９５．３％に向上できる。
実施例１及び実施例２と比較例２の測定結果を対比すると、比較例２は、２次基材の段階で製品サイズに加工しているため表面積が増加し、切断及び焼結工程において、窒化、酸化し易くなり、実施例１及び実施例２に比べて磁性体中の酸素、窒素の含有量が著しく増加し、Ｈｃｊの値が実施例１及び実施例２の値よりも小さくなっている。
本願発明では、２次基材の状態において仮形状に切断する方法を用いているため、磁性体の均一性が改善し且つＨｃｊが向上することが分かる。
以上、本願発明の具体的実施例を示したが、各実施例はいずれも本願発明の製造方法及び切断装置の一例について説明したものに過ぎず、本発明に対し如何なる形式上の制限を加えるものでもなく、実質的に本発明技術に基づいてなされた内容は、すべて本発明の保護範囲内に属するものである。
１ ワイヤ溝板
２ 位置制御ガイド板
３ ガイドピン
４ 調節ボルト
５ 台座
６ ワイヤ固定板
７ 切断ワイヤ
８ 調節ネジ
９ 固定板
Ａ 切断機構
Ｂ 切断治具
Ｃ ２次基材固定治具
Ｄ 往復昇降機構

Claims (1)

  1. Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系合金粉末を配向磁場の条件においてプレスした１次基材を消磁した後、等方圧プレスして得た２次基材の切断に用いる切断装置であって、
    往復切断機構、切断治具、２次基材固定治具、往復昇降機構を含み、
    前記往復切断機構の下部に前記切断治具が連結され、
    前記往復昇降機構の上部に前記２次基材固定治具が固定され、
    前記２次基材固定治具と前記切断治具は互いに対応し、
    前記往復切断機構は水平方向に往復運動し、前記往復昇降機構は垂直方向に往復昇降し、
    前記２次基材固定治具はワイヤ溝板、位置制御ガイド板、ガイドピン、調節ボルト、台座を有し、
    前記台座の両側には相対する２つの前記ワイヤ溝板が立設され、前記ワイヤ溝板の端部には前記位置制御ガイド板が設けられ、前記位置制御ガイド板には前記ガイドピン及び前記調節ボルトが設けられ、前記切断治具はワイヤ固定板、切断ワイヤ、調節ネジ、固定板で構成され、
    前記固定板の両側には相対する２つの前記ワイヤ固定板が設けられ、２つの前記ワイヤ固定板の間には前記切断ワイヤが張られ、前記ワイヤ固定板には前記切断ワイヤのテンションを調節する調節ネジが設けられる、
    ことを特徴とするＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系焼結磁性体の製造に用いる切断装置。
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