JPH01270210A - アーク状永久磁石及びその製造方法 - Google Patents

アーク状永久磁石及びその製造方法

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JPH01270210A
JPH01270210A JP63098905A JP9890588A JPH01270210A JP H01270210 A JPH01270210 A JP H01270210A JP 63098905 A JP63098905 A JP 63098905A JP 9890588 A JP9890588 A JP 9890588A JP H01270210 A JPH01270210 A JP H01270210A
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JP
Japan
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arc
combination
plate
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permanent magnet
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JP63098905A
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English (en)
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Takeo Omori
健雄 大森
Kensuke Sasaki
佐々木 研介
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Proterial Ltd
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Hitachi Metals Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、R−Fe−B系(但し、RはYを含む希土類
金属の1種、又は2種以上の組合せを示す)永久磁石の
中で、肉厚の薄いアークセグメント及びスキュード・ア
ーク形状をした磁石の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
各種高性能モーター用永久磁石材料として、R−Co系
磁石が用いられている。本用途に於ては多くの場合、使
用される磁石の形状はアークセグメント、或いはスキュ
ード・アークである。
ここでアークセグメントとは例えば第4図(a)に示す
形態のもの、スキュード・アークとは例えば第4図(b
)〜(d)に示す形態をいう。後者は、モーターのスム
ースな回転、ムラの少ない回転を得るために用いられる
(例えば、本願出願人による特願昭62−10198号
参照)。
そしてR−Co系磁石の磁気特性が優れているので磁石
の容易磁化方向の厚み、すなわちアークセグメント、或
いはスキュード・アークの厚みは非常に薄く出来る。
一方、近年開発されたR−Fe−B系永久磁石はその磁
気特性がR−Co系磁石のそれを遥かに凌ぐ優れた材料
であることから、高性能モーター用として注目されつつ
ある。
R−Co系、 R−Fe−B系磁石とも、磁石合金粉末
を粉末成形機等で成形し、該成形体を焼結更に適切な熱
処理を施こすことにより優れた磁気特性が得られる。す
なわち、謂ゆる粉末冶金法により優れた磁石が得られる
。一方、この粉末冶金法では、厚みの非常に薄い(例え
ば1則)アークセグメント或いはスキュード・アークを
謂ゆる near netshapeで量産することは
技術的に大変困難である。
よって該形状の製品は、大きな素材を切断及び研削等機
械加工して所定の形状を削り出す方法により製造されて
いる。しかし乍ら該従来方法では、非常に高価な原料を
多量に消費し、且つ機械加工費が高いことから製品価格
が非常に高いと言う欠点があった。又、R−Pe−B系
磁石に於ては、機械加工により形成される加工変質層が
磁気特性、特に磁石の角形成の大きな劣化を誘起するこ
とが知られている。この特性劣化は、加工後の製品を再
度熱処理することによっても完全には回復しない。
特に磁石の厚みが1mm前後のアークセグメント或いは
スキュード・アークに於ては、この加工変質層の影響の
度合が大きくなり、R−Fe−B系磁石が本来有する優
れた磁気特性を生かせないと言う欠点があった。
そこで、900〜1100℃の温度で加圧変形しせるこ
とによって塑性変形を起こす現象を利用して所定の形状
を得る加工方法を、本願出願人は既に提案している(特
開昭62−262405号公報参照)。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、粉末冶金法による従来技術による製法で、肉厚
の薄いアークセグメント或いはスキュード・アーク形状
のR−Fe−B系磁石を製造すると、機械加工による材
料費及び加工費のアップ、更には磁石特性の劣化を生ず
ると言う欠点があった。
また、本願出願人の提案した前記加工方法も寸法比(配
向方向とそれに直角な方向の比)の小さいアーク状磁石
が機械加工なしで得られるものの肉厚はIIIIffI
!より薄くすることは困難であった。
そこで、本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し、該
形状のR−Fe−B系磁石を磁気特性の劣化無しに、且
つ安価に製造する方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、一般式: R+−& R’ (z (Fe+
−x−yBxCoy)z(但し、RはNb 、 La 
、 Ce及びPrの1種又は2種以上の組合せ、R′は
Dy 、 Tb 、 Gd 、 Ho 、 Er。
To+ + Ybの1種又は2種以上の組合せ、0≦α
≦0.4,0.06≦x≦0.14.0≦y≦0.2.
4.0≦z≦6゜5である。)により表わされる組成を
有するアークセグメント或いはスキュード・アークの形
態を有するアーク状永久磁石の製造に於て、下記の(イ
)〜(ニ)の工程からなることを特徴とするアーク状永
久磁石の製造方法及び得られたアーク状4磁石である。
(イ) 前記組成の微粉を血圧成形して得られる成形体
を切断し薄板にする工程 (ロ) 該薄板を高温で変形を生じない基板上に乗せ、
1000℃〜1150℃の温度範囲で不活性ガス雰囲気
或いは真空中で焼結する工程(ハ) 該焼結体をそのま
まの状態或いは該焼粘体の厚さ方向に軽度のラップ加工
を施こしたものを所定の曲率を有する外径治具に乗せ、
該焼結体上部に所定の曲率を有する荷重(内径治具)を
乗せ、900〜1150℃の温度領域において塑性変形
せしめる工程 (ニ) 塑性変形後適切な熱処理を加える工程。
薄肉アークセグメント或いは薄肉スキュード・アークの
製造コストアップの要因は、(1)単重率が低い。ここ
で単重率とは、製品1ケの重量をそれを作るために使用
した原料の重量で割った数値である。(2)製品形状を
機械加工により削り出すために加工費が高いこと等であ
った。又、その機械加工による加工変質層により必然的
な磁気特性の低下を招く。
本発明者等は、R−Fe−B磁石が高温領域で荷重を加
えると極めて優れた塑性変形能を有することに着目した
。すなわち、900℃以上の温度に加熱したNd−Fe
−8磁石にある荷重を与えると容易に変形し得る。特に
厚みが3mm以下の薄板状R−Fe−B磁石に900℃
以上の温度で荷重を加えると、僅かな荷重でも非常に短
時間で任意の曲率を有するアークセグメントを製造し得
ることを見出した。荷重を与えなくても長時間高温に保
持すれば、セットした治具の形状にならい任意の形状を
得ることは出来る。しかしながら、変形に長時間を必要
とし、生産性に乏しい。又、自重のみによる変形のため
変形後の寸法精度が十分でない、と言う欠点を有する。
本発明の特徴のひとつは3鵬以下の薄板状Nd−Fe−
Bの製造法にある。前述の通り、3mm以下特に1mm
以下の薄板状R−Fe−8磁石を機械加工により削り出
すと加工劣化を生じ磁気特性の低下を生ずる。よってこ
のような材料を高温で変形してアークセグメント或いは
スキュード・アークを得ても良好な特性は得られない。
発明者等は、磁気特性が良好な薄板状磁石を得る方法と
して、R−Fe−8磁石を焼結前、すなわち成形体の状
態で加工する事を試みた。その結果、成形体を加工し、
引き続き焼結熱処理したものは、磁石の厚さが、1胴以
下になっても全く磁石特性に劣化が無い事を見出した。
本方法により得た薄板をアーク状の治具にセットし上部
に荷重を乗せて900℃から1150℃の範囲の温度に
加熱すると所定のアークセグメントが得られる。変形処
理後に熱処理を施こすが、900℃以下の温度、好まし
くは800℃以下の温度で熱処理を行なうことにより変
形後の再変形は生じない。成形体を切断する際は発火防
止のため、Ar或いはN2ガス等不活性ガス雰囲気中(
もしくは真空中)で行なう必要がある。切断時に切粉を
発生するがこの切粉はそのまま原料粉として成形体製造
に再使用出来るのでコストアップとはならない利点を持
つ。尚、非常に寸法精度の厳しい製品の場合は焼結後の
薄板を軽くラップ加工する方法が良い。ラップ加工によ
り僅かに磁気特性の低下を生ずるが、その程度は僅かで
あり、実用上問題ない。以下実施例により説明を行なう
〔実施例〕
(実施例1) Nd (Feo、 aBo、 z) s、 sなる組成
の合金を高周波溶解にて作製した。得られたインゴット
をジョークランシャー及びブラウンミルで粗粉砕した。
この粗粉をジェットミルで微粉砕し、平均粒径4.0ミ
クロンの微粉を得た 該微粉を配向磁場8 KOe +成形圧2.Q ton
/c+Itの条件下で加圧成し、50mmX50mmX
25Mのブロック状成形体を得た。配向方向は25mm
と平行な方向である。成形体の残磁が大きいと取扱いに
不便な為、加工後適切な逆磁場で減磁することが望まし
い。次に該成形体をAr雰囲気中で高速度網の切断刃に
て切断加工を行なった。磁化方向に垂直な面を切断し、
50睡×50鵬×を閤の薄板状成形体を得た。ここでt
は0.5から3まで0.5間隔で変化させた。これらの
薄板状成形体を平らなMo製の板に乗せ、1100℃で
2時間焼結を行なった。雰囲気は真空である。得られた
焼結体の寸法は42.5 M X 42.5値xt’で
ある。t′は焼結前寸法tの約80%となる。
これらの薄板状焼結体を図1mmaに示したSOS製の
外径治具2にセットし、焼結体1の上部に荷重の役割を
担う内径治具3を乗せた。外径治具の半径Rと内径治具
の半径rは以下の関係を持つ。
R=r+t’   ・・・・・・・・・ (1)本実験
ではR=50mmとした。又、内径治具は(1)式を満
すよう夫々のt′に対し作製した。尚、内径治具は荷重
の役を持っているが、その重さはt′及び加熱の温度1
時間により最適値に設定することが好ましい。本実験で
は全てのt′に対し400gとした。第1図(a)の通
りセットした状態で加熱炉に入れ、1050℃,1時間
、真空中で加熱保持した後、冷却して炉より取出した。
第1図ら)に取出した状態を示す。いずれのt′に於て
も治具の曲率に依って所望のアークセグメントが得られ
た。尚、焼結後に薄板状焼結体の磁化方向すなわち厚さ
方向を軽くラップ加工することにより、加熱変形後の寸
法精度を向上出来ることも実験により確認した。変形後
アークセグメントを次に熱処理した。熱処理条件は第1
段を800℃×2 Hr、第2段を600℃XIHrと
した。冷却はガスファン冷却である。熱処理による製品
の再変形は温度900℃以下ならほとんど問題ないが、
好ましくは800℃以下が良い。本発明による方法で作
成したアークセグメントは非常に良好な放射状異方性磁
石となる。第3図はブロックより機械加工により削り出
して製造したものと本発明による方法で製造したものの
磁気特性を測定した結果である。測定試料はアークセグ
メントから切り出した。第3図で明らかなように従来法
で作成したものは加工変質層に起因する磁気特性の劣化
、特に磁石角形性の劣化が著しい。それに対し、本発明
による製法で作成したものは、磁気測定用サンプルに切
り出した為に生じた僅かな特性劣化のみで非常に優れた
磁気特性を有している。
(実施例2) 実施例1と同一の原料及び成形条件で菱形の成形体を作
製した。成形体寸法は50mmX50mmX25m、角
度は60°とした。焼結で薄板を得る迄は実施例1と同
様に行なった。該薄板を図2−aに示すようにセットし
、その後実施例1と同様に1050℃で変形を行なった
。その結果、図2−すに示すごとく良好なスキュード・
アークが得られた。尚、外径治具と内径治具(荷重)を
ガイドピンで連結することにより、スキュー角の精度を
向上させることが出来る。実施例1の場合と同様に、焼
結後の薄板の厚み方向を軽くラップ加工することにより
曲率の精度向上が可能である。加熱により変形を与えた
後の処理は実施例1と全く同様であり、磁気特性も実施
例1と何ら変りないことが確認出来た。
〔発明の効果〕
以上説明した通り、本発明により、肉厚の薄いアークセ
グメント或いはスキュード・アーク磁石を所定の寸法に
精度よく、且つ安価に得ることが可能となった。成形体
の切断加工は非常に高能率で行なうことが可能であり、
又その際発生する切断代は原料微粉としてそのまま再使
用出来るメリットを有している。更に機械加工による削
り出しでは避けられない磁気特性の劣化が全く無いこと
は大きな利点である。
従って、本発明は工業的な製法として大きな価値を持つ
ものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は実施例1の場合のセット状態を示す図で
ある。 第1図(b)は加熱変形後の模式図である。 第2図(a)は実施例2の場合のセット状態を正面図及
び上面図で示した図である。 第2図(ハ)は加熱変形後の模式図である。 第3図は本発明による方法で製造したアークセグメント
及び従来の削り出しにより製造したアークセグメント磁
石の磁気特性測定結果を示す図である。 第4図はアークセグメントとスキュード・アークの形状
の一例を示す図である。 出願人 日立金属株式会社 ′X、、、/″(a)  
             (b)第 4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式:R_1_−_αR’_α(Fe_1_−
    _x_−_yB_xCo_y)_z(但し、RはNb,
    La,Ce及びPrの1種又は2種以上の組合せ、R’
    はDy,Tb,Gd,Ho,Er,Tm,Ybの1種又
    は2種以上の組合せ、0≦α≦0.4,0.06≦x≦
    0.14,0≦y≦0.2,4.0≦z≦6.5である
    。)により表わされる組成を有するアークセグメント或
    いはスキュード・アークの形態を有するアーク状永久磁
    石の製造に於て、下記の(イ)〜(ニ)の工程からなる
    ことを特徴とするアーク状永久磁石の製造方法。 (イ)前記組成の微粉を加圧成形して得られる成形体を
    切断し薄板にする工程 (ロ)該薄板を高温で変形を生じない基板上に乗せ、1
    000℃〜1150℃の温度範囲で不活性ガス雰囲気或
    いは真空中で焼結する工程(ハ)該焼結体をそのままの
    状態或いは該焼結体の厚さ方向に軽度のラップ加工を施
    こしたものを所定の曲率を有する外径治具に乗せ、該焼
    結体上部に所定の曲率を有する荷重(内径治具)を乗せ
    、900℃〜1150℃の温度領域に於て塑性変形せし
    める工程 (ニ)塑性変形後適切な熱処理を加える工程。
  2. (2)一般式:R_1_−_αR’_α(Fe_1_−
    _x_−_yB_xCo_y)_z(但し、RはNb,
    La,Ce及びPrの1種又は2種以上の組合せ、R’
    はDy,Tb,Gd,Ho,Er,Tm,Ybの1種又
    は2種以上の組合せ、0≦α≦0.4,0.06≦x≦
    0.14,0≦y≦0.2,4.0≦z≦6.5である
    。)により表わされる組成を有するアークセグメント或
    いはスキュード・アークの形態を有するアーク状永久磁
    石であって肉厚が1mm以下のアーク状永久磁石。
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